(57)【要約】【課題】車間距離に応じた画像を路面に鮮明に表示することが可能な車両用表示装置を提供すること。【解決手段】車両用表示装置は、光源と、光源から出射された光を、自車両と先行車両との間の車間距離に応じた画像によって変調して、車間距離に応じた画像を生成する画像生成部と、画像生成部で生成された車間距離に応じた画像を表す情報を有する光を集光する集光光学系と、集光光学系で集光された光を反射して路面に投影する反射部と、を備え、反射部は、投影方向後方側から投影方向前方側に向かうに従い徐々に曲率が大きくなる反射面を有する。【選択図】図３
2019119344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射された光を、自車両と先行車両との間の車間距離に応じた画像によって変調して、前記車間距離に応じた画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部で生成された前記車間距離に応じた前記画像を表す情報を有する光を集光する集光光学系と、
前記集光光学系で集光された光を反射して路面に投影する反射部と、を備え、
前記反射部は、投影方向後方側から投影方向前方側に向かうに従い徐々に曲率が大きくなる反射面を有する、車両用表示装置。
【請求項２】
前記自車両と、前記先行車両との間の車間距離を導出する車間距離センサと、
前記自車両の速度を導出する車速センサと、
前記車間距離と、前記自車両の前記速度とに基づいて、前記自車両と前記先行車両との間の安全車間距離を示す情報を取得する制御部とを備え、
前記画像生成部は、前記制御部が取得した前記安全車間距離を示す情報に基づいて、前記安全車間距離を表す画像を生成する、請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記車間距離と、前記自車両の前記速度とに基づいて、前記先行車両に対する前記自車両の相対速度を導出し、導出した前記相対速度に応じた画像として、安全車間距離を示す情報を取得する、請求項２に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記自車両と、前記先行車両との間の距離が閾値より長い場合、前記車間距離に応じた画像として、安全車間距離を示す情報を取得する、請求項２又は請求項３に記載の車両用表示装置。
【請求項５】
自車両が走行する路面状態を検出する路面状態検出センサを備え、
前記制御部は、前記路面状態検出センサが検出した前記路面状態にさらに基づいて、安全車間距離を示す情報を取得する、請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の車両用表示装置。
【請求項６】
互いに距離が異なる路面上の領域に向けて反射する複数の前記反射部と、
複数の前記反射部のうちの一つを前記集光光学系から照射された光の受光位置に切替えて配置する切替部とを備え、
前記制御部は、複数の前記反射部のうち、前記集光光学系から照射された光の受光位置に切替えて配置する反射部を選択する、請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の車両用表示装置。
【請求項７】
前記画像生成部による前記車間距離に応じた画像の生成の許可又は禁止を行う設定部
を備え、
前記画像生成部は、前記設定部が前記車間距離に応じた前記画像の生成を許可した場合に、前記車間距離を表す画像を生成する、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の車両用表示装置。
【請求項８】
前記光源がレーザーである場合、前記制御部は、前記自車両と、前記先行車両とが衝突するか否かを予測する機能を有し、衝突すると予測した場合に、前記光源を消灯させる、請求項２に記載の車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行車両に対して、車間距離を確保することを、自車両の運転者に促すため、各種画像を路面に表示する車載表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この車載表示装置は、車間距離を検出し、検出した車間距離に基づいて路面上の表示画像を変更する。例えば、この車載表示装置は、文字や色彩、位置、パターン等を変更する。
また、この車載表示装置は、車両走行環境が雨天、市街地、山道のいずれかを示す場合は、路面上の表示画像の位置を、自車両に近接する側に変更する。このため、路面上の表示画像は、自車両と先行車両との間の車間距離や、走行環境によって、自車両と先行車両の間を前後する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１１４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
路面上の表示画像を、自車両と先行車両との間で前後させることは、路面の照射位置を動かすことによって行われる。このため、レンズ結像面と路面とが一致しないことによって、路面上の表示画像がぼけてしまうおそれがある。
仮に、路面上の表示画像がぼけてしまった場合、先行車両との安全な車間距離を路面上に表示してもその距離を正確に、ドライバーに把握させることができないことが懸念される。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、車間距離に応じた画像を路面に鮮明に表示することが可能な車両用表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、光源と、前記光源から出射された光を、自車両と先行車両との間の車間距離に応じた画像によって変調して、前記車間距離に応じた画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部で生成された前記車間距離に応じた前記画像を表す情報を有する光を集光する集光光学系と、前記集光光学系で集光された光を反射して路面に投影する反射部と、を備え、前記反射部は、投影方向後方側から投影方向前方側に向かうに従い徐々に曲率が大きくなる反射面を有する、車両用表示装置である。
【０００７】
本発明の一態様は、車両用表示装置において、前記自車両と、前記先行車両との間の車間距離を導出する車間距離センサと、前記自車両の速度を導出する車速センサと、前記車間距離と、前記自車両の前記速度とに基づいて、前記自車両と前記先行車両との間の安全車間距離を示す情報を取得する制御部とを備え、前記画像生成部は、前記制御部が取得した前記安全車間距離を示す情報に基づいて、前記安全車間距離を表す画像を生成する、構成が用いられてもよい。
【０００８】
本発明の一態様は、車両用表示装置において、前記制御部は、前記車間距離と、前記自車両の前記速度とに基づいて、前記先行車両に対する前記自車両の相対速度を導出し、導出した前記相対速度に応じた画像として、安全車間距離を示す情報を取得する、構成が用いられてもよい。
【０００９】
本発明の一態様は、車両用表示装置において、前記制御部は、前記自車両と、前記先行車両との間の距離が閾値より長い場合、前記車間距離に応じた画像として、安全車間距離を示す情報を取得する、構成が用いられてもよい。
【００１０】
本発明の一態様は、車両用表示装置において、自車両が走行する路面状態を検出する路面状態検出センサを備え、前記制御部は、前記路面状態検出センサが検出した前記路面状態にさらに基づいて、安全車間距離を示す情報を取得する、構成が用いられてもよい。
【００１１】
本発明の一態様は、車両用表示装置において、互いに距離が異なる路面上の領域に向けて反射する複数の前記反射部と、複数の前記反射部のうちの一つを前記集光光学系から照射された光の受光位置に切替えて配置する切替部とを備え、前記制御部は、複数の前記反射部のうち、前記集光光学系から照射された光の受光位置に切替えて配置する反射部を選択する、構成が用いられてもよい。
【００１２】
本発明の一態様は、車両用表示装置において、前記画像生成部による前記車間距離に応じた画像の生成の許可又は禁止を行う設定部を備え、前記画像生成部は、前記設定部が前記車間距離を表す前記画像の生成を許可した場合に、前記車間距離を表す画像を生成する、構成が用いられてもよい。
【００１３】
本発明の一態様は、車両用表示装置において、前記光源がレーザーである場合、前記制御部は、前記自車両と、前記先行車両とが衝突するか否かを予測する機能を有し、衝突すると予測した場合直前に、前記光源を消灯させる、構成が用いられてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、車間距離に応じた画像を路面に鮮明に表示することが可能な車両用表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る自動車１の概略的な構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る照明装置が適用された自動車１の前側部分を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る自動車１に備えられた照明システム５０の概略的な機能構成を示す機能ブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係る車両用表示装置１００が記憶する相対速度と安全車間距離とを関連付けた情報の一例を示す図である。
【図５】安全車間距離の導出の一例を示す図である。
【図６】第１の実施形態に係る車両用表示装置１００の概略図である。
【図７】第１の実施形態の投影モジュール１１を示す模式図である。
【図８】第１の実施形態に係る車両用表示装置１００の路面描画の一例を示す図である。
【図９】第１の実施形態に係る車両用表示装置１００が路面に表示する表示画像の一例を示す図である。
【図１０】第１の実施形態に係る自動車１に備えられた車両用表示装置１００の路面描画処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】第１の実施形態に採用可能な変形例の投影モジュール１１Ａを示す図である。
【図１２】第１の実施形態に採用可能な変形例の投影モジュール１１Ｂを示す図である。
【図１３】第２の実施形態に係る車両用表示装置１００ａの概略図である。
【図１４】第２の実施形態の投影モジュール１１Ｂを示す模式図である。
【図１５】第２の実施形態の反射装置４４Ａの斜視図である。
【図１６】第２の実施形態に係る自動車１ａに備えられた車両用表示装置１００ａの路面描画処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図１７】第２の実施形態に採用可能な変形例の投影モジュール１１Ｃを示す図である。
【図１８】第２の実施形態に採用可能な変形例の投影モジュール１１Ｄを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本実施形態に係る車両用表示装置を、図面を参照しつつ説明する。以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られない。
なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
また、本願でいう「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。
【００１７】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
［第１の実施形態］
第１の実施形態に係る車両用表示装置は、乗り物に搭載される。本実施形態では、乗り物の一例として自動車を示すが、乗り物としては、自動二輪車、自転車、超小型モビリティ、パーソナルモビリティーなどもある。
【００１８】
［自動車の概略的な構成］
図１は、第１の実施形態に係る自動車１の概略的な構成を示す図である。
自動車１は、左側の前照灯（本実施形態では、左側前照灯部１０Ｌという。）と、右側の前照灯（本実施形態では、右側前照灯部１０Ｒという。）と、左側の尾灯（本実施形態では、左側尾灯部４Ｌという。）と、右側の尾灯（本実施形態では、右側尾灯部４Ｒという。）と、左側のサイドミラー（本実施形態では、左側サイドミラー３Ｌという。）と、右側のサイドミラー（本実施形態では、右側サイドミラー３Ｒという。）と、フロントウィンドウＦＷと、リアウィンドウＲＷとを備える。
【００１９】
左側前照灯部１０Ｌは自動車１の前方の左側に配置されており、右側前照灯部１０Ｒは自動車１の前方の右側に配置されている。左側尾灯部４Ｌは自動車１の後方の左側に配置されており、右側尾灯部４Ｒは自動車１の後方の右側に配置されている。また、自動車１は、前方の車外検出部（本実施形態では、前方車外検出部２１Ｆという。）と、制御部１３とを備える。
ここで、本実施形態では、自動車１の構成部のうちの一部を示してあるが、例えば、それに加えて、一般の自動車が通常備える他の構成部など、任意の構成部を備えてもよい。
また、前方車外検出部２１Ｆと、制御部１３とのうちの一部または全部は、自動車１の外観では見えずに、自動車１の内部に備えられてもよい。
【００２０】
図２は、第１の実施形態に係る照明装置が適用された自動車１の前側部分を示す図である。図２に示されるように、左側前照灯部１０Ｌは、左側の前照灯ユニット１２Ｌと左側路面描画部２０Ｌとを備えている。前照灯ユニット１２Ｌは自動車１の前端部の左側端部に配置され、左側路面描画部２０Ｌは前照灯ユニット１２Ｌの右側に配置される。また、右側前照灯部１０Ｒは、右側の前照灯ユニット１２Ｒと右側路面描画部２０Ｒとを備えている。前照灯ユニット１２Ｒは自動車１の前端部の右側端部に配置され、右側路面描画部２０Ｒは前照灯ユニット１２Ｒの左側に配置される。
【００２１】
また、前照灯ユニット１２Ｒと、前照灯ユニット１２Ｌとの上側には、自動車１のエンジンルームを開閉するフード５０ａの前端部が配置されている。また、左側路面描画部２０Ｌと、右側路面描画部２０Ｒとの下側の部分は、自動車１の前端部を構成するバンパカバー５０ｂによって前側から覆われている。そして、前照灯ユニット１２Ｒと、前照灯ユニット１２Ｌとは、車幅方向において左右対称に構成されている。
【００２２】
前照灯ユニット１２Ｌは、前照灯ユニット１２Ｌの車幅方向外側部分を構成する左側前照灯１４Ｌと、前照灯ユニット１２Ｌの車幅方向内側部分を構成する左側路面描画部２０Ｌとを含む。
前照灯ユニット１２Ｒは、前照灯ユニット１２Ｒの車幅方向外側部分を構成する右側前照灯１４Ｒと、前照灯ユニット１２Ｒの車幅方向内側部分を構成する右側路面描画部２０Ｒとを含む。
以下、左側路面描画部２０Ｌと、右側路面描画部２０Ｒとのうち、任意の路面描画部を、路面描画部２０と記載する。
【００２３】
左側前照灯１４Ｌと、右側前照灯１４Ｒとは、図示しない光源を有しており、光源によって、自動車１の前方を照射する。光源は、ロービーム用及びハイビーム用の光源として構成されている。つまり、左側前照灯１４Ｌと、右側前照灯１４Ｒとは、主として自動車１の前方の路面領域（ロービーム配光エリア）を照射するロービームと、ロービームによって照射される領域よりも上側の領域（ハイビーム配光エリア）を照射するハイビームとのいずれかに切替可能に構成されている。なお、左側前照灯１４Ｌと、右側前照灯１４Ｒとの光源として、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ハロゲンランプ、ディスチャージランプ、レーザー等が用いられる。
【００２４】
［自動車の照明システムの概略的な機能構成］
図３は、第１の実施形態に係る自動車１に備えられた照明システム５０の概略的な機能構成を示す機能ブロック図である。
照明システム５０は、前照灯部１０と、制御部１３と、前方車外検出部２１Ｆと、音声認識装置１８とを備える。
ここで、本実施形態では、一般的な「前後」の概念と同様に、自動車１の運転者が通常時に向く方向であって自動車１が通常時に進行する方向を「前（前方）」とし、それとは逆の方向を「後ろ（後方）」とする。
【００２５】
前照灯部１０は、いわゆるヘッドランプであり、自動車１の前方に光を照射する。
前照灯部１０は、左側路面描画部２０Ｌと、右側路面描画部２０Ｒと、左側前照灯１４Ｌと、右側前照灯１４Ｒとを備える。
左側路面描画部２０Ｌは、主に自動車１の前方の左側に光を照射する。左側路面描画部２０Ｌは、所定の表示画像（本実施形態では、左側表示画像という。）を照射する。ここで、表示画像とは、路面に描画する画像である。左側路面描画部２０Ｌは、左側表示画像を照射することによって、路面に描画する。ここで、左側表示画像自体が時間とともに変化してもよい。
【００２６】
右側路面描画部２０Ｒは、主に自動車１の前方の右側に光を照射する。右側路面描画部２０Ｒは、所定の表示画像（本実施形態では、右側表示画像という。）を照射する。右側路面描画部２０Ｒは、右側表示画像を照射することによって、路面に描画する。ここで、右側表示画像自体が時間とともに変化してもよい。
【００２７】
左側前照灯１４Ｌは、主に自動車１の前方の左側に光を照射する。左側前照灯１４Ｌは、走行ビーム（いわゆるハイビーム）の光を照射する機能と、すれ違いビーム（いわゆるロービーム）の光を照射する機能を有しており、これら２つの機能が切り替えられることが可能である。
【００２８】
右側前照灯１４Ｒは、主に自動車１の前方の右側に光を照射する。右側前照灯１４Ｒは、走行ビーム（いわゆるハイビーム）の光を照射する機能と、すれ違いビーム（いわゆるロービーム）の光を照射する機能を有しており、これら２つの機能が切り替えられることが可能である。
【００２９】
なお、左側前照灯１４Ｌ、右側前照灯１４Ｒ、左側路面描画部２０Ｌおよび右側路面描画部２０Ｒとしては、それぞれ、任意の照灯が用いられてもよい。
具体例として、照灯としては、例えば、走行ビームのランプ、すれ違いビームのランプ、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）レーザースキャニングヘッドランプ、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）ヘッドランプ、列と行の制御が可能なマトリクスＡＤＢヘッドランプ、あるいは、列のみの制御が可能なＡＤＢヘッドランプなどのうちの１以上が用いられてもよい。
ここで、ＭＥＭＳレーザースキャニングヘッドランプは、例えば、配光を可変に変化させることが可能な車両用のヘッドランプの一例であり、シームレスＡＤＢランプの一例である。
【００３０】
前方車外検出部２１Ｆは、前方の車外に関する任意の情報を検出する検出部を備えてもよい。本実施形態では、前方車外検出部２１Ｆの一例として、車間距離センサ１５と、車速センサ１６と、路面状態検出センサ１７とを備える場合について説明を続ける。
車間距離センサ１５は、自車両の前方側の所定の検出範囲内に位置する他車両（以下「先行車両」という）を検知し、検知した先行車両との間の距離（以下「車間距離」という）を導出する。車間距離センサ１５は、導出した車間距離を示す情報を、制御部１３へ出力する。車間距離センサ１５は、例えば、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ）、レーダー、ソナーなどのうちの１以上を備えてもよい。
車速センサ１６は、自動車１の速度を計測し、自動車１の車速を示す情報を制御部１３に出力する。
【００３１】
路面状態検出センサ１７は、自動車１の外部の気温情報や、湿度情報や、画像情報を取得し、取得した気温情報や、湿度情報や、画像情報に基づいて、自動車１が走行する路面の状態を検出する。具体的には、路面状態検出センサ１７は、気温センサ、湿度センサ、カメラ（撮像装置）などを備えてもよい。カメラなどは、例えば、可視光を検出する機能を備えてもよく、あるいは、赤外光を検出する機能を備えてもよく、あるいは、これら両方を備えてもよい。また、路面状態検出センサ１７に、ワイパ装置などが接続され、路面状態検出センサ１７は、ワイパ装置の動作状況に基づいて、路面の状態を判定してもよい。路面状態検出センサ１７は、路面が、乾燥状態、半湿状態、湿潤状態、積雪状態、圧雪状態、凍結状態、シャーベット状態などのいずれかであるかを判定する。路面状態検出センサ１７は、路面状態を示す情報を、制御部１３へ出力する。
【００３２】
音声認識装置１８は、自動車１の運転者が発話する音声（発話音声）を集音して音声認識処理を行う。音声認識装置１８は、例えば集音した音声の波形をＦＦＴ（高速フーリエ変換）することにより周波数スペクトルを求め、その集音した音声の特徴を抽出し、予め登録された音声データと比較して最も尤度（類似度）が高いデータを選択して、そのデータに対応する操作指令を制御部１３に出力する。ここで、操作指令には、表示画像を路面に描画する指令や、表示画像を路面に描画しない指令が含まれる。
【００３３】
制御部１３は、路面に描画する画像を生成し、生成した画像を路面に描画させる制御信号を、前照灯部１０に出力する。制御部１３は、情報処理部５１と、設定部５２と、メモリ５３と、駆動部５４とを有している。
【００３４】
設定部５２は、音声認識装置１８が出力した操作指令を取得し、取得した操作指令にしたがって、表示画像を路面に描画するか否かを判定する。設定部５２は、表示画像を路面に描画すると判定した場合には表示画像を路面に描画する命令を情報処理部５１へ出力し、表示画像を路面に描画しないと判定した場合には表示画像を路面に描画しない命令を情報処理部５１へ出力する。
【００３５】
メモリ５３は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ、またはこれらのうち複数が組み合わされたハイブリッド型記憶装置などにより実現される。メモリ５３には、情報処理部５１により実行されるプログラムや、各種表示画像を描画するための制御情報などが記憶されている。
【００３６】
情報処理部５１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）のようなプロセッサがメモリ５３に記憶されたプログラムを実行することにより実現される機能部（以下「ソフトウェア機能部」と称する）である。
なお、情報処理部５１の全部または一部は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、またはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などのハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウェア機能部とハードウェアとの組み合わせによって実現されてもよい。
情報処理部５１は、設定部５２が出力した表示画像を路面に描画する命令を取得した場合に、メモリ５３に記憶されている各種表示画像を描画するための制御情報と、車間距離センサ１５が出力した車間距離を示す情報と、車速センサ１６が出力した自動車１の車速を示す情報と、路面状態検出センサ１７が出力した路面状態を示す情報とに基づいて制御信号を生成する。
情報処理部５１は、例えば、安全車間距離導出部５１ａと、表示画像取得部５１ｂとを備える。
【００３７】
安全車間距離導出部５１ａは、車間距離を示す情報と、自動車１の車速を示す情報とに基づいて、先行車両の速度を導出する。安全車間距離導出部５１ａは、導出した先行車両の速度から自動車１の速度を減算することによって、先行車両と自車両との相対速度を導出する。
安全車間距離導出部５１ａは、先行車両と自車両との相対速度の導出結果と、路面状態を示す情報とを用いて、安全車間距離を求める。ここで、安全車間距離とは、ドライバーが走行中に前方の異常に気付いてから、自動車１を安全に停止させるのに必要な距離をいう。安全車間距離導出部５１ａは、相対速度と安全車間距離とを関連付けた情報を記憶している。
【００３８】
図４は、第１の実施形態に係る車両用表示装置１００が記憶する相対速度と安全車間距離とを関連付けた情報の一例を示す図である。
図４に示される例では、相対速度と安全車間距離とを関連付けた二次元形式の情報が示されている。図４に示される例では、自車両の速度が、先行車両よりも遅い、すなわち相対速度が正の場合には、安全車間距離は一定となる。また、自車両の速度が、先行車両よりも高速である、すなわち相対速度が負の場合には、相対速度の絶対値が大きくなるにしたがって、安全車間距離が長くなる。
本実施形態では、相対速度と安全車間距離とを関連付けた情報が、路面状況毎に用意される。具体的には、路面状況が乾燥状態である場合、路面状況が半湿状態、湿潤状態である場合、路面状況が、積雪状態、圧雪状態、凍結状態、シャーベット状態である場合の三種類について、相対速度と安全車間距離とを関連付けた情報が用意される。路面状況が乾燥状態である場合、路面状況が半湿状態、湿潤状態である場合、路面状況が、積雪状態、圧雪状態、凍結状態、シャーベット状態である場合になるにしたがって、安全車間距離が長く設定されている。これは、自動車１にブレーキをかけた場合に、路面状態が悪くなるにしたがって、止まりにくくなるためである。
以下、図４に示される相対速度と安全車間距離とを関連付けた情報が、路面が乾燥状態である場合に対応するものとして、説明を続ける。
【００３９】
図５は、安全車間距離の導出の一例を示す図である。
図５の上段には路面が乾燥状態で、先行車両が時速７０ｋｍ／ｈで、自車両が時速５０ｋｍ／ｈの場合、中段には路面が乾燥状態で、先行車両が時速５０ｋｍ／ｈで、自車両が時速５０ｋｍ／ｈの場合、下段には路面が乾燥状態で、先行車両が時速３０ｋｍ／ｈで、自車両が時速５０ｋｍ／ｈの場合について示される。
上段の場合には、相対速度は、時速２０ｋｍ／ｈである。この場合、安全車間距離導出部５１ａは、図４に示される相対速度と安全車間距離とを関連付けた情報において、自車両速度５０ｋｍ／ｈで、相対速度が時速２０ｋｍ／ｈとなる安全車間距離を求める。
中段の場合には、相対速度は、時速０ｋｍ／ｈである。この場合、安全車間距離導出部５１ａは、図４に示される相対速度と安全車間距離とを関連付けた情報において、自車両速度５０ｋｍ／ｈで、相対速度が時速０ｋｍ／ｈとなる安全車間距離を求める。
下段の場合には、相対速度は、時速−２０ｋｍ／ｈである。この場合、安全車間距離導出部５１ａは、図４に示される相対速度と安全車間距離とを関連付けた情報において、自車両速度５０ｋｍ／ｈで、相対速度が時速−２０ｋｍ／ｈとなる安全車間距離を求める。
自車両の前記速度が、導出した先行車両の速度よりも遅い場合、つまり相対速度が正である場合、前述したように、安全車間距離は、同じ値となるため、上段と、中段とに示されるように、自車両から安全車間距離だけ離れた位置に描画されている。
自車両の速度が、導出した先行車両の速度よりも早い場合、つまり相対速度が負である場合、安全車間距離は相対速度が正の時より長くなるので、上段や中段に比べて自車両から遠い位置に描画されている。以下、自車両と描画位置との間の距離を、描画距離という。
安全車間距離導出部５１ａは、求めた安全車間距離を示す情報と、車間距離を示す情報とを、表示画像取得部５１ｂへ出力する。
【００４０】
表示画像取得部５１ｂは、安全車間距離導出部５１ａが出力した安全車間距離を示す情報と、車間距離を示す情報とを取得し、取得した安全車間距離を示す情報と、車間距離を示す情報とに基づいて、車間距離が安全車間距離よりも長いか否かを判定する。表示画像取得部５１ｂは、車間距離が安全車間距離よりも長いと判定した場合、メモリ５３に記憶されている各種表示画像を描画するための制御情報のうち、安全車間距離であることを表す表示画像を示す情報を取得する。表示画像取得部５１ｂは、取得した安全車間距離であることを表す表示画像を示す情報と、描画距離（ここでは、安全車間距離）を示す情報とを、駆動部５４へ出力する。
【００４１】
表示画像取得部５１ｂは、車間距離が安全車間距離以下であると判定した場合、車間距離が、ランプ消灯距離よりも長いか否かを判定する。ここで、ランプ消灯距離とは、先行車両との衝突が避けられない距離であり、安全のためにランプ（前照灯部１０）を消灯する距離である。ランプ消灯距離は安全車間距離よりも短い距離となる。表示画像取得部５１ｂは、車間距離がランプ消灯距離よりも長いと判定した場合、メモリ５３に記憶されている各種表示画像を描画するための制御情報のうち、運転者に安全車間距離よりも先行車両との距離が短くなったことを知らせる警告表示であることを表す表示画像を示す情報を取得する。表示画像取得部５１ｂは、取得した警告表示であることを表す表示画像を示す情報と、描画距離（ここでは、安全車間距離）を示す情報とを、駆動部５４へ出力する。
【００４２】
表示画像取得部５１ｂは、車間距離がランプ消灯距離以下であると判定した場合、メモリ５３に記憶されている表示画像を示す情報を取得せず、光源２１を消灯させる命令を作成し、作成した光源２１を消灯させる命令を、駆動部５４へ出力する。
駆動部５４は、表示画像取得部５１ｂが出力した安全車間距離であることを表す表示画像を示す情報と描画距離を示す情報、又は消灯させる命令に基づいて光源２１と画像生成部３１と反射装置４４との一部又は全部を駆動する。光源２１と画像生成部３１と反射装置４４との一部又は全部を駆動する処理の詳細については、後述する。
【００４３】
［車両用表示装置の機能構成］
図６は、第１の実施形態に係る車両用表示装置１００の概略図である。
第１の実施形態の車両用表示装置１００は、前述したように、画像を有する光を車両から路面に向けて斜めに照射する路面描画部２０を含む。
車両用表示装置１００は、図６に示すように、自動車１の前方を照射する投影モジュール１１（路面描画部２０）と、制御部１３と、前方車外検出部２１Ｆと、音声認識装置１８とを備えている。制御部１３と、前方車外検出部２１Ｆと、音声認識装置１８とは、前述したので、ここでの説明は省略する。ここでは、投影モジュール１１（路面描画部２０）の詳細について説明する。
【００４４】
図７は、第１の実施形態の投影モジュール１１を示す模式図である。
第１の実施形態の投影モジュール１１は、光源２１と、入射光学系２５と、画像生成部３１と、投影光学系４１と、を備えている。
【００４５】
光源２１は可視光を出射する。光源２１としては、発光ダイオード光源（ＬＥＤ、light emitting diode）又はレーザー光源を採用することができる。
【００４６】
入射光学系２５は、光源２１からの光を集光し、集光した光を画像生成部３１の反射制御面を照射する一又は複数のレンズなどからなる。
【００４７】
画像生成部３１は、光源２１から出射された光を変調して画像を生成するものであり、第１の実施形態では反射型デジタル光偏向装置（ＤＭＤ、Digital Mirror Device）からなる。反射型デジタル光偏向装置からなる画像生成部３１は、傾倒可能な複数のミラー素子を配列して構成された反射制御面を有する。
【００４８】
画像生成部３１の複数のミラー素子は、それぞれ制御部１３からの信号により傾倒角度を反射側又は遮光側に制御される。画像生成部３１は、反射側に傾倒された複数のミラー素子の反射光により、任意形状の反射パターン（画像）３９を生成する。図７に示す例では、車両用表示装置１００は、矢印形状の反射パターン３９を生成する。
なお、車両用表示装置１００には、遮光側に傾倒した各ミラー素子からの光を遮光するための光遮光部材３２が設けられている。
【００４９】
投影光学系４１は、画像生成部３１において生成された反射パターン３９を配光パターン４９として車両前方に照射する。投影光学系４１は、集光光学系４２と、折返しミラー４３と、反射装置４４と、を備えている。
【００５０】
集光光学系４２は、一又は複数のレンズなどからなる。集光光学系４２は、画像生成部３１で生成された反射パターン３９を、折返しミラー４３を介して反射装置４４の反射部４５に照射する。また、集光光学系４２は、画像生成部３１から出射された反射パターン３９を集光して中間像５９を結像する。
折返しミラー４３は、集光光学系４２からの光を反射部４５に向けて反射するミラーである。
反射装置４４は、反射部４５を有する。反射部４５は、折返しミラー４３からの光を反射することによって、集光光学系４２で集光された光を路面５７に向けて反射する。
【００５１】
反射部４５は、拡大投影用の凹面リフレクターである。反射部４５は、反射面４５ａを有する。反射部４５は、反射面４５ａにおいて集光光学系４２で集光された光を反射して路面５７の所定の領域に投影する。反射面４５ａは非球面の自由曲面からなる凹面形状である。
【００５２】
反射面４５ａは、集光光学系４２により形成された中間像５９の後段に配置されている。したがって、光は、反射面４５ａの前段側で結像し、拡散方向に広がりながら凹面形状の反射面４５ａに入射し、反射面４５ａによって反射されることで再び集光される。
なお、本明細書において、「前段」および「後段」とは、光の透過経路に沿った前後関係（すなわち、光路において上流側および下流側）を意味し、車両用表示装置１００内の各部位の配置を意味するものではない。
【００５３】
反射面４５ａの投影方向前方側の領域４５ｂは、車両近傍側の路面５７に向けて光を反射する。また、反射面４５ａの投影方向後方側の領域４５ｃは、車両遠方側の路面５７に向けて光を反射する。反射面４５ａは、投影方向後方側の領域４５ｃから投影方向前方側の領域４５ｂに向かうに従い、投影対象（路面５７の車両近傍から車両遠方）との距離に応じて連続的に曲率を変化させて形成されている。すなわち、反射面４５ａは、投影方向後方側から投影方向前方側に向かうに従い徐々に曲率が大きくなる。これにより、車両遠方に向けて光を反射する投影方向後方側の領域４５ｃに比べて、車両近傍に向けて光を反射する投影方向前方側の領域４５ｂで光を反射し、反射面４５ａにおいて光を反射する領域と路面５７の結像面である路面５７において結像する領域との距離を短くできるため、結像した配光パターン４９のピンボケを抑制できる。
【００５４】
図８は、第１の実施形態に係る車両用表示装置の路面描画の一例を示す図である。
駆動部５４は、表示画像取得部５１ｂが出力した表示画像を示す情報が安全車間距離であることを表す表示画像を示す情報であり、描画距離を示す情報が安全車間距離を示す場合に、以下の処理を行う。
駆動部５４は、光源２１を点灯し、画像生成部３１へ安全車間距離であることを表す表示画像を出力する。駆動部５４は、反射面４５ａの投影方向前方側の領域４５ｂと投影方向後方側の領域４５ｃとのうち、集光光学系４２からの光が自動車１の前方から安全車間距離離れた路面に反射される領域となるように制御する。集光光学系４２からの光が自動車１の前方から安全車間距離離れた路面に反射される領域は、予め調整されている。安全車間距離は、先行車両２との車間距離よりも短い距離である。これにより、集光光学系４２からの光が、その領域で反射されることによって、図８の（ａ）に示されるように、自動車１の前方から安全車間距離離れた路面に、表示画像が描画される。図８の（ａ）に示される例では、安全車間距離であることを表す表示画像が、車両の進行方向に対して、ハッチングされた垂直方向に伸びた太線で表されている。ドライバーは、表示画像が前方車両の後部に照射されないように意識することで安全車間距離を保つことができる。
【００５５】
駆動部５４は、表示画像取得部５１ｂが出力した表示画像を示す情報が警告表示であることを表す表示画像であり、描画距離を示す情報がランプ消灯距離より長い距離であり、且つ、安全車間距離以下の距離を示す場合に、以下の処理を行う。
駆動部５４は、光源２１を点灯し、画像生成部３１へ警告表示であることを表す表示画像を示す情報を出力する。駆動部５４は、反射面４５ａの投影方向前方側の領域４５ｂと投影方向後方側の領域４５ｃとのうち、集光光学系４２からの光が自動車１の前方から安全車間距離離れた路面に反射される領域となるように制御する。集光光学系４２からの光が自動車１の前方から安全車間距離離れた路面に反射される領域は、予め調整されている。これにより、集光光学系４２からの光が、その領域で反射されることによって、図８の（ｂ）に示されるように、自動車１の前方から安全車間距離離れた路面に、表示画像が描画される。図８の（ｂ）に示される例では、警告表示であることを表す表示画像が、車両の進行方向に対して、ハッチングされた垂直方向に伸びた太線で表されている。その結果、警告表示であることを表す表示画像は、その表示画像の中心部分が先行車両の後部ボディーに、その表示画像の両端部分が先行車両の側面側の路面上に表示される場合がある。このように表示されることによって、運転者に安全車間距離以下になったことを認識させて、先行車両との距離を離すように自車両の速度を調整して安全を確保するように努めることを促すことができる。
駆動部５４は、表示画像取得部５１ｂが消灯させる命令を出力した場合に、以下の処理を行う。
駆動部５４は、光源２１を消灯する。具体的には、駆動部５４は、先行車との車間距離と相対速度とから、衝突するまでの時間を導出し、導出した衝突するまでの時間が１秒以下になったタイミングで、光源２１を消灯する。これにより、図８の（ｃ）に示されるように、警告表示であることを表す表示画像は描画されない。
【００５６】
［表示画像の例］
図９は、第１の実施形態に係る車両用表示装置１００が路面に表示する表示画像の一例を示す図である。
図９の（ａ）は、図８の（ａ）と、（ｂ）とに示したように、安全車間距離であることを表す表示画像や、警告表示であることを表す表示画像を、ハッチングで表したものである。この場合、安全車間距離であることを表す表示画像であるか、警告表示であることを表す表示画像であるかは、コントラストを変えることによって表される。また、警告表示である場合には、色を変えたり、点滅させたりしてもよい。
図９の（ｂ）は、安全車間距離であることを表す表示画像や、警告表示であることを表す表示画像を、コントラストの差で表したものである。
図９の（ｃ）は、安全車間距離であることを表す表示画像を、文字などで表したものである。図９の（ｃ）に示される例では、文字列「Ｓａｆｅｔｙ」で、安全車間距離であることを表す表示画像であることが示されている。ここで、文字列「Ｃａｕｔｉｏｎ」で、警告表示であることを表す表示画像であることが示されてもよい。
【００５７】
図９の（ｄ）は、安全車間距離であることを表す表示画像や、警告表示であることを表す表示画像を、図形、記号などで表したものである。図９の（ｄ）に示される例では、図形、記号の一例として、矢印で、安全車間距離であることを表す表示画像であることが示されている。
図９の（ｅ）は、安全車間距離であることを表す表示画像や、警告表示であることを表す表示画像を、車両の進行方向に、移動させることで表したものである。図９の（ｅ）に示される例では、車両の進行方向へ、ハッチングされた太線が移動することによって表される。この場合、安全車間距離であることを表す表示画像であるか、警告表示であることを表す表示画像であるかは、太線のコントラストで表される。
【００５８】
［路面描画処理の手順の一例］
図１０は、第１の実施形態に係る自動車１に備えられた車両用表示装置１００の路面描画処理の手順の一例を示すフローチャートである。
本例では、ある人が運転者として自動車１の運転席に搭乗したことを想定する。
【００５９】
（ステップＳ１）
設定部５２は、音声認識装置１８が出力した操作指令示を取得し、取得した操作指令にしたがって、自車両と先行車両との間の車間距離に応じた表示画像を路面に描画するモード（車間距離表示モード）か、表示画像を路面に描画しないモード（車間距離非表示モード）かを設定する。設定部５２が車間距離非表示モードに設定した場合には、ステップＳ１に戻る。
（ステップＳ２）
設定部５２が車間距離表示モードに設定した場合、安全車間距離導出部５１ａは、車間距離センサ１５が出力する車間距離を示す情報と、車速センサ１６が出力する自動車１の車速を示す情報と、路面状態検出センサ１７が出力する路面状態を示す情報とを取得する。
（ステップＳ３）
安全車間距離導出部５１ａは、ステップＳ２で取得した車間距離を示す情報と、自動車１の車速を示す情報とに基づいて、先行車両と自動車１との相対速度を導出する。安全車間距離導出部５１ａは、導出した相対速度と、路面状態を示す情報とに基づいて、相対速度と安全車間距離とを関連付けた情報から、安全車間距離を導出する。
（ステップＳ４）
表示画像取得部５１ｂは、車間距離が安全車間距離よりも長いか否かを判定する。
【００６０】
（ステップＳ５）
表示画像取得部５１ｂは、車間距離が安全車間距離よりも長いと判定した場合、メモリ５３から、安全車間距離であることを表す表示画像を示す情報を取得し、取得した安全車間距離であることを表す表示画像を示す情報と、描画距離（ここでは、安全車間距離）を示す情報とを、駆動部５４へ出力する。
駆動部５４は、表示画像を示す情報と、描画距離を示す情報とに基づいて、光源２１と画像生成部３１と反射装置４４とを駆動することによって、自動車１の前方から描画距離離れた路面に、安全車間距離であることを表す表示画像を描画する。
（ステップＳ６）
ステップＳ４で、表示画像取得部５１ｂが、車間距離が安全車間距離以下であると判定した場合、車間距離が、ランプ消灯距離よりも長いか否かを判定する。
【００６１】
（ステップＳ７）
表示画像取得部５１ｂは、車間距離が、ランプ消灯距離よりも長いと判定した場合、メモリ５３から、警告表示であることを表す表示画像を示す情報を取得し、取得した警告表示であることを表す表示画像を示す情報と、描画距離（ここでは、安全車間距離）を示す情報とを、駆動部５４へ出力する。
駆動部５４は、描画距離を示す情報と、表示画像を示す情報とに基づいて、光源２１と画像生成部３１と反射装置４４とを駆動することによって、自動車１の前方から安全車間距離離れた路面に、警告表示であることを表す表示画像を描画する。
（ステップＳ８）
ステップＳ６で、表示画像取得部５１ｂが、車間距離がランプ消灯距離以下であると判定した場合、表示画像取得部５１ｂは、光源２１を消灯させる命令を作成し、作成した光源２１を消灯させる命令を、駆動部５４へ出力する。
駆動部５４は、表示画像取得部５１ｂが出力した消灯させる命令に基づいて光源２１を消灯させる。
ステップＳ８の処理が終了した後、ステップＳ１へ移行する。
図１０に示されるフローチャートにおいて、ステップＳ４−Ｓ８の処理は、入れ替えてもよい。具体的には、車間距離と安全車間距離とを比較する前に、車間距離とランプ消灯距離とが比較されてもよい。
【００６２】
前述した第１の実施形態では、左側路面描画部２０Ｌと、右側路面描画部２０Ｒとの両方が、路面に安全車間距離であることを表す表示画像や警告表示であることを表す表示画像を描画する場合について説明したが、この限りでない。例えば、左側路面描画部２０Ｌ又は右側路面描画部２０Ｒが、路面に安全車間距離であることを表す表示画像や警告表示であることを表す表示画像を描画するようにしてもよいし、左側前照灯１４Ｌと、右側前照灯１４Ｒとのいずれか一方又は両方が、路面に安全車間距離であることを表す表示画像や警告表示であることを表す表示画像を描画するようにしてもよい。
前述した第１の実施形態では、音声認識装置１８が音声認識した結果から得られる操作指令に基づいて、路面描画部２０に表示画像を路面に描画することや、表示画像を路面に描画しないことを行わせる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、運転者がある操作を行うことによって、制御部１３が、左側路面描画部２０Ｌや、右側路面描画部２０Ｒに表示画像を路面に描画することや、表示画像を路面に描画しないことを行わせるようにしてもよい。
また、制御部１３が、何らかの条件を満たす場合に、自動的に、左側路面描画部２０Ｌや、右側路面描画部２０Ｒに表示画像を路面に描画することを行わせるようにしてもよい。制御部１３が、何らかの条件を満たさない場合に、自動的に、左側路面描画部２０Ｌや、右側路面描画部２０Ｒに表示画像を路面に描画することを行わせないようにしてもよい。
【００６３】
前述した第１の実施形態では、メモリ５３に記憶されている各種表示画像を描画するための制御情報と、車間距離センサ１５が出力した車間距離を示す情報と、車速センサ１６が出力した自動車１の車速を示す情報と、路面状態検出センサ１７が出力した路面状態を示す情報とに基づいて、情報処理部５１が、路面描画部２０に表示画像を路面に描画させる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、路面状態を示す情報を使用することなく、情報処理部５１が、路面描画部２０に表示画像を路面に描画させる場合に情報処理部５１は、メモリ５３に記憶されている各種表示画像を描画するための制御情報と、車間距離センサ１５が出力した車間距離を示す情報と、車速センサ１６が出力した自動車１の車速を示す情報とに基づいて、情報処理部５１が、路面描画部２０に表示画像を路面に描画させるようにしてもよい。このように構成することによって、情報処理部５１の処理負荷を低減できる。
前述した第１の実施形態では、相対速度と安全車間距離とを関連付けた情報が、路面が乾燥状態である場合に対応するものである場合について説明したが、この例に限られない。例えば、路面状況が半湿状態、湿潤状態である場合、路面状況が、積雪状態、圧雪状態、凍結状態、シャーベット状態である場合にも適用できる。
【００６４】
前述した第１の実施形態では、車間距離がランプ消灯距離以下であると判定した場合に、光源２１を消灯させる命令を作成し、作成した光源２１を消灯させる命令を、駆動部５４へ出力する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、車間距離がランプ消灯距離以下であると判定し、且つ路面描画部２０が、レーザー光源によって構成されている場合に、光源２１を消灯させる命令を作成し、作成した光源２１を消灯させる命令を、駆動部５４へ出力するようにしてもよい。このように構成することによって、車両用表示装置１００の路面描画部２０が衝突して、破壊されたことによって、レーザー光が露出してしまうことを防止できる。また、制御部１３の表示画像取得部５１ｂが、自車両と、先行車両とが衝突するか否かを予測する機能を有し、衝突すると予測した場合に、光源２１を消灯させる命令を作成し、作成した光源２１を消灯させる命令を、駆動部５４へ出力するようにしてもよい。
【００６５】
前述した第１の実施形態では、安全車間距離であることを表す表示画像や、警告表示であることを表す表示画像を、車両の進行方向に対して、垂直方向に伸びた太線の位置で表したものや、コントラストの差や、文字などや、図形、記号などや、車両の進行方向に対して、垂直方向に伸びた太線を移動させることで、文字や、位置、パターンなどを変更することによって表した場合について説明したが、この例に限られない。例えば、色彩などを変更することによって、表すようにしてもよい。
前述した第１の実施形態では、安全車間距離であることを表す表示画像や、警告表示であることを表す表示画像を、晴天、雨天、雪天となるにしたがって、自車両から遠ざけて表示する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、市街地や、山道、砂利道などの道路環境が悪い場合にも、自車両から遠ざけて表示するようにしてもよい。
前述した第１の実施形態において、折返しミラー４３は、省略してもよい。
図１１は、第１の実施形態に採用可能な変形例の投影モジュール１１Ａを示す図である。投影モジュール１１Ａは、上述の第１の実施形態と比較して、折返しミラー４３を備えていない点が異なる。本変形例によれば、部品点数を減少させて安価な車両用表示装置１００を提供できる。
前述した第１の実施形態においては、画像生成部３１が反射型である場合について説明したが、この例に限られない。例えば、画像生成部３１は、透過型であってもよい。
図１２は、第１の実施形態に採用可能な変形例の投影モジュール１１Ｂを示す図である。投影モジュール１１Ｂは、上述の第１の実施形態と比較して、画像生成部３１が、透過型の一例として、液晶ディスプレイによって構成されている点で異なる。
【００６６】
本実施形態に係る車両用表示装置１００によれば、車両用表示装置１００は、自動車１と先行車両２との間の相対速度と、自動車１の速度とによって、安全な車間距離を決定する。車両用表示装置１００は、画像生成部３１で生成された画像を有する光を、その画像を投影する路面の位置に伴って曲率が異なる反射部を備える。車両用表示装置１００は、画像を有する光を、反射部の異なる部分で反射させることによって、画像を投影する路面の位置を変化させる。反射パターン３９を有する光を路面５７に向けて反射する反射部４５が、投影対象（路面の車両近傍から車両遠方）との距離に応じて連続的に曲率を変化させて形成されているため、ピンぼけの生じない高品質の画像を路面５７に鮮明に表示することができる。このため、自動車１と先行車両２との車間距離に応じた画像を路面描画することができ、車両衝突による事故を減らすことができる。自動車１に対する路面上の描画位置は環境により異なるが、路面のどの位置に描画しても照射像がぼけずにピントを合わせることができる。
【００６７】
また、第１の実施形態に係る車両用表示装置１００によれば、集光光学系４２からの光を折返しミラー４３により反射部４５に向けて反射するので、集光光学系４２を反射部４５に対向する向きで配置する必要がない。これにより、集光光学系４２の天地方向の厚みを小さくして前照灯部１０の天地方向の大きさを小さくすることができる。これにより前照灯部１０のハウジングの大きさを小型化し易くできる。
【００６８】
＜構成例＞
一構成例として、光源（本実施例では、光源２１）と、光源から出射された光を、自車両と先行車両との間の車間距離に応じた画像によって変調して、車間距離に応じた画像を生成する画像生成部（本実施例では、画像生成部３１）と、画像生成部で生成された車間距離に応じた画像を有する光を集光する集光光学系（本実施例では、集光光学系４２）と、集光光学系で集光された光を反射して路面に投影する反射部（本実施例では、反射部４５）と、を備え、反射部は、投影方向後方側から投影方向前方側に向かうに従い徐々に曲率が大きくなる反射面を有する、車両用表示部（本実施例では、車両用表示装置１００の制御部１３）である。
【００６９】
一構成例として、自車両（本実施例では、自動車１）と、先行車両（本実施例では、先行車両２）との間の車間距離を導出する車間距離センサ（本実施例では、車間距離センサ１５）と、自車両の速度を導出する車速センサ（本実施例では、車速センサ１６）と、車間距離と、自車両の前記速度とに基づいて、自車両と先行車両との間の安全車間距離を示す情報を取得する制御部（本実施例では、制御部１３）とを備え、画像生成部は、制御部が取得した前記安全車間距離を示す情報に基づいて、安全車間距離を表す画像を生成する。
【００７０】
一構成例として、制御部は、車間距離と、自車両の速度とに基づいて、先行車両に対する自車両の相対速度を導出し、導出した相対速度に応じた画像として、安全車間距離を示す情報を取得する。
一構成例として、制御部は、自車両と、先行車両との間の距離が閾値（本実施例では、ランプ消灯距離）より長い場合、車間距離に応じた画像として、安全車間距離を示す情報を取得する。
一構成例として、自車両が走行する路面状態を検出する路面状態検出センサ（本実施例では、路面状態検出センサ１７）を備え、制御部は、路面状態検出センサが検出した路面状態にさらに基づいて、安全車間距離を示す情報を取得する。
【００７１】
一構成例として、画像生成部による前記車間距離に応じた画像の生成の許可又は禁止を行う設定部（本実施例では、設定部５２）を備え、画像生成部は、設定部が車間距離に応じた画像の生成を許可した場合に、車間距離を表す画像を生成する。
一構成例として、光源がレーザーである場合、制御部は、自車両と、先行車両とが衝突するか否かを予測する機能を有し、衝突すると予測した場合に、前記光源を消灯させる。
【００７２】
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る自動車１ａの概略的な構成は、図１を適用できる。第２の実施形態に係る照明装置が適用された自動車１ａの前側部分は、図２を適用できる。
図１３は、第２の実施形態に係る車両用表示装置１００ａの概略図である。
図１４は、第２の実施形態の投影モジュール１１Ｂを示す模式図である。
第２の実施形態に係る車両用表示装置１００ａは、第１の実施形態に係る車両用表示装置１００において、切替部４６Ａを備え、反射装置４４の代わりに反射装置４４Ａを備え、制御部１３の代わりに制御部１３ａを備え、駆動部５４の代わり駆動部５４ａを備える点で、第１の実施形態に係る車両用表示装置１００とは、異なる。
反射装置４４Ａは、複数（本実施形態では３つ）の反射部４５と、切替部４６Ａと、を有する。
切替部４６Ａは、駆動部５４ａによる制御にしたがって、３つの反射部４５のうち、いずれかの反射部に、集光光学系４２からの照射された光を受光する受光位置に切替える。
【００７３】
図１５は、第２の実施形態の反射装置４４Ａの斜視図である。
反射装置４４Ａは、複数（本実施形態では３つ）の反射部４５と、切替部４６Ａと、を有する。
反射部４５は、集光光学系４２で集光された光を路面５７に向けて反射する。
反射部４５は、拡大投影用の凹面リフレクターである。反射部４５は、反射面４５ａを有する。反射部４５は、反射面４５ａにおいて集光光学系４２で集光された光を反射して路面５７の所定の領域に投影する。反射面４５ａは非球面の自由曲面からなる凹面形状である。
【００７４】
反射面４５ａは、集光光学系４２により形成された中間像５９の後段に配置されている。したがって、光は、反射面４５ａの前段側で結像し、拡散方向に広がりながら凹面形状の反射面４５ａに入射し、反射面４５ａによって反射されることで再び集光される。
【００７５】
反射面４５ａの投影方向前方側の領域４５ｂは、車両近傍側の路面５７に向けて光を反射する。また、反射面４５ａの投影方向後方側の領域４５ｃは、車両遠方側の路面５７に向けて光を反射する。反射面４５ａは、投影方向後方側の領域４５ｃから投影方向前方側の領域４５ｂに向かうに従い、投影対象（路面５７の車両近傍から車両遠方）との距離に応じて連続的に曲率を変化させて形成されている。すなわち、反射面４５ａは、投影方向後方側から投影方向前方側に向かうに従い徐々に曲率が大きくなる。これにより、車両遠方に向けて光を反射する投影方向後方側の領域４５ｃに比べて、車両近傍に向けて光を反射する投影方向前方側の領域４５ｂで光を反射し、反射面４５ａにおいて光を反射する領域と路面５７の結像面である路面５７において結像する領域との距離を短くできるため、結像した配光パターン４９のピンボケを抑制できる。
【００７６】
切替部４６Ａは、軸部４６ａと、軸部４６ａを軸中心に回転駆動する駆動部４６ｂと、を有する。軸部４６ａには、軸部４６ａの軸中心に対して周方向に沿って等間隔に複数の反射部４５が固定されている。切替部４６Ａは、駆動部４６ｂによる軸部４６ａの回転に伴い、複数の反射部４５のうちの一つを集光光学系４２からの照射された光を受光する受光位置に切替えて配置させる。
なお、図１３および図１４において、複数の反射部４５のうち、受光位置に配置された一つの反射部４５のみが図示されている。
【００７７】
図１５に示すように、本実施形態の反射装置４４Ａは、近距離用反射部４５Ｘと、中距離用反射部４５Ｙと、遠距離用反射部４５Ｚとを有している。各反射部４５Ｘ、４５Ｙ、４５Ｚの反射面４５ａは、互いに距離が異なる路面５７上の領域に向けて反射するように設定されている。近距離用反射部４５Ｘと中距離用反射部４５Ｙと遠距離用反射部４５Ｚとの各反射面４５ａは、反射光を照射する距離が近いものほど、平均の曲率が大きい曲面に形成されている。
さらに、近距離用反射部４５Ｘ、中距離用反射部４５Ｙ、遠距離用反射部４５Ｚの順に、反射光を照射する距離が近くなるように設計されている。
制御部１３ａについて説明する。
制御部１３ａの駆動部５４ａは、表示画像取得部５１ｂが出力した表示画像を示す情報が安全車間距離であることを表す表示画像を示す情報であり、描画距離を示す情報が安全車間距離を示す場合に、以下の処理を行う。
【００７８】
駆動部５４ａは、光源２１を点灯し、画像生成部３１へ安全車間距離であることを表す表示画像を出力し、切替部４６Ａへ、近距離用反射部４５Ｘと、中距離用反射部４５Ｙと、遠距離用反射部４５Ｚとのうち、集光光学系４２からの光が自動車１ａの前方から安全車間距離離れた路面に反射される反射部に切り替える制御信号を出力する。集光光学系４２からの光が自動車１ａの前方から安全車間距離離れた路面に反射される反射部は、予め調整されている。安全車間距離は、先行車両２との車間距離よりも短い距離である。これにより、集光光学系４２からの光が、その反射部で反射されることによって、図８の（ａ）に示されるように、自動車１ａの前方から安全車間距離離れた路面に、表示画像が描画される。図８の（ａ）に示される例では、安全車間距離であることを表す表示画像が、車両の進行方向に対して、ハッチングで表されている。ドライバーは、表示画像が前方車両の後部に照射されないように意識することで安全車間距離を保つことができる。
【００７９】
駆動部５４ａは、表示画像取得部５１ｂが出力した表示画像を示す情報が警告表示であることを表す表示画像であり、描画距離を示す情報がランプ消灯距離より長い距離であり、且つ安全車間距離以下の距離を示す場合に、以下の処理を行う。
駆動部５４ａは、光源２１を点灯し、画像生成部３１へ警告表示であることを表す表示画像を示す情報を出力し、切替部４６へ、近距離用反射部４５Ｘと、中距離用反射部４５Ｙと、遠距離用反射部４５Ｚとのうち、集光光学系４２からの光が自動車１ａの前方から安全車間距離離れた路面に反射される反射部に切り替える制御信号を出力する。集光光学系４２からの光が自動車１ａの前方から安全車間距離離れた路面に反射される反射部は、予め調整されている。これにより、集光光学系４２からの光が、その領域で反射されることによって、図８の（ｂ）に示されるように、自動車１ａの前方から安全車間距離離れた路面に、表示画像が描画される。図８の（ｂ）に示される例では、警告表示であることを表す表示画像が、車両の進行方向に対して、ハッチングで表されている。
駆動部５４ａは、表示画像取得部５１ｂが消灯させる命令を出力した場合に、以下の処理を行う。
駆動部５４ａは、光源２１を消灯する。これにより、図８の（ｃ）に示されるように、表示画像が描画されない。
第２の実施形態に係る車両用表示装置１００ａが路面に表示する表示画像の一例は、図９を適応できる。
【００８０】
［路面描画処理の手順の一例］
図１６は、第２の実施形態に係る自動車１ａに備えられた車両用表示装置１００ａの路面描画処理の手順の一例を示すフローチャートである。
本例では、ある人が運転者として自動車１ａの運転席に搭乗したことを想定する。
【００８１】
ステップＳ１１−Ｓ１４は、図１０を参照して説明したステップＳ１−Ｓ４を適用できる。
【００８２】
（ステップＳ１５）
表示画像取得部５１ｂは、車間距離が安全車間距離よりも長いと判定した場合、メモリ５３から、安全車間距離であることを表す表示画像を示す情報を取得し、取得した安全車間距離であることを表す表示画像を示す情報と、描画距離（ここでは、安全車間距離）を示す情報とを、駆動部５４ａへ出力する。
駆動部５４ａは、描画距離を示す情報に基づいて、反射装置４４Ａの３つの反射部４５のうち、いずれかの反射部に、集光光学系４２からの照射された光を受光する受光位置に切替える。
（ステップＳ１６）
駆動部５４ａは、安全車間距離であることを表す表示画像を示す情報に基づいて、光源２１を駆動することによって、自動車１ａの前方から描画距離離れた路面に、安全車間距離であることを表す表示画像を描画する。
（ステップＳ１７）
ステップＳ１４で、表示画像取得部５１ｂが、車間距離が安全車間距離以下であると判定した場合、車間距離が、ランプ消灯距離よりも長いか否かを判定する。
【００８３】
（ステップＳ１８）
表示画像取得部５１ｂは、車間距離が、ランプ消灯距離よりも長いと判定した場合、メモリ５３から、警告表示であることを表す表示画像を示す情報を取得し、取得した警告表示であることを表す表示画像を示す情報と、描画距離（ここでは、安全車間距離）を示す情報とを、駆動部５４ａへ出力する。
駆動部５４ａは、描画距離を示す情報に基づいて、反射装置４４Ａの３つの反射部４５のうち、いずれかの反射部に、集光光学系４２からの照射された光を受光する受光位置に切替える。
（ステップＳ１９）
駆動部５４ａは、表示画像を示す情報に基づいて、光源２１と画像生成部３１を駆動することによって、自動車１ａの前方から安全車間距離離れた路面に、警告表示であることを表す表示画像を描画する。
（ステップＳ２０）
ステップＳ１７で、表示画像取得部５１ｂが、車間距離がランプ消灯距離以下であると判定した場合、表示画像取得部５１ｂは、光源２１を消灯させる命令を作成し、作成した光源２１を消灯させる命令を、駆動部５４ａへ出力する。
駆動部５４ａは、表示画像取得部５１ｂが出力した消灯させる命令に基づいて光源２１を消灯させる。
ステップＳ２０の処理が終了した後、ステップＳ１１へ移行する。
図１６に示されるフローチャートにおいて、ステップＳ１４−Ｓ２０の処理は、入れ替えてもよい。具体的には、車間距離と安全車間距離とを比較する前に、車間距離とランプ消灯距離とが比較されてもよい。
【００８４】
前述した第２の実施形態では、左側路面描画部２０Ｌと、右側路面描画部２０Ｒとの両方が、路面に安全車間距離であることを表す表示画像や警告表示であることを表す表示画像を描画する場合について説明したが、この限りでない。例えば、左側路面描画部２０Ｌ又は右側路面描画部２０Ｒが、路面に安全車間距離であることを表す表示画像や警告表示であることを表す表示画像を描画するようにしてもよいし、左側前照灯１４Ｌと、右側前照灯１４Ｒとのいずれか一方又は両方が、路面に安全車間距離であることを表す表示画像や警告表示であることを表す表示画像を描画するようにしてもよい。
前述した第２の実施形態では、音声認識装置１８が音声認識した結果から得られる操作指令に基づいて、路面描画部２０に表示画像を路面に描画することや、表示画像を路面に描画しないことを行わせる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、運転者がある操作を行うことによって、制御部１３ａが、左側路面描画部２０Ｌや、右側路面描画部２０Ｒに表示画像を路面に描画することや、表示画像を路面に描画しないことを行わせるようにしてもよい。
【００８５】
また、制御部１３ａが、何らかの条件を満たす場合に、自動的に、左側路面描画部２０Ｌや、右側路面描画部２０Ｒに表示画像を路面に描画することを行わせるようにしてもよい。制御部１３ａが、何らかの条件を満たさない場合に、自動的に、左側路面描画部２０Ｌや、右側路面描画部２０Ｒに表示画像を路面に描画することを行わせないようにしてもよい。
前述した第２の実施形態では、メモリ５３に記憶されている各種表示画像を描画するための制御情報と、車間距離センサ１５が出力した車間距離を示す情報と、車速センサ１６が出力した自動車１ａの車速を示す情報と、路面状態検出センサ１７が出力した路面状態を示す情報とに基づいて、情報処理部５１が、路面描画部２０に表示画像を路面に描画させる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、路面状態を示す情報を使用することなく、情報処理部５１が、路面描画部２０に表示画像を路面に描画させる場合に情報処理部５１は、メモリ５３に記憶されている各種表示画像を描画するための制御情報と、車間距離センサ１５が出力した車間距離を示す情報と、車速センサ１６が出力した自動車１ａの車速を示す情報とに基づいて、情報処理部５１が、路面描画部２０に表示画像を路面に描画させるようにしてもよい。このように構成することによって、情報処理部５１の処理負荷を低減できる。
【００８６】
前述した第２の実施形態では、相対速度と安全車間距離とを関連付けた情報が、路面が乾燥状態である場合に対応するものである場合について説明したが、この例に限られない。例えば、路面状況が半湿状態、湿潤状態である場合、路面状況が、積雪状態、圧雪状態、凍結状態、シャーベット状態である場合にも適用できる。
前述した第２の実施形態では、車間距離がランプ消灯距離以下であると判定した場合に、光源２１を消灯させる命令を作成し、作成した光源２１を消灯させる命令を、駆動部５４ａへ出力する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、車間距離がランプ消灯距離以下であると判定し、且つ路面描画部２０が、レーザー光源によって構成されている場合に、光源２１を消灯させる命令を作成し、作成した光源２１を消灯させる命令を、駆動部５４ａへ出力するようにしてもよい。このように構成することによって、車両用表示装置１００ａの路面描画部２０が衝突して、破壊されたことによって、レーザー光が露出してしまうことを防止できる。また、制御部１３ａの表示画像取得部５１ｂが、自車両と、先行車両とが衝突するか否かを予測する機能を有し、衝突すると予測した場合に、光源２１を消灯させる命令を作成し、作成した光源２１を消灯させる命令を、駆動部５４ａへ出力するようにしてもよい。
【００８７】
前述した第２の実施形態では、反射装置４４Ａが、複数（本実施形態では、３つ）の反射部４５を備える場合について説明したが、この例に限られない。例えば、反射装置４４Ａが、２つの反射部４５を備えるようにしてもよいし、４つ以上の反射部４５を備えるようにしてもよい。
【００８８】
前述した第２の実施形態では、安全車間距離であることを表す表示画像や、警告表示であることを表す表示画像を、車両の進行方向に対して、垂直方向に伸びた太線の位置で表したものや、コントラストの差や、文字などや、図形、記号などや、車両の進行方向に対して、垂直方向に伸びた太線を移動させることで、文字や、位置、パターンなどを変更することによって表した場合について説明したが、この例に限られない。例えば、色彩などを変更することによって、表すようにしてもよい。
前述した第２の実施形態において、折返しミラー４３は、省略してもよい。
図１７は、第２の実施形態に採用可能な変形例の投影モジュール１１Ｃを示す図である。投影モジュール１１Ｃは、上述の第２の実施形態と比較して、折返しミラー４３を備えていない点が異なる。本変形例によれば、部品点数を減少させて安価な車両用表示装置１００ａを提供できる。
前述した第２の実施形態においては、画像生成部３１が反射型である場合について説明したが、この例に限られない。例えば、画像生成部３１は、透過型であってもよい。
図１８は、第２の実施形態に採用可能な変形例の投影モジュール１１Ｄを示す図である。投影モジュール１１Ｄは、上述の第２の実施形態と比較して、画像生成部３１が、透過型の一例として、液晶ディスプレイによって構成されている点で異なる。
【００８９】
本実施形態に係る車両用表示装置１００ａによれば、車両用表示装置１００ａは、自動車１ａと先行車両２との間の相対速度と、自動車１ａの速度とによって、安全な車間距離を決定する。車両用表示装置１００ａは、画像生成部３１で生成された画像を有する光を、その画像を投影する路面の位置に伴って曲率が異なる反射部を備える。車両用表示装置１００ａは、画像を有する光を、反射部の異なる部分で反射させることによって、画像を投影する路面の位置を変化させる。反射パターン３９を有する光を路面５７に向けて反射する反射部４５が、投影対象（路面の車両近傍から車両遠方）との距離に応じて、連続的に曲率を変化させて形成されているため、ピンぼけの生じない高品質の画像を路面５７に鮮明に表示することができる。このため、自動車１ａと先行車両２との車間距離に応じた画像を路面描画することができるため、車両衝突による事故を減らすことができる。自動車１ａに対する路面上の描画位置は環境により異なるが、路面のどの位置に描画しても照射像がぼけずにピントを合わせることができる。
【００９０】
また、第２の実施形態に係る車両用表示装置１００ａによれば、互いに距離が異なる領域に向けて反射する複数の反射部４５を、切替部４６Ａにより切替えて受光位置に配置できる。用途に応じて反射部４５を切替えることで、各用途に適した位置に画像を鮮明に表示することができる。
【００９１】
また、第２の実施形態に係る車両用表示装置１００ａによれば、集光光学系４２からの光を折返しミラー４３により反射部４５に向けて反射するので、集光光学系４２を反射部４５に対向する向きで配置する必要がない。これにより、集光光学系４２の天地方向の厚みを小さくして前照灯部１０の天地方向の大きさを小さくすることができる。これにより前照灯部１０のハウジングの大きさを小型化し易くできる。
【００９２】
＜構成例＞
一構成例として、光源（本実施例では、光源２１）と、光源から出射された光を、自車両と先行車両との間の車間距離に応じた画像によって変調して、車間距離に応じた画像を生成する画像生成部（本実施例では、画像生成部３１）と、画像生成部で生成された車間距離に応じた画像を有する光を集光する集光光学系（本実施例では、集光光学系４２）と、集光光学系で集光された光を反射して路面に投影する反射部（本実施例では、反射部４５）と、を備え、反射部は、投影方向後方側から投影方向前方側に向かうに従い徐々に曲率が大きくなる反射面を有する、車両用表示部（本実施例では、車両用表示装置１００ａの制御部１３ａ）である。
【００９３】
一構成例として、自車両（本実施例では、自動車１ａ）と、先行車両（本実施例では、先行車両２）との間の車間距離を導出する車間距離センサ（本実施例では、車間距離センサ１５）と、自車両の速度を導出する車速センサ（本実施例では、車速センサ１６）と、車間距離と、自車両の前記速度とに基づいて、自車両と先行車両との間の安全車間距離を示す情報を取得する制御部（本実施例では、制御部１３ａ）とを備え、画像生成部は、制御部が取得した前記安全車間距離を示す情報に基づいて、安全車間距離を表す画像を生成する。
【００９４】
一構成例として、制御部は、車間距離と、自車両の速度とに基づいて、先行車両に対する自車両の相対速度を導出し、導出した相対速度に応じた画像として、安全車間距離を示す情報を取得する。
一構成例として、制御部は、自車両と、先行車両との間の距離（本実施例では、ランプ消灯距離）が閾値より長い場合、車間距離に応じた画像として、安全車間距離を示す情報を取得する。
一構成例として、自車両が走行する路面状態を検出する路面状態検出センサ（本実施例では、路面状態検出センサ１７）を備え、制御部は、路面状態検出センサが検出した路面状態にさらに基づいて、安全車間距離を示す情報を取得する。
【００９５】
一構成例として、互いに距離が異なる路面上の領域に向けて反射する複数の反射部（本実施例では、反射部４５）と、複数の反射部のうちの一つを集光光学系から照射された光の受光位置に切替えて配置する切替部（本実施例では、切替部４６）とを備え、制御部は、複数の反射部のうち、集光光学系から照射された光の受光位置に切替えて配置する反射部を選択する。
一構成例として、画像生成部による前記車間距離に応じた画像の生成の許可又は禁止を行う設定部（本実施例では、設定部５２）を備え、画像生成部は、設定部が車間距離に応じた画像の生成を許可した場合に、車間距離を表す画像を生成する。
一構成例として、光源がレーザーである場合、制御部は、自車両と、先行車両とが衝突するか否かを予測する機能を有し、衝突すると予測した場合に、前記光源を消灯させる。
【００９６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００９７】
１、１ａ…自動車、３Ｌ…左側サイドミラー、３Ｒ…右側サイドミラー、４Ｌ…左側尾灯部、４Ｒ…右側尾灯部、１０…前照灯部、１０Ｌ…左側前照灯部、１０Ｒ…右側前照灯部、１３、１３ａ…制御部、１４Ｌ…左側前照灯、１４Ｒ…右側前照灯、１５…車間距離センサ、１６…車速センサ、１７…路面状態検出センサ、１８…音声認識装置、２０Ｌ…左側路面描画部、２０Ｒ…右側路面描画部、２１Ｆ…前方車外検出部、２１…光源、３１…画像生成部、３２…光遮光部材、３３…配光制御部、３９…反射パターン（画像）、４０…変更部、４２…集光光学系、４３…折返しミラー、４４、４４Ａ…反射装置、４５、４５Ｘ、４５Ｙ、４５Ｚ…反射部、４５ａ…反射面、４６Ａ…切替部、５０ａ…フード、５０ｂ…バンパカバー、５１…情報処理部、５１ａ…安全車間距離導出部、５１ｂ…表示画像取得部、５１ｃ…発光量制御部、５２…設定部、５３…メモリ、５４、５４ａ…駆動部、１００、１００ａ…車両用表示装置
【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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【図１０】
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【図１１】
2019119344.tif 000013
【図１２】
2019119344.tif 000014
【図１３】
2019119344.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2019119344.tif 000017
【図１６】
2019119344.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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