DE112021001292T5 - Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge - Google Patents

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Abstract

Eine Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge wird zur Verfügung gestellt, die auch beim Einfall eines Außenlichts die Position von Augen eines Benutzers stabil erfassen kann. Eine Head-up-Display-Vorrichtung (1) als die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge projiziert auf eine Windschutzscheibe (2) ein Anzeigelicht (L1), erzeugt durch das auf die Windschutzscheibe (2) reflektierte Anzeigelicht (L1) ein virtuelles Bild (V) und zeigt es über einem die Windschutzscheibe (2) durchdringenden wirklichen Anblick an sowie projiziert zugleich auf einen Fahrer (D) des Fahrzeugs ein Infrarotlicht (L2), um ein Bild des Fahrers (D) aufzunehmen, wobei aufgrund des aufgenommenen Bildes die Position der Augen (E) des Fahrers (D) erfassbar ist, wobei ein Steuerteil (10) die Position eines Merkmalpunktes des Gesichts des Fahrers (D) im aufgenommenen Bild erfasst, eine Positionsbeziehung mit der erfassten Position der Augen (E) speichert und bei der schwierigen Erfassung der Position der Augen (E) im aufgenommenen Bild aufgrund der dabei erfassten Position des Merkmalpunktes und der vorgespeicherten Positionsbeziehung die Blickpunktposition des Fahrers (D) abschätzt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge, wie eine Head-up-Display-Vorrichtung usw., die auf einer Windschutzscheibe, einem Kombinator usw. eines Fahrzeugs ein virtuelles Bild anzeigt und zugleich die Position von Augen eines Benutzers erfassen kann.
  • Technischer Hintergrund
  • Head-up-Display-Vorrichtungen, die durch ein Anzeigelicht, das auf einem reflektierenden lichtdurchlässigen Bauelement, wie Windschutzscheibe, Kombinator usw. eines Fahrzeugs reflektiert wird, ein virtuelles Bild erzeugen und über einem das reflektierende lichtdurchlässige Bauelement durchdringenden wirklichen Anblick (Landschaft vor dem Fahrzeug) anzeigen, leisten zur sicheren bequemen Fahrt des Fahrzeugs ihren Beitrag, indem sie unter Minimierung der Blickbewegung eines Benutzers, wie Fahrer des Fahrzeugs usw., die vom Benutzer gewünschten Informationen durch das virtuelle Bild zur Verfügung stellen.
  • Bei einigen Head-up-Display-Vorrichtungen wird ein Bild des Benutzers durch Bestrahlung des Benutzers mit Infrarotlicht aufgenommen und aufgrund des aufgenommenen Bildes die Position der Augen (Position der Pupillen usw.) des Benutzers erfasst, wodurch der Zustand des Benutzers, wie Wegschauen, Einschlafen usw. begriffen wird.
  • Beispielsweise beschreibt Patentdokument 1 eine Head-up-Display-Vorrichtung, bei der ein von einem Anzeigemittel ausgegebenes sichtbares Licht durch ein Kombinatorelement gegen einen Benutzer reflektiert wird, um ein Anzeigebild abzubilden, wobei sie mit einem Infrarotbestrahlungsmittel zur Bestrahlung des Benutzers mit Infrarotstrahlen, einem Spiegelelement, das das vom Anzeigemittel ausgegebene sichtbare Licht gegen das Kombinatorelement reflektiert und die durch den Benutzer und das Kombinatorelement reflektierten Infrarotstrahlen durchlässt, mehreren Bildaufnahmemitteln zur Aufnahme von Bildern des Benutzers von voneinander verschiedenen Richtungen durch Empfang der durch das Spiegelelement durchgelassenen Infrarotstrahlen, und einem Bildverarbeitungsmittel zur Ermittlung der Position von Augen des Benutzers aufgrund der durch die Bildaufnahmemittel aufgenommenen Bilder versehen ist, damit die Position der Augen des Benutzers mit guter Genauigkeit ermittelt werden kann.
  • Dokument zum Stand der Technik
  • Patentdokument
  • Patentdokument 1: JP 2008-126984 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Zu Lösende Aufgabe der Erfindung
  • Es besteht jedoch ein Problem, dass beim Einfall eines starken Außenlichts, wie Sonnenlicht, Straßenbeleuchtungslicht usw. in eine Head-up-Display-Vorrichtung Geräusche des Außenlichts dem aufgenommenen Bild zugesetzt werden und Fehler in der Erfassung der Position der Augen des Benutzers bewirken. Bei der Head-up-Display-Vorrichtung gemäß Patentdokument 1 wird durch den Eintritt der Infrarotkomponente des Außenlichts durch das Spiegelelement hindurch in die Bildaufnahmemittel ein durch Sättigung usw. überbelichteter Geräuschbereich im aufgenommenen Bild gebildet, wobei der Geräuschbereich die Erfassung der Position der Augen stören kann, auch wenn sich der Geräuschbereich im aufgenommenen Bild nicht immer mit der Position der Augen (Position des Bildes der Augen) des Benutzers überschneidet.
  • Unter Berücksichtigung der obengenannten Umständen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge zur Verfügung zu stellen, bei der auch beim Einfall eines Außenlichts die Position der Augen des Benutzers stabil erfasst werden kann.
  • Mittel zum Lösen der Aufgabe
  • Zum Lösen der Aufgabe bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge, die auf ein an einem Fahrzeug vorgesehenes reflektierendes lichtdurchlässiges Bauelement ein Anzeigelicht projiziert, durch das auf dem reflektierenden lichtdurchlässigen Bauelement reflektierte Anzeigelicht ein virtuelles Bild erzeugt und über einem das reflektierende lichtdurchlässige Bauelement durchdringenden wirklichen Anblick anzeigt sowie zugleich auf einen Benutzer des Fahrzeugs ein Infrarotlicht projiziert, um ein Bild des Benutzers aufzunehmen, wobei aufgrund des aufgenommenen Bildes eine Blickpunktposition des Benutzers erfassbar ist, wobei die Anzeigevorrichtung dadurch gekennzeichnet ist,
    dass sie mit
    einem Augenerfassungsmittel zur Erfassung der Position von Augen des Benutzers im aufgenommenen Bild,
    einem Blickpunktpositionserfassungsmittel zur Erfassung der Blickpunktposition aufgrund der durch das Augenerfassungsmittel erfassten Position der Augen,
    einem Merkmalpunkterfassungsmittel zur Erfassung der Position eines Merkmalpunktes des Benutzers im aufgenommenen Bild und
    einem Speichermittel zur Speicherung einer Positionsbeziehung zwischen der durch das Augenerfassungsmittel erfassten Position der Augen und der durch das Merkmalpunkterfassungsmittel erfassten Position des Merkmalpunktes versehen ist, und
    dass das Blickpunktpositionserfassungsmittel bei der schwierigen Erfassung der Position der Augen durch das Augenerfassungsmittel aufgrund der durch das Merkmalpunkterfassungsmittel erfassten Position des Merkmalpunktes und der im Speichermittel gespeicherten Positionsbeziehung die Blickpunktposition abschätzt. Der „Fall, in dem die Erfassung der Position der Augen durch das Augenerfassungsmittel schwierig ist“, bedeutet nicht nur den Fall, in dem Fehler in der Erfassung der Position der Augen durch das Augenerfassungsmittel auftreten, sondern umfasst auch den Fall, in dem vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind, unter denen die Erfassung der Position der Augen wegen des Einfalls eines Außenlichts usw. als schwierig zu betrachten ist.
  • Zudem kann die Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Gesichtsrichtungserfassungsmittel zur Erfassung einer Gesichtsrichtung des Benutzers versehen sein, wobei das Blickpunktpositionserfassungsmittel aufgrund der durch das Gesichtsrichtungserfassungsmittel erfassten Gesichtsrichtung die Blickpunktposition abschätzen kann.
  • Das Augenerfassungsmittel kann die Position der beiden Augen des Benutzers in einem aufgenommenen Bild erfassen, das durch regelmäßige oder unregelmäßige Bildaufnahme während der Anzeige des virtuellen Bildes erhalten wird, und das Speichermittel kann die Positionsbeziehung speichern, die von einem Bild gewonnen wird, das zu einem Zeitpunkt, an dem der Trennabstand zwischen den beiden Augen ab einer vorbestimmten Bezugszeit maximal ist, aufgenommen wird.
  • Beziehungsweise kann die Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Blickinformationsgewinnungsmittel zur Gewinnung einer Blickinformation des Benutzers versehen sein, wobei das Augenerfassungsmittel die Position der Augen in einem aufgenommenen Bild erfassen kann, das durch regelmäßige oder unregelmäßige Bildaufnahme während der Anzeige des virtuellen Bildes erhalten wird, und das Speichermittel aufgrund der durch das Blickinformationsgewinnungsmittel gewonnenen Blickinformation die Positionsbeziehung speichern kann, die von einem Bild gewonnen wird, das zu einem Zeitpunkt, an dem der Benutzer nach vorne blickt, aufgenommen wird. Der „Zeitpunkt, an dem der Benutzer nach vorne blickt“, bedeutet einen Zeitpunkt, an dem der Benutzer nach der Richtung, in der ein Bild aufgenommen wird, blickt, und zwar bedeutet nicht nur den Fall, in dem das Gesicht bzw. der Blick des Benutzers strikt nach der Bildaufnahmerichtung gerichtet ist, sondern umfasst auch den Fall, in dem vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind, unter denen das Gesicht bzw. der Blick als nach der Bildaufnahmerichtung gerichtet zu betrachten ist.
  • Vorteile der Erfindung
  • Gemäß der Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Position der Augen des Benutzers auch beim Einfall eines Außenlichts stabil erfasst werden.
  • Figurenliste
    • [1] ist eine erläuternde Ansicht zur Darstellung einer Head-up-Display-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
    • [2] ist eine erläuternde Ansicht zur Darstellung eines durch die Head-up-Display-Vorrichtung gemäß 1 aufgenommenen Bildes eines Fahrers zusammen mit Merkmalpunkten.
    • [3] ist eine erläuternde Ansicht zur Darstellung einer Situation, in der ein Außenlicht in die Head-up-Display-Vorrichtung gemäß 1 eintritt.
    • [4] ist eine erläuternde Ansicht zur Darstellung eines aufgenommenen Bildes, das einen durch ein Außenlicht gebildeten Geräuschbereich umfasst.
    • [5] (a) ist eine erläuternde Ansicht zur Darstellung einer Situation in Draufsicht, in der der Fahrer ein virtuelles Bild visuell erkennt und sein Gesicht nach vorne richtet; (b) ist eine erläuternde Ansicht zur Darstellung einer Situation in Draufsicht, in der das Gesicht des Fahrers schräg gerichtet ist.
  • Ausführungsform der Erfindung
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand der Figuren erläutert.
  • Wie in 1 gezeigt, ist eine Head-up-Display-Vorrichtung (HUD) 1 als die Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge (fahrzeugmontiertes Anzeigegerät) gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterhalb einer Windschutzscheibe 2 eines Fahrzeugs vorgesehen und projiziert ein Anzeigelicht L1 als sichtbares Licht auf einen Teil der Windschutzscheibe 2. Das Anzeigelicht L1 wird auf die Windschutzscheibe 2 reflektiert und erzeugt ein virtuelles Bild V, damit der Fahrer D des Fahrzeugs das virtuelle Bild V über einem durch die Windschutzscheibe 2 durchdringenden wirklichen Anblick visuell erkennt.
  • Zudem hat die HUD 1 eine Funktion als ein DMS (Fahrerüberwachungssystem) zur Überwachung des Zustands des Fahrers D, bei dem ein Infrarotlicht L2 auf den Fahrer D projiziert wird, um ein Bild des Fahrers D aufzunehmen, wobei aufgrund des aufgenommenen Bildes die Position der Augen E des Fahrers D erfassbar ist.
  • Konkret ist die HUD 1 mit einem Gehäuse 3, das aus einem schwarzen ABS-Harz usw. geformt ist und den Eintritt eines Außenlichts verhindert, umhüllt und von der Außenseite begrenzt. Am Gehäuse 3 ist ein lichtdurchlässiges Teil 4 gebildet, das mit einem nicht dargestellten transparenten Harz, wie Polycarbonat usw. abgedeckt ist. Im Inneren des Gehäuses 3 ist eine Anzeigeeinheit 5, ein Reflexionsspiegel 6, ein Hohlspiegel 7, eine Infrarotlichtstrahlungseinheit 8, ein Fotoapparat 9 und ein Steuerteil 10 gehalten und aufgenommen.
  • An der Anzeigeeinheit 5 ist hierbei eine Lichtquelle aus Leuchtdioden vom Chip-Typ und eine Flüssigkristalltafel vorgesehen, wobei durch zweidimensionale Modulation des von der Lichtquelle emittierten Lichts durch die Flüssigkristalltafel ein Bildlicht (Anzeigelicht L1) als sichtbares Licht projiziert und angezeigt wird. Dabei kann auch ein Gerät vom Reflexionstyp, wie DMD (digitale Mikrospiegelanzeige) usw., verwendet werden. Der Reflexionsspiegel 6 ist dadurch gebildet, dass auf einem Harz, wie Polycarbonat usw., das derart geformt ist, dass es einen flachen Flächenteil aufweist, ein Metall, wie Aluminium usw. aufgedampft wird. Der Reflexionsspiegel 6 reflektiert einfach ein Licht. Der Hohlspiegel 7 ist dadurch gebildet, dass auf einem Harz, wie Polycarbonat usw., das derart geformt ist, dass es einen konkaven Flächenteil aufweist, ein Metall, wie Aluminium usw. aufgedampft wird. Der Hohlspiegel 7 reflektiert ein vergrößertes sichtbares Licht und weist zugleich eine infrarotlichtdurchlässige Eigenschaft auf.
  • Die Infrarotlichtstrahlungseinheit 8 ist auf der Rückseite des Hohlspiegels 7 (auf der dem lichtdurchlässigen Teil 4 und dem Reflexionsspiegel 6 entgegengesetzten Seite des Hohlspiegels 7) vorgesehen und strahlt ein von der Lichtquelle aus Leuchtdioden ausgegebenes Infrarotlicht (Nahinfrarotstrahlen) gegen den Hohlspiegel 7. Das Fotoapparat 9 ist mit einem Bildsensor, der eine Empfindlichkeit gegen ein Infrarotlicht in einem Wellenlängenbereich des von der Infrarotlichtstrahlungseinheit 8 ausgestrahlten Infrarotlichts aufweist, und einer Linse, die das Infrarotlicht durchlässt und die Abbildung am Bildsensor ermöglicht, versehen und nimmt ein Nahinfrarotbild auf.
  • Das Steuerteil 10 besteht aus einem Mikroprozessor, einem Speicher und verschiedenen elektronischen Bauelementen für ihre Betätigung sowie einem Substrat und einem Gehäuse und steuert die Anzeigeeinheit 5 aufgrund der Fahrzeuginformationen und vom Fahrer D eingegebenen Informationen, um das Bild der HUD 1 geeignet anzuzeigen.
  • Zudem erfasst das Steuerteil 10 aufgrund des Kontrasts des durch das Fotoapparat 9 aufgenommenen Bildes P die Position der Pupille C (oder der Mitte der Iris I) der beiden Augen E des Fahrers D und erfasst die Position des mittleren Punktes C1 zwischen den beiden Pupillen C als Blickpunktposition, wie in 2 gezeigt. Die erfasste Blickpunktposition ist für die Erfassung des Zustandes des Fahrers D (Wegschauen bzw. Einschlafen usw.) und für die Steuerung der Anzeige der HUD 1 verwendbar.
  • Des Weiteren erfasst das Steuerteil 10 aufgrund des Kontrasts des durch das Fotoapparat 9 aufgenommenen Bildes P die Position eines Merkmalpunktes T des Fahrers D, wie Umriss F1 des Gesichts F (einschließlich der Kinnspitze F2), beide Ohren Y, Mitte Y1 zwischen den beiden Ohren Y, beide Augenbrauen B, Mitte B1 zwischen den beiden Augenbrauen B, Glabella Q, Umriss E1 der beiden Augen E (einschließlich des äußeren Augenwinkels E2 und inneren Augenwinkels E3), Umriss N1 der Nase N (einschließlich der beiden Nasenränder N2), Mitte N3 zwischen den beiden Nasenrändern N2, beide Nasenlöcher N4, Mitte N5 zwischen den beiden Nasenlöchern N4, Nasenrücken N6, Nasenspitze N7, Oberlippenrinne R, Umriss M1 des Mundes M (einschließlich der beiden Mundwinkel M2), Mitte M3 zwischen den beiden Mundwinkeln M2 usw., und speichert eine Positionsbeziehung zwischen der erfassten Position der Pupillen C und der erfassten Position des Merkmalpunktes T in einem internen Speicher (im Nachstehenden wird das aufgenommene Bild, das zur Gewinnung der im Steuerteil 10 zu speichernden Positionsbeziehung verwendet wird, als „Bezugsbild“ bezeichnet).
  • Bei der HUD 1 wird das Anzeigelicht L1 von der Anzeigeeinheit 5 durch den Reflexionsspiegel 6 reflektiert, anschließend durch den Hohlspiegel 7 vergrößert sowie reflektiert und dann durch das lichtdurchlässige Teil 4 hindurch auf die Windschutzscheibe 2 projiziert. Das auf die Windschutzscheibe 2 projizierte Anzeigelicht L1 wird zur Seite des Fahrers D vergrößert und reflektiert, wodurch ein virtuelles Bild V erzeugt und dem Fahrer D über einem die Windschutzscheibe 2 durchdringenden wirklichen Anblick angezeigt wird.
  • Andererseits wird das Infrarotlicht L2 von der Infrarotlichtstrahlungseinheit 8 durch den Hohlspiegel 7 durchgelassen, durch das lichtdurchlässige Teil 4 hindurch auf die Windschutzscheibe 2 projiziert und durch die Windschutzscheibe 2 zur Seite des Fahrers D reflektiert, damit der Fahrer D bestrahlt wird. Ein Teil des durch den Fahrer D reflektierten Infrarotlichts L2 geht dann auf dem umgekehrten Weg, wobei durch das durch den Hohlspiegel 7 hindurch in das Fotoapparat 9 eintretende Infrarotlicht L2 ein Bild des Fahrers D aufgenommen und das aufgenommene Bild P in das Steuerteil 10 eingegeben wird. Diese Bildaufnahme erfolgt regelmäßig oder unregelmäßig während der Anzeige des virtuellen Bildes V. Hierbei erfolgt eine Videobildaufnahme mit einer regelmäßigen Bildwechselfrequenz, während das virtuelle Bild V angezeigt wird.
  • Nach der Eingabe des aufgenommenen Bildes P des Fahrers D erfasst das Steuerteil 10 die Position der Pupille C der beiden Augen E des Fahrers D und damit die Position des mittleren Punktes C1 zwischen den beiden Pupillen C als Blickpunktposition. Eigentlich soll ein aufgenommenes Bild P des Fahrers D wie gemäß 2 gewonnen werden. Aber, wenn die Infrarotkomponente eines starken Außenlichts L3, wie Sonnenlicht usw., durch die Windschutzscheibe 2, das lichtdurchlässige Teil 4 und den Hohlspiegel 7 hindurch in das Fotoapparat 9 eintritt, wie in 3 gezeigt, wird ein überbelichteter Geräuschbereich S am aufgenommenen Bild P gebildet, wie in 4 gezeigt, so dass die Erfassung der Position eines Auges E (des rechten Auges E in 4) des Fahrers D gestört werden kann.
  • Deshalb gewinnt und speichert das Steuerteil 10 die Positionsbeziehung zwischen der Position der Pupillen C und der Position des Merkmalpunktes T von einem Bild P, das im Voraus normal (in einem Zustand, in dem das Gesicht F nicht mit dem Geräuschbereich S bedeckt ist) aufgenommen wurde, wodurch bei der schwierigen Erfassung der Position der Pupille C wegen der Anwesenheit des Geräuschbereichs S in einem danach aufgenommenen Bild P die Position der beiden Pupillen C und darüber hinaus die Blickpunktposition (Position des mittleren Punktes C1) aufgrund der vom aufgenommenen Bild P erfassten Position des Merkmalpunktes T und der vorgespeicherten Positionsbeziehung abgeschätzt wird.
  • Bei der HUD 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erfasst das Steuerteil 10 die Position der Augen E (Pupillen C) des Fahrers D im aufgenommen Bild P und aufgrund der erfassten Position der Augen E die Blickpunktposition. Ferner erfasst das Steuerteil 10 die Position des Merkmalpunktes T (wünschenswerterweise Positionen der mehreren Merkmalpunkte T) des Gesichts F des Fahrers D im aufgenommenen Bild P (Bezugsbild) und speichert die Positionsbeziehung zwischen der erfassten Position der Augen E und der erfassten Position des Merkmalpunktes T, wodurch bei der schwierigen Erfassung der Position der Augen E die Blickpunktposition aufgrund der dabei erfassten Position des Merkmalpunktes T und der vorgespeicherten Positionsbeziehung abgeschätzt wird.
  • Auch bei der schwierigen Erfassung der Position eines oder beiden Augen E durch die Einwirkung des Außenlichts L3 ist die Position der Augen E abschätzbar, sofern die Position des Merkmalpunktes T durch die Bildaufnahme gewonnen werden kann, wobei sich die Wahrscheinlichkeit der Fehler in der Erfassung der Position der Augen E verringert und somit die Position der Augen E auch beim Einfall des Außenlichts L3 stabil erfasst werden kann.
  • Die Aufnahme des Bildes des Fahrers D erfolgt während der Anzeige des virtuellen Bildes V, so dass eine Situation vorausgesetzt werden kann, in der der Fahrer D an der Eyebox-Seite der HUD 1 zur Frontrichtung des Fahrzeugs (Bildaufnahmerichtung des Fotoapparates 9) blickt und das virtuelle Bild V visuell erkennt (andernfalls kann der Fahrer D das virtuelle Bild nicht visuell erkennen). Andererseits kann die Blickpunktposition mit hoher Genauigkeit leicht abgeschätzt werden, wenn ein aufgenommenes Bild P eines Zustands, in dem der Fahrer D möglichst nach vorne blickt, als Bezugsbild festgesetzt wird, so dass die Schätzungsgenauigkeit der Blickpunktposition durch die Bildaufnahme des Fahrers D während der Anzeige des virtuellen Bildes V erhöht werden kann.
  • Wenn ein aufgenommenes Bild P des Fahrers D, der mit höherer Gewissheit nach vorne blickt, als Bezugsbild festgesetzt wird, kann das Steuerteil 10 die Position der beiden Augen E des Fahrers D in einem durch regelmäßige oder unregelmäßige Bildaufnahme während der Anzeige des virtuellen Bildes V aufgenommenen Bild P erfassen, das Bild P, das zu einem Zeitpunkt, an dem derTrennabstand zwischen den beiden Augen E (hierbei der Abstand zwischen den beiden Pupillen C) ab einer vorbestimmten Bezugszeit (die ein Zeitpunkt des Anfangs der Anzeige des virtuellen Bildes V sein kann) maximal ist, aufgenommen wurde, als Bezugsbild festsetzen, damit das Bezugsbild aktualisieren und aus diesem Bezugsbild die Positionsbeziehung ermitteln sowie speichern.
  • D. h. der Trennabstand zwischen den beiden Augen E ist desto größer, je genauer der Fahrer D nach vorne blickt. Deshalb wird ein neu aufgenommenes Bild P, in dem der Trennabstand zwischen den beiden Augen E größer als der Trennabstand zwischen den beiden Augen E im Bild P als Bezugsbild ist, als Bezugsbild festgesetzt, die daraus erhaltene Positionsbeziehung auf das Steuerteil 10 überschrieben und damit die im Steuerteil 10 gespeicherte Positionsbeziehung aktualisiert, wodurch die Blickpunktposition aufgrund der Positionsbeziehung in der Situation, in der der Fahrer D mit höherer Gewissheit nach vorne blickt, genau abgeschätzt werden kann.
  • Wenn das Steuerteil 10 aufgrund eines aufgenommenen Bildes P eine Information in Bezug auf den Blick des Fahrers D gewinnt und dann aufgrund der gewonnenen Blickinformation angenommen wird, dass der Fahrer D nach vorne blickt, so wird das dabei aufgenommene Bild P als Bezugsbild festgesetzt und die daraus erhaltene Positionsbeziehung gespeichert, wodurch die Blickpunktposition aufgrund der Positionsbeziehung in der Situation, in der der Fahrer D mit höherer Gewissheit nach vorne blickt, genau abgeschätzt werden kann. Zur Erhöhung der Genauigkeit im Bezugsbild davon, dass der Fahrer D nach vorne blickt, kann ein neu aufgenommenes Bild P als Bezugsbild festgesetzt, die daraus erhaltene Positionsbeziehung auf das Steuerteil 10 überschrieben und die im Steuerteil 10 gespeicherte Positionsbeziehung aktualisiert werden, wenn davon ausgegangen wird, dass der Blick des Fahrers D im neu aufgenommenen Bild P genauer als der Blick des Fahrers D im Bild P, das zu einem gewissen Zeitpunkt als Bezugsbild dient, nach vorne gerichtet ist.
  • Zudem kann das Steuerteil 10 die Richtung des Gesichts F des Fahrers D aus der Position des Merkmalpunktes T im aufgenommenen Bild P erfassen und bei der schwierigen Erfassung der Position eines oder beiden Augen E durch die Einwirkung des Außenlichts L3 die Blickpunktposition aufgrund der dabei erfassten Position des Merkmalpunktes T, der vorgespeicherten Positionsbeziehung und der Richtung des Gesichts F abschätzen.
  • Wenn das Steuerteil 10 z. B. die Entfernung K zwischen der Pupille C und dem Ohr Y, wie in 5 gezeigt, als eine Positionsbeziehung in Bezug auf den Fahrer D speichert (zum einfachen Verständnis zeigt 5 die Entfernung zwischen dem Ohr Y und der Pupille C des Fahrers D, obwohl die Positionsbeziehung eigentlich auf dem aufgenommenen Bild P begriffen werden kann), wird die Blickpunktposition auch bei der schwierigen Erfassung der Position der Augen E unter Verwendung der Entfernung K abgeschätzt, sofern das Gesicht F des Fahrers D nach vorne gerichtet ist (s. 5 (a)). Wenn bei der schwierigen Erfassung der Position der Augen E das Gesicht F des Fahrers D um einen Winkel θ schräg gerichtet ist (s. 5 (b)), wird die Blickpunktposition nicht mit der Entfernung K, sondern mit der Entfernung Kcosθ abgeschätzt. D. h. die Sachlage der Herabsetzung der Schätzungsgenauigkeit für die Position der Pupillen C kann unterdrückt werden, auch wenn die beiden Pupillen C in Vor- und Rückwärtsrichtung (Tiefenrichtung) des Fahrzeugs an versetzten Stellen liegen und ihrer Abstand (Entfernung zwischen den Pupillen) in Links- und Rechtsrichtung des Fahrzeugs verengt ist.
  • Im Obenstehenden wurde eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Beispiel dargestellt. Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jedoch nicht auf die obengenannte beschränkt, sondern kann in einem Umfang, der vom Wesen der Erfindung nicht abweicht, den Umständen entsprechend geeignet variiert usw. werden.
  • Beispielsweise wird das Anzeigelicht in der obengenannten Ausführungsform auf die Windschutzscheibe des Fahrzeugs als ein reflektierendes lichtdurchlässiges Bauelement projiziert. Anstatt der Windschutzscheibe kann ein Kombinator verwendet werden.
  • Zudem kann zur Abschätzung der Position eines der beiden Augen E die vom anderen Auge E gewonnene Positionsbeziehung verwendet werden. Wenn die Position der Pupille C des rechten Auges E nicht gewonnen werden kann, aber die Positionen dessen äußeren Augenwinkels E2 und inneren Augenwinkels E3 gewonnen werden können und die Position der Pupille C des linken Auges E sowie die Positionen dessen äußeren Augenwinkels E2 und inneren Augenwinkels E3 gewonnen werden können, so kann die Position der Pupille C des rechten Auges E aufgrund der in Bezug auf das linke Auge E gewonnenen Positionsbeziehung zwischen der Pupille C, dem äußeren Augenwinkel E2 und dem inneren Augenwinkel E3 sowie der Position des äußeren Augenwinkels E2 und des inneren Augenwinkels E3 des rechten Auges E abgeschätzt werden.
  • Des Weiteren kann die Bildaufnahme in einem Zustand, in dem das Gesicht F des Fahrers D nach seinem Sitzen auf dem Fahrersitz des Fahrzeugs der HUD-Anzeige (dem virtuellen Bild V) gegenüberliegt, als Kalibrierung des Fahrerüberwachungssystems erfolgen und das aufgenommene Bild als Bezugsbild festgesetzt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Head-up-Display-Vorrichtung (Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge)
    2
    Windschutzscheibe (reflektierendes lichtdurchlässiges Bauelement)
    9
    Fotoapparat
    10
    Steuerteil (Augenerfassungsmittel, Blickpunktpositionserfassungsmittel, Merkmalpunkterfassungsmittel, Speichermittel, Gesichtsrichtungserfassungsmittel, Blickinformationsgewinnungsmittel)
    C
    Pupille
    D
    Fahrer (Benutzer)
    E
    Auge
    F
    Gesicht
    L1
    Anzeigelicht
    L2
    Infrarotlicht
    P
    aufgenommenes Bild
    T
    Merkmalpunkt
    V
    virtuelles Bild
  • 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 2008126984 A [0005]

Claims (4)

  1. Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge, die auf ein an einem Fahrzeug vorgesehenes reflektierendes lichtdurchlässiges Bauelement ein Anzeigelicht projiziert, durch das auf dem reflektierenden lichtdurchlässigen Bauelement reflektierte Anzeigelicht ein virtuelles Bild erzeugt und über einem das reflektierende lichtdurchlässige Bauelement durchdringenden wirklichen Anblick anzeigt sowie zugleich auf einen Benutzer des Fahrzeugs ein Infrarotlicht projiziert, um ein Bild des Benutzers aufzunehmen, wobei aufgrund des aufgenommenen Bildes eine Blickpunktposition des Benutzers erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Augenerfassungsmittel zur Erfassung der Position von Augen des Benutzers im aufgenommenen Bild, einem Blickpunktpositionserfassungsmittel zur Erfassung der Blickpunktposition aufgrund der durch das Augenerfassungsmittel erfassten Position der Augen, einem Merkmalpunkterfassungsmittel zur Erfassung der Position eines Merkmalpunktes des Benutzers im aufgenommenen Bild und einem Speichermittel zur Speicherung einer Positionsbeziehung zwischen der durch das Augenerfassungsmittel erfassten Position der Augen und der durch das Merkmalpunkterfassungsmittel erfassten Position des Merkmalpunktes versehen ist, und dass das Blickpunktpositionserfassungsmittel bei der schwierigen Erfassung der Position der Augen durch das Augenerfassungsmittel aufgrund der durch das Merkmalpunkterfassungsmittel erfassten Position des Merkmalpunktes und der im Speichermittel gespeicherten Positionsbeziehung die Blickpunktposition abschätzt.
  2. Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Gesichtsrichtungserfassungsmittel zur Erfassung einer Gesichtsrichtung des Benutzers versehen ist, und dass das Blickpunktpositionserfassungsmittel aufgrund der durch das Gesichtsrichtungserfassungsmittel erfassten Gesichtsrichtung die Blickpunktposition abschätzt.
  3. Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Augenerfassungsmittel die Position der beiden Augen des Benutzers in einem aufgenommenen Bild erfasst, das durch regelmäßige oder unregelmäßige Bildaufnahme während der Anzeige des virtuellen Bildes erhalten wird, und dass das Speichermittel die Positionsbeziehung speichert, die von einem Bild gewonnen wird, das zu einem Zeitpunkt, an dem der Trennabstand zwischen den beiden Augen ab einer vorbestimmten Bezugszeit maximal ist, aufgenommen wird.
  4. Anzeigevorrichtung für Fahrzeuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Blickinformationsgewinnungsmittel zur Gewinnung einer Blickinformation des Benutzers versehen ist, dass das Augenerfassungsmittel die Position der Augen in einem aufgenommenen Bild erfasst, das durch regelmäßige oder unregelmäßige Bildaufnahme während der Anzeige des virtuellen Bildes erhalten wird, und dass das Speichermittel aufgrund der durch das Blickinformationsgewinnungsmittel gewonnenen Blickinformation die Positionsbeziehung speichert, die von einem Bild gewonnen wird, das zu einem Zeitpunkt, an dem der Benutzer nach vorne blickt, aufgenommen wird.
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