JPWO2018216553A1 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、視認者が視認する虚像までの距離である表示距離を調整可能であり、追加表示する虚像の表示距離と、既に表示してあった既存の虚像の表示距離とを異ならせることで、追加表示された虚像を視認者に迅速に特定させることができ、虚像が呈示する情報を認識しやすくする、ことをその要旨とする。
視認者からの表示距離(80)が異なる位置に虚像(70)を表示可能な表示光(L)を被投影部に向けて投射する投射部(40)と、
外部から情報を取得する情報取得部(20)と、
前記情報取得部(20)が取得した前記情報に基づいて、前記虚像(70)を追加表示するか判定する表示追加判定部(31)と、
前記投射部(40)が表示する前記虚像(70)の前記表示距離(80)を調整することができ、前記表示追加判定部(31)が前記虚像(70)を追加表示すると判定した場合、既に表示されている既存の虚像(73)の表示距離(85)と、追加表示される虚像(74)の表示距離(86)と、を異ならせる表示距離決定部(32)と、を備える。
HUD装置10は、通信インターフェース5から各種情報を取得する入力インターフェースである情報取得部20と、表示制御部30と、表示光Lを投射する投射部40と、を有する。例えば、通信インターフェース5には、車両1に設けられた車両ECU、車載カメラ、センサ、他の車載機器、携帯機器、他車両、路上の通信インフラ、などが情報を授受可能に接続され、HUD装置10は、通信インターフェース5に接続された情報取得部20から各種情報を入力し、表示する虚像70に反映する。
図1の左図を用いて、本実施形態のHUD装置10が表示する虚像70の例を説明する。虚像70は、例えば、平面的に表現される2D虚像71と、立体的に表現される3D虚像72と、を有する。2D虚像71の一例は、図1の表示距離81のXY平面に平面的に結像され、視認者に遠近感を感じさせない虚像である。このような2D虚像71の一例によれば、概ね目の焦点を調整することなく表示全体を明確に認識することができる。また、2D虚像71の別例は、図1の表示距離83のXY平面上に一端があり、表示距離83より視認者から離れた表示距離84のXY平面上に他端があり、平面的に結像され、視認者に遠近感を感じさせる虚像である。このような別例の2D虚像71は、視認者の目の焦点の調整により表示全体が明確に認識されるため、立体的な印象を与えることができる。3D虚像72の一例は、図1の表示距離82のXY平面上に一端があり、表示距離82より視認者から離れた表示距離83のXY平面上に他端があり、体積を有するような立体的なオブジェクトとして結像され、視認者に立体感を感じさせる虚像である。なお、本発明のHUD装置10は、追加表示する虚像の表示距離と、既に表示してあった既存の虚像の表示距離とを異ならせるものである。表示距離80を長くするとは、言い換えるとアイボックス4からより離れた位置に虚像70を結像させることを示し、例えば、表示距離81に表示されている2D虚像71、表示距離82と表示距離83との間に表示されている3D虚像72を、遠方側である表示距離84に近づけることを示す。また、表示距離80を短くするとは、言い換えるとアイボックス4により近づけた位置に虚像70を結像させることを示し、例えば、表示距離84に表示されている2D虚像71、表示距離82と表示距離83との間に表示されている3D虚像72を、近傍側である表示距離81に近づけることを示す。
次に、図2を参照する。図2は、図1の投射部40の構成例を示す図である。本実施形態の投射部40は、立体画像表示部41と、リレー光学部42と、から構成され、立体画像表示部41が第1の3D実像43を形成し、リレー光学部42が第1の3D実像43を拡大して第2の3D実像44を結像し、この第2の3D実像44の表示光Lを外部の被投影部2に向けて投射する。
立体的な虚像を視認させる他の実施形態では、投射部40は、パララックスバリア方式やレンチキュラレンズ方式などを含む視差分割方式、ライトフィールド方式やホログラム方式を含む空間再生方式、特開2016−212318に開示されているように透過率を調整可能な調光層を有する複数のスクリーンを厚み方向に重ねて配置し、複数のスクリーンに向けてプロジェクタが投射像を高速で切り替えながら投影し、投射像の高速切り替えに応じて、複数のスクリーンがそれぞれ調光率を適宜調整することで3Dの実像を内部に表示する透過率調整スクリーン方式、特開2004−168230に開示されているように複数の液晶表示素子を厚み方向に重ねることで3Dの実像を内部に表示する方式などを採用してもよい。以上が、本発明の第1〜第4の実施形態のHUD装置10の構成である。
(第1の実施形態)
まず、図3,図4を参照する。図3は、第1実施形態におけるHUD装置10の主要な動作手順を示すフロー図であり、図4は、図3のフロー図に対応した虚像73,74の表示例を示す図である。図4(a)(b)は、追加表示される虚像74が表示される前の表示例を示し、図4(c)(d)は、図3におけるステップS13が実行された後にステップS15で表示更新された後の表示例を示す。図4(a)(c)は、視認者が車両1の前方(Z軸正方向)を見た際に視認する前景(他車両100)と虚像73,74を示す図であり、図4(b)(d)は、虚像73,74の表示距離80の違いを説明する図である。
次に、図5,図6を参照する。図5は、第2の実施形態におけるHUD装置10の主要な動作手順を示すフロー図であり、図6は、図5のフロー図に対応した虚像73,74の表示例を示す図である。図6(a)(b)は、追加表示される虚像74が表示される前の表示例を示し、図6(c)(d)は、図5におけるステップS23が実行された後にステップS25で表示更新された後の表示例を示す。第2の実施形態は、既存の虚像73の表示距離85を変更する点で第1の実施形態とは異なる。
次に、図7,図8を参照する。図7は、第3の実施形態におけるHUD装置10の主要な動作手順を示すフロー図であり、図8は、図7のフロー図に対応した虚像73,74の表示例を示す図である。図8(a)(b)は、追加表示される虚像74が表示される前の表示例を示し、図8(c)(d)は、図7におけるステップS33が実行された後にステップS37で表示更新された後の表示例を示し、図8(e)(f)は、図7におけるステップS35が実行された後にステップS37で表示更新された後の表示例を示す。第3の実施形態は、条件成立判定部34が、特定条件が成立したと判定した場合に、追加表示された虚像74と既存の虚像73との表示距離差87を短くする処理(後述するステップS34,S35)を有する点で、第1,第2の実施形態とは異なる。
ステップS34で、条件成立判定部34は、虚像74が追加表示された後、特定条件が成立したかを判定し、例えば、虚像74が追加表示された後に所定の時間以上経過した場合に、前記特定条件が成立したと判定する。ステップS34において「所定の時間以上経過していないと判定した場合(NOの場合)」は、ステップS35を実行することなく、ステップS36に移行する。
次に、図9,図10を参照する。図9は、第4の実施形態におけるHUD装置10の主要な動作手順を示すフロー図であり、図10は、図9のフロー図に対応した虚像73,74の表示例を示す図である。図10(a)(b)は、虚像74が追加表示される前の表示例を示し、図10(c)(d)は、虚像74が追加表示された後の表示例を示し、図10(e)(f)は、図9におけるステップS45が実行された後にステップS47で表示更新された後の表示例を示す。第4の実施形態は、条件成立判定部34が、追加表示されていた虚像74が非表示となる特定条件が成立したと判定した場合に、残る既存の虚像73の表示距離85aを、元々既存の虚像73が表示されていた表示距離85にする処理(後述するステップS44,S45)を有するものである。
ステップS44で、条件成立判定部34は、虚像74が追加表示された後、追加表示された虚像74を非表示とする特定条件が成立したかを判定し、例えば、虚像74が追加表示された後に所定の時間以上経過した場合に、前記特定条件が成立したと判定する。ステップS44において「特定条件が成立していない場合(NOの場合)」は、ステップS45を実行することなく、ステップS46に移行する。
なお、本発明は、以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、実施形態及び図面に変更(構成要素の削除も含む)を加えることが可能である。以下に、変形例の一例を記す。
Claims (8)
- 視認者からの表示距離(80)が異なる位置に虚像(70)を表示可能な表示光(L)を被投影部に向けて投射する投射部(40)と、
外部から情報を取得する情報取得部(20)と、
前記情報取得部(20)が取得した前記情報に基づいて、前記虚像(70)を追加表示するか判定する表示追加判定部(31)と、
前記投射部(40)が表示する前記虚像(70)の前記表示距離(80)を調整することができ、前記表示追加判定部(31)が前記虚像(70)を追加表示すると判定した場合、既に表示されている既存の虚像(73)の表示距離(85)と、追加表示される虚像(74)の表示距離(86)と、を異ならせる表示距離決定部(32)と、を備える、
ヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記表示距離決定部(32)は、前記既存の虚像(73)の表示距離(85)を異なる表示距離(85a)に変化させ、該表示距離(85a)と異なるように、前記追加表示される虚像(74)の表示距離(86)を決定する、
請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記表示距離決定部(32)は、前記既存の虚像(73)の表示距離(85)を異なる表示距離(85a)に変化させ、変化させる前の前記既存の虚像の表示距離(85)と同じになるように、前記追加表示される虚像(74)の表示距離(86)を決定する、
請求項1または2に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記表示距離決定部(32)は、前記追加表示される虚像(74)の表示距離(86)を、前記既存の虚像(73)の表示距離(85)よりも短くなるように決定する、
請求項1乃至3のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記表示距離決定部(32)は、前記虚像(74)を追加表示した後に特定の条件が成立した場合、前記追加表示された虚像(74)と前記既存の虚像(73)との表示距離差(87)を短くする、
請求項1乃至4のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記表示距離決定部(32)は、前記虚像(74)を追加表示した後に特定の条件が成立した場合、前記追加表示された虚像(74)の表示距離(86)と前記既存の虚像(73)の表示距離(85)とを同じにする、
請求項5に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記表示距離決定部(32)は、前記虚像(74)を追加表示した後に特定の条件が成立した場合、前記追加表示された虚像(74)の表示距離(86)に前記既存の虚像(85)の表示距離(101)を近づける、
請求項5または6に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 - 前記表示距離決定部(32)は、前記虚像(74)を追加表示した後に前記追加表示された虚像(74)を非表示とする条件が成立した場合、前記追加表示されていた虚像(74)の表示距離(86)に、前記既存の虚像(73)の表示距離を近づける、
請求項1乃至7のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ装置。
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