JP2014213763A - 車両情報投影システム - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の視線移動を少なくして安全性を向上させると共に違和感なく確実に情報を認識させる。【解決手段】実景に対応づけて表示される第１の虚像Ｖ１と、第１の虚像Ｖ１より乗員側に視認される第２の虚像Ｖ２とを投影し、映像位置逸脱推定手段３０３は、実景に対して、第１の虚像Ｖ１が逸脱するかを推定し、この映像位置逸脱推定手段３０３により第１の虚像Ｖ１が実景に対して逸脱すると推定された場合、第２の虚像Ｖ２の視認性より第１の虚像Ｖ１の視認性を低く制御する。【選択図】図３

Description

本発明は、所定の情報映像を投影し、車両の乗員前方側に虚像を視認させる車両情報投影システムに関する。

従来の車両情報投影システムとして、特許文献１に開示されるような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。このようなヘッドアップディスプレイ装置は、車両のフロントガラスに情報映像を投影することで、乗員（ドライバー）に車両の外界の実景とともに所定の情報を示す虚像として視認させるものであり、車両の案内経路を表す情報映像の形状や大きさや表示させる位置を調整し、実景である車線に対応づけて表示することで、乗員は実景を視認しながら少ない視線移動だけで経路を確認することができるものである。

特開２０１１−１２１４０１号公報

しかしながら、特許文献１のような実景に対応させて虚像を視認させるＨＵＤ装置において、車両が進路変更した場合やカーブに差し掛かった場合、虚像が実景の左右方向にずれて視認されてしまうおそれがあった。通常では虚像が車線（実景）の所定位置で視認されるものが、上記のように車両が進路変更したことによって、車線周辺の歩道や建物に重畳して虚像が視認されることになり、乗員が違和感を覚えるおそれがあった。特に車両から遠く離れた位置で視認される虚像を投影する場合、上記のような違和感を一層強く抱くおそれがあった。

さらに、図８に示すように、自車両２が左折する交差点Ａに十分近づいた場合、案内経路を示す情報映像である虚像Ｖが、左折する交差点Ａより奥まった位置で視認されてしまう（虚像Ｖが実景の奥行き方向にずれて視認されてしまう）おそれがあり、虚像Ｖに焦点を合わせていると、手前にある交差点Ａへの注意度が低下してしまうという問題があった。

上記のように情報映像を示す虚像が視認される位置と、車両の外界の実景とが、左右方向や奥行き方向でずれる場合、乗員は実景と虚像との位置関係を確認するべく常に視線の移動や焦点のピント調整を行わなくてはならず、注意が散漫してしまい、走行における安全性が低下するおそれがあった。

本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、運転者の視線移動を少なくして安全性を向上させると共に違和感なく確実に情報を認識させることができる車両情報投影システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る車両情報投影システムは、車両の外界の実景を推定する車外状況推定手段と、前記車外状況推定手段により推定された実景に対応づけて表示され、前記外界の特定対象に関する情報である第１情報映像を乗員前方の投影対象に投影し、前記第１情報映像を第１の虚像として視認させる第１投影手段と、第２情報映像を乗員前方の投影対象に投影し、前記第１の虚像より前記乗員側に視認される第２の虚像として前記第２情報映像を視認させる第２投影手段と、実景に対する前記第１の虚像の逸脱を推定する映像位置逸脱推定手段と、を備え、前記第１投影手段は、前記映像位置逸脱推定手段により前記逸脱が推定された場合、前記第２の虚像の視認性より前記第１の虚像の視認性を低く制御するものであり、このように、実景に対して第１の虚像が逸脱する場合に第１の虚像Ｖ１の視認性を低下させることで、実景とずれた違和感のある表示を認識させづらくすることができ、これにより安全性を向上させることができる。また、前記逸脱が判定された場合でも第２の虚像の視認性が第２の虚像の視認性より高いため、第２の虚像に表示される情報については常に認識することができる。

本発明によれば、運転者の視線移動を少なくして安全性を向上させると共に違和感なく確実に情報を認識させることができる車両情報投影システムを提供することができる。

本発明の実施形態における車両情報投影システムの構成を説明する図である。 上記実施形態における車両の乗員が視認する景色を説明する図である。 上記実施形態における車両の乗員が視認する景色を説明する図である。 上記実施形態における車両の乗員が視認する景色を説明する図である。 上記実施形態におけるＨＵＤ装置の構成を説明する図である。 上記実施形態におけるＨＵＤ装置の構成を説明する図である。 上記実施形態における時間に対する第１の虚像の視認性の変化を示した図である。 従来技術の問題点を説明する図である。

本発明の実施の形態について、図１〜図７を参照して説明する。

図１に本実施の形態に係る車両情報投影システム１のシステム構成を示す。
本実施形態に係る車両情報投影システム１は、第１の虚像Ｖ１を表す第１表示光Ｎ１と、第２の虚像Ｖ２を表す第２表示光Ｎ２とを自車両２のフロントガラス２ａに投影し、第１の虚像Ｖ１及び第２の虚像Ｖ２を自車両２の乗員３に視認させるヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置）１００と、自車両２に関する車両情報、及び自車両２の周辺の車外状況などを取得する情報取得部２００と、情報取得部２００から入力される情報に基づき、ＨＵＤ装置１００の表示を制御する表示コントローラ３００と、から構成される。

ＨＵＤ装置１００は、第１表示光Ｎ１を出射する第１投影手段１０と、第２表示光Ｎ２を出射する第２投影手段２０と、を筐体３０内に配置したものであり、筐体３０に設けられた透過部３０ａから第１表示光Ｎ１と第２表示光Ｎ２をフロントガラス２ａの遠方表示領域Ｅ１と近傍表示領域Ｅ２へ出射する。フロントガラス２ａの遠方表示領域Ｅ１に反射した第１表示光Ｎ１は、図２乃至図４に示すように、結像距離が比較的長く、乗員３から離れた位置に第１の虚像Ｖ１を視認させる。また、フロントガラス２ａに反射した第２表示光Ｎ２は、第１の虚像Ｖ１に比べて結像距離が短く、第１の虚像Ｖ１より乗員３側に第２の虚像Ｖ２を視認させる。具体的に例えば、第１投影手段１０により投影される虚像（第１の虚像Ｖ１）は、乗員３から１５ｍ以上離れた位置にあるかのように視認され（結像距離１５ｍ以上）、第２投影手段２０により投影される虚像（第２の虚像Ｖ２及び後述する補助虚像Ｖ３）は、乗員３から２．５ｍ程度離れた位置にあるかのように視認される。

フロントガラス２ａの遠方表示領域Ｅ１に投影される第１の虚像Ｖ１は、目的地までの経路を自車両２の外界の車線（実景）に重畳させて経路誘導する案内経路映像Ｖ１ａ，後述するステレオカメラ２０１ａにより白線を認識し、自車両２が車線を逸脱しそうになった場合、白線近傍に重畳させて白線の存在を認識させて車線逸脱を抑制する、または単に白線近傍に重畳させて白線の存在を認識させる白線認識映像Ｖ１ｂ，後述するステレオカメラ２０１ａにより自車両２の車線上にある物体（前方車両や障害物）を認識し、これら認識された車線上の物体の近傍に重畳させて注意を促し、衝突を抑制する衝突警告映像Ｖ１ｃ，前方車両に追従するように自車両２の速度を制御するアダプティブクルーズコントロール（ＡＣＣ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を使用する際に、前方車両として認識する車両に重畳させ、乗員３に追従する前方車両を認識させる前方車両ロック映像（図示しない），前方車両と自車両２との距離に関する指標を前方車両と自車両２との間の車線に重畳させ、車間距離を乗員に認識させる車間距離映像（図示しない），などであり、自車両２の外界の実景の特定対象（車線、白線、前方車両、障害物など）に合わせて表示されるものである。

フロントガラス２ａの近傍表示領域Ｅ２に投影される第２の虚像Ｖ２は、後述する車速センサ２０６により検出された自車両２の速度情報や回転数情報や燃費情報など自車両２の運行状態に関する運行状態映像Ｖ２ａ，後述するＧＰＳコントローラ２０３から自車両２の現在位置を認識し、ナビゲーションシステム２０２から自車両２が現在走行している車線に基づく規制情報（制限速度など）を読み出し、自車両２の現在位置に基づく規制情報に関する規制映像Ｖ２ｂ，車両の異常を乗員３に認識させる車両警告映像（図示しない），などであり、自車両２の外界の実景の特定対象に合わせて表示しない映像である。また、近傍表示領域Ｅ２に投影される情報映像として、第１の虚像Ｖ１に関連する補助虚像Ｖ３を具備する。この補助虚像Ｖ３の詳細については後に述べる。

情報取得部２００は、自車両２の前方を撮像し、自車両２の前方の状況を推定する前方情報取得部２０１と、自車両２の経路案内を行うナビゲーションシステム２０２と、ＧＰＳコントローラ２０３と、方向指示操作部２０４と、操舵角センサ（操舵角取得部）２０５と、車速センサ２０６と、を備え、それぞれが取得した情報を後述する表示コントローラ３００に出力するものである。ちなみに、本願の特許請求の範囲に記載の車外状況推定手段、距離検出手段、車線情報取得部は、本実施形態において前方情報取得部２０１と、ナビゲーションシステム２０２と、ＧＰＳコントローラ２０３から構成されるが、自車両２の前方の状況を推定できるものであれば、これらに限定されるものではなく、ミリ波レーダーやソナーまたは道路交通情報通信システムなどの外部通信装置と自車両２との間で通信を行うことによって、自車両２の前方の状況を推定してもよい。

前方情報取得部２０１は、自車両２の前方の情報を取得するものであり、本実施形態では、自車両２前方側を撮像するステレオカメラ２０１ａと、このステレオカメラ２０１ａで取得された撮像データを解析する撮像画像解析部２０１ｂと、を有する。

ステレオカメラ２０１ａは、自車両２が走行する道路を含む前方領域を撮像するものであり、撮像画像解析部２０１ｂがステレオカメラ２０１ａで取得された撮像データをパターンマッチング法により画像解析することで、道路形状に関する情報（車線，白線，停止線，横断歩道，道路の幅員，車線数，交差点，カーブ，分岐路等）や道路上の物体（前方車両や障害物）の有無を解析することができ、さらに撮像された特定対象（白線，停止線，交差点，カーブ，分岐路，前方車両，障害物等）と自車両２との間の距離を算出することができる。

すなわち、本実施形態において、前方情報取得部２０１は、ステレオカメラ２０１ａで撮像した撮像データから解析した、道路形状に関する情報、道路上の物体に関する情報、及び撮像された特定対象と自車両２との距離に関する情報などを表示コントローラ３００に出力する。

ナビゲーションシステム２０２は、地図データを記憶する記憶部を有し、ＧＰＳコントローラ２０３からの位置情報に基づいて、現在位置近傍の地図データを記憶部から読み出し、案内経路を決定し、この案内経路に関する情報を表示コントローラ３００に出力し、ＨＵＤ装置１００に案内経路映像Ｖ１ａなどを表示させることにより、乗員３により設定された目的地までの経路案内を行うものである。

また、地図データには、道路に関する情報（道路の幅員，車線数，交差点，カーブ，分岐路等）や制限速度などの道路標識に関する規制情報，車線が複数存在する場合の各車線についての情報（どの車線がどこに向かう車線か）などが、位置データに対応付けられて記憶されており、ナビゲーションシステム２０２は、ＧＰＳコントローラ２０３からの位置情報に基づいて、現在位置近傍の地図データを読み出し、表示コントローラ３００に出力する。

ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）コントローラ２０３は、人工衛星などからＧＰＳ信号を受信し、このＧＰＳ信号をもとにして自車両２の位置の計算を行い、計算された自車両位置をナビゲーションシステム２０２に出力するものである。

方向指示操作部２０４は、乗員３が自車両２の方向指示灯（ウインカー）を制御するものであり、この方向指示灯の操作信号を表示コントローラ３００に出力するものである。表示コントローラ３００は、方向指示操作部２０４の操作信号に基づいて、自車両２の進路変更が行われることを事前に推定することができる。

操舵角センサ（操舵角取得部）２０５は、自車両２のハンドル２ｂの操舵角を検出し、この検出された操舵角情報を表示コントローラ３００に出力するものである。表示コントローラ３００は、操舵角センサ２０５の操舵角情報に基づいて、自車両２の進路変更が行われたことを推定することができる。

車速センサ２０６は、自車両２の速度を検出し、この自車両２の速度情報を表示コントローラ３００に出力するものである。表示コントローラ３００は、車速センサ２０６から入力される速度情報に基づき、ＨＵＤ装置１００に自車両２の車速を示す運行状態映像Ｖ２ａを表示させる。また、表示コントローラ３００は、車速センサ２０６から入力される速度情報に基づき、後述する逸脱時調整処理における第１の虚像Ｖ１の視認性を漸次低下させる速度を変えるものであり、速度が速い場合は、第１の虚像Ｖ１の視認性を急激に低下させ、速度が遅い場合は、第１の虚像Ｖ１の視認性を緩やかに低下させるように制御する。

表示コントローラ３００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。表示コントローラ３００は、ＨＵＤ装置１００に供給する映像データを記憶する画像メモリ３０１と、情報取得部２００から入力される情報に基づき、画像メモリ３０１から映像データを読み出して情報映像を生成する情報映像生成手段３０２と、実景に対応した位置に表示した第１情報映像（第１の虚像Ｖ１）が、対応する位置から逸脱することを推定する映像位置逸脱推定手段３０３と、ＨＵＤ装置１００の第１投影手段１０と第２投影手段２０の表示制御を行う表示制御手段３０４と、を有する。

情報映像生成手段３０２は、情報取得部２００から入力される情報に基づき、画像メモリから映像データを読み出し、第１投影手段１０に表示させる第１情報映像と、第２投影手段２０に表示させる第２情報映像とを生成し、表示制御手段３０４に出力する。

第１情報映像の生成において、情報映像生成手段３０２は、前方情報取得部２０１から入力される道路形状に関する情報、道路上の物体に関する情報、及び撮像された特定対象との距離に関する情報から、表示形態や表示する位置を決定し、実景の特定対象（経路誘導する分岐路，車線，前方車両や障害物）に対応する位置に第１の虚像Ｖが視認されるように第１情報映像を生成する。情報映像生成手段３０２は、具体的に例えば、ナビゲーションシステム２０２から入力される案内経路に関する情報に基づく自車両２の経路誘導をする案内経路映像Ｖ１ａ，前方情報取得部２０１から入力される車両前方情報に基づく車線の存在を認識させる白線認識映像Ｖ１ｂ，及び前方車両または障害物に対する注意を促す衝突警告映像Ｖ１ｃなどを生成し、これら生成した第１情報映像を表示制御手段３０４に出力し、速度情報など自車両２の運行状態に関する運行状態映像Ｖ２ａ，制限速度などの規制情報に関する規制映像Ｖ２ｂなどを生成し、これら生成した第２情報映像を表示制御手段３０４に出力する。

映像位置逸脱推定手段３０３は、実景に対応した位置に表示した第１情報映像（第１の虚像Ｖ１）が、対応する位置から逸脱するかを判定するものであり、この逸脱判定結果を表示制御手段３０４に出力する。

映像位置逸脱推定手段３０３は、前方情報取得部２０１、ナビゲーションシステム２０２から入力される情報から前方にカーブや右左折する交差点の有無を判定し、前方にカーブや右左折する交差点がある場合、自車両２が進路変更することによって第１の虚像Ｖ１が対応する実景から乗員３の視線左右方向に逸脱することを推定する。また、映像位置逸脱推定手段３０３は、方向指示操作部２０４または操舵角センサ２０５から入力される情報から、自車両２の進路変更を判定し、第１の虚像Ｖ１が対応する実景から乗員３の視線左右方向に逸脱することを推定することもできる。

また、映像位置逸脱推定手段３０３は、前方情報取得部２０１、ナビゲーションシステム２０２から、第１情報映像が対応する外界の特定対象（交差点，分岐路，前方車両や障害物など）と自車両２との距離情報を入力し、この距離情報と、予め記憶部に記憶しておいた第１の虚像Ｖ１の結像距離に関する情報とを比較し、前記外界の特定対象が第１の虚像Ｖ１の結像する位置よりも自車両２側であると判定した場合、第１の虚像Ｖ１が、対応する実景の特定対象から乗員３の視線奥行き方向に逸脱することを推定する。

表示制御手段３０４は、表示素子や表示素子を照明する光源を駆動するドライバーなどであり、第１投影手段１０に第１情報映像を表示させ、第２投影手段２０に第２情報映像を表示させるものである。表示制御手段３０４は、表示素子や光源を制御することにより、第１情報映像（第１の虚像Ｖ１）及び第２情報映像（第２の虚像Ｖ２）の輝度や明度を調整することができ、これにより第１の虚像Ｖ１及び第２の虚像Ｖ２の視認性を調整することができる。これら映像の視認性（輝度、明度）は、従来の車両情報投影システムにおいては、図示しない照度センサから入力される乗員３の周辺の照度情報や、図示しない調整スイッチからの操作信号に基づき調整されるのみであるが、本発明の車両情報投影システム１に係る表示制御手段３０４は、映像位置逸脱推定手段３０３による前記逸脱判定結果に基づき、第１情報映像及び第２情報映像の輝度や明度を調整することができる逸脱時調整処理を行う。以下に、本発明における逸脱時調整処理について説明する。まず、映像位置逸脱推定手段３０３により、第１の虚像Ｖ１が実景における特定対象から乗員３の視線奥行き方向に逸脱すると推定した場合の第１逸脱時調整処理について説明し、その後に、映像位置逸脱推定手段３０３により、第１の虚像Ｖ１が実景における特定対象から乗員３の視線左右方向に逸脱すると推定した場合の第２逸脱時調整処理について説明する。

（第１逸脱時調整処理）
表示制御手段３０４は、映像位置逸脱推定手段３０３が、第１情報映像が実景における特定対象から乗員３の視線奥行き方向（Ｚ軸方向）に逸脱すると判定した場合、第１の虚像Ｖ１の視認性が時間に応じて漸次低下するように第１投影手段１０を制御する第１逸脱時調整処理を行う。第１逸脱時調整処理の具体例を、図３を用いて説明する。図３は、乗員３がフロントガラス２ａを通して前方を視認したときに視認される景色を示した図であり、自車両２が経路案内において左折する交差点Ａに近づいて行く際の表示の切り替わりを説明する図であり、図３（ａ）は、左折する交差点Ａ（特定対象）が自車両２から十分離れているときの乗員３が視認する景色を示した図であり、図３（ｂ）は、左折する交差点Ａ（特定対象）が（ａ）に比べて近づいたときの乗員３が視認する景色を示した図であり、図３（ｃ）は、左折する交差点Ａ（特定対象）が十分近づいたときの乗員３が視認する景色を示した図である。

表示制御手段３０４は、外界の特定対象（左折する交差点Ａ）が自車両２から十分離れている際、図３（ａ）に示すように、フロントガラス２ａの遠方表示領域Ｅ１に、案内経路を示す案内経路映像Ｖ１ａを特定対象（左折する交差点Ａ）に対応させて表示させ、白線認識映像Ｖ１ｂを特定対象（白線Ｓ１，Ｓ２）に対応させて表示させ、さらにフロントガラス２ａの近傍表示領域Ｅ２に、車速を示す運行状態映像Ｖ２ａと規制映像Ｖ２ｂを表示させる。

次に、図３（ａ）の状態から自車両２が外界の特定対象（左折する交差点Ａ）に近づいた際、映像位置逸脱推定手段３０３は、第１情報映像が実景における特定対象から逸脱すると判定し、表示制御手段３０４は、第１逸脱時調整処理を開始する。表示制御手段３０４は、第１逸脱時調整処理を開始後の時間経過に基づき、第１投影手段１０により表示する第１情報映像の視認性を漸次低下させ、第２投影手段２０により表示する第２情報映像の視認性はそのままの状態に維持する。このように、第１の虚像Ｖ１が外界の特定対象から乗員３の視線奥行き方向に逸脱した場合に第１の虚像Ｖ１の視認性を低下させることで、実景とずれた違和感のある表示を認識させづらくすることができ、これにより安全性を向上させることができる。また、第１の虚像Ｖ１の視認性を徐々に低下させることで、第１の虚像Ｖ１が視認しづらくなるまで（視認ができなくなるまで）猶予を与え、第１の虚像Ｖ１が指示する実景の特定対象が近づいたこと、及び特定対象のおおよその位置を把握することができ、前記特定対象に対する乗員３の注意度を高めることができる。第１の虚像Ｖ１の視認性が急激に低下した場合、前記特定対象が近づいたことは把握できるが、把握した時には、特定対象を指示する虚像が視認できないため、前記特定対象に対する乗員３の注意度を高めることができない。また、第１逸脱時調整処理時においても第２情報映像の視認性は維持されるため、第２情報映像については常に認識することができる。

次に、図３（ｂ）の状態から自車両２が左折する交差点Ａに十分近づいた（第１逸脱時調整処理開始後に十分時間が経過した）際、表示制御手段３０４は、図３（ｃ）に示すように、第１の虚像Ｖ１を、乗員３が視認できない程度に視認性を低下させ（または非表示にし）、第２投影手段２０によりフロントガラス２ａの近傍表示領域Ｅ２の所定位置に、第１の虚像Ｖ１に関連する補助虚像Ｖ３を表示させる。本実施形態において、補助虚像Ｖ３は、交差点の曲がる方向を矢印で示す図形映像や、交差点までの距離を数値で示すテキスト映像などであるが、アニメーション映像などであってもよく、第１の虚像Ｖ１（第１情報映像）に関連するものであれば、表示形態などは限定されない。このように、第１の虚像Ｖ１に関連する（外界の特定対象に関連する）情報を、第１の虚像Ｖ１に比べて乗員３側に補助虚像Ｖ３として視認させることで、第１の虚像Ｖ１が視認できなくなっても補助虚像Ｖ３により特定対象への情報を常に視認性の高い状態で乗員３に認識させることができ、情報を報知する装置として利便性を損なわない。また、第１の虚像Ｖ１を、乗員３が視認できない程度に視認性を低下させることによって、特定対象から奥行方向に逸脱した虚像が視認されることを確実に防止することができる。また、図３において、補助虚像Ｖ３は、第１の虚像Ｖ１を、乗員３が視認できない程度に視認性を低下させた際（図３（ｃ））に、表示を開始していたが、これに限らず、表示制御手段３０４は、第１の虚像Ｖ１が漸次低下していく際（図３（ｂ））、または低下する前に補助虚像Ｖ３を表示してもよい。斯かる構成により、第１の虚像Ｖ１が視認しづらくなる前に、乗員３が外界の特定対象に関連する補助虚像Ｖ３を視認することができるため、特定対象に対する情報を常に視認性の高い状態で乗員３が認識することができ、利便性を損なわない。

（第２逸脱時調整処理）
表示制御手段３０４は、映像位置逸脱推定手段３０３が、第１情報映像が実景における特定対象から乗員３の視線左右方向（Ｘ軸方向）に逸脱すると判定した場合、第１の虚像Ｖ１の視認性が時間に応じて漸次低下するように第１投影手段１０を制御する第２逸脱時調整処理を行う。第２逸脱時調整処理の具体例を、図４を用いて説明する。図４は、乗員３がフロントガラス２ａを通して前方を視認したときに視認される景色を示した図であり、自車両２が道路上の障害物（前方の故障車両Ｔ）に近づいて行く際の表示の切り替わりを説明する図であり、図４（ａ）は、前方の故障車両Ｔ（特定対象）が自車両２から十分離れているときの乗員３が視認する景色を示した図であり、図４（ｂ）は、自車両２が車線変更を開始した際の乗員３が視認する景色を示した図であり、図４（ｃ）は、自車両２が車線変更を完了した際の乗員３が視認する景色を示した図である。

表示制御手段３０４は、外界の特定対象（前方の故障車両Ｔ）が自車両２から十分離れている際、図４（ａ）に示すように、フロントガラス２ａの遠方表示領域Ｅ１に、前方故障車両を避けるための案内経路を示す案内経路映像Ｖ１ａを特定対象（車線Ｒ１，Ｒ２）に対応させて表示させ、白線認識映像Ｖ１ｂを特定対象（白線Ｓ１，Ｓ２）に対応させて表示させ、衝突警告映像Ｖ１ｃを特定対象（前方故障車両Ｔ）に対応させて表示させ、さらにフロントガラス２ａの近傍表示領域Ｅ２に、車速を示す運行状態映像Ｖ２ａと規制映像Ｖ２ｂを表示させる。

次に、自車両２が車線変更を開始した際、映像位置逸脱推定手段３０３は、方向指示操作部２０４からの操作信号や操舵角センサ２０５からの操舵角情報または前方情報取得部２０１からの白線Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３同士が成す角θ１及び角θ２の変化により、自車両２が車線変更するかを判定し、自車両２が車線変更すると判定された場合、第１の虚像Ｖ１（案内経路映像Ｖ１ａ，白線認識映像Ｖ１ｂ，衝突警告映像Ｖ１ｃ）が実景における特定対象（車線（Ｒ１，Ｒ２），白線（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）、前方故障車両Ｔ）から逸脱すると判定し、表示制御手段３０４は、第２逸脱時調整処理を開始する。表示制御手段３０４は、第２逸脱時調整処理を開始後の時間経過に基づき、第１投影手段１０により投影される第１の虚像Ｖ１の視認性を漸次低下させ、第２投影手段２０により投影される第２の虚像Ｖ２の視認性はそのままの状態に維持する。また、第２投影手段２０によりフロントガラス２ａの近傍表示領域Ｅ２の所定位置に、第１の虚像Ｖ１に関連する補助虚像Ｖ３を表示させる。

このように、第１の虚像Ｖ１が外界の特定対象から乗員３の視線左右方向に逸脱する場合に第１の虚像Ｖ１の視認性を低下させることで、実景とずれた違和感のある表示を乗員３に対して認識させづらくすることができ、これにより安全性を向上させることができる。また、第１の虚像Ｖ１の視認性を徐々に低下させることで、第１の虚像Ｖ１が視認しづらくなるまで（視認ができなくなるまで）猶予を与え、第１の虚像Ｖ１が指示する実景の特定対象が近づいたことと、特定対象のおおよその位置を把握することができ、前記特定対象に対する乗員３の注意度を高めることができる。第１の虚像Ｖ１の視認性が急激に低下した場合、前記特定対象が近づいたことは把握できるが、把握した時には、特定対象を指示する虚像が視認できないため、前記特定対象に対する乗員３の注意度を高めることができない。また、第２逸脱時調整処理時においても第２情報映像の視認性は維持されるため、第２情報映像については常に情報を認識することができる。また、このように、第１の虚像Ｖ１に関連する（外界の特定対象に関連する）情報を、第１の虚像Ｖ１に比べて乗員３側に補助虚像Ｖ３として視認させることで、第１の虚像Ｖ１が視認できなくなっても補助虚像Ｖ３により特定対象への情報を常に視認性の高い状態で乗員３に認識させることができ、情報を報知する装置として利便性を損なわない。

次に、自車両２が車線変更を完了した際、映像位置逸脱推定手段３０３は、第１の虚像Ｖ１が実景における特定対象から乗員３の視線左右方向（Ｘ軸方向）に逸脱するおそれがないと判定する。表示制御手段３０４は、その判定に基づき、図４（ｃ）に示すように、第１の虚像Ｖ１を再び表示させる。以下で、本実施形態のＨＵＤ装置１００の構成の例について説明する。

本実施形態におけるＨＵＤ装置１００は、上述したように、第１の虚像Ｖ１をフロントガラス２ａの遠方表示領域Ｅ１に投影する第１投影手段１０と、第２の虚像Ｖ２をフロントガラス２ａの近傍表示領域Ｅ２に投影する第２投影手段２０と、制御部（図示しない）を備える。

第１投影手段１０は、図５に示すように、制御部から入力される信号に基づき、第１情報映像を表示する第１表示手段１１、折り返しミラー１２、コリメートレンズ１３、平行ミラー１４と、出射ミラー１５と、を備える。

第１表示手段１１から出射した画像光Ｌは、折り返しミラー１２によって反射され、コリメートレンズ１３に入射する。画像光Ｌはコリメートレンズ１３によって、平行化される（コリメートレンズ１３が平行光Ｍを出射する）。コリメートレンズ１３から出射した平行光Ｍは、平行ミラー１４に入射する。平行ミラー１４のうち、一方の反射面は、入射した光の一部を反射し一部を第１表示光Ｎ１として透過する半透過ミラー１４ａであり、平行ミラー１４に入射した平行光Ｍは、平行ミラー１４内で反射を繰り返しつつ、一部の平行光Ｍは平行ミラー１４から複数の第１表示光Ｎ１として出射する（半透過ミラー１４ａを複数の第１表示光Ｎ１が透過する）。第１表示光Ｎ１は、コリメートレンズ１３により、平行化された光なので、第１表示光Ｎ１を乗員３が両眼で視認することにより、第１表示手段１１が表示した第１情報映像は、乗員３から遠方にあるように視認される（第１の虚像Ｖ１）。本実施形態における第１投影手段１０においては、このコリメートレンズ１３から出射される平行光Ｍを平行ミラー１４間で複数回反射させることで、第１表示光Ｎ１をＸ軸方向に複製して出射させることができるので、乗員３の両眼がＸ軸方向に移動しても広範囲で第１の虚像Ｖ１を視認することができる。

第２投影手段２０は、制御部から入力される信号に基づき、第２情報映像を表示する第２表示手段２１を有する。この第２表示手段２１は、図６に示すように、第２表示手段２１に表示される第２情報映像に関する第２表示光Ｎ２が出射ミラー１５により反射され、フロントガラス２ａの近傍表示領域Ｅ２に投影される位置に配設され、フロントガラス２ａの近傍表示領域Ｅ２に第２の虚像Ｖ２を投影するものである。

筐体３０は、第１表示手段１１、 折り返しミラー１２、コリメートレンズ１３、平行ミラー１４、出射ミラー１５、第２表示手段２１を収納するものであり、それぞれを位置決め固定する。筐体３０は、出射ミラー１５が反射する第１表示光Ｎ１と第２表示光Ｎ２とをフロントガラス２ａに出射するための透過部３０ａを有する。

制御部（図示しない）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、汎用メモリ、ビデオメモリ、外部インターフェース等から構成され、第１表示手段１１及び第２表示手段２１を構成する光源や液晶表示パネル等を制御する。例えば、制御部は、表示コントローラ３００から第１表示手段１１に表示させる第１情報映像に関するデータと、第２表示手段２１に表示させる第２情報映像に関するデータと、を入力し、これらのデータに基づいて、前記光源や液晶表示パネルを駆動することにより、第１表示手段１１及び第２表示手段２１に所望の輝度及び明度の映像を表示させることができる。

以上が、本実施形態におけるＨＵＤ装置１００の構成であるが、本発明の車両情報投影システム１に用いられるＨＵＤ装置としては、上記の例に限られず、結像距離の異なる複数の虚像を視認させることができればよいので、第１投影手段１０は、第２投影手段２０が出射する光の光路より長い光路になるように配設して、第１投影手段１０が投影する第１の虚像Ｖ１が遠方に視認されるようにしてもよい。

また、投影対象は、自車両２のフロントガラス２ａ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ているコンバイナであってもよい。

また、第１の虚像Ｖ１と第２の虚像Ｖ２が同一の投影対象上に投影されていなくてもよく、一方はフロントガラス２ａに投影され、他方は、上記コンバイナに投影されるように構成してもよい。

また、逸脱時表示制御の第１の虚像Ｖ１の視認性の変化については、図７に示すように、逸脱判定（ｔ０）が行われてから所定の時間経過（ｔ１）までに、時間に比例して視認性を低下（Ｇ１）させる他に、図７のＧ２のように、逸脱判定（ｔ０）が行われてから所定時間遅延させてから視認性の低下を開始させてもよい。また、図７のＧ３のように、時間に対して比例させないで視認性を低下（Ｇ３）させてもよい。また、図７のＧ４のように、完全に非表示にしてもよい。また、図７のＧ５のように、逸脱時表示制御を開始する際の車速などの車両情報に基づいて、視認性の低下にかかる時間を変更してもよい。車速が速いときに視認性の低下にかかる時間を短くすることで、第１の虚像Ｖ１が特定対象から速く逸脱してしまうのに対応して視認性を速く低下させることができる。

また、表示制御手段３０４は、近傍表示領域Ｅ２に補助虚像Ｖ３を表示させる際、補助虚像Ｖ３の視認性を一定の間だけ高めて強調表示させてもよい。また、表示制御手段３０４は、近傍表示領域Ｅ２に補助虚像Ｖ３を表示させる際、補助虚像Ｖ３及び第２の虚像Ｖ２の視認性を通常の視認性より一定の間だけ高めて強調表示させてもよい。斯かる構成により、補助虚像Ｖ３が近傍表示領域Ｅ２に表示されたことを乗員３に強く認識させることができる。

また、表示制御手段３０４は、映像位置逸脱推定手段３０３が第１情報映像が実景における特定対象から逸脱しないと判定した場合、第１の虚像Ｖ１の視認性を通常の視認性に制御するものである。

１ 車両情報投影システム
１０ 第１投影手段
２０ 第２投影手段
１００ ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）
２００ 情報取得部
２０１ 前方情報取得部
２０１ａ ステレオカメラユニット
２０１ｂ 撮像画像解析部
２０２ ナビゲーションシステム
２０３ ＧＰＳコントローラ
２０４ 方向指示操作部
２０５ 操舵角センサ（操舵角取得部）
２０６ 車速センサ
３００ 表示コントローラ
Ｅ１ 遠方表示領域
Ｅ２ 近傍表示領域
Ｖ１ 第１の虚像
Ｖ１ａ 案内経路映像
Ｖ１ｂ 白線認識映像
Ｖ１ｃ 衝突警告映像
Ｖ２ 第２の虚像
Ｖ２ａ 運航状態映像
Ｖ２ｂ 規制映像

Claims (7)

1. 車両の外界の実景を推定する車外状況推定手段と、
   前記車外状況推定手段により推定された実景に重畳して視認されるように、前記外界の特定対象に関する情報である第１情報映像を乗員前方の投影対象に投影し、前記第１情報映像を第１の虚像として視認させる第１投影手段と、
   第２情報映像を乗員前方の投影対象に投影し、前記第１の虚像より前記乗員側に視認される第２の虚像として前記第２情報映像を視認させる第２投影手段と、
   前記第１の虚像が実景から逸脱することを推定する映像位置逸脱推定手段と、を備え、
   前記第１投影手段は、前記映像位置逸脱推定手段により前記逸脱が推定された場合、前記第２の虚像の視認性より前記第１の虚像の視認性を低く制御することを特徴とする車両情報投影システム。
2. 前記第２投影手段は、前記映像位置逸脱推定手段により前記逸脱が推定された場合、前記第１情報映像に関連する補助映像を投影することを特徴とする請求項１に記載の車両情報投影システム。
3. 前記第２投影手段は、前記映像位置逸脱推定手段により前記逸脱が推定された場合においても、前記第２の虚像の視認性を保持または前記逸脱の推定前の視認性以上とすることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の車両情報投影システム。
4. 前記特定対象と前記車両との間の距離を検出する距離検出手段をさらに備え、
   前記映像位置逸脱推定手段は、前記距離検出手段が検出した距離から、前記特定対象が前記第１の虚像よりも前記乗員側に位置すると判定した場合、前記第１の虚像が前記乗員前方の前後方向に実景から逸脱することを推定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両情報投影システム。
5. 少なくとも前記車両の操舵角情報を取得する操舵角取得部、前記車両の方向指示灯の操作情報を取得する方向指示操作部、前記車両の位置を取得して前記車両前方の車線情報を取得する車線情報取得部、のいずれかをさらに備える車両情報投影システムにおいて、
   前記映像位置逸脱推定手段は、少なくとも前記操舵角取得部、前記方向指示操作部、前記車線情報取得部からの情報に基づき、前記第１の虚像が実景から前記乗員前方の左右方向に逸脱することを推定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両情報投影システム。
6. 車両の外界の特定対象に関する情報である第１情報映像を乗員前方の投影対象に投影し、前記第１情報映像を第１の虚像として視認させる第１投影手段と、
   第２情報映像を乗員前方の投影対象に投影し、前記第１の虚像より前記乗員側に視認される第２の虚像として前記第２情報映像を視認させる第２投影手段と、
   前記特定対象と前記車両との間の距離を検出する距離検出手段と、
   前記距離検出手段が検出した距離から、前記特定対象が前記第１の虚像よりも前記乗員側に位置すると判定した場合、前記第１の虚像が実景から前記乗員前方の前後方向に逸脱することを推定する映像位置逸脱推定手段と、を備え、
   前記第１投影手段は、前記映像位置逸脱推定手段により前記逸脱が推定された場合、前記第２の虚像の視認性より前記第１の虚像の視認性を低く制御することを特徴とする車両情報投影システム。
7. 前記第１投影手段は、前記映像位置逸脱推定手段により前記逸脱が推定されていない場合、前記第１の虚像を通常の視認性に制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の車両情報投影システム。
   

Images