特開 2018-202927 ヘッドアップディスプレイ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2018-202927(P2018-202927A)

(43)【公開日】2018年12月27日

(54)【発明の名称】ヘッドアップディスプレイ装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 35/00 20060101AFI20181130BHJP

   G02B 27/01 20060101ALI20181130BHJP

   G02B 27/22 20060101ALI20181130BHJP

   G01D 7/00 20060101ALI20181130BHJP

【ＦＩ】

   B60K35/00 A

   G02B27/01

   G02B27/22

   G01D7/00 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-107771(P2017-107771)

(22)【出願日】2017年5月31日

(71)【出願人】

【識別番号】000231512

【氏名又は名称】日本精機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】菊地 裕太

【テーマコード（参考）】

2F041

2H199

3D344

【Ｆターム（参考）】

2F041EA07

2F041EA08

2H199BA08

2H199BA09

2H199BA13

2H199BA23

2H199BA24

2H199BA29

2H199BB02

2H199BB19

2H199BB33

2H199BB52

2H199CA92

2H199CA94

2H199DA03

2H199DA12

2H199DA15

2H199DA32

2H199DA36

2H199DA43

2H199DA46

3D344AA20

3D344AA21

3D344AA30

3D344AB01

3D344AC25

3D344AD13

(57)【要約】      （修正有）

【課題】前景における対象物と該対象物に対して表示される虚像との視認性を向上させることができるヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】位置情報取得部２１は、前景中から視認者に報知すべき対象物が存在する奥行き方向Ｚの位置を含む位置情報を取得し、表示制御部３０は、位置情報取得部２１から取得した位置情報に基づき、虚像７０が結像される奥行き位置９５が変更されるように投射部４０を制御し、対象物に対して所定の位置関係を有するように虚像７０を表示する奥行き位置９５を調整する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

前景に重畳して虚像（７０）を表示する表示光（５０）を被投影部に向けて投射する（４０）と、
前記前景中から視認者に報知すべき対象物（Ｗ）が存在する奥行き方向の位置を含む位置情報（Ｐ）を取得する位置情報取得部（２０）と、
前記位置情報取得部（２０）から取得した前記位置情報（Ｐ）に基づき、前記虚像（７０）が結像される奥行き位置（９５）が変更されるように前記投射部（４０）を制御する表示制御部（３０）と、を備え、
前記表示制御部（３０）は、前記対象物（Ｗ）に対して所定の位置関係を有するように前記虚像（７０）を表示する奥行き位置（９５）を調整する、ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項2】

前記対象物（Ｗ）に関する対象物情報を取得する対象物情報取得部又は／及び自車に関する自車情報を取得する自車情報取得部をさらに備え、
前記表示制御部（３０）は、前記対象物情報取得部から取得する前記対象物情報又は／及び前記自車情報取得部から取得する前記自車情報に基づき、前記虚像（７０）の前記奥行き方向の長さ（８０）を変える、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項3】

前記位置情報（Ｐ）は、前記対象物（Ｗ）の近傍側の端部の位置に関する近傍位置情報（Ｐｒ）と、遠方側の端部の位置に関する遠方位置情報（Ｐｆ）と、を含み
前記表示制御部（３０）は、前記近傍位置情報（Ｐｒ）及び前記遠方位置情報（Ｐｆ）に基づき、前記虚像（７０）の一端の前記奥行き位置（９５）が前記対象物（Ｗ）の近傍側の端部より近くなり、かつ前記虚像（７０）の他端の前記奥行き位置（９５）が前記対象物（Ｗ）の遠方側の端部より遠くなるように、前記虚像（７０）の前記奥行き方向の長さ（８０）を変える、
ことを特徴とする請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項4】

前記対象物（Ｗ）に関する対象物情報を取得する対象物情報取得部又は／及び自車に関する自車情報を取得する自車情報取得部をさらに備え、
前記表示制御部（３０）は、前記対象物情報取得部から取得する前記対象物情報又は／及び前記自車情報取得部から取得する前記自車情報に基づき、前記虚像（７０）の前記奥行き位置（９５）を変える、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項5】

前記位置情報（Ｐ）は、前記対象物（Ｗ）の近傍側の端部の位置に関する近傍位置情報（Ｐｒ）と、遠方側の端部の位置に関する遠方位置情報（Ｐｆ）と、を含み
前記表示制御部（３０）は、前記近傍位置情報（Ｐｒ）及び前記遠方位置情報（Ｐｆ）に基づき、前記虚像（７０）の奥行き位置（９５）を、前記対象物（Ｗ）の近傍側の端部より近い位置から前記対象物（Ｗ）の近傍側の端部より遠い位置まで調整可能とする、
ことを特徴とする請求項４に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項6】

前記虚像（７０）は、第１の虚像（７４）と、第２の虚像（７５）とを有し、
前記表示制御部（３０）は、前記虚像（７０）の前記奥行き位置（９５）を変化させる際、前記奥行き位置（９５）が第１の領域内である場合、前記第１の虚像（７４）と前記第２の虚像（７５）とを重ねて表示し、前記奥行き位置（９５）が前記第２の領域と異なる第２の領域内である場合、前記第１の虚像（７４）と前記第２の虚像（７５）とを重ならないように表示する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【請求項7】

前記表示制御部（３０）は、前記虚像（７０）の前記奥行き位置（９５）を繰り返し変化させる、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示されるＨＵＤ装置は、前景に存在する前方車両（対象物の一例）に、虚像を重畳させて表示することで、車両運行に影響を及ぼすおそれのある前方車両に注意を向けさせることで安全な運転に寄与するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７−００７４８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示されたＨＵＤ装置では、視認者から見て、対象物と虚像とが重畳して視認されるが、虚像の奥行き方向の表示位置（奥行き位置）が変化しないため、対象物の位置によって、対象物と虚像との間の距離（奥行き方向における距離）が変化してしまい、対象物と虚像との視認性が低下するおそれがあり、対策の余地があった。

【0005】

本発明の１つの目的は、前景における対象物と該対象物に対して表示される虚像との視認性を向上させることができるヘッドアップディスプレイ装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明の第１の態様におけるヘッドアップディスプレイ装置は、
前景に重畳して虚像（７０）を表示する表示光（５０）を被投影部に向けて投射する（４０）と、
前記前景中から視認者に報知すべき対象物（Ｗ）が存在する奥行き方向の位置を含む位置情報（Ｐ）を取得する位置情報取得部（２０）と、
前記位置情報取得部（２０）から取得した前記位置情報（Ｐ）に基づき、前記虚像（７０）が結像される奥行き位置（９５）が変更されるように前記投射部（４０）を制御する表示制御部（３０）と、を備え、
前記表示制御部（３０）は、前記対象物（Ｗ）に対して所定の位置関係を有するように前記虚像（７０）を表示する奥行き位置（９５）を調整する。

【0007】

このように構成されたヘッドアップディスプレイ装置では、対象物の奥行き方向の位置の変化に依らず、対象物に対して所定の位置関係を有するように虚像の奥行き位置を調整するため、対象物と虚像との間の奥行き方向における距離が変化しないため、双方を視認する際の目の焦点調整が煩雑にならず、対象物と虚像の視認性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係るＨＵＤ装置の構成と、このＨＵＤ装置が表示する虚像を説明する図である。

【図2】上記実施形態のＨＵＤ装置における投射部の構成を示す図である。

【図3】上記実施形態のＨＵＤ装置の主要な動作手順を示すフロー図である。

【図4】上記実施形態のＨＵＤ装置が表示する虚像の第１の表示例を示す図である。

【図5】上記実施形態のＨＵＤ装置が表示する虚像の第２の表示例を示す図である。

【図6A】上記実施形態のＨＵＤ装置が表示する虚像の第３の表示例を示す図である。

【図6B】上記実施形態のＨＵＤ装置が表示する虚像の第３の表示例を示す図である。

【図7A】上記実施形態のＨＵＤ装置が表示する虚像の第４の表示例を示す図である。

【図7B】上記実施形態のＨＵＤ装置が表示する虚像の第４の表示例を示す図である。

【図8】上記実施形態のＨＵＤ装置が表示する虚像の第５の表示例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に説明する実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられ、当業者は、本発明が以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。

【0010】

図１は、本発明に係るヘッドアップディスプレイ（以下では、ＨＵＤとも呼ぶ）装置１０の実施形態に対応する構成と、このＨＵＤ装置１０が表示する虚像７０を説明する図である。なお、図１では、車両１の前後方向をＺ方向（前方向がＺ正方向）とし、車両１の左右方向（車両１の幅方向）に沿う方向をＸ方向（左方向がＸ正方向）とし、上下方向をＹ方向（上方向がＹ正方向）とする。

【0011】

図１において、本実施形態のＨＵＤ装置１０は、通信インターフェース５に通信可能に連結されている。通信インターフェース５は、例えば、ＵＳＢポート、シリアルポート、パラレルポート、ＯＢＤＩＩ、及び／又は他の任意の適切な有線通信ポートなどの有線通信機能を含むことができる。車両１からのデータケーブルは、ＨＵＤ装置１０に情報を伝達するために、通信インターフェース５を介して、ＨＵＤ装置１０の情報取得部２０に連結される。なお、他の実施形態では、通信インターフェース５は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信プロトコル、ＩＥＥＥ８０２．１１プロトコル、ＩＥＥＥ８０２．１６プロトコル、共有無線アクセスプロトコル、ワイヤレスＵＳＢプロトコル、及び／又は他の任意の適切な無線電信技術を用いた無線通信インターフェースを含むことができる。

【0012】

［ＨＵＤ装置１０の構成］
ＨＵＤ装置１０は、通信インターフェース５から各種情報を取得する入力インターフェースである情報取得部２０と、表示制御部３０と、表示光５０を投射する投射部４０と、を有する。例えば、通信インターフェース５には、車両１に設けられた車両ＥＣＵ、車載カメラ、センサ、他の車載機器、他車両、路上の通信インフラ、などが情報を授受可能に接続され、ＨＵＤ装置１０は、通信インターフェース５に接続された情報取得部２０から各種情報を入力し、表示する虚像７０に反映する。

【0013】

情報取得部２０は、位置情報取得部２１と、対象物情報取得部２２と、自車情報取得部２３と、を有する。なお、対象物情報取得部２２又は／及び自車情報取得部２３は、省略されてもよい。

【0014】

位置情報取得部２１は、視認者（例えば、車両１の運転者）に報知すべき対象物Ｗが存在する奥行き方向Ｚの位置を少なくとも含む位置情報Ｐを取得するものであり、該位置情報Ｐを、通信インターフェース５を介して車両１に設けられた車載カメラ、センサ、または車両ＥＣＵなどから取得する入力インターフェースで構成される。なお、位置情報Ｐは、対象物Ｗの近傍側の端部の位置に関する近傍位置情報Ｐｒと、遠方側の端部の位置に関する遠方位置情報Ｐｆとを含んでいてもよい（図４参照）。また、位置情報Ｐを生成する車載カメラ、センサなどは、ＨＵＤ装置１０に設けられてもよく、この場合、ＨＵＤ装置１０に設けられた車載カメラ、センサが、本発明の位置情報取得部に該当する。

【0015】

対象物情報取得部２２は、運転者に報知すべき対象物Ｗの種類、大きさ、速度、移動方向などの対象物情報を取得するものであり、該対象物情報を、通信インターフェース５を介して車両１に設けられた車載カメラ、センサ、他車両、路上の通信インフラ、または車両ＥＣＵなどから取得する入力インターフェースで構成される。なお、前記対象物情報を生成する車載カメラ、センサなどは、ＨＵＤ装置１０に設けられてもよく、この場合、ＨＵＤ装置１０に設けられた車載カメラ、センサが、本発明の対象物情報取得部に該当する。

【0016】

自車情報取得部２３は、ＨＵＤ装置１０が搭載された自車両に関する速度などの自車情報を取得するものであり、該自車情報を、通信インターフェース５を介して車両１に設けられたセンサまたは車両ＥＣＵなどから取得する入力インターフェースで構成される。なお、前記自車情報を生成するセンサなどは、ＨＵＤ装置１０に設けられてもよく、この場合、ＨＵＤ装置１０に設けられたセンサが、本発明の自車情報取得部に該当する。

【0017】

本実施形態のＨＵＤ装置１０は、車両１の内部に設けられ、一部の光を透過し、一部の光を反射する被投影部２に向けて、表示光５０を投射する。この被投影部２は、車両１のフロントウインドシールドの一部で構成されてもよく、コンバイナなどの専用部品であってもよい。運転者の視点３を置くと想定される領域に、被投影部２に反射された表示光５０によりアイボックス４を形成する。運転者は、視点３をこのアイボックス４内に配置することでＨＵＤ装置１０が表示する虚像７０の全体を視認することができ、視点３がアイボックス４から外れると虚像７０の一部が視認できなくなる（視認しづらくなる）。本実施形態のＨＵＤ装置１０は、情報取得部２０から入力した各種情報に基づき、表示領域９０内で、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に虚像７０が表示される位置を調整することができる。すなわち、ＨＵＤ装置１０は、奥行き方向Ｚにおける虚像７０が表示される位置（奥行き位置９５）を調整することができる。また、ＨＵＤ装置１０は、虚像７０の奥行き方向Ｚの長さ８０を調整可能に構成されてもよい。

【0018】

［虚像７０の説明］
図１の左図を用いて、本実施形態のＨＵＤ装置１０が表示する虚像７０の例を説明する。図１に示す虚像７０は、例えば、奥行き感を表現しない２Ｄ虚像の第１の虚像７１と、奥行き方向Ｚに長さ８２を有する奥行き感を表現する３Ｄ虚像の第２の虚像７２，第３の虚像７３と、を有する。第１の虚像７１の一例は、図１の奥行き位置９６のＸＹ平面に平面的に結像され、運転者に遠近感を感じさせない２Ｄ虚像である。このような第１の虚像７１の一例によれば、概ね目の焦点を調整することなく表示全体を明確に認識することができる。３Ｄ虚像の一例である第２の虚像７２は、奥行き方向Ｚに長さ８２を有し、図１の奥行き位置９８のＸＹ平面上に一端があり、奥行き位置９８より運転者から離れた奥行き位置９９のＸＹ平面上に他端があり、平面的に結像され、運転者に奥行き感を感じさせる。このような第２の虚像７２は、運転者の目の焦点の調整により表示全体が明確に認識されるため、立体的な印象を与えることができる。また、３Ｄ虚像の別例である第３の虚像７３は、奥行き方向Ｚに長さ８３を有し、図１の奥行き位置９７のＸＹ平面上に一端があり、奥行き位置９７より運転者から離れた奥行き位置９８のＸＹ平面上に他端があり、体積を有するような立体的なオブジェクトとして結像され、運転者に立体感を感じさせる。

【0019】

表示制御部３０は、表示態様決定部３１と、奥行き位置調整部３２と、表示データ生成部３３と、を有する。表示制御部３０は、情報取得部２０から取得した情報に基づいて、表示データを生成し、この表示データに基づいて投射部４０を駆動することで虚像７０を表示する。特に、本実施形態における表示制御部３０は、虚像７０の奥行き位置８０を調整することが可能である。

【0020】

表示態様決定部３１は、通信インターフェース５を介して情報取得部２０から取得した対象物Ｗの位置情報Ｐ，前記対象物情報，自車情報を基に、対象物Ｗに対して表示する虚像７０の表示態様を変化させる。表示態様の変化とは、例えば、対象物Ｗの位置を基準にして虚像７０の奥行き位置９５を変化させること、虚像７０の奥行き方向Ｚの長さ８０を変化させること、を含む。表示例については、図４乃至７を用いて後で詳述する。

【0021】

奥行き位置調整部３２は、虚像７０の奥行き方向Ｚの長さ８０及び奥行き位置９５を決定可能であり、表示態様決定部３１が決定した所定の表示態様となるように、通信インターフェース５を介して情報取得部２０から取得した対象物Ｗの位置情報Ｐを基に、対象物Ｗの位置を基準として虚像７０が視認される奥行き位置９５を調整する。

【0022】

表示データ生成部３３は、投射部４０が立体的な表示領域９０に虚像７０を表示するための表示データを生成するものであり、該表示データは、奥行き位置調整部３２が調整した奥行き位置８０に各虚像７０を表示させるべく投射部４０を駆動するための３Ｄ表示データを含む。

【0023】

図３は、本実施形態の表示制御部３０の主要な動作手順を示すフロー図である。まず、ステップＳ１１では、表示制御部３０は、情報取得部２０を介して各種情報を入力する。ステップＳ１２では、表示態様決定部３１が、ステップＳ１１で取得した各種情報に基づいて、対象物Ｗを強調するための虚像７０の表示態様を決定する。次に、ステップＳ１３では、奥行き位置調整部３２が、ステップＳ１１で取得した各種情報に含まれる対象物Ｗの位置情報Ｐを基に、ステップＳ１２で表示態様決定部３１が決定した所定の表示態様となるように、対象物Ｗの位置を基準として虚像７０が視認される奥行き位置９５を調整する。ステップＳ１３で定められた奥行き位置９５で虚像７０が視認されるように、表示データ生成部３３は、表示データをステップＳ１４で生成し、該表示データに基づいて、表示制御部３０が投射部４０を駆動することで虚像７０の表示を更新する（ステップＳ１５）。これらステップＳ１１〜Ｓ１５までの処理は、ＨＵＤ装置１０が起動している限り、繰り返し実行される。リフレッシュレート（表示更新）は、６０Ｈｚ以上とされることが望ましい。

【0024】

［投射部４０の構成例］
次に、図２を参照する。図２は、図１の投射部４０の構成例を示す図である。本実施形態の投射部４０は、立体画像表示部４１と、リレー光学部４２と、から構成され、立体画像表示部４１が第１の３Ｄ実像４３を形成し、リレー光学部４２が第１の３Ｄ実像４３を拡大して第２の３Ｄ実像４４を結像し、この第２の３Ｄ実像４４の表示光５０を外部の被投影部２に向けて投射する。

【0025】

図２の立体画像表示部４１は、３次元に形成される第１の３Ｄ実像４３を生成するものであり、画像投射部４５と、振動スクリーン４６と、を有する。

【0026】

画像投射部４５は、表示制御部３０から入力される表示データに基づいてその表示データに含まれる映像を表す映像光（図示しない）を出射するプロジェクタであり、表示データに含まれる３Ｄ表示データに応じて、前記映像を表示するタイミングを調整し、振動スクリーン４６の振動位置に同期して投影する前記映像を高速に切り替える。言い換えると、画像投射部４５は、前記３Ｄ表示データに基づき、振動スクリーン４６の振動位置に適した前記映像を振動スクリーン４６に投影する。

【0027】

振動スクリーン４６は、例えば、画像投射部４５の映像を一定の角度範囲に拡散させるポリカーボネート製の拡散フィルムであり、画像投射部４５からの前記映像光を受けて実像を結像し、画像投射部４５が出射する前記映像光の光軸に沿って往復運動する。振動スクリーン４６は、連続的または断続的に振動位置を示す信号を画像投射部４５に送信することが可能である。画像投射部４５は、前記振動位置を示す信号を基準に、表示データに含まれる３Ｄ表示データに応じた位置に虚像７０が視認されるように、前記映像を表示するタイミングを調整してもよい。

【0028】

本実施形態では、表示制御部３０は、スクリーン振動方向における振動スクリーン４６の振幅を一定に保ちつつ、虚像７０の奥行き方向Ｚの長さを調整する。すなわち、表示制御部３０は、振動スクリーン４６がその振幅のうち第１の範囲に位置している期間においては表示光５０を出射せず、振動スクリーン４６がその振幅のうち第２の範囲に位置している期間においては表示光５０を出射する。第１の範囲及び第２の範囲の位置及び比率が調整されることで虚像７０の奥行き方向Ｚにおける位置及び長さが調整される。具体的には、振動スクリーン４６は、６０[Ｈｚ]以上の周波数で振動し、この周期１／６０［ｓｅｃ］内で、画像投射部４５が複数フレームの異なる映像を投射することで各振動位置に複数フレームの異なる映像（実像）を結像する。すなわち、本実施形態では、複数フレームの実像が振動スクリーン４６の振動方向で重なることで第１の３Ｄ実像４３が生成される。なお、表示制御部３０は、振動スクリーン４６の振幅を変化させることで、虚像７０の奥行き方向Ｚの長さを調整してもよい。

【0029】

図２のリレー光学部４２は、立体画像表示部４１が生成した第１の３Ｄ実像４３の光を受け、この第１の３Ｄ実像４３を拡大した第２の３Ｄ実像４４を中間で結像した後、この第２の３Ｄ実像４４の光である表示光５０を被投影部２に向けて投射するものである。リレー光学部４２は、例えば、立体画像表示部４１が生成した第１の３Ｄ実像４３の光を受光するレンズ群からなる第１のリレー光学部４７と、第１のリレー光学部４７を通った光を反射し、第１のリレー光学部４７の光学的パワーと協働して第１の３Ｄ実像４３を拡大した第２の３Ｄ実像４４を結像させる第２のリレー光学部４８と、第２の３Ｄ実像４４の光である表示光５０を被投影部２に向けて反射する第３のリレー光学部４９と、から構成される。

【0030】

第１のリレー光学部４７は、第１の３Ｄ実像４３における振動スクリーン４６の各振動位置に結像した各映像を、異なる倍率で拡大する機能を有し、図２では模式的に１枚のレンズに図示されているが、実際には図示しない複数の薄膜レンズを合成した合成レンズから構成される。

【0031】

第２のリレー光学部４８は、例えば、正の光学的パワーを有する凹状の反射面を有するミラーで構成され、第１のリレー光学部４７から第１の３Ｄ実像４３の光を入射し、この入射した光を第３のリレー光学部４９に向けて反射し、第１のリレー光学部４７の光学的パワーと協働して第１の３Ｄ実像４３を拡大した第２の３Ｄ実像４４を、第２のリレー光学部４８と第３のリレー光学部４９との間で結像させる。なお、第２のリレー光学部４８が担う光学的作用を、第１のリレー光学部４７に持たせることで、第２のリレー光学部４８は、省略されてもよい。

【0032】

第３のリレー光学部４９は、第２の３Ｄ実像４４の表示光５０を被投影部２に向けて反射させる凹状の反射面を有するミラーであり、被投影部２の曲面形状による像の歪みを補正する機能と、第２の３Ｄ実像４４を拡大する機能と、を有する。

【0033】

以上が、３Ｄの虚像７０を視認させる投射部４０の実施形態の構成であったが、これに限定されない。以下に、投射部４０の変形例を示す。

【0034】

［投射部４０の変形例］
立体的な虚像を視認させる他の実施形態では、投射部４０は、パララックスバリア方式やレンチキュラレンズ方式などを含む視差分割方式、ライトフィールド方式やホログラム方式を含む空間再生方式、特開２０１６−２１２３１８に開示されているように透過率を調整可能な調光層を有する複数のスクリーンを厚み方向に重ねて配置し、複数のスクリーンに向けてプロジェクタが投射像を高速で切り替えながら投影し、投射像の高速切り替えに応じて、複数のスクリーンがそれぞれ調光率を適宜調整することで３Ｄの実像を内部に表示する透過率調整スクリーン方式、特開２００４−１６８２３０に開示されているように複数の液晶表示素子を厚み方向に重ねることで３Ｄの実像を内部に表示する方式などを採用してもよい。以上が、本発明の実施形態のＨＵＤ装置１０の構成である。

【0035】

以下、第１〜第４の表示例を図４〜図７を用いて具体的に説明する。
（第１の表示例）
まず、図４を参照する。図４は、虚像７０の第１の表示例を示す図である。図４（ａ）は、表示態様が変化する前の虚像７０の表示例を示し、図４（ｂ）は、表示態様が変化した後の虚像７０の表示例を示す図である。図４（ａ）（ｂ）の左図は、車両１をＹ軸方向から見た俯瞰図であり、図４（ａ）（ｂ）の右図は、図４（ａ）（ｂ）の左図にそれぞれ対応しており、車両１の運転者が視認する対象物Ｗと虚像７０を示した図である。図４（ａ）は、表示制御部３０が、奥行き方向Ｚの長さ８０を有さない２Ｄの虚像７０を、対象物（Ｗ）の近傍側の端部の位置Ｐｒより近い奥行き位置９５ｒに表示した例である。図４（ｂ）は、表示制御部３０が、虚像７０の一端の奥行き位置９５ｒが対象物Ｗの近傍側の端部の位置Ｐｒより近くにあり、かつ虚像７０の他端の奥行き位置９５ｆが対象物Ｗの遠方側の端部Ｐｆより遠くなるように、奥行き方向の長さ８０を有する３Ｄの虚像７０を表示した例である。図４（ｂ）の虚像７０は、対象物Ｗを囲む矩形状の立体的なオブジェクトである。

【0036】

図３のステップＳ１２において、表示態様決定部３１は、ステップＳ１１で入力した前記対象物情報又は／及び前記自車両情報に応じて、図４（ａ）又は図４（ｂ）の表示態様に切り替える。例えば、表示態様決定部３１は、対象物Ｗの速度が所定の閾値未満であった場合、図４（ａ）に示すように虚像７０を２Ｄで表示し、対象物Ｗの速度が所定の閾値以上であった場合、図４（ｂ）に示すように虚像７０を３Ｄで表示してもよい。また、表示態様決定部３１は、対象物Ｗの速度（対象物情報の一例）に応じて、虚像７０の奥行き方向Ｚの長さ８０を段階的又は連続的に調整してもよい。また、表示態様決定部３１が表示態様の変更を決定した後、奥行き位置調整部３２が虚像７０の奥行き方向Ｚの長さ８０を時間経過に伴い徐々に変化させてもよい。このような構成によれば、虚像７０の奥行き方向Ｚの長さ８０の変化により、前記対象物情報又は／及び前記自車両情報を推測することができる。

【0037】

（第２の表示例）
次に、図５を参照する。図５は、虚像７０の第２の表示例を示す図である。図５の左図は、車両１をＹ軸方向から見た俯瞰図であり、図５の右図は、図５の左図にそれぞれ対応しており、車両１の運転者が視認する対象物Ｗと虚像７０を示した図である。図５は、表示制御部３０が、奥行き方向Ｚの長さ８０を有する平面状に虚像７０を、対象物Ｗと車両１との間の路面に重畳させて表示した例である。このような表示によれば、虚像７０が対象物Ｗに重ならないため、虚像７０及び対象物Ｗの視認性を確保することができる。

【0038】

図３のステップＳ１２において、表示態様決定部３１は、ステップＳ１１で入力した前記対象物情報又は／及び前記自車両情報に応じて、図５の虚像７０の奥行き位置９５ｒを変更してもよい。具体的には、表示態様決定部３１は、対象物Ｗの近傍側の端部の位置Ｐｒと虚像７０の奥行き位置９５ｒとの間の距離Ｄを変化させることで、対象物Ｗと虚像７０との奥行き方向Ｚにおける相対的な位置関係を変化させてもよい。また、図３のステップＳ１２において、表示態様決定部３１は、ステップＳ１１で入力した前記対象物情報又は／及び前記自車両情報に応じて、図５の虚像７０の奥行き方向Ｚの長さ８０を変更してもよい。このような構成によっても、虚像７０の奥行き方向Ｚの長さ８０又は／及び虚像７０の奥行き位置９５の変化により、前記対象物情報又は／及び前記自車両情報を推測することができる。

【0039】

（第３の表示例）
次に、図６Ａ，図６Ｂを参照する。図６Ａ，図６Ｂは、虚像７０の第３の表示例を示す図であり、図６Ａは、対象物Ｗを車両１の幅方向Ｘから見た図であり、図６Ｂは、対象物Ｗが車両１の右前方を走行している際に車両１の運転者が視認する対象物Ｗと虚像７０を示した図である。第３の表示例において、表示制御部３０は、図３のステップＳ１１で入力した前記対象物情報又は／及び前記自車両情報に応じて、図６Ａ，図６Ｂに示すように、虚像７０を符号７０ａ→７０ｂ→７０ｃの順（又は逆順）に変化させてもよい。具体的には、表示制御部３０は、図３のステップＳ１１で入力した前記対象物情報又は／及び前記自車両情報に応じて、虚像７０の奥行き位置９５を徐々に遠方側（符号９５ｒ→９５ｉ→９５ｆの順）に移動させてもよい。

【0040】

また、表示態様決定部３１が、図３のステップＳ１１で入力した前記対象物情報又は／及び前記自車両情報に応じて、虚像７０を奥行き位置９５ｒから奥行き位置９５ｆへ表示態様の変更を決定した後、奥行き位置調整部３２が虚像７０の奥行き位置９５を時間経過に伴い徐々に変化させてもよい。

【0041】

また、表示態様決定部３１は、図３のステップＳ１１で入力した前記対象物情報又は／及び前記自車両情報が所定の条件を満たした場合、虚像７０の奥行き位置９５を連続的に変化させてもよい。具体的には、表示態様決定部３１は、虚像７０の奥行き位置９５を、図６Ａ，図６Ｂに示す符号９５ｒ→９５ｉ→９５ｆ→９５ｒ→…の順に近傍から遠方に向けて移動するように、又は符号９５ｆ→９５ｉ→９５ｒ→９５ｆ→…の順に遠方から近傍に向けて移動するように、又は符号９５ｆ→９５ｉ→９５ｒ→９５ｉ→９６ｆ…の順に往復するように連続的又は断続的に繰り返す動画的な表示態様を選択してもよい。

【0042】

（第４の表示例）
次に、図７Ａ，図７Ｂを参照する。図７Ａ，図７Ｂは、虚像７０の第４の表示例を示す図であり、第３の表示例を示す図６Ａ，図６Ｂに対応している。第４の表示例は、第３の表示例と大部分が共通するが、虚像７０を、第１の虚像７４と、第２の虚像７５とで構成し、虚像７０の奥行き位置９５を変化させる際、第１の虚像７４と第２の虚像７５との表示位置を異ならせる点で異なる。

【0043】

第４の表示例において、表示制御部３０は、図７Ａ，図７Ｂに示すように、対象物Ｗの近傍側の端部の位置Ｐｒより近い第１の領域（例えば、奥行き位置９５ｒ）に虚像７０ａを表示する場合、第１の虚像７４ａと第２の虚像７５ａとを重ねて表示し、対象物Ｗの近傍側の端部の位置Ｐｒより遠い第２の領域（例えば、奥行き位置９５ｉ（９５ｆ））に虚像７０ｂ（７０ｃ）を表示する場合、第１の虚像７４ｂ（７４ｃ）と第２の虚像７５ｂ（７５ｃ）とが重ならないように、第２の虚像７５ｂ（７５ｃ）を第１の虚像７４ｂ（７４ｃ）の鉛直方向Ｙの上側に位置するようにずらして表示する。このような表示によれば、虚像７０（第２の虚像７５）が対象物Ｗに重ならないため、虚像７０及び対象物Ｗの視認性を確保することができる。

【0044】

（第５の表示例）
次に、図８を参照する。図８は、虚像７０の第５の表示例を示す図であり、運転者が前方を見た際に視認する虚像７０を示す図である。第５の表示例では、虚像７０を表示可能な表示領域９０は、外縁領域９０ａを有し、表示制御部３０は、虚像７０が外縁領域９０ａに侵入した場合、虚像７０のうち外縁領域９０ａに侵入した領域７０ａの視認性を低下させてもよい。具体的には、表示制御部３０は、虚像７０の領域７０ａの輝度を低下させてもよく、虚像７０の領域７０ａの奥行き位置９５を他の領域より遠方に設定してもよい。また、表示制御部３０は、表示領域９０の外側に向かうに従い、虚像７０の領域７０ａの奥行き位置９５を、段階的又は連続的に遠方に設定してもよい。このように、表示領域９０の外縁領域９０ａで虚像７０の視認性を低下させることで、虚像７０を表示させたい位置が表示領域９０の外側に移動することで虚像７０の一部が突然表示されなくなる違和感を軽減することができる。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、車両などの移動体に搭載される虚像表示装置として適用可能である。

【符号の説明】

【0046】

１ ：車両
２ ：被投影部
３ ：視点
４ ：アイボックス
５ ：通信インターフェース
１０ ：ＨＵＤ装置（ヘッドアップディスプレイ装置）
２０ ：情報取得部
２１ ：位置情報取得部
２２ ：対象物情報取得部
２３ ：自車情報取得部
３０ ：表示制御部
３１ ：表示態様決定部
３２ ：奥行き位置調整部
３３ ：表示データ生成部
４０ ：投射部
５０ ：表示光
７０ ：虚像
８０ ：奥行き位置
９０ ：表示領域
９５ ：奥行き位置
Ｄ ：距離
Ｐ ：位置情報
Ｗ ：対象物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】