JP2018184114A - Head-up display device and display method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置と表示方法に関する。 The present invention relates to a head-up display device and a display method.
ヘッドアップディスプレイ装置は、表示ユニットから発せられる表示光を凹面鏡で拡大し、拡大した表示光をフロントガラスに照射する。視認者(ドライバ)は、フロントガラスに反射した表示光を受けることで、フロントガラスを通じて見える背景に、その表示光による虚像を重ねて視認する。 The head-up display device expands display light emitted from the display unit with a concave mirror, and irradiates the front display with the expanded display light. The viewer (driver) receives the display light reflected on the windshield, and visually recognizes the virtual image by the display light on the background that can be seen through the windshield.
特許文献1は、潜在危険情報をヘッドアップディスプレイ装置によって表示する技術を開示する。しかし、表示された情報は、認識後はドライバにとって不要な場合が多く、ドライバが外界を見ながら運転する際に、快適な運転の妨げになるおそれがある。 Patent Document 1 discloses a technique for displaying latent danger information with a head-up display device. However, the displayed information is often unnecessary for the driver after recognition, and there is a possibility that comfortable driving may be hindered when the driver drives while looking at the outside world.
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、快適な運転の妨げにならないように画像情報を表示するヘッドアップディスプレイ装置と表示方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a head-up display device and a display method for displaying image information so as not to disturb comfortable driving.
上記目的を達成するため、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、
表示光を照射する表示ユニットと、
前記表示ユニットからの前記表示光を表示部へ導くことで視認者に虚像を視認させる光学系と、
前記表示ユニットと前記光学系との少なくとも一方を制御することにより、前記虚像の表示位置を調整する虚像位置調整部と、
前記視認者の視線が注がれる視点位置を検出する視点位置検出部と、
前記視点位置検出部が検出した視点位置に基づいて、前記虚像の表示位置を変えるように前記虚像位置調整部を制御する制御部と、
を備える。
In order to achieve the above object, a head-up display device according to the present invention includes:
A display unit that emits display light;
An optical system that allows a viewer to visually recognize a virtual image by guiding the display light from the display unit to a display unit;
A virtual image position adjusting unit that adjusts a display position of the virtual image by controlling at least one of the display unit and the optical system;
A viewpoint position detection unit that detects a viewpoint position at which the line of sight of the viewer is poured;
A control unit that controls the virtual image position adjustment unit to change the display position of the virtual image based on the viewpoint position detected by the viewpoint position detection unit;
Is provided.
上記目的を達成するため、本発明に係る表示方法は、
視認者の視線が注がれている視点位置を検出し、
検出した視点位置に基づいて結像位置を調整して、表示対象画像の虚像を投影する。
In order to achieve the above object, a display method according to the present invention includes:
Detecting the viewpoint position where the viewer's gaze is poured,
The imaging position is adjusted based on the detected viewpoint position, and a virtual image of the display target image is projected.
本発明によれば、虚像の表示位置を視認者の視線位置に基づいて調整できるので、快適な運転の妨げにならないように情報を表示できる。 According to the present invention, since the display position of the virtual image can be adjusted based on the visual line position of the viewer, information can be displayed so as not to disturb comfortable driving.
本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置と表示方法の実施形態について図を参照して説明する。 Embodiments of a head-up display device and a display method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置100は、車両のダッシュボード内に設置され、図1に示すように、ウインドシールド200(表示部)に向けて表示対象の画像(表示対象画像)を表す表示光を照射する。表示光はウインドシールド200で視認者に向けて反射される。視認者(ドライバ)は、ウインドシールド200で反射された表示光を受けて、ウインドシールド200を通して見える背景に重畳した虚像Vを視認可能となる。
The head-up
虚像Vは、図2に例示するように、例えば、ウインドシールド200の一箇所、図2では右下の画像表示領域220にまとめて見えるように形成される。ヘッドアップディスプレイ装置100は、例えば、ワーニング情報、目的地方向等の地図情報、速度情報等の車両情報、温度などの環境情報、その他の情報を含むインフォメーション情報を表す画像(コンテンツ)を虚像Vとして表示する。
As illustrated in FIG. 2, for example, the virtual image V is formed so as to be seen together in one place of the
(ヘッドアップディスプレイ装置100の構成)
ヘッドアップディスプレイ装置100の構成を図3を参照して説明する。
図示するように、ヘッドアップディスプレイ装置100は、表示ユニット110、光学系120、虚像位置調整部130、視点位置検出部140、制御部150を備える。
(Configuration of Head-Up Display Device 100)
The configuration of the head-up
As illustrated, the head-up
表示ユニット110は、制御部150を介して照射する画像情報を受け取り、所定の画像を表す表示光を照射する。表示ユニット110は、光を放射するバックライト、バックライトからの光に基づき所定の画像を表す表示光を生成するDMD(Digital Micro mirror Device)素子、DMD素子により生成された表示光を拡大する照射レンズ、照射レンズからの表示光を照射するスクリーンを備える。なお、DMD素子、スクリーン等に代えて透過型の液晶表示素子でもよい。
The
光学系120は、表示ユニット110が照射した表示光を拡大投影する。具体的には、ウインドシールド200に表示光を導く。光学系120は、図1に示すように、折り返しミラー121と凹面鏡122とを備える。折り返しミラー121は、平面反射鏡から構成される。折り返しミラー121は、表示ユニット110から受けた表示光を凹面鏡122に向けて反射する。凹面鏡122は、表示光を拡大させつつ、表示部として機能するウインドシールド200に向けて反射する。
The
虚像位置調整部130は、制御部150の指示に基づいて、表示ユニット110と光学系120との少なくとも一方を制御する虚像Vの表示位置を調整する。本実施形態では、表示ユニット110と光学系120との距離を変化させることにより、虚像Vの結像位置までの距離を調整する。詳しくは、虚像位置調整部130は、図示しないパルスモータ、ギア等で構成され、表示ユニット110から照射される表示光に沿う方向に表示ユニット110を移動させる。
The virtual image
虚像位置調整部130により表示ユニット110(正確にはそのスクリーン)が光学系120(正確には折り返しミラー121)に接近するにつれて虚像の表示位置は視認者に近づく。つまり、虚像Vは、視認者の近くに結像される。この場合、視認者は、自身の視線が注がれる視点位置(視認者の視線の焦点を結ぶ位置)を近くすることにより虚像Vの表示位置と視点位置とを合わせることができる。虚像Vが視認者の近くで結像されており、視認者の視点位置が遠距離にある場合、視認者の視点位置は虚像Vの表示位置(結像位置)に合わない。したがって、視認者は、虚像Vをぼんやりと認識するだけであるので、快適な運転の妨げにならない。
As the display unit 110 (exactly the screen) approaches the optical system 120 (exactly the folding mirror 121) by the virtual image
一方、虚像位置調整部130により表示ユニット110(正確にはそのスクリーン)が光学系120から離れるにつれて虚像の表示位置は視認者に近づく。つまり、虚像Vは、視認者から遠くに結像される。この場合、視認者は、自身の視線が注がれる視点位置(焦点位置)を遠くすることにより虚像Vの表示位置と視点位置とを合わせることができる。虚像Vが視認者の遠くで結像されており、視認者の視点位置が近距離にある場合、視認者の虚像Vの表示位置に合わない。したがって、視認者は、虚像Vをぼんやりと認識するだけであるので、快適な運転の妨げにならない。
On the other hand, the display position of the virtual image approaches the viewer as the display unit 110 (exactly its screen) moves away from the
視点位置検出部140は、視認者の視線が注がれる視点(注視点)の位置を検出する。視点位置検出部140は、ステレオカメラ(図示しない)を備える。ステレオカメラは、視認者の顔画像を撮影する。そして、視点位置検出部140は、周知の画像解析技術により、視認者の顔の向き、各目の中の瞳の位置等を求め、3次元空間における視点位置を取得する。つまり、視点位置検出部140は、視認者の位置を基準として、視点までの距離L1と視点(視線)の向きを求める。
The viewpoint
制御部150は、物理的には、CPU(Central Processing Unit)、CPUの作業領域となるRAM(Random Access Memory)、プログラムや各種パラメータを記憶するROM(Read Only Memory)等を備える。
The
制御部150は、視点位置検出部140が検出した視認者の視点位置に基づいて、表示するコンテンツに応じて虚像Vの表示位置(本実施形態では、奥行き)を変えるように虚像位置調整部130を制御する。
Based on the viewer's viewpoint position detected by the viewpoint
制御部150は、図4に示すように、機能として、取得部151、表示位置決定部152、駆動部153、判断部154を備える。
As illustrated in FIG. 4, the
取得部151は、図示しない車両内装置から照射するコンテンツの画像情報を取得する。車両内装置とは、車両に搭載されているECU(Electronic Control Unit)、ナビゲーションシステム、映像装置等である。ヘッドアップディスプレイ装置100は、これらの車両内装置と車内LAN(Local Area Network)で接続され、虚像として表示するコンテンツの画像情報(ワーニング情報、車速情報、ナビ情報、温度情報等)を取得する。取得部151は、取得した画像情報を表示ユニット110と表示位置決定部152に供給する。
The
コンテンツは、図5に示すように優先順位毎に予め分類されている。コンテンツの分類は、ワーニング情報、インフォメーション情報及びナビ情報により構成されている。ワーニング情報は優先度が最も高い優先順位1位の高優先度コンテンツに設定され、インフォメーション情報は優先度が最も低い優先順位3位の低優先度コンテンツに設定され、ナビ情報は優先順位2位の中優先度コンテンツに設定されている。ワーニング情報は、ABS(Antilock Brake System)警告、シートベルト未着用警告、残燃料警告(Low Fuel Warning)などの搭乗者に対する警告を示す情報である。ナビ情報は、地図、目的地の方向表示など、運転者に運転の案内する情報である。インフォメーション情報は、速度表示、残燃料表示、温度表示などである。コンテンツの分類ごとにウインドシールド200から虚像Vの結像位置までの距離L1(以下、表示距離L1)が規定されている。なお、通常の車両では、ウインドシールド200の位置と運転者の目eの位置とは、ほぼ一致すると見なしてかまわない。図5に示すようなコンテンツを分類するための情報は予め制御部150のROMに記憶されている。
As shown in FIG. 5, the contents are classified in advance for each priority. The content classification includes warning information, information information, and navigation information. The warning information is set to the high priority content with the highest priority and the first priority, the information information is set to the low priority content with the lowest priority and the third priority, and the navigation information is set to the second priority. Set to medium priority content. The warning information is information indicating warnings to the passengers such as an ABS (Antilock Brake System) warning, a seat belt non-wearing warning, and a remaining fuel warning (Low Fuel Warning). The navigation information is information that guides driving to the driver, such as a map and a direction display of the destination. Information information includes speed display, remaining fuel display, temperature display, and the like. A distance L1 (hereinafter, a display distance L1) from the
制御部150は、図5に示すコンテンツの分類ごとに、視点位置検出部140により検出される視点位置に対する虚像の表示位置を変えるように虚像位置調整部130を制御する。
The
表示位置決定部152は、コンテンツ(画像)を虚像Vの表示位置を決定する。表示位置には、ウインドシールド200から虚像Vの表示位置までの表示距離L1とウインドシールド200上の位置との2つのパラメータがあるが、ここでは、表示距離L1を決定する場合について説明する。
The display
具体的には、表示位置決定部152は、取得部151を介して取得した画像情報が図5に示すコンテンツの分類の何れに属するかを、メタデータ等から判別し、属する分類に応じた表示距離L1を求め、この表示距離L1に基づき虚像の表示位置を決定する。
Specifically, the display
例えば、表示位置決定部152は、画像情報がワーニング情報の分類に属する場合、虚像の表示位置を視点位置検出部140により検出された視認者の視点位置までの距離に一致させる。また、表示位置決定部152は、画像情報がナビ情報の分類に属する場合、虚像の表示位置を予め設定されている距離だけ離れた所定位置に設定する。また、表示位置決定部152は、画像情報がインフォメーション情報の分類に属する場合、虚像Vの表示位置を視認者の視点位置と異なる位置に設定する。例えば、時速100km/hで走行時に、約100m先に視認者の視点位置があると仮定する。この場合、表示位置決定部152は、視認者の快適な運転の妨げにならないように、インフォメーション情報を表す虚像Vの表示位置を近距離(例えば、20m程度)に設定する。時速20km/hで走行時に、約20m先に視認者の視点位置があると仮定する。この場合、表示位置決定部152は、視認者の快適な運転の妨げにならないように、インフォメーション情報を表す虚像Vの表示位置を遠距離(例えば、100m程度)に設定する。
For example, when the image information belongs to the warning information classification, the display
駆動部153は、例えばモータ駆動回路であって、表示位置決定部152が決定した表示距離L1の位置に虚像Vが表示されるように虚像位置調整部130を駆動する。
The
判断部154は、視認者の視点位置(より正確には、視点位置までの距離)と虚像Vの表示位置(より正確には、虚像Vの結像位置までの距離)とが一致しているか否かを判断する。具体的には、判断部154は、表示位置決定部152から取得した虚像Vの表示位置と、視点位置検出部140から取得した視認者の視点位置とを比較し、これらの位置が一致するか否かを判断する。なお、一致は完全な一致を意味せず、例えば、許容差±1m程度を考慮した上での一致である。そして、判断部154は、判断結果を表示位置決定部152に通知する。距離が大きくなるに従って、許容差を大きく設定してもよい。
Whether the viewer's viewpoint position (more precisely, the distance to the viewpoint position) and the display position of the virtual image V (more precisely, the distance to the imaging position of the virtual image V) match each other. Judge whether or not. Specifically, the
(作用)
次に、上記の構成を備えるヘッドアップディスプレイ装置100の動作について、図6に示すフローチャートを参照しながら説明する。ヘッドアップディスプレイ装置100は、自動車の電源が投入されるのに連動して電源が入力される。ヘッドアップディスプレイ装置100に電源が投入されると、ヘッドアップディスプレイ装置100は、記憶部に記憶されているソフトウエアに基づいて動作し、ウインドシールド200にコンテンツを照射する図6に示す画像投影処理を開始する。
(Function)
Next, the operation of the head-up
自動車に搭載されている車両内装置及びヘッドアップディスプレイ装置100に電源が投入されると、取得部151は、車両内装置から虚像Vとして表示するコンテンツの画像情報を取得する(ステップS10)。取得部151は、表示位置決定部152に画像情報を供給する。表示位置決定部152は、図5に示す優先順位に基づいて、虚像の表示位置を決定する(ステップS11)。具体的には、表示位置決定部152は、画像情報に含まれているメタ情報などのコンテンツを分類する情報から最も優先順位の高いコンテンツの分類を検出し、図5に示す規定に基づいてその分類に応じた表示位置、より正確には結像位置までの距離L1を決定する。この段階では、距離の決定に使用する視認者の視点位置までの距離は、直近の値を使用する。直近の値が無い場合には、デフォルト値を使用する。
When power is turned on to the in-vehicle device and the head-up
表示位置決定部152は、決定した表示位置に虚像が表示されるように、駆動部153を介して虚像位置調整部130を駆動する。虚像位置調整部130は、指定された表示距離L1になるように光学系120内の折り返しミラー121と表示ユニット110との距離を調整する。表示ユニット110は、光学系120を介して表示光をウインドシールド200に照射する。コンテンツを表す虚像Vは、光学系120内の折り返しミラー121と表示ユニット110との距離に応じた表示距離L1の位置に結像される。
The display
次に、視点位置検出部140は、視認者の視点位置を検出し、検出結果を表示位置決定部152と判断部154に供給する(ステップS12)。なお、視点位置の検出が完了するまで、他の処理を停止するのでは無く、視点位置の検出にある程度の時間がかかる場合には、一旦、ステップS10にリターンし、複数回の処理で視点位置を求めるようにしてもよい。
Next, the viewpoint
ステップS12で視点位置が検出された場合、判断部154は、表示されている虚像Vに視認者の視点位置が一致しているか否かを判断する(ステップS13)。視点位置が虚像Vの結像位置に一致している場合、その時刻を一致時刻として記憶する。一方、視点位置が虚像Vの結像位置に一致していない場合、記憶している直近の一致時刻と現在時刻との差分を求める。
When the viewpoint position is detected in step S12, the
判断部154は、表示されている虚像Vに視認者の視点位置が所定時間(例えば、5秒)以上合っていない場合、視認者の視点位置が合っていないと判断する。判断部154は、虚像Vの表示位置と視認者の視位置とが視認者から同一の距離にある場合でも、視認者の視線角度がウインドシールド200上の虚像の表示位置と異なる場合(即ち、視認者から距離L1の位置にある仮想のスクリーン上の虚像Vの位置と視点位置が許容差以上ずれている場合)も、視点位置が合っていないと判断する。つまり、判断部154は、視認者の視線方向が虚像Vの表示されている方向と一致し、かつ、虚像Vの表示位置と視認者の視位置とが視認者から同一の距離にある場合に、視点位置が合っていると判断する。
When the viewer's viewpoint position does not match the displayed virtual image V for a predetermined time (for example, 5 seconds) or longer, the
視点位置が合っている場合(ステップS13:Yes)、表示位置決定部152は、虚像の表示位置を変更しない(ステップS14)。一方、視点位置が合っていない場合(ステップS13:No)、表示位置決定部152は、画像情報がワーニング情報の分類に属するか否かを判断する(ステップS15)。画像情報がワーニング情報の分類に属する場合(ステップS15:Yes)、表示位置決定部152は、虚像位置調整部130を介して表示ユニット110の位置を調整することにより虚像の表示位置を視認者の視点位置に変更する(ステップS16)。ただし、本実施の形態においては、虚像Vの表示位置までの距離L1を変更するのみで、虚像Vの表示されている方向までは変更しない。
When the viewpoint position is correct (step S13: Yes), the display
例えば、図7に示すように、視認者の視点位置が視認者から遠距離(例えば、100m)にある場合、表示位置決定部152は、ワーニング情報を示す虚像の表示位置を視認者から遠距離(100m)先に設定する。また、視認者の視点位置が視認者から中距離(例えば、30m)にある場合、表示位置決定部152は、ワーニング情報を示す虚像の表示位置を視認者から中距離(30m)先に設定する。
For example, as shown in FIG. 7, when the viewer's viewpoint position is at a distance (for example, 100 m) from the viewer, the display
画像情報がワーニング情報の分類に属さない場合(ステップS15:No)、表示位置決定部152は、画像情報がナビ情報の分類に属するか否かを判断する(ステップS17)。画像情報がナビ情報の分類に属する場合(ステップS17:Yes)、表示位置決定部152は、虚像の表示位置を予め設定されている中間位置に設定する(ステップS18)。中間位置とは、例えば、低速である時速30km/hで走行時の視認者の視点位置(例えば、30m程度先)に基づき設定される。ナビ情報は走行中に使用する機会が多いので、視認者が運転の速度に依存することなく視点を合わせやすいように、ナビ情報の表示位置を中間位置に設定している。表示中のコンテンツのうち、最も優先順位の高いコンテンツがナビ情報である場合、図8に示すように、視認者の視点位置が遠方(例えば、100m)にあっている場合でも、表示位置決定部152は、虚像の表示位置を中間位置に設定する。
When the image information does not belong to the warning information classification (step S15: No), the display
一方、画像情報がナビ情報の分類に属さない場合(ステップS17:No)、画像情報がインフォメーション情報の分類に属するとして、表示位置決定部152は、虚像の表示位置を視認者の視点位置からずらすように設定する(ステップS19)。例えば、高速で走行時の場合、視認者の視点位置は遠距離にあるので、表示位置決定部152は、虚像の表示位置を近距離(例えば、10m)に設定する。また、低速で走行時の場合、図9に示すように、視認者の視点位置は近距離にあるので、表示位置決定部152は、画像までの距離L1を遠距離(例えば、100m)に設定する。つまり、虚像Vの表示位置と視認者の視点位置とを異ならせることにより、虚像Vが快適な運転の妨げにならないようにしている。
On the other hand, when the image information does not belong to the navigation information classification (step S17: No), the display
制御部150は、車両内装置から新たな画像情報を取得するたびに上記の処理を繰り返す。
The
以上説明したように、第1の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置100は、表示ユニット110と光学系120との距離を変えることにより虚像Vの表示位置を調整する虚像位置調整部130と、前記視認者の視線が注がれる視点位置(注視点)を検出する視点位置検出部140と、を備える。そして、制御部150は、視点位置検出部140が検出した視点位置に基づいて、虚像の表示位置を変えるように虚像位置調整部130を制御する。ヘッドアップディスプレイ装置100は、不要と推定した情報(コンテンツ)の表示位置を視認者の視点位置から外して表示することにより、視認者の快適な運転の妨げにならないように虚像を表示することができる。また、ヘッドアップディスプレイ装置100は、必要と推定した情報(コンテンツ)の表示位置を視認者の視点位置に一致させることにより必要な情報を視認者に確実に伝えることができる。
As described above, the head-up
また、制御部150は、表示するコンテンツの優先順位に応じて虚像Vの表示位置を変えるように虚像位置調整部130を制御する。これにより、ヘッドアップディスプレイ装置100は、表示するコンテンツの優先度に応じて快適な運転の妨げにならない位置で虚像Vを表示することができる。また、ヘッドアップディスプレイ装置100は、優先度の高いコンテンツを視認者の視点位置に合わせて認識しやすいように表示することができる。
In addition, the
なお、上記の説明では、表示ユニット110と光学系120内の折り返しミラー121との距離を調整することにより、虚像Vの結像位置を調整する説明をしたが、結像位置の調整の仕方はこれに限定する必要はない。例えば、表示ユニット110内の照射レンズの位置を制御してもよい。また、照射レンズの焦点距離を変更するように調整してもよい。
In the above description, the image forming position of the virtual image V is adjusted by adjusting the distance between the
また、虚像の表示位置のずらし方は、視認者の視点位置に対応して連続的に変更する方式と、遠距離(例えば、100m)・中距離(例えば、30m)・近距離(たとえば、10m)のように段階的に変更する方式とがある。段階的に変更する場合、表示ユニット110と光学系120内の折り返しミラー121との距離と虚像の表示位置とを対応付けるテーブルを記憶部(図示しない)に記憶しておく。そして、表示位置決定部152がテーブルを参照しつつ表示ユニット110と光学系120内の折り返しミラー121との距離の変更を通じて虚像の表示位置を設定するようにしてもよい。
Further, the method of shifting the display position of the virtual image is a method of continuously changing according to the viewpoint position of the viewer, and a long distance (for example, 100 m), a medium distance (for example, 30 m), and a short distance (for example, 10 m). There is a method of changing in stages like When changing in stages, a table that associates the distance between the
また、上記の説明では、判断部154が視認者の焦点が虚像Vにあっていないと判断する所定時間を5秒程度であると説明したが、所定時間は任意である。また、表示しているコンテンツの優先順位によって所定時間を変更するようにしてもよい。
In the above description, the predetermined time for the
また、上記では、光学系120において使用する折り返しミラー121は、平面ミラーであると説明したが、凹面鏡であってもよい。
In the above description, the
(変形例1)
上記実施の形態においては、虚像Vの結像位置までの距離L1を調整したが、虚像Vの視認者から見た表示位置の方向も変更するようにしてもよい。例えば、凹面鏡122の指向方向を調整することで虚像Vの方向を変更可能である。この場合、例えば、ステップS18で、表示ユニット110の位置と凹面鏡122の指向方向を制御することにより、虚像Vの表示位置を視認者の視点までの距離L1と距離が等しく、視線の向きと等しい向きの位置に虚像Vを表示するようにしてもよい。一方、ステップS19では、例えば、虚像Vまでの距離L1と虚像Vの向きとの一方又は両方を、視点の距離と向きからずらすようにすればよい。
(Modification 1)
In the above embodiment, the distance L1 to the image formation position of the virtual image V is adjusted, but the direction of the display position viewed from the viewer of the virtual image V may be changed. For example, the direction of the virtual image V can be changed by adjusting the directivity direction of the
また、虚像Vの結像位置までの距離L1を変更することなく、虚像Vの結像位置の視認者から見た方向のみを変更するようにしてもよい。この場合、表示ユニット110の位置は固定とし、凹面鏡122の指向方向を調整可能としてもよい。
Further, only the direction viewed from the viewer of the imaging position of the virtual image V may be changed without changing the distance L1 to the imaging position of the virtual image V. In this case, the position of the
(変形例2)
上記実施形態では、制御部150は、画像情報がインフォメーション情報の分類に属する場合、虚像の表示位置を視認者の視点位置からずらすように設定していた(ステップS19)。このステップS19の処理において、制御部150は、車両の走行状況によって、視認者の視点位置に対して虚像の表示位置を視認者に近づく方向にずらすか、視認者から遠ざかる方向にずらすかを決定してもよい。例えば、ヘッドアップディスプレイ装置100は、カーナビ情報又は車両前方を撮影するカメラの画像に基づき走行している道路が高速道路である場合、視認者の視点位置は遠距離に位置していることが想定されるため、視認者の視点位置に対して虚像の表示位置を視認者に近づく方向にずらす。一方、カーナビ情報又は車両前方を撮影するカメラの画像に基づき走行している道路が渋滞している場合、視認者の視点位置は近距離に位置していることが想定されるため、視認者の視点位置に対して虚像の表示位置を視認者から遠ざける方向にずらす。これにより、視認者の快適な運転の妨げにならないように虚像を表示することができる。
(Modification 2)
In the above embodiment, when the image information belongs to the classification of information information, the
(変形例3)
上記の説明では、視点位置検出部140が備えるステレオカメラを用いて視認者の視点位置を検出する説明をした。しかし、視認者の視点位置を求める方法はこれに限定する必要はない。視認者(ドライバ)の視点は、車速に応じて変化する。したがって、表示位置決定部152が車速から視認者の視点位置を求めるようにしてもよい。
(Modification 3)
In the above description, the viewpoint position of the viewer is detected using the stereo camera included in the viewpoint
車速と視認者の視点位置との関係は、多くの実験データから導き出すことができる。また、簡易的には、車速に比例した視点位置を設定することもできる。例えば、表示位置決定部152は、時速100km/hで走行時の視点位置を100m、時速50km/hで走行時の視点位置を50m、時速10km/hで走行時の視点位置を10mのように設定する。具体的には、車速と視点位置とを対応付けるテーブルもしくは関数を記憶部に記憶しておく。そして、表示位置決定部152がテーブルを参照し、もしくは関数に基づいて、視点位置を求めるようにしてもよい。
The relationship between the vehicle speed and the viewpoint position of the viewer can be derived from a lot of experimental data. In addition, a viewpoint position proportional to the vehicle speed can be set simply. For example, the display
このように車速から視認者の視点位置を求めることにより、ステレオカメラを備える必要がなくなり製造コストを削減することができる。また、ステレオカメラで撮影した画像から画像解析によって視認者の視点位置を計測するソフト処理は重たい。車速から視点位置を求めることにより、ソフト処理を軽減し、処理速度を早くすることができる。 Thus, by obtaining the viewer's viewpoint position from the vehicle speed, it is not necessary to provide a stereo camera, and the manufacturing cost can be reduced. Also, software processing for measuring the viewer's viewpoint position from an image taken with a stereo camera by image analysis is heavy. By obtaining the viewpoint position from the vehicle speed, the software processing can be reduced and the processing speed can be increased.
(変形例4)
例えば、カーナビ情報から走行している道路が高速道路である場合、走行速度が100km/h程度であると推定し、表示位置決定部152は、表示距離を100mに設定する。また、走行している道路が一般道である場合、6車線道路であれば走行速度が50km/hと推定し、表示位置決定部152は、表示距離を50mと設定する。2車線道路であれば走行速度が30km/hと推定し、表示位置決定部152は、表示距離を30mと設定する。
(Modification 4)
For example, when the road running from the car navigation information is an expressway, it is estimated that the running speed is about 100 km / h, and the display
このように車速から視認者の焦点位置を求めることにより、ステレオカメラを備える必要がなくなり製造コストを削減することができる。また、車速から視点位置を求めることにより、ソフト処理を軽減し、処理速度を速めることができる。 Thus, by obtaining the viewer's focal position from the vehicle speed, it is not necessary to provide a stereo camera, and the manufacturing cost can be reduced. Further, by obtaining the viewpoint position from the vehicle speed, the software processing can be reduced and the processing speed can be increased.
また、網膜上の画像を検出することにより、視点位置を検出する等の他の検出手法を使用してもよい。 Further, other detection methods such as detecting the viewpoint position by detecting an image on the retina may be used.
(変形例5)
視認者(ドライバ)の焦点位置を推定する他の方法として、車両の前方を撮影する車載カメラの画像から視点位置を推定することもできる。具体的には、カメラ画像から道路状況を判断して走行速度を推定する。例えば、道幅、前方車両との車間距離等から走行速度を推定する。カメラ画像から渋滞していることも推定できる。そして、表示位置決定部152は、推定した走行速度に応じた表示位置を設定する。
(Modification 5)
As another method for estimating the focal position of the viewer (driver), the viewpoint position can also be estimated from the image of the in-vehicle camera that captures the front of the vehicle. Specifically, the traveling speed is estimated by judging the road condition from the camera image. For example, the traveling speed is estimated from the road width, the inter-vehicle distance from the vehicle ahead, and the like. It can also be estimated from the camera image that there is a traffic jam. Then, the display
なお、上記実施の形態及び変形例で示した構成及び動作は例示であり、開示したものに限定されない。 Note that the configurations and operations described in the above embodiments and modifications are examples, and are not limited to those disclosed.
例えば、どのような情報を表示対象とし、どの種の情報の優先度を高くするかは任意である。 For example, what information is to be displayed and what kind of information is given higher priority is arbitrary.
また、上記実施の形態では、高速動作を可能とするため、ステップS11で情報を表示してから、ステップS13〜S19で表示位置を調整する手法を採用したが、ステップS11で情報を表示する段階で、その時点で最適の位置で表示するようにしてもよい。 In the above embodiment, in order to enable high-speed operation, the method of adjusting the display position in steps S13 to S19 after displaying the information in step S11 is employed. However, the step of displaying the information in step S11 Thus, it may be displayed at the optimum position at that time.
表示部として、ウインドシールド200を例示したが、照射光を視認者に向けて反射できれば、なんでもよく、コンバイナなどでもよい。
Although the
100…ヘッドアップディスプレイ装置
110…表示ユニット
120…光学系
121…折り返しミラー
122…凹面鏡
130…虚像位置調整部
140…視点位置検出部
150…制御部
151…取得部
152…表示位置決定部
153…駆動部
154…判断部
200…ウインドシールド(表示部)
220…画像表示領域
230…視認者の視界領域
e…視認者の目
V…虚像
DESCRIPTION OF
220 ... Image display area 230 ... Visibility area of the viewer e ... Eye of the viewer V ... Virtual image
Claims (7)
前記表示ユニットからの前記表示光を表示部へ導くことで視認者に虚像を視認させる光学系と、
前記表示ユニットと前記光学系との少なくとも一方を制御することにより、前記虚像の表示位置を調整する虚像位置調整部と、
前記視認者の視線が注がれる視点位置を検出する視点位置検出部と、
前記視点位置検出部が検出した視点位置に基づいて、前記虚像の表示位置を変えるように前記虚像位置調整部を制御する制御部と、
を備えるヘッドアップディスプレイ装置。 A display unit that emits display light;
An optical system that allows a viewer to visually recognize a virtual image by guiding the display light from the display unit to a display unit;
A virtual image position adjusting unit that adjusts a display position of the virtual image by controlling at least one of the display unit and the optical system;
A viewpoint position detection unit that detects a viewpoint position at which the line of sight of the viewer is poured;
A control unit that controls the virtual image position adjustment unit to change the display position of the virtual image based on the viewpoint position detected by the viewpoint position detection unit;
A head-up display device comprising:
前記視点位置検出部が検出した前記視認者の視点位置が前記虚像の表示位置に一致しているか否かを判断する判断部を備え、
前記判断部が前記視認者の視点位置が前記虚像の表示位置に一致していないことを検出した場合、前記虚像の表示位置が、前記視認者の視点からずれた位置になるように前記虚像位置調整部を制御する、
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The controller is
A determination unit that determines whether the viewpoint position of the viewer detected by the viewpoint position detection unit matches the display position of the virtual image;
When the determination unit detects that the viewer's viewpoint position does not coincide with the display position of the virtual image, the virtual image position is set so that the display position of the virtual image is shifted from the viewpoint of the viewer. Control the adjuster,
The head-up display device according to claim 1.
前記制御部は、前記視認者の視点位置と前記虚像の表示位置とが、奥行き方向において、異なる位置になるように前記虚像位置調整部を制御する、
請求項2に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 When the determination unit detects that the viewpoint position of the viewer does not match the display position of the virtual image,
The control unit controls the virtual image position adjustment unit so that the viewer's viewpoint position and the display position of the virtual image are different in the depth direction.
The head-up display device according to claim 2.
前記制御部は、優先度が基準以上の高優先度コンテンツを前記虚像として表示する場合、前記虚像の表示位置が前記視認者の視点位置に一致するように前記虚像位置調整部を制御する、
請求項1から3の何れか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The content to be displayed has a priority,
The control unit controls the virtual image position adjustment unit so that the display position of the virtual image coincides with the viewpoint position of the viewer when high priority content with a priority higher than a reference is displayed as the virtual image.
The head-up display apparatus as described in any one of Claims 1-3.
請求項4に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The control unit controls the virtual image position adjustment unit to shift the display position of the virtual image from the viewpoint position of the viewer when displaying low priority content having a priority less than a reference as the virtual image.
The head-up display device according to claim 4.
請求項5に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 When the medium priority content having a lower priority than the high priority content and higher than the low priority content is displayed as the virtual image, the control unit displays the virtual image at a preset position. Controlling the virtual image position adjustment unit,
The head-up display device according to claim 5.
検出した視点位置に基づいて結像位置を調整して、表示対象画像の虚像を投影する、
表示方法。 Detecting the viewpoint position where the viewer's gaze is poured,
Adjust the imaging position based on the detected viewpoint position and project a virtual image of the display target image.
Display method.
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|---|---|---|---|---|
| JP2021165776A (en) * | 2020-04-06 | 2021-10-14 | 株式会社デンソー | Virtual image display device and display control unit |
| JPWO2022130864A1 (en) * | 2020-12-16 | 2022-06-23 | ||
| US11477421B2 (en) | 2020-03-25 | 2022-10-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Display control device, image correction method, and recording medium recorded with program |
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