JPWO2017090077A1 - 虚像表示装置、制御方法、プログラム、及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

表示システム（１００）は、ナビゲーション装置（１）と、コンバイナ（８）により虚像（Ｉｖ）を表示するヘッドアップディスプレイ（２）とを有する。コンバイナ（８）は、表示光を反射させる反射部材を備え、開閉可能に支持される。ナビゲーション装置（１）は、コンバイナ（８）の開制御又は閉制御の少なくとも一方を行うものであって、所定の条件を満たす場合に、コンバイナ（８）の開閉を行うように制御する。例えば、ナビゲーション装置（１）は、要注意区間や案内不要区間などにおいてコンバイナ（８）を自動的に閉じて運転者の視界を良好にしたり、ＨＵＤ制限エリアでコンバイナ（８）を自動的に閉じて道路規制を遵守させたりする。

Description

本発明は、現実の風景に重ねて虚像を表示する技術に関する。

従来から、反射して虚像を表示させるためのコンバイナを開閉させる技術が知られている。例えば、特許文献１には、モータを駆動させることでコンバイナの開閉と角度調整を実行することが可能な車両用表示装置が開示されている。

特開２００５−１７８７２５号公報

虚像を表示させるためのコンバイナは、通常、フロントウィンドウと運転者の目の位置との間に設置する。よって、コンバイナによる表示よりも運転者による運転に集中すべき場合などでは、コンバイナの存在が不要なものとなる。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、虚像を表示するための反射部の開閉を制御して運転者の視界を良好に保つことが可能な虚像表示装置を提供することを主な目的とする。

請求項１に記載の発明は、光源が出射した表示光を反射させて虚像を表示する移動体の虚像表示装置であって、前記表示光を反射させる反射部材を備え、開閉可能に支持された反射部と、前記反射部の開制御又は閉制御の少なくとも一方を行う開閉制御部と、を備え、前記開閉制御部は、所定の条件を満たす場合に、前記反射部の開閉を行うように制御することを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、光源が出射した表示光を反射させて虚像を表示する移動体の虚像表示装置が実行する制御方法であって、前記表示光を反射させる反射部材を備え、開閉可能に支持された反射部の開制御又は閉制御の少なくとも一方を行う開閉制御工程を有し、前記開閉制御工程は、所定の条件を満たす場合に、前記反射部の開閉を行うように制御することを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、光源が出射した表示光を反射させて虚像を表示する移動体の虚像表示装置のコンピュータが実行するプログラムであって、前記表示光を反射させる反射部材を備え、開閉可能に支持された反射部の開制御又は閉制御の少なくとも一方を行う開閉制御部として前記コンピュータを機能させ、前記開閉制御部は、所定の条件を満たす場合に、前記反射部の開閉を行うように制御することを特徴とする。

表示システムの概略構成を示す。 ナビゲーション装置の概略構成を示す。 ヘッドアップディスプレイの概略構成を示す。 コンバイナの動作を示す図である。 光源ユニットの機能構成である。 コンバイナの自動開閉処理の手順を示すフローチャートである。 コンバイナの開閉タイミングの決定及び開閉処理に関するブロック図である。 開閉開始地点距離の算出方法の概要を示す図である。 コンバイナの開閉タイミングの決定及び開閉処理を示すフローチャートである。

本発明の１つの好適な実施形態では、光源が出射した表示光を反射させて虚像を表示する移動体の虚像表示装置であって、前記表示光を反射させる反射部材を備え、開閉可能に支持された反射部と、前記反射部の開制御又は閉制御の少なくとも一方を行う開閉制御部と、を備え、前記開閉制御部は、所定の条件を満たす場合に、前記反射部の開閉を行うように制御する。

上記虚像表示装置は、反射部と、開閉制御部とを有する。反射部は、表示光を反射させる反射部材を備え、開閉可能に支持される。開閉制御部は、反射部の開制御又は閉制御の少なくとも一方を行うものであって、所定の条件を満たす場合に、反射部の開閉を行うように制御する。この態様により、虚像表示装置は、所定の条件を満たす場合に反射部の開閉を行い、運転者の視界を良好にしたり、道路規制を遵守したりすることができる。

上記虚像表示装置の一態様では、虚像表示装置は、前記移動体の現在位置を取得する現在位置取得部と、前記反射部の開閉制御の完了地点を取得する完了地点取得部と、をさらに備え、前記開閉制御部は、前記現在位置取得部により取得された前記移動体の現在位置が、前記完了地点から所定距離離れた地点に到達した際に、前記反射部の開閉を開始させるように制御する。この態様により、虚像表示装置は、反射部の開閉を完了したい地点に合わせて反射部の開閉を好適に開始することができる。

上記虚像表示装置の他の一態様では、虚像表示装置は、前記移動体の速度を取得する速度取得部と、前記反射部の開閉に要する時間である開閉所要時間を取得する開閉所要時間取得部と、を備え、前記開閉制御部は、前記現在位置取得部により取得された前記移動体の現在位置が、前記速度と前記開閉所要時間と前記完了地点に基づいて取得された前記反射部の開閉制御の開始地点に到達した際に、前記反射部の開閉を開始させるように制御する。この態様により、虚像表示装置は、反射部の開閉完了地点へ到達したタイミングで反射部の開閉動作が終了するように好適に反射部の開閉を開始させることができる。

上記虚像表示装置の他の一態様では、前記反射部は、前記移動体のフロントウィンドウと運転者との間に起伏自在に設けられ、前記完了地点取得部は、前記反射部の開閉制御の完了地点として、前記反射部の使用が制限されるエリアの境界又は当該境界に基づき定めた地点を取得する。この態様により、虚像表示装置は、反射部の使用が制限されるエリアにおいて、反射部を伏せた状態にして反射部に関する使用制限を遵守させることができる。

上記虚像表示装置の他の一態様では、虚像表示装置は、前記移動体の経路を案内する経路案内部をさらに備え、前記完了地点取得部は、前記反射部の開閉制御の完了地点として、隣り合う案内地点の距離が所定距離以上長い前記経路内の区間の始点及び終点を取得する。この態様により、虚像表示装置は、案内が必要ない地点では反射部を閉じて運転者の視界を良好に保つことができる。

上記虚像表示装置の他の一態様では、虚像表示装置は、前記移動体の周囲の画像を撮影する１または複数の撮影部をさらに備え、前記開閉制御部は、前記画像に基づいて、前記反射部の開閉の要否を判定する。この態様では、虚像表示装置は、撮影した画像を解析することで走行中の道路状況を認識し、反射部の開閉の要否を的確に判定することができる。

上記虚像表示装置の他の一態様では、虚像表示装置は、前記移動体の現在位置を取得する現在位置取得部と、前記反射部の開閉制御の開始地点を取得する開始地点取得部と、をさらに備え、前記開閉制御部は、前記現在位置取得部により取得された前記移動体の現在位置が、前記開始地点に到達した場合、前記反射部の開閉を開始させる。この態様により、虚像表示装置は、反射部の開閉の開始タイミングを的確に定めることができる。

上記虚像表示装置の他の一態様では、虚像表示装置は、前記虚像表示装置の起動時間を取得する起動時間取得部をさらに備え、前記開閉制御部は、前記現在位置取得部により取得された前記移動体の現在位置が、前記速度と前記開閉所要時間と前記完了地点と前記起動時間とに基づいて特定された前記反射部の開閉制御の開始地点に到達した際に、前記反射部の開閉を開始させる。この態様により、虚像表示装置は、虚像表示装置の起動時間を勘案し、反射部の開閉の開始タイミングを的確に定めることができる。

本発明の他の好適な実施形態では、光源が出射した表示光を反射させて虚像を表示する移動体の虚像表示装置が実行する制御方法であって、前記表示光を反射させる反射部材を備え、開閉可能に支持された反射部の開制御又は閉制御の少なくとも一方を行う開閉制御工程を有し、前記開閉制御工程は、所定の条件を満たす場合に、前記反射部の開閉を行うように制御する。虚像表示装置は、この制御方法を実行することで、所定の条件を満たす場合に反射部の開閉を行い、運転者の視界を良好にしたり、道路規制を遵守したりすることができる。

本発明の他の好適な実施形態では、光源が出射した表示光を反射させて虚像を表示する移動体の虚像表示装置のコンピュータが実行するプログラムであって、前記表示光を反射させる反射部材を備え、開閉可能に支持された反射部の開制御又は閉制御の少なくとも一方を行う開閉制御部として前記コンピュータを機能させ、前記開閉制御部は、所定の条件を満たす場合に、前記反射部の開閉を行うように制御する。コンピュータは、このプログラムを実行することで、所定の条件を満たす場合に反射部の開閉を行い、運転者の視界を良好にしたり、道路規制を遵守したりすることができる。好適には、上記プログラムは、記憶媒体に記憶される。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

［概略構成］
（１）システム構成
図１は、実施例に係る表示システム１００の構成例を示す。図１に示すように、表示システム１００は、車両に搭載され、ナビゲーション装置１と、ヘッドアップディスプレイ２とを備える。

ナビゲーション装置１は、出発地から目的地までの経路案内を行う機能などを有する。ナビゲーション装置１は、例えば、車両に設置される据え置き型のナビゲーション装置、又はＰＮＤ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）やスマートフォンなどの携帯端末とすることができる。

ヘッドアップディスプレイ２は、運転を補助する情報を表示する画像（「案内画像」とも呼ぶ。）を生成し、当該案内画像を運転者の目の位置（アイポイント）から虚像として視認させる装置である。ヘッドアップディスプレイ２には、案内経路の情報などの案内画像の生成に必要な各種情報がナビゲーション装置１から供給される。

なお、ナビゲーション装置１がスマートフォンなどの携帯端末である場合、ナビゲーション装置１は、クレードルなどによって保持されても良い。この場合、ナビゲーション装置１は、クレードルなどを介して、ヘッドアップディスプレイ２と情報の授受を行うこととしても良い。ナビゲーション装置１及びヘッドアップディスプレイ２は、本発明における「虚像表示装置」の一例である。

（２）ナビゲーション装置の構成
図２は、ナビゲーション装置１の構成を示す。図２に示すように、ナビゲーション装置１は、自立測位装置１０、カメラ１４、ＧＰＳ受信機１８、システムコントローラ２０、ディスクドライブ３１、データ記憶ユニット３６、通信用インタフェース３７、通信装置３８、表示ユニット４０、音声出力ユニット５０、及び入力装置６０を備える。

自立測位装置１０は、加速度センサ１１、角速度センサ１２及び距離センサ１３を備える。加速度センサ１１は、例えば圧電素子からなり、車両の加速度を検出し、加速度データを出力する。角速度センサ１２は、例えば振動ジャイロからなり、車両の方向変換時における車両の角速度を検出し、角速度データ及び相対方位データを出力する。距離センサ１３は、車両の車輪の回転に伴って発生されているパルス信号からなる車速パルスを計測することで車両の速度（「車速Ｖｏ」とも呼ぶ。）を測定する。

ＧＰＳ受信機１８は、複数のＧＰＳ衛星から、測位用データを含む下り回線データを搬送する電波１９を受信する。測位用データは、緯度及び経度情報等から車両の絶対的な位置（「自車位置Ｌｏ」とも呼ぶ。）を検出するために用いられる。

システムコントローラ２０は、インタフェース２１、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２３及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２４を含んでおり、ナビゲーション装置１全体の制御を行う。例えば、本実施例では、システムコントローラ２０は、ユーザ入力により設定された目的地への経路探索、決定した経路に沿った誘導を行うための出力制御、及び後述するコンバイナの開閉制御などを行う。システムコントローラ２０は、本発明における「開閉制御部」、「現在位置取得部」、「完了地点取得部」、「速度取得部」、「開閉所要時間取得部」、「経路案内部」、「開始地点取得部」、及びプログラムを実行するコンピュータの一例である。

インタフェース２１は、加速度センサ１１、角速度センサ１２及び距離センサ１３、カメラ１４並びにＧＰＳ受信機１８とのインタフェース動作を行う。そして、これらから、車速パルス、加速度データ、相対方位データ、角速度データ、ＧＰＳ測位データ、絶対方位データ、画像データ等をシステムコントローラ２０に入力する。ＣＰＵ２２は、システムコントローラ２０全体を制御する。ＲＯＭ２３は、システムコントローラ２０を制御する制御プログラム等が格納された図示しない不揮発性メモリ等を有する。ＲＡＭ２４は、入力装置６０を介して使用者により予め設定された経路データ等の各種データを読み出し可能に格納したり、ＣＰＵ２２に対してワーキングエリアを提供したりする。

システムコントローラ２０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ又はＤＶＤ−ＲＯＭドライブなどのディスクドライブ３１、データ記憶ユニット３６、通信用インタフェース３７、表示ユニット４０、音声出力ユニット５０及び入力装置６０は、バスライン３０を介して相互に接続されている。

ディスクドライブ３１は、システムコントローラ２０の制御の下、ＣＤ又はＤＶＤといったディスク３３から、音楽データ、映像データなどのコンテンツデータを読み出し、出力する。なお、ディスクドライブ３１は、ＣＤ−ＲＯＭドライブ又はＤＶＤ−ＲＯＭドライブのうち、いずれか一方としてもよいし、ＣＤ及びＤＶＤコンパチブルのドライブとしてもよい。

データ記憶ユニット３６は、例えば、ＨＤＤなどにより構成され、地図データなどのナビゲーション処理に用いられる各種データを記憶するユニットである。地図データは、道路に相当するリンクと、道路の接続部分に相当するノードとにより表された道路データや、各施設に関する施設情報などを含む。

通信装置３８は、例えば、ＦＭチューナやビーコンレシーバ、携帯端末や専用の通信モジュールなどにより構成され、通信用インタフェース３７を介して、ＶＩＣＳ（登録商標、Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）センタから配信される渋滞や交通情報などの道路交通情報、その他の情報を受信する。また、通信装置３８は、案内画像の表示に必要な情報を、ヘッドアップディスプレイ２へ送信する。また、通信装置３８は、システムコントローラ２０の制御に基づき、後述するコンバイナ開閉モータに制御信号を送信する。

表示ユニット４０は、システムコントローラ２０の制御の下、各種表示データをディスプレイなどの表示装置に表示する。具体的には、システムコントローラ２０は、データ記憶ユニット３６から地図データを読み出す。表示ユニット４０は、システムコントローラ２０によってデータ記憶ユニット３６から読み出された地図データに基づく地図などを表示画面上に表示する。表示ユニット４０は、バスライン３０を介してＣＰＵ２２から送られる制御データに基づいて表示ユニット４０全体の制御を行うグラフィックコントローラ４１と、ＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ ＲＡＭ）等のメモリからなり即時表示可能な画像情報を一時的に記憶するバッファメモリ４２と、グラフィックコントローラ４１から出力される画像データに基づいて、液晶、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）等のディスプレイ４４を表示制御する表示制御部４３と、ディスプレイ４４とを備える。ディスプレイ４４は、画像表示部として機能し、例えば対角５〜１０インチ程度の液晶表示装置等からなり、車内のフロントパネル付近に装着される。

音声出力ユニット５０は、システムコントローラ２０の制御の下、ディスクドライブ３１若しくはＲＡＭ２４等からバスライン３０を介して送られる音声デジタルデータのＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ）変換を行うＤ／Ａコンバータ５１と、Ｄ／Ａコンバータ５１から出力される音声アナログ信号を増幅する増幅器（ＡＭＰ）５２と、増幅された音声アナログ信号を音声に変換して車内に出力するスピーカ５３とを備えて構成されている。

入力装置６０は、各種コマンドやデータを入力するための、キー、スイッチ、ボタン、リモコン、タッチパネル、及びハンズフリー通話時の音声入力等を受け付ける音声入力装置等から構成されている。入力装置６０は、据置型のナビゲーション装置の場合、車内に搭載された当該車載用電子システムの本体のフロントパネルやディスプレイ４４の周囲に配置される。

（３）ヘッドアップディスプレイの構成
図３は、ヘッドアップディスプレイ２の概略構成図である。図３に示すように、本実施例に係るヘッドアップディスプレイ２は、主に、光源ユニット４と、スクリーン７と、コンバイナ８と、コンバイナ開閉モータ９と、を備え、フロントウィンドウ２５と、天井部２７と、ボンネット２８と、ダッシュボード２９とを備える車両に取り付けられる。

光源ユニット４は、ダッシュボード２９内に設けられ、表示像を構成する光（単に「表示光」とも呼ぶ。）を、ダッシュボード２９内に設けられたスクリーン７に向けて出射する。この場合、スクリーン７で反射した表示光は、ダッシュボード２９に設けられた開口部８９を介してコンバイナ８へ到達し、さらにコンバイナ８で反射することで運転者の目の位置に到達する。このように、光源ユニット４は、表示光を運転者の目の位置へ到達させて、運転者に虚像「Ｉｖ」を視認させる。

スクリーン７は、中間像を生成する反射型の光学部材であり、射出瞳拡大器（ＥＰＥ）として機能する。スクリーン７は、例えば、光源ユニット４からの光が入射される面には複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイが形成され、かつ、マイクロレンズアレイと反対側の面に反射面が形成される。

コンバイナ８は、スクリーン７で生成された中間像を構成する光が投影されると共に、その投影光を運転者の目の位置へ一部反射することで虚像Ｉｖを観察者に視認させる光学部材である。好適には、コンバイナ８の表示光の反射面は、略凹面形状を有する。これにより、コンバイナ８は、虚像Ｉｖを拡大表示させる。さらに、本実施例では、コンバイナ８は、ダッシュボード２９の上を起伏自在に設置されている。以後では、虚像Ｉｖを運転者が視認できるようにコンバイナ８が起立した状態を「開」又は「開状態」と呼び、虚像Ｉｖを運転者が視認できないようにコンバイナ８がダッシュボード２９に対して伏せられた（即ち収納された）状態を「閉」又は「閉状態」と呼ぶ。コンバイナ８は、本発明における「反射部」の一例である。

コンバイナ開閉モータ９は、ナビゲーション装置１から供給される制御信号「Ｓａ」に基づき、コンバイナ８の傾き角度を調整する。

図４は、コンバイナ開閉モータ９によるコンバイナ８の可動範囲を説明する図である。コンバイナ開閉モータ９は、コンバイナ８を開状態から閉状態にすべき旨の制御信号Ｓａをナビゲーション装置１から受信した場合には、コンバイナ８を実線の位置から破線の位置になるように、即ちダッシュボード２９に対してコンバイナ８の上端が近づくように、コンバイナ８の設置角度を時計回りに所定角度（図４の例では約９０度）傾ける。コンバイナ８が閉状態となる場合には、運転者の目の位置とフロントウィンドウ２５とを結ぶ線上にコンバイナ８が存在しないため、運転者の視界がコンバイナ８により妨げられない。

一方、コンバイナ開閉モータ９は、コンバイナ８を閉状態から開状態にすべき旨の制御信号Ｓａをナビゲーション装置１から受信した場合には、コンバイナ８を破線の位置から実線の位置になるように、即ちダッシュボード２９に対してコンバイナ８の上端が離れるように、コンバイナ８の設置角度を反時計回りに所定角度（図４の例では約９０度）傾ける。

図５は、光源ユニット４の構成を概略的に示した図である。図５に示すように、光源ユニット４は、光源５４と、制御部５５と、通信部５６とを有する。

光源５４は、例えば赤色、青色及び緑色の各色のレーザ光源を有し、制御部５５の制御に基づき、案内画像を虚像Ｉｖとして表示させるための表示光を出射する。

通信部５６は、制御部５５の制御に基づき、案内画像の表示に必要な各種情報をナビゲーション装置１から受信する。例えば、通信部５６は、ナビゲーション装置１から案内経路の情報や現在位置の情報などの表示する画像の生成に必要な情報を受信する。

制御部５５は、ＣＰＵ、ＣＰＵが実行する制御プログラムやデータなどを記憶するＲＯＭ、ＣＰＵが動作する際のワークメモリとして各種データが逐次読み書きされるＲＡＭなどを有し、ヘッドアップディスプレイ２の全般的な制御を行う。例えば、制御部５５は、ナビゲーション装置１から受信した情報に基づき案内画像を生成し、生成した案内画像の表示光を光源５４に出射させる。

［コンバイナの自動開閉］
（１）概要
概略的には、システムコントローラ２０は、まずコンバイナ８の開閉を完了すべき地点を特定した後、コンバイナ８を開状態から閉状態又は閉状態から開状態に切り替えるのに必要な時間（「開閉所要時間Ｔｃ」とも呼ぶ。）を勘案して、コンバイナ８の開閉の開始タイミングを決定する。

図６は、本実施例においてナビゲーション装置１のシステムコントローラ２０が実行するコンバイナ８の自動開閉処理の概要を示すフローチャートである。以下のフローチャートでは、システムコントローラ２０は、図６のフローチャートの処理を繰り返し実行する。

まず、システムコントローラ２０は、コンバイナ８の開閉の要否判定を行う（ステップＳ１０１）。具体的には、システムコントローラ２０は、目的地までの案内経路上に、コンバイナ８を開状態から閉状態又は閉状態から開状態に切り替えておく必要がある地点（「開閉完了地点」とも呼ぶ。）が存在するか否か判定する。この場合、システムコントローラ２０は、開閉完了地点の情報が記録された地図データを参照することで、案内経路上の開閉完了地点を特定してもよく、開閉完了地点の情報を管理する図示しないサーバ装置と通信を行うことで、案内経路上の開閉完了地点を特定してもよい。開閉完了地点の具体的な設定例については後述する。

そして、システムコントローラ２０は、コンバイナ８の開閉動作が必要と判断した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、後述する図９で説明するコンバイナ８の開閉の開始タイミングの決定及び開閉の実行を行う（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３では、システムコントローラ２０は、開閉所要時間Ｔｃ等を勘案し、コンバイナ８の開閉完了地点への到達時点で既にコンバイナ８の状態遷移が完了するように、コンバイナ８の開閉動作を開始する地点（「開閉開始地点」とも呼ぶ。）を決定する。そして、システムコントローラ２０は、決定した開閉開始地点に到達したときに、コンバイナ８の開閉動作を開始するように、コンバイナ開閉モータ９に対して制御信号Ｓｃを送信する。

（２）開閉完了地点の設定例
次に、開閉完了地点の設定例について説明する。

（２−１）ＨＵＤの制限エリアに基づく設定
システムコントローラ２０は、ヘッドアップディスプレイ２の使用が規制（制限）されているエリア（「ＨＵＤ制限エリア」とも呼ぶ。）と、ヘッドアップディスプレイ２の使用が規制されていないエリア（「ＨＵＤ非制限エリア」とも呼ぶ。）との境界地点に基づき、開閉完了地点を設定する。ＨＵＤ制限エリアは、例えば、フロントウィンドウ２５と運転者との間に視界と重なる物（本実施例ではコンバイナ８）を置くことを道路法規上禁止している国や地域などが該当し、ＨＵＤ非制限エリアはこのような道路法規が存在しない国や地域を指す。

そして、システムコントローラ２０は、ＨＵＤ非制限エリアからＨＵＤ制限エリアに進入する場合には、少なくともＨＵＤ制限エリアに進入する時点ではコンバイナ８を完全に閉状態にする。よって、この場合には、システムコントローラ２０は、開閉完了地点を、ＨＵＤ制限エリア及びＨＵＤ非制限エリアの境界、又は、当該境界から所定距離だけＨＵＤ非制限エリアの内側の地点に設定する。

一方、ＨＵＤ制限エリアからＨＵＤ非制限エリアに進入する場合には、システムコントローラ２０は、少なくともＨＵＤ制限エリアを出た時点からコンバイナ８を開状態にするようにコンバイナ８を動作させる。よって、この場合には、システムコントローラ２０は、開閉完了地点を、開閉所要時間Ｔｃを勘案し、ＨＵＤ制限エリア及びＨＵＤ非制限エリアの境界から所定距離だけＨＵＤ非制限エリアの内側の地点に設定する。なお、この場合、システムコントローラ２０は、開閉完了地点を定めることなく、ＨＵＤ制限エリア及びＨＵＤ非制限エリアの境界を開閉開始地点に設定し、コンバイナ８の開閉動作を開始させてもよい。

この開閉完了地点の設定例では、ナビゲーション装置１は、例えば、ＨＵＤ非制限エリア及びＨＵＤ制限エリアの境界の情報をデータ記憶ユニット３６に記憶した地図データから抽出する、又は図示しないサーバ装置から受信する。そして、図６のフローチャートでは、ナビゲーション装置１のシステムコントローラ２０は、ステップＳ１０１において、ＨＵＤ非制限エリア及びＨＵＤ制限エリアの境界に基づき設定した開閉完了地点が目的地への案内経路上に存在するか否か判定する。そして、システムコントローラ２０は、上述の境界に基づき設定した開閉完了地点が案内経路上に存在する場合、ステップＳ１０３の処理を実行する。

（２−２）案内の必要性に基づく設定
システムコントローラ２０は、右左折地点での進行方向などの基本的な案内情報のみを表示する形態（所謂ターン・バイ・ターンによる案内形態）等では、ヘッドアップディスプレイ２による表示を行う実益が少ない道路区間（「案内不要区間」とも呼ぶ。）の出入り口を、開閉完了地点に設定する。即ち、システムコントローラ２０は、案内不要区間の入口では、コンバイナ８を開状態から閉状態に遷移させ、案内不要区間の出口では、コンバイナ８を閉状態から開状態に遷移させる。

ここで、案内不要区間は、例えば、山中などの一本道で案内地点（即ち案内が必要な交差点等）が所定距離以上存在しない道路区間、経路案内の目的地から所定距離以内となる道路区間、所定回数以上走行した走行履歴が存在する道路区間などが該当する。この場合、例えばシステムコントローラ２０は、目的地までの案内経路が設定された場合に、データ記憶ユニット３６に記憶した地図データ又は／及び蓄積した走行履歴情報を参照し、上述したような案内不要区間が案内経路上に存在するか否か判定する。そして、システムコントローラ２０は、案内経路中に案内不要区間が存在する場合には、案内不要区間の出入り口をそれぞれ開閉完了地点に設定し、図６のステップＳ１０３の処理を実行する。

（２−３）ドライバーディストラクションの低減に基づく設定
システムコントローラ２０は、運転に注意が必要であって、運転以外の行動により注意が散漫になること（所謂ドライバーディストラクション）の低減を優先すべき道路区間（「要注意区間」とも呼ぶ。）の出入り口を、開閉完了地点に設定する。即ち、システムコントローラ２０は、要注意区間の入口では、コンバイナ８を開状態から閉状態に遷移させ、案内不要区間の出口では、コンバイナ８を閉状態から開状態に遷移させる。

ここで、要注意区間は、例えば、通学路、学校から所定距離以内の道路区間、駅などの歩行者が多いと推定される地点から所定距離以内の道路区間、道幅が狭い区間、形状が複雑な道路区間である。他の例では、要注意区間は、車、自転車又は／及び人が混雑している道路区間、悪天候（雨又は雪等）であるエリア内の道路区間である。この場合、システムコントローラ２０は、通信装置３８が受信するＶＩＣＳ情報、天候情報を管理するサーバから受信した案内経路が通るエリアの天候情報等に基づき、案内経路中に要注意区間が存在するか否か判定する。そして、システムコントローラ２０は、案内経路中に要注意区間が存在する場合には、要注意区間の出入り口をそれぞれ開閉完了地点に設定し、図６のステップＳ１０３の処理を実行する。

（３）コンバイナの開閉開始タイミングの決定及び開閉処理
次に、図６のステップＳ１０３で実行すべき処理の詳細について説明する。図７は、ステップＳ１０３で実行すべき処理の概要を示すブロック図である。図７に示すように、システムコントローラ２０は、機能的には、開閉開始地点距離算出部２００と、開閉制御部２０１とを有する。ここで、「開閉完了地点距離Ｌｅ」は、算出処理時点での自車位置Ｌｏから開閉完了地点までの距離を指し、「開閉開始地点距離Ｌｓ」は、算出処理時点での自車位置Ｌｏから開閉開始地点までの距離を指す。

図７に示すように、開閉開始地点距離算出部２００は、まず、開閉完了地点距離Ｌｅと、開閉所要時間Ｔｃと、車速Ｖｏとをそれぞれ取得する。この場合、開閉開始地点距離算出部２００は、例えば、開閉完了地点距離Ｌｅを、図６のステップＳ１０１のコンバイナ開閉要否判定で特定した開閉完了地点の位置情報と、ＧＰＳ受信機１８等が出力する自車位置Ｌｏの情報とから算出する。また、開閉開始地点距離算出部２００は、予め測定された開閉所要時間Ｔｃをデータ記憶ユニット３６から抽出すると共に、車速Ｖｏを距離センサ１３等から取得する。

次に、開閉開始地点距離算出部２００は、開閉完了地点距離Ｌｅと、開閉所要時間Ｔｃと、車速Ｖｏとに基づき、開閉開始地点距離Ｌｓを算出する。具体的には、開閉開始地点距離算出部２００は、現在の車速Ｖｏで車両が開閉所要時間Ｔｃの間走行すると仮定し、以下の式（１）に基づき開閉開始地点距離Ｌｓを算出する。
Ｌｓ＝Ｌｅ−Ｔｃ＊Ｖｏ 式（１）

なお、式（１）は、コンバイナ８を閉じる場合及び開く場合の両方の場合に適用される。

図８は、開閉開始地点距離算出部２００が実行する式（１）に基づく開閉開始地点距離Ｌｓの算出処理の概要を表す図である。図８は、一例として、次に通過する開閉完了地点でコンバイナ８を閉じた状態にする場合について図示している。この場合、車両は、コンバイナ８を完全に開いた状態で走行する区間であるコンバイナ開区間を走行後、コンバイナ８を開状態から閉状態に遷移させる走行区間である開閉遷移区間を走行し、その後にコンバイナ８を完全に閉じた状態で走行する区間であるコンバイナ閉区間を走行する。このとき、開閉遷移区間の長さは、算出時点での車速Ｖｏにより車両が開閉所要時間Ｔｃの間走行すると仮定した場合、
Ｌｅ−Ｌｓ＝Ｔｃ＊Ｖｏ
となる。よって、上記式から式（１）を好適に導出することができる。

再び図７に戻り開閉制御部２０１の処理について説明する。開閉制御部２０１は、開閉開始地点距離算出部２００が算出した開閉開始地点距離Ｌｓと、ＧＰＳ受信機１８等から出力される自車位置Ｌｏとに基づき、開閉開始地点に到達したか否か判定する。そして、開閉制御部２０１は、開閉開始地点に車両が到達したと判断した場合、コンバイナ開閉モータ９に制御信号Ｓａを送信し、コンバイナ８を開状態から閉状態又は閉状態から開状態のいずれかに遷移させる。

図９は、図６のステップＳ１０３で実行する処理の手順を示すフローチャートである。

まず、開閉開始地点距離算出部２００は、開閉完了地点距離Ｌｅを取得する（ステップＳ２０１）。この場合、開閉開始地点距離算出部２００は、例えば、開閉完了地点距離Ｌｅとして、図６のステップＳ１０１で特定した開閉完了地点の位置と、ＧＰＳ受信機１８等が出力する自車位置Ｌｏとの案内経路上での距離を算出する。次に、開閉開始地点距離算出部２００は、開閉所要時間Ｔｃを取得する（ステップＳ２０２）。例えば、開閉開始地点距離算出部２００は、予め測定された開閉所要時間Ｔｃをデータ記憶ユニット３６から抽出することにより取得する。次に、開閉開始地点距離算出部２００は、距離センサ１３等の出力に基づき車速Ｖｏを取得する（ステップＳ２０３）。そして、開閉開始地点距離算出部２００は、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３で取得した値を用いて、式（１）に基づき、開閉開始地点距離Ｌｓを算出する（ステップＳ２０４）。この場合、開閉開始地点は、現時点での自車位置Ｌｏから距離Ｌｓだけ先にある案内経路上の地点として特定される。

次に、開閉制御部２０１は、ＧＰＳ受信機１８の出力等に基づき自車位置Ｌｏを取得する（ステップＳ２０５）。そして、開閉制御部２０１は、開閉開始地点に自車位置Ｌｏが到達したか否か判定する（ステップＳ２０６）。この場合、開閉制御部２０１は、特定した開閉開始地点の緯度経度が自車位置Ｌｏの緯度経度に一致するか判定してもよく、開閉開始地点距離Ｌｓの算出時点からの自車位置Ｌｏの移動距離が開閉開始地点距離Ｌｓに達したか否か判定してもよい。そして、開閉制御部２０１は、開閉開始地点に自車位置Ｌｏが到達したと判断した場合（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、コンバイナ開閉モータ９に対して制御信号Ｓａを送信し、コンバイナ開閉モータ９を駆動させることで、コンバイナ８の開閉動作を開始させる（ステップＳ２０７）。一方、開閉制御部２０１は、開閉開始地点に自車位置Ｌｏが到達していないと判断した場合（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、引き続きステップＳ２０５で自車位置Ｌｏを監視する。

以上説明したように、本実施例に係る表示システム１００は、ナビゲーション装置１と、コンバイナ８により虚像Ｉｖを表示するヘッドアップディスプレイ２とを有する。コンバイナ８は、表示光を反射させる反射部材を備え、開閉可能に支持される。ナビゲーション装置１は、コンバイナ８の開制御又は閉制御の少なくとも一方を行うものであって、所定の条件を満たす場合に、コンバイナ８の開閉を行うように制御する。これにより、ナビゲーション装置１は、要注意区間や案内不要区間などにおいてコンバイナ８を自動的に閉じて運転者の視界を良好にしたり、ＨＵＤ制限エリアでコンバイナ８を自動的に閉じて道路規制を遵守させたりすることができる。

［変形例］
以下、上述の実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。

（変形例１）
システムコントローラ２０は、ヘッドアップディスプレイ２の起動に要する時間（「ＨＵＤ起動時間Ｔｒ」とも呼ぶ。）をさらに勘案してコンバイナ８の開動作の開始タイミングを決定してもよい。

この場合、前提条件として、ヘッドアップディスプレイ２は、閉状態の場合には電源がオフ、スタンバイ状態、又は低消費電力状態となり、これらの状態から虚像Ｉｖを表示可能な状態に復帰させるまでＨＵＤ起動時間Ｔｒだけ時間を要するものとする。システムコントローラ２０は、コンバイナ８を閉状態から開状態に遷移させる場合、開閉所要時間Ｔｃに加えて、ＨＵＤ起動時間Ｔｒも勘案して開閉開始地点距離Ｌｓを算出する。具体的には、システムコントローラ２０は、コンバイナ８を閉状態から虚像Ｉｖを表示可能な状態にするには、開閉所要時間ＴｃとＨＵＤ起動時間Ｔｒとの合計時間だけ要すると見なし、以下の式（２）に基づき開閉開始地点距離Ｌｓを算出する。
Ｌｓ＝Ｌｅ−（Ｔｃ＋Ｔｒ）＊Ｖｏ 式（２）

よって、システムコントローラ２０は、コンバイナ８を閉状態から開状態に遷移させる場合には上述の式（２）に基づき開閉開始地点距離Ｌｓを特定する。ＨＵＤ起動時間Ｔｒは、例えば予め測定され、システムコントローラ２０により読み出し可能にデータ記憶ユニット３６等に記憶される。なお、コンバイナ８を開状態から閉状態に遷移させる場合には、ＨＵＤ起動時間Ｔｒを考慮する必要はないため、システムコントローラ２０は、実施例と同様、式（１）に基づき開閉開始地点距離Ｌｓを特定するとよい。

なお、コンバイナ８を閉状態から開状態に遷移させる処理とヘッドアップディスプレイ２を電源オフ等の状態から復帰させる処理とを同時に実行する場合には、システムコントローラ２０は、開閉所要時間ＴｃとＨＵＤ起動時間Ｔｒとのうち長い方を用いて開閉開始地点距離Ｌｓを算出するとよい。この場合、以下の式（３）に基づき開閉開始地点距離Ｌｓを算出する。
Ｌｓ＝Ｌｅ−ｍａｘ｛Ｔｃ、Ｔｒ｝＊Ｖｏ 式（２）

これによっても、開閉開始地点距離Ｌｓを的確に算出することができる。なお、本変形例では、システムコントローラ２０は、本発明における「起動時間取得部」の一例である。

（変形例２）
表示システム１００は、ナビゲーション装置１を有する代わりに、ヘッドアップディスプレイ２がナビゲーション装置１に相当する機能を有していてもよい。この場合、ヘッドアップディスプレイ２は、自立測位装置１０やＧＰＳ受信機１８などを備え、ナビゲーション装置１の代わりに図６及び図９のフローチャートの処理を実行することで、コンバイナ８の開閉自動制御を行う。本変形例では、ヘッドアップディスプレイ２は、本発明における「虚像表示装置」の一例であり、制御部５５は、本発明における「開閉制御部」、「現在位置取得部」、「完了地点取得部」、「速度取得部」、「開閉所要時間取得部」、「経路案内部」、「開始地点取得部」、及びプログラムを実行するコンピュータの一例である。

（変形例３）
システムコントローラ２０は、図６のステップＳ１０１において、地図データ等に基づきコンバイナ８の開閉の要否を判定する代わりに、カメラ１４が車両の前方を撮影した画像を解析することで、コンバイナ８の開閉の要否を判定してもよい。

例えば、システムコントローラ２０は、カメラ１４の画像から道路標識を抽出し、道路標識の内容を一般的な画像認識手法により認識する。そして、システムコントローラ２０は、認識した道路標識がスクールゾーンなどの所定の要注意区間等であることを示す場合、コンバイナ８を閉じる制御を行う。他の例では、システムコントローラ２０は、カメラ１４の画像から渋滞や人の混雑等を認識した場合には、走行中の道路が要注意区間であると判断し、コンバイナ８を閉じる制御を行う。このように、システムコントローラ２０は、カメラ１４の画像を解析することによっても、コンバイナ８の開閉の要否を好適に判定することができる。

（変形例４）
ナビゲーション装置１は、地図データにコンバイナ８の開閉開始地点の情報を予め記憶しておき、地図データを参照することで、コンバイナ８の開閉開始地点を認識してもよい。

この場合、システムコントローラ２０は、自車位置Ｌｏを参照することで、地図データに登録された開閉開始地点に到達したか否か判定し、開閉開始地点に到達したと判断した場合に、コンバイナ８の開閉を開始する。この場合、地図データには、各開閉開始地点の位置情報と開と閉のいずれに移行させるかを示す情報とが少なくとも関連付けられて登録されている。この態様によっても、ナビゲーション装置１は、式（１）等によらず、コンバイナ８の開閉の開始タイミングを的確に定めることができる。

（変形例５）
システムコントローラ２０は、式（１）等に基づき開閉開始地点を設定する代わりに、開閉開始地点を開閉完了地点より固定値である所定距離だけ手前の地点に設定してもよい。この場合、所定距離は、開閉所要時間Ｔｃと一般的な車両の移動速度の上限等を考慮して予め設定され、データ記憶ユニット３６等に予め記憶される。この態様によっても、システムコントローラ２０は、開閉完了地点でコンバイナ８の開閉動作が完了するように、開閉開始地点を的確に設定することができる。

また、システムコントローラ２０は、開閉所要時間Ｔｃが無視できる程度に短い時間である場合、又は開閉完了地点が厳密である必要がない地点（例えば案内不要区間の出入り口等）である場合には、開閉完了地点と開閉開始地点とを区別しなくともよい。即ち、この場合、システムコントローラ２０は、実施例で設定した開閉完了地点でコンバイナ８の開閉動作を開始させてもよい。

１ ナビゲーション装置
２ ヘッドアップディスプレイ
４ 光源ユニット
７ スクリーン
８ コンバイナ
２５ フロントウィンドウ
２８ ボンネット
２９ ダッシュボード
１００ 表示システム

Claims (11)

1. 光源が出射した表示光を反射させて虚像を表示する移動体の虚像表示装置であって、
   前記表示光を反射させる反射部材を備え、開閉可能に支持された反射部と、
   前記反射部の開制御又は閉制御の少なくとも一方を行う開閉制御部と、を備え、
   前記開閉制御部は、所定の条件を満たす場合に、前記反射部の開閉を行うように制御することを特徴とする虚像表示装置。
2. 前記移動体の現在位置を取得する現在位置取得部と、
   前記反射部の開閉制御の完了地点を取得する完了地点取得部と、をさらに備え、
   前記開閉制御部は、前記現在位置取得部により取得された前記移動体の現在位置が、前記完了地点から所定距離離れた地点に到達した際に、前記反射部の開閉を開始させるように制御することを特徴とする請求項１に記載の虚像表示装置。
3. 前記移動体の速度を取得する速度取得部と、
   前記反射部の開閉に要する時間である開閉所要時間を取得する開閉所要時間取得部と、を備え、
   前記開閉制御部は、前記現在位置取得部により取得された前記移動体の現在位置が、前記速度と前記開閉所要時間と前記完了地点に基づいて取得された前記反射部の開閉制御の開始地点に到達した際に、前記反射部の開閉を開始させるように制御することを特徴とする請求項２に記載の虚像表示装置。
4. 前記反射部は、前記移動体のフロントウィンドウと運転者との間に起伏自在に設けられ、
   前記完了地点取得部は、前記反射部の開閉制御の完了地点として、前記反射部の使用が制限されるエリアの境界又は当該境界に基づき定めた地点を取得することを特徴とする請求項２に記載の虚像表示装置。
5. 前記移動体の経路を案内する経路案内部をさらに備え、
   前記完了地点取得部は、前記反射部の開閉制御の完了地点として、隣り合う案内地点の距離が所定距離以上長い前記経路内の区間の始点及び終点を取得することを特徴とする請求項２に記載の虚像表示装置。
6. 前記移動体の周囲の画像を撮影する１または複数の撮影部をさらに備え、
   前記開閉制御部は、前記画像に基づいて、前記反射部の開閉の要否を判定することを特徴とする請求項１に記載の虚像表示装置。
7. 前記移動体の現在位置を取得する現在位置取得部と、
   前記反射部の開閉制御の開始地点を取得する開始地点取得部と、をさらに備え、
   前記開閉制御部は、前記現在位置取得部により取得された前記移動体の現在位置が、前記開始地点に到達した場合、前記反射部の開閉を開始させることを特徴とする請求項１に記載の虚像表示装置。
8. 前記虚像表示装置の起動時間を取得する起動時間取得部をさらに備え、
   前記開閉制御部は、前記現在位置取得部により取得された前記移動体の現在位置が、前記速度と前記開閉所要時間と前記完了地点と前記起動時間とに基づいて特定された前記反射部の開閉制御の開始地点に到達した際に、前記反射部の開閉を開始させることを特徴とする請求項３に記載の虚像表示装置。
9. 光源が出射した表示光を反射させて虚像を表示する移動体の虚像表示装置が実行する制御方法であって、
   前記表示光を反射させる反射部材を備え、開閉可能に支持された反射部の開制御又は閉制御の少なくとも一方を行う開閉制御工程を有し、
   前記開閉制御工程は、所定の条件を満たす場合に、前記反射部の開閉を行うように制御することを特徴とする制御方法。
10. 光源が出射した表示光を反射させて虚像を表示する移動体の虚像表示装置のコンピュータが実行するプログラムであって、
    前記表示光を反射させる反射部材を備え、開閉可能に支持された反射部の開制御又は閉制御の少なくとも一方を行う開閉制御部
    として前記コンピュータを機能させ、
    前記開閉制御部は、所定の条件を満たす場合に、前記反射部の開閉を行うように制御することを特徴とするプログラム。
11. 請求項１０に記載のプログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体。

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