(57)【要約】  風景内の互いに奥行きの異なる複数の位置のうち少なくとも１の位置に虚像を表示する表示部と、風景内の物体の位置を取得する物体位置取得部と、を含み、表示部は、物体位置取得部が取得した物体の位置が現在表示している１の虚像と重なりかつ１の虚像よりも手前に位置する場合に、１の虚像の表示を停止する、または、観察者の違和感を低減した表示態様で１の虚像を表示する。
2018168418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風景内の互いに奥行きの異なる複数の位置のうち少なくとも１の位置に虚像を表示する表示部と、
前記風景内の物体の位置を取得する物体位置取得部と、
を含み、
前記表示部は、前記物体位置取得部が取得した物体の位置が現在表示している１の虚像と重なりかつ前記１の虚像よりも手前に位置する場合に、前記１の虚像の表示を停止することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記表示部は、前記検出部が前記風景内において前記１の虚像と重なりかつ前記１の虚像よりも手前に位置する物体を検出した場合には、前記１の虚像の表示を停止するとともに、前記物体よりも手前の位置に前記１の虚像に基づく虚像を表示することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記虚像の表示内容に応じて前記虚像の表示位置を設定し、設定した表示位置で前記表示部に前記虚像を表示させる表示制御部を含み、
前記表示制御部は、１の虚像について設定した表示位置と前記風景内において重なりかつ前記表示位置よりも手前に位置する物体を前記検出部が検出した場合には、前記物体よりも手前の位置を前記１の虚像の表示位置として再設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示部は、前記風景内の第１の表示領域に虚像を表示するための第１のスクリーンと、前記風景内において前記第１の表示領域よりも手前に位置する第２の表示領域に虚像を表示するための第２のスクリーンと、を含み、
前記第１の表示領域に表示している虚像と重なりかつ前記第１の表示領域よりも手前に位置する物体を前記検出部が検出した場合には、前記表示部は前記第１の表示領域での前記虚像の表示を停止して前記第２の表示領域に前記虚像を表示することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
虚像を表示可能な表示装置が実行する表示方法であって、
風景内の互いに奥行きの異なる複数の位置のうち少なくとも１の位置に虚像を表示する表示ステップと、
前記風景内の物体の位置を取得する物体位置取得ステップと、
前記物体位置取得ステップで取得した物体の位置が現在表示している１の虚像と重なりかつ前記１の虚像よりも手前に位置する場合に、前記１の虚像の表示を停止する停止ステップと、
を実行することを特徴とする表示方法。
【請求項６】
虚像を表示可能な表示装置が有するコンピュータに、
風景内の互いに奥行きの異なる複数の位置のうち少なくとも１の位置に虚像を表示する表示ステップと、
前記風景内の物体の位置を取得する物体位置取得ステップと、
前記物体位置取得ステップで取得した物体の位置が現在表示している１の虚像と重なりかつ前記１の虚像よりも手前に位置する場合に、前記１の虚像の表示を停止する停止ステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項７】
風景内の互いに奥行きの異なる複数の位置のうち少なくとも１の位置に虚像を表示する表示部と、
前記風景内の物体の位置を取得する物体位置取得部と、
を含み、
前記表示部は、前記物体位置取得部が取得した物体の位置が現在表示している１の虚像の一部と前記風景内の奥行方向において重なる場合に、前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分を前記物体の表面より手前に位置する部分よりも目立たない表示態様で表示し、又は前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分の表示を停止する、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
虚像を表示可能な表示装置が実行する表示方法であって、
風景内の互いに奥行きの異なる複数の位置のうち少なくとも１の位置に虚像を表示する表示ステップと、
前記風景内の物体の位置を取得する物体位置取得ステップと、
前記物体位置取得ステップで取得した物体の位置が現在表示している１の虚像の一部と前記風景内の奥行方向において重なる場合に、前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分を前記物体の表面より手前に位置する部分よりも目立たない表示態様で表示し、又は前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分の表示を停止する表示変更ステップと、
を実行することを特徴とする表示方法。
【請求項９】
虚像を表示可能な表示装置が有するコンピュータに、
風景内の互いに奥行きの異なる複数の位置のうち少なくとも１の位置に虚像を表示する表示ステップと、
前記風景内の物体の位置を取得する物体位置取得ステップと、
前記物体位置取得ステップで取得した物体の位置が現在表示している１の虚像の一部と前記風景内の奥行方向において重なる場合に、前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分を前記物体の表面より手前に位置する部分よりも目立たない表示態様で表示し、又は前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分の表示を停止する表示変更ステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、表示方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等の移動体において、前方の風景に虚像を重畳するＡＲ（Augmented Reality）表示を用いた案内表示が行われている。例えば、かかる案内表示では、店舗、右左折等の案内や通行人の存在についての注意喚起等を表す虚像が、案内や注意喚起の対象物の近くに表示される。このような案内表示の表示システムとして、車両前方の対象物を検知し、車両の移動に応じて虚像を動かすことにより、常に対象物に重なるように虚像を表示させる表示システムが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１８５７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した従来技術では、虚像の表示位置に前方車両等の障害物の位置が重なった場合、ドライバからは虚像が障害物にめり込んでいるように見える。従って、本来は何も見えない筈の位置に情報が見えるため、ドライバが違和感を覚えるという問題が課題の一例として挙げられる。【０００５】
また、虚像を注視することで目の焦点がその位置に合うため、虚像より手前の車両後部の位置が把握しにくい場合があり、注意喚起等を示す虚像が安全運転支援のための効力を低下させているという問題が課題の一例として挙げられる。【０００６】
本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、風景内に障害物が存在する場合にも違和感を低減した虚像表示を行うことが可能な表示装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、表示装置であって、風景内の互いに奥行きの異なる複数の位置のうち少なくとも１の位置に虚像を表示する表示部と、前記風景内の物体の位置を取得する物体位置取得部と、を含み、前記表示部は、前記物体位置取得部が取得した物体の位置が現在表示している１の虚像と重なりかつ前記１の虚像よりも手前に位置する場合に、前記１の虚像の表示を停止することを特徴とする。【０００８】
請求項５に記載の発明は、虚像を表示可能な表示装置が実行する表示方法であって、風景内の互いに奥行きの異なる複数の位置のうち少なくとも１の位置に虚像を表示する表示ステップと、前記風景内の物体の位置を取得する物体位置取得ステップと、前記物体位置取得ステップで取得した物体の位置が現在表示している１の虚像と重なりかつ前記１の虚像よりも手前に位置する場合に、前記１の虚像の表示を停止する停止ステップと、を実行することを特徴とする。【０００９】
請求項６に記載の発明は、プログラムであって、虚像を表示可能な表示装置が有するコンピュータに、風景内の互いに奥行きの異なる複数の位置のうち少なくとも１の位置に虚像を表示する表示ステップと、前記風景内の物体の位置を取得する物体位置取得ステップと、前記物体位置取得ステップで取得した物体の位置が現在表示している１の虚像と重なりかつ前記１の虚像よりも手前に位置する場合に、前記１の虚像の表示を停止する停止ステップと、を実行させることを特徴とする。【００１０】
請求項７に記載の発明は、表示装置であって、風景内の互いに奥行きの異なる複数の位置のうち少なくとも１の位置に虚像を表示する表示部と、前記風景内の物体の位置を取得する物体位置取得部と、を含み、前記表示部は、前記物体位置取得部が取得した物体の位置が現在表示している１の虚像の一部と前記風景内の奥行方向において重なる場合に、前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分を前記物体の表面より手前に位置する部分よりも目立たない表示態様で表示し、又は前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分の表示を停止することを特徴とする。【００１１】
請求項８に記載の発明は、虚像を表示可能な表示装置が実行する表示方法であって、風景内の互いに奥行きの異なる複数の位置のうち少なくとも１の位置に虚像を表示する表示ステップと、前記風景内の物体の位置を取得する物体位置取得ステップと、前記物体位置取得ステップで取得した物体の位置が現在表示している１の虚像の一部と前記風景内の奥行方向において重なる場合に、前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分を前記物体の表面より手前に位置する部分よりも目立たない表示態様で表示し、又は前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分の表示を停止する表示変更ステップと、を実行することを特徴とする。【００１２】
請求項９に記載の発明は、プログラムであって、虚像を表示可能な表示装置が有するコンピュータに、風景内の互いに奥行きの異なる複数の位置のうち少なくとも１の位置に虚像を表示する表示ステップと、前記風景内の物体の位置を取得する物体位置取得ステップと、前記物体位置取得ステップで取得した物体の位置が現在表示している１の虚像の一部と前記風景内の奥行方向において重なる場合に、前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分を前記物体の表面より手前に位置する部分よりも目立たない表示態様で表示し、又は前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分の表示を停止する表示変更ステップと、を実行させることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施例の表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】虚像の表示位置決定処理のルーチンを示すフローチャートである。
【図３】虚像の表示位置決定処理のルーチンを示すフローチャートである。
【図４】表示位置の変更を行う前の虚像の表示位置の例を示す図である。
【図５】表示位置の変更を行った後の虚像の表示位置の例を示す図である。
【図６】実施例２の虚像表示処理のルーチンを示すフローチャートである。
【図７】実施例２における虚像の表示位置の例を示す図である。
【図８】実施例２の変形例の表示装置の構成を示すブロック図である。
【図９】実施例２の変形例における虚像の表示位置の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施例における説明及び添付図面においては、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符号を付している。
【実施例１】
【００１５】
図１（ａ）は、本実施例の表示装置１０の構成を模式的に示す図である。表示装置１０は、風景に重畳して虚像を表示させる表示装置であり、本実施例では車両等の移動体に搭載されたヘッドアップディスプレイとして構成されている。以下の説明では、表示装置１０を搭載する車両を「自車」と称する。【００１６】
本実施例では、表示装置１０が自車前方の風景内に表示させる虚像の表示領域を表示領域Ｖ１〜Ｖ３（図中、破線で示す。これらをまとめて虚像表示領域ＩＶと称する）とし、虚像を観察する観察者（例えば、自車のドライバ）の目の位置を視点ＥＹとする。また、虚像を観察する観察者の視線に沿った方向をｚ軸方向、ｚ軸方向に垂直で且つ互いに垂直な方向をｘ軸方向及びｙ軸方向とする。ｘ軸方向を横方向、ｙ軸方向を高さ方向、ｚ軸方向を奥行方向とも称する。ｚ軸方向の視点ＥＹから虚像表示領域ＩＶに向かう方向を前方とも称する。【００１７】
表示装置１０は、光源２０、スクリーン群３０、反射部材４０、画像データ生成部５０及び駆動部６０を含む。【００１８】
光源２０は、虚像表示領域ＩＶに虚像を表示するための光を照射する光源であり、例えばレーザ光を照射する走査型のレーザプロジェクタから構成されている。光源２０は、レーザ光の出射点としての出射部ＥＰを有し、出射部ＥＰから出射された出射光Ｌ１を所定の照射領域に照射する。【００１９】
スクリーン群３０は、スクリーンＳ１、Ｓ２及びＳ３を含む。スクリーンＳ１〜Ｓ３の各々は、平板形状を有し、光源２０からの出射光Ｌ１を透過させる透過状態と出射光Ｌ１を散乱させる散乱状態とに状態を変化させる状態可変型のスクリーンである。散乱状態では出射光Ｌ１を散乱させるため、スクリーンは表示状態となる。一方、透過状態では出射光Ｌ１を散乱させずに通過させるため、スクリーンは非表示状態となる。スクリーンＳ１〜Ｓ３は、例えば、液晶分子を含む液晶層と液晶層内の液晶分子の状態を切り替える電極層とが積層された液晶フィルムや、マイクロレンズを含む透光板等から構成されている。【００２０】
スクリーンＳ１〜Ｓ３は、いずれも出射光Ｌ１の照射領域内に配され、出射光Ｌ１の照射を受けて虚像を投影する投影領域（図示せず）を有する。スクリーンＳ１〜Ｓ３は、光源２０の出射部ＥＰから投影領域までの距離が互いに異なる距離となるように配置されている。【００２１】
反射部材４０は、スクリーンＳ１〜Ｓ３の投影領域に照射された被照射光である投影光Ｌ２を反射する反射部材であり、スクリーンＳ１〜Ｓ３の全てを通る直線上に配置されている。反射部材４０は、例えば可視光に対して透光性を有するイメージコンバイナから構成されている。【００２２】
反射部材４０は、スクリーンＳ１〜Ｓ３の投影領域に対向して配置された凹面部４１を有する。凹面部４１は、投影光Ｌ２に対して凹面鏡として機能する。【００２３】
光源２０から出射された出射光Ｌ１は、スクリーンＳ１〜Ｓ３に入射される。スクリーンＳ１〜Ｓ３に入射された光は、投影光Ｌ２として、出射光Ｌ１の照射面の反対側の表面から、各スクリーンの当該反対側の表面に垂直な方向に出射される。そして、投影光Ｌ２は、反射部材４０に向かって進む。【００２４】
観察者は、視点ＥＹから反射部材４０を観察すると、反射部材４０の奥側（ｚ軸方向における前方）に位置する虚像表示領域ＩＶに虚像を視認することができる。具体的には、観察者は、それぞれスクリーンＳ１、Ｓ２及びＳ３と反射部材４０との間の距離に応じて奥行方向の距離が互いに異なる表示領域Ｖ１、Ｖ２及びＶ３に表示された虚像を、反射部材４０越しに視認することとなる。【００２５】
画像データ生成部５０は、虚像表示領域ＩＶに虚像を表示させるためにスクリーンＳ１〜Ｓ３に投影する画像データＶＤを生成する。画像データ生成部５０は、自車周辺の情報を示す周辺情報や地図情報に基づいて画像データＶＤを生成し、駆動部６０及び制御部７０に供給する。【００２６】
駆動部６０は、光源２０及びスクリーン群３０を駆動する駆動部である。駆動部６０は、画像データ生成部５０が生成した画像データＶＤに基づいて、光源２０を駆動する光源駆動信号ＤＳ１を生成し、光源２０に供給する。光源２０は、光源駆動信号ＤＳ１に応じて画像データＶＤに対応する出射光Ｌ１を生成し、照射領域に照射する。【００２７】
駆動部６０は、制御部７０による制御に応じて、スクリーン駆動信号ＤＳ２を生成し、スクリーン群３０に供給する。スクリーン群３０のスクリーンＳ１〜Ｓ３の各々は、スクリーン駆動信号ＤＳ２によって、その透過状態及び散乱状態が切り替わる。【００２８】
制御部７０は、画像データＶＤに基づいて虚像の表示位置を決定し、決定した表示位置に虚像を表示させるべく、駆動部６０によるスクリーンＳ１〜Ｓ３の駆動を制御する。制御部７０は、駆動部６０によるスクリーンＳ１〜Ｓ３の駆動を制御する制御信号ＣＳを生成し、駆動部６０に供給する。【００２９】
図１（ｂ）は、制御部７０の構成を示すブロック図である。制御部７０は、自車位置検出部１１、前方検出部１２、相対位置算出部１３、虚像位置設定部１４及び記憶部１５を含む。【００３０】
自車位置取得部１１は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）装置から構成され、複数のＧＰＳ衛星から送信された電波を受信し、受信した電波に基づいて各ＧＰＳ衛星からの距離を算出することにより、自車の位置情報を取得する。【００３１】
前方検出部１２は、自車の前方における所定距離の範囲内に存在する物体及びその位置を検出する。前方検出部１２は、例えばパルスレーダー等のレーダー装置から構成され、自車の前方に電波を発射して物体を探知し、物体までの距離及び方位を測定する。なお、前方検出部１２は、レーダーから構成される場合に限定されない。例えば、前方検出部１２は、自車の前方を撮影するカメラを含み、画像認識に基づいて物体の存在及び位置を検出するものであっても良い。【００３２】
相対位置算出部１３は、自車位置取得部１１が取得した自車の位置情報、自車の周辺領域を含む地図情報、及び前方検出部１２が検出した物体の情報に基づいて、虚像表示の案内対象である案内対象物又は虚像表示による注意喚起の対象物（以下、これらを単に対象物とも総称する）と自車との相対位置を算出する。また、相対位置算出部１３は、虚像表示の対象物だけでなく、自車の前方に存在する他の物体（例えば、前方車両）と自車との相対位置を算出する。すなわち、相対位置算出部１３は、前方風景内の物体の自車との相対位置を取得する。【００３３】
虚像位置設定部１４は、画像データＶＤが示す画像内容及び自車と対象物との相対位置に基づいて、虚像の表示位置を設定する。虚像位置設定部１４は、表示領域Ｖ１〜Ｖ３のいずれを虚像の表示位置とするかをｚ軸方向（すなわち、奥行方向）の表示位置として設定する。また、虚像位置設定部１４は、各表示領域内の平面方向であるｘ軸方向及びｙ軸方向の虚像の表示位置を設定する。【００３４】
虚像位置設定部１４は、原則として、案内対象物又は注意喚起の対象物に近い位置を虚像の表示位置として設定する。しかし、当該表示位置（すなわち、案内対象物又は注意喚起の対象物に近い位置として設定された虚像の表示位置）と重なり且つ手前の位置に他の物体（前方車両等の障害物）が検出された場合、虚像位置設定部１４は、当該他の物体よりも手前の位置を虚像の表示位置として設定する。【００３５】
記憶部１５は、制御部７０の処理に必要なデータ及び処理において発生するデータを適宜記憶する情報保持部である。記憶部１５は、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置から構成されている。【００３６】
本実施例の表示装置１０は、（１）これから新たに虚像の表示を行う場合、及び（２）既に虚像の表示を行っている状態で自車の前方の状況に変化が生じた場合の双方において、自車の前方に位置する物体（前方車両等）の位置に基づいて虚像の表示位置を設定又は再設定する。以下、（１）及び（２）の各々の場合について、本実施例の表示装置１０が実行する虚像位置設定処理の処理動作を説明する。【００３７】
まず、上記（１）の場合における虚像位置設定処理の処理動作について、図２のフローチャートを参照して説明する。なお、ここでは交差点における右左折等を指示する矢印や店舗等の場所を案内する内容の虚像を表示する場合を例として説明する。【００３８】
自車位置取得部１１は、自車の現在位置を示す位置情報を取得する（ステップＳ１０１）。【００３９】
相対位置算出部１３は、記憶部１５から読み出した自車周辺の地図情報を参照し（ステップＳ１０２）、自車と案内対象物（例えば、交差点や店舗）との相対位置を算出する（ステップＳ１０３）。【００４０】
虚像位置設定部１４は、相対位置算出部１３が算出した相対位置に基づいて、風景内において案内対象物と虚像とが重なるような虚像の表示位置を算出する（ステップＳ１０４）。【００４１】
前方検出部１２は、自車の前方の所定距離の範囲内にある障害物（例えば、前方車両）を検出する（ステップＳ１０５）。【００４２】
相対位置算出部１３は、当該範囲内に前方車両等の障害物があるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。障害物がないと判定すると（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、ステップＳ１０９に進む。【００４３】
障害物があると判定すると（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、相対位置算出部１３は、検出された障害物と自車との相対位置を算出する（ステップＳ１０７）。【００４４】
虚像位置設定部１４は、検出された障害物が、ステップＳ１０４で算出した虚像の表示位置と重なりかつ当該虚像の表示位置よりも手前に位置するかどうかを判定する（ステップＳ１０８）。【００４５】
虚像の表示位置と重なりかつ当該表示位置よりも手前の位置に障害物がないと判定すると（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、虚像位置設定部１４は、ステップＳ１０４で算出した表示位置を虚像の表示位置として決定する（ステップＳ１０９）。【００４６】
一方、虚像の表示位置と重なりかつ当該表示位置よりも手前の位置に障害物があると判定すると（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、虚像位置設定部１４は、ステップＳ１０４で算出した虚像の表示位置を障害物よりも手前の位置に変更し、変更した位置を虚像の表示位置として決定する（ステップＳ１１０）。【００４７】
以上の処理により、本実施例の表示装置１０は、前方車両等の障害物よりも手前の位置に虚像の表示位置を設定し、虚像の表示を行う。【００４８】
次に、上記（２）の場合における虚像位置設定処理の処理動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。なお、ここでは交差点における右左折等の矢印や店舗等の場所を案内する内容の虚像が表示されているものとする。【００４９】
自車位置取得部１１は、自車の現在位置を示す位置情報を取得する（ステップＳ２０１）。【００５０】
前方検出部１２は、自車の前方の所定距離の範囲内にある障害物（例えば、前方車両）を検出する（ステップＳ２０２）。【００５１】
相対位置算出部１３は、当該範囲内に前方車両等の障害物があるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。障害物がないと判定すると（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、ステップＳ２０６に進む。【００５２】
障害物があると判定すると（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、相対位置算出部１３は、検出された障害物と自車との相対位置を算出する（ステップＳ２０４）。【００５３】
虚像位置設定部１４は、検出された障害物が、現在表示している虚像の表示位置と重なりかつ当該虚像の表示位置よりも手前に位置するかどうかを判定する（ステップＳ２０５）。【００５４】
虚像の表示位置と重なりかつ当該表示位置よりも手前の位置に障害物がないと判定すると（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、表示装置１０は、現在表示している位置で虚像の表示を継続する（ステップＳ２０６）。【００５５】
一方、虚像の表示位置と重なりかつ当該表示位置よりも手前の位置に障害物があると判定すると（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、表示装置１０は、現在表示している位置での虚像の表示を停止する（ステップＳ２０７）。虚像位置設定部１４は、ステップＳ２０２で検出された障害物よりも手前の位置となるように虚像の表示位置を再設定（変更）する。表示装置１０は、再設定された表示位置で虚像を表示する（ステップＳ２０８）。【００５６】
以上の処理により、本実施例の表示装置１０は、虚像の表示位置が前方車両等の障害物よりも手前の位置となるように、奥行方向における虚像の表示位置を変更する。表示位置の変更は、例えば虚像を投影するスクリーンをＳ１、Ｓ２及びＳ３の間で切り替えることにより行う。【００５７】
図４及び図５は、虚像の表示位置と重なり且つ手前の位置に障害物としての前方車両が存在する場合の虚像の表示例を、虚像の表示位置の変更前（図４）と変更後（図５）とを比較して示す図である。【００５８】
図４（ａ）及び図５（ａ）は、ｙ軸方向（すなわち、高さ方向）から上面視した自車及び前方車両の位置と及び虚像の表示位置とを模式的に示している。図４（ｂ）及び図５（ｂ）は、自車のドライバ等の観察者から見た方向であるｚ軸方向（すなわち、奥行方向）から見た前方車両及び虚像の表示位置を示している。【００５９】
なお、ここでは、自車の最前部からの距離が７ｍの位置が表示領域Ｖ１、４ｍの位置が表示領域Ｖ２、２ｍの位置が表示領域Ｖ３である例を示し、自車をＯＶ、前方車両をＦＶとして示している。また、自車は交差点に接近中であり、表示領域Ｖ１には歩行者の存在及び位置を示す虚像が表示され、表示領域Ｖ３にはガソリンスタンドの位置を示す虚像が表示されている。【００６０】
例えば、自車が交差点で左折する予定である場合、表示装置１０は左折を案内する矢印を虚像として表示する。その際、虚像位置設定部１４は、左折の対象である交差点に近い位置を虚像の表示位置として算出する。従って、表示領域Ｖ１（７ｍの位置）が虚像の表示位置として選択される。【００６１】
図４（ａ）に示すように、自車ＯＶと前方車両ＦＶの最後部との距離が４ｍ以上７ｍ未満である場合、虚像の表示位置が前方車両ＦＶの車体位置と重なることになる。従って、図４（ｂ）に示すように、観察者（例えば、自車ＯＶのドライバ）から見ると虚像は前方車両ＦＶの車体にめり込んだような状態で表示される。【００６２】
奥行方向における虚像の表示位置が変更されると、図５（ａ）に示すように、前方車両ＦＶの最後部よりも手前に位置する表示領域Ｖ２（４ｍの位置）が虚像の表示位置として選択される。これにより、虚像は前方車両の車体にめり込んだ位置ではなく、図５（ｂ）に示すように、前方車両の車体に重ならない手前の位置に表示される。【００６３】
以上のように、本実施例の表示装置１０は、表示している虚像と風景内において重なりかつ虚像よりも手前に位置する物体を検出した場合、現在表示している位置での虚像の表示を停止し、物体よりも手前の位置に虚像を表示する。また、本実施例の表示装置１０は、虚像の表示内容に応じて設定された虚像の表示位置と風景内において重なりかつ当該表示位置よりも手前に位置する物体を検出した場合には、当該物体よりも手前の位置を虚像の表示位置として再設定する。そして、表示装置１０は、案内対象物や注意喚起の対象物（例えば、店舗や交差点）毎にこれらの処理を行う。従って、例えば自車の移動等に伴い案内対象物や注意喚起の対象物が変わる場合には、これらの処理が繰り返し行われる。【００６４】
これにより、前方車両等の障害物よりも手前に虚像が表示されるため、観察者（例えば、自車のドライバ）は虚像及び障害物が重なって見えることによる違和感を覚えることなく、虚像を視認することができる。従って、本実施例の表示装置１０によれば、風景内に障害物が存在する場合にも違和感のない虚像表示を行うことが可能となる。
【実施例２】
【００６５】
実施例２の表示装置について説明する。本実施例の表示装置は、図１（ａ）に示す実施例１の表示装置１０の構成と同様の装置構成を有する。すなわち、本実施例の表示装置１０は、光源２０、スクリーン群３０、反射部材４０、画像データ生成部５０、駆動部６０及び制御部７０を含む。【００６６】
また、本実施例の表示装置１０の制御部７０は、図１（ｂ）に示す実施例１の制御部７０と同様の構成を有する。すなわち、本実施例の制御部７０は、自車位置検出部１１、前方検出部１２、相対位置算出部１３、虚像位置設定部１４及び記憶部１５を含む。【００６７】
本実施例において、前方検出部１２は、３次元の距離を精度よく測定することが可能な測定装置から構成されていることが好ましい。例えば、本実施例の前方検出部１２は、物体に向けてレーザ光を照射して当該物体までの距離を測定するＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）装置から構成されている。【００６８】
本実施例の表示装置１０では、虚像の表示位置が前方車両等の障害物の位置と重なり、且つ虚像の一部の表示位置が障害物の表面よりも奥側の位置にある場合、当該虚像の一部の表示態様を変更する。具体的には、画像データ生成部５０は、実施例１のように虚像位置設定部１４が虚像全体の表示位置を変更する代わりに、障害物と重なる虚像のうち障害物よりも奥側に位置する部分の表示態様を変更するための新たな画像データＶＤを生成する。例えば、画像データ生成部５０は、障害物よりも奥側に表示される部分の表示態様が障害物よりも手前に表示される部分の表示態様（標準態様と称する）よりも目立たない表示態様（非標準態様と称する）となるように、虚像の画像データＶＤを生成する。【００６９】
目立たない表示態様（非標準態様）とは、例えば標準態様よりも輝度が低い表示態様や、虚像の輪郭のみを破線等で表示することにより画像の面積（描画される面積）を減らした表示態様である。このような表示態様への変更を行うことにより、観察者（例えば、自車ＯＶの運転者）にとって虚像の一部が障害物と空間的に重なっているように見える（すなわち、虚像の一部が障害物にめり込んで見える）ことによる違和感が緩和される。【００７０】
次に、本実施例の表示装置１０が実行する虚像表示処理の処理動作について、新たに虚像の表示を行う場合を例として、図６のフローチャートを参照して説明する。【００７１】
自車位置取得部１１は、自車の現在位置を示す位置情報を取得する（ステップＳ１０１）。【００７２】
相対位置算出部１３は、記憶部１５から読み出した自車周辺の地図情報を参照し（ステップＳ１０２）、自車と案内対象物（例えば、交差点や店舗）との相対位置を算出する（ステップＳ１０３）。【００７３】
虚像位置設定部１４は、相対位置算出部１３が算出した相対位置に基づいて、風景内において案内対象物と虚像とが重なるような虚像の表示位置を算出する（ステップＳ１０４）。【００７４】
前方検出部１２は、自車の前方の所定距離の範囲内にある障害物（例えば、前方車両）を検出する（ステップＳ１０５）。【００７５】
相対位置算出部１３は、当該範囲内に前方車両等の障害物があるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。障害物がないと判定すると（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、ステップＳ３０３に進む。【００７６】
障害物があると判定すると（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、相対位置算出部１３は、障害物の各部位までの距離を算出する（ステップＳ３０１）。【００７７】
画像データ生成部５０は、相対位置算出部１３により算出された障害物の各部位までの距離と、ステップＳ１０４で虚像位置設定部１４により算出された奥行き方向の虚像表示位置と、生成中の画像データＶＤとに基づいて、障害物の表面が虚像の表示位置の一部よりも手前に位置しているか否かを判定する（ステップＳ３０２）。【００７８】
障害物の表面が虚像の表示位置の一部よりも手前に位置していないと判定された場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、虚像位置設定部１４は、ステップＳ１０４で算出した表示位置を虚像の表示位置に設定する。画像データ生成部５０は、虚像全体を標準態様で表示するための画像データＶＤを生成する。駆動部６０は、画像データＶＤに基づいて光源２０を駆動する。これにより、案内対象物に近い位置を虚像の表示位置として、虚像が標準態様で表示される（ステップＳ３０３）。【００７９】
一方、障害物の表面が虚像の表示位置の一部よりも手前に位置していると判定された場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、虚像位置設定部１４は、ステップＳ１０４で算出した表示位置を虚像の表示位置に設定する。画像データ生成部５０は、虚像のうち障害物の表面よりも奥側（すなわち、障害物の自車に近い側の表面よりも奥側）に位置する部分を非標準態様で表示し、それ以外の部分を標準態様で表示するための画像データＶＤを生成する。駆動部６０は、画像データＶＤに基づいて光源２０を駆動する。これにより、案内対象物に近い位置を虚像の表示位置として、虚像のうち障害物の表面よりも手前に表示される部分が標準態様で表示され、障害物の表面よりも奥側に表示される部分が非標準態様で表示される（ステップＳ３０４）。【００８０】
以上の処理により、本実施例の表示装置１０は、障害物と重なって表示される虚像のうち障害物の表面よりも奥側に表示される部分を、障害物の表面よりも手前に表示される部分の表示態様よりも目立たない表示態様（非標準態様）で表示する。【００８１】
図７（ａ）及び（ｂ）は、虚像の表示位置と部分的に重なる位置に障害物としての前方車両が存在する場合の虚像の表示例を示す図である。図７（ａ）は、ｘ軸方向（すなわち、横方向）から見た自車及び前方車両の位置と及び虚像の表示位置とを模式的に示している。図７（ｂ）は、自車のドライバ等の観察者から見た方向であるｚ軸方向（すなわち、奥行方向）の前方車両及び虚像の表示位置を示している。【００８２】
図７（ａ）に示すように、自車ＯＶから見て前方車両ＦＶの最後部よりも奥側に虚像の表示位置がある場合、例えば虚像の下側部分が前方車両ＦＶの車体と重なることになる。そこで、本実施例の表示装置１０は、当該虚像の下側部分を目立たない態様（非標準態様）で表示する。これにより、図７（ｂ）に示すように、観察者（例えば、自車ＯＶのドライバ）から見ると、虚像の下側部分は例えば輪郭のみが破線で表示される。【００８３】
［変形例］
本実施例の変形例として、実施例２の図１（ａ）に示す構成の表示装置１０に代えて、虚像の上端部と下端部とで見かけ上の奥行方向の距離を異ならせることが可能な構成を有する表示装置を用いても良い。【００８４】
図８は、かかる構成を有する変形例の表示装置１０Ａの構成を模式的に示す図である。表示装置１０Ａは、スクリーン群３０の構成において、図１（ａ）の表示装置１０と異なる。【００８５】
表示装置１０Ａのスクリーン群３０は、スクリーンＳ１Ａ、Ｓ２Ａ及びＳ３Ａを有する。スクリーンＳ１Ａ、Ｓ２Ａ及びＳ３Ａは、表示装置１０のスクリーンＳ１〜Ｓ３と同様、透過状態と散乱状態とに状態を変化させる状態可変型のスクリーンとして構成されている。【００８６】
スクリーンＳ１Ａ、Ｓ２Ａ及びＳ３Ａは、光源２０から反射部材４０に向けて照射されるレーザ光の光軸に対して法線が傾くように、互いに平行に配置されている。また、スクリーンＳ１Ａ、Ｓ２Ａ及びＳ３Ａの各々の上端から反射部材４０までの距離は、各々の下端から反射部材４０までの距離よりも大きい。【００８７】
このようにレーザ光の光軸に対してスクリーンＳ１Ａ、Ｓ２Ａ及びＳ３Ａを傾けて配置した場合、図８に示すように、それぞれのスクリーンに対応する虚像Ｖ１Ａ〜Ｖ３Ａとして、上端側が奥側（すなわち、ｚ軸方向における前方）に位置する虚像、すなわち上端側が前方に傾いた虚像が観察者により視認される。【００８８】
本変形例の表示装置１０Ａは、図６のフローチャートに示す処理動作により虚像表示処理を実行する。【００８９】
本変形例の画像データ生成部５０は、ステップＳ１０４で虚像位置設定部１４が設定可能な奥行方向の虚像表示位置ごとに、画像データＶＤの上下方向の位置と奥行方向の虚像表示位置との対応関係を予め記憶している。そして、画像データ生成部５０は、相対位置算出部１３により算出された障害物の各部位までの距離と、虚像位置設定部１４により算出された奥行き方向の虚像表示位置と、記憶している画像データＶＤの上下方向の位置と奥行方向の虚像表示位置との対応関係に基づいて、ステップＳ３０２の判定を行う。【００９０】
本変形例の表示装置１０Ａによれば、例えばステップＳ３０２において障害物の表面が虚像の表示位置の一部よりも手前に位置していると判定された場合、ステップＳ３０４において、虚像のうち障害物の表面よりも手前側の部分が標準態様で表示され、奥側の部分が非標準態様で表示されるとともに、上端側が前方に傾いた虚像が表示される。【００９１】
図９（ａ）及び（ｂ）は、虚像の表示位置と部分的に重なる位置に障害物としての前方車両が存在する場合の本変形例の表示装置１０Ａによる虚像の表示例を示す図である。図９（ａ）は、ｘ軸方向（すなわち、横方向）から見た自車及び前方車両の位置と及び虚像の表示位置とを模式的に示している。図９（ｂ）は、自車のドライバ等の観察者から見た方向であるｚ軸方向（すなわち、奥行方向）の前方車両及び虚像の表示位置を示している。【００９２】
図９（ａ）に示すように、虚像は上端側が前方に傾いて表示されるため、自車ＯＶから見て前方車両ＦＶの最後部よりも奥側に虚像の表示位置がある場合、例えば虚像の上側部分が目立たない態様（非標準態様）で表示される。図９（ｂ）に示すように、観察者（例えば、自車ＯＶのドライバ）から見ると、虚像の上側部分は例えば輪郭のみが破線で表示される。【００９３】
なお、上記の本実施例及びその変形例では、虚像のうち障害物よりも奥側に表示される部分について、例えば当該部分の輪郭を破線で表示する等の目立たない表示態様（非標準態様）で表示する場合について説明した。しかし、これに代えて当該部分を表示しない（すなわち、当該部分の表示を停止する）ようにしても良い。すなわち、障害物の位置と虚像の表示位置とが重なり、障害物の表面よりも奥に表示される部分と手前に表示される部分とが生じた場合に、観察者（例えば、自車ＯＶのドライバ）による前方の視認の妨げとならないように、障害物の表面よりも奥に表示される部分の虚像の表示態様を手前に表示される部分の虚像の表示態様と異ならせるものであれば良い。【００９４】
以上のように、本実施例の表示装置では、虚像の前方車両等の障害物の表面よりも奥に表示される部分の虚像を目立たない態様で表示し、又は当該部分の虚像を表示されないようにする。これにより、観察者（例えば、自車ＯＶのドライバ）は虚像及び障害物が重なって見えることにより生じる違和感を覚えることなく、虚像を視認することができる。従って、本実施例の表示装置によれば、風景内に障害物が存在する場合にも違和感を低減した虚像表示を行うことが可能となる。【００９５】
なお、本発明の実施形態は、上記実施例で示したものに限られない。例えば、上記実施例では、表示している虚像の位置と重なり且つ虚像よりも手前の位置に前方車両等の障害物が検出された場合に、当該障害物よりも手前の位置に虚像の表示位置を変更する例について説明した。しかし、表示している虚像の位置と重なる位置に前方車両等の障害物が検出された場合には、単に当該虚像の表示（ＡＲ表示）を停止する構成であっても良い。また、表示位置の変更後に、変更前の虚像と全く同じ虚像ではなく表示形態を変えた虚像を表示しても良い。表示位置の変更を奥行方向（ｚ軸方向）について行うのではなく、平面方向（ｘ軸方向又はｙ軸方向）に虚像の位置を変えることにより、虚像が障害物と重ならないように表示しても良い。【００９６】
また、上記実施例では、表示装置１０がスクリーンＳ１〜Ｓ３を有し、奥行方向の距離が異なる表示領域Ｖ１〜Ｖ３に虚像を表示する例について説明した。しかし、スクリーン及び表示領域の数はこれに限られず、２又は４以上のスクリーンを有し２又は４以上の表示領域に虚像を表示する構成とすることが可能である。また、多眼視やホログラフィによる立体表示により虚像を表示する構成であっても良い。【００９７】
また、上記実施例では、虚像を投影するスクリーンをスクリーンＳ１〜Ｓ３に切り替えることにより虚像の奥行方向の表示位置を変更する例について説明した。しかし、スクリーンの位置を移動させることにより虚像の表示位置を変更する構成であっても良い。【００９８】
また、上記各実施例で説明した一連の処理は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）などの記録媒体に格納されたプログラムに従ったコンピュータ処理により行うことができる。
【符号の説明】
【００９９】
１０  表示装置
１１  自車位置取得部
１２  前方検出部
１３  相対位置算出部
１４  虚像位置設定部
１５  記憶部
２０  光源
３０  スクリーン群
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３  スクリーン
４０  反射部材
５０  画像データ生成部
６０  駆動部
７０  制御部
１０Ａ  表示装置
Ｓ１Ａ，Ｓ２Ａ，Ｓ３Ａ  スクリーン
【図１】
2018168418.tif 000003
【図２】
2018168418.tif 000004
【図３】
2018168418.tif 000005
【図４】
2018168418.tif 000006
【図５】
2018168418.tif 000007
【図６】
2018168418.tif 000008
【図７】
2018168418.tif 000009
【図８】
2018168418.tif 000010
【図９】
2018168418.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月4日(2019.9.4)
【手続補正１】
【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】
風景内の奥行方向に所定距離だけ離れた位置に視認される虚像を表示する表示部と、
前記風景内の物体の位置を取得する物体位置取得部と、
を含み、
前記表示部は、前記物体位置取得部が取得した物体の位置が現在表示している１の虚像の一部と前記風景内の奥行方向において重なる場合に、前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分を前記物体の表面より手前に位置する部分よりも目立たない表示態様で表示し、又は前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分の表示を停止することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記表示部は、上端部と下端部とで前記奥行方向の見かけ上の距離が異なる前記１の虚像を表示することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記表示部は、前記風景内の奥行方向に互いに異なる距離だけ離れた位置のうち少なくとも１の位置に虚像を表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
虚像を表示可能な表示装置が実行する表示方法であって、
風景内の奥行方向に所定距離だけ離れた位置に視認される虚像を表示する表示ステップと、
前記風景内の物体の位置を取得する物体位置取得ステップと、
前記物体位置取得ステップで取得した物体の位置が現在表示している１の虚像の一部と前記風景内の奥行方向において重なる場合に、前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分を前記物体の表面より手前に位置する部分よりも目立たない表示態様で表示し、又は前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分の表示を停止する表示変更ステップと、
を実行することを特徴とする表示方法。
【請求項５】
虚像を表示可能な表示装置が有するコンピュータに、
風景内の奥行方向に所定距離だけ離れた位置に視認される虚像を表示する表示ステップと、
前記風景内の物体の位置を取得する物体位置取得ステップと、
前記物体位置取得ステップで取得した物体の位置が現在表示している１の虚像の一部と前記風景内の奥行方向において重なる場合に、前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分を前記物体の表面より手前に位置する部分よりも目立たない表示態様で表示し、又は前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分の表示を停止する表示変更ステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、表示装置であって、風景内の奥行方向に所定距離だけ離れた位置に視認される虚像を表示する表示部と、前記風景内の物体の位置を取得する物体位置取得部と、を含み、前記表示部は、前記物体位置取得部が取得した物体の位置が現在表示している１の虚像の一部と前記風景内の奥行方向において重なる場合に、前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分を前記物体の表面より手前に位置する部分よりも目立たない表示態様で表示し、又は前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分の表示を停止することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項４に記載の発明は、虚像を表示可能な表示装置が実行する表示方法であって、
風景内の奥行方向に所定距離だけ離れた位置に視認される虚像を表示する表示ステップと、前記風景内の物体の位置を取得する物体位置取得ステップと、前記物体位置取得ステップで取得した物体の位置が現在表示している１の虚像の一部と前記風景内の奥行方向において重なる場合に、前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分を前記物体の表面より手前に位置する部分よりも目立たない表示態様で表示し、又は前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分の表示を停止する表示変更ステップと、を実行することを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項５に記載の発明は、プログラムであって、虚像を表示可能な表示装置が有するコンピュータに、風景内の奥行方向に所定距離だけ離れた位置に視認される虚像を表示する表示ステップと、前記風景内の物体の位置を取得する物体位置取得ステップと、前記物体位置取得ステップで取得した物体の位置が現在表示している１の虚像の一部と前記風景内の奥行方向において重なる場合に、前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分を前記物体の表面より手前に位置する部分よりも目立たない表示態様で表示し、又は前記１の虚像のうち前記物体の表面よりも奥に位置する部分の表示を停止する表示変更ステップと、を実行させることを特徴とする。
【国際調査報告】
2018168418.tif 000012
2018168418.tif 000013
2018168418.tif 000014