JP2020126098A - Display device and method of installing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置および表示装置の設置方法に関する。 The present invention relates to a display device and a method for installing the display device.
例えば、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置(以下、「HUD(Head Up Display)装置」という。)が知られている。HUD装置は、視認者が虚像を正しく視認するために、虚像の表示位置を視認者に対して正しい位置に正確に設定する必要がある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の技術では、凹面鏡が回転軸を中心に回転可能である。 For example, a head-up display device (hereinafter, referred to as “HUD (Head Up Display) device”) mounted on a vehicle is known. The HUD device needs to accurately set the display position of the virtual image to the correct position for the viewer in order for the viewer to correctly recognize the virtual image (for example, refer to Patent Document 1). In the technique described in Patent Document 1, the concave mirror can rotate around the rotation axis.
凹面鏡を回転させる場合、視認者の瞳の高さが変化すると、視認者が虚像を視認する際の見下ろし角(俯角)も変化する。例えば、瞳の高さが低い視認者の場合、虚像位置が高くなる。この場合、運転者が虚像を見下ろす角度が小さくなるか、または、虚像を見上げる角度になるおそれがある。これにより、虚像が注視領域の中心部に位置するおそれがある。 When rotating the concave mirror, if the height of the viewer's pupil changes, the gaze angle (depression angle) when the viewer visually recognizes the virtual image also changes. For example, in the case of a viewer whose pupil height is low, the virtual image position is high. In this case, the angle at which the driver looks down at the virtual image may become smaller, or the driver may look up at the virtual image. As a result, the virtual image may be located at the center of the gaze area.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、虚像位置を適切に調整可能な表示装置および表示装置の設置方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a display device capable of appropriately adjusting a virtual image position and a method of installing the display device.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る表示装置は、映像を表示する表示器と、前記表示器に表示された前記映像の映像表示光を、視認者に対面した反射部に向けて反射する反射鏡と、を備え、前記反射鏡は、前記視認者の瞳の高さによらず、前記反射部において反射して前記視認者に届く中心光線である入射中心光線が前記視認者の瞳へ入射する入射角が一定となるように、位置が調整される、ことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, a display device according to the present invention has a display device for displaying a video image and a video display light of the video image displayed on the display device facing a viewer. A reflecting mirror that reflects toward a reflecting portion, wherein the reflecting mirror is an incident central ray that is a central ray that is reflected by the reflecting portion and reaches the viewer regardless of the height of the viewer's pupil. The position is adjusted so that the angle of incidence on the pupil of the viewer is constant.
本発明に係る表示装置の設置方法は、映像を表示する表示器と、前記表示器に表示された前記映像の映像表示光を、視認者に対面した反射部に向けて反射する反射鏡と、を備える表示装置の設置方法であって、前記反射鏡を、前記視認者の瞳の高さによらず、前記反射部において反射して前記視認者に届く中心光線である入射中心光線が前記視認者の瞳へ入射する入射角が一定となるように、前記反射鏡の位置を調整する。 A method of installing a display device according to the present invention, a display device for displaying a video image, a video display light of the video image displayed on the display device, a reflecting mirror for reflecting toward a reflecting portion facing the viewer, A method of installing a display device comprising: the reflecting mirror, regardless of the height of the pupil of the viewer, the incident central ray that is a central ray that reaches the viewer by being reflected by the reflecting section. The position of the reflecting mirror is adjusted so that the angle of incidence on the pupil of the person is constant.
本発明によれば、虚像位置を適切に調整することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the virtual image position can be appropriately adjusted.
以下に添付図面を参照して、本発明に係るHUD装置(表示装置)1の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態により本発明が限定されるものではない。 An embodiment of a HUD device (display device) 1 according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below.
以下の説明においては、HUD装置1を車両の運転席の前方に搭載した状態で各方向を定義する。前後方向とは、車両直進時の進行方向と平行な方向であり、運転席側に向かう方向を前後方向の「後」、前方のウィンドシールドS側に向かう方向を前後方向の「前」とする。左右方向とは、前後方向に対して水平に直交する方向である。運転席側から見て、左手側が「左」、右手側が「右」である。上下方向とは、前後方向および左右方向に対して直交する方向である。したがって、前後方向、左右方向および上下方向は、3次元で直交する。また、車両が平坦な路面上に位置するときの路面と平行な面を車両水平面という。 In the following description, each direction is defined with the HUD device 1 mounted in front of the driver's seat of the vehicle. The front-rear direction is a direction parallel to the traveling direction when the vehicle goes straight, and the direction toward the driver's seat is "rear" in the front-rear direction and the direction toward the front windshield S is "front" in the front-rear direction. .. The left-right direction is a direction that is orthogonal to the front-rear direction horizontally. The left-hand side is “left” and the right-hand side is “right” when viewed from the driver's side. The up-down direction is a direction orthogonal to the front-rear direction and the left-right direction. Therefore, the front-back direction, the left-right direction, and the up-down direction are three-dimensionally orthogonal. A plane parallel to the road surface when the vehicle is located on a flat road surface is referred to as a vehicle horizontal plane.
[第一実施形態]
図1、図2を参照して、HUD装置1について説明する。図1は、第一実施形態に係るHUD装置の構成例を示す概略図である。図2は、第一実施形態に係るHUD装置において、虚像位置の調整を説明する図である。
[First embodiment]
The HUD device 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a HUD device according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating the adjustment of the virtual image position in the HUD device according to the first embodiment.
HUD装置1は、例えば、経路案内情報または車速情報を含む運転支援情報を、車両の前方に虚像として投影して運転者(視認者)に認識させる。HUD装置1は、車両の運転者の前方のダッシュボードDに設置される。HUD装置1は、凹面鏡(反射鏡)3から投射された映像表示光がウィンドシールド(反射部)Sにおいて反射されて、運転者に虚像として認識される。 The HUD device 1 projects, for example, driving assistance information including route guidance information or vehicle speed information in front of the vehicle as a virtual image so that the driver (viewer) recognizes it. The HUD device 1 is installed on the dashboard D in front of the driver of the vehicle. In the HUD device 1, the image display light projected from the concave mirror (reflecting mirror) 3 is reflected by the windshield (reflecting portion) S, and is recognized by the driver as a virtual image.
HUD装置1は、運転者の瞳の位置であるアイポイントEPの高さによらず、一定の角度で虚像を視認させることが可能である。本実施形態では、HUD装置1は、アイポイントEPの高さによらず、一定の見下ろし角θで虚像を視認可能にする場合について説明する。 The HUD device 1 can visually recognize the virtual image at a constant angle regardless of the height of the eye point EP, which is the position of the driver's pupil. In the present embodiment, a case will be described in which the HUD device 1 allows a virtual image to be visually recognized at a constant looking-down angle θ regardless of the height of the eye point EP.
見下ろし角θは、車両の運転時、運転者がまっすぐ前方を視認した状態から、虚像を視認するために下側を見下ろす角度である。見下ろし角θは、運転時、運転者の注視領域A1(図3参照)の中心部A2(図3参照)より下側を見下ろす角度になることが好ましい。見下ろし角θは、数°程度である。 The looking-down angle θ is an angle at which the driver looks down straight from the state of looking straight ahead while driving the vehicle. The looking-down angle θ is preferably an angle that looks down from the central portion A2 (see FIG. 3) of the driver's gaze area A1 (see FIG. 3) during driving. The looking down angle θ is about several degrees.
図3を用いて、注視領域A1について説明する。図3は、運転者の注視領域を説明する図である。注視領域A1は、運転時、運転者が周囲の状況を確認するために注視する領域である。注視領域A1の中心部A2は、注視領域A1の中心とその周辺部分を含む。注視領域A1の中心部A2は、注視領域A1において、運転時、運転者が他の部分より高い頻度で注視する部分である。注視領域A1の中心部A2は、運転時に運転者がより注意を払う必要がある領域である。注視領域A1の中心部A2は、例えば、車両が直線道路を走行する際に、適切な車間距離で同一車線の前方を走行する先行車両が位置する領域である。 The gaze area A1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a driver's gaze area. The gaze area A1 is an area that the driver gazes to confirm the surrounding conditions during driving. The center portion A2 of the gaze area A1 includes the center of the gaze area A1 and its peripheral portion. The central portion A2 of the gaze area A1 is a portion of the gaze area A1 that the driver gazes at a higher frequency than other portions during driving. The central portion A2 of the gazing area A1 is an area where the driver needs to pay more attention during driving. The central portion A2 of the gazing area A1 is, for example, an area where a preceding vehicle traveling ahead of the same lane with an appropriate inter-vehicle distance is located when the vehicle travels on a straight road.
図1、図2に戻って、アイポイントEPは、運転者の両目の中間位置である。本実施形態において、アイポイントEPとHUD装置1との距離は、例えば、500mm程度とする。アイポイントEPは、運転者の座高の違いによって、高さの違いが生じる。平均的な座高の運転者のアイポイントを基準アイポイントEP1とする。基準アイポイントEP1より低い位置にあるアイポイントの一例をEP2とする。基準アイポイントEP1より高い位置にあるアイポイントの一例をEP3とする。基準アイポイントEP1とアイポイントEP2とアイポイントEP3とが特に区別を要しない場合、アイポイントEPとして説明する。 Returning to FIG. 1 and FIG. 2, the eye point EP is an intermediate position between the eyes of the driver. In this embodiment, the distance between the eyepoint EP and the HUD device 1 is, for example, about 500 mm. The height of the eyepoint EP varies depending on the sitting height of the driver. The eye point of a driver with an average sitting height is set as a reference eye point EP1. An example of an eye point located lower than the reference eye point EP1 is EP2. An example of an eye point located higher than the reference eye point EP1 is EP3. When the reference eye point EP1, the eye point EP2, and the eye point EP3 do not need to be particularly distinguished, they will be described as the eye point EP.
凹面鏡3の位置を基準アイポイントEP1に合わせた状態における、第一中心光線(表示中心光線)をK11、第二中心光線(入射中心光線)をK21とする。凹面鏡3の位置をアイポイントEP2に合わせた状態における、第一中心光線をK12、第二中心光線をK22とする。凹面鏡3の位置をアイポイントEP3に合わせた状態における、第一中心光線をK13、第二中心光線をK23とする。第一中心光線K11と第一中心光線K12と第一中心光線K13とが特に区別を要しない場合、第一中心光線K1として説明する。第二中心光線K21と第二中心光線K22と第二中心光線K23とが特に区別を要しない場合、第二中心光線K2として説明する。
Let K11 be the first central ray (display central ray) and K21 be the second central ray (incident central ray) when the position of the
HUD装置1は、表示器2と、凹面鏡3と、調整機構4と、筐体5と、制御部10とを有する。
The HUD device 1 includes a
表示器2は、例えば、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)または有機EL(Organic Electro‐Luminescence)ディスプレイなどを含むディスプレイである。表示器2の表示面2aは、凹面鏡3の反射面3aと対面している。表示器2は、制御部10の表示制御部12からの映像信号に基づいて表示面2aに映像を表示する。表示器2の表示面2aに表示された映像の映像表示光は、凹面鏡3へ入射する。表示器2の表示面2aから投射する第一中心光線K1は、凹面鏡3へ入射する。本実施形態では、表示器2は、表示面2aが前側を向くように配置される。本実施形態では、表示器2の表示面2aから投射する第一中心光線K1は、車両水平面と平行な方向に沿って延びている。本実施形態では、第一中心光線K1は、前後方向と平行な方向に沿って延びている。
The
凹面鏡3は、映像表示光の第一中心光線K1の通過点である凹面鏡中心を通り、車両水平面に対して垂直な平面である凹面鏡対称面に対して対称な曲率を有する。凹面鏡3は、反射面3aが表示器2の表示面2aおよびウィンドシールドSの反射面Saと対面している。ここで、ウィンドシールドSは、湾曲形状に形成されて、運転者に対面している。凹面鏡3は、表示器2の表示面2aから入射した映像表示光をウィンドシールドSに向けて反射する。凹面鏡3が反射した映像表示光は、ウィンドシールドSにおいて反射されて、運転者に虚像として認識される。凹面鏡3は、映像表示光の第一中心光線K1をウィンドシールドSに向けて反射する。凹面鏡3が反射した映像表示光は、ウィンドシールドSにおいて反射されて第二中心光線(視認者に届く中心光線)K2となり、運転者に虚像として認識される。本実施形態では、凹面鏡3は、表示器2より前側に位置する。本実施形態では、凹面鏡3の反射面3aは、後上側を向くように車両水平面に対して傾いて配置される。
The
凹面鏡3は、凹面鏡中心を通る回転軸3bを中心に矢印Bの方向に回動して、車両水平面に対する角度を変えることによって、虚像の見下ろし角θを調整可能である。
The
凹面鏡3は、調整機構4によって第一中心光線K1と平行な直線上を移動して前後方向の位置を移動して、虚像位置を調整可能である。本実施形態では、凹面鏡3は、矢印Aの方向に沿って第一中心光線K1と平行な直線上を移動する。凹面鏡3は、調整機構4によって第一中心光線K1と平行な直線上を移動するとき、車両水平面に対する角度が一定に保持される。凹面鏡3は、アイポイントEPの高さによらず、ウィンドシールドSにおいて反射して運転者に届く第二中心光線K2がアイポイントEPへ入射する入射角(見下ろし角)θが一定となるように、前後方向の位置が調整される。凹面鏡3は、アイポイントEPの高さによらず、第二中心光線K2同士が平行になるように、前後方向の位置が調整される。凹面鏡3により、アイポイントEPの高さによらず、虚像の見下ろし角θが一定になるように、虚像位置の高さが調整される。例えば、凹面鏡3は、虚像位置を低くする場合、表示器2から離間する方向に移動されて位置が調整される。例えば、凹面鏡3は、虚像位置を高くする場合、表示器2に近づける方向に移動されて位置が調整される。
The
調整機構4は、アイポイントEPの高さによらず、虚像の見下ろし角θを一定にするため、凹面鏡3の位置を調整する。調整機構4は、凹面鏡3を矢印Aの方向に沿って直線上を移動させる。調整機構4は、アイポイントEPの高さによらず、見下ろし角θが一定となるように、凹面鏡3の前後方向の位置を調整する。調整機構4は、アイポイントEPの高さによらず、第二中心光線K2同士が平行になるように、凹面鏡3の前後方向の位置を調整する。
The adjusting mechanism 4 adjusts the position of the
調整機構4は、凹面鏡3を、凹面鏡3の凹面鏡中心と表示器2の中心とを通る第一中心光線K1と平行な方向に沿って進退させる。調整機構4は、基準アイポイントEP1より低いアイポイントEP2に合わせて虚像位置を調整する場合、虚像位置が低くなるように凹面鏡3を移動させる。調整機構4は、基準アイポイントEP1より低いアイポイントEP2に合わせて虚像位置を調整する場合、凹面鏡3を第一中心光線K1と平行な方向に沿って運転者から離間する方向に移動させる。調整機構4は、基準アイポイントEP1より高いアイポイントEP3に合わせて虚像位置を調整する場合、虚像位置が高くなるように凹面鏡3を移動させる。調整機構4は、基準アイポイントEP1より高いアイポイントEP3に合わせて虚像位置を調整する場合、凹面鏡3を第一中心光線K1と平行な方向に沿って運転者に近づける方向に移動させる。調整機構4は、凹面鏡3を、例えば数μm程度移動する。
The adjusting mechanism 4 moves the
調整機構4は、凹面鏡3を上記のように第一中心光線K1と平行な直線上を移動させるものであればよく、構成は限定されない。例えば、調整機構4は、凹面鏡3の反射面3aと反対側に配置されたモータと、モータによって回転する複数段のギヤと、ギヤの回転運動を直線運動に変換する変換部と、変換部と凹面鏡3とを連結する連結部とを有する構成であってもよい。このような構成の調整機構4は、モータによってギヤを回転して、変換部によってギヤの回転運動を直線運動に変換して、連結部によって凹面鏡3を第一中心光線K1と平行な直線上を移動させる。調整機構4は、制御部10の駆動制御部13からの制御信号に基づいて、モータの駆動と停止とが制御される。
The adjusting mechanism 4 may be any one that moves the
筐体5は、車両のダッシュボードDの下側に配置される。筐体5は、箱形状に形成されている。筐体5は、内部の空間に表示器2と凹面鏡3と調整機構4と制御部10とが組み付けられている。
The
制御部10は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などで構成された演算処理装置である。制御部10は、図示しない記憶部に記憶されているプログラムに含まれる命令を実行する。制御部10は、映像生成部11と、表示制御部12と、駆動制御部13とを有する。
The
映像生成部11は、運転者に虚像として視認させる映像データを生成する。映像生成部11は、例えば、経路案内情報または車速情報を含む運転支援情報をCAN(Controller Area Network)またはLIN(Local Interconnect Network)、車載ネットワークなどを介して車両から取得する。映像生成部11は、取得した運転支援情報に基づいて、映像データを生成する。映像生成部11が生成する映像データは、例えば、毎秒60フレームの画像が連続した映像データである。映像生成部11は、生成した映像データを映像信号として表示制御部12に出力する。
The
表示制御部12は、映像生成部11から出力された映像信号をHUD装置1の表示器2に表示させる。
The
駆動制御部13は、図示しない操作部に対する位置調整を実行する操作を検出した場合、調整機構4の駆動と停止とを制御する制御信号を出力する。本実施形態では、運転者によって操作部に対して位置調整の操作が行われたことを検出した場合、調整機構4のモータの駆動と停止とを制御する制御信号を出力する。例えば、虚像位置を高くする操作が行われた場合、凹面鏡3を後側へ移動させるように調整機構4のモータを第一方向に回転させる制御信号を出力する。例えば、虚像位置を低くする操作が行われた場合、凹面鏡3を前側へ移動させるように調整機構4のモータを第一方向と反対の第二方向に回転させる制御信号を出力する。
The
次に、図2を用いて、このように構成されたHUD装置1の設置方法と作用とについて説明する。 Next, the installation method and operation of the HUD device 1 thus configured will be described with reference to FIG.
まず、HUD装置1が運転者の前方のダッシュボードDに設置される。HUD装置1は、基準アイポイントEP1に合わせて凹面鏡3の位置が調整されているものとする。より詳しくは、HUD装置1は、凹面鏡3が表示器2から距離d1離間した位置に配置されている。HUD装置1は、設置する車両のウィンドシールドSの曲率に合わせて、凹面鏡3が回転軸3bを中心に回動されて車両水平面に対する角度が調整されている。これらにより、HUD装置1は、基準アイポイントEP1において、虚像の見下ろし角θが適切な角度に調整されている。
First, the HUD device 1 is installed on the dashboard D in front of the driver. In the HUD device 1, it is assumed that the position of the
図2では、基準アイポイントEP1に合わせた凹面鏡3の位置を実線で示している。表示器2の表示面2aから投射する第一中心光線K11は、車両水平面と平行な方向に沿って延びている。第一中心光線K11は、前後方向と平行な方向に沿って延びている。表示器2の表示面2aから投射する映像表示光の第一中心光線K11は、凹面鏡3へ入射する。第一中心光線K11は、凹面鏡3の反射面3aにおいて、ウィンドシールドSに向けて反射される。凹面鏡3の反射面3aにおいて反射された映像表示光は、ウィンドシールドSにおいて反射される。ウィンドシールドSにおいて反射された第二中心光線K21は、運転者に虚像として認識される。虚像の見下ろし角はθである。
In FIG. 2, the position of the
運転者は、HUD装置1によって表示される虚像が欠けて見えるなどして虚像位置の高さを変えたい場合、凹面鏡3の位置を調整する。運転者は、凹面鏡3を、アイポイントEPの高さによらず、第二中心光線K2同士が平行になるように、凹面鏡3の位置を調整する。運転者は、例えば、図示しないインフォティメントモニタから、HUD装置1の虚像位置の調整メニューの項目画像を選択操作する。また、運転者は、虚像位置を高くする操作か、虚像位置を低くする操作かを選択するメニューの項目画像を選択操作する。HUD装置1の制御部10の駆動制御部13は、位置調整の操作が行われたことを検出した場合、調整機構4のモータを駆動して凹面鏡3を前後方向に直線移動させる。
When the driver wants to change the height of the virtual image position because the virtual image displayed by the HUD device 1 appears to be missing, the driver adjusts the position of the
平均より低い座高の運転者のアイポイントEP2に合わせて凹面鏡3の位置を調整する場合について説明する。例えば、平均より低い座高の運転者が、基準アイポイントEP1に合わせた凹面鏡3によって表示される虚像を視認する場合、虚像が欠けて見える。
A case where the position of the
ここで、虚像位置を調節するために、図6に示すように、凹面鏡3Xを回転軸3Xbを中心に回動して、凹面鏡3Xの車両水平面に対する角度を調整する場合について説明する。図6は、従来のHUD装置において、虚像位置の調整を説明する図である。凹面鏡3Xを回転軸3Xbを中心に反時計回りに回動して虚像位置を調整する場合、アイポイントEPの高さに応じて、虚像の見下ろし角θが異なってしまう。アイポイントEP2における虚像の見下ろし角θは、基準アイポイントEP1における虚像の見下ろし角θより小さくなる。この場合、虚像位置は、図3におけるP2のように、注視領域A1の中心部A2に位置するおそれがある。虚像位置が注視領域A1の中心部A2に位置すると、運転者が注視すべき周辺の景色に、虚像が重なって視認される。これにより、運転者は、表示される虚像を煩わしく感じるおそれがある。
Here, in order to adjust the virtual image position, as shown in FIG. 6, a case will be described in which the
そこで、虚像が欠けた状態から虚像の全体が見えるようにするため、凹面鏡3を回動させるのではなく直線移動させる。具体的には、例えば、運転者は、虚像位置の調整メニューから虚像位置を低くする操作の項目画像を選択操作する。HUD装置1の制御部10の駆動制御部13は、虚像位置を低くする操作が行われたことを検出した場合、調整機構4のモータを駆動して凹面鏡3を前側に直線移動させる。アイポイントEP2における虚像の見下ろし角がθとなるように、HUD装置1は、調整機構4によって、凹面鏡3の位置を調整する。
Therefore, in order to make the entire virtual image visible from the state where the virtual image is missing, the
図2では、アイポイントEP2に合わせた凹面鏡3の位置を細かい破線で示している。この場合、凹面鏡3が表示器2から距離d2離間した位置に配置された状態で、アイポイントEP2における虚像の見下ろし角がθになる。距離d2は、距離d1より大きい。表示器2の表示面2aから投射する第一中心光線K12は、第一中心光線K11と一致する。第二中心光線K22は、第二中心光線K21と平行である。
In FIG. 2, the position of the
平均より高い座高の運転者のアイポイントEP3に合わせて凹面鏡3の位置を調整する場合について説明する。例えば、平均より高い座高の運転者が、基準アイポイントEP1に合わせた凹面鏡3によって表示される虚像を視認する場合、虚像が欠けて見える。
A case where the position of the
ここで、虚像位置を調節するために、凹面鏡3Xを回転軸3Xbを中心に回動して、凹面鏡3Xの車両水平面に対する角度を調整する場合について説明する。図6とは反対側に、凹面鏡3Xを回転軸3Xbを中心に時計回りに回動して、凹面鏡3Xの車両水平面に対する角度を調整する。アイポイントEP3における虚像の見下ろし角θは、基準アイポイントEP1における虚像の見下ろし角θより大きくなる。この場合、虚像位置は、図3におけるP3のように、注視領域A1の中心部A2より大きく下側にずれて位置するおそれがある。虚像位置が注視領域A1の中心部A2より大きく下側にずれて位置すると、運転者が、虚像を視認する際の視線移動が大きくなるおそれがある。これにより、虚像の視認性が低下するおそれがある。
Here, in order to adjust the virtual image position, the case where the
そこで、虚像が欠けた状態から虚像の全体が見えるようにするため、凹面鏡3を回動させるのではなく直線移動させる。具体的には、例えば、運転者は、虚像位置を高くする操作の項目画像を選択操作する。HUD装置1の制御部10の駆動制御部13は、虚像位置を高くする操作が行われたことを検出した場合、調整機構4のモータを駆動して凹面鏡3を後側に直線移動させる。アイポイントEP3における虚像の見下ろし角がθとなるように、HUD装置1は、調整機構4によって、凹面鏡3の位置を調整する。
Therefore, in order to make the entire virtual image visible from the state where the virtual image is missing, the
図2では、アイポイントEP3に合わせた凹面鏡3の位置を粗い破線で示している。この場合、凹面鏡3が表示器2から距離d3離間した位置に配置された状態で、アイポイントEP3における虚像の見下ろし角がθになる。距離d3は、距離d1より小さい。表示器2の表示面2aから投射する第一中心光線K13は、第一中心光線K11と一致する。第二中心光線K23は、第二中心光線K21と平行である。
In FIG. 2, the position of the
このようにして、HUD装置1は、アイポイントEPの高さによらず、第二中心光線K2が運転者の瞳へ入射する入射角である見下ろし角θが一定となるように、凹面鏡3の前後方向の位置が調整される。HUD装置1は、凹面鏡3を第一中心光線K1と平行な直線上に沿って移動させて、アイポイントEPの高さによらず、一定の角度で虚像を視認させることを可能にする。HUD装置1は、凹面鏡3を運転者から離間する方向または運転者に近づける方向に移動させて、虚像位置を低くしたり高くしたりして、虚像が欠けた状態から虚像の全体が見えるようにする。
In this way, the HUD device 1 adjusts the
上述したように、本実施形態は、アイポイントEPの高さによらず、第二中心光線K2が運転者の瞳へ入射する入射角である見下ろし角θが一定となるように、凹面鏡3の前後方向の位置を調整することができる。本実施形態は、凹面鏡3を第一中心光線K1と平行な直線上に沿って移動させて、アイポイントEPの高さによらず、一定の角度で虚像を視認させることができる。本実施形態は、凹面鏡3を運転者から離間する方向または運転者に近づける方向に移動させて、虚像位置を低くしたり高くしたりすることができる。このようにして、本実施形態によれば、虚像位置を適切に調整して、虚像が欠けた状態から虚像の全体が見えるようにすることができる。
As described above, in the present embodiment, regardless of the height of the eyepoint EP, the
本実施形態によれば、例えば、平均より低い座高の運転者のアイポイントEP2に合わせて、虚像の見下ろし角θを、基準アイポイントEP1における見下ろし角θと同じ角度にすることができる。本実施形態は、平均より低い座高の運転者であっても、適切な位置に虚像位置を調整することができる。 According to the present embodiment, for example, the view-down angle θ of the virtual image can be set to the same angle as the view-down angle θ of the reference eyepoint EP1 in accordance with the eyepoint EP2 of the driver having a sitting height lower than the average. In the present embodiment, even a driver having a sitting height lower than the average can adjust the virtual image position to an appropriate position.
本実施形態によれば、例えば、平均より高い座高の運転者のアイポイントEP3に合わせて、虚像の見下ろし角θを、基準アイポイントEP1における見下ろし角θと同じ角度にすることができる。本実施形態は、平均より高い座高の運転者であっても、適切な位置に虚像位置を調整することができる。 According to the present embodiment, for example, the look-down angle θ of the virtual image can be set to the same angle as the look-down angle θ of the reference eyepoint EP1 in accordance with the eyepoint EP3 of the driver having a sitting height higher than the average. In the present embodiment, even the driver having a sitting height higher than the average can adjust the virtual image position to an appropriate position.
[第二実施形態]
図4、図5を参照して、HUD装置1Aについて説明する。図4は、第二実施形態に係るHUD装置の構成例を示す概略図である。図5は、第二実施形態に係るHUD装置における処理の一例を示す概略図である。HUD装置1Aは、基本的な構成は第一実施形態のHUD装置1と同様である。以下の説明においては、HUD装置1と同様の構成要素には、同一の符号または対応する符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Second embodiment]
The HUD device 1A will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration example of the HUD device according to the second embodiment. FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of processing in the HUD device according to the second embodiment. The HUD device 1A has the same basic configuration as the HUD device 1 of the first embodiment. In the following description, the same components as those of the HUD device 1 are designated by the same or corresponding symbols, and detailed description thereof will be omitted.
本実施形態では、HUD装置1Aは、運転者のアイポイントEPを検出して、検出したアイポイントEPの位置に基づいて、凹面鏡3の位置を自動で調整する。HUD装置1Aは、カメラ20Aを有する。
In the present embodiment, the HUD device 1A detects the driver's eye point EP and automatically adjusts the position of the
カメラ20Aは、運転席に着座している運転者の顔面を撮影する。カメラ20Aは、撮影した撮影映像データを制御部10Aの映像データ取得部14Aへ出力する。
The camera 20A captures the face of the driver sitting in the driver's seat. The camera 20A outputs the captured video data to the video data acquisition unit 14A of the
制御部10Aは、映像生成部11と、表示制御部12と、駆動制御部13Aと、映像データ取得部14Aと、検出部15Aと、調整量取得部16Aとを有する。
The
映像データ取得部14Aは、カメラ20Aが出力した撮影映像データを取得する。映像データ取得部14Aは、取得した撮影映像データを検出部15Aへ出力する。
The video data acquisition unit 14A acquires the captured video data output by the camera 20A. The video data acquisition unit 14A outputs the acquired captured video data to the
検出部15Aは、撮影映像データに対して画像処理を行って、運転者が虚像を視認する際のアイポイントEPである瞳孔位置を検出する。瞳孔位置の検出方法は公知のいずれの技術でもよく、限定されない。
The
調整量取得部16Aは、検出部15Aが検出した運転者のアイポイントEPに基づいて、虚像位置を調整する調整量を取得する。より詳しくは、調整量取得部16Aは、検出部15Aが検出したアイポイントEPが、基準アイポイントEP1に対して上下方向に閾値以上ずれているか否かを判定する。アイポイントEPが基準アイポイントEP1に対して上下方向に閾値以上ずれている場合、運転者からは、虚像が欠けて見える。調整量取得部16Aは、アイポイントEPが基準アイポイントEP1に対して上下方向に閾値以上ずれていると判定する場合、凹面鏡3の位置の調整が必要であると判定する。そして、調整量取得部16Aは、虚像が欠けた状態から虚像の全体が見えるように、記憶部に記憶した、基準アイポイントEP1からのずれ量に応じた調整量に基づいて、凹面鏡3の調整する調整量を取得する。調整量取得部16Aは、取得した凹面鏡3の位置の調整量の情報を駆動制御部13Aへ出力する。調整量取得部16Aは、アイポイントEPが基準アイポイントEP1に対して上下方向に閾値以上ずれていないと判定する場合、凹面鏡3の位置の調整は不要であると判定する。
The adjustment
駆動制御部13Aは、調整量取得部16Aから取得した調整量の情報に基づいて、凹面鏡3の位置を調整するよう、調整機構4に制御信号を出力する。
The drive control unit 13A outputs a control signal to the adjustment mechanism 4 so as to adjust the position of the
次に、図5を用いて、制御部10Aにおける処理の流れについて説明する。
Next, the flow of processing in the
制御部10Aは、カメラ20Aによって撮影する(ステップS11)。より詳しくは、制御部10Aは、カメラ20Aによって、運転席に着座している運転者の顔面を撮影映像データとして撮影する。制御部10Aは、ステップS12に進む。
The
制御部10Aは、撮影映像データを取得する(ステップS12)。より詳しくは、制御部10Aは、映像データ取得部14Aによって、カメラ20Aが撮影した撮影映像データを取得する。制御部10Aは、ステップS13に進む。
The
制御部10Aは、瞳孔位置を検出する(ステップS13)。より詳しくは、制御部10Aは、検出部15Aによって、撮影映像データに対して画像処理を行って、運転者のアイポイントEPを検出する。制御部10Aは、ステップS14に進む。
The
制御部10Aは、アイポイントEPが基準アイポイントEP1に対して上下方向に閾値以上ずれているか否かを判定する(ステップS14)。より詳しくは、制御部10Aは、アイポイントEPが基準アイポイントEP1に対して上下方向に閾値以上ずれていると判定する場合(ステップS14でYes)、ステップS15に進む。制御部10Aは、アイポイントEPが基準アイポイントEP1に対して上下方向に閾値以上ずれていないと判定する場合(ステップS14でNo)、処理を終了する。
The
アイポイントEPが基準アイポイントEP1に対して上下方向に閾値以上ずれていると判定する場合(ステップS14でYes)、制御部10Aは、虚像位置の調整量を取得する(ステップS15)。より詳しくは、制御部10Aは、調整量取得部16Aによって、検出部15Aで検出した運転者のアイポイントEPに基づいて、虚像が欠けた状態から虚像の全体が見えるように、凹面鏡3の位置の調整量を取得する。制御部10Aは、ステップS16に進む。
When it is determined that the eye point EP is displaced from the reference eye point EP1 in the vertical direction by the threshold value or more (Yes in step S14), the
制御部10Aは、虚像の投影位置を調整する(ステップS16)。制御部10Aは、駆動制御部13Aによって、調整量取得部16Aが取得した調整量に基づいて、凹面鏡3の位置を調整するように、駆動制御部13Aに制御信号を出力する。制御部10Aは、処理を終了する。
The
上述したように、本実施形態は、運転者のアイポイントEPを検出して、検出したアイポイントEPの位置に基づいて、凹面鏡3の位置を自動で調整することができる。本実施形態によれば、運転者が虚像位置を調整する操作を行う必要がないので、より簡単に凹面鏡3の位置を調整することができる。このようにして、本実施形態によれば、虚像位置を適切に調整することができる。
As described above, in the present embodiment, the driver's eye point EP can be detected, and the position of the
さて、これまで本発明に係るHUD装置1について説明したが、上述した実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてよいものである。 The HUD device 1 according to the present invention has been described above, but the HUD device 1 may be implemented in various different forms other than the above-described embodiment.
上記の説明では、表示器2と凹面鏡3と車両に配置された筐体5とを有するものとして説明したが、これに限定されない。HUD装置1は、表示器2と凹面鏡3との間に、一つ以上の折返鏡が配置されていてもよい。
In the above description, the
上記では、光学部材が同一平面内に平面的に配置されているものとして説明したが、これに限定されない。光学部材は、車両水平面に対して上下方向において高さを変えて立体的に配置されていてもよい。 In the above description, it is described that the optical members are two-dimensionally arranged in the same plane, but the present invention is not limited to this. The optical members may be arranged three-dimensionally by changing the height in the vertical direction with respect to the horizontal plane of the vehicle.
上記では、虚像を見下ろす位置に表示させる場合について説明したが、これに限定されない。虚像が注視領域A1の中心部A2より上側に表示されて、見上げる位置に表示されてもよい。この場合、HUD装置1は、アイポイントEPの高さによらず、一定で見上げる、一定の仰角で虚像を視認可能にする。 The case where the virtual image is displayed at the position overlooking the virtual image has been described above, but the invention is not limited to this. The virtual image may be displayed above the central portion A2 of the gaze area A1 and displayed at a position to be looked up. In this case, the HUD device 1 makes it possible to visually recognize the virtual image at a constant elevation angle and looking up at a constant angle, regardless of the height of the eye point EP.
上記では、凹面鏡3が回転軸3bを中心に回動可能であるものとして説明したが、あらかじめ、設置される車両に応じて凹面鏡3の車両水平面に対する角度を調整して、虚像の見下ろし角θを調整すれば、回転軸3bを中心に回動させる機構はなくてもよい。
In the above description, the
1 HUD装置(表示装置)
2 表示器
3 凹面鏡(反射鏡)
4 調整機構
5 筐体
EP1 アイポイント(視認者の瞳の高さ)
EP2 アイポイント(視認者の瞳の高さ)
EP3 アイポイント(視認者の瞳の高さ)
K1 第一中心光線(表示中心光線)
K2 第二中心光線(入射中心光線)
S ウィンドシールド(反射部)
1 HUD device (display device)
2
4
EP2 eye point (eye level of the viewer)
EP3 eye point (eye level of the viewer)
K1 First central ray (display central ray)
K2 Second central ray (incident central ray)
S Windshield (reflection part)
Claims (5)
前記表示器に表示された前記映像の映像表示光を、視認者に対面した反射部に向けて反射する反射鏡と、
を備え、
前記反射鏡は、前記視認者の瞳の高さによらず、前記反射部において反射して前記視認者に届く中心光線である入射中心光線が前記視認者の瞳へ入射する入射角が一定となるように、位置が調整される、
ことを特徴とする表示装置。 An indicator that displays video,
A reflecting mirror that reflects the image display light of the image displayed on the display device toward a reflecting portion facing a viewer,
Equipped with
The reflecting mirror, regardless of the height of the viewer's pupil, has a constant incident angle at which the incident central light beam, which is the central light beam reflected by the reflecting portion and reaching the viewer, is incident on the viewer's pupil. Position is adjusted so that
A display device characterized by the above.
請求項1に記載の表示装置。 The reflecting mirror is adjusted in position by moving on a straight line parallel to the display central ray that is the central ray of the image display light of the image displayed on the display.
The display device according to claim 1.
請求項1または2に記載の表示装置。 When the virtual mirror position is lowered, the reflecting mirror is moved in a direction away from the display device, and when the virtual image position is raised, the position is adjusted by moving in a direction closer to the display device.
The display device according to claim 1.
前記検出部が検出した前記視認者の瞳の高さに基づいて、前記反射鏡の位置を調整する調整量を取得する調整量取得部と、
を備える請求項1から3のいずれか一項に記載の表示装置。 A detection unit for detecting the height of the viewer's pupil,
Based on the height of the viewer's pupil detected by the detection unit, an adjustment amount acquisition unit that acquires an adjustment amount for adjusting the position of the reflecting mirror,
The display device according to claim 1, further comprising:
前記表示器に表示された前記映像の映像表示光を、視認者に対面した反射部に向けて反射する反射鏡と、
を備える表示装置の設置方法であって、
前記反射鏡を、前記視認者の瞳の高さによらず、前記反射部において反射して前記視認者に届く中心光線である入射中心光線が前記視認者の瞳へ入射する入射角が一定となるように、前記反射鏡の位置を調整する、
表示装置の設置方法。 An indicator that displays video,
A reflecting mirror that reflects the image display light of the image displayed on the display device toward a reflecting portion facing a viewer,
A method of installing a display device comprising:
Regardless of the height of the viewer's pupil, the incident angle of incidence of the incident central ray, which is the central ray that is reflected by the reflecting portion and reaches the observer, to the observer's pupil is constant regardless of the height of the observer's pupil. To adjust the position of the reflector,
How to install the display device.
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