JP2016078726A - Virtual image display - Google Patents

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賢二 渡邊
Kenji Watanabe
賢二 渡邊
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a virtual image display that enables a user to grasp the passing direction at an intersection of interest in advance without increasing an information volume even when the user is in a location apart from the intersection of interest.SOLUTION: An image is projected onto a screen from a projector, the image projected onto the screen is reflected by a front window 6 of a vehicle 2 and then a vehicle passenger is allowed to visually recognize the image, thereby generating a virtual image of the image visually recognized by the vehicle passenger. Furthermore, when a distance from a virtual image superimposition area 51 to an intersection of interest 52 is within a predetermined distance, a virtual image 8 of an arrow inclined in the passing direction of the vehicle at the intersection of interest is generated.SELECTED DRAWING: Figure 13

Description

本発明は、ユーザが視認する虚像を表示する虚像表示装置に関する。   The present invention relates to a virtual image display device that displays a virtual image visually recognized by a user.

従来より、車両等の移動体の乗員に対して経路案内や障害物の警告等の運転情報を提供する情報提供手段として、様々な手段が用いられている。例えば、移動体に設置された液晶ディスプレイによる表示や、スピーカから出力する音声等である。そして、近年、このような情報提供手段の一つとして、ヘッドアップディスプレイ装置(以下、HUDという)のような人間の目の錯覚を利用して実際に映像が表示された位置と異なる空間上に映像を視認させる虚像表示装置がある。   Conventionally, various means have been used as information providing means for providing driving information such as route guidance and obstacle warnings to passengers of moving bodies such as vehicles. For example, display on a liquid crystal display installed on a moving body, sound output from a speaker, and the like. In recent years, as one of such information providing means, a head-up display device (hereinafter referred to as HUD) is used in a space different from a position where an image is actually displayed using an illusion of human eyes. There is a virtual image display device for visually recognizing an image.

ここで、例えば移動体として特に車両に対して設置されたHUDは、特開2011−73466号公報に記載されているように、車両の乗員から見て車両のウィンドウ(例えばフロントウインドウ)の前方に、前方視野の前景に重畳して、運転情報(例えば、前方車両を示すマークや車間距離を示すマーク等)を虚像として生成することが可能である。その結果、乗員は運転情報を視認する際に視線移動を極力少なくすることが可能であり、運転時の負担をより少なくすることが可能となる。   Here, for example, the HUD installed on the vehicle as a moving body is located in front of the vehicle window (for example, the front window) as seen from the vehicle occupant as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-73466. The driving information (for example, a mark indicating the vehicle ahead and a mark indicating the distance between the vehicles) can be generated as a virtual image superimposed on the foreground of the front visual field. As a result, the occupant can reduce the line-of-sight movement as much as possible when visually confirming the driving information, and can further reduce the burden during driving.

また、前方視野の前景に重畳して運転情報を表示する場合であって、特にユーザが右左折する交差点を案内する場合には、右左折する交差点の位置をユーザに正確に把握させることが重要である。そこで、特開平9−325042号公報には、液晶ディスプレイに進行方向前方の映像を表示するとともに、右左折対象となる交差点が接近した場合には交差点での進行方向を示す矢印を前景の交差点の位置に重畳して表示する技術について提案されている。   In addition, when driving information is displayed superimposed on the foreground of the front field of view, especially when the user guides an intersection that makes a right or left turn, it is important to make the user accurately know the position of the intersection that makes a right or left turn. It is. Therefore, in Japanese Patent Laid-Open No. 9-325042, an image in front of the traveling direction is displayed on the liquid crystal display, and an arrow indicating the traveling direction at the intersection is displayed at the intersection of the foreground when the intersection to be turned right or left approaches. A technique for superimposing and displaying the position has been proposed.

特開2011−73466号公報(第3−4頁、図1)Japanese Patent Laying-Open No. 2011-73466 (page 3-4, FIG. 1) 特開平9−325042号公報(第4頁、図2)JP-A-9-325042 (page 4, FIG. 2)

しかしながら、上記特許文献2に記載された案内装置では、右左折対象となる交差点に重畳して矢印を表示するので、ユーザから右左折対象となる交差点までの距離が遠く、交差点が重畳対象となる前景に含まれない状況では矢印が表示されない。その結果、ユーザが交差点における通過方向を事前に把握できない問題があった。そして、通過方向の把握が遅れた結果、車線の移動等が間に合わずに交差点での右左折が適切にできない場合も生じていた。   However, in the guidance device described in the above-mentioned Patent Document 2, since an arrow is displayed superimposed on the intersection to be turned left and right, the distance from the user to the intersection to be turned left and right is far, and the intersection is to be superimposed. The arrow is not displayed in situations that are not included in the foreground. As a result, there is a problem that the user cannot grasp in advance the passing direction at the intersection. As a result of the delay in grasping the passing direction, there has been a case where the right and left turn at the intersection cannot be appropriately performed because the lane movement is not in time.

本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、車両の進行方向を示す矢印の虚像を表示するとともに、車両の進行方向前方にある対象交差点での通過方向に応じて虚像として表示される矢印を傾斜させることによって、ユーザが対象交差点から離れた位置にあっても情報量を増やすことなく対象交差点での通過方向を事前に把握させることを可能にした虚像表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and displays a virtual image of an arrow indicating the traveling direction of the vehicle and a virtual image according to the passing direction at the target intersection ahead of the traveling direction of the vehicle. By providing a virtual image display device that makes it possible to grasp the passing direction at the target intersection in advance without increasing the amount of information even if the user is away from the target intersection by tilting the arrow displayed as The purpose is to do.

前記目的を達成するため本発明に係る虚像表示装置は、車両に設置され、スクリーンと、映像を前記スクリーンに投射するプロジェクタと、前記スクリーンに投射された前記映像を反射させて前記車両の乗員であるユーザに視認させることによって、前記映像の虚像を前記車両の進行方向前方にある生成可能範囲内に生成する虚像生成手段と、前記ユーザによって前記生成可能範囲と重畳して視認される前方環境のエリアを虚像重畳エリアとして特定する重畳エリア特定手段と、前記車両の走行予定経路を取得する経路取得手段と、前記走行予定経路に含まれる対象交差点を取得する対象交差点取得手段と、を有し、前記虚像は、前記走行予定経路に沿って前記車両が走行する為の前記車両の進行方向を案内する矢印であって、前記虚像生成手段は、前記虚像重畳エリアから前記対象交差点までの距離が所定距離以内にある場合に、該対象交差点における前記車両の通過方向側に傾斜した矢印の虚像を生成することを特徴とする。
尚、「対象交差点」としては、例えばナビゲーション装置等の走行案内機能を用いて走行案内を行う場合に案内対象となる交差点がある。具体的には、車両が走行予定経路に沿って走行する場合に、車両が道なり方向以外に通過する交差点、車両が右左折する交差点、車両方位が所定角度以上(例えば30度)変位する交差点等が該当する。
In order to achieve the above object, a virtual image display device according to the present invention is installed in a vehicle, and a screen, a projector that projects an image on the screen, and a vehicle occupant that reflects the image projected on the screen. A virtual image generating means for generating a virtual image of the video in a generation possible range ahead of the traveling direction of the vehicle by allowing a user to visually recognize the image, and a front environment that is visually recognized by the user while being superimposed on the generation possible range. Superimposition area specifying means for specifying an area as a virtual image superposition area, route acquisition means for acquiring a planned travel route of the vehicle, and target intersection acquisition means for acquiring a target intersection included in the planned travel route, The virtual image is an arrow that guides the traveling direction of the vehicle for the vehicle to travel along the planned travel route, and the virtual image generation Stage, the distance from the virtual images superimposed area to said target intersection is the case is within a predetermined distance, and generating a virtual image of an arrow which is inclined passage direction of the vehicle at the target intersection.
The “target intersection” includes an intersection that is a guidance target when traveling guidance is performed using a traveling guidance function such as a navigation device. Specifically, when the vehicle travels along a planned travel route, an intersection where the vehicle passes in a direction other than the road direction, an intersection where the vehicle turns right or left, or an intersection where the vehicle direction is displaced by a predetermined angle or more (for example, 30 degrees) Etc.

前記構成を有する本発明に係る虚像表示装置によれば、車両の進行方向を示す矢印の虚像を表示するとともに、車両の進行方向前方にある対象交差点での通過方向に応じて虚像として表示される矢印を傾斜させるので、ユーザが対象交差点から離れた位置にあっても情報量を増やすことなく対象交差点での通過方向を事前に把握させることが可能となる。従って、対象交差点において通過方向に沿って車両を適切に走行させることが可能となる。   According to the virtual image display device according to the present invention having the above-described configuration, the virtual image of the arrow indicating the traveling direction of the vehicle is displayed, and is displayed as a virtual image according to the passing direction at the target intersection ahead of the traveling direction of the vehicle. Since the arrow is inclined, it is possible to grasp in advance the passing direction at the target intersection without increasing the amount of information even if the user is at a position away from the target intersection. Therefore, it is possible to appropriately drive the vehicle along the passing direction at the target intersection.

本実施形態に係るHUDの車両への設置態様を示した図である。It is the figure which showed the installation aspect to the vehicle of HUD which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るHUDの内部構成を示した図である。It is the figure which showed the internal structure of HUD which concerns on this embodiment. HUDを構成するプロジェクタを示した図である。It is the figure which showed the projector which comprises HUD. HUDを構成するスクリーンを示した図である。It is the figure which showed the screen which comprises HUD. スクリーンの光路に対する移動態様を示した図である。It is the figure which showed the movement aspect with respect to the optical path of a screen. スクリーンとミラーとの間の光路長と虚像の生成距離との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the optical path length between a screen and a mirror, and the production | generation distance of a virtual image. 虚像の生成距離の変更態様を示した図である。It is the figure which showed the change aspect of the production | generation distance of a virtual image. 本実施形態に係るHUDの構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of HUD which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る虚像生成処理プログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the virtual image generation processing program which concerns on this embodiment. 車両の乗員から視認できる虚像の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the virtual image visually recognizable from the passenger | crew of a vehicle. 虚像重畳エリアを示した図である。It is the figure which showed the virtual image superimposition area. 道路距離の測定方法を示した図である。It is the figure which showed the measuring method of road distance. 車両が対象交差点に所定距離以内に接近した場合において乗員から視認できる虚像の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the virtual image which can be visually recognized from a passenger | crew when a vehicle approaches the object intersection within the predetermined distance. 虚像として生成する矢印の傾斜角度の変位例を示した図である。It is the figure which showed the example of a displacement of the inclination angle of the arrow produced | generated as a virtual image. 中心線を示した図である。It is the figure which showed the centerline. 車両が対象交差点の近傍に到達した場合において乗員から視認できる虚像の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the virtual image which can be visually recognized from a passenger | crew when a vehicle arrives at the vicinity of the object intersection. 虚像として生成する矢印の向きの変位例を示した図である。It is the figure which showed the example of a displacement of the direction of the arrow produced | generated as a virtual image. 映像の投射位置と生成距離の制御方法について説明した図である。It is a figure explaining the control method of the projection position and production | generation distance of an image | video.

以下、本発明に係る虚像生成装置について、車両に搭載されたヘッドアップディスプレイ装置に具体化した一実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a virtual image generating device according to the invention will be described in detail with reference to the drawings with regard to an embodiment embodied in a head-up display device mounted on a vehicle.

先ず、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置(以下、HUDという)1の構成について図1を用いて説明する。図1は本実施形態に係るHUD1の車両2への設置態様を示した図である。   First, the configuration of a head-up display device (hereinafter referred to as HUD) 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing an installation mode of the HUD 1 according to the present embodiment on the vehicle 2.

図1に示すようにHUD1は、車両2のダッシュボード3内部に設置されており、内部にプロジェクタ4やプロジェクタ4からの映像が投射されるスクリーン5を有する。そして、スクリーン5に投射された映像を、後述のようにHUD1が備えるミラーやフレネルレンズを介し、更に運転席の前方のフロントウィンドウ6に反射させて車両2の乗員7に視認させるように構成されている。尚、スクリーン5に投射される映像としては、車両2に関する情報や乗員7の運転の支援の為に用いられる各種情報がある。例えば障害物(他車両や歩行者)に対する警告、ナビゲーション装置48で設定された案内経路(走行予定経路)や案内経路に基づく案内情報(右左折方向を示す矢印等)、現在車速、案内標識、地図画像、交通情報、ニュース、天気予報、時刻、接続されたスマートフォンの画面、テレビ番組等がある。   As shown in FIG. 1, the HUD 1 is installed inside the dashboard 3 of the vehicle 2, and includes a projector 4 and a screen 5 on which an image from the projector 4 is projected. Then, the image projected on the screen 5 is reflected on the front window 6 in front of the driver's seat through the mirror and Fresnel lens provided in the HUD 1 as will be described later, and is made visible to the passenger 7 of the vehicle 2. ing. Note that the image projected on the screen 5 includes information related to the vehicle 2 and various information used for assisting the driving of the occupant 7. For example, a warning for an obstacle (another vehicle or a pedestrian), a guidance route (scheduled travel route) set by the navigation device 48, guidance information based on the guidance route (such as an arrow indicating a right / left turn direction), the current vehicle speed, a guidance sign, There are map images, traffic information, news, weather forecasts, times, connected smartphone screens, television programs, and the like.

また、本実施形態のHUD1では、フロントウィンドウ6を反射して乗員7がスクリーン5に投射された映像を視認した場合に、乗員7にはフロントウィンドウ6の位置ではなく、フロントウィンドウ6の先の遠方の位置にスクリーン5に投射された映像が虚像8として視認されるように構成される。尚、乗員7が視認できる虚像8はスクリーン5に投射された映像であるが、ミラーを介するので上下方向は反転する。また、フレネルレンズを介することによってサイズも変更する。   Further, in the HUD 1 of the present embodiment, when the occupant 7 visually recognizes an image projected on the screen 5 by reflecting the front window 6, the occupant 7 is not at the position of the front window 6 but at the front of the front window 6. An image projected on the screen 5 at a distant position is configured to be visually recognized as a virtual image 8. The virtual image 8 that can be seen by the occupant 7 is an image projected on the screen 5, but the vertical direction is reversed because the image is projected through the mirror. In addition, the size is changed by using a Fresnel lens.

ここで、虚像8を生成する位置、より具体的には乗員7から虚像8までの距離(以下、生成距離という)Lについては、HUD1が備えるミラーやフレネルレンズの形状や位置、光路に対するスクリーン5の位置等によって適宜設定することが可能である。特に、本実施形態では後述のようにスクリーン5の位置を光路に沿って前後方向に移動可能に構成する。その結果、生成距離Lを適宜変更することが可能となる。例えば生成距離Lを2.5m〜20mの間で変更することが可能である。   Here, regarding the position where the virtual image 8 is generated, more specifically, the distance L from the occupant 7 to the virtual image 8 (hereinafter referred to as a generation distance) L, the shape and position of the mirror and Fresnel lens provided in the HUD 1, and the screen 5 with respect to the optical path It is possible to appropriately set the position depending on the position. In particular, in the present embodiment, the position of the screen 5 is configured to be movable in the front-rear direction along the optical path as will be described later. As a result, the generation distance L can be changed as appropriate. For example, the generation distance L can be changed between 2.5 m and 20 m.

また、車両のフロントバンパの上方やルームミラーの裏側等にはフロントカメラ17が設置される。フロントカメラ17は、例えばCCD等の固体撮像素子を用いたカメラにより構成された撮像装置であり、光軸方向を車両の進行方向前方に向けて設置される。そして、フロントカメラ17により撮像された撮像画像に対して画像処理が行われることによって、後述のようにフロントウィンドウ6越しに乗員7に視認される前方環境、即ち虚像8が重畳される背景について乗員7から背景上の各地点までの距離(道路距離)が検出される。また、HUD1によって虚像8を生成可能な範囲と重畳して乗員7から視認される前方環境のエリア(以下、虚像重畳エリアという)についてもフロントカメラ17により撮像された撮像画像に基づいて検出される。   A front camera 17 is installed above the front bumper of the vehicle, behind the rearview mirror, and the like. The front camera 17 is an imaging device configured by a camera using a solid-state imaging device such as a CCD, for example, and is installed with the optical axis direction facing forward in the traveling direction of the vehicle. Then, image processing is performed on the captured image captured by the front camera 17, so that the occupant is in a front environment visually recognized by the occupant 7 through the front window 6 as described later, that is, the background on which the virtual image 8 is superimposed. The distance (road distance) from 7 to each point on the background is detected. Further, a front environment area (hereinafter referred to as a virtual image superimposition area) that is visually recognized by the occupant 7 superimposed on a range in which the virtual image 8 can be generated by the HUD 1 is also detected based on a captured image captured by the front camera 17. .

次に、図2を用いてHUD1のより具体的な構成について説明する。図2は、本実施形態に係るHUD1の内部構成を示した図である。   Next, a more specific configuration of the HUD 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of the HUD 1 according to the present embodiment.

図2に示すようにHUD1は、プロジェクタ4と、スクリーン5と、反射ミラー10と、ミラー(凹面鏡)11と、フレネルレンズ12と、制御回路部13と、CANインターフェース14とから基本的に構成されている。   As shown in FIG. 2, the HUD 1 basically includes a projector 4, a screen 5, a reflection mirror 10, a mirror (concave mirror) 11, a Fresnel lens 12, a control circuit unit 13, and a CAN interface 14. ing.

ここで、プロジェクタ4は光源としてLED光源やランプ光源やレーザ光源を用いた映像投射装置であり、例えばレーザ走査式プロジェクタとする。尚、プロジェクタ4としてはDLPプロジェクタや液晶プロジェクタやLCOSプロジェクタを用いても良い。尚、レーザ走査式プロジェクタ以外を用いた場合にはプロジェクタ4に対して別途投射レンズを配置する必要がある。   Here, the projector 4 is an image projection apparatus using an LED light source, a lamp light source, or a laser light source as a light source, and is, for example, a laser scanning projector. The projector 4 may be a DLP projector, a liquid crystal projector, or an LCOS projector. When a projector other than the laser scanning projector is used, it is necessary to separately arrange a projection lens for the projector 4.

図3はプロジェクタ4の構成を示した図である。図3に示すようにプロジェクタ4は、内部にレーザ光の光源15を備えており、例えばレーザ走査式プロジェクタでは光源15から出力されるレーザ光をMEMSミラー16で反射させ、スクリーン5上に走査させることによってスクリーン5に所望の映像を投射する。   FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the projector 4. As shown in FIG. 3, the projector 4 includes a laser light source 15 inside. For example, in a laser scanning projector, the laser light output from the light source 15 is reflected by the MEMS mirror 16 and scanned on the screen 5. As a result, a desired image is projected onto the screen 5.

一方、スクリーン5は、プロジェクタ4から投射された映像が投射される被投射媒体であり、例えばすりガラス等の拡散板やマイクロレンズアレイ等からなる透過型スクリーンが用いられる。ここで、図4はスクリーン5を示した図である。   On the other hand, the screen 5 is a projection medium on which an image projected from the projector 4 is projected. For example, a transmissive screen made of a diffusing plate such as ground glass or a microlens array is used. Here, FIG. 4 is a diagram showing the screen 5.

図4に示すようにスクリーン5は、映像が投射される被投射エリア22を有しており、プロジェクタ4から投射された映像が表示される。尚、乗員7はプロジェクタ4によって投射された映像を投射側とは逆側から視認することとなる。また、スクリーン5は、光路に沿って前後方向に移動可能に構成されている。具体的には、スクリーン5の背面側にあるスクリーン前後駆動モータ24を駆動させることによって、図5に示すようにスクリーン5を光路に沿って前後方向に移動させることが可能となる。その結果、スクリーン5とミラー11との間の光路長が変更される。   As shown in FIG. 4, the screen 5 has a projection area 22 on which an image is projected, and an image projected from the projector 4 is displayed. In addition, the passenger | crew 7 will visually recognize the image | video projected by the projector 4 from the opposite side to a projection side. The screen 5 is configured to be movable in the front-rear direction along the optical path. Specifically, by driving the screen front / rear drive motor 24 on the back side of the screen 5, as shown in FIG. 5, the screen 5 can be moved in the front / rear direction along the optical path. As a result, the optical path length between the screen 5 and the mirror 11 is changed.

そして、HUD1ではスクリーン5とミラー11との間の光路長に、スクリーン5に投射された映像の虚像8が生成される位置(具体的には乗員7から虚像8までの距離である生成距離L)が依存することとなる。具体的には図6に示すようにスクリーン5を、スクリーン5とミラー11との間の光路長Dが短くなる側に移動させると、生成距離Lが短くなる(即ち、乗員7からはより近くに虚像8が視認されるようになる)。一方で、スクリーン5を、スクリーン5とミラー11との間の光路長Dが長くなる側に移動させると、生成距離Lが長くなる(即ち、乗員7からはより遠くに虚像8が視認されるようになる)。従って、スクリーン5を光路に沿って前後方向に移動させることによって、図7に示すように乗員7から虚像8までの距離である生成距離Lの長短を、予め決められた範囲(例えば2.5m〜20m)で変更することが可能となる。   In the HUD 1, the position at which the virtual image 8 of the image projected on the screen 5 is generated in the optical path length between the screen 5 and the mirror 11 (specifically, the generation distance L that is the distance from the occupant 7 to the virtual image 8). ) Will depend. Specifically, as shown in FIG. 6, when the screen 5 is moved to the side where the optical path length D between the screen 5 and the mirror 11 becomes shorter, the generation distance L becomes shorter (that is, closer to the passenger 7). The virtual image 8 is visually recognized). On the other hand, when the screen 5 is moved to the side where the optical path length D between the screen 5 and the mirror 11 becomes longer, the generation distance L becomes longer (that is, the virtual image 8 is viewed farther from the passenger 7. It becomes like). Therefore, by moving the screen 5 in the front-rear direction along the optical path, the length of the generation distance L, which is the distance from the occupant 7 to the virtual image 8, as shown in FIG. It becomes possible to change in ~ 20m).

また、スクリーン前後駆動モータ24はステッピングモータからなる。そして、HUD1は、制御回路部13から送信されるパルス信号に基づいてスクリーン前後駆動モータ24を制御し、スクリーン5の前後位置を設定位置に対して適切に位置決めすることが可能となる。   The screen front / rear drive motor 24 is a stepping motor. The HUD 1 controls the screen front / rear drive motor 24 based on the pulse signal transmitted from the control circuit unit 13, and can appropriately position the front / rear position of the screen 5 with respect to the set position.

一方、反射ミラー10は、図2に示すようにプロジェクタ4から投射された映像を反射して光路を変更し、スクリーン5へと投射する反射板である。   On the other hand, the reflecting mirror 10 is a reflecting plate that reflects an image projected from the projector 4 to change the optical path and projects it onto the screen 5 as shown in FIG.

また、ミラー11は、図2に示すようにスクリーン5からの映像光を反射させ、フロントウィンドウ6を介してスクリーン5の映像を乗員7に視認させることにより、乗員7の前方に虚像8(図1参照)を生成する手段であり、反射ミラー10やフロントウィンドウ6とともに虚像生成手段を構成する。ミラー11としては、球面凹面鏡や、非球面凹面鏡、若しくは投影映像の歪みを補正するための自由曲面鏡が用いられる。尚、スクリーン5に対して投射された映像は、ミラー11によって反射されるので、生成される虚像はスクリーン5に対して投射された映像と上下が反転した像となる。   Further, the mirror 11 reflects the image light from the screen 5 as shown in FIG. 2, and causes the occupant 7 to visually recognize the image of the screen 5 through the front window 6. 1), and constitutes a virtual image generating means together with the reflecting mirror 10 and the front window 6. As the mirror 11, a spherical concave mirror, an aspheric concave mirror, or a free-form curved mirror for correcting distortion of a projected image is used. Since the image projected on the screen 5 is reflected by the mirror 11, the generated virtual image is an image that is vertically inverted from the image projected on the screen 5.

また、フレネルレンズ12は、図2に示すようにスクリーン5に投射された映像を拡大して虚像8を生成する為の拡大鏡である。そして、本実施形態に係るHUD1では、スクリーン5に投射された映像を、ミラー11やフレネルレンズ12を介し、更にフロントウィンドウ6に反射させて乗員7に視認させることによって、フロントウィンドウ6の先の遠方の位置にスクリーン5に投射された映像が拡大され、虚像8として乗員に視認される(図1参照)。   The Fresnel lens 12 is a magnifying glass for generating a virtual image 8 by enlarging the image projected on the screen 5 as shown in FIG. And in HUD1 which concerns on this embodiment, the image | video projected on the screen 5 is further reflected on the front window 6 via the mirror 11 and the Fresnel lens 12, and is made to be visually recognized by the passenger | crew 7, so that the front of the front window 6 is visible. The image projected on the screen 5 at a distant position is enlarged and is visually recognized by the occupant as a virtual image 8 (see FIG. 1).

また、制御回路部13は、HUD1の全体の制御を行う電子制御ユニットである。ここで、図8は本実施形態に係るHUD1の構成を示したブロック図である。   The control circuit unit 13 is an electronic control unit that controls the entire HUD 1. Here, FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the HUD 1 according to the present embodiment.

図8に示すように制御回路部13は、演算装置及び制御装置としてのCPU31、並びにCPU31が各種の演算処理を行うにあたってワーキングメモリとして使用されるRAM32、制御用のプログラムのほか、後述の虚像生成処理プログラム(図9参照)等が記録されたROM33、ROM33から読み出したプログラムや後述の位置設定テーブルを記憶するフラッシュメモリ34等の内部記憶装置を備えている。また、制御回路部13は、プロジェクタ4、スクリーン前後駆動モータ24とそれぞれ接続され、プロジェクタ4や各種モータの駆動制御を行う。   As shown in FIG. 8, the control circuit unit 13 includes a CPU 31 as an arithmetic device and a control device, a RAM 32 used as a working memory when the CPU 31 performs various arithmetic processes, a control program, and a virtual image generation described later. A ROM 33 in which a processing program (see FIG. 9) and the like are recorded, an internal storage device such as a flash memory 34 for storing a program read from the ROM 33 and a position setting table to be described later are provided. The control circuit unit 13 is connected to the projector 4 and the screen front / rear drive motor 24, respectively, and performs drive control of the projector 4 and various motors.

また、CAN(コントローラエリアネットワーク)インターフェース14は、車両内に設置された各種車載器や車両機器の制御装置間で多重通信を行う車載ネットワーク規格であるCANに対して、データの入出力を行うインターフェースである。そして、HUD1は、CANを介して、各種車載器や車両機器の制御装置(例えば、ナビゲーション装置48、AV装置49等)と相互通信可能に接続される。それによって、HUD1は、ナビゲーション装置48やAV装置49等から取得した情報を投影可能に構成する。   The CAN (controller area network) interface 14 is an interface for inputting / outputting data to / from CAN which is an in-vehicle network standard for performing multiplex communication between various on-vehicle devices installed in a vehicle and control devices for vehicle equipment. It is. The HUD 1 is connected to a control device (for example, the navigation device 48, the AV device 49, etc.) of various vehicle-mounted devices and vehicle equipment via the CAN so as to be able to communicate with each other. Thereby, the HUD 1 is configured to be able to project information acquired from the navigation device 48, the AV device 49, and the like.

続いて、前記構成を有するHUD1においてCPU31が実行する虚像生成処理プログラムについて図9に基づき説明する。図9は本実施形態に係る虚像生成処理プログラムのフローチャートである。ここで、虚像生成処理プログラムは車両のACC電源がONされた後に実行され、車両の乗員7に視認させる虚像8を生成するプログラムである。尚、以下の図9にフローチャートで示されるプログラムは、HUD1が備えているRAM32やROM33に記憶されており、CPU31により実行される。   Next, a virtual image generation processing program executed by the CPU 31 in the HUD 1 having the above configuration will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart of the virtual image generation processing program according to the present embodiment. Here, the virtual image generation processing program is a program that is executed after the ACC power supply of the vehicle is turned on and generates a virtual image 8 that is visually recognized by the vehicle occupant 7. Note that the program shown in the flowchart of FIG. 9 below is stored in the RAM 32 or ROM 33 provided in the HUD 1 and executed by the CPU 31.

先ず、虚像生成処理プログラムではステップ(以下、Sと略記する)1において、CPU31は、虚像8の生成距離Lを基準距離となる最長距離の20mに設定する。尚、スクリーン5の現在位置が、虚像8の生成距離Lが20mとなる位置(スクリーン5とミラー11との間の光路長が最長となる位置)に配置されていない場合には、スクリーン前後駆動モータ24を駆動させて、虚像8の生成距離Lが20mとなる位置へとスクリーン5を移動させる。また、本実施形態では生成距離Lの基準距離を最長距離である20mとしているが、20m以外(例えば15mや10m)としても良い。   First, in step (hereinafter abbreviated as S) 1 in the virtual image generation processing program, the CPU 31 sets the generation distance L of the virtual image 8 to the longest distance 20 m which is the reference distance. If the current position of the screen 5 is not arranged at a position where the generation distance L of the virtual image 8 is 20 m (a position where the optical path length between the screen 5 and the mirror 11 is the longest), the screen is driven back and forth. The motor 24 is driven to move the screen 5 to a position where the generation distance L of the virtual image 8 is 20 m. In the present embodiment, the reference distance of the generation distance L is 20 m, which is the longest distance, but may be other than 20 m (for example, 15 m or 10 m).

次に、S2においてCPU31は、プロジェクタ4へと信号を送信し、プロジェクタ4によるスクリーン5への映像の投射を開始する。尚、プロジェクタ4により投射される映像としては、車両2に関する情報や乗員7の運転の支援の為に用いられる各種情報がある。例えば障害物(他車両や歩行者)に対する警告、ナビゲーション装置48で設定された案内経路(走行予定経路)や案内経路に基づく案内情報(車両の進行方向を示す矢印等)、現在車速、案内標識、地図画像、交通情報、ニュース、天気予報、時刻、接続されたスマートフォンの画面、テレビ画面等がある。特に本実施形態では、ナビゲーション装置48で設定された案内経路に基づく案内情報である車両の進行方向を示す矢印を出力する構成とする。   Next, in S <b> 2, the CPU 31 transmits a signal to the projector 4 and starts projecting an image on the screen 5 by the projector 4. The video projected by the projector 4 includes information related to the vehicle 2 and various information used for assisting the driving of the occupant 7. For example, a warning for an obstacle (another vehicle or a pedestrian), a guidance route (planned travel route) set by the navigation device 48, guidance information based on the guidance route (such as an arrow indicating the traveling direction of the vehicle), the current vehicle speed, a guidance sign , Map image, traffic information, news, weather forecast, time, connected smartphone screen, TV screen and so on. In particular, in the present embodiment, an arrow indicating the traveling direction of the vehicle, which is guidance information based on the guidance route set by the navigation device 48, is output.

その結果、例えばナビゲーション装置48において案内経路が設定されており、車両の進行方向前方に特に右左折の対象となる交差点等が存在しない場合には、図10に示すように車両の進行方向前方に、車両が現在走行する道路における車両の進行方向(カーブ形状の道路を除けば基本的には直進方向)を示す矢印の虚像8を生成する。一方、車両の進行方向前方に右左折の対象となる交差点等が接近した場合には、後述のように傾斜角度や向きを交差点の通過方向に応じて変更した矢印の虚像8を生成する(図16)。その結果、乗員7から基準距離(20m)前方の位置に車両の進行方向を示す矢印の虚像8が生成されることとなり、乗員7は虚像8を視認する際に視線移動を極力少なくすることが可能である。尚、本実施形態では特に矢印の虚像8を地面上、より具体的には虚像8の下端が地面上に位置するように虚像8を生成する。   As a result, for example, when a guidance route is set in the navigation device 48 and there is no intersection or the like to be turned right or left in front of the vehicle in the traveling direction, as shown in FIG. Then, a virtual image 8 of an arrow indicating the traveling direction of the vehicle on the road on which the vehicle is currently traveling (basically a straight traveling direction except for a curved road) is generated. On the other hand, when an intersection or the like to be turned left or right approaches in front of the traveling direction of the vehicle, a virtual image 8 of an arrow is generated in which the inclination angle and direction are changed according to the passing direction of the intersection as described later (see FIG. 16). As a result, a virtual image 8 of an arrow indicating the traveling direction of the vehicle is generated at a position ahead of the occupant 7 by a reference distance (20 m), and the occupant 7 may minimize the movement of the line of sight when viewing the virtual image 8 as much as possible. Is possible. In the present embodiment, the virtual image 8 is generated so that the virtual image 8 indicated by an arrow is positioned on the ground, more specifically, the lower end of the virtual image 8 is positioned on the ground.

次に、S3においてCPU31は、CANを介してナビゲーション装置48から車両の現在位置の検出結果に基づいて取得する。尚、車両の現在位置は、高精度ロケーション技術を用いて詳細に特定することが望ましい。ここで、高精度ロケーション技術とは、車両後方のカメラから取り込んだ白線や路面ペイント情報を画像認識により検出し、更に、白線や路面ペイント情報を予め記憶した地図情報DBと照合することにより、走行車線や高精度な車両位置を検出可能にする技術である。尚、高精度ロケーション技術の詳細については既に公知であるので省略する。   Next, in S3, the CPU 31 acquires from the navigation device 48 based on the detection result of the current position of the vehicle via the CAN. Note that it is desirable to specify the current position of the vehicle in detail using a high-precision location technology. Here, the high-accuracy location technology detects the white line and road surface paint information captured from the camera behind the vehicle by image recognition, and further compares the white line and road surface paint information with a previously stored map information DB, thereby driving the vehicle. This is a technology that makes it possible to detect lanes and highly accurate vehicle positions. The details of the high-accuracy location technology are already known and will be omitted.

続いて、S4においてCPU31は、車両の進行方向前方の所定距離以内(例えば1km以内)に対象交差点があるか否か判定する。ここで、本実施形態では“対象交差点”は、ナビゲーション装置48により走行案内を行う場合に案内対象となる交差点(案内対象交差点)とする。より具体的には、車両が走行予定経路に沿って走行する場合に、車両が道なり方向以外に通過する交差点、車両が右左折する交差点、車両方位が所定角度以上(例えば30度)変位する交差点等が該当する。従って、前記S4においてCPU31は、CANを介してナビゲーション装置48から車両の走行予定経路、即ちナビゲーション装置48で現在設定されている案内経路を取得する。そして、取得した走行予定経路に含まれる対象交差点を特定した後に前記S3で取得した車両の現在位置とを比較し、車両の進行方向前方の所定距離以内(例えば1km以内)に対象交差点があるか否か判定する。   Subsequently, in S4, the CPU 31 determines whether or not the target intersection is within a predetermined distance (for example, within 1 km) ahead of the traveling direction of the vehicle. Here, in the present embodiment, the “target intersection” is an intersection (guidance target intersection) that is a guidance target when travel guidance is performed by the navigation device 48. More specifically, when the vehicle travels along the planned travel route, the intersection where the vehicle passes in a direction other than the road direction, the intersection where the vehicle turns right and left, and the vehicle direction are displaced by a predetermined angle or more (for example, 30 degrees). Intersections are applicable. Therefore, in S4, the CPU 31 acquires the planned travel route of the vehicle, that is, the guide route currently set in the navigation device 48, from the navigation device 48 via the CAN. Then, after identifying the target intersection included in the acquired planned travel route, the current position of the vehicle acquired in S3 is compared, and whether the target intersection is within a predetermined distance (for example, within 1 km) ahead of the traveling direction of the vehicle. Judge whether or not.

そして、車両の進行方向前方の所定距離以内に対象交差点があると判定された場合(S4:YES)には、S5へと移行する。それに対して、車両の進行方向前方の所定距離以内に対象交差点が無いと判定された場合(S4:NO)には、S3へと戻る。   If it is determined that there is a target intersection within a predetermined distance ahead of the traveling direction of the vehicle (S4: YES), the process proceeds to S5. On the other hand, when it is determined that there is no target intersection within a predetermined distance ahead of the traveling direction of the vehicle (S4: NO), the process returns to S3.

S5においてCPU31は、図11に示すようにフロントカメラ17により撮像された撮像画像とHUD1の各種設計値に基づいて、HUD1によって虚像8を生成可能な範囲と重畳して乗員7から視認される前方環境のエリア(虚像重畳エリア51)を特定する。   In S <b> 5, the CPU 31 overlaps the range in which the virtual image 8 can be generated by the HUD 1 based on the captured image captured by the front camera 17 and various design values of the HUD 1 as shown in FIG. An environment area (virtual image superimposing area 51) is specified.

続いて、S6においてCPU31は、前記S5で特定された虚像重畳エリア51から対象交差点までの距離Xを算出する。より具体的には、図11に示すように虚像重畳エリア51の上端から対象交差点52の下端までの距離を距離Xとして算出する。   Subsequently, in S6, the CPU 31 calculates a distance X from the virtual image superimposing area 51 specified in S5 to the target intersection. More specifically, the distance X from the upper end of the virtual image overlapping area 51 to the lower end of the target intersection 52 is calculated as a distance X as shown in FIG.

以下に、前記S6の虚像重畳エリア51から対象交差点までの距離Xの算出方法の詳細について説明する。
先ずCPU31は、フロントカメラ17で撮像した撮像画像に基づいて道路距離の測定を行う。尚、“道路距離”は、フロントウィンドウ6越しに乗員7に視認される前方環境、即ち虚像8が重畳される背景中の各地点について乗員7からの距離を示したものである。その結果、図12に示すようにフロントウィンドウ6越しに乗員7に視認される前方環境の各地点が乗員7からどの程度離れた地点であるのかを特定することが可能となる。次に、CPU31は、測定された道路距離に基づいて、乗員7から虚像重畳エリア51の上端までの距離X1と、乗員7から対象交差点52の下端までの距離X2をそれぞれ特定し、その差分(X2−X1)を距離Xとして算出する。尚、“道路距離”を用いずに前記S3で検出された車両の現在位置と地図情報に基づいて算出する構成としても良い。
Below, the detail of the calculation method of the distance X from the virtual image superimposition area 51 of S6 to the object intersection is demonstrated.
First, the CPU 31 measures the road distance based on the captured image captured by the front camera 17. The “road distance” indicates the distance from the occupant 7 at each point in the background where the virtual image 8 is superimposed, that is, the front environment visually recognized by the occupant 7 through the front window 6. As a result, as shown in FIG. 12, it is possible to specify how far each point of the front environment visually recognized by the occupant 7 through the front window 6 is from the occupant 7. Next, the CPU 31 specifies the distance X1 from the occupant 7 to the upper end of the virtual image superimposing area 51 and the distance X2 from the occupant 7 to the lower end of the target intersection 52 based on the measured road distance, and the difference ( X2-X1) is calculated as the distance X. In addition, it is good also as a structure calculated based on the present position and map information of the vehicle which were detected by said S3, without using "road distance".

次に、S7においてCPU31は、前記S6で算出された虚像重畳エリア51から対象交差点までの距離Xが0以下となったか否か、即ち、虚像重畳エリア51の少なくとも一部が対象交差点に進入したか否かを判定する。   Next, in S7, the CPU 31 determines whether or not the distance X from the virtual image superimposing area 51 calculated in S6 to the target intersection has become 0 or less, that is, at least a part of the virtual image superimposing area 51 has entered the target intersection. It is determined whether or not.

そして、前記S6で算出された虚像重畳エリア51から対象交差点までの距離Xが0以下となった、即ち、虚像重畳エリア51の少なくとも一部が対象交差点に進入したと判定された場合(S7:YES)には、S9へと移行する。それに対して、前記S6で算出された虚像重畳エリア51から対象交差点までの距離Xが0以下でない、即ち、虚像重畳エリア51が対象交差点に進入していないと判定された場合(S7:NO)には、S8へと移行する。   When it is determined that the distance X from the virtual image superimposing area 51 calculated in S6 to the target intersection is 0 or less, that is, it is determined that at least a part of the virtual image superimposing area 51 has entered the target intersection (S7: YES), the process proceeds to S9. On the other hand, when it is determined that the distance X from the virtual image overlapping area 51 calculated in S6 to the target intersection is not less than 0, that is, the virtual image overlapping area 51 has not entered the target intersection (S7: NO). To S8.

S8においてCPU31は、プロジェクタ4へと信号を送信し、プロジェクタ4による投射する映像を補正する。具体的には、対象交差点52における車両の通過方向側に傾斜した矢印の虚像8となるように補正する。尚、矢印の向きについては車両が現在走行する道路における車両の進行方向(例えば直進方向)に固定し、対象交差点の通過方向側に回転させることはない。その結果、図13に示すように対象交差点52における車両の通過方向側(図13に示す例では右方向とする)に傾斜した矢印の虚像8が生成されることとなり、乗員7は虚像8を視認することによって次の対象交差点での通過方向を事前に把握することが可能である。   In S <b> 8, the CPU 31 transmits a signal to the projector 4 and corrects an image projected by the projector 4. Specifically, the correction is performed so that the virtual image 8 of the arrow inclined toward the vehicle passing direction at the target intersection 52 is obtained. Note that the direction of the arrow is fixed in the traveling direction of the vehicle (for example, the straight traveling direction) on the road on which the vehicle is currently traveling, and is not rotated toward the passing direction of the target intersection. As a result, as shown in FIG. 13, a virtual image 8 of an arrow inclined toward the vehicle passing direction side (in the example shown in FIG. 13, the right direction) at the target intersection 52 is generated, and the occupant 7 creates the virtual image 8. By visually recognizing, it is possible to grasp in advance the passing direction at the next target intersection.

また、本実施形態では虚像重畳エリア51から対象交差点52までの距離Xが短くなる程、傾斜角度が大きい矢印の虚像を生成する。具体的には、図14に示すように距離Xが300m以下となるまでは矢印を水平方向とし、300m以下となった後に10m短くなるごとに矢印の水平方向からの傾斜角度αを2度ずつ対象交差点52における車両の通過方向側に大きくする構成とする。そして、虚像重畳エリア51から対象交差点52までの距離Xが0となった時点では、車両の通過方向に60度傾斜した矢印の虚像8が生成されることとなる。その結果、乗員7は虚像8として生成される矢印の傾斜角度から次の対象交差点までの距離についても把握することが可能である。その後、S3へと戻る。尚、図14に示す例では、矢印の傾斜を開始するタイミングを距離Xが300m以下となるタイミングとしているが、そのタイミングは適宜変更することが可能である。例えば距離Xが500m以下となるタイミングとしても良い。   Further, in the present embodiment, as the distance X from the virtual image superimposing area 51 to the target intersection 52 becomes shorter, a virtual image with an arrow having a larger inclination angle is generated. Specifically, as shown in FIG. 14, the arrow is in the horizontal direction until the distance X is 300 m or less, and the inclination angle α from the horizontal direction of the arrow is increased by 2 degrees every 10 m after the distance X is 300 m or less. It is set as the structure enlarged toward the passing direction side of the vehicle in the object intersection 52. Then, when the distance X from the virtual image superimposing area 51 to the target intersection 52 becomes 0, the virtual image 8 of the arrow tilted 60 degrees in the vehicle passing direction is generated. As a result, the occupant 7 can also grasp the distance from the inclination angle of the arrow generated as the virtual image 8 to the next target intersection. Thereafter, the process returns to S3. In the example shown in FIG. 14, the timing at which the arrow starts to be tilted is the timing at which the distance X is 300 m or less, but the timing can be changed as appropriate. For example, the timing when the distance X is 500 m or less may be used.

一方、S9においてCPU31は、車両が対象交差点を通過した後に走行する車線の中心を通過し且つ該車線と平行な直線(以下、中心線という)を特定する。例えば、図15に示すように車両2の走行予定経路が対象交差点52を右折する経路である場合には、車両が右折後に進入する車線53の中心を通過し、車線53と平行な線が中心線54として特定される。   On the other hand, in S9, the CPU 31 specifies a straight line (hereinafter referred to as a center line) that passes through the center of the lane that travels after the vehicle passes the target intersection and is parallel to the lane. For example, as shown in FIG. 15, when the planned travel route of the vehicle 2 is a route that turns right at the target intersection 52, the vehicle passes through the center of the lane 53 that enters after the right turn, and the line parallel to the lane 53 is the center. Identified as line 54.

次に、S10においてCPU31は、プロジェクタ4へと信号を送信し、プロジェクタ4による投射する映像を補正する。具体的には、対象交差点52における車両の通過方向側に更に傾斜させるとともに、前記S8では固定していた矢印の向きについても車両の現在の進行方向(例えば直進方向)から対象交差点における車両の通過方向を向くように段階的に回転させるように補正する。その結果、図16に示すように対象交差点52における車両の通過方向側(図16に示す例では右方向とする)に傾斜し、且つ通過方向を向いた矢印の虚像8が対象交差点52に重畳して生成されることとなり、乗員7は虚像8を視認することによって対象交差点の位置と対象交差点での通過方向を正確に把握することが可能である。   Next, in S <b> 10, the CPU 31 transmits a signal to the projector 4 and corrects an image projected by the projector 4. Specifically, the vehicle is further tilted toward the vehicle passing direction at the target intersection 52, and the direction of the arrow fixed in S8 also passes the vehicle at the target intersection from the current traveling direction of the vehicle (for example, the straight traveling direction). It is corrected so that it is rotated step by step so as to face the direction. As a result, as shown in FIG. 16, the virtual image 8 of the arrow that is inclined toward the vehicle passing direction side (in the example shown in FIG. 16, the right direction) and faces the passing direction is superimposed on the target intersection 52. The occupant 7 can accurately grasp the position of the target intersection and the passing direction at the target intersection by visually recognizing the virtual image 8.

また、本実施形態では虚像重畳エリア51の内、特に虚像8と重畳して視認される地点(具体的には虚像重畳エリア51の上端から矢印の幅の1/2だけ下方の地点とする)が、前記S9で特定された中心線に到達するまでに、矢印の向きの変更を完了するように構成する。更に、矢印の向きの変更が完了するのと同時に、矢印の傾斜角度の変更も完了するように構成する。具体的には、図17に示すように虚像重畳エリア51の少なくとも一部が対象交差点に進入した時点から車両の走行に伴って傾斜角度αを60度から段階的に90度まで変位させる。特に、虚像8と重畳して視認される地点が前記S9で特定された中心線に到達する時点で傾斜角度αが90度となるようにする。一方、矢印の回転角度βについても虚像重畳エリア51の少なくとも一部が対象交差点に進入した時点から車両の走行に伴って段階的に90度(対象交差点52における車両の通過方向)まで変位させる。そして、虚像8と重畳して視認される地点が前記S9で特定された中心線に到達する時点で矢印の回転角度βが90度となるようにする。その結果、車両の走行に伴って矢印の虚像8の向きを、車両の現在の進行方向から対象交差点における車両の通過方向へと違和感なく変位させることが可能である。その後、S11へと移行する。   Further, in the present embodiment, in the virtual image superimposing area 51, a spot that is visually recognized by superimposing with the virtual image 8 in particular (specifically, a spot that is lower than the upper end of the virtual image superimposing area 51 by ½ of the arrow width). However, the configuration is such that the change of the direction of the arrow is completed before the center line specified in S9 is reached. Furthermore, the change of the tilt angle of the arrow is completed at the same time as the change of the direction of the arrow is completed. Specifically, as shown in FIG. 17, the inclination angle α is displaced from 60 degrees to 90 degrees stepwise as the vehicle travels from the time when at least a part of the virtual image overlapping area 51 enters the target intersection. In particular, the inclination angle α is set to 90 degrees when a point that is visually recognized superimposed on the virtual image 8 reaches the center line specified in S9. On the other hand, the rotation angle β of the arrow is also gradually displaced from the time when at least a part of the virtual image overlapping area 51 enters the target intersection to 90 degrees (the vehicle passing direction at the target intersection 52) as the vehicle travels. Then, the rotation angle β of the arrow is set to 90 degrees when the point that is visually recognized superimposed on the virtual image 8 reaches the center line specified in S9. As a result, it is possible to displace the direction of the virtual image 8 of the arrow from the current traveling direction of the vehicle toward the passing direction of the vehicle at the target intersection without a sense of incongruity as the vehicle travels. Thereafter, the process proceeds to S11.

S11においてCPU31は、虚像重畳エリア51の内、特に虚像8と重畳して視認される地点(具体的には虚像重畳エリア51の上端から矢印の幅の1/2だけ下方の地点とする)が、前記S9で特定された中心線に到達したか否か、即ち生成される虚像8の矢印の向きの対象交差点52における車両の通過方向への変更が完了したか否か判定する。尚、前記S11の判定はフロントカメラ17により撮像された撮像画像や前記S6で測定された“道路距離”を用いて行う。   In S <b> 11, the CPU 31 has a point that is visually recognized by being superimposed with the virtual image 8 in the virtual image superimposing area 51 (specifically, a point that is lower than the upper end of the virtual image superimposing area 51 by ½ of the arrow width). Then, it is determined whether or not the center line specified in S9 has been reached, that is, whether or not the change in the vehicle passing direction at the target intersection 52 in the direction of the arrow of the generated virtual image 8 has been completed. Note that the determination in S11 is performed using the captured image captured by the front camera 17 and the “road distance” measured in S6.

そして、虚像重畳エリア51の内、特に虚像8と重畳して視認される地点が、前記S9で特定された中心線に到達した、即ち生成される虚像8の矢印の向きの対象交差点52における車両の通過方向への変更が完了したと判定された場合(S11:YES)には、S12へと移行する。それに対して、虚像重畳エリア51の内、特に虚像8と重畳して視認される地点が、前記S9で特定された中心線に到達していない、即ち生成される虚像8の矢印の向きの対象交差点52における車両の通過方向への変更が完了していないと判定された場合(S11:NO)にはS10へと戻り、映像の補正を継続して行う。   And the vehicle in the object intersection 52 of the direction of the arrow of the virtual image 8 where the point which overlaps with the virtual image 8 and is visually recognized in the virtual image overlapping area 51 has reached the center line specified in S9, that is, the virtual image 8 to be generated. When it is determined that the change in the passing direction is completed (S11: YES), the process proceeds to S12. On the other hand, in the virtual image superimposing area 51, the point that is visually recognized in particular superimposed with the virtual image 8 does not reach the center line specified in S9, that is, the target of the direction of the arrow of the generated virtual image 8 When it is determined that the change in the passing direction of the vehicle at the intersection 52 has not been completed (S11: NO), the process returns to S10 and the image correction is continued.

S12においてCPU31は、虚像重畳エリア51の内、特に虚像8と重畳して視認される地点が、前記S9で特定された中心線上に維持されるようにスクリーン5に対する映像の投射位置とスクリーン5の位置(即ち生成距離L)を制御する。   In S <b> 12, the CPU 31 detects the projected position of the image on the screen 5 and the screen 5 so that the spot that is visually recognized by being superposed on the virtual image 8 in the virtual image superimposing area 51 is maintained on the center line specified in S <b> 9. The position (namely, the generation distance L) is controlled.

具体的には、図18に示すように、スクリーン5に対して投射する映像55の位置を、車両が対象交差点へ接近するのに伴って徐々に上方へと移動させる。その結果、映像55に基づいて生成される虚像8の位置は徐々に下方(地面側)へ移動することとなる。その結果、車両が対象交差点へと接近した場合であっても乗員7からは、虚像8と重畳して視認される地点が中心線上に維持され、対象交差点を正確に特定することが可能となる。更に、CPU31は、スクリーン5に対して投射する映像55の位置を移動させるのと同時に、車両から対象交差点52までの距離に応じて虚像8の生成距離Lを変位させる。具体的には、乗員7から中心線までの距離を生成距離Lに設定する。   Specifically, as shown in FIG. 18, the position of the image 55 projected onto the screen 5 is gradually moved upward as the vehicle approaches the target intersection. As a result, the position of the virtual image 8 generated based on the video 55 gradually moves downward (on the ground side). As a result, even when the vehicle approaches the target intersection, a point that is visually recognized by being superposed on the virtual image 8 is maintained on the center line from the occupant 7, and the target intersection can be accurately identified. . Further, the CPU 31 shifts the generation distance L of the virtual image 8 according to the distance from the vehicle to the target intersection 52 simultaneously with moving the position of the image 55 projected onto the screen 5. Specifically, the distance from the occupant 7 to the center line is set as the generation distance L.

尚、生成距離Lの制御はスクリーン前後駆動モータ24を駆動させてスクリーン5を移動させることにより行う。以下に、上記S12の処理の詳細について説明する。
先ず、CPU31は、虚像8の生成距離Lの目標値となる目標生成距離Deを現在の乗員7から中心線までの距離に設定する。尚、乗員7から中心線までの距離は、フロントカメラ17により撮像した撮像画像に基づいて検出しても良いし、地図情報に基づいて検出しても良い。次に、CPU31は、フラッシュメモリ34から位置設定テーブルを読み出し、目標生成距離Deだけ離れた位置に虚像8を生成する為のスクリーン5の位置(目標移動位置)を取得する。尚、位置設定テーブルは、設定可能な生成距離L(本実施形態では2.5m〜20mの間の0.5m単位)毎に、該生成距離Lに虚像8を生成する為のスクリーン5の位置が規定されている。続いて、CPU31は、スクリーン5を目標移動位置へ移動させるのに必要なスクリーン前後駆動モータ24の駆動量(パルス数)を決定する。その後、CPU31は、決定された駆動量だけスクリーン前後駆動モータ24を駆動させる為のパルス信号をスクリーン前後駆動モータ24へと送信する。そして、パルス信号を受信したスクリーン前後駆動モータ24は、受信したパルス信号に基づいて駆動を行う。その結果、スクリーン5は設定された目標生成距離Deだけ離れた位置に虚像8が生成される目標移動位置に移動することとなる。
The generation distance L is controlled by driving the screen front / rear drive motor 24 to move the screen 5. Details of the process of S12 will be described below.
First, the CPU 31 sets the target generation distance De, which is the target value of the generation distance L of the virtual image 8, to the current distance from the occupant 7 to the center line. The distance from the occupant 7 to the center line may be detected based on a captured image captured by the front camera 17 or may be detected based on map information. Next, the CPU 31 reads the position setting table from the flash memory 34 and acquires the position (target movement position) of the screen 5 for generating the virtual image 8 at a position separated by the target generation distance De. The position setting table indicates the position of the screen 5 for generating the virtual image 8 at the generation distance L for each settable generation distance L (in this embodiment, 0.5 m unit between 2.5 m and 20 m). Is stipulated. Subsequently, the CPU 31 determines the drive amount (number of pulses) of the screen front-rear drive motor 24 necessary for moving the screen 5 to the target movement position. Thereafter, the CPU 31 transmits a pulse signal for driving the screen front / rear drive motor 24 by the determined drive amount to the screen front / rear drive motor 24. The screen front / rear drive motor 24 that has received the pulse signal drives based on the received pulse signal. As a result, the screen 5 moves to a target movement position where the virtual image 8 is generated at a position separated by the set target generation distance De.

そして、上記処理により虚像8の生成距離Lが乗員7から中心線までの距離となる位置へとスクリーン5を移動させた結果、車両から対象交差点までの距離に関わらず乗員7からは、対象交差点の通過方向を示す矢印の虚像8が常に対象交差点の位置に視認できるので、対象交差点を正確に特定することが可能となる。   Then, as a result of moving the screen 5 to a position where the generation distance L of the virtual image 8 is the distance from the occupant 7 to the center line by the above processing, the occupant 7 receives the target intersection regardless of the distance from the vehicle to the target intersection. Since the virtual image 8 of the arrow indicating the passing direction can always be visually recognized at the position of the target intersection, the target intersection can be accurately specified.

次に、S13においてCPU31は、車両が旋回を開始するか、或いは虚像重畳エリア51の下端が中心線より上方に移動したか否かを判定する。   Next, in S <b> 13, the CPU 31 determines whether the vehicle starts turning or whether the lower end of the virtual image superimposing area 51 has moved above the center line.

そして、車両が旋回を開始した、或いは虚像重畳エリア51の下端が中心線より上方に移動したと判定された場合(S13:YES)には、当該虚像生成処理プログラムを終了する。その後、矢印の虚像8は一旦消去された後に、図10に示すように車両から基準距離前方の位置に、対象交差点通過後に車両が走行する道路における車両の進行方向(カーブ形状の道路を除けば基本的には直進方向)を示す矢印の虚像8が再度生成されることとなる(S1、S2)。   When it is determined that the vehicle has started turning or the lower end of the virtual image superimposing area 51 has moved upward from the center line (S13: YES), the virtual image generation processing program is terminated. Thereafter, after the virtual image 8 of the arrow is once erased, the traveling direction of the vehicle on the road on which the vehicle travels after passing the target intersection at a position ahead of the reference distance from the vehicle as shown in FIG. 10 (except for curved roads). Basically, the virtual image 8 of the arrow indicating the straight direction) is generated again (S1, S2).

一方、車両が旋回を開始しておらず、且つ虚像重畳エリア51の下端が中心線より上方にも位置しないと判定された場合(S13:NO)にはS12へと戻り、映像の補正を継続して行う。   On the other hand, when it is determined that the vehicle has not started to turn and the lower end of the virtual image superimposing area 51 is not located above the center line (S13: NO), the process returns to S12 and the image correction is continued. And do it.

以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るHUD1によれば、プロジェクタ4から、映像をスクリーン5に投射し、スクリーン5に投射された映像を車両2のフロントウィンドウ6に反射させて車両の乗員7に視認させることによって、車両の乗員7が視認する映像の虚像を生成する。また、虚像重畳エリア51から対象交差点52までの距離が所定距離以内にある場合に、該対象交差点における車両の通過方向側に傾斜した矢印の虚像8を生成するように構成する(S8、S10)ので、乗員7が対象交差点52から離れた位置にあっても情報量を増やすことなく対象交差点52での通過方向を事前に把握させることが可能となる。従って、対象交差点52において通過方向に沿って車両を適切に走行させることが可能となる。   As described above in detail, according to the HUD 1 according to the present embodiment, an image is projected from the projector 4 onto the screen 5, and the image projected onto the screen 5 is reflected on the front window 6 of the vehicle 2. 7, the virtual image of the image | video which the passenger | crew 7 of a vehicle visually recognizes is produced | generated. Further, when the distance from the virtual image superimposing area 51 to the target intersection 52 is within a predetermined distance, the virtual image 8 of the arrow inclined toward the vehicle passing direction at the target intersection is generated (S8, S10). Therefore, even if the occupant 7 is at a position away from the target intersection 52, the passing direction at the target intersection 52 can be grasped in advance without increasing the amount of information. Therefore, the vehicle can be appropriately traveled along the passing direction at the target intersection 52.

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、本実施形態ではHUD1によって車両2のフロントウィンドウ6の前方に虚像を生成する構成としているが、フロントウィンドウ6以外のウィンドウの前方に虚像を生成する構成としても良い。また、HUD1により映像を反射させる対象はフロントウィンドウ6自身ではなくフロントウィンドウ6の周辺に設置されたバイザー(コンバイナー)であっても良い。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
For example, in the present embodiment, the virtual image is generated in front of the front window 6 of the vehicle 2 by the HUD 1, but the virtual image may be generated in front of a window other than the front window 6. In addition, the object to be reflected by the HUD 1 may be a visor (combiner) installed around the front window 6 instead of the front window 6 itself.

また、本実施形態では車両2に対してHUD1を設置する構成としているが、車両2以外の移動体に設置する構成としても良い。例えば、船舶や航空機等に対して設置することも可能である。また、アミューズメント施設に設置されるライド型アトラクションに設置しても良い。その場合には、ライドの周囲に虚像を生成し、ライドの乗員に対して虚像を視認させることが可能となる。   In the present embodiment, the HUD 1 is installed on the vehicle 2. However, the HUD 1 may be installed on a moving body other than the vehicle 2. For example, it can be installed on a ship or an aircraft. Moreover, you may install in the ride type attraction installed in an amusement facility. In that case, a virtual image can be generated around the ride so that the rider can visually recognize the virtual image.

また、本実施形態では、S12において虚像8と重畳して視認される地点が、前記S9で特定された中心線上に維持されるように、スクリーン5に対する映像の投射位置とスクリーン5の位置(即ち生成距離L)を制御するように構成しているが、対象交差点内の地点であれば中心線以外の地点に維持するように構成しても良い。   Further, in the present embodiment, the projected position of the image with respect to the screen 5 and the position of the screen 5 (that is, the position that is visually recognized superimposed on the virtual image 8 in S12 is maintained on the center line specified in S9 (that is, Although the generation distance L) is controlled, the generation distance L) may be maintained at a point other than the center line as long as the point is within the target intersection.

また、本実施形態ではスクリーン5を光路に沿って移動させることによって、スクリーン5とミラー11との間の光路長を変更する構成としているが、スクリーン5は固定とし、ミラー11を光路に沿って移動させることによって、スクリーン5とミラー11との間の光路長を変更する構成としても良い。   In this embodiment, the screen 5 is moved along the optical path to change the optical path length between the screen 5 and the mirror 11. However, the screen 5 is fixed and the mirror 11 is moved along the optical path. It is good also as a structure which changes the optical path length between the screen 5 and the mirror 11 by making it move.

また、本実施形態では投射レンズが不要となるレーザ走査式プロジェクタを用いているが、レーザ走査式プロジェクタ以外のプロジェクタ(例えば、DLPプロジェクタ、液晶プロジェクタ、LCOSプロジェクタ)を用いても良い。   In this embodiment, a laser scanning projector that does not require a projection lens is used, but a projector other than the laser scanning projector (for example, a DLP projector, a liquid crystal projector, or an LCOS projector) may be used.

また、本実施形態では、スクリーンを1枚のスクリーンから構成しているが、スクリーンの数は2枚以上としても良い。また、スクリーンを2枚以上とした場合には、全てのスクリーンを光路に沿って移動可能に構成しても良いし、一部のスクリーンのみを光路に沿って移動可能に構成しても良い。   In this embodiment, the screen is composed of one screen, but the number of screens may be two or more. When two or more screens are used, all the screens may be configured to be movable along the optical path, or only a part of the screens may be configured to be movable along the optical path.

また、本実施形態では、虚像生成処理プログラム(図9)をHUD1のCPU31が実行する構成としているが、一部又は全部の処理をナビゲーション装置48やその他の車載器が実行する構成としても良い。   Further, in the present embodiment, the virtual image generation processing program (FIG. 9) is configured to be executed by the CPU 31 of the HUD 1, but a configuration in which a part or all of the processing is executed by the navigation device 48 or other vehicle-mounted device may be employed.

また、本発明に係る虚像表示装置を具体化した実施例について上記に説明したが、虚像表示装置は以下の構成を有することも可能であり、その場合には以下の効果を奏する。   Moreover, although the embodiment which actualized the virtual image display device according to the present invention has been described above, the virtual image display device can also have the following configuration, and in that case, the following effects can be obtained.

例えば、第1の構成は以下のとおりである。
車両に設置され、スクリーンと、映像を前記スクリーンに投射するプロジェクタと、前記スクリーンに投射された前記映像を反射させて前記車両の乗員であるユーザに視認させることによって、前記映像の虚像を前記車両の進行方向前方にある生成可能範囲内に生成する虚像生成手段と、前記ユーザによって前記生成可能範囲と重畳して視認される前方環境のエリアを虚像重畳エリアとして特定する重畳エリア特定手段と、前記車両の走行予定経路を取得する経路取得手段と、前記走行予定経路に含まれる対象交差点を取得する対象交差点取得手段と、を有し、前記虚像は、前記走行予定経路に沿って前記車両が走行する為の前記車両の進行方向を案内する矢印であって、前記虚像生成手段は、前記虚像重畳エリアから前記対象交差点までの距離が所定距離以内にある場合に、該対象交差点における前記車両の通過方向側に傾斜した矢印の虚像を生成することを特徴とする。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、車両の進行方向を示す矢印の虚像を表示するとともに、車両の進行方向前方にある対象交差点での通過方向に応じて虚像として表示される矢印を傾斜させるので、ユーザが対象交差点から離れた位置にあっても情報量を増やすことなく対象交差点での通過方向を事前に把握させることが可能となる。従って、対象交差点において通過方向に沿って車両を適切に走行させることが可能となる。
For example, the first configuration is as follows.
A virtual image of the image is installed in the vehicle by reflecting the image projected onto the screen, a projector for projecting the image on the screen, and allowing a user who is an occupant of the vehicle to visually recognize the image. Virtual image generating means for generating within a generatable range in front of the traveling direction, and an overlapping area specifying means for specifying an area of the front environment that is visually recognized as being superimposed on the generatable range by the user as a virtual image overlapping area, Route acquisition means for acquiring a planned travel route of the vehicle, and target intersection acquisition means for acquiring a target intersection included in the planned travel route, wherein the virtual image travels along the planned travel route An arrow that guides the traveling direction of the vehicle to perform the virtual image generation means from the virtual image superimposing area to the target intersection. Away is the case is within a predetermined distance, and generating a virtual image of an arrow which is inclined passage direction of the vehicle at the target intersection.
According to the virtual image display device having the above configuration, the virtual image of the arrow indicating the traveling direction of the vehicle is displayed, and the arrow displayed as the virtual image is tilted according to the passing direction at the target intersection ahead of the traveling direction of the vehicle. Therefore, even if the user is at a position away from the target intersection, the direction of passage at the target intersection can be grasped in advance without increasing the amount of information. Therefore, it is possible to appropriately drive the vehicle along the passing direction at the target intersection.

また、第2の構成は以下のとおりである。
前記虚像生成手段は、前記虚像重畳エリアから前記対象交差点までの距離が短くなる程、該対象交差点における前記車両の通過方向側への傾斜角度が大きい矢印の虚像を生成することを特徴とする。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、情報量を増やすことなくユーザは矢印の虚像を視認することによって次の対象交差点までの距離についても把握することが可能である。
The second configuration is as follows.
The virtual image generating means generates a virtual image of an arrow having a larger inclination angle toward the passing direction of the vehicle at the target intersection as the distance from the virtual image superimposing area to the target intersection becomes shorter.
According to the virtual image display device having the above configuration, the user can grasp the distance to the next target intersection by visually recognizing the virtual image of the arrow without increasing the amount of information.

また、第3の構成は以下のとおりである。
前記虚像生成手段は、前記虚像重畳エリアの少なくとも一部が前記対象交差点内に進入する前は、前記車両が現在走行する道路における前記車両の進行方向である第1方向を向く矢印を生成することを特徴とする。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、車両から対象交差点までの距離が離れており、対象交差点に矢印の虚像を重畳して生成できない状況では、基本的に現在の車両の進行方向を示す矢印の虚像を生成するので、右左折する交差点をユーザに誤認させることが無い。
The third configuration is as follows.
The virtual image generating means generates an arrow pointing in a first direction which is a traveling direction of the vehicle on a road on which the vehicle currently travels before at least a part of the virtual image overlapping area enters the target intersection. It is characterized by.
According to the virtual image display device having the above configuration, in a situation where the distance from the vehicle to the target intersection is far away and the virtual image of the arrow cannot be generated by being superimposed on the target intersection, basically an arrow indicating the current traveling direction of the vehicle Since the virtual image is generated, the user does not misidentify the intersection that turns right or left.

また、第4の構成は以下のとおりである。
前記虚像生成手段は、前記虚像重畳エリアの少なくとも一部が前記対象交差点内に進入した後は、前記第1方向から該対象交差点における前記車両の通過方向である第2方向へと段階的に向きを変える矢印を生成することを特徴とする。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、車両が対象交差点に接近し、対象交差点に矢印の虚像を重畳して生成できる状況では、対象交差点の進行方向を向く矢印の虚像を生成するので、対象交差点の位置と対象交差点の通過方向をユーザに正確に把握させることが可能となる。また、矢印の向きは段階的に変化するので、矢印の向きを車両の現在の進行方向から対象交差点における車両の通過方向へと違和感なく変位させることが可能である。
The fourth configuration is as follows.
The virtual image generating means is directed stepwise from the first direction to the second direction that is the passing direction of the vehicle at the target intersection after at least a part of the virtual image overlapping area enters the target intersection. It is characterized by generating an arrow that changes
According to the virtual image display device having the above configuration, in a situation where the vehicle approaches the target intersection and the virtual image of the arrow can be superimposed on the target intersection and generated, the virtual image of the arrow pointing in the traveling direction of the target intersection is generated. It becomes possible for the user to accurately grasp the position of the intersection and the passing direction of the target intersection. In addition, since the direction of the arrow changes stepwise, it is possible to displace the direction of the arrow from the current traveling direction of the vehicle to the passing direction of the vehicle at the target intersection without a sense of incongruity.

また、第5の構成は以下のとおりである。
前記虚像生成手段は、前記虚像重畳エリアの内、特に前記虚像と重畳して視認される地点が、前記車両が前記対象交差点を通過した後に走行する車線の中心を通過し且つ該車線と平行な直線である中心線に到達するまでに前記第2方向へと向きを変える矢印を生成することを特徴とする。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、対象交差点と矢印の虚像が最も適切な位置関係で重畳するタイミングで、対象交差点の進行方向を向く矢印となるように段階的に矢印の向きを変更するので、矢印の虚像のみで対象交差点の位置をユーザに正確に把握させることが可能となる。
The fifth configuration is as follows.
The virtual image generating means is configured such that, in the virtual image superimposing area, in particular, a point that is visually recognized by being superimposed with the virtual image passes through the center of the lane that the vehicle travels after passing the target intersection and is parallel to the lane. An arrow that changes its direction in the second direction before reaching the center line that is a straight line is generated.
According to the virtual image display device having the above-described configuration, the direction of the arrow is changed step by step so that the target intersection and the virtual image of the arrow overlap with the most appropriate positional relationship to become an arrow that points in the traveling direction of the target intersection. Therefore, it becomes possible for the user to accurately grasp the position of the target intersection only with the virtual image of the arrow.

また、第6の構成は以下のとおりである。
前記虚像重畳エリアの内、特に前記虚像と重畳して視認される地点が、前記中心線に到達した後は、前記虚像と重畳して視認される地点が前記中心線上に維持されるように前記スクリーンに対する前記映像の投射位置を制御する投射制御手段を有することを特徴とする。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、対象交差点と矢印の虚像が最も適切な位置関係で重畳した後は、その位置関係を維持するように映像の投射位置を制御するので、車両から対象交差点までの距離に関わらず対象交差点の位置をユーザに正確に把握させることが可能となる。
The sixth configuration is as follows.
In the virtual image superimposing area, in particular, after the point that is visually recognized by being superimposed with the virtual image reaches the center line, the point that is visually recognized by being superimposed with the virtual image is maintained on the center line. Projection control means for controlling the projection position of the image on the screen is provided.
According to the virtual image display device having the above configuration, after the target intersection and the virtual image of the arrow are superimposed in the most appropriate positional relationship, the image projection position is controlled so as to maintain the positional relationship. It becomes possible for the user to accurately grasp the position of the target intersection regardless of the distance up to.

また、第7の構成は以下のとおりである。
前記スクリーンと前記スクリーンに投射された前記映像を反射する凹面鏡との間の光路長を変更することにより、前記ユーザから前記虚像が生成される位置までの距離である生成距離を変更する生成距離変更手段と、前記虚像重複エリアの内、特に前記虚像と重複して視認される地点が、前記中心線に到達した後は、前記生成距離が前記ユーザから前記中心線までの距離となるように前記生成距離を制御する生成距離制御手段と、を有することを特徴とする。
上記構成を有する虚像表示装置によれば、対象交差点の位置に矢印の虚像が到達した後は、対象交差点の位置に継続して矢印の虚像が生成されるように生成距離を制御するので、車両から対象交差点までの距離に関わらず対象交差点の位置をユーザに正確に把握させることが可能となる。
The seventh configuration is as follows.
A generation distance change that changes a generation distance that is a distance from the user to a position where the virtual image is generated by changing an optical path length between the screen and a concave mirror that reflects the image projected on the screen. Means, and after the spot that overlaps with the virtual image in the virtual image overlapping area reaches the center line, the generation distance is the distance from the user to the center line. Generation distance control means for controlling the generation distance.
According to the virtual image display device having the above-described configuration, after the virtual image of the arrow reaches the position of the target intersection, the generation distance is controlled so that the virtual image of the arrow is generated continuously at the position of the target intersection. It becomes possible for the user to accurately grasp the position of the target intersection regardless of the distance from the target intersection to the target intersection.

1 ヘッドアップディスプレイ装置
2 車両
3 ダッシュボード
4 プロジェクタ
5 スクリーン
6 フロントウィンドウ
7 乗員
8 虚像
17 フロントカメラ
24 スクリーン前後駆動モータ
31 CPU
32 RAM
33 ROM
34 フラッシュメモリ
51 虚像重畳エリア
52 対象交差点
54 中心線
55 映像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head up display apparatus 2 Vehicle 3 Dashboard 4 Projector 5 Screen 6 Front window 7 Crew 8 Virtual image 17 Front camera 24 Screen front-rear drive motor 31 CPU
32 RAM
33 ROM
34 Flash memory 51 Virtual image overlay area 52 Target intersection 54 Center line 55 Video

Claims (7)

車両に設置され、
スクリーンと、
映像を前記スクリーンに投射するプロジェクタと、
前記スクリーンに投射された前記映像を反射させて前記車両の乗員であるユーザに視認させることによって、前記映像の虚像を前記車両の進行方向前方にある生成可能範囲内に生成する虚像生成手段と、
前記ユーザによって前記生成可能範囲と重畳して視認される前方環境のエリアを虚像重畳エリアとして特定する重畳エリア特定手段と、
前記車両の走行予定経路を取得する経路取得手段と、
前記走行予定経路に含まれる対象交差点を取得する対象交差点取得手段と、を有し、
前記虚像は、前記走行予定経路に沿って前記車両が走行する為の前記車両の進行方向を案内する矢印であって、
前記虚像生成手段は、前記虚像重畳エリアから前記対象交差点までの距離が所定距離以内にある場合に、該対象交差点における前記車両の通過方向側に傾斜した矢印の虚像を生成することを特徴とする虚像表示装置。
Installed in the vehicle,
Screen,
A projector that projects an image on the screen;
A virtual image generating means for generating a virtual image of the video within a generation possible range ahead of the traveling direction of the vehicle by reflecting the video projected on the screen and allowing a user who is an occupant of the vehicle to visually recognize the video;
Superimposition area specifying means for specifying the area of the front environment that is visually recognized by being superposed on the generatable range by the user as a virtual image superposition area;
Route acquisition means for acquiring a planned travel route of the vehicle;
Target intersection acquisition means for acquiring a target intersection included in the planned travel route,
The virtual image is an arrow that guides the traveling direction of the vehicle for the vehicle to travel along the planned travel route,
The virtual image generating means generates a virtual image of an arrow inclined toward the passing direction of the vehicle at the target intersection when the distance from the virtual image superimposing area to the target intersection is within a predetermined distance. Virtual image display device.
前記虚像生成手段は、前記虚像重畳エリアから前記対象交差点までの距離が短くなる程、該対象交差点における前記車両の通過方向側への傾斜角度が大きい矢印の虚像を生成することを特徴とする請求項1に記載の虚像表示装置。   The virtual image generating unit generates a virtual image of an arrow having a larger inclination angle toward the passing direction of the vehicle at the target intersection as the distance from the virtual image superimposing area to the target intersection becomes shorter. Item 8. The virtual image display device according to Item 1. 前記虚像生成手段は、前記虚像重畳エリアの少なくとも一部が前記対象交差点内に進入する前は、前記車両が現在走行する道路における前記車両の進行方向である第1方向を向く矢印を生成することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の虚像表示装置。   The virtual image generating means generates an arrow pointing in a first direction which is a traveling direction of the vehicle on a road on which the vehicle currently travels before at least a part of the virtual image overlapping area enters the target intersection. The virtual image display device according to claim 1, wherein: 前記虚像生成手段は、前記虚像重畳エリアの少なくとも一部が前記対象交差点内に進入した後は、前記第1方向から該対象交差点における前記車両の通過方向である第2方向へと段階的に向きを変える矢印を生成することを特徴とする請求項3に記載の虚像表示装置。   The virtual image generating means is directed stepwise from the first direction to the second direction that is the passing direction of the vehicle at the target intersection after at least a part of the virtual image overlapping area enters the target intersection. The virtual image display device according to claim 3, wherein an arrow for changing the position is generated. 前記虚像生成手段は、前記虚像重畳エリアの内、特に前記虚像と重畳して視認される地点が、前記車両が前記対象交差点を通過した後に走行する車線の中心を通過し且つ該車線と平行な直線である中心線に到達するまでに前記第2方向へと向きを変える矢印を生成することを特徴とする請求項4に記載の虚像表示装置。   The virtual image generating means is configured such that, in the virtual image superimposing area, in particular, a point that is visually recognized by being superimposed with the virtual image passes through the center of the lane that the vehicle travels after passing the target intersection and is parallel to the lane. The virtual image display device according to claim 4, wherein an arrow that changes a direction in the second direction before reaching a center line that is a straight line is generated. 前記虚像重畳エリアの内、特に前記虚像と重畳して視認される地点が、前記中心線に到達した後は、前記虚像と重畳して視認される地点が前記中心線上に維持されるように前記スクリーンに対する前記映像の投射位置を制御する投射制御手段を有することを特徴とする請求項5に記載の虚像表示装置。   In the virtual image superimposing area, in particular, after the point that is visually recognized by being superimposed with the virtual image reaches the center line, the point that is visually recognized by being superimposed with the virtual image is maintained on the center line. The virtual image display device according to claim 5, further comprising a projection control unit that controls a projection position of the image on the screen. 前記スクリーンと前記スクリーンに投射された前記映像を反射する凹面鏡との間の光路長を変更することにより、前記ユーザから前記虚像が生成される位置までの距離である生成距離を変更する生成距離変更手段と、
前記虚像重複エリアの内、特に前記虚像と重複して視認される地点が、前記中心線に到達した後は、前記生成距離が前記ユーザから前記中心線までの距離となるように前記生成距離を制御する生成距離制御手段と、を有することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の虚像表示装置。
A generation distance change that changes a generation distance that is a distance from the user to a position where the virtual image is generated by changing an optical path length between the screen and a concave mirror that reflects the image projected on the screen. Means,
The generation distance is set so that the generation distance is the distance from the user to the center line after a point that is visible in the virtual image overlap area, in particular, overlapping with the virtual image, reaches the center line. The virtual image display device according to claim 5, further comprising a generation distance control unit that controls the virtual image display device.
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