JP2005067369A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の乗員が煩わしさを感じることなく運転支援画像の内容を把握することができる車両用表示装置を提供すること。
【解決手段】 運転支援を行う車両制御部１０を備える車両Ｐに搭載される車両用表示装置に、運転支援の内容が描かれた運転支援画像を意識的な知覚限界値よりも低く無意識的な知覚の範囲内で表示するヘッドアップディスプレイ１２を備えさせた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、運転支援を行う運転支援手段を備える車両に搭載される車両用表示装置に関する。

従来より、運転支援を行う運転支援手段を備える車両に搭載される車両用表示装置が知られている（例えば、特許文献１）。

当該技術では、運転支援手段が運転支援（例えば、レーンキープ制御や車間距離制御）を行う際に、運転支援の内容（例えば、車両を加減速する旨の情報等）が描かれた運転支援画像を表示する。これにより、車両の乗員は運転支援の内容を把握することができる。
特開平９−１２３７９５号公報

しかし、当該技術では、運転支援が行われる際に運転支援画像を常時表示するため、運転支援の内容を把握している乗員にとっては、当該表示が煩わしくなりうるという問題点があった。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その主に目的とするところは、車両の乗員が煩わしさを感じることなく運転支援画像の内容を把握することができる車両用表示装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本願特許請求の範囲に記載の発明は、運転支援を行う運転支援手段を備える車両に搭載される車両用表示装置において、運転支援の内容が描かれた運転支援画像を、意識的な知覚限界値よりも低く、無意識的な知覚の範囲内で表示する表示手段を備えることを主な特徴とする。

本願特許請求の範囲に記載の発明では、主に、以下の効果を得ることができる。即ち、運転支援の内容が描かれた運転支援画像を意識的な知覚限界値よりも低く、無意識的な知覚の範囲内で表示するので、車両の乗員は、煩わしさを感じることなく運転支援画像の内容を把握することができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態（請求項１〜６、１６、１７に対応）を図面に基づいて説明する。

まず、図１〜図４に基づいて、本発明の一実施の形態に係る車両用表示装置１の構成及び各構成要素の主な機能について説明する。ここで、図１は車両用表示装置１の構成を示す説明図であり、図２〜図３は、フロントガラス１０１上に表示される運転支援画像の内容を示す説明図である。また、図４は、運転支援画像の表示タイミングを示すグラフである。

図１に示すように、車両用表示装置１は、運転支援を行う車両制御部（運転支援手段）１０を備える車両Ｐに搭載され、当該運転支援の内容が描かれた運転支援情報を、車両Ｐのフロントガラス１０１上に意識的な知覚限界値よりも低く、無意識的な知覚の範囲内（以下「閾下知覚の範囲内」と称する）で表示するものである。そして、当該車両用表示装置１は、表示制御部１１と、ヘッドアップディスプレイ（表示手段）１２を備える。

車両制御部１０は、図示しない前方認識装置（例えば、レーザレーダやカメラ等）と、車速センサを備える。

また、カメラにより車両Ｐの前方を撮影し、当該撮影により得られた画像信号を処理して、車両Ｐの前方に存在する白線（目標物）の位置（目標物の状態）を検出する。

また、レーザレーダにより車両Ｐの前方をスキャニングし、当該スキャニングにより先行車両（目標物）が検出された場合には、先行車両の形状、先行車両の位置及び先行車両の車両Ｐに対する相対車速（目標物の状態）を検出する。また、車速センサにより車両Ｐの速度を検出する。

そして、当該検出された車両Ｐ前方の白線の位置、車両Ｐの速度、先行車両の形状、位置、及び相対速度に関する車両信号を生成して、表示制御部１１に出力する。

また、当該検出された白線の位置に基づいて操舵制御を行うことにより、車両Ｐを走行路に敷設されたレーン内に保持する（レーンキープ制御）。

また、当該検出された車両Ｐの速度が予め定められた設定速度になるように、車両Ｐの速度を調整する。さらに、先行車両が検出された場合には、検出された先行車両の位置及び相対車速に基づいて、車両Ｐの速度を調整する（車間距離制御（ＡＣＣ制御））。

また、当該検出された車両Ｐ前方の白線の位置、車両Ｐの速度、先行車両の形状、位置、及び相対速度に基づいて、演算結果レベル値を算出する。なお、当該演算結果レベル値は、運転支援の内容に応じて算出される。即ち、レーンキープ制御を行う場合と、車間距離制御を行う場合とで、別々の演算結果レベル値を算出する。

また、運転支援の内容に応じて設定された制御しきい値を図示しないメモリに保存しており、演算結果レベル値を算出した場合には、当該演算結果レベル値に対応する制御しきい値をメモリから取得する。そして、演算結果レベル値が当該制御しきい値を越えた際に、当該制御しきい値に対応する運転支援を開始する。

また、当該算出された演算結果レベル値に関する演算結果レベル値信号を生成し、表示制御部１１に出力する。また、運転支援を開始する際に車両制御開始信号を生成し、表示制御部１１に出力する。

表示制御部１１は、図示しないメモリを備えており、当該メモリに運転支援の内容に対応する表示しきい値を保存する。

また、車両制御部１０から与えられた演算結果レベル値信号に基づいて、演算結果レベル値と、当該演算結果レベル値に対応する運転支援の内容を認識する。そして、当該認識された運転支援の内容に対応する表示しきい値をメモリから取得し、演算結果レベル値が表示しきい値を越えた際に、表示開始信号を生成してヘッドアップディスプレイ１２に出力する。

さらに、車両制御部１０から与えられた車両信号に基づいて運転支援画像信号（後述する運転支援画像をヘッドアップディスプレイ１２に表示させるための信号）を生成し、閾下知覚の範囲内の出力タイミングでヘッドアップディスプレイ１２に出力する。

具体的には、運転支援画像信号を所定時間（当該所定時間は、閾下知覚の範囲内の時間となる）毎に表示時間（当該時間は、１５〜１００〔ｍｓｅｃ〕程度となるが、閾下知覚の範囲内で極力短くすることが望ましい）の間出力する。その後、車両制御部１０から車両制御開始信号を与えられた場合に、運転支援画像信号の出力を停止する。

ヘッドアップディスプレイ１２は、表示体１２１と、反射体１２２を備える。表示体１２１は、車両Ｐのインストルメントパネル１０２内部に設けられ、表示制御部１１から表示開始信号を与えられた後に以下の処理を行う。

即ち、表示制御部１１から運転支援画像信号を与えられている間、当該運転支援画像信号に対応する運転支援画像を表示する。ここで、表示制御部１１は、運転支援画像信号を閾下知覚の範囲内の出力タイミングで出力するので、表示体１２１は、運転支援画像を閾下知覚の範囲内で表示する。また、当該表示に伴って表示体１２１から発せられた光は、反射体１２２に入射される。したがって、表示体１２１は、運転支援画像を閾下知覚の範囲内で反射体１２２に投影することとなる。

反射体１２２は、フロントガラス１０１上に設けられ、表示体１２１から投影された運転支援画像を反射する。そして、当該反射された光は、車両Ｐの乗員（使用者）の目１０５ａに入射される。したがって、当該乗員にとっては、運転支援画像が反射体１２２上、即ちフロントガラス１０１上に表示されているように見える。これにより、ヘッドアップディスプレイ１２は、フロントガラス１０１上に運転支援画像を表示するので、乗員にとっては、運転支援画像に対応する虚像が領域Ｘに存在するように見える。

次に、運転支援画像の内容を図２〜図３に基づいて説明する。図２は、レーンキープ制御が行われる場合にフロントガラス１０１上に表示される運転支援画像を示し、図３は、車間距離制御が行われる場合にフロントガラス１０１上に表示される運転支援画像を示す。

図２に示すように、運転支援がレーンキープ制御である場合、運転支援画像には、レーンキープ制御の内容（運転支援の内容）（例えば、操舵方向）が描かれた内容表示画像や、白線画像が含まれる。なお、図２では、運転支援画像として白線画像１１０が表示されている場合を示している。なお、運転支援画像として白線画像１１０が表示される場合、当該白線画像１１０のフロントガラス１０１上での表示位置及び白線画像１１０の形状は、車両制御部１０により検出された白線の位置（目標物の状態）に応じて異なる（例えば、後述する第６の変形例参照）。

一方、図３に示すように、運転支援が車間距離制御である場合、運転支援画像には、車間距離制御の内容（運転支援の内容）（例えば、減速または加速）が描かれた内容表示画像や、先行車両画像が含まれる。なお、図３では、運転支援画像として、車間距離制御の内容が描かれた内容表示画像１１１が表示される場合を示している。また、運転支援画像として先行車両画像が表示される場合、当該先行車両画像のフロントガラス１０１上での表示位置及び先行車両画像の形状は、車両制御部１０により検出された先行車両の位置及び形状に応じて異なる（例えば、後述する第６の変形例参照）。

次に、図４に基づいて、表示しきい値と制御しきい値の関係及び運転支援画像の表示タイミングについて説明する。ここで、図４中、曲線１０ａは演算結果レベル値と時刻との関係を示し、直線１０ｂは制御しきい値の大きさを示し、直線１０ｃは表示しきい値の大きさを示す。

図４に示すように、制御しきい値は表示しきい値よりも大きい。したがって、運転支援が行われる場合、演算結果レベル値はまず表示しきい値を越え、その後制御しきい値を越えることとなる。したがって、表示制御部１１は、運転支援が開始される前に運転支援画像信号を出力するので、ヘッドアップディスプレイ１２は、運転支援が開始される前に、運転支援画像をフロントガラス１０１上に表示する。例えば、図４に示すように、演算結果レベル値が時刻ｔ１で表示しきい値を超え、時刻ｔ４で制御しきい値を超えた場合には、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間（時間Ｔ）、運転支援画像をフロントガラス１０１上に表示する。

次に、車両用表示装置１による処理の手順を図５に示すフローチャートに沿って説明する。

図５に示すステップＳ１０にて、車両用表示装置１がオンされると、ステップＳ１１にて、車両制御部１０は、カメラにより車両Ｐの前方を撮影し、当該撮影により得られた画像信号を処理して、車両Ｐの前方に存在する白線の位置を検出する。

また、レーザレーダにより車両Ｐの前方をスキャニングし、当該スキャニングにより先行車両が検出された場合には、先行車両の位置、形状及び相対車速を検出する。また、車速センサにより車両Ｐの速度を検出する。

次いで、当該検出された車両Ｐ前方の白線の位置、車両Ｐの速度、先行車両の位置、形状及び相対速度に関する車両信号を生成して、表示制御部１１に出力する。

次いで、当該検出された車両Ｐ前方の白線の位置、車両Ｐの速度、先行車両の位置、形状、及び相対速度に基づいて、運転支援の内容に対応する演算結果レベル値を算出する。

次いで、当該算出された演算結果レベル値に関する演算結果レベル値信号を生成し、表示制御部１１に出力する。

次いで、表示制御部１１は、車両制御部１０から与えられた演算結果レベル値信号に基づいて、演算結果レベル値と、当該演算結果レベル値に対応する運転支援の内容を認識する。

次いで、当該認識された運転支援の内容に対応する表示しきい値をメモリから取得し、演算結果レベル値が当該表示しきい値を超えたかどうかを判断する。この結果、超えた場合にはステップＳ１２に進み、超えない場合（ステップＳ１１にてＮＯ）には、ステップＳ１１の処理を繰り返す。

ステップＳ１２にて、表示制御部１１は、表示開始信号を生成してヘッドアップディスプレイ１２に出力する。一方、車両制御部１０から与えられた車両信号に基づいて運転支援画像信号を生成して、閾下知覚の範囲内の出力タイミングでヘッドアップディスプレイ１２に出力する。

次いで、ヘッドアップディスプレイ１２は、表示制御部１１から表示開始信号を与えられた後、当該表示制御部１１から与えられた運転支援画像信号に対応する運転支援画像を閾下知覚の範囲内でフロントガラス１０１上に表示する。

次いで、車両制御部１０は、ステップＳ１１の処理において算出された演算結果レベル値に対応する制御しきい値をメモリから取得し、当該演算結果レベル値が当該制御しきい値を超えたかどうかを判断する。この結果、超えた場合には、車両制御開始信号を生成して表示制御部１１に出力し、表示制御部１１は、車両制御部１０から車両制御開始信号を与えられた際に、運転支援画像信号の出力を停止する。これにより、ヘッドアップディスプレイ１２は、運転支援画像の表示を停止する。その後、ステップＳ１３に進む。一方、演算結果レベル値が制御しきい値を超えない場合には、ステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１３にて、車両制御部１０は、当該制御しきい値に対応する運転支援を行う。例えば、ステップＳ１２の処理において、演算結果レベル値が車間距離制御に対応する制御しきい値を超えた場合には、車間距離制御を行う。

次いで、ステップＳ１４にて、車両制御部１０は、運転支援が終了したかどうかを判断し、終了した場合にはステップＳ１５に進み、終了しない場合（ステップＳ１４にてＮＯ）にはステップＳ１３に戻る。

ステップＳ１５にて、車両用表示装置１は、当該車両用表示装置１がオフされた場合には本処理を終了し、オン状態が継続されている場合（ステップＳ１５にてＮＯ）には、ステップＳ１１に戻る。

次に、運転支援画像の表示タイミングを図６に示すタイミングチャートに沿って説明する。

まず、時刻ｔ１までは、演算結果レベル値が当該演算結果レベル値に対応する表示しきい値を超えないので、ヘッドアップディスプレイ１２は運転支援画像を表示しない。

その後、時刻ｔ１にて演算結果レベル値が当該演算結果レベル値に対応する表示しきい値を超えると、表示制御部１１は、表示開始信号及び運転支援画像信号を生成してヘッドアップディスプレイ１２に出力する。ここで、表示制御部１１は、運転支援画像信号を表示時間の間出力し続ける。これにより、ヘッドアップディスプレイ１２は、運転支援画像信号を表示時間の間フロントガラス１０１上に表示し続ける。

その後、時刻ｔ２（時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間は、閾下知覚の範囲内の時間となる）にて、表示制御部１１は、運転支援画像信号を表示時間の間出力し続ける。これにより、ヘッドアップディスプレイ１２は、運転支援画像信号を表示時間の間フロントガラス１０１上に表示し続ける。

その後、表示制御部１１は、時刻ｔ４にて車両制御部１０から車両制御開始信号を与えられて運転支援画像信号の出力を停止するまで、同様の出力タイミングで運転支援画像信号を出力する。

以上により、本第１の実施の形態では、車両用表示装置１は、運転支援の内容が描かれた運転支援画像を閾下知覚の範囲内で表示するので、車両Ｐの乗員は、煩わしさを感じることなく運転支援画像の内容を把握することができる。

また、乗員が運転支援画像の内容を把握する前に運転支援が開始されると、乗員が戸惑う可能性がある。しかし、車両用表示装置１は、運転支援が開始される前に運転支援画像を表示するので、乗員は、運転支援が開始される前に運転支援の内容を把握することができる。これにより、運転支援が開始された際に乗員が戸惑うことを防止することができる。

次に、車両用表示装置１の第１の変形例を図７に基づいて説明する。ここで、図７は、運転支援画像の表示タイミングを示したタイミングチャートである。

図７に示すように、本変形例では、表示制御部１１は、表示開始信号を出力してから現在までの時間、即ち運転支援画像の表示を開始してから現在までの時間に応じて、運転支援画像信号の出力時間を閾下知覚の範囲内で長くする。例えば、時刻ｔ１では１５〔ｍｓｅｃ〕の間出力し、時刻ｔ２では３０〔ｍｓｅｃ〕の間出力し、時刻ｔ３では６０〔ｍｓｅｃ〕の間出力する。これにより、ヘッドアップディスプレイ１２は、表示開始信号を出力してから現在までの時間に応じて、運転支援画像の表示時間を閾下知覚の範囲内で長くする。

本第１の変形例によれば、運転支援画像の表示が開始されてから現在までの時間に応じて運転支援画像の表示時間が長くなるので、乗員は、運転支援画像の表示が開始されてから現在までの時間を把握することができる。特に、本実施の形態では、運転支援開始前に運転支援画像の表示を開始するので、運転支援開始時刻までのおおよその時間を把握することができる。

なお、表示開始信号を出力してから現在までの時間に応じて、運転支援画像の出力時間を短くしても、同様の効果を得ることができる。

次に、車両用表示装置１の第２の変形例を図８及び図９に基づいて説明する。ここで、図８は、運転支援画像の表示タイミングを示したタイミングチャートであり、図９は、車間距離制御の内容が描かれた内容表示画像１１１ａ〜１１１ｃが運転支援画像としてフロントガラス１０１上に表示されている様子を示している。

図８〜図９に示すように、本第２の変形例では、表示制御部１１は、表示開始信号を出力してから現在までの時間、即ち、運転支援画像の表示を開始してから現在までの時間に応じて運転支援画像の表示サイズが閾下知覚の範囲内で大きくなるように、運転支援画像データを生成して出力する。これにより、ヘッドアップディスプレイ１２により表示される運転支援画像の表示サイズは、運転支援画像の表示を開始してから現在までの時間に応じて大きくなる。

例えば、ヘッドアップディスプレイ１２は、図８に示す時刻ｔ１では、図９（ａ）に示す内容表示画像１１１ａを表示し、図８に示す時刻ｔ２では、図９（ｂ）に示すように、図９（ａ）に示す内容表示画像１１１ａよりも大きい表示サイズの内容表示画像１１１ｂを表示する。その後、図８に示す時刻ｔ３では、図９（ｃ）に示すように、図９（ｂ）に示す内容表示画像１１１ｂよりも大きい表示サイズの内容表示画像１１１ｃを表示する。

本第２の変形例によれば、運転支援画像の表示が開始されてから現在までの時間に応じて運転支援画像の表示サイズが大きくなるので、乗員は、運転支援画像の表示が開始されてから現在までの時間を把握することができる。特に、本実施の形態では、運転支援開始前に運転支援画像の表示を開始するので、運転支援開始時刻までのおおよその時間を把握することができる。

なお、表示開始信号を出力してから現在までの時間に応じて、運転支援画像の表示サイズを小さくしても、同様の効果を得ることができる。

次に、車両用表示装置１の第３の変形例を図１０及び図１１に基づいて説明する。ここで、図１０は、運転支援画像の表示タイミングを示したタイミングチャートであり、図１１は、車間距離制御の内容が描かれた内容表示画像１１１ｄ〜１１１ｆが運転支援画像としてフロントガラス１０１上に表示されている様子を示している。

図１０〜図１１に示すように、本第３の変形例では、表示制御部１１は、表示開始信号を出力してから現在までの時間、即ち、運転支援画像の表示を開始してから現在までの時間に応じて運転支援画像の表示輝度が閾下知覚の範囲内で大きくなるように、運転支援画像データを生成して出力する。これにより、ヘッドアップディスプレイ１２により表示される運転支援画像の表示輝度は、運転支援画像の表示を開始してから現在までの時間に応じて大きくなる。

例えば、ヘッドアップディスプレイ１２は、図１０に示す時刻ｔ１では、図１１（ａ）に示す内容表示画像１１１ｄを表示し、図１０に示す時刻ｔ２では、図１１（ｂ）に示すように、図１１（ａ）に示す内容表示画像１１１ｄよりも大きい表示輝度の内容表示画像１１１ｅを表示する。その後、図１０に示す時刻ｔ３では、図１１（ｃ）に示すように、図１１（ｂ）に示す内容表示画像１１１ｅよりも大きい表示輝度の内容表示画像１１１ｆを表示する。なお、図１１では、表示輝度の変化を、網掛けの濃度変化により示している。

本第３の変形例によれば、運転支援画像の表示が開始されてから現在までの時間に応じて運転支援画像の表示輝度が大きくなるので、乗員は、運転支援画像の表示が開始されてから現在までの時間を把握することができる。特に、本実施の形態では、運転支援開始前に運転支援画像の表示を開始するので、運転支援開始時刻までのおおよその時間を把握することができる。

なお、表示開始信号を出力してから現在までの時間に応じて、運転支援画像の表示輝度を小さくしても、同様の効果を得ることができる。

次に、車両用表示装置１の第４の変形例を図１２に基づいて説明する。ここで、図１２は、車間距離制御の内容が描かれた内容表示画像１１１ｇ〜１１１ｈが運転支援画像としてフロントガラス１０１上に表示されている様子を示している。

図１２に示すように、本第４の変形例では、表示制御部１１は、運転支援画像の内容に応じて異なる表示色で運転支援画像が表示されるように、運転支援画像信号を生成して出力する。これにより、ヘッドアップディスプレイ１２により表示される運転支援画像の表示色は、運転支援画像の内容に応じて変更される。

例えば、車両Ｐが減速される場合には、ヘッドアップディスプレイ１２は赤色の内容表示画像１１１ｇを表示し、車両Ｐが加速される場合には、青色の内容表示画像１１１ｈを表示する。

本第４の変形例によれば、運転支援画像の内容に応じて運転支援画像の表示色が変更されるので、乗員は、運転支援画像の内容を容易に把握することができる。

次に、車両用表示装置１の第５の変形例を図１３〜図１５に基づいて説明する。ここで、図１３は運転者の目の位置を検出する方法を示した平面図であり、図１４〜図１５は、当該方法を示した側面図である。

図１３に示すように、本第５の変形例に係る車両用表示装置１は、車両制御部１０、表示制御部１１、及びヘッドアップディスプレイ１２の他、目位置検出部１３を備える。

目位置検出部１３は、図１３〜図１４に示すように、ルームミラー１０３に設けられ、運転者（使用者）の目の位置を、ルームミラー１０３の設置位置を原点としたＸＹＺ空間上の座標点（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）として検出する。

具体的には、ルームミラー１０３の水平方向の回転角度αと、上下方向の回転角度βを検出する。さらに、以下の式（１）〜（４）により、Ｙ１及びＺ１を算出する。なお、Ｘ１は、水平面上でのルームミラー１０３から運転席までの距離となるので、車両Ｐの内部構造に対応する定数となる。したがって、Ｘ１の値は予め目位置検出部１３のメモリ（図示省略）に記憶される。

Ｙ１＝Ｘ１／ｔａｎθＹ …（１）
Ｚ１＝Ｙ１＊ｔａｎθＺ …（２）
θＹ＝２＊α …（３）
θＺ＝２＊β …（４）
そして、当該検出された目の位置に関する目位置信号を生成して表示制御部１１に出力する。

表示制御部１１は、上述した処理の他、以下の処理を行う。即ち、目標物（先行車両または白線）画像を含む運転支援画像を生成する場合、運転支援画像信号を生成する際に、車両制御部１０から与えられた車両信号に基づいて、目標物の位置を上述したＸＹＺ空間上の座標点（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）として算出する。

そして、目位置検出部１３から与えられた目位置信号に基づいて運転者の目の位置を認識し、当該認識された目の位置と、当該算出された目標物の位置に基づいて、図１５に示すように、フロントガラス１０１上での運転支援画像の表示位置Ｒを上述したＸＹＺ空間上の座標点（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）として算出する。なお、当該表示位置Ｒは、目位置検出部１３により検出された目の位置と目標物の位置とを結ぶ直線がフロントガラス１０１と交差する位置となる。

ここで、Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３の算出方法について説明する。即ち、Ｚ３について、以下の式（５）〜式（８）が成立する。

Ｚ３＝Ｈ＊（Ｌ−Ｌ１）／Ｌ …（５）
Ｈ＝Ｚ１−Ｚ２ …（６）
Ｌ＝Ｙ１−Ｙ２ …（７）
Ｌ１＝Ｙ１−Ｙ３ …（８）
また、Ｚ１、Ｚ２についても同様の式が成り立つので、これらの式に基づいて、Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３を算出することができる。

さらに、運転支援画像に含まれる目標物画像の形状を目標物の種類及び位置に基づいて決定する。そして、当該決定された形状の目標物画像を表示位置Ｒに表示させるための運転支援画像信号を生成して、ヘッドアップディスプレイ１２に出力する。したがって、ヘッドアップディスプレイ１２は、当該決定された形状の目標物画像を表示位置Ｒに表示する。

以上により、第５の変形例では、ヘッドアップディスプレイ１２は、目位置検出部１３により検出された目の位置と目標物の位置とを結ぶ直線がフロントガラス１０１と交差する位置に、当該目標物の種類及び位置に対応した形状の目標物画像を表示することができる。

これにより、運転支援画像に目標物画像が含まれる場合、運転者が認識する目標物の実際の形態（当該形態は、例えば、フロントガラス１０１上での位置、形状等を意味する。以下同じ）と、運転者が認識する目標物画像の形態とが一致するので、運転者にとっては、目標物と目標物画像とが重なって見える。したがって、運転者は、運転支援画像の内容と車両Ｐ前方の光景との対応付けを容易に行うことができる。よって、運転者は、運転支援画像の内容を容易に把握することができるので、運転支援の内容を容易に把握することができる。

特に本第５の変形例では、目標物の種類及び位置に応じた形状の目標物画像を表示するので、運転者が認識する目標物の実際の形態と、運転者が認識する目標物画像の形態とがより正確に一致するので、運転者は、運転支援画像の内容と車両Ｐ前方の光景との対応付けをより容易に行うことができる。したがって、運転支援の内容を容易に把握することができる（例えば、運転支援画像が白線画像であれば運転支援は、レーンキープ制御となる）。

なお、本第５の変形例では、運転者の目の位置と目標物の位置とを結ぶ直線がフロントガラス１０１と交差する位置に、当該目標物画像を表示することとしたが、他の乗員の目の位置と目標物の位置とを結ぶ直線がフロントガラス１０１と交差する位置に、当該目標物画像を表示するようにしても良い。この場合、目位置検出部１３は、当該他の乗員の目の位置を検出する。

次に、車両用表示装置１の第６の変形例について図１６に基づいて説明する。図１６に示すように、車両用表示装置１は、第５の変形例に係る車両用表示装置１に、ステアリング１０６、運転席１０７、及びペダル１０８の位置を変更、設定する可動装置１４を備えさせたものである。この可動装置１４によりステアリング１０６、運転席１０７、及びペダル１０８の位置を変更、設定することで、運転者の乗車位置、即ち運転者の目の移動範囲１０５を固定することができる。

以上により、第６の変形例では、運転者の目の移動範囲１０５を固定することができるので、運転者がフロントガラス１０１を視認した場合に、運転者が認識する目標物の実際の形態と、運転者が認識する目標物画像の形態とのずれを小さくすることができる。

（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態（請求項７〜９、１１、１３〜１５、１８、１９に対応）を図面に基づいて説明する。まず、図１７〜図１９に基づいて、本第２の実施の形態に係る車両用表示装置２の構成及び各構成要素の主な機能について説明する。ここで、図１７は、車両用表示装置２の構成を示したブロック図であり、図１８は、グラフィックディスプレイ２５の設置位置を示した説明図であり、図１９は、画像縮小変換の様子を示した説明図である。

図１７〜図１８に示すように、車両用表示装置２は、レーンキープ制御を行うレーンキープ制御装置２３を備える車両Ｑに搭載され、当該レーンキープ制御の内容が描かれた運転支援情報を、車両Ｑのコンビメータ２５１内に設けられたグラフィックディスプレイ２５に閾下知覚の範囲内で表示するものである。

車両用表示装置２は、ＥＣＵ（車両情報検出手段）２０と、ＧＰＳ受信機２１と、ナビゲーション装置（曲率算出手段）２２と、レーンキープ制御装置（運転支援手段）２３と、表示制御装置（目標物追尾状態監視手段）２４と、グラフィックディスプレイ（表示手段）２５を備える。

ＥＣＵ２０は、図示しない車速センサ及びヨーレートセンサを備え、これらのセンサにより車両Ｑの車速及びヨーレート（車両の状態）を検出し、当該検出された車速及びヨーレートに関する車両情報信号を生成して表示制御装置２４に出力する。なお、ＥＣＵ２０を、車両の状態として他の状態（例えば、加速度または舵角）を検出するようにしても良い。

ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機２１は、図示しないＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号を受信してナビゲーション装置２２に出力する。

ナビゲーション装置２２は、図示しない地図データベースを備える。ここで、地図データベースには、レーンキープ制御装置２３がレーンキープ制御を停止する可能性のあるカーブ（以下、「制御停止カーブ」と称する）の位置及び当該カーブの入り口における曲率が保存されている。なお、制御停止カーブは、一般的に曲率の大きなカーブとなる。

ナビゲーション装置２２は、ＧＰＳ受信機２１から与えられたＧＰＳ信号に基づいて車両Ｑの現在位置を算出し、当該算出された現在位置及び地図データベースに基づいて、車両Ｑの進行方向前方に制御停止カーブが存在するかどうかを判断する。この結果、存在すると判断した場合には、車両Ｑから当該制御停止カーブまでの距離を算出する。そして、当該制御停止カーブの入り口の曲率及び当該算出された距離に関する制御停止カーブ信号を生成して表示制御装置２４に出力する。

レーンキープ制御装置２３は、カメラ２３１と、画像処理装置２３２と、レーンキープコントロールユニット２３３と、ステアリングアクチュエータ２３４と、信号音発生装置２３５を備える。

カメラ２３１は、車両Ｑの前方を撮影し、当該撮影により得られた画像信号を画像処理装置２３２に出力する。

画像処理装置２３２は、カメラ２３１から与えられた画像信号を処理して、車両Ｑの前方に存在する白線（目標物）の位置（目標物の状態）を３次元座標として検出する。そして、当該検出された白線の位置に関する白線信号を生成してレーンキープコントロールユニット２３３に出力する。

レーンキープコントロールユニット２３３は、画像処理装置２３２から与えられた白線信号を表示制御装置２４に出力する一方、当該白線信号に基づいて、車両Ｑを走行路に敷設されたレーン内に保持するために必要な操舵量を決定する。そして、当該決定された操舵量に関する操舵量信号を生成してステアリングアクチュエータ２３４に出力する。

また、画像処理装置２３２が白線の位置を検出しなかった場合（以下、「白線をロストした場合」と称する）や、当該決定された操舵量が所定の操舵量（当該所定の操舵量は予め設定される）を超えた場合には、制御停止信号を生成して、ステアリングアクチュエータ２３４及び表示制御装置２４に出力する。また、これと同時に、発生命令信号を生成して信号音発生装置２３５に出力する。

ステアリングアクチュエータ２３４は、レーンキープコントロールユニット２３３から与えられた操舵量信号に基づいて、車両Ｑを走行路に敷設されたレーン内に保持するために必要な操舵量だけステアリングを操舵する。これにより、レーンキープ制御を行う。

また、レーンキープコントロールユニット２３３から制御停止信号を与えられた場合には、ステアリング操舵を停止する。これにより、レーンキープ制御を停止する。

信号音発生装置２３５は、レーンキープコントロールユニット２３３から発生命令信号を与えられた際に、信号音を発生させる。これにより、車両Ｑの乗員にレーンキープ制御が停止された旨を提示する。

表示制御装置２４は、レーンキープコントロールユニット２３３から制御停止信号を与えられた場合には、ＥＣＵ２０から与えられた車両情報信号及びレーンキープコントロールユニット２３３から与えられた白線信号に基づいた外挿計算により、白線の現在位置を３次元座標として算出する。そして、当該算出された３次元座標を運転者の視野座標に変換し、図１９に示すように、当該変換された３次元座標を運転者前面の仮想投影面２５２に投影する。さらに、当該投影されることにより得られた３次元座標をグラフィックディスプレイ２５の表示サイズ２５３に縮小することで、白線画像の形態を算出する。さらに、当該形態の白線画像を生成する。

さらに、必要に応じてレーンキープ制御の内容が描かれた内容表示画像を生成し、当該生成された白線画像及び内容表示画像を運転支援画像とする。そして、当該運転支援画像をグラフィックディスプレイ２５に表示させるための運転支援画像信号を生成して閾下知覚の範囲内の出力タイミングでグラフィックディスプレイ２５に出力する。

また、レーンキープコントロールユニット２３３から制御停止信号を与えられない場合には、ナビゲーション装置２２から与えられた制御停止カーブ信号、及びＥＣＵ２０から与えられた車両情報信号に基づいて、車両Ｑから制御停止カーブまでの距離及び車速を認識する。

そして、当該認識された距離及び車速と、ナビゲーション装置２２の検出誤差に基づいて、制御停止カーブに進入するまでの残り時間を算出する。

そして、当該残り時間が所定の基準時間（当該基準時間は予め定められる）未満となった場合には、レーンキープ制御装置２３によるレーンキープ制御が悪化するかまたはレーンキープ制御装置２３が白線をロストすると予測する。なお、本第２の実施の形態及び後述する第３の実施の形態において、「悪化」とは、例えば、運転支援（レーンキープ制御または車間距離制御）の精度が悪化することを意味する。

そして、当該予測がなされた場合には、ＥＣＵ２０から与えられた車両情報信号に基づいて、車両Ｑが現在走行している道路の曲率を算出する一方、ナビゲーション装置２２から与えられた制御停止カーブ信号に基づいて、制御停止カーブの曲率を認識する。

そして、制御停止カーブの曲率と車両Ｑが現在走行している道路の曲率とが所定の誤差範囲（当該誤差範囲については、予め定められる）内で一致した場合には、車両Ｑが当該制御停止カーブに進入したものとして、上述した方法により運転支援画像を生成する。そして、閾下知覚の範囲内の出力タイミングでグラフィックディスプレイ２５に出力する。

グラフィックディスプレイ２５は、図１８に示すように、コンビメータ２５１内に設けられたディスプレイである。なお、グラフィックディスプレイ２５は、他のディスプレイ、例えば、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ、網膜投射型ディスプレイ、またはダッシュボードに設置されたディスプレイであってもよい。

そして、グラフィックディスプレイ２５は、表示制御装置２４から運転支援画像信号を与えられている間、当該運転支援画像信号に対応する運転支援画像を表示する。ここで、表示制御装置２４は、運転支援画像信号を閾下知覚の範囲内の出力タイミングで出力するので、グラフィックディスプレイ２５は、運転支援画像を閾下知覚の範囲内の表示タイミングで表示する。

次に、車両用表示装置２による処理の手順を図２０に示すフローチャートに沿って説明する。

車両用表示装置２がオンされると、ステップＳ２０にて、ＥＣＵ２０、ＧＰＳ受信機２１、ナビゲーション装置２２、及びレーンキープ制御装置２３は、上述した処理を行う。

次いで、表示制御装置２４は、レーンキープコントロールユニット２３３から制御停止信号が与えられたかどうかを判断する。この結果、与えられた場合にはステップＳ２１に進み、与えられない場合（ステップＳ２０にてＮＯ）には、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２１にて、レーンキープ制御装置２３は、レーンキープ制御を停止する。一方、表示制御装置２４は、ＥＣＵ２０から与えられた車両情報信号及びレーンキープコントロールユニット２３３から与えられた白線信号に基づいた外挿計算により、白線の現在位置を３次元座標として算出する。次いで、上述した処理により白線の現在位置に対応する白線画像を生成する。さらに、必要に応じてレーンキープ制御の内容が描かれた内容表示画像を生成し、当該生成された白線画像及び内容表示画像を運転支援画像とする。

次いで、当該運転支援画像をグラフィックディスプレイ２５に表示させるための運転支援画像信号を生成して閾下知覚の範囲内の出力タイミングでグラフィックディスプレイ２５に出力する。

次いで、グラフィックディスプレイ２５は、表示制御装置２４から運転支援画像信号を与えられている間、当該運転支援画像信号に対応する運転支援画像を表示する。即ち、運転支援画像を閾下知覚の範囲内の表示タイミングで表示する。その後、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２にて、表示制御装置２４は、グラフィックディスプレイ２５が運転支援画像を表示しているかどうかを判断する。この結果、表示している場合にはステップＳ２４に進み、表示していない場合（ステップＳ２２にてＮＯ）にはステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３にて、表示制御装置２４は、白線ロスト予測に基づく白線表示処理を行う。具体的には、ステップＳ２３１〜ステップＳ２３３の処理を行う。

ステップＳ２３１にて、表示制御装置２４は、ナビゲーション装置２２から与えられた制御停止カーブ信号、及びＥＣＵ２０から与えられた車両情報信号に基づいて、車両Ｑから制御停止カーブまでの距離及び車速を認識する。

次いで、当該認識された距離及び車速と、ナビゲーション装置２２の検出誤差に基づいて、制御停止カーブに進入するまでの残り時間を算出し、当該算出された残り時間と所定の基準時間とを比較する。

この結果、残り時間が所定の基準時間未満となった場合には、レーンキープ制御装置２３によるレーンキープ制御が悪化するかまたはレーンキープ制御装置２３が白線をロストすると予測して、ステップＳ２３２に進む。一方、残り時間が基準時間以上となる場合には、ステップＳ２０に戻る。

次いで、ステップＳ２３２にて、表示制御装置２４は、ＥＣＵ２０から与えられた車両情報信号に基づいて、車両Ｑが現在走行している道路の曲率を算出する一方、ナビゲーション装置２２から与えられた制御停止カーブ信号に基づいて、制御停止カーブの曲率を認識する。

次いで、制御停止カーブの曲率と車両Ｑが現在走行している道路の曲率とを比較する。この結果、これらが所定の誤差範囲内で一致した場合にはステップＳ２３３に進み、一致しない場合（ステップＳ２３２にてＮＯ）には、車両用表示装置２は本処理を終了する。

ステップＳ２３３にて、表示制御装置２４は、上述した方法により運転支援画像を生成して、閾下知覚の範囲内の出力タイミングでグラフィックディスプレイ２５に出力する。

次いで、グラフィックディスプレイ２５は、表示制御装置２４から運転支援画像信号を与えられている間、当該運転支援画像信号に対応する運転支援画像を表示する。即ち、運転支援画像を閾下知覚の範囲内の表示タイミングで表示する。その後、車両用表示装置２は、運転支援画像の表示を閾下知覚の範囲内で継続させた状態で、本処理を終了する。

一方、上述したステップＳ２２の処理において、グラフィックディスプレイ２５が運転支援画像を表示していると判断された場合には、ステップＳ２４にて、表示制御装置２４は以下の処理を行う。

即ち、グラフィックディスプレイ２５がステップＳ２１の処理により運転支援画像を表示している場合には、運転支援画像の表示が開始されてから所定の表示継続時間（当該表示継続時間は予め定められる）経過した際に、運転支援画像信号の出力を停止する。これにより、グラフィックディスプレイ２５は、運転支援画像の表示を停止する。その後、車両用表示装置２は本処理を終了する。なお、この時点で、レーンキープ制御装置２３は、レーンキープ制御を再開する。

一方、グラフィックディスプレイ２５がステップＳ２３３の処理により運転支援画像を表示している場合（車両用表示装置２が、運転支援画像の表示を閾下知覚の範囲内で継続させた状態で前回のステップＳ２３３の処理を終了した場合）には、ＥＣＵ２０から与えられた車両情報信号に基づいて、車両Ｑが直進しているかどうかを判断する。この結果、直進している場合には、白線のロストが回避されたものとして、運転支援画像信号の出力を停止する。これにより、グラフィックディスプレイ２５は、運転支援画像の表示を停止する。なお、この時点で、レーンキープ制御装置２３は、レーンキープ制御を再開する。

一方、直進していない場合には、車両用表示装置２は、運転支援画像の表示を継続させた状態で、本処理を終了する。

以上により、本第２の実施の形態では、グラフィックディスプレイ２５は、レーンキープ制御装置２３がレーンキープ制御を停止する際（具体的には、停止された後）に、白線画像を運転支援画像に含めて閾下知覚の範囲内で表示する（図２０に示すステップＳ２１参照）。

これにより、運転者は、レーンキープ制御が停止される際に、運転支援画像を煩わしく感じることなく、運転支援画像の内容、即ち車両Ｑ前方に白線が存在することを把握することができる。

なお、従来では、レーンキープ制御が停止される際に、信号音発生装置２３５により信号音を発生させ、且つグラフィックディスプレイ２５にレーンキープ制御が停止される旨を表示していた。しかし、この方法では、運転者にとっては、まず信号音が何を意味しているのかを確認した上で、グラフィックディスプレイ２５の表示内容を確認することで、レーンキープ制御が停止されることを確認する必要がある。したがって、運転者にとっては、レーンキープ制御が停止されたことを迅速に把握することが容易でない場合が生じうるので、手動によるステアリング操舵を迅速に再開することが容易でない場合が生じうる。

しかし、本第２の実施の形態では、運転者は、レーンキープ制御が停止される際に、運転支援画像を煩わしく感じることなく、運転支援画像の内容、即ち車両Ｑ前方に白線が存在することを把握することができる。したがって、運転者は、レーンキープ制御が停止された後に、手動によるステアリング操舵を迅速且つ的確に再開することができる。

また、グラフィックディスプレイ２５に表示された白線画像の形態は、レーンキープ制御装置２３により検出された白線の位置に基づいて算出されるので、運転者は、車両Ｑ前方に存在する白線の現在位置を容易に把握することができる。なお、本第２の実施の形態では、表示制御装置２４は、外挿計算により白線画像の形態を算出したので、運転者が認識する白線画像の形態と、運転者が認識する白線の実際の形態とが異なる場合がある。しかし、白線画像は閾下知覚の範囲内で表示されるので、このような場合であっても、運転者に混乱を生じさせることはない。また、白線画像の形態は外挿計算により算出されるので、このような場合であっても、運転者が認識する白線画像の形態と、運転者が認識する白線の実際の形態との誤差は小さい。よって、このような場合であっても、上述した効果を得ることができる。なお、外挿計算は簡易な計算方法であるので、白線画像の形態を効率的に算出することができるという効果も得ることができる。

また、表示制御装置２４は、レーンキープ制御装置２３によるレーンキープ制御が悪化するかまたはレーンキープ制御装置２３が白線をロストすると予測し、グラフィックディスプレイ２５は、当該予測がなされた場合には、運転支援画像を表示する（図２０に示すステップＳ２３参照）。したがって、レーンキープ制御が停止される前に運転支援画像の表示を開始することができるので、運転者は、レーンキープ制御が停止される前に、運転支援画像の内容を把握することができる。したがって、運転者は、レーンキープ制御が停止された際に、手動によるステアリング操舵を迅速且つ的確に再開することができる。

一方、レーンキープ制御が停止されなかった場合であっても、運転支援画像は閾下知覚の範囲内で表示されるので、運転者に混乱を生じさせることはない。

また、表示制御装置２４は、ＥＣＵ２０から与えられた車両情報信号、即ち車速及びヨーレート（車両の状態）に基づいて、レーンキープ制御装置２３によるレーンキープ制御が悪化するかまたはレーンキープ制御装置２３が白線をロストすると予測するので、当該予測を確実に行うことができる。また、車両情報信号の入力と演算により当該予測を行うことができるので、当該予測を簡易に行うことができる。

また、表示制御装置２４は、制御停止カーブ信号、即ちレーンキープ制御装置２３により算出された道路の曲率に基づいて、当該予測を行うので、当該予測を確実に行うことができる。

特に、本実施の形態では、車両情報信号及び制御停止カーブ信号に基づいて当該予測を行うので、当該予測をより迅速且つ確実に行うことができる。

また、グラフィックディスプレイ２５は、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ、網膜投射型ディスプレイ、ダッシュボードに設置されたディスプレイ、またはインストルメントパネルに設置されたディスプレイであるので、グラフィックディスプレイ２５がこれらのディスプレイの何れであっても、上述した効果を得ることができる。

（第３の実施の形態）
以下、本発明の第３の実施の形態（請求項７、８、１０〜１２に対応）を図面に基づいて説明する。まず、図２１〜図２８に基づいて、本第３の実施の形態に係る車両用表示装置３の構成及び各構成要素の主な機能について説明する。ここで、図２１は、車両用表示装置３の構成を示したブロック図であり、図２２は、運転支援画像３３１の表示位置を示した説明図であり、図２３、図２５及び図２７は、レーザレーダ３１１によりスキャニングされる領域３１１ａを示した平面図であり、図２４、図２６及び図２８は、運転支援画像３３１の内容を示した説明図である。

図２１〜図２２に示すように、車両用表示装置３は、車間距離制御を行う車間距離制御装置３１を備える車両Ｓに搭載され、当該車間距離制御の内容が描かれた運転支援情報を、ヘッドアップディスプレイ３３に閾下知覚の範囲内で表示するものである。

車両用表示装置３は、ＥＣＵ（車両情報検出手段）３０と、車間距離制御装置（運転支援手段）３１と、表示制御装置（目標物追尾状態監視手段）３２と、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）（表示手段）２５を備える。

ヘッドアップディスプレイ３３は、図２２に示すように、表示制御装置３２から運転支援画像信号を与えられている間、当該運転支援画像信号に対応する運転支援画像３３１をフロントガラス１０１ａ上に表示する。ここで、表示制御装置３２は、後述するように、運転支援画像信号を閾下知覚の範囲内の出力タイミングで出力するので、ヘッドアップディスプレイ３３は、運転支援画像３３１を閾下知覚の範囲内の表示タイミングで表示する。なお、ヘッドアップディスプレイ３３は、他のディスプレイ、例えばヘッドマウントディスプレイであっても良い。

図１に示すＥＣＵ３０は、図示しない車速センサ及び加速度センサを備え、これらのセンサにより車両Ｓの車速及び加速度を検出し、当該検出された車速及び加速度に関する車両情報信号を生成して車間距離制御装置３１に出力する。

車間距離制御装置３１は、レーザレーダ３１１と、車間自動制御コントロールユニット３１２と、スロットル３１３と、ブレーキ３１４と、変速機３１５と、信号音発生装置３１６を備える。

レーザレーダ３１１は、図２３に示すように、車両Ｓ前方の領域３１１ａをスキャニングし、当該スキャニングにより先行車両（目標物）が検出された場合には、当該先行車両の形状、位置及び先行車両の車両Ｓに対する相対車速（目標物の状態）を検出する。

そして、当該検出された先行車両の形状、位置及び相対速度に関する先行車両検出信号を生成して、車間自動制御コントロールユニット３１２に出力する。

車間自動制御コントロールユニット３１２は、レーザレーダ３１１から与えられた先行者量検出信号を表示制御装置３２に出力する一方、当該先行車両検出信号及びＥＣＵ３０から与えられた車両情報信号に基づいて、車両Ｓから先行車両までの距離が一定となるように、車速の調整量を決定する。そして、スロットル３１３、ブレーキ３１４、及び変速機３１５を操作して、車速を当該調整量だけ変化させる。これにより、車間距離制御を行う。

また、車間距離制御の誤差を算出し、当該算出された車間距離制御の誤差に関する制御誤差信号を生成して、表示制御装置３２に出力する。なお、本第３の実施の形態における「車間距離制御の誤差」とは、例えば、車速の調整量の理想量と、車間自動制御コントロールユニット３１２により算出された調整量との差を意味する。

また、レーザレーダ３１１が先行車両を検出しなかった場合（以下、「先行車両をロスとした場合」と称する）または、車速が所定の基準速度（当該基準速度は、予め定められる）以下となった場合には、スロットル３１３、ブレーキ３１４、及び変速機３１５の操作を停止する。これにより、車間距離制御を停止する。また、これと同時に、制御停止信号を生成して表示制御装置３２に出力すると共に、発生命令信号を生成して信号音発生装置３１６に出力する。

信号音発生装置３１６は、車間自動制御コントロールユニット３１２から発生命令信号を与えられた際に、信号音を発生させる。これにより、車両Ｓの乗員に車間距離制御が停止された旨を提示する。

表示制御装置３２は、車間自動制御コントロールユニット３１２から制御停止信号を与えられた場合には、車間自動制御コントロールユニット３１２から与えられた先行車両検出信号に基づいて、先行車両の位置を３次元座標として認識する。そして、当該認識された３次元座標を運転者の視野座標に変換し、当該変換された３次元座標が図２３に示す領域Ａ〜Ｅ（基準領域の組）のうち、どの領域に対応するかを決定する。なお、当該領域Ａ〜Ｅは、領域３１１ａを分割することで得られる。

そして、図２４に示すように、形態が予め設定された矩形画像３３１ａ〜３３１ｅ（目標物画像の形態の組）のうち、当該算出された現在位置に対応する矩形画像を選択する。そして、これを先行車両画像（目標物画像）とすることで、先行車両画像の形態を算出すると共に、先行車両画像を生成する。なお、図２３に示す領域Ａは、図２４に示す矩形画像３３１ａに、領域Ｂは、矩形画像３３１ｂに、領域Ｃは、矩形画像３３１ｃに、領域Ｄは、矩形画像３３１ｄに、領域Ｅは、矩形画像３３１ｅに、それぞれ対応する。

例えば、図２５に示すように、車両Ｓの近距離に存在する先行車両Ｕが車両Ｓに対して右側にレーンチェンジした場合、図２６に示すように、表示制御装置３２は、矩形画像３３１ｅを選択する。この矩形画像３３１ｅは、先行車両Ｕの位置に対応する。また、例えば、図２７に示すように、先行車両Ｕが右カーブにさしかかった場合、図２８に示すように、表示制御装置３２は、矩形画像３３１ｅを選択する。この矩形画像３３１ｅは、先行車両Ｕの位置に対応する。したがって、表示制御装置３２により選択される矩形画像の形態と、運転者が認識する先行車両の実際の形態とは、ほぼ一致する。

さらに、必要に応じて車間距離制御の内容が描かれた内容表示画像を生成し、当該生成された先行車両画像及び内容表示画像を運転支援画像３３１とする。そして、当該運転支援画像３３１をヘッドアップディスプレイ３３に表示させるための運転支援画像信号を生成して、閾下知覚の範囲内の出力タイミングでヘッドアップディスプレイ３３に出力する。

また、車間自動制御コントロールユニット３１２から制御停止信号を与えられない場合には、車間自動制御コントロールユニット３１２から与えられた制御誤差信号に基づいて、車間距離制御の誤差を認識する。そして、当該認識された車間距離制御の誤差が所定の誤差しきい値（当該誤差しきい値は、予め定められる）以上である場合には、車間距離制御が悪化するかまたは車間距離制御装置３１が先行車両をロストすると予測する。

そして、当該予測がなされた場合には、上述した方法により運転支援画像を生成して、閾下知覚の範囲内の出力タイミングでヘッドアップディスプレイ３３に出力する。

次に、車両用表示装置３による処理の手順を図２９に示すフローチャートに沿って説明する。

車両用表示装置３がオンされると、ステップＳ３０にて、ＥＣＵ３０及び車間距離制御装置３１は、上述した処理を行う。

次いで、表示制御装置３２は、車間自動制御コントロールユニット３１２から制御停止信号が与えられたかどうかを判断する。この結果、与えられた場合にはステップＳ３１に進み、与えられない場合（ステップＳ３０にてＮＯ）には、ステップＳ３２に進む。

ステップＳ３１にて、車間距離制御装置３１は、車間距離制御を停止する。一方、表示制御装置３２は、車間自動制御コントロールユニット３１２から与えられた先行車両検出信号に基づいて、上述した処理により、先行車両の現在位置に対応する先行車両画像を生成する。さらに、必要に応じて車間距離制御の内容が描かれた内容表示画像を生成し、当該生成された先行車両画像及び内容表示画像を運転支援画像とする。

次いで、当該運転支援画像をヘッドアップディスプレイ３３に表示させるための運転支援画像信号を生成して閾下知覚の範囲内の出力タイミングでヘッドアップディスプレイ３３に出力する。

次いで、ヘッドアップディスプレイ３３は、表示制御装置３２から運転支援画像信号を与えられている間、当該運転支援画像信号に対応する運転支援画像を表示する。即ち、運転支援画像を閾下知覚の範囲内の表示タイミングで表示する。その後、ステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２にて、表示制御装置３２は、ヘッドアップディスプレイ３３が運転支援画像を表示しているかどうかを判断する。この結果、表示している場合にはステップＳ３４に進み、表示していない場合（ステップＳ３２にてＮＯ）にはステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３にて、表示制御装置３２は、先行車両ロスト予測に基づく先行車両画像表示処理を行う。具体的には、ステップＳ３３１〜ステップＳ３３２の処理を行う。

ステップＳ３３１にて、表示制御装置３２は、車間自動制御コントロールユニット３１２から与えられた制御誤差信号に基づいて、車間距離制御の誤差を認識する。

次いで、当該認識された車間距離制御の誤差と所定の誤差しきい値とを比較する。この結果、車間距離制御の誤差が誤差しきい値以上である場合にはステップＳ３３２に進み、車間距離制御の誤差が誤差しきい値未満である場合（ステップＳ３３１にてＮＯ）には、車両用表示装置３は、本処理を終了する。

ステップＳ３３２にて、表示制御装置３２は、上述した方法により運転支援画像を生成して、閾下知覚の範囲内の出力タイミングでヘッドアップディスプレイ３３に出力する。

次いで、ヘッドアップディスプレイ３３は、表示制御装置３２から運転支援画像信号を与えられている間、当該運転支援画像信号に対応する運転支援画像を表示する。即ち、運転支援画像を閾下知覚の範囲内の表示タイミングで表示する。その後、車両用表示装置３は、運転支援画像の表示を閾下知覚の範囲内で継続させた状態で、本処理を終了する。

一方、上述したステップＳ３２の処理において、ヘッドアップディスプレイ３３が運転支援画像を表示していると判断された場合には、ステップＳ３４にて、表示制御装置３２は以下の処理を行う。

即ち、ヘッドアップディスプレイ３３がステップＳ２１の処理により運転支援画像を表示している場合には、運転支援画像の表示が開始されてから所定の表示継続時間（当該表示継続時間は予め定められる）経過した際に、運転支援画像信号の出力を停止する。これにより、ヘッドアップディスプレイ３３は、運転支援画像の表示を停止する。その後、車両用表示装置３は本処理を終了する。なお、この時点で、車間距離制御装置３１は、車間距離制御を再開する。

一方、ヘッドアップディスプレイ３３がステップＳ３３２の処理により運転支援画像を表示している場合（車両用表示装置３が、運転支援画像の表示を継続させた状態で前回のステップＳ２３３の処理を終了した場合）には、車間自動制御コントロールユニット３１２から与えられた制御誤差信号に基づいて、車間距離制御の誤差を認識する。

次いで、当該認識された車間距離制御の誤差と所定の誤差しきい値とを比較する。この結果、車間距離制御の誤差が誤差しきい値未満となった場合には、先行車両のロストが回避されたものとして、運転支援画像信号の出力を停止する。これにより、ヘッドアップディスプレイ３３は、運転支援画像の表示を停止する。なお、この時点で、車間距離制御装置３１は、車間距離制御を再開する。

一方、車間距離制御の誤差が誤差しきい値以上である場合には、車両用表示装置３は、運転支援画像の表示を閾下知覚の範囲内で継続させた状態で、本処理を終了する。

以上により、本第３の実施の形態では、ヘッドアップディスプレイ３３は、車間距離制御装置３１が車間距離制御を停止する際（具体的には、停止された後）に、先行車両画像を運転支援画像に含めて閾下知覚の範囲内で表示する（図２９に示すステップＳ３１参照）。

これにより、運転者は、車間距離制御が停止される際に、運転支援画像を煩わしく感じることなく、運転支援画像の内容、即ち車両Ｓ前方に先行車両が存在することを把握することができる。

なお、従来では、車間距離制御が停止される際に、信号音発生装置３１６により信号音を発生させ、且つヘッドアップディスプレイ３３に車間距離制御が停止される旨を表示していた。しかし、この方法では、運転者にとっては、まず信号音が何を意味しているのかを確認した上で、ヘッドアップディスプレイ３３の表示内容を確認することで、車間距離制御が停止されることを確認する必要がある。したがって、運転者にとっては、車間距離制御が停止されたことを迅速に把握することが容易でない場合が生じうるので、手動によるステアリング操舵を迅速に再開することが容易でない場合が生じうる。

しかし、本第３の実施の形態では、運転者は、車間距離制御が停止される際に、運転支援画像を煩わしく感じることなく、運転支援画像の内容、即ち先行車両が存在することを把握することができる。したがって、運転者は、車間距離制御が停止された後に、手動によるステアリング操舵を迅速且つ的確に再開することができる。

また、ヘッドアップディスプレイ３３に表示された先行車両画像の形態は、車間距離制御装置３１により検出された先行車両の位置に基づいて算出されるので、運転者は、先行車両の現在位置を容易に把握することができる。なお、本第３の実施の形態では、図２３〜図２４に示すように、表示制御装置３２は、車間距離制御装置３１により検出された先行車両の位置が領域Ａ〜Ｅのうちどの領域に対応するかを決定し、さらに、当該決定された領域に対応する矩形画像を選択することで、先行車両画像の形態を算出したので、運転者が認識する先行車両画像の形態と、運転者が認識する先行車両の実際の形態とが異なる場合がある。しかし、先行車両画像は閾下知覚の範囲内で表示されるので、このような場合であっても、運転者に混乱を生じさせることはない。また、先行車両画像の形態は、車間距離制御装置３１により検出された先行車両の位置に基づいて算出されるので、このような場合であっても、運転者が認識する先行車両画像の形態と、運転者が認識する先行車両の実際の形態との誤差は小さい。よって、このような場合であっても、上述した効果を得ることができる。なお、矩形画像３３１ａ〜３３１ｅから、車間距離制御装置３１により検出された先行車両の位置に対応する矩形画像を選択することで、先行車両画像の形態を算出するので、先行車両画像の形態を簡易に算出することができる。

また、表示制御装置３２は、車間距離制御装置３１による車間距離制御が悪化するかまたは車間距離制御装置３１が白線をロストすると予測し、ヘッドアップディスプレイ３３は、当該予測がなされた場合には、運転支援画像を表示する（図２９に示すステップＳ３２参照）。したがって、車間距離制御が停止される前に運転支援画像の表示を開始することができるので、運転者は、車間距離制御が停止される前に、運転支援画像の内容を把握することができる。したがって、運転者は、車間距離制御が停止された際に、手動によるステアリング操舵を迅速且つ的確に再開することができる。

一方、車間距離制御が停止されなかった場合であっても、運転支援画像は閾下知覚の範囲内で表示されるので、運転者に混乱を生じさせることはない。

また、表示制御装置３２は、車間距離制御装置３１から与えられた制御誤差信号、即ち車間距離制御の誤差に基づいて、車間距離制御装置３１による車間距離制御が悪化するかまたは車間距離制御装置３１が白線をロストすると予測するので、当該予測を確実に行うことができる。また、制御誤差信号の入力と演算により当該予測を行うことができるので、当該予測を簡易に行うことができる。

なお、第１の実施の形態では、表示手段としてヘッドアップディスプレイ１２を使用したが、他のディスプレイ、例えば、ヘッドマウントディスプレイ、網膜投射型ディスプレイ、ダッシュボードに設置されたディスプレイ、またはインストルメントパネルに設置されたディスプレイであってもよい。

また、第２〜第３の実施の形態に上述した第１の実施の形態の第１〜第６の変形例に係る技術を適用しても良い。この場合、以下の効果を得ることができる。

即ち、第１〜第４の変形例に係る技術を適用することで、レーンキープ制御または車間距離制御が停止される前に運転支援画像を表示する場合には、運転者は、レーンキープ制御または車間距離制御が停止されるまでのおおよその時間を把握することができる。一方、レーンキープ制御または車間距離制御が停止された後に運転支援画像を表示する場合には、運転者は、レーンキープ制御または車間距離制御が停止されてからのおおよその時間を把握することができる。

また、第５〜第６の変形例に係る技術を適用することで、上述した第５〜第６の変形例に対応する効果を得ることができる。具体的には、運転者が認識する白線画像（または先行車両画像）の形態と、運転者が認識する白線（または先行車両）の実際の形態との誤差を小さくすることができる。

また、第３の実施の形態では、表示制御装置３２により選択される画像を矩形画像としたが、他の形態の画像であっても良い。

また、第１〜第３の実施の形態では、目標物が先行車両または白線である場合を一例として示したが、他の物体が目標物である場合にも本発明を適用することができる。

また、第１〜第３の実施の形態では、本発明をレーンキープ制御または車間距離制御を行う装置に適用したが、他の運転支援を行う装置に適用することができるのは勿論である。

本発明の一実施の形態に係る車両用表示装置の構成を示したブロックである。 運転支援画像の一例を示した説明図である。 運転支援画像の一例を示した説明図である。 運転支援画像の表示タイミングを示したグラフである。 車両用表示装置による処理の手順を示したフローチャートである。 運転支援画像の表示タイミングを示したタイミングチャートである。 運転支援画像の表示タイミングを示したタイミングチャートである。 運転支援画像の表示タイミングを示したタイミングチャートである。 （ａ）運転支援画像の内容を示した説明図である。

（ｂ）運転支援画像の内容を示した説明図である。

（ｃ）運転支援画像の内容を示した説明図である。
運転支援画像の表示タイミングを示したタイミングチャートである。 （ａ）運転支援画像の内容を示した説明図である。

（ｂ）運転支援画像の内容を示した説明図である。

（ｃ）運転支援画像の内容を示した説明図である。
運転支援画像の内容を示した説明図である。 運転者の目の位置を検出する方法を示した平面図である。 運転者の目の位置を検出する方法を示した側面図である。 運転者の目の位置を検出する方法を示した側面図である。 ステアリング等の位置が変更される様子を示した側面図である。 本発明の他の実施の形態に係る車両用表示装置の構成を示したブロック図である。 グラフィックディスプレイの設置位置を示した説明図である。 運転支援画像の生成方法を示した説明図である。 車両用表示装置による処理の手順を示したフローチャートである。 本発明の他の実施の形態に係る車両用表示装置の構成を示したブロック図である。 運転支援画像が表示される様子を示した説明図である。 レーザレーダによりスキャニングされる領域を示した平面図である。 矩形画像を示した説明図である。 レーザレーダによりスキャニングされる領域を示した平面図である。 運転支援画像と先行車両との関係を示した説明図である。 レーザレーダによりスキャニングされる領域を示した平面図である。 運転支援画像と先行車両との関係を示した説明図である。 車両用表示装置による処理の手順を示したフローチャートである。

符号の説明

１〜３…車両用表示装置
１０…車両制御部（運転支援手段）
１１…表示制御部
１２、３３…ヘッドアップディスプレイ（表示手段）
１３…目位置検出部（目位置検出手段）
２０、３０…ＥＣＵ（車両情報検出手段）
２１…ＧＰＳ受信機
２２…ナビゲーション装置（曲率算出手段）
２３…レーンキープ制御装置（運転支援手段）
２４、３２…表示制御装置（目標物追尾状態監視手段）
２５…グラフィックディスプレイ（表示手段）
３１…車間距離制御装置（運転支援手段）
３３…ヘッドアップディスプレイ（表示手段）
１１０…白線画像
１１１、１１１ａ〜１１１ｈ…内容表示画像
３３１…運転支援画像
３３１ａ〜３３１ｅ…矩形画像

Claims (19)

1. 運転支援を行う運転支援手段を備える車両に搭載される車両用表示装置において、
   前記運転支援の内容が描かれた運転支援画像を、意識的な知覚限界値よりも低く、無意識的な知覚の範囲内で表示する表示手段を備えることを特徴とする車両用表示装置。
2. 請求項１記載の車両用表示装置において、
   前記表示手段は、前記運転支援画像の表示を開始してから現在までの時間に基づいて、当該運転支援画像の表示時間を変更することを特徴とする車両用表示装置。
3. 請求項１または２記載の車両用表示装置において、
   前記表示手段は、前記運転支援画像の表示を開始してから現在までの時間に基づいて、当該運転支援画像の表示サイズを変更することを特徴とする車両用表示装置。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用表示装置において、
   前記表示手段は、前記運転支援画像の表示を開始してから現在までの時間に基づいて、当該運転支援画像の表示輝度を変更することを特徴とする車両用表示装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用表示装置において、
   前記表示手段は、前記運転支援画像の内容に基づいて、当該運転支援画像の表示色を変更することを特徴とする車両用表示装置。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の車両用表示装置において、
   前記表示手段は、前記運転支援手段が前記運転支援を行う前に、前記運転支援画像を表示することを特徴とする車両用表示装置。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載の車両用表示装置において、
   前記運転支援手段は、前記車両の周辺に存在する目標物の状態を検出し、当該検出された目標物の状態に基づいて前記運転支援を行い、
   前記表示手段は、前記運転支援手段が前記運転支援を停止する際に、前記目標物が描かれた目標物画像を前記運転支援画像に含めて表示することを特徴とする車両用表示装置。
8. 請求項７記載の車両用表示装置において、
   前記運転支援手段が前記運転支援を停止する際に、前記運転支援手段により検出された目標物の状態に基づいて、前記目標物画像の形態を算出する目標物追尾状態監視手段を備え、
   前記表示手段は、前記運転支援手段が前記運転支援を停止する際に、前記目標物画像を前記目標物追尾状態監視手段により算出された形態にて表示することを特徴とする車両用表示装置。
9. 請求項８記載の車両用表示装置において、
   前記目標物追尾状態監視手段は、前記運転支援手段により検出された目標物の状態に基づいた外挿計算を行い、当該外装計算の結果に基づいて、前記目標物画像の形態を算出することを特徴とする車両用表示装置。
10. 請求項８または９記載の車両用表示装置において、
    前記目標物追尾状態監視手段は、予め設定された前記目標物画像の形態の組から、前記運転支援手段により検出された目標物の状態に応じた形態を選択することで、前記目標物画像の形態を算出することを特徴とする車両用表示装置。
11. 請求項８〜１０の何れか１項に記載の車両用表示装置において、
    前記目標物追尾状態監視手段は、前記運転支援手段による運転支援が悪化するかどうかを予測し、
    前記表示手段は、前記運転支援手段による運転支援が悪化すると予測された場合には、前記運転支援画像を表示することを特徴とする車両用表示装置。
12. 請求項１１記載の車両用表示装置において、
    前記運転支援手段は、前記車両の周辺に存在する目標物の状態を検出し、且つ、当該運転支援手段による運転支援の誤差を算出し、
    前記目標物追尾状態監視手段は、前記運転支援手段により算出された運転支援の誤差に基づいて、前記運転支援手段による運転支援が悪化することを予測することを特徴とする車両用表示装置。
13. 請求項１１または１２記載の車両用表示装置において、
    前記車両の状態を検出する車両情報検出手段を備え、
    前記目標物追尾状態監視手段は、前記車両情報検出手段により検出された車両の状態に基づいて、前記運転支援手段による運転支援が悪化することを予測することを特徴とする車両用表示装置。
14. 請求項１３記載の車両用表示装置において、
    前記車両の状態は、車速、加速度、舵角、及びヨーレートのうち、少なくとも一つであることを特徴とする車両用表示装置。
15. 請求項１１〜１４の何れか１項に記載の車両用表示装置において、
    前記車両の前方に存在する道路の曲率を算出する曲率算出手段を備え、
    前記目標物追尾状態監視手段は、前記曲率算出手段により算出された道路の曲率に基づいて、前記運転支援手段による運転支援が悪化することを予測することを特徴とする車両用表示装置。
16. 請求項１〜１５の何れか１項に記載の車両用表示装置において、
    前記表示手段を視認する使用者の目の位置を検出する目位置検出手段を備え、
    前記運転支援手段は、前記車両の周辺に存在する目標物の状態を検出し、当該検出された目標物の状態に基づいて前記運転支援を行い、
    前記表示手段はヘッドアップディスプレイであり、前記目標物が描かれた目標物画像を前記運転支援画像に含めて表示し、
    前記目標物画像は、前記目位置検出手段により検出された目の位置と前記目標物の位置とを結ぶ直線が前記車両のフロントガラスと交差する位置に表示されることを特徴とする車両用表示装置。
17. 請求項１６記載の車両用表示装置において、
    前記使用者の乗車位置を固定する可動手段を備えることを特徴とする車両用表示装置。
18. 請求項１〜１５の何れか１項に記載の車両用表示装置において、
    前記表示手段は、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ、網膜投射型ディスプレイ、ダッシュボードに設置されたディスプレイ、またはインストルメントパネルに設置されたディスプレイであることを特徴とする車両用表示装置。
19. 請求項７〜１７の何れか１項に記載の車両用表示装置において、
    前記目標物は白線または先行車両であることを特徴とする車両用表示装置。

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