車両用ディスプレイ装置
【課題】検索画面を前景として見える道路形状に合わせて描写することで視認性と操作性を向上した車両用ディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】ナビゲーション用の情報を格納したデータベースと、データベースから抽出した情報をもとに検索画面を含む画像情報を生成し、検索画面を遠近法で描画する画像情報生成部と、画像情報生成部で生成した画像情報を車両のフロントガラスに投影表示するヘッドアップディスプレイと、車両の位置情報に応じて画像情報生成部を制御し、車両の前方視野における前方車両との車間位置に検索画面を路面形状に合わせて表示するように制御する制御部と、を具備する
【解決手段】ナビゲーション用の情報を格納したデータベースと、データベースから抽出した情報をもとに検索画面を含む画像情報を生成し、検索画面を遠近法で描画する画像情報生成部と、画像情報生成部で生成した画像情報を車両のフロントガラスに投影表示するヘッドアップディスプレイと、車両の位置情報に応じて画像情報生成部を制御し、車両の前方視野における前方車両との車間位置に検索画面を路面形状に合わせて表示するように制御する制御部と、を具備する
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、車両運転者の前方視野領域にナビゲーション用の検索画面などを表示する車両用ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、目的地までの運転を支援するナビゲーション装置があり、出発地又は現在地から目的地までの地図情報や、車両の現在位置の情報等を車両に設けたディスプレイに表示するようにしている。また近年では、ナビゲーション情報や走行速度などの車両情報を車両のフロントガラスに表示するヘッドアップデイスプレイ（以下、ＨＵＤと称す）を設け、運転者の視認性を向上した装置もある。
【０００３】
ＨＵＤを備えた車両用ディスプレイ装置では、フロントガラスにナビゲーション情報や車両情報を表示するため、表示された情報と実景とが重なってしまい、運転に支障を来たす場合がある。このため、通常は運転の支障にならないように、フロントガラスの低い位置、つまり運転者が前方を見る視線の位置よりも低い位置にナビゲーション用の情報を表示するようにしている。
【０００４】
ところで、従来のＨＵＤを備えた車両用ディスプレイ装置では、主にナビゲーション情報（自車の位置や走行を誘導する情報）を表示することを目的としているため、検索画面を表示し画面を見ながら選択操作することは想定していない。一方、車両の走行時に道路の周辺情報等を知りたい場合もあり、データベースの情報を検索して表示したいという要求もある。
【０００５】
しかしながら、ＨＵＤによって各種の情報を表示する場合は、運転者の視野を妨げるため、表示位置は視線から離れた周辺位置に表示することになる。このため、検索画面を表示する場合は周辺位置に表示されることになり、検索画面のリストを選択操作する際に運転者の視線が前方と検索画面の間で頻繁に移動するため、注意散漫になり安全上好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３０５３１８号公報
【特許文献２】特開２００４−３２２６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、ＨＵＤによって各種の情報を表示する場合、運転者の視野を妨げるため表示位置は視線から離れた周辺位置に表示することになる。このため検索画面も周辺位置に表示され、検索画面のリストを選択操作する際に運転者の視線が前方と検索画面の間で頻繁に移動するため、注意散漫になり安全上好ましくない。
【０００８】
本発明の実施形態は上記事情に鑑みて成されたもので、検索画面を前景として見える道路形状に合わせて描写することで視認性と操作性を向上した車両用ディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態に係る車両用ディスプレイ装置は、ナビゲーション用の情報を格納したデータベースと、前記データベースから抽出した情報をもとに検索画面を含む画像情報を生成し、前記検索画面を遠近法で描画する画像情報生成部と、前記画像情報生成部で生成した画像情報を車両のフロントガラスに投影表示するヘッドアップディスプレイと、前記車両の位置情報に応じて前記画像情報生成部を制御し、前記車両の前方視野における前方車両との車間位置に前記検索画面を路面形状に合わせて表示するように制御する制御部と、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態によれば、前景として見える前方車両と自車両との間に検索画面のリストを表示し、リストをあたかも路面にペイントされているように表示するため、前方視界を遮蔽することなくかつ違和感なく表示することができる。またリスト選択の補助を行うアイコンを周辺視領域に表示することにより、安全性を損なわない操作が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係る車両用ディスプレイ装置の構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態におけるＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）を示す構成図。
【図３】ＨＵＤにおける表示情報の表示例を示す説明図。
【図４】自車両が道路を走行中の前方視野の一例を示す説明図。
【図５】ナビゲーション用の検索画面の表示例を示す説明図。
【図６】検索画面の下位情報の表示例を示す説明図。
【図７】検索画面の表示形態を示す説明図。
【図８】道路がカーブしているときの検索画面の表示例を示す説明図。
【図９】自車両の表示器に表示される他の検索画面の一例を示す説明図。
【図１０】ナビゲーション用の検索画面の表示動作を示すフローチャート。
【図１１】検索画面の表示処理を説明する説明図。
【図１２】検索画面の高さ方向の幅を求める計算式の一例を示す説明図。
【図１３】検索画面の垂直位置を示す説明図。
【図１４】検索画面の水平方向の幅を求める計算式の一例を示す説明図。
【図１５】検索画面の水平位置を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態に係る車両用ディスプレイ装置について図面を参照して詳細に説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付す。
【実施例１】
【００１３】
図１は、一実施形態に係る車両用ディスプレイ装置１０の構成を示すブロック図である。図１において、車両用ディスプレイ装置１０は、システム制御部１１、車両情報取得部１２、ナビゲーション情報生成部１３、アンテナ１４を備え、車両情報取得部１２、ナビゲーション情報生成部１３はシステム制御部１１に接続されている。またシステム制御部１１には操作部１５、画像情報生成部１６、制御信号生成部１７、測定部１８が接続されている。
【００１４】
システム制御部１１は、車両用ディスプレイ装置１０の動作を制御するものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むコンピュータシステムである。車両情報取得部１２は、自車両の車速や傾きを検出する車速度センサやジャイロセンサ等からの情報をもとに、自車両の速度情報、加速度情報、ハンドルの操舵に伴う進行方向（前進・バック、右・左折）の情報、ブレーキ情報などを取得する。またエンジンを始動してからの走行時間や走行距離の情報等を取得し、システム制御部１１に入力する。
【００１５】
ナビゲーション情報生成部１３は、車速センサやジャイロセンサ等に車内ＬＡＮを介して接続されており、自車両の現在位置を検出するＧＰＳ受信部を含む。ＧＰＳ受信部はアンテナ１４に接続され、ＧＰＳ衛星から送信された信号をアンテナ１４で受信し、受信信号に基づいて自車両の現在位置の情報を取得する。
【００１６】
またナビゲーション情報生成部１３は、データベース１３１を含む。データベース１３１には、地図情報や、道路の車幅情報、道路の傾斜情報、走行レーンの幅や本数の情報、車両の走行経路上に存在する道路標識の情報や建造物の情報等を格納している。またナビゲーション情報生成部１３は、目的地までの経路を案内するナビゲーション情報（例えば経路案内用の２次元地図上に車両の現在位置を重ね合せた情報）を生成する。
【００１７】
操作部１５は、自車両に設けられた操作キーを含み、運転者の操作によって、ナビゲーション表示のオン・オフ指示や、出発地と目的地の情報等を入力する。尚、操作部１５はディスプレイをタッチするタッチパネル式のものでもよい。
【００１８】
画像情報生成部１６は、車両情報取得部１２やナビゲーション情報生成部１３からの情報をもとに画像情報を生成し、表示装置２０（図２）に供給する。制御信号生成部１７は、表示部３０（後述）に表示する画像情報の表示位置を必要に応じて切り換える位置制御信号を生成し、表示装置２０に供給する。
【００１９】
測定部１８は、前方車両と自車両間の距離を測定するもので、例えば、自車両にカメラを搭載して前方の映像を撮影し、撮影した画像を分析することで前方車両を識別し、前方車両との距離を算出する。或いは、自車両に複数の超音波センサやレーダを取り付け、自車両から発した超音波やレーダを前方車両に向けて発射し、前方車両で反射された超音波やレーダを受信して、発射から受信までの時間情報をもとに前方車両との距離を測定するものであってもよい。
【００２０】
次に図２を参照して表示装置２０の構成について説明する。尚、以下の説明では表示装置２０としてヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）を用いた例を説明する。ＨＵＤは、例えば自車両のダッシュボードにおける運転席に対応する位置に配置されたプロジェクターであり、運転席前方のフロントガラスに画像を投影する。
【００２１】
図２において、ＨＵＤ２０は、光束生成部２１と、照射レンズ２２及び照射範囲を制御する光学レンズ２３を含む。照射レンズ２２と光学レンズ２３は光学ボックス２４を構成し、フォーカスや倍率を制御することができる。さらに照射位置を制御するミラー２５、画像を拡大するレンズ２６と、ミラー２５の角度を制御する駆動部２７を含む。
【００２２】
光束生成部２１には、画像情報生成部１６からの画像情報が供給され、光束生成部２１は画像情報を表示する光束を出力する。光束は、照射レンズ２２及び光学レンズ２３を介してミラー２５に照射される。ミラー２５で反射した光束は、拡大レンズ２６で拡大され、車両のフロントガラスＦＧ（表示部３０）に投影される。光学ボックス２４、ミラー２５、拡大レンズ２６は投射光学系を構成する。
【００２３】
投影された画像の表示範囲は、光学レンズ２２によって制御することができ、照射位置はミラー２５の角度を調整することによって制御することができる。駆動部２７は、制御信号生成部１７からの位置制御信号によって駆動され、ミラー２５の角度を調整し表示情報の表示位置を変える。
【００２４】
図３は、ＨＵＤ２０を利用した表示情報の表示例を概略的に示す図である。表示部３０は、運転席前方のフロントガラスＦＧで代用され、ＨＵＤ２０からの画像情報を運転席前方のフロントガラスＦＧの領域３０１に投影する。尚、自車両のダッシュボード中央部にＬＣＤディスプレイ等の表示器３１を配置し、この表示器３１に各種の情報を表示することもできる。また自車両には表示キー１５１と操作キー１５２を含む操作部１５を設けている。操作部１５は表示領域３０１に表示されたリストから任意のリストを選択するものであり、運転の支障にならないように極力単純な操作を行うものが望ましく、例えばアップ・ダウンキーやカーソルキー、又はロータリーキー等を用いる。
【００２５】
運転中は実景を優先的に注視できるように、フロントガラスＦＧの下側の位置、つまり運転者Ｄの基準視線（視界）よりも下側の位置に表示領域３０１（ナビ領域）を設定している。投影表示する画像情報としては、地図情報や車両情報、障害物情報、ナビゲーション用の検索画面等がある。
【００２６】
本実施形態ではナビゲーション用の検索画面の表示方法に特徴があり、以下、ナビゲーション用の検索画面（以下、単に検索画面と呼ぶ）の表示例について説明する。尚、検索画面としては、例えば走行中の道路情報及び道路周辺の情報をリスト化した画面が考えられ、画像情報生成部１６によって検索画面が生成される。
【００２７】
図４は、例えば高速道路を走行中の前方視野の一例を示している。前方視野において運転者が最も注視する領域は前方の中心領域３００である。本実施形態では、中心領域３００を囲む周辺領域３０２と、画像情報を表示する表示領域３０１（ナビ領域）を設定し、ナビ領域３０１にナビゲーション情報（例えば自車の位置、進行方向、走行速度等）を表示する。
【００２８】
また、車両の走行時には前方車両と車間距離をとって走行するため、通常、中心領域３００とナビ領域３０１において、前方車両と自車両の車間位置に路面が見える。前方車両と自車両間の路面は、道路形状や車間距離によって形状やサイズにバラツキがあるものの、ほぼ一様な前景と見做すことができる。したがって本実施形態では、図５に示すように前方車両と自車両間のほぼ一様な前景にナビゲーション用の検索画面４０を表示する。
【００２９】
また検索画面４０は、前景として見える道路形状に合わせて遠近法（perspective）で描画する。検索画面４０の表示は、運転者の操作によって行われ、例えば図３で示すように、ダッシュボードに表示キー１５１を設けておき、表示キー１５１を押すことで検索画面４０が表示され、もう一度押すことで検索画面４０を消去できるようにする。また操作キー１５２を設けている。表示キー１５１、操作キー１５２は、図１の操作部１５の一部を構成する。
【００３０】
図５は、運転席前方のフロントガラスＦＧの中心領域３００からナビ領域３０１領域にかけて投影表示した検索画面４０の一例を示す説明図である。検索画面４０は、例えば「コーヒー」、「食事どころ」、「観光スポット」、「ガソリンスタンド」、「事故注意ポイント」、「おすすめ」等の、道路情報や道路周辺情報を表す複数のリスト４１〜４６で構成される。尚、検索画面４０を表示する場合、実際の路面が全く隠ぺいされるのを防ぐため、検索画面４０は半透明で表示するとよい。
【００３１】
また周辺領域３０２（図４参照）には、検索画面４０のリストの選択操作を補助するアイコン５０を表示する。アイコン５０は、アップ・ダウン選択する矢印アイコン５１，５２と、決定（エンター）及び戻り（リターン）を指示する「決」、「戻」のアイコン５３，５４を含む。アイコン５０は、操作キー１５２（図３）の操作を補助するものであり、操作キー１５２はアイコンが示す機能を実行する複数の操作キーで構成される。操作キー１５２は、アイコン５０と同じ配列でアップ・ダウンキーや決定キー、戻りキーが配置されており、操作キー１５２の操作によって検索画面４０のリストを選択することができる。尚、アイコン５０は操作時の視認性を向上するため、アニメーション効果を付与して表示するようにしてもよい。
【００３２】
検索画面４０の初期表示では、例えば「コーヒー」のリスト４１がハイライト表示される。また周辺領域３０２にアイコン５０が表示される。そしてダウン方向にリストを選択するときは、矢印アイコン５２に対応するダウンキーを操作すればよい。ダウンキーを用いて複数のリスト４２、４３…からいずれかのリストを選択し、決定キーを押すと決定したリストがハイライト表示される。またアップ方向にリストを選択するときは、矢印アイコン５１に対応するアップキーを操作すればよいし、アップやダウンキーを用いてリスト４１、４２、４３…を選択している途中で行き過ぎたときは戻りキーを押せばよい。
【００３３】
こうして選択したリストがハイライト表示されたあとは、図６に示すように、選択されたリストの下位情報が表示される。例えば「事故注意ポンイト」のリスト４５が選択された場合は、選択リストに関する下位情報４５１であるメッセージ（例えば「この先２Ｋｍ地点、カーブスピード落とせ」など）が検索画面４０に代わって表示される。下位情報４５１は、データベース１３１に保管したデータに基づいて生成され、検索画面４０と同様に遠近法で表示される。下位情報は、運転者の前方視野を妨げないように極力簡素化した内容を表示するのが望ましい。
【００３４】
図７は検索画面４０の幾つかの表示形態を示す説明図である。検索画面４０は前景の路面形状に合わせて遠近法で表示され、上方の最も遠方のコンテンツ（リスト４１）はパースペクティブ量を下げ、ほぼ垂直方向に立ち上がった状態で表示するとよい。垂直方向に立てることにより遠方リストであっても文字が読みやすくなる。
【００３５】
遠方のコンテンツは、相対的にサイズが圧縮されるが、パースペクティブ量を下げることで垂直方向に立ち上がるように表現され、リストの情報が把握しやすくなる。本来であれば遠方コンテンツのフォントは変形量が大きくなり、かつ、描画スペースが狭小となるが、垂直方向に立ち上げることで（必ずしも路面と直角でなくてもよい）、遠方コンテンツの視認性を改善することができる。最遠方のコンテンツ領域は、正確には前走車または前々走車の路面レベルより上に位置するが、ナンバープレートなど運転者が捕捉すべき情報が遮蔽されない位置に表示するとよい。一方、下方の手前側のコンテンツ（リスト４５，４６など）は相対的に文字が大きくなるため、パースペクティブ量（傾き量）が増えても視認性への影響は少ない。
【００３６】
また遠方のコンテンツ（例えばリスト４１，４２，４３）は、背景のコントラストを上げて表示するとよい。遠方のコンテンツほど背景のコントラスト比を上げることにより、リスト全体の視認性を均一的に確保することができる。
【００３７】
またリスト４１〜４６の数が多い場合は、各リストの一部（上部、下部）が重なるように表示しても良い。重ね表示することで単位面積当たりに表現できるリストを増やすことができる。特に下方の手前側のリストは文字を大きく表示することができるため、下方のリストほど重なり量を増やしても意味を把握することができる。
【００３８】
さらに、選択したリストについてはハイライト表示等により他のリストと異なる形態で描画するとよい。例えば図７のリスト４６のように立体的な表示方法を用いて文字が浮き上がるように表示し、他の選択されなかったリストと容易に識別できるようにしてもよい。こうして選択されている情報を区別することで容易に把握することができる。
【００３９】
図８は走行中の道路がカーブしている場合の検索画面４０の表示例を示す図である。進行先の道路がどの方向に、どれくらいの曲率でカーブしているかは、データベース１３１の道路情報をもとに判断することができるため、検索画面４０を表示するときに、カーブの曲がり具合に応じて検索画面４０を同様に曲げて表示することができる。
【００４０】
図９は自車両内の表示器３１に表示される画面の一例を示す説明図である。表示器３１はナビゲーションの検索画面を表示する専用表示器（ＣＩＤ）として機能するもので、各種の検索用の画面が表示される。しかしながら、表示器３１の表示密度が濃いと運転者は表示内容の把握が難しくなる。
【００４１】
本実施形態では、本来は表示器３１に表示される検索リスト４１〜４６をフロントガラスＦＧに表示することにより、表示器３１の表示情報を減らすことができ、よりシンプルな画面にすることができるため、運転者の視認性を向上することができる。
【００４２】
図１０は、システム制御部１１の制御のもとに行われる検索画面４０の表示動作を示すフローチャートである。図１０のステップＳ０はスタートステップであり、ステップＳ１では、ナビゲーションメニューの操作モードか否かを判断する。例えば表示キー１５１が操作されたか否かを判断する。メニュー操作モードであれば、ステップＳ２で前方車両との車間距離が予め設定した距離以上か否かを判断する。
【００４３】
予め設定した距離以上であればステップＳ３に進み、ナビゲーション情報生成部１３のデータベース１３１から検索画面４０に表示するリスト情報を抽出する。ステップＳ１，Ｓ２の判断がＮＯの場合は元に戻る。またステップＳ２での前方車両との車間距離は測定部１８によって測定する。
【００４４】
ステップＳ４では走行中の道路のレーン幅、検索画面４０のリストの大きさ、自車両の走行位置の相対関係からＨＵＤ上の適切な表示位置を算出する。レーン幅やレーンの数の情報はデータベース１３１から取得し、自車両の位置情報は車両情報取得部１２から取得する。ステップＳ５ではリスト情報を描画位置に配置する。図５の例で言えば複数のリスト４１〜４６を順に遠近法で検索画面４０の各位置に配置する。ステップＳ６では選択操作を補助するアイコン５０を周辺領域３０２に表示する。
【００４５】
ステップＳ７では自車位置の移動量が設定値以上になったか否かを判断し、ステップＳ８では前方のレーン形状が設定値以上に変化したか否かを判断する。自車位置の移動量が設定値以下で前方のレーン形状に変化がない場合はステップＳ９に進む。また自車位置の移動量が設定値以上のとき、又は前方のレーン形状が変化した場合は、ステップＳ５に戻りリスト情報をレーン形状に合わせた描画位置に配置し直す。例えば図８のように、レーンがカーブしているときはカーブに追わせてリスト情報を配置する。
【００４６】
ステップＳ９では同一メニューか否かを判断する。検索画面４０が道路情報や道路の周辺情報に関するリスト４１〜４６を表示している場合はステップＳ１０に進み、選択したリストをハイライト表示し、ステップＳ１１では選択したリストの下位情報を表示して終了する。
【００４７】
一方、ステップＳ９において別の検索画面を表示する場合は、ステップＳ３に戻って新たなリスト情報を取得して別のリストで構成される検索画面を表示するように動作する。別の検索画面を表示する場合は、操作部１５に「次画面」の表示を指示するキーを設けておき、運転者の操作で別の検索画面を表示する。
【００４８】
図１１は、ステップＳ４及びステップＳ５での検索リスト４０の表示処理を説明する説明図である。図１１（ａ）は、例えば高速道路の走行時に自車両の前方に所定の車間距離をおいて他の車両Ｂ１（前方車両）が走行しているときの運転者からみた前景を示している。また検索画面４０の表示位置と表示形状を斜線で示している。検索画面４０は最も遠方側に表示されるリスト４１の縦方向の表示幅をＲＶ２とし、リスト４１の表示位置の高さをＲＶ１で示す。また検索画面４０の下限の高さ位置をＲＶ０で示し、自車両の前方縁の高さ位置をＲｂ０で示している。
【００４９】
また、フロントガラスの左端から検索画面４０の下端（リスト４６）までの横方向の幅をＲＨ１、フロントガラスの右端から検索画面４０の下端（リスト４６）までの横方向の幅をＲＨ２で示す。またフロントガラスの左端から検索画面４０の上端（リスト４１）までの横方向の幅をＲＨ３、フロントガラスの右端から検索画面４０の上端（リスト４１）までの横方向の幅をＲＨ４で示す。
【００５０】
一方、図１１（ｂ）は画像情報生成部１６で生成される検索画面４０の表示位置を示している。図１１（ｂ）に示すように、画像情報生成部１６で生成される画像の横方向のピクセル数をＮｈとし、縦方向のピクセル数をＮｖとすると、検索画面４０はＲｖ０〜Ｒｖ２及びＲｈ１〜Ｒｈ４で規定される範囲内のピクセルで構成される。Ｒｖ０〜Ｒｖ２及びＲｈ１〜Ｒｈ４は、（ａ）のＲＶ０〜ＲＶ２及びＲＨ１〜ＲＨ４に比例する。
【００５１】
図１１（ｂ）において、画像領域の下端から検索画面４０の下端までの高さはＲｖ０で表わされる。また検索画面４０の最も遠方側に表示されるリスト４１の縦方向の表示幅はＲｖ２で表され、画像領域の下端からリスト４１までの高さはＲｖ１で表される。自車両の前方縁の高さ位置をＲｂ０で示している。また画像領域の左端から検索画面４０の左端までの幅はＲｈ１及びＲｈ３で表わされ、画像領域の右端から検索画面４０の右端までの幅はＲｈ２及びＲｈ４で表わされる。
【００５２】
図１２は、図１１（ｂ）の高さ方向の幅Ｒｂ０、Ｒｖ０、Ｒｖ１、Ｒｖ２を求める計算式の一例を示す図であり、図１３は、自車位置（点Ｏ）から前方車両Ｂ１（点Ｐ０の位置）までの距離等を示す側面図であり、運転者の視点位置を点Ｏ’で示している。尚、自車両Ａと前方車両Ｂ１までの距離は、走行時の平均的な車間距離に相当し、自車両Ａの速度をもとに算出することができる。点Ｐ０は仮想的な前走車Ｂ１の最接近位置を示す。
【００５３】
図１３では、視点位置をＯ’としたときに、ＨＵＤの有効表示内の最大俯角をθｄで示し、最大仰角をθｅで示している。また前方車両Ｂ１の後端を点Ｐ０としたとき、点Ｐ０から垂直に引いた線と最大俯角θｄ及び最大仰角θｅの線が交わる点を点Ｐ２、点Ｐ３で示している。また前前方車両Ｂ２の後端を点Ｓで示し、点Ｏと点Ｐ０の間に点Ｑ、点Ｂ、点Ｒを設定している。
【００５４】
点Ｑは仮想的なデータ表示の下限位置であり、点Ｂは運転者から見える前方路面上の最近接点であり、点Ｒは水平線と視界下限の交点を示す。また点Ｐ０、点Ｑ、点Ｂから最大俯角θｄの線までの高さをそれぞれｖ１、ｖ０、ｂ０で示している。また点Ｏ’と点Ｓを結ぶ線から点Ｐ０までの垂直高さをｖ２で示している。
【００５５】
点Ｏと点Ｐ０間の距離をＯＰ０、点Ｒと点Ｂ間の距離をＲＢ、点Ｒと点Ｑ間の距離をＲＱ、点Ｒと点Ｐ０間の距離をＲＰ０、点Ｓと点Ｐ０間の距離をＳＰ０とすると、図１１（ｂ）の高さ方向の幅Ｒｂ０、Ｒｖ０、Ｒｖ１、Ｒｖ２は、図１２の計算式で求めることができる。
【００５６】
図１２の備考欄に示すように、点Ｏはナビゲーション情報生成部１３からの自車位置情報から求めることができ、点Ｒ，Ｂ，Ｑ，Ｐ０，Ｓは、設計時点の平均値から推定することができる。したがって、図１２の計算式をもとに画像上の検索画面４０の垂直方向の高さ位置やサイズを決定することができる。
【００５７】
また図１４は、図１１（ｂ）の水平方向の幅Ｒｈ１〜Ｒｈ４を求める計算式の一例を示す図であり、図１５は、視点位置（点Ｏ’）から前方車両Ｂ１までの距離等を示す平面図である。
【００５８】
図１５では、視点位置をＯ’としたときに、ＨＵＤの有効表示内の右眼角度をθｒで示し、左眼角度をθｌで示している。また前方車両Ｂ１の後端を点Ｐ１としたとき、点Ｐ１から水平方向に引いた線と左眼角度θｌ及び右眼角度θｒの線が交わる点を点Ｐ４、点Ｐ５で示している。また点Ｏ’と点Ｐ１の間に点Ｑ１を設定している。点Ｑ１は仮想的なデータ表示の下限位置である。
【００５９】
また図１５では、走行レーンの境界線をＬ１，Ｌ２で示し、点Ｏ’と点Ｐ１を結ぶ線を中心に、レーン境界線Ｌ１までの幅をＷＬとし、レーン境界線Ｌ２までの幅をＷＲとしている。また点Ｑ１から水平に線を引き、左眼角度θｌ及び右眼角度θｒの線と交わる点をＱ２，Ｑ３としたとき、点Ｑ２から境界線Ｌ１までの幅をｈ１で示し、点Ｑ３から境界線Ｌ２までの幅をｈ２で示している。また点Ｐ４から境界線Ｌ１までの幅をｈ３で示し、点Ｐ５から境界線Ｌ２までの幅をｈ４で示している。
【００６０】
点Ｏ’と点Ｐ１間の距離をＯ’Ｐ１とすると、図１１（ｂ）のＲｈ１〜Ｒｈ４は、図１４に示す計算式で求めることができる。図１４の備考欄に示すように、点Ｏ’はナビゲーション情報生成部１３からの自車位置情報と設計時点の平均値から推定することができ、点Ｐ１と点Ｑ１は設計時点の平均値から推定することができ、ＷＬ，ＷＲはデータベース１３１の値と自車両位置から推定することができる。したがって、図１４に示す計算式をもとに画像上の検索画面４０の水平方向の位置とサイズを決定することができる。
【００６１】
尚、検索画面４０を表示する場合、自車両にレーダやカメラを搭載し、前方車両との正確な車間距離を測定し、車間距離が予め設定した距離よりも短くなったときは検索画面４０の表示を中止するとよい。検索画面４０の表示を中止することにより、前方車両への追突リスクを低減することができ安全性が高まる。つまり、検索画面４０の表示を停止したことにより運転者に通知効果が生じ、安全性を高めることができる。
【００６２】
また検索画面４０の表示を中止した際に、中心領域３００の上部や周辺視領域３０２等を利用して車間距離をとることを促すメッセージを表示するように切り換えるようにしても良い。
【００６３】
また自車両にカメラを搭載した場合は、前方の景色をより正確に測定することができるため、中心領域３００で運転者が注目すべき事象（例えば、穴、出っ張り、水たまり、小動物等）をカメラで検出した場合には、検索画面４０の表示を中止するとよい。
【００６４】
さらに、自車両にカメラを搭載した場合は、走行時の天候や時間帯に応じて検索画面４０の表示を変えても良い。例えば昼間（日差しが強い場合）や、薄暮、夜間等に応じて検索画面４０の明るさやコントラスト、色を自動的に変えることができる。またカメラで撮影した画像をもとに中心領域３００に存在する路面領域を特定して形状を推定し、ＨＵＤでの検索画面４０の表示形状をより実景に近づけるように補正してもよい。
【００６５】
以上述べた実施形態によれば、ナビゲーション用の検索機能で頻繁に使用される検索画面を前方車両と自車両との車間位置にリスト表示し、リストをあたかも路面にペイントされているように表示するため、前方視界を遮蔽することなくかつ違和感なく表示することができる。またリスト選択の補助を行うアイコンを周辺視領域に表示することにより、安全性を損なわない操作が可能になる。また車間距離が短くなったときには検索画面の表示を中止することもでき、安全性を考慮した表示を行うことができる。
【００６６】
尚、本発明の実施形態は、以上説明した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１０…車両用ディスプレイ装置
１１…システム制御部
１２…車両情報取得部
１３…ナビゲーション情報生成部
１３１…データベース
１４…アンテナ
１５…操作部
１５１…表示キー
１５２…操作キー
１６…画像情報生成部
１７…制御信号生成部
１８…測定部
２０…表示装置（ヘッドアップ・ディスプレイ）
３０…表示部
３１…表示器
３００…中心領域
３０１…表示領域（ナビ領域）
３０２…周辺領域
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、車両運転者の前方視野領域にナビゲーション用の検索画面などを表示する車両用ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、目的地までの運転を支援するナビゲーション装置があり、出発地又は現在地から目的地までの地図情報や、車両の現在位置の情報等を車両に設けたディスプレイに表示するようにしている。また近年では、ナビゲーション情報や走行速度などの車両情報を車両のフロントガラスに表示するヘッドアップデイスプレイ（以下、ＨＵＤと称す）を設け、運転者の視認性を向上した装置もある。
【０００３】
ＨＵＤを備えた車両用ディスプレイ装置では、フロントガラスにナビゲーション情報や車両情報を表示するため、表示された情報と実景とが重なってしまい、運転に支障を来たす場合がある。このため、通常は運転の支障にならないように、フロントガラスの低い位置、つまり運転者が前方を見る視線の位置よりも低い位置にナビゲーション用の情報を表示するようにしている。
【０００４】
ところで、従来のＨＵＤを備えた車両用ディスプレイ装置では、主にナビゲーション情報（自車の位置や走行を誘導する情報）を表示することを目的としているため、検索画面を表示し画面を見ながら選択操作することは想定していない。一方、車両の走行時に道路の周辺情報等を知りたい場合もあり、データベースの情報を検索して表示したいという要求もある。
【０００５】
しかしながら、ＨＵＤによって各種の情報を表示する場合は、運転者の視野を妨げるため、表示位置は視線から離れた周辺位置に表示することになる。このため、検索画面を表示する場合は周辺位置に表示されることになり、検索画面のリストを選択操作する際に運転者の視線が前方と検索画面の間で頻繁に移動するため、注意散漫になり安全上好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３０５３１８号公報
【特許文献２】特開２００４−３２２６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、ＨＵＤによって各種の情報を表示する場合、運転者の視野を妨げるため表示位置は視線から離れた周辺位置に表示することになる。このため検索画面も周辺位置に表示され、検索画面のリストを選択操作する際に運転者の視線が前方と検索画面の間で頻繁に移動するため、注意散漫になり安全上好ましくない。
【０００８】
本発明の実施形態は上記事情に鑑みて成されたもので、検索画面を前景として見える道路形状に合わせて描写することで視認性と操作性を向上した車両用ディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態に係る車両用ディスプレイ装置は、ナビゲーション用の情報を格納したデータベースと、前記データベースから抽出した情報をもとに検索画面を含む画像情報を生成し、前記検索画面を遠近法で描画する画像情報生成部と、前記画像情報生成部で生成した画像情報を車両のフロントガラスに投影表示するヘッドアップディスプレイと、前記車両の位置情報に応じて前記画像情報生成部を制御し、前記車両の前方視野における前方車両との車間位置に前記検索画面を路面形状に合わせて表示するように制御する制御部と、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態によれば、前景として見える前方車両と自車両との間に検索画面のリストを表示し、リストをあたかも路面にペイントされているように表示するため、前方視界を遮蔽することなくかつ違和感なく表示することができる。またリスト選択の補助を行うアイコンを周辺視領域に表示することにより、安全性を損なわない操作が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係る車両用ディスプレイ装置の構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態におけるＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）を示す構成図。
【図３】ＨＵＤにおける表示情報の表示例を示す説明図。
【図４】自車両が道路を走行中の前方視野の一例を示す説明図。
【図５】ナビゲーション用の検索画面の表示例を示す説明図。
【図６】検索画面の下位情報の表示例を示す説明図。
【図７】検索画面の表示形態を示す説明図。
【図８】道路がカーブしているときの検索画面の表示例を示す説明図。
【図９】自車両の表示器に表示される他の検索画面の一例を示す説明図。
【図１０】ナビゲーション用の検索画面の表示動作を示すフローチャート。
【図１１】検索画面の表示処理を説明する説明図。
【図１２】検索画面の高さ方向の幅を求める計算式の一例を示す説明図。
【図１３】検索画面の垂直位置を示す説明図。
【図１４】検索画面の水平方向の幅を求める計算式の一例を示す説明図。
【図１５】検索画面の水平位置を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態に係る車両用ディスプレイ装置について図面を参照して詳細に説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付す。
【実施例１】
【００１３】
図１は、一実施形態に係る車両用ディスプレイ装置１０の構成を示すブロック図である。図１において、車両用ディスプレイ装置１０は、システム制御部１１、車両情報取得部１２、ナビゲーション情報生成部１３、アンテナ１４を備え、車両情報取得部１２、ナビゲーション情報生成部１３はシステム制御部１１に接続されている。またシステム制御部１１には操作部１５、画像情報生成部１６、制御信号生成部１７、測定部１８が接続されている。
【００１４】
システム制御部１１は、車両用ディスプレイ装置１０の動作を制御するものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むコンピュータシステムである。車両情報取得部１２は、自車両の車速や傾きを検出する車速度センサやジャイロセンサ等からの情報をもとに、自車両の速度情報、加速度情報、ハンドルの操舵に伴う進行方向（前進・バック、右・左折）の情報、ブレーキ情報などを取得する。またエンジンを始動してからの走行時間や走行距離の情報等を取得し、システム制御部１１に入力する。
【００１５】
ナビゲーション情報生成部１３は、車速センサやジャイロセンサ等に車内ＬＡＮを介して接続されており、自車両の現在位置を検出するＧＰＳ受信部を含む。ＧＰＳ受信部はアンテナ１４に接続され、ＧＰＳ衛星から送信された信号をアンテナ１４で受信し、受信信号に基づいて自車両の現在位置の情報を取得する。
【００１６】
またナビゲーション情報生成部１３は、データベース１３１を含む。データベース１３１には、地図情報や、道路の車幅情報、道路の傾斜情報、走行レーンの幅や本数の情報、車両の走行経路上に存在する道路標識の情報や建造物の情報等を格納している。またナビゲーション情報生成部１３は、目的地までの経路を案内するナビゲーション情報（例えば経路案内用の２次元地図上に車両の現在位置を重ね合せた情報）を生成する。
【００１７】
操作部１５は、自車両に設けられた操作キーを含み、運転者の操作によって、ナビゲーション表示のオン・オフ指示や、出発地と目的地の情報等を入力する。尚、操作部１５はディスプレイをタッチするタッチパネル式のものでもよい。
【００１８】
画像情報生成部１６は、車両情報取得部１２やナビゲーション情報生成部１３からの情報をもとに画像情報を生成し、表示装置２０（図２）に供給する。制御信号生成部１７は、表示部３０（後述）に表示する画像情報の表示位置を必要に応じて切り換える位置制御信号を生成し、表示装置２０に供給する。
【００１９】
測定部１８は、前方車両と自車両間の距離を測定するもので、例えば、自車両にカメラを搭載して前方の映像を撮影し、撮影した画像を分析することで前方車両を識別し、前方車両との距離を算出する。或いは、自車両に複数の超音波センサやレーダを取り付け、自車両から発した超音波やレーダを前方車両に向けて発射し、前方車両で反射された超音波やレーダを受信して、発射から受信までの時間情報をもとに前方車両との距離を測定するものであってもよい。
【００２０】
次に図２を参照して表示装置２０の構成について説明する。尚、以下の説明では表示装置２０としてヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）を用いた例を説明する。ＨＵＤは、例えば自車両のダッシュボードにおける運転席に対応する位置に配置されたプロジェクターであり、運転席前方のフロントガラスに画像を投影する。
【００２１】
図２において、ＨＵＤ２０は、光束生成部２１と、照射レンズ２２及び照射範囲を制御する光学レンズ２３を含む。照射レンズ２２と光学レンズ２３は光学ボックス２４を構成し、フォーカスや倍率を制御することができる。さらに照射位置を制御するミラー２５、画像を拡大するレンズ２６と、ミラー２５の角度を制御する駆動部２７を含む。
【００２２】
光束生成部２１には、画像情報生成部１６からの画像情報が供給され、光束生成部２１は画像情報を表示する光束を出力する。光束は、照射レンズ２２及び光学レンズ２３を介してミラー２５に照射される。ミラー２５で反射した光束は、拡大レンズ２６で拡大され、車両のフロントガラスＦＧ（表示部３０）に投影される。光学ボックス２４、ミラー２５、拡大レンズ２６は投射光学系を構成する。
【００２３】
投影された画像の表示範囲は、光学レンズ２２によって制御することができ、照射位置はミラー２５の角度を調整することによって制御することができる。駆動部２７は、制御信号生成部１７からの位置制御信号によって駆動され、ミラー２５の角度を調整し表示情報の表示位置を変える。
【００２４】
図３は、ＨＵＤ２０を利用した表示情報の表示例を概略的に示す図である。表示部３０は、運転席前方のフロントガラスＦＧで代用され、ＨＵＤ２０からの画像情報を運転席前方のフロントガラスＦＧの領域３０１に投影する。尚、自車両のダッシュボード中央部にＬＣＤディスプレイ等の表示器３１を配置し、この表示器３１に各種の情報を表示することもできる。また自車両には表示キー１５１と操作キー１５２を含む操作部１５を設けている。操作部１５は表示領域３０１に表示されたリストから任意のリストを選択するものであり、運転の支障にならないように極力単純な操作を行うものが望ましく、例えばアップ・ダウンキーやカーソルキー、又はロータリーキー等を用いる。
【００２５】
運転中は実景を優先的に注視できるように、フロントガラスＦＧの下側の位置、つまり運転者Ｄの基準視線（視界）よりも下側の位置に表示領域３０１（ナビ領域）を設定している。投影表示する画像情報としては、地図情報や車両情報、障害物情報、ナビゲーション用の検索画面等がある。
【００２６】
本実施形態ではナビゲーション用の検索画面の表示方法に特徴があり、以下、ナビゲーション用の検索画面（以下、単に検索画面と呼ぶ）の表示例について説明する。尚、検索画面としては、例えば走行中の道路情報及び道路周辺の情報をリスト化した画面が考えられ、画像情報生成部１６によって検索画面が生成される。
【００２７】
図４は、例えば高速道路を走行中の前方視野の一例を示している。前方視野において運転者が最も注視する領域は前方の中心領域３００である。本実施形態では、中心領域３００を囲む周辺領域３０２と、画像情報を表示する表示領域３０１（ナビ領域）を設定し、ナビ領域３０１にナビゲーション情報（例えば自車の位置、進行方向、走行速度等）を表示する。
【００２８】
また、車両の走行時には前方車両と車間距離をとって走行するため、通常、中心領域３００とナビ領域３０１において、前方車両と自車両の車間位置に路面が見える。前方車両と自車両間の路面は、道路形状や車間距離によって形状やサイズにバラツキがあるものの、ほぼ一様な前景と見做すことができる。したがって本実施形態では、図５に示すように前方車両と自車両間のほぼ一様な前景にナビゲーション用の検索画面４０を表示する。
【００２９】
また検索画面４０は、前景として見える道路形状に合わせて遠近法（perspective）で描画する。検索画面４０の表示は、運転者の操作によって行われ、例えば図３で示すように、ダッシュボードに表示キー１５１を設けておき、表示キー１５１を押すことで検索画面４０が表示され、もう一度押すことで検索画面４０を消去できるようにする。また操作キー１５２を設けている。表示キー１５１、操作キー１５２は、図１の操作部１５の一部を構成する。
【００３０】
図５は、運転席前方のフロントガラスＦＧの中心領域３００からナビ領域３０１領域にかけて投影表示した検索画面４０の一例を示す説明図である。検索画面４０は、例えば「コーヒー」、「食事どころ」、「観光スポット」、「ガソリンスタンド」、「事故注意ポイント」、「おすすめ」等の、道路情報や道路周辺情報を表す複数のリスト４１〜４６で構成される。尚、検索画面４０を表示する場合、実際の路面が全く隠ぺいされるのを防ぐため、検索画面４０は半透明で表示するとよい。
【００３１】
また周辺領域３０２（図４参照）には、検索画面４０のリストの選択操作を補助するアイコン５０を表示する。アイコン５０は、アップ・ダウン選択する矢印アイコン５１，５２と、決定（エンター）及び戻り（リターン）を指示する「決」、「戻」のアイコン５３，５４を含む。アイコン５０は、操作キー１５２（図３）の操作を補助するものであり、操作キー１５２はアイコンが示す機能を実行する複数の操作キーで構成される。操作キー１５２は、アイコン５０と同じ配列でアップ・ダウンキーや決定キー、戻りキーが配置されており、操作キー１５２の操作によって検索画面４０のリストを選択することができる。尚、アイコン５０は操作時の視認性を向上するため、アニメーション効果を付与して表示するようにしてもよい。
【００３２】
検索画面４０の初期表示では、例えば「コーヒー」のリスト４１がハイライト表示される。また周辺領域３０２にアイコン５０が表示される。そしてダウン方向にリストを選択するときは、矢印アイコン５２に対応するダウンキーを操作すればよい。ダウンキーを用いて複数のリスト４２、４３…からいずれかのリストを選択し、決定キーを押すと決定したリストがハイライト表示される。またアップ方向にリストを選択するときは、矢印アイコン５１に対応するアップキーを操作すればよいし、アップやダウンキーを用いてリスト４１、４２、４３…を選択している途中で行き過ぎたときは戻りキーを押せばよい。
【００３３】
こうして選択したリストがハイライト表示されたあとは、図６に示すように、選択されたリストの下位情報が表示される。例えば「事故注意ポンイト」のリスト４５が選択された場合は、選択リストに関する下位情報４５１であるメッセージ（例えば「この先２Ｋｍ地点、カーブスピード落とせ」など）が検索画面４０に代わって表示される。下位情報４５１は、データベース１３１に保管したデータに基づいて生成され、検索画面４０と同様に遠近法で表示される。下位情報は、運転者の前方視野を妨げないように極力簡素化した内容を表示するのが望ましい。
【００３４】
図７は検索画面４０の幾つかの表示形態を示す説明図である。検索画面４０は前景の路面形状に合わせて遠近法で表示され、上方の最も遠方のコンテンツ（リスト４１）はパースペクティブ量を下げ、ほぼ垂直方向に立ち上がった状態で表示するとよい。垂直方向に立てることにより遠方リストであっても文字が読みやすくなる。
【００３５】
遠方のコンテンツは、相対的にサイズが圧縮されるが、パースペクティブ量を下げることで垂直方向に立ち上がるように表現され、リストの情報が把握しやすくなる。本来であれば遠方コンテンツのフォントは変形量が大きくなり、かつ、描画スペースが狭小となるが、垂直方向に立ち上げることで（必ずしも路面と直角でなくてもよい）、遠方コンテンツの視認性を改善することができる。最遠方のコンテンツ領域は、正確には前走車または前々走車の路面レベルより上に位置するが、ナンバープレートなど運転者が捕捉すべき情報が遮蔽されない位置に表示するとよい。一方、下方の手前側のコンテンツ（リスト４５，４６など）は相対的に文字が大きくなるため、パースペクティブ量（傾き量）が増えても視認性への影響は少ない。
【００３６】
また遠方のコンテンツ（例えばリスト４１，４２，４３）は、背景のコントラストを上げて表示するとよい。遠方のコンテンツほど背景のコントラスト比を上げることにより、リスト全体の視認性を均一的に確保することができる。
【００３７】
またリスト４１〜４６の数が多い場合は、各リストの一部（上部、下部）が重なるように表示しても良い。重ね表示することで単位面積当たりに表現できるリストを増やすことができる。特に下方の手前側のリストは文字を大きく表示することができるため、下方のリストほど重なり量を増やしても意味を把握することができる。
【００３８】
さらに、選択したリストについてはハイライト表示等により他のリストと異なる形態で描画するとよい。例えば図７のリスト４６のように立体的な表示方法を用いて文字が浮き上がるように表示し、他の選択されなかったリストと容易に識別できるようにしてもよい。こうして選択されている情報を区別することで容易に把握することができる。
【００３９】
図８は走行中の道路がカーブしている場合の検索画面４０の表示例を示す図である。進行先の道路がどの方向に、どれくらいの曲率でカーブしているかは、データベース１３１の道路情報をもとに判断することができるため、検索画面４０を表示するときに、カーブの曲がり具合に応じて検索画面４０を同様に曲げて表示することができる。
【００４０】
図９は自車両内の表示器３１に表示される画面の一例を示す説明図である。表示器３１はナビゲーションの検索画面を表示する専用表示器（ＣＩＤ）として機能するもので、各種の検索用の画面が表示される。しかしながら、表示器３１の表示密度が濃いと運転者は表示内容の把握が難しくなる。
【００４１】
本実施形態では、本来は表示器３１に表示される検索リスト４１〜４６をフロントガラスＦＧに表示することにより、表示器３１の表示情報を減らすことができ、よりシンプルな画面にすることができるため、運転者の視認性を向上することができる。
【００４２】
図１０は、システム制御部１１の制御のもとに行われる検索画面４０の表示動作を示すフローチャートである。図１０のステップＳ０はスタートステップであり、ステップＳ１では、ナビゲーションメニューの操作モードか否かを判断する。例えば表示キー１５１が操作されたか否かを判断する。メニュー操作モードであれば、ステップＳ２で前方車両との車間距離が予め設定した距離以上か否かを判断する。
【００４３】
予め設定した距離以上であればステップＳ３に進み、ナビゲーション情報生成部１３のデータベース１３１から検索画面４０に表示するリスト情報を抽出する。ステップＳ１，Ｓ２の判断がＮＯの場合は元に戻る。またステップＳ２での前方車両との車間距離は測定部１８によって測定する。
【００４４】
ステップＳ４では走行中の道路のレーン幅、検索画面４０のリストの大きさ、自車両の走行位置の相対関係からＨＵＤ上の適切な表示位置を算出する。レーン幅やレーンの数の情報はデータベース１３１から取得し、自車両の位置情報は車両情報取得部１２から取得する。ステップＳ５ではリスト情報を描画位置に配置する。図５の例で言えば複数のリスト４１〜４６を順に遠近法で検索画面４０の各位置に配置する。ステップＳ６では選択操作を補助するアイコン５０を周辺領域３０２に表示する。
【００４５】
ステップＳ７では自車位置の移動量が設定値以上になったか否かを判断し、ステップＳ８では前方のレーン形状が設定値以上に変化したか否かを判断する。自車位置の移動量が設定値以下で前方のレーン形状に変化がない場合はステップＳ９に進む。また自車位置の移動量が設定値以上のとき、又は前方のレーン形状が変化した場合は、ステップＳ５に戻りリスト情報をレーン形状に合わせた描画位置に配置し直す。例えば図８のように、レーンがカーブしているときはカーブに追わせてリスト情報を配置する。
【００４６】
ステップＳ９では同一メニューか否かを判断する。検索画面４０が道路情報や道路の周辺情報に関するリスト４１〜４６を表示している場合はステップＳ１０に進み、選択したリストをハイライト表示し、ステップＳ１１では選択したリストの下位情報を表示して終了する。
【００４７】
一方、ステップＳ９において別の検索画面を表示する場合は、ステップＳ３に戻って新たなリスト情報を取得して別のリストで構成される検索画面を表示するように動作する。別の検索画面を表示する場合は、操作部１５に「次画面」の表示を指示するキーを設けておき、運転者の操作で別の検索画面を表示する。
【００４８】
図１１は、ステップＳ４及びステップＳ５での検索リスト４０の表示処理を説明する説明図である。図１１（ａ）は、例えば高速道路の走行時に自車両の前方に所定の車間距離をおいて他の車両Ｂ１（前方車両）が走行しているときの運転者からみた前景を示している。また検索画面４０の表示位置と表示形状を斜線で示している。検索画面４０は最も遠方側に表示されるリスト４１の縦方向の表示幅をＲＶ２とし、リスト４１の表示位置の高さをＲＶ１で示す。また検索画面４０の下限の高さ位置をＲＶ０で示し、自車両の前方縁の高さ位置をＲｂ０で示している。
【００４９】
また、フロントガラスの左端から検索画面４０の下端（リスト４６）までの横方向の幅をＲＨ１、フロントガラスの右端から検索画面４０の下端（リスト４６）までの横方向の幅をＲＨ２で示す。またフロントガラスの左端から検索画面４０の上端（リスト４１）までの横方向の幅をＲＨ３、フロントガラスの右端から検索画面４０の上端（リスト４１）までの横方向の幅をＲＨ４で示す。
【００５０】
一方、図１１（ｂ）は画像情報生成部１６で生成される検索画面４０の表示位置を示している。図１１（ｂ）に示すように、画像情報生成部１６で生成される画像の横方向のピクセル数をＮｈとし、縦方向のピクセル数をＮｖとすると、検索画面４０はＲｖ０〜Ｒｖ２及びＲｈ１〜Ｒｈ４で規定される範囲内のピクセルで構成される。Ｒｖ０〜Ｒｖ２及びＲｈ１〜Ｒｈ４は、（ａ）のＲＶ０〜ＲＶ２及びＲＨ１〜ＲＨ４に比例する。
【００５１】
図１１（ｂ）において、画像領域の下端から検索画面４０の下端までの高さはＲｖ０で表わされる。また検索画面４０の最も遠方側に表示されるリスト４１の縦方向の表示幅はＲｖ２で表され、画像領域の下端からリスト４１までの高さはＲｖ１で表される。自車両の前方縁の高さ位置をＲｂ０で示している。また画像領域の左端から検索画面４０の左端までの幅はＲｈ１及びＲｈ３で表わされ、画像領域の右端から検索画面４０の右端までの幅はＲｈ２及びＲｈ４で表わされる。
【００５２】
図１２は、図１１（ｂ）の高さ方向の幅Ｒｂ０、Ｒｖ０、Ｒｖ１、Ｒｖ２を求める計算式の一例を示す図であり、図１３は、自車位置（点Ｏ）から前方車両Ｂ１（点Ｐ０の位置）までの距離等を示す側面図であり、運転者の視点位置を点Ｏ’で示している。尚、自車両Ａと前方車両Ｂ１までの距離は、走行時の平均的な車間距離に相当し、自車両Ａの速度をもとに算出することができる。点Ｐ０は仮想的な前走車Ｂ１の最接近位置を示す。
【００５３】
図１３では、視点位置をＯ’としたときに、ＨＵＤの有効表示内の最大俯角をθｄで示し、最大仰角をθｅで示している。また前方車両Ｂ１の後端を点Ｐ０としたとき、点Ｐ０から垂直に引いた線と最大俯角θｄ及び最大仰角θｅの線が交わる点を点Ｐ２、点Ｐ３で示している。また前前方車両Ｂ２の後端を点Ｓで示し、点Ｏと点Ｐ０の間に点Ｑ、点Ｂ、点Ｒを設定している。
【００５４】
点Ｑは仮想的なデータ表示の下限位置であり、点Ｂは運転者から見える前方路面上の最近接点であり、点Ｒは水平線と視界下限の交点を示す。また点Ｐ０、点Ｑ、点Ｂから最大俯角θｄの線までの高さをそれぞれｖ１、ｖ０、ｂ０で示している。また点Ｏ’と点Ｓを結ぶ線から点Ｐ０までの垂直高さをｖ２で示している。
【００５５】
点Ｏと点Ｐ０間の距離をＯＰ０、点Ｒと点Ｂ間の距離をＲＢ、点Ｒと点Ｑ間の距離をＲＱ、点Ｒと点Ｐ０間の距離をＲＰ０、点Ｓと点Ｐ０間の距離をＳＰ０とすると、図１１（ｂ）の高さ方向の幅Ｒｂ０、Ｒｖ０、Ｒｖ１、Ｒｖ２は、図１２の計算式で求めることができる。
【００５６】
図１２の備考欄に示すように、点Ｏはナビゲーション情報生成部１３からの自車位置情報から求めることができ、点Ｒ，Ｂ，Ｑ，Ｐ０，Ｓは、設計時点の平均値から推定することができる。したがって、図１２の計算式をもとに画像上の検索画面４０の垂直方向の高さ位置やサイズを決定することができる。
【００５７】
また図１４は、図１１（ｂ）の水平方向の幅Ｒｈ１〜Ｒｈ４を求める計算式の一例を示す図であり、図１５は、視点位置（点Ｏ’）から前方車両Ｂ１までの距離等を示す平面図である。
【００５８】
図１５では、視点位置をＯ’としたときに、ＨＵＤの有効表示内の右眼角度をθｒで示し、左眼角度をθｌで示している。また前方車両Ｂ１の後端を点Ｐ１としたとき、点Ｐ１から水平方向に引いた線と左眼角度θｌ及び右眼角度θｒの線が交わる点を点Ｐ４、点Ｐ５で示している。また点Ｏ’と点Ｐ１の間に点Ｑ１を設定している。点Ｑ１は仮想的なデータ表示の下限位置である。
【００５９】
また図１５では、走行レーンの境界線をＬ１，Ｌ２で示し、点Ｏ’と点Ｐ１を結ぶ線を中心に、レーン境界線Ｌ１までの幅をＷＬとし、レーン境界線Ｌ２までの幅をＷＲとしている。また点Ｑ１から水平に線を引き、左眼角度θｌ及び右眼角度θｒの線と交わる点をＱ２，Ｑ３としたとき、点Ｑ２から境界線Ｌ１までの幅をｈ１で示し、点Ｑ３から境界線Ｌ２までの幅をｈ２で示している。また点Ｐ４から境界線Ｌ１までの幅をｈ３で示し、点Ｐ５から境界線Ｌ２までの幅をｈ４で示している。
【００６０】
点Ｏ’と点Ｐ１間の距離をＯ’Ｐ１とすると、図１１（ｂ）のＲｈ１〜Ｒｈ４は、図１４に示す計算式で求めることができる。図１４の備考欄に示すように、点Ｏ’はナビゲーション情報生成部１３からの自車位置情報と設計時点の平均値から推定することができ、点Ｐ１と点Ｑ１は設計時点の平均値から推定することができ、ＷＬ，ＷＲはデータベース１３１の値と自車両位置から推定することができる。したがって、図１４に示す計算式をもとに画像上の検索画面４０の水平方向の位置とサイズを決定することができる。
【００６１】
尚、検索画面４０を表示する場合、自車両にレーダやカメラを搭載し、前方車両との正確な車間距離を測定し、車間距離が予め設定した距離よりも短くなったときは検索画面４０の表示を中止するとよい。検索画面４０の表示を中止することにより、前方車両への追突リスクを低減することができ安全性が高まる。つまり、検索画面４０の表示を停止したことにより運転者に通知効果が生じ、安全性を高めることができる。
【００６２】
また検索画面４０の表示を中止した際に、中心領域３００の上部や周辺視領域３０２等を利用して車間距離をとることを促すメッセージを表示するように切り換えるようにしても良い。
【００６３】
また自車両にカメラを搭載した場合は、前方の景色をより正確に測定することができるため、中心領域３００で運転者が注目すべき事象（例えば、穴、出っ張り、水たまり、小動物等）をカメラで検出した場合には、検索画面４０の表示を中止するとよい。
【００６４】
さらに、自車両にカメラを搭載した場合は、走行時の天候や時間帯に応じて検索画面４０の表示を変えても良い。例えば昼間（日差しが強い場合）や、薄暮、夜間等に応じて検索画面４０の明るさやコントラスト、色を自動的に変えることができる。またカメラで撮影した画像をもとに中心領域３００に存在する路面領域を特定して形状を推定し、ＨＵＤでの検索画面４０の表示形状をより実景に近づけるように補正してもよい。
【００６５】
以上述べた実施形態によれば、ナビゲーション用の検索機能で頻繁に使用される検索画面を前方車両と自車両との車間位置にリスト表示し、リストをあたかも路面にペイントされているように表示するため、前方視界を遮蔽することなくかつ違和感なく表示することができる。またリスト選択の補助を行うアイコンを周辺視領域に表示することにより、安全性を損なわない操作が可能になる。また車間距離が短くなったときには検索画面の表示を中止することもでき、安全性を考慮した表示を行うことができる。
【００６６】
尚、本発明の実施形態は、以上説明した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１０…車両用ディスプレイ装置
１１…システム制御部
１２…車両情報取得部
１３…ナビゲーション情報生成部
１３１…データベース
１４…アンテナ
１５…操作部
１５１…表示キー
１５２…操作キー
１６…画像情報生成部
１７…制御信号生成部
１８…測定部
２０…表示装置（ヘッドアップ・ディスプレイ）
３０…表示部
３１…表示器
３００…中心領域
３０１…表示領域（ナビ領域）
３０２…周辺領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナビゲーション用の情報を格納したデータベースと、
前記データベースから抽出した情報をもとに検索画面を含む画像情報を生成し、前記検索画面を遠近法で描画する画像情報生成部と、
前記画像情報生成部で生成した画像情報を車両のフロントガラスに投影表示するヘッドアップディスプレイと、
前記車両の位置情報に応じて前記画像情報生成部を制御し、前記車両の前方視野における前方車両との車間位置に前記検索画面を路面形状に合わせて表示するように制御する制御部と、
を具備したことを特徴とする車両用ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記画像情報生成部は、複数のリストで構成される検索画面を生成し、
前記複数のリストを操作部によって選択可能にしたことを特徴とする請求項１記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記画像情報生成部は、前記複数のリストの選択操作を補助するアイコン情報を前記検索画面の周辺部に生成し、
前記操作部は前記アイコン情報が示す機能を実行する複数のキーを含むことを特徴とする請求項２記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項４】
前記画像情報生成部は、前記検索画面の複数のリストのうち、上方に表示されるリストのパースペクティブ量を下げ、下方に表示されるリストのパースペクティブ量を上げることを請求項２記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項５】
前記画像情報生成部は、前記検索画面の複数のリストのうち、上方に表示されるリストの背景コントラストを上げ、下方に表示されるリストの背景コントラストを下げることを特徴とする請求項２記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項６】
前記画像情報生成部は、前記検索画面の複数のリストの一部が互いに重なり合うようにし、前記複数のリストのうち上方に表示されるリストよりも下方に表示されるリストの重なり量が多くなるようにしたことを特徴とする請求項２記載の車両用ディスプレイ装置
【請求項７】
前記画像情報生成部は、前記検索画面の複数のリストのうち、選択されたリストを他のリストと異なる形態で描画することを特徴とする請求項２記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項８】
前記車両と前方車両との車間距離を測定する測定部を備え、
前記制御部は、前記車両と前方車両との車間距離が予め設定した距離よりも短くなったときに前記検索画面の表示を中止することを特徴とする請求項１記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項９】
前記測定部は前記車両の前方を撮影するカメラを含み、前記カメラで撮影した画像をもとに前方の路面領域を特定して形状を推定し、
前記制御部は、前記画像情報生成部を制御して前記路面領域の形状に合わせて前記検索画面の形状を補正することを特徴とする請求項８記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記測定部は前記車両の前方を撮影するカメラを含み、前記カメラによって前記車両の運転者が注目すべき事象が撮影されたとき、前記制御部は前記検索画面の表示を中止することを特徴とする請求項８記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項１】
ナビゲーション用の情報を格納したデータベースと、
前記データベースから抽出した情報をもとに検索画面を含む画像情報を生成し、前記検索画面を遠近法で描画する画像情報生成部と、
前記画像情報生成部で生成した画像情報を車両のフロントガラスに投影表示するヘッドアップディスプレイと、
前記車両の位置情報に応じて前記画像情報生成部を制御し、前記車両の前方視野における前方車両との車間位置に前記検索画面を路面形状に合わせて表示するように制御する制御部と、
を具備したことを特徴とする車両用ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記画像情報生成部は、複数のリストで構成される検索画面を生成し、
前記複数のリストを操作部によって選択可能にしたことを特徴とする請求項１記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記画像情報生成部は、前記複数のリストの選択操作を補助するアイコン情報を前記検索画面の周辺部に生成し、
前記操作部は前記アイコン情報が示す機能を実行する複数のキーを含むことを特徴とする請求項２記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項４】
前記画像情報生成部は、前記検索画面の複数のリストのうち、上方に表示されるリストのパースペクティブ量を下げ、下方に表示されるリストのパースペクティブ量を上げることを請求項２記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項５】
前記画像情報生成部は、前記検索画面の複数のリストのうち、上方に表示されるリストの背景コントラストを上げ、下方に表示されるリストの背景コントラストを下げることを特徴とする請求項２記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項６】
前記画像情報生成部は、前記検索画面の複数のリストの一部が互いに重なり合うようにし、前記複数のリストのうち上方に表示されるリストよりも下方に表示されるリストの重なり量が多くなるようにしたことを特徴とする請求項２記載の車両用ディスプレイ装置
【請求項７】
前記画像情報生成部は、前記検索画面の複数のリストのうち、選択されたリストを他のリストと異なる形態で描画することを特徴とする請求項２記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項８】
前記車両と前方車両との車間距離を測定する測定部を備え、
前記制御部は、前記車両と前方車両との車間距離が予め設定した距離よりも短くなったときに前記検索画面の表示を中止することを特徴とする請求項１記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項９】
前記測定部は前記車両の前方を撮影するカメラを含み、前記カメラで撮影した画像をもとに前方の路面領域を特定して形状を推定し、
前記制御部は、前記画像情報生成部を制御して前記路面領域の形状に合わせて前記検索画面の形状を補正することを特徴とする請求項８記載の車両用ディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記測定部は前記車両の前方を撮影するカメラを含み、前記カメラによって前記車両の運転者が注目すべき事象が撮影されたとき、前記制御部は前記検索画面の表示を中止することを特徴とする請求項８記載の車両用ディスプレイ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−３５７８４（Ｐ２０１２−３５７８４Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７８６５２（Ｐ２０１０−１７８６５２）
【出願日】平成２２年８月９日（２０１０．８．９）
【出願人】（５０４１１３００８）東芝アルパイン・オートモティブテクノロジー株式会社 (110)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月９日（２０１０．８．９）
【出願人】（５０４１１３００８）東芝アルパイン・オートモティブテクノロジー株式会社 (110)
【Ｆターム（参考）】
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