JP4715325B2 - 情報表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の運行に伴う情報を乗員に表示する技術に関する。

近年、夜間の歩行者や障害物を検知してその存在を表示する表示装置（いわゆるナイトビジョン）が車両に搭載されるようになった。ナイトビジョンの表示器は、運転者の運転視野の下方（例えば、インスツルメントパネル内）に設けられることが一般的であるが、運転者はその表示を見るために、視線を運転時に見る視線から少しそらせる必要がある。また、表示イメージに距離感が少ないため、運転者が表示内容を認識するのに時間がかかるおそれがある。そのため、車両のフロントウィンドウに安全運転を支援する画像を表示し、運転者が視線をそらさなくても安全情報を提供するシステムが必要である。

例えば、運転時の視線をほとんどそらさなくて済む位置に安全運転情報を表示する技術として、下記の特許文献１に記載の技術が知られている。この技術は、ヘッドアップディスプレイ用のプロジェクタを車両に搭載させ、車両の進行方向に応じてヘッドアップディスプレイ表示画像の表示位置を運転者正面からずらすようにしたものである。具体的には、右折の場合には表示画像を運転者正面から右側にずらせた位置に表示させ、左折の場合には表示画像を運転者正面から左側にずらさせた位置に表示させるようにしたものである。その結果、まず周辺視によりその表示の存在を認識でき、しかも誘導表示が運転者正面から左右にオフセットして前景内の対応する側に表示されるので、表示像が前景視認を妨げることがなく煩わしさが防止され、違和感なく、素早く次の交差点での曲がり方向が判断できるという効果を奏する。
特開平８−８３３９７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、緊急状態が発生した場合（例えば衝突の危険が迫っている場合）や報知すべき重要な情報が発生した場合（例えば燃料が残り少なくなった場合）の表示に関しては何ら考慮されておらず、仮に誘導表示と同様の方法で緊急情報を表示したとすると、運転者が瞬時に的確に情報を認識することができるかどうか不明である（∵表示画像を運転者正面からずらして表示させるようになっているため）。

また、安全運転支援情報（現在危険な状態でないが、安全に運転が行えるように支援するための情報）と、緊急情報（現在危険が差し迫っている状態であり、何らかの危険回避操作を運転者に緊急に行わせるための情報）とでは、その表示形式を大幅に変えないと、運転者はとっさの判断が行えないおそれがある。

本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、運転者に伝達すべき情報（例えば緊急度が高い情報や重要度が高い情報）をできるだけ確実に運転者へ伝達することができる情報表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の情報表示装置は、表示手段と、車両運行情報取得手段と、表示データ記憶手段と、制御手段とを備える。表示手段は、平面表示および視差を利用した立体表示を、車両の外部の景色と重畳させて表示することができるものである。また、車両運行情報取得手段は、車両の運行に伴う情報を取得するものである。また、表示データ記憶手段は、立体表示用の表示データおよび平面表示用の表示データを記憶するものである。また、制御手段は、車両運行情報取得手段が取得した情報に応じて表示データ記憶手段から立体表示用の表示データまたは平面表示用の表示データの何れかを読み出し、読み出した表示データを画像オブジェクトとして表示手段に平面表示または立体表示させるものである。なお、ここで言う「画像オブジェクト」というのは、図形のオブジェクトに限らず文字のオブジェクトも含むものである。

一般的に、人は景色（立体物）を見ている状況において、自身とその景色との間にあるスクリーンに平面的な画像オブジェクトが表示された場合と、立体的な画像オブジェクトが表示された場合とを比較すると、立体的な画像オブジェクトが表示された場合の方がインパクトが大きい。また、常に立体的な画像オブジェクトが表示されるようになっている場合と、通常時は平面的な画像オブジェクトが表示され、特別な時にのみ立体的な画像オブジェクトが表示されるようになっている場合とでは、後者の方が立体的な画像オブジェクトが表示された場合のインパクトが大きい。

したがって、上述した情報表示装置のように、取得した情報に応じて平面表示および立体表示を行うようになっていれば、真に運転者に伝達した情報を確実に伝達することができる。
また、制御手段は、車両運行情報取得手段が取得した車両周辺の危険箇所情報と当該車両の現在位置情報とから危険箇所への接近度合いを判定する危険箇所接近度判定手段、並びに車両運行情報取得手段が取得した車両周辺の物体の存在情報および移動情報から当該車両の危険走行度合いを判定する危険走行度判定手段を有し、危険箇所接近度判定手段によって判定された判定結果および危険走行度判定手段によって判定された判定結果に基づいて表示データ記憶手段から立体表示用の表示データまたは平面表示用の表示データの何れかを読み出すようになっている。
具体的には、判定された接近度合いや危険走行度合いが所定の閾値を超えた場合に立体表示用の表示データを読み出すようにし、そうでない場合には平面表示用の表示データを読み出すようになっている。
このようになっているので、危険箇所に車両が接近しているという事実や車両周辺に存在する物体と接触するおそれがあるという事実のうち、特に運転者にその事実を伝達したい場合に効果的に立体表示によって伝達することができる。
ところで、画像オブジェクトは、運転者の視界の範囲内であればどこに表示するようになっていてもよいが、特に効果的な場所は危険箇所や物体に重なる位置である。
したがって、請求項１に記載の発明では、さらに、運転者の視点を検知する視点検知手段と、視点検知手段が検知した運転者の視点に基づき、運転者による画像オブジェクトの視認位置が危険箇所または物体に重なるように画像オブジェクトの表示位置を決定する表示位置決定手段とを備え、制御手段は、表示手段に平面表示または立体表示をさせる際、表示位置決定手段により決定された表示位置に画像オブジェクトを表示させるようになっている。
このようになっていれば、運転者に伝達しようとしている情報の対象が何であるのかを、運転者は直感的に知ることができるため、より効果的に情報を運転者へ伝達することができる。
ところで、上述したように画像オブジェクトを表示させたとしても、それを運転者が見なければ情報は何ら伝達されない。
そこで、請求項１に記載の発明では、視線検知手段と移動位置決定手段とを備えるように情報表示装置を構成している。すなわち、視線検知手段が、運転者の視線方向を検知し、移動位置決定手段が、視点検知手段により検知された視点における、視線検知手段により検知された視線方向が、視点における、表示手段に表示された画像オブジェクトの方向に一致しない場合、一致するように画像オブジェクトの移動位置を決定する。そして、制御手段は、移動位置決定手段により移動位置が決定された場合、移動位置に画像オブジェクトを移動させて前記表示手段に表示させるようになっている。このようになっていれば、確実に画像オブジェクトを運転者に見させることができる。

ところで、情報を評価する場合の観点としては様々なもの、例えば、緊急度、重要度、信頼度等があるが、上述した制御手段は、例えば、車両運行情報取得手段が取得した情報の緊急度が所定の閾値よりも高い場合には、表示データ記憶手段から立体表示用の表示データを読み出し、車両運行情報取得手段が取得した情報の緊急度が所定の閾値よりも低い場合には、平面表示用の表示データを読み出すようになっているとよい（請求項２）。なお、ここで言う「所定の閾値」というのは、任意に設定可能なものであり、運転者等の好みにより変更可能になっているとよい。

このようになっていれば、車両運行情報取得手段が取得した情報の緊急度に応じて平面表示と立体表示とが切り替えられて画像オブジェクトが表示されるため、緊急度の高い情報を確実に運転者に伝達することができる。

また、制御手段は、例えば、車両運行情報取得手段が取得した情報の重要度が所定の閾値よりも高い場合には、表示データ記憶手段から立体表示用の表示データを読み出し、車両運行情報取得手段が取得した情報の重要が所定の閾値よりも低い場合には、平面表示用の表示データを読み出すようになっていてもよい（請求項３）。なお、ここで言う「所定の閾値」というのは、任意に設定可能なものであり、運転者等の好みにより変更可能になっているとよい。

このようになっていれば、車両運行情報取得手段が取得した情報の重要度に応じて平面表示と立体表示とが切り替えられて画像オブジェクトが表示されるため、重要度の高い情報を確実に運転者に伝達することができる。

また、危険走行度判定手段は、運転者の運転操作の開始タイミングおよび操作量を考慮して危険走行度合いを判定するようになっていてもよい（請求項４）。
このようになっていれば、例えば、危険箇所に接近したことを運転者が認識して回避操作を行ったことが考慮されるため、より正確に危険走行度合いを判定することができる。

なお、視線検知手段は、運転者の顔面における特徴点の位置と、運転者の目の位置との関係から視線方向を推定するように構成するとよい（請求項５）。ここで言う「運転者の顔面における特徴点」というのは、例えば、鼻、口、あご、耳等である。

このように視線検知手段を構成すれば、視線方向を検知する他の手法（例えば、眼球運動を検出して視線方向を推定する手法等）を用いる場合と比較して簡易な構成で視線方向を推定することができる。
ところで、上述した表示手段は、平面表示および視差を利用した立体表示として画像オブジェクトを車両の外部の景色と重畳させて表示することが可能であるものであればどのようなものでもよいが、例えば請求項６に記載のような表示手段であるとよい。
つまり、表示手段は、左目用の画像を投射する第一の投射手段と、右目用の画像を投射する第二の投射手段と、３次元の楕円方程式によって表される形状の反射面を有する透視可能な投射画像反射手段とを備えるようになっているとよい。このような投射手段は、ダッシュボード上や、運転者の頭上付近や、運転者が装着しているメガネ，ゴーグル等に設置されることを想定している。また、投射画像反射手段は、フロントウィンドウと運転者の間に設けられたスクリーンとして構成することや、運転者が装着しているメガネ，ゴーグル等のレンズ部として構成することを想定している。このように表示手段を構成することにより、運転者に確実に立体視させることができ、上述した効果をより高めることができる。
また、制御手段は、さらに請求項７に記載のような機能を有しているとよい。つまり、制御手段は、表示手段に平面表示用の表示データを画像オブジェクトとして平面表示させた後に所定の条件を満たす場合、平面表示用の表示データに対応する立体表示用の表示データを表示データ記憶手段から読み出し、読み出した立体表示用の表示データを表示手段に画像オブジェクトとして立体表示させるようになっているとよい。
なお、ここで言う「所定の条件」というのは、例えば、危険箇所への接近度合いがさらに高まった状況になった場合や、車両の進行方向にある物体との接触可能性がさらに高まった状況になった場合のように、より強く警告を発すべき状況に合致する条件である。
このように二段階の方法によって情報を運転者へ伝達することによって、より効果的に運転者に情報が伝わる。

ところで、運転者が運転中に遠方を見ているとき、立体表示された画像オブジェクトが表示されると、運転者はその画像オブジェクトに焦点を合わせるために両目を中央方向に移動させる必要がある。この移動量は、立体表示された画像オブジェクト（虚像）までの距離が一定であれば、画像オブジェクトの背景が遠景であればあるほど多くなる。したがって、この両目の移動を支援するような表示がなされるとよい。
つまり、請求項８に記載のように、立体表示させる画像オブジェクトの立体視を支援するためのマーカを画像オブジェクトの表示位置に応じた位置に表示させるマーカ表示手段を備えるようするとよい。具体的には、画像オブジェクトの表示に先立ち、画像オブジェクトが表示される場所の背景の距離に応じて前記マーカを表示する。

また、マーカの間隔を変更する代わりに、請求項９に記載の発明のごとく、マーカの大きさを変えてもよい。例えば、画像オブジェクトが表示される場所の背景が遠景であれば、小さなマーカを表示し、画像オブジェクトが表示される場所の背景が近景であれば、大きなマーカ表示してもよい。

このようになっていれば、運転者は画像オブジェクトの表示位置が予めわかると共に、立体表示された画像オブジェクトに容易に焦点をあわせることができる。
また、請求項１０に記載の発明では、マーカは、少なくとも２つの点形状であり、マーカ表示手段は、２つの点形状の間隔を背景の距離に応じた間隔として２つの点形状を表示することを特徴としている。
つまり、請求項１０に記載の発明では、２つのマーカ（点）を背景の距離に応じた間隔で画像オブジェクトの表示位置の近傍に表示する。なお、ここで言う「背景の距離に応じた」というのは、画像オブジェクトが表示される場所の背景が遠景であれば、２つのマーカの間隔を狭めて表示し、画像オブジェクトが表示される場所の背景が近景であれば、２つのマーカの間隔を広げて表示することを意味する。
また、請求項１１に記載の発明では、点形状は発光体であり、マーカ表示手段は、２つの点形状の間隔を背景の距離に応じた間隔として２つの発光体を発光させることを特徴としている。

以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。尚、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

［構成の説明］
本実施形態の情報表示装置１１は、車両に搭載されて用いられるものであり、図１のブロック図に示すように、表示データ記憶部１２と、表示制御器１３と、顔面撮影カメラ１４と、右目用プロジェクタ１５と、左目用プロジェクタ１６と、スクリーン１７とを備える。また、情報表示装置１１には、ハンドル舵角センサ２１と、ブレーキペダルセンサ２２と、ナビゲーション装置２３と、ミリ波レーダー装置２４とが接続されている。

表示データ記憶部１２は、ＳＲＡＭ等の不揮発性のメモリーやハードディスク等から構成され、例えば注意を促すためのマークや文字等の画像オブジェクトを表示するための表示データを備える。なお、表示データは、画像オブジェクト毎に、立体表示用の表示データと平面表示用の表示データとから構成される。

表示制御器１３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏインタフェース等から構成され、表示データ記憶部１２、顔面撮影カメラ１４、ハンドル舵角センサ２１、ブレーキペダルセンサ２２、ナビゲーション装置２３およびミリ波レーダー装置２４から情報を入力して後述する処理を実行し、右目用プロジェクタ１５、左目用プロジェクタ１６およびスクリーン１７に情報を出力する。

顔面撮影カメラ１４は、運転者の顔面を撮影するカメラであり、運転席の天井部分に設置されている。なお、顔面撮影カメラ１４は、ダッシュボード上やインスツルメントパネル内やルームミラー付近等に設置してもよい。この顔面撮影カメラ１４によって撮影された画像に基づいて運転者の視点や視線方向が検出される。

右目用プロジェクタ１５は、運転者の右目に入射させるための映像を出力するプロジェクタであり、運転席の天井部分に設置されている。設置状態の詳細については後述する。
左目用プロジェクタ１６は、運転者の左目に入射させるための映像を出力するプロジェクタであり、運転席の天井部分に設置されている。設置状態の詳細については後述する。る。

スクリーン１７は、右目用プロジェクタ１５および左目用プロジェクタ１６から出力された映像を投影させるためのアクリル製（屈折率１．４９２、透過率９１％、表面反射率４％で角度依存性を有する材質）のスクリーンである。そして、未使用時には運転席の天井部分に設けられたケース内に格納されているが、使用時には運転席の天井部から運転者の正面に下りてくるようになっている。詳細については後述する。

ハンドル舵角センサ２１は、ハンドルの舵角を検出するセンサである。
ブレーキペダルセンサ２２は、ブレーキペダルの操作量を検出するセンサである。
ナビゲーション装置２３は、広く知られたナビゲーション装置であるが、ナビゲーション装置２３が有する地図データには、危険箇所に関する情報（危険の種類および位置情報）が記憶されている。

ミリ波レーダー装置２４は、車両前方に存在する他の車両や歩行者等の障害物の位置および移動速度を検知する装置である。
ここで、図２を用い、右目用プロジェクタ１５、左目用プロジェクタ１６およびスクリーン１７の設置状態の詳細について説明する。

図２（ａ）は、車両を上方から見た際の透過模式図である。車両の天井部分にスクリーンケース３１が設けられ、その内部に車両前方側からスクリーン１７が収納可能になっている。そして、スクリーン１７は、レール３２およびモータ３３により、収納位置と使用位置とを移動可能になっている。ここで言う、使用可能位置というのは、運転者とフロントウィンドウの間の位置であり、右目用プロジェクタ１５および左目用プロジェクタ１６から出力された映像がスクリーン１７によって反射されて運転者の目に届くようになる位置である。詳細は後述する。

また、車両の天井部分には、スクリーン１７の移動を妨げない状態で右目用プロジェクタ１５および左目用プロジェクタ１６が設置されている。なお、右目用プロジェクタ１５が車両の左側に、左目用プロジェクタ１６が車両の右側に設置されている。

図２（ｂ）は、車両を側方から見た際の透過模式図である。スクリーン１７は、使用可能位置にある場合、図示するように、運転者３４の運転時における前方の視野３５がスクリーン１７を透過したものとなるような位置に配置される。

次に、図３を用いて右目用プロジェクタ１５および左目用プロジェクタ１６について説明する。図３は、右目用プロジェクタ１５および左目用プロジェクタ１６を車両上方から見た図と、車両前方から見た図である。右目用プロジェクタ１５および左目用プロジェクタ１６は、それぞれ射出瞳１５ａおよび射出瞳１６ａとを有し、この部位から映像が出力されるようになっている。また、右目用プロジェクタ１５および左目用プロジェクタ１６はそれぞれ右目用、左目用という形の専用品であるとよいが、本実施形態では同形式のものを、射出瞳１５ａの中心と射出瞳１６ａの中心が水平になるよう、かつ、これらの間の距離が運転者の両目の距離と一致するように、一方を回転させて設置している。なお、射出瞳１５ａと射出瞳１６ａは、直径ができるだけ大きいものが好ましく、本実施形態では直径が２５ｍｍのものを用いている。

次に、図４を用いてスクリーン１７について説明する。図４（ａ）は、運転者の両目間の中心を原点とした座標軸（車両の右方向がＸ軸の正方向、車両の上方がＹ軸の正方向、車両の前方方向がＺ軸の正方向）において、車両上方からスクリーン１７を見た場合の模式図である。また、図４（ｂ）は、同様の座標軸において、車両右方向からスクリーン１７を見た場合の模式図である。

スクリーン１７のＸ軸方向の長さは１５０ｍｍであり、スクリーン１７のＹ軸方向の長さは１００ｍｍであり、スクリーン１７は原点から車両前方５００ｍｍの位置に配置されている。また、スクリーン１７は、運転者側の面が数式１で示される楕円方程式によって表される楕円面を有している。

したがって、スクリーン１７の運転者側の面は焦点を２つ有する。つまり、一方の焦点から出た光は他方の焦点に集まる。このため、一方の焦点（焦点Ａ）に光源を配置して他の焦点（焦点Ｂ）に目を置けば、光源から出た光が目に集まることになる。本実施形態では、２台のプロジェクタ（右目用プロジェクタ１５の射出瞳１５ａおよび左目用プロジェクタ１６の射出瞳１６ａ）の中間位置が焦点Ａになるように、右目用プロジェクタ１５および左目用プロジェクタ１６を配置した。

なお、スクリーン１７は、強度が維持できる程度の厚さを有しているため、スクリーン１７のフロントウィンドウ側の面でも反射が起こり、この反射についても考慮する必要がある。そこで本実施形態では、フロントウィンドウ側での反射について、一方の焦点（焦点Ａ）に光源を配置したときに他方の焦点（焦点Ｃ）が、運転者が顔を移動させる範囲内にないようにスクリーン１７のフロントウィンドウ側の面を設計した。具体的には、焦点Ｃが焦点Ｂから３０ｍｍ以上離れるように設計した。このようにすれば、像が二重に見えることを防止できる。

次に、図５を用いて本実施形態における立体視の原理を説明する。図５（ａ）は、車両側方から、右目用プロジェクタ１５、左目用プロジェクタ１６、スクリーン１７および運転者４１を見た模式図である。右目用プロジェクタ１５の射出瞳１５ａの中心と左目用プロジェクタ１６の射出瞳１６ａの中心とを結ぶ中点に、スクリーン１７の焦点の１つがあり、運転者４１の両目の中点にスクリーン１７の焦点のもう１つがある。

図５（ｂ）は、車両上方から、右目用プロジェクタ１５、左目用プロジェクタ１６、スクリーン１７を見た模式図である。車両前方（図５（ｂ）では左方）を向いた場合の右側に左目用プロジェクタ１６が設置され、左側に右目用プロジェクタ１５が設置されている。本実施形態における左目用プロジェクタ１６とスクリーン１７の垂線とのなす角度４３は、約３．７度（∵運転者４１とスクリーン１７の距離＝５００ｍｍ、運転者４１の両目の距離＝６４ｍｍ）である。

したがって、図５（ａ）に示すように、射出瞳１５ａ，１６ａから出力された光束は、スクリーン１７の手前で像（実像）を結び、その後スクリーン１７で反射されて運転者４１に届く（右目用プロジェクタ１５から出力された光束が運転者４１の右目に届き、左目用プロジェクタ１６から出力された光束が運転者４１の左目に届く）。

本実施形態の情報表示装置１１は、このような構成を有しているため、視差を有した画像を右目用プロジェクタ１５および左目用プロジェクタ１６が出力することにより、運転者４１は、スクリーン１７の先（図５（ａ）では左方）に像（虚像）を見ることができる。なお、この運転者４１に届く領域（目の位置が変わっても映像を視認可能な領域）が視域４２であり、射出瞳１５ａ，１６ａと同形状の領域となる。

次に、図６を用いてスクリーン１７に表示されるマーカについて説明する。図６は運転者の視点からスクリーン１７を通して車両前方を見た際の模式図である。スクリーン１７は、縦方向に４つの領域に仮想的に分けられ、それぞれの領域に２つずつ発光体５１が埋め込まれている。この発光体５１は例えば発光ダイオードや有機ＥＬによって構成されているとよい。そして、この発光体５１は、スクリーン１７を通して視認できる背景までの距離に対応して、スクリーン１７の４つの領域の上から下に向かって発光体５１の直径が大きくなっている。

そして、この発光体５１は、立体視可能な画像オブジェクトが表示される直前に、その画像オブジェクトが表示される領域の発光体５１が発光するようになっている。このため、運転者は立体視可能な画像オブジェクトが表示される領域が予めわかると共に、発光体５１の大きさに比例して焦点合わせを行えばよいため（発光体５１が大きければ近くに画像オブジェクトが表示され、発光体５１が小さければ遠くに画像オブジェクトが表示されるということがわかっていれば、条件反射的に焦点調整を行うことが可能であるため）、立体表示された画像オブジェクトに容易に焦点をあわせることができる。

なお、本実施形態では、発光体５１がスクリーンケース１７に埋め込まれているが、右目用プロジェクタ１５および左目用プロジェクタ１６によって発光体５１と同様のものをスクリーン１７上に投影させてもよい。

［動作の説明］
次に、表示制御器１３が実行する処理について説明する。
（１）危険箇所レイヤー作成処理
まず、危険箇所レイヤー作成処理について図７のフローチャートを用いて説明する。危険箇所レイヤー作成処理は、情報表示装置１１への電力供給が開始されると実行が開始される。

表示制御器１３が危険箇所レイヤー作成処理の実行を開始すると、まず、情報表示装置１１が搭載された車両の現在位置を特定するための情報をナビゲーション装置２３から取得する（Ｓ１１０）。

続いて、車両周辺の危険箇所に関する情報（危険の種類および位置情報）をナビゲーション装置２３から取得する（Ｓ１２０）。ここでいう「車両周辺」というのは、車両の進行方向を考慮して車両の現在位置から例えば５００ｍ程度前方の道路周辺を意味する。また、ここで言う「危険箇所」というのは、例えば、事故多発箇所（交差点、分岐地点、合流地点、カーブ、長い直線路等）や、工事箇所等を意味する。

続いて、Ｓ１２０で危険箇所に関する情報を取得できたか否かを判定する（Ｓ１３０）。危険箇所に関する情報を取得できたと判定した場合はＳ１４０に処理を移行し、危険箇所に関する情報を取得できなかったと判定した場合はＳ１１０に処理を戻し、上述した各ステップを繰り返す。

Ｓ１４０では、Ｓ１２０で取得した危険箇所に関する情報に基づいて、平面表示の画像レイヤーと立体表示の画像レイヤーを表示制御器１３が有するＲＡＭ内に生成する。具体的な画像レイヤーについては危険物レイヤー作成処理の項で説明する。画像レイヤーを生成するとＳ１１０に処理を戻し、上述した各ステップを繰り返す。

（２）危険箇所レイヤー表示処理
次に、危険箇所レイヤー表示処理について図８のフローチャートを用いて説明する。危険箇所レイヤー表示処理は、情報表示装置１１への電力供給が開始されると実行が開始される。なお、上述した危険箇所レイヤー作成処理とは並行して実行される。

表示制御器１３が危険箇所レイヤー表示処理に実行を開始すると、まず、現在表示している画像レイヤーの表示を取りやめる（Ｓ２１０）。表示している画像レイヤーがなければ本ステップはスキップする。

続いて、情報表示装置１１が搭載された車両の現在位置を特定するための情報と、走行ベクトルとをナビゲーション装置２３から取得する（Ｓ２１５）。ここで言う「走行ベクトル」というのは、車両の走行方向と速さである。

続いて、車両周辺の危険箇所に関する情報（危険の種類および位置情報）をナビゲーション装置２３から取得する（Ｓ２２０）。ここでいう「車両周辺」というのは、車両の進行方向を考慮して車両の現在位置から例えば５００ｍ程度前方の道路周辺を意味する。また、ここで言う「危険箇所」というのは、例えば、事故多発箇所（交差点、分岐地点、合流地点、カーブ、長い直線路等）や、工事箇所等を意味する。

続いて、Ｓ２２０で危険箇所に関する情報を取得できたか否かを判定する（Ｓ２２５）。危険箇所に関する情報を取得できたと判定した場合はＳ２３０に処理を移行し、危険箇所に関する情報を取得できなかったと判定した場合はＳ２１０に処理を戻し、上述した各ステップを繰り返す。

Ｓ２３０では、Ｓ２１５で取得した車両の現在位置を特定するための情報および走行ベクトル、並びに、Ｓ２２０において取得した危険箇所に関する情報から、危険度を算出する。この「危険度」というのは、危険度合いを数値化したものであり、例えば、危険箇所までの到達時間の逆数（つまり緊急度）を危険度としたり、危険箇所の重要性を危険度としたり、危険箇所までの距離の逆数を危険度としたり、これらを重み付けして足し合わせることにより危険度とする方法が考えられる。

続いて、Ｓ２３０で算出した危険度が平面表示の閾値を超えているか否かを判定する（Ｓ２３５）。具体的には、例えば危険箇所までの到達時間［秒］の逆数を危険度として求めた場合に、危険度が１／１０以上であるか否かを判定する。このＳ２３５において、Ｓ２３０で算出した危険度が平面表示の閾値を超えていると判定した場合はＳ２４０に処理を移行し、Ｓ２３０で算出した危険度が平面表示の閾値を超えていないと判定した場合はＳ２１０に処理を戻す。

Ｓ２４０では、Ｓ２３０で算出した危険度が立体表示の閾値を超えているか否かを判定する。具体的には、例えば危険箇所までの到達時間［秒］の逆数を危険度として求めた場合に、危険度が１／５以上であるか否かを判定する。このＳ２４０において、Ｓ２３０で算出した危険度が立体表示の閾値を超えていると判定した場合はＳ２５０に処理を移行し、Ｓ２３０で算出した危険度が立体表示に所定の閾値を超えていないと判定した場合はＳ２４５に処理を移行する。

危険度が立体表示の閾値を超えていないと判定した場合に進むＳ２４５では、ＲＡＭに記憶されている当該危険箇所に対応する平面表示用の画像レイヤーを右目用プロジェクタ１５および左目用プロジェクタ１６に映像として出力さて、スクリーン１７に投影させる。そして、一定時間経過後（例えば１秒経過後）、Ｓ２１０に処理を戻す。

一方、危険度が立体表示の閾値を超えていると判定した場合に進むＳ２５０では、ＲＡＭに記憶されている当該危険箇所に対応する立体表示用の画像レイヤーを右目用プロジェクタ１５および左目用プロジェクタ１６に映像として出力させて、スクリーン１７に投影させる（これに先立ち、スクリーン１７に埋め込まれた発光体５１が発光するようになっていることは上述した通りである）。そして、一定時間経過後（例えば１秒経過後）、Ｓ２１０に処理を戻す。

（３）危険物レイヤー作成処理
次に、危険物レイヤー表示処理について図９のフローチャートを用いて説明する。危険物レイヤー表示処理は、情報表示装置１１への電力供給が開始されると実行が開始される。なお、上述した危険箇所レイヤー作成処理等とは並行して実行される。

表示制御器１３が危険物レイヤー作成処理の実行を開始すると、まず、情報表示装置１１が搭載された車両の現在位置を特定するための情報をナビゲーション装置２３から取得する（Ｓ３１０）。

続いて、車両周辺に存在する物体に関する情報（存在位置、移動速度）をミリ波レーダー装置２４から取得する（Ｓ３２０）。ここでいう「車両周辺」というのは、車両の進行方向を考慮して車両の現在位置から例えば５００ｍ程度前方の道路周辺を意味する。また、ここで言う「物体」というのは、例えば、車両や、人や、自転車や、ガードレール等の構造物を意味する。

続いて、Ｓ３２０で物体に関する情報を取得できたか否かを判定する（Ｓ３３０）。物体に関する情報を取得できたと判定した場合はＳ３４０に処理を移行し、物体に関する情報を取得できなかったと判定した場合はＳ３１０に処理を戻し、上述した各ステップを繰り返す。

Ｓ３４０では、Ｓ３２０で取得した物体に関する情報に基づいて、平面表示の画像レイヤーと立体表示の画像レイヤーを表示制御器１３が有するＲＡＭ内に生成する。
ここで具体的な画像レイヤーについて図１０を用いて説明する。図１０（ａ）は、平面表示の場合に、運転者が視認するイメージ図である。人６１が図面右方向に歩いており、車両と接触する可能性がある状況では、人６１に対応した位置（重なった位置）に右方向の二次元の矢印６３が描かれた画像レイヤーが、平面表示用の画像レイヤーとして生成される。このようなイメージとなる画像レイヤーが生成されて表示される結果、運転者は、車両と接触の可能性のある人６１の存在を確実に認識することができる。

また、図１０（ｂ）は、立体表示の場合に、運転者が視認するイメージ図である。人６５が図面右方向に歩いており、車両と接触する可能性がある状況では、人６５に対応した位置（重なった位置）に運転者に向く三次元の矢印６７（円柱と円錐によって構成された矢印）が描かれた画像レイヤーが、立体表示用の画像レイヤーとして生成される。このようなイメージとなる画像レイヤーが生成されて表示される結果、運転者は、車両と接触の可能性のある人６５の存在をさらに確実に認識することができる。なお、危険箇所レイヤー作成処理で作成される画像レイヤーも対象が異なるだけで同様である。

このような画像レイヤーを生成するとＳ３１０に処理を戻し、上述した各ステップを繰り返す。
（４）危険物レイヤー表示処理
次に、危険物レイヤー表示処理について図１１のフローチャートを用いて説明する。危険物レイヤー表示処理は、情報表示装置１１への電力供給が開始されると実行が開始される。なお、上述した危険物レイヤー作成処理等とは並行して実行される。

表示制御器１３が危険物レイヤー表示処理に実行を開始すると、まず、現在表示している画像レイヤーの表示を取りやめる（Ｓ４１０）。表示している画像レイヤーがなければ本ステップはスキップする。

続いて、情報表示装置１１が搭載された車両の現在位置を特定するための情報と、走行ベクトルとをナビゲーション装置２３から取得する（Ｓ４１５）。ここで言う「走行ベクトル」というのは、車両の走行方向と速さである。

続いて、車両周辺に存在する物体のうち、接触可能性のある物体に関する情報をミリ波レーダー装置２４から取得する（Ｓ４２０）。ここでいう「車両周辺」というのは、車両の進行方向を考慮して車両の現在位置から例えば５００ｍ程度前方の道路周辺を意味する。また、ここで言う「物体」というのは、例えば、車両や、人や、自転車や、ガードレール等の構造物を意味する。

続いて、Ｓ４２０で物体に関する情報を取得できたか否かを判定する（Ｓ４２５）。物体に関する情報を取得できたと判定した場合はＳ４３０に処理を移行し、物体に関する情報を取得できなかったと判定した場合はＳ４１０に処理を戻し、上述した各ステップを繰り返す。

Ｓ４３０では、Ｓ４１５で取得した車両の現在位置を特定するための情報および走行ベクトル、並びに、Ｓ４２０において取得した接触可能性のある物体に関する情報から、危険度を算出する。この「危険度」というのは、危険度合いを数値化したものであり、例えば、衝突確率を危険度としたり、衝突までの時間の逆数（つまり緊急度）を危険度としたり、これらを重み付けして足し合わせることにより危険度とする方法が考えられる。

なお、ハンドル舵角センサ２１やブレーキペダルセンサ２２から情報を取得し、接触可能性のある物体を避ける運転操作を取ったと判断できる場合や、接触可能性のある物体を認識したと認められる場合は、危険度を下げるように補正するようになっているとよい。

続いて、Ｓ４３０で算出した危険度が平面表示の閾値を超えているか否かを判定する（Ｓ４３５）。具体的には、例えば衝突確率を危険度として求めた場合に、衝突確率が３０％以上であるか否かを判定することである。このＳ４３５において、Ｓ４３０で算出した危険度が平面表示の閾値を超えていると判定した場合はＳ４４０に処理を移行し、Ｓ４３０で算出した危険度が平面表示の閾値を超えていないと判定した場合はＳ４１０に処理を戻す。

Ｓ４４０では、Ｓ４３０で算出した危険度が立体表示の閾値を超えているか否かを判定する。具体的には、例えば衝突確率を危険度として求めた場合に、衝突確率が６０％以上であるか否かを判定することである。このＳ４４０において、Ｓ４３０で算出した危険度が立体表示の閾値を超えていると判定した場合はＳ４５０に処理を移行し、Ｓ２３０で算出した危険度が立体表示に所定の閾値を超えていないと判定した場合はＳ４４５に処理を移行する。

危険度が立体表示の閾値を超えていないと判定した場合に進むＳ４４５では、ＲＡＭに記憶されている当該物体に対応する平面表示用の画像レイヤーを右目用プロジェクタ１５および左目用プロジェクタ１６に映像として出力さて、スクリーン１７に投影させる。そして、一定時間経過後（例えば１秒経過後）、Ｓ４１０に処理を戻す。

一方、危険度が立体表示の閾値を超えていると判定した場合に進むＳ４５０では、ＲＡＭに記憶されている当該物体に対応する立体表示用の画像レイヤーを右目用プロジェクタ１５および左目用プロジェクタ１６に映像として出力させて、スクリーン１７に投影させる（これに先立ち、スクリーン１７に埋め込まれた発光体５１が発光するようになっていることは上述した通りである）。そして、一定時間経過後（例えば１秒経過後）、Ｓ４１０に処理を戻す。

［実施形態の効果］
次に、上述した実施形態の効果について説明する。上記実施形態の情報表示装置１１は、危険箇所レイヤー表示処理や危険物レイヤー表示処理において算出した危険度が、平面表示に対応づけられた閾値を超えている場合には平面表示によって、立体表示に対応づけられた閾値を超えている場合には立体表示によって、危険箇所が近づいていることや接触可能性のある物体が存在することを運転者に伝達するようになっている。

このように危険度に応じて適切な表示方法が選択されるため、運転者に対して適切なインパクトで情報を伝達することができる。
また、一旦、平面表示をした場合であっても、危険度が、立体表示に対応づけられた閾値を超えた場合は立体表示を行うようになっている。このように、状況に推移に合わせて表示方法が選択されるため、効果的に運転者に情報を伝達することができる。

また、スクリーン１７に表示される画像オブジェクトは、対象物（危険箇所や接触可能性のある物体）の視認位置に重ねて表示されるようになっているため、運転者は画像オブジェクトが何に対するものなのか直感的に知ることができる。

［他の実施形態］
（１）上記実施形態では、危険物レイヤー表示処理における危険度算出の際にだけ、ハンドル舵角センサ２１やブレーキペダルセンサ２２からの情報によって危険度を補正するようになっていたが、危険箇所レイヤー表示処理における危険度算出の際にもハンドル舵角センサ２１やブレーキペダルセンサ２２からの情報によって危険度を補正するようになっていてもよい。

このようになっていれば、例えば、危険箇所に接近したことを運転者が認識して十分に回避操作を行った際に、画像オブジェクトの表示が抑制されて無用な警告表示が行われなくなる。

（２）上記実施形態では、平面表示用の画像オブジェクトや立体表示用の画像オブジェクトが、伝達対象の危険箇所や接触可能性のある物体に重なって見えるように画像レイヤーを作成するようになっていたが、画像レイヤーが表示された際に、その画像レイヤーに含まれる画像オブジェクトを運転者が見なければ情報は何ら伝達されない。したがって、顔面撮影カメラ１４を用いて運転者の視点と視線位置を検出し、運転者の視線方向と画像オブジェクト表示方向とが一致しているか否かを検知するようになっているとよい。そして、一致していない場合、画像オブジェクトが運転者の視線方向に位置にある画像レイヤーを作成して表示するようになっているとよい。このようになっていれば、確実に画像オブジェクトを運転者に見させることができる。

ここで、顔面撮影カメラ１４を用いて運転者の視点と視線方向を検出する方法について図１２を用いて説明する。なお、ここで説明する方法は、上下方向の視線方向のみを検出する方法である。

図１２（ａ）は、運転者が運転席に座った状態で水平方向を見ている場合における運転者の正面図と側面図である。まず、この状態における運転者の視点の高さ（視点の基準高さ７１）とあごの高さ（あごの基準高さ７２）を、顔面撮影カメラ１４により撮影された顔面画像の特徴を解析することによって特定して記憶しておく。

図１２（ｂ）は、運転者が下方を見ている場合における運転者の正面図と側面図であるが、運転者が下方を見ている場合、視点の高さ７３は、視点の基準高さ７１よりも低く、あごの高さ７４も、あごの基準高さ７２よりも低い。したがって、視点の高さおよびあごの高さの両方が、水平方向を見ているときよりも低ければ、運転者は水平方向よりも下方を見ていると推定することができる。

図１２（ｃ）は、運転者が上方を見ている場合における運転者の正面図と側面図であるが、運転者が上方を見ている場合、視点の高さ７５は、視点の基準高さ７１よりも高く、あごの高さ７６も、あごの基準高さ７２よりも高い。したがって、視点の高さおよびあごの高さの両方が、水平方向を見ているときよりも低ければ、運転者は水平方向よりも上方を見ていると推定することができる。

このようにして運転者の視線方向を検出するようになっていれば、簡易な構成で運転者の視線方向を検出することができる。
［特許請求の範囲との対応］
上記実施形態における用語と特許請求の範囲の用語との対応を示す。

表示データ記憶部１２が表示データ記憶手段に相当し、表示制御器１３が制御手段，表示位置決定手段，移動位置決定手段に相当する。
また、表示制御器１３において、ナビゲーション装置２３およびミリ波レーダー装置２４によって提供される情報を取得する部位が車両運行情報取得手段に相当する。

また、表示制御器１３における、危険箇所レイヤー表示処理のＳ２３０の機能が、危険箇所接近度判定手段の機能に相当し、表示制御器１３における、危険物レイヤー表示処理におけるＳ４３０の機能が、危険走行度判定手段の機能に相当する。

また、顔面撮影カメラ１４が視点検知手段および視線検知手段に相当し、発光体５１がマーカ表示手段に相当し、左目用プロジェクタ１６が第一の投射手段に相当し、右目用プロジェクタ１５が第二の投射手段に相当し、スクリーン１７が投射画像反射手段に相当する。

実施形態の情報表示装置の概略構成を示すブロック図である。 プロジェクタおよびスクリーンの設置状態を説明するための模式図である。 プロジェクタを説明するための模式図である。 スクリーンを説明するための模式図である。 立体視の原理を説明するための模式図である。 マーカを説明するための模式図である。 危険箇所レイヤー作成処理を説明するためのフローチャートである。 危険箇所レイヤー表示処理を説明するためのフローチャートである。 危険物レイヤー作成処理を説明するためのフローチャートである。 運転者の認識イメージである。 危険物レイヤー表示処理を説明するためのフローチャートである。 運転者の視線方向の検出方法を説明するための説明図である。

符号の説明

１１…情報表示装置、１２…表示データ記憶部、１３…表示制御器、１４…顔面撮影カメラ、１５…右目用プロジェクタ、１６…左目用プロジェクタ、１７…スクリーン、２１…ハンドル舵角センサ、２２…ブレーキペダルセンサ、２３…ナビゲーション装置、２４…ミリ波レーダー装置。

Claims (11)

1. 平面表示および視差を利用した立体表示を、車両の外部の景色と重畳させて表示することができる表示手段と、
   車両の運行に伴う情報を取得する車両運行情報取得手段と、
   立体表示用の表示データおよび平面表示用の表示データを記憶する表示データ記憶手段と、
   前記車両運行情報取得手段が取得した前記情報に応じて前記表示データ記憶手段から前記立体表示用の表示データまたは前記平面表示用の表示データの何れかを読み出し、読み出した前記表示データを画像オブジェクトとして前記表示手段に平面表示または立体表示させるとともに、車両運行情報取得手段が取得した車両周辺の危険箇所情報と当該車両の現在位置情報とから危険箇所への接近度合いを判定する危険箇所接近度判定手段、並びに前記車両運行情報取得手段が取得した車両周辺の物体の存在情報および移動情報から当該車両の危険走行度合いを判定する危険走行度判定手段を有する制御手段と、
   運転者の視点を検知する視点検知手段と、
   前記視点検知手段が検知した運転者の視点に基づき、運転者による前記画像オブジェクトの視認位置が前記危険箇所または前記物体に重なるように前記画像オブジェクトの表示位置を決定する表示位置決定手段と、
   運転者の視線方向を検知する視線検知手段と、
   前記視点検知手段により検知された前記視点における、前記視線検知手段により検知された前記視線方向が、前記視点における、前記表示手段に表示された前記画像オブジェクトの方向に一致しない場合、一致するように前記画像オブジェクトの移動位置を決定する移動位置決定手段とを備え、
   前記制御手段は、前記危険箇所接近度判定手段によって判定された判定結果および前記危険走行度判定手段によって判定された判定結果に基づいて前記表示データ記憶手段から前記立体表示用の表示データまたは前記平面表示用の表示データの何れかを読み出し、
   また、前記制御手段は、前記表示手段に前記平面表示または前記立体表示をさせる際、前記表示位置決定手段により決定された前記表示位置に前記画像オブジェクトを表示させ、
   さらに、前記制御手段は、前記移動位置決定手段により前記移動位置が決定された場合、前記移動位置に前記画像オブジェクトを移動させて前記表示手段に表示させることを特徴とする情報表示装置。
2. 請求項１に記載の情報表示装置において、
   前記制御手段は、前記車両運行情報取得手段が取得した前記情報の緊急度が所定の閾値よりも高い場合には、前記表示データ記憶手段から前記立体表示用の表示データを読み出し、前記車両運行情報取得手段が取得した前記情報の緊急度が前記所定の閾値よりも低い場合には、前記平面表示用の表示データを読み出すことを特徴とする情報表示装置。
3. 請求項１に記載の情報表示装置において、
   前記制御手段は、前記車両運行情報取得手段が取得した前記情報の重要度が所定の閾値よりも高い場合には、前記表示データ記憶手段から前記立体表示用の表示データを読み出し、前記車両運行情報取得手段が取得した前記情報の重要度が前記所定の閾値よりも低い場合には、前記平面表示用の表示データを読み出すことを特徴とする情報表示装置。
4. 請求項１に記載の情報表示装置において、
   前記危険走行度判定手段は、運転者の運転操作の開始タイミングおよび操作量を考慮して前記危険走行度合いを判定することを特徴とする情報表示装置。
5. 請求項１または４に記載の情報表示装置において、
   前記視線検知手段は、前記運転者の顔面における特徴点の位置と、前記運転者の目の位置との関係から前記視線方向を推定することを特徴とする情報表示装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の情報表示装置において、
   前記表示手段は、
   左目用の画像を投射する第一の投射手段と、
   右目用の画像を投射する第二の投射手段と、
   ３次元の楕円方程式によって表される形状の反射面を有する透視可能な投射画像反射手段と
   を備えることを特徴とする情報表示装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の情報表示装置において、
   前記制御手段は、前記表示手段に前記平面表示用の表示データを画像オブジェクトとして平面表示させた後に所定の条件を満たす場合、前記平面表示用の表示データに対応する前記立体表示用の表示データを前記表示データ記憶手段から読み出し、読み出した前記立体表示用の表示データを前記表示手段に画像オブジェクトとして立体表示させることを特徴とする情報表示装置。
8. 平面表示および視差を利用した立体表示を、車両の外部の景色と重畳させて表示することができる表示手段と、
   車両の運行に伴う情報を取得する車両運行情報取得手段と、
   立体表示用の表示データおよび平面表示用の表示データを記憶する表示データ記憶手段と、
   前記車両運行情報取得手段が取得した前記情報に応じて前記表示データ記憶手段から前記立体表示用の表示データまたは前記平面表示用の表示データの何れかを読み出し、読み出した前記表示データを画像オブジェクトとして前記表示手段に平面表示または立体表示させる制御手段と、
   前記立体表示させる前記画像オブジェクトの立体視を支援するためのマーカを前記画像オブジェクトの表示位置に応じた位置に表示させるマーカ表示手段とを備え、
   前記マーカ表示手段は、前記画像オブジェクトの表示に先立ち、前記画像オブジェクトが表示される場所の背景の距離に応じて前記マーカを表示することを特徴とする情報表示装置。
9. 請求項８に記載の情報表示装置において、
   前記マーカ表示手段は、前記背景の距離に応じて、前記マーカの大きさを設定することを特徴とする情報表示装置。
10. 請求項８または９に記載の情報表示装置において、
    前記マーカは、少なくとも２つの点形状であり、
    前記マーカ表示手段は、前記２つの点形状の間隔を前記背景の距離に応じた間隔として前記２つの点形状を表示することを特徴とする情報表示装置。
11. 請求項１０に記載の情報表示装置において、
    前記点形状は発光体であり、
    前記マーカ表示手段は、前記２つの点形状の間隔を前記背景の距離に応じた間隔として前記２つの発光体を発光させることを特徴とする情報表示装置。