(57)【要約】【課題】車両安全を確保するヘッドアップディスプレイ装置を提供すること。【解決手段】車両との衝突が予測される衝突対象６が検出された場合に、当該衝突対象６の存在を警告する画像を警告画像５０として表示するように表示器１２を制御すると共に、表示器１２に表示の警告画像５０を車両のフロントウインドシールド２へ投射してなる虚像５２の結像位置を、運転席３上における乗員４の眼球位置の平均位置Ｐから８ｍ以上の設定距離Ｄをもって離間した位置に調整して、当該虚像５２を乗員４の中心視野６０に重畳させる。【選択図】図５
2010143411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両において表示器に表示した画像を前記車両のフロントウインドシールドへ投射することにより、当該画像の虚像を前記車両内の運転席側へ表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記車両との衝突が予測される衝突対象を検出する衝突対象検出手段と、
前記衝突対象検出手段により前記衝突対象が検出された場合に、当該衝突対象の存在を警告する前記画像を警告画像として表示するように前記表示器を制御する警告表示制御手段と、
前記警告画像を前記フロントウインドシールドへ投射してなる前記虚像の結像位置を、前記運転席上における乗員の眼球位置から８ｍ以上の設定距離をもって離間した位置に調整して、当該虚像を前記乗員の中心視野に重畳させる結像位置調整手段と、
を備えることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
前記設定距離は、８ｍ以上１５ｍ以下である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装置。
【請求項３】
前記結像位置調整手段は、前記眼球位置に対して俯角が１度以上５度以下の設定角度となる位置に、前記結像位置を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
前記結像位置調整手段は、前記衝突対象検出手段により検出された前記衝突対象の位置と前記眼球位置との間に、前記結像位置を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項５】
前記運転席上における乗員の眼球状態に関する眼球情報として眼球位置を含む情報を取得する眼球情報取得手段と、
前記眼球情報取得手段により取得された前記眼球情報に基づき前記中心視野を推定する視野推定手段と、
を備え、
前記結像位置調整手段は、前記眼球情報取得手段により取得された前記眼球情報のうちの前記眼球位置から前記設定距離をもって離間した位置に前記結像位置を調整して、前記視野推定手段により推定された前記中心視野に重畳させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項６】
前記眼球情報取得手段は、前記運転席上における乗員の眼球状態を検出する眼球センサを有し、当該眼球センサによる検出結果から前記眼球情報を取得することを特徴とする請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項７】
前記眼球情報取得手段は、前記眼球情報を記憶する眼球情報メモリを有し、当該眼球情報メモリから前記眼球情報を取得することを特徴とする請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項８】
前記警告表示制御手段は、前記衝突対象検出手段により検出された前記衝突対象との衝突確率に応じて前記警告画像の表示形態を変化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ヘッドアップディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用表示装置としてのヘッドアップディスプレイ装置（以下、「ＨＵＤ装置」という）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両において表示器に表示した画像を車両のフロントウインドシールドへ投射することにより、当該画像の虚像を車両内の運転席側へ表示するＨＵＤ装置が知られている。こうしたＨＵＤ装置では、例えば特許文献１に開示されるように、表示画像をフロントウインドシールドへ投射してなる虚像の結像位置について、車両の運転席上における乗員の運転時の視野を妨げないように調整している。
【特許文献１】特開２００４−３２２６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１のＨＵＤ装置の場合、自車両の運転時に運転席上の乗員が、一般に４０〜５０ｍ程度前方の実景から近くの虚像へと視野を変更するには、当該変更に伴って眼球の焦点調節をしなければならない。そのため、虚像の表示による情報伝達に遅れが生じるという問題があった。ここで特に、かかる問題は、衝突が予測される衝突対象の発見時に自車両の安全を確保する上において、その解決が望まれている。
【０００４】
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両安全を確保するヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、車両において表示器に表示した画像を車両のフロントウインドシールドへ投射することにより、当該画像の虚像を車両内の運転席側へ表示するＨＵＤ装置であって、車両との衝突が予測される衝突対象を検出する衝突対象検出手段と、衝突対象検出手段により衝突対象が検出された場合に、当該衝突対象の存在を警告する前記画像を警告画像として表示するように表示器を制御する警告表示制御手段と、前記警告画像をフロントウインドシールドへ投射してなる虚像の結像位置を、運転席上における乗員の眼球位置から８ｍ以上の設定距離をもって離間した位置に調整して、当該虚像を乗員の中心視野に重畳させる結像位置調整手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
この発明によると、自車両との衝突が予測される衝突対象の存在を警告する警告画像を表示器からフロントウインドシールドへ投射してなる虚像は、その結像位置の調整により、自車両の運転席上における乗員の中心視野に重畳される。ここで、特に警告画像の虚像の結像位置は、乗員の眼球輻輳角が小さくなることで乗員の焦点調節が実質的に不要となる８ｍ以上の距離を設定距離として、乗員の眼球位置から当該設定距離をもって離間した位置に調整されることになる。これにより、自車両の運転時の中心視野において乗員は、警告画像の虚像と前方の実景とを眼球の焦点調節なく視認可能となるので、乗員に対して当該虚像による衝突対象の存在伝達に遅れが生じ難くなる。したがって、衝突対象の検出時にはその存在を乗員へと逸早く伝達して、車両安全の確保に貢献することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によると、虚像の結像位置について運転席上における乗員の眼球位置からの離間距離である設定距離は、８ｍ以上１５ｍ以下である。この発明によれば、乗員の眼球位置から設定距離をもって離間した位置に警告画像の虚像を結像させるための構造を、１５ｍ以下の設定距離により小型に抑えつつ、乗員による中心視野での実景及び虚像の視認を、８ｍ以上の設定距離により焦点調整なく実現し得る。したがって、ＨＵＤ装置の設置自由度を高めて、車種に寄ることなく車両安全を確保することが可能となる。
【０００８】
請求項３に記載の発明によると、結像位置検出手段は、運転席上における乗員の眼球位置に対して俯角が１度以上５度以下の設定角度となる位置に、虚像の結像位置を調整する。この発明によれば、警告画像の虚像は、乗員の眼球位置に対する俯角が1度以上５度以下の設定角度となる位置に結像位置が調整されることで、乗員の中心視野における前方実景の視認への影響を最小限に抑えられつつ当該中心視野に適正に重畳されることになる。これにより乗員は、運転に必要な実景を確実に視認しながら、警告画像の虚像表示により衝突対象の存在を瞬時に把握することができるので、車両安全の確保効果が高められ得る。
【０００９】
請求項４に記載の発明によると、結像位置調整手段は、衝突対象検出手段により検出された衝突対象の位置と眼球位置との間に虚像の結像位置を調整する。この発明によれば、衝突対象検出手段により検出された実際の衝突対象の位置と、自車両の運転席上における乗員の眼球位置との間に、結像位置が調整される警告画像の虚像は、乗員の中心視野のうち当該衝突対象近傍に表示され得る。これにより乗員は、衝突対象の存在のみならず、その位置も正しく把握することができるので、車両安全の確保効果が高められ得るのである。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、運転席上における乗員の眼球状態に関する眼球情報として眼球位置を含む情報を取得する眼球情報取得手段と、眼球情報取得手段により取得された眼球情報に基づき中心視野を推定する視野推定手段と、を備え、結像位置調整手段は、眼球情報取得手段により取得された眼球情報のうちの眼球位置から設定距離をもって離間した位置に虚像の結像位置を調整して、視野推定手段により推定された中心視野に重畳させる。この発明によれば、警告画像の虚像を重畳させる中心視野が乗員の眼球情報に基づき推定されると共に、その推定した視野と眼球情報のうちの眼球位置とに基づき警告画像の虚像の結像位置が調整されることになるので、焦点調節のない虚像表示が乗員の眼球状態に応じたものとなる。したがって、乗員に対する衝突対象の存在の伝達性、ひいては車両安全の確保効果を高めることができる。
【００１１】
請求項６に記載の発明によると、眼球情報取得手段は、運転席上における乗員の眼球状態を検出する眼球センサを有し、当該眼球センサによる検出結果から眼球状態に関する眼球情報を取得する。この発明によれば、眼球センサによる検出結果から乗員の実際の眼球情報が取得されて、中心視野の推定と虚像の結像位置の調整とに利用されることになるので、それら推定及び調整が正確なものとなる。したがって、警告画像の虚像を乗員の中心視野に適正に重畳させて、当該虚像の表示による車両安全の確保効果を高めることができる。
【００１２】
請求項７に記載の発明によると、眼球情報取得手段は、眼球情報を記憶する眼球情報メモリを有し、当該眼球情報メモリから眼球情報を取得する。この発明によれば、眼球情報メモリに事前に記憶された眼球情報が当該メモリから取得されて、中心視野の推定と虚像の結像位置の調整とに利用されることになるので、それら推定及び調整に必要な処理が全体として少なくて済む。したがって、衝突対象の検出から警告画像の虚像を中心視野に重畳させるまでの処理時間を短縮して、当該虚像を迅速に表示させることができるので、車両安全の確保効果が高められ得るのである。
【００１３】
請求項８に記載の発明によると、警告表示制御手段は、衝突対象検出手段により検出された衝突対象との衝突確率に応じて警告画像の表示形態を変化させる。この発明によれば、自車両に対する衝突対象との衝突確率に応じて警告画像の表示形態が変化することで、当該警告画像の虚像を視認した乗員は、衝突対象の接近等による衝突確率の上昇を視覚的に把握し得るので、車両安全の確保効果を高めることができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００１５】
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態によるＨＵＤ装置１の概略的構成を示している。ＨＵＤ装置１は表示ユニット１０及び制御ユニット３０等から構成されて、車両に搭載されている。ここで、車両のインストルメントパネル５内に設置される表示ユニット１０は、表示器１２、光学系１４及び駆動部１６を備えている。
【００１６】
表示器１２は例えば液晶モニタ等からなり、画像を表示する画面１２０を有している。光学系１４は、例えばミラー及びレンズ等を組み合わせてなり、表示器１２の画面１２０に表示された画像を光学像として車両のフロントウインドシールド２へと投射する。かかる投射により表示器１２の表示画像は、フロントウインドシールド２の前方にて結像されることで、虚像として車両内の運転席３側へと表示される。したがって、運転席３上の乗員４は、前方に表示された虚像を視認することで、表示器１２の表示画像が表す情報を伝達されることになる。
【００１７】
駆動部１６は、表示器１２及び光学系１４を収容するハウジング１６０と、当該ハウジング１６０の配置位置や配置角度等の配置状態を調整するアクチュエータ１６２とを有している。アクチュエータ１６２は、例えば電動モータ及び運動変換機構等からなり、ハウジング１６０を任意の位置や角度等に駆動可能となっている。かかる駆動によりハウジング１６０の配置状態が調整されることで、表示器１２の表示画像について光学系１４により虚像を結像させる位置（以下、単に「結像位置」という）が調整される。
【００１８】
制御ユニット３０は、眼球情報取得部３２、通信部３４、撮像部３６及び制御回路３８を備えている。
【００１９】
眼球情報取得部３２は、眼球センサ３２０及び解析処理回路３２２を有している。眼球センサ３２０は、例えばＣＣＤ等の撮像素子を複数組み合わせてなり、インストルメントパネル５の上面又はステアリングコラムの上面等に設置されている。眼球センサ３２０は運転席３上における乗員４の少なくとも顔面を撮影して、当該乗員４の眼球状態を検出する。
【００２０】
解析処理回路３２２は、例えば画像処理用のＩＣチップ等からなり、車両の表示ユニット１０近傍に設置されて眼球センサ３２０と電気接続されている。解析処理回路３２２は、眼球センサ３２０による眼球状態の検出結果を表す画像信号を所定のフレームレートで連続処理することにより、当該眼球状態に関する眼球情報を取得する。ここで眼球情報については、運転席３上における乗員４の眼球位置及び視線方向を少なくとも含むように、本実施形態では設定される。また特に本実施形態では、眼球情報としての眼球位置及び視線方向についてそれぞれ、設定時間内（例えば１秒間）に眼球状態を設定回数（例えば３０回）にて検出した結果の平均位置及び平均方向が採用される。
【００２１】
通信部３４は、車載通信機３４０及び情報処理回路３４２を備えている。車載通信機３４０は、例えば通信種類に応じた無線機器を複数組み合わせてなり、車両において外部と通信可能に設置されている。ここで通信種類としては、ＤＳＲＣビーコンやＥＴＣビーコン、路肩カメラ等の交通インフラを利用する路車間通信、他車両の車載通信機を利用する車車間通信、ＧＰＳや衛星カメラ等を利用する衛星通信、並びに携帯電話を利用する携帯通信のうち少なくとも一つが、本実施形態では採用される。車載通信機３４０は、自車両外部の交通情報を表す無線信号を随時受信して、当該信号の増幅処理並びに復調処理を行う。
【００２２】
情報処理回路３４２は、例えば通信処理用のＩＣチップ等からなり、車両の表示ユニット１０近傍に設置されて車載通信機３４０と電気接続されている。情報処理回路３４２は、車載通信機３４０から出力の無線信号を所定のサンプリングで連続処理することにより、自車両との衝突が予測される衝突対象６（例えば図２を参照）を検出して当該対象６に関する衝突予測情報を取得する。ここで衝突対象６には、例えば自車両外部の人間や動物、他車両等が含まれている。また、衝突予測情報については、検出した衝突対象６の存在位置、移動方向及び移動速度を少なくとも含むように、本実施形態では設定される。
【００２３】
本実施形態の情報処理回路３４２はさらに、車載通信機３４０からの無線信号の連続処理により、前進走行する自車両の予定の進行方向に関して進行方向情報を取得する。ここで、予定の進行方向とは例えば、自車両が走行している道路の走行先におけるカーブ方向や、自車両に搭載されたナビゲーションシステム（図示しない）により指定された目的地へと向かうための走行方向等である。
【００２４】
撮像部３６は、外界カメラ３６０及び画像処理回路３６２を備えている。外界カメラ３６０は、例えばＣＣＤ等の撮像素子を主体に構成されて車両のフロントバンパー又はバックミラー近傍等に設置されており、当該車両の前方に広がる外界領域を随時撮影する。
【００２５】
画像処理回路３６２は、例えば画像処理用のＩＣチップ等からなり、車両の表示ユニット１０近傍に設置されて外界カメラ３６０と電気接続されている。画像処理回路３６２は、外界カメラ３６０による外界領域の撮影結果を表す画像信号を所定のフレームレートで連続処理することにより、上述の情報処理回路３４２に準じた衝突対象６の検出並びに衝突予測情報の取得を行う。
【００２６】
制御回路３８は、例えばマイクロコンピュータを主体に構成されてメモリ３８０を有しており、車両の表示ユニット１０近傍に設置されて表示器１２、駆動部１６のアクチュエータ１６２及び回路３２２，３４２，３６２と電気接続されている。制御回路３８は、メモリ３８０に記憶の制御プログラムを実行することにより、表示器１２と駆動部１６のアクチュエータ１６２とを各回路３２２，３４２，３６２の取得情報に基づき制御する。
【００２７】
特に本実施形態の制御回路３８は、回路３４２，３６２の少なくとも一方により衝突対象６が検出されて衝突予測情報が取得された場合に、図３の如き警告画像５０を図２に示す虚像５２として表示するように、表示器１２による画像の表示と駆動部１６による結像位置の調整とを制御する。以下、かかる場合の制御フローについて、図４に示すフローチャートに従って説明する。尚、この制御フローは、車両のイグニッションスイッチのオンに応じて開始し、当該スイッチのオフに応じて終了するようにプログラムされている。。
【００２８】
まず、制御フローのステップＳ１００では、自車両の前進走行中に衝突対象６が情報処理回路３４２及び画像処理回路３６２の少なくとも一方により検出されることで、当該衝突対象６の存在位置、移動方向及び移動速度を含む衝突予測情報を取得したか否かを判定する。その結果、否定判定がなされている間は、ステップＳ１００が繰り返し実行されるが、肯定判定がなされると、ステップＳ１０１へ移行する。
【００２９】
ステップＳ１０１では、自車両の運転席３上における乗員４の眼球状態を眼球センサ３２０により検出することで、当該眼球状態に関する眼球情報を解析処理回路３２２により取得する。このとき本実施形態では、上述したように眼球位置の平均位置及び視線方向の平均方向を含む眼球情報が、取得されることになる。
【００３０】
また続くステップＳ１０２では、ステップＳ１０１により取得された眼球情報のうち眼球位置の平均位置及び視線方向の平均方向に基づくことで、自車両の運転席３上における乗員４に関して、図２に示す中心視野６０を推定する。ここで、中心視野６０は例えば、眼球位置の平均位置から視線方向の平均方向に存在する視点中央６００の周囲において、視線方向の平均方向に対して眼球位置の平均位置から所定角度（一般に約２０度）をなす視野として、本実施形態では推定されるようになっている。
【００３１】
さらに続くステップＳ１０３では、自車両の予定の進行方向に関する進行方向情報を情報処理回路３４２により取得する。そして、この後のステップＳ１０４では、ステップＳ１０３により取得された進行方向情報に加え、ステップＳ１００により取得された衝突予測情報にも基づくことで、当該予測情報に対応する衝突対象６について自車両との衝突確率が設定確率以上になったか否かを判定する。ここで衝突確率は、進行方向情報が示す進行方向へ自車両が予定通り前進走行し続けて衝突対象６に接近した場合に、道路のカーブや死角等に起因して自車両が当該対象６と衝突する確率であって、例えば本実施形態では、制御プログラム上において実行されるシミュレータにより算出される。また、設定確率については、車両の安全確保上の注意喚起が必要な衝突確率のうち最も安全側の確率に設定されるが、例えば本実施形態では、３０％程度に設定されることとなる。
【００３２】
ステップＳ１０４において否定判定がなされている間は、ステップＳ１００へと戻って当該Ｓ１００及び後続ステップＳ１０１〜Ｓ１０４が繰り返し実行されるが、肯定判定がなされると、ステップＳ１０５へ移行する。このステップＳ１０５では、駆動部１６のアクチュエータ１６２を制御することで、後続ステップＳ１０６により表示される警告画像５０の虚像５２が、ステップＳ１０２により推定された中心視野６０に図２の如く重畳されるように、当該虚像５２の結像位置を調整する。
【００３３】
具体的にステップＳ１０５では、ステップＳ１００により取得された衝突予測情報のうち衝突対象６の存在位置と、ステップＳ１０１により取得された眼球情報のうち眼球位置の平均位置との間を結ぶ仮想線上に、虚像５２の結像位置を調整する。このとき特に本実施形態では、図５に示すように、乗員４の眼球位置の平均位置Ｐから車両水平方向Ｈへ設定距離Ｄをもって離間し且つ当該平均位置Ｐに対して俯角が設定角度θとなる位置に、結像位置が調整されることになる。尚、車両水平方向Ｈとは、水平面上における自車両の当該水平面に沿った方向をいう。
【００３４】
ここで設定距離Ｄについては、自車両の運転席３上における乗員４の眼球の輻輳角φ（図６を参照）が図７（ａ）の如く実質的に０度となることで、当該眼球の焦点調節量が図７（ｂ）の如く実質的に０となるように、８ｍ以上の距離とされる。さらに、設定距離Ｄについて好ましくは、表示ユニット１０の特に光学系１４の体格を各種車両に搭載可能な程度に小さくしてＨＵＤ装置１の設置自由度を高めるように、１５ｍ以下の距離とされる。加えて、俯角の設定角度θについては、自車両の運転席３上の乗員４が中心視野６０にて視認する前方実景への虚像５２の影響を最低限に抑えつつ、虚像５２を当該中心視野６０に適正に重畳させるために、１度以上５度以下の範囲内、さらに好ましくは３度程度とされるのである。
【００３５】
このように虚像５２の結像位置が調整された後のステップＳ１０６では、表示器１２を制御することで、ステップＳ１０３により算出された衝突確率に応じて形態が変化する警告画像５０を、図３の如く当該表示器１２の画面１２０に表示する。ここで警告画像５０は、ステップＳ１００により取得された衝突予測情報に対応する衝突対象６の存在を、自車両の運転席３上の乗員４に警告して注意喚起するための画像であって、変化形態に対応した複数の画像データとしてメモリ３８０に予め記憶されている。そして、特に本実施形態では、衝突確率が上昇するほど警告性を増す変化形態となるように、衝突確率に応じた警告画像５０をメモリ３８０から読み出して表示するのである。
【００３６】
尚、警告性を増す変化形態とは例えば、信号機に準じて表示色を黄色から赤色へ変化させる形態や、表示を点滅させてその点滅速度を上昇変化させる形態等が採用される。また、ステップＳ１０６では、警告画像５０の可変表示に連動して、車両に搭載された音声出力システム（図示しない）により、衝突対象６の存在を音声にて警告するようにしてもよい。
【００３７】
こうして可変表示された警告画像５０についての虚像５２は、フロントウインドシールド２の前方のうち、乗員４の眼球位置の平均位置Ｐに対して設定距離Ｄをもって離間し且つ俯角が設定角度θとなる衝突対象６の近傍位置に結像されて、図２の如く当該乗員４の中心視野６０に重畳されることになる。ここで特に本実施形態では、ステップＳ１０６の実行時点における乗員４の眼球状態、例えば自車両の進行方向に対する脇見状態等にも拘らず、先に推定された中心視野６０に対して警告画像５０の虚像５２が重畳されるようになっている。
【００３８】
そして、警告画像５０の可変表示状態において移行するステップＳ１０７では、ステップＳ１００，Ｓ１０３によりそれぞれ取得された衝突予測情報及び進行方向情報に基づき、当該衝突予測情報に対応する衝突対象６と自車両との衝突確率が設定確率未満になったか否かを判定する。ここで設定確率については、上記ステップＳ１０３での値と同一値である。
【００３９】
ステップＳ１０７において否定判定がなされている間は、ステップＳ１０５へと戻って当該Ｓ１０５及び後続ステップＳ１０６，Ｓ１０７が繰り返し実行されるが、肯定判定がなされると、ステップＳ１０８へ移行する。このステップＳ１０８では、表示器２０の画面１２０における警告画像５０の表示を停止して、フロントウインドシールド２の前方から当該画像５０の虚像５２を消去した後、ステップＳ１００へ戻ることとなる。
【００４０】
以上説明した第一実施形態によると、前進走行中の自車両との衝突が予測される衝突対象６が検出された場合に、警告画像５０を表示器１２からフロントウインドシールド２へ投射してなる虚像５２は、自車両を運転中の乗員４の中心視野６０に重畳されることになる。このとき虚像５２の結像位置は、乗員４の眼球位置の平均位置Ｐに対して８ｍ以上の設定距離Ｄをもって離間し且つ俯角が１度以上５度以下の設定角度θとなる衝突対象近傍位置に、調整される。これにより乗員４は、中心視野６０にて近接する警告画像５０の虚像５２と前方実景中の衝突対象６とを、眼球の焦点調節なくそれぞれ確実に視認可能となるので、衝突対象６の存在と位置とを瞬時に把握して車両安全を確保することができるのである。
【００４１】
ここで特に、中心視野６０については、眼球センサ３２０の検出結果から取得された乗員４の眼球情報に基づき正確に推定されると共に、虚像５２の結像位置については、その推定した中心視野６０と当該眼球情報のうちの眼球位置の平均位置とに基づき正確に調整される。これによれば、実際の乗員４の眼球状態を反映した中心視野６０に虚像５２を適正に重畳させて、乗員４に対する衝突対象６の存在及び位置の伝達性を高めることができるので、車両安全の確保効果が高められ得る。また、虚像５２となる警告画像５０の表示器１２での表示形態が自車両と衝突対象６との衝突確率に応じて変化することで、当該衝突確率の上昇を乗員４に視覚的に訴えることができるので、それによっても車両安全の確保効果が高められ得るのである。
【００４２】
尚、ここまでの第一実施形態では、通信部３４及び撮像部３６が特許請求の範囲に記載の「衝突対象検出手段」に相当し、制御フローのステップＳ１０６を実行する制御回路３８が特許請求の範囲に記載の「警告表示制御手段」に相当し、制御フローのステップＳ１０５，Ｓ１０６を実行する制御回路３８と表示ユニット１０とが共同して特許請求の範囲に記載の「結像位置調整手段」を構成している。また、眼球情報取得部３２が特許請求の範囲に記載の「眼球情報取得手段」に相当し、制御フローのステップＳ１０２を実行する制御回路３８が特許請求の範囲に記載の「視野推定手段」に相当しているのである。
【００４３】
（第二実施形態）
図８に示す本発明の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態では、第一実施形態の眼球情報取得部３２に代えて、入力機１０３２が設けられている。
【００４４】
入力機１０３２は、例えば入力スイッチ、タッチパネル等からなり、運転席３の周囲に設置されている。入力機１０３２は、運転席３上の乗員４により操作されて例えば身長、座高等といった乗員４自身の身体情報が入力されることで、当該身体情報を表す入力信号を生成する。
【００４５】
入力機１０３２に電気接続される第二実施形態の制御回路１０３８は、第一実施形態の制御回路３８と実質的に同一の構成及び機能に加えて、運転席３上の乗員４の眼球状態に関する眼球情報について推定及び記憶する機能を有している。具体的に制御回路１０３８は、身体情報の入力時に入力機１０３２から出力される入力信号を人間工学的に処理して乗員４の眼球位置を運転席３の幅方向の中心線上に推定し、その推定した眼球位置を眼球情報としてメモリ１３８０に記憶する。それと共に制御回路１０３８は、推定した眼球位置を起点とする車両水平方向のうち真前方向を乗員４の視線方向に推定し、その推定した視線方向を眼球情報としてメモリ１３８０に記憶する。
【００４６】
以上より第二実施形態では、入力機１０３２への身体情報の入力が行われて、制御回路１０３８により推定された眼球位置及び視線方向が眼球情報として一旦メモリ１３８０に記憶されると、次の入力が行われるまでの間、当該眼球情報が保持されるようになっている。したがって、第二実施形態の制御回路１０３８が実施する制御フローでは、図９に示すように、第一実施形態のステップＳ１０１に代わるステップＳ１１０１において、眼球情報としての眼球位置及び視線方向がメモリ１３８０から取得されることになる。尚、ステップＳ１１０１にて取得された眼球位置及び視線方向は、後続ステップＳ１０２，Ｓ１０５において、第一実施形態で説明した眼球位置の平均位置及び視線方向の平均位置の代わりとして利用される。
【００４７】
このような第二実施形態によると、入力機１０３２への入力に応じて事前に記憶された眼球情報がメモリ１３８０から取得されて、ステップＳ１０２での中心視野６０の推定、並びにステップＳ１０５での虚像５２の結像位置の調整に利用されることとなる。これによれば、中心視野６０の推定及び虚像５２の結像位置調整に必要な処理が全体として少なくなるので、ステップＳ１００による衝突対象６の検出から、ステップＳ１０６による虚像５２の表示までの処理時間を短縮して、車両安全の確保効果を高めることができる。
【００４８】
尚、ここまでの第二実施形態では、メモリ１３８０が特許請求の範囲に記載の「眼球情報メモリ」に相当し、制御フローのＳ１１０１を実行する制御回路１０３８が特許請求の範囲に記載の「眼球情報取得手段」に相当している。また、制御フローのステップＳ１０２を実行する制御回路１０３８が特許請求の範囲に記載の「視野推定手段」に相当し、制御フローのステップＳ１０６を実行する制御回路１０３８が特許請求の範囲に記載の「警告表示制御手段」に相当し、制御フローのステップＳ１０５，Ｓ１０６を実行する制御回路１０３８と表示ユニット１０とが共同して特許請求の範囲に記載の「結像位置調整手段」を構成することになる。
【００４９】
（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明してきたが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
【００５０】
例えば、第一及び第二実施形態の制御フローにおいて、衝突対象６の存在位置に拘らず、ステップＳ１０２により推定された中心視野６０の例えば視点中央６００等の固定位置に虚像５２の結像位置を調整するように、ステップＳ１０５を実行してもよい。
【００５１】
また、第二実施形態において入力機１０３２を設けずに、眼球情報としての視線方向又は中心視野６０の情報と、眼球情報としての眼球位置とをＨＵＤ装置１の工場出荷前等に予め設定しておき、メモリ１３８０に記憶させるようにしてもよい。尚、視線方向及び中心視野６０の情報のうち前者を眼球位置と共にメモリ１３８０に記憶させておく場合には、制御フローにおいて、ステップＳ１１０１を第二実施形態と同様に実行することになる。また一方、視線方向及び中心視野６０の情報のうち後者を眼球位置と共にメモリ１３８０に記憶させておく場合には、制御フローにおいて、ステップＳ１１０１での視線方向の取得並びにステップＳ１０２での中心視野６０の推定が不要になる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第一実施形態によるＨＵＤ装置の概略的構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第一実施形態によるＨＵＤ装置が警告画像の虚像を前方に表示した状態のフロントウインドシールドを示す模式図である。
【図３】本発明の第一実施形態によるＨＵＤ装置の表示器に表示される警告画像を示す模式図である。
【図４】本発明の第一実施形態によるＨＵＤ装置において制御回路が実施する制御フローを示すフローチャートである。
【図５】図４に示す制御フローについて説明するための模式図である。
【図６】図４に示す制御フローについて説明するための模式図である。
【図７】図４に示す制御フローについて説明するための特性図である。
【図８】本発明の第二実施形態によるＨＵＤ装置の概略的構成を示す模式図である。
【図９】本発明の第二実施形態によるＨＵＤ装置において制御回路が実施する制御フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１  ＨＵＤ装置、２  フロントウインドシールド、３  運転席、４  乗員、６  衝突対象、１０  表示ユニット（結像位置調整手段）、１２  表示器、１２０  画面、１４  光学系、１６  駆動部、１６０  ハウジング、１６２  アクチュエータ、２０  表示器、３０  制御ユニット、３２  眼球情報取得部（眼球情報取得手段）、３２０  眼球センサ、３２２  解析処理回路、３４  通信部（衝突対象検出手段）、３４０  車載通信機、３４２  情報処理回路、３６  撮像部（衝突対象検出手段）、３６０  外界カメラ、３６２  画像処理回路、３８  制御回路（警告表示制御手段・結像位置調整手段・視野推定手段）、３８０  メモリ、５０  警告画像、５２  虚像、６０  中心視野、６００  視点中央、１０３２  入力機、１０３８  制御回路（眼球情報取得手段・視野推定手段・警告表示制御手段・結像位置調整手段）、１３８０  メモリ（眼球情報メモリ）、Ｄ  設定距離、Ｈ  車両水平方向、θ  設定角度、φ  輻輳角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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