CN114302828A - 车辆用显示系统及车辆 - Google Patents

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神谷美纱子
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Abstract

车辆用显示系统(4)具有：路面描绘装置(45)，其构成为朝向路面射出光图案；HUD(42)，其构成为将HUD信息朝向乘员显示；以及显示控制部(43)，其构成为对路面描绘装置(45)及HUD(42)进行控制。显示控制部(43)在使HUD信息及光图案这两者显示的情况下，使从乘员至HUD信息为止的距离和从乘员至光图案为止的距离一致。

Description

车辆用显示系统及车辆
技术领域
本发明涉及车辆用显示系统及具有该车辆用显示系统的车辆。
背景技术
日本特开2016－55691号公报公开了一种车辆用显示系统，其使用路面描绘装置在路面上照射光图案，由此针对驾驶员(乘员)自身或者行人·反向车辆等其他人(对象物)通知及警告车辆的信息。另外，该车辆用显示系统使用平视显示器(HUD)装置而在车辆的前窗玻璃等上对规定的图像进行投影，由此针对驾驶员通知及警告车辆的信息。驾驶员将在车辆的前窗玻璃等投影出的规定的图像识别为在前窗玻璃等的前方的规定的位置处形成的虚像。
发明内容
另外，在从乘员至虚像为止的位置与从乘员至路面上的光图案为止的位置不同的情况下，乘员如果与虚像及光图案的一者对焦，则有时难以掌握由另一者表示的信息。即，在如上所述的状况下，乘员针对虚像及光图案的任一者的视觉识别性降低。
本发明的目的在于，提供能够提高乘员针对照射至路面上的光图案及朝向乘员显示出的规定的图像的视觉识别性的车辆用显示系统及具有该车辆用显示系统的车辆。
本发明的一个方式的车辆用显示系统设置于车辆，
该车辆用显示系统具有：
第一显示装置，其构成为朝向所述车辆的外部的路面射出光图案；
第二显示装置，其构成为位于所述车辆的内部，并且以规定的图像与所述车辆的外部的现实空间叠加的方式将所述规定的图像朝向所述车辆的乘员进行显示；以及
控制部，其构成为对所述第一显示装置及所述第二显示装置进行控制。
所述控制部在使所述规定的图像及所述光图案这两者显示的情况下，使从所述乘员至所述规定的图像为止的距离和从所述乘员至所述光图案为止的距离一致。
根据上述结构，从乘员至规定的图像为止的距离和从乘员至光图案为止的距离一致，因此乘员能够同时掌握通过规定的图像表示的信息及通过光图案表示的信息。即，能够使乘员相对于光图案及规定的图像的视觉识别性提高。
此外，所谓“距离一致”是指在车辆的前后方向，规定的图像被显示的距离的范围和光图案被显示的距离的范围至少局部地重叠的情况。规定的图像被显示的距离的范围在平面地显示的规定的图像的情况下是其显示位置，另外，在立体地显示的规定的图像的情况下是其显示距离范围。并且，实质上只要乘员不变更焦距就能够对规定的图像及光图案进行视觉识别，则在车辆的前后方向规定的图像的显示距离范围和光图案的显示距离范围也可以不重叠。例如，在车辆的前后方向在从乘员远离规定的距离的位置附近对规定的图像及光图案进行显示的情况下，虽然规定的图像的显示距离范围和光图案的显示距离范围没有重叠，但如果是规定的距离的10％偏移的程度，则也包含于“距离一致”的情况。
另外，所谓“使两者显示”是指在某时刻显示出规定的图像及光图案这两者的情况。因此，虽然显示的定时不同，则还包含规定的图像及光图案的显示期间一部分重叠那样的情况。
另外，提供具有车辆用显示系统的车辆。
根据上述结构，提供能够使乘员针对照射至路面上的光图案及朝向乘员显示出的规定的图像的视觉识别性提高的车辆。
发明的效果
根据本发明，能够提供能够提高乘员针对照射至路面上的光图案及朝向乘员显示出的规定的图像的视觉识别性的车辆用显示系统及具有该车辆用显示系统的车辆。
附图说明
图1是搭载有车辆系统的车辆的正视图。
图2是车辆系统的框图。
图3是车辆系统所包含的平视显示器的示意图。
图4是用于对第一实施方式所涉及的显示控制部的动作的一个例子进行说明的流程图。
图5是表示乘员的视野中的HUD信息的图。
图6是表示乘员的视野中的HUD信息和光图案的图。
图7是表示从车辆的乘员的视点至框图案的形成位置及光图案的形成位置为止的距离的示意图。
图8是用于对第二实施方式所涉及的显示控制部的动作的一个例子进行说明的流程图。
图9是表示乘员的视野中的HUD信息和光图案的图。
图10是表示从车辆的乘员的视点至框图案的形成位置及光图案的形成位置为止的距离的示意图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式(以下，称为本实施方式)进行说明。对于本附图所示的各部件的尺寸，为了便于说明，有时与实际的各部件的尺寸不同。
另外，在本实施方式的说明中，为了便于说明，有时适当提及“左右方向”、“上下方向”、“前后方向”。这些方向是关于图1所示的车辆1而设定的相对的方向。在这里，“左右方向”是包含“左方向”及“右方向”的方向。“上下方向”是包含“上方向”及“下方向”的方向。“前后方向”是包含“前方向”及“后方向”的方向。
首先，以下参照图1及图2对具有本实施方式所涉及的车辆系统2进行说明。图1是搭载有车辆系统2的车辆1的正视图。图2是车辆系统2的框图。车辆1是能够通过自动驾驶模式行驶的车辆(汽车)。
如图2所示，车辆系统2具有车辆控制部3、车辆用显示系统4(以下，简称为“显示系统4”)、传感器5、照相机6和雷达7。并且，车辆系统2具有HMI(Human Machine Interface)8、GPS(Global Positioning System)9、无线通信部10和存储装置11、转向致动器12、转向装置13、制动致动器14、制动装置15、加速致动器16和加速装置17。
车辆控制部3构成为对车辆1的行驶进行控制。车辆控制部3例如由至少一个电子控制单元(ECU：Electronic Control Unit)构成。电子控制单元包含将大于或等于1个处理器及大于或等于1个存储器包含在内的计算机系统(例如，SoC(System on a Chip)等)以及由晶体管等有源元件及无源元件构成的电子电路。处理器例如包含CPU(CentralProcessing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)及TPU(Tensor Processing Unit)之中的至少一个。CPU可以由多个CPU内核构成。GPU可以由多个GPU内核构成。存储器包含ROM(Read Only Memory)和RAM(Random Access Memory)。在ROM可以存储车辆控制程序。例如，车辆控制程序可以包含自动驾驶用的人工智能(AI)程序。AI程序是通过使用多层神经网络的有教师或者无教师机器学习(特别地，深度学习)构建出的程序(训练好的模型)。在RAM可以暂时地存储有车辆控制程序、车辆控制数据和/或表示车辆的周边环境的周边环境信息。处理器可以构成为将从在ROM中存储的各种车辆控制程序指定出的程序在RAM上展开，通过与RAM的协同动作而执行各种处理。另外，计算机系统可以由ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field－Programmable Gate Array)等非罗曼型计算机构成。并且，计算机系统可以由罗曼型计算机和非罗曼型计算机的组合而构成。
显示系统4具有左侧前大灯20L、右侧前大灯20R、左侧路面描绘装置45L和右侧路面描绘装置45R。并且，显示系统4具有平视显示器(HUD)42和显示控制部43。
如图1所示，左侧前大灯20L配置于车辆1的左侧前表面，具有：近光灯，其构成为将近光向车辆1的前方照射；以及远光灯，其构成为将远光向车辆1的前方照射。右侧前大灯20R配置于车辆1的右侧前表面，具有：近光灯，其构成为将近光向车辆1的前方照射；以及远光灯，其构成为将远光向车辆1的前方照射。近光灯和远光灯各自具有LED(Light EmittingDiode)、LD(Laser Diode)等大于或等于1个发光元件和透镜及反射镜等光学部件。另外，此后为了便于说明，有时将左侧前大灯20L及右侧前大灯20R简称为前大灯20。
左侧路面描绘装置45L(第1显示装置的一个例子)配置于左侧前大灯20L的灯室内。左侧路面描绘装置45L构成为朝向车辆1的外部的路面射出光图案。左侧路面描绘装置45L例如具有光源部、驱动反射镜、透镜或反射镜等光学系统、光源驱动电路和反射镜驱动电路。光源部是激光光源或LED光源。例如，激光光源是构成为将红色激光、绿色激光和蓝色激光分别射出的RGB激光光源。驱动反射镜例如是MEMS(MicroElectro MechanicalSystems)反射镜、DMD(Digital Mirror Device)、电控反射镜、多棱镜等。光源驱动电路构成为对光源部进行驱动控制。光源驱动电路构成为基于从显示控制部43发送出的与规定的光图案相关的信号，生成用于对光源部的动作进行控制的控制信号，然后将该生成的控制信号发送至光源部。反射镜驱动电路构成为对驱动反射镜进行驱动控制。反射镜驱动电路构成为基于从显示控制部43发送出的与规定的光图案相关的信号，生成用于对驱动反射镜的动作进行控制的控制信号，然后将该生成的控制信号发送至驱动反射镜。在光源部为RGB激光光源的情况下，左侧路面描绘装置45L通过扫描激光而能够将各种颜色的光图案描绘在路面上。
右侧路面描绘装置45R(第1显示装置的一个例子)配置于右侧前大灯20R的灯室内。右侧路面描绘装置45R构成为朝向车辆1的外部的路面射出光图案。与左侧路面描绘装置45L同样地，右侧路面描绘装置45R具有光源部、驱动反射镜、透镜等光学系统、光源驱动电路和反射镜驱动电路。
另外，左侧路面描绘装置45L及右侧路面描绘装置45R的描绘方式可以是光栅扫描方式、DLP(Digital Light Processing)方式或LCOS(Liquid Crystal on Silicon)方式。在采用DLP方式或者LCOS方式的情况下，光源部可以是LED光源。另外，作为左侧路面描绘装置45L及右侧路面描绘装置45R的描绘方式，可以采用投影方式。在采用投影方式的情况下，光源部可以是排列为矩阵状的多个LED光源。并且，在本实施方式中，左侧路面描绘装置45L及右侧路面描绘装置45R可以配置于车体顶部100A上。在这点，也可以是1个路面描绘装置配置于车体顶部100A上。此后，为了便于说明，有时将左侧路面描绘装置45L及右侧路面描绘装置45R简称为路面描绘装置45。另外，在此后的说明中，路面描绘装置45设为左侧路面描绘装置45L、右侧路面描绘装置45R或表示左侧路面描绘装置45L和右侧路面描绘装置45R的组合。
HUD 42(第2显示装置的一个例子)配置于车辆1的内部。具体地说，HUD 42设置于车辆1的室内的规定部位。例如，HUD 42可以配置于车辆1的仪表板内。HUD 42作为车辆1和乘员之间的视觉接口起作用。HUD 42构成为以规定的信息(以下，称为HUD信息)与车辆1的外部的现实空间(特别地，车辆1的前方的周边环境)叠加的方式将该HUD信息朝向乘员进行显示。如上所述，HUD 42作为AR(Augmented Reality)显示器起作用。由HUD 42显示的HUD信息，例如是与车辆1的行驶相关的车辆行驶信息和/或与车辆1的周边环境相关的周边环境信息(特别地，与存在于车辆1的外部的对象物相关的信息)。
如图3所示，HUD 42具有HUD主体部420。HUD主体部420具有壳体421和出射窗422。出射窗422由使光透过的透明板构成。HUD主体部420在壳体421的内部具有图像生成部(PGU：Picture Generation Unit)423、透镜424、凹面镜425和控制基板426。
图像生成部423构成为射出用于生成朝向车辆1的乘员显示的规定的图像的光。图像生成部423省略详细的图示，具有光源、光学部件和显示设备。光源例如是激光光源或者LED光源。激光光源例如是构成为将红色激光、绿色光激光和蓝色激光分别射出的RGB激光源。光学部件适当具有棱镜、透镜、扩散板、放大镜等。光学部件使从光源射出的光透过而朝向显示设备射出。显示设备是液晶显示器、DMD(Digital Mirror Device)等。图像生成部423的描绘方式可以是光栅扫描方式、DLP方式或者LCOS方式。在采用DLP方式或者LCOS方式的情况下，HUD 42的光源可以是LED光源。此外，在采用液晶显示器方式的情况下，HUD 42的光源可以是白色LED光源。
透镜424配置于图像生成部423和凹面镜425之间。透镜424构成为使从图像生成部423射出的光的焦距变化。透镜424设置于从图像生成部423射出而朝向凹面镜425的光所经过的位置。透镜424例如可以构成为包含驱动部，通过由控制基板426生成的控制信号能够对图像生成部423的距离进行变更。由于透镜424的移动，从图像生成部423射出的光的焦距(外观的光路长度)变化，挡风玻璃18与通过HUD 42显示的规定的图像之间的距离变化。此外，作为取代透镜的光学要素，例如可以使用反射镜。
凹面镜425配置于从图像生成部423射出的光的光路上。凹面镜425构成为将从图像生成部423射出的光朝向挡风玻璃18(例如，车辆1的前车窗)反射。凹面镜425具有为了形成规定的图像而弯曲为凹状的反射面，使从图像生成部423射出而成像的光的像以规定的倍率进行反射。凹面镜425具有驱动机构(省略图示)，能够基于从控制基板426发送的控制信号而使凹面镜425的朝向旋转。
控制基板426构成为对图像生成部423的动作进行控制。控制基板426搭载有CPU(Central Processing Unit)等处理器和存储器，由处理器执行从存储器读取的计算机程序而对图像生成部423的动作进行控制。例如，控制基板426基于经由显示控制部43从车辆控制部3发送来的车辆行驶信息、周边环境信息等，生成用于对图像生成部423的动作进行控制的控制信号，将该生成的控制信号发送至图像生成部423。另外，控制基板426可以控制为对凹面镜425的朝向进行变更。
此外，在本实施方式中，控制基板426和显示控制部43作为分体的结构而设置，但控制基板426也可以作为显示控制部43的一部分而构成。
从图像生成部423射出的光在凹面镜425反射而从HUD主体部420的出射窗422射出。从HUD主体部420的出射窗422射出的光照射至挡风玻璃18。照射至挡风玻璃18的光的一部分朝向乘员的视点E反射。其结果，乘员将从HUD主体部420射出的光识别为在挡风玻璃18的前方的规定的距离处形成的虚像(规定的图像的一个例子)。如上所述，由HUD 42显示的图像经过挡风玻璃18而与车辆1的前方的现实空间叠加，其结果，乘员能够视觉识别为通过虚像(图像)形成的虚像对象I浮置于位于车辆外部的道路上。
另外，虚像对象I的距离(从乘员的视点E至虚像为止的距离)能够通过对透镜424的位置进行调整而适当调整。在作为虚像对象I而形成2D图像(平面图像)的情况下，将规定的图像以成为任意地确定的单一距离的虚像的方式投影。在作为虚像对象I而形成3D图像(立体图像)的情况下，将彼此相同或者彼此不同的多个规定的图像分别以成为不同的距离的虚像的方式投影。
显示控制部43(控制部的一个例子)构成为对路面描绘装置45(具体地说，左侧路面描绘装置45L和右侧路面描绘装置45R)、前大灯20(具体地说，左侧前大灯20L和右侧前大灯20R)及HUD 42的动作进行控制。在这点，显示控制部43构成为对路面描绘装置45(具体地说，左侧路面描绘装置45L和右侧路面描绘装置45R)的动作进行控制，以使得向路面上的规定的位置照射光图案。并且，显示控制部43构成为对HUD 42的动作进行控制，以使得HUD信息在挡风玻璃18的规定的显示区域进行显示。
显示控制部43由电子控制单元(ECU)构成。电子控制单元包含将大于或等于1个处理器和大于或等于1个存储器包含的计算机系统(例如，SoC等)和由晶体管等有源元件及无源元件构成的电子电路。处理器包含CPU、MPU、GPU及TPU之中的至少一个。存储器包含ROM和RAM。另外，计算机系统可以由ASIC、FPGA等非罗曼型计算机构成。
在本实施方式中，车辆控制部3和显示控制部43作为分体的结构而设置，但车辆控制部3和显示控制部43也可以一体地构成。在这点，显示控制部43和车辆控制部3可以由单一的电子控制单元构成。另外，显示控制部43可以由构成为对前大灯20和路面描绘装置45的动作进行控制的电子控制单元和构成为对HUD 42的动作进行控制的电子控制单元这2个电子控制单元构成。
传感器5包含加速度传感器、速度传感器及陀螺仪传感器之中的至少一个。传感器5构成为对车辆1的行驶状态进行检测，将行驶状态信息输出至车辆控制部3。传感器5可以还具有检测驾驶员是否就坐于驾驶席的就座传感器、检测驾驶员的面部的方向的面部朝向传感器、检测外部天气状态的外部天气传感器及检测在车内是否有人的人体感应传感器等。
照相机6例如是包含CCD(Charge－Coupled Device)、CMOS(互补型MOS)等拍摄元件的照相机。照相机6包含大于或等于一个外部照相机6A和内部照相机6B。外部照相机6A构成为在取得表示车辆1的周边环境的图像数据后，将该图像数据发送至车辆控制部3。车辆控制部3基于发送出的图像数据而取得周边环境信息。在这里，周边环境信息可以包含与存在于车辆1的外部的对象物(行人、其他车辆、标识等)相关的信息。例如，周边环境信息可以包含与存在于车辆1的外部的对象物的属性相关的信息和与对象物相对于车辆1的距离、位置相关的信息。外部照相机6A可以作为单眼照相机而构成，也可以作为立体照相机而构成。
内部照相机6B构成为配置于车辆1的内部，并且取得表示乘员的图像数据。内部照相机6B例如作为对乘员的视点E进行追踪的眼动追踪照相机起作用。在这里，乘员的视点E可以是乘员的左眼的视点或右眼的视点的任意者。或者，视点E可以规定为将左眼的视点和右眼的视点连结的线段的中点。显示控制部43可以基于由内部照相机6B取得的图像数据，对乘员的视点E的位置进行确定。乘员的视点E的位置可以基于图像数据而以规定的周期进行更新，也可以在车辆1启动时仅决定一次。
雷达7包含毫米波雷达、微波雷达及激光雷达(例如，LiDAR单元)之中的至少一个。例如，LiDAR单元构成为对车辆1的周边环境进行检测。特别地，LiDAR单元构成为在取得表示车辆1的周边环境的3D映射数据(点群数据)后，将该3D映射数据发送至车辆控制部3。车辆控制部3基于发送出的3D映射数据对周边环境信息进行确定。
HMI 8由接受来自驾驶员的输入操作的输入部和将行驶信息等朝向驾驶员输出的输出部构成。输入部包含方向盘、加速踏板、制动踏板、对车辆1的驾驶模式进行切换的驾驶模式切换开关等。输出部是对各种行驶信息进行显示的显示器(除了HUD以外)。GPS 9构成为取得车辆1的当前位置信息，将该取得的当前位置信息输出至车辆控制部3。
无线通信部10构成为从其他车辆接收与存在于车辆1的周围的其他车辆相关的信息(例如，行驶信息等)，并且将与车辆1相关的信息(例如，行驶信息等)发送至其他车辆(车车间通信)。另外，无线通信部10构成为从信号机、标志灯等基础设施设备对基础设施信息进行接收，并且将车辆1的行驶信息发送至基础设施设备(路车间通信)。另外，无线通信部10构成为从行人所便携的便携型电子仪器(智能手机、平板、可穿戴设备等)对与行人相关的信息进行接收，并且将车辆1的本车辆行驶信息发送至便携型电子仪器(人车间通信)。车辆1可以在与其他车辆、基础设施设备或者便携型电子仪器之间通过点对点模式进行直接通信，也可以经由访问点进行通信。并且，车辆1可以经由未图示的通信网络而与其他车辆、基础设施设备或者便携型电子仪器进行通信。通信网络包含互联网、局域网(LAN)、广域网络(WAN)及无线访问网络(RAN)之中的至少一个。无线通信标准例如是Wi－Fi(注册商标)、Bluetooth(注册商标)、ZigBee(注册商标)、LPWA、DSRC(注册商标)或Li－Fi。另外，车辆1可以使用第5代移动通信系统(5G)而与其他车辆、基础设施设备或者便携型电子仪器进行通信。
存储装置11是硬盘驱动器(HDD)、SSD(Solid State Drive)等的外部。在存储装置11可以存储有2维或3维的地图信息和/或车辆控制程序。例如，3维的地图信息可以由3D映射数据(点群数据)构成。存储装置11构成为与来自车辆控制部3的请求相应地，将地图信息、车辆控制程序输出至车辆控制部3。地图信息、车辆控制程序可以经由无线通信部10和通信网络被更新。
在车辆1通过自动驾驶模式行驶的情况下，车辆控制部3基于行驶状态信息、周边环境信息、当前位置信息、地图信息等，自动地生成转向控制信号、加速控制信号及制动控制信号之中的至少一个。转向致动器12构成为从车辆控制部3接收转向控制信号，基于接收到的转向控制信号对转向装置13进行控制。制动致动器14构成为从车辆控制部3接收制动控制信号，基于接收到的制动控制信号对制动装置15进行控制。加速致动器16构成为从车辆控制部3接收加速控制信号，基于接收到的加速控制信号对加速装置17进行控制。如上所述，车辆控制部3基于行驶状态信息、周边环境信息、当前位置信息、地图信息等，自动地对车辆1的行驶进行控制。即，在自动驾驶模式中，车辆1的行驶由车辆系统2自动控制。
另一方面，在车辆1通过手动驾驶模式行驶的情况下，车辆控制部3按照驾驶员相对于加速踏板、制动踏板及方向盘的手动操作，生成转向控制信号、加速控制信号及制动控制信号。如上所述，在手动驾驶模式中，通过驾驶员的手动操作而生成转向控制信号、加速控制信号及制动控制信号，因此车辆1的行驶由驾驶员控制。
接下来，对车辆1的驾驶模式进行说明。驾驶模式由自动驾驶模式和手动驾驶模式构成。自动驾驶模式例如由完全自动驾驶模式、高级驾驶辅助模式和驾驶辅助模式构成。在完全自动驾驶模式中，车辆系统2自动地进行转向控制、制动控制及加速控制的全部行驶控制，并且不处于驾驶员能够驾驶车辆1的状态。在高级驾驶辅助模式中，车辆系统2自动地进行转向控制、制动控制及加速控制的全部行驶控制，并且虽然处于驾驶员能够驾驶车辆1的状态，但并不驾驶车辆1。在驾驶辅助模式中，车辆系统2自动地进行转向控制、制动控制及加速控制之中的一部分的行驶控制，并且在车辆系统2的驾驶辅助下驾驶员驾驶车辆1。另一方面，在手动驾驶模式中，车辆系统2不会自动地进行行驶控制，并且没有车辆系统2的驾驶辅助而是由驾驶员驾驶车辆1。
另外，车辆1的驾驶模式可以通过操作驾驶模式切换开关而进行切换。在该情况下，车辆控制部3与驾驶员针对驾驶模式切换开关的操作相应地，将车辆1的驾驶模式在4个驾驶模式(完全自动驾驶模式、高级驾驶辅助模式、驾驶辅助模式、手动驾驶模式)之间进行切换。另外，车辆1的驾驶模式可以基于与自动驾驶车辆可行驶的可行驶区间、自动驾驶车辆的行驶被禁止的行驶禁止区间有关的信息或者与外部天气状态有关的信息而自动地切换。在该情况下，车辆控制部3基于这些信息对车辆1的驾驶模式进行切换。并且，车辆1的驾驶模式可以通过使用就座传感器、面部朝向传感器等而自动地切换。在该情况下，车辆控制部3基于来自就座传感器、面部朝向传感器的输出信号对车辆1的驾驶模式进行切换。
(第一实施方式)
接下来，参照图4至图7对第一实施方式所涉及的显示控制部43的动作的一个例子进行以下说明。图4是用于对显示控制部43的动作的一个例子进行说明的流程图。图5是表示乘员的视野中的HUD信息(具体地说，框图案M1)的图。图6是表示乘员的视野中的HUD信息(具体地说，框图案M2)和光图案L1的图。图7是表示从车辆1的乘员的视点E至框图案M2的形成位置(形成框图案M2的虚像的显示位置)及光图案L1的形成位置(显示位置)为止的距离的示意图。在图5至图7中，作为表示HUD信息的虚像对象的一个例子而示出了框图案。
如图4所示，显示控制部43判断是否从车辆控制部3接收到HUD显示指示信号(步骤S1)。车辆控制部3在基于周边环境信息而确认到行人的存在的情况下，将指示在HUD 42显示HUD信息的HUD显示指示信号向显示控制部43发送。在HUD显示指示信号包含有对象物(行人)的位置信息及乘员的视点E的位置信息。
在接收到HUD显示指示信号的情况下(步骤S1为YES)，显示控制部43判断是否由路面描绘装置45实施了路面描绘(步骤S2)。另一方面，在没有接收到HUD显示指示信号的情况下(步骤S1为NO)，结束本处理。
在没有实施路面描绘的情况下(步骤S2为NO)，显示控制部43与接收到的HUD显示指示信号相应地，对HUD 42进行控制以使得显示HUD信息(步骤S3)。例如，如图5例示那样，显示控制部43基于行人P1的位置信息及乘员的视点E的位置信息，对HUD 42进行控制以使得框图案M1以将行人P1包围的方式进行显示。另外，框图案M1在车辆1的前后方向形成于从乘员的视点E远离规定的距离的位置。即，形成框图案M1的虚像在从乘员的视点E远离规定的距离的位置处显示。例如，框图案M1形成于由从HUD 42的图像生成部423射出的光的光路长度决定的车辆1的前后方向上的规定的位置。另外，框图案M1在HUD 42的光学系统的位置(例如，透镜424)移动而使光的光路长度变化，由此可以形成于与行人P1的车辆1的前后方向上的位置大致一致的位置。在车辆1的前后方向上的框图案M1的形成位置与行人P1的位置大致一致的情况下，即使乘员的视点E移动，也能够维持乘员的视野中的框图案M1和行人P1之间的位置关系。
另一方面，在实施了路面描绘的情况下(步骤S2为YES)，显示控制部43与接收到的HUD显示指示信号及路面上的光图案显示位置信息相应地，对HUD 42进行控制以使得显示HUD信息(步骤S4)。例如，如图6例示那样，显示控制部43基于行人P2的位置信息及乘员的视点E的位置信息，对HUD 42进行控制以使得框图案M2以将行人P2包围的方式显示。另外，显示控制部43对HUD 42的动作进行控制，以使得从乘员的视点E至形成框图案M2的位置为止的距离与从乘员的视点E至在路面上显示的光图案L1的位置为止的距离一致。例如，如图7例示那样，在框图案M2为2D图像的情况下，框图案M2使HUD 42的光学系统(例如，透镜424)的位置移动而使光的光路长度变化，由此在车辆1的前后方向，形成于在路面上显示出的光图案L1的距离的范围(RL1)内。如果将从乘员的视点E至形成框图案M2的虚像为止的距离设为DM2、将从乘员的视点E至光图案L1的后端为止的距离设为DL1，则以DL1≤DM2≤DL1+RL1成立的方式形成框图案M2。
如上所述，根据第一实施方式，显示控制部43在使HUD信息及光图案这两者显示的情况下，使从乘员至HUD信息的虚像为止的距离和从乘员至光图案为止的距离一致。由此，乘员能够同时地掌握通过HUD信息及光图案表示的信息。即，能够使成员相对于光图案及HUD信息的视觉识别性提高。
另外，显示控制部43对HUD 42进行控制，以使从乘员至HUD信息的虚像为止的距离与从乘员至在路面上显示出的光图案为止的距离一致。由此，能够将照射光图案的路面上的位置与通过HUD 42显示的HUD信息的虚像的位置无关地设定。例如，在光图案示出面向乘员的信息的情况下，能够在乘员容易确认的路面上的位置形成光图案。另外，即使在乘员视觉识别到光图案的状态下显示出HUD信息的情况下，乘员不变更焦距，也能够快速地掌握从后方显示出的HUD信息。
(第二实施方式)
接下来，参照图8至图10对第二实施方式所涉及的显示控制部43的动作的一个例子进行以下说明。图8是用于对显示控制部43的动作的一个例子进行说明的流程图。图9是表示乘员的视野中的HUD信息(具体地说，框图案M3)和光图案L2的图。图10是表示从车辆的乘员的视点E至框图案M3的形成位置(形成框图案M3的虚像的显示位置)及光图案L2的形成位置(显示位置)为止的距离的示意图。
如图8所示，显示控制部43判断是否从车辆控制部3接收到路面描绘指示信号(步骤S11)。车辆控制部3基于车辆1的行驶状态信息和/或周边环境信息，将指示使路面描绘装置45显示规定的光图案的路面描绘指示信号向显示控制部43发送。
在接收到路面描绘指示信号的情况下(步骤S11为YES)，显示控制部43判断是否通过HUD 42显示出HUD信息(步骤S12)。另一方面，在没有接收到路面描绘指示信号的情况下(步骤S11为NO)，结束本处理。
在没有显示出HUD信息的情况下(步骤S12为NO)，显示控制部43与接收到的路面描绘指示信号相应地，对路面描绘装置45进行控制以使得显示光图案(步骤S13)。例如，显示控制部43基于车辆1的行驶状态信息和/或周边环境信息，对路面描绘装置45进行控制以使得在车辆1的前后方向在从乘员的视点E远离规定的距离的位置的路面上描绘出规定的光图案。
另一方面，在显示出HUD信息的情况下(步骤S12为YES)，显示控制部43与接收到的路面描绘指示信号及HUD信息的虚像显示位置信息相应地对路面描绘装置45进行控制，以使得对规定的光图案进行显示(步骤S14)。显示控制部43对路面描绘装置45的动作进行控制，以使得在车辆1的前后方向，从乘员的视点E至在路面上显示的光图案的位置为止的距离与从乘员的视点E至HUD信息的虚像的显示位置为止的距离一致。例如，如图9及图10例示那样，在框图案M3为3D图像的情况下，通过对路面描绘装置45的光学系统进行驱动控制，从而光图案L2在车辆1的前后方向，形成于其被显示的距离的范围(RL2)与形成框图案M3的虚像所显示的距离的范围(RM3)至少局部地重叠的位置。如果将从乘员的视点E至形成框图案M3的后端侧的虚像为止的距离设为DM3、将从乘员的视点E至光图案L2的后端为止的距离设为DL2，则以DL2≤DM3+RM3、DM3≤DL2+RL2成立的方式形成光图案L2。
如上所述，根据第二实施方式，显示控制部43对路面描绘装置45进行控制，以使从乘员至光图案为止的距离与从乘员至HUD信息的虚像为止的距离一致。由此，能够将HUD信息的虚像的显示位置与照射光图案的路面上的位置无关地设定。例如，在HUD信息是向乘员通知对象物(例如，行人等)的存在的图像(例如，箭头、框图案)的情况下，能够在与对象物(行人等)的位置大致一致的位置显示虚像。由此，能够不依赖于乘员的视点的位置而使规定的图像(虚像)进行显示。另外，即使在乘员视觉识别到HUD信息的状态下显示出光图案的情况下，乘员不变更焦距，也能够快速地掌握从后方显示出的光图案的信息。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但当然不应该解释为本发明的技术范围被本实施方式的说明限定。本实施方式只是一个例子，在权利要求书所记载的发明的范围内能够进行各种实施方式的变更，这是本领域技术人员所理解的。本发明的技术范围应该基于权利要求书所记载的发明的范围及其等同的范围而确定。
在上述实施方式中，对在车辆的前后方向，HUD信息的虚像被显示的距离的范围和光图案被显示的距离的范围至少局部地重叠的情况进行了叙述，但并不限定于此。实质上只要乘员不变更焦距就能够视觉识别HUD信息及光图案，则也可以是在车辆的前后方向虚像的显示距离范围和光图案的显示距离范围不重叠。例如，在车辆的前后方向在从乘员远离规定的距离的位置附近对HUD信息的虚像及光图案进行显示的情况下，虽然虚像的显示距离范围和光图案的显示距离范围没有重叠，但如果是规定的距离的10％偏移的程度，则也包含于“距离一致”的情况。
在上述实施方式中，对在显示出HUD信息及光图案的一者的状态下，对HUD信息及光图案的另一者进行显示的情况进行了叙述，但并不限定于此。例如，显示控制部43也可以在从车辆控制部3同时接收HUD显示指示信号及路面描绘显示信号，对HUD信息及光图案这两者进行显示的情况下，与HUD信息的虚像及光图案的显示位置的一者对准而对HUD信息的虚像及光图案的另一者的显示位置进行调整。在该情况下，也能够得到与上述实施方式相同的效果。
在上述实施方式中，凹面镜425将从图像生成部423射出的光朝向挡风玻璃18反射，但并不限定于此。凹面镜425朝向在挡风玻璃18的内侧设置的合成器而反射光。另外，作为反射部而使用凹面镜425，但也可以通过其他部件形成反射部。
在上述实施方式中，HUD 42作为使从图像生成部423射出的光的光路长度变化的光学系统部件而具有透镜424，但并不限定于此。HUD 42例如也可以使用由多个透镜、平面镜构成的光学系统部件、其他部件而使光路长度变化。
本申请基于2019年9月30日申请的日本专利申请2019－179483号，其内容作为参照而导入于此。

Claims (5)

1.一种车辆用显示系统，其设置于车辆，
该车辆用显示系统具有：
第一显示装置，其构成为朝向所述车辆的外部的路面射出光图案；
第二显示装置，其构成为位于所述车辆的内部，并且以规定的图像与所述车辆的外部的现实空间叠加的方式将所述规定的图像朝向所述车辆的乘员进行显示；以及
控制部，其构成为对所述第一显示装置及所述第二显示装置进行控制，
所述控制部在使所述规定的图像及所述光图案这两者显示的情况下，使从所述乘员至所述规定的图像为止的距离和从所述乘员至所述光图案为止的距离一致。
2.根据权利要求1所述的车辆用显示系统，其中，
所述控制部对所述第二显示装置进行控制，以使从所述乘员至所述规定的图像为止的距离与从所述乘员至所述光图案为止的距离一致。
3.根据权利要求1所述的车辆用显示系统，其中，
所述控制部对所述第一显示装置进行控制，以使从所述乘员至所述光图案为止的距离与从所述乘员至所述规定的图像为止的距离一致。
4.根据权利要求1所述的车辆用显示系统，其中，
所述控制部在显示有所述规定的图像及所述光图案的一者的状态下使所述规定的图像及所述光图案的另一者显示的情况下，使从所述乘员至所述规定的图像及所述光图案的另一者为止的距离与从所述乘员至所述规定的图像及所述光图案的一者为止的距离一致。
5.一种车辆，其具有权利要求1至4中任一项所述的车辆用显示系统。
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