JP2023075521A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】地図情報に係る画像の視認性を向上できる表示装置を提供する。【解決手段】実施形態の表示装置は、車両の前方風景と重畳表示される虚像として、地図画像５１と、地図画像５１上の特定の地点を示す少なくとも一のＰＯＩ（Point of Interest）画像５２と、地図画像５１上の車両の位置を示す自車画像５３と、を生成する画像生成部と、自車画像５３と各ＰＯＩ画像５２との距離を算出し、算出された距離に基づいて画像生成部により生成されるＰＯＩ画像５２を異ならせる表示制御部と、を備える。【選択図】 図４

Description

本開示は、車両用等の表示装置に関する。

従来、車両の前方風景と重なる虚像として視認者（主に車両の運転者）に視認される画像を表示する技術が知られている。

特開２０１５－６４４７２号公報

今日の画像表示技術の向上により、カーナビゲーションシステムの詳細な地図情報を虚像として視認させることが行われている。この場合、地図情報に係る画像が車両の前方風景に重なり視認される際に、視認者に対して視認性よく画像を視認させることが課題となる。

本開示はこのような事情を考慮してなされたもので、地図情報に係る画像の視認性 を向上できる表示装置を提供することを目的とする。

本開示の表示装置は、上述した課題を解決するために、車両の前方風景と重畳表示される虚像として、地図画像と、前記地図画像上の特定の地点を示す少なくとも一のＰＯＩ（Point of Interest）画像と、前記地図画像上の前記車両の位置を示す自車画像と、を生成する画像生成部と、前記自車画像と各前記ＰＯＩ画像との距離を算出し、算出された距離に基づいて前記画像生成部により生成される前記ＰＯＩ画像を異ならせる表示制御部と、を備える。

本開示の表示装置においては、地図情報に係る画像の視認性を向上できる。

本実施形態におけるヘッドアップディスプレイのシステム構成例を示す図。 車両の前方に形成される仮想的な表示部を示す説明図。 ヘッドアップディスプレイにより実行されるＰＯＩ画像を表示するための表示制御処理を説明するフローチャート。 表示部に表示されドライバーに提供される地図情報の一例を示す説明図。 表示部に表示されドライバーに提供される地図情報の他の例を示す説明図。

本開示の表示装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。本開示の表示装置は、例えば自動車や二輪車等の車両や、船舶、農業機械、建設機械に搭載される表示装置に適用することができる。本実施形態においては、表示装置が車両１に搭載され、車両１から取得した各種情報等に基づいて所要の情報を表示するヘッドアップディスプレイ１０（ＨＵＤ１０、Head Up Display）である例を用いて説明する。

図１は、本実施形態におけるＨＵＤ１０のシステム構成例を示す図である。

以下の説明において、「前」、「後」、「上」、「下」、「右」及び「左」は、図１及び２における定義「Ｆｒ．」、「Ｒｅ．」、「Ｔｏ．」、「Ｂｏ．」、「Ｒ」、及び「Ｌ」に従う。

ＨＵＤ１０は、車両１のインストルメントパネル内に搭載される。ＨＵＤ１０は、表示器１１と、平面鏡１２と、凹面鏡１３と、筐体１５と、制御部３０と、を有する。ＨＵＤ１０は、表示器１１が表示した画像に係る表示光Ｌを、リレー光学系である平面鏡１２及び凹面鏡１３で反射させ、車両１上のウインドウシールド３（投影部材）に照射する。車両１のドライバー（視認者）４は、画像を、ウインドウシールド３における画像に係る表示光Ｌの反射光を虚像Ｖとして視認する。これにより、画像は、ウインドウシールド３を介して（ウインドウシールド３の前方で）ドライバー４に視認される実景と重なる仮想的な領域に表示されることになる。

ここで、図２は、車両１の前方に形成される仮想的な表示部２０を示す説明図である。

表示部２０は、車両１の前方の実空間にＨＵＤ１０により形成される四角形状の仮想的な表示領域（表示面）である。ＨＵＤ１０は、この表示部２０において、前両の前方風景（前方路面７等）と重畳表示されて視認されるように、画像を表示する。

表示器１１は、四角形状の表示面に画像を表示し、画像に係る表示光Ｌを平面鏡１２に向けて出射する。表示器１１は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）型の液晶表示器や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示器である。なお、表示器１１はプロジェクタ及び表示面を構成するスクリーンを有するものであってもよい。

平面鏡１２は、表示器１１が出射した表示光Ｌを、凹面鏡１３に向けて反射させる。凹面鏡１３は、平面鏡１２で反射した表示光Ｌをさらに反射させ、ウインドウシールド３に向けて出射する。凹面鏡１３は、拡大鏡としての機能を有し、表示器１１に表示された画像を拡大してウインドウシールド３側へ反射する。すなわち、ドライバー４が視認する虚像Ｖは、表示器１１に表示された画像が拡大された像である。

筐体１５は、筐体１５の内部に、平面鏡１２、凹面鏡１３を取付部材（図示せず）を介して位置決めし固定する。また、筐体１５は、例えば表示器１１及び制御部３０が実装された制御基板を取付部材（図示せず）を介して位置決めし固定する。

制御部３０は、特に、後述する車両１の各部から取得する情報に基づいて、表示器１１を制御する。制御部３０は、画像生成部３１と、表示制御部３２と、記憶部３３と、を有する。

制御部３０は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、グラフィックコントローラ、集積回路等であり、所要の処理を実行する。画像生成部３１は、記憶部３３より画像の生成に必要な情報を読み出し、表示器１１に表示される画像の描画処理を実行し、画像を生成する。表示制御部３２は、画像生成部３１を制御して所要の画像を生成させ、生成された画像を表示器１１に表示するための制御を行う。記憶部３３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、不揮発性メモリ等であり、プログラムやデータを記憶する。

車両１は、ＨＵＤ１０の他に、カーナビゲーションシステム４１と、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４２と、を有する。カーナビゲーションシステム４１及び車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４２と制御部３０とは、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）バス５０を介して接続されている。

カーナビゲーションシステム４１は、人工衛星等から受信したＧＰＳ（Global Positioning System）信号に基づいて車両１の位置を算出するＧＰＳコントローラを有する。カーナビゲーションシステム４１は、地図データを記憶する記憶部を有し、ＧＰＳコントローラからの位置情報に基づいて、現在位置近傍の地図データを記憶部から読み出し、ユーザーにより設定された目的地までの案内経路を決定する。カーナビゲーションシステム４１は、現在の車両１の位置や決定した案内経路に関する情報を制御部３０に出力する。また、カーナビゲーションシステム４１は、地図データを参照することにより、車両１の前方の施設の名称・種類や、施設と車両１との距離等を示す情報を制御部３０に出力する。地図データでは、道路形状情報（車線、道路の幅員、車線数、交差点、カーブ、分岐路等）、制限速度等の道路標識に関する規制情報、車線が複数存在する場合の各車線についての情報等の各種情報が位置データと対応付けられている。カーナビゲーションシステム４１は、これらの各種情報を経路案内情報として、制御部３０に出力する。なお、カーナビゲーションシステム４１は、車両１に搭載されたものに限られず、制御部３０との間で有線又は無線により通信を行う、カーナビゲーション機能を有する携帯端末（例えばスマートフォン、タブレットＰＣ（Personal Computer））により実現されてもよい。

車両ＥＣＵ４２は、車両１に設けられた各種センサから車速やエンジン回転数等の車両１の走行に必要な車両情報を取得し、車両１の動作を制御する。車両ＥＣＵ４２は、車速や車両１自体の警告情報（例えば燃料低下、エンジン油圧異常）等の所要の車両情報を、制御部３０に出力する。

次に、ＨＵＤ１０による画像の表示制御処理について詳細に説明する。上述したとおり、ＨＵＤ１０は、前方の実空間に重畳する仮想的な表示面を表示部２０として形成し、画像を介して種々の情報をドライバー４に提供する。

ここで、本実施形態におけるＨＵＤ１０は、特に、車両１の前方風景と重畳表示される虚像Ｖとして、カーナビゲーションシステム４１から出力された情報を地図情報として表示する。ＨＵＤ１０は、地図情報を、少なくとも地図画像５１と、ＰＯＩ（Point of Interest）画像５２と、自車画像５３と、を含む画像で構成し表示することにより、ドライバー４に提供する（図４参照）。

地図画像５１は、実景の前方路面７に沿うように、遠近法を用いて奥行きが表現された画像として描画され得る。すなわち、地図画像５１は、奥行きが表現された画像として生成されることにより、前方路面７と略同一面上に表示されているようにドライバー４に視認させ得る。

ＰＯＩ画像５２は、地図画像５１上の特定の地点を示す画像であり、複数のＰＯＩ画像５２が共通のアイコンで表されたり、地点に関する情報（例えば飲食店やガソリンスタンド等）が認識可能な情報を含むアイコンで表されたりする。

自車画像５３は、地図画像５１上の車両１の現在位置を示す画像である。自車画像５３は、車両１の走行に伴い地図画像５１における位置を変えながら表示される。

地図情報に奥行き感を持たせ前方路面７に沿う面上に表示される場合、ドライバー４に視認性の低下や違和感を与えないような描画を行うことが求められる。例えば表示部２０の形状自体に遠近感を持たせて上方が切り欠かれたような台形状とする手法が考えられる。しかしながら、表示部２０の表示領域が低減してしまい、ドライバー４に提供する情報量が低減してしまう。

そこで、本実施形態におけるＨＵＤ１０は、地図画像５１上に表示されるＰＯＩ画像５２の視認性を向上させることで、地図情報の視認性を向上する。以下、地図情報の視認性を向上させるためにＨＵＤ１０において実行される、ＰＯＩ画像５２を表示するための表示制御処理を具体的に説明する。

図３は、ＨＵＤ１０により実行されるＰＯＩ画像５２を表示するための表示制御処理を説明するフローチャートである。

図４は、表示部２０に表示されドライバー４に提供される地図情報の一例を示す説明図である。

この表示制御処理は、表示部２０に地図情報を表示する処理が発生した場合に開始され、地図情報が非表示になるまで繰り返し実行される。地図情報を表示する処理は、例えば制御部３０が、車両１の操作部（図示せず）より地図情報を表示する指示を受け付けた場合に開始され、地図情報を非表示とする指示を受け付けた場合に終了する。

図４に示すように、地図情報の表示が開始されると、表示制御部３２の制御に基づいて、画像生成部３１が主に車両１の進行方向に存在する地図に関する地図画像５１を生成し、生成された地図画像５１が表示部２０に表示される。上述したとおり、画像生成部３１は、奥行きが表現された画像として地図画像５１を生成する。また、表示制御部３２の制御に基づいて、画像生成部３１が地図画像５１上の車両１の現在位置を示す自車画像５３を生成し、生成された自車画像５３が地図画像５１に重畳された態様で表示部２０に表示される。

また、図４においては、ＰＯＩ画像５２は、地図上の特定の地点を示すための共通のデザインからなるアイコンであり、例えばカーナビゲーションシステム４１上で行われた設定等に基づいて所定の位置に表示される。なお、表示部２０には、地図情報以外にも、車速画像５４や経路案内に関する案内画像５５も表示され得る。

ステップＳ１において、表示制御部３２は、地図情報を構成する画像にＰＯＩ画像５２が含まれているか否かを判定する。表示制御部３２は、ＰＯＩ画像５２が含まれていないと判定した場合（ステップＳ１のＮＯ）、ＰＯＩ画像５２が含まれると判定するまでステップＳ１を繰り返す。

一方、表示制御部３２は、地図情報を構成する画像にＰＯＩ画像５２が含まれていると判定した場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、ステップＳ２において自車画像５３とＰＯＩ画像５２との距離を算出する。具体的には、表示制御部３２は、カーナビゲーションシステム４１から取得される車両１の緯度及び経度と、ＰＯＩ画像５２を表示するための情報としてＰＯＩ画像５２が保有する緯度及び経度に関する情報等に基づいて、距離を算出する。

ステップＳ３において、表示制御部３２は、距離算出ステップＳ２で算出された距離に基づいて、生成されるＰＯＩ画像５２のサイズを記憶部３３より読み出す。ここで、記憶部３３は、画像生成部３１がＰＯＩ画像５２を生成する際に参照する情報を格納する。具体的には、記憶部３３は、自車画像５３とＰＯＩ画像５２との距離に応じて割り当てられたＰＯＩ画像５２の表示サイズに関する情報が格納されている。例えば、記憶部３３は、車両１の現在位置（自車画像５３）とＰＯＩ画像５２が表示される地点（ＰＯＩ画像５２）との距離が２０ｍ以内である場合にはＰＯＩ画像５２が規定のサイズで生成され、距離が２０ｍより大きく５０ｍ以内である場合にはＰＯＩ画像５２が８０％に縮小されて生成されること等、予め定められたＰＯＩ画像５２の表示サイズに関する情報を記憶する。

ステップＳ４において、画像生成部３１は、表示制御部３２の制御に基づいて、サイズ読み出しステップＳ３で読み出された、表示すべきＰＯＩ画像５２に割り当てられた表示サイズでＰＯＩ画像５２を生成する。

ステップＳ５において、表示制御部３２は、生成されたＰＯＩ画像５２を、地図画像５１に重畳させて表示部２０に表示する。これにより、表示制御部３２は、算出された距離に基づいて画像生成部３１により生成されるＰＯＩ画像５２の表示を異ならせる。

この画像有無判定ステップＳ１から画像表示ステップＳ５は、地図情報を構成する画像にＰＯＩ画像５２が複数含まれている場合には、各ＰＯＩ画像５２に対して実行される。このようにして生成されたＰＯＩ画像５２は、図４に示すように、算出された距離に基づいて異なる態様で地図画像５１上に表示される。すなわち、表示制御部３２により、自車画像５３との距離が小さいほど（車両１から近いほど）ＰＯＩ画像５２は大きく表示され、距離が大きいほど（車両１から遠いほど）ＰＯＩ画像５２は小さく表示される。

また、車両１が通過した地点である、自車画像５３の後方に表示されるＰＯＩ画像５２ａ、５２ｂ、５２ｃについては、ドライバー４にとって必要性が低下することが一般的であると考えられる。このため、車両１が通過した地点に位置するＰＯＩ画像５２ａ、５２ｂ、５２ｃについては、自車画像５３との距離が小さいほど（車両１から近いほど）ＰＯＩ画像５２は大きく表示され、距離が大きいほど（車両１から遠いほど）ＰＯＩ画像５２は小さく表示されると同時に、車両１がこれから通過する、車両１の前方に位置する地点に表示されるＰＯＩ画像５２に対して、縮尺を小さくして表示することが好ましい。

例えば、図４において説明の便宜上点線で示した、車両１の基準線６０よりも後方に位置するＰＯＩ画像５２ａ、５２ｂ、５２ｃについては、車両１との距離が小さくても、車両１の前方であって同じ距離に位置するＰＯＩ画像５２よりも小さく生成され、表示されている。これにより、自車画像５３よりも前方にある、ドライバー４が注目すると考えられるＰＯＩ画像５２ｄ、５２ｅ等の視認性が、自車画像５３よりも後方にあるＰＯＩ画像５２ａ、５２ｂ、５２ｃにより妨げられることを抑制できる。

このような本実施形態のＨＵＤ１０は、上述した表示制御処理を行うことにより、ユーザーに対して奥行き感を誇張することができ、地図情報の視認性を向上できる。つまり、共通デザインのアイコン画像であるＰＯＩ画像５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅの大きさを異ならせることにより、虚像Ｖの奥行き感を誇張することができる。これにより、ＨＵＤ１０は、一例として上述した表示部２０の形状を台形状とすることにより奥行き感を誇張する場合のように、地図情報の表示領域を狭めることなく、地図情報の奥行き感、立体感を向上できる結果、視認性を向上できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、算出された距離に基づいて異なる態様で地図画像５１上にＰＯＩ画像５２を表示する一例として、距離が小さいほどＰＯＩ画像５２を大きく表示し、距離が大きいほどＰＯＩ画像５２を小さく表示する例を説明したが、これに加え、又はこれに代えて、次のような態様でＰＯＩ画像５２を距離に基づいて異ならせて表示してもよい。

図５は、表示部２０に表示されドライバー４に提供される地図情報の他の一例を示す説明図である。

図５のＰＯＩ画像５２は、上述したように算出された距離に基づいてＰＯＩ画像５２のサイズを異ならせることに加え、距離が小さいＰＯＩ画像５２ｆほど誘目性（視認性）よく表示され、距離が大きいＰＯＩ画像５２ｇほど誘目性を低下させて表示されている。誘目性を低下させる方法として、ＰＯＩ画像５２の明度を下げること、彩度を下げること、透過率を上げること、及びブラー効果を大きくすること、の少なくとも一つを適用し得る。図５においては、説明の都合上、自車画像５３との距離が最も近いＰＯＩ画像５２ｆを実線で表し、それ以外のＰＯＩ画像５２を自車画像５３との距離が大きくなるにつれて点線の間隔を長くしたＰＯＩ画像５２で表すことにより、距離が大きいほどＰＯＩ画像５２の誘目性が低下している様子が表現されている。

また、図３の表示制御処理においては、自車画像５３とＰＯＩ画像５２との距離に応じて生成されるＰＯＩ画像５２の表示サイズが決定される例を説明したが、これに限らず、例えば複数のＰＯＩ画像５２が地図画像５１上に表示される場合には、ＰＯＩ画像５２同士の相対的な位置関係で生成されるＰＯＩ画像５２の縮尺が決定されてもよい。

ＨＵＤ１０の投影部材がウインドウシールド３である例を説明したが、これに代えて、又はこれと共にコンバイナであってもよい。

１ 車両
３ ウインドウシールド
４ ドライバー（視認者）
４ ドライバー
７ 前方路面
１０ ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）
１１ 表示器
１２ 平面鏡
１３ 凹面鏡
１５ 筐体
２０ 表示部
３０ 制御部
３１ 画像生成部
３２ 表示制御部
３３ 記憶部
４１ カーナビゲーションシステム
４２ 車両ＥＣＵ
５０ ＣＡＮ（Controller Area Network）バス
５１ 地図画像
５２ ＰＯＩ（Point of Interest）画像
５３ 自車画像
５４ 車速画像
５５ 案内画像
６０ 基準線
Ｌ 表示光
Ｖ 虚像

Claims (5)

1. 車両の前方風景と重畳表示される虚像として、地図画像と、前記地図画像上の特定の地点を示す少なくとも一のＰＯＩ（Point of Interest）画像と、前記地図画像上の前記車両の位置を示す自車画像と、を生成する画像生成部と、
   前記自車画像と各前記ＰＯＩ画像との距離を算出し、算出された前記距離に基づいて前記画像生成部により生成される前記ＰＯＩ画像を異ならせる表示制御部と、を備える表示装置。
2. 前記表示制御部は、前記距離が小さいほど前記ＰＯＩ画像を大きく表示し、前記距離が大きいほど前記ＰＯＩ画像を小さく表示する、請求項１記載の表示装置。
3. 前記表示制御部は、前記距離が小さい前記ＰＯＩ画像を誘目性よく表示し、前記距離が大きいほど前記ＰＯＩ画像を誘目性を低下させて表示する、請求項１又は２記載の表示装置。
4. 前記表示制御部は、前記ＰＯＩ画像の明度を下げること、彩度を下げること、透過率を上げること及びブラー効果を大きくすることの少なくとも一つにより、前記誘目性を低下させる、請求項３記載の表示装置。
5. 前記画像生成部は、前記地図画像を奥行きが表現された画像として生成する、請求項１記載の表示装置。
   

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