JP6551211B2 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Description

この明細書による開示は、移動体の乗員によって視認可能な虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置に関する。

従来、車両等の移動体に搭載される表示装置の一種として、例えば特許文献１には、第１表示器と、第１表示器の光を反射して虚像を表示するハーフミラーと、ハーフミラーによる虚像と交差する位置で実像を表示する第２表示器とを備えた構成が開示されている。特許文献１に開示の車両用の表示装置は、虚像と実像とを交差させた表示により、視認者に対して奥行き感を感じさせることができる。

特開２００６−２３４４４２号公報

しかし、特許文献１の表示装置において、虚像及び実像のそれぞれは、第１表示器及び第２表示器によって表示された単なる平面状の画像であり、立体的な態様とはなっていない。そのため、虚像及び実像を組み合わせた表示を行ったとしても、特許文献１の表示装置によって表現される奥行き感は、リアルさを欠いた擬似的な奥行き感にならざるを得なかった。

本開示は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、虚像の表示によってリアルな奥行き感を表現することが可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、開示された第一の態様は、移動体（Ａ）に搭載され、当該移動体の乗員によって視認可能な虚像（６０，２６０）として結像される光を、投影領域（２１）に投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、移動体の外観形状の少なくとも一部を模した立体形状に透光性の材料によって形成され、移動体の前方に対し下方に向かう姿勢で配置されている立体透光モデル（７１，２７１）と、投影領域に投影する光を立体透光モデルに入射及び透過させることにより、虚像として、発光する透光性の立体透光モデルの立体虚像（６１，２６１）を表示させるモデル光源（５０，２５０）と、を備えるヘッドアップディスプレイ装置とされる。

この態様におけるヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤ）装置は、移動体の外観形状の少なくとも一部を模した立体形状である立体透光モデルの虚像を、立体虚像として表示する。こうした表示であれば、結像される立体虚像自体が、奥行きを持って空中に浮かぶ立体的な態様となり得る。故にＨＵＤ装置は、虚像の表示によってリアルな奥行き感を表現することが可能になる。

尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

第一実施形態のＨＵＤ装置において、運転席に着座した運転者から視認されるコンバイナ及びコンビネーションメータの配置を示す正面図である。 ＨＵＤ装置に設けられた透光モデル群の構成及び配置を示す平面図である。 ＨＵＤ装置に設けられた透光モデル群の構成及び配置を示す断面図である。 第一実施形態の虚像の形状及び配置を示す図である。 ＨＵＤ装置の電気系の構成を示すブロック図である。 ＢＳＭ表示の詳細を説明するための図である。 歩行者警告表示の詳細を説明するための図である。 運転支援機能のステータス表示の詳細を説明するための図である。 第二実施形態のＨＵＤ装置による虚像の形状及び配置を示す図である。 ＨＵＤ装置に設けられた透光モデル群の構成及び配置を示す断面図である。 ＨＵＤ装置の電気系の構成を示すブロック図である。

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第一実施形態）
図１〜図４に示す本開示の第一実施形態によるＨＵＤ（Head-Up Display）装置１００は、自車両Ａに搭載されている。ＨＵＤ装置１００は、自車両Ａの乗員である運転者によって視認可能な種々の虚像６０を表示することで、自車両Ａに係る情報を運転者へ向けて提示する。ＨＵＤ装置１００は、コンビネーションメータ１１０と共に運転者の正面に配置されている。ＨＵＤ装置１００の本体部分は、自車両Ａのインシツルメントパネル１１に収容されている。

ＨＵＤ装置１００は、コンバイナ２０、ハウジング４０、透光モデル群７０、モデル光源５０、及び制御回路８０（図５参照）等によって構成されている。

コンバイナ２０は、自車両Ａのウインドシールド１３から、運転者の着座する運転席側へ離れた位置に、ウインドシールド１３とは別体で設けられている。コンバイナ２０は、コンビネーションメータ１１０の上方に配置されている。コンバイナ２０は、入射する光の一部を透過し、他の一部を反射するハーフミラーである。コンバイナ２０は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、及びガラス等の透光性材料により、湾曲した板状に形成されている。コンバイナ２０には、投影領域２１が設けられている。

投影領域２１は、コンバイナ２０の両面のうちで運転席側を向く一方の面に形成されている。投影領域２１は、凹面状に湾曲した形状とされている。投影領域２１には、虚像６０として結像される光が投影される。投影領域２１は、投影された光を運転者へ向けて反射させる。その結果、投影された光像を拡大した虚像６０が、投影領域２１よりも遠い位置に、運転者によって視認可能に表示される。投影領域２１に拡大率が設定されることにより、投影領域２１から虚像６０の結像位置までの距離は、透光モデル群７０から投影領域２１までの距離よりも長くなる。

ハウジング４０は、樹脂材料によって箱状に形成されたＨＵＤ装置１００の筐体である。ハウジング４０は、透光モデル群７０、モデル光源５０、及び制御回路８０（図５参照）等を収容している。ハウジング４０は、運転者から視認され難いように、インシツルメントパネル１１に収容されている。ハウジング４０には、投射開口４１が設けられている。

投射開口４１は、ハウジング４０を構成する複数の壁部のうちで、透光モデル群７０から投影領域２１へ向けて射出される光の照射範囲に形成された貫通開口である。投射開口４１には、透光性の樹脂材料によって板状に形成された蓋部材４２が嵌め込まれている。蓋部材４２は、透光モデル群７０から放出された光の透過を許容しつつ、投射開口４１を物理的に塞ぐことにより、ハウジング４０内への塵及び埃等の侵入を防いでいる。

透光モデル群７０は、自車両モデル７１、前走車モデル７２、一対の後続車モデル７３，７４、一対の区画線モデル７５，７６、及び一対の歩行者モデル７７，７８と、複数の導光台座部７１ａ〜７４ａ，７７ａ，７８ａ等とによって構成されている。各モデル７１〜７８及び各導光台座部７１ａ〜７４ａ，７７ａ，７８ａは、無色透明なアクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂等の透光性の樹脂材料により、中実又は中空に形成されている。各モデル７１〜７８は、モデル光源５０から放出された光を透過させることによって発光する。各モデル７１〜７８は、ハウジング４０内において、自車両モデル７１を中心とした配置で並べられており、自車両Ａの周囲の交通シーンを三次元的に再現している。

自車両モデル７１は、自車両Ａの外観形状を模した立体形状に形成されている。自車両モデル７１は、上部後方を投影領域２１に向けた姿勢にて、四角柱状に形成された導光台座部７１ａの中央頂面７１ｂに載置されている。中央頂面７１ｂは、自車両Ａが載置されている水平面に対し、自車両Ａの後方へ向かうに従って上方へ傾斜した平面状に形成されている。自車両モデル７１は、正面を自車両Ａの後方へ向けたヨー姿勢にて、中央頂面７１ｂに一体的に固定されている。自車両モデル７１は、中央頂面７１ｂから射出される光によって発光状態となる。

前走車モデル７２、左後続車モデル７３、及び右後続車モデル７４はそれぞれ、車両の外観形状を模した立体形状に形成されている。各モデル７２〜７４は、自車両モデル７１よりも小型に形成されている。各モデル７２〜７４の形状は、自車両モデル７１と相似形状に形成されていてもよく、自車両モデル７１とは異なる車両形状であってもよい。各モデル７２〜７４は、自車両モデル７１の周囲を囲むように並べて配置されることにより、自車両Ａとは異なる他車両Ａ１（図６参照）を示す機能を有している。

前走車モデル７２は、自車両Ａの前後方向において自車両モデル７１の後方に配置されており、自車両モデル７１の正面方向に位置している。前走車モデル７２は、自車両Ａの周囲に存在し得る他車両Ａ１（図６参照）のうちで、自車両Ａの前方を走行する前走車を示す他車両モデルである。前走車モデル７２は、四角柱状に形成された導光台座部７２ａの前方頂面７２ｂに載置されている。前方頂面７２ｂは、中央頂面７１ｂに沿った傾斜姿勢に形成されており、中央頂面７１ｂよりも上方に位置している。前走車モデル７２は、自車両モデル７１と同様に、正面を自車両Ａの後方へ向けたヨー姿勢にて、前方頂面７２ｂに一体的に固定されている。前走車モデル７２は、前方頂面７２ｂから射出される光によって発光状態となる。

左後続車モデル７３及び右後続車モデル７４はそれぞれ、自車両Ａの前後方向において自車両モデル７１に対し前方にずれて配置されており、自車両モデル７１の左右の後側方に位置している。左後続車モデル７３は、自車両Ａの周囲に存在し得る他車両Ａ１（図６参照）のうちで、自車両Ａの左後側方を走行する後続車を示す他車両モデルである。一方、右後続車モデル７４は、自車両Ａの右後側方を走行する後続車を示す他車両モデルである。

左後続車モデル７３及び右後続車モデル７４はそれぞれ、四角柱状に形成された各導光台座部７３ａ，７４ａの各後側方頂面７３ｂ，７４ｂに載置されている。各後側方頂面７３ｂ，７４ｂは、中央頂面７１ｂに沿った傾斜姿勢に形成されており、中央頂面７１ｂよりも下方に位置している。各後続車モデル７３，７４は、自車両モデル７１と同様に、正面を自車両Ａの後方へ向けたヨー姿勢にて、各後側方頂面７３ｂ，７４ｂに一体的に固定されている。各後続車モデル７３，７４は、各後側方頂面７３ｂ，７４ｂから射出される光によって発光状態となる。

各区画線モデル７５，７６は、自車両モデル７１の幅方向の両側に一つずつ配置されている。各区画線モデル７５，７６は、自車両Ａの走行する車線の左右の区画線を示している。各区画線モデル７５，７６は、自車両Ａの上下方向に沿って立設された壁状に形成されている。各区画線モデル７５，７６は、自車両Ａの前後方向に沿って延設されている。各区画線モデル７５，７６はそれぞれ、各帯状頂面７５ｂ，７６ｂを発光させる。各帯状頂面７５ｂ，７６ｂは、中央頂面７１ｂに沿った傾斜姿勢で、自車両モデル７１の前後方向に帯状に延伸している。

左区画線モデル７５は、自車両モデル７１の左側に配置されており、自車両モデル７１と左後続車モデル７３との間の境界線を形成している。右区画線モデル７６は、自車両モデル７１の右側に配置されており、自車両モデル７１と右後続車モデル７４との間の境界線を形成している。各帯状頂面７５ｂ，７６ｂの後方の端部は、前走車モデル７２の両側まで延伸している。各帯状頂面７５ｂ，７６ｂの前方の端部は、各後続車モデル７３，７４の後端近傍まで延伸している。

各歩行者モデル７７，７８はそれぞれ、歩行者を模した板形状に形成されている。各歩行者モデル７７，７８は、自車両Ａの前後方向において自車両モデル７１の後側に配置されており、自車両モデル７１の左右の前側方に位置している。各歩行者モデル７７，７８は、自車両Ａの前方を移動する歩行者を示す機能を有している。各歩行者モデル７７，７８は、板厚方向を自車両Ａの前後方向に沿わせた姿勢にて、各導光台座部７７ａ，７８ａの各歩行者頂面７７ｂ，７８ｂに載置されている。各導光台座部７７ａ，７８ａは、自車両Ａの上下方向に沿って立設された壁状に形成されており、自車両Ａの幅方向に沿って延設されている。各歩行者頂面７７ｂ，７８ｂは、中央頂面７１ｂよりも上方に位置しており、且つ、前方頂面７２ｂよりも下方に位置している。

左歩行者モデル７７は、自車両モデル７１に対して左側にずれて位置しており、左区画線モデル７５の外側に配置されている。左歩行者モデル７７の進行方向は、左区画線モデル７５の内側（右側）へ向けられている。右歩行者モデル７８は、自車両モデル７１に対して右側にずれて位置しており、右歩行者モデル７８の外側に配置されている。右歩行者モデル７８の進行方向は、右区画線モデル７６の内側（左側）へ向けられている。

モデル光源５０は、投影領域２１に投影する光を透光モデル群７０に入射させることにより、発光する各モデル７１〜７８の立体的な虚像６０を表示させる。モデル光源５０は、自車両光源５１、前走車光源５２、左後続車光源５３、右後続車光源５４、左区画線光源５５、右区画線光源５６、左歩行者光源５７、及び右歩行者光源５８等によって構成されている。各光源５１〜５８は、発光色を変更させることが可能な発光ダイオードを一つ以上含む構成であり、虚像６０として結像される光を放出する。各光源５１〜５８から放出された光は、各モデル７１〜７８を透過して、投影領域２１に投影される。

自車両光源５１は、投影領域２１に投影する光を自車両モデル７１に入射させる光源である。自車両光源５１は、導光台座部７１ａの下方に配置されている。自車両光源５１は、上方の導光台座部７１ａへ向けて光を放出することにより、自車両モデル７１を発光させる。自車両モデル７１を発光させている光が投影領域２１によって運転席側に反射されることにより、複数の虚像６０の一つとして、自車両Ａを示す立体的な自車両虚像６１が投影領域２１前方の空間中に結像される。

前走車光源５２は、前走車モデル７２に光を入射させる光源である。前走車光源５２は、導光台座部７２ａの下方に配置されている。前走車光源５２は、上方の導光台座部７２ａへ向けて光を放出することにより、前走車モデル７２を発光させる。前走車モデル７２を発光させている光が投影領域２１によって運転席側に反射されることにより、複数の虚像６０の一つとして、前走車を示す立体的な前走車虚像６２が自車両虚像６１の上方に結像される。

左後続車光源５３は、左後続車モデル７３に光を入射させる光源である。右後続車光源５４は、右後続車モデル７４に光を入射させる光源である。各後続車光源５３，５４はそれぞれ、導光台座部７３ａ，７４ａの下方に配置されている。左後続車光源５３は、上方の導光台座部７３ａへ向けて光を放出することにより、左後続車モデル７３を発光させる。左後続車モデル７３を発光させている光が投影領域２１によって運転席側に反射されることにより、左後続車を示す立体的な左後続車虚像６３が自車両虚像６１の左下方に結像され、発光表示される。

右後続車光源５４は、上方の導光台座部７４ａへ向けて光を放出することにより、右後続車モデル７４を発光させる。右後続車モデル７４を発光させている光が投影領域２１によって運転席側に反射されることにより、右後続車を示す立体的な右後続車虚像６４が自車両虚像６１の右下方に結像され、発光表示される。

左区画線光源５５は、左区画線モデル７５に光を入射させる光源である。右区画線光源５６は、右区画線モデル７６に光を入射させる光源である。各区画線光源５５，５６はそれぞれ、各区画線モデル７５，７６の下方に配置されている。各区画線光源５５，５６は、上方の各区画線モデル７５，７６へ向けて光を放出することにより、各帯状頂面７５ｂ，７６ｂを発光させる。各帯状頂面７５ｂ，７６ｂを発光させている光が投影領域２１によって運転席側に反射されることにより、自車両Ａの前後方向に奥行きをもって延伸する一対の区画線虚像６５，６６が自車両虚像６１の左右に結像され、発光表示される。左区画線虚像６５は、自車両虚像６１と左後続車虚像６３との間に表示される。右区画線虚像６６は、自車両虚像６１と右後続車虚像６４との間に表示される。

左歩行者光源５７は、左歩行者モデル７７に光を入射させる光源である。右歩行者光源５８は、右歩行者モデル７８に光を入射させる光源である。各歩行者光源５７，５８はそれぞれ、各導光台座部７７ａ，７８ａの下方に配置されている。各歩行者光源５７，５８は、上方の各導光台座部７７ａ，７８ａへ向けて光を放出することにより、各歩行者モデル７７，７８を発光させる。左歩行者モデル７７を発光させている光が投影領域２１によって運転席側に反射されることにより、左前方から接近する歩行者を示す左歩行者虚像６７が自車両虚像６１の左上方に結像され、発光表示される。また、右歩行者モデル７８を発光させている光が投影領域２１によって運転席側に反射されることにより、右前方から接近する歩行者を示す右歩行者虚像６８が自車両虚像６１の右上方に結像され、発光表示される。

制御回路８０は、図５及び図４に示すように、ＨＵＤ装置１００による表示を制御する回路である。制御回路８０は、プロセッサ、ＲＡＭ、及び記憶媒体等を有するマイクロコントローラ８１を主体に構成されている。制御回路８０は、モデル光源５０の各光源５１〜５８と接続されている。加えて制御回路８０は、自車両Ａに搭載された表示制御装置８８と接続されている。

表示制御装置８８は、自車両Ａに搭載された通信バス８９と接続されている。通信バス８９には、種々の車載センサによる検出結果に基づいた自車両Ａの情報が出力されている。表示制御装置８８は、通信バス８９を通じて自車両Ａの情報を取得する。通信バス８９には、具体的に、周辺監視システム９０及び車両制御システム１９０等が接続されている。

周辺監視システム９０は、カメラユニット、レーダーユニット、及びライダーユニット等の複数の外界センサと、周辺監視ＥＣＵ等とを組み合わせた構成である。周辺監視システム９０は、歩行者、自転車、及び他車両のような移動物体、さらに路上の落下物、交通信号、道路標識、及び区画線のような静止物体を検出可能である。周辺監視システム９０は、自車両Ａの周囲の移動物体及び静止物体、例えば、歩行者Ｐ（図７参照）、前走車、後続車、区画線等の検出結果を、監視情報として通信バス８９へ出力する。

車両制御システム１９０は、周辺監視システム９０による監視情報等に基づいて自車両Ａの走行を制御することで、運転者の運転操作を支援又は代行する運転支援機能を備えている。運転支援機能には、例えばＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）及びＬＴＣ（Lane Trace Control）等の機能が含まれている。ＡＣＣは、自車両Ａの走行速度を制御することにより、自車両Ａを定速巡航又は前走車に追従走行させることができる。ＬＴＣは、周辺監視システム９０によって認識された区画線への接近を阻む方向への操舵力を発生させることにより、自車両Ａを走行中の車線に沿って走行させることができる。車両制御システム１９０は、運転支援機能の作動に係る制御情報を、通信バス８９へ出力する。

表示制御装置８８は、取得した自車両Ａの情報を運転者に通知するための虚像６０の表示態様を決定する。例えば表示制御装置８８は、監視情報及び制御情報に基づき、自車両Ａの周囲にて検出された他車両、歩行者、及び区画線に対応した虚像６２〜６８を、自車両虚像６１と共に表示させる。表示制御装置８８は、決定した態様の表示を指示する制御信号を制御回路８０へ向けて出力する。

制御回路８０は、表示制御装置８８から出力された制御信号に従い、各光源５１〜５８の発光制御を実施する。こうした制御回路８０及び表示制御装置８８による発光制御に基づき、ＨＵＤ装置１００によって投影される虚像表示の態様を、図３及び図６〜図８に基づいて、図５を参照しつつ説明する。尚、図３では、消灯状態にある前走車モデル７２をドットにて示す。また図６及び図７では、消灯状態にあるモデルの図示を省略し、点滅状態にあるモデルをドットにて示す。

図６及び図３は、運転者にとって死角となり易い左右の後側方の他車両Ａ１を警告するブラインドスポットモニタ（Blind Spot Monitor，ＢＳＭ）の表示である。周辺監視システム９０は、外界センサにより、例えば左後側方を走行する他車両Ａ１を検出すると、この他車両Ａ１に係る監視情報を出力する。以上のように、自車両Ａの周囲に警告の対象となる他車両Ａ１（以下、警告車両Ａ１ａ）が検出された場合、表示制御装置８８は、監視情報に基づいて、虚像６０の表示態様を決定する。

制御回路８０は、表示制御装置８８からの制御信号に基づき、他車両Ａ１を示す複数のモデル７２〜７４（図２参照）のうちで、警告車両Ａ１ａの自車両Ａに対する相対位置（左後側方）に対応した左後続車モデル７３を発光させる。具体的に、制御回路８０は、予め点灯されていた自車両光源５１及び各区画線光源５５，５６に加えて、左後続車光源５３をさらに点灯させる。以上により、透光モデル群７０のうちで、自車両モデル７１、左後続車モデル７３、及び各区画線モデル７５，７６が発光状態となる。その結果、投影領域２１を通して、自車両虚像６１、左後続車虚像６３、及び各区画線虚像６５，６６が視認可能な状態とされる。

加えてＢＳＭ表示では、警告車両Ａ１ａの相対位置を示す左後続車虚像６３と、自車両虚像６１及び左後続車虚像６３の間に配置された左区画線虚像６５とが、自車両虚像６１とは異なる態様で発光表示される。具体的には、自車両虚像６１が白色で発光表示される一方で、左後続車虚像６３及び左区画線虚像６５は、黄色又はアンバー（橙色）等の警告を促すような警告色で点滅表示される。

図７は、自車両Ａに接近する歩行者Ｐを警告する歩行者警告の表示である。周辺監視システム９０は、外界センサにより、例えば自車両Ａの進行方向に右前方から横断しようとする歩行者Ｐを検出すると、この歩行者Ｐに係る監視情報を出力する。以上のように、自車両Ａの周囲に警告の対象となる歩行者Ｐ（以下、警告歩行者Ｐａ）が検出された場合、表示制御装置８８は、監視情報に基づいて、虚像６０の表示態様を決定する。

制御回路８０は、表示制御装置８８からの制御信号に基づき、歩行者を示す各歩行者モデル７７，７８（図２参照）のうちで、警告歩行者Ｐａの自車両Ａに対する相対位置（右前方）に対応した右歩行者モデル７８を発光させる。具体的に、制御回路８０は、予め点灯されていた自車両光源５１及び各区画線光源５５，５６に加えて、右歩行者光源５８をさらに点灯させる。以上により、透光モデル群７０のうちで、自車両モデル７１、各区画線モデル７５，７６、及び右歩行者モデル７８が発光状態となる。その結果、投影領域２１を通して、自車両虚像６１、各区画線虚像６５，６６、及び右歩行者虚像６８が視認可能な状態とされる。

加えて歩行者警告表示では、警告歩行者Ｐａの自車両Ａに対する相対位置を示す右歩行者虚像６８が、自車両虚像６１とは異なる態様で発光表示される。具体的には、自車両虚像６１が白色で発光表示される一方で、右歩行者虚像６８は、黄色又はアンバー（橙色）等の警告色で点滅表示される。

図８は、自車両Ａに搭載された運転支援機能の作動状態を示すステータス表示である。表示制御装置８８は、車両制御システム１９０から出力される制御情報に基づき、例えばＡＣＣにて前走車が設定されている場合に、前走車虚像６２を表示させるよう制御回路８０に指示を行う。また、例えばＬＴＣの作動に必要な区画線の認識確度が低下した場合、表示制御装置８８は、各区画線虚像６５，６６を警告色で点滅表示させるよう制御回路８０に指示を行う。その結果、制御回路８０は、制御情報に応じた前走車モデル７２及び各区画線モデル７５，７６（図２参照）の発光状態の変更により、自車両虚像６１、前走車虚像６２、及び各区画線虚像６５，６６を組み合わせたステータス表示を行うことができる。

ここまで説明した第一実施形態によるＨＵＤ装置１００は、自車両Ａを模した立体形状である自車両モデル７１の虚像６０を、自車両虚像６１として表示する。こうした表示であれば、結像される自車両虚像６１自体が、奥行きを持って空中に浮かぶ立体的な態様となる。故にＨＵＤ装置１００は、虚像６０によってリアルな奥行き感を表現することが可能になる。

加えて第一実施形態の自車両モデル７１は、自車両Ａの全体を模した形状とされている。故に、ＨＵＤ装置１００による表示上において、自車両虚像６１は、自車両Ａの後部を上方から俯瞰して見たような態様となる。さらに、他車両Ａ１を示す各モデル７２〜７３を自車両モデル７１と組み合わせて虚像表示に用いることによれば、実際の三次元的な交通シーンが表示上で再現可能になる。その結果、ＨＵＤ装置１００による表示は、警告車両Ａ１ａの相対位置を分かり易く運転者に提示できるようになる。

また第一実施形態の自車両モデル７１は、前走車モデル７２及び各後続車モデル７３，７４よりも大型に形成されている。以上によれば、自車両虚像６１に加えて、他車両Ａ１を示す各虚像６２〜６４が表示された状態でも、運転者は、自車両Ａを示す自車両モデル７１を誤りなく把握して、警告車両Ａ１ａの相対位置を認識することができる。

さらに第一実施形態では、警告車両Ａ１ａに対応した虚像６２〜６４は、自車両モデル７１とは異なる発光態様で強調表示される。以上によれば、強調表示された虚像６２〜６４の自車両虚像６１に対する相対位置から、運転者は、自車両Ａに対して警告車両Ａ１ａがどの方向にいるのかを容易に認識できるようになる。

加えて第一実施形態では、自車両虚像６１の両側に、自車両虚像６１の前後方向に沿って延伸した態様の各区画線虚像６５，６６が表示される。以上によれば、立体的に表示される自車両虚像６１等の態様と相俟って、ＨＵＤ装置１００による表示は、自車両Ａが走行している交通シーンをいっそうリアルに表現できる。さらに、自車両Ａの前後方向に延伸する各区画線虚像６５，６６の立体形状によれば、表示にはいっそうリアルな奥行き感が付与される。

また第一実施形態のＨＵＤ装置１００では、自車両モデル７１の周囲に二つの歩行者モデル７７，７８が設けられているため、歩行者Ｐの存在する交通シーンが表示上で再現可能となっている。故に、ＨＵＤ装置１００は、歩行者Ｐの存在を運転者に注意喚起するような情報提示を行うことができる。

さらに第一実施形態のＨＵＤ装置１００では、各歩行者モデル７７，７８を自車両モデル７１の両側に設けて、周辺監視システム９０によって検出された歩行者Ｐの相対位置に対応した一方が発光状態とされる。以上によれば、ＨＵＤ装置１００は、左歩行者虚像６７及び右歩行者虚像６８のいずれか一方を表示することで、警告歩行者Ｐａの存在だけでなく、警告歩行者Ｐａの相対位置も分かり易く視認者に提示できる。

そして第一実施形態では、コンバイナ２０に設けた凹面状の投影領域２１で光を反射させる構成であるため、投影領域２１の曲率を大きくして、虚像６０の拡大率を高く設定することが可能になる。その結果、自車両虚像６１は、自車両モデル７１よりも確実に拡大され、自車両モデル７１よりも前後方向に長い形状で空間中に結像表示される。このようにして、自車両虚像６１の奥行きがさらに誇張されれば、ＨＵＤ装置１００の表示は、奥行き感をいっそう強調した態様となる。

尚、第一実施形態において、コンバイナ２０が「投影部材」に相当し、自車両虚像６１が「立体虚像」に相当し、前走車虚像６２、左後続車虚像６３、及び右後続車虚像６４が「他車両虚像」に相当する。また、自車両モデル７１が「立体透光モデル」に相当し、前走車モデル７２、左後続車モデル７３、及び右後続車モデル７４が「立体他車両モデル」に相当し、自車両Ａが「移動体」に相当する。

（第二実施形態）
図９〜図１１に示す第二実施形態のＨＵＤ装置２００は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態によるＨＵＤ装置２００は、第一実施形態の透光モデル群７０（図２参照）及びモデル光源５０（図５参照）に相当する構成として、透光モデル群２７０及びモデル光源２５０を備えている。加えてＨＵＤ装置２００には、表示器２３０が設けられている。

透光モデル群２７０は、ボンネットモデル２７１、前走車モデル２７２、及び一対の区画線モデル２７５，２７６と、各導光台座部２７１ａ，２７２ａ等とによって構成されている。透光モデル群２７０は、主に自車両Ａの前方の交通シーンを三次元的に再現している。

ボンネットモデル２７１は、自車両Ａの外観形状の一部として、ボンネット近傍を模した立体形状に形成されている。ボンネットモデル２７１は、正面を自車両Ａの後方へ向けたヨー姿勢にて、導光台座部２７１ａの第一頂面２７１ｂに載置されている。第一頂面２７１ｂは、第一実施形態の中央頂面７１ｂ（図３参照）と同様に、自車両Ａが載置されている水平面に対し、自車両Ａの後方へ向かうに従って上方へ傾斜した平面状に形成されている。ボンネットモデル２７１は、第一頂面２７１ｂから射出される光によって発光状態となる。

前走車モデル２７２は、第一実施形態と前走車モデル７２（図３参照）と実質同一の構成であり、四角柱状に形成された導光台座部２７２ａの第二頂面２７２ｂに載置されている。前走車モデル２７２は、自車両Ａの前後方向においてボンネットモデル２７１及び表示器２３０の後方に配置されており、ボンネットモデル２７１の正面方向に位置している。前走車モデル２７２は、第一頂面２７１ｂに沿った傾斜姿勢とされた第二頂面２７２ｂから射出される光によって発光状態となる。

各区画線モデル２７５，２７６は、第一実施形態と各区画線モデル７５，７６（図３参照）に相当する構成である。各区画線モデル２７５，２７６は、ボンネットモデル２７１、表示器２３０、及び前走車モデル２７２を挟んだ幅方向の両側に一つずつ配置されている。各区画線モデル２７５，２７６はそれぞれ、各帯状頂面２７５ｂ，２７６ｂを発光させる。各帯状頂面２７５ｂ，２７６ｂは、各頂面２７１ｂ，２７２ｂに沿った傾斜姿勢で、ボンネットモデル２７１の両側から前走車モデル２７２の両側まで、平面状に延伸している。

モデル光源２５０は、ボンネット光源２５１と、第一実施形態と実質同一の前走車光源５２、左区画線光源５５、及び右区画線光源５６等とによって構成されている。モデル光源２５０から放出される光により、ＨＵＤ装置２００は、虚像２６０として、ボンネット虚像２６１、前走車虚像６２、左区画線虚像６５、及び右区画線虚像６６を表示可能である。

ボンネット光源２５１は、投影領域２１に投影する光をボンネットモデル２７１に入射させる光源である。ボンネット光源２５１は、導光台座部２７１ａの下方に配置されている。ボンネット光源２５１は、上方の導光台座部２７１ａへ向けて光を放出することにより、ボンネットモデル２７１を発光させる。ボンネットモデル２７１を発光させている光が投影領域２１によって運転席側に反射されることにより、自車両Ａを示す立体的なボンネット虚像２６１が前走車虚像６２の下方に結像される。

表示器２３０は、自車両Ａの前後方向において、ボンネットモデル２７１と前走車モデル２７２との間に配置されている。表示器２３０は、自車両Ａの幅方向において、二つの区画線モデル２７５，２７６の間に配置されている。表示器２３０は、液晶パネル２３１及び投影光源２３３等によって構成されている。

液晶パネル２３１は、表示面２３２を有している。表示面２３２は、矩形の平板状に形成されている。液晶パネル２３１は、表示面２３２を投影領域２１と対面させた姿勢で固定されている。表示面２３２には、多数の画素が二次元状に配列されている。液晶パネル２３１は、表示面２３２上に種々の画像をカラー表示可能である。

投影光源２３３は、白色の光源光を放射する複数のＬＥＤを有している。各ＬＥＤから放射された光は、表示面２３２の背面側に導光され、表示面２３２に形成された画像を透過照明する。表示面２３２を通過した光が投影領域２１によって運転席側に反射されることにより、種々の情報を表示可能なマルチ表示虚像２６９が結像される。

マルチ表示虚像２６９は、自車両Ａの上下方向において、ボンネット虚像２６１と前走車虚像６２との間に表示される。また、マルチ表示虚像２６９は、運転者から見て、ボンネット虚像２６１の奥側であって、且つ、前走車虚像６２の手前側に結像される。マルチ表示虚像２６９としては、例えば自車両Ａの現在の走行速度を示すスピードメータ、及びＡＣＣに設定された前走車との車間距離の長さを示す画像等が表示される。

ここまで説明した第二実施形態でも、ボンネット虚像２６１自体が立体的な態様で奥行きを持って空間中に結像される。故に、第一実施形態と同様の効果を奏し、ＨＵＤ装置２００は、虚像２６０によってリアルな奥行き感を表現することが可能になる。

加えて第二実施形態では、透光モデル群２７０の中に表示器２３０を配置する構成により、ボンネット虚像２６１及び前走車虚像６２の近傍に、マルチ表示虚像２６９が表示される。以上によれば、ＨＵＤ装置２００は、自車両Ａ及び前走車に関連する情報を、マルチ表示虚像２６９として表示する画像を用いて、運転者に分かり易くに提示することができる。

尚、第二実施形態において、ボンネット虚像２６１が「立体虚像」に相当し、ボンネットモデル２７１が「立体透光モデル」に相当し、前走車モデル２７２が「立体他車両モデル」に相当する。

（他の実施形態）
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

上記第一実施形態の変形例１では、左後続車モデル及び右後続車モデルが自車両の前後方向に沿って移動可能に設けられている。各後続車モデルは、自車両に対する警告車両の相対距離に応じて、自車両モデルに対して接近又は離間する。以上の変形例１の表示によれば、運転者は、警告車両がどの方向にいるのかという情報に加えて、どの程度の距離まで接近してきているのかという情報も把握可能になる。

上記実施形態における自車両モデル７１及びボンネットモデル２７１の立体形状は、自車両Ａの外観形状を忠実に反映していなくてもよい。各モデルの形状は、当該モデルの虚像が自車両を示していることを運転者に示唆できる程度に、自車両の外観形状を模っていればよい。同様に、各他車両モデル及び各歩行者モデルの形状についても、他車両及び歩行者を示していることを運転者に示唆できる程度まで簡略化が可能である。また、透光モデル群に含まれるモデルの種類、数、形状、及び配置は、適宜変更可能であり、例えば、各区画線モデルは省略されていてもよい。

上記実施形態では、画像の光を射出する表示器として、液晶パネル及び投影光源を組み合わせたプロジェクタが用いられていた。しかし、表示器の構成は、適宜変更可能である。例えば、多数のマイクロミラーを有するデジタルマイクロデバイス（ＤＭＤ）と、ＤＭＤへ向けて光を投射する投射光源とを有するＤＬＰ（Digital Light Processing，登録商標）方式のプロジェクタが、表示器として採用可能である。さらに、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーと、ＭＥＭＳミラーへ向けて光を投射するレーザ光源とを有するレーザスキャナが、表示器として採用可能である。

上記実施形態では、ウインドシールド１３とは別に設けられたコンバイナ２０で透光モデル群７０より射出された光が運転者へ向けて反射されていた。しかし、透光モデル群７０の光が投影される投影部材は、例えばウインドシールドの車室内側に貼り付けられたコンバイナ等であってもよい。

上記実施形態では、透光モデル群から射出された光は、投影領域に直接的に入射していた。しかし、投影領域から透光モデル群までの光路距離を拡大させるために、ハウジング内にて光を屈折させる一つ又は複数の凹面鏡又は平面鏡、或いはレンズ等を含む光学系が設けられていてもよい。こうした形態では、透光モデル群における幅方向及び前後方向は、自車両Ａにおける前後方向及び幅方向と一致していなくてもよい。

上記実施形態における表示制御装置８８の機能は、ＨＵＤ装置の制御回路８０に組み込まれていてもよい。又は、自車両Ａに搭載された他の車載機器の制御回路が、表示制御装置８８の機能を兼ねていてもよい。例えば、コンビネーションメータ１１０に設けられた制御回路が、当該メータの表示と共に、ＨＵＤ装置の虚像表示を制御可能である。或いは、運転者への情報提示を統合的に制御するＨＣＵ（HMI（Human Machine Interface）Control Unit）が、表示制御装置８８の機能を兼ねていてもよい。さらに、運転者によって車室内に持ち込まれた携帯端末の制御回路が、表示制御装置８８の機能を兼ねていてもよい。

上記実施形態のような自車両Ａでは、運転者の眼の位置の分布を統計的に表したアイレンジに基づき、右眼及び左眼のそれぞれに対してアイリプスが設定可能である。ＨＵＤ装置は、アイリプス内に左右の眼を位置させた運転者によって視認可能となるよう、各虚像を表示させることが望ましい。尚、本開示の特徴構成は、車両以外の船舶及び航空機等の各種移動体（輸送機器）に搭載されたＨＵＤ装置にも、適用可能である。

Ａ 自車両（移動体）、Ａ１ 他車両、Ａ１ａ 警告車両、Ｐ 歩行者、Ｐａ 警告歩行者、２０ コンバイナ（投影部材）、２１ 投影領域、２３０ 表示器、５０，２５０ モデル光源、６０，２６０ 虚像、６１ 自車両虚像（立体虚像）、２６１ ボンネット虚像（立体虚像）、６２ 前走車虚像（他車両虚像）、６３ 左後続車虚像（他車両虚像）、６４ 右後続車虚像（他車両虚像）、６５ 左区画線虚像（区画線虚像）、６６ 右区画線虚像（区画線虚像）、６７ 左歩行者虚像（歩行者虚像）、６８ 右歩行者虚像（歩行者虚像）、７１ 自車両モデル（立体透光モデル）、２７１ ボンネットモデル（立体透光モデル）、７２，２７２ 前走車モデル（立体他車両モデル）、７３ 左後続車モデル（立体他車両モデル）、７４ 右後続車モデル（立体他車両モデル）、７５，２７５ 左区画線モデル（区画線モデル）、７６，２７６ 右区画線モデル（区画線モデル）、７７ 左歩行者モデル（歩行者モデル）、７８ 右歩行者モデル（歩行者モデル）、１００，２００ ＨＵＤ装置（ヘッドアップディスプレイ装置）

Claims (9)

1. 移動体（Ａ）に搭載され、当該移動体の乗員によって視認可能な虚像（６０，２６０）として結像される光を、投影領域（２１）に投影するヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記移動体の外観形状の少なくとも一部を模した立体形状に透光性の材料によって形成され、前記移動体の前方に対し下方に向かう姿勢で配置されている立体透光モデル（７１，２７１）と、
   前記投影領域に投影する光を前記立体透光モデルに入射及び透過させることにより、前記虚像として、発光する透光性の前記立体透光モデルの立体虚像（６１，２６１）を表示させるモデル光源（５０，２５０）と、
   を備えるヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記立体透光モデルは、前記移動体としての自車両の外観形状の少なくとも一部を模した立体形状に形成されている請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 車両の外観形状を模した立体形状に形成されて前記立体透光モデルと並べて配置されることにより、前記自車両とは異なる他車両（Ａ１）を示す透光性の立体他車両モデル（７２〜７４，２７２）、をさらに備え、
   前記モデル光源は、前記投影領域に投影する光を前記立体他車両モデルに入射させることにより、発光する前記立体他車両モデルの他車両虚像（６２〜６４）を、前記立体虚像と並べて表示させる請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
4. 前記立体他車両モデルは、前記立体透光モデルの周囲に複数配置されており、
   前記モデル光源は、前記自車両の周囲に警告の対象となる警告車両（Ａ１ａ）が検出された場合に、複数の前記立体他車両モデルのうちで、前記警告車両の前記自車両に対する相対位置に対応した一つの前記立体他車両モデルによる前記他車両虚像を、前記立体虚像とは異なる態様で発光表示させる請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
5. 前記立体透光モデルの幅方向の両側に少なくとも一つずつ配置されており、前記立体透光モデルの前後方向に沿って帯状に延伸している透光性の一対の区画線モデル（７５，７６，２７５，２７６）、をさらに備え、
   前記モデル光源は、前記投影領域に投影する光を前記区画線モデルに入射させることにより、発光する前記区画線モデルの区画線虚像（６５，６６）を、前記立体虚像の両側に表示させる請求項２〜４のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
6. 歩行者（Ｐ）を模した形状に形成されており、前記立体透光モデルと並べて配置されている透光性の歩行者モデル（７７，７８）、をさらに備え、
   前記モデル光源は、前記投影領域に投影する光を前記歩行者モデルに入射させることにより、発光する前記歩行者モデルの歩行者虚像（６７，６８）を、前記立体虚像と並べて表示させる請求項２〜５のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
7. 前記歩行者モデルは、前記立体透光モデルの周囲に複数配置されており、
   前記モデル光源は、前記自車両の周囲に警告の対象となる警告歩行者（Ｐａ）が検出された場合に、複数の前記歩行者モデルのうちで、前記警告歩行者の前記自車両に対する相対位置に対応した一つの前記歩行者モデルによる前記歩行者虚像を、前記立体虚像とは異なる態様で発光表示させる請求項６に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
8. 前記立体透光モデルと並べて配置されており、前記立体虚像の周囲に前記虚像として結像される画像の光を射出する表示器（２３０）、をさらに備える請求項１〜７のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
9. 凹面状に湾曲した前記投影領域を形成することにより、前記立体透光モデルを拡大した前記立体虚像を表示させる投影部材（２０）、をさらに備える請求項１〜８のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

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