WO2017138527A1 - 情報提供装置 - Google Patents

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WO2017138527A1 PCT/JP2017/004409 JP2017004409W WO2017138527A1 WO 2017138527 A1 WO2017138527 A1 WO 2017138527A1 JP 2017004409 W JP2017004409 W JP 2017004409W WO 2017138527 A1 WO2017138527 A1 WO 2017138527A1
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紘史 山口
賢一郎 齊所
真人 草▲なぎ▼
友規 鈴木
敬太 片桐
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株式会社リコー
紘史 山口
賢一郎 齊所
真人 草▲なぎ▼
友規 鈴木
敬太 片桐
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    • G02B2027/0187Display position adjusting means not related to the information to be displayed slaved to motion of at least a part of the body of the user, e.g. head, eye

Definitions

  • the present invention relates to an information providing apparatus.
  • a head-up for displaying an image for providing information to a passenger of a moving body such as a vehicle, a ship, an aircraft, or an industrial robot moving with a passenger such as a driver carrying thereon
  • a display (HUD) device or the like.
  • Patent Document 1 includes an HUD device that reflects image light by a mirror and projects the light on a windshield of a vehicle, and displays the image on a front road surface or other visible position that the driver visually recognizes via a windshield.
  • An information providing apparatus is disclosed.
  • this information providing device by changing the mirror angle of the HUD device, the emergency information image with high importance is displayed at a position substantially overlapping the driver's reference line of sight, and then the display position is made lower than the reference line of sight. Perform control to change.
  • the display position of the provided information image may be changed for a predetermined purpose.
  • the display position of the provided information image is changed in order to prevent the provided information image from obstructing the view of the passenger or to make the provided information image easily visible to the passenger.
  • the change in display position of the provided information image is less likely to be noticed by the passenger as the change speed is slower, but if the change speed is too slow, it takes time to achieve the purpose of changing the display position. It will be long.
  • the information providing apparatus is an information providing apparatus for displaying a virtual image in a display area outside the moving body, and a display unit for displaying a provided information image as a virtual image in the display area; And display control means for controlling the display means so as to change the display position of the provided information image in the display area, wherein the display control means increases the moving speed of the movable body.
  • the display means is controlled so that the change speed of the display position of the provided information image becomes fast.
  • the excellent effect is achieved that the change speed of the display position can be made as fast as possible within a range where the change of the display position of the provided information image is not noticed to the passenger of the mobile body. Ru.
  • FIG. 1 it is explanatory drawing which shows an example of the virtual image displayed on a display area in piles on the front scenery of the own vehicle seen from a driver
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the model which represented typically the structure of the motor vehicle carrying the HUD apparatus for motor vehicles in embodiment. It is a schematic diagram which represented the internal configuration of the HUD device for the vehicles typically. It is a hardware block diagram of a control system in the HUD device for the same car. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram which shows schematic structure of the driver
  • FIG. 17 is an explanatory view (part one) showing an image example in which the display position of the vehicle speed display image is changed as the route designation image and the remaining distance image move from the upper area to the lower area in the display area;
  • FIG. 17 is an explanatory view (part 2) showing an example of an image in which the display position of the vehicle speed display image changes as the route designation image and the remaining distance image move from the upper area to the lower area in the display area;
  • FIG. 17 is an explanatory view (part 3) showing an example of an image in which the display position of the vehicle speed display image changes as the route designation image and the remaining distance image move from the upper area to the lower area in the display area.
  • Explanatory view (part 1) showing an image example in which the display position of the vehicle speed display image changes as the route designation image and the remaining distance image move from the upper area to the lower area in the display area in the first modification. is there.
  • Explanatory drawing (part 2) which shows the example of an image in which the display position of a vehicle speed display image changes as a course designation image and a remaining distance image move from the upper area to the lower area in a display area in modification 1 is there.
  • Explanatory drawing (the 3) which shows the image example to which the display position of a vehicle speed display image changes as a course designation image and a remaining distance image move from the upper area in a display area to a lower area in modification 1 is there.
  • FIG. 16 is an explanatory view (part one) of an image example in which a display position of a vehicle speed display image changes in a second modification example
  • FIG. 17 is an explanatory view (part two) of an image example in which a display position of a vehicle speed display image changes in a second modification example
  • FIG. 16 is an explanatory view (part 3) showing an example of an image in which the display position of the vehicle speed display image is changed in the second modification
  • driver information providing system including an automotive head-up display (HUD) device as an information providing device
  • FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a virtual image I displayed in a display area 700 (display area) superimposed on a landscape in front of the host vehicle 301 viewed from a driver 300 who is a passenger through a windshield 302.
  • FIG. 2 is a schematic view schematically showing the structure of a car equipped with the car HUD device according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic view schematically showing an internal configuration of the automotive HUD device in the present embodiment.
  • the automotive HUD device 200 in the present embodiment is installed, for example, in the dashboard of the host vehicle 301 which is a traveling body as a moving body.
  • the projection light L which is image light emitted from the car HUD device 200 in the dashboard is reflected by the windshield 302 as a transmission / reflection member, and travels to the driver 300.
  • the driver 300 can visually recognize a HUD display image such as a navigation image described later as the virtual image I.
  • a combiner as a transmitting and reflecting member may be installed on the inner wall surface of the windshield 302 so that the driver can visually recognize the virtual image I by the projection light L reflected by the combiner.
  • the driver 300 visually recognizes the virtual image I from an eye box (an area near the driver 300's eyes) on the light path of the light reflected by the windshield 302.
  • the eyebox means a range in which the virtual image I can be viewed without adjusting the position of the viewpoint.
  • the eye box serves as a reference point when, for example, converting “the upper limit of the change speed of the display position of the provided information image” described later into an angle change speed.
  • the optical system or the like of the automotive HUD device 200 is configured such that the distance from the driver 300 to the virtual image I (the distance from the eyebox to the virtual image I) is 4 m or more.
  • the conventional and general automotive HUD device has a distance from the driver 300 to the virtual image I of about 2 m.
  • the driver 300 usually looks at an infinity point ahead of the vehicle or looks at a leading vehicle several tens of meters ahead. When the driver 300 focusing on such a distant place tries to visually recognize the virtual image I 2 m ahead, since the focal length is largely different, it is necessary to move the lens of the eyeball to a large extent.
  • the focus adjustment time until focusing on the virtual image I becomes long, and it takes time to recognize the content of the virtual image I, and there is a problem that the eye of the driver 300 is easily fatigued. Further, it is difficult for the driver to notice the content of the virtual image I, and it is difficult to appropriately provide information to the driver by the virtual image I.
  • the distance to the virtual image I is 4 m or more, the amount of moving the lens of the eyeball is reduced compared to the prior art, the focus adjustment time to the virtual image I is shortened, and the content of the virtual image I is recognized early As a result, it is possible to reduce fatigue of the driver's 300 eyes. Furthermore, the driver can easily notice the contents of the virtual image I, and the virtual image I facilitates the appropriate provision of information to the driver.
  • the automotive HUD device 200 includes red, green, and blue laser light sources 201R, 201G, and 201B in the HUD main body 230, collimator lenses 202, 203, and 204 provided for the respective laser light sources, and two dichroic mirrors 205. , A light amount adjustment unit 207, a light scanning device 208 as a light scanning means, a free curved surface mirror 209, a microlens array 210 as a light diverging member, and a projection mirror 211 as a light reflecting member. ing.
  • the laser light sources 201R, 201G, 201B, the collimator lenses 202, 203, 204, and the dichroic mirrors 205, 206 are unitized by an optical housing.
  • LDs semiconductor laser elements
  • the wavelength of the light beam emitted from the red laser light source 201R is, for example, 640 nm
  • the wavelength of the light beam emitted from the green laser light source 201G is, for example, 530 nm
  • the wavelength of the light beam emitted from the blue laser light source 201B is, for example, 445 nm .
  • the HUD device 200 for an automobile projects an intermediate image formed on the microlens array 210 onto the windshield 302 of the host vehicle 301 to make the driver 300 a virtual image I of a magnified image of the intermediate image. Make it visible.
  • Laser beams of respective colors emitted from the laser light sources 201R, 201G, and 201B are collimated by the collimator lenses 202, 203, and 204, respectively, and are combined by two dichroic mirrors 205 and 206, respectively.
  • the combined laser beam is subjected to two-dimensional scanning by a mirror of the light scanning device 208 after the light quantity is adjusted by the light quantity adjustment unit 207.
  • the scanning light L ′ which has been two-dimensionally scanned by the light scanning device 208 is reflected by the free-form surface mirror 209 to be corrected for distortion, and then collected by the microlens array 210 to draw an intermediate image.
  • the microlens array 210 is used as a light diverging member for individually diverging and emitting the light flux for each pixel (one point of the intermediate image) of the intermediate image, but another light diverging member is used May be Further, as a method of forming the intermediate image G ′, a method using a liquid crystal display (LCD) or a fluorescent display tube (VFD) may be used.
  • LCD liquid crystal display
  • VFD fluorescent display tube
  • a laser scanning method is preferable as in the present embodiment.
  • the non-image portion in the display area of the virtual image I is irradiated with light by turning off the laser light sources 201R, 201G, and 201B. Can be completely cut off. Therefore, the situation in which the visibility of the front scenery of the vehicle 301 through the non-image portion is reduced by the light emitted from the automotive HUD device 200 can be avoided, and the visibility of the front scenery is high.
  • the laser scanning method is preferable.
  • the method using a liquid crystal display (LCD) or a fluorescent display tube (VFD) the brightness of the images other than the part of the image displayed in the display area 700 is increased, and the part of the image is displayed. This is because it is possible to widen the luminance difference between the other images.
  • the optical scanning device 208 tilts the mirror in the main scanning direction and the sub scanning direction by a known actuator drive system such as MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) to two-dimensionally scan (raster scan) laser light incident on the mirror. .
  • the drive control of the mirror is performed in synchronization with the light emission timing of the laser light sources 201R, 201G, and 201B.
  • the optical scanning device 208 is not limited to the configuration of the present embodiment, and may be configured by, for example, a mirror system including two mirrors that respectively swing or rotate around two axes orthogonal to each other.
  • FIG. 4 is a hardware block diagram of a control system in the automotive HUD device 200 of the present embodiment.
  • the control system of the automotive HUD device 200 mainly includes an FPGA 251, a CPU 252, a ROM 253, a RAM 254, an I / F 255, a bus line 256, an LD driver 257, and a MEMS controller 258.
  • the FPGA 251 controls operation of the laser light sources 201R, 201G, and 201B of the light source unit 220 by the LD driver 257, and controls operation of the MEMS 208a of the light scanning device 208 by the MEMS controller 258.
  • the CPU 252 controls each function of the automotive HUD device 200.
  • the ROM 253 stores various programs such as an image processing program that the CPU 252 executes to control each function of the automotive HUD device 200.
  • the RAM 254 is used as a work area of the CPU 252.
  • the I / F 255 is an interface for communicating with an external controller and the like, and is connected to, for example, a vehicle navigation device 400, a sensor device 500, and the like described later via a CAN (Controller Area Network) of the host vehicle 301.
  • CAN Controller Area Network
  • FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a driver information provision system in the present embodiment.
  • a vehicle navigation device 400, a sensor device 500, and the like are provided as information acquisition means for acquiring driver provided information provided to the driver by the virtual image I.
  • the automotive HUD device 200 in the present embodiment mainly includes a HUD main body 230 as an image light projection means and an image control device 250 as a display control means.
  • the information acquisition means in the present embodiment is mounted on the own vehicle 301, using the information acquisition means installed outside the own vehicle 301, the information acquired by the information acquisition means is input via the communication means.
  • the configuration may be
  • the vehicle navigation device 400 in the present embodiment can widely use a known vehicle navigation device mounted on a car or the like.
  • Information necessary for generating a route navigation image to be displayed as a virtual image I is output from the vehicle navigation device 400, and this information is input to the image control device 250.
  • the route navigation image includes, for example, an image indicating information such as a distance to a point where the vehicle 301 should turn next (right turn, left turn, branching, etc.) and a direction to turn the next route.
  • These pieces of information are input from the vehicle navigation device 400 to the image control device 250, and the HUD device 200 for an automobile under the control of the image control device 250, as shown in FIG.
  • Navigation images such as 721-2 and remaining distance image 722 are displayed as virtual images in the upper area of the display area 700 as provided information images.
  • the sensor device 500 in the present embodiment is configured of one or more sensors for detecting various information indicating the behavior of the host vehicle 301, the state of the host vehicle 301, the situation around the host vehicle 301, and the like.
  • the sensor device 500 outputs sensing information necessary to generate an image to be displayed as a virtual image I, and the sensing information is input to the image control device 250.
  • the vehicle speed information included in the CAN information of the host vehicle 301 is input from the sensor device 500 to the image control device 250.
  • the vehicle speed display image 704 indicating the vehicle speed is displayed as a virtual image in the lower area of the display area 700 as a provided information image.
  • the sensor of the sensor device 500 other than the sensor for detecting the vehicle speed of the host vehicle 301, for example, other vehicles, pedestrians, buildings (guard rails, etc.) existing around (forward, side, rear) of the host vehicle 301 Laser radar devices and imaging devices that detect the distance to a telephone pole, etc., sensors for detecting external environment information (such as outside temperature, brightness, weather, etc.) of the vehicle, driving operation of the driver 300 (brake scan, accelerator Sensors for detecting the degree of opening and closing, etc., sensors for detecting the remaining amount of fuel in the fuel tank of the vehicle 301, and sensors for detecting the state of various in-vehicle devices such as an engine and a battery.
  • the sensor device 500 When such information is detected by the sensor device 500 and sent to the image control device 250, the information can be displayed as the virtual image I by the automotive HUD device 200 and provided to the driver 300.
  • FIG. 6 is a hardware block diagram showing the main hardware of the image control device 250. As shown in FIG.
  • a CPU 252 In the image control device 250, a CPU 252, a RAM 254, a ROM 253, an input I / F 255, and an output I / F 259 are mutually connected by a data bus line. Sensing information output from the sensor device 500, navigation information output from the vehicle navigation device 400, and the like are input to the I / F 255. A control signal or the like of the HUD main body 230 is output from the I / F 259.
  • the CPU 252 executes various computer programs such as an information providing control program stored in the ROM 253 or the like to cause the image control device 250 to perform various controls and various processes described later.
  • the provided information provided to the driver by the virtual image I may be any information as long as it is information useful to the driver.
  • Such provided information can be roughly divided into passive information and active information.
  • the passive information is information to be provided to the driver at the setting timing of the automotive HUD device 200, and for example, information having a certain relationship between the timing at which the information is provided and the content of the information Be
  • active information is sufficient information if provided to the driver at the driver's desired timing, and for example, the relationship between the timing at which the information is provided and the content of the information is low or absent. Information.
  • the passive information includes, for example, information related to safety during driving, route navigation information, and the like.
  • Information related to safety during driving includes, for example, distance information between the host vehicle 301 and the preceding vehicle, emergency information related to driving (warning information such as emergency operation instruction information for instructing the driver to perform an emergency operation) Or alert information etc.).
  • the route navigation information is information for guiding a traveling route to a preset destination, and is provided to the driver by a known vehicle navigation device. As route navigation information, traveling lane instruction information for instructing a traveling lane to be traveled at the nearest intersection, or course change operation instruction information for instructing a course change operation at an intersection at which the course should be changed from the straight ahead direction Etc.
  • route specification information route specification images 721-1 and 721-2 for performing route specification of which route should be taken at the intersection etc.
  • the remaining distance information (remaining distance image 722) to the intersection etc. to be performed and the name information of the intersection etc. may be mentioned.
  • the active information mainly includes information acquired by the driver at a timing desired by the driver, and is thus information that is continuously displayed for a long period of time or at all times. For example, information specific to the road on which the host vehicle 301 is traveling, vehicle speed information of the host vehicle 301 (vehicle speed display image 704), current time information, and the like can be given. Specific information of the road includes, for example, the name of the road, the speed limit of the road, restricted content information such as overtaking prohibited, and information useful for the driver as information related to the road.
  • the passive information and the active information roughly classified in this manner are displayed in the corresponding display areas in the display area 700 capable of displaying the virtual image I (provided information image).
  • the display area 700 is divided into two display areas in the vertical direction, and in the upper area thereof, a passive information image mainly corresponding to passive information is displayed, and in the lower area, , Mainly displays an active information image corresponding to the active information.
  • the driver 300 while driving usually looks at the infinity point ahead of the host vehicle or looks at the back of the leading vehicle traveling a few tens of meters ahead.
  • the point of gaze 710 is about the vertical center of the front view seen from the windshield 302 or the vanishing point of the road surface.
  • the display area 700 overlaps the lower part of the front view seen from the windshield 302, more specifically, as shown in FIG. 1, when the host vehicle 301 is traveling on a flat road surface It is positioned in the area
  • a high-priority provided information image for providing information to the driver is displayed at a position near the driver's gaze point 710 so that the driver 300 can recognize it quickly and clearly. It is preferable to On the other hand, it is preferable to display a low priority provided information image (low priority provided information image) at a position far from the driver's gaze point 710. This is because, for example, when the driver recognizes the provided information image with high priority, the provided information image with low priority does not get in the way, or the provided information image with low priority interferes with the driver's view. To prevent the driver from feeling bothersome. Therefore, in the present embodiment, the provided information image with high priority is displayed at a position closer to the gaze point 710 of the driver, that is, above the display area 700 than the provided information image with low priority. There is.
  • two-dimensional display and three-dimensional display can be performed.
  • Human beings have two-dimensional visibility (pictorial cues) in the field of view, differences in vision between the two eyes, focusing operation of the eyes (motional cues), changes in the appearance of objects when the viewpoint moves (motion parallax Perceive the depth of space by Among them, by mainly using pictorial cues, it is possible to cause the information providing device to perceive display information (provided information image) which is a virtual image, to be present at an arbitrary position in the real space.
  • the image projected on the windshield 302 is viewed as a virtual image superimposed on the front landscape by the viewer, so that the geometry of the display information in the virtual image matches the real space. If the shape is adjusted (geometric transformation), three-dimensional display of display information becomes possible. That is, by using the above-mentioned human perception of depth, it is possible to perceive (illustrate) as if display information exists three-dimensionally at an arbitrary position in real space as viewed from a viewer. Become.
  • the visibility of display information can be improved by displaying the display information three-dimensionally matched with the real object present around the host vehicle as viewed from the viewer.
  • the image viewed as a virtual image three-dimensionally matched with the real object present in the surroundings of the vehicle seen from the viewer and the image perceived as a virtual image not three-dimensionally matched with the real object viewed from the viewer Images may be displayed mixed in the displayable area in front of the windshield 302.
  • the route designation images 721-1 and 721-2 indicating the route designation information and the remaining distance image 722 are provided information images that are three-dimensionally matched with the real object, and such provided information images are superimposed and provided. It is called an information image.
  • the vehicle speed display image 704 is a two-dimensional provided information image which is not three-dimensionally matched with the real object, and such provided information image is referred to as a non-overlapping provided information image.
  • FIG. 16 is an explanatory view showing an image example in which the display position of the vehicle speed display image 704 changes in accordance with movement from the upper area to the lower area.
  • the display positions of the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 in the present embodiment are controlled by the driver HUD via the windshield 302 by the automotive HUD device 200 under the control of the image control device 250. It is displayed to overlap the road surface to be visually recognized. More specifically, on the road surface, the distance to the intersection or the like for performing the course change operation indicated by the route designation images 721-1 and 721-2 matches the distance indicated by the remaining distance image 722 (that is, the remaining distance to the intersection or the like).
  • the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 are displayed so as to overlap at the point (remaining distance point) of
  • the visual recognition position of the road surface that the driver in operation visually recognizes through the windshield 302 moves from the upper side to the lower side in the display area 700 as the host vehicle 301 travels. Therefore, the visual recognition position of the remaining distance point on the road surface on which the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 are displayed overlapping also moves downward from above in the display area 700.
  • the display positions of the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 are displayed from above the display area 700 according to the movement of the visual recognition position of the remaining distance point on the road surface.
  • the image control device 250 performs display control so as to change downward.
  • the image control device 250 calculates a viewing position where the remaining distance point is viewed by the driver in the display area 700, based on the viewpoint position information and the like.
  • the viewpoint position information of the driver may be fixed information indicating the position of the head or eyes of a standard driver, or a device for detecting the position of the head or eyes of the actual driver (image pickup means Or the like, and may be information indicating the viewpoint position of the driver obtained based on the detection result.
  • the image control device 250 causes the car HUD device 200 to The route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 are displayed at a position overlapping the viewing position of the remaining distance point. Thereafter, as shown in FIG. 7B, the image control device 250 moves the display position of the remaining distance point downward in the display area 700 as the vehicle 301 travels, as shown in FIG. 7B. , 721-2 and the display position of the remaining distance image 722 are controlled to control the car HUD device 200.
  • the route specification image 721-1 and 721-2 and the remaining distance image are superimposed on the visible position of the remaining distance point. 722 can be viewed.
  • the display of the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 may be erased at the timing when the visual recognition position of the remaining distance point goes downward from within the display area 700.
  • the route designation image 721-1 and 721-2 and the remaining distance displayed by the driver so as to be superimposed on them while the visual recognition position of the remaining distance point goes downward from within the display area 700.
  • the image 722 can not be recognized.
  • the route designation image 721-1 is displayed in the lower area of the display area 700.
  • Display control is performed so that the image 721-2 and the remaining distance image 722 continue to be displayed.
  • the image control device 250 changes the display positions of the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 which are changed in accordance with the movement of the visible position of the remaining distance point. When it reaches, stop the change of the display position.
  • the driver visually recognizes the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 even after the viewing position of the remaining distance point goes downward from within the display area 700, Information can be obtained.
  • the final movement position at which the display positions of the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 are positioned is the position at which the vehicle speed display image 704 was originally displayed as shown in FIG. 7A. . Therefore, when the vehicle speed display image 704 is displayed as it is at the final movement position, the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 and the vehicle speed display image 704 are displayed overlapping each other. It will be difficult for the driver to obtain these information correctly. Also, when the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 are positioned at the final movement position, it may be considered to hide the vehicle speed display image 704 displayed at the final movement position. However, in this case, the driver can not view the vehicle speed display image 704 and can not know the vehicle speed.
  • the display position of the vehicle speed display image 704 displayed at the final movement position The vehicle speed display image 704 is displayed at another position by changing it. Specifically, the image control device 250 moves the display positions of the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 to the final movement position shown in FIG. 7C, and is displayed at the final movement position. The display position of the vehicle speed display image 704 is changed to the final change position shown in FIG. 7C (the display positions of both images are switched). Thus, the driver can visually recognize the vehicle speed display image 704 to know the vehicle speed even after the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 are positioned at the final movement position.
  • the display position of the vehicle speed display image 704 changes upward in the display area 700 as shown in FIGS. 7A to 7C, but if the driver 300 notices this change, the front of the vehicle The driver's awareness and line of sight while watching the fixation point of the vehicle are attracted to the vehicle speed display image 704, which may cause the driver to feel bothersome or interfere with safe driving. Therefore, it is preferable to change the display position of the vehicle speed display image 704 which is a non-superimposed image so slowly that the driver does not notice it.
  • the change speed of the display position of the vehicle speed display image 704 is slow, it takes time for the display position of the vehicle speed display image 704 to reach the final change position shown in FIG. It can not be changed quickly to the final change position. Therefore, for example, until the display positions of the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 reach the final movement position shown in FIG. 7C, the display position of the vehicle speed display image 704 shows the final change shown in FIG. It can not change to the position.
  • the time taken for the display positions of the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 to reach the final movement position shown in FIG. It becomes. Therefore, especially when the vehicle speed of the host vehicle is fast, the display position of the vehicle speed display image 704 before the display positions of the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 reach the final movement position shown in FIG. 7C. Can not be changed to the final change position shown in FIG. 7C.
  • the background homogeneity when the background homogeneity is low, the background homogeneity can be high even at a relatively fast change rate (for example, about 20 minutes / second) such that the change in the display position of the image may be recognized by the observer For example, the change in the display position is less likely to be recognized by the observer.
  • a relatively fast change rate for example, about 20 minutes / second
  • the moving speed at which the visual recognition position of the road surface ahead of the vehicle moves in the display area 700 is faster. That is, as the vehicle speed of the host vehicle 301 is faster, the moving speed of the background of the vehicle speed display image 704 in the display area 700 is faster.
  • a pattern such as a white line 310 or a line such as a pedestrian crossing or a letter or symbol indicating a speed limit is usually dotted on a uniform gray asphalt surface. doing.
  • the moving speed of the visual recognition position of the design on the road surface that the driver visually recognizes is slow, so the design is easily visually recognized by the driver in distinction from the asphalt surface.
  • the road surface visually recognized by the driver that is, the background of the vehicle speed display image 704
  • the moving speed of the visual recognition position of the design on the road surface which the driver visually recognizes also becomes fast, so that the design is hard to be recognized visually by the driver.
  • the road surface visually recognized by the driver that is, the background of the vehicle speed display image 704 is highly homogeneous such that the asphalt surface and the design are mixed.
  • the uniformity of the background of the vehicle speed display image 704 visually recognized by the driver 300 is enhanced, and therefore, the display position of the vehicle speed display image 704 visually recognized to overlap the background is changed.
  • the faster the vehicle speed the less likely it will be recognized by the driver. Therefore, if the vehicle speed is high, even if the change speed of the display position of the vehicle speed display image 704 is increased, that is, at a change speed exceeding 1 minute / second to 2 minutes / second, which is the motion speed threshold for the heterogeneous background. Even if there is (for example, about 20 minutes / second), it is difficult for the driver to notice the change in the display position.
  • the image control device 250 performs display control so that the change speed of the display position of the vehicle speed display image 704, which is a non-superimposed image, increases as the vehicle speed of the host vehicle 301 increases.
  • the route specifying images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 are displayed when the visual recognition position of the remaining distance point enters the display area 700.
  • the vehicle speed information is acquired from the sensor device 500.
  • the image control device 250 executes display control so that the change speed of the display position of the vehicle speed display image 704 which is a non-superimposed image becomes slower as the vehicle speed of the host vehicle 301 becomes slower.
  • the image control device 250 When the acquired vehicle speed information is low speed (for example, less than 60 km / h), the image control device 250 performs display control so that the display position of the vehicle speed display image 704 changes in 10 minutes / second, for example.
  • the vehicle speed information is low, the road surface recognized by the driver, that is, the background of the vehicle speed display image 704 has relatively low homogeneity, but if it is 10 minutes / second or less, the display position changes An effect that the driver does not notice is sufficiently obtained.
  • the image control device 250 executes display control so that the display position of the vehicle speed display image 704 changes in 15 minutes / second, for example.
  • the vehicle speed information is low speed, if the change speed of the display position of the vehicle speed display image 704 is 15 minutes / second, the driver is likely to notice the change of the display position, but if the vehicle speed information is high speed, Since the homogeneity of the road surface visually recognized by the driver, that is, the background of the vehicle speed display image 704 is enhanced, an effect of not making the driver aware of the change in the display position is sufficiently obtained even at 15 minutes / second.
  • the direction in which the display position of the vehicle speed display image 704 which is a non-superimposed image changes is the vertical direction of the display area 700, but may be, for example, the horizontal direction of the display area 700.
  • the change speed of the display position of the vehicle speed display image 704 is used regardless of whether the vehicle speed information is low or high. Later than in the case of the present embodiment.
  • the direction in which the display position of the vehicle speed display image 704 changes is a direction along the moving direction in which the visual position of the road surface ahead of the vehicle moves in the display area 700. It has become. While the driver is watching the front of the vehicle while the host vehicle 301 is traveling, the driver continuously sees that the viewing position of the road surface in front of the vehicle regularly moves from the top to the bottom in the display area 700. ing. Therefore, with respect to the movement in accordance with the regularity (movement to move in the display area 700 in the vertical direction), the driver is better than the movement against the regularity (movement in the horizontal direction in the display area 700). It is hard to be recognized.
  • Modification 1 a modified example of display control in the present embodiment (hereinafter, this modified example is referred to as “modified example 1”) will be described.
  • the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 displayed at the display position of the vehicle speed display image 704 before the change are 2 km ahead as shown in FIGS. 7A to 7C.
  • Operation instruction information instructing to turn left at an intersection or the like. Since the information indicated by the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 indicates the operation content to be operated at a considerably later time, the information is compared with the vehicle speed information indicated by the vehicle speed display image 704. And the priority for providing information to the driver is relatively low. Therefore, in the embodiment described above, as shown in FIG.
  • the vehicle speed display image 704 with high priority is the route specification image 721-1 and 721 with low priority.
  • the display position of the vehicle speed display image 704 is changed upward so as to be displayed on the upper side of the display area 700, that is, closer to the gaze point 710 of the driver than the remaining distance image 722.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing an image example in which the display position of the image 704 changes.
  • the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 displayed at the display position of the vehicle speed display image 704 before the change are 300 m ahead as shown in FIGS. 8A to 8C.
  • Operation instruction information instructing to turn left at an intersection or the like. Since the information indicated by the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance image 722 'indicates the operation content to be operated at a very near timing, compared with the vehicle speed information indicated by the vehicle speed display image 704. The priority of information provision to the driver is relatively high.
  • Modification 2 Next, another modified example of display control in the present embodiment (hereinafter, this modified example is referred to as “modified example 2”) will be described.
  • 9A to 9C are explanatory diagrams showing an example of an image in which the display position of the vehicle speed display image 704 changes in the second modification.
  • the above-described embodiment and modification 1 are adapted to move the route designation images 721-1 and 721-2 and the remaining distance images 722 and 722 displayed in the upper area of the display area 700 to the final movement position.
  • the display position of the vehicle speed display image 704 displayed at the final movement position is changed.
  • FIGS. 9A to 9C after the display position of the vehicle speed display image 704 is changed, another display position of the vehicle speed display image 704 before the start of the change is provided.
  • An information image 705 (in FIG. 9C, a text image "Let's take a break" is displayed).
  • the other provided information image displayed at the display position of the vehicle speed display image 704 before the start of change does not move from another position as in the embodiment described above. Alternatively, it may appear at the display position of the vehicle speed display image 704 before the start of the change.
  • the present invention is not limited to the example in which the other provided information image is displayed at the display position of the vehicle speed display image 704 before the start of the change as in the embodiment and the modified examples 1 and 2 described above.
  • An example in which the position is changed (an example in which only the display position of the vehicle speed display image 704 changes) may be used.
  • the provided information image is superimposed on the scenery in front of the vehicle that the driver directly views through the windshield 302
  • a real-time image obtained by imaging the scenery in front of the vehicle by the imaging unit is displayed on a display panel provided instead of the windshield 302, and the real-time image (landscape image in front of the vehicle) in a predetermined display area in the display panel It may be an example of displaying the provided information image superimposed on the image.
  • the provided information image is displayed in the predetermined display area 700 set in the traveling direction of the moving body has been described, but the side of the moving body (door It is also possible to display a provided information image by setting a predetermined display area in a window or the like, below, above (a sunroof or the like), backward (a rear window or the like) or the like.
  • the display control means is characterized in that the moving speed (vehicle speed) of the moving body is fast.
  • the display control is performed such that the change speed of the display position of the at least one provided information image is faster.
  • the passenger of the moving object views the provided information image displayed in the predetermined display area while directly or indirectly recognizing the object present around the moving object as the background.
  • it is an aspect which displays the image of the object of a mobile body periphery imaged with the imaging means on a predetermined display area with a provision information image, for example.
  • the faster the moving speed of the moving body hereinafter referred to as "moving body speed"
  • a road surface existing around a mobile body is usually dotted with patterns such as lines, characters, symbols, etc., such as white, on a uniform gray asphalt surface. Therefore, when the moving object speed is low, the moving speed of the visual recognition position of the design on the road surface is slow, so that the design is likely to be visually recognized by the passenger in distinction from the asphalt surface.
  • the background of the road surface that is, the provided information image, which the passenger visually recognizes directly or indirectly, has low homogeneity in which the asphalt surface and the pattern are clearly distinguished.
  • the moving object speed is high, the moving speed of the visual recognition position of the design on the road surface is high, so that the design is difficult to be visually recognized by the passenger in distinction from the asphalt surface.
  • the road surface that the passenger visually recognizes directly or indirectly, that is, the background of the provided information image has high homogeneity as if the asphalt surface and the design were mixed.
  • the higher the moving object speed the higher the uniformity of the background seen by the passenger of the moving object. Therefore, the change in the display position of the provided information image to be recognized to overlap the background indicates the moving object velocity. The faster it gets, the less it will be noticed by the passenger. Therefore, if the moving object speed is high, even if the change speed of the display position of the provided information image is increased, it is difficult for the passenger to notice the change of the display position.
  • the change speed of the display position of the provided information image can be increased as the moving object speed increases.
  • the change speed of the display position is sufficiently slowed so that the change of the display position of the provided information image is not noticed to the passenger, while the moving object speed is provided. It is possible to accelerate the change speed of the display position within a range in which the change of the display position of the information image is not noticed to the passenger and shorten the time to achieve the given purpose of changing the display position.
  • the display control means may perform the visual recognition along the vertical direction or the like in which the visual recognition position of an object such as a road surface around the moving object moves in the predetermined display area as the moving object moves. The display control is performed such that the display position of the at least one provided information image displayed on the movement path of the position is changed.
  • the visual position of the object existing around the moving body continues to regularly move in the display area 700.
  • the change in the display position of the at least one provided information image conforms to the regularity of the movement of the object around the moving object in the background, the change in the display position is more than the case where the regularity is violated Is hard to notice the passenger.
  • the change in the display position of the at least one provided information image conforms to the regularity of the movement of the object around the moving object serving as the background, the change of the display position of the at least one provided information image Even if the change speed of the display position is faster, it is difficult for the passenger to notice the change in the display position.
  • the upper limit of the change speed is characterized in that it is 20 minutes per second in terms of an angle change speed viewed from the viewpoint of a passenger such as the driver 300 of the moving body.
  • the movable body moves on a moving surface such as a road surface
  • the predetermined display area 700 has the moving surface existing in the moving object traveling direction. It is characterized in that it is set so as to overlap the position viewed by the passenger of the mobile body.
  • the display control means may provide a provided information image (course designation image 721-1, 721-2) different from the at least one provided information image (the vehicle speed display image 704, etc.). And the remaining distance image 722, 722 etc.) is displayed at the display position before the start of change of the at least one provided information image, the display control is performed.
  • the display control unit displays the display position of the another provided information image from the predetermined change start position (the upper area of the display area 700, etc.) before the start of the change of the at least one provided information image.
  • the other provided information image is displayed at the display position before the start of the change of the at least one provided information image by changing to the lower region of the display area 700 or the like.
  • the display control means determines that the priority of provision of information to the passenger of the mobile body is lower in the other provided information image than the at least one provided information image. The display control is performed such that the display position of the at least one provided information image changes in a direction approaching the gaze point of the passenger.
  • the display control means may set the priority of provision of information to the passenger of the mobile in the other provided information image more than the at least one provided information image. When it is high, the display control is performed such that the display position of the at least one provided information image changes in a direction away from the gaze point of the passenger.
  • the at least one provided information image having a low priority is selected as the one having the high priority.
  • the other provided information image with high priority is more easily viewed by the passenger than the at least one provided information image with low priority, and the provided information with high priority is provided to the passenger quickly. can do.
  • Image light projection means such as HUD main body 230 for projecting the image light onto the transmission / reflection member so as to display the provided information image on the screen.
  • the image light projection means is configured to display the provided information image as a virtual image I in the predetermined display area by the image light to be projected, and the distance from the passenger to the virtual image is 4 m or more It is characterized by being.
  • the occupants of a moving vehicle are often focused at a distance. If the distance from the passenger to the virtual image I is 4 m or more, the amount of movement of the eye lens is smaller than in the case of 2 m, which is the conventional general distance. As a result, it is possible to shorten the focus adjustment time to the virtual image I, to recognize early the information provided by the information image provided by the virtual image I, and to reduce the fatigue of the passenger's eye.
  • the image light projection means two-dimensionally scans the image light emitted from the light irradiation means such as the light source unit 220 for irradiating the image light by the light scanning means such as the light scanning device 208
  • the provided information image is displayed in the predetermined display area by projecting onto the reflection member.
  • HUD Device for Vehicle 220 Light Source Unit 230 HUD Main Body 250 Image Control Device 300 Driver 301 Own Vehicle 302 Front Glass 400 Vehicle Navigation Device 500 Sensor Device 700 Display Area 704 Vehicle Speed Display Image 710 Point of View 721 Route Designation Image 722, 722 'Rest Distance image

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Abstract

本情報提供装置は、移動体の外部の表示領域に虚像を表示する情報提供装置であって、提供情報画像を虚像として前記表示領域に表示させる表示手段と、前記提供情報画像の表示位置を前記表示領域内で変化させるように、前記表示手段を制御する表示制御手段と、を有し、前記表示制御手段は、前記移動体の移動速度が速いほど、前記提供情報画像の表示位置の変化速度が速くなるように、前記表示手段を制御する。

Description

情報提供装置
 本発明は、情報提供装置に関するものである。
 従来、情報提供装置としては、運転者等の搭乗者を乗せて移動する車両、船舶、航空機、産業用ロボットなどの移動体の搭乗者に対して情報を提供するための画像を表示するヘッドアップディスプレイ(HUD)装置等を利用したものが知られている。
 特許文献1には、画像光をミラーで反射して車両のフロントガラスに投射し、フロントガラスを介して運転者が視認する前方の路面等の視認位置に重ねて画像を表示させるHUD装置を備えた情報提供装置が開示されている。この情報提供装置では、HUD装置のミラー角度を変えることにより、重要度の高い緊急情報画像等を運転者の基準視線とほぼ重なる位置に表示した後、その表示位置を基準視線よりも下側へ変化させる制御を行う。
 HUD装置等の画像光投射手段により、移動体の運転者や非運転者等の搭乗者に提供する情報を示す提供情報画像を、移動体周囲の物体が搭乗者に視認される所定の表示エリアに表示させる場合、所定の目的で、その提供情報画像の表示位置を変化させる場合がある。例えば、当該提供情報画像が搭乗者の視界の邪魔にならないようにしたり、当該提供情報画像を搭乗者に視認しやすくしたりする目的で、提供情報画像の表示位置を変化させる。このとき、搭乗者の意識が当該提供情報画像の表示位置の変化に向いてしまうことがないようにすることが望ましい場合がある。提供情報画像の表示位置の変化は、その変化速度が遅ければ遅いほど搭乗者に気付かれにくくなるが、その変化速度が遅すぎると、当該表示位置を変化させることの目的達成までに要する時間が長くなってしまう。
 上述した課題を解決するために、本情報提供装置は、移動体の外部の表示領域に虚像を表示する情報提供装置であって、提供情報画像を虚像として前記表示領域に表示させる表示手段と、前記提供情報画像の表示位置を前記表示領域内で変化させるように、前記表示手段を制御する表示制御手段と、を有し、前記表示制御手段は、前記移動体の移動速度が速いほど、前記提供情報画像の表示位置の変化速度が速くなるように、前記表示手段を制御する。
 開示の技術によれば、提供情報画像の表示位置の変化を移動体の搭乗者に気付かせない範囲で、当該表示位置の変化速度をできるだけ速くすることが可能となるという優れた効果が奏される。
実施形態において、フロントガラス越しに運転者から見る自車両の前方風景に重ねて表示エリアに表示される虚像の一例を示す説明図である。 実施形態における自動車用HUD装置を搭載した自動車の構成を模式的に表した模式図である。 同自動車用HUD装置の内部構成を模式的に表した模式図である。 同自動車用HUD装置における制御系のハードウェアブロック図である。 実施形態における運転者情報提供システムの概略構成を示すブロック図である。 同自動車用HUD装置における画像制御装置の主要なハードウェアを示すハードウェアブロック図である。 進路指定画像及び残り距離画像が表示エリア内の上部領域から下部領域へ移動するのに合わせて、車速表示画像の表示位置が変化する画像例を示す説明図(その1)である。 進路指定画像及び残り距離画像が表示エリア内の上部領域から下部領域へ移動するのに合わせて、車速表示画像の表示位置が変化する画像例を示す説明図(その2)である。 進路指定画像及び残り距離画像が表示エリア内の上部領域から下部領域へ移動するのに合わせて、車速表示画像の表示位置が変化する画像例を示す説明図(その3)である。 変形例1において、進路指定画像及び残り距離画像が表示エリア内の上部領域から下部領域へ移動するのに合わせて、車速表示画像の表示位置が変化する画像例を示す説明図(その1)である。 変形例1において、進路指定画像及び残り距離画像が表示エリア内の上部領域から下部領域へ移動するのに合わせて、車速表示画像の表示位置が変化する画像例を示す説明図(その2)である。 変形例1において、進路指定画像及び残り距離画像が表示エリア内の上部領域から下部領域へ移動するのに合わせて、車速表示画像の表示位置が変化する画像例を示す説明図(その3)である。 変形例2において、車速表示画像の表示位置が変化する画像例を示す説明図(その1)である。 変形例2において、車速表示画像の表示位置が変化する画像例を示す説明図(その2)である。 変形例2において、車速表示画像の表示位置が変化する画像例を示す説明図(その3)である。
 以下、本発明を、情報提供装置としての自動車用ヘッドアップディスプレイ(HUD)装置を含んだ運転者情報提供システムに適用した一実施形態について説明する。
 図1は、フロントガラス302越しに搭乗者である運転者300から見る自車両301の前方風景に重ねて表示エリア700(表示領域)に表示される虚像Iの一例を示す説明図である。
 図2は、本実施形態における自動車用HUD装置を搭載した自動車の構成を模式的に表した模式図である。
 図3は、本実施形態における自動車用HUD装置の内部構成を模式的に表した模式図である。
 本実施形態における自動車用HUD装置200は、例えば、移動体としての走行体である自車両301のダッシュボード内に設置される。ダッシュボード内の自動車用HUD装置200から発せられる画像光である投射光Lが透過反射部材としてのフロントガラス302で反射され、運転者300に向かう。これにより、運転者300は、後述するナビゲーション画像等のHUD表示画像を虚像Iとして視認することができる。なお、フロントガラス302の内壁面に透過反射部材としてのコンバイナを設置し、コンバイナによって反射する投射光Lによって運転者に虚像Iを視認させるように構成してもよい。
 なお、運転者300は、フロントガラス302で反射された光の光路上のアイボックス(運転者300の眼の近傍の領域)から虚像Iを視認する。ここで、アイボックスは、視点の位置の調整をすることなく虚像Iが視認可能な範囲を意味する。アイボックスは、後述の『提供情報画像の表示位置の変化速度の上限』を角度変化速度に換算する際等において基準点となる。
 本実施形態においては、運転者300から虚像Iまでの距離(アイボックスから虚像Iまでの距離)が4m以上となるように、自動車用HUD装置200の光学系等が構成されている。従来の一般的な自動車用HUD装置は、運転者300から虚像Iまでの距離が2m程度であった。運転者300は、通常、車両前方の無限遠点を注視しているか、数十m先の先行車を注視している。このような遠方に焦点を合わせている運転者300が2m先の虚像Iを視認しようとする場合、焦点距離が大きく異なるので、眼球の水晶体を大きく動かす必要がある。そのため、虚像Iに焦点を合わせるまでの焦点調整時間が長くなり、虚像Iの内容を認識するまでに時間がかかるうえ、運転者300の眼球が疲労しやすいという不具合が生じる。また、虚像Iの内容に運転者が気付きにくく、虚像Iによって情報を運転者へ適切に提供することが困難である。
 本実施形態のように虚像Iまでの距離が4m以上であれば、従来よりも、眼球の水晶体を動かす量が減り、虚像Iへの焦点調整時間を短縮して虚像Iの内容を早期に認識できるようになり、また運転者300の眼球の疲労を軽減することができる。更には、虚像Iの内容に運転者が気付きやすくなり、虚像Iによって情報を運転者へ適切に提供することが容易になる。
 自動車用HUD装置200は、HUD本体230内に、赤色、緑色、青色のレーザー光源201R,201G,201Bと、各レーザー光源に対して設けられるコリメータレンズ202,203,204と、2つのダイクロイックミラー205,206と、光量調整部207と、光走査手段としての光走査装置208と、自由曲面ミラー209と、光発散部材としてのマイクロレンズアレイ210と、光反射部材としての投射ミラー211とから構成されている。本実施形態における光源ユニット220は、レーザー光源201R,201G,201B、コリメータレンズ202,203,204、ダイクロイックミラー205,206が、光学ハウジングによってユニット化されている。
 レーザー光源201R,201G,201BとしてはLD(半導体レーザ素子)を利用することができる。赤色レーザー光源201Rから射出される光束の波長は例えば640nmであり、緑色レーザー光源201Gから射出される光束の波長は例えば530nmであり、青色レーザー光源201Bから射出される光束の波長は例えば445nmである。
 本実施形態の自動車用HUD装置200は、マイクロレンズアレイ210上に結像される中間像を自車両301のフロントガラス302に投射することで、その中間像の拡大画像を運転者300に虚像Iとして視認させる。レーザー光源201R,201G,201Bから発せられる各色レーザー光は、それぞれ、コリメータレンズ202,203,204で略平行光とされ、2つのダイクロイックミラー205,206により合成される。合成されたレーザー光は、光量調整部207で光量が調整された後、光走査装置208のミラーによって2次元走査される。光走査装置208で2次元走査された走査光L'は、自由曲面ミラー209で反射されて歪みを補正された後、マイクロレンズアレイ210に集光され、中間像を描画する。
 なお、本実施形態では、中間像の画素(中間像の一点)毎の光束を個別に発散させて出射する光発散部材として、マイクロレンズアレイ210を用いているが、他の光発散部材を用いてもよい。また、中間像G'の形成方法としては、液晶ディスプレイ(LCD)や蛍光表示管(VFD)を利用した方式でもよい。
 ただし、大きな虚像Iを高い輝度で表示させるには、本実施形態のようにレーザー走査方式が好ましい。
 また、液晶ディスプレイ(LCD)や蛍光表示管(VFD)などを利用した方式では、虚像Iが表示される表示領域内の非画像部分にも僅かながら光が照射され、これを完全に遮断することが難しい。そのため、当該非画像部分を通じた自車両301の前方風景の視認性が悪いというデメリットがある。これに対し、本実施形態のようにレーザー走査方式によれば、虚像Iの表示領域内の非画像部分については、レーザー光源201R,201G,201Bを消灯させることにより当該非画像部分に光が照射されるのを完全に遮断することができる。よって、当該非画像部分を通じた自車両301の前方風景の視認性が自動車用HUD装置200から照射される光によって低下する事態を回避でき、前方風景の視認性が高いというメリットがある。
 更に、表示エリア700内の一部の画像について部分的に輝度を高めるような表示制御を行う場合も、レーザー走査方式が好適である。液晶ディスプレイ(LCD)や蛍光表示管(VFD)などを利用した方式では、表示エリア700内に表示されている当該一部の画像以外の画像についても輝度が高まってしまい、当該一部の画像とそれ以外の画像との間の輝度差を広げることができからである。
 光走査装置208は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等の公知のアクチュエータ駆動システムでミラーを主走査方向及び副走査方向に傾斜動作させ、ミラーに入射するレーザー光を2次元走査(ラスタスキャン)する。ミラーの駆動制御は、レーザー光源201R,201G,201Bの発光タイミングに同期して行われる。光走査装置208は、本実施形態の構成に限らず、例えば、互いに直交する2つの軸回りをそれぞれ揺動あるいは回動する2つのミラーからなるミラー系で構成してもよい。
 図4は、本実施形態の自動車用HUD装置200における制御系のハードウェアブロック図である。
 自動車用HUD装置200の制御系は、主に、FPGA251、CPU252、ROM253、RAM254、I/F255、バスライン256、LDドライバ257、MEMSコントローラー258を備えている。FPGA251は、LDドライバ257により、光源ユニット220のレーザー光源201R,201G,201Bを動作制御し、MEMSコントローラー258により、光走査装置208のMEMS208aを動作制御する。CPU252は、自動車用HUD装置200の各機能を制御する。ROM253は、CPU252が自動車用HUD装置200の各機能を制御するために実行する画像処理用プログラム等の各種プログラムを記憶している。RAM254はCPU252のワークエリアとして使用される。I/F255は、外部コントローラー等と通信するためのインターフェイスであり、例えば、自車両301のCAN(Controller Area Network)を介して、後述の車両ナビゲーション装置400、センサ装置500等に接続される。
 図5は、本実施形態における運転者情報提供システムの概略構成を示すブロック図である。
 本実施形態においては、虚像Iによって運転者へ提供する運転者提供情報を取得する情報取得手段として、車両ナビゲーション装置400、センサ装置500などが設けられている。本実施形態における自動車用HUD装置200は、主に、画像光投射手段としてのHUD本体230と、表示制御手段としての画像制御装置250とから構成される。本実施形態における情報取得手段は自車両301に搭載されているが、自車両301の外部に設置されている情報取得手段を用いて当該情報取得手段が取得した情報を、通信手段を介して入力する構成であってもよい。
 本実施形態における車両ナビゲーション装置400は、自動車等に搭載される公知の車両ナビゲーション装置を広く利用することができる。車両ナビゲーション装置400からは、虚像Iとして表示させるルートナビゲーション画像を生成するために必要な情報が出力され、この情報は画像制御装置250に入力される。ルートナビゲーション画像としては、例えば、自車両301が次に進路変更(右折、左折、分岐等)すべき地点までの距離、次に進路変更する方向などの情報を示す画像が含まれている。これらの情報が車両ナビゲーション装置400から画像制御装置250に入力されることで、画像制御装置250の制御の下、自動車用HUD装置200によって、図1に示すように、進路指定画像721-1,721-2や残り距離画像722などのナビゲーション画像が、提供情報画像として、表示エリア700の上部領域に虚像として表示される。
 本実施形態におけるセンサ装置500は、自車両301の挙動、自車両301の状態、自車両301の周囲の状況などを示す各種情報を検出するための1又は2以上のセンサで構成されている。センサ装置500からは、虚像Iとして表示させる画像を生成するために必要なセンシング情報が出力され、このセンシング情報は画像制御装置250に入力される。例えば、自車両301のCAN情報に含まれる車速情報がセンサ装置500から画像制御装置250に入力されることで、画像制御装置250の制御の下、自動車用HUD装置200によって、図1に示すように、当該車速を示す車速表示画像704が、提供情報画像として、表示エリア700の下部領域に虚像として表示される。
 センサ装置500のセンサとしては、自車両301の車速を検出するセンサ以外にも、例えば、自車両301の周囲(前方、側方、後方)に存在する他車両、歩行者、建造物(ガードレールや電柱等)との距離を検出するレーザーレーダー装置や撮像装置、自車両の外部環境情報(外気温、明るさ、天候等)を検出するためのセンサ、運転者300の運転動作(ブレーキ走査、アクセル開閉度等)を検出するためのセンサ、自車両301の燃料タンク内の燃料残量を検出するためのセンサ、エンジンやバッテリー等の各種車載機器の状態を検出するセンサなどが挙げられる。このような情報をセンサ装置500で検出して画像制御装置250へ送ることで、それらの情報を虚像Iとして自動車用HUD装置200により表示して運転者300へ提供することができる。
 図6は、画像制御装置250の主要なハードウェアを示すハードウェアブロック図である。
 画像制御装置250は、CPU252、RAM254、ROM253、入力用のI/F255、及び出力用のI/F259が、データバスラインによって互いに接続されている。I/F255には、センサ装置500から出力されるセンシング情報、車両ナビゲーション装置400から出力されるナビゲーション情報などが入力される。I/F259からは、HUD本体230の制御信号等が出力される。CPU252は、ROM253等に記憶されている情報提供用制御プログラムなどの各種コンピュータプログラムを実行して、画像制御装置250に後述する各種制御や各種処理を行わせる。
 次に、自動車用HUD装置200によって虚像Iとして表示される提供情報画像の表示制御について説明する。
 本実施形態における自動車用HUD装置200において、虚像Iによって運転者へ提供する提供情報は、運転者にとって有用な情報であればどのような情報であってもよい。このような提供情報は、受動情報と能動情報とに大別することができる。受動情報とは、自動車用HUD装置200の設定タイミングで運転者へ提供されるべき情報であり、例えば、情報が提供されるタイミングと情報の内容との間に一定の関係性をもつ情報が挙げられる。一方、能動情報とは、運転者の希望するタイミングで運転者へ提供されれば十分な情報であり、例えば、情報が提供されるタイミングと情報の内容との間の関係性が低い又は無いような情報である。
 受動情報としては、例えば、運転時の安全性に関わる情報、ルートナビゲーション情報などが挙げられる。運転時の安全性に関わる情報としては、例えば、自車両301と先行車両との車間距離情報、運転に関わる緊急性のある情報(運転者に緊急操作を指示する緊急操作指示情報などの警告情報あるいは注意喚起情報等)などが挙げられる。また、ルートナビゲーション情報は、予め設定された目的地までの走行ルートを案内するための情報であり、公知の車両ナビゲーション装置によって運転者へ提供されるものである。ルートナビゲーション情報としては、直近の交差点で走行すべき走行レーンを指示する走行レーン指示情報や、次に直進方向から進路変更すべき交差点や分岐点での進路変更操作を指示する進路変更操作指示情報などが挙げられる。進路変更操作指示情報としては、具体的には、当該交差点等において何れの進路をとるべきかの進路指定を行う進路指定情報(進路指定画像721-1,721-2)、その進路変更操作を行う交差点等までの残り距離情報(残り距離画像722)、当該交差点等の名称情報などが挙げられる。
 能動情報としては、主に、運転者の希望するタイミングで運転者が取得する情報が挙げられ、そのため、ある程度の長い期間あるいは常時、表示され続けるような情報である。例えば、自車両301が走行している道路の固有情報、自車両301の車速情報(車速表示画像704)、現在時刻情報などが挙げられる。道路の固有情報としては、例えば、その道路名情報、その道路の制限速度や追い越し禁止等の規制内容情報、その他当該道路に関わる情報として運転者にとって有用なものが挙げられる。
 本実施形態では、このようにして大別される受動情報と能動情報を、虚像I(提供情報画像)を表示可能な表示エリア700内のそれぞれ対応する表示領域に表示させる。具体的には、本実施形態では、表示エリア700を上下方向に2つの表示領域に区分し、そのうちの上部領域には、主に受動情報に対応する受動情報画像を表示し、下段領域には、主に能動情報に対応する能動情報画像を表示する。
 ここで、運転中の運転者300は、上述したとおり、自車両前方の無限遠点を注視しているか、数十m先を走行している先行車両の背面を注視しているのが通常であり、その注視点710は、おおよそ、フロントガラス302から見える前方風景の鉛直方向中央近辺や路面の消失点である。本実施形態において、表示エリア700は、フロントガラス302から見える前方風景の下部に重なるように、より具体的には、図1に示すように、自車両301が平坦な路面を走行しているときにフロントガラス302を介して運転者300が路面を視認する領域に、位置決めされている。したがって、本実施形態においては、表示エリア700の上側ほど、運転者の注視点710に近いものとなっている。
 通常、表示エリア700に表示される画像は、運転者の注視点710に近いほど、運転者に視認されやすい。そのため、運転者への情報提供の優先度の高い提供情報画像(高優先度提供情報画像)は、運転者の注視点710に近い位置に表示し、運転者300が迅速かつ明確に認知できるようにするのが好ましい。一方、優先度の低い提供情報画像(低優先度提供情報画像)は、運転者の注視点710から遠い位置に表示することが好ましい。これは、例えば、優先度の高い提供情報画像を運転者が認知する際に優先度の低い提供情報画像が邪魔にならないように、あるいは、優先度の低い提供情報画像が運転者の視界を妨げて運転者に煩わしさを感じさせることがないようにするためである。したがって、本実施形態においては、優先度の高い提供情報画像は、優先度の低い提供情報画像よりも、運転者の注視点710に近い位置、すなわち、表示エリア700の上側に表示するようにしている。
 また、本実施形態では、2次元的な表示と3次元的な表示を行うことができる。人間は、視界中の2次元的な見え方(絵画的手がかり)、両眼の見え方の差や目の焦点調節動作(動眼的手がかり)、視点移動時の物体の見え方の変化(運動視差)により空間の奥行きを知覚している。この中で、絵画的手がかりを主に利用することにより、情報提供装置において、虚像である表示情報(提供情報画像)を、現実空間の任意の位置に存在するように知覚させることができる。
 現実空間では、同一の物体が存在した場合、その物体が視認者に距離が近ければ近い程、見かけ上の大きさは大きくなる。又、視認者に距離が近い物体ほど、視界中の下部に見える。他にも、遠い物体ほど、空気の厚みによりかすんで見えたりする。
 本実施形態に係る情報提供装置では、フロントガラス302に投影する画像は、視認者には前方風景に重なって虚像として視認されるため、現実空間と整合するように虚像中の表示情報の幾何学形状を調整(幾何変換)すれば、表示情報の3次元的な表示が可能となる。すなわち、上記の人間の奥行き知覚を利用することで、視認者から視て、あたかも表示情報が現実空間の任意の位置に3次元的に存在しているように知覚(錯覚)させることが可能となる。
 このように、視認者から見て自車両の周囲に存在する現実物体と3次元的に整合する表示情報を表示することにより、表示情報の視認性を向上できる。なお、視認者から見て自車両の周囲に存在する現実物体と3次元的に整合する虚像として視認される画像と、視認者から見て現実物体と3次元的に整合しない虚像として視認される画像をフロントガラス302の前方の表示可能領域内に混在させて表示してもよい。
 以下の例では、進路指定情報を示す進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722が現実物体と3次元的に整合する提供情報画像であり、このような提供情報画像を重畳提供情報画像と称する。一方、車速表示画像704は現実物体と3次元的に整合しない2次元的な提供情報画像であり、このような提供情報画像を非重畳提供情報画像と称する。
 図7A~図7Cは、次の交差点等において何れの進路をとるべきかの進路指定を行う進路指定情報を示す進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722が表示エリア700内の上部領域から下部領域へ移動するのに合わせて、車速表示画像704の表示位置が変化する画像例を示す説明図である。
 本実施形態における進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722の表示位置は、画像制御装置250の制御の下、自動車用HUD装置200によって、フロントガラス302を介して運転者300が視認する路面に重なるように表示される。より詳しくは、進路指定画像721-1,721-2が示す進路変更操作を行う交差点等までの距離が、残り距離画像722が示す距離(すなわち当該交差点等までの残り距離)と一致する路面上の地点(残り距離地点)に、その進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722が重なるように表示される。
 このとき、運転中の運転者がフロントガラス302を介して視認する路面の視認位置は、自車両301の走行に伴って、表示エリア700内を上方から下方へと移動する。よって、進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722が重ねて表示される路面上の残り距離地点の視認位置も、表示エリア700内を上方から下方へと移動する。本実施形態では、このような路面上の当該残り距離地点の視認位置の移動に合わせて、進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722の表示位置が表示エリア700内を上方から下方へと変化するように、画像制御装置250が表示制御を行う。
 具体的には、車両ナビゲーション装置400から入力されるナビゲーション情報やセンサ装置500から入力されるセンシング情報、並びに、自動車用HUD装置200によって表示される虚像Iの表示エリア700の設定位置情報、運転者の視点位置情報などに基づいて、画像制御装置250は、残り距離地点が表示エリア700内で運転者に視認される視認位置を算出する。なお、運転者の視点位置情報は、標準的な運転者の頭部あるいは目の位置を示す固定情報であってもよいし、実際の運転者の頭部あるいは目の位置を検出装置(撮像手段等)で検出し、その検出結果に基づいて得られる運転者の視点位置を示す情報であってもよい。
 画像制御装置250は、自車両301の走行に伴い、このようにして算出される残り距離地点の視認位置が表示エリア700内に入り込んだら、図7Aに示すように、自動車用HUD装置200により、進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722を、その残り距離地点の視認位置に重なる位置に表示させる。その後、画像制御装置250は、残り距離地点の視認位置が自車両301の走行に伴って表示エリア700内を下方へ移動するのに合わせて、図7Bに示すように、進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722の表示位置が下方へ移動するように、自動車用HUD装置200を制御する。これにより、運転者は、残り距離地点の視認位置が表示エリア700内を下方へ移動する間、その残り距離地点の視認位置に重なるように進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722を視認することができる。
 ここで、残り距離地点の視認位置は、自車両301の走行に伴い、何れは表示エリア700内から下方へ出ていくことになる。このとき、その残り距離地点の視認位置が表示エリア700内から下方へ出ていくタイミングで、進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722の表示も消すようにしてもよい。しかしながら、この場合、残り距離地点の視認位置が表示エリア700内から下方へ出ていくまでの間に、運転者がこれに重ねて表示される進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722を認知できない可能性がある。特に、自車両301の車速が速い場合には、残り距離地点の視認位置が表示エリア700内から下方へ出ていくまでの間の時間が短いため、これに重ねて表示される進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722を運転者が認知できない可能性が高まる。
 そこで、本実施形態においては、残り距離地点の視認位置が表示エリア700内から下方へ出ていった後も、図7Cに示すように、表示エリア700の下部領域に進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722が表示され続けるように表示制御する。具体的には、画像制御装置250は、残り距離地点の視認位置の移動に合わせて変化させる進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722の表示位置が図7Cに示す最終移動位置に達したら、その表示位置の変化を停止させる。これにより、運転者は、残り距離地点の視認位置が表示エリア700内から下方へ出ていった後も、進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722を視認して、これらの情報を取得することができる。
 ただし、進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722の表示位置が位置決めされる最終移動位置は、もともと、図7Aに示すように、車速表示画像704が表示されていた位置である。そのため、当該最終移動位置に車速表示画像704をそのまま表示させておくと、進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722と車速表示画像704とを重ねて表示されることになり、これらの情報を運転者へ正確に取得させることが難しくなる。また、進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722が当該最終移動位置に位置決めされる際に、その最終移動位置に表示されていた車速表示画像704を非表示にすることも考えられるが、この場合、運転者が車速表示画像704を視認できなくなり、運転者が車速を知ることができなくなる。
 そのため、本実施形態では、進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722が当該最終移動位置に位置決めされる際、その最終移動位置に表示されていた車速表示画像704の表示位置を変化させ、車速表示画像704を別の位置に表示させるようにしている。具体的には、画像制御装置250は、進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722の表示位置を図7Cに示す最終移動位置へ移動させると共に、その最終移動位置に表示されていた車速表示画像704の表示位置を図7Cに示す最終変化位置へ変化させる(両画像の表示位置が入れ替わる)。これにより、運転者は、進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722が最終移動位置に位置決めした後も、車速表示画像704を視認して車速を知ることができる。
 このとき、車速表示画像704の表示位置は、図7A~図7Cに示すように、表示エリア700内を上方に向けて変化することになるが、この変化に運転者300が気付くと、車両前方の注視点を視認しながら運転する運転者の意識や視線が車速表示画像704に引きつけられ、運転者に煩わしさを感じさせたり、安全運転の妨げになったりするおそれがある。そのため、非重畳画像である車速表示画像704の表示位置は、運転者が気付かないほどゆっくりと変化させるのがよい。
 具体的には、不均質な背景中にある画像の表示位置の変化を、観測者が視覚情報から認知できる限界である運動速度閾は、おおよそ、その画像の表示位置を見る観測者の視線角度の1秒あたりの時間変化(基準点となる運転者300の視点(アイボックス)から見た角度変化速度)に換算したとき、1分/秒~2分/秒(=1/60度/秒~2/60度/秒)とされている。したがって、車速表示画像704の表示位置の変化速度が例えば2分/秒以下となるように制御すれば、車速表示画像704の表示位置の変化を運転者が気付かせないことができる。
 しかしながら、車速表示画像704の表示位置の変化速度が遅いと、車速表示画像704の表示位置が図7Cに示す最終変化位置に到達するまでに時間がかかってしまい、車速表示画像704の表示位置を最終変化位置まで迅速に変化させることができない。そのため、例えば、進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722の表示位置が図7Cに示す最終移動位置へ到達するまでに、車速表示画像704の表示位置を図7Cに示す最終変化位置まで変化させることができない。
 特に、本実施形態では、進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722の表示位置が図7Cに示す最終移動位置へ到達するまでの時間は、自車両の車速が速いほど短いものとなる。そのため、特に自車両の車速が速いときには、進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722の表示位置が図7Cに示す最終移動位置へ到達するまでに、車速表示画像704の表示位置を図7Cに示す最終変化位置まで変化させることができない。
 一方で、画像の表示位置の変化を観測者が視覚情報から認知できる運動速度閾は、背景の均質性が高まるほど増加し、均質な背景についての運動速度閾は、不均質な背景の場合の10倍から20倍にまで増加するとされている。すなわち、背景が均質であれば、その背景中の画像についての運動速度閾は、おおよそ10分/秒~40分/秒(=10/60度/秒~40/60度/秒)となる。したがって、背景の均質性が低い場合では画像の表示位置の変化が観測者に認知されてしまうような比較的速い変化速度(例えば20分/秒程度)であっても、背景の均質性が高ければ、当該表示位置の変化が観測者に認知されにくいものとなる。
 ここで、本実施形態において、運転者300は、車両前方に存在する物体である移動面としての路面を背景として視認しながら、車両前方の表示エリア700内で表示位置が変化する車速表示画像704を視認することになる。このとき、自車両301の車速が速いほど、車両前方の路面の視認位置が表示エリア700内を移動する移動速度が速まる。すなわち、自車両301の車速が速いほど、表示エリア700内における車速表示画像704の背景の移動速度が速いものとなる。
 表示エリア700内における車速表示画像704の背景の移動速度が速まるほど、その背景について運転者が認知する均質性は高いものとなる。具体例を挙げると、車両前方に存在する路面には、通常、一様な灰色のアスファルト面上に、白線310や横断歩道等の線あるいは制限速度等を示す文字や記号などの図柄が点在している。自車両の車速が遅い場合、運転者が視認する路面上の図柄の視認位置の移動速度は遅くなるため、その図柄がアスファルト面と区別して運転者に視認されやすい。このため、運転者が視認する路面すなわち車速表示画像704の背景は、アスファルト面と図柄とが明確に区別された均質性の低いものとなる。一方、自車両の車速が速い場合、運転者が視認する路面上の図柄の視認位置の移動速度も速くなるため、その図柄がアスファルト面と区別して運転者に視認されにくくなる。このため、運転者が視認する路面すなわち車速表示画像704の背景は、アスファルト面と図柄とが混ざり合ったような均質性の高いものとなる。
 このように自車両301の車速が速いほど運転者300が視認する車速表示画像704の背景の均質性が高まることから、その背景に重なるように視認される車速表示画像704の表示位置の変化は、車速が速いほど運転者に認知されにくくなる。したがって、車速が速ければ、車速表示画像704の表示位置の変化速度を速くしても、すなわち、不均質な背景についての運動速度閾である1分/秒~2分/秒を超える変化速度であっても(例えば20分/秒程度)、当該表示位置の変化が運転者に気付かれにくい。
 そこで、本実施形態において、画像制御装置250は、自車両301の車速が速いほど非重畳画像である車速表示画像704の表示位置の変化速度が速くなるように、表示制御を実行する。具体的には、画像制御装置250は、例えば、残り距離地点の視認位置が表示エリア700内に入り込むタイミングで、進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722を図7Aに示すように表示エリア700の上部領域に表示させると共に、センサ装置500から車速情報を取得する。なお、言うまでもなく、画像制御装置250は、自車両301の車速が遅いほど非重畳画像である車速表示画像704の表示位置の変化速度が遅くなるように、表示制御を実行する。
 取得した車速情報が低速(例えば60km/h未満)であった場合、画像制御装置250は、車速表示画像704の表示位置が例えば10分/秒で変化するように表示制御を実行する。車速情報が低速である場合、運転者が視認する路面すなわち車速表示画像704の背景は、その均質性が比較的低いものであるが、10分/秒以下であれば、当該表示位置の変化を運転者に気付かせない効果が十分に得られる。
 一方、取得した車速情報が高速(例えば60km/h以上)であった場合、画像制御装置250は、車速表示画像704の表示位置が例えば15分/秒で変化するように表示制御を実行する。車速情報が低速である場合、車速表示画像704の表示位置の変化速度が15分/秒であると、当該表示位置の変化に運転者が気付きやすいが、車速情報が高速である場合には、運転者が視認する路面すなわち車速表示画像704の背景の均質性が高まることから、15分/秒であっても、当該表示位置の変化を運転者に気付かせない効果が十分に得られる。
 また、本実施形態においては、非重畳画像である車速表示画像704の表示位置が変化する方向が表示エリア700の上下方向であるが、例えば表示エリア700の左右方向であってもよい。ただし、車速表示画像704の表示位置が変化する方向が表示エリア700の左右方向である場合には、車速情報が低速である場合も高速である場合も、車速表示画像704の表示位置の変化速度を本実施形態の場合よりも遅くする。
 すなわち、本実施形態の場合、車速表示画像704の表示位置が変化する方向(表示エリア700の上下方向)は、車両前方の路面の視認位置が表示エリア700内を移動する移動方向に沿った方向となっている。運転者は、自車両301の走行中、車両前方を視認している間は、車両前方の路面の視認位置が表示エリア700内を上から下へ規則的に移動する様子を継続して視認している。そのため、この規則性に則った動き(表示エリア700内を上下方向へ移動する動き)については、この規則性に反する動き(表示エリア700内を左右方向へ移動する動き)よりも、運転者に認知されにくい。したがって、本実施形態のように、車速表示画像704の表示位置が変化する方向が車両前方の路面の視認位置が表示エリア700内を移動する移動方向に沿った方向となっている場合には、車速表示画像704の表示位置の変化速度を速くしても、当該表示位置の変化を運転者に気付かせない効果が得られる。
〔変形例1〕
 次に、本実施形態における表示制御の一変形例(以下、本変形例を「変形例1」という。)について説明する。
 上述した実施形態においては、変化前の車速表示画像704の表示位置に表示される進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722は、図7A~図7Cに示したとおり、2km先の交差点等で左折するように指示する操作指示情報である。この進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722が示す情報は、かなり先の時期に操作すべき操作内容を指示するものであるため、車速表示画像704が示す車速情報と比較すると、運転者への情報提供の優先度が相対的に低いものである。したがって、上述した実施形態では、図7Cに示すように、車速表示画像704の表示位置の変化が完了したとき、優先度の高い車速表示画像704が優先度の低い進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722よりも、表示エリア700の上側すなわち運転者の注視点710に近い位置に表示されるように、車速表示画像704の表示位置を上方へ変化させている。
 図8A~図8Cは、本変形例1において、進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722'が表示エリア700内の上部領域から下部領域へ移動するのに合わせて、車速表示画像704の表示位置が変化する画像例を示す説明図である。
 本変形例1において、変化前の車速表示画像704の表示位置に表示される進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722'は、図8A~図8Cに示したとおり、300m先の交差点等で左折するように指示する操作指示情報である。この進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722'が示す情報は、かなり近い時期に操作すべき操作内容を指示するものであるため、車速表示画像704が示す車速情報と比較すると、運転者への情報提供の優先度が相対的に高いものである。
 したがって、本変形例1では、図8Cに示すように、車速表示画像704の表示位置の変化が完了したとき、優先度の高い進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722'が優先度の低い車速表示画像704よりも、表示エリア700の上側すなわち運転者の注視点710に近い位置に表示される。すなわち、画像制御装置250は、進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722'の表示位置を図8Cに示す最終移動位置へ移動させると共に、その最終移動位置に表示されていた車速表示画像704の表示位置を下方へ移動させ、図8Cに示す最終変化位置へ変化させる。
〔変形例2〕
 次に、本実施形態における表示制御の他の変形例(以下、本変形例を「変形例2」という。)について説明する。
 図9A~図9Cは、本変形例2において、車速表示画像704の表示位置が変化する画像例を示す説明図である。
 上述した実施形態や変形例1は、表示エリア700の上部領域に表示した進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722,722'を最終移動位置まで移動させるのに合わせて、その最終移動位置に表示されていた車速表示画像704の表示位置を変化させる。これに対し、本変形例2においては、図9A~図9Cに示すように、車速表示画像704の表示位置を変化させた後に、変化開始前の車速表示画像704の表示位置に、他の提供情報画像705(図9Cでは「そろそろ休憩しましょう」という文字画像)を出現させる。
 すなわち、本変形例2のように、変化開始前の車速表示画像704の表示位置に表示される他の提供情報画像は、上述した実施形態のように別の位置から移動してくるものではなく、当該変化開始前の車速表示画像704の表示位置に出現するものであってもよい。
 また、上述した実施形態や変形例1、2のように、変化開始前の車速表示画像704の表示位置に他の提供情報画像が表示される例に限らず、単に、車速表示画像704の表示位置を変化される例(車速表示画像704の表示位置だけが変化する例)であってもよい。
 なお、上述した実施形態(変形例を含む。)においては、自動車用ヘッドアップディスプレイ(HUD)装置を用い、運転者がフロントガラス302を介して直接視認する車両前方の風景に提供情報画像を重ねて表示させる例であったが、これに限られない。例えば、車両前方の風景を撮像手段で撮像したリアルタイム画像を、フロントガラス302に代えて設けた表示パネルに表示させ、その表示パネル内の所定の表示エリアに当該リアルタイム画像(車両前方の風景画像)に重ねて提供情報画像を表示させる例であってもよい。
 また、上述した実施形態(変形例を含む。)においては、移動体の運転者への情報提供について説明したが、運転者ではない移動体の搭乗者(車両の助手席や後部座席の搭乗者など)への情報提供であっても同様である。
 また、上述した実施形態(変形例を含む。)においては、移動体の進行方向に設定された所定の表示エリア700に提供情報画像を表示させる場合について説明したが、移動体の側方(ドアウィンドウ等)、下方、上方(サンルーフ等)、後方(リアウィンドウ等)などに所定の表示エリアを設定して提供情報画像を表示させるようにしてもよい。
 以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
 移動体周囲の路面等の物体が自車両301等の移動体の運転者300等の搭乗者に視認される所定の表示エリア700に進路指定画像721-1,721-2、残り距離画像722、車速表示画像704等の提供情報画像を表示させるHUD本体230等の表示手段と、車速表示画像704等の少なくとも1つの提供情報画像の表示位置が前記所定の表示エリアで変化するように前記表示手段を制御する表示制御を実行する画像制御装置250等の表示制御手段とを備えた自動車用HUD装置200等の情報提供装置において、前記表示制御手段は、前記移動体の移動速度(車速)が速いほど、前記少なくとも1つの提供情報画像の表示位置の変化速度が速くなるように、前記表示制御を実行することを特徴とする。
 一般に、背景に重なるように表示されている画像の表示位置の変化は、その背景の均質性(あるいは均一性)が高いほど観測者に認知されにくく、逆に、その背景の均質性が低いほど観測者に認知されやすいことが知られている。したがって、画像の表示位置の変化速度が、背景の均質性が低い場合では当該表示位置の変化が観測者に認知されてしまうような比較的速い速度であっても、背景の均質性が高い場合には、当該表示位置の変化が観測者に認知されにくい。
 本態様において、移動体の搭乗者は、移動体周囲に存在する物体を背景として直接又は間接的に視認しながら、所定の表示エリアに表示される提供情報画像を視認することになる。ここでいう間接的に視認する態様としては、例えば、撮像手段で撮像した移動体周囲の物体の画像を、提供情報画像と一緒に所定の表示エリアに表示する態様である。移動体の移動速度(以下、「移動体速度」という。)が速いほど、移動体周囲の物体の視認位置が所定の表示エリア内を移動する移動速度が速まる。すなわち、移動体速度が速いほど、所定の表示エリア内における提供情報画像背景の移動速度は速いものとなる。所定の表示エリア内における背景の移動速度が速まるほど、その背景について運転者が視認する均質性は高いものとなる。例えば、移動体周囲に存在する路面は、通常、一様な灰色のアスファルト面上に白色等の線、文字、記号などの図柄が点在している。そのため、移動体速度が遅いと、路面上の図柄の視認位置の移動速度が遅いため、その図柄がアスファルト面と区別して搭乗者に視認されやすい。その結果、搭乗者が直接又は間接的に視認する路面すなわち提供情報画像の背景は、アスファルト面と図柄とが明確に区別された均質性の低いものとなる。一方、移動体速度が速ければ、路面上の図柄の視認位置の移動速度が速いため、その図柄がアスファルト面と区別して搭乗者に視認されにくくなる。その結果、搭乗者が直接又は間接的に視認する路面すなわち提供情報画像の背景は、アスファルト面と図柄とが混ざり合ったような均質性の高いものとなる。
 このように、移動体速度が速いほど移動体の搭乗者が視認する背景の均質性が高まることから、その背景に重なるように視認される提供情報画像の表示位置の変化は、移動体速度が速いほど搭乗者に認知されにくくなる。したがって、移動体速度が速ければ、提供情報画像の表示位置の変化速度を速くしても、当該表示位置の変化が搭乗者に気付かれにくい。
 本態様によれば、移動体速度が速いほど提供情報画像の表示位置の変化速度を速くすることができる。これにより、移動体速度が遅いときには、提供情報画像の表示位置の変化が搭乗者に気付かれないように当該表示位置の変化速度を十分に遅くしておく一方、移動体速度が速いときには、提供情報画像の表示位置の変化が搭乗者に気付かれない範囲で当該表示位置の変化速度を速めて、当該表示位置を変化させる所与の目的を達成するまでの時間を短縮化できる。
(態様B)
 前記態様Aにおいて、前記表示制御手段は、移動体の移動に伴って前記所定の表示エリア内を移動体周囲の路面等の物体の視認位置が移動する上下方向等の方向に沿って、該視認位置の移動経路上に表示される前記少なくとも1つの提供情報画像の表示位置が変化するように、前記表示制御を実行することを特徴とする。
 移動体の搭乗者は、移動体の移動中、移動体の外方を視認している間は、移動体周囲に存在する物体の視認位置が表示エリア700内を規則的に移動する様子を継続して視認する。前記少なくとも1つの提供情報画像の表示位置の変化が、その背景となる移動体周囲の物体の移動の規則性に則っていれば、その規則性に反している場合よりも、当該表示位置の変化が搭乗者に気付かれにくい。本態様によれば、前記少なくとも1つの提供情報画像の表示位置の変化が、その背景となる移動体周囲の物体の移動の規則性に則ったものとなるので、当該少なくとも1つの提供情報画像の表示位置の変化速度をより速くしても、当該表示位置の変化が搭乗者に気付かれにくい。
(態様C)
 前記態様A又はBにおいて、前記変化速度の上限は、前記移動体の運転者300等の搭乗者の視点から見た角度変化速度に換算して20分毎秒であることを特徴とする。
 この上限までの範囲内であれば、当該少なくとも1つの提供情報画像の表示位置の変化速度を速くしても、移動中の移動体の搭乗者に対し、当該表示位置の変化が気付かれにくい。
(態様D)
 前記態様A~Cの何れかの態様において、前記移動体は、路面等の移動面上を移動するものであり、前記所定の表示エリア700は、移動体進行方向に存在する前記移動面が前記移動体の搭乗者に視認される位置に重なるように設定されていることを特徴とする。
 移動面は、比較的均質性が高いので、そのような移動面の視認位置に重なるように所定の表示エリア700を設定することで、その表示エリア700に表示される提供情報画像の背景として、比較的均質性の高い背景が得やすい。したがって、当該少なくとも1つの提供情報画像の表示位置の変化速度をより速くしても、当該表示位置の変化が搭乗者に気付かれにくい。
(態様E)
 前記態様A~Dの何れかの態様において、前記表示制御手段は、前記少なくとも1つの提供情報画像(車速表示画像704等)とは別の提供情報画像(進路指定画像721-1,721-2及び残り距離画像722,722'等)を、該少なくとも1つの提供情報画像の変化開始前の表示位置に表示させる前に、前記表示制御を実行することを特徴とする。
 これによれば、前記少なくとも1つの提供情報画像の変化開始前の表示位置に別の提供情報画像を表示させるときに、その変化開始前の表示位置から前記少なくとも1つの提供情報画像の表示位置を変化させる際に、当該表示位置の変化が搭乗者に気付かれにくい。
(態様F)
 前記態様Eにおいて、前記表示制御手段は、前記別の提供情報画像の表示位置を所定の変化開始位置(表示エリア700の上部領域等)から前記少なくとも1つの提供情報画像の変化開始前の表示位置(表示エリア700の下部領域等)へ変化させることにより、該別の提供情報画像を該少なくとも1つの提供情報画像の変化開始前の表示位置に表示させることを特徴とする。
 これによれば、前記別の提供情報画像の表示位置を所定の変化開始位置から前記少なくとも1つの提供情報画像の変化開始前の表示位置へ変化させるのに合わせて、その変化開始前の表示位置から前記少なくとも1つの提供情報画像の表示位置を変化させる際に、当該表示位置の変化が搭乗者に気付かれにくい。
(態様G)
 前記態様E又はFにおいて、前記表示制御手段は、前記移動体の搭乗者への情報提供の優先度が前記少なくとも1つの提供情報画像よりも前記別の提供情報画像の方が低い場合には、該少なくとも1つの提供情報画像の表示位置が搭乗者の注視点に近づく向きに変化するように、前記表示制御を実行することを特徴とする。
 これによれば、前記少なくとも1つの提供情報画像の変化開始前の表示位置に別の提供情報画像を表示させたとき、優先度の高い前記少なくとも1つの提供情報画像を、優先度の低い前記別の提供情報画像よりも、搭乗者の注視点に近い位置に表示させることができる。これにより、優先度の高い前記少なくとも1つの提供情報画像は、優先度の低い前記別の提供情報画像よりも、搭乗者に視認されやすくなり、優先度の高い提供情報を迅速に搭乗者へ提供することができる。
(態様H)
 前記態様E~Gの何れかの態様において、前記表示制御手段は、前記移動体の搭乗者への情報提供の優先度が前記少なくとも1つの提供情報画像よりも前記別の提供情報画像の方が高い場合には、該少なくとも1つの提供情報画像の表示位置が搭乗者の注視点から遠ざかる向きに変化するように、前記表示制御を実行することを特徴とする。
 これによれば、前記少なくとも1つの提供情報画像の変化開始前の表示位置に別の提供情報画像を表示させたとき、優先度の低い前記少なくとも1つの提供情報画像を、優先度の高い前記別の提供情報画像よりも、搭乗者の注視点から遠い位置に表示させることができる。これにより、優先度の高い前記別の提供情報画像は、優先度の低い前記少なくとも1つの提供情報画像よりも、搭乗者に視認されやすくなり、優先度の高い提供情報を迅速に搭乗者へ提供することができる。
(態様I)
 前記態様A~Hの何れかの態様において、前記表示手段として、移動体周囲の物体がフロントガラス302等の透過反射部材を介して前記移動体の搭乗者に視認される前記所定の表示エリア700に提供情報画像を表示させるように、該透過反射部材へ画像光を投射するHUD本体230等の画像光投射手段を用いることを特徴とする。
 これによれば、HUD装置により提供情報画像を表示する情報提供装置を実現できる。
(態様J)
 前記態様Iにおいて、前記画像光投射手段は、投射する画像光によって前記提供情報画像を虚像Iとして前記所定の表示エリア内に表示させるものであり、前記搭乗者から前記虚像までの距離が4m以上であることを特徴とする。
 上述したように、移動中の移動体の搭乗者は遠方に焦点を合わせていることが多い。搭乗者から虚像Iまでの距離が4m以上であれば、従来の一般的な距離である2mの場合よりも、眼球の水晶体を動かす量が減る。その結果、虚像Iへの焦点調整時間を短縮して虚像Iによる提供情報画像によって提供される情報を早期に認識できるようになり、また搭乗者の眼球の疲労を軽減することができる。
(態様K)
 前記態様I又はJにおいて、前記画像光投射手段は、画像光を照射する光源ユニット220等の光照射手段から照射した画像光を光走査装置208等の光走査手段により2次元走査して前記透過反射部材へ投射することにより、前記所定の表示エリア内に前記提供情報画像を表示させるものであることを特徴とする。
 上述したように、液晶ディスプレイ(LCD)や蛍光表示管(VFD)などを利用した方式よりも、大きな虚像Iを高い輝度で表示させるのが容易である。また、本態様によれば、虚像Iの非画像部分については、光照射手段から画像光照射させないことにより、当該非画像部分の光を完全に無くすことが可能である。よって、当該非画像部分を通じた移動体周囲の物体の視認性が光照射手段から照射される光によって低下する事態を回避でき、移動体周囲の物体の視認性が高い。
 本国際出願は2016年2月10日に出願した日本国特許出願2016-023530号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願2016-023530号の全内容を本国際出願に援用する。
200 自動車用HUD装置
220 光源ユニット
230 HUD本体
250 画像制御装置
300 運転者
301 自車両
302 フロントガラス
400 車両ナビゲーション装置
500 センサ装置
700 表示エリア
704 車速表示画像
710 注視点
721 進路指定画像
722,722' 残り距離画像
特開2011-218891号公報

Claims (13)

  1.  移動体の外部の表示領域に虚像を表示する情報提供装置であって、
     提供情報画像を虚像として前記表示領域に表示させる表示手段と、
     前記提供情報画像の表示位置を前記表示領域内で変化させるように、前記表示手段を制御する表示制御手段と、を有し、
     前記表示制御手段は、前記移動体の移動速度が速いほど、前記提供情報画像の表示位置の変化速度が速くなるように、前記表示手段を制御することを特徴とする情報提供装置。
  2.  前記提供情報画像は、2つの提供情報画像を含み、
     前記表示制御手段は、
     一方の前記提供情報画像の表示位置の変化速度と、他方の前記提供情報画像の表示位置の変化速度とが異なるように、前記表示手段を制御し、
     一方の前記提供情報画像の表示位置の変化速度及び他方の前記提供情報画像の表示位置の変化速度のうち遅い方の変化速度が、前記移動体の移動速度が速いほど速くなるように、前記表示手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の情報提供装置。
  3.  前記表示制御手段は、一方の前記提供情報画像の表示位置を第1方向に変化させると共に、他方の前記提供情報画像の表示位置を前記第1方向とは異なる第2方向に変化させるように、前記表示手段を制御することを特徴とする請求項2に記載の情報提供装置。
  4.  一方の前記提供情報画像は情報提供の優先度の低い低優先度提供情報画像であり、他方の前記提供情報画像は情報提供の優先度の高い高優先度提供情報画像であり、
     前記表示制御手段は、前記高優先度提供情報画像の表示位置が前記低優先度提供情報画像の表示位置と入れ替わるように、前記表示手段を制御することを特徴とする請求項3に記載の情報提供装置。
  5.  前記第2方向は、前記移動体の搭乗者の注視点に近づく方向であることを特徴とする請求項4に記載の情報提供装置。
  6.  前記第1方向は、前記移動体の搭乗者の注視点から遠ざかる方向であることを特徴とする請求項5に記載の情報提供装置。
  7.  前記表示制御手段は、前記低優先度提供情報画像が、前記高優先度提供情報画像の変化開始前の表示位置に表示されるように、前記表示手段を制御することを特徴とする請求項4乃至6の何れか一項に記載の情報提供装置。
  8.  前記提供情報画像は非重畳画像であることを特徴とする請求項1に記載の情報提供装置。
  9.  前記表示制御手段は、前記提供情報画像の表示位置を変化させ、前記提供情報画像の変化開始前の表示位置に他の提供情報画像が表示されるように、前記表示手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の情報提供装置。
  10.  前記変化速度の上限は、前記移動体内の基準点から見た角度変化速度に換算して20分毎秒であることを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載の情報提供装置。
  11.  前記表示手段として、前記表示領域に透過反射部材を介して前記提供情報画像を表示させるように、前記透過反射部材へ画像光を投射する画像光投射手段を用いることを特徴とする請求項1乃至10の何れか一項に記載の情報提供装置。
  12.  前記移動体内の基準点から前記虚像までの距離が4m以上であることを特徴とする請求項11に記載の情報提供装置。
  13.  前記画像光投射手段は、画像光を照射する光照射手段から照射した画像光を光走査手段により2次元走査して前記透過反射部材へ投射することにより、前記表示領域内に前記提供情報画像を表示させることを特徴とする請求項11又は12に記載の情報提供装置。
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