JP7338632B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、表示装置に関する。

従来の表示装置として、特許文献１には、車両の前方風景と重なる虚像として視認者（主に車両の運転者）に視認される画像を表示するものが開示されている。特許文献１に開示された表示装置は、車両から前方対象までの距離に応じて当該前方対象を報知する報知画像の相対的な高さ等を制御するものである。

特開２０１５－２２１６３３号公報

上記のような報知画像を複数同時に表示する場合に特許文献１に開示された技術を用いると、各報知画像に対して車両からの距離に応じた同様の表示制御が行われることになる。しかしながら、複数の報知画像のうち視認者にとってより優先度が高いと想定されるものを効果的に表示するに当たっては改善の余地がある。

本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、複数の報知画像のうち優先度が高いと想定されるものを効果的に表示することができる表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示の表示装置は、
車両の前方風景と重なる虚像として視認者に視認される重畳画像を表示する表示装置であって、
前記車両から前記車両の前方にある前方対象までの距離を取得する取得手段と、
前記重畳画像の表示領域内において前方対象を報知する報知画像を二次元で表示制御する表示制御手段と、
予め定められた基準サイズに対する前記報知画像の表示比率であって前記距離が長いほど小さくなる表示比率を、前記取得手段が取得した前記距離に応じて決定するための基準制御情報を記憶する記憶手段と、を備え、
前記表示制御手段は、
前記報知画像として、第１画像と、前記第１画像よりも前記距離が長い前方対象を報知する第２画像とを含む複数の画像を表示可能であり、
前記第１画像及び前記第２画像の各々の表示比率を前記基準制御情報に基づいて変更制御している際に前記第１画像の表示比率が第１閾値以上となった場合には、前記第２画像を前記基準制御情報に基づいて決定される表示比率よりも大きい比率で表示する拡大処理を実行する。

本開示の表示装置によれば、複数の報知画像のうち優先度が高いと想定されるものを効果的に表示することができる。

（ａ）は、本発明の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置の車両への搭載態様例を示す図であり、（ｂ）は、二次元表示される報知画像を説明するための図である。 車両用表示システムのブロック図である。 報知画像特殊制御処理を示すフローチャートである。 （ａ）は、基準制御情報が示す関数の図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、報知画像の具体例を示す図である。 （ａ）～（ｃ）は、報知画像特殊制御処理を説明するための図である。 （ａ）～（ｃ）は、報知画像特殊制御処理が実行された際の報知画像の遷移例を示す図である。 （ａ）～（ｃ）は、拡大処理の変形例を説明するための図である。 （ａ）～（ｃ）は、基準制御情報が示す関数の変形例を示す図である。

本発明の一実施形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る表示装置は、図２に示す車両用表示システム１００に含まれるＨＵＤ（Head-Up Display）装置１０である。ＨＵＤ装置１０は、図１に示すように、車両１のダッシュボード２の内部に設けられ、車両１に関する情報（以下、車両情報と言う。）だけでなく、車両情報以外の情報も統合的に運転者４に報知する。なお、車両情報は、車両１自体の情報だけでなく、車両１の運行に関連した車両１の外部の情報も含む。

車両用表示システム１００は、車両１内において構成されるシステムであり、ＨＵＤ装置１０と、周辺情報取得部４０と、前方情報取得部５０と、視線検出部６０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７０と、カーナビゲーション（カーナビ）装置８０と、を備える。

ＨＵＤ装置１０は、図１（ａ）に示すように、フロントガラス３に向けて表示光Ｌを射出する。フロントガラス３で反射した表示光Ｌは、運転者４側へと向かう。運転者４は、視点をアイボックスＥ内におくことで、フロントガラス３の前方に表示された、表示光Ｌが表す画像を虚像Ｖとして視認することができる。これにより、運転者４は、虚像Ｖを前方風景と重畳させて観察することができる。

ＨＵＤ装置１０は、図１（ｂ）に示すように、車両１の前方に設定された仮想面において虚像Ｖを二次元で表示する。当該仮想面は、運転者４がアイボックスＥ内に視点をおいた際の視点位置４ａから車両１の前方へ、所定距離Ｐ（例えば５～１０ｍ程度）だけ離れた位置に設定される。仮想面は、表示部２０における画像の表示面に対応する。仮想面及びアイボックスＥは、当該表示面の大きさや、ＨＵＤ装置１０内の各種の鏡やフロントガラス３によって構成される光学系に基づいて設定される。

ＨＵＤ装置１０は、図２に示す表示部２０及び制御装置３０と、図示しない反射部とを備える。

表示部２０は、制御装置３０の制御により、虚像Ｖとして運転者４に視認される重畳画像を表示する。表示部２０は、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）型のＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や、ＬＣＤを背後から照明するバックライト等を有する。バックライトは、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）から構成されている。表示部２０は、制御装置３０の制御の下で、バックライトに照明されたＬＣＤが画像を表示することにより表示光Ｌを生成する。生成した表示光Ｌは、反射部で反射した後に、フロントガラス３に向けて射出される。反射部は、例えば、折り返しミラーと凹面鏡の二枚の鏡から構成される。折り返しミラーは、表示部２０から射出された表示光Ｌを折り返して凹面鏡へと向かわせる。凹面鏡は、折り返しミラーからの表示光Ｌを拡大しつつ、フロントガラス３に向けて反射させる。これにより、運転者４に視認される虚像Ｖは、表示部２０に表示されている画像が拡大されたものとなる。なお、反射部を構成する鏡の枚数は設計に応じて任意に変更可能である。

なお、以下では、虚像Ｖとして運転者４に視認される画像を表示部２０が表示することを「重畳画像を表示する」とも言う。また、制御装置３０が表示部２０の表示制御を行うことを「重畳画像の表示制御を行う」とも言う。また、表示部２０は、重畳画像を表示することができれば、ＬＣＤを用いたものに限られず、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diodes）、ＤＭＤ（Digital Micro mirror Device）、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）などの表示デバイスを用いたものであってもよい。

制御装置３０は、ＨＵＤ装置１０の全体動作を制御するマイクロコンピュータからなり、制御部３１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３３とを備える。また、制御装置３０は、図示しない構成として、駆動回路や、車両１内の各種システムと通信を行うための入出力回路を備える。

ＲＯＭ３２は、動作プログラムや各種の画像データを予め記憶する。ＲＡＭ３３は、各種の演算結果などを一時的に記憶する。制御部３１は、ＲＯＭ３２に記憶された動作プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）３１ａと、ＣＰＵ３１ａと協働して画像処理を実行するＧＤＣ（Graphics Display Controller）３１ｂとを備える。ＧＤＣ３１ｂは、例えば、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等から構成されている。特に、ＲＯＭ３２には、後述の報知画像特殊制御処理を行うための動作プログラムや基準制御情報ＢＤのデータが格納されている。なお、制御装置３０や制御部３１の構成は、以下に説明する機能を充足する限りにおいては任意である。

制御部３１は、表示部２０を駆動制御する。例えば、制御部３１は、ＣＰＵ３１ａで表示部２０のバックライトを駆動制御し、ＣＰＵ３１ａと協働して動作するＧＤＣ３１ｂで表示部２０のＬＣＤを駆動制御する。

制御部３１のＣＰＵ３１ａは、ＧＤＣ３１ｂと協働して、ＲＯＭ３２に記憶された各種の画像データに基づき、重畳画像の制御を行う。ＧＤＣ３１ｂは、ＣＰＵ３１ａからの表示制御指令に基づき、表示部２０の表示動作の制御内容を決定する。ＧＤＣ３１ｂは、表示部２０に表示する１画面を構成するために必要な画像パーツデータをＲＯＭ３２から読み込み、ＲＡＭ３３へ転送する。また、ＧＤＣ３１ｂは、ＲＡＭ３３を使って、画像パーツデータやＨＵＤ装置１０の外部から通信により受け取った各種の画像データを元に、１画面分の絵データを作成する。そして、ＧＤＣ３１ｂは、ＲＡＭ３３で１画面分の絵データを完成させたところで、画像の更新タイミングに合わせて、表示部２０に転送する。これにより、表示部２０に虚像Ｖとして運転者４に視認される重畳画像が表示される。また、虚像Ｖとして視認される画像を構成する各画像には予めレイヤが割り当てられており、制御部３１は、各画像の個別の表示制御が可能となっている。

また、制御部３１は、虚像Ｖの表示領域内におけるコンテンツ画像の表示位置と大きさとを制御する。特に、この実施形態では、制御部３１は、コンテンツ画像に含まれる後述の報知画像の大きさを、車両１から報知画像が報知する対象である前方対象までの距離に応じて制御する。報知画像の機能や制御については、後に詳述する。なお、図１（ｂ）や図６（ａ）～（ｃ）で虚像Ｖが示している点線の枠は、虚像Ｖの表示領域を示し、コンテンツ画像は、当該表示領域内に虚像Ｖとして視認される画像である。これは、虚像Ｖとして運転者４に視認される重畳画像を表示する表示部２０において、当該重畳画像の表示領域内にコンテンツ画像が表示されることと同義である。

また、制御部３１は、周辺情報取得部４０、前方情報取得部５０、視線検出部６０、ＥＣＵ７０及びカーナビ装置８０の各々と通信を行う。当該通信としては、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ＭＯＳＴ（Media Oriented Systems Transport）、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）などの通信方式が適用可能である。

周辺情報取得部４０は、車両１の周辺（外部）の情報を取得するものであり、車両１とワイヤレスネットワークとの通信（Ｖ２Ｎ：Vehicle To cellular Network）、車両１と他車両との通信（Ｖ２Ｖ：Vehicle To Vehicle）、車両１と歩行者との通信（Ｖ２Ｐ：Vehicle To Pedestrian）、車両１と路側のインフラとの通信（Ｖ２Ｉ：Vehicle To roadside Infrastructure）を可能とする各種モジュールから構成される。つまり、周辺情報取得部４０は、車両１と車両１の外部との間でＶ２Ｘ(Vehicle To Everything）による通信を可能とする。

例えば、（ｉ）周辺情報取得部４０は、ＷＡＮ（Wide Area Network）に直接アクセスできる通信モジュール、ＷＡＮにアクセス可能な外部装置（モバイルルータなど）や公衆無線ＬＡＮ（Local Area Network）のアクセスポイント等と通信するための通信モジュールなどを備え、インターネット通信を行う。また、周辺情報取得部４０は、人工衛星などから受信したＧＰＳ（Global Positioning System）信号に基づいて車両１の位置を算出するＧＰＳコントローラを備える。これらの構成により、Ｖ２Ｎによる通信を可能とする。（ｉｉ）また、周辺情報取得部４０は、所定の無線通信規格に準拠した無線通信モジュールを備え、Ｖ２ＶやＶ２Ｐによる通信を行う。（ｉｉｉ）また、周辺情報取得部４０は、路側のインフラと無線通信する通信装置を有し、例えば、安全運転支援システム（ＤＳＳＳ：Driving Safety Support Systems）の基地局から、インフラストラクチャーとして設置された路側無線装置を介して、車両１の周辺にある物体情報や交通情報を取得する。これによりＶ２Ｉによる通信が可能となる。

この実施形態では、周辺情報取得部４０は、車両１の外部に存在する車両、信号機、歩行者などの各種物体の位置、大きさ、属性などを示す物体情報をＶ２Ｉにより取得し、制御部３１に供給する。なお、物体情報は、Ｖ２Ｉに限られず、Ｖ２Ｘのうち任意の通信により取得されてもよい。また、周辺情報取得部４０は、Ｖ２Ｉにより車両１の周辺道路の位置や形状を含む交通情報を取得し、制御部３１に供給する。また、周辺情報取得部４０のＧＰＳコントローラからの情報に基づき、制御部３１は、車両１の位置を算出する。これら各種の情報は、後述する前方対象の内容を示す情報や、車両１から前方対象までの距離を制御部３１が特定するための情報を含む。

前方情報取得部５０は、例えば、車両１の前方風景を撮像するステレオカメラや、車両１から車両１の前方に位置する物体までの距離を測定するＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection And Ranging)などの測距センサや、車両１の前方に位置する物体を検出するソナー、超音波センサ、ミリ波レーダ等から構成される。

この実施形態では、前方情報取得部５０は、ステレオカメラにより撮像した前方風景画像を示す前方画像データや、測距センサが測定した物体までの距離を示すデータや、その他の検出データを制御部３１に送信する。これら各種の情報は、後述する前方対象の内容を示す情報や、車両１から前方対象までの距離を制御部３１が特定するための情報を含む。

視線検出部６０は、例えば、運転者４の顔を撮像し、撮像データを生成する撮像手段（例えばステレオカメラ）や、撮像データの画像処理を行う画像処理部からなり、運転者４の視線方向を検出する。例えば、視線検出部６０は、パタンマッチング法などの公知の画像解析法により運転者４の視線方向を検出し、検出結果を示す検出データをＣＰＵ３１ａに送信する。

ＣＰＵ３１ａは、予めＲＯＭ３２内に格納された、視線方向と視認対象の位置とが対応付けられたテーブルデータを参照し、現在、運転者４が視認している対象を特定する。なお、視線方向は、例えば、運転者４の両目のいずれかに基づいて検出されてもよいし、両目の重心として検出されてもよい。ＣＰＵ３１ａによって、運転者４が視認している対象を特定することができれば、検出データは任意である。また、視線検出部６０は、運転者４の顔の向きを、公知の画像解析法により検出し、検出データとしてもよい。この場合、ＣＰＵ３１ａは、予めＲＯＭ３２内に格納された、顔の向きと視認対象の位置とが対応付けられたテーブルデータを参照し、現在、運転者４が視認している対象を特定すればよい。なお、テーブルデータを用いずに、視線方向から視認対象の位置を数式により求めてもよい。当該数式を示すデータは、予めＲＯＭ３２内に格納しておけばよい。

また、視線検出部６０は、運転者４が頭部に装着したウェアラブルデバイスに搭載された撮像手段や、眼電位センサや、モーションセンサであってもよい。撮像手段による撮像データにより、前述と同様に視線方向や顔の向きを検出可能である。また、眼電位センサは、測定した眼電位に基づいて運転者４の視線方向を検出する。また、モーションセンサは、例えば、加速度センサ、ジャイロセンサ及び地磁気センサのうち１つ又は複数の組み合わせからなり、運転者４の顔の向きを検出する。

なお、ＣＰＵ３１ａが、撮像手段や各種センサからの信号に基づき運転者４の視線方向や顔の向きを検出する構成としてもよい。ＣＰＵ３１ａが、運転者４が視認している対象を特定することができれば、運転者４の視線方向や顔の向きの検出手法及び検出構成は任意である。

ＥＣＵ７０は、車両１の各部を制御するものであり、例えば、車両１の現在の車速を示す車速情報をＣＰＵ３１ａへ送信する。なお、ＣＰＵ３１ａは、車速センサから車速情報を取得してもよい。また、ＥＣＵ７０は、エンジン回転数などの計測量や、車両１自体の警告情報（燃料低下や、エンジン油圧異常など）や、その他の車両情報をＣＰＵ３１ａへ送信する。ＥＣＵ７０から取得した情報に基づいて、ＣＰＵ３１ａは、ＧＤＣ３１ｂを介して、表示部２０に車速、エンジン回転数、各種警告などを示す画像を表示させることも可能となっている。つまり、虚像Ｖの表示領域内には、後述の報知画像以外の車両情報を示す画像も表示可能となっている。

カーナビ装置８０は、人工衛星などから受信したＧＰＳ信号に基づいて車両１の位置を算出するＧＰＳコントローラを含む。カーナビ装置８０は、地図データを記憶する記憶部を有し、ＧＰＳコントローラからの位置情報に基づいて、現在位置近傍の地図データを記憶部から読み出し、ユーザにより設定された目的地までの案内経路を決定する。そして、カーナビ装置８０は、現在の車両１の位置や決定した案内経路に関する情報を制御部３１に出力する。また、カーナビ装置８０は、地図データを参照することにより、車両１の前方の施設の名称・種類や、施設と車両１との距離などを示す情報を制御部３１に出力する。地図データでは、道路形状情報（車線、道路の幅員、車線数、交差点、カーブ、分岐路等）、制限速度などの道路標識に関する規制情報、車線が複数存在する場合の各車線についての情報などの各種情報が位置データと対応付けられている。カーナビ装置８０は、これら各種の情報を制御部３１に出力する。これら各種の情報は、後述する前方対象の内容を示す情報や、車両１から前方対象までの距離を制御部３１が特定するための情報を含む。なお、カーナビ装置８０は、車両１に搭載されたものに限られず、制御部３１との間で有線又は無線により通信を行い、カーナビゲーション機能を有する携帯端末（スマートフォン、タブレットＰＣ（Personal Computer）など）により実現されてもよい。

（報知画像の機能及び制御）
ここで、報知画像の機能及び制御について説明する。虚像Ｖの表示領域内において表示される報知画像は、車両１の前方にある前方対象を報知する画像である。前方対象は、実在する物体（以下、実在物体という。）だけでなく、車両１の前方風景内における情報を含む。報知画像は、大別して、実在物体を強調する「強調態様」での表示と、前方風景内に視認されない情報を可視化する「可視化態様」での表示とが可能となっている。

強調態様の報知画像は、車両１の前方に存在する、先行車、歩行者、道路標識、建物などの実在物体に対応する位置に表示される。強調態様の報知画像は、例えば、実在物体に重畳して、または実在物体の近傍に表示され、当該実在物体の存在を強調して報知する。つまり、強調態様の報知画像の表示位置としての「実在物体に対応する位置」とは、実在物体に重畳して視認される位置に限られず、実在物体の近傍の位置であってもよい。なお、強調態様は、実在物体の視認を妨げない態様であれば、任意である。

可視化態様の報知画像は、例えば、道路標識が設置されていない箇所において、当該箇所における各種情報を報知するための道路標識を模した画像や、運転者４がカーナビ装置８０等で予め設定した、目的地や施設などのＰＯＩ（Point of Interest）を示す画像などである。なお、ここでいう道路標識は、案内標識、警戒標識、規制標識、指示標識などあらゆるものを含む。つまり、この実施形態で表示可能な報知画像は、道路標識を模した画像を含む。ここで、道路標識を模した、可視化態様の報知画像の一例を図４（ｂ）及び（ｃ）に示す。図４（ｂ）に示す報知画像は、案内標識を模した画像である。図４（ｃ）に示す報知画像は、制限速度を示す規制標識を模した画像である。

制御部３１は、車両１から前方対象までの距離Ｘが遠いほど報知画像の表示サイズが小さくなるように（換言すれば、距離Ｘが近いほど報知画像の表示サイズが大きくなるように）、報知画像の表示制御を行う。これにより、報知画像に擬似的な遠近感を与えることができる。

制御部３１は、周辺情報取得部４０、前方情報取得部５０及びカーナビ装置８０（以下、特定構成と言う。）の少なくともいずれかから送信された情報に基づき、前方対象までの距離Ｘを取得する。なお、制御部３１は、特定構成から距離Ｘを示す情報を取得してもよいし、特定構成から前方対象の座標情報を取得し、座標情報に基づいて距離Ｘを算出してもよい。特に、可視化態様の報知画像の報知対象である前方対象までの距離Ｘは、周辺情報取得部４０又はカーナビ装置８０からの情報に基づいて特定される前方対象の代表位置（例えば、規制区間の開始位置や、道路案内に適した位置として予め定められた位置など）までの距離として、取得又は算出することができる。

制御部３１は、以上のように取得可能な距離Ｘと基準制御情報ＢＤとに基づき、表示比率Ｙを決定し、決定した表示比率Ｙで報知画像を表示する。基準制御情報ＢＤは、距離Ｘと表示比率Ｙとの関係を示す関数Ｆ（数式）のデータである。関数Ｆは、例えば、図４（ａ）に示すように、Ｙ＝α／Ｘで表すことができる逆比例である。なお、定数のαは、例えば、仮想面からアイボックスＥまでの所定距離Ｐと、後述する基準サイズとによって、決定される。

表示比率Ｙは、基準サイズに対する報知画像の表示比率であって、仮想面に表示させたいサイズをＳとし、基準サイズをＳ_０とすれば、Ｓ／Ｓ_０で表される。基準サイズは、所定距離Ｘ_０における報知画像のサイズとして予めＲＯＭ３２に記憶されている。なお、所定距離Ｘ_０をどのように設定するかは任意である。

基準サイズは、報知画像の種類に応じて予め定められている。図４（ｂ）は、矩形の報知画像のとして、横がＡの長さ、縦がＢの長さの基準サイズの報知画像を示している。図４（ｃ）は、円形の報知画像として、横がＣの長さ、縦がＤの長さの基準サイズの報知画像を示している。なお、報知画像が、真円形である場合はＣ＝Ｄであり、楕円形である場合はＣ≠Ｄである。ここで言う長さは、例えばピクセルで規定することができる。

例えば、制御部３１が決定した表示比率Ｙが「２」である場合、図４（ｂ）に示す報知画像は、横が２Ａの長さ、縦が２Ｂの長さのサイズに、基準サイズから拡大されて表示されることになる。また、制御部３１が決定した表示比率Ｙが「１／２」である場合、図４（ｃ）に示す報知画像は、横が１／２Ｃ、縦が１／２Ｄの長さのサイズに、基準サイズから縮小されて表示されることになる。以上のように、報知画像の拡大又は縮小は、基準サイズの報知画像のアスペクト比を保ったまま実行される。なお、報知画像の形状は、矩形や円形に限られず、三角形、多角形状などの他の形状であってもよく、当該他の形状であっても拡大又は縮小の考え方は同様である。報知画像の構成は、前方対象に関する情報を報知することができれば任意であり、例えば、文字、記号、図形、アイコンやこれらの組み合わせであればよい。

図１（ｂ）に示すように、虚像Ｖは仮想面において二次元で表示されるため、虚像Ｖの表示領域内に表示される報知画像も二次元で表示される。例えば、仮想面は運転者４と正対して設定され、報知画像も運転者４と正対して表示される。なお、表示部２０の表示面（ＬＣＤの表示面や、ＤＭＤやＬＣＯＳを用いた場合にはスクリーン）を傾けて配置することにより、仮想面を車両１の上下方向に対して前方に傾けて設定してもよい。こうした場合であっても、斜めに設定された仮想面から正対面への射影を考慮すれば、報知画像が運転者４と正対して視認されるようにすることができる。したがって、虚像Ｖの仮想面を斜めに設定した場合であっても、運転者４に視認される報知画像の拡大又は縮小の考え方は、前記と同様である。

以上のようにして、制御部３１は、報知画像の表示制御を行う。前方対象が複数ある場合、制御部３１は、同一の期間内で（同時に）複数の報知画像を表示することが可能である。
なお、基準制御情報ＢＤに基づき決定される報知画像の表示比率が所定値ＴＭ以上となった場合、報知画像を消去してもよい。こうすることで、車両１が所定の前方対象に差し掛かる際、当該前方対象を報知する報知画像が大きく表示されすぎ、運転者４に煩わしさを与えることを回避することができる。所定値ＴＭについては後述する。

ここで、複数の報知画像のうち、車両１からの距離Ｘが最も近い前方対象を報知するものを第１画像Ｖ１とし、第１画像Ｖ１よりも距離Ｘが遠い前方対象を報知するものを第２画像Ｖ２とし、第２画像Ｖ２よりも距離Ｘが遠い前方対象を報知するものを第３画像Ｖ３とする。
これら複数の報知画像は、基準制御情報ＢＤに基づく制御（以下、通常制御と言う。）により、図１（ｂ）や図６（ａ）に示すように、表示サイズが大きいものから順に、第１画像Ｖ１、第２画像Ｖ２、第３画像Ｖ３となる。車両１が前方へ走行していくと前方対象までの距離Ｘは徐々に近くなっていくので、第１画像Ｖ１、第２画像Ｖ２及び第３画像Ｖ３の表示サイズは徐々に大きくなっていく。これを、図５（ａ）に示す関数Ｆで説明すれば、関数Ｆが示す曲線上における、第１画像Ｖ１、第２画像Ｖ２及び第３画像Ｖ３の各々を示す点が左側に移動することに対応する。
しかしながら、通常制御による制御だけでは、距離Ｘによっては、第１画像Ｖ１に続いて表示される第２画像Ｖ２が小さくなりすぎて視認しづらい場合がある。これを解消するため、制御部３１は、図３に示す報知画像特殊制御処理を実行する。

制御部３１は、基準制御情報ＢＤに基づく通常制御時に複数の前方対象を特定すると、当該前方対象を報知する複数の報知画像の表示制御を行う。そして、制御部３１は、複数の報知画像が表示されている期間内において、所定の制御周期で報知画像特殊制御処理を繰り返し実行する。つまり、少なくとも第１画像Ｖ１及び第２画像Ｖ２がともに表示されている期間内に、報知画像特殊制御処理が実行される。

（報知画像特殊制御処理）
まず、制御部３１は、第１画像Ｖ１の表示比率が第１閾値Ｔ１以上であるか否かを判別する（ステップＳ１）。第１閾値Ｔ１は、前方対象が車両１に対して十分に近くなり、当該前方対象がまもなく過ぎ去ると想定される場合の距離Ｘに対応した表示比率として予め定められ、ＲＯＭ３２内に記憶されている。

第１画像Ｖ１の表示比率が第１閾値Ｔ１以上である場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、制御部３１は、ステップＳ２の処理を実行する。一方、第１画像Ｖ１の表示比率が第１閾値Ｔ１未満である場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、制御部３１は、視線検出部６０から取得した視線情報に基づき、運転者４が第１画像Ｖ１を視認しているか否かを判別する（ステップＳ３）。

制御部３１は、運転者４が第１画像Ｖ１を視認していない場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、報知画像特殊制御処理を終了する一方で、運転者４が第１画像Ｖ１を視認している場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、ステップＳ２の処理を実行する。こうすることで、第１画像Ｖ１の表示比率が第１閾値Ｔ１未満であっても、運転者４が第１画像Ｖ１を認識し、既に第１画像Ｖ１の重要度が低下したと想定される場合には、後述のように第２画像Ｖ２の視認性を確保する拡大処理が実行可能となる。

ステップＳ２で、制御部３１は、第１画像Ｖ１の消去条件が成立したか否かを判別する。例えば、制御部３１は、第１画像Ｖ１の表示比率が所定値ＴＭ以上となった場合、消去条件が成立したと判別し（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、第１画像Ｖ１を虚像Ｖの表示範囲内から消去する（ステップＳ４）。所定値ＴＭは、例えば、第１閾値Ｔ１よりも大きい値として予め定められ、ＲＯＭ３２内に記憶されている。ステップＳ４の実行後や第１画像Ｖ１の消去条件が成立していない場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、制御部３１は、ステップＳ５の処理を実行する。

ステップＳ５で、制御部３１は、第２画像Ｖ２の表示比率が第２閾値Ｔ２未満であるか否かを判別する。第２閾値Ｔ２は、第１閾値Ｔ１よりも小さい値であるとともに、前方対象が車両１から遠く、当該前方対象を示す第２画像Ｖ２が運転者４にとって視認しづらくなると想定される場合の距離Ｘに対応した表示比率として予め定められ、ＲＯＭ３２内に記憶されている。

第２画像Ｖ２の表示比率が第２閾値Ｔ２以上である場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、制御部３１は、報知画像特殊制御処理を終了する。この場合、第２画像Ｖ２は、基準制御情報ＢＤに基づく通常制御、つまり、関数Ｆに従って表示されることになる。
一方で、第２画像Ｖ２の表示比率が第２閾値Ｔ２未満である場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、制御部３１は、第２画像Ｖ２に対して拡大処理を実行する（ステップＳ６）。

ステップＳ６の拡大処理で、制御部３１は、第２画像Ｖ２を基準制御情報ＢＤに基づいて決定される表示比率Ｒ（図５（ｂ）及び（ｃ）参照）よりも大きい比率で表示する。拡大処理において、制御部３１は、例えば図５（ｃ）に示すように、基準制御情報ＢＤに基づく関数Ｆ（Ｙ＝α／Ｘ）を表示比率Ｙが大きくなるように比例定数を所定量γだけ増加させた特殊関数Ｆｓ（Ｙ＝（α＋γ）／Ｘ）を用い、第２画像Ｖ２の表示制御を行う。

図６（ａ）～図６（ｂ）は、拡大処理が実行される際の画像遷移例を表している。拡大処理が実行されると、図６（ａ）に示すように通常制御で表示されていた第２画像Ｖ２が、図６（ｂ）に示すように拡大される。このように第２画像Ｖ２に対して拡大処理を実行することで、第１画像Ｖ１の報知対象が間もなく過ぎ去り、第１画像Ｖ１よりも報知の重要度が高くなると想定される第２画像Ｖ２を視認しやすく表示することができる。

また、制御部３１は、拡大処理を実行する場合、当該実行前よりも第２画像Ｖ２を運転者４から見て上方に表示するようにしてもよい。こうすれば、運転者４に、運転に必要な視野を確保させることができる。このように拡大処理に併せて第２画像Ｖ２を上方に移動して表示する制御は、第２画像Ｖ２が道路標識を模した可視化態様の報知画像である場合に、特に有用である。通常の道路標識は前方路面よりも上方に表示されるため、運転者４にとっては、あたかも実際の道路標識を見ているかのように第２画像Ｖ２を視認することができるためである。

また、第２画像Ｖ２よりも距離Ｘが遠い前方対象を報知する第３画像Ｖ３を表示している際は、制御部３１は、第２画像Ｖ２に対して拡大処理を実行中の場合であっても、第３画像Ｖ３の表示を基準制御情報ＢＤに基づく制御で継続する。これにより、相対的に第３画像Ｖ３よりも第２画像Ｖ２のほうが目立つことになり、直近では報知の重要度が第３画像Ｖ３よりも高い第２画像Ｖ２を効果的に表示することができる。なお、報知画像特殊制御処理の実行時に報知画像が４つ以上あった場合は、第３画像Ｖ３よりも小さく表示されている報知画像（つまり、第３画像Ｖ３の報知対象よりも距離Ｘが遠い前方対象を報知する画像）についても、基準制御情報ＢＤに基づく制御での表示が継続される。

なお、制御部３１は、ステップＳ１又はＳ２において、図６（ｂ）に示すように、第１画像Ｖ１の一部が虚像Ｖの表示領域から外れているか否かを判別し、そのように外れている場合、且つ、ステップＳ５でＹｅｓと判別した場合に、拡大処理を実行してもよい。こうしても、第１画像Ｖ１の報知対象が間もなく過ぎ去り、第１画像Ｖ１よりも報知の重要度が高くなると想定される第２画像Ｖ２を視認しやすく表示することができる。

続いて、制御部３１は、拡大処理の実行開始から予め定められた所定期間（例えば数秒）が経過したか否かを判別する（ステップＳ７）。所定期間が経過している場合（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、制御部３１は、第２画像Ｖ２の表示制御を基準制御情報ＢＤに基づく制御に復帰させる復帰処理を実行し（ステップＳ８）、報知画像特殊制御処理を終了する。

図６（ｂ）～図６（ｃ）は、復帰処理が実行される際の画像遷移例を表している。復帰処理が実行されると、図６（ｂ）に示すように拡大表示されていた第２画像Ｖ２が、図６（ｃ）に示すように基準制御情報ＢＤに基づく制御で表示される。

なお、図６（ｃ）では、拡大処理や復帰処理の実行時にＹ方向に表示比率が変化する例を示したが、第２画像Ｖ２の急激なサイズ変化を抑制するために、徐々に表示比率を変化させてもよい。このように、徐々に表示比率を変化させる場合、第２画像Ｖ２を示す点（Ｘ，Ｙ）は、拡大処理実行時には関数Ｆから特殊関数ＦｓへＹ方向に対して左斜め上方に移動し、復帰処理の実行時には特殊関数Ｆｓから関数ＦへＹ方向に対して左斜め下方に移動する。

拡大処理の実行開始から所定期間が経過していない場合（ステップＳ７；Ｎｏ）、制御部３１は、視線検出部６０から取得した視線情報に基づき、運転者４が拡大表示中の第２画像Ｖ２を視認しているか否かを判別する（ステップＳ９）。

制御部３１は、運転者４が第２画像Ｖ２を視認していない場合（ステップＳ９；Ｎｏ）、報知画像特殊制御処理を終了する一方で、運転者４が第２画像Ｖ２を視認している場合（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、ステップＳ８の復帰処理を実行する。こうすることで、運転者４が拡大表示中の第２画像Ｖ２を認識したと想定される場合には、第２画像Ｖ２の表示制御を基準制御情報ＢＤに基づく制御に復帰させることができ、運転者４にとっては既に重要度が低下した第２画像Ｖ２が拡大され続けることを抑制することができる。報知画像特殊制御処理の説明は以上である。

なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。以下に変形の一例を説明する。

以上に説明した拡大処理では、特殊関数Ｆｓに基づいて第２画像Ｖ２を制御する例を示したが、これに限られない。例えば、図７（ａ）に示すように、拡大処理の実行時には、距離Ｘに依らない一定の表示比率Ｙで第２画像Ｖ２を表示制御してもよい。
しかしながら、拡大処理実行時に一定の表示比率Ｙで第２画像Ｖ２を表示制御する場合、図７（ａ）に示すように理想的に、第２画像Ｖ２を表す点（Ｘ，Ｙ）が復帰処理の開始時点で関数Ｆ上に位置することは稀である。したがって、図７（ｂ）に示すように、復帰処理の開始時点からは、当該開始時点における第２画像Ｖ２を表す点を通るとともに、関数Ｆの比例定数を所定の値で減じた復帰用関数Ｆｂを用いて第２画像Ｖ２の表示制御を行うようにしてもよい。なお、復帰用関数Ｆｂを用いた制御は、基準制御情報ＢＤに基づく第２画像Ｖ２の表示比率の制御の一例であるとも言える。また、図７（ｃ）に示すように、拡大処理が実行されて復帰処理の開始時点までは一定値であった表示比率が、当該開始時点から関数Ｆに基づいて可変されるようにしてもよい。これらの変形例においても、前述と同様、拡大処理や復帰処理の実行時に徐々に表示比率を変化させてもよい。

なお、図７（ａ）に示すように、拡大処理の実行時に、距離Ｘに依らない一定の表示比率Ｙで第２画像Ｖ２を表示制御する場合、当該一定の表示比率Ｙが関数Ｆと交差した時点で復帰処理を開始するようにしてもよい。つまり、第２画像Ｖ２に対して拡大処理を実行してから復帰処理が開始されるまでの所定期間は、予め定めた期間でなくてもよい。

また、以上では、特殊関数Ｆｓを関数Ｆの比例定数を増加させたものとし、復帰用関数Ｆｂを関数Ｆの比例定数を減少させたものとした例を示したが、これに限られない。例えば、特殊関数Ｆｓは、関数Ｆ（Ｙ＝α／Ｘ）をＹ方向に＋δｓ（δｓは定数）だけ平行移動させたものであってもよい（Ｙ＝α／Ｘ＋δｓ）。また、復帰用関数Ｆｂは、関数Ｆ（Ｙ＝α／Ｘ）をＹ方向に－δｂ（δｂは定数）だけ平行移動させたものであってもよい（Ｙ＝α／Ｘ－δｂ）。

また、以上では、関数Ｆが反比例である例を示したが、曲線を近似して、関数Ｆを、例えば、図８（ａ）に示すように、傾きが一定の１次関数（Ｙ＝αＸ＋β）で表される直線を示すものとしてもよい。

また、以上では、関数Ｆは、多項式関数を含む代数関数や初等関数であって曲線を示すものであってもよい。また、関数Ｆは、傾きが異なる複数の一次関数で構成されてもよい。例えば、図８（ｂ）に示すように、関数Ｆは、距離Ｘが大きくなるほど正比例関係よりも表示比率Ｙが大きくなる曲線を示すものであってもよい。また、図８（ｂ）に示すように、関数Ｆが複数の直線で表され、当該複数の直線は、所定の距離Ｘ以上の場合には当該距離Ｘ未満の場合に比べて傾きが緩やかになる直線を含んでいてもよい。図８（ｂ）や図８（ｃ）に示す関数Ｆの例は、雨や濃霧時に遠方風景が視認しづらくなる場合や、日差しが強く報知画像が見えづらい場合などに有用である。

また、以上では、基準制御情報ＢＤが関数Ｆの数式を表すデータである例を示したが、基準制御情報ＢＤは、取得した距離Ｘに対応して表示比率Ｙを決定可能に構成されたテーブルデータであってもよい。つまり、基準制御情報ＢＤは、距離Ｘが長いほど小さくなる表示比率Ｙ（換言すれば、距離Ｘが短いほど大きくなる表示比率Ｙ）を、取得した距離Ｘに応じて決定可能なものであれば、数式を示すデータであってもテーブルデータであってもよく、その構成は任意である。

また、以上では、制御部３１は、第１画像Ｖ１の表示比率が所定値ＴＭ以上となった場合、消去条件が成立したと判別していた（図３に示す報知画像特殊制御処理のステップＳ２）が、これに限定されない。例えば、制御部３１は、運転者４が視認している対象が、第１画像Ｖ１であった場合、消去条件が成立したと判別（図３に示す報知画像特殊制御処理のステップＳ２；Ｙｅｓ）してもよい。

また、第２画像Ｖ２を効果的に表示することができる限りにおいては、以上で説明した報知画像特殊制御処理において、一部処理の省略、所定処理の変更や追加が可能であることは言うまでもない。例えば、報知画像特殊制御処理のうち、ステップＳ３、ステップＳ２及びＳ４、ステップＳ９のうち少なくともいずれかを省略してもよい。また、報知画像特殊制御処理においてステップＳ５の処理を省略してもよい。

表示光Ｌの投射対象は、フロントガラス３に限定されず、板状のハーフミラー、ホログラム素子等により構成されるコンバイナであってもよい。また、以上の報知画像特殊制御処理を実行する表示装置は、ＨＵＤ装置１０に限られない。表示装置は、車両１の運転者４の頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ：Head Mounted Display）として構成されてもよい。そして、ＨＭＤが虚像として表示する画像において、報知画像の表示制御を、前述と同様な手法で実行してもよい。つまり、表示装置は、車両１に搭載されているものに限られず、車両１で使用されるものであればよい。

以上に説明した表示装置（例えば、ＨＵＤ装置１０）は、車両１の前方風景と重なる虚像Ｖとして運転者４（視認者の一例）に視認される重畳画像を表示する。
ＨＵＤ装置１０は、車両１から車両１の前方にある前方対象までの距離Ｘを取得する取得手段（例えば、制御部３１）と、重畳画像の表示領域内において前方対象を報知する報知画像を二次元で表示制御する表示制御手段（例えば、制御部３１や表示部２０）と、予め定められた基準サイズに対する報知画像の表示比率Ｙであって距離Ｘが長いほど小さくなる表示比率Ｙを、取得手段が取得した距離Ｘに応じて決定するための基準制御情報ＢＤを記憶する記憶手段（例えば、ＲＯＭ３２）と、を備える。
表示制御手段は、報知画像として、第１画像Ｖ１と、第１画像Ｖ１よりも距離Ｘが長い前方対象を報知する第２画像Ｖ２とを含む複数の画像を表示可能である。また、表示制御手段は、第１画像Ｖ１及び第２画像Ｖ２の各々の表示比率Ｙを基準制御情報ＢＤに基づいて変更制御している際に第１画像Ｖ１の表示比率Ｙが第１閾値Ｔ１以上となった場合には、第２画像Ｖ２の表示比率Ｙが第１閾値Ｔ１よりも小さい第２閾値Ｔ２未満であるか否かを判別する。そして、表示制御手段は、第２画像Ｖ２の表示比率Ｙが第２閾値Ｔ２以上である場合は、基準制御情報ＢＤに基づいて第２画像Ｖ２の表示比率Ｙを制御し、第２画像Ｖ２の表示比率Ｙが第２閾値Ｔ２未満である場合には、第２画像Ｖ２を基準制御情報ＢＤに基づいて決定される表示比率Ｒ（図５（ｃ）参照）よりも大きい比率で表示する拡大処理を実行する。
このように第２画像Ｖ２に対して拡大処理を実行することで、前述のように、第１画像Ｖ１の報知対象が間もなく過ぎ去り、第１画像Ｖ１よりも報知の重要度が高くなると想定される第２画像Ｖ２を視認しやすく表示することができる。つまり、以上に説明した表示装置によれば、複数の報知画像のうち優先度が高いと想定されるものを効果的に表示することができる。

以上の説明では、本開示の理解を容易にするために、公知の技術的事項の説明を適宜省略した。

１００…車両用表示システム
１０…ＨＵＤ装置
２０…表示部
３０…制御装置
３１…制御部（３１ａ…ＣＰＵ、３１ｂ…ＧＤＣ）
３２…ＲＯＭ、３３…ＲＡＭ
４０…周辺情報取得部
５０…前方情報取得部
６０…視線検出部
７０…ＥＣＵ
８０…カーナビ装置
ＢＤ…基準制御情報
Ｆ…関数、Ｆｓ…特殊関数、Ｆｂ…復帰用関数
Ｔ１…第１閾値、Ｔ２…第２閾値、ＴＭ…所定値
Ｖ…虚像
Ｖ１…第１画像、Ｖ２…第２画像、Ｖ３…第３画像
１…車両、２…ダッシュボード、３…フロントガラス、４…運転者
Ｅ…アイボックス、Ｌ…表示光

Claims (8)

1. 車両の前方風景と重なる虚像として視認者に視認される重畳画像を表示する表示装置であって、
   前記車両から前記車両の前方にある前方対象までの距離を取得する取得手段と、
   前記重畳画像の表示領域内において前方対象を報知する報知画像を二次元で表示制御する表示制御手段と、
   予め定められた基準サイズに対する前記報知画像の表示比率であって前記距離が長いほど小さくなる表示比率を、前記取得手段が取得した前記距離に応じて決定するための基準制御情報を記憶する記憶手段と、を備え、
   前記表示制御手段は、
   前記報知画像として、第１画像と、前記第１画像よりも前記距離が長い前方対象を報知する第２画像とを含む複数の画像を表示可能であり、
   前記第１画像及び前記第２画像の各々の表示比率を前記基準制御情報に基づいて変更制御している際に前記第１画像の表示比率が第１閾値以上となった場合には、前記第２画像を前記基準制御情報に基づいて決定される表示比率よりも大きい比率で表示する拡大処理を実行する、
   表示装置。
2. 前記表示制御手段は、前記基準制御情報に基づいて変更制御していた前記第１画像の表示比率が前記第１閾値よりも大きい所定値以上となった場合に、前記第１画像を消去する、
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記拡大処理は、前記第２画像の表示比率が前記第１閾値よりも小さい第２閾値未満であることを条件に実行され、
   前記第２画像の表示比率が前記第２閾値以上であって前記拡大処理が実行されない場合、前記表示制御手段は、前記基準制御情報に基づいて前記第２画像の表示比率を制御する、
   請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記複数の画像は、前記第２画像よりも前記距離が長い前方対象を報知する第３画像を含み、
   前記表示制御手段は、前記拡大処理を実行する場合であっても、前記基準制御情報に基づいて前記第３画像の表示比率を制御する、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記表示制御手段は、前記拡大処理を実行する場合、当該実行前よりも前記第２画像を前記視認者から見て上方に表示する、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置。
6. 前記表示制御手段は、前記拡大処理を実行してから所定期間経過後に、前記第２画像を前記基準制御情報に基づいて決定される表示比率に復帰させる、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の表示装置。
7. 前記表示制御手段は、視線検出手段から取得した前記視認者の視線方向を示す視線情報に基づき、前記拡大処理が実行された前記第２画像を前記視認者が視認したことを特定すると、前記第２画像を前記基準制御情報に基づいて決定される表示比率に復帰させる、
   請求項１乃至６のいずれか１項に記載の表示装置。
8. 前記表示制御手段によって表示可能な前記報知画像は、道路標識を模した画像を含む、
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表示装置。

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