JPWO2019102731A1 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

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Abstract

光源および表示素子を有して映像を形成する映像表示装置と、前記映像表示装置から出射された映像光をウィンドシールド３上に投射して反射させることで虚像を乗り物の前方に表示する映像光投射手段と、運転者の視点を検知する視点検出システム６と、を備えた、ヘッドアップディスプレイ装置であって、前記映像光投射手段は、前記乗り物の所定の状態において前記運転者の顔面に対して照射される、全体が単一色の可視光からなる照明光を生成する手段を備えているヘッドアップディスプレイ装置。

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置の技術に関し、特に、透明なガラス等に映像を投影するヘッドアップディスプレイ装置に適用して有効な技術に関するものである。
例えば、自動車等の車両において、通常、車速やエンジン回転数等の情報は、ダッシュボード内の計器盤（インパネ）に表示される。また、カーナビゲーション等の画面は、ダッシュボードに組み込まれもしくはダッシュボード上に設置されたディスプレイに表示される。運転者がこれらの情報を視認する場合に視線を大きく移動させることが必要となることから、視線の移動量を低減させる技術として、車速等の情報やカーナビゲーションに係る指示等の情報をフロントガラス（ウィンドシールド）等に投射して表示するヘッドアップディスプレイ（Head Up Display、以下では「ＨＵＤ」と記載する場合がある）装置が知られている。
このようなＨＵＤに関連する技術として、例えば、以下の特許文献１〜３には、ＨＵＤと視点検出カメラを組み合わせた技術が開示されている。
また、以下の特許文献４には、簡易な構成により、観察者の視点の位置に対応して虚像である投射映像の表示位置を変更するための技術が記載されている。
特開２０１６−０６８５７７号公報 特開２０１５−２１９６３１号公報 特開２０１４−１９９３８５号公報 特開２０１６−０１４８６１号公報
上述した従来技術、特に、特許文献４に記載されたような従来技術では、観察者に対して映像光を効率よく向けるため、赤外線カメラ等の視点位置検出手段により運転者の視点位置を検出し、当該検出された視点位置に従って投射映像の表示位置を移動する旨が記載されている。しかしながら、その場合、当該視点位置検出手段として、運転中のドライバの姿勢や視線などを検知して安全運転をサポートするための通常のドライバモニタリングシステムに加えて、さらに、赤外線の発生装置と赤外線カメラ等を運転席近傍の狭小な空間内に取り付ける必要が生じるため、装置のコスト上昇にも繋がってしまい、必ずしも最適なものではなかった。
そこで、本発明の目的は、通常の可視光で作動して運転者の位置を確認するドライバモニタリングシステム（ＤＭＳ）等を利用することにより、虚像投射映像の観察者である運転者の視点位置を検出して、より好適な虚像投射映像の制御を行うことが可能で実用的にも優れたヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。
本発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下の請求項にも記載されるとおりであり、本発明によれば、一例として、光源および表示素子を有して映像を形成する映像表示装置と、前記映像表示装置から出射された映像光をウィンドシールド上に投射して反射させることで虚像を乗り物の前方に表示する映像光投射手段と、運転者の視点を検知する運転者視点検知手段と、を備えた、ヘッドアップディスプレイ装置であって、前記映像光投射手段は、前記乗り物の所定の状態において前記運転者の顔面に対して照射される、全体が単一色の可視光からなる照明光を生成する手段を備えている、ヘッドアップディスプレイ装置が提供される。
本発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。すなわち、本発明の代表的な実施の形態によれば、夜間などの十分な可視光が得られない環境下においても運転者の視点位置を確実に確認して良好な虚像投射映像の制御が可能な実用的にも優れたヘッドアップディスプレイ装置を経済的に提供することが可能となる。
本発明の実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の全体構成の一例を示した図である。 ヘッドアップディスプレイ装置の実装形態の詳細構成を示した図である。 ヘッドアップディスプレイ装置のミラー駆動部の構成の例を示した図である。 ヘッドアップディスプレイ装置のミラー駆動部の動作の例を示した図である。 ヘッドアップディスプレイ装置におけるＨＵＤ制御システムの一例を示すブロック図である。 ヘッドアップディスプレイ装置のＨＵＤ制御システムを構成する情報取得部（デバイス）の一例を示すブロック図である。 ヘッドアップディスプレイ装置のＨＵＤ用視点検出システムにおける視点検出制御部の構成の一例を示すブロック図である。 ヘッドアップディスプレイ装置による運転者の視点位置検出を説明する全体構成図である。 ヘッドアップディスプレイ装置における運転者の視点位置検出動作（位置調整）の詳細を示すフロー図である。 ヘッドアップディスプレイ装置における運転者の視点位置検出動作（位置調整）の原理を説明する図である。 ヘッドアップディスプレイ装置の他の応用例である奥行方向の距離の検出について説明する図である。 上記奥行方向の距離の検出における動作原理ついて説明する図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。一方で、ある図において符号を付して説明した部位について、他の図の説明の際に再度の図示はしないが同一の符号を付して言及する場合がある。また、以下に示す各実施例では、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置が自動車等の車両に設置される場合を例として説明するが、電車や航空機等の他の乗り物にも適用可能である。また、乗り物以外には、例えば、フォークリフト等の荷物運搬車両に用いられるＨＵＤ装置にも適用可能である。
図１は、本発明の一実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置の構成の一例について概要を示した図である。このＨＵＤ装置１は、図示しない筐体内に配置された光源からの光を変調して投射する映像表示装置３０の光を、光学素子４３を介し、さらには、凹面ミラー５２により反射させて、車両２のウィンドシールド３に投射して観察者（運転者）の視点５へ入射することにより、所望の投射映像を観察者の視点の位置に対応して表示するものである。なお、この図では、異なる観察者（運転者）の視点５の位置（Ａ，Ｂ，Ｃ）に対応した凹面ミラー５２の回転位置、投射映像のウィンドシールド３（内面側）への投射位置、さらには、それによって表示される虚像が、それぞれ、Ａ，Ｂ，Ｃにより示されている。また、図１には、上記の映像表示装置３０や凹面ミラー５２を含むＨＵＤ装置１を制御する制御部２０が、さらには、運転者の視点等を含めた姿勢を監視するためのドライバモニタリングシステム（ＤＭＳ）(視点検出システム)６を構成するカメラ（車内）１１５が示されている。
なお、ここで、被投射部材はウィンドシールド３に限られず、映像が投射される部材であれば、コンバイナなど他の部材とすることも可能である。また、映像表示装置３０は、例えば、バックライトを有するプロジェクタやＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される。自発光型のＶＦＤ（Vacuum Fluorescent Display）等であってもよく、あるいは、投射装置によりスクリーンに映像を表示するものであってもよい。このようなスクリーンとしては、例えば、マイクロレンズを２次元状に配置したマイクロレンズアレイにより構成してもよい。
凹面ミラー５２は、例えば、自由曲面ミラーや光軸非対称の形状を有するミラー等により構成される。より具体的には、凹面ミラー５２の形状は、虚像の歪みを低減するために、例えば、その上部の領域（すなわち、ここで反射した光線はウィンドシールド３の下方で反射するため、相対的に運転者の視点５との距離が短くなる）では、拡大率が大きくなるように相対的に曲率半径を小さくする。一方、凹面ミラー５２の下部の領域（すなわち、ここで反射した光線はウィンドシールド３の上方で反射するため、相対的に運転者の視点５との距離が長くなる）では、拡大率が小さくなるように相対的に曲率半径を大きくする。映像表示装置３０を凹面ミラー５２の光軸に対して傾斜させて配置することで、上記のような像倍率の違いを補正して、発生する歪みそのものを低減するようにしてもよい。
運転者は、ウィンドシールド３に投射された映像を見ることで、透明のウィンドシールド３を通してその前方に虚像として上記映像を視認するが、その際、凹面ミラー５２の角度を調整することで映像をウィンドシールド３に投射する位置を調整することにより、運転者が見る位置に対して、虚像の表示位置を上下方向に調整可能となっている。なお、虚像として表示する内容は特に限定されず、例えば、車両情報やナビゲーション情報、図示しないカメラ映像（監視カメラやアラウンドビュアー等）で撮影した前方の風景の映像などを適宜表示することができる。
また、上記の符号１１５は、ハンドルの一部に取り付けられ、例えば、通常の可視光下で運転者の視点５や姿勢を検出するカメラである。しかしながら、このカメラは、必ずしも上述したようにハンドルの一部に取り付けられる必要はなく、運転者の視点５等を検出が可能であればよく、例えば、ダッシュボードの一部、または、ウィンドシールド３の一部に取り付けられてもよい。
図２には、上記ＨＵＤ装置１の詳細構造の一例が示されており、ここでは上述した筐体が符号６１と６５で示される。また、映像表示装置３０はその内部に上記の凹面ミラー５２を含んで構成されている。さらに、ここでは、光学素子としての歪み補正レンズ等が符号４３により示されている。
また、本例では、図からも明らかなように、筐体６１、６５の内部には、側面に一対で形成された軸によって、凹面ミラー５２が、僅かな角度範囲で回動可能に、配置されている。さらには、下部の筐体６５の底部には、制御部等が実装されるメイン基板７０と共に、モータやワームギアやホイル等の移動機構からなるミラー駆動部４２がネジ等の着脱機構により取り付けられている。すなわち、このミラー駆動部４２により、上述した凹面ミラー５２の傾斜角度を僅かな角度範囲で変化させることが可能となっている。
図３は、凹面ミラー５２の傾斜角度を変化させるためのミラー駆動部４２の実装例について概要を示した図である。ここでは、ミラー駆動部４２は、図３（ａ）にも示すように、ケース４２１内に、少なくとも、高速回転から低速回転まで広い範囲でその回転速度が制御可能な電動モータ４２２、ワームギア４２３、当該モータの出力軸とワームギアの間に組み合わせた複数の歯車４２４を備えている。このミラー駆動部４２は、図３（ｂ）にも示すように、筺体５０の外周部、より具体的には、上述した光学部品保持外装ケース５５の下端部において、そのワームギア４２３が、一部の切欠き部を介して、凹面ミラー５２の下端部に形成されたワームホイル４１１と噛み合うように取り付けられる。
なお、上述したミラー駆動部４２の構成によれば、図４にも示すように、低速から高速までの広い範囲で回転制御が可能な電動モータ４２２の回転が、複数の歯車４２４を介して所望の回転速度／駆動力に変換されてワームギア４２３に伝達され、さらに、凹面ミラー５２の下端部に形成されたワームホイル４１１により、凹面ミラー５２を、回転軸を中心に回転しながら前後方向に移動して（図の矢印を参照）、凹面ミラー５２を所望の傾斜角度に調整することができる。なお、この図では、複数の歯車４２４は、図示を容易にするため間隔をもって示されているが、実際には、これらは噛み合っていることは、当業者であれば当然であろう。
続いて、ＨＵＤ制御部２０は、ＨＵＤ装置１の動作を制御する機能を有しており、例えば図５に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などから構成されるＥＣＵ２１により、ソフトウェア（不揮発性メモリ２２やメモリ２３に格納）によって機能を実行する。マイコンやＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアにより実装されていてもよい。ＨＵＤ制御部２０は、この図にも示すように、車両情報取得部１０から取得した車両情報４等に基づいて、虚像として表示する映像を映像表示装置３０を駆動することにより形成し、そして、これをミラー駆動部４２により制御する凹面ミラー５２によって反射させることでウィンドシールド３に投射する。これと共に、上述したミラー駆動部４２により、以下にも示すように、凹面ミラー５２の傾斜角度の制御を行う。また、ＨＵＤ制御部２０は、音声信号を出力するための音声出力部２４と共に、音声を発生するためのスピーカ６０を備えている。
情報取得部（デバイス）としては、例えば、図６にも示すように、車速センサ１０１、シフトポジションセンサ１０２、ヘッドライトセンサ１０４、照度センサ１０５、色度センサ１０６、エンジン始動センサ１０９、加速度センサ１１０、ジャイロセンサ１１１、温度センサ１１２を含んでおり、さらには、路車間通信用無線１１３、車車間通信用無線１１４、上述したカメラ（車内）１１５、カメラ（車外）１１６、ＧＰＳ受信機１１７、ＶＩＣＳ（登録商標）受信機１１８等を有する。しかしながら、これらのデバイスは、必ずしも、全てを備えている必要はなく、あるいは、さらに他の種類のデバイスを備えていてもよい。加えて、これらの備えたデバイスによって取得できる車両情報４は、適宜、用いることができる。このように、ＨＵＤ制御システムは、車両２の各部に設置された各種のセンサ等の情報取得デバイスからなり、車両２で生じた各種イベントを検知したり、所定の間隔で走行状況に係る各種パラメータの値を検知・取得したりすることで車両情報を取得して出力することができる。
なお、車速センサ１０１は、車速を把握ために設けられており、そして、エンジン始動センサ１０９は、エンジンの始動を把握するためであり、エンジン始動時にシステムを開始する。
さらに、図７には、上述したカメラ（車内）１１５である視点検出用のカメラ（この図７では、符号６０４で示す）を中心とした視点検出制御部６の構成の一例を示す。本例においても同様に、視点検出制御部６は、演算処理部であるＥＣＵ６００と、不揮発性メモリ６１１やメモリ６１２に格納したソフトウェア、上述したカメラ６０４を制御するカメラ制御部６１０等によって構成されており、カメラ制御部６１０を介して視点検出用カメラ６０４を操作・制御すると同時に、当該視点検出用カメラ６０４からの映像信号を基にして運転者の視点位置を検出する。なお、その検出信号は、通信部６１３を介して、上述したＨＵＤ制御部２０へ送信される。
なお、以上に述べたＨＵＤ装置では、基本的には、ハンドルの一部に取り付けられ運転者の視点を検出する手段である視点位置検出用カメラ６０４により、運転者の視点の位置に対応して凹面ミラー５２の傾斜角度を制御し、もって、車両２のウィンドシールド３に投射する虚像の位置を調整／制御することは言うまでもない。
＜運転者の視点位置検出＞
続いて、上記にその詳細な構成を説明したＨＵＤ装置１における運転者５１の視点位置検出について説明する。なお、本発明では、運転者の視点位置検出を、別途、赤外線ＬＥＤ等の光源を設けることなしに、すなわち、本来ＨＵＤ装置１を構成する主要な要素である映像表示装置３０の照射光を利用することにより、夜間や屋内駐車場のような暗い環境下においても検出を可能とするものであり、その全体構成を図８に示す。
この図からも明らかなように、本発明では、ＨＵＤ装置１により白色光（全白）を発生し、当該白色光を運転者５１の視点位置検出のための照明光として利用する。すなわち、虚像を運転者５１に対して表示するＨＵＤ装置１からの光（映像光）は、本来、運転者の視点に向けられており、そのため、当該ＨＵＤ装置１からの白色光は、運転者５１の眼を中心としてその近傍に向けて照射される。そこで、この照射される白色光を照明光として利用することによれば、別途、赤外線ＬＥＤ等の光源を使用することなしに、上述したドライバモニタリングシステム（ＤＭＳ）を構成する車内カメラ１１５を利用して運転者５１の視点位置を検知することが可能となる。これによれば、別途、赤外線ＬＥＤ等の光源を必要としないことから、その構成部品の増大を抑制してより安価な装置を実現することが可能となる。
また、照明光としてＨＵＤ装置１による白色光を照射することから、後にも詳述するが、運転者５１が運転席に着座して運転を開始するタイミング（例えば、エンジンキーを挿入した場合等）で行うことが好ましい。また、夜間に限らず、昼間でも暗めの環境（屋内駐車場のような場所）であれば利用が可能である。他方、昼間の明るい環境下では、ＨＵＤ装置１による白色光を利用することなく、車内カメラ１１５により運転者５１の視点位置を検知してもよく、さらには、車外の明るさを検知するために設けられた照度センサ（図６の符号１０５を参照）からの検知信号に基づき、適宜、ＨＵＤ装置１による白色光を、その必要に応じて、点灯するようにしてもよい。
＜運転者の視点位置検出動作（位置調整）＞
次に、上述したＨＵＤ装置１における運転者５１の視点位置検出動作（位置調整）の詳細について、図９のフローチャートを参照しながら以下に説明する。なお、上述からも明らかなように、本発明になるＨＵＤ装置では、ＨＵＤ装置１により白色光（全白）を照射する(以下、「全白表示」や「ＨＵＤ光」とも言う)ことにより運転者５１の視点位置を検出し、その結果、ミラー駆動部４２（図３または４を参照）によって虚像を表示する映像光の視点位置に対する方向を調整する。このことから、基本的には、車両が走行していないことを前提としており、例えば、車速センサ１０１（図６参照）からの車両の走行速度を監視しており、例えば、走行速度が所定の値に達したと判定された場合には、直ちに調整を中断してＨＵＤ装置の通常表示を行い、または、ＨＵＤ装置による表示はしないようにすることが好ましい。
まず、図９において、ＨＵＤ装置１による運転者５１の視点位置検出動作（位置調整）を開始すると、車両が始動状態であることを確認するため、例えば、エンジンキーの挿入に対応して、電源(イグニッション)がONであるか否かを判定する（Ｓ９０１）。その結果、「Ｙｅｓ」と判定された場合には、ＨＵＤ装置１による表示を全白表示（「全面ホワイト表示」とも言う）にする（Ｓ９０２）。具体的には、演算処理部であるＥＣＵ２１によって映像表示装置３０へ入力される映像信号を制御することにより、上記プロジェクタやＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等から投射されるＨＵＤ光を、全体が単一色で横長矩形状の、すなわち、運転者である人間の顔の横幅に対応した表示光である、例えば、全白表示光に変更する。他方、上記の判定Ｓ９０１で「Ｎｏ」と判定された場合には、所定期間の経過後、再び、同じ判定を繰り返すこととなる。
次に、上記の全面ホワイト表示の状態で、ＨＵＤ装置１のミラー駆動部４２（図５）を駆動することにより、凹面ミラー５２を回転移動する（Ｓ９０３）。なお、この回転移動は、運転者５１の顔面上の一定範囲を往復運動しながら、その後、運転者５１の視点を検出するまで行う（Ｓ９０４）。すなわち、ＨＵＤ装置１からの全面ホワイト表示は、図１０（ａ）にも示すように、通常、運転者５１の顔面上の眼球近傍において行うように設定されている。そのため、凹面ミラー５２を一定範囲で往復して移動することによれば、図１０（ｂ）〜（ｃ）に示すように、ＨＵＤ装置１の全面ホワイト表示を運転者５１の顔面上を移動しながら、最終的には、図１０（ｄ）に示すように、運転者５１眼球の近傍に、確実に、照射することが可能となる。この時、ＤＭＳ６により、運転者５１に当るＨＵＤ光を確認しながら、ＨＵＤ光が目の中心に来るように凹面ミラー５２を調整する(図９（ｄ）の位置)ことが好ましいであろう。
このことによれば、上述したＤＭＳ６を構成する車内カメラ１１５を利用して運転者５１の視点位置の検出を確実に実行することが可能となる。他方、上記の判定（運転者５１の視点を検出：Ｓ９０４）の結果、「Ｎｏ」が所定の時間継続した場合、より具体的には、視点未検出時間が１０秒以上経過したか否かを判定し（Ｓ９０５）、その結果「Ｎｏ」の場合には、処理は、再度、上記凹面ミラー５２の移動（Ｓ９０３）へ戻り、他方、「Ｙｅｓ」の場合、すなわち、運転者５１の検出に失敗した場合には、上記凹面ミラー５２をデフォルト位置に戻し（Ｓ９０６）、一連の処理を終了（位置調整終了）する。そして、その後、ＨＵＤの通常表示へ移行する。なお、車内カメラ１１５を利用しての運転者５１の視点位置の検出は、得られた運転者５１の顔面映像を映像分析により抽出することにより実現可能であることは、当業者であれば容易に理解されるであろう。
また、上記判定（運転者５１の視点を検出：Ｓ９０４）の結果が「Ｙｅｓ」の場合には、上述した実施例では、さらに、車内カメラ１１５により撮像された映像の映像分析により、運転席での運転者５１の着座状態を検知または判定して、その結果を表示する。すなわち、本例では、まず、上記で検出した運転者５１の視点がＨＵＤ装置１からの全面白色光の中心にあるか否かを判定する（Ｓ９０７）。さらに、運転者５１の視点の奥行方向の位置が、ヘッドレストの近くにあるか、すなわち、正しい位置に着席しているか否かを判定する（S９０８）。
その後、上記の判定Ｓ９０７およびＳ９０８において、いずれも「Ｙｅｓ」と判定された場合には、上述した凹面ミラー５２の移動を停止し（Ｓ９０９）、一連の処理を終了する。この時、ＨＵＤ装置１による全面ホワイト表示も、同時に、停止する。他方、判定Ｓ９０７において「Ｎｏ」と判定された場合には、凹面ミラー５２の移動（Ｓ９０３）へ戻り、さらに、上記の判定（運転者５１の視点の検出：Ｓ９０４）と（視点がＨＵＤ光の中心かの判定：Ｓ９０７）を繰り返す。
一方、判定Ｓ９０８において「Ｎｏ」と判定された場合には、運転者５１が正しい位置に着席していないことを意味しており、ＨＵＤ装置１の表示を「正しい位置に着席して下さい」等、正しい位置に着席することを促す警告表示に、例えば、３秒間のような所定の期間だけ変更する（Ｓ９１０）。なお、この状態では、たとえＨＵＤ装置１により警告を表示しても、見てもらえない可能性が高いことから、かかる場合には、ＨＵＤ装置１による表示に替えて、または、それに加えて、例えば、上記図５のスピーカ６０により、音声出力による警告をも行うことがより有効であろう。
その後、さらに、上記した警告の表示が最初の警告（初回）であるか否かを判定し（Ｓ９１１）、その結果、初回（「Ｙｅｓ」）と判定された場合には、上述した凹面ミラー５２の移動（Ｓ９０３）へ戻って上記のステップを繰り返す。なお、その際には、警告表示を全面ホワイト表示に戻す。他方、最初の警告（初回）ではなく、警告は既に行われている（「Ｎｏ」）と判断された場合には、運転者の位置が不正であるとして、凹面ミラー５２をデフォルト位置に戻し（Ｓ９１２）、一連の処理を終了し（位置調整終了）、その後、ＨＵＤ装置１の通常表示へと移行する。
＜その他の応用例＞
なお、上述のように、車内カメラ１１５からのカメラ映像のみで運転者５１の視点５の位置を検知する場合、特に、その奥行方向の距離が不明（または、不正確）となり、十分な精度を得ることができない場合が生じる。そこで、運転者５１の視点５の位置に加えて、当該視点までの距離（奥行）をも正確に測ることが好ましく、そのための応用例について、以下に詳細に述べる。
上述した実施例においては、ＨＵＤ装置１から投射される全体が単一色で横長矩形状（さらに、垂直方向の幅をも一定にすることが好ましい）のＨＵＤ光を、運転者５１の顔面上で上下に移動することについて述べた。すなわち、凹面ミラー５２を一定速度で移動させることによれば、ＨＵＤ装置１から投射されるＨＵＤ光は、図１１にも示すように、運転者５１の顔が座席の手前（ハンドル側）にある程、光源から顔までの距離が小さく、これとは反対に、顔が奥（ヘッドレスト側）にある程、光源から顔までの距離が大きくなる。このことから、凹面ミラー５２を一定速度で移動した場合には、顔が奥にある程、ＨＵＤ光の移動量が小さく、一方、奥にある程、ＨＵＤ光の移動量も大きくなる（図１１の矢印を参照）。
このことを利用すれば、単位時間あたりの、ＨＵＤ光境界の移動量(ピクセル数)を求めることにより距離に換算でき、運転者５１の奥行方向の距離が把握できる。これを図１２に示しており、運転者５１の顔が手前（ハンドル側）にある場合（図１２（ａ）参照）の、時刻ｔ＝ｔ０、ｔ１、ｔ２での運転者５１の顔面上でのＨＵＤ光の垂直方向の幅、あるいは、その移動量L１、L２は、図からも明らかなように、運転者５１の顔が奥(ヘッドレスト側)にある場合（図１２（ｂ）参照）の時刻ｔ＝ｔ０、ｔ１、ｔ２での運転者の顔面上でのＨＵＤ光の垂直方向の幅、あるいは、その移動量L１ ’、L２ ’より小さい（L１＜L１ ’、L２＜L２ ’）。なお、上述した運転者５１の奥行方向での距離の換算は、上記のＥＣＵ６００によって簡単に実現できることは自明であろう。
なお、以上の説明では、運転者の視点位置検出動作（位置調整）を行うためにＨＵＤ装置１によって発生するＨＵＤ光については、これを白色光（全白）であるとして説明したが、これは、車内カメラ１１５から運転者の視点までの距離をより正確に測るために選択されたものである。しかしながら、本発明では、これに限定されることなく、白色光に代えて、例えば、人間の眼にとって優しい黄緑等の他の色の全体単一色光を採用することも可能である。また、ＨＵＤ光を、全体が単一色の横長矩形状だけではなく、さらに、車内カメラ１１５からの映像の分析（例えば、移動量の分析）等を考慮して、矩形形状の光内において、さらに、縦横に横切る格子状のグリッド表示を加えることも可能であろう。
以上に詳細に述べたように、本発明の実施例になるＨＵＤ装置１によれば、当該装置において通常に搭載される、可視光で作動して運転者の位置を確認するドライバモニタリングシステム（ＤＭＳ）等を利用することによって、虚像投射映像の観察者である運転者の視線位置を確実に検出することが可能となる。このことにより、より好適に虚像投射映像の制御を行うことが可能で、実用的にも、かつ、経済的にも優れたヘッドアップディスプレイ装置が実現される。
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
本発明は、透明なガラス板等に映像を投影するヘッドアップディスプレイ装置に利用可能である。
１…ＨＵＤ装置、２…車両、３…ウィンドシールド、４…車両情報、５…運転者の視点、６…視点検出システム（視点検出制御部）、２０…制御部、２１…ＥＣＵ、２２…不揮発性メモリ、２３…メモリ、３０…映像表示装置、４２…ミラー駆動部、５１…運転者、１０１…車速センサ、１０９…エンジン始動センサ。

Claims (10)

  1. 光源および表示素子を有して映像を形成する映像表示装置と、
    前記映像表示装置から出射された映像光をウィンドシールド上に投射して反射させることで虚像を乗り物の前方に表示する映像光投射手段と、
    運転者の視点を検知する運転者視点検知手段と、
    を備えた、ヘッドアップディスプレイ装置であって、
    前記映像光投射手段は、前記乗り物の所定の状態において前記運転者の顔面に対して照射される、全体が単一色の可視光からなる照明光を生成する手段を備えている、ヘッドアップディスプレイ装置。
  2. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
    前記乗り物の所定の状態は、前記乗り物の走行速度が所定の値に達していない状態である、ヘッドアップディスプレイ装置。
  3. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
    前記車両の所定の状態は、前記運転者が運転席に着座した状態を含む、ヘッドアップディスプレイ装置。
  4. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
    前記車両の所定の状態は、前記運転者が前記乗り物を始動した状態を含む、ヘッドアップディスプレイ装置。
  5. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
    前記映像光投射手段から前記運転者の顔面に対して照射される全体が単一色の光からなる前記照明光は、全体が単一色で、前記運転者の顔の横幅に対応した横幅を有する矩形形状の光である、ヘッドアップディスプレイ装置。
  6. 請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
    前記矩形形状の光は、さらに、グリッド表示を加えている、ヘッドアップディスプレイ装置。
  7. 請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
    前記映像光投射手段は、前記照明光を前記運転者の顔に沿って上下に移動する手段を備えている、ヘッドアップディスプレイ装置。
  8. 請求項７に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
    前記運転者視点検知手段は、さらに、前記運転者の視点の奥行方向の位置を検出する、ヘッドアップディスプレイ装置。
  9. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
    前記映像光投射手段が生成する前記照明光は、白色光である、ヘッドアップディスプレイ装置。
  10. 請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
    前記運転者視点検知手段は、さらに、その検出結果を音声により警告する手段を備えている、ヘッドアップディスプレイ装置。
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