DE112021004005T5 - Head-up-Display-Vorrichtung - Google Patents

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DE112021004005T5
DE112021004005T5 DE112021004005.7T DE112021004005T DE112021004005T5 DE 112021004005 T5 DE112021004005 T5 DE 112021004005T5 DE 112021004005 T DE112021004005 T DE 112021004005T DE 112021004005 T5 DE112021004005 T5 DE 112021004005T5
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Abstract

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, während des Unterdrückens der Verminderung der visuellen Erkennbarkeit zu ermöglichen, ein Bild (gerade aufrechtes Bild) eines Inhalts anzuzeigen, das gerade aufrecht ist und visuell erkennen gelassen wird. Das Steuerteil der Head-up-Display-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung führt eine Steuerung zum Anzeigen eines gerade aufrechten Bildes, das gerade aufrecht ist und visuell erkennen gelassen wird, in einem realen Raum im Anzeigebereich (Z1) als eine ebene oder gekrümmte schräge Fläche, die zu der Erdoberfläche oder der der Erdoberfläche entsprechenden Fläche (40) von einer dem visuell Erkennenden nahen und unteren Seite zu einer fernen und oberen Seite geneigt ist, durch, wobei das gerade aufrechte Bild im Anzeigebereich (Z1) als eine vom visuell Erkennenden gesehen viereckige Kontur angezeigt wird, wobei eine Konvergenzwinkeldifferenz (θL - θU) zwischen einem oberen Ende (PU) und einem unteren Ende (PL) des Anzeigebereichs (Z1) auf einen Wert unter einem vorgegebenen Schwellenwert (vorzugsweise Konvergenzwinkeldifferenz von 0,2°) eingestellt ist, der wenigstens aufgrund einer der visuellen Erkennbarkeit des Bildes, der Zeit, die für die visuellen Erkennung benötigt wird, und eines psychischen Faktors wie Gefühl der Fremdheit, unangenehmes Gefühl usw. bestimmt ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Head-up-Display (Head-up Display: HUD)-Vorrichtung oder dgl., die z. B. ein Anzeigelicht eines Bildes auf ein Bauteil zum Projizieren wie Windschutzscheibe, Combiner oder dgl. eines Kraftfahrzeugs oder dgl. projiziert (widerspiegelt) und ein virtuelles Bild auf einer Vorderseite oder dgl. eines Fahrers anzeigt.
  • Technischer Hintergrund
  • Eine solche Vorrichtung, bei der zum Zweck der Erhöhung usw. einer Informationserkennbarkeit eines visuell Erkennenden (Fahrer usw.) eine Anzeigefläche eines virtuellen Bildes der HUD-Vorrichtung in Tiefenrichtung geneigt wird, wird vorgeschlagen (vgl. z. B. Patentdokument 1).
  • Wird ein Informationsbild mit der Tiefeninformation (Bild mit Tiefe wie Pfeil, Karte oder dgl.) bei der HUD-Vorrichtung dieser Art (nachstehend ggf. als HUD-Vorrichtung mit der geneigten Bildfläche oder HUD-Vorrichtung mit der schrägen Fläche bezeichnet) gezeigt, wird die Erkennbarkeit erhöht, wobei es auch möglich ist, ein Informationsbild (gerade aufrechtes Bild wie Text, Ziffer usw.) ohne Tiefeninformation (, bei dem im weiteren Sinn der Tiefe kein Gewicht beigemessen wird,) gerade aufrecht visuell erkennen zu lassen, sodass die Zweckmäßigkeit hoch ist.
  • Das Wort „gerade aufrecht“ in der Angabe „gerade aufrecht visuell erkennen lassen“ wird z. B. mit der folgenden Bedeutung verwendet: Falls ein z. B. mit Buchstaben, Ziffern usw. gezeigter Inhalt (Content) auf den Kopf, d. h. in einem vertikal umgekehrten Zustand, gestellt ist oder ferner der Maßstab der Neigung der Anzeigefläche groß oder dgl. ist, kann man ihn nicht oder schwer visuell erkennen (begreifen).
  • Folglich ist es bei der HUD-Vorrichtung erforderlich, bei der Anzeige der Buchstaben, der Ziffern usw. sie als einen richtig gerade aufrechten Inhalt anzuzeigen. Das oben beschriebene Bild (virtuelles Bild) wird als ein gerade aufrechtes Bild (gerade aufrechtes virtuelles Bild) bezeichnet. Das gerade aufrechte Bild wird manchmal so angezeigt, dass der visuell Erkennende ihm gegenüberliegt. Es kann daher ggf. als ein gerade gegenüberliegendes Bild bezeichnet werden.
  • Dokument zum Stand der Technik
  • Patentdokument
  • Patentdokument 1: JP 2018-120135 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Zu lösende Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfinder hat die HUD-Vorrichtung mit der geneigten Bildfläche untersucht und eine folgende neue Aufgabe erkannt. Wird die Anzeige eines Bildes (virtuelles Bild) an einer schrägen Fläche ermöglicht, wird, wie oben beschrieben, die Anzeige des Bildes (virtuelles Bild) mit Tiefenwirkung ermöglicht. Steht ihre Neigung gewissermaßen aufrecht zur Erdoberfläche (oder der Erdoberfläche entsprechende Fläche: entsprechende Fläche davon), kann es auch als gerade aufrechtes Bild hinsichtlich des Inhalts angezeigt werden, bei dem die Buchstaben, die Ziffern usw., bei denen der Tiefenwirkung kein Gewicht beigemessen wird, Bestandteile sind.
  • Wird die schräge Fläche zur Erdoberfläche (entsprechende Fläche davon) stark geneigt, wird jedoch ein Zustand erzeugt, der für die Anzeige mit Tiefenwirkung geeignet ist. Hinsichtlich des gerade aufrechten Bildes entsteht dagegen ein Problem wie die Verminderung der visuellen Erkennbarkeit usw. und es entstehen Probleme, dass die Erkennung durch den visuell Erkennenden erschwert wird, und, auch wenn die Erkennung möglich ist, die Zeit, die bis zur Erkennung erforderlich ist, verlängert wird, bzw. das unangenehme Gefühl oder das Gefühl der Fremdheit subjektiv entsteht.
  • Falls diese Aufgaben nicht offensichtlich werden, kann das gerade aufrechte Bild richtig erkannt werden, mit anderen Worten, das richtige gerade aufrechte Bild kann visuell erkannt werden. Andernfalls kann das gerade aufrechte Bild nicht unterschieden, identifiziert, visuell erkannt usw. werden, oder die visuelle Erkennung oder dgl. ist schwierig.
  • Um die effektive Auslegung der HUD-Vorrichtung, die Kalibrierung der HUD-Vorrichtung, die Initialisierung der HUD-Vorrichtung usw. angemessen durchzuführen, ist es vorteilhaft, einen Indikator als Standard, der beurteilt, ob das richtige gerade aufrechte Bild erkannt werden kann, vorzusehen.
  • Es ist denkbar, z. B. eine Beschränkung vorzusehen, dass, falls ein Bild (virtuelles Bild) nach vorne an einer um x-Meter entfernten Position in Bezug auf einen vorgegebenen Punkt eines Fahrzeugs oder einen Gesichtspunkt des visuell Erkennenden (Fahrer usw.) angezeigt wird, ein Neigungswinkel des Anzeigebereiches zur Erdoberfläche (entsprechende Fläche davon) einen bestimmten Grad nicht unterschreitet.
  • Die menschliche visuelle Erkennbarkeit (Empfindlichkeit der visuellen Erkennung) ist jedoch abhängig vom Abstand bis zum Bild. Falls die Anzeige auf der nahen Vorderseite erfolgt, wird die Empfindlichkeit hoch, und falls die Anzeige auf der Tiefenseite erfolgt, wird die Empfindlichkeit relativ niedrig. Beim oben beschriebenen Vorgabeverfahren verändert sich die Neigung (Neigungswinkel), wenn sich der Abstand verändert, sodass ein vereinheitlichter Standard (Schwellenwert) nicht erzielbar ist und die Nutzbarkeit schlecht ist.
  • Folglich ist es wichtig, einen Indikator als Standard (Schwellenwert) zu erzielen, der einheitlich verwendet werden kann, und einen vorteilhaften Wert des Schwellenwerts angemessen einzustellen. Wird dieser Indikator erzielt, wird ermöglicht, die Neigung der schrägen Fläche (oder des Anzeigebereichs) unter Benutzung des Indikators vorzugeben, bei der das Lesen des gerade aufrechten Bildes nicht verhindert wird, wobei auch die Auslegung oder dgl. erleichtert werden kann. Beim Stand der Technik gemäß Patentdokument 1 usw. wird dieser Punkt nicht geprüft, sodass kein angemessener Indikator erzielt ist.
  • Eines der Ziele der vorliegenden Erfindung ist es, bei der HUD-Vorrichtung mit der geneigten Bildfläche während des Unterdrückens der Verminderung der visuellen Erkennbarkeit zu ermöglichen, das Bild (gerade aufrechtes Bild) des Inhalts anzuzeigen, das gerade aufrecht ist und visuell erkennen gelassen wird.
  • Sonstige Ziele der vorliegenden Erfindung werden unter Berücksichtigung der folgenden als Beispiele gezeigten Ausgestaltungen und der besten Ausführungsform sowie der beigefügten Figuren für den Fachmann klargestellt.
  • Mittel zum Lösen der Aufgabe
  • Im Folgenden werden Ausgestaltungen gemäß der vorliegenden Erfindung beispielhaft gezeigt, um das Verstehen des Wesentlichen der vorliegenden Erfindung zu erleichtern.
  • Die Head-up-Display-Vorrichtung bei der ersten Ausgestaltung weist
    ein Bildanzeigeteil zum Anzeigen eines Bildes,
    eine Optik, die in einem virtuellen Anzeigebereich in einem realen Raum auf der Vorderseite eines visuell Erkennenden den visuellen Erkennenden ein virtuelles Bild des Bildes durch Projizieren eines Lichts des vom Bildanzeigeteil angezeigten Bildes auf ein Bauteil zum Projizieren visuell erkennen lässt, und
    ein Steuerteil zur Steuerung des Anzeigens des Bildes im Bildanzeigeteil auf,
    wobei, falls eine Richtung, die sich nach vorne des visuell Erkennenden im realen Raum richtet, eine Vorderrichtung ist,
    eine Richtung, die zur Vorderrichtung orthogonal steht und sich entlang einer ein linkes Auge mit einem rechten Auge des visuell Erkennenden verbindenden Strecke verläuft, eine Querrichtung ist,
    eine Richtung, die entlang einer zur Vorderrichtung und zur Querrichtung orthogonal stehenden Strecke verläuft, eine vertikale Richtung oder eine Höhenrichtung ist, und eine Richtung, die sich von einer Erdoberfläche oder einer der Erdoberfläche entsprechenden Fläche im realen Raum entfernt, eine Aufwärtsrichtung ist und eine Richtung, die sich der Fläche annähert, eine Abwärtsrichtung ist,
    das Steuerteil
    eine Steuerung zum Anzeigen eines gerade aufrechten Bildes, das gerade aufrecht ist und visuell erkennen gelassen wird, im realen Raum im Anzeigebereich als eine ebene oder gekrümmte schräge Fläche, die zu der Erdoberfläche oder der der Erdoberfläche entsprechenden Fläche von einer dem visuell Erkennenden nahen und unteren Seite zu einer fernen und oberen Seite geneigt ist, durchführt,
    wobei das gerade aufrechte Bild in einem Anzeigebereich angezeigt wird, der vom visuell Erkennenden gesehen eine viereckige Kontur ist, und
    wobei eine Konvergenzwinkeldifferenz zwischen einem oberen Ende und einem unteren Ende des Anzeigebereichs auf einen Wert unter einem vorgegebenen Schwellenwert eingestellt ist, der wenigstens aufgrund einer der visuellen Erkennbarkeit des Bildes, der Zeit, die für die visuelle Erkennung benötigt wird, und eines psychischen Faktors wie Gefühl der Fremdheit, unangenehmes Gefühl usw. bestimmt ist.
  • Bei der ersten Ausgestaltung wird das Ausmaß der Neigung des Anzeigebereichs, bei der das gerade aufrechte Bild richtig visuell erkannt werden kann, mittels eines neuen Indikators (Standard als Schwellenwert) „Konvergenzwinkeldifferenz (Sie kann jedoch durch einen von ihr verursachten Neigungsverzerrungswinkel (vgl. den Winkel θd in 6 (c)) ersetzt werden.)“ beurteilt, wobei die Effizienzsteigerung (oder Erleichterung) der Festlegung und der Einstellung des Ausmaßes der Neigung erfolgt.
  • Der Anzeigebereich weist eine viereckige Kontur auf und eine Seite der Erdoberfläche (oder der Erdoberfläche entsprechende Fläche: Straßenfläche oder dgl.) des Anzeigebereichs ist ein unteres Ende (untere Seite) und eine entgegengesetzte Seite (sich von der Erdoberfläche entfernende Seite) ist ein oberes Ende (obere Seite). Ein Paar von Punkten, die einander entsprechen, wird hier z. B. jeweils am unteren Ende (untere Seite) und am oberen Ende (obere Seite) bestimmt (Sie können an einer beliebigen Position vorgesehen werden; vorzugsweise z. B. ein rechter Endpunkt oder ein linker Endpunkt jedes Endes (jede Seite)). Dieses Paar von Punkten stellt einen ersten Punkt und einen zweiten Punkt dar. Ein Konvergenzwinkel (Winkel, den eine optische Achse bildet, die die Blickrichtung jedes Auges zeigt) im Fall, in dem jedes, nämlich linkes und rechtes, Auge den ersten Punkt sieht, ist ein erster Konvergenzwinkel. Ein Konvergenzwinkel im Fall, in dem jedes Auge den zweiten Punkt sieht, ist ein zweiter Konvergenzwinkel. Eine Differenz zwischen dem ersten Konvergenzwinkel und dem zweiten Konvergenzwinkel (Differenz, die sich aus Subtrahieren des zweiten Konvergenzwinkels vom ersten Konvergenzwinkel ergibt) ist eine „Konvergenzwinkeldifferenz“. Wird diese Konvergenzwinkeldifferenz mit anderen Worten beschrieben, kann sie als „Konvergenzwinkeldifferenz zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende des Anzeigebereichs“ bezeichnet werden.
  • Falls der Anzeigebereich zur Erdoberfläche (entsprechende Fläche davon) z. B. im Wesentlichen senkrecht aufgerichtet ist, liegen das obere Ende (obere Seite) und das untere Ende (untere Seite) des Vierecks in Draufsicht übereinander, bei der das Viereck von oben gesehen ist, wobei der erste Punkt und der zweite Punkt übereinanderliegen. Ist die Länge (Höhe) einer vertikalen Seite des Vierecks kurz ist, kann die von der Höhenposition des ersten und zweiten Punktes verursachte Veränderung eines Abstandes zwischen dem ersten und zweiten Punkt sowie dem linken und rechten Auge ignoriert werden. Im oben beschriebenen Fall sind der erste Konvergenzwinkel und der zweite Konvergenzwinkel hinsichtlich des ersten und zweiten Punktes gleich (im Wesentlichen gleich), sodass die Konvergenzwinkeldifferenz null (im Wesentlichen null) beträgt.
  • Wird der Anzeigebereich zur Erdoberfläche (entsprechende Fläche davon) geneigt und wird das untere Ende (untere Seite) des Vierecks zur Seite des visuell Erkennenden bewegt, entsteht eine Differenz im Wert des Konvergenzwinkels des ersten und zweiten Punktes. Das bedeutet mit anderen Worten: Der erste Konvergenzwinkel wird größer als der zweite Konvergenzwinkel. Folglich beträgt die Konvergenzwinkeldifferenz α (α ist eine ganze Zahl, die größer ist als Null.).
  • Wird der Anzeigebereich weiter geneigt und nähert sich das untere Ende (untere Seite) des Vierecks durch seine Bewegung weiter zur Seite des visuell Erkennenden dem visuell Erkennenden an, nimmt der erste Konvergenzwinkel weiter zu, sodass die Differenz zwischen ihm und dem zweiten Konvergenzwinkel größer wird und die Konvergenzwinkeldifferenz β (β ist eine ganze Zahl, die die Bedingung α < β füllt.) beträgt.
  • Die „Konvergenzwinkeldifferenz zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende des Anzeigebereichs“ ist, wie oben beschrieben, ein Indikator, der das Ausmaß der Neigung des Anzeigebereichs zur Erdoberfläche (entsprechende Fläche davon) zeigt. Da sich der Konvergenzwinkel in Abhängigkeit vom Abstand vom Auge des visuell Erkennenden verändert, schließt er eine Abstandsinformation ein, sodass die Konvergenzwinkeldifferenz ein vereinheitlichter Indikator (Schwellenwert) ist, der die Information des Ausmaßes der Neigung zur Erdoberfläche (entsprechende Fläche davon) des Anzeigebereichs (oder Anzeigefläche des virtuellen Bildes usw.) einschließlich des Abstandes aufweist. Es ist nicht erforderlich, im Unterschied zum Stand der Technik die Neigung mit einer Vorbedingung einzustellen, die so bestimmt ist, dass z. B. zum Abstand von m Meter der Neigungswinkel n beträgt.
  • Ob das richtige gerade aufrechte Bild visuell erkannt werden kann, kann wenigstens aufgrund einer der visuellen Erkennbarkeit des angezeigten Bildes, der Zeit, die für die visuelle Erkennung benötigt wird, und eines psychischen Faktors wie Gefühl der Fremdheit, unangenehmes Gefühl usw. objektiv beurteilt werden, obwohl die visuelle Erkennbarkeit des gerade aufrechten Bildes individuell abweicht und es nicht bestimmt gesagt werden kann. Durch die Verwendung des oben beschriebenen Indikators bei der Beurteilung kann der Schwellenwert erzielt werden, der für die Beurteilung verwendet werden kann.
  • Je stärker die Neigung des Anzeigebereichs wird und je näher sich der erste Punkt dem visuell Erkennenden annähert, um so größer wird der Wert der Konvergenzwinkeldifferenz. Wird z. B. eine Konvergenzwinkeldifferenz in der Nähe einer Grenze, bei der der visuell Erkennende jedes Bildes des linken und rechten Auges im Gehirn fusioniert (synthetisiert) und das gerade aufrechte Bild erkennen kann, als Schwellenwert bestimmt und wird z. B. bei der Auslegung der HUD-Vorrichtung jedes Teil so eingestellt, dass die Konvergenzwinkeldifferenz unter dem Schwellenwert beträgt, kann der visuell Erkennende das gerade aufrechte Bild erkennen, auch wenn es an der schrägen Fläche angezeigt wird. Das bedeutet mit anderen Worten, dass gewährleistet ist, dass die visuelle Erkennbarkeit des gerade aufrechten Bildes vom visuell Erkennenden ein vorgegebenes Niveau überschreitet.
  • Wie oben beschrieben, erfolgt die Effizienzsteigerung oder die Erleichterung der Auslegung, durch die während des Unterdrückens der Verminderung der visuellen Erkennbarkeit das Bild (gerade aufrechtes Bild) des Inhalts, das gerade aufrecht ist und visuell erkennen gelassen wird, angezeigt werden kann. Dieser neue Indikator (Konvergenzwinkeldifferenz oder aufgrund dieser verursachter Neigungsverzerrungswinkel) kann auch für eine Kalibrierung der HUD-Vorrichtung, eine Initialisierung der HUD-Vorrichtung, eine Simulation der Funktion der HUD-Vorrichtung usw. benutzt werden und die Effekte wie Effizienzsteigerung jeder Behandlung usw. sind erzielbar.
  • Bei einer zweiten Ausgestaltung, die von der ersten Ausgestaltung abhängig ist,
    wird der Anzeigebereich sowohl in einen ersten Bereich, der jedes eines virtuellen Bildes eines Bildes mit Tiefe als Bild, das schräg ist und visuell erkennen gelassen wird, und eines virtuellen Bildes des gerade aufrechten Bildes anzeigen kann, als auch in einen zweiten Bereich zum Anzeigen eines virtuellen Bildes des Bildes mit Tiefe unterteilt,
    wobei eine Konvergenzwinkeldifferenz zwischen einem oberen Ende und einem unteren Ende des Anzeigebereichs im ersten Bereich auf einen Wert unter dem vorgegebenen Schwellenwert eingestellt werden kann und eine Konvergenzwinkeldifferenz zwischen einem oberen Ende und einem unteren Ende des Anzeigebereichs im zweiten Bereich auf den vorgegebenen Schwellenwert oder mehr eingestellt werden kann.
  • Bei der zweiten Ausgestaltung ist der Anzeigebereich in den ersten Bereich, der die Beiden des Bildes mit Tiefe und des gerade aufrechten Bildes anzeigen kann, und den zweiten Bereich, der für die Anzeige des Bildes mit Tiefe geeignet ist, unterteilt, wobei die Konvergenzwinkeldifferenz zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende des Anzeigebereichs im zweiten Bereich auf den oben beschriebenen vorgegebenen Schwellenwert oder mehr eingestellt wird.
  • Der Schwellenwert wird, wie oben beschrieben, in Bezug auf die visuelle Erkennbarkeit des gerade aufrechten Bildes usw. eingestellt. Falls der Schwellenwert überschritten wird, vermindert sich die visuelle Erkennbarkeit des gerade aufrechten Bildes, sodass dies für die Anzeige des gerade aufrechten Bildes nicht geeignet ist. Das bedeutet mit anderen Worten, dass dies für die Anzeige eines Bildes mit Tiefe geeignet ist, die schräg ausgedrückt wird (einschließlich eines Bildes, das in der Luft schwebt und sich im Wesentlichen parallel zur Straßenoberfläche oder dgl. erstreckt, oder eines Bildes, das einen Gesichtssinn erteilt, dass es die Straßenoberfläche überlagert). Hinsichtlich des Bildes (virtuelles Bild), das im zweiten Bereich angezeigt wird, wird daher die Konvergenzwinkeldifferenz usw. auf den Schwellenwert oder mehr eingestellt. Falls z. B. das gerade aufrechte Bild im ersten Bereich angezeigt wird und das Bild mit Tiefe im zweiten Bereich angezeigt wird, kann somit die visuelle Erkennbarkeit oder dgl., die für jedes Bild angemessen ist, gewährleistet werden.
  • Bei einer dritten Ausgestaltung, die von der ersten Ausgestaltung oder der zweiten Ausgestaltung abhängig ist,
    funktioniert der vorgegebene Schwellenwert als Schwellenwert zur Beurteilung der Möglichkeit der richtigen visuellen Erkennbarkeit, der zur Beurteilung der Möglichkeit der richtigen Erkennbarkeit des gerade aufrechten Bildes dient,
    wobei die Konvergenzwinkeldifferenz als der vorgegebene Schwellenwert auf 0,2° eingestellt werden kann.
  • Bei der dritten Ausgestaltung wird verdeutlicht, dass der oben beschriebene „vorgegebene Schwellenwert“ konkret z. B. als „Schwellenwert zur Beurteilung der Möglichkeit der richtigen visuellen Erkennbarkeit“ benutzt werden kann und ein vorteilhaftes Beispiel des Wertes 0,2° beträgt.
  • Bei einer vierten Ausgestaltung, die von einer der ersten Ausgestaltung bis zur dritten Ausgestaltung abhängig ist,
    kann, wenn ein vom visuell Erkennenden gesehener Bildwinkel in vertikaler Richtung (oder in Höhenrichtung) als vertikaler Bildwinkel bezeichnet wird, eine Begrenzung der Konvergenzwinkeldifferenz aufgrund des vorgegebenen Schwellenwertes auf den Inhalt des gerade aufrechten Bildes angewandt werden, dessen vertikaler Bildwinkel 0,75° oder weniger beträgt.
  • Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass, falls die Größe des Anzeigeinhalts vergrößert wird, die Fusion der Bilder des linken Auges und des rechten Auges im Gehirn schwieriger wird, auch wenn die Konvergenzwinkeldifferenz gleich ist, wird die Konvergenzwinkeldifferenz zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende bei der vierten Ausgestaltung unter Anwendung des oben beschriebenen Schwellenwertes hinsichtlich des kleinen Inhalts, dessen vertikaler Bildwinkel 0,75° oder weniger beträgt, so eingestellt, dass sie unter dem Schwellenwert beträgt.
  • Es ist festgestellt, dass bei einem gerade aufrechten Inhalt, der größer als diese Größe ist, die Unannehmlichkeit in Hinsicht der Gesichtskreisbehinderung bei der HUD-Vorrichtung zunimmt. Man kann nicht sagen, dass auch die Möglichkeit der Ausführung im gegenwärtigen Zustand hoch ist. Folglich ist es denkbar, dass kein besonderes Problem besteht, auch wenn der Anzeigeinhalt auf die vorgegebene Größe oder kleiner beschränkt wird und der oben beschriebene Schwellenwert angewandt wird.
  • Der Fachmann kann leicht verstehen, dass die Ausgestaltungen gemäß den vorliegenden Erfindungen, die beispielhaft gezeigt wurden, ohne Abweichung vom Gedanken der vorliegenden Erfindung weiter geändert werden können.
  • Figurenliste
    • [1] 1 (A) ist eine Ansicht, die den Aufbau der in ein Fahrzeug eingebauten HUD-Vorrichtung und ein Beispiel des schrägen Anzeigebereichs zeigt. 1 (B) und 1 (C) sind Ansichten, die ein Beispiel eines Mittels zur Verwirklichung des Anzeigebereichs gemäß 1 (A) zeigen.
    • [2] 2 (A) ist eine Ansicht, die den wesentlichen Aufbau der in ein Fahrzeug eingebauten HUD-Vorrichtung und ein Beispiel der Anzeige im Anzeigebereich zeigt. 2 (B) ist eine Ansicht, die ein Beispiel des Anzeigebereichs zeigt, der sowohl aus einem ersten Bereich, der jedes eines virtuellen Bildes eines Bildes mit Tiefe und eines virtuellen Bildes des gerade aufrechten Bildes anzeigen kann, als auch aus einem zweiten Bereich zum Anzeigen eines virtuellen Bildes des Bildes mit Tiefe ausgebildet wird.
    • [3] 3 (A) ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine schräge Fläche (schräger Anzeigebereich) nach vorne angeordnet ist, in der eine Figur eines Pfeils als Bild mit Tiefe angezeigt ist, und der visuell Erkennende sie mit den beiden Augen sieht.
    • 3 (B) ist eine Ansicht, die das mit dem linken Auge gesehene Bild zeigt. 3 (C) ist eine Ansicht, die ein Bild mit Tiefe zeigt, das durch Fusionierung (Synthetisierung) jedes Bildes des linken Auges und des rechten Auges gesehen wird. 3 (D) ist eine Ansicht, die das mit dem rechten Auge gesehene Bild zeigt.
    • [4] 4 (A) ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine schräge Fläche (schräger Anzeigebereich) nach vorne angeordnet ist, in der eine Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeige als gerade aufrechtes Bild angezeigt ist, und der visuell Erkennende sie mit den beiden Augen sieht. 4 (B) ist eine Ansicht, die das mit dem linken Auge gesehene Bild zeigt. 4 (C) ist eine Ansicht, die ein gerade aufrechtes Bild zeigt, das durch Fusionierung (Synthetisierung) jedes Bildes des linken Auges und des rechten Auges gesehen wird. 4 (D) ist eine Ansicht, die das mit dem rechten Auge gesehene Bild zeigt.
    • [5] 5 (A) ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der visuell Erkennende den auf der Straßenoberfläche im Wesentlichen senkrecht aufgerichteten Anzeigebereich mit den beiden Augen sieht. 5 (B) ist eine Ansicht, die den Konvergenzwinkel der beiden Augen gegenüber dem ersten rechten Endpunkt des oberen Endes (obere Seite) des Anzeigebereichs in 5 (A) und dem dem ersten rechten Endpunkt entsprechenden zweiten rechten Endpunkt des unteren Endes (untere Seite) zeigt. 5 (C) ist eine Ansicht, die ein Bild zeigt, bei dem jedes Bild des linken Auges und des rechten Auges fusioniert (synthetisiert) ist.
    • [6] 6 (A) ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der visuell Erkennende den zur Straßenoberfläche im Wesentlichen um 45° schrägen Anzeigebereich mit den beiden Augen sieht. 6 (B) ist eine Ansicht, die den Konvergenzwinkel der beiden Augen gegenüber dem ersten rechten Endpunkt des oberen Endes (obere Seite) des Anzeigebereichs in 6 (A) und dem dem ersten rechten Endpunkt entsprechenden zweiten rechten Endpunkt des unteren Endes (untere Seite) zeigt. 6 (C) ist eine Ansicht, die das mit dem linken Auge gesehene Bild zeigt. 6 (D) ist eine Ansicht, die ein gerade aufrechtes Bild zeigt, bei dem jedes Bild des linken Auges und des rechten Auges fusioniert (synthetisiert) ist. 6 (E) ist eine Ansicht, die das mit dem rechten Auge gesehene Bild zeigt.
    • [7] 7 (A) ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der visuell Erkennende den zur Straßenoberfläche im Wesentlichen um 30° schrägen Anzeigebereich mit den beiden Augen sieht. 7 (B) ist eine Ansicht, die den Konvergenzwinkel der beiden Augen gegenüber dem ersten rechten Endpunkt des oberen Endes (obere Seite) des Anzeigebereichs in 7 (A) und dem dem ersten rechten Endpunkt entsprechenden zweiten rechten Endpunkt des unteren Endes (untere Seite) zeigt. 7 (C) ist eine Ansicht, die das mit dem linken Auge gesehene Bild zeigt. 7 (D) ist eine Ansicht, die den Gesichtssinn zeigt, bei dem die visuelle Erkennung aufgrund der Doppelsicht oder dgl. im Fall der Fusion (Synthese) jedes Bildes des linken Auges und des rechten Auges schwierig ist. 7 (E) ist eine Ansicht, die das mit dem rechten Auge gesehene Bild zeigt.
    • [8] 8 (A) und 8 (B) sind Flussdiagramme, die Beispiele des Auslegungsverfahrens der HUD-Vorrichtung (HUD-Vorrichtung mit der geneigten Bildfläche) zeigen.
    • [9] ist eine Ansicht, die ein Aufbaubeispiel des Anzeigesteuerteils (Steuerteil) bei der HUD-Vorrichtung zeigt.
    • [10] 10 (A) und 10 (B) sind Ansichten, die andere Beispiele der schrägen Anzeigebereiche zeigen.
    • [11] 11 ist ein Diagramm eines Versuchsergebnisses, das den Prozentsatz (y-Achse) der Personen zeigt, die antworteten, dass sie kein unangenehmes Gefühl gegenüber jeder Konvergenzwinkeldifferenz (x-Achse) empfinden.
  • Ausführungsform der Erfindung
  • Eine beste Ausführungsform, die im Folgenden erläutert wird, wird zum Erleichtern des Verstehens der vorliegenden Erfindung benutzt. Folglich sollte der Fachmann darauf achten, dass die vorliegende Erfindung durch die im Folgenden erläuterte Ausführungsform nicht ungerecht beschränkt wird.
  • Es wird auf 1 verwiesen. 1 (A) ist eine Ansicht, die den Aufbau der in ein Fahrzeug eingebauten HUD-Vorrichtung und ein Beispiel des schrägen Anzeigebereichs zeigt. 1 (B) und 1 (C) sind Ansichten, die ein Beispiel eines Mittels zur Verwirklichung des Anzeigebereichs gemäß 1 (A) zeigen. In 1 wird die Richtung entlang der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs 1 (auch als Längsrichtung bezeichnet) als Z-Richtung bestimmt, wobei die Richtung entlang der Breite (Querbreite) des Fahrzeugs 1 (bzw. Querrichtung) als X-Richtung bestimmt wird, und wobei die Höhenrichtung bzw. die Aufwärtsrichtung des Fahrzeugs 1 (sich von der Erdoberfläche oder der entsprechenden Fläche davon (hier Straßenoberfläche) 40 entfernende Richtung der zur ebenen Straßenoberfläche 40 senkrechten Strecke) als Y-Richtung bestimmt wird.
  • In der folgenden Erläuterung kann der Begriff ein auf Vorderseite oder dgl. des visuell Erkennenden vorgesehener virtueller Anzeigebereich (ggf. lediglich als Anzeigebereich bezeichnet) im weiteren Sinn aufgefasst werden. Er kann z. B. eine virtuelle Anzeigefläche (ggf. als Anzeigefläche des virtuellen Bildes bezeichnet) sein, die (dem Anzeigebereich) der Anzeigefläche wie Bildschirm entspricht, an dem das Bild angezeigt wird. Falls ein Bild, das an der virtuellen Anzeigefläche angezeigt wird, z. B. im Bildbereich mit einer vorgegebenen Form (z. B. Viereck) der vorgegebenen Größe angeordnet wird, kann der Bildbereich als ein Anzeigebereich (bzw. Teil der Anzeigefläche des virtuellen Bildes) angesehen werden. In der folgenden Erläuterung wird er lediglich als „Anzeigebereich“ unter Berücksichtigung der obigen Tatsache bezeichnet.
  • In der Erläuterung usw. der Form des Anzeigebereichs werden ggf. die Ausdrücke „aufwärts“ und „abwärts“ verwendet. Hier wird zur Erleichterung der Erläuterung die Richtung (auch Höhenrichtung des Fahrzeugs 1) entlang der zur Straßenoberfläche 40 senkrechten Strecke (Normale) als vertikale Richtung bestimmt. Falls die Straßenoberfläche horizontal ist, ist die senkrechte Richtung nach unten die Abwärtsrichtung und die entgegengesetzte Richtung die Aufwärtsrichtung. Dies kann auch auf die Erläuterung der anderen Zeichnungen angewandt werden.
  • Wie in 1 (A) gezeigt, ist die HUD-Vorrichtung 100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels im Inneren eines Armaturenbretts 41 eines Fahrzeugs (Eigenfahrzeug) 1 eingebaut. Die HUD-Vorrichtung 100 kann an der Vorderseite des Fahrzeugs 1 ein gerade aufrechtes Bild, das gerade aufrecht ist und visuell erkennen gelassen wird (Es ist ein Bild, bei dem der Tiefe kein besonderes Gewicht beigemessen wird, und wird auch als aufrechtes Bild bezeichnet, wobei es z. B. aus Ziffern, Buchstaben usw. ausgebildet werden kann), in einem Anzeigebereich PS1, der einen zur Straßenoberfläche 40 schrägen Bereich aufweist, und ein Bild mit Tiefe, bei dem die Tiefe ein wichtiger Bestandteil ist (Es kann auch als schräges Bild bzw. schräge Abbildung bezeichnet werden; z. B. sich entlang der Straßenoberfläche 40 erstreckender Pfeil usw. für die Navigation), anzeigen.
  • Die HUD-Vorrichtung 100 weist ein Anzeigeteil (Es wird ggf. auch als Bildanzeigeteil bezeichnet; konkret z. B. als Bildschirm) 160 mit einer Anzeigefläche 164 zum Anzeigen eines Bildes, eine Optik 120, die ein optisches Bauteil umfasst, das ein das Bild anzeigendes Anzeigelicht K auf eine Windschutzscheibe als Bauteil zum Projizieren (lichttransparentes Reflexionsbauteil) 2 projiziert, und einen Lichtaustrittsteil (Bildprojektionsteil) 150 auf, wobei das optische Bauteil 120 einen gekrümmten Spiegel 170 (auch als Hohlspiegel bzw. vergrößernder Reflexionsspiegel bezeichnet) mit einer Reflexionsfläche 179 aufweist, wobei bei der Reflexionsfläche 179 des gekrümmten Spiegels 170 so ausgebildet werden kann, dass keine Form, deren Krümmungsradius gleichmäßig ist, sondern z. B. eine Form ausgewählt werden kann, die z. B. aus einer Ansammlung von Teilbereichen mit mehreren Krümmungsradien besteht, wobei z. B. ein Auslegungsverfahren einer frei gekrümmten Fläche benutzt werden kann (Sie kann auch die frei gekrümmte Fläche selbst sein.). Die frei gekrümmte Fläche ist eine gekrümmte Fläche, die mit einer einfachen Formel nicht dargestellt werden kann und die gekrümmte Fläche ausdrückt, bei der Schnittpunkte und Krümmungsradien im Raum vielmals bestimmt sind und jeweilige Schnittpunkte mittels einer Gleichung höherer Ordnung interpoliert werden. Die Form der Reflexionsfläche 179 übt einen erheblich großen Einfluss auf die Form des Anzeigebereichs PS1 und die Beziehung mit der Straßenoberfläche aus.
  • Die Form des Anzeigebereichs PS1 wird von der Form der Reflexionsfläche 179 des gekrümmten Spiegels (Hohlspiegel) 130, der Form der gekrümmten Fläche der Windschutzscheibe (lichttransparentes Reflexionsbauteil 2) und der Form der anderen optischen Bauteile (z. B. Korrekturspiegel), die in die Optik 120 eingebaut werden, beeinflusst. Sie wird auch von der Form der Anzeigefläche 164 des Anzeigeteils 160 (Sie ist normalerweise eben, jedoch kann die Gesamtheit oder ein Teil nicht eben sein.) und der Anordnung der Anzeigefläche 164 gegenüber der Reflexionsfläche 179 beeinflusst. Der gekrümmte Spiegel (Hohlspiegel) 170 ist jedoch ein vergrößernder Reflexionsspiegel und übt einen erheblich großen Einfluss auf die Form des Anzeigebereichs (Anzeigefläche des virtuellen Bildes) aus. Wird die Form der Reflexionsfläche 179 des gekrümmten Spiegels (Hohlspiegel) 170 variiert, verändert sich die Form des Anzeigebereichs (Anzeigefläche des virtuellen Bildes) PS1 tatsächlich.
  • Der Anzeigebereich PS1, der sich von einem nahen Ende U1 bis zu einem fernen Ende U3 einstückig erstreckt, wird dadurch ausgebildet, dass die Anzeigefläche 164 des Anzeigeteils 160 in einem Kreuzungswinkel von weniger als 90 Grad gegenüber der Lichtachse (Hauptlichtachse, die einem Hauptlichtstrahl entspricht) schräg angeordnet wird.
  • Die Form der gekrümmten Fläche des Anzeigebereichs PS1 kann durch die Regelung der optischen Charakteristik des gesamten Bereichs oder eines Teils des Bereichs in der Optik, die Regelung der Anordnung der optischen Bauteile und der Anzeigefläche 164, die Regelung der Form der Anzeigefläche 164 oder eine Kombination dieser Regelungen geregelt werden. Auf diese Weise kann die Form der Anzeigefläche des virtuellen Bildes verschieden geregelt werden. Somit kann der Anzeigebereich PS1 mit dem ersten Bereich Z1 und dem zweiten Bereich Z2 verwirklicht werden.
  • Das bedeutet mit anderen Worten, dass der Anzeigebereich PS1 in den ersten Bereich Z1, der die beiden Bilder des Bildes mit Tiefe (schräges Bild) und des gerade aufrechten Bildes (aufrechtes Bild) anzeigen kann, und in den zweiten Bereich, der für die Anzeige des Bildes mit Tiefe (schräges Bild) geeignet ist (mit anderen Worten: ausschließlich für die Anzeige des Bildes mit Tiefe verwendet wird), unterteilt ist.
  • Im Folgenden wird dieser Punkt näher erläutert: Wie auf der linken Seite und am linken unteren Teil in 1 (B) gezeigt, werden die Ausgestaltung und das Ausmaß der gesamten Neigung des Anzeigebereichs (einschließlich der Anzeigefläche des virtuellen Bildes) PS1 aufgrund der Ausgestaltung und des Ausmaßes der Neigung der Anzeigefläche 164 des Anzeigeteils 160 geregelt. Beim Beispiel gemäß 1 (B) wird die durch die gekrümmte Fläche der Windschutzscheibe (lichttransparentes Reflexionsbauteil 2) verursachte Verzerrung des Anzeigebereichs (Anzeigefläche des virtuellen Bildes) durch die Form der gekrümmten Fläche der Reflexionsfläche 179 des gekrümmten Spiegels (Hohlspiegel oder dgl.) 170 korrigiert. Infolgedessen wird der ebene Anzeigebereich (Anzeigefläche des virtuellen Bildes) PS1 erzeugt.
  • Wie auf der rechten Seite und am rechten unteren Teil in 1 (B) gezeigt, kann das Ausmaß der Entfernung des Anzeigebereichs (Anzeigefläche des virtuellen Bildes) PS1 als schräge Fläche von der Straßenoberfläche 40 durch die Regelung einer Anordnungsbeziehung zwischen dem optischen Bauteil (hier gekrümmter Spiegel (Hohlspiegel oder dgl.) 170) und der Anzeigefläche 164, mit anderen Worten, durch Variieren der relativen Beziehung mit dem optischen Bauteil (gekrümmter Spiegel 170) z. B. durch die Drehung der Anzeigefläche 164 geregelt werden.
  • Wie in 1 (C) gezeigt, wird ein Abstand zur Anzeige des virtuellen Bildes in der Nähe vom Ende (nahes Ende) U1 auf der dem Fahrzeug 1 nahen Seite des Anzeigebereichs PS1 durch die Regelung der Form der Reflexionsfläche des gekrümmten Spiegels (Hohlspiegel oder dgl.) 170 als optisches Bauteil (oder durch Regelung der Form der Anzeigefläche 164 des Anzeigeteils 160) geändert, wodurch die Umgebung des nahen Endes U1 zur Seite der Straßenoberfläche gebogen wird und so gesteuert wird, dass sie der Straßenoberfläche gegenübersteht (mit anderen Worten, als aufrechte Fläche ausgebildet wird). Somit wird der Anzeigebereich PS1 mit dem schrägen Abschnitt erzielt.
  • Wie auf der oberen Seite in 1 (C) gezeigt, kann die Reflexionsfläche 179 des gekrümmten Spiegels 170 in drei Teile (Abschnitte), d. h. Nahe (naher Anzeigeteil), Zentral (Zwischen(Zentral)-Anzeigeteil) und Fern (ferner Anzeigeteil), unterteilt werden.
  • Nahe ist ein Teil zum Erzeugen eines Anzeigelichts E1 (in 4 (A) und 4 (B) mit einer strichpunktierten Linie gezeigt), der dem nahen Ende U1 des Anzeigebereichs PS1 entspricht, Zentral ist ein Teil zum Erzeugen eines Anzeigelichts E2 (mit einer gebrochenen Linie gezeigt), der dem Zwischenteil (Zentralteil) U2 entspricht, und Fern ist ein Teil zum Erzeugen eines Anzeigelichts E3 (mit einer durchgehenden Linie gezeigt), der dem fernen Ende U3 des Anzeigebereichs PS1 entspricht.
  • In 1 (C) sind die Teile von Zentral und Fern dem gekrümmten Spiegel (Hohlspiegel oder dgl.) 170 im Fall zum Erzeugen des ebenen Anzeigebereichs PS1 gemäß 1 (B) gleich. Der Krümmungsradius des Teils Nahe gemäß 1 (C) ist jedoch kleiner im Vergleich mit dem Fall gemäß 1 (B) eingestellt. Die Vergrößerung, die dem Teil Nahe entspricht, wird dann größer.
  • Die Vergrößerung (als c bezeichnet) der HUD-Vorrichtung 100 kann mit einem Abstand (als a bezeichnet) von der Anzeigefläche 164 des Anzeigeteils 160 bis zu einer Windschutzscheibe 2 und einem Abstand (als b bezeichnet), in dem das von der Windschutzscheibe (lichttransparentes Reflexionsbauteil) 2 reflektierte Licht über einen Gesichtspunkt A an einem Abbildungspunkt abgebildet wird, als c = b/a dargestellt werden. Wird der Krümmungsradius des Teils Nahe kleiner, wird a kleiner, wobei die Vergrößerung größer wird und das Bild an einer vom Fahrzeug 1 ferneren Position abgebildet wird. D. h.: Im Fall gemäß 1 (C) ist der Abstand zum Anzeigen des virtuellen Bildes im Vergleich mit dem Fall gemäß 1 (B) breit.
  • Folglich wird das nahe Ende U1 des Anzeigebereichs PS1 vom Fahrzeug 1 entfernt, wobei sich das nahe Ende U1 in einer gebogenen Form zur Seite der Straßenoberfläche 40 krümmt. Infolgedessen wird der erste Bereich Z1 ausgebildet. Somit wird der Anzeigebereich PS1 mit dem ersten Bereich Z1 und dem zweiten Bereich Z2 erzielt.
  • Anschließend wird auf 2 verwiesen. 2 (A) ist eine Ansicht, die den wesentlichen Aufbau der in ein Fahrzeug eingebauten HUD-Vorrichtung und ein Beispiel der Anzeige im Anzeigebereich zeigt. 2 (B) ist eine Ansicht, die ein Beispiel des Anzeigebereichs zeigt, der sowohl aus einem ersten Bereich, der jedes eines virtuellen Bildes eines Bildes mit Tiefe und eines virtuellen Bildes des gerade aufrechten Bildes anzeigen kann, als auch aus einem zweiten Bereich zum Anzeigen eines virtuellen Bildes des Bildes mit Tiefe ausgebildet wird. Den Teilen in 2, die denjenigen gemäß 1 entsprechen, sind dieselben Bezugszeichen gegeben.
  • Wie in 2 gezeigt, umfasst die HUD-Vorrichtung 100 ein Anzeigeteil (z. B. ein lichtdurchlässiger Bildschirm) 160 mit einer Anzeigefläche 164, einen Reflexionsspiegel 165 und einen gekrümmten Spiegel (z. B. Hohlspiegel mit einer Reflexionsfläche 179; Die Reflexionsfläche ist ggf. eine frei gekrümmte Fläche.) 170 als optisches Bauteil, auf das ein Anzeigelicht projiziert wird. Das auf dem Anzeigeteil 160 angezeigte Bild wird über den Reflexionsspiegel 165 und den gekrümmten Spiegel 170 auf einen Bereich 5 zum Projizieren der Windschutzscheibe 2 als Bauteil zum Projizieren projiziert. Bei der HUD-Vorrichtung 100 können auch mehrere gekrümmte Spiegel vorgesehen werden. Ein Aufbau, bei dem zusätzlich zum Spiegel (optisches Reflexionselement) der vorliegenden Ausführungsform oder statt eines Teils (oder der Gesamtheit) des Spiegels (optisches Reflexionselement) der vorliegenden Ausführungsform ein optisches Brechungselement wie Linse oder dgl. und ein funktionales optisches Element wie diffraktives optisches Element oder dgl. enthalten sind, kann ausgewählt werden.
  • Ein Teil des Anzeigelichts des Bildes wird von der Windschutzscheibe 2 reflektiert und fällt in einen innerhalb einer vorher eingestellten Eyebox (dreidimensional, jedoch zur Erleichterung der Erläuterung flach dargestellt) EB (oder auf dem EB) liegenden Gesichtspunkt (Auge) A des Fahrers oder dgl. ein und wird an der Vorderseite des Fahrzeugs 1 abgebildet, sodass verschiedene Bilder (virtuelle Bilder) auf dem virtuellen Anzeigebereich (Anzeigefläche des virtuellen Bildes) PS1 angezeigt werden. Z. B. sind eine Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeige SP als gerade aufrechtes Bild (gerade aufrechtes virtuelles Bild) und ein Bild (virtuelles Bild) Aw' eines Pfeils für die Navigation als Anzeige mit Tiefe als Beispiele der Anzeige im ersten Bereich Z1 des Anzeigebereichs PS1 in 2 (A) gezeigt. Im zweiten Bereich Z2 ist ein Bild (virtuelles Bild) AW des Pfeils für die Navigation gezeigt, der sich entlang der Straßenoberfläche 40 von der nahen Vorderseite des Fahrzeugs 1 zur Tiefenseite erstreckt.
  • Wie in 2 (B) gezeigt, stellt der Winkel (Neigungswinkel), den der erste Bereich Z1 mit der Straßenoberfläche 40 bildet, θ1 (0 < θ1 < 90°) dar, wobei der Winkel (Neigungswinkel), den der zweite Bereich Z2 mit der Straßenoberfläche 40 bildet, θ2 (0 < θ2 < θ1) darstellt. Der erste und zweite Bereich Z1, Z2 sind ebenfalls schräge Bereiche (oder ein Bereich mit wenigstens einem schrägen Teil).
  • Anschließend wird auf 3 verwiesen. 3 (A) ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine schräge Fläche (schräger Anzeigebereich) nach vorne angeordnet ist, in der eine Figur eines Pfeils als Bild mit Tiefe angezeigt ist, und der visuell Erkennende sie mit den beiden Augen sieht. 3 (B) ist eine Ansicht, die das mit dem linken Auge gesehene Bild zeigt. 3 (C) ist eine Ansicht, die ein Bild mit Tiefe zeigt, das durch Fusionierung (Synthetisierung) jedes Bild des linken Auges und des rechten Auges gesehen wird. 3 (D) ist eine Ansicht, die das mit dem rechten Auge gesehene Bild zeigt.
  • In 3 (A) ist ein Zwischenpunkt C0 an einer zentralen Position zwischen dem linken Auge A1 und dem rechten Auge A2 gezeichnet. Ein Bild, das durch Fusionierung des vom linken Auge A1 gesehenen Bildes und des vom rechten Auge A2 gesehenen Bildes im Gehirn des visuell Erkennenden erzielt wird, kann als Bild an der Zwischenposition C0 zur Erleichterung der Erläuterung bezeichnet werden.
  • In 3 (A) ist ein Bild (virtuelles Bild) AW des sich schräg erstreckenden Pfeils für die Navigation im zweiten Bereich Z2 des Anzeigebereichs PS1 angezeigt. Werden die Bilder (Bilder mit einer Parallaxe der beiden Augen) des linken Auges A1 und des rechten Auges A2 gemäß 3 (B), (D) fusioniert (synthetisiert), wird ein Bild mit Tiefenwirkung (Dreidimensionalität) wie 3 (C) visuell erkannt. Das bedeutet mit anderen Worten, dass das Bild (virtuelles Bild) AW des Pfeils durch die Änderung der Bildform, die durch die Positionsverschiebung des oberen Endes des Bildwinkels und des unteren Endes des Bildwinkels beim linken Auge A1 und beim rechten Auge A2 verursacht wird, natürlich so visuell erkannt wird, dass es zur Tiefenseite schräg ist, sodass sich die visuelle Erkennbarkeit oder die Erkennbarkeit erhöht.
  • Anschließend wird auf 4 verwiesen. 4 (A) ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine schräge Fläche (schräger Anzeigebereich) nach vorne angeordnet ist, in der eine Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeige als gerade aufrechtes Bild angezeigt ist, und der visuell Erkennende sie mit den beiden Augen sieht. 4 (B) ist eine Ansicht, die das mit dem linken Auge gesehene Bild zeigt. 4 (C) ist eine Ansicht, die ein gerade aufrechtes Bild zeigt, das durch Fusionierung (Synthetisierung) jedes Bildes des linken Auges und des rechten Auges gesehen wird. 4 (D) ist eine Ansicht, die das mit dem rechten Auge gesehene Bild zeigt.
  • In 4 (A) ist ein Bild (virtuelles Bild) der Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeige SP (Anzeige „120 km/h“; wie in 4 (B) angegeben) im ersten Bereich Z1 des Anzeigebereichs PS1 gezeigt. Diese Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeige SP ist eine Anzeige als gerade aufrechtes Bild (gerade aufrechtes virtuelles Bild), das im ersten schrägen Bereich Z1 angezeigt wird, gerade aufrecht ist und visuell erkennen gelassen wird.
  • Falls der Neigungswinkel des ersten Bereichs Z1 zur Straßenoberfläche 40 nicht so klein ist und der erste Bereich Z1 zu einem gewissen Ausmaß aufrecht ist, wird die Erkennbarkeit durch den visuell Erkennenden nicht verhindert, sodass die visuelle Erkennung des gerade aufrechten Bildes (Lesen der Information als gerade aufrechtes Bild) möglich ist. Werden z. B. die Bilder (Bilder mit einer Parallaxe der beiden Augen) des linken Auges A1 und des rechten Auges A2 gemäß 4 (B) und 4 (D) in diesem Fall fusioniert (synthetisiert), wird die Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeige SP als aufrechtes Bild wie 4 (C) visuell erkannt.
  • Die Erscheinung im Fall, in dem der Neigungswinkel des ersten Bereichs Z1 zur Straßenoberfläche 40 klein ist und die Fusionierung (Synthetisierung) der Bilder des linken und rechten Auges scheitert (keine Fusionierung erfolgt), weicht individuell ab, sodass z. B. die Gesamtheit schräg gesehen wird oder das von einem der Augen gesehenen Bild in einer geänderten Form gesehen wird. Auf jeden Fall vermindert sich die visuelle Erkennbarkeit, wobei die Erkenntniszeit zunimmt und dies subjektiv (aus dem psychischen Faktor) nicht angenehm erfasst wird.
  • Anschließend wird auf 5 verwiesen. 5 (A) ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der visuell Erkennende den auf der Straßenoberfläche im Wesentlichen senkrecht aufgerichteten Anzeigebereich mit den beiden Augen sieht. 5 (B) ist eine Ansicht, die den Konvergenzwinkel der beiden Augen gegenüber dem ersten rechten Endpunkt des oberen Endes (obere Seite) des Anzeigebereichs in 5 (A) und dem dem ersten rechten Endpunkt entsprechenden zweiten rechten Endpunkt des unteren Endes (untere Seite) zeigt. 5 (C) ist eine Ansicht, die ein Bild zeigt, bei dem jedes Bild des linken Auges und des rechten Auges fusioniert (synthetisiert) ist.
  • In der folgenden Erläuterung weist der Anzeigebereich eine Kontur mit einer vorgegebenen Form (hier Viereck) auf, wobei eine Seite der Erdoberfläche (oder entsprechende Fläche davon: Straßenoberfläche oder dgl.) des Anzeigebereichs ein unteres Ende (untere Seite) ist und eine entgegengesetzte Seite (sich von der Erdoberfläche entfernende Seite) ein oberes Ende (obere Seite) ist. Das „Viereck“, das die Form des Anzeigebereichs zeigt, wird im weiteren Sinn aufgefasst und schließt z. B. Rechteck, Quadrat, Trapez, Parallelogramm usw. ein.
  • In 5 (A) ist der Anzeigebereich (hier der erste Bereich Z1) gezeigt, der auf Vorderseite des visuell Erkennenden zur Straßenoberfläche 40 im Wesentlichen senkrecht aufgerichtet ist. Der visuell Erkennende sieht mit den beiden Augen A1, A2 das im ersten Bereich Z1 angezeigte Bild (virtuelles Bild). Wie in 5 (C) gezeigt, ist das angezeigte Bild (virtuelles Bild) die bereits gezeigte Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeige SP.
  • In 5 (A) ist das untere Ende des Bildwinkels (nachfolgend ggf. lediglich als unteres Ende oder untere Seite bezeichnet) im Anzeigebereich (erster Bereich Z1) mit einem Zeichen PL gezeigt, wobei das obere Ende des Bildwinkels (nachfolgend ggf. lediglich als oberes Ende oder obere Seite bezeichnet) mit einem Zeichen PU gezeigt ist.
  • 5 (B) zeigt den Konvergenzwinkel aufgrund der Parallaxe der beiden Augen des visuell Erkennenden in Draufsicht im Fall, in dem die untere Seite von der oberen Seite (Seite der -Y-Richtung in der Figur, die mit dem Pfeil gezeigt ist) gemäß 5 (A) gesehen ist.
  • Am unteren Ende (untere Seite) PL und oberen Ende (obere Seite) PU in 5 (B) ist jeweils ein Paar von Punkten bestimmt, die einander entsprechen (Sie können an einer beliebigen Position vorgesehen werden; vorzugsweise z. B. ein rechter Endpunkt oder ein linker Endpunkt jedes Endes (jede Seite)). In 5 (B) sind der rechte Endpunkt R1 des unteren Endes (untere Seite) und der rechte Endpunkt R2 des oberen Endes (obere Seite) bestimmt. Der Punkt R1 wird als erster Punkt und der Punkt R2 wird als zweiter Punkt bezeichnet.
  • Der Konvergenzwinkel im Fall, in dem der erste Punkt R1 vom linken und rechten Auge A1, A2 gesehen wird (Winkel, den eine optische Achse bildet, die die Blickrichtung jedes Auges A1, A2 zeigt), wird als erster Konvergenzwinkel θL bezeichnet und der Konvergenzwinkel im Fall, in dem der zweite Punkt R2 gesehen wird, wird als zweiter Konvergenzwinkel θU bezeichnet. Eine Differenz zwischen dem ersten Konvergenzwinkel θL und dem zweiten Konvergenzwinkel θU (Differenz, die sich aus Subtrahieren des zweiten Konvergenzwinkels θU vom ersten Konvergenzwinkel θL ergibt) wird als „Konvergenzwinkeldifferenz“ bezeichnet. Wird diese Konvergenzwinkeldifferenz mit anderen Worten beschrieben, kann sie als „Konvergenzwinkeldifferenz zwischen dem oberen Ende (oder der oberen Seite) und dem unteren Ende (oder der unteren Seite) des Anzeigebereichs“ bezeichnet werden.
  • Beim Beispiel gemäß 5 ist der Anzeigebereich (erster Bereich Z1) zur Straßenoberfläche 40 im Wesentlichen senkrecht aufgerichtet, sodass in Draufsicht, in der das Viereck der Kontur des Anzeigebereichs (erster Bereich Z1) von oben gesehen ist, das obere Ende (obere Seite) PU und das untere Ende (untere Seite) PL des Vierecks übereinanderliegen und der erste Punkt R1 und der zweite Punkt R2 übereinanderliegen. Ist die Länge der vertikalen Seite des Vierecks (Länge der den ersten Bereich Z1 gemäß 5 (A) zeigenden Strecke: mit anderen Worten Höhe des ersten Bereichs in Bezug auf die Straßenoberfläche 40) kurz, kann die von der Höhenposition des ersten und zweiten Punktes R1, R2 verursachte Differenz der Abstände (Schwankungsmenge des Abstandes) zwischen dem ersten und zweiten Punkt R1, R2 und dem linken und rechten Auge A1, A2 ignoriert werden. Im oben beschriebenen Fall sind die Werte des ersten und zweiten Konvergenzwinkels θL, θU hinsichtlich des ersten und zweiten Punktes R1, R2 gleich (im Wesentlichen gleich), wobei die Konvergenzwinkeldifferenz null (im Wesentlichen null) beträgt.
  • Wie in 5 (C) gezeigt, wird das Bild (Bild an der zentralen Position C0; als Bild von C0 abgekürzt), bei dem jedes Bild des linken Auges und des rechten Auges fusioniert (synthetisiert) ist, als aufrechtes Bild visuell erkannt, wobei kein Problem in der visuellen Erkennbarkeit der Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeige SP entsteht.
  • Anschließend wird auf 6 verwiesen. 6 (A) ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der visuell Erkennende den zur Straßenoberfläche im Wesentlichen um 45° schrägen Anzeigebereich mit den beiden Augen sieht. 6 (B) ist eine Ansicht, die den Konvergenzwinkel der beiden Augen gegenüber dem ersten rechten Endpunkt des oberen Endes (obere Seite) des Anzeigebereichs in 6 (A) und dem dem ersten rechten Endpunkt entsprechenden zweiten rechten Endpunkt des unteren Endes (untere Seite) zeigt. 6 (C) ist eine Ansicht, die das mit dem linken Auge gesehene Bild zeigt. 6 (D) ist eine Ansicht, die ein gerade aufrechtes Bild zeigt, bei dem jedes Bild des linken Auges und des rechten Auges fusioniert (synthetisiert) ist. 6 (E) ist eine Ansicht, die das mit dem rechten Auge gesehene Bild zeigt.
  • Wie in 6 (A) gezeigt, ist der Anzeigebereich (erster Bereich Z1) mit einem Winkel von etwa 45° zur Straßenoberfläche 40 schräg angeordnet. Das untere Ende (untere Seite) des die Kontur des ersten Bereichs Z1 zeigenden Vierecks bewegt sich zur Seite des visuell Erkennenden. Gemäß 6 (B) nähert sich das untere Ende (untere Seite) PL weiter als das obere Ende (obere Seite) PU dem visuell Erkennenden an. Infolgedessen entsteht die Differenz zwischen jedem Wert des ersten Konvergenzwinkels θL zum ersten Punkt R1 und des zweiten Konvergenzwinkels θU zum zweiten Punkt R2. Das bedeutet mit anderen Worten, dass der erste Konvergenzwinkel θL größer wird als der zweite Konvergenzwinkel θU. Folglich beträgt die Konvergenzwinkeldifferenz α (α ist eine ganze Zahl, die größer ist als Null.).
  • Anschließend wird auf 6 (C), (E) verwiesen. Der Anzeigebereich Z1, insbesondere seine obere Seite, ist zur Tiefenseite schräg und die Last des linken Auges A1 und des rechten Auges A2 wird in diesem Punkt größer. Aufgrund der Parallaxe der beiden Augen verzerrt sich das Viereck beim Bild, das vom linken Auge A1 gesehen wird, zur linken Seite, wobei sich das Viereck beim Bild, das vom rechten Auge A2 gesehen wird, sich nach rechts verzerrt. Infolgedessen wird das Bild im Wesentlichen als Form des Parallelogramms visuell erkannt. Auch in diesem Punkt wird die visuelle Erkennung des gerade aufrechten Bildes (Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeige SP) schwieriger.
  • Das menschliche Auge kann allerdings das gerade aufrechte Bild nach der Korrektur der Tiefe, der Verzerrung in Querrichtung usw. gewissermaßen erkennen und die Grenze der Korrekturfunktion (Erkennungsfunktion) wird beim Beispiel gemäß 6 nicht überschritten. Folglich kann die Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeige SP als das gerade aufrechte Bild, wie in 6 (D) gezeigt, vorläufig korrekt visuell erkannt werden.
  • Anschließend wird auf 7 verwiesen. 7 (A) ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der visuell Erkennende den zur Straßenoberfläche im Wesentlichen um 30° schrägen Anzeigebereich mit den beiden Augen sieht. 7 (B) ist eine Ansicht, die den Konvergenzwinkel der beiden Augen gegenüber dem ersten rechten Endpunkt des oberen Endes (obere Seite) des Anzeigebereichs in 7 (A) und dem dem ersten rechten Endpunkt entsprechenden zweiten rechten Endpunkt des unteren Endes (untere Seite) zeigt. 7 (C) ist eine Ansicht, die das mit dem linken Auge gesehene Bild zeigt. 7 (D) ist eine Ansicht, die den Gesichtssinn zeigt, bei dem die visuelle Erkennung aufgrund der Doppelsicht oder dgl. im Fall der Fusion (Synthese) jedes Bildes des linken Auges und des rechten Auges schwierig ist. 7 (E) ist eine Ansicht, die das mit dem rechten Auge gesehene Bild zeigt.
  • Wie in 7 (A) gezeigt, ist der Anzeigebereich (erster Bereich Z1) zur Straßenoberfläche 40 weiter geneigt. Wie in 7 (B) gezeigt, bewegt sich das untere Ende (untere Seite) PL des Vierecks weiter zur Seite des visuell Erkennenden und nähert sich dem visuell Erkennenden an. Infolgedessen nimmt der erste Konvergenzwinkel θL weiter zu. Folglich wird die Differenz zum zweiten Konvergenzwinkel θU größer, wobei die Konvergenzwinkeldifferenz (θL - θU) β (β ist eine ganze Zahl, die die Bedingung α < β füllt.) beträgt.
  • Beim Beispiel gemäß 7 erfolgt das Überschreiten der menschlichen Grenze der Korrekturfunktion der Tiefe und der Verzerrung in Querrichtung, sodass die richtige Fusionierung nicht möglich ist. Folglich kann die Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeige SP als das gerade aufrechte Bild, nicht richtig visuell erkannt werden, wie in 7 (C) - (E) gezeigt. Da es schwierig ist, eine konkrete Ansicht darzustellen, ist sie in der Figur lediglich als SP bezeichnet.
  • Wie oben anhand der 5 bis 7 erläutert, kann die „Konvergenzwinkeldifferenz (θL - θU) zwischen dem oberen Ende (obere Seite) und dem unteren Ende (untere Seite) des Anzeigebereichs“ ein Indikator sein, der das Ausmaß der Neigung des Anzeigebereichs zur Erdoberfläche (entsprechende Fläche davon) zeigt.
  • Da sich der Konvergenzwinkel θL, θU in Abhängigkeit vom Abstand vom Auge A1, A2 des visuell Erkennenden verändert, schließt er eine Abstandsinformation ein, sodass die Konvergenzwinkeldifferenz (θL - θU) ein vereinheitlichter Indikator (Schwellenwert) ist, der die Information des Ausmaßes der Neigung zur Erdoberfläche (entsprechende Fläche davon) des Anzeigebereichs (oder der Anzeigefläche des virtuellen Bildes usw.) einschließlich des Abstandes aufweist. Es ist nicht erforderlich, im Unterschied zum Stand der Technik die Neigung mit einer Vorbedingung des Abstandes einzustellen, die so bestimmt ist, dass z. B. zum Abstand von m Meter der Neigungswinkel n beträgt. Durch die Einführung dieses Indikators in die Auslegung usw. der HUD-Vorrichtung erfolgt die Effizienzsteigerung (Erleichterung) der Einstellung usw. der Neigung des Anzeigebereichs.
  • Ob das richtige gerade aufrechte Bild visuell erkannt werden kann, kann wenigstens aufgrund einer der visuellen Erkennbarkeit des angezeigten Bildes (erster Faktor), der Zeit (zweiter Faktor), die für die visuelle Erkennung benötigt wird, und eines psychischen Faktors (dritter Faktor) wie Gefühl der Fremdheit, unangenehmes Gefühl usw. objektiv beurteilt werden, obwohl die visuelle Erkennbarkeit des gerade aufrechten Bildes individuell abweicht und es nicht bestimmt gesagt werden kann. Durch die Verwendung des oben beschriebenen Indikators bei der Beurteilung kann der Schwellenwert erzielt werden, der für die Beurteilung verwendet werden kann.
  • (Versuchsergebnis)
  • Der Erfinder untersuchte mit Hilfe einer Mehrzahl von Personen, ob das gerade aufrechte Bild aufgrund des oben beschriebenen ersten bis dritten Faktors unter Benutzung der oben beschriebenen Konvergenzwinkeldifferenz als Indikator korrekt beurteilt werden kann. Hier ist Folgendes bestimmt: Falls die Untauglichkeit in allen drei Faktoren erfasst wird, wird beurteilt, dass die visuelle Erkennung des richtigen gerade aufrechten Bildes schwierig ist. Falls die Untauglichkeit in einem oder zwei Faktoren erfasst wird, wird beurteilt, dass die visuelle Erkennung des richtigen gerade aufrechten Bildes möglich ist.
  • Infolgedessen wurde festgestellt, dass die visuelle Erkennung schwierig ist, falls die Konvergenzwinkeldifferenz zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende des Bildes, das gerade aufrecht ist und visuell erkennen gelassen wird, 0,182° beträgt. Wenn der Schwellenwert in der Größenordnung von 0,1 liegt, wird der Wert 0,182 auf 0,2 aufgerundet. Folglich konnte 0,2° als Beispiel des vorteilhaften Schwellenwertes herbeigezogen werden. Die visuelle Erkennung des gerade aufrechten Bildes wird daher dadurch ermöglicht, dass die Konvergenzwinkeldifferenz weniger als 0,2° beträgt.
  • Dieser „vorgegebene Schwellenwert“ kann konkret z. B. als „Schwellenwert zur Beurteilung der Möglichkeit der richtigen visuellen Erkennung“ benutzt werden und ein Beispiel des vorteilhaften Wertes stellt, wie oben beschrieben, 0,2° dar.
  • Durch die Benutzung dieses Schwellenwertes (Indikator) erfolgt die Effizienzsteigerung oder die Erleichterung der Auslegung, bei der während des Unterdrückens der Verminderung der visuellen Erkennbarkeit das Bild (gerade aufrechtes Bild) des Inhalts, das gerade aufrecht ist und visuell erkennen gelassen wird, angezeigt werden kann. Dieser neue Indikator (Konvergenzwinkeldifferenz oder aufgrund dieser verursachter Neigungsverzerrungswinkel (vgl. den Winkel θd gemäß 6 (C)) kann auch für eine Kalibrierung der HUD-Vorrichtung, eine Initialisierung der HUD-Vorrichtung, eine Simulation der Funktion der HUD-Vorrichtung usw. benutzt werden und die Effekte wie Effizienzsteigerung jeder Behandlung usw. sind erzielbar.
  • Im Fall, in dem der Anzeigebereich in den ersten Bereich Z1, der sowohl ein Bild mit Tiefe als auch ein gerade aufrechtes Bild anzeigen kann, und in den zweiten Bereich Z2, der für die Anzeige des Bildes mit Tiefe geeignet ist, unterteilt ist, ist es, wie in 2 (A) gezeigt, vorteilhaft, dass die Konvergenzwinkeldifferenz zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende des Anzeigebereichs im zweiten Bereich Z2 auf den oben beschriebenen vorgegebenen Schwellenwert (vorteilhafterweise 0,2°) oder mehr eingestellt wird.
  • Der Schwellenwert wird, wie oben beschrieben, in Bezug auf die visuelle Erkennbarkeit des gerade aufrechten Bildes usw. eingestellt. Falls der Schwellenwert überschritten wird, vermindert sich die visuelle Erkennbarkeit des gerade aufrechten Bildes, sodass dies für die Anzeige des gerade aufrechten Bildes nicht geeignet ist. Das bedeutet mit anderen Worten, dass dies für die Anzeige eines Bildes mit Tiefe geeignet ist, die schräg ausgedrückt wird (einschließlich eines Bildes, das in der Luft schwebt und sich im Wesentlichen parallel zur Straßenoberfläche oder dgl. erstreckt, oder eines Bildes, das einen Gesichtssinn erteilt, dass es die Straßenoberfläche überlagert). Hinsichtlich des Bildes (virtuelles Bild), das im zweiten Bereich Z2 angezeigt wird, wird daher die Konvergenzwinkeldifferenz auf den Schwellenwert oder mehr eingestellt. Falls z. B. das gerade aufrechte Bild im ersten Bereich Z1 angezeigt wird und das Bild mit Tiefe im zweiten Bereich Z2 angezeigt wird, kann somit die visuelle Erkennbarkeit oder dgl., die für jedes Bild angemessen ist, gewährleistet werden.
  • Wenn ein vom visuell Erkennenden gesehener Bildwinkel in vertikaler Richtung (oder in Höhenrichtung) als vertikaler Bildwinkel bezeichnet wird, kann die Begrenzung der Konvergenzwinkeldifferenz aufgrund des vorgegebenen Schwellenwertes auf den Inhalt des gerade aufrechten Bildes angewandt werden, dessen vertikaler Bildwinkel 0,75° oder weniger beträgt.
  • Das bedeutet mit anderen Worten: Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass, falls die Größe des Anzeigeinhalts größer wird, die Fusion des Bildes des linken Auges und des Bildes des rechten Auges im Gehirn schwieriger wird, auch wenn die Konvergenzwinkeldifferenz gleich ist, wird die Konvergenzwinkeldifferenz zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende wird unter Anwendung des oben beschriebenen Schwellenwertes hinsichtlich des kleinen Inhalts, dessen vertikaler Bildwinkel 0,75° oder weniger beträgt, so eingestellt, dass die Konvergenzwinkeldifferenz unter dem Schwellenwert beträgt.
  • Es ist festgestellt, dass bei einem gerade aufrechten Inhalt, der größer als diese Größe ist, die Unannehmlichkeit in Hinsicht der Gesichtskreisbehinderung bei der HUD-Vorrichtung 100 zunimmt. Man kann nicht sagen, dass auch die Möglichkeit der Ausführung im gegenwärtigen Zustand hoch ist. Folglich ist es denkbar, dass kein bemerkenswertes Problem besteht, auch wenn der Anzeigeinhalt auf die vorgegebene Größe oder kleiner beschränkt wird und der oben beschriebene Schwellenwert angewandt wird.
  • Anschließend wird auf 8 verwiesen. 8 (A) und 8 (B) sind Flussdiagramme, die Beispiele des Auslegungsverfahrens der HUD-Vorrichtung (HUD-Vorrichtung mit der geneigten Bildfläche) zeigen. Gemäß 8 (A) wird jedes Teil bei der HUD-Vorrichtung mit der geneigten Bildfläche so ausgelegt (Schritt S1), dass die Konvergenzwinkeldifferenz (oder der von ihr verursachte Neigungsverzerrungswinkel) zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende des Anzeigebereichs des Informationsbildes (gerade aufrechtes Bild), das gerade aufrecht ist und visuell erkennen gelassen wird, unter dem vorgegebenen Schwellenwert (vorzugsweise weniger als 0,2°) beträgt, der wenigstens aufgrund einer der visuellen Erkennbarkeit des Bildes, der Zeit, die für die visuelle Erkennung benötigt wird, und eines psychischen Faktors wie Gefühl der Fremdheit, unangenehmes Gefühl usw. bestimmt wird.
  • Gemäß 8 (B) wird der Anzeigebereich sowohl in einen ersten Bereich, der jedes des Informationsbildes (Bild mit Tiefe), das schräg ist und visuell erkennen gelassen wird, und des Informationsbildes (gerade aufrechtes Bild), das gerade aufrecht ist und visuell erkennen gelassen wird, als auch in einen zweiten Bereich zum Anzeigen des Informationsbildes (Bild mit Tiefe), das schräg ist und visuell erkennen gelassen wird, unterteilt (Schritt S2). Anschließend erfolgt die Auslegung so, dass hinsichtlich des Inhalts, dessen vertikaler Bildwinkel vorzugsweise 0,75° oder weniger beträgt, die Konvergenzwinkeldifferenz zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende im ersten Bereich unter dem vorgegebenen Schwellenwert (vorzugsweise weniger als 0,2°) beträgt, wobei die Auslegung so erfolgt, dass die Konvergenzwinkeldifferenz zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende des zweiten Bereichs den vorgegebenen Schwellenwert oder mehr darstellt (Schritt S3).
  • Anschließend wird auf 9 verwiesen. 9 ist eine Ansicht, die ein Aufbaubeispiel des Anzeigesteuerteils (Steuerteil) bei der HUD-Vorrichtung zeigt. Die obere Figur gemäß 9 ist im Wesentlichen gleich der 1 (A). In 9 sind jedoch eine Kamera 188 zur Erfassung der Blickrichtung und ein Teil 192 zur Erfassung der Gesichtspunktposition vorgesehen.
  • Das Anzeigesteuerteil (Steuerteil) 190 weist eine Ein- und Ausgabe-(I/O)-Schnittstelle 193 und ein Bildverarbeitungsteil 194 auf. Das Bildverarbeitungsteil 194 weist ein Bilderzeugungssteuerteil 195, ein ROM (mit einer Tabelle 199 des gerade aufrechten Bildes und einer Tabelle 200 des Bildes mit Tiefe) 198, ein VRAM (mit einem Verzerrungsparameter 196, einem Pufferspeicher 197 zur Aufnahme von Daten nach der Verzerrungsbearbeitung) 201 und ein Bilderzeugungsteil (Bildrenderteil) 202 auf.
  • Das Bilderzeugungssteuerteil 195 kann die Steuerung usw. der Anzeigeposition des Inhalts z. B. die Anordnung der Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeige SP und der Anzeige AW' des Pfeils am ersten Bereich Z1 und die Anordnung der Anzeige AW des Pfeils am zweiten Bereich Z2 beim Beispiel gemäß 2 (A) durchführen. Das Anzeigesteuerteil (Steuerteil) 190 kann auch z. B. die Steuerung durchführen, bei der bei der Kalibrierung, der Initialisierung usw. der HUD-Vorrichtung 100 unter Benutzung des oben beschriebenen Schwellenwerts z. B. der Anzeigebereich auf die angemessene Position bestimmt wird.
  • Anschließend wird auf 10 verwiesen. 10 (A) und 10 (B) sind Ansichten, die andere Beispiele der schrägen Anzeigebereiche zeigen. Der Aufbau der Vorrichtung selbst ist identisch mit demjenigen gemäß 1 (A).
  • Die Schnittform des Anzeigebereichs PS1, bei der das Fahrzeug 1 von der Breitenrichtung (Querrichtung, X-Richtung) gesehen ist, wird nicht auf die bereits in 1 usw. gezeigte Form beschränkt, bei der die Seite des Fahrers konvex ist. Beim Anzeigebereich PS1 kann, wie in 10 (A) gezeigt, die Seite des Fahrers konkav sein. Der Anzeigebereich PS1 kann, wie in 10 (B) gezeigt, nicht gekrümmt sein. Diese sind Beispiele und Anzeigebereiche mit verschiedenen Schnittformen können angenommen werden.
  • Beim Versuch wurde festgestellt, dass beim Aufbau der vorliegenden Ausführungsform der Effekt zur Verbesserung der visuellen Erkennbarkeit des Bildes erzielt wird. Bei dem vorliegenden Versuchsbeispiel wurde die sensorische Bewertung durchgeführt, bei der die Versuchspersonen die virtuellen Bilder, die verschiedene Head-up-Display-Vorrichtungen anzeigen, visuell erkennen und antworten, ob sie das unangenehme Gefühl empfinden. Beim vorliegenden Versuch zeigen die verschiedenen Head-up-Display-Vorrichtungen jeweils die gerade aufrechten Bilder an, bei denen die Konvergenzwinkeldifferenz zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende unterschiedlich ist. Bei jeder Vorrichtung der verschiedenen Head-up-Display-Vorrichtungen weist das gerade aufrechte Bild die Form auf, die von der Beobachtungsposition der Versuchspersonen gesehen als Rechteck in vertikaler und horizontaler Richtung visuell erkannt wird und deren vertikaler Bildwinkel auf 0,75° eingestellt wird.
  • 11 ist ein Diagramm des Versuchsergebnisses, bei dem der Prozentsatz (y-Achse) der Personen gezeigt ist, die antworteten, dass sie kein unangenehmes Gefühl gegenüber jeder Konvergenzwinkeldifferenz (x-Achse) empfinden. Es wird festgestellt, dass bei der visuellen Erkennung des gerade aufrechten Bildes der Prozentsatz der Personen, die antworteten, dass sie kein unangenehmes Gefühl empfinden, während der Verkleinerung der Konvergenzwinkeldifferenz zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende zunimmt.
  • Als die Konvergenzwinkeldifferenz 0,22 [Grad] betrug, betrug der Prozentsatz der Personen, die antworteten, dass sie kein unangenehmes Gefühl empfinden, 0 [%]. Es wurde festgestellt, dass alle Versuchspersonen das unangenehme Gefühl empfinden. Als die Konvergenzwinkeldifferenz 0,20 [Grad] betrug, betrug der Prozentsatz der Personen, die antworteten, dass sie kein unangenehmes Gefühl empfinden, 20 [%]. Als die Konvergenzwinkeldifferenz 0,17 [Grad] betrug, betrug der Prozentsatz der Personen, die antworteten, dass sie kein unangenehmes Gefühl empfinden, 40 [%]. Als die Konvergenzwinkeldifferenz 0,15 [Grad] betrug, betrug der Prozentsatz 40 [%]. Als die Konvergenzwinkeldifferenz 0,14 [Grad] betrug, betrug der Prozentsatz 60 [%]. Als die Konvergenzwinkeldifferenz 0,12 [Grad] betrug, betrug der Prozentsatz 80 [%]. Als die Konvergenzwinkeldifferenz 0,09 [Grad] betrug, betrug der Prozentsatz 100 [%]. Als die Konvergenzwinkeldifferenz 0,06 [Grad] betrug, betrug der Prozentsatz 100 [%].
  • Gemäß dem oben beschriebenen Versuchsergebnis antworteten alle Personen, dass sie das unangenehme Gefühl empfanden, als die Konvergenzwinkeldifferenz 0,22 [Grad] oder mehr betrug. Als die Konvergenzwinkeldifferenz 0,20 [Grad] oder weniger betrug, verminderte sich die Anzahl der Personen, die das unangenehme Gefühl empfinden. Es ist denkbar, dass es bei der visuellen Erkennung des gerade aufrechten Bildes vorteilhaft ist, dass die Konvergenzwinkeldifferenz zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende des gerade aufrechten Bildes 0,20 [Grad] oder weniger beträgt.
  • Bei der Einstellung, bei der die Konvergenzwinkeldifferenz 0,14 [Grad] oder weniger beträgt, konnte der Effekt festgestellt werden, dass die Hälfte der Personen oder mehr das unangenehme Gefühl nicht empfand. D. h.: Bei der Einstellung der Konvergenzwinkeldifferenz auf 0,14 [Grad] oder weniger kann der Effekt ausreichend erzielt werden, dass bei der visuellen Erkennung des gerade aufrechten Bildes kein unangenehmes Gefühl erteilt wird, was vorteilhafter ist.
  • Bei der Einstellung der Konvergenzwinkeldifferenz auf 0,09 [Grad] oder weniger konnte der Effekt festgestellt werden, dass alle Personen kein unangenehmes Gefühl empfanden. D. h.: Bei der Einstellung der Konvergenzwinkeldifferenz auf 0,09 [Grad] oder weniger kann der Effekt ausreichend erzielt werden, dass bei der visuellen Erkennung des gerade aufrechten Bildes kein unangenehmes Gefühl erteilt wird, was vorteilhafter ist.
  • Die vorliegende Erfindung kann auf eine parallaxe HUD-Vorrichtung, bei der ein Bild mit einer Parallaxe eingekoppelt wird, eine HUD-Vorrichtung der Art der Lichtstrahlwiederherstellung, bei der eine Lentikularlinse usw. verwendet wird, oder dgl. weit angewandt werden.
  • Bei der vorliegenden Beschreibung kann der Begriff Fahrzeug im weiteren Sinn als Verkehrsmittel aufgefasst werden. Auch die Begriffe bezüglich der Navigation (z. B. Pfeil für die Navigation usw.) können z. B. auch unter Berücksichtigung des Standpunktes usw. der Navigationsinformationen im weiteren Sinn, die für die Fahrt des Fahrzeugs nützlich sind, im weiteren Sinn aufgefasst werden. Es ist auch möglich, auch Straßenschilder usw. zu enthalten. Auch das gerade aufrechte Bild kann als ein gerade gegenüberliegendes Bild, dem der visuell Erkennende gerade gegenüberliegt, bezeichnet werden und kann unabhängig von der Bezeichnung weit aufgefasst werden. Die HUD-Vorrichtung schließt auch die Vorrichtung ein, die als Simulator (z. B. Simulator für Flugzeuge oder Simulator als Videospielkonsole oder dgl.) verwendet wird.
  • Die vorliegende Erfindung wird nicht auf die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform beschränkt und der Fachmann könnte die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform in einem Umfang, den die Patentansprüche umfassen, leicht ändern.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug (Eigenfahrzeug),
    2
    Bauteil zum Projizieren (lichttransparentesReflexionsbauteil, Windschutzscheibe oder dgl.),
    5
    Projektionsbereich,
    40
    Straßenoberfläche,
    100
    HUD-Vorrichtung,
    120
    Optik einschließlich des optischenBauteils,
    150
    Lichtaustrittsteil (Bildprojektionsteil),
    160
    Anzeigeteil (z. B.Flüssigkristallanzeige, Bildschirm oder dgl.),
    164
    Anzeigefläche,
    170
    gekrümmterSpiegel (Hohlspiegel oder dgl.),
    179
    Reflexionsfläche,
    188
    Kamera zur Erfassung derBlickrichtung,
    190
    Anzeigesteuerteil (Steuerteil),
    192
    Teil zur Erfassung derGesichtspunktposition,
    194
    Bildverarbeitungsteil
    195
    Bilderzeugungssteuerteil ,
    196
    Verzerrungsparameter,
    197
    Datenpufferspeicher nach derVerzerrungsbearbeitung,
    198
    ROM,
    199
    Tabelle des gerade aufrechten Bildes,
    200
    Tabelle des Bildes mit Tiefe,
    201
    VRAM (Speicherungsvorrichtung zurBildverarbeitung),
    202
    Bilderzeugungsteil (Bildrenderteil),
    EB
    Eyebox,
    PS1
    Anzeigebereich (Anzeigefläche des virtuellen Bildes),
    Z1
    erster Anzeigebereich, der dasgerade aufrechte Bild und das Bild mit Tiefe anzeigen kann,
    Z2
    zweiter Anzeigebereich,der das Bild mit Tiefe anzeigt
  • 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 2018120135 A [0006]

Claims (4)

  1. Head-up-Display-Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Bildanzeigeteil zum Anzeigen eines Bildes, eine Optik, die in einem virtuellen Anzeigebereich in einem realen Raum auf der Vorderseite eines visuell Erkennenden den visuellen Erkennenden ein virtuelles Bild des Bildes durch Projizieren eines Lichts des vom Bildanzeigeteil angezeigten Bildes auf ein Bauteil zum Projizieren visuell erkennen lässt, und ein Steuerteil zur Steuerung des Anzeigens des Bildes im Bildanzeigeteil aufweist, wobei, falls eine Richtung, die sich nach vorne des visuell Erkennenden im realen Raum richtet, eine Vorderrichtung ist, eine Richtung, die zur Vorderrichtung orthogonal steht und sich entlang einer ein linkes Auge mit einem rechten Auge des visuell Erkennenden verbindenden Strecke verläuft, eine Querrichtung ist, eine Richtung, die entlang einer zur Vorderrichtung und zur Querrichtung orthogonal stehenden Strecke verläuft, eine vertikale Richtung oder eine Höhenrichtung ist, und eine Richtung, die sich von einer Erdoberfläche oder einer der Erdoberfläche entsprechenden Fläche im realen Raum entfernt, eine Aufwärtsrichtung ist und eine Richtung, die sich der Fläche annähert, eine Abwärtsrichtung ist, das Steuerteil eine Steuerung zum Anzeigen eines gerade aufrechten Bildes, das gerade aufrecht ist und visuell erkennen gelassen wird, im realen Raum im Anzeigebereich als eine ebene oder gekrümmte schräge Fläche, die zu der Erdoberfläche oder der der Erdoberfläche entsprechenden Fläche von einer dem visuell Erkennenden nahen und unteren Seite zu einer fernen und oberen Seite geneigt ist, durchführt, wobei das gerade aufrechte Bild in einem Anzeigebereich angezeigt wird, der vom visuell Erkennenden gesehen eine viereckige Kontur ist, und wobei eine Konvergenzwinkeldifferenz zwischen einem oberen Ende und einem unteren Ende des Anzeigebereichs auf einen Wert unter einem vorgegebenen Schwellenwert eingestellt ist, der wenigstens aufgrund einer der visuellen Erkennbarkeit des Bildes, der Zeit, die für die visuellen Erkennung benötigt wird, und eines psychischen Faktors wie Gefühl der Fremdheit, unangenehmes Gefühl usw. bestimmt ist.
  2. Head-up-Display-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigebereich sowohl in einen ersten Bereich, der jedes eines virtuellen Bildes eines Bildes mit Tiefe als Bild, das schräg ist und visuell erkennen gelassen wird, und eines virtuellen Bildes des gerade aufrechten Bildes anzeigen kann, als auch in einen zweiten Bereich zum Anzeigen eines virtuellen Bildes des Bildes mit Tiefe unterteilt wird, wobei eine Konvergenzwinkeldifferenz zwischen einem oberen Ende und einem unteren Ende des Anzeigebereichs im ersten Bereich auf einen Wert unter dem vorgegebenen Schwellenwert eingestellt ist, und eine Konvergenzwinkeldifferenz zwischen einem oberen Ende und einem unteren Ende des Anzeigebereichs im zweiten Bereich auf den vorgegebenen Schwellenwert oder mehr eingestellt ist.
  3. Head-up-Display-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Schwellenwert als Schwellenwert zur Beurteilung der Möglichkeit der richtigen visuellen Erkennbarkeit funktioniert, der zur Beurteilung der Möglichkeit der richtigen Erkennbarkeit des gerade aufrechten Bildes dient, wobei die Konvergenzwinkeldifferenz als der vorgegebene Schwellenwert auf 0,2° eingestellt ist.
  4. Head-up-Display-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein vom visuell Erkennenden gesehener Bildwinkel in vertikaler Richtung (oder in Höhenrichtung) als vertikaler Bildwinkel bezeichnet wird, eine Begrenzung der Konvergenzwinkeldifferenz aufgrund des vorgegebenen Schwellenwertes auf den Inhalt des gerade aufrechten Bildes angewandt wird, dessen vertikaler Bildwinkel 0,75° oder weniger beträgt.
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JP2020-128459 2020-07-29
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