JP2022171105A - Display control device, head-up display device, and display control method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、車両で使用され、車両の前景に画像を重畳して視認させるヘッドアップディスプレイ装置の表示制御装置、及びヘッドアップディスプレイ装置及び、表示制御方法等に関する。 The present disclosure relates to a display control device for a head-up display device that is used in a vehicle and that superimposes an image on the foreground of the vehicle for visual recognition, a head-up display device, a display control method, and the like.
特許文献1には、車両の運転席に着座する様々な体格の乗員(観察者)の目位置が存在すると想定されるアイリプスの大部分又は全部を含むアイボックスと呼ばれる領域全体に向けて、表示光を配光するように光学設計するヘッドアップディスプレイ装置が記載されている。これによれば、乗員(観察者)は、目位置がアイボックス内にあれば、ヘッドアップディスプレイ装置が表示する画像(虚像)を所望の表示態様(例えば、所望の輝度範囲内)で視認することができる。 In Japanese Patent Laid-Open No. 2004-100003, the display is directed toward the entire area called an eyebox, which includes most or all of the eyelips where the eye positions of occupants (observers) of various physiques sitting in the driver's seat of a vehicle are assumed to exist. Head-up display devices are described that are optically designed to distribute light. According to this, the occupant (observer) visually recognizes an image (virtual image) displayed by the head-up display device in a desired display mode (for example, within a desired luminance range) if the eye position is within the eye box. be able to.
特許文献1のヘッドアップディスプレイ装置は、アイボックス全体に表示光を向けているため、観察者の目が存在していないアイボックスの他の領域に向けた表示光は、無駄になってしまう。言い換えると、ヘッドアップディスプレイ装置が出射する表示光の利用効率(ここで、表示光の利用効率(光利用効率とも呼ぶ。)は、出射される表示光に対する観察者に視認される表示光の割合である。)が低くなってしまうという問題があった。また、別の観点では、消費電力が高いという問題もあった。
Since the head-up display device of
本出願人は、観察者の目位置を検出し、目位置に表示光を向け、目位置以外に向かう表示光を少なくしたヘッドアップディスプレイ装置を考案した(詳細は特願2020-165113参照。この技術は非公知である。)。このようなヘッドアップディスプレイ装置は、観察者の目位置を検出する必要があり、車両が起動動作を開始した際、ヘッドアップディスプレイ装置、表示制御装置、目位置検出部などの起動動作が完了しないと、目位置が検出できない(目位置が精度良く検出できない)ため、表示を開始することができないという問題あった(換言すると、車両(ヘッドアップディスプレイ装置)が起動動作を開始してから表示開始に時間を要するという観点で改善の余地があった)。また、ヘッドアップディスプレイ装置、表示制御装置、目位置検出部などの起動動作の途中、又は起動動作が完了した直後では、表示制御の動作、目位置検出の精度などが安定しづらく、実際に目位置があるところに正常に表示光が向かわないおそれがあった。 The present applicant has devised a head-up display device that detects the eye position of the observer, directs the display light to the eye position, and reduces the display light directed to other than the eye position (for details, see Japanese Patent Application No. 2020-165113. technology is unknown.). Such a head-up display device needs to detect the eye position of the observer, and when the vehicle starts the activation operation, the activation operation of the head-up display device, the display control device, the eye position detection unit, etc. is not completed. , the eye position cannot be detected (the eye position cannot be detected with high accuracy), so there is a problem that the display cannot be started (in other words, the display starts after the vehicle (head-up display device) starts the activation operation). (There was room for improvement in terms of the time required for In addition, it is difficult to stabilize the display control operation and eye position detection accuracy during the startup operation of the head-up display device, the display control device, the eye position detection unit, etc., or immediately after the startup operation is completed. There is a possibility that the display light may not be directed normally to a certain position.
本明細書に開示される特定の実施形態の要約を以下に示す。これらの態様が、これらの特定の実施形態の概要を読者に提供するためだけに提示され、この開示の範囲を限定するものではないことを理解されたい。実際に、本開示は、以下に記載されない種々の態様を包含し得る。 A summary of certain embodiments disclosed herein follows. It should be understood that these aspects are presented only to provide the reader with an overview of these particular embodiments and are not intended to limit the scope of this disclosure. Indeed, the present disclosure may encompass various aspects not described below.
本開示の概要は、光利用効率を向上させることに関する。また、本開示の概要は、光利用効率を向上させつつ、表示開始に要する時間を短縮することにも関する。また、本開示の概要は、光利用効率を向上させつつ、実際の目位置に表示光が向かわない事態を低減することにも関する。 Summary of the present disclosure relates to improving light utilization efficiency. The summary of the present disclosure also relates to reducing the time required to start display while improving light utilization efficiency. The summary of the present disclosure also relates to improving the light utilization efficiency while reducing the situation where the display light is not directed to the actual eye position.
したがって、本明細書に記載される表示制御装置、ヘッドアップディスプレイ装置及び、表示制御方法は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。本実施形態では、HUD装置、又は目位置検出部が起動動作中の状態である場合、光変調素子を照明する面状照明部において、所定の光強度以上の照明光を出射する領域の広さを、比較的広くした後、狭くする、ことをその要旨とする。 Therefore, the display control device, the head-up display device, and the display control method described in this specification employ the following means in order to solve the above problems. In this embodiment, when the HUD device or the eye position detection unit is in a state of starting operation, the area of the planar illumination unit that illuminates the light modulation element emits illumination light having a predetermined light intensity or more. is made relatively wide and then narrowed.
本明細書に記載される第1の態様における表示制御装置では、複数の部分領域を有し、部分領域毎に照明光を出射可能な光源素子と、光源素子から入射した照明光を変調して表示光として出射する光変調素子と、異なる部分領域から出射された照明光が光変調素子により変調された表示光毎に、アイボックス内の異なる領域に向けて集光させる集光学系と、から少なくとも構成され、被投影部に表示光を投影することで、アイボックスの範囲内から観察者が虚像を視認するヘッドアップディスプレイ装置、を制御する表示制御装置において、観察者の目位置に関する情報(以下、目位置情報と呼ぶ。)、又は目位置を推定可能な情報(以下、目位置推定情報と呼ぶ。)を取得し、目位置情報、又は目位置推定情報に少なくとも基づき、光源素子を制御するプロセッサ、を備え、プロセッサは、所定の光強度以上の照明光を出射する部分領域(以下、発光領域と呼ぶ。)を、第1の発光領域、及び第1の発光領域より広い第2の発光領域に少なくとも設定することができ、ヘッドアップディスプレイ装置が起動した時、発光領域を、第2の発光領域に設定した起動時発光処理を実行し、その後、発光領域を、第1の発光領域に縮小する縮小処理を実行する。 In the display control device according to the first aspect described in this specification, the light source element has a plurality of partial areas, each partial area can emit illumination light, and the illumination light incident from the light source element is modulated. From a light modulation element that emits display light, and a condensing optical system that collects the illumination light emitted from different partial areas and modulated by the light modulation element toward a different area in the eyebox for each display light. In a display control device configured at least to control a head-up display device in which a viewer views a virtual image from within the range of an eyebox by projecting display light onto a projection target portion, information about the viewer's eye position ( (hereinafter referred to as eye position information) or information that can estimate the eye position (hereinafter referred to as eye position estimation information), and controls the light source element based at least on the eye position information or the eye position estimation information. a processor that emits illumination light having a predetermined light intensity or higher (hereinafter referred to as a light emitting region) in a first light emitting region and a second light emitting region that is wider than the first light emitting region; The light emitting area can be set at least to the light emitting area, and when the head-up display device is activated, the light emitting area is set to the second light emitting area, and then the light emitting area is set to the first light emitting area. Executes a shrinking process that shrinks to .
以下、図1ないし図14では、例示的な車両用表示システム、ヘッドアップディスプレイ装置、表示制御装置の構成、及び動作の説明を提供する。なお、本発明は以下の実施形態(図面の内容も含む)によって限定されるものではない。下記の実施形態に変更(構成要素の削除も含む)を加えることができるのはもちろんである。また、以下の説明では、本発明の理解を容易にするために、公知の技術的事項の説明を適宜省略する。 1-14 provide a description of the configuration and operation of an exemplary vehicular display system, heads-up display device, and display control device. In addition, the present invention is not limited by the following embodiments (including the contents of the drawings). Of course, modifications (including deletion of constituent elements) can be added to the following embodiments. In addition, in the following description, descriptions of known technical matters are omitted as appropriate in order to facilitate understanding of the present invention.
図1の車両用表示システム10は、車両1に搭載され、ヘッドアップディスプレイ装置(以下、HUD装置とも記載する。)20と、HUD装置20を制御する表示制御装置30と、後述する非正反射素子3(省略可能。)を含み、HUD装置20からの表示光Kを受ける被投影部2と、観察者の目位置700を検出する目位置検出部411と、から構成される。HUD装置20は、観察者(典型的には、車両1の運転席に着座する運転者)の正面(前記正面は、前方、車両の進行方向とも換言できる。)に配置される車両のフロントウインドシールド(被投影部2の一例。)に向けて表示光Kを投影する。
A
非正反射素子3は、例えばホログラフィック素子、回折光学素子(DOE)で構成することができる。ホログラフィック素子は、例えば,フォトポリマーや重クロム酸ゼラチンなどのホログラム材料などからなり、入射した光を所望の方向へ向けて回折する光学部材であり、物体光と参照光の干渉パターンを記録することで作成される。非正反射素子3は、例えば、シート状であり、被投影部2に内包され、HUD装置20が投影する表示光Kを車両1の内側の所定の領域であるアイボックス200へ回折する。例えば、後述する非正反射素子3は、HUD装置20から受けた表示光Kを回折することで、観察者に視認される画像(虚像)のサイズを大きくすることができる。観察者は、アイボックス200内に目700を配置することで、被投影部2より遠方側に、HUD装置20が表示する表示画像(不図示)の虚像Vを視認することができる。なお、上述したように、非正反射素子3は、省略されても良い。すなわち、車両用表示システム10は、被投影部2(非正反射素子3)での非正反射光を視認させるものではなく、被投影部2(非正反射素子3を含まない)での正反射光を視認させるものであってもよい。
The non-regular reflection element 3 can be composed of, for example, a holographic element or a diffractive optical element (DOE). A holographic element is an optical member made of, for example, a hologram material such as a photopolymer or dichromated gelatin, which diffracts incident light in a desired direction, and records an interference pattern between an object beam and a reference beam. created by The non-regular reflection element 3 is, for example, a sheet-shaped element, is included in the
本実施形態の説明で用いる「アイボックス」とは、(1)領域内では画像の虚像Vの全部が視認でき、領域外では画像の虚像Vの少なくとも一部分が視認されない領域、(2)領域内では画像の虚像Vの少なくとも一部が視認でき、領域外では画像の虚像Vの一部分も視認されない領域、(3)領域内では画像の虚像Vの全部が所定の輝度以上で視認でき、領域外では画像の虚像Vの少なくとも一部が前記所定の輝度未満である領域、(4)領域内では画像の虚像Vの少なくとも一部が所定の輝度以上で視認でき、領域外では画像の虚像Vの全体が前記所定の輝度未満である領域、又は(5)HUD装置20が立体視可能な虚像Vを表示可能である場合、虚像Vの少なくとも一部が立体視でき、領域外では虚像Vの一部分も立体視されない領域である。すなわち、観察者が目(両目)をアイボックス200外に配置すると、観察者は、画像の虚像Vの全体が視認できない、画像の虚像Vの全体の視認性が非常に低く知覚しづらい、又は画像の虚像Vが立体視できない。前記所定の輝度とは、例えば、アイボックスの中心で視認される画像の虚像の輝度に対して1/50程度である。「アイボックス」は、HUD装置20が搭載される車両で観察者の視点位置の配置が想定されるエリア(アイリプスとも呼ぶ。)と同じ、又は前記アイリプスの大部分(例えば、80%以上。)を含むように設定される。
The term “eyebox” used in the description of the present embodiment refers to (1) an area in which the entire virtual image V of the image is visible, and at least a portion of the virtual image V of the image is not visible outside the area; At least part of the virtual image V of the image is visible, and outside the area, no part of the virtual image V of the image is visible. In the area where at least part of the virtual image V of the image is less than the predetermined brightness, in the area (4) at least part of the virtual image V of the image is visible at a predetermined brightness or more in the area, and outside the area the virtual image V of the image is visible. (5) when the
虚像表示領域VSは、HUD装置20の内部で生成された画像が、虚像Vとして結像する平面、曲面、又は一部曲面の領域であり、結像面とも呼ばれる。虚像表示領域VSは、HUD装置20の後述する表示器50の表示面(例えば、液晶光変調素子の出射面)52が虚像として結像される位置であり、すなわち、虚像表示領域VSは、HUD装置20の後述する表示面52に対応している(言い換えると、虚像表示領域VSは、後述する表示器50の表示面52と、共役関係となる。)。そして、虚像表示領域VSで視認される虚像Vは、HUD装置20の後述する表示面52に表示される画像に対応している、と言える。虚像表示領域VS自体は、実際に観察者の目に視認されない、又は視認されにくい程度に視認性が低いことが好ましい。
The virtual image display area VS is a planar, curved, or partially curved area on which an image generated inside the
虚像表示領域VSには、車両1の左右方向(X軸方向)を軸とした水平方向(XZ平面)とのなす角度(図1のチルト角θt)と、アイボックス200の中心205と虚像表示領域VSの上端VS1とを結ぶ線分と、アイボックス中心205と虚像表示領域VSの下端VS2とを結ぶ線分とのなす角度を虚像表示領域VSの縦画角として、この縦画角の二等分線と水平方向(XZ平面)とのなす角度(図1の縦配置角θv)と、が設定される。縦配置角θvは、典型的には、水平方向(XZ平面)より下向きに設定され、例えば、+2[degree]である(ここでは、縦配置角θvの正方向は、前記縦画角の二等分線が、アイボックス200の中心205から下向きとなる俯角であり、縦配置角θvの負方向は、前記縦画角の二等分線が、アイボックス200の中心205から上向きとなる仰角であるとも言える。)。
In the virtual image display area VS, an angle (tilt angle θt in FIG. 1) formed between the lateral direction (X-axis direction) of the
また、本実施形態の虚像表示領域VSは、前方(Z軸正方向)を向いた際に概ね正対するように、概ね90[degree]のチルト角θtを有する。但し、チルト角θtは、これに限定されるものではなく、40≦θt<90[degree]の範囲で設定され得る。この場合、例えば、チルト角θtは、60[degree]に設定され、虚像表示領域VSは、観察者から見て上側の領域が下側の領域より遠方になるように配置されてもよい。 In addition, the virtual image display area VS of the present embodiment has a tilt angle θt of approximately 90 [degrees] so that the virtual image display area VS faces approximately forward (positive direction of the Z axis). However, the tilt angle θt is not limited to this, and can be set within a range of 40≦θt<90 [degree]. In this case, for example, the tilt angle θt may be set to 60 [degrees], and the virtual image display area VS may be arranged so that the upper area is farther from the lower area as viewed from the observer.
図2は、本実施形態のHUD装置20の構成を示す図である。HUD装置20は、画像を表示する表示面52を有する表示器50と、リレー光学系(集光学系)40及び、これら表示器50とリレー光学系40を収納し、表示器50からの表示光Kを内部から外部に向けて出射可能な光出射窓21を有する筐体22、を有する。なお、後述する本実施形態の表示器50は、2D表示器であるが、3D表示器であってもよい。すなわち、HUD装置20は、アイボックス200に配置された前記アイポイント(左右の目)に対応した視差画像を表示することで、虚像表示領域VSを基準に立体画像の虚像を観察者に知覚させてもよい。なお、3D表示器は、両眼視差方式の3D表示器でなくてもよく、例えば、ライトフィールドディスプレイなどであってもよい。また、リレー光学系40の一部は、省略され得る。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the
図2の表示器50は、光変調素子51と、指向性光源ユニット60と、から構成される。表示面52は、光変調素子51の観察者側の表面であり、画像の表示光Kを出射する。表示面52の中心からリレー光学系40及び被投影部2を介してアイボックス200(アイボックス200の中心205)へ向かう表示光Kの光軸Kpに対する、表示面52の角度の設定により、虚像表示領域VSの角度(チルト角θtを含む。)が設定され得る。また、後述する指向性光源ユニット60が、照明光の向きを変えることにより、アイボックス200内で虚像Vを視認できる(視認しやすい)位置を変化させることができる。
The
リレー光学系40は、表示器50から出射された表示光K(表示器50からアイボックス200へ向かう光。)の光路上に配置され、表示器50からの表示光KをHUD装置20の外側のフロントウインドシールド2に投影する1つ又はそれ以上の光学部材で構成される。図2のリレー光学系40は、1つの凹状の第1ミラー41と、1つの平面の第2ミラー42と、を含む。
The relay
第1ミラー41は、例えば、正の光学的パワーを有する自由曲面形状である。換言すると、第1ミラー41は、領域毎に光学的パワーが異なる曲面形状であってもよく、すなわち、表示光Kが通る領域(光路)に応じて表示光Kに付加される光学的パワーが異なってもよい。具体的には、表示面52の各領域からアイボックス200へ向かう第1表示光K1、第2表示光K2、第3表示光K3(図2参照)とで、リレー光学系40によって付加される光学的パワーが異なってもよい。
The
なお、第2ミラー42は、例えば、平面ミラーであるが、これに限定されるものではなく、光学的パワーを有する曲面であってもよい。すなわち、リレー光学系40は、複数のミラー(例えば、本実施形態の第1ミラー41、第2ミラー42。)を合成することで、表示光Kが通る領域(光路)に応じて付加される光学的パワーを異ならせてもよい。なお、第2ミラー42は、省略されてもよい。すなわち、表示器50から出射される表示光Kは、第1ミラー41により被投影部(フロントウインドシールド)2に反射されてもよい。
The
また、本実施形態では、リレー光学系40は、2つのミラーを含んでいたが、これに限定されるものではなく、1つ又はそれ以上の、レンズなどの屈折光学部材、ホログラムなどの回折光学部材、反射光学部材、又はこれらの組み合わせを、追加又は代替的に含んでいてもよい。
Also, in the present embodiment, the relay
また、本実施形態のリレー光学系40は、この曲面形状(光学的パワーの一例。)により、虚像表示領域VSまでの距離を設定する機能、及び表示面52に表示された画像を拡大した虚像を生成する機能、を有するが、これに加えて、フロントウインドシールド2の湾曲形状により生じ得る虚像の歪みを抑制する(補正する)機能、を有していてもよい。
In addition, the relay
また、リレー光学系40は、表示制御装置30により制御される図示しない単数又は複数のアクチュエータが取り付けられ、回転可能(及び/又は移動可能)であってもよい。
Also, the relay
光変調素子51は、例えば、透過性表示パネルであるLCDであり、指向性光源ユニット60から照明光を入射し、空間光変調した表示光Kをリレー光学系40(第2ミラー42)へ向けて出射する。光変調素子51は、例えば、観察者から見た虚像Vの上下方向(Y軸方向)に対応する画素が配列される方向が短辺であり、これと直交する観察者から見た虚像Vの左右方向(X軸方向)に対応する画素が配列される方向が長辺である矩形状である(典型的には)。観察者は、光変調素子51の透過光(光変調素子51の種類によっては反射光、回折光なども考えられる。)を、虚像光学系90を介して視認する。虚像光学系90は、図2で示すリレー光学系40とフロントウインドシールド2(これに含まれる非正反射素子3)とを合わせたものである。なお、光変調素子51(表示器50)は、LCoSやDMDを用いた反射型表示パネルであってもよい。
The
(第1の実施形態)
図3を参照する。図3は、視点追従スポットライティング制御を実施する機能を備えたHUD装置20(第1の実施形態の指向性光源ユニット60)の主要な構成の一例を示す図である。図3に示されるHUD装置20(指向性光源ユニット60)では、アイボックス200は、観察者(車両1の運転者)が車両1の前方を向いた場合の左右方向(X軸方向)に5個に分割され、上下方向(Y軸方向)に5個に分割されたn個(本実施形態では、25個。)の部分視域E(図4AにおけるE(1,1)~E(5,5))に分割されている。HUD装置20(指向性光源ユニット60)は、運転者(ユーザー)の目位置が検出された部分視域E毎に、発光パターン(後述のスポットライティングエリアSP)を異ならせて、運転者(ユーザー)の目位置が検出された部分視域Eに向けて表示光Kを局所的に向ける視点追従スポットライティング制御が実施される。
(First embodiment)
Please refer to FIG. FIG. 3 is a diagram showing an example of the main configuration of the HUD device 20 (the directional
後述する表示制御装置30は、後述する目位置検出部411から観察者の目位置を検出し、その観察者の目位置、及びその周辺でのみ明るい画像(虚像V)が視認されるように指向性光源ユニット60を制御する。これらについては、後で詳述する。
The
第1の実施形態の指向性光源ユニット(光源素子)60は、光源70、走査デバイス(スキャナ)75、第1のフィールドレンズ(照明光学系)76、第2のフィールドレンズ(照明光学系)77、及び光拡散光学系80から構成される。走査デバイス75は、光源70から出射されるレーザー光を、光拡散光学系80のm個(m>n)の部分領域D(本実施形態の部分領域Dは、D(1,11)~D(11,11)までの121個。)上を走査可能であり、表示制御装置30が、目位置検出部411で検出した目位置が存在する部分視域Eに対応する部分領域D(発光領域DM)に強いレーザー光を照射するように、光源70を制御することで、観察者に画像(虚像V)を視認させる。発光領域DMは、部分領域Dのうち、所定の光強度の照明光を光変調素子51に向けて出射する部分領域Dである。
A directional light source unit (light source element) 60 of the first embodiment includes a
光源70は、例えば、異なる3色(例えばR,G,B)をそれぞれ出射可能な複数のレーザーダイオードなどであり、複数のレーザービームをダイクロイックミラーなどで混色(例えば、白色)し、1つの照明用レーザービーム74として走査デバイス75に向ける。光源70は、後述する表示制御装置30からの制御のもと、照明用レーザービーム74の強度を調整可能である(消灯も含む)。さらに具体的には、光源70は、後述する表示制御装置30からの制御のもと、後述する走査デバイス75の走査位置に合わせて、照明用レーザービーム74の強度を時分割的に調整可能である(消灯も含む)。
The
走査デバイス(スキャナ)75は、光源70から出射された照明用レーザービーム74を2次元的に偏向する素子であり、例えば、ポリゴンビラー、ガルバノミラー、MEMS(Micro Electro Mechanical System)、技術を用いたMEMSミラー装置)などの光走査装置である。走査デバイス75は、互いに直交する2軸を用いて揺動しうるように構成された微小なミラーである。走査デバイス75は、例えば、主走査方向で高速で走査し、かつ主走査方向と直交する副走査方向で低速で走査する。
A scanning device (scanner) 75 is an element that two-dimensionally deflects the
第1のフィールドレンズ76は、走査デバイス75と光拡散光学系80との間の走査デバイス75が走査する照明用レーザービーム74の光路上に配置されている。第1のフィールドレンズ76は、受光した照明用レーザービーム74を、第1のフィールドレンズ76の光軸に平行な方向に平行化させる機能を持つ。なお、第1のフィールドレンズ76は、必須の構成部品ではないため、省略しても良い。ただし、第1のフィールドレンズ76を設けることにより、光拡散光学系80の各発光領域DMから出射された照明用レーザービーム74が変調された表示光Kを、アイボックス200の各部分視域Eに精度よく向かわせることができる。なお、第1のフィールドレンズ76は、屈折光学系であるが、走査デバイス75と光拡散光学系80との間の照明用レーザービーム74の光路上には、追加又は代替的に、1つ又は複数の他の屈折光学系、反射光学系、回折光学系を設けても良い。
The
第2のフィールドレンズ(集光学系)77は、光拡散光学系80と光変調素子51との間の各部分領域D(発光領域DM)により拡散された照明用レーザービーム74の光路上に配置されており、異なる(発光領域DM)から出射された照明光が光変調素子51により変調された表示光K毎に、アイボックス200内の異なる領域に向けて集光させる集光学系として機能する。本実施形態の第2のフィールドレンズ77は、1つ又は複数のフィールドレンズから構成され、光拡散光学系80の各部分領域D(発光領域DM)により拡散された照明用レーザービーム74が光変調素子51の全面を透過照明するように設計された前段光学部材(バックライト光学部材)である。また、第2のフィールドレンズ77は、光変調素子51から出射される表示光Kが虚像光学系90(リレー光学系40及びフロントウインドシールド2から構成されるHUD光学部材)を経てアイボックス200内の任意の位置にある部分視域Eに届くように設計されている。異なる部分領域D(発光領域DM)から出射された照明光が光変調素子51により変調された表示光K毎に、アイボックス200内の異なる部分視域Eに向けて集光させる集光学系は、フィールドレンズに代えて(又は加えて)、この他の1つ又は複数の屈折光学系、反射光学系、回折光学系、など様々な光学系を含んでいても良い。なお、表示光Kは、光変調素子51からアイボックス200に到達するまでに、リレー光学系40や被投影部2を通過する。この際、表示光Kは、リレー光学系40や被投影部2により少なからず偏向されてからアイボックス200内の異なる領域に向けて集光する。したがって、広義的には、集光学系は、第2のフィールドレンズ(集光学系)77に加えて、リレー光学系40や被投影部2を含むとも言える。また、集光学系は、第2のフィールドレンズ(集光学系)77が省略され、リレー光学系40や被投影部2で構成され得る。
A second field lens (collecting optical system) 77 is arranged on the optical path of the
拡散板78は、光変調素子51と第2のフィールドレンズ77との間の照明用レーザービーム74の光路上に配置されている。拡散板78は、受光した照明用レーザービーム74光を拡散させて光変調素子51に出射する。これにより、アイボックス200の各部分視域Eで視認される発光領域DMから出射された照明用レーザービーム74により生成される表示光Kにおける輝度ムラを低減できる。拡散板78は、光を拡散させる機能がある光学部材であれば良く、例えばその表面がビーズ部材や微細な凹凸構造、粗面で構成される。また、ドットシートや透過性の乳白色のシートでも良い。
A
まず、光拡散光学系80として、レンズアレイ81を用いる例を説明する。本実施形態のレンズアレイ81は、m個の部分領域Dに分かれており、各部分領域Dには、曲率を有する微小なレンズが形成される。各部分領域Dに照明用レーザービーム74が入射されると、微小レンズによって屈折された照明用レーザービーム74が拡散光となって放射される。より詳細には、光源70からレンズアレイ81(光拡散光学系80)のm個のいずれかの部分領域Dに入射された照明用レーザービーム74は、微小レンズで屈折されて、第2のフィールドレンズ77、拡散板78、を透過した後に、光変調素子51の全面(ここでいう「全面」は、画像を表示可能な全領域、及び画像を表示するのに使用される一部の領域(使用領域の全面)も含む。)に照射され、光変調された表示光Kが虚像光学系90を通過した後に、目位置700が存在する部分領域Dを少なくとも含むアイボックス200の所定の領域に照射される。
First, an example using a lens array 81 as the light diffusion
次に、光拡散光学系80として、ホログラム記録媒体82を用いる例を説明する。本実施形態のホログラム記録媒体82は、m個の部分領域Dに分かれており、各部分領域Dには、干渉縞が形成される。各部分領域Dに照明用レーザービーム74が入射されると、干渉縞によって回折された照明用レーザービーム74が拡散光となって放射される。より詳細には、光源70からホログラム記録媒体82(光拡散光学系80)のm個のいずれかの部分領域Dに入射された照明用レーザービーム74は、干渉縞で回折されて、第2のフィールドレンズ77、拡散板78、を透過した後に、光変調素子51の全面に照射され、光変調された表示光Kが虚像光学系90を通過した後に、所定の部分領域Dに対応するアイボックス200の所定の領域に照射される。なお、光拡散光学系80は、フレネルレンズであってもよい。
Next, an example using a hologram recording medium 82 as the light diffusion
図4Cは、走査デバイス(スキャナ)75が、光拡散光学系80を走査する様子を示す図である。この図4Cでは、第1のフィールドレンズ76は省略してある。光拡散光学系80は、アイボックス200の部分視域Eが水平方向に並ぶ第1の方向(X軸)に対応する第3の方向(α軸)と、部分視域Eが鉛直方向に並ぶ第2の方向(Y軸)に対応する第4の方向(β軸)と、を有する。走査デバイス75は、第3の方向(α軸)に沿って主走査を行いながら、第4の方向(β軸)に沿って副走査を行う。図4Cの例では、走査デバイス75は、主走査の往路と復路とで、異なる部分領域Dを通り、表示制御装置30の制御により所定の部分領域Dに照明用レーザービーム74を照射するようになっている。具体的には、走査デバイス75は、往路として、部分領域D(11,1)からD(1,1)まで高速で走査しながら表示制御装置30が選択する所定の部分領域D(発光領域DM)に照明用レーザービーム74を照射し、表示制御装置30が選択しない部分領域Dには照明用レーザービーム74を照射せず、その後、復路として、部分領域D(1,2)からD(11,2)まで走査しながら表示制御装置30が選択する所定の部分領域D(発光領域DM)に照明用レーザービーム74を照射する。しかし、走査デバイス(スキャナ)75が光拡散光学系80上を走査する態様は、これに限定されない。
FIG. 4C is a diagram showing how the scanning device (scanner) 75 scans the light diffusion
他の例の走査デバイス75は、往路のみ(代替えとして、復路のみ)で照明用レーザービーム74が照射されてもよい。具体的には、走査デバイス75は、往路として、部分領域D(11,1)からD(1,1)まで走査しながら表示制御装置30が選択する所定の部分領域D(発光領域DM)に照明用レーザービーム74を照射した後、照明用レーザービーム74を照射することなく、部分領域D(11,2)まで走査し、再び往路として、部分領域D(11,2)からD(2,2)まで走査しながら表示制御装置30が選択する所定の部分領域D(発光領域DM)に照明用レーザービーム74を照射してもよい。
Another
他の例の走査デバイス75は、往路と復路で同じ部分領域Dに照明用レーザービーム74を照射してもよい具体的には、走査デバイス75は、往路として、部分領域D(11,1)からD(1,1)まで走査しながら表示制御装置30が選択する所定の部分領域D(発光領域DM)に照明用レーザービーム74を照射した後、復路として、再び部分領域D(1,1)からD(11,1)まで走査しながら表示制御装置30が選択する所定の部分領域D(発光領域DM)に照明用レーザービーム74を照射する。なお、往路と復路とで照明用レーザービーム74が照射される部分領域D内での位置は異なる。すなわち、照明用レーザービーム74は、往路では、所定の部分領域Dのうち上側(βの負方向)の位置に照射され、復路では、所定の部分領域Dのうち下側(βの正方向)の位置に照射されるようにしてもよい。
The
図4Aは、アイボックス内を仮想的に区切った部分視域の態様と、観察者の目位置に対応して複数の部分視域に表示光が向けられる態様を説明する図である。ここで、観察者の右目700Rは、部分視域E(2,3)で検出され、左目700Lは、部分視域E(4,3)で検出されたとする。右目用表示光Kが向けられる部分視域E(以下では、右目用スポットライティングエリアSPRとも呼ぶ。)は、部分視域E(2,3)を中心として、上側の部分視域E(2,2)の上部、下側の部分視域E(2,4)の下部、右側の部分視域E(1,3)の右部、左側の部分視域E(3,3)の左部、左上の部分視域E(3,2)の左上部、左下の部分視域E(3,4)の左下部、右下の部分視域E(1,4)の右下部、及び右上の部分視域E(1,2)の右上部の9つの部分視域Eに跨る横長の楕円状の領域である。また、同様に、 左目用表示光Kが向けられる部分視域E(以下では、左目用スポットライティングエリアSPLとも呼ぶ。)は、部分視域E(4,3)を中心として、上側の部分視域E(4,2)の上部、下側の部分視域E(4,4)の下部、右側の部分視域E(3,3)の右部、左側の部分視域E(5,3)の左部、左上の部分視域E(5,2)の左上部、左下の部分視域E(5,4)の左下部、右下の部分視域E(3,4)の右下部、及び右上の部分視域E44(3,2)の右上部の9つの部分視域Eに跨る横長の楕円状の領域である。
FIG. 4A is a diagram for explaining a mode of partial viewing zones in which the inside of the eyebox is virtually divided, and a mode in which display light is directed to a plurality of partial viewing zones corresponding to the positions of the eyes of the observer. Here, it is assumed that the
図4Bは、アイボックス200の部分視域Eの態様と、指向性光源ユニット60の各部分領域Dから出射された照明光に基づく表示光Kが集光される位置との関係を概略的に示す図である。なお、図4Bでは、各部分領域Dから出射された照明光に基づく表示光Kが集光される位置を、点(中抜きの丸)で描いているが、各部分領域Dから出射された照明光に基づく表示光Kの主光線が向かう位置を示したものであり、点(中抜きの丸)を中心にした周囲にも表示光Kは照射される。図4Bの例では、指向性光源ユニット60は、1つの部分視域E内に異なる9箇所に照射され得るように部分領域Dを配置する。具体的には、部分視域Eの中心に1箇所、部分視域Eの4隅に4箇所、部分視域Eの4隅それぞれの中点に4箇所の合計9箇所である。図4Bに示す一態様において、表示制御装置30は、目位置700が存在する部分視域E内の異なる9箇所全てに表示光Kが照射されるように指向性光源ユニット60を制御する。発光領域DMは、目位置700が存在する部分視域Eの中心に集光する表示光Kの元となる照明光を出射する主部分領域DAと、主部分領域DAよりも目位置700が存在する部分視域Eの中心から離れた位置に集光する表示光Kの元となる照明光を出射する副部分領域DBと、を含む。すなわち、左目位置700Lが部分視域E(4,3)に存在する場合、主部分領域DAは、部分領域D(8,6)であり、副部分領域DBは、部分領域D(7,5),D(8,5),D(9,5),D(7,6),D(9,6),D(7,7),D(8,7),及びD(9,7)である。一方、右目位置700Rが部分視域E(2,3)に存在する場合、主部分領域DAは、部分領域D(4,6)であり、副部分領域DBは、部分領域D(3,5),D(4,5),D(5,5),D(3,6),D(5,6),D(3,7),D(4,7),及びD(5,7)である。
FIG. 4B schematically shows the relationship between the aspect of the partial viewing area E of the
図4Cは、図4AのスポットライティングエリアSPに表示光Kを向けるために、光拡散光学系80の発光領域DMに照明用レーザービーム74が照射される様子を示す図である。表示制御装置30は、走査デバイス75がm個の部分領域Dのうち所定の光強度の照明光を出射させる発光領域DMを走査するタイミングに合わせて光源70を駆動する。これにより、図4Aに示すように、光拡散光学系80の発光領域DMに対応する上述のアイボックス200のスポットライティングエリアSP(右目用スポットライティングエリアSPR、左目用スポットライティングエリアSPL)に光変調素子51の表示光Kが向けられる。なお、上述の右目用スポットライティングエリアSPRと対応する発光領域DMを右目用発光領域DMR、上述の左目用スポットライティングエリアSPLと対応する発光領域DMを左目用発光領域DML、とする。したがって、右目用発光領域DMRから出射された照明光が光変調素子51で変調された表示光Kは、右目用スポットライティングエリアSPRに照射され、かつ左目用発光領域DMLから出射された照明光が光変調素子51で変調された表示光Kは、左目用スポットライティングエリアSPLに照射される。また、表示制御装置30は、右目用発光領域DMRや左目用発光領域DML以外の部分領域Dには、照明用レーザービーム74を照射しない、又は非常に低い光強度の照明用レーザービーム74を照射する。これにより、観察者の目位置が存在する視域Eに効率よく表示光Kを照射し、消費電力を低く抑えることができる。
FIG. 4C is a diagram showing how the
図5Aは、スポットライティングエリアSPに表示光Kが配光された際の光量(輝度)の分布の例を示す図である。表示制御装置30は、目位置700が部分視域E(2,3)にあると推定される場合、部分視域E(2,3)に対応付けられた所定のスポットライティングエリアSPになるように、光拡散光学系80の発光領域DM(部分領域D(3,5)、D(4,5)、D(5,5)、D(3,6)、D(4,6)、D(5,6)、D(3,7)、D(4,7)、D(5,7))に照明用レーザービーム74が照射されるように、走査デバイス75が発光領域DMを走査するタイミングに合わせて光源70を駆動する。これにより、図4Aに示すように、光拡散光学系80の発光領域DMに対応するアイボックス200の所定のスポットライティングエリアSPに光変調素子51の表示光Kが向けられる。図5Aにおける符号Ld1(Ld)は、アイボックス200の左右方向(X軸方向)の光量分布を示す(後述する図5B、図5Cも同様)。光量分布Ld1は、発光領域DM(部分領域D(3,5)、D(4,5)、D(5,5)、D(3,6)、D(4,6)、D(5,6)、D(3,7)、D(4,7)、D(5,7)から出射される照明光に基づく表示光の光が合波されたものであり、スポットライティングエリアSPの境界内において、所定閾値Lth(例えば、スポットライティングエリアSPでの最大の光量(輝度)に対して50%)以上の光量が確保されている。また、光量分布Ldは、部分視域EのスポットライティングエリアSPの境界の外側にも光量がはみ出して広がり、光の強度は、急峻に低下せず、徐々に(勾配をもって)低下する。よって、視点が、境界の外側に移動したときでも、表示(虚像)が薄くなって消えることになり、唐突に消えることがない。これによって違和感、不安感が抑制(低減)される。
FIG. 5A is a diagram showing an example of the light amount (luminance) distribution when the display light K is distributed in the spot lighting area SP. When the
本実施形態では、部分視域E(2,3)の中心から離れた位置に集光する表示光Kの元となる照明光を出射する副部分領域DBを有する。特に、図5A、図5B、及び図5Cに示す態様では、副部分領域DBは、表示光Kが、全て部分視域E(2,3)の境界に集光されるように、配置されているため、表示光Kが向けられている部分視域Eの近傍(又は外側に)に目が移動した場合でも、副部分領域DBによる比較的輝度の高い画像(虚像V)を視認させることができる。図5Bは、図5Aの状態の後、目位置700が部分視域E(2,3)からE(3,3)に移動した場合を示す。システムレイテンシーが生じて、部分視域E(2,3)からE(3,3)に移動した瞬間にスポットライティングエリアSPが切り替わらないまま(部分視域E(2,3)に対応したスポットライティングエリアSPのまま)であっても、部分視域E(2,3)の中心から離れた位置に集光する表示光Kの元となる照明光を出射する副部分領域DBからの光によって、比較的輝度の高い表示光Kを視認させることができる。図5Cは、図5Bの状態の後、スポットライティングエリアSPが、以前の部分視域E(2,3)に対応するものから新しい部分視域E(3,3)に対応するものに切り替わった様子を示す図である。
In this embodiment, there is a sub-partial area DB that emits the illumination light that is the source of the display light K condensed at a position away from the center of the partial viewing area E(2,3). In particular, in the embodiments shown in FIGS. 5A, 5B, and 5C, the sub-regions DB are arranged such that the display light K is all condensed on the boundary of the sub-viewing region E(2,3). Therefore, even when the eye moves to the vicinity of (or to the outside of) the partial viewing area E to which the display light K is directed, the image (virtual image V) with relatively high luminance due to the sub-partial area DB can be visually recognized. can. FIG. 5B shows a case where the
また、他の好ましい例では、スポットライティングエリアSP内においては、所定の輝度レベルとなるように均一(略均一を含む)な光の照射がなされるようにする。具体的には、光量分布Ldがトップハット形状となるように、発光領域DMの配置、出射する光強度の調整、及び/又は集光学系の全体又は部分的な光学的な調整が行われる。これにより、照明される部分視域E内では、目位置が移動しても画像(虚像V)の輝度を略均一に視認させることができる。但し、本実施形態において、光量分布Ldは、ガウシアン分布であってもよい。 In another preferred example, the spot lighting area SP is illuminated with uniform (including substantially uniform) light so as to have a predetermined luminance level. Specifically, the arrangement of the light emitting region DM, the adjustment of the emitted light intensity, and/or the whole or partial optical adjustment of the condensing system are performed so that the light amount distribution Ld has a top hat shape. As a result, within the illuminated partial viewing area E, the brightness of the image (virtual image V) can be visually recognized substantially uniformly even if the eye position moves. However, in this embodiment, the light quantity distribution Ld may be a Gaussian distribution.
いくつかの実施形態では、表示制御装置30(プロセッサ33)は、副部分領域DBの発光強度を、主部分領域DAの発光強度の0.7倍より高く、1.0倍より低くしてもよい。これによれば、副部分領域DBの発光強度が比較的強いため、目位置700が部分視域Eの境界付近になった場合でも、副部分領域DBからの光によって、比較的輝度の高い表示光Kを視認させることができる。
In some embodiments, the display control device 30 (processor 33) sets the emission intensity of the secondary partial area DB to be higher than 0.7 times and lower than 1.0 times the emission intensity of the main partial area DA. good. According to this, since the luminous intensity of the sub-partial area DB is relatively strong, even when the
また、いくつかの実施形態では、表示制御装置30(プロセッサ33)は、前記副部分領域(DB)の発光強度を、前記主部分領域(DA)の発光強度より高くしてもよい。これによれば、副部分領域DBの発光強度が比較的強いため、目位置700が部分視域Eの境界付近になった場合でも、副部分領域DBからの光によって、比較的輝度の高い表示光Kを視認させることができる。
Further, in some embodiments, the display control device 30 (processor 33) may make the light emission intensity of the sub-regions (DB) higher than the light emission intensity of the main partial regions (DA). According to this, since the luminous intensity of the sub-partial area DB is relatively strong, even when the
図6は、いくつかの実施形態に係る、車両用表示システム10のブロック図である。表示制御装置30は、1つ又は複数のI/Oインタフェース31、1つ又は複数のプロセッサ33、1つ又は複数の画像処理回路35、及び1つ又は複数のメモリ37を備える。図6に記載される様々な機能ブロックは、ハードウェア、ソフトウェア、又はこれら両方の組み合わせで構成されてもよい。図6は、1つの実施形態に過ぎず、図示された構成要素は、より数の少ない構成要素に組み合わされてもよく、又は追加の構成要素があってもよい。例えば、画像処理回路35(例えば、グラフィック処理ユニット)が、1つ又は複数のプロセッサ33に含まれてもよい。
FIG. 6 is a block diagram of a
図示するように、プロセッサ33及び画像処理回路35は、メモリ37と動作可能に連結される。より具体的には、プロセッサ33及び画像処理回路35は、メモリ37に記憶されているプログラムを実行することで、例えば、指向性光源ユニット60の制御(指向性光源ユニット60の前記制御は、例えば、光源70が出射する照明用レーザービーム74(照明光)の制御、又は後述する光源アレイ80Aの制御などを含む。)、画像データの生成及び/又は送信するなど、車両用表示システム10(HUD装置20、光変調素子51、指向性光源ユニット60)の操作を行うことができる。プロセッサ33及び/又は画像処理回路35は、少なくとも1つの汎用マイクロプロセッサ(例えば、中央処理装置(CPU))、少なくとも1つの特定用途向け集積回路(ASIC)、少なくとも1つのフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。メモリ37は、ハードディスクのような任意のタイプの磁気媒体、CD及びDVDのような任意のタイプの光学媒体、揮発性メモリのような任意のタイプの半導体メモリ、及び不揮発性メモリを含む。揮発性メモリは、DRAM及びSRAMを含み、不揮発性メモリは、ROM及びNVRAMを含んでもよい。
As shown,
図示するように、プロセッサ33は、I/Oインタフェース31と動作可能に連結されている。I/Oインタフェース31は、例えば、車両に設けられた後述の車両ECU401、又は他の電子機器(後述する符号403~419)と、CAN(Controller Area Network)の規格に応じて通信(CAN通信とも称する)を行う。なお、I/Oインタフェース31が採用する通信規格は、CANに限定されず、例えば、CANFD(CAN with Flexible Data Rate)、LIN(Local Interconnect Network)、Ethernet(登録商標)、MOST(Media Oriented Systems Transport:MOSTは登録商標)、UART、もしくはUSBなどの有線通信インタフェース、又は、例えば、Bluetooth(登録商標)ネットワークなどのパーソナルエリアネットワーク(PAN)、802.11x Wi-Fi(登録商標)ネットワークなどのローカルエリアネットワーク(LAN)等の数十メートル内の近距離無線通信インタフェースである車内通信(内部通信)インタフェースを含む。また、I/Oインタフェース31は、無線ワイドエリアネットワーク(WWAN0、IEEE802.16-2004(WiMAX:Worldwide Interoperability for Microwave Access))、IEEE802.16eベース(Mobile WiMAX)、4G、4G-LTE、LTE Advanced、5Gなどのセルラー通信規格により広域通信網(例えば、インターネット通信網)などの車外通信(外部通信)インタフェースを含んでいてもよい。
As shown,
図示するように、プロセッサ33は、I/Oインタフェース31と相互動作可能に連結されることで、車両用表示システム10(I/Oインタフェース31)に接続される種々の他の電子機器等と情報を授受可能となる。I/Oインタフェース31には、例えば、車両ECU401、道路情報データベース403、自車位置検出部405、車外センサ407、操作検出部409、目位置検出部(視線方向検出部)411、IMU413、明るさセンサ415、携帯情報端末417、及び外部通信機器419などが動作可能に連結される。なお、I/Oインタフェース31は、車両用表示システム10に接続される他の電子機器等から受信する情報を加工(変換、演算、解析)する機能を含んでいてもよい。
As shown, the
光変調素子51は、例えば、液晶ディスプレイ(LCD)であり、プロセッサ33及び画像処理回路35に動作可能に連結される。したがって、光変調素子51によって表示される画像は、プロセッサ33及び/又は画像処理回路35から受信された画像データに基づいてもよい。プロセッサ33及び画像処理回路35は、I/Oインタフェース31から取得される情報に基づき、光変調素子51が表示する画像を制御する。
Light modulating
車両ECU401は、車両1に設けられたセンサやスイッチから、車両1の状態(例えば、起動スイッチ(例えば、アクセサリスイッチ:ACCやイグニッションスイッチ:IGN)のON/OFF状態(第1の起動情報の一例。)、走行距離、車速、アクセルペダル開度、ブレーキペダル開度、エンジンスロットル開度、インジェクター燃料噴射量、エンジン回転数、モータ回転数、ステアリング操舵角、シフトポジション、ドライブモード、ヘッドライトの点灯・消灯や照射範囲を含むヘッドライトに関する情報(調光参照情報の一例。)、各種警告状態、姿勢(ロール角、及び/又はピッチング角を含む)、車両の振動(振動の大きさ、頻度、及び/又は周波数を含む))などを取得し、車両1の前記状態を収集、及び管理(制御も含んでもよい。)するものであり、機能の一部として、車両1の前記状態の数値(例えば、車両1の車速。)を示す信号を、表示制御装置30のプロセッサ33へ出力することができる。なお、車両ECU401は、単にセンサ等で検出した数値(例えば、ピッチング角が前傾方向に3[degree]。)をプロセッサ33へ送信することに加え、又はこれに代わり、センサで検出した数値を含む車両1の1つ又は複数の状態に基づく判定結果(例えば、車両1が予め定められた前傾状態の条件を満たしていること。)、若しくは/及び解析結果(例えば、ブレーキペダル開度の情報と組み合わせされて、ブレーキにより車両が前傾状態になったこと。)を、プロセッサ33へ送信してもよい。例えば、車両ECU401は、車両1が車両ECU401のメモリ(不図示)に予め記憶された所定の条件を満たすような判定結果を示す信号を表示制御装置30へ出力してもよい。なお、I/Oインタフェース31は、車両ECU401を介さずに、車両1に設けられた車両1に設けられたセンサやスイッチから、上述したような情報を取得してもよい。
The
また、車両ECU401は、車両用表示システム10が表示する画像を指示する指示信号を表示制御装置30へ出力してもよく、この際、光変調素子51に表示させる画像の座標、サイズ、色、階調、種類、表示態様、画像の報知必要度、報知必要度を判定する元となる必要度関連情報、及び/又は虚像の輝度を調整する信号(調光信号の一例。)を、前記指示信号に付加して送信してもよい。
In addition, the
道路情報データベース403は、車両1に設けられた図示しないナビゲーション装置、又は車両1と車外通信インタフェース(I/Oインタフェース31)を介して接続される外部サーバー、に含まれ、後述する自車位置検出部405から取得される車両1の位置に基づき、車両1の周辺の情報(車両1の周辺の実オブジェクト関連情報)である車両1が走行する道路情報(車線,白線,停止線,横断歩道,道路の幅員,車線数,交差点,カーブ,分岐路,交通規制など)、トンネルの入口・出口などを含み得るトンネルに関する情報(調光参照情報の一例。)、地物情報(建物、橋、河川など)の、有無、位置(車両1までの距離を含む)、方向、形状、種類、詳細情報などを読み出し、プロセッサ33に送信してもよい。また、道路情報データベース403は、出発地から目的地までの適切な経路(ナビゲーション情報)を算出し、当該ナビゲーション情報を示す信号、又は経路を示す画像データをプロセッサ33へ出力してもよい。
The
自車位置検出部405は、車両1に設けられたGNSS(全地球航法衛星システム)等であり、現在の車両1の位置、方位を検出し、検出結果を示す信号を、プロセッサ33を介して、又は直接、道路情報データベース403、後述する携帯情報端末417、及び/もしくは外部通信機器419へ出力する。道路情報データベース403、後述する携帯情報端末417、及び/又は外部通信機器419は、自車位置検出部405から車両1の位置情報を連続的、断続的、又は所定のイベント毎に取得することで、車両1の周辺の情報を選択・生成して、プロセッサ33へ出力してもよい。
The vehicle
車外センサ407は、車両1の周辺(前方、側方、及び後方)に存在する実オブジェクトを検出する。車外センサ407が検知する実オブジェクトは、例えば、障害物(歩行者、自転車、自動二輪車、他車両など)、後述する走行レーンの路面、区画線、路側物、及び/又は地物(建物など)などを含んでいてもよい。車外センサとしては、例えば、ミリ波レーダ、超音波レーダ、レーザレーダ等のレーダセンサ、カメラ、又はこれらの組み合わせからなる検出ユニットと、当該1つ又は複数の検出ユニットからの検出データを処理する(データフュージョンする)処理装置と、から構成される。これらレーダセンサやカメラセンサによる物体検知については従来の周知の手法を適用する。これらのセンサによる物体検知によって、三次元空間内での実オブジェクトの有無、実オブジェクトが存在する場合には、その実オブジェクトの位置(車両1からの相対的な距離、車両1の進行方向を前後方向とした場合の左右方向の位置、上下方向の位置等)、大きさ(横方向(左右方向)、高さ方向(上下方向)等の大きさ)、移動方向(横方向(左右方向)、奥行き方向(前後方向))、移動速度(横方向(左右方向)、奥行き方向(前後方向))、及び/又は種類等を検出してもよい。1つ又は複数の車外センサ407は、各センサの検知周期毎に、車両1の前方の実オブジェクトを検知して、実オブジェクト情報の一例である実オブジェクト情報(実オブジェクトの有無、実オブジェクトが存在する場合には実オブジェクト毎の位置、大きさ、及び/又は種類等の情報)をプロセッサ33に出力することができる。なお、これら実オブジェクト情報は、他の機器(例えば、車両ECU401)を経由してプロセッサ33に送信されてもよい。また、夜間等の周辺が暗いときでも実オブジェクトが検知できるように、センサとしてカメラを利用する場合には赤外線カメラや近赤外線カメラが望ましい。また、センサとしてカメラを利用する場合、視差で距離等も取得できるステレオカメラが望ましい。
The
操作検出部409は、例えば、車両1のCID(Center Information Display)、インストルメントパネルなどに設けられたハードウェアスイッチ、又は画像とタッチセンサなどとを兼ね合わされたソフトウェアスイッチなどであり、車両1の乗員(運転席の着座するユーザ、及び/又は助手席に着座するユーザ)による操作に基づく操作情報を、プロセッサ33へ出力する。例えば、操作検出部409は、ユーザの操作により、虚像表示領域VSを移動させる操作に基づく表示領域設定情報、アイボックス200を移動させる操作に基づくアイボックス設定情報、虚像の明るさを変更する操作に基づく画像明るさ設定情報(調光信号の一例。)、観察者の目位置700を設定する操作に基づく情報などを、プロセッサ33へ出力する。なお、HUD装置20は、操作検出部409の操作によりオン/オフが切り替えられてもよい。すなわち、操作検出部409は、HUD装置20をオン/オフする信号(第1の起動情報の一例。)を、プロセッサ33へ出力し得る。
The
目位置検出部411は、車両1の運転席に着座する観察者の目位置700を検出する赤外線カメラなどのカメラを含み、撮像した画像を、プロセッサ33に出力してもよい。プロセッサ33は、目位置検出部411から撮像画像(目位置700を推定可能な情報の一例。)を取得し、この撮像画像を、パターンマッチングなどの手法で解析することで、観察者の目位置700の座標を検出し、検出した目位置700の座標を示す信号を、プロセッサ33へ出力してもよい。
The eye
また、目位置検出部411は、カメラの撮像画像を解析した解析結果(例えば、観察者の目位置700が、予め設定された複数の表示パラメータ600(後述する。)が対応する空間的な領域のどこに属しているかを示す信号。)を、プロセッサ33に出力してもよい。なお、車両1の観察者の目位置700、又は観察者の目位置700を推定可能な情報を取得する方法は、これらに限定されるものではなく、既知の目位置検出(推定)技術を用いて取得されてもよい。
Further, the eye
また、目位置検出部411は、観察者の目位置700の移動速度、及び/又は移動方向を検出し、観察者の目位置700の移動速度、及び/又は移動方向を示す信号を、プロセッサ33に出力してもよい。
Further, the eye
また、目位置検出部411は、(10)観察者の目位置700がアイボックス200外にあることを示す信号、(20)観察者の目位置700がアイボックス200外にあると推定される信号、(30)観察者の目位置700がアイボックス200外になると予測される信号、(40)観察者の目位置700が検出できないことを示す信号、(50)観察者の目位置700の検出精度が低下していると推定される信号、を検出した場合、所定の条件を満たしたと判定し、当該状態を示す信号を、プロセッサ33に出力してもよい。また、目位置検出部411は、(60)目位置検出部411が正常な動作を開始したこと(起動動作を完了したこと)を示す信号(目位置検出部の起動情報(第2の起動情報)の一例。)、又は逆に(70)目位置検出部411が正常な動作を開始していないこと(起動していないこと)を示す信号(目位置検出部の起動情報(第2の起動情報)の一例。)を、プロセッサ33に出力してもよい。
Further, the eye
(20)観察者の目位置700がアイボックス200外にあると推定される信号は、例えば、(21)観察者の目位置700が検出できないことを示す信号、(22)観察者の目位置700の移動が検出された後、観察者の目位置700が検出できないことを示す信号、及び/又は(23)観察者の目位置700R、700Lのいずれかがアイボックス200の境界200Aの近傍(前記近傍は、例えば、境界200Aから所定の座標以内であることを含む。)にあることを示す信号、などを含む。
(20) The signal that the observer's
(30)観察者の目位置700がアイボックス200外になると予測される信号は、例えば、(31)新たに検出した目位置700が、過去に検出した目位置700に対して、メモリ37に予め記憶された目位置移動距離閾値以上であること(所定の単位時間内における目位置の移動が規定範囲より大きいこと。)を示す信号、(32)目位置の移動速度が、メモリ37に予め記憶された目位置移動速度閾値以上であることを示す信号、などを含む。
(30) A signal that predicts that the observer's
(40)観察者の目位置700が検出できないことを示す信号は、例えば、(41)観察者の目位置700が検出できないことを示す信号、(42)観察者の目位置700の移動が検出された後、観察者の目位置700が検出できないことを示す信号、及び/又は(43)観察者の目位置700R、700Lのいずれかが検出できないことを示す信号、などを含む。
(40) The signal indicating that the observer's
(50)観察者の目位置700の検出精度が低下していると推定される信号は、例えば、(51)新たに検出した目位置700が、過去に検出した目位置700に対して、メモリ37に予め記憶された目位置移動距離閾値以上であること(所定の単位時間内における目位置の移動が規定範囲より大きいこと。)を示す信号、(52)目位置の移動速度が、メモリ37に予め記憶された目位置移動速度閾値以上であることを示す信号、及び/又は(53)観察者の目位置700R、700Lのいずれかが検出できないことを示す信号、などを含む。
(50) A signal that is estimated to indicate that the detection accuracy of the observer's
また、目位置検出部411は、視線方向検出部411としての機能を有していても良い。視線方向検出部411は、車両1の運転席に着座する観察者の顔を撮像する赤外線カメラ、又は可視光カメラを含み、撮像した画像を、プロセッサ33に出力してもよい。プロセッサ33は、視線方向検出部411から撮像画像(視線方向を推定可能な情報の一例。)を取得し、この撮像画像を解析することで観察者の視線方向(及び/又は前記注視位置)を特定することができる。なお、視線方向検出部411は、カメラからの撮像画像を解析し、解析結果である観察者の視線方向(及び/又は前記注視位置)を示す信号をプロセッサ33に出力してもよい。なお、車両1の観察者の視線方向を推定可能な情報を取得する方法は、これらに限定されるものではなく、EOG(Electro-oculogram)法、角膜反射法、強膜反射法、プルキンエ像検出法、サーチコイル法、赤外線眼底カメラ法などの他の既知の視線方向検出(推定)技術を用いて取得されてもよい。
Also, the eye
IMU413は、慣性加速に基づいて、車両1の位置、向き、及びこれらの変化(変化速度、変化加速度)を検知するように構成された1つ又は複数のセンサ(例えば、加速度計及びジャイロスコープ)の組み合わせを含むことができる。IMU413は、検出した値(前記検出した値は、車両1の位置、向き、及びこれらの変化(変化速度、変化加速度)を示す信号などを含む。)、検出した値を解析した結果を、プロセッサ33に出力してもよい。前記解析した結果は、前記検出した値が、所定の条件を満たしたか否かの判定結果を示す信号などであり、例えば、車両1の位置又は向きの変化(変化速度、変化加速度)に関する値から、車両1の挙動(振動)が少ないことを示す信号であってもよい。
The
明るさセンサ415は、車両1の車室の前方に存在する前景の所定範囲の照度又は輝度を外界明るさ(調光参照情報の一例。)、又は車室内の照度又は輝度を車内明るさ(調光参照情報の一例。)として検知する。明るさセンサ415は、例えばフォトトランジスタ若しくはフォトダイオード等であり、図1に示す車両1のインストルメントパネル、ルームミラー又はHUD装置20等に搭載される。
The
携帯情報端末417は、スマートフォン、ノートパソコン、スマートウォッチ、又は観察者(又は車両1の他の乗員)が携帯可能なその他の情報機器である。I/Oインタフェース31は、携帯情報端末417とペアリングすることで、携帯情報端末417と通信を行うことが可能であり、携帯情報端末417(又は携帯情報端末を通じたサーバ)に記録されたデータを取得する。携帯情報端末417は、例えば、上述の道路情報データベース403及び自車位置検出部405と同様の機能を有し、前記道路情報(実オブジェクト関連情報の一例。調光参照情報の一例。)を取得し、プロセッサ33に送信してもよい。また、携帯情報端末417は、車両1の近傍の商業施設に関連するコマーシャル情報(実オブジェクト関連情報の一例。)を取得し、プロセッサ33に送信してもよい。なお、携帯情報端末417は、携帯情報端末417の所持者(例えば、観察者)のスケジュール情報、携帯情報端末417での着信情報、メールの受信情報などをプロセッサ33に送信し、プロセッサ33及び画像処理回路35は、これらに関する画像データを生成及び/又は送信してもよい。
The personal
外部通信機器419は、車両1と情報のやりとりをする通信機器であり、例えば、車両1と車車間通信(V2V:Vehicle To Vehicle)により接続される他車両、歩車間通信(V2P:Vehicle To Pedestrian)により接続される歩行者(歩行者が携帯する携帯情報端末)、路車間通信(V2I:Vehicle To roadside Infrastructure)により接続されるネットワーク通信機器であり、広義には、車両1との通信(V2X:Vehicle To Everything)により接続される全てのものを含む。外部通信機器419は、例えば、歩行者、自転車、自動二輪車、他車両(先行車等)、路面、区画線、路側物、及び/又は地物(建物など)の位置を取得し、プロセッサ33へ出力してもよい。また、外部通信機器419は、上述の自車位置検出部405と同様の機能を有し、車両1の位置情報を取得し、プロセッサ33に送信してもよく、さらに上述の道路情報データベース403の機能も有し、前記道路情報(実オブジェクト関連情報の一例。調光参照情報の一例。)を取得し、プロセッサ33に送信してもよい。なお、外部通信機器419から取得される情報は、上述のものに限定されない。
The
メモリ37に記憶されたソフトウェア構成要素は、目位置検出モジュール502、目位置推定モジュール504、目位置予測モジュール506、目位置状態判定モジュール508、起動判定モジュール510、解除条件判定モジュール512、スポットライティングエリア設定モジュール514、表示パラメータ設定モジュール516、グラフィックモジュール518、光源駆動モジュール520、アクチュエータ駆動モジュール522、及び調光値設定モジュール524、などを含む。
The software components stored in the memory 37 are an eye
図7A、図7B、図7C、及び図7Dは、いくつかの実施形態に従って、HUD装置20等の起動状態に基づき、スポットライティングエリアを設定する動作を実行する方法S100を示すフロー図である。方法S100は、ディスプレイを含むHUD装置20と、このHUD装置20を制御する表示制御装置30と、において実行される。以下に示す方法S100のいくつかの動作は任意選択的に組み合わされ、いくつかの動作の手順は任意選択的に変更され、いくつかの動作は任意選択的に省略される。
FIGS. 7A, 7B, 7C, and 7D are flow diagrams illustrating a method S100 of performing operations to set spot lighting areas based on an activation state, such as
まず、図7Aを参照する。図6の起動判定モジュール510は、車両1、HUD装置20、表示制御装置30、及び目位置検出部411のうち少なくとも1つの起動状態を示す起動情報を取得し、前記起動情報に基づき、HUD装置20や目位置検出部411が起動状態であるか否かを判定する(ステップS110)。ステップS110については、図7B及び図7Cを参照して、後で詳述する。なお、ここで、「起動状態」とは、電力が供給されたり、スタートスイッチがオンされたりすることなどにより、車両用表示システム10全体、HUD装置20、又は目位置検出部411のいずれかが動作を開始してから、車両用表示システム10が通常の動作を開始するまでの状態であり、すなわち、車両用表示システム10が、観察者の目位置700に応じて、スポットライティングエリアSPを正常に設定可能になるまでの状態である。
First, refer to FIG. 7A. The
(ステップS140)
次に、図6のスポットライティングエリア設定モジュール514は、ステップS110の判定に基づき、スポットライティングエリアSPを設定する。
(Step S140)
Next, the spotlighting area setting module 514 in FIG. 6 sets the spotlighting area SP based on the determination in step S110.
(ステップS150)
ステップS140において、スポットライティングエリア設定モジュール514は、ステップS110で起動状態ではないと判定された場合、スポットライティングエリアSPを、第1のスポットライティングエリアSP1に設定する。ステップS150では、スポットライティングエリア設定モジュール514は、後述する目位置検出モジュール502で検出された目位置700、目位置推定モジュール504で推定された目位置700、及び/又は目位置予測モジュール506で予測された目位置700に合わせて(目位置700を少なくとも含むように)、後述する第2のスポットライティングエリアSP2より狭い領域(第1のスポットライティングエリアSP1)に設定する。
(Step S150)
In step S140, the spotlighting area setting module 514 sets the spotlighting area SP to the first spotlighting area SP1 when it is determined in step S110 that the spotlighting area setting module 514 is not in the activated state. In step S150, the spot lighting area setting module 514 detects the
(起動時発光処理(ステップS160))
一方、ステップS140において、スポットライティングエリア設定モジュール514は、ステップS110で起動状態であると判定された場合、スポットライティングエリアSPを、第1のスポットライティングエリアSP1より広い第2のスポットライティングエリアSP2に設定する(起動時発光処理(ステップS160))。起動時発光処理(ステップS160)では、スポットライティングエリア設定モジュール514は、後述する目位置検出モジュール502で検出された目位置700、目位置推定モジュール504で推定された目位置700、及び/又は目位置予測モジュール506で予測された目位置700に基づかず、スポットライティングエリアSPを、メモリ37に予め記憶された第2のスポットライティングエリアSP2に設定する。ここで、第2のスポットライティングエリアSP2は、アイボックス200の全域であってもよい。これにより、目位置700がアイボックス200内にあれば、HUD装置20、表示制御装置30、及び目位置検出部411のうち少なくとも1つが起動したばかりで、これらの動作が不安定な状態でも観察者に虚像Vを視認させることができる。また、表示光Kが目位置700に向けられていないという事態を低減することができる。
(Light emission process at startup (step S160))
On the other hand, in step S140, the spotlighting area setting module 514 changes the spotlighting area SP to the second spotlighting area SP2, which is wider than the first spotlighting area SP1, when it is determined in step S110 that the spotlighting area setting module 514 is in the activated state. Set (light emission process at startup (step S160)). In the startup light emission process (step S160), the spot lighting area setting module 514 detects the
また、いくつかの実施形態において、起動時発光処理(ステップS160)における第2のスポットライティングエリアSP2は、アイボックス200の一部であってもよい。ステップS160における第2のスポットライティングエリアSP2は、アイボックス200の中心を含む1つの正方形、車両1の左右方向に長い長方形、車両1の左右方向に長い楕円であってもよい。また、第1のスポットライティングエリアSP1が右目用スポットライティングエリアSPR、左目用スポットライティングエリアSPLのように複数個(この場合、2個)である場合、ステップS160における第2のスポットライティングエリアSP2も、複数個であってもよく、この場合、メモリ37に予め記憶された所定の2箇所の部分視域Eに表示光Kが向くように、第2のスポットライティングエリアSP2(第1のスポットライティングエリアSP1である右目用スポットライティングエリアSPRよりも広い右目用スポットライティングエリアSPR、第1のスポットライティングエリアSP1である左目用スポットライティングエリアSPLよりも広い左目用スポットライティングエリアSPL)を設定してもよい。なお、メモリ37に予め記憶された所定の2箇所の部分視域Eは、例えば、アイボックス200の中心を対称中心として平均瞳孔間距離64[mm]だけ離れた2点を中心とした領域であってもよい(但し、これに限定されない)。
Also, in some embodiments, the second spot lighting area SP2 in the start-up lighting process (step S160) may be part of the
なお、起動時発光処理(ステップS160)では、図6の解除条件判定モジュール512が前記起動時発光処理の解除条件を満たすか否かを判定し、スポットライティングエリア設定モジュール514は、前記解除条件が満たされたと判定された場合、スポットライティングエリアSPを、第2のスポットライティングエリアSP2より狭くする(スポットエリア縮小処理(ステップS170))。スポットエリア縮小処理(ステップS170)については、図7Dを参照して、後で詳述する。
In the light emission process at startup (step S160), the cancellation
(ステップS120)
次に、図7Bを参照する。図6の起動判定モジュール510は、車両1、HUD装置20、表示制御装置30のうち少なくとも1つの起動状態を示す第1の起動情報(前記起動情報の一例。)を取得し、前記第1の起動情報に基づき、起動状態であるか否かを判定する(ステップS120)。
(Step S120)
Reference is now made to FIG. 7B. The
ステップS120において、起動判定モジュール510は、例えば、車両ECU401などから車両1の起動状態(例えば、起動スイッチ(例えば、アクセサリスイッチ:ACCやイグニッションスイッチ:IGN)のON/OFF状態を示す信号(第1の起動情報の一例。)を検出し、車両1の起動を検出した場合、HUD装置20が起動状態であると判定してもよい(ステップS121)。
In step S120, the
また、ステップS120において、起動判定モジュール510は、例えば、操作検出部409から、HUD装置20をオン/オフする信号(第1の起動情報の一例。)を検出し、HUD装置20をオンする信号を検出した場合、HUD装置20が起動状態であると判定してもよい(ステップS123)。
Further, in step S120, the
また、ステップS120において、起動判定モジュール510は、例えば、HUD装置20に電圧検出回路(不図示)(又は電流検出回路(不図示))を設け、前記電圧検出回路(又は前記電流検出回路)からHUD装置20への電力供給の有無を示す信号(第1の起動情報の一例。)を検出し、HUD装置20への電力供給がされたことを示す信号を検出した場合、HUD装置20が起動状態であると判定してもよい(ステップS125)。
Further, in step S120, the
また、ステップS120において、起動判定モジュール510は、例えば、表示制御装置30(プロセッサ33)に電圧検出回路(不図示)(又は電流検出回路(不図示))を設け、前記電圧検出回路(又は前記電流検出回路)から表示制御装置30(プロセッサ33)への電力供給の有無を示す信号(第1の起動情報の一例。)を検出し、表示制御装置30(プロセッサ33)へ電力供給がされたことを示す信号を検出した場合、HUD装置20が起動状態であると判定してもよい(ステップS127)。
Further, in step S120, the
なお、HUD装置20が起動状態であるか否かの判定は、上記に限定されるものではなく、公知のあらゆる手段を用いてもよい。
It should be noted that determination of whether or not the
(ステップS130)
次に、図7Cを参照する。図6の起動判定モジュール510は、目位置検出部411の起動状態を示す第2の起動情報(前記起動情報の一例。)を取得し、前記第2の起動情報に基づき、目位置検出部411が起動状態であるか否かを判定する(ステップS130)。
(Step S130)
Reference is now made to FIG. 7C.
ステップS130において、起動判定モジュール510は、例えば、目位置検出部411から、目位置検出部411が正常な動作を開始したこと(起動動作を完了したこと)を示す信号(目位置検出部の起動情報(第2の起動情報)の一例。)を検出可能であり、目位置検出部411から、目位置検出部411が正常な動作を開始したこと(起動動作を完了したこと)を示す信号(目位置検出部の起動情報(第2の起動情報)の一例。)を検出していない場合、目位置検出部411が起動状態であると判定してもよい(ステップS131)。
In step S130, the
また、ステップS130において、起動判定モジュール510は、例えば、目位置検出部411から、目位置検出部411が起動動作中であることを示す信号(目位置検出部の起動情報(第2の起動情報)の一例。)を定期的に(又は不定期的に)検出可能であり、目位置検出部411が起動動作中であることを示す信号(目位置検出部の起動情報(第2の起動情報)の一例。)を定期的に(又は不定期的に)検出した場合、目位置検出部411が起動状態であると判定してもよい(ステップS133)。
Further, in step S130, the
また、ステップS130において、起動判定モジュール510は、例えば、目位置検出部411から、目位置検出部411の起動が完了していないことを示す信号(目位置検出部の起動情報(第2の起動情報)の一例。)を定期的に(又は不定期的に)検出可能であり、目位置検出部411の起動が完了していないことを示す信号(目位置検出部の起動情報(第2の起動情報)の一例。)を定期的に(又は不定期的に)検出した場合、目位置検出部411が起動状態であると判定してもよい(ステップS135)。
Further, in step S130, the
また、ステップS130において、起動判定モジュール510は、例えば、目位置検出部411から、目位置検出部411の起動が完了していないことを示す信号(目位置検出部の起動情報(第2の起動情報)の一例。)を定期的に(又は不定期的に)検出可能であり、目位置検出部411の起動が完了していないことを示す信号(目位置検出部の起動情報(第2の起動情報)の一例。)を定期的に(又は不定期的に)検出した場合、目位置検出部411が起動状態であると判定してもよい(ステップS135)。
Further, in step S130, the
また、ステップS130において、起動判定モジュール510は、ステップS120でHUD装置20(表示制御装置30)が起動状態と判定された後、例えば、目位置検出モジュール502からの目位置情報(又は目位置推定モジュール504からの目位置を推定可能な情報、目位置予測モジュール506からの目位置を予測可能な情報)を所定の回数(1回又は所定の複数回)検出していない場合、目位置検出部411が起動状態であると判定してもよい(ステップS137)。
In addition, in step S130, after the HUD device 20 (display control device 30) is determined to be in the activated state in step S120, the
なお、目位置検出部411が起動状態であるか否かの判定は、上記に限定されるものではなく、公知のあらゆる手段を用いてもよい。
The determination as to whether or not the eye
(スポットエリア縮小処理(ステップS170))
次に、図7Dを参照する。図6の解除条件判定モジュール512は、起動時発光処理S160の解除条件を満たすか否かを判定し、前記解除条件を満たした場合、スポットライティングエリアSPを、第2のスポットライティングエリアSP2から通常の第1のスポットライティングエリアSP1に縮小する。
(Spot area reduction process (step S170))
Reference is now made to FIG. 7D. The cancellation
ステップS170において、図6の解除条件判定モジュール512は、ステップS110で起動状態であると判定されたからメモリ37に予め記憶された所定時間経過が経過した場合、前記解除条件が成立したと判定してもよい(ステップS180の一例。)。
In step S170, the canceling
また、ステップS170において、図6の解除条件判定モジュール512は、表示制御装置30(プロセッサ33)が起動シーケンスを完了したことを検出可能であり、ステップS110で起動状態であると判定された後、表示制御装置30(プロセッサ33)が起動シーケンスを完了したことを検出した場合、前記解除条件が成立したと判定してもよい(ステップS180の一例。)。 6 can detect that the display control device 30 (processor 33) has completed the activation sequence in step S170. When the display control device 30 (processor 33) detects that the activation sequence has been completed, it may be determined that the cancellation condition is met (an example of step S180).
また、ステップS170において、図6の解除条件判定モジュール512は、例えば、目位置検出部411から、目位置検出部411が正常な動作を開始したこと(起動動作を完了したこと)を示す信号(解除情報の一例。)を検出可能であり、目位置検出部411から、目位置検出部411が正常な動作を開始したこと(起動動作を完了したこと)を示す信号(解除情報の一例。)を検出した場合、前記解除条件が成立したと判定してもよい(ステップS180の一例。)。
Further, in step S170, the cancellation
また、ステップS170において、図6の解除条件判定モジュール512は、例えば、目位置検出部411から、目位置検出部411が起動動作中であることを示す信号(解除情報の一例。)を定期的に(又は不定期的に)検出可能であり、目位置検出部411が起動動作中であることを示す信号(解除情報の一例。)を定期的に(又は不定期的に)検出しなくなった場合、前記解除条件が成立したと判定してもよい(ステップS180の一例。)。
Further, in step S170, the release
また、ステップS170において、図6の解除条件判定モジュール512は、例えば、目位置検出部411から、目位置検出部411の起動が完了していないことを示す信号(前記解除情報の一例。)を定期的に(又は不定期的に)検出可能であり、目位置検出部411の起動が完了していないことを示す信号(前記解除情報の一例。)を定期的に(又は不定期的に)検出しなくなった場合、前記解除条件が成立したと判定してもよい(ステップS180の一例。)。
Further, in step S170, the cancellation
また、ステップS170において、図6の解除条件判定モジュール512は、例えば、目位置検出部411から、目位置検出部411の起動が完了していないことを示す信号(前記解除情報の一例。)を定期的に(又は不定期的に)検出可能であり、目位置検出部411の起動が完了していないことを示す信号(前記解除情報の一例。)を定期的に(又は不定期的に)検出しなくなった場合、前記解除条件が成立したと判定してもよい(ステップS180の一例。)。
Further, in step S170, the cancellation
また、ステップS170において、図6の解除条件判定モジュール512は、ステップS120でHUD装置20(表示制御装置30)が起動状態と判定された後、例えば、目位置検出モジュール502からの目位置情報(又は目位置推定モジュール504からの目位置を推定可能な情報、目位置予測モジュール506からの目位置を予測可能な情報)を所定の回数(1回又は所定の複数回)検出した場合、前記解除条件が成立したと判定してもよい(ステップS180の一例。)。
Further, in step S170, the cancellation
(スポットエリア縮小処理(ステップS190))
ステップS170において、スポットライティングエリア設定モジュール514は、ステップS180で前記解除条件が満たされたと判定された場合、スポットライティングエリアSPを、第2のスポットライティングエリアSP2から、第2のスポットライティングエリアSP2よりも狭い第1のスポットライティングエリアSP1に設定する。スポットエリア縮小処理(ステップS190)では、スポットライティングエリア設定モジュール514は、後述する目位置検出モジュール502で検出された目位置700、目位置推定モジュール504で推定された目位置700、及び/又は目位置予測モジュール506で予測された目位置700に合わせて(目位置700を少なくとも含むように)、第2のスポットライティングエリアSP2より狭い領域(第1のスポットライティングエリアSP1)に設定する。これにより、目位置700以外のアイボックス200領域に、向かう表示光Kを低減することができ、消費電力を抑制することができる。また、目位置700に向けられていない表示光Kによる迷光が生じる事態を低減することができる。
(Spot area reduction process (step S190))
In step S170, the spotlighting area setting module 514 moves the spotlighting area SP from the second spotlighting area SP2 to is set to the narrow first spot lighting area SP1. In the spot area reduction process (step S190), the spot lighting area setting module 514 uses the
(第1のスポットエリア縮小処理(ステップS191))
ステップS170において、スポットライティングエリア設定モジュール514は、ステップS180で前記解除条件が満たされたと判定された場合、スポットライティングエリアSPを、第2のスポットライティングエリアSP2から第1のスポットライティングエリアSP1へ瞬時に切り替えてもよい。
(First spot area reduction process (step S191))
In step S170, the spotlighting area setting module 514 instantaneously changes the spotlighting area SP from the second spotlighting area SP2 to the first spotlighting area SP1 if it is determined in step S180 that the cancellation condition is satisfied. You can switch to
(第2のスポットエリア縮小処理(ステップS192))
また、ステップS170において、スポットライティングエリア設定モジュール514は、ステップS180で前記解除条件が満たされたと判定された場合、スポットライティングエリアSPを、第2のスポットライティングエリアSP2から徐々に縮小しながら、後述する目位置検出モジュール502で検出された目位置700、目位置推定モジュール504で推定された目位置700、及び/又は目位置予測モジュール506で予測された目位置700に合った第1のスポットライティングエリアSP1へ切り替えてもよい。
(Second Spot Area Reduction Processing (Step S192))
In addition, in step S170, if it is determined in step S180 that the cancellation condition is satisfied, the spot lighting area setting module 514 gradually reduces the spot lighting area SP from the second spot lighting area SP2. eye
図6の目位置検出モジュール502は、目位置検出部411を介して、観察者の目位置700を検出する(目位置700を示す情報を取得する)。目位置検出モジュール502は、観察者の目位置700を示す座標(X,Y軸方向の位置であり、目位置700を示す信号の一例である。)を検出すること、観察者の目の高さを示す座標(Y軸方向の位置であり、目位置700を示す信号の一例である。)を検出すること、観察者の目の高さ及び奥行方向の位置を示す座標(Y及びZ軸方向の位置であり、目位置700を示す信号の一例である。)を検出すること、及び/又は観察者の目位置700を示す座標(X,Y,Z軸方向の位置であり、目位置700を示す信号の一例である。)を検出すること、に関係する様々な動作を実行するための様々なソフトウェア構成要素を含む。上記目位置700を示す情報は、目位置検出部の起動情報(第2の起動情報)の一例である。
The eye
なお、目位置検出モジュール502が検出する目位置700は、右目と左目のそれぞれの位置700R,700L、右目位置700R及び左目位置700Lのうち予め定められた一方の位置、右目位置700R及び左目位置700Lのうち検出可能な(検出しやすい)いずれか一方の位置、又は右目位置700Rと左目位置700Lとから算出される位置(例えば、右目位置と左目位置との中点)、などを含む。例えば、目位置検出モジュール502は、目位置700を、表示設定を更新するタイミングの直前に目位置検出部411から取得した観測位置に基づき決定する。
Note that the
また、目位置検出部411は、目位置検出部411から取得する観察者の目の検出タイミングの異なる複数の観測位置に基づき、観察者の目位置700の移動方向、及び/又は移動速度を検出し、観察者の目位置700の移動方向、及び/又は移動速度を示す信号を、プロセッサ33に出力してもよい。
Further, the eye
目位置推定モジュール504は、目位置を推定可能な情報を取得する。目位置を推定可能な情報は、例えば、目位置検出部411から取得した撮像画像、車両1の運転席の位置、観察者の顔の位置、座高の高さ、又は複数の観察者の目の観測位置などである。目位置推定モジュール504は、目位置を推定可能な情報から、車両1の観察者の目位置700を推定する。目位置推定モジュール504は、目位置検出部411から取得した撮像画像、車両1の運転席の位置、観察者の顔の位置、座高の高さ、又は複数の観察者の目の観測位置などから、観察者の目位置700を推定すること、など観察者の目位置700を推定することに関係する様々な動作を実行するための様々なソフトウェア構成要素を含む。すなわち、目位置推定モジュール504は、目の位置を推定可能な情報から観察者の目位置700を推定するためのテーブルデータ、演算式、などを含み得る。上記目位置を推定可能な情報は、目位置検出部の起動情報(第2の起動情報)の一例である。
The eye
目位置推定モジュール504は、目位置700の推定位置を、スポットライティングエリアを更新するタイミングの直前に目位置検出部411から取得した目の観測位置と、1つ又は複数の過去に取得した目の観測位置とに基づき、例えば、加重平均などの手法により、算出してもよい。
The eye
目位置予測モジュール506は、観察者の目位置700を予測可能な情報を取得する。観察者の目位置700を予測可能な情報は、例えば、目位置検出部411から取得した最新の観測位置、又は1つ又はそれ以上の過去に取得した観測位置などである。目位置予測モジュール506は、観察者の目位置700を予測可能な情報に基づいて、目位置700を予測することに関係する様々な動作を実行するための様々なソフトウェア構成要素を含む。具体的に、例えば、目位置予測モジュール506は、新たな表示設定が適用された画像が観察者に視認されるタイミングの、観察者の目位置700を予測する。目位置予測モジュール506は、例えば、最小二乗法や、カルマンフィルタ、α-βフィルタ、又はパーティクルフィルタなどの予測アルゴリズムを用いて、過去の1つ又はそれ以上の観測位置を用いて、次回の値を予測するようにしてもよい。上記観察者の目位置700を予測可能な情報は、目位置検出部の起動情報(第2の起動情報)の一例である。
The eye
スポットライティングエリア設定モジュール514は、取得した目位置700を示す情報(上記目位置を推定可能な情報、又は上記観察者の目位置700を予測可能な情報)に基づいて、表示光Kを向ける領域(スポットライティングエリアSP)を制御する。スポットライティングエリア設定モジュール514は、観察者の左目位置700Lが存在する部分視域Eとその周辺の部分視域Eの一部又は全部とを含む領域を左目用スポットライティングエリアSPLに設定し、観察者の右目位置700Rが存在する部分視域Eとそれと隣接する部分視域Eの一部又は全部とを含む領域を右目用スポットライティングエリアSPRに設定する。具体的には、スポットライティングエリア設定モジュール514は、図4Bに示すように、観察者の右目700Rが存在する部分視域E(2,3)と周辺の部分視域E(1,2)、E(2,2)、E(2,3)、E1,3)、E(3,3)、E(1,4)、E(2,4)、及びE(2,5)の一部を含む右目用スポットライティングエリアSPRと、観察者の左目700Lが存在する部分視域E(4,3)と周辺の部分視域E(3,2)、E(4,2)、E(5,2)、E3,3)、E(5,3)、E(3,4)、E(4,4)、及びE(5,4)の一部を含む右目用スポットライティングエリアSPRと、に表示光Kが向かうように指向性光源ユニット60制御する。この場合、スポットライティングエリア設定モジュール514は、観察者の右目700Rが存在する部分視域E(2,3)の中心に表示光Kを向ける主部分領域DA(D(4,6))と、右目700Rが存在する部分視域E(2,3)内の中心ではない領域に表示光Kを向ける副部分領域DB(D(3,5),D(4,5),D(5,5),D(3,6),D(5,6),D(3,7),D(4,7),及びD(5,7))と、を所定の光強度以上で発光させ、観察者の左目700Lが存在する部分視域E(4,3)の中心に表示光Kを向ける主部分領域DA(D(8,6))と、左目700Lが存在する部分視域E(2,3)内の中心ではない領域に表示光Kを向ける副部分領域DB(D(7,5),D(8,5),D(9,5),D(7,6),D(9,6),D(7,7),D(8,7),及びD(9,7))と、を所定の光強度以上で発光させる。そして、スポットライティングエリア設定モジュール514は、これら右目用発光領域DMR(右目用の主部分領域DA+副部分領域DB)、左目用発光領域DML(左目用の主部分領域DA+副部分領域DB)以外の部分領域Dには、照明用レーザービーム74を照射しない(又は光強度が非常に低い照明用レーザービーム74を照射する)。
The spot lighting area setting module 514 selects an area to which the display light K is directed based on the acquired information indicating the eye position 700 (the information with which the eye position can be estimated or the information with which the
また、スポットライティングエリア設定モジュール514は、観察者の左目位置700Lが存在する部分視域Eと観察者の右目位置700Rが存在する部分視域Eとを含む連なった1つの両眼向けスポットライティングエリアSPCに設定してもよい。具体的には、スポットライティングエリア設定モジュール514は、図8Aに示すように、観察者の右目700Rが存在する部分視域E(2,3)、左目700Lが存在する部分視域E(4,3)、及びこれらの周辺の部分視域E(1,2)、E(2,2)、E(3,2)、E(4,2)、E(5,2)、E(1,3)、E(3,3)、E(3,5)、E(1,4)、E(2,4)、E(3,4)、E(4,4)、及びE(5,4)の一部を含む両眼向けスポットライティングエリアSPC、に表示光Kを向ける。この場合、スポットライティングエリア設定モジュール514は、観察者の右目700Rが存在する部分視域E(2,3)の中心に表示光Kを向ける主部分領域DA(D(4,6))、左目700Lが存在する部分視域E(4,3)の中心に表示光Kを向ける主部分領域DA(D(8,6))、主部分領域DA(D(4,6))と主部分領域DA(D(8,6))の周辺の副部分領域DB(D(5,4)~D(7,4)、D(2,5)~、D(9,5)、D(2,6)、D(3,6)、D(5,6)~D(7,6)、D(9,6)、D(2,7)~D(9,7)及び、D(5,8)~D(7,8))と、を所定の光強度以上で発光させる。そして、スポットライティングエリア設定モジュール514は、これら両眼向け発光領域DMC(右目用の主部分領域DA+右目用の主部分領域DA+副部分領域DB)以外の部分領域Dには、照明用レーザービーム74を照射しない(又は光強度が非常に低い照明用レーザービーム74を照射する)。
In addition, the spot lighting area setting module 514 creates a continuous binocular spot lighting area including a partial viewing area E in which the observer's
図9は、面状照明部SEにおける、第1の発光領域DM1(第1の左目用発光領域DML1、第1の右目用発光領域DMR1)及び、第2の発光領域DM2(第2の左目用発光領域DML2、第2の右目用発光領域DMR2)、の一態様を示す図である。発光領域DMの縦方向の長さを符号PV、横方向の長さを符号PHとすると、第1の発光領域DM1は、第2の発光領域DM2よりも縦方向の長さPVも横方向の長さPHも短くなる。また、第2の発光領域DM2は、第1の発光領域DM1とその周辺の発光領域DMを含む。このように、目位置700が前方(第1の位置701を基準とした第2の位置702)に配置される場合、光源素子60(後述する光源素子60A)の発光領域DMを広くすることで、光変調素子51の表示面52の全体(ここでの『全体』は、光変調素子51の表示可能領域の全域100%又は、表示可能領域において予め設定された表示領域(例えば全域の70%)も含む。)に表示され得る画像の虚像Vを所望の輝度(所望の輝度以上)で観察者に視認させることができる。なお、図9の例では、左目700L用の第1の左目用発光領域DML1(第2の左目用発光領域DML2)及び、右目700R用の第1の右目用発光領域DMR1((第2の右目用発光領域DMR2)を設けるものであったが、これに限定されない。他の例のスポットライティングエリア設定モジュール514は、車両1における前後方向の目位置(Z軸座標)に基づいて、いずれか一方の目に向けられた発光領域DMに対してのみ広さを変更してもよい。また、他の例のスポットライティングエリア設定モジュール514は、車両1における前後方向の目位置(Z軸座標)に基づいて、左目位置700Lが存在する部分視域Eと右目位置700Rが存在する部分視域Eとを含む連なった1つの両眼向けスポットライティングエリアSPCに向ける連なった1つの両眼向け発光領域DMCの広さを変更してもよい。
FIG. 9 shows a first light emitting region DM1 (first left eye light emitting region DML1, first right eye light emitting region DMR1) and a second light emitting region DM2 (second left eye light emitting region DMR1) in the planar illumination unit SE. FIG. 10 is a diagram showing one aspect of the light emitting region DML2 and the second right eye light emitting region DMR2). Assuming that the vertical length of the light-emitting region DM is PV and the horizontal length is PH, the first light-emitting region DM1 has a longer vertical length PV than the second light-emitting region DM2. The length PH is also shortened. Also, the second light-emitting region DM2 includes the first light-emitting region DM1 and the surrounding light-emitting region DM. In this way, when the
スポットライティングエリア設定モジュール514は、取得した車両1における前後方向の目位置(Z軸座標)に基づいて、面状照明部SEにおける発光領域DMにおける光量分布Ldを制御してもよい。
The spot lighting area setting module 514 may control the light amount distribution Ld in the light emitting area DM of the planar lighting unit SE based on the obtained eye position (Z-axis coordinate) in the front-rear direction of the
いくつかの実施形態では、スポットライティングエリア設定モジュール514は、副部分領域DBの発光強度を、主部分領域DAの発光強度の0.7倍より高くしてもよい。これによれば、副部分領域DBの発光強度が比較的強いため、目位置700が部分視域Eの境界付近になった場合でも、副部分領域DBからの光によって、比較的輝度の高い表示光Kを視認させることができる。
In some embodiments, the spot lighting area setting module 514 may set the emission intensity of the secondary partial area DB higher than 0.7 times the emission intensity of the main partial area DA. According to this, since the light emission intensity of the sub-partial area DB is relatively strong, even when the
また、いくつかの実施形態では、スポットライティングエリア設定モジュール514は、前記副部分領域(DB)の発光強度を、前記主部分領域(DA)の発光強度より高くしてもよい。これによれば、副部分領域DBの発光強度が比較的強いため、目位置700が部分視域Eの境界付近になった場合でも、副部分領域DBからの光によって、比較的輝度の高い表示光Kを視認させることができる。また、虚像表示領域VSの全体に表示され得る虚像Vの輝度の均斉度を向上させることができる。
Also, in some embodiments, the spot lighting area setting module 514 may make the emission intensity of the secondary partial area (DB) higher than the emission intensity of the main partial area (DA). According to this, since the light emission intensity of the sub-partial area DB is relatively strong, even when the
図6の表示パラメータ設定モジュール516は、目位置検出モジュール502で検出した目位置700、目位置推定モジュール504で推測した目位置700、又は目位置予測モジュール506で予測した目位置700が、予め定められた複数の部分視域Eのどこに属しているか判定し、目位置700に対応する表示パラメータ600を設定する。表示パラメータ設定モジュール516は、目位置700が示すX軸座標、Y軸座標、Z軸座標、又はこれらの組み合わせが、複数の空間的な領域(部分視域E)のどこに属するのかを判定し、目位置700が属する部分視域Eに対応する表示パラメータ600を設定することに関係する様々な動作を実行するための様々なソフトウェア構成要素を含む。すなわち、表示パラメータ設定モジュール516は、目位置700が示すX軸座標、Y軸座標、Z軸座標、又はこれらの組み合わせから、表示パラメータ600を特定するためのテーブルデータ、演算式、などを含み得る。
The display
表示パラメータ設定モジュール516は、部分視域E毎に対応する表示パラメータを適用してもよい。表示パラメータ設定モジュール516は、例えば、発光領域DMが時分割的に発光する場合、1つの発光領域DMが発光するタイミング毎に異なる表示パラメータ600に切り替えてもよい。図4Bの例では、発光領域DM(7,6)が発光するタイミングで発光領域DM(7,6)に対応する表示パラメータ600を光変調素子51に適用し、発光領域DM(8,6)が発光するタイミングで発光領域DM(8,6)に対応する表示パラメータ600を光変調素子51に適用してもよい。
The display
また、他の表示パラメータ設定モジュール516は、複数の発光領域DMで1つの共通の表示パラメータを適用してもよい。表示パラメータ設定モジュール516は、例えば、図4Bに示す右目用スポットライティングエリアSPRに表示光Kが向けるため、右目用発光領域DMR(部分領域D(8,6)、D(7,5)、D(8,5)、D(9,5)、D(7,6)、D(9,6)、D(7,7)、D(8,7)、D(9,7))を発光させるそれぞれのタイミングで共通の表示パラメータ600を光変調素子51に適用する。具体的には、表示パラメータ設定モジュール516は、スポットライティングエリアSPの中心に表示光Kを向かせる主部分領域DA(図4Bの例ではD(8,6))に対応する表示パラメータ600を、発光領域DM(部分領域D(8,6)、D(7,5)、D(8,5)、D(9,5)、D(7,6)、D(9,6)、D(7,7)、D(8,7)、D(9,7))を発光させるそれぞれのタイミングで、光変調素子51に適用してもよい。
Also, another display
いくつかの実施形態において、表示パラメータ設定モジュール516は、右目用発光領域DMRを発光させるタイミングと、左目用発光領域DMLを発光させるタイミングと、で表示パラメータ600を切り替えてもよい。ここで、表示パラメータ600が表示させる画像を異ならせるパラメータであるとすると、表示パラメータ設定モジュール516は、右目用発光領域DMRを発光させるタイミングで右目用画像を表示させ、左目用発光領域DMLを発光させるタイミングで左目用画像を表示させる、ことで左右の視差による立体画像(虚像)を観察者に知覚させることができる。
In some embodiments, the display
また、他の表示パラメータ設定モジュール516は、1つのスポットライティングエリアSPに2つ以上の表示パラメータを適用してもよい。この場合、表示パラメータ設定モジュール516は、予め複数の部分領域Dで共通の表示パラメータ600を設定しておく。例えば、図4Bの例で、部分領域D(7,5)、D(8,5)、及びD(9,5)が共通の第1の表示パラメータが設定され、部分領域D(7,6)、D(8,6)、及びD(9,6)が共通の第2の表示パラメータ(第1の表示パラメータとは異なる。)が設定され、かつ部分領域D(7,7)、D(8,7)、及びD(9,7)が共通の第3の表示パラメータ(第1、第2の表示パラメータとは異なる。)が設定されるとすると、表示パラメータ設定モジュール516は、部分領域D(7,5)、D(8,5)、及びD(9,5)がそれぞれ発光する際に、第1の表示パラメータを光変調素子51に適用し、部分領域D(7,6)、D(8,6)、及びD(9,6)がそれぞれ発光する際に、第2の表示パラメータを光変調素子51に適用、並びに部分領域D(7,7)、D(8,7)、及びD(9,7)がそれぞれ発光する際に、第3の表示パラメータを光変調素子51に適用する。
Also, another display
表示パラメータ600の種類は、(1)目位置700から見て、車両1の外側に位置する実オブジェクトと所定の位置関係になるような画像の配置(画像の配置を制御するために表示器50を制御するパラメータ、及び/又はアクチュエータを制御すパラメータ。)、(2)目位置700から見た虚像光学系90などにより生じ得る画像の歪みを軽減するために画像を事前に歪ませるためのパラメータ(表示器50上で表示される画像を事前に歪ませるために表示器50を制御するパラメータであり、ワーピングパラメータとも呼ばれる。)、(3)目位置から見て、所望の立体画像を視認させるためのパラメータ(表示器50を制御するパラメータ、表示器50の前記光源を制御するパラメータ、アクチュエータを制御するパラメータ、又はこれらの組み合わせを含むパラメータ。)、などを含む。ただし、表示パラメータ設定モジュール516が設定(選択)する表示パラメータ600は、観察者の目位置700に応じて変更されることが好ましいパラメータであればよく、表示パラメータ600の種類は、これらに限定されない。
The types of the display parameters 600 are as follows: (1) the arrangement of an image that has a predetermined positional relationship with a real object positioned outside the
表示パラメータ設定モジュール516は、1種類の表示パラメータにつき、目位置700に対応する1つ又は複数の表示パラメータ600を選定する。目位置700が、例えば、右目位置700R、及び左目位置700Lのそれぞれを含む場合、表示パラメータ設定モジュール516は、右目位置700Rに対応する表示パラメータ600と、左目位置700Lに対応する表示パラメータ600と、の2つを選定し得る。一方、目位置700が、例えば、右目位置700R及び左目位置700Lのうち予め定められた一方の位置、右目位置700R及び左目位置700Lのうち検出可能な(検出しやすい)いずれか一方の位置、又は右目位置700Rと左目位置700Lとから算出される1つの位置(例えば、右目位置700Rと左目位置700Lとの中点)である場合、表示パラメータ設定モジュール516は、目位置700に対応する1つの表示パラメータ600を選定し得る。なお、表示パラメータ設定モジュール516は、目位置700に対応する表示パラメータ600と、当該目位置700の周囲に設定される表示パラメータ600も選定し得る。すなわち、表示パラメータ設定モジュール516は、目位置700に対応する3つ以上の表示パラメータ600を選定し得る。
The display
図6のグラフィックモジュール518は、レンダリングなどの画像処理をして画像データを生成し、表示器50を駆動するための様々な既知のソフトウェア構成要素を含む。また、グラフィックモジュール518は、表示される画像の、種類、配置(位置座標、角度)、サイズ、表示距離(3Dの場合。)、視覚的効果(例えば、輝度、透明度、彩度、コントラスト、又は他の視覚特性)、を変更するための様々な既知のソフトウェア構成要素を含んでいてもよい。グラフィックモジュール518は、画像の種類(表示パラメータの1つ。)、画像の位置座標(表示パラメータの1つ。)、画像の角度(X方向を軸としたピッチング角、Y方向を軸としたヨーレート角、Z方向を軸としたローリング角などであり、表示パラメータの1つ。)、及び画像のサイズ(表示パラメータの1つ。)で観察者に視認されるように画像データを生成し、HUD装置20を駆動し得る。
光源駆動モジュール520は、指向性光源ユニット60を駆動することを実行するための様々な既知のソフトウェア構成要素を含む。光源駆動モジュール520は、スポットライティングエリア設定モジュール514により設定されたスポットライティングエリアSP、表示パラメータ設定モジュール516により設定された表示パラメータ600、及び後述する調光値設定モジュール524が設定する輝度に基づき、指向性光源ユニット60を駆動し得る。
Light
アクチュエータ駆動モジュール522は、第1アクチュエータ28及び/又は第2アクチュエータ29を駆動することを実行するための様々な既知のソフトウェア構成要素を含むアクチュエータ駆動モジュール522は、設定された表示パラメータ600に基づき、第1アクチュエータ28及び第2アクチュエータ29を駆動し得る。
上述の処理プロセスの動作は、汎用プロセッサ又は特定用途向けチップなどの情報処理装置の1つ以上の機能モジュールを実行させることにより実施することができる。これらのモジュール、これらのモジュールの組み合わせ、及び/又はそれらの機能を代替えし得る公知のハードウェアとの組み合わせは全て、本発明の保護の範囲内に含まれる。 The operations of the processing processes described above may be implemented by executing one or more functional modules of an information processing device such as a general purpose processor or an application specific chip. These modules, combinations of these modules, and/or combinations with known hardware that can replace their functions are all within the scope of protection of the present invention.
車両用表示システム10の機能ブロックは、任意選択的に、説明される様々な実施形態の原理を実行するために、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実行される。図6で説明する機能ブロックが、説明される実施形態の原理を実施するために、任意選択的に、組み合わされ、又は1つの機能ブロックを2以上のサブブロックに分離されてもいいことは、当業者に理解されるだろう。したがって、本明細書における説明は、本明細書で説明されている機能ブロックのあらゆる可能な組み合わせ若しくは分割を、任意選択的に支持する。
The functional blocks of
(第2の実施形態)
図10は、第2の実施形態における指向性光源ユニット60Aの構成を示す図である。図11は、図10に示す光源アレイ80Aの一態様を示す図である。指向性光源ユニット60は、フィールドレンズ77A、及びアレイ状に複数の光源(本実施形態では、図11に示すように81個)を配置した光源アレイ80Aから構成される。光源アレイ80A(面状照明部SE)は、m個(m>n)の部分領域D(本実施形態の部分領域Dは、D(1,1)~D(11,11)までの121個。)にそれぞれ配置され、表示制御装置30が、目位置検出部411で検出した目位置が存在する部分視域Eに対応するスポットライティングエリアSPに強い表示光Kが向くように、部分的に光源を駆動する(部分駆動する)ことで、上記の指向性光源ユニット60Aの場合と同様に、観察者に画像(虚像V)を視認させることで、観察者の目が存在しない部分視域Eに光を向かわないようにすることができる。
(Second embodiment)
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a directional light source unit 60A according to the second embodiment. FIG. 11 is a diagram showing one aspect of the
フィールドレンズ77Aは、光源アレイ80Aと光変調素子51との間の各部分領域Dに配置された光源から出射された照明光の光路上に配置されている。本実施形態の第2のフィールドレンズ77は、1つ又は複数のフィールドレンズから構成され、光拡散光学系80の各部分領域Dにより拡散された照明用レーザービーム74が光変調素子51の全面を透過照明するように設計された前段光学部材(バックライト光学部材)である。また、フィールドレンズ77Aは、光変調素子51から出射される表示光Kが虚像光学系90(リレー光学系40及びフロントウインドシールド2から構成されるHUD光学部材)を経てアイボックス200内の任意の位置にある部分視域Eに届くように設計されている。
拡散板78は、光変調素子51とフィールドレンズ77Aとの間の照明光の光路上に配置されている。拡散板78は、受光した照明光を拡散させて光変調素子51に出射する。これにより、アイボックス200の部分視域E内で視認される複数の発光領域DMから出射された照明光により生成される表示光Kにおける輝度ムラを低減できる。拡散板78は、光を拡散させる機能がある光学部材であれば良く、例えばその表面がビーズ部材や微細な凹凸構造、粗面で構成される。また、ドットシートや透過性の乳白色のシートでも良い。
The
本実施形態の光源アレイ80Aは、m個の部分領域DにそれぞれLEDなどの光源が1つずつ配置されており(複数配置されてもよい)、m個のいずれの部分領域Dに配置された光源が出射する照明光は、フィールドレンズ77、拡散板78、を透過した後に、光変調素子51の全面に照射され、光変調された表示光Kが虚像光学系90を通過した後に、所定の部分領域Dに対応する所定のアイボックス200内の所定の領域に照射される。
In the
図11、図12A、及び図12Bを参照して、発光領域DMの縦方向の長さPVと、横方向の長さPHとの関係を説明する。図11、図12A、及び図12Bは、発光パターンが異なるが、所定の光強度以上で発光させる1群の部分領域Dを全て含むバウンディングボックスを、発光領域DMと定義すると、図11、図12A、及び図12Bにおける発光領域DMの大きさは同じと言える。発光領域DMの横方向は、アイボックス200の左右方向(X軸方向)に対応し、発光領域DMの縦方向は、アイボックス200の上下方向(Y軸方向)に対応する。本実施形態では、発光領域DMの横方向の長さPHが、縦方向の長さPVの2倍以上に設定される。これにより、発光領域DMに対応するスポットライティングエリアSPの横方向の長さが、縦方向の長さの概ね2倍以上に設定される。これにより、スポットライティングエリアSPの縦方向を小さくして光源の電力を抑えつつも、スポットライティングエリアSPの横方向を大きくして目位置700が横方向に移動しても画像(虚像)を所望の輝度で視認させることができる。
The relationship between the vertical length PV and the horizontal length PH of the light emitting region DM will be described with reference to FIGS. 11, 12A, and 12B. 11, 12A, and 12B have different light emission patterns, but if a bounding box that includes all of a group of partial regions D that emit light at a predetermined light intensity or more is defined as a light emission region DM, then FIGS. 11 and 12A , and FIG. 12B are the same. The horizontal direction of the light-emitting region DM corresponds to the horizontal direction (X-axis direction) of the
すなわち、いくつかの実施形態において、スポットライティングエリアSPの広さは、部分視域Eより広く設定されてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、スポットライティングエリアSPの左右方向の長さは、部分視域Eの2倍以上に設定されてもよい。具体的には、部分視域Eの縦方向の長さが26[mm]、横方向の長さが10[mm]に対して、スポットライティングエリアSPの縦方向の長さが52[mm]、横方向の長さが20[mm]になるように、発光領域DMの配置、発光領域DMが出射する光強度の調整(バランス)、及び/又は集光学系の全体又は部分的な光学的な調整が行われる。 That is, in some embodiments, the width of the spot lighting area SP may be set wider than the partial viewing zone E. Furthermore, in some embodiments, the length of the spot lighting area SP in the horizontal direction may be set to twice the partial viewing zone E or more. Specifically, the vertical length of the partial viewing area E is 26 [mm] and the horizontal length is 10 [mm], while the vertical length of the spot lighting area SP is 52 [mm]. , so that the length in the horizontal direction is 20 [mm], the arrangement of the light emitting region DM, the adjustment (balance) of the light intensity emitted by the light emitting region DM, and / or the whole or partial optical adjustments are made.
図13A乃至図13Dは、いくつかの実施形態に係る、アイボックスの部分視域と、指向性光源ユニットの各部分領域から出射された照明光に基づく表示光が集光される位置と、の関係の変形例示す図である。 13A-13D illustrate partial viewing areas of an eyebox and locations where display light based on illumination light emitted from each partial area of a directional light source unit is collected, according to some embodiments. It is a figure which shows the modification of relationship.
図13Aの例では、指向性光源ユニット60は、1つの部分視域E内に異なる5箇所に照射され得るように部分領域Dを配置する。具体的には、部分視域Eの中心に1箇所、部分視域Eの4隅に4箇所の合計5箇所である。図13Aに示す一態様において、表示制御装置30は、目位置700が存在する部分視域E内の異なる5箇所全てに表示光Kが照射されるように指向性光源ユニット60を制御する。発光領域DMは、目位置700が存在する部分視域Eの中心に集光する表示光Kの元となる照明光を出射する主部分領域DAと、主部分領域DAよりも目位置700が存在する部分視域Eの中心から離れた位置に集光する表示光Kの元となる照明光を出射する副部分領域DBと、を含む。すなわち、左目位置700Lが部分視域E(4,3)に存在する場合、主部分領域DAは、部分領域D(8,6)であり、副部分領域DBは、部分領域D(7,5),D(9,5),D(7,7),及びD(9,7)である。一方、右目位置700Rが部分視域E(2,3)に存在する場合、主部分領域DAは、部分領域D(4,6)であり、副部分領域DBは、部分領域D(3,5),D(5,5),D(3,7),及びD(5,7)である。
In the example of FIG. 13A , the directional
図13Bの例では、指向性光源ユニット60は、1つの部分視域E内に異なる3箇所に照射され得るように部分領域Dを配置する。具体的には、部分視域Eの中心に1箇所、部分視域Eの4隅のうち2箇所の合計3箇所である。図13Bに示す一態様において、表示制御装置30は、目位置700が存在する部分視域E内の異なる3箇所全てに表示光Kが照射されるように指向性光源ユニット60を制御する。発光領域DMは、目位置700が存在する部分視域Eの中心に集光する表示光Kの元となる照明光を出射する主部分領域DAと、主部分領域DAよりも目位置700が存在する部分視域Eの中心から離れた位置に集光する表示光Kの元となる照明光を出射する副部分領域DBと、を含む。すなわち、左目位置700Lが部分視域E(4,3)に存在する場合、主部分領域DAは、部分領域D(8,6)であり、副部分領域DBは、部分領域D(7,5),及びD(9,7)である。一方、右目位置700Rが部分視域E(2,3)に存在する場合、主部分領域DAは、部分領域D(4,6)であり、副部分領域DBは、部分領域D(3,5),及びD(5,7)である。
In the example of FIG. 13B, the directional
図13Cの例では、指向性光源ユニット60は、1つの部分視域E内に異なる4箇所に照射され得るように部分領域Dを配置する。具体的には、部分視域Eの4隅の4箇所である。図13Cに示す一態様において、表示制御装置30は、目位置700が存在する部分視域E内の異なる4箇所全てに表示光Kが照射されるように指向性光源ユニット60を制御する。発光領域DMは、目位置700が存在する部分視域Eの中心に集光する表示光Kの元となる照明光を出射する主部分領域DAを含まず、主部分領域DAよりも目位置700が存在する部分視域Eの中心から離れた位置に集光する表示光Kの元となる照明光を出射する副部分領域DBのみを含む。すなわち、左目位置700Lが部分視域E(4,3)に存在する場合、主部分領域DAはなく、副部分領域DBは、部分領域D(7,5),D(9,5),D(7,7),及びD(9,7)である。一方、右目位置700Rが部分視域E(2,3)に存在する場合、主部分領域DAはなく、副部分領域DBは、部分領域D(3,5),D(5,5),D(3,7),及びD(5,7)である。
In the example of FIG. 13C, the directional
図13Dの例では、指向性光源ユニット60は、1つの部分視域E内に異なる2箇所に照射され得るように部分領域Dを配置する。具体的には、部分視域Eの4隅以外の2箇所である。図13Dに示す一態様において、表示制御装置30は、目位置700が存在する部分視域E内の異なる2箇所全てに表示光Kが照射されるように指向性光源ユニット60を制御する。発光領域DMは、目位置700が存在する部分視域Eの中心に集光する表示光Kの元となる照明光を出射する主部分領域DAを含まず、主部分領域DAよりも目位置700が存在する部分視域Eの中心から離れた位置であり、部分視域Eの境界ではない位置に集光する表示光Kの元となる照明光を出射する副部分領域DBのみを含む。すなわち、左目位置700Lが部分視域E(4,3)に存在する場合、主部分領域DAはなく、副部分領域DBは、部分視域Eの境界ではない部分領域D(7.5,6),及びD(8.5,6)である。一方、右目位置700Rが部分視域E(2,3)に存在する場合、主部分領域DAはなく、副部分領域DBは、部分領域D(3.5,6),及びD(4.5,6)である。
In the example of FIG. 13D, the directional
いくつかの実施形態の光源素子60(60A)は、図4B、図13A、及び図13Bに示すように、部分視域Eの中心に表示光Kが向けられるための照明光を出射する主部分領域DAを有していてもよい。この場合、プロセッサ33は、発光領域DMが、部分視域Eの中心に表示光が向けられるための照明光を出射する主部分領域DAを含むように発光パターンを設定してもよい。
The light source element 60 (60A) of some embodiments has a main portion that emits illumination light for directing the display light K to the center of the partial viewing zone E, as shown in FIGS. 4B, 13A, and 13B. It may have an area DA. In this case, the
また、いくつかの実施形態の光源素子60(60A)は、図4B、図13A、図13B、図13C、及び図13Dに示すように、部分視域Eの中心に表示光が向けられるための照明光を出射し得る位置を点対称とした2つ以上の副部分領域DBを有している。この場合、プロセッサ33は、発光領域DMが、部分視域Eの中心に表示光が向けられるための照明光を出射し得る位置を点対称とした2つ以上の副部分領域DBを含むように発光パターンを設定する。
Also, the light source element 60 (60A) of some embodiments is designed to direct the display light to the center of the partial viewing zone E, as shown in FIGS. 4B, 13A, 13B, 13C, and 13D. It has two or more sub-partial regions DB whose positions where the illumination light can be emitted are point-symmetrical. In this case, the
また、いくつかの実施形態の光源素子60(60A)は、図4B、図13A、図13B、及び図13Cに示すように、部分視域Eの中心に表示光が向けられるための照明光を出射し得る位置を点対称とした上述の2つ以上の副部分領域DBを、部分視域Eの境界に表示光が向けられるための照明光を出射し得る位置に配置してもよい。 Also, the light source element 60 (60A) of some embodiments provides illumination light for directing the display light to the center of the partial viewing zone E, as shown in FIGS. 4B, 13A, 13B, and 13C. The above two or more sub-partial areas DB whose emission positions are point-symmetrical may be arranged at positions where the illumination light for directing the display light to the boundary of the partial viewing area E can be emitted.
また、いくつかの実施形態の光源素子60(60A)は、図4B、図13A、図13B、及び図13Cに示すように、部分視域Eの中心に表示光が向けられるための照明光を出射し得る位置を点対称とした上述の2つ以上の副部分領域DBを、部分視域Eの4隅のうち点対称な2隅又は4隅全てに表示光が向けられるための照明光を出射し得る位置に配置してもよい。 Also, the light source element 60 (60A) of some embodiments provides illumination light for directing the display light to the center of the partial viewing zone E, as shown in FIGS. 4B, 13A, 13B, and 13C. Illumination light for directing the display light to two or all four corners of the four corners of the partial viewing area E that are point-symmetrical about the above-mentioned two or more sub-partial areas DB whose output positions are point-symmetrical. You may arrange|position in the position which can be emitted.
いくつかの実施形態の光源素子60(60A)は、図13C、及び図13Dに示すように、部分視域Eの中心に表示光が向けられるための照明光を出射する主部分領域DAを有さず、部分視域Eの中心に表示光が向けられるための照明光を出射し得る位置を点対称とした上述の2つ以上の副部分領域DBのみ有していてもよい。 The light source element 60 (60A) of some embodiments has a main partial area DA that emits illumination light for directing the display light to the center of the partial viewing area E, as shown in FIGS. 13C and 13D. Instead, it is also possible to have only the two or more sub-partial areas DB with point-symmetrical positions from which the illumination light can be emitted so that the display light is directed to the center of the partial viewing area E. FIG.
なお、光源素子60(60A)における部分領域Dの配置は、全体で規則的に配列されている必要はなく、例えば、アイボックス200の中心(及びその周辺)に対応する位置と、アイボックス200の周辺に対応する位置と、で異ならせてもよい。また、光源素子60(60A)における部分領域Dの配置は、アイボックス200の左右方向の中心(及びその周辺)に対応する位置と、アイボックス200の左右方向における周辺に対応する位置と、で異ならせてもよい。また、光源素子60(60A)における部分領域Dの配置は、アイボックス200の上下方向の中心(及びその周辺)に対応する位置と、アイボックス200の上下方向における周辺に対応する位置と、で異ならせてもよい。
It should be noted that the arrangement of the partial regions D in the light source element 60 (60A) does not need to be arranged regularly as a whole. may be different from the position corresponding to the periphery of . In addition, the arrangement of the partial area D in the light source element 60 (60A) is made up of a position corresponding to the center (and its periphery) of the
また、上記実施形態では、光源素子60(60A)は、n個の部分視域Eより多いm個の部分領域Dを有するものであったが、これに限定されない。すなわち、部分視域Eの数(n個)と部分領域Dの数(m個)は、等しくてもよい。 In addition, in the above embodiment, the light source element 60 (60A) has m partial areas D, which are more than n partial viewing areas E, but the present invention is not limited to this. That is, the number of partial viewing zones E (n) and the number of partial areas D (m) may be equal.
また、上記実施形態では、表示制御装置30(プロセッサ33)は、車両1における前後方向の目位置(Z軸座標)に基づいて、面状照明部SEにおける発光領域DMの広さを変更していたが、これに限定されるものではない。表示制御装置30(プロセッサ33)は、車両1における前後方向の目位置(Z軸座標)に加えて、(1)車両1における左右方向の目位置(X座標)、(2)車両1における上下方向の目位置(Y座標)、(3)又はこれらの組み合わせの目位置(X座標、Y座標)、に基づいても、面状照明部SEにおける発光領域DMの広さを変更してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the display control device 30 (processor 33) changes the size of the light-emitting region DM in the planar illumination unit SE based on the eye position (Z-axis coordinate) in the front-rear direction of the
図14は、スポットエリア縮小処理の前後における、面状照明部における、第1の発光領域及び、第2の発光領域、の一態様を示す図である。いくつかの実施形態では、プロセッサ33は、発光領域DMを、スポットライティングエリアSPに対応する発光領域DMを、第2の発光領域DM2(第2のスポットライティングエリアSP2に対応する。)から第1の発光領域DM1(第1のスポットライティングエリアSP1に対応する。)へ縮小する(スポットエリア縮小処理S170)際、かつ第1の発光領域DM1の少なくとも一部の光強度を高くしてもよい(光強度上昇処理)。前記光強度上昇処理は、第1の発光領域DM1の主部分領域DA(図14における中抜きの丸印)の光強度を高くし、第1の発光領域DM1の副部分領域DB(図14における中抜きの四角印)の光強度を高くしない(維持する)態様を含んでもよい。また、逆に、前記光強度上昇処理は、第1の発光領域DM1の副部分領域DB(図14における中抜きの四角印)の光強度を高くし、第1の発光領域DM1の主部分領域DA(図14における中抜きの丸印)の光強度を高くしない(維持する)態様を含んでもよい。この態様によれば、発光領域DMを縮小する発光面積縮小処理と合わせて、第1の発光領域DM1の少なくとも一部の光強度を高くする光強度上昇処理を実行することで、虚像Vを所望の調光値で表示しつつ、光利用効率を向上させることができる。
FIG. 14 is a diagram showing one mode of the first light emitting region and the second light emitting region in the planar lighting unit before and after the spot area reduction process. In some embodiments, the
いくつかの実施形態におけるスポットエリア縮小処理S170において、前記光強度上昇処理は、第1の発光領域DM1の全体の光強度を高くしてもよい。この実施形態によれば、前記光強度上昇処理は、第1の発光領域DM1の主部分領域DA(図14における中抜きの丸印)の光強度を高くし、第1の発光領域DM1の副部分領域DB(図14における中抜きの四角印)の光強度も高くする。 In the spot area reduction process S170 in some embodiments, the light intensity increase process may increase the light intensity of the entire first light emitting region DM1. According to this embodiment, the light intensity increasing process increases the light intensity of the main partial area DA (the hollow circle in FIG. 14) of the first light emitting area DM1, The light intensity of the partial area DB (the hollow square mark in FIG. 14) is also increased.
また、いくつかの実施形態におけるプロセッサ33は、スポットエリア縮小処理S170後の第1の発光領域DM1における平均の光強度が、スポットエリア縮小処理S170前の第2の発光領域DM3における平均の光強度より高くなるように設定してもよい。この実施形態によれば、スポットエリア縮小処理S170後の第1の発光領域DM1(図14における中抜きの丸印、中抜きの四角印)の光強度の平均を、スポットエリア縮小処理S170前の第2の発光領域DM2(図14における中抜きの丸印、中抜きの四角印、中抜きの三角印)の光強度の平均よりも高くする。
In some embodiments, the
また、いくつかの実施形態のスポットエリア縮小処理S170において、プロセッサ33は、前記スポットエリア縮小処理S170において、第1の発光領域DM1に含まれない第2の発光領域DM2の光強度を徐々に低下させてもよい。この実施形態によれば、第1の発光領域DM1に含まれない第2の発光領域DM2(図14における中抜きの三角印)の光強度を徐々に低下させる。これにより、観察者の目位置700によっては、第2の発光領域DM2に含まれない第1の発光領域DM1(図14における中抜きの三角印)に対応する部分視域E又はこの近傍に観察者の目位置700があった場合に、第2の発光領域DM2に含まれない第1の発光領域DM1の光強度が急激に低下することによる虚像Vの急激な輝度低下を視認されることを防止することができる
Further, in the spot area reduction processing S170 of some embodiments, the
1 :車両
2 :フロントウインドシールド(被投影部)
3 :非正反射素子
10 :車両用表示システム
20 :HUD装置
21 :光出射窓
22 :筐体
28 :第1アクチュエータ
29 :第2アクチュエータ
30 :表示制御装置
31 :I/Oインタフェース
33 :プロセッサ
35 :画像処理回路
37 :メモリ
40 :リレー光学系
41 :第1ミラー
42 :第2ミラー
50 :表示器
51 :光変調素子
52 :表示面
60 :指向性光源ユニット(光源素子)
60A :指向性光源ユニット(光源素子)
64 :平均瞳孔間距離
70 :光源
74 :照明用レーザービーム
75 :走査デバイス
76 :第1のフィールドレンズ
77 :第2のフィールドレンズ
77A :フィールドレンズ
78 :拡散板
80 :光拡散光学系
80A :光源アレイ
81 :レンズアレイ
82 :ホログラム記録媒体
90 :虚像光学系
200 :アイボックス
200A :境界
205 :アイボックス中心
401 :車両ECU
403 :道路情報データベース
405 :自車位置検出部
407 :車外センサ
409 :操作検出部
411 :目位置検出部(視線方向検出部)
415 :明るさセンサ
417 :携帯情報端末
419 :外部通信機器
502 :目位置検出モジュール
504 :目位置推定モジュール
506 :目位置予測モジュール
508 :目位置状態判定モジュール
510 :起動判定モジュール
512 :解除条件判定モジュール
514 :スポットライティングエリア設定モジュール
516 :表示パラメータ設定モジュール
518 :グラフィックモジュール
520 :光源駆動モジュール
522 :アクチュエータ駆動モジュール
524 :調光値設定モジュール
600 :表示パラメータ
700 :目位置
700L :左目
700R :右目
D :部分領域
DA :主部分領域
DM :発光領域
DM1 :第1の発光領域
DM2 :第2の発光領域
DM3 :第2の発光領域
DMC :発光領域
DML :左目用発光領域
DML1 :第1の左目用発光領域
DML2 :第2の左目用発光領域
DMR :右目用発光領域
DMR1 :第1の右目用発光領域
DMR2 :第2の右目用発光領域
E :部分視域
K :表示光
K1 :第1表示光
K2 :第2表示光
K3 :第3表示光
Kp :光軸
Ld :光量分布
Ld1 :光量分布
Lth :所定閾値
S160 :起動時発光処理
S170 :スポットエリア縮小処理
SP :スポットライティングエリア
SP1 :第1のスポットライティングエリア
SP2 :第2のスポットライティングエリア
SPC :スポットライティングエリア
SPL :左目用スポットライティングエリア
SPR :右目用スポットライティングエリア
V :虚像
VS :虚像表示領域
VS1 :上端
VS2 :下端
1: Vehicle 2: Front windshield (projected part)
3: non-specular reflection element 10: vehicle display system 20: HUD device 21: light exit window 22: housing 28: first actuator 29: second actuator 30: display control device 31: I/O interface 33: processor 35 : Image processing circuit 37 : Memory 40 : Relay optical system 41 : First mirror 42 : Second mirror 50 : Display 51 : Light modulation element 52 : Display surface 60 : Directional light source unit (light source element)
60A: Directional light source unit (light source element)
64: average interpupillary distance 70: light source 74: illumination laser beam 75: scanning device 76: first field lens 77:
403: road information database 405: own vehicle position detection unit 407: vehicle exterior sensor 409: operation detection unit 411: eye position detection unit (line-of-sight direction detection unit)
415 : Brightness sensor 417 : Personal digital assistant 419 : External communication device 502 : Eye position detection module 504 : Eye position estimation module 506 : Eye position prediction module 508 : Eye position state determination module 510 : Activation determination module 512 : Release condition determination Module 514 : Spot lighting area setting module 516 : Display parameter setting module 518 : Graphic module 520 : Light source driving module 522 : Actuator driving module 524 : Dimming value setting module 600 : Display parameter 700 : Eye position 700L : Left eye 700R : Right eye D : Partial area DA : Main partial area DM : Light emitting area DM1 : First light emitting area DM2 : Second light emitting area DM3 : Second light emitting area DMC : Light emitting area DML : Left eye light emitting area DML1 : First left eye light emitting area Light-emitting area DML2: Second left-eye light-emitting area DMR: Right-eye light-emitting area DMR1: First right-eye light-emitting area DMR2: Second right-eye light-emitting area E: Partial viewing area K: Display light K1: First display light K2: Second display light K3: Third display light Kp: Optical axis Ld: Light quantity distribution Ld1: Light quantity distribution Lth: Predetermined threshold value S160: Start-up light emission processing S170: Spot area reduction processing SP: Spot lighting area SP1: First display light Spot lighting area SP2: Second spot lighting area SPC: Spot lighting area SPL: Left eye spot lighting area SPR: Right eye spot lighting area V: Virtual image VS: Virtual image display area VS1: Upper end VS2: Lower end
Claims (12)
前記光源素子(60,60A)から入射した前記照明光を変調して表示光として出射する光変調素子(51)と、
異なる前記部分領域(D)から出射された前記照明光が前記光変調素子(51)により変調された前記表示光毎に、アイボックス(200)内の異なる領域に向けて集光させる集光学系(2,40,77,77A)と、から少なくとも構成され、被投影部に前記表示光を投影することで、前記アイボックスの範囲内から観察者が虚像を視認するヘッドアップディスプレイ装置(20)、を制御する表示制御装置(30)において、
観察者の目位置に関する情報(以下、目位置情報と呼ぶ。)、又は目位置を推定可能な情報(以下、目位置推定情報と呼ぶ。)を取得し、前記目位置情報、又は前記目位置推定情報に少なくとも基づき、前記光源素子(60,60A)を制御するプロセッサ(33)、を備え、
前記プロセッサ(33)は、
所定の光強度以上の前記照明光を出射する前記部分領域(D)(以下、発光領域(DM)と呼ぶ。)を、第1の発光領域(DM1)、及び前記第1の発光領域(DM1)より広い第2の発光領域(DM2)に少なくとも設定することができ、
前記ヘッドアップディスプレイ装置(20)が起動した時、前記発光領域(DM)を、前記第2の発光領域(DM2)に設定した起動時発光処理を実行し、
その後、前記発光領域(DM)を、前記第1の発光領域(DM1)に縮小する縮小処理を実行する、
表示制御装置(30)。 a light source element (60, 60A) having a plurality of partial areas (D) and capable of emitting illumination light for each partial area (D);
a light modulation element (51) that modulates the illumination light incident from the light source element (60, 60A) and emits it as display light;
a condensing optical system for condensing the illumination light emitted from the different partial regions (D) toward different regions within the eyebox (200) for each display light modulated by the light modulation element (51); (2, 40, 77, 77A), and a head-up display device (20) for allowing an observer to visually recognize a virtual image from within the range of the eyebox by projecting the display light onto a projection target part. In a display control device (30) that controls
Information about the eye position of the observer (hereinafter referred to as eye position information) or information capable of estimating the eye position (hereinafter referred to as eye position estimation information) is obtained, and the eye position information or the eye position a processor (33) for controlling the light source elements (60, 60A) based at least on the estimated information;
Said processor (33)
The partial regions (D) (hereinafter referred to as light emitting regions (DM)) that emit illumination light having a predetermined light intensity or more are referred to as a first light emitting region (DM1) and the first light emitting region (DM1 ) can be set at least in the wider second light emitting area (DM2),
when the head-up display device (20) is started, executing a start-up light-emitting process in which the light-emitting region (DM) is set to the second light-emitting region (DM2);
After that, performing a reduction process for reducing the light-emitting region (DM) to the first light-emitting region (DM1);
A display controller (30).
前記起動時発光処理において、
前記目位置情報、及び/又は前記目位置推定情報を取得することと、
前記目位置情報及び/又は前記目位置推定情報が示す所定の位置に前記表示光を向かわせる前記部分領域(D)を、前記第1の発光領域(DM1)に設定することと、を実行し、
前記第1の発光領域(DM1)を設定した後、前記縮小処理を実行することで、前記発光領域(DM)を、前記第2の発光領域(DM2)から前記第1の発光領域(DM1)に縮小する、
請求項1に記載の表示制御装置(30)。 Said processor (33)
In the startup light emission process,
obtaining the eye position information and/or the eye position estimation information;
and setting the partial area (D) for directing the display light to a predetermined position indicated by the eye position information and/or the eye position estimation information as the first light emitting area (DM1). ,
After setting the first light emitting region (DM1), the light emitting region (DM) is reduced from the second light emitting region (DM2) to the first light emitting region (DM1) by executing the reduction process. reduce to
A display control device (30) according to claim 1.
前記発光領域(DM)を、前記第2の発光領域(DM2)から前記第1の発光領域(DM1)に段階的に徐々に狭くする、
請求項1又は請求項2に記載の表示制御装置(30)。 The processor (33), in the start-up light emission process,
gradually narrowing the light-emitting region (DM) from the second light-emitting region (DM2) to the first light-emitting region (DM1) in steps;
A display control device (30) according to claim 1 or claim 2.
前記起動時発光処理時の前記第2の発光領域(DM2)における平均の光強度が、前記起動時発光処理時の前記第1の発光領域(DM1)における平均の光強度より低くなるように設定する、
請求項1に記載の表示制御装置(30)。 Said processor (33)
The average light intensity in the second light emitting region (DM2) during the light emission process at startup is set to be lower than the average light intensity in the first light emitting region (DM1) during the light emission process at startup. do,
A display control device (30) according to claim 1.
前記アイボックス(200)内の観察者の右目位置及び左目位置に関する情報、又は右目位置及び左目位置を推定可能な情報を取得し、
前記第1の発光領域(DM1)は、前記右目位置が配置される前記部分視域(E)に応じて設定される右目発光領域(DMR)と、前記左目位置が配置される前記部分視域(E)に応じて設定される左目発光領域(DML)と、を含み、
前記第2の発光領域(DM2)は、前記右目発光領域(DMR)及び左目発光領域(DML)より広い前記両眼向け発光領域(DMC)を含み、
前記起動時発光処理において、前記発光領域(DM)を、前記両眼向け発光領域(DMC)から前記右目発光領域(DMR)及び前記左目発光領域(DML)に変更する、
請求項1に記載の表示制御装置(30)。 Said processor (33)
Acquiring information about the right eye position and left eye position of the observer in the eye box (200) or information capable of estimating the right eye position and left eye position;
The first light emitting area (DM1) includes a right eye light emitting area (DMR) set according to the partial viewing area (E) in which the right eye position is arranged, and the partial viewing area in which the left eye position is arranged. (E) a left eye light emitting area (DML) set according to;
the second light emitting region (DM2) includes the binocular light emitting region (DMC) wider than the right eye light emitting region (DMR) and the left eye light emitting region (DML);
In the light-emitting process at startup, the light-emitting region (DM) is changed from the light-emitting region for both eyes (DMC) to the right-eye light-emitting region (DMR) and the left-eye light-emitting region (DML);
A display control device (30) according to claim 1.
前記光源素子(60,60A)から入射した前記照明光を変調して表示光として出射する光変調素子(51)と、
異なる前記部分領域(D)から出射された前記照明光が前記光変調素子(51)により変調された前記表示光毎に、アイボックス(200)内の異なる領域に向けて集光させる集光学系(2,40,77,77A)と、から少なくとも構成され、被投影部に前記表示光を投影することで、前記アイボックスの範囲内から観察者が虚像を視認するヘッドアップディスプレイ装置(20)において、
観察者の目位置に関する情報(以下、目位置情報と呼ぶ。)、又は目位置を推定可能な情報(以下、目位置推定情報と呼ぶ。)を取得し、前記目位置情報、又は前記目位置推定情報に少なくとも基づき、前記光源素子(60,60A)を制御するプロセッサ(33)、を備え、
前記プロセッサ(33)は、
所定の光強度以上の前記照明光を出射する前記部分領域(D)(以下、発光領域(DM)と呼ぶ。)を、第1の発光領域(DM1)、及び前記第1の発光領域(DM1)より広い第2の発光領域(DM2)に少なくとも設定することができ、
前記ヘッドアップディスプレイ装置(20)が起動した時、前記発光領域(DM)を、前記第2の発光領域(DM2)にした後、前記第1の発光領域(DM1)に変更する起動時発光処理、を実行する、
ヘッドアップディスプレイ装置(20)。 a light source element (60, 60A) having a plurality of partial areas (D) and capable of emitting illumination light for each partial area (D);
a light modulation element (51) that modulates the illumination light incident from the light source element (60, 60A) and emits it as display light;
a condensing optical system for condensing the illumination light emitted from the different partial regions (D) toward different regions within the eyebox (200) for each display light modulated by the light modulation element (51); (2, 40, 77, 77A), and a head-up display device (20) for allowing an observer to visually recognize a virtual image from within the range of the eyebox by projecting the display light onto a projection target part. in
Information about the eye position of the observer (hereinafter referred to as eye position information) or information capable of estimating the eye position (hereinafter referred to as eye position estimation information) is obtained, and the eye position information or the eye position a processor (33) for controlling the light source elements (60, 60A) based at least on the estimated information;
Said processor (33)
The partial regions (D) (hereinafter referred to as light emitting regions (DM)) that emit illumination light having a predetermined light intensity or more are referred to as a first light emitting region (DM1) and the first light emitting region (DM1 ) can be set at least in the wider second light emitting area (DM2),
When the head-up display device (20) is activated, the light-emitting area (DM) is changed to the first light-emitting area (DM1) after being set to the second light-emitting area (DM2). , run
A head-up display device (20).
前記起動時発光処理において、
前記目位置情報、及び/又は前記目位置推定情報を取得することと、
前記目位置情報及び/又は前記目位置推定情報が示す所定の位置に前記表示光を向かわせる前記部分領域(D)を、前記第1の発光領域(DM1)に設定することと、を実行し、
前記第1の発光領域(DM1)を設定した後、前記縮小処理を実行することで、前記発光領域(DM)を、前記第2の発光領域(DM2)から前記第1の発光領域(DM1)に縮小する、
請求項6に記載のヘッドアップディスプレイ装置(20)。 Said processor (33)
In the startup light emission process,
obtaining the eye position information and/or the eye position estimation information;
and setting the partial area (D) for directing the display light to a predetermined position indicated by the eye position information and/or the eye position estimation information as the first light emitting area (DM1). ,
After setting the first light emitting region (DM1), the light emitting region (DM) is reduced from the second light emitting region (DM2) to the first light emitting region (DM1) by executing the reduction process. reduce to
A head-up display device (20) according to claim 6.
前記発光領域(DM)を、前記第2の発光領域(DM2)から前記第1の発光領域(DM1)に段階的に徐々に狭くする、
請求項6又は請求項7に記載のヘッドアップディスプレイ装置(20)。 The processor (33), in the start-up light emission process,
gradually narrowing the light-emitting region (DM) from the second light-emitting region (DM2) to the first light-emitting region (DM1) in steps;
A head-up display device (20) according to claim 6 or claim 7.
前記起動時発光処理時の前記第2の発光領域(DM2)における平均の光強度が、前記起動時発光処理時の前記第1の発光領域(DM1)における平均の光強度より低くなるように設定する、
請求項6に記載のヘッドアップディスプレイ装置(20) Said processor (33)
The average light intensity in the second light emitting region (DM2) during the light emission process at startup is set to be lower than the average light intensity in the first light emitting region (DM1) during the light emission process at startup. do,
A head-up display device (20) according to claim 6.
前記アイボックス(200)内の観察者の右目位置及び左目位置に関する情報、又は右目位置及び左目位置を推定可能な情報を取得し、
前記第1の発光領域(DM1)は、前記右目位置が配置される前記部分視域(E)に応じて設定される右目発光領域(DMR)と、前記左目位置が配置される前記部分視域(E)に応じて設定される左目発光領域(DML)と、を含み、
前記第2の発光領域(DM2)は、前記右目発光領域(DMR)及び左目発光領域(DML)より広い前記両眼向け発光領域(DMC)を含み、
前記起動時発光処理において、前記発光領域(DM)を、前記両眼向け発光領域(DMC)から前記右目発光領域(DMR)及び前記左目発光領域(DML)に変更する、
請求項6に記載のヘッドアップディスプレイ装置(20)。 Said processor (33)
Acquiring information about the right eye position and left eye position of the observer in the eye box (200) or information capable of estimating the right eye position and left eye position;
The first light emitting area (DM1) includes a right eye light emitting area (DMR) set according to the partial viewing area (E) in which the right eye position is arranged, and the partial viewing area in which the left eye position is arranged. (E) a left eye light emitting area (DML) set according to;
the second light emitting region (DM2) includes the binocular light emitting region (DMC) wider than the right eye light emitting region (DMR) and the left eye light emitting region (DML);
In the light-emitting process at startup, the light-emitting region (DM) is changed from the light-emitting region for both eyes (DMC) to the right-eye light-emitting region (DMR) and the left-eye light-emitting region (DML);
A head-up display device (20) according to claim 6.
前記光源素子(60,60A)から入射した前記照明光を変調して表示光として出射する光変調素子(51)と、
異なる前記部分領域(D)から出射された前記照明光が前記光変調素子(51)により変調された前記表示光毎に、アイボックス(200)内の異なる領域に向けて集光させる集光学系(2,40,77,77A)と、から少なくとも構成され、被投影部に前記表示光を投影することで、前記アイボックスの範囲内から観察者が虚像を視認するヘッドアップディスプレイ装置(20)の表示制御方法において、
観察者の目位置に関する情報(以下、目位置情報と呼ぶ。)、又は目位置を推定可能な情報(以下、目位置推定情報と呼ぶ。)を取得することと
前記目位置情報、又は前記目位置推定情報に少なくとも基づき、前記光源素子(60,60A)を制御することと、
所定の光強度以上の前記照明光を出射する前記部分領域(D)(以下、発光領域(DM)と呼ぶ。)を、第1の発光領域(DM1)、及び前記第1の発光領域(DM1)より広い第2の発光領域(DM2)に少なくとも設定することと、
前記ヘッドアップディスプレイ装置(20)が起動した時、前記発光領域(DM)を、前記第2の発光領域(DM2)にした後、前記第1の発光領域(DM1)に変更する起動時発光処理、を実行することと、を含む、
表示制御方法。 a light source element (60, 60A) having a plurality of partial areas (D) and capable of emitting illumination light for each partial area (D);
a light modulation element (51) that modulates the illumination light incident from the light source element (60, 60A) and emits it as display light;
a condensing optical system for condensing the illumination light emitted from the different partial regions (D) toward different regions within the eyebox (200) for each display light modulated by the light modulation element (51); (2, 40, 77, 77A), and a head-up display device (20) for allowing an observer to visually recognize a virtual image from within the range of the eyebox by projecting the display light onto a projection target part. In the display control method of
Acquiring information about the position of the observer's eyes (hereinafter referred to as eye position information) or information capable of estimating eye positions (hereinafter referred to as eye position estimation information); controlling the light source elements (60, 60A) based at least on position estimation information;
The partial regions (D) (hereinafter referred to as light emitting regions (DM)) that emit illumination light having a predetermined light intensity or more are referred to as a first light emitting region (DM1) and the first light emitting region (DM1 ) setting at least a wider second light emitting area (DM2);
When the head-up display device (20) is activated, the light-emitting area (DM) is changed to the first light-emitting area (DM1) after being set to the second light-emitting area (DM2). , including
Display control method.
前記目位置情報、及び/又は前記目位置推定情報を取得することと、
前記目位置情報及び/又は前記目位置推定情報が示す所定の位置に前記表示光を向かわせる前記部分領域(D)を、前記第1の発光領域(DM1)に設定することと、
前記第1の発光領域(DM1)を設定した後に、前記発光領域(DM)を、前記第2の発光領域(DM2)から前記第1の発光領域(DM1)に変更することと、を含む
請求項11に記載の表示制御方法。 The start-up light emission process includes:
obtaining the eye position information and/or the eye position estimation information;
setting the partial area (D) for directing the display light to a predetermined position indicated by the eye position information and/or the eye position estimation information as the first light emitting area (DM1);
changing the light emitting region (DM) from the second light emitting region (DM2) to the first light emitting region (DM1) after setting the first light emitting region (DM1). Item 12. The display control method according to item 11.
Priority Applications (1)
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JP2021077524A JP2022171105A (en) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | Display control device, head-up display device, and display control method |
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