JP7295863B2 - 車両用表示システム及び車両 - Google Patents

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Description

本開示は、車両用表示システム及び当該車両用表示システムを備えた車両に関する。
現在、自動車の自動運転技術の研究が各国で盛んに行われており、自動運転モードで車両（以下、「車両」は自動車のことを指す。）が公道を走行することができるための法整備が各国で検討されている。ここで、自動運転モードでは、車両システムが車両の走行を自動的に制御する。具体的には、自動運転モードでは、車両システムは、カメラ、レーダ（例えば、レーザレーダやミリ波レーダ）等のセンサから得られる車両の周辺環境を示す情報（周辺環境情報）に基づいてステアリング制御（車両の進行方向の制御）、ブレーキ制御及びアクセル制御（車両の制動、加減速の制御）のうちの少なくとも１つを自動的に行う。一方、以下に述べる手動運転モードでは、従来型の車両の多くがそうであるように、運転者が車両の走行を制御する。具体的には、手動運転モードでは、運転者の操作（ステアリング操作、ブレーキ操作、アクセル操作）に従って車両の走行が制御され、車両システムはステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御を自動的に行わない。尚、車両の運転モードとは、一部の車両のみに存在する概念ではなく、自動運転機能を有さない従来型の車両も含めた全ての車両において存在する概念であって、例えば、車両制御方法等に応じて分類される。
このように、将来において、公道上では自動運転モードで走行中の車両（以下、適宜、「自動運転車」という。）と手動運転モードで走行中の車両（以下、適宜、「手動運転車」という。）が混在することが予想される。
自動運転技術の一例として、特許文献１には、先行車に後続車が自動追従走行した自動追従走行システムが開示されている。当該自動追従走行システムでは、先行車と後続車の各々が照明システムを備えており、先行車と後続車との間に他車が割り込むことを防止するための文字情報が先行車の照明システムに表示されると共に、自動追従走行である旨を示す文字情報が後続車の照明システムに表示される。
日本国特開平９－２７７８８７号公報
ところで、将来の自動運転社会では、自動運転車と人間との間の視覚的コミュニケーションが重要になっていくことが予想される。特に、車両と当該車両の外部に存在する歩行者等の対象物との間の視覚的コミュニケーション及び車両と当該車両の乗員との間の視覚的コミュニケーションが益々重要になっていくことが予想される。この点において、光パターンを路面上に出射する路面描画装置を用いて車両と対象物との間の視覚的コミュニケーションを実現することができると共に、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）を用いて車両と乗員との間の視覚的コミュニケーションを実現することができる。
本開示の第１の目的は、車両と対象物との間のリッチな視覚的コミュニケーション及び車両と乗員との間のリッチな視覚的コミュニケーションを実現可能な車両用表示システム及び車両を提供することである。
本開示の第２の目的は、路面上に出射される光パターン及び乗員に向けて視覚的に提示される情報に対する乗員の視認性を向上させることが可能な車両用表示システム及び車両を提供することである。
本開示の第３の目的は、車両の外部に存在する対象物を乗員が明確に視認できるようにする車両用表示システム、車両システム及び車両を提供することである。
本開示の一態様の車両用表示システムは、車両に設けられており、
前記車両の外部の路面に向けて光パターンを出射するように構成された第１表示装置と、
前記車両の内部に位置すると共に、所定の情報が前記車両の外部の現実空間と重畳されるように前記所定の情報を前記車両の乗員に向けて表示するように構成された第２表示装置と、を備える。
上記構成によれば、第１表示装置から出射された光パターンによって車両と対象物との間のリッチな視覚的コミュニケーションが実現可能となると共に、第２表示装置によって表示された所定の情報によって車両と乗員との間のリッチな視覚的コミュニケーションが実現可能となる。
また、前記光パターンが示す情報と前記所定の情報は互いに関連付けられてもよい。
上記構成によれば、乗員は所定の情報を視認することで対象物に向けて提示された車両の意図を明確に把握することが可能となる。
また、前記光パターン及び前記所定の情報は、前記車両の走行に関連した情報を示してもよい。
上記構成によれば、対象物は、第１表示装置から出射された光パターンを視認することで車両の意図を明確に把握することができる。さらに、乗員は、第２表示装置によって表示された所定の情報を視認することで車両の意図を明確に把握することができる。
また、前記光パターンは、前記車両の走行に関連した情報を示す一方、前記所定の情報は、前記車両の周辺に存在する対象物に関連した情報を示してもよい。
上記構成によれば、対象物は、第１表示装置から出射された光パターンを視認することで車両の意図を明確に把握することができる。一方、乗員は、第２表示装置によって表示された所定の情報を視認することで対象物の存在及び当該対象物に関連した情報を明確に把握することができる。
また、前記所定の情報は、前記乗員から見て前記光パターンと重なるように表示されてもよい。前記所定の情報の表示色は、前記光パターンの表示色とは異なってもよい。
上記構成によれば、乗員は、第２表示装置によって表示された所定の情報をより明確に視認することが可能となる。
また、前記第２表示装置は、前記乗員から見て前記光パターンと重なるように前記現実空間の背景色と同一の表示色を有する遮蔽パターンを表示するように構成されてもよい。
上記構成によれば、現実空間の背景色と同一の表示色を有する遮蔽パターンによって乗員が光パターンを視認できないようにすることができる。このように、対象物に対して提示される光パターンによって乗員と車両との間のコミュニケーションに誤解が生じることを未然に防ぐことが可能となる。
また、前記第２表示装置は、前記所定の情報が表示される表示領域に対向するように配置された透過率調整部を有してもよい。
上記構成によれば、透過率調整部によって乗員が光パターンを視認できないようにすることができる。このように、対象物に対して提示される光パターンによって乗員と車両との間のコミュニケーションに誤解が生じることを未然に防ぐことが可能となる。
本開示の一態様の車両用表示システムは、車両に設けられており、
前記車両の外部の路面に向けて光パターンを出射するように構成された第１表示装置と、
前記車両の内部に位置すると共に、所定の情報が前記車両の外部の現実空間と重畳されるように前記所定の情報を前記車両の乗員に向けて表示するように構成された第２表示装置と、を備える。
前記乗員の視界において、前記所定の情報が表示可能な第１領域は、前記路面上に出射された光パターンが存在可能な第２領域よりも上方に位置するように、前記第１領域が設定されている。
上記構成によれば、乗員の視界において、第１領域が第２領域よりも上方に位置するように第１領域が設定されるため、所定の情報と光パターンが互いに明確に区別された状態で乗員に視認されうる。このように、路面上に出射された光パターン及び所定の情報に対する乗員の視認性を向上させることができる。
また、前記第１領域は、前記第２領域と重複しないように前記第２領域の上方に位置してもよい。
上記構成によれば、第１領域が第２領域と重複しないと共に、第１領域が第２領域よりも上方に位置するように第１領域が設定されるため、所定の情報と光パターンが互いに明確に区別された状態で乗員に視認されうる。このように、路面上に出射された光パターン及び所定の情報に対する乗員の視認性を向上させることができる。
また、前記第２領域は、前記車両の先端から第１距離以内の路面を含む一方で、前記第１領域は、前記車両の先端から前記第１距離を超えた路面を含んでもよい。
また、前記第１領域は、前記第２領域と部分的に重複するように前記第２領域の上方に位置してもよい。
上記構成によれば、第１領域が第２領域と部分的に重複すると共に、第１領域が第２領域よりも上方に位置するように第１領域が設定されるため、所定の情報と光パターンが互いに区別された状態で乗員に視認されうる。このように、路面上に出射された光パターン及び所定の情報に対する乗員の視認性を向上させることができると共に、光パターンと所定の情報とを互いに視覚的に関連付けることができる。
また、前記第２領域は、前記車両の先端から第１距離以内の路面を含む一方で、前記第１領域は、前記車両の先端から第２距離を超えた路面を含んでもよい。前記第２距離は、前記第１距離よりも小さくてもよい。
また、前記光パターンは、前記車両の周辺に存在する対象物に向けて前記路面上に出射されてもよい。前記所定の情報は、前記対象物に関連した情報を示してもよい。
上記構成によれば、乗員は、光パターンを見ることで対象物の存在を明確に把握することができると共に、所定の情報を見ることで対象物に関連した情報を明確に把握することができる。このように、乗員は、対象物の存在と当該対象物に関連した情報を同時に把握することができる。
本開示の一態様の車両用表示システムは、車両に設けられており、
前記車両の外部の路面に向けて光パターンを出射するように構成された第１表示装置と、
前記車両の内部に位置すると共に、所定の情報が前記車両の外部の現実空間と重畳されるように前記所定の情報を前記車両の乗員に向けて表示するように構成された第２表示装置と、を備える。
前記第１表示装置は、対象物に向けて前記光パターンを出射すると共に、前記第２表示装置は、前記対象物に関連する情報を前記乗員に向けて表示する。
上記構成によれば、第１表示装置が光パターンを対象物（例えば、歩行者等）に向けて出射すると共に、第２表示装置が対象物に関連する情報を表示する。このため、乗員は、第１表示装置から出射された光パターンを見ることで対象物の位置を把握できると共に、第２表示装置を通じて対象物に関連した情報を把握できる。このように、第１表示装置と第２表示装置の２つの異なる表示装置を用いて対象物の位置及び対象物に関連する情報が乗員に視覚的に提示されるため、乗員は対象物を明確に視認することができる。
また、前記車両から所定の距離以内に前記対象物が存在する場合に、前記第１表示装置は、前記対象物に向けて前記光パターンを出射すると共に、前記第２表示装置は、前記対象物に関連する情報を前記乗員に向けて表示してもよい。
上記構成によれば、乗員は、車両から所定の距離以内に存在する対象物を明確に視認することができる。
また、前記対象物に関連する情報は、前記対象物の存在を示す情報を含んでもよい。
上記構成によれば、第１表示装置と第２表示装置の２つの異なる表示装置を用いて対象物の位置及び対象物の存在が乗員に視覚的に提示されるため、乗員は対象物を明確に視認することができる。
また、前記対象物に関連する情報は、前記対象物の拡大画像を含んでもよい。
上記構成によれば、第１表示装置と第２表示装置の２つの異なる表示装置を用いて対象物の位置及び対象物の拡大画像が乗員に視覚的に提示されるため、乗員は対象物を明確に視認することができる。
また、前記対象物に関連する情報は、前記対象物の将来行動に関連する情報を含んでもよい。
上記構成によれば、第１表示装置と第２表示装置の２つの異なる表示装置を用いて対象物の位置及び対象物の将来行動に関連する情報が乗員に視覚的に提示される。このため、乗員は、対象物を明確に視認することができると共に、対象物の将来行動を考慮した適切な車両の走行制御を実行することができる。
また、前記車両用表示システムと、前記車両の外部に存在する外部通信機器から前記対象物の存在を示す情報を受信するように構成された無線通信部と、を備えた車両システムが提供されてもよい。
上記構成によれば、外部通信機器から対象物の存在を示す情報を受信できる。このため、車両に搭載されたカメラ等のセンサや乗員が対象物を検出できない状況でも（即ち、対象物が車両から視認できない場所に存在する状況でも）、乗員は、第１表示装置及び第２表示装置を通じて対象物の存在を明確に把握することができる。
本開示によれば、車両と対象物との間のリッチな視覚的コミュニケーション及び車両と乗員との間のリッチな視覚的コミュニケーションを実現可能な車両用表示システム及び車両を提供することができる。
また、本開示によれば、路面上に出射される光パターン及び乗員に向けて視覚的に提示される情報に対する乗員の視認性を向上させることが可能な車両用表示システム及び車両を提供することができる。
さらに、本開示によれば、車両の外部に存在する対象物を乗員が明確に視認できるようにする車両用表示システム、車両システム及び車両を提供することができる。
本発明の実施形態（以下、単に本実施形態という。）に係る車両システムが搭載された車両の正面図である。 本実施形態に係る車両システムのブロック図である。 ＨＵＤ（Ｈｅａｄ-Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ）から出射された光が乗員の目に到達する様子を示す図である。 第１実施形態に係る車両システムの動作の一例を説明するためのフローチャートである。 車両が横断歩道を示す光パターンを路面上に出射する様子を示す図である。 ＨＵＤ表示領域に表示されるＨＵＤ情報の一例を示す図である。 ＨＵＤ表示領域に表示されるＨＵＤ情報及び遮蔽パターンの一例を示す図である。 車両の進行方向を示す光パターンの一例を示す図である。 フロントウィンドウ上に配置された液晶シャッタを示す図である。 第２実施形態に係る車両システムの動作の一例を説明するためのフローチャートである。 車両が歩行者の存在位置を示す光パターンを路面上に出射する様子を示す図である。 乗員の視界におけるＨＵＤ情報と光パターンの一例を示す図（その１）である。 乗員の視界におけるＨＵＤ情報と光パターンの一例を示す図（その２）である。 第３実施形態の表示システムの動作例を説明するためのフローチャートである。 車両が車両の周辺に存在する歩行者に向けて光パターンを出射する様子を示す図である。 ＨＵＤ表示領域に表示されたＨＵＤ情報の一例を示す図である。 ＨＵＤ表示領域に表示された歩行者の拡大画像の一例を示す図である。 車両が当該車両の周辺に設置された信号機から歩行者に関連する情報を受信する様子を示す図である。 乗員から視認できない歩行者の存在を示すＨＵＤ情報の一例を示す図である。 歩行者の拡大画像と歩行者を視覚的に関連付ける光パターンの一例を示す図である。
以下、本発明の実施形態（以下、本実施形態という。）について図面を参照しながら説明する。本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。
また、本実施形態の説明では、説明の便宜上、「左右方向」、「上下方向」、「前後方向」について適宜言及する場合がある。これらの方向は、図１に示す車両１について設定された相対的な方向である。ここで、「左右方向」は、「左方向」及び「右方向」を含む方向である。「上下方向」は、「上方向」及び「下方向」を含む方向である。「前後方向」は、「前方向」及び「後方向」を含む方向である。前後方向は、図１では示されていないが、左右方向及び上下方向に直交する方向である。
最初に、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る車両システム２について以下に説明する。図１は、車両システム２が搭載された車両１の正面図である。図２は、車両システム２のブロック図である。車両１は、自動運転モードで走行可能な車両（自動車）である。
図２に示すように、車両システム２は、車両制御部３と、車両用表示システム４（以下、単に「表示システム４」という。）と、センサ５と、カメラ６と、レーダ７とを備える。さらに、車両システム２は、ＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）８と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）９と、無線通信部１０と、記憶装置１１と、ステアリングアクチュエータ１２と、ステアリング装置１３と、ブレーキアクチュエータ１４と、ブレーキ装置１５と、アクセルアクチュエータ１６と、アクセル装置１７とを備える。
車両制御部３は、車両１の走行を制御するように構成されている。車両制御部３は、例えば、少なくとも一つの電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）により構成されている。電子制御ユニットは、１以上のプロセッサと１以上のメモリを含むコンピュータシステム（例えば、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ａ Ｃｈｉｐ）等）と、トランジスタ等のアクティブ素子及びパッシブ素子から構成される電子回路を含む。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びＴＰＵ（Ｔｅｎｓｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のうちの少なくとも一つを含む。ＣＰＵは、複数のＣＰＵコアによって構成されてもよい。ＧＰＵは、複数のＧＰＵコアによって構成されてもよい。メモリは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。ＲＯＭには、車両制御プログラムが記憶されてもよい。例えば、車両制御プログラムは、自動運転用の人工知能（ＡＩ）プログラムを含んでもよい。ＡＩプログラムは、多層のニューラルネットワークを用いた教師有り又は教師なし機械学習（特に、ディープラーニング）によって構築されたプログラム（学習済みモデル）である。ＲＡＭには、車両制御プログラム、車両制御データ及び/又は車両の周辺環境を示す周辺環境情報が一時的に記憶されてもよい。プロセッサは、ＲＯＭに記憶された各種車両制御プログラムから指定されたプログラムをＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭとの協働で各種処理を実行するように構成されてもよい。また、コンピュータシステムは、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の非ノイマン型コンピュータによって構成されてもよい。さらに、コンピュータシステムは、ノイマン型コンピュータと非ノイマン型コンピュータの組み合わせによって構成されてもよい。
表示システム４は、左側ヘッドランプ２０Ｌと、右側ヘッドランプ２０Ｒと、左側路面描画装置４５Ｌと、右側路面描画装置４５Ｒとを備える。さらに、表示システム４は、ＨＵＤ（Ｈｅａｄ-Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ）４２と、表示制御部４３とを備える。
図１に示すように、左側ヘッドランプ２０Ｌは、車両１の左側前面に配置されており、ロービームを車両１の前方に照射するように構成されたロービームランプと、ハイビームを車両１の前方に照射するように構成されたハイビームランプとを備える。右側ヘッドランプ２０Ｒは、車両１の右側前面に配置されており、ロービームを車両１の前方に照射するように構成されたロービームランプと、ハイビームを車両１の前方に照射するように構成されたハイビームランプとを備える。ロービームランプとハイビームランプの各々は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）等の１以上の発光素子と、レンズ及びリフレクタ等の光学部材を有する。また、以降では、説明の便宜上、左側ヘッドランプ２０Ｌ及び右側ヘッドランプ２０Ｒを単にヘッドランプ２０と総称する場合がある。
左側路面描画装置４５Ｌ（第１表示装置の一例）は、左側ヘッドランプ２０Ｌの灯室内に配置されている。左側路面描画装置４５Ｌは、車両１の外部の路面に向けて光パターンを出射するように構成されている。左側路面描画装置４５Ｌは、例えば、光源部と、駆動ミラーと、レンズやミラー等の光学系と、光源駆動回路と、ミラー駆動回路とを有する。光源部は、レーザ光源又はＬＥＤ光源である。例えば、レーザ光源は、赤色レーザ光と、緑色レーザ光と、青色レーザ光をそれぞれ出射するように構成されたＲＧＢレーザ光源である。駆動ミラーは、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラー、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）、ガルバノミラー、ポリゴンミラー等である。光源駆動回路は、光源部を駆動制御するように構成されている。光源駆動回路は、表示制御部４３から送信された所定の光パターンに関連する信号に基づいて、光源部の動作を制御するための制御信号を生成した上で、当該生成された制御信号を光源部に送信するように構成されている。ミラー駆動回路は、駆動ミラーを駆動制御するように構成されている。ミラー駆動回路は、表示制御部４３から送信された所定の光パターンに関連する信号に基づいて、駆動ミラーの動作を制御するための制御信号を生成した上で、当該生成された制御信号を駆動ミラーに送信するように構成されている。光源部がＲＧＢレーザ光源である場合、左側路面描画装置４５Ｌは、レーザ光を走査することで様々の色の光パターンを路面上に描画することが可能となる。例えば、光パターンは、車両１の進行方向を示す矢印形状の光パターンであってもよい。
右側路面描画装置４５Ｒは、右側ヘッドランプ２０Ｒの灯室内に配置されている。右側路面描画装置４５Ｒは、車両１の外部の路面に向けて光パターンを出射するように構成されている。左側路面描画装置４５Ｌと同様に、右側路面描画装置４５Ｒは、光源部と、駆動ミラーと、レンズ等の光学系と、光源駆動回路と、ミラー駆動回路とを有する。
また、左側路面描画装置４５Ｌ及び右側路面描画装置４５Ｒの描画方式は、ラスタースキャン方式、ＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方式又はＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）方式であってもよい。ＤＬＰ方式又はＬＣＯＳ方式が採用される場合、光源部はＬＥＤ光源であってもよい。また、左側路面描画装置４５Ｌ及び右側路面描画装置４５Ｒの描画方式として、プロジェクション方式が採用されてもよい。プロジェクション方式が採用される場合、光源部は、マトリクス状に並んだ複数のＬＥＤ光源であってもよい。さらに、本実施形態では、左側路面描画装置４５Ｌ及び右側路面描画装置４５Ｒは、車体ルーフ１００Ａ上に配置されてもよい。この点において、１つの路面描画装置が車体ルーフ１００Ａ上に配置されてもよい。以降では、説明の便宜上、左側路面描画装置４５Ｌ及び右側路面描画装置４５Ｒを単に路面描画装置４５と総称する場合がある。また、以降の説明において、路面描画装置４５は、左側路面描画装置４５Ｌ、右側路面描画装置４５Ｒ又は左側路面描画装置４５Ｌと右側路面描画装置４５Ｒの組み合わせを示すものとする。
ＨＵＤ４２（第２表示装置の一例）は、車両１の内部に位置する。具体的には、ＨＵＤ４２は、車両１の室内の所定箇所に設置されている。例えば、図３に示すように、ＨＵＤ４２は、車両１のダッシュボード内に配置されてもよい。ＨＵＤ４２は、車両１と乗員Ｈとの間の視覚的インターフェースとして機能する。ＨＵＤ４２は、所定の情報（以下、ＨＵＤ情報という。）が車両１の外部の現実空間（特に、車両１の前方の周辺環境）と重畳されるように当該ＨＵＤ情報を乗員Ｈに向けて表示するように構成されている。このように、ＨＵＤ４２は、ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）ディスプレイとして機能する。ＨＵＤ４２よって表示されるＨＵＤ情報は、例えば、車両１の走行に関連した車両走行情報及び／又は車両１の周辺環境に関連した周辺環境情報（特に、車両１の外部に存在する対象物に関連した情報）である。
図３に示すように、ＨＵＤ４２は、ＨＵＤ本体部４２０と、透明スクリーン４２１とを有する。ＨＵＤ本体部４２０は、光源部と、駆動ミラーと、光学系と、光源駆動回路と、ミラー駆動回路とを有する。光源部は、例えば、レーザ光源又はＬＥＤ光源である。レーザ光源は、例えば、赤色レーザ光と、緑光レーザ光と、青色レーザ光をそれぞれ出射するように構成されたＲＧＢレーザ光源である。駆動ミラーは、例えば、ＭＥＭＳミラー、ＤＭＤ、ガルバノミラー、ポリゴンミラー等である。光学系は、プリズム、レンズ、拡散板、拡大鏡のうち少なくとも一つを含む。光源駆動回路は、光源部を駆動制御するように構成されている。光源駆動回路は、表示制御部４３から送信された画像データに基づいて、光源部の動作を制御するための制御信号を生成した上で、当該生成された制御信号を光源部に送信するように構成されている。ミラー駆動回路は、駆動ミラーを駆動制御するように構成されている。ミラー駆動回路は、表示制御部４３から送信された画像データに基づいて、駆動ミラーの動作を制御するための制御信号を生成した上で、当該生成された制御信号を駆動ミラーに送信するように構成されている。
透明スクリーン４２１は、フロントウィンドウ６０の一部によって構成されている。透明スクリーン４２１は、ＨＵＤ情報が表示可能なＨＵＤ表示領域Ｄ１を有する（図６参照）。ＨＵＤ本体部４２０から出射された光（画像）は、透明スクリーン４２１のＨＵＤ表示領域Ｄ１に照射される。次に、ＨＵＤ表示領域Ｄ１は、ＨＵＤ本体部４２０から出射された光を乗員Ｈの視点Ｅに向けて反射する。この結果、乗員Ｈは、ＨＵＤ本体部４２０から出射された光（画像）を透明スクリーン４２１の前方の所定の位置において形成された虚像として認識する。このように、ＨＵＤ４２によって表示されるＨＵＤ情報（画像）が車両１の前方の現実空間に重畳される結果、乗員Ｅは、当該ＨＵＤ情報が道路上に浮いているように感じることができる。
尚、透明スクリーン４２１は、フロントウィンドウ６０から分離した透明なコンバイナーとして構成されてもよい。この場合でも、コンバイナーはＨＵＤ表示領域を有する。さらに、乗員Ｈは、ＨＵＤ本体部４２０から出射された光（画像）をコンバイナーの前方の所定の位置において形成された虚像として認識する。また、虚像が形成される位置（虚像形成位置）は、ＨＵＤ４２の光学系の位置（特に、投影光学系の焦点距離）を調整することで可変されてもよい。この点において、表示制御部４３は、車両１の前方に存在する対象物の位置情報に基づいて、対象物の位置と虚像形成位置が略一致するように、ＨＵＤ４２を制御することができる。また、ＨＵＤ４２の描画方式は、ラスタースキャン方向、ＤＬＰ方式又はＬＣＯＳ方式であってもよい。ＤＬＰ方式又はＬＣＯＳ方式が採用される場合、ＨＵＤ４２の光源部はＬＥＤ光源であってもよい。
表示制御部４３は、路面描画装置４５（具体的には、左側路面描画装置４５Ｌと右側路面描画装置４５Ｒ）、ヘッドランプ２０（具体的には、左側ヘッドランプ２０Ｌと右側ヘッドランプ２０Ｒ）及びＨＵＤ４２の動作を制御するように構成されている。この点において、表示制御部４３は、路面上の所定の位置に光パターンが照射されるように路面描画装置４５（具体的には、左側路面描画装置４５Ｌと右側路面描画装置４５Ｒ）の動作を制御するように構成されている。さらに、表示制御部４３は、ＨＵＤ情報がＨＵＤ表示領域Ｄ１に表示されるようにＨＵＤ４２の動作を制御するように構成されている。
表示制御部４３は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成されている。電子制御ユニットは、１以上のプロセッサと１以上のメモリを含むコンピュータシステム（例えば、ＳｏＣ等）と、トランジスタ等のアクティブ素子及びパッシブ素子から構成される電子回路を含む。プロセッサは、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ及びＴＰＵのうちの少なくとも一つを含む。メモリは、ＲＯＭと、ＲＡＭを含む。また、コンピュータシステムは、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の非ノイマン型コンピュータによって構成されてもよい。
本実施形態では、車両制御部３と表示制御部４３は、別個の構成として設けられているが、車両制御部３と表示制御部４３は一体的に構成されてもよい。この点において、表示制御部４３と車両制御部３は、単一の電子制御ユニットにより構成されていてもよい。また、表示制御部４３は、ヘッドランプ２０と路面描画装置４５の動作を制御するように構成された電子制御ユニットと、ＨＵＤ４２の動作を制御するように構成された電子制御ユニットの２つの電子制御ユニットによって構成されてもよい。
センサ５は、加速度センサ、速度センサ及びジャイロセンサのうち少なくとも一つを含む。センサ５は、車両１の走行状態を検出して、走行状態情報を車両制御部３に出力するように構成されている。センサ５は、運転者が運転席に座っているかどうかを検出する着座センサ、運転者の顔の方向を検出する顔向きセンサ、外部天候状態を検出する外部天候センサ及び車内に人がいるかどうかを検出する人感センサ等をさらに備えてもよい。
カメラ６は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ－Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（相補型ＭＯＳ）等の撮像素子を含むカメラである。カメラ６は、一以上の外部カメラ６Ａと、内部カメラ６Ｂとを含む。外部カメラ６Ａは、車両１の周辺環境を示す画像データを取得した上で、当該画像データを車両制御部３に送信するように構成されている。車両制御部３は、送信された画像データに基づいて、周辺環境情報を取得する。ここで、周辺環境情報は、車両１の外部に存在する対象物（歩行者、他車両、標識等）に関する情報を含んでもよい。例えば、周辺環境情報は、車両１の外部に存在する対象物の属性に関する情報と、車両１に対する対象物の距離や位置に関する情報とを含んでもよい。外部カメラ６Ａは、単眼カメラとしても構成されてもよいし、ステレオカメラとして構成されてもよい。
内部カメラ６Ｂは、車両１の内部に配置されると共に、乗員Ｈを示す画像データを取得するように構成されている。内部カメラ６Ｂは、乗員Ｈの視点Ｅをトラッキングするトラッキングカメラとして機能する。ここで、乗員Ｈの視点Ｅは、乗員Ｈの左目の視点又は右目の視点のいずれかであってもよい。または、視点Ｅは、左目の視点と右目の視点を結んだ線分の中点として規定されてもよい。表示制御部４３は、内部カメラ６Ｂによって取得された画像データに基づいて、乗員Ｈの視点Ｅの位置を特定してもよい。乗員Ｈの視点Ｅの位置は、画像データに基づいて、所定の周期で更新されてもよいし、車両１の起動時に一回だけ決定されてもよい。
レーダ７は、ミリ波レーダ、マイクロ波レーダ及びレーザーレーダ（例えば、ＬｉＤＡＲユニット）のうちの少なくとも一つを含む。例えば、ＬｉＤＡＲユニットは、車両１の周辺環境を検出するように構成されている。特に、ＬｉＤＡＲユニットは、車両１の周辺環境を示す３Ｄマッピングデータ（点群データ）を取得した上で、当該３Ｄマッピングデータを車両制御部３に送信するように構成されている。車両制御部３は、送信された３Ｄマッピングデータに基づいて、周辺環境情報を特定する。
ＨＭＩ８は、運転者からの入力操作を受付ける入力部と、走行情報等を運転者に向けて出力する出力部とから構成される。入力部は、ステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキペダル、車両１の運転モードを切替える運転モード切替スイッチ等を含む。出力部は、各種走行情報を表示するディスプレイ（ＨＵＤを除く）である。ＧＰＳ９は、車両１の現在位置情報を取得し、当該取得された現在位置情報を車両制御部３に出力するように構成されている。
無線通信部１０は、車両１の周囲にいる他車に関する情報（例えば、走行情報等）を他車から受信すると共に、車両１に関する情報（例えば、走行情報等）を他車に送信するように構成されている（車車間通信）。また、無線通信部１０は、信号機や標識灯等のインフラ設備からインフラ情報を受信すると共に、車両１の走行情報をインフラ設備に送信するように構成されている（路車間通信）。また、無線通信部１０は、歩行者が携帯する携帯型電子機器（スマートフォン、タブレット、ウェアラブルデバイス等）から歩行者に関する情報を受信すると共に、車両１の自車走行情報を携帯型電子機器に送信するように構成されている（歩車間通信）。車両１は、他車両、インフラ設備又は携帯型電子機器とアドホックモードにより直接通信してもよいし、アクセスポイントを介して通信してもよい。さらに、車両１は、図示しない通信ネットワークを介して他車両、インフラ設備又は携帯型電子機器と通信してもよい。通信ネットワークは、インターネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）及び無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）のうちの少なくとも一つを含む。無線通信規格は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＬＰＷＡ、ＤＳＲＣ（登録商標）又はＬｉ－Ｆｉである。また、車両１は、他車両、インフラ設備又は携帯型電子機器と第５世代移動通信システム（５Ｇ）を用いて通信してもよい。
記憶装置１１は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の外部記憶装置である。記憶装置１１には、２次元又は３次元の地図情報及び／又は車両制御プログラムが記憶されてもよい。例えば、３次元の地図情報は、３Ｄマッピングデータ（点群データ）によって構成されてもよい。記憶装置１１は、車両制御部３からの要求に応じて、地図情報や車両制御プログラムを車両制御部３に出力するように構成されている。地図情報や車両制御プログラムは、無線通信部１０と通信ネットワークを介して更新されてもよい。
車両１が自動運転モードで走行する場合、車両制御部３は、走行状態情報、周辺環境情報、現在位置情報、地図情報等に基づいて、ステアリング制御信号、アクセル制御信号及びブレーキ制御信号のうち少なくとも一つを自動的に生成する。ステアリングアクチュエータ１２は、ステアリング制御信号を車両制御部３から受信して、受信したステアリング制御信号に基づいてステアリング装置１３を制御するように構成されている。ブレーキアクチュエータ１４は、ブレーキ制御信号を車両制御部３から受信して、受信したブレーキ制御信号に基づいてブレーキ装置１５を制御するように構成されている。アクセルアクチュエータ１６は、アクセル制御信号を車両制御部３から受信して、受信したアクセル制御信号に基づいてアクセル装置１７を制御するように構成されている。このように、車両制御部３は、走行状態情報、周辺環境情報、現在位置情報、地図情報等に基づいて、車両１の走行を自動的に制御する。つまり、自動運転モードでは、車両１の走行は車両システム２により自動制御される。
一方、車両１が手動運転モードで走行する場合、車両制御部３は、アクセルペダル、ブレーキペダル及びステアリングホイールに対する運転者の手動操作に従って、ステアリング制御信号、アクセル制御信号及びブレーキ制御信号を生成する。このように、手動運転モードでは、ステアリング制御信号、アクセル制御信号及びブレーキ制御信号が運転者の手動操作によって生成されるので、車両１の走行は運転者により制御される。
次に、車両１の運転モードについて説明する。運転モードは、自動運転モードと手動運転モードとからなる。自動運転モードは、完全自動運転モードと、高度運転支援モードと、運転支援モードとからなる。完全自動運転モードでは、車両システム２がステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御の全ての走行制御を自動的に行うと共に、運転者は車両１を運転できる状態にはない。高度運転支援モードでは、車両システム２がステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御の全ての走行制御を自動的に行うと共に、運転者は車両１を運転できる状態にはあるものの車両１を運転しない。運転支援モードでは、車両システム２がステアリング制御、ブレーキ制御及びアクセル制御のうち一部の走行制御を自動的に行うと共に、車両システム２の運転支援の下で運転者が車両１を運転する。一方、手動運転モードでは、車両システム２が走行制御を自動的に行わないと共に、車両システム２の運転支援なしに運転者が車両１を運転する。
また、車両１の運転モードは、運転モード切替スイッチを操作することで切り替えられてもよい。この場合、車両制御部３は、運転モード切替スイッチに対する運転者の操作に応じて、車両１の運転モードを４つの運転モード（完全自動運転モード、高度運転支援モード、運転支援モード、手動運転モード）の間で切り替える。また、車両１の運転モードは、自動運転車が走行可能である走行可能区間や自動運転車の走行が禁止されている走行禁止区間についての情報または外部天候状態についての情報に基づいて自動的に切り替えられてもよい。この場合、車両制御部３は、これらの情報に基づいて車両１の運転モードを切り替える。さらに、車両１の運転モードは、着座センサや顔向きセンサ等を用いることで自動的に切り替えられてもよい。この場合、車両制御部３は、着座センサや顔向きセンサからの出力信号に基づいて、車両１の運転モードを切り替える。
（第１実施形態）
次に、図４から図６を参照して第１実施形態に係る車両システム２の動作の一例について以下に説明する。図４は、車両システム２の動作の一例を説明するためのフローチャートである。図５は、車両１が横断歩道を示す光パターンＬ１を歩行者Ｐ１（対象物の一例）の周辺の路面上に出射する様子を示す図である。図６は、ＨＵＤ表示領域Ｄ１に表示されるＨＵＤ情報の一例を示す図である。
図４に示すように、ステップＳ１において、車両制御部３は、外部カメラ６Ａ及び／又はレーダ７によって取得された検出データに基づいて、車両１の周辺環境を示す周辺環境情報を特定する。この点において、車両１は、車両１から所定距離以内（換言すれば、車両１の周辺）に歩行者Ｐ１の存在を検出した場合に（ステップＳ１でＹＥＳ）、本処理はステップＳ２に進む。一方、ステップＳ１の判定結果がＮＯの場合、本処理が終了する。
また、ステップＳ１の判定結果がＹＥＳの場合、車両制御部３は、車両１の周辺に存在する対象物に関連した情報をＨＵＤ４２に表示することを指示する指示信号と、対象物に関連した情報（例えば、対象物の属性情報及び車両１に対する対象物の位置情報）と、乗員Ｈの視点Ｅの位置を示す視点位置情報を表示制御部４３に送信する。ここで、車両制御部３は、画像データ等の検出データに基づいて対象物に関連した情報を取得すると共に、内部カメラ６Ｂによって取得された画像データに基づいて視点位置情報を取得する。
次に、表示制御部４３は、受信した指示信号に応じて、ＨＵＤ情報として枠パターンＭ３及び対象物関連情報Ｍ１をＨＵＤ４２に表示させる（図６参照）。ここで、枠パターンＭ３は、歩行者Ｐ１（対象物）を囲む枠パターンである。対象物関連情報Ｍ１は、対象物の属性を示す情報と、車両１に対する対象物の位置情報を含む。図６に示すように、対象物関連情報Ｍ１は、対象物の属性として歩行者を示すと共に、対象物の位置情報として１０ｍを示す。乗員Ｈは、枠パターンＭ３によって歩行者Ｐ１の存在を明確に把握することができると共に、対象物関連情報Ｍ１によって歩行者Ｐ１に関連する情報を把握することができる。
特に、表示制御部４３は、対象物の位置情報及び視点位置情報に基づいて、ＨＵＤ表示領域Ｄ１において枠パターンＭ３が歩行者Ｐ１を囲むように表示されるようにＨＵＤ４２を制御する。さらに、表示制御部４３は、受信した対象物に関連した情報に基づいて、ＨＵＤ表示領域Ｄ１において対象物関連情報Ｍ１が所定の位置に表示されるようにＨＵＤ４２を制御する。この点において、対象物関連情報Ｍ１は、枠パターンＭ３と視覚的に関連付けられた状態でＨＵＤ表示領域Ｄ１に表示されてもよい。
尚、表示制御部４３は、視点位置情報を参照せずに、対象物の位置情報に基づいて枠パターンＭ３の位置を決定してもよい。この点において、表示制御部４３は、枠パターンＭ３の虚像形成位置が歩行者Ｐ１の位置と略一致するようにＨＵＤ４２の光学系の位置（例えば、投影光学系の焦点距離等）を駆動制御してもよい。かかる場合では、枠パターンＭ３の虚像形成位置が歩行者Ｐ１の位置と略一致するため、乗員Ｈの視点Ｅが移動したとしても、乗員Ｈの視界における枠パターンＭ３と歩行者Ｐ１との間の位置関係を維持することが可能となる。つまり、視点Ｅの位置に依存せずに、枠パターンＭ３は、歩行者Ｐ１を囲むように乗員Ｈの視界において表示されうる。
次に、車両制御部３は、画像データ等の検出データに基づいて、検出された歩行者Ｐ１の将来行動を予測した上で、歩行者Ｐ１に道を譲るかどうかを判断する（ステップＳ２）。車両制御部３は、歩行者Ｐ１に道を譲らないと判断した場合（ステップＳ２でＮＯ）、本処理を終了する。この場合、図８に示すように、車両１は、光パターンＬ１の代わりに、車両１の進行方向を示す光パターンＬ２を路面上に出射してもよい。この場合、歩行者Ｐ１は、光パターンＬ２を見ることで車両１が停止しないことを認識することができる。一方、車両制御部３が歩行者Ｐ１に道を譲ると判断した場合に（ステップＳ２でＹＥＳ）、本処理はステップＳ３に進む。次に、ステップＳ３において、路面描画装置４５が歩行者Ｐ１の周辺の路面に向けて横断歩道を示す光パターンＬ１を出射すると共に、ＨＵＤ４２がＨＵＤ情報として車両停止メッセージＭ２（「車両が停止します」）をＨＵＤ領域Ｄ１に表示する（図６参照）。
具体的には、車両制御部３は、車両１の前方の所定の位置に光パターンＬ１を出射することを指示する指示信号を表示制御部４３に送信すると共に、車両停止メッセージＭ２をＨＵＤ４２に表示することを指示する指示信号を表示制御部４３に送信する。次に、表示制御部４３は、光パターンＬ１を出射することを指示する指示信号に応じて、光パターンＬ１が路面上に出射されるように路面描画装置４５を制御する。さらに、表示制御部４３は、車両停止メッセージＭ２をＨＵＤ４２に表示させる。
本実施形態によれば、路面描画装置４５から出射された光パターンＬ１によって車両１と歩行者Ｐ１との間のリッチな視覚的コミュニケーションが実現可能となると共に、ＨＵＤ４２によって表示されたＨＵＤ情報（対象物関連情報Ｍ１、車両停止メッセージＭ２、枠パターンＭ３）によって車両１と乗員Ｈとの間のリッチな視覚的コミュニケーションが実現可能となる。特に、光パターンＬ１と車両停止メッセージＭ１の両方は、車両１の走行に関連した情報（具体的には、車両１の停止予告）を示すため、光パターンＬ１が示す情報と車両停止メッセージＭ１が互いに関連付けられている。このため、歩行者Ｐ１は、路面描画装置４５から出射された光パターンＬ１を見ることで車両１の停止を明確に把握することができる。一方、乗員Ｈは、ＨＵＤ４２によって表示された車両停止メッセージＭ２を見ることで車両１の停止を明確に把握することができる。
さらに、ＨＵＤ情報として対象物関連情報Ｍ１及び枠パターンＭ３がＨＵＤ４２に表示されるため、乗員Ｈは、枠パターンＭ３によって歩行者Ｐ１の存在を明確に把握することができると共に、対象物関連情報Ｍ１によって歩行者Ｐ１に関連した情報を明確に把握することができる。
尚、本実施形態では、車両停止メッセージＭ２の代わりに、車両１の停止を示すＨＵＤ情報として所定の図形情報（例えば、車両停止マーク等）がＨＵＤ４２に表示されてもよい。特に、表示制御部４３は、ＨＵＤ情報として横断歩道を示す図形情報をＨＵＤ４２に表示してもよい。この場合、横断歩道を示す図形情報は、乗員Ｈから見て光パターンＬ１と重なるようにＨＵＤ４２（ＨＵＤ表示領域Ｄ１）に表示されてもよい。また、横断歩道を示す図形情報の表示色は、光パターンＬ１の表示色とは異なっていてもよい。
また、図７に示すように、表示制御部４３は、ＨＵＤ情報として光パターンＬ１を隠すための遮蔽パターンＭ４をＨＵＤ４２に表示してもよい。この場合、遮蔽パターンＭ４は、乗員Ｈから見て光パターンＬ１と重なるようにＨＵＤ４２に表示されてもよい。さらに、遮蔽パターンＭ４の表示色は、車両１の前方の現実空間の背景色と同一であってもよい。この点において、遮蔽パターンＭ４の表示色は、路面の色（例えば、灰色）と同一であってもよい。このように、現実空間の背景色と同一の表示色を有する遮蔽パターンＭ４によって乗員Ｈが光パターンＬ１を視認できないようにすることができる。したがって、歩行者Ｐ１に対して提示される光パターンＬ１によって乗員Ｈと車両１との間の視覚的コミュニケーションに誤解が生じることを未然に防ぐことが可能となる。
次に、図９を参照してＨＵＤ４２の変形例について説明する。図９は、フロントウィンドウ６０上に配置された液晶シャッタ６３を示す図である。図９に示すように、ＨＵＤ４２Ａは、ＨＵＤ本体部４２０と、透明スクリーン４２１と、液晶シャッタ６３とを有する。液晶シャッタ６３は、フロントウィンドウ６０の一部によって構成される透明スクリーン４２１（より具体的には、ＨＵＤ表示領域Ｄ１）に対向するように配置されている。液晶シャッタ６３は、液晶シャッタ６３を通過する光の透過率を調整可能な透過率調整部として機能する。液晶シャッタ６３は、例えば、２枚の偏光フィルタと当該２枚の偏光フィルタの間に設けられた液晶層とを有する。２枚の偏光フィルタの一方は、所定の方向に偏光した光を通過させるように構成されている一方、２枚の偏光フィルタの他方は、所定の方向とは垂直な方向に偏光した光を通過させるように構成されてもよい。液晶層に電圧が印加されることで、液晶層の液晶分子の配列方向が変化するため、液晶シャッタ６３を通過する光の透過率を調整することができる。特に、表示制御部４３は、液晶層に印加される電圧を調整することで液晶シャッタ６３の透過率を下げることができる。このように、液晶シャッタ６３の透過率を下げることで、乗員Ｈが路面に照射された光パターンの反射光を視認できないようにすることができる。一方で、この状態では、乗員Ｈは、ＨＵＤ本体部４２０から出射された光（ＨＵＤ情報）を明確に視認することができる。このように、液晶シャッタ６３を用いることで、歩行者Ｐ１に対して提示される光パターンによって乗員Ｈと車両１との間のコミュニケーションに誤解が生じることを未然に防ぐことが可能となる。
（第２実施形態）
次に、図１０から図１２を参照して第２実施形態に係る車両システム２の動作の一例について以下に説明する。図１０は、車両システム２の動作の一例を説明するためのフローチャートである。図１１は、車両１が歩行者Ｐ１１の存在位置を示す光パターンＬ１１を歩行者Ｐ１１（対象物の一例）に向けて路面上に出射する様子を示す図である。図１２は、乗員Ｈの視界におけるＨＵＤ情報（具体的には、対象物関連情報Ｍ１１、枠パターンＭ１２）と光パターンＬ１１を示す図である。
図１０に示すように、ステップＳ１１において、車両制御部３は、外部カメラ６Ａ及び／又はレーダ７によって取得された検出データに基づいて、車両１の周辺環境を示す周辺環境情報を特定する。次に、車両制御部３は、周辺環境情報に基づいて、歩行者Ｐ１１の存在を特定した場合に（ステップＳ１１でＹＥＳ）、歩行者Ｐ１１は車両１から所定の距離以内に存在するかどうかを判定する（ステップＳ１２）。一方、ステップＳ１１の判定結果がＮＯの場合、本処理が終了する。
次に、車両制御部３は、歩行者Ｐ１１は車両１から所定の距離以内に存在すると判定した場合に（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップＳ１３において、ＨＵＤ情報をＨＵＤ４２に表示することを指示する第１指示信号と、歩行者Ｐ１１に向けて光パターンＬ１１を出射することを指示する第２指示信号を表示制御部４３に送信する。さらに、ステップＳ１３において、車両制御部３は、対象物に関連した情報（例えば、対象物の属性情報及び車両１に対する対象物の位置情報）と、乗員Ｈの視点Ｅの位置を示す視点位置情報を表示制御部４３に送信する。ここで、車両制御部３は、画像データ等の検出データに基づいて対象物に関連した情報を取得すると共に、内部カメラ６Ｂによって取得された画像データに基づいて視点位置情報を取得する。
次に、表示制御部４３は、受信した第１指示信号に応じて、ＨＵＤ情報として対象物関連情報Ｍ１１及び枠パターンＭ１２をＨＵＤ４２に表示させる（図１２参照）。ここで、対象物関連情報Ｍ１１は、対象物の属性を示す情報と、車両１に対する対象物の位置情報を含む。図１２に示すように、対象物関連情報Ｍ１１は、対象物の属性として歩行者を示すと共に、対象物の位置情報として２６ｍを示す。
また、枠パターンＭ１２は、歩行者Ｐ１１（対象物）を囲む枠パターンである。乗員Ｈは、枠パターンＭ１２を見ることで歩行者Ｐ１１の存在を明確に把握することができると共に、対象物関連情報Ｍ１１によって歩行者Ｐ１１に関連する情報を把握することができる。表示制御部４３は、対象物の位置情報及び視点位置情報に基づいて、ＨＵＤ表示領域Ｄ１１において枠パターンＭ１２が歩行者Ｐ１１を囲むように表示されるようにＨＵＤ４２を制御する。さらに、表示制御部４３は、受信した対象物に関連した情報に基づいて、ＨＵＤ表示領域Ｄ１１において対象物関連情報Ｍ１１が所定の位置に表示されるようにＨＵＤ４２を制御する。この点において、対象物関連情報Ｍ１１は、枠パターンＭ１２と視覚的に関連付けられた状態でＨＵＤ表示領域Ｄ１１に表示されてもよい。
尚、表示制御部４３は、視点位置情報を参照せずに、対象物の位置情報に基づいて枠パターンＭ１２の位置を決定してもよい。この点において、表示制御部４３は、枠パターンＭ１２の虚像形成位置が歩行者Ｐ１１の位置と略一致するようにＨＵＤ４２の光学系の位置（例えば、ＨＵＤ本体部４２０に含まれる投影光学系の焦点距離等）を駆動制御してもよい。かかる場合では、枠パターンＭ１２の虚像形成位置が歩行者Ｐ１１の位置と略一致するため、乗員Ｈの視点Ｅが移動したとしても、乗員Ｈの視界における枠パターンＭ１２と歩行者Ｐ１１との間の位置関係を維持することが可能となる。つまり、視点Ｅの位置に依存せずに、枠パターンＭ１２は、歩行者Ｐ１１を囲むように乗員Ｈの視界において表示されうる。
一方、ステップＳ１３において、表示制御部４３は、受信した第２指示信号に応じて、路面描画装置４５が歩行者Ｐ１１に向けて路面上に光パターンＬ１１を出射するように路面描画装置４５を制御する。光パターンＬ１１の形状は、直線形状に限定されるものではなく、三角形状や矢印形状等の任意の形状であってもよい。
さらに、図１２に示すように、乗員Ｈの視界において、ＨＵＤ情報が表示可能なＨＵＤ表示領域Ｄ１１は、路面上に出射された光パターンが存在可能な光パターン領域Ｄ１２（第２領域の一例）よりも上方に位置するように、ＨＵＤ表示領域Ｄ１１が設定されている。ここで、乗員Ｈの視界とは、乗員Ｈの視点Ｅからの視界である。特に、図１２に示す例では、乗員Ｈの視界内において、ＨＵＤ表示領域Ｄ１１は、光パターン領域Ｄ１２と重複しないように光パターン領域Ｄ１２の上方に位置する。この点において、光パターン領域Ｄ１２は、車両１の先端から距離ｄ（第１距離の一例）以内の路面を含む一方、ＨＵＤ表示領域Ｄ１１は、車両１の先端から距離ｄを超えた路面を含む。距離ｄについては図１１を参照されたい。例えば、距離ｄが３０ｍである場合、光パターン領域Ｄ１２は、車両１の先端から３０ｍ以内の路面を含む一方、ＨＵＤ表示領域Ｄ１１は、車両１の先端から３０ｍを超えた路面を含む。
このように、本実施形態によれば、表示システム４が路面上に光パターンＬ１１を出射すると共に、ＨＵＤ情報をＨＵＤ４２（ＨＵＤ表示領域Ｄ１１）に表示する場合において、乗員Ｈの視界においてＨＵＤ表示領域Ｄ１１が光パターン領域Ｄ１２よりも上方に位置するようにＨＵＤ表示領域Ｄ１１が設定される。このため、ＨＵＤ情報と光パターンＬ１１は、互いに明確に区別された状態で乗員Ｈに視認されうる。このように、路面上に出射された光パターンＬ１１及びＨＵＤ情報に対する乗員Ｈの視認性を向上させることが可能な表示システム４を提供することができる。
尚、図１１に示す光パターン領域Ｄ１２は、車道の路面のみを含んでいるが、光パターン領域Ｄ１２は、車道の路面だけでなく歩道の路面を含んでもよい。この場合、光パターンＬ１１は、車道の路面上の所定位置から歩行者Ｐ１１の足元の周辺付近まで延びてもよい。
（第１変形例）
次に、図１３を参照してＨＵＤ表示領域Ｄ１１の変形例について以下に説明する。図１３は、乗員Ｈの視界におけるＨＵＤ情報（対象物関連情報Ｍ１１、枠パターンＭ１２）と光パターンＬ１１を示す図である。本変形例では、ＨＵＤ表示領域Ｄ１１が光パターン領域Ｄ１２と部分的に重複すると共に、枠パターンＭ１２が歩行者Ｐ１１の全身を囲む点で図１２に示すＨＵＤ表示領域Ｄ１１とは相違する。この点において、光パターン領域Ｄ１２は、車両１の先端から距離ｄ以内の路面を含む一方、ＨＵＤ表示領域Ｄ１１は、車両１の先端から距離ｄ２（第２距離の一例）を超えた路面を含む。ここで、距離ｄ２は距離ｄよりも小さい。例えば、距離ｄが３０ｍである場合に、距離ｄ２は２５ｍである。この場合、光パターン領域Ｄ１２は、車両１の先端から３０ｍ以内の路面を含む一方、ＨＵＤ表示領域Ｄ１１は、車両１の先端から２５ｍを超えた路面を含む。
このように、ＨＵＤ表示領域Ｄ１１が光パターン領域Ｄ１２と部分的に重複すると共に、乗員Ｈの視界内においてＨＵＤ表示領域Ｄ１１が光パターン領域Ｄ１２よりも上方に位置するように設定されるため、ＨＵＤ情報と光パターンは、互いに区別された状態で乗員に視認されうる。このように、光パターンＬ１１とＨＵＤ情報に対する乗員Ｈの視認性を向上させることができる。さらに、図１３に示すように、光パターンＬ１１と枠パターンＭ１２とを互いに視覚的に関連付けることができる（換言すれば、乗員Ｈから見て光パターンＬ１１と枠パターンＭ１２が互いに連結される）。このため、乗員Ｈは、光パターンＬ１１を見ることで歩行者Ｐ１１の存在を明確に把握することができると共に、ＨＵＤ情報を見ることで歩行者Ｐ１１に関連した情報を明確に把握することができる。このように、乗員Ｈは、歩行者Ｐ１１の存在位置と歩行者Ｐ１１に関連した情報を同時に把握することができる。
（第３実施形態）
次に、図１４から図１６を主に参照することで第３実施形態の表示システム４の動作例について以下に説明する。図１４は、表示システム４の動作例を説明するためのフローチャートである。図１５は、車両１が車両１の周辺に存在する歩行者Ｐ２１（対象物の一例）に向けて光パターンＬ２１を出射する様子を示す図である。図１６は、ＨＵＤ表示領域Ｄ２１に表示されるＨＵＤ情報の一例を示す図である。特に、図１６では、乗員Ｈの視界におけるＨＵＤ情報Ｍ２１～Ｍ２４と路面上に出射された光パターンＬ２１が示される。
図１４に示すように、ステップＳ２１において、車両制御部３は、外部カメラ６Ａ及び／又はレーダ７によって取得された検出データに基づいて、車両１の周辺環境を示す周辺環境情報を特定する。次に、車両制御部３は、周辺環境情報に基づいて、歩行者Ｐ２１の存在を特定した場合に（ステップＳ２１でＹＥＳ）、歩行者Ｐ２１は車両１から所定の距離以内に存在するかどうかを判定する（ステップＳ２２）。一方、ステップＳ２１の判定結果がＮＯの場合、本処理が終了する。
次に、車両制御部３は、歩行者Ｐ２１は車両１から所定の距離以内に存在すると判定した場合に（ステップＳ２２でＹＥＳ）、ステップＳ２３において、ＨＵＤ情報をＨＵＤ４２に表示することを指示する第１指示信号と、歩行者Ｐ２１に向けて光パターンＬ２１を出射することを指示する第２指示信号を表示制御部４３に送信する。さらに、ステップＳ２３において、車両制御部３は、対象物（本例では、歩行者Ｐ２１）に関連した情報（例えば、対象物の属性情報、車両１に対する対象物の位置情報、及び対象物の将来行動に関連する情報）を表示制御部４３に送信する。ここで、車両制御部３は、画像データや３Ｄマッピングデータ等の検出データに基づいて対象物に関連した情報を取得する。
次に、表示制御部４３は、受信した第１指示信号に応じて、ＨＵＤ情報Ｍ２１～Ｍ２３をＨＵＤ４２に表示させる（図１６参照）。ここで、ＨＵＤ情報Ｍ２１は、対象物の属性情報と車両１に対する対象物の位置情報を含む。図１６に示すように、ＨＵＤ情報Ｍ２１は、対象物の属性情報として歩行者を示すと共に、対象物の位置情報として２６ｍを示す。また、ＨＵＤ情報Ｍ２２は、対象物の行動予測に関連する情報を含む。図１６に示すように、ＨＵＤ情報Ｍ２２は、歩行者Ｐ２１の行動予測情報として歩行者Ｐ２１が横断歩道Ｃを渡る予定であることを示す。
また、ＨＵＤ情報Ｍ２３は、対象物の存在を示す情報を含む。図１６に示すように、ＨＵＤ情報Ｍ２３は、歩行者Ｐ２１の存在を示す情報として歩行者マークを示す。尚、ＨＵＤ情報Ｍ２３は、対象物の存在を示す情報として、「歩行者がいます」等のテキスト情報やエクスクラメーションマーク等の図形情報を含んでもよい。また、ＨＵＤ情報Ｍ２４は、車両１が走行中の道路の制限速度情報を含む。図１６に示すように、ＨＵＤ情報Ｍ２４は、６０ｋｍ／ｈの制限速度を示す。尚、ＨＵＤ情報Ｍ２４は、対象物の存在の検出の有無に関係なく、ＨＵＤ表示領域Ｄ２１に表示されてもよい。
一方、ステップＳ２３において、表示制御部４３は、受信した第２指示信号に応じて、路面描画装置４５が歩行者Ｐ２１に向けて路面上に光パターンＬ２１を出射するように路面描画装置４５を制御する。図１５に示すように、光パターンＬ２１は、車両１から歩行者Ｐ２１に向かって延びる直線状の光パターンである。このように、光パターンＬ２１は、車両１と歩行者Ｐ２１を視覚的に関連付けることができる。さらに、車両１の乗員Ｈは、光パターンＬ２１を視認することで歩行者Ｐ２１の存在を明確に把握することができる。光パターンＬ２１の形状は、直線状に限定されるものではなく、三角形状や矢印形状等の任意の形状であってもよい。
また、図１５に示すように、歩行者Ｐ２１が車両１の左側に存在する場合に、右側ヘッドランプ２０Ｒに搭載された右側路面描画装置４５Ｒが歩行者Ｐ２１に向けて光パターンＬ２１を出射してもよい。一方、歩行者Ｐ２１が車両の右側に存在する場合には、左側ヘッドランプ２０Ｌに搭載された左側路面描画装置４５Ｌが歩行者Ｐ２１に向けて光パターンＬ２１を出射してもよい。この場合、車両の進行方向に対する光パターンＬ２１の傾斜角度が大きくなるため、光パターンＬ２１の視認性を向上させることが可能となる。
このように、本実施形態によれば、車両１の周辺に存在する歩行者Ｐ２１が検出されたときに、路面描画装置４５が光パターンＬ２１を歩行者Ｐ２１に向けて出射すると共に、ＨＵＤ４２が歩行者Ｐ２１に関連するＨＵＤ情報Ｍ２１～Ｍ２３をＨＵＤ表示領域Ｄ２１に表示する。このため、車両１の乗員Ｈは、路面描画装置４５から出射された光パターンＬ２１を見ることで歩行者Ｐ２１の位置を把握することができると共に、ＨＵＤ４２を通じて歩行者Ｐ２１に関連した情報を把握することができる。このように、路面描画装置４５とＨＵＤ４２の２つの異なる表示装置を用いて歩行者Ｐ２１の位置及び歩行者Ｐ２１に関連する情報が乗員Ｈに視覚的に提示されるため、乗員Ｈは歩行者Ｐ２１を明確に視認することができる。特に、乗員Ｈが車両１の走行を制御している場合に（換言すれば、車両１が手動運転モードで走行中の場合に）、乗員Ｈは、ＨＵＤ情報Ｍ２２を見ることで、歩行者Ｐ２１の将来行動を考慮した適切な車両１の走行制御を行うことができる。例えば、乗員Ｈは、横断歩道Ｃを渡る予定であることを示すＨＵＤ情報Ｍ２２を通じて横断歩道Ｃの手前で車両１を停止させることを決定することができる。
また、図１７に示すように、歩行者Ｐ２１が検出されたときに、歩行者Ｐ２１の拡大画像を示すＨＵＤ情報Ｍ２５がＨＵＤ表示領域Ｄ２１に表示されてもよい。この場合、表示制御部４３は、外部カメラ６Ａによって撮像された車両１の周辺環境を示す画像データを車両制御部３から取得した上で、当該画像データに基づいて、歩行者Ｐ２１の拡大画像を示すＨＵＤ情報Ｍ２５がＨＵＤ表示領域Ｄ２１に表示されるようにＨＵＤ４２を制御する。このように、乗員Ｈは、歩行者Ｐ２１の拡大画像を見ることで歩行者Ｐ２１を明確に認識することができる。
また、本実施形態では、外部カメラ６Ａ等の車載センサから取得された検出データ（例えば、画像データ）に基づいて歩行者等の対象物の存在が検出されているが、路車間通信又は車車間通信を通じて対象物の存在が検出されてもよい。例えば、図１８に示すように、歩行者Ｐ２２が建物Ｂの陰に隠れているため、車両１に搭載された車載センサが歩行者Ｐ２２を検出できない場合を想定する。この場合、車両１は、車両１の周辺に存在する信号機Ｓ１～Ｓ４（外部通信機器の一例）のうちの少なくとも一つから歩行者Ｐ２２に関連する情報を受信してもよい。または、車両１は、車両１の周辺に存在する他車両１Ｂ（外部通信機器の一例）から歩行者Ｐ２２に関連する情報を受信してもよい。信号機Ｓ１～Ｓ４及び他車両１Ｂは、周辺環境を示す画像データを取得するように構成されたカメラと、無線通信部とを有する。
図１８に示す例では、最初に、交通インフラ設備の一例である信号機Ｓ１は、カメラによって取得された画像データに基づいて、歩行者Ｐ２２に関連する情報を取得する。歩行者Ｐ２２に関連する情報は、歩行者Ｐ２２の位置情報と、歩行者Ｐ２２の属性情報と、歩行者Ｐ２２の行動予測情報のうちの少なくとも一つを含んでもよい。次に、信号機Ｓ１は、無線通信部を通じて歩行者Ｐ２２に関連する情報を外部に向けてブロードキャストする。車両１が信号機Ｓ１からブロードキャストされた情報を受信可能な領域内に位置する場合に、車両１の車両制御部３は、無線通信部１０を通じて信号機Ｓ１から歩行者Ｐ２２に関連する情報を受信する。その後、表示制御部４３は、歩行者Ｐ２２に関連する情報に基づいて、歩行者Ｐ２２に向けて光パターンＬ２１が出射されるように路面描画装置４５を制御すると共に、歩行者Ｐ２２の存在を示すＨＵＤ情報Ｍ２６をＨＵＤ４２に表示する（図１９参照）。図１９に示すように、乗員Ｈは、光パターンＬ２１及びＨＵＤ情報Ｍ２６を見ることで建物Ｂの影に隠れた歩行者Ｐ２２の位置を把握することができる。
このように、車両１に搭載されたカメラ等の車載センサ及び／又は乗員Ｈが歩行者Ｐ２２を検出できない状況であっても（即ち、歩行者Ｐ２２が車両１から見えない場所に存在する状況であっても）、車両１は路車間通信又は車車間通信を通じて歩行者Ｐ２２に関連する情報を取得することができると共に、車両１の乗員Ｈは路面描画装置４５及びＨＵＤ４２を通じて歩行者Ｐ２２の存在を明確に把握することができる。
また、本実施形態では、歩行者Ｐ２１に向けて出射される光パターンＬ２１は、車両１と歩行者Ｐ２１を視覚的に関連付ける光パターンとして説明したが、本実施形態の光パターンはこれに限定されるものではない。例えば、図２０に示すように、路面描画装置４５から出射された光パターンは、歩行者Ｐ２１の拡大画像を示すＨＵＤ情報Ｍ２５と歩行者Ｐ２１とを視覚的に関連付ける光パターンＬ２２であってもよい。この場合、ＨＵＤ情報Ｍ２５は、ＨＵＤ表示領域Ｄ２の下側に表示されてもよい。表示制御部４３は、ＨＵＤ情報Ｍ２５の表示位置を決定した後に、光パターンＬ２２によって歩行者Ｐ２１とＨＵＤ情報Ｍ２５が視覚的に関連付けられるように、光パターンＬ２２の出射位置を決定してもよい。或いは、表示制御部４３は、光パターンＬ２２の出射位置を決定した後に、光パターンＬ２２によって歩行者Ｐ２１とＨＵＤ情報Ｍ２５が視覚的に関連付けられるように、ＨＵＤ情報Ｍ２５の表示位置を決定してもよい。
以上、本発明の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。
本実施形態では、車両の運転モードは、完全自動運転モードと、高度運転支援モードと、運転支援モードと、手動運転モードとを含むものとして説明したが、車両の運転モードは、これら４つのモードに限定されるべきではない。車両の運転モードの区分は、各国における自動運転に係る法令又は規則に沿って適宜変更されてもよい。同様に、本実施形態の説明で記載された「完全自動運転モード」、「高度運転支援モード」、「運転支援モード」のそれぞれの定義はあくまでも一例であって、各国における自動運転に係る法令又は規則に沿って、これらの定義は適宜変更されてもよい。
本出願は、２０１８年８月６日に出願された日本国特許出願（特願２０１８－１４７７３３号）に開示された内容と、２０１８年８月６日に出願された日本国特許出願（特願２０１８－１４７７３６号）に開示された内容と、２０１８年８月１５日に出願された日本国特許出願（特願２０１８－１５２９０１号）に開示された内容を適宜援用する。

Claims (20)

  1. 車両に設けられた車両用表示システムであって、
    前記車両の外部の路面に向けて光パターンを出射するように構成された第１表示装置と、
    前記車両の内部に位置すると共に、所定の情報が前記車両の外部の現実空間と重畳されるように前記所定の情報を前記車両の乗員に向けて表示するように構成された第２表示装置と、を備え、
    前記第２表示装置は、前記乗員から見て前記光パターンと重なるように遮蔽パターンを表示するように構成されている、車両用表示システム。
  2. 前記光パターンが示す情報と前記所定の情報は互いに関連付けられている、請求項１に記載の車両用表示システム。
  3. 前記光パターン及び前記所定の情報は、前記車両の走行に関連した情報を示す、請求項２に記載の車両用表示システム。
  4. 前記光パターンは、前記車両の走行に関連した情報を示す一方、前記所定の情報は、前記車両の周辺に存在する対象物に関連した情報を示す、請求項１に記載の車両用表示システム。
  5. 前記所定の情報は、前記乗員から見て前記光パターンと重なるように表示され、
    前記所定の情報の表示色は、前記光パターンの表示色とは異なる、
    請求項１から３のうちいずれか一項に記載の車両用表示システム。
  6. 前記遮蔽パターンは、前記現実空間の背景色と同一の表示色を有する、請求項１から３のうちいずれか一項に記載の車両用表示システム。
  7. 前記第２表示装置は、前記所定の情報が表示される表示領域に対向するように配置された透過率調整部を有する、請求項１から６のうちいずれか一項に記載の車両用表示システム。
  8. 車両に設けられた車両用表示システムであって、
    前記車両の外部の路面に向けて光パターンを出射するように構成された第１表示装置と、
    前記車両の内部に位置すると共に、所定の情報が前記車両の外部の現実空間と重畳されるように前記所定の情報を前記車両の乗員に向けて表示するように構成された第２表示装置と、を備え、
    前記乗員の視界において、前記所定の情報が表示可能な第１領域は、前記路面上に出射された光パターンが存在可能な第２領域よりも上方に位置するように、前記第１領域が設定されており、
    前記第２表示装置は、前記乗員から見て前記光パターンと重なるように遮蔽パターンを表示するように構成されている、車両用表示システム。
  9. 前記第１領域は、前記第２領域と重複しないように前記第２領域の上方に位置する、
    請求項８に記載の車両用表示システム。
  10. 前記第２領域は、前記車両の先端から第１距離以内の路面を含む一方で、前記第１領域は、前記車両の先端から前記第１距離を超えた路面を含む、請求項９に記載の車両用表示システム。
  11. 前記第１領域は、前記第２領域と部分的に重複するように前記第２領域の上方に位置する、請求項８に記載の車両用表示システム。
  12. 前記第２領域は、前記車両の先端から第１距離以内の路面を含む一方で、前記第１領域は、前記車両の先端から第２距離を超えた路面を含み、
    前記第２距離は、前記第１距離よりも小さい、
    請求項１１に記載の車両用表示システム。
  13. 前記光パターンは、前記車両の周辺に存在する対象物に向けて前記路面上に出射され、
    前記所定の情報は、前記対象物に関連した情報を示す、
    請求項８から１２のうちのいずれか一項に記載の車両用表示システム。
  14. 車両に設けられた車両用表示システムであって、
    前記車両の外部の路面に向けて光パターンを出射するように構成された第１表示装置と、
    前記車両の内部に位置すると共に、所定の情報が前記車両の外部の現実空間と重畳されるように前記所定の情報を前記車両の乗員に向けて表示するように構成された第２表示装置と、を備え、
    前記第１表示装置は、対象物に向けて前記光パターンを出射すると共に、前記第２表示装置は、前記対象物に関連する情報を前記乗員に向けて表示し、
    前記第２表示装置は、前記乗員から見て前記光パターンと重なるように遮蔽パターンを表示するように構成されている、車両用表示システム。
  15. 前記車両から所定の距離以内に前記対象物が存在する場合に、前記第１表示装置は、前記対象物に向けて前記光パターンを出射すると共に、前記第２表示装置は、前記対象物に関連する情報を前記乗員に向けて表示する、請求項１４に記載の車両用表示システム。
  16. 前記対象物に関連する情報は、前記対象物の存在を示す情報を含む、請求項１４又は１５に記載の車両用表示システム。
  17. 前記対象物に関連する情報は、前記対象物の拡大画像を含む、請求項１４から１６のうちいずれか一項に記載の車両用表示システム。
  18. 前記対象物に関連する情報は、前記対象物の将来行動に関連する情報を含む、請求項１４から１７のうちいずれか一項に記載の車両用表示システム。
  19. 請求項１４から１８のうちいずれか一項に記載の車両用表示システムと、
    前記車両の外部に存在する外部通信機器から前記対象物の存在を示す情報を受信するように構成された無線通信部と、を備えた車両システム。
  20. 請求項１から１８のうちいずれか一項に記載の車両用表示システムを備えた車両。
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