JP2012062051A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転時の安全性を確保しつつ、運転の補助情報を表示可能な表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置は、光源ユニットと、投影部と、表示生成手段と、表示切替手段と、を備える。光源ユニットは、車両に設置され、表示像を構成する光を出射する。投影部は、表示像が投影され、当該表示像を虚像として表示させる。表示生成手段は、表示像を運転の補助情報に基づき生成する。表示切替手段は、虚像の表示位置を、車両のフロントウィンドウの上部と重なる位置又はフロントウィンドウの下部と重なる位置に切り替える。表示生成手段は、フロントウィンドウ上部と重なる位置に表示される虚像が示す補助情報による案内方法と、フロントウィンドウ下部と重なる位置に表示される虚像が示す補助情報による案内方法と、を異ならせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、情報を表示する技術に関する。

従来から、車両の運転に関する情報の表示画像を運転者の目の位置（アイポイント）から虚像として視認させる技術が存在する。例えば、特許文献１には、表示源を収容したハウジング及びコンバイナを上下に移動可能に構成することで、アイポイントの上下位置の変化に対する視線方向の不変性を確保する技術が開示されている。その他、本発明に関連する技術が特許文献２及び特許文献３に開示されている。

特開２００２−０５２９５３号公報 特開平０５−０７７６５７号公報 特開２００２−２９３１６１号公報

一般に、運転状態に応じて、運転者にとって便宜な虚像の位置及び内容は異なる。一方、２画面表示等によりフロントウィンドウの略全体にわたり虚像を表示させた場合、運転の妨げとなる可能性がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、運転時の安全性を確保しつつ、運転の補助情報を表示可能な表示装置を提供することを主な目的とする。

請求項１に記載の発明は、車両に設置され、表示像を構成する光を出射する光源ユニットと、前記表示像が投影され、当該表示像を虚像として表示させる投影部と、前記表示像を運転の補助情報に基づき生成する表示生成手段と、前記虚像の表示位置を、前記車両のフロントウィンドウの上部と重なる位置又は前記フロントウィンドウの下部と重なる位置のいずれか一方に選択的に切り替える表示切替手段と、を備え、前記上部と重なる位置に表示されるルート案内のための虚像は、前記下部と重なる位置に表示されるルート案内のための虚像と比較して、施設の表示が一部省略されており、前記ルート案内のための虚像は、地図を表示する。
請求項１０に記載の発明は、車両に設置され、表示像を構成する光を出射する光源ユニットと、前記表示像が投影され、当該表示像を虚像として表示させる投影部とを備える表示装置が実行する制御方法であって、前記表示像を運転の補助情報に基づき生成する表示生成工程と、前記虚像の表示位置を、前記車両のフロントウィンドウの上部と重なる位置又は前記フロントウィンドウの下部と重なる位置のいずれか一方に選択的に切り替える表示切替工程と、を有し、前記上部と重なる位置に表示されるルート案内のための虚像は、前記下部と重なる位置に表示されるルート案内のための虚像と比較して、施設の表示が一部省略されており、前記ルート案内のための虚像は、地図を表示するものである。

ヘッドアップディスプレイシステムの概略構成の一例である。 第１コンバイナの拡大図である。 光源ユニットが第１コンバイナを照射して第１虚像を表示させた場合の運転者の視界の一部を示す。 光源ユニットが第２コンバイナを照射して第２虚像を表示させた場合の運転者の視界の一部を示す。 第２構成例に係るヘッドアップディスプレイシステムの概略構成図である。 第３構成例に係るヘッドアップディスプレイシステムの概略構成図である。 第４構成例に係るヘッドアップディスプレイシステムの概略構成図である。 第５構成例に係るヘッドアップディスプレイシステムの概略構成図である。 第６構成例に係るヘッドアップディスプレイシステムの概略構成図である。 第７構成例に係るヘッドアップディスプレイシステムの概略構成図である。 第８構成例に係るヘッドアップディスプレイシステムの概略構成図である。 第１具体例に係る第１虚像の表示例である。 第１具体例に係る第２虚像の表示例である。 （ａ）第２具体例に係る第１虚像の表示例である。（ｂ）第２具体例に係る第２虚像の表示例である。 （ａ）第１虚像及び第２虚像で縮尺が同一の場合の第１虚像の表示例である。（ｂ）第１虚像及び第２虚像で縮尺が同一の場合の第２虚像の表示例である。

本発明の１つの好適な実施形態では、表示装置は、車両に設置され、表示像を構成する光を出射する光源ユニットと、前記表示像が投影され、当該表示像を虚像として表示させる投影部と、前記表示像を運転の補助情報に基づき生成する表示生成手段と、前記虚像の表示位置を、前記車両のフロントウィンドウの上部と重なる位置又は前記フロントウィンドウの下部と重なる位置に切り替える表示切替手段と、を備え、前記表示生成手段は、前記上部と重なる位置に表示される虚像が示す前記補助情報による案内方法と、前記下部と重なる位置に表示される虚像が示す前記補助情報による案内方法と、を異ならせる。

上記の表示装置は、光源ユニットと、投影部と、表示生成手段と、表示切替手段と、を備える。光源ユニットは、車両に設置され、表示像を構成する光を出射する。投影部は、表示像が投影され、当該表示像を虚像として表示させる。表示生成手段は、表示像を運転の補助情報に基づき生成する。表示切替手段は、虚像の表示位置を、車両のフロントウィンドウの上部と重なる位置又はフロントウィンドウの下部と重なる位置に切り替える。ここで、「フロントウィンドウの上部」とは、フロントウィンドウのボンネット近傍の下端よりも、天井部近傍の上端に近いフロントウィンドウの領域を指す。同様に、「フロントウィンドウの下部」とは、フロントウィンドウの上端よりも、下端に近いフロントウィンドウの領域を指す。また、「車両のフロントウィンドウの上部と重なる位置」とは、必ずしも、虚像の表示領域の全体が当該上部と重なる位置にある必要はなく、一部であってもよい。同様に、「車両のフロントウィンドウの下部と重なる位置」とは、必ずしも、虚像の表示領域の全体が当該下部と重なる位置にある必要はなく、一部であってもよい。そして、表示生成手段は、フロントウィンドウ上部と重なる位置に表示される虚像が示す補助情報による案内方法と、フロントウィンドウ下部と重なる位置に表示される虚像が示す補助情報による案内方法と、を異ならせる。

一般に、運転状態に応じて、運転者にとって便宜な虚像の位置及び内容は異なる。従って、表示装置は、虚像の表示位置を適宜切り替えると共に、当該虚像が示す補助情報に基づく案内方法を変える。これにより、表示装置は、運転状態に応じて、運転補助情報の表示位置及び内容を変えることができ、安全性及び運転者の利便性を向上させることができる。

上記の表示装置の一態様では、前記表示生成手段は、前記上部と重なる位置に表示される虚像が、前記下部と重なる位置に表示される虚像よりも簡易的な表示となるように前記表示像を生成する。このように、表示装置は、注視せずとも視界の中に入る上部の虚像を簡易的に表示させることで、運転を妨げることなく運転の補助情報を提供することができる。

上記の表示装置の他の一態様では、前記表示切替手段は、道路の形状、又は、道路周辺の状態に基づき、前記虚像の表示位置を切り替える。これにより、表示装置は、運転時の安全性を確保しつつ、利便性を向上させることができる。

上記の表示装置の他の一態様では、前記表示切替手段は、運転者の疲労状態に基づき、前記虚像の表示位置を切り替える。これによっても、表示装置は、運転時の安全性を確保しつつ、利便性を向上させることができる。

上記の表示装置の他の一態様では、前記表示切替手段は、渋滞情報に基づき、前記虚像の表示位置を切り替える。これによっても、表示装置は、運転時の安全性を確保しつつ、利便性を向上させることができる。

上記の表示装置の他の一態様では、前記表示生成手段は、ナビゲーション装置から得られるルート情報を、当該ルート情報に対応する撮像された前方風景像に重畳することで、前記表示像を生成する。これにより、表示装置は、より実際の視界に即した経路案内を運転者に提供することができる。

上記の表示装置の他の一態様では、前記投影部は、非軸放物面等の非球面、もしくは自由曲面を有する。これにより、表示装置は、虚像の歪みを低減させることができる。

上記の表示装置の他の一態様では、前記投影部は、前記車両のサンバイザ近傍に配置された第１コンバイナ、及び、ダッシュボード上に設置された第２コンバイナであり、前記光源ユニットは、前記車両の天井部に設置され、かつ、前記第１コンバイナへ光を出射する位置又は前記第２コンバイナへ光を出射する位置との間で遷移可能であり、前記表示切替手段は、前記虚像の表示位置に応じて前記光源ユニットの位置を遷移させる。この態様により、表示装置は、好適に、フロントウィンドウの上部と下部とに虚像の位置を切り替えることができる。

上記の表示装置の他の一態様では、前記第１コンバイナ及び前記第２コンバイナのうち、前記光源ユニットから照射されていないコンバイナが収納される。これにより、表示装置は、運転者に車室内のスペースを有効活用させることができる。

上記の表示装置の他の一態様では、前記投影部は、フロントウィンドウに沿って移動可能なコンバイナであり、前記光源ユニットは、前記車両の天井部に設置され、かつ、光の出射方向が可変であり、前記表示切替手段は、前記虚像の表示位置に応じて、前記コンバイナの位置及び前記出射方向を変更する。この態様によっても、表示装置は、好適に、虚像の表示位置を切り替えることができる。

上記の表示装置の他の一態様では、前記投影部は、ダッシュボード上又は前記光源ユニット上に設けられたコンバイナ、及び前記フロントウィンドウであり、前記ダッシュボード上に設置された前記光源ユニットの出射方向に設けられ、前記光源ユニットから出射した光を、前記コンバイナ又は前記フロントウィンドウのいずれか一方に反射する反射ミラーをさらに備える。この態様によっても、表示装置は、好適に、虚像の表示位置を切り替えることができる。

上記の表示装置の他の一態様では、前記投影部は、前記車両のサンバイザ近傍に配置された第１コンバイナ、及び、ダッシュボード上又は前記光源ユニット上に設けられた第２コンバイナであり、ダッシュボード上に設置された前記光源ユニットの出射方向に設けられ、前記光源ユニットから出射した光を、前記第１コンバイナ又は前記第２コンバイナのいずれか一方に反射する反射ミラーをさらに備える。この態様によっても、表示装置は、好適に、虚像の表示位置を切り替えることができる。

上記の表示装置の他の一態様では、前記投影部は、ダッシュボード上に設けられたコンバイナ、及び前記フロントウィンドウであり、前記光源ユニットは、前記ダッシュボード内に設置され、前記光源ユニットの出射方向に設けられ、前記光源ユニットから出射した光を、前記コンバイナ又は前記フロントウィンドウのいずれか一方に反射する反射ミラーをさらに備え、前記ダッシュボードは、前記反射ミラーによる反射光を通過させる開口部を有する。この態様によっても、表示装置は、好適に、虚像の表示位置を切り替えることができる。

上記の表示装置の他の一態様では、前記投影部は、前記車両のサンバイザ近傍に配置された第１コンバイナ、及び、ダッシュボード上に設けられた第２コンバイナであり、前記光源ユニットは、前記ダッシュボード内に設置され、前記光源ユニットの出射方向に設けられ、前記光源ユニットから出射した光を、前記第１コンバイナ又は前記第２コンバイナのいずれか一方に反射する反射ミラーをさらに備え、前記ダッシュボードは、前記反射ミラーによる反射光を通過させる開口部を有する。この態様によっても、表示装置は、好適に、虚像の表示位置を切り替えることができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

［概略構成］
図１は、本発明に係る表示装置が搭載されたヘッドアップディスプレイシステム（以後、「ＨＵＤシステム」とも呼ぶ。）の概略構成の一例である。ＨＵＤシステムは、主に、光源ユニット１と、第１コンバイナ２ｘ及び第２コンバイナ２ｙと、を備える。光源ユニット１は制御部５０を備える。また、ＨＵＤシステムは、フロントウィンドウ１１と、天井部１２と、ボンネット１３と、ダッシュボード１４と、を備える車両に取り付けられる。

光源ユニット１は、支持部材３１ａ、３１ｂを介して車室内の天井部１２に付設され、現在地を含む地図情報や経路案内情報、走行速度、その他運転を補助する情報（以後、「運転補助情報」とも呼ぶ。）を示す表示像を第１コンバイナ２ｘ又は第２コンバイナ２ｙのいずれか一方へ照射する。具体的には、光源ユニット１は、制御部５０の制御に基づき、光源ユニット１内に表示像の元画像（実像）を生成し、それを第１コンバイナ２ｘ又は第２コンバイナ２ｙへ照射することで、運転者に虚像を視認させる。

また、光源ユニット１は、制御部５０の制御に基づき、回動自在に構成されている。光源ユニット１は、例えば支持部材３１ａ、３１ｂが伸縮することにより、光源ユニット１の出射方向が調整される。そして、光源ユニット１は、実線に示す位置に存在する場合、表示像を第１コンバイナ２ｘへ投影する。一方、光源ユニット１は、破線に示す位置に存在する場合、表示像を第２コンバイナ２ｙへ投影する。

制御部５０は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などを有し、ＨＵＤシステムの全般的な制御を行う。制御部５０は、本発明における「表示生成手段」及び「表示切替手段」の一例である。

第１コンバイナ２ｘ及び第２コンバイナ２ｙは、光源ユニット１から出射される表示像が投影されると共に、表示像を運転者の目の位置（「アイポイントＰｅ」とも呼ぶ。）へ反射することで当該表示像を虚像として表示させる。そして、第１コンバイナ２ｘは、天井部１２に設置された支持軸部３ｘを有し、支持軸部３ｘを支軸として回動する。支持軸部３ｘは、具体的には、フロントウィンドウ１１の上端１１０ａ近傍の天井部１２、言い換えると運転者用の図示しないサンバイザが設置される位置の近傍に設置される。なお、支持軸部３ｘは、上述のサンバイザに代えて設置されてもよい。第２コンバイナ２ｙは、支持軸部３ｙを有し、支持軸部３ｙを支軸として回動する。支持軸部３ｙは、ボンネット１３と略同一面上に延在するダッシュボード１４の平面部１４０に設置される。第１コンバイナ２ｘは、不使用状態では、天井部１２に沿って倒されることで収納される。また、第２コンバイナ２ｙは、不使用状態では、平面部１４０に沿って倒されることで収納される。

また、第１コンバイナ２ｘ及び第２コンバイナ２ｙは、好適には、図２に示すような非軸放物面ミラーなどの非球面ミラー、もしくは自由曲面ミラーである。これにより、ＨＵＤシステムは、第１コンバイナ２ｘ及び第２コンバイナ２ｙの角度調整によって生じる像の歪み（収差）を低減することができる。

再び図１を参照して説明する。光源ユニット１が第１コンバイナ２ｘへ光を出射する場合、出射された光は、破線で示される線分「Ｌ１」及び線分「Ｌ２」を通過してアイポイントＰｅに達する。そして、この場合、線分Ｌ２の延長線「Ｌ３」上に虚像が生成される。以後では、第１コンバイナ２ｘを介して主にフロントウィンドウ１１の上部と重なって表示される虚像を、「第１虚像Ｉｖ１」と呼ぶ。ここで、「フロントウィンドウ１１の上部」とは、具体的には、下端部１１０ｂよりも上端部１１０ａに近いフロントウィンドウ１１の領域を指す。

一方、光源ユニット１が第２コンバイナ２ｙへ光を出射する場合、出射された光は、一点鎖線で示される線分「Ｌ４」及び線分「Ｌ５」を軌跡としてアイポイントＰｅに達する。そして、この場合、線分Ｌ５の延長線「Ｌ６」上に虚像が生成される。以後では、第２コンバイナ２ｙを介して主にフロントウィンドウ１１の下部と重なって表示される虚像を、「第２虚像Ｉｖ２」と呼ぶ。ここで、「フロントウィンドウ１１の下部」とは、上端部１１０ａよりも下端部１１０ｂに近いフロントウィンドウ１１の領域を指す。このように、第１コンバイナ２ｘ及び第２コンバイナ２ｙは、本発明における「投影部」の一例である。

［表示方法］
次に、ＨＵＤシステムにおける運転補助情報の表示方法について説明する。概略的には、制御部５０は、第１虚像Ｉｖ１又は第２虚像Ｉｖ２のいずれかを排他的に切り替えて表示すると共に、第１虚像Ｉｖ１が示す運転補助情報による案内方法と、第２虚像Ｉｖ２が示す運転補助情報による案内方法とを異ならせる。これにより、制御部５０は、運転状態に即した運転補助情報の表示を行い、運転者の利便性を向上させると共に運転時の安全性を確保する。

（表示内容）
まず、制御部５０が第１虚像Ｉｖ１で表示させる運転補助情報について説明する。制御部５０は、第１虚像Ｉｖ１で表示させる内容を、行先を先導する矢印、言い換えると経路を案内する矢印又はこれに相当する誘導物などの簡易な誘導表示に特化させる。言い換えると、制御部５０は、第１虚像Ｉｖ１が、第２虚像Ｉｖ２よりも簡易的な表示となるように表示像を生成する。

図３は、光源ユニット１が第１コンバイナ２ｘに表示像を照射して第１虚像Ｉｖ１を表示させた場合の運転者の視界の一部を示す。図３に示すように、第１虚像Ｉｖ１は、第１コンバイナ２ｘ内で主に上空に重畳されて視認されている。そして、図３では、第１虚像Ｉｖ１として、車両が次に進むべき経路を指し示す矢印が表示されている。なお、制御部５０は、例えば、図示しないナビゲーション装置と電気的に接続され、ナビゲーション装置からルート情報等の表示像を生成するのに必要な情報を受信する。

一般に、虚像がフロントウィンドウ１１の上部に表示される場合には、運転者が注視せずとも視界の中にその虚像が入る。以上を勘案し、制御部５０は、図３に示すように、行先を先導する簡易的な矢印又は誘導物等に第１虚像Ｉｖ１の表示を特化させる。これにより、運転者は、必要に応じて情報を見る場合であっても、その表示位置及び内容を容易に確認することができる。

次に、制御部５０が第２虚像Ｉｖ２で表示させる運転補助情報について説明する。制御部５０は、第２虚像Ｉｖ２で表示させる内容を、通常の経路（ルート）案内で表示するナビゲーション画面又はその一部の表示に特化させる。

図４は、光源ユニット１が第２コンバイナ２ｙを照射して第２虚像Ｉｖ２を表示させた場合の運転者の視界の一部を示す。図４に示すように、第２虚像Ｉｖ２は、第２コンバイナ２ｙ内で主に道路に重畳されて視認されている。具体的には、第２虚像Ｉｖ２は、現在地を指し示す現在地アイコン２１ａと、現在地に対応した地図表示であって、交差点の位置及びその分岐道路の方向等の情報を把握可能な地図表示２１ｂとを含む。なお、制御部５０は、例えば、図示しないナビゲーション装置と電気的に接続され、ナビゲーション装置から地図データ及びルート情報等の表示像を生成するのに必要な情報を受信する。

このように、制御部５０は、運転時の運転者の視線方向に位置する第２虚像Ｉｖ２に、交差点の拡大図などの交差点情報を含む運転補助情報を表示させることで、ナビゲーション機能を強化し、運転を支援することができる。なお、第２虚像Ｉｖ２は、上述の現在地アイコン２１ａ及び地図表示２１ｂの他、進行すべき方向を示す矢印、その他の運転補助情報が付加されて表示されてもよい。

（切り替え制御）
次に、第１虚像Ｉｖ１と第２虚像Ｉｖ２との表示の切り替え方法について、第１制御乃至第５制御の５つの具体例を示す。制御部５０は、以下に示す第１制御乃至第５制御を任意に組み合わせて実行してもよい。

第１制御では、制御部５０は、走行中の道路形状又はその周辺状態に基づき、第１虚像Ｉｖ１と第２虚像Ｉｖ２との表示を切り替える。具体的には、高速（有料）道路などの直線または緩やかなカーブからなる道、又は道路沿いに高層の建築物等が少なく視界の開けている道では、第１虚像Ｉｖ１のみを表示させる。一方、制御部５０は、都心に存在する道などの複雑な交差点を有する道路では、第２虚像Ｉｖ２のみを表示させる。これにより、制御部５０は、頻繁に運転者に視線移動させずに眼精疲労を抑制しつつ、運転時の安全性を確保することができる。

例えば、制御部５０は、第１制御を実行する場合、道路情報及び建物情報を含む地図データと、目的地又は立寄地までの経路（ルート）情報と、自車の現在地情報と、に基づき、走行中の道路が上述したいずれの場合に該当するか判断する。この場合、制御部５０は、例えば、図示しないナビゲーション装置と電気的に接続され、上述の地図データ、ルート情報及び現在地情報を取得する。

他の例では、制御部５０は、第１制御を実行する場合、カメラを備える携帯端末と電気的に接続され、携帯端末の操作に基づき取得された車両の前方画像を当該携帯端末から受信する。そして、制御部５０は、当該前方画像を画像認識することで、走行中の道路が上述したいずれの道路に該当するか判断する。例えば、制御部５０は、周知の画像認識技術に基づき、受信した前方画像から道路及び当該道路沿いに存在する建物を認識し、曲率が所定値以下の道路であるか、又は視界が遮られていない道路であるか等を判断する。

第２制御では、制御部５０は、生体情報や運転の継続時間に基づき、運転者の疲労状態を判断し、第１虚像Ｉｖ１と第２虚像Ｉｖ２の表示を切り替える。具体的には、制御部５０は、例えば、運転者の心拍数、血圧などの生体情報を検出するセンサと電気的に接続され、当該センサの検出値が所定の閾値を超えた又は下回った場合、運転者の疲労が蓄積していると判断する。そして、この場合、制御部５０は、簡易的な運転補助情報の表示である第１虚像Ｉｖ１のみを表示するか、又は、第１虚像Ｉｖ１及び第２虚像Ｉｖ２のいずれの表示も行わない。

他の例では、制御部５０は、第２制御を実行する場合、例えば車両の電源又は光学ユニット１の電源がオンである継続時間幅等から運転の継続時間幅を推定し、当該継続時間幅が所定値以上の場合、運転者の疲労が蓄積していると判断する。そして、この場合も同様に、制御部５０は、簡易的な運転補助情報の表示である第１虚像Ｉｖ１のみを表示するか、又は、第１虚像Ｉｖ１及び第２虚像Ｉｖ２のいずれの表示も行わない。

第３制御では、制御部５０は、渋滞情報に基づき、第１虚像Ｉｖ１又は第２虚像Ｉｖ２を表示させるか判断する。例えば、制御部５０は、ＶＩＣＳセンタ、又は各車両の走行履歴を蓄積管理して渋滞情報を提供するサーバなどから配信される渋滞情報その他交通情報を取得し、走行中の道路が渋滞していると判断した場合、第１虚像Ｉｖ１のみを表示させる。

第４制御では、制御部５０は、外部入力に基づき、上述した第１乃至第３制御のうちいずれを有効にするか決定する。例えば、光源ユニット１は、図示しない入力部を備え、制御部５０は、当該入力部への運転者等による入力に基づき、第１乃至第３制御のうちいずれを有効にするかの設定を受け付ける。

第５制御では、制御部５０は、外部入力に基づき、第１虚像Ｉｖ１又は第２虚像Ｉｖ２のいずれを表示させるか決定する。例えば、光源ユニット１は、図示しない入力部を備え、制御部５０は、当該入力部への運転者等による入力に基づき、第１虚像Ｉｖ１と第２虚像Ｉｖ２との表示を切り替える。

［他の構成例］
本発明に係るＨＵＤシステムの構成例は、図１に示す構成（「第１構成例」とも呼ぶ。）に限定されない。ここで、本発明の表示装置が適用されたＨＵＤシステムの他の構成例である第２構成例乃至第８構成例について、図５乃至図１１を参照して説明する。なお、以後では、同様の構成については適宜同一の符号を付してその説明を省略する。

図５は、第２構成例に係るＨＵＤシステムの概略構成図である。図５に示すように、第２構成例では、ＨＵＤシステムは、投影部となるコンバイナ２を一つのみ備える点、及び、コンバイナ２の位置を移動可能なアーム３０を備える点で、第１構成例と異なる。

具体的には、アーム３０は、フロントウィンドウ１１に沿って延在し、車室内の所定位置に固定される。アーム３０は、コンバイナ２の一端に備えられた支持軸部３の移動を当該アーム３０が延在する範囲に規制する。そして、アーム３０は、少なくとも、図１に示す第１構成例に係る支持軸部３ｘ、３ｙが存在する位置に支持軸部３が移動可能な範囲に延在する。

コンバイナ２は、制御部５０の制御に基づき、又は手動により、実線により示される位置と破線により示される位置とを遷移する。この場合、アーム３０は、例えば、索道におけるロープとして機能し、単線方式または複線方式などによりコンバイナ２を支え、かつ牽引する。そして、コンバイナ２は、実線により示される位置に存在する場合、第１虚像Ｉｖ１を運転者に表示し、破線により示される位置に存在する場合、第２虚像Ｉｖ２を運転者に表示する。このように、コンバイナ２は、本発明における「投影部」の一例である。

図６は、第３構成例に係るＨＵＤシステムの概略構成図である。図６に示すように、第３構成例では、ＨＵＤシステムは、光源ユニット１が平面部１４０上に設置されている。光源ユニット１は、制御部５０の制御に基づき、第１虚像Ｉｖ１又は第２虚像Ｉｖ２のいずれを表示させるかに応じて出射方向を変更可能である。具体的には、光源ユニット１は、第１虚像Ｉｖ１を運転者に視認させる場合、破線「Ｌ７」が示す方向に光を出射する。一方、光源ユニット１は、第２虚像Ｉｖ２を運転者に視認させる場合、一点鎖線「Ｌ８」が示す方向に光を出射する。

また、光源ユニット１の上面１０には、コンバイナ２が載置されている。コンバイナ２は、支持軸部３を支軸として回動可能である。コンバイナ２は、第２虚像Ｉｖ２を表示する際には、図６に示す位置に固定される。一方、コンバイナ２は、第２虚像Ｉｖ２を表示しない場合には、光源ユニット１の上面１０と略同一面上となるように光源ユニット１上又は光源ユニット１内に収納される。コンバイナ２は、本発明における「投影部」の一例である。

平面部１４０上であって光源ユニット１の照射する方向に凹面ミラー５が設置されている。凹面ミラー５は、支持部５１に支えられている。そして、凹面ミラー５は、例えば支持部５１が凹面ミラー５上または平面部１４０上をスライドすることで、起伏が可能である。凹面ミラー５は、本発明における「反射ミラー」の一例である。

凹面ミラー５は、実線に示す位置に存在する場合、光源ユニット１から出射した光を反射して第１虚像Ｉｖ１をフロントウィンドウ１１の上部に投影する。この場合、「フロントウィンドウ１１」は、本発明における「投影部」に相当する。一方、凹面ミラー５は、破線に示す位置に存在する場合、光源ユニット１から出射した光をコンバイナ２へ反射する。これにより、コンバイナ２は、フロントウィンドウ１１の下部に重畳させて第２虚像Ｉｖ２を表示する。

なお、図６では、コンバイナ２は、光源ユニット１上に取り付けられていたが、これに代えて、ダッシュボード１４の平面部１４０上に備えられてもよい。この場合、コンバイナ２は、例えば、光源ユニット１とフロントウィンドウ１１との間に設置され、倒されることで平面部１４０と略平行になるようにダッシュボード１４に収納される。

図７は、第４構成例に係るＨＵＤシステムの概略構成図である。図７に示すように、第４構成例では、ＨＵＤシステムは、第１コンバイナ２ｘを通して第１虚像Ｉｖ１が視認される点で第３構成例と異なる。

第４構成例では、ＨＵＤシステムは、第１構成例と同様の位置に、第１コンバイナ２ｘを備える。第１コンバイナ２ｘは、不使用状態では、天井部１２に沿って倒されることで収納される。また、第２コンバイナ２ｙは、第３構成例のコンバイナ２と同様、光源ユニット１の上面１０に設置され、上面１０に沿って倒されることで光源ユニット１に収納される。そして、凹面ミラー５は、実線に示す位置に存在する場合、光源ユニット１から出射した光を第１コンバイナ２ｘへ反射する。これにより、第１コンバイナ２ｘは、第１虚像Ｉｖ１をフロントウィンドウ１１の上部を通して表示させる。一方、凹面ミラー５は、破線に示す位置に存在する場合、光源ユニット１から出射した光を第２コンバイナ２ｙへ反射する。これにより、第２コンバイナ２ｙは、フロントウィンドウ１１の下部に重畳させて第２虚像Ｉｖ２を表示する。

図８は、第５構成例に係るＨＵＤシステムの概略構成図である。図８に示すように、第５構成例では、ＨＵＤシステムは、第１虚像Ｉｖ１をフロントウィンドウ１１の上部に表示させる点で第３構成例と共通し、ダッシュボード１４内に光源ユニット１及び凹面ミラーが設けられる点及び平面部１４０に光が通過するための開口部１９が設けられている点で、第３構成例と異なる。

第５構成例では、光源ユニット１は、コンバイナ２の下方に位置し、ダッシュボード１４内に設けられる。光源ユニット１は、第３及び第４構成例と同様、光の出射方向を変更可能である。

凹面ミラー５は、ダッシュボード１４内であって、光源ユニット１の出射方向であって、反射面が光源ユニット１と対向する位置に設置されている。そして、凹面ミラー５は、実線に示す位置に存在する場合、光源ユニット１から出射した光を開口部１９内へ反射する。そして、開口部１９を通過した光は、フロントウィンドウ１１の上部に照射され、第１虚像Ｉｖ１が表示される。一方、凹面ミラー５は、破線に示す位置に存在する場合、光源ユニット１から出射した光をコンバイナ２へ反射する。このとき、凹面ミラー５で反射した光は、開口部１９を通過してコンバイナ２へ到達する。そして、コンバイナ２は、フロントウィンドウ１１の下部に重畳させて第２虚像Ｉｖ２を表示する。従って、開口部１９は、第１虚像Ｉｖ１が表示される場合、又は第２虚像Ｉｖ２が表示される場合のいずれの場合であっても凹面ミラー５から反射された光が平面部１４０により遮られない位置及び範囲に設けられる。

図９は、第６構成例に係るＨＵＤシステムの概略構成図である。第６構成例では、ＨＵＤシステムは、ダッシュボード１４内に光源ユニット１及び凹面ミラー５が設けられる点で第５構成例と一致し、第１虚像Ｉｖ１が第１コンバイナ２ｘを通して表示される点で第５構成例と異なる。

第６構成例では、ＨＵＤシステムは、第１構成例と同様の位置に、第１コンバイナ２ｘ及び第２コンバイナ２ｙを備える。そして、凹面ミラー５は、実線に示す位置に存在する場合、光源ユニット１から出射した光を第１コンバイナ２ｘへ反射する。これにより、第１コンバイナ２ｘは、第１虚像Ｉｖ１をフロントウィンドウ１１の上部と重畳させて表示する。一方、凹面ミラー５は、破線に示す位置に存在する場合、光源ユニット１から出射した光を第２コンバイナ２ｙへ反射する。これにより、第２コンバイナ２ｙは、フロントウィンドウ１１の下部と重畳させて第２虚像Ｉｖ２を表示する。そして、開口部１９は、第５構成例と同様、第１虚像Ｉｖ１が表示される場合、又は第２虚像Ｉｖ２が表示される場合のいずれの場合であっても凹面ミラー５から反射された光が平面部１４０により遮られない位置及び範囲に設けられる。

図１０は、第７構成例に係るＨＵＤシステムの概略構成図である。第７構成例では、平面部１４０上に第２凹面ミラー５ｙが設置される点、及び開口部１９が小さい点で、第５構成例と異なる。

第７構成例では、ＨＵＤシステムは、第５構成例の凹面ミラー５と同様の位置に第１凹面ミラー５ｘが設置される。第１凹面ミラー５ｘは、第１虚像Ｉｖ１を表示する際に光源ユニット１から出射した光（破線Ｌ７参照）をフロントウィンドウ１１の上部へ反射するミラーであり、所定の傾斜角度で固定されている。これにより、フロントウィンドウ１１の上部を介して第１虚像Ｉｖ１が運転者に視認される。また、第２凹面ミラー５ｙは、平面部１４０上かつ開口部１９の近傍に設置される。第２凹面ミラー５ｙは、支持軸部５１ｙを支軸として回動可能であり、不使用状態では、開口部１９を介してダッシュボード１４に収納される。第２凹面ミラー５ｙは、光源ユニット１から開口部１９を介して出射された光（一点鎖線Ｌ８参照）をコンバイナ２へ反射する。これにより、コンバイナ２は、第２虚像Ｉｖ２を表示する。そして、第７構成例では、第２凹面ミラー５ｙが平面部１４０上かつ開口部１９の近傍に設置される。これにより、開口部１９で光が通過する範囲が集中する。その結果、第７構成例の開口部１９は、第５及び第６構成例と比較して平面部１４０に占める範囲が小さい。

なお、第７構成例では、ＨＵＤシステムは、第１凹面ミラー５ｘ及び第２凹面ミラー５ｙの２つの反射ミラーを備えたが、これに代えて、第１凹面ミラー５ｘと第２凹面ミラー５ｙとの位置を往復可能な一つの反射ミラーを備えてもよい。この場合、例えば、ＨＵＤシステムは、反射ミラーを上下に移動可能な駆動部を備え、制御部５０は、反射ミラーの位置を、第１虚像Ｉｖ１を表示させるか又は第２虚像Ｉｖ２を表示させるかに応じて移動させる。

図１１は、第８構成例に係るＨＵＤシステムの概略構成図である。第８構成例では、ＨＵＤシステムは、平面部１４０上に第２凹面ミラー５ｙが設置される点で第７構成例と一致し、第１虚像Ｉｖ１が第１コンバイナ２ｘを通して表示される点で第７構成例と異なる。

第８構成例では、ＨＵＤシステムは、第１及び第６構成例と同様の位置に、第１コンバイナ２ｘ及び第２コンバイナ２ｙを備える。そして、第１凹面ミラー５ｘは、第７構成例と同様、第１虚像Ｉｖ１を表示する際に光源ユニット１から出射した光を第１コンバイナ２ｘへ反射する。これにより、第１コンバイナ２ｘは、第１虚像Ｉｖ１を表示する。また、第２凹面ミラー５ｙは、第７構成例と同様、光源ユニット１から開口部１９を介して出射された光を第２コンバイナ２ｙへ反射する。これにより、第２コンバイナ２ｙは、第２虚像Ｉｖ２を表示する。そして、第８構成例では、第２凹面ミラー５ｙが平面部１４０上かつ開口部１９の近傍に設置される。これにより、開口部１９で光が通過する範囲が集中する。その結果、第８構成例の開口部１９は、第７構成例と同様、第５及び第６構成例と比較して平面部１４０に占める範囲が小さい。

なお、第８構成例では、ＨＵＤシステムは、第１凹面ミラー５ｘ及び第２凹面ミラー５ｙの２つの反射ミラーを備えたが、これに代えて、第１凹面ミラー５ｘと第２凹面ミラー５ｙとの位置を往復可能な一つの反射ミラーを備えてもよい。この場合、例えば、ＨＵＤシステムは、反射ミラーを上下に移動可能な駆動部を備え、制御部５０は、反射ミラーの位置を、第１虚像Ｉｖ１を表示させるか又は第２虚像Ｉｖ２を表示させるかに応じて移動させる。

［変形例］
以下、上述の実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。

（変形例１）
第１虚像Ｉｖ１及び第２虚像Ｉｖ２に対応する表示像は、ナビゲーション装置から得られる進行すべき方向等を示したルート情報を、当該ルート情報に対応する撮像された前方風景像に重畳したものであってもよい。この場合、ＨＵＤシステムは、車両の前方を撮像するカメラを備え、制御部５０は、カメラと電気的に接続される。そして、制御部５０は、カメラから供給される画像と、ナビゲーション装置から供給されるルート情報と、を重畳させて表示像を生成する。

（変形例２）
図３、図４に示す第１虚像Ｉｖ１及び第２虚像Ｉｖ２の表示例はこれに限定されない。例えば、これに代えて、第１虚像Ｉｖ１及び第２虚像Ｉｖ２は、縮尺が異なる同様のルート情報を示してもよい。この場合であっても、第２虚像Ｉｖ２が示すルート情報は、第１虚像Ｉｖ１に比べて広域又は／及び詳細に表示されることにより、第１虚像Ｉｖ１が第２虚像Ｉｖ２に比べて簡易的な表示となる。これによっても、ＨＵＤシステムは、運転を妨げることなく、運転の補助情報を運転者に提示することができる。

これについて、第１具体例及び第２具体例の２つの具体例を挙げて説明する。

図１２は、第１具体例に係る第１虚像Ｉｖ１の表示例を示す。また、図１３は、第１具体例に係る第２虚像Ｉｖ２の表示例を示す。図中において、特定地マーク２１ｃは、出発地や目的地、立寄地など外部入力により設定された特定地を指し、走行ルート２１ｄは、車両が通過した又は通過予定の経路を示す。

図１２に示すように、第１虚像Ｉｖ１は、地図表示２１ｂ上に現在地アイコン２１ａ、特定地マーク２１ｃ、及び走行ルート２１ｄを表示している。図１２では、特定地マーク２１ｃは、出発地を示す。同様に、第２虚像Ｉｖ２は、図１３に示すように、現在地アイコン２１ａと、地図表示２１ｂと、特定地２１ｃと、走行ルート２１ｄとを表示する。

そして、図１２、図１３に示すように、第１虚像Ｉｖ１の表示は、第２虚像Ｉｖ２の表示よりも、簡略的に表示されている。そして、第１虚像Ｉｖ１が示す地図表示２１ｂの縮尺は、第２虚像Ｉｖ２が示す地図表示２１ｂの縮尺よりも大きい。言い換えると、第２虚像Ｉｖ２が示す地図表示２１ｂは、図１３の第１虚像Ｉｖ１が示す地図表示２１ｂよりも広域且つ詳細に表示されている。また、第２虚像Ｉｖ２では、各特定地２１ｃに、吹き出しによる当該特定地の説明が表示されている。

次に、第２具体例について、図１４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。図１４（ａ）は、第２具体例に係る第１虚像Ｉｖ１の表示例を示す。図１４（ｂ）は、第２具体例に係る第２虚像Ｉｖ２の表示例を示す。

図１４（ａ）では、第１虚像Ｉｖ１は、現在地アイコン２１ａと、地図表示２１ｂとを表示する。同様に、図１４（ｂ）では、第２虚像Ｉｖ２は、現在地アイコン２１ａと、地図表示２１ｂと、障害物２１ｅと、を表示する。ここで、障害物２１ｅは、対向車両その他障害物を指す。障害物２１ｅは、例えば、車両前方を撮影するカメラが取得した画像を画像処理することにより検出される。

図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、第１虚像Ｉｖ１が示す地図表示２１ｂの縮尺は、第２虚像Ｉｖ２が示す地図表示２１ｂの縮尺よりも小さい。即ち、第１虚像Ｉｖ１が示す地図表示２１ｂは、第２虚像Ｉｖ２が示す地図表示２１ｂよりも広域に表示されている。一方、第２虚像Ｉｖ２は、現在位置付近が拡大された地図表示２１ｂを表示すると共に、検出された障害物２１ｅを表示することにより、第１虚像Ｉｖ１より詳細な表示を行う。

以上の具体例に示すように、ＨＵＤシステムは、縮尺を変えることにより、第１虚像Ｉｖ１を第２虚像Ｉｖ２に比べて簡易的な表示とする。従って、この場合であっても、ＨＵＤシステムは、運転を妨げることなく、運転の補助情報を運転者に提示することができる。

また、ＨＵＤシステムは、第１虚像Ｉｖ１及び第２虚像Ｉｖ２の縮尺が同一であっても、地図表示２１ｂ中の施設の表示を省略することにより、第１虚像Ｉｖ１を第２虚像Ｉｖ２に比べて簡易的な表示としてもよい。これについて、図１５（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。

図１５（ａ）は、第１虚像Ｉｖ１の表示例を示し、図１５（ｂ）は、第２虚像Ｉｖ２の表示例を示す。図１５（ａ）、（ｂ）において、道路２１０は、高速道路を示し、ロゴマーク２１１乃至２１５は、各種施設のロゴマークを示す。

図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、第１虚像Ｉｖ１と第２虚像Ｉｖ２にそれぞれ表示された地図表示２１ｂは、同一の縮尺を有する。一方、第１虚像Ｉｖ１では、第２虚像Ｉｖ２と比較して、ロゴマーク２１１乃至２１５が適宜省略されて表示されている。即ち、第１虚像Ｉｖ１は、第２虚像Ｉｖ２と比較して、表示対象とする地域が同一であっても、施設の表示が一部省略されている。

このように、ＨＵＤシステムは、縮尺が同一であっても、第１虚像Ｉｖ１を第２虚像Ｉｖ２に比べて簡易的な表示とする。従って、この場合であっても、ＨＵＤシステムは、運転を妨げることなく、運転の補助情報を運転者に提示することができる。

本発明は、経路案内や車両の情報を運転者に視認させるシステムに好適に適用することができる。

１ 光源ユニット
２ コンバイナ
２ｘ 第１コンバイナ
２ｙ 第２コンバイナ
３ 支持軸部
１１ フロントウィンドウ
１２ 天井部
１３ ボンネット
１４ ダッシュボード
５０ 制御部

Claims (10)

1. 車両に設置され、表示像を構成する光を出射する光源ユニットと、
   前記表示像が投影され、当該表示像を虚像として表示させる投影部と、
   前記表示像を運転の補助情報に基づき生成する表示生成手段と、
   前記虚像の表示位置を、前記車両のフロントウィンドウの上部と重なる位置又は前記フロントウィンドウの下部と重なる位置のいずれか一方に選択的に切り替える表示切替手段と、を備え、
   前記上部と重なる位置に表示されるルート案内のための虚像は、前記下部と重なる位置に表示されるルート案内のための虚像と比較して、施設の表示が一部省略されており、
   前記ルート案内のための虚像は、地図を表示するものであることを特徴とする表示装置。
2. 前記上部と重なる位置に表示される地図の縮尺と、前記下部と重なる位置に表示される地図の縮尺とは同一であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示生成手段は、前記上部と重なる位置に表示される地図よりも、前記下部と重なる位置に表示される地図を、縮尺が小さく、かつ、詳細となるように表示することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記表示生成手段は、前記上部と重なる位置に表示される地図よりも、前記下部と重なる位置に表示される地図を、縮尺が大きく、かつ、詳細となるように表示することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 前記表示切替手段は、道路の形状に基づき、前記虚像の表示位置を切り替えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の表示装置。
6. 前記表示切替手段は、走行中の道路が高速道路か否かに基づき、前記虚像の表示位置を切り替えることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. 前記表示切替手段は、走行中の道路の曲率に基づき、前記虚像の表示位置を切り替えることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
8. 前記表示切替手段は、前記車両の前方方向へ向けて撮像された画像データから前記道路の形状を認識し、認識した道路の形状に基づき、前記虚像の表示位置を切り替えることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の表示装置。
9. カメラを備える携帯端末と電気的に接続し、
   前記表示切替手段は、前記携帯端末から送信される画像データから前記道路の形状を認識することを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
10. 車両に設置され、表示像を構成する光を出射する光源ユニットと、
    前記表示像が投影され、当該表示像を虚像として表示させる投影部とを備える表示装置が実行する制御方法であって、
    前記表示像を運転の補助情報に基づき生成する表示生成工程と、
    前記虚像の表示位置を、前記車両のフロントウィンドウの上部と重なる位置又は前記フロントウィンドウの下部と重なる位置のいずれか一方に選択的に切り替える表示切替工程と、を有し、
    前記上部と重なる位置に表示されるルート案内のための虚像は、前記下部と重なる位置に表示されるルート案内のための虚像と比較して、施設の表示が一部省略されており、
    前記ルート案内のための虚像は、地図を表示するものであることを特徴とする制御方法。

Images