JP2013535376A - ヘッドアップディスプレイ - Google Patents

Abstract

自動車用のヘッドアップディスプレイ装置（１００）、およびヘッドアップディスプレイ装置（１００）において情報を表示する方法が提供される。ヘッドアップディスプレイ装置（１００）は、情報表示ユニット（１１２）と、情報取得ユニット（１０２）とを備える。情報取得ユニット（１０２）は、情報表示ユニット（１１２）に結合され、自動車に関連した１つまたは複数のセンサ（１１８）からデータを取得し、１つまたは複数のセンサ（１１８）から取得したデータに基づいて表示位置を決定し、決定した位置に情報を表示するように情報表示ユニット（１１２）を制御するように構成される。

Description

本開示は一般にヘッドアップディスプレイに関する。

ヘッドアップディスプレイ（Ｈｅａｄ Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＨＵＤ）は、ユーザが自動車を運転しているときに、たとえば速度計を見下ろすなど視線がそらされないように、ユーザの通常の視線にて情報を提示するディスプレイである。従来型のＨＵＤは通常は、所定の固定的なやり方で表示領域上に光を投影するように構成されたプロジェクタを用いる。

実時間および動的な応用では、所定の固定的なディスプレイはＨＵＤから情報を取得するためには依然としてユーザの視線からの移動を必要とすることが認識される。典型的にはこれはユーザの注意散漫を生じ、運転の安全を損なう。

１つの例示的実施形態では、自動車用のヘッドアップディスプレイ装置が提供される。装置は、情報表示ユニットと、情報表示ユニットに結合された情報取得ユニットとを含む。情報取得ユニットは、自動車に関連した１つまたは複数のセンサからデータを取得するように構成され、さらに１つまたは複数のセンサから取得したデータに基づいて表示位置を決定し、情報表示ユニットを制御して、決定した表示位置に情報を表示するように構成される。

一部の例示的実施形態では情報取得ユニットは、表示用の情報を取得するようにデータを処理することができるマイクロコントローラを含む。

一部の例示的実施形態では情報表示ユニットは、決定した表示位置に情報を表示するのを容易にするために２つ以上の走査ミラーを含む。

一部の例示的実施形態では情報表示ユニットは、所望の色スペクトルを供給するために異なる色の発光ダイオードを含む。

一部の例示的実施形態では装置はさらに、１つまたは複数のセンサを含む。

一部の例示的実施形態では１つまたは複数のセンサは、加速度センサを含む。情報取得ユニットは、加速度センサから取得した自動車の速度データと、情報取得ユニットの事前設定された閾値速度との比較に基づいて表示位置を決定するように構成することができる。

一部の例示的実施形態では情報取得ユニットは、自動車の速度データと、情報取得ユニットの事前設定された速度制限との比較に基づいて、自動車が速度制限を超えて走行しているかどうかを判定するように構成される。

一部の例示的実施形態では情報取得ユニットは、自動車が速度制限を超えて走行していると判定されると、デフォルト色と異なる色で情報を表示するように情報表示ユニットを制御するように構成される。

一部の例示的実施形態では１つまたは複数のセンサは、磁気センサを含む。情報取得ユニットは、磁気センサから取得した自動車の走行データに基づいて走行方向情報を決定するように構成することができる。

一部の例示的実施形態では情報取得ユニットは、決定した表示位置に走行方向情報を表示するように情報表示ユニットを制御するように構成される。

一部の例示的実施形態では１つまたは複数のセンサは、光センサを含む。情報取得ユニットは、光センサから取得した光データに基づいて、自動車が昼間にまたは夜間に走行しているかを判定するように構成することができる。

一部の例示的実施形態では情報取得ユニットは、光データに基づいて、決定した表示位置に表示される情報の明るさを変化させるように情報表示ユニットを制御するように構成される。

１つの例示的実施形態では、自動車内のヘッドアップ情報表示の方法が提供される。方法は、自動車に関連した１つまたは複数のセンサからデータを取得することを含む。方法はまた、１つまたは複数のセンサから取得したデータに基づいて表示位置を決定することを含む。方法はさらに、決定した表示位置に情報を表示することを含む。

一部の例示的実施形態では方法はさらに、表示用の情報を取得するためにデータを処理することを含む。

一部の例示的実施形態では方法はさらに、決定した表示位置に情報を表示するのを容易にするために２つ以上の走査ミラーを用いることを含む。

一部の例示的実施形態では方法はさらに、情報を表示するために所望の色スペクトルを供給するように異なる色の発光ダイオードを用いることを含む。

一部の例示的実施形態では１つまたは複数のセンサは、加速度センサを含む。方法は、加速度センサから取得した自動車の速度データと、事前設定された閾値速度との比較に基づいて表示位置を決定することを含むことができる。

一部の例示的実施形態では方法はさらに、自動車の速度データと、事前設定された速度制限との比較に基づいて、自動車が速度制限を超えて走行しているかどうかを判定することを含む。

一部の例示的実施形態では方法はさらに、自動車が速度制限を超えて走行していると判定すると、デフォルト色と異なる色で情報を表示することを含む。

一部の例示的実施形態では１つまたは複数のセンサは、磁気センサを含む。方法は、磁気センサから取得した自動車の走行データに基づいて走行方向情報を決定することを含むことができる。

一部の例示的実施形態では方法はさらに、決定した表示位置に走行方向情報を表示することを含む。

一部の例示的実施形態では１つまたは複数のセンサは、光センサを含む。方法は、光センサから取得した光データに基づいて自動車が昼間にまたは夜間に走行しているかを判定することを含むことができる。

一部の例示的実施形態では方法はさらに、光データに基づいて、決定した表示位置に表示される情報の明るさを変化することを含む。

１つの例示的実施形態では、実行された場合に、自動車用のヘッドアップディスプレイ装置のプロセッサに、自動車に関連した１つまたは複数のセンサからデータを取得させることができるコンピュータ実行可能命令を記憶したコンピュータ可読媒体が提供される。プロセッサはまた、１つまたは複数のセンサから取得したデータに基づいて表示位置を決定する。さらにプロセッサは、決定した表示位置に情報を表示する。

上記の概要は例示のみであり、何ら限定するものではない。図面を参照することによりおよび以下の詳細な説明により、上述の例示の態様、実施形態、および特徴に加えて、他の態様、実施形態、および特徴が明らかとなるであろう。

１つの例示的実施形態でのヘッドアップディスプレイ装置を示す概略図である。 １つの例示的実施形態での、自動車内に据え付けられたヘッドアップディスプレイ装置の概略図である。 上記例示的実施形態での自動車内部の概略図である。 １つの例示的実施形態における、約８０ｋｍ／ｈの速度でのヘッドアップディスプレイ装置の表示を示す概略図である。 １つの例示的実施形態における、約１８０ｋｍ／ｈの速度でのヘッドアップディスプレイ装置の表示を示す概略図である。 １つの例示的実施形態での画像表示制御ユニットを示す概略図である。 １つの例示的実施形態での自動車内のヘッドアップ情報表示の方法を示す概略フローチャートである。 １つの例示的実施形態での自動車内のヘッドアップ情報表示の方法を実現するためのコントローラユニットの概略図である。

以下の詳細な説明では、本明細書の一部となる添付の図面を参照する。図面においては特に言及されない限り通常は、同様な記号は同様な構成要素を識別する。詳細な説明、図面、および特許請求の範囲において述べられる例示的実施形態は、限定を意味するものではない。本明細書に示された本主題の趣旨および範囲から逸脱せずに、他の実施形態を利用することができ、他の変更を行うことができる。本明細書で全体的に述べられ、図に示される本開示の態様は、多様な異なる構成にて配置、置換、組み合わせ、分離、および設計を行えることは容易に理解され、それらのすべては本明細書において明示的に企図される。

例示的実施形態では、本明細書で述べられる動作、プロセスなどのいずれも、コンピュータ可読媒体上に記憶されたコンピュータ可読命令として実現することができる。コンピュータ可読命令は、自動車のプロセッサ、ネットワーク要素、および／または他のコンピューティングデバイスによって実行することができる。

システムの側面でのハードウェアの実装形態とソフトウェアの実装形態との間には、ほとんど相違が残されていない。ハードウェアまたはソフトウェアの使用は、一般に（いつもそうではないが、ある状況ではハードウェアとソフトウェアの間の選択が重要になり得るという点で）コスト対効果のトレードオフを表す設計上の選択である。本明細書に記載された、プロセスおよび／またはシステムおよび／または他の技術をもたらすことができるさまざまな達成手段があり（たとえば、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェア）、好ましい達成手段は、プロセスおよび／またはシステムおよび／または他の技術が導入される状況によって異なる。たとえば、実装者が速度と正確性が最も重要であると決定すると、実装者は主にハードウェアおよび／またはファームウェアの達成手段を選択することができる。フレキシビリティが最も重要なら、実装者は主にソフトウェアの実装形態を選択することができる。または、さらに別の代替案として、実装者は、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアのなんらかの組み合わせを選択することができる。

１つの例示的実施形態では、表示領域上の可変位置に情報を表示するためのヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）が提供される。情報を表示する位置は、１つまたは複数のセンサから取得したデータから決定することができる。たとえば自動車内でＨＵＤ装置が用いられ、自動車が閾値速度を超えて移動していることが検出された場合は、情報を表示する位置は自動車のダッシュボードに対して、より高いレベルに調整することができる。これにより実時間および動的な応用での、例示として自動車の運転者などのユーザの視線の調整を最小にすることができる。

図１は１つの例示的実施形態でのＨＵＤ装置１００を示す概略図である。例示的実施形態ではＨＵＤ装置１００は、情報取得ユニット１０２と、画像表示制御ユニット１０４とを含む。画像表示制御ユニット１０４は、光源１０６、および可動反射素子１０８を含む。光源１０６は光ビーム１１０を出力するように設けられる。ＨＵＤ装置１００は、表示情報１１４を表示するために、自動車のウィンドスクリーン１１２上に光ビーム１１０を投影するように構成される。ユーザの眼は概略的に１１６に示される。情報取得ユニット１０２は１つまたは複数のセンサ、たとえば１１８に結合される。

例示的実施形態では使用時は、情報取得ユニット１０２は、１つまたは複数のセンサたとえば１１８によって検出されたデータを取得し、取得したデータを情報に、たとえば選択されたモードに基づいて事前設定された記号に処理する。次いで情報取得ユニット１０２は、非限定的に画像またはテキストを用いて画像表示制御ユニット１０４に処理された情報を出力する。さらに情報取得ユニット１０２はまた、データに基づいて表示制御信号を画像表示制御ユニット１０４に供給する。画像表示制御ユニット１０４は処理された情報を受け取り、処理された情報をウィンドスクリーン１１２上に投影して表示情報１１４を表示する。さらに画像表示制御ユニット１０４は、情報取得ユニット１０２から表示制御信号を受け取ってウィンドスクリーン１１２上の表示情報１１４の位置を調整し、それによりユーザの眼１１６がその初期の視線１２０から、調整されるまたは大幅に調整される必要がなくなる。位置の調整は、画像表示制御ユニット１０４の可動反射素子１０８を制御することによってもたらされる。したがって表示情報１１４の位置が可変であることにより、視線１２０はウィンドスクリーン１１２の先の周囲の情報を受け取るように集中することができ、一方では依然として表示情報１１４を見ることができるので有利である。

例示的実施形態ではＨＵＤ装置１００は、非限定的に、光ビーム１１０の反射の２次元方向を独立に制御するために、可動反射素子１０８内に２つの１次元走査装置を用いる。これにより表示領域１１２上の表示情報１１４の列および行走査を制御することが可能になる。

当業者には、本明細書で開示される上記その他のプロセスおよび方法に対して、プロセスおよび方法において行われる機能は異なる順序で実施できることが理解されるであろう。さらに概説されたステップおよび動作は例示としてのみ示され、ステップおよび動作のいくつかは任意選択とすることができ、開示される実施形態の本質から逸脱せずに、より少ないステップおよび動作に組み合わせる、または追加のステップおよび動作に拡張することができる。

図２（ａ）は、１つの例示的実施形態での自動車内に据え付けられたＨＵＤ装置２００の概略図である。図２（ｂ）は、例示的実施形態での自動車内部の概略図である。

例示的実施形態ではＨＵＤ装置２００は、自動車２０１内に設けられる。ＨＵＤ装置２００は、情報取得ユニットを実装したマイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）２０２と、表示ユニット２０４とを含む。表示ユニット２０４は、図１の画像表示制御ユニット１０４とほぼ同様に機能する。ＭＣＵ２０２は自動車２０１内の適当なドッキングベイ内に配置される。ＭＣＵ２０２は表示ユニット２０４に結合される。ＭＣＵ２０２はまた、磁気センサ２０６、温度センサ２０８、加速度計２１０、および光センサ２１６などの１つまたは複数のセンサに結合される。さらにＭＣＵ２０２は、ユーザ入力を受け取るために自動車内部に据え付けられた制御パネル２１１にも結合される。表示ユニット２０４は、自動車の内部に運転席（２１２にて概略的に示される）とウィンドシールド２１４の間に据え付けることができる。表示ユニット２０４は、ＭＣＵ２０２から情報を受け取ってウィンドシールド２１４上に情報を投影するように構成される。表示ユニット２０４はまた、ＭＣＵ２０２から制御信号を受け取ってウィンドシールド２１４上に投影される情報の位置を調整するように構成される。表示ユニット２０４はさらに、ＭＣＵ２０２から制御信号を受け取って、非限定的に、投影される情報の明るさなどの特性を制御するように構成される。ＨＵＤ装置２００のためのウィンドシールド２１４上の表示領域２１８は、図２（ｂ）に示される。例示的実施形態では表示領域２１８は、ユーザへの情報の反射を強めるために追加的に反射材料の層で被覆することができる。

例示的実施形態では制御パネル２１１は、ユーザが表示用の情報のモードおよび／またはフォーマットを選択するのを可能にすることができる。たとえばユーザは、表示領域２１８上に自動車２０１の現在の速度を表示するように選択することができる。速度は数字またはカラーバーの形で表示することができる。制御パネル２１１はまた、事前設定される速度制限をユーザが入力するのを可能にすることができ、それによりＨＵＤ装置２００は事前設定された速度制限を超えた場合に警報を出力（たとえば発生）することができる。制御パネル２１１はまた、表示領域２１８上の情報の位置を決定するのに用いるための事前設定された閾値速度を、ユーザがリセット、較正、およびプログラムするのを可能にする。

例示的実施形態では、表示領域２１８上に投影される情報の位置は、表示ユニット２０４の制御により自動車２０１の速度に応じて、表示領域２１８の２つの端部２２０、２２２の間で変化することができる。１つの実施例として事前設定された閾値速度は、ＭＣＵ２０２に事前に記憶することができる。自動車２０１の速度が事前設定された閾値速度を超えた場合は、表示領域２１８上に投影される情報の位置は端部２２０に向かって調整される。自動車２０１の速度が事前設定された閾値速度より低い場合は、表示領域２１８上に投影される情報の位置は端部２２２に向かって調整される。自動車２０１の速度が事前設定された閾値速度内に留まる場合は、表示領域２１８上に投影される情報の位置は表示領域２１８のほぼ中央に維持される。

表示領域２１８の中央からの情報の位置の動きの範囲は、事前設定された閾値速度からの速度ずれに対して較正される。たとえば事前設定された閾値速度が約５０ｋｍ／ｈであると仮定すると、ＭＣＵ２０２は、表示領域２１８上に投影される情報の位置を事前設定された閾値速度からの５ｋｍ／ｈのステップサイズごとに表示領域２１８の中央から約２ｃｍずつ調整するように、表示ユニット２０４に命令するように構成することができる。述べられたように制御パネル２１１は、事前設定された閾値速度をユーザがリセット、較正、またはプログラムできるようにする。代替として、単一の速度を用いる代わりに事前設定された閾値速度範囲を用い得ることが理解されよう。

したがって例示的実施形態ではＭＣＵ２０２は、３つの機能を制御することができる。ＭＣＵ２０２はたとえば、磁気センサ２０６、温度センサ２０８、加速度計２１０、および光センサ２１６からのセンサ信号／データの受け取りを制御することができる。ＭＣＵ２０２は、表示ユニット２０４を制御して表示領域２１８上の情報表示の位置を決定するために、自動車２０１の速度を得ることができる。ＭＣＵ２０２はまた、所望の情報表示を提供するために表示ユニット２０４の光強度およびＲＧＢ色を制御することができる。

例示的実施形態ではＭＣＵ２０２は、自動車の加速度（加速度計２１０からのデータを用いて）、周囲温度（温度センサ２０８からのデータを用いて）、および移動の方向（磁気センサ２０６からのデータを用いて）などの、自動車２０１の動作情報を取得することができる。ＭＣＵ２０２は、たとえば加速度計信号を積分して自動車２０１の速度を得るなど、センサ信号／データを処理して情報を取得することができる。代替としてＭＣＵ２０２は、自動車２０１の速度計から自動車２０１の速度を得ることができる。温度または速度などの処理された情報は、運転者に見えるように、表示ユニット２０４を通じて表示領域２１８に表示することができる。ＭＣＵ２０２はまた、表示ユニット２０４を制御して表示領域２１８上の可変の表示位置に情報を表示させる。表示位置は非限定的に、自動車２０１の速度に基づいて決定される。

表示ユニット２０４を制御するために、ＭＣＵ２０２は、自動車２０１の速度に基づいて、表示ユニット２０４による使用のためのミラー面角度制御信号を発生する。これらの制御信号は、表示領域２１８上の情報の表示位置を調整するために用いることができる。さらにＭＣＵ２０２はまた、光強度に基づいて画像表示のための制御信号を発生することができる。たとえばＭＣＵ２０２は、光センサ２１６からの検出された外部光強度に基づいて、表示情報の表示画像および明るさを制御することができる。したがって表示は環境に対する自己適応型とすることができる。たとえば文字および画像の明るさは、約２００：１のコントラスト比を保って、昼間は増加し夜間は減少することができ、それにより運転者はまぶしさを経験せずに明瞭に表示を見ることができる。

述べられた例示的実施形態では自動車２０１の速度は、画像表示位置に対する基準点として用いられる。高い速度では運転者は、遠くの対象物に視界を集中する傾向があることが認識される。したがって事前設定された閾値速度より高い速度では、ＭＣＵ２０２は、ダッシュボードに対してウィンドシールド２１４上の高い位置に情報を表示するように構成される。低い速度では運転者は近くの交通に注意を集中する傾向が認められる。したがって事前設定された閾値速度より低い遅い速度では、ＭＣＵ２０２は、ダッシュボードに対してウィンドシールド２１４上の低い位置に情報を表示するように構成される。これは表示情報が運転者の視線内にあることを確実にし、それにより不適切な位置での表示による運転者の注意散漫を防止し、安全性が改善される。

図３（ａ）は１つの例示的実施形態における約８０ｋｍ／ｈの速度でのＨＵＤ装置の表示を示す概略図である。図３（ｂ）は１つの例示的実施形態における約１８０ｋｍ／ｈの速度でのＨＵＤ装置の表示を示す概略図である。８０ｋｍ／ｈでのダッシュボード３０４に対する表示位置３０２（図３（ａ）に示される）は、１８０ｋｍ／ｈでの表示位置３０６（図３（ｂ）に示される）に比べて相対的に低くなる。

図４は、１つの例示的実施形態での画像表示制御ユニット４００を示す概略図である。画像表示制御ユニット４００は、図２の表示ユニット２０４とほぼ同様に機能する。例示的実施形態では画像表示制御ユニット４００は、レーザプロジェクタとして機能する。画像表示制御ユニット４００は、レーザ／発光ダイオードアレイ４０４に結合されたＭＣＵ接続部４０２、コリメータレンズアレイ４０６、二色性プリズムアレイ４０８、および走査装置４１０を含む。発光ダイオードアレイ４０４は、赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）４１２、緑色ＬＥＤ４１４、および青色ＬＥＤ４１６を含むことができる。ＭＣＵ接続部４０２は、図２のＭＣＵ２０２とほぼ同様なＭＣＵへの接続を容易にする。

例示的実施形態ではコリメータレンズアレイ４０６は、コリメータレンズ４１８、４２０、４２２を含み、それぞれはダイオードアレイ４０４内のＬＥＤに対応し、それぞれのＬＥＤ４１２、４１４、または４１６からのダイオード光を焦点合わせし、それぞれのレーザ光ビーム内に向ける。二色性プリズムアレイ４０８は、二色性プリズム４２４、４２６、４２８を含み、それぞれがコリメータレンズアレイ４０６内のコリメータレンズに対応する。二色性プリズム４２４、４２６、４２８は、それぞれのコリメータレンズ４１８、４２０、４２２からのレーザ光ビームを集め、光を混合して所望の色スペクトルのレーザビーム４３０を得る。

例示的実施形態ではＭＣＵ接続部４０２はまた、走査装置４１０に結合される。走査装置４１０は、１次元走査のために１つずつ、２つの共振ミラー４３１、４３２を含む微小電気機械システムの形のものである。ミラー４３１はほぼ水平な軸４３４に沿って振動し、ミラー４３２はほぼ垂直な軸４３６に沿って振動する。ミラー４３１、４３２は、ＭＣＵ（図示せず）から受け取ったミラー面角度制御信号に基づいて、ほぼ水平な軸４３４およびほぼ垂直な軸４３６のそれぞれに沿って調整する／傾けることができる。

例示的実施形態ではＭＣＵ接続部４０２は、所望の色スペクトルを得るために、ＭＣＵ（図示せず）から制御信号を受け取って、赤色レーザ発生器４１２、緑色レーザ発生器４１４、および青色レーザ発生器４１６の出力を制御する。ＭＣＵ接続部４０２はまた、ＭＣＵ（図示せず）からミラー面角度制御信号を受け取って、たとえば自動車の速度に基づいて、ミラー４３１、４３２の調整／傾きを制御する。したがって所望の色スペクトルのレーザビーム４３０は、投影される画像／テキスト４３８を表示する所望の位置を決定するように２つの軸４３４、４３６に沿って２次元方向に制御することができる。

使用時はミラー４３１、４３２は、ラスタ走査、すなわち軸４３４に沿った水平方向の共振型駆動、軸４３６に沿った垂直方向の非共振型駆動によって駆動される。発光ダイオードアレイ４０４、および走査装置４１０は、投影される画像／テキスト４３８を形成するために、レーザビーム４３０が高い周波数で変調され一時に１つのピクセルにて画像／テキスト信号を出力するように、ＭＣＵによって制御される。ミラー４３１はレーザビーム４３０に水平リフレッシュ変調を与え、レーザビーム４３０は、垂直リフレッシュをもたらすミラー４３２上に反射される。画像／テキストコマンドは、たとえば自動車の現在の速度の画像の発生など、ＭＣＵによって行われる画像処理に基づく。ＭＣＵはまた、それぞれの軸４３４、４３６に沿ってミラー４３１、４３２のミラー角度を制御して、投影される画像／テキスト４３８を所望の位置に表示する。

たとえば自動車内では、ＭＣＵが自動車が事前設定された閾値速度と比べて高い速度で走行していると判定したときは、自動車のダッシュボードに対して高い位置に画像／テキスト４３８を表示するためにミラー４３１、４３２を調整する／傾けるようにミラー面角度制御信号を出力することができる。

２つの共振ミラーの使用の代替として画像表示制御ユニットは、レーザビームを光学的に拡げて、次いで変調するように変更できることが理解されよう。次いでレーザビームは、一時に１つのラインで画像／テキストを走査するために用いられ、ライン自体はデジタル光処理技術と同様の技術を用いて変調される。またレーザプロジェクタについて述べられたが、たとえば液晶ディスプレイプロジェクタなどの他の表示システムも用い得ることが理解されよう。

図５は１つの例示的実施形態での自動車内のヘッドアップ情報表示の方法５００を示す概略フローチャートである。図５の方法は、たとえば上述のＨＵＤ装置１００を用いて実現することができる。例示の方法は、１つまたは複数のブロック５０２、５０４、および／または５０６によって示されるように、１つまたは複数の動作、作用、または機能を含むことができる。個別のブロックとして示されるが、所望の実装形態に応じてさまざまなブロックは、追加のブロックに分割する、より少ないブロックに組み合わせる、または削除することができる。処理はブロック５０２にて開始することができる。

ブロック５０２では、自動車に関連した１つまたは複数のセンサからデータが得られる。処理はブロック５０２からブロック５０４に続くことができる。

ブロック５０４では、１つまたは複数のセンサから取得したデータに基づいて表示位置が決定される。処理はブロック５０２からブロック５０４に続くことができる。

ブロック５０６では、決定した表示位置に情報が表示される。

上記の例示的実施形態に関連して、異なるセンサは異なる情報を供給できることが理解されよう。

加速度センサまたは加速度計は、二軸加速度センサの形とすることができる。加速度センサは、それぞれの軸が互いに直角である２つの軸にて自動車の加速度の大きさと方向を収集するように構成することができる。ＭＣＵは、加速度センサから加速度情報を受け取り、および時計から時間情報を受け取って、一定の期間にわたって自動車の加速度を捕捉したグラフ（加速度対時間のグラフとも呼ばれる）をプロットするように構成することができる。速度情報を取得するためには、加速度対時間のグラフに基づいて第１の時点から第２の時点までの加速度関数の積分を計算することにより、ＭＣＵによって積分を行うことができる。速度は、事前設定された速度制限と比較して速度超過を検出する、または事前設定された閾値速度と比較してＨＵＤ装置の表示位置を決定するなどさまざまな目的に用いることができる。

磁気センサは、磁気センサ内の磁石と地球の磁界の間の相互作用に基づいて、動いている自動車の方向情報（たとえば北、東、北東など）を収集するように構成することができる。一部の実施形態では磁気センサは、一般にその空間的方向に対する特定の方向での磁界の成分を測定するために用いられる、知られているベクトル磁力計に対応するものとすることができる。磁気センサは、多次元平面内のＸ軸上で増加する正の値が自動車の前進に対応するように、二軸加速度センサと一体化されるように自動車上に配置することができる。このような例示の相関関係を基準として、自動車が異なる方向に移動するのに従って、磁気センサは多次元平面内の異なる軸上の異なる値を発生し、このような値はさらに自動車が動いている方向にマップすることができ、自動車の向きの情報をもたらす。一部の例示的実施形態では磁気センサは、正確さを高めるために、自動車の底部を規定する平面に平行に配置することができる。

光センサは、自動車の周囲の環境の照度（以下では「照度情報」）を収集するように構成することができる。ＭＣＵは光センサから照度情報を受け取り、収集した照度情報を所定の値と比較して、現在が昼間であるか夜間であるかを判定することができる。昼間の場合はＭＣＵは、視認性をより良くするためにＨＵＤ装置の表示の明るさを増加させる制御コマンドを発行することができる。一方、夜間の場合はＭＣＵは、表示の明るさを減少させる制御コマンドを発行することができる。

また位置データを収集して処理するためのセンサとして、全地球測位システム（ＧＰＳ）ユニットを含むことができる。ＭＣＵは位置データを受け取ることができ、たとえば運転方向などをもたらすために位置データを表示するように構成することができる。

上記の例示的実施形態に関連してＨＵＤ装置は、走行時に自動車の事前設定された速度制限を超えた場合に、警報を出力するまたは発生するように構成できることが理解されよう。たとえばＨＵＤ装置によって表示される情報は、速度制限を超えていない場合はデフォルト色たとえば青色とすることができる。ＭＣＵが事前設定された速度制限を超えたと判定した場合は、表示される情報はデフォルト色から警告色たとえば赤色に変化させることができる。さらにＭＣＵは、自動車のスピーカを通じて音声警報を発するように構成することができる。

ＨＵＤ装置はまた、インターネットからの情報をユーザが見るために表示することができるように、インターネットに接続できるように構成することができる。

図６は１つの例示的実施形態での、自動車内のヘッドアップ情報表示の方法を実施するためのコントローラユニット６００の概略図である。本明細書で述べられる例示的実施形態は、コントローラユニット６００を用いて実施することができる。例示として、本明細書で述べられる例示的実施形態の技術は、本明細書で述べられる例示的実施形態の方法を行うようにコントローラユニット６００に構成されまたはプログラムされた、コントローラユニット６００内で実行されるコンピュータプログラムなどのソフトウェアとして実現することができる。

図示のようにコントローラユニット６００は、コンピュータモジュール６０２（図１の情報取得ユニット１０２と比較されたい）、加速度センサ６０４および磁気センサ６０６などのセンサモジュール、および表示ユニット６０８を含む。コントローラユニット６００はまた全地球測位システムユニット６２８を含むことができる。

コンピュータモジュール６０２は、たとえばインターネット、またはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）または広域ネットワーク（ＷＡＮ）などの他のネットワークシステムへのアクセスを可能にするように、適当なトランシーバ装置６１２を通じてコンピュータネットワーク６１０に結合される。

実施例でのコンピュータモジュール６０２は、プロセッサ６１４、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６１６、およびリードオンリメモリ（ＲＯＭ）６１８を含む。コンピュータモジュール６０２はまた、いくつかの入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース、たとえば表示ユニット６０８へのＩ／Ｏインターフェース６２０、および加速度センサ６０４へのＩ／Ｏインターフェース６２２を含む。

コンピュータモジュール６０２の構成要素は典型的には、相互接続されたバス６２４を通じて、当業者には知られているやり方で通信する。

アプリケーションプログラムはフラッシュメモリ保持体などのデータ記憶媒体上にコード化されてコントローラユニット６００に供給され、データ記憶装置６２６のユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェースポートなど、対応するデータ記憶媒体駆動装置を使用して読み出される。アプリケーションプログラムは、プロセッサ６１４によってその実行時に読み出され、制御される。プログラムデータの中間的な記憶はＲＡＭ６１６を用いて達成することができる。

上述の例示的実施形態では、提供することができる交通情報または道路状況を表示するために、ＨＵＤ装置のためにマイクロミラー仮想イメージングが用いられる。これにより自動車の運転者は、ダッシュボードまたは計器パネルを見るために視線を調整する必要なしに自動車を運転することが可能になる。ＨＵＤ装置はまた、より良い安全性を得るために、自動車の速度に従って投影される画像の位置を調整することができる。ＨＵＤ装置はまた、環境に応じて、および人間の眼に許容される明るさに応じて、背面光、画像の明るさ、および文字を調整することができる。さらに自動車が事前設定された速度を超えたときにＨＵＤ装置が警告を発することができるように、ＨＵＤ装置に警報装置を備えることが可能である。

上記から、本明細書において説明のために本開示のさまざまな実施形態について述べられ、本開示の範囲および趣旨から逸脱せずにさまざまな変更をなし得ることが理解されるであろう。したがって本明細書で開示されたさまざまな実施形態は限定するものではなく、本質的な範囲および趣旨は添付の特許請求の範囲によって示される。

表示位置は、自動車のダッシュボードに対して上方向にまたは下方向に調整されることに限定されないことが理解されよう。表示位置は、たとえば自動車が方向転換しておりユーザが転換する方向を見ていると判定された場合は、左または右の位置の間で調整できるように構成することもできる。

前述の詳細な説明では、ブロック図、フローチャート、および／または例の使用によって、装置および／またはプロセスのさまざまな実施形態を説明してきた。そのようなブロック図、フローチャート、および／または例が１つまたは複数の機能および／または動作を含む限りにおいて、そのようなブロック図、フローチャート、または例の中のそれぞれの機能および／または動作は、広範囲のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、または実質上それらのすべての組み合わせにより、個別におよび／または集合的に実装可能であることが、当業者には理解されるであろう。ある実施形態では、本明細書に記載された主題のいくつかの部分は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、または他の集積化方式によって実装することができる。しかし、本明細書で開示された実施形態のいくつかの態様が、全体においてまたは一部において、１つまたは複数のコンピュータ上で動作する１つまたは複数のコンピュータプログラムとして（たとえば、１つまたは複数のコンピュータシステム上で動作する１つまたは複数のプログラムとして）、１つまたは複数のプロセッサ上で動作する１つまたは複数のプログラムとして（たとえば、１つまたは複数のマイクロプロセッサ上で動作する１つまたは複数のプログラムとして）、ファームウェアとして、あるいは実質上それらの任意の組み合わせとして、等価に集積回路に実装することができることを、当業者は認識するであろうし、電気回路の設計ならびに／またはソフトウェアおよび／もしくはファームウェアのコーディングが、本開示に照らして十分当業者の技能の範囲内であることを、当業者は認識するであろう。さらに、本明細書に記載された主題のメカニズムをさまざまな形式のプログラム製品として配布することができることを、当業者は理解するであろうし、本明細書に記載された主題の例示的な実施形態が、実際に配布を実行するために使用される信号伝達媒体の特定のタイプにかかわらず適用されることを、当業者は理解するであろう。信号伝達媒体の例には、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクドライブ、ＣＤ、ＤＶＤ、デジタルテープ、コンピュータメモリ、などの記録可能なタイプの媒体、ならびに、デジタル通信媒体および／またはアナログ通信媒体（たとえば、光ファイバケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンクなど）の通信タイプの媒体が含まれるが、それらには限定されない。

本明細書で説明したやり方で装置および／またはプロセスを記載し、その後そのように記載された装置および／またはプロセスを、データ処理システムに統合するためにエンジニアリング方式を使用することは、当技術分野で一般的であることを当業者は認識するであろう。すなわち、本明細書に記載された装置および／またはプロセスの少なくとも一部を、妥当な数の実験によってデータ処理システムに統合することができる。通常のデータ処理システムは、一般に、システムユニットハウジング、ビデオディスプレイ装置、揮発性メモリおよび不揮発性メモリなどのメモリ、マイクロプロセッサおよびデジタル信号プロセッサなどのプロセッサ、オペレーティングシステムなどの計算実体、ドライバ、グラフィカルユーザインターフェース、およびアプリケーションプログラムのうちの１つもしくは複数、タッチパッドもしくはスクリーンなどの１つもしくは複数の相互作用装置、ならびに／またはフィードバックループおよびコントロールモータを含むコントロールシステム（たとえば、位置検知用および／もしくは速度検知用フィードバック、コンポーネントの移動用および／もしくは数量の調整用コントロールモータ）を含むことを、当業者は理解するであろう。通常のデータ処理システムは、データコンピューティング／通信システムおよび／またはネットワークコンピューティング／通信システムの中に通常見られるコンポーネントなどの、市販の適切なコンポーネントを利用して実装することができる。

本明細書に記載された主題は、さまざまなコンポーネントをしばしば例示しており、これらのコンポーネントは、他のさまざまなコンポーネントに包含されるか、または他のさまざまなコンポーネントに接続される。そのように図示されたアーキテクチャは、単に例にすぎず、実際には、同じ機能を実現する多くの他のアーキテクチャが実装可能であることが理解されよう。概念的な意味で、同じ機能を実現するコンポーネントの任意の構成は、所望の機能が実現されるように効果的に「関連付け」される。したがって、特定の機能を実現するために組み合わされた、本明細書における任意の２つのコンポーネントは、アーキテクチャまたは中間のコンポーネントにかかわらず、所望の機能が実現されるように、お互いに「関連付け」されていると見ることができる。同様に、そのように関連付けされた任意の２つのコンポーネントは、所望の機能を実現するために、互いに「動作可能に接続」または「動作可能に結合」されていると見なすこともでき、そのように関連付け可能な任意の２つのコンポーネントは、所望の機能を実現するために、互いに「動作可能に結合できる」と見なすこともできる。動作可能に結合できる場合の具体例には、物理的にかみ合わせ可能な、および／もしくは物理的に相互作用するコンポーネント、ならびに／またはワイヤレスに相互作用可能な、および／もしくはワイヤレスに相互作用するコンポーネント、ならびに／または論理的に相互作用する、および／もしくは論理的に相互作用可能なコンポーネントが含まれるが、それらに限定されない。

本明細書における実質的にすべての複数形および／または単数形の用語の使用に対して、当業者は、状況および／または用途に適切なように、複数形から単数形に、および／または単数形から複数形に変換することができる。さまざまな単数形／複数形の置き換えは、理解しやすいように、本明細書で明確に説明することができる。

通常、本明細書において、特に添付の特許請求の範囲（たとえば、添付の特許請求の範囲の本体部）において使用される用語は、全体を通じて「オープンな（ｏｐｅｎ）」用語として意図されていることが、当業者には理解されよう（たとえば、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」と解釈されるべきであり、用語「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、「少なくとも有する（ｈａｖｉｎｇ ａｔ ｌｅａｓｔ）」と解釈されるべきであり、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｂｕｔ ｉｓ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」と解釈されるべきである、など）。導入される請求項で具体的な数の記載が意図される場合、そのような意図は、当該請求項において明示的に記載されることになり、そのような記載がない場合、そのような意図は存在しないことが、当業者にはさらに理解されよう。たとえば、理解の一助として、添付の特許請求の範囲は、導入句「少なくとも１つの（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」および「１つまたは複数の（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ）」を使用して請求項の記載を導くことを含む場合がある。しかし、そのような句の使用は、同一の請求項が、導入句「１つまたは複数の」または「少なくとも１つの」および「ａ」または「ａｎ」などの不定冠詞を含む場合であっても、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」による請求項の記載の導入が、そのように導入される請求項の記載を含む任意の特定の請求項を、単に１つのそのような記載を含む実施形態に限定する、ということを示唆していると解釈されるべきではない（たとえば、「ａ」および／または「ａｎ」は、「少なくとも１つの」または「１つまたは複数の」を意味すると解釈されるべきである）。同じことが、請求項の記載を導入するのに使用される定冠詞の使用にも当てはまる。また、導入される請求項の記載で具体的な数が明示的に記載されている場合でも、そのような記載は、少なくとも記載された数を意味すると解釈されるべきであることが、当業者には理解されよう（たとえば、他の修飾語なしでの「２つの記載（ｔｗｏ ｒｅｃｉｔａｔｉｏｎｓ）」の単なる記載は、少なくとも２つの記載、または２つ以上の記載を意味する）。さらに、「Ａ、ＢおよびＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（たとえば、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、などを有するシステムを含むが、それに限定されない）。「Ａ、Ｂ、またはＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（たとえば、「Ａ、Ｂ、またはＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、などを有するシステムを含むが、それに限定されない）。２つ以上の代替用語を提示する事実上いかなる離接する語および／または句も、明細書、特許請求の範囲、または図面のどこにあっても、当該用語の一方（ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｒｍｓ）、当該用語のいずれか（ｅｉｔｈｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｒｍｓ）、または両方の用語（ｂｏｔｈ ｔｅｒｍｓ）を含む可能性を企図すると理解されるべきであることが、当業者にはさらに理解されよう。たとえば、句「ＡまたはＢ」は、「Ａ」または「Ｂ」あるいは「ＡおよびＢ」の可能性を含むことが理解されよう。

本明細書においてさまざまな態様および実施形態が開示されたが、当業者には他の態様および実施形態が明らかとなるであろう。本明細書で開示されたさまざまな態様および実施形態は、説明のためであり限定するものではなく、本質的な範囲および趣旨は添付の特許請求の範囲によって示される。

Claims (24)

1. 自動車用のヘッドアップディスプレイ装置であって、
   情報表示ユニットと、
   前記情報表示ユニットに結合された情報取得ユニットであって、前記自動車に関連した１つまたは複数のセンサからデータを取得するように構成され、前記１つまたは複数のセンサから取得した前記データに基づいて表示位置を決定し、前記情報表示ユニットを制御して前記決定した表示位置に情報を表示するようにさらに構成される、情報取得ユニットと
   を備える装置。
2. 前記情報取得ユニットが、表示用の情報を取得するように前記データを処理することができるマイクロコントローラを備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記情報表示ユニットが、前記決定した表示位置に前記情報を表示するのを容易にするために２つ以上の走査ミラーを備える、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記情報表示ユニットが、所望の色スペクトルを供給するために異なる色の発光ダイオードを備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記１つまたは複数のセンサをさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記１つまたは複数のセンサは加速度センサを備え、前記情報取得ユニットは、前記加速度センサから取得した前記自動車の速度データと、前記情報取得ユニットの事前設定された閾値速度との比較に基づいて前記表示位置を決定するように構成される、請求項５に記載の装置。
7. 前記情報取得ユニットは、前記自動車の前記速度データと、前記情報取得ユニットの事前設定された速度制限との比較に基づいて、前記自動車が速度制限を超えて走行しているかどうかを判定するように構成された、請求項６に記載の装置。
8. 前記情報取得ユニットは、前記自動車が前記速度制限を超えて走行していると判定されると、デフォルト色と異なる色で前記情報を表示するように前記情報表示ユニットを制御するように構成された、請求項７に記載の装置。
9. 前記１つまたは複数のセンサは磁気センサを備え、前記情報取得ユニットは、前記磁気センサから取得した前記自動車の走行データに基づいて走行方向情報を決定するように構成される、請求項５から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記情報取得ユニットは、前記決定した表示位置に前記走行方向情報を表示するように前記情報表示ユニットを制御するように構成される、請求項９に記載の装置。
11. 前記１つまたは複数のセンサは光センサを備え、前記情報取得ユニットは、前記光センサから取得した光データに基づいて、前記自動車が昼間にまたは夜間に走行しているかを判定するように構成される、請求項５から１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記情報取得ユニットが、前記光データに基づいて、前記決定した表示位置に表示される前記情報の明るさを変化させるように前記情報表示ユニットを制御するように構成される、請求項１１に記載の装置。
13. 自動車内のヘッドアップ情報表示の方法であって、
    前記自動車に関連した１つまたは複数のセンサからデータを取得すること、
    前記１つまたは複数のセンサから取得した前記データに基づいて表示位置を決定すること、および
    前記決定した表示位置に情報を表示すること
    を含む方法。
14. 表示用の前記情報を取得するために前記データを処理することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
15. 前記決定した表示位置に前記情報を表示するのを容易にするために２つ以上の走査ミラーを用いることをさらに含む、請求項１１または１２に記載の方法。
16. 前記情報を表示するために所望の色スペクトルを供給するように異なる色の発光ダイオードを用いることをさらに含む、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記１つまたは複数のセンサは加速度センサを含み、前記加速度センサから取得した前記自動車の速度データと、事前設定された閾値速度との比較に基づいて前記表示位置を決定することを含む、請求項１３から１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記自動車の前記速度データと、事前設定された速度制限との比較に基づいて、前記自動車が速度制限を超えて走行しているかどうかを判定することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記自動車が前記速度制限を超えて走行していると判定すると、デフォルト色と異なる色で前記情報を表示することをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記１つまたは複数のセンサは磁気センサを含み、前記磁気センサから取得した前記自動車の走行データに基づいて走行方向情報を決定することを含む、請求項１３から１９のいずれか一項に記載の方法。
21. 前記決定した表示位置に前記走行方向情報を表示することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
22. 前記１つまたは複数のセンサは光センサを含み、前記光センサから取得した光データに基づいて前記自動車が昼間にまたは夜間に走行しているかを判定することを含む、請求項１３から２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 前記光データに基づいて前記決定した表示位置に表示される前記情報の明るさを変化させることをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
24. コンピュータ可読媒体であって、実行された場合に自動車用のヘッドアップディスプレイ装置のプロセッサに、
    前記自動車に関連した１つまたは複数のセンサからデータを取得させ、
    前記１つまたは複数のセンサから取得した前記データに基づいて表示位置を決定させ、
    前記決定した表示位置に情報を表示させる
    コンピュータ実行可能命令をその上に記憶した、コンピュータ可読媒体。

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