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JP2019038342A - Image processing unit and head-up display device including the same - Google Patents

Image processing unit and head-up display device including the same Download PDF

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JP2019038342A
JP2019038342A JP2017160526A JP2017160526A JP2019038342A JP 2019038342 A JP2019038342 A JP 2019038342A JP 2017160526 A JP2017160526 A JP 2017160526A JP 2017160526 A JP2017160526 A JP 2017160526A JP 2019038342 A JP2019038342 A JP 2019038342A
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virtual image
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Makoto Hata
誠 秦
勇希 舛屋
Yuki Masuya
勇希 舛屋
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Abstract

【課題】虚像の視認性の低下を回避させる。【解決手段】表示コントローラ200に適用される画像処理ユニットは、ユーザによって視認される虚像に対応する表示要素を含む表示画像を生成する生成部230を備える。仮想平面S上の虚像は、仮想平面Sが道路面Hに略平行であり、且つ仮想平面Sが道路面Hよりも所定高さだけ上昇したようにユーザによって視認される。生成部230は、ユーザの視点高さに基づきユーザによって視認される虚像の大きさが変化するように、表示要素の平面形状を決定する。具体的には、物体が自車両内のユーザの視点102に近づき、ユーザの視点高さが低い位置に変化する時に、生成部230は、仮想平面S上の虚像の平面形状の大きさが所定方向に変化するように決定する。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid deterioration of visibility of a virtual image. An image processing unit applied to a display controller 200 includes a generation unit 230 that generates a display image including a display element corresponding to a virtual image visually recognized by a user. The virtual image on the virtual plane S is visually recognized by the user as if the virtual plane S is substantially parallel to the road surface H and the virtual plane S rises above the road surface H by a predetermined height. The generation unit 230 determines the planar shape of the display element so that the size of the virtual image visually recognized by the user changes based on the height of the viewpoint of the user. Specifically, when the object approaches the user's viewpoint 102 in the own vehicle and the user's viewpoint height changes to a low position, the generation unit 230 determines the size of the plane shape of the virtual image on the virtual plane S. Decide to change direction. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、ユーザの視点位置に基づく表示画像を生成可能な画像処理ユニット及びそれを備えるヘッドアップディスプレイ装置等に関する。   The present invention relates to an image processing unit capable of generating a display image based on a user's viewpoint position, a head-up display device including the same, and the like.

例えば特許文献1のヘッドアップディスプレイ装置は、車両の前方に存在する道路上の白線等の区画線を認識し、その区画線(実際の風景)と虚像が重なるように、その虚像に対応する表示画像を車両のウインドシールド(フロントガラス)に投影又は表示することができる。特に、特許文献1のヘッドアップディスプレイ装置は、レーン逸脱警告装置(LDW装置)、レーン維持アシスト装置(LKA装置)等の運転支援装置と連携し、運転支援装置がアクティブであることを虚像で表す。具体的には、特許文献1の例えば図3,図4に示されるように、その虚像は、車両側に傾斜する表示要素M1,M2,M3,M4,M5,M6として、ユーザ(運転者)に視認される。   For example, the head-up display device of Patent Document 1 recognizes a lane marking such as a white line on a road existing in front of the vehicle, and displays corresponding to the virtual image so that the lane marking (actual scenery) and the virtual image overlap. Images can be projected or displayed on the windshield (windscreen) of the vehicle. In particular, the head-up display device of Patent Document 1 is linked with a driving support device such as a lane departure warning device (LDW device) or a lane maintenance assist device (LKA device), and indicates that the driving support device is active by a virtual image. . Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4 of Patent Document 1, for example, the virtual image is displayed on the vehicle side as display elements M1, M2, M3, M4, M5, and M6, and the user (driver). Visible to.

特開2016−110627号公報JP 2016-110627 A

特許文献1の段落[0018]の記載によれば、車内カメラにより撮影された運転者の顔画像を解析して、運転者の眼球位置(視点位置)を演算する。そして、解析により得られた視点位置に応じて、表示要素M1〜M6が区画線R1〜R6と重畳して視認されるように表示要素M1〜M6の投影位置を調節する。しかしながら、視点位置が低くなる時に、本発明者らは、ユーザが虚像を視認し難いこと、即ち視認性の低下を認識した。   According to the description in paragraph [0018] of Patent Document 1, the driver's eye position (viewpoint position) is calculated by analyzing the driver's face image captured by the in-vehicle camera. And according to the viewpoint position obtained by the analysis, the projection positions of the display elements M1 to M6 are adjusted so that the display elements M1 to M6 are visually recognized superimposed on the lane markings R1 to R6. However, when the viewpoint position is lowered, the present inventors have recognized that it is difficult for the user to visually recognize the virtual image, that is, the visibility is lowered.

具体的には、特許文献1の例において、表示要素M1〜M6が道路面に略平行であり、且つ表示要素M1〜M6が道路面よりも所定高さだけ上昇したようにユーザに視認させることを仮定すると、本発明者らは、表示要素M1〜M6及び/又は区画線R1〜R6の視認性の低下を認識した。   Specifically, in the example of Patent Document 1, the user is caused to visually recognize that the display elements M1 to M6 are substantially parallel to the road surface and the display elements M1 to M6 are raised by a predetermined height from the road surface. Assuming that, the present inventors recognized a decrease in the visibility of the display elements M1 to M6 and / or the partition lines R1 to R6.

本発明の1つの目的は、虚像の視認性の低下を回避可能な画像処理ユニット及びそれを備えるヘッドアップディスプレイ装置を提供することである。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び最良の実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。   One object of the present invention is to provide an image processing unit capable of avoiding a decrease in visibility of a virtual image and a head-up display device including the image processing unit. Other objects of the present invention will become apparent to those skilled in the art by referring to the aspects and best embodiments exemplified below and the accompanying drawings.

以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。   In the following, in order to easily understand the outline of the present invention, embodiments according to the present invention will be exemplified.

第1の態様において、画像処理ユニットは、
仮想平面が道路面に略平行であり、且つ前記仮想平面が前記道路面よりも所定高さだけ上昇したようにユーザによって視認される前記仮想平面上の虚像に対応する表示要素を含む表示画像を生成する生成部を
備え、
前記生成部は、前記ユーザの視点高さに基づき前記ユーザによって視認される前記虚像の大きさが変化するように、前記表示要素の平面形状を決定し、
前記視点高さが基準位置から、前記基準位置よりも低い位置に変化する時に、前記生成部は、前記仮想平面上の前記虚像の平面形状が所定方向に移動するように、前記表示要素の前記平面形状を決定する。
In the first aspect, the image processing unit includes:
A display image including a display element corresponding to a virtual image on the virtual plane that is visually recognized by a user such that the virtual plane is substantially parallel to the road surface and the virtual plane is raised by a predetermined height from the road surface; It has a generation part to generate,
The generation unit determines a planar shape of the display element so that a size of the virtual image visually recognized by the user changes based on a viewpoint height of the user,
When the viewpoint height changes from a reference position to a position lower than the reference position, the generation unit is configured to cause the planar shape of the virtual image on the virtual plane to move in a predetermined direction. Determine the planar shape.

第1の態様では、視点高さが低くなる時に、仮想平面上の虚像の平面形状は、所定方向に移動している。従って、仮想平面上の虚像は、その移動の分だけ、視認性の低下を回避させることができる。   In the first aspect, when the viewpoint height decreases, the planar shape of the virtual image on the virtual plane moves in a predetermined direction. Accordingly, the visibility of the virtual image on the virtual plane can be avoided by the amount of movement.

第1の態様に従属する第2の態様において、
前記所定方向は、前記仮想平面上の前記虚像の前記平面形状が、前記虚像が投射される被投影部材を有する車両に近づく方向であってもよい。
In a second aspect dependent on the first aspect,
The predetermined direction may be a direction in which the planar shape of the virtual image on the virtual plane approaches a vehicle having a projection member onto which the virtual image is projected.

第2の態様では、視点高さが低くなる時に、仮想平面上の虚像の平面形状が車両に近づいて、視認性を向上させることができる。   In the second aspect, when the viewpoint height decreases, the planar shape of the virtual image on the virtual plane approaches the vehicle, and visibility can be improved.

第2の態様に従属する第3の態様において、
前記所定方向は、前記仮想平面上の前記虚像の前記平面形状の基準点から、前記車両を運転する前記ユーザに向かう方向であってもよい。
In a third aspect subordinate to the second aspect,
The predetermined direction may be a direction from the reference point of the planar shape of the virtual image on the virtual plane toward the user driving the vehicle.

第3の態様では、視点高さが低くなる時に、仮想平面上の虚像の平面形状がユーザ(運転者)に近づいて、視認性を効果的に向上させることができる。   In the third aspect, when the viewpoint height decreases, the planar shape of the virtual image on the virtual plane approaches the user (driver), and the visibility can be effectively improved.

第1乃至第3の何れか1つの態様に従属する第4の態様において、
前記仮想平面上の前記虚像の前記平面形状は、前記ユーザによって認識され得る物体を取り囲む形状であってもよく、
前記所定方向は、前記物体と前記道路面との境界と、前記仮想平面上の前記虚像の前記平面形状の外縁と、の間で規定される、前記仮想平面上の面積が増加する方向であってもよい。
In a fourth aspect subordinate to any one of the first to third aspects,
The planar shape of the virtual image on the virtual plane may be a shape surrounding an object that can be recognized by the user,
The predetermined direction is a direction in which an area on the virtual plane is defined between a boundary between the object and the road surface and an outer edge of the planar shape of the virtual image on the virtual plane. May be.

第4の態様では、視点高さが低くなる時に、物体と前記道路面との境界(物体の外縁)と仮想平面上の虚像の平面形状の外縁との間の隙間(仮想平面上の面積)を増加させて、視認性をより一層向上させることができる。   In the fourth aspect, when the viewpoint height decreases, the gap (area on the virtual plane) between the boundary between the object and the road surface (outer edge of the object) and the outer edge of the virtual image on the virtual plane The visibility can be further improved by increasing.

第1乃至第4の何れか1つの態様に従属する第5の態様において、
前記生成部は、前記視点高さの変化に応答して、前記仮想平面上の前記虚像の前記平面形状の移動量を動的に決定してもよい。
In a fifth aspect subordinate to any one of the first to fourth aspects,
The generation unit may dynamically determine an amount of movement of the planar shape of the virtual image on the virtual plane in response to a change in the viewpoint height.

第5の態様では、視点高さが変化する時に、その変化に応答して、視認性を向上させることができる。   In the fifth aspect, when the viewpoint height changes, the visibility can be improved in response to the change.

第5の態様に従属する第6の態様において、
単位時間あたりの前記視点高さの変化量が基準値以上である時に、前記生成部は、前記仮想平面上で前記所定方向に移動する前記虚像に対応する表示要素の表示を弱める又は無効化してもよい。
In a sixth aspect subordinate to the fifth aspect,
When the amount of change in the viewpoint height per unit time is equal to or greater than a reference value, the generation unit weakens or invalidates display of the display element corresponding to the virtual image moving in the predetermined direction on the virtual plane. Also good.

第6の態様では、視点高さの変化が大きい時に、視認性の向上を中止することができる。   In the sixth aspect, when the change in the viewpoint height is large, the improvement in visibility can be stopped.

第5又は第6の態様に従属する第7の態様において、
前記ユーザの視線方向が前記虚像を向いている間だけ、前記仮想平面上の前記虚像の前記平面形状の前記移動量がゼロであるように、前記生成部は、前記表示要素の前記平面形状を決定してもよい。
In a seventh aspect dependent on the fifth or sixth aspect,
The generation unit changes the planar shape of the display element so that the movement amount of the planar shape of the virtual image on the virtual plane is zero only while the user's line-of-sight direction is facing the virtual image. You may decide.

第7の態様では、ユーザの視線方向が表示要素(虚像)を向いている時だけ、視認性の向上を中止させることができる。言い換えれば、ユーザは、仮想平面上の虚像の平面形状の移動を視認することができないため、ユーザへの誤った情報提示を回避することができる。   In the seventh aspect, the improvement in visibility can be stopped only when the user's line-of-sight direction faces the display element (virtual image). In other words, since the user cannot visually recognize the movement of the virtual shape of the virtual image on the virtual plane, it is possible to avoid erroneous information presentation to the user.

第5乃至第7の何れか1つの態様に従属する第8の態様において、画像処理ユニットは、
前記仮想平面上の前記虚像の前記平面形状の前記移動量がゼロでない時に、前記視点高さの低下に伴って前記移動量が発生したことを前記ユーザに報知してもよい。
In an eighth aspect dependent on any one of the fifth to seventh aspects, the image processing unit includes:
When the amount of movement of the planar shape of the virtual image on the virtual plane is not zero, the user may be notified that the amount of movement has occurred as the viewpoint height decreases.

第8の態様では、ユーザの視点高さに応じた虚像の移動を報知することができる。   In the eighth aspect, it is possible to notify the movement of the virtual image according to the viewpoint height of the user.

第1乃至第4の何れか1つの態様に従属する第9の態様において、
前記視点高さは、車両始動時に取得された固定値であってもよく、
前記生成部は、前記固定値に基づき、前記仮想平面上の前記虚像の前記平面形状の移動量を決定してもよい。
In a ninth aspect subordinate to any one of the first to fourth aspects,
The viewpoint height may be a fixed value acquired when the vehicle is started,
The generation unit may determine a movement amount of the planar shape of the virtual image on the virtual plane based on the fixed value.

第9の態様では、車両始動時に取得した視点高さ(固定値)で、車両運転中の視認性を向上させることができる。   In the ninth aspect, the visibility during driving of the vehicle can be improved with the viewpoint height (fixed value) acquired when the vehicle is started.

第1乃至第9の何れか1つの態様に従属する第10の態様において、
前記視点高さが前記基準位置から、前記基準位置よりも高い位置に変化する時に、前記仮想平面上の前記虚像の前記平面形状の移動量がゼロであるように、前記生成部は、前記表示要素の前記平面形状を決定してもよい。
In a tenth aspect subordinate to any one of the first to ninth aspects,
When the viewpoint height changes from the reference position to a position higher than the reference position, the generation unit displays the display so that the movement amount of the planar shape of the virtual image on the virtual plane is zero. The planar shape of the element may be determined.

第10の態様では、視点高さが高くなる時に、仮想平面上の虚像の平面形状を移動させなくてもよく、言い換えれば、視点高さが高くなる時に、視認性は、低下しない。   In the tenth aspect, when the viewpoint height increases, the planar shape of the virtual image on the virtual plane does not have to be moved. In other words, the visibility does not decrease when the viewpoint height increases.

第11の態様において、ヘッドアップディスプレイ装置は、
第1乃至第10の何れか1つの態様に従う前記画像処理ユニットと、
前記画像処理ユニットで生成された前記表示画像を表示する表示器と、
を備える。
In an eleventh aspect, the head-up display device comprises:
The image processing unit according to any one of the first to tenth aspects;
A display for displaying the display image generated by the image processing unit;
Is provided.

第11の態様では、ヘッドアップディスプレイ装置は、視点高さが低くなる時に、仮想平面上で所定方向に移動する平面形状を有する虚像に対応する表示要素を含む表示画像を表示することができる。従って、その移動の分だけ、視認性の低下を回避させることができる。   In the eleventh aspect, the head-up display device can display a display image including a display element corresponding to a virtual image having a planar shape that moves in a predetermined direction on the virtual plane when the viewpoint height decreases. Accordingly, it is possible to avoid a decrease in visibility by the amount of movement.

当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。   Those skilled in the art will readily understand that the illustrated embodiments according to the present invention can be further modified without departing from the spirit of the present invention.

図1(A)は、本発明に従う画像処理ユニット及びそれを備えるヘッドアップディスプレイ装置の概略構成例を示し、図1(B)は、図1(A)の虚像表示面及び仮想平面の説明図を示す。FIG. 1A shows a schematic configuration example of an image processing unit according to the present invention and a head-up display device including the image processing unit, and FIG. 1B is an explanatory diagram of a virtual image display surface and a virtual plane of FIG. Indicates. 図2(B)は、図1(A)の虚像表示面の変形例を示し、図2(B)は、図2(A)の虚像表示面及び仮想平面の説明図を示す。FIG. 2B shows a modification of the virtual image display surface of FIG. 1A, and FIG. 2B shows an explanatory diagram of the virtual image display surface and the virtual plane of FIG. 図3(A)は、ウインドシールドを介して認識される物体(実際の風景)の1例を示し、図3(B)は、図3(A)の物体に重畳される虚像(表示要素)の1例を示し、図3(C)は、実空間での虚像の平面形状又は仮想平面上の平面形状の説明図(平面図)を示す。3A shows an example of an object (actual scenery) recognized through the windshield, and FIG. 3B shows a virtual image (display element) superimposed on the object of FIG. 3A. FIG. 3C shows an explanatory diagram (plan view) of a planar shape of a virtual image in a real space or a planar shape on a virtual plane. 図4(A)は、ユーザによって認識される虚像の1例を示し、図4(B)は、視点高さが低くなる時に、ユーザによって認識される虚像の大きさの変化例を示し、図4(C)は、仮想平面上で移動された虚像の1例を示し、図4(D)は、実空間での移動された虚像の平面形状又は仮想平面上の平面形状の説明図(平面図)を示す。4A shows an example of a virtual image recognized by the user, and FIG. 4B shows an example of a change in the size of the virtual image recognized by the user when the viewpoint height decreases. 4 (C) shows an example of the virtual image moved on the virtual plane, and FIG. 4 (D) is an explanatory diagram (plan view) of the planar shape of the moved virtual image in the real space or the planar shape on the virtual plane. Figure). 5(A)は、ユーザの視点高さに基づく、実空間での虚像の平面形状又は仮想平面上の平面形状の移動量の複数の設定例を示し、5(B)は、車両までの距離に基づく、実空間での虚像の平面形状又は仮想平面上の平面形状の移動量の設定例を示す。5 (A) shows a plurality of setting examples of the movement amount of the planar shape of the virtual image in the real space or the planar shape on the virtual plane based on the viewpoint height of the user, and 5 (B) shows the distance to the vehicle. The setting example of the movement amount of the planar shape of the virtual image in the real space or the planar shape on the virtual plane based on the above is shown. 図6(A)は、視点高さが低くなる時に、ユーザによって認識される虚像の1例を示し、図6(B)は、側面視における図6(A)の虚像の平面形状又は仮想平面上の平面形状の説明図を示す。FIG. 6A shows an example of a virtual image recognized by the user when the viewpoint height decreases, and FIG. 6B shows a planar shape or virtual plane of the virtual image of FIG. 6A in a side view. An explanatory diagram of the upper planar shape is shown. 図7(A)は、視点高さが低くなる時に、ユーザによって認識される、仮想平面上で移動された虚像の1例を示し、図7(B)は、側面視における図7(A)の虚像の平面形状又は仮想平面上の平面形状の説明図を示し、図7(C)は、図7(A)の虚像の他の変形例を示す。FIG. 7A shows an example of a virtual image moved on a virtual plane that is recognized by the user when the viewpoint height is lowered, and FIG. 7B is a side view of FIG. FIG. 7C illustrates another modified example of the virtual image of FIG. 7A. FIG. 7C illustrates an explanatory diagram of the planar shape of the virtual image or the planar shape on the virtual plane. 図8(A)は、物体(前方車両)と自車両との位置関係の説明図を示し、図8(B)は、所定方向の設定例の説明図を示す。FIG. 8A shows an explanatory diagram of the positional relationship between the object (the vehicle ahead) and the host vehicle, and FIG. 8B shows an explanatory diagram of a setting example of a predetermined direction.

以下に説明する最良の実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。   The best mode described below is used to easily understand the present invention. Accordingly, those skilled in the art should note that the present invention is not unduly limited by the embodiments described below.

図1(A)は、本発明に従う画像処理ユニットを備えるヘッドアップディスプレイ装置(又はヘッドアップディスプレイシステム)の概略構成例を示す。図1(A)に示されるように、ヘッドアップディスプレイシステムは、例えば撮像装置103と、撮像装置103からの撮像画像を処理する画像処理部300と、画像処理部300からの情報に基づき表示器20への表示画像を処理し、且つ表示画像に基づき表示器20を制御する表示コントローラ200と、例えば表示器20及び反射器21を含む表示機構100と、を備えることができる。なお、図1(A)の表示コントローラ200の処理部210は、表示器20を制御する機能を有さないで、その機能は、他の装置(図示せず)、又は、図示される例えば表示器20又は画像処理部300によって実現されてもよい。   FIG. 1A shows a schematic configuration example of a head-up display device (or head-up display system) including an image processing unit according to the present invention. As shown in FIG. 1A, the head-up display system includes, for example, an imaging device 103, an image processing unit 300 that processes a captured image from the imaging device 103, and a display based on information from the image processing unit 300. The display controller 200 which processes the display image to 20 and controls the display device 20 based on the display image, and the display mechanism 100 including, for example, the display device 20 and the reflector 21 can be provided. Note that the processing unit 210 of the display controller 200 in FIG. 1A does not have a function of controlling the display device 20, and the function thereof is another device (not shown) or, for example, the display shown in the figure. It may be realized by the device 20 or the image processing unit 300.

本明細書において、ユーザによって視認される虚像に対応する表示要素を含む表示画像を生成する生成部230の機能を備える装置は、本発明に従う画像処理ユニットと呼ぶことができる。1例として、生成部230は、図1(A)の表示コントローラ200に適用されているので、生成部230を備える表示コントローラ200は、画像処理ユニットである。画像処理ユニットは、本質的には、表示画像を処理する機能(生成部230)を有するが、撮像画像を処理する機能(物体情報取得部310及び/又は視点情報取得部320)を更に有してもよい。言い換えれば、画像処理部300が表示要素を含む表示画像を生成する生成部230の機能を備える時に、その画像処理部300は、本発明に従う画像処理ユニットと呼ぶことができる。   In this specification, an apparatus having the function of the generation unit 230 that generates a display image including a display element corresponding to a virtual image visually recognized by a user can be referred to as an image processing unit according to the present invention. As an example, since the generation unit 230 is applied to the display controller 200 in FIG. 1A, the display controller 200 including the generation unit 230 is an image processing unit. The image processing unit essentially has a function of processing a display image (generation unit 230), but further has a function of processing a captured image (object information acquisition unit 310 and / or viewpoint information acquisition unit 320). May be. In other words, when the image processing unit 300 includes the function of the generation unit 230 that generates a display image including display elements, the image processing unit 300 can be called an image processing unit according to the present invention.

また、本発明に従う画像処理ユニット(例えば図1(A)表示コントローラ200)と、画像処理ユニットで生成された表示画像を表示する表示器20と、を備える装置は、本発明に従うヘッドアップディスプレイ装置と呼ぶことができる。   An apparatus comprising an image processing unit according to the present invention (for example, the display controller 200 in FIG. 1A) and a display 20 that displays a display image generated by the image processing unit is a head-up display device according to the present invention. Can be called.

図1(A)において、撮像装置103は、1例として、例えば車両の前方に存在する道路(道路上の実際の風景)を撮像可能である第1の撮像部103−1と、ユーザである例えば運転者の顔を撮像可能である第2の撮像部103−2と、を有している。表示機構100は、車両のウインドシールド101の例えば一部に設定される表示範囲AR(被投影部材)に表示画像(表示要素を含む)を投影して、車両の運転者の視点102で表示要素の虚像表示面V上の虚像が実際の風景(例えば前方車両)と重なるように表示画像を表示範囲ARに表示可能である。表示機構100及び表示コントローラ200は、典型的にはダッシュボードの内部に収納されているが、表示機構100及び表示コントローラ200の一部がダッシュボードの外部に配置されてもよい。なお、表示器20は、例えばウインドシールド101に表示要素又は表示画像を投影するので、投影器と呼ばれてもよい。   In FIG. 1A, the imaging device 103 is, for example, a first imaging unit 103-1 that can image a road (an actual landscape on the road) that exists in front of the vehicle, and a user, for example. For example, it has the 2nd imaging part 103-2 which can image a driver | operator's face. The display mechanism 100 projects a display image (including display elements) onto a display range AR (projection member) set in, for example, a part of the windshield 101 of the vehicle, and displays the display element from the viewpoint 102 of the driver of the vehicle. The display image can be displayed in the display range AR so that the virtual image on the virtual image display surface V overlaps with the actual scenery (for example, the vehicle ahead). The display mechanism 100 and the display controller 200 are typically housed inside the dashboard, but a part of the display mechanism 100 and the display controller 200 may be disposed outside the dashboard. The display device 20 may be called a projector because it projects a display element or a display image onto the windshield 101, for example.

図1(A)の画像処理部300は、第1の撮像部103−1からの撮像画像を解析し、その撮像画像から、表示要素に重ねられる前方車両、歩行者、白線等の物体を認識可能な物体情報取得部310を有することができる。好ましくは、物体情報取得部310は、認識した物体の位置情報(例えば自車両を基準とした時の実空間での相対的な3次元の位置)を取得し、更に好ましくは、認識した物体の大きさ(例えば実空間での物体の体積)を取得することができる。第1の撮像部103−1は、例えばステレオカメラであり、物体情報取得部310は、左右の撮像画像から、物体と車両(自車両)との距離(自車両から物体までの相対距離)と、道路面H(水平面)上の物体と車両(自車両)との位置(自車両から物体までの相対距離)と、物体を取り囲む直方体を規定する3辺の長さ(物体の幅と奥行きと高さ)と、を取得することができる。   The image processing unit 300 in FIG. 1A analyzes the captured image from the first imaging unit 103-1, and recognizes an object such as a forward vehicle, a pedestrian, and a white line superimposed on the display element from the captured image. A possible object information acquisition unit 310 may be included. Preferably, the object information acquisition unit 310 acquires position information of the recognized object (for example, a relative three-dimensional position in real space when the host vehicle is used as a reference), and more preferably, the recognized object position. The size (for example, the volume of the object in real space) can be acquired. The first imaging unit 103-1 is, for example, a stereo camera, and the object information acquisition unit 310 determines the distance between the object and the vehicle (own vehicle) (relative distance from the own vehicle to the object) from the left and right captured images. , The position of the object on the road surface H (horizontal plane) and the vehicle (own vehicle) (relative distance from the own vehicle to the object), and the length of three sides (the width and depth of the object) that define the rectangular parallelepiped surrounding the object Height), and can be obtained.

図1(A)の画像処理部300は、第2の撮像部103−2からの撮像画像を解析し、その撮像画像から、運転者の目を認識可能な視点情報取得部320を有することができる。好ましくは、視点情報取得部320は、認識した目の位置情報(例えば自車両の室内の天井、又は、床、又は、天井と床との間の所定の位置を基準とした時の実空間での相対的な1次元の位置(視点高さ))を取得し、更に好ましくは、認識した目の向き(視線方向)を取得することができる。   The image processing unit 300 in FIG. 1A includes a viewpoint information acquisition unit 320 that analyzes the captured image from the second imaging unit 103-2 and recognizes the driver's eyes from the captured image. it can. Preferably, the viewpoint information acquisition unit 320 is the position information of the recognized eye (for example, in a real space when a predetermined position between the ceiling or the floor of the vehicle interior or the floor is used as a reference). Relative one-dimensional position (viewpoint height)), and more preferably, the recognized eye direction (gaze direction) can be acquired.

撮像装置103は、例えば図示されないインナーリアビューミラー(バックミラー)の付近に設置されている。1例として、第1の撮像部103−1は、インナーリアビューミラーのウインドシールド101側に位置し、第2の撮像部103−2は、インナーリアビューミラーの運転席(図示せず)側に位置する。   The imaging device 103 is installed, for example, in the vicinity of an inner rear view mirror (back mirror) (not shown). As an example, the first imaging unit 103-1 is located on the windshield 101 side of the inner rear view mirror, and the second imaging unit 103-2 is located on the driver seat (not shown) side of the inner rear view mirror. To do.

図1(A)の表示コントローラ200は、処理部210を有している。処理部210は、生成部230を有し、好ましくは、例えば判定部220を更に有することができる。処理部210又は判定部220は、視点情報取得部320によって取得される運転者の視点102が上下方向に変化しているか否かを判定することができる。また、判定部220は、視点高さが変化する時に、その変化が大きいか否かを判定することができる。加えて、判定部220は、視点情報取得部320によって取得される運転者の視線方向が表示要素を向いているか否かを判定することができる。   A display controller 200 in FIG. 1A includes a processing unit 210. The processing unit 210 includes a generation unit 230, and preferably may further include, for example, a determination unit 220. The processing unit 210 or the determination unit 220 can determine whether or not the driver's viewpoint 102 acquired by the viewpoint information acquisition unit 320 changes in the vertical direction. The determination unit 220 can determine whether or not the change is large when the viewpoint height changes. In addition, the determination unit 220 can determine whether or not the driver's line-of-sight direction acquired by the viewpoint information acquisition unit 320 faces the display element.

次に、処理部210又は生成部230は、ユーザによって視認される虚像に対応する表示要素を含む表示画像を生成し、好ましくは、車両の運転者の視点102で表示要素の虚像が実際の風景(物体情報取得部310によって取得される例えば前方車両)と重なるように、その表示要素を含む表示画像を生成する。   Next, the processing unit 210 or the generation unit 230 generates a display image including a display element corresponding to the virtual image visually recognized by the user. Preferably, the virtual image of the display element is an actual scene at the viewpoint 102 of the vehicle driver. A display image including the display element is generated so as to overlap (for example, the preceding vehicle acquired by the object information acquisition unit 310).

具体的には、生成部230は、ユーザである例えば運転者の視点高さと、認識した物体である例えば前方車両の位置情報と、に基づき、表示要素の位置情報及び大きさを決定することができる。より具体的には、生成部230は、表示要素がユーザによって視認される時に、その表示要素に対応する虚像が実空間上で平面形状を有するように、且つ、ユーザの視点高さに依存しないで、実空間での虚像の平面形状が同一であるように、表示要素の平面形状を決定する。言い換えれば、生成部230は、ユーザの視点高さに応じて、ユーザによって視認される例えば前方車両(実際の風景)の大きさが変化する時に、その前方車両に重ねる表示要素の大きさの変化が、前方車両の大きさの変化と等しくなるように、ユーザの視点高さに応じて、表示要素の平面形状を決定する。即ち、生成部230は、ユーザの視点高さに依らず、ユーザによって視認される例えば前方車両(実際の風景)と表示要素との実空間での相対的な位置関係及び実空間での大きさ関係が変化しないように、ユーザの視点高さに応じて、表示画像内の表示要素の位置及び見た目の形状を決定する。   Specifically, the generation unit 230 can determine the position information and the size of the display element based on the viewpoint height of the driver who is a user, for example, and the position information of the front vehicle which is a recognized object, for example. it can. More specifically, when the display element is visually recognized by the user, the generation unit 230 makes the virtual image corresponding to the display element have a planar shape in real space and does not depend on the viewpoint height of the user. Thus, the planar shape of the display element is determined so that the planar shape of the virtual image in the real space is the same. In other words, the generation unit 230 changes the size of the display element superimposed on the front vehicle when, for example, the size of the front vehicle (actual scenery) viewed by the user changes according to the viewpoint height of the user. However, the planar shape of the display element is determined according to the viewpoint height of the user so as to be equal to the change in the size of the vehicle ahead. That is, the generation unit 230 does not depend on the viewpoint height of the user, for example, the relative positional relationship in the real space between the front vehicle (actual landscape) and the display element that are visually recognized by the user and the size in the real space. The position of the display element and the appearance shape in the display image are determined according to the viewpoint height of the user so that the relationship does not change.

但し、ユーザの視点高さが低くなる時に、虚像の視認性が低下することを本発明者らは認識した。詳細は、後述するが、視認性の低下を回避させるために、生成部230は、ユーザの視点高さに応じて表示要素の平面形状を決定した後、ユーザの視点高さが低くなる時に、仮想平面上の虚像の平面形状が所定方向に移動するように、表示要素の平面形状を決定することを特徴とする。従って、その表示要素の虚像の視認性は、その移動の分だけ向上する。   However, the present inventors have recognized that the visibility of virtual images decreases when the user's viewpoint height decreases. Although details will be described later, the generation unit 230 determines the planar shape of the display element according to the user's viewpoint height in order to avoid a decrease in visibility, and then when the user's viewpoint height decreases, The planar shape of the display element is determined so that the planar shape of the virtual image on the virtual plane moves in a predetermined direction. Therefore, the visibility of the virtual image of the display element is improved by the amount of the movement.

図1(A)の表示コントローラ200は、例えば記憶部240を更に備え、記憶部240は、例えば判定部220、生成部230等の処理部210の処理又は演算に必要な様々なデータを記憶することができる。表示コントローラ200は、典型的には例えばマイクロコンピュータで構成され、例えばCPUと、ROM、RAM等のメモリと、入出力インターフェース等を含むことができる。処理部210は、典型的にはCPU及びRAM(ワーク領域)で構成され、記憶部240は、典型的にはROM(例えばEEPROM)で構成される。例えば、ROMは、CPUに所定の動作(ユーザの視点102に基づく表示画像を生成する方法)を実行させるプログラムを記憶してもよく、RAMは、CPUのワーク領域を形成することができる。また、ROMは、例えば表示要素の形状を決定又は演算するために必要なデータを記憶することができる。   The display controller 200 of FIG. 1A further includes, for example, a storage unit 240, and the storage unit 240 stores various data necessary for processing or calculation of the processing unit 210 such as the determination unit 220 and the generation unit 230, for example. be able to. The display controller 200 is typically configured by a microcomputer, for example, and can include, for example, a CPU, a memory such as a ROM and a RAM, an input / output interface, and the like. The processing unit 210 is typically configured with a CPU and a RAM (work area), and the storage unit 240 is typically configured with a ROM (eg, EEPROM). For example, the ROM may store a program that causes the CPU to execute a predetermined operation (a method of generating a display image based on the user's viewpoint 102), and the RAM can form a work area of the CPU. The ROM can store data necessary for determining or calculating the shape of the display element, for example.

表示コントローラ200は、車両に配置又は搭載され、例えばCAN(Controller Area Network)である車載ネットワークLANを介して、例えば画像処理部300等に接続されている。表示コントローラ200は、一般に、ECU(Electronic Control Unit)と呼ばれてもよい。   The display controller 200 is disposed or mounted on a vehicle and is connected to, for example, the image processing unit 300 or the like via an in-vehicle network LAN that is, for example, a CAN (Controller Area Network). The display controller 200 may generally be referred to as an ECU (Electronic Control Unit).

図1(A)の表示コントローラ200は、例えば情報取得部400からの情報を入力し、その情報に基づき、ユーザによって視認される虚像に対応する表示要素を含む表示画像を生成してもよい。具体的には、処理部210又は生成部230は、例えば車載ネットワークLAN、道路情報取得部410及び位置情報取得部420を介して、車両(自車両)の位置(例えば現在位置)に基づく道路面Hの勾配の情報を入力してもよい。   The display controller 200 in FIG. 1A may input information from the information acquisition unit 400, for example, and generate a display image including a display element corresponding to a virtual image visually recognized by the user based on the information. Specifically, the processing unit 210 or the generation unit 230 is, for example, a road surface based on the position (for example, current position) of the vehicle (own vehicle) via the in-vehicle network LAN, the road information acquisition unit 410, and the position information acquisition unit 420. Information on the gradient of H may be input.

なお、情報取得部400からの情報に基づき生成された表示要素の投影位置は、ウインドシールド101に設定される表示範囲ARの一部に固定されてもよく、所定の物体(実際の風景)に重ねられなくてもよい。例えば、道路情報の中に標識情報が含まれる時に、現在位置に基づく道路の標識が、生成部230に入力されて、道路の標識を表す表示要素は、ウインドシールド101に設定される表示範囲ARの一部に固定されて、表示されてもよい。   Note that the projection position of the display element generated based on the information from the information acquisition unit 400 may be fixed to a part of the display range AR set on the windshield 101, and may be fixed to a predetermined object (actual landscape). It does not have to be superimposed. For example, when the road information includes sign information, a road sign based on the current position is input to the generation unit 230, and the display element representing the road sign is the display range AR set in the windshield 101. It may be fixed and displayed on a part of.

また、処理部210又は生成部230は、例えば車載ネットワークLAN及び車速情報取得部430を介して、車両(自車両)の速度を入力してもよい。現在時刻に基づく車両(自車両)の速度が、生成部230に入力されて、車両の速度を表す表示要素は、ウインドシールド101に設定される表示範囲ARの一部に固定されて、表示されてもよい。言い換えれば、ヘッドアップディスプレイ装置は、表示画像を表示する時に、所定の物体(実際の風景)の位置に依らず、車両の速度等の計器情報を固定する一方、前方車両、歩行者等の障害物情報を所定の物体(実際の風景)の位置に応じて変化させてもよい[0]。なお、表示コントローラ200は、例えば道路情報取得部410、位置情報取得部420、車速情報取得部430等の情報取得部400からの情報を入力しなくてもよい。   Moreover, the process part 210 or the production | generation part 230 may input the speed of a vehicle (own vehicle) via the vehicle-mounted network LAN and the vehicle speed information acquisition part 430, for example. The speed of the vehicle (own vehicle) based on the current time is input to the generation unit 230, and the display element indicating the speed of the vehicle is fixed and displayed in a part of the display range AR set in the windshield 101. May be. In other words, the head-up display device fixes the instrument information such as the speed of the vehicle regardless of the position of a predetermined object (actual landscape) when displaying the display image, while the obstacle such as the vehicle ahead, the pedestrian, etc. The object information may be changed according to the position of a predetermined object (actual scenery) [0]. The display controller 200 may not input information from the information acquisition unit 400 such as the road information acquisition unit 410, the position information acquisition unit 420, and the vehicle speed information acquisition unit 430.

図1(A)において、表示機構100又は表示器20は、ウインドシールド101を介して虚像表示面V上の虚像をユーザに視認させるために、表示コントローラ200又は処理部210によって制御され、これにより、表示器20は、虚像に対応する表示要素を含む表示画像に基づく表示光L(投影光)を生成又は放出することができる。反射器21は、表示器20からの表示光Lの光路をウインドシールド101に導き、運転者は、ウインドシールド101での表示光L(表示要素)を虚像として認識することができる。なお、表示器20は、例えばLED等の光源部、例えばDMD(Digital Micromirror Device)等の表示素子、表示素子からの光を受光して表示画像(表示要素を含む)を表示するスクリーン等を有する。   In FIG. 1A, the display mechanism 100 or the display device 20 is controlled by the display controller 200 or the processing unit 210 so that the user can visually recognize the virtual image on the virtual image display surface V through the windshield 101. The display device 20 can generate or emit display light L (projection light) based on a display image including a display element corresponding to a virtual image. The reflector 21 guides the optical path of the display light L from the display device 20 to the windshield 101, and the driver can recognize the display light L (display element) on the windshield 101 as a virtual image. The display 20 includes a light source unit such as an LED, a display element such as a DMD (Digital Micromirror Device), a screen that receives light from the display element, and displays a display image (including display elements). .

画像処理ユニットである表示コントローラ200及び例えば表示機構100を備えるヘッドアップディスプレイ装置が搭載される車両(自車両)は、図1(A)において例えば自動車であり、自動車は道路面Hの上を走行可能である。運転者の視点102で、図1(A)の虚像表示面Vの高さ又は奥行き(重畳距離)は、例えば距離D1から距離D3までの所定距離に設定されている。言い換えれば、運転者の視点102で、虚像表示面Vの下端は、車両から距離D1だけ前方に存在し、虚像表示面Vの上端は、車両から距離D3だけ前方に存在し、虚像表示面Vの上下方向の中点は、車両から距離D2だけ前方に存在している。距離D1、距離D2及び距離D3は、それぞれ、例えば20[m]、例えば30[m]及び例えば50[m]である。   A vehicle (own vehicle) on which a display controller 200 that is an image processing unit and a head-up display device including, for example, a display mechanism 100 is mounted is, for example, an automobile in FIG. Is possible. From the viewpoint 102 of the driver, the height or depth (superimposition distance) of the virtual image display surface V in FIG. 1A is set to a predetermined distance from a distance D1 to a distance D3, for example. In other words, at the driver's viewpoint 102, the lower end of the virtual image display surface V exists forward by a distance D1 from the vehicle, and the upper end of the virtual image display surface V exists forward by a distance D3 from the vehicle. The midpoint in the up and down direction is ahead of the vehicle by a distance D2. The distance D1, the distance D2, and the distance D3 are, for example, 20 [m], for example, 30 [m], and for example, 50 [m].

図1(A)において、1つの反射器21が示されているが、反射器21は、例えば2つの反射器で構成することができ、言い換えれば、表示器20からウインドシールド101までの表示光Lの光路長は、反射器21によって設定されてもよく、距離D1、距離D2及び距離D3は、理想的な運転者の視点高さ(理想的な運転者の座高の高さ)及び表示光Lの光路長に応じて設定されてもよい。また、反射器21は、一般に、表示器20からの表示光Lを拡大し、加えて、反射器21又は表示コントローラ200(例えば処理部210)は、一般に、ウインドシールド101の一部に設定される表示範囲ARにおける歪み(例えばガラス面の歪み)を補正することができる。   Although one reflector 21 is shown in FIG. 1A, the reflector 21 can be composed of, for example, two reflectors, in other words, display light from the display 20 to the windshield 101. The optical path length of L may be set by the reflector 21, and the distance D1, the distance D2, and the distance D3 are the ideal driver viewpoint height (ideal driver seat height) and display light. It may be set according to the optical path length of L. Further, the reflector 21 generally expands the display light L from the display device 20, and in addition, the reflector 21 or the display controller 200 (for example, the processing unit 210) is generally set as a part of the windshield 101. Distortion in the display range AR (for example, distortion of the glass surface) can be corrected.

図1(B)は、図1(A)の虚像表示面及び仮想平面の説明図を示す。表示要素の虚像は、例えば、道路面Hから所定高さだけ上昇した虚像表示面V上に認識され、例えば、虚像表示面Vは、道路面Hから所定高さだけ上昇した仮想平面Sに設定される。なお、虚像表示面Vは、道路面Hと平行に設定されないで、道路面Hから所定の角度だけ傾いてもよい。虚像表示面Vの傾きは、スクリーン(表示器20が表示画像を表示する表示面)又は反射器21の角度によって設定されている。   FIG. 1B is an explanatory diagram of the virtual image display surface and the virtual plane of FIG. The virtual image of the display element is recognized, for example, on the virtual image display surface V that is raised by a predetermined height from the road surface H. For example, the virtual image display surface V is set on the virtual plane S that is raised by a predetermined height from the road surface H. Is done. Note that the virtual image display surface V may not be set parallel to the road surface H and may be inclined by a predetermined angle from the road surface H. The inclination of the virtual image display surface V is set by the angle of the screen (display surface on which the display device 20 displays a display image) or the reflector 21.

反射器21を回転駆動可能なアクチュエータ(図示せず)が反射器21に設けられていてもよく、その場合、表示コントローラ200の処理部210は、そのアクチュエータを制御して、虚像表示面Vの傾きを調整してもよい。図1(A)又は図1(B)の例において、虚像表示面Vは、道路面Hとほぼ平行であり、道路面Hからの虚像表示面Vの傾きは、1例として、0[degree]から30[degree]までの範囲に設定されてもよい。   An actuator (not shown) that can rotationally drive the reflector 21 may be provided in the reflector 21. In this case, the processing unit 210 of the display controller 200 controls the actuator to control the virtual image display surface V. The inclination may be adjusted. In the example of FIG. 1A or FIG. 1B, the virtual image display surface V is substantially parallel to the road surface H, and the inclination of the virtual image display surface V from the road surface H is 0 [degree] as an example. ] To 30 [degree] may be set.

図1(A)又は図1(B)において、虚像表示面Vは、道路面Hから所定高さだけ上昇しているが、道路面Hに設定されてもよい。また、仮想平面Sは、道路面Hから所定高さだけ上昇している。   In FIG. 1A or FIG. 1B, the virtual image display surface V rises from the road surface H by a predetermined height, but may be set to the road surface H. In addition, the virtual plane S rises from the road surface H by a predetermined height.

図2(B)は、図1(A)の虚像表示面の変形例を示し、図2(B)は、図2(A)の虚像表示面及び仮想平面の説明図を示す。図2(A)又は図2(B)の例において、虚像表示面V’は、道路面Hとほぼ垂直であり、道路面Hからの虚像表示面Vの傾きθ’は、1例として、80[degree]から90[degree]までの範囲に設定されてもよい。図2(A)において、運転者の視点102で、虚像表示面V’上の虚像によって重ねられる実際の風景の範囲(重畳距離)は、例えば距離D1’から距離D3’までの所定距離に設定されている。なお、図2(A)の距離D1’、距離D2’及び距離D3’が、それぞれ、図1(A)の距離D1、距離D2及び距離D3と同一となるように、表示光Lの光路長及び反射器21の角度が設定されてもよい。また、図2(A)の仮想平面Sは、道路面Hから所定高さだけ上昇している。   FIG. 2B shows a modification of the virtual image display surface of FIG. 1A, and FIG. 2B shows an explanatory diagram of the virtual image display surface and the virtual plane of FIG. In the example of FIG. 2A or 2B, the virtual image display surface V ′ is substantially perpendicular to the road surface H, and the inclination θ ′ of the virtual image display surface V from the road surface H is, for example, It may be set in a range from 80 [degree] to 90 [degree]. In FIG. 2A, the actual landscape range (overlapping distance) superimposed by the virtual image on the virtual image display surface V ′ at the driver's viewpoint 102 is set to, for example, a predetermined distance from the distance D1 ′ to the distance D3 ′. Has been. Note that the optical path length of the display light L is such that the distances D1 ′, D2 ′, and D3 ′ in FIG. 2A are the same as the distances D1, D2, and D3 in FIG. And the angle of the reflector 21 may be set. Also, the virtual plane S in FIG. 2A rises from the road surface H by a predetermined height.

なお、虚像表示面は、図1(A)の虚像表示面V又は図2(A)の虚像表示面V’に限定されず、例えば特開2014−181025号公報、特開2016−068576号公報、特開2016−212338号公報に開示されるように、複数の虚像表示面の組み合わせであってもよい。言い換えれば、虚像表示面は、実空間での任意の平面に設定してもよく、いわゆる3Dヘッドアップディスプレイ装置の虚像表示面であってもよい。   Note that the virtual image display surface is not limited to the virtual image display surface V in FIG. 1A or the virtual image display surface V ′ in FIG. 2A, and for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2014-181025 and 2006-068576. As disclosed in JP 2016-212338 A, a combination of a plurality of virtual image display surfaces may be used. In other words, the virtual image display surface may be set to an arbitrary plane in real space, or may be a virtual image display surface of a so-called 3D head-up display device.

図3(A)は、ウインドシールド101を介して認識される物体OB(実際の風景)の1例を示す。図3(A)に示されるように、ユーザである例えば運転者は、例えば片側三車線の道路を自車両で走行し、例えば左隣のレーン上を走行する前方車両を認識することができる。この時、例えば図1(A)の物体情報取得部310は、自車両の前方に存在する道路上の物体OBとして、車両(前方車両)を認識し、認識した物体OB(前方車両)の位置情報を取得することができる。   FIG. 3A shows an example of an object OB (actual scenery) recognized through the windshield 101. As shown in FIG. 3 (A), for example, a driver who is a user can drive a vehicle on one side of three lanes with his own vehicle, for example, and can recognize a forward vehicle which runs on the left adjacent lane. At this time, for example, the object information acquisition unit 310 in FIG. 1A recognizes the vehicle (front vehicle) as the object OB on the road ahead of the host vehicle, and the position of the recognized object OB (front vehicle). Information can be acquired.

図3(B)は、図3(A)の物体OBに重畳される虚像V1(表示要素)の1例を示す。例えば図1(A)の生成部230は、物体情報取得部310からの位置情報と、視点情報取得部320からの運転者の視点高さと、に基づき、運転者の視点102で、虚像V1が物体OB(前方車両)と重なるように、虚像V1に対応する表示要素の位置情報を決定することができる。虚像V1は、例えば図1(B)の仮想平面Sと一致する虚像表示面V上に形成される。   FIG. 3B shows an example of a virtual image V1 (display element) superimposed on the object OB in FIG. For example, the generation unit 230 in FIG. 1A generates a virtual image V1 at the driver's viewpoint 102 based on the position information from the object information acquisition unit 310 and the viewpoint height of the driver from the viewpoint information acquisition unit 320. The position information of the display element corresponding to the virtual image V1 can be determined so as to overlap the object OB (front vehicle). For example, the virtual image V1 is formed on the virtual image display surface V that coincides with the virtual plane S in FIG.

図3(C)は、実空間での虚像V1の平面形状又は仮想平面S上の平面形状の説明図(平面図)を示す。例えば図1(B)に示されるように、虚像表示面Vが仮想平面Sと一致する時に、実空間での虚像V1は、仮想平面S上に形成され、従って、実空間での虚像V1の平面形状は、実空間での仮想平面S上の平面形状と一致する。図3(C)に示されるように、実空間での仮想平面S上の平面形状は、例えば第1〜第4の辺S1,S2,S3,S4で規定される長方形である。図3(C)の例において、仮想平面S上の平面形状(長方形)の中心Cは、物体OB(前方車両)の例えば中心に一致し、生成部230は、物体OB(前方車両)の中心を、例えば物体情報取得部310からの情報によって取得又は算出することができる。   FIG. 3C is an explanatory diagram (plan view) of the planar shape of the virtual image V1 in the real space or the planar shape on the virtual plane S. For example, as shown in FIG. 1B, when the virtual image display surface V coincides with the virtual plane S, the virtual image V1 in the real space is formed on the virtual plane S. Therefore, the virtual image V1 in the real space The planar shape matches the planar shape on the virtual plane S in real space. As shown in FIG. 3C, the planar shape on the virtual plane S in the real space is a rectangle defined by, for example, the first to fourth sides S1, S2, S3, and S4. In the example of FIG. 3C, the center C of the planar shape (rectangle) on the virtual plane S coincides with, for example, the center of the object OB (front vehicle), and the generation unit 230 determines the center of the object OB (front vehicle). Can be acquired or calculated based on information from the object information acquisition unit 310, for example.

図3(C)において、実空間での仮想平面S上の平面形状は、物体情報取得部310によって取得される実空間での物体OB(前方車両)を取り囲む直方体の仮想平面S(仮想平面Sは、道路面Hがxz平面である時に、xz平面から所定高さだけ上昇している。)による切断面を規定する形状であってもよい。言い換えれば、物体情報取得部310は、物体OB(前方車両)を直方体(仮想直方体)で取り囲む時に、直方体(仮想直方体)を規定する3辺の長さ(物体の幅(x軸方向)と奥行き(z軸方向)と高さ(y軸方向))のうち、物体OB(前方車両)の幅及び奥行きに、それぞれ所定値(=of2+of3)及び所定値(=of1+of4)を加算することができる。   In FIG. 3C, the planar shape on the virtual plane S in the real space is a rectangular parallelepiped virtual plane S (virtual plane S) surrounding the object OB (front vehicle) in the real space acquired by the object information acquisition unit 310. May be a shape that defines a cut surface by a predetermined height from the xz plane when the road surface H is the xz plane. In other words, when the object information acquisition unit 310 surrounds the object OB (front vehicle) with a rectangular parallelepiped (virtual rectangular parallelepiped), the length of the three sides (the width of the object (x-axis direction) and the depth) that define the rectangular parallelepiped (virtual rectangular parallelepiped). Of the (z-axis direction) and height (y-axis direction), a predetermined value (= of2 ++ 3) and a predetermined value (= of1 + of4) can be added to the width and depth of the object OB (front vehicle), respectively.

なお、物体OB(前方車両)の大きさは、物体情報取得部310によって厳密に取得されなくてもよく、物体情報取得部310は、障害物又は接近物のカテゴリ(例えば「車両」又は「歩行者」)だけが認識されて、カテゴリ毎に、固定の大きさが割り当てられてもよく、カテゴリ内の種類(例えば車両カテゴリ内の「普通自動車」、「大型トラック」、又は「オートバイ」)毎に、固定の大きさが割り当てられてもよい。   Note that the size of the object OB (the vehicle in front) may not be strictly acquired by the object information acquisition unit 310, and the object information acquisition unit 310 may determine the category of the obstacle or approaching object (for example, “vehicle” or “walking”). May be assigned a fixed size for each category, and for each type within the category (eg, “normal car”, “heavy truck”, or “motorcycle” within the vehicle category) May be assigned a fixed size.

虚像V1が、例えば図2(B)の仮想平面Sと一致しない虚像表示面V’上に形成される時に、ユーザによって視認される実空間での虚像V1の平面形状が写像される仮想平面S上の平面形状は、図3(C)に示されるように、例えば第1〜第4の辺S1,S2,S3,S4で規定される長方形である。   For example, when the virtual image V1 is formed on the virtual image display surface V ′ that does not coincide with the virtual plane S in FIG. 2B, the virtual plane S on which the planar shape of the virtual image V1 in the real space visually recognized by the user is mapped. The upper planar shape is a rectangle defined by, for example, the first to fourth sides S1, S2, S3, and S4, as shown in FIG.

図4(A)は、ユーザによって認識される虚像V1の1例を示し、図4(B)は、視点高さが低くなる時に、ユーザによって認識される虚像V1の大きさの変化例を示し、図4(C)は、仮想平面S上で移動された虚像V1の1例を示し、図4(D)は、実空間での移動された虚像V1の平面形状又は仮想平面S上の平面形状の説明図(平面図)を示す。   4A shows an example of the virtual image V1 recognized by the user, and FIG. 4B shows an example of a change in the size of the virtual image V1 recognized by the user when the viewpoint height is lowered. 4C shows an example of the virtual image V1 moved on the virtual plane S, and FIG. 4D shows the plane shape of the moved virtual image V1 in the real space or the plane on the virtual plane S. An explanatory view (plan view) of the shape is shown.

図4(A)〜図4(C)において、図3(B)の物体OB(前方車両)は、簡略化されて、二点鎖線で表される直方体(現実直方体)として表されている。ユーザの視点高さが図4(A)で想定される高さから図4(B)で想定される高さに減少する時に、ユーザによって視認される実空間での虚像V1の平面形状又は虚像V1の平面形状が写像される仮想平面S上の平面形状が同一であるように、生成部230は、虚像V1に対応する表示要素の平面形状を決定する。従って、実空間での仮想平面S上の平面形状が例えば第1〜第4の辺S1,S2,S3,S4で規定される長方形(仮想直方体)で固定又は維持される状況では、視点高さが低くなる時に、本発明者らは、ユーザが虚像V1を視認し難いこと、即ち視認性の低下を認識した(図4(B)参照)。   4A to 4C, the object OB (front vehicle) in FIG. 3B is simplified and represented as a rectangular parallelepiped (real rectangular parallelepiped) represented by a two-dot chain line. The planar shape or virtual image of the virtual image V1 in the real space visually recognized by the user when the user's viewpoint height decreases from the height assumed in FIG. 4 (A) to the height assumed in FIG. 4 (B). The generation unit 230 determines the planar shape of the display element corresponding to the virtual image V1 so that the planar shape on the virtual plane S to which the planar shape of V1 is mapped is the same. Therefore, in a situation where the planar shape on the virtual plane S in the real space is fixed or maintained by a rectangle (virtual rectangular parallelepiped) defined by the first to fourth sides S1, S2, S3, S4, for example, the viewpoint height The present inventors have recognized that it is difficult for the user to visually recognize the virtual image V1, that is, that the visibility is lowered (see FIG. 4B).

図4(B)の例において、物体OB(前方車両)が二点鎖線で表される直方体(現実直方体)の外縁(物体OBと道路面Hとの境界)と、仮想平面S上の虚像V1の平面形状の外縁(辺S1)と、の間の隙間がない。言い換えれば、図4(B)の例において、虚像V1の一部(辺S1)は、物体OBと道路面Hとの境界に位置する。このように、図4(B)の例では、辺S1及び/又は境界の視認性が低下する。   In the example of FIG. 4B, the outer edge (boundary between the object OB and the road surface H) of the rectangular parallelepiped (real rectangular parallelepiped) in which the object OB (front vehicle) is represented by a two-dot chain line, and the virtual image V1 on the virtual plane S There is no gap between the outer edge (side S1) of the planar shape. In other words, in the example of FIG. 4B, a part (side S1) of the virtual image V1 is located at the boundary between the object OB and the road surface H. As described above, in the example of FIG. 4B, the visibility of the side S1 and / or the boundary is lowered.

従って、本発明に従う生成部230では、図4(A)及び図4(B)に示されるように、その物体OB(前方車両)を取り囲む仮想平面S上の平面形状(第1〜第4の辺S1,S2,S3,S4で規定される長方形)に重ねる表示要素(虚像V1)の大きさの変化が、物体OB(前方車両)の大きさ(二点鎖線で表される直方体)の変化と等しくなるように、ユーザの視点高さに応じて、表示要素の平面形状を一時的に決定する。即ち、生成部230は、ユーザの視点高さに依らず、ユーザによって視認される物体OB(前方車両)と表示要素(虚像V1)との実空間での相対的な位置関係及び実空間での大きさ関係が変化しないように、ユーザの視点高さに応じて、表示画像内の表示要素の位置及び見た目の形状を一時的に決定する。その後、生成部230は、仮想平面S上の虚像V1の平面形状(長方形)が移動するように、一時的に決定された表示要素の平面形状を確定する(図4(C)及び図4(D)参照)。   Therefore, in the generation unit 230 according to the present invention, as shown in FIGS. 4A and 4B, the planar shape (first to fourth) on the virtual plane S surrounding the object OB (front vehicle) is shown. The change in the size of the display element (virtual image V1) superimposed on the rectangle defined by the sides S1, S2, S3, S4 is the change in the size of the object OB (front vehicle) (a rectangular parallelepiped represented by a two-dot chain line). So that the planar shape of the display element is temporarily determined according to the viewpoint height of the user. That is, the generation unit 230 does not depend on the viewpoint height of the user, and the relative positional relationship in the real space between the object OB (front vehicle) visually recognized by the user and the display element (virtual image V1) and the real space. The position of the display element in the display image and the appearance shape are temporarily determined according to the viewpoint height of the user so that the size relationship does not change. Thereafter, the generation unit 230 determines the planar shape of the display element that is temporarily determined so that the planar shape (rectangular shape) of the virtual image V1 on the virtual plane S moves (FIG. 4C and FIG. 4). D)).

図4(C)及び図4(D)に示されるように、実空間での仮想平面S上の平面形状は、1例として、第1〜第4の辺S1,S2,S3,S4で規定される長方形である。即ち、図4(B)の各辺S1,S2,S3,S4は、図4(C)のS1,S2,S3,S4に維持され、仮想平面S上の平面形状の大きさ(面積)は固定される。次に、視点高さが低くなる時に、ユーザによって視認される実空間での虚像V1の平面形状又は虚像V1の平面形状が写像される仮想平面S上の平面形状が前側で(of4’+of4)の分だけ移動し、且つ後側で同方向に(of1’−of1=of4’+of4)の分だけ移動する(図4(D)参照)。図4(C)に示されるように、生成部230は、仮想平面S上の虚像V1の平面形状(長方形)が移動するように、一時的に決定された表示要素の平面形状を確定するので、その移動の分だけ、視認性を向上させることができる。   As shown in FIGS. 4C and 4D, the planar shape on the virtual plane S in the real space is defined by the first to fourth sides S1, S2, S3, S4 as an example. Is a rectangle. That is, the sides S1, S2, S3, and S4 in FIG. 4B are maintained at S1, S2, S3, and S4 in FIG. 4C, and the size (area) of the planar shape on the virtual plane S is Fixed. Next, when the viewpoint height is lowered, the planar shape of the virtual image V1 in the real space visually recognized by the user or the planar shape on the virtual plane S on which the planar shape of the virtual image V1 is mapped is the front side (of4 ′ + of4). And by the amount of (of1′−of1 = of4 ′ + of4) in the same direction on the rear side (see FIG. 4D). As illustrated in FIG. 4C, the generation unit 230 determines the planar shape of the display element that is temporarily determined so that the planar shape (rectangle) of the virtual image V1 on the virtual plane S moves. The visibility can be improved by the amount of movement.

生成部230は、ユーザの視点高さの変化に応答して、仮想平面S上の虚像V1の平面形状の移動量を動的に決定することができる。ユーザの視点高さが変化する時に、その変化に応答して、視認性を向上させることができる。しかしながら、視点高さの変化が大きい時に、視認性の向上を中止してもよい。具体的には、判定部220は、所定期間内に所定の範囲以上に視点高さが変化するか否かを判定し、単位時間あたりの視点高さの変化量が基準値以上である時に、生成部230は、一時的に決定された表示要素の平面形状をそのまま保持してもよい。代替的に、単位時間あたりの視点高さの変化量が基準値以上である時に、生成部230は、仮想平面S上の虚像V1の平面形状が移動するように、一時的に決定された表示要素の平面形状を保持しても、表示要素の表示輝度を下げて、或いは、表示要素(虚像V1)の表示を消してもよい。その後、視点高さの変化が小さくなった時に、生成部230は、視認性の向上を再開することができる。視点高さの変化が大きい時に、視認性の向上を中止することで、物体OB(前方車両)と車両(自車両)との距離が変化したという誤った認識、或いは、運転者への誤った情報提示を回避することができる。   The generation unit 230 can dynamically determine the amount of movement of the planar shape of the virtual image V1 on the virtual plane S in response to a change in the viewpoint height of the user. When the viewpoint height of the user changes, the visibility can be improved in response to the change. However, when the change in viewpoint height is large, the improvement in visibility may be stopped. Specifically, the determination unit 220 determines whether or not the viewpoint height changes within a predetermined range within a predetermined period, and when the amount of change in the viewpoint height per unit time is equal to or greater than a reference value, The generation unit 230 may hold the planar shape of the display element that is temporarily determined as it is. Alternatively, when the amount of change in the viewpoint height per unit time is equal to or greater than the reference value, the generation unit 230 displays temporarily determined so that the planar shape of the virtual image V1 on the virtual plane S moves. Even if the planar shape of the element is maintained, the display luminance of the display element may be lowered, or the display of the display element (virtual image V1) may be turned off. Thereafter, when the change in the viewpoint height becomes small, the generation unit 230 can resume improving the visibility. When the change in the height of the viewpoint is large, stopping the improvement of the visibility may cause an erroneous recognition that the distance between the object OB (front vehicle) and the vehicle (own vehicle) has changed, or an error to the driver Information presentation can be avoided.

他方、生成部230は、ユーザの視点高さの変化に応答しなくてもよい。具体的には、生成部230は、車両始動時に取得した視点高さ(固定値)で、車両運転中の視認性を向上させることができる。言い換えれば、例えば比較的座高の低い女性が車両を運転する時に、その女性の視点高さで、車両運転中の視認性を向上させることができる。   On the other hand, the generation unit 230 may not respond to a change in the viewpoint height of the user. Specifically, the generation unit 230 can improve the visibility during driving of the vehicle with the viewpoint height (fixed value) acquired when the vehicle is started. In other words, for example, when a woman with a relatively low sitting height drives the vehicle, the visibility during driving of the vehicle can be improved at the height of the viewpoint of the woman.

ところで、生成部230は、視点高さが低くなる時に、ユーザによって認識される仮想平面S上の虚像V1の平面形状が移動するように、一時的に決定された表示要素の平面形状を保持するので、その移動の分だけ、視認性を向上させることができる。しかしながら、判定部220は、視点情報取得部320によって取得される運転者の視線方向が表示要素(虚像V1)を向いているか否かを判定することができる。即ち、運転者の視線方向が表示要素(虚像V1)を向いている時だけ、生成部230は、仮想平面S上の虚像V1の平面形状の移動量がゼロであるように、視認性の向上を中止してもよい。視認性の向上を中止することで、運転者への誤った情報提示を回避することができる。   By the way, the generation unit 230 holds the temporarily determined planar shape of the display element so that the planar shape of the virtual image V1 on the virtual plane S recognized by the user moves when the viewpoint height decreases. Therefore, the visibility can be improved by the amount of the movement. However, the determination unit 220 can determine whether or not the driver's line-of-sight direction acquired by the viewpoint information acquisition unit 320 faces the display element (virtual image V1). That is, only when the driver's line-of-sight direction faces the display element (virtual image V1), the generation unit 230 improves the visibility so that the movement amount of the planar shape of the virtual image V1 on the virtual plane S is zero. May be canceled. By stopping the improvement in visibility, erroneous information presentation to the driver can be avoided.

視点高さが低くなり、且つ運転者の視線方向が表示要素(虚像V1)を向いていない時に、生成部230は、仮想平面S上の虚像V1の平面形状を移動させなくてもよい。   When the viewpoint height is low and the driver's line-of-sight direction does not face the display element (virtual image V1), the generation unit 230 may not move the planar shape of the virtual image V1 on the virtual plane S.

加えて、生成部230は、視認性を向上させるために、仮想平面S上の虚像V1の平面形状を移動させる時に、即ち、仮想平面S上の虚像V1の平面形状の移動量がゼロでない時に、ユーザの視点高さの低下に伴ってその移動が発生したことをユーザに報知することができる。1例として、生成部230は、ユーザの視点高さに応じて表示要素(虚像V1)が移動したことを表す専用の表示要素(図示せず)を表示範囲ARに表示することができる。これに加えて、或いは、これに代えて、処理部210は、車両のスピーカ(図示せず)を制御して、ユーザの視点高さに応じて表示要素(虚像V1)が移動したことを表す音声を出力することができる。これにより、ユーザは、ユーザの視点高さに応じた虚像V1の移動と、物体OB(前方車両)の接近に応じた虚像V1の移動とを区別することができる。   In addition, the generation unit 230 moves the planar shape of the virtual image V1 on the virtual plane S in order to improve the visibility, that is, when the movement amount of the planar shape of the virtual image V1 on the virtual plane S is not zero. It is possible to notify the user that the movement has occurred as the viewpoint height of the user decreases. As an example, the generation unit 230 can display a dedicated display element (not shown) indicating that the display element (virtual image V1) has moved according to the viewpoint height of the user in the display range AR. In addition to this, or instead of this, the processing unit 210 controls a vehicle speaker (not shown) to indicate that the display element (virtual image V1) has moved according to the viewpoint height of the user. Audio can be output. Thereby, the user can distinguish the movement of the virtual image V1 according to the user's viewpoint height and the movement of the virtual image V1 according to the approach of the object OB (front vehicle).

図5(A)は、ユーザの視点高さに基づく、実空間での虚像V1の平面形状又は仮想平面S上の平面形状の移動量の複数の設定例を示し、5(B)は、車両までの距離に基づく、実空間での虚像V1の平面形状又は仮想平面S上の平面形状の移動量の設定例を示す。   FIG. 5A shows a plurality of setting examples of the movement amount of the planar shape of the virtual image V1 in the real space or the planar shape on the virtual plane S based on the viewpoint height of the user, and FIG. 3 shows an example of setting the movement amount of the planar shape of the virtual image V1 in the real space or the planar shape on the virtual plane S based on the distance up to.

図5(A)に示されるように、判定部220は、ユーザの視点高さが基準位置THαよりも低いか否かを判定することが好ましく、ユーザの視点高さが基準位置THα以上である時に、仮想平面S上の虚像V1の平面形状の移動量は、ゼロである。言い換えれば、ユーザの視点高さが基準位置THα以上である時に、例えば図4(A)と同様に、仮想平面S上の虚像V1の平面形状が移動しなくても、視認性は、低下しない。   As shown in FIG. 5A, the determination unit 220 preferably determines whether or not the user's viewpoint height is lower than the reference position THα, and the user's viewpoint height is equal to or higher than the reference position THα. Sometimes, the movement amount of the planar shape of the virtual image V1 on the virtual plane S is zero. In other words, when the user's viewpoint height is equal to or higher than the reference position THα, the visibility does not decrease even if the planar shape of the virtual image V1 on the virtual plane S does not move, for example, as in FIG. .

他方、ユーザの視点高さが基準位置THαよりも低い時に、仮想平面S上の虚像V1の平面形状の移動量(α)は、図5(A)の実線で示されるように、増大される。なお、図5(A)のTall及びShortは、それぞれ、車両の室内で想定されるユーザである運転者の視点高さの最大値及び最小値を示す。図5(A)のNormalは、理想的な運転者の視点高さを示す。図5(A)の移動量(α)は、図5(A)の実線以外の一点鎖線によって決定されてもよい。一点鎖線は、上に凸の曲線によって図5(A)の移動量(α)を表すことができ、これは、視点高さが低くなる時に、視認性をより一層向上させることができることを意味する。   On the other hand, when the viewpoint height of the user is lower than the reference position THα, the movement amount (α) of the planar shape of the virtual image V1 on the virtual plane S is increased as shown by the solid line in FIG. . Note that Tall and Short in FIG. 5A indicate the maximum value and the minimum value of the viewpoint height of the driver who is a user assumed in the vehicle interior, respectively. “Normal” in FIG. 5A indicates an ideal viewpoint height of the driver. The movement amount (α) in FIG. 5A may be determined by a one-dot chain line other than the solid line in FIG. The alternate long and short dash line can represent the movement amount (α) in FIG. 5A by a convex curve, which means that the visibility can be further improved when the viewpoint height decreases. To do.

また、視認性を向上させるために、生成部230は、例えば図5(B)に示される拡大率(β)を追加することができる。即ち、生成部230は、図5(A)の移動量(α)+図5(B)の移動量(β)で、仮想平面S上の平面形状が移動されるように、表示要素の平面形状を決定(確定)することができる。図5(B)において、物体OB(前方車両)と車両(自車両)との距離が閾値THβよりも大きい時に、0よりも大きい移動量(β)を設定することができる。   Moreover, in order to improve visibility, the production | generation part 230 can add the expansion rate ((beta)) shown, for example by FIG. 5 (B). That is, the generation unit 230 determines the plane of the display element so that the plane shape on the virtual plane S is moved by the movement amount (α) in FIG. 5A + the movement amount (β) in FIG. The shape can be determined (confirmed). In FIG. 5B, when the distance between the object OB (the preceding vehicle) and the vehicle (the host vehicle) is larger than the threshold value THβ, a movement amount (β) larger than 0 can be set.

なお、図5(A)及び図5(B)において、移動量(α)及び移動量(β)の各最小値は、0以上である。   5A and 5B, the minimum values of the movement amount (α) and the movement amount (β) are 0 or more.

図6(A)は、視点高さが低くなる時に、ユーザによって認識される虚像V1の1例を示し、図6(B)は、側面視における図6(A)の虚像V1の平面形状又は仮想平面S上の平面形状の説明図を示す。図6(A)及び図6(B)は、図4(B)に対応し、実空間での仮想平面S上の平面形状が例えば第1〜第4の辺S1,S2,S3,S4で規定される長方形で固定又は維持される状況では、視点高さが低くなる時に、本発明者らは、ユーザが虚像V1及び/又は境界(物体OBと道路面Hとの境界)を視認し難いこと、即ち視認性の低下を認識した(図6(A)参照)。   FIG. 6A shows an example of the virtual image V1 recognized by the user when the viewpoint height decreases, and FIG. 6B shows the planar shape of the virtual image V1 in FIG. An explanatory view of a planar shape on the virtual plane S is shown. 6A and 6B correspond to FIG. 4B, and the planar shape on the virtual plane S in the real space is, for example, the first to fourth sides S1, S2, S3, S4. In a situation where the rectangle is fixed or maintained by the prescribed rectangle, when the viewpoint height decreases, the present inventors cannot easily view the virtual image V1 and / or the boundary (the boundary between the object OB and the road surface H). That is, a reduction in visibility was recognized (see FIG. 6A).

図7(A)は、視点高さが低くなる時に、ユーザによって認識される、仮想平面S上で移動虚像V1の1例を示し、図7(B)は、側面視における図7(A)の虚像V1の平面形状又は仮想平面S上の平面形状の説明図を示す。図7(A)及び図7(B)は、図4(C)に対応し、実空間での仮想平面S上の平面形状が移動される状況では、視点高さが低くなる時に、本発明者らは、視認性の向上を認識した(図7(A)参照)。   FIG. 7A shows an example of the moving virtual image V1 on the virtual plane S that is recognized by the user when the viewpoint height is reduced, and FIG. 7B is a side view of FIG. 7A. An explanatory view of the planar shape of the virtual image V1 or the planar shape on the virtual plane S is shown. 7 (A) and 7 (B) correspond to FIG. 4 (C), and in the situation where the planar shape on the virtual plane S in the real space is moved, when the viewpoint height decreases, the present invention They recognized the improvement in visibility (see FIG. 7A).

図7(C)は、図7(A)の虚像V1の他の変形例を示す。図7(C)の例において、物体OB(前方車両)それ自身の視認性を保つために、物体OB(前方車両)の方が優先されて、仮想平面S上の平面形状の一部、即ち、物体OB(前方車両)の背後の虚像V1の部分を省略するように、生成部230は、その虚像V1に対応する表示要素の形状を決定することができる。   FIG. 7C shows another modification of the virtual image V1 of FIG. In the example of FIG. 7C, in order to maintain the visibility of the object OB (front vehicle) itself, the object OB (front vehicle) is prioritized and a part of the planar shape on the virtual plane S, that is, The generation unit 230 can determine the shape of the display element corresponding to the virtual image V1 so as to omit the portion of the virtual image V1 behind the object OB (front vehicle).

図8(A)は、物体OB(前方車両)と自車両との位置関係の説明図を示し、図8(B)は、所定方向の設定例の説明図を示す。図8(A)の例において、実空間での座標は、x軸、y軸及びz軸で表すことができ、ワールド座標と呼ぶこともできる。図8(B)の例において、所定方向DR1は、z軸に平行であり、仮想平面S上の平面形状の第1の辺S1が所定方向DR1に移動する時に、第1の辺S1は、自車両に近づくことになる。言い換えれば、自車両の前進方向を前方向とし、自車両の後進方向を後方向とする時に、所定方向DR1は、自車両の後進方向と一致する。 FIG. 8A shows an explanatory diagram of the positional relationship between the object OB (front vehicle) and the host vehicle, and FIG. 8B shows an explanatory diagram of a setting example of a predetermined direction. In the example of FIG. 8 (A), the coordinates in the real space, x w-axis, can be represented by y w-axis and z w-axis may also be referred to as a world coordinate. In the example of FIG. 8B, the predetermined direction DR1 w is parallel to the zw axis, and the first side when the first side S1 of the planar shape on the virtual plane S moves in the predetermined direction DR1 w S1 approaches the own vehicle. In other words, when the forward direction of the host vehicle is the forward direction and the backward direction of the host vehicle is the rearward direction, the predetermined direction DR1 w matches the backward direction of the host vehicle.

実空間での所定方向は、x軸、y軸及びz軸で表すことができる物体OB(前方車両)のローカル座標で規定してもよい。なお、図8(B)において、物体OB(前方車両)と道路面Hとの境界L1がz軸に垂直であり、所定方向DR1は、所定方向DR1と一致する。 Predetermined direction in the real space, x l-axis may be defined in the local coordinates of the object OB (the vehicle ahead) which can be represented by y l-axis and z l axis. In FIG. 8B, the boundary L1 between the object OB (the vehicle ahead) and the road surface H is perpendicular to the zl axis, and the predetermined direction DR1 l coincides with the predetermined direction DR1 w .

所定方向DR1又はDR1は、図8(A)の自車両の後進方向又は第1の辺S1が境界L1から離れる方向に限定されず、仮想平面S上の平面形状が自車両に近づく方向であればよい。図8(B)において、所定方向DRは、点線で表わされ、物体OB(前方車両)の例えば道路面H上の基準点R(例えば中心、重心等)から自車両の運転者の視点102に向かう方向Mと一致するように、物体OB(前方車両)の例えば中心と自車両の運転者の視点102とを結ぶ直線(仮想直線)上に所定方向DRを設定することができる。第1の辺S1が自車両内のユーザ(具体的には、視点102)に近づく時に、視認性を効果的に向上させることができる。 The predetermined direction DR1 w or DR1 l is not limited to the backward direction of the host vehicle in FIG. 8A or the direction in which the first side S1 is separated from the boundary L1, and the planar shape on the virtual plane S approaches the host vehicle. If it is. In FIG. 8B, the predetermined direction DR m is represented by a dotted line, and the viewpoint of the driver of the host vehicle from a reference point R (eg, center, center of gravity, etc.) on the road surface H of the object OB (front vehicle). The predetermined direction DR m can be set on a straight line (virtual straight line) connecting, for example, the center of the object OB (front vehicle) and the viewpoint 102 of the driver of the host vehicle so as to coincide with the direction M toward 102. When the first side S1 approaches the user (specifically, the viewpoint 102) in the host vehicle, the visibility can be effectively improved.

代替的に、所定方向DR1又はDR1は、或いは、所定方向DRは、仮想平面S上の虚像V1の平面形状は、物体OB(前方車両)と道路面Hとの境界L1と、仮想平面S上の虚像V1の平面形状の外縁S1と、の間で規定される、仮想平面S上の隙間又は面積が増加する方向であってもよい。視点高さが低くなる時に、仮想平面S上の隙間(仮想平面上の面積)を増加させて、視認性をより一層向上させることができる。 Alternatively, in the predetermined direction DR1 w or DR1 l , or in the predetermined direction DR m , the planar shape of the virtual image V1 on the virtual plane S is the boundary L1 between the object OB (front vehicle) and the road surface H, and the virtual It may be a direction in which a gap or an area on the virtual plane S defined between the outer edge S1 of the virtual shape V1 on the plane S and the planar shape increases. When the viewpoint height decreases, the gap on the virtual plane S (area on the virtual plane) can be increased, and the visibility can be further improved.

更に、物体OBが自車両に向かって進行する障害物である時に、所定方向DR1又はDR1は、或いは、所定方向DRは、その物体OB(障害物)の進行方向に設定されて、辺S1及び/又は境界の視認性を向上させてもよい。 Further, when the object OB is an obstacle traveling toward the host vehicle, the predetermined direction DR1 w or DR1 l or the predetermined direction DR m is set to the traveling direction of the object OB (obstacle), The visibility of the side S1 and / or the boundary may be improved.

本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。   The present invention is not limited to the above-described exemplary embodiments, and those skilled in the art will be able to easily modify the above-described exemplary embodiments to the extent included in the claims. .

20・・・表示器、21・・・反射器、100・・・表示機構、101・・・ウインドシールド、102・・・ユーザ(運転者)の視点、103・・・撮像装置、200・・・表示コントローラ(広義には、画像処理ユニット)、210・・・処理部、220・・・判定部、230・・・生成部、240・・・記憶部、300・・・画像処理部、310・・・物体情報取得部、320・・・視点情報取得部、400・・・情報取得部、AR・・・表示範囲、DR1,DR1,DR・・・所定方向、L・・・表示光、L1・・・境界、H・・・道路面、OB・・・物体、R・・・基準点、V・・・虚像表示面、V1・・・虚像。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Display device, 21 ... Reflector, 100 ... Display mechanism, 101 ... Windshield, 102 ... Viewpoint of user (driver), 103 ... Imaging device, 200 ... Display controller (image processing unit in a broad sense), 210 ... processing unit, 220 ... determination unit, 230 ... generation unit, 240 ... storage unit, 300 ... image processing unit, 310 ... object information acquiring unit, 320 ... viewpoint information acquisition unit, 400 ... information acquisition unit, AR ... display range, DR1 w, DR1 l, DR m ··· predetermined direction, L ... Display light, L1 ... boundary, H ... road surface, OB ... object, R ... reference point, V ... virtual image display surface, V1 ... virtual image.

Claims (11)

仮想平面が道路面に略平行であり、且つ前記仮想平面が前記道路面よりも所定高さだけ上昇したようにユーザによって視認される前記仮想平面上の虚像に対応する表示要素を含む表示画像を生成する生成部を
備え、
前記生成部は、前記ユーザの視点高さに基づき前記ユーザによって視認される前記虚像の大きさが変化するように、前記表示要素の平面形状を決定し、
前記視点高さが基準位置から、前記基準位置よりも低い位置に変化する時に、前記生成部は、前記仮想平面上の前記虚像の平面形状が所定方向に移動するように、前記表示要素の前記平面形状を決定することを特徴とする画像処理ユニット。
A display image including a display element corresponding to a virtual image on the virtual plane that is visually recognized by a user such that the virtual plane is substantially parallel to the road surface and the virtual plane is raised by a predetermined height from the road surface; It has a generation part to generate,
The generation unit determines a planar shape of the display element so that a size of the virtual image visually recognized by the user changes based on a viewpoint height of the user,
When the viewpoint height changes from a reference position to a position lower than the reference position, the generation unit is configured to cause the planar shape of the virtual image on the virtual plane to move in a predetermined direction. An image processing unit for determining a planar shape.
前記所定方向は、前記仮想平面上の前記虚像の前記平面形状が、前記虚像が投射される被投影部材を有する車両に近づく方向であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理ユニット。   The image processing unit according to claim 1, wherein the predetermined direction is a direction in which the planar shape of the virtual image on the virtual plane approaches a vehicle having a projection member onto which the virtual image is projected. 前記所定方向は、前記仮想平面上の前記虚像の前記平面形状の基準点から、前記車両を運転する前記ユーザに向かう方向であることを特徴とする請求項2に記載の画像処理ユニット。   The image processing unit according to claim 2, wherein the predetermined direction is a direction from the reference point of the planar shape of the virtual image on the virtual plane toward the user who drives the vehicle. 前記仮想平面上の前記虚像の前記平面形状は、前記ユーザによって認識され得る物体を取り囲む形状であり、
前記所定方向は、前記物体と前記道路面との境界と、前記仮想平面上の前記虚像の前記平面形状の外縁と、の間で規定される、前記仮想平面上の面積が増加する方向であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の画像処理ユニット。
The planar shape of the virtual image on the virtual plane is a shape surrounding an object that can be recognized by the user;
The predetermined direction is a direction in which an area on the virtual plane is defined between a boundary between the object and the road surface and an outer edge of the planar shape of the virtual image on the virtual plane. The image processing unit according to claim 1, wherein the image processing unit is an image processing unit.
前記生成部は、前記視点高さの変化に応答して、前記仮想平面上の前記虚像の前記平面形状の移動量を動的に決定することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の画像処理ユニット。   The said generation part determines the movement amount of the said planar shape of the said virtual image on the said virtual plane dynamically in response to the change of the said viewpoint height, The any one of Claim 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned. The image processing unit according to Item. 単位時間あたりの前記視点高さの変化量が基準値以上である時に、前記生成部は、前記仮想平面上で前記所定方向に移動する前記虚像に対応する表示要素の表示を弱める又は無効化することを特徴とする請求項5に記載の画像処理ユニット。   When the amount of change in the viewpoint height per unit time is equal to or greater than a reference value, the generation unit weakens or invalidates display of the display element corresponding to the virtual image moving in the predetermined direction on the virtual plane. The image processing unit according to claim 5. 前記ユーザの視線方向が前記虚像を向いている間だけ、前記仮想平面上の前記虚像の前記平面形状の前記移動量がゼロであるように、前記生成部は、前記表示要素の前記平面形状を決定することを特徴とする請求項5又は6に記載の画像処理ユニット。   The generation unit changes the planar shape of the display element so that the movement amount of the planar shape of the virtual image on the virtual plane is zero only while the user's line-of-sight direction is facing the virtual image. The image processing unit according to claim 5, wherein the image processing unit is determined. 前記仮想平面上の前記虚像の前記平面形状の前記移動量がゼロでない時に、前記視点高さの低下に伴って前記移動量が発生したことを前記ユーザに報知することを特徴とする請求項5乃至7の何れか1項に記載の画像処理ユニット。   6. The user is notified that the amount of movement has occurred as the viewpoint height decreases when the amount of movement of the planar shape of the virtual image on the virtual plane is not zero. 8. The image processing unit according to any one of items 1 to 7. 前記視点高さは、車両始動時に取得された固定値であり、
前記生成部は、前記固定値に基づき、前記仮想平面上の前記虚像の前記平面形状の移動量を決定することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の画像処理ユニット。
The viewpoint height is a fixed value acquired when the vehicle is started,
The image processing unit according to claim 1, wherein the generation unit determines a movement amount of the planar shape of the virtual image on the virtual plane based on the fixed value.
前記視点高さが前記基準位置から、前記基準位置よりも高い位置に変化する時に、前記仮想平面上の前記虚像の前記平面形状の移動量がゼロであるように、前記生成部は、前記表示要素の前記平面形状を決定することを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の画像処理ユニット。   When the viewpoint height changes from the reference position to a position higher than the reference position, the generation unit displays the display so that the movement amount of the planar shape of the virtual image on the virtual plane is zero. The image processing unit according to claim 1, wherein the planar shape of an element is determined. 請求項1乃至10の何れか1項に記載の前記画像処理ユニットと、
前記画像処理ユニットで生成された前記表示画像を表示する表示器と、
を備えることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
The image processing unit according to any one of claims 1 to 10,
A display for displaying the display image generated by the image processing unit;
A head-up display device comprising:
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