JP7276383B2 - Hud装置、車両装置、情報表示方法。 - Google Patents
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Description
ところで、ヘッドアップディスプレイの投射方式は、液晶パネル、DMDパネル(デジタルミラーデバイスパネル)、蛍光表示管(VFD)のようなイメージングデバイスで中間像を形成する「パネル方式」と、レーザ光源から射出されたレーザビームを2次元走査デバイスで走査し中間像を形成する「レーザ走査方式」がある。特に後者のレーザ走査方式は、全画面発光の部分的遮光で画像を形成するパネル方式とは違い、各画素に対して発光/非発光を割り当てることができるため、一般に高コントラストの画像を形成することができる。
つまり、視認者Aは、光走査装置10によりスクリーンに形成(描画)される画像(中間像)を、フロントウインドシールド50を介して虚像Iとして視認することができる。
この結果、視認者Aはフロントウインドシールド50を介して中間像の拡大された虚像Iを視認可能となる、すなわち、視認者から見て虚像Iがフロントウインドシールド50越しに拡大表示される。
図2には、HUD装置100の制御系のハードウェア構成を示すブロック図が示されている。HUD装置100の制御系は、図2に示されるように、FPGA600、CPU602、ROM604、I/F608、バスライン610、LDドライバ6111、MEMSコントローラ615を備えている。
図3には、HUD装置100の機能を示すブロック図が示されている。HUD装置100は、図3に示されるように、車両情報入力部800、外部情報入力部802、画像データ生成部804及び画像描画部806を備えている。車両情報入力部800には、CAN等から車両の情報(速度、走行距離、対象物の位置、外界の明るさ等の情報)が入力される。外部情報入力部802には、外部ネットワークから車両外部の情報(例えば自動車に搭載されたカーナビからのナビ情報等)が入力される。画像データ生成部804は、車両情報入力部800、外部情報入力部802等から入力される情報に基づいて、描画すべき画像の画像データを生成し、画像描画部806に送信する。画像描画部806は、制御部8060を備え、受信した画像データに応じた画像を描画する。画像データ生成部804及び制御部8060は、FPGA600によって実現される。画像描画部806は、FPGA600に加えて、LDドライバ6111、MEMSコントローラ615、光走査装置10、スクリーン30、凹面ミラー40等によって実現される。
図4には、光源装置11の構成が示されている。光源装置11は、図4に示されるように、単数あるいは複数の発光点を有する複数(例えば3つの)の発光素子111R、111B、111Gを含む。各発光素子は、LD(レーザダイオード)であり、互いに異なる波長λR、λG、λBの光束を放射する。例えばλR=640nm、λG=530nm、λB=445nmである。以下では、発光素子111RをLD111R、発光素子111GをLD111G、発光素子111BをLD111Bとも表記する。LD111R、111G、111Bから放射された波長λR、λG、λBの光束は、対応するカップリングレンズ112R、112G、112Bにより後続の光学系にカップリングされる。カップリングされた光束は、対応するアパーチャ部材113R、113G、113Bにより整形される。各アパーチャ部材の開口形状は、光束の発散角等に応じて円形、楕円形、長方形、正方形等、様々な形状とすることができる。その後、対応するアパーチャ部材で整形された光束は、合成素子115により光路合成される。合成素子115は、プレート状あるいはプリズム状のダイクロイックミラーであり、波長に応じて光束を反射/透過し、1つの光路に合成する。合成された光束は、レンズ119により光偏向器15の反射面に導かれる。レンズ119は、光偏向器15側に凹面が向くメニスカスレンズである。
図5には、光偏向器15の構成が示されている。光偏向器15は、半導体プロセスにて製造された2軸のMEMSスキャナであり、図5に示されるように、反射面を有するミラー150と、α軸方向に並ぶ複数の梁を含み、隣り合う2つの梁が折り返し部を介して蛇行するように接続された一対の蛇行部152とを有する。各蛇行部152の隣り合う2つの梁は、梁A(152a)、梁B(152b)とされ、枠部材154に支持されている。複数の梁には、複数の圧電部材156(例えばPZT)が個別に設けられている。各蛇行部の隣り合う2つの梁の圧電部材に異なる電圧を印加することで、該蛇行部の隣り合う2つの梁が異なる方向に撓み、それが蓄積されて、ミラー150がα軸周り(=垂直方向)に大きな角度で回転することになる。このような構成により、α軸を中心とした垂直方向の光走査が、低電圧で可能となる。一方、β軸を中心とした水平方向では、ミラー150に接続されたトーションバーなどを利用した共振による光走査が行われる。
HUD装置100において、画像データ生成部804は、外部情報入力部802から入力されるナビ情報に基づいて、自車両が進むべき進路(自車両の移動予定の進路)を示す情報(以下では「進路情報」とも呼ぶ)を前方風景における通過予定の路面に重畳するように生成する。このように進路情報を車両の前方の路面に重畳させることで、運転者は自車両が進むべき進路を前方風景から視線を逸らさずにリアルタイムに認知することができる。
の少なくとも一部(ここでは略全部)は表示エリアの下方に位置し表示エリアに入らない(図18(A)及び図18(B)参照)。
Claims (26)
- 車両に搭載され、透過反射部材を介して情報を表示するHUD装置であって、
情報を虚像として表示する表示手段と、
前記車両の進路の変化を示す情報であって複数のマークから成る進路変化情報を前記表示手段に表示させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記複数のマークのうち少なくとも2つのマークを重畳される路面が前記車両に近いものから遠いものの順に、少なくとも上向き成分を含む方向に順次シフトさせることを特徴とするHUD装置。 - 車両に搭載され、透過反射部材を介して情報を表示するHUD装置であって、
情報を虚像として表示する表示手段と、
前記車両の進路の変化を示す情報であって複数のマークから成る進路変化情報を前記表示手段に表示させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記複数のマークのうち少なくとも2つのマークを重畳される路面が前記車両に遠いものから近いものの順に、少なくとも上向き成分を含む方向に順次シフトさせることを特徴とするHUD装置。 - 前記制御手段は、前記進路変化情報における進路変化方向に基づいて、前記少なくとも一部のマークをシフトさせる方向を制御することを特徴とする請求項1または2に記載のHUD装置。
- 前記シフトさせる方向として、前記進路が曲がることを示すカーブ情報の曲率中心から離れる向きの成分を更に含むことを特徴とする請求項3に記載のHUD装置。
- 前記進路変化情報は、前記路面の傾斜が上り方向であることを示す上り情報を含む、
請求項1~3のいずれか一項に記載のHUD装置。 - 前記進路変化情報は、前記路面の傾斜が下り方向であることを示す下り情報である、請求項1~3のいずれか一項に記載のHUD装置。
- 前記制御手段は、前記車両から前記進路変化情報が重畳される路面までの距離、該路面の傾斜の大きさ及び該路面の曲がり具合の少なくとも1つに基づいて、前記少なくとも一部のマークのシフト量を制御することを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載のHUD装置。
- 前記複数のマークのうち少なくとも2つのマークは、それぞれシフト前後の形状が異なることを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載のHUD装置。
- 前記複数のマークのうち、少なくとも2つのマークの形状は矢印である、請求項1~7のいずれか一項に記載のHUD装置。
- 前記複数のマークのうち少なくとも2つのマークは、重畳される路面が前記車両に近いものよりも、前記車両から遠いものの方が小さいことを特徴とする請求項1~9のいずれか一項に記載のHUD装置。
- 前記表示手段は、
入力された情報に応じた画像光を生成する画像光生成部と、
生成された画像光を前記透過反射部材に導く光学手段と、を含むことを特徴とする請求項1~10のいずれか一項に記載のHUD装置。 - 請求項1~11のいずれか一項に記載のHUD装置と、
カメラと、を備える車両装置。 - 前記HUD装置に情報を提供する、GPS機能を有することを特徴とする請求項12に記載の車両装置。
- 透過反射部材を介して情報を虚像として表示するHUD装置の情報表示方法であって、
車両の進路の変化を示す情報であって複数のマークから成る進路変化情報を、表示手段に表示する工程と、
前記複数のマークのうち少なくとも2つのマークを重畳される路面が前記車両に近いものから遠いものの順に、少なくとも上向き成分を含む方向に順次シフトさせる工程と、
を含む情報表示方法。 - 透過反射部材を介して情報を虚像として表示するHUD装置の情報表示方法であって、
車両の進路の変化を示す情報であって複数のマークから成る進路変化情報を、表示手段に表示する工程と、
前記複数のマークのうち少なくとも2つのマークを重畳される路面が前記車両に遠いものから近いものの順に、少なくとも上向き成分を含む方向に順次シフトさせる工程と、
を含む情報表示方法。 - 透過反射部材を介して情報を表示する表示装置であって、
情報を虚像として表示する表示手段と、
前記表示装置が移動する進路の変化を示す情報であって複数のマークから成る進路変化情報を前記表示手段に表示させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記複数のマークのうち少なくとも2つのマークを重畳される前記表示装置が通過予定の面が前記表示装置に近いものから遠いものの順に、少なくとも上向き成分を含む方向に順次シフトさせることを特徴とする表示装置。 - 透過反射部材を介して情報を表示する表示装置であって、
情報を虚像として表示する表示手段と、
前記表示装置が移動する進路の変化を示す情報であって複数のマークから成る進路変化情報を前記表示手段に表示させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記複数のマークのうち少なくとも2つのマークを重畳される前記表示装置が通過予定の面が前記表示装置に遠いものから近いものの順に、少なくとも上向き成分を含む方向に順次シフトさせることを特徴とする表示装置。 - 透過反射部材を介して情報を虚像として表示する表示装置の情報表示方法であって、
前記表示装置が移動する進路の変化を示す情報であって複数のマークから成る進路変化情報を、表示手段に表示する工程と、
前記複数のマークのうち少なくとも2つのマークを重畳される前記表示装置が通過予定の面が前記表示装置に近いものから遠いものの順に、少なくとも上向き成分を含む方向に順次シフトさせる工程と、
を含む情報表示方法。 - 透過反射部材を介して情報を虚像として表示する表示装置の情報表示方法であって、
前記表示装置が移動する進路の変化を示す情報であって複数のマークから成る進路変化情報を、表示手段に表示する工程と、
前記複数のマークのうち少なくとも2つのマークを重畳される前記表示装置が通過予定の面が前記表示装置に遠いものから近いものの順に、少なくとも上向き成分を含む方向に順次シフトさせる工程と、
を含む情報表示方法。 - 情報を所定の表示エリア内に虚像として表示する表示装置であって、
前記表示装置の移動予定の進路を示す、前方の前記表示装置が通過予定の面に重畳する進路情報を生成する進路情報生成手段と、
前記進路情報に前記進路が変化することを示す進路変化情報が含まれ該進路変化情報が前記表示エリア内に入らないとき、前記進路変化情報の少なくとも一部が前記表示エリア内に入るように前記進路変化情報をシフトさせるシフト手段と、
前記シフト手段によってシフトされた前記進路変化情報を前記表示エリア内に虚像として表示する表示手段と、を備え、
前記進路変化情報は、一連の複数のマークから成り、
前記シフト手段は、前記複数のマークのうち前記進路変化情報に含まれる少なくとも2つのマークを重畳される前記表示装置が通過予定の面が前記表示装置に遠いものから近いものの順に前記表示エリア内にシフトさせることを特徴とする表示装置。 - 情報を所定の表示エリア内に虚像として表示する表示装置であって、
前記表示装置の移動予定の進路を示す、前方の前記表示装置が通過予定の面に重畳する進路情報を生成する進路情報生成手段と、
前記進路情報に前記進路が変化することを示す進路変化情報が含まれ該進路変化情報が前記表示エリア内に入らないとき、前記進路変化情報の少なくとも一部が前記表示エリア内に入るように前記進路変化情報をシフトさせるシフト手段と、
前記シフト手段によってシフトされた前記進路変化情報を前記表示エリア内に虚像として表示する表示手段と、を備え、
前記進路変化情報は、一連の複数のマークから成り、
前記シフト手段は、前記複数のマークのうち前記進路変化情報に含まれる少なくとも2つのマークを重畳される前記表示装置が通過予定の面が前記表示装置に近いものから遠いものの順に前記表示エリア内にシフトさせることを特徴とする表示装置。 - 情報を所定の表示エリア内に虚像として表示する表示装置の情報表示方法であって、
前記表示装置の移動予定の進路を示す、前方の前記表示装置が通過予定の面に重畳する進路情報を生成する工程と、
前記進路情報に進路変化情報が含まれるときに、該進路変化情報が前記表示エリア外となるか否かを判定する工程と、
前記判定する工程での判定結果が肯定的である場合に、前記進路変化情報の少なくとも一部が前記表示エリア内に入るように前記進路変化情報をシフトさせる工程と、
前記シフトされた前記進路変化情報を前記表示エリア内に虚像として表示する工程と、を含み、
前記進路変化情報は、一連の複数のマークから成り、
前記シフトさせる工程は、前記複数のマークのうち前記進路変化情報に含まれる少なくとも2つのマークを重畳される前記表示装置が通過予定の面が前記表示装置に遠いものから近いものの順に前記表示エリア内にシフトさせることを特徴とする情報表示方法。 - 情報を所定の表示エリア内に虚像として表示する表示装置の情報表示方法であって、
前記表示装置の移動予定の進路を示す、前方の前記表示装置が通過予定の面に重畳する進路情報を生成する工程と、
前記進路情報に進路変化情報が含まれるときに、該進路変化情報が前記表示エリア外となるか否かを判定する工程と、
前記判定する工程での判定結果が肯定的である場合に、前記進路変化情報の少なくとも一部が前記表示エリア内に入るように前記進路変化情報をシフトさせる工程と、
前記シフトされた前記進路変化情報を前記表示エリア内に虚像として表示する工程と、を含み、
前記進路変化情報は、一連の複数のマークから成り、
前記シフトさせる工程は、前記複数のマークのうち前記進路変化情報に含まれる少なくとも2つのマークを重畳される前記表示装置が通過予定の面が前記表示装置に近いものから遠いものの順に前記表示エリア内にシフトさせることを特徴とする情報表示方法。 - 透過反射部材を介して情報を表示する表示装置であって、
情報を虚像として所定の表示エリア内に表示する表示手段と、
前記表示装置が移動する進路の変化を示す情報であって複数のマークからなる進路変化情報を、前記表示手段の前記表示エリア内に表示させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記表示エリア内に前記複数のマークを表示した後、前記複数のマークのうち少なくとも一部のマークが前記表示エリア内に表示できなくなった場合、前記複数のマークのうち少なくとも一部のマークを、前記表示エリア内にシフトさせる、表示装置。 - 透過反射部材を介して情報を虚像として表示する表示装置の情報表示方法であって、
前記表示装置が移動する進路の変化を示す情報であって複数のマークからなる進路変化情報を、表示手段の所定の表示エリア内に表示する工程と、
前記表示エリア内に前記複数のマークを表示した後、前記複数のマークのうち少なくとも一部のマークが前記表示エリア内に表示できなくなった場合、前記複数のマークのうち少なくとも一部のマークを、前記表示エリア内にシフトさせる工程と、を含む情報表示方法。 - コンピュータに、請求項14、15、18、19、22、23または25記載の情報表示方法を実行させるプログラム。
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