JP2022068195A - ナビゲーション装置、ヘッドアップディスプレイ、制御方法、プログラム、及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】ルート案内画像を好適に視認させることが可能なナビゲーション装置及びヘッドアップディスプレイを提供する。【解決手段】ヘッドアップディスプレイは、光源ユニット４と、コンバイナとを備える。光源ユニット４の制御部５５は、通信部５６によりナビゲーション装置から車両の位置情報を取得する。そして、制御部５５は、ルート案内画像をコンバイナに表示させ、かつ、通常モードと、広域モードとの切り替えを行う。このとき、制御部５５は、通常モードでの表示対象エリア内のルート距離が第１閾値以下となる場合に、広域モードに切り替える。【選択図】図４

Description

本発明は、ルート案内を行う際の表示技術に関する。

従来から、現在位置から目的地又は立寄地へのルートを示すルート案内画像を表示する車載表示システムが知られている。例えば、特許文献１には、現在位置から目的地又は立寄地へのルートを示すルート案内画像を、車両前方の風景に含まれる路面と対応させて表示させるヘッドアップディスプレイが開示されている。

特開２０１３－７９９３０号公報

ヘッドアップディスプレイでは、曲率が大きいカーブや右左折地点に近付いた場合に、案内ルートが大きく曲がるため、ルート案内画像も同様に曲がり、ルート案内画像が示すルートの距離が短くなる。この場合、利用者は、直近のルートしかルート案内画像から把握することができないため、その先のルートがわからずに不安を感じることがあった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ルート案内画像をユーザに好適に視認させることが可能なナビゲーション装置及びヘッドアップディスプレイを提供することを主な目的とする。

請求項に記載の発明は、移動体の位置を取得する取得手段と、前記移動体の前方の風景又は当該風景を撮影した前方画像に重畳させて、前記移動体の現在位置から目的地又は立寄地へのルートを示すルート案内画像を表示手段に表示させ、かつ、前記ルート案内画像を、前記風景又は前記前方画像に含まれる前記ルートに相当する路面と対応させて前記表示手段に表示させる通常モードと、前記通常モードで表示させる前記ルート案内画像よりも広範囲のルートを示すルート案内画像を前記表示手段に表示させる広域モードとの切り替えを行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記通常モードによりルート案内画像を表示させると当該ルート案内画像に対応する路面の距離が所定値以下となる場合に、前記広域モードに切り替えることを特徴とする。

また、請求項に記載の発明は、ナビゲーション装置が実行する制御方法であって、移動体の位置を取得する取得工程と、前記移動体の前方の風景又は当該風景を撮影した前方画像に重畳させて、前記移動体の現在位置から目的地又は立寄地へのルートを示すルート案内画像を表示手段に表示させ、かつ、前記ルート案内画像を、前記風景又は前記前方画像に含まれる前記ルートに相当する路面と対応させて前記表示手段に表示させる通常モードと、前記通常モードで表示させる前記ルート案内画像よりも広範囲のルートを示すルート案内画像を前記表示手段に表示させる広域モードとの切り替えを行う制御工程とを有し、前記制御工程では、前記通常モードによりルート案内画像を表示させると当該ルート案内画像に対応する路面の距離が所定値以下となる場合に、前記広域モードに切り替えることを特徴とする。

また、請求項に記載の発明は、コンピュータが実行するプログラムであって、移動体の位置を取得する取得手段と、前記移動体の前方の風景又は当該風景を撮影した前方画像に重畳させて、前記移動体の現在位置から目的地又は立寄地へのルートを示すルート案内画像を表示手段に表示させ、かつ、前記ルート案内画像を、前記風景又は前記前方画像に含まれる前記ルートに相当する路面と対応させて前記表示手段に表示させる通常モードと、前記通常モードで表示させる前記ルート案内画像よりも広範囲のルートを示すルート案内画像を前記表示手段に表示させる広域モードとの切り替えを行う制御手段として前記コンピュータを機能させ、前記制御手段は、前記通常モードによりルート案内画像を表示させると当該ルート案内画像に対応する路面の距離が所定値以下となる場合に、前記広域モードに切り替えることを特徴とする。

表示システムの概略構成を示す。 ナビゲーション装置の概略構成を示す。 ヘッドアップディスプレイの概略構成を示す。 光源ユニットの概略構成を示す。 （Ａ）は、現在位置周辺を表すマップ内における表示対象エリアの設定範囲を示す。（Ｂ）は、（Ａ）の例において、運転席から視認される前方風景の一例である。 図５の例から車両が所定距離だけ進行した後の状態を示す。 図６の例から広域モードに切り替わった後の状態を示す。 ルート距離の算出方法を説明するための図である。 ルート距離の算出方法を説明するための図である。 通常モードでの処理を示すフローチャートを示す。 広域モードでの処理を示すフローチャートを示す。 変形例に係る表示システムの構成を示す。 変形例に係る表示例を示す。

本発明の１つの好適な実施形態では、ナビゲーション装置は、移動体の位置を取得する取得手段と、前記移動体の前方の風景又は当該風景を撮影した前方画像に重畳させて、前記移動体の現在位置から目的地又は立寄地へのルートを示すルート案内画像を表示手段に表示させ、かつ、前記ルート案内画像を、前記風景又は前記前方画像に含まれる前記ルートに相当する路面と対応させて前記表示手段に表示させる通常モードと、前記通常モードで表示させる前記ルート案内画像よりも広範囲のルートを示すルート案内画像を前記表示手段に表示させる広域モードとの切り替えを行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記通常モードによりルート案内画像を表示させると当該ルート案内画像に対応する路面の距離が所定値以下となる場合に、前記広域モードに切り替える。

上記ナビゲーション装置は、取得手段と、制御手段とを備える。取得手段は、移動体の位置を取得する。制御手段は、ルート案内画像を表示手段に表示させ、かつ、通常モードと、広域モードとの切り替えを行う。ここで、ルート案内画像は、移動体の前方の風景又は当該風景を撮影した前方画像に重畳させて、移動体の現在位置から目的地又は立寄地へのルートを示す。また、通常モードは、ルート案内画像を、風景又は前方画像に含まれるルートに相当する路面と対応させて表示手段に表示させるモードであり、広域モードは、通常モードで表示させるルート案内画像よりも広範囲のルートを示すルート案内画像を表示手段に表示させるモードである。そして、制御手段は、通常モードによりルート案内画像を表示させると当該ルート案内画像に対応する路面の距離が所定値以下となる場合に、広域モードに切り替える。この態様では、ナビゲーション装置は、ルート案内画像に対応する路面の距離が短い場合に、広範囲のルートを示すルート案内画像に切り替える。これにより、ナビゲーション装置は、曲率が大きいカーブや右左折地点に近付いた場合であっても、適切な範囲のルートをユーザに認識させ、ユーザに安心感を与えることができる。

上記ナビゲーション装置の一態様では、前記取得手段は、移動体の位置と進行方向を取得し、制御手段は、前記通常モードでは前記進行方向を含む第１角度範囲内に存在するルート案内画像を表示手段に表示させ、前記広域モードでは前記第１角度範囲よりも広い第２角度範囲内に存在するルート案内画像を表示させる。このように、ナビゲーション装置は、広域モードでは第１角度範囲よりも広い第２角度範囲内に存在するルート案内画像を表示させることで、曲率が大きいカーブや右左折地点に近付いた場合であっても、好適に、ルート案内画像により広範囲のルートを表示することができる。

上記ナビゲーション装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記通常モードとした場合に表示される前記ルート案内画像に対応する路面の距離が前記所定値よりも長い第２の所定値より大きい場合に、前記広域モードから前記通常モードに切り替える。このように、ナビゲーション装置は、通常モードから広域モードへの切り替えに用いる閾値よりも、広域モードから通常モードへの切り替えに用いる閾値を厳しくすることで、広域モードと通常モードとの切り替えが頻繁に発生するのを好適に抑制することができる。

上記ナビゲーション装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記通常モードでは、前記ルート案内画像と共に前記風景に含まれる施設を示すマーク画像を当該施設に対応する位置に表示させ、前記広域モードでは、前記マーク画像を表示させない。広域モードでは、ルート案内画像に表示するルートを広域にすることにより、マーク画像が実際の風景の施設に対応しない位置に表示される可能性がある。従って、この態様により、マーク画像の位置ずれに起因したユーザの違和感を好適に抑制することができる。

上記ナビゲーション装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記移動体の移動速度が速いほど、前記所定値を大きくする。一般に、高速移動時では、単位時間内に進む距離が長いため、ユーザはより先のルートを確認したいと思うことが推測される。従って、ナビゲーション装置は、この態様により、高速移動時には広域モードへ切り替えるタイミングを早くし、先のルートを把握できないことによる不安を好適に低減することができる。

上記ナビゲーション装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記通常モードとした場合に表示される前記ルート案内画像が示す路面が連続していない場合、当該路面のうち、途切れた後の路面を除外した路面の距離が、前記所定値以下となる場合に、前記広域モードに切り替える。この態様により、ナビゲーション装置は、例えばルートがくの字型に大きくカーブする場合であっても、ルート案内画像による手前側のルートの表示が短い場合に、好適に広域モードに切り替えることができる。

上記ナビゲーション装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記移動体の前方の風景を撮影するカメラから取得した前方画像に前記ルート案内画像を重畳させて前記表示手段に表示させる。この態様であっても、好適に、本発明を実施することができる。

上記ナビゲーション装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記通常モードでは前記進行方向を含む第１角度範囲内に存在するルート案内画像を表示手段に表示させ、前記広域モードでは前記第１角度範囲よりも広い第２角度範囲内に存在するルート案内画像を表示させる場合、前記広域モードで表示させる前記前方画像の画角を、前記通常モードで表示させる前記前方画像の画角よりも広くする。このようにすることで、ナビゲーション装置は、広域モードに切り替えた場合であっても、好適に、ルート案内画像と、前方画像に表示された路面とを対応付けて表示することができる。

本発明の他の好適な実施形態では、ヘッドアップディスプレイは、上記いずれかに記載のナビゲーション装置と、車両の運転者に向けて画像を構成する光を反射することで、前記運転者に虚像を視認させる表示手段と、を備える。上記態様のヘッドアップディスプレイは、曲率が大きいカーブや右左折地点に近付いた場合であっても、適切な範囲のルートをユーザに認識させることができる。

本発明のさらに別の実施形態では、ナビゲーション装置が実行する制御方法であって、移動体の位置を取得する取得工程と、前記移動体の前方の風景又は当該風景を撮影した前方画像に重畳させて、前記移動体の現在位置から目的地又は立寄地へのルートを示すルート案内画像を表示手段に表示させ、かつ、前記ルート案内画像を、前記風景又は前記前方画像に含まれる前記ルートに相当する路面と対応させて前記表示手段に表示させる通常モードと、前記通常モードで表示させる前記ルート案内画像よりも広範囲のルートを示すルート案内画像を前記表示手段に表示させる広域モードとの切り替えを行う制御工程とを有し、前記制御工程では、前記通常モードによりルート案内画像を表示させると当該ルート案内画像に対応する路面の距離が所定値以下となる場合に、前記広域モードに切り替える。ナビゲーション装置は、この制御方法を実行することで、曲率が大きいカーブや右左折地点に近付いた場合であっても、適切な範囲のルートをユーザに認識させ、ユーザに安心感を与えることができる。

本発明のさらに別の実施形態では、コンピュータが実行するプログラムであって、移動体の位置を取得する取得手段と、前記移動体の前方の風景又は当該風景を撮影した前方画像に重畳させて、前記移動体の現在位置から目的地又は立寄地へのルートを示すルート案内画像を表示手段に表示させ、かつ、前記ルート案内画像を、前記風景又は前記前方画像に含まれる前記ルートに相当する路面と対応させて前記表示手段に表示させる通常モードと、前記通常モードで表示させる前記ルート案内画像よりも広範囲のルートを示すルート案内画像を前記表示手段に表示させる広域モードとの切り替えを行う制御手段として前記コンピュータを機能させ、前記制御手段は、前記通常モードによりルート案内画像を表示させると当該ルート案内画像に対応する路面の距離が所定値以下となる場合に、前記広域モードに切り替える。コンピュータは、このプログラムを実行することで、曲率が大きいカーブや右左折地点に近付いた場合であっても、適切な範囲のルートをユーザに認識させ、ユーザに安心感を与えることができる。好適には、上記プログラムは、記憶媒体に記憶される。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

［概略構成］
（１）システム構成
図１は、実施例に係る表示システム１００の構成例を示す。図１に示すように、表示システム１００は、車両Ｖｅに搭載され、ナビゲーション装置１と、ヘッドアップディスプレイ２とを備える。なお、図１に示す構成に代えて、ヘッドアップディスプレイ２には、ナビゲーション装置１に相当する機能が組み込まれていてもよい。

ナビゲーション装置１は、出発地から目的地までのルート案内を行う機能などを有する。ナビゲーション装置１は、例えば、車両Ｖｅに設置される据え置き型のナビゲーション装置、ＰＮＤ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）、又はスマートフォンなどの携帯端末とすることができる。

ヘッドアップディスプレイ２は、現在位置を含む地図情報やルート案内情報、走行速度、その他運転を補助する情報を表示する画像（「案内画像」とも呼ぶ。）を生成し、当該案内画像を運転者の目の位置（アイポイント）から虚像として視認させる装置である。ヘッドアップディスプレイ２には、車両の位置情報、案内ルートに関する情報、施設情報を含む地図情報などのナビゲーション処理に用いられる各種情報がナビゲーション装置１から供給される。なお、ヘッドアップディスプレイ２は、案内画像を生成する代わりに、ナビゲーション装置１が生成した案内画像を受信し、当該案内画像を虚像として運転者に視認させてもよい。

なお、ナビゲーション装置１がスマートフォンなどの携帯端末である場合、ナビゲーション装置１は、クレードルなどによって保持されても良い。この場合、ナビゲーション装置１は、クレードルなどを介して、ヘッドアップディスプレイ２と情報の授受を行うこととしても良い。

（２）ナビゲーション装置の構成
図２は、ナビゲーション装置１の構成を示す。図２に示すように、ナビゲーション装置１は、自立測位装置１０、ＧＰＳ受信機１８、システムコントローラ２０、ディスクドライブ３１、データ記憶ユニット３６、通信用インタフェース３７、通信装置３８、インタフェース３９、表示ユニット４０、音声出力ユニット５０、及び入力装置６０を備える。

自立測位装置１０は、加速度センサ１１、角速度センサ１２及び距離センサ１３を備える。加速度センサ１１は、例えば圧電素子からなり、車両Ｖｅの加速度を検出し、加速度データを出力する。角速度センサ１２は、例えば振動ジャイロからなり、車両Ｖｅの方向変換時における車両Ｖｅの角速度を検出し、角速度データ及び相対方位データを出力する。距離センサ１３は、車両Ｖｅの車輪の回転に伴って発生されているパルス信号からなる車速パルスを計測する。

ＧＰＳ受信機１８は、複数のＧＰＳ衛星から、測位用データを含む下り回線データを搬送する電波１９を受信する。測位用データは、緯度及び経度情報等から車両Ｖｅの絶対的な位置（「現在位置」とも呼ぶ。）を検出するために用いられる。

システムコントローラ２０は、インタフェース２１、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２３及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２４を含んでおり、ナビゲーション装置１全体の制御を行う。

インタフェース２１は、加速度センサ１１、角速度センサ１２及び距離センサ１３並びにＧＰＳ受信機１８とのインタフェース動作を行う。そして、これらから、車速パルス、加速度データ、相対方位データ、角速度データ、ＧＰＳ測位データ、絶対方位データ等をシステムコントローラ２０に入力する。ＣＰＵ２２は、システムコントローラ２０全体を制御する。ＲＯＭ２３は、システムコントローラ２０を制御する制御プログラム等が格納された図示しない不揮発性メモリ等を有する。ＲＡＭ２４は、入力装置６０を介して使用者により予め設定された経路データ等の各種データを読み出し可能に格納したり、ＣＰＵ２２に対してワーキングエリアを提供したりする。

システムコントローラ２０、ＣＤ－ＲＯＭドライブ又はＤＶＤ－ＲＯＭドライブなどのディスクドライブ３１、データ記憶ユニット３６、通信用インタフェース３７、表示ユニット４０、音声出力ユニット５０及び入力装置６０は、バスライン３０を介して相互に接続されている。

ディスクドライブ３１は、システムコントローラ２０の制御の下、ＣＤ又はＤＶＤといったディスク３３から、音楽データ、映像データなどのコンテンツデータを読み出し、出力する。なお、ディスクドライブ３１は、ＣＤ－ＲＯＭドライブ又はＤＶＤ－ＲＯＭドライブのうち、いずれか一方としてもよいし、ＣＤ及びＤＶＤコンパチブルのドライブとしてもよい。

データ記憶ユニット３６は、例えば、ＨＤＤなどにより構成され、地図データなどのナビゲーション処理に用いられる各種データを記憶するユニットである。地図データは、道路に相当するリンクと、道路の接続部分（交差点）に相当するノードとにより表された道路データや、各施設に関する施設情報などを含む。施設情報には、例えば、登録された施設ごとに表示すべき施設マーク（マーク画像）の情報や当該施設の位置情報が含まれている。

通信装置３８は、例えば、ＦＭチューナやビーコンレシーバ、携帯電話や専用の通信モジュールなどにより構成され、通信用インタフェース３７を介して、ＶＩＣＳ（登録商標、Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）センタから配信される渋滞や交通情報などの道路交通情報、その他の情報を受信する。また、通信装置３８は、ＧＰＳ受信機１８から取得した現在位置の情報、自立測位装置１０から取得した車速パルス等の情報及び地図データなど、ナビゲーション処理に用いられる各種情報をヘッドアップディスプレイ２に送信する。

表示ユニット４０は、システムコントローラ２０の制御の下、各種表示データをディスプレイなどの表示装置に表示する。具体的には、システムコントローラ２０は、データ記憶ユニット３６から地図データを読み出す。表示ユニット４０は、システムコントローラ２０によってデータ記憶ユニット３６から読み出された地図データなどを表示画面上に表示する。表示ユニット４０は、バスライン３０を介してＣＰＵ２２から送られる制御データに基づいて表示ユニット４０全体の制御を行うグラフィックコントローラ４１と、ＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ ＲＡＭ）等のメモリからなり即時表示可能な画像情報を一時的に記憶するバッファメモリ４２と、グラフィックコントローラ４１から出力される画像データに基づいて、液晶、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）等のディスプレイ４４を表示制御する表示制御部４３と、ディスプレイ４４とを備える。ディスプレイ４４は、画像表示部として機能し、例えば対角５～１０インチ程度の液晶表示装置等からなり、車内のフロントパネル付近に装着される。

音声出力ユニット５０は、システムコントローラ２０の制御の下、ＣＤ－ＲＯＭドライブ３１又はＤＶＤ－ＲＯＭ３２、若しくはＲＡＭ２４等からバスライン３０を介して送られる音声デジタルデータのＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ）変換を行うＤ／Ａコンバータ５１と、Ｄ／Ａコンバータ５１から出力される音声アナログ信号を増幅する増幅器（ＡＭＰ）５２と、増幅された音声アナログ信号を音声に変換して車内に出力するスピーカ５３とを備えて構成されている。

入力装置６０は、各種コマンドやデータを入力するための、キー、スイッチ、ボタン、リモコン、音声入力装置等から構成されている。入力装置６０は、車内に搭載された当該車載用電子システムの本体のフロントパネルやディスプレイ４４の周囲に配置される。また、ディスプレイ４４がタッチパネル方式の場合、ディスプレイ４４の表示画面上に設けられたタッチパネルも入力装置６０として機能する。

（３）ヘッドアップディスプレイの構成
図３は、ヘッドアップディスプレイ２の概略構成図である。図３に示すように、本実施例に係るヘッドアップディスプレイ２は、光源ユニット４と、コンバイナ９とを備え、フロントウィンドウ２５、天井部２７、ボンネット２８、及びダッシュボード２９などを備える車両Ｖｅに取り付けられる。

光源ユニット４は、支持部材５ａ、５ｂを介して車室内の天井部２７に設置され、運転を補助する情報を示す案内画像を構成する光を、コンバイナ９に向けて出射することで、コンバイナ９を介して運転者に虚像「Ｉｖ」を視認させる。

コンバイナ９は、光源ユニット４から出射される表示像が投影されると共に、表示像を運転者のアイポイント「Ｐｅ」へ反射することで当該表示像を虚像Ｉｖとして表示させる。そして、コンバイナ９は、天井部２７に設置された支持軸部８を有し、支持軸部８を支軸として回動する。支持軸部８は、例えば、フロントウィンドウ２５の上端近傍の天井部２７、言い換えると運転者用の図示しないサンバイザが設置される位置の近傍に設置される。なお、支持軸部８は、上述のサンバイザに代えて設置されてもよい。コンバイナ９は、本発明における「表示手段」の一例である。

（４）光源ユニットの構成
図４は、光源ユニット４の構成を概略的に示した図である。図４に示すように、光源ユニット３は、光源５４と、制御部５５と、通信部５６とを有する。

光源５４は、例えば赤色、青色及び緑色の各色のレーザ光源を有し、制御部５５の制御に基づき、コンバイナ９に照射させる表示像を構成する光（「表示光」とも呼ぶ。）を出射する。

通信部５６は、制御部５５の制御に基づき、ナビゲーション処理に用いられる各種情報をナビゲーション装置１から受信する。例えば、通信部５６は、目的地が設定されたときに、ナビゲーション装置１から案内ルートの情報を受信する。また、通信部５６は、ナビゲーション装置１から、ＧＰＳ受信機１８が測定した現在位置の情報を、所定の間隔ごとに受信する。また、通信部５６は、ルート案内の目印（ランドマーク）となる施設の情報や、案内ルート上や現在位置周辺での交通規制の情報などを、ＰＯＩ（Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）情報としてナビゲーション装置１から受信する。

制御部５５は、ＣＰＵ、ＣＰＵが実行する制御プログラムやデータなどを記憶するＲＯＭ、ＣＰＵが動作する際のワークメモリとして各種データが逐次読み書きされるＲＡＭなどを有し、ヘッドアップディスプレイ２の全般的な制御を行う。

本実施例では、制御部５５は、ナビゲーション装置１から受信したＧＰＳ受信機１８の測定情報及び自立測位装置１０の測定情報に基づき、車両Ｖｅの位置及び進行方向を認識する。そして、制御部５５は、車両Ｖｅの進行方向から所定角度（「角度θ」とも呼ぶ。）以内にあり、かつ、車両Ｖｅから所定距離（「距離ｒ」とも呼ぶ。）以内にあるエリア（「表示対象エリアＡｔａｇ」とも呼ぶ。）を認識する。そして、制御部５５は、表示対象エリアＡｔａｇ内の案内ルートを示すルート案内画像と、表示対象エリアＡｔａｇ内の施設を示すマーク画像とを案内画像として生成し、これらの案内画像を構成する光を光源５４に出射させることで、運転者の前方風景に重なるように案内画像をコンバイナ９に表示させる。そして、制御部５５は、「取得手段」、「制御手段」及びプログラムを実行するコンピュータとして機能する。

［案内画像の表示］
次に、制御部５５が実行する案内画像の表示方法について説明する。概略的には、制御部５５は、表示対象エリアＡｔａｇ内の案内ルートとなる路面の長さ（「ルート距離Ｄｔａｇ」とも呼ぶ。）が所定距離以内になった場合には、角度θを大きくすることで表示対象エリアＡｔａｇを拡大する。これにより、制御部５５は、右左折地点や急カーブに差し掛かった場合であっても、通過すべきルートを好適に運転者に認識させる。

以後では、角度θを大きくして表示対象エリアＡｔａｇを拡大する前の案内画像の表示モードを「通常モード」と呼び、角度θを大きくして表示対象エリアＡｔａｇを拡大した際の案内画像の表示モードを「広域モード」とも呼ぶ。また、通常モードで用いる角度θ及び距離ｒをそれぞれ「第１角度θ１」及び「第１距離ｒ１」とも呼び、広域モードで用いる角度θ及び距離ｒをそれぞれ「第２角度θ２」及び「第２距離ｒ２」とも呼ぶ。

（１）通常モードでの表示処理
まず、通常モードでの案内画像の表示処理について、図５及び図６を参照して具体的に説明する。

図５（Ａ）は、車両Ｖｅの現在位置周辺を表すマップ内における表示対象エリアＡｔａｇの設定範囲を示す。なお、図５（Ａ）では、表示対象エリアＡｔａｇ内の案内ルートが実線８４Ａにより示され、表示対象エリアＡｔａｇ外の案内ルートが破線８４Ｂにより示されている。

まず、制御部５５は、第１角度θ１（例えば２０度）及び第１距離ｒ１（例えば２００ｍ）に基づき、表示対象エリアＡｔａｇを認識する。図５（Ａ）の例では、制御部５５は、車両Ｖｅの進行方向から第１角度θ１以内にあり、車両Ｖｅの現在位置から第１距離ｒ１以内にある破線で囲まれた扇形の領域を、表示対象エリアＡｔａｇとして認識する。なお、第１角度θ１及び第１距離ｒ１は、例えば、コンバイナ９を介して運転者が視認可能な風景の範囲と表示対象エリアＡｔａｇとがおよそ一致するような値に設定される。

そして、制御部５５は、表示対象エリアＡｔａｇ内にある道路８５Ａに対応するルート案内画像及びルート案内上のランドマークとなる施設に対するマーク画像（ここでは「Ａ」）を生成し、これらの画像を前方風景に重ねてコンバイナ９上に表示する。これについて、図５（Ｂ）を参照して説明する。

図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の例において、運転席から視認される前方風景の一例である。図５（Ｂ）では、制御部５５は、表示対象エリアＡｔａｇ内に存在する案内ルートである道路８５Ａを示すルート案内画像８０を表示すると共に、表示対象エリアＡｔａｇ内に存在する施設９０のマーク画像８１を表示する。ここでは、制御部５５は、表示対象エリアＡｔａｇ内の案内ルートである道路８５Ａを上下反転させた上空位置にルート案内画像８０を表示している。また、制御部５５は、マーク画像８１を、施設９０に対応する位置であって、現在位置からの距離に応じた大きさにより表示している。

また、制御部５５は、案内画像の表示処理に加えて、表示対象エリアＡｔａｇ内のルート距離Ｄｔａｇを算出し、ルート距離Ｄｔａｇが通常モードから広域モードへ切り替えるべきか判定するための閾値（「第１閾値Ｄｔｈ１」とも呼ぶ。）よりも長いか否か判定する。図５（Ａ）、（Ｂ）の例では、制御部５５は、ルート距離Ｄｔａｇが第１閾値Ｄｔｈ１（例えば１００ｍ）よりも長いと判断し、通常モードを継続する。

図６（Ａ）は、図５（Ａ）の例から車両Ｖｅが所定距離だけ進行した後の状態を示す。この場合、制御部５５は、再び、第１角度θ１及び第１距離ｒ１に基づき、表示対象エリアＡｔａｇを認識する。さらに、制御部５５は、表示対象エリアＡｔａｇ内のルート距離Ｄｔａｇを算出し、ルート距離Ｄｔａｇが第１閾値Ｄｔｈ１よりも長いと判断し、通常モードを継続する。そして、制御部５５は、表示対象エリアＡｔａｇ内に存在する案内ルートである道路８５Ａ及び道路８５Ｂと、表示対象エリアＡｔａｇ内に存在する施設９０とを対象に案内画像を生成する。

図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の例における風景に重畳されたコンバイナ９の表示例である。なお、図６（Ｂ）では、コンバイナ９に重なる部分の表示のみを表している。この場合、制御部５５は、図６（Ｂ）に示すように、表示対象エリアＡｔａｇ内に存在する案内ルートである道路８５Ａ及び道路８５Ｂを示すルート案内画像８０を、各道路に対応付けて表示すると共に、表示対象エリアＡｔａｇ内に存在する施設９０のマーク画像８１を施設９０に対応する位置に表示する。

なお、図６の例では、道路８５Ａを左折後のルートである道路８５Ｂがコンバイナ９の左端位置を突き抜けるように延びており、道路８５Ｂに対応するルート案内画像８０がコンバイナ９の左端で途切れている。従って、この場合、運転者は道路８５Ａから道路８５Ｂに左折後のルートをまだ把握することができない。これに対応するため、制御部５５は、この直後に後述する広域モードに切り替える。

（２）広域モードでの表示処理
次に、広域モードでの表示処理について、図７を参照して説明する。

図７（Ａ）は、図６（Ａ）に示す状態から車両Ｖｅが所定距離だけ進行した後の表示対象エリアＡｔａｇの範囲を示す。この例では、制御部５５は、第１角度θ１及び第１距離ｒ１に基づき認識した表示対象エリアＡｔａｇ内のルート距離Ｄｔａｇを算出した結果、ルート距離Ｄｔａｇが第１閾値Ｄｔｈ１以下になったと判断し、通常モードから広域モードに切り替えている。

図７（Ａ）に示すように、広域モードでは、制御部５５は、第１角度θ１より大きい値（ここでは第１角度θ１の２倍）に設定された第２角度θ２と、第１距離ｒ１以上の値に設定された第２距離ｒ２とに基づき、表示対象エリアＡｔａｇを設定する。その結果、設定された表示対象エリアＡｔａｇは、通常モードでの表示対象エリアＡｔａｇよりも広域に設定される。そして、設定された表示対象エリアＡｔａｇには、道路８５Ｂの次に通行予定の道路８５Ｃと、道路８５Ｂと道路８５Ｃとの交差点付近に存在する施設マーク「Ｂ」に対応する施設とが新たに含まれることになる。そして、制御部５５は、第２角度θ２及び第２距離ｒ２に基づく表示対象エリアＡｔａｇ内に存在する道路８５Ａ～８５Ｃ、及び、表示対象エリアＡｔａｇ内に存在する施設９０及び施設マーク「Ｂ」に対応する施設を対象として、案内画像を生成する。

図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の例における風景に重畳されたコンバイナ９の表示例である。なお、図７（Ｂ）では、図６（Ｂ）と同様、コンバイナ９に重なる部分の表示のみを表している。

図７（Ｂ）に示すように、制御部５５は、この場合、道路８５Ａ、８５Ｂに加え、コンバイナ９を介して視認できない風景中の道路８５Ｃに対応するルート案内画像８０を、コンバイナ９上に表示させている。同様に、制御部５５は、コンバイナ９を介して視認できない風景中の施設に対応する施設マーク８８を、ルート案内画像８０を基準とした位置に表示させている。また、制御部５５は、施設９０に対応する施設マーク８１を、ルート案内画像８０を基準とした位置に表示させている。

このように、図７（Ｂ）の例では、制御部５５は、コンバイナ９を介して視認されるエリアよりも広域に表示対象エリアＡｔａｇを設定することで、ルート案内画像８０が示す案内ルートの範囲を拡大している。これにより、制御部５５は、道路８５Ａから道路８５Ｂに左折後のルートを運転者に好適に視認させることができる。

また、制御部５５は、広域モードの場合であっても、第１角度θ１及び第１距離ｒ１に基づく表示対象エリアＡｔａｇ内のルート距離Ｄｔａｇを算出し、当該ルート距離Ｄｔａｇが広域モードから通常モードへ切り替えるべきか判定するための閾値（「第２閾値Ｄｔｈ２」とも呼ぶ。）よりも長い場合、広域モードから通常モードに戻す。第２閾値Ｄｔｈ２は、第１閾値Ｄｔｈ１と同一値であってもよく、異なる値であってもよい。好適には、制御部５５は、第２閾値Ｄｔｈ２を、第１閾値Ｄｔｈ１よりも長い距離に設定する。例えば、制御部５５は、第１閾値Ｄｔｈ１を１００ｍに設定した場合、第２閾値Ｄｔｈ２を１５０ｍに設定する。これにより、制御部５５は、通常モードと広域モードとが頻繁に切り替わるのを好適に抑制することができる。

（３）案内距離の算出方法
次に、ルート距離Ｄｔａｇの算出方法の具体例について、図８及び図９を参照して説明する。

図８は、地図データ上の点（ノード）Ｎ１～Ｎ６と線（リンク）Ｌ１～Ｌ６により表した案内ルートを表示対象エリアＡｔａｇと共に示した図である。図８の例でルート距離Ｄｔａｇを算出する場合、まず、制御部５５は、車両Ｖｅの進行方向及び現在位置と、第１角度θ１及び第１距離ｒ１とに基づき、表示対象エリアＡｔａｇの境界を認識する。次に、制御部５５は、案内ルートを示す線Ｌ１～Ｌ６と、表示対象エリアＡｔａｇの境界との交点「α」を認識し、かつ、交点αに最も近い点が点Ｎ４であると認識する。そして、制御部５５は、線Ｌ２上の現在地点又は現在地点に最も近い点Ｎ２から交点αに最も近い点Ｎ４までを結ぶ各線の長さの総和を計算し、当該総和に対して地図の縮尺に応じた係数を乗じた値を、ルート距離Ｄｔａｇとして認識する。このようにすることで、制御部５５は、好適にルート距離Ｄｔａｇを算出することができる。

なお、制御部５５は、現在位置が案内ルートから外れていると判断した場合、ルート距離Ｄｔａｇの算出処理を行わなくてもよい。この場合、制御部５５は、現在位置が案内ルートから外れる前の案内画像の表示モード（通常モード又は広域モード）に固定して案内画像の表示処理を行う。

また、好適には、制御部５５は、案内ルートが表示対象エリアＡｔａｇの外に出た後再び表示対象エリアＡｔａｇ内に入る場合、再び表示対象エリアＡｔａｇ内に入った部分については、ルート距離Ｄｔａｇの算出対象としない。これについて、図９を参照して説明する。

図９は、案内ルートが表示対象エリアＡｔａｇの外に出た後再び表示対象エリアＡｔａｇ内に入る場合の具体例を示す。図９に示す道路８９では、区画８９Ａから先の区画８９Ｂが表示対象エリアＡｔａｇから外れており、区画８９Ｂから先の区画８９Ｃが再び表示対象エリアＡｔａｇ内に存在する。

この場合、制御部５５は、現在位置から表示対象エリアＡｔａｇを出るまでの区画８９Ａを対象としてルート距離Ｄｔａｇを算出し、表示対象エリアＡｔａｇ外から再び表示対象エリアＡｔａｇに進入した区画８９Ｃをルート距離Ｄｔａｇの算出対象としない。即ち、制御部５５は、通常モードとした場合に表示されるルート案内画像が示す案内ルートが連続していない場合、当該案内ルートのうち、途切れた後の部分を除外してルート距離Ｄｔａｇを算出する。これにより、制御部５５は、図９に示す道路８９のようにくの字型に曲がる道路を走行中の場合であっても、カーブに差し掛かる前に好適に通常モードから広域モードに切り替えることができる。

（４）処理フロー
図１０は、通常モードでの処理手順を示すフローチャートの一例である。制御部５５は、図１０に示すフローチャートの処理を、案内画像の表示モードが通常モードの場合に繰り返し実行する。

まず、制御部５５は、第１角度θ１及び第１距離ｒ１に基づき表示対象エリアＡｔａｇを認識する（ステップＳ１０１）。次に、制御部５５は、ステップＳ１０１で認識した表示対象エリアＡｔａｇ内のルート距離Ｄｔａｇを算出し、ルート距離Ｄｔａｇが第１閾値Ｄｔｈ１以下であるか否か判定する（ステップＳ１０２）。そして、ルート距離Ｄｔａｇが第１閾値Ｄｔｈ１以下である場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、制御部５５は、通常モードのままではルート案内画像が示すルートが短いと判断し、広域モードに切り替えて案内画像の表示処理を行う（ステップＳ１０３）。広域モードでの処理については、図１１を参照して後述する。

一方、制御部５５は、ルート距離Ｄｔａｇが第１閾値Ｄｔｈ１より長いと判断した場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、第１角度θ１及び第１距離ｒ１に基づく表示対象エリアＡｔａｇに基づき、案内画像を生成し、コンバイナ９上に表示させる（ステップＳ１０４）。即ち、この場合、制御部５５は、コンバイナ９を介して視認される案内ルート及び施設等を対象として、これらに対応するルート案内画像やマーク画像等を生成し、これらの画像を実際の道路や施設に対応付けてコンバイナ９上に表示させる。

図１１は、広域モードでの処理手順を示すフローチャートの一例である。制御部５５は、図１１に示すフローチャートの処理を、案内画像の表示モードが広域モードの場合に繰り返し実行する。

まず、制御部５５は、第１角度θ１より大きい第２角度θ２及び第１距離ｒ１以上に設定された第２距離ｒ２に基づき表示対象エリアＡｔａｇを認識する。そして、制御部５５は、認識した表示対象エリアＡｔａｇを対象に案内画像を生成し、コンバイナ９により表示させる（ステップＳ２０１）。この場合、角度θが第１角度θ１から第２角度θ２に拡大していることにより、ルート案内画像として表示する案内ルートの範囲が拡大している。従って、制御部５５は、右左折地点や曲率が大きいカーブの地点に近づいた場合に、ルート案内画像として表示する案内ルートが短いことに起因した運転者の不安を好適に抑制することができる。

次に、制御部５５は、第１角度θ１及び第１距離ｒ１に基づく表示対象エリアＡｔａｇ内のルート距離Ｄｔａｇを算出する（ステップＳ２０２）。そして、制御部５５は、ルート距離Ｄｔａｇが第２閾値Ｄｔｈ２より長いか否か判定する（ステップＳ２０３）。そして、制御部５５は、ルート距離Ｄｔａｇが第２閾値Ｄｔｈ２より長いと判断した場合（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、案内画像の表示モードを通常モードに切り替える（ステップＳ２０４）。ここで、好適には、制御部５５は、第２閾値Ｄｔｈ２を第１閾値Ｄｔｈ１よりも大きい値に設定する。これにより、案内画像の表示モードの切り替えが頻繁に発生するのを抑制することができる。一方、制御部５５は、ルート距離Ｄｔａｇが第２閾値Ｄｔｈ２以下であると判断した場合（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、再びステップＳ２０２へ処理を戻す。

以上説明したように、本実施例に係るヘッドアップディスプレイ２は、光源ユニット４と、コンバイナ９とを備える。光源ユニット４の制御部５５は、通信部５６によりナビゲーション装置１から車両Ｖｅの位置情報を取得する。そして、制御部５５は、ルート案内画像をコンバイナ９に表示させ、かつ、通常モードと、広域モードとの切り替えを行う。このとき、制御部５５は、通常モードでの表示対象エリアＡｔａｇ内のルート距離Ｄｔａｇが第１閾値Ｄｔｈ１以下となる場合に、広域モードに切り替える。これにより、ヘッドアップディスプレイ２は、曲率が大きいカーブや右左折地点に近付いた場合であっても、適切な範囲のルートをユーザに認識させ、ユーザに安心感を与えることができる。

［変形例］
以下、上述の実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。

（変形例１）
表示システム１００は、風景に重ねて案内画像をヘッドアップディスプレイ２により表示させるのに代えて、車両Ｖｅの前方を撮影したカメラの画像に重ねて案内画像をナビゲーション装置１のディスプレイ４４上に表示させてもよい。

図１２は、本変形例に係る表示システム１００Ａの構成例を示す。図１２に示すように、表示システム１００Ａは、携帯端末などのナビゲーション装置１に加え、車両Ｖｅの前方を撮影するカメラ６を備える。カメラ６は、撮影した画像（「カメラ画像」とも呼ぶ。）をナビゲーション装置１へ供給する。そして、ナビゲーション装置１のシステムコントローラ２０は、ルート案内画像やマーク画像などの案内画像を、カメラ画像に重ねてディスプレイ４４上に表示する。

そして、システムコントローラ２０は、実施例の制御部５５と同様、図１０及び図１１に示すフローチャートを実行し、通常モードと広域モードとを、ルート距離Ｄｔａｇに応じて切り替える。この態様によっても、制御部５５は、曲率が大きいカーブや右左折地点に近付いた場合でも、適切な範囲のルートをユーザに認識させることができる。

また、好適には、システムコントローラ２０は、図１０及び図１１の処理に加えて、カメラ６の画角を、案内画像の表示モードの切り替えに連動させて切り替えるとよい。これにより、広域モードでのルート案内画像及びマーク画像の実際の風景との位置ずれを低減することができる。これについて、図１３を参照して説明する。

図１３（Ａ）は、道路８５Ａを車両Ｖｅが走行中の場合に、広域モードに切り替える直前の通常モードでのディスプレイ４４の表示例であり、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の状態から広域モードに切り替わった直後のディスプレイ４４の表示例である。

図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、システムコントローラ２０は、通常モードに比べて、広域モードではカメラ６の画角を広げている。言い換えると、システムコントローラ２０は、通常モードから広域モードへの切り替えにより角度θが第１角度θ１から第２角度θ２に拡大した分だけ、カメラ６の画角を拡大させている。この場合、例えば、システムコントローラ２０は、カメラ６に画角の設定に関する制御信号を送信することで、通常モード時と広域モード時とでそれぞれカメラ画像の画角を変更する。他の例では、カメラ６の画角を広域モードで使用する画角に固定しておき、システムコントローラ２０は、通常モード時では、カメラ画像の左右の両端を切り出した上で、ディスプレイ４４上に全画面表示する。

そして、広域モードでカメラ６の画角を広げた結果、図１３（Ｂ）の例では、カメラ画像内の道路８５Ａ～８５Ｃ及び施設９０～９１に対して、これらを指し示すルート案内画像８０及びマーク画像８１，８８が適切な位置に対応付けられている。このように、システムコントローラ２０は、広域モードでカメラ６の画角を広げることで、ルート案内画像やマーク画像を、カメラ画像上の案内ルートの位置や施設の位置に適切に対応付けて表示することができる。

なお、本変形例では、表示ユニット４０のディスプレイ４４は、本発明における「表示手段」の一例である。また、システムコントローラ２０は、本発明における「取得手段」、「制御手段」、及び「コンピュータ」の一例である。

（変形例２）
制御部５５は、第１閾値Ｄｔｈ１及び第２閾値Ｄｔｈ２をそれぞれ固定値にする代わりに、車両Ｖｅの走行速度に応じて変化させてもよい。具体的には、制御部５５は、車両Ｖｅの走行速度が高いほど、第１閾値Ｄｔｈ１及び第２閾値Ｄｔｈ２を高くするとよい。

一般に、高速走行時では、単位時間内に車両Ｖｅが進む距離が長いため、運転者は、低速走行時と比較して、より先のルートを確認する必要がある。従って、制御部５５は、車両Ｖｅの走行速度が高いほど、第１閾値Ｄｔｈ１及び第２閾値Ｄｔｈ２を高くすることで、高速走行時には広域モードに切り替えやすくし、案内ルートを好適に運転者に把握させることができる。

また、制御部５５は、車両Ｖｅの走行速度が高いほど、第１閾値Ｄｔｈ１及び第２閾値Ｄｔｈ２を高くするのに加えて、又はこれに代えて、車両Ｖｅの走行速度が高いほど、第２角度θ２又は／及び第２距離ｒ２を大きくしてもよい。これにより、制御部５５は、高速走行時に広域モードに切り替わった場合に、より先の案内ルートを好適に運転者に視認させることができる。

（変形例３）
図７（Ｂ）の広域モードでの表示例に代えて、制御部５５は、広域モードでは、マーク画像を非表示にしてもよい。

図７（Ｂ）に示すように、広域モードの場合、角度θを通常モードよりも大きくした結果、マーク画像８１の表示位置と施設９０の位置とのずれが大きくなる。以上を勘案し、本変形例では、制御部５５は、広域モードでマーク画像を非表示にすることで、マーク画像８１の表示位置と施設９０の位置とのずれによる違和感の発生を防ぐことができる。

（変形例４）
制御部５５は、通常モードから広域モードに表示モードを切り替える場合、段階的又は連続的に角度θを第１角度θ１から第２角度θ２へ移行させてもよい。例えば、制御部５５は、第２角度θ２が第１角度θ１の２倍の場合、角度θを、第１角度θ１から、１．２×θ１、１．４×θ１、１．６×θ１、１．８×θ１、２×θ１のように徐々に変化させる。

（変形例５）
図３では、ヘッドアップディスプレイ２は、コンバイナ９を有し、コンバイナ９で反射させた光源ユニット４の出射光に基づき運転者に虚像Ｉｖを視認させていた。しかし、本発明が適用可能な構成はこれに限定されない。これに代えて、ヘッドアップディスプレイ２は、コンバイナ９を有さず、フロントガラス２５で反射させた光源ユニット４の出射光に基づき運転者に虚像Ｉｖを視認させてもよい。この場合、フロントガラス２５は、本発明における「表示手段」の一例である。

また、光源ユニット４の位置は、天井部２７に設置される場合に限定されない。これに代えて、光源ユニット４は、ダッシュボード２９上に設置されたり、ダッシュボード２９の内部に設置されたりしてもよい。ダッシュボード２９上に設置される場合、ダッシュボード２９には、コンバイナ９を設けるか、又はフロントガラス２５に光源ユニット４から直接光を反射させ運転者に虚像Ｉｖを認識させる。ダッシュボード内に設置される場合、ダッシュボード２９には、コンバイナ９又はフロントガラス２５に光を通過させるための開口部が設けられる。

（変形例６）
制御部５５の処理の一部を、システムコントローラ２０が実行してもよい。例えば、ヘッドアップディスプレイ２が表示するための案内画像をシステムコントローラ２０が生成し、ヘッドアップディスプレイ２の光源ユニット４が当該案内画像を受信する態様であってもよい。この場合、システムコントローラ２０は、制御部５５に代えて、図１０及び図１１のフローチャートの処理を実行する。この場合、システムコントローラ２０は、図１０のステップＳ１０４及びステップＳ２０１では、生成した案内画像を光源ユニット４に送信することで、案内画像をヘッドアップディスプレイ２に表示させる。

なお、この変形例では、システムコントローラ２０は、本発明における「取得手段」、「制御手段」、及び「コンピュータ」の一例である。

１ ナビゲーション装置
２ ヘッドアップディスプレイ
４ 光源ユニット
９ コンバイナ
２５ フロントガラス
２８ ボンネット
２９ ダッシュボード
１００、１００Ａ 表示システム

Claims (1)

1. 移動体の前方風景と、目的地までのルート案内画像とが対応するように、前記ルート案内画像を前記前方風景に重畳して表示手段に表示させる通常モードと、前記通常モードで表示させる前記ルート案内画像よりも広範囲のルートを示すルート案内画像を前記表示手段に表示させる広域モードとを切り替える制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記通常モードによる前記ルート案内画像に対応する路面の距離が所定値以下となる場合に、前記広域モードに切り替えることを特徴とするナビゲーション装置。

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