JP2021154888A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者が表示を認識しやすくなり、運転者の安全運転を支援できる車両用表示装置を提供する。【解決手段】車両用表示装置は、制御部が、右単眼視認領域２２ａ及び左単眼視認領域２３ａにおいて外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合、両眼視認領域２１において外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合よりも、視認性が良い視認性表示態様で表示画像の表示画像制御を行う。制御部は、両眼視認領域２１において外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合、右単眼視認領域２２ａ及び左単眼視認領域２３ａにおいて外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合よりも、外部情報虚像Ｓｏに対する運転者の認識性が良い識別性表示態様で表示画像制御を行う。【選択図】図５

Description

本発明は、車両用表示装置に関する。

近年、自動車等の車両には、例えば、表示デバイスに表示される表示画像を反射ミラー等を介してウインドシールド等に投影することで、運転者に虚像として視認させるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Ｈｅａｄ Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ）を搭載するものがある。ヘッドアップディスプレイには、運転者の安全運転を支援する目的で、車両前方の実風景における周辺車両や歩行者、信号、標識、車線等に視覚情報を重畳して表示するＡＲ−ＨＵＤがある。例えば、特許文献１では、単眼のみで視認可能な領域と両眼で視認可能な領域との境界をまたぐ虚像を表示する場合、単眼領域全体の輝度を両眼領域全体の輝度よりも高く設定することが開示されている。

特許文献２では、中央表示領域と左端表示領域及び右端表示領域とを有するヘッドアップディスプレイにおいて、中央表示領域には少ない情報を、左端表示領域及び右端表示領域には中央表示領域の表示情報を補完する情報を仕分けして表示することが開示されている。

特許文献３では、左眼用と右眼用の２つの画像をそれぞれ表示可能な表示装置を備え、検知した運転者の視点位置が、基準位置から横方向へ移動した場合に、表示装置の２つの画像のうちの移動した側の画像を、基準位置からの移動量に応じて徐々に薄くすることが開示されている。

特許文献４では、車両の乗員の視線前方の周辺環境に重畳する画像を視認させる場合において、乗員の両眼の位置と視線方向を取得し、視線方向に沿って乗員の両眼間の中点を通過する中心線が画像の表示領域と交差する交点に基づいて、表示領域に基準線を設定し、表示領域に表示する画像の内、基準線よりも左眼に対応する側に表示される画像は左眼のみに視認させる画像とし、基準線よりも右眼に対応する側に表示される画像は右眼のみに視認させる画像として表示するように構成することが開示されている。

特開２０１６−１３０７７１号公報 特開２０１３−１１２２６９号公報 特開２０１７−１７１１４６号公報 特開２０１９−５６８８４号公報

ところで、運転者は、車両前方に映る虚像を単眼で視認するよりも両眼で視認する方が認識しやすい。そのため、単眼のみで視認可能な領域に車両前方の実風景に重畳させて虚像を表示しても、両眼で視認可能な領域に表示された虚像に較べて、運転者が認識しにくい可能性があることから、改善の余地がある。

本発明は、運転者が表示を認識しやすくなり、運転者の安全運転を支援することができる車両用表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両用表示装置は、表示画像を車両の被投影部材に投影し、前記被投影部材に投影された前記表示画像に対応する虚像を、前記車両の前方の実風景に重畳させて表示し、前記車両の運転者に視認させる画像表示手段と、前記車両の外部状況を示す外部情報を取得する外部情報取得手段と、前記画像表示手段により前記虚像を表示することができる虚像表示領域内に前記外部情報に対応する外部情報虚像を表示させる制御手段と、を備え、前記虚像表示領域は、前記運転者の右眼で視認可能な右眼視認領域と、前記運転者の左眼で視認可能な左眼視認領域とが重複する部分であって、かつ前記運転者の両眼で視認可能な両眼視認領域と、前記両眼視認領域の左側に隣り合い、かつ前記右眼視認領域のうち前記左眼視認領域を除外した右単眼視認領域と、前記両眼視認領域の右側に隣り合い、かつ前記左眼視認領域のうち前記右眼視認領域を除外した左単眼視認領域と、からなる視認領域が含まれており、前記制御手段は、前記右単眼視認領域及び前記左単眼視認領域において前記外部情報虚像を表示させる場合は、前記両眼視認領域において前記外部情報虚像を表示させる場合よりも、視認性が良い視認性表示態様で、前記画像表示手段による前記表示画像の表示画像制御を行い、前記両眼視認領域において前記外部情報虚像を表示させる場合は、前記右単眼視認領域及び前記左単眼視認領域において前記外部情報虚像を表示させる場合よりも、前記外部情報虚像に対する前記運転者の認識性が良い識別性表示態様で、前記表示画像制御を行う、ことを特徴とする。

また、上記車両用表示装置において、前記視認性表示態様は、前記外部情報虚像の表示態様が経時変化するものである。

また、上記車両用表示装置において、前記運転者の視点位置を取得する視点位置取得手段をさらに備え、前記制御手段は、前記視点位置の変化に応じて、前記虚像表示領域に対する前記視認領域を設定するものであり、前記設定前後において、前記外部情報虚像の前記虚像表示領域における表示位置が前記左単眼視認領域または前記右単眼視認領域と、前記両眼視認領域との間で変化した場合、前記視認性表示態様及び前記識別性表示態様のうち、前記変化後の前記視認領域に対応した表示態様となるように、前記表示画像制御を行う、ものである。

また、上記車両用表示装置において、前記外部情報は、前記車両の右方向のみに関する右方向情報と、前記車両の左方向のみに関する左方向情報と、を含み、前記制御手段は、前記右方向情報に対応する前記外部情報虚像を表示させる場合は、前記左単眼視認領域に表示させ、前記左方向情報に対応する前記外部情報虚像を表示させる場合は、前記右単眼視認領域に表示させる、ものである。

本発明に係る車両用表示装置は、運転者が表示を認識しやくなり、運転者の安全運転を支援することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係る車両用表示装置を搭載した車両の概略構成を示す模式図である。 図２は、実施形態に係る車両用表示装置の概略構成を示すブロック図である。 図３は、実施形態におけるアイポイントと虚像表示領域との位置関係を示す模式図である。 図４は、実施形態における車両の進行方向から見た表示領域の一例を示す模式図である。 図５は、実施形態に係る車両用表示装置によりウインドシールドに投影された表示画像に対応する虚像の一例を示す模式図である。 図６は、実施形態における運転者の視認範囲と虚像表示領域との位置関係を示す模式図である。 図７は、実施形態におけるアイポイント右方向移動時の視認領域の変化を示す模式図である。 図８は、実施形態におけるアイポイント左方向移動時の視認領域の変化を示す模式図である。 図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、虚像表示領域に表示される外部情報虚像の一例を示す模式図である。 図１０は、実施形態の変形例における外部情報虚像の表示態様変化前の一例を示す模式図である。 図１１は、実施形態の変形例における外部情報虚像の表示態様変化後の一例を示す模式図である。 図１２は、実施形態の変形例における運転者の視線方向変化後の一例を示す模式図である。 図１３は、両眼視認領域のみで構成された車両用表示装置におけるアイポイントと虚像表示領域との位置関係を示す模式図である。

以下に、本発明の実施形態に係る車両用表示装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本発明が限定されるものではない。以下の実施形態における構成要素には、いわゆる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。また、以下の実施形態における構成要素は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

［実施形態］
実施形態に係る車両用表示装置について説明する。図１は、実施形態に係る車両用表示装置を搭載した車両の概略構成を示す模式図である。図２は、実施形態に係る車両用表示装置の概略構成を示すブロック図である。図３は、実施形態におけるアイポイントと虚像表示領域との位置関係を示す模式図である。図４は、実施形態における車両の進行方向から見た表示領域の一例を示す模式図である。図５は、実施形態に係る車両用表示装置によりウインドシールドに投影された表示画像に対応する虚像の一例を示す模式図である。図６は、実施形態における運転者の視認範囲と虚像表示領域との位置関係を示す模式図である。図７は、実施形態におけるアイポイント右方向移動時の視認領域の変化を示す模式図である。図８は、実施形態におけるアイポイント左方向移動時の視認領域の変化を示す模式図である。図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、虚像表示領域に表示される外部情報虚像の一例を示す模式図である。なお、図３、図６〜図８（図１２を含む）における光軸Ｏは、後述する反射ミラー３１の光軸である。

なお、以下の説明において、特に記載しない限り、図１、図３〜図８（図１２を含む）に示すＸ方向は、本実施形態における車両の幅方向であり、左右方向である。Ｙ方向は、本実施形態における車両の前後方向であり、幅方向と直交する方向である。Ｚ方向は、本実施形態における車両の上下方向であり、幅方向及び前後方向と直交する方向である。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、相互に直交するものとする。なお、便宜的に、Ｘ方向のうち、Ｘ１方向を左方向、Ｘ２方向を右方向とし、Ｙ方向のうち、Ｙ１方向を前方または車両の進行方向、Ｙ２方向を後方とする。Ｚ方向は、例えば、車両の鉛直方向に従う。

本実施形態に係る車両用表示装置１は、例えば、自動車等の車両１００に搭載される。図１に示す車両用表示装置１は、車両１００の運転者Ｄの前方にあるウインドシールド１０４に表示画像を投影し、ウインドシールド１０４に投影された表示画像に対応する虚像を、車両１００の前方の実風景に重畳させて表示し、運転者Ｄに視認させるものである。車両１００の内部（の車室）には、ウインドシールド１０４の上側にルーフ１０３が連結され、下側にインストルメントパネル１０２が設けられている。インストルメントパネル１０２の後方には、ステアリングコラム１０５に回転自在に支持されたステアリングホイール１０１が設けられている。運転者Ｄは、ステアリングホイール１０１の後方に設けられた運転席１０６に着座した乗員であり、ウインドシールド１０４を介して車両１００の前方を視認することができる。ウインドシールド１０４は、被投影部材の一例である。ウインドシールド１０４は、半透過性を有し、車両用表示装置１から入射する表示光Ｌを運転者ＤのアイポイントＥＰに向けて反射する。アイポイントＥＰは、運転席１０６に着座した運転者Ｄの視点位置である。運転者Ｄは、ウインドシールド１０４に投影される表示画像を車両１００の進行方向における前方に存在する虚像Ｓとして視認することができる。車両用表示装置１は、車両前方カメラ２と、運転者カメラ３と、装置本体４とを含んで構成される（図１、図２）。車両用表示装置１は、ナビゲーション装置５に接続されている。

ナビゲーション装置５は、外部情報取得手段の一例である。ナビゲーション装置５は、いわゆるカーナビであり、地図情報や自車両の位置情報、周辺の道路状況を示す情報等を提供するものである。ナビゲーション装置５は、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの情報に基づいて自車位置を取得したり、高度道路交通システム（ＩＴＳ：Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ）を用いて必要な情報を取得する。また、ナビゲーション装置５は、先進運転支援システム（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて必要な情報を取得する構成であってもよい。また、ナビゲーション装置５は、例えば、必要な情報を内部のメモリ（不図示）から読み出したり、無線通信によって外部から取得することも可能である。ナビゲーション装置５は、車両用表示装置１からの取得要求に応じて、必要な情報を当該車両用表示装置１に出力する。

車両前方カメラ２は、外部情報取得手段の一例である。車両前方カメラ２は、ウインドシールド１０４を通して車両前方の実風景を連続して撮像し、撮像した画像を前方画像として取得するものである。車両前方カメラ２は、車両１００の車室内のルーフ１０３またはバックミラー（不図示）等に配置される（図１）。車両前方カメラ２は、例えば、車両前方の実風景を動画として撮像し、撮影した動画から得られる静止画を前方画像として取得することができる。車両前方カメラ２は、装置本体４に接続され、前方画像を装置本体４に逐次出力する。なお、車両前方カメラ２は、撮影した動画をそのまま装置本体４に出力してもよい。

運転者カメラ３は、視点位置取得手段の一例である。運転者カメラ３は、車両１００の車室内に配置され、運転者Ｄの顔部を連続して撮像し、撮像した画像を運転者画像として取得するものである。運転者カメラ３は、例えば、車室内のステアリングコラム１０５の上部で、かつ運転者Ｄから見てステアリングホイール１０１の背後に配置される。運転者カメラ３は、例えば、運転者Ｄの顔部を動画として撮像し、撮像した動画から得られる静止画を運転者画像として取得することができる。運転者カメラ３は、装置本体４に接続され、運転者画像を装置本体４に逐次出力する。なお、運転者カメラ３は、撮影した動画をそのまま装置本体４に出力してもよい。

装置本体４は、表示画像をウインドシールド１０４に投影するものである。装置本体４は、例えば車両１００のインストルメントパネル１０２の内側に配置されている（図１）。インストルメントパネル１０２の上面には、開口１０２ａが設けられている。装置本体４は、開口１０２ａを介してウインドシールド１０４に向けて表示光Ｌを照射することで表示画像を投影する。本実施形態における装置本体４は、画像解析部１０と、画像投影部１１と、制御部１２を含んで構成される（図２）。画像解析部１０及び制御部１２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、メモリ、及び各種インタフェース等を有するマイクロコントローラ上で機能する部分である。

画像解析部１０は、車両前方カメラ２、運転者カメラ３、及び制御部１２に接続され、車両前方カメラ２及び運転者カメラ３から入力された画像信号を解析し、解析した結果を制御部１２に出力するものである。画像解析部１０は、車両前方カメラ２から画像信号として前方画像が入力された場合、当該前方画像に基づいて、運転者Ｄに報知すべき外部情報Ｗを特定する。画像解析部１０は、解析結果として、特定した外部情報Ｗを制御部１２に出力する。

ここで外部情報Ｗは、車両１００の外部状況を示すものであり、例えば、車両前方の実風景における周辺車両、歩行者、信号機、標識、車線等が含まれる。例えば、図５に示す外部情報Ｗは、車道１１０を横断しようとする歩行者である。周辺車両には、自車両の先行車両、駐車車両、並走車両（自転車等の軽車両を含む）等が含まれる。歩行者には、車道を横断する者、車道や歩道を歩く者等が含まれる。信号機は、交通信号機、踏切信号等が含まれる。標識は、道路標識が含まれる。車線は、法令上の車線である。

画像解析部１０は、運転者カメラ３から画像信号として運転者画像が入力された場合、運転者画像に基づいて、公知の画像解析手法により、運転者Ｄの顔の向き及び眼球の位置（アイポイントＥＰ）を特定する。画像解析部１０は、解析結果として、特定した運転者Ｄの顔の向き及びアイポイントＥＰの情報を制御部１２に出力する。

画像投影部１１は、画像表示手段の一例である。画像投影部１１は、制御部１２に接続され、制御部１２から入力された表示画像を、ウインドシールド１０４に投影するものである。画像投影部１１は、表示器３０と、反射ミラー３１と、を含んで構成される。表示器３０は、ウインドシールド１０４に投影される表示画像を表示光Ｌとして出射するものである。反射ミラー３１は、例えば、凹面鏡であり、表示器３０から出射された表示光Ｌをウインドシールド１０４に向けて反射するものである。

制御部１２は、制御手段の一例である。制御部１２は、車両前方カメラ２、運転者カメラ３、画像解析部１０、及び画像投影部１１を制御するものである。制御部１２は、ナビゲーション装置５に接続されている。制御部１２は、例えば、ナビゲーション装置５から取得した地図情報や自車両の位置情報、周辺の道路状況を示す外部情報等に基づいて画像投影部１１を制御し、虚像Ｓを表示することができる虚像表示領域２０における所定の位置に虚像Ｓを表示させる表示画像制御を行う。また、制御部１２は、画像解析部１０から入力された外部情報Ｗと、運転者Ｄの顔の向き及びアイポイントＥＰの情報とに基づいて画像投影部１１を制御し、虚像表示領域２０における所定の位置に虚像Ｓを表示させる表示画像制御を行う。本実施形態の制御部１２は、虚像表示領域２０内に外部情報Ｗに対応する外部情報虚像Ｓｏを表示させる表示画像制御を行う。外部情報虚像Ｓｏは、上述した虚像Ｓに含まれるものである。本実施形態の虚像Ｓは、外部情報虚像Ｓｏの他に、車両１００に関する情報（例えば、車速やエンジン回転数、冷却水温度等）に対応する虚像等が含まれる。

ここで虚像表示領域２０は、画像投影部１１により虚像Ｓを表示することができ、かつ運転者Ｄに当該虚像Ｓを視認させることができる領域である。虚像表示領域２０は、図３〜図５に示すように、両眼視認領域２１と、右単眼視認領域２２ａと、左単眼視認領域２３ａと、からなる視認領域が含まれる。両眼視認領域２１は、右眼視認領域２２と、左眼視認領域２３とが重複する部分であって、かつ運転者Ｄの両眼（右眼ＥＲ及び左眼ＥＬ）で視認可能な視認領域である。

虚像表示領域２０において、両眼視認領域２１、及び、片眼視認領域である右単眼視認領域２２ａ、左単眼視認領域２３ａを設けた場合、図１３に示す両眼視認領域のみで構成された車両用表示装置に比べて、反射ミラー３２のサイズを小さくすることができる。図１３に示す反射ミラー３２の幅方向の長さＭＳ２は、図３に示す反射ミラー３１の幅方向の長さＭＳ１対して、ＭＳ２＞ＭＳ１の関係となる。このように、反射ミラー３２のサイズを小さくすることで、両眼視認領域のみで構成された車両用表示装置よりも装置の小型化を図ることができる。また、両眼視認領域及び片眼視認領域を設けた場合、同じサイズの虚像表示領域２０で両眼視認領域のみで構成された車両用表示装置よりも反射ミラー３２のサイズを小さくできることから、反射ミラー３１のサイズを大きくすることで虚像表示領域２０を拡大することができる。

右眼視認領域２２は、運転者Ｄの右眼ＥＲで視認可能な視認領域である。右眼視認領域２２は、図３、図４に示すように、虚像表示領域２０の左右方向におけるＧ−Ｈ間を占める。右単眼視認領域２２ａは、虚像表示領域２０において、両眼視認領域２１の左側に隣り合い、かつ右眼視認領域２２のうち左眼視認領域２３を除外した部分である。右単眼視認領域２２ａは、例えば、当該領域に虚像Ｓが表示された場合、運転者Ｄの右眼ＥＲで視認することは可能であるが、左眼ＥＬで視認することができない領域である。右単眼視認領域２２ａは、図３、図４に示すように、虚像表示領域２０の左右方向におけるＧ−Ｉ間を占める。

左眼視認領域２３は、運転者Ｄの左眼ＥＬで視認可能な視認領域である。左眼視認領域２３は、図３、図４に示すように、虚像表示領域２０の左右方向におけるＩ−Ｊ間を占める。左単眼視認領域２３ａは、虚像表示領域２０において、両眼視認領域２１の右側に隣り合い、かつ左眼視認領域２３のうち右眼視認領域２２を除外した部分である。左単眼視認領域２３ａは、例えば、当該領域に虚像Ｓが表示された場合、運転者Ｄの左眼ＥＬで視認することは可能であるが、右眼ＥＲで視認することができない領域である。左単眼視認領域２３ａは、図３、図４に示すように、虚像表示領域２０の左右方向におけるＨ−Ｊ間を占める。

虚像表示領域２０の左端に位置するＧは、運転者Ｄの右眼ＥＲと反射ミラー３１の左端とを結ぶ光線Ｒ１の延長線上に位置する。虚像表示領域２０の右端に位置するＨは、運転者Ｄの左眼ＥＬと反射ミラー３１の右端とを結ぶ光線Ｌ２の延長線上に位置する。両眼視認領域２１の左端に位置するＩは、運転者Ｄの左眼ＥＬと反射ミラー３１の左端とを結ぶ光線Ｌ１の延長線上に位置する。両眼視認領域２１の右端に位置するＪは、運転者Ｄの右眼ＥＬと反射ミラー３１の右端とを結ぶ光線Ｒ２の延長線上に位置する。

制御部１２は、右単眼視認領域２２ａ及び左単眼視認領域２３ａ（以下、単に「単眼視認領域（２２ａ，２３ａ）」とも呼ぶ。）において外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合は、両眼視認領域２１において外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合よりも、視認性が良い視認性表示態様で、画像投影部１１による表示画像の表示画像制御を行う。例えば、制御部１２は、単眼視認領域に外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合、両眼視認領域２１において外部情報虚像Ｓｏを実風景の歩行者に重畳させて表示させるよりも、当該歩行者に重畳させることなく、視認性の良い視認性表示態様として、例えば、アイコンを表示させる表示画像制御を行う。外部情報虚像Ｓｏを重畳対象（例えば歩行者等）に重畳させて表示する場合、一般的に、外部情報虚像Ｓｏを重畳対象と重なるように表示したり、刺激が強く明るい色で表示すると、運転者Ｄが実際の重畳対象を認識しづらくなる。また、重畳対象に重畳させることから、表示形状も限定されやすい。そのため、重畳表示される外部情報虚像Ｓｏは、比較的控えめな視認性表示態様で表示される可能性が高い。そこで、両眼視認領域２１において表示される外部情報虚像Ｓｏよりも明るい色や視認性が高い形状を有するアイコン等を表示させることで運転者Ｄがその表示を認識しやすくなる。図５に示す外部情報虚像Ｓ１（Ｓｏ）は、いわゆる人型のアイコンであり、外部情報Ｗにおける左方向情報が車両１００の前方を左方向から右方向に向けて横断する歩行者であった場合に表示される。この場合、外部情報である歩行者に対応する人型のアイコンが外部情報虚像Ｓｏとして表示される。

また、制御部１２は、両眼視認領域２１において外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合は、単眼視認領域において外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合よりも、外部情報虚像Ｓｏに対する運転者Ｄの認識性が良い識別性表示態様で、表示画像制御を行う。上述したように、制御部１２は、両眼視認領域２１において外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合、外部情報虚像Ｓｏに対する運転者Ｄの認識性が良い識別性表示態様として、車両１００の前方の風景に重畳させて表示するように表示画像制御を行う。図５に示す外部情報虚像Ｓ２（Ｓｏ）は、いわゆる矢印のアイコンであり、外部情報Ｗが車両１００の進行方向であった場合に表示される。この外部情報Ｗは、例えば、ナビゲーション装置５から取得されたものである。外部情報虚像Ｓ２は、両眼視認領域２１において車両１００の前方に向かって伸びる車線１１１，１１２と重畳して表示されており、当該車線１１１，１１２に合わせた形状に変形されている。

制御部１２は、アイポイントＥＰの変化に応じて、虚像表示領域２０に対する視認領域を設定するものである。制御部１２は、上記設定前後において、外部情報虚像Ｓｏの虚像表示領域２０における表示位置が左単眼視認領域２３ａまたは右単眼視認領域２２ａと、両眼視認領域２１との間で変化した場合、視認性表示態様及び識別性表示態様のうち、変化後の視認領域に対応した表示態様となるように、表示画像制御を行う。

両眼視認領域２１、右単眼視認領域２２ａ及び左単眼視認領域２３ａは、運転者ＤのアイポイントＥＰの変化に応じて、虚像表示領域２０における範囲が変化する。アイポイントＥＰの変化に対応する運転者Ｄの視認範囲４０と、反射ミラー３１と、虚像表示領域２０との位置関係を図６に示す。図６において、虚像表示領域２０の左端に位置するＧは、視認範囲４０の右端Ｎと反射ミラー３１の左端とを結ぶ直線Ｕ１の延長線上に位置する。虚像表示領域２０の右端に位置するＪは、視認範囲４０の左端Ｍと反射ミラー３１の右端とを結ぶ直線Ｕ２の延長線上に位置する。例えば、アイポイントＥＰが視認範囲４０の右端側に移動した場合、図７に示すように、両眼視認領域２１、右単眼視認領域２２ａ、及び左単眼視認領域２３ａの各視認領域が左右方向に縮小しながら虚像表示領域２０の左端側に移動し、虚像表示領域２０の右端側に不可視認領域２４が形成される。また、アイポイントＥＰが視認範囲４０の左端側に移動した場合、図８に示すように、両眼視認領域２１、右単眼視認領域２２ａ、及び左単眼視認領域２３ａの各視認領域が左右方向に縮小しながら虚像表示領域２０の右端側に移動し、虚像表示領域２０の左端側に不可視認領域２４が形成される。この不可視認領域２４は、運転者Ｄが右眼ＥＲでも左眼ＥＬでも両眼でも視認できない領域である。この不可視認領域２４に外部情報虚像Ｓｏを含む虚像Ｓが表示されても運転者Ｄが視認することができない。

上記を踏まえて、右単眼視認領域２２ａに外部情報虚像Ｓｏが表示された状態で、運転者ＤのアイポイントＥＰが視認範囲４０における中央から右端側に変化した場合について説明する。外部情報虚像Ｓｏの虚像表示領域２０における表示位置は、アイポイントＥＰの変化の前後で変化しないが、両眼視認領域２１、右単眼視認領域２２ａ、及び左単眼視認領域２３ａの各視認領域が虚像表示領域２０の左端側に移動する。そのため、外部情報虚像Ｓｏの表示位置が右単眼視認領域２２ａと両眼視認領域２１との間で変化した場合、視認性表示態様及び識別性表示態様のうち、変化後の視認領域、ここでは両眼視認領域２１に対応した表示態様になるように、制御部１２が表示画像制御を行う。この結果、外部情報虚像Ｓｏが視認性表示態様から識別性表示態様に変更される。例えば、図９（Ａ）に示す外部情報虚像Ｓ３（Ｓｏ）が右単眼視認領域２２ａに表示されている場合、当該外部情報虚像Ｓ３は、視認性表示態様として、簡易な形状で視認性が高くなるように表示される。一方、図５に示す外部情報虚像Ｓ２が両眼視認領域２１に表示されている場合、当該外部情報虚像Ｓ２は、認識性表示態様として、実風景における外部情報Ｗ（ここでは歩行者）に重畳させて表示される。このように、制御部１２は、例えば、外部情報虚像Ｓｏの表示位置が右単眼視認領域２２ａと両眼視認領域２１との間で変化した場合、虚像表示領域２０における表示位置を変えることなく、外部情報虚像Ｓｏの表示態様を変更する。

以上説明した車両用表示装置１は、制御部１２が、右単眼視認領域２２ａ及び左単眼視認領域２３ａにおいて外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合、両眼視認領域２１において外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合よりも、視認性が良い視認性表示態様で、画像投影部１１による表示画像の表示画像制御を行う。制御部１２は、両眼視認領域２１において外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合、右単眼視認領域２２ａ及び左単眼視認領域２３ａにおいて外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合よりも、外部情報虚像Ｓｏに対する運転者Ｄの認識性が良い識別性表示態様で、表示画像制御を行う。

上記構成により、例えば、単眼視認領域（２２ａ，２３ａ）に外部情報虚像Ｓｏが表示された場合、当該外部情報虚像Ｓｏの意味を認識せずとも、運転者Ｄが車両１００の右方向または左方向に意識を持つことが可能となる。その結果、運転者Ｄが表示を認識しやくなり、運転者Ｄの安全運転を支援することができる。運転者Ｄは、単眼で視認するよりも両眼で視認する方が認識しやすいことから、単眼視認領域に、両眼視認領域２１に表示する外部情報虚像Ｓｏと同じ識別性を持つ虚像を表示しても認識できない。そこで、識別性の高い外部情報虚像Ｓｏを単眼視認領域に表示しても運転者Ｄが認識しにくいことから、単眼視認領域には、両眼視認領域２１に表示する外部情報虚像Ｓｏよりも視認性が良い視認性表示態様の外部情報虚像Ｓｏを表示させることにしている。また、単眼視認領域に表示される外部情報虚像Ｓｏに対して、両眼視認領域２１に表示される外部情報虚像Ｓｏの視認性を高くすることで、単眼視認領域に表示される虚像を認識しやくすることも考えられる。しかしながら、両眼視認領域で表示される虚像が主に実風景との重畳されることから、当該虚像の視認性をあげる必要がなく、かえって視認性をあげることが運転者にとって迷惑に思われる可能性がある。一方、単眼視認領域で表示される虚像を実風景と重畳させたとしても、単眼視認領域に表示される虚像が運転者Ｄに認識されにくいことから、当該虚像の視認性を高くしたとしても両眼視認領域２１に表示される虚像の視認性を高くした場合ほど迷惑にならないはずである。

また、本実施形態における車両用表示装置１は、制御部１２が、アイポイントＥＰの変化に応じて、虚像表示領域２０に対する視認領域を設定する前後で、外部情報虚像Ｓｏの虚像表示領域２０における表示位置が単眼視認領域と、両眼視認領域２１との間で変化した場合、視認性表示態様及び識別性表示態様のうち、変化後の視認領域に対応した表示態様となるように、表示画像制御を行う。これにより、運転者ＤのアイポイントＥＰが変化しても、単眼視認領域には、両眼視認領域２１より表示される虚像よりも視認性が良い視認性表示態様で表示することが可能となる。一方、運転者ＤのアイポイントＥＰが変化しても、両眼視認領域２１には、単眼視認領域に表示される虚像よりも運転者Ｄの認識性が良い識別性表示態様で表示することが可能となる。この結果、運転者Ｄの安全運転をより支援することができる。

上記実施形態では、制御部１２は、上述した視認性の良い視認性表示態様として、歩行者に対応する人型のアイコンを表示させるように表示画像制御を行うが、これに限定されるものではない。例えば、図９（Ａ）、図９（Ｂ）に示す外部情報虚像Ｓ３，Ｓ４（Ｓｏ）であってもよいし、図９（Ｃ）に示す外部情報虚像Ｓ５（Ｓｏ）であってもよい。図９（Ｂ）に示す外部情報虚像Ｓ４は、図９（Ａ）に示す外部情報虚像Ｓ３に対して、いわゆるグラデーションが付されたものである。外部情報虚像Ｓ３，Ｓ４は、視認性の良い視認性表示態様としての、いわゆるインジケータである。外部情報虚像Ｓ５は、視認性の良い視認性表示態様としての、安全標識を模したアイコンである。外部情報虚像Ｓ３〜Ｓ５は、いずれも右単眼視認領域２２ａに表示されていることから、運転者Ｄに対して車両１００の左側に注意を向けさせる場合に表示される。一方、運転者Ｄに対して車両１００の右側に注意を向けさせる場合、外部情報虚像Ｓ３〜Ｓ５が左単眼視認領域２３ａに表示される。なお、視認性の良い視認性表示態様は、識別性表示態様に対して、色や形状等を変更したアイコンやインジケータ等を例示したが、これらに限定されるものではない。

次に、実施形態の変形例に係る車両用表示装置について説明する。図１０は、実施形態の変形例における外部情報虚像の表示態様変化前の一例を示す模式図である。図１１は、実施形態の変形例における外部情報虚像の表示態様変化後の一例を示す模式図である。図１２は、実施形態の変形例における運転者の視線方向変化後の一例を示す模式図である。

制御部１２は、運転者Ｄの顔の向き及びアイポイントＥＰの情報に基づいて、運転者Ｄの視線方向Ｑを取得することができる。制御部１２は、運転者Ｄの視線方向Ｑの変化に応じて、虚像表示領域２０に対する視認領域を設定するものである。制御部１２は、上記設定前後において、虚像表示領域２０に対する視線方向Ｑが左単眼視認領域２３ａまたは右単眼視認領域２２ａと、両眼視認領域２１との間で変化した場合、視認性表示態様及び識別性表示態様のうち、変化後の視線方向Ｑ（図１１、図１２）に対応した視認領域に対応する表示態様となるように、表示画像制御を行う。制御部１２は、運転者Ｄの視線方向Ｑが両眼視認領域２１に向いていると判断した場合、例えば、右単眼視認領域２２ａに表示させる外部情報虚像Ｓｏを視認性が良い視認性表示態様（外部情報虚像Ｓ３）で表示画像制御を行う（図１０）。この状態において、制御部１２は、運転者Ｄの視線方向Ｑが右単眼視認領域２２ａに変化した場合、右単眼視認領域２２ａに表示させる外部情報虚像Ｓ３を、運転者Ｄの認識性が良い識別性表示態様（外部情報虚像Ｓ６）に変更して表示画像制御を行う。

上述した実施形態の変形例における車両用表示装置１は、上記構成により、運転者Ｄの視線方向Ｑに合わせて表示態様を変更することができ、より運転者Ｄが認識しやすい表示を提供することが可能となる。

なお、上記実施形態及びその変形例では、制御部１２は、各単眼視認領域（２２ａ，２３ａ）において外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合、両眼視認領域２１で外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合よりも、視認性が良い視認性表示態様で表示画像制御を行っているが、これに限定されるものではない。例えば、制御部１２は、視認性表示態様で表示画像制御を行う場合、外部情報虚像Ｓｏの表示態様が経時変化するように構成されていてもよい。上記構成により、外部情報虚像Ｓｏの視認性をより高めることができる。

また、上記実施形態及びその変形例では、外部情報Ｗは、車両１００の外部状況全体を示すものであるが、これに限定されるものではなく、車両１００の右方向のみに関する右方向情報と、車両１００の左方向のみに関する左方向情報と、を含むものであってもよい。右方向情報は、例えば、車両１００の前方を右方向から左方向に向けて横断する車両や歩行者、車両１００の前方右側から後方に向けて走行する対向車両や歩行者、車両１００の前方右側に位置する右側車線（中央車線や分離帯を含む）等を含む。左方向情報は、例えば、車両１００の前方を左方向から右方向に向けて横断する車両や歩行者、車両１００の前方左側に位置する駐車車両や信号機、標識、左側車線等を含む。

制御部１２は、右方向情報に対応する外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合は、左単眼視認領域２３ａに表示させ、左方向情報に対応する外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合は、右単眼視認領域２２ａに表示させる。制御部１２は、例えば、車両１００の前方左側の駐車車両に対応する外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合に、当該外部情報虚像Ｓｏが左方向情報に対応するものであっても、当該駐車車両の位置に応じて両眼視認領域２１にて重畳表示を行う。その後、車両１００が進行方向に移動することで、駐車車両の位置が自車両に近づくと、制御部１２は、外部情報虚像Ｓｏの表示を、両眼視認領域２１から、左方向に対応する右単眼視認領域２２ａに切り替える。このとき、外部情報虚像Ｓｏは、変化後の視認領域に対応した表示態様となるように、識別性表示態様から視認性表示態様に切り替わる。

制御部１２は、例えば、停車状態の車両１００の前方を右方向から左方向に向けて横断する他の車両に対応する外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合、当該外部情報虚像Ｓｏを右方向に対応する左単眼視認領域２３ａに表示させる。
その後、他の車両が右方向から左方向に移動すると、制御部１２は、外部情報虚像Ｓｏの表示を、左単眼視認領域２３ａから両眼視認領域２１に切り替える。このとき、外部情報虚像Ｓｏは、変化後の視認領域に対応した表示態様となるように、視認性表示態様から識別性表示態様に切り替わる。

制御部１２は、左単眼視認領域２３ａに対して、右方向情報に対応する外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合は、右単眼視認領域２２ａに何も表示させないものとする。また、制御部１２は、右単眼視認領域２２ａに対して、左方向情報に対応する外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合は、左単眼視認領域２３ａに何も表示させないものとする。

また、上記実施形態及びその変形例では、制御部１２は、左単眼視認領域２３ａに外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合、右単眼視認領域２２ａに何も表示させないものとし、右単眼視認領域２２ａに外部情報虚像Ｓｏを表示させる場合、左単眼視認領域２３ａに何も表示させないものとするが、これに限定されるものではない。例えば、制御部１２は、左単眼視認領域２３ａ及び右単眼視認領域２２ａにそれぞれ同一または異なる表示態様の外部情報虚像Ｓｏを表示させてもよい。この場合、例えば、車両１００に緊急事態が生じたことを運転者Ｄに知らせる際に、上記表示を行うことで当該運転者Ｄが緊急事態を素早く認識することが可能となる。

また、上記実施形態及びその変形例では、外部情報取得手段として車両前方カメラ２、ナビゲーション装置５を例示したが、これらに限定されるものではない。例えば、外部情報取得手段は、レーザレーダ、ミリ波レーダ等であってもよい。

また、上記実施形態及びその変形例では、車両用表示装置１は、表示画像を車両１００のウインドシールド１０４に投影しているが、これに限定されず、例えばコンバイナ等に投影してもよい。

また、上記実施形態及びその変形例では、車両用表示装置１は、自動車等の車両１００に適用されているが、これに限定されず、例えば車両１００以外の船舶や航空機等に適用してもよい。

１ 車両用表示装置
２ 車両前方カメラ
３ 運転者カメラ
１１ 画像投影部
１２ 制御部
２０ 虚像表示領域
２１ 両眼視認領域
２２ 右眼視認領域
２２ａ 右単眼視認領域
２３ 左眼視認領域
２３ａ 左単眼視認領域
１００ 車両
Ｄ 運転者
Ｗ 外部情報
ＥＰ アイポイント
ＥＲ 右眼
ＥＬ 左眼
Ｓ 虚像
Ｓｏ 外部情報虚像

Claims (4)

1. 表示画像を車両の被投影部材に投影し、前記被投影部材に投影された前記表示画像に対応する虚像を、前記車両の前方の実風景に重畳させて表示し、前記車両の運転者に視認させる画像表示手段と、
   前記車両の外部状況を示す外部情報を取得する外部情報取得手段と、
   前記画像表示手段により前記虚像を表示することができる虚像表示領域内に前記外部情報に対応する外部情報虚像を表示させる制御手段と、を備え、
   前記虚像表示領域は、
   前記運転者の右眼で視認可能な右眼視認領域と、前記運転者の左眼で視認可能な左眼視認領域とが重複する部分であって、かつ前記運転者の両眼で視認可能な両眼視認領域と、
   前記両眼視認領域の左側に隣り合い、かつ前記右眼視認領域のうち前記左眼視認領域を除外した右単眼視認領域と、
   前記両眼視認領域の右側に隣り合い、かつ前記左眼視認領域のうち前記右眼視認領域を除外した左単眼視認領域と、
   からなる視認領域が含まれており、
   前記制御手段は、
   前記右単眼視認領域及び前記左単眼視認領域において前記外部情報虚像を表示させる場合は、前記両眼視認領域において前記外部情報虚像を表示させる場合よりも、視認性が良い視認性表示態様で、前記画像表示手段による前記表示画像の表示画像制御を行い、
   前記両眼視認領域において前記外部情報虚像を表示させる場合は、前記右単眼視認領域及び前記左単眼視認領域において前記外部情報虚像を表示させる場合よりも、前記外部情報虚像に対する前記運転者の認識性が良い識別性表示態様で、前記表示画像制御を行う、
   ことを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記視認性表示態様は、前記外部情報虚像の表示態様が経時変化するものである、
   請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記運転者の視点位置を取得する視点位置取得手段をさらに備え、
   前記制御手段は、
   前記視点位置の変化に応じて、前記虚像表示領域に対する前記視認領域を設定するものであり、
   前記設定前後において、前記外部情報虚像の前記虚像表示領域における表示位置が前記左単眼視認領域または前記右単眼視認領域と、前記両眼視認領域との間で変化した場合、前記視認性表示態様及び前記識別性表示態様のうち、前記変化後の前記視認領域に対応した表示態様となるように、前記表示画像制御を行う、
   請求項１または２に記載の車両用表示装置。
4. 前記外部情報は、
   前記車両の右方向のみに関する右方向情報と、前記車両の左方向のみに関する左方向情報と、を含み、
   前記制御手段は、
   前記右方向情報に対応する前記外部情報虚像を表示させる場合は、前記左単眼視認領域に表示させ、
   前記左方向情報に対応する前記外部情報虚像を表示させる場合は、前記右単眼視認領域に表示させる、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用表示装置。

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