JP6711295B2 - 車両用表示制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用表示制御装置に関するものである。

従来、フロントガラス等の投影部材へ画像を投影することによって車両の前景に虚像を重畳表示させるヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤ）による虚像表示を制御する技術が知られている。虚像表示を制御する技術として、投影部材へ投影する画像の輝度、つまり、虚像表示輝度を調整する技術が知られている。例えば特許文献１には、車両前方の街灯又は太陽等から放射される光をセンシングする前方監視光センサの出力に応じて、虚像表示輝度を調整する技術が開示されている。

特開２０１６−１１０１４２号公報

しかしながら、特許文献１に開示の技術によれば、虚像表示輝度を、前景のどの範囲の明るさに応じて調整するかという観点が含まれていないので、ドライバにとって見やすい虚像表示とならない場合がある。詳しくは、以下の通りである。

例えばドライバの視野に入らないような場所の強い明るさに応じて虚像表示輝度を大きくしてしまうと、ドライバにとって虚像表示輝度が眩しすぎることで虚像表示が見にくくなってしまう場合が考えられる。一方、ドライバの視野に入る場所の強い明るさが対象外となるような範囲の明るさに応じて虚像表示輝度を小さくしてしまうと、ドライバにとって虚像表示輝度が暗すぎることで虚像表示が見にくくなってしまう場合が考えられる。

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、ヘッドアップディスプレイによる虚像表示を、よりドライバに見やすく表示させることを可能にする車両用表示制御装置を提供することにある。

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するために、本発明の第１の車両用表示制御装置は、車両で用いられ、投影部材へ表示像を投影することによって車両の前景に表示像を虚像として重畳表示させるヘッドアップディスプレイ（２５０）による表示像の輝度である表示像輝度を調整する車両用表示制御装置であって、車両のドライバの視線位置を特定する視線位置特定部（２０２）と、前景中の、視線位置を基点とする設定範囲内の輝度に応じて、表示像輝度を調整する表示制御部（２０７）とを備え、表示制御部は、前景中の輝度が大きく変化すると推定される場合に、前景中の、視線位置を基点とする設定範囲内の輝度に応じた、表示像輝度の調整を開始する。
上記目的を達成するために、本発明の第２の車両用表示制御装置は、車両で用いられ、投影部材へ表示像を投影することによって車両の前景に表示像を虚像として重畳表示させるヘッドアップディスプレイ（２５０）による表示像の輝度である表示像輝度を調整する車両用表示制御装置であって、車両のドライバの視線位置を特定する視線位置特定部（２０２）と、前景中の、視線位置を基点とする設定範囲内の輝度に応じて、表示像輝度を調整する表示制御部（２０７）とを備え、表示制御部は、緊急性の高い種別の情報を示す表示像を表示させる場合には、前景中の、視線位置を基点とする設定範囲内の輝度に応じた表示像輝度の調整よりも、表示像輝度を表示像の視認性を高めるための規定値まで上げることを優先する。
上記目的を達成するために、本発明の第３の車両用表示制御装置は、車両で用いられ、投影部材へ表示像を投影することによって車両の前景に表示像を虚像として重畳表示させるヘッドアップディスプレイ（２５０）による表示像の輝度である表示像輝度を調整する車両用表示制御装置であって、車両のドライバの視線位置を特定する視線位置特定部（２０２）と、前景中の、視線位置を基点とする設定範囲内の輝度に応じて、表示像輝度を調整する表示制御部（２０７）と、車両のドライバの視野範囲に影響すると推定される要因に応じて、設定範囲を変更する範囲変更部（２０５）とを備える。

これによれば、ヘッドアップディスプレイによって車両の前景に虚像として重畳表示させる表示像の表示像輝度を、前景中の、ドライバの視線位置を基点とする設定範囲内の輝度に応じて調整することが可能になる。前景中の、ドライバの視線位置を基点とする設定範囲は、ドライバの視線位置を基点とするので、ドライバの視野に応じた範囲とすることができる。よって、前景中の、ドライバの視野に応じた範囲内の輝度に応じた表示像輝度の調整が可能となる。その結果、ヘッドアップディスプレイによる虚像表示を、よりドライバに見やすく表示させることが可能になる。

車両システム１の概略的な構成の一例を示す図である。 ＨＵＤ２５０の車両への搭載例を示す図である。 ＨＣＵ２０の概略的な構成の一例を示す図である。 運転負荷，心理的負荷といった負荷に応じた輝度算出範囲について説明を行うための図である。 運転負荷，心理的負荷といった負荷に応じた輝度算出範囲について説明を行うための図である。 実施形態１におけるＨＣＵ２０での調光関連処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態２におけるＨＣＵ２０での調光関連処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態３におけるＨＣＵ２０での調光関連処理の流れの一例を示すフローチャートである。

図面を参照しながら、開示のための複数の実施形態及び変形例を説明する。なお、説明の便宜上、複数の実施形態及び変形例の間において、それまでの説明に用いた図に示した部分と同一の機能を有する部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。同一の符号を付した部分については、他の実施形態及び変形例における説明を参照することができる。

（実施形態１）
＜車両システム１の概略構成＞
以下、本実施形態について図面を用いて説明する。図１に示す車両システム１は、自動車といった車両で用いられるものであり、ＨＭＩ（Human Machine Interface）システム２、通信機３、ロケータ４、地図データベース（以下、地図ＤＢ）５、車両状態センサ６、及び周辺監視システム７を含んでいる。ＨＭＩシステム２、通信機３、ロケータ４、地図ＤＢ５、車両状態センサ６、及び周辺監視システム７は、例えば車内ＬＡＮに接続されているものとする。以下では、車両システム１を用いる車両を自車と呼ぶ。

通信機３は、センタとの間で通信を行う。通信機３は、携帯電話網，インターネット等の公衆通信網を介した通信を行うための通信モジュールを用いてセンタと通信を行う構成とすればよい。例えばＤＣＭ（Data Communication Module）といったテレマティクス通信に用いられる車載通信モジュールによって、テレマティクス通信で用いる通信網を介してセンタと通信を行う構成とすればよい。例えば通信機３は、交通情報センタから渋滞情報を含む交通情報をダウンロードする。なお、通信機３は、路側機を介してセンタとの間で通信を行う構成としてもよい。

ロケータ４は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機及び慣性センサを備えている。ＧＮＳＳ受信機は、複数の人工衛星からの測位信号を受信する。慣性センサは、例えば３軸ジャイロセンサ及び３軸加速度センサを備える。ロケータ４は、ＧＮＳＳ受信機で受信する測位信号と、慣性センサの計測結果とを組み合わせることにより、ロケータ４を搭載した自車の車両位置を逐次測位する。なお、車両位置の測位には、自車に搭載された車速センサから逐次出力される信号から求めた走行距離を用いる構成としてもよい。

地図ＤＢ５は、不揮発性メモリであって、リンクデータ、ノードデータ、道路形状、構造物等の地図データを格納している。リンクデータは、リンクを特定するリンクＩＤ、リンクの長さを示すリンク長、リンク方位、リンク旅行時間、リンクの形状情報、リンクの始端と終端とのノード座標（緯度／経度）、及び道路属性等の各データから構成される。ノードデータは、地図上のノード毎に固有の番号を付したノードＩＤ、ノード座標、ノード名称、ノード種別、ノードに接続するリンクのリンクＩＤが記述される接続リンクＩＤ、交差点種別等の各データから構成される。道路形状のデータには、リンクの縦断勾配を含むものとする。また、構造物のデータとは、トンネルといった道路構造物、道路に面するビルといった構造物のデータとする。

車両状態センサ６は、自車の走行状態を検出するためのセンサ群である。車両状態センサ６としては、自車の車速を検出する車速センサ，自車の操舵角を検出する舵角センサ等がある。車両状態センサ６は、検出結果を車内ＬＡＮへ出力する。なお、車両状態センサ６での検出結果は、自車に搭載されるＥＣＵを介して車両ＬＡＮへ出力される構成であってもよい。

周辺監視システム７は、周辺監視ＥＣＵ７０及び周辺監視センサ７１を備えている。周辺監視システム７は、自車の走行環境を認識する。周辺監視センサ７１は、自車周辺の静止物体，移動体等の障害物を検出したり、規制標示，指示標示，走行区画線等の道路標示を検出したりする。周辺監視センサ７１としては、自車の前方の所定範囲を撮像範囲とする前方カメラ７１０を用いる構成とすればよい。例えば前方カメラ７１０は、自車のルームミラー１１（図２参照）に設ける構成とすればよい。なお、前方カメラ７１０は、自車のインストルメントパネル１２（図２参照）の上面に設ける等してもよい。周辺監視センサ７１としては、自車の前方以外を撮像するカメラを用いたり、ミリ波レーダ，ソナー，ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging/Laser Imaging Detect ion and Ranging）等を用いたりする構成としてもよい。

周辺監視ＥＣＵ７０は、プロセッサ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、Ｉ／Ｏ、これらを接続するバスを備えるマイクロコンピュータを主体として構成され、不揮発性メモリに記憶された制御プログラムを実行することで各種の処理を実行する。周辺監視ＥＣＵ７０は、周辺監視センサ７１での検出結果から、自車の走行環境を認識する。例えば、周辺監視センサ７１から取得した撮像画像のデータから、自車周辺に存在する物体について、自車からの距離、自車に対する相対位置、自車に対する相対速度等を検出する。一例として、テンプレートマッチング等の周知の画像認識処理によって、自動車、自転車、自動二輪車といった車両、歩行者等の移動体をそれぞれ検出の対象とすればよい。

ＨＭＩシステム２は、ＨＣＵ（Human Machine Interface Control Unit）２０、操作デバイス２１、マイク２２、ＤＳＭ（Driver Status Monitor）２３、生体センサ２４、及び表示装置２５を備えており、自車のドライバからの入力操作を受け付けたり、自車のドライバ等の状態を監視したり、自車のドライバに向けて情報を提示したりする。

操作デバイス２１は、自車のドライバが操作するスイッチ群である。操作デバイス２１は、各種の設定を行うために用いられる。例えば、操作デバイス２１としては、自車のステアリングのスポーク部に設けられたステアリングスイッチ等がある。マイク２２は、自車の車室内に設けられる集音装置である。マイク２２は、自車のドライバ等の乗員が発話した音声，カーラジオの音声，車外から伝わってくる緊急車両のサイレンの音等を集音し、電気的な音声信号に変換してＨＣＵ２０へ出力する。マイク２２は、例えば運転席付近等に設ける構成とすればよい。

ＤＳＭ２３は、近赤外光源及び近赤外カメラと、これらを制御する制御ユニット等とによって構成されている。ＤＳＭ２３は、近赤外カメラを自車の運転席側に向けた姿勢にて、例えばステアリングコラムカバー，インストルメントパネル１２（図２参照）の上面等に配置される。ＤＳＭ２３は、近赤外光源によって近赤外光を照射されたドライバの頭部を、近赤外カメラによって撮影する。近赤外カメラによる撮像画像は、制御ユニットによって画像解析される。制御ユニットは、例えばドライバの顔向き及び／又は視線方向を、撮像画像から検出する。

一例として、ＤＳＭ２３は、近赤外カメラによってドライバの顔を撮像した撮像画像から、画像認識処理によって顔の輪郭、目、鼻、口などの部位を検出する。そして、各部位の相対的な位置関係からドライバの顔向きを検出する。また、一例として、ＤＳＭ２３は、近赤外カメラによってドライバの顔を撮像した撮像画像から、画像認識処理によって、ドライバの瞳孔及び角膜反射を検出し、検出した瞳孔と角膜反射との位置関係から車室内の基準位置に対する視線方向を検出すればよい。基準位置は例えば近赤外カメラの設置位置等とすればよい。視線方向は、顔向きも考慮して検出する構成としてもよい。ＤＳＭ２３は、検出した視線方向の情報をＨＣＵ２０へ出力する。

生体センサ２４は、ドライバの生体情報を検出するセンサである。生体センサ２４で検出する生体情報としては、心拍数，体温，血圧，呼吸数等がある。生体センサ２４は、例えばステアリングホイール，運転席シート等に設けることで、ドライバの生体情報を検出する構成とすればよい。なお、生体センサ２４は、自車に設けられる構成に限らず、ドライバが装着するウェアラブルデバイスに設けられる構成としてもよい。この場合には、例えば無線通信を介して、生体センサ２４での検出結果をＨＣＵ２０が取得する構成とすればよい。

表示装置２５としては、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）２５０を用いる。ここで、図２を用いてＨＵＤ２５０について説明を行う。図２に示すようにＨＵＤ２５０は、自車のインストルメントパネル１２に設けられる。ＨＵＤ２５０は、例えば液晶式又は走査式等のプロジェクタ２５１により、ＨＣＵ２０から出力される画像データに基づく表示像を形成する。表示像としては、例えば車速等の自車状態を示す画像がある。また、自車の予定進路を示す画像，道路標識及び道路標示といった情報源を示す画像等がある。なお、ここに挙げた以外の情報を示す画像を用いる構成としてもよい。

ＨＵＤ２５０は、プロジェクタ２５１によって形成される表示像を、例えば凹面鏡等の光学系２２２を通じて、投影部材としてのフロントウインドシールド１０に既定された投影領域に投影する。投影領域は、例えば運転席前方に位置するものとする。フロントウインドシールド１０によって車室内側に反射された表示像の光束は、運転席に着座するドライバによって知覚される。また、透光性ガラスにより形成されるフロントウインドシールド１０を透過した、自車の前方に存在する風景としての前景からの光束も、運転席に着座するドライバによって知覚される。これにより、ドライバは、フロントウインドシールド１０の前方にて結像される表示像の虚像１００を、前景の一部と重ねて視認可能となる。つまり、ＨＵＤ２５０は、自車の前景に虚像１００を重畳表示し、所謂ＡＲ（Augmented Reality）表示を実現する。

なお、ＨＵＤ２５０が表示像を投影する投影部材は、フロントウインドシールド１０に限らず、透光性コンバイナであっても構わない。また、表示装置２５として、ＨＵＤ２５０の他にも、画像を表示する装置を用いる構成としてもよい。一例としては、コンビネーションメータ、ＣＩＤ（Center Information Display）等がある。

ＨＣＵ２０は、プロセッサ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、Ｉ／Ｏ、これらを接続するバスを備えるマイクロコンピュータを主体として構成され、操作デバイス２１、マイク２２、ＤＳＭ２３、生体センサ２４、及び表示装置２５と車内ＬＡＮとに接続されている。ＨＣＵ２０は、不揮発性メモリに記憶された制御プログラムを実行することにより、ＨＵＤ２５０による虚像表示を制御する。このＨＣＵ２０が請求項の車両用表示制御装置に相当する。なお、ＨＵＤ２５０による虚像表示の制御に関するＨＣＵ２０の構成については以下で詳述する。

＜ＨＣＵ２０の概略構成＞
ここで、図３を用いてＨＣＵ２０の概略構成についての説明を行う。ＨＣＵ２０は、ＨＵＤ２５０による虚像表示の制御に関して、図３に示すように、情報取得部２０１、視線位置特定部２０２、運転負荷推定部２０３、心理的負荷推定部２０４、範囲特定部２０５、前方輝度算出部２０６、及び表示制御部２０７を機能ブロックとして備える。なお、ＨＣＵ２０が実行する機能の一部又は全部を、一つ或いは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。また、ＨＣＵ２０が備える機能ブロックの一部又は全部は、プロセッサによるソフトウェアの実行とハードウェア部材の組み合わせによって実現されてもよい。

情報取得部２０１は、車内ＬＡＮを介してＨＵＤ２５０での表示に必要な情報を取得する。一例としては、通信機３でセンタから受信した渋滞情報，ロケータ４で測位した車両位置，地図ＤＢ５に格納される地図データ，車両状態センサ６での検出結果，周辺監視ＥＣＵ７０で認識した自車の走行環境，周辺監視ＥＣＵ７０で取得した前方カメラ７１０での撮像画像の情報等がある。

視線位置特定部２０２は、ＤＳＭ２３で検出した視線方向の情報をもとに、自車のドライバの前景中における視線位置を特定する。ここで言うところの視線位置とは、ドライバが目視又は注視している位置を意味している。視線位置特定部２０２は、前方カメラ７１０での撮像画像（以下、前景画像）中の視線位置を特定する構成とすればよい。一例として、視線位置特定部２０２は、予めＨＣＵ２０の不揮発性メモリに格納しておいた、ＤＳＭ２３で検出する視線方向と前景画像中の視線位置との対応関係を用いることで、前景画像中の視線位置を特定する構成とすればよい。なお、他の方法によって、前景画像中の視線位置を特定する構成としてもよい。

運転負荷推定部２０３は、自車のドライバの運転負荷を推定する。運転負荷推定部２０３は、運転負荷の度合いを２段階よりも多い区分に分けて推定する構成としてもよいが、以下では運転負荷が高いか否かの２段階に分けて推定する構成を例に挙げて説明を行う。ここで言うところの運転負荷とは、運転中にドライバが処理しなければならない作業による負荷を意味している。

運転負荷推定部２０３は、自車周辺の混雑の度合いに応じて、運転負荷を推定すればよい。一例として、自車周辺の混雑の度合いが閾値以上の場合に、運転負荷が高いと推定すればよい。運転負荷推定部２０３は、例えば、自車周辺の混雑の度合いを、情報取得部２０１で通信機３から取得する渋滞情報から特定すればよい。この場合、通信機３から取得する渋滞情報が、請求項の混雑状況の情報に相当する。また、運転負荷推定部２０３は、情報取得部２０１で周辺監視ＥＣＵ７０から取得する自車の走行環境のうちの自車周辺の車両台数から、自車周辺の混雑の度合いを特定してもよい。この場合、周辺監視センサ７１で検出する自車周辺の車両の数の情報が、請求項の混雑状況の情報に相当する。他にも、運転負荷推定部２０３は、情報取得部２０１で取得する車両状態センサ６での検出結果に応じて、運転負荷を推定してもよい。一例として、車速センサで検出した自車の速度が閾値以上の場合に、運転負荷が高いと推定すればよい。

また、運転負荷推定部２０３は、周辺監視ＥＣＵ７０から取得する自車の走行環境に応じて、運転負荷を推定してもよい。一例としては、自車周辺の車両台数が閾値以上の場合に、運転負荷が高いと推定すればよい。他にも、自車の進路上に自転車，歩行者が存在する場合に、運転負荷が高いと推定してもよいし、自車と自転車，歩行者等の注意対象物との距離が規定値以下の場合に、運転負荷が高いと推定してもよい。他にも、運転負荷推定部２０３は、自車の走行路の道路種別，道路形状等に応じて、運転負荷を推定してもよい。一例としては、自車が高速道路を走行している場合に運転負荷が高いと推定したり、自車がカーブ路を走行している場合に運転負荷が高いと推定したりしてもよい。

さらに、運転負荷推定部２０３は、マイク２２で集音した音声信号に応じて、運転負荷を推定してもよい。一例としては、音量が閾値以上の場合に、運転負荷が高いと推定すればよい。他にも、音声解析によって緊急車両のサイレンの音に該当する音が検出された場合に、運転負荷が高いと推定すればよい。

心理的負荷推定部２０４は、生体センサ２４で検出したドライバの生体情報をもとに、ドライバの心理的負荷を推定する。心理的負荷推定部２０４は、心理的負荷の度合いを２段階よりも多い区分に分けて推定する構成としてもよいが、以下では心理的負荷が高いか否かの２段階に分けて推定する構成を例に挙げて説明を行う。心理的負荷が高い状態とは、例えば視野狭窄が生じると推定される心理的負荷の高さに相当する状態である。心理的負荷推定部２０４は、心拍数，血圧，呼吸数等の心理的負荷の増大に応じて値が高くなる相関関係のある生体情報の値が閾値以上である場合に、心理的負荷が高いと推定すればよい。

範囲特定部２０５は、ドライバの有効視野の範囲と推定される範囲（以下、有効視野範囲）を特定する。ここで言うところの有効視野とは、視野範囲のうちの事物を識別できる範囲を指している。デフォルトとしては、ドライバの視野角で左右約３０度，上約８度，下約１２度までの矩形状の範囲に相当する前景画像中の範囲を、有効視野範囲と特定すればよい。なお、これはあくまで一例であって、ドライバの視野角で上下左右約５〜７°までの円状の範囲に相当する前景画像中の範囲を、有効視野範囲と特定してもよい。なお、デフォルトの有効視野範囲は、ドライバの有効視野の範囲と推定される範囲であれば、他の範囲であってもよい。一例としては、デフォルトの有効視野範囲は、一般的なドライバについての前景画像中の範囲を予めＨＣＵ２０の不揮発性メモリに格納しておく構成とすればよい。

また、範囲特定部２０５は、自車のドライバの視野範囲に影響すると推定される要因に応じて、有効視野範囲を変更する。これは、運転中のドライバの有効視野が、自車の速度、道路状況、視覚的な負荷、聴覚情報、その他心理的要因等の各負荷が高まると縮小し、負荷が解消されると縮小も解消されると考えられるためである。よって、この範囲特定部２０５が請求項の範囲変更部に相当する。

範囲特定部２０５は、運転負荷推定部２０３で運転負荷が高いと推定した場合、若しくは心理的負荷推定部２０４で心理的負荷が高いと推定した場合に、有効視野範囲をデフォルトの有効視野範囲から縮小する構成とすればよい。よって、範囲特定部２０５は、自車の速度が大きくなるのに応じて、有効視野範囲を狭く変更する。また、範囲特定部２０５は、自車周辺の混雑状況の情報から特定される自車周辺の混雑の度合いが大きくなるのに応じて、有効視野範囲を狭く変更する。さらに、範囲特定部２０５は、周辺監視センサ７１での検出結果から推定される自車のドライバの運転負荷が大きくなるのに応じて、有効視野範囲を狭く変更する。また、範囲特定部２０５は、マイク２２での集音結果から推定される自車のドライバの運転負荷が大きくなるのに応じて、有効視野範囲を狭く変更する。さらに、範囲特定部２０５は、心理的負荷推定部２０４で推定した自車のドライバの心理的負荷が大きくなるのに応じて、有効視野範囲を狭く変更する。

範囲特定部２０５で有効視野を縮小する度合いは、運転負荷，心理的負荷によって有効視野が縮小されると推定される度合いに応じた値とすればよい。なお、範囲特定部２０５は、負荷の種類のうちの負荷が高いと推定する条件を満たしたものの数が多くなるのに応じて、有効視野範囲を段階的に狭く変更する構成としてもよい。ここで言うところの負荷の種類とは、運転負荷，心理的負荷といった区分で分けられる種類であってもよいし、自車の速度，自車周辺の混雑の度合い，自車の走行環境等の、さらに細分化した区分で分けられる種類であってもよい。また、運転負荷推定部２０３，心理的負荷推定部２０４で負荷が高いか否かの２段階よりも多い段階で負荷を推定する場合には、負荷の種類のうちの最も高い度合いで推定された負荷の度合いに応じて、有効視野範囲を段階的に狭く変更する構成としてもよい。

前方輝度算出部２０６は、視線位置特定部２０２で特定した視線位置と、範囲特定部２０５で特定した有効視野範囲とから、前景画像中の視線位置を基点とした有効視野範囲（以下、輝度算出範囲）を特定する。この輝度算出範囲が請求項の設定範囲に相当する。そして、前方輝度算出部２０６は、前景画像のうちの、特定した輝度算出範囲の輝度の代表値（以下、前方輝度）を算出する。代表値としては、平均値，中央値，最大値，最小値等がある。

ここで、図４及び図５を用いて、運転負荷，心理的負荷といった負荷に応じた輝度算出範囲について説明を行う。図４及び図５のＰＯＧが視線位置，Ｐａが投影領域，ＥＶＲが輝度算出範囲を示している。運転負荷推定部２０３及び心理的負荷推定部２０４のいずれでも負荷が高いと推定されなかった場合には、図４に示すように、前景画像中の視線位置ＰＯＧを基点としたデフォルトの有効視野範囲が輝度算出範囲ＥＶＲと特定される。一方、運転負荷推定部２０３及び心理的負荷推定部２０４のいずれかで負荷が高いと推定された場合には、図５に示すように、デフォルトよりも狭く変更された輝度算出範囲ＥＶＲが特定される。

表示制御部２０７は、前方輝度算出部２０６で算出した前方輝度から、ＨＵＤ２５０によって投影領域に投影する表示像の輝度（以下、表示像輝度）を設定する。そして、設定した表示像輝度でＨＵＤ２５０から表示像を表示させる。一例としては、表示制御部２０７は、予めＨＣＵ２０の不揮発性メモリに記憶しておいた前方輝度と表示像輝度との対応関係を参照して、前方輝度から表示像輝度を設定する構成とすればよい。前方輝度と表示像輝度との対応関係は、前方輝度と表示像輝度との、表示像が眩しくなり過ぎず且つ見にくくなり過ぎないような対応関係とする。また、表示像輝度の下限値は、表示像が見にくくなり過ぎないような値とし、表示像輝度の上限値は、表示像が眩しくなり過ぎないような値とする。

＜ＨＣＵ２０での虚像表示制御関連処理＞
続いて、図６のフローチャートを用いて、実施形態１におけるＨＣＵ２０でのＨＵＤ２５０による表示像輝度の調整に関連する処理（以下、調光関連処理）の流れの一例について説明を行う。図６のフローチャートでは、ＨＵＤ２５０の電源がオン且つＨＵＤ２５０の機能がオンになった場合に開始する構成とすればよい。ＨＵＤ２５０の機能のオンオフは、操作デバイス２１で受け付ける入力操作に応じて切り替えられる構成とすればよい。また、ＨＵＤ２５０の電源のオンオフは、自車の内燃機関又はモータジェネレータを始動させるためのスイッチ（以下、パワースイッチ）のオンオフに応じて切り替えられる構成とすればよい。

まず、ステップＳ１では、視線位置特定部２０２が、自車のドライバの前景中における視線位置を特定する。ステップＳ２では、運転負荷推定部２０３で自車のドライバの運転負荷を推定するとともに、心理的負荷推定部２０４で自車のドライバの心理的負荷を推定する。ステップＳ３では、運転負荷推定部２０３及び心理的負荷推定部２０４のいずれかで負荷が高いと推定された場合（Ｓ３でＹＥＳ）には、ステップＳ５に移る。一方、運転負荷推定部２０３及び心理的負荷推定部２０４のいずれでも負荷が高いと推定されなかった場合（Ｓ３でＮＯ）には、ステップＳ４に移る。

ステップＳ４では、範囲特定部２０５が、デフォルトの有効視野範囲を有効視野範囲と特定し、ステップＳ６に移る。一方、ステップＳ５では、範囲特定部２０５が、デフォルトの有効視野範囲よりも狭く変更した有効視野範囲を特定し、ステップＳ６に移る。ステップＳ６では、前方輝度算出部２０６が、視線位置特定部２０２で特定した視線位置と、範囲特定部２０５で特定した有効視野範囲とから、前景画像中の視線位置を基点とした有効視野範囲の前方輝度を算出する。

ステップＳ７では、表示制御部２０７が、Ｓ６で算出した前方輝度から表示像輝度を設定し、ステップＳ８に移る。ステップＳ８では、表示制御部２０７が、ＨＵＤ２５０によって表示像を表示させる場合に、Ｓ７で設定した表示像輝度で表示させる。ステップＳ９では、調光関連処理の終了タイミングであった場合（Ｓ９でＹＥＳ）には、調光関連処理を終了する。一方、調光関連処理の終了タイミングでなかった場合（Ｓ９でＮＯ）には、Ｓ１に戻って処理を繰り返す。調光関連処理の終了タイミングの一例としては、自車のパワースイッチがオフになった場合，ＨＵＤ２５０の機能がオフになった場合等がある。

なお、調光関連処理の終了タイミングとなるまでこのフローチャートの処理が繰り返されるため、運転負荷推定部２０３及び心理的負荷推定部２０４のいずれかで負荷が高いと推定されてデフォルトよりも有効視野範囲を狭く変更した後、運転負荷推定部２０３及び心理的負荷推定部２０４のいずれでも負荷が高いと推定されなくなった場合には、一旦狭くした有効視野範囲を、デフォルトの有効視野範囲に戻すことになる。つまり、範囲特定部２０５は、自車のドライバの運転負荷及び／又は心理的負荷が大きくなるのに応じて、設定範囲を狭く変更する一方、自車のドライバの運転負荷及び／又は心理的負荷が小さくなるのに応じて、設定範囲を広く変更する。

＜実施形態１のまとめ＞
実施形態１の構成によれば、ＨＵＤ２５０によって自車の前景に虚像として重畳表示させる表示像の表示像輝度を、ドライバの視線位置を基点とする有効視野の範囲の前方輝度に応じて調整することが可能になる。よって、ドライバの有効視野の範囲の明るさに応じて見やすい表示像輝度で表示像を表示させることが可能になる。その結果、ヘッドアップディスプレイによる虚像表示を、よりドライバに見やすく表示させることが可能になる。

また、実施形態１の構成によれば、運転負荷及び心理的負荷のいずれかが高いと推定した場合に、表示像輝度を調整するための前方輝度を算出するための有効視野の範囲を狭く変更する。よって、運転負荷，心理的負荷によって狭くなる視野範囲に応じて、前方輝度を算出するための有効視野の範囲を狭く変更することが可能になる。従って、運転負荷，心理的負荷によって視野範囲が変化するのにも応じて、ヘッドアップディスプレイによる虚像表示を、よりドライバに見やすく表示させることが可能になる。

（実施形態２）
実施形態１では、ＨＵＤ２５０で表示を行う場合には、表示制御部２０７が表示像輝度を逐次調整する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、所定の状況に限って、表示制御部２０７が表示像輝度の調整を開始する構成としてもよい。以下、本発明の実施形態２について説明する。

実施形態２の車両システム１は、ＨＣＵ２０での調光関連処理の一部が異なる点を除けば、実施形態１の車両システム１と同様である。ここで、図７のフローチャートを用いて、実施形態２におけるＨＣＵ２０での調光関連処理の流れの一例について説明を行う。図７のフローチャートでも、図６のフローチャートと同様に、ＨＵＤ２５０の電源がオン且つＨＵＤ２５０の機能がオンになった場合に開始する構成とすればよい。

まず、ステップＳ２１では、前景中の輝度が大きく変化すると推定される場合（Ｓ２１でＹＥＳ）には、ステップＳ２２に移る。一方、前景中の輝度が大きく変化すると推定されない場合（Ｓ２１でＮＯ）には、ステップＳ３０に移る。前景中の輝度が大きく変化するか否かの推定は、自車の車両位置と地図データとをもとにＨＣＵ２０が行う構成とすればよい。車両位置としては、ロケータ４で測位した車両位置を用い、地図データとしては、地図ＤＢ５に格納される地図データを用いる構成とすればよい。一例としては、ＨＣＵ２０は、自然光が大きく遮られる区間に自車が進入する場合に、前景中の輝度が大きく変化すると推定する。自然光が大きく遮られる区間としては、トンネル，ビルに囲まれた区間等がある。なお、地図データをもとに前景中の輝度が大きく変化すると推定する構成に限らず、天候情報等の他の情報によって前景中の輝度が大きく変化すると推定する構成としてもよい。

ステップＳ２２〜ステップＳ２９の処理は、実施形態１のＳ１〜Ｓ８の処理と同様である。ステップＳ３０では、調光関連処理の終了タイミングであった場合（Ｓ３０でＹＥＳ）には、調光関連処理を終了する。一方、調光関連処理の終了タイミングでなかった場合（Ｓ３０でＮＯ）には、Ｓ２１に戻って処理を繰り返す。

実施形態２の構成によれば、表示像輝度の調整を、前景中の輝度が大きく変化すると推定された場合に開始するので、実施形態１の効果に加え、前景中の輝度があまり変化しないにも関わらず表示像輝度の調整を逐次行うための処理負荷を低減することが可能になる。

（実施形態３）
また、表示制御部２０７は、表示させる表示像の内容によっては、前方輝度に応じて表示像輝度を調整するよりも、表示像の輝度を高めることを優先する構成（以下、実施形態３）としてもよい。以下、本発明の実施形態２について説明する。

実施形態３の車両システム１は、ＨＣＵ２０での調光関連処理の一部が異なる点を除けば、実施形態１の車両システム１と同様である。ここで、図８のフローチャートを用いて、実施形態３におけるＨＣＵ２０での調光関連処理の流れの一例について説明を行う。図８のフローチャートでも、図６のフローチャートと同様に、ＨＵＤ２５０の電源がオン且つＨＵＤ２５０の機能がオンになった場合に開始する構成とすればよい。

ステップＳ４１〜ステップＳ４７の処理は、実施形態１のＳ１〜Ｓ７の処理と同様である。ステップＳ４８では、表示制御部２０７が、ＨＵＤ２５０によって表示させる表示像の内容の緊急性が高いか否かを判別する。緊急性の高い表示像の種別を予めＨＣＵ２０に登録しておくことで、表示制御部２０７で緊急性の高い表示像を判別可能とすればよい。緊急性の高い表示像の一例としては、緊急車両の接近を知らせる表示像，歩行者等の障害物の接近を知らせる表示像等がある。そして、表示制御部２０７は、表示像の内容の緊急性が高いと判別した場合（Ｓ４８でＹＥＳ）には、ステップＳ４９に移る。一方、表示像の内容の緊急性が高くないと判別した場合（Ｓ４８でＮＯ）には、ステップＳ５１に移る。

ステップＳ４９では、Ｓ４７で設定した、前方輝度に応じた表示像輝度が、緊急表示輝度未満であった場合（Ｓ４９でＹＥＳ）には、ステップＳ５０に移る。一方、緊急表示輝度以上であった場合（Ｓ４９でＮＯ）には、ステップＳ５１に移る。緊急表示輝度とは、緊急性の高い表示像を表示させる場合の表示像輝度として規定された輝度であって、表示像の視認性を高めることを目的とした輝度である。この緊急表示輝度が請求項の規定値に相当する。

ステップＳ５０では、ＨＵＤ２５０によって表示させる表示像を、緊急表示輝度で表示させ、ステップＳ５２に移る。一方、ステップＳ５１では、ＨＵＤ２５０によって表示させる表示像を、Ｓ４７で設定した、前方輝度に応じた表示像輝度で表示させ、ステップＳ５２に移る。ステップＳ５２では、調光関連処理の終了タイミングであった場合（Ｓ５２でＹＥＳ）には、調光関連処理を終了する。一方、調光関連処理の終了タイミングでなかった場合（Ｓ５２でＮＯ）には、Ｓ４１に戻って処理を繰り返す。

実施形態３の構成によれば、緊急性の高い表示像を表示させる場合には、前方輝度に応じた表示像輝度に調整するよりも緊急表示輝度まで上げることを優先するので、実施形態１の効果に加え、緊急性の高い表示像はドライバに気付かれやすくすることを優先することが可能になる。また、実施形態２と実施形態３とを組み合わせる構成としてもよい。

（変形例１）
前述の実施形態では、運転負荷推定部２０３で推定する運転負荷と心理的負荷推定部２０４で推定する心理的負荷とのいずれも用いる構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、いずれか一方のみを用いる構成としてもよい。

（変形例２）
前述の実施形態では、運転負荷を、自車の速度、自車周辺の混雑の度合い、周辺監視センサ７１での検出結果、及びマイク２２での集音結果に応じて推定する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、これらの一部を用いる構成としてもよい。

（変形例３）
前述の実施形態では、運転負荷推定部２０３で推定する運転負荷に応じて、範囲特定部２０５が有効視野範囲を特定する構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、運転負荷を推定せずに、自車の速度，自車周辺の混雑の度合い等の状態量に応じて有効視野範囲を特定する構成としてもよい。

（変形例４）
また、範囲特定部２０５が、有効視野範囲を運転負荷，心理的負荷等に応じた有効視野範囲の変更を行わない構成としてもよい。

（変形例５）
前述の実施形態では、ドライバの有効視野の範囲と推定される範囲を、前方輝度を算出する範囲とする構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、ドライバの視界に入っている範囲である視野範囲と推定される範囲を、前方輝度を算出する範囲とする構成としてもよい。また、有効視野の範囲と推定される範囲，視野範囲と推定される範囲以外の、ＨＵＤ２５０による表示像の見やすさに影響すると推定される範囲等の、ドライバの視線位置を基点とする範囲を、前方輝度を算出する範囲とする構成としてもよい。

なお、本発明は、上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態及び変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 車両システム、２ ＨＭＩシステム、３ 通信機、４ ロケータ、５ 地図ＤＢ、６ 車両状態センサ、７ 周辺監視システム、１０ フロントウインドシールド（投影部材）、２０ ＨＣＵ（車両用表示制御装置）、２２ マイク（集音装置）、２３ ＤＳＭ、２４ 生体センサ、２５ 表示装置、７０ 周辺監視ＥＣＵ、７１ 周辺監視センサ、１００ 虚像、２０１ 情報取得部、２０２ 視線位置特定部、２０３ 運転負荷推定部、２０４ 心理的負荷推定部、２０５ 範囲特定部（範囲変更部）、２０６ 前方輝度算出部、２０７ 表示制御部、２５０ ＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）、７１０ 前方カメラ

Claims (14)

1. 車両で用いられ、投影部材へ表示像を投影することによって前記車両の前景に前記表示像を虚像として重畳表示させるヘッドアップディスプレイ（２５０）による前記表示像の輝度である表示像輝度を調整する車両用表示制御装置であって、
   前記車両のドライバの視線位置を特定する視線位置特定部（２０２）と、
   前記前景中の、前記視線位置を基点とする設定範囲内の輝度に応じて、前記表示像輝度を調整する表示制御部（２０７）とを備え、
   前記表示制御部は、前記前景中の輝度が大きく変化すると推定される場合に、前記前景中の、前記視線位置を基点とする設定範囲内の輝度に応じた、前記表示像輝度の調整を開始する車両用表示制御装置。
2. 請求項１において、
   前記表示制御部は、緊急性の高い種別の情報を示す前記表示像を表示させる場合には、前記前景中の、前記視線位置を基点とする設定範囲内の輝度に応じた前記表示像輝度の調整よりも、前記表示像輝度を前記表示像の視認性を高めるための規定値まで上げることを優先する車両用表示制御装置。
3. 車両で用いられ、投影部材へ表示像を投影することによって前記車両の前景に前記表示像を虚像として重畳表示させるヘッドアップディスプレイ（２５０）による前記表示像の輝度である表示像輝度を調整する車両用表示制御装置であって、
   前記車両のドライバの視線位置を特定する視線位置特定部（２０２）と、
   前記前景中の、前記視線位置を基点とする設定範囲内の輝度に応じて、前記表示像輝度を調整する表示制御部（２０７）とを備え、
   前記表示制御部は、緊急性の高い種別の情報を示す前記表示像を表示させる場合には、前記前景中の、前記視線位置を基点とする設定範囲内の輝度に応じた前記表示像輝度の調整よりも、前記表示像輝度を前記表示像の視認性を高めるための規定値まで上げることを優先する車両用表示制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   前記車両のドライバの視野範囲に影響すると推定される要因に応じて、前記設定範囲を変更する範囲変更部（２０５）を備える車両用表示制御装置。
5. 車両で用いられ、投影部材へ表示像を投影することによって前記車両の前景に前記表示像を虚像として重畳表示させるヘッドアップディスプレイ（２５０）による前記表示像の輝度である表示像輝度を調整する車両用表示制御装置であって、
   前記車両のドライバの視線位置を特定する視線位置特定部（２０２）と、
   前記前景中の、前記視線位置を基点とする設定範囲内の輝度に応じて、前記表示像輝度を調整する表示制御部（２０７）と、
   前記車両のドライバの視野範囲に影響すると推定される要因に応じて、前記設定範囲を変更する範囲変更部（２０５）とを備える車両用表示制御装置。
6. 請求項４又は５において、
   前記範囲変更部は、前記車両のドライバの運転負荷が大きくなるのに応じて、前記設定範囲を狭く変更する車両用表示制御装置。
7. 請求項６において、
   前記範囲変更部は、前記車両の速度が大きくなるのに応じて、前記設定範囲を狭く変更する車両用表示制御装置。
8. 請求項６又は７において、
   前記範囲変更部は、前記車両周辺の混雑状況の情報から特定される前記車両周辺の混雑の度合いが大きくなるのに応じて、前記設定範囲を狭く変更する車両用表示制御装置。
9. 請求項６〜８のいずれか１項において、
   前記範囲変更部は、前記車両周辺の障害物を検出する周辺監視センサでの検出結果から推定される前記車両のドライバの運転負荷が大きくなるのに応じて、前記設定範囲を狭く変更する車両用表示制御装置。
10. 請求項６〜９のいずれか１項において、
    前記範囲変更部は、前記車両の車室内及び前記車両周辺の少なくともいずれかの音を集音する集音装置（２２）での集音結果から推定される前記車両のドライバの運転負荷が大きくなるのに応じて、前記設定範囲を狭く変更する車両用表示制御装置。
11. 請求項６〜１０のいずれか１項において、
    前記車両のドライバの心理的負荷を推定する心理的負荷推定部（２０４）を備え、
    前記範囲変更部は、前記心理的負荷推定部で推定した前記車両のドライバの心理的負荷が大きくなるのに応じて、前記設定範囲を狭く変更する車両用表示制御装置。
12. 請求項３〜１１のいずれか１項において、
    前記表示制御部は、前記ヘッドアップディスプレイで表示を行う場合には、前記前景中の、前記視線位置を基点とする設定範囲内の輝度に応じて、前記表示像輝度を逐次調整する車両用表示制御装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項において、
    前記表示制御部は、視野範囲に相当すると推定される範囲を前記設定範囲として、前記表示像輝度を調整する車両用表示制御装置。
14. 請求項１３において、
    前記表示制御部は、視野範囲のうちの事物を識別できる範囲である有効視野の範囲に相当すると推定される範囲を前記設定範囲として、前記表示像輝度を調整する車両用表示制御装置。

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