(57)【要約】  運転中に光変調部や画像情報入力部に異常が発生した場合でも、運転者が運転支援機能を享受することのできる投写型表示装置及び運転支援方法を提供する。ＨＵＤのシステム制御部（４７）は、光変調素子（４４）及び駆動部（４５）の異常を検知すると、光源ユニット（４０）を停止させ、更に、投写用画像情報生成部（５２）により生成された画像情報が運転者に対し前方視界に関して注意喚起する画像情報を含む場合に、この画像情報に基づく警告画像を、メータークラスタの液晶表示装置（６１）に表示させる。
2016143412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報を生成する画像情報生成部と、  光源ユニットから出射される光を前記画像情報に応じて空間変調する光変調部と、  前記光変調部に前記画像情報を入力する画像情報入力部と、  前記光変調部により空間変調された光を乗り物のウィンドシールドに設けられる投写面に投写する投写部と、  前記光変調部と前記画像情報入力部の少なくとも一方の異常を検知する異常検知部と、  前記異常検知部により、前記光変調部と前記画像情報入力部の少なくとも一方の異常が検知された場合に、前記光変調部と前記光源ユニットの少なくとも一方を停止させ、更に、前記画像情報生成部により生成された画像情報が前記乗り物の運転者に対し前記乗り物の進行方向における視界に関して注意喚起する画像情報を含む場合に、運転者に前記視界に関して注意喚起するための出力を行う制御部と、を備える投写型表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の投写型表示装置であって、  前記制御部は、前記乗り物に搭載される表示装置に前記注意喚起する画像情報に応じた画像を表示させる投写型表示装置。
【請求項３】
請求項２記載の投写型表示装置であって、  前記制御部は、前記表示装置において、前記注意喚起する画像情報に応じた光の前記投写面における投写位置と対応する位置に、前記注意喚起する画像情報に応じた画像を表示させる投写型表示装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の投写型表示装置であって、  前記制御部は、前記注意喚起する画像情報に応じた画像として、注意喚起を行うアイコンと、注意喚起を行うメッセージとを前記表示装置に表示させる投写型表示装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項記載の投写型表示装置であって、  前記表示装置は、前記注意喚起する画像情報に応じた画像以外の画像を更に表示し、  前記制御部は、前記表示装置に表示される前記注意喚起する画像情報に応じた画像以外の画像の一部を前記注意喚起する画像情報に応じた画像に置き換える投写型表示装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項記載の投写型表示装置であって、  前記表示装置は、前記画像情報生成部、前記光変調部、前記画像情報入力部、前記投写部、前記異常検知部、及び前記制御部を有する投写型表示装置である投写型表示装置。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれか１項記載の投写型表示装置であって、  前記制御部は、前記異常検知部によって検知された異常を通知するための画像を更に前記表示装置に表示させる投写型表示装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項記載の投写型表示装置であって、  前記制御部は、運転者に前記視界に関して注意喚起するための音声出力を行う投写型表示装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項記載の投写型表示装置であって、  前記乗り物は自動車である投写型表示装置。
【請求項１０】
乗り物に搭載される投写型表示装置を用いた運転支援方法であって、  前記投写型表示装置は、画像情報を生成する画像情報生成部と、光源ユニットから出射される光を前記画像情報に応じて空間変調する光変調部と、前記光変調部に前記画像情報を入力する画像情報入力部と、前記光変調部により空間変調された光を前記乗り物のウィンドシールドに設けられる投写面に投写する投写部と、を含み、  前記光変調部と前記画像情報入力部の少なくとも一方の異常を検知する異常検知ステップと、  前記異常検知ステップにより、前記光変調部と前記画像情報入力部の少なくとも一方の異常が検知された場合に、前記光変調部と前記光源ユニットの少なくとも一方を停止させ、更に、前記画像情報生成部により生成された画像情報が前記乗り物の運転者に対し前記乗り物の進行方向における視界に関して注意喚起する画像情報を含む場合に、運転者に前記視界に関して注意喚起するための出力を行う制御ステップと、を備える運転支援方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の運転支援方法であって、  前記制御ステップでは、前記乗り物に搭載される表示装置に前記注意喚起する画像情報に応じた画像を表示させる運転支援方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の運転支援方法であって、  前記制御ステップでは、前記表示装置において、前記注意喚起する画像情報に応じた光の前記投写面における投写位置と対応する位置に、前記注意喚起する画像情報に応じた画像を表示させる運転支援方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２記載の運転支援方法であって、  前記制御ステップでは、前記注意喚起する画像情報に応じた画像として、注意喚起を行うアイコンと、注意喚起を行うメッセージとを前記表示装置に表示させる運転支援方法。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか１項記載の運転支援方法であって、  前記表示装置は、前記注意喚起する画像情報に応じた画像以外の画像を更に表示し、  前記制御ステップでは、前記表示装置に表示される前記注意喚起する画像情報に応じた画像以外の画像の一部を前記注意喚起する画像情報に応じた画像に置き換える運転支援方法。
【請求項１５】
請求項１１〜１４のいずれか１項記載の運転支援方法であって、  前記表示装置は、前記画像情報生成部、前記光変調部、前記画像情報入力部、及び前記投写部を有する投写型表示装置である運転支援方法。
【請求項１６】
請求項１１〜１５のいずれか１項記載の運転支援方法であって、  前記制御ステップでは、前記異常検知ステップによって検知された異常を通知するための画像を更に前記表示装置に表示させる運転支援方法。
【請求項１７】
請求項１０〜１６のいずれか１項記載の運転支援方法であって、  前記制御ステップでは、運転者に前記視界に関して注意喚起するための音声出力を行う運転支援方法。
【請求項１８】
請求項１０〜１７のいずれか１項記載の運転支援方法であって、  前記乗り物は自動車である運転支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、投写型表示装置及び投写型表示装置を用いた運転支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  自動車、電車、重機、飛行機、及び船舶等の人が運転する乗り物のウィンドシールドや、ウィンドシールドの手前付近に配置されるコンバイナをスクリーンとして用い、これに投写光を投写して画像を表示させる乗り物用のＨＵＤ（Ｈｅａｄ−Ｕｐ  Ｄｉｓｐｌａｙ）装置が知られている（特許文献１〜６参照）。【０００３】  このＨＵＤによれば、利用者は、ＨＵＤから投写された投写光によってウィンドシールド等に表示される画像を、そのウィンドシールド側の前方風景に重畳させて視認することができる。【０００４】  特許文献１には、コンバイナに挟み込みや機械的な干渉等の異常が発生した場合に、この異常を検知して乗員に報知するＨＵＤが記載されている。【０００５】  特許文献２には、運転者が運転中にカーナビゲーションやオーディオ装置等の電子機器を指で操作した時に、この指の動きをセンサで検出し、それまでＨＵＤに表示していた情報をインストルメントパネル内のメータ表示部に表示することよって、運転者による電子機器の誤操作を防止する技術が記載されている。【０００６】  特許文献３には、同一の警告画像を重ねて表示させる二つの投写部を備え、一方の投写部に故障があった場合に、もう一方の正常に動作する投写部で表示を補うようにしたＨＵＤが記載されている。【０００７】  特許文献４には、表示素子の画素を駆動させる信号に異常が検出された場合に、表示素子の光源を消灯させることによって、運転者に誤った表示像を視認させないようにしたＨＵＤが記載されている。【０００８】  特許文献５には、自己診断機能を持つＨＵＤと、このＨＵＤとは別の液晶表示部とを備え、ＨＵＤが使用不能になった時にその旨を液晶表示部に表示する車両用表示装置が記載されている。【０００９】  特許文献６には、ＨＵＤを含む複数の情報表示手段を備え、情報の種類や重要度等に応じて最適な情報表示手段に情報を表示する車両用表示システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１４−２３４０８８号公報
【特許文献２】特開２０１４−１４４６９３号公報
【特許文献３】特開２０１３−１３７３５５号公報
【特許文献４】特開２０１０−０６４６３３号公報
【特許文献５】特開２００５−３４３３４３号公報
【特許文献６】特開２００５−２９７８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  一般に、ＨＵＤは、光源ユニットと、光源ユニットから出射された光を画像情報に応じて空間変調する光変調部と、光変調部に画像情報を送る画像情報入力部と、光変調部により空間変調された光をコンバイナに投写する投写部と、を含む。【００１２】  また、自動車に代表される車両用ＨＵＤは、車両の走行速度や、目的地へのナビゲーションを行うためのガイド情報を表示するだけでなく、歩行者、電柱、街路樹、事故車両等の障害物または危険物の存在を検知し、運転者に注意を喚起する運転支援機能を付加することも考えられている。【００１３】  このようなＨＵＤにおいて、装置内の光変調部や画像情報入力部に異常が発生すると、コンバイナに誤った画像が表示されたり、場合によっては、コンバイナに過剰な光が投写されて前方の視野が妨げられたりする可能性がある。【００１４】  そこで、このような異常が発生した場合には、例えば、ＨＵＤの電源をオフにすることによって、コンバイナに表示され得る誤った画像を非表示にしたり、コンバイナに投写され得る過剰な光を消して前方の視野を回復したりする必要がある。【００１５】  ところが、運転支援機能を備えたＨＵＤの場合、光変調部や画像情報入力部の異常に起因してコンバイナに異常な画像光が投写されると、これによって前方の視野が妨げられる。運転者は、コンバイナに異常な画像光が投写されてからこの画像光が消えて前方の視野が回復するまでの間は、障害物または危険物の存在を認識することができなくなる。【００１６】  また、コンバイナに投写された異常な画像光が消えて前方の視野が回復した後も、ＨＵＤの電源がオフになっていると、コンバイナには画像が表示されないので、運転者は、ＨＵＤの運転支援機能を享受することができず、障害物または危険物の存在を目視で視認しなければならない。【００１７】  特許文献１及び特許文献５には、ＨＵＤに異常が発生したことを運転者に報知する技術が開示されている。しかし、この技術では、異常が発生したことを運転者が認識できるだけであり、ＨＵＤの運転支援機能を享受することはできない。【００１８】  特許文献４には、ＨＵＤに異常が発生した時に光源をオフにすることで誤表示を防ぐ技術が開示されている。しかし、この技術では、異常が発生してから光源がオフになるまでの僅かな間は、前方の視野が妨げられる可能性がある。そして、前方の視野が回復した後も、コンバイナには画像が表示されないので、運転者は、ＨＵＤの運転支援機能を享受することができない。【００１９】  特許文献２及び特許文献６には、ＨＵＤのコンバイナに表示させる画像を別の画像表示装置にも表示できるようにする技術が開示されている。しかし、特許文献２及び特許文献６では、ＨＵＤが故障したときの動作については考慮されていない。【００２０】  特許文献３に記載のＨＵＤは、２つのＨＵＤのうちの一方が故障したときに、もう一方のＨＵＤによって表示を維持するものである。しかし、このＨＵＤが画像表示する領域は、ウィンドシールドを想定しているか不明であり、上述した課題の認識はない。また、ＨＵＤが表示する警告画像は、前照灯の点灯を示す画像、油圧警告を示す画像、及びブレーキ警告を示す画像であり、いずれも、車両���のものの異常を警告するための画像である。したがって、ＨＵＤの運転支援機能を享受することができなくなるといった課題は生じない。【００２１】  ここでは自動車等の車両用のＨＵＤについての課題として述べたが、この課題は、自動車、電車、重機、飛行機、及び船舶等を含む人が運転する乗り物全般に発生しうるものである。【００２２】  本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、乗り物の運転中に光変調部と画像情報入力部の少なくとも一方に異常が発生した場合でも、運転者が運転支援機能を享受することのできる投写型表示装置及び運転支援方法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】
【００２３】  本発明の投写型表示装置は、画像情報を生成する画像情報生成部と、光源ユニットから出射される光を上記画像情報に応じて空間変調する光変調部と、上記光変調部に上記画像情報を入力する画像情報入力部と、上記光変調部により空間変調された光を乗り物のウィンドシールドに設けられる投写面に投写する投写部と、上記光変調部と上記画像情報入力部の少なくとも一方の異常を検知する異常検知部と、上記異常検知部により、上記光変調部と上記画像情報入力部の少なくとも一方の異常が検知された場合に、上記光変調部と上記光源ユニットの少なくとも一方を停止させ、更に、上記画像情報生成部により生成された画像情報が上記乗り物の運転者に対し上記乗り物の進行方向における視界に関して注意喚起する画像情報を含む場合に、運転者に上記視界に関して注意喚起するための出力を行う制御部と、を備えるものである。【００２４】  本発明の運転支援方法は、乗り物に搭載される投写型表示装置を用いた運転支援方法であって、上記投写型表示装置は、画像情報を生成する画像情報生成部と、光源ユニットから出射される光を上記画像情報に応じて空間変調する光変調部と、上記光変調部に上記画像情報を入力する画像情報入力部と、上記光変調部により空間変調された光を上記乗り物のウィンドシールドに設けられる投写面に投写する投写部と、を含み、上記光変調部と上記画像情報入力部の少なくとも一方の異常を検知する異常検知ステップと、上記異常検知ステップにより、上記光変調部と上記画像情報入力部の少なくとも一方の異常が検知された場合に、上記光変調部と上記光源ユニットの少なくとも一方を停止させ、更に、上記画像情報生成部により生成された画像情報が上記乗り物の運転者に対し上記乗り物の進行方向における視界に関して注意喚起する画像情報を含む場合に、運転者に上記視界に関して注意喚起するための出力を行う制御ステップと、を備えるものである。
【発明の効果】
【００２５】  本発明によれば、乗り物の運転中に光変調部と画像情報入力部の少なくとも一方に異常が発生した場合でも、運転者が運転支援機能を享受することのできる投写型表示装置及び運転支援方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の投写型表示装置の一実施形態であるＨＵＤの概略構成を示す図である。
【図２】図１に示すＨＵＤの詳細な構成例を示す模式図である。
【図３】図２に示す光源部４のシステム制御部４７の機能ブロックを示す図である。
【図４】図１に示すＨＵＤの動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ６において液晶表示装置６１に表示される画像の一例を示す図である。
【図６】図４のステップＳ６において液晶表示装置６１に表示される画像の一例を示す図である。
【図７】図４のステップＳ６において液晶表示装置６１に表示される画像の一例を示す図である。
【図８】本発明の投写型表示装置の一実施形態であるＨＵＤの他の構成例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】  以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２８】  図１は、本発明の投写型表示装置の一実施形態であるＨＵＤの概略構成を示す図である。このＨＵＤは、自動車に搭載されて用いられるものであるが、自動車以外に、電車や重機や船舶等の乗り物に搭載することもできる。
【００２９】  図１に示すＨＵＤは、自動車のウィンドシールド１の内面又は外面に貼り付けられたコンバイナ２と、ダッシュボード３に内蔵された光源部４と、同じくダッシュボード３に内蔵された拡散板５、反射ミラー６、及び拡大鏡７と、ウィンドシールド１上方のバックミラー８の裏側に取り付けられた撮像部９と、を備えている。
【００３０】  拡散板５は、光源部４から出射された光を拡散させて面光源化する。反射ミラー６は、拡散板５によって面光源化された光を拡大鏡７側に反射させる。拡大鏡７は、この反射光を拡大してコンバイナ２に投写する。
【００３１】  コンバイナ２は、拡大鏡７から投写された光が投写される投写面を構成する。自動車の運転者は、コンバイナ２に投写され、ここで反射された画像光を見ることで、運転に関する絵や文字等の情報を視認することができる。また、コンバイナ２は、ウィンドシールド１の外部（外界）からの光を透過する機能を持つ。このため、運転者は、拡大鏡７から投写された光に基づく画像と外界の景色とが重畳した像を視認することができる。
【００３２】  バックミラー８に取り付けられた撮像部９は、ウィンドシールド１の前方（自動車の進行方向）の景色を撮像するものであり、有線又は無線で光源部４と接続されている。撮像部９で得られた自動車の進行方向の景色の撮像画像情報は、有線又は無線で光源部４に転送される。
【００３３】  撮像部９は、ＨＵＤ専用のものであってもよいし、例えば衝突防止システム等の別の目的で自動車に搭載されている撮像部であってもよい。また、撮像部９は、バックミラー８以外の場所、例えばダッシュボード３や自動車のヘッドライト近傍等に取り付けてあってもよい。
【００３４】  撮像部９による撮像範囲は、運転者からコンバイナ２を通して見える外界像を全て含むように設定されており、撮像部９によって撮像して得られる撮像画像情報には、上記外界像に対応する部分が含まれることになる。つまり、この撮像画像情報の少なくとも一部は、コンバイナ２が設けられる範囲に対応している。
【００３５】  運転席正面のダッシュボード３（運転ハンドルの前方部分）のメータークラスタ領域には、ＨＵＤとは異なる表示装置である液晶表示装置６１が設けられている。この液晶表示装置６１は、ＨＵＤと有線又は無線で接続されており、一般的なメータークラスタパネルに配置されるスピードメータ、タコメータ、燃料計、水温計等の各種計器類の画像が表示されるだけでなく、ＨＵＤのコンバイナ２に投写される画像に応じた画像が表示される。液晶表示装置６１は、液晶表示素子を用いたものに限らず、有機電界発光素子による表示素子を用いたものであってもよい。
【００３６】  図２は、図１に示すＨＵＤの詳細な構成例を示す模式図である。
【００３７】  ＨＵＤの光源部４は、光源ユニット４０と、光変調素子４４と、光変調素子４４を駆動する駆動部４５と、ＨＵＤの全体を統括制御するシステム制御部４７と、を備えている。
【００３８】  光源ユニット４０は、光源制御部４０Ａと、赤色光を出射する赤色光源であるＲ光源４１ｒと、緑色光を出射する緑色光源であるＧ光源４１ｇと、青色光を出射する青色光源であるＢ光源４１ｂと、ダイクロイックプリズム４３と、Ｒ光源４１ｒとダイクロイックプリズム４３の間に設けられたコリメータレンズ４２ｒと、Ｇ光源４１ｇとダイクロイックプリズム４３の間に設けられたコリメータレンズ４２ｇと、Ｂ光源４１ｂとダイクロイックプリズム４３の間に設けられたコリメータレンズ４２ｂと、を備えている。
【００３９】  ダイクロイックプリズム４３は、Ｒ光源４１ｒ、Ｇ光源４１ｇ、及びＢ光源４１ｂの各々から出射される光を同一光路に導くための光学部材である。すなわち、ダイクロイックプリズム４３は、コリメータレンズ４２ｒによって平行光化された赤色光を透過させて光変調素子４４に出射する。また、ダイクロイックプリズム４３は、コリメータレンズ４２ｇによって平行光化された緑色光を反射させて光変調素子４４に出射する。さらに、ダイクロイックプリズム４３は、コリメータレンズ４２ｂによって平行光化された青色光を反射させて光変調素子に出射する。このような機能を持つ光学部材としては、ダイクロイックプリズムに限らない。例えば、クロスダイクロイックミラーを用いてもよい。
【００４０】  光源ユニット４０のＲ光源４１ｒ、Ｇ光源４１ｇ、及びＢ光源４１ｂには、レーザ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子が用いられる。本実施形態では、光源ユニット４０の光源として、Ｒ光源４１ｒとＧ光源４１ｇとＢ光源４１ｂの３つの光源を含むＨＵＤを例にするが、光源の数は２つまたは４つ以上であってもよい。
【００４１】  光源制御部４０Ａは、Ｒ光源４１ｒ、Ｇ光源４１ｇ、及びＢ光源４１ｂの各々の発光量を予め決められた発光量パターンに設定し、この発光量パターンに従ってＲ光源４１ｒ、Ｇ光源４１ｇ、及びＢ光源４１ｂから光を順次出射させる制御を行う。
【００４２】  光変調素子４４は、ダイクロイックプリズム４３から出射された光を空間変調し、画像情報である投写用画像情報に応じた光（赤色画像光、青色画像光、及び緑色画像光）を投写光学系４６に出射する。
【００４３】  光変調素子４４としては、例えば、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ）、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）素子、及び液晶表示素子等を用いることができる。
【００４４】  駆動部４５は、システム制御部４７から入力される投写用画像情報にしたがって光変調素子４４を駆動し、投写用画像情報に応じた光（赤色画像光、青色画像光、及び緑色画像光）を投写光学系４６に出射させる。光変調素子４４と駆動部４５により、光源ユニット４０から出射される光を投写用画像情報に応じて空間変調する光変調部が構成される。
【００４５】  投写光学系４６は、光変調素子４４から出射された光を拡散板５に投写するための光学系である。投写光学系４６、拡散板５、反射ミラー６、及び拡大鏡７により、光変調部により空間変調された光を自動車のウィンドシールド１に設けられる投写面に投写する投写部が構成される。
【００４６】  システム制御部４７は、光源ユニット４０の光源制御部４０Ａと、駆動部４５と、図１に示すダッシュボード３のメータークラスタに内蔵されている液晶表示装置６１とを制御する。
【００４７】  図３は、図２に示す光源部４のシステム制御部４７の機能ブロックを示す図である。
【００４８】  光源部４のシステム制御部４７は、撮像画像情報取得部５１と、投写用画像情報生成部５２と、異常検知部５３と、制御部５４と、を備えている。システム制御部４７は、プロセッサを主体とするコンピュータであり、これらの各部は、このコンピュータがプログラムを実行することで発現する機能ブロックである。
【００４９】  撮像画像情報取得部５１は、撮像部９で撮像して得られた撮像画像情報を撮像部９から取得し、投写用画像情報生成部５２に出力する。
【００５０】  投写用画像情報生成部５２は、撮像画像情報取得部５１から取得した撮像画像情報を公知の画像解析処理により解析し、投写用画像情報を生成する。
【００５１】  具体的には、投写用画像情報生成部５２は、撮像画像情報取得部５１から取得した撮像画像情報の中から、歩行者、電柱、街路樹、事故車両等の障害物または危険物を検知し、障害物または危険物を検知した場合には、検知した障害物または危険物の有無やその位置を運転者に報知するための第一の投写用画像情報を生成する。投写用画像情報生成部５２は、この第一の投写用画像情報を駆動部４５に入力する。
【００５２】  この第一の投写用画像情報は、自動車の運転者に対し自動車の進行方向（ウィンドシールド１の前方）における視界に関して注意喚起を行うための画像情報である。
【００５３】  撮像部９で撮像して得られた撮像画像情報は、ウィンドシールド１の前方の景色に相当する。そして、光変調素子４４のどの画素を有効（光を反射又は透過させて投写光学系４６に出射させる状態）にすれば、コンバイナ２のどの領域に画像が投写されるかの関係は、予め決められている。このため、撮像画像情報から検出された障害物または危険物の領域が分かれば、駆動部４５にどのような第一の投写用画像情報を出力すべきかを決めることができる。
【００５４】  また、投写用画像情報生成部５２は、自動車の走行速度及び目的地へのナビゲーションを行うためのガイド情報を示す第二の投写用画像情報を生成し、第二の投写用画像情報を駆動部４５に入力する。投写用画像情報生成部５２は、画像情報生成部と画像情報入力部として機能する。
【００５５】  異常検知部５３は、光変調素子４４及び駆動部４５で構成される光変調部と投写用画像情報生成部５２の各々が正常に動作しているか否かを常時監視し、異常があった場合にこれを検知する。
【００５６】  光変調部の異常とは、光変調素子４４が駆動部４５から指示された通りに空間変調を行わなくなった状態を言う。
【００５７】  例えば、異常検知部５３は、光変調素子４４の各画素の状態を示す信号を光変調素子４４から取得し、投写用画像情報生成部５２で生成されて駆動部４５に入力された投写用画像情報を取得する。そして、異常検知部５３は、光変調素子４４から取得した各画素の状態を示す信号から投写用画像情報を逆算し、逆算した投写用画像情報と、投写用画像情報生成部５２から取得した投写用画像情報との一致度が閾値を超える場合に光変調部の異常なしと判断し、この一致度が閾値以下の場合に光変調部の異常ありと判定する。
【００５８】  投写用画像情報生成部５２の異常とは、投写用画像情報生成部５２から駆動部４５に入力された投写用画像情報が、通常の運転状態では有りえない内容になっている状態をいう。
【００５９】  例えば、異常検知部５３は、投写用画像情報生成部５２から駆動部４５に入力された投写用画像情報を取得し、取得した投写用画像情報を構成する各画素の値が全て閾値以上になっている場合は、投写用画像情報生成部５２の異常ありと判定する。投写用画像情報を構成する各画素の値が全て閾値以上になっている場合、この投写用画像情報にしたがって空間変調した光に基づく画像は、コンバイナ２の全面に単色画像が表示されたものになる。どのような障害物であっても、このような状態はありえないため、この状態にあることを検知することで、投写用画像情報生成部５２の異常を検知することができる。
【００６０】  なお、自動車内（例えば運転席の上方）に、コンバイナ２全体を撮像する撮像部を設けておく。そして、異常検知部５３は、この撮像部でコンバイナ２を撮像して得られる撮像画像情報と、光変調素子４４の各画素の状態を示す信号から逆算した投写用画像情報、又は、駆動部４５に入力された投写用画像情報とを比較し、両者の一致度が閾値を超える場合には、光変調部と投写用画像情報生成部５２の少なくとも一方に異常がないことを検知し、両者の一致度が閾値以下の場合には、光変調部と投写用画像情報生成部５２の少なくとも一方に異常があることを検知してもよい。
【００６１】  制御部５４は、異常検知部５３により、光変調部と投写用画像情報生成部５２の少なくとも一方の異常が検知された場合に、光変調部と光源ユニット４０の少なくとも一方を停止させる。更に、制御部５４は、投写用画像情報生成部５２により生成された投写用画像情報が自動車の運転者に対し自動車の進行方向における視界に関して注意喚起する画像情報である第一の投写用画像情報を含む場合に、運転者に前方の視界に関して注意喚起するための出力を行う。
【００６２】  次に、以上のように構成されたＨＵＤの動作について説明する。
【００６３】  図４は、図１に示すＨＵＤの動作を説明するためのフローチャートである。
【００６４】  ＨＵＤの電源が投入されると、投写用画像情報生成部５２によって投写用画像情報の生成が行われ（ステップＳ１）、この投写用画像情報に応じて空間変調された光がコンバイナ２に投写される（ステップＳ２）。
【００６５】  自動車の運転中に、光変調部と投写用画像情報生成部５２の少なくとも一方に異常が発生すると、異常検知部５３がその異常を検知する（ステップＳ３：ＹＥＳ）。
【００６６】  システム制御部４７は、異常検知部５３によって異常が検知されると、光変調素子４４及び駆動部４５と光源ユニット４０の少なくとも一方の動作を停止させる制御を行う（ステップＳ４）。
【００６７】  例えば、制御部５４は、光源ユニット４０からの光がコンバイナ２に到達しないように、駆動部４５に対し、光変調素子の全画素を例えば非透過状態とさせる指示を行う。または、制御部５４は、光源ユニット４０の光源制御部４０Ａに対し、Ｒ光源４１ｒ、Ｇ光源４１ｇ、及びＢ光源４１ｂを停止させる指示を行って、光源ユニット４０から光変調素子４４に光を入射させない状態とする。これにより、コンバイナ２には光が投写されなくなる。
【００６８】  次に、制御部５４は、投写用画像情報生成部５２が生成した投写用画像情報を取得し、取得した投写用画像情報が第一の投写用画像情報を含むか否かを判定する（ステップＳ５）。
【００６９】  ステップＳ５の判定がＹＥＳのとき、制御部５４は、第一の投写用画像情報に応じた画像情報を液晶表示装置６１に出力する。第一の投写画像情報に応じた画像情報が液晶表示装置６１に入力されると、液晶表示装置６１は、この画像情報に基づく警告画像を表示する（ステップＳ６）。
【００７０】  図５は、図４のステップＳ６において液晶表示装置６１に表示される画像の一例を示している。液晶表示装置６１には、速度メータ６１ｂと、タコメータ６１ａとを含む警告画像以外の画像が常時表示される。
【００７１】  この液晶表示装置６１に表示される第一の投写用画像情報に応じた警告画像は、運転者に注意を喚起するアイコンやメッセージである。例えば、第一の投写用画像情報が、歩行者の存在を報知するための情報である場合には、歩行者を示すアイコンと、歩行者に注意するよう促すメッセージとを含む警告画像６１ｃが液晶表示装置６１に表示される。
【００７２】  以上のように、図１のＨＵＤは、光変調部と投写用画像情報生成部５２の少なくとも一方の異常に起因してコンバイナ２に画像が表示されなくなっても、液晶表示装置６１を通じて運転者に対し、前方視界に関して注意喚起する警告画像を表示することができる。このため、光変調部と光源ユニット４０の少なくとも一方が停止してから、実際にコンバイナ２に表示される画像が消えるまでの間における前方視界の状況を運転者が知ることができ、ＨＵＤの運転支援機能を享受することが可能となる。
【００７３】  第一の投写用画像情報に応じた警告画像の液晶表示装置６１における表示位置は、第一の投写用画像情報に応じた光のコンバイナ２における投写位置と対応させるのが好ましい。
【００７４】  例えば、ウィンドシールド１前方の左側に歩行者が存在しており、この歩行者の存在を報知するための情報が第一の投写用画像情報として生成された場合は、この第一の投写用画像情報に応じた光が投写される位置はコンバイナ２の中央よりも左側となる。したがって、図６に示すように、液晶表示装置６１の中央よりも左側の任意の位置に警告画像６１ｃを表示する。第一の投写用画像情報に応じた光が投写される位置がコンバイナ２の中央よりも右側であれば、液晶表示装置６１の中央よりも右側の任意の位置に警告画像６１ｃを表示する。これにより、運転者は、実際の歩行者の位置を速やかに把握することができるので、この歩行者を回避する運転操作を迅速に行うことができる。
【００７５】  図５及び図６に示す表示例では、警告画像６１ｃを、計器類の他の画像と重ならない位置に表示させるものとした。この変形例として、図７に示すように、液晶表示装置６１に表示される画像の一部（スピードメータ、タコメータ、燃料計、水温計等の計器類のうち、一時的に非表示になっても運転に支障をきたさない計器類（例えば、燃料計、タコメーター等）の画像）を警告画像６１ｃに置き換えて表示してもよい。
【００７６】  また、各種計器類の情報を表示するための液晶表示装置６１に、第一の投写用画像情報に応じた警告画像を表示させるものとしたが、これに限らない。
【００７７】  例えば、図８に示すように、ダッシュボード３やセンターコンソール等にカーナビゲーション装置用の表示装置７０が取り付けられている場合は、表示装置７０に第一の投写用画像情報に応じた警告画像を表示させてもよい。
【００７８】  また、図１に示したＨＵＤを自動車に２つ設け、一方のＨＵＤの光変調部と投写用画像情報生成部５２の少なくとも一方に異常が発生した場合には、この一方のＨＵＤのコンバイナ２における画像表示を非表示にして前方の視界を確保すると共に、第一の投写用画像情報に応じた警告画像を他方のＨＵＤのコンバイナ２に表示させてもよい。この場合は、メータークラスタの液晶表示装置６１や表示装置７０に画像情報を表示させる場合に比べて視線の移動が少なくなるので、障害物または危険物を回避する運転操作をより一層迅速に行うことができる。
【００７９】  また、第一の投写用画像情報に応じた警告画像を表示するための専用の表示装置を自動車内に設けておき、制御部５４がこの表示装置に警告画像を表示させてもよい。運転ハンドル前方にある液晶表示装置６１に警告画像を表示させる構成によれば、運転者の視線をずらすことなく、運転者に対して注意喚起を行うことができる。
【００８０】  ここまでは、警告画像の表示によって運転者に注意喚起を行うものとしたが、注意喚起は音声出力によって行ってもよい。例えば、制御部５４は、第一の投写用画像情報にしたがって、運転者に注意喚起する音声情報をカーラジオやカーステレオのスピーカを通じて出力する。液晶表示装置６１への警告画像６１ｃの表示と、音声情報の出力とを併せて行うのも効果的である。
【００８１】  制御部５４は、異常検知部５３によって検知された異常を通知するための画像（例えば、光変調素子４４が故障したことを示すアイコン）を液晶表示装置６１に表示させてもよい。このようにすることで、運転者は、ＨＵＤが故障したことをすぐに知ることができ、修理対応などを迅速に行うことができる。また、運転者は、ＨＵＤによるコンバイナ２への画像表示が行われなくなった理由を知ることができ、運転に集中することができる。
【００８２】  以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。
【００８３】  開示された投写型表示装置は、画像情報を生成する画像情報生成部と、光源ユニットから出射される光を上記画像情報に応じて空間変調する光変調部と、上記光変調部に上記画像情報を入力する画像情報入力部と、上記光変調部により空間変調された光を乗り物のウィンドシールドに設けられる投写面に投写する投写部と、上記光変調部と上記画像情報入力部の少なくとも一方の異常を検知する異常検知部と、上記異常検知部により、上記光変調部と上記画像情報入力部の少なくとも一方の異常が検知された場合に、上記光変調部と上記光源ユニットの少なくとも一方を停止させ、更に、上記画像情報生成部により生成された画像情報が上記乗り物の運転者に対し上記乗り物の進行方向における視界に関して注意喚起する画像情報を含む場合に、運転者に上記視界に関して注意喚起するための出力を行う制御部と、を備えるものである。
【００８４】  開示された投写型表示装置は、上記制御部は、上記乗り物に搭載される表示装置に上記注意喚起する画像情報に応じた画像を表示させるものである。
【００８５】  開示された投写型表示装置は、上記制御部は、上記表示装置において、上記注意喚起する画像情報に応じた光の上記投写面における投写位置と対応する位置に、上記注意喚起する画像情報に応じた画像を表示させるものである。
【００８６】  開示された投写型表示装置は、上記制御部は、上記注意喚起する画像情報に応じた画像として、注意喚起を行うアイコンと、注意喚起を行うメッセージとを上記表示装置に表示させるものである。
【００８７】  開示された投写型表示装置は、上記表示装置は、上記注意喚起する画像情報に応じた画像以外の画像を更に表示し、上記制御部は、上記表示装置に表示される上記注意喚起する画像情報に応じた画像以外の画像の一部を上記注意喚起する画像情報に応じた画像に置き換えるものである。
【００８８】  開示された投写型表示装置は、上記表示装置は、上記画像情報生成部、上記光変調部、上記画像情報入力部、上記投写部、上記異常検知部、及び上記制御部を有する投写型表示装置であるものである。
【００８９】  開示された投写型表示装置は、上記制御部は、上記異常検知部によって検知された異常を通知するための画像を更に上記表示装置に表示させるものである。
【００９０】  開示された投写型表示装置は、上記制御部は、運転者に上記視界に関して注意喚起するための音声出力を行うものである。
【００９１】  開示された投写型表示装置は、上記乗り物が自動車であるものを含む。
【００９２】  開示された運転支援方法は、乗り物に搭載される投写型表示装置を用いた運転支援方法であって、上記投写型表示装置は、画像情報を生成する画像情報生成部と、光源ユニットから出射される光を上記画像情報に応じて空間変調する光変調部と、上記光変調部に上記画像情報を入力する画像情報入力部と、上記光変調部により空間変調された光を上記乗り物のウィンドシールドに設けられる投写面に投写する投写部と、を含み、上記光変調部と上記画像情報入力部の少なくとも一方の異常を検知する異常検知ステップと、上記異常検知ステップにより、上記光変調部と上記画像情報入力部の少なくとも一方の異常が検知された場合に、上記光変調部と上記光源ユニットの少なくとも一方を停止させ、更に、上記画像情報生成部により生成された画像情報が上記乗り物の運転者に対し上記乗り物の進行方向における視界に関して注意喚起する画像情報を含む場合に、運転者に上記視界に関して注意喚起するための出力を行う制御ステップと、を備えるものである。
【００９３】  開示された運転支援方法は、上記制御ステップでは、上記乗り物に搭載される表示装置に上記注意喚起する画像情報に応じた画像を表示させるものである。
【００９４】  開示された運転支援方法は、上記制御ステップでは、上記表示装置において、上記注意喚起する画像情報に応じた光の上記投写面における投写位置と対応する位置に、上記注意喚起する画像情報に応じた画像を表示させるものである。
【００９５】  開示された運転支援方法は、上記制御ステップでは、上記注意喚起する画像情報に応じた画像として、注意喚起を行うアイコンと、注意喚起を行うメッセージとを上記表示装置に表示させるものである。
【００９６】  開示された運転支援方法は、上記表示装置は、上記注意喚起する画像情報に応じた画像以外の画像を更に表示し、上記制御ステップでは、上記表示装置に表示される上記注意喚起する画像情報に応じた画像以外の画像の一部を上記注意喚起する画像情報に応じた画像に置き換えるものである。
【００９７】  開示された運転支援方法は、上記表示装置は、上記画像情報生成部、上記光変調部、上記画像情報入力部、及び上記投写部を有する投写型表示装置であるものである。
【００９８】  開示された運転支援方法は、上記制御ステップでは、上記異常検知ステップによって検知された異常を通知するための画像を更に上記表示装置に表示させるものである。
【００９９】  開示された運転支援方法は、上記制御ステップでは、運転者に上記視界に関して注意喚起するための音声出力を行うものである。
【０１００】  開示された運転支援方法は、上記乗り物が自動車であるものを含む。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】  本発明は、特に運転支援機能を備えた自動車用のＨＵＤに適用して利便性が高く、有効である。
【符号の説明】
【０１０２】１  ウィンドシールド２  コンバイナ３  ダッシュボード４  光源部９  撮像部４０  光源ユニット４４  光変調素子４５  駆動部４６  投写光学系４７  システム制御部５２  投写用画像情報生成部５３  異常検知部５４  制御部６１  液晶表示装置７０  表示装置
【図１】
2016143412.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年9月14日(2016.9.14)
【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】
画像情報を生成する画像情報生成部と、
光源ユニットから出射される光を前記画像情報に応じて空間変調する光変調部と、
前記光変調部に前記画像情報を入力する画像情報入力部と、
前記光変調部により空間変調された光を乗り物のウィンドシールドに設けられる投写面に投写する投写部と、
前記光変調部と前記画像情報入力部の少なくとも一方の異常を検知する異常検知部と、
前記異常検知部により、前記光変調部と前記画像情報入力部の少なくとも一方の異常が検知された場合に、前記光変調部と前記光源ユニットの少なくとも一方を停止させ、更に、前記画像情報生成部により生成された画像情報が前記乗り物の運転者に対し前記乗り物の進行方向における視界に関して注意喚起する画像情報を含むか否かを判定し、前記画像情報を含む場合に、運転者に前記視界に関して注意喚起するための出力を行う制御部と、を備える投写型表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の投写型表示装置であって、
前記制御部は、前記乗り物に搭載される表示装置に前記注意喚起する画像情報に応じた画像を表示させる投写型表示装置。
【請求項３】
請求項２記載の投写型表示装置であって、
前記制御部は、前記表示装置において、前記注意喚起する画像情報に応じた光の前記投写面における投写位置と対応する位置に、前記注意喚起する画像情報に応じた画像を表示させる投写型表示装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の投写型表示装置であって、
前記制御部は、前記注意喚起する画像情報に応じた画像として、注意喚起を行うアイコンと、注意喚起を行うメッセージとを前記表示装置に表示させる投写型表示装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項記載の投写型表示装置であって、
前記表示装置は、前記注意喚起する画像情報に応じた画像以外の画像を更に表示し、
前記制御部は、前記表示装置に表示される前記注意喚起する画像情報に応じた画像以外の画像の一部を前記注意喚起する画像情報に応じた画像に置き換える投写型表示装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項記載の投写型表示装置であって、
前記表示装置は、前記画像情報生成部、前記光変調部、前記画像情報入力部、前記投写部、前記異常検知部、及び前記制御部を有する投写型表示装置である投写型表示装置。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれか１項記載の投写型表示装置であって、
前記制御部は、前記異常検知部によって検知された異常を通知するための画像を更に前記表示装置に表示させる投写型表示装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項記載の投写型表示装置であって、
前記制御部は、運転者に前記視界に関して注意喚起するための音声出力を行う投写型表示装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項記載の投写型表示装置であって、
前記乗り物は自動車である投写型表示装置。
【請求項１０】
乗り物に搭載される投写型表示装置を用いた運転支援方法であって、
前記投写型表示装置は、画像情報を生成する画像情報生成部と、光源ユニットから出射される光を前記画像情報に応じて空間変調する光変調部と、前記光変調部に前記画像情報を入力する画像情報入力部と、前記光変調部により空間変調された光を前記乗り物のウィンドシールドに設けられる投写面に投写する投写部と、を含み、
前記光変調部と前記画像情報入力部の少なくとも一方の異常を検知する異常検知ステップと、
前記異常検知ステップにより、前記光変調部と前記画像情報入力部の少なくとも一方の異常が検知された場合に、前記光変調部と前記光源ユニットの少なくとも一方を停止させ、更に、前記画像情報生成部により生成された画像情報が前記乗り物の運転者に対し前記乗り物の進行方向における視界に関して注意喚起する画像情報を含むか否かを判定し、前記画像情報を含む場合に、運転者に前記視界に関して注意喚起するための出力を行う制御ステップと、を備える運転支援方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の運転支援方法であって、
前記制御ステップでは、前記乗り物に搭載される表示装置に前記注意喚起する画像情報に応じた画像を表示させる運転支援方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の運転支援方法であって、
前記制御ステップでは、前記表示装置において、前記注意喚起する画像情報に応じた光の前記投写面における投写位置と対応する位置に、前記注意喚起する画像情報に応じた画像を表示させる運転支援方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２記載の運転支援方法であって、
前記制御ステップでは、前記注意喚起する画像情報に応じた画像として、注意喚起を行うアイコンと、注意喚起を行うメッセージとを前記表示装置に表示させる運転支援方法。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか１項記載の運転支援方法であって、
前記表示装置は、前記注意喚起する画像情報に応じた画像以外の画像を更に表示し、
前記制御ステップでは、前記表示装置に表示される前記注意喚起する画像情報に応じた画像以外の画像の一部を前記注意喚起する画像情報に応じた画像に置き換える運転支援方法。
【請求項１５】
請求項１１〜１４のいずれか１項記載の運転支援方法であって、
前記表示装置は、前記画像情報生成部、前記光変調部、前記画像情報入力部、及び前記投写部を有する投写型表示装置である運転支援方法。
【請求項１６】
請求項１１〜１５のいずれか１項記載の運転支援方法であって、
前記制御ステップでは、前記異常検知ステップによって検知された異常を通知するための画像を更に前記表示装置に表示させる運転支援方法。
【請求項１７】
請求項１０〜１６のいずれか１項記載の運転支援方法であって、
前記制御ステップでは、運転者に前記視界に関して注意喚起するための音声出力を行う運転支援方法。
【請求項１８】
請求項１０〜１７のいずれか１項記載の運転支援方法であって、
前記乗り物は自動車である運転支援方法。
【国際調査報告】
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2016143412.tif 000012
2016143412.tif 000013
2016143412.tif 000014