JP2018184114A - ヘッドアップディスプレイ装置と表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】快適な運転の妨げにならないように画像情報を表示する。【解決手段】ヘッドアップディスプレイ装置１００は、表示光を照射する表示ユニット１１０と、表示ユニットからの表示光をウインドシールドへ導くことで視認者に虚像を視認させる光学系１２０と、表示ユニット１１０と光学系１２０との距離もしくは光学系１２０が備える鏡面の角度を変化させることにより虚像の照射位置を調整する虚像位置調整部１３０と、視認者の焦点を検出する視点位置検出部１４０と、焦点検出部が検出した視認者の焦点に基づいて、虚像の照射位置を変えるように虚像位置調整部を制御する制御部１５０と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置と表示方法に関する。

ヘッドアップディスプレイ装置は、表示ユニットから発せられる表示光を凹面鏡で拡大し、拡大した表示光をフロントガラスに照射する。視認者（ドライバ）は、フロントガラスに反射した表示光を受けることで、フロントガラスを通じて見える背景に、その表示光による虚像を重ねて視認する。

特開２０１６−８６３５５号公報

特許文献１は、潜在危険情報をヘッドアップディスプレイ装置によって表示する技術を開示する。しかし、表示された情報は、認識後はドライバにとって不要な場合が多く、ドライバが外界を見ながら運転する際に、快適な運転の妨げになるおそれがある。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、快適な運転の妨げにならないように画像情報を表示するヘッドアップディスプレイ装置と表示方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
表示光を照射する表示ユニットと、
前記表示ユニットからの前記表示光を表示部へ導くことで視認者に虚像を視認させる光学系と、
前記表示ユニットと前記光学系との少なくとも一方を制御することにより、前記虚像の表示位置を調整する虚像位置調整部と、
前記視認者の視線が注がれる視点位置を検出する視点位置検出部と、
前記視点位置検出部が検出した視点位置に基づいて、前記虚像の表示位置を変えるように前記虚像位置調整部を制御する制御部と、
を備える。

上記目的を達成するため、本発明に係る表示方法は、
視認者の視線が注がれている視点位置を検出し、
検出した視点位置に基づいて結像位置を調整して、表示対象画像の虚像を投影する。

本発明によれば、虚像の表示位置を視認者の視線位置に基づいて調整できるので、快適な運転の妨げにならないように情報を表示できる。

本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置による情報の表示について説明するための図である。 実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置によって表示される画像のフロントガラス上の表示位置について説明するための図である。 実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の構成図である。 図３に示す制御部の構成図である。 表示するコンテンツの分類、優先順位、表示距離について説明するための図である。 実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の画像投影処理のフローチャートである。 実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の動作を説明するための図である。 実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の動作を説明するための図である。 実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の動作を説明するための図である。

本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置と表示方法の実施形態について図を参照して説明する。

本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１００は、車両のダッシュボード内に設置され、図１に示すように、ウインドシールド２００（表示部）に向けて表示対象の画像（表示対象画像）を表す表示光を照射する。表示光はウインドシールド２００で視認者に向けて反射される。視認者（ドライバ）は、ウインドシールド２００で反射された表示光を受けて、ウインドシールド２００を通して見える背景に重畳した虚像Ｖを視認可能となる。

虚像Ｖは、図２に例示するように、例えば、ウインドシールド２００の一箇所、図２では右下の画像表示領域２２０にまとめて見えるように形成される。ヘッドアップディスプレイ装置１００は、例えば、ワーニング情報、目的地方向等の地図情報、速度情報等の車両情報、温度などの環境情報、その他の情報を含むインフォメーション情報を表す画像（コンテンツ）を虚像Ｖとして表示する。

（ヘッドアップディスプレイ装置１００の構成）
ヘッドアップディスプレイ装置１００の構成を図３を参照して説明する。
図示するように、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、表示ユニット１１０、光学系１２０、虚像位置調整部１３０、視点位置検出部１４０、制御部１５０を備える。

表示ユニット１１０は、制御部１５０を介して照射する画像情報を受け取り、所定の画像を表す表示光を照射する。表示ユニット１１０は、光を放射するバックライト、バックライトからの光に基づき所定の画像を表す表示光を生成するＤＭＤ（Digital Micro mirror Device）素子、ＤＭＤ素子により生成された表示光を拡大する照射レンズ、照射レンズからの表示光を照射するスクリーンを備える。なお、ＤＭＤ素子、スクリーン等に代えて透過型の液晶表示素子でもよい。

光学系１２０は、表示ユニット１１０が照射した表示光を拡大投影する。具体的には、ウインドシールド２００に表示光を導く。光学系１２０は、図１に示すように、折り返しミラー１２１と凹面鏡１２２とを備える。折り返しミラー１２１は、平面反射鏡から構成される。折り返しミラー１２１は、表示ユニット１１０から受けた表示光を凹面鏡１２２に向けて反射する。凹面鏡１２２は、表示光を拡大させつつ、表示部として機能するウインドシールド２００に向けて反射する。

虚像位置調整部１３０は、制御部１５０の指示に基づいて、表示ユニット１１０と光学系１２０との少なくとも一方を制御する虚像Ｖの表示位置を調整する。本実施形態では、表示ユニット１１０と光学系１２０との距離を変化させることにより、虚像Ｖの結像位置までの距離を調整する。詳しくは、虚像位置調整部１３０は、図示しないパルスモータ、ギア等で構成され、表示ユニット１１０から照射される表示光に沿う方向に表示ユニット１１０を移動させる。

虚像位置調整部１３０により表示ユニット１１０（正確にはそのスクリーン）が光学系１２０（正確には折り返しミラー１２１）に接近するにつれて虚像の表示位置は視認者に近づく。つまり、虚像Ｖは、視認者の近くに結像される。この場合、視認者は、自身の視線が注がれる視点位置（視認者の視線の焦点を結ぶ位置）を近くすることにより虚像Ｖの表示位置と視点位置とを合わせることができる。虚像Ｖが視認者の近くで結像されており、視認者の視点位置が遠距離にある場合、視認者の視点位置は虚像Ｖの表示位置（結像位置）に合わない。したがって、視認者は、虚像Ｖをぼんやりと認識するだけであるので、快適な運転の妨げにならない。

一方、虚像位置調整部１３０により表示ユニット１１０（正確にはそのスクリーン）が光学系１２０から離れるにつれて虚像の表示位置は視認者に近づく。つまり、虚像Ｖは、視認者から遠くに結像される。この場合、視認者は、自身の視線が注がれる視点位置（焦点位置）を遠くすることにより虚像Ｖの表示位置と視点位置とを合わせることができる。虚像Ｖが視認者の遠くで結像されており、視認者の視点位置が近距離にある場合、視認者の虚像Ｖの表示位置に合わない。したがって、視認者は、虚像Ｖをぼんやりと認識するだけであるので、快適な運転の妨げにならない。

視点位置検出部１４０は、視認者の視線が注がれる視点（注視点）の位置を検出する。視点位置検出部１４０は、ステレオカメラ（図示しない）を備える。ステレオカメラは、視認者の顔画像を撮影する。そして、視点位置検出部１４０は、周知の画像解析技術により、視認者の顔の向き、各目の中の瞳の位置等を求め、３次元空間における視点位置を取得する。つまり、視点位置検出部１４０は、視認者の位置を基準として、視点までの距離Ｌ１と視点（視線）の向きを求める。

制御部１５０は、物理的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵの作業領域となるＲＡＭ（Random Access Memory）、プログラムや各種パラメータを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）等を備える。

制御部１５０は、視点位置検出部１４０が検出した視認者の視点位置に基づいて、表示するコンテンツに応じて虚像Ｖの表示位置（本実施形態では、奥行き）を変えるように虚像位置調整部１３０を制御する。

制御部１５０は、図４に示すように、機能として、取得部１５１、表示位置決定部１５２、駆動部１５３、判断部１５４を備える。

取得部１５１は、図示しない車両内装置から照射するコンテンツの画像情報を取得する。車両内装置とは、車両に搭載されているＥＣＵ（Electronic Control Unit）、ナビゲーションシステム、映像装置等である。ヘッドアップディスプレイ装置１００は、これらの車両内装置と車内ＬＡＮ（Local Area Network）で接続され、虚像として表示するコンテンツの画像情報（ワーニング情報、車速情報、ナビ情報、温度情報等）を取得する。取得部１５１は、取得した画像情報を表示ユニット１１０と表示位置決定部１５２に供給する。

コンテンツは、図５に示すように優先順位毎に予め分類されている。コンテンツの分類は、ワーニング情報、インフォメーション情報及びナビ情報により構成されている。ワーニング情報は優先度が最も高い優先順位１位の高優先度コンテンツに設定され、インフォメーション情報は優先度が最も低い優先順位３位の低優先度コンテンツに設定され、ナビ情報は優先順位２位の中優先度コンテンツに設定されている。ワーニング情報は、ＡＢＳ（Antilock Brake System）警告、シートベルト未着用警告、残燃料警告（Low Fuel Warning）などの搭乗者に対する警告を示す情報である。ナビ情報は、地図、目的地の方向表示など、運転者に運転の案内する情報である。インフォメーション情報は、速度表示、残燃料表示、温度表示などである。コンテンツの分類ごとにウインドシールド２００から虚像Ｖの結像位置までの距離Ｌ１（以下、表示距離Ｌ１）が規定されている。なお、通常の車両では、ウインドシールド２００の位置と運転者の目ｅの位置とは、ほぼ一致すると見なしてかまわない。図５に示すようなコンテンツを分類するための情報は予め制御部１５０のＲＯＭに記憶されている。

制御部１５０は、図５に示すコンテンツの分類ごとに、視点位置検出部１４０により検出される視点位置に対する虚像の表示位置を変えるように虚像位置調整部１３０を制御する。

表示位置決定部１５２は、コンテンツ（画像）を虚像Ｖの表示位置を決定する。表示位置には、ウインドシールド２００から虚像Ｖの表示位置までの表示距離Ｌ１とウインドシールド２００上の位置との２つのパラメータがあるが、ここでは、表示距離Ｌ１を決定する場合について説明する。

具体的には、表示位置決定部１５２は、取得部１５１を介して取得した画像情報が図５に示すコンテンツの分類の何れに属するかを、メタデータ等から判別し、属する分類に応じた表示距離Ｌ１を求め、この表示距離Ｌ１に基づき虚像の表示位置を決定する。

例えば、表示位置決定部１５２は、画像情報がワーニング情報の分類に属する場合、虚像の表示位置を視点位置検出部１４０により検出された視認者の視点位置までの距離に一致させる。また、表示位置決定部１５２は、画像情報がナビ情報の分類に属する場合、虚像の表示位置を予め設定されている距離だけ離れた所定位置に設定する。また、表示位置決定部１５２は、画像情報がインフォメーション情報の分類に属する場合、虚像Ｖの表示位置を視認者の視点位置と異なる位置に設定する。例えば、時速１００ｋｍ／ｈで走行時に、約１００ｍ先に視認者の視点位置があると仮定する。この場合、表示位置決定部１５２は、視認者の快適な運転の妨げにならないように、インフォメーション情報を表す虚像Ｖの表示位置を近距離（例えば、２０ｍ程度）に設定する。時速２０ｋｍ／ｈで走行時に、約２０ｍ先に視認者の視点位置があると仮定する。この場合、表示位置決定部１５２は、視認者の快適な運転の妨げにならないように、インフォメーション情報を表す虚像Ｖの表示位置を遠距離（例えば、１００ｍ程度）に設定する。

駆動部１５３は、例えばモータ駆動回路であって、表示位置決定部１５２が決定した表示距離Ｌ１の位置に虚像Ｖが表示されるように虚像位置調整部１３０を駆動する。

判断部１５４は、視認者の視点位置（より正確には、視点位置までの距離）と虚像Ｖの表示位置（より正確には、虚像Ｖの結像位置までの距離）とが一致しているか否かを判断する。具体的には、判断部１５４は、表示位置決定部１５２から取得した虚像Ｖの表示位置と、視点位置検出部１４０から取得した視認者の視点位置とを比較し、これらの位置が一致するか否かを判断する。なお、一致は完全な一致を意味せず、例えば、許容差±１ｍ程度を考慮した上での一致である。そして、判断部１５４は、判断結果を表示位置決定部１５２に通知する。距離が大きくなるに従って、許容差を大きく設定してもよい。

（作用）
次に、上記の構成を備えるヘッドアップディスプレイ装置１００の動作について、図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。ヘッドアップディスプレイ装置１００は、自動車の電源が投入されるのに連動して電源が入力される。ヘッドアップディスプレイ装置１００に電源が投入されると、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、記憶部に記憶されているソフトウエアに基づいて動作し、ウインドシールド２００にコンテンツを照射する図６に示す画像投影処理を開始する。

自動車に搭載されている車両内装置及びヘッドアップディスプレイ装置１００に電源が投入されると、取得部１５１は、車両内装置から虚像Ｖとして表示するコンテンツの画像情報を取得する（ステップＳ１０）。取得部１５１は、表示位置決定部１５２に画像情報を供給する。表示位置決定部１５２は、図５に示す優先順位に基づいて、虚像の表示位置を決定する（ステップＳ１１）。具体的には、表示位置決定部１５２は、画像情報に含まれているメタ情報などのコンテンツを分類する情報から最も優先順位の高いコンテンツの分類を検出し、図５に示す規定に基づいてその分類に応じた表示位置、より正確には結像位置までの距離Ｌ１を決定する。この段階では、距離の決定に使用する視認者の視点位置までの距離は、直近の値を使用する。直近の値が無い場合には、デフォルト値を使用する。

表示位置決定部１５２は、決定した表示位置に虚像が表示されるように、駆動部１５３を介して虚像位置調整部１３０を駆動する。虚像位置調整部１３０は、指定された表示距離Ｌ１になるように光学系１２０内の折り返しミラー１２１と表示ユニット１１０との距離を調整する。表示ユニット１１０は、光学系１２０を介して表示光をウインドシールド２００に照射する。コンテンツを表す虚像Ｖは、光学系１２０内の折り返しミラー１２１と表示ユニット１１０との距離に応じた表示距離Ｌ１の位置に結像される。

次に、視点位置検出部１４０は、視認者の視点位置を検出し、検出結果を表示位置決定部１５２と判断部１５４に供給する（ステップＳ１２）。なお、視点位置の検出が完了するまで、他の処理を停止するのでは無く、視点位置の検出にある程度の時間がかかる場合には、一旦、ステップＳ１０にリターンし、複数回の処理で視点位置を求めるようにしてもよい。

ステップＳ１２で視点位置が検出された場合、判断部１５４は、表示されている虚像Ｖに視認者の視点位置が一致しているか否かを判断する（ステップＳ１３）。視点位置が虚像Ｖの結像位置に一致している場合、その時刻を一致時刻として記憶する。一方、視点位置が虚像Ｖの結像位置に一致していない場合、記憶している直近の一致時刻と現在時刻との差分を求める。

判断部１５４は、表示されている虚像Ｖに視認者の視点位置が所定時間（例えば、５秒）以上合っていない場合、視認者の視点位置が合っていないと判断する。判断部１５４は、虚像Ｖの表示位置と視認者の視位置とが視認者から同一の距離にある場合でも、視認者の視線角度がウインドシールド２００上の虚像の表示位置と異なる場合（即ち、視認者から距離Ｌ１の位置にある仮想のスクリーン上の虚像Ｖの位置と視点位置が許容差以上ずれている場合）も、視点位置が合っていないと判断する。つまり、判断部１５４は、視認者の視線方向が虚像Ｖの表示されている方向と一致し、かつ、虚像Ｖの表示位置と視認者の視位置とが視認者から同一の距離にある場合に、視点位置が合っていると判断する。

視点位置が合っている場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、表示位置決定部１５２は、虚像の表示位置を変更しない（ステップＳ１４）。一方、視点位置が合っていない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、表示位置決定部１５２は、画像情報がワーニング情報の分類に属するか否かを判断する（ステップＳ１５）。画像情報がワーニング情報の分類に属する場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、表示位置決定部１５２は、虚像位置調整部１３０を介して表示ユニット１１０の位置を調整することにより虚像の表示位置を視認者の視点位置に変更する（ステップＳ１６）。ただし、本実施の形態においては、虚像Ｖの表示位置までの距離Ｌ１を変更するのみで、虚像Ｖの表示されている方向までは変更しない。

例えば、図７に示すように、視認者の視点位置が視認者から遠距離（例えば、１００ｍ）にある場合、表示位置決定部１５２は、ワーニング情報を示す虚像の表示位置を視認者から遠距離（１００ｍ）先に設定する。また、視認者の視点位置が視認者から中距離（例えば、３０ｍ）にある場合、表示位置決定部１５２は、ワーニング情報を示す虚像の表示位置を視認者から中距離（３０ｍ）先に設定する。

画像情報がワーニング情報の分類に属さない場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、表示位置決定部１５２は、画像情報がナビ情報の分類に属するか否かを判断する（ステップＳ１７）。画像情報がナビ情報の分類に属する場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、表示位置決定部１５２は、虚像の表示位置を予め設定されている中間位置に設定する（ステップＳ１８）。中間位置とは、例えば、低速である時速３０ｋｍ／ｈで走行時の視認者の視点位置（例えば、３０ｍ程度先）に基づき設定される。ナビ情報は走行中に使用する機会が多いので、視認者が運転の速度に依存することなく視点を合わせやすいように、ナビ情報の表示位置を中間位置に設定している。表示中のコンテンツのうち、最も優先順位の高いコンテンツがナビ情報である場合、図８に示すように、視認者の視点位置が遠方（例えば、１００ｍ）にあっている場合でも、表示位置決定部１５２は、虚像の表示位置を中間位置に設定する。

一方、画像情報がナビ情報の分類に属さない場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）、画像情報がインフォメーション情報の分類に属するとして、表示位置決定部１５２は、虚像の表示位置を視認者の視点位置からずらすように設定する（ステップＳ１９）。例えば、高速で走行時の場合、視認者の視点位置は遠距離にあるので、表示位置決定部１５２は、虚像の表示位置を近距離（例えば、１０ｍ）に設定する。また、低速で走行時の場合、図９に示すように、視認者の視点位置は近距離にあるので、表示位置決定部１５２は、画像までの距離Ｌ１を遠距離（例えば、１００ｍ）に設定する。つまり、虚像Ｖの表示位置と視認者の視点位置とを異ならせることにより、虚像Ｖが快適な運転の妨げにならないようにしている。

制御部１５０は、車両内装置から新たな画像情報を取得するたびに上記の処理を繰り返す。

以上説明したように、第１の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１００は、表示ユニット１１０と光学系１２０との距離を変えることにより虚像Ｖの表示位置を調整する虚像位置調整部１３０と、前記視認者の視線が注がれる視点位置（注視点）を検出する視点位置検出部１４０と、を備える。そして、制御部１５０は、視点位置検出部１４０が検出した視点位置に基づいて、虚像の表示位置を変えるように虚像位置調整部１３０を制御する。ヘッドアップディスプレイ装置１００は、不要と推定した情報（コンテンツ）の表示位置を視認者の視点位置から外して表示することにより、視認者の快適な運転の妨げにならないように虚像を表示することができる。また、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、必要と推定した情報（コンテンツ）の表示位置を視認者の視点位置に一致させることにより必要な情報を視認者に確実に伝えることができる。

また、制御部１５０は、表示するコンテンツの優先順位に応じて虚像Ｖの表示位置を変えるように虚像位置調整部１３０を制御する。これにより、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、表示するコンテンツの優先度に応じて快適な運転の妨げにならない位置で虚像Ｖを表示することができる。また、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、優先度の高いコンテンツを視認者の視点位置に合わせて認識しやすいように表示することができる。

なお、上記の説明では、表示ユニット１１０と光学系１２０内の折り返しミラー１２１との距離を調整することにより、虚像Ｖの結像位置を調整する説明をしたが、結像位置の調整の仕方はこれに限定する必要はない。例えば、表示ユニット１１０内の照射レンズの位置を制御してもよい。また、照射レンズの焦点距離を変更するように調整してもよい。

また、虚像の表示位置のずらし方は、視認者の視点位置に対応して連続的に変更する方式と、遠距離（例えば、１００ｍ）・中距離（例えば、３０ｍ）・近距離（たとえば、１０ｍ）のように段階的に変更する方式とがある。段階的に変更する場合、表示ユニット１１０と光学系１２０内の折り返しミラー１２１との距離と虚像の表示位置とを対応付けるテーブルを記憶部（図示しない）に記憶しておく。そして、表示位置決定部１５２がテーブルを参照しつつ表示ユニット１１０と光学系１２０内の折り返しミラー１２１との距離の変更を通じて虚像の表示位置を設定するようにしてもよい。

また、上記の説明では、判断部１５４が視認者の焦点が虚像Ｖにあっていないと判断する所定時間を５秒程度であると説明したが、所定時間は任意である。また、表示しているコンテンツの優先順位によって所定時間を変更するようにしてもよい。

また、上記では、光学系１２０において使用する折り返しミラー１２１は、平面ミラーであると説明したが、凹面鏡であってもよい。

（変形例１）
上記実施の形態においては、虚像Ｖの結像位置までの距離Ｌ１を調整したが、虚像Ｖの視認者から見た表示位置の方向も変更するようにしてもよい。例えば、凹面鏡１２２の指向方向を調整することで虚像Ｖの方向を変更可能である。この場合、例えば、ステップＳ１８で、表示ユニット１１０の位置と凹面鏡１２２の指向方向を制御することにより、虚像Ｖの表示位置を視認者の視点までの距離Ｌ１と距離が等しく、視線の向きと等しい向きの位置に虚像Ｖを表示するようにしてもよい。一方、ステップＳ１９では、例えば、虚像Ｖまでの距離Ｌ１と虚像Ｖの向きとの一方又は両方を、視点の距離と向きからずらすようにすればよい。

また、虚像Ｖの結像位置までの距離Ｌ１を変更することなく、虚像Ｖの結像位置の視認者から見た方向のみを変更するようにしてもよい。この場合、表示ユニット１１０の位置は固定とし、凹面鏡１２２の指向方向を調整可能としてもよい。

（変形例２）
上記実施形態では、制御部１５０は、画像情報がインフォメーション情報の分類に属する場合、虚像の表示位置を視認者の視点位置からずらすように設定していた（ステップＳ１９）。このステップＳ１９の処理において、制御部１５０は、車両の走行状況によって、視認者の視点位置に対して虚像の表示位置を視認者に近づく方向にずらすか、視認者から遠ざかる方向にずらすかを決定してもよい。例えば、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、カーナビ情報又は車両前方を撮影するカメラの画像に基づき走行している道路が高速道路である場合、視認者の視点位置は遠距離に位置していることが想定されるため、視認者の視点位置に対して虚像の表示位置を視認者に近づく方向にずらす。一方、カーナビ情報又は車両前方を撮影するカメラの画像に基づき走行している道路が渋滞している場合、視認者の視点位置は近距離に位置していることが想定されるため、視認者の視点位置に対して虚像の表示位置を視認者から遠ざける方向にずらす。これにより、視認者の快適な運転の妨げにならないように虚像を表示することができる。

（変形例３）
上記の説明では、視点位置検出部１４０が備えるステレオカメラを用いて視認者の視点位置を検出する説明をした。しかし、視認者の視点位置を求める方法はこれに限定する必要はない。視認者（ドライバ）の視点は、車速に応じて変化する。したがって、表示位置決定部１５２が車速から視認者の視点位置を求めるようにしてもよい。

車速と視認者の視点位置との関係は、多くの実験データから導き出すことができる。また、簡易的には、車速に比例した視点位置を設定することもできる。例えば、表示位置決定部１５２は、時速１００ｋｍ／ｈで走行時の視点位置を１００ｍ、時速５０ｋｍ／ｈで走行時の視点位置を５０ｍ、時速１０ｋｍ／ｈで走行時の視点位置を１０ｍのように設定する。具体的には、車速と視点位置とを対応付けるテーブルもしくは関数を記憶部に記憶しておく。そして、表示位置決定部１５２がテーブルを参照し、もしくは関数に基づいて、視点位置を求めるようにしてもよい。

このように車速から視認者の視点位置を求めることにより、ステレオカメラを備える必要がなくなり製造コストを削減することができる。また、ステレオカメラで撮影した画像から画像解析によって視認者の視点位置を計測するソフト処理は重たい。車速から視点位置を求めることにより、ソフト処理を軽減し、処理速度を早くすることができる。

（変形例４）
例えば、カーナビ情報から走行している道路が高速道路である場合、走行速度が１００ｋｍ／ｈ程度であると推定し、表示位置決定部１５２は、表示距離を１００ｍに設定する。また、走行している道路が一般道である場合、６車線道路であれば走行速度が５０ｋｍ／ｈと推定し、表示位置決定部１５２は、表示距離を５０ｍと設定する。２車線道路であれば走行速度が３０ｋｍ／ｈと推定し、表示位置決定部１５２は、表示距離を３０ｍと設定する。

このように車速から視認者の焦点位置を求めることにより、ステレオカメラを備える必要がなくなり製造コストを削減することができる。また、車速から視点位置を求めることにより、ソフト処理を軽減し、処理速度を速めることができる。

また、網膜上の画像を検出することにより、視点位置を検出する等の他の検出手法を使用してもよい。

（変形例５）
視認者（ドライバ）の焦点位置を推定する他の方法として、車両の前方を撮影する車載カメラの画像から視点位置を推定することもできる。具体的には、カメラ画像から道路状況を判断して走行速度を推定する。例えば、道幅、前方車両との車間距離等から走行速度を推定する。カメラ画像から渋滞していることも推定できる。そして、表示位置決定部１５２は、推定した走行速度に応じた表示位置を設定する。

なお、上記実施の形態及び変形例で示した構成及び動作は例示であり、開示したものに限定されない。

例えば、どのような情報を表示対象とし、どの種の情報の優先度を高くするかは任意である。

また、上記実施の形態では、高速動作を可能とするため、ステップＳ１１で情報を表示してから、ステップＳ１３〜Ｓ１９で表示位置を調整する手法を採用したが、ステップＳ１１で情報を表示する段階で、その時点で最適の位置で表示するようにしてもよい。

表示部として、ウインドシールド２００を例示したが、照射光を視認者に向けて反射できれば、なんでもよく、コンバイナなどでもよい。

１００…ヘッドアップディスプレイ装置
１１０…表示ユニット
１２０…光学系
１２１…折り返しミラー
１２２…凹面鏡
１３０…虚像位置調整部
１４０…視点位置検出部
１５０…制御部
１５１…取得部
１５２…表示位置決定部
１５３…駆動部
１５４…判断部
２００…ウインドシールド（表示部）
２２０…画像表示領域
２３０…視認者の視界領域
ｅ…視認者の目
Ｖ…虚像

Claims (7)

1. 表示光を照射する表示ユニットと、
   前記表示ユニットからの前記表示光を表示部へ導くことで視認者に虚像を視認させる光学系と、
   前記表示ユニットと前記光学系との少なくとも一方を制御することにより、前記虚像の表示位置を調整する虚像位置調整部と、
   前記視認者の視線が注がれる視点位置を検出する視点位置検出部と、
   前記視点位置検出部が検出した視点位置に基づいて、前記虚像の表示位置を変えるように前記虚像位置調整部を制御する制御部と、
   を備えるヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記制御部は、
   前記視点位置検出部が検出した前記視認者の視点位置が前記虚像の表示位置に一致しているか否かを判断する判断部を備え、
   前記判断部が前記視認者の視点位置が前記虚像の表示位置に一致していないことを検出した場合、前記虚像の表示位置が、前記視認者の視点からずれた位置になるように前記虚像位置調整部を制御する、
   請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記判断部は、前記視認者の視点位置と前記虚像の表示位置とが一致していないことを検出した場合に、
   前記制御部は、前記視認者の視点位置と前記虚像の表示位置とが、奥行き方向において、異なる位置になるように前記虚像位置調整部を制御する、
   請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
4. 表示対象のコンテンツには優先度が設定されており、
   前記制御部は、優先度が基準以上の高優先度コンテンツを前記虚像として表示する場合、前記虚像の表示位置が前記視認者の視点位置に一致するように前記虚像位置調整部を制御する、
   請求項１から３の何れか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
5. 前記制御部は、基準未満の優先度を有する低優先度コンテンツを前記虚像として表示する場合、前記虚像の表示位置を前記視認者の視点位置からずらすように前記虚像位置調整部を制御する、
   請求項４に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
6. 前記制御部は、前記高優先度コンテンツよりも低くかつ前記低優先度コンテンツよりも高い優先度を有する中優先度コンテンツを前記虚像として表示する場合、前記虚像を予め設定した位置に表示するように、前記虚像位置調整部を制御する、
   請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
7. 視認者の視線が注がれている視点位置を検出し、
   検出した視点位置に基づいて結像位置を調整して、表示対象画像の虚像を投影する、
   表示方法。

Images