JP2019164218A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】虚像の視認性を高めることができるヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】ヘッドアップディスプレイ装置１は、レーザ光を射出するレーザ素子２６と、レーザ素子へ供給される電流を制御することでレーザ素子のレーザ出力を制御する制御部２５と、レーザ素子からのレーザ光を主走査方向ＭＳに複数回走査しながら主走査方向と直交する副走査方向ＳＳに走査することで走査領域ＳＲに画像を生成する画像生成部２４とを含み、アイポイントＥＰに対向する位置に配置された反射部材１０に向けて画像を表す表示光ＬＤを投射する表示装置２０を含み、制御部は、主走査方向におけるレーザ出力の平均デューティ比の値が所定の第１の値以下である場合、走査領域の一部である強調領域ＨＲを走査する際にレーザ素子の定格電流ＲＣよりも大きい強調電流ＨＣをレーザ素子へ供給させる。【選択図】図２

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。

車両のウインドシールドを介して虚像を運転者の前方に表示するヘッドアップディスプレイ装置がある。例えば、特許文献１には、撮像手段によって得られた撮像データから所定区画毎の明るさ情報を求め、この明るさ情報に基づいて、表示光の輝度を部分的に変更させることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置、に関する技術が開示されている。

特開２０１６−９７８１８号公報

ところで、ヘッドアップディスプレイ装置によって表示される虚像の視認性を高めることについて、なお改良の余地がある。

本発明の目的は、虚像の視認性を高めることができるヘッドアップディスプレイ装置を提供することである。

本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、レーザ光を射出するレーザ素子と、前記レーザ素子へ供給される電流を制御することで前記レーザ素子のレーザ出力を制御する制御部と、前記レーザ素子からのレーザ光を主走査方向に複数回走査しながら前記主走査方向と直交する副走査方向に走査することで走査領域に画像を生成する画像生成部とを含み、車両におけるアイポイントに対向する位置に配置された反射部材に向けて前記画像を表す表示光を投射する表示装置を含み、前記制御部は、前記主走査方向におけるレーザ出力の平均デューティ比の値が１００％よりも低い所定の第１の値以下である場合、前記走査領域の一部である強調領域を走査する際に前記レーザ素子の定格電流よりも大きい強調電流を前記レーザ素子へ供給させることを特徴とする。

本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、レーザ出力の平均デューティ比が１００％よりも低い所定の第１の値以下である場合、走査領域の一部である強調領域を走査する際にレーザ素子の定格電流よりも大きい強調電流をレーザ素子へ供給する。本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置によれば、表示される虚像の視認性を高めることができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を示す概略図である。 図２は、実施形態の投影装置を示す概略構成図である。 図３は、実施形態の走査領域を示す平面図である。 図４は、実施形態におけるレーザ光の走査時間とレーザ素子への供給電流との関係を示すグラフ図である。 図５は、実施形態におけるレーザ素子の許容出力とレーザ出力の平均デューティ比との関係を示すグラフ図である。 図６は、実施形態の強調表示を表示する方法を示すフローチャート図である。 図７は、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置によって表示される虚像を示す図である。 図８は、実施形態の変形例の投影装置を示す概略構成図である。 図９は、実施形態の変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置によって表示される虚像を示す図である。

以下に、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１から図７を参照して、実施形態について説明する。実施形態は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。図１は、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を示す概略図である。図２は、実施形態の投影装置を示す概略構成図である。図３は、実施形態の走査領域を示す平面図である。図４は、実施形態におけるレーザ光の走査時間とレーザ素子への供給電流との関係を示すグラフ図である。ここで、図４は、図３に示す領域Ｒ１における走査時間とレーザ素子への供給電流との関係を示すグラフ図である。図５は、実施形態におけるレーザ素子の許容出力とレーザ出力の平均デューティ比との関係を示すグラフ図である。図６は、実施形態の強調表示を表示する方法を示すフローチャート図である。図７は、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置によって表示される虚像を示す図である。

図１に示すように、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、車両１００に搭載される。実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、表示装置２０を含む。実施形態の表示装置２０は、車両１００のインストルメントパネル１０１によって覆われた収容部に収容されている。インストルメントパネル１０１の上面には、開口部１０１ａが設けられている。表示装置２０は、開口部１０１ａを介して反射部材１０に向けて表示光ＬＤを投射する。

反射部材１０は、車両１００におけるアイポイントＥＰに対向する位置に配置されている。反射部材１０は、表示装置２０から投射される表示光ＬＤを反射する部材である。実施形態の反射部材１０は、ウインドシールドである。反射部材１０は、入射する光の一部を反射し、光の一部を透過させる半透過性のコーティングなどがなされたウインドシールドであってもよい。表示装置２０から反射部材１０に向けて投射された表示光ＬＤは、反射部材１０から車両１００のアイポイントＥＰに向けて反射される。表示光ＬＤがアイポイントＥＰに向けて反射されることで、運転者Ｄから見た場合に反射部材１０よりも車両１００の前方で虚像Ｓが結像する。

表示装置２０は、投影装置２１およびミラー２２を含む。投影装置２１は、ミラー２２に向かって表示光ＬＤを投射する。ミラー２２は、投影装置２１からの表示光ＬＤを反射部材１０に向けて反射する。実施形態のミラー２２は、表示光ＬＤを拡大させて反射する拡大ミラーである。例えば、ミラー２２として非球面ミラーを用いることができる。

図２に示すように、投影装置２１は、レーザ光源部２３、画像生成部２４、および制御部２５を含む。レーザ光源部２３は、レーザ素子２６およびダイクロイックミラー２７を含んで構成されている。

実施形態においては、レーザ光源部２３は、互いに異なる波長のレーザ光を射出する３つのレーザ素子２６（第１レーザ素子２６ａ、第２レーザ素子２６ｂ、および第３レーザ素子２６ｃ）と、２つのダイクロイックミラー２７（第１ダイクロイックミラー２７ａおよび第２ダイクロイックミラー２７ｂ）と、を含んで構成されている。画像生成部２４は、走査ミラー２８、およびスクリーン２９を含む。制御部２５は、レーザ光源部２３および画像生成部２４を制御する装置である。制御部２５は、車両１００に設けられた電源部（図示せず）からの各レーザ素子２６への電流値を制御する。

各レーザ素子２６（第１〜第３レーザ素子２６ａ〜２６ｃ）は、レーザダイオード（Laser Diode:ＬＤ）などの発光素子である。レーザ素子２６は、制御部２５によって供給された電流に応じた出力でレーザ光を照射する。つまり、制御部２５によってレーザ素子２６へ供給される電流が大きい場合、レーザ光の出力も大きくなる。また、制御部２５によってレーザ素子２６へ供給される電流が小さい場合、レーザ光の出力も小さくなる。

レーザ素子２６には、定格電流ＲＣが規定されている。ここで、定格電流ＲＣとは、レーザ光を照射しつづけた状態（連続照射状態）で使用できる最大電流値を指す。

実施形態において、３つのレーザ素子２６のうち、第１レーザ素子２６ａは、赤色のレーザ光（第１レーザ光）を射出するレーザ素子である。また、第２レーザ素子２６ｂは、緑色のレーザ光（第２レーザ光）を射出するレーザ素子である。また、第３レーザ素子２６ｃは、青色のレーザ光（第３レーザ光）を射出するレーザ素子である。

ダイクロイックミラー２７は、特定の波長の光を反射し、その他の波長の光を透過する部材である。第１ダイクロイックミラー２７ａは、赤色のレーザ光を透過させ、かつ緑色のレーザ光を反射する。第２ダイクロイックミラー２７ｂは、赤色のレーザ光および緑色のレーザ光を透過させ、かつ青色のレーザ光を反射する。

第１レーザ素子２６ａは、走査ミラー２８に向けて第１レーザ光を照射できるように配置されている。第１ダイクロイックミラー２７ａおよび第２ダイクロイックミラー２７ｂは、第１レーザ素子２６ａと走査ミラー２８との間の光軸上に並んで配置されている。第１レーザ光の光軸上において、第２ダイクロイックミラー２７ｂは、第１ダイクロイックミラー２７ａよりも走査ミラー２８側に配置されている。

第１レーザ素子２６ａから射出された第１レーザ光は、第１ダイクロイックミラー２７ａおよび第２ダイクロイックミラー２７ｂを透過し、走査ミラー２８に入射する。第２レーザ素子２６ｂは、第１ダイクロイックミラー２７ａにおける第１レーザ光が入射する面とは反対側の面に向けて第２レーザ光を射出する。第２レーザ光は、第１ダイクロイックミラー２７ａによって走査ミラー２８に向けて反射される。このとき、第１ダイクロイックミラー２７ａによって反射された第２レーザ光は、第１レーザ光と同一軸上で合成される。第３レーザ素子２６ｃは、第２ダイクロイックミラー２７ｂにおける第１レーザ光および第２レーザ光が入射する面とは反対側の面に向けて、第３レーザ光を射出する。第３レーザ光は、第２ダイクロイックミラー２７ｂによって走査ミラー２８に向けて反射される。このとき、第２ダイクロイックミラー２７ｂによって反射された第３レーザ光は、第１レーザ光および第２レーザ光と同一軸上で合成される。

つまり、赤色（第１レーザ光）、緑色（第２レーザ光）、および青色（第３レーザ光）の３つのレーザ光は、第１ダイクロイックミラー２７ａおよび第２ダイクロイックミラー２７ｂによって同一軸上で合成される。したがって、第１〜第３レーザ光は、レーザ光源部２３から重畳されて出力される。制御部２５は、各レーザ素子２６への電流の供給を制御することによって、第１〜第３レーザ光の出力を調節して、レーザ光源部２３から出力されるレーザ光の色を制御することができる。

画像生成部２４は、走査ミラー２８によって、レーザ素子２６（第１〜第３レーザ素子２６ａ〜２６ｃ）からのレーザ光（第１レーザ光〜第３レーザ光）でスクリーン２９を走査することでスクリーン２９に画像を生成する。

走査ミラー２８は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System：微小電気機械システム）技術を利用したＭＥＭＳミラーである。ＭＥＭＳミラーは、機械要素部品、センサ、アクチュエータ、電子回路などが半導体基板上に集積化された光学デバイスである。走査ミラー２８は、本体部２８ａ、可動部２８ｂ、および可動ミラー部２８ｃを含む。

本体部２８ａは、貫通孔を有しており、可動部２８ｂおよび可動ミラー部２８ｃは、貫通孔の内側に配置されている。可動部２８ｂは、矩形枠状であり、可動ミラー部２８ｃは、円盤形状の部材である。可動ミラー部２８ｃは、可動部２８ｂで囲まれた空間に配置されている。可動部２８ｂは、第１回転軸Ｘ１方向に延在する２本の梁によって本体部２８ａと接続されている。可動部２８ｂの表面には、図示しないコイルが渦状に巻かれている。コイルには、本体部２８ａから電流が供給される。実施形態では、車両１００に設けられた電源部（図示せず）から本体部２８ａに電流が供給され、その電流がコイルにも供給される。本体部２８ａへの電流の供給は、制御部２５によって制御される。可動部２８ｂは、コイルに電流が供給されることにより、第１回転軸Ｘ１を回転中心として本体部２８ａに対して相対回転する。また、可動部２８ｂが第１回転軸Ｘ１を回転中心として本体部２８ａに対して相対回転することにより、可動ミラー部２８ｃも可動部２８ｂと共に本体部２８ａに対して相対回転する。

可動ミラー部２８ｃは、可動ミラー部２８ｃの両端に設けられた一対のトーションバーを介して可動部２８ｂに接続されている。トーションバーは、第２回転軸Ｘ２方向における可動ミラー部２８ｃの両端のそれぞれから、第２回転軸Ｘ２方向に沿って延在している。ここで、第１回転軸Ｘ１と第２回転軸Ｘ２とは、直交している。可動ミラー部２８ｃは、共振によって第２回転軸Ｘ２回りに回転振動する。すなわち、可動ミラー部２８ｃは、共振によって可動部２８ｂに対して相対回転する。走査ミラー２８は、可動部２８ｂが予め定められた第１周波数で回転振動する場合に、共振によって可動ミラー部２８ｃが第１周波数とは別の第２周波数で回転振動するように設計されている。

可動ミラー部２８ｃは、レーザ光源部２３から射出されたレーザ光を反射する部材である。可動ミラー部２８ｃによって反射されたレーザ光は、可動ミラー部２８ｃが第２回転軸Ｘ２回りに回転運動することにより、スクリーン２９を主走査方向ＭＳに走査する。また、可動ミラー部２８ｃによって反射されたレーザ光は、可動部２８ｂが第１回転軸Ｘ１回りに回転運動することにより、スクリーン２９を主走査方向ＭＳと直交する副走査方向ＳＳに走査する。つまり、画像生成部２４は、走査ミラー２８によって反射されたレーザ光によって、スクリーン２９を主走査方向ＭＳに複数回走査しながら副走査方向ＳＳに走査することでスクリーン２９に画像を生成する。

スクリーン２９は、可動ミラー部２８ｃとミラー２２（図１参照）との間の光路上に配置されている。スクリーン２９は、光を透過する平面状の透過性スクリーンである。実施形態のスクリーン２９は、マイクロレンズアレイである。つまり、スクリーン２９は、集積された多数のマイクロレンズを含んで平面状に構成されている。各マイクロレンズは、レーザ光を拡散させる。レーザ光が拡散されることで、運転者Ｄの姿勢の変化などによって、運転者Ｄの視線が所定の範囲内で変動したとしても、反射部材１０で反射されるレーザ光が視認可能となる。ここで、スクリーン２９は、レーザ光によって走査される走査領域ＳＲを有している。つまり、走査領域ＳＲは、可動ミラー部２８ｃによって反射されたレーザ光によって画像が描画される（生成される）領域である。

実施形態の走査領域ＳＲは、矩形状に設定されている。図２に矢印Ｙ１で示すように、画像生成部２４は、走査ミラー２８によって、レーザ光（第１レーザ光〜第３レーザ光）を走査領域ＳＲに対して主走査方向ＭＳに複数回走査しながら副走査方向ＳＳに走査することで、走査領域ＳＲに画像を生成する。走査領域ＳＲには、可動ミラー部２８ｃによって反射されたレーザ光に対応する画像が生成される。そして、そのレーザ光は、走査領域ＳＲを透過して表示光ＬＤとなる。表示光ＬＤは、ミラー２２（図１参照）に入射する。

図１に示すように、車両１００には、車両１００の前方を撮像する撮像部３０が搭載されている。撮像部３０は、例えば、車両１００の前方を撮像するカメラなどである。また、図２に示すように、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、注意情報取得部３１を含む。注意情報取得部３１は、車両１００の前方にある注意対象物ＡＯ（図７参照）についての情報を取得する。実施形態の注意情報取得部３１は、撮像部３０から撮像部３０が取得した撮像データを受け取り、注意対象物ＡＯについての情報を取得する。注意情報取得部３１は、注意対象物ＡＯについて、例えば、注意対象物ＡＯの位置、車両１００と注意対象物ＡＯとの距離、注意対象物ＡＯの大きさ、注意対象物ＡＯの移動方向などの情報を取得する。

なお、車両１００に搭載された別の装置（対象物判定部）によって、注意対象物ＡＯが判定されてもよい。この場合、例えば、撮像部３０からの撮像データは、対象物判定部に送られ、対象物判定部が撮像データから注意対象物ＡＯを判定して注意対象物ＡＯについての情報を検出する。そして、注意情報取得部３１は、対象物判定部から注意対象物ＡＯについての情報を取得する。

実施形態の制御部２５は、一定の条件で定格電流ＲＣよりも大きい電流である強調電流ＨＣをレーザ素子２６へ供給させる。強調電流ＨＣを供給されたレーザ素子２６は、定格電流ＲＣが供給された際よりも高い出力のレーザ光を射出する。走査領域ＳＲの一部は、この高い出力のレーザ光によって走査される。したがって、強調電流ＨＣが供給されたレーザ素子２６が照射したレーザ光によって生成された表示要素は、走査領域ＳＲの他の部分に生成された表示要素よりも高い輝度を有する表示要素（強調表示）となる。図３に示すように、制御部２５は、走査領域ＳＲにおける任意の一部分を強調領域ＨＲとし、強調電流ＨＣを供給させたレーザ素子２６から射出されるレーザ光で走査させる。

実施形態の制御部２５は、注意情報取得部３１が取得した情報に基づいて、強調領域ＨＲを決定する。このとき、制御部２５は、走査領域ＳＲにおける注意対象物ＡＯに対応する領域を強調領域ＨＲとする。走査領域ＳＲにおいて、注意対象物ＡＯに対応する領域が強調領域ＨＲとされることで、注意対象物ＡＯに対応した位置に強調表示が表示される。

レーザ素子２６には、一時的であれば、定格電流ＲＣよりも高い電流が供給されたとしてもレーザ光の出力が許容される出力（許容出力）がある。許容出力の範囲内でレーザ素子２６を使用することで、レーザ素子２６は、定格電流が供給された時の出力よりも高い出力で画像を生成することができる。主走査方向ＭＳにおける一回の走査におけるレーザ素子２６の許容出力は、主走査方向ＭＳにおけるレーザ出力の平均デューティ比によって決定される。

図４に示すように、実施形態の制御部２５は、主走査方向ＭＳにおける平均デューティ比に応じて定格電流ＲＣよりも高い強調電流ＨＣをレーザ素子２６へ供給させる。ここで、平均デューティ比は、例えば、以下の［数１］のような形で求められる。

ここで、「Ｄ_ａｖ」は、平均デューティ比（％）を示している。「ｔ_ｋ」は、主走査方向ＭＳにおける一回のレーザ走査の中で、一本の走査線をｎ分割するｋ番目の位置でレーザ射出の際にレーザ素子２６に電流が供給される時間を示している。また、「ｐ_ｋ」は、一本の走査線をｎ分割するｋ番目の位置でレーザ射出の際に供給される供給電流（％）を示している。この供給電流「ｃ_ｋ」は、定格電流ＲＣの値を１００％としたときの供給電流値の割合である。なお、ｋ番目の位置でのレーザ射出における供給電流の値が変動する場合、供給電流「ｃ_ｋ」には、その電流供給の時間に対する供給電流値の平均値が適用される。また、「Ｔ」は、主走査方向ＭＳにおける一回の走査時間を示している。すなわち、平均デューティ比は、主走査方向ＭＳにおける一回の走査時間のうちレーザ素子２６にどれだけの電流が供給されて、レーザ素子２６がどれだけの時間使用されたかを示す。制御部２５は、主走査方向ＭＳにおいて強調領域ＨＲの対象となる領域と交差するレーザ走査線についての平均デューティ比を取得する。なお、制御部２５は、主走査方向ＭＳにおいて強調領域ＨＲの対象となる領域が複数のレーザ走査線と交差する場合、それらのレーザ走査線を合わせた平均デューティ比を取得してもよい。

図５に示すように、実施形態のレーザ素子２６において、平均デューティ比の値がｘ％以下の場合に、定格電流ＲＣを供給された際の出力（定格出力ＲＯ）よりも高い出力が許容される。ここで、「ｘ％」は、１００％よりも小さく、０％よりも大きい値である。平均デューティ比の値が１００％以下でｘ％よりも大きい場合、許容出力は、定格出力ＲＯと同程度である。したがって、この平均デューティ比の範囲内では、定格出力ＲＯよりも高い出力は、許容されていない。平均デューティ比の値がｘ％以下で、ｙ％よりも大きい場合、許容出力は、定格出力ＲＯよりも高くなる。この平均デューティ比の範囲内において、許容出力は、平均デューティ比の減少に伴うように上昇する。ここで、「ｙ％」は、ｘ％よりも小さく、０％よりも大きい値である。実施形態では、平均デューティ比の値がｘ％以下でｙ％よりも大きい範囲において、許容出力と平均デューティ比との関係は線形関係である。なお、平均デューティ比の値がｘ％以下でｙ％よりも大きい範囲において、許容出力と平均デューティ比との関係は非線形関係であってもよい。

平均デューティ比の値が約ｙ％以下の場合では、定格出力ＲＯの２倍程度の出力が許容される。例えば、上述の「ｘ％」は「５０％」であり、上述の「ｙ％」は「４０％」である。この場合、平均デューティ比が５０％以下のときに定格電流ＲＣよりも大きな強調電流ＨＣをレーザ素子２６へ供給することができる。なお、レーザ素子２６の平均デューティ比と許容出力との関係は、これに限られない。例えば、レーザ素子２６における平均デューティ比と許容出力との関係は、レーザ素子２６の種類などによって変わる。

実施形態の制御部２５は、レーザ素子２６（第１〜第３レーザ素子２６ａ〜２６ｃ）ごとに主走査方向ＭＳにおける平均デューティ比を取得する。そして、制御部２５は、強調表示の描画に用いられるレーザ素子２６の平均デューティ比の値が１００％よりも低い第１の値以下である場合にそのレーザ素子２６に強調電流ＨＣを供給させて強調領域ＨＲを走査する。ここで、実施形態の第１の値は、上述の「ｘ％」である。

次に、実施形態の制御部２５の制御方法の例について説明する。図６に示すように、制御部２５は、主走査方向ＭＳにおけるレーザ出力の平均デューティ比を取得する（Ｓ１）。その後、制御部２５は、取得した平均デューティ比の値が１００％よりも低い所定の第１の値以下であるかを判断する（Ｓ２）。第１の値は、例えば、レーザ素子２６の種類や、想定される使用環境などを考慮して決定される。

平均デューティ比の値が１００％よりも低い第１の値以下である場合、制御部２５は、強調領域ＨＲを走査する際にレーザ素子２６に定格電流ＲＣよりも大きな電流（強調電流ＨＣ）を供給させる（Ｓ４）。レーザ素子２６に強調電流ＨＣが供給されることにより、強調領域ＨＲにおいては、定格電流ＲＣが供給されたレーザ素子２６のレーザ光で走査された場合よりも輝度の高い表示要素（強調表示）が生成される。

一方、平均デューティ比の値が第１の値よりも大きい場合、制御部２５は、平均デューティ比が第１の値以下となるように強調領域ＨＲ以外の領域を走査するときにレーザ素子２６へ供給する電流を低下させる（Ｓ３）。制御部２５は、例えば、表示する必要性の低い表示要素を消したり、輝度を下げたり、表示を小さくしたりすることで平均デューティ比の値を第１の値以下になるように調整する。

その後、制御部２５は、強調領域ＨＲを走査する際にレーザ素子２６に定格電流ＲＣよりも大きな電流（強調電流ＨＣ）を供給させる（Ｓ４）。レーザ素子２６に強調電流ＨＣが供給されることにより、強調領域ＨＲに強調表示が生成される。

以下に、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１によって表示される虚像Ｓの具体的な例について説明する。図７に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１は、アイポイントＥＰから見て、反射部材１０であるウインドシールドよりも前方に虚像Ｓを結像させる。虚像Ｓは、反射部材１０における走査領域ＳＲに対応する表示領域１１の範囲内に表示される。実施形態において、ヘッドアップディスプレイ装置１によって表示される虚像Ｓは、第１表示４１、第２表示４２、第３表示４３、および第４表示４４を含む。

第１表示４１は、車両１００の走行スピードを示す表示要素である。第２表示４２は、車両１００と、車両１００の前方を走行する車両２００との車間距離を表す表示要素である。第３表示４３は、歩行者３００などの注意対象物ＡＯに対応して表示される表示要素である。実施形態の第３表示４３は、歩行者３００の足元を囲む領域に重畳させて表示された円形の表示要素である。第４表示４４は、制限速度を示す表示要素である。

例えば、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１において、注意情報取得部３１が車両１００の前方にある注意対象物ＡＯについての情報（注意情報）を取得する。そして、制御部２５は、注意情報取得部３１が取得した注意情報に基づいて、走査領域ＳＲにおける注意対象物ＡＯに対応する領域を強調領域ＨＲとする。注意情報取得部３１は、例えば、注意対象物ＡＯの位置や、注意対象物ＡＯまで距離、注意対象物ＡＯの進行方向などの情報を取得する。

実施形態の注意情報取得部３１は、車両１００の進行方向付近を歩行する歩行者３００を注意対象物ＡＯとみなして、その情報を取得する。制御部２５は、注意情報取得部３１が取得した情報（注意情報）に基づいて、歩行者３００に対応する領域を強調領域ＨＲとする。制御部２５は、走査領域ＳＲのうち歩行者３００の足元を囲む領域に対応する領域を強調領域ＨＲとする。強調電流ＨＣが供給されたレーザ素子２６が強調領域ＨＲを走査することによって、アイポイントＥＰ（図１参照）から見て、歩行者３００の足元を囲む強調表示である第３表示４３が虚像Ｓに含まれて表示される。

また、注意情報取得部３１は、例えば、車両２００を注意対象物ＡＯとみなして、車両２００との車間距離などの情報を取得する。例えば、車両１００と前方の車両２００との車間距離が所定の車間距離よりも狭くなった場合、制御部２５は、走査領域ＳＲのうち第２表示４２に対応する領域を強調領域ＨＲとする。強調領域ＨＲを強調電流ＨＣが供給されたレーザ素子２６が走査することによって、アイポイントＥＰ（図１参照）から見た第２表示４２の輝度が高くなる。つまり、強調表示（第２表示）を含んだ虚像Ｓが表示される。第２表示４２の輝度が高くなることで、前方の車間距離が狭くなったことを運転者Ｄが認識し易くなる。なお、ここで、「所定の車間距離」とは、例えば、衝突の可能性があると判断される距離である。例えば、「所定の車間距離」は、車両１００の走行スピードなどに基づいて決定される。

なお、車両１００に搭載された対象物判定部が歩行者３００や車両２００を注意対象物ＡＯとして判定し、注意情報取得部３１がその情報を取得する構成であってもよい。

以上のようにして、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１によって強調表示を含んだ虚像Ｓが表示される。なお、制御部２５は、走査領域ＳＲのうち歩行者３００に対応する領域を強調領域ＨＲとしてもよい。つまり、強調表示を歩行者３００に重畳させて表示してもよい。

以上説明したように、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、レーザ光を射出するレーザ素子２６と、レーザ素子２６へ供給される電流を制御することでレーザ素子２６のレーザ出力を制御する制御部２５と、レーザ素子２６からのレーザ光を主走査方向ＭＳに複数回走査しながら主走査方向ＭＳと直交する副走査方向ＳＳに走査することで走査領域ＳＲに画像を生成する画像生成部２４とを含み、車両１００におけるアイポイントＥＰに対向する位置に配置された反射部材１０に向けて画像を表す表示光ＬＤを投射する表示装置２０を含み、制御部２５は、主走査方向ＭＳにおけるレーザ出力の平均デューティ比の値が１００％よりも低い所定の第１の値以下である場合、走査領域ＳＲの一部である強調領域ＨＲを走査する際にレーザ素子２６の定格電流ＲＣよりも大きい強調電流ＨＣをレーザ素子２６へ供給させる。

実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１において、制御部２５は、主走査方向ＭＳにおけるレーザ出力の平均デューティ比の値が１００％よりも低い所定の第１の値以下である場合、強調領域ＨＲを走査する際に強調電流ＨＣをレーザ素子２６へ供給させる。強調領域ＨＲを走査する際にレーザ素子２６に強調電流ＨＣが供給されることで、強調領域ＨＲに描画される画像の輝度が高くなる。したがって、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１によって、表示される虚像Ｓのうち強調領域ＨＲに対応する部分の輝度を高くできる。したがって、表示される虚像Ｓの視認性を高めることができる。

また、レーザ素子２６に定格電流ＲＣよりも大きい強調電流ＨＣが供給されることで、レーザ素子２６の定格出力ＲＯよりも高い出力で、強調領域ＨＲに画像を描画することができる。したがって、レーザ素子２６を定格出力ＲＯの範囲内で使用する場合よりも、虚像に含まれる表示要素の輝度を高くすることができる。

また、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、車両１００の前方にある注意対象物ＡＯについての情報を取得する注意情報取得部３１をさらに含み、制御部２５は、走査領域ＳＲにおける注意対象物ＡＯに対応する領域を強調領域ＨＲとする。

実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１において、制御部２５が走査領域ＳＲのうち注意対象物ＡＯに対応する領域を強調領域ＨＲとすることで、注意対象物ＡＯに対応した強調表示が虚像Ｓとして表示される。この強調表示によって、運転者Ｄの視線を注意対象物ＡＯへ誘目することができる。

また、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１において、制御部２５は、走査領域ＳＲにおける強調領域ＨＲ以外の領域を走査するときにレーザ素子２６へ供給する電流を低下させることにより、平均デューティ比を第１の値以下とする。

実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１において、制御部２５がレーザ素子２６へ供給する電流を低下させることにより、平均デューティ比を第１の値以下とすることで、任意のタイミングで、レーザ素子２６に強調電流ＨＣを供給して強調領域ＨＲを走査させることができる。

また、実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１において、強調電流ＨＣの値は、平均デューティ比の値に応じて決定される。

実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１において、平均デューティ比の値に応じて強調電流ＨＣの値を決定することで、虚像Ｓの表示状況に応じた輝度で強調表示を表示させることができる。

［実施形態の変形例］
図８および図９を参照して、実施形態の変形例について説明する。実施形態の変形例は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。図８は、実施形態の変形例の投影装置を示す概略構成図である。図９は、実施形態の変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置によって投影される虚像を示す図である。変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、注意情報取得部３１の代わりに輝度情報取得部３２を含む点において、上記実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１と異なる。その他の構成は、上記の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１と同様である。

図８に示すように、変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、輝度情報取得部３２を含む。輝度情報取得部３２は、アイポイントＥＰ（図１参照）から見た反射部材１０（図１参照）の背景の輝度についての情報を取得する。輝度情報取得部３２は、例えば、車両１００の車室内に設置され反射部材１０を撮像する撮像部からの撮像データに基づいて輝度情報を取得する。

反射部材１０には、背景の輝度が相対的に高い領域と低い領域とができる。例えば、輝度情報取得部３２は、表示領域１１を任意の分割区分で分割された区画１２ごとの輝度情報を取得する。実施形態の輝度情報取得部３２においては、図９に示すように、表示領域１１を３行３列で分割された区画１２ごとの輝度情報を取得する。図９においては、相対的に輝度の低い区画１２（第１区画１２ａ）は濃く示されており、相対的に輝度の高い区画１２（第２区画１２ｂ）は淡く示されている。

図８に示すように、輝度情報取得部３２は、撮像部を介して取得した輝度情報を制御部２５に送信する。制御部２５は、反射部材１０における背景の輝度が所定の第２の値以上である区画１２に表示光ＬＤを投射する場合、走査領域ＳＲにおける区画１２と対応する領域を強調領域ＨＲとする。第２の値は、例えば、レーザ素子から定格出力ＲＯで射出されたレーザ光を用いて表示された虚像Ｓが視認しにくくなる程度の輝度の値である。また、第２の値は、表示される虚像Ｓの表示要素ごとに、その重要度などに応じて設定されてもよい。

図９に示すように、第１区画１２ａは、反射部材１０における背景の輝度が第２の値よりも低い区画１２に該当する。また、実施形態において、第２区画１２ｂは、反射部材１０における背景の輝度が第２の値以上の区画１２に該当する。実施形態では、制御部２５は、第２区画１２ｂに表示される第４表示４４に対応する走査領域ＳＲの部分を強調領域ＨＲとする。

以上説明したように、本変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、アイポイントＥＰから見た反射部材１０の背景の輝度についての情報を取得する輝度情報取得部３２をさらに含み、制御部２５は、反射部材１０における背景の輝度が所定の第２の値以上である区画（第２区画１２ｂ）に表示光ＬＤを投射する場合、走査領域ＳＲにおける区画（第２区画１２ｂ）と対応する領域を強調領域ＨＲとする。

本変形例に係るヘッドアップディスプレイ装置１は、逆光などによって反射部材１０における背景の輝度が高くなっている場合であっても、視認性を高めた虚像を表示することができる。

上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１ ヘッドアップディスプレイ装置
１０ 反射部材
１１ 表示領域
１２ 区画
１２ａ 第１区画
１２ｂ 第２区画
２０ 表示装置
２１ 投影装置
２２ ミラー
２３ レーザ光源部
２４ 画像生成部
２５ 制御部
２６ レーザ素子
２６ａ 第１レーザ素子
２６ｂ 第２レーザ素子
２６ｃ 第３レーザ素子
２７ ダイクロイックミラー
２７ａ 第１ダイクロイックミラー
２７ｂ 第２ダイクロイックミラー
２８ 走査ミラー
２８ａ 本体部
２８ｂ 可動部
２８ｃ 可動ミラー部
２９ スクリーン
３０ 撮像部
３１ 注意情報取得部
３２ 輝度情報取得部
４１ 第１表示
４２ 第２表示
４３ 第３表示
４４ 第４表示
１００ 車両
１０１ インストルメントパネル
１０１ａ 開口部
２００ 車両
３００ 歩行者
Ｄ 運転者
ＥＰ アイポイント
ＨＣ 強調電流
ＨＲ 強調領域
ＬＤ 表示光
ＭＳ 主走査方向
Ｒ１ 領域
ＲＣ 定格電流
Ｓ 虚像
ＳＲ 走査領域
ＳＳ 副走査方向
Ｘ１ 第１回転軸
Ｘ２ 第２回転軸

Claims (5)

1. レーザ光を射出するレーザ素子と、前記レーザ素子へ供給される電流を制御することで前記レーザ素子のレーザ出力を制御する制御部と、前記レーザ素子からのレーザ光を主走査方向に複数回走査しながら前記主走査方向と直交する副走査方向に走査することで走査領域に画像を生成する画像生成部とを含み、車両におけるアイポイントに対向する位置に配置された反射部材に向けて前記画像を表す表示光を投射する表示装置を備え、
   前記制御部は、前記主走査方向におけるレーザ出力の平均デューティ比の値が１００％よりも低い所定の第１の値以下である場合、前記走査領域の一部である強調領域を走査する際に前記レーザ素子の定格電流よりも大きい強調電流を前記レーザ素子へ供給させる
   ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記車両の前方にある注意対象物についての情報を取得する注意情報取得部をさらに備え、
   前記制御部は、前記走査領域における前記注意対象物に対応する領域を前記強調領域とする
   請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記アイポイントから見た前記反射部材の背景の輝度についての情報を取得する輝度情報取得部をさらに備え、
   前記制御部は、前記反射部材における前記背景の輝度が所定の第２の値以上である区画に前記表示光を投射する場合、前記走査領域における前記区画と対応する領域を前記強調領域とする
   請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
4. 前記制御部は、前記走査領域における前記強調領域以外の領域を走査するときに前記レーザ素子へ供給する電流を低下させることにより、前記平均デューティ比を前記第１の値以下とする
   請求項１から３のいずれか１つに記載のヘッドアップディスプレイ装置。
5. 前記強調電流の値は、前記平均デューティ比の値に応じて決定される
   請求項１から４のいずれか１つに記載のヘッドアップディスプレイ装置。

Images