JP7241005B2 - ヘッドアップディスプレイシステムおよび移動体 - Google Patents
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Description
本開示の一実施形態にかかるヘッドアップディスプレイシステム1は、図1に示すように、第1投影モジュール2と、第2投影モジュール3と、反射光学素子4と、マイクと、カメラ83と、コントローラ5と、を備える。本実施形態において、マイクは、第1マイク81および第2マイク82を含む。マイクは、複数のマイクを含む構成に限定されず、例えば利用者30の音声を検出する第1マイク81だけで構成され得る。
第1投影モジュール2は、第1表示パネル6を備える。第1表示パネル6は、第1表示パネル6に表示される画像を投影するように構成された装置である。第1表示パネル6には、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ、無機ELディスプレイ、プラズマディスプレイ(PDP:Plasma Display Panel)、電界放出ディスプレイ(FED:Field Emission Display)、電気泳動ディスプレイ、ツイストボールディスプレイ等の種々のフラットパネルディスプレイを採用しうる。
第2投影モジュール3は、表示装置8と光学系9とを備える。表示装置8は、照射器10と第2表示パネル11とを含む。第2投影モジュール3は、第2表示パネル11に表示される画像を投影するように構成された装置である。
反射光学素子4は、画像を少なくとも部分的に反射するように構成された部材である。本実施形態において、反射光学素子4で反射される画像は、第1画像と、第2画像と、を含む。
マイクは、音声を検出して、電気的な音声信号に変換する。第1マイク81は利用者30の音声を検出する。第2マイク82は利用者30と異なる、移動体20の同乗者の音声を検出する。
カメラ83は、被写体の像を取得して被写体の画像を生成するように構成される。カメラ83は、撮像素子を含む。撮像素子は、例えばCCD(Charge Coupled Device)撮像素子またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)撮像素子を含んでよい。本実施形態において、カメラ83は、利用者30と異なる、移動体20の同乗者を被写体とする。カメラ83およびマイクと後述する入力部15とは、CAN(Control Area Network)等の車両のネットワークを介して接続されてよい。
コントローラ5は、HUDシステム1の各構成要素に接続され、各構成要素を制御するように構成される。コントローラ5は、例えばプロセッサとして構成される。コントローラ5は、1以上のプロセッサを含んでよい。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行するように構成された汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けIC(ASIC:Application Specific Integrated Circuit)を含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイス(PLD:Programmable Logic Device)を含んでよい。PLDは、FPGA(Field-Programmable Gate Array)を含んでよい。コントローラ5は、1つまたは複数のプロセッサが協働するSoC(System-on-a-Chip)、およびSiP(System In a Package)のいずれかであってよい。
HUDシステム1は、マイク、カメラ83および外部から情報を取得する入力部15を有することができる。HUDシステム1が移動体20に搭載される場合、入力部15は、移動体20のECU(Electronic Control Unit)21から情報を取得することができる。ECU21は、移動体20に搭載される種々の装置を電子制御するコンピュータである。ECU21は、例えばエンジン、ナビゲーション・システムまたはオーディオ・システム等を制御しうる。コントローラ5は、入力部15を介して、第2マイク82が検出した同乗者の音声を取得してよい。コントローラ5は、入力部15を介して、カメラ83が撮影した同乗者の画像を取得してよい。コントローラ5は、入力部15を介して、ECU21が制御するオーディオ・システムの曲目リストを取得してよい。コントローラ5は、入力部15を介して、ECU21が制御するCID(Center Information Display)に表示されている画像を取得してよい。
HUDシステム1は、入力された音声信号を音声に変換して出力するスピーカーを有することができる。本実施形態において、スピーカーは、第1スピーカー84および第2スピーカー85を含む。スピーカーは、コントローラ5から音声信号を取得する。第1スピーカー84は、利用者30に対して音声を出力する。第2スピーカー85は移動体20の同乗者に対して音声を出力する。
HUDシステム1は、利用者30の音声指示に従って、多様な表示コンテンツを第1画像51として表示することができる。コントローラ5は、音声信号に対して音声認識を行って、音声認識された指示にしたがって第1画像の内容を設定する。コントローラ5は、第1マイク81から利用者30の指示の音声信号を取得する。コントローラ5は、例えば音響モデル、言語モデルおよび辞書を用いて音声信号を文字に対応させる音声認識を実行して、利用者30からの指示の内容を判定してよい。コントローラ5は、例えば図2に示すように、仮想の人物の画像を生成して第1画像51として表示してよい。仮想の人物は、利用者30が希望する表示コンテンツを表示させるための操作をサポートする仮想アシスタントであってよい。コントローラ5は、利用者30の音声に対応して、第1スピーカー84から応答または確認のための音声を利用者30に対して発してよい。コントローラ5は、例えば応答パターンのリストおよび辞書を用いて発する音声の内容を選択してよい。コントローラ5は、応答の内容に応じて、第1画像51における仮想の人物の表情を変更してよい。コントローラ5が上記のように音声認識装置および自動応答装置として機能することによって、HUDシステム1は、利用者30とのインタラクティブな会話による指示応答を実現できる。HUDシステム1は、第1画像51として仮想の人物を表示して、利用者30にコンテンツを選択させてよい。例えば、コントローラ5は、第1画像51に仮想の人物を表示しながら、「何をご希望ですか」と尋ねる音声を第1スピーカー84から発してよい。例えば、コントローラ5は、第1画像51に仮想の人物を表示しながら、「承知しました」と応答する音声を第1スピーカー84から発してよい。コントローラ5は、利用者30が表示させるコンテンツを決定するまで、第1画像51に仮想の人物を表示してよい。
上記のように、第2表示パネル11は視差画像を表示し、ユーザに3次元画像を視認させることが可能である。図3に示すように、第2表示パネル11は、面状に広がるアクティブエリアA上に複数の区画領域を有する。アクティブエリアAは、視差画像を表示するように構成される。視差画像は、後述する左眼画像と、右眼画像とを含む。右眼画像は、左眼画像に対して視差を有する。図3において複数の区画領域の各々は、u軸方向およびu軸方向に直交するv軸方向に区画された領域である。u軸方向およびv軸方向に直交する方向はw軸方向と称される。u軸方向は水平方向と称されてよい。v軸方向は鉛直方向と称されてよい。w軸方向は奥行方向と称されてよい。u軸方向は、利用者30の視差方向に対応する方向である。
E:Vd=(n×VHp):Vg 式(1)
Vd:VBp=(Vdv+Vg):(2×n×VHp) 式(2)
虚像バリアピッチVBpは、第3虚像V3として投影された複数の減光領域12bのu軸方向に対応するx軸方向の配置間隔である。虚像ギャップVgは、第3虚像V3と第2虚像V2との間の距離である。適視距離Vdは、利用者30の左眼31lおよび右眼31rそれぞれの位置と視差光学素子12の虚像である第3虚像V3との間の距離である。眼間距離Eは、左眼31lと右眼31rとの間の距離である。眼間距離Eは、例えば、産業技術総合研究所の研究によって算出された値である61.1mm~64.4mmであってよい。VHpは、複数のサブピクセルの虚像の水平方向の長さである。VHpは、第2虚像V2における1つのサブピクセルの虚像の、x軸方向に対応する方向の長さである。
上述の実施形態は代表的な例として説明されている。本開示の趣旨および範囲内で、多くの変更および置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本開示は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形および変更が可能である。例えば、実施形態および実施例に記載の複数の構成ブロックを1つに組合せたり、あるいは1つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。本開示に係る実施形態は装置が備えるプロセッサにより実行される方法、プログラムまたはプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものである。本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
2 第1投影モジュール
3 第2投影モジュール
4 反射光学素子
4a 第1反射領域
4b 第2反射領域
5 コントローラ
6 第1表示パネル
7 ステージ
8 表示装置
9 光学系
10 照射器
11 第2表示パネル
12 視差光学素子
13 検出装置
14 取得部
15 入力部
17 駆動部
18 カバーガラス
20 移動体
21 ECU
30 利用者
31 眼
31l 左眼
31r 右眼
32 視域
51 第1画像
52 第2画像
53 第1画像表示領域
54 第2画像表示領域
81 第1マイク
82 第2マイク
83 カメラ
84 第1スピーカー
85 第2スピーカー
A アクティブエリア
P 画素
Pg サブピクセル群
V1 第1虚像
V2 第2虚像
V3 第3虚像
VaL 左可視領域
VbL 左減光領域
VaR 右可視領域
VbR 右減光領域
Claims (12)
- 移動体に備わったヘッドアップディスプレイシステムであって、
第1画像を投影し、前記第1画像が利用者と正対しない前方方向に表示されるように構成された第1投影モジュールと、
第2画像を投影し、前記第2画像が前記利用者と正対する前記前方方向に表示されるように構成された第2投影モジュールと、
前記第1画像および前記第2画像を、少なくとも部分的に反射するように構成された反射光学素子と、
前記利用者の音声を検出して、電気的な音声信号に変換する第1マイクと、
前記移動体内における前記利用者の後方に位置する同乗者の音声を検出して、電気的な音声信号に変換する第2マイクと、
前記利用者および前記同乗者の前記音声信号に対して音声認識を行って、音声認識された指示にしたがって前記第1画像の内容を設定するコントローラと、
前記コントローラによって制御可能な通信器と、を備え、
前記第1画像は、前記移動体のナビゲーション・システムまたはオーディオ・システムを制御するECUが生成する画像を含み、
前記コントローラは、前記利用者の音声指示に従って、前記第1画像として、前記通信器を介して画像信号および音声信号の双方向通信が可能な前記移動体の外部の人物の画像を表示させること、および、前記同乗者の音声信号に従って、前記第1画像として、前記ナビゲーション・システムに係る画像または前記オーディオ・システムに係る画像を表示させること、を実行する、ヘッドアップディスプレイシステム。 - 前記第1投影モジュールは、前記反射光学素子に向かって前記第1画像を表示する第1表示パネルを備え、
前記第2投影モジュールは、
前記第2画像を表示するように構成された第2表示パネルと、
前記反射光学素子に向かって前記第2画像を伝播させるように構成された光学系と、
を備える、請求項1に記載のヘッドアップディスプレイシステム。 - 前記第1表示パネルは、前記ヘッドアップディスプレイシステムが搭載される移動体のダッシュボードの表面に設けられる、請求項2に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記第2表示パネルは、前記第2画像として視差画像を表示可能に構成され、
前記第2投影モジュールは、前記視差画像の視域を実質的に規定することが可能な視差光学素子を備える、請求項2または3に記載のヘッドアップディスプレイシステム。 - 前記第1画像は、前記利用者の音声指示に従って表示される、前記コントローラによって生成される仮想の人物の画像である、請求項1に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記利用者と異なる人物を撮影するカメラを備え、
前記第1画像は、前記利用者の音声指示に従って表示され、前記カメラが撮影した、前記利用者と異なる人物の画像である、請求項1に記載のヘッドアップディスプレイシステム。 - 前記利用者と異なる人物は、前記ヘッドアップディスプレイシステムが搭載される前記移動体の前記同乗者である、請求項6に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記反射光学素子は、入射した光の一部を反射し、他の一部を透過するように構成された第1反射領域を含み、
前記第1投影モジュールは、前記第1反射領域に前記第1画像の少なくとも一部を投光するように構成され、
前記第2投影モジュールは、前記第1反射領域に前記第2画像の全部を投光するように構成される、請求項1から7のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。 - 前記反射光学素子は、入射した光の一部を反射し、他の一部を実質的に遮光するように構成された第2反射領域を含む、請求項8に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記第1投影モジュールは、前記第2反射領域に前記第1画像の一部を投影するように構成された、請求項9に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記第2投影モジュールは、3次元画像を表示する第1状態と、2次元画像を表示する第2状態とを切り替え可能に構成されている、請求項1に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
- 第1画像を投影し、前記第1画像が利用者と正対しない前方方向に表示されるように構成された第1投影モジュールと、
第2画像を投影し、前記第2画像が前記利用者と正対する前記前方方向に表示されるように構成された第2投影モジュールと、
前記第1画像および前記第2画像を、少なくとも部分的に反射するように構成された反射光学素子と、
前記利用者の音声を検出して、電気的な音声信号に変換する第1マイクと、
前記移動体内における前記利用者の後方に位置する同乗者の音声を検出して、電気的な音声信号に変換する第2マイクと、
前記利用者および前記同乗者の前記音声信号に対して音声認識を行って、音声認識された指示にしたがって前記第1画像の内容を設定するコントローラと、
前記第1画像は、前記移動体のナビゲーション・システムまたはオーディオ・システムを制御するECUが生成する画像を含み、
前記コントローラによって制御可能な通信器と、を備え、
前記コントローラは、前記利用者の音声指示に従って、前記第1画像として、前記通信器を介して画像信号および音声信号の双方向通信が可能な外部の人物の画像を表示させること、および、前記同乗者の音声信号に従って、前記第1画像として、前記ナビゲーション・システムに係る画像または前記オーディオ・システムに係る画像を表示させること、を実行する、ヘッドアップディスプレイシステムを備える、移動体。
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