JP6184607B2 - 表示制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両に搭載されたヘッドアップディスプレイ型の表示装置を制御する表示制御装置に関するものである。

運転者が前方の道路から視線を外すことなく必要な情報を確認できるヘッドアップディスプレイ型の表示装置において、情報を表示する位置を、運転者から見て車両前方の奥行き方向へ変える方式が提案されている。

例えば、特許文献１に係る発明では、情報を表示する奥行き方向の位置を車速に応じて変化させる。運転者は、車速が遅いときには近くを注視し、車速が速いときには遠くを注視するため、車速が速くなるに従って遠くなる注視距離にあわせて情報の表示位置を奥行き方向の奥側へ変化させることにより、運転者が奥行き方向に視線を移動させる量（輻輳変動）を低減する効果が示されている。

また、特許文献２に係る発明では、カメラ画像を基に算出した運転者の焦点位置に応じて、情報を表示する奥行き方向の位置を変化させる。焦点位置は、運転者がある位置を注視してそこに目の焦点をあわせている場合、その焦点がある奥行き方向の位置である。焦点位置付近に情報を表示することにより、運転者の輻輳変動を低減し、目の疲れを抑制する効果が示されている。

特開平１１−１１９１４７号公報 特開２００５−３０１１４４号公報

従来のヘッドアップディスプレイは、情報の表示位置を奥行き方向に可変とする構成ではあるが、単一の位置にすべての種類の情報を表示するものであった。ここで表示すべき情報には、車両情報などのように運転者が容易に認識できるべき情報、および案内矢印などのように運転者の焦点位置に合わせて表示することにより輻輳の変動を抑制するべき付加情報などがある。しかしながら、単一の位置にすべての種類の情報を表示するものにおいては、運転者が容易に認識可能とすることと輻輳の変動を抑制することを両立することはできなかった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、情報の種類に拘らず運転者が容易に認識可能とすることと輻輳の変動を抑制することを両立することができるヘッドアップディスプレイの表示制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係る表示制御装置は、車両の運転状況に基づいて運転者の焦点位置を推定する運転状況推定部と、表示対象情報のうちの車両に関する車両情報を運転者から前方へ向かう奥行き方向の位置が予め定められた基準位置に表示させるとともに、表示対象情報のうちの車両情報以外の付加情報を奥行き方向の位置が基準位置よりも奥行き方向の奥側であってかつその位置を変更可能な付加位置に表示させ、当該付加位置を運転状況推定部により推定された運転者の焦点位置に応じて変更する表示位置判定部と、案内地点に到着するまでの時間を推定する到着予定時刻推定部とを備え、表示位置判定部は、付加情報が案内地点に関する情報の場合、付加情報を表示する付加位置を、到着予定時刻推定部により推定された時間に応じて変更するものである。

この発明によれば、車両情報と付加情報を異なる位置に分けて表示し、かつ付加情報の表示位置を推定された運転者の焦点位置に応じて変更するようにしたので、情報の種類に拘らず運転者が容易に認識可能とすることと輻輳の変動を抑制することを両立することができる。即ち、基準位置に車両情報を表示するようにしたので、運転者が容易に認識可能とすることができる。さらに付加情報を表示する付加位置を推定された運転者の焦点位置に応じて変更するようにしたので、運転者の奥行き方向の視線移動量を低減し輻輳の変動を抑制することができる。また、運転者は、案内地点に関する情報の表示位置に基づいて、直感的に案内地点に到着するまでの時間を把握できる。

この発明の実施の形態１に係る表示制御装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る表示制御装置が制御するヘッドアップディスプレイ型の表示装置の模式図である。 表示対象情報が立体的に表示される原理を説明する図である。 表示対象情報の種類を説明する図である。 運転者の焦点位置と車速の関係を示すグラフである。 実施の形態１の運転状況推定部による動作を示すフローチャートである。 実施の形態１の表示位置判定部による動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係る表示制御装置の運転状況推定部による動作を示すフローチャートである。 実施の形態２の基準レイヤＬ１と付加レイヤＬ２１を説明する模式図である。 この発明の実施の形態３に係る表示制御装置の構成例を示すブロック図である。 実施の形態３の基準レイヤＬ１、近距離付加レイヤＬ２、遠距離付加レイヤＬ３、および案内地点用付加レイヤＬ３１を説明する模式図である。 実施の形態３の表示位置判定部による動作を示すフローチャートである。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る表示制御装置１の構成例を示すブロック図である。この表示制御装置１は車両に搭載され、同じく車両に搭載された車速センサ２、ＧＰＳセンサ３、運転モード取得部４、対象物検出センサ５、ナビゲーション装置６、および３Ｄ液晶ディスプレイ１１に接続されている。

図２は、実施の形態１に係る表示制御装置１が制御するヘッドアップディスプレイ型の表示装置（以下、ＨＵＤ１４と呼ぶ）の模式図である。
３Ｄ液晶ディスプレイ１１は、視差バリア方式によって裸眼のまま立体視可能な映像を表示する液晶ディスプレイであり、表示制御装置１から受信した表示用の映像（表示対象情報の右眼用画像と左眼用画像）を表示する。３Ｄ液晶ディスプレイ１１が表示した表示対象情報は、フレネルレンズ１２を通してハーフミラー１３で反射し、運転者１５に視認される。ハーフミラー１３は、車両のフロントガラスで構成しても良い。またはフロントガラスと運転者１５との間に設けられた平板状部材であるコンバイナで構成しても良い。この際、運転者１５から見て奥行き方向の位置が固定された基準レイヤＬ１、この基準レイヤＬ１よりも奥行き方向の奥側の位置に設定された近距離付加レイヤＬ２、更に奥側に設定された遠距離付加レイヤＬ３のうちの少なくとも１つのレイヤ位置に、表示対象情報の虚像が浮かび上がって見える。基準レイヤＬ１の位置は、光学部品の配置構成によりフレネルレンズ１２の焦点付近に予め設定される。また後述するが、基準レイヤＬ１の位置に表示する表示対象情報の右眼用画像と左眼用画像には、視差がない。そのため、基準レイヤＬ１の位置に浮かび上がって見える虚像は、ぼやけず、運転者１５が容易に認識可能とすることができる。

なお、説明中ではレイヤと呼ぶが、物体が存在しているわけではなく、表示対象情報が浮かび上がって見える位置を比喩的にレイヤと呼ぶにすぎない。基準レイヤＬ１の位置が「基準位置」であり、近距離付加レイヤＬ２および遠距離付加レイヤＬ３の位置が「付加位置」である。

図３は、表示対象情報が立体的に表示される原理を説明する図である。
表示制御装置１は右眼用画像ＩＲと左眼用画像ＩＬを３Ｄ液晶ディスプレイ１１に表示させ、それをハーフミラー１３に反射させることで、運転者１５に立体的に映像を視認させる。３Ｄ液晶ディスプレイ１１に表示する右眼用画像ＩＲと左眼用画像ＩＬの間隔を変化させて視差を変化させることにより、虚像Ｖの奥行き方向の表示位置が変わる。

例えば、図３（ａ）に示すように、３Ｄ液晶ディスプレイ１１上で右眼用画像ＩＲと左眼用画像ＩＬとの間に少量の視差が存在すると（つまり、右眼用画像ＩＲと左眼用画像ＩＬとが若干ずれて表示されていると）、表示対象情報の虚像Ｖは近距離付加レイヤＬ２の位置に浮かんで、かつ立体的（即ち三次元的）に見える。また、図３（ｂ）に示すように、３Ｄ液晶ディスプレイ１１上で右眼用画像ＩＲと左眼用画像ＩＬとの間に大きな視差が存在すると（つまり、右眼用画像ＩＲと左眼用画像ＩＬとが大きくずれて表示されていると）、虚像Ｖは遠距離付加レイヤＬ３の位置に浮かんで、かつ立体的に見える。
一方、図３（ｃ）に示すように、３Ｄ液晶ディスプレイ１１上で右眼用画像ＩＲと左眼用画像ＩＬとの間に視差がない場合（つまり、右眼用画像ＩＲと左眼用画像ＩＬとが重なって表示されている場合）、基準レイヤＬ１に平面的（即ち二次元的）な虚像Ｖが浮かんで見える。
即ち、基準レイヤＬ１に浮かんで見える虚像は、３Ｄ液晶ディスプレイ１１上で右眼用画像ＩＲと左眼用画像ＩＬとの間に視差がない画像に基づいているので、高精細な虚像であってかつ二次元的な虚像になる。
他方、近距離付加レイヤＬ２と遠距離付加レイヤＬ３に浮かんで見える虚像は、３Ｄ液晶ディスプレイ１１上で右眼用画像ＩＲと左眼用画像ＩＬとの間に視差がある画像に基づいているので、基準レイヤＬ１の虚像ほどの精細度ではないが三次元的な虚像になる。また、３Ｄ液晶ディスプレイ１１上で右眼用画像ＩＲと左眼用画像ＩＬとの間の視差を調整することにより、浮かんで見える虚像を近距離付加レイヤＬ２あるいは遠距離付加レイヤＬ３のいずれに表示するのか変更することができる。

図４は、表示対象情報の種類を説明する図である。表示対象情報は、情報の種類によって、車両情報と付加情報とに分けられる。車両情報は、例えば、車速、メータ表示、燃料残量といった車両に関する情報である。付加情報は、例えば、経路の案内矢印、道路標識、制限速度、渋滞情報、警告、電子メールといった車両に関する情報以外の情報である。
図４（ａ）は、道路を走行中において、運転者１５の視点からハーフミラー１３を介して車両前方を眺めた際のイメージ図である。実施の形態１では、車両情報は基準レイヤＬ１に表示され、付加情報は運転状況等に応じて原則として、近距離付加レイヤＬ２または遠距離付加レイヤＬ３に表示される。
例えば、車両情報として車速、付加情報として案内矢印と警告が表示される場合、図４（ｂ）に示すように、推定された運転者１５の焦点位置が近距離であるときは車両情報である車速２０が基準レイヤＬ１に表示され、付加情報である案内矢印２１は近距離付加レイヤＬ２に表示される。また、運転状況等によっては、即ち推定された運転者１５の焦点位置が遠距離であるときは図４（ｃ）に示すように案内矢印２１が遠距離付加レイヤＬ３に表示されることもある。さらに、付加情報は原則として近距離付加レイヤＬ２または遠距離付加レイヤＬ３に表示されるが、例外として、付加情報であっても警告２２は基準レイヤＬ１に表示される。どの情報をどのレイヤに表示するかの詳細は後述する。

図５は、運転者１５の焦点位置と車速の関係を示すグラフである。ここで、焦点位置とは、運転者１５が見ている場所の奥行き方向の位置のことをいい、車速が遅い場合は焦点位置が近く（奥行き方向の手前側）になり、車速が速い場合は焦点位置が遠く（奥行き方向の奥側）になる傾向にある。例えば実線で示すように、運転者１５の焦点位置と車速が一次関数の関係にあると仮定した場合、運転者１５から奥行き方向３ｍの位置に近距離付加レイヤＬ２を設定し、１０ｍの位置に遠距離付加レイヤＬ３を設定しておく。近距離付加レイヤＬ２の３ｍは、３０ｋｍ／ｈで走行中に運転者１５が注視するであろう焦点位置、遠距離付加レイヤＬ３の１０ｍは、１００ｋｍ／ｈで走行中に運転者１５が注視するであろう焦点位置である。また、近距離付加レイヤＬ２より奥行き方向の手前側であってフレネルレンズ１２の焦点付近、例えば２〜２．５ｍの位置に基準レイヤＬ１を設定しておく。
なお、各レイヤの位置は一例であり、これに限定されるものではない。また、破線で示すように、運転者１５の焦点位置と車速を対数関数の関係にあると仮定して各レイヤの位置を設定してもよい。

次に、表示制御装置１を説明する。
表示制御装置１は、不図示のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で構成されており、このＣＰＵが内部メモリに格納されたプログラムを実行することによって、情報取得部７、運転状況推定部８、表示対象情報生成部９、および表示位置判定部１０としての機能を実現する。

情報取得部７は、車速センサ２、ＧＰＳセンサ３、運転モード取得部４、対象物検出センサ５およびナビゲーション装置６といった車載機器から各種の情報を取得する。情報取得部７が取得した情報は、後述する運転状況推定部８において運転状況を推定するために用いられる。また、情報取得部７が取得した情報を、ＨＵＤ１４に表示する表示対象情報に流用しても構わない。

車速センサ２は、車速を検出するセンサである。
ＧＰＳセンサ３は、ＧＰＳ衛星の信号を受信して車両の位置を特定する。
運転モード取得部４は、運転者１５が選択した運転モード（例えば、比較的低速な街乗りモード、または比較的高速なスポーツモード等）を取得する。運転者１５は、ハンドルまたはシフトレバー等に設置された運転モード選択用のボタン等を操作することにより、所望の運転モードを選択する。あるいは、ナビゲーション装置６が運転者１５から運転モードの選択を受け付けても構わない。
対象物検出センサ５は、自車両前方の人および車両などの視認対象物の有無、および視認対象物の位置を検出する。対象物検出センサ５としては、例えば車外をセンシングするステレオカメラまたはレーダ等が用いられる。視認対象物とは、歩行者および車など、運転者１５が運転中に注意すべき物体である。
ナビゲーション装置６は、地図データの他、経路の案内矢印、道路標識、制限速度、渋滞情報、警告といった情報を、必要に応じて情報取得部７へ出力する。

運転状況推定部８は、情報取得部７が車載機器から取得した車速を推定可能な情報に基づいて、車両の運転状況を推定し、運転者の焦点位置が遠距離か近距離かを判定する。車速を推定可能な情報とは、車速、運転モード、および地図データに含まれる道路種別等である。
運転状況推定部８の詳細は後述する。

表示対象情報生成部９は、車速、メータ表示、燃料残量といった車両情報と、案内矢印、道路標識、制限速度、渋滞情報、警告、電子メールといった付加情報を、車載機器から取得し、これらを元に表示対象情報を生成する。なお、車両情報と付加情報は、情報取得部７を介して、車速センサ２、ＧＰＳセンサ３、運転モード取得部４、対象物検出センサ５、およびナビゲーション装置６から取得する他、不図示の車載機器（例えば、オーディオ曲名などの付加情報をオーディオ装置）からも取得可能である。ここでの説明は一例であって、情報の種類および車載機器の種類を限定するものではない。
表示対象情報としては、例えば図４に示した車速２０のような文字列、ならびに案内矢印２１および警告２２のような図形等がある。

表示位置判定部１０は、表示対象情報生成部９が生成した表示対象情報と運転状況推定部８が推定した運転者１５の焦点位置に基づいて、表示対象情報を表示するレイヤを判定し、レイヤ位置に合わせた右眼用画像と左眼用画像の映像を生成する。
表示位置判定部１０の詳細は後述する。

次に、表示制御装置１の動作を詳述する。
まず、図６に示すフローチャートに従い、運転状況推定部８の動作を説明する。ここでは、運転者１５から車両前方の奥行き方向に２〜２．５ｍの位置に基準レイヤＬ１が設定され、３ｍの位置に近距離付加レイヤＬ２が設定され、１０ｍの位置に遠距離付加レイヤＬ３が設定されているものとする。運転状況推定部８は、この設定に合わせて、運転者１５の焦点位置３ｍを近距離、１０ｍを遠距離とみなす。
運転状況推定部８の動作に先立ち、情報取得部７が、車速センサ２から車速を取得し、ＧＰＳセンサ３から自車位置を取得し、運転モード取得部４から運転モード（比較的低速な街乗りモード、または比較的高速なスポーツモード）を取得し、対象物検出センサ５から車両前方の視認対象物の有無と視認対象物の位置を取得し、ナビゲーション装置６から自車位置周辺の地図データを取得する。

運転状況推定部８は、情報取得部７が取得した情報に基づいて、自車両が高速道路を走行中か否かを判定する（ステップＳＴ１）。ここでは、運転状況推定部８は、ＧＰＳセンサ３の自車位置とナビゲーション装置６の地図データに基づいて、自車両が走行している道路の種別を判定する。運転状況推定部８は、道路種別が高速道路の場合にステップＳＴ２へ進み、一般道路の場合にステップＳＴ３へ進む。

自車両が高速道路を走行中と判定した場合（ステップＳＴ１“ＹＥＳ”）、運転状況推定部８は、高速道路走行時は比較的高速で走行しているとみなし、運転者１５の奥行き方向の焦点位置は遠距離と推定する（ステップＳＴ２）。
一方、自車両が一般道路を走行中と判定した場合（ステップＳＴ１“ＮＯ”）、運転状況推定部８は、運転モードが選択されているか否かを判定する（ステップＳＴ３）。運転状況推定部８は、運転者１５によって運転モードが選択されていない場合にステップＳＴ４へ進み、運転モードが選択されている場合にステップＳＴ７へ進む。

運転モードが選択されていないと判定した場合（ステップＳＴ３“ＮＯ”）、運転状況推定部８は、運転モードではなく車速に基づいて運転状況を判断する。運転状況推定部８は、車速センサ２で取得した車速と予め定めた閾値との大小を比較し（ステップＳＴ４）、車速が閾値以上の場合にステップＳＴ６へ進み、車速が閾値より小さい場合にステップＳＴ５へ進む。ここで、閾値は、焦点位置が遠距離にあるか近距離にあるかを推定するための車速である。図５に示したように焦点位置と車速が一次関数の関係にある場合、焦点位置が遠距離１０ｍのとき車速が１００ｋｍ／ｈ、焦点位置が近距離３ｍのとき車速が３０ｋｍ／ｈになるため、閾値として、３０ｋｍ／ｈより大きく１００ｋｍ／ｈより小さい値が用いられる。具体例としては例えば６０ｋｍ／ｈを用いる。日本の一般道路においては、通常６０ｋｍ／ｈを超えることはないからである。なおこの閾値は、各国または地域の事情を加味して自由に設定し得るものであって、かつ状況に応じて変更しても良い。

車速が閾値より小さい場合（ステップＳＴ４“ＮＯ”）、運転状況推定部８は、比較的低速で走行しているとみなし、運転者１５の焦点位置を近距離と推定する（ステップＳＴ５）。
一方、車速が閾値以上の場合（ステップＳＴ４“ＹＥＳ”）、運転状況推定部８は、比較的高速で走行しているとみなし、運転者１５の焦点位置を遠距離と推定する（ステップＳＴ６）。

他方、運転モードが選択されていると判定した場合（ステップＳＴ３“ＹＥＳ”）、運転状況推定部８は、運転者１５により選択された運転モードがスポーツモードか否かを判定する（ステップＳＴ７）。運転状況推定部８は、スポーツモードが選択されている場合にステップＳＴ９へ進む。スポーツモード選択時（ステップＳＴ７“ＹＥＳ”）は比較的高速で走行していると推定されるため、運転状況推定部８は、運転者１５の焦点位置を遠距離と推定する（ステップＳＴ９）。逆に、スポーツモードが選択されていない、つまり街乗りモードが選択されている場合（ステップＳＴ７“ＮＯ”）、運転状況推定部８は、比較的低速で走行しているとみなし、運転者１５の焦点位置を近距離と推定する（ステップＳＴ８）。

続いて運転状況推定部８は、対象物検出センサ５によって車両前方の予め定めた距離内に視認対象物が検出されているか否かを判定する（ステップＳＴ１０）。運転状況推定部８は、視認対象物が検出されなかった場合にステップＳＴ１１へ進み、視認対象物が検出された場合にステップＳＴ１２へ進む。ここで、予め定めた距離とは、遠距離付加レイヤＬ３が設定された位置（この例では１０ｍ）である。

車両前方に視認対象物が検出されなかった場合（ステップＳＴ１０“ＮＯ”）、運転状況推定部８は、車両前方の予め定めた距離内にカーブがあるか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。予め定めた距離とは、上記同様、遠距離付加レイヤＬ３が設定された位置（この例では１０ｍ）である。運転状況推定部８は、例えば、ナビゲーション装置６の地図データから現在走行中の道路情報を選択し、車両前方にカーブがあるか否かを判定する。運転状況推定部８は、前方にカーブがある場合にステップＳＴ１２に進み、カーブがない場合は処理を終了する。

車両前方に視認対象物またはカーブが検出された場合（ステップＳＴ１０“ＹＥＳ”またはステップＳＴ１１“ＹＥＳ”）、運転者１５の焦点位置は車両近傍になることが想定される。そのため、運転状況推定部８は、運転者１５が車両近傍を見ているとみなし、焦点位置を近距離と推定する（ステップＳＴ１２）。
なお、運転状況推定部８は、ステップＳＴ２，ＳＴ６，ＳＴ９において運転状況に基づき焦点位置を遠距離と推定した場合であっても、ステップＳＴ１２を優先し、推定した焦点位置を近距離に変更する。

以上の処理により、運転者１５の焦点位置が遠距離（この例では１０ｍ）にあるか近距離（この例では３ｍ）にあるかが推定される。

運転状況推定部８が運転者１５の焦点位置を推定した後、続いて、表示対象情報生成部９がＨＵＤ１４に表示するための表示対象情報を生成する。その後、表示位置判定部１０が、表示対象情報生成部９により生成された表示対象情報と、運転状況推定部８により推定された運転者１５の焦点位置を元に、表示対象情報を表示する奥行き方向の位置、つまりレイヤを判定して、表示用の右眼用画像と左眼用画像を作成する。

次に、図７に示すフローチャートに従い、表示位置判定部１０の動作を説明する。
表示位置判定部１０は、まず、表示対象情報生成部９により生成された表示対象情報が車両情報か否かを判定する（ステップＳＴ２１）。表示位置判定部１０は、表示対象情報が車速、メータ表示、燃料残量といった車両情報である場合にステップＳＴ２２へ進み、逆に車両情報でない、つまり案内矢印、道路標識、制限速度、渋滞情報、警告、電子メールといった付加情報である場合にステップＳＴ２３へ進む。
表示対象情報が車両情報である場合（ステップＳＴ２１“ＹＥＳ”）、表示位置判定部１０は、奥行き方向の位置が固定された基準レイヤＬ１に表示対象情報である車両情報を表示するための二次元映像、即ち視差のない右眼用画像と左眼用画像を作成し（ステップＳＴ２２）、処理を終了する。

一方、表示対象情報が車両情報ではない場合（ステップＳＴ２１“ＮＯ”）、表示位置判定部１０は、表示対象情報である付加情報が警告か否かを判定する（ステップＳＴ２３）。表示位置判定部１０は、付加情報が警告でない場合にステップＳＴ２４へ進み、付加情報が警告の場合にステップＳＴ２６へ進む。

付加情報が警告でない場合（ステップＳＴ２３“ＮＯ”）、表示位置判定部１０は、表示対象情報である付加情報が高解像度情報か否かを判定する（ステップＳＴ２４）。高解像度情報とは、表示に必要とされる解像度が予め定められた閾値以上の付加情報であり、例えば電子メールおよびオーディオ曲名といった文字情報、ならびにきめ細かいグラフィックスの画像、例えばメータ画像などである。表示位置判定部１０は、付加情報が高解像度情報でない場合にステップＳＴ２５へ進み、付加情報が高解像度情報の場合にステップＳＴ２６へ進む。

付加情報が高解像度情報でない場合（ステップＳＴ２４“ＮＯ”）、表示位置判定部１０は、運転状況推定部８が推定した運転者１５の焦点位置に対応する付加レイヤに、付加情報を表示するための三次元映像、即ち視差のある右眼用画像と左眼用画像を作成し（ステップＳＴ２５）、処理を終了する。運転状況推定部８において運転者１５の焦点位置が近距離と推定された場合、表示位置判定部１０は、３ｍ先の近距離付加レイヤＬ２に付加情報を表示するための三次元映像を作成する。一方、焦点位置が遠距離と推定された場合、表示位置判定部１０は、１０ｍ先の遠距離付加レイヤＬ３に付加情報を表示するための三次元映像を作成する。

付加情報が警告または高解像度情報である場合（ステップＳＴ２３“ＹＥＳ”またはステップＳＴ２４“ＹＥＳ”）、表示位置判定部１０は、警告または高解像度情報を基準レイヤＬ１に表示するための二次元映像を作成し（ステップＳＴ２６）、処理を終了する。

最後に、表示位置判定部１０により作成された映像が３Ｄ液晶ディスプレイ１１に送付され、そこに表示されることで表示対象情報が運転者１５に提示される。
以上の処理により、運転者１５の焦点位置が遠距離のときには付加情報が遠距離付加レイヤＬ３に表示され、運転者１５の焦点位置が近距離のときには付加情報が近距離付加レイヤＬ２に表示されるので、運転者１５の焦点位置と付加レイヤＬ２，Ｌ３の奥行き方向の位置との差異を抑制できる。これにより、運転者１５の奥行き方向の視線移動量（輻輳変動）を低減することができ、視認時の疲労を抑制できる。

なお、上記説明では、付加レイヤの表示位置を近距離と遠距離の２段階に設定したが、３段階以上に設定しても構わない。また図７では１つの表示対象情報を用いて動作を説明したが、この処理は表示対象情報ごとに行われる。即ち、図４に示す場合は、表示対象情報である車速２０、案内矢印２１および警告２２のそれぞれに対して行われる。

以上より、実施の形態１によれば、表示制御装置１は、車両の運転状況に基づいて運転者１５の焦点位置を推定する運転状況推定部８と、表示対象情報生成部９が生成した表示対象情報のうちの車両情報を奥行き方向の位置が予め定められた基準レイヤＬ１の位置に表示させるとともに、表示対象情報のうちの付加情報を奥行き方向の位置が基準レイヤＬ１の位置よりも奥行き方向の奥側であってかつその位置が異なる近距離付加レイヤＬ２または遠距離付加レイヤＬ３の位置に表示させ、付加情報の表示位置を、運転状況推定部８により推定された運転者１５の焦点位置に応じて近距離付加レイヤＬ２か遠距離付加レイヤＬ３に変更する表示位置判定部１０を備える構成にした。即ち車両情報を基準レイヤＬ１に表示するとともに付加情報を近距離付加レイヤＬ２または遠距離付加レイヤＬ３に表示するといった多層レイヤ構造であるため、情報の種類に応じて表示を分けることができる。また、視差のない画像に基づいて二次元の虚像が浮かび上がる基準レイヤＬ１に車両情報を表示するようにしたので、情報の種類に拘らず運転者１５が容易に認識可能とすることができる。さらに、付加情報の表示位置を、運転者１５の焦点位置に応じて変更するようにしたので、運転者１５の奥行き方向の視線移動量を低減し、輻輳の変動を抑制することができる。

また、実施の形態１によれば、運転状況推定部８は、車速を推定可能な情報（車速、運転モード、および地図データに含まれる道路種別）に基づいて、運転者１５の焦点位置を推定する構成にした。このため、上記特許文献２に係る発明で必要だった運転者視線監視用のカメラが不要となる。
なお、上記実施の形態１ではレイヤが頻繁に切り替わらないようにするため、車速を推定可能な情報について優先順位を付けた例（優先順位が高い順から道路種別、運転モードまたは車速）を示した。即ち自車両が高速道路を走行中と判定した場合（ステップＳＴ１“ＹＥＳ”）、運転状況推定部８は、運転モードおよび車速を確認することなく焦点位置は遠距離と推定する。同様に自車両が一般道路を走行中と判定した場合（ステップＳＴ１“ＮＯ”）、運転状況推定部８は、運転モード（ステップＳＴ３）により焦点位置を推定することとなり、この場合は車速の確認はしない。
即ち車速を推定可能な情報について優先順位を付けることにより、車速が閾値６０ｋｍ／ｈを頻繁に上下しても道路種別もしくは運転モードが切り替わらなければレイヤを切り替えない。このためレイヤの切り替えを安定したものにすることができる。なお上記優先順位は例示に過ぎない。優先順位は予め定めておいてもよいし、運転者が自由に設定しても構わない。また車速を推定可能な情報として、道路種別、運転モードまたは車速以外のものを用いてもよい。またこれらの情報に優先順位を付けても良い。
他方、図６の例では、車速を推定可能な情報として車速、運転モードおよび道路種別の３つを優先順位を付けて使用したが、少なくとも１つを使用する構成にしてもよい。また、どの情報を使用するか、ユーザが設定する構成にしてもよい。例えば、運転者が自分の焦点位置と連動して速やかにレイヤを切り替えることを望む場合は、車速を推定可能な情報として、車速センサ２の車速を使用すればよい。この場合は時々刻々と変わる車速に応じて運転者の焦点位置も変化しており、この焦点位置に合ったレイヤに速やかに切り替えることができる。あるいは、車速を推定可能な情報として、車速センサ２の車速を使用せず、運転モードまたは道路種別を使用した場合は、大まかな運転者１５の焦点位置を推定可能となる。近距離付加レイヤＬ２と遠距離付加レイヤＬ３を判定する閾値付近の車速で走行している場合、車速センサ２の車速を使用するとレイヤが頻繁に切り替わるが、運転モードあるいは道路種別が変化しない限りレイヤの切り替えが起こることはなくなる。

また、実施の形態１によれば、車両の前方に視認対象物が存在する場合、または、車両が走行する道路の前方にカーブが存在する場合、運転状況推定部８は、現在の運転状況に基づいて推定した焦点位置を、当該推定した焦点位置より運転者１５に近い位置に変更する構成にした。歩行者などの視認対象物が存在する場合またはカーブを走行する場合、運転者１５の焦点位置が近くになることが想定されるため、付加情報の表示位置を奥行き方向の手前側にすることで運転者１５の奥行き方向の視線移動量を低減できる。

また、実施の形態１によれば、表示位置判定部１０は、付加情報が警告の場合、当該付加情報を基準レイヤＬ１に表示させる構成にした。運転者１５の最も手前側に設定され、かつ、高解像度の虚像を表示可能な基準レイヤＬ１に警告を表示することで、基準レイヤＬ１よりも奥行き方向の奥側に設定された近距離付加レイヤＬ２または遠距離付加レイヤＬ３に表示する場合に比べて、見逃してはいけない警告の認知が容易になる。

また、実施の形態１によれば、表示位置判定部１０は、付加情報の表示に必要とされる解像度が予め定められた閾値以上の場合、当該付加情報を基準レイヤＬ１に表示させる構成にした。電子メール、オーディオ曲名といった文字情報は形状が複雑であるため表示に高い解像度を必要とする。このような情報を視差のない画像に基づいて表示される基準レイヤＬ１の高解像度の虚像として表示することで、視差がある画像に基づいて表示される近距離付加レイヤＬ２または遠距離付加レイヤＬ３に表示する場合に比べて、可読性を改善できる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る表示制御装置１の構成は、図面上は図１と同じであるため、以下では図１を援用する。
実施の形態２に係る表示制御装置１が実施の形態１と異なる点は、運転状況推定部８の動作にある。実施の形態１の運転状況推定部８では、付加情報を表示する位置を近距離付加レイヤＬ２の位置または遠距離付加レイヤＬ３の位置にしていた。実施の形態２の運転状況推定部８では、これに加え、付加情報を表示する位置を車速に応じて連続的に変化させることも可能とする。

図８は、実施の形態２における運転状況推定部８の動作を示すフローチャートである。以下、運転状況推定部８の動作を、図８に基づいて説明する。
図８において実施の形態１の図６と異なるのは、図６のステップＳＴ４〜ＳＴ６に代わってステップＳＴ１３が行われる点である。
つまり、運転状況推定部８は、ステップＳＴ３において運転モードが選択されていない場合（ステップＳＴ３“ＮＯ”）、運転者１５の焦点位置を車速センサ２の車速に応じて連続的に変化させる（ステップＳＴ１３）。例えば、図５に示したように焦点位置と車速が一次関数の関係にある場合、運転状況推定部８は車速が２０ｋｍ／ｈのとき焦点位置を２ｍ、３０ｋｍ／ｈのとき焦点位置を３ｍ、６０ｋｍ／ｈのとき焦点位置を６ｍ、１００ｋｍ／ｈのとき焦点位置を１０ｍと推定する。このように、実施の形態２では、車速に応じて焦点位置を連続的に変化させる。

図９は、実施の形態２の基準レイヤＬ１と付加レイヤＬ２１を説明する模式図である。表示位置判定部１０は、実施の形態１と同様に、車速２０などの車両情報ならびに付加情報のうちの警告２２および高解像度情報を、奥行き方向の位置が固定された基準レイヤＬ１の位置に表示するための二次元映像を作成する。
一方、表示位置判定部１０は、案内矢印２１などの付加情報（警告および高解像度情報を除く）を、運転状況推定部８が推定した運転者１５の焦点位置に対応する付加レイヤＬ２１に表示するための三次元映像を作成する。運転状況推定部８が推定した焦点位置に応じて、表示位置判定部１０が付加情報の右眼用画像と左眼用画像の間隔を調整して視差を変更することにより、虚像が浮かんで見える付加レイヤＬ２１の位置が奥行き方向に変更される。付加レイヤＬ２１の奥行き方向における移動範囲は任意に設定可能であり、例えば、基準レイヤＬ１から遠距離付加レイヤＬ３までの範囲とする。

例えば、図８のステップＳＴ２またはステップＳＴ９で焦点位置が遠距離と推定された場合、表示位置判定部１０は、付加レイヤＬ２１を遠距離（例えば、１０ｍ）の位置に設定し、その位置に付加情報を表示するための三次元映像を作成する。図８のステップＳＴ８またはステップＳＴ１２で焦点位置が近距離と推定された場合、表示位置判定部１０は、付加レイヤＬ２１を近距離（例えば、３ｍ）の位置に設定し、その位置に付加情報を表示するための三次元映像を作成する。図８のステップＳＴ１３で車速に応じた焦点位置が推定された場合、表示位置判定部１０は、付加レイヤＬ２１をその焦点位置（例えば、車速６０ｋｍ／ｈのとき６ｍ）に設定し、その位置に付加情報を表示するための三次元映像を作成する。

以上より、実施の形態２によれば、運転状況推定部８は、車速が大きくなるほど、付加情報を表示する付加レイヤＬ２１の位置を奥行き方向の奥側に変更する構成にした。このため実施の形態１と比べて実施の形態２では、より細かく運転者１５の焦点位置を推定できる。そして、推定した運転者１５の焦点位置に合わせて付加レイヤの表示位置を連続的に変化させるようにしたので、運転者１５の奥行き方向の視線移動量を更に低減することができる効果がある。

実施の形態３．
図１０は、実施の形態３に係る表示制御装置１の構成例を示すブロック図である。図１０において、図１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
実施の形態３に係る表示制御装置１が実施の形態１と異なる点は、到着予定時刻推定部３０が追加されている点である。また、到着予定時刻推定部３０の追加に伴い、情報取得部７および表示位置判定部１０の動作も異なる。

実施の形態３では、情報取得部７が、ナビゲーション装置６から案内地点情報を取得する。案内地点とは、例えば、自車両の目的地または経由地として設定された地点である。案内地点情報とは、例えば、目的地の施設情報（施設の位置、施設を表すアイコンなど）、または経由地の施設情報（施設の位置、施設を表すアイコンなど）であり、付加情報の１つである。
運転状況推定部８は、実施の形態１と同様の動作を行う。
その後、到着予定時刻推定部３０は、情報取得部７がＧＰＳセンサ３から取得した自車位置と、ナビゲーション装置６から取得した地図データおよび案内地点情報とを用いて、自車両から案内地点までの距離を求める。到着予定時刻推定部３０は、求めた距離を、情報取得部７が車速センサ２から取得した車速で除することにより、案内地点へ到着する時刻を推定し、案内地点に到着するまでに要する時間を推定する。
なお、到着予定時刻推定部３０は、自身で到着予定時刻を推定する代わりに、ナビゲーション装置６から到着予定時刻に関する情報を取得しても構わない。

到着予定時刻推定部３０が到着に要する時間を推定した後、表示対象情報生成部９が実施の形態１と同様に表示対象情報を生成する。その際、表示対象情報生成部９は、案内地点情報から、目的地または経由地となる施設を表すアイコンなどの表示対象情報を生成する。
その後、表示位置判定部１０は、到着予定時刻推定部３０が推定した到着に要する時間、表示対象情報生成部９が生成した表示対象情報、および運転状況推定部８が推定した運転者１５の焦点位置を用いて、表示対象情報を表示する奥行き方向の位置を判定する。

図１１は、実施の形態３の基準レイヤＬ１、近距離付加レイヤＬ２、遠距離付加レイヤＬ３、および案内地点用付加レイヤＬ３１を説明する模式図である。実施の形態３では、到着予定時刻推定部３０が推定した到着に要する時間に合わせて奥行き方向の位置を変更可能な案内地点用付加レイヤＬ３１が追加されている。案内地点用付加レイヤＬ３１の奥行き方向における移動範囲は任意に設定可能であり、例えば、遠距離付加レイヤＬ３から近距離付加レイヤＬ２までの範囲とする。目的地または経由地となる施設を表すアイコン３１等の案内地点情報の表示対象情報は、案内地点用付加レイヤＬ３１に表示される。

図１２は、実施の形態３における表示位置判定部１０の動作を示すフローチャートである。
図１２において実施の形態１の図７と異なるのは、ステップＳＴ２７，ＳＴ２８が追加された点である。
ステップＳＴ２７において、表示位置判定部１０は、付加情報が案内地点情報か否かを判定する。表示位置判定部１０は、付加情報が案内地点情報である場合にステップＳＴ２８へ進み、付加情報が案内地点情報でない場合にステップＳＴ２５へ進む。

付加情報が案内地点情報である場合（ステップＳＴ２７“ＹＥＳ”）、表示位置判定部１０は、到着予定時刻推定部３０が推定した到着に要する時間に基づいて、案内地点情報を表示する案内地点用付加レイヤＬ３１の奥行き方向の位置を設定し、その位置に案内地点情報を表示するための三次元映像を作成する（ステップＳＴ２８）。

例えば、案内地点への到着予定時刻が１時間後の場合、案内地点用付加レイヤＬ３１を遠距離付加レイヤＬ３と同じ位置に表示する。車両が走行を開始し、到着予定時刻が近づくにつれて案内地点用付加レイヤＬ３１が手前側に移動し、到着予定時刻が３０分後になると案内地点用付加レイヤＬ３１は遠距離付加レイヤＬ３と近距離付加レイヤＬ２の中間位置にくる。案内地点に到着すると案内地点用付加レイヤＬ３１が近距離付加レイヤＬ２と同じ位置にくる。運転者１５は、到着予定時刻が近づくと案内地点情報の虚像が近づいてくるので、直感的に案内地点に到着するまでの時間を把握できる。
このように、表示位置判定部１０は、到着予定時刻に応じて案内地点情報の表示位置を連続的に変化させる。なお、案内地点情報の表示位置を、遠距離付加レイヤＬ３の位置、遠距離付加レイヤＬ３と遠距離付加レイヤＬ３の中間位置、近距離付加レイヤＬ２の位置に段階的に変化させてもよい。

上記説明では現在地から案内地点に到達するまでの時間に応じて案内地点用付加レイヤＬ３１の位置を変更したが、代わりに、現在地から案内地点までの道のり距離に応じて案内地点用付加レイヤＬ３１の位置を変更してもよい。
あるいは、案内地点用付加レイヤＬ３１において案内地点を矢印等で指し示す場合、現在地から案内地点までの直線距離に応じて案内地点用付加レイヤＬ３１の位置を変更してもよい。

なお、案内地点情報を案内地点用付加レイヤＬ３１に常時表示させる必要はない。そのため、表示位置判定部１０は、例えば、自車両が案内地点に到達する所定時間前（例えば、１０分前）に案内地点情報を案内地点用付加レイヤＬ３１に表示開始するようにしてもよい。

上記説明では、実施の形態３の構成を実施の形態１の構成と組み合わせた場合を例にしたが、実施の形態２の構成と組み合わせても構わない。

以上より、実施の形態３によれば、表示制御装置１は、案内地点に到着するまでの時間を推定する到着予定時刻推定部３０を備える構成にした。表示位置判定部１０は、付加情報が案内地点に関する情報の場合、当該付加情報を表示する案内地点用付加レイヤＬ３１を、到着予定時刻推定部３０により推定された時間に応じて変更する構成にした。このため、運転者１５は、奥行き方向における案内地点情報の表示位置に基づいて、直感的に案内地点に到着するまでの時間を把握できる。

なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

この発明に係る表示制御装置は、情報の種類に応じて表示位置を別にしたので、表示する情報量が多い自動車等に搭載されるヘッドアップディスプレイなどに用いるのに適している。

１ 表示制御装置、２ 車速センサ、３ ＧＰＳセンサ、４ 運転モード取得部、５ 対象物検出センサ、６ ナビゲーション装置、７ 情報取得部、８ 運転状況推定部、９
表示対象情報生成部、１０ 表示位置判定部、１１ ３Ｄ液晶ディスプレイ、１２ フレネルレンズ、１３ ハーフミラー、１４ ＨＵＤ、１５ 運転者、２０ 車速、２１ 案内矢印、２２ 警告、３１ アイコン、Ｌ１ 基準レイヤ、Ｌ２ 近距離付加レイヤ、Ｌ３ 遠距離付加レイヤ、Ｌ２１ 付加レイヤ、Ｌ３１ 案内地点用付加レイヤ、ＩＲ 右眼用画像、ＩＬ 左眼用画像、Ｖ 虚像。

Claims (8)

1. 表示対象情報の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を制御する表示制御装置であって、
   車両の運転状況に基づいて前記運転者の焦点位置を推定する運転状況推定部と、
   前記表示対象情報のうちの前記車両に関する車両情報を前記運転者から前方へ向かう奥行き方向が予め定められた基準位置に表示させるとともに、前記表示対象情報のうちの前記車両情報以外の付加情報を前記奥行き方向の位置が前記基準位置よりも前記奥行き方向の奥側であってかつその位置を変更可能な付加位置に表示させ、当該付加位置を前記運転状況推定部により推定された前記運転者の焦点位置に応じて変更する表示位置判定部と、
   案内地点に到着するまでの時間を推定する到着予定時刻推定部とを備え、
   前記表示位置判定部は、前記付加情報が前記案内地点に関する情報の場合、前記付加情報を表示する前記付加位置を、前記到着予定時刻推定部により推定された時間に応じて変更することを特徴とする表示制御装置。
2. 前記運転状況推定部は、車速を推定可能な情報に基づいて、前記運転者の焦点位置を推定することを特徴とする請求項１記載の表示制御装置。
3. 前記車速を推定可能な情報は運転モードであることを特徴とする請求項２記載の表示制御装置。
4. 前記運転状況推定部は、前記車速が大きいときは前記車速が小さいときに比して、前記付加位置を前記奥行き方向の奥側に変更することを特徴とする請求項２記載の表示制御装置。
5. 前記車両の前方に視認対象物が存在する場合、前記運転状況推定部は、現在の運転状況に基づいて推定した焦点位置を、当該推定した焦点位置より前記運転者に近い位置に変更することを特徴とする請求項４記載の表示制御装置。
6. 前記車両が走行する道路の前方にカーブが存在する場合、前記運転状況推定部は、現在の運転状況に基づいて推定した焦点位置を、当該推定した焦点位置より前記運転者に近い位置に変更することを特徴とする請求項４記載の表示制御装置。
7. 前記表示位置判定部は、前記付加情報が警告の場合、前記付加情報を前記基準位置に表示させることを特徴とする請求項１記載の表示制御装置。
8. 前記表示位置判定部は、前記付加情報の表示に必要とされる解像度が予め定められた閾値以上の場合、前記付加情報を前記基準位置に表示させることを特徴とする請求項１記載の表示制御装置。

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