JP5197881B1 - ヘッドアップディスプレイ、制御方法、及び表示装置 - Google Patents

Abstract

ヘッドアップディスプレイは、自車位置取得手段と、表示手段と、第一表示制御手段と、第二表示制御手段とを備える。自車位置取得手段は、移動体の位置を取得する。表示手段は、移動体の前方の風景に重畳させて虚像を表示させる。第一表示制御手段は、移動体の現在位置から目的地又は立寄地へのルートを示す第一案内画像を、風景に重畳させて、表示手段に表示させる。第二表示制御手段は、第一案内画像が示すルート上に存在する案内地点からの距離を示す第二案内画像を、第一案内画像に重畳させて、表示手段に表示させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、情報を表示する技術に関する。

従来から、車両の運転に関する情報の表示画像を運転者の目の位置から虚像として視認させる技術が存在する。例えば、特許文献１には、フロントガラスを利用して、運転者の視線高さよりも上方に、鳥瞰図（俯瞰図）又は鳥瞰図を上下に反転させた地図画像を表示するヘッドアップディスプレイが開示されている。また、特許文献２には、現在位置を基点として表示スケールが同心円となされた探索画面を表示し、目的地などの探索対象物の現在位置を基点とした表示位置を算出し、その表示位置に、探索対象物を示す探索マークを表示する技術が開示されている。さらに、特許文献３には、ＧＰＳ受信機を備えた携帯端末機を電話回線により呼び出し、その携帯端末機に着信があった場合に、当該携帯端末機の存在位置を地図データと共に画面上に表示させる技術が開示されている。また、特許文献４には、車両前方の風景画像にナビゲーション情報を重畳表示させる技術が開示されている。

特開平０９−２２９７０７号公報 特開２００９−１１１８５６号公報 特開平０９−１９４８７８号公報 特開２００８−２０２９８７号公報

次に右左折を行う地点を運転者が把握するため、ナビゲーション装置は、従来から所定のタイミングで右左折を行う案内地点までの距離を伝える音声案内や案内表示などを行っていた。しかし、当該音声案内等を聞き逃した場合や、交差点が多くある複雑な道路を走行中などの場合には、運転者が右左折を行う地点を正確に把握できない可能性がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、案内地点までの距離を視覚的かつ容易に運転者に認識させることが可能なヘッドアップディスプレイ、表示装置、及び制御方法を提供することを主な目的とする。

請求項には、ヘッドアップディスプレイは、車両の位置を取得する自車位置取得手段と、前記車両の前方の風景に重畳させて虚像を表示させる表示手段と、前記車両の現在位置から目的地又は立寄地へのルートを地表に対して斜め下方向から観察した図を示す第一案内画像を、前記風景に含まれる前記ルートに相当する路面と対応させて、上空と重なる位置であって当該路面を地表に対して上下反転させた位置に前記表示手段に表示させる第一表示制御手段と、前記ルート上に存在し、右左折するために経由する案内地点からの距離を示す第二案内画像を、前記第一案内画像に重畳させて、前記表示手段に表示させる第二表示制御手段と、を有し、前記第二表示制御手段は、前記案内地点を中心として、所定の間隔をもって描かれる同心円を前記第二案内画像とし、前記案内地点から所定距離離れた前記路面を地表に対して上下反転させた位置と重なる位置であって、建物及び道路と重ならないと推定される範囲である上空と重なる位置に前記表示手段に表示させ、前記同心円は、全周表示された楕円であって、前記地表から前記上空の方向へ向かうほど間隔が広くなり、前記第二表示制御手段は、前記車両が前記案内地点に接近するに従って、前記第二案内画像が、前記風景中の前記案内地点に対応する位置に追従して表示されるよう、前記第二案内画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする。

請求項に記載の発明は、車両の前方の風景に重畳させて虚像を表示させる表示手段と前記表示手段による表示を制御する制御手段とを備えるヘッドアップディスプレイの前記制御手段が実行する制御方法であって、前記車両の位置を取得する自車位置取得工程と、前記車両の現在位置から目的地又は立寄地へのルートを地表に対して斜め下方向から観察した図を示す第一案内画像を、前記風景に含まれる前記ルートに相当する路面と対応させて、上空と重なる位置であって当該路面を地表に対して上下反転させた位置に前記表示手段に表示させる第一表示制御工程と、前記ルート上に存在し、右左折するために経由する案内地点からの距離を示す第二案内画像を、前記第一案内画像に重畳させて、前記表示手段に表示させる第二表示制御工程と、を有し、前記第二表示制御工程は、前記案内地点を中心として、所定の間隔をもって描かれる同心円を前記第二案内画像とし、前記案内地点から所定距離離れた前記路面を地表に対して上下反転させた位置と重なる位置であって、建物及び道路と重ならないと推定される範囲である上空と重なる位置に前記表示手段に表示させ、前記同心円は、全周表示された楕円であって、前記地表から前記上空の方向へ向かうほど間隔が広くなり、前記第二表示制御工程は、前記車両が前記案内地点に接近するに従って、前記第二案内画像が、前記風景中の前記案内地点に対応する位置に追従して表示されるよう、前記第二案内画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする。

請求項に記載の発明は、車両の位置を取得する自車位置取得手段と、前記車両の前方の風景に重畳させて虚像を表示させる表示手段と、前記車両の現在位置から目的地又は立寄地へのルートを地表に対して斜め下方向から観察した図を示す第一案内画像を、前記風景に含まれる前記ルートに相当する路面と対応させて、上空と重なる位置であって当該路面を地表に対して上下反転させた位置に前記表示手段に表示させる第一表示制御手段と、前記ルート上に存在し、右左折するために経由する案内地点からの距離を示す第二案内画像を、前記第一案内画像に重畳させて、前記表示手段に表示させる第二表示制御手段と、を有し、前記第二表示制御手段は、前記案内地点を中心として、所定の間隔をもって描かれる同心円を前記第二案内画像とし、前記案内地点から所定距離離れた前記路面を地表に対して上下反転させた位置と重なる位置であって、建物及び道路と重ならないと推定される範囲である上空と重なる位置に前記表示手段に表示させ、前記同心円は、全周表示された楕円であって、前記地表から前記上空の方向へ向かうほど間隔が広くなり、前記第二表示制御手段は、前記車両が前記案内地点に接近するに従って、前記第二案内画像が、前記風景中の前記案内地点に対応する位置に追従して表示されるよう、前記第二案内画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする。

実施例に係るシステムの構成例である。 ナビゲーション装置の概略構成である。 ヘッドアップディスプレイの概略構成である。 運転者が視認するフロントウィンドウの表示を示す。 ヘッドアップディスプレイによる平面地図表示の例を示す。 ヘッドアップディスプレイによる同心円の他の表示例である。 ヘッドアップディスプレイによる基本表示を簡略化した表示例である。 ヘッドアップディスプレイによる他の構成例を示す。 変形例に係るヘッドアップディスプレイの表示例を示す。

本発明の１つの好適な実施形態では、ヘッドアップディスプレイは、移動体の位置を取得する自車位置取得手段と、前記移動体の前方の風景に重畳させて虚像を表示させる表示手段と、前記移動体の現在位置から目的地又は立寄地へのルートを示す第一案内画像を、前記風景に含まれる前記ルートに相当する路面と対応させて、前記表示手段に表示させる第一表示制御手段と、前記ルート上に存在する案内地点からの距離を示す第二案内画像を、前記第一案内画像に重畳させて、前記表示手段に表示させる第二表示制御手段と、を有する。

上記のヘッドアップディスプレイは、自車位置取得手段と、表示手段と、第一表示制御手段と、第二表示制御手段とを備える。自車位置取得手段は、移動体の位置を取得する。表示手段は、移動体の前方の風景に含まれるルートに相当する路面と対応させて虚像を表示させる。第一表示制御手段は、移動体の現在位置から目的地又は立寄地へのルートを示す第一案内画像を、風景に重畳させて、表示手段に表示させる。第二表示制御手段は、第一案内画像が示すルート上に存在する案内地点からの距離を示す第二案内画像を、第一案内画像に重畳させて、表示手段に表示させる。ここで、「案内地点」とは、ルート上の地点であって、案内が必要であると判断される右左折地点などの所定の地点を示す。このようにすることで、ヘッドアップディスプレイは、案内地点までの距離を視覚的かつ容易に運転者に認識させることが可能となる。

上記ヘッドアップディスプレイの一態様では、前記第二表示制御手段は、前記第二案内画像を、前記案内地点から所定距離離れた前記路面と対応させて前記表示手段に表示させる。これにより、ヘッドアップディスプレイは、案内地点までの距離を視覚的かつ容易に運転者に認識させることが可能となる。

上記ヘッドアップディスプレイの他の一態様では、第二表示制御手段は、前記移動体が次に通過予定の案内地点である第１案内地点と、当該第１案内地点の次に前記移動体が通過予定の案内地点である第２案内地点との距離が所定距離以下の場合には、前記第２案内地点からの距離を示す第二案内画像を非表示にする。このようにすることで、ヘッドアップディスプレイは、第１案内地点と第２案内地点とが近接していることに起因して表示が煩雑化するのを抑制することができる。

上記ヘッドアップディスプレイの他の一態様では、前記第二表示制御手段は、前記移動体が次に通過予定の案内地点である第１案内地点と、当該第１案内地点の次に前記移動体が通過予定の案内地点である第２案内地点との距離が所定距離以下の場合には、前記第１案内地点からの距離を示す第二案内画像の表示色と、前記第二案内地点からの距離を示す第二案内画像の表示色とを異ならせる。このようにすることで、ヘッドアップディスプレイは、第１案内地点と第２案内地点とが近接している場合であっても、各々の案内地点に対する第二案内画像を区別して観察者に認識させることができる。

上記ヘッドアップディスプレイの他の一態様では、前記第二表示制御手段は、前記案内地点を中心として、所定の間隔をもって描かれる同心円を前記第二案内画像として前記表示手段に表示させる。これにより、ヘッドアップディスプレイは、案内地点までの距離を運転者に視覚的かつ容易に認識させることができる。

上記ヘッドアップディスプレイの他の一態様では、前記第二表示制御手段は、前記移動体が前記案内地点に接近するに従って、前記第二案内画像が、前記風景中の前記案内地点に対応する位置に追従して表示されるよう、前記第二案内画像を前記表示手段に表示させる。このようにすることで、ヘッドアップディスプレイは、案内地点までの距離を常に正確に運転者に視認させることができる。

上記ヘッドアップディスプレイの他の一態様では、前記第一表示制御手段による表示と、前記第二表示制御手段による表示とは、上空の位置と重畳されて前記表示手段により表示されている。これにより、ヘッドアップディスプレイは、運転を阻害することなく好適に案内地点までの距離を視認させることができる。

上記ヘッドアップディスプレイの他の一態様では、前記案内地点は、前記移動体が前記目的地又は前記立寄地まで到着するために右左折すべき地点である。

本発明の他の好適な実施形態では、移動体の前方の風景に重畳させて虚像を表示させる表示手段と前記表示手段による表示を制御する制御手段とを備えるヘッドアップディスプレイの前記制御手段が実行する制御方法であって、移動体の位置を取得する自車位置取得工程と、前記移動体の現在位置から目的地又は立寄地へのルートを示す第一案内画像を、前記風景に含まれる前記ルートに相当する路面と対応させて、前記表示工程に表示させる第一表示制御工程と、前記ルート上に存在する案内地点からの距離を示す第二案内画像を、前記第一案内画像に重畳させて、前記表示手段に表示させる第二表示制御工程と、を有する。ヘッドアップディスプレイは、この制御方法を実行することで、案内地点までの距離を視覚的かつ容易に運転者に認識させることが可能となる。

本発明のさらに別の好適な実施形態では、移動体の位置を取得する自車位置取得手段と、前記移動体の前方の風景に重畳させて虚像を表示させる表示手段と、前記移動体の現在位置から目的地又は立寄地へのルートを示す第一案内画像を、前記風景に含まれる前記ルートに相当する路面と対応させて、前記表示手段に表示させる第一表示制御手段と、前記ルート上に存在する案内地点からの距離を示す第二案内画像を、前記第一案内画像に重畳させて、前記表示手段に表示させる第二表示制御手段と、を有する。この実施形態によれば、表示装置は、案内地点までの距離を視覚的かつ容易に運転者に認識させることが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

［システム構成］
図１は、本実施例に係るシステムの構成例を示す。図１に示すように、当該システムは、ナビゲーション装置１と、ヘッドアップディスプレイ２とを備える。また、当該システムは、車両に搭載される。

ナビゲーション装置１は、出発地から目的地までの経路案内を行う機能などを有する。ナビゲーション装置１は、例えば、車両に設置される据え置き型のナビゲーション装置、ＰＮＤ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）、又はスマートフォンなどの携帯電話とすることができる。

ヘッドアップディスプレイ２は、現在位置を含む地図情報や経路案内情報、走行速度、その他運転を補助する情報を表示する画像を生成し、当該画像を運転者の目の位置（アイポイント）から虚像として視認させる装置である。ヘッドアップディスプレイ２には、車両の位置及び向きの情報、地図情報、及び施設データなどのナビゲーション処理に用いられる各種情報がナビゲーション装置１から供給される。

なお、ナビゲーション装置１がスマートフォンなどの携帯電話である場合、ナビゲーション装置１は、クレードルなどによって保持されても良い。この場合、ナビゲーション装置１は、クレードルなどを介して、ヘッドアップディスプレイ２と情報の授受を行うこととしても良い。

［ナビゲーション装置の構成］
図２は、ナビゲーション装置１の構成を示す。図２に示すように、ナビゲーション装置１は、自立測位装置１０、ＧＰＳ受信機１８、システムコントローラ２０、ディスクドライブ３１、データ記憶ユニット３６、通信用インタフェース３７、通信装置３８、インタフェース３９、表示ユニット４０、音声出力ユニット５０、及び入力装置６０を備える。

自立測位装置１０は、加速度センサ１１、角速度センサ１２及び距離センサ１３を備える。加速度センサ１１は、例えば圧電素子からなり、車両の加速度を検出し、加速度データを出力する。角速度センサ１２は、例えば振動ジャイロからなり、車両の方向変換時における車両の角速度を検出し、角速度データ及び相対方位データを出力する。距離センサ１３は、車両の車輪の回転に伴って発生されているパルス信号からなる車速パルスを計測する。

ＧＰＳ受信機１８は、複数のＧＰＳ衛星から、測位用データを含む下り回線データを搬送する電波１９を受信する。測位用データは、緯度及び経度情報等から車両の絶対的な位置（以後、「現在位置」とも呼ぶ。）を検出するために用いられる。

システムコントローラ２０は、インタフェース２１、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２３及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２４を含んでおり、ナビゲーション装置１全体の制御を行う。

インタフェース２１は、加速度センサ１１、角速度センサ１２及び距離センサ１３並びにＧＰＳ受信機１８とのインタフェース動作を行う。そして、これらから、車速パルス、加速度データ、相対方位データ、角速度データ、ＧＰＳ測位データ、絶対方位データ等をシステムコントローラ２０に入力する。ＣＰＵ２２は、システムコントローラ２０全体を制御する。ＲＯＭ２３は、システムコントローラ２０を制御する制御プログラム等が格納された図示しない不揮発性メモリ等を有する。ＲＡＭ２４は、入力装置６０を介して使用者により予め設定された経路データ等の各種データを読み出し可能に格納したり、ＣＰＵ２２に対してワーキングエリアを提供したりする。

システムコントローラ２０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ又はＤＶＤ−ＲＯＭドライブなどのディスクドライブ３１、データ記憶ユニット３６、通信用インタフェース３７、表示ユニット４０、音声出力ユニット５０及び入力装置６０は、バスライン３０を介して相互に接続されている。

ディスクドライブ３１は、システムコントローラ２０の制御の下、ＣＤ又はＤＶＤといったディスク３３から、音楽データ、映像データなどのコンテンツデータを読み出し、出力する。なお、ディスクドライブ３１は、ＣＤ−ＲＯＭドライブ又はＤＶＤ−ＲＯＭドライブのうち、いずれか一方としてもよいし、ＣＤ及びＤＶＤコンパチブルのドライブとしてもよい。データ記憶ユニット３６は、例えば、ＨＤＤなどにより構成され、地図データなどのナビゲーション処理に用いられる各種データを記憶するユニットである。通信装置３８は、例えば、ＦＭチューナやビーコンレシーバ、携帯電話や専用の通信カードなどにより構成され、ＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）センタなどから配信される情報（以下、「ＶＩＣＳ情報」と呼ぶ。）を電波３９より取得する。そしてインタフェース３７は、通信装置３８のインタフェース動作を行い、ＶＩＣＳ情報をシステムコントローラ２０等に入力する。また、通信装置３８は、ＧＰＳ受信機１８から取得した現在位置の情報などをヘッドアップディスプレイ２に送信する。

表示ユニット４０は、システムコントローラ２０の制御の下、各種表示データをディスプレイなどの表示装置に表示する。具体的には、システムコントローラ２０は、データ記憶ユニット３６から地図データを読み出す。表示ユニット４０は、システムコントローラ２０によってデータ記憶ユニット３６から読み出された地図データなどを表示画面上に表示する。表示ユニット４０は、バスライン３０を介してＣＰＵ２２から送られる制御データに基づいて表示ユニット４０全体の制御を行うグラフィックコントローラ４１と、ＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ ＲＡＭ）等のメモリからなり即時表示可能な画像情報を一時的に記憶するバッファメモリ４２と、グラフィックコントローラ４１から出力される画像データに基づいて、液晶、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）等のディスプレイ４４を表示制御する表示制御部４３と、ディスプレイ４４とを備える。ディスプレイ４４は、画像表示部として機能し、例えば対角５〜１０インチ程度の液晶表示装置等からなり、車内のフロントパネル付近に装着される。

音声出力ユニット５０は、システムコントローラ２０の制御の下、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３１又はＤＶＤ−ＲＯＭ３２、若しくはＲＡＭ２４等からバスライン３０を介して送られる音声デジタルデータのＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ）変換を行うＤ／Ａコンバータ５１と、Ｄ／Ａコンバータ５１から出力される音声アナログ信号を増幅する増幅器（ＡＭＰ）５２と、増幅された音声アナログ信号を音声に変換して車内に出力するスピーカ５３とを備えて構成されている。

入力装置６０は、各種コマンドやデータを入力するための、キー、スイッチ、ボタン、リモコン、音声入力装置等から構成されている。入力装置６０は、車内に搭載された当該車載用電子システムの本体のフロントパネルやディスプレイ４４の周囲に配置される。また、ディスプレイ４４がタッチパネル方式の場合、ディスプレイ４４の表示画面上に設けられたタッチパネルも入力装置６０として機能する。

［ヘッドアップディスプレイの構成］
図３は、ヘッドアップディスプレイ２の概略構成図である。図３に示すように、本実施例に係るヘッドアップディスプレイ２は、光源ユニット３を備え、フロントウィンドウ２５、天井部２７、ボンネット２８、及びダッシュボード２９などを備える車両に取り付けられる。

光源ユニット３は、支持部材５ａ、５ｂを介して車室内の天井部２７に設置され、運転を補助する情報（「運転補助情報」とも呼ぶ。）を示す画像を構成する光を、コンバイナ９に向けて出射する。具体的には、光源ユニット３は、制御部４の制御に基づき、光源ユニット３内に表示像の元画像（実像）を生成し、その画像を構成する光をコンバイナ９へ出射することで、コンバイナ９を介して運転者に虚像「Ｉｖ」を視認させる。光源ユニット３は、本発明における「表示手段」の一例である。

コンバイナ９は、光源ユニット３から出射される表示像が投影されると共に、表示像を運転者のアイポイントＰｅへ反射することで当該表示像を虚像Ｉｖとして表示させる。そして、コンバイナ９は、天井部２７に設置された支持軸部８を有し、支持軸部８を支軸として回動する。支持軸部８は、例えば、フロントウィンドウ２５の上端近傍の天井部２７、言い換えると運転者用の図示しないサンバイザが設置される位置の近傍に設置される。なお、支持軸部８は、上述のサンバイザに代えて設置されてもよい。

制御部４は、図示しないＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭなどを有し、ヘッドアップディスプレイ２の全般的な制御を行う。また、制御部４は、ナビゲーション装置１と通信が可能であり、ナビゲーション処理に用いられる各種情報をナビゲーション装置１から受信する。そして、制御部４は、本発明における「第一表示制御手段」及び「第二表示制御手段」の一例である。

［基本表示］
次に、ヘッドアップディスプレイ２による典型的な表示例について図４を参照して説明する。図４は、運転者が視認するフロントウィンドウ２５の表示例を示す。図４では、コンバイナ９の位置を破線により示している。また、前提として、図４では、目的地又は目的地の途中で立ち寄る地点として指定された立寄地（ここでは目的地とする）までの案内ルートが既に設定されており、ヘッドアップディスプレイ２は、信号機４６が設置されている交差点４７で左折する旨のルート案内の表示を行うものとする。

図４に示すように、制御部４は、フロントウィンドウ２５を介して視認される風景に重畳させて、コンバイナ９を介して虚像Ｉｖを運転者に視認させる。具体的には、図４では、制御部４は、コンバイナ９と重なる範囲に、案内表示アイコン７０Ａ〜７０Ｃ、矢印７１Ａ〜７１Ｃ、案内地点情報表示７２、案内ルート７３、仮想信号７４、方角情報表示リング７５、及び同心円７６を虚像Ｉｖとしてそれぞれ表示させている。

案内表示アイコン７０Ａ〜７０Ｃは、フロントウィンドウ２５を介して視認される所定の施設及び地点を対象に、当該施設及び地点に関する情報を表示する。具体的には、制御部４は、ナビゲーション装置１から送信される現在位置、車両の向き、及び地図情報に基づき、建物４５Ａがフロントガラス２５を介して視認されると判断し、案内表示アイコン７０Ａにより建物４５Ａの施設名称「施設Ａ」を表示すると共に、矢印７１Ａにより案内表示アイコン７０Ａが建物４５Ａの施設情報であることを示す。同様に、制御部４は、駐車場４５Ｂがフロントガラス２５を介して視認されると判断し、駐車場４５Ｂに対して、駐車場であることを示すマーク「Ｐ」を表示した案内表示アイコン７０Ｂを矢印７１Ｂと共に表示する。また、さらに、制御部４は、次に左折すべき道路４５Ｃに自動速度違反取締装置（オービス）が設置されていると判断し、次に左折する道路に対し、カメラのマークを表示した案内表示アイコン７０Ｃを矢印７１Ｃと共に表示する。

案内地点情報表示７２は、次に右左折を行う案内地点（ここでは交差点４７）に関する情報を表示する。具体的には、制御部４は、ナビゲーション装置１から送信される現在位置の情報及び地図情報に基づき、現在位置から交差点４７までの距離を算出すると共に、交差点４７の名称を特定し、「２００ｍ ○○交差点」と表示する。また、案内地点情報表示７２は、交差点４７で曲がるべき方向（ここでは左方向）を示す矢印マーク７２０を表示する。

案内ルート７３は、車両が進むべきルート（「案内ルート」とも呼ぶ。）であって、上下反転させた俯瞰図により表示されている。言い換えると、案内ルート７３は、地表に対して斜め下方向から投影された状態で表示される。従って、案内ルート７３では、進行方向がフロントガラス２５の下方向と一致する。また、案内ルート７３は、実際に運転者がフロントウィンドウ２５を介して視認可能な範囲にある案内ルートを仮想的に表示する。そして、案内ルート７３の左折地点には、信号機４６を仮想的に表示した仮想信号７４が示されている。このように、制御部４は、案内ルート７３が示す案内ルート中に信号機が存在する場合には、当該案内ルート７３に重畳させて仮想信号７４を表示する。案内ルート７３は、本発明における「第一案内画像」の一例である。

方角情報表示リング７５は、中心を現在位置として、案内ルート７３と同一の視点から観察した場合の方角を表示する。ここで、方角情報表示リング７５の左端位置７５１Ｌは、車両の左側面方向に相当し、方角情報表示リング７５の右端位置７５１Ｒは、車両の右側面方向に相当し、方角情報表示リング７５の下端位置７５１Ｆは、車両の進行方向に相当し、方角情報表示リング７５の上端位置７５１Ｂは、車両の後進方向に相当する。このように、制御部４は、方角情報表示リング７５上の車両の進行方向に対応する位置を、下端位置７５１Ｆに固定する。言い換えると、制御部４は、方角情報表示リング７５上の車両の進行方向に対応する位置を、虚像Ｉｖの表示領域中で固定する。また、方角情報表示リング７５中の「Ｎ」の位置は、現在位置を基点とした北の方角を示す。そして、方角情報表示リング７５は、車両の向きに応じて回転することで、現在位置に対して常に正確な方角を表示する。

また、方角情報表示リング７５上には、目的地が存在する方角に応じて方角情報表示リング７５上を移動する目的地アイコン７５２が表示されている。目的地アイコン７５２は、車両の位置及び向きの変化に応じて方角情報表示リング７５上を移動する。図４では、目的地アイコン７５２は、現在位置からおよそ西の方角に目的地が存在することを示す。さらに、方角情報表示リング７５は、現在位置に対する目的地の方角を表示するのに付随して、車両と目的地との相対的な方向を指し示す。具体的には、図４では、目的地アイコン７５２は、車両の進行方向に対して斜め左方向に目的地が存在することを示す。

同心円７６は、案内ルート７３の表示上における案内ルート７３の案内地点（案内ポイント）からの距離間隔を示す。言い換えると、同心円７６は、案内ルート７３の案内地点、即ち交差点４７（詳しくは交差点４７の中心位置）から等距離にある位置を結んだ同心円である。同心円７６は、案内地点から等間隔に描かれた第１同心円７６１、第２同心円７６２、及び第３同心円７６３を有する。例えば、同心円７６が「５０ｍ」ごとに描かれる場合、第１同心円７６１は交差点４７から「５０ｍ」の位置を示し、第２同心円７６２は交差点４７から「１００ｍ」の位置を示し、第３同心円７６３は交差点４７から「１５０ｍ」の位置を示す。このように、同心円７６は、案内地点から所定距離（上述の例では５０ｍ）ごとに描かれる。運転者は、案内ルート７３上に描かれた同心円７６を観察することで、案内地点までの距離を常に容易に視認することができる。同心円７６は、本発明における「第二案内画像」の一例である。

ここで、制御部４は、車両が次に通過すると予想される案内地点（「第１案内地点Ｐｉ１」とも呼ぶ。）である交差点４７と、第１案内地点Ｐｉ１の次に車両が通過すると予想される案内地点（「第２案内地点Ｐｉ２」とも呼ぶ。）との距離が所定距離以内の場合、第２案内地点Ｐｉ２に対する同心円７６を描画しない。上述の所定距離は、例えば、第１案内地点Ｐｉ１に対する同心円７６と、第２案内地点Ｐｉ２に対する同心円７６との両方を描いた場合に、これらの同心円７６が重なる距離に設定される。これにより、制御部４は、虚像Ｉｖによる表示が煩雑化するのを防ぐ。これについては、後述の［平面地図表示］のセクションでも詳しく説明する。

［平面地図表示］
制御部４は、虚像Ｉｖによる情報表示として、図４に示す表示の他に、ユーザの操作に基づき、平面に表示された地図を含む表示（「平面地図表示」とも呼ぶ。）を行う。これについて、図５を参照して説明する。なお、制御部４は、例えばヘッドアップディスプレイ２を操作するためのリモートコントローラ（不図示）などの所定の入力手段への入力を検知した場合に、これらの表示の切り替えを行う。

図５は、ヘッドアップディスプレイ２が平面地図表示を行った場合に運転者が視認するフロントウィンドウ２５の表示例を示す。図５では、制御部４は、虚像Ｉｖとして、案内地点情報表示７２と、平面地図８１と、現在位置表示８２と、案内ルート８３と、同心円７６とを表示する。

平面地図８１は、現在位置を含むエリアを所定の縮尺により平面的に表示した地図である。なお、平面地図８１の縮尺は、図示しない入力手段によるヘッドアップディスプレイ２への所定の入力により変更される。現在位置表示８２は、平面地図８１での車両の現在位置を示す。案内ルート８３は、平面地図８１中で車両が走行すべき案内ルートを示す。

同心円７６は、案内ルート８３の平面地図８１上における交差点４７に相当する第１案内地点Ｐｉ１からの距離間隔を示す。同心円７６は、図４と同様に、案内地点から等間隔に描かれた第１同心円７６１、第２同心円７６２、及び第３同心円７６３を有する。これにより、制御部４は、第１同心円７６１、第２同心円７６２、及び第３同心円７６３と、現在位置表示８２との位置関係に基づき、現在位置から次の案内地点である交差点４７までの距離を、明確に運転者に把握させることができる。

ここで、制御部４は、第１案内地点Ｐｉ１と、交差点４８に相当する第２案内地点Ｐｉ２との距離が所定距離以内であることから、第２案内地点Ｐｉ２に対する同心円７６を描画しない。即ち、制御部４は、ここでは第１案内地点Ｐｉ１と第２案内地点Ｐｉ２とが近接しており、短時間に連続して案内することになると判断し、交差点４８に対する同心円７６を描画しない。これにより、制御部４は、第１案内地点Ｐｉ１に対する同心円７６と、第２案内地点Ｐｉ２に対する同心円７６との両方が重なって表示されることなどに起因して、虚像Ｉｖによる表示が煩雑化するのを抑制することができる。

そして、制御部４は、車両が第１案内地点Ｐｉ１である交差点４７を通過した後では、交差点４７に対する同心円７６を非表示にすると共に、直前まで第２案内地点Ｐｉ２であり現在は第１案内地点Ｐｉ１である交差点４８に対する同心円７６を描画する。

［他の表示例］
次に、ヘッドアップディスプレイ２による他の表示例について説明する。制御部４は、例えば、ユーザによる特定の入力を検知した場合に、図４に示す基本表示又は図５に示す平面地図表示から以下に説明する表示に切り替えてもよい。

（１）同心円の色分け表示
制御部４は、第１案内地点Ｐｉ１と、第２案内地点Ｐｉ２との距離が所定距離以内である場合、第１案内地点Ｐｉ１に対する同心円７６と、第２案内地点Ｐｉ２に対する同心円７６との表示色を変えることで、これらに対する同心円７６を同時に表示してもよい。これについて、図６を参照して説明する。

図６は、平面地図表示において、同心円７６を色分け表示した例を示す。ここで、実線により示される同心円７７Ａと破線により示される同心円７６Ｂとは、それぞれ異なる色（例えば前者が黒色、後者が赤色）にて表示されているものとする。

図６では、制御部４は、第１案内地点Ｐｉ１である交差点４７と、第２案内地点Ｐｉ２である交差点４８との距離が所定距離以内であることから、第１案内地点Ｐｉ１である交差点４７を中心とした同心円７６Ａと、第２案内地点Ｐｉ２である交差点４８を中心とした同心円７６Ｂとをそれぞれ異なる色により表示している。これにより、制御部４は、交差点４７に対する同心円７６Ａと交差点４８に対する同心円７６Ｂとを同時に描画した場合であっても、煩雑化することなく運転者にこれらを明確に区別して視認させることができる。

なお、図４に示す基本表示であっても、同様に、制御部４は、第１案内地点Ｐｉ１と、第２案内地点Ｐｉ２との距離が所定距離以内である場合、第１案内地点Ｐｉ１に対する同心円７６と、第２案内地点Ｐｉ２に対する同心円７６との表示色を変えることで、これらの同心円７６を同時に表示させてもよい。これにより、制御部４は、各案内地点に対する同心円７６を、運転者に明確に区別して視認させることができる。

（２）簡易表示
制御部４は、図４に示す基本表示から、いくつかの表示を省略して簡易化した表示を行ってもよい。これについて、図７を参照して具体的に説明する。

図７は、図４に示す基本表示を簡略化した表示例を示す。図７では、制御部４は、案内ルート７３、仮想信号７４、及び同心円７６を虚像Ｉｖとして表示させ、図４に示す案内表示アイコン７０Ａ〜７０Ｃ、矢印７１Ａ〜７１Ｃ、案内地点情報表示７２、及び方角情報表示リング７５を非表示にしている。この表示態様によっても、制御部４は、案内ルート７３により次に右左折すべき方向を運転者に把握させると共に、同心円７６により次の案内地点までの距離を運転者に視覚的かつ容易に把握させることができる。

なお、制御部４は、図４〜図７のいずれの場合も、同心円７６の全体が上空と重なる位置に表示させている。このようにすることで、ヘッドアップディスプレイ２は、運転を阻害することなく好適に案内地点を基点とした距離を運転者に視認させることができる。この場合、例えば、制御部４は、建物や道路等と重ならないと推定される表示範囲を予め実験等に基づき設定しておき、当該表示範囲内に同心円７６を虚像Ｉｖとして表示する。

［変形例］
以下、上述の実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。

（変形例１）
図３では、ヘッドアップディスプレイ２は、コンバイナ９を介して虚像Ｉｖを運転者に視認させていたが、本発明が適用可能なヘッドアップディスプレイ２の構成は、これに限定されない。

図８は、変形例に係るヘッドアップディスプレイ２Ａの概略構成を示す。図８に示すように、ヘッドアップディスプレイ２Ａでは、光源ユニット３は、表示像を構成する光をフロントガラス２５に向けて出射する。そして、フロントウィンドウ２５は、光源ユニット３から出射される表示像が投影されると共に、表示像をアイポイントＰｅへ反射することで当該表示像を虚像Ｉｖとして表示させる。

また、光源ユニット３の位置は、天井部２７に設置される場合に限らず、ダッシュボード２９の内部に設置されてもよい。この場合、ダッシュボード２９には、図３のコンバイナ９又は図８のフロントウィンドウ２５に光を通過させるための開口部が設けられる。

（変形例２）
図１等の説明では、ヘッドアップディスプレイ２は、ナビゲーション装置１から地図情報などを受信した後、運転補助情報を示す画像を生成していた。しかし、本発明が適用可能な構成はこれに限定されず、これに代えて、ナビゲーション装置１は、運転補助情報を示す画像を生成して当該画像をヘッドアップディスプレイ２に送信し、ヘッドアップディスプレイ２は、受信した画像を構成する光を出射してもよい。即ち、この場合、ナビゲーション装置１のシステムコントローラ２０は、ヘッドアップディスプレイ２の制御部４が行う処理の一部又は全部を行う。これによっても、好適に、ヘッドアップディスプレイ２は、運転補助情報を虚像Ｉｖとして運転者に視認させることができる。なお、この場合、ナビゲーション装置１及びヘッドアップディスプレイ２は、本発明における「ヘッドアップディスプレイ」又は「表示装置」の一例である。

他の例では、ヘッドアップディスプレイ２は、ナビゲーション装置１と通信を行うことなく、運転補助情報を表示してもよい。この場合、ヘッドアップディスプレイ２の光源ユニット３は、ＧＰＳ受信機及び距離センサなどの自立測位装置を備え、車両の位置及び方向などを測定する。また、光源ユニット３は、施設情報を含む地図情報などを予めメモリに記憶する。そして、光源ユニット３は、測定した車両の位置等に基づき、地図情報等を参照して、運転補助情報を示す画像を構成する光を出射する。

（変形例３）
ヘッドアップディスプレイ２に代えて、ナビゲーション装置１が上述した実施例の表示を行ってもよい。この場合、ナビゲーション装置１は、車両の前方方向を撮影するカメラなどの撮影手段から車両の前方方向の風景を示す画像を取得し、当該画像に重畳させて、案内表示アイコン７０Ａ〜７０Ｃや方角情報リング７５などの虚像Ｉｖの内容を表示する。この場合、ナビゲーション装置１は、本発明における「表示装置」の一例である。

（変形例４）
図４〜図７に示す表示例では、制御部４は、第１同心円７６１と、第２同心円７６２と、第３同心円７６３との３つの円を描いたが、これに代えて、同心円７６として、２つ以下の円又は４つ以上の円を描いてもよい。これらの場合であっても、同心円７６は、所定の案内地点を中心として、当該案内地点から等距離を示す地点を結んだ位置に、等間隔で形成される。従って、この場合であっても、制御部４は、同心円７６を虚像Ｉｖとして運転者に視認させることで、案内地点からの距離を視覚的かつ容易に運転者に把握させることができる。

（変形例５）
図４の表示例では、目的地を表す目的地アイコン７５２が方角情報表示リング７５上に表示されていた。これに代えて、又はこれに加えて、ヘッドアップディスプレイ２は、設定された立寄地、著名なランドマーク、又は／及び、ＧＰＳ受信機が搭載された携帯端末機を有する友人の位置などの種々の対象の位置を示すアイコンを方角情報表示リング７５上に表示させてもよい。

例えば、ナビゲーション装置１が通話機能を有し、ＧＰＳが搭載された友人の携帯端末機からナビゲーション装置１に着信があった場合、ナビゲーション装置１は、上述の携帯端末機からそのＧＰＳ受信機により取得された位置情報を通信により受信し、当該位置情報並びに自車の位置及び方向の情報を制御部４へ転送する。そして、光源ユニット３は、着信があった携帯端末機の友人を示すアイコンを、受信した情報に基づき方角情報表示リング７５上の所定位置に表示させる。

（変形例６）
図４に示す虚像Ｉｖによる表示に加えて、ヘッドアップディスプレイ２は、案内ルート７３の案内地点に対応する位置に進行方向を示す矢印をさらに付加したり、同心円７６の各々に対応させて、各同心円７６が示す案内地点からの距離の表示を付加したりしてもよい。

図９（ａ）〜（ｃ）は、変形例において、コンバイナ９を介して視認される時系列での虚像Ｉｖによる情報表示の遷移を示す。具体的に、図９（ａ）は、車両が案内地点から１００ｍ〜７５ｍ付近にある場合の虚像Ｉｖによる情報表示を示し、図９（ｂ）は、車両が案内地点から７５ｍ〜５０ｍ付近にある場合の虚像Ｉｖによる情報表示を示し、図９（ｃ）は、車両が案内地点から５０ｍ〜２５ｍ付近にある場合の虚像Ｉｖによる情報表示を示す。

図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、本変形例では、制御部４は、案内ルート７３の案内地点に対応する位置に進行方向（ここでは左方向）を示す矢印７７と、同心円７６が示す案内地点からの距離を表示した距離表示７８とを虚像Ｉｖとしてそれぞれ表示させている。なお、ここでは、第１同心円７６１は、案内地点から２５ｍの位置を示し、第２同心円７６２は、案内地点から５０ｍの位置を示し、第３同心円７６３は、案内地点から７５ｍの位置を示すものとする。

そして、本変形例では、制御部４は、案内地点と車両の距離とに応じて矢印７７の大きさを変える。具体的には、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、制御部４は、車両が案内地点に近づくほど、矢印７７を大きく表示する。これにより、制御部４は、運転者に対し、次に右左折すべき案内地点及び当該案内地点での進行方向を明確に視認させる。

また、制御部４は、現在位置に最も近い位置を示す同心円７６に対して、距離表示７８を順次表示する。具体的には、図９（ａ）のように案内地点から７５ｍ〜１００ｍの地点を車両が走行中の場合には、第３同心円７６３が表示されている同心円７６のうち最外周の同心円７６にあたることから、制御部４は、第３同心円７６３に対して当該第３同心円７６３が案内地点から７５ｍ地点である旨の距離表示７８を付す。また、図９（ｂ）のように案内地点から５０ｍ〜１００ｍの地点を車両が走行中の場合には、現在位置よりも案内地点から遠い地点を示す第３同心円７６３は表示されず、表示されている同心円７６のうち第２同心円７６２が最外周の同心円７６となる。従って、この場合、制御部４は、第２同心円７６２に対して当該第２同心円７６２が案内地点から５０ｍ地点である旨の距離表示７８を付す。同様に、図９（ｃ）のように案内地点から２５ｍ〜５０ｍの地点を車両が走行中の場合には、現在位置よりも案内地点から遠い地点を示す第３同心円７６３及び第２同心円７６２は表示されず、表示されている同心円７６のうち第１同心円７６１が最外周の同心円７６となる。従って、この場合、制御部４は、第１同心円７６１に対して当該第１同心円７６１が案内地点から２５ｍ地点である旨の距離表示７８を付している。これにより、制御部４は、運転者に対し、次に右左折すべき案内地点までの距離を容易に視認させる。

本発明は、経路案内や車両の情報を運転者に視認させるヘッドアップディスプレイに好適に適用することができる。

１ ナビゲーション装置
２ ヘッドアップディスプレイ
３ 光源ユニット
９ コンバイナ
２５ フロントウィンドウ
２８ ボンネット
２９ ダッシュボード

Claims (9)

1. 車両の位置を取得する自車位置取得手段と、
   前記車両の前方の風景に重畳させて虚像を表示させる表示手段と、
   前記車両の現在位置から目的地又は立寄地へのルートを地表に対して斜め下方向から観察した図を示す第一案内画像を、前記風景に含まれる前記ルートに相当する路面と対応させて、上空と重なる位置であって当該路面を地表に対して上下反転させた位置に前記表示手段に表示させる第一表示制御手段と、
   前記ルート上に存在し、右左折するために経由する案内地点からの距離を示す第二案内画像を、前記第一案内画像に重畳させて、前記表示手段に表示させる第二表示制御手段と、
   を有し、
   前記第二表示制御手段は、前記案内地点を中心として、所定の間隔をもって描かれる同心円を前記第二案内画像とし、前記案内地点から所定距離離れた前記路面を地表に対して上下反転させた位置と重なる位置であって、建物及び道路と重ならないと推定される範囲である上空と重なる位置に前記表示手段に表示させ、
   前記同心円は、全周表示された楕円であって、前記地表から前記上空の方向へ向かうほど間隔が広くなり、
   前記第二表示制御手段は、前記車両が前記案内地点に接近するに従って、前記第二案内画像が、前記風景中の前記案内地点に対応する位置に追従して表示されるよう、前記第二案内画像を前記表示手段に表示させることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
2. 前記第二表示制御手段は、前記所定の間隔をもって描かれる同心円のうち最外円に対し、当該最外円が対応する前記路面と前記案内地点との距離の表示を付すことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ。
3. 第二表示制御手段は、前記同心円を、前記第一案内画像と同じ高さに重ねて、前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドアップディスプレイ。
4. 第二表示制御手段は、前記同心円を、前記第一案内画像と重なる位置であって、かつ、前記風景のうち上空と重なる位置に、前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ。
5. 第二表示制御手段は、前記同心円の中心が前記第一案内画像と重なる位置に、前記同心円を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ。
6. 前記第一表示制御手段による表示と、前記第二表示制御手段による表示とは、上空の位置と重畳されて前記表示手段により表示されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ。
7. 前記案内地点は、前記車両が前記目的地又は前記立寄地まで到着するために右左折すべき地点であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ。
8. 車両の前方の風景に重畳させて虚像を表示させる表示手段と前記表示手段による表示を制御する制御手段とを備えるヘッドアップディスプレイの前記制御手段が実行する制御方法であって、
   前記車両の位置を取得する自車位置取得工程と、
   前記車両の現在位置から目的地又は立寄地へのルートを地表に対して斜め下方向から観察した図を示す第一案内画像を、前記風景に含まれる前記ルートに相当する路面と対応させて、上空と重なる位置であって当該路面を地表に対して上下反転させた位置に前記表示手段に表示させる第一表示制御工程と、
   前記ルート上に存在し、右左折するために経由する案内地点からの距離を示す第二案内画像を、前記第一案内画像に重畳させて、前記表示手段に表示させる第二表示制御工程と、
   を有し、
   前記第二表示制御工程は、前記案内地点を中心として、所定の間隔をもって描かれる同心円を前記第二案内画像とし、前記案内地点から所定距離離れた前記路面を地表に対して上下反転させた位置と重なる位置であって、建物及び道路と重ならないと推定される範囲である上空と重なる位置に前記表示手段に表示させ、
   前記同心円は、全周表示された楕円であって、前記地表から前記上空の方向へ向かうほど間隔が広くなり、
   前記第二表示制御工程は、前記車両が前記案内地点に接近するに従って、前記第二案内画像が、前記風景中の前記案内地点に対応する位置に追従して表示されるよう、前記第二案内画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする制御方法。
9. 車両の位置を取得する自車位置取得手段と、
   前記車両の前方の風景に重畳させて虚像を表示させる表示手段と、
   前記車両の現在位置から目的地又は立寄地へのルートを地表に対して斜め下方向から観察した図を示す第一案内画像を、前記風景に含まれる前記ルートに相当する路面と対応させて、上空と重なる位置であって当該路面を地表に対して上下反転させた位置に前記表示手段に表示させる第一表示制御手段と、
   前記ルート上に存在し、右左折するために経由する案内地点からの距離を示す第二案内画像を、前記第一案内画像に重畳させて、前記表示手段に表示させる第二表示制御手段と、
   を有し、
   前記第二表示制御手段は、前記案内地点を中心として、所定の間隔をもって描かれる同心円を前記第二案内画像とし、前記案内地点から所定距離離れた前記路面を地表に対して上下反転させた位置と重なる位置であって、建物及び道路と重ならないと推定される範囲である上空と重なる位置に前記表示手段に表示させ、
   前記同心円は、全周表示された楕円であって、前記地表から前記上空の方向へ向かうほど間隔が広くなり、
   前記第二表示制御手段は、前記車両が前記案内地点に接近するに従って、前記第二案内画像が、前記風景中の前記案内地点に対応する位置に追従して表示されるよう、前記第二案内画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする表示装置。

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