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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeuganzeigevorrichtung zum Anzeigen von Bildern unter Verwendung von optischer Reflexion auf einer Windschutzscheibe (einem Glasfenster), die vor einem Fahrzeugfahrer angeordnet ist.
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Hintergrund
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In der Regel projizieren Headup-Display-Vorrichtungen (HUD) für Fahrzeuge Anzeigelicht mit verschiedenen Arten von anzuzeigenden Informationen als Bild von einer HUD-Einheit auf eine Reflexionstafel, die als Front-Windschutzscheibe bezeichnet wird, oder einen Kombinator, und bilden einen optischen Weg auf solche Weise, dass das auf der Front-Windschutzscheibe reflektierte Licht und dergleichen auf den Sichtpunkt eines Fahrers ausgerichtet ist. Der Fahrer kann visuell ein Bild erkennen, das in dem Anzeigelicht enthalten ist, welches von der HUD-Einheit emittiert und auf der Front-Windschutzscheibe und dergleichen als virtuelles Bild angezeigt wird, während er gleichzeitig die Vorderansicht des Fahrzeugs durch die Front-Windschutzscheibe visuell erkennt. Der Fahrer kann visuell verschiedene Arten von Informationen erkennen, die in dem von der HUD-Einheit emittierten Anzeigelicht enthalten sind, während die normalen Fahrbedingungen erhalten bleiben, ohne die Sichtlinie zu verschieben.
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Bei Vorrichtungen, wie beispielsweise einer HUD-Vorrichtung, die verschiedene Arten von Informationen in Anzeigelicht unter Verwendung von optischer Reflexion auf der Oberfläche einer Windschutzscheibe visuell erkennbar machen, kann der Fahrer ein verzerrtes Bild visuell erkennen. Eine optische Reflexion auf der Oberfläche einer geneigten Windschutzscheibe verformt die Form des Bildes. Die leicht gebogene Oberflächenform der Windschutzscheibe verzerrt das Bild noch weiter. Die Krümmung und der Neigungswinkel zur horizontalen Fläche (oder der vertikalen Fläche) sind zwischen Positionen auf der Windschutzscheibe unterschiedlich, und diese Unterschiede verursachen verschiedene Arten von Verzerrung, die sich je nach der Position unterscheiden, auf der das Anzeigelicht auf das Bild projiziert wird, das visuell von dem Fahrer erkannt wird. Diese Verzerrung wirkt sich nachteilig auf das visuell erkannte Bild aus.
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Im Hinblick darauf wurden Techniken zur Korrektur der Verzerrung eines Bildes in einer Fahrzeug-HUD-Vorrichtung entwickelt (siehe Patentliteratur 1 und Patentliteratur 2).
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Die Anzeigevorrichtung aus Patentliteratur 1 weist einen manuellen Bedienungsschalter auf, der nach oben und unten beweglich ist. Die Vorrichtung ist so konfiguriert, dass ein Bild durch manuelle Betätigung des Schalters korrigiert wird. In einem Fall, in dem ein virtuelles Bild, das so gewölbt ist, dass sich seine laterale Ausweitung nach oben oder nach unten verengt, kann das Bild durch Betätigen des Schalters korrigiert werden.
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Die Fahrzeuganzeigevorrichtung aus Patentliteratur 2 verwendet eine Koordinatenumwandlungstabelle zum Korrigieren der Verzerrung eines Anzeigebildes. Die Anzeigevorrichtung speichert die Koordinatenumwandlungstabelle in einem austauschbaren externen Nur-Lese-Speicher (ROM) oder einem nicht flüchtigen Speicher.
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Liste der Anführungen
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr. 11-30764
- Patentliteratur 2: Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-205571
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Zusammenfassung
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Technische Aufgabe
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Bei der Technik aus Patentliteratur 1 kann die Verzerrung eines Bildes aufgrund der Oberflächenform der Windschutzscheibe oder anderen Faktoren durch Bedienen des manuellen Bedienungsschalters nach Bedarf korrigiert werden. Bei der Technik aus Patentliteratur 2 kann die Verzerrung eines Bildes durch Austauschen des externen ROM oder Überschreiben der Koordinatenumwandlungstabelle des nicht flüchtigen Speichers korrigiert werden.
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Allerdings ändert sich die Position eines Blickpunktes in Abhängigkeit von der Körpergröße eines Fahrers, der Sitzposition, der Haltung des Fahrers und anderen Faktoren. Der optische Weg, den das Anzeigelicht auf dem Weg zum Blickpunkt zurücklegt, ändert sich entsprechend. Die Änderung des optischen Weges ändert auch das Ausmaß der Verzerrung des Bildes.
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Wenn bei der Technik aus Patentliteratur 1 ein Fahrer ein Bild stets verzerrungsfrei visuell erkennen können will, muss der Fahrer den Schalter bei einer Positionsänderung des Sichtpunktes häufig betätigen. Bei der Technik aus Patentliteratur 2 muss der externe ROM ausgetauscht oder der Inhalt in dem nicht flüchtigen Speicher jedes Mal überschrieben werden, wenn eine Verzerrung an dem Bild aufgrund einer Änderung der Position des Sichtpunktes auftritt. Die Techniken aus Patentliteratur 1 und Patentliteratur 2 erfordern ziemlich komplizierte Vorgänge von Fahrern, die versuchen, ein Bild stets verzerrungsfrei visuell zu erkennen.
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Zur Überwindung der oben beschriebenen Nachteile besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Fahrzeuganzeigevorrichtung mit verbesserter Bedienbarkeit zum Korrigieren einer Verzerrung bereitzustellen, die auf einem Anzeigebild verursacht wird, das von einem Fahrer visuell erkannt wird.
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Technische Lösung
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Eine Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zum Erzielen der oben beschriebenen Problemlösung beinhaltet einen Projektionsrichtungs-Änderungsmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er eine Licht-Projektionsrichtung anpassen kann, in der ein Anzeigelicht emittiert wird, das ein bestimmtes Bild enthält; und eine Anzeigesteuereinheit, die zum Ändern eines Korrekturmusters zum Korrigieren einer Form des Bildes basierend auf einer Projektionsrichtung konfiguriert ist, die durch den Projektionsrichtungs-Änderungsmechanismus angepasst ist, und die Form des Bildes basierend auf dem Korrekturmuster zu korrigieren; wobei das Anzeigelicht, welches die Form des durch die Anzeigesteuereinheit korrigierten Bildes enthält, auf eine Windschutzscheibe emittiert und geleitet wird, so dass das auf einer Fläche der Windschutzscheibe reflektierte Anzeigelicht visuell erkannt wird.
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In der Fahrzeuganzeigevorrichtung ist die Anzeigesteuereinheit vorzugsweise so konfiguriert, dass sie eine Vielzahl von Korrekturmustern aufweist, ein Korrekturmuster aus den Korrekturmustern gemäß einem Segment auswählt, das einer Augenhöhe eines Fahrers entspricht, die auf Basis der Projektionsrichtung spezifiziert wird, die von dem Projektionsrichtungs-Änderungsmechanismus eingestellt wird, und die Form des Bildes basierend auf dem Korrekturmuster korrigiert.
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In der Fahrzeuganzeigevorrichtung ist die Anzeigesteuereinheit vorzugsweise so konfiguriert, dass sie eine Vielzahl von Arten der Korrekturmuster entsprechend einer Änderung in dem Bild aufweist, die aufgrund von Variationen in einer Form und einer Größe der Windschutzscheibe auftreten, und die Form des Bildes basierend auf den Korrekturmustern korrigiert, die aus der Vielzahl von Arten spezifiziert werden.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Bei der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Bedienbarkeit zum Korrigieren von Verzerrung verbessert, die an einem Anzeigebild verursacht wird, das von einem Fahrer erkannt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Darstellung eines ausführlichen Beispiels einer Positionsbeziehung zwischen Hauptkomponenten einer Fahrzeuganzeigevorrichtung.
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2 ist eine vertikale Schnittdarstellung, die eine strukturelle Komponente einer Headup-Display-Einheit (HUD) und einen optischen Weg eines Lichts veranschaulicht, das von der HUD-Einheit projiziert wird.
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3 ist eine schematische Darstellung, die Beispiele von korrigierten und nicht korrigierten Anzeigeformen veranschaulicht.
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4 ist eine schematische Darstellung, die Beziehungen zwischen Formen aus einer Vielzahl von Korrekturmusterdaten und Parametern veranschaulicht, die in einer Datenbank gespeichert sind.
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5 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf eines Hauptprotokolls der Fahrzeuganzeigevorrichtung in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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6A ist eine schematische Darstellung, die eine Korrespondenz zwischen Segmenten in der Höhenrichtung eines Augenkastens, Korrekturmusterformen in einer Abbildungsverarbeitung und Formen von visuell erkannten Anzeigebildern veranschaulicht.
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6B ist eine schematische Darstellung, die eine Korrespondenz zwischen Segmenten in der Höhenrichtung des Augenkastens, Korrekturmusterformen in einer Abbildungsverarbeitung und Formen von visuell erkannten Anzeigebildern veranschaulicht.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Ausführungsbeispiel
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel betreffend eine Fahrzeuganzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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Zusammenfassung der Vorrichtungskonfiguration
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1 und 2 zeigen die Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und dazugehörige Hauptkomponenten. In 1 und 2 entspricht die Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einer Headup-Display-Einheit (HUD) 10.
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Die HUD-Einheit 10 ist in einer Armaturentafel eines Fahrzeugs angeordnet und dazu konfiguriert, Licht aus einer Öffnung, die an einem Teil der Oberfläche der Armaturentafel ausgebildet ist, nach oben zu emittieren.
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Eine Flüssigkristallanzeigetafel 11, eine Rückbeleuchtung 12, ein asphärischer Spiegel 13, ein Projektionsrichtungs-Änderungsmechanismus 15 und eine Anzeigesteuereinheit 16 sind in der HUD-Einheit 10 enthalten, wie in 1 und 2 dargestellt.
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Die Flüssigkristallanzeigetafel 11 ist eine transparente Flüssigkristallanzeige mit einer rechtwinkligen Anzeigenfläche, die mit einer Vielzahl von Pixeln konfiguriert ist, die in der Höhen- und Breitenrichtung ausgerichtet sind. Auf der Flüssigkristallanzeigetafel 11 können verschiedene Arten von Steuerungen bezüglich zum Beispiel eines Ein/Aus-Status der Anzeige, Anzeigefarben und Kontrastdichte für die einzelnen Pixel in Reaktion auf einen Befehl einer weiter unten beschriebenen Anzeigesteuereinheit 16 vorgenommen werden.
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Die Rückbeleuchtung 12 ist eine Lichtquelle, die in der Rückflächenseite der Flüssigkristallanzeigetafel 11 angeordnet ist und ein Beleuchtungslicht abstrahlt, das zum Projizieren eines Anzeigebildes auf der Flüssigkristallanzeigetafel 11 notwendig ist. Die Lichtquelle der Rückbeleuchtung 12 weist genug Leuchtkraft auf, um ein Anzeigebild so weit wie eine vergleichsweise entfernte Position zu projizieren. Die Emission des Beleuchtungslichts von der Rückbeleuchtung 12 auf die Flüssigkristallanzeigetafel 11 wird in Reaktion auf einen Befehl von der weiter unten beschriebenen Anzeigesteuereinheit 16 gesteuert.
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Der asphärische Spiegel 13 reflektiert ein Licht, das von der Seite der Flüssigkristallanzeigetafel 11 auf seine Oberfläche einfällt und emittiert das Licht in Richtung einer Windschutzscheibe WS (ein transparentes Glasfenster). Der asphärische Spiegel 13 weist eine optische Eigenschaft auf, ein Bild an einer bestimmten entfernten Position zu bilden.
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Der Projektionsrichtungs-Änderungsmechanismus 15 unterstützt den asphärischen Spiegel 13 auf eine Weise, in welcher der Neigungswinkel der Oberfläche des asphärischen Spiegels 13 eingestellt werden kann. So kann der Neigungswinkel des asphärischen Spiegels 13 beispielsweise bei Bedarf durch Antreiben des Projektionsrichtungs-Änderungsmechanismus 15 mit einem Elektromotor (nicht dargestellt) geändert werden. Eine Veränderung des Neigungswinkels des asphärischen Spiegels 13 ändert die Richtung des Lichts, das von der HUD-Einheit 10 emittiert wird. Die Anpassung des Neigungswinkels der Oberfläche des asphärischen Spiegels 13 unter Verwendung des Projektionsrichtungs-Änderungsmechanismus 15 wird in Reaktion auf einen Befehl von der weiter unten beschriebenen Anzeigesteuereinheit 16 gesteuert.
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Die Anzeigesteuereinheit 16 zeigt ein anzuzeigendes Bild auf der Anzeigeoberfläche der Flüssigkristallanzeigetafel 11 an. So erfasst die Anzeigesteuereinheit 16 beispielsweise Informationen über die aktuelle Geschwindigkeit (km/h) eines Fahrzeugs und zeichnet grafisch sichtbare Informationen einschließlich eines Buchstabenmusters und dergleichen entsprechend dem numerischen Wert, der die Geschwindigkeit anzeigt, auf die zweidimensionale Ebene der Anzeigefläche. Die Anzeigesteuereinheit 16 kann als eine Bildverarbeitungseinheit zum Korrigieren der Verzerrung eines Bildes und dergleichen aufgrund der Eigenschaften eines optischen Systemelements der Fahrzeuganzeigevorrichtung dienen. Die Anzeigesteuereinheit 16 ist mit der oben beschriebenen Flüssigkristallanzeigetafel 11, der Rückbeleuchtung 12 und dem Projektionsrichtungs-Änderungsmechanismus 15 verbunden und steuert die Tätigkeiten dieser Mechanismen durch Ausgeben von Befehlen an die Mechanismen. Als Hardwarekonfiguration der Anzeigesteuereinheit 16 besteht die Anzeigesteuereinheit 16 aus einer Zentraleinheit (CPU), die als Steuereinheit dient und hauptsächlich die Berechnungsverarbeitung durchführt, einem Speicher (wie beispielsweise einem Arbeitsspeicher (RAM) und einem Nur-Lese-Speicher (ROM)), der als Speichereinheit zum Speichern von Programmen und Informationen dient, einer Eingabe- und Ausgabeschnittstelle und anderen Komponenten. Die Konfiguration ist dieselbe wie die von bekannten PCs, so dass auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wird. Die Speichereinheit der Anzeigesteuereinheit 16 speichert Informationen, darunter, wie später beschrieben wird, ein Muster von unkorrigierten Anzeigedaten, eine Vielzahl von Arten von Korrekturmustern, die in der Bildverarbeitung verwendet werden, ein Muster von korrigierten Anzeigedaten und anderes. Die Anzeigesteuereinheit 16 ist mit einer Motorsteuereinheit (ECU) (nicht dargestellt) verbunden, die als Steuereinheit zum Steuern des Fahrzeugs auf kommunikationsfähige Weise dient und dazu in der Lage ist, verschiedene Arten von Informationen zu erfassen (wie beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit), welche die Fahrbedingungen des Fahrzeugs anzeigen.
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Zusammenfassung des optischen Weges
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Während der Verwendung der HUD-Einheit 10, wie in 1 und 2 dargestellt, gelangt Anzeigelicht als sichtbare Information einschließlich eines Bildes, das auf der Anzeigefläche der Flüssigkristallanzeigetafel 11 angezeigt wird, durch das Beleuchtungslicht von der Rückbeleuchtung 12 auf den asphärischen Spiegel 13. Das von dem asphärischen Spiegel 13 reflektierte Licht wird in Richtung der Windschutzscheibe (WS) emittiert. Das Licht wird auf einer Bestrahlungsfläche 14 auf der Windschutzscheibe WS reflektiert und in Richtung eines Augenkastens EB (siehe 1) projiziert, bei dem es sich um einen kastenförmigen Raum handelt, der die angenommenen Positionen der Augen (Sichtpunkt) des Fahrers beinhaltet.
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Bei dieser Konfiguration kann der Fahrer visuell ein Bild, das mit den sichtbaren Informationen äquivalent ist, die auf der Anzeigefläche der Flüssigkristallanzeigetafel 11 angezeigt werden, auf der Windschutzscheibe WS erkennen. Dieser Prozess wird faktisch durch Projizieren eines Bildes unter Nutzung von Reflexion auf der Oberfläche der Windschutzscheibe WS verursacht. Ein Anzeigebild 30, das visuell an der Position des Augenkastens EB erkannt wird, ist damit ein Bild, das als virtuelles Bild gebildet wird und wird visuell erkannt, als ob das Bild an einer Position beispielsweise zwei Meter vor der Windschutzscheibe WS vorhanden wäre, wie in 1 und 2 dargestellt.
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Das Anzeigebild 30, das durch Projektion durch die HUD-Einheit 10 gebildet wird, kann visuell in der Region eines Augenbereichs ER erkannt werden (siehe 1), bei dem es sich um einen größeren Raum als den Augenkasten EB handelt und der den Augenkasten EB in seinem Innenraum beinhaltet. Wenn sich die Höhe der Region des Augenbereichs ER ändert, beispielsweise aufgrund der Einstellung der Sitzhöhe oder einer unterschiedlichen Körpergröße der Fahrer, kann diese Änderung durch Verändern des Neigungswinkels des asphärischen Spiegels 13 angepasst werden. In diesem Fall gibt die Anzeigesteuereinheit 16 einen Befehl an den Projektionsrichtungs-Änderungsmechanismus 15 in Reaktion auf eine Bedienung des Fahrers aus, die durch einen Bedienungsschalter (nicht dargestellt) und dergleichen eingegeben wird, der in der HUD-Einheit 10 angeordnet ist. In Reaktion auf den Befehl steuert der Projektionsrichtungs-Änderungsmechanismus 15 die Änderung des Neigungswinkels des asphärischen Spiegels 13. Die Richtung eines von der HUD-Einheit 10 emittierten Lichts wird entsprechend der Änderung des Neigungswinkels des asphärischen Spiegels 13 geändert. Somit wird die Bestrahlungsfläche 14 auf der Windschutzscheibe WS geändert, was entsprechend die Projektionsrichtung des auf der Bestrahlungsfläche 14 reflektierten Lichtes ändert. Dadurch kann die Höhe des Augenbereichs ER geändert werden.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist der Neigungswinkel des asphärischen Spiegels 13 variabel. In einer anderen Variante kann sich die HUD-Einheit 10 als Ganzes relativ zu dem Fahrzeug in variabler Weise neigen, wobei der asphärische Spiegel 13 an der HUD Einheit 10 fixiert ist. Indem darüber hinaus die HUD-Einheit 10 so konfiguriert wird, dass sie in der Längsrichtung bezüglich der Fahrtrichtung des Fahrzeugs verschiebbar ist, kann die Position, an welcher die HUD-Einheit 10 ein Licht emittiert, verändert werden. Die Bestrahlungsfläche 14 ändert sich durch diese Verschiebung, wodurch die angenommene Höhe des Augenbereichs ER geändert wird.
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Beschreibung der Bildverzerrung
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In einer Draufsicht auf den optischen Weg ist die Windschutzscheibe WS nicht lotrecht zu dem optischen Weg angeordnet, sondern dazu geneigt. Die Windschutzscheibe WS weist im Allgemeinen eine leicht gewölbte Form auf, wobei die Wölbung je nach den Positionen auf der Windschutzscheibe WS leicht variiert. Selbst wenn die HUD-Einheit 10 ein rechtwinkliges Bild projiziert, wird tatsächlich ein verzerrtes Anzeigebild visuell erkannt.
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Beschreibung des Prinzips zur Korrektur der Verzerrung des Anzeigebildes 30
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3 zeigt ausführliche Beispiele von unkorrigierten und korrigierten Formen von Anzeigebildern. In den Beispielen aus 3 ist das Muster von unkorrigierten Anzeigedaten 35A gitterförmig dargestellt, wobei Linien in der Höhen- und Breitenrichtung in gleichen Abständen innerhalb eines rechtwinkligen äußeren Rahmens gezeichnet sind.
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Wenn das Muster der unkorrigierten Anzeigedaten 35A ohne Korrektur auf der Flüssigkristallanzeigetafel 11 angezeigt wird, wird abhängig von der Form der Bestrahlungsfläche 14 auf der Windschutzscheibe WS oder anderen Effekten, Verzerrung mit einer solchen Form des Anzeigebildes 30A aus 3 an dem Bild verursacht, das visuell von dem Fahrer erkannt wird. In diesem Fall muss das Anzeigebild 30A zu der Form des Anzeigebildes 30B korrigiert werden, derselben Form wie das Muster der unkorrigierten Anzeigedaten 35A.
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In diesem Fall werden korrigierte Anzeigedaten 35B durch Transformieren der Koordinaten der unkorrigierten Anzeigedaten 35A erzeugt, und das Muster der korrigierten Anzeigedaten 35B wird auf der Flüssigkristallanzeigetafel 11 angezeigt. Da das Muster der korrigierten Anzeigedaten 35B in exakt entgegengesetzter Weise zu der Verzerrung des Anzeigebildes 30A verzerrt ist, heben sich die beiden Arten der Verzerrung gegenseitig auf. Das von dem Fahrer visuell erkannte Anzeigebild 30C ist damit mit den unkorrigierten Anzeigedaten 35A identisch und weist keine Verzerrung auf.
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Beschreibung der zur Korrektur der Verzerrung des Anzeigebildes 30 erforderlichen Daten
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Das Verfahren, das unter „Beschreibung des Prinzips zur Korrektur der Verzerrung des Anzeigebildes 30” beschrieben wurde, eliminiert die Verzerrung aus dem Anzeigebild 30; allerdings sind die Arten der Verzerrung je nach Sichtlinienhöhe eines Fahrers verschieden, so dass die Verzerrung weniger wahrscheinlich mit nur einem einzigen Korrekturmuster zur Korrektur der Verzerrung eliminiert werden kann. Um die Verzerrung des Anzeigebildes 30, die durch einen Höhenunterschied des Augenbereiches ER verursacht wird, korrekt zu korrigieren, müssen verschiedene Korrekturmuster entsprechend jeweiligen Segmenten nach der Höhe des Augenbereichs ER vorbereitet werden. In einem Ausführungsbeispiel wird die Höhe des Augenbereichs ER in eines von fünf Segmenten Hr1, Hr2, Hr3, Hr4 und Hr5 eingeteilt, und entsprechend den jeweiligen Segmenten werden fünf Arten von Korrekturmustern vorbereitet. In dem Ausführungsbeispiel wird der Fall mit den Segmenten in fünf Stufen beschrieben; allerdings ist die Anzahl der Segmentstufen in der vorliegenden Erfindung nicht auf fünf beschränkt, sondern kann gleich oder größer zwei sein. In diesem Fall entspricht die Anzahl der vorbereiteten Korrekturmuster der Anzahl der Stufen.
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Unter Berücksichtigung der Schwankungen zwischen den Windschutzscheiben WS aufgrund des Herstellungsprozesses werden die folgenden vier Arten von Korrekturmustern vorbereitet, um die unkorrigierten Anzeigedaten 35A zu korrigieren und korrigierte Anzeigedaten 35B zu erzeugen.
- (A) Ein erwünschtes Korrekturmuster ohne Herstellungsschwankungen
- (B) Ein Korrekturmuster unter Berücksichtigung der Verzerrung, die aus den Herstellungsschwankungen resultiert
- (C) Ein Korrekturmuster unter Berücksichtigung der Rotation, die aus den Herstellungsschwankungen resultiert
- (D) Ein Korrekturmuster unter Berücksichtigung eines Größenunterschiedes, der aus den Herstellungsschwankungen resultiert
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Eine Datenbank DB1 ist in der Anzeigesteuereinheit 16 angeordnet und dient als Speichereinheit, die als Daten 20 Arten von Korrekturmustern speichert ([fünf Arten von Korrekturmustern (die Höhenrichtung aus 4) basierend auf den Segmenten nach der Höhe des Augenbereichs ER] × [vier Arten von Korrekturmustern (die Breitenrichtung aus 4) basierend auf den Herstellungsschwankungen zwischen den Windschutzscheiben WS]), wie in 4 dargestellt. Bei Verwendung der Datenbank DB1 kann ein Korrekturmusterdatensatz, der basierend auf der Kombination eines Parameters Pw, der die Art der Herstellungsschwankungen zwischen den Windschutzscheiben WS kennzeichnet, und eines Parameters Ph, der ein Segment nach Höhe des Augenbereiches ER anzeigt, spezifiziert wird, aus den 20 Arten von Korrekturmustern ausgewählt werden.
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Beschreibung einer beispielhaften Steuerung der Fahrzeuganzeigevorrichtung
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5 zeigt den Inhalt einer Hauptsteuerung der Fahrzeuganzeigevorrichtung in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. 5 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf illustriert, bei dem die Anzeigesteuereinheit 16 Koordinaten an den Anzeigedaten, die auf der Flüssigkristallanzeigetafel 11 angezeigt werden, transformiert, um die Verzerrung zu korrigieren. 6A und 6B veranschaulichen die Korrespondenz zwischen den Segmenten in der Höhenrichtung des Augenkastens EB, der Formen der Korrekturmuster in der Bildverarbeitung und der Formen der visuell erkannten Anzeigebilder.
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Wenn der Strom eingeschaltet wird, führt die Anzeigesteuereinheit 16 eine vorgegebene Initialisierung bei Schritt S11 aus. Im Speziellen sichert die Anzeigesteuereinheit 16 eine Kommunikationsleitung, um verschiedene Arten von anzuzeigenden Informationen (wie beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit) von anderen Steuereinheiten (nicht dargestellt) wie beispielsweise einer Motorsteuereinheit (ECU) abzurufen und die Informationen ständig auf den neuesten Zustand zu aktualisieren. Des Weiteren übermittelt die Anzeigesteuereinheit 16 einen Befehl, so dass ein Grafikprozessor, der als Steuereinheit dient, welche den anzuzeigenden Inhalt auf dem Bildschirm der Flüssigkristallanzeigetafel 11 zeichnet, einen vorgegebenen Vorgang ausführen kann. Die Anzeigesteuereinheit 16 liest die Datenbank DB1 nach Standard-Korrekturmusterdaten aus und übermittelt die Daten an eine Bildverarbeitungseinheit, welche die Koordinaten in dem Grafikprozessor transformiert.
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Die Anzeigesteuereinheit 16 ruft den Parameter Pw, der die Herstellungsschwankungen zwischen den Windschutzscheiben WS betrifft, bei Schritt S12 ab. Der Herstellungsschwankungsparameter Pw kann dem Status eines Bedienungsschalters (nicht dargestellt) zugeordnet sein, der mit der Anzeigesteuereinheit 16 verbunden ist, oder kann in einem bestimmten nicht flüchtigen Speicher als variabler Datensatz registriert sein.
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Der Herstellungsschwankungsparameter Pw wird basierend auf den Bedingungen der Windschutzscheibe WS, die tatsächlich in dem Fahrzeug installiert ist, an einem Ort wie beispielsweise einer Produktionsstätte von Fahrzeugen oder einem Fahrzeughändler auf den optimalen Wert eingestellt.
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Bei Schritt S13 ruft die Anzeigesteuereinheit 16 Informationen über die Projektionsrichtung Dr1 (siehe 6B) des Anzeigelichts von beispielsweise einem Sensor (nicht dargestellt) ab, der mit dem Projektionsrichtungs-Änderungsmechanismus 15 verbunden ist. Mit anderen Worten ermittelt die Anzeigesteuereinheit 16 die Projektionsrichtung DR1, die sich mit einer Änderung des Neigungswinkels des asphärischen Spiegels 13 ändert. Wenn die Anzeigesteuereinheit 16 eine Änderung der Projektionsrichtung Dr1 bei Schritt S14 ermittelt (Ja bei Schritt S14), fährt der Prozess mit der nächsten Verarbeitung bei Schritt S15 fort. Wenn die Anzeigesteuereinheit 16 keine Änderung der Projektionsrichtung Dr1 bei Schritt S14 ermittelt (Nein bei Schritt S14), kehrt der Prozess zu der Verarbeitung von Schritt S13 fort.
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Die Projektionsrichtung Dr1 ändert sich in Übereinstimmung mit einer Änderung der Höhenrichtung des Augenkastens EB. Bei Schritt S15 wird die Projektionsrichtung Dr1 mit einer Vielzahl von Schwellenwerten verglichen, um zu bestimmen, zu welchem Segment aus den Segmenten Hr1, Hr2, Hr3, Hr4 und Hr5 in der Höhenrichtung des Augenkastens EB die Projektionsrichtung Dr1 gehört. Das Ergebnis wird als der Höhenparameter Ph definiert. Wenn eine Änderung des Höhenparameters Ph gegenüber dem vorherigen Ergebnis bei Schritt S16 ermittelt wird (Ja bei Schritt S16), fährt der Prozess mit der nächsten Verarbeitung bei Schritt S17 fort. Wenn bei Schritt S16 bestimmt wird, dass sich der Höhenparameter Ph gegenüber dem vorherigen Ergebnis nicht geändert hat (Nein bei Schritt S16), kehrt der Prozess zu der Verarbeitung bei Schritt S13 zurück. Wie in 6A dargestellt, wird die Position des Augenkastens EB in der Höhenrichtung sequenziell in der Reihenfolge der Segmente Hr1, Hr2, Hr3, Hr4 und Hr5 niedriger.
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Bei Schritt S17 ruft die Anzeigesteuereinheit 16 einen Korrekturmusterdatensatz entsprechend den oben beschriebenen zwei Parametern Pw und Ph aus der Datenbank DB1 ab. Wenn zum Beispiel der Herstellungsschwankungsparameter Pw „B” ist und der Höhenparameter Ph „3” ist, wählt die Anzeigesteuereinheit 16 Korrekturmusterdaten DTx aus, wie in 4 dargestellt.
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Bei Schritt S18 aktualisiert die Anzeigesteuereinheit 16 die für die Koordinatentransformation durch die Bildverarbeitungseinheit in dem Grafikprozessor GP verwendeten Korrekturmusterdaten auf die Korrekturmusterdaten, die zuletzt bei Schritt S17 ausgewählt wurden.
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Wenn die Steuerung, die in 2 dargestellt ist, durchgeführt wird, wie in 6A und 6B dargestellt, wird bei einer Änderung zwischen den Segmenten in der Höhenrichtung des Augenkastens EB das Korrekturmuster automatisch auf ein Muster geändert, das dem Segment entspricht. Das Anzeigebild 30 wird daher so gebildet, dass es in jeder Höhe verzerrungsfrei visuell erkannt werden kann. Die Verzerrung, die aus den Herstellungsschwankungen zwischen den Windschutzscheiben WS resultiert, kann durch separates Auswählen des Herstellungsschwankungsparameters Pw für die einzelnen Windschutzscheiben WS präziser modifiziert werden. Bei dieser Konfiguration muss der Fahrer keine besonderen Bedienungsvorgänge an der Verzerrung des Anzeigebildes 30 vornehmen, was die Funktionsleistung verbessert. Ferner muss der Herstellungsschwankungsparameter Pw lediglich aus einer Vielzahl von Arten von vorgegebenen Mustern ausgewählt werden, so dass die Anpassung mühelos vorgenommen werden kann.
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Verformungsmöglichkeiten
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Die HUD-Einheit 10, die in 1 und 2 dargestellt ist, projiziert ein Bild mit dem asphärischen Spiegel 13, der in der Mitte des optischen Weges angeordnet ist; allerdings kann die HUD-Einheit 10 auch ohne den asphärischen Spiegel 13 konfiguriert sein. In dem Fall, in dem der asphärische Spiegel 13 nicht verwendet wird, kann die Projektionsrichtung eines Bildes auf eine Weise, die einer Änderung der Höhenrichtung des Augenkastens EB entspricht, beispielsweise durch Einstellen des Neigungswinkel der HUD-Einheit 10 als Ganzes oder durch Anpassen der Position der HUD-Einheit 10 in der Längsrichtung geändert werden.
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Außerdem ermittelt die HUD-Einheit 10, die in 1 und 2 dargestellt ist, die Projektionsrichtung Dr1 basierend auf dem Neigungswinkel des asphärischen Spiegels 13, der in der Mitte des optischen Weges angeordnet ist, bestimmt, zu welchem Segment aus den Segmenten Hr1, Hr2, Hr3, Hr4 und Hr5 die Projektionsrichtung Dr1 gehört und ändert das Korrekturmuster entsprechend; allerdings kann auch eine andere Art der Steuerung angewandt werden. Beispielsweise ist ein solches Verfahren anwendbar, welches die Korrespondenz zwischen der Bild-Projektionsrichtung der HUD-Einheit 10 und der tatsächlichen Position (Höhe) der Augen des Fahrers nutzt, die Position der Augen des Fahrers mit einer Kamera ermittelt und das Korrekturmuster basierend auf der tatsächlichen Augenhöhe ändert. In dem Fall, in dem ein Bedienungsschalter oder dergleichen zum Einstellen der Projektionsrichtung basierend auf der tatsächlichen Augenhöhe verwendet wird, kann das Korrekturmuster entsprechend dem Betriebszustand des Schalters geändert werden. Bei jeder Steuerungsart wird die Richtung, in der ein Bild von der HUD-Einheit 10 projiziert wird, im Endeffekt entsprechend der Höhe des Augenkastens EB geändert, und das Korrekturmuster wird automatisch entsprechend geändert.
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Wie oben beschrieben, wird bei der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Korrekturmuster automatisch verändert, wenn die Projektionsrichtung eines Projektionsrichtungs-Änderungsmechanismus bei einer Änderung der Augenhöhe des Fahrers angepasst wird. Selbst wenn sich die Augenhöhe des Fahrers bei einer Änderung der Haltung oder dergleichen ändert, wird bei dieser Konfiguration die Verzerrung an dem visuell erkannten Bild automatisch korrigiert, ohne dass von dem Fahrer ein Bedienungsvorgang zur Korrektur der Verzerrung erforderlich ist. Folglich verbessert diese Konfiguration die Funktionsleistung bei der Korrektur einer Verzerrung, die an einem Anzeigebild erzeugt wird, das von einem Fahrer visuell erkannt wird.
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Bei der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Korrekturmuster basierend auf dem Segment ausgewählt, das der Augenhöhe eines Fahrers entspricht, und die an einem visuell erkannten Bild verursachte Verzerrung wird automatisch korrigiert. Diese Vorgehensweise übt vorteilhafte Effekte auf die Korrektur von Verzerrung, die an einem Anzeigebild verursacht wird, durch eine einfache Konfiguration aus und kann den Umfang an für die Korrektur erforderlichen Korrekturmusterdaten reduzieren.
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Selbst wenn an der Fahrzeuganzeigevorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Verzerrung verursacht wird, die aus den Schwankungen zwischen den Windschutzscheiben resultiert, wie beispielsweise Unterschiede bei Form und Größe, die während der Herstellungsprozesse entstehen, kann das Anzeigebild durch Auswählen des optimalen Korrekturmusters aus einer Vielzahl von Korrekturmustern weniger verzerrt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- HUD-Einheit
- 11
- Flüssigkristallanzeigetafel
- 12
- Rückbeleuchtung
- 13
- asphärischer Spiegel
- 14
- Bestrahlungsfläche
- 15
- Projektionsrichtungs-Änderungsmechanismus
- 16
- Anzeigesteuereinheit
- 30
- Anzeigebild
- 35A
- unkorrigierte Anzeigedaten
- 35B
- korrigierte Anzeigedaten
- DB1
- Datenbank
- EB
- Augenkasten
- ER
- Augenbereich
- GP
- Grafikprozessor
- WS
- Windschutzscheibe
