JP5155915B2 - 車載用表示システム、表示方法及び車両 - Google Patents
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Description
また、上記の2重像を防止する目的で、片目のみに表示像を呈示する技術が提案されている(特許文献3)。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る車載用表示システムの動作を示す模式図である。
図2は、本実施形態に係る車載用表示システムの構成を示す模式図である。
図3は、本実施形態に係る車載用表示システムの動作状態を示す模式図である。
図4〜6は、本実施形態に係る車載用表示システムの動作を示す模式図である。
図2に表したように、本実施形態に係る車載用表示システム10は、前方情報取得部410と先行車両情報取得部420と位置推定部210と映像投影部115とを備える。
本具体例では、投影部120として、結像レンズ120a、発散角を制御するレンチキュラーレンズ120b、ミラー126及び非球面フレネルレンズ127が用いられている。
表示映像510は、このような表示オブジェクト180の他に、外界映像520とは独立して制御される、例えば、現在位置511、周辺の建物情報等512、速度や燃料等の車両情報514等を含むことができる。
上記の視野像VIの推定及び表示オブジェクト180の配置の方法の例に関しては後述する。
この時、視野像VIに重畳されて表示される表示オブジェクト180の大きさは、例えば、上方向(y1の値が増大する方向)に行くに従って小さくなり、下方向(y1の値が小さくなる方向)に行くに従って大きくなる。
図5は、車載用表示システム10における座標系を例示している。すなわち、同図(a)は観視者100の頭上からみたときの模式図であり、同図(b)は観視者100の側面方向から見たときの模式図である。
そして、本実施形態に係る車載用表示システム10によって形成される表示オブジェクト180を含む光束112が、自車両730の反射体711において反射される位置を、視野像VI内の位置である視野像位置P(Px、Py、Pz)とする。
一方、座標軸の原点からみて、片目位置Eのy軸方向におけるシフト量がEyであり、基準位置Oからみて、視野像位置Pのy軸方向におけるシフト量が(h1−h2)であり、実空間位置Qのy軸方向におけるシフト量が(h1−h3)である。
図1(b)は、光束112に含まれる映像(表示映像510)の表示オブジェクト180を例示している。
すなわち、同図は、車載用表示システム10に関する実験結果を例示している。この実験では、先行車両740が自車両730から見て進路前方の30mに位置にあり、自車両730が進路を変更すると推定される第2位置P02(進路変更位置)を自車両からみて、30m、45m、60m、75m及び120mの位置と変えて、その第2位置P02を示すように表示オブジェクト180の位置(矢印の先端の位置)を設定したときに、観視者100が知覚する奥行き位置を求めた。
図8は、第1の比較例の車載用表示システムの動作と特性を示す模式図である。
同図(a)は動作を例示する模式図であり、同図(b)は特性を例示するグラフ図である。
図8(a)に表したように、第1の比較例の車載用表示システムにおいては、表示オブジェクト180は、第2表示位置P02の位置に配置された形状を有している。すなわち、表示オブジェクト180は、第1位置P01に対応する第1視野像位置PV01から、第2位置P02に対応する第2視野像位置PV02に到っていない。
図9は、第2の比較例の車載用表示システムの動作と特性を示す模式図である。
同図(a)は動作を例示する模式図であり、同図(b)は特性を例示するグラフ図である。
図9(a)に表したように、第2の比較例の車載用表示システムにおいては、表示オブジェクト180は、第1位置P01に対応する第1視野像位置PV01から、第2位置P02に対応する第2視野像位置PV02に到るっているが、奥行き情報を有していない。すなわち、表示オブジェクト180の大きさ(例えば矢印の太さ)は、第1視野像位置PV01から第2視野像位置PV02にかけて一定である。なお、同図では、先行車両740を表示していない。
図10は、本発明の第1の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作と特性を示す模式図である。
同図(a)は動作を例示する模式図であり、同図(b)は特性を例示するグラフ図である。
図10(a)に表したように、車載用表示システム10において、先行車両740が存在しない場合には、進路を変更することを促す道等の分岐点(交差点)などの第2位置P02に対応する第2視野像位置PV02の位置に表示オブジェクト180が生成されている。すなわち、第2位置P02の位置が自車両730からみて、30m、45m、60m、75m及び120mの場合には、それらに対応する視野像VIにおける各位置PV30、PV45、PV60、PV75及びPV120の位置に、表示オブジェクト180が配置される。そして、この時、その奥行き位置に対応させて表示オブジェクト180の大きさが変えられている。
図11に表したように、まず、地図情報を取得する(ステップS001)。そして、目的位置を設定する(ステップS002)。そして、自車両730の位置である自車両位置情報を、例えばGPS等によって取得する(ステップS003)。そして、これらに基づいて、自車両730が進行すると推定される経路情報を生成する(ステップS004)。
同図(a)は動作を例示する模式図であり、同図(b)は特性を例示するグラフ図である。
図12(a)に表したように、車載用表示システム10の別の動作では、表示オブジェクト180は、第1視野像位置PV01から第2視野像位置PV02に到る経路で移動するように生成される。そして、この時も、表示オブジェクト180は奥行き情報を有しており、例えば表示オブジェクト180の大きさは、第1視野像位置PV01の側よりも第2視野像位置PV02の側で小さい。
すなわち、進路を変更する第2位置P01に対応する第2視野像位置PV02においては、表示オブジェクト180の矢印の先端は、進路を変更する方向に曲げられている。例えば、第1視野像位置PV01では矢印の方向は上向きであり、第2視野像位置PV02では矢印先端が先行車両740の像に重ならない位置まで水平方向に移動させされ、横方向を向いている。
同図(a)は動作を例示する模式図であり、同図(b)は特性を例示するグラフ図である。
図13(a)に表したように、この場合も、表示オブジェクト180は、第1視野像位置PV01から第2視野像位置PV02に到る経路で移動するように生成される。
ただし、本具体例では、表示オブジェクト180の第2視野像位置PV02の側の端は、視野像VIにおける先行車両740に対応する領域の内部に配置されている。
図14に表したように、車載用表示システム10の別の動作では、表示オブジェクト180は、第1視野像位置PV01から第2視野像位置PV02に到り、断続的に配列した複数の表示オブジェクト要素180pを有している。
本具体例では、この複数の表示オブジェクト要素180pが同時に表示される。
すなわち、同図(a)〜(c)は、異なる時刻における表示オブジェクト180の表示状態を例示しており、同図(a)が最初の時刻であり、同図(b)は同図(a)よりも後の時刻であり、同図(c)は同図(b)よりも後の時刻である。
このように、表示オブジェクト180をテロップのように表示させても良い。
すなわち、同図(a)は、進路の変更がなく自車両730が進行している場合の表示オブジェクト180を例示し、同図(b)は、進路を変更する場合の最初の時刻における表示オブジェクト180を例示し、同図(c)は、同図(b)よりも後の時刻における表示オブジェクト180を例示している。
図17に表したように、本実施形態に係る別の車載用表示システム11は、前方情報検出部424と、経路生成部450と、をさらに備える。これ以外は、車載用表示システム10と同様とすることができるので説明を省略する。
図18に表したように、本実施形態に係る別の車載用表示システム12は、映像投影部115の構成が、図2に例示した車載用表示システム10とは異なっている。具体的には、映像形成部110及び投影部120の構成が異なっている。また、本具体例は、制御部250が設けられていない例である。これ以外は、車載用表示システム10と同様なので説明を省略する。
なお、例えば、第1レンズ123の焦点距離をf1、第2レンズ125の焦点距離をf2とすると、可変アパーチャ124は、第1レンズ123からf1の距離で、第2レンズ125からf2の距離の位置に設置されている。
以下、本発明の第2の実施形態に係る表示方法について説明する。
図19は、本発明の第2の実施形態に係る表示方法を示すフローチャート図である。
図19に表したように、本発明の第2の実施形態に係る表示方法では、まず、自車両730の進路前方に関する前方情報を取得する(ステップSS1)。そして、進路前方に存在する先行車両740に関する先行車両情報を取得する(ステップSS2)。そして、自車両730に搭乗する観視者100者の片目101の位置を推定する(ステップSS3)。
以下、本発明の第3の実施形態に係る車両について説明する。
本実施形態に係る車両は、上記の自車両730である。すなわち、図2に例示したように、自車両730は、第1の実施形態に係るいずれかの車載用表示システムと、前記車載用表示システムから出射される光束112を観視者100に向けて反射させるフロントガラス710と、を備える。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
100 観視者
101 片目
101a 仮想視点
105 頭部
110 映像形成部
112 光束
114 投影位置
114a 投影範囲
115 映像投影部
120 投影部
120a 結像レンズ
120b レンチキュラーレンズ
121 光源
122 テーパライトガイド
123 第1レンズ
124 可変アパーチャ
125 第2レンズ
126 ミラー
126a 駆動部
127 非球面フレネルレンズ
130 映像データ生成部
180 表示オブジェクト180
180p 表示オブジェクト要素
180p1 第1表示オブジェクト要素
180p2 第2表示オブジェクト要素
180v 表示オブジェクト
210 位置推定部
211 撮像部
212 画像処理部
213 演算部
250 制御部
310 虚像
310a 虚像形成位置
410 前方情報取得部
410a 前方情報データ格納部
420 先行車両情報取得部
421 前方撮像部
422 画像解析部
423 前方情報生成部
424 前方情報検出部
450 経路生成部
510 表示映像
511 現在位置
512 建物情報等
514 車両情報
520 外界映像
521 ターゲットの位置
521v 視野像VI内の位置
530 前方情報
530v 像
710 フロントガラス
711 反射体
720 ダッシュボード
730 自車両(車両)
740 先行車両
740I 先行車両の像
O 基準位置
P 視野像位置
P01 第1位置
P02 第2位置
P1 表示オブジェクト位置
P740 先行車両の位置
PV01 第1視野像位置
PV02 第2視野像位置
PV30、PV45、PV60、PV75、PV120 位置
Q 実空間位置
RS 実空間
VI 視野像
VS 仮想空間(映像空間)
Claims (11)
- 自車両の進路前方に関する前方情報を取得する前方情報取得部と、
前記進路前方に存在する先行車両に関する先行車両情報を取得する先行車両情報取得部と、
前記自車両に搭乗する観視者の片目の位置を推定する位置推定部と、
前記前方情報取得部によって取得された前記前方情報と前記片目の位置とに基づいて、前記観視者が前記自車両の前記進路前方を観視したときの視野像を推定し、前記推定された視野像に基づいて、前記進路前方の目的の位置に対応する前記視野像内の位置に表示オブジェクトが配置されるように前記表示オブジェクトを生成し、前記表示オブジェクトを有する映像情報を含む光束を生成し、前記光束を前記片目の位置に基づいて前記観視者の前記片目に向けて投影する映像投影部であって、
前記前方情報取得部によって取得された前記先行車両の位置よりも前記自車両の側の第1位置に対応する前記視野像内における第1視野像位置から、前記先行車両の位置の前記第1位置とは反対の側であって前記自車両が進路を変更すると推定される第2位置に対応する前記視野像内における第2視野像位置に到り、奥行き情報を有する前記表示オブジェクトを生成する映像投影部と、
を備え、
前記表示オブジェクトの一部は前記先行車両と重なることを特徴とする車載用表示システム。 - 前記表示オブジェクトの前記第1視野像位置における大きさは、前記第2視野像位置における大きさよりも大きいことを特徴とする請求項1記載の車載用表示システム。
- 前記表示オブジェクトの前記第2視野像位置の側の端は、前記視野像内における前記先行車両に対応する領域を含まない位置に配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の車載用表示システム。
- 前記表示オブジェクトは、前記第1視野像位置から前記第2視野像位置に到る連続的な形状を有していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の車載用表示システム。
- 前記表示オブジェクトは、前記第1視野像位置から前記第2視野像位置に到り、断続的に配列した複数の表示オブジェクト要素を有していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の車載用表示システム。
- 前記複数の表示オブジェクト要素のうちの第1表示オブジェクト要素は、前記第1表示オブジェクト要素よりも前記第2視野像位置の側に配置された第2表示オブジェクト要素よりも時間的に先に消えることを特徴とする請求項5記載の車載用表示システム。
- 前記表示オブジェクトの少なくとも一部が、前記第1視野像位置と前記第2視野像位置との間を移動することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の車載用表示システム。
- 前記表示オブジェクトの少なくとも一部は、前記進路前方の道の位置に対応する前記視野像内の位置に配置されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の車載用表示システム。
- 前記先行車両情報取得部は、前記進路前方に前記先行車両が存在するという情報及び存在しないという情報を取得し、
前記表示オブジェクトは、前記進路前方に前記先行車両が存在するときと存在しないときとで異なることを特徴とする請求項1〜8記載の車載用表示システム。 - 自車両の進路前方に関する前方情報を取得し、
前記進路前方に存在する先行車両に関する先行車両情報を取得し、
前記自車両に搭乗する観視者の片目の位置を推定し、
前記前方情報と前記片目の位置とに基づいて、前記観視者が前記自車両の前記進路前方を観視したときの視野像を推定し、
前記先行車両の位置よりも前記自車両の側の第1位置に対応する前記視野像内における第1視野像位置から、前記先行車両の位置の前記第1位置とは反対の側であって前記自車両が進路を変更すると推定される第2位置に対応する前記視野像内における第2視野像位置に到り、奥行き情報を有する前記表示オブジェクトを生成し、
前記表示オブジェクトを有する映像を含む光束を生成し、
前記光束を前記片目の位置に基づいて前記観視者の前記片目に向けて投影し、
前記表示オブジェクトの一部は前記先行車両と重なることを特徴とする表示方法。 - 請求項1〜9のいずれか1つに記載の車載用表示システムと、
前記車載用表示システムから出射される前記光束を前記観視者に向けて反射させるフロントガラスと、
を備えたことを特徴とする車両。
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