JP2004322726A

JP2004322726A - On-vehicle information providing system

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Publication number: JP2004322726A
Application number: JP2003117217A
Authority: JP
Inventors: Akinari Hirao; 章成平尾; Kazuto Kato; 和人加藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2004-11-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an on-vehicle information providing system that does not give a feeling of incongruity to an observer, even when a positional relationship of an indication device and the observer is changed. <P>SOLUTION: The on-vehicle information providing system 100 carries out body pressure measurements while an occupant is seated, estimates a physique and a seating position of the occupant by searching a human body database portion 103, and selects a human body vibration transfer function. By using detecting data of the human body vibration transfer function and vehicular movement, an estimation of head portion(especially, eyeballs) movement of the occupant is calculated. By using detecting data indicating the vehicular movement, moving amount in a pitch direction of an image indicating portion 106 is calculated. By using an estimated eyeball position and a position of the image indicating portion 106, relative displacement of both is obtained. The image indicating portion 106 is moved in the pitch direction so as to cancel movement of the image indicating portion 106 due to the moving amount in the pitch direction and the relative displacement. Therefore, for the occupant, an indication screen is seen as if the screen is stopped in a space corresponding to remote static scenery. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両内で画像などを表示する車載情報提供システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像などを表示する表示装置に関し、観察者が動いた場合に当該観察者に違和感を与えないようにする技術が知られている。特許文献１には、表示装置と観察者との間にフレネルレンズなどの光学素子を配設した表示装置が開示されている。この表示装置では、フレネルレンズによって無限遠に近い位置に投影される虚像を観察者が観察する。観察者がフレネルレンズの法線に対して下側から観察すると法線より上側に、法線に対して上側から観察すると法線より下側に、それぞれ投影像が観察される。
【０００３】
また、特許文献２には、表示装置を観察者の頭部に固定した表示装置が開示されている。この表示装置では、当該観察者の頭部の動きに応じて、表示映像を頭部の動きと逆にスクロールさせることにより、観察者にとって映像があたかも固定されているかのように見える。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−７３７８５号公報
【特許文献２】
特開平８−２２０４７０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の技術では、ディスプレイと観察者との間に光学素子を配設するので、たとえば、車両内に配設されたディスプレイを観察する場合、光学素子用の光路スペースを確保する必要性から小型化が難しくなる。また、ディスプレイおよび観察者間の並進方向の相対変位のみしか考慮されないので、ディスプレイが観察者に対して回転運動する場合には視線方向が変化してしまい、投影像が無限遠に近い空間に固定されているようには見えない。一方、特許文献２の技術では、表示装置を頭部に固定しているので、車両内に取り付けられている表示装置には適さない。
【０００６】
本発明は、表示装置および観察者の位置関係が変動する場合でも、観察者に違和感を与えないようにした車載情報提供システムを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による車載情報提供システムは、車両の動きを検出し、検出情報を用いて車両の動きに伴う情報表示装置の並進方向の変位を演算し、並進方向の変位に基づいて情報表示装置を並進移動させることにより、車両の動きと情報表示装置の画面表示部の変位をリアルタイムでハード的に一致させるものである。
本発明による車載情報提供システムは、車両の動きを検出し、検出情報から車両の動きに伴う表示装置の並進方向の変位を演算し、この変位をキャンセルするように表示装置を並進移動させるものである。
本発明による車載情報提供システムは、乗員の頭部（眼球）の動きを実際に検出、あるいは推定して頭部（眼球）に関する運動値を決定する一方、検出した車両の動きから車両の動きに伴う表示装置の並進方向の変位を演算し、並進方向の変位を示す情報と乗員の頭部（眼球）に関する運動値とに基づいて、表示装置の変位、ならびに乗員頭部（眼球）および表示装置間の相対変位をキャンセルするように表示装置をを並進移動させるものである。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、車両の動きと情報表示装置の画面表示部の変位をリアルタイムでハード的に一致させるように表示装置を並進移動させたので、表示装置および観察者の頭部の位置関係が変動する場合でも、表示画像を観察する乗員に違和感を与えないようにすることが可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第一の実施の形態）
図１は、本発明の第一の実施の形態による車載情報提供システムの概要を示すブロック構成図である。図１において、車載情報提供システム１００は、車両運動検出部１０１と、乗員運動推定部１０４と、座面圧力検出部１０２と、人体データベース部１０３と、制御部１０７と、映像入力部１０５と、画面変位部１０８と、画像表示部１０６とを有する。観察者は、車両内の座席（不図示）に着座して画像表示部１０６に表示される画像を観察する。
【００１０】
車両運動検出部１０１は、車両の並進運動、および車両の回転運動をそれぞれ検出し、検出信号を乗員運動推定部１０４および制御部１０７へそれぞれ出力する。座面圧力検出部１０２は、観察者（この場合は車両の乗員）が着座した座席上の体圧分布を検出し、検出信号を乗員運動推定部１０４へ出力する。人体データベース部１０３は、体圧分布と乗員の体格との関係を示すデータ、体圧分布と乗員の着座姿勢との関係を示すデータ、ならびに車両揺動に対する人体頭部の揺動伝達関数を示すデータをそれぞれ格納する。格納データは、体格が異なる複数の被験者に関してあらかじめ計測し、データベース化したものである。車両揺動は、車両運動の検出値によって示される。
【００１１】
乗員運動推定部１０４は、車両運動を示す検出信号、ならびに乗員による体圧分布を示す検出信号を用いて、当該乗員の体格および姿勢に類似する人の頭部運動を示す情報を人体データベース部１０３から読み出し、乗員の頭部、とくに眼球の動き（変位）を推定する。推定した眼球の変位を示す情報は、乗員運動推定部１０４から制御部１０７へ送られる。
【００１２】
映像入力部１０５は、外部機器から入力される表示データを画像表示部１０６の入力インターフェイスに応じた表示信号に変換して画像表示部１０６へ送出する。表示データは、画像表示部１０６に表示する画像もしくはテキストのデータである。制御部１０７は、推定した眼球の変位を示す情報、ならびに車両運動を示す検出信号を用いて画面の変位量を決定し、画面変位部１０８へ画像表示部１０６の移動指令を送る。制御部１０７は、画面変位量の決定および画像表示部１０６の移動指令の他に、車載情報提供システム１００の各部を制御するように構成されている。
【００１３】
画面変位部１０８は、たとえば、超音波モータなどによるアクチュエータで構成され、制御部１０７からの指令に基づいて画像表示部１０６を物理的に変位させる。画像表示部１０６の画面の変位量については後述する。画像表示部１０６は、たとえば、液晶表示器などで構成され、入力された表示信号による画像（テキストを含む）を表示する。
【００１４】
本発明は、車両の加減速状態であっても、画像表示部１０６に表示されている画像が乗員にとって空間上に停止して見えるようにするものである。第一の実施の形態では、乗員の頭部（とくに眼球）と画像表示部１０６との相対変位を算出し、画像表示部１０６そのものを相対変位に応じて移動させる。乗員の頭部の運動は、着座時の体圧分布を用いて推定する。
【００１５】
図２は、車室内における画像表示部１０６の設置例を説明する図である。図２において、前席のバックレスト本体２０１に画像表示部２０２が内蔵されている。観察者は、後席（不図示）に着座して画像表示部２０２の画面２０７に表示される画像を観察する。画像表示部２０２には、画像表示および音声再生に関する操作を行うための操作部材２０８が設けられている。
【００１６】
バックレスト２０１は、シートフレーム２０６に対して図２の上下方向に進退移動可能なヘッドレストステー２０５によって支持される。シートフレーム２０６には駆動モータ２０３および送りネジ装置２０４が内蔵されている。駆動モータ２０３が回転すると、送りネジ装置２０４が駆動モータ２０３の回転の向きに応じてヘッドレストステー２０５を上方向に送り出したり、下方向に戻したりする。これにより、バックレスト２０１（すなわち、画像表示部２０２）が上下方向に変位する。ヘッドレストステー２０５、駆動モータ２０３および送りネジ装置２０４は、図１の画面変位部１０８に対応する。
【００１７】
上述した車載情報提供システム１００の制御部１０７で行われる画面変位処理の流れについて、図３のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ１０において、制御部１０７は、画像表示部１０６の画面電源がオンされているか否かを判定する。制御部１０７は、画面電源がオンされている場合にステップＳ１０を肯定判定してステップＳ２０へ進み、画面電源がオンされていない場合にステップＳ１０を否定判定し、ステップＳ１０の判定処理を繰り返す。
【００１８】
ステップＳ２０において、制御部１０７は、座面圧力検出部１０２に指令を出力し、乗員が着座している座席上の体圧分布を検出させて（体圧測定）ステップＳ３０へ進む。ステップＳ３０において、制御部１０７は、乗員運動推定部１０４に指令を出力し、乗員の体格および姿勢を推定させてステップＳ４０へ進む。これにより、乗員運動推定部１０４が人体データベース部１０３を検索し、検出された体圧分布に最も近い体圧分布に対応する体格および姿勢を、乗員の体格および姿勢の推定値とする。
【００１９】
ステップＳ４０において、制御部１０７は、車両運動検出部１０１に指令を出力し、車両の運動を検出させて（運動測定）ステップＳ５０へ進む。これにより、車両運動検出部１０１が車両の並進運動および回転運動をそれぞれ検出する。ステップＳ５０において、制御部１０７は、乗員の姿勢変化があるか否かを判定する。制御部１０７は、前回の姿勢推定値と今回の姿勢推定値とを比較し、両者が異なる場合にステップＳ５０を肯定判定してステップＳ６０へ進み、両者が一致する場合にステップＳ５０を否定判定してステップＳ７０へ進む。
【００２０】
ステップＳ６０において、制御部１０７は、乗員運動推定部１０４に指令を出力し、人体振動伝達関数を選択させてステップＳ７０へ進む。これにより、乗員運動推定部１０４が人体データベース部１０３を検索し、現在推定されている乗員の体格・姿勢、ならびに最新の車両運動の検出値（すなわち、車両振動の強度）に対応する人体振動伝達関数をデータベースより選択する。
【００２１】
ステップＳ７０において、制御部１０７は、乗員運動推定部１０４に指令を出力し、乗員の頭部の運動を推定させてステップＳ８０へ進む。これにより、乗員運動推定部１０４が人体振動伝達関数、ならびに車両運動の検出値を用いて乗員の頭部（とくに眼球）運動の推定値を算出する。ステップＳ８０において、制御部１０７は、車両運動を示す検出信号を用いて、車両の回転運動にともなう画面の上下方向（ピッチ方向）の画面移動量を算出し、ステップＳ９０へ進む。
【００２２】
ステップＳ９０において、制御部１０７は、画像表示部１０６および眼球間の相対変位を算出し、ステップＳ１００へ進む。ステップＳ１００において、制御部１０７は、画面の上下移動量および上記相対変位を用いて、画像表示部１０６に表示されている画像が乗員にとって空間上に揺動無く安定して見えるために必要な画像表示部１０６の移動量を算出し、ステップＳ１１０へ進む。
【００２３】
ステップＳ１１０において、制御部１０７は、画像表示部１０６を上記必要な移動量だけ移動させるように画面変位部１０８へ指令を出力してステップＳ１２０へ進む。これにより、画面変位部１０８が画像表示部１０６を上下方向に変位させる。
【００２４】
ステップＳ１２０において、制御部１０７は、画像表示部１０６へ指令を送り、表示データによる画像を表示させてステップＳ１３０へ進む。ステップＳ１３０において、制御部１０７は、画像表示部１０６の画面電源がオフされたか否かを判定する。制御部１０７は、画面電源がオフされた場合にステップＳ１３０を肯定判定し、図３による処理を終了する。一方、制御部１０７は、画面電源がオフされていない場合にステップＳ１３０を否定判定し、ステップＳ２０へ戻って上述した処理を繰り返す。
【００２５】
画面変位部１０８による画像表示部１０６の移動の詳細について説明する。車両の加減速にともなうピッチ方向の運動について着目する場合、乗員の眼球と画像表示部１０６との相対位置の変位は、次の２つに大別される。
▲１▼車両側に生じるピッチ動に起因するもの
▲２▼乗員側（とくに眼球）に生じるピッチ動に起因するもの
【００２６】
上記▲１▼について、図４（ａ）を参照して説明する。一般に、車両が減速すると車両の前部が沈むノーズダイブ現象が生じる。画像表示部１０６による表示画面が乗員に対して車両の進行方向に位置する場合は、ノーズダイブによって画像表示部１０６にピッチ方向（この場合下向き）の回転運動が生じる。このため、乗員の頭部（とくに眼球）の位置が移動しない場合は、乗員には遠方の静止風景を基準にすると画像表示部１０６が下方に移動するように見える。そこで、制御部１０７は、画像表示部１０６の移動をキャンセルするために必要なピッチ方向（この場合上向き）の移動量を算出し、この移動量だけ画像表示部１０６を移動するように画面変位部１０８へ指令を送る。
【００２７】
図４（ｂ）は、ノーズダイブ時に車両ピッチ動をキャンセルするための画像表示部１０６の移動を説明する図である。図４（ｂ）において、シートフレーム２０６（図２）の下方移動量に応じてヘッドレストステー２０５（図２）が上方向に送り出されることにより、画像表示部１０６が上方へ移動する。この結果、表示画面および眼球間の相対変位が０になり、乗員にとって表示画像が遠方の静止風景に対応する空間上に停止して見える。
【００２８】
車両減速時と反対に、車両が加速すると車両の後部が沈むスクワット現象が生じる。画像表示部１０６による表示画面が乗員に対して車両の進行方向に位置する場合は、スクワットによって画像表示部１０６にピッチ方向（この場合上向き）の回転運動が生じる。このため、乗員の頭部（とくに眼球）の位置が移動しない場合は、乗員には遠方の静止風景を基準に画像表示部１０６が上方に移動するように見える。そこで、制御部１０７は、画像表示部１０６の移動をキャンセルするために必要なピッチ方向（この場合下向き）の移動量を算出し、この移動量だけ画像表示部１０６を移動するように画面変位部１０８へ指令を送る。
【００２９】
図４（ｃ）は、スクワット時に車両ピッチ動をキャンセルするための画像表示部１０６の移動を説明する図である。図４（ｃ）において、シートフレーム２０６（図２）の上方移動量に応じてヘッドレストステー２０５（図２）が下方向に戻されることにより、画像表示部１０６が下方へ移動する。この結果、表示画面および眼球間の相対変位が０になり、乗員にとって表示画像が遠方の静止風景に対応する空間上に停止して見える。
【００３０】
上記▲２▼について、図５（ａ）を参照して説明する。実際の車両減速時・加速時においては、乗員の頭部にもピッチ方向の回転運動がそれぞれ生じる。図５（ａ）において、車両減速時に頭部が前方に回転すると、画像表示部１０６の位置が移動しない場合は、画像表示部１０６に対して乗員の頭部（とくに眼球）の位置が下方へ移動する。そこで、乗員にとって表示画像が遠方の静止風景に対応する空間上に停止して見えるように表示するためには、図５（ｂ）に示すように、乗員の眼球の下方移動量に応じて画像表示部１０６を下方へ移動させる。この場合の画像表示部１０６の移動方向は、スクワット時に車両ピッチ動をキャンセルする図４（ｃ）と同様である。
【００３１】
車両減速時と反対に、車両加速時には頭部が後方に回転すると、画像表示部１０６の位置が移動しない場合は、画像表示部１０６に対して乗員の頭部（とくに眼球）の位置が上方へ移動する。そこで、乗員にとって表示画像が遠方の静止風景に対応する空間上に停止して見えるように表示するためには、乗員の眼球の上方移動量に応じて画像表示部１０６を上方へ移動させる。この場合の画像表示部１０６の移動方向は、ノーズダイブ時に車両ピッチ動をキャンセルする図４（ｂ）と同様である。
【００３２】
第一の実施の形態では、画像表示部１０６および眼球間の相対変位を求め、この相対変位に応じて画像表示部１０６を移動させるので、上記▲１▼および▲２▼の両ピッチ動による影響をキャンセルするように画像表示部１０６が移動される。
【００３３】
上述したピッチ動を周波数で表すと、およそ０．３Ｈｚである。また、ピッチ動の幅は±１０ｍｍ以内である。したがって、バックレスト２０１（図２）が連続して最大振幅で移動されたとしても、この場合には当該席のシートフレーム２０６自体が車両とともに揺動しているので、当該席の乗員がバックレスト２０１の移動による違和感を感じることはない。
【００３４】
以上説明した第一の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）乗員が着座した状態で体圧測定を行い、人体データベース部１０３を検索して乗員の体格および着座姿勢を推定するようにしたので、大人や子供、男性や女性、ならびに着座姿勢にかかわらず、適切な人体振動伝達関数を選択することができる。
【００３５】
（２）上記（１）による人体振動伝達関数と、車両運動の検出データとを用いて、乗員の頭部（とくに眼球）運動の推定値を算出するので、乗員の頭部などに運動検出センサを設けなくても、乗員の眼球位置を得ることができる。乗員に検出センサを取り付けないので、コスト上昇が抑えられる上に、乗員に負担を与えることもない。
【００３６】
（３）車両運動を示す検出データを用いて、車両の回転運動にともなう画像表示部１０６のピッチ方向（上下方向）の移動量を算出するので、画像表示部１０６用に運動検出センサを設けなくても、画像表示部１０６の位置を得ることができる。
【００３７】
（４）上記（２）の眼球位置および上記（３）の画像表示部１０６の位置を用いて両者の相対変位を求めるので、それぞれが異なる運動状態であっても、両者間の変位を得ることができる。
【００３８】
（５）画像表示部１０６のピッチ方向（上下方向）の移動量、ならびに、上記（４）の相対変位の変化に起因する表示画像の動きをキャンセルするように、画像表示部１０６をピッチ方向に移動させたので、乗員にとって表示画像が空間上に停止して見える。この結果、乗員にとって画像が見やすくなる上に、乗員が表示画面を注視している状態で、乗員が得る視覚情報と前庭器（三半規管、耳石）からの情報が一致するので、画像表示部１０６を移動しない場合に比べて、乗員が感じる違和感を低減することができる。
【００３９】
なお、画像表示部１０６と乗員との距離が十分離れている場合は、乗員の頭部回転に伴う乗員の眼球と画像表示部１０６との覚悟変化はわずかで無視できるので、上述したステップＳ７０の処理をスキップしてもよい。この場合は、乗員の眼球位置が固定されているとみなし、眼球および画像表示部１０６間の相対変位を求めればよい。
【００４０】
上述した人体データベース部１０３は、車両揺動に対する人体各部（とくに頭部）の振動の情報として伝達関数を示すデータを格納するようにした。この代わりに、数値モデルをテーブル化して格納してもよい。具体的には、ＬＵＴ（ｌｏｏｋｕｐｔａｂｌｅ）を構成し、車両の揺動を示す値をＬＵＴに入力すると、当該揺動に対応する人体振動を示す値が当該ＬＵＴから出力されるようにする。
【００４１】
以上の説明では、ピッチ方向の回転運動を例にあげて説明したが、車両のロール方向（左右方向）の回転運動についても同様に処理することができる。
【００４２】
上述した説明では、画像表示部１０６を前席のバックレストに内蔵する例を説明したが、画像表示部１０６を前席のヘッドレストステー２０５で直接支持するようにしてもよい。
【００４３】
また、図６に示すように、画像表示部を車室内のルーフに取り付ける構成にしてもよい。図６において、画像表示部本体３０１は、車両ルーフ３０２から図６の下方向に配設される画像表示部ステー３０５によって支持される。画像表示部本体３０１には表示部２０２、内蔵駆動モータ３０３および送りネジ装置３０４が内蔵されている。表示部２０２は図２のものと同様である。駆動モータ３０３が回転すると、送りネジ装置３０４が駆動モータ３０３の回転の向きに応じて画像表示部ステー３０５を上方向に送り出したり、下方向に戻したりする。この結果、画像表示部本体３０１がルーフ３０２から下方に離れる方向、ルーフ３０２へ近づく方向にそれぞれ移動する。画像表示部ステー３０５、駆動モータ３０３および送りネジ装置３０４は、図１の画面変位部１０８に対応する。
【００４４】
また、画像表示部を不図示のインストルメントパネル内に配設するようにしてもよい。この場合には、画面変位部１０８によって画像表示部をインストルメントパネル内でピッチ方向に移動させる。
【００４５】
（第二の実施の形態）
図７は、本発明の第二の実施の形態による車載情報提供システムの概要を説明するブロック構成図である。図７において、車載情報提供システム４００は、車両運動検出部４０１と、頭部運動検出部４０２と、画面振動検出部４０３と、制御部４０５と、映像入力部４０４と、画面変位部４０７と、画像表示部４０６とを有する。観察者は、車両内で、画像表示部４０６に表示される画像を観察する。
【００４６】
車両運動検出部４０１は、車両の並進運動、および車両の回転運動をそれぞれ検出し、検出信号を制御部４０５へ出力する。頭部運動検出部４０２は、たとえば、加速度センサを内蔵したヘッドフォンによって構成され、観察者（この場合は車両の乗員）の頭部の並進運動、および頭部の回転運動をそれぞれ検出し、検出信号を制御部４０５へ出力する。
【００４７】
画面振動検出部４０３は、画像表示部４０６の並進運動、および画像表示部４０６の回転運動をそれぞれ検出し、検出信号を制御部４０５へ出力する。映像入力部４０４は、外部機器から入力される表示データを画像表示部４０６の入力インターフェイスに応じた表示信号に変換して画像表示部４０６へ送出する。制御部４０５は、車両運動を示す検出信号、頭部運動を示す検出信号、ならびに画像表示部４０６の運動を示す検出信号を用いて、画面の変位量を決定し、画面変位部４０７へ画像表示部４０６の移動指令を送る。制御部４０５は、画面変位量の決定および画像表示部４０６の移動指令の他に、車載情報提供システム４００の各部を制御するように構成されている。
【００４８】
画面変位部４０７は第一の実施の形態と同様のアクチュエータなどで構成され、制御部４０５からの指令に基づいて画像表示部４０６を物理的に変位させる。画像表示部４０６は、たとえば、液晶表示器などで構成され、入力された表示信号による画像（テキストを含む）を表示する。
【００４９】
第二の実施の形態では、乗員の頭部（とくに眼球）の運動を頭部運動検出部４０２によって直接検出し、画像表示部４０６の運動を画面振動検出部４０３によって直接検出する。
【００５０】
上述した車載情報提供システム４００の制御部４０５で行われる画面変位処理の流れについて、図８のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ２１０において、制御部４０５は、画像表示部４０６の画面電源がオンされているか否かを判定する。制御部４０５は、画面電源がオンされている場合にステップＳ２１０を肯定判定してステップＳ２２０へ進み、画面電源がオンされていない場合にステップＳ２１０を否定判定し、ステップＳ２１０の判定処理を繰り返す。
【００５１】
ステップＳ２２０において、制御部４０５は、車両運動検出部４０１に指令を出力し、車両の運動を検出させて（運動測定）ステップＳ２３０へ進む。これにより、車両運動検出部４０１が車両の並進運動および回転運動をそれぞれ検出する。ステップＳ２３０において、制御部４０５は、画面振動検出部４０３に指令を出力し、画像表示部４０６の運動を検出させてステップＳ２４０へ進む。画面振動検出部２０３による検出信号は、画像表示部４０６の画面振動を示す。
【００５２】
ステップＳ２４０において、制御部４０５は、頭部運動検出部４０２に指令を出力し、乗員の頭部の運動を検出させてステップＳ２５０へ進む。これにより、頭部運動検出部２０２が乗員の頭部（とくに眼球）の並進運動および回転運動をそれぞれ検出する。ステップＳ２５０において、制御部４０５は、車両運動を示す検出信号を用いて、車両の回転運動にともなう並進方向の画面移動量を算出し、ステップＳ２６０へ進む。この場合の画面移動量は、画像表示部４０６のピッチ方向（上下方向）の移動量である。
【００５３】
ステップＳ２６０において、制御部４０５は、上記検出値を用いて車両および眼球間の相対変位を算出し、ステップＳ２７０へ進む。ステップＳ２７０において、制御部４０５は、上記検出値を用いて車両および画像表示部４０６間の相対変位を算出し、ステップＳ２８０へ進む。ステップＳ２８０において、制御部４０５は、画面の移動量および上記各相対変位を用いて、乗員にとって空間上に揺動無く安定して見えるために必要な画像表示部４０６の移動量を算出し、ステップＳ２９０へ進む。
【００５４】
ステップＳ２９０において、制御部４０５は、画像表示部４０６を上記必要な移動量だけ移動させるように画面変位部４０７へ指令を出力してステップＳ３００へ進む。これにより、画面変位部４０７が画像表示部４０６を上下方向に変位させる。
【００５５】
ステップＳ３００において、制御部４０５は、画像表示部２０７へ指令を送り、表示データによる画像を表示させてステップＳ３１０へ進む。ステップＳ３１０において、制御部４０５は、画像表示部４０６の画面電源がオフされたか否かを判定する。制御部４０５は、画面電源がオフされた場合にステップＳ３１０を肯定判定し、図８による処理を終了する。一方、制御部４０５は、画面電源がオフされていない場合にステップＳ３１０を否定判定し、ステップＳ２２０へ戻って上述した処理を繰り返す。
【００５６】
以上説明した第二の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）頭部運動検出部４０２によって乗員の頭部（とくに眼球）の運動を直接検出するようにしたので、大人や子供、体格や姿勢にかかわらず、乗員の眼球位置を正確に得ることができる。
【００５７】
（２）画面振動検出部４０３によって画像表示部４０６の運動を直接検出するようにしたので、画像表示部４０６が座席のバックレストなどに取り付けられる場合のように、車両の運動とバックレスト（すなわち、画像表示部４０６）の運動とが異なる場合でも、バックレストの振動によって生じる画像表示部４０６の位置を正確に得ることができる。この結果、バックレストの支持剛性を必要以上に高めることが不要になる。
【００５８】
（３）上記（１）の眼球位置および上記（２）の画像表示部４０６の位置を用いることにより、両者の相対変位を考慮して画像表示部４０６を移動させたので、乗員にとって表示画像が空間上に停止して見える。この結果、第一の実施の形態と同様に、乗員にとって画像が見やすくなる上に、乗員が感じる違和感を低減することができる。とくに、バックレストの振動による画面のブレをキャンセルできるので、乗員にとって見やすい情報提供装置が得られる。
【００５９】
上述した頭部運動検出部４０２に加速度センサを内蔵する構成を説明したが、加速度センサの代わりに、ジャイロセンサもしくは磁気位置センサを内蔵してもよい。これら加速度センサ、ジャイロセンサ、磁気位置センサは、車両運動検出部４０１や画面振動検出部４０３に用いてもよい。
【００６０】
また、車載カメラで乗員を撮影し、この撮影画像を解析して乗員の眼球の運動（変位）を得るようにしてもよい。
【００６１】
（第三の実施の形態）
画像表示部に書類などを保持するホルダを設けてもよい。図９は、ホルダを有する画像表示部の設置例を説明する図であり、前席シートを背面から（後席側から）見た図である。図１０は図９の側面図である。図９、図１０において、前席のバックレスト本体２０１に画像表示部２０２が内蔵される点、およびバックレスト２０１がシートフレーム２０６に対して図９の上下方向に進退移動可能なヘッドレストステー２０５によって支持される点は、それぞれ図２と同様である。
【００６２】
ホルダ２０９は、画像表示部２０２の画面と平行に書類などを挟持するように構成される。ホルダ２０９には、本、地図、パンフレットなどを挟むことが可能である。図１１は、ホルダ２０９で地図を挟持させる例を示す図である。第一の実施の形態と同様に駆動モータ２０３を回転させると、駆動モータ２０３の回転の向きに応じてバックレスト２０１が上下方向に変位する。この結果、乗員が地図を見ている場合には、地図が遠方の静止風景に対応する空間上に停止して見えるようになるので見やすくなる。さらに、乗員が地図を注視している状態で乗員が得る視覚情報と前庭器（三半規管、耳石）からの情報が一致するので、乗員が感じる違和感を低減することができる。
【００６３】
書類などを保持するホルダを画像表示部に設ける例を説明したが、車両の運動にともなう並進方向の移動量をキャンセルするようにしたバックレストなどに、ホルダを直接設けるようにしてもよい。
【００６４】
特許請求の範囲における各構成要素と、発明の実施の形態における各構成要素との対応について説明する。車両運動検出手段は、たとえば、車両運動検出部１０１（４０１）によって構成される。表示装置は、たとえば、画像表示部１０６（４０６）によって構成される。並進方向の変位は、たとえば、画像表示部移動量が対応する。表示装置変位演算手段、制御手段、並進移動制御手段および相対変位演算手段は、たとえば、制御部１０７（４０５）によって構成される。並進移動手段は、たとえば、ヘッドレストステー２０５、駆動モータ２０３および送りネジ装置２０４によって構成される。運動値決定手段は、たとえば、頭部運動検出部４０２、あるいは、乗員運動推定部１０４によって構成される。応答関数は、たとえば、伝達関数が対応する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態による車載情報提供システムの概要を示すブロック構成図である。
【図２】車室内における画像表示部の設置例を説明する図である。
【図３】制御部で行われる画面変位処理の流れを説明するフローチャートである。
【図４】（ａ）車両側に生じるピッチ動に起因する画面位置の変位を説明する図である。
（ｂ）ノーズダイブ時に車両ピッチ動をキャンセルするための画像表示部移動を説明する図である。
（ｃ）スクワット時に車両ピッチ動をキャンセルするための画像表示部移動を説明する図である。
【図５】（ａ）乗員側に生じるピッチ動に起因する画面位置の変位を説明する図である。
（ｂ）頭部前方回転時に頭部（とくに眼球）のピッチ動をキャンセルための画像表示部移動を説明する図である。
【図６】画像表示部を車室内のルーフに取り付ける構成を説明する図である。
【図７】本発明の第二の実施の形態による車載情報提供システムの概要を示すブロック構成図である。
【図８】制御部で行われる画面変位処理の流れを説明するフローチャートである。
【図９】ホルダを有する画像表示部の設置例を説明する前席シートの背面図である。
【図１０】図９の側面図である。
【図１１】ホルダで地図を挟持した例を示す図である。
【符号の説明】
１００（４００）…車載情報提供システム、１０１（４０１）…車両運動検出部、
１０２…座面圧力検出部、１０３…人体データベース部、
１０４…乗員運動推定部、１０５（４０４）…映像入力部、
１０６（４０６）…画像表示部、１０７（４０５）…制御部、
１０８（４０７）…画面変位部、４０２…頭部運動検出部、
４０３…画面振動検出部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an in-vehicle information providing system for displaying an image or the like in a vehicle.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art With respect to a display device that displays an image or the like, a technique is known that does not give a discomfort to the observer when the observer moves. Patent Document 1 discloses a display device in which an optical element such as a Fresnel lens is disposed between the display device and an observer. In this display device, an observer observes a virtual image projected to a position near infinity by a Fresnel lens. When the observer observes the normal line of the Fresnel lens from below, the projected image is observed above the normal line, and when observed from above the normal line, the projected image is observed below the normal line.
[0003]
Patent Document 2 discloses a display device in which the display device is fixed to the head of an observer. In this display device, the displayed image is scrolled in the opposite direction to the movement of the head according to the movement of the observer's head, so that the observer sees the image as if it is fixed.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-73785
[Patent Document 2]
JP-A-8-220470
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the technique of Patent Document 1, an optical element is disposed between a display and an observer. For example, when observing a display disposed in a vehicle, it is necessary to secure an optical path space for the optical element. Miniaturization becomes difficult. In addition, since only the relative displacement in the translation direction between the display and the observer is considered, when the display rotates with respect to the observer, the direction of the line of sight changes, and the projected image is fixed in a space close to infinity. It doesn't seem to be. On the other hand, in the technique of Patent Document 2, the display device is fixed to the head, so that it is not suitable for a display device mounted in a vehicle.
[0006]
The present invention provides an in-vehicle information providing system that does not give a discomfort to an observer even when the positional relationship between the display device and the observer changes.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The vehicle-mounted information providing system according to the present invention detects the movement of the vehicle, calculates the translational displacement of the information display device accompanying the movement of the vehicle using the detected information, and translates the information display device based on the translational displacement. By moving, the movement of the vehicle and the displacement of the screen display unit of the information display device are matched in real time in hardware.
An in-vehicle information providing system according to the present invention detects a movement of a vehicle, calculates a displacement in a translation direction of the display device accompanying the movement of the vehicle from the detected information, and translates the display device so as to cancel the displacement. is there.
The in-vehicle information providing system according to the present invention actually detects or estimates the movement of the occupant's head (eyeball) to determine a motion value related to the head (eyeball), and converts the detected vehicle movement to the vehicle movement. Calculating the displacement of the display device in the translation direction, and based on the information indicating the displacement in the translation direction and the movement value of the occupant's head (eyeball), the displacement of the display device, the occupant's head (eyeball) and the display device The display device is translated so as to cancel the relative displacement between them.
[0008]
【The invention's effect】
According to the present invention, the display device is translated so that the movement of the vehicle and the displacement of the screen display unit of the information display device are matched in real time in a hardware manner, so that the positional relationship between the display device and the observer's head is reduced. Even if it fluctuates, it is possible to prevent a passenger observing the display image from feeling uncomfortable.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of an in-vehicle information providing system according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the in-vehicle information providing system 100 includes a vehicle motion detecting unit 101, an occupant motion estimating unit 104, a seat pressure detecting unit 102, a human body database unit 103, a control unit 107, a video input unit 105, It has a screen displacement unit 108 and an image display unit 106. The observer sits on a seat (not shown) in the vehicle and observes an image displayed on the image display unit 106.
[0010]
Vehicle motion detecting section 101 detects the translational motion of the vehicle and the rotational motion of the vehicle, respectively, and outputs detection signals to occupant motion estimating section 104 and control section 107, respectively. The seat pressure detection unit 102 detects a body pressure distribution on a seat on which an observer (in this case, a vehicle occupant) is seated, and outputs a detection signal to the occupant motion estimation unit 104. The human body database unit 103 shows data indicating the relationship between the body pressure distribution and the occupant's physique, data indicating the relationship between the body pressure distribution and the occupant's sitting posture, and a swing transfer function of the human head with respect to the vehicle swing. Store the data respectively. The stored data is measured in advance for a plurality of subjects having different physiques, and is stored in a database. The vehicle swing is indicated by a detected value of the vehicle motion.
[0011]
The occupant motion estimating unit 104 uses the detection signal indicating the vehicle motion and the detection signal indicating the body pressure distribution by the occupant to extract information indicating the head motion of the person similar to the physique and posture of the occupant into the human body database unit 103. To estimate the movement (displacement) of the occupant's head, especially the eyeball. Information indicating the estimated displacement of the eyeball is sent from the occupant motion estimation unit 104 to the control unit 107.
[0012]
The video input unit 105 converts display data input from an external device into a display signal corresponding to an input interface of the image display unit 106 and sends the display signal to the image display unit 106. The display data is image or text data displayed on the image display unit 106. The control unit 107 determines the displacement amount of the screen using the information indicating the estimated displacement of the eyeball and the detection signal indicating the vehicle motion, and sends a movement command of the image display unit 106 to the screen displacement unit 108. The control unit 107 is configured to control each unit of the in-vehicle information providing system 100 in addition to the determination of the screen displacement amount and the movement instruction of the image display unit 106.
[0013]
The screen displacing unit 108 is constituted by, for example, an actuator such as an ultrasonic motor, and physically displaces the image display unit 106 based on a command from the control unit 107. The displacement of the screen of the image display unit 106 will be described later. The image display unit 106 includes, for example, a liquid crystal display, and displays an image (including text) based on the input display signal.
[0014]
The present invention makes it possible for an occupant to see the image displayed on the image display unit 106 stopped in space even when the vehicle is accelerating or decelerating. In the first embodiment, the relative displacement between the head (particularly the eyeball) of the occupant and the image display unit 106 is calculated, and the image display unit 106 itself is moved according to the relative displacement. The movement of the occupant's head is estimated using the body pressure distribution at the time of sitting.
[0015]
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of installation of the image display unit 106 in a vehicle cabin. In FIG. 2, an image display unit 202 is built in a backrest body 201 in the front seat. The observer sits in a rear seat (not shown) and observes an image displayed on the screen 207 of the image display unit 202. The image display unit 202 is provided with an operation member 208 for performing operations related to image display and sound reproduction.
[0016]
The backrest 201 is supported by a headrest stay 205 which can move up and down in FIG. A drive motor 203 and a feed screw device 204 are built in the seat frame 206. When the drive motor 203 rotates, the feed screw device 204 sends the headrest stay 205 upward or returns downward according to the direction of rotation of the drive motor 203. As a result, the backrest 201 (that is, the image display unit 202) is vertically displaced. The headrest stay 205, the drive motor 203, and the feed screw device 204 correspond to the screen displacement unit 108 in FIG.
[0017]
The flow of the screen displacement process performed by the control unit 107 of the above-described in-vehicle information providing system 100 will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S10, the control unit 107 determines whether the screen power of the image display unit 106 is turned on. The control unit 107 makes an affirmative determination in step S10 when the screen power is on, and proceeds to step S20, and makes a negative determination in step S10 when the screen power is not on, and repeats the determination processing in step S10.
[0018]
In step S20, the control unit 107 outputs a command to the seat pressure detecting unit 102 to detect the body pressure distribution on the seat on which the occupant is seated (measurement of body pressure), and proceeds to step S30. In step S30, the control unit 107 outputs a command to the occupant movement estimating unit 104 to estimate the occupant's physique and posture, and proceeds to step S40. Accordingly, the occupant motion estimating unit 104 searches the human body database unit 103, and sets the physique and posture corresponding to the detected body pressure distribution closest to the detected body pressure distribution as the estimated values of the occupant's physique and posture.
[0019]
In step S40, the control unit 107 outputs a command to the vehicle motion detection unit 101 to detect the motion of the vehicle (motion measurement), and proceeds to step S50. Thereby, the vehicle motion detection unit 101 detects the translational motion and the rotational motion of the vehicle, respectively. In step S50, the control unit 107 determines whether or not the posture of the occupant has changed. The control unit 107 compares the previous posture estimation value with the current posture estimation value, and when both are different, makes an affirmative decision in step S50 and proceeds to step S60, and when both are coincident, makes a negative decision in step S50. To step S70.
[0020]
In step S60, the control unit 107 outputs a command to the occupant motion estimating unit 104 to select a human body transfer function, and proceeds to step S70. As a result, the occupant motion estimating unit 104 searches the human body database unit 103, and transmits the human body vibration corresponding to the occupant's physique / posture currently estimated and the latest detected value of the vehicle motion (that is, the intensity of the vehicle vibration). Select a function from the database.
[0021]
In step S70, the control unit 107 outputs a command to the occupant movement estimating unit 104 to estimate the movement of the occupant's head, and proceeds to step S80. As a result, the occupant motion estimating unit 104 calculates an estimated value of the occupant's head (especially, eyeball) motion using the human body vibration transfer function and the detected value of the vehicle motion. In step S80, the control unit 107 calculates the screen movement amount in the vertical direction (pitch direction) of the screen according to the rotational movement of the vehicle using the detection signal indicating the vehicle movement, and proceeds to step S90.
[0022]
In step S90, the control unit 107 calculates the relative displacement between the image display unit 106 and the eyeball, and proceeds to step S100. In step S100, the control unit 107 uses the amount of vertical movement of the screen and the above-described relative displacement to display an image displayed on the image display unit 106, which is necessary for the occupant to look stable in space without swinging. The amount of movement of the display unit 106 is calculated, and the process proceeds to step S110.
[0023]
In step S110, the control unit 107 outputs a command to the screen displacement unit 108 to move the image display unit 106 by the necessary movement amount, and proceeds to step S120. Thereby, the screen displacement unit 108 displaces the image display unit 106 in the vertical direction.
[0024]
In step S120, control unit 107 sends a command to image display unit 106 to display an image based on the display data, and proceeds to step S130. In step S130, control unit 107 determines whether or not the screen power of image display unit 106 has been turned off. The control unit 107 makes an affirmative determination in step S130 when the screen power is turned off, and ends the processing in FIG. On the other hand, when the screen power is not turned off, the control unit 107 makes a negative determination in step S130, returns to step S20, and repeats the above-described processing.
[0025]
The details of the movement of the image display unit 106 by the screen displacement unit 108 will be described. When attention is paid to the movement in the pitch direction accompanying the acceleration and deceleration of the vehicle, the displacement of the relative position between the occupant's eyeball and the image display unit 106 is roughly classified into the following two.
(1) Caused by pitch movement occurring on the vehicle side
(2) Caused by pitch movement occurring on the occupant side (especially on the eyeballs)
[0026]
The above (1) will be described with reference to FIG. Generally, when the vehicle decelerates, a nose dive phenomenon occurs in which the front of the vehicle sinks. When the display screen of the image display unit 106 is positioned in the traveling direction of the vehicle with respect to the occupant, the nose dive causes the image display unit 106 to rotate in the pitch direction (downward in this case). Therefore, when the position of the occupant's head (especially the eyeball) does not move, the occupant appears to move the image display unit 106 downward based on a distant still landscape. Therefore, the control unit 107 calculates the amount of movement in the pitch direction (in this case, upward) required to cancel the movement of the image display unit 106, and moves the screen displacement unit to move the image display unit 106 by this amount of movement. A command is sent to 108.
[0027]
FIG. 4B is a diagram illustrating the movement of the image display unit 106 for canceling the vehicle pitch movement during a nose dive. 4B, the headrest stay 205 (FIG. 2) is sent upward in accordance with the amount of downward movement of the seat frame 206 (FIG. 2), so that the image display unit 106 moves upward. As a result, the relative displacement between the display screen and the eyeball becomes zero, and the occupant appears to stop the display image in a space corresponding to a distant still landscape.
[0028]
Contrary to when the vehicle is decelerating, when the vehicle accelerates, a squat phenomenon occurs in which the rear portion of the vehicle sinks. When the display screen of the image display unit 106 is positioned in the traveling direction of the vehicle with respect to the occupant, the squat causes the image display unit 106 to rotate in the pitch direction (in this case, upward). Therefore, when the position of the occupant's head (especially the eyeball) does not move, the occupant sees that the image display unit 106 moves upward based on a distant still landscape. Therefore, the control unit 107 calculates the amount of movement in the pitch direction (downward in this case) required to cancel the movement of the image display unit 106, and moves the image displacement unit to move the image display unit 106 by this amount of movement. A command is sent to 108.
[0029]
FIG. 4C is a diagram illustrating the movement of the image display unit 106 for canceling the vehicle pitch movement during squat. 4C, the image display unit 106 moves downward by returning the headrest stay 205 (FIG. 2) downward according to the amount of upward movement of the seat frame 206 (FIG. 2). As a result, the relative displacement between the display screen and the eyeball becomes zero, and the occupant appears to stop the display image in a space corresponding to a distant still landscape.
[0030]
The above (2) will be described with reference to FIG. During actual deceleration and acceleration of the vehicle, a rotational motion in the pitch direction also occurs in the head of the occupant. In FIG. 5A, if the position of the image display unit 106 does not move when the head rotates forward during vehicle deceleration, the position of the occupant's head (particularly the eyeball) moves downward with respect to the image display unit 106. Moving. In order to display the display image so that the occupant can stop and see the display image in a space corresponding to a distant still scene, as shown in FIG. The display unit 106 is moved downward. The moving direction of the image display unit 106 in this case is the same as that in FIG.
[0031]
Contrary to the vehicle deceleration, when the head rotates backward during vehicle acceleration, if the position of the image display unit 106 does not move, the position of the occupant's head (especially the eyeball) moves upward with respect to the image display unit 106. Moving. Therefore, in order to display the display image so that the occupant can stop and see the display image in a space corresponding to a distant still scene, the image display unit 106 is moved upward in accordance with the upward movement amount of the occupant's eyeball. The moving direction of the image display unit 106 in this case is the same as that in FIG. 4B in which the vehicle pitch movement is canceled during a nose dive.
[0032]
In the first embodiment, the relative displacement between the image display unit 106 and the eyeball is obtained, and the image display unit 106 is moved according to the relative displacement. Is moved so as to cancel.
[0033]
The pitch movement described above is approximately 0.3 Hz in frequency. The width of the pitch movement is within ± 10 mm. Therefore, even if the backrest 201 (FIG. 2) is continuously moved with the maximum amplitude, in this case, the occupant of the seat will not be able to move the backrest 201 because the seat frame 206 itself of the seat is swinging together with the vehicle. There is no feeling of strangeness due to the movement of 201.
[0034]
According to the first embodiment described above, the following operation and effect can be obtained.
(1) The body pressure is measured while the occupant is seated, and the physique and sitting posture of the occupant are estimated by searching the human body database unit 103. Therefore, regardless of the adult, child, man or woman, and sitting posture. Therefore, an appropriate human body vibration transfer function can be selected.
[0035]
(2) Since the estimated value of the occupant's head (especially eyeball) motion is calculated using the human body vibration transfer function according to the above (1) and the detected vehicle motion data, a motion detection sensor is provided on the occupant's head or the like. The eyeball position of the occupant can be obtained without providing the occupant. Since the detection sensor is not attached to the occupant, the increase in cost is suppressed and the occupant is not burdened.
[0036]
(3) Since the amount of movement of the image display unit 106 in the pitch direction (vertical direction) due to the rotational motion of the vehicle is calculated using the detection data indicating the vehicle motion, a motion detection sensor is not provided for the image display unit 106. However, the position of the image display unit 106 can be obtained.
[0037]
(4) Since the relative displacement between the two is obtained using the eyeball position in (2) and the position of the image display unit 106 in (3), the displacement between the two can be obtained even if each is in a different motion state. Can be.
[0038]
(5) The image display unit 106 is moved in the pitch direction so as to cancel the amount of movement of the image display unit 106 in the pitch direction (vertical direction) and the movement of the display image caused by the change in the relative displacement of (4). Since the vehicle is moved, the occupant sees the display image stopped in space. As a result, the image is easy to see for the occupant, and the visual information obtained by the occupant matches the information from the vestibular apparatus (trisemicircular canal, otolith) while the occupant is watching the display screen. It is possible to reduce the uncomfortable feeling felt by the occupant, as compared with the case where the vehicle is not moved.
[0039]
When the distance between the image display unit 106 and the occupant is sufficiently large, the change in the eyeball of the occupant and the image display unit 106 due to the rotation of the occupant's head is slight and can be ignored. The processing may be skipped. In this case, it is assumed that the occupant's eyeball position is fixed, and the relative displacement between the eyeball and the image display unit 106 may be obtained.
[0040]
The above-mentioned human body database unit 103 stores data indicating a transfer function as information on the vibration of each part of the human body (particularly, the head) in response to the vehicle swing. Instead, the numerical model may be stored in a table. Specifically, a LUT (look-up table) is configured, and when a value indicating the swing of the vehicle is input to the LUT, a value indicating the human body vibration corresponding to the swing is output from the LUT.
[0041]
In the above description, the rotary motion in the pitch direction has been described as an example. However, the rotary motion in the roll direction (left-right direction) of the vehicle can be similarly processed.
[0042]
In the above description, the example in which the image display unit 106 is built in the backrest of the front seat has been described, but the image display unit 106 may be directly supported by the headrest stay 205 of the front seat.
[0043]
Further, as shown in FIG. 6, the image display unit may be configured to be attached to a roof in a vehicle cabin. In FIG. 6, the image display unit main body 301 is supported by an image display unit stay 305 disposed downward from the vehicle roof 302 in FIG. The image display unit main body 301 includes a display unit 202, a built-in drive motor 303, and a feed screw device 304. The display unit 202 is the same as that of FIG. When the drive motor 303 rotates, the feed screw device 304 sends the image display section stay 305 upward or returns downward according to the direction of rotation of the drive motor 303. As a result, the image display unit main body 301 moves in a direction away from the roof 302 downward and in a direction approaching the roof 302. The image display section stay 305, the drive motor 303, and the feed screw device 304 correspond to the screen displacement section 108 in FIG.
[0044]
Further, the image display unit may be provided in an instrument panel (not shown). In this case, the image display unit is moved in the pitch direction in the instrument panel by the screen displacement unit 108.
[0045]
(Second embodiment)
FIG. 7 is a block diagram illustrating an outline of an in-vehicle information providing system according to the second embodiment of the present invention. 7, the on-vehicle information providing system 400 includes a vehicle motion detection unit 401, a head motion detection unit 402, a screen vibration detection unit 403, a control unit 405, a video input unit 404, a screen displacement unit 407, And an image display unit 406. The observer observes the image displayed on the image display unit 406 in the vehicle.
[0046]
The vehicle motion detection unit 401 detects the translational motion of the vehicle and the rotational motion of the vehicle, respectively, and outputs a detection signal to the control unit 405. The head movement detection unit 402 is formed of, for example, headphones having a built-in acceleration sensor, detects the translational movement of the head of the observer (in this case, the occupant of the vehicle) and the rotational movement of the head, and detects a detection signal. Is output to the control unit 405.
[0047]
The screen vibration detection unit 403 detects the translational motion of the image display unit 406 and the rotational motion of the image display unit 406, respectively, and outputs a detection signal to the control unit 405. The video input unit 404 converts display data input from an external device into a display signal corresponding to the input interface of the image display unit 406, and sends the display signal to the image display unit 406. The control unit 405 determines the amount of screen displacement using the detection signal indicating the vehicle motion, the detection signal indicating the head motion, and the detection signal indicating the motion of the image display unit 406, and displays the image on the screen displacement unit 407. The movement command of the unit 406 is sent. The control unit 405 is configured to control each unit of the in-vehicle information providing system 400 in addition to the determination of the screen displacement amount and the movement instruction of the image display unit 406.
[0048]
The screen displacement unit 407 includes an actuator similar to that of the first embodiment, and physically displaces the image display unit 406 based on a command from the control unit 405. The image display unit 406 includes, for example, a liquid crystal display, and displays an image (including text) based on the input display signal.
[0049]
In the second embodiment, the motion of the occupant's head (especially the eyeball) is directly detected by the head motion detection unit 402, and the motion of the image display unit 406 is directly detected by the screen vibration detection unit 403.
[0050]
The flow of the screen displacement process performed by the control unit 405 of the on-vehicle information providing system 400 described above will be described with reference to the flowchart in FIG. In step S210, the control unit 405 determines whether the screen power of the image display unit 406 is turned on. When the screen power is on, the control unit 405 makes an affirmative determination in step S210 and proceeds to step S220. When the screen power is not on, the control unit 405 makes a negative determination in step S210, and repeats the determination process of step S210.
[0051]
In step S220, the control unit 405 outputs a command to the vehicle motion detection unit 401 to detect the motion of the vehicle (motion measurement), and proceeds to step S230. Thereby, the vehicle motion detection unit 401 detects the translational motion and the rotational motion of the vehicle, respectively. In step S230, the control unit 405 outputs a command to the screen vibration detecting unit 403 to detect the movement of the image display unit 406, and proceeds to step S240. The detection signal from the screen vibration detection unit 203 indicates the screen vibration of the image display unit 406.
[0052]
In step S240, control unit 405 outputs a command to head movement detecting unit 402 to detect the movement of the occupant's head, and proceeds to step S250. Thereby, the head movement detecting unit 202 detects the translational movement and the rotational movement of the occupant's head (particularly, the eyeball). In step S250, the control unit 405 calculates the amount of screen movement in the translation direction associated with the rotational movement of the vehicle using the detection signal indicating the vehicle movement, and proceeds to step S260. The screen movement amount in this case is the movement amount of the image display unit 406 in the pitch direction (vertical direction).
[0053]
In step S260, the control unit 405 calculates the relative displacement between the vehicle and the eyeball using the detected value, and proceeds to step S270. In step S270, the control unit 405 calculates a relative displacement between the vehicle and the image display unit 406 using the detected values, and proceeds to step S280. In step S280, the control unit 405 calculates the amount of movement of the image display unit 406 necessary for the occupant to look stable on the space without swinging, using the amount of movement of the screen and each of the above-described relative displacements. Proceed to S290.
[0054]
In step S290, the control unit 405 outputs a command to the screen displacement unit 407 to move the image display unit 406 by the necessary movement amount, and proceeds to step S300. As a result, the screen displacement unit 407 displaces the image display unit 406 in the vertical direction.
[0055]
In step S300, control unit 405 sends a command to image display unit 207 to display an image based on the display data, and proceeds to step S310. In step S310, control unit 405 determines whether or not the screen power of image display unit 406 has been turned off. When the screen power is turned off, the control unit 405 makes an affirmative determination in step S310, and ends the processing in FIG. On the other hand, when the screen power is not turned off, the control unit 405 makes a negative determination in step S310, returns to step S220, and repeats the above-described processing.
[0056]
According to the second embodiment described above, the following operation and effect can be obtained.
(1) Since the movement of the occupant's head (particularly the eyeball) is directly detected by the head movement detection unit 402, the occupant's eyeball position can be accurately obtained regardless of the adult, child, physique or posture. it can.
[0057]
(2) Since the motion of the image display unit 406 is directly detected by the screen vibration detection unit 403, the motion of the vehicle and the backrest (i.e., when the image display unit 406 is attached to the backrest of the seat, etc.) Even when the motion of the image display unit 406) is different, the position of the image display unit 406 caused by the vibration of the backrest can be accurately obtained. As a result, it becomes unnecessary to increase the support rigidity of the backrest more than necessary.
[0058]
(3) By using the eyeball position of (1) and the position of the image display unit 406 of (2), the image display unit 406 is moved in consideration of the relative displacement between the two, so that the display image is not displayed to the occupant. It appears to stop in space. As a result, similarly to the first embodiment, the image can be easily viewed by the occupant, and the discomfort felt by the occupant can be reduced. In particular, since the shake of the screen due to the vibration of the backrest can be canceled, an information providing device which is easy for the occupant to see can be obtained.
[0059]
Although the configuration in which the acceleration sensor is built in the head motion detection unit 402 described above has been described, a gyro sensor or a magnetic position sensor may be built in instead of the acceleration sensor. These acceleration sensor, gyro sensor, and magnetic position sensor may be used for the vehicle motion detection unit 401 and the screen vibration detection unit 403.
[0060]
Alternatively, the occupant may be photographed by a vehicle-mounted camera, and the photographed image may be analyzed to obtain the movement (displacement) of the occupant's eyeball.
[0061]
(Third embodiment)
A holder for holding a document or the like may be provided on the image display unit. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of installation of an image display unit having a holder, and is a diagram of a front seat viewed from the back (from the rear seat side). FIG. 10 is a side view of FIG. 9 and 10, the image display unit 202 is built in the backrest main body 201 of the front seat, and the headrest stay 205 that allows the backrest 201 to move up and down in FIG. The supported points are the same as in FIG.
[0062]
The holder 209 is configured to hold a document or the like in parallel with the screen of the image display unit 202. In the holder 209, a book, a map, a pamphlet, or the like can be inserted. FIG. 11 is a diagram illustrating an example in which a map is held by the holder 209. When the drive motor 203 is rotated as in the first embodiment, the backrest 201 is vertically displaced in accordance with the direction of rotation of the drive motor 203. As a result, when the occupant is looking at the map, the map is stopped and viewed in a space corresponding to a distant still scene, which makes it easier to see. Furthermore, since the visual information obtained by the occupant while the occupant is watching the map matches the information from the vestibular apparatus (semicircular canal, otolith), the uncomfortable feeling felt by the occupant can be reduced.
[0063]
Although an example has been described in which a holder for holding documents and the like is provided on the image display unit, the holder may be directly provided on a backrest or the like that cancels the amount of movement in the translation direction accompanying the movement of the vehicle.
[0064]
Correspondence between each component in the claims and each component in the embodiment of the invention will be described. The vehicle motion detecting means is constituted by, for example, the vehicle motion detecting unit 101 (401). The display device includes, for example, the image display unit 106 (406). The displacement in the translation direction corresponds to, for example, the moving amount of the image display unit. The display device displacement calculation means, control means, translation movement control means and relative displacement calculation means are constituted by, for example, the control unit 107 (405). The translation means includes, for example, a headrest stay 205, a drive motor 203 and a feed screw device 204. The exercise value determination means is constituted by, for example, the head movement detection section 402 or the occupant movement estimation section 104. The response function corresponds to, for example, a transfer function. Note that each component is not limited to the above configuration as long as the characteristic functions of the present invention are not impaired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of an in-vehicle information providing system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of installation of an image display unit in a vehicle cabin.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a flow of a screen displacement process performed by a control unit.
FIG. 4A is a diagram illustrating a displacement of a screen position caused by a pitch movement occurring on the vehicle side.
(B) It is a figure explaining image display part movement for canceling a vehicle pitch movement at the time of a nose dive.
(C) is a diagram illustrating movement of an image display unit for canceling a vehicle pitch movement at the time of squat.
FIG. 5A is a diagram illustrating a displacement of a screen position caused by a pitch movement occurring on the occupant side.
(B) is a diagram for explaining the movement of the image display unit for canceling the pitch movement of the head (especially the eyeball) when the head is rotated forward.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration in which an image display unit is mounted on a roof in a vehicle cabin.
FIG. 7 is a block diagram showing an outline of an in-vehicle information providing system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a flow of a screen displacement process performed by a control unit.
FIG. 9 is a rear view of a front seat illustrating an example of installation of an image display unit having a holder.
FIG. 10 is a side view of FIG. 9;
FIG. 11 is a diagram illustrating an example in which a map is sandwiched between holders.
[Explanation of symbols]
100 (400): In-vehicle information providing system, 101 (401): Vehicle motion detecting unit,
102: seat pressure detection unit; 103: human body database unit;
104: an occupant motion estimating unit; 105 (404): a video input unit;
106 (406): image display unit, 107 (405): control unit,
108 (407): screen displacement unit, 402: head motion detection unit,
403: Screen vibration detection unit

Claims

An information display device provided in the vehicle interior;
Translation moving means for moving the information display device in a translation direction;
Vehicle motion detection means for detecting the motion of the vehicle;
Display device displacement calculating means for calculating a translational displacement of the information display device accompanying the movement of the vehicle, using information indicating the movement of the vehicle detected by the vehicle movement detecting means,
An in-vehicle information providing system, comprising: a control unit that controls the translation unit based on the displacement in the translation direction to make the movement of the vehicle and the displacement of the screen display unit of the information display device match in real time in hardware.

Vehicle motion detection means for detecting the motion of the vehicle;
A display device for displaying an image,
Display device displacement calculating means for calculating a translational displacement of the display device accompanying the movement of the vehicle, using information indicating the movement of the vehicle detected by the vehicle movement detecting means,
Translation means for moving the display device in a translation direction;
An in-vehicle information providing system, comprising: a translation control unit that causes the translation unit to move the display device so as to cancel the translation displacement calculated by the display unit displacement calculation unit.

Vehicle motion detection means for detecting the motion of the vehicle;
A motion value determination that determines a motion value related to the movement of the occupant's head or eyeball by actually detecting the movement of the occupant's head or eyeball, or by estimating the occupant's head or eyeball movement. Means,
A display device for displaying an image,
Display device displacement calculating means for calculating a translational displacement of the display device accompanying the movement of the vehicle, using information indicating the movement of the vehicle detected by the vehicle movement detecting means,
Translation means for moving the display device in a translation direction;
The occupant head based on information indicating the displacement in the translation direction calculated by the display device displacement calculating means and a motion value related to the movement of the head or eyeball of the occupant determined by the motion value determining means; Or relative displacement calculating means for calculating the relative displacement between the eyeball and the display device,
An in-vehicle information providing system, comprising: a translation control unit that moves the display device to the translation unit so as to cancel the translation direction displacement and the relative displacement.

The in-vehicle information providing system according to claim 3,
The in-vehicle information providing system, wherein the motion value determining means determines the motion value using a response function of a human body vibration to a swing of the vehicle or a numerical model.

The in-vehicle information providing system according to claim 4,
The in-vehicle information providing system, wherein the athletic value determining means determines the athletic value by using a physique and a sitting posture of the occupant as estimation parameters.

The in-vehicle information providing system according to claim 4,
The exercise value determining means estimates a sitting posture and a physique of the occupant based on a body pressure distribution on a seat where the occupant is seated, and a response function of a human head vibration corresponding to the estimated sitting posture and a physique, or An in-vehicle information providing system characterized by selecting a numerical model.