DE112020003146T5

DE112020003146T5 - Anzeigesteuerungsvorrichtung, bildanzeigesystem, mobiler körper, anzeigesteuerungsverfahren und programm

Info

Publication number: DE112020003146T5
Application number: DE112020003146.2T
Authority: DE
Inventors: Fumihito Inukai; Toshiya Mori; Masanaga TSUJI; Ken'ichi Kasazumi
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: PANASONIC AUTOMOTIVE SYSTEMS CO., LTD., YOKOHA, JP
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2022-04-07
Also published as: WO2020261642A1; US11860372B2; US20220113547A1; JPWO2020261642A1; CN114025983A

Abstract

Anzeigesteuerungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Anzeigeposition eines Bildes in einer Bildprojektionseinheit (30) steuert, die so konfiguriert ist, dass sie das Bild auf ein Anzeigeobjekt eines mobilen Körpers projiziert, mit: einer Positionskorrektureinheit (4), die so konfiguriert ist, dass sie einen Korrekturbetrag einstellt, der für die Korrektur der Anzeigeposition verwendet wird; und einer Anzeigesteuerungseinheit (51), die so konfiguriert ist, dass sie die Anzeigeposition des Bildes auf der Grundlage des von der Positionskorrektureinheit (4) eingestellten Korrekturbetrags steuert. Die Positionskorrektureinheit (4) ist konfiguriert, um: einen Erfassungswert einer auf den mobilen Körper wirkenden Beschleunigung aufzunehmen und einen Neigungswinkel des mobilen Körpers basierend auf dem aufgenommenen Erfassungswert der Beschleunigung zu berechnen; und den Korrekturbetrag der Anzeigeposition zum Steuern der Anzeigeposition des auf das Anzeigeobjekt zu projizierenden Bildes in Übereinstimmung mit dem Neigungswinkel einzustellen. Die Einstellung des Korrekturbetrags der Anzeigeposition in der Positionskorrektureinheit (4) wird durch Einstellen eines Korrekturbetrags pro vorbestimmter Zeiteinheit in Übereinstimmung mit einem Änderungsbetrag des Neigungswinkels in einer vorbestimmten Periode eingestellt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Anzeigesteuerungsvorrichtung, ein Bildanzeigesystem, einen mobilen Körper, ein Anzeigesteuerungsverfahren und ein Programm.
STAND DER TECHNIK
Als Beispiel für ein Bildanzeigesystem, das ein Bild auf ein Anzeigeobjekt projiziert und anzeigt, ist eine Head-up-Display-Vorrichtung bekannt, das an einem mobilen Körper wie einem Fahrzeug angebracht ist (siehe z. B. Patentliteratur 1). Die in der Patentliteratur 1 beschriebene Head-up-Display-Vorrichtung projiziert Informationen von einer Bildanzeigevorrichtung auf eine Frontscheibe eines Fahrzeugs, wodurch Informationen in einem Sichtfeld eines Betrachters überlagert dargestellt werden. Die Head-up-Display-Vorrichtung berechnet einen Neigungswinkel des Fahrzeugs, indem sie eine Beschleunigung des Fahrzeugs erfasst, und ändert die Anzeigeposition eines eingeblendeten Bildes entsprechend dem Neigungswinkel.
Darüber hinaus ist eine Steuervorrichtung für eine Fahrzeugleuchte bekannt, die eine automatische Niveauregulierung durchführt, um die Abstrahlrichtung eines Fahrzeugfrontscheinwerfers in Abhängigkeit vom Neigungswinkel eines Fahrzeugs automatisch einzustellen (siehe z. B. Patentliteratur 2). Die Patentliteratur 2 offenbart, dass ein optischer Achsenwinkel einer Fahrzeugleuchte auf der Grundlage einer Änderung eines Neigungswinkels beim Anhalten eines Fahrzeugs und einer Änderung des Neigungswinkels während der Fahrt des Fahrzeugs eingestellt wird.
ZITIERLISTE
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: JP-A-H01-293239
Patentliteratur 2: WO-A1-2016/114159

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
In einem Bildanzeigesystem, das eine Head-up-Display-Vorrichtung oder ähnliches verwendet, besteht ein Bedarf an einer weiteren Verbesserung der Steuerung einer Anzeigeposition eines Bildes.
Die vorliegende Offenbarung wurde in Anbetracht der obigen Umstände in der verwandten Technik entwickelt, und ein Ziel davon ist es, eine Anzeigesteuerungsvorrichtung, ein Bildanzeigesystem, einen mobilen Körper, ein Anzeigesteuerungsverfahren und ein Programm bereitzustellen, das die Steuerung einer Anzeigeposition eines Bildes verbessern kann.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Als einen Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung eine Anzeigesteuerungsvorrichtung bereit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Anzeigeposition eines Bildes in einer Bildprojektionseinheit steuert, welche wiederum so konfiguriert ist, dass sie das Bild auf ein Anzeigeobjekt eines mobilen Körpers projiziert, wobei die Anzeigesteuerungsvorrichtung umfasst: eine Positionskorrektureinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Korrekturbetrag einstellt, der für die Korrektur der Anzeigeposition verwendet wird; und eine Anzeigesteuerungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie die Anzeigeposition des Bildes auf der Grundlage des von der Positionskorrektureinheit eingestellten Korrekturbetrags steuert. Die Positionskorrektureinheit ist konfiguriert zum: Aufnehmen eines Erfassungswerts einer auf den mobilen Körper wirkenden Beschleunigung und Berechnen eines Neigungswinkels des mobilen Körpers auf der Grundlage des aufgenommenen Erfassungswertes der Beschleunigung; und Einstellen des Korrekturbetrags der Anzeigeposition zur Steuerung der Anzeigeposition des auf das Anzeigeobjekt zu projizierenden Bildes in Übereinstimmung mit dem Neigungswinkel, wobei das Einstellen des Korrekturbetrags der Anzeigeposition in der Positionskorrektureinheit durch Einstellen des Korrekturbetrags pro vorbestimmter Zeiteinheit in Übereinstimmung mit einem Änderungsbetrag des Neigungswinkels in einer vorbestimmten Periode erfolgt.
Als einen Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung ein Bildanzeigesystem bereit, das an einem mobilen Körper anzubringen ist, wobei das Bildanzeigesystem Folgendes umfasst: eine Bildprojektionseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie ein Bild auf ein Anzeigeobjekt des mobilen Körpers projiziert; und die oben beschriebene Anzeigesteuerungsvorrichtung.
Als einen Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung einen mobilen Körper bereit, der das oben beschriebene Bildanzeigesystem enthält, wobei das Anzeigeobjekt eine Fensterscheibe des mobilen Körpers ist.
Als einen Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung ein Anzeigesteuerungsverfahren zum Steuern einer Anzeigeposition eines Bildes in einer Bildprojektionseinheit bereit, die so konfiguriert ist, dass sie das Bild auf ein Anzeigeobjekt eines mobilen Körpers projiziert, wobei das Anzeigesteuerungsverfahren die folgenden Schritte umfasst: in einer Positionskorrektureinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Korrekturbetrag festlegt, der zur Korrektur der Anzeigeposition verwendet wird, Aufnehmen eines Erfassungswerts einer auf den mobilen Körper wirkenden Beschleunigung und Berechnen eines Neigungswinkels des mobilen Körpers auf der Grundlage des aufgenommenen Erfassungswerts der Beschleunigung; und Einstellen des Korrekturbetrags der Anzeigeposition zur Steuerung der Anzeigeposition des auf das Anzeigeobjekt zu projizierenden Bildes in Übereinstimmung mit dem Neigungswinkel, wobei das Einstellen des Korrekturbetrags der Anzeigeposition durch Einstellen des Korrekturbetrags pro vorbestimmter Zeiteinheit in Übereinstimmung mit einem Änderungsbetrag des Neigungswinkels in einer vorbestimmten Periode erfolgt.
Als einen Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung ein Programm bereit, das einen Computer veranlasst, jeden Schritt des oben beschriebenen Anzeigesteuerungsverfahrens auszuführen.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, die Steuerung der Anzeigeposition eines Bildes zu verbessern.
Figurenliste

1 ist ein konzeptionelles Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration eines Bildanzeigesystems mit einer Anzeigesteuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt.
2 ist eine konzeptionelles Diagramm eines Fahrzeugs mit dem Bildanzeigesystem gemäß der Ausführungsform.
ist ein bildhaftes Diagramm zur Veranschaulichung einer Gravitationsbeschleunigung, die wirkt, wenn das Fahrzeug zum Zeitpunkt des Anhaltens nicht geneigt ist.
ist ein bildhaftes Diagramm zur Veranschaulichung einer Gravitationsbeschleunigung, die wirkt, wenn das Fahrzeug zum Zeitpunkt des Anhaltens geneigt ist.
4A ist ein bildhaftes Diagramm zur Veranschaulichung einer Bewegungsbeschleunigung, die wirkt, wenn das Fahrzeug während der Fahrt nicht geneigt ist.
4B ist ein bildhaftes Diagramm zur Veranschaulichung einer Bewegungsbeschleunigung, die auftritt, wenn das Fahrzeug während der Fahrt geneigt ist.
ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das von einer Seite gesehen nicht geneigt ist.
5B ist ein konzeptionelles Diagramm, das ein Sichtfeld eines Benutzers zeigt, der das Fahrzeug in einem in 5A gezeigten Zustand fährt.
ist eine schematisches Diagramm eines Fahrzeugs, das von einer Seite gesehen nach oben geneigt ist.
6B ist ein konzeptionelles Diagramm, das ein Sichtfeld eines Benutzers zeigt, der das Fahrzeug in einem in 6A gezeigten Zustand fährt.
ist ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs, das von einer Seite aus gesehen nach unten geneigt ist.
7B ist ein konzeptionelles Diagramm, das ein Sichtfeld eines Benutzers zeigt, der das Fahrzeug in einem in 7A gezeigten Zustand fährt.
8 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Anzeigepositionssteuerung zum Zeitpunkt des Anhaltens in der Anzeigesteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform darstellt.
9 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Anzeigepositionssteuerung während der Fahrt in der Anzeigesteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform darstellt.
10 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Anzeigepositionssteuerung in der Anzeigesteuerungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform in einem Fall des Wechsels vom Anhalten zum Fahren darstellt.
11 ist eine bildhafte Tabelle, die ein Beispiel für einen Korrekturbetrag einer Anzeigeposition entsprechend einer Abweichung eines Neigungswinkelmesswerts während der Fahrt und einen Änderungsbetrag des Neigungswinkels gemäß der Ausführungsform darstellt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden Ausführungsformen, in denen eine Anzeigesteuerungsvorrichtung, ein Bildanzeigesystem, ein mobiler Körper, ein Anzeigesteuerungsverfahren und ein Programm gemäß der vorliegenden Offenbarung konkret offenbart sind, mit Bezug auf die Zeichnungen detailliert beschrieben, soweit dies angemessen ist. Eine unnötige detaillierte Beschreibung kann jedoch weggelassen werden. Zum Beispiel kann eine detaillierte Beschreibung eines bekannten Sachverhalts oder eine wiederholte Beschreibung einer im Wesentlichen gleichen Konfiguration weggelassen werden. Dies dient dazu, unnötige Redundanz in der folgenden Beschreibung zu vermeiden und das Verständnis für den Fachmann zu erleichtern. Die beigefügten Zeichnungen und die folgende Beschreibung dienen dem Verständnis der vorliegenden Offenbarung durch den Fachmann und sollen den in den Ansprüchen genannten Gegenstand nicht einschränken.
(Einleitung zur vorliegenden Offenbarung)
In einem Bildanzeigesystem, das eine Head-up-Display-Vorrichtung oder ähnliches verwendet, kann ein Benutzer ein Gefühl der Unbehaglichkeit bei der visuellen Erkennung empfinden, wenn eine Steuerung durchgeführt wird, um eine Anzeigeposition in Übereinstimmung mit einer Änderung des Neigungswinkels eines mobilen Körpers, wie z. B. eines Fahrzeugs, zu ändern. Zum Beispiel kann der Benutzer in einem Fall, in dem ein Korrekturbetrag der Anzeigeposition groß ist, ein Gefühl der Unbehaglichkeit in der Erscheinung empfinden, wenn die Anzeigeposition plötzlich geändert wird.
Daher wird in der vorliegenden Offenbarung eine Anzeigesteuerungsvorrichtung, die in der Lage ist, die Sichtbarkeit zu verbessern, indem ein Korrekturbetrag einer Anzeigeposition in Übereinstimmung mit einem Änderungsbetrag eines Neigungswinkels angemessen angepasst wird, und ein Bildanzeigesystem, das die Anzeigesteuerungsvorrichtung enthält, beispielhaft beschrieben.
(Übersicht der Ausführungsform)
In der folgenden Ausführungsform wird ein Fahrzeug, wie z.B. ein Automobil, als Beispiel für einen mobilen Körper angenommen, und es wird ein Konfigurationsbeispiel für ein Bildanzeigesystem, das auf dem Fahrzeug montiert ist, und eine Anzeigesteuerungsvorrichtung in dem Bildanzeigesystem beschrieben.
1 ist ein konzeptionelles Diagramm, das ein Beispiel für eine Konfiguration eines Bildanzeigesystems gemäß einer Ausführungsform zeigt. 2 ist ein konzeptionelles Diagramm eines Fahrzeugs, das das Bildanzeigesystem gemäß der Ausführungsform enthält. Wie in den 1 und 2 dargestellt, umfasst ein Bildanzeigesystem 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise ein Head-up-Display (HUD), das in einem Fahrzeug 100 vorgesehen ist, das als Beispiel für einen mobilen Körper dient. Das heißt, das Fahrzeug 100 umfasst einen Hauptkörper eines mobilen Körpers und das Bildanzeigesystem 10, das in dem Hauptkörper eines mobilen Körpers vorgesehen ist.
Das Bildanzeigesystem 10 ist in einem Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs 100 installiert, um ein Bild von unten auf eine Frontscheibe 101 (beispielsweise eine Fensterscheibe) des Fahrzeugs 100 zu projizieren. In dem Beispiel von 2 ist das Bildanzeigesystem 10 in einem Armaturenbrett 102 unterhalb der Frontscheibe 101 angeordnet.
Wie in 2 dargestellt, erkennt ein Benutzer 200 bei der Anzeige des Bildanzeigesystems 10 visuell ein virtuelles Bild 300, das durch die Frontscheibe 101 in einen Zielraum 400 projiziert wird, der sich vor dem Fahrzeug 100 (außerhalb des Fahrzeugs) befindet. Das „virtuelle Bild“, auf das hier Bezug genommen wird, ist ein Bild, das durch einen divergenten Lichtstrahl so gebildet wird, als ob ein Objekt tatsächlich existiert, wenn das vom Bildanzeigesystem 10 emittierte Licht durch ein Anzeigeobjekt wie die Frontscheibe 101 abgelenkt wird. Daher kann der Benutzer 200, der das Fahrzeug 100 fährt, das virtuelle Bild 300 sehen, das einem vom Bildanzeigesystem 10 projizierten Bild entspricht, das einen sich vor dem Fahrzeug 100 ausbreitenden realen Raum überlagert. Daher ist es gemäß dem Bildanzeigesystem 10 möglich, den Benutzer 200 zu veranlassen, verschiedene Arten von Fahrunterstützungsinformationen wie Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen, Navigationsinformationen, Fußgängerinformationen, Informationen über vorausfahrende Fahrzeuge, Informationen über das Verlassen der Fahrspur und Fahrzeugzustandsinformationen als das virtuelle Bild 300 visuell zu erkennen. Dementsprechend kann der Benutzer 200 die Fahrunterstützungsinformationen nur durch eine geringfügige Bewegung einer Sichtlinie von einem Zustand, in dem die Sichtlinie auf eine Vorderseite der Frontscheibe 101 gerichtet ist, visuell erfassen.
In dem Bildanzeigesystem 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst das im Zielraum 400 gebildete virtuelle Bild 300 mindestens zwei Arten von virtuellen Bildern, d.h. ein erstes virtuelles Bild 301 und ein zweites virtuelles Bild 302. Das „erste virtuelle Bild“, auf das hier Bezug genommen wird, bezieht sich zum Beispiel auf Informationen, die eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 als Navigationsinformationen anzeigen. Als erstes virtuelles Bild 301 kann ein Pfeil, der eine Rechtskurve oder eine Linkskurve anzeigt, auf einer Straßenoberfläche 600 dargestellt werden. Das erste virtuelle Bild 301 dieses Typs ist ein virtuelles Bild, das einem Bild entspricht, das mit Hilfe der Augmented-Reality-Technologie (englisch: erweiterte Realität Technologie (AR)) angezeigt wird, und wird an einer bestimmten Position in einer realen Szene (der Straßenoberfläche 600, einem Gebäude, einem umgebenden Fahrzeug, einem Fußgänger und dergleichen), die vom Benutzer 200 aus gesehen wird, eingeblendet und angezeigt. Das „zweite virtuelle Bild“ bezieht sich z. B. auf Informationen, die einen Zustand des Fahrzeugs 100 als Instrumenteninformation anzeigen. Als zweites virtuelles Bild 302 können Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen oder Ähnliches dargestellt werden, die eine aktuelle Fahrgeschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeit) des Fahrzeugs 100 anzeigen. Spezifische Beispiele für das erste virtuelle Bild 301 und das zweite virtuelle Bild 302 werden später beschrieben.
In dem Bildanzeigesystem 10 wird das virtuelle Bild 300, das in dem Zielraum 400 gebildet wird, auf einer virtuellen Ebene 501 gebildet, die eine optische Achse 500 des Bildanzeigesystems 10 schneidet.
Wie in 1 dargestellt, umfasst das Bildanzeigesystem 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Haupteinheit 1 mit einer Bildprojektionseinheit 30. Die Bildprojektionseinheit 30 erzeugt ein Bild 700 und projiziert das erzeugte Bild 700 auf die Frontscheibe 101, wodurch das virtuelle Bild 300 erzeugt wird, das dem Bild 700 in dem Zielraum 400 entspricht. Die Bildprojektionseinheit 30 umfasst eine Bilderzeugungseinheit 2 und eine Projektionseinheit 3.
Die Bilderzeugungseinheit 2 umfasst eine Anzeigefläche 20 und erzeugt das Bild 700 auf der Anzeigefläche 20. Die Bilderzeugungseinheit 2 projiziert das erzeugte Bild durch Ausgangslicht auf die Projektionseinheit 3. Die Projektionseinheit 3 projiziert das von der Bilderzeugungseinheit 2 projizierte Bild auf die Frontscheibe 101.
In einem Zustand, in dem die Haupteinheit 1, die die Bilderzeugungseinheit 2 und die Projektionseinheit 3 enthält, beispielsweise auf dem Fahrzeug 100 montiert ist, ändert sich eine Lage der Haupteinheit 1 mit einer Lage des Fahrzeugs 100 aufgrund einer Last des Fahrzeugs 100. Da die Bildprojektionseinheit 30 in der Haupteinheit 1 montiert ist, ist die Lage der Bildprojektionseinheit 30 die gleiche wie die Lage der Haupteinheit 1. Daher ist die Lage der Haupteinheit 1 auch die Lage der Bildprojektionseinheit 30.
Insbesondere, zum Beispiel, wenn sich das Fahrzeug 100 in einer nach vorne geneigten Lage befindet, wie zum Beispiel, wenn sich ein Insasse auf einem Vordersitz wie dem Fahrersitz befindet, befindet sich die Haupteinheit 1 auch in einer nach vorne geneigten Lage; in einem Fall, in dem sich das Fahrzeug 100 in einer nach hinten geneigten Lage befindet, wie zum Beispiel, wenn sich ein Insasse auf einem Rücksitz befindet oder wenn Gepäck in einem Kofferraum platziert ist, befindet sich die Haupteinheit 1 auch in einer nach hinten geneigten Lage. Wenn sich die Lage der Haupteinheit 1 des Bildanzeigesystems 10 (ein Neigungswinkel der Bildprojektionseinheit 30) ändert, ändert sich auch eine Position des vom Bildanzeigesystem 10 projizierten virtuellen Bildes 300 im Zielraum 400. Aus diesem Grund kann beispielsweise in einem Fall, in dem sich das Fahrzeug 100 in einer nach vorne geneigten Lage oder einer nach hinten geneigten Lage befindet, das erste virtuelle Bild 301 in einer überlagerten Weise an einer Position angezeigt werden, die von einer bestimmten Position abweicht, an der das erste virtuelle Bild 301 ursprünglich in einer vom Benutzer 200 aus gesehenen realen Szene überlagert werden sollte.
Dementsprechend wird eine Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300 durch Einstellen einer Anzeigeposition des Bildes 700 auf der Frontscheibe 101 in Übereinstimmung mit einem Neigungswinkel der Haupteinheit 1 eingestellt. Aus diesem Grund kann das Bildanzeigesystem 10 beispielsweise auch dann, wenn sich das Fahrzeug 100 in einer nach vorne geneigten Lage oder in einer nach hinten geneigten Lage befindet, das erste virtuelle Bild 301 an der spezifischen Position einblenden und anzeigen, an der das erste virtuelle Bild 301 ursprünglich in der vom Benutzer 200 aus gesehenen realen Szene eingeblendet werden sollte.
(Konfiguration der Ausführungsform)
Wie in 1 dargestellt, umfasst das Bildanzeigesystem 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Bildprojektionseinheit 30 und eine Verarbeitungseinheit 50. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, in dem eine andere Komponente (die Verarbeitungseinheit 50) als die Bildprojektionseinheit 30 in der Haupteinheit 1 montiert (untergebracht) ist, aber die vorliegende Offenbarung ist darauf nicht beschränkt. Die Verarbeitungseinheit 50 darf nicht in der Haupteinheit 1 enthalten sein. Die Haupteinheit 1 ist im Armaturenbrett 102 des Fahrzeugs 100 befestigt. Die Verarbeitungseinheit 50 kann getrennt von der Bildprojektionseinheit 30 konfiguriert werden und kann als eine separate Gehäusevorrichtung konfiguriert werden, die nicht an der Haupteinheit 1 montiert ist. Die Haupteinheit 1 kann eine Vielzahl von Gehäusen umfassen.
Die Bilderzeugungseinheit 2 der Bildprojektionseinheit 30 umfasst beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige 21 (LCD, englisch: Liquid Crystal Display) und eine Lichtquellenvorrichtung 22. Die Flüssigkristallanzeige 21 ist an einer Vorderseite der Lichtquellenvorrichtung 22 angeordnet. Eine vordere Oberfläche (eine Oberfläche auf einer der Lichtquellenvorrichtung 22 gegenüberliegenden Seite) der Flüssigkristallanzeige 21 bildet die Anzeigefläche 20, auf der das Bild 700 erzeugt wird. Die Lichtquellenvorrichtung 22 wird als Hintergrundbeleuchtung für die Flüssigkristallanzeige 21 verwendet. Das Licht der Lichtquellenvorrichtung 22 durchdringt die Flüssigkristallanzeige 21 von einer Rückseite der Flüssigkristallanzeige 21 und wird von der Bilderzeugungseinheit 2 ausgegeben. Die Lichtquellenvorrichtung 22 ist eine Oberflächenlichtquelle, die im Wesentlichen den gesamten Bereich einer Rückseite der Flüssigkristallanzeige 21 mit Licht bestrahlt, wobei ein lichtemittierendes Festkörperelement wie eine Leuchtdiode oder eine Laserdiode verwendet wird.
In der Bilderzeugungseinheit 2, wenn die Lichtquellenvorrichtung 22 Licht in einem Zustand emittiert, in dem das Bild 700 auf der Flüssigkristallanzeige 21 angezeigt wird, geht das in Richtung der Vorderseite der Lichtquellenvorrichtung 22 ausgegebene Licht durch die Flüssigkristallanzeige 21 und wird in Richtung der Vorderseite von der vorderen Oberfläche (der Anzeigeoberfläche 20) der Flüssigkristallanzeige 21 ausgegeben. Zu diesem Zeitpunkt ist das Licht, das von der Anzeigefläche 20 zur Vorderseite der Anzeigefläche 20 hin abgegeben wird, Licht (Bildlicht), das das auf der Flüssigkristallanzeige 21 angezeigte Bild 700 reflektiert. Wenn die Anzeigefläche 20 von der Vorderseite aus betrachtet wird, erscheint daher das Bild 700 auf der Anzeigefläche 20 angezeigt zu werden, und das Bild 700 wird auf der Anzeigefläche 20 gebildet.
Obwohl beispielhaft eine Konfiguration, in der die Bilderzeugungseinheit 2 die Flüssigkristallanzeige 21 enthält dargestellt ist, ist die Bilderzeugungseinheit 2 nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt. Beispielsweise kann die Bilderzeugungseinheit 2 so konfiguriert sein, dass sie das Bild 700 durch Abtasten mit Laserlicht von einer Rückseite der Anzeigefläche 20 der Bilderzeugungseinheit 2 erzeugt.
Die Projektionseinheit 3 der Bildprojektionseinheit 30 umfasst einen ersten Spiegel 31 und einen zweiten Spiegel 32. Der erste Spiegel 31 und der zweite Spiegel 32 sind in einer Reihenfolge des ersten Spiegels 31 und des zweiten Spiegels 32 auf einem optischen Pfad des Ausgangslichts der Bilderzeugungseinheit 2 angeordnet. Der erste Spiegel 31 reflektiert das Ausgangslicht der Bilderzeugungseinheit 2 in Richtung des zweiten Spiegels 32. Der zweite Spiegel 32 reflektiert das vom ersten Spiegel 31 reflektierte Ausgangslicht der Bilderzeugungseinheit 2 in Richtung einer Oberseite (d.h. in Richtung der Frontscheibe 101).
Bei dieser Konfiguration vergrößert oder verkleinert die Projektionseinheit 3 das auf der Anzeigefläche 20 der Bilderzeugungseinheit 2 angezeigte Bild 700 auf eine geeignete Größe und projiziert das vergrößerte oder verkleinerte Bild 700 als Projektionsbild auf die Frontscheibe 101. Infolgedessen wird das virtuelle Bild 300 im Zielraum 400 angezeigt. Das heißt, dass im Sichtfeld des Benutzers 200, der das Fahrzeug 100 fährt, das virtuelle Bild 300 des vom Bildanzeigesystem 10 projizierten Bildes 700 so angezeigt wird, dass es einer realen Szene, die sich vor dem Fahrzeug 100 erstreckt, überlagert ist.
Die Verarbeitungseinheit 50 umfasst eine Positionskorrektureinheit 4 und eine Anzeigesteuerungseinheit 51. Die Verarbeitungseinheit 50 ist mit einem Computer oder ähnlichem konfiguriert, der einen Prozessor und einen Speicher enthält, und implementiert verschiedene Funktionen, zum Beispiel, indem der Prozessor ein vorbestimmtes Programm ausführt, das im Speicher gespeichert ist. Der Prozessor kann ein Mikroprozessor (englisch: micro processing unit (MPU)), ein Hauptprozessor (englisch: central processing unit (CPU)), einen digitalen Signalprozessor (englisch: digital signal processor (DSP)), einen Grafikprozessor (englisch: graphical processing unit (GPU)) und ähnliches umfassen. Der Speicher kann ein Direktzugriffsspeicher (englisch: random access memory (RAM)), ein Festwertspeicher (englisch: read only memory (ROM)) und dergleichen sein. Obwohl hier ein Fall dargestellt wird, in dem das Programm im Voraus im Speicher der Verarbeitungseinheit 50 aufgezeichnet wird, kann das Programm über eine Telekommunikationsleitung wie das Internet oder durch Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium wie einer Speicherkarte bereitgestellt werden. Die Verarbeitungseinheit 50 kann in einer Steuereinheit wie einer elektronischen Steuereinheit (englisch: electronic control unit (ECU)) untergebracht sein, die jede Einheit des Fahrzeugs steuert. Die Positionskorrektureinheit 4 und die Anzeigesteuerungseinheit 51 können mit separaten Prozessoren ausgestattet sein, oder zumindest ein Teil der Funktionen der Positionskorrektureinheit 4 und der Anzeigesteuerungseinheit 51 können von einem Prozessor gemeinsam genutzt werden.
Die Positionskorrektureinheit 4 berechnet eine Lage der Haupteinheit 1 (genauer gesagt, einen Neigungswinkel des Fahrzeugs 100) auf der Grundlage eines Erfassungswerts eines Beschleunigungssensors 52, berechnet einen Korrekturbetrag zur Änderung der Anzeigeposition des Bildes 700 auf der Anzeigefläche 20 auf der Grundlage des berechneten Neigungswinkels und gibt den Korrekturbetrag an die Anzeigesteuerungseinheit 51 aus.
Die Anzeigesteuerungseinheit 51 steuert die Bilderzeugungseinheit 2, um ein beliebiges Bild 700 auf der Anzeigefläche 20 zu erzeugen. Darüber hinaus steuert die Anzeigesteuerungseinheit 51 die Anzeigeposition des Bildes 700 auf der Anzeigefläche 20. Zu diesem Zeitpunkt stellt die Anzeigesteuerungseinheit 51 die Anzeigeposition des Bildes 700 auf der Anzeigefläche 20 auf der Grundlage des Korrekturbetrags von der Positionskorrektureinheit 4 ein und ändert die Anzeigeposition in Übereinstimmung mit dem Neigungswinkel. Dementsprechend steuert die Anzeigesteuerungseinheit 51 die Anzeigeposition des Bildes 700 auf der Frontscheibe 101. Als Ergebnis wird eine Position des virtuellen Bildes 300, das auf einen Anzeigebereich des Zielraums 400 projiziert wird, gesteuert.
Der Beschleunigungssensor 52 erfasst eine auf das Fahrzeug 100 wirkende Beschleunigung (Gravitationsbeschleunigung und Bewegungsbeschleunigung). Der Beschleunigungssensor 52 umfasst beispielsweise einen triaxialen Beschleunigungssensor mit einer X-Achse, einer Y-Achse und einer Z-Achse, die orthogonal zueinander stehen. Der Beschleunigungssensor 52 ist in einer beliebigen Lage am Fahrzeug 100 angebracht und erfasst einen im Fahrzeug 100 erzeugten Beschleunigungsvektor. Die Bewegungsbeschleunigung ist eine Beschleunigung, die im Fahrzeug 100 durch Beschleunigung oder Verzögerung aufgrund der Fahrt des Fahrzeugs 100 erzeugt wird. Das heißt, die Bewegungsbeschleunigung ist eine Beschleunigung, die man erhält, indem man die Gravitationsbeschleunigung von der auf das Fahrzeug 100 wirkenden Beschleunigung abzieht. Die Bewegungsbeschleunigung wird zum Beispiel in einer Richtung erzeugt, die der Beschleunigungsrichtung des Fahrzeugs 100 entgegengesetzt ist. Die auf das Fahrzeug 100 wirkende Beschleunigung und die Berechnung des Neigungswinkels auf der Grundlage der Beschleunigung werden später beschrieben.
Die Positionskorrektureinheit 4 umfasst eine Korrektureinheit 41 und eine Neigungswinkelberechnungseinheit 43. Die Neigungswinkelberechnungseinheit 43 berechnet den Neigungswinkel der Haupteinheit 1 auf der Grundlage von Zeitreihendaten des Erfassungswertes des Beschleunigungssensors 52 durch Softwareverarbeitung. Genauer gesagt, berechnet die Neigungswinkelberechnungseinheit 43 den Neigungswinkel des Fahrzeugs 100 auf der Grundlage der Zeitreihendaten des Erfassungswerts des Beschleunigungssensors 52 und setzt den berechneten Neigungswinkel als den Neigungswinkel der Haupteinheit 1.
Die Korrektureinheit 41 berechnet einen Korrekturwert zum Ändern der Anzeigeposition des Bildes 700 auf der Anzeigefläche 20 auf der Grundlage des von der Neigungswinkelberechnungseinheit 43 (d.h. des Neigungswinkels der Haupteinheit 1) durch Softwareverarbeitung berechneten Neigungswinkels und korrigiert die von der Anzeigesteuerungseinheit 51 durchgeführte Anzeigepositionssteuerung. Für mindestens das erste virtuelle Bild 301 steuert die Korrektureinheit 41 die Anzeigesteuerungseinheit 51, um die Position des Bildes 700 auf der Anzeigefläche 20 zu ändern, um eine Änderung der Position des virtuellen Bildes 300 im Zielraum 400 aufgrund einer Änderung des Neigungswinkels der Haupteinheit 1 aufzufangen (zu reduzieren).
Die Anzeigesteuerungseinheit 51 zeigt (rendert) beliebige Videoinhalte auf dem Flüssigkristallanzeige 21 an, während sie die Anzeigeposition des Bildes 700 auf der Anzeigefläche 20 durch Softwareverarbeitung steuert. Dementsprechend wird ein beliebiges Bild 700 an einer vorbestimmten Position auf der Anzeigefläche 20 erzeugt. Die Positionskorrektureinheit 4 und die Anzeigesteuerungseinheit 51 steuern die Anzeigeposition des Bildes um die Position des Bildes 700 auf der Anzeigefläche 20 zu ändern, wodurch die Position des auf die Frontscheibe 101 projizierten Bildes 700 geändert wird, und als Folge davon wird auch die Position des virtuellen Bildes 300, das auf den Anzeigebereich des Zielraums 400 projiziert wird, geändert.
Wie oben beschrieben, kann das Bildanzeigesystem 10, wenn sich die Lage der Haupteinheit 1 ändert, die Position steuern, an der das virtuelle Bild 300 gebildet wird, indem es die Anzeigeposition des Bildes 700 auf der Anzeigefläche 20 entsprechend der Änderung der Lage ändert. Zum Beispiel kann das erste virtuelle Bild 301 an die spezifische Position korrigiert werden, an der das erste virtuelle Bild 301 ursprünglich in der realen Szene, die vom Benutzer 200 aus gesehen wird, eingeblendet werden sollte, und der Benutzer 200 kann das erste virtuelle Bild 301 visuell erkennen.
(Messung des Neigungswinkels)
Als nächstes werden eine auf das Fahrzeug 100 einwirkende Beschleunigung und die Messung eines aus der Beschleunigung berechneten Neigungswinkels beschrieben.
3A ist ein bildhaftes Diagramm zur Veranschaulichung einer Gravitationsbeschleunigung, die wirkt, wenn das Fahrzeug zum Zeitpunkt des Anhaltens nicht geneigt ist. 3B ist ein bildhaftes Diagramm zur Veranschaulichung einer Gravitationsbeschleunigung, die wirkt, wenn das Fahrzeug zum Zeitpunkt des Anhaltens geneigt ist. Die Neigungswinkelberechnungseinheit 43 der Positionskorrektureinheit 4 berechnet einen Neigungswinkel auf der Grundlage eines Erfassungswertes des Beschleunigungssensors 52, wodurch eine Messung eines Neigungswinkels durchgeführt wird. In der vorliegenden Ausführungsform sind eine Oben-Unten-Achse Az-Richtung (Oben-Unten-Richtung), eine Vorne-Hinten-Achse Ax-Richtung (Vorne-Hinten-Richtung) und eine Links-Rechts-Achse Ay-Richtung (Links-Rechts-Richtung) als ein Koordinatensystem (Fahrzeugkoordinatensystem) im Fahrzeug 100 definiert. Das dreiachsige Fahrzeugkoordinatensystem ist eine virtuelle Achse, die fest mit dem Fahrzeug 100 verbunden ist. Obwohl die Links-Rechts-Achse Ay in einer Richtung senkrecht zu einer Papieroberfläche in der Zeichnung nicht dargestellt ist, wird eine Beschleunigungskomponente auch in der Links-Rechts-Achse Ay-Richtung erzeugt, wenn das Fahrzeug 100 in der Links-Rechts-Richtung in Bezug auf eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 geneigt ist. Der Beschleunigungssensor 52 erfasst Beschleunigungen in Richtung der Oben-Unten-Achse Az, in Richtung der Vorne-Hinten-Achse Ax und in Richtung der Links-Rechts-Achse Ay.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Berechnungswert (Messwert) des Neigungswinkels Null, wenn eine Ax-Ay-Ebene, die die Vorne-Hinten-Achse Ax und die Links-Rechts-Achse Ay umfasst, eine Bezugsebene des Fahrzeugs 100 ist und die Bezugsebene parallel zur Straßenoberfläche 600 verläuft. Der Neigungswinkel wird als Neigung der Bezugsebene des Fahrzeugs 100 in Bezug auf die Straßenoberfläche 600 oder als Neigung der Oben-Unten-Achse Az des Fahrzeugs 100 gegenüber einer Senkrechten in Erdanziehungsrichtung berechnet. Es ist zu beachten, dass der Neigungswinkel unter Verwendung von Beschleunigungskomponenten in zwei Richtungen der Az-Richtung der Oben-Unten-Achse und der Ax-Richtung der Vorne-Hinten-Achse, d. h. der Oben-Unten-Richtung und einer orthogonalen Richtung orthogonal zur Oben-Unten-Richtung, ohne Verwendung einer Beschleunigungskomponente in der Ay-Richtung der Links-Rechts-Achse berechnet werden kann.
Wenn das Fahrzeug 100 angehalten wird, wie in den 3A und 3B gezeigt, wird der Neigungswinkel in Übereinstimmung mit einem Verhältnis der Gravitationsbeschleunigung in drei Achsen der Oben-Unten-Achse Az-Richtung, der Vorne-Hinten-Achse Ax-Richtung und der Links-Rechts-Achse Ay-Richtung des Fahrzeugs 100 während des Anhaltens berechnet. Nachfolgend wird ein Algorithmus zur Berechnung des Neigungswinkels beim Anhalten des Fahrzeugs 100 als „Anhaltealgorithmus“ bezeichnet. Wenn die Lage des Fahrzeugs 100 während des Anhaltens in Bezug auf die Fahrbahnoberfläche 600 nicht in Vorne-Hinten-Richtung geneigt ist, wirkt die auf das Fahrzeug 100 wirkende Gravitationsbeschleunigung nur in Richtung der Oben-Unten-Achse Az des Fahrzeugs 100. Daher umfasst ein Wert der Beschleunigungserfassung G des Beschleunigungssensors 52 (d. h. ein Erfassungswert der Gravitationsbeschleunigung) nur eine Beschleunigungskomponente Gz in der Richtung der Oben-Unten-Achse Az (siehe 3A).
Wenn andererseits die Lage des Fahrzeugs 100 während des Anhaltens beispielsweise in Richtung von vorne nach hinten in Bezug auf die Straßenoberfläche 600 geneigt ist, wirkt die auf das Fahrzeug 100 wirkende Gravitationsbeschleunigung sowohl in Richtung der Oben-Unten-Achse Az als auch in Richtung der Vorne-Hinten-Achse Ax des Fahrzeugs 100. 3B zeigt einen Zustand, in dem das Fahrzeug 100 nach hinten geneigt ist (vorderer Teil des Fahrzeugs ist schräg nach oben gerichtet), z. B. wenn Gepäck in einem hinteren Gepäckraum geladen ist. Daher hat der Wert der Beschleunigungserfassung G des Beschleunigungssensors 52 die Beschleunigungskomponente Gz in der Richtung der Oben-Unten-Achse Az und eine Beschleunigungskomponente Gx in der Richtung der Vorne-Hinten-Achse Ax (siehe 3B). In der Neigungswinkelberechnungseinheit 43 wird ein Neigungswinkel β, der unter Verwendung des Anhaltealgorithmus berechnet wird, durch die folgende Gleichung (1) erhalten.
[Formel 1] $β = arctan (\frac{G x}{\sqrt{G z^{2} + G y^{2}}})$
Gemäß dem oben beschriebenen Anhaltealgorithmus ist es möglich, den Messwert des Neigungswinkels während des Anhaltens des Fahrzeugs 100 und einen Änderungsbetrag des Messwerts in Echtzeit zu berechnen und zu beobachten. In der Praxis wird z. B. ein Durchschnittswert der Neigungswinkelmesswerte in einem vorgegebenen Zeitraum, z. B. mehrere Sekunden bis mehrere Minuten, ermittelt, und der Änderungsbetrag wird auf der Grundlage eines zeitlichen Durchschnittswerts des Neigungswinkels berechnet.
In einem Fall, in dem die Straßenoberfläche 600 geneigt ist, z. B. wenn das Fahrzeug 100 an einer Steigung angehalten wird, kann der Neigungswinkel des Fahrzeugs 100 während des Anhaltens nicht korrekt gemessen werden. In einem solchen Fall kann der Neigungswinkelmesswert in geeigneter Weise korrigiert werden, so dass er keinen Neigungswinkel der Straßenoberfläche enthält, indem beispielsweise eine Differenz zwischen den Neigungswinkelmesswerten in vorbestimmten Zeitintervallen ermittelt und ein Neigungswinkel berechnet wird, von dem eine Komponente des Neigungswinkels der Straßenoberfläche entfernt wird.
4A ist ein bildhaftes Diagramm zur Veranschaulichung einer Bewegungsbeschleunigung, die wirkt, wenn ein Fahrzeug während der Fahrt nicht geneigt ist. 4B ist ein bildhaftes Diagramm zur Veranschaulichung einer Bewegungsbeschleunigung, die auftritt, wenn das Fahrzeug während der Fahrt geneigt ist. Wenn das Fahrzeug 100 während der Fahrt fährt, wie in den 4A und 4B dargestellt, wird der Neigungswinkel in Übereinstimmung mit einem Verhältnis der Änderungsbeträge der Bewegungsbeschleunigung in den drei Achsen der Oben-Unten-Achse Az-Richtung, der Vorne-Hinten-Achse Ax-Richtung und der Links-Rechts-Achse Ay-Richtung des Fahrzeugs 100 während der Fahrt berechnet. Im Folgenden wird ein Algorithmus zum Berechnen des Neigungswinkels während der Fahrt des Fahrzeugs 100 als „Fahralgorithmus“ bezeichnet. Wenn die Lage des vorwärts fahrenden Fahrzeugs 100 in Bezug auf die Fahrbahnoberfläche 600 nicht in der Vorne-Hinten-Richtung geneigt ist, wirkt die auf das Fahrzeug 100 wirkende Bewegungsbeschleunigung nur in Richtung der Vorne-Hinten-Achse Ax des Fahrzeugs 100. Daher hat ein Wert der Beschleunigungserfassung ΔG des Beschleunigungssensors 52 (d. h. ein Erkennungswert der Bewegungsbeschleunigung) nur eine Beschleunigungskomponente ΔGx in der Richtung der Vorne-Hinten-Achse Ax (siehe 4A). Da die Bewegungsbeschleunigung im Fahralgorithmus auf der Grundlage einer Differenz zwischen den Beschleunigungserfassungswerten in vorbestimmten Zeitintervallen berechnet wird, werden die Änderungsbeträge der Bewegungsbeschleunigung als ΔG, ΔGx und dergleichen dargestellt.
Andererseits wirkt die auf das Fahrzeug 100 wirkende Bewegungsbeschleunigung sowohl in Richtung der Oben-Unten-Achse Az als auch in Richtung der Vorne-Hinten-Achse Ax des Fahrzeugs 100, wenn die Lage des vorwärts fahrenden Fahrzeugs 100 in Bezug auf die Fahrbahnoberfläche 600 beispielsweise in Richtung der Vorne-Hinten-Achse geneigt ist. 4B zeigt einen Zustand, in dem das Fahrzeug 100 nach hinten geneigt ist (der vordere Teil des Fahrzeugs ist schräg nach oben gerichtet), z. B. wenn Gepäck in den hinteren Kofferraum geladen wird. Daher hat der Wert der Beschleunigungserfassung ΔG des Beschleunigungssensors 52 die Beschleunigungskomponente ΔGx in Richtung der Vorne-Hinten-Achse Ax und eine Beschleunigungskomponente ΔGz in Richtung der Oben-Unten-Achse Az (siehe 4B). In der Neigungswinkelberechnungseinheit 43 wird ein mit dem Fahralgorithmus berechneter Neigungswinkel β durch die folgende Gleichung (2) erhalten.
[Formel 2] $β = arctan (\frac{Δ G z}{\sqrt{Δ G x^{2} + Δ G y^{2}}})$
Gemäß dem oben beschriebenen Fahralgorithmus ist es möglich, den Messwert des Neigungswinkels während der Fahrt des Fahrzeugs 100 und einen Änderungsbetrag des Messwerts zu berechnen. Zu diesem Zeitpunkt wird beispielsweise ein Durchschnittswert der Neigungswinkelmesswerte in einem vorbestimmten Zeitraum, wie z. B. mehrere Sekunden bis mehrere Minuten, ermittelt, und der Änderungsbetrag wird auf der Grundlage eines zeitlichen Durchschnittswerts des Neigungswinkels berechnet.
(Steuerung der Anzeigeposition)
Als nächstes wird die Steuerung der Anzeigeposition für das Bild 700 beschrieben, die von der Verarbeitungseinheit 50 einschließlich der Positionskorrektureinheit 4 und der Anzeigesteuerungseinheit 51 durchgeführt wird.
5A ist ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs, das in Bezug auf eine Straßenoberfläche nicht geneigt ist (in einem Zustand in dem es parallel zur Straßenoberfläche ist), von einer Seite aus gesehen. 5B ist ein konzeptionelles Diagramm, das das Sichtfeld eines Benutzers zeigt, der das Fahrzeug in dem in 5A gezeigten Zustand fährt. Die Bilderzeugungseinheit 2 und die Projektionseinheit 3 projizieren das auf der Anzeigefläche 20 erzeugte Bild 700 auf die Frontscheibe 101 und zeigen es an, wodurch das dem Bild 700 entsprechende virtuelle Bild 300 in den Zielraum 400 projiziert wird. Im gezeigten Beispiel zeigt das erste virtuelle Bild 301, z. B. Navigationsinformationen, einen Pfeil, der eine „Linkskurve“ auf einer Kreuzung (T-förmige Straße) vor dem Fahrzeug 100 anzeigt, im virtuellen Bild 300. Darüber hinaus zeigt das zweite virtuelle Bild 302, z. B. die Instrumenteninformation, eine Fahrgeschwindigkeit von „50 km/h“ als aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation des Fahrzeugs 100 an.
Wenn das virtuelle Bild 300 (das erste virtuelle Bild 301 und das zweite virtuelle Bild 302) wie im dargestellten Beispiel auf den Zielraum 400 projiziert werden soll, bestimmt die Anzeigesteuerungseinheit 51 den Inhalt des ersten virtuellen Bildes 301 (Ausrichtung, Position und dergleichen des Pfeils) und den Inhalt des zweiten virtuellen Bildes 302 (die Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen). Darüber hinaus bestimmt die Anzeigesteuerungseinheit 51 auch die Position des Bildes 700 auf der Anzeigefläche 20 der Flüssigkristallanzeige 21. Wenn sich die Position des Bildes 700 auf der Anzeigefläche 20 ändert, ändert sich auch die Position des virtuellen Bildes 300, das auf einen Anzeigebereich 401 des Zielraums 400 projiziert wird.
Die Korrektureinheit 41 der Positionskorrektureinheit 4 erzeugt einen Korrekturbetrag zur Änderung der Anzeigeposition des Bildes 700 auf der Anzeigefläche 20, basierend auf einem von der Neigungswinkelberechnungseinheit 43 berechneten Neigungswinkel (d.h. dem Neigungswinkel der Haupteinheit 1), und gibt den Korrekturbetrag an die Anzeigesteuerungseinheit 51 aus. Die Anzeigesteuerungseinheit 51 steuert die Position, an der das Bild 700 angezeigt werden soll, auf der Grundlage des Korrekturbetrags der von der Korrektureinheit 41 erfassten Anzeigeposition. Durch diese Steuerung wird die Position des virtuellen Bildes 300, das auf den Anzeigebereich 401 des Zielraums 400 projiziert wird, in Übereinstimmung mit dem Neigungswinkel der Haupteinheit 1 korrigiert. Die Verarbeitungseinheit 50, die die Positionskorrektureinheit 4 und die Anzeigesteuerungseinheit 51 umfasst, berechnet zumindest für das erste virtuelle Bild 301 einen Korrekturbetrag der Anzeigeposition, um eine Änderung der Position des virtuellen Bildes 300 im Zielraum 400 aufgrund einer Änderung des Neigungswinkels der Haupteinheit 1 aufzufangen (zu reduzieren). Dann steuert die Verarbeitungseinheit 50 die Anzeigeposition in Übereinstimmung mit dem Korrekturbetrag. Dementsprechend wird die Position des Bildes 700 auf der Anzeigefläche 20 geändert.
Genauer gesagt, wie in den 5A und 5B dargestellt, zeigt die Verarbeitungseinheit 50 in einem Zustand, in dem der Neigungswinkel des Fahrzeugs 100 ein Referenzwinkel ist (z.B. 0 Grad), das virtuelle Bild 300 an einer Standardanzeigeposition an, ohne die Position des virtuellen Bildes 300 (das erste virtuelle Bild 301) zu ändern, das auf den Anzeigebereich 401 des Zielraums 400 projiziert wird. Hier ist die Standardanzeigeposition des ersten virtuellen Bildes 301 ein im Wesentlichen zentraler Teil des Anzeigebereichs 401, d.h. eine Position, durch die die optische Achse 500 (siehe 5A) verläuft. Im dargestellten Beispiel wird ein Bereich im Zielraum 400, in den das virtuelle Bild 300 projiziert werden kann, als Anzeigebereich 401 dargestellt. Hier stellt das erste virtuelle Bild 301 einen Pfeil dar, der eine „Linkskurve“ auf einer T-förmigen Straße vor dem Fahrzeug 100 anzeigt. Das heißt, dass das erste virtuelle Bild 301 im Sichtfeld des Benutzers 200 so angezeigt wird, dass es die T-förmige Straße in der realen Szene im Anzeigebereich 401 überlagert. Darüber hinaus wird das zweite virtuelle Bild 302 an einer Position angezeigt, die eine linke untere Ecke des Anzeigebereichs 401 ist (siehe 5B).
6A ist ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs, das in Bezug auf eine Straßenoberfläche nach oben geneigt ist, von einer Seite aus gesehen. 6B ist ein konzeptionelles Diagramm, das ein Sichtfeld eines Benutzers zeigt, der das Fahrzeug in dem in 6A gezeigten Zustand fährt. Wenn der Neigungswinkel des Fahrzeugs 100 vom Referenzwinkel abweicht und das Fahrzeug 100 geneigt ist, ändert die Verarbeitungseinheit 50 die Position des virtuellen Bildes 300 (das erste virtuelle Bild 301), das auf den Anzeigebereich 401 des Zielraums 400 projiziert wird, von der Standardanzeigeposition. Wie in den 6A und 6B dargestellt, bewegen sich beispielsweise der Anzeigebereich 401 und das erste virtuelle Bild 301 im Sichtfeld des Benutzers 200 nach oben, wenn sich das Fahrzeug 100 in einer nach hinten geneigten Lage befindet. Das heißt, wie in 6B dargestellt, wird ein Anzeigebereich 401 (Y) an einer Position gebildet, die in Bezug auf einen Anzeigebereich 401 (X) in einem Standardzustand nach oben verschoben ist. Dementsprechend wird in der Standardanzeigeposition ein erstes virtuelles Bild 301 (X) im Wesentlichen in einem zentralen Bereich des Anzeigebereichs 401 (Y) angezeigt. Daher wird das erste virtuelle Bild 301 (X) im Sichtfeld des Benutzers 200 so angezeigt, dass es an einer Position überlagert wird, die von der T-förmigen Straße in der realen Szene nach vorne (zu einer Rückseite) verschoben ist. Hier haben der Anzeigebereich 401 und das erste virtuelle Bild 301 vor der Bewegung Referenznummern, die mit einem „X“ versehen sind, und der Anzeigebereich 401 und das erste virtuelle Bild 301 nach der Bewegung haben Referenznummern, die mit einem „Y“ versehen sind, so dass diejenigen vor der Bewegung und diejenigen nach der Bewegung voneinander unterschieden werden.
Im Fall des nach hinten geneigten Zustands ändert die Verarbeitungseinheit 50 die Position des Bildes 700 auf der Anzeigefläche 20, so dass die Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300 nach unten verschoben wird. Dementsprechend bewegt sich, wie in 6A dargestellt, die Position des ersten virtuellen Bildes 301, das auf den Zielraum 400 projiziert wird, nach unten, und in dem Anzeigebereich 401 (Y) wird das erste virtuelle Bild 301 (Y) an einer Position angezeigt, die in Bezug auf das erste virtuelle Bild 301 (X) im Standardzustand nach unten verschoben ist. Infolgedessen wird das erste virtuelle Bild 301 (Y) im Sichtfeld des Benutzers 200, wie in 6B dargestellt, so angezeigt, dass es die T-förmige Straße in der realen Szene im Anzeigebereich 401 (Y) überlagert. Darüber hinaus wird das zweite virtuelle Bild 302 an einer Position angezeigt, die eine linke untere Ecke des Anzeigebereichs 401 (Y) ist (siehe 6B).
7A ist ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs, das in Bezug auf eine Straßenoberfläche nach unten geneigt ist, von einer Seite aus gesehen. 7B ist ein konzeptionelles Diagramm, das ein Sichtfeld eines Benutzers zeigt, der das Fahrzeug in dem in 7A gezeigten Zustand fährt. Wie in den 7A und 7B dargestellt, bewegen sich beispielsweise der Anzeigebereich 401 und das erste virtuelle Bild 301 im Sichtfeld des Benutzers 200 nach unten, wenn sich das Fahrzeug 100 in einer nach vorne geneigten Lage befindet. Das heißt, wie in 7B dargestellt, wird der Anzeigebereich 401 (Y) an einer Position gebildet, die in Bezug auf den Anzeigebereich 401 (X) im Standardzustand nach unten verschoben ist. Dementsprechend wird in der Standardanzeigeposition das erste virtuelle Bild 301 (X) im Wesentlichen im zentralen Bereich des Anzeigebereichs 401 (Y) angezeigt. Daher wird das erste virtuelle Bild 301 (X) im Sichtfeld des Benutzers 200 so angezeigt, dass es an einer Position überlagert wird, die von der T-förmigen Straße in der realen Szene nach hinten (in Richtung einer nahen Seite) verschoben ist.
Im Fall des nach vorne geneigten Zustands ändert die Verarbeitungseinheit 50 die Position des Bildes 700 auf der Anzeigefläche 20, so dass die Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300 nach oben verschoben wird. Dementsprechend bewegt sich, wie in 7A dargestellt, die Position des ersten virtuellen Bildes 301, das auf den Zielraum 400 projiziert wird, nach vorne, und in dem Anzeigebereich 401 (Y) wird das erste virtuelle Bild 301 (Y) an einer Position angezeigt, die in Bezug auf das erste virtuelle Bild 301 (X) im Standardzustand nach oben verschoben ist. Infolgedessen wird das erste virtuelle Bild 301 (Y) im Sichtfeld des Benutzers 200, wie in 6B dargestellt, so angezeigt, dass es die T-förmige Straße in der realen Szene im Anzeigebereich 401 (Y) überlagert. Darüber hinaus wird das zweite virtuelle Bild 302 an einer Position angezeigt, die eine linke untere Ecke des Anzeigebereichs 401 (Y) ist (siehe 7B).
Da das virtuelle Bild 300 auf die Straßenoberfläche 600 projiziert und überlagert wird, wird bei einer am Fahrzeug 100 montierten Head-up-Display-Vorrichtung ein auf einer oberen Seite des Anzeigebereichs 401 angezeigtes Bild weit projiziert, und ein auf einer unteren Seite des Anzeigebereichs 401 angezeigtes Bild wird nahe projiziert. Daher ist es vorteilhaft, beim Ändern einer Anzeigeposition eines darauf zu überlagernden Bildes einen Korrekturbetrag der Anzeigeposition nach Winkel in Übereinstimmung mit einem Änderungsbetrag eines Neigungswinkels zu definieren. Zu diesem Zeitpunkt beträgt ein Bereich des Anzeigebereichs 401 beispielsweise etwa 3 Grad in der Oben-Unten-Richtung, und die Position des virtuellen Bildes 300, das der Straßenoberfläche 600 überlagert ist, ändert sich selbst bei einer kleinen Winkeländerung der Anzeigeposition stark.
In der vorliegenden Ausführungsform wird beispielsweise im Fahrzeug 100 während des Anhaltens ein Neigungswinkel zum Zeitpunkt des Anhaltens unter Verwendung des Anhaltealgorithmus erfasst, um einen Änderungsbetrag des Neigungswinkels zu berechnen, und eine Anzeigepositionskorrektur wird durchgeführt, so dass die Änderung des Neigungswinkels in einer Anzeigeposition eines Projektionsbildes reflektiert wird. Dann, wenn das Fahrzeug 100 fährt, wird ein Neigungswinkel zum Zeitpunkt der Fahrt unter Verwendung des Fahralgorithmus erfasst, um einen Änderungsbetrag des Neigungswinkels zu berechnen, und die Anzeigeposition des Projektionsbildes wird entsprechend der Änderung des Neigungswinkels korrigiert.
(Details der Anzeigepositionssteuerungsverarbeitung)
Bei der Durchführung der Anzeigepositionssteuerung für das virtuelle Bild 300 in Übereinstimmung mit einem Neigungswinkel des Fahrzeugs 100 durch die von der Verarbeitungseinheit 50 durchgeführte Anzeigepositionssteuerung erfährt der Benutzer in einem Fall, in dem ein Änderungsbetrag des Neigungswinkels groß ist und eine Positionskorrektur, die gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, erforderlich ist, ein Gefühl des Unbehagens bei der visuellen Erkennung des Bildes, wenn eine plötzliche Bewegung des Bildes durch die Änderung einer Anzeigeposition davon zu einem Zeitpunkt verursacht wird. Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Korrekturbetrag der Anzeigeposition pro vorbestimmter Zeiteinheit in Übereinstimmung mit einem Änderungsbetrag des Neigungswinkels in einer vorbestimmten Periode eingestellt, so dass sich die Anzeigeposition innerhalb des Sichtfelds des Benutzers nicht auf einmal stark ändert. Insbesondere, wenn der Änderungsbetrag des Neigungswinkels gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird ein je Zeiteinheit zum Korrigieren der Anzeigeposition verwendeter Korrekturbetrag angepasst, und ein Korrekturbetrag je Mal (je Zeiteinheit) wird kleiner gemacht als ein Gesamtkorrekturbetrag bis zu einem Steuerzielwert, zum Beispiel, indem die Anzeigepositionskorrektur in einer Vielzahl von Malen durchgeführt wird. Dementsprechend wird das Gefühl des Unbehagens, das der Benutzer im Sichtfeld erfährt, reduziert.
[Erstes Beispiel für die Anpassung des Korrekturbetrags]
Ein erstes Beispiel veranschaulicht einen Vorgang, bei dem eine Anzeigeposition mehrmals geändert wird, wenn ein Änderungsbetrag eines Neigungswinkels in Bezug auf einen Berechnungswert einer vorherigen Messung groß ist (z. B. 0,3 Grad oder mehr) und ein Korrekturbetrag für Anzeigepositionen vor und nach der Aktualisierung gleich oder größer als ein vorgegebener Wert ist. In diesem Fall teilt die Verarbeitungseinheit 50 den Korrekturbetrag der Anzeigeposition in vorbestimmte Werte auf und ändert die Anzeigeposition kontinuierlich zu einer Vielzahl von Zeitpunkten. Wie oben beschrieben, wird im ersten Beispiel ein Korrekturbetrag der Anzeigeposition pro Zeiteinheit eingestellt, indem der Gesamtkorrekturbetrag bis zu dem Steuerzielwert gleichmäßig aufgeteilt wird. In Bezug auf den Korrekturbetrag pro Zeiteinheit ist es nicht darauf beschränkt, den Korrekturbetrag in jeder von mehreren Perioden, in die eine Periode zum Korrigieren der Anzeigeposition unterteilt ist, gleich einzustellen, und ein beliebiger Wert kann in jeder der unterteilten Perioden eingestellt werden.
In Bezug auf den Korrekturbetrag der Anzeigeposition ist es möglich, verschiedene Betriebsmodi anzunehmen, wie z.B. die Einstellung des je Mal zum Korrigieren der Anzeigeposition verwendeten Korrekturbetrags auf einen vorbestimmten festen Wert, der kleiner als der Gesamtkorrekturbetrag ist, die Einstellung der Anzahl der Teilungen in Bezug auf den Gesamtkorrekturbetrag auf einen festen Wert und die Variation des Korrekturbetrages je Mal und/oder der Anzahl der Teilungen in Übereinstimmung mit einer Größe des Gesamtkorrekturbetrages. Wenn beispielsweise der Änderungsbetrag des Neigungswinkels 0,5 Grad beträgt, wird die Anzeigeposition 10 Mal in einem Zeitraum von 10 Sekunden um 0,05 Grad/Sekunde verschoben.
Hier ist der Gesamtkorrekturbetrag der Anzeigeposition ein Gesamtbewegungsbetrag der Anzeigeposition, der in Übereinstimmung mit dem Änderungsbetrag des Neigungswinkels geändert wird, und entspricht normalerweise einem Bewegungsbetrag von einer aktuellen Position zu einer Steuerzielposition zum Aufheben der Änderung des Neigungswinkels in Bezug auf die Straßenoberfläche. In einer Head-up-Display-Vorrichtung wird ein Korrekturbetrag einer Anzeigeposition durch einen Änderungsbetrag eines Einstrahlungswinkels von Licht zur Projektion eines virtuellen Bildes dargestellt, und eine Verschiebung (die Anzahl von Pixeln, die Anzahl von Zeilen oder dergleichen) auf einem Anzeigebildschirm einer Bilderzeugungseinheit, die einem Winkel entspricht, wird als Steuerwert von der Verarbeitungseinheit 50 an die Bildprojektionseinheit 30 gegeben. Da ein vom Benutzer visuell erkanntes Bild in einem dreidimensionalen Raum gebildet wird, kann bei der Steuerung der Anzeigeposition ein Verschiebungsbetrag auf dem Anzeigebildschirm der Bilderzeugungseinheit in Abhängigkeit von einer Position in einem Anzeigebereich eines Zielraums unterschiedlich sein, selbst wenn ein Korrekturbetrag für denselben Winkel verwendet wird.
Im ersten Beispiel, wenn der Änderungsbetrag des Neigungswinkels des Fahrzeugs gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist und die Lage stark geändert wird, wird bei der Anzeigepositionssteuerung der je Mal zum Korrigieren der Anzeigeposition verwendete Korrekturbetrag reduziert und die Korrektur bis zum Steuerzielwert nicht auf einmal durchgeführt. Dementsprechend wird ein Modus eingerichtet, in dem sich das von der Bildprojektionseinheit projizierte Bild schrittweise bewegt. Dementsprechend kann verhindert werden, dass sich das Bild auf einmal stark bewegt, und es kann dadurch das Gefühl des Unbehagens, das der Benutzer im Sichtfeld erfährt reduziert werden.
[Zweites Beispiel für die Anpassung des Korrekturbetrags]
Ein zweites Beispiel ist eine Modifikation des ersten Beispiels und veranschaulicht einen Vorgang der allmählichen Änderung einer Anzeigeposition, so dass ein Korrekturbetrag in einem Anfangsstadium groß ist und dann der Korrekturbetrag bei Annäherung an eine Steuerzielposition in einem Fall, in dem die Korrektur der Anzeigeposition in einer Vielzahl von Malen durchgeführt wird, stetig reduziert wird. Das heißt, wenn die Anzeigeposition mehrere Male geändert wird, wird die Anzeigeposition mit einer vorbestimmten Zeitkonstante stetig geändert. In diesem Fall teilt die Verarbeitungseinheit 50 einen Korrekturbetrag der Anzeigeposition, beispielsweise unter Verwendung einer logarithmischen Funktion, und ändert die Anzeigeposition in einer Vielzahl von Zeitabständen kontinuierlich. Wie oben beschrieben, wird im zweiten Beispiel ein Korrekturbetrag der Anzeigeposition pro Zeiteinheit so eingestellt, dass er mit dem Verstreichen der Zeit in Bezug auf einen Gesamtkorrekturbetrag bis zu einem Steuerzielwert abnimmt.
In Bezug auf den Korrekturbetrag der Anzeigeposition ist es möglich, verschiedene Betriebsmodi anzunehmen, wie z.B. die Einstellung des Korrekturbetrags, der stetig von einem großen Zustand zu einem kleinen Zustand um jede vorbestimmte Zeiteinheit abnimmt, und die stetige Verlängerung, von einem kurzen Zustand zu einem langen Zustand, des Zeitablaufs des Korrigierens um den Korrekturbetrag je Mal als ein vorbestimmter fester Wert oder variabler Wert. Wenn beispielsweise der Änderungsbetrag des Neigungswinkels 0,5 Grad beträgt, wird ein Korrekturbetrag pro Sekunde stetig auf 0,1 Grad, 0,05 Grad, 0,025 Grad, 0,0125 Grad, ... reduziert, und die Anzeigeposition wird so verschoben, dass sich die Anzeigeposition in der Anfangsphase stark (schnell) ändert und sich dann allmählich (langsam) ändert.
Im zweiten Beispiel, wenn ein Änderungsbetrag eines Neigungswinkels eines Fahrzeugs gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist und eine Lage stark verändert wird, wird bei der Anzeigepositionssteuerung ein je Mal zum Korrigieren der Anzeigeposition verwendeter Korrekturbetrag mit dem Verstreichen der Zeit reduziert, ohne die Korrektur auf einmal bis zum Steuerzielwert durchzuführen. Dementsprechend wird ein Modus eingerichtet, in dem sich ein von einer Bildprojektionseinheit projiziertes Bild in der Anfangsphase schnell bewegt und sich bei Annäherung an eine Zielposition stetig verlangsamt. Dementsprechend kann verhindert werden, dass sich das Bild in einem Augenblick stark bewegt, und es kann verhindert werden, dass der Benutzer ein unangenehmes Gefühl beim Anblick hat.
Es ist zu beachten, dass das erste und das zweite Beispiel kombiniert werden können. Zum Beispiel kann eine Periode, in der eine Anzeigeposition korrigiert wird, in eine Vielzahl von Perioden unterteilt werden, und ein Korrekturbetrag pro Zeiteinheit kann in jeder der Perioden nach der Unterteilung gleichmäßig aufgeteilt oder auf einen beliebigen Wert eingestellt werden, oder der Korrekturbetrag pro Zeiteinheit kann so eingestellt werden, dass er mit dem Verstreichen der Zeit in einer gesamten Korrekturperiode abnimmt. Wie oben beschrieben, können in Bezug auf den Korrekturbetrag der Anzeigeposition verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, solange ein Verfahren verwendet wird, bei dem der je Mal zum Korrigieren der Anzeigeposition verwendete Korrekturbetrag kleiner als der Gesamtkorrekturbetrag bis zum Steuerzielwert gemacht wird.
[Drittes Beispiel für die Anpassung des Korrekturbetrags]
Ein drittes Beispiel zeigt einen Vorgang zum Ändern einer Anzeigeposition zu einem Zeitpunkt bei der Durchführung einer Korrektur der Anzeigeposition, wenn die Bildanzeige eines virtuellen Bildes, wie z.B. die von Navigationsinformationen, für eine vorbestimmte Zeit oder länger ausgeschaltet wird. Wenn beispielsweise in einem Bildanzeigesystem Navigationsinformationen so projiziert und angezeigt werden, dass sie wie eine Überlagerung auf einer Straßenoberfläche aussehen, werden die Navigationsinformationen nicht immer angezeigt, sondern intermittierend zu einem geeigneten Zeitpunkt in Abhängigkeit von der Fahrposition eines Fahrzeugs, z. B. einer Kreuzung, angezeigt. In diesem Fall schaltet die Verarbeitungseinheit 50 sogar mitten in der ständigen Änderung der Anzeigeposition durch das erste Beispiel oder das zweite Beispiel einen Korrekturmodus der Anzeigeposition um und ändert die Anzeigeposition sofort in eine Steuerzielposition, wenn es einen Zeitraum gibt, in dem das virtuelle Bild für eine vorbestimmte Zeit oder mehr nicht gerendert wird. Das heißt, wenn die Bildanzeige für eine vorbestimmte Zeit oder länger gestoppt wird, wird der Korrekturmodus der Anzeigeposition von einer schrittweisen Anzeigepositionskorrektur zu einer sofortigen Anzeigepositionskorrektur umgeschaltet. Wie oben beschrieben, wird im dritten Beispiel, wenn es eine Periode gibt, in der ein Bild für eine vorbestimmte Zeit oder länger nicht gerendert wird, ein Korrekturbetrag der Anzeigeposition auf einen Korrekturbetrag zum Korrigieren auf einen Steuerzielwert auf einmal umgeschaltet.
Im dritten Beispiel wird im Falle eines Zeitpunkts, zu dem die Anzeige eines Projektionsbildes ausgeschaltet wird, die Anzeigeposition unabhängig von einem Änderungsbetrag eines Neigungswinkels auf einmal auf die Steuerzielposition korrigiert, so dass es möglich ist, die Anzeigeposition schnell und angemessen zu steuern.
[Steuerverfahren der Anzeigeposition]
Als Beispiel für die Steuerung einer Anzeigeposition gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird hier ein Beispiel für die Steuerung der Anzeigeposition in einem gestoppten Zustand und in einem fahrenden Zustand beschrieben.
8 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Anzeigepositionssteuerung zum Zeitpunkt des Anhaltens in der Anzeigesteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform illustriert. Wenn sich das Fahrzeug 100 in einem angehaltenen Zustand befindet, misst die Verarbeitungseinheit 50 einen Neigungswinkel des Fahrzeugs 100 während des Anhaltens basierend auf einem Erfassungswert einer Gravitationsbeschleunigung unter Verwendung des oben beschriebenen Anhaltealgorithmus (S11). Wenn zu diesem Zeitpunkt eine Laständerung aufgrund einer Zunahme oder Abnahme des Gepäcks, einer Zunahme oder Abnahme der Anzahl der Insassen oder ähnlichem auftritt (S12), ändert sich ein Messwert des Neigungswinkels durch die Neigungswinkelberechnungseinheit 43 (S13). Die Verarbeitungseinheit 50 berechnet zu diesem Zeitpunkt einen Änderungsbetrag des Neigungswinkels des Fahrzeugs 100 (S14). Bei der Ermittlung des Änderungsbetrags des Neigungswinkels berechnet die Verarbeitungseinheit 50 den Änderungsbetrag beispielsweise in Übereinstimmung mit einem Durchschnittswert von Neigungswinkelmesswerten in Einheiten von mehreren Minuten unter Berücksichtigung verschiedener Einflüsse wie Störungen, Rauschen und Messfehler und aktualisiert den Neigungswinkelmesswert. Dann steuert die Verarbeitungseinheit 50 die Bilderzeugungseinheit 2, um die Anzeigepositionssteuerungsverarbeitung auszuführen, während sie einen Korrekturbetrag entsprechend dem Änderungsbetrag des Neigungswinkels wie oben beschrieben einstellt, und ändert eine Anzeigeposition eines Projektionsbildes durch die Projektionseinheit 3 (S15).
9 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Anzeigepositionssteuerung zum Zeitpunkt der Fahrt in der Anzeigesteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform veranschaulicht. Wenn sich das Fahrzeug 100 in einem Fahrzustand befindet, misst die Verarbeitungseinheit 50 einen Neigungswinkel des Fahrzeugs 100 während der Fahrt basierend auf einem Erfassungswert einer Bewegungsbeschleunigung unter Verwendung des oben beschriebenen Fahralgorithmus (S21). Zu diesem Zeitpunkt, wenn eine Laständerung aufgrund einer Verringerung des Kraftstoffs wie Benzin oder einer Bewegung eines Insassen während der Fahrt auftritt (S22), ändert sich ein Messwert des Neigungswinkels durch die Neigungswinkelberechnungseinheit 43 (S23). Die Verarbeitungseinheit 50 berechnet zu diesem Zeitpunkt einen Änderungsbetrag des Neigungswinkels des Fahrzeugs 100 (S24). Bei der Ermittlung des Änderungsbetrags des Neigungswinkels berechnet die Verarbeitungseinheit 50 den Änderungsbetrag beispielsweise in Übereinstimmung mit einem Durchschnittswert von Neigungswinkelmesswerten in Einheiten von mehreren Minuten unter Berücksichtigung verschiedener Einflüsse wie Störungen, Rauschen und Messfehler und aktualisiert den Neigungswinkelmesswert. Dann steuert die Verarbeitungseinheit 50 die Bilderzeugungseinheit 2, um die Anzeigepositionssteuerungsverarbeitung auszuführen, während sie einen Korrekturbetrag in Übereinstimmung mit dem Änderungsbetrag des Neigungswinkels wie oben beschrieben anpasst, und ändert eine Anzeigeposition eines Projektionsbildes durch die Projektionseinheit 3 (S25).
10 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Anzeigepositionssteuerung in der Anzeigesteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform in einem Fall des Umschaltens vom Anhalten zum Fahren zeigt. Das Betriebsbeispiel von 10 illustriert einen Fall, in dem eine Lageänderung während des Anhaltens auftritt und das Fahrzeug innerhalb einer kurzen Zeitspanne in den Fahrbetrieb übergeht. Dies entspricht beispielsweise einem Fall, in dem eine Person in das Fahrzeug ein- und aussteigt, während das Fahrzeug steht, und die Fahrt sofort beginnt. In einem Zustand, in dem das Fahrzeug 100 angehalten ist, misst die Verarbeitungseinheit 50 einen Neigungswinkel des Fahrzeugs 100 während des Anhaltens auf der Grundlage eines Erfassungswerts einer Gravitationsbeschleunigung unter Verwendung des Anhaltealgorithmus (S31). Zu diesem Zeitpunkt tritt eine Laständerung aufgrund einer Zunahme oder Abnahme der Anzahl der Insassen auf (S32), und das Fahrzeug 100 beginnt zu fahren, bevor die Verarbeitungseinheit 50 den Neigungswinkelmesswert aktualisiert (S33). Wenn das Fahrzeug 100 in einen Fahrzustand eintritt, misst die Verarbeitungseinheit 50 einen Neigungswinkel des Fahrzeugs 100 während der Fahrt basierend auf einem Erfassungswert einer Bewegungsbeschleunigung unter Verwendung des Fahralgorithmus (S34). In diesem Fall, da das Fahrzeug nach dem Lastwechsel zum Zeitpunkt des Anhaltens fährt, ändert sich der Messwert des Neigungswinkels durch die Neigungswinkelberechnungseinheit 43 (S35). Die Verarbeitungseinheit 50 berechnet zu diesem Zeitpunkt einen Änderungsbetrag des Neigungswinkels des Fahrzeugs 100 (S36). Bei der Ermittlung des Änderungsbetrags des Neigungswinkels berechnet die Verarbeitungseinheit 50 den Änderungsbetrag beispielsweise in Übereinstimmung mit einem Durchschnittswert von Neigungswinkelmesswerten in Einheiten von mehreren Minuten unter Berücksichtigung verschiedener Einflüsse wie Störungen, Rauschen und Messfehler und aktualisiert den Neigungswinkelmesswert. Dann steuert die Verarbeitungseinheit 50 die Bilderzeugungseinheit 2, um die Anzeigepositionssteuerungsverarbeitung auszuführen, während sie einen Korrekturbetrag in Übereinstimmung mit dem Änderungsbetrag des Neigungswinkels wie oben beschrieben anpasst, und ändert eine Anzeigeposition eines Projektionsbildes durch die Projektionseinheit 3 (S37).
Gemäß den Verfahren der oben beschriebenen Betriebsbeispiele wird in jedem der Fälle in dem das Fahrzeug angehalten wird, in dem Fall, in dem das Fahrzeug fährt, und in dem Fall, in dem das Fahrzeug unmittelbar vom Anhalten zum Fahren versetzt wird, der Änderungsbetrag durch Messen des Neigungswinkels des Fahrzeugs berechnet, und der Korrekturbetrag wird in Übereinstimmung mit dem Änderungsbetrag des Neigungswinkels eingestellt, wodurch die Steuerung der Anzeigeposition des Projektionsbildes ermöglicht wird.
[Viertes Beispiel für die Anpassung des Korrekturbetrags]
Als viertes Beispiel für die Korrekturbetragsanpassung wird ein Vorgang zur Durchführung der Korrekturbetragsanpassung in Übereinstimmung mit einer Abweichung in einem Neigungswinkelmesswert unter Verwendung des Fahralgorithmus beschrieben.
11 ist eine bildhafte Tabelle, die ein Beispiel für einen Korrekturbetrag einer Anzeigeposition entsprechend einer Abweichung in einem Neigungswinkelmesswert während der Fahrt und einen Änderungsbetrag des Neigungswinkels gemäß der Ausführungsform darstellt. Die Verarbeitungseinheit 50 ändert den Korrekturbetrag der Anzeigeposition in Übereinstimmung mit der Abweichung des Neigungswinkelmesswerts während des Fahrens. Darüber hinaus schaltet die Verarbeitungseinheit 50 einen Anpassungsvorgang des Korrekturbetrags entsprechend dem Änderungsbetrag des Neigungswinkels.
Bei der Berechnung des Änderungsbetrags des Neigungswinkels des Fahrzeugs während der Fahrt, wie oben beschrieben, wird der Änderungsbetrag des Neigungswinkels berechnet, indem ein Durchschnittswert der Neigungswinkelmesswerte in einem vorbestimmten Zeitraum, z. B. mehrere Sekunden bis mehrere Minuten, ermittelt wird. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Abweichung des Neigungswinkelmesswerts während der Fahrt groß ist und die Variation des erfassten Neigungswinkels groß ist, wird angenommen, dass der Einfluss von Störungen oder Ähnlichem groß ist, und es wird davon ausgegangen, dass die Zuverlässigkeit des Neigungswinkelmesswerts gering ist. Wenn dagegen die Abweichung des Neigungswinkelmesswerts klein ist, wird davon ausgegangen, dass ein Sensorausgang für die Neigungswinkelmessung stabil ist und die Zuverlässigkeit des Neigungswinkelmesswerts hoch ist.
Die Verarbeitungseinheit 50 legt einen vorbestimmten ersten Schwellenwert TH1 und einen vorbestimmten zweiten Schwellenwert TH2 (TH1 < TH2) als Abweichungsschwellenwerte fest, um eine Größe der Abweichung des Neigungswinkelmesswerts zu bestimmen. In Übereinstimmung mit der Abweichung des Neigungswinkelmesswerts während der Fahrt, wenn die Abweichung des Neigungswinkelmesswerts während der Fahrt kleiner als der erste Schwellenwert TH1 ist, ist die Zuverlässigkeit des Neigungswinkelmesswerts hoch, und somit stellt die Verarbeitungseinheit 50 den Korrekturbetrag in Übereinstimmung mit einem Wert des Neigungswinkels nach der Änderung ein, um den Änderungsbetrag des Neigungswinkels auszugleichen, und ändert die Anzeigeposition. Wenn die Abweichung des Neigungswinkelmesswerts während der Fahrt gleich oder größer als der erste Schwellenwert TH1 und kleiner als der zweite Schwellenwert TH2 (zwischen TH1 und TH2) ist, liegt die Zuverlässigkeit des Neigungswinkelmesswerts bei einem mittleren Grad, und daher stellt die Verarbeitungseinheit 50 den Korrekturbetrag ein, indem sie einen Zwischenwert der Neigungswinkel vor und nach der Änderung als Steuerzielwert verwendet, und ändert die Anzeigeposition. In diesem Fall kann der „Zwischenwert“, der als Steuerzielwert festgelegt wird, ein beliebiger Wert sein, der größer als Null ist und bis zu dem Wert (entsprechend dem Änderungsbetrag des Neigungswinkels) des Neigungswinkels nach der Änderung reicht, und der Wert ist nicht begrenzt. Vorzugsweise kann der Zwischenwert ein Wert (Medianwert) sein, der in der Mitte zwischen den Neigungswinkeln vor und nach der Änderung liegt. Dann wird ein Gesamtkorrekturbetrag berechnet, der dem Steuerzielwert des eingestellten Zwischenwerts entspricht, und die Anzeigeposition wird korrigiert. Der Schwellenwert für die Abweichung ist nicht auf die beiden oben beschriebenen Beispiele beschränkt, es können auch ein, drei oder mehr Schwellenwerte festgelegt werden. Außerdem ist die Anzahl der beliebigen Werte des Zwischenwerts und des dazugehörigen Abweichungsschwellenwerts nicht auf einen beschränkt, sondern kann auch mehrere betragen. Darüber hinaus kann ein Abweichungsbetrag des Neigungswinkelmesswerts und des Steuerzielwerts miteinander verriegelt werden. Beispielsweise kann auf der Grundlage einer vorgegebenen Funktion wie Steuerzielwert = Änderungsbetrag des Neigungswinkels × A/Abweichungsbetrag (A ist ein Gewichtungskoeffizient) der Steuerzielwert auf groß gesetzt werden, wenn der Abweichungsbetrag klein ist, und der Steuerzielwert kann auf klein gesetzt werden, wenn der Abweichungsbetrag groß ist.
Wenn die Abweichung des Neigungswinkelmesswerts während der Fahrt gleich oder größer als der zweite Schwellenwert TH2 ist, ist die Zuverlässigkeit des Neigungswinkelmesswerts gering, und daher setzt die Verarbeitungseinheit 50 den Korrekturbetrag auf Null und korrigiert die Anzeigeposition nicht. Eine Abweichungsschwelle, bei der die Abweichung des Neigungswinkels groß ist und die Anzeigeposition nicht korrigiert wird, kann separat als dritter Schwellenwert TH3 festgelegt werden. Der dritte Schwellenwert TH3 wird beispielsweise auf einen Wert eingestellt, der größer als der erste Schwellenwert TH1 und gleich oder kleiner als der zweite Schwellenwert TH2 ist. Im Fall des in 11 gezeigten Beispiels ist der zweite Schwellenwert TH2 gleich dem dritten Schwellenwert TH3.
Zu diesem Zeitpunkt schaltet die Verarbeitungseinheit 50 in Bezug auf die Einstellung des Korrekturbetrags der Anzeigeposition einen Steuermodus der Anzeigeposition in Übereinstimmung mit dem Änderungsbetrag des Neigungswinkels. Zum Beispiel, wenn der Änderungsbetrag des Neigungswinkels gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert und gleich oder größer als ein vorbestimmter Änderungsbetragsschwellenwert ist, muss die Anzeigeposition stark geändert werden, und dementsprechend führt die Verarbeitungseinheit 50 eine solche Anzeigepositionssteuerungsverarbeitung wie in dem oben beschriebenen zweiten Beispiel durch, in dem die Anzeigeposition in einer Anfangsphase stark geändert wird und dann schrittweise geändert wird. Wenn der Änderungsbetrag des Neigungswinkels gleich oder größer als der vorbestimmte Wert und kleiner als der vorbestimmte Änderungsbetragsschwellenwert ist, ist der Gesamtkorrekturbetrag der Anzeigeposition klein, und dementsprechend führt die Verarbeitungseinheit 50 eine solche Anzeigepositionssteuerungsverarbeitung wie im ersten, oben beschriebenen Beispiel durch, bei der die Anzeigeposition schrittweise linear geändert wird.
Im vierten Beispiel wird, wenn die Abweichung des Neigungswinkelmesswertes groß ist, der Gesamtkorrekturbetrag in Bezug auf die Neigungswinkeländerung auf einen Zwischenwert vor und nach der Änderung gesetzt, und ein Änderungsbetrag eines Anzeigebildes aufgrund der Anzeigepositionskorrektur wird reduziert. Wenn die Abweichung des Neigungswinkelmesswerts groß ist, wird der Korrekturbetrag auf Null gesetzt, so dass die Anzeigepositionskorrektur nicht durchgeführt wird. Dementsprechend ist es möglich, die Anzeigeposition in Übereinstimmung mit der Zuverlässigkeit auf der Grundlage der Variation des Neigungswinkelmesswerts zu korrigieren. Zu diesem Zeitpunkt wird in einem Fall, in dem die Zuverlässigkeit des Neigungswinkelmesswerts nicht sehr hoch ist (mittlerer Grad), der Korrekturbetrag auf einen Zwischenwert reduziert, und eine übermäßige Korrektur der Anzeigeposition kann verhindert werden. Darüber hinaus wird die Anzeigeposition nicht korrigiert, wenn die Zuverlässigkeit des Neigungswinkelmesswerts gering ist, und ein Ausfall der Anzeigepositionskorrektur aufgrund von externem Rauschen oder ähnlichem kann verhindert werden.
Wenn der Änderungsbetrag des Neigungswinkels relativ klein ist, wird die Anzeigepositionskorrektur durchgeführt, bei der die Position stetig mit einer konstanten Geschwindigkeit gemäß dem Verfahren des oben beschriebenen ersten Beispiels geändert wird, und wenn der Änderungsbetrag des Neigungswinkels relativ groß ist, wird die Anzeigepositionskorrektur durchgeführt, bei der die Position stetig mit einer Zeitkonstante gemäß dem Verfahren des oben beschriebenen zweiten Beispiels geändert wird. Dementsprechend kann, wenn der Änderungsbetrag des Neigungswinkels relativ groß ist, die Anzeigeposition so gesteuert werden, dass sie sich in einer Anfangsphase schnell bewegt und sich der Steuerzielposition stetig und langsam nähert, und es sieht so aus, als ob sich das Bild für den Benutzer gleichmäßig ändert. Darüber hinaus kann die Anzeigeposition so gesteuert werden, dass sie sich mit konstanter Geschwindigkeit allmählich der Zielposition nähert, wenn der Änderungsbetrag des Neigungswinkels relativ klein ist, und es sieht so aus, als ob sich das Bild für den Benutzer schnell und gleichmäßig ändert. Auf diese Weise kann die Anzeigeposition sanft in Übereinstimmung mit einer Größe des Änderungsbetrags des Neigungswinkels gesteuert werden, ohne dass der Benutzer ein Gefühl von Unbehagen im Erscheinungsbild erfährt.
Wie oben beschrieben, steuert die Anzeigesteuerungsvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform eine Anzeigeposition eines Bildes in der Bildprojektionseinheit 30, die das Bild auf ein Anzeigeobjekt wie die Frontscheibe 101 des Fahrzeugs 100 projiziert, das als Beispiel für einen mobile Körper dient. Die Anzeigesteuerungsvorrichtung umfasst die Verarbeitungseinheit 50, die eine Verarbeitung im Zusammenhang mit der Korrektur der Anzeigeposition durchführt. Die Verarbeitungseinheit 50 umfasst die Positionskorrektureinheit 4, die einen für die Korrektur der Anzeigeposition verwendeten Korrekturbetrag einstellt, und die Anzeigesteuerungseinheit 51, die die Anzeigeposition des Bildes auf der Grundlage des von der Positionskorrektureinheit 4 eingestellten Korrekturbetrags steuert. Die Positionskorrektureinheit 4 nimmt einen Erfassungswert einer auf das Fahrzeug 100 wirkenden Beschleunigung von dem Beschleunigungssensor 52 auf und berechnet einen Neigungswinkel des Fahrzeugs 100 auf der Grundlage des aufgenommenen Erfassungswertes der Beschleunigung. Die Positionskorrektureinheit 4 stellt den Korrekturbetrag der Anzeigeposition zur Steuerung der Anzeigeposition des auf das Anzeigeobjekt zu projizierenden Bildes in Übereinstimmung mit dem Neigungswinkel ein. Der Korrekturbetrag der Anzeigeposition in der Positionskorrektureinheit 4 wird durch Einstellen eines Korrekturbetrags pro vorbestimmter Zeiteinheit in Übereinstimmung mit einem Änderungsbetrag des Neigungswinkels in einer vorbestimmten Periode eingestellt. Dementsprechend ist es möglich, die Anzeigeposition des Bildes in Übereinstimmung mit dem Änderungsbetrag des Neigungswinkels zu steuern, und es ist möglich, ein Problem im Erscheinungsbild für den Benutzer zu verhindern.
Darüber hinaus stellt die Positionskorrektureinheit 4 in der vorliegenden Ausführungsform bei der Einstellung des Korrekturbetrags der Anzeigeposition, wenn der Änderungsbetrag des Neigungswinkels gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, einen je Mal zum Korrigieren der Anzeigeposition verwendeten Korrekturbetrag so ein, dass er kleiner als ein Gesamtkorrekturbetrag bis zu einem Steuerzielwert ist. Dementsprechend kann verhindert werden, dass sich ein projiziertes Bild zu einem Zeitpunkt stark bewegt, und es ist möglich, ein Gefühl der Unbehaglichkeit im Erscheinungsbild für den Benutzer zu verhindern.
Darüber hinaus korrigiert die Positionskorrektureinheit 4 in der vorliegenden Ausführungsform die Anzeigeposition mehrmals, wenn der Änderungsbetrag des Neigungswinkels gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, und reduziert den je Mal zum Korrigieren der Anzeigeposition verwendeten Korrekturbetrag. Dementsprechend ist es möglich, zu verhindern, dass sich ein projiziertes Bild zu einem Zeitpunkt stark bewegt, und es ist möglich, ein Gefühl der Unbehaglichkeit im Erscheinungsbild für den Benutzer zu verhindern.
Darüber hinaus stellt die Positionskorrektureinheit 4 bei der Einstellung des je Mal zum Korrigieren der Anzeigeposition verwendeten Korrekturbetrags in der vorliegenden Ausführungsform den Korrekturbetrag der Anzeigeposition je Mal bzw. pro Zeiteinheit durch gleichmäßiges Aufteilen des Gesamtkorrekturbetrags bis zum Steuerzielwert ein. Dementsprechend kann die Anzeigeposition so gesteuert werden, dass sich das Bild stetig einer Steuerzielposition nähert, und es sieht so aus, als ob sich das Bild für den Benutzer schnell und reibungslos ändert.
Darüber hinaus stellt die Positionskorrektureinheit 4 bei der Einstellung des je Mal zum Korrigieren der Anzeigeposition verwendeten Korrekturbetrags in der vorliegenden Ausführungsform den Korrekturbetrag der Anzeigeposition pro Zeiteinheit so ein, dass er mit dem Zeitablauf in Bezug auf den Gesamtkorrekturbetrag bis zum Steuerzielwert abnimmt. Dementsprechend kann die Anzeigeposition so gesteuert werden, dass sie sich in einer Anfangsphase schnell bewegt und sich der Steuerzielposition stetig und langsam nähert, und es sieht so aus, als ob sich das Bild für den Benutzer reibungslos ändert.
Darüber hinaus stellt die Positionskorrektureinheit 4 bei der Einstellung des je Mal zum Korrigieren der Anzeigeposition verwendeten Korrekturbetrags in der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Änderungsbetrag des Neigungswinkels gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert und gleich oder größer als ein vorbestimmter Änderungsbetragsschwellenwert ist, den Korrekturbetrag der Anzeigeposition je Mal bzw. pro Zeiteinheit durch gleichmäßiges Aufteilen des Gesamtkorrekturbetrags bis zum Steuerzielwert ein, oder setzt den Korrekturbetrag der Anzeigeposition pro Zeiteinheit auf einen beliebigen Wert. Darüber hinaus stellt die Verarbeitungseinheit 50 den Korrekturbetrag der Anzeigeposition pro Zeiteinheit so ein, dass er mit dem Zeitablauf abnimmt , wenn der Änderungsbetrag des Neigungswinkels gleich oder größer als der vorgegebene Wert und kleiner als der Änderungsbetragsschwellenwert ist. Dementsprechend kann die Anzeigeposition sanft in Übereinstimmung mit einer Größe des Änderungsbetrags des Neigungswinkels gesteuert werden, ohne dem Benutzer ein Gefühl von Unbehagen im Erscheinungsbild zu geben.
Darüber hinaus passt die Positionskorrektureinheit 4 bei der Einstellung des je Mal zum Korrigieren der Anzeigeposition verwendeten Korrekturbetrags in der vorliegenden Ausführungsform den Korrekturbetrag in Übereinstimmung mit einer Abweichung eines Messwerts des Neigungswinkels in einer vorbestimmten Periode an. Dementsprechend ist es möglich, die Anzeigeposition in Übereinstimmung mit der Zuverlässigkeit basierend auf der Variation des Neigungswinkelmesswerts angemessen zu korrigieren.
Darüber hinaus stellt die Positionskorrektureinheit 4 in der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Abweichung des Neigungswinkelmesswerts gleich oder größer als ein erster Schwellenwert eines vorbestimmten Abweichungsschwellenwerts und kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, der größer als der erste Schwellenwert ist, den Korrekturbetrag ein, indem sie einen Zwischenwert vor und nach der Änderung des Neigungswinkels als Steuerzielwert verwendet. Dementsprechend kann in einem Zustand, in dem die Zuverlässigkeit des Neigungswinkelmesswertes nicht so hoch ist, der Korrekturbetrag reduziert werden, um eine übermäßige Korrektur der Anzeigeposition zu verhindern.
Darüber hinaus setzt die Positionskorrektureinheit 4 in der vorliegenden Ausführungsform den Korrekturbetrag der Anzeigeposition auf Null, wenn die Abweichung des Neigungswinkelmesswerts gleich oder größer als ein dritter Schwellenwert des vorbestimmten Abweichungsschwellenwerts ist. Dementsprechend wird im Falle eines Zustands, in dem die Zuverlässigkeit des Neigungswinkelmesswerts gering ist, die Anzeigeposition nicht korrigiert, und ein Ausfall der Korrektur aufgrund von externem Rauschen oder ähnlichem kann verhindert werden.
Darüber hinaus schaltet die Positionskorrektureinheit 4 in der vorliegenden Ausführungsform in einem Zeitraum, in dem ein auf ein Anzeigeobjekt zu projizierendes Bild für eine vorbestimmte Zeit oder länger nicht gerendert wird, den Korrekturbetrag der Anzeigeposition auf einen Korrekturbetrag zur Korrektur auf den Steuerzielwert zu einem Zeitpunkt um. Dementsprechend wird in einem Fall, in dem die Anzeige des Bildes ausgeschaltet wird, die Anzeigeposition auf die Steuerzielposition auf einmal korrigiert, so dass es möglich ist, die Anzeigeposition schnell und angemessen zu steuern.
Darüber hinaus berechnet die Positionskorrektureinheit 4 in der vorliegenden Ausführungsform, wenn das Fahrzeug 100 angehalten wird, den Neigungswinkel des Fahrzeugs 100 auf der Grundlage von Beschleunigungskomponenten einer Gravitationsbeschleunigung in mindestens zwei Richtungen, einschließlich einer Oben-Unten-Richtung des Fahrzeugs 100 und einer orthogonalen Richtung orthogonal zur Oben-Unten-Richtung. Dementsprechend ist es möglich, einen Neigungswinkel während des Anhaltens eines mobilen Körpers angemessen zu messen.
Darüber hinaus berechnet die Positionskorrektureinheit 4 in der vorliegenden Ausführungsform, wenn das Fahrzeug 100 fährt, den Neigungswinkel des Fahrzeugs 100 auf der Grundlage von Beschleunigungskomponenten einer Bewegungsbeschleunigung in mindestens zwei Richtungen, einschließlich einer Oben-Unten-Richtung des Fahrzeugs 100 und einer orthogonalen Richtung, die orthogonal zur Oben-Unten-Richtung ist. Dementsprechend ist es möglich, einen Neigungswinkel während der Fahrt eines mobilen Körpers angemessen zu messen.
Darüber hinaus kann die Positionskorrektureinheit 4 in der vorliegenden Ausführungsform in der Lage sein, durch Einstellung eines Benutzers einen Korrekturmodus der Anzeigeposition zwischen einem Modus, in dem eine Korrektur bis zum Steuerzielwert schrittweise durchgeführt wird, und einem Modus, in dem eine Korrektur bis zum Steuerzielwert auf einmal durchgeführt wird, umzuschalten. Darüber hinaus kann der Benutzer in dem Modus, in dem die Positionskorrektureinheit 4 die Korrektur bis zum Steuerzielwert schrittweise durchführt, den je Mal zum Korrigieren der Anzeigeposition verwendeten Korrekturbetrag einstellen.
Darüber hinaus ist in der vorliegenden Ausführungsform das Bildanzeigesystem an dem Fahrzeug 100, das als Beispiel für einen mobile Körper dient, montiert und umfasst die Bildprojektionseinheit 30, die ein Bild auf ein Anzeigeobjekt wie die Frontscheibe 101 des Fahrzeugs 100 projiziert, und die Anzeigesteuerungsvorrichtung, die die oben beschriebene Positionskorrektureinheit 4 umfasst. Dementsprechend ist es möglich, ein Bildanzeigesystem bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Anzeigeposition eines Bildes in Übereinstimmung mit einem Änderungsbetrag eines Neigungswinkels angemessen zu steuern.
Darüber hinaus enthält das Fahrzeug 100, das als Beispiel für einen mobile Körper dient, in der vorliegenden Ausführungsform das oben beschriebene Bildanzeigesystem. Das Anzeigeobjekt in dem mobilen Körper ist eine Windschutzscheibe wie die Frontscheibe 101 des Fahrzeugs 100. Dementsprechend ist es möglich, einen mobilen Körper bereitzustellen, der in der Lage ist, eine Anzeigeposition eines Bildes in Übereinstimmung mit einem Änderungsbetrag eines Neigungswinkels angemessen zu steuern.
Obwohl verschiedene Ausführungsformen oben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben wurden, ist es unnötig zu sagen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf solche Beispiele beschränkt ist. Dem Fachmann wird klar sein, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen, Substitutionen, Ergänzungen, Streichungen und Äquivalente im Rahmen der Ansprüche denkbar sind, und es sollte klar sein, dass solche Änderungen auch zum technischen Umfang der vorliegenden Offenbarung gehören. Komponenten in den verschiedenen oben beschriebenen Ausführungsformen können optional in einem Bereich kombiniert werden, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen.
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-120438 , die am 27. Juni 2019 eingereicht wurde und deren Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen wird.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Offenbarung verbessert die Steuerung einer Anzeigeposition eines Bildes und ist beispielsweise als Anzeigesteuerungsvorrichtung einer Anzeigeeinheit, die eine Head-up-Display-Vorrichtung oder ähnliches verwendet, ein Bildanzeigesystem, ein mobiler Körper, ein Anzeigesteuerungsverfahren und ein Programm nützlich.
Bezugszeichenliste

10: Bildanzeigesystem
30: Bildprojektionseinheit
41: Korrektureinheit
43: Neigungswinkelberechnungseinheit
50: Verarbeitungseinheit
51: Anzeigesteuerungseinheit
52: Beschleunigungssensor
100: Fahrzeug (mobiler Körper)
101: Frontscheibe (Anzeigeobjekt)
300: virtuelles Bild
301: erstes virtuelles Bild
302: zweites virtuelles Bild
400: Zielraum
401: Anzeigebereich
600: Straßenoberfläche
700: Bild
Ax: Vorne-Hinten-Achse
Az: Oben-Unten-Achse
Ay: Links-Rechts-Achse
G, ΔG: Wert der Beschleunigungserfassung
Gx, Gy, Gz, ΔGx, ΔGy, ΔGz: Beschleunigungskomponente
β: Neigungswinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP H01293239 A [0003]
WO 2016/114159 A1 [0003]
JP 2019120438 [0103]

Claims

Anzeigesteuerungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Anzeigeposition eines Bildes in einer Bildprojektionseinheit steuert, die so konfiguriert ist, dass sie das Bild auf ein Anzeigeobjekt eines mobilen Körpers projiziert, wobei die Anzeigesteuerungsvorrichtung umfasst: eine Positionskorrektureinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Korrekturbetrag einstellt, der für die Korrektur der Anzeigeposition verwendet wird; und eine Anzeigesteuerungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie die Anzeigeposition des Bildes auf der Grundlage des von der Positionskorrektureinheit eingestellten Korrekturbetrags steuert, wobei die Positionskorrektureinheit konfiguriert ist zum: Aufnehmen eines Erfassungswerts einer auf den mobilen Körper wirkenden Beschleunigung und Berechnen eines Neigungswinkels des mobilen Körpers auf der Grundlage des aufgenommenen Erfassungswertes der Beschleunigung; und Einstellen des Korrekturbetrags der Anzeigeposition zur Steuerung der Anzeigeposition des auf das Anzeigeobjekt zu projizierenden Bildes in Übereinstimmung mit dem Neigungswinkel, und wobei das Einstellen des Korrekturbetrags der Anzeigeposition in der Positionskorrektureinheit durch Einstellen des Korrekturbetrags pro vorbestimmter Zeiteinheit in Übereinstimmung mit einem Änderungsbetrag des Neigungswinkels in einer vorbestimmten Periode erfolgt.
Anzeigesteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Positionskorrektureinheit bei der Einstellung des Korrekturbetrags der Anzeigeposition in einem Fall, in dem der Änderungsbetrag des Neigungswinkels gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, einen je Mal zum Korrigieren der Anzeigeposition verwendeten Korrekturbetrag kleiner festlegt als einen Gesamtkorrekturbetrag bis zu einem Steuerzielwert.
Anzeigesteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Positionskorrektureinheit so konfiguriert ist, dass sie in einem Fall, in dem der Änderungsbetrag des Neigungswinkels gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, die Korrektur der Anzeigeposition mehrere Male durchführt, um den je Mal zum Korrigieren der Anzeigeposition verwendeten Korrekturbetrag zu reduzieren.
Anzeigesteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Positionskorrektureinheit so konfiguriert ist, dass sie bei dem Einstellen des je Mal zum Korrigieren der Anzeigeposition verwendeten Korrekturbetrags, den Korrekturbetrag der Anzeigeposition pro Zeiteinheit durch gleichmäßiges Aufteilen des Gesamtkorrekturbetrags bis zum Steuerzielwert.
Anzeigesteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Positionskorrektureinheit so konfiguriert ist, dass sie bei dem Einstellen des je Mal zum Korrigieren der Anzeigeposition verwendeten Korrekturbetrags, den Korrekturbetrag der Anzeigeposition pro Zeiteinheit in Bezug auf den Gesamtkorrekturbetrag bis zum Steuerzielwert so einstellt, dass er mit dem Lauf der Zeit abnimmt.
Anzeigesteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Positionskorrektureinheit so konfiguriert ist, dass sie bei dem Einstellen des je Mal zum Korrigieren der Anzeigeposition verwendeten Korrekturbetrags: den Korrekturbetrag der Anzeigeposition pro Zeiteinheit durch gleichmäßiges Teilen des Gesamtkorrekturbetrags bis zu dem Steuerzielwert einstellt oder den Korrekturbetrag der Anzeigeposition pro Zeiteinheit auf einen beliebigen Wert einstellt in einem Fall, in dem der Änderungsbetrag des Neigungswinkels gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert sowie gleich oder größer als ein vorbestimmter Änderungsbetragsschwellenwert ist; und den Korrekturbetrag der Anzeigeposition pro Zeiteinheit so einstellt, dass dieser mit dem Ablauf der Zeit abnimmt, wenn der Änderungsbetrag des Neigungswinkels gleich oder größer als der vorbestimmte Wert sowie kleiner als der Änderungsbetragsschwellenwert ist.
Anzeigesteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Positionskorrektureinheit so konfiguriert ist, dass sie bei dem Einstellen des je Mal zum Korrigieren der Anzeigeposition verwendeten Korrekturbetrags den je Mal zum Korrigieren der Anzeigeposition verwendeten Korrekturbetrag in Übereinstimmung mit einer Abweichung eines Messwerts des Neigungswinkels in der vorbestimmten Periode einstellt.
Anzeigesteuerungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Positionskorrektureinheit so konfiguriert ist, dass sie den Korrekturbetrag unter Verwendung eines Zwischenwerts von Werten vor und nach der Änderung des Neigungswinkels als Steuerzielwert in einem Fall einstellt, in dem die Abweichung des Messwerts des Neigungswinkels gleich oder größer als ein erster Schwellenwert eines vorbestimmten Abweichungsschwellenwerts sowie kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, der größer als der erste Schwellenwert ist.
Anzeigesteuerungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Positionskorrektureinheit so konfiguriert ist, dass sie den Korrekturbetrag der Anzeigeposition in einem Fall, in dem die Abweichung des Messwerts des Neigungswinkels gleich oder größer als ein dritter Schwellenwert des vorgegebenen Abweichungsschwellenwerts ist, auf Null setzt.
Anzeigesteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Positionskorrektureinheit so konfiguriert ist, dass sie den Korrekturbetrag der Anzeigeposition in einem Fall, in dem es eine Periode gibt, in der ein auf das Anzeigeobjekt zu projizierendes Bild für eine vorbestimmte Zeit oder länger nicht gerendert wird, auf einen Korrekturbetrag umschaltet, um mit einem Mal auf den Steuerzielwert korrigiert zu werden.
Anzeigesteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Positionskorrektureinheit so konfiguriert ist, dass sie den Neigungswinkel des mobilen Körpers auf der Grundlage von Beschleunigungskomponenten einer Gravitationsbeschleunigung in mindestens zwei Richtungen berechnet, die eine Oben-Unten-Richtung des mobilen Körpers und eine orthogonale Richtung orthogonal zu der Oben-Unten-Richtung in einem Fall umfassen, in dem der mobile Körper angehalten ist.
Anzeigesteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Positionskorrektureinheit so konfiguriert ist, dass sie den Neigungswinkel des mobilen Körpers auf der Grundlage von Beschleunigungskomponenten einer Bewegungsbeschleunigung in mindestens zwei Richtungen berechnet, einschließlich einer Oben-Unten-Richtung des mobilen Körpers und einer orthogonalen Richtung orthogonal zur Oben-Unten-Richtung in einem Fall, in dem sich der mobile Körper bewegt.
Bildanzeigesystem, das an einem mobilen Körper anzubringen ist, wobei das Bildanzeigesystem Folgendes umfasst: eine Bildprojektionseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie ein Bild auf ein Anzeigeobjekt des mobilen Körpers projiziert; und die Anzeigesteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Mobiler Körper, der aufweist: das Bildanzeigesystem nach Anspruch 13, wobei das Anzeigeobjekt eine Fensterscheibe des mobilen Körpers ist.
Anzeigesteuerungsverfahren zum Steuern einer Anzeigeposition eines Bildes in einer Bildprojektionseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie das Bild auf ein Anzeigeobjekt eines mobilen Körpers projiziert, wobei das Anzeigesteuerungsverfahren die folgenden Schritte umfasst: in einer Positionskorrektureinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Korrekturbetrag festlegt, der zur Korrektur der Anzeigeposition verwendet wird, Aufnehmen eines Erfassungswertes einer auf den mobilen Körper wirkenden Beschleunigung und Berechnen eines Neigungswinkels des mobilen Körpers auf der Grundlage des aufgenommenen Erfassungswerts der Beschleunigung; und Einstellen des Korrekturbetrags der Anzeigeposition zur Steuerung der Anzeigeposition des auf das Anzeigeobjekt zu projizierenden Bildes in Übereinstimmung mit dem Neigungswinkel, wobei das Einstellen des Korrekturbetrags der Anzeigeposition durch Einstellen des Korrekturbetrags pro vorbestimmter Zeiteinheit in Übereinstimmung mit einem Änderungsbetrag des Neigungswinkels in einer vorbestimmten Periode erfolgt.
Programm, das einen Computer veranlasst, jeden Schritt des Anzeigesteuerungsverfahrens nach Anspruch 15 auszuführen.