JP7563111B2 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。

車両に設けられたフロントガラス等の透光部材に表示光を投射することで、表示光が示す像の虚像を透光部材の前方に表示するヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head-Up Display）装置が知られている。例えば、特許文献１に記載のＨＵＤ装置は、虚像の表示モードとして、車両の現在地を含む範囲を俯瞰で表す俯瞰画像を表示するモードと、車両の前方に位置する前方対象に重なって視認される重畳画像を表示するモードとを実行可能である。

特開２０２０－４７１５３号公報

ＨＵＤ装置において表示モードを単に変更するだけでは、どのモードからどのモードに移行したかをユーザが把握しづらい虞がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、表示モードの移行を良好にユーザに把握させることができるヘッドアップディスプレイ装置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、
車両に設けられた透光部材に表示光を投射することで、前記透光部材の前方に設定された仮想面に前記表示光が示す像の虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
第１の仮想視点に基づく第１画像を前記虚像として表示する第１表示モードと、前記第１の仮想視点よりも低い位置に設定された第２の仮想視点に基づく第２画像を前記虚像として表示する第２表示モードとを実行可能であるとともに、前記第１表示モードと前記第２表示モードとの一方から他方へ表示モードを切り替えることが可能な表示制御手段と、
前記車両の前方の路面に対する前記仮想面の角度を調整する調整手段と、
前記車両の周辺情報を取得する取得手段と、を備え、
前記表示制御手段は、
前記取得手段が取得した前記周辺情報に基づき、実行する前記表示モードを決定し、
前記第１表示モードの実行時には、前記調整手段によって前記角度が鋭角である第１角度に調整された前記仮想面に前記第１画像を表示し、
前記第２表示モードの実行時には、前記調整手段によって前記角度が前記第１角度とは異なる第２角度に調整された前記仮想面に前記第２画像を表示する。

本発明によれば、表示モードの移行を良好にユーザに把握させることができる。

本発明の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置の車両への搭載態様を示す図。 本発明の一実施形態に係るＨＵＤ装置の構成を説明するための概略側面図。 本発明の一実施形態に係る車両用表示システムのブロック図。 本発明の一実施形態に係る各表示モードでの表示例を示す図であり、（ａ）は第１表示モードに係る第１画像を示し、（ｂ）は中間表示モードに係る中間画像を示し、（ｃ）は第２表示モードに係る第２画像を示す図。 本発明の一実施形態に係る仮想面の路面に対する角度を説明するための模式図。 本発明の一実施形態に係る表示モード制御処理の一例を示すフローチャート。

本発明の一実施形態について図面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（ＨＵＤ）装置１００は、図１に示すように、車両１に設けられたウインドシールド２（透光部材の一例）に表示光Ｌを投射する。ウインドシールド２で反射した表示光Ｌは、ユーザ４（主に車両１の運転者）側へ向かう。ユーザ４は、視点をアイボックスＥ内におくことで、ウインドシールド２の前方に、表示光Ｌが表す像の虚像Ｖを視認できる。つまり、ＨＵＤ装置１００は、ウインドシールド２の前方に虚像Ｖを表示する。

ＨＵＤ装置１００は、ウインドシールド２の前方に設定された仮想面Ａに虚像Ｖを表示する。仮想面Ａは、後述のスクリーン３０の表示面３１に対応する。例えば、仮想面Ａは、その法線方向から見て矩形状をなす。仮想面Ａ及びアイボックスＥの位置、大きさ及び形状は、ＨＵＤ装置１００における光学系に応じて定まる。

ＨＵＤ装置１００は、例えば、車両１のダッシュボード３の内部に設けられる。ＨＵＤ装置１００は、虚像Ｖを表示することによって、車両１に関する情報（以下、車両情報と言う。）だけでなく、車両情報以外の情報も統合的にユーザ４に報知可能である。なお、車両情報は、車両１自体の情報だけでなく、車両１の走行に関連する車両１の外部の情報も含む。ＨＵＤ装置１００は、図３に示す車両用表示システムＳの一部を構成する。

車両用表示システムＳは、車両１に搭載され、ＨＵＤ装置１００と、周辺情報取得部２００と、地図情報記憶部３００と、視点検出部４００と、を備える。

ＨＵＤ装置１００は、図２、図３に示すように、表示器１０と、第１～第３ミラー２１～２３と、スクリーン３０と、凹面鏡４０と、筐体５０と、スクリーン駆動部６０と、制御部７０と、を備える。まず、図２に示した構成について説明する。

表示器１０は、表示光Ｌを生成して放射する構成であり、例えば、ＤＭＤ（Digital Micro mirror Device）、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）などの反射型表示デバイスを用いたプロジェクタなどからなる。表示器１０は、制御部７０の制御で生成した表示光Ｌを第１ミラー２１に向けて放射する。第１ミラー２１で反射した表示器１０からの表示光Ｌは、スクリーン３０に向かう。

スクリーン３０は、例えば、ホログラフィックディフューザ、マイクロレンズアレイ、拡散板等の透過型スクリーンから構成される。スクリーン３０は、表示光Ｌを受ける面の裏側の表示面３１において表示光Ｌが示す像を表示する。これに伴い、表示面３１に表示された像に対応する表示光Ｌが第２ミラー２２に向けて放射される。スクリーン３０は、軸線ＡＸを中心として回転可能に設けられ、スクリーン駆動部６０によって回転駆動される。スクリーン３０の表示面３１の回転に応じて、車両１の前方の路面に対する仮想面Ａの角度が変化する。つまり、表示面３１と仮想面Ａは光学的に共役関係にある。

スクリーン３０からの表示光Ｌは、第２ミラー２２、第３ミラー２３の順で反射した後に凹面鏡４０に向かう。なお、この実施形態では、表示光Ｌの光路を折り返す折り返しミラーとして、第１～第３ミラー２１～２３の３枚を用いているが、折り返しミラーの枚数や、どのように表示光Ｌの光路を折り返すかは、設計に応じて適宜変更可能である。また、折り返しミラーは、平面鏡であっても曲面鏡であってもよい。

凹面鏡４０は、第３ミラー２３からの表示光Ｌを拡大しつつ、ウインドシールド２に向けて反射する。なお、凹面鏡４０は、図示しないアクチュエータにより回転駆動可能であってもよい。そして、凹面鏡４０の回転に応じて表示光Ｌの反射角が変更されることで、虚像Ｖの表示位置（高さ）が調整可能となっていてもよい。当該調整は、図示しない操作部からのユーザによる操作や、視点検出部４００が検出したユーザ４の視点位置に応じて、制御部７０の制御で実行されればよい。

筐体５０は、遮光性を有して箱状に形成され、凹面鏡４０で反射した表示光Ｌが通過する開口部を有する。筐体５０の開口部には、表示光Ｌが透過する透光性カバー５１が取り付けられている。

図３に示すスクリーン駆動部６０は、スクリーン３０を軸線ＡＸ周りに回転駆動する。スクリーン駆動部６０は、例えば、制御部７０の制御によって駆動するモータ、及び、モータの動力をスクリーン３０に伝達するギヤ機構などを備えて構成される。

制御部７０は、ＨＵＤ装置１００の全体動作を制御するマイクロコンピュータからなる。例えば、制御部７０は、動作プログラム及び画像データを予め記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、各種の演算結果などを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭに記憶された動作プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵと協働して画像処理を実行するＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等を備えて構成されている。なお、制御部７０の構成は、以下に説明する機能を充足する限りにおいては任意である。制御部７０は、１台のコンピュータから構成されてもよいし、互いに通信を行う複数のコンピュータから構成されてもよい。制御部７０の主な機能については後述する。

周辺情報取得部２００は、車両１の周辺情報を制御部７０に送信する構成であり、前方センシング部２１０と、車外情報取得部２２０と、を備える。

前方センシング部２１０は、車両１の前方に位置する前方対象を特定する構成である。前方センシング部２１０は、例えば、ステレオカメラ、ＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection And Ranging)、ソナー、超音波センサ、ミリ波レーダ等から構成され、公知の解析手法で前方対象を特定する。

車外情報取得部２２０は、車両１の外部から情報を取得する構成である。車外情報取得部２２０は、車両１とワイヤレスネットワークとの通信（Ｖ２Ｎ：Vehicle To cellular Network）、車両１と他車両との通信（Ｖ２Ｖ：Vehicle To Vehicle）、車両１と歩行者との通信（Ｖ２Ｐ：Vehicle To Pedestrian）、車両１と路側のインフラとの通信（Ｖ２Ｉ：Vehicle To roadside Infrastructure）を可能とする各種モジュールから構成される。つまり、周辺情報取得部２００は、車両１と車両１の外部との間でＶ２Ｘ(Vehicle To Everything）による通信を可能とする。

例えば、（ｉ）車外情報取得部２２０は、ＷＡＮ（Wide Area Network）に直接アクセスできる通信モジュール、ＷＡＮにアクセス可能な外部装置（モバイルルータなど）や公衆無線ＬＡＮ（Local Area Network）のアクセスポイント等と通信するための通信モジュールなどを備え、インターネット通信を行う。また、車外情報取得部２２０は、人工衛星などから受信したＧＰＳ（Global Positioning System）信号に基づいて車両１の位置を算出するＧＰＳコントローラを備える。これらの構成により、Ｖ２Ｎによる通信を可能とする。（ｉｉ）また、車外情報取得部２２０は、所定の無線通信規格に準拠した無線通信モジュールを備え、Ｖ２ＶやＶ２Ｐによる通信を行う。（ｉｉｉ）また、車外情報取得部２２０は、路側のインフラと無線通信する通信装置を有し、例えば、安全運転支援システム（ＤＳＳＳ：Driving Safety Support Systems）の基地局から、インフラストラクチャーとして設置された路側無線装置を介して、車両１の周辺の物体情報や交通情報を取得する。これによりＶ２Ｉによる通信が可能である。

この実施形態では、車外情報取得部２２０は、車両１の外部に存在する車両、信号機、歩行者などの各種物体の位置、大きさ、属性などを示す物体情報をＶ２Ｉにより取得し、制御部７０に供給する。なお、物体情報は、Ｖ２Ｉに限られず、Ｖ２Ｘのうち任意の通信により取得されてもよい。また、車外情報取得部２２０は、Ｖ２Ｉにより車両１の周辺道路の位置や形状を含む交通情報を取得し、制御部７０に供給する。

地図情報記憶部３００は、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等から構成され、地図情報及び走路形状を示すための三次元の座標情報（三次元情報）からなるデジタルマップデータを記憶する。デジタルマップデータは、走路の形状を示す走路形状データ、走路の基準高さ（海抜など）を示す高さデータ、走路の長手方向の傾き（勾配）を示す勾配データ、走路の幅方向の傾きを示す傾きデータ、走路の曲率を示す曲率データ、走路の制限速度を示す制限速度データ等の各種データを、走路の所定位置（所定の緯度経度）毎に有して構成されている。デジタルマップデータは、制御部７０が描画処理を実行する際に使用される。制御部７０は、車外情報取得部２２０が含むＧＰＳコントローラからの位置情報に基づいて、現在位置近傍の地図情報及び走路形状を示すデータなどを地図情報記憶部３００から読み出し、ユーザ４により設定された目的地までの案内経路を決定するカーナビゲーションコントローラとしても機能する。

視点検出部４００は、ユーザ４の視点位置を検出する公知の構成であり、赤外線カメラ、ステレオカメラ、ＴＯＦ（Time of Flight）カメラ等から構成される。視点検出部４００は、ユーザ４の顔を撮像することによって得られた撮像データを公知の手法で解析してユーザ４の視点位置を検出する。視点検出部４００は、検出した視点位置を示す検出データを制御部７０に供給する。なお、視点検出部４００は、ユーザ４の視線方向を検出し、検出した視線方向を示す検出データを制御部７０に供給してもよい。

なお、制御部７０は、図示しない車両１の各部を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）から、車速、積算走行距離等の車両１に関する各種情報も取得可能である。

ここからは、制御部７０の主要機能について説明する。制御部７０は、機能部として、情報取得部７１（取得手段の一例）と、仮想面調整部７２（調整手段の一例）と、表示制御部７３（表示制御手段の一例）と、を備える。

情報取得部７１は、周辺情報取得部２００から周辺情報を取得する。周辺情報は、前方センシング部２１０から送信される前方対象の情報、車外情報取得部２２０から送信される車両１の現在位置情報、車両１の外部の物体情報、交通情報などを含む。また、情報取得部７１は、地図情報記憶部３００からデジタルマップデータを取得し、視点検出部４００からユーザ４の視点位置を示す検出データを取得する。

仮想面調整部７２は、スクリーン駆動部６０を介してスクリーン３０を回転駆動することにより、図５に示すように、車両１の前方の路面Ｒに対する仮想面Ａの角度を調整する。当該角度の基準となる路面Ｒの形状については、例えば、車外情報取得部２２０から取得した車両１の現在位置情報と、地図情報記憶部３００に記憶されたデジタルマップデータとに基づき特定することができる。その他、路面Ｒの形状は、車両１に予め設定された基準水平面に基づき推定してもよいし、前方センシング部２１０の解析を利用してもよいし、車外情報取得部２２０から取得可能な交通情報を利用してもよい。

表示制御部７３は、表示部１０の動作を制御し、虚像Ｖの表示モードとして、第１表示モードと、第２表示モードとを含む複数の表示モードを実行可能である。以下、この実施形態で設定された表示モードを順に説明する。

（第１表示モード）
第１表示モードは、ユーザ４がウインドシールド２越しに見る実景（前方風景）に重なって虚像Ｖが表示されるものの、当該実景における特定の対象に追加情報を付加しないＶＲ（Virtual Reality）を実現する表示モードである。第１表示モードでは、表示制御部７３は、図４（ａ）に示すように、第１の仮想視点に基づく第１画像Ｖ１を虚像Ｖとして表示する。第１画像Ｖ１は、車両１の現在地を含む範囲を俯瞰又は鳥瞰で示す俯瞰画像である。この場合、第１の仮想視点は、上空の任意の位置にあるかのように設定される。第１の仮想視点は、デジタルマップデータに基づく表示制御部７３の描画制御によって任意に設定可能である。第１画像Ｖ１は、第１の仮想視点から見た仮想世界を描写した、いわゆるＳｍａｌｌ Ｗｏｒｌｄ態様の画像であり、前方情報に加え側方、後方情報をユーザ４に提示可能である。

図４（ａ）に例示する第１画像Ｖ１は、ＶＲ態様で表示される地図画像Ｆ１と、車両１の現在地を示す現在地画像Ｇ１と、ユーザ４によって設定された目的地を示す目的地画像Ｈ１と、当該目的地までの経路を示す経路案内画像Ｊ１と、を含む。なお、経路案内画像Ｊ１は、車両１の走行に関する情報を報知する第１報知画像の一例である。また、地図画像Ｆ１、現在地画像Ｇ１及び目的地画像Ｈ１の少なくともいずれかは、第１報知画像と関連する情報を報知する関連画像の一例である。

第１表示モードの実行時には、仮想面調整部７２によって、図５に示すように、車両１の前方の路面Ｒに対する仮想面Ａの角度が、鋭角である第１角度α（０°＜α＜９０°）に調整される。このように調整され、路面Ｒに対して第１角度αをなす仮想面Ａに、表示制御部７３は、第１画像Ｖ１を表示する。なお、第１角度αは、後述の第２角度βよりも小さい角度であれば任意である。

（第２表示モード）
第２表示モードは、ユーザ４がウインドシールド２越しに見る実景における特定の対象に追加情報を付加するＡＲ（Augmented Reality）を実現する表示モードである。第２表示モードでは、表示制御部７３は、図４（ｃ）に示すように、第２の仮想視点に基づく第２画像Ｖ２を虚像Ｖとして表示する。第２画像Ｖ２は、前方対象Ｋに重なって視認される重畳画像を含む。表示制御部７３は、例えば、前方センシング部２１０が特定した前方対象Ｋと、視点検出部４００が検出したユーザ４の視点位置とに基づき重畳画像の表示制御が可能である。なお、表示制御部７３は、例えば、前方センシング部２１０が特定した前方対象Ｋと、視点検出部４００が検出したユーザ４の視線方向とに基づき重畳画像の表示制御を実行してもよい。なお、表示制御部７３は、車外情報取得部２２０から取得した情報や、地図情報記憶部３００のデジタルマップデータに基づく情報を用いて重畳画像の表示制御を行ってもよい。この場合、第２の仮想視点は、第１の仮想視点よりも低い位置であって、視点検出部４００の検出データが示すユーザ４の視点に応じた位置に表示制御部７３によって設定される。

図４（ｃ）に例示する第２画像Ｖ２は、ＡＲ態様で表示される経路案内画像Ｊ２を含む。この経路案内画像Ｊ２は、前方対象Ｋとしての道路形状に重なって視認され、ユーザ４によって設定された目的地までの経路を示す。なお、図４（ｃ）の第２画像Ｖ２の領域内に破線で示した部分は、第２画像Ｖ２の構成要素ではない、実景としての道路形状を表している。この実施形態に係る第２画像Ｖ２には、前記の関連画像の一例である地図画像Ｆ１、現在地画像Ｇ１及び目的地画像Ｈ１が含まれない。このように、第１画像Ｖ１で表示されていた関連画像の少なくとも一部を第２画像Ｖ２に表示しないことにより、第２画像Ｖ２における第２報知画像Ｊ２は、第１画像Ｖ１における第１報知画像Ｊ１よりも視認性が高い。これにより、認知させるべきコンテンツにユーザ４（主に車両１の運転者）の注意を向けさせることができる。なお、第２報知画像Ｊ２に第１報知画像Ｊ１よりも高い表示輝度の画像を用いたり、目立つ色を用いたりして、第２報知画像Ｊ２の視認性を高めてもよい。なお、経路案内画像Ｊ２は、第１報知画像の一例である前記の経路案内画像Ｊ１と共通の内容を報知する第２報知画像の一例である。また、車両１から見える実景にユーザ４が設定した目的地が含まれている場合は、当該目的地を示す目的地画像が第２画像Ｖ２に含まれていてもよい。

第２表示モードの実行時には、仮想面調整部７２によって、図５に示すように、車両１の前方の路面Ｒに対する仮想面Ａの角度が、第１角度αよりも大きい第２角度βに調整される。このように調整され、路面Ｒに対して第２角度βをなす仮想面Ａに、表示制御部７３は、第２画像Ｖ２を表示する。なお、第２角度βは、例えば、路面Ｒに対する角度が９０°以下であって、第１角度αよりも大きい角度であれば任意である。
ＨＵＤ装置１００によれば、第１表示モードから第２表示モードに移行する際に、俯瞰態様のＶＲ表示からＡＲ表示（いわゆるドライバーズビュー）へと仮想視点が変化するとともに、虚像Ｖが表示される仮想面Ａの傾きも変化するため、表示モードの移行を良好にユーザ４に把握させることができる。

（中間表示モード）
表示制御部７３は、虚像Ｖの表示モードを第１表示モード及び第２表示モードの一方から他方へ切り替え可能である。しかしながら、当該切り替えを急に実行すると、ユーザ４が気付かないうちに表示モードが変わってしまったり、ユーザ４を驚かせてしまったりする虞がある。このため、表示制御部７３は、第１表示モードから第２表示モードに切り替える場合、中間表示モードを実行した後に第２表示モードに切り替える。中間表示モードは、第１表示モードと同様にＶＲを実現する表示モードである。中間表示モードでは、表示制御部７３は、図４（ｂ）に示すように、第１の仮想視点よりも低く、且つ、第２の仮想視点よりも高い第３の仮想視点に基づく中間画像Ｖ３を虚像Ｖとして表示する。中間画像Ｖ３は、車両１の現在地を含む範囲を俯瞰又は鳥瞰で示す俯瞰画像であり、Ｓｍａｌｌ Ｗｏｒｌｄ態様の画像である。この場合、第３の仮想視点は、第１の仮想視点と同様に、デジタルマップデータに基づく表示制御部７３の描画制御によって設定可能である。

図４（ｂ）に例示する中間画像Ｖ３は、ＶＲ態様で表示される地図画像Ｆ３と、車両１の現在地を示す現在地画像Ｇ３と、ユーザ４によって設定された目的地を示す目的地画像Ｈ３と、当該目的地までの経路を示す経路案内画像Ｊ３と、を含む。これらの各画像は、中間表示モードでは描画の際の仮想視点が第１表示モードよりも低くなっているため、ユーザ４にとっては、第１表示モードからズームインした態様に視認される。つまり、中間画像Ｖ３は、第１画像Ｖ１よりも車両１の近傍の情報を表示し、例えば、車両１から数百ｍ～数十ｍの範囲の情報をユーザ４に報知可能である。

中間表示モードの実行時には、仮想面調整部７２によって、図５に示すように、車両１の前方の路面Ｒに対する仮想面Ａの角度が、第１角度αと第２角度βの間の第３角度γに調整される。このように調整され、路面Ｒに対して第３角度γをなす仮想面Ａに、表示制御部７３は、中間画像Ｖ３を表示する。

表示制御部７３は、虚像Ｖの表示モードを第１表示モードから第２表示モードへ切り替える際、
第１表示モードから中間表示モードに切り替わるまでの期間（以下、第１期間とする。）と、中間表示モードから第２表示モードに切り替わるまでの期間（以下、第２期間とする。）の長さを異ならせることが好ましい。こうすることで、表示モード切り替え時の演出効果をさらに高めることができ、表示モードの変化を効果的にユーザ４に認識させることができる。第１期間と第２期間のいずれをより長くするかは任意であり、例えば数秒といった期間であればよい。

なお、第１期間は、第１表示モードから中間表示モードへの遷移速度と言い換えることができる。また、第２期間は、中間表示モードから第２表示モードへの遷移速度と言い換えることができる。また、第１期間は、路面Ｒに対する仮想面Ａの角度が第１角度αから第３角度γまで移動するまでの期間又は速度と言い換えることもできる。また、第２期間は、路面Ｒに対する仮想面Ａの角度が第３角度γから第２角度βまで移動するまでの期間又は速度と言い換えることもできる。また、第１画像Ｖ１を中間画像Ｖ３に変化させるまでの変化態様や、中間画像Ｖ３を第２画像Ｖ２に変化させるまでの変化態様を、徐々に画像が遷移していくアニメーション態様で表現してもよい。

また、表示制御部７３は、情報取得部７１が取得した周辺情報に基づき、実行すべき表示モードを決定する。例えば、第１表示モードの実行中に、ＡＲ表示すべき前方対象Ｋが現在の車両１から特定の距離まで近付いた場合、表示制御部７３は、第１表示モードから第２表示モードへの切替条件が成立したと判別する。ＡＲ表示すべき前方対象Ｋは、前方センシング２１０と車外情報取得部２２０の少なくともいずれかからの情報に基づいて特定可能であり、例えば、交差点、目的地、ＰＯＩ（Point Of Interest）などであればよい。つまり、ＡＲ態様で表示される第２画像Ｖ２を重畳する前方対象Ｋは、前方センシング部２１０による解析に限られず、車外情報取得部２２０からの情報に基づいて特定されてもよい。また、例えば、第２表示モードの実行中に、ＡＲ表示すべき前方対象Ｋを車両１が通り過ぎた場合、表示制御部７３は、第２表示モードから第１表示モードへの切替条件が成立したと判別する。

なお、図４（ａ）に示す第１画像Ｖ１は、路面Ｒに対して第１角度αの仮想面Ａに第１画像Ｖ１が表示された場合におけるユーザ４から見た態様で描いたものである。同様に、図４（ｃ）に示す第２画像Ｖ２は、路面Ｒに対して第２角度βの仮想面Ａに第２画像Ｖ２が表示された場合におけるユーザ４から見た態様で描いたものである。同様に、図４（ｂ）に示す中間画像Ｖ３は、路面Ｒに対して第３角度γの仮想面Ａに中間画像Ｖ３が表示された場合におけるユーザ４から見た態様で描いたものである。

続いて、ＨＵＤ装置１００の制御部７０が実行する表示モード制御処理の一例を、図６を参照して説明する。表示モード制御処理は、例えば、車両１のイグニッションがオン状態でＨＵＤ装置１００の動作中に継続して実行される。

（表示モード制御処理）
制御部７０は、表示モード制御処理を開始すると、まず、第１表示モードを実行する（ステップＳ１）。つまり、路面Ｒに対する角度を第１角度αに調整した仮想面Ａに第１画像Ｖ１を表示する。

続いて、制御部７０は、前述した手法で、周辺情報取得部２００から取得した周辺情報に基づいて第１表示モードから第２表示モードへの切り替え条件であるモード切替条件が成立したか否かを判別する（ステップＳ２）。モード切替条件が成立していない場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、制御部７０は、第１表示モードを継続する（ステップＳ１）。

ステップＳ２でモード切替条件が成立した場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、制御部７０は、中間表示モードへの変更制御を実行する（ステップＳ３）。具体的に、制御部７０は、第１画像Ｖ１を中間画像Ｖ３に遷移させる描画制御を実行するとともに、仮想面Ａの路面Ｒに対する角度を第１角度αから第３角度γまで変更する。

続いて、制御部７０は、中間表示モードへの切り替えが完了したか否かを判別する（ステップＳ４）。具体的に、制御部７０は、中間画像Ｖ３の描画が完了し、且つ、仮想面Ａの路面Ｒに対する角度が第３角度γに到達した場合に、中間表示モードへの切り替えが完了したと判別する（ステップＳ４；Ｙｅｓ）。ここで、ステップＳ２でモード切替条件が成立（ステップＳ２；Ｙｅｓ）してから中間表示モードへ切替完了（ステップＳ４；Ｙｅｓ）するまでの期間が、前記の第１期間に相当する。中間表示モードへの切り替えが完了していない場合（ステップＳ４；Ｎｏ）、制御部７０は、中間表示モードへの変更制御を継続する（ステップＳ３）。

ステップＳ４で中間表示モードへの切り替えが完了すると（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、制御部７０は、第２表示モードへの変更制御を実行する（ステップＳ５）。具体的に、制御部７０は、中間画像Ｖ３を第２画像Ｖ２に遷移させる描画制御を実行するとともに、仮想面Ａの路面Ｒに対する角度を第３角度γから第２角度βまで変更する。

続いて、制御部７０は、第２表示モードへの切り替えが完了したか否かを判別する（ステップＳ６）。具体的に、制御部７０は、第２画像Ｖ２の描画が完了し、且つ、仮想面Ａの路面Ｒに対する角度が第２角度βに到達した場合に、第２表示モードへの切り替えが完了したと判別する（ステップＳ６；Ｙｅｓ）。ここで、ステップＳ４で中間表示モードへの切り替えが完了（ステップＳ４；Ｙｅｓ）してから第２表示モードへ切替完了（ステップＳ６；Ｙｅｓ）するまでの期間が、前記の第２期間に相当する。第２表示モードへの切り替えが完了していない場合（ステップＳ６；Ｎｏ）、制御部７０は、第２表示モードへの変更制御を継続する（ステップＳ５）。

続いて、制御部７０は、第２表示モードを実行しつつ（ステップＳ７）、前述した手法で、周辺情報取得部２００から取得した周辺情報に基づいて第２表示モードから第１表示モードへの切り替え条件であるモード切替条件が成立したか否かを判別する（ステップＳ８）。モード切替条件が成立していない場合（ステップＳ８；Ｎｏ）、制御部７０は、第２表示モードを継続する（ステップＳ７）。一方、モード切替条件が成立した場合（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、制御部７０は、第２表示モードを第１表示モードに切り替え、第１表示モードを実行する（ステップＳ１）。以上が表示モード制御処理である。

なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、実施形態に適宜の変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。

（変形例）
以上では、第１画像Ｖ１が含む第１報知画像が経路案内画像Ｊ１で、第２画像Ｖ２が含む第２報知画像が経路案内画像Ｊ２である例を示したが、第１報知画像及び第２報知画像はこの種の経路案内画像に限られず、任意である。例えば、第１報知画像及び第２報知画像は、ユーザ４に設定された目的地を示す画像、ＰＯＩを示す画像、工事区間を示す画像などであってもよい。この場合、ＡＲ態様の第２報知画像は、実景としての目的地、ＰＯＩ、工事区間等（前方対象の例）に重なって視認される重畳画像であればよい。また、第２画像Ｖ２は、少なくとも重畳画像（以下、ＡＲ画像とも言う。）としての第２報知画像を含んでいれば、ＡＲ画像以外の態様の画像を含んでいてもよい。

以上では、第１表示モードから第２表示モードへ中間表示モードを介して遷移する例を説明したが、中間表示モードを設けなくともよい。また、第１表示モードから第２表示モードへ遷移する途中に、複数の中間表示モードを設けてもよい。ここで、複数の中間表示モードが第１中間表示モードと第２中間表示モードを含むとした場合、第１中間表示モードと第２中間表示モードで中間画像を表示する仮想面Ａの路面Ｒに対する角度を異ならせるとともに、互いに異なる仮想視点に基づく中間画像を表示すればよい。第１表示モードから第２表示モードへの遷移は、描画制御の際に設定された仮想視点の高さと、仮想面Ａの路面Ｒに対する角度とが順に変位する態様であれば、任意に変更可能である。例えば、中間表示モードで表示される中間画像Ｖ３は、俯瞰画像でなく、第２表示モードで表示されるＡＲ態様の第２画像Ｖ２に近似した画像であってもよい。このように中間画像Ｖ３をＡＲ態様に近似した画像とすれば、主に車両１の運転者であるユーザ４にＡＲを感じさせる期間を長く確保することができ、ユーザ４の視点に近い情報をより長い時間、ユーザ４に提示することができる。

以上では、第２表示モードから第１表示モードに遷移する際には、中間表示モードを設けない例を説明したが、制御部７０は、第２表示モードから第１表示モードに遷移する際にも、中間表示モードを介して表示モードを第１表示モードに遷移させてもよい。また、中間表示モードにおける中間画像Ｖ３は、第１表示モードにおける第１画像Ｖ１よりも表示コンテンツを減らした態様であってもよい。

以上では、第１表示モードでＶＲ表示を実現し、第２表示モードでＡＲ表示を実現する例を説明したが、これに限られない。第１表示モードの実行時には路面Ｒに対する角度が第１角度αに調整された仮想面Ａに第１画像Ｖ１を表示し、第２表示モードの実行時には路面Ｒに対する角度が第２角度βに設定された仮想面Ａに第２画像Ｖ２を表示するという条件を満たす限りにおいては、第２表示モードもＶＲ表示であってもよい。つまり、制御部７０は、第１の仮想視点に基づく第１画像Ｖ１をＶＲ態様で表示する第１表示モードと、第１の仮想視点よりも低い位置に設定された第２の仮想視点に基づく第２画像Ｖ２をＶＲ態様で表示する第２表示モードとを実行可能であってもよい。また、第２角度βは、路面Ｒに対する仮想面Ａの角度が鋭角である第１角度αと異なっていれば、その設定は任意である。例えば、第２角度βは、第１角度αよりも小さくてもよい。

表示器１０は、以上で示す構成例に限られず、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどの画像表示ディスプレイを利用したものであってもよい。また、仮想面Ａの路面Ｒに対する角度調整機構も以上で示す例に限られず任意である。例えば、画像表示ディスプレイ自体を回転駆動可能に構成し、当該ディスプレイの表示面を傾斜させることで、仮想面Ａの角度調整を行うこともできる。また、画像表示ディスプレイが放射した表示光Ｌを受けるスクリーン３０を上記実施形態と同様に回転駆動する構成を採用してもよい。

また、表示光Ｌの投射対象（透光部材）は、車両１のフロントガラス２に限定されず、板状のハーフミラー、ホログラム素子等により構成されるコンバイナであってもよい。また、ＨＵＤ装置１００が搭載される車両１の種類は限定されず任意であり、自動四輪車や、自動二輪車など種々の車両であってもよい。また、ＨＵＤ装置１００は、周辺情報取得部２００、地図情報記憶部３００及び視点検出部４００の少なくとも一部の機能を備えていてもよい。

以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、公知の技術的事項の説明を適宜省略した。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

１００…ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置
１０…表示器
２１～２３…第１～第３ミラー
３０…スクリーン、３１…表示面
４０…凹面鏡
５０…筐体
６０…スクリーン駆動部
７０…制御部
７１…情報取得部（取得手段の一例）
７２…仮想面調整部（調整手段の一例）
７３…表示制御部（表示制御手段の一例）
２００…周辺情報取得部
３００…地図情報記憶部
４００…視点検出部
Ｓ…車両用表示システム
１…車両、２…ウインドシールド、３…ダッシュボード、４…ユーザ
Ｌ…表示光、Ａ…仮想面、Ｖ…虚像、Ｅ…アイボックス
Ｖ１…第１画像、Ｖ２…第２画像、Ｖ３…中間画像
Ｊ１…経路案内画像（第１報知画像の一例）、Ｆ１…地図画像（関連画像の一例）
Ｊ２…経路案内画像（第２報知画像の一例）
α…第１角度、β…第２角度、γ…第３角度

Claims (7)

1. 車両に設けられた透光部材に表示光を投射することで、前記透光部材の前方に設定された仮想面に前記表示光が示す像の虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
   第１の仮想視点に基づく第１画像を前記虚像として表示する第１表示モードと、前記第１の仮想視点よりも低い位置に設定された第２の仮想視点に基づく第２画像を前記虚像として表示する第２表示モードとを実行可能であるとともに、前記第１表示モードと前記第２表示モードとの一方から他方へ表示モードを切り替えることが可能な表示制御手段と、
   前記車両の前方の路面に対する前記仮想面の角度を調整する調整手段と、
   前記車両の周辺情報を取得する取得手段と、を備え、
   前記表示制御手段は、
   前記取得手段が取得した前記周辺情報に基づき、実行する前記表示モードを決定し、
   前記第１表示モードの実行時には、前記調整手段によって前記角度が鋭角である第１角度に調整された前記仮想面に前記第１画像を表示し、
   前記第２表示モードの実行時には、前記調整手段によって前記角度が前記第１角度とは異なる第２角度に調整された前記仮想面に前記第２画像を表示する、
   ヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記表示制御手段は、前記表示モードを前記第１表示モードから前記第２表示モードに切り替える場合、前記第１の仮想視点よりも低く、且つ、前記第２の仮想視点よりも高い第３の仮想視点に基づく中間画像を前記虚像として表示する中間表示モードを実行した後に前記第２表示モードに切り替える、
   請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記表示制御手段は、前記中間表示モードの実行時には、前記調整手段によって前記角度が前記第１角度と前記第２角度の間の第３角度に調整された前記仮想面に前記中間画像を表示する、
   請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
4. 前記第１表示モードから前記中間表示モードに切り替わるまでの期間と、前記中間表示モードから前記第２表示モードに切り替わるまでの期間の長さが異なる、
   請求項２又は３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
5. 前記第１画像は、前記車両の走行に関する情報を報知する第１報知画像を含み、
   前記第２画像は、前記第１報知画像と共通の内容を報知する第２報知画像を含み、
   前記第２画像における前記第２報知画像は、前記第１画像における前記第１報知画像よりも視認性が高い、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
6. 前記第１画像は、前記車両の走行に関する情報を報知する第１報知画像と、前記第１報知画像と関連する情報を報知する関連画像とを含み、
   前記第２画像は、前記第１報知画像と共通の内容を報知する第２報知画像を含む一方で、前記関連画像と共通の内容を示す画像を含まない、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
7. 前記第１画像は、前記車両の現在地を含む範囲を俯瞰で表す俯瞰画像であり、
   前記第２画像が含む前記第２報知画像は、前記車両の前方に位置する前方対象に重なって視認される重畳画像である、
   請求項５又は６に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

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