JP2006508443A - 光学表示装置を操作する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、光学表示装置を操作する方法及び光学表示装置に関する。光学表示装置は、使用者のための情報を表示するのに使用される。情報が表示される時、使用者の視線も把握される。光学表示装置を操作する本発明の方法によると、画像情報変数の一つは使用者の視線に従って変更されることが可能である。画像情報の変数としては、より具体的には、表示の大きさ、形状、色、強度を挙げることができる。使用者の視線に従って、情報の表示の大きさを変化させることで、使用者は光学表示器上に直接視点の焦点を合わせる必要がなくなり、注意をそらされることがなくなる。

Description

本発明は、光学表示装置の操作方法及び該方法を使用する光学表示装置に関する。

非常に様々な適用分野で使用される光学表示器には多数のタイプがある。光学表示器を用いて表示される情報は、制御機能として、又は必要に応じて使用者により読み出される付加情報として、多くの事例において使用されている。光学表示器によって注意散漫となることを避けるため、表示される情報が使用者の視界に直接投影されるような開発がなされてきた。これらはヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）と呼ばれる。例えば、ＨＵＤは道路交通に対する完全な集中を可能にし、運転者は速度計を見るために道路から目を離す必要がない。速度計に加えて、運転条件に関する情報やナビゲーションシステムにより供給される情報がフロントガラスに直接投影されることも可能である。

自動車で使用されかつ多数の光学表示器を含んで構成される光学表示装置が知られている。特許文献１は、機械的表示器として設計された第１表示器、発光表示器として設計された第２表示器を含む自動車用の表示装置を提示している。この場合、発光表示器、液晶表示器は、第１表示器前方に位置する反射面に映し出される。多数の表示は、第１表示器前方に位置して伝達かつ反射される光（伝達）反射面の比率を変化させることで、見る人に対して互いに独立して視認可能な状態にされるようにすることが可能である。反射面はさらに区域に分割され、この分割は、特定の表示だけ、又は全ての表示が、視認可能な状態にされる又はフェードアウトされることが選択的に可能となるように行われる。伝達は連続的に設定されるようにすることも可能であり、この場合ある表示が完全にフェードアウトされる必要はなく、表示が互いに重ね合わせられることも可能となるように行われる。

情報を再生する際に緊急の機能として表示の大きさが変更される光学表示装置が、特許文献２に記載されている。この文献は、自動車における情報表示のための警告装置について開示している。警告装置は光学表示器を有し、情報は、自動車のフロントガラスの可視区域に仮想イメージの形で反映される。この場合の目的は、警告情報が確実に運転者へ高度に持続的に伝達されるようにすることである。そのためには、関心事項ごとの情報は変化することなく伝達されつつ、警告強度が引き上げられるにつれより大きい倍率でフロントガラスへ反映される。

本出願人による特許文献３は、画像データを用いて人の視線方向及び頭の位置を測定するシステムについて開示している。頭の移動が可能な場合でも視線方向を検知するために、目の他にも、例えば鼻、口、眉毛等を含む顔の特徴の数々が使用される。そのためには、システムは、円形検出装置（例えば、ハフ変換に基づく）が接続されている放射方向照合用装置を含む、目を検知するための装置を備えている。下流の選別機は、画像データ内での目の検知及びその位置を検査する。このシステムの別の装置は、視線方向の測定を可能にする。その場合、この装置は、選別機がその下流に接続された目と鼻に関する画像データを分割する装置を含む。

光学表示器用のシステムは、特許文献４に記載されている。このシステムは、光学表示器と、システムを操作中に使用者が装着しなければならない眼鏡フレームとを備えている。この光学表示器を用いて表示される区域は、使用者の視界に適合される。そのためには、使用者の位置と視線方向とを検知することが必要である。多数のＬＥＤが使用者の位置を検知する目的で眼鏡フレームに装着される。ＬＥＤにより放出される光とそれらの位置は、光検出器により検知され、この光検出器は光学表示器の四隅に装着されている。このほかに使用者の視線方向が測定され、別の光検出器が眼鏡フレームに装着されている。使用者の視界に光学表示器を適合させるため、光学表示器の心合せが眼鏡フレームの心合せと使用者の視線方向とに適合されるように、表示装置は運転される。提示されたシステムは、特にＨＵＤに関して使用され、その目的は、夜間走行中に道路の縁端部及び自動車の運転者にとっての障害物を表示することである。しかし、こうしたシステムでは、使用者の位置及び視線方向は、表示されるデータ量（視界の制約）を把握し、表示用の視界方向を把握するためにのみ使用されている。この場合の目的は、光学表示器と現実の視界とが幾何学的に正確に重ね合わされることである。ここにおける不利な点は、使用者は眼鏡フレームを欠かさず装着しなければならないということである。

独国特許出願公開第 ４３３４８８５ Ａ１号明細書 独国特許出願公開第 ４３１９９０４ Ａ１号明細書 独国特許出願公開第 １００４６８５９ Ａ１号明細書 特開２０００−０２９６１８号公報

従って、本発明の目的は、光学表示装置を操作する方法を提供しかつ光学表示装置を提供することで、その装置は、それを用いて、使用者、特に自動車の運転者に画像情報が表示され、その場合、使用者の位置と視線方向を考慮して、表示を見るための付属補助器具を必要としないように光学表示器が最適化された装置である。

この目的は、本発明に従い、請求項１及び８の特徴を有する方法及び装置を用いて達成される。本発明の有利な改良形態及び発展形態は、従属項に示される。

本発明によると、光学表示装置を操作する方法が使用される。光学表示装置は、使用者に対して情報を画像的に表示する目的を果たす。さらに、情報が表示されるとともに使用者の視線方向も検知される。本発明による方法では、光学表示装置の操作方法の場合、画像情報の変数の一つは、使用者の視線方向に応じて変更されるようにすることも可能である。この場合の画像情報の変数は、特に、表示の大きさ、形状、色及び強度をとることができる。使用者の視線方向に応じて情報の表示の大きさが変化することは、使用者が情報を取得するために最初に光学表示器を直接目視する必要がない状態を可能にする。

光学表示器としては、例えば、固定表示面を備えた表示器（ＬＣＤ−ＴＦＴ、ＯＬＥＤ等）、又は映像が投影される光学表示器（例えばＨＵＤ、ホログラフィックディスプレイ等）等が可能である。有利なのは、プログラム可能な光学表示器についてコンピュータ処理に基づいて情報の表示の大きさを変化させられることである。視線方向を検知する自明の手法は、コンピュータに接続された画像センサを使用することである。この場合、画像データは、光学表示装置の操作中に画像センサを用いて使用者により取得される。それによって取得された画像データは、画像処理及び選別方法を用いて使用者の位置及び視線方向に関して値を求められることが可能である。使用者が光学表示装置を直接目視していない場合、そうでない場合より画像情報が大きく表示される。

本発明の１つの有利な実施形態では、表示される情報の形状は、使用者の視線方向によって変化する。使用者が光学表示器を直接目視していない場合、そうでない場合とは別の形態で画像情報が表示される。情報項目が表示される前に、情報を記号的描写に変換すると有利である。例えば、アナログ計器類の表示は、デジタル表示に変換される。それによって、情報は、使用者にとってより理解し易く表示され、それによって視界の周辺域においてもより簡易に認識されることが可能となる。

本発明の１つの有利な改良形態では、光学表示器上の情報表示の位置は使用者の視線方向によって変化する。視線方向が光学表示器の左／右隣の方向である場合、情報は光学表示器の左／右端に理想的に表示される。情報はこれに応じてその方向に、視線方向が示す光学表示器からのずれが最低となる光学表示器の端部で表示される。光学表示器が画像が投影されるディスプレイ（ＨＵＤ、ホログラフィックディスプレイ等）である場合、情報は、投影される画像の端部でその表示器に同様の方法で表示される。さらに、こうした光学表示器の場合、視線方向に応じた方向に完全な画像を投影することは明らかである。視線方向とは別に、評価の目的で頭の位置を使用することも大変有利である。本出願人の特許出願である、独国特許出願公開第 １００４６８５９ Ａ１号明細書に記載の通り、さらなる顔の特徴（例えば、鼻及び口）は、画像データから頭の位置を測定するために考慮に入れられる。情報表示の位置は、視線方向及び頭の位置に応じて変化するので、使用者は間接的視認の場合であっても情報を効果的に認識できる。

本発明の別の有利な改良形態では、情報を表示する時の使用者の視線方向によって強度が変更される。使用者が光学表示器を直接目視する場合、そうでない場合より弱い強度で情報が表示される。光学表示器の強度が連続的に変えられる場合特に有利である。強度を制御するために、光学表示器の方向からの視線方向のずれの値が求められる。情報は、視線方向に関わらず使用者が均質な明るさを感じるように、かつ光学表示装置を直接目視した時に眩惑されないように、使用者に対して表示される。

使用者の視線方向に応じて情報表示用の色を変えることも考えられる。背景の色は使用者の視線方向次第で著しく変えることができる。表示情報と背景との色のコントラストを可能な限り強くするため、表示の色は使用者の視線方向に応じて連続的に変化すると理想的である。この場合、情報表示の色は好ましくは背景に対して補色になるように選択される。情報表示はそれによって常に背景から際立って目立つ。

本発明の別の有利な改良形態は、使用者が視線方向を光学表示器から離す場合に、連続的に拡大される情報表示を提供する。使用者はそれによっていつでも情報を明確に認識できる。これに対して、使用者が視線方向を光学表示器に戻す場合、情報表示の大きさは所定の時間間隔の後にのみ変化する。これにより、使用者は確実に直ちに光学表示器上に情報を見出す。

特に有利な方法では、本発明による方法及び光学表示装置は、路上走行車両において使用されるようにすることも可能である。例えば、運転者は実質的に全ての経路において速度制限に注意することを要求されている。しかし、速度制限の順守を監視するためには、運転者は、頻繁に道路から視線を離して計器板上、速度計に対して向けなければならない。計器板は光学表示装置に関する本発明の方法で置き換えられていると、運転者は視線を道路から離す必要がない。現在の走行速度は、運転者の視線方向を考慮しつつ、運転者に対して光学表示器上に表示される。運転者が道路上を目視する場合、現在の走行速度は可能な限り大きく数字によるデジタル形態で好適に表示される。運転者はそれによって視界の周辺域においても表示を効果的に認識できる。視線方向が測定できない場合、又は光学表示器が直接視認される場合、表示は通常の倍率で同様の形状で行われる。このタイプの使用に関して、現在の走行速度を表示するだけでなく、現在の許容最大速度を表示することも考えられる。許容最大速度は、例えば交通標識自動認識を基にして決定されるようにすることも可能である。本出願人の特許、独国特許発明第 １９８５２６３１ Ｃ１号明細書は、例えば画像データの評価に基づく方法と、さらに交通標識認識を目的とする装置とについて記載している。

図は、例として、本発明による光学表示装置（１）の概略的構造を示す。この場合の光学表示装置（１）は、情報を表示する光学表示器（２）と、使用者の視線方向及び頭の位置を検知する画像センサ（３）とを備えている。光学表示装置（１）は、さらに検出されたデータを評価し、表示される情報を処理するデータ処理装置（４）を備えている。

本発明による光学表示装置の概略構造図。

Claims (10)

1. 使用者が光学表示装置を用いて情報を画像的に提示され、使用者の視線方向が検知される、光学表示装置を操作する方法において、
   画像情報の変数の一つは変更されることが可能であり、
   情報の表示の大きさは使用者の視線方向によって変化し、それによって使用者は情報を取得するために光学表示器を直接目視する必要がないことを特徴とする、操作方法。
2. 情報の表示の形状は、使用者により理解し易いように情報を表示するため、使用者の視線方向によって変化することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記光学表示装置上の情報表示の位置は、使用者の視線方向によって変化し、それによって使用者は間接的視認の場合に情報を効果的に認識できることを特徴とする、請求項１あるいは２に記載の方法。
4. 情報表示の強度は、前記光学表示装置を直接目視する場合に使用者を眩惑させないように、使用者の視線方向によって変化することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 情報表示の色は、使用者の視線方向によって変化し、それによって情報表示は常に背景から際立って目立つことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 情報の表示の大きさは、使用者の視線方向が前記光学表示装置から離れる時、連続的に変化し、それによって使用者はいつでも情報を明確に認識可能であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
7. 使用者が視線方向を前記光学表示装置に向ける場合、情報の表示の大きさは、所定の時間間隔の後にのみ変化し、それによって使用者は前記光学表示装置上に直ちに情報を再び見出すことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 使用者が情報を画像的に提示されるのに用いる光学表示装置であって、画像情報を変化させるための手段が設けられている光学表示装置において、
   前記装置は、使用者の視線方向を検知する装置を備え、
   情報の表示の大きさが、使用者の視線方向に応じて変化させる手段が設けられていることを特徴とする光学表示装置。
9. 使用者の視線方向を検知する前記装置は、画像処理装置であることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
10. 請求項８あるいは９に記載の光学表示器、又はそれを操作する請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法、の車両における使用。

Images