特許 7587754 ディスプレイ表示方法および表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-13

(45)【発行日】2024-11-21

(54)【発明の名称】ディスプレイ表示方法および表示装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 35/232 20240101AFI20241114BHJP

   G09G 5/00 20060101ALI20241114BHJP

【ＦＩ】

B60K35/232

G09G5/00 550C

G09G5/00 510G

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021028230

(22)【出願日】2021-02-25

(65)【公開番号】P2022129529

(43)【公開日】2022-09-06

【審査請求日】2023-12-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080768

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 実

(74)【代理人】

【識別番号】100166327

【弁理士】

【氏名又は名称】舟瀬 芳孝

(74)【代理人】

【識別番号】100106644

【弁理士】

【氏名又は名称】戸塚 清貴

(72)【発明者】

【氏名】村瀬 健二

(72)【発明者】

【氏名】武田 雄策

(72)【発明者】

【氏名】太田 浩司

(72)【発明者】

【氏名】久保 賢太

【審査官】稲本 遥

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０９４１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３２９１４３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－００１９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０７７３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１１５３８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１９７９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２０３８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０００９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２６２９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２３４４５８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ ３５／００－３７／２０

Ｇ０９Ｇ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フロントウインドガラス前方に運転者に対する提示情報を投影するようにしたディスプレイ表示方法であって、
車速を検出するステップと、
運転者が前記提示情報を注視したときの運転者の眼球状態を検出するステップと、
前記検出された運転者の眼球状態に基づいて、運転者が該提示情報を注視しているときの注視距離を推定するステップと、
前記推定された運転者の注視距離と検出された車速との関係に基づいて、運転者が前記提示情報を知覚しやすくなるように、車速が大きいときは小さいときに比して該提示情報が表示される位置が前方位置となるように該提示情報が表示される前後位置を変更するステップと、
を備えていることを特徴とするディスプレイ表示方法。

【請求項2】

請求項１において、
車速が複数の領域に分けられて、該複数の領域毎に、前記提示情報が表示される位置が前後方向に相違される、ことを特徴とするディスプレイ表示方法。

【請求項3】

請求項１または請求項２において、
車速があらかじめ設定した所定車速範囲のときは、前記提示情報の表示が基準の表示態様とされ、
車速が前記所定車速範囲外のときは、前記表示態様の変更によって前記提示情報が前記基準の表示態様に比してより目立つように表示される、
ことを特徴とするディスプレイ表示方法。

【請求項4】

フロントウインドガラス前方に運転者に対する提示情報を投影するＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）と、
車速を検出する車速検出手段と、
運転者が前記提示情報を注視したときの運転者の眼球状態を検出する眼球状態検出手段と、
前記眼球状態検出手段で検出された運転者の眼球状態に基づいて、運転者が該提示情報を注視しているときの注視距離を推定する推定手段と、
前記推定された運転者の注視距離と検出された車速との関係に基づいて前記ＨＵＤを制御して、運転者が前記提示情報を知覚しやすくなるように、車速が大きいときは小さいときに比して、該提示情報が表示される位置が前方位置となるように該提示情報の表示位置の変更を行う制御手段と、
を備えていることを特徴とするディスプレイ表示装置。

【請求項5】

請求項４において、
前記制御手段は、車速を複数の領域に分けて、該複数の領域毎に、前記提示情報が表示される位置が前後方向に相違するように制御する、ことを特徴とするディスプレイ表示装置。

【請求項6】

請求項４において、
前記制御手段は、車速があらかじめ設定した所定車速範囲のときは前記提示情報の表示が基準の表示態様となるように制御する一方、車速が前記所定車速範囲外のときは該提示情報が該基準の表示態様に比してより目立つ表示となるように制御する、ことを特徴とするディスプレイ表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）を利用したディスプレイ表示方法および表示装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

最近の車両では、ＨＵＤを利用して、フロントウインドガラスの前方に運転者に対して提示する提示情報を投影するものが増加している。運転者は、ＨＵＤにより投影された提示情報を、虚像の形態で目視することになる。

【0003】

ＨＵＤを利用してフロントウインドガラスの前方に提示情報を表示することは、運転者は、遠い前方を目視している状態からＨＵＤによる提示情報を注視する状態へと移行する際の視線移動が少なくてすみ、提示情報を運転者に明確かつすみやかに知覚させるという点で好ましいものである。

【0004】

ところで、車両の走行中（前進走行中）にあっては、フロントウインドガラスを通して目視される前方の景色が後方へと流れるオプティカルフローを生じることになる。オプティカルフローは、速度成分と方向成分とを有するベクトルとなり、運転者は目視せざるを得ないものである。

【0005】

特許文献１には、車室内のディスプレイを、車両走行時における運転者が視認するオプティカルフローが通る位置に設定して、ディスプレイで提供される必要情報がオプティカルフローに沿って表示されるようにした技術が開示されている。

【0006】

特許文献２には、自車両周辺に存在する対象物に関するシンボル画像を、オプティカルフローを考慮して運動させてＨＵＤで表示する技術が開示されている。

【0007】

上記各特許文献共に、オプティカルフローが運転者の視覚刺激となって、運転者の焦点調整に影響を与えるという点についてはなんら認識されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１４－２０１２５３号公報

【文献】特表２０１１－７０７８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ＨＵＤによる提示情報を、フロントウインドガラスの前方所定距離に表示する場合、走行中に、提示情報が知覚しずらかったり、その周辺がぼやけたりするという問題が生じる、ということが判明した。このような場合でも、提示情報を比較的長い時間をかけて注視すれば、提示情報を明確に知覚できるようになるが、明確な知覚に至るまでの応答性が悪いものとなる。

【0010】

上述のような問題が生じる原因を追及したところ、走行中に生じるオプティカルフローが運転者の視覚を刺激して、運転者の焦点距離にかなりの変化を及ぼすためである、ということが判明した。具体的には、車速が大きいときは車速が小さいときに比して、運転者の焦点距離が遠方へと変化する、ということが判明した。すなわち、例えば停車時や低車速領域で提示情報を明確に知覚している状態であっても、車速が増大して高車速領域になった場合においては、オプティカルフローの影響によって焦点距離が低車速領域時よりも遠方になることから、提示情報を明確に知覚しずらいものとなり、またその周辺のぼやけ方もひどくなる、ということになっていた。

【0011】

本発明は以上のような事情を考慮してなされたもので、その目的は、ＨＵＤによって表示される映像を、車速の相違にかかわらず明確かつ応答よく運転者に知覚させることのできるようにしたディスプレイ表示方法および表示装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

前記目的を達成するため、本発明表示方法にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
フロントウインドガラス前方に運転者に対する提示情報を投影するようにしたディスプレイ表示方法であって、
車速を検出するステップと、
運転者が前記提示情報を注視したときの運転者の眼球状態を検出するステップと、
前記検出された運転者の眼球状態に基づいて、運転者が該提示情報を注視しているときの注視距離を推定するステップと、
前記推定された運転者の注視距離と検出された車速との関係に基づいて、運転者が前記提示情報を知覚しやすくなるように、車速が大きいときは小さいときに比して該提示情報が表示される位置が前方位置となるように該提示情報が表示される前後位置を変更するステップと、
を備えているようにしてある。

【0013】

上記解決手法によれば、車速に応じて、知覚しやすくなるように提示情報の表示位置が変更されることから、運転者は、車速の相違にかかわらず常に提示情報を明確かつ応答よく知覚することができる。以上に加えて、車速が大きいときは車速が小さいときに比して焦点距離が遠方へと変化するのに対応して、提示情報の表示位置を適切に変更して、車速の相違にかかわらず提示情報を明確かつ応答よく知覚することができる。また、運転者毎の視覚特性の相違や、運転者の体格や運転席への着座位置の相違（運転者の眼の位置の相違）等に対応して、車速の相違にかかわらず提示情報を明確かつ応答よく知覚させることができる。

【0014】

上記表示方法を前提とした好ましい態様は、次のとおりである。

【0015】

【0016】

車速が複数の領域に分けられて、該複数の領域毎に、前記提示情報が表示される位置が前後方向に相違される、ようにしてある（請求項２対応）。この場合、提示情報の前後位置の変更を極力少なくする上で好ましいものとなる。

【0017】

【0018】

車速があらかじめ設定した所定車速範囲のときは、前記提示情報の表示が基準の表示態様とされ、
車速が前記所定車速範囲外のときは、前記表示態様の変更によって前記提示情報が前記基準の表示態様に比してより目立つように表示される、
ようにしてある（請求項３対応）。この場合、車速に応じた焦点距離の変化を、提示情報が目立ちやすくなる表示態様へと変更することにより補償して、車速の相違にかかわらず提示情報を明確かつ応答よく知覚させることができる。なお、上記提示情報を常時目立ちやすくする表示位置とすることも考えられるが、この場合は、運転者が提示情報に対してわずらわしさを感じることにもなりかねないので、このわずらわしさを運転者に対して極力感じさせないようにする上でも好ましいものとなる。

【0019】

前記目的を達成するため、本発明表示装置にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項４に記載のように、
フロントウインドガラス前方に運転者に対する提示情報を投影するＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）と、
車速を検出する車速検出手段と、
運転者が前記提示情報を注視したときの運転者の眼球状態を検出する眼球状態検出手段と、
前記眼球状態検出手段で検出された運転者の眼球状態に基づいて、運転者が該提示情報を注視しているときの注視距離を推定する推定手段と、
前記推定された運転者の注視距離と検出された車速との関係に基づいて前記ＨＵＤを制御して、運転者が前記提示情報を知覚しやすくなるように、車速が大きいときは小さいときに比して、該提示情報が表示される位置が前方位置となるように該提示情報の表示位置の変更を行う制御手段と、
を備えているようにしてある。上記解決手法によれば、請求項１に対応した表示方法を実行するための表示装置が提供される。

【0020】

上記表示装置を前提とした好ましい態様は、次のとおりである。

【0021】

【0022】

前記制御手段は、車速を複数の領域に分けて、該複数の領域毎に、前記提示情報が表示される位置が前後方向に相違するように制御する、ようにしてある（請求項５対応）。この場合、請求項２に対応した表示方法を実行するための表示装置が提供される。

【0023】

【0024】

前記制御手段は、車速があらかじめ設定した所定車速範囲のときは前記提示情報の表示が基準の表示態様となるように制御する一方、車速が前記所定車速範囲外のときは該提示情報が該基準の表示態様に比してより目立つ表示となるように制御する、ようにしてある（請求項６対応）。この場合、請求項３に対応した表示方法を実行するための表示装置が提供される。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、ＨＵＤによって表示される映像を、車速の相違にかかわらず明確かつ応答よく運転者に知覚させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の一実施形態を示すもので、フロントウインドガラス前方に提示情報としての虚像を投影している状況を示す簡略側面図。

【図2】眼球の水平輻輳角の変化に応じて焦点距離が変化する状況を示す図。

【図3】眼球の回旋の動きを示す図。

【図4】車速に応じて水平輻輳角が変化する状況を示すデータ。

【図5】車速に応じて回旋角が変化する状況を示すデータ。

【図6】低車速時にホロプター面の上部が手前に変化する状況を示す図。

【図7】高車速時にホロプター面の上部が遠方に変化する状況を示す図。

【図8】回旋に応じたホロプター面の変化を示す側面図。

【図9】回旋に応じたホロプター面の変化を示す平面図。

【図10】水平輻輳角と前後距離との関係を示す平面図。

【図11】本発明の制御系統例を示す図。

【図12】本発明の制御例を示すフローチャート。

【図13】運転者毎に提示情報の表示位置の前後調整量を決定するためのフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0027】

図１は、提示情報をフロントウインドガラスの前方に投影するための構成例を示すものである。図中、１はフロントウインドガラス、２はインストルメントパネル、Ｅは運転席に着座している運転者の眼である。インストルメントパネル２内には、ＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）１０が装備されている。インストルメントパネル２の上面には、ＨＵＤ１０の直上方位置において開口部２ａが形成されている。

【0028】

ＨＵＤ１０からの画像つまり提示情報が、開口部２ａを通して、フロントウインドガラス１の内面に投影されるようになっており、この投影部位が符号１１で示される。運転者（の眼Ｅ）は、投影部位１１を通して前方を目視したときに、ＨＵＤ１０からの画像を、フロントウインドガラス１の前方に表示された虚像２０の形態でもって視認することになる。

【0029】

ＨＵＤ１０によって虚像２０として運転者に提示される提示情報としては、例えば自車両の車速、ＡＣＣ（オートクルーズコントロール）の設定車速、自車両の左右側方から接近してくる他車両の存在を報知する警報、現在走行している道路の各種情報（例えば制限速度）、ナビゲーション装置における曲がり方向とそこまでの距離等の表示が行われる。ＨＵＤ１０は、例えばその投影焦点距離の調整や反射ミラーの角度調整等によって虚像２０の上下位置および前後方向位置を変更可能である。また、ＨＵＤ１０は、虚像２０の輝度（明るさ）、大きさ、色、模様等が変更可能である。

【0030】

運転者（の眼Ｅ）から上記虚像２０までの距離は、２．５ｍ程度に設定された基準距離となるように設定されている。この基準距離は、実施形態では、多用されることの多い中車速領域で運転者が遠方を見ている状態から虚像２０を注視したときに、虚像２０に焦点が合うまでの時間が極力短くなり、かつ運転者が虚像２０を見ている状態から遠方を注視したときに遠方に焦点が合うまでの時間が極力短くなるような距離として設定されている。そして、本実施形態では、車速に応じた虚像２０の表示態様の変更を、上記基準距離を変更（補正）することによって行うようにしてある。

【0031】

図２は、左右の眼球の間の距離と焦点距離との関係を示す。いま、距離Ｌ２に存在すものを見ている状態から、より近い距離Ｌ１に存在するものを見る状態へと変化したときは、寄り眼となって、平面視において左右の眼球の間隔が小さくなり、焦点距離が小さくなる。このときの左右の眼球の焦点位置に対する視線方向がなす角度となる水平輻輳角は大きくなる方向へと変化する。逆に、距離Ｌ２よりも遠くの距離Ｌ３に存在するものを見るときは、離れ眼となって、平面視において左右の眼球の間隔が大きくなり、焦点距離が大きくなる。このときの左右の眼球の焦点位置に対する視線方向がなす角度となる水平輻輳角は小さくなる方向へと変化する。

【0032】

図３は、眼球の回旋を示す。内回旋は、正面視において、左右の眼球がそれぞれ耳から鼻に向けて回旋する状況である。また、外回旋は、正面視において、左右の眼球がそれぞれ鼻にから耳に向けて回旋する状況である。この回旋運動（回旋輻輳）は、周辺知覚軸の傾きに影響を与えて、主として注視点の周辺のぼやけ方に影響を与える他、奥行き感にも少なからず影響を与える。

【0033】

ここで、運転者がフロントウインドガラス１を通して静止している提示情報としての虚像２０を注視している場合を考える。自車両が停止しているとき、運転者は、虚像２０を静止画として注視している状態である。一方、自車両が走行しているときは、前方の景色が後方へと流れるオプティカルフローを生じる。このオプティカルフローは、虚像２０の周辺にも生じることから、運転者は、虚像２０を動画として注視している状態となる。

【0034】

上記オプティカルフローによって運転者の視覚刺激が行われて、運転者の眼球状態が、静止画を見ている状態とは異なる状態へと変化する。図４は、車速に応じて水平輻輳角が変化することを示すデータである。また、図５は、車速に応じて回旋が生じることを示すデータである。各データは、複数の被験者について、シミュレーション装置を利用して、車速０から１８０ｋｍ／ｋの間の複数の車速領域でもって、取得されたものである。シミュレーションは、次のように行った。まず、前方風景と虚像２０に対応した虚像とを擬似的にディスプレイに表示する。また、ディスプレイに対向するように着座された被験者の頭部を、固定具で固定した状態とする。この状態で、被験者に上記虚像を注視させる。複数の車速領域に応じた前方風景の流れつまりオプティカルフローを生成し、このときの被験者車の眼球状態をアイカメラで撮影して、上記データを取得した。勿論、車速０のときは、前方風景は変化せず、オプティカルフローは生じていないものとされる。

【0035】

図４は、ある所定車速範囲での水平輻輳角を基準値０としてある。上記所定車速範囲よりも低速となる低速領域では、水平輻輳角が基準値０よりもプラスになって（大きくなって）、焦点距離がより手前に変化している状況を示す。また、上記所定車速範囲よりも高速となる高速領域では、水平輻輳角がマイナスになって（小さくなって）、焦点距離がより遠方に変化している状況を示す。

【0036】

図５は、上記所定車速範囲での回旋角を基準値０としてある。上記所定車速範囲よりも低速の低速領域では、回旋角が基準値０よりも内旋側になって、後述するように焦点距離がより手前に変化している状況を示す。また、上記所定車速範囲よりも高速の高速領域では、回旋角が基準値から外旋側になって、後述するように焦点距離がより遠方に変化している状況を示す。

【0037】

水平輻輳角の変化は、主として中心知覚の距離感（奥行き感）に大きな影響を与えると共に、周辺知覚のぼやけ方にも少なからず影響を与えることになる。また、回旋角の変化は、主として周辺知覚のぼやけ方に影響を与えると共に、距離感にも少なからず影響を与える。

【0038】

図６、図７は、車両が停止している状態で、虚像２０が中心に位置するホロプター面Ｈ１を想定したものである。ホロプター面Ｈ１は、注視点と等距離にあると知覚する面であり、既知のように、上方に向かうにつれて前方へ位置する一方、左右方向に離れるにしたがって後方（運転者側）に向けて湾曲した面とされる。前述したオプティカルフローによる視覚刺激により生じる回旋運動により、ホロプター面Ｈ１の傾きが変化する。具体的には、低車速時には、ホロプター面Ｈ１の上部が手前側（運転者に近づく方向）へと変化する。また、高車速時には、ホロプター面Ｈ１の上部が遠方側（運転者から離れる方向）へと変化する。

【0039】

図８、図９は、内旋と外旋とがホロプター面に対する影響、つまり焦点距離への影響を示す。図８中、実線は回旋なしのホロプター面、破線が内旋が生じたときのホロプター面、一点鎖線が外旋が生じたときのホロプター面を、それぞれ側面視で示す。

【0040】

図８に示すように、外旋が生じると、回旋なしの場合に比して、ホロプター面の前上がりの度合いが大きくなり、ホロプター面の上部（注視点よりも上方位置）においては前方へ向けて変化し、ホロプター面の下部(注視点よりも下方位置）においては若干手前に変化する。逆に、内旋が生じると、回旋なしの場合に比して、ホロプター面の上部（注視点よりも上方位置）においては手前へ向けて変化し、ホロプター面の下部(注視点よりも下方位置）においては若干遠方に変化する。

【0041】

一方、ホロプター面を水平視で示す図９においては、回旋なしと内旋と外旋とで、ホロプター面は前後方向に殆ど変化しない。

【0042】

上述の説明から明かなように、オプティカルフローによる視覚刺激の影響として、低速走行時には眼球が内回旋することから、近距離面の方が知覚しやすく、また周辺のぼやけ方が小さいものとなる。逆に、高速走行時は、眼球が外回旋して遠距離面が知覚しやすく、また周辺のぼやけ方が小さいものとなる。

【0043】

このように、オプティカルフローによる視覚刺激の影響として生じる眼球の回旋と水平輻輳角の変化の両方の要素を考慮すれば、低速走行時には近距離面とする方が、知覚しやすいものとなり、かつ周辺のぼやけ方も小さいものとなる。また、高速走行時には遠距離面とする方が、知覚しやすいものとなり、かつ周辺のぼやけ方も小さいものとなる。

【0044】

以上のことから、虚像２０の表示位置を、低速走行時には手前側（車両後方側）とし、高速走行時には遠方側（車両前方側）寄りとすることにより、運転者は、虚像２０を明確に知覚しやしいものとなる。このことは、遠方を見ている状態から虚像２０を注視する状態へ変化したときに、虚像２０に焦点が合うまでの時間が短いものですむことになり、虚像２０によって提示される提示情報を明確かつすみかに認識させる上で極めて好ましいものとなる。特に、提示情報が多くなると、虚像２０の表示範囲（面積範囲）がかなり大きくなるが、車速に応じて虚像２０を表示する前後方向距離を上述のように変更することによって、大きな表示範囲でもその全体にわたって明確かつすみやかに知覚させることが可能となる。

【0045】

図１０は、オプティカルフローの影響を受けない静止画状態で固視点を目視している静止画注視時と、高速走行により生じるオプティカルフローの影響を受けて動画状態で固視点を注視している動画注視時の状況を左右に並べて示す。眼球から固視点までの前後距離は、静止画注視時と動画注視時とで同じ距離ＬＡである。ただし。動画注視時には、距離ＬＡよりも遠方となる輻輳距離ＬＢの仮想注視点を注視することになる。つまり、仮想注視点までの輻輳距離ＬＢと前後距離ＬＡとの差分が、焦点距離が変化したことによる距離の変化量となる。したがって、この距離の変化量に応じて虚像２０の表示位置を前後方向に変更（移動）させて、虚像２０を仮想注視点の位置に表示させることにより、車速の相違にかかわらず虚像２０を明確かつ応答よく知覚させることが可能となる。

【0046】

静止画注視時と動画注視時とにおける両眼の瞳孔間距離は２ｄで同じである。また、静止画注視時の水平輻輳角が２θＡで示され、動画注視時の水平輻輳角が２θＢで示される。

【0047】

静止画注視時における水平輻輳角２θＡとの前後距離ＬＡとの関係は、次式（１）で示される。同様に、動画注視時における水平輻輳角２θＢと前後距離ＬＢとの関係は、次式（２）で示される。そして、式（１）、式（２）から、式（３）を導くことができる。

【0048】

ｔａｎθＡ＝ｄ／ＬＡ ・・・（１）
ｔａｎθＢ＝ｄ／ＬＢ ・・・（２）
ＬＢ＝ＬＡ・ｔａｎθＡ／ｔａｎθＢ ・・・（３）

【0049】

車速に応じた虚像２０の前後方向の表示位置を変更する場合、車速を複数の車速域に分けて、段階的に表示位置の変更を行うのが好ましい。例えば、車速が３０ｋｍ／ｈ～６０ｋｍ／ｈを基準車速領域として、この基準車速領域よりも低速な低車速領域と、基準車速領域よりも高速な高速領域との３つの車速領域に分けて表示位置の変更を行うことができる。より具体的には、虚像２０の前後方向の表示位置を、例えば基準車速領域のときは標準体格の運転者の眼から基準距離に設定し、低車速領域では例えば「基準距離－α」（α＞０）に設定し、高車速領域では例えば「基準距離＋β」（β＞０）に設定することができる。勿論、車速領域の数は、３つに限らず、２あるいは４以上とすることもできるが、３段階～５段階の範囲で変化させるのが好ましい。

【0050】

運転者毎の視覚特性の相違（つまりオプティカルフローの影響の度合いの相違）や、運転席に着座したときの運転者の眼の位置の相違等に応じて、虚像２０の前後方向表示位置をより最適化することもできる。すなわち、図１０に示す仮想注視点までの距離ＬＢは、両眼の瞳孔間の距離２ｄと水平輻輳角２θＢが分かれば、上記式（２）から求めることができる。そして、運転者の両眼付近を撮影する車内カメラを利用して、運転者が虚像２０を注視する毎に、距離２ｄを測定し、また両眼の瞳孔の視線方向を測定して水平輻輳角２θＢを算出して、輻輳距離ＬＢを算出（推定）することが可能である。この仮想注視点までの距離ＬＢを、走行中に、運転者毎に車速の相違に応じてあらかじめ決定しておくことにより（データベース化）、運転者毎に、車速に応じた好ましい虚像２０の前後方向の表示位置を設定することができる。上記データベースを最新の情報に基づいて更新することにより、運転者の視覚特性の変化や着座姿勢の変化等に追従したものとすることができる。

【0051】

図１１は、虚像２０の前後方向の表示位置変更の制御を行うための制御系統例が示される。図中Ｕは、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラである。このコントローラＵには、車速を検出する車速センサ３０からの信号と、運転者の眼球およびその付近を撮影するカメラからの映像信号が入力される。また、コントローラＵによって、ＨＵＤ１０が制御される。

【0052】

コントローラＵは、画像生成部４１と視線算出部４２とを有する。画像生成部４１は、図示略各種信号に基づいて、運転者に提示すべき提示情報を決定して、ＨＵＤ１０に出力する。ＨＵＤ１０は、コントローラＵから受信した提示情報を虚像２０として表示する。また、視線算出部４２は、前述の図１０について説明したように、運転者毎に車速に応じた輻輳距離ＬＢを決定するためのもので、両眼の瞳孔の視線方向に基づいて水平輻輳角２θＢを決定（推定）するためのものである。なお、両眼の瞳孔間の距離２ｄは、車両の停止時に、基準距離の位置にある虚像２０を運転者が注視したときにあらかじめ測定されて記憶されているが、視線方向検出毎に瞳孔間の距離２ｄを検出するようにしてもよい。

【0053】

上記コントローラＵが行う制御例について、図１、図１３のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の説明でＱはステップを示す。

【0054】

まず、図１２のＱ１において、車速Ｖが読み込まれる。次いで、Ｑ２において、車速Ｖが、所定車速ＶＡとＶＢとの所定車速範囲にあるか否かが判別される（ＶＡ＜ＶＢ）。このＱ２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ３において、虚像２０の前後方向距離ＬＴが、基準距離ＬＢに設定される。この後、Ｑ４において、虚像２０が距離ＬＴの位置に表示される。

【0055】

前記Ｑ２の判別でＮＯのときは、Ｑ５において、車速ＶがＶＡ未満の低車速領域にあるか否かが判別される。このＱ５の判別でＹＥＳのときは、Ｑ６において、調整距離（補正距離）が「－△ＬＳ」（△ＬＳ＞０）として決定される。この後、Ｑ７において、基準距離ＬＢに調整距離－△ＬＳを加算して、虚像２０の前後方向距離ＬＴが算出される。この後は、Ｑ４に移行される。Ｑ５からＱ７を経る処理は、虚像２０の前後方向表示位置が、基準距離よりも短くなる方向（運転者に近づく方向）への調整となる。

【0056】

前記Ｑ５の判別でＮＯのときは、車速ＶがＶＢよりも高車速となる高車速領域のときである。このときは、Ｑ８において、調整距離が「△ＬＨ」（△ＬＨ＞０）として決定される。この後、Ｑ９において、基準距離ＬＢに調整距離△ＬＨを加算して、虚像２０の前後方向距離ＬＴが算出される。この後は、Ｑ４に移行される。Ｑ５からＱ９を経る処理は、虚像２０の前後方向表示位置が、基準距離よりも長くなる方向（運転者から離れる方向）への調整となる。

【0057】

図１３は、運転者毎に、車速に応じた最適な虚像２０の表示位置を決定するための制御例であり、図１２における調整距離「－△ＬＳ」と「△ＬＨ」を決定する処理となる。すなわち、Ｑ２１において、運転者が、虚像２０を注視しているか否かが判別される。このＱ２１の判別でＮＯのときは、そのままリターンされる。なお、このＱ２１での判別は、虚像２０の注視を開始した初期段階であるか否かを判別するのが好ましい。

【0058】

上記Ｑ２１の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２２において、車速Ｖが読み込まれる。次いで、Ｑ２３において、車内カメラ３１２によって検出された両眼の視線方向に基づいて水平輻輳角θＸ（図１０の２θＢ対応）が決定（推定）される。この後、Ｑ２４において、水平輻輳角θＸから注視距離ＬＸ（図１０の輻輳距離ＬＢ対応）が決定される。この後、Ｑ２５において、注視距離ＬＸから前記基準距離ＬＢを差し引くことにより、調整距離△ＬＸが算出される。

【0059】

Ｑ２５の後、Ｑ２６において、調整距離△ＬＸが、車速（車速領域）と対応づけて記憶される。

【0060】

Ｑ２６の後、Ｑ２７において、車速に応じた調整距離△ＬＸの記憶数が所定数（例えば５）以上であるか否かが判別される。このＱ２７の判別でＮＯのときは、データ数が不十分であるとして、Ｑ２１へ戻る。

【0061】

図２７の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２８において、車速（車速領域）に応じた図１２で用いた調整距離△ＬＳと△ＬＨとが、調整距離△ＬＸに基づいて決定される（例えば所定数の調整距離△ＬＸの相加平均値として決定）。なお、調整距離△ＬＸがマイナスの値のときは、△ＬＳはマイナスの値として決定され（図１２における「－△ＬＳ」として決定）、調整距離ＬＸがプラスのときは、調整距離△ＬＨがプラスの値として決定される。

【0062】

図１３の例とは異なるが、複数の車速領域毎に、Ｑ２４で示す注視距離ＬＸを所定数以上集積して、例えばその相加平均値を車速領域毎の虚像２０の前後方向表示位置（前後方向距離）として決定するようにしてもよい。この場合、基準距離ＬＢは、虚像２０の前後方向表示位置を最終的に決定するまでの初期値として用いればよい。

【0063】

なお、虚像２０の前後方向の表示位置の変更は、運転者が虚像２０を注視していないタイミング（例えば数十ｍ先の遠方を注視しているときや、サイドミラーを目視したとき等）で行うのが、表示位置変更に伴う違和感を運転者に与えないようにする上で好ましいものとなる。

【0064】

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。車速に応じて提示情報としての虚像２０の表示態様の変更としては、前後方向の表示位置変更に代えて、あるいは加えて、虚像２０がより目立つ方向への変更とすることができ、例えば表示を大きくする変更、表示の輝度（明るさ）を増大する変更、色づけする変更、模様の変更等を行うことができる。特に、虚像２０の前後方向位置を変更しない場合は、車速が所定車速範囲から外れる低車速時および高車速時の両方共に、所定車速範囲よりも虚像２０がより目立つ表示態様へと変更することができる。これにより、オプティカルフローの影響を受けて虚像２０への焦点が前後方向にずれたとしても、虚像２０が目立つ表示へと変更されることにより、運転者は虚像２０およびその周辺付近を明確かつ応答よく知覚することが可能となる。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

【産業上の利用可能性】

【0065】

本発明は、ヘッドアップディスプレイによる提示情報の表示に関する技術として好ましいものである。

【符号の説明】

【0066】

１：フロントウインドガラス
２：インストルメントパネル
２ａ：開口部
１０：ヘッドアップディスプレイ
１１：投影位置（フロントウインドガラス位置）
２０：虚像（表示された提示情報）
Ｕ：コントローラ（制御手段）
３０：車速センサ
３１：車内カメラ
４１：画像生成部
４２：視線算出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】