DE112015002481T5

DE112015002481T5 - Head-up-Display-Vorrichtung

Info

Publication number: DE112015002481T5
Application number: DE112015002481.6T
Authority: DE
Inventors: Ryo Yamaoka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-05-26
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2017-02-16
Also published as: JP6221942B2; WO2015182026A1; US20160320624A1; JP2015225119A

Abstract

Eine Head-up-Display-Vorrichtung ist an einem mobilen Objekt (1) montiert, welches eine Abbildungseinheit (6a) hat, die ein Auge (7) eines Insassen abbildet, und projiziert ein Bild auf ein Projektionselement (3) des mobilen Objekts, um ein virtuelles Bild (10) sichtbar für den Insassen in einem Sichtbereich (12) anzuzeigen. Die Head-up-Display-Vorrichtung beinhaltet ein optisches Element (26, 226), und der Sichtbereich wird in Abhängigkeit von einer Orientierung des optischen Elements, die änderbar ist, bewegt. Die Head-up-Display-Vorrichtung beinhaltet eine Einstellungseinheit (S50, S250, S252, S254, S350), die automatisch die Orientierung des optischen Elements basierend auf einer relativen Position des von der Bildungseinheit abgebildeten Auges relativ zu dem Sichtbereich einstellt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung ist auf der am 26. Mai 2014 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-108315 basiert, deren Offenbarungsgehalt durch Bezugnahme Bestandteil hiervon ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Head-up-Display-Vorrichtung (nachstehend HUD-Vorrichtung).
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bis jetzt ist eine HUD-Vorrichtung, die an einem mobilen Objekt montiert ist, bekannt gewesen, die ein Bild auf ein Projektionselement des mobilen Objekts projiziert, um ein virtuelles Bild sichtbar für einen Insassen anzuzeigen. In Patentliteratur 1 werden eine Einstellungsanzeige, ein Spiegel und ein abzubildendes Objekt zusätzlich zu der HUD-Vorrichtung verwendet. Als Einstellungstätigkeit stoppt ein Bediener ein Fahrzeug an einer vorbestimmten Position und fixiert den Spiegel und das abzubildende Objekt an einer vorbestimmten Position. Ferner stellt der Bediener die HUD-Vorrichtung ein, während er eine Anzeige anschaut, die ein Bild des Objekts, das von einer fahrzeugexternen Detektionskamera erfasst wird, und ein Bild des Spiegels, das von einer Fahrerdetektionskamera erfasst wird, zeigt.
STAND-DER-TECHNIK-LITERATUR
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: JP 2009-262666 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Patentliteratur 1 ist die oben beschriebene komplizierte Einstellung erforderlich, und es ist mühsam und schwierig, dass eine Anzeigeposition eingestellt wird, zu einer Position eines Auges eines Insassen zu passen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine HUD-Vorrichtung bereitzustellen, die automatisch einstellbar ist, sodass ein virtuelles Bild an einer Anzeigeposition angezeigt wird, welche zu einer Position eines Auges eines Insassen passt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Head-up-Display-Vorrichtung, die an einem mobilen Objekt montiert ist, welches eine Abbildungseinheit hat, die ein Auge eines Insassen abbildet, und die ein Bild auf ein Projektionselement des mobilen Objekts projiziert, um ein virtuelles Bild sichtbar für den Insassen in einem Sichtbereich anzuzeigen, ein optisches Element. Eine Orientierung des optischen Elements ist änderbar. Der Sichtbereich wird in Abhängigkeit von der Orientierung des optischen Elements bewegt. Die Head-up-Display-Vorrichtung beinhaltet eine Einstelleinheit, die die Orientierung des optischen Elements automatisch basierend auf einer relativen Position des Auges, das von der Abbildungseinheit abgebildet wird, in Bezug auf den Sichtbereich einstellt.
Gemäß der obigen Ausgestaltung wird der Sichtbereich durch Änderung der Orientierung des optischen Elements bewegt, um dem virtuellen Bild zu ermöglichen, gemäß der Position des Auges des Insassen angezeigt zu werden.
Die Orientierung des optischen Elements wird automatisch auf der Basis der relativen Position des angezeigten Auges des Insassen zu dem Sichtbereich eingestellt. Gemäß der obigen Ausgestaltung kann die HUD-Vorrichtung bereitgestellt werden, welche eine automatische Einstellung ermöglicht, sodass das virtuelle Bild an der Anzeigeposition angezeigt wird, welche zu der Position des Auges des Insassen passt, ohne eine komplizierte Einstellungstätigkeit durchzuführen, indem die Position des Auges des Insassen tatsächlich abgebildet wird, um die Orientierung des optischen Elements automatisch einzustellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht, welche eine HUD-Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht, welche in einem Fahrzeug montiert ist.
2 ist eine schematische Ansicht, welche ein optisches System der HUD-Vorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche eine Ausgestaltung der HUD-Vorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
4 ist eine schematische Ansicht, welche eine Änderung einer Orientierung eines konkaven Spiegels, der in 1 dargestellt ist, veranschaulicht.
5 ist eine schematische Ansicht, welche eine Beziehung zwischen einem Sichtbereich und einem bewegbaren Bereich gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht
6 ist ein Blockdiagramm, welches einen Steuerkreis gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
7 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb des Steuerkreises gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
8 ist eine schematische Ansicht, welche ein optisches System einer HUD-Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
9 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Sichtbereich und einem bewegbaren Bereich gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt, welche 5 entspricht.
10 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb des Steuerkreises gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
11 ist eine schematische Ansicht, welche einen manuellen Einstellungsschalter gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
12 ist ein Flussdiagramm, welches einen Betrieb eines Steuerkreises gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
BESCHREIBUNG DERAUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend bezugnehmend auf Zeichnungen beschrieben werden. In den Ausführungsbeispielen kann einem Teil, der einer in einem vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschriebenen Sache entspricht, die gleiche Bezugsziffer zugewiesen werden, und eine redundante Erklärung für den Teil kann weggelassen werden. Wenn nur ein Teil einer Ausgestaltung bei einem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, kann ein anderes vorhergehendes Ausführungsbeispiel auf die anderen Teile der Ausgestaltung angewendet werden. Die Teile können kombiniert werden, selbst wenn es nicht explizit beschrieben ist, dass die Teile kombiniert werden können. Die Ausführungsbeispiele können teilweise kombiniert werden, selbst wenn es nicht explizit beschrieben ist, dass die Ausführungsbeispiele kombiniert werden können, vorausgesetzt es gibt keinen Nachteil in der Kombination.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Wie in 1 gezeigt, ist eine HUD-Vorrichtung 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem Fahrzeug 1 montiert, welches ein Typ eines mobilen Objekts ist, und ist in einem Armaturenbrett 2 aufgenommen. Die HUD-Vorrichtung 100 projiziert ein Bild auf eine Windschutzscheibe 3 als einem Projektionselement des Fahrzeugs 1. Als ein Ergebnis wird das von der HUD-Vorrichtung 100 projizierte Bild visuell als ein virtuelles Bild 10 von einem Auge 7 eines Insassen in einem Sichtbereich 12 in einem Innenraum des Fahrzeugs 1 erkannt. In anderen Worten erreicht Licht des an der Windschutzscheibe 3 reflektierten Bildes die Position des Auges 7 des Insassen, und der Insasse nimmt das Licht wahr. Als ein Ergebnis kann der Insasse einen Fahrzeugzustandswert wie beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit oder einen verbleibenden Brennstofflevel oder Fahrzeuginformationen wie beispielsweise Straßeninformationen oder unterstützende Sichtinformationen erkennen.
Die Windschutzscheibe 3 des Fahrzeugs 1 hat eine Projektionsoberfläche 3a, an welcher das Bild projiziert wird, als eine innenseitige Oberfläche, die in eine gekrümmte konkave Form oder eine flache ebene Form geformt ist. Die Windschutzscheibe 3 kann eine Winkeldifferenz zum Überlagern von virtuellen Bildern übereinander haben, die an den jeweiligen Oberflächen der innenseitigen Oberfläche und der außenseitigen Oberfläche reflektiert werden. Die Windschutzscheibe 3 kann mit einem Gasphasen-abgeschiedenen Film oder einem Film zum Unterdrücken einer Luminanz des virtuellen Bildes von einer Reflexion an der außenseitigen Oberfläche versehen sein. Als das Projektionselement kann ein Kombinator, der getrennt von dem Fahrzeug 1 ist, in dem Fahrzeug 1 anstelle der Windschutzscheibe 3 installiert sein, und das Bild kann auf den Kombinator projiziert werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine vertikale Richtung des Fahrzeugs 1, welches auf einer horizontalen Ebene angeordnet ist, als eine z-Richtung definiert. Eine Längsrichtung des Fahrzeugs 1, in welcher das virtuelle Bild 10 frontwärts projiziert wird, ist als eine x-Richtung definiert. Eine seitliche Richtung des Fahrzeugs 1, in welcher das virtuelle Bild 10 frontwärts projiziert wird, ist als eine y-Richtung definiert.
Zuerst wird eine spezifische Ausgestaltung der HUD-Vorrichtung 100 kurz beschrieben werden. Die HUD-Vorrichtung 100 beinhaltet ein optisches System 20 und einen Steuerkreis 30, der das optische System 20 steuert. Wie in 2 und 3 dargestellt, beinhaltet das optische System 20 einen Projektor 22, einen Planspiegel 24, einen konkaven Spiegel 26 und ein staubdichtes Sheet 28.
Der Projektor 22 ist ein Flüssigkristallprojektor, der Licht von einer internen Lichtquelle (nicht gezeigt) durch ein Flüssigkristallfeld 22a auf eine Oberfläche des Projektors 22 überträgt, um ein Bild zu bilden, und Licht des Bildes als einen optischen Strahl in Richtung auf den Planspiegel 24 projiziert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine von einer lichtemittierenden Diode gebildete lichtemittierende Vorrichtung als die Lichtquelle verwendet, und ein Punktmatrix-Farben-TFT-Flüssigkristallfeld wird als das Flüssigkristallfeld 22a verwendet. Der Projektor 22 kann irgendwelche anderen Ausgestaltungen haben, die das Bild projizieren können, und kann zum Beispiel von einem MEMS-Scanner-Projektor, der einen Laser verwendet, oder einem organischen EL-Projektor gebildet sein.
Der Planspiegel 24 wird durch Abscheiden von Aluminium als einer reflektierenden Oberfläche 24a auf einer Oberfläche eines Basismaterials, welches aus synthetischem Harz oder Glas hergestellt ist, gebildet. Die reflektierende Oberfläche 24a ist in eine glatte flache Form geformt. Mit dieser Form reflektiert der Planspiegel 24 das Licht des Bildes von dem Projektor 22 zu dem konkaven Spiegel 26.
Der konkave Spiegel 26 wird durch Abscheiden von Aluminium als einer reflektierenden Oberfläche 26a auf einer Oberfläche eines Basismaterials, welches aus synthetischem Harz oder Glas hergestellt ist, gebildet. Die reflektierende Oberfläche 26a ist in eine glatte gekrümmte Form mit einer konkaven Oberfläche geformt, in welcher eine Mitte des konkaven Spiegels 26 vertieft ist. Detaillierter ist, um eine Verzerrung zu unterdrücken, die in einem virtuellen Bild des auf eine Projektionsoberfläche 3a der Windschutzscheibe 3 projizierten Bildes verursacht wird, die reflektierende Oberfläche 26a in einer asphärischen Form geformt, die einer Form der Projektionsoberfläche 3a entspricht, präziser in eine frei gekrümmte Form. Solch eine asphärische Form wird durch Berücksichtigen einer vertikalen Bewegung des virtuellen Bildes 10 entsprechend der Orientierung des konkaven Spiegels 26 durch das drehende Antreiben um eine erste Achse 26c herum eingestellt, was später beschrieben werden wird. Mit solch einer Form reflektiert der konkave Spiegel 26 das Licht des Bildes von dem Planspiegel 24 durch das staubdichte Sheet 28 zu der Windschutzscheibe 3 des Fahrzeugs 1, welche oberhalb der HUD-Vorrichtung 100 angeordnet ist.
Der konkave Spiegel 26 beinhaltet die erste Achse 26c, welche angeordnet ist, durch eine Mitte des konkaven Spiegels 26 hindurch zu treten, und sich in der y-Richtung erstreckt. Der konkave Spiegel 26 wird von einem Schrittmotor 26b in Abhängigkeit von einem Ansteuersignal von dem Steuerkreis 30, welcher später beschrieben werden wird, drehend um die erste Achse 26c herum angetrieben. In anderen Worten entspricht der konkave Spiegel 26 einem optischen Element, dessen Orientierung änderbar ist. Der Schrittmotor 26b entspricht einer Antriebseinheit zum Antreiben des konkaven Spiegels 26.
Das staubdichte Sheet 28 ist in einer Plattenform geformt, die eine Transluzenz hat, welche aus einem synthetischen Harz wie beispielsweise Polycarbonat-Harz hergestellt ist. Das staubdichte Sheet 28 verschließt eine Öffnung eines Gehäuses 40, welches das optische System 20 aufnimmt, um das Licht des Bildes von dem konkaven Spiegel 26 zu der Windschutzscheibe 3 des Fahrzeugs 1 zu übertragen, und hindert Staub oder Ähnliches außerhalb der HUD-Vorrichtung 100 daran, in ein Inneres der Vorrichtung 100 einzutreten.
Das Licht des auf die Windschutzscheibe 3 projizierten Bildes erreicht den Sichtbereich 12 auf der Rückseite der Windschutzscheibe 3 als der Lichtstrahl. Wenn eine Position PE des Auges 7 des Insassen in den Sichtbereich 12 fällt, kann das Licht des Bildes visuell als das virtuelle Bild 10 auf der Vorderseite erkannt werden. Wenn die Position PE des Auges 7 des Insassen außerhalb des Sichtbereichs 12 fällt, kann das Licht des Bildes nicht ausreichend visuell als das virtuelle Bild 10 erkannt werden.
Die Änderung in der Orientierung des konkaven Spiegels 26 in dem optischen System 20 wird mit Bezug auf 4 und 5 unten beschrieben werden. Wenn der konkave Spiegel 26 drehend um die Achse 26c herum angesteuert wird, wird die Orientierung des konkaven Spiegels 26, d. h. ein Winkel der reflektierenden Oberfläche 26a, geändert, um dadurch einen Reflexionswinkel des Lichtes des Bildes zu ändern. Eine Projektionsposition und ein Einfallswinkel des Lichtes des Bildes, dessen Reflexionswinkel geändert worden ist, auf der Windschutzscheibe 3 werden auch geändert, und ein Zugriffbereich, den das Licht des Bildes als der Lichtstrahl erreichen kann, wird auch als Antwort auf diese Änderungen geändert. In kurz wird, wenn die Orientierung des konkaven Spiegels 26 geändert wird, der Sichtbereich 12 gemäß der Orientierung des konkaven Spiegels 26 bewegt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bewegt sich, wie in 4 dargestellt, der Sichtbereich 12 in der z-Richtung in Bezug auf das Fahrzeug 1 aufwärts, wenn die Orientierung des konkaven Spiegels 26 drehend auf einem Weg um die erste Achse 26c herum angetrieben wird. In diesem Fall wird eine Anzeigeposition des virtuellen Bildes 10, welches auf der Frontseite des Fahrzeugs 1 angezeigt wird, in der z-Richtung in Bezug auf das Fahrzeug 1 abwärts bewegt. Wenn die Orientierung des konkaven Spiegels 26 drehend auf dem anderen Weg um die erste Achse 26c herum angesteuert wird, wird der Sichtbereich 12 in der z-Richtung in Bezug auf das Fahrzeug 1 abwärts bewegt. In diesem Fall wird die Anzeigeposition des virtuellen Bildes 10 in der z-Richtung in Bezug auf das Fahrzeug 1 aufwärts bewegt.
Wie oben beschrieben, bewegt das optische System 20 den Sichtbereich 12 in der z-Richtung durch Ändern der Orientierung des konkaven Spiegels 26 durch drehendes Antreiben um die erste Achse 26c herum.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Sichtbereich 12 fähig, durch das optische System 20 in der z-Richtung in Abhängigkeit von der Orientierung des konkaven Spiegels 26 innerhalb eines bewegbaren Bereichs 14 bewegt zu werden. Der Sichtbereich 12 wird vertikal in der z-Richtung durch die drehende Ansteuerung um die erste Achse 26c herum entlang der y-Richtung in der HUD-Vorrichtung 100 bewegt. Eine Beziehung zwischen dem Sichtbereich 12 und dem bewegbaren Bereich 14 wird in 5 deutlich. Die y-Richtung ist senkrecht zu der z-Richtung und der Längsrichtung des Fahrzeugs 1.
Der Steuerkreis 30 ist zum Beispiel ein elektronischer Stromkreis, der hauptsächlich einen Mikrocomputer (nicht gezeigt) beinhaltet. Wie in 6 dargestellt, ist der Steuerkreis 30 elektrisch mit dem Projektor 22 und dem Schrittmotor 26b des konkaven Spiegels 26 verbunden. Der Steuerkreis 30 kann über ein Fahrzeug-LAN 9 mit einer fahrzeuginternen Kamera 6a, einem Instrument 4 und einem Sitzsensor 5a zum Detektieren einer Position eines Sitzes 5, auf welchem der Insasse sitzt, kommunizieren. Der Steuerkreis 30 kann einen Anzeigezustand des Projektors 22 und die Orientierung des konkaven Spiegels 26 auf der Basis von von der fahrzeuginternen Kamera 6a, dem Instrument 4 und dem Sitzsensor 5a eingegebenen Signalen steuern und kann ein Signal an das Instrument 4 ausgeben.
Obgleich nicht im Detail gezeigt, ist das Instrument 4 eine Fahrzeuganzeigevorrichtung, die eine Skala als einen Indikator durch einen Zeiger angibt, um einen Fahrzeugzustandswert anzuzeigen, und die Fahrzeuginformationen und Warnung durch eine Bildanzeige auf einer Flüssigkristallanzeige oder Ähnlichem anzeigt.
Die fahrzeuginterne Kamera 6a ist zum Beispiel eine CCD-Kamera, die kompatibel mit der Detektion von Infrarotlicht ist und oberhalb der Windschutzscheibe 3 angeordnet ist, wie in 1 und 4 dargestellt. Eine nicht gezeigte Infrarotlichtquelle ist an einer Position nahe einer optischen Achse der fahrzeuginternen Kamera 6a angeordnet. Die fahrzeuginterne Kamera 6a wird zum Beispiel in einem Überwachungssystem 6, welches einen Gesichtsausdruck eines Fahrers, der der Insasse ist, abbildet, verwendet und erzeugt ein Warngeräusch für den Fahrer, der vorhergesagt wird, sich schläfrig zu fühlen, und kann deshalb ein Auge 7 des Fahrers, der der Insasse ist, abbilden.
Als nächstes wird ein Flussdiagramm im Detail mit Bezug auf 7 beschrieben werden, welches durch Ausführung eines Computerprogramms durch den Steuerkreis 30 in dem ersten Ausführungsbeispiel in Kooperation mit dem Überwachungssystem 6 realisiert wird, wenn ein Verbrennungsmotorschalter des Fahrzeugs 1 eingeschaltet wird.
In Schritt S10 wird das Auge 7 des Insassen abgebildet. Insbesondere bildet die fahrzeuginterne Kamera 6a den Gesichtsausdruck, der das Auge 7 des Insassen enthält, ab, und die erfassten Bilddaten werden in den Steuerkreis 30 eingegeben. Nach einer Verarbeitung in Schritt S10 schreitet der Vorgang zu Schritt S20 fort.
In Schritt S20 wird die Position PE des Auges 7 des Insassen berechnet. Zum Beispiel wird ein Korneareflexionsbild des Auges 7 des Insassen mittels der Infrarotlichtquelle von in Schritt S10 erhaltenen, erfassten Bilddaten extrahiert. Die Position PE des Auges 7 wird in Abhängigkeit von der Position des Korneareflexionsbildes in den erfassten Bilddaten unter Berücksichtigung der Platzierung der fahrzeuginternen Kamera 6a und der Infrarotlichtquelle berechnet. Die Position des Auges 7 kann durch ein anderes Verfahren berechnet werden. Nach der Verarbeitung in Schritt S20 schreitet der Prozess zu Schritt S30 fort.
In Schritt S30 wird es ermittelt, ob die Position PE des Auges 7 in der z-Richtung in den bewegbaren Bereich 14 fällt oder nicht. Insbesondere speichert ein Speicher (nicht gezeigt) des Steuerkreises 30 vorab ein Ausmaß des bewegbaren Bereichs 14 in der z-Richtung, und es wird ermittelt, ob die in Schritt S20 berechnete Position PE des Auges 7 in der z-Richtung in den Bereich fällt oder nicht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Ermittlung sowohl für ein rechtes Auge 7 als auch für ein linkes Auge 7 ausgeführt, und eine negative Feststellung wird gemacht, außer beide Augen 7 fallen in den Bereich. Wenn ein Auge 7 in den Bereich fällt, kann indessen eine positive Feststellung gemacht werden. Wenn die positive Feststellung in Schritt S30 gemacht wird, schreitet der Prozess zu Schritt S40 fort. Wenn die negative Feststellung in Schritt S30 gemacht wird, schreitet der Ablauf zu Schritt S32 fort.
In Schritt S40 wird eine ideale Orientierung des konkaven Spiegels 26 berechnet. Insbesondere wird die ideale Orientierung des konkaven Spiegels 26 berechnet, mit der in Schritt S20 berechneten Position PE des Auges 7 assoziiert zu werden. Eine Drehantriebsmenge der ersten Achse 26c, um den konkaven Spielbild 26 in die ideale Orientierung zu bringen, wird auf der Basis einer in Schritt S20 berechneten relativen Position des Auges 7 zu dem momentanen Sichtbereich 12 berechnet.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel repräsentiert die ideale Orientierung eine Orientierung des konkaven Spiegels 26, durch welche die in Schritt S20 berechnete Position PE des Auges 7 in der Mitte des Sichtbereichs 12 in der z-Richtung positioniert wird. Wenn jedoch die Position PE des Auges 7 in der z-Richtung nahe zu einer Grenze des bewegbaren Bereichs 14 ist, wird, weil der Sichtbereich 12 nicht bewegt werden kann, zentriert zu sein, die ideale Orientierung durch drehendes Ansteuern der ersten Achse 26c auf das Limit eingestellt, um näher zu der Mitte zu kommen. Nachdem Schritt S40 verarbeitet ist, schreitet der Prozess zu Schritt S50 fort.
In Schritt S50 wird die Orientierung des konkaven Spiegels 26 eingestellt. Der Schrittmotor 26b, der das Ansteuersignal empfangen hat, treibt den konkaven Spiegel 26 drehend um die erste Achse 26c herum an, um die Orientierung des konkaven Spiegels 26 auf der Basis der in Schritt S40 berechneten Drehantriebsmenge der ersten Achse 26c zu ändern. Mit Schritt S50 ist eine Reihe einer Verarbeitung beendet.
Wenn es in Schritt S30 ermittelt wird, dass die Position PE des Auges 7 des Insassen von dem bewegbaren Bereich 14 in der z-Richtung abweicht, wird der Insasse in Schritt S32 gewarnt. Insbesondere wird, wenn der Steuerkreis 30 ein Warnsignal an das Instrument 4 ausgibt, eine Warnnachricht auf der Flüssigkristallanzeige des Instruments 4 angezeigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Warnung gemacht, um zu animieren, eine Höhe HS des Sitzes 5, auf welchem der Insasse sitzt, zu ändern. Nach einer vorbestimmten Zeit nach der Verarbeitung in Schritt S32, schreitet der Ablauf zu Schritt S34 fort.
In Schritt S34 wird es ermittelt, ob die Höhe HS des Sitzes 5 geändert worden ist oder nicht. Insbesondere detektiert der Sitzsensor 5a, dass die Höhe HS des Sitzes 5 von dem Insassen geändert worden ist, und es wird ermittelt, ob ein Detektionssignal des Sitzsensors 5a in den Steuerkreis 30 eingegeben worden ist oder nicht. Wenn die positive Feststellung in Schritt S34 gemacht wird, beginnt das Abbilden in Schritt S10 erneut. In andern Worten beginnt die Operation zum automatischen Einstellen der Orientierung.
Wie oben beschrieben, stellt der Steuerkreis 30 automatisch die Orientierung des konkaven Spiegels 26 so ein, dass sie mit der idealen Orientierung, die mit der relativen Position des von der fahrzeuginternen Kamera 6a abgebildeten Auges 7 des Insassen bezüglich des Sichtbereichs 12 assoziiert ist, übereinzustimmen. Die automatische Einstellung bedeutet, dass der Steuerkreis 30 die Orientierung des konkaven Spiegels 26 auf der Basis des von der fahrzeuginternen Kamera 6a eingegebenen Signals oder Ähnlichem ändert.
In dem ersten Ausführungsbeispiel bildet die fahrzeuginterne Kamera 6a eine „Abbildungseinheit”, und der Steuerkreis 30, der Schritt S50 ausführt, bildet eine „Einstellungseinheit”. Der Steuerkreis 30, der Schritt S30 ausführt, bildet eine „Ermittlungseinheit”, und der Steuerkreis 30, der Schritt S32 ausführt, bildet eine „Warneinheit”.
(Wirkungen)
Die Wirkungen des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels werden unten beschrieben werden.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bewegt das optische System 20 den Sichtbereich 12 für das Bild in Abhängigkeit von der Orientierung des konkaven Spiegels 26. Gemäß der obigen Ausgestaltung wird der Sichtbereich 12 durch Änderung der Orientierung des konkaven Spiegels 26 bewegt, um dem virtuellen Bild 10 zu ermöglichen, in Abhängigkeit von der Position PE des Auges 7 des Insassen angezeigt zu werden. Die Orientierung des konkaven Spiegels 26 wird auf der Basis der relativen Position des abgebildeten Auges 7 des Insassen in Bezug auf den Sichtbereich 12 automatisch eingestellt, mit der Orientierung übereinzustimmen, die mit der relativen Position assoziiert ist. Gemäß der obigen Ausgestaltung kann die HUD-Vorrichtung 100 bereitgestellt werden, welche tatsächlich die Position PE des Auges 7 des Insassen abbildet und automatisch die Orientierung des konkaven Spiegels 26 auf die Anzeigeposition einstellt, welche zu der Position PE des Auges 7 des Insassen passt, ohne eine komplizierte Einstellungstätigkeit aufzubürden.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel stellt, wenn es ermittelt wird, dass die Position PE des Auges 7 des Insassen in der z-Richtung in den bewegbaren Bereich fällt, der Steuerkreis 30 automatisch die Orientierung des konkaven Spiegels durch das drehende Ansteuern um die erste Achse 26c herum ein. Gemäß der obigen Ausgestaltung kann, selbst wenn die Position PE des Auges 7 des Insassen in der z-Richtung außerhalb des Sichtbereichs 12 fällt, die Orientierung des konkaven Spiegels 26 automatisch auf die Anzeigeposition eingestellt werden, welche zu der Position PE des Auges 7 des Insassen passt.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel alarmiert, wenn es ermittelt wird, dass die Position PE des Auges 7 des Insassen von dem bewegbaren Bereich 14 in der z-Richtung abweicht, der Steuerkreis 30 den Insassen, die Höhe HS des Sitzes 5, auf welchem der Insasse sitzt, zu ändern. Gemäß der obigen Ausgestaltung wird der Insasse ermuntert, die Höhe HS des Sitzes 5 zu ändern, so dass die Position PE des Auges 7 des Insassen in der z-Richtung in den bewegbaren Bereich 14 fällt. Als ein Ergebnis kann der Insasse erkennen, dass die HUD-Vorrichtung 100 nicht kaputt ist, während das virtuelle Bild 10 unsichtbar ist.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beginnt, wenn der Insasse die Höhe HS des Sitzes 5 ändert, der Steuerkreis 30, die Orientierung des konkaven Spiegels 26 automatisch einzustellen. Gemäß der obigen Ausgestaltung kann die automatische Einstellung in einem Zustand durchgeführt werden, in welchem die Position PE des Auges 7 des Insassen zu einem Zeitpunkt in den bewegbaren Bereich fällt, wenn der Insasse die Höhe HS des Sitzes 5 ändert.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Wie in 8 bis 10 dargestellt, ist ein zweites Ausführungsbeispiel eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel werden hauptsächlich zu denjenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel unterschiedliche Ausgestaltungen beschrieben werden.
Ein konkaver Spiegel 226 einer HUD-Vorrichtung 200 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist in der Ausgestaltung einer reflektierenden Oberfläche 26a identisch zu derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels. Jedoch hat, wie in 8 dargestellt, der konkave Spiegel 226 ferner eine zweite Achse 226d, die angeordnet ist, durch eine Mitte des konkaven Spiegels 226 hindurch zu treten, die die erste Achse 26c in der Mitte des konkaven Spiegels 226 schneidet, und die senkrecht zu einer ersten Achse 26c ist. Der konkave Spiegel 226 wird von dem Schrittmotor 26b in Abhängigkeit von einem Ansteuersignal von einem Steuerkreis 30 drehend um die erste Achse herum angetrieben, was später beschrieben werden wird. Außerdem wird der konkave Spiegel 226 von einem anderen Schrittmotor 226e drehend um die zweite Achse 226d herum angetrieben. In anderen Worten bildet der konkave Spiegel 226 ein optisches Element, dessen Orientierung änderbar ist.
Eine Änderung in der Orientierung des konkaven Spiegels 226 durch die drehende Ansteuerung um die erste Achse 26c herum ist identisch mit derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels. Der Sichtbereich 12 wird in Abhängigkeit von der Orientierung des konkaven Spiegels 226 bewegt, wenn die Orientierung des konkaven Spiegels 226 durch den drehenden Anstrieb um die zweite Achse 226d herum geändert wird.
Insbesondere bewegt sich, wenn die Orientierung des konkaven Spiegels 226 drehend um die zweite Achse 226d angesteuert wird, der Sichtbereich 12 in einer y-Richtung, d. h. in einer seitlichen Richtung des Fahrzeugs 1. In anderen Worten ändert das optische System 20 die Orientierung des konkaven Spiegels 226 durch das drehende Antreiben um die zweite Achse 226d herum, um dadurch den Sichtbereich 12 in der y-Richtung zu bewegen. In diesem Fall wird die Anzeigeposition des virtuellen Bildes 10 in der y-Richtung bewegt, d. h. in der seitlichen Richtung des Fahrzeugs 1.
Wenn sich jedoch ein virtuelles Bild 10, welches mit einer Breite in der seitlichen Richtung angezeigt wird, die die y-Richtung ist, in der seitlichen Richtung bewegt, ist eine Vergrößerungsrate des virtuellen Bildes 10 auf der rechten und der linken Seite in Bezug auf eine Mitte des virtuellen Bildes asymmetrisch. Deshalb tritt ein Unterschied in der Verzerrung zwischen der rechten und der linken Seite auf, und die Verzerrung ist wahrscheinlich, bemerkbar zu sein. Die zweite Achse 226d wird als eine Hilfsachse verwendet, wenn der Insasse Licht des Bildes durch nur die drehende Ansteuerung um die erste Achse 26c herum nicht ausreichend visuell als das virtuelle Bild 10 erkennen kann. Bei der Bewegung des Sichtbereichs 12 in Bezug auf die drehende Ansteuerung um die zweite Achse 226d herum, wird eine Anfangsorientierung des konkaven Spiegels 226 so definiert, dass der Unterschied in der Vergrößerungsrate des virtuellen Bildes 10 zwischen der rechten Seite und der linken Seite in Bezug auf die Mitte des virtuellen Bildes 10 das Minimum wird.
Ein bewegbarer Bereich 214 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist als ein Ausmaß definiert, in welchem der Sichtbereich 12 in der z-Richtung in Abhängigkeit von der Orientierung des konkaven Spiegels 26 durch das optische System 20 bewegt wird, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Wie in 9 dargestellt, wird jedoch bei der HUD-Vorrichtung 200, bei welcher der Sichtbereich 12 auch seitlich in der y-Richtung durch die drehende Ansteuerung um die zweite Achse 226d herum senkrecht zu der ersten Achse 26c bewegt wird, ein Ausmaß, in welchem der Sichtbereich 12 in der z-Richtung in Bezug auf die Anfangsorientierung bewegt wird, als der bewegbare Bereich 214 gesetzt. Der Sichtbereich 12 weicht von dem bewegbaren Bereich in der y-Richtung mit der drehenden Ansteuerung um die zweite Achse 226d herum ab, und ein Ausmaß, in welchem der Sichtbereich 12 sich von dem bewegbaren Bereich 214 in der y-Richtung bewegt, ist als ein Ausdehnungsbereich 216 definiert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, bei der Anfangsorientierung, die erste Achse 26c in einen Zustand gesetzt, sich entlang der y-Richtung zu erstrecken, und der Sichtbereich 12 ist in der y-Richtung in der Mitte des Ausdehnungsbereichs 216 angeordnet. Indessen ist in 9 der Sichtbereich 12, der der Anfangsorientierung entspricht, durch durchgezogene Linien angegeben. In 9 ist der bewegbare Bereich 214 den Sichtbereich 12 beinhaltend, der der Anfangsorientierung entspricht, auch durch durchgezogene Linien angegeben, und der Ausdehnungsbereich 216 ist durch gestrichelte Linien angegeben.
Als nächstes wird ein Flussdiagramm im Detail mit Bezug auf 10 beschrieben werden, welches durch Ausführung des Computerprogramms von dem Steuerkreis 30 in dem ersten Ausführungsbeispiel in Kooperation mit dem Überwachungssystem 6 realisiert wird, wenn ein Parkzustand des Fahrzeugs 1 aufgehoben ist. Indessen bedeutet das Aufheben des Parkzustandes des Fahrzeugs 1, das sowohl eine Feststellbremse gelöst als auch ein Parkbereich bei einem Schalthebel aufgehoben sind.
In Schritten S210 bis S220 wird die gleiche Verarbeitung wie diejenige in Schritten S10 bis S20 bei dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt. Nach der Verarbeitung in Schritt S220 schreitet der Prozess zu Schritt S230 fort.
Schritt S230 führt die gleiche Ermittlung wie diejenige in Schritt S30 des ersten Ausführungsbeispiels durch. Wenn die positive Feststellung in Schritt S230 gemacht wird, schreitet der Prozess zu Schritt S236 fort. Wenn die negative Feststellung in Schritt S230 gemacht wird, schreitet der Prozess zu Schritt S232 fort. In Schritten S232 und S234 wird die gleiche Verarbeitung wie diejenige in Schritten S32 und S34 des ersten Ausführungsbeispiels durchgeführt.
Wenn es in Schritt S230 festgestellt wird, dass die Position PE des Auges 7 des Insassen in der z-Richtung in den bewegbaren Bereich 214 fällt, wird es in Schritt S236 ermittelt, ob die Position PE des Auges 7 in der y-Richtung in den bewegbaren Bereich 214 fällt oder nicht. Insbesondere speichert ein Speicher (nicht gezeigt) des Steuerkreises 30 vorab eine Ausdehnung des bewegbaren Bereichs 214 in der y-Richtung, und es wird ermittelt, ob die in Schritt S220 berechnete Position PE des Auges 7 in der y-Richtung in den Bereich fällt oder nicht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die negative Feststellung gemacht, wenn beide der Augen 7 nicht in den Bereich fallen. Alternativ kann die positive Feststellung gemacht werden, wenn ein Auge 7 in den Bereich fällt. Wenn die positive Feststellung in Schritt S236 gemacht wird, schreitet der Prozess zu Schritt S237 fort. Wenn die negative Feststellung in Schritt S236 gemacht wird, schreitet der Prozess zu Schritt S244 fort.
In Schritt S237 wird es ermittelt, ob der Sichtbereich 12 in den bewegbaren Bereich 214 fällt oder nicht. Insbesondere wird die positive Feststellung gemacht, wenn die Orientierung des konkaven Spiegels 226 die Anfangsorientierung ist, weil der Sichtbereich 12 in den bewegbaren Bereich 214 fällt. Die negative Feststellung wird gemacht, wenn die Orientierung um die zweite Achse 226d herum in Bezug auf die Anfangsorientierung gedreht ist, weil der Sichtbereich 12 in der y-Richtung von dem bewegbaren Bereich 214 abweicht. Wenn die positive Feststellung in Schritt S237 gemacht wird, schreitet der Prozess zur Schritt S240 fort. Wenn die negative Feststellung in Schritt S237 gemacht wird, schreitet der Prozess zu S242 fort.
Wenn es ermittelt wird, dass die Position PE des Auges 7 in der y-Richtung und der z-Richtung in den bewegbaren Bereich 214 fällt, und wenn der Sichtbereich 12 in der y-Richtung in den bewegbaren Bereich 214 fällt, wird in Schritt S240 die ideale Orientierung des konkaven Spiegel 226 durch die drehende Ansteuerung um die erste Achse 26c herum berechnet. Insbesondere wird unter der Annahme, dass die drehende Ansteuerung um die zweite Achse 226d herum gestoppt ist, um die Anfangsorientierung beizubehalten, die ideale Orientierung des konkaven Spiegels 226 berechnet, welche mit der in Schritt S220 berechneten Position PE des Auges 7 assoziiert werden soll. Eine Drehantriebsmenge der ersten Achse 26c, um den konkaven Spiegel 226 in die ideale Orientierung zu bringen, wird auf der Basis der in Schritt S220 berechneten relativen Position des Auges 7 zu dem momentanen Sichtbereich 12 berechnet. Nach der Verarbeitung in Schritt S240 schreitet der Prozess zur Schritt S250 fort.
In Schritt S250 wird die Orientierung des konkaven Spiegels 226 durch den drehenden Antrieb um die erste Achse 26c herum eingestellt. Der Schrittmotor 26b, der das Ansteuersignal empfangen hat, treibt den konkaven Spiegel 226 drehend um die erste Achse 26c herum an, um die Orientierung des konkaven Spiegels 226 auf der Basis der in Schritt S240 berechneten Drehantriebsmenge der ersten Achse 26c zu ändern. Mit Schritt S250 ist eine Verarbeitungsreihe beendet.
Wenn es festgestellt wird, dass die Position PE des Auges 7 in der y-Richtung und der z-Richtung in den bewegbaren Bereich 214 fällt, und wenn der Sichtbereich 12 in der y-Richtung von dem bewegbaren Bereich 214 abweicht, wird die ideale Orientierung des konkaven Spiegels 226 in Schritt S242 berechnet, welche durch den drehenden Antrieb um die erste Achse 26c herum und den drehenden Antrieb um die zweite Achse 226d herum erhalten wird. Insbesondere wird unter der Annahme, dass die Orientierung des konkaven Spiegels 226 die Anfangsorientierung ist, die ideale Orientierung des konkaven Spiegels 226 berechnet, welche mit der in Schritt S220 berechneten Position PE des Auges 7 assoziiert werden soll. Die jeweiligen Drehantriebsmengen der ersten Achse 26c und der zweiten Achse 226d, um den konkaven Spiegel 226 in die ideale Orientierung zu bringen, werden auf der Basis einer in Schritt S220 berechneten relativen Position des Auges 7 zu dem momentanen Sichtbereich 12 berechnet. Nach einer Verarbeitung in Schritt S242 schreitet der Prozess zu Schritt S252 fort.
In Schritt S252 wird die Orientierung des konkaven Spiegels 226 durch die drehende Ansteuerung um die erste Achse 26c herum und die drehende Ansteuerung um die zweite Achse 226d herum eingestellt. Die Schrittmotoren 26b und 226e, die die jeweiligen Ansteuersignale empfangen haben, treiben den konkaven Spiegel 226 drehend um die erste Achse 26c und die zweite Achse 226d herum an, um die Orientierung des konkaven Spiegels 226 auf der Basis der in Schritt S240 berechneten Drehantriebsmengen der ersten Achse 26c und der zweiten Achse 226d zu ändern. In anderen Worten bewegt sich der Sichtbereich 12 in Schritt S252 in den sichtbaren Bereich 214. Mit Schritt S252 ist eine Verarbeitungsreihe abgeschlossen.
Wenn es in Schritt S236 festgestellt wird, dass die Position PE des Auges 7 des Insassen in der y-Richtung von dem bewegbaren Bereich 214 abweicht, wird die ideale Orientierung des konkaven Spiegels 226 durch die drehende Ansteuerung um die erste Achse 26c und die drehende Ansteuerung um die zweite Achse 226d herum in Schritt S244 berechnet. Insbesondere wird unter der Annahme, dass sowohl die drehende Ansteuerung um die erste Achse 26c herum als auch die drehende Ansteuerung um die zweite Achse 226d herum durchgeführt werden, die ideale Orientierung des konkaven Spiegels 226 berechnet, welche mit der in Schritt S220 berechneten Position PE des Auges 7 assoziiert werden soll. Die jeweiligen Drehantriebsmengen der ersten Achse 26c und der zweiten Achse 226d, um den konkaven Spiegel 226 in die ideale Orientierung zu bringen, werden auf der Basis einer in Schritt S220 berechneten relativen Position des Auges 7 zu dem momentanen Sichtbereich 12 berechnet. Nach einer Verarbeitung in Schritt S244 schreitet der Prozess zu Schritt S254 fort.
In Schritt S254 wird die Orientierung des konkaven Spiegels 226 durch den drehenden Antrieb um die erste Achse 26c und den drehenden Antrieb um die zweite Achse 226d eingestellt. Die Schrittmotoren 26b und 226e, die die jeweiligen Ansteuersignale empfangen haben, treiben den konkaven Spiegel 226 auf der Basis der in Schritt S240 berechneten Drehantriebsmengen der ersten Achse 26c und der zweiten Achse 226d drehend um die erste Achse 26c herum und um die zweite Achse 226d herum an, um die Orientierung des konkaven Spiegels 226 zu ändern. In anderen Worten veranlasst Schritt S254 den Sichtbereich 12, in der y-Richtung von dem bewegbaren Bereich 214 abzuweichen. Mit Schritt S254 ist eine Verarbeitungsreihe abgeschlossen.
Die gleiche Idee wie diejenige bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel auf die drehende Ansteuerung der ersten Achse 26c für die ideale Orientierung angewandt. Was die drehende Ansteuerung der zweiten Achse 226d betrifft, wird die Orientierung durch die minimale drehende Ansteuerung um die zweite Achse 226d herum als die ideale Orientierung auf der Basis der Anfangsorientierung eingestellt, um der in Schritt S220 berechneten Position PE des Auges 7 zu ermöglichen, in den Sichtbereich 12 zu fallen.
In gleicher Weise stellt, bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, der Steuerkreis 30 automatisch die Orientierung des konkaven Spiegels 226 auf der Basis der relativen Position des von der fahrzeuginternen Kamera 6a abgebildeten Auges 7 des Insassen zu dem Sichtbereich 12 so ein, dass die mit der relativen Position assoziierte Orientierung passt. Deshalb können, bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, in ähnlicher Weise die gleichen Wirkungen wie diejenigen bei dem obigen ersten Ausführungsbeispiel erzielt werden.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann in dem mit der Breite in der seitlichen Richtung, die die y-Richtung ist, angezeigten virtuellen Bild 10 ein Unterschied in der Verzerrung zwischen der rechten und der linken Seite in Bezug auf die Mitte des virtuellen Bildes 10 wegen der drehenden Ansteuerung um die zweiten Achse 226d des konkaven Spiegels 226 herum auftreten. Unter den Umständen wird, wenn es festgestellt wird, dass die Position PE des abgebildeten Auges 7 des Insassen in der y-Richtung und der z-Richtung in den bewegbaren Bereich 214 fällt und der Sichtbereich in der y-Richtung in den bewegbaren Bereich 214 fällt, das drehende Antreiben um die zweite Achse 226d herum gestoppt, und die Orientierung des konkaven Spiels 226 wird automatisch durch das drehende Antreiben um die erste Achse 26c herum eingestellt. Gemäß der obigen Ausgestaltung wird der Unterschied in der Verzerrung zwischen der rechten und der linken Seite des virtuellen Bildes 10 daran gehindert aufzutreten, und die Orientierung des konkaven Spiegels 226 kann automatisch eingestellt werden.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird, wenn es festgestellt wird, dass die Position PE des Auges 7 in der y-Richtung und in der z-Richtung in den bewegbaren Bereich 214 fällt, und wenn der Sichtbereich 12 in der y-Richtung von dem bewegbaren Bereich 214 abweicht, die Orientierung des konkaven Spiegels 226 automatisch durch das drehende Antreiben um die erste Achse 26c herum und das drehende Antreiben um die zweite Achse 226d herum eingestellt. Gemäß der obigen Ausgestaltung wird der Unterschied in der Verzerrung zwischen der rechten und der linken Seite des virtuellen Bildes 10 daran gehindert aufzutreten, und die Orientierung des konkaven Spiegels 226 kann automatisch eingestellt werden.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird, wenn es festgestellt wird, dass Position PE des abgebildeten Auges 7 des Insassen von dem bewegbaren Bereich 214 in der y-Richtung abweicht, die Orientierung des konkaven Spiegels 226 automatisch durch das drehende Antreiben um die erste Achse 26c und das drehende Antreiben um die zweite Achse 226d herum eingestellt. Gemäß der obigen Ausgestaltung kann das virtuelle Bild 10 visuell für den Insassen mit dem von dem Sichtbereich 12 in der y-Richtung abweichenden Auge angezeigt werden.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beginnt der Betrieb zum automatischen Einstellen der Orientierung des konkaven Spiegels 226, wenn der Parkzustand des Fahrzeugs 1 aufgehoben ist. Gemäß der obigen Ausgestaltung kann die HUD-Vorrichtung 200 die Orientierung des konkaven Spiegels 226 automatisch auf die Anzeigeposition einstellen, welche zu der Position PE des Auges 7 des Insassen, der fährt, passt, da die Orientierung des konkaven Spiegels 226 automatisch in einem Zustand eingestellt werden kann, in welchem der Insasse in einer Fahrposition ist.
Indessen bildet, in dem zweiten Ausführungsbeispiel, die fahrzeuginterne Kamera 6a eine „Abbildungseinheit”, und der Steuerkreis 30, der die Schritte S250, S252 und S254 ausführt, bildet eine „Einstellungseinheit”. Der Steuerkreis 30, der die Schritte S230, S236 und S237 ausführt, bildet eine „Ermittlungseinheit”, und der Steuerkreis 30, der den Schritt S232 ausführt, bildet eine „Warneinheit”.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Wie in 11 und 12 dargestellt, ist ein drittes Ausführungsbeispiel eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel werden hauptsächlich von denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels unterschiedliche Ausgestaltungen beschrieben werden.
Ein Steuerkreis 30 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist elektrisch mit einem manuellen Einstellungsschalter 308 verbunden, der in 11 zusätzlich zu dem Blockdiagramm von 6 dargestellt ist. Der manuelle Einstellungsschalter 308 ist vertikal kippbar ausgebildet. In einem manuellen Einstellungsmodus, in welchem der Steuerkreis 30 eine Eingabe des manuellen Einstellungsschalters 308 erlaubt, wird eine Orientierung eines konkaven Spiegels 26 drehend um eine erste Achse 26c herum angesteuert und eine Anzeigeposition eines virtuellen Bildes 10 wird in einer z-Richtung aufwärts in Bezug auf ein Fahrzeug 1 bewegt, wenn eine obere Seite des manuellen Einstellungsschalters 308 heruntergedrückt wird. Außerdem wird, wenn eine untere Seite des manuellen Einstellungsschalters 308 gedrückt wird, die Orientierung des konkaven Spiegels 26 umgekehrt zu dem obigen Fall drehend angetrieben, und die Anzeigeposition des virtuellen Bildes 10 wird in der z-Richtung abwärts in Bezug auf das Fahrzeug 1 bewegt. Außerdem ist, obwohl nicht gezeigt, der Steuerkreis 30 elektrisch mit einem Helligkeitseinstellungsschalter verbunden. In dem manuellen Einstellungsmodus kann, wenn der Helligkeitseinstellungsschalter betätigt wird, der Steuerkreis 30 manuell eine Ausgabe einer Lichtquelle eines Projektors einstellen und eine Helligkeit eines virtuellen Bildes einstellen.
Als nächstes wird ein Flussdiagramm mit Bezug auf 12 beschrieben werden, welches durch die Ausführung des Computerprogramms von dem Steuerkreis 30 bei dem ersten Ausführungsbeispiel in Kooperation mit dem Überwachungssystem 6 ausgeführt wird, wenn ein Verbrennungsmotorschalter des Fahrzeugs 1 eingeschaltet ist.
In Schritten S310 bis S330 wird die gleiche Steuerung wie diejenige in den Schritten S10 bis S30 bei dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt. Wenn es in Schritt S330 festgestellt wird, dass eine Position PE des Auges 7 des Insassen in der z-Richtung in einen bewegbaren Bereich 14 fällt, wird die gleiche Steuerung wie diejenige in Schritten S40 und S50 des ersten Ausführungsbeispiels in den Schritten S340 bis S350 durchgeführt. Nach der Verarbeitung in Schritt S350, in anderen Worten nachdem die Orientierung des konkaven Spiegels 26 automatisch eingestellt worden ist, schreitet der Prozess zu Schritt S360 fort.
In S360 wird der Betriebsmodus zu dem manuellen Einstellungsmodus verändert. In anderen Worten erlaubt der Steuerkreis 30 die Eingabe von dem manuellen Einstellungsschalter 308, wodurch der Insasse die Orientierung des konkaven Spiegels 26 durch den manuellen Einstellungsschalter 308 manuell einstellen kann. Mit Schritt S360 ist eine Verarbeitungsreihe abgeschlossen.
Wenn es in Schritt S330 festgestellt wird, dass die Position PE des Auges 7 des Insassen in der z-Richtung von dem bewegbaren Bereich 14 abweicht, wird die gleiche Steuerung wie diejenige in Schritten S32 bis S34 des ersten Ausführungsbeispiels in Schritten S332 bis S334 durchgeführt. Wenn indessen eine negative Feststellung in Schritt S334 gemacht wird, schreitet der Prozess zu S360 fort.
In gleicher Weise stellt, in dem dritten Ausführungsbeispiel, der Steuerkreis 30 automatisch die Orientierung des konkaven Spiegels 26 auf der Basis der relativen Position des von der fahrzeuginternen Kamera 6a abgebildeten Auges 7 des Insassen zu dem Sichtbereich 12 ein, sodass die mit der relativen Position assoziierte Orientierung passt. Deshalb können in gleicher Weise, in dem dritten Ausführungsbeispiel, die gleichen Wirkungen wie diejenigen bei dem obigen ersten Ausführungsbeispiel erzielt werden.
Zusätzlich kann gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, nachdem die Orientierung des konkaven Spiegels 26 automatisch eingestellt worden ist, der Insasse die Orientierung des konkaven Spiegels 26 manuell einstellen. Gemäß der obigen Ausgestaltung kann, selbst wenn es für den Insassen schwierig ist, die Einstellung von einem Zustand durchzuführen, in welchem das virtuelle Bild 10 nicht visuell erkennbar ist, der Insasse die manuelle Einstellung, wie beispielsweise eine Feineinstellung auf eine Sichtbarkeit, die mit einer Präferenz des Insassen übereinstimmt, durchführen, nachdem der Steuerkreis 30 der HUD-Vorrichtung 300 die Orientierung des konkaven Spiegels 26 automatisch eingestellt hat, sodass das virtuelle Bild 10 sichtbar ist.
In dem dritten Ausführungsbeispiel bildet die fahrzeuginterne Kamera 6a eine „Abbildungseinheit”, und der Steuerkreis 30, der den Schritt S350 ausführt, bildet eine „Einstellungseinheit”. Der Steuerkreis 30, der Schritt S330 ausführt, bildet eine „Ermittlungseinheit”, und der Steuerkreis 30, der Schritt S332 ausführt, bildet eine „Warneinheit”.
(Andere Ausführungsbeispiele)
Die mehreren Ausführungsbeispiele sind oben beschrieben worden, aber die Interpretation der vorliegenden Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt und die Erfindung kann auf verschiedene Ausführungsbeispiele und die Kombination von diesen Ausführungsbeispielen angewendet werden, ohne von dem Geiste der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Insbesondere kann bei einer Modifikation 1 der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele ein optisches Element, dessen Orientierung änderbar ist, zum Beispiel von einem Planspiegel 24 abgesehen von dem konkaven Spiegel 26 gebildet sein.
In einer Modifikation 2 der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele kann eine ideale Orientierung auf der Basis einer anderen Idee berechnet werden. Zum Beispiel kann, bei dem drehenden Antrieb der ersten Achse 26c, die ideale Orientierung eine Orientierung des konkaven Spiegel 26 durch den minimalen drehenden Antrieb um die erste Achse 26c herum sein, damit die in Schritten S20, S220, S320 berechnete Position PE des Auges 7 in den Sichtbereich 12 fällt.
In einer Modifikation 3 der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele kann die Verarbeitung in Schritt S20, S30, S32, S34, S40, S220, S230, S232, S234, S236, S237, S240, S242, S320, S330, S332, S334, S340 zum Beispiel von dem Instrument 4 abgesehen von dem Steuerkreis 30 durchgeführt werden.
In einer Modifikation 4 der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele kann eine Warnung in Schritt S32, S232, S332 durch Anzeigen einer Warnnachricht auf einem Navigationsbildschirm des Fahrzeugs 1 durchgeführt werden oder durch eine Stimme durchgeführt werden.
In einer Modifikation 5 der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele kann, wenn eine Höhe eines Sitzes nach einer Warnung in Schritt S32, S232, S332 geändert wird, ein Abbilden in Schritt S10, S210, S310 erneut gestartet werden, wenn der Insasse einen in dem Fahrzeug 1 vorgesehenen automatischen Einstellungsknopf drückt.
In einer Modifikation 6 der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele kann der Betrieb zum automatischen Einstellen der Orientierung eines konkaven Spiegels 26, in anderen Worten Schritt S10, S310, gestartet werden, wenn ein Parkzustand aufgehoben wird, anstelle von wenn ein Verbrennungsmotorschalter eingeschaltet wird.
In einer Modifikation 7 des zweiten Ausführungsbeispiels kann eine Verarbeitung entsprechend Schritt S60, in welcher die Orientierung eines konkaven Spiegels 226 manuell von einem Insassen eingestellt werden kann, nach dem automatischen Einstellen der Orientierung des konkaven Spiegels 226 hinzugefügt werden.
In einer Modifikation 8 des zweiten Ausführungsbeispiels kann der Betrieb zum automatischen Einstellen der Orientierung eines konkaven Spiegels 226, d. h. Schritt S210, gestartet werden, wenn ein Verbrennungsmotorschalter eingeschaltet wird, anstelle von wenn ein Parkzustand aufgehoben wird.
In einer Modifikation 9 des zweiten Ausführungsbeispiels kann es festgestellt werden, dass ein Parkzustand aufgehoben ist, wenn zumindest eines von einer Feststellbremse und einem Parkbereich bei einem Schalthebel gelöst/aufgehoben ist.
In einer Modifikation 10 der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele kann der Betrieb zum automatischen Einstellen der Orientierung eines konkaven Spiegels 26, in anderen Worten Schritt S10, S210, S310, gestartet werden, wenn ein Insasse einen automatischen Einstellungsknopf, der in einem Fahrzeug 1 vorgesehen ist, drückt, anstelle von wenn ein Verbrennungsmotorschalter eingeschaltet wird oder ein Parkzustand aufgehoben wird.
In einer Modifikation 11 der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele kann eine HUD-Vorrichtung 100 auf verschiedene mobile Objekte (Transportausrüstungen) wie beispielsweise Schiffe oder Flugzeuge abgesehen von Fahrzeugen angewendet werden.

Claims

Head-up-Display-Vorrichtung, welche an einem mobilen Objekt (1) montiert ist, das eine Abbildungseinheit (6a) hat, welche ein Auge (7) eines Insassen abbildet, wobei die Head-up-Display-Vorrichtung ein Bild auf ein Projektionselement (3) des mobilen Objekts projiziert, um ein virtuelles Bild (10) sichtbar für den Insassen in einem Sichtbereich (12) anzuzeigen, die Head-up-Display-Vorrichtung umfassend: ein optisches System (20), welches ein optisches Element (26, 226) beinhaltet, um den Sichtbereich in Abhängigkeit von einer Orientierung des optischen Elements, welche änderbar ist, zu bewegen; und eine Einstellungseinheit (S50, S250, S252, S254, S350), welche automatisch die Orientierung des optischen Elements einstellt, die mit einer relativen Position des von der Abbildungseinheit abgebildeten Auges in Bezug auf den Sichtbereich assoziiert sein soll.
Head-up-Display-Vorrichtung gemäß Anspruch 1 weiter umfassend: eine Ermittlungseinheit (S30, S230, S236, S237, S330), welche ermittelt, ob eine Position (PE) des von der Abbildungseinheit abgebildeten Auges, in einen bewegbaren Bereich (14, 214) des Sichtbereichs fällt, welcher in einer z-Richtung von dem optischen System bewegbar ist, wobei die z-Richtung durch eine vertikale Richtung des mobilen Objekts definiert ist, wobei das optische Element eine erste Achse (26c) hat, das optische System den Sichtbereich in der z-Richtung durch Ändern der Orientierung des optischen Elements durch drehendes Antreiben um die erste Achse herum bewegt, und die Einstellungseinheit automatisch die Orientierung des optischen Elements durch das drehende Antreiben um die erste Achse herum einstellt, wenn die Ermittlungseinheit ermittelt, dass die Position des Auges in der z-Richtung in den bewegbaren Bereich fällt.
Head-up-Display-Vorrichtung gemäß Anspruch 2, weiter umfassend: eine Warneinheit (S32, S232, S332), welche den Insassen alarmiert, eine Höhe (HS) eines Sitzes (5), auf welchem der Insasse sitzt, zu ändern, wenn die Ermittlungseinheit feststellt, dass die Position des von der Abbildungseinheit abgebildeten Auges in der z-Richtung von dem bewegbaren Bereich abweicht.
Head-up-Display-Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Einstellungseinheit beginnt, automatisch die Orientierung des optischen Elements einzustellen, wenn die Höhe des Sitzes geändert ist.
Head-up-Display-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2–4, wobei das virtuelle Bild in dem mobilen Objekt frontwärts projiziert wird, und eine seitliche Richtung des mobilen Objekts als eine y-Richtung definiert ist, das virtuelle Bild, welches eine Breite in der y-Richtung hat, vor dem mobilen Objekt angezeigt wird, das optische Element (226) eine zweite Achse (226d) hat, das optische System den Sichtbereich in der y-Richtung durch Ändern der Orientierung des optischen Elements durch drehendes Antreiben um die zweite Achse herum bewegt, und die Einstellungseinheit (S250) das drehende Antreiben um die zweite Achse herum stoppt und die Orientierung des optischen Elements automatisch durch das drehende Antreiben um die erste Achse herum einstellt, wenn die Ermittlungseinheit (S230, S236, S237) feststellt, dass die Position des Auges in der y-Richtung und der z-Richtung in den bewegbaren Bereich (214) fällt, und wenn der Sichtbereich in der y-Richtung in den bewegbaren Bereich fällt.
Head-up-Display-Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Einstellungseinheit (S252) die Orientierung des optischen Elements durch das drehende Antreiben um die erste Achse herum und das drehende Antreiben um die zweite Achse herum automatisch einstellt, wenn die Ermittlungseinheit feststellt, dass die Position des Auges in der y-Richtung und der z-Richtung in den bewegbaren Bereich fällt und dass der Sichtbereich in der y-Richtung von dem bewegbaren Bereich abweicht.
Head-up-Display-Vorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei die Einstellungseinheit (S254) die Orientierung des optischen Elements durch das drehende Antreiben um die erste Achse herum und das drehende Antreiben um die zweite Achse herum automatisch einstellt, wenn die Ermittlungseinheit feststellt, dass die Position des Auges in der y-Richtung von dem bewegbaren Bereich abweicht.
Head-up-Display-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Einstellungseinheit beginnt, die Orientierung des optischen Elements zu einem Zeitpunkt automatisch einzustellen, wenn ein Parkzustand des mobilen Objekts aufgehoben wird.
Head-up-Display-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Orientierung des optischen Elements manuell von dem Insassen einstellbar ist, nachdem die Einstellungseinheit die Orientierung des optischen Elements automatisch einstellt.