(57)【要約】【課題】  進路変化情報の少なくとも一部を表示エリア内に安定して表示できるＨＵＤ装置を提供する。【解決手段】  ＨＵＤ装置は、車両に搭載され、情報を所定の表示エリア内に虚像として表示するＨＵＤ装置であって、車両の移動予定の進路を示す、車両の前方の路面に重畳する進路情報を生成する進路情報生成手段９０１と、進路情報に進路が曲がることを示すカーブ情報が含まれ該カーブ情報が表示エリア内に入らないとき、カーブ情報の少なくとも一部が表示エリア内に入るようにカーブ情報をシフトさせるシフト手段９０３と、進路情報のうち表示エリア内に入る情報を表示エリア内に虚像として表示する、ＦＰＧＡと光走査装置とスクリーンと凹面ミラーとを含む表示系と、を備えている。【選択図】図１５
2020073869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、情報を所定の表示エリア内に虚像として表示するＨＵＤ装置であって、
前記車両の移動予定の進路を示す、前記車両の前方の路面に重畳する進路情報を生成する進路情報生成手段と、
前記進路情報に前記進路が変化することを示す進路変化情報が含まれ該進路変化情報が前記表示エリア内に入らないとき、前記進路変化情報の少なくとも一部が前記表示エリア内に入るように前記進路変化情報をシフトさせるシフト手段と、
前記進路情報を前記表示エリア内に虚像として表示する表示系と、を備えるＨＵＤ装置。
【請求項２】
前記シフト手段は、前記進路変化情報における進路変化方向に基づいて、前記進路変化情報のシフト方向を制御することを特徴とする請求項１に記載のＨＵＤ装置。
【請求項３】
前記進路変化情報は、カーブ情報及び下り情報の少なくとも一方を含み、
前記シフト方向は、上向きの成分を含むことを特徴とする請求項２に記載のＨＵＤ装置。
【請求項４】
前記進路変化情報は、カーブ情報及び上り情報の少なくとも一方を含み、
前記シフト方向は、上向きの成分又は下向きの成分を含むことを特徴とする請求項２に記載のＨＵＤ装置。
【請求項５】
前記進路変化情報は、カーブ情報を含み、
前記シフト方向は、前記カーブ情報の曲率中心から離れる向きの成分を更に含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のＨＵＤ装置。
【請求項６】
前記シフト手段は、前記車両から前記進路変化情報が重畳される路面までの距離、該路面の傾斜の大きさ及び該路面の曲がり具合の少なくとも１つに基づいて、前記進路変化情報のシフト量を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のＨＵＤ装置。
【請求項７】
前記シフト手段は、前記車両から前記進路変化情報が重畳される路面までの距離、該路面の傾斜の大きさ及び該路面の曲がり具合の少なくとも１つに基づいて、前記進路変化情報が前記表示エリア外となるか否かを判定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のＨＵＤ装置。
【請求項８】
前記進路情報は、一連の複数のマークから成り、
前記シフト手段は、前記複数のマークのうち前記進路変化情報に含まれる少なくとも２つのマークを重畳される路面が前記車両に遠いものから近いものの順に前記表示エリア内にシフトさせることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のＨＵＤ装置。
【請求項９】
前記少なくとも２つのマークは、それぞれシフト前後の形状が異なることを特徴とする請求項８に記載のＨＵＤ装置。
【請求項１０】
シフト後の前記少なくとも２つのマークは、重畳される路面が前記車両に近いものから遠いもの順に徐々に小さくなることを特徴とする請求項８又は９に記載のＨＵＤ装置。
【請求項１１】
前記シフト手段は、前記進路情報に前記進路変化情報と一連性のある直進情報が更に含まれるとき、前記進路変化情報と前記直進情報の一連性が維持されるように前記進路変化情報をシフトさせることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のＨＵＤ装置。
【請求項１２】
前記進路情報は、ＧＰＳ機能を有する装置からの情報に基づいて生成されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のＨＵＤ装置。
【請求項１３】
前記進路情報は、前記車両が自動運転されるときの移動予定の進路を示す情報であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のＨＵＤ装置。
【請求項１４】
前記表示系は、
入力された情報に応じた画像光を生成する画像光生成部と、
生成された画像光を透過反射部材に導く光学系と、を含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のＨＵＤ装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載のＨＵＤ装置と、
前記ＨＵＤ装置が搭載される車両と、を備える車両装置。
【請求項１６】
前記車両に搭載され、前記ＨＵＤ装置に情報を提供する、ＧＰＳ機能を有する装置を更に備えることを特徴とする請求項１５に記載の車両装置。
【請求項１７】
情報を所定の表示エリア内に虚像として表示する情報表示方法であって、
車両の移動予定の進路を示す、前記車両の前方の路面に重畳する進路情報を生成する工程と、
前記進路情報に進路変化情報が含まれるときに、該進路変化情報が前記表示エリア外となるか否かを判定する工程と、
前記判定する工程での判定結果が肯定的である場合に、前記進路変化情報の少なくとも一部が前記表示エリア内に入るように前記進路変化情報をシフトさせる工程と、
前記進路情報を前記表示エリア内に虚像として表示する工程と、を含む情報表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＨＵＤ装置、車両装置、情報表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の移動予定の進路を示す進路情報を該車両の前方の路面に重畳されるように生成し、生成した進路情報のうち所定の表示エリア内に入る情報を該表示エリア内に虚像として表示する装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示されている装置等の従来の装置では、特に進路情報に進路変化情報が含まれるとき該進路変化情報の少なくとも一部を表示エリア内に安定して表示することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、車両に搭載され、情報を所定の表示エリア内に虚像として表示するＨＵＤ装置であって、前記車両の移動予定の進路を示す、前記車両の前方の路面に重畳する進路情報を生成する進路情報生成手段と、前記進路情報に前記進路が変化することを示す進路変化情報が含まれ該進路変化情報が前記表示エリア内に入らないとき、前記進路変化情報の少なくとも一部が前記表示エリア内に入るように前記進路変化情報をシフトさせるシフト手段と、前記進路情報を前記表示エリア内に虚像として表示する表示系と、を備えるＨＵＤ装置である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、進路変化情報の少なくとも一部を表示エリア内に安定して表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一実施形態のＨＵＤ装置の概略構成を示す図である。
【図２】ＨＵＤ装置の制御系のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】ＨＵＤ装置の機能ブロック図である。
【図４】ＨＵＤ装置の光源装置について説明するための図である。
【図５】ＨＵＤ装置の光偏向器について説明するための図である。
【図６】光偏向器のミラーと走査範囲の対応関係を示す図である。
【図７】２次元走査時の走査線軌跡の一例を示す図である。
【図８】図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、マイクロレンズアレイにおいて入射光束径とレンズ径の大小関係の違いによる作用の違いについて説明するための図である。
【図９】車両の前方の路面に重畳されるよう生成される進路情報（直進情報）の一部が表示エリア内に虚像として表示される例を示す図である。
【図１０】車両の前方の路面に重畳されるよう生成される進路情報の一部（カーブ情報）が表示エリア内に虚像として表示される例を示す図である。
【図１１】車両の前方の路面に重畳されるよう生成される、カーブ情報を含む進路情報のカーブ情報が表示エリア外となる例を示す図である。
【図１２】一実施形態の情報表示方法を説明するための図（その１）である。
【図１３】一実施形態の情報表示方法を説明するための図（その２）である。
【図１４】自動車の左折終了直前、左折開始時、左折開始直前におけるシフト前後のカーブ情報と表示エリアの関係を示す図である。
【図１５】画像データ生成部の構成例を示すブロック図である。
【図１６】情報表示処理を説明するためのフローチャートである。
【図１７】画像データ生成部の他の構成例を示すブロック図である。
【図１８】図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）は、それぞれ路面に傾斜（下り）がある場合の実施例（その１及びその２）を説明するための図である。
【図１９】図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）は、それぞれ路面に傾斜（下り）がある場合の実施例及び比較例を説明するための図である。
【図２０】図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）は、それぞれ路面に傾斜（上り）がある場合の実施例（その１及びその２）を説明するための図である。
【図２１】図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は、それぞれ路面に傾斜（上り）がある場合の実施例及び比較例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、一実施形態の画像表示装置としてのＨＵＤ装置１００について図面を参照して説明する。なお、「ＨＵＤ」は「ヘッドアップディスプレイ」の略称である。
【０００８】
図１には、本実施形態のＨＵＤ装置１００の全体構成が概略的に示されている。
【０００９】
《ＨＵＤ装置の全体構成》
ところで、ヘッドアップディスプレイの投射方式は、液晶パネル、ＤＭＤパネル（デジタルミラーデバイスパネル）、蛍光表示管（ＶＦＤ）のようなイメージングデバイスで中間像を形成する「パネル方式」と、レーザ光源から射出されたレーザビームを２次元走査デバイスで走査し中間像を形成する「レーザ走査方式」がある。特に後者のレーザ走査方式は、全画面発光の部分的遮光で画像を形成するパネル方式とは違い、各画素に対して発光／非発光を割り当てることができるため、一般に高コントラストの画像を形成することができる。
【００１０】
そこで、ＨＵＤ装置１００では「レーザ走査方式」を採用している。無論、投射方式として上記「パネル方式」を用いることもできる。
【００１１】
ＨＵＤ装置１００は、一例として、車両に搭載され、該車両のフロントウインドシールド５０（図１参照）を介して該車両の操縦に必要なナビゲーション情報（例えば車両の速度、進路情報、目的地までの距離、現在地名称、車両前方における物体の有無や位置、制限速度等の標識、渋滞情報などの情報）を視認可能にする。この場合、フロントウインドシールド５０は、入射された光の一部を透過させ、残部の少なくとも一部を反射させる透過反射部材としても機能する。以下では、ＨＵＤ装置１００がフロントウインドシールド５０を備える、車両としての自動車に搭載される例を、主に説明する。
【００１２】
ＨＵＤ装置１００は、図１に示されるように、光源装置１１、光偏向器１５及び走査ミラー２０を含む光走査装置１０と、スクリーン３０と、凹面ミラー４０とを備え、フロントウインドシールド５０に対して画像を形成する光（画像光）を照射することにより、視認者Ａ（ここでは自動車の乗員である運転者）の視点位置から虚像Ｉを視認可能にする。つまり、視認者Ａは、光走査装置１０によりスクリーンに形成（描画）される画像（中間像）を、フロントウインドシールド５０を介して虚像Ｉとして視認することができる。
【００１３】
ＨＵＤ装置１００は、一例として、自動車のダッシュボードの下方に配置されており、視認者Ａの視点位置からフロントウインドシールド５０までの距離は、数十ｃｍから精々１ｍ程度である。
【００１４】
ここでは、凹面ミラー４０は、虚像Ｉの結像位置が所望の位置になるように、一定の集光パワーを有するように既存の光学設計シミュレーションソフトを用いて設計されている。
【００１５】
ＨＵＤ装置１００では、虚像Ｉが視認者Ａの視点位置から１ｍ以上かつ１０ｍ以下（好ましくは６ｍ以下）の位置（奥行位置）に表示されるように、凹面ミラー４０の集光パワーが設定されている。
【００１６】
なお、通常、フロントウインドシールドは、平面でなく、僅かに湾曲している。このため、凹面ミラー４０とフロントウインドシールド５０の曲面により、虚像Ｉの結像位置が決定される。
【００１７】
光源装置１１では、画像データに応じて変調されたＲ,Ｇ,Ｂの３色のレーザ光が合成される。３色のレーザ光が合成された合成光は、光偏向器１５の反射面に導かれる。偏向手段としての光偏向器１５は、半導体製造プロセス等で作製された２軸のＭＥＭＳスキャナであり、直交する２軸周りに独立に揺動可能な単一の微小ミラーを含む。光源装置１１、光偏向器１５の詳細は、後述する。
【００１８】
光源装置１１からの画像データに応じた光（合成光）は、光偏向器１５で偏向され、走査ミラー２０で折り返されてスクリーン３０に照射される。そこで、スクリーン３０が光走査され該スクリーン３０上に中間像が形成される。すなわち、光偏向器１５と走査ミラー２０を含んで光走査系が構成される。なお、凹面ミラー４０は、フロントウインドシールド５０の影響で中間像の水平線が上または下に凸形状となる光学歪み要素を補正するように設計、配置されることが好ましい。
【００１９】
スクリーン３０を介した光は、凹面ミラー４０でフロントウインドシールド５０に向けて反射される。フロントウインドシールド５０への入射光束の一部はフロントウインドシールド５０を透過し、残部の少なくとも一部は視認者Ａの視点位置に向けて反射される。この結果、視認者Ａはフロントウインドシールド５０を介して中間像の拡大された虚像Ｉを視認可能となる、すなわち、視認者から見て虚像Ｉがフロントウインドシールド５０越しに拡大表示される。
【００２０】
なお、フロントウインドシールド５０よりも視認者Ａの視点位置側に透過反射部材としてコンバイナを配置し、該コンバイナに凹面ミラー４０からの光を照射するようにしても、フロントウインドシールド５０のみの場合と同様に虚像表示を行うことができる。
【００２１】
《ＨＵＤ装置の制御系のハードウェア構成》
図２には、ＨＵＤ装置１００の制御系のハードウェア構成を示すブロック図が示されている。ＨＵＤ装置１００の制御系は、図２に示されるように、ＦＰＧＡ６００、ＣＰＵ６０２、ＲＯＭ６０４、Ｉ／Ｆ６０８、バスライン６１０、ＬＤドライバ６１１１、ＭＥＭＳコントローラ６１５を備えている。
【００２２】
ＦＰＧＡ６００は、画像データに応じてＬＤドライバ６１１１を介して後述するＬＤを動作させ、ＭＥＭＳコントローラ６１５を介して光偏向器１５を動作させる。ＣＰＵ６０２は、ＨＵＤ装置１００の各機能を制御する。ＲＯＭ６０４は、ＣＰＵ６０２がＨＵＤ装置１００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を記憶している。ＲＡＭ６０６は、ＣＰＵ６０２のワークエリアとして使用される。Ｉ／Ｆ６０８は、外部コントローラ等と通信するためのインターフェイスであり、例えば、自動車のCAN（Controller  Area  Network）等に接続される。
【００２３】
《ＨＵＤ装置の機能ブロック》
図３には、ＨＵＤ装置１００の機能を示すブロック図が示されている。ＨＵＤ装置１００は、図３に示されるように、車両情報入力部８００、外部情報入力部８０２、画像データ生成部８０４及び画像描画部８０６を備えている。車両情報入力部８００には、ＣＡＮ等から車両の情報（速度、走行距離、対象物の位置、外界の明るさ等の情報）が入力される。外部情報入力部８０２には、外部ネットワークから車両外部の情報（例えば自動車に搭載されたカーナビからのナビ情報等）が入力される。画像データ生成部８０４は、車両情報入力部８００、外部情報入力部８０２等から入力される情報に基づいて、描画すべき画像の画像データを生成し、画像描画部８０６に送信する。画像描画部８０６は、制御部８０６０を備え、受信した画像データに応じた画像を描画する。画像データ生成部８０４及び制御部８０６０は、ＦＰＧＡ６００によって実現される。画像描画部８０６は、ＦＰＧＡ６００に加えて、ＬＤドライバ６１１１、ＭＥＭＳコントローラ６１５、光走査装置１０、スクリーン３０、凹面ミラー４０等によって実現される。
【００２４】
《光源装置の構成》
図４には、光源装置１１の構成が示されている。光源装置１１は、図４に示されるように、単数あるいは複数の発光点を有する複数（例えば３つの）の発光素子１１１Ｒ、１１１Ｂ、１１１Ｇを含む。各発光素子は、ＬＤ（レーザダイオード）であり、互いに異なる波長λＲ、λＧ、λＢの光束を放射する。例えばλＲ＝６４０ｎｍ、λＧ＝５３０ｎｍ、λＢ＝４４５ｎｍである。以下では、発光素子１１１ＲをＬＤ１１１Ｒ、発光素子１１１ＧをＬＤ１１１Ｇ、発光素子１１１ＢをＬＤ１１１Ｂとも表記する。ＬＤ１１１Ｒ、１１１Ｇ、１１１Ｂから放射された波長λＲ、λＧ、λＢの光束は、対応するカップリングレンズ１１２Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂにより後続の光学系にカップリングされる。カップリングされた光束は、対応するアパーチャ部材１１３Ｒ、１１３Ｇ、１１３Ｂにより整形される。各アパーチャ部材の開口形状は、光束の発散角等に応じて円形、楕円形、長方形、正方形等、様々な形状とすることができる。その後、対応するアパーチャ部材で整形された光束は、合成素子１１５により光路合成される。合成素子１１５は、プレート状あるいはプリズム状のダイクロイックミラーであり、波長に応じて光束を反射／透過し、１つの光路に合成する。合成された光束は、レンズ１１９により光偏向器１５の反射面に導かれる。レンズ１１９は、光偏向器１５側に凹面が向くメニスカスレンズである。
【００２５】
《光偏向器の構成》
図５には、光偏向器１５の構成が示されている。光偏向器１５は、半導体プロセスにて製造された２軸のＭＥＭＳスキャナであり、図５に示されるように、反射面を有するミラー１５０と、α軸方向に並ぶ複数の梁を含み、隣り合う２つの梁が折り返し部を介して蛇行するように接続された一対の蛇行部１５２とを有する。各蛇行部１５２の隣り合う２つの梁は、梁Ａ（１５２ａ）、梁Ｂ（１５２ｂ）とされ、枠部材１５４に支持されている。複数の梁には、複数の圧電部材１５６（例えばＰＺＴ）が個別に設けられている。各蛇行部の隣り合う２つの梁の圧電部材に異なる電圧を印加することで、該蛇行部の隣り合う２つの梁が異なる方向に撓み、それが蓄積されて、ミラー１５０がα軸周り（＝垂直方向）に大きな角度で回転することになる。このような構成により、α軸を中心とした垂直方向の光走査が、低電圧で可能となる。一方、β軸を中心とした水平方向では、ミラー１５０に接続されたトーションバーなどを利用した共振による光走査が行われる。
【００２６】
ＨＵＤ装置１００からは、瞬間的にはレーザビーム径に相当する点像しか投射されないが、非常に高速に走査させるため、一フレーム画像内では十分に人間の目に残像が残っている。この残像現象を利用することで、運転者には、あたかも「表示エリア」に像を投射させているように知覚される。実際には、スクリーンに映った像が、凹面ミラー４０とフロントウインドシールド５０によって反射されて運転者に「表示エリア」において虚像として知覚される。このような仕組みであるので、像を表示させない場合は、ＬＤの発光を停止すれば良い。つまり、「表示エリア」において虚像が表示される箇所以外の箇所の輝度を実質０にすることが可能となる。
【００２７】
すなわち、ＨＵＤ装置１００による虚像の結像位置は、該虚像を結像可能な所定の「表示エリア」内の任意の位置となる。この「表示エリア」は、ＨＵＤ装置の設計時の仕様で決まる。
【００２８】
このように、「レーザ走査方式」を採用したことにより、表示したい部分以外では、表示の必要がないためＬＤを消灯したり、光量を低下させたりするなどの措置を取ることができる。
【００２９】
これに対して、例えば液晶パネル及びＤＭＤパネルのようなイメージングデバイスで中間像を表現する「パネル方式」では、パネル全体を照明する必要があるため、画像信号としては非表示とするために黒表示であったとしても、液晶パネルやＤＭＤパネルの特性上、完全には０にし難い。このため、黒部が浮き上がって見えることがあったが、レーザ走査方式ではその黒浮きを無くすことが可能となる。
【００３０】
ところで、光源装置１１の各発光素子は、ＦＰＧＡ６００によって発光強度や点灯タイミング、光波形が制御され、ＬＤドライバ６１１１によって駆動され、光を射出する。各発光素子から射出され光路合成された光は、図６に示されるように、光偏向器１５によってα軸周り、β軸周りに２次元的に偏向され、走査ミラー２０（図１参照）を介して走査光としてスクリーン３０に照射される。すなわち、走査光によりスクリーン３０が２次元走査される。なお、図６では、走査ミラー２０の図示が省略されている。
【００３１】
走査光は、スクリーン３０の走査範囲を、２〜４万Ｈｚ程度の速い周波数で主走査方向に振動走査（往復走査）しつつ、数十Ｈｚ程度の遅い周波数で副走査方向に片道走査する。すなわち、ラスタースキャンが行われる。この際、走査位置（走査光の位置）に応じて各発光素子の発光制御を行うことで画素毎の描画、虚像の表示を行うことができる。
【００３２】
１画面を描画する時間、すなわち１フレーム分の走査時間（２次元走査の１周期）は、上記のように副走査周期が数十Ｈｚであることから、数十ｍｓｅｃとなる。例えば主走査周期２００００Ｈｚ、副走査周期を５０Ｈｚとすると、１フレーム分の走査時間は２０ｍｓｅｃとなる。
【００３３】
スクリーン３０は、図７に示されるように、画像が描画される（画像データに応じて変調された光が照射される）画像領域３０ａ（有効走査領域）と、該画像領域を取り囲むフレーム領域３０ｂとを含む。
【００３４】
ここで光偏向器１５によって走査しうる全範囲を「走査範囲」と呼ぶ。ここでは、走査範囲は、スクリーン３０における画像領域３０ａとフレーム領域３０ｂの一部（画像領域３０ａの外縁近傍の部分）を併せた範囲とされている。図７には、走査範囲における走査線の軌跡がジグザグ線によって示されている。図７においては、走査線の本数を、便宜上、実際よりも少なくしている。
【００３５】
スクリーン３０の画像領域３０ａは、例えばマイクロレンズアレイ等の光拡散効果を持つ透過型の素子で構成されている。画像領域は、矩形、あるいは平面である必要はなく、多角形や曲面であっても構わない。また、スクリーン３０は、光拡散効果を持たない平板や曲板であっても良い。また、画像領域は、装置レイアウトによっては例えばマイクロミラーアレイ等の光拡散効果を持つ反射型の素子とすることもできる。
【００３６】
以下に、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）を参照して、スクリーン３０の画像領域に用いられるマイクロレンズアレイにおける拡散と干渉性ノイズ発生について説明する。
図８（Ａ）において、符号８５２はマイクロレンズアレイを示す。マイクロレンズアレイ８５２は、微細凸レンズ８５１を配列した微細凸レンズ構造を有する。符号８５３で示す「画素表示用ビーム」の光束径８５７は、微細凸レンズ８５１の大きさよりも小さい。すなわち、微細凸レンズ８５１の大きさ８５６は、光束径８５７よりも大きい。なお、説明中の形態例で、画素表示用ビーム８５３はレーザ光束であり、光束中心のまわりにガウス分布状の光強度分布をなす。従って、光束径８５７は、光強度分布における光強度が「１／ｅ２」に低下する光束半径方向距離である。
図８（Ａ）では、光束径８５７は微細凸レンズ８５１の大きさ８５６に等しく描かれているが、光束径８５７が「微細凸レンズ８５１の大きさ８５６」に等しい必要は無い。微細凸レンズ８５１の大きさ８５６を食み出さなければよい。
図８（Ａ）において、画素表示用ビーム８５３は、その全体が１個の微細凸レンズ８５１に入射し、発散角８５５をもつ拡散光束８５４に変換される。なお、「発散角」は、以下において「拡散角」と呼ぶこともある。
図８（Ａ）の状態では、拡散光束８５４は１つで、干渉する光束が無いので、干渉性ノイズは発生しない。なお、発散角８５５の大きさは、微細凸レンズ８５１の形状により適宜設定できる。
【００３７】
図８（Ｂ）では、画素表示用ビーム８１１は、光束径が微細凸レンズの配列ピッチ８１２の２倍となっており、２個の微細凸レンズ８１３、８１４に跨って入射している。この場合、画素表示用ビーム８１１は、入射する２つの微細凸レンズ８１３、８１４により２つの発散光束８１５、８１６のように拡散される。２つの発散光束８１５、８１６は、領域８１７において重なり合い、この部分で互いに干渉して干渉性ノイズを発生する。
【００３８】
図７に戻り、走査範囲における画像領域３０ａの周辺領域（フレーム領域３０ｂの一部）には、受光素子を含む同期検知系６０が設置されている。ここでは、同期検知系６０は、画像領域の−Ｘ側かつ＋Ｙ側の隅部の＋Ｙ側に配置されている。以下では、スクリーン３０の主走査方向をＸ方向とし、副走査方向をＹ方向として説明する。
【００３９】
同期検知系６０は、光偏向器１５の動作を検出して、走査開始タイミングや走査終了タイミングを決定するための同期信号をＦＰＧＡ６００に出力する。
【００４０】
《進路情報の表示》
ＨＵＤ装置１００において、画像データ生成部８０４は、外部情報入力部８０２から入力されるナビ情報に基づいて、自車両が進むべき進路（自車両の移動予定の進路）を示す情報（以下では「進路情報」とも呼ぶ）を前方風景における通過予定の路面に重畳するように生成する。このように進路情報を車両の前方の路面に重畳させることで、運転者は自車両が進むべき進路を前方風景から視線を逸らさずにリアルタイムに認知することができる。
【００４１】
画像描画部８０６は、画像データ生成部８０４によって生成された進路情報のうち表示エリア内に入る情報を光走査装置１０、スクリーン３０及び凹面ミラー４０を含む表示手段を用いて描画、表示する。すなわち、ＨＵＤ装置１００は、生成された進路情報のうち所定の画角内の情報を表示エリアに表示する。前方風景に重なる表示エリア内に進路を認識可能な情報が表示されれば、運転者は前方風景から視線を逸らさずに進路を絶えず認識できる。すなわち、脇見による安全性の低下を抑制しつつ運転者を進路に確実に案内することができる。
【００４２】
例えば、図９に示されるように進路情報が直進すべきことを示す、直線状に並ぶ一連の複数のマーク（ここでは実線及び破線の丸印）から成る場合（直進情報の場合）には、その進路情報のうち表示エリア内に入る直線状に並ぶ一部のマーク（ここでは実線の６つの丸印）のみが描画、表示される。なお、「直進情報」は、同一直線上にある少なくとも２つのマークで構成することができる。
【００４３】
この場合、表示エリア内に直線状に並ぶ複数のマークが表示されるため、運転者は表示エリア内の情報によって（前方風景から姿勢を逸らさずに）直進すべきことを認識できる。なお、進路情報を構成する複数の丸印は、奥行き感（遠近感）を出すために、運転者から見て手前側から奥側にかけて順次小さくなるように表示される。
【００４４】
また、例えば図１０に示される進路情報は、左折すべきことを示すカーブ情報を含む進路情報であり、直線状に並ぶ一連の複数のマーク（ここでは実線の３つの丸印及び破線の３つの丸印）から成る第１マーク列と、該第１マーク列に対して左側に９０°折れ曲がるように連続する、直線状に並ぶ一連の複数のマーク（ここでは実線の４つの丸印及び破線の４つの丸印）から成る第２マーク列を含む。なお、「カーブ情報」は、同一直線上にない少なくとも３つのマークで構成することができる。
【００４５】
すなわち、図１０の進路情報は、複数のマーク（ここでは実線の７つの丸印）から成るＬ字状のカーブ情報を含む。このカーブ情報は、重畳される路面が車両からある程度離れていれば、表示エリア内に表示可能である。この場合、運転者は、表示エリア内の情報によって（前方風景から視線を逸らさずに）次の交差点で左折すべきことを認識できる。
【００４６】
一方、図１１に示されるように、Ｌ字状のカーブ情報（７つの破線の丸印）が重畳される路面に自車両が接近した場合や、カーブ情報が左右どちらかに偏って表示される場合には、カーブ情報が表示エリアから外れ表示エリア内に表示できなくなってしまう。この場合、運転者は、進路を確認するために、前方風景から視線を逸らして例えばカーナビの画面を見たり、カーナビの音声案内に注意する必要がある。このため、安全性の確保や運転者への進路案内が不十分となることが懸念される。
【００４７】
そこで、本実施形態では、図１２及び図１３に示されるように、画像データ生成部８０４は、進路情報にカーブ情報が含まれる場合に、該カーブ情報が表示エリア内に入るか否かを前もって判定し、表示エリア内に入らないと判定した場合に、該カーブ情報を表示エリア内にシフトさせる。なお、図１２及び図１３は、それぞれ車両の運転席から見た図、車両の側方から見た図である。
【００４８】
詳述すると、路面に重畳されるカーブ情報を構成する複数（例えば７つ）のマークを運転者から見て奥側から手前側にかけて順次上方にシフトさせる。運転者から見て奥側から手前側にかけて順にシフト前のマークをＭ１〜Ｍ７、シフト後のマークをＭ１ｓ〜Ｍ７ｓとすると、シフトは、Ｍ１→Ｍ１ｓ、Ｍ２→Ｍ２ｓ、Ｍ３→Ｍ３ｓ、Ｍ４→Ｍ４ｓ、Ｍ５→Ｍ５ｓ、Ｍ６→Ｍ６ｓ、Ｍ７→Ｍ７ｓのように順次行われる。
【００４９】
このとき、マークとその重畳対象の路面とのずれ量を動的に変化させる（運転者から見て奥側から手前側にかけてずれ量を徐々に大きくする）ことで、マークとその重畳対象の路面との対応関係を直感的に理解させることができ、運転者に進路を確実に伝えることが可能になる。
【００５０】
この場合、シフト前後のマークの対応関係が非常に分かり易く、シフトしない場合に比べて異和感がほとんどない。
【００５１】
さらに、この際、シフト前後のマークの形状を異ならせることで（ここでは丸印からガルウイング印に変更）、運転者にマークがシフトしていることを認知させることができる。シフト後のマーク（ここではガルウイング印）も、運転者から見て手前側から奥側にかけて徐々に小さく表示することで奥行き感を持たせることができる。
【００５２】
要するに、本実施形態では、表示エリア内に進路を認識させるのに十分な情報を表示できない場合に、該情報を重畳対象の路面からずらして表示エリア内に表示することとしている。
【００５３】
また、例えば自車両が曲がるべき交差点に差し掛かかる直前等には、カーブ情報を構成する複数のマークを上方にシフトさせても、画角が狭いが故に十分な情報を表示エリア内に表示できない場合がある。
【００５４】
このような場合は、重畳対象の路面のカーブよりも外側（大回りなカーブ経路）にずらした位置にカーブ情報を表示することが好ましい。
【００５５】
すなわち、カーブ情報を構成する複数のマークを上方かつ該カーブ情報の曲率中心の反対側（左折の場合は右斜め上方）にシフトさせることが好ましい（図１４参照）。なお、図１４の第１図（最上図）は自動車が左折終了直前の状態を示し、図１４の第２図（中間図）は、自動車が左折開始直後の状態を示し、図１４の第３図（最下図）は自動車が左折開始直前の状態を示している。
【００５６】
図１４から分かるように、左折開始直前〜左折終了直前には、運転者から見て表示エリアに対してカーブ情報が左右方向に外れてしまう。そこで、カーブ情報を上方かつ外側にずらす（シフトする）ことで、限られた表示エリア内に進行方向を認知させるのに十分な情報を表示できる。
【００５７】
以上の説明から分かるように、ＨＵＤ装置１００では、情報が重畳される路面（以下では「重畳対象」とも呼ぶ）が運転者から見てＨＵＤ装置の画角内にある場合は、情報と重畳対象との対応関係を直感的に理解しやすく表現できる。
【００５８】
一方で、重畳対象がＨＵＤ装置の画角外にある場合、情報をＨＵＤ装置の画角内にずらして表示する。つまり、情報を路面上に重畳表示する際、ＨＵＤ装置の限られた画角の範囲で表示を行う必要があるため、路面上に重畳した情報を適宜ずらしてＨＵＤ装置の画角内に表示する。
【００５９】
ところが、この「ずれ」は、情報と重畳対象との対応関係の理解のしやすさを阻害する要因となり得る。
【００６０】
そこで、重畳対象がＨＵＤ装置の画角内から画角外に移動する過程で「ずれ」の量を動的に変化させて表示することで、情報と重畳対象との対応関係を理解しやすくすることができる。つまり、ずらす度合いを動的に変化させることで、ずらした情報と重畳対象の対応関係が理解しにくくなることを防ぐことができる。
【００６１】
結果として、ＨＵＤ装置１００では、ＨＵＤ装置１００の画角から外れた位置の路面に重畳させたＡＲ表示（AR：Augmented Reality）の代わりに、ＨＵＤ装置１００の画角内に収まる範囲に情報を表示することで、限られた画角で進路を認知させるのに十分な情報を表示することが可能となる。
【００６２】
なお、以上の説明では、曲率が略直角となる左折のカーブ情報を例にとって議論したが、曲率が略直角となる右折のカーブ情報や、曲率が鋭角や鈍角となるカーブ情報についても、同様の議論が成立する。
【００６３】
図１５には、画像データ生成部８０４の構成例が示されている。画像データ生成部８０４は、進路情報生成手段９０１と、カーブ情報有無判定手段９０２と、シフト手段９０３と、出力手段９０４とを含む。
【００６４】
進路情報生成手段９０１は、外部情報入力部８０２からのナビ情報に基づいて車両の移動予定の進路を示す進路情報を車両の前方の路面に重畳するよう生成し、生成した進路情報をカーブ情報有無判定手段９０２に出力する。具体的には、進路情報生成手段９０１は、例えば外部情報入力部８０２からのナビ情報（詳しくは車両の移動予定経路情報）に基づいて車両の前方の路面に進路情報を沿うように生成する。
【００６５】
カーブ情報有無判定手段９０２は、入力された進路情報にカーブ情報が含まれるか否かを判定し、その判定結果が肯定的である場合に「カーブ情報有り」の通知と進路情報をシフト手段９０３に出力し、その判定結果が否定的である場合に進路情報を出力手段９０４に出力する。
【００６６】
シフト手段９０３は、シフト要否判断部９０３ａとシフト部９０３ｂとを有する。
【００６７】
シフト要否判断部９０３ａは、「カーブ情報有り」の通知と進路情報が入力されたときに、カーブ情報が表示エリア外となるか否かを判定し、その判定結果が肯定的である場合にシフト要と判断し「シフト要」の通知と進路情報をシフト部９０３ｂに出力し、その判定結果が否定的である場合にシフト不要と判断し進路情報を出力手段９０４に出力する。
【００６８】
シフト部９０３ｂは、「シフト要」の通知と進路情報が入力されたときに、カーブ情報の少なくとも一部（少なくとも１つのマーク）を表示エリア内にシフトし、該シフト後のカーブ情報を含む進路情報を出力手段９０４に出力する。
【００６９】
出力手段９０４は、入力された進路情報から表示エリア内に入る情報を抽出する表示エリア内情報抽出部９０４ａを有し、抽出した情報を画像データとして画像描画部８０６に出力する。
【００７０】
このときＦＰＧＡ６００は入力された画像データに基づいてＬＤドライバ６１１１を介してＬＤを制御し、ＭＥＭＳコントローラ６１５を介して光偏向器１５を制御することにより、表示エリア内に当該画像データに応じた虚像を表示する。
【００７１】
次に、本実施形態のＨＵＤ装置１００を用いる情報表示処理について図１６を参照して説明する。図１６のフローチャートは、ＦＰＧＡ６００によって実行される処理アルゴリズムに基づいている。情報表示処理は、ＨＵＤ装置１００が搭載される自動車（自車両）の電気系統がＯＮになったときに開始される。
【００７２】
最初のステップＳ１では、進路情報を自車両前方の路面に重畳するよう生成する。具体的には、進路情報を構成する一連の複数のマークを自車両が通過すべき路面に沿うように生成する。
【００７３】
次のステップＳ２では、路面に重畳する進路情報にカーブ情報が含まれるか否かを判断する。ここでの判断が肯定されるとステップＳ３に移行し、否定されるとステップＳ５に移行する。
【００７４】
ステップＳ３では、路面に重畳するカーブ情報が表示エリア外となるか否かを判断する。具体的には、自車両からカーブ情報が重畳される路面までの距離や該路面の位置（特に左右方向の位置）に基づいて判断する。例えば自車両から重畳対象の路面までの距離が第１の距離未満のときにカーブ情報が表示エリア外になると判断し、第２の距離（≧第１の距離）以上のときにカーブ情報が表示エリア内になると判断しても良い。
【００７５】
なお、自車両からカーブ情報の重畳対象の路面までの距離は、例えばカーナビから得ることができる。なお、危険回避の手段としてのオートブレーキやオートステアリング等に用いられる測距手段（例えばレーザレーダ、ミリ波レーダ、単眼カメラ、ステレオカメラ等）が自車両に搭載されている場合には当該測距手段の測定結果を用いても良い。ステップＳ３での判断が肯定されるとステップＳ４に移行し、否定されるとステップＳ５に移行する。
【００７６】
ステップＳ４では、カーブ情報の少なくとも一部（少なくとも１つのマーク）が表示エリア内に入るようにカーブ情報をシフトする。ステップＳ４が実行されるとステップＳ５に移行する。
【００７７】
ステップＳ５では、進路情報のうち表示エリア内に入る情報を表示エリア内に表示する。具体的には、ステップＳ２での判断が否定された場合には、直進情報の一部のマークを表示エリア内に表示する。ステップＳ２での判断が肯定され、かつステップＳ３での判断が否定された場合には、カーブ情報の全てのマークを表示エリア内に表示する。ステップＳ２での判断が肯定され、かつステップＳ３での判断が肯定されステップＳ４に移行した場合には、カーブ情報の少なくとも一部（少なくとも１つのマーク）を表示エリア内に表示する。
【００７８】
ステップＳ６では、処理終了か否かを判断する。ここでの判断が肯定されるとフローは終了し、否定されるとステップＳ１に戻る。
【００７９】
以上説明した本実施形態のＨＵＤ装置１００は、車両に搭載され、情報を所定の表示エリア内に虚像として表示するＨＵＤ装置であって、車両の移動予定の進路を示す、車両の前方の路面に重畳する進路情報を生成する進路情報生成手段９０１と、進路情報に進路が曲がることを示すカーブ情報が含まれ該カーブ情報が表示エリア内に入らないとき、カーブ情報の少なくとも一部が表示エリア内に入るようにカーブ情報をシフトさせるシフト手段９０３と、進路情報のうち表示エリア内に入る情報を表示エリア内に虚像として表示する、ＦＰＧＡ６００と光走査装置１０とスクリーン３０と凹面ミラー４０とを含む表示系と、を備えるＨＵＤ装置である。
【００８０】
この場合、進路情報にカーブ情報が含まれるとき、該カーブ情報の少なくとも一部を表示エリア内に表示できる。
【００８１】
すなわち、ＨＵＤ装置１００によれば、カーブ情報の少なくとも一部を表示エリア内に安定して表示することができる。
【００８２】
また、カーブ情報のシフト方向は、上向きの成分を含むことが好ましい。これは、路面に重畳されるカーブ情報を表示エリア内に入れるためには、ある程度上方にシフトさせる必要があるからである（図１２及び図１３参照）。
【００８３】
また、シフト手段は、カーブ情報を、車両から重畳対象の路面までの距離が近い部分ほど上向きのシフト量が大きくなるようにシフトさせることが好ましい。
【００８４】
この場合、ＨＵＤ装置１００の画角内にカーブ情報をより確実にシフトさせることができる（図１２及び図１３参照）。
【００８５】
なお、カーブ情報を、上向きのシフト量が全体として一律になるようにシフトさせても良い。
【００８６】
また、カーブ情報のシフト方向は、カーブ情報の曲率中心から離れる向きの成分を更に含むことが好ましい。
【００８７】
この場合、カーブ情報を表示エリア内に十分に表示できる。
【００８８】
また、シフト手段は、カーブ情報の曲率が大きいほどカーブ情報の上記離れる向きのシフト量を大きくすることが好ましい。
【００８９】
この場合、カーブ情報を表示エリア内により十分に表示できる。
【００９０】
また、シフト手段は、車両からカーブ情報が重畳される路面までの距離に基づいてカーブ情報が表示エリア外となるか否かを判定することが好ましい。なお、当該距離が短いほどカーブ情報が表示エリア外となる傾向にある。
【００９１】
この場合、カーブ情報が表示エリア外となるか否かを比較的容易に判定できる。
【００９２】
また、シフト手段は、カーブ情報の曲率に基づいてカーブ情報が表示エリア外となるか否かを判定することが好ましい。この判定は、例えばシフト要否判定部で行うことができる。なお、当該曲率が大きいほどカーブ情報が表示エリア外となる傾向にある。
【００９３】
この場合、カーブ情報が表示エリア外となるか否かを比較的容易に判定できる。
【００９４】
また、進路情報は、一連の複数のマークから成り、シフト手段は、複数のマークのうちカーブ情報に含まれる少なくとも２つのマークを重畳対象の路面が車両に遠いものから近いものの順に表示エリア内にシフトさせることが好ましい。
【００９５】
この場合、シフト前のマークとシフト後のマークの対応関係を直感的に容易に把握できるため、シフト後のカーブ情報の異和感を低減できる。
【００９６】
なお、上記少なくとも２つのマークを重畳対象の路面が車両に近いものから遠いものの順に表示エリア内にシフトさせても良いし、上記少なくとも２つのマークを同時に表示エリア内にシフトさせても良い。
【００９７】
また、上記少なくとも２つのマークは、それぞれシフト前後の形状が異なることが好ましい。
【００９８】
この場合、路面に重畳されるシフト前のマークと、路面から離れるようにシフトされるシフト後のマークを容易に識別させることができる。
【００９９】
なお、上記少なくとも２つのマークは、それぞれシフト前後の形状が同じであっても良い。この場合、それぞれのシフト前後の大きさを異ならせても良い。
【０１００】
また、シフト後の上記少なくとも２つのマークは、重畳対象の路面が車両に近いものから遠いものの順に徐々に小さくなることが好ましい。
【０１０１】
この場合、上記少なくとも２つのマークに奥行き感を出すことができ、シフト後のカーブ情報の認識が容易となる。
【０１０２】
また、シフト手段は、進路情報にカーブ情報と一連性のある直進情報が更に含まれるとき、カーブ情報と直進情報の一連性が維持されるようにカーブ情報をシフトさせることが好ましい。
【０１０３】
この場合、進路情報の連続性を担保でき、運転者が混乱するのを抑制できる。
【０１０４】
また、進路情報は、ＧＰＳ機能を有する装置（例えばカーナビ）からの情報に基づいて生成されることが好ましい。なお、ＧＰＳ機能を有する装置として、カーナビの他に例えばＧＰＳ機能を有する端末（例えばスマートフォンやタブレット）を用いても良い。
【０１０５】
この場合、ＧＰＳ機能を有する装置からの情報（例えば出発地から目的地までの移動予定経路情報）に基づいて進路情報を生成することで、進路情報の信頼性を担保できる。
【０１０６】
また、進路情報は、車両が自動運転されるときの移動予定の進路を示す情報であっても良い。
【０１０７】
この場合、車両の搭乗者に対して移動予定の進路を示す情報をリアルタイムに表示することができる。
【０１０８】
また、表示手段は、上記入力された情報に応じた画像光を生成する、光走査装置１０及びスクリーン３０を含む画像光生成部と、生成された画像光をフロントウインドシールド５０（透過反射部材）に導く凹面ミラー４０（光学系）と、を含む。
【０１０９】
また、ＨＵＤ装置１００と、該ＨＵＤ装置１００が搭載される車両（例えば自動車）と、を備える車両装置によれば、運転者を車両が進むべき進路に確実に案内することができる。すなわち、進路の誤認を抑制できる。
【０１１０】
また、車両装置が、車両に搭載されＨＵＤ装置１００に情報を提供する、ＧＰＳ機能を有する装置を更に備える場合には、進路情報（直進情報やカーブ情報）を路面に精度良く重畳でき、ひいては進路情報を表示エリアに精度良く表示できる。
【０１１１】
また、本実施形態の情報表示方法は、情報を所定の表示エリア内に虚像として表示する表示方法であって、車両の移動予定の進路を示す、車両の前方の路面に重畳する進路情報を生成する工程と、進路情報にカーブ情報が含まれるときに、該カーブ情報が表示エリア外となるか否かを判定する工程と、該判定する工程での判定結果が肯定的である場合に、カーブ情報の少なくとも一部が表示エリア内に入るようにカーブ情報をシフトさせる工程と、進路情報のうち表示エリア内に入る情報を表示エリア内に虚像として表示する工程と、を含む情報表示方法である。
【０１１２】
この場合、進路情報にカーブ情報が含まれるとき、該カーブ情報の少なくとも一部を表示エリア内に表示できる。
【０１１３】
すなわち、カーブ情報の少なくとも一部を表示エリア内に安定して表示することができる。
【０１１４】
なお、上記実施形態では、画像データ生成部８０４の出力手段９０４が表示エリア内情報抽出部を有しているが、これに代えて、例えば図１７に示される変形例のように、画像描画部８０６の制御部８０６０が表示エリア内情報抽出部を有していても良い。この場合、画像データ生成部８０４の出力手段９０５から進路情報全体が画像描画部８０６の制御部８０６０に送られ、制御部８０６０の表示エリア内情報抽出部で進路情報から表示エリア内に入る情報が抽出される。
但し、図１５や図１７において、表示エリア内情報抽出部は必須ではない。路面に重畳される進路変化情報の表示エリアから外れる部分のうち表示エリア内に位置させたい所定部分をシフトさせれば、進路情報全体をスクリーン３０に描画しても、該所定部分が画像領域３０ａに描画されて表示エリア内に表示され、該所定部分以外の部分がフレーム領域３０ｂに描画されて表示エリア内に表示されないためである。
【０１１５】
変形例のＨＵＤ装置は、車両に搭載されるＨＵＤ装置であって、車両の移動予定の進路を示す、車両の前方の路面に重畳する進路情報を生成する進路情報生成手段９０１と、進路情報に進路が曲がることを示すカーブ情報が含まれ該カーブ情報が所定の表示エリア内に入らないとき、カーブ情報の少なくとも一部が表示エリア内に入るようにカーブ情報をシフトさせるシフト手段９０３と、進路情報のうち表示エリア内に入る情報を表示エリア内に虚像として表示する、ＦＰＧＡ６００と光走査装置１０とスクリーン３０と凹面ミラー４０とを含む表示系と、を備えている。
【０１１６】
この場合、進路情報にカーブ情報が含まれるとき、該カーブ情報の少なくとも一部を表示エリア内に表示できる。
【０１１７】
すなわち、変形例のＨＵＤ装置によれば、カーブ情報の少なくとも一部を表示エリア内に安定して表示できる。
【０１１８】
なお、上記実施形態では、進路情報にカーブ情報が含まれる場合を例にとって説明したが、進路情報に例えば下り情報や上り情報が含まれる場合にも、本発明は、適用可能である。すなわち、上記実施形態において、カーブ情報を「下り情報」や「上り情報」や「カーブ情報及び下り情報を含む情報（曲がりのある下り坂の情報）」や「カーブ情報及び上り情報を含む情報（曲がりのある上り坂の情報）」に置き換えても概ね同様の議論が成立する。
【０１１９】
ここで、進路情報に含まれる、カーブ情報、上り情報及び下り情報のいずれかや、カーブ情報及び下り情報を含む情報や、カーブ情報及び上り情報を含む情報は、進路が変化する情報であることから「進路変化情報」と総称することができる。
【０１２０】
具体例として、自動車の前方に下り坂があるときの実施例について図１８及び図１９を用いて説明する。ここでは、便宜上、まっすぐな下り坂とする。
【０１２１】
自動車の前方に下り坂があると、進路情報を構成する一連の複数のマークのうち路面の傾斜部（「路面傾斜部」とも呼ぶ）に重畳される複数（例えば６つ）のマークＭ１〜Ｍ６の少なくとも一部（ここでは略全部）は表示エリアの下方に位置し表示エリアに入らない（図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）参照）。
【０１２２】
そこで、路面傾斜部に重畳される６つのマークＭ１〜Ｍ６を全体として緩やかな曲線もしくは直線を描くように上方にシフトさせて６つのマークＭ１〜Ｍ６を表示エリア内に位置させるとともに６つのマークＭ１〜Ｍ６の形状をそれぞれ例えば丸印からガルウイング印に変えることにより、シフト後の６つのマークＭ１ｓ〜Ｍ６ｓを得ることができる（図１８参照）。表示エリア内の６つのマークＭ１ｓ〜Ｍ６ｓにより路面傾斜部の傾斜方向（ここでは下り方向）を運転者に事前に認識させることができ、運転者は差し迫る路面の傾斜（ここでは下り坂）に備えて減速等の必要な運転操作を行うことができる。
【０１２３】
図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）に比べて、路面傾斜部の傾斜が大きく、路面傾斜部の各位置と表示エリアとの鉛直方向の距離が長くなるため、６つのマークＭ１〜Ｍ６のシフト量を大きくする必要がある。
【０１２４】
図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）には、それぞれ下り坂の実施例及び比較例において運転席から前方を見たときの路面と表示エリアが示されている。
図１９（Ａ）に示される実施例では、表示エリア内において路面傾斜部の傾斜方向（ここでは下り方向）を示す多くのマーク（ここではガルウイング印）が紙面奥行き方向に並んでいるため、傾斜部の傾斜方向を運転者に認識させることができる。
一方、図１９（Ｂ）に示される比較例では、表示エリア内において少数の丸印が紙面奥行き方向に並んでいるが、路面傾斜部の傾斜方向を運転者に認識させることは困難である。
なお、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）のいずれも、表示エリア内に表示されるマークは、手前から奥へ行くほど小さくなっており、奥行き感（遠近感）は表現されている。
【０１２５】
また、別の具体例として、自動車の前方に上り坂があるときの実施例について図２０及び図２１を用いて説明する。ここでは、便宜上、まっすぐな上り坂とする。
【０１２６】
自動車の前方に上り坂があると、進路情報を構成する一連の複数のマークのうち路面傾斜部に重畳される複数（例えば６つ）のマークＭ５〜Ｍ１０と、該路面傾斜部に連続し該路面傾斜部よりも自動車から見て奥側の路面の平坦部（「路面平坦部」とも呼ぶ）に重畳される複数（例えば４つ）のマークＭ１〜Ｍ４とを含む複数（例えば１０個）のマークＭ１〜Ｍ１０の少なくとも一部（ここでは大半）は、表示エリアの上方に位置し表示エリアに入らない（図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）参照）。
【０１２７】
そこで、１０個のマークＭ１〜Ｍ１０を全体として緩やかな曲線もしくは直線を描くように下方にシフトさせて４つのマークＭ７〜Ｍ１０を表示エリア内に位置させるとともに１０個のマークＭ１〜Ｍ１０の形状をそれぞれ例えば丸印からガルウイング印に変えることにより、シフト後の１０個のマークＭ１ｓ〜Ｍ１０ｓを得ることができる。表示エリア内の４つのマークＭ７ｓ〜Ｍ１０ｓにより路面傾斜部の傾斜方向（ここでは上り方向）を運転者に事前に認識させることができ、運転者は差し迫る路面の傾斜（ここでは上り坂）に備えて加減速等の必要な操作を行うことができる。
【０１２８】
図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）に比べて、路面傾斜部の傾斜が大きく、路面傾斜部の各位置と表示エリアとの鉛直方向の距離が長くなるため、１０個のマークＭ１〜Ｍ１０のシフト量を大きくする必要がある。
【０１２９】
なお、図２０では、１０個のマークＭ１〜Ｍ１０の全てを下方にシフトさせているが、例えば、路面傾斜部に重畳される６つのマークＭ５〜Ｍ１０のみや、路面傾斜部に重畳される５つのマークＭ６〜Ｍ１０のみや、路面傾斜部に重畳される４つのマークＭ７〜Ｍ１０のみを下方にシフトさせても良い。
【０１３０】
図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）には、それぞれ上り坂の実施例及び比較例において運転席から前方を見たときの路面と表示エリアが示されている。
【０１３１】
図２１（Ａ）に示される実施例では、表示エリア内において路面傾斜部の傾斜方向（ここでは上り方向）を示す多くのマーク（ここではガルウイング印）が紙面奥行き方向に並んでいるため、路面傾斜部の傾斜方向を運転者に認識させることができる。
一方、図２１（Ｂ）に示される比較例では、表示エリア内において少数の丸印が紙面奥行き方向に並んでいるが、路面傾斜部の傾斜方向を運転者に認識させことは困難である。
なお、図２１（Ａ）では、表示エリア内に表示されるマークは、手前から奥へ行くほど小さくなっており、奥行き感（遠近感）が表現されているため、路面傾斜部の傾斜方向をより容易に認識させることができる。
【０１３２】
これまでの説明から分かるように、進路情報に進路変化情報が含まれる場合に、自動車から進路変化情報が重畳される路面までの距離や、進路変化情報における進路変化方向（例えば右、左、上、下、右上、右下、左上、左下等）に基づいて進路変化情報のシフト方向やシフト量を制御することが好ましい。
【０１３３】
例えば進路変化情報がカーブ情報のみを含む場合には、進路変化情報のシフト方向を上方とし、シフト量を自動車から進路変化情報が重畳される路面までの距離に基づいて制御することが好ましい。
【０１３４】
また、例えば進路変化情報が下り情報のみを含む場合には、進路変化情報のシフト方向を上方とし、シフト量を路面の傾斜の大きさに基づいて制御することが好ましい。
【０１３５】
また、例えば進路変化情報が上り情報のみを含む場合には、進路変化情報のシフト方向を下方とし、シフト量を路面の傾斜の大きさに基づいて制御することが好ましい。
【０１３６】
また、例えば進路変化情報がカーブ情報及び下り情報を含む場合（曲がりのある下り坂の情報の場合）には、進路変化情報のシフト方向を上方とし、シフト量を自動車から進路変化情報が重畳される路面までの距離及び路面の傾斜の大きさに基づいて制御することが好ましい。
【０１３７】
また、例えば進路変化情報がカーブ情報及び上り情報を含む場合（曲がりのある上り坂の情報の場合）には、進路変化情報のシフト方向及びシフト量を、自動車から進路変化情報が重畳される路面までの距離及び路面の傾斜の大きさに基づいて制御することが好ましい。
【０１３８】
以上のように、下り坂に重畳されるマークはＨＵＤ装置の画角（表示エリア）から外れやすく、画角内に入る場合にも複数のマークが狭い範囲に密集したり、遠くのマークを幾何的に正しい表示をすると小さくなりすぎたりする（図１９（Ｂ）参照）。
上記実施例においては、下り坂に重畳されるマークを上方に移動させ、画角内での描画に適した例えば緩やかな下り坂状に描画することで、マークの数と大きさを視認しやすいものにできる（図１８、図１９（Ａ）参照）。
【０１３９】
また、上り坂に重畳されるマークもＨＵＤ装置の画角（表示エリア）から外れやすく、画角内に入る場合にも少ないマークしか収まらない場合が多くなる（図２１（Ｂ）参照）。
上記実施例においては、上り坂に重畳されるマークを下方に移動させ、画角内での描画に適した緩やかな上り坂状あるいは平坦な形状に描画することで、マークの数と大きさを視認しやすいものにできる（図２０、図２１（Ａ）参照）。
【０１４０】
以上説明したように、上記実施形態、変形例及び実施例のＨＵＤ装置は、車両に搭載され、情報を所定の表示エリア内に虚像として表示するＨＵＤ装置であって、車両の移動予定の進路を示す、車両の前方の路面に重畳する進路情報を生成する進路情報生成手段と、進路情報に進路が変化することを示す進路変化情報が含まれ該進路変化情報が表示エリア内に入らないとき、進路変化情報の少なくとも一部が表示エリア内に入るように進路変化情報をシフトさせるシフト手段と、進路情報を表示エリア内に虚像として表示する表示系と、を備えるＨＵＤ装置である。
【０１４１】
この場合、進路情報に進路変化情報が含まれるとき、該進路変化情報の少なくとも一部を表示エリア内に表示できる。
【０１４２】
すなわち、上記実施形態、変形例及び実施例のＨＵＤ装置によれば、進路変化情報の少なくとも一部を表示エリア内に安定して表示することができる。
【０１４３】
また、シフト手段は、進路変化情報における進路変化方向に基づいて、進路変化情報のシフト方向を制御することが好ましい。
【０１４４】
また、進路変化情報がカーブ情報及び下り情報の少なくとも一方を含む場合に、進路変化情報のシフト方向は上向きの成分を含むことが好ましい。
【０１４５】
また、進路変化情報がカーブ情報及び上り情報の少なくとも一方を含む場合に、進路変化情報のシフト方向は、上向きの成分又は下向きの成分を含むことが好ましい。なお、進路変化情報がカーブ情報及び上り情報を含む場合には、進路変化情報の構成単位毎（例えばマーク毎）に、カーブ情報に対する上向きのシフト量と上り情報に対する下向きのシフト量の大小関係に応じてシフト方向に上向きの成分又は下向きの成分を含ませることが好ましい。
【０１４６】
また、進路変化情報がカーブ情報を含む場合に、進路変化情報のシフト方向は、カーブ情報の曲率中心から離れる向きの成分を更に含むことが好ましい。
【０１４７】
また、シフト手段は、車両から進路変化情報が重畳される路面までの距離、該路面の傾斜の大きさ及び該路面の曲がり具合（カーブの曲率）の少なくとも１つに基づいて、進路変化情報のシフト量を制御することが好ましい。
【０１４８】
また、シフト手段は、車両から進路変化情報が重畳される路面までの距離、該路面の傾斜の大きさ及び該路面の曲がり具合（カーブの曲率）の少なくとも１つに基づいて、進路変化情報が表示エリア外となるか否かを判定することが好ましい。
【０１４９】
また、上記実施形態、変形例及び実施例の情報表示方法は、情報を所定の表示エリア内に虚像として表示する情報表示方法であって、車両の移動予定の進路を示す、車両の前方の路面に重畳する進路情報を生成する工程と、進路情報に進路変化情報が含まれるときに、該進路変化情報が表示エリア外となるか否かを判定する工程と、該判定する工程での判定結果が肯定的である場合に、進路変化情報の少なくとも一部が表示エリア内に入るように進路変化情報をシフトさせる工程と、進路情報を表示エリア内に虚像として表示する工程と、を含む情報表示方法である。
【０１５０】
この場合、進路情報に進路変化情報が含まれるとき、該進路変化情報の少なくとも一部を表示エリア内に表示できる。
【０１５１】
すなわち、上記実施形態、変形例及び実施例の情報表示方法によれば、進路変化情報の少なくとも一部を表示エリア内に安定して表示することができる。
【０１５２】
また、上記実施形態、変形例及び実施例では、進路情報として一連の複数のマークを用いているが、これに代えて、単一のマークを用いても良い。進路情報に用いる単一のマークとしては、例えば直進情報を示す直線状のマークや、カーブ情報、下り情報、上り情報、曲がりのある下り情報、曲がりのある上り情報等を示す曲線状や折れ線状のマークを用いることができる。この場合、進行方向を明確にするためにマークの先端に矢印を付けたり、遠近感を出すために車両と重畳対象の路面との距離に応じてマークの太さを徐々に変えても良い。
【０１５３】
また、複数のマークとして、丸印及びガルウイング印以外の形状（例えば多角形等）のものを用いても良い。
【０１５４】
また、上記実施形態、変形例及び実施例のＨＵＤ装置において、光学系は、凹面ミラー４０（凹面鏡）から構成されているが、これに限らず、例えば、凸面鏡から構成されても良いし、曲面鏡（凹面鏡や凸面鏡）と、該曲面鏡とスクリーン３０との間に配置された折り返しミラーとを含んで構成されても良い。
【０１５５】
また、上記実施形態、変形例及び実施例では、光走査装置は、走査ミラー２０を有しているが、有していなくても良い。
【０１５６】
また、上記実施形態、変形例及び実施例では、光源としてＬＤ（端面発光レーザ）を用いているが、例えば面発光レーザ等の他のレーザ等を用いても良い。
【０１５７】
また、上記実施形態、変形例及び実施例では、ＨＵＤ装置は、カラー画像に対応するように構成されているが、モノクロ画像に対応するように構成されても良い。
【０１５８】
また、透過反射部材は、車両のフロントウインドシールドに限らず、例えばサイドウインドシールド、リアウインドシールド等であっても良く、要は、透過反射部材は、虚像を視認する視認者が搭乗する車両に設けられ、該視認者が車両の外部を視認するための窓部材（ウインドシールド）であることが好ましい。
【０１５９】
また、上記実施形態、変形例及び実施例では、ＨＵＤ装置は、例えば自動車に搭載されるものを一例として説明したが、要は、路面上を走行する車両に搭載されるものであれば良い。例えば、本発明の車両装置に用いられる車両としては、４輪の自動車に限らず、自動二輪車、自動三輪車等であっても良い。この場合、透過反射部材としてのウインドシールドもしくはコンバイナを装備する必要がある。また、車両の動力源としては、例えばエンジン、モータ、これらの組み合わせ等が挙げられる。
【０１６０】
また、上記実施形態、変形例及び実施例に記載した具体的な数値、形状等は、一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更である。
【０１６１】
以下に、発明者らが上記実施形態、変形例及び実施例を発案するに至った思考プロセスを説明する。
【０１６２】
車載用のＨＵＤにおいて、ナビ情報（次に曲がる交差点までの残距離や方向）等を、直感的に理解できるようにするため、路面上に重畳表示する（AR：Augmented Reality）技術が既に知られている。
【０１６３】
例えば特許文献１（特開２０１６‐４５７０５号公報）には、車両の運転支援で乗員が運転の主権を車両側へ委ねている場合にも、乗員に安心感を与え、乗員の注意が車両の運転から逸れてしまうことを抑制する目的で、自車両及びその周辺の状態が「良好状態」と判定されている間、「良好状態」であることを表す第１マーカの映像を、ＨＵＤによってフロントウインドシールドガラスに投影表示させる。第１マーカは、表示色が「良好状態」を直感的に理解できる色で、形状が「良好状態」を直感的に理解できる表面が滑らかな形状で、形状Ａとして示すように時間経過に伴い形状が緩やかに変化しても表面が滑らかな形状に維持される構成が開示されている。
【０１６４】
しかし、特許文献１等の従来のＡＲ表示を行うＨＵＤでは、情報を表示できる範囲（画角）が限られているため、情報（特にカーブ情報）を路面上に重畳表示する場合、車の近傍や車の正面より左右にずれた位置の路面には、表示することができないという問題があった。
【０１６５】
そこで、発明者らは、このような問題を解決すべく上記実施形態、変形例及び実施例を発案した。
【符号の説明】
【０１６６】
１０…光走査装置（表示手段の一部）、３０…スクリーン（表示手段の一部）、４０…凹面ミラー（表示手段の一部）、１００…ＨＵＤ装置、…進路情報生成手段、９０２…カーブ情報有無判定手段、９０３…シフト手段、９０４…出力手段。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６７】
【特許文献１】特開２０１６‐４５７０５号公報
【図１】
2020073869.tif 000003
【図２】
2020073869.tif 000004
【図３】
2020073869.tif 000005
【図４】
2020073869.tif 000006
【図５】
2020073869.tif 000007
【図６】
2020073869.tif 000008
【図７】
2020073869.tif 000009
【図８】
2020073869.tif 000010
【図９】
2020073869.tif 000011
【図１０】
2020073869.tif 000012
【図１１】
2020073869.tif 000013
【図１２】
2020073869.tif 000014
【図１３】
2020073869.tif 000015
【図１４】
2020073869.tif 000016
【図１５】
2020073869.tif 000017
【図１６】
2020073869.tif 000018
【図１７】
2020073869.tif 000019
【図１８】
2020073869.tif 000020
【図１９】
2020073869.tif 000021
【図２０】
2020073869.tif 000022
【図２１】
2020073869.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月26日(2019.8.26)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、ＨＵＤ装置、車両装置、表示方法及びプログラムに関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示されている装置等の従来の装置では、特に進路情報に進路変化情報が含まれるとき該進路変化情報を十分に認識させられない場合があった。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
本発明は、車両に搭載され、透過反射部材を介して情報を表示するＨＵＤ装置であって、情報を虚像として表示する表示手段と、前記車両の進路の変化を示す情報であって複数のマークからなる進路変化情報を、前記表示手段に表示させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記複数のマークのうち少なくとも一部のマークを、少なくとも前記車両の乗員の目視における上向き成分を含む方向にシフトさせる、ＨＵＤ装置である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明によれば、進路変化情報を十分に認識させることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、透過反射部材を介して情報を表示するＨＵＤ装置であって、
情報を虚像として表示する表示手段と、
前記車両の進路の変化を示す情報であって複数のマークからなる進路変化情報を、前記表示手段に表示させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記複数のマークのうち少なくとも一部のマークを、少なくとも前記車両の乗員の目視における上向き成分を含む方向にシフトさせる、ＨＵＤ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記進路変化情報における進路変化方向に基づいて、前記少なくとも一部のマークをシフトさせる方向を制御することを特徴とする請求項１に記載のＨＵＤ装置。
【請求項３】
前記進路変化情報は、カーブ情報を含む、請求項１に記載のＨＵＤ装置。
【請求項４】
前記シフトさせる方向として、前記カーブ情報の曲率中心から離れる向きの成分を更に含むことを特徴とする請求項３に記載のＨＵＤ装置。
【請求項５】
前記進路変化情報は、上り情報を含む、請求項１又は２に記載のＨＵＤ装置。
【請求項６】
前記進路変化情報は、下り情報である、請求項１又は２に記載のＨＵＤ装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記車両から前記進路変化情報が重畳される路面までの距離、該路面の傾斜の大きさ及び該路面の曲がり具合の少なくとも１つに基づいて、前記少なくとも一部のマークのシフト量を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のＨＵＤ装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記複数のマークのうち少なくとも２つのマークを、重畳される路面が前記車両に近いものから遠いものの順にシフトさせることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のＨＵＤ装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記複数のマークのうち少なくとも２つのマークを、重畳される路面が前記車両に遠いものから近いものの順にシフトさせることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のＨＵＤ装置。
【請求項１０】
前記複数のマークのうち、少なくとも２つのマークの形状は矢印である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のＨＵＤ装置。
【請求項１１】
前記複数のマークのうち少なくとも２つのマークは、それぞれシフト前後の形状が異なることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のＨＵＤ装置。
【請求項１２】
前記複数のマークのうち少なくとも２つのマークは、重畳される路面が前記車両に近いものよりも、前記車両から遠いものの方が小さいことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のＨＵＤ装置。
【請求項１３】
前記表示手段は、
入力された情報に応じた画像光を生成する画像光生成部と、
生成された画像光を前記透過反射部材に導く光学手段と、を含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のＨＵＤ装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載のＨＵＤ装置と、
カメラと、を備える車両装置。
【請求項１５】
前記ＨＵＤ装置に情報を提供する、ＧＰＳ機能を有することを特徴とする請求項１４に記載の車両装置。
【請求項１６】
透過反射部材を介して情報を虚像として表示する表示方法であって、
車両の進路の変化を示す情報であって複数のマークからなる進路変化情報を、表示手段に表示する工程と、
前記複数のマークのうち少なくとも一部のマークを、少なくとも前記車両の乗員の目視における上向き成分を含む方向にシフトさせる工程と、を含む表示方法。
【請求項１７】
車両に搭載され、透過反射部材を介して情報を虚像として表示するＨＵＤ装置に用いられるプログラムであって、
前記車両の進路の変化を示す情報であって複数のマークからなる進路変化情報を、表示手段に表示させる手順と、
前記複数のマークのうち少なくとも一部のマークを、少なくとも前記車両の乗員の目視における上向き成分を含む方向にシフトさせる手順と、を前記ＨＵＤ装置の制御装置に実行させるプログラム。