CN113316525A - 平视显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种平视显示装置，其将影像投射于交通工具的挡风玻璃来对驾驶员显示上述影像的虚像，其包括：具有光源和显示元件的影像显示单元，其用于形成影像；将从上述影像显示单元出射的影像光投射在挡风玻璃上而使其反射，来将上述虚像显示在上述交通工具的前方的单元；检测驾驶员的视点的驾驶员视点检测单元；和基于由上述驾驶员视点检测单元检测出的驾驶员的视点的信息，来移动由影像显示单元投射的上述虚像的位置的单元，上述驾驶员视点检测单元在夜间等时，将室内灯或者上述影像显示单元的光源的光作为照明光对驾驶员的面部照射，来检测上述驾驶员的视点。

Description

平视显示装置
技术领域
本发明涉及平视显示装置的技术，尤其是涉及适用于在透明的玻璃等上投射图像的平视显示装置的有效的技术。
背景技术
例如，在汽车等的车辆中，通常，车速和发动机转速等信息显示于仪表板内的仪表盘(instrument panel)。另外，汽车导航等的画面显示于组装在仪表板或者设置在仪表板上的显示器中。驾驶员在观看这些信息的情况下需要使视线较大地移动，因此作为降低视线的移动量的技术，公知的是将车速等的信息和汽车导航的指示等的信息投射在挡风玻璃(windshield)等显示虚像的平视显示器(Head Up Display，以下存在记载为“HUD”的情况)。
像这样作为与HUD相关联的技术，例如在以下的专利文献1～3中公开有将HUD与视点检测摄像机相组合的技术。
另外，在以下的专利文献4中记载有，用于通过简单的结构，与观察者的视点的位置对应地变更作为虚像的投射图像的显示位置的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-068577号公报
专利文献2：日本特开2015-219631号公报
专利文献3：日本特开2014-199385号公报
专利文献4：日本特开2016-014861号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
上述的现有技术，尤其是在专利文献4中记载的那样的现有技术中，记载有为了使图像光效率良好地朝向观察者，利用红外线摄像机等的视点位置检测单元检测驾驶员的视点位置，根据该检测出的视点位置使投射图像的显示位置移动的主旨。但是，在该情况下，作为该视点位置检测单元，不仅需要检测运转中的驱动器的姿态或视线等用于支持安全驾驶的通常的驾驶员监视系统，而且产生了将红外线的发生装置和红外线摄像机等安装在驾驶席附近的狭小的空间中的需要，因此导致了装置的成本上升，不一定是最佳的方案。
因此，本发明的目的在于，提供一种不利于红外线等的专用光源，而利用现有的室内灯或HUD装置的光源，通过用通常的可见光进行动作来确认驾驶员的位置的视点检测装置，检测作为虚像投射图像的观察者的驾驶员的视点位置，并且，不需要且不产生由HUD装置带来的白色光，能够进行适当的虚像投射图像的控制的、实用的且经济性优异的平视显示装置。
用于解决课题的技术方案
本发明中，对于代表性的方案的概要进行简单说明，提供一种将影像投射于交通工具的挡风玻璃来对驾驶员显示所述影像的虚像的平视显示装置，其包括：具有光源和显示元件的影像显示单元，其用于形成所述影像；将从所述影像显示单元出射的影像光投射在所述挡风玻璃上而使其反射，来将所述虚像显示在所述交通工具的前方的单元；检测所述驾驶员的视点的驾驶员视点检测单元；和基于由所述驾驶员视点检测单元检测出的所述驾驶员的视点的信息，来移动由所述影像显示单元投射的所述虚像的位置的单元，所述交通工具在驾驶席的附近具有室内灯装置，所述驾驶员视点检测单元在所述交通工具的规定的环境下，将所述室内灯装置的光或所述影像显示单元的光源的光作为照明光对所述驾驶员的面部照射，来检测所述驾驶员的视点。
发明效果
本发明中，对通过代表性的方案所获得的效果简单地如下进行说明。即，依据本发明的代表性的实施方式，能够提供一种即使在夜间等的不能获得充分的可见光的环境下，也能够可靠地确认驾驶员的视点位置，能够实现良好的虚像投射图像的控制，实用性和经济性也优异的平视显示装置。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的平视显示装置的整体结构的一例的图。
图2是表示平视显示装置的实施方式的详细结构的图。
图3是表示平视显示装置的反射镜驱动部的结构的例子的、包括展开图、组装图、整体图在内的图。
图4是表示平视显示装置的反射镜驱动部的动作的例子的图。
图5是表示平视显示装置中的HUD装置的控制系统的一例的框图。
图6是表示构成平视显示装置的HUD装置的车辆信息取得部的一例的框图。
图7是表示平视显示装置的视点检测装置的结构的一例的框图。
图8是表示平视显示装置的室内灯装置的结构的一例的框图。
图9是说明基于平视显示装置进行的驾驶员的视点位置检测的整体结构图。
图10是表示平视显示装置中的驾驶员的视点位置检测动作(位置调整)的详细内容的流程图。
图11是表示另一实施方式的平视显示装置中的驾驶员的视点位置检测动作(位置调整)的详细内容的流程图。
图12是表示图10和图11中的通常视点位置调整的详细内容的流程图。
图13是关于驾驶员的视点位置检测的动作原理进行说明的图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细地说明。此外，在用于说明实施方式的全部附图中，对相同部分原则上标注相同的附图标记，而省略其重复的说明。另一方面，关于在某图中标注了附图标记而说明了的部位，存在在其它的图的说明时不再次图示，而标注相同的附图标记而提及的情况。另外，在以下所示的各实施方式中，以平视显示器(HUD)装置设置在汽车等的车辆中的情况为例进行说明，但也能够应用于电车或飞机等的其它的交通工具。
图1是关于本发明的一个实施方式的平视显示器(HUD)装置的结构的一例表示概要的图。该HUD装置1为，将配置在未图示的壳体内对来自光源的光进行调制而投射的影像显示装置30的光经由必要的光学元件43，进一步通过凹面反射镜52反射，投射到车辆2的挡风玻璃3并向观察者(驾驶员)的视点5入射，由此将所希望的投射图像与观察者的视点的位置相对应地显示的装置。此外，在该图中，与不同的观察者(驾驶员)的视点5的位置(A、B、C)对应的凹面反射镜52的旋转位置、投射图像的对挡风玻璃3(内面侧)的投射位置、进而由此而显示的虚像分别用A、B、C显示。
另外，在图中表示了控制影像显示装置30和包含凹面反射镜52的HUD装置1的控制部20，以及包括用于监视包含驾驶员的视点等在内的姿态的车内摄像机的驾驶员监视系统(DMS)等的视点检测装置6。另外，图中的附图标记120表示安装在驾驶席的附近、更具体而言安装在驾驶席上部的顶棚，与车辆的门的开闭联动并且能够根据驾驶员的需要而点亮/熄灭的现有的室内灯，根据以下的说明更加明确，该室内灯120也具有在其点亮时作为驾驶员的视点位置检测用的光源的作用。
此外，在此，被投射部件不限于挡风玻璃3，只要是能够投射影像的部件，也能够采用组合器等其它的部件。另外，影像显示装置30例如由具有背光灯(光源)31(图2)的投影仪或LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)等构成。也可以是自发光型的VFD(VacuumFluorescent Display：真空荧光显示器)等，或者是利用投射装置在屏幕显示影像的装置。作为这样的屏幕，例如也可以由将微透镜配置为2维状的微透镜阵列构成。
凹面反射镜52例如由自由曲面反射镜或具有光轴非对称的形状的反射镜等构成。更具体而言，凹面反射镜52的形状为了降低虚像的畸变，例如在其上部的区域(即，由于在此反射的光线在挡风玻璃3的下方进行反射，因此相对地与驾驶员的视点5的距离变短)中，以放大率变大的方式相对地使曲率半径减小。另一方面，在凹面反射镜52的下部的区域(即，由于在此所反射的光线在挡风玻璃3的上方反射，因此相对地与驾驶员的视点5的距离变长)中，以放大率变小的方式相对地使曲率半径变大。将影像显示装置30相对于凹面反射镜52的光轴倾斜地配置，由此修正图像倍率的不同，可以降低产生的畸变本身。
驾驶员通过看从视点5投射到挡风玻璃3的影像，来观看通过透明的挡风玻璃3在其前方作为虚像的影像。这时，通过调整凹面反射镜52的角度来调整影像被投射于挡风玻璃3的位置，从而能够相对于视点5的位置在上下方向上调整虚像的显示位置。此外，作为虚像，显示的内容没有特别的限定，例如能够适当地显示车辆信息、导航信息、由未图示的摄像机影像(监视摄像机和观众等)拍摄到的前方的风景的影像等。
另外，附图标记6是安装在方向盘的一部分、例如检测在通常的可见光下驾驶员的视点或姿态的视点检测装置。但是，包含该车内摄像机的驾驶员监视系统(DMS)等的视点检测装置6，不必一定如上所述安装在方向盘的一部分，只要能够检测驾驶员的视点等即可，例如也可以安装在仪表盘的一部分、或者安装在挡风玻璃3的一部分。
图2中表示了HUD装置1的详细构造的一例，在此壳体用附图标记61和65表示，HUD装置1通过将影像显示装置30与凹面反射镜52相组合而构成。此外，在此，用附图标记43表示了作为必要的光学元件的畸变修正透镜等。
另外，在本例中，根据附图可知，在壳体61、65的内部，利用在侧面形成一对的轴，凹面反射镜52配置在微小的角度范围中能够转动。并且，在下部的壳体65的底部，与用于安装控制部等的主基板70一起，通过螺纹件等的拆装单元安装有电动机、涡轮(worm gear)或机轮(wheel)等的移动单元构成的反射镜驱动部42。即，利用该反射镜驱动部42，能够使上述凹面反射镜52的倾斜角度在微小的角度范围中变化。
图3是关于用于使凹面反射镜52的倾斜角度变化的反射镜驱动部42的实施例表示其概要的图。在此，反射镜驱动部42如图3的(a)所示，在壳体421内至少包括：在从高速旋转至低速旋转的较广的范围中其旋转速度可控的电动机422、涡轮423、在该电动机的输出轴与涡轮之间组合的多个齿轮424。该反射镜驱动部42如图3的(b)所示，在筺体的外周部、更具体而言在上述光学部件保持外装壳体65的下端部，该涡轮423以经由一部分的缺口部与形成在凹面反射镜52的下端部的涡轮411相啮合的方式安装。图3的(c)是从接合侧看的图。
此外，依据上述反射镜驱动部42的结构，如图4所示，在从低速至高速的较广的范围中能够进行旋转控制的电动机422的旋转，经由多个齿轮424转换为所希望的旋转速度/驱动力传递到涡轮423，并且，通过形成在凹面反射镜52的下端部的涡轮411，使凹面反射镜52一边以旋转轴为中心旋转一边在前后方向上移动(参照图中的箭头)，能够将凹面反射镜52调整为所希望的倾斜角度。此外，在该图中，多个齿轮424为了容易进行图示而具有间隔地表示，实际上，本领域技术任意当然知晓它们相互啮合。
接着，HUD装置1的控制部(1)(ECU1)20具有控制HUD装置1的动作的功能。控制部(1)(ECU1)20例如如图5所示，由车辆信息取得部(1)21、CPU(Central Processing Unit：中央处理器)(1)22、非易失性存储器(1)23、易失性存储器(1)24、声音用接口25、显示用接口26、通信用接口(1)27等构成。此外，在图中，该CPU(1)22通过易失性存储器(1)24执行保存在非易失性存储器(1)23中的软件的功能由声音数据生成部221、影像数据生成部222、畸变修正部223、光源调整部(1)224、反射镜调整部225、通信部(1)226的模块来表示。由声音数据生成部221所生成的数据经由声音用接口25向扬声器60输出，并且，由影像数据生成部222生成的数据通过畸变修正部223修正畸变，并且经由显示用接口26向影像显示部的影像显示装置30输出。此外，来自光源调整部(1)224的数据直接向影像显示装置30输出。另外，来自反射镜调整部225的数据向反射镜驱动部42输出。
另一方面，来自设置在车辆2内的通信母线(CAN等)300的各种信号经由通信用接口(1)27向CPU(1)22的通信部(1)226输入。即，控制部(1)(ECU1)20如该图中所示，基于从车辆信息取得部(1)21所取得的车辆信息等，通过驱动影像显示装置30形成作为虚像显示的影像，并且，通过由反射镜驱动部42控制的凹面反射镜52(图1)反射上述影像从而投射到挡风玻璃3(图1)。与此相伴，通过上述反射镜驱动部42进行凹面反射镜52的倾斜角度的控制。
车辆信息取得部(1)21例如如图6所示，包括车速传感器101、档位传感器102、前灯(Headlight)传感器104、照度传感器105、色度传感器106、发动机起动传感器109、加速度传感器110、陀螺仪传感器111和温度传感器112，并且，具有路车间通信用无线接收机113、车车间通信用无线接收机114、摄像机(车外)116、GPS接收机117、VICS接收机118等。但是，这些设备不必全部具有，或者也可以还具有其它种类的设备。而且，通过这些所具有的设备能够取得的车辆信息能够适当使用。像这样，HUD控制系统由设置在车辆2(图2)的各部的各种传感器等的信息取得设备构成，检测在车辆2中所产生的各种事件，以规定的间隔检测、取得行驶状况所涉及的各种参数的值，由此能够取得并输出车辆信息。
此外，车速传感器101为了掌握车速而设置，并且，发动机起动传感器109是为了掌握发动机的起动，在发动机起动时起动系统。摄像机(车外)是为了检测前方的车辆和人物以及障碍物而设置的。
图7是表示包含车内摄像机的驾驶员监视系统(DMS)等的视点检测装置6的结构的一例。在本例中，包含车内摄像机的驾驶员监视系统(DMS)等的视点检测装置6具有控制部(2)(ECU2)610，其将来自温度传感器112、方向盘舵角传感器602的信号与来自摄像机(视点检测用)115的信号一起输入并进行规定的运算处理，该控制部(2)(ECU2)610由用于输入来自温度传感器112、方向盘舵角传感器602的信号的车辆信息取得部(2)611、用于输入来自摄像机(视点检测用)115的信号的摄像机用接口612、CPU(2)613、非易失性存储器(2)614、易失性存储器(2)615、以及通信用接口(2)616等构成。
CPU(2)613的通信部(2)617，经由通信用接口(2)616进行与设置在车辆2内的通信母线(CAN等)300的通信，并且该影像分析部618使用保存在非易失性存储器(2)614中的软件、易失性存储器(2)615经由摄像机用接口612输入来自摄像机(视点检测用)115的信号并进行影像分析，并且，通过摄像机控制部619控制摄像机(视点检测用)115。即，构成视点检测装置6的控制部(2)(ECU2)610操作、控制摄像机(视点检测用)115的同时，基于来自该摄像机(视点检测用)115的影像信号检测驾驶员的视点位置。此外，该检测信号经由设置在通信用接口(2)616、上述车辆2内的通信母线(CAN等)300被向上述HUD装置1的控制部(1)(ECU1)20(图5)发送。
此外，以上所述的HUD装置1，从包括安装在方向盘的一部分的车内摄像机的驾驶员监视系统(DMS)等的视点检测装置6接收驾驶员的视点5的信息，将凹面反射镜52的倾斜角度与驾驶员的视点的位置相对应地控制，当然也对投射在车辆2的挡风玻璃3的虚像的位置进行调整/控制。
并且，图8中表示在车辆2内进行室内灯120的控制的室内灯装置700的框图。室内灯装置700例如设置在室内灯120的内部。根据图8可知，该室内灯装置700由：为了与车辆2的门的开闭联动地进行室内灯的ON/OFF而输入来自检测门的开闭的门开闭传感器710的信号，并且用于与该门的开闭独立地进行室内灯的ON/OFF的开关720；和基于来自这些传感器、开关的信号控制室内灯120(参照图1)的光源121的控制部(3)(ECU3)730构成。并且，该控制部(3)(ECU3)730包括输入来自门开闭传感器710、开关720的信号的车辆信息取得部(3)731、CPU(3)732、非易失性存储器(3)733、易失性存储器(3)734和通信用接口(3)735。并且，CPU(3)732由光源调整部(2)736等构成。
并且，CPU(3)732经由通信用接口(3)735进行与设置在车辆2内的通信母线(CAN等)300的通信，并且该光源调整部(2)736使用保存在非易失性存储器(3)733中的软件、易失性存储器(3)734决定光源的状态，控制光源121。即，室内灯装置700的控制部(3)(ECU3)730与门的开闭一起响应由驾驶员进行的开关720的ON/OFF将车辆2内的光源121点亮/熄灭。此外，在该室内灯装置700中，如以下详细地说明，构成该控制部(3)(ECU3)730的CPU(3)732监视室内灯120的状态，其状态(ON/OFF)通过通信部(3)737经由通信用接口(3)735作为车辆信息向通信母线(CAN等)300输出。
<驾驶员的视点位置检测>
接着，对于HUD装置1中的驾驶员的视点位置检测进行说明。此外，在本实施方式中，驾驶员的视点位置检测，不另外设置红外线LED等的光源，即通过利用本来作为构成HUD装置1的主要要素的影像显示装置30的照射光，即使在夜间或室内停车场那样的较暗的环境下也能够进行检测，其整体结构在图9中表示。
在本实施方式中，利用室内灯120的光，并且根据该图可知，由HUD装置1产生白色光(全白)，将该白色光作为用于驾驶员的视点位置检测的照明光有选择地利用。即，来自将虚像对驾驶员进行显示的HUD装置1的光(影像光)，本来朝向驾驶员51的视点，因此，来自该HUD装置1的白色光以驾驶员的眼为中心朝向其附近照射。因此，如果将该照射的白色光作为照明光利用，就不另外使用红外线LED等的光源，利用上述的包含车内摄像机的驾驶员监视系统(DMS)等的视点检测装置6能够检测驾驶员的视点位置。据此，不需要另外的红外线LED等的光源，能够抑制其构成部件的增大实现更加经济的装置。
另外，由于作为照明光照射基于HUD装置1产生的白色光，在后文进行详细说明，优选在驾驶员坐在驾驶席上开始驾驶的时刻(例如在插入了发动机钥匙的情况下等)进行。另外，不限于夜间，即使在白天在黑暗的环境(室内停车场那样的场所)中也能够利用。另一方面，在白天的明亮的环境下、或者在室内灯点亮的情况下，也可以不利于基于HUD装置1产生的白色光，通过包含车内摄像机的驾驶员监视系统(DMS)等的视点检测装置6检测驾驶员的视点位置，并且，也可以基于来自为了检测车外的明亮度而设置的照度传感器(参照图6的附图标记105)的检测信号，适当地将由HUD装置1产生的白色光根据其需要点亮。
而且，在实际的车辆2中，室内灯120的ON/OFF例如在夜间等的情况下与车辆2的门的开闭联动地进行的情况较多，另外，即使在运转中，也可以根据需要而点亮。因此，将该点亮时的室内灯120的光作为用于驾驶员的视点位置检测的照明光利用也是有效的。据此，不需要另外的红外线LED等的专用的光源等，不产生不需要的有可能使驾驶员感到炫光的由HUD装置1产生的白色光，能够利用包括车内摄像机的驾驶员监视系统(DMS)等的视点检测装置6检测驾驶员的视点位置。此外，室内灯120的ON/OFF状态如在图8中所述，通过室内灯装置700的控制部(3)(ECU3)730作为车辆信息向通信母线(CAN等)300输出。
<驾驶员的视点位置检测动作(位置调整)>
接着，对于上述的HUD装置1中的驾驶员的视点位置检测动作(位置调整)的详细内容，参照图10的流程图在以下进行说明。此外，在成为本发明的实施方式的HUD装置中，通过由HUD装置1照射白色光(全白)(以下也称为“全白显示”或“HUD光”)来检测驾驶员的视点位置，其结果是，通过反射镜驱动部42(参照图3或4)调整进行虚像显示的影像光相对于视点位置的方向。据此，基本上，以车辆不行驶为前提，例如监视来自车速传感器101(参照图6)的车辆的行驶速度，例如在判断为行驶速度达到规定值的情况下，优选立即中断调整进行HUD装置的通常显示，或者不进行基于HUD装置的显示。
首先，在图10中，当开始基于HUD装置1的驾驶员51的视点位置检测动作(位置调整)时，为了确认车辆为起动状态，例如对应于发动机钥匙的插入，判断电源(点火装置)是否为ON(S1001)。接着，判断室内灯120是否为OFF(S1002)。在S1002中的判断的结果为“是”的情况下，使基于HUD装置1的显示为全白显示(也称为“整面白显示”)(S1003)。具体而言，利用作为运算处理部的CPU(1)22控制向影像显示装置30输入的影像信号，由此将从投影仪或LCD(Liquid Crystal Display)等投射的HUD光变更为整体为单一色且横长矩形形状的、即与作为驾驶员的面部的横宽对应的显示光，即例如全白显示光。另一方面，在S1001的判断中判断为“否”的情况下，再次反复进行相同的判断。另外，S1002的判断的结果是判断为“否”的情况下，在室内灯120的点亮的情况下，进行在以下说明其详细内容的通常视点位置调整。
接着，在整面白显示的状态下，通过驱动HUD装置1的反射镜驱动部42(图5)，使凹面反射镜52旋转移动(S1004)。接着，再次判断室内灯120是否为OFF(S1005)，在S1005的判断中判断为“否”的情况下，进行通常视点位置调整，该旋转移动在驾驶员的面部上的一定范围中进行往复运动，但之后进行至检测到驾驶员的视点(判断为“是”)为止(S1006)。即，从HUD装置1的整面白显示如图13的(a)所示，通常以在驾驶员51的面部上的眼球的附近进行的方式设定。因此，如果将凹面反射镜52在一定范围中往复移动，如图13的(b)～(c)所示，使HUD装置1的整面白显示在驾驶员51的面部移动，但最终如图13的(d)所示能够可靠地照射在驾驶员51的眼球的附近。这时，优选通过包含车内摄像机的驾驶员监视系统(DMS)等的视点检测装置6，确认照射到驾驶员的HUD光，同时以HUD光到达眼的中心的方式调整凹面反射镜52(图13(d)的位置)。
据此，能够可靠地进行利用包含上述的车内摄像机的驾驶员监视系统(DMS)等的视点检测装置6进行的驾驶员51的视点位置的检测。另一方面，在S1006的检测驾驶员的视点的判断结果为“否”持续了规定时间的情况下，更具体而言，判断视点未检测时间是否经过了10秒以上(S1007)，在其结果为“否”的情况下，处理再次返回HUD反射镜的移动(S1004)。另一方面，在“是”的情况下，即，在驾驶员的检测失败的情况下，将凹面反射镜52返回到默认位置(S1008)，结束一系列的处理(位置调整结束)。并且，之后向HUD通常显示转移。此外，利用包含车内摄像机的驾驶员监视系统(DMS)等的视点检测装置6的、驾驶员的视点位置的检测，通过利用图像分析提取所获得的驾驶员51的面部影像而能够实现，作为本领域技术人员将容易理解。
另外，检测S1006的驾驶员的视点的判断结果为“是”的情况下，在本实施方式中，进一步通过由包含车内摄像机的驾驶员监视系统(DMS)等的视点检测装置6所拍摄的影像的图像分析，检测或判断在驾驶席的驾驶员51的落座状态，显示其结果。即，在本实施方式中，首先，判断在S1006中检测出的驾驶员51的视点是否位于来自HUD装置1的整面白色光的中心(S1009)。并且，判断驾驶员51的视点的进深方向的位置是否位于头枕(Headrest)的附近，即判断是否落座于正确的位置(S1010)。
之后，S1009和S1010的判断的结果均判断为“是”的情况下，停止凹面反射镜52的移动(S1011)，结束一系列的处理。这时，基于HUD装置1的整面白显示也同时停止。另一方面，在S1009的判断的结果判断为“否”的情况下，向HUD反射镜的移动(S1004)返回，进一步反复进行室内灯OFF的判断：S1005、驾驶员的视点的检测：S1006、视点是否在HUD光的中心的判断：S1009。
另一方面，在S1010的判断的结果是判断为“否”的情况下，意味着驾驶员51没有落座在正确的位置，将HUD装置1的显示变更为“请落座在正确的位置”等的、催促落座在正确的位置的显示例如3秒钟那样的规定的期间(S1012)。此外，在该状态下，即使通过HUD装置1显示警告，因为有较高的可能性看不到，在这样的情况下，代替由HUD装置1显示，或者在其显示的基础上，例如由图5的扬声器60进行基于声音输出的警告是更有效的。
之后，进一步判断在S1012中的警告的显示是否是最初的警告(初次)(S1013)，S1013的判断的结果是判断为初次(“是”)的情况下，返回凹面反射镜52的移动(S1004)，反复进行从S1004起的步骤。此外，这时，将警告显示恢复整面白显示。另一方面，S1013的判断的结果判断为不是最初的警告(初次)、而是已经进行了的警告(“否”)的情况下，认为是驾驶员的位置不正确，将凹面反射镜52返回默认位置(S1014)，结束一系列的处理(位置调整结束)，之后，向HUD通常显示转移。
<其它的实施方式(照度传感器控制)>
此外，如上所述，在仅由来自包含车内摄像机的驾驶员监视系统(DMS)等的视点检测装置6的摄像机图像检测驾驶员的视点的位置的情况下，尤其是，在夜间，产生即使室内灯点亮时照度也不充分，不能获得充分的精度的情况。因此，优选在驾驶员51的视点的位置的基础上，还根据来自照度传感器(图6的105)的信号判断照度是否充分(例如是否小于50勒克斯(lux))，基于其结果进行驾驶员的视点位置检测动作，在图11中关于其详细内容进行说明。
此外，该图11中表示的驾驶员的视点位置检测动作(位置调整)基本上与图10所示的动作相同，接着室内灯是否为OFF的判断(S1002)，进一步判断来自照度传感器105的信号是否小于规定的照度(例如小于50勒克斯)(S1101)，S1101的判断的结果是判断为“是”的情况下，由HUD装置1进行整面白显示(S1003)。另一方面，在S1002中的判断或者在S1101中的照度的判断的结果判断为“否”的情况下，在室内灯点亮的情况下，进行在以下说明其详细内容的通常视点位置调整。
进一步，在图11中表示的驾驶员的视点位置检测动作(位置调整)中，接着之后的室内灯OFF的判断(S1005)，再次判断来自照度传感器105的信号是否小于规定的勒克斯(例如小于50勒克斯)(S1102)。S1102的判断结果是判断为“是”的情况下，检测驾驶员的视点：向S1006转移，另一方面判断为“否”的情况下，向室内灯的点亮情况下的下通常视点位置调整转移。
像这样，在添加了本实施方式的照度传感器控制的驾驶员的视点位置检测动作中，通过添加照度是否充分(例如是否小于50勒克斯)的判断，在夜间的室内灯的点亮时即使其照度不充分的情况下，也由HUD装置1进行全白显示，由此能够以充分的精度检测驾驶员的视点位置。
<通常视点位置调整>
接着，以下关于在图10的流程中室内灯是否为OFF的判断(S1002、S1005)的结果是判断为“否”的情况下，进一步，在图11的流程中的照度的判断(S1101、S1102)的结果是判断为“否”的情况下执行的处理、即所谓的通常视点位置调整进行说明。
图12是表示通常视点位置调整的顺序的一例的流程图，根据图可知，当通常视点位置调整开始时，判断是否已经检测了驾驶员的视点(S1201)，S1201的判断的结果是判断为“是”的情况下，将凹面反射镜52与检测到的驾驶员的视点相匹配地移动(S1202)。之后，判断驶员51的视点的进深方向的位置是否靠近头枕、即是否落座在正确的位置(S1203)，S1203的判断的结果是判断为“是”的情况下，结束一系列的位置调整向HUD通常显示转移。
另一方面，S1201的判断的结果是判断为“否”的情况下，判断该视点未检测的时间是否已经过了规定的时间(例如10秒或者其以上)(S1204)，S1204的判断的结果是判断为“是”的情况下，将凹面反射镜52恢复到默认位置(S1205)，之后，结束一系列的位置调整并向HUD通常显示转移。另一方面，S1204的判断的结果是判断为“否”的情况下，返回S1201，反复进行S1201以后的处理。
另外，S1203的判断的结果是判断为“否”的情况下，由于驾驶员51没有落座在正确的位置，将HUD装置1的显示变更为催促落座于正确的位置的警告显示(S1206)。之后，判断从警告显示的开始起是否经过了规定的期间(例如3秒或者其以上)(S1207)，S1207的判断的结果为“是”的情况下，将凹面反射镜52恢复到默认位置(S1208)，结束一系列的处理(位置调整)，转移到HUD装置1的通常显示。另一方面，S1207的判断的结果是还没有经过规定的期间(例如3秒或者其以上)的“否”的情况下，返回视点检测判断处理(S1201)再次执行一系列的处理。
此外，在以上的说明中，为了进行驾驶员的视点位置检测动作(位置调整)，关于由HUD装置1产生的HUD光，以其为白色光(全白)来进行了说明，这是为了更准确地测量从包含车内摄像机的驾驶员监视系统(DMS)等的视点检测装置6至驾驶员的视点的距离而选择的光。但是，在本发明中，并不限定于此，也可以代替白色光而采用例如对人的眼更温和的黄绿灯的其它颜色的整体单一色光。另外，将HUD光不仅可以形成为整体是单一色的横长矩形形状，进一步考虑到来自包含车内摄像机的驾驶员监视系统(DMS)等的视点检测装置6的影像的分析(例如移动量的分析)等，也可以在矩形形状的光内进一步添加纵横地交叉的格子状的网格显示。
根据如上所述的详细说明，依据本发明的实施方式的HUD装置1，即使在白天那样的不能获得充分的外光的情况下，不需要用于驾驶员的视点位置检测的专用的光源等，有选择地利用设置在车辆2内的已有的室内灯或者HUD装置1的光源，能够实现利用通常的可见光进行动作的、基于包含车内摄像机的驾驶员监视系统(DMS)等的视点检测装置6进行的驾驶员的视点位置的检测。更具体而言，将室内灯的ON/OFF状态作为在车辆内所设置的CAN等的通信母线的车辆信息来监视，在室内灯为ON的情况下利用来自该室内灯的光，在室内灯为OFF的情况下，利用来自HUD装置1的白色光(全白)。由此，能够利用以在该装置中通常搭载的可见光进行动作确认驾驶员的位置的、包含车内摄像机的驾驶员监视系统(DMS)等的视点检测装置6等，并且能够不产生有可能对视觉造成炫光的由HUD装置1产生的白色光、而能够可靠地检测作为虚像投射图像的观察者的驾驶员的视线位置。即，能够实现更适当地可靠地检测驾驶员的视线位置进行虚像投射图像位置的控制、并且在实用性和经济性方面优异的平视显示装置。
以上，基于实施方式对由本发明者完成的发明进行了具体的说明，但本发明不限于本实施方式，在不脱离其主旨的范围内当然能够进行各种变更。例如，本实施方式是为了容易理解地说明本发明而详细地说明的实施方式，不一定限定于具有所说明的全部的结构。另外，也能够将某实施方式的结构的一部分置换为其它的实施方式的结构，另外也能够在某实施方式的结构中添加其它的实施方式的结构。另外，关于各实施方式的结构的一部分也能够进行其它的结构的追加、删除、置换。
工业上的可利用性
本发明能够用于在透明的玻璃板等投射图像的平视显示装置。
附图标记的说明
1…HUD装置、2…车辆、3…挡风玻璃、4…车辆信息、5…驾驶员(视点)、6…视点检测装置、20…控制部(1)、21…车辆信息取得部(1)、22…CPU(1)、23…非易失性存储器(1)、24…易失性存储器(1)、30…影像显示装置、31…背光灯(光源)、42…反射镜驱动部、60…扬声器、115…摄像机(视点检测用)、120…室内灯、300…通信母线(CAN等)、700…室内灯装置。

Claims (10)

1.一种将影像投射于交通工具的挡风玻璃来对驾驶员显示所述影像的虚像的平视显示装置，其特征在于，包括：
具有光源和显示元件的影像显示单元，其用于形成所述影像；
将从所述影像显示单元出射的影像光投射在所述挡风玻璃上而使其反射，来将所述虚像显示在所述交通工具的前方的单元；
检测所述驾驶员的视点的驾驶员视点检测单元；和
基于由所述驾驶员视点检测单元检测出的所述驾驶员的视点的信息，来移动由所述影像显示单元投射的所述虚像的位置的单元，
所述交通工具在驾驶席的附近具有室内灯装置，
所述驾驶员视点检测单元在所述交通工具的规定的环境下，将所述室内灯装置的光或所述影像显示单元的光源的光作为照明光对所述驾驶员的面部照射，来检测所述驾驶员的视点。
2.如权利要求1所述的平视显示装置，其特征在于：
所述交通工具的所述规定的环境，是仅用所述交通工具的外部光不能实现所述驾驶员视点检测单元进行的视点检测的环境。
3.如权利要求2所述的平视显示装置，其特征在于：
所述室内灯装置具有监视所述室内灯装置的状态的室内灯状态监视单元，
所述驾驶员视点检测单元在所述室内灯装置熄灭的情况下，将所述影像显示单元的光源的光作为照明光对所述驾驶员的面部照射。
4.如权利要求3所述的平视显示装置，其特征在于：
所述室内灯状态监视单元将所监视的所述室内灯装置的状态输出至设置在所述交通工具内的通信单元。
5.如权利要求4所述的平视显示装置，其特征在于：
所述驾驶员视点检测单元经由所述通信单元输入所述室内灯装置的状态。
6.如权利要求1所述的平视显示装置，其特征在于：
来自所述影像显示单元的光源的照明光整体为单一颜色的光。
7.如权利要求6所述的平视显示装置，其特征在于：
来自所述影像显示单元的光源的照明光为白色光。
8.如权利要求6所述的平视显示装置，其特征在于：
来自所述影像显示单元的光源的照明光为具有与所述驾驶员的面部的横宽对应的横宽的矩形形状的光。
9.如权利要求6所述的平视显示装置，其特征在于：
所述影像显示单元具有将来自所述光源的照明光沿着所述驾驶员的面部上下移动的单元。
10.如权利要求1所述的平视显示装置，其特征在于：
所述驾驶员视点检测单元还具有将其检测结果通过声音进行警告的单元。
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