DE202020005800U1 - Head-up-Display-Vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Head-up-Display (HUD)-Vorrichtung, die ein Anzeigelicht auf ein reflektierendes und lichtdurchlässiges Element projiziert, das in einem Fahrzeug vorgesehen ist, ein virtuelles Bild durch ein Anzeigelicht erzeugt, das durch das reflektierende und lichtdurchlässige Element reflektiert wurde, und das virtuelle Bild derart anzeigt, dass es einer tatsächlichen Landschaft, die durch das reflektierende und lichtdurchlässige Element durchgelassen wird, überlagert wird, dadurch gekennzeichnet,
dass die Head-up-Display-Vorrichtung ein Bildanzeigeteil, das eine Anzeigefläche zur Anzeige eines Bilds aufweist, ein Anzeigesteuerteil, das die Anzeige des virtuellen Bilds steuert, und eine Optik aufweist, die ein optisches Element umfasst, das das Anzeigelicht auf das reflektierende und lichtdurchlässige Element projiziert,
dass sich eine Virtuellbild-Anzeigefläche als eine Abbildfläche, auf der ein virtuelles Bild abgebildet wird, einstückig von einem nahen Ende auf der zum Fahrzeug nahen Seite bis zu einem fernen Ende auf der entfernten Seite erstreckt, wobei gleichzeitig im Vergleich zu einem ersten Abstand zwischen einer Straßenfläche und dem nahen Ende ein zweiter Abstand zwischen der Straßenfläche und dem fernen Ende größer ist, und wobei die Virtuellbild-Anzeigefläche eine ebene Fläche oder eine gekrümmte Fläche ist,
dass weiterhin die Virtuellbild-Anzeigefläche
in einen Straßenfläche-Head-up-Display-Bereich (im Folgenden bezeichnet als „Straßenfläche-HUD-Bereich“), in dem ein virtuelles Bild, das sich mit der Straßenfläche überlappt, angezeigt wird, und
einen Straßenoberseite-Head-up-Display-Bereich (im Folgenden bezeichnet als „Straßenoberseite-HUD-Bereich“), der weiter entfernt als der Straßenfläche-HUD-Bereich positioniert ist, und in dem ein virtuelles Bild, das oberhalb der Straßenfläche positioniert ist, angezeigt wird, aufgeteilt wird, und
dass das Anzeigesteuerteil
einen Bildanzeigebereich der Anzeigefläche in Bezug auf eine Grenzposition, die von einem Benutzer aus gesehen eine Grenze zwischen der Straßenfläche und einem Raum oberhalb der Straßenfläche ist, in einen ersten Anzeigebereich, der dem Straßenfläche-HUD-Bereich entspricht, und einen zweiten Anzeigebereich aufteilt, der dem Straßenoberseite-HUD-Bereich entspricht,
im ersten Anzeigebereich ein erstes Bild anzeigt, das sich mit der Straßenfläche überlappt, und
im zweiten Anzeigebereich ein zweites Bild anzeigt, das oberhalb der Straßenfläche angezeigt wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Head-up-Display (Head-up Display: HUD)-Vorrichtung o. Ä., die ein virtuelles Bild auf einer Frontwindschutzscheibe, einem Kombinator o. Ä. eines Fahrzeugs anzeigt.
  • Technischer Hintergrund
  • Es ist z. B. eine Technik bekannt, einen Navigationspfeil für ein Eigenfahrzeug usw. derart anzuzeigen, dass er an der Straßenfläche haftet, anders ausgedrückt, derart anzuzeigen, dass er sich mit der Straßenfläche überlappt. Eine Anzeige mit einem Tiefengefühl ist möglich, da die Virtuellbild-Anzeigefläche (Abbildfläche) im Wesentlichen horizontal zur Straßenfläche angeordnet wird.
  • In der vorliegenden Beschreibung wird eine solche Anzeige ggf. als „Straßenfläche-Überlappungsanzeige“ oder „Straßenfläche-HUD-Anzeige oder einfach Straßenfläche-HUD“ bezeichnet. Ferner wird die Anzeige eines virtuellen Bilds auf einer Virtuellbild-Anzeigefläche, die oberhalb der Straßenfläche positioniert ist (z. B. auf einer Virtuellbild-Anzeigefläche (Abbildfläche), die auf der Straßenfläche aufgestellt ist), in der vorliegenden Beschreibung ggf. als „Straßenoberseite-HUD-Anzeige oder einfach Straßenoberseite-HUD“ bezeichnet.
  • In Patentdokument 1 werden ein Anzeigegerät, das ein Hauptbild anzeigt, und ein Projektionsgerät und ein Bildschirm mit einer gekrümmten Fläche usw., die ein Nebenbild durch Projektion darstellen, separat vorgesehen. Außerdem wird eine Straßenfläche-HUD-Anzeige (virtuelles Bild des Nebenbilds) auf einer Virtuellbild-Anzeigefläche gebildet, die z. B. eine gekrümmte Fläche hat, und eine Anzeige (virtuelles Bild des Hauptbilds), die an ein Ende der Straßenfläche-HUD-Anzeige (virtuelles Bild des Nebenbilds) anschließt und zur Straßenfläche aufgestellt wird, wird gebildet.
  • Dokument zum Stand der Technik
  • Patentdokument
  • Patentdokument 1: JP 6232363 B2 (z. B. 1, 2, Abs. [0013], [0029] usw.)
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Zu lösende Aufgabe der Erfindung
  • In Patentdokument 1 ist erforderlich, ein Anzeigegerät, das ein Hauptbild anzeigt, und ein Projektionsgerät und einen Bildschirm zur Anzeige eines Nebenbilds separat vorzusehen. Es ist daher nicht zu leugnen, dass sich die Struktur der Anzeigeoptik verkompliziert.
  • In Patentdokument 1 ist ferner angegeben, dass darauf abgezielt wird, ein virtuelles Bild durch ein Hauptbild und ein Nebenbild dreidimensional und zusammengefügt anzugeben. Jedoch erwähnt Patentdokument 1 nicht die Verbesserung der Ausdrucksfähigkeit der HUD-Vorrichtung, welche dadurch erzielt wird, dass eine Anzeige, die sich mit der Straßenfläche überlappt, und eine Anzeige, die auf der Straßenfläche aufgestellt wird, zusammen verwendet werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine HUD-Vorrichtung bereitzustellen, deren Ausdrucksfähigkeit dadurch verbessert werden kann, dass ein Straßenfläche-HUD und ein Straßenoberseite-HUD zusammen verwendet werden.
  • Weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann auf dem betreffenden Gebiet dadurch ersichtlich, dass auf die im Folgenden als Beispiele gezeigten Ausführungsarten und die beste Ausführungsform sowie die beiliegenden Zeichnungen verwiesen wird.
  • Mittel zum Lösen der Aufgabe
  • Im Folgenden werden Ausführungsarten gemäß der vorliegenden Erfindung als Beispiele gezeigt, damit die Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung leicht verstanden werden kann.
  • In der ersten Ausführungsart ist die Head-up-Display-Vorrichtung
    eine Head-up-Display (HUD)-Vorrichtung, die ein Anzeigelicht auf ein reflektierendes und lichtdurchlässiges Element projiziert, das in einem Fahrzeug vorgesehen ist, ein virtuelles Bild durch ein Anzeigelicht erzeugt, das durch das reflektierende und lichtdurchlässige Element reflektiert wurde, und das virtuelle Bild derart anzeigt, dass es einer tatsächlichen Landschaft, die durch das reflektierende und lichtdurchlässige Element durchgelassen wird, überlagert wird,
    wobei die Head-up-Display-Vorrichtung ein Bildanzeigeteil, das eine Anzeigefläche zur Anzeige eines Bilds aufweist, ein Anzeigesteuerteil, das die Anzeige des virtuellen Bilds steuert, und eine Optik aufweist, die ein optisches Element umfasst, das das Anzeigelicht auf das reflektierende und lichtdurchlässige Element projiziert,
    wobei sich eine Virtuellbild-Anzeigefläche als eine Abbildfläche, auf der ein virtuelles Bild abgebildet wird, einstückig von einem nahen Ende auf der zum Fahrzeug nahen Seite bis zu
    einem fernen Ende auf der entfernten Seite erstreckt, wobei gleichzeitig im Vergleich zu einem ersten Abstand zwischen einer Straßenfläche und dem nahen Ende ein zweiter Abstand zwischen der Straßenfläche und dem fernen Ende größer ist, und wobei die Virtuellbild-Anzeigefläche eine ebene Fläche oder eine gekrümmte Fläche ist,
    wobei weiterhin die Virtuellbild-Anzeigefläche
    in einen Straßenfläche-HUD-Bereich, in dem ein virtuelles Bild, das sich mit der Straßenfläche überlappt, angezeigt wird, und
    einen Straßenoberseite-HUD-Bereich, der weiter entfernt als der Straßenfläche-HUD-Bereich positioniert ist, und in dem ein virtuelles Bild, das oberhalb der Straßenfläche positioniert ist, angezeigt wird, aufgeteilt wird, und
    wobei das Anzeigesteuerteil
    einen Bildanzeigebereich der Anzeigefläche in Bezug auf eine Grenzposition, die von einem Benutzer aus gesehen eine Grenze zwischen der Straßenfläche und einem Raum oberhalb der Straßenfläche ist, in einen ersten Anzeigebereich, der dem Straßenfläche-HUD-Bereich entspricht, und einen zweiten Anzeigebereich aufteilt, der dem Straßenoberseite-HUD-Bereich entspricht,
    im ersten Anzeigebereich ein erstes Bild anzeigt, das sich mit der Straßenfläche überlappt, und
    im zweiten Anzeigebereich ein zweites Bild anzeigt, das oberhalb der Straßenfläche angezeigt wird.
  • In der vorliegenden Ausführungsart wird eine Virtuellbild-Anzeigefläche verwendet, die sich von der zum Eigenfahrzeug nahen Seite bis zur entfernten Seite erstreckt. Diese Virtuellbild-Anzeigefläche befindet sich in einem Zustand, in dem das ferne Ende von der Straßenfläche höher als das nahe Ende angestiegen ist. Die gesamte Virtuellbild-Anzeigefläche kann als eine Neigungsfläche angesehen werden.
  • Die Verwendung dieser Virtuellbild-Anzeigefläche mit einer Neigungsfläche ermöglicht, im Bereich auf der zum Eigenfahrzeug nahen Seite auf der Virtuellbild-Anzeigefläche eine Anzeige (z. B. Anzeige eines Navigationspfeils) bereitzustellen, die sich mit der Straßenfläche überlappt, und hingegen im Bereich auf der entfernten Seite eine Anzeige (z. B. Anzeige von Zeichen o. Ä., die oberhalb der Straßenfläche positioniert sind) bereitzustellen, die über der Straßenfläche positioniert ist. Bei einer HUD-Vorrichtung, die eine Anzeige bereitstellt, die sich mit der Straßenfläche überlappt, war es bisher schwierig, Zeichen o. Ä. anzuzeigen, die oberhalb der Straßenfläche positioniert sind, wobei vielfältige Anzeigen beschränkt wurden, und die Ausdrucksfähigkeit begrenzt wurde. Gemäß der vorliegenden Ausführungsart wird die genannte Beschränkung erheblich reduziert, und vielfältige Anzeigen, bei denen ein Straßenfläche-HUD und ein Straßenoberseite-HUD zusammen verwendet werden, werden ermöglicht.
  • Wenn hier eine Anzeige, die sich mit der Straßenfläche überlappt, auf der vorderen Seite einer geneigten Virtuellbild-Anzeigefläche (Abbildfläche) bereitgestellt wird, fällt die Virtuellbild-Anzeigefläche streng genommen nicht ganz mit der Straßenfläche zusammen. Wenn jedoch eine Anzeige, die an der Straßenfläche haftet, bereitgestellt wird, neigt das menschliche Auge dazu, durch alltägliche Erfahrungen usw. wahrzunehmen bzw. zu empfinden, dass sich diese Anzeige mit der Straßenfläche überlappt. Folglich ist eine Straßenfläche-HUD-Anzeige, die bei dem Benutzer nur geringfügig ein fremdartiges Gefühl auslöst, d. h., eine Anzeige mit einem Tiefengefühl, in einem gewissen Bereich z. B. dadurch möglich, dass der Winkel, den die Neigungsfläche mit der Straßenfläche einschließt, zu einem gewissen Grad verkleinert wird.
  • Wenn hingegen der Anstiegsbetrag, um den die geneigte Virtuellbild-Anzeigefläche von der Straßenfläche angehoben wird, zu einem gewissen Grad vergrößert wird, nimmt der Benutzer wahr bzw. empfindet, dass eine Anzeige, die im Bereich mit einem großen Anstiegsbetrag bereitgestellt wird, eine Anzeige ist, die oberhalb der Straßenfläche positioniert ist (anders ausgedrückt, eine Straßenoberseite-HUD-Anzeige ist).
  • Das Anzeigesteuerteil teilt, unter Berücksichtigung der obigen Punkte, einen Bildanzeigebereich (anders ausgedrückt: Bereich, in dem ein Bild angezeigt werden kann) einer Anzeigefläche (Anzeigefläche einer Anzeigevorrichtung, Anzeigefläche eines Bildschirms usw.) in Bezug auf eine Grenzposition, die vom Benutzer der HUD-Vorrichtung aus gesehen eine Grenze zwischen der Straßenfläche und einem Raum oberhalb der Straßenfläche ist, in einen ersten Anzeigebereich, der dem Straßenfläche-HUD-Bereich entspricht, und einen zweiten Anzeigebereich auf, der dem Straßenoberseite-HUD-Bereich entspricht. Des Weiteren wird eine Anzeigesteuerung ausgeführt, bei der im ersten Anzeigebereich ein erstes Bild, das sich mit der Straßenfläche überlappt, angezeigt wird, und hingegen im zweiten Anzeigebereich ein zweites Bild, das oberhalb der Straßenfläche angezeigt wird, angezeigt wird.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsart werden ein Straßenfläche-HUD und ein Straßenoberseite-HUD auf einer kontinuierlichen Virtuellbild-Anzeigefläche zusammen verwendet, wodurch vielfältige Anzeigen ermöglicht werden, und die Ausdrucksfähigkeit der HUD-Vorrichtung verbessert werden kann.
  • In der zweiten Ausführungsart, die von der ersten Ausführungsart abhängig ist, kann die Virtuellbild-Anzeigefläche, die sich einstückig vom nahen Ende bis zum fernen Ende erstreckt, dadurch gebildet werden, dass die Anzeigefläche relativ zur Lichtachse der Optik schräg angeordnet wird, und
    die Form einer ebenen Fläche oder einer gekrümmten Fläche der Virtuellbild-Anzeigefläche kann durch Einstellen von optischen Eigenschaften eines gesamten Bereichs oder eines partiellen Bereichs in der Optik, Einstellen der Anordnung des optischen Elements und der
    Anzeigefläche, Einstellen der Form der Anzeigefläche, oder eine Kombination davon eingestellt werden.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsart kann die Form der Virtuellbild-Anzeigefläche vielfältig eingestellt werden. Folglich wird die Konstruktionsfreiheit der HUD-Vorrichtung verbessert.
  • In der dritten Ausführungsart, die von der ersten oder zweiten Ausführungsart abhängig ist, kann der Straßenoberseite-HUD-Bereich in der Virtuellbild-Anzeigefläche an einer entfernten Position vorgegeben werden, sodass, wenn der Benutzer ein virtuelles Bild betrachtet, das im Straßenoberseite-HUD-Bereich angeordnet wird, eine absolute Abstandswahrnehmung abstumpft und das Entfernungsgefühl nicht genau wahrgenommen werden kann, wodurch eine Virtuellbild-Anzeigefläche im Straßenoberseite-HUD-Bereich als eine Virtuellbild-Anzeigefläche mit einer simulierten aufgestellten Fläche gebildet wird.
  • Die vorliegende Ausführungsart konzentriert sich darauf, dass, wenn eine Person ein fernes Bild betrachtet, ggf. eine absolute Abstandswahrnehmung abstumpft und die Person das Entfernungsgefühl nicht genau empfinden kann, da sich das Bild an einer ziemlich entfernten Position befindet. Auch wenn ein virtuelles Bild, das im Straßenoberseite-HUD-Bereich abgebildet wird, eigentlich eine Tiefe hat, kann eine Person, dadurch, dass der Straßenoberseite-HUD-Bereich an einer solchen entfernten Position vorgegeben wird, seine Tiefe nicht wahrnehmen (empfinden) und nimmt fälschlicherweise wahr, dass es mit dem gleichen Abstand aufgestellt ist. Mit anderen Worten kann die Virtuellbild-Anzeigefläche im Straßenoberseite-HUD-Bereich als eine simulierte aufgestellte Fläche (Fläche, die so aussieht, dass sie z .B. im Wesentlichen senkrecht zur Straßenfläche aufgestellt ist) gebildet werden. Dadurch können virtuelle Bilder von Straßenzeichen, Führungsanzeigen, Plakaten usw., die auf der Straße aufgestellt werden, ohne fremdartiges Gefühl angezeigt werden.
  • In der vierten Ausführungsart, die von einer der ersten bis dritten Ausführungsarten abhängig ist,
    kann der Abstand von einem Sichtpunkt des Benutzers oder einem Bezugspunkt, der dem Sichtpunkt entspricht, zu einem Ortspunkt in einem tatsächlichen Raum, der einer Grenzposition entspricht, die vom Benutzer aus gesehen eine Grenze zwischen der Straßenfläche und einem Raum oberhalb der Straßenfläche ist, auf 20 m oder mehr eingestellt werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsart wird der Bezugswert (Schwellenwert) einer Entfernung, mit der eine Person die Tiefe eines virtuellen Bilds nicht wahrnehmen oder empfinden kann, auf 20 m eingestellt. Da die Tiefe eines Objekts, das etwa 20 m entfernt ist, nur schwer wahrgenommen bzw. empfunden werden kann, wird der Bezugswert als 20 m bestimmt. Dadurch wird ein Bereich, der einen Virtuellbild-Anzeigeabstand von 20 m oder mehr aufweist, als Straßenoberseite-HUD-Bereich bestimmt.
  • In der fünften Ausführungsart, die von einer der ersten bis vierten Ausführungsarten abhängig ist,
    kann ein Fluchtpunkt-Erfassungsteil, das einen Fluchtpunkt der Straßenfläche erfasst, vorgesehen sein, und,
    wenn ein Punkt, an dem eine Strecke, die einen Sichtpunkt des Benutzers oder einen Bezugspunkt, der dem Sichtpunkt entspricht, mit dem erfassten Fluchtpunkt verbindet, die Virtuellbild-Anzeigefläche schneidet, als ein Fluchtpunkt auf der Virtuellbild-Anzeigefläche bestimmt wird,
    kann in Bezug auf die Position des Fluchtpunkts auf der Virtuellbild-Anzeigefläche der Bereich auf der zum Fahrzeug nahen Seite als der Straßenfläche-HUD-Bereich und der Bereich auf der entfernten Seite als der Straßenoberseite-HUD-Bereich bestimmt werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsart werden der Straßenfläche-HUD-Bereich und der Straßenoberseite-HUD-Bereich in Bezug auf den Fluchtpunkt auf der Virtuellbild-Anzeigefläche voneinander abgeteilt. Durch das Fluchtpunkt-Erfassungsteil wird z. B. ein Aufnahmebild, in dem die Vorderseite des Eigenfahrzeugs aufgenommen ist, einer Bildverarbeitung unterzogen. Außerdem wird z. B. eine Stelle berechnet (annähernd berechnet), an der sich mehrere weißen Linien wie Seitenlinien der Straßenfläche, eine Mittellinie usw. an einer endlichen fernen Position schneiden, und diese Stelle wird als ein Fluchtpunkt bestimmt. Wenn sich die Straße krümmt, kann der Fluchtpunkt z. B. unter Verwendung einer Näherungskurve ermittelt werden.
  • Ferner wird ein Punkt, an dem eine Strecke, die einen Sichtpunkt des Benutzers oder einen Bezugspunkt, der dem Sichtpunkt entspricht, mit dem erfassten Fluchtpunkt verbindet, die Virtuellbild-Anzeigefläche schneidet, als ein Fluchtpunkt auf der Virtuellbild-Anzeigefläche bestimmt.
  • Die Virtuellbild-Anzeigefläche fällt, streng genommen, nicht mit der Straßenfläche der Straße zusammen, da die Virtuellbild-Anzeigefläche als eine Neigungsfläche gebildet ist. Allerdings kann der Bereich auf der Seite (auf der zum Eigenfahrzeug nahen Seite), die weiter vorne als der Fluchtpunkt (Punkt, der dem erfassten tatsächlichen Fluchtpunkt entspricht) auf der Virtuellbild-Anzeigefläche ist, als ein Bereich, in dem eine Anzeige, die sich mit der Straßenfläche überlappt, möglich ist, nämlich als Straßenfläche-HUD-Bereich bestimmt werden, da dieser Bereich vom Benutzer aus gesehen nicht so aussieht, dass er oberhalb der Straßenfläche positioniert ist.
  • Im Bereich auf der Seite, die weiter entfernt als der Fluchtpunkt auf der Virtuellbild-Anzeigefläche ist, ist hingegen die Virtuellbild-Anzeigefläche von der Straßenfläche um einen erheblichen Betrag angehoben. Wenn daher ein virtuelles Bild in diesem Bereich angezeigt wird, kann der Benutzer empfinden, dass eine Anzeige oberhalb der Straßenfläche bereitgestellt ist. Folglich kann dieser Bereich als Straßenoberseite-HUD-Bereich verwendet werden.
  • Wenn ferner der Fluchtpunkt auf der Virtuellbild-Anzeigefläche als ein Ortspunkt mit dem Virtuellbild-Anzeigeabstand von 20 m oder mehr bestimmt wird, wird der Bereich auf der entfernten Seite als ein Straßenoberseite-HUD-Bereich mit einer simulierten aufgestellten Fläche gebildet, wie oben erwähnt wurde. Folglich ist es möglich, Objekte wie Zeichen, Führungsschilder, Plakate o. Ä., die von der Straßenfläche vertikal nach oben aufgestellt sind, und Informationen, die mit diesen Objekten zusammenhängen, ohne fremdartiges Gefühl dem Benutzer zu präsentieren.
  • In der sechsten Ausführungsart, die von einer der ersten bis fünften Ausführungsarten abhängig ist,
    kann das zweite Bild ein separates Bild sein, das vom ersten Bild unabhängig ist.
  • In der vorliegenden Ausführungsart werden ein erstes Bild, das dem Straßenfläche-HUD-Bereich entspricht, und ein zweites Bild, das dem Straßenoberseite-HUD-Bereich entspricht, als voneinander unabhängige separate Bilder vorgesehen. Dadurch können z. B. unterschiedliche Informationen (unterschiedliche Arten von Informationen usw.) durch die ersten und zweiten Bilder angezeigt werden, und eine Vielfalt an präsentierten Informationen kann gewährleistet werden. In der vorliegenden Erfindung wird eine Präsentationsart der Informationen, in der die ersten und zweiten Bilder miteinander zusammenhängen und die zwei Bilder zusammen eine Information präsentieren, nicht ausgeschlossen. Es ist selbstverständlich auch z. B. möglich, dass ein geradliniger Abschnitt eines Navigationspfeils als ein erstes Bild und ein Pfeilabschnitt an der Spitze als ein zweites Bild bestimmt wird, und dass diese Bilder zusammen eine Leitungsinformation für das Eigenfahrzeug präsentieren. Bei der vorliegenden Erfindung kann eine solche Präsentationsart der Informationen auch zugelassen werden. Allerdings ergibt sich der Vorteil, dass die Ausdrucksfähigkeit erhöht wird, und eine Vielfalt an präsentierten Informationen gewährleistet werden kann, indem die ersten und zweiten Bilder so gebildet werden, dass sie sich voneinander unterscheiden, und Informationen, die durch die jeweiligen Bilder präsentiert werden, unabhängig voneinander (oder separat) vorgesehen werden.
  • In der siebten Ausführungsart, die von einer der ersten bis sechsten Ausführungsarten abhängig ist,
    kann das erste Bild zumindest eines von einem Bild von Informationen, die den Zustand des Fahrzeugs zeigen, einem Routenleitungsbild und einem Routenführungsbild sein, und
    das zweite Bild kann zumindest eines von einem Bild von Grenzgeschwindigkeitsinformationen, einem Bild von verschiedenartigen Zeichen, die auf der Straße installiert sind, einem Routenleitungsbild auf der Straße, einem Routenführungsbild auf der Straße, einem Bild von Schildern, die auf der Straße installiert sind, und einem Bild von Plakaten sein, die auf der Straße installiert sind.
  • In der vorliegenden Ausführungsart sind die ersten und zweiten Bilder konkret als Beispiele gezeigt. Dadurch können Informationen, die für den Benutzer nützlich sind, ohne fremdartiges Gefühl präsentiert werden.
  • In der achten Ausführungsart, die von einer der ersten bis siebten Ausführungsarten abhängig ist,
    kann das Anzeigesteuerteil,
    wenn das Entfernungsgefühl für ein erstes virtuelles Bild, das dem ersten Bild entspricht, eingestellt wird, eine Steuerung des Virtuellbild-Anzeigeabstands durch Änderung der Anzeigeposition des ersten Bilds in der Anzeigefläche und/oder eine Gestaltsteuerung durch zumindest eines von der Größe, der Form, dem Muster, der Farbe, dem Vorliegen oder Nichtvorliegen eines Schattens und der dreidimensionalen Darstellung von Anzeigeobjekten ausführen, die das erste Bild konstruieren, und
    für ein zweites virtuelles Bild, das dem zweiten Bild entspricht, keine Steuerung des Virtuellbild-Anzeigeabstands ausführen und nur die Gestaltsteuerung ausführen.
  • In der vorliegenden Ausführungsart kann, wenn das Entfernungsgefühl für ein erstes virtuelles Bild, das im Straßenfläche-HUD-Bereich angezeigt wird, eingestellt wird (anders ausgedrückt, eine Entfernungsanzeige durchgeführt wird), der Virtuellbild-Anzeigeabstand eingestellt werden, eine Gestaltsteuerung durch Änderung der Größe, der Form usw. von Anzeigeobjekten kann durchgeführt werden, oder die beiden können ausgeführt (zusammen verwendet) werden. Als Methode zur Einstellung des Virtuellbild-Anzeigeabstands wird hier eine Methode ausgewählt, bei der eine Tiefe dadurch eingestellt wird, dass die Anzeigeposition auf der geneigten Virtuellbild-Anzeigefläche geändert wird.
  • Für das zweite virtuelle Bild, das im Straßenoberseite-HUD-Bereich angezeigt wird, wird ferner keine unnötige Steuerung des Virtuellbild-Anzeigeabstands ausgeführt, weil der Einfluss der menschlichen Tiefenwahrnehmung aufgrund des Konvergenzwinkels klein ist und eine absolute Abstandswahrnehmung abstumpft, wie oben erwähnt wurde. Stattdessen wird das Entfernungsgefühl dadurch eingestellt, dass eine Gestaltsteuerung der Größe, der Form usw. von Anzeigeobjekten durchgeführt wird. Dadurch kann das Entfernungsgefühl jeweils für die ersten und zweiten virtuellen Bilder durch geeignete Verfahren eingestellt werden.
  • In der neunten Ausführungsart, die von einer der ersten bis achten Ausführungsarten abhängig ist,
    kann das Anzeigesteuerteil,
    wenn eine Zeit seit dem Zeitpunkt, zu dem das zweite Bild an einer entfernten Position angezeigt wurde, vergangen ist, und der Abstand zwischen dem zweiten Bild und dem Fahrzeug kleiner wird, während das Fahrzeug nach vorne fährt, den Anzeigeinhalt des zweiten Bilds zumindest teilweise als das erste Bild derart anzeigen, dass er sich mit der Straßenfläche überlappt.
  • In der vorliegenden Ausführungsart wird, wenn sich z. B. ein Zeichen o. Ä. (zweites virtuelles Bild), das in der Ferne zu sehen war, im Laufe der Zeit dem Eigenfahrzeug nähert, der Inhalt des Zeichens o. Ä. zumindest teilweise derart angezeigt, dass er an der Straßenfläche haftet, um das Umwandeln (Umschalten) von der Straßenoberseite-HUD-Anzeige in die Straßenfläche-HUD-Anzeige (erstes virtuelles Bild) zu verdeutlichen. Danach kann z. B. eine neue Fahrzeugleitungsanzeige derart angezeigt werden, dass sie sich an die Straßenfläche-HUD-Anzeige anschließt. Alternativ ist eine Anzeigesteuerung möglich, bei der sich die Straßenfläche-HUD-Anzeige unmittelbar nach dem Umschalten im Laufe der Zeit dem Eigenfahrzeug nähert und daraufhin nach hinten vorbeizieht.
  • Mit anderen Worten, wenn sich ein Zeichen o. Ä. nähert, das in der Ferne zu sehen war, und eine Phase kommt, in der die wirkliche Lenkradbedienung usw. dadurch beeinflusst wird, wird das Zeichen ganz oder teilweise einmal als ein Anschlussbild durch Straßenfläche-HUD angezeigt, um dem Benutzer das Umschalten vom Straßenoberseite-HUD auf das Straßenfläche-HUD klar zu zeigen. Folglich kann der Benutzer intuitiv verstehen, dass die Präsentation von Informationen über wichtige Zeichen usw. zukünftig hauptsächlich durch das Straßenfläche-HUD durchgeführt wird. Dadurch, dass anschließend an diese Präsentation z. B. eine Leitungsanzeige usw. durchgeführt wird, ist daher eine reibungslose Informationspräsentation ohne fremdartiges Gefühl möglich. Die oben genannte Straßenfläche-HUD-Anzeige beim Umschalten kann auch als eine Anschlussanzeige zum Anschluss an die danach folgende Leitungsanzeige usw. angesehen werden, wie oben erwähnt wurde. Die vorgesehene Anschlussanzeige ermöglicht einen reibungslosen Übergang von der Straßenoberseite-HUD-Anzeige in die Straßenfläche-HUD-Anzeige.
  • In der zehnten Ausführungsart, die von einer der ersten bis neunten Ausführungsarten abhängig ist,
    kann die Virtuellbild-Anzeigefläche, die dem Straßenfläche-HUD-Bereich entspricht, zumindest teilweise unterhalb der Straßenfläche positioniert sein.
  • In der vorliegenden Ausführungsart wird zugelassen, dass die Virtuellbild-Anzeigefläche im Straßenfläche-HUD-Bereich zumindest teilweise unterhalb der Straßenfläche positioniert ist. In diesem Fall wird das erste virtuelle Bild auf der Virtuellbild-Anzeigefläche unterhalb der Straßenfläche abgebildet. Jedoch versteht der Benutzer, der das virtuelle Bild betrachtet, dass es realistisch gesehen unmöglich ist, dass die Anzeige, die sich mit der Straßenfläche überlappt, unterhalb der Straßenfläche positioniert ist. Deshalb nimmt der Benutzer wahr bzw. empfindet durch Vernunft, dass das erste virtuelle Bild an der Straßenfläche haftet.
  • Folglich scheint das erste virtuelle Bild dicht an der Straßenfläche zu haften, ohne von der Straßenfläche angehoben zu werden. Deshalb kann die Genauigkeit, mit der sich ein virtuelles Bild mit der Straßenfläche überlappt, erhöht werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsart wird eine Anzeige mit vollem Präsenzgefühl und hoher Ausdrucksfähigkeit durch ein erstes virtuelles Bild, das sich genau mit der Straßenfläche überlappt, und ein zweites virtuelles Bild realisiert, das von der Straßenfläche aufgestellt ist.
  • Der Fachmann auf dem betreffenden Gebiet kann leicht verstehen, dass die als Beispiele gezeigten Ausführungsarten gemäß der vorliegenden Erfindung weiter geändert werden können, ohne vom Erfindungsgeist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Figurenliste
    • [1] 1 (A) ist eine Darstellung zur Erläuterung einer Straßenfläche-HUD-Anzeige. 1 (B) bis 1 (D) sind Darstellungen, die Varianten der Anzeigeform zeigen, bei denen eine Virtuellbild-Anzeigefläche eine Neigungsfläche ist. 1 (E) ist eine Darstellung, die eine beispielhafte Bildanzeige (entsprechend dem Beispiel nach 1 (D)) in einer Anzeigefläche eines Anzeigeteils zeigt.
    • [2] 2 (A) ist eine Darstellung, die ein Beispiel für ein virtuelles Bild (umfassend: Straßenfläche-HUD-Anzeige und Straßenoberseite-HUD-Anzeige) zeigt, das über eine Windschutzscheibe durch den Benutzer visuell erkannt wird. 2 (B) ist eine Darstellung, die den Zustand der Virtuellbild-Anzeige auf einer Virtuellbild-Anzeigefläche zeigt, die eine Neigungsfläche ist.
    • [3] 3 (A) ist eine Darstellung, die ein Anzeigebeispiel zeigt, in dem die Virtuellbild-Anzeigefläche im Straßenoberseite-HUD-Bereich im Beispiel nach 2 (A) zur simulierten aufgestellten Fläche gemacht wird. 3 (B) ist eine Darstellung, die den Zustand der Virtuellbild-Anzeige auf einer Virtuellbild-Anzeigefläche zeigt, die eine Neigungsfläche ist.
    • [4] 4 (A) und 4 (B) sind Darstellungen zur Erläuterung einer Methode zur Entfernungseinstellung beim Durchführen der Entfernungsanzeige.
    • [5] 5 (A) und 5 (B) sind Darstellungen, die Anzeigebeispiele beim Übergang von der Straßenoberseite-HUD-Anzeige in die Straßenfläche-HUD-Anzeige zeigen.
    • [6] 6 (A) bis 6 (D) sind Darstellungen, die Beispiele für die Form der Virtuellbild-Anzeigefläche und Beispiele für die positionelle Beziehung zwischen der Virtuellbild-Anzeigefläche und der Straßenflächenposition zeigen.
    • [7] ist eine Darstellung, die eine beispielhafte Virtuellbild-Anzeige unter Verwendung einer Virtuellbild-Anzeigefläche durch eine HUD-Vorrichtung zeigt.
    • [8] ist eine Darstellung, die ein konkretes Beispiel für eine Optik in der Head-up-Display-Vorrichtung zeigt.
    • [9] ist eine Darstellung zur Erläuterung der Form einer gekrümmten Fläche eines Hohlspiegels (Vergrößerungsreflexionsspiegel, der eine Reflexionsfläche mit einer gekrümmten Fläche aufweist) und zur Erläuterung von Beispielen für Brennpunkte.
    • [10] ist eine Darstellung, die eine beispielhafte Systemkonstruktion der Head-up-Display-Vorrichtung zeigt.
    • [11] 11 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Steuerung des Virtuellbild-Anzeigeabstands beim Durchführen der in 5 (A) und 5 (B) gezeigten Anzeigen.
    • [12] 12 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für die gesamte Konstruktion der HUD-Vorrichtung zeigt.
    • [13] 13 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Ablauf der Anzeigeverarbeitung durch ein Anzeigesteuerteil zeigt.
  • Ausführungsform der Erfindung
  • Die nachstehend erläuterte beste Ausführungsform ist zum einfachen Verständnis der vorliegenden Erfindung verwendet. Folglich sollte der Fachmann auf dem betreffenden Gebiet beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht durch die nachstehend erläuterte Ausführungsform ungerechtfertigt beschränkt wird.
  • Es wird auf 1 verwiesen. 1 (A) ist eine Darstellung zur Erläuterung einer Straßenfläche-HUD-Anzeige. 1 (B) bis 1 (D) sind Darstellungen, die Varianten der Anzeigeform zeigen, bei denen eine Virtuellbild-Anzeigefläche eine Neigungsfläche ist. 1 (E) ist eine Darstellung, die eine beispielhafte Bildanzeige (entsprechend dem Beispiel nach 1 (D)) in einer Anzeigefläche eines Anzeigeteils zeigt.
  • In 1 (A) ist die Virtuellbild-Anzeigefläche PS1, die eine Abbildfläche ist, von einem Sichtpunkt (Auge) A eines Benutzers (Fahrer usw.) aus gesehen, der sich in einem Fahrzeug (Eigenfahrzeug) 1 befindet, derart vorgesehen, dass sie an einer Straßenfläche 40 einer vom Fahrzeug 1 befahrenen Straße haftet. Auf der Virtuellbild-Anzeigefläche PS1 ist ein virtuelles Bild G angezeigt. Das virtuelle Bild G scheint dem Benutzer derart angezeigt zu sein, dass es sich mit der Straßenfläche 40 überlappt.
  • Eine HUD-Vorrichtung mit einer solchen Anzeigeart wird ggf. „Straßenfläche-HUD-Vorrichtung“ genannt. Ferner wird eine Anzeigeart, in der eine Anzeige derart bereitgestellt wird, dass sie an einer Straßenfläche haftet, ggf. als „Straßenfläche-HUD-Anzeige“ bezeichnet.
  • In 1 (B) befindet sich die Virtuellbild-Anzeigefläche (Abbildfläche) PS2 an einer Position, die mit derjenigen der Virtuellbild-Anzeigefläche PS1 der 1 (A) fast identisch ist. Die Virtuellbild-Anzeigefläche PS2 ist jedoch derart vorgesehen, dass sie relativ zur Straßenfläche 40 um einen vorbestimmten Winkel θ1 geneigt ist. Wenn diese Virtuellbild-Anzeigefläche PS2, die eine Neigungsfläche ist, verwendet wird, kann der Virtuellbild-Anzeigeabstand, der ein Abstand vom Sichtpunkt A des Benutzers (oder einem vorbestimmten Bezugspunkt, der dem Sichtpunkt A entspricht) zur Virtuellbild-Anzeigefläche ist, durch Einstellung der Position des virtuellen Bilds G den Umständen entsprechend eingestellt werden. Erkenntnisse beim Stand der Technik bleiben im Umfang der 1 (A) und 1 (B).
  • In 1 (C) ist die Virtuellbild-Anzeigefläche PS3, ebenfalls wie in 1 (B), eine Neigungsfläche. Im Beispiel nach 1 (C) verläuft sie aber in einem ziemlich großen Bereich von der zum Fahrzeug 1 nahen Position zur entfernten Position der Straßenfläche. Der Neigungswinkel der Virtuellbild-Anzeigefläche PS3 relativ zur Straßenfläche 40 ist ein vorbestimmter Winkel θ2.
  • Wie in der Figur gezeigt, erstreckt sich die Virtuellbild-Anzeigefläche PS3 als eine Abbildfläche, auf der ein virtuelles Bild abgebildet wird, einstückig von einem nahen Ende U1 auf der zum Fahrzeug 1 nahen Seite bis zu einem fernen Ende U3 auf der entfernten Seite. Gleichzeitig ist im Vergleich zu einem ersten Abstand zwischen der Straßenfläche 40 und dem nahen Ende U1 (in 1 (C) befindet sich U1 auf der Straßenfläche 40, sodass der Abstand null beträgt) ein zweiter Abstand h1 zwischen der Straßenfläche 40 und dem fernen Ende U3 größer. Außerdem ist die Virtuellbild-Anzeigefläche eine ebene Fläche (oder eine gekrümmte Fläche: die gekrümmte Fläche wird später erwähnt). Das Bezugszeichen U2 ist die Mitte (Mittelpunkt) der Virtuellbild-Anzeigefläche PS3. Ferner werden Virtuellbild-Anzeigeabstände, die den jeweiligen Punkten U1, U2 und U3 entsprechen, als L1, L2 und L3 bestimmt.
  • Weiterhin wird die Virtuellbild-Anzeigefläche PS3 in einen Straßenfläche-HUD-Bereich Z1, in dem ein virtuelles Bild, das sich mit der Straßenfläche 40 überlappt, angezeigt wird, und einen Straßenoberseite-HUD-Bereich Z2 aufgeteilt, der weiter entfernt als der Straßenfläche-HUD-Bereich Z1 positioniert ist, und in dem ein virtuelles Bild, das oberhalb der Straßenfläche 40 positioniert ist, angezeigt wird.
  • Wenn ferner ein Punkt, an dem eine Strecke, die den Sichtpunkt (oder Bezugspunkt, der dem Sichtpunkt entspricht) A des Benutzers mit einem Fluchtpunkt (einem endlichen Fernpunkt auf der horizontalen Linie, der durch ein nachstehend erwähntes Fluchtpunkt-Erfassungsteil (Bezugszeichen 39 der 13) erfasst wird) VP1 der Straßenfläche 40 verbindet, die Virtuellbild-Anzeigefläche PS3 schneidet, als ein Fluchtpunkt VP2 auf der Virtuellbild-Anzeigefläche bestimmt wird, wird in Bezug auf die Position des Fluchtpunkts VP2 auf der Virtuellbild-Anzeigefläche der Bereich auf der zum Fahrzeug 1 nahen Seite als Straßenfläche-HUD-Bereich Z1 und der Bereich auf der entfernten Seite als Straßenoberseite-HUD-Bereich Z2 bestimmt.
  • Wie in 1 (C) gezeigt, ist die Virtuellbild-Anzeigefläche PS3 als eine Neigungsfläche gebildet, sodass die Virtuellbild-Anzeigefläche PS3 streng genommen nicht mit der Straßenfläche 40 der Straße zusammenfällt. Allerdings kann der Bereich auf der Seite (auf der zum Eigenfahrzeug 1 nahen Seite), die weiter vorne als der Fluchtpunkt (Punkt, der dem erfassten tatsächlichen Fluchtpunkt VP1 entspricht) VP2 auf der Virtuellbild-Anzeigefläche ist, als ein Bereich, in dem eine Anzeige, die sich mit der Straßenfläche 40 überlappt, möglich ist, nämlich als Straßenfläche-HUD-Bereich Z1 verwendet werden, da dieser Bereich vom Benutzer aus gesehen nicht so aussieht, dass er oberhalb der Straßenfläche positioniert ist. Der Abstand zwischen dem Fluchtpunkt VP2 auf der Virtuellbild-Anzeigefläche und der Straßenfläche 40 ist „h0“.
  • Wenn die Virtuellbild-Anzeigefläche PS3 von der Straßenfläche 40 um einen Betrag, der „h0“ oder weniger ist, angehoben ist, kann der Benutzer unbeeinflusst von der Anhebung wahrnehmen bzw. empfinden, dass ein virtuelles Bild G1, das angezeigt wird, an der Straßenfläche 40 haftet.
  • Im Bereich auf der Seite, die weiter entfernt als der Fluchtpunkt VP2 auf der Virtuellbild-Anzeigefläche ist, ist hingegen die Virtuellbild-Anzeigefläche PS3 von der Straßenfläche um einen erheblichen Betrag angehoben. Der Abstand zwischen dem fernen Ende U3 der Virtuellbild-Anzeigefläche PS3 und der Straßenfläche 40 ist z. B. „h1 (> h0)“. Wenn ein virtuelles Bild G2 in diesem Bereich auf der entfernten Seite angezeigt wird, kann der Benutzer empfinden, dass eine Anzeige oberhalb der Straßenfläche 40 bereitgestellt ist. Folglich kann dieser Bereich als Straßenoberseite-HUD-Bereich Z2 verwendet werden.
  • Als Nächstes wird auf 1 (D) verwiesen. Im Beispiel nach 1 (D) wird der Straßenoberseite-HUD-Bereich Z2 an einer entfernten Position vorgegeben, sodass, wenn der Benutzer das virtuelle Bild G2 betrachtet, das im Straßenoberseite-HUD-Bereich Z2 angeordnet wird, eine absolute Abstandswahrnehmung abstumpft und das Entfernungsgefühl nicht genau wahrgenommen werden kann. Mit anderen Worten wird der Virtuellbild-Anzeigeabstand L2 des „Fluchtpunkts VP2 auf der Virtuellbild-Anzeigefläche“, der als eine Grenze zwischen dem Straßenfläche-HUD-Bereich Z1 und dem Straßenoberseite-HUD-Bereich Z2 dient, auf 20 m oder mehr (20 m oder weiter entfernt) eingestellt.
  • Dadurch kann die Virtuellbild-Anzeigefläche im Straßenoberseite-HUD-Bereich Z2 als eine Virtuellbild-Anzeigefläche mit einer simulierten aufgestellten Fläche gebildet werden.
  • Das Beispiel nach 1 (D) konzentriert sich darauf, dass, wenn eine Person ein fernes Bild betrachtet, der Einfluss der Tiefenwahrnehmung aufgrund des Konvergenzwinkels kleiner wird und eine absolute Abstandswahrnehmung abstumpft, wodurch ggf. erkennbar ist, dass sich das Bild an einer entfernten Position befindet, aber seine Tiefe (Entfernungsgefühl) nicht genau wahrgenommen werden kann. Auch wenn das virtuelle Bild G2, das im Straßenoberseite-HUD-Bereich Z2 abgebildet wird, eigentlich eine Tiefe hat, kann eine Person, dadurch, dass der Straßenoberseite-HUD-Bereich Z2 an einer solchen entfernten Position vorgegeben wird, seine Tiefe nicht wahrnehmen (empfinden) und nimmt fälschlicherweise wahr, dass es mit dem gleichen Abstand aufgestellt ist.
  • Mit anderen Worten ist es möglich, die Virtuellbild-Anzeigefläche im Straßenoberseite-HUD-Bereich Z2 als eine simulierte aufgestellte Fläche (Fläche, die so aussieht, dass sie z .B. im Wesentlichen senkrecht zur Straßenfläche aufgestellt ist) zu bilden. In 1 (D) befindet sich das virtuelle Bild G2 auf der Neigungsfläche. Jedoch sieht das virtuelle Bild G2 für den Benutzer (Person), der es betrachtet, wie ein virtuelles Bild G2' aus, das auf der Straßenfläche 40 aufgestellt ist. Dadurch können z. B. virtuelle Bilder G2' von Straßenschildern, Führungsanzeigen, Plakaten usw., die auf der Straße aufgestellt werden, ohne fremdartiges Gefühl angezeigt werden.
  • Die Länge (Erstreckungsbereich) der Virtuellbild-Anzeigefläche PS3 entlang der Straßenfläche 40 kann z. B. als etwa 10 m bis 30 m bestimmt werden.
  • Es ist ferner bevorzugt, dass der Neigungswinkel θ2 der Virtuellbild-Anzeigefläche PS3 relativ zur Straßenfläche 40 annähernd im Bereich 1° ≤ θ2 ≤ 3° eingestellt wird.
  • Wenn z. B. der mittlere Look-down-Angle LDA (Winkel, der in Bezug auf den Sichtpunkt A durch die horizontale Linie und die Blickrichtung des Benutzers eingeschlossen wird) des Benutzers als „3°“, der vertikale (nach oben und unten gerichtete) Blickwinkel VFOV (entsprechend dem vertikalen Bildwinkel der Anzeigefläche) als „5°“, L1 (Virtuellbild-Anzeigeabstand bis zum nahen Ende U1) als „9 m“, L2 (Virtuellbild-Anzeigeabstand bis zum Fluchtpunkt VP2 auf der Virtuellbild-Anzeigefläche) als „20 m“ und L3 (Virtuellbild-Anzeigeabstand bis zum fernen Ende U3) als „30 m“ bestimmt wird, beträgt der Neigungswinkel θ2 „1,64°“. Allerdings ist dies nur ein Beispiel, und die Ausführungsform wird nicht darauf beschränkt.
  • Als Nächstes wird auf 1 (E) verwiesen. 1 (E) zeigt eine beispielhafte Anzeigesteuerung durch ein Anzeigesteuerteil (Bezugszeichen 300 der 13). Die konkrete Konstruktion der HUD-Vorrichtung wird später erwähnt.
  • Das Anzeigesteuerteil (Bezugszeichen 300 der 13) teilt einen Bildanzeigebereich 45 einer Anzeigefläche 47 eines Anzeigeteils 46 in Bezug auf eine Grenzposition LN' (hier gezeigt durch eine Strecke, die durch einen Punkt VP2' hindurch in der lateralen Richtung (entsprechend der Breitenrichtung des Fahrzeugs 1) verläuft), die vom Benutzer (Person) aus gesehen eine Grenze zwischen der Straßenfläche 40 und einem Raum oberhalb der Straßenfläche 40 ist, in einen ersten Anzeigebereich Z1', der dem Straßenfläche-HUD-Bereich Z1 entspricht, und einen zweiten Anzeigebereich Z2' auf, der dem Straßenoberseite-HUD-Bereich Z2 entspricht. Der „Punkt VP2'“ ist ein Punkt auf der Anzeigefläche 47, der dem „Fluchtpunkt VP2 auf der Virtuellbild-Anzeigefläche“ entspricht, der in 1 (C) und 1 (D) gezeigt ist.
  • Des Weiteren zeigt das Anzeigesteuerteil (Bezugszeichen 300 der 13) im ersten Anzeigebereich Z1' ein erstes Bild RG1 (ein Navigationspfeil 61' und eine Geschwindigkeitsanzeige SP') an, das sich mit der Straßenfläche 40 überlappt, und zeigt im zweiten Anzeigebereich Z2' ein zweites Bild RG2 (eine Grenzgeschwindigkeitsanzeige 63' und eine Anzeige 65' „Schulweg“) an, das oberhalb der Straßenfläche 40 angezeigt wird.
  • Abhängig von der Konstruktion einer Optik sind ggf. die „Bildwinkel-Oberkante“ und die „Bildwinkel-Unterkante“ in 1 (E) umgekehrt. In diesem Fall wird das Anzeigebild der 1 (E) in der Oben-Unten-Richtung umgekehrt angezeigt.
  • Ferner entsprechen die jeweiligen Punkte U1', U2' und U3' in 1 (E) den jeweiligen Punkten U1, U2 und U3 in 1 (C) und 1 (D).
  • Ferner werden Seitenlinien 51, 53 der Straße und eine Mittellinie 55, die in 1 (E) gestrichelt dargestellt sind, dadurch erfasst, dass ein Bild, in dem die Vorderseite des Fahrzeugs 1 aufgenommen ist, einer Bildverarbeitung unterzogen wird. Außerdem ist ein Punkt, an dem sich die jeweiligen Linien an der entfernten Position schneiden, der Fluchtpunkt VP1, der in 1 (C) und 1 (D) gezeigt ist. Wie oben erwähnt, ist der Fluchtpunkt auf der Virtuellbild-Anzeigefläche VP2, und ein Punkt auf der Anzeigefläche 47, der dem VP2 entspricht, ist VP2'.
  • In 1 (E) kann das erste Bild RG1 zumindest eines von einem Bild von Informationen (z. B. Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeige), die den Zustand des Fahrzeugs 1 zeigen, einem Routenleitungsbild (z. B. Bild eines Navigationspfeils) und einem Routenführungsbild (z. B. Bild, in dem Ortsnamen oder Orientierungspunkte mit Pfeilen kombiniert sind) sein. Ferner kann das zweite Bild RG2 zumindest eines von einem Bild von Grenzgeschwindigkeitsinformationen, einem Bild von verschiedenartigen Zeichen, die auf der Straße installiert sind, einem Routenleitungsbild auf der Straße, einem Routenführungsbild auf der Straße, einem Bild von Schildern, die auf der Straße installiert sind, und einem Bild von Plakaten sein, die auf der Straße installiert sind. Diese sind nur Beispiele. Wie oben ausgeführt, können dem Benutzer vielfältige Informationen präsentiert werden, und die Ausdrucksfähigkeit der HUD-Vorrichtung kann verbessert werden, indem die ersten und zweiten Bilder so gebildet werden, dass sie sich inhaltlich (Bedeutung, Inhalt, oder Art usw.) voneinander unterscheiden.
  • Als Nächstes wird auf 2 verwiesen. 2 (A) ist eine Darstellung, die ein Beispiel für ein virtuelles Bild (umfassend: Straßenfläche-HUD-Anzeige und Straßenoberseite-HUD-Anzeige) zeigt, das über eine Windschutzscheibe durch den Benutzer visuell erkannt wird. 2 (B) ist eine Darstellung, die den Zustand der Virtuellbild-Anzeige auf einer Virtuellbild-Anzeigefläche zeigt, die eine Neigungsfläche ist. In 2 sind Abschnitte, die mit denjenigen der voranstehenden Figuren identisch sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen (dies gilt auch für andere Zeichnungen).
  • Im Beispiel nach 2 fungiert die Windschutzscheibe (Frontscheibe) des Fahrzeugs (Eigenfahrzeug) 1 als ein Element zum Projizieren (Element mit Lichtreflexionsvermögen und Lichtdurchlässigkeit). Das Element zum Projizieren ist, anders ausgedrückt, ein reflektierendes und lichtdurchlässiges Element 2. Die Windschutzscheibe, die ein Element zum Projizieren (reflektierendes und lichtdurchlässiges Element 2) ist, kann ein Kombinator o. Ä. sein. Die HUD-Vorrichtung projiziert ein Anzeigelicht auf das reflektierende und lichtdurchlässige Element 2, das im Fahrzeug 1 vorgesehen ist, erzeugt ein virtuelles Bild durch ein Anzeigelicht, das durch das reflektierende und lichtdurchlässige Element 2 reflektiert wurde, und zeigt das virtuelle Bild derart an, dass es einer tatsächlichen Landschaft, die durch das reflektierende und lichtdurchlässige Element 2 durchgelassen wird, überlagert wird.
  • Das Anzeigebeispiel der 2 (A) wird dadurch realisiert, dass ein erforderliches Bild auf der Anzeigefläche 47 gebildet wird, wie in 1 (E) gezeigt wurde. Ein virtuelles Bild wird in einem Virtuellbild-Anzeigebereich 3 auf der Windschutzscheibe (reflektierendes und lichtdurchlässiges Element 2) angezeigt.
  • In 2 (A) wird die Virtuellbild-Anzeigefläche PS3 der 1 (C) ausgewählt, die vorher erläutert wurde. 2 (B) ist die wiedergegebene 1 (C) und inhaltlich damit identisch.
  • Wie in 2 (A) gezeigt, wird in einem ersten Anzeigebereich Z1 ein erstes virtuelles Bild G1 (umfassend: Navigationspfeil 61 und Geschwindigkeitsanzeige SP) angezeigt, das sich mit der Straßenfläche 40 überlappt. In einem zweiten Anzeigebereich Z2 wird ferner ein zweites virtuelles Bild G2 (eine Anzeige 63 „Schulweg“ und eine Anzeige 65 „Grenzgeschwindigkeit“ (40 km/h)) angezeigt, das oberhalb der Straßenfläche 40 angezeigt wird.
  • In 2 (A) zeigen ferner die Bezugszeichen 51, 53 Seitenlinien der Straße (tatsächliche Landschaft), und das Bezugszeichen 55 zeigt eine Mittellinie (tatsächliche Landschaft).
  • Im Beispiel nach 2 (A) ist ferner in der Nähe eines Lenkrads (eines Lenkers im weiteren Sinne) 7 ein Betätigungsteil 9 vorgesehen, durch das die HUD-Vorrichtung o. Ä. zwischen dem eingeschalteten/ausgeschalteten Zustand umgeschaltet wird, oder deren Betriebsmodus o. Ä. eingestellt werden kann. In der Mitte eines vorderen Armaturenbretts 11 ist ferner eine Anzeigevorrichtung (z. B. Flüssigkristallanzeigevorrichtung) 13 vorgesehen. Die Anzeigevorrichtung 13 kann z. B. dazu verwendet werden, die Anzeige durch die HUD-Vorrichtung zu unterstützen. Diese Anzeigevorrichtung 13 kann eine zusammengesetzte Tafel mit einer Berührungstafel o. Ä. sein.
  • Ferner ist 2 (B) die wiedergegebene 1 (C) und inhaltlich damit identisch, sodass die Erläuterung weggelassen wird.
  • Als Nächstes wird auf 3 verwiesen. 3 (A) ist eine Darstellung, die ein Anzeigebeispiel zeigt, in dem die Virtuellbild-Anzeigefläche im Straßenoberseite-HUD-Bereich im Beispiel nach 2 (A) zur simulierten aufgestellten Fläche gemacht wird. 3 (B) ist eine Darstellung, die den Zustand der Virtuellbild-Anzeige auf einer Virtuellbild-Anzeigefläche zeigt, die eine Neigungsfläche ist.
  • In 3 (A) wird die Virtuellbild-Anzeigefläche PS3 der 1 (C) ausgewählt, die vorher erläutert wurde. 3 (B) ist die wiedergegebene 1 (C) und inhaltlich damit identisch. Ferner ist in 3 (A) nur die Anzeige 63 des Schulwegs als ein zweites virtuelles Bild G2 angezeigt.
  • Wenn der Fluchtpunkt VP2 auf der Virtuellbild-Anzeigefläche als ein Ortspunkt mit dem Virtuellbild-Anzeigeabstand von 20 m oder mehr bestimmt wird, wird der Bereich auf der entfernten Seite als ein Straßenoberseite-HUD-Bereich Z2 mit einer simulierten aufgestellten Fläche gebildet, wie oben erwähnt wurde. Folglich ist es möglich, Objekte wie Zeichen, Führungsschilder, Plakate o. Ä. (ggf. zusammen bezeichnet als gedachte Zeicheninformationen), die von der Straßenfläche vertikal nach oben aufgestellt sind, und Informationen, die mit diesen Objekten zusammenhängen, ohne fremdartiges Gefühl dem Benutzer zu präsentieren.
  • Ferner ist 3 (B) die wiedergegebene 1 (D) und inhaltlich damit identisch, sodass die Erläuterung weggelassen wird.
  • Wie vorstehend erläutert, ist in den Beispielen nach 2 und 3 die Virtuellbild-Anzeigefläche PS3 mit einer Neigungsfläche in einem ziemlich weitläufigen vorderen Bereich des Fahrzeugs 1 vorgesehen. Dies ermöglicht, im Bereich Z1 auf der zum Eigenfahrzeug 1 nahen Seite auf der Virtuellbild-Anzeigefläche PS3 eine Anzeige (z. B. Anzeige eines Navigationspfeils) bereitzustellen, die sich mit der Straßenfläche überlappt, und im Bereich Z2 auf der entfernten Seite hingegen eine Anzeige (z. B. Anzeige von Zeichen o. Ä., die oberhalb der Straßenfläche positioniert sind) bereitzustellen, die über der Straßenfläche positioniert ist.
  • Bei einer HUD-Vorrichtung, die eine Anzeige bereitstellt, die sich mit der Straßenfläche überlappt, war es bisher schwierig, Zeichen o. Ä. anzuzeigen, die oberhalb der Straßenfläche positioniert sind, wobei vielfältige Anzeigen beschränkt wurden, und die Ausdrucksfähigkeit begrenzt wurde. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die genannte Beschränkung erheblich reduziert, und vielfältige Anzeigen, bei denen ein Straßenfläche-HUD und ein Straßenoberseite-HUD zusammen verwendet werden, werden ermöglicht. Folglich kann die Ausdrucksfähigkeit der HUD-Vorrichtung verbessert werden.
  • Als Nächstes wird auf 4 verwiesen. 4 (A) und 4 (B) sind Darstellungen zur Erläuterung einer Methode zur Entfernungseinstellung beim Durchführen der Entfernungsanzeige. 4 (A) ist mit der 3 (A) identisch.
  • Wenn das Entfernungsgefühl für das erste virtuelle Bild (ein virtuelles Bild, das sich mit der Straßenfläche überlappt) G1 eingestellt wird, können eine Änderung des Virtuellbild-Anzeigeabstands durch Änderung der Anzeigeposition des ersten Bilds RG1 (vgl. 1 (E)) in der Anzeigefläche 47 und/oder eine Gestaltsteuerung durch zumindest eines von der Größe, der Form, dem Muster, der Farbe, dem Vorliegen oder Nichtvorliegen eines Schattens und der dreidimensionalen Darstellung von Anzeigeobjekten, die das erste Bild konstruieren, ausgeführt werden.
  • Mit anderen Worten kann die Tiefe des ersten Bilds RG1, das dem Straßenfläche-HUD-Bereich Z1 entspricht, auf der Virtuellbild-Anzeigefläche PS3, die eine Neigungsfläche ist, durch Positionsänderung eingestellt werden. Ferner kann das Entfernungsgefühl für das erste Bild RG1 auch durch Veränderung der Größe, der Form usw., anders ausgedrückt durch Gestaltsteuerung von Anzeigeobjekten eingestellt werden. Ferner können die obigen zwei Methoden zusammen verwendet werden.
  • Für das zweite virtuelle Bild G2, das dem Straßenoberseite-HUD-Bereich Z2 entspricht, wird ferner keine Steuerung des Virtuellbild-Anzeigeabstands ausgeführt, und nur eine Gestaltsteuerung von Anzeigeobjekten wird ausgeführt. Für das zweite virtuelle Bild G2 wird keine unnötige Steuerung des Virtuellbild-Anzeigeabstands ausgeführt, weil der Einfluss der menschlichen Tiefenwahrnehmung aufgrund des Konvergenzwinkels klein ist und eine absolute Abstandswahrnehmung abstumpft, wie oben erwähnt wurde. Stattdessen wird das Entfernungsgefühl dadurch eingestellt, dass eine Gestaltsteuerung der Größe, der Form usw. von Anzeigeobjekten durchgeführt wird. Auf diese Weise kann das Entfernungsgefühl jeweils für die ersten und zweiten virtuellen Bilder G1 und G2 durch geeignete Methoden eingestellt werden.
  • Als Nächstes wird auf 4 (B) verwiesen. 4 (B) zeigt eine beispielhafte Anzeigesteuerung, bei der der Virtuellbild-Anzeigeabstand dadurch geändert wird, dass die Virtuellbild-Position auf der Virtuellbild-Anzeigefläche, die eine Neigungsfläche ist, geändert wird. Wie in der Figur gezeigt, verläuft der Navigationspfeil 61 als das erste virtuelle Bild G1 im Straßenfläche-HUD-Bereich Z2 der Virtuellbild-Anzeigefläche PS3 von der zum Fahrzeug 1 nahen Seite bis zur entfernten Seite. Je weiter entfernt die Anzeigeposition ist, desto größer ist der Virtuellbild-Anzeigeabstand, wodurch das Entfernungsgefühl eingestellt werden kann.
  • Wenn ferner z. B. die Anzeigeposition der Fahrzeuggeschwindigkeitsanzeige (Anzeige „40 km/h“) verändert wird, gilt, dass je weiter sich die Anzeigeposition vom Fahrzeug 1 entfernt, desto größer der Virtuellbild-Anzeigeabstand ist, wodurch das Entfernungsgefühl eingestellt werden kann.
  • Wie oben erwähnt, wird für das zweite virtuelle Bild G2 (Anzeige 63 (Führungsanzeige) „Schulweg“) im Straßenoberseite-HUD-Bereich Z2 keine Steuerung des Virtuellbild-Anzeigeabstands durchgeführt, und das Entfernungsgefühl wird durch Änderung der Größe (Abmessungen), der Form usw. eingestellt.
  • Dadurch kann der Virtuellbild-Anzeigeabstand auch für ein virtuelles Bild, das z. B. inhaltlich vielfältig ist, angemessen eingestellt werden. Somit kann ein virtuelles Bild mit hoher Qualität, das ein erwünschtes Entfernungsgefühl bewirkt, angezeigt werden.
  • Als Nächstes wird auf 5 verwiesen. 5 (A) und 5 (B) sind Darstellungen, die Anzeigebeispiele beim Übergang von der Straßenoberseite-HUD-Anzeige in die Straßenfläche-HUD-Anzeige zeigen.
  • In 5 (A) sind ein Ausgangsführungszeichen G2-1 und ein Richtungsführungszeichen G2-2 als zweite virtuelle Bilder (virtuelle Bilder, die zur Straßenfläche aufgestellt sind) angezeigt. Wenn sich die virtuellen Bilder von Zeichen G2-1 und G2-2, die in der Ferne zu sehen waren, im Laufe der Zeit dem Eigenfahrzeug 1 nähern, wird zumindest ein Teil des Inhalts der Zeichen o. Ä. (hier der gesamte Inhalt des Ausgangsführungszeichens G2- 1, das die wichtigste Information für den Benutzer präsentiert) einmal derart angezeigt, dass es an der Straßenfläche 40 haftet. Mit anderen Worten wird ein Führungszeichen G1-1 derart angezeigt, dass es sich mit der Straßenfläche 40 überlappt. Dadurch wird das Umwandeln (Umschalten) von der Straßenoberseite-HUD-Anzeige (konkret gesagt: Fahrzeugführung durch das zweite virtuelle Bild) in die Straßenfläche-HUD-Anzeige (konkret gesagt: Fahrzeugleitung durch das erste virtuelle Bild) verdeutlicht.
  • Danach wird z. B. eine derartige Anzeigesteuerung ausgeführt, dass sich die Straßenfläche-HUD-Anzeige G1-1 unmittelbar nach dem Umschalten im Laufe der Zeit dem Eigenfahrzeug 1 nähert.
  • In der Fahrszene der 5 (B) ist ein Timing nah, den Kurs des Fahrzeugs 1 zum Ausgang hin zu ändern. Dabei wird eine neue Fahrzeugleitungsanzeige G1-2 derart angezeigt, dass sie sich an das Ausgangsführungszeichen G1-1 als eine Straßenfläche-HUD-Anzeige anschließt. Somit wird eine Führung bereitgestellt, um das Fahrzeug 1 sicher zum Ausgang zu leiten.
  • Außerdem ist eine derartige Anzeigesteuerung möglich, dass das Ausgangsführungszeichen G1-1 danach im Laufe der Zeit hinter dem Fahrzeug 1 vorbeizieht.
  • Mit anderen Worten, wenn sich ein Zeichen o. Ä. nähert, das in der Ferne zu sehen war, und eine Phase kommt, in der die wirkliche Lenkradbedienung usw. dadurch beeinflusst wird, wird das Zeichen einmal als ein Anschlussbild ganz oder teilweise durch die Straßenfläche-HUD-Anzeige bereitgestellt, um dem Benutzer das Umschalten vom Straßenoberseite-HUD auf das Straßenfläche-HUD klar zu zeigen.
  • Folglich kann der Benutzer intuitiv verstehen, dass die Präsentation von Informationen über wichtige Zeichen usw. zukünftig hauptsächlich durch das Straßenfläche-HUD durchgeführt wird. Dadurch, dass anschließend an diese Präsentation z. B. eine Leitungsanzeige usw. durchgeführt wird, ist daher eine reibungslose Informationspräsentation ohne fremdartiges Gefühl möglich.
  • Die oben genannte Straßenfläche-HUD-Anzeige (Ausgangsführungszeichen G1-1, das derart angezeigt ist, dass es sich mit der Straßenfläche überlappt) beim Umschalten kann auch als „Anschlussanzeige“ zum Anschluss an die danach folgende Leitungsanzeige (G1-2) usw. angesehen werden, wie oben erwähnt wurde. Die vorgesehene „Anschlussanzeige“ ermöglicht einen reibungslosen Übergang von der Straßenoberseite-HUD-Anzeige in die Straßenfläche-HUD-Anzeige (anders ausgedrückt: eine Anzeige mit geringer Plötzlichkeit). Auf diese Weise wird eine dynamische, ein Präsenzgefühl bewirkende Virtuellbild-Anzeigesteuerung realisiert, die beim Stand der Technik schwierig war. Somit wird die Ausdrucksfähigkeit der HUD-Vorrichtung enorm verbessert.
  • Als Nächstes wird auf 6 verwiesen. 6 (A) bis 6 (D) sind Darstellungen, die Beispiele für die Form der Virtuellbild-Anzeigefläche und Beispiele für die positionelle Beziehung zwischen der Virtuellbild-Anzeigefläche und der Straßenflächenposition zeigen.
  • Im Beispiel nach 6 (A) ist die Virtuellbild-Anzeigefläche PS4 eine Neigung, deren Form geradlinig ist, und die gesamte Virtuellbild-Anzeigefläche PS4 ist über der Straßenfläche 40 positioniert. Im Beispiel nach 6 (B) ist ferner die Virtuellbild-Anzeigefläche PS5 eine Neigung, deren Form geradlinig ist, und die Neigungsfläche auf der zum Eigenfahrzeug 1 nahen Seite ist unterhalb der Straßenfläche 40 positioniert.
  • Im Beispiel nach 6 (C) ist ferner die Virtuellbild-Anzeigefläche PS6 eine Neigung (Neigung mit einer gekrümmten Fläche), deren Form krummlinig ist, und die gesamte Virtuellbild-Anzeigefläche PS6 ist über der Straßenfläche 40 positioniert. Im Beispiel nach 6 (D) ist ferner die Virtuellbild-Anzeigefläche PS7 eine Neigung (Neigung mit einer gekrümmten Fläche), deren Form krummlinig ist, und die Neigungsfläche auf der zum Eigenfahrzeug 1 nahen Seite ist unterhalb der Straßenfläche 40 positioniert.
  • Die Virtuellbild-Anzeigefläche, die dem Straßenfläche-HUD-Bereich entspricht, kann zumindest teilweise unterhalb der Straßenfläche positioniert sein.
  • Wie oben ausgeführt, können im vorliegenden Ausführungsbeispiel zahlreiche Arten von Virtuellbild-Anzeigeflächen ausgewählt werden. Ferner ist zugelassen, dass die Virtuellbild-Anzeigefläche im Straßenfläche-HUD-Bereich zumindest teilweise unterhalb der Straßenfläche positioniert ist, wie in den Beispielen nach 6 (B) und 6 (D) gezeigt ist.
  • In diesem Fall wird das erste virtuelle Bild auf der Virtuellbild-Anzeigefläche unterhalb der Straßenfläche 40 abgebildet. Jedoch versteht der Benutzer, der das virtuelle Bild betrachtet, dass es realistisch gesehen unmöglich ist, dass die Anzeige, die sich mit der Straßenfläche 40 überlappt, unterhalb der Straßenfläche 40 positioniert ist. Deshalb nimmt der Benutzer wahr bzw. empfindet durch Vernunft, dass das erste virtuelle Bild an der Straßenfläche 40 haftet.
  • Folglich scheint das erste virtuelle Bild dicht an der Straßenfläche 40 zu haften, ohne von der Straßenfläche 40 angehoben zu werden. Deshalb kann die Genauigkeit, mit der sich ein virtuelles Bild mit der Straßenfläche überlappt, erhöht werden. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Anzeige mit vollem Präsenzgefühl und hoher Ausdrucksfähigkeit durch ein erstes virtuelles Bild (,das manchmal über der Straßenfläche 40 und manchmal unter der Straßenfläche 40 abgebildet wird), das sich genau mit der Straßenfläche 40 überlappt, und ein zweites virtuelles Bild (ein virtuelles Bild, das an einer Virtuellbild-Anzeigefläche, die oberhalb der Straßenfläche 40 positioniert ist, angezeigt wird) realisiert, das von der Straßenfläche 40 aufgestellt ist.
  • Als Nächstes wird auf 7 verwiesen. 7 ist eine Darstellung, die eine beispielhafte Virtuellbild-Anzeige unter Verwendung einer Virtuellbild-Anzeigefläche durch eine HUD-Vorrichtung zeigt. Die vier Arten von Virtuellbild-Anzeigeflächen, die in 7 gezeigt sind, sind mit den in 6 gezeigten Beispielen identisch. Die jeweiligen Virtuellbild-Anzeigeflächen sind mit Bezugszeichen versehen, die mit denjenigen in 6 identisch sind.
  • In 7 wird ferner die Richtung entlang der Vorderseite des Fahrzeugs 1 (auch Vorne-Hinten-Richtung genannt) als „Z-Richtung“, die Richtung (Links-Rechts-Richtung) entlang der Breite (Querbreite) des Fahrzeugs 1 als „X-Richtung“ und die Höhenrichtung des Fahrzeugs 1 (Richtung, in der eine Strecke, die senkrecht zur flachen Straßenfläche 40 ist, von der Straßenfläche 40 abweicht) als „Y-Richtung“ bestimmt.
  • In der folgenden Erläuterung werden ferner die Ausdrücke „oben“ und „unten“ verwendet, um z. B. die Form einer Virtuellbild-Anzeigefläche zu erläutern. Zur einfachen Erläuterung wird hier die Richtung entlang einer Strecke (Normale), die senkrecht zur Straßenfläche 40 ist, als „Oben-Unten-Richtung“ bestimmt. Wenn die Straßenfläche horizontal ist, ist die vertikal nach unten gerichtete Richtung eine untere Richtung, und die der genannten Richtung entgegengesetzte Richtung ist eine obere Richtung. Dies kann auch für die Erläuterung der voranstehenden Zeichnungen gelten.
  • Wie in der Figur gezeigt, ist eine HUD-Vorrichtung (HUD-Vorrichtung, die ein Straßenfläche-HUD und ein Straßenoberseite-HUD zusammen verwendet) 101 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in einem Armaturenbrett des Fahrzeugs (Eigenfahrzeug) 1 installiert.
  • Die HUD-Vorrichtung 101 weist das Bildanzeigeteil (hier Bildschirm) 46, das die Anzeigefläche 47 zur Anzeige eines Bilds aufweist, eine Optik 120, die ein optisches Element umfasst, das ein Anzeigelicht K zur Anzeige eines Bilds auf eine Windschutzscheibe (reflektierendes und lichtdurchlässiges Element 2) projiziert, die ein reflektierendes und lichtdurchlässiges Element ist, und ein Lichtprojektionsteil (Bildprojektionsteil) 150 auf. Das optische Element weist einen Hohlspiegel (Vergrößerungsreflexionsspiegel) 130 auf, der eine Reflexionsfläche 139 aufweist. Die Reflexionsfläche 139 des Hohlspiegels 130 weist eine Form (umfassend: eine gekrümmte Fläche) auf, die dazu geeignet ist, ein virtuelles Bild auf der zum Eigenfahrzeug 1 nahen Seite derart anzuzeigen, dass die Straßenfläche 40 als ein Überlappungsobjekt verwendet wird, und auf der entfernten Seite eine Anzeige bereitzustellen, die von der Straßenfläche 40 aufgestellt ist. Die Form der Virtuellbild-Anzeigeflächen PS4 bis PS7 sowie die Beziehung zwischen ihnen und der Straßenfläche werden durch die Form der Reflexionsfläche 139 sehr stark beeinflusst.
  • Die Form der Virtuellbild-Anzeigeflächen PS4 bis PS7 wird neben der Form (umfassend: eine gekrümmte Fläche) der Reflexionsfläche 139 des Hohlspiegels 130 auch durch die Form der gekrümmten Fläche der Windschutzscheibe (reflektierendes und lichtdurchlässiges Element 2) und die Form eines weiteren optischen Elements (z. B. Korrekturspiegel) beeinflusst, das in der Optik 120 installiert wird. Sie wird ferner durch die Form der Anzeigefläche 47 (im Allgemeinen eine ebene Fläche, aber ganz oder teilweise kann sie eine unebene Fläche sein) und die Anordnung der Anzeigefläche 47 relativ zur Reflexionsfläche 139 beeinflusst. Allerdings wird die Form der Virtuellbild-Anzeigefläche durch den Hohlspiegel 130, der ein Vergrößerungsreflexionsspiegel ist, sehr stark beeinflusst. Wenn ferner die Form der Reflexionsfläche 139 des Hohlspiegels 130 anders wird, verändert sich tatsächlich die Form der Virtuellbild-Anzeigefläche.
  • Ferner werden die Virtuellbild-Anzeigeflächen P4 bis P7, die sich jeweils einstückig vom nahen Ende U1 bis zum fernen Ende U3 erstrecken, dadurch gebildet, dass die Anzeigefläche 47 des Bildanzeigeteils (Anzeigeteil) 46 relativ zur Lichtachse (Hauptlichtachse, die dem Hauptlichtstrahl entspricht) der Optik schräg mit einem Schnittwinkel von weniger als 90 Grad angeordnet wird.
  • Ferner kann die Form einer ebenen Fläche oder einer gekrümmten Fläche der Virtuellbild-Anzeigeflächen P4 bis P7 durch Einstellen von optischen Eigenschaften eines gesamten Bereichs oder eines partiellen Bereichs in der Optik, Einstellen der Anordnung eines optischen Elements und der Anzeigefläche 47, Einstellen der Form der Anzeigefläche 47, oder eine Kombination davon eingestellt werden. Auf diese Weise kann die Form der Virtuellbild-Anzeigefläche vielfältig eingestellt werden. Folglich wird die Konstruktionsfreiheit der HUD-Vorrichtung verbessert.
  • Als Nächstes wird auf 8 verwiesen. 8 ist eine Darstellung, die ein konkretes Beispiel für eine Optik in der Head-up-Display-Vorrichtung zeigt.
  • Die HUD-Vorrichtung 101 weist ein Lichtprojektionsteil 151, einen Bildschirm 161 als ein Bildanzeigeteil, einen Reflexionsspiegel 133, einen Hohlspiegel 131 und ein Steuerteil 171 (auch Anzeigesteuerungsvorrichtung oder Anzeigesteuerteil genannt werden kann) auf, das aus einer I/O-Schnittstelle zum Erwerben von Informationen von einem externen Sensor oder einer anderen ECU, einem Prozessor, einem Speicher, einem im Speicher hinterlegten Computerprogramm usw. konstruiert ist.
  • Ferner kann der Winkel des Hohlspiegels 131 durch den Betrieb eines Drehmechanismus 175, der aus einem Aktuator besteht, den Umständen entsprechend eingestellt werden. Ferner können die Neigung und Position des Bildschirms 161 durch ein Einstellteil 173, das aus einem Aktuator für ein Bildanzeigeteil besteht, den Umständen entsprechend eingestellt werden. Die Neigung des Bildschirms 161 kann, konkret gesagt, als Neigung bezüglich der Lichtachse des Lichtprojektionsteils 151 oder Neigung bezüglich der Lichtachse der Optik oder Neigung bezüglich des Hauptlichtwegs (Hauptlichtstrahl) des vom Lichtprojektionsteil erzeugten Lichts angesehen werden. Das Steuerteil 171 steuert einheitlich den Betrieb des Lichtprojektionsteils 151, den Betrieb des Drehmechanismus 175, den Betrieb des Einstellteils 173 für ein Bildanzeigeteil usw. Das Bezugszeichen K zeigt ein Anzeigelicht (Ausstrahlungslicht). Die Einstellung von Eigenschaften der Optik aus verschiedenen Gesichtspunkten ermöglicht z. B., die Variantenanzahl der Form einer gekrümmten Fläche der Virtuellbild-Anzeigefläche zu erhöhen, und die Krümmung o. Ä. einer gekrümmten Fläche mit erhöhter Genauigkeit einzustellen.
  • Als Nächstes wird auf 9 verwiesen. 9 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Form einer gekrümmten Fläche eines Hohlspiegels (Vergrößerungsreflexionsspiegel, der eine Reflexionsfläche mit einer gekrümmten Fläche aufweist) und zur Erläuterung von Beispielen für Brennpunkte. Ein Hohlspiegel 135, der in 9 gezeigt ist, weist Teile α, β und γ auf, deren jeweiliger Krümmungsradius ungefähr als groß, klein und klein vorbestimmt wird. Das Bezugszeichen 163 zeigt einen Bildschirm als ein Bildanzeigeteil. Ferner zeigt der gestrichelt gezeigte Lichtweg einen Hauptlichtweg (Hauptlichtstrahl) entlang der Lichtachse des Hohlspiegels 135 (einer Optik im weiteren Sinne).
  • Entsprechend der Änderung des Krümmungsradius des Hohlspiegels 135 hat der Hohlspiegel 135 Brennpunkte, die jeweils durch Punkte F1 bis F5 gezeigt sind. Die Form (Grad der Biegung, Ebenheit usw.) der Virtuellbild-Anzeigefläche kann abhängig von der Form, die durch Trajektorie der Brennpunkte gezeigt wird und eine gekrümmte Fläche enthält, geändert werden. Verschiedene Varianten sind denkbar, wie z. B. den Krümmungsradius der jeweiligen Teile α, β und γ des Hohlspiegels 135 stufenweise ein bisschen einzustellen oder kontinuierlich zu verändern. In der vorliegenden Ausführungsform werden, anstatt wie bisher die Verzerrung wegen des Abbildungsfehlers des Hohlspiegels und der Windschutzscheibe zu korrigieren, Konstruktionsmethoden ausgewählt, bei denen unter Verwendung von Eigenschaften des menschlichen Auges die Ebenheit sichergestellt wird, oder derart wahrgenommen wird, dass sich ein virtuelles Bild im Straßenfläche-HUD-Bereich Z1 ohne Anhebung usw. mit einem Überlappungsobjekt (Straßenfläche usw.) überlappt, indem die Form einer Virtuellbild-Anzeigefläche, die eine gekrümmte Fläche enthält, zugelassen wird, und diese eine gekrümmte Fläche enthaltende Form mit hoher Genauigkeit frei gesteuert wird.
  • Als Nächstes wird auf 10 verwiesen. 10 ist eine Darstellung, die eine beispielhafte Systemkonstruktion der Head-up-Display-Vorrichtung zeigt. Das in 10 gezeigte System weist eine Anzeigesteuerungsvorrichtung 740, ein Objekterfassungsteil 801, ein Fahrzeuginformation-Erfassungsteil 803, ein Anzeigeteil 12, einen ersten Aktuator 177 und einen zweiten Aktuator 179 auf. Die Anzeigesteuerungsvorrichtung 740 weist eine I/O-Schnittstelle 741, einen Prozessor 742 und einen Speicher 743 auf. Die Anzeigesteuerungsvorrichtung 740, das Objekterfassungsteil 801 und das Fahrzeuginformation-Erfassungsteil 803 sind mit einer Kommunikationsleitung (BUS o. Ä.) verbunden.
  • Die Anzeigesteuerungsvorrichtung 740 kann z. B. als das Steuerteil (Anzeigesteuerungsvorrichtung, Anzeigesteuerteil) 171, das in 8 gezeigt wurde, verwendet werden. Ferner können der erste Aktuator 177 und der zweite Aktuator 179 als der Drehmechanismus 179 und das Einstellteil 173, die in 8 gezeigt wurden, verwendet werden, und auch dazu verwendet werden, die Gesamtheit oder Details der Optik 120, die in 8 gezeigt wurde, einzeln einzustellen. Diese können auch als Einstellsysteme der Optik angesehen werden.
  • Das Objekterfassungsteil 801 kann ferner z. B. aus einem fahrzeugexternen Sensor oder einer fahrzeugexternen Kamera, die im Fahrzeug 1 vorgesehen sind, konstruiert werden. Das Fahrzeuginformation-Erfassungsteil 803 kann ferner z. B. aus einem Geschwindigkeitssensor, einer Fahrzeug-ECU, einem fahrzeugexternen Kommunikationsgerät, einem Sensor zur Erfassung der Augenposition, einem Gierratensensor o. Ä. zur Erfassung des Nickwinkels (Neigungswinkel) des Fahrzeugs 1 oder einem Höhensensor konstruiert werden. Durch die Anzeigesteuerungsvorrichtung 740 ist z. B. auch möglich, dass die Optik basierend auf Erfassungsinformationen des Objekterfassungsteils 801 und Informationen vom Fahrzeuginformation-Erfassungsteil 803 optimal betrieben wird, und dass gleichzeitig die oben genannte HUD-Vorrichtung, die ein Straßenfläche-HUD und ein Straßenoberseite-HUD zusammen verwendet, realisiert wird.
  • Ferner können der eine oder die mehreren Prozessoren 742 z. B. die Position der Straßenfläche 40 erwerben und basierend auf der Position der Straßenfläche 40 den ersten Aktuator 173 und/oder den zweiten Aktuator 175 derart antreiben, dass die Virtuellbild-Anzeigefläche zumindest teilweise z. B. unterhalb der Straßenfläche 40 angeordnet wird.
  • Als Nächstes wird auf 11 verwiesen. 11 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Steuerung des Virtuellbild-Anzeigeabstands beim Durchführen der in 5 (A) und 5 (B) gezeigten Anzeigen. In 11 zeigt das Bezugszeichen 22 einen Benutzer, und das Bezugszeichen K zeigt ein Anzeigelicht.
  • Wie in der Figur gezeigt, wird das Ausgangsführungszeichen G2-1 angezeigt, das zur Straßenfläche 40 aufgestellt ist. Zum Zeitpunkt t2 wird das Ausgangsführungszeichen G1-1 (Anzeigeinhalt ist mit G2-1 identisch) als eine Anschlussanzeige derart angezeigt, dass es sich mit der Straßenfläche 40 überlappt.
  • Anschließend wird zum Zeitpunkt t3 das Ausgangsführungszeichen G1-1 an einer zum Fahrzeug 1 näheren Position angezeigt.
  • Als Nächstes wird zu den Zeitpunkten t4 bis t6 die Fahrzeugleitungsanzeige G1-2 angezeigt. Anschließend wird zum Zeitpunkt t7 das Ausgangsführungszeichen G1-1 an einer zum Fahrzeug 1 näheren Position angezeigt. Eine solche Steuerung der Virtuellbild-Anzeigeposition wird durch ein Anzeigesteuerteil (z. B. Bezugszeichen 300 der 12) ausgeführt.
  • 12 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für die gesamte Konstruktion der HUD-Vorrichtung zeigt. In 12 wird eine Optik 52 vorgesehen. Als Konstruktion der Optik 52 wird eine Konstruktion ausgewählt, die mit derjenigen, die vorher in 7 gezeigt wurde, identisch ist. Abschnitte, die mit denjenigen der 7 identisch sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Im Beispiel nach 12 werden die Optik 52, ein Fahrszene-Beurteilungsteil 19, das ein Bildverarbeitungsteil 21 aufweist, das eine Bildverarbeitung basierend auf dem Aufnahmebild durch eine vordere Bildaufnahmekamera 17 durchführt, und ein Navigationsteil (Navigation-ECU) 400 vorgesehen.
  • Die Optik 52 weist das Lichtprojektionsteil 150, den Bildschirm (Bildanzeigeteil) 46, der die Anzeigefläche 47 umfasst, auf der ein Bild M gebildet wird, und den Hohlspiegel 130 auf. Das Anzeigelicht K wird von der Optik 52 in Richtung auf die Windschutzscheibe (reflektierendes und lichtdurchlässiges Element 2) ausgestrahlt. Infolgedessen wird ein virtuelles Bild G auf einer Virtuellbild-Anzeigefläche PS angezeigt, die z. B. eine Neigungsfläche ist, wie vorher erläutert wurde.
  • Das Anzeigesteuerteil 300 weist ein Bildausgabeteil 32, ein Antriebsteil 33, ein Virtuellbild-Anzeigeabstand-Steuerteil 34, ein Bilderzeugungsteil 35, ein Straßenfläche-HUD-Bereich/Straßenoberseite-HUD-Bereich-Erfassungsteil 36, ein Virtuellbild-Anzeigefläche-Positionseinstellungsteil 37 und ein Fluchtpunkt-Erfassungsteil 39 (umfassend ein Teil 38 zur Ermittlung des Nickwinkels und der Fluchtpunktposition) auf.
  • Das Navigationsteil (Navigation-ECU) 400 weist ein Tiefe-Mapping-Teil 402, ein Navigationsinformation (Straßenführungsinformationen, Straßenzeicheninformationen usw.)-Erzeugungsteil 404, ein Fahrrouteninformation-Erwerbungsteil 406, ein Eigenfahrzeug-Positionsinformation-Erwerbungsteil 408, ein Karteninformation-Erwerbungsteil 410 und ein Speicherteil (fungiert als Datenbank von Karten, Straßenführungsinformationen, Straßenzeichen usw.) 412 auf. Dem Navigationsteil (Navigation-ECU) 400 werden Fahrzeuginformationen usw., die eine im Fahrzeug installierte ECU 700 gesammelt hat, über einen Bus (BUS) zugeführt.
  • Fener können verschiedenartige Informationen, die ein Kommunikationsteil 500 z. B. durch eine drahtlose Kommunikation mit einem Fahrassistenzsystem 600, das außerhalb des Fahrzeugs 10 installiert ist, erworben hat, den Umständen entsprechend dem Eigenfahrzeug-Positionsinformation-Erwerbungsteil 408 und dem Karteninformation-Erwerbungsteil 410 des Navigationsteils 400 zugeführt werden. Ferner können Positionsinformationen usw., die ein GPS-Empfangsteil 502 von GPS-Satelliten empfangen hat, den Umständen entsprechend dem Eigenfahrzeug-Positionsinformation-Erwerbungsteil 408 und dem Karteninformation-Erwerbungsteil 410 des Navigationsteils 400 zugeführt werden.
  • Im Fahrzeug 1 sind ferner verschiedenartige Sensoren (umfassend einen Gierratensensor zur Erfassung des Nickwinkels) 505 vorgesehen. Ferner werden verschiedenartige Informationen, die durch die im Fahrzeug installierte ECU 700 gesammelt werden, über einen BUS dem Navigationsteil 400 zugeführt. Ferner werden verschiedenartige Informationen teilweise auch dem Fluchtpunkt-Erfassungsteil 39 (dem Teil 38 zur Ermittlung des Nickwinkels und der Fluchtpunktposition) zugeführt.
  • Im Anzeigesteuerteil 300 ermittelt das Teil 38 zur Ermittlung des Nickwinkels und der Fluchtpunktposition, das im Fluchtpunkt-Erfassungsteil 39 enthalten ist, basierend auf Bildinformationen, die vom Bildverarbeitungsteil 21 zugeführt werden, Informationen über verschiedenartige Sensoren usw., die von der im Fahrzeug installierten ECU 700 zugeführt werden, den aktuellen Nickwinkel des Fahrzeugs 1, und ermittelt unter Berücksichtigung des genannten Nickwinkels, der Position des Sichtpunkts A des Benutzers 22 usw. die Position des Fluchtpunkts (VP1 und VP2 in der 1).
  • Wenn ferner durch Informationen, die vom Fahrszene-Beurteilungsteil 19 bereitgestellt werden, z. B. beurteilt wird, dass das Fahrzeug 1 eine Steigung (oder ein Gefälle) erreicht, wird die Position der Neigung der Virtuellbild-Anzeigefläche PS (Relativposition bezüglich der Straßenfläche) durch das Virtuellbild-Anzeigefläche-Positionseinstellungsteil 37 unter Berücksichtigung des Nickwinkels usw. eingestellt (korrigiert). Wenn die Position der Virtuellbild-Anzeigefläche PS korrigiert wird, erwirbt das Teil 38 zur Ermittlung des Nickwinkels und der Fluchtpunktposition wieder die korrigierte Fluchtpunktposition (VP2 der 1) auf der Virtuellbild-Anzeigefläche.
  • Durch das Straßenfläche-HUD-Bereich/Straßenoberseite-HUD-Bereich-Erfassungsteil 36 werden der Straßenfläche-HUD-Bereich Z1 und der Straßenoberseite-HUD-Bereich Z2 unter Verwendung der Position des Fluchtpunkts VP2 auf der Virtuellbild-Anzeigefläche PS als eine Grenze voneinander abgeteilt.
  • Ferner bestimmt das Virtuellbild-Anzeigeabstand-Steuerteil 34 basierend auf Tiefeninformationen usw. eines Zeichens usw., das ein Anzeigeobjekt ist, die vom Navigationsteil (Navigation-ECU) 400 zugeführt werden, die Anzeigeposition des Zeichens usw. auf der Anzeigefläche 47, und stellt somit den Virtuellbild-Anzeigeabstand ein.
  • Das Bilderzeugungsteil 35 erzeugt, basierend auf den eingegebenen verschiedenartigen Informationen, ein Bild (Originalbild), das auf der Anzeigefläche 47 angezeigt wird, wie in 1 (E) erläutert wurde. Das erzeugte Bild (Originalbild) wird dem Bildausgabeteil 32 zugeführt. Das Bildausgabeteil 32 führt dem Lichtprojektionsteil 150 der Optik 52 Daten cv des Bilds (Originalbild) zu. Ferner führt das Antriebsteil 33 z. B. Aktuatoren (Bezugszeichen 177 und 179 der 10 usw.) ein Steuersignal rvs zur Verdrehung des Hohlspiegels 130 zu.
  • Als Nächstes wird auf 13 verwiesen. 13 ist ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Ablauf der Anzeigeverarbeitung durch ein Anzeigesteuerteil zeigt.
  • Zuerst werden der Nickwinkel und die Fluchtpunktposition erworben (Schritt S1). Als Nächstes wird die Positionseinstellung (Positionskorrektur) der Virtuellbild-Anzeigefläche unter Berücksichtigung des Nickwinkels (Neigungswinkel) des Fahrzeugs usw. durchgeführt (Schritt S2). Als Nächstes wird der Straßenfläche-HUD-Bereich / Straßenoberseite-HUD-Bereich erfasst (Schritt S3).
  • Anschließend wird im Straßenoberseite-HUD-Bereich ein virtuelles Bild für die Straßenoberseite angezeigt, und im Straßenfläche-HUD-Bereich wird ein virtuelles Bild für die Straßenfläche angezeigt (Schritt S4).
  • In Schritt S4 erfolgt, wenn der Virtuellbild-Anzeigeabstand 20 m übersteigt, eine Entfernungsanzeige durch Gestaltsteuerung (Gestaltveränderung) der Abmessungen, der Form usw. Bei 20 m oder weniger erfolgen eine Änderung des Virtuellbild-Anzeigeabstands durch Anzeigepositionsänderung auf der Neigungsfläche und/oder eine Entfernungsanzeige durch Gestaltsteuerung (Gestaltveränderung). Wenn eine Straßenoberseite-Anzeige, die im Straßenoberseite-HUD-Bereich angezeigt ist, in eine Straßenfläche-Anzeige übergeht, wird beim Umschalten eine Anzeige (Anschlussanzeige), die den Bedeutungsinhalt der Straßenoberseite-Anzeige übernimmt, derart angezeigt, dass sie an der Straßenfläche haftet. Danach wird die Anzeige je nach Bedarf durch Abstandsänderungssteuerung derart bewegt, dass sie sich dem Fahrzeug nähert, um das Entfernungsgefühl einzustellen, und ein neues Bild wird je nach Bedarf zusätzlich angezeigt.
  • Wie vorstehend erläutert, werden gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Straßenfläche-HUD und ein Straßenoberseite-HUD auf einer Virtuellbild-Anzeigefläche, die aus einer kontinuierlichen Fläche konstruiert ist, zusammen verwendet, wodurch vielfältige Anzeigen ermöglicht werden, und die Ausdrucksfähigkeit der HUD-Vorrichtung verbessert werden kann.
  • In der vorliegenden Beschreibung kann der Begriff „Fahrzeug“ im weiteren Sinne auch als ein Gefährt interpretiert werden. Ferner kann der Begriff „Zeichen“ z. B. unter Berücksichtigung, dass ein Zeichen in gewisser Hinsicht eine weit gefasste Navigationsinformation darstellt, die zur Fahrt des Fahrzeugs dient, breit interpretiert werden. Ferner wird die HUD-Vorrichtung ggf. als ein Simulator (z. B. Simulator eines Flugzeugs) verwendet.
  • Ferner sind Informationen, die durch die oben erwähnte Straßenfläche-HUD-Anzeige bereitgestellt werden, Informationen wie z. B. Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen, ein Pfeil, der sich mit der Straßenfläche überlappt, Grenzgeschwindigkeitsinformationen usw., auf deren Basis der Benutzer (Fahrer) Maßnahmen ergreift oder Betätigungen ausführt, nachdem eine gewisse kurze Strecke befahren wurde oder eine gewisse kurze Zeit vergangen ist. Diese werden ggf. zusammen als „Nahabstandsinformationen“ oder „Nahpositionsinformationen“ bezeichnet.
  • Ferner sind Informationen, die durch die oben erwähnte Straßenoberseite-HUD-Anzeige bereitgestellt werden, Informationen wie z. B. Turn-by-Turn-Informationen oder Führungszeichen, auf deren Basis der Benutzer (Fahrer) Maßnahmen ergreift oder Betätigungen ausführt, nachdem eine gewisse lange Strecke befahren wurde oder eine gewisse lange Zeit vergangen ist. Diese werden ggf. zusammen als „Fernabstandsinformationen“ oder „Fernpositionsinformationen“ bezeichnet.
  • Die vorliegende Erfindung wird nicht auf die oben erwähnte beispielhafte Ausführungsform beschränkt. Ferner kann der Fachmann auf dem betreffenden Gebiet die oben erwähnte beispielhafte Ausführungsform im Umfang der Patentansprüche ohne weiteres ändern.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug (Eigenfahrzeug),
    2
    reflektierendes und lichtdurchlässiges Element (Wind- schutzscheibe o. Ä.),
    3
    Virtuellbild-Anzeigebereich,
    7
    Lenkrad,
    9
    Betätigungsteil,
    10
    Fahrzeug (Eigenfahrzeug),
    11
    vorderes Armaturenbrett,
    13
    Anzeigegerät (Anzeigetafel o. Ä.),
    17
    vordere Bildaufnahmekamera,
    19
    Fahrszene-Beurteilungsteil,
    21
    Bildverarbei- tungsteil,
    22
    Benutzer,
    32
    Bildausgabeteil,
    33
    Antriebsteil,
    34
    Virtuellbild- Anzeigeabstand-Steuerteil,
    35
    Bilderzeugungsteil,
    36
    Straßenfläche-HUD- Bereich/Straßenoberseite-HUD-Bereich-Erfassungsteil,
    37
    Virtuellbild-Anzeigefläche- Positionseinstellungsteil (VB-AF-Positionseinstellungsteil),
    38
    Teil zur Ermittlung des Nick-winkels und der Fluchtpunktposition (NW-FFP-Ermittlungsteil),
    39
    Fluchtpunkt-Erfassungsteil,
    40
    Straßenfläche der Straße,
    46
    Bildanzeigeteil (Anzeigeteil: Bildschirm o.Ä.),
    47
    Anzeigefläche,
    52
    Optik,
    101
    HUD-Vorrichtung,
    130
    Hohlspiegel,
    150
    Lichtpro-jektionsteil,
    300
    Anzeigesteuerteil,
    400
    Navigationsteil (Navigation-ECU),
    500
    Kommuni-kationsteil,
    502
    GPS-Empfangsteil,
    505
    verschiedenartige Sensoren,
    600
    Fahrassistenzsys-tem,
    700
    im Fahrzeug installierte ECU,
    Z1
    Straßenfläche-HUD-Bereich,
    Z2
    Straßenobersei-te-HUD-Bereich,
    PS (PS3 bis PS7)
    Virtuellbild-Anzeigefläche (Virtuellbild-Anzeigefläche miteiner Neigungsfläche),
    G
    virtuelles Bild,
    G1
    erstes virtuelles Bild (für den Straßenfläche-HUD-Bereich),
    G2
    zweites virtuelles Bild (für den Straßenoberseite-HUD-Bereich),
    U1
    nahes Ende der Virtuellbild-Anzeigefläche,
    U2
    mittlere Position der Virtuellbild-Anzeigefläche (Zentrum des Bildwinkels),
    U3
    fernes Ende der Virtuellbild-Anzeigefläche,
    VP1
    Fluchtpunkt,
    VP2
    Fluchtpunkt auf der Virtuellbild-Anzeigefläche,
    VP2' VP2
    entspre- chender Punkt auf der Anzeigefläche,
    LN'
    Grenzposition zwischen dem Straßenfläche-HUD und dem Straßenoberseite-HUD auf der Anzeigefläche,
    RG1 G1
    entsprechendes erstes Bild,
    RG2 G2
    entsprechendes zweites 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 6232363 B2 [0005]

Claims (10)

  1. Head-up-Display (HUD)-Vorrichtung, die ein Anzeigelicht auf ein reflektierendes und lichtdurchlässiges Element projiziert, das in einem Fahrzeug vorgesehen ist, ein virtuelles Bild durch ein Anzeigelicht erzeugt, das durch das reflektierende und lichtdurchlässige Element reflektiert wurde, und das virtuelle Bild derart anzeigt, dass es einer tatsächlichen Landschaft, die durch das reflektierende und lichtdurchlässige Element durchgelassen wird, überlagert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Head-up-Display-Vorrichtung ein Bildanzeigeteil, das eine Anzeigefläche zur Anzeige eines Bilds aufweist, ein Anzeigesteuerteil, das die Anzeige des virtuellen Bilds steuert, und eine Optik aufweist, die ein optisches Element umfasst, das das Anzeigelicht auf das reflektierende und lichtdurchlässige Element projiziert, dass sich eine Virtuellbild-Anzeigefläche als eine Abbildfläche, auf der ein virtuelles Bild abgebildet wird, einstückig von einem nahen Ende auf der zum Fahrzeug nahen Seite bis zu einem fernen Ende auf der entfernten Seite erstreckt, wobei gleichzeitig im Vergleich zu einem ersten Abstand zwischen einer Straßenfläche und dem nahen Ende ein zweiter Abstand zwischen der Straßenfläche und dem fernen Ende größer ist, und wobei die Virtuellbild-Anzeigefläche eine ebene Fläche oder eine gekrümmte Fläche ist, dass weiterhin die Virtuellbild-Anzeigefläche in einen Straßenfläche-Head-up-Display-Bereich (im Folgenden bezeichnet als „Straßenfläche-HUD-Bereich“), in dem ein virtuelles Bild, das sich mit der Straßenfläche überlappt, angezeigt wird, und einen Straßenoberseite-Head-up-Display-Bereich (im Folgenden bezeichnet als „Straßenoberseite-HUD-Bereich“), der weiter entfernt als der Straßenfläche-HUD-Bereich positioniert ist, und in dem ein virtuelles Bild, das oberhalb der Straßenfläche positioniert ist, angezeigt wird, aufgeteilt wird, und dass das Anzeigesteuerteil einen Bildanzeigebereich der Anzeigefläche in Bezug auf eine Grenzposition, die von einem Benutzer aus gesehen eine Grenze zwischen der Straßenfläche und einem Raum oberhalb der Straßenfläche ist, in einen ersten Anzeigebereich, der dem Straßenfläche-HUD-Bereich entspricht, und einen zweiten Anzeigebereich aufteilt, der dem Straßenoberseite-HUD-Bereich entspricht, im ersten Anzeigebereich ein erstes Bild anzeigt, das sich mit der Straßenfläche überlappt, und im zweiten Anzeigebereich ein zweites Bild anzeigt, das oberhalb der Straßenfläche angezeigt wird.
  2. Head-up-Display-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Virtuellbild-Anzeigefläche, die sich einstückig vom nahen Ende bis zum fernen Ende erstreckt, dadurch gebildet wird, dass die Anzeigefläche relativ zur Lichtachse der Optik schräg angeordnet wird, und dass die Form einer ebenen Fläche oder einer gekrümmten Fläche der Virtuellbild-Anzeigefläche durch Einstellen von optischen Eigenschaften eines gesamten Bereichs oder eines partiellen Bereichs in der Optik, Einstellen der Anordnung des optischen Elements und der Anzeigefläche, Einstellen der Form der Anzeigefläche, oder eine Kombination davon eingestellt wird.
  3. Head-up-Display-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Straßenoberseite-HUD-Bereich in der Virtuellbild-Anzeigefläche an einer entfernten Position vorgegeben wird, sodass, wenn der Benutzer ein virtuelles Bild betrachtet, das im Straßenoberseite-HUD-Bereich angeordnet wird, eine absolute Abstandswahrnehmung abstumpft und das Entfernungsgefühl nicht genau wahrgenommen werden kann, wodurch eine Virtuellbild-Anzeigefläche im Straßenoberseite-HUD-Bereich als eine Virtuellbild-Anzeigefläche mit einer simulierten aufgestellten Fläche gebildet wird.
  4. Head-up-Display-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand von einem Sichtpunkt des Benutzers oder einem Bezugspunkt, der dem Sichtpunkt entspricht, zu einem Ortspunkt in einem tatsächlichen Raum, der einer Grenzposition entspricht, die vom Benutzer aus gesehen eine Grenze zwischen der Straßenfläche und einem Raum oberhalb der Straßenfläche ist, auf 20 m oder mehr eingestellt wird.
  5. Head-up-Display-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fluchtpunkt-Erfassungsteil, das einen Fluchtpunkt der Straßenfläche erfasst, vorgesehen ist, und dass, wenn ein Punkt, an dem eine Strecke, die einen Sichtpunkt des Benutzers oder einen Bezugspunkt, der dem Sichtpunkt entspricht, mit dem erfassten Fluchtpunkt verbindet, die Virtuellbild-Anzeigefläche schneidet, als ein Fluchtpunkt auf der Virtuellbild-Anzeigefläche bestimmt wird, in Bezug auf die Position des Fluchtpunkts auf der Virtuellbild-Anzeigefläche der Bereich auf der zum Fahrzeug nahen Seite als der Straßenfläche-HUD-Bereich und der Bereich auf der entfernten Seite als der Straßenoberseite-HUD-Bereich bestimmt wird.
  6. Head-up-Display-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bild ein separates Bild ist, das vom ersten Bild unabhängig ist.
  7. Head-up-Display-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bild zumindest eines von einem Bild von Informationen, die den Zustand des Fahrzeugs zeigen, einem Routenleitungsbild und einem Routenführungsbild ist, und dass das zweite Bild zumindest eines von einem Bild von Grenzgeschwindigkeitsinformationen, einem Bild von verschiedenartigen Zeichen, die auf der Straße installiert sind, einem Routenleitungsbild auf der Straße, einem Routenführungsbild auf der Straße, einem Bild von Schildern, die auf der Straße installiert sind, und einem Bild von Plakaten ist, die auf der Straße installiert sind.
  8. Head-up-Display-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigesteuerteil, wenn das Entfernungsgefühl für ein erstes virtuelles Bild, das dem ersten Bild entspricht, eingestellt wird, eine Steuerung des Virtuellbild-Anzeigeabstands durch Änderung der Anzeigeposition des ersten Bilds in der Anzeigefläche und/oder eine Gestaltsteuerung durch zumindest eines von der Größe, der Form, dem Muster, der Farbe, dem Vorliegen oder Nichtvorliegen eines Schattens und der dreidimensionalen Darstellung von Anzeigeobjekten ausführt, die das erste Bild konstruieren, und für ein zweites virtuelles Bild, das dem zweiten Bild entspricht, keine Steuerung des Virtuellbild-Anzeigeabstands ausführt und nur die Gestaltsteuerung ausführt.
  9. Head-up-Display-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigesteuerteil, wenn eine Zeit seit dem Zeitpunkt, zu dem das zweite Bild an einer entfernten Position angezeigt wurde, vergangen ist, und der Abstand zwischen dem zweiten Bild und dem Fahrzeug kleiner wird, während das Fahrzeug nach vorne fährt, den Anzeigeinhalt des zweiten Bilds zumindest teilweise als das erste Bild derart anzeigt, dass er sich mit der Straßenfläche überlappt.
  10. Head-up-Display-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Virtuellbild-Anzeigefläche, die dem Straßenfläche-HUD-Bereich entspricht, zumindest teilweise unterhalb der Straßenfläche positioniert ist.
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Date Code Title Description
R207 Utility model specification
R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years