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(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】P2024175621
(43)【公開日】2024-12-18
(54)【発明の名称】ヘッドアップディスプレイ装置及び表示制御システム
(51)【国際特許分類】
B60K 35/23 20240101AFI20241211BHJP
【ＦＩ】
B60K35/00 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023093567
(22)【出願日】2023-06-06
(71)【出願人】
【識別番号】000231512
【氏名又は名称】日本精機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100067356
【弁理士】
【氏名又は名称】下田 容一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100160004
【弁理士】
【氏名又は名称】下田 憲雅
(74)【代理人】
【識別番号】100120558
【弁理士】
【氏名又は名称】住吉 勝彦
(74)【代理人】
【識別番号】100148909
【弁理士】
【氏名又は名称】瀧澤 匡則
(74)【代理人】
【識別番号】100192533
【弁理士】
【氏名又は名称】奈良 如紘
(72)【発明者】
【氏名】片桐 雅貴
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 匠
【テーマコード（参考）】
3D344
【Ｆターム（参考）】
3D344AA19
3D344AB01
3D344AC25
(57)【要約】
【課題】 乗員の高さ方向の目の位置が変化した場合でも、表示する各画像の上下方向の位置が重複しないように制御して、乗員が画像間の前後関係を理解できるようにする。
【解決手段】 車両前方に仮想的に設定された表示領域に１以上の画像を前景に重畳して投影表示することで乗員に視認させるヘッドアップディスプレイ装置１００であって、表示領域ＶＡに第１の画像と第２の画像を投影して表示する表示部１２０と、乗員から見て第１の画像を第２の画像よりも奥側に配置して表示部に表示する制御を行う制御部１６０と、を有し、制御部は、乗員の高さ方向の目の位置に基づき、第１の画像及び／又は第２の画像の表示位置、及び／又は表示態様を異ならせて表示領域に配置する第１の制御を行い、第１の制御により第１の画像と第２の画像との間で上下方向に重複が生じた場合、第１の画像及び／又は第２の画像を再配置して重複を回避する第２の制御を行う。
【選択図】 図２
【解決手段】 車両前方に仮想的に設定された表示領域に１以上の画像を前景に重畳して投影表示することで乗員に視認させるヘッドアップディスプレイ装置１００であって、表示領域ＶＡに第１の画像と第２の画像を投影して表示する表示部１２０と、乗員から見て第１の画像を第２の画像よりも奥側に配置して表示部に表示する制御を行う制御部１６０と、を有し、制御部は、乗員の高さ方向の目の位置に基づき、第１の画像及び／又は第２の画像の表示位置、及び／又は表示態様を異ならせて表示領域に配置する第１の制御を行い、第１の制御により第１の画像と第２の画像との間で上下方向に重複が生じた場合、第１の画像及び／又は第２の画像を再配置して重複を回避する第２の制御を行う。
【選択図】 図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両前方に仮想的に設定された表示領域に１以上の画像を前景に重畳して投影表示することで前記画像を乗員に視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記表示領域に第１の画像と第２の画像を投影して表示する表示部と、
前記乗員から見て前記第１の画像を前記第２の画像よりも奥側に配置して前記表示部に表示する制御を行う制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記乗員の高さ方向の目の位置に基づき、前記第１の画像及び／又は前記第２の画像の表示位置、及び／又は表示態様を異ならせて前記表示領域に配置する第１の制御を行い、
前記第１の制御により前記第１の画像と前記第２の画像との間で上下方向に重複が生じた場合、前記第１の画像及び／又は前記第２の画像を再配置して前記重複を回避する第２の制御を行う、ヘッドアップディスプレイ装置。
前記表示領域に第１の画像と第２の画像を投影して表示する表示部と、
前記乗員から見て前記第１の画像を前記第２の画像よりも奥側に配置して前記表示部に表示する制御を行う制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記乗員の高さ方向の目の位置に基づき、前記第１の画像及び／又は前記第２の画像の表示位置、及び／又は表示態様を異ならせて前記表示領域に配置する第１の制御を行い、
前記第１の制御により前記第１の画像と前記第２の画像との間で上下方向に重複が生じた場合、前記第１の画像及び／又は前記第２の画像を再配置して前記重複を回避する第２の制御を行う、ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項2】
前記制御部は、
前記第１の画像の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた、前記表示領域における第１の領域と、前記第２の画像の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた、前記表示領域における第２の領域との間で前記重複が生じる場合に、前記第２の制御を行なう、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
前記第１の画像の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた、前記表示領域における第１の領域と、前記第２の画像の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた、前記表示領域における第２の領域との間で前記重複が生じる場合に、前記第２の制御を行なう、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項3】
前記制御部は、
前記第１の画像及び前記第２の画像が、前記車両前方の前景に関連する画像である場合に、前記第１の制御及び前記第２の制御を行う、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
前記第１の画像及び前記第２の画像が、前記車両前方の前景に関連する画像である場合に、前記第１の制御及び前記第２の制御を行う、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項4】
前記制御部は、
前記表示領域の内側又は外側に線遠近法における仮想的な消失点を設定し、前記仮想的な消失点を通る前記前景の走行車線を模した仮想的なラインに沿って前記第１の画像及び前記第２の画像が配置されているように前記乗員が視認できる所定の範囲内に、前記第１の画像及び前記第２の画像を表示する場合に、前記第１の制御及び前記第２の制御を行なう、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
前記表示領域の内側又は外側に線遠近法における仮想的な消失点を設定し、前記仮想的な消失点を通る前記前景の走行車線を模した仮想的なラインに沿って前記第１の画像及び前記第２の画像が配置されているように前記乗員が視認できる所定の範囲内に、前記第１の画像及び前記第２の画像を表示する場合に、前記第１の制御及び前記第２の制御を行なう、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項5】
前記制御部は、
前記第２の制御において、前記第２の画像を、前記乗員から見て前記表示領域の下側に移動させる制御を行うことにより前記重複を回避する、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
前記第２の制御において、前記第２の画像を、前記乗員から見て前記表示領域の下側に移動させる制御を行うことにより前記重複を回避する、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項6】
前記制御部は、
前記第１の制御により前記第２の画像が前記表示領域の下部領域に配置され、前記第２の制御により前記第２の画像を前記下部領域の下側に移動させても前記重複が回避できない場合、前記第２の画像を前記表示領域の中心位置から遠ざかるように前記乗員から見て前記表示領域の左側又は右側に移動させる制御を行う、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
前記第１の制御により前記第２の画像が前記表示領域の下部領域に配置され、前記第２の制御により前記第２の画像を前記下部領域の下側に移動させても前記重複が回避できない場合、前記第２の画像を前記表示領域の中心位置から遠ざかるように前記乗員から見て前記表示領域の左側又は右側に移動させる制御を行う、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項7】
前記制御部は、
前記第２の制御において、前記第２の画像を、前記表示領域の内側又は外側に設定される線遠近法における仮想的な消失点を通る走行車線を模した仮想的なラインに沿って配置されているように前記乗員が視認できる所定の範囲内で下側に移動させる及び／又は前記表示領域の中心位置から遠ざかるように左側又は右側に移動させる制御を行う、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
前記第２の制御において、前記第２の画像を、前記表示領域の内側又は外側に設定される線遠近法における仮想的な消失点を通る走行車線を模した仮想的なラインに沿って配置されているように前記乗員が視認できる所定の範囲内で下側に移動させる及び／又は前記表示領域の中心位置から遠ざかるように左側又は右側に移動させる制御を行う、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項8】
前記制御部は、
前記乗員の高さ方向の目の位置が所定の基準位置よりも下に位置する場合、前記第１の制御と第２の制御を行い、前記所定の基準位置よりも上に位置する場合、前記第１の制御を行なう、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
前記乗員の高さ方向の目の位置が所定の基準位置よりも下に位置する場合、前記第１の制御と第２の制御を行い、前記所定の基準位置よりも上に位置する場合、前記第１の制御を行なう、請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項9】
前記制御部は、
前記表示領域の前記車両に近い側の端部を下端部とし、遠い側の端部を上端部とした場合、前記乗員に前記上端部が前記下端部よりも奥側となって傾斜して視認されるように表示する制御を行なう、請求項１乃至８のいずれか１項記載のヘッドアップディスプレイ装置。
前記表示領域の前記車両に近い側の端部を下端部とし、遠い側の端部を上端部とした場合、前記乗員に前記上端部が前記下端部よりも奥側となって傾斜して視認されるように表示する制御を行なう、請求項１乃至８のいずれか１項記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項10】
車両前方に仮想的に設定された表示領域に１以上の画像を前景に重畳して投影表示するヘッドアップディスプレイ装置と、前記画像を生成して前記表示領域に配置する処理装置と、を含む表示制御システムであって、
前記ヘッドアップディスプレイ装置は、
前記表示領域に第１の画像と第２の画像を投影表示する表示部と、
乗員から見て前記第１の画像を前記第２の画像よりも奥側に配置して前記表示部に表示する制御を行う制御部と、を有し、
前記処理装置は、
前記乗員の操作入力により設定されるか又は検出される、前記乗員の高さ方向の目の位置に変更があった場合、前記第１の画像及び／又は前記第２の画像の表示位置、及び／又は表示態様を異ならせて前記表示領域に配置し、前記第１の画像と前記第２の画像との間で上下方向に重複が生じた場合、前記第１の画像及び／又は前記第２の画像を再配置して前記重複を回避する処理を実行し、前記ヘッドアップディスプレイ装置に対し、前記第１の画像と前記第２の画像の表示を指示する、表示制御システム。
前記ヘッドアップディスプレイ装置は、
前記表示領域に第１の画像と第２の画像を投影表示する表示部と、
乗員から見て前記第１の画像を前記第２の画像よりも奥側に配置して前記表示部に表示する制御を行う制御部と、を有し、
前記処理装置は、
前記乗員の操作入力により設定されるか又は検出される、前記乗員の高さ方向の目の位置に変更があった場合、前記第１の画像及び／又は前記第２の画像の表示位置、及び／又は表示態様を異ならせて前記表示領域に配置し、前記第１の画像と前記第２の画像との間で上下方向に重複が生じた場合、前記第１の画像及び／又は前記第２の画像を再配置して前記重複を回避する処理を実行し、前記ヘッドアップディスプレイ装置に対し、前記第１の画像と前記第２の画像の表示を指示する、表示制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両等の移動体で使用され、移動体の前景に仮想的な表示オブジェクトを重畳して視認させる、ヘッドアップディスプレイ装置等に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献１に、仮想的な表示オブジェクト（虚像）を利用して奥行き方向（車両の前後方向）における表現力を高め、視認者である乗員（ドライバ）等に対して直観的な情報提示を可能にする、ヘッドアップディスプレイ装置（以下、単にＨＵＤ装置という）が記載されている。このＨＵＤ装置は、前景（車両の乗員から見た前進方向の実景）の空間内の奥行きや上下左右方向の所定の位置に虚像を配置し、路面等、現実の風景（前景）にその虚像を付加して表示する拡張現実（ＡＲ：Augmented Reality）を形成する。
【0003】
このようなＨＵＤ装置において、車両の前景に存在する、例えば、制限車速情報や前方車両追従情報等の前景オブジェクトに関連する情報を画像（虚像）として生成し、乗員から見て前景オブジェクトに近い位置にその画像（虚像）が表示されるように制御するものが知られている。また、乗員から見て上側（視認者から見て奥側に感じられる側）にある視認対象を虚像結像面（以下、表示領域という）の奥側に、下側（視認者から見て手前側に感じられる側）にある視認対象を上述した表示領域の手前側に配置することで、例えば、近方の制限車速情報を手前側に、遠方の前方車両追従情報を奥側に表示することで各情報の前後関係を表現するものも知られている。
【0004】
また、画像（虚像）の画角内あるいは画角外に仮想的な消失点（線遠近法で本来平行である２以上の線を平行でなく描くときのそれぞれが交わる地点）を設定し、その仮想的な消失点に向かう走行車線を模した白線画像上に、ナビゲーション画像や交通標識画像（虚像）を配置し、乗員から見て路面に沿うようにこれら画像（虚像）が表示されるように制御を行うものも知られている。
【0005】
これらの制御により、乗員には、（１）表示された画像（虚像）が、前景オブジェクトに関連する情報であるように視認され、（２）前景オブジェクトに関連する各情報の前後関係が理解できるように視認され、更には、（３）各画像（虚像）が路面に沿うように配置されているように視認される、といった効果が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０２１－０５１２３１号公報
【発明の概要】
【0007】
ところで、上述したＨＵＤ装置において、車両前方に仮想的に設定される表示領域（虚像結像面）に配置され投影表示される各画像は、乗員の高さ方向の目の位置が基準位置にあることを想定して表示される。そのため、身長等により乗員の高さ方向の目の位置が変化した場合は、乗員から見た前景オブジェクト、及びその前傾オブジェクトに関連する情報を示す画像（虚像）の見え方が変化する。この変化により、表示された画像（虚像）が、（１）前景オブジェクトに関連する情報であるように視認できない、あるいは（２）各画像（虚像）が路面に沿うように配置されているように視認できない、といった問題が発生する。これらの問題に対しては、各画像（虚像）の上下方向の表示位置を変更することによって解決できることが知られている。
【0008】
しかしながら、各画像（虚像）の表示位置を変更することにより、各画像の上下方向の表示位置が重複（オーバーラップ）することがあり、この場合、画像間の前後関係が理解し難くなる可能性がある。路面に対して傾斜した虚像結像面（表示領域）を生成するＨＵＤ装置は、画像の上下方向の位置によって表示距離（結像距離）が変化する。したがって、各画像の上下方向の位置が重複すれば、画像間の表示距離の差が無くなるか、又は小さくなるため、奥行き方向（車両の前後方向）における表現力を高めた表示を行うことができ、より自然で遠近感のある虚像の視認性を実現するといった、傾斜した虚像結像面（表示領域）を用いたＨＵＤ装置の利点が低減する。
【0009】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、乗員の高さ方向の目の位置が変化した場合でも、表示する各画像の上下方向の位置が重複しないように制御することにより、乗員が画像間の前後関係を理解できるようにした、ヘッドアップディスプレイ装置及び表示制御システムを提供することを目的とする。
【0010】
本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び最良の実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0011】
以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。
【0012】
第１の態様において、車両前方に仮想的に設定された表示領域に１以上の画像を前景に重畳して投影表示することで前記画像を乗員に視認させるヘッドアップディスプレイ装置であって、前記表示領域に第１の画像と第２の画像を投影して表示する表示部と、前記乗員から見て前記第１の画像を前記第２の画像よりも奥側に配置して前記表示部に表示する制御を行う制御部と、を有し、前記制御部は、前記乗員の高さ方向の目の位置に基づき、前記第１の画像及び／又は前記第２の画像の表示位置、及び／又は表示態様を異ならせて前記表示領域に配置する第１の制御を行い、前記第１の制御により前記第１の画像と前記第２の画像との間で上下方向に重複が生じた場合、前記第１の画像及び／又は前記第２の画像を再配置して前記重複を回避する第２の制御を行う。
【0013】
ここで、車両前方に仮想的に設定される表示領域のうち、下側（乗員から見て手前側に感じられる側）を手前側とし、上側（乗員から見て奥側に感じられる側）を奥側とした場合、表示部が投影して表示する「第１の画像」は、例えば、図５（ａ）に表示形態の一例を示すように、手前側に表示される制限車速情報ＮＩであり、第２の画像は、奥側に表示される制限車速情報ＦＩである。また、「乗員の高さ方向の目の位置」は、例えば、乗員により設定されるヘッドアップディスプレイ装置が持つ反射部材（凹面鏡）の角度情報から判定することができ、あるいは車両に備えられたカメラ（車載センシング装置２００）により取得される撮影情報を画像認識することにより判定することができる。
【0014】
また、「第１の制御」は、乗員の高さ方向の目の位置に基づき、第１の画像及び／又は第２の画像の表示位置及び／又は表示態様を異ならせて表示領域に配置するが、ここで、「表示位置を異ならせて表示する」とは、例えば、乗員の身長の高低等により乗員の高さ方向の目の位置が変化した場合、その変化量に応じて第１の画像及び／又は第２の画像の位置を、表示部の表示面と共役関係にある表示領域の奥側、あるいは手前側に移動させて配置する表示変更処制御を行なうことをいい、また、「表示態様を異ならせて表示する」は、例えば、第１の画像及び／又は第２の画像を構成する文字や装飾等の表示要素の大きさ、数、輝度、色彩、鮮明度等を、第１の画像と第２の画像とで異ならせる表示変更制御を行うことをいう。
【0015】
また、「第２の制御」は、第１の制御により、第１の画像と第２の画像との間で上下方向に重複が生じた場合、第１の画像又は第２の画像を再配置して重複を回避するが、ここで、「重複」とは、例えば、第１の画像の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた、表示領域における第１の領域と、第２の画像の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた、表示領域における第２の領域の上下方向の少なくとも一部がオーバラップ（重複）する状況をいう。また、「再配置」とは、例えば、乗員から見て奥側に視認させたい第１の画像を表示領域の上側に移動させるか、あるいは、乗員から見て手前側に視認させたい第２の画像を表示領域の下側に移動させる重複解消制御を行うことをいう。但し、人間の視覚特性において、視認対象（第１の画像と第２の画像）に対して視認者（乗員）からの距離が近いほど奥行き弁別能力が高いことが知られていることから、路面に対して傾斜した虚像結像面（表示領域）を生成するＨＵＤ装置では、表示領域の上側より下側の方が乗員からの距離（表示距離）が近く、そのため、奥側に視認させたい画像である第１の画像を上側に移動させるより、手前側に視認させたい第２の画像を下側に移動させる方が乗員に画像間の前後関係を把握させるうえで有利である。
【0016】
第１の態様によれば、制御部は、乗員の高さ方向の目の位置に基づき、第１の画像及び／又は第２の画像の表示位置、及び／又は表示態様を異ならせて表示領域に配置する第１の制御（表示変更制御）を行い、この第１の制御により第１の画像と第２の画像との間で高さ方向に重複が生じた場合、第１の画像及び／又は第２の画像を再配置して重複を回避する第２の制御（重複解消制御）を行う。言い換えれば、制御部は、乗員の高さ方向の目の位置の変更を検出すると、第１の画像及び／又は第２の画像の表示位置を変更する、及び／又は表示態様を変更する表示変更制御を行い、表示変更制御の結果、画像間に重複があれば、手前側に視認させたい第２の画像を下側に移動させる重複解消制御を実行する。したがって、表示変更制御により画像間に重複が生じると乗員は画像間の前後関係が把握しづらくなるが、例えば、手前側に視認させたい第２の画像を下側に移動させる重複解消制御を実行し画像間で上下方向の表示位置に差を設けることで、乗員は、画像間の前後関係をより理解しやすくなる。すなわち、乗員の高さ方向の目の位置が変化した場合でも、表示する各画像の上下方向の位置が重複しないように制御することにより、乗員に対する画像間の前後関係の把握を担保することができる。
【0017】
第１の態様に従属する第２の態様において、前記制御部は、前記第１の画像の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた、前記表示領域における第１の領域と、前記第２の画像の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた、前記表示領域における第２の領域との間で前記重複が生じる場合に、前記第２の制御を行なってもよい。
【0018】
ここで、「第１の領域」とは、例えば、図７（ａ）に表示形態の一例を示すように、近方にある制限車速情報ＮＩの上下方向の表示領域ＮＡであり、「第２の領域」とは、遠方にある制限車速情報ＦＩの上下方向の表示領域ＦＡである。第２の態様によれば、制御部が、第１の画像が属する第１の領域（近方にある制限車速情報ＮＩの上下方向の表示領域ＮＡ）と第２の画像が属す第２の領域（遠方にある制限車速情報ＦＩの上下方向の表示領域ＦＡ）の上下方向の重複を判定し、重複が生じる場合に第２の制御を行なう。この場合、第１の画像の下端の表示位置と第２の画像の上端の表示位置との比較のみで重複が検出されるため、画像間の画素同士を比較する場合に比べて少ない処理負荷で重複を検出することができる。したがって、少ない処理負荷で画像間の重複を検出した後に上下方向の表示位置に差異を設ける第２の制御を実行することで乗員に画像間の前後関係を把握させることができる。
【0019】
第１の態様に従属する第３の態様において、前記制御部は、前記第１の画像及び前記第２の画像が、前記車両前方の前景に関連する画像である場合に、前記第１の制御及び前記第２の制御を行なってもよい。
【0020】
第３の態様によれば、制御部は、第１の画像と第２の画像が車両前方の前景に関連する画像であれば第１の制御と第２の制御を行う。第３の態様によれば、そのような画像間の前後関係の把握は、特に、画像が車両前方の前景に関連するものであるときに重要となり、そのような画像に対して第２の制御を実行することで乗員に対する画像間の前後関係の把握を担保することができる。
【0021】
第１の態様に従属する第４の態様において、前記制御部は、前記表示領域の内側又は外側に線遠近法における仮想的な消失点を設定し、前記仮想的な消失点を通る前記前景の走行車線を模したラインに沿って前記第１の画像及び前記第２の画像が配置されているように前記乗員が視認できる所定の範囲内に、前記第１の画像及び前記第２の画像を表示する場合に、前記第１の制御及び前記第２の制御を行なってもよい。
【0022】
ここで、「仮想的な消失点」とは、例えば、線遠近法で本来平行である２以上の線を平行でなくして描くときのそれが交わる地点（例えば、図５（ａ）のＶＰ）であって、視認者である乗員が奥側を見通すように見ているときの視線方向をいう。また、「所定の範囲」とは、乗員が各画像（第１の画像と第２の画像）を路面に沿うように配置されているように視認できるか否かの閾値を基に決定される値であり、試験やシミュレーション等によって得られる値である。例えば、図５（ａ）に表示形態の一例が示されているように、走行車線ＷＬを模した仮想的なラインＶＬの傾きは３５°であり、第１の画像、第２の画像としての２つの制限車速情報（ＮＩ，ＦＩ）も傾きが３５°になるように配置されている。しかしながら、２つの画像ＮＩ，ＦＩが垂直になるような配置、すなわち傾きが９０°になるように２つの制限車速情報（ＮＩ，ＦＩ）を配置した場合、乗員は、各画像が路面に沿って配置されているようには視認できない。したがって、「所定の範囲」はこのような配置を行えないような値（傾き）である、例えば、８°以上６６°未満が範囲として設定される。
【0023】
例えば、図６（ａ）に表示形態の一例を示すように、手前側の制限車速情報ＮＩ（第２の画像）と奥側の制限車速情報ＦＩ（第１の画像）が配置される仮想的なラインＶＬと、現実世界（車両前方の前景）の走行車線ＷＬの中心を通る仮想的なラインＡＬの傾きが異なっており、この傾きの差が大きくなると、各画像が路面に沿っていないように視認される可能性がある。このため、第４の態様によれば、例えば、図７（ａ）に表示形態の一例を示すように、制御部が、各画像を配置するための仮想的なラインＶＬと現実世界の走行車線ＷＬの中心を通る仮想的なラインＡＬとが同じ傾きになるように仮想的な消失点ＶＰの表示位置を変更し、且つ仮想的な消失点ＶＰに向かう仮想的なラインＶＬを通るように、手前側に配置される制限車速情報ＮＩ（第２の画像）と奥側に配置される制限車速情報ＦＩ（第１の画像）の表示位置を変更するか、あるいはその表示形態を変更するための第１の制御（表示変更制御）を実行する。
【0024】
但し、図７（ａ）に示す表示形態の一例によれば、手前側に表示される制限車速情報ＮＩ（第２の画像）の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた領域（第１の領域ＮＡ）と、奥側に表示される制限車速情報ＦＩ（第１の画像）の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた領域（第２の領域ＦＡ）とが重複しており、画像間の上下方向に重複が生じる。このため、例えば、図８（ａ）に表示形態の一例を示すように、制御部は、仮想的な消失点ＶＰに向かう仮想的なラインＶＬに沿って手前側に表示される制限車速情報（第２の画像）を下側、かつ左側に所定の範囲（例えば、８°以上６６°未満）内で移動させることにより画像間の重複を回避する第２の制御（重複解消制御）を行う。
【0025】
このように、第４の態様によれば、制御部は、仮想的な消失点ＶＰを通る前景の走行車線を模した仮想的なラインＶＬに沿って第１の画像及び第２の画像が配置されているように乗員が視認できる所定の範囲（例えば、８°以上６６°未満）内に第１の画像及び第２の画像を表示する場合に、第１の制御（表示変更制御）及び第２の制御（重複解消制御）を行なう。ここで、仮想的な消失点ＶＰを通る仮想的なラインＶＬに沿って各画像を配置することは、画像間の前後関係を把握させたい場合によく用いられる手法である。そこで、そのような画像に対し、第１の画像及び／又は第２の画像の表示位置を変更する、及び／又は表示態様を変更する、第１の制御（表示変更制御）を行い、この第１の制御により画像間に重複があれば、例えば、手前側に視認させたい第２の画像を下側に移動させる第２の制御（重複解消制御）を実行する。このようにして画像間で上下方向の表示位置に差を設けることで、画像間の前後関係の把握を担保することができる。
【0026】
第１の態様乃至第４の態様に従属する第５の態様において、前記制御部は、前記第２の制御において、前記第２の画像を、前記乗員から見て前記表示領域の下側に移動させる制御を行うことにより前記重複を回避してもよい。
【0027】
第５の態様によれば、制御部は、第２の画像を、乗員から見て表示領域の下側に移動させる第２の制御により画像間の重複を回避する。これは、人間の視覚特性において、視認対象（第１の画像、第２の画像）に対して視認者（乗員）からの距離が近いほど奥行き弁別能力が高いことが知られていることから、路面に対して傾斜した虚像結像面（表示領域ＶＡ）を生成するヘッドアップディスプレイ装置では、表示領域の上側より下側の方が乗員からの距離（表示距離）が近く、そのため、奥側に視認させたい画像である第１の画像を上側に移動させるより、手前側に視認させたい第２の画像を下側に移動させる方が乗員に画像間の前後関係を把握させるうえで有利である。
【0028】
第１乃至第５の態様に従属する第６の態様において、前記制御部は、前記第１の制御により前記第２の画像が前記表示領域の下部領域に配置され、前記第２の制御により前記第２の画像を前記下部領域の下側に移動させても前記重複が回避できない場合、前記第２の画像を前記表示領域の中心位置から遠ざかるように前記乗員から見て前記表示領域の左側又は右側に移動させる制御を行なってもよい。
【0029】
ここで、「下部領域」とは、例えば、図１（ｂ）に示すように、表示領域ＶＡを境界線（図中、一点鎖線）で２等分して区画される下側の領域をいう。例えば、上下方向の表示領域が小さい等ヘッドアップディスプレイ装置の表示領域の制約上、第２の画像を下側に移動できない場合があり、そのような場合、制御部は、第２の画像を、表示領域の中心位置から遠ざかるように左側又は右側に移動させることにより、第１の画像と第２の画像との表示位置の間に差を設けることができる。この場合、上下方向の表示位置の差が小さくても横方向の表示位置の差を広げることで前後関係が把握しやすくなる。
【0030】
第１乃至第６の態様に従属する第７の態様において、前記制御部は、前記第２の制御において、前記第２の画像を、前記表示領域の内側又は外側に設定される線遠近法における仮想的な消失点を通る走行車線を模した仮想的なラインに沿って配置されているように前記乗員が視認できる所定の範囲で下側に移動させる、及び／又は前記表示領域の中心位置から遠ざかるように左側又は右側に移動させる制御を行なってもよい。
【0031】
例えば、図７（ａ）に表示形態の一例を示すように、第２の画像である手前側の制限車速情報ＮＩと、第１の画像である奥側に表示される制限車速情報ＦＩが仮想的なラインＶＬ上に配置されおり、この仮想的なラインＶＬからそれら画像が離れると乗員に違和感を与える可能性がある。このため、制御部が、例えば、図８（ａ）に表示形態の一例を示すように、仮想的なラインＶＬに沿って第２の画像である手前側に表示される制限車速情報ＮＩを、表示領域ＶＡの下側に、且つ中心位置から遠ざけるように左側に移動させる制御を行う。したがって、第７の態様によれば、仮想的な消失点ＶＰを通る仮想的なラインＶＬ上で各画像を動かすことにより乗員に与える違和感を抑制しつつ画像間の前後関係の把握を容易にすることができる。
【0032】
第１乃至第７の態様に従属する第８の態様において、前記制御部は、前記乗員の高さ方向の目の位置が所定の基準位置よりも下に位置する場合、前記第１の制御と第２の制御を行い、前記所定の基準位置よりも上に位置する場合、前記第１の制御を行なってもよい。
【0033】
ここで、「所定の基準位置」とは、例えば、アイボックスが基準位置にある場合の反射部材である凹面鏡の角度位置をいう。凹面鏡は駆動部に接続されており、駆動部は、制御部による制御の下で、乗員により設定されるか、又は検出される乗員の高さ方向の目の位置により、凹面鏡を所定の角度範囲内で回転させることができ、このことにより表示光のウインドシールド内における到達地点を変えることができる。すなわち、アイボックスの位置（乗員の高さ方向の目の位置）の変化に伴い、画像（虚像）が配置される表示領域内の位置を変化させることができる。このため、制御部は、所定の基準位置と比較してアイボックスの位置が下がる比較的背の低い乗員と、基準位置と比較してアイボックスの位置か上がる比較的背の高い乗員のどちらに対しても第１の制御を実行するが、第１の制御を行った結果として画像間の重複が生じるのはアイボックスの位置か下がる比較的背の低い乗員であるため、比較的背の低い乗員に対してのみ第２の制御を実行して画像間の重複を回避する。したがって、無駄な制御を行うことのない効率の良い重複解消制御が可能になる。
【0034】
第１乃至第８の態様に従属する第９の態様において、前記制御部は、前記表示領域の前記車両に近い側の端部を下端部とし、遠い側の端部を上端部とした場合、前記乗員に前記上端部が前記下端部よりも奥側となって傾斜して視認されるように表示する制御を行なってもよい。
【0035】
第９の態様によれば、制御部は、表示領域の上端部（例えば、図１（ｂ）の画角のＵｐ）が下端部（例えば、図１（ｂ）の画角のＤｎ）よりも奥側となるような、傾斜した虚像結像面である表示領域ＶＡを用いて、奥行き方向（車両の前後方向）における表現力を高めた表示を行うことができ、より自然で遠近感のある画像の視認性を実現することができる。また、表示位置に応じて表示距離（結像距離）を調整することができ、上端部側ではかなり広範囲にわたって奥行き感のある表示を実現することができるため、画像間の前後関係の把握が容易になる。
【0036】
第１０の態様において、車両前方に仮想的に設定された表示領域に１以上の画像を前景に重畳して投影表示するヘッドアップディスプレイ装置と、前記画像を生成して前記表示領域に配置する処理装置と、を含む表示制御システムであって、前記ヘッドアップディスプレイ装置は、前記表示領域に第１の画像と第２の画像を投影して表示する表示部と、乗員から見て前記第１の画像を前記第２の画像よりも奥側に配置して前記表示部に表示する制御を行う制御部と、を有し、前記処理装置は、前記乗員の操作入力により設定されるか又は検出される、前記乗員の高さ方向の目の位置に変更があった場合、前記第１の画像及び／又は前記第２の画像の表示位置及び／又は表示態様を異ならせて前記表示領域に配置し、前記第１の画像と前記第２の画像との間で高さ方向に重複が生じた場合、前記第１の画像及び／又は前記第２の画像を再配置して前記重複を回避する処理を実行し、前記ヘッドアップディスプレイ装置に対し、前記第１の画像と前記第２の画像の表示を指示する。
【0037】
第１０の態様によれば、処理装置は、乗員の操作入力により設定されるか又は検出される、乗員の高さ方向の目の位置に変更があった場合、第１の画像及び／又は第２の画像の表示位置及び／又は表示態様を異ならせて表示領域に配置し（表示変更処理）、第１の画像と第２の画像との間で高さ方向に重複が生じた場合、第１の画像及び／又は第２の画像を再配置して重複を回避する処理を実行し（重複解消処理）、ヘッドアップディスプレイ装置に対し、第１の画像と第２の画像の表示を指示する。したがって、表示変更処理により画像間に重複が生じると乗員は画像間の前後関係が把握しづらくなるが、例えば、手前側に視認させたい第２の画像を下側に移動させる重複解消処理を実行し画像間で上下方向の位置に差異を設けることで、乗員に対し画像間の前後関係をより理解しやすくした表示制御システムを提供することができる。
【0038】
当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】図１は、本発明の実施形態のヘッドアップディスプレイ装置の車両への適用例を示す図であり、図１（ａ）は、乗員の高さ方向の目の位置と表示領域との関係を説明するために引用した図であり、図１（ｂ）は、車両前方に仮想的に設定される表示領域（虚像結像面）と画角との関係を説明するために引用した図である。
【図3】図３は、本発明の実施形態のヘッドアップディスプレイ装置の断面構造を示す図であり、図３（ａ）は、アイボックスが基準位置にある場合、図３（ｂ）は、反射部材である凹面鏡を図３（ａ）の基準位置から反時計回りに回転させた場合を示す。
【図5】図５は、本発明の実施形態のヘッドアップディスプレイ装置において、乗員の高さ方向の目の位置（標準位置）から見た場合の画像の見え方を示す図であり、図５（ａ）は、その表示形態の一例を、図５（ｂ）は他の表示形態の一例を示す図である。
【図6】図６は、本発明の実施形態のヘッドアップディスプレイ装置において、乗員の高さ方向の目の位置が変化した場合（標準位置から低くなった場合）の画像の見え方を示す図であり、図６（ａ）は、その表示形態の一例を、図６（ｂ）は他の表示形態の一例をそれぞれ示す図である。
【図7】図７は、本発明の実施形態のヘッドアップディスプレイ装置が「第１の制御」を行った結果、表示領域に配置された画像間で上下方向に重複が生じた場合の表示形態を示す図であり、図７（ａ）は、その一例を、図７（ｂ）は、他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0040】
以下に説明する最良の実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態（以下、本実施形態という）によって不当に限定されないことを留意すべきである。
【0041】
以下に、本実施形態のヘッドアップディスプレイ装置が適用される車両制御システム１０００を例示して添付図面に基づいて説明する。
【0042】
（実施形態の構成）
図１は、本実施形態のヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置１００という）の車両１０への適用例を示す図であり、図１（ａ）は、乗員１４の高さ方向の目の位置と表示領域ＶＡとの関係を説明するために引用した図であり、図１（ｂ）は、車両１０の前方に仮想的に設定される表示領域ＶＡ（虚像結像面）と画角ＡＶとの関係を説明するために引用した図である。
図１は、本実施形態のヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置１００という）の車両１０への適用例を示す図であり、図１（ａ）は、乗員１４の高さ方向の目の位置と表示領域ＶＡとの関係を説明するために引用した図であり、図１（ｂ）は、車両１０の前方に仮想的に設定される表示領域ＶＡ（虚像結像面）と画角ＡＶとの関係を説明するために引用した図である。
【0043】
図１（ａ）に示すように、ＨＵＤ装置１００による投影表示は、車両１０のインストルメントパネル１１内部に設けられたＨＵＤ装置１００が投影する表示光Ｌを車両１０のウインドシールド１３で車両１０の乗員１４（車両１０の運転席に着座したドライバ）の方向に反射させて画像（虚像Ｖ）を表示するものである。言い換えれば、ＨＵＤ装置１００は、表示部（後述する図２の１２０）から発せられる表示光Ｌ（画像）を被投影部材であるウインドシールド１３に投光し、この投光に応じて表示光Ｌ（画像）を乗員１４に視認させるものである。これにより、乗員１４は、画像（虚像Ｖ）を車両１０の前方風景と重畳させて視認することができる。
【0044】
この場合、ＨＵＤ装置１００は、車両１０が走行する路面に対して、画像（虚像Ｖ）が４５°以下（０°～４５°）に傾き、画像（虚像Ｖ）の上部が下部よりも乗員１４から遠方側に傾斜したように見える表示光Ｌを投影している。これにより、乗員１４は、車両１０の前方側で主に路面に重ねて表示される画像（虚像Ｖ）を視認でき、その画像のコンテンツが示す種々の情報を得ることができる。
【0045】
ところで、ＨＵＤ装置１００には、画角ＡＶが設定される。ＨＵＤ装置１００で画像（虚像Ｖ）を結像可能な空間中の仮想範囲を虚像結像面（表示領域ＶＡ）とすれば、画角ＡＶは、乗員１４のアイポイントＥＰ（乗員の目と表示領域ＶＡの外縁とを結ぶ仮想線に基づき規定される視野角であるアイボックスの中心）と表示領域ＶＡの外縁とを結ぶ仮想線に基づき規定される視野角である。画角ＡＶは、アイポイントＥＰから見て乗員１４が画像（虚像Ｖ）を視認できる角度範囲になる。
【0046】
図１（ｂ）に示すように、ＨＵＤ装置１００は、垂直方向における垂直画角（例えば、４～５°程度）よりも水平方向における水平画角（例えば、１０～１２°程度）の方が大きく設定されている。アイポイントＥＰから見たとき虚像結像面である表示領域ＶＡと重なる前方範囲が画角ＡＶの範囲になる。表示領域ＶＡは、ＨＵＤ装置１００の後述する表示面１２０ａに対応し（言い換えると、表示領域ＶＡは後述する表示部１２０の表示面１２０ａと共役関係となる）、そして、表示領域ＶＡで視認される画像（虚像Ｖ）は、ＨＵＤ装置１００の表示面１２０ａに投影され表示される画像に対応している。
【0047】
表示部１２０の表示面１２０ａには表示領域ＶＡが設定され、この表示領域ＶＡ内に画像（虚像Ｖ）が表示される。その画像（虚像Ｖ）は、車両１０の前方の実景である交通標識や前方車両（図示省略）や走行車線等の前景オブジェクトの他に、前景オブジェクトに関連する情報である、制限車速情報や走行車線を模した線遠近法で描かれた仮想的なライン等の虚像を含む。なお、「線遠近法」は、手前側から奥側に遠ざかるにつれて視認対象が小さく見えるという遠近法を線画によって表現する図法であり、典型的には、平行線の収束を用いた透視図的な表現方法である。図１（ｂ）では、例えば、地平線（図示省略）に仮想的な消失点ＶＰが設定され、手前側から奥側に延びる平行な線分は、原則的には無限遠点においては仮想的な消失点ＶＰに集束するように描かれる。
【0048】
図１（ｂ）において、表示部１２０の縦方向を垂直画角、横方向を水平画角とする。表示領域ＶＡにおいて、画角ＡＶの上端部Ｕｐと下端部Ｄｎの間の領域を境界線（図中、一点鎖線）で２等分し、これによって区画される領域のうちの下側（乗員１４から見て近方に感じられる側）を「手前側」とし、上側（乗員１４から見て遠方に感じられる側）を「奥側」とすることができる。なお、境界線は例示であってこれに限定されるものではない。
【0049】
図２は、本実施形態のＨＵＤ装置１００が適用される車両制御システム１０００の構成例を示すブロック図である。
【0050】
図２に示すように、車両制御システム１０００は、ＨＵＤ装置１００、車載センシング装置２００、運転支援装置３００、ナビゲーション装置４００、そして、操作入力装置５００、を含む。これらはいずれも車内ＬＡＮであるＣＡＮ（Control Area Network）６００経由で双方向に情報の伝達を可能にする。
【0051】
車載センシング装置２００は、車両１０の前方を含む周囲の走行環境を認識するために必要なセンサ類であり、カメラやＬｉＤＡＲ（Light Detection And Ranging）等を含む。また、車両１０の挙動を検出するＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）や車速センサ等も含む。車載センシング装置２００により認識され、あるいは検出された情報は、運転支援装置３００、ナビゲーション装置４００、そして本実施形態のＨＵＤ装置１００へＣＡＮ６００経由で転送される。
【0052】
なお、カメラは、少なくとも車両１０の前方視界（実景）を撮影し、ＬｉＤＡＲは、近赤外光や可視光、紫外線を使用して、例えば、カメラにより撮影された車両１０の前方に存在する障害物等に光を照射し、その反射光を光センサで捕捉し、その時間差によって障害物までの距離を判定する。ＩＭＵは、３軸の加速度センサと３軸の角速度センサ（ジャイロセンサ）を使用して車両の運転状況や姿勢を測定（加速度［ｍ／ｓ２］から３軸方向の並進運動を、角速度［ｄｅｇ／ｓ］から回転運動を検知する）することができる。
【0053】
運転支援装置３００は、視認者である乗員１４の運転操作を支援する、ＬＫＡＳ（Lane Keeping Assist System：車線維持システム）、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control System：車間距離制御装置）等のＡＤＡＳ（Advanced Driver-Assistance System）による運転支援機能、及びドライバの運転操作を代行可能な自動運転機能の少なくとも一方を備える。そして、運転支援装置３００は、車載センシング装置２００から取得された情報に基づき、車両１０の前方の走行環境及び挙動を認識し、あるいは検出し、ここで得られる情報の解析結果にしたがい、車両１０（図示省略した、駆動系、制動系、及び操舵系）を制御する他に、これら情報の解析結果をＣＡＮ６００経由でＨＵＤ装置１００、ナビゲーション装置４００等に転送することができる。
【0054】
ナビゲーション装置４００は、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの全地球衛星航法システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）やジャイロセンサを用い（ＧＰＳ等センサ４０２）、情報処理部４０１が、地図ＤＢ４０４から、あるいは車外との無線通信により地図情報を得て、車両１０の周辺施設案内や経路案内等を行う。ナビゲーション装置４００は、適切なタイミングでこれら案内情報に基づいて表示出力を促す信号をＣＡＮ６００経由でＨＵＤ装置１００へ転送する。
【0055】
情報処理部４０１は、車載センシング装置２００、運転支援装置３００、操作入力装置５００、及びＧＰＳやジャイロセンサ等内蔵するセンサ類（ＧＰＳ等センサ４０２）から取得された自車両の位置情報に基づき、目的地や施設検索及び案内等の情報処理を行なう。そして、その情報処理の結果に基づき、例えば、自車両が曲がるべき交差点に迫っていることが検出された場合に、該当の交差点で右折あるいは左折することを示す矢印等の虚像Ｖを生成してＨＵＤ装置１００に転送する。情報処理部４０１はまた、上述したアイボックスの位置を制御するために、後述するＨＵＤ装置１００の反射部材である凹面鏡１４１（図３（ａ）（ｂ）参照）の回転を制御する駆動信号をＣＡＮ６００経由で出力する。
【0056】
情報処理部４０１は、乗員１４の操作入力により設定されるか又は検出される乗員１４の高さ方向の目の位置に変更があった場合、ＨＵＤ装置１００に対して表示指令を出力する。そして、表示指令を受信したＨＵＤ装置１００は、第１の画像又は第２の画像の表示位置又は表示態様を異ならせて表示領域ＶＡに配置し、第１の画像と第２の画像との間で上下方向に重複が生じた場合、第１の画像又は第２の画像を再配置して重複を回避する制御を行い、第１の画像と第２の画像の表示を行う。なお、ＨＵＤ装置１００は、乗員１４の高さ方向の目の位置に変更があった場合、第１の画像及び第２の画像の表示位置又は表示態様を異ならせて表示領域ＶＡに配置し、第１の画像と第２の画像との間で上下方向に重複が生じた場合、第１の画像及び第２の画像を再配置して重複を回避する処理を実行して第１の画像と第２の画像を表示してもよい。
【0057】
ここで、車両１０の前方に仮想的に設定される表示領域ＶＡのうち、下側（乗員から見て手前側に感じられる側）を手前側とし、上側（乗員から見て奥側に感じられる側）を奥側とした場合、表示部１２０が投影して表示する「第１の画像」は、例えば、図５（ａ）に表示形態の一例を示すように、手前側に表示される制限車速情報ＮＩであり、第２の画像は、奥側に表示される制限車速情報ＦＩである。また、「乗員の高さ方向の目の位置」は、例えば、乗員１４により設定されるＨＵＤ装置１００装置が持つ反射部材（凹面鏡１４１）の角度情報から判定することができ、あるいは車両１０に備えられたカメラ（車載センシング装置２００）を用いた撮影情報かを画像認識することにより判定することができる。
【0058】
また、「第１の制御」は、乗員１４の高さ方向の目の位置に基づき、第１の画像及び／又は第２の画像の表示位置、及び／又は表示態様を異ならせて表示領域ＶＡに配置するが、ここで、「表示位置を異ならせて表示する」は、例えば、乗員１４の身長の高低等により乗員１４の高さ方向の目の位置が変化した場合、その変化量に応じて第１の画像及び／又は第２の画像の位置を、表示部１２０の表示面１２０ａと共役関係にある表示領域ＶＡの奥側、あるいは手前側に移動させて配置する表示変更処制御を行なうことをいい、また、「表示態様を異ならせて表示する」は、例えば、第１の画像（あるいは第２の画像）を構成する文字や装飾等の表示要素の大きさ、数、輝度、色彩、鮮明度等を、第１の画像と第２の画像とで異ならせる表示変更制御を行うことをいう。
【0059】
また、「第２の制御」は、第１の制御により、第１の画像と第２の画像との間で上下方向に重複が生じた場合、第１の画像又は第２の画像を再配置して重複を回避するが、ここで、「重複」とは、例えば、第１の画像の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた、表示領域ＶＡにおける第１の領域（例えば、図７（ａ）に示す表示形態の一例において、近方にある制限車速情報ＮＩの上下方向の表示領域ＮＡ）と、第２の画像の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた、表示領域における第２の領域（遠方にある制限車速情報ＦＩの上下方向の表示領域ＦＡ）の上下方向の少なくとも一部がオーバラップ（重複）する状況をいう。
【0060】
また、「再配置」とは、例えば、乗員１４から見て奥側に視認させたい第１の画像を表示領域ＶＡの上側に移動させるか、あるいは、乗員１４から見て手前側に視認させたい第２の画像を表示領域ＶＡの下側に移動させる重複解消制御を行うことをいう。但し、人間の視覚特性において、視認対象（第１の画像と第２の画像）に対して視認者（乗員１４）からの距離が近いほど奥行き弁別能力が高いことが知られていることから、路面に対して傾斜した虚像結像面（表示領域ＶＡ）を生成するＨＵＤ装置１００では、表示領域ＶＡの上側より下側の方が乗員からの距離（表示距離）が近く、そのため、奥側に視認させたい画像である第１の画像を上側に移動させるより、手前側に視認させたい第２の画像を下側に移動させる方が乗員１４に画像間の前後関係を把握させるうえで有利である。
【0061】
記憶部４０３は、プログラム領域とワーク領域が割り当てられた、例えば、スタテックＲＡＭやダイナミックＲＡＭ、あるいはフラッシュメモリ等が実装されるメモリである。ここで、プログラム領域には、例えば、ナビゲーションに必要な、目的地や施設検索、案内等に必要な各種プログラムが書き込まれており、ワーク領域には、上述した各種プログラムが実行過程で生成する情報や、ＨＵＤ装置１００に表示すべき画像を含む表示情報等が割り当てられて一時的に書き込まれる。
【0062】
なお、ナビゲーション装置４００は、地図データベース（地図ＤＢ４０４）を有する。地図ＤＢ４０４は、例えば、図示省略したＶ２Ｘ（Vehicle to X）タイプの通信系を介した外部センタ（図示省略）との通信等により最新の地図情報を取得して記憶することができる。ここで、地図ＤＢ４０４に記憶される地図情報は、車両１０の走行環境を表すようにデータ化されたマッピングデータである。マッピングデータとして、特に高精度なダイナミックマップのディジタルデータであることが好ましい。「ダイナミックマップ」とは、交通規制や工事情報、事故や渋滞、歩行者や信号情報等、刻々と変わる膨大な動的情報と、高精度３次元位置情報（路面情報、斜線情報、３次元構造物）等の静的情報を組み合わせたディジタル地図である。
【0063】
操作入力装置５００は、例えば、ステアリングホイール（ステアリングハンドル）の近傍に設けられているスイッチ類である。操作入力装置５００は、視認者である乗員１４がこれらスイッチ類を操作することにより、ＨＵＤ装置１００のＯＮ／ＯＦＦ切り替え、ＬＫＡＳ、ＡＣＣ等、ＡＤＡＳを実行する運転支援装置３００の実行機能選択、エアコンの風量設定を行い、更には、ＨＵＤ装置１００の駆動部１１０（図３（ａ）（ｂ）参照）による反射部材（凹面鏡１４１）の回転動作を指示する設定情報（アイボックスの位置）等を設定することができる。
【0064】
ＨＵＤ装置１００は、駆動部１１０と、表示部１２０と、制御部１６０と、を含む。
【0065】
駆動部１１０は、反射部材である凹面鏡１４１（図３（ａ）（ｂ）参照）に接続され、制御部１６０により生成される制御信号に基づいて凹面鏡１４１を所定の角度位置まで回転させることができる。ＨＵＤ装置１００における凹面鏡１４１の回転位置は、いくつかのステップがあり、その範囲内で調整することができる。凹面鏡１４１は、その回転駆動のためにステッピングモータを用い、操作入力装置５００の操作により設定されるアイボックスの位置（設定情報）に対応して所定のステップ数だけ回転させることができる。
【0066】
駆動部１１０は、凹面鏡１４１の角度固定位置を、ステッピングモータ用いた回転駆動機構によって制御するものとし、このため、凹面鏡１４１に設定される角度範囲として、基準位置を中心に、時計回り方向と反時計回り方向にそれぞれ所定のステップ数だけ設定することができる。
【0067】
表示部１２０は、配線基板に実装された発光ダイオードからなる光源１２１と、この光源１２１からの照明光を透過して表示光Ｌを形成するように光源１２１の出射側（真上）に位置するＴＦＴ（Thin Film Transistor Liquid Crystal）型の液晶表示素子１２２とから主に構成される。このことは、液晶表示素子１２２の背後に光源１２１が設けられ、液晶表示素子１２２は、光源１２１から発せられる光により所定の画像を表示することを意味している。
【0068】
また、表示部１２０は、光軸に対して斜めに配置された表示面１２０ａ（図３（ａ）（ｂ）参照）を有し、可視波長域の光からなる表示光Ｌを出力するもので、例えば、白色光を発する光源１２１を適用でき、この光源１２１から発する光を液晶表示素子１２２が透過することで所望の画像を含む表示光Ｌを出力する。液晶表示素子１２２は、制御部１６０による描画演算によって生成された表示画像データ（駆動信号）に基づいて所望の画像を形成する。
【0069】
制御部１６０は、運転支援装置３００、あるいはナビゲーション装置４００から転送される車両情報等に基づいて表示すべき画像、例えば、走行車線ＷＬ等の案内画像だけでなく、車両１０の速度やエネルギー残量、時刻、経路案内画像等を、数値やアイコン等の画像データを用いて表示部１２０（液晶表示素子１２２）に表示させることができる。なお、表示するべき画像は、車両の速度やエネルギー残量などの車両情報に限らず、あらゆる表示形態を採用できる。
【0070】
制御部１６０は、例えば、ナビゲーション装置４００の情報処理部４０１、あるいは運転支援装置３００により生成され、転送される画像情報に基づき、視認者である乗員１４に視認されるように表示を促す駆動信号を液晶表示素子１２２に出力する。また、制御部１６０は、液晶表示素子１２２を透過照明する光源１２１にも接続されており、駆動信号を出力することにより、点灯、消灯、あるいは輝度調整等を行うことができる。
【0071】
制御部１６０は、例えば、視認者である乗員１４が、操作入力装置５００を操作することにより取得されるアイボックスの位置に関する設定情報にしたがい、視認させる画像（虚像）の表示位置を制御することができる。具体的に、アイボックスの位置に関する設定情報にしたがい、駆動部１１０によって調整される反射部材（凹面鏡１４１）の角度を回転調整する。そして、その角度が基準位置と異なる場合、調整された角度に応じて虚像Ｖ（画像）の表示領域ＶＡへの表示位置を変更する制御を行う。
【0072】
ここで、「基準位置」とは、アイボックスが基準位置にある場合の凹面鏡１４１の角度位置をいう。凹面鏡１４１は駆動部１１０に接続されており、駆動部１１０は、制御部１６０による制御の下で、乗員１４により設定されるか、又は検出される乗員１４の高さ方向の目の位置により、凹面鏡１４１を所定の角度範囲内で回転させることができ、このことにより表示光Ｌのウインドシールド１３内における到達地点を変えることができる。すなわち、アイボックスの位置（乗員の高さ方向の目の位置）の変化に伴い、画像が配置される表示領域ＶＡ内の位置を変化させることができる。
【0073】
制御部１６０は、乗員１４から見て第１の画像を第２の画像よりも奥側に配置して表示部１２０に表示する制御を行う。このとき、制御部１６０は、乗員１４の高さ方向の目の位置に基づき、第１の画像又は第２の画像の表示位置又は表示態様を異ならせて表示領域ＶＡに配置する「第１の制御」を行い、第１の制御により第１の画像と第２の画像との間で上下方向に重複が生じた場合、第１の画像又は第２の画像を再配置して重複を回避する「第２の制御」を行うことができる。なお、制御部１６０は、乗員の高さ方向の目の位置に基づき、第１の画像及び第２の画像の表示位置又は表示態様を異ならせて表示領域ＶＡに配置する「第１の制御」を行い、第１の制御により第１の画像と第２の画像との間で上下方向に重複が生じた場合、第１の画像及び第２の画像を再配置して重複を回避する「第２の制御」を行なってもよい。
【0074】
ここで、車両１０の前方に仮想的に設定される表示領域ＶＡのうち、下側（乗員から見て手前側に感じられる側）を手前側とし、上側（乗員から見て奥側に感じられる側）を奥側とした場合、表示部１２０が投影して表示する「第１の画像」は、例えば、図５（ａ）に表示形態の一例を示すように、手前側に表示される制限車速情報ＮＩであり、第２の画像は、奥側に表示される制限車速情報ＦＩである。また、「乗員の高さ方向の目の位置」は、例えば、乗員１４により設定されるＨＵＤ装置１００が持つ反射部材（凹面鏡１４１）の角度情報から、あるいは車両１０に備えられたカメラ（車載センシング装置２００）を用いた撮影情報から判定することができる。
【0075】
また、「第１の制御」は、乗員１４の高さ方向の目の位置に基づき、第１の画像及び／又は第２の画像の表示位置及び／又は表示態様を異ならせて表示領域に配置するが、ここで、「表示位置を異ならせて表示する」とは、例えば、乗員１４の身長の高低等により乗員の高さ方向の目の位置が変化した場合、その変化量に応じて第１の画像及び／又は第２の画像の位置を、表示部１２０の表示面１２０ａと共役関係にある表示領域ＶＡの奥側あるいは手前側に移動させて配置する表示変更処制御を行なうことをいい、また、「表示態様を異ならせて表示する」とは、例えば、第１の画像及び第２の画像を構成する文字や装飾等の表示要素の大きさ、数、輝度、色彩、鮮明度等を、第１の画像と第２の画像とで異ならせて表示する表示変更制御を行うことをいう。
【0076】
また、「第２の制御」は、第１の制御により、第１の画像と第２の画像との間で上下方向に重複が生じた場合、第１の画像又は第２の画像を再配置して重複を回避するが、ここで、「重複」とは、例えば、第１の画像の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた、表示領域における第１の領域（例えば、図７（ａ）に示す表示形態の一例において、近方にある制限車速情報ＮＩの上下方向の表示領域ＮＡ）と、第２の画像の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた、表示領域における第２の領域（遠方にある制限車速情報ＦＩの上下方向の表示領域ＦＡ）の上下方向の少なくとも一部がオーバラップ（重複）する状況をいう。
【0077】
また、「再配置」とは、例えば、乗員１４から見て奥側に視認させたい第１の画像を表示領域ＶＡの上側に移動させるか、あるいは、乗員１４から見て手前側に視認させたい第２の画像を表示領域ＶＡの下側に移動させる重複解消制御を行うことをいう。但し、人間の視覚特性において、視認対象（第１の画像と第２の画像）に対して視認者（乗員１４）からの距離が近いほど奥行き弁別能力が高いことが知られていることから、路面に対して傾斜した虚像結像面（表示領域ＶＡ）を生成するＨＵＤ装置１００では、表示領域ＶＡの上側より下側の方が乗員からの距離（表示距離）が近く、そのため、奥側に視認させたい画像である第１の画像を上側に移動させるより、手前側に視認させたい第２の画像を下側に移動させる方が乗員１４に画像間の前後関係を把握させるうえで有利である。
【0078】
制御部１６０は、第１の画像の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた、表示領域ＶＡにおける第１の領域（例えば、図７（ａ）に示す表示形態の一例において、近方にある制限車速情報ＮＩの上下方向の表示領域ＮＡ）と、第２の画像の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた、表示領域ＶＡにおける第２の領域（遠方にある制限車速情報ＦＩの上下方向の表示領域ＦＡ）との間で重複が生じる場合に、「第２の制御」を行なうことができる。
【0079】
制御部１６０は、第１の画像及び第２の画像が、車両１０の前方の前景に関連する画像である場合に、第１の制御と第２の制御を行なうことができる。
【0080】
制御部１６０は、表示領域ＶＡの内側又は外側に、例えば、図５（ａ）に示す線遠近法における仮想的な消失点ＶＰを設定する。そして、この仮想的な消失点ＶＰを通る前景の走行車線ＷＬを模した仮想的なラインＶＬに沿って第１の画像（ＮＩ）及び第２の画像（ＦＩ）が配置されているように乗員１４が視認できる所定の範囲（例えば、８°以上６６°未満）に、第１の画像（ＮＩ）及び第２の画像（ＦＩ）を表示する場合に、「第１の制御」及び「第２の制御」を行なうことができる。
【0081】
ここで、「仮想的な消失点ＶＰ」は、例えば、線遠近法で本来平行である２以上の線を平行でなく描くときの、それが交わる地点であって、視認者である乗員１４が奥側を見通すように見ているときの視線方向をいう。また、「所定の範囲」は、乗員１４が各画像（第１の画像と第２の画像）を路面に沿うように配置されているように視認できるか否かの閾値を基に決定される値であり、試験やシミュレーションによって得られる値である。例えば、図５（ａ）に表示形態の一例が示されているように、走行車線ＷＬを模した仮想的なラインＶＬの傾きは３５°であり、第１、第２の画像としての２つの制限車速情報（ＮＩ，ＦＩ）も傾きが３５°になるように配置されている。しかしながら、２つの画像（制限車速情報ＮＩ，ＦＩ）が垂直になるような配置、すなわち傾きが９０°になるように２つの制限車速情報（ＮＩ，ＦＩ）を配置した場合、乗員１４は各画像が路面に沿って配置されているようには視認できない。したがって、「所定の範囲」はこのような配置を行えないような値である、例えば、８°以上６６°未満が範囲として設定される。
【0082】
制御部１６０は、「第２の制御」において、第２の画像を、乗員１４から見て表示領域ＶＡの下側に移動させる制御を行うことにより重複を回避することができる。これは、人間の視覚特性において、視認対象（第１の画像、第２の画像）に対して視認者（乗員）からの距離が近いほど奥行き弁別能力が高いことが知られていることから、路面に対して傾斜した虚像結像面（表示領域ＶＡ）を生成するＨＵＤ装置１００では、表示領域ＶＡの上側より下側の方が乗員からの距離（表示距離）が近く、そのため、奥側に視認させたい画像である第１の画像を上側に移動させるより、手前側に視認させたい第２の画像を下側に移動させる方が乗員１４に画像間の前後関係を把握させるうえで有利である。
【0083】
また、制御部１６０は、「第１の制御」により第２の画像が表示領域ＶＡの下部領域に配置され、「第２の制御」により第２の画像を下部領域の下側に移動させても重複が回避できない場合、第２の画像を表示領域ＶＡの中心位置から遠ざかるように乗員１４から見て表示領域ＶＡの左側又は右側に移動させる制御を行うことができる。ここで、「下部領域」とは、例えば、図１（ｂ）に示すように、表示領域ＶＡを境界線（図中、一点鎖線）で２等分して区画される下側に位置する領域をいう。
【0084】
また、制御部１６０は、「第２の制御」において、第２の画像を、表示領域ＶＡの内側又は外側に設定される線遠近法における仮想的な消失点ＶＰを通る走行車線ＷＬを模した仮想的なラインＶＬに沿って配置されているように乗員１４が視認できる所定の範囲（例えば、８°以上６６°未満）で下側に移動させる、又は表示領域ＶＡの中心位置から遠ざかるように左側又は右側に移動させる制御を行うことができる。
【0085】
また、制御部１６０は、仮想的なラインＶＬに沿って配置されているように乗員１４が視認できる所定の範囲（例えば、８°以上６６°未満）内で下側に移動させる、及び表示領域ＶＡの中心位置から遠ざかるように左側又は右側に移動させる制御を行なってもよい。例えば、上下方向の表示領域ＶＡが小さい等ＨＵＤ装置１００の表示領域ＶＡの制約上、第２の画像を下側に移動できない場合があり、そのような場合、制御部１６０は、第２の画像を、表示領域ＶＡの中心位置から遠ざかるように左側又は右側に移動させることにより、第１の画像と第２の画像との表示位置の間に差を設けることができる。
【0086】
また、制御部１６０は、乗員１４の高さ方向の目の位置が所定の基準位置よりも下に位置する場合に「第１の制御」と「第２の制御」を行い、所定の基準位置よりも上に位置する場合に「第１の制御」を行なうことができる。
【0087】
ここで、「所定の基準位置」とは、アイボックスが基準位置にある場合の凹面鏡１４１の角度位置をいう。凹面鏡１４１は駆動部１１０と接続されており、駆動部１１０は、制御部１６０による制御の下で、乗員１４により設定されるか、又は検出される乗員１４の高さ方向の目の位置により、凹面鏡１４１を所定の角度範囲内で回転させることができ、このことにより表示光のウインドシールド内における到達地点を変えることができる。すなわち、アイボックスの位置（乗員の高さ方向の目の位置）の変化に伴い、画像（虚像）が配置される表示領域内の位置を変化させることができる。このため、制御部１６０は、所定の基準位置と比較してアイボックスの位置が下がる比較的背の低い乗員と、基準位置と比較してアイボックスの位置か上がる比較的背の高い乗員のどちらに対しても第１の制御を実行するが、第１の制御を行った結果として画像間の重複が生じるのはアイボックスの位置か下がる比較的背の低い乗員であるため、比較的背が低い乗員に対してのみ第２の制御を実行して画像間の重複を回避する。
【0088】
また、制御部１６０は、表示領域ＶＡの車両１０に近い側の端部を下端部（画角のＤｎ）とし、遠い側の端部を上端部（画角のＵｐ）とした場合、乗員１４に上端部が下端部よりも奥側となって傾斜して視認されるように表示する制御を行なうことができる。制御部１６０は、上端部が下端部よりも奥側となる、傾斜した虚像結像面である表示領域ＶＡを用いて、奥行き方向（車両の前後方向）における表現力を高めた表示を行うことができ、より自然で遠近感のある画像の視認性を実現することができる。
【0089】
図３に、本実施形態のＨＵＤ装置１００の内部構造が略断面図で示されており、図３（ａ）は、アイボックスが基準位置にある場合、図３（ｂ）は、反射部材である凹面鏡を図３（ａ）の基準位置から反時計回りに回転させた場合の断面構造が示されている。
【0090】
図３（ａ）（ｂ）によれば、ＨＵＤ装置１００は、表示部１２０と、第１反射器１３０と、第２反射器１４０と、ハウジング１５０とから主に構成されている。
【0091】
表示部１２０は、表示面１２０ａを有し、可視波長域の光からなる表示光Ｌを出力するもので、例えば、白色光を発する光源１２１を適用でき、この光源１２１から発する光を液晶表示素子１２２が透過することで所望の画像を含む表示光Ｌを出力する。液晶表示素子１２２は、制御部１６０による描画演算によって生成された表示画像データ（駆動信号）に基づいて所望の画像を形成する。
【0092】
第１反射器１３０は、コールドミラー１３１を備えている。なお、コールドミラー１３１は、表示部１２０の発光波長域を含む可視波長域（４５０～７５０ｎｍ）の光を、例えば、８０％以上の高い反射率で反射し、可視波長域以外の光を低い反射率で反射するものである。この場合、コールドミラー１３１は、可視波長域以外の、特に赤外波長域の光（太陽光等の外光の熱線）を、例えば１５％以下の低い反射率で反射するものが適用される。なお、コールドミラー１３１の反射層で反射されない光は、コールドミラー１３１を透過するように構成される。コールドミラー１３１により、液晶表示素子１２２が太陽光等によって熱せられて高温化してしまうことを抑止できる。
【0093】
第２反射器１４０は、コールドミラー１３１（つまり、液晶表示素子１２２）からの表示光Ｌを反射させる反射部材である凹面鏡１４１と、凹面鏡１４１を保持するミラーホルダ１４２とを備えている。
【0094】
凹面鏡１４１は、凹面を有するポリカーボネートからなる樹脂基板に第２の反射層１４１ａを蒸着形成している。凹面鏡１４１は、その第２の反射層１４１ａがコールドミラー１３１ならびに透光性カバー１５３に対向し、透光性カバー１５３から臨める位置に傾斜して設けられる。
【0095】
凹面鏡１４１は、コールドミラー１３１からの表示光Ｌを拡大しつつ、透光性カバー１５３（車両１０のウインドシールド１３）側へ反射（投射）させるものである。このことは、凹面鏡１４１が、コールドミラー１３１によって反射された表示光Ｌを拡大し、この拡大された表示光Ｌを、透光性カバー１５３を通じてウインドシールド１３に投射することを意味している。なお、凹面鏡１４１は、ミラーホルダ１４２に両面粘着部材により接着されている。ミラーホルダ１４２は、例えばＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）等の合成樹脂からなるものであり、ハウジング１５０に固定される。
【0096】
凹面鏡１４１は、駆動部１１０に接続されており、状況に応じて所定の角度範囲内で回転させることができる。このことにより、表示光（Ｌ）のウインドシールド１３内での到達地点を変えることができる。すなわち、ＨＵＤ装置１００のアイボックスの位置が変化する。このことから、視認者である乗員１４が画像を視認できるための高さ方向の目の位置、及び画像が表示される表示領域ＶＡ内の表示位置を変化させることができる。
【0097】
ここで、アイボックスの位置が下がるほど、画像（虚像Ｖ）の表示領域ＶＡ内における表示位置は高くなる。これは、視認者である乗員１４の高さ方向の目の位置を基準にした路面に平行な直線と、乗員１４の目と画像（虚像Ｖ）とを結ぶ直線との２つの直線のなす角度である俯角が小さくなる方向に変化することを意味する。一方、アイボックスの位置が上がるほど、画像の表示領域ＶＡ内における表示位置が低くなる。これは視認者である乗員１４の高さ方向の目の位置を基準にした路面に平行な直線と、乗員１４の目と画像（虚像Ｖ）とを結ぶ直線の２つの直線のなす角度である俯角が大きくなる方向に変化することを意味する。
【0098】
言い換えれば、図３（ａ）に示す基準位置にある凹面鏡１４１が、時計回りに回転すると、図３（ｂ）に示すようにアイボックスの位置が低くなり、逆に反時計回りに回転すると、アイボックスの位置が高くなる。なお、俯角は、アイボックスの位置により所定の計算式で一意に決まるため、アイボックスの位置で画像の表示位置を算出することと、俯角によって画像の表示領域ＶＡにおける表示位置を算出することとは等価である。
【0099】
ハウジング１５０は、例えば、黒色の遮光性合成樹脂材料からなり、略箱型形状に形成され、その内部空間である空間部１５１に表示部１２０、第１反射器１３０、第２反射器１４０からなる投影部を保持して収容するものであり、第２反射器１４０における凹面鏡１４１の上部（ウインドシールド１３側）が開口する開口窓部１５２を備えている。
【0100】
また、ハウジング１５０には、開口窓部１５２を塞ぐように出射部である透光性カバー１５３が設けられている。この透光性カバー１５３は、透光性の合成樹脂材料（例えばアクリル樹脂）を使用しており、湾曲形状（曲面形状）に形成され、凹面鏡１４１で反射された表示光Ｌが透過（通過）する光透過性部材としての機能を有している。つまり、コールドミラー１３１ならびに凹面鏡１４１によって反射された表示光Ｌ、すなわち、投影部によって出力される表示光Ｌは、ハウジング１５０に形成された透光性カバー１５３を通じてウインドシールド１３に投影され、これにより画像の表示が行なわれることになる。
【0101】
なお、ＨＵＤ装置１００は、ウインドシールド１３の下部側に表示光Ｌ（画像）を投影出力する。このため、視認者である乗員１４側からは、ウインドシールド１３の下部領域から車両１０の前景オブジェクトと重畳して画像を見ることができる。したがって、視認者である乗員１４は、主に、車両１０の近傍の路面に画像が表示されて見えることになる。また、ＨＵＤ装置１００の投影部の構成により、出力される画像の上部が下部よりも車両１０から奥側になるように傾斜して見える画像を出力することになる。
【0102】
（実施形態の動作）
図４は、本実施形態のＨＵＤ装置１００の動作を示すフローチャートである。又、図５～図９は、本実施形態のＨＵＤ装置１００において、車両１０の前方に仮想的に設定される表示領域ＶＡに１以上の画像（ＮＩ，ＦＩ，ＶＬ等）を、車両１０の前方の実風景である前景（ＦＳ，ＣＦ等）に重畳して投影表示した場合の表示形態の一例を示した図である。具体的に、図５（ａ）は、乗員１４の高さ方向の目の位置（標準位置）から見た場合の画像の見え方（表示形態）の一例を示し、図５（ｂ）は、他の表示形態の一例を示している。また、図６（ａ）は、乗員１４の高さ方向の目の位置が変化した（標準位置より低くなった）場合の画像の見え方（表示形態）の一例を示し、図６（ｂ）は他の表示形態の一例を示している。
図４は、本実施形態のＨＵＤ装置１００の動作を示すフローチャートである。又、図５～図９は、本実施形態のＨＵＤ装置１００において、車両１０の前方に仮想的に設定される表示領域ＶＡに１以上の画像（ＮＩ，ＦＩ，ＶＬ等）を、車両１０の前方の実風景である前景（ＦＳ，ＣＦ等）に重畳して投影表示した場合の表示形態の一例を示した図である。具体的に、図５（ａ）は、乗員１４の高さ方向の目の位置（標準位置）から見た場合の画像の見え方（表示形態）の一例を示し、図５（ｂ）は、他の表示形態の一例を示している。また、図６（ａ）は、乗員１４の高さ方向の目の位置が変化した（標準位置より低くなった）場合の画像の見え方（表示形態）の一例を示し、図６（ｂ）は他の表示形態の一例を示している。
【0103】
また、図７（ａ）は、本実施形態のＨＵＤ装置１００が表示変更制御（「第１の制御」）を行った結果、表示領域ＶＡに配置された画像間で上下方向に重複が生じた場合の表示形態の一例を示し、図７（ｂ）は、他の表示形態の一例を示す。また、図８（ａ）は、本実施形態のＨＵＤ装置１００が図７（ａ）に示した画像に対して重複解消制御（「第２の制御」）を行った場合の表示形態の一例を示し、図８（ｂ）は、図７（ｂ）に示した画像に対して重複解消制御（「第２の制御」）を行った場合の表示形態の一例を示す。また、図９は、本実施形態のＨＵＤ装置１００が行う重複解消制御（「第２の制御」）において、第２の画像を下側に移動できない場合に表示領域ＶＡの中心から左側に移動させる制御を行う場合の表示形態の一例を示す。
【0104】
【0105】
まず、ナビゲーション装置４００の情報処理部４０１は、本実施形態のＨＵＤ装置１００に表示する画像を生成し（ステップＳ１０１）、ＨＵＤ装置１００に対して生成した画像と共に表示指令を出力する。ここで、生成される画像は、例えば、車両１０の前方の実風景である前景オブジェクト（例えば、図５（ａ）の制限車速標識ＮＳ，ＦＳや、図５（ｂ）の前方車両ＣＦ等）に関する情報、すなわち、制限車速情報（例えば、図５（ａ）のＮＩ，ＦＩ）や前方車追従情報（例えば、図５（ｂ）のＣＩ）、あるいはナビゲーション情報を含む画像である。
【0106】
なお、制限車速情報ＮＩ，ＦＩや、前方車両追従情報ＣＩは、運転支援装置３００により生成されてもよい。ナビゲーション情報は、ナビゲーション装置４００（情報処理部４０１）で生成される周辺施設案内や経路案内を含んだ情報である。その他、車速、エンジン回転数、ガソリン残量、各種警告等の車両情報、あるいは時刻、外気温等の一般情報も画像（虚像Ｖ）として生成され、本実施形態のＨＵＤ装置１００に表示される。
【0107】
図５は、本実施形態のＨＵＤ装置１００において、乗員１４の高さ方向の目の位置（標準位置）から見た場合の画像の見え方を示した図であり、図５（ａ）は、近方の制限車速情報ＮＩと遠方の制限車速情報ＦＩ）を画像（虚像Ｖ）として生成し、ＨＵＤ装置１００の表示領域ＶＡに表示する表示形態の一例を示した例である。車両１０は、初めに４０ｋｍ／ｈの制限車速標識ＮＳが適用される道路を走行し、その後、６０ｋｍ／ｈの制限車速標識ＦＳが適用される道路を走行する。そのため、２つの制限車速情報ＮＩ，ＦＩの画像が路面に沿って配置され、且つ画像間の前後関係が理解できるようにそれら画像を表示することが望ましい。
【0108】
図５（ａ）に示す表示形態の一例によれば、表示領域ＶＡの内側に線遠近法における仮想的な消失点ＶＰを設定し、この仮想的な消失点ＶＰに向かう走行車線ＷＬを模した仮想的なラインＶＬ上に２つの制限車速情報ＮＩ，ＦＩを配置している。ここで、仮想的な消失点ＶＰは、仮想的な消失点ＶＰに向かう仮想的なラインＶＬが、現実世界の走行車線ＷＬ（白線画像）の中央を通る仮想的なラインＡＬと同じ傾き（立ち上がり角度）になるよう設定している。これにより、乗員１４は、各画像（制限車速情報ＮＩ，ＦＩ）が路面に沿うように配置されているように視認することができる。
【0109】
なお、各画像は、仮想的なラインＶＬ上からずれた位置に配置してもよいが、仮想的なラインＶＬから大きくずれると、各画像と路面との関連性が低いように感じられ、各画像が路面に沿っていないように視認される可能性がある。そのため、各画像を仮想的なラインＶＬから所定の範囲内に配置する必要がある。
【0110】
ここで、「所定の範囲」は、乗員１４が各画像を路面に沿うように配置されているように視認できるか否かの閾値を基に決定され、試験やシミュレーション等により設定される値である。例えば、図５（ａ）における仮想的なラインＶＬ，ＡＬの傾きは３５°であり、２つの制限車速情報ＮＩ，ＦＩも傾きが３５°となるように配置されているが、２つの画像（制限車速情報ＮＩとＦＩ）が垂直となるような配置、すなわち傾きが９０°となるような配置を行った場合、乗員１４が各画像を路面に沿うように配置されているように視認できない。したがって、所定の範囲は、このような配置を行えないような値を設定すべきであり、ここでは、８°以上６６°未満が所定の範囲として設定される。
【0111】
同様の理由で、２つの仮想的なラインＶＬ，ＡＬは、異なる角度にしてもよいが、２つの仮想的なラインＶＬ，ＡＬの傾きの差を所定の値以下にする必要がある。なお、仮想的な消失点ＶＰは、ＨＵＤ装置１００の表示領域ＶＡの外側に設定してもよい。更に、走行車線ＷＬ（白線画像）を模した仮想的なラインＶＬを仮想的な消失点ＶＰに向かうよう生成し、各画像を仮想的なラインＶＬに沿うよう配置して表示する表現方法を用いてもよい。このような表現方法を用いることにより、乗員１４は各画像がより路面に沿うように配置されているように視認できる。
【0112】
また、図５（ａ）では、近方の制限車速情報ＮＩを下側に（乗員１４から見て手前側に）、遠方の制限車速情報ＦＩを上側（乗員１４から見て奥側に）、それぞれに配置している。人間の視覚特性において、視認者（乗員１４）から見て上側にある視認対象は遠方に、下側にある視認対象は近方に、それぞれ存在するように視認されることが知られている。そのため、乗員１４は、近方の制限車速情報ＮＩが手前側に、遠方の制限車速情報ＦＩが奥側に表示されるように視認でき、各画像間の前後関係の理解を容易にしている。更に、ＨＵＤ装置１００は、傾斜した表示領域ＶＡを生成するため、表示領域ＶＡの上下位置によっては表示距離が変化する。そのため、画像間で上下方向の位置に差を設けることで画像間の前後関係がより理解しやすくなる。
【0113】
図５（ｂ）は、画像（虚像Ｖ）として前方車両追従情報ＣＩと制限車速情報ＬＩを生成し、表示領域ＶＡに投影表示した場合の表示形態の一例である。これらの画像は、前景オブジェクトに関する情報であるため、表示された画像（虚像Ｖ）が前景オブジェクトの関連情報であることを視認者である乗員１４が理解できるように、且つ画像間の前後関係が理解できるようにこれら画像を表示することが望ましい。このため、図５（ｂ）に示す表示形態によれば、前方車両追従情報ＣＩを前方車両ＣＦの近傍に、制限車速情報ＬＩを制限車速標識ＬＳの近傍に、それぞれ配置して表示している。これにより、乗員１４は、各画像がそれぞれの前景オブジェクトに関する情報であることを理解することができる。
【0114】
また、図５（ｂ）に示す表示形態によれば、制限車速情報ＬＩは下側に、前方車両追従情報ＣＩは上側に配置されている。そのため、乗員１４は、制限車速情報ＬＩが表示領域ＶＡの手前側、前方車両追従情報ＣＩが表示領域ＶＡの奥側に表示されるように視認でき、各画像間の前後関係の理解を高めている。なお、図５（ａ）と図５（ｂ）に示す表示形態の一例は、乗員１４の高さ方向の目の位置が標準的な場合、すなわち標準的な身長を有する乗員１４による画像の見え方を示しものである。
【0115】
ナビゲーション装置４００（情報処理部４０１）から表示指令を受信した本実施形態のＨＵＤ装置１００（制御部１６０）は、乗員１４の高さ方向の目の位置が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ここで、乗員１４の高さ方向の目の位置が所定値以下であれば（ステップＳ１０２“ＹＥＳ”）、制御部１６０は、表示変更制御（「第１の制御」）を行い、乗員１４の高さ方向の目の位置が所定値以下でなければ（ステップＳ１０２“ＮＯ”）、画像表示制御（ステップＳ１０６）に遷移する。乗員１４の高さ方向の目の位置は、操作入力装置５００を操作することにより設定される、ＨＵＤ装置１００の反射部材である凹面鏡１４１の角度情報から判定するか、あるいは、車両１０に備えらえたカメラ（車載センシング装置２００）から取得される撮影情報を画像認識して得られる情報から判定される。
【0116】
ここで、制御部１６０が表示変更制御（ステップＳ１０３）を行うにあたり、乗員１４の高さ方向の目の位置が、その標準位置に比べて低い場合、乗員１４から見た画像の見え方が、図５（ａ）、図５（ｂ）に示した表示形態から変化する。ここで、図６（ａ）は、図５（ａ）よりも低い視点からの画像の見え方を示している。
【0117】
図６（ａ）に示す表示形態の一例によれば、近方の制限車速情報ＮＩと遠方の制限車速情報ＦＩの画像を配置するための仮想的なラインＶＬと、車両１０の前景である現実世界の走行車線ＷＬ（白線画像）の中央を通る仮想的なラインＡＬの傾きが異なっている。上述したように、各画像（近方の制限車速情報ＮＩと遠方の制限車速情報ＦＩ）の傾きの差が大きくなると、各画像が路面に沿っていないように視認される可能性がある。そのため、表示変更制御（ステップＳ１０３）において、制御部１６０は、例えば、図７（ａ）にその表示形態の一例を示すように、画像（虚像Ｖ）を配置するための仮想的なラインＶＬと、現実世界の走行車線ＷＬ（白線画像）の中央を通る仮想的なラインＡＬとが同じ傾きになるように、仮想的な消失点ＶＰの位置を変更し、且つ、仮想的なラインＶＬを通るように近方の制限車速情報ＮＩと遠方の制限車速情報ＦＩの画像（虚像Ｖ）の表示位置を変更する。
【0118】
ここで、画像（虚像Ｖ）の表示位置を変更するのではなく、画像（虚像Ｖ）の表示態様を変更して（異ならせて）違和感を低減してもよい。表示態様を変更する場合、制御部１６０は、例えば、近方の制限車速情報ＮＩと遠方の制限車速情報ＦＩを構成する文字や装飾等の表示要素の大きさ、数、輝度、色彩、鮮明度等を、第１の画像と第２の画像とで異ならせることが考えられる。例えば、手前側に表示される近方の制限車速情報ＮＩの鮮明度を高め、遠方の制限車速情報ＦＩの鮮明度を低くして表示することにより遠近感を強調することによって違和感を低減することができる。
【0119】
また、制御部１６０は、仮想的なラインＶＬから所定の範囲（例えば、８°以上６６°未満）内に各画像（虚像）を配置すること、及び２つの仮想的なラインＶＬ，ＡＬの傾きの差を所定の値以下にすること、にしたがった上で、図６（ａ）の表示形態とは異なる制限車速情報ＮＩ，ＦＩの画像位置、及び仮想的なラインＶＬの傾きを設定してもよい。例えば、図７（ａ）に示す表示形態によれば、近方の制限車速情報ＮＩの画像の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた領域（第１の領域ＮＡ）と、遠方の制限車速情報ＦＩの画像の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた領域（第２の領域ＦＡ）が重複しており、画像の上下方向に重複がある状態である。
【0120】
図６（ｂ）は、図５（ｂ）に示す表示形態よりも低い視点からの画像の見え方を示している。図６（ｂ）に示すように、前方車両追従情報ＣＩが前方車両と重複している。すなわち、図５（ｂ）に示した表示形態とは異なる見え方になり、乗員１４に違和感を与える可能性がある。そのため、表示変更制御（「第１の制御）」において、制御部１６０は、図７（ｂ）に示すように、前方車追従情報（ＣＩ）が乗員から見て前方車の下側に位置するように、前方車追従情報（ＣＩ）の画像表示位置を変更する。なお、画像の表示位置を変更するのではなく、画像の表示態様を異ならせて違和感を低減してもよい。図７（ｂ）に示す表示形態によれば、前方車両追従情報ＣＩの画像の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた領域（第１の領域ＣＡ）と、制限車速情報ＬＩの画像の上端と下端をそれぞれ通る２つの水平方向の線分に囲まれた領域（第２の領域ＬＡ）が重複しており、画像の上下方向に重複がある状態である。
【0121】
このため、制御部１６０は、画像（虚像Ｖ）の上下方向に重複があるかを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、画像（虚像Ｖ）の上下方向に重複がある場合（ステップＳ１０４“ＹＥＳ”）、制御部１６０は、各画像（虚像Ｖ）の重複解消制御を行い（ステップＳ１０５）、重複がない場合（ステップＳ１０４“ＮＯ”）は、画像表示制御（ステップＳ１０６）に遷移する。ステップＳ１０３の「表示変更制御」を行った結果、例えば、図７（ａ）、図７（ｂ）の表示形態に示すように、いずれも画像の上下方に重複が生じている。上述したように、乗員１４から見て上側にある視認対象（遠方の制限車速情報ＦＩ、前方車両追従情報ＣＩ）は奥側に、下側にある視認対象（近方の制限車速情報ＮＩ，制限車速情報ＬＩ）は手前側にそれぞれ存在するように視認されるため、画像（虚像Ｖ）の上下方向に重複がある場合は各画像の前後関係が理解しづらくなる。また、傾斜した表示領域ＶＡにおいては、画像の上下方向の位置が同じか又は重複している場合には、画像間の表示距離の差が無くなるか又は小さくなるため、画像間の前後関係が理解しづらくなる。
【0122】
このため、制御部１６０は、重複解消制御（第２の制御）を行う（ステップＳ１０５）。ここで行われる重複解消制御は、画像間に重複があった場合に、重複を解消するために行う制御である。図７（ａ）に示す表示形態に対して重複解消制御が行なわれた場合の表示形態の一例を図８（ａ）に示す。
【0123】
図７（ａ）において、近方の制限車速情報ＮＩと遠方の制限車速情報ＦＩの画像は、仮想的な消失点ＶＰに向かう仮想的なラインＶＬ上に配置されている。この仮想的なラインＶＬから画像（虚像Ｖ）が離れると、乗員１４に違和感を与える可能性がある。そのため、図８（ａ）に示す例では、制御部１６０が、仮想的なラインＶＬに沿って、近方の制限車速情報ＮＩの画像を下側に、且つ左側に移動させている。人間の視覚特性において、視認者（乗員１４）からの距離が近いほど、奥行き弁別能力が高いことが知られている。傾斜した表示領域ＶＡを用いるＨＵＤ装置１００では、表示領域ＶＡの上側よりも下側の方が乗員１４からの距離（表示距離）が近い。そのため、奥側に視認させたい画像（虚像Ｖ）、すなわち遠方の制限車速情報ＦＩを上側に移動させるよりも、手前に視認させたい画像、すなわち近方の制限車速情報ＮＩを下側に移動させる方が、画像間の前後関係の把握には有効である。なお、仮想的なラインＶＬから所定の範囲（例えば、８°以上６６°未満）内に各画像を配置することにしたがった上で、図７（ａ）とは異なる制限車速情報ＮＩ，ＦＩの画像位置を設定してもよい。
【0124】
図７（ｂ）に示す表示形態の画像（虚像Ｖ）に対して重複解消制御が実施された場合の表示形態の一例を図８（ｂ）に示す。図８（ｂ）によれば、制御部１６０は、手前側に視認させたい画像、すなわち制限車速情報ＬＩの画像を下側に移動させる制御を行うことで、画像間の重複を解消することができる。ここでは、奥側に視認させたい画像、すなわち前方車両追従情報ＣＩを上側に移動させるのではなく、手前側に視認させたい画像、すなわち制限車速情報ＬＩを下側に移動させる理由は、図８（ａ）に示す表示形態の場合と同様である。
【0125】
なお、上下方向の表示領域ＶＡが小さい場合等、画像を下側に移動できない場合がある。そのような場合、制御部１６０は、例えば、図９に示す表示形態のように、制限車速情報ＬＩを表示領域ＶＡの中心から遠ざけるように、結果として前方車両追従情報ＣＩから遠ざかるように左側に移動させる制御を行う。その結果、画像間の上下方向の重複は解消されないが、左右方向の位置の差を広げることで、乗員１４は、表示される各画像（虚像Ｖ）の前後関係が把握しやすくなる。
【0126】
続いて制御部１６０は、これら画像の表示タイミングを待って、内蔵のＶＲＡＭ領域（図示省略）からナビゲーション装置４００（情報処理部４０１）や運転支援装置３００により生成されたこれら画像を読み取って表示部１２０に出力する画像表示制御を行う（ステップＳ１０６）。最後に、表示部１２０は、光源１２１からの照明光を透過して表示光Ｌを形成し所望む画像（虚像Ｖ）を投影表示する。
【0127】
（変形例）
上述した本実施形態のＨＵＤ装置１００によれば、ナビゲーション装置４００の情報処理部４０１が、操作入力装置５００を介して乗員１４によって設定されるアイボックスの位置に関する設定情報を取込んでＨＵＤ装置１００に対して表示指令を発行し、これを受けたＨＵＤ装置１００が、乗員１４の高さ方向の目の位置が所定値以下である場合に、第１の制御（表示変更制御）を行い、第１の制御により画像間の上下方向に重複が生じた場合、第２の制御（重複解消制御）によって画像間で上下方向の位置に差異を設け、画像間の前後関係を理解しやすくする構成としたが、操作入力の取り込みと画像を生成する機能は、ナビゲーション装置４００（情報処理部４０１）に限らず、運転支援装置３００で代替してもよく、また、ナビゲーション装置４００や運転支援装置３００とは独立して、これら機能を取込むことによりＨＵＤ装置１００が単独で行ってもよい。
上述した本実施形態のＨＵＤ装置１００によれば、ナビゲーション装置４００の情報処理部４０１が、操作入力装置５００を介して乗員１４によって設定されるアイボックスの位置に関する設定情報を取込んでＨＵＤ装置１００に対して表示指令を発行し、これを受けたＨＵＤ装置１００が、乗員１４の高さ方向の目の位置が所定値以下である場合に、第１の制御（表示変更制御）を行い、第１の制御により画像間の上下方向に重複が生じた場合、第２の制御（重複解消制御）によって画像間で上下方向の位置に差異を設け、画像間の前後関係を理解しやすくする構成としたが、操作入力の取り込みと画像を生成する機能は、ナビゲーション装置４００（情報処理部４０１）に限らず、運転支援装置３００で代替してもよく、また、ナビゲーション装置４００や運転支援装置３００とは独立して、これら機能を取込むことによりＨＵＤ装置１００が単独で行ってもよい。
【0128】
また、ＨＵＤ装置１００を画像表示制御のみ行う単なる表示装置とみなし、ナビゲーション装置４００（情報処理部４０１）あるいは運転支援装置３００が、画像生成、表示変更制御、重複解消制御、の全てを担い、ＨＵＤ装置１００に対して表示指令を出力する構成としてもよい。
【0129】
（実施形態の効果）
以上説明のように本実施形態のＨＵＤ装置１００は、例えば、図５（ａ）に示すように、車両１０の前方に仮想的に設定された表示領域ＶＡに１以上の画像（ＮＩ，ＦＩ）を前景（ＦＳ，ＷＬ等）に重畳して投影表示することで画像を乗員１４に視認させるヘッドアップディスプレイ装置である。そして、そのＨＵＤ装置１００は、例えば、図２に示すように、表示領域ＶＡに、第１の画像（例えば、ＦＩ）と第２の画像（例えば、ＮＩ）を投影して表示する表示部１２０と、乗員１４から見て第１の画像（例えば、ＦＩ）を第２の画像（例えば、ＮＩ）よりも奥側に配置して表示部１２０に表示する制御を行う制御部１６０と、を有する。そして、その制御部１６０は、例えば、図４に示すように、乗員１４の高さ方向の目の位置に基づき（ステップＳ１０２）、第１の画像及び／又は第２の画像の表示位置及び／又は表示態様を異ならせて表示領域ＶＡに配置する第１の制御を行い（ステップＳ１０３）、第１の制御により第１の画像と第２の画像との間で上下方向に重複が生じた場合（ステップＳ１０４“ＹＥＳ”）、第１の画像及び／又は第２の画像を再配置して重複を回避する第２の制御を行う（ステップＳ１０５）。
以上説明のように本実施形態のＨＵＤ装置１００は、例えば、図５（ａ）に示すように、車両１０の前方に仮想的に設定された表示領域ＶＡに１以上の画像（ＮＩ，ＦＩ）を前景（ＦＳ，ＷＬ等）に重畳して投影表示することで画像を乗員１４に視認させるヘッドアップディスプレイ装置である。そして、そのＨＵＤ装置１００は、例えば、図２に示すように、表示領域ＶＡに、第１の画像（例えば、ＦＩ）と第２の画像（例えば、ＮＩ）を投影して表示する表示部１２０と、乗員１４から見て第１の画像（例えば、ＦＩ）を第２の画像（例えば、ＮＩ）よりも奥側に配置して表示部１２０に表示する制御を行う制御部１６０と、を有する。そして、その制御部１６０は、例えば、図４に示すように、乗員１４の高さ方向の目の位置に基づき（ステップＳ１０２）、第１の画像及び／又は第２の画像の表示位置及び／又は表示態様を異ならせて表示領域ＶＡに配置する第１の制御を行い（ステップＳ１０３）、第１の制御により第１の画像と第２の画像との間で上下方向に重複が生じた場合（ステップＳ１０４“ＹＥＳ”）、第１の画像及び／又は第２の画像を再配置して重複を回避する第２の制御を行う（ステップＳ１０５）。
【0130】
本実施形態のＨＵＤ装置１００によれば、制御部１６０は、乗員１４の高さ方向の目の位置の変更を検出すると、第１の画像及び／又は第２の画像の表示位置を変更する、及び／又は表示態様を変更する表示変更制御（第１の制御）を行い、表示変更制御の結果、画像間に重複があれば、例えば、手前側に視認させたい第２の画像を下側に移動させて重複を解消する重複解消制御（第２の制御）を実行する。したがって、表示変更制御（第１の制御）により画像間に重複が生じると、乗員１４は画像間の前後関係が把握しづらくなるが、例えば、手前側に視認させたい第２の画像を下側に移動させる重複解消制御（第２の制御）を実行して画像間で上下方向の表示位置に差を設けることで、乗員１４は、画像間の前後関係をより理解しやすくなる。
【0131】
また、本実施形態のＨＵＤ装置１００によれば、制御部１６０が、表示領域ＶＡにおいて、第１の画像が属する第１の領域（例えば、図７（ａ）のＮＡ）と、第２の画像が属す第２の領域（例えば、図７（ａ）のＦＡ）の上下方向の重複を判定し、重複が生じる場合に第２の制御（重複解消制御）を行なう。この場合、第１の画像の下端の表示位置と第２の画像の上端の表示位置との比較のみで重複が検出されるため、画像間の画素同士を比較する場合に比べて少ない処理負荷で重複を検出することができる。
【0132】
また、本実施形態のＨＵＤ装置１００によれば、制御部１６０は、第１の画像と第２の画像が車両１０の前方の前景に関連する画像であれば第１の制御と第２の制御を行う。そのような画像間の前後関係の把握は、特に、画像が車両１０の前方の前景に関するものであるときに重要となり、そのような画像に対して第２の制御を実行することで乗員１４に対する画像間の前後関係の把握を担保することができる。
【0133】
また、本実施形態のＨＵＤ装置１００によれば、制御部１６０は、仮想的な消失点ＶＰを通る前景の走行車線を模したラインＶＬに沿って第１の画像及び第２の画像が配置されているように乗員１４が視認できる所定の範囲（例えば、８°以上６６°未満）に第１の画像及び第２の画像を表示する場合に第１の制御（表示変更制御）及び第２の制御（重複解消制御）を行なう。ここで、仮想的な消失点ＶＰを通る仮想的なラインＶＬに沿って各画像を配置することは、画像間の前後関係を把握させたい場合によく用いられる手法であり、そのような画像に対し、第１の画像及び／又は第２の画像の表示位置を変更する、及び／又は表示態様を変更する第１の制御（表示変更制御）を行い、第１の制御により画像間に重複があれば、例えば、手前側に視認させたい第２の画像を下側に移動させる複解消制御を実行して画像間で上下方向の表示位置に差を設ける第２の制御（重複解消制御）を行うことで前後関係の把握を担保することができる。
【0134】
また、本実施形態のＨＵＤ装置１００によれば、制御部１６０は、第２の画像を、乗員１４から見て表示領域ＶＡの下側に移動させる第２の制御（重複解消制御）により画像間の重複を回避する。これは、人間の視覚特性において、視認対象（第１の画像、第２の画像）に対して視認者（乗員１４）からの距離（表示距離）が近いほど奥行き弁別能力が高いことが知られていることから、路面に対して傾斜しているような虚像を生成するＨＵＤ装置１００は、表示領域ＶＡの上側より下側の方が乗員１４からの距離（表示距離）が近く、そのため、奥側に視認させたい画像である第１の画像を上側に移動させるより、手前側に視認させたい第２の画像を下側に移動させる方が乗員１４に画像間の前後関係を把握させるうえで有利である。
【0135】
また、本実施形態のＨＵＤ装置１００によれば、例えば、上下方向の表示領域ＶＡが小さい等、ＨＵＤ装置１００の表示領域ＶＡの制約上、第２の画像を下側に移動できない場合があり、そのような場合、制御部１６０は、第２の画像を、表示領域ＶＡの中心位置から遠ざかるように左側又は右側に移動させることにより、第１の画像と第２の画像との表示位置の間に差を設けることができる。この場合、上下方向の表示位置の差が小さくても横方向の表示位置の差を広げることで前後関係が把握しやすくなる。
【0136】
また、本実施形態のＨＵＤ装置１００によれば、制御部１６０は、例えば、図８（ａ）に表示形態の一例を示すように、仮想的なラインＶＬに沿って第２の画像である手前側に表示される制限車速情報ＮＩを表示領域ＶＡの下側に、且つ中心位置から遠ざけるように左側に移動する制御を行う。したがって、仮想的な消失点ＶＰを通る仮想的なラインＶＬ上で画像を動かすことにより乗員１４に与える違和感を抑制しつつ、画像間の前後関係の把握を容易にすることができる。
【0137】
また、本実施形態のＨＵＤ装置１００によれば、制御部１６０は、所定の基準位置と比較してアイボックスの位置が下がる比較的背の低い乗員と、基準位置と比較してアイボックスの位置が上がる比較的背の高い乗員のどちらに対しても第１の制御（表示変更制御）を実行するが、第１の制御（表示変更制御）を行った結果として画像間の重複が生じるのはアイボックスの位置が下がる比較的背の低い乗員である可能性が高いため、比較的背が低い乗員に対してのみ第２の制御（重複解消制御）を実行して画像間の重複を回避する。したがって、無駄な制御を行うことのない効率の良い重複解消制御を行うことができ、画像間の前後関係の把握を容易にすることができる。
【0138】
また、本実施形態のＨＵＤ装置１００によれば、制御部１６０は、表示領域ＶＡの上端部（画角のＵｐ）が下端部（画角のＤｎ）よりも奥側となる、傾斜した虚像結像面である表示領域ＶＡを用いて、奥行き方向（車両の前後方向）における表現力を高めた表示を行うことができ、より自然で遠近感のある画像の視認性を実現することができる。また、表示位置に応じて表示距離（結像距離）を調整することができ、上端部側ではかなり広範囲にわたって奥行き感のある表示を実現することができるため、画像間の前後関係の把握が容易になる。
【0139】
本実施形態の表示制御システムは、例えば、図２に示すように、車両１０の前方に仮想的に設定された表示領域ＶＡに１以上の画像を前景に重畳して投影表示するヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置１００）と、画像を生成する処理装置（例えば、ナビゲーション装置４００の情報処理部４０１）と、を含む表示制御システム（車両制御システム１０００）である。そして、ヘッドアップディスプレイ装置は、表示領域ＶＡに第１の画像と第２の画像を投影して表示する表示部１２０と、乗員１４から見て第１の画像を第２の画像よりも奥側に配置して表示部１２０に表示する制御を行う制御部１６０と、を有する。そして、処理装置は、乗員１４の操作入力により設定されるか又は検出される、乗員１４の高さ方向の目の位置に変更があった場合、第１の画像及び／又は第２の画像の表示位置、及び／又は表示態様を異ならせて表示領域ＶＡに配置し、第１の画像と第２の画像との間で高さ方向に重複が生じた場合、第１の画像及び／又は第２の画像を再配置して重複を回避する処理を実行して、ヘッドアップディスプレイ装置に対して第１の画像と第２の画像の表示を指示する。
【0140】
本実施形態の表示制御システムによれば、処理装置は、乗員１４の操作入力により設定されるか又は検出される、乗員１４の高さ方向の目の位置に変更があった場合、第１の画像及び／又は第２の画像の表示位置、及び／又は表示態様を異ならせて表示領域ＶＡに配置し（表示変更処理）、第１の画像と第２の画像との間で高さ方向に重複が生じた場合、第１の画像及び／又は第２の画像を再配置して重複を回避する処理（重複解消処理）を行い、ＨＵＤ装置１００に対して第１の画像と第２の画像の表示を指示する。したがって、表示変更処理（第１の制御）により画像間に重複が生じると乗員１４は画像間の前後関係が把握しづらくなるが、例えば、手前側に視認させたい第２の画像を下側に移動させる重複解消処理（第２の制御）を行い画像間で上下方向の表示位置に差を設けることで、乗員に１４対し画像間の前後関係をより理解しやすくした表示制御システム（車両制御システム１０００）を提供することができる。
【0141】
なお、本実施形態の表示制御システム（車両制御システム１０００）において、処理装置（例えば、ナビゲーション装置４００が有する情報処理部４０１）が実行する機能は、コンピュータが実行するプログラムによって実現される。この場合、情報処理部４０１は、上述したプログラムを実行するためのハードウエアとして、少なくとも一つの制御装置（例えばプロセッサ）と、少なくとも一つの記憶装置（例えば、ＲＡＭ）からなるコンピュータを備えている。
【0142】
また、上述したプログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な１以上の記録媒体に記録されてもよい。この記録媒体は、情報処理部４０１が備えてもよく、また、備えなくてもよい。後者の場合、上述したプログラムは、有線又は無線の任意の伝送媒体を介して上述した情報処理部４０１に供給されてもよい、
【0143】
また、上述した機能の少なくとも一部は論理回路によって実現することも可能である。例えば、論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも例えば量子コンピュータにより上述した機能を実現することも可能である。また、本実施形態で説明した各処理は、ＡＩ（Artificial Intelligence：人工知能）に実行させてもよい。この場合、ＡＩは、情報処理部４０１で動作するものでもよく、また、他の装置（例えば、クラウドサーバ等）で動作するものであってもよい。
【0144】
本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。
【符号の説明】
【0145】
１００・・・ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ）、１１０・・・駆動部、１２０・・・表示部、１２０ａ・・・表示面、１２１・・・光源、１２２・・・液晶表示素子、１４１・・・凹面鏡、１６０・・・制御部、２００・・・車載センシング装置、３００・・・運転支援装置、４００・・・ナビゲーション装置、５００・・・操作入力装置、１０００・・・車両制御システム（表示制御システム）、Ｖ・・・虚像、ＶＡ・・・表示領域、ＬＳ・・・制限車速標識、ＬＩ・・・制限車速情報、ＬＡ・・・制限車速情報の表示領域（第１の領域）、ＣＦ・・・前方車両、ＣＩ・・・前方車両追従情報、ＣＡ・・・前方車両追従情報の表示領域（第２の領域）、ＮＳ・・・近方にある制限車速標識、ＮＩ・・・近方にある制限車速情報（第１の画像）、ＮＡ・・・近方にある制限車速情報の表示領域（第１の領域）、ＦＳ・・・遠方にある制限車速標識、ＦＩ・・・遠方にある制限車速情報（第２の画像）、ＦＡ・・・遠方にある制限車速情報の表示領域（第２の領域）、ＷＬ・・・走行車線、ＶＰ・・・仮想的な消失点、ＶＬ・・・仮想的な消失点に向かう仮想的なライン、ＡＬ・・・走行車線の中央を通る仮想的なライン
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】