WO2010109941A1 - 車載用表示システム、表示方法及び車両 - Google Patents

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WO2010109941A1
WO2010109941A1 PCT/JP2010/051039 JP2010051039W WO2010109941A1 WO 2010109941 A1 WO2010109941 A1 WO 2010109941A1 JP 2010051039 W JP2010051039 W JP 2010051039W WO 2010109941 A1 WO2010109941 A1 WO 2010109941A1
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vehicle
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display object
visual field
display
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PCT/JP2010/051039
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堀田　あいら
佐々木　隆
奥村　治彦
彰久 森屋
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株式会社 東芝
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Definitions

  • the present invention relates to an in-vehicle display system, a display method, and a vehicle.
  • HUD Head-Up
  • vehicle information such as operation information such as vehicle speed and navigation information to the destination to be projected onto the windshield so that external information and vehicle information can be viewed simultaneously. Display
  • HUD is capable of presenting an intuitive display to the person who sees it, and it has been proposed to display information such as route display by matching the background observed by the driver. For example, a method of changing a figure to be displayed according to the external environment (Patent Document 1) and a method of changing the size of a graphic image to be displayed according to the vehicle speed (Patent Document 2) have been proposed.
  • the display of the HUD is observed with both eyes.
  • the depth position of the virtual image displayed by the HUD is an optically designed position (optical display position), and is often set to a position 2 to 3 m away from the driver. Therefore, in the case of HUD for binocular vision, if the driver tries to see the HUD display at the same time while looking far away during driving, the HUD display object is recognized as a double image, which is very difficult to see. On the other hand, when viewing the HUD display, the display image is recognized 2 to 3 meters ahead by binocular parallax, and it is difficult to simultaneously recognize the distant background.
  • the display image of the HUD is reflected by the windshield or the like, a double image is generated due to the thickness of the reflection screen of the windshield, which makes it difficult to see the display.
  • the present invention provides a monocular in-vehicle display system, a display method, and a vehicle that allow a display object indicating a course to be perceived at a predetermined position farther than a preceding vehicle.
  • a forward information acquisition unit that acquires forward information related to a forward path of the host vehicle, a preceding vehicle information acquisition unit that acquires preceding vehicle information related to a preceding vehicle existing ahead of the path, and the vehicle
  • a position estimating unit that estimates a position of one eye of a viewer on the vehicle; and a light beam including video information having a display object, and generating the light beam on the one eye of the viewer based on the position of the one eye
  • a video projection unit that projects toward the screen, and the video projection unit is configured to view a field of view when the viewer views the forward direction of the host vehicle based on the front information and the position of the one eye.
  • An image is estimated, and from the first visual field image position in the visual field image corresponding to the first position closer to the host vehicle than the position of the preceding vehicle acquired by the preceding vehicle information acquisition unit, Said first of position A display object having depth information is generated by reaching a second visual field image position in the visual field image corresponding to the second position on the opposite side of the position and estimated to change the course of the host vehicle.
  • An in-vehicle display system including a video data generation unit is provided.
  • a viewer who obtains front information related to a forward path of the host vehicle acquires preceding vehicle information related to a preceding vehicle existing ahead of the course, and rides on the host vehicle.
  • a position of the preceding vehicle is estimated based on the forward information and the position of the one eye, and a visual field image when the viewer views the front of the course of the host vehicle is estimated.
  • the own vehicle travels the path Reaching the second visual field image position in the visual field image corresponding to the second position estimated to be changed, generating the display object having depth information, generating a light beam including an image having the display object, and The luminous flux Display wherein the projecting toward the eye of the view viewer based on is provided.
  • the vehicle-mounted display system described above and a windshield that reflects the luminous flux emitted from the vehicle-mounted display system toward the viewer are provided. Is provided.
  • a monocular in-vehicle display system a display method, and a vehicle that allow a display object indicating a course to be perceived at a predetermined position farther than a preceding vehicle.
  • FIG. 1A and FIG. 1B are schematic views showing the operation of the in-vehicle display system according to the first embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which shows the structure of the vehicle-mounted display system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a schematic diagram which shows the operation state of the vehicle-mounted display system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a schematic diagram which shows operation
  • FIGS. 5A and 5B are schematic views showing the operation of the in-vehicle display system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6C, FIG. 6B, and FIG.
  • FIGS. 10A and 10B are schematic views showing another operation and characteristics of the in-vehicle display system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12A and FIG. 12B are schematic views showing other operations and characteristics of the in-vehicle display system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIGS. 13A and 13B are schematic views showing another operation and characteristics of the in-vehicle display system according to the first embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which shows another operation
  • FIG. 15A, FIG. 15B, and FIG. 15C are schematic views showing another operation of the in-vehicle display system according to the first embodiment of the present invention.
  • 16A, 16B, and 16C are schematic views showing another operation of the in-vehicle display system according to the first embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which shows the structure of another vehicle-mounted display system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a schematic diagram which shows the structure of another vehicle-mounted display system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a flowchart figure which shows the display method which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the operation of the in-vehicle display system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the in-vehicle display system according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an operation state of the in-vehicle display system according to the present embodiment.
  • 4 to 6 are schematic diagrams showing the operation of the in-vehicle display system according to the present embodiment.
  • the in-vehicle display system 10 includes a front information acquisition unit 410, a preceding vehicle information acquisition unit 420, a position estimation unit 210, and a video projection unit 115.
  • the front information acquisition unit 410 acquires front information that is information related to the forward direction of the host vehicle 730.
  • the preceding vehicle information acquisition unit 420 acquires the preceding vehicle information related to the preceding vehicle 740 that exists in front of the course of the host vehicle 730.
  • the position estimation unit 210 estimates the position of the one eye 101 of the human viewer 100 boarding the host vehicle 730.
  • the video projection unit 115 projects the light flux 112 including the video having the display object 180 toward the one eye 101 of the viewer 100 based on the estimated position of the one eye 101.
  • the host vehicle 730 is a vehicle such as an automobile, and the viewer 100 is a driver (operator) who controls the automobile. That is, the host vehicle 730 is a vehicle on which the in-vehicle display system 10 according to the present embodiment is mounted.
  • the forward information is information related to the forward direction of the host vehicle 730, is information related to the forward direction of the traveling direction in which the host vehicle 730 is estimated to travel, and includes information such as the shape of a road and an intersection.
  • the front information acquisition unit 410 acquires the front information based on, for example, an image ahead of the host vehicle 730 captured by a camera or the like. Further, for example, the position of the host vehicle 730 is specified using a GPS (Global Positioning System) function, and based on this, forward information is acquired using various communication functions. Further, for example, the forward information may be acquired by communication between an imaging function or a radar function installed on a road or a building and various databases connected thereto. Thus, the method for acquiring the front information in the front information acquisition unit 410 is arbitrary.
  • the preceding vehicle 740 is, for example, a vehicle that exists within a predetermined distance from the host vehicle 730 in front of the course of the host vehicle 730.
  • the predetermined distance can be changed according to various situations such as the moving speed of the host vehicle 730 and the width of the road on which the host vehicle 730 is traveling.
  • the preceding vehicle information acquisition unit 420 acquires the preceding vehicle information related to the preceding vehicle 740.
  • the preceding vehicle information includes information regarding the presence or absence of the preceding vehicle 740. That is, for example, if the preceding vehicle information that the distance to the host vehicle 730 exists within a predetermined distance can be acquired, the preceding vehicle 740 exists, and otherwise, the preceding vehicle 740 It does not exist.
  • the preceding vehicle information acquisition unit 420 acquires the preceding vehicle information based on, for example, an image of the preceding vehicle 740 captured by a camera or the like. Further, for example, the preceding vehicle information is acquired using a vehicle-to-vehicle communication system or a road-to-vehicle communication system. Further, for example, the preceding vehicle information is acquired by exchanging position information of the own vehicle 730 and the other vehicle using, for example, a satellite communication system. Thus, the method for acquiring the preceding vehicle information in the preceding vehicle information acquisition unit 420 is arbitrary.
  • the display object 180 is provided in an image that the in-vehicle display system 10 presents to the viewer 100.
  • Such a display object 180 is obtained by, for example, a route obtained by a navigation system that generates a route from map information to a destination, and a position of the own vehicle 730 obtained by, for example, GPS. It is generated based on the traveling direction in which the vehicle 730 is expected to travel.
  • the part for obtaining the route and the part for obtaining the position of the own vehicle 730 may be incorporated in the in-vehicle display system 10 or incorporated in the own vehicle 730 in which the in-vehicle display system 10 is installed. May be.
  • the in-vehicle display system 10 is provided, for example, in the host vehicle 730, that is, for example, in the back of the dashboard 720 of the host vehicle 730 as viewed from the viewer 100 who is a driver.
  • the video projection unit 115 includes, for example, a video data generation unit 130, a video formation unit 110, and a projection unit 120.
  • the video data generation unit 130 generates data related to a video having the display object 180.
  • the video signal including the video data generated by the video data generation unit 130 is supplied to the video formation unit 110.
  • the video forming unit 110 forms a video on, for example, the screen of the video forming unit 110 based on the video signal supplied from the video data generating unit 130.
  • a liquid crystal display device LCD having a light source can be used as the image forming unit 110.
  • the projecting unit 120 projects the image formed by the image forming unit 110 onto the one eye 101 of the viewer 100.
  • the projection unit 120 for example, a projection lens, a mirror, and various optical elements that control a divergence angle (diffusion angle) are used.
  • the projection unit 120 includes a light source.
  • an imaging lens 120a, a lenticular lens 120b for controlling a divergence angle, a mirror 126, and an aspheric Fresnel lens 127 are used as the projection unit 120.
  • the light beam 112 emitted from the image forming unit 110 passes through the imaging lens 120a, the lenticular lens 120b, the mirror 126, and the aspheric Fresnel lens 127, for example, the windshield 710 of the host vehicle 730 on which the in-vehicle display system 10 is mounted.
  • a reflector 711 translucent reflector
  • the viewer 100 perceives the virtual image 310 of the display object 180 formed at the virtual image forming position 310a via the reflector 711.
  • the configuration of the video projection unit 115 is arbitrary, and for example, the configuration of each of the video data generation unit 130, the video formation unit 110, and the projection unit 120 is also arbitrary. Regarding these, various modifications are possible as will be described later.
  • the position estimation unit 210 estimates the one eye 101 on which the image of the viewer 100 is projected.
  • the position estimation unit 210 includes, for example, an imaging unit 211 that images the viewer 100, an image processing unit 212 that performs image processing on a captured image captured by the imaging unit 211, and data that has been subjected to image processing by the image processing unit 212. And a calculation unit 213 that determines and estimates the position of the one eye 101 of the human viewer 100 based on the information.
  • the imaging unit 211 is disposed, for example, in front of or on the side of the driver's seat of the host vehicle 730, and for example, captures an image of the face of the viewer 100 who is the pilot, and as described above, the viewer The position of one eye 101 is estimated.
  • a control unit 250 is further provided, and the control unit 250 controls the video projection unit 115 based on the position of the one eye 101 of the viewer 100 estimated by the position estimation unit 210. As a result, at least one of the projection range 114a and the projection position 114 of the light beam 112 can be adjusted.
  • the control unit 250 controls the projection position 114 by controlling the angle of the mirror 126 by controlling the drive unit 126a coupled to the mirror 126 that constitutes a part of the projection unit 120, for example.
  • the display object 180 is displayed as the display image 510 and is projected and displayed on the reflector 711 (not shown) of the windshield 710. Is done. Thereby, the human viewer 100 sees the external image 520 and the display image 510 at the same time.
  • the in-vehicle display system 10 is used as an in-vehicle HUD.
  • the position of the display object 180 in the display image 510 is controlled in correspondence with the position of the external image 520.
  • the display image 510 is controlled independently of the external image 520.
  • the current position 511, surrounding building information 512, vehicle information 514 such as speed and fuel, and the like are displayed. Can be included.
  • the HUD can be displayed superimposed on the background (external video 520), it is advantageous that the viewer 100 can intuitively grasp the display.
  • the monocular HUD is suitable for display superimposed on the outside world because the HUD display can be simultaneously seen even if the viewer 100 is distant from the gazing point.
  • the video data generating unit 130 of the video projecting unit 115 that generates the display object 180 can have a virtual video space.
  • This virtual video space is associated with the real space with reference to the display position of the virtual image on which the display object 180 is displayed. Then, the display object 180 is generated so that the coordinate position in the virtual video space is reflected in the real space.
  • the display object 180 is positioned at a position in the visual field image VI of the viewer 100 corresponding to a target position in the real space RS indicated by the display object 180. Generated.
  • the video projection unit 115 allows the viewer 100 to move forward of the vehicle 730 based on the front information acquired by the front information acquisition unit 410 and the position of the one eye 101 estimated by the position estimation unit 210.
  • the visual field image VI when viewing is estimated.
  • the viewer 100 estimates how the viewer 100 sees the forward information 530 such as a road when viewing the front of the course, and the estimated field-of-view image VI includes the road in the real space RS.
  • An image 530v corresponding to the forward information 530 is estimated.
  • the image 530v may not be actually formed as an image, and may be a virtual position corresponding to each position of the front information 530 in the real space RS.
  • the display object 180 is arranged at a position (position 521v in the visual field image VI) in the visual field image VI corresponding to a target position (target position 521) ahead of the course.
  • the display object 180 is generated.
  • An example of the method of estimating the visual field image VI and arranging the display object 180 will be described later.
  • the video projection unit 115 generates a light beam 112 including an image having the display object 180, and directs the light beam 112 toward the one eye 101 of the viewer 100 based on the position of the one eye 101 estimated by the position estimation unit 210. Project.
  • the viewer 100 views the display object 180 generated in the visual field image VI by superimposing it on the background image in front of the course corresponding to the display object 180, so that the background image and the display object are displayed. 180 can be seen without a sense of incongruity.
  • three-dimensional axes (x1, y1, and z1 axes) are defined in the field-of-view image VI so as to correspond to the three-dimensional axes (x axis, y axis, and z axis) in the real space ahead of the course. be able to. Furthermore, a three-dimensional axis ( ⁇ axis, ⁇ axis, and ⁇ axis) in the virtual space VS corresponding to the visual field image VI can be defined.
  • the z-axis is the traveling direction of the host vehicle 730
  • the x-axis direction is the left-right direction
  • the y-axis is the up-down direction.
  • the x1 axis, the y1 axis, and the z1 axis are axes corresponding to the x axis, the y axis, and the z axis, respectively, in the field image VI.
  • the ⁇ axis, ⁇ axis, and ⁇ axis are axes corresponding to the x axis, the y axis, and the z axis, respectively, in the virtual space VS.
  • the distance between the viewer 100 and the field image VI is constant, and the field image VI has, for example, a vertical axis Va (y1 axis). ) And a horizontal axis Ha (corresponding to the x1 axis).
  • the display object 180 is displayed.
  • the display object 180 is generated so that has the depth information.
  • the size and shape of the display object 180 are controlled so as to have depth information in the virtual space VS corresponding to the depth in the real space RS.
  • the display object 180 has depth information by perspective, for example.
  • the display object 180 is controlled to be large on the side close to the virtual viewpoint 101a, and the display object 180 is controlled to be small on the far side.
  • the size of the display object 180 displayed superimposed on the visual field image VI decreases, for example, in the upward direction (the direction in which the value of y1 increases) and down (in the direction in which the value of y1 decreases). ) Grows as you go.
  • the shape of the display object 180 can be a shape of an arrow having a curvature, a shape having an inflection point at a point where the course is changed, as illustrated in FIG. And the shape is a shape which has depth information as mentioned above.
  • FIG. 5 illustrates a coordinate system in the in-vehicle display system 10. That is, FIG. 4A is a schematic diagram when viewed from the overhead of the viewer 100, and FIG. 4B is a schematic diagram when viewed from the side of the viewer 100.
  • FIG. 4A is a schematic diagram when viewed from the overhead of the viewer 100
  • FIG. 4B is a schematic diagram when viewed from the side of the viewer 100.
  • a predetermined reference position O (0, h1, 0) is determined.
  • the origin of the coordinate axes is the position in contact with the ground, and is (0, 0, 0). That is, the reference position O is a position having a height h1 from the origin of the coordinate axis.
  • an arbitrary position in front of the course of the host vehicle 730 when viewed from the predetermined reference position O is defined as a real space position Q (Qx, Qy, Qz).
  • the real space position Q (Qx, Qy, Qz) is obtained based on the forward information acquired by the forward information acquisition unit 410.
  • the shift amount in the x-axis direction of the one-eye position E is w1
  • the shift amount in the x-axis direction of the field image position P is w2
  • the shift amount in the x-axis direction of the real space position Q is w3.
  • the shift amount in the y-axis direction of the one-eye position E is Ey
  • the shift amount of the visual field image position P in the y-axis direction is (h1-h2).
  • the shift amount of the spatial position Q in the y-axis direction is (h1-h3).
  • the distance in the z-axis direction between the reference position O and the visual field image position P is a distance I
  • the distance in the z-axis direction between the reference position O and the real space position Q is a distance L.
  • the real space position Q (Qx, Qy, Qz) has data relating to Qz which is depth information.
  • Such a real space position Q (Qx, Qy, Qz) is x1 in the field-of-view image VI. Since it is estimated as a two-dimensional position in the y1 plane, the x-axis direction and the y-axis direction corresponding to the x1-axis direction and the y1-axis direction will be described below.
  • the shift amount w3 is equal to the ratio between the distance L and the distance I. Therefore, when the one eye 101 of the human viewer 100 is placed at the reference position O, the value in the x-axis direction of the visual field image position P (Px, Py), that is, the shift amount w2 is obtained by w3 ⁇ I / L. If the one eye 101 of the viewer 100 is deviated from the reference position O, the amount of deviation, that is, the distance Ex (w1) may be corrected.
  • the shift amount (h1-h3) in the y-axis direction of the real space position Q (Qx, Qy) and the field image position P (Px, The ratio of Py) to the shift amount (h1-h2) in the y-axis direction is the same as the ratio of the distance L to the distance I. Therefore, when the one eye 101 of the viewer 100 is placed at the reference position O, the value in the y-axis direction of the visual field image position P (Px, Py), that is, the shift amount (h1-h2) is (h1- h3) It is obtained by xI / L. If the one eye 101 of the viewer 100 is displaced from the reference position O, it may be corrected by the amount of displacement, that is, the distance (h1-Ey).
  • the visual field image position P in the visual field image VI corresponding to the real space position Q in the real space RS when the viewer 100 views the front of the course of the host vehicle 730 can be estimated.
  • the display object 180 is generated at a position in the visual field image VI corresponding to the target position in the real space RS indicated by the display object 180 by a method similar to the method for estimating the visual field image VI from the real space RS. Can do.
  • the display object 180 is arranged at the visual field image position P (Px, Py, Pz).
  • the position where the display object 180 is arranged is the position of each point included in the display object 180.
  • the position where the virtual image of the display object 180 is perceived on the real space when viewed from the predetermined reference position O is defined as the real space position Q (Qx, Qy, Qz).
  • the distance L is a set depth distance when the display object 180 is set. That is, the position of the set depth distance as viewed from the reference position O is the depth target position.
  • the ratio between the shift amount w3 and the shift amount w2 is the same as the ratio between the distance L and the distance I, and the ratio between the shift amount (h1-h3) and the shift amount (h1-h2) is the distance L.
  • the display object 180 can be generated by being arranged at a predetermined position in the visual field image VI corresponding to the real space RS.
  • FIG. 6A illustrates the position of one eye position E (Ex, Ey). That is, this figure illustrates a captured image of the head 105 of the viewer 100 captured by the imaging unit 211. As shown in the figure, the captured image is subjected to image processing by the image processing unit 212, and the position of the one eye 101 of the viewer 100 is determined and estimated by the calculation unit 213. In this way, the one-eye position E (Ex, Ey) that is the position of the one eye 101 when viewed from the reference position O is estimated by the position estimating unit 210. That is, Ex and Ey are calculated by the position estimation unit 210.
  • FIG. 6B illustrates the field image position P (Px, Py) of the target position in the field image VI where the display object 180 is arranged.
  • an image 530v of forward information (such as a road width and shape) acquired by the forward information acquisition unit 410 is illustrated.
  • the visual field image position P (Px, Py) corresponding to the position of the target on which the display object 180 is to be displayed is obtained. That is, for example, the position corresponding to the position where the display object 180 should be displayed on the road along which the host vehicle 730 travels is obtained as the visual field image position P (Px, Py).
  • FIG. 6C illustrates the display object position P1 (Px1, Py1) of the display object 180 that is perceived by being superimposed on the visual field image VI. That is, this figure illustrates the display object position P1 (Px1, Py1) that is the position of the display object 180 projected onto the reflector 711 of the host vehicle 730 by the in-vehicle display system 10.
  • the display object position P1 (Px1, Py1) is determined based on the one-eye position E (Ex, Ey) and the visual field image position P (Px, Py) corresponding to the target position.
  • the image 530v corresponding to the forward information 530 in the visual field image VI when the viewer 100 views the forward information 530 such as the road ahead of the course is estimated, and thereby each of the display objects 180 is displayed.
  • the position is generated so as to be arranged at each corresponding position in the visual field image VI corresponding to the real space RS.
  • FIG. 1A shows a visual field image VI and a display object 180 when the viewer 100 views an image (display image 510) included in the luminous flux 112 and a background ahead of the course of the host vehicle 730. Is schematically illustrated.
  • FIG. 1B illustrates a display object 180 of an image (display image 510) included in the light flux 112.
  • the visual field image VI includes information related to the forward road and the like and the preceding vehicle information related to the preceding vehicle 740.
  • An image of the road and the preceding vehicle 740 is perceived at a predetermined position.
  • the video projection unit 115 is on the near side (that is, the side of the own vehicle 730) with respect to the position of the preceding vehicle 740. )
  • the visual field image VI corresponding to the second position P02 (the course change position) that is estimated to change the course of the host vehicle 730 from the first visual field image position PV01 in the visual field image VI corresponding to the first position P01.
  • a display object 180 that reaches the second visual field image position PV02 is generated.
  • the first position P01 is a position in the real space RS, and is a position closer to the front side than the position P740 of the preceding vehicle 740 (the side of the host vehicle 730 from the preceding vehicle 740).
  • the first position P01 is a position between the host vehicle 730 and the preceding vehicle 740.
  • the first position P01 can be set to a position at a predetermined distance ahead of the course as seen from the host vehicle 730.
  • the second position P02 is a position such as a branch point (intersection) of a road or the like that prompts the user to change the course by, for example, a navigation system, and is ahead of the preceding vehicle 740 when viewed from the own vehicle 730 (the position of the preceding vehicle 740). Of the first position P01 on the opposite side).
  • positions corresponding to the first position P01 and the second position P02 of the real space RS are the first field image position PV01 and the second field image position PV02, respectively.
  • the display object 180 reaches from the first visual field image position PV01 to the second visual field image position PV02.
  • the display object 180 has depth information as described above.
  • FIG. 7 is a graph showing characteristics of the in-vehicle display system according to the first embodiment of the present invention. That is, this figure exemplifies experimental results regarding the in-vehicle display system 10.
  • the preceding vehicle 740 is located 30 m ahead of the course when viewed from the own vehicle 730
  • the second position P02 (the course change position) estimated to change the course of the own vehicle 730 is 30 m from the own vehicle.
  • 45 m, 60 m, 75 m, and 120 m the depth position perceived by the viewer 100 when the position of the display object 180 (the position of the tip of the arrow) is set to indicate the second position P02. Asked.
  • a broken line C1 in the figure illustrates characteristics when the set depth distance Ls and the subjective depth distance Lsub match, and a solid line C2 represents the subjective depth distance Lsub actually obtained through experiments. ing.
  • the subjective depth distance Lsub substantially matches the set depth distance Ls.
  • the set depth distance Ls is 120 m
  • the subjective depth distance Lsub is 105 m, exceeding 30 m, which is the distance between the preceding vehicle 740 and the host vehicle 730, and more than the preceding vehicle 740.
  • the display object 180 is perceived at a position close to the front depth setting position.
  • the configuration of the in-vehicle display system of the comparative example is similar to the in-vehicle display system 10 according to the present embodiment. However, in the case of the comparative example, the configuration of the display object 180 is different from that in the present embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the operation and characteristics of the in-vehicle display system of the first comparative example.
  • FIG. 4A is a schematic diagram illustrating the operation
  • FIG. 4B is a graph illustrating the characteristics.
  • the display object 180 has a shape arranged at the second display position P02. That is, the display object 180 does not reach the second visual field image position PV02 corresponding to the second position P02 from the first visual field image position PV01 corresponding to the first position P01.
  • the position was determined by experiment.
  • the preceding vehicle 740 is disposed at a position 30 m ahead of the course as viewed from the host vehicle 730.
  • the display object 180 is generated at the position of the second visual field image position PV02 corresponding to the second position P02, and the positions of the second position P02 (positions of 30 m, 45 m, 60 m, 75 m, and 120 m as viewed from the own vehicle 730).
  • the display object 180 is arranged at each position PV30, PV45, PV60, PV75, and PV120 in the field-of-view image VI corresponding to each of FIGS.
  • the size of the display object 180 is changed corresponding to the depth position.
  • FIG. 8B illustrates the result of this experiment.
  • the subjective depth distance Lsub perceived by the display object 180 is significantly different from the set depth distance Ls.
  • the subjective depth distance Lsub is about 60 m, which is perceived in front of the set depth position.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the operation and characteristics of the in-vehicle display system of the second comparative example.
  • FIG. 4A is a schematic diagram illustrating the operation
  • FIG. 4B is a graph illustrating the characteristics.
  • the display object 180 corresponds to the second position P02 from the first visual field image position PV01 corresponding to the first position P01. It reaches the second visual field image position PV02, but does not have depth information. That is, the size of the display object 180 (for example, the thickness of the arrow) is constant from the first visual field image position PV01 to the second visual field image position PV02. In the figure, the preceding vehicle 740 is not displayed.
  • the position was determined by experiment. In this case, an experiment was conducted assuming that there is no preceding vehicle 740 so that the depth position of the display object 180 can be more easily perceived.
  • FIG. 9B illustrates the result of this experiment.
  • the subjective depth distance Lsub perceived by the display object 180 is significantly different from the set depth distance Ls.
  • the subjective depth distance Lsub is about 60 m, which is perceived in front of the set depth position.
  • the subjective depth distance Lsub is better than the set depth distance Ls as compared to the first and second comparative examples. Match.
  • the operation of the in-vehicle display system 10 when the preceding vehicle 740 exists in front of the course of the host vehicle 730 has been described.
  • the preceding vehicle 740 exists. If not, the operation is arbitrary.
  • the display object 180 may be generated in the same manner as when the preceding vehicle 740 exists. That is, the first position P01 is set to a position at a predetermined distance in front of the course when viewed from the own vehicle 730, and the second position P02 is set to a position such as a branch point (intersection) such as a road that prompts the user to change the course. From the first field image position PV01 to the second field image position PV02 using the first field image position PV01 and the second field image position PV02 respectively corresponding to the first position P01 and the second position P02, The display object 180 may be generated so as to have depth information.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing another operation and characteristics of the vehicle-mounted display system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a schematic diagram illustrating the operation
  • FIG. 4B is a graph illustrating the characteristics.
  • the second position P ⁇ b> 02 such as a branch point (intersection) such as a road urging to change the course is displayed.
  • a display object 180 is generated at the corresponding second visual field image position PV02.
  • the position of the second position P02 is 30m, 45m, 60m, 75m, and 120m when viewed from the own vehicle 730, the position of each position PV30, PV45, PV60, PV75, and PV120 in the corresponding visual field image VI.
  • a display object 180 is arranged. At this time, the size of the display object 180 is changed corresponding to the depth position.
  • the subjective depth distance Lsub matches the set depth distance Ls well. That is, when the preceding vehicle 740 does not exist, the display object 180 is not shielded by the image of the preceding vehicle 740, and thus the displayed display object 180 is perceived with high accuracy at the set depth position. .
  • the display object 180 is displayed at a predetermined depth position, and for example, the arrow points upward in the trouble of changing the course. Then, when approaching a point such as an intersection where the route is changed, the direction of the arrow of the display object 180 may be rotated in the direction of changing the route without changing the size and shape of the display object 180.
  • the shape of the arrow of the display object 180 is gradually changed before the point where the course is to be changed, so that the tip of the arrow of the display object 180 is higher than that of the preceding vehicle 740. Place it first and display the direction of the course you want to change.
  • the display object 180 can be different depending on whether the preceding vehicle 740 is detected or not.
  • the display mode of the display object 180 depending on the presence or absence of the preceding vehicle 740, it becomes easier to recognize the difference between the preceding vehicle 740 and the display object 180, and the position of an intersection or the like that changes the course can be perceived more easily. it can.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the in-vehicle display system according to the first embodiment of the present invention.
  • map information is acquired (step S001).
  • the target position is set (step S002).
  • the own vehicle position information which is the position of the own vehicle 730 is acquired by GPS etc., for example (step S003). And based on these, the route information estimated that the own vehicle 730 advances is produced
  • step S003 may be implemented inside the vehicle-mounted display system 10, and may be implemented by GPS or a radar system provided outside the vehicle-mounted display system 10, for example. Further, the above steps S001, S002, and S004 may also be performed inside the in-vehicle display system 10, or may be performed by a navigation system provided outside the in-vehicle display system.
  • step S005 forward information ahead of the course at each time in progress of the own vehicle 730 is acquired. That is, in the traveling own vehicle 730, the front information that changes with the passage of time is obtained. This is performed by the forward information acquisition unit 410.
  • step S006 a position for changing the course is acquired. That is, in the traveling own vehicle 730, the branch point where the course is changed is grasped.
  • the preceding vehicle 740 is detected (step S007).
  • an image of a preceding vehicle 740 captured by a camera or the like, an inter-vehicle communication system, a road-vehicle communication system, a satellite communication system, or the like is used.
  • information regarding the preceding vehicle 740 is obtained, and it is determined whether or not the preceding vehicle 740 exists (step S008). This is performed by the preceding vehicle information acquisition unit 420.
  • the second position P02 position to change the course where the display object 180 is arranged is determined (step S009).
  • the first position P01 is determined (step S010).
  • the first position P01 and the second position P02 may be set to be the same regardless of the presence or absence of the preceding vehicle 740.
  • step S011 an image of the viewer 100 is captured by a camera or the like (step S011), and based on this, position information of the one eye 101 of the viewer 100 is acquired (step S012). This is performed by the position estimation unit 210.
  • step S013 the difference between the reference position O (0, h1, 0) described with reference to FIG. 5 and the one eye position E (Ex, Ey, Ez) is corrected (step S013).
  • the display object 180 is generated based on the determined first position P01 and second position P02 (step S014). That is, the processing described with reference to FIGS. 5 and 6 is performed.
  • step S015 image distortion caused by various optical components included in the video projection unit 115 and the video formation unit 110 is corrected.
  • the above operations are performed by, for example, the video data generation unit 130 of the video projection unit 115. Then, a video signal including the generated display object 180 is provided to the video forming unit 110, and based on this, a light beam 112 is generated and the light beam 112 is projected onto the one eye 101 of the viewer 100.
  • the display object indicating the course can be perceived at a predetermined position farther than the preceding vehicle.
  • steps S001 to S015 may be replaced within the technically possible range, or may be performed simultaneously.
  • the end of the display object 180 on the second visual field image position PV02 side is disposed outside the region corresponding to the preceding vehicle 740 in the visual field image VI. Yes. That is, the end of the display object 180 on the second visual field image position PV02 side is disposed outside the image 740I of the preceding vehicle 740.
  • the second position P02 the position of a branching point such as a road that prompts the user to change the course
  • the second visual field image position PV02 can be more accurately perceived.
  • the end of the display object 180 on the second visual field image position PV02 side is arranged at a position not including the region corresponding to the preceding vehicle 740 in the visual field image VI.
  • the display object 180 can have a continuous shape from the first visual field image position PV01 to the second visual field image position PV02.
  • the position from the first visual field image position PV01 through the preceding vehicle 740 to the second visual field image position PV02 which is a position ahead of the preceding vehicle 740 is more easily perceived, and the second visual field image position PV02.
  • the depth position can be perceived more accurately.
  • the present invention is not limited to this, and the display mode of the display object 180 can be variously modified as described below.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing another operation and characteristics of the in-vehicle display system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a schematic diagram illustrating the operation
  • FIG. 4B is a graph illustrating the characteristics.
  • the display object 180 is generated so as to move along a path from the first visual field image position PV01 to the second visual field image position PV02. Is done. Also at this time, the display object 180 has depth information. For example, the size of the display object 180 is smaller on the second visual field image position PV02 side than on the first visual field image position PV01 side.
  • the end of the display object 180 on the second visual field image position PV02 side is disposed outside the region corresponding to the preceding vehicle 740 in the visual field image VI. That is, at the second visual field image position PV02 corresponding to the second position P01 for changing the course, the tip of the arrow of the display object 180 is bent in the direction for changing the course. For example, in the first visual field image position PV01, the direction of the arrow is upward, and in the second visual field image position PV02, the arrow tip is moved in the horizontal direction to a position where it does not overlap the image of the preceding vehicle 740, and is directed in the horizontal direction. .
  • the subjective depth distance Lsub agrees well with the set depth distance Ls.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing another operation and characteristics of the vehicle-mounted display system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a schematic diagram illustrating the operation
  • FIG. 4B is a graph illustrating the characteristics.
  • the display object 180 is generated so as to move along a path from the first visual field image position PV01 to the second visual field image position PV02.
  • the end of the display object 180 on the second visual field image position PV02 side is disposed inside the region corresponding to the preceding vehicle 740 in the visual field image VI.
  • the subjective depth distance Lsub also matches the set depth distance Ls well in this case, but FIG. 12B is compared with FIG.
  • the characteristic illustrated in (b) has a higher degree of coincidence between the subjective depth distance Lsub and the set depth distance Ls.
  • the end of the display object 180 on the second visual field image position PV02 side is not shielded by the image of the preceding vehicle 740, and the depth position of the second visual field image position PV02 of the display object 180 is more accurately perceived. be able to.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing another operation of the in-vehicle display system according to the first embodiment of the present invention.
  • the display object 180 in another operation of the in-vehicle display system 10, the display object 180 extends from the first visual field image position PV01 to the second visual field image position PV02 and is intermittently arranged. It has an element 180p. In this specific example, the plurality of display object elements 180p are displayed simultaneously.
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing another operation of the in-vehicle display system according to the first embodiment of the present invention. That is, FIGS. 9A to 9C illustrate the display state of the display object 180 at different times, where FIG. 10A is the initial time, and FIG. ) Later than (), and (c) in the figure is the time after (b) in the same figure.
  • a plurality of display objects 180 are arranged intermittently from the first visual field image position PV01 to the second visual field image position PV02.
  • the plurality of display object elements 180p are sequentially displayed and sequentially disappear.
  • the first display object element 180p1 among the plurality of display object elements 180p is the second display object arranged on the second visual field image position PV02 side with respect to the first display object element 180p1. It disappears earlier in time than element 180p2. In this way, the display object 180 may be displayed like a telop.
  • the number of the plurality of display object elements 180p is increased, the first display object element 180p1 on the first visual field image position PV01 side, and the second visual field image.
  • the operation of reducing the difference from the second display object element 180p2 on the position PV02 side corresponds to the operation of moving the display object 180 illustrated in FIGS.
  • the display object 180 can be generated in any display mode.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing another operation of the in-vehicle display system according to the first embodiment of the present invention. That is, FIG. 5A illustrates the display object 180 when the host vehicle 730 is moving without changing the route, and FIG. 5B is a display object at the first time when the route is changed. 180 illustrates the display object 180 at a time later than that in FIG.
  • the display object 180 corresponds to, for example, the depth position in front of the preceding vehicle 740. Is displayed.
  • the first position P01 and the second position P02 which is the position to change the course, are set at a position in front of the preceding vehicle 740.
  • the root of the arrow from the root of the arrow of the display object 180 is displayed.
  • An arrow extends in the direction.
  • the tip of the arrow of the display object 180 is set to the position of the second visual field image position PV02 corresponding to the second position P02.
  • the direction of travel at the intersection where the course is changed is indicated by the bending of the tip of the arrow of the display object 180.
  • the information on depth is shown by displaying the base of the arrow of the display object 180 large (thick) and the small part of the arrow small (thin).
  • the image forming unit 110 for example, various optical switches such as DMD (Digital Micromirror Device) and MEMS (Micro-electro-mechanical System) are used in addition to the LCD. it can.
  • the image forming unit 110 may be a laser projector, an LED (light emitting diode) projector, or the like. In this case, an image is formed by a laser beam.
  • the apparatus can be reduced in size and power consumption.
  • the lenticular lens 120b is used as a means for controlling the divergence angle of the light beam 112.
  • a diffusion plate with a controlled diffusion angle can be used.
  • the angle of the mirror 126 can be adjusted by the driving unit 126a.
  • a concave mirror can be used as a reflecting surface having power in addition to the plane mirror.
  • the angle can be changed by the driving unit 126a.
  • image distortion depending on the angle of the mirror 126 and the like may occur. This is corrected by the video data generation unit 130 so that the video without distortion can be viewed. It can be presented to the viewer 100.
  • a luminous flux 112 with a controlled divergence angle reaches the viewer 100, and the viewer 100 views the image with one eye 101, but the distance between both eyes of the viewer 100 is an average. Since the distance is 6 cm, an image is not projected on both eyes when the width of the light beam 112 on the head 105 of the viewer 100 is controlled to about 6 cm. Note that it is preferable to project an image on the dominant eye of the viewer 100 for ease of viewing the image.
  • control unit 250 controls the angle of the mirror 126 by controlling the drive unit 126a connected to the mirror 126 that forms a part of the projection unit 120.
  • the projection range 114a can be controlled by controlling the various optical components constituting the.
  • control unit 250 may control the video forming unit 110 to adjust the luminance and contrast of the video.
  • the control unit 250 automatically adjusts at least one of the projection range 114a and the projection position 114 of the light beam 112 based on the estimated position of the one eye 101.
  • at least one of the projection range 114 a and the projection position 114 of the light beam 112 may be manually adjusted based on the estimated position of the one eye 101.
  • the angle of the mirror 126 can be controlled by manually controlling the drive unit 126a while viewing the image of the head 105 of the viewer 100 captured by the projection unit 120 on some display. .
  • the video data generation unit 130 generates data related to the video including the display object 180 based on the front information acquired by the front information acquisition unit 410 and the position of the one eye 101 estimated by the viewer 100.
  • the display object 180 may be generated based on the front information acquired by the front information acquiring unit 410. In this case, the front information and the position of the one eye 101 are also determined. It is assumed that data relating to a video including the display object 180 is generated based on the above.
  • the calculation unit 213 of the position estimation unit 210 calculates the face recognition of the viewer 100 and the eyeball position as a face component using, for example, a technique related to person authentication described in Japanese Patent No. 3279913. Then, the position of one eye 101 that projects the image of the viewer 100 is judged and estimated.
  • FIG. 17 is a schematic diagram showing the configuration of another in-vehicle display system according to the first embodiment of the present invention.
  • another vehicle-mounted display system 11 according to the present embodiment further includes a front information detection unit 424 and a route generation unit 450.
  • the description is omitted.
  • the forward information detection unit 424 includes, for example, a front imaging unit 421 (camera), an image analysis unit 422 that analyzes an image captured by the front imaging unit 421, and an image analyzed by the image analysis unit 422 from roads and intersections.
  • a front information generation unit 423 that extracts various types of information related to the shape and obstacles and generates front information. As a result, data relating to the road conditions ahead (the shape of roads and intersections) detected by the forward information detector 424 is acquired as the forward information.
  • the front information detected by the front information detection unit 424 is supplied to the front information acquisition unit 410.
  • the front information detection unit 424 can also detect information related to the preceding vehicle 740 by performing image analysis on the image captured by the front imaging unit 421, and obtain preceding vehicle information detected by the front information detection unit 424. You may supply to the part 420. FIG.
  • front information detection unit 424 may be incorporated in the front information acquisition unit 410 or the preceding vehicle information acquisition unit 420.
  • the route generation unit 450 generates route information (route information) on which the host vehicle 730 is estimated to travel.
  • the route generation unit 450 calculates a route on which the host vehicle 730 is estimated to travel based on, for example, map information and the current position of the host vehicle 730. At this time, for example, several route candidates may be calculated, the viewer 100 who is the driver of the host vehicle 730 is prompted to select, and the route may be determined based on the result.
  • the position for changing the course is obtained based on the generated route information, and the display object 180 is generated based on the position.
  • route generation unit 450 can be incorporated in the video data generation unit 130, for example. Moreover, you may incorporate in the various components incorporated in the vehicle-mounted display system.
  • the route generation unit 450 may not be provided in the in-vehicle display system 11.
  • a navigation system separately provided in the host vehicle 730 is provided with a portion corresponding to the route generation unit 450, and a route generated by the navigator system and estimated to travel by the host vehicle 730 is obtained.
  • the data generation unit 130 may generate video data including the display object 180.
  • a portion corresponding to the route generation unit 450 may be provided separately from the host vehicle 730.
  • data is acquired from a portion corresponding to the route generation unit 450 provided separately from the host vehicle 730 by wireless technology, and the video data generation unit 130 generates video data including the display object 180. be able to.
  • the route generation unit 450 (and a portion corresponding thereto) can be provided at an arbitrary place.
  • FIG. 18 is a schematic diagram showing the configuration of another in-vehicle display system according to the first embodiment of the present invention.
  • another in-vehicle display system 12 according to the present embodiment is different from the in-vehicle display system 10 illustrated in FIG. 2 in the configuration of the video projection unit 115.
  • the configurations of the image forming unit 110 and the projection unit 120 are different.
  • This specific example is an example in which the control unit 250 is not provided. Other than this, since it is the same as the in-vehicle display system 10, the description is omitted.
  • various optical switches such as LCD, DMD, and MEMS can be used as the image forming unit 110, for example.
  • the image forming unit 110 may be a laser projector, an LED projector, or the like.
  • the projection unit 120 includes, for example, a light source 121, a tapered light guide 122, a first lens 123, a variable aperture 124, a second lens 125, for example, a concave movable mirror 126, and an aspheric Fresnel.
  • a lens 127 is used. For example, if the focal length of the first lens 123 is f1 and the focal length of the second lens 125 is f2, the variable aperture 124 has a distance of f1 from the first lens 123 and a distance of f2 from the second lens 125. In place.
  • the light beam emitted from the second lens 125 enters the image forming unit 110 and becomes a light beam 112 modulated based on the image formed by the image forming unit 110.
  • the light beam 112 passes through the mirror 126 and the aspheric Fresnel lens 127, is reflected by the reflector 711 of the windshield 710 of the host vehicle 730 on which the in-vehicle display system 12 is mounted, and is projected onto the one eye 101 of the viewer 100.
  • the aspheric Fresnel lens 127 can be designed so that the shape (cross-sectional shape, etc.) of the light beam 112 can be controlled in accordance with the shape of the windshield 710, for example.
  • FIG. 19 is a flowchart showing a display method according to the second embodiment of the present invention.
  • the front information regarding the forward path of the host vehicle 730 is acquired (step SS ⁇ b> 1).
  • the preceding vehicle information regarding the preceding vehicle 740 which exists ahead of the course is acquired (step SS2).
  • the position of the one eye 101 of the 100 viewers boarding the host vehicle 730 is estimated (step SS3).
  • a visual field image VI when the viewer 100 views the front of the vehicle 730 in the course is estimated (step SS4).
  • the vehicle reaches the second visual field image position PV02 in the visual field image VI corresponding to the second position P02 estimated to change the course of the host vehicle 730, and generates a display object 180 having depth information (step SS5).
  • a light beam 112 including an image having the display object 180 is generated (step SS6). Then, the light flux 112 is projected toward the one eye 101 of the viewer 100 based on the estimated position of the one eye 101 (step SS7).
  • steps SS1 to SS7 may be interchanged within a technically possible range, or may be performed simultaneously.
  • the vehicle according to this embodiment is the host vehicle 730 described above. That is, as illustrated in FIG. 2, the host vehicle 730 directs the viewer 100 with the on-vehicle display system according to the first embodiment and the light beam 112 emitted from the on-vehicle display system. A windshield 710 to be reflected.
  • the host vehicle 730 includes the in-vehicle display system 10 at the back of the dashboard 720 of the host vehicle 730 when viewed from the viewer 100, for example.
  • in-vehicle display systems, display methods, and vehicles that can be implemented by those skilled in the art based on the above-described in-vehicle display system, display method, and vehicle as embodiments of the present invention, As long as the gist of the invention is included, it belongs to the scope of the present invention.
  • a monocular in-vehicle display system a display method, and a vehicle that allow a display object indicating a course to be perceived at a predetermined position farther than a preceding vehicle.

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Abstract

自車両の進路前方に関する前方情報を取得する前方情報取得部と、前記進路前方に存在する先行車両に関する先行車両情報を取得する先行車両情報取得部と、前記自車両に搭乗する観視者の片目の位置を推定する位置推定部と、表示オブジェクトを有する映像情報を含む光束を生成し、前記光束を前記片目の位置に基づいて前記片目に向けて投影する映像投影部と、を備えた車載表示システムを提供する。前記映像投影部は、前記先行車両情報取得部によって取得された前記先行車両の位置よりも前記自車両の側の第１位置に対応する前記視野像内における第１視野像位置から、前記先行車両の位置の前記第１位置とは反対の側であって前記自車両が進路を変更すると推定される第２位置に対応する前記視野像内における第２視野像位置に到り、奥行き情報を有する前記表示オブジェクトを生成する映像データ生成部を有する車載用表示システム、表示方法及び車両を提供する。

Description

車載用表示システム、表示方法及び車両
　本発明は、車載用表示システム、表示方法及び車両に関する。
　車載用の表示装置として、車両の速度等の運行情報や目的地へのナビゲーション情報などの車両情報をフロントガラスに投影して、外界情報と車両情報とを同時に視認可能とするＨＵＤ（Head-Up Display）が開発されている。
　ＨＵＤは、見るヒトに対して直感的な表示の呈示が可能であり、運転者が観察する背景にマッチさせて経路表示などの情報の表示を行うことが提案されている。例えば、外界の状況に応じて表示する図形を変える方法（特許文献１）や、車速に応じて表示する図像等の大きさを変える方法（特許文献２）が提案されている。
　これらの技術を含め、通常のＨＵＤの場合には、ＨＵＤの表示は両眼で観察される。ＨＵＤによって表示される虚像の奥行き位置は、光学的に設計された位置（光学的表示位置）であり、多くの場合、運転者から２～３ｍ先の位置に設定される。従って、両眼視のＨＵＤの場合、運転者が運転中に遠方を見ながらＨＵＤの表示を同時に見ようとすると、ＨＵＤの表示物は２重像となって認識されるため、非常に見にくい。逆に、ＨＵＤの表示を見ようとすると、両眼視差によって表示像は２～３ｍ先に認識されるために、背景の遠方を同時に認識することが困難である。
　さらに、ＨＵＤの表示像はフロントガラスなどに反射されて観察されるので、フロントガラスの反射スクリーンの厚さに起因した２重像が発生し、これによっても表示が見難くなる。
　このように、両眼視差に起因した見難さを解消するために、片目で表示像を観察する単眼視ＨＵＤが提案されている。例えば、両眼視差をなくして、ＨＵＤによる表示物の奥行き位置を光学的表示位置よりも遠くに見せる目的で片目のみに表示像を提示する技術がある。　
　また、上記の２重像を防止する目的で、片目のみに表示像を呈示する技術が提案されている（特許文献３）。
　このような単眼視ＨＵＤにおいて、前方に先行車があった場合、表示オブジェクトが先行車に重なったときには表示オブジェクトは先行車よりも手前に表示されることから、遮蔽効果によって表示オブジェクトは先行車よりも手前にあるように見える。従って、表示オブジェクトを先行車よりも遠方に知覚させることが困難である。特に、経路案内をするナビゲーション表示の場合には、先行車よりも遠い位置の曲がり角などを表示することが困難である。
特開２００６－２８４４５８号公報 特開２００６－１７６２６号公報 特開平７－２２８１７２号公報
　本発明は、進路を示す表示オブジェクトを先行車よりも遠方の所定の位置に知覚させる単眼視の車載用表示システム、表示方法及び車両を提供する。
　本発明の一態様によれば、自車両の進路前方に関する前方情報を取得する前方情報取得部と、前記進路前方に存在する先行車両に関する先行車両情報を取得する先行車両情報取得部と、前記自車両に搭乗する観視者の片目の位置を推定する位置推定部と、表示オブジェクトを有する映像情報を含む光束を生成し、前記光束を前記片目の位置に基づいて前記観視者の前記片目に向けて投影する映像投影部と、を備え、前記映像投影部は、前記前方情報と前記片目の位置とに基づいて、前記観視者が前記自車両の前記進路前方を観視したときの視野像を推定し、前記先行車両情報取得部によって取得された前記先行車両の位置よりも前記自車両の側の第１位置に対応する前記視野像内における第１視野像位置から、前記先行車両の位置の前記第１位置とは反対の側であって前記自車両が進路を変更すると推定される第２位置に対応する前記視野像内における第２視野像位置に到り、奥行き情報を有する前記表示オブジェクトを生成する映像データ生成部を有することを特徴とする車載用表示システムが提供される。
　また、本発明の他の一態様によれば、自車両の進路前方に関する前方情報を取得し、前記進路前方に存在する先行車両に関する先行車両情報を取得し、前記自車両に搭乗する観視者の片目の位置を推定し、前記前方情報と前記片目の位置とに基づいて、前記観視者が前記自車両の前記進路前方を観視したときの視野像を推定し、前記先行車両の位置よりも前記自車両の側の第１位置に対応する前記視野像内における第１視野像位置から、前記先行車両の位置の前記第１位置とは反対の側であって前記自車両が進路を変更すると推定される第２位置に対応する前記視野像内における第２視野像位置に到り、奥行き情報を有する前記表示オブジェクトを生成し、前記表示オブジェクトを有する映像を含む光束を生成し、前記光束を前記片目の位置に基づいて前記観視者の前記片目に向けて投影することを特徴とする表示方法が提供される。
　また、本発明の他の一態様によれば、上記の車載用表示システムと、前記車載用表示システムから出射される前記光束を前記観視者に向けて反射させるフロントガラスと、を備えたことを特徴とする車両が提供される。
　本発明によれば、進路を示す表示オブジェクトを先行車よりも遠方の所定の位置に知覚させる単眼視の車載用表示システム、表示方法及び車両が提供される。
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの動作を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの動作状態を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの動作を示す模式図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの動作を示す模式図である。 図６（ｃ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの動作を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの特性を示すグラフ図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第１の比較例の車載用表示システムの動作と特性を示す模式図である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第２の比較例の車載用表示システムの動作と特性を示す模式図である。 図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作と特性を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの動作を示すフローチャート図である。 図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作と特性を示す模式図である。 図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作と特性を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作を示す模式図である。 図１５（ａ）、図１５（ｂ）及び図１５（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作を示す模式図である。 図１６（ａ）、図１６（ｂ）及び図１６（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る別の車載用表示システムの構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る別の車載用表示システムの構成を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る表示方法を示すフローチャート図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。　
　なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
　（第１の実施の形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの動作を示す模式図である。　
　図２は、本実施形態に係る車載用表示システムの構成を示す模式図である。　
　図３は、本実施形態に係る車載用表示システムの動作状態を示す模式図である。　
　図４～６は、本実施形態に係る車載用表示システムの動作を示す模式図である。
　まず、図２～図６によって、本実施形態に係る車載用表示ステムの構成及び動作の概要を説明する。　
　図２に表したように、本実施形態に係る車載用表示システム１０は、前方情報取得部４１０と先行車両情報取得部４２０と位置推定部２１０と映像投影部１１５とを備える。
　前方情報取得部４１０は、自車両７３０の進路前方に関する情報である前方情報を取得する。先行車両情報取得部４２０は、自車両７３０の進路前方に存在する先行車両７４０に関する先行車両情報を取得する。位置推定部２１０は、自車両７３０に搭乗する観視者１００の片目１０１の位置を推定する。映像投影部１１５は、表示オブジェクト１８０を有する映像を含む光束１１２を、推定された片目１０１の位置に基づいて観視者１００の片目１０１に向けて投影する。
　自車両７３０は、例えば自動車などの車両であり、観視者１００はその自動車を操縦する運転者（操縦者）である。すなわち、自車両７３０は、本実施形態に係る車載用表示システム１０が搭載される車両である。
　前方情報は、自車両７３０の進路前方に関する情報であり、自車両７３０が進行すると推定される進行方向に関する進路前方に関する情報であり、道路や交差点の形状等を含む情報である。
　前方情報取得部４１０は、例えば、カメラなどによって撮像された自車両７３０の前方の像に基づいて前方情報を取得する。また、例えば、自車両７３０の位置をＧＰＳ（Global Positioning System）機能を用いて特定し、これに基づいて、各種の通信機能を用いて前方情報を取得する。また、例えば、道路や建物等に設置される撮像機能やレーダ機能とそれと連結された各種のデータベースとの通信によって、前方情報を取得しても良い。このように、前方情報取得部４１０における前方情報の取得方法は任意である。
　先行車両７４０は、例えば、自車両７３０の進路前方において、自車両７３０との距離が予め定められた距離以内に存在する車両である。例えば、この予め定められた距離は、例えば自車両７３０の移動速度や、自車両７３０が進行している道の幅などの各種の状況によって変えることができる。
　先行車両情報取得部４２０は、この先行車両７４０に関する先行車両情報を取得する。先行車両情報は、先行車両７４０の有無に関する情報を含む。すなわち、例えば、自車両７３０との距離が予め定められた距離以内に存在するという先行車両情報が取得できた場合には、先行車両７４０が存在するとし、それ以外の場合は、先行車両７４０が存在しないとする。
　先行車両情報取得部４２０は、例えば、カメラなどによって撮像された先行車両７４０の像に基づいて先行車両情報を取得する。また、例えば、車車間通信システムや路車間通信システムを用いて、先行車両情報を取得する。また、例えば、自車両７３０及び他車両のそれぞれの位置情報の例えば衛星通信システムを用いた授受によって、先行車両情報を取得する。このように、先行車両情報取得部４２０における先行車両情報の取得方法は任意である。
　表示オブジェクト１８０は、車載用表示システム１０が観視者１００に呈示する映像に設けられるものであり、例えば、車載用表示システム１０が搭載される自車両７３０の運行情報に関する、進行方向を示す矢印等を含む表示の内容物である。すなわち、表示オブジェクト１８０は、例えば、ナビゲーションシステムにおける経路を示す矢印である。
　このような表示オブジェクト１８０は、例えば、地図情報から目的地までの経路を生成するナビゲーションシステムによって求められた経路と、例えばＧＰＳ等によって求められた自車両７３０の位置と、によって求められた、自車両７３０が進行すると予想される進行方向に基づいて生成される。なお、上記の経路を求める部分や自車両７３０の位置を求める部分は、車載用表示システム１０の内部に組み込まれても良く、また、車載用表示システム１０が搭載される自車両７３０に組み込まれても良い。
　図２に例示したように、車載用表示システム１０は、例えば自車両７３０の中、すなわち、例えば、操縦者である観視者１００からみて自車両７３０のダッシュボード７２０の奥に設けられる。
　映像投影部１１５は、例えば、映像データ生成部１３０と、映像形成部１１０と、投影部１２０と、を有する。
　映像データ生成部１３０は、表示オブジェクト１８０を有する映像に関するデータを生成する。そして、映像データ生成部１３０で生成された映像データを含む映像信号は、映像形成部１１０に供給される。
　映像形成部１１０は、映像データ生成部１３０から供給された映像信号に基づいて、映像形成部１１０の例えば画面に映像を形成する。映像形成部１１０としては、例えば、光源を有する液晶表示装置ＬＣＤを用いることができる。
　そして、投影部１２０は、映像形成部１１０で形成された映像を観視者１００の片目１０１に投影する。
　投影部１２０には、例えば、投影レンズ、ミラー、及び、発散角（拡散角）を制御する各種の光学素子が用いられる。また、場合によっては、投影部１２０は光源を含む。　
　本具体例では、投影部１２０として、結像レンズ１２０ａ、発散角を制御するレンチキュラーレンズ１２０ｂ、ミラー１２６及び非球面フレネルレンズ１２７が用いられている。
　そして、映像形成部１１０から出射した光束１１２は、結像レンズ１２０ａ、レンチキュラーレンズ１２０ｂ、ミラー１２６及び非球面フレネルレンズ１２７を経て、車載用表示システム１０が搭載される自車両７３０の例えばフロントガラス７１０（ウインドシールド、透明板）に設けられる反射体７１１（半透明の反射体）により反射され、観視者１００の片目１０１に投影される。そして観視者１００は、反射体７１１を介して、虚像形成位置３１０ａの位置に形成された表示オブジェクト１８０の虚像３１０を知覚する。
　なお、映像投影部１１５の構成は任意であり、例えば、上記の映像データ生成部１３０、映像形成部１１０及び投影部１２０のそれぞれの構成も任意である。これらに関しては、後述するように各種の変形が可能である。
　一方、位置推定部２１０は、観視者１００の映像が投影される片目１０１を推定する。位置推定部２１０は、例えば、観視者１００を撮像する撮像部２１１と、撮像部２１１によって撮像された撮像画像を画像処理する画像処理部２１２と、画像処理部２１２で画像処理されたデータに基づいて、観視者１００の片目１０１の位置を判断し、推定する演算部２１３と、を含むことができる。
　なお、撮像部２１１は、例えば、自車両７３０の運転席の前方や側方に配置され、例えば、操縦者である観視者１００の顔面の像を撮像し、上記のように、観視者の片目１０１の位置を推定する。
　さらに、本具体例では、制御部２５０がさらに設けられており、制御部２５０は、位置推定部２１０で推定された観視者１００の片目１０１の位置に基づいて、映像投影部１１５を制御することにより、光束１１２の投影範囲１１４ａと投影位置１１４の少なくともいずれかを調整することができる。
　制御部２５０は、例えば、投影部１２０の一部を構成するミラー１２６に連結された駆動部１２６ａを制御して、ミラー１２６の角度を制御することによって、投影位置１１４を制御する。これにより、観視者１００の頭部１０５が動いた際にも、それに追従して、映像の呈示位置を制御することが可能となり、観視者１００の頭部１０５の移動による映像呈示位置からの外れがなくなり、実用的な観視範囲を広くすることが可能になる。
　図３に表したように、本実施形態に係る車載用表示システム１０においては、表示映像５１０として、表示オブジェクト１８０が表示され、フロントガラス７１０の反射体７１１（図示せず）に投影して表示される。これにより、観視者１００は、外界映像５２０と表示映像５１０とを同時に見る。このように、車載用表示システム１０は車載用のＨＵＤとして用いられる。
　なお、表示オブジェクト１８０は、外界映像５２０の位置に対応させて表示映像５１０内での位置が制御される。　
　表示映像５１０は、このような表示オブジェクト１８０の他に、外界映像５２０とは独立して制御される、例えば、現在位置５１１、周辺の建物情報等５１２、速度や燃料等の車両情報５１４等を含むことができる。
　ＨＵＤは背景（外界映像５２０）に重畳した表示ができるため、観視者１００は直感的に表示を把握できることが利点である。特に、単眼視ＨＵＤは、観視者１００の注視点が遠くにあってもＨＵＤ表示も同時に見ることが可能であるので、外界に重畳させる表示に向いている。
　表示オブジェクト１８０を生成する映像投影部１１５の例えば映像データ生成部１３０は、仮想的な映像空間を有することができる。この仮想的な映像空間は、表示オブジェクト１８０が表示される虚像の表示位置を基準として、実空間と対応付けがされている。そして、仮想的な映像空間内の座標位置が、実空間に反映されるように表示オブジェクト１８０が生成される。
　図４に表したように、車載用表示システム１０においては、表示オブジェクト１８０は、表示オブジェクト１８０が示す実空間ＲＳ内の目的の位置に対応した、観視者１００の視野像ＶＩ内の位置に生成される。
　すなわち、映像投影部１１５は、前方情報取得部４１０によって取得された前方情報と、位置推定部２１０によって推定された片目１０１の位置と、に基づいて、観視者１００が自車両７３０の進路前方を観視したときの視野像ＶＩを推定する。例えば、観視者１００が、進路前方を観視したときの道等の前方情報５３０を観視者１００がどのように見ているかを推定し、推定した視野像ＶＩに、実空間ＲＳの道等の前方情報５３０に対応した像５３０ｖを推定する。なお、この際、像５３０ｖは実際に像として形成されなくとも良く、実空間ＲＳにおける前方情報５３０の各位置に対応した仮想的な位置であっても良い。
　そして、推定された視野像ＶＩに基づいて、進路前方の目的の位置（ターゲットの位置５２１）に対応する視野像ＶＩ内の位置（視野像ＶＩ内の位置５２１ｖ）に表示オブジェクト１８０が配置されるように表示オブジェクト１８０は生成される。　
　上記の視野像ＶＩの推定及び表示オブジェクト１８０の配置の方法の例に関しては後述する。
　そして、映像投影部１１５は、表示オブジェクト１８０を有する映像を含む光束１１２を生成し、光束１１２を位置推定部２１０によって推定された片目１０１の位置に基づいて観視者１００の片目１０１に向けて投影する。
　これにより、観視者１００は、視野像ＶＩ内に生成された表示オブジェクト１８０を、表示オブジェクト１８０が対応する進路前方の背景の像と重畳して観視することで、背景の像と表示オブジェクト１８０とを違和感無く見ることができる。
　この時、進路前方の実空間における３次元の軸（ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸）に対応させて、視野像ＶＩ内に３次元の軸（ｘ１軸、ｙ１軸及びｚ１軸）を定義することができる。さらに、視野像ＶＩに対応する仮想空間ＶＳ内における３次元の軸（α軸、β軸及びγ軸）を定義することができる。
　例えばｚ軸は、自車両７３０の進行方向であり、ｘ軸方向は左右方向であり、ｙ軸は上下方向とする。そして、ｘ１軸、ｙ１軸及びｚ１軸は、視野像ＶＩ内においてｘ軸、ｙ軸及びｚ軸にそれぞれ対応する軸である。そして、α軸、β軸及びγ軸は、仮想空間ＶＳ内において、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸にそれぞれ対応する軸である。
　なお、視野像ＶＩ内の３次元の空間は、観視者１００と視野像ＶＩとの間の距離（ｚ１方向の距離）が一定であるとして、視野像ＶＩは、例えば縦軸Ｖａ（ｙ１軸に相当）と横軸Ｈａ（ｘ１軸に相当）の２次元の空間（平面）を有するとすることができる。
　そして、例えば、仮想空間ＶＳ内の所定の位置に、仮想視点１０１ａ（仮想式な視点）が設定され、仮想視点１０１ａの位置から仮想空間ＶＳ内の表示オブジェクト１８０ｖを見たときに、表示オブジェクト１８０が奥行き情報を有するように表示オブジェクト１８０を生成する。
　すなわち、実空間ＲＳにおける奥行きに対応した仮想空間ＶＳにおいて奥行き情報を有するように、表示オブジェクト１８０の例えば大きさや形状が制御される。表示オブジェクト１８０は、例えば遠近法による奥行き情報を有する。
　例えば、仮想空間ＶＳにおいて、仮想視点１０１ａに近い側では、表示オブジェクト１８０は大きく、遠い側では表示オブジェクト１８０は小さく制御される。　
　この時、視野像ＶＩに重畳されて表示される表示オブジェクト１８０の大きさは、例えば、上方向（ｙ１の値が増大する方向）に行くに従って小さくなり、下方向（ｙ１の値が小さくなる方向）に行くに従って大きくなる。
　これによって、観視者１００は、表示オブジェクト１８０を観視したときに、表示オブジェクト１８０が知覚されるべき実空間ＲＳ内での奥行きの位置に、表示オブジェクト１８０を知覚し易くなる。
　なお、表示オブジェクト１８０の形状は、図４に例示したように、曲率を持った矢印の形状や、進路を変更する地点に変曲点を持った形状などとすることができる。そして、その形状は、上記のように、奥行き情報を有する形状である。
　以下、視野像ＶＩを推定する方法の一例について説明する。　
　図５は、車載用表示システム１０における座標系を例示している。すなわち、同図（ａ）は観視者１００の頭上からみたときの模式図であり、同図（ｂ）は観視者１００の側面方向から見たときの模式図である。
　ここで、同図（ａ）及び（ｂ）に表したように、（ｘ、ｙ、ｚ）座標系において、観視者１００の観視する片目（例えば、優位眼であり、例えば右目）１０１の位置を片目位置Ｅ（Ｅｘ、Ｅｙ、Ｅｚ）とする。　
　そして、本実施形態に係る車載用表示システム１０によって形成される表示オブジェクト１８０を含む光束１１２が、自車両７３０の反射体７１１において反射される位置を、視野像ＶＩ内の位置である視野像位置Ｐ（Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚ）とする。
　ここで、所定の基準位置Ｏ（０、ｈ１、０）を定める。ここで座標軸の原点を地面に接する位置とし、（０、０、０）とする。すなわち、基準位置Ｏは、座標軸の原点から高さｈ１の位置である。
　そして、上記の所定の基準位置Ｏからみたときの、自車両７３０の進路前方における任意の位置を実空間位置Ｑ（Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚ）とする。なお、実空間位置Ｑ（Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚ）は、前方情報取得部４１０によって取得された前方情報に基づいて求められる。
　基準位置Ｏからみて、片目位置Ｅのｘ軸方向におけるシフト量をｗ１とし、視野像位置Ｐのｘ軸方向におけるシフト量をｗ２とし、実空間位置Ｑのｘ軸方向におけるシフト量をｗ３とする。　
　一方、座標軸の原点からみて、片目位置Ｅのｙ軸方向におけるシフト量がＥｙであり、基準位置Ｏからみて、視野像位置Ｐのｙ軸方向におけるシフト量が（ｈ１－ｈ２）であり、実空間位置Ｑのｙ軸方向におけるシフト量が（ｈ１－ｈ３）である。
　また、基準位置Ｏと視野像位置Ｐとの間のｚ軸方向の距離を距離Ｉとし、基準位置Ｏと実空間位置Ｑとの間のｚ軸方向の距離を距離Ｌとする。
　実空間位置Ｑ（Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚ）は奥行き情報であるＱｚに関するデータを有しているが、このような実空間位置Ｑ（Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚ）は、視野像ＶＩ内においては、ｘ１－ｙ１平面内の２次元の位置として推定されるので、以下では、ｘ１軸方向とｙ１軸方向とに対応するｘ軸方向とｙ軸方向とに関して説明する。
　図５（ａ）に例示したように、ｘ軸方向に関していうと、実空間位置Ｑ（Ｑｘ、Ｑｙ）のｘ軸からのシフト量ｗ３と、視野像位置Ｐ（Ｐｘ、Ｐｙ）のｘ軸からのシフト量ｗ２と、の比は、距離Ｌと距離Ｉとの比と同一である。従って、基準位置Ｏに観視者１００の片目１０１が配置されているときは、視野像位置Ｐ（Ｐｘ、Ｐｙ）のｘ軸方向の値すなわち、シフト量ｗ２はｗ３×Ｉ／Ｌによって求まる。もし、観視者１００の片目１０１が基準位置Ｏからずれている場合は、そのずれ量、すなわち、距離Ｅｘ（ｗ１）によって補正すれば良い。
　一方、図５（ｂ）に例示したように、Ｙ軸方向に関していうと、実空間位置Ｑ（Ｑｘ、Ｑｙ）のｙ軸方向におけるシフト量（ｈ１－ｈ３）と、視野像位置Ｐ（Ｐｘ、Ｐｙ）のｙ軸方向におけるシフト量（ｈ１－ｈ２）と、の比は、距離Ｌと距離Ｉとの比と同一である。従って、基準位置Ｏに観視者１００の片目１０１が配置されているときは、視野像位置Ｐ（Ｐｘ、Ｐｙ）のｙ軸方向の値、すなわちシフト量（ｈ１－ｈ２）が、（ｈ１－ｈ３）×Ｉ／Ｌによって求まる。もし、観視者１００の片目１０１が基準位置Ｏからずれている場合は、そのずれ量、すなわち、距離（ｈ１－Ｅｙ）によって補正すれば良い。
　このように、観視者１００が自車両７３０の進路前方を観視したときの実空間ＲＳにおける実空間位置Ｑが対応する視野像ＶＩにおける視野像位置Ｐを推定することができる。
　上記の実空間ＲＳから視野像ＶＩを推定する方法と同様の方法によって、表示オブジェクト１８０が示す実空間ＲＳ内の目的の位置に対応した視野像ＶＩ内の位置に、表示オブジェクト１８０を生成することができる。
　例えば、視野像位置Ｐ（Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚ）に表示オブジェクト１８０が配置されるとする。この時、表示オブジェクト１８０が配置される位置は、表示オブジェクト１８０に含まれる各点の位置である。
　そして、上記の所定の基準位置Ｏからみたときに、表示オブジェクト１８０の虚像が実空間上に知覚される位置を、上記の実空間位置Ｑ（Ｑｘ、Ｑｙ、Ｑｚ）とする。この時、距離Ｌは、表示オブジェクト１８０を設定する際の設定奥行き距離となる。すなわち、基準位置Ｏからみて設定奥行き距離の位置が奥行き目標位置となる。
　シフト量ｗ３とシフト量ｗ２との比が、距離Ｌと距離Ｉとの比と同一であること、及び、シフト量（ｈ１－ｈ３）とシフト量（ｈ１－ｈ２）との比が、距離Ｌと距離Ｉとの比と同一であることに基づいて、表示オブジェクト１８０を実空間ＲＳに対応した視野像ＶＩ内の所定の位置に配置して生成することができる。
　図６（ａ）は、片目位置Ｅ（Ｅｘ、Ｅｙ）の位置を例示している。すなわち、同図は、撮像部２１１によって撮像された観視者１００の頭部１０５の撮像画像を例示している。同図に表したように、この撮像画像が画像処理部２１２で画像処理され、演算部２１３によって、観視者１００の片目１０１の位置が判断され、推定される。このようにして、基準位置Ｏから見たときの片目１０１の位置である片目位置Ｅ（Ｅｘ、Ｅｙ）が、位置推定部２１０によって推定される。すなわち、Ｅｘ及びＥｙが位置推定部２１０によって算出される。
　図６（ｂ）は、表示オブジェクト１８０が配置される視野像ＶＩ内のターゲットの位置の視野像位置Ｐ（Ｐｘ、Ｐｙ）を例示している。同図には、前方情報取得部４１０で取得された前方情報の像５３０ｖ（道路の幅や形状など）が例示されている。そして、表示オブジェクト１８０を表示すべきターゲットの位置に対応する視野像位置Ｐ（Ｐｘ、Ｐｙ）が求められる。すなわち、例えば、自車両７３０の進行する道において表示オブジェクト１８０を表示すべき位置に対応した位置が、視野像位置Ｐ（Ｐｘ、Ｐｙ）として求められる。
　図６（ｃ）は、視野像ＶＩに重畳して知覚される表示オブジェクト１８０の表示オブジェクト位置Ｐ１（Ｐｘ１、Ｐｙ１）を例示している。すなわち同図は、車載用表示システム１０によって、自車両７３０の反射体７１１に投影される表示オブジェクト１８０の位置である表示オブジェクト位置Ｐ１（Ｐｘ１、Ｐｙ１）を例示している。この表示オブジェクト位置Ｐ１（Ｐｘ１、Ｐｙ１）は、上記の片目位置Ｅ（Ｅｘ、Ｅｙ）及びターゲットの位置に対応する視野像位置Ｐ（Ｐｘ、Ｐｙ）に基づいて定められる。
　このようにして、観視者１００が進路前方の道等の前方情報５３０を観視したときの視野像ＶＩ内の前方情報５３０に対応した像５３０ｖを推定し、これにより、表示オブジェクト１８０の各位置が、実空間ＲＳに対応した視野像ＶＩ内の対応する各位置に配置されるように生成される。
　図１（ａ）は、観視者１００が、光束１１２に含まれる映像（表示映像５１０）と、自車両７３０の進路前方の背景と、を観視したときの視野像ＶＩと表示オブジェクト１８０とを模式的に例示している。　
　図１（ｂ）は、光束１１２に含まれる映像（表示映像５１０）の表示オブジェクト１８０を例示している。
　図１（ａ）に表したように、視野像ＶＩには、前方の道等に関する前方情報と先行車両７４０に関する先行車両情報とに関する情報が含まれ、観視者１００は、視野像ＶＩ内の所定の位置に、道等と先行車両７４０の像を知覚する。
　図１（ａ）及び（ｂ）に表したように、本実施形態に係る車載用表示システム１０においては、映像投影部１１５は、先行車両７４０の位置よりも手前側（すなわち自車両７３０の側）の第１位置Ｐ０１に対応する視野像ＶＩ内における第１視野像位置ＰＶ０１から、自車両７３０が進路を変更すると推定される第２位置Ｐ０２（進路変更位置）に対応する視野像ＶＩ内における第２視野像位置ＰＶ０２に到る表示オブジェクト１８０を生成する。
　第１位置Ｐ０１は、実空間ＲＳにおける位置であり、先行車両７４０の位置Ｐ７４０よりも手前側（先行車両７４０よりも自車両７３０の側）の位置である。例えば、第１位置Ｐ０１は、自車両７３０と先行車両７４０との間の位置である。例えば、第１位置Ｐ０１は、自車両７３０からみて進路前方の所定の距離の位置に設定することができる。
　第２位置Ｐ０２は、例えばナビゲーションシステム等によって、進路を変更することを促す道等の分岐点（交差点）などの位置であり、自車両７３０からみて先行車両７４０よりも前方（先行車両７４０の位置の第１位置Ｐ０１とは反対の側）の位置である。
　そして、視野像ＶＩにおいて、実空間ＲＳの第１位置Ｐ０１と第２位置Ｐ０２とにそれぞれ対応する位置が、第１視野像位置ＰＶ０１及び第２視野像位置ＰＶ０２である。
　そして、表示オブジェクト１８０は、第１視野像位置ＰＶ０１から第２視野像位置ＰＶ０２に到る。そして、この表示オブジェクト１８０は、既に説明したように、奥行き情報を有する。
　これにより、進路を示す表示オブジェクトを先行車よりも遠方の所定の位置に知覚させる単眼視の車載用表示システムが提供できる。
　図７は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの特性を示すグラフ図である。　
　すなわち、同図は、車載用表示システム１０に関する実験結果を例示している。この実験では、先行車両７４０が自車両７３０から見て進路前方の３０ｍに位置にあり、自車両７３０が進路を変更すると推定される第２位置Ｐ０２（進路変更位置）を自車両からみて、３０ｍ、４５ｍ、６０ｍ、７５ｍ及び１２０ｍの位置と変えて、その第２位置Ｐ０２を示すように表示オブジェクト１８０の位置（矢印の先端の位置）を設定したときに、観視者１００が知覚する奥行き位置を求めた。
　図７の横軸は、表示オブジェクト１８０の設定奥行き距離Ｌｓ（観視者１００と設定奥行き位置との間の距離）を表し、縦軸は、観視者１００が表示オブジェクト１８０を観視したときに知覚する主観的奥行き距離Ｌｓｕｂ（観視者１００と知覚した主観的奥行き位置との間の距離）を表している。
　そして、同図の破線Ｃ１は、設定奥行き距離Ｌｓと主観的奥行き距離Ｌｓｕｂとが一致する場合の特性を例示しており、実線Ｃ２は、実験により実際に求められた主観的奥行き距離Ｌｓｕｂを表している。
　同図に表したように、本実施形態に係る車載用表示システム１０においては、主観的奥行き距離Ｌｓｕｂは、設定奥行き距離Ｌｓに実質的に一致している。そして、例えば、設定奥行き距離Ｌｓを１２０ｍとした場合には、主観的奥行き距離Ｌｓｕｂは１０５ｍであり、先行車両７４０と自車両７３０との間の距離である３０ｍを超えて、先行車両７４０よりも前方の奥行き設定位置に近い位置に表示オブジェクト１８０が知覚されている。
　比較例の車載用表示システムの構成は、本実施形態に係る車載用表示システム１０に類似している。しかし、比較例の場合には、表示オブジェクト１８０の構成が本実施形態の場合と異なる。
　（第１の比較例）
　図８は、第１の比較例の車載用表示システムの動作と特性を示す模式図である。　
　同図（ａ）は動作を例示する模式図であり、同図（ｂ）は特性を例示するグラフ図である。　
　図８（ａ）に表したように、第１の比較例の車載用表示システムにおいては、表示オブジェクト１８０は、第２表示位置Ｐ０２の位置に配置された形状を有している。すなわち、表示オブジェクト１８０は、第１位置Ｐ０１に対応する第１視野像位置ＰＶ０１から、第２位置Ｐ０２に対応する第２視野像位置ＰＶ０２に到っていない。
　第１の比較例において、表示オブジェクト１８０を、第２位置Ｐ０２を自車両７３０からみて、３０ｍ、４５ｍ、６０ｍ、７５ｍ及び１２０ｍの位置と変えて配置したときに、観視者１００が知覚する奥行き位置を実験により求めた。なお、この場合も、先行車両７４０は自車両７３０から見て進路前方の３０ｍに位置に配置されている。
　この時、第２位置Ｐ０２に対応する第２視野像位置ＰＶ０２の位置に表示オブジェクト１８０が生成され、第２位置Ｐ０２の位置（自車両７３０からみて、３０ｍ、４５ｍ、６０ｍ、７５ｍ及び１２０ｍの位置）のそれぞれに対応する視野像ＶＩにおける各位置ＰＶ３０、ＰＶ４５、ＰＶ６０、ＰＶ７５及びＰＶ１２０の位置に、表示オブジェクト１８０が配置される。そして、この時、その奥行き位置に対応させて表示オブジェクト１８０の大きさが変えられている。
　図８（ｂ）は、この実験結果を例示している。図８（ｂ）に表したように、第１の比較例の場合には、表示オブジェクト１８０が知覚される主観的奥行き距離Ｌｓｕｂは、設定奥行き距離Ｌｓと、大きく異なっている。そして、例えば、設定奥行き距離Ｌｓを１２０ｍとした場合には、主観的奥行き距離Ｌｓｕｂは約６０ｍであり、設定奥行き位置とは大きくかけ離れた手前に知覚されている。
　（第２の比較例）
　図９は、第２の比較例の車載用表示システムの動作と特性を示す模式図である。　
　同図（ａ）は動作を例示する模式図であり、同図（ｂ）は特性を例示するグラフ図である。　
　図９（ａ）に表したように、第２の比較例の車載用表示システムにおいては、表示オブジェクト１８０は、第１位置Ｐ０１に対応する第１視野像位置ＰＶ０１から、第２位置Ｐ０２に対応する第２視野像位置ＰＶ０２に到るっているが、奥行き情報を有していない。すなわち、表示オブジェクト１８０の大きさ（例えば矢印の太さ）は、第１視野像位置ＰＶ０１から第２視野像位置ＰＶ０２にかけて一定である。なお、同図では、先行車両７４０を表示していない。
　第２の比較例において、表示オブジェクト１８０を、第２位置Ｐ０２を自車両７３０からみて、３０ｍ、４５ｍ、６０ｍ、７５ｍ及び１２０ｍの位置と変えて配置したときに、観視者１００が知覚する奥行き位置を実験により求めた。なお、この場合には、表示オブジェクト１８０の奥行き位置をより知覚しやすいように、先行車両７４０が無い場合として実験を行った。
　図９（ｂ）は、この実験結果を例示している。図９（ｂ）に表したように、第２の比較例の場合も、表示オブジェクト１８０が知覚される主観的奥行き距離Ｌｓｕｂは、設定奥行き距離Ｌｓとは、大きく異なっている。そして、例えば、設定奥行き距離Ｌｓを１２０ｍとした場合には、主観的奥行き距離Ｌｓｕｂは約６０ｍであり、設定奥行き位置とは大きくかけ離れた手前に知覚されている。
　これに対し、図７に関して説明したように、本実施形態に係る車載用表示システム１０においては、第１及び第２の比較例に比べて、主観的奥行き距離Ｌｓｕｂは、設定奥行き距離Ｌｓと良く一致している。このように、車載用表示システム１０によれば、進路を示す表示オブジェクトを先行車よりも遠方の所定の位置に知覚させる単眼視の車載用表示システムが提供できる。
　なお、上記においては、自車両７３０の進路前方に先行車両７４０が存在する場合の車載用表示システム１０の動作について説明したが、本実施形態に係る車載用表示システム１０において、先行車両７４０が存在しない場合の動作は任意である。
　例えば、先行車両７４０が存在しない場合も、先行車両７４０が存在する場合と同様に表示オブジェクト１８０を生成しても良い。すなわち、第１位置Ｐ０１を自車両７３０からみて進路前方の所定の距離の位置に設定し、第２位置Ｐ０２を進路を変更することを促す道等の分岐点（交差点）などの位置に設定し、第１位置Ｐ０１と第２位置Ｐ０２とにそれぞれに対応する第１視野像位置ＰＶ０１及び第２視野像位置ＰＶ０２を用いて、第１視野像位置ＰＶ０１から第２視野像位置ＰＶ０２に到り、奥行き情報を有するように表示オブジェクト１８０を生成しても良い。
　また、これ以外の表示オブジェクト１８０を生成しても良い。以下、先行車両７４０が存在しない場合の動作の別の一例を説明する。　
　図１０は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作と特性を示す模式図である。　
　同図（ａ）は動作を例示する模式図であり、同図（ｂ）は特性を例示するグラフ図である。　
　図１０（ａ）に表したように、車載用表示システム１０において、先行車両７４０が存在しない場合には、進路を変更することを促す道等の分岐点（交差点）などの第２位置Ｐ０２に対応する第２視野像位置ＰＶ０２の位置に表示オブジェクト１８０が生成されている。すなわち、第２位置Ｐ０２の位置が自車両７３０からみて、３０ｍ、４５ｍ、６０ｍ、７５ｍ及び１２０ｍの場合には、それらに対応する視野像ＶＩにおける各位置ＰＶ３０、ＰＶ４５、ＰＶ６０、ＰＶ７５及びＰＶ１２０の位置に、表示オブジェクト１８０が配置される。そして、この時、その奥行き位置に対応させて表示オブジェクト１８０の大きさが変えられている。
　このような動作をさせた場合、図１０（ｂ）に表したように、主観的奥行き距離Ｌｓｕｂは、設定奥行き距離Ｌｓに良く一致する。すなわち、先行車両７４０が存在しない場合には、表示オブジェクト１８０が先行車両７４０の像によって遮蔽されることがないので、表示された表示オブジェクト１８０は、設置された設定奥行き位置に精度良く知覚される。
　また、先行車両７４０が存在しない場合には、表示オブジェクト１８０は、定められた奥行き位置に表示され、進路を変更する地点の手間では、例えば矢印は上方向を向いている。そして、進路を変更する交差点等の地点にさしかかった時は、表示オブジェクト１８０の大きさや形は変化させずに、表示オブジェクト１８０の矢印の向きを、進路を変更する方向に回転させても良い。
　一方、先行車両が存在する場合には、例えば、進路を変更する地点の手前において、表示オブジェクト１８０の矢印の形状を徐々に変化させて、表示オブジェクト１８０の矢印の先端が先行車両７４０のよりも先に配置して、変更する進路の方向を表示する。
　このように、車載用表示システム１０において、表示オブジェクト１８０は、先行車両７４０が検出された場合と検出されない場合とで異なることができる。先行車両７４０の有無によって、表示オブジェクト１８０の表示態様を変えることで、先行車両７４０と表示オブジェクト１８０との差をより認知し易くなり、進路を変える交差点等の位置をより分かりやすく知覚させることができる。
　図１１は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの動作を示すフローチャート図である。　
　図１１に表したように、まず、地図情報を取得する（ステップＳ００１）。そして、目的位置を設定する（ステップＳ００２）。そして、自車両７３０の位置である自車両位置情報を、例えばＧＰＳ等によって取得する（ステップＳ００３）。そして、これらに基づいて、自車両７３０が進行すると推定される経路情報を生成する（ステップＳ００４）。
　なお、上記のステップＳ００３は、車載用表示システム１０の内部で実施されても良く、また、車載用表示システム１０の外部に設けられた例えばＧＰＳやレーダシステムによって実施されても良い。また、上記のステップＳ００１、Ｓ００２及びＳ００４も、車載用表示システム１０の内部で実施されても良く、また、車載用表示システムの外部に設けられたナビゲーションシステムで実施されても良い。
　そして、自車両７３０の例えば進行中の各時刻における進路前方の前方情報を取得する（ステップＳ００５）。すなわち、進行中の自車両７３０において、時間の経過につれて変化する前方情報を入手する。これは、前方情報取得部４１０によって実施される。
　そして、取得された前方情報に基づいて、進路を変更する位置を取得する（ステップＳ００６）。すなわち、進行している自車両７３０において、進路が変更される分岐点を把握する。
　そして、先行車両７４０を検出する（ステップＳ００７）。これには、例えば、カメラ等によって撮像された先行車両７４０の像や、車車間通信システムや路車間通信システムや衛星通信システムなどが用いられる。そして、先行車両７４０に関する情報が入手され、先行車両７４０の存在の有無の判断が行われる（ステップＳ００８）。これは、先行車両情報取得部４２０によって実施される。
　そして、先行車両７４０の有無に基づいて、表示オブジェクト１８０が配置される第２位置Ｐ０２（進路を変更する位置）が決定される（ステップＳ００９）。そして、第１位置Ｐ０１が決定される（ステップＳ０１０）。なお、この時、既に説明したように、先行車両７４０の有無に係わらず、第１位置Ｐ０１及び第２位置Ｐ０２をそれぞれ同じに設定しても良い。
　一方、観視者１００の像をカメラなどによって撮像し（ステップＳ０１１）、これに基づいて観視者１００の片目１０１の位置情報を取得する（ステップＳ０１２）。これは、位置推定部２１０によって実施される。
　そして、取得された片目１０１の位置情報に基づいて、図５に関して説明した基準位置Ｏ（０、ｈ１、０）と片目位置Ｅ（Ｅｘ、Ｅｙ、Ｅｚ）との差の補正を行い（ステップＳ０１３）、決定された第１位置Ｐ０１及び第２位置Ｐ０２に基づいて、表示オブジェクト１８０を生成する（ステップＳ０１４）。すなわち、図５及び図６に関して説明した処理を行う。
　そして、必要に応じて、映像投影部１１５に含まれる各種の光学部品や映像形成部１１０に起因する画像の歪みの補正を行う（ステップＳ０１５）。
　以上の動作は、映像投影部１１５の例えば映像データ生成部１３０によって実施される。そして、生成された表示オブジェクト１８０を含む映像信号が映像形成部１１０に提供され、これに基づき、光束１１２が生成され、光束１１２が観視者１００の片目１０１に投影される。
　これにより、進路を示す表示オブジェクトを先行車よりも遠方の所定の位置に知覚させることができる。
　なお、上記のステップＳ００１～Ｓ０１５は、技術的に可能な範囲で入れ替えても良く、また同時に実施しても良い。
　なお、図１に例示したように、車載用表示システム１０において、表示オブジェクト１８０の第２視野像位置ＰＶ０２の側の端は、視野像ＶＩにおける先行車両７４０に対応する領域の外に配置されている。すなわち、表示オブジェクト１８０の第２視野像位置ＰＶ０２の側の端は、先行車両７４０の像７４０Ｉよりも外側に配置されている。これにより、第２視野像位置ＰＶ０２が対応する第２位置Ｐ０２（進路を変更することを促す道等の分岐点などの位置）をより正確に知覚させることができる。
　このように、表示オブジェクト１８０の第２視野像位置ＰＶ０２の側の端は、視野像ＶＩ内における先行車両７４０に対応する領域を含まない位置に配置されることが望ましい。
　また、図１に例示したように、車載用表示システム１０において、表示オブジェクト１８０は、第１視野像位置ＰＶ０１から第２視野像位置ＰＶ０２に到る連続的な形状を有することができる。これにより、第１視野像位置ＰＶ０１から、先行車両７４０を経て、先行車両７４０よりも先の位置である第２視野像位置ＰＶ０２に到る位置をより分かりやすく知覚させ、第２視野像位置ＰＶ０２の奥行き位置をより正確に知覚させることができる。
　ただし、本発明は、これに限らず、以下に説明するように、表示オブジェクト１８０の表示態様は各種の変形が可能である。
　図１２は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作と特性を示す模式図である。　
　同図（ａ）は動作を例示する模式図であり、同図（ｂ）は特性を例示するグラフ図である。　
　図１２（ａ）に表したように、車載用表示システム１０の別の動作では、表示オブジェクト１８０は、第１視野像位置ＰＶ０１から第２視野像位置ＰＶ０２に到る経路で移動するように生成される。そして、この時も、表示オブジェクト１８０は奥行き情報を有しており、例えば表示オブジェクト１８０の大きさは、第１視野像位置ＰＶ０１の側よりも第２視野像位置ＰＶ０２の側で小さい。
　なお、本具体例では、表示オブジェクト１８０の第２視野像位置ＰＶ０２の側の端は、視野像ＶＩにおける先行車両７４０に対応する領域の外に配置されている。　
　すなわち、進路を変更する第２位置Ｐ０１に対応する第２視野像位置ＰＶ０２においては、表示オブジェクト１８０の矢印の先端は、進路を変更する方向に曲げられている。例えば、第１視野像位置ＰＶ０１では矢印の方向は上向きであり、第２視野像位置ＰＶ０２では矢印先端が先行車両７４０の像に重ならない位置まで水平方向に移動させされ、横方向を向いている。
　図１２（ｂ）に表したように、この場合も、主観的奥行き距離Ｌｓｕｂは、設定奥行き距離Ｌｓに良く一致する。
　図１３は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作と特性を示す模式図である。　
　同図（ａ）は動作を例示する模式図であり、同図（ｂ）は特性を例示するグラフ図である。　
　図１３（ａ）に表したように、この場合も、表示オブジェクト１８０は、第１視野像位置ＰＶ０１から第２視野像位置ＰＶ０２に到る経路で移動するように生成される。　
　ただし、本具体例では、表示オブジェクト１８０の第２視野像位置ＰＶ０２の側の端は、視野像ＶＩにおける先行車両７４０に対応する領域の内部に配置されている。
　図１３（ｂ）に表したように、この場合も、主観的奥行き距離Ｌｓｕｂは、設定奥行き距離Ｌｓに良く一致するが、図１２（ｂ）と図１３（ｂ）とを比較すると、図１２（ｂ）に例示した特性の方が、主観的奥行き距離Ｌｓｕｂと設定奥行き距離Ｌｓとの一致の程度はより高い。
　従って、図１２及び図１３に例示した結果から、表示オブジェクト１８０の第２視野像位置ＰＶ０２の側の端は、視野像ＶＩにおける先行車両７４０に対応する領域の外に配置されることがより望ましいことがわかる。
　これにより、表示オブジェクト１８０の第２視野像位置ＰＶ０２の側の端が先行車両７４０の像によって遮蔽されることがなくなり、表示オブジェクト１８０の第２視野像位置ＰＶ０２の奥行き位置をより正確に知覚させることができる。
　図１４は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作を示す模式図である。　
　図１４に表したように、車載用表示システム１０の別の動作では、表示オブジェクト１８０は、第１視野像位置ＰＶ０１から第２視野像位置ＰＶ０２に到り、断続的に配列した複数の表示オブジェクト要素１８０ｐを有している。　
　本具体例では、この複数の表示オブジェクト要素１８０ｐが同時に表示される。
　図１５は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作を示す模式図である。　
　すなわち、同図（ａ）～（ｃ）は、異なる時刻における表示オブジェクト１８０の表示状態を例示しており、同図（ａ）が最初の時刻であり、同図（ｂ）は同図（ａ）よりも後の時刻であり、同図（ｃ）は同図（ｂ）よりも後の時刻である。
　図１５（ａ）～（ｃ）に表したように、車載用表示システム１０において、表示オブジェクト１８０は、第１視野像位置ＰＶ０１から第２視野像位置ＰＶ０２に到り、断続的に配列した複数の表示オブジェクト要素１８０ｐを有し、この複数の表示オブジェクト要素１８０ｐは、順次に表示され、順次に消える。
　このように、本具体例では、複数の表示オブジェクト要素１８０ｐのうちの第１表示オブジェクト要素１８０ｐ１は、第１表示オブジェクト要素１８０ｐ１よりも第２視野像位置ＰＶ０２の側に配置された第２表示オブジェクト要素１８０ｐ２よりも時間的に先に消える。　
　このように、表示オブジェクト１８０をテロップのように表示させても良い。
　なお、図１５（ａ）～（ｃ）に例示した動作において、複数の表示オブジェクト要素１８０ｐの数を多くし、第１視野像位置ＰＶ０１の側の第１表示オブジェクト要素１８０ｐ１と、第２視野像位置ＰＶ０２の側の第２表示オブジェクト要素１８０ｐ２と、の差を小さくした動作が、図１２及び図１３に例示した表示オブジェクト１８０が移動する動作に相当する。
　この他、任意の表示態様によって表示オブジェクト１８０を生成することができる。
　図１６は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作を示す模式図である。　
　すなわち、同図（ａ）は、進路の変更がなく自車両７３０が進行している場合の表示オブジェクト１８０を例示し、同図（ｂ）は、進路を変更する場合の最初の時刻における表示オブジェクト１８０を例示し、同図（ｃ）は、同図（ｂ）よりも後の時刻における表示オブジェクト１８０を例示している。
　図１６（ａ）に表したように、進路の変更がなく、自車両が道なりに進行している場合には、表示オブジェクト１８０は、例えば、先行車両７４０の手前の奥行き位置に対応して表示される。
　そして、図１６（ｂ）に表したように、進路を変更する際には、先行車両７４０の手前の位置に第１位置Ｐ０１と、進路を変更する位置である第２位置Ｐ０２とが設定され、まず、第１位置Ｐ０１に対応する道路上の第１視野像位置ＰＶ０１から、第２位置Ｐ０２に対応する第２視野像位置ＰＶ０２に向けて、表示オブジェクト１８０の矢印の根元から矢印の先端の方向に向けて矢印が延びる。
　その後、例えば、図１６（ｃ）に表したように、表示オブジェクト１８０の矢印の先端は、第２位置Ｐ０２に対応する第２視野像位置ＰＶ０２の位置に設定される。本具体例では、進路を変更する交差点において進行する方向が、表示オブジェクト１８０の矢印の先端の曲がりによって示されている。
　そして、表示オブジェクト１８０の矢印の根元の部分は大きく（太く）、矢印の先の部分は小さく（細く）表示されることによって、奥行に関する情報を示している。
　なお、上記の各動作において、表示オブジェクト１８０の少なくとも一部は、進路前方の道の表面の位置に対応する視野像内ＶＩの位置に配置されることが望ましい。これにより、表示オブジェクト１８０の奥行き位置をより正確に知覚させることができる。
　なお、車載用表示システム１０において、映像形成部１１０としては、例えば、ＬＣＤの他に、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、及び、ＭＥＭＳ（Micro-electro-mechanical System）等の各種光スイッチを用いることができる。また、映像形成部１１０には、レーザプロジェクタやＬＥＤ（発光ダイオード）プロジェクタなどを用いることもでき、この場合は、レーザビームにより映像を形成する。映像形成部１１０として、光源としてＬＥＤを用いたＬＣＤを用いた場合は、装置を小型・省電力化できる。
　なお、上記では、光束１１２の発散角を制御する手段としてレンチキュラーレンズ１２０ｂを用いたが、この他に、拡散角度を制御した拡散板などを用いることもできる。
　ミラー１２６は、駆動部１２６ａによって角度調整ができるようにすることができる。ミラー１２６として、平面鏡以外に、パワーを持った反射面として、凹面ミラーを用いることができ、この場合も駆動部１２６ａによって、その角度を変えることができる。なお、表示される映像においては、ミラー１２６の角度などに依存した画像の歪みが発生することがあるが、これは映像データ生成部１３０において、歪み補正を行うことで、歪みのない映像を観視者１００に呈示することができる。
　車載用表示システム１０において、発散角が制御された光束１１２が観視者１００に到達し、観視者１００は片目１０１で映像を観視するが、観視者１００の両眼の間隔は平均６ｃｍであるので、観視者１００の頭部１０５上における光束１１２の幅を６ｃｍ程度に制御すると両眼に映像が投影されることがない。なお、映像の見易さから観視者１００の優位眼に映像を投影することが好ましい。
　なお、上記の具体例では、制御部２５０は、投影部１２０の一部を構成するミラー１２６に連結された駆動部１２６ａを制御して、ミラー１２６の角度を制御したが、例えば、投影部１２０を構成する各種の光学部品を制御して、投影範囲１１４ａを制御することができる。また、制御部２５０は、映像形成部１１０を制御して映像の輝度やコントラストなどを調整しても良い。
　なお、上記の具体例では、制御部２５０によって、推定された片目１０１の位置に基づいて光束１１２の投影範囲１１４ａと投影位置１１４の少なくともいずれかを自動的に調整するが、本発明はこれに限らない。例えば、推定された片目１０１の位置に基づいて光束１１２の投影範囲１１４ａと投影位置１１４の少なくともいずれかを手動で調整するようにしても良い。この場合は、例えば、投影部１２０によって撮像された観視者１００の頭部１０５の画像を何らかのディスプレイで見ながら、駆動部１２６ａを手動で制御して、ミラー１２６の角度を制御することができる。
　映像データ生成部１３０は、前方情報取得部４１０で取得された前方情報と、観視者１００の推定された片目１０１の位置と、に基づいて表示オブジェクト１８０を含む映像に関するデータを生成する。片目１０１の位置が実質的に変動しない場合は、表示オブジェクト１８０は、前方情報取得部４１０で取得された前方情報に基づいて生成しても良く、この場合も、前方情報と片目１０１の位置とに基づいて表示オブジェクト１８０を含む映像に関するデータを生成するものとする。
　なお、位置推定部２１０の演算部２１３においては、例えば、特許第３２７９９１３号公報などに記載されている人物認証に関する技術を用いて、観視者１００の顔認識と顔部品としての眼球位置を算出し、観視者１００の映像を投影する片目１０１の位置を判断して推定する。
　図１７は、本発明の第１の実施形態に係る別の車載用表示システムの構成を示す模式図である。　
　図１７に表したように、本実施形態に係る別の車載用表示システム１１は、前方情報検出部４２４と、経路生成部４５０と、をさらに備える。これ以外は、車載用表示システム１０と同様とすることができるので説明を省略する。
　前方情報検出部４２４は、例えば、前方撮像部４２１（カメラ）と、前方撮像部４２１で撮像した画像を画像解析する画像解析部４２２と、画像解析部４２２で解析された画像から、道路や交差点の形状や障害物などに関する各種の情報を抽出し、前方情報を生成する前方情報生成部４２３と、を有している。これにより、前方情報として、前方情報検出部４２４により検出された前方の道路状況（道路や交差点の形状など）に関するデータが取得される。
　そして、前方情報検出部４２４によって検出された前方情報が、前方情報取得部４１０に供給される。
　また、前方情報検出部４２４は、前方撮像部４２１によって撮像した画像を画像解析することによって、先行車両７４０に関する情報も検出でき、前方情報検出部４２４によって検出された先行車両情報を先行車両情報取得部４２０に供給しても良い。
　なお、前方情報検出部４２４は、前方情報取得部４１０または先行車両情報取得部４２０に内蔵されても良い。
　一方、経路生成部４５０は、自車両７３０が進行すると推測される経路情報（ルート情報）を生成する。
　経路生成部４５０は、例えば、地図情報等と自車両７３０の現在位置とに基づいて、自車両７３０が進行すると推測される経路を算出する。このとき、例えば、いくつかの経路の候補を算出し、自車両７３０の操縦者である観視者１００に選択を促して、その結果に基づき、経路を決定するようにしても良い。
　そして、図１１に関して説明したように、生成された経路情報に基づいて、進路を変更する位置を求め、これに基づき表示オブジェクト１８０を生成する。
　なお、この経路生成部４５０は、例えば、映像データ生成部１３０に内蔵させることもできる。また、車載用表示システムに内蔵される各種の構成要素に内蔵されても良い。
　なお、この経路生成部４５０は、車載用表示システム１１に設けられなくても良い。例えば、自車両７３０内に別途設けられるナビゲーションシステムに、経路生成部４５０に相当する部分が設けられ、そのナビゲータシステムで生成された、自車両７３０が進行すると推測される経路を入手して、映像データ生成部１３０は、表示オブジェクト１８０を含む映像データを生成しても良い。
　さらに、経路生成部４５０に相当する部分は、自車両７３０とは別に設けられても良い。この場合は、例えば無線技術によって、自車両７３０とは別に設けられた経路生成部４５０に相当する部分からデータを入手して、映像データ生成部１３０は、表示オブジェクト１８０を含む映像データを生成することができる。
　このように、経路生成部４５０（及びそれに相当する部分）は、任意の場所に設けることができる。
　図１８は、本発明の第１の実施形態に係る別の車載用表示システムの構成を示す模式図である。　
　図１８に表したように、本実施形態に係る別の車載用表示システム１２は、映像投影部１１５の構成が、図２に例示した車載用表示システム１０とは異なっている。具体的には、映像形成部１１０及び投影部１２０の構成が異なっている。また、本具体例は、制御部２５０が設けられていない例である。これ以外は、車載用表示システム１０と同様なので説明を省略する。
　本実施例に係る車載用表示システム１２においても、映像形成部１１０としては、例えば、ＬＣＤ、ＤＭＤ及びＭＥＭＳ等の各種光スイッチを用いることができる。なお、映像形成部１１０には、レーザプロジェクタやＬＥＤプロジェクタなどを用いることもできる。
　本具体例では、投影部１２０には、例えば、光源１２１、テーパライトガイド１２２、第１レンズ１２３、可変アパーチャ１２４、第２レンズ１２５、例えば凹面状の可動式のミラー１２６、及び、非球面フレネルレンズ１２７が用いられている。　
　なお、例えば、第１レンズ１２３の焦点距離をｆ１、第２レンズ１２５の焦点距離をｆ２とすると、可変アパーチャ１２４は、第１レンズ１２３からｆ１の距離で、第２レンズ１２５からｆ２の距離の位置に設置されている。
　そして、第２レンズ１２５から出射した光束は、映像形成部１１０に入射し、映像形成部１１０で形成された映像に基づいて変調された光束１１２となる。
　その光束１１２は、ミラー１２６及び非球面フレネルレンズ１２７を経て、車載用表示システム１２が搭載される自車両７３０のフロントガラス７１０の反射体７１１により反射され、観視者１００の片目１０１に投影される。
　なお、光源１２１には、ＬＥＤや高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、レーザなど各種のものを用いることができる。また、非球面フレネルレンズ１２７は、例えば、フロントガラス７１０の形状に合わせて光束１１２の形（断面形状など）を制御できるように設計することができる。
　（第２の実施の形態）
　以下、本発明の第２の実施形態に係る表示方法について説明する。　
　図１９は、本発明の第２の実施形態に係る表示方法を示すフローチャート図である。　
　図１９に表したように、本発明の第２の実施形態に係る表示方法では、まず、自車両７３０の進路前方に関する前方情報を取得する（ステップＳＳ１）。そして、進路前方に存在する先行車両７４０に関する先行車両情報を取得する（ステップＳＳ２）。そして、自車両７３０に搭乗する観視者１００者の片目１０１の位置を推定する（ステップＳＳ３）。
　そして、前方情報と片目１０１の位置とに基づいて、観視者１００が自車両７３０の進路前方を観視したときの視野像ＶＩを推定する（ステップＳＳ４）。
　そして、先行車両７４０の位置よりも自車両７３０の側の第１位置Ｐ０１に対応する視野像ＶＩ内における第１視野像位置ＰＶ０１から、先行車両７４０の位置の第１位置Ｐ０１とは反対の側であって自車両７３０が進路を変更すると推定される第２位置Ｐ０２に対応する視野像ＶＩ内における第２視野像位置ＰＶ０２に到り、奥行き情報を有する表示オブジェクト１８０を生成する（ステップＳＳ５）。
　そして、表示オブジェクト１８０を有する映像を含む光束１１２を生成する（ステップＳＳ６）。そして、光束１１２を推定された片目１０１の位置に基づいて観視者１００の片目１０１に向けて投影する（ステップＳＳ７）。
　これにより、進路を示す表示オブジェクトを先行車よりも遠方の所定の位置に知覚させる単眼視の表示方法が提供できる。
　なお、上記のステップＳＳ１～ＳＳ７は、技術的に可能な範囲で入れ替えても良く、また同時に実施しても良い。
　（第３の実施の形態）
　以下、本発明の第３の実施形態に係る車両について説明する。　
　本実施形態に係る車両は、上記の自車両７３０である。すなわち、図２に例示したように、自車両７３０は、第１の実施形態に係るいずれかの車載用表示システムと、前記車載用表示システムから出射される光束１１２を観視者１００に向けて反射させるフロントガラス７１０と、を備える。
　例えば、図２に例示したように、自車両７３０は、例えば、観視者１００からみて自車両７３０のダッシュボード７２０の奥に、車載用表示システム１０を備える。
　これにより、進路を示す表示オブジェクトを先行車よりも遠方の所定の位置に知覚させる単眼視の表示を提供できる車両が提供できる。
　以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、車載用表示システム、表示方法及び車両を構成する各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。　
　また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
　その他、本発明の実施の形態として上述した車載用表示システム、表示方法及び車両を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての車載用表示システム、表示方法及び車両も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
　その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
　本発明によれば、進路を示す表示オブジェクトを先行車よりも遠方の所定の位置に知覚させる単眼視の車載用表示システム、表示方法及び車両が提供される。
　１０、１１、１２　車載用表示システム
　１００　観視者
　１０１　片目
　１０１ａ　仮想視点
　１０５　頭部
　１１０　映像形成部
　１１２　光束
　１１４　投影位置
　１１４ａ　投影範囲
　１１５　映像投影部
　１２０　投影部
　１２０ａ　結像レンズ
　１２０ｂ　レンチキュラーレンズ
　１２１　光源
　１２２　テーパライトガイド
　１２３　第１レンズ
　１２４　可変アパーチャ
　１２５　第２レンズ
　１２６　ミラー
　１２６ａ　駆動部
　１２７　非球面フレネルレンズ
　１３０　映像データ生成部
　１８０　表示オブジェクト
　１８０ｐ　表示オブジェクト要素
　１８０ｐ１　第１表示オブジェクト要素
　１８０ｐ２　第２表示オブジェクト要素
　１８０ｖ　表示オブジェクト
　２１０　位置推定部
　２１１　撮像部
　２１２　画像処理部
　２１３　演算部
　２５０　制御部
　３１０　虚像
　３１０ａ　虚像形成位置
　４１０　前方情報取得部
　４１０ａ　前方情報データ格納部
　４２０　先行車両情報取得部
　４２１　前方撮像部
　４２２　画像解析部
　４２３　前方情報生成部
　４２４　前方情報検出部
　４５０　経路生成部
　５１０　表示映像
　５１１　現在位置
　５１２　建物情報等
　５１４　車両情報
　５２０　外界映像
　５２１　ターゲットの位置
　５２１ｖ　視野像ＶＩ内の位置
　５３０　前方情報
　５３０ｖ　像
　７１０　フロントガラス
　７１１　反射体
　７２０　ダッシュボード
　７３０　自車両（車両）
　７４０　先行車両
　７４０Ｉ　先行車両の像
　Ｏ　基準位置
　Ｐ　視野像位置
　Ｐ０１　第１位置
　Ｐ０２　第２位置
　Ｐ１　表示オブジェクト位置
　Ｐ７４０　先行車両の位置
　ＰＶ０１　第１視野像位置
　ＰＶ０２　第２視野像位置
　ＰＶ３０、ＰＶ４５、ＰＶ６０、ＰＶ７５、ＰＶ１２０　位置
　Ｑ　実空間位置
　ＲＳ　実空間
　ＶＩ　視野像
　ＶＳ　仮想空間（映像空間）

Claims (11)

  1. 　自車両の進路前方に関する前方情報を取得する前方情報取得部と、
    　前記進路前方に存在する先行車両に関する先行車両情報を取得する先行車両情報取得部と、
    　前記自車両に搭乗する観視者の片目の位置を推定する位置推定部と、
    表示オブジェクトを有する映像情報を含む光束を生成し、前記光束を前記片目の位置に基づいて前記観視者の前記片目に向けて投影する映像投影部と、
    　を備え、
    　前記映像投影部は、前記前方情報と前記片目の位置とに基づいて、前記観視者が前記自車両の前記進路前方を観視したときの視野像を推定し、前記先行車両情報取得部によって取得された前記先行車両の位置よりも前記自車両の側の第１位置に対応する前記視野像内における第１視野像位置から、前記先行車両の位置の前記第１位置とは反対の側であって前記自車両が進路を変更すると推定される第２位置に対応する前記視野像内における第２視野像位置に到り、奥行き情報を有する前記表示オブジェクトを生成する映像データ生成部を有することを特徴とする車載用表示システム。
  2. 　前記表示オブジェクトの前記第１視野像位置における大きさは、前記第２視野像位置における大きさよりも大きいことを特徴とする請求項１記載の車載用表示システム。
  3. 　前記表示オブジェクトの前記第２視野像位置の側の端は、前記視野像内における前記先行車両に対応する領域を含まない位置に配置されることを特徴とする請求項２記載の車載用表示システム。
  4. 　前記表示オブジェクトは、前記第１視野像位置から前記第２視野像位置に到る連続的な形状を有していることを特徴とする請求項３記載の車載用表示システム。
  5. 　前記表示オブジェクトは、前記第１視野像位置から前記第２視野像位置に到り、断続的に配列した複数の表示オブジェクト要素を有していることを特徴とする請求項３記載の車載用表示システム。
  6. 　前記複数の表示オブジェクト要素のうちの第１表示オブジェクト要素は、前記第１表示オブジェクト要素よりも前記第２視野像位置の側に配置された第２表示オブジェクト要素よりも時間的に先に消えることを特徴とする請求項５記載の車載用表示システム。
  7. 　前記表示オブジェクトの少なくとも一部が、前記第１視野像位置と前記第２視野像位置との間を移動することを特徴とする請求項３記載の車載用表示システム。
  8. 　前記表示オブジェクトの少なくとも一部は、前記進路前方の道の位置に対応する前記視野像内の位置に配置されることを特徴とする請求項３記載の車載用表示システム。
  9. 　前記先行車両情報取得部は、前記進路前方に前記先行車両が存在するという情報及び存在しないという情報を取得し、
    　前記表示オブジェクトは、前記進路前方に前記先行車両が存在するときと存在しないときとで異なることを特徴とする請求項３記載の車載用表示システム。
  10. 　自車両の進路前方に関する前方情報を取得し、
    　前記進路前方に存在する先行車両に関する先行車両情報を取得し、
    　前記自車両に搭乗する観視者の片目の位置を推定し、
    　前記前方情報と前記片目の位置とに基づいて、前記観視者が前記自車両の前記進路前方を観視したときの視野像を推定し、
    　前記先行車両の位置よりも前記自車両の側の第１位置に対応する前記視野像内における第１視野像位置から、前記先行車両の位置の前記第１位置とは反対の側であって前記自車両が進路を変更すると推定される第２位置に対応する前記視野像内における第２視野像位置に到り、奥行き情報を有する前記表示オブジェクトを生成し、
    　前記表示オブジェクトを有する映像を含む光束を生成し、
    　前記光束を前記片目の位置に基づいて前記観視者の前記片目に向けて投影することを特徴とする表示方法。
  11. 　請求項１記載の車載用表示システムと、
    　前記車載用表示システムから出射される前記光束を前記観視者に向けて反射させるフロントガラスと、
    　を備えたことを特徴とする車両。
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