KR20240083818A - 정보 처리장치, 표시 시스템, 이동체, 정보 처리방법, 및 기억매체 - Google Patents

정보 처리장치, 표시 시스템, 이동체, 정보 처리방법, 및 기억매체 Download PDF

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KR20240083818A
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류타 스즈키
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

장해물의 영향을 저감가능한 HUD 시스템을 위한 정보 처리장치는, 헤드업 디스플레이에 의해 형성되는 허상의 현실 공간에서 보이는 위치의 장해물 정보를 취득하도록 구성된 취득 유닛과, 취득 유닛에서 취득된 장해물 정보에 근거하여 허상의 현실 공간에서 보이는 위치를 제어하도록 구성된 제어 유닛을 구비한다.

Description

정보 처리장치, 표시 시스템, 이동체, 정보 처리방법, 및 기억매체{INFORMATION PROCESSING DEVICE, DISPLAY SYSTEM, MOVABLE APPARATUS, INFORMATION PROCESSING METHOD, AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 헤드업 디스플레이 등을 위한 정보 처리장치, 표시 시스템, 이동체, 표시 제어방법, 및 기억매체 등에 관한 것이다.
프론트 윈도우(윈드쉴드) 등의 투영 부재에 영상을 투영함으로써, 차량의 전경에 허상을 중첩 표시시키는 헤드업 디스플레이(HUD)가 알려져 있다. HUD에서는, 허상의 초점 위치를 제어함으로써, 관찰자에게 거리감(깊이감)을 줄 수 있다.
예를 들면, 일본국 특개 2019-56840에서는, 광학부재에 대한 거리와 경사 각도를 변화시킴으로써, 허상의 투영 거리를 변경하는 것이 가능한 HUD 시스템이 개시되어 있다.
그렇지만, 전술한 일본국 특개 2019-56840에 개시된 관련기술에서는, 전방에 장해물이 있으면, 전방의 장해물에 허상이 겹쳐버리는 경우가 있어, 위화감이 있는 표시로 인식된다고 하는 문제가 있었다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 정보 처리장치는, 헤드업 디스플레이에 의해 형성되는 허상의 현실 공간에서 보이는 위치의 장해물 정보를 취득하도록 구성된 취득 유닛과, 상기 취득 유닛에 의해 취득된 상기 장해물 정보에 근거하여 상기 허상의 현실 공간에서 보이는 위치를 제어하도록 구성된 제어 유닛으로서 기능하도록 구성된 적어도 한 개의 프로세서 또는 회로를 구비한다.
본 발명의 또 다른 특징은 첨부도면을 참조하는 이하의 실시형태의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 다초점 HUD 장치를 나타낸 개략도다.
도2는 제1 실시형태에 따른 HUD 시스템의 개요를 나타내는 기능 블록도다.
도3a 내지 도3c는, 관련기술과 제1 실시형태를 설명하기 위한 모식도다.
도4는 제1 실시형태에 따른 HUD 장치를 위한 정보 처리방법의 동작 예를 나타낸 플로우차트다.
도5는 제2 실시형태에 따른 다초점 HUD 장치를 나타낸 개략도다.
도6은 제2 실시형태에 따른 HUD 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도7은 제2 실시형태에 따른 HUD 장치를 위한 표시 제어방법의 동작 예를 나타낸 플로우차트다.
이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 형태를 실시형태를 사용하여 설명한다. 각 도면에서, 동일한 부재 또는 구성요소에는 동일한 참조번호를 붙이고, 중복된 설명은 생략하거나 간략화한다.
제1 실시형태
도1은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 다초점 HUD 장치의 개략도이다. 도1을 참조하여, 자동차에 배치된 정보 처리장치로서 기능하는 HUD 장치(2)에 있어서 초점거리를 전환하여 표시하는 구성에 대해 설명한다.
실시형태에서는, 헤드업 디스플레이인 HUD 장치(2)와 윈드쉴드(101)를 포함하는 표시 시스템이 이동체로서 기능하는 자동차에 배치된 예를 설명하지만, 이동체는 자동차에 한정되지 않는다. 예를 들면, 이동체는 항공기 등이어도 된다.
도1에 있어서, 간략화를 위해, 외장부(100), 전방면의 글래스 창문인 윈드쉴드(101), 및 차내 구조물인 대쉬보드(102)를 포함하는 자동차의 일부를 도시하고 있다. HUD 장치(2)는 대쉬보드(102)의 내부에 배치되어 있다.
HUD 장치(2)는, 표시 디바이스(10)에 표시된 화상을 투영부(11)가 아래 쪽으로부터 윈드쉴드(101)에 투영하도록 설치되어 있다. 제1 실시형태에 따른 헤드업 디스플레이인 HUD 장치(2)는, 광 반사부(하프미러)로서 기능하는 윈드쉴드(101)에 표시 화상을 투영하여, 광 반사부로부터 반사된 빛에 의해 허상을 표시하도록 구성되어 있다.
다음에, 표시 유닛으로서 기능하는 표시 디바이스(10)에 대해서 상세하게 설명한다. 표시 디바이스(10)는 투영부(11)에 의해 투영되는 투영원의 화상을 표시 광으로서 투영부(11)에 투영하도록 구성된 표시 광의 광원이다. 제1 실시형태에 따른 표시 디바이스(10)는, 액정 패널, 백라이트 및 렌즈(미도시)를 구비한다.
액정 패널은, 빛을 투과 및 투과하지 않을 수 있는 화소군을 갖는다. 액정 패널은, 발광 다이오드 등을 사용한 광원 장치인 백라이트의 조명 방향의 전방에 배치되고, 백라이트의 조명광을 화소마다 선택적으로 투과시킴으로써 원하는 투영원 화상을 표시가능하도록 구성되어 있다.
렌즈는, 액정 패널로 취급되며, 백라이트로부터의 조명광을, 액정 패널에 균일하게 조사하고 있다. 또한, 표시 디바이스(10)는 광축 방향을 제어하는 광학 소자(미도시)를 갖고, 광축 40 및 41의 2방향 사이에서 광축 방향을 전환 가능하다.
다음에, 투영부(11)에 대해 설명한다. 투영부(11)는 전술한 표시 디바이스(10)에 의해 형성된 화상을 투영 상으로서 윈드쉴드(101)에 투영하는 광학계로서, 제1 반사 미러(12)(제1 반사 유닛) 및 제2 반사 미러(13)(제2 반사 유닛)로 구성된다.
제1 반사 미러(12) 및 제2 반사 미러(13)는 표시 디바이스(10)로부터 투사된 빛을 반사하여, 윈드쉴드(101)에 이 빛을 투영함으로써 허상 300 또는 301을 형성한다. 광 반사 유닛은 제1 반사 미러(12) 및 제2 반사 미러(13)를 갖고, HUD 장치(2)는 반사 유닛으로부터 반사된 빛을 허상으로서 표시한다.
표시 디바이스(10)의 표시 화상의 투영 방향 중, 가까운 쪽의 허상 300을 표시하는 광축을 광축 40으로 나타낸다. 표시 디바이스(10)로부터의 표시 화상의 투영처는, 제2 반사 미러(13)가 광축 40을 윈드쉴드(101)의 방향, 즉 광축 43으로 나타내는 방향으로 반사하도록 배치되고, 표시 디바이스(10)의 투영 상은 소정의 배율로 확대되고 투영 상의 왜곡d; 보정된다.
즉, 표시 디바이스(10)에서 표시한 화상은 투영 상으로서 광축 40을 따라 제2 반사 미러(13)로부터 반사되고, 투영 상은 광축 43을 따라 윈드쉴드(101)에 투영된다. 이 윈드쉴드(101)에 투영된 투영 상은, 광축 43이 윈드쉴드(101)와 교차하는 반사부 44로부터 반사되어, 아이 박스(200)로 이끌어진다.
반사부 44로부터 반사된 반사 광축을 광축 45로서 나타낸다. 유저(이동체의 운전자)의 눈동자가 아이 박스(200) 내에 있으면, 투영 상은 아이 박스(200)로부터 거리 L1의 공간에 허상 300으로서 시인될 수 있다.
한편, 표시 디바이스(10)의 표시 화상의 투영 방향 중, 먼 쪽의 허상 301을 표시하는 광축을 광축 41로서 나타낸다. 표시 디바이스(10)로부터의 표시 화상의 투영처는, 제1 반사 미러(12)가 광축 41을 제2 반사 미러(13)의 방향, 즉 광축 42로 나타내는 방향으로 반사하도록 배치되어 있다.
제2 반사 미러(13)는, 제1 반사 미러(12)로부터 반사된 광축 42가 윈드쉴드(101)의 방향, 즉 광축 43으로 나타내는 방향으로 반사되도록 배치되고, 표시 디바이스(10)의 투영 상은 소정의 배율로 확대되고, 투영 상의 왜곡이 보정된다.
즉, 표시 디바이스(10)에 표시된 화상은 투영 상으로서 광축 41을 따라 제1 반사 미러(12)로부터 반사되고, 광축 41을 따라 제2 반사 미러(13)로부터 반사된다. 제2 반사 미러(13)로부터 반사한 투영 상은 광축 42에 따라 윈드쉴드(101)에 투영된다. 이 윈드쉴드(101)를 향해 투영된 투영 상은, 광축 45가 윈드쉴드(101)와 교차하는 반사부 44로부터 반사되어, 아이 박스(200)로 이끌어진다.
유저의 눈동자가 아이 박스(200) 내에 있으면, 투영 상은 아이 박스(200)로부터 거리 L2의 공간에 허상 301로서 시인될 수 있다. 여기에서, 허상 301은 경사져 표시되고, 표시 구동부(25)의 출력에 근거하여, 미러 각도(30)를 변경함으로써, 경사 각도를 서서히 변화시키면서, 허상 300과 301 사이의 L3의 범위를 표시할 수 있다.
도2는, 제1 실시형태에 따른 HUD 시스템의 개요를 나타내는 기능 블록도다. 도2에 표시되는 기능 블록의 일부는, HUD 시스템에 포함되는 컴퓨터(미도시)로서 기능하는 CPU 등에게 기억매체(미도시)로서 기능하는 메모리에 기억된 컴퓨터 프로그램을 실행시킴으로써 실현되고 있다.
그러나, 이들 기능 블록의 일부 또는 전부를 하드웨어로 실현해도 된다. 하드웨어로서는, 전용 회로(ASIC), 프로세서(리컨피거러블 프로세서 또는 DSP) 등을 사용할 수 있다. 도2에 도시되는 각각의 기능 블록은, 같은 케이싱에 내장되어도 되고, 또는 신호로를 거쳐 서로 접속된 다른 장치들에 의해 구성해도 된다.
제1 실시형태에 따른 표시 시스템으로서 기능하는 HUD 시스템(1)은, 이동체로서 기능하는 자동차에 탑재되어 있다. HUD 장치(2)와 함께, 주변 검출부(3), 차량 제어부(4) 및 표시 내용 결정부(5)가 탑재되어 있다. 주변 검출부(3)는 자차 주위의 물체를 검출하고, 자차로부터의 거리와 방향을 계측한다.
주변 검출부(3)는, 레이더, 소나, light detection and ranging(LiDAR) 센서를 갖는 카메라, 또는 촬상면 위상차 측거 타입의 촬상 소자 또는 스테레오 측거를 행할 수 있는 카메라 등의 촬상 유닛을 포함한다. 이와 달리, 촬영한 화상으로부터의 물체 인식 결과로부터 거리를 추정하는 장치를 포함한다.
차량 제어부(4)는 주변 검출부(3)나 자차 제어 시스템(미도시)에서 유래하는 제어 정보의 관리나, 차량의 운전 제어(구동이나 방향 제어, 정지 등)를 행하고, 예를 들면, 엔진 콘트롤 유닛(ECU)을 갖는다. 차량 제어부(4)는, 이동체의 이동을 제어하는 이동 제어 유닛으로서 기능하고 있다. 표시 내용 결정부(5)는, 차량 제어부(4)로부터의 정보를 기초로 HUD 장치(2)에서 표시할 내용을 결정한다.
도2에 있어서의 HUD 장치(2)의 구성에 대해 설명한다. HUD 장치(2)는, 표시 디바이스(10), 투영부(11), 표시 화상 생성부(20), 화상 처리부(21), 표시 공간 검출부(22), 표시 공간 결정부(23), 표시 공간 제어부(24) 및 표시 구동부(25)를 갖는다.
표시 화상 생성부(20)는, 표시 내용 결정부(5)의 정보에 근거하여, 표시 디바이스(10)에 표시할 표시 화상을 생성한다. 예를 들면, 속도 정보, 차량의 주변 정보 등이 표시 내용 결정부(5)로부터 보내지고, 표시 화상 생성부(20)는 수신한 정보에 근거하여 표시 화상을 생성한다.
화상 처리부(21)는, 표시 화상 생성부(20)에 의해 생성한 화상과, 표시 공간 제어부(24)로부터의 표시 공간 제어 정보에 근거하여 화상처리를 행하고, 그 결과를 표시 디바이스(10)에 공급한다. 여기에서, 화상 처리부(21)는 표시 화상에 대하여 화상처리를 행한다.
화상처리는, 예를 들면, 허상 301의 경사 각도가 바뀌어도, 아이 박스(200)로부터 표시 화상을 보았을 때에 표시 화상의 형상이 바뀌지 않도록 하는 사영 변환을 포함한다. 즉, 화상 처리부(21)는, 허상의 현실 공간에서 보이는 위치가 바뀐 경우에, 이동체의 운전자(유저)로부터 보았을 때의 표시 화상의 형상이 바뀌지 않도록, 허상의 현실 공간에서 보이는 위치에 근거하여, 화상처리를 행한다.
표시 공간 검출부(22)는, 차량 제어부(4)에 의해 주변 검출부(3)로부터 수신한 차량 주변의 물체로부터의 거리인 거리정보를 취득하여, HUD 장치(2)의 표시 공간에 장해물이 있는지 아닌지를 검출한다. 여기에서, 표시 공간은 허상 300이나 301에 의해 현실 공간에서 표시되어 보이는 영역이다.
표시 공간 검출부(22)는, 헤드업 디스플레이에 의해 형성되는 허상의 현실 공간에서 보이는 위치의 장해물 정보를 취득하는 취득 스텝을 실행하는 취득 유닛으로서 기능하고 있다. 표시 공간 검출부(22)는, 허상의 현실 공간에서 보이는 위치가 검출된 장해물의 위치와 중복하고 있는지 여부에 관한 장해물 정보를, 촬상 유닛을 포함하는 주변 검출부(3)로부터 취득한다.
구체 예를 도3a를 참조하여 설명한다. 도3a 내지 도3c는, 관련기술과 제1 실시형태를 설명하기 위한 모식도로서, HUD 장치(2)의 허상의 경사 표시에 관한 관련기술과, 제1 실시형태에 따른 처리의 개략을 나타내고 있다. 도3a는, 차량(1000)에 대해 HUD 장치(2)의 허상 301이 경사 표시되고 있는 상태를 옆에서 본 도면이다.
표시 공간 검출부(22)는, 표시 공간의 상태를 검출하고, 장해물이 존재하는 것을 검출한 경우, 장해물까지의 거리를 표시 공간 제어부(24)에 공급한다. 표시 공간 결정부(23)는, 표시 공간 검출부(22)에 의한 현재의 HUD 장치(2)의 표시 공간에 근거하여, 현재 표시 예정의 표시 공간을 결정한다.
표시 공간 제어부(24)는, 표시 공간 검출부(22)의 결과와 표시 공간 결정부(23)의 결과를 기초로, HUD 표시 공간이 차량 주변의 장해물과 겹치지 않도록, 광로 제어 정보 및 제2 반사 미러(13)의 미러 각도(30)의 제어 정보를 생성한다. 표시 공간 제어부(24)는, 취득 유닛으로서 기능하는 표시 공간 검출부(22)에 의해 취득된 장해물 정보에 근거하여, 허상의 현실 공간에서 보이는 위치의 제어를 행하는 제어 유닛으로서 기능하고 있다.
즉, 표시 공간 제어부(24)는, 표시 공간 검출부(22)에 의해 검출된 표시 공간의 상태와 표시 공간 결정부(23)에 의해 결정된 표시 공간에 근거하여, 허상의 표시 공간에 장해물이 존재한다고 판정된 경우에, 장해물의 위치에 따라 허상의 표시 공간의 제어를 행한다. 제1 실시형태에서는, 허상의 표시 공간의 제어를 행하기 위해서, 제2 반사 미러(13)의 미러 각도(30)를 조정하고 있다.
표시 공간 제어부(24)는, 제2 반사 미러(13)의 미러 각도(30)의 보정량을 화상 처리부(21)에 공급한다. 표시 구동부(25)는, 표시 공간 제어부(24)에 의해 생성된 제2 반사 미러(13)의 미러 각도(30)의 제어 정보 및 광로 제어 정보의 제어 정보에 근거하여, 미러 각도(30)의 제어 및 표시 디바이스(10)의 광로 제어를 행한다.
제2 반사 미러(13)의 각도를 제어하는 경우, 제2 반사 미러(13)를 소정의 회전축의 둘레 방향으로 회전시킴으로써 제2 반사 미러(13)의 각도를 제어해도 된다.
전방에 장해물이 없을 경우, 도3a에 나타낸 것과 같이, 허상 301은 경사 표시되고, 차량(1000)의 아이 박스(200)로부터는, HUD 장치(2)의 허상 301이 깊이감이나 입체감이 존재하도록 표시된다.
이때, 허상 301의 표시 공간은, 전후 방향으로는, HUD 장치(2)의 장착 위치로터 허상 301의 하단까지의 거리 d1과 HUD 장치(2)의 장착 위치로부터 허상 301의 상단까지의 거리 d2 사이의 공간에 해당한다. 허상 301의 표시 공간의 좌우측 방향의 폭은 HUD 장치(2)의 특성이나 이동체의 속도에 따라 적절히 설정하면 된다.
다음에, 도3b는, 차량(1000)의 HUD 장치(2)가 허상 301을 표시할 때에, HUD 장치(2)의 표시 영역(표시 공간)에 장해물(1001)이 존재하는 경우를 나타내고 있다. HUD 장치(2)의 장착 위치로부터 장해물(1001)까지의 거리는 d3이고, HUD 장치(2)의 장착 위치로부터 허상 301의 상단까지의 거리는 d2이다.
이때, d3<d2일 때, 허상 301은 장해물(1001) 내부로 들어가 표시된다. 이 때문에, 허상과 현실의 거리에 모순이 생겨, 도3a에서 얻어진 깊이감이나 입체감 등의 시각효과가 사라진다.
다음에, 도3c는 HUD 장치(2)의 허상 301의 표시 영역(표시 공간)에 도3b에 나타낸 것과 같이 장해물(1001)이 존재한 경우에, 허상 301의 표시 각도(경사 각도)를 변경하여, 허상 301이 장해물(1001) 내부로 들어가지 않은 상태를 나타낸 도면이다.
전술한 거리 d3 및 d2가 d3>=d2를 만족하도록 허상 301의 표시 각도(경사 각도)를 세움으로써, 허상 301이 장해물(1001) 내부로 들어가지 않은 상태에서 허상 301을 표시할 수 있다. 제1 실시형태에서는, 허상 301의 경사 각도를 세울 때, 허상 301의 하단까지의 거리 d1은 변하지 않는다.
허상 301의 표시 각도(경사 각도)를 세우는 경우, 차량(1000)의 아이 박스(200) 시점에서의 HUD 장치(2)의 표시 화상의 형상을 변경하지 않고, 전술한 화상 처리부(21)에서 표시 화상을 사영 변환해서 표시한다.
도4는, 제1 실시형태에 따른 HUD 장치를 위한 정보 처리방법의 동작 예를 나타낸 플로우차트이다. 도4는, 전술한 도3c와 같이, HUD 장치(2)의 표시 영역에 장해물이 존재하는 경우, 허상 301이 장해물 내부로 들어가지 않도록 허상 301을 제어하기 위한 플로우를 나타내고 있다.
HUD 시스템 내의 컴퓨터로서 기능하는 CPU 등이 메모리에 기억된 컴퓨터 프로그램을 실행함으로써 도4의 플로우차트의 각 스텝의 동작이 행해진다.
우선, 스텝 S100 내지 S105에서, HUD 시스템(1)이 기동했을 때의 처리를 설명한다. 스텝 S100에서, 예를 들면, HUD 시스템(1)이 탑재되어 있는 차량의 엔진을 스타트하거나 유저 조작에 의해 HUD 시스템(1)의 전원을 온한 경우에, HUD 시스템(1)이 기동하여 도4의 플로우를 개시한다.
스텝 S101에서, 표시 공간 결정부(23)는 허상 301의 경사 표시 거리의 최대값(도3a 매지 도3c의 거리 d2에 해당)을 취득하고, 경사 표시 거리의 최대값을 HUD 시스템(1)의 메모리에 기억한다. 스텝 S102에서, 표시 공간 제어부(24)는, 스텝 S101에서 취득된 경사 표시 거리의 최대값으로부터, 제2 반사 미러(13)의 미러 각도(30)를 산출한다.
미러 각도(30)와 허상 301의 경사 표시 거리의 관계를 테이블로 형성해 두고, 이 테이블을 HUD 시스템(1) 내의 메모리에 기억해 둠으로써, 경사 표시 거리의 최대값으로부터 제2 반사 미러(13)의 미러 각도(30)를 취득할 수 있다. 미러 각도(30)와 허상 301의 경사 표시 거리의 관계를 함수식으로서 기억해 두고, 그 함수식에 근거하여 미러 각도(30)를 산출해도 된다.
스텝 S103에서는, 표시 구동부(25)가 스텝 S102에서 산출한 제2 반사 미러(13)의 미러 각도(30)의 설정과 HUD 시스템(1)의 초기 설정을 행한다. 스텝 S104에서는, HUD 시스템(1)의 기동시의 처리가 완료하고, HUD 장치(2)가 허상 301의 경사 표시를 개시한다.
HUD 장치(2)의 표시 공간이 장해물이 존재하는 공간과 중복하지 않도록 하기 위해, 스텝 S104의 경사 표시 개시와, 스텝 S106 이후의 표시 공간의 장해물 판정의 처리 순서를 반대로 하여도 된다.
스텝 S105에서, 차량 제어부(4)는 HUD 시스템(1)에 의한 표시를 정지할 것인지 아닌지를 판단하여, 표시 종료의 경우에는 스텝 S113에서 표시를 정지하고, 도4의 플로우를 종료한다. 즉, 예를 들면, HUD 시스템(1)이 탑재되어 있는 차량 엔진이 잘라진 경우나, 유저 조작에 의해 HUD 시스템(1)의 전원이 오프되었을 때에, 스텝 S113으로 처리를 이행한다.
한편, 스텝 S105에서 No인 경우에는, 스텝 S106 내지 스텝 S110에서, HUD 장치(2)의 표시 공간에 장해물이 존재하는지 아닌지에 따른 처리를 행한다. 스텝 S106에서는, 표시 공간 검출부(22)가 HUD 장치(2)의 표시 공간(표시 영역)에 장해물이 존재하는 것으로 검출한 경우에는, 스텝 S107로 처리를 진행한다. No인 경우에는, 스텝 S111로 처리를 진행한다.
여기에서, 스텝 S106은, 표시 공간의 상태를 검출하는 표시 공간 검출 스텝으로서 기능하고 있다. 스텝 S106에서, 허상의 현실 공간에서 보이는 위치가 검출된 장해물의 위치와 중복하고 있는 경우에는, 표시 영역에 장해물이 있다고 판정한다.
스텝 S107에서는, 표시 공간 제어부(24)가 주변 검출부(3)에서 계측한 장해물까지의 거리 d3을 취득한다. 스텝 S108에서, 표시 공간 제어부(24)는 허상 301의 경사 표시 거리의 최대값인 거리 d2에 근거하여, 거리 d2가 d3>d2를 만족하도록 제2 반사 미러(13)의 각도를 산출한다.
미러 각도(30)는, 거리 d2로부터 상기한 것과 같이 함수식에 근거하여 산출하거나, 메모리에 미리 기억된 거리 d2와 미러 각도(30)의 테이블에 근거하여 취득할 수 있다.
스텝 S109에서, 표시 구동부(25)는, 스텝 S108에서 표시 공간 제어부(24)에 의해 취득된 미러 각도(30)의 각도에 근거하여 미러 각도(30)를 변경한다. 스텝 S110에서, 화상 처리부(21)는 스텝 S109에서 구한 미러 각도(30)에 근거하여, 표시할 화상의 사영 변환을 행하고, 아이 박스(200)로부터 표시 화상의 형상이 바뀌지 않도록 제어를 행한다.
스텝 S111 및 S112는 스텝 S101 및 S102와 유사하기 때문에, 설명을 생략한다.
이상과 같이, 스텝 S107 내지 스텝 S109는, 취득 유닛에 의해 취득된 장해물 정보에 근거하여 허상의 현실 공간에서 보이는 위치의 제어를 행하는 제어 스텝으로서 기능하고 있다. 즉, 허상의 현실 공간에서 보이는 위치가 장해물의 위치와 중복하고 있는 경우에, 허상의 현실 공간에서 보이는 위치가 장해물의 위치와 중복하지 않도록 허상의 현실 공간에서 보이는 위치를 제어하고 있다.
제2 실시형태
다음에, 본 발명의 제2 실시형태에 대해서 도5 및 도6을 참조하여 설명한다. 제1 실시형태에서는 허상 301의 표시 경사각을 바꿈으로써 장해물을 회피하지만, 제2 실시형태에서는 허상 301의 표시 경사각은 바꾸지 않고, 표시 공간을 전후로 이동시킴으로써 장해물을 회피해서 허상 301을 표시한다. 즉, 허상의 경사 각도를 유지한 채 허상의 위치를 전후로 이동시킨다.
제2 실시형태에 따른 HUD 시스템(1)의 구성과 제1 실시형태에 따른 구성의 차이를 도5를 참조하여 설명한다. 도5는, 제2 실시형태에 따른 다초점 HUD 장치를 나타낸 개략도다.
제2 실시형태에 따른 HUD 장치(2)에서는, 표시 디바이스(10), 제1 반사 미러(12) 및 제2 반사 미러(13)는 각도를 바꾸지 않고 이동가능하도록 구성된다. 이와 같이, 제2 반사 미러(13)의 위치 및 각도 중 적어도 한쪽을 제어할 수 있다.
즉, 표시 구동부(25)가 표시 디바이스(10), 제1 반사 미러(12), 제2 반사 미러(13)의 각각의 각도를 유지한 채 이동시키도록 구동할 수 있다. 표시 디바이스(10)의 이동량 31, 제1 반사 미러(12)의 이동량 32, 및 제2 반사 미러(13)의 이동량 33이 같아지도록 제어하면서 이동을 행한다.
표시 디바이스(10)의 각도를 제어할 수 있도록 해도 된다. 즉, 화상을 표시하는 표시 유닛으로서 기능하는 표시 디바이스(10)의 위치 및 각도 중 적어도 한쪽을 제어할 수 있도록 해도 된다.
이에 따라, 허상 301의 경사 각도를 변경하지 않고 표시 위치를 이동시킬 수 있다. 허상의 경사 각도를 바꾸지 않고 표시 위치를 시프트할 수 있으면, 어떤 구성을 채용해도 된다. 제1 반사 미러(12)의 각도를 제어할 수 있다.
즉, 제1 반사 미러(12)의 위치 및 각도 중 적어도 한쪽의 제어하도록 구성해도 된다. 제1 반사 미러(12)의 각도를 제어하는 경우, 제1 반사 미러(12)를 소정의 회전축(제1 반사 유닛의 회전축)의 둘레 방향으로 회전시킴으로써 제1 반사 미러(12)의 각도를 제어해도 된다.
표시 공간 제어부(24)에서는, 표시 공간 검출부의 결과와 표시 공간 결정부의 결과를 기초로, HUD 장치(2)의 표시 공간이 차량 등의 장해물의 공간과 중복하지 않도록, 이동량 31 내지 33을 산출한다. 산출된 이동량 31 내지 33을 화상 처리부(21)와 표시 구동부(25)에 공급한다.
표시 구동부(25)는, 표시 공간 제어부(24)에 의해 산출된 이동량 31 내지 33에 근거하여, 표시 디바이스(10), 제1 반사 미러(12) 및 제2 반사 미러(13)의 이동을 행한다. HUD 시스템(1)의 다른 구성은 제1 실시형태와 유사하기 때문에, 설명을 생략한다.
도6은, 제2 실시형태에 따른 HUD 장치의 동작을 설명하기 위한 도면으로, 도3b에서 설명한 과제를 도5의 구성으로 해결한 예를 나타내고 있다. 즉, 도3b에서는, 허상 301이 장해물(1001)에 중복하여 장해물 내부로 들어가 있다. 전술한 도5의 구성을 사용함으로써, 허상 301의 경사 각도를 바꾸지 않고 표시 공간을 시프트함으로써, 장해물(1001) 내부로 들어가지 않은 허상 301을 표시한다.
도7은, 제2 실시형태에 따른 HUD 장치를 위한 표시 제어방법의 동작 예를 나타낸 플로우차트다. 도7은, 전술한 도3b와 같이 HUD 장치(2)의 표시 영역에 장해물이 존재하는 경우, 허상 301이 장해물 내부로 들어가지 않도록 허상의 기울기를 바꾸지 않고 표시 공간을 시프트하기 위한 플로우를 나타내고 있다.
HUD 시스템 내의 컴퓨터로서 기능하는 CPU 등이 메모리에 기억된 컴퓨터 프로그램을 실행함으로써 도7의 플로우차트의 각 스텝의 동작이 행해진다.
우선, 스텝 S200 내지 S205에서, HUD 시스템(1)이 기동했을 때의 처리를 설명한다. 스텝 S200 및 S201의 처리는 스텝 S100 및 S101과 유사하기 때문에, 설명을 생략한다.
스텝 S202에서, 표시 공간 제어부(24)는, 스텝 S201에서 취득된 경사 표시 거리의 최대 위치에 해당하는 d2에 근거하여, 표시 디바이스(10)의 이동량 31, 제1 반사 미러(12)의 이동량 32, 및 제2 반사 미러(13)의 이동량 33을 산출한다.
상기한 것과 같이, 이동량 31 내지 33과 허상 301의 경사 표시 거리를 미리 테이블화하고, 이 테이블을 HUD 시스템(1) 내의 메모리에 기억해 둠으로써, 경사 표시 거리로부터 이동량 31 내지 33을 취득할 수 있다. 이들 이동량은 전술한 것과 같이 함수로서 기억해 두고, 이 함수에 근거하여 산출해도 된다.
스텝 S203에서, 표시 구동부(25)는, 스텝 S202에서 산출된 표시 디바이스(10)의 이동량 31, 제1 반사 미러(12)의 이동량 32, 및 제2 반사 미러(13)의 이동량 33의 설정과, HUD 시스템(1)의 초기 설정을 행한다. 스텝 S204, S205 및 S213의 처리는 스텝 S104, S105 및 S113과 유사하기 때문에, 설명을 생략한다.
다음에, 스텝 S206 내지 S210에서, HUD 장치(2)의 표시 공간에 장해물이 있는지 아닌지에 따라 행해지는 처리에 대해 설명한다. 스텝 S206에 있어서, 표시 공간 검출부(22)가 HUD 장치(2)의 표시 공간(표시 영역)에 장해물이 존재하는 것으로 검출한 경우에는, 스텝 S207로 처리를 진행한다. No의 경우에는, 스텝 S211로 처리를 진행한다.
스텝 S207에서는, 표시 공간 제어부(24)는, 주변 검출부(3)에 의해 계측한 장해물까지의 거리 d3을 취득한다. 스텝 S208에서, 표시 공간 제어부(24)는, 허상 301까지의 거리 d2가 d3>=d2를 만족하도록 이동량 31 내지 33을 산출한다.
이동량 31 내지 33은, 거리 d2로부터 상기한 것과 같이 함수식에 근거하여 산출하거나, 거리 d2와 미러 각도(30)를 미리 테이블화해서 기억된 메모리로부터 취득한다. 이와 같이, 제2 실시형태에서는, 허상의 표시 공간의 제어를 행하기 위해서, 광 반사부의 위치를 조정한다.
스텝 S209에서, 표시 구동부(25)는, 스텝 S208에서 표시 공간 제어부(24)에 의해 취득된 이동량 31 내지 33에 근거하여, 표시 디바이스(10), 제1 반사 미러(12) 및 제2 반사 미러(13)를 시프트한다.
스텝 S210에서는, 화상 처리부(21)가, 이동량 31 내지 33을 기초로, 표시할 화상에 대해 사영 변환을 행하고, 아이 박스(200)에서 본 표시 화상의 형상이 바뀌지 않도록 제어한다. 스텝 S211 및 S212의 처리는 스텝 S201 및 S202와 유사하기 때문에, 설명을 생략한다.
도4의 플로우와 도7의 플로우를 적절히 조합하여도 된다. 즉, 예를 들면, 전방의 차량의 거리 d3이 소정값 x1과 x2(이때, x1>x2) 사이인 경우에는, 거리 d3이 작아짐에 따라 도7의 플로우와 같이 허상의 경사 각도를 바꾸지 않고 허상의 표시 위치를 전방으로 시프트해도 된다. 거리 d3이 소정값 x2 이하인 경우에는, 도4의 플로우와 같이, 거리 d3이 작아짐에 따라 허상의 경사 각도를 세워도 된다.
이와 달리, 거리 d3이 소정값 x1 이하인 경우에, 거리 d3이 작아짐에 따라, 도4의 플로우와 같이, 허상의 경사 각도를 서서히 세우면서, 허상 301의 하단까지의 거리 d1을 서서히 짧게 해서 허상의 위치를 전방으로 시프트해도 된다.
상기한 실시예에서는, 허상의 표시 공간이 제어되기 때문에, 광 반사부의 위치 또는 각도 중 적어도 한쪽을 조정해도 된다. 허상의 표시 공간을 제어하기 위해서, 반사부에 투영할 표시 광의 광원의 위치 및 각도 중 적어도 한쪽을 조정해도 된다. 이에 따라, 허상의 위치 및 각도 중 적어도 한쪽을 바꾸어도 된다.
예시적인 실시형태들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 이러한 실시형태에 한정되지 않는다는 것은 자명하다. 이하의 청구범위의 보호범위는 가장 넓게 해석되어 모든 변형, 동등물 구조 및 기능을 포괄하여야 한다.
더구나, 본 실시형태에 따른 제어의 일부 또는 전부로서, 전술한 실시형태의 기능을 구현하는 컴퓨터 프로그램이 네트워크나 각종 기억매체를 거쳐 화상 처리장치에 주어져도 된다. 그후, 화상 처리장치의 컴퓨터(또는 CPU, MPU 등)가 이 프로그램을 판독하여 실행하도록 구성되어도 된다. 이와 같은 경우에, 프로그램과 이 프로그램을 기억하는 기억매체가 본 발명을 구성한다.
본 발명은, 예를 들어, 전술한 실시형태들의 기능을 행하도록 구성된 적어도 한 개의 프로세서 또는 회로를 사용하여 구현된 실시형태들을 포함한다. 복수의 프로세서를 사용하여 분반 처리를 행해도 된다.
본 출원은 2022년 12월 5일자 출원된 일본국 특허출원 2022-194017호의 우선권을 주장하며, 이 출원의 발명내용은 전체가 참조를 위해 본 출원에 포함된다.

Claims (17)

  1. 헤드업 디스플레이에 의해 형성되는 허상의 현실 공간에서 보이는 위치의 장해물 정보를 취득하도록 구성된 취득 유닛과,
    상기 취득 유닛에 의해 취득된 상기 장해물 정보에 근거하여 상기 허상의 현실 공간에서 보이는 위치를 제어하도록 구성된 제어 유닛으로서 기능하도록 구성된 적어도 한 개의 프로세서 또는 회로를 구비한 정보 처리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 화상을 표시하는 표시 유닛으로부터 투영된 빛을 반사하는 제1 반사 유닛의 위치 및 각도 중 적어도 한쪽을 제어하는 정보 처리장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 제1 반사 유닛을 상기 제1 반사 유닛의 회전축의 둘레 방향으로 회전시킴으로써, 상기 제1 반사 유닛의 각도를 제어하는 정보 처리장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 반사 유닛으로부터의 빛을 반사하고, 상기 제1 반사 유닛으로부터의 빛의 투영 상을 소정의 배율로 확대하고, 왜곡을 보정하도록 구성된 제2 반사 유닛을 더 구비하고,
    상기 제어 유닛은, 상기 제2 반사 유닛의 위치 및 각도 중 적어도 한쪽을 제어하는 정보 처리장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 화상을 표시하는 표시 유닛의 위치 및 각도 중 적어도 한쪽을 제어하는 정보 처리장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 허상의 위치 및 각도 중 적어도 한쪽을 바꾸는 정보 처리장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 허상의 경사 각도를 유지한 채 상기 허상의 위치를 전후로 이동시키는 정보 처리장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 한 개의 프로세서 또는 회로는 화상을 표시하는 표시 유닛에 표시할 표시 화상을 생성하도록 구성된 표시 화상 생성 유닛으로서 기능하도록 더 구성된 정보 처리장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 헤드업 디스플레이는 이동체에 배치되는 정보 처리장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 적어도 한 개의 프로세서 또는 회로는 표시 유닛에 표시되는 표시 화상에 대하여 화상처리를 행하도록 구성된 처리 유닛으로서 기능하도록 더 구성되고,
    상기 허상의 현실 공간에서 보이는 위치가 바뀐 경우에, 상기 이동체의 운전자로부터 보았을 때의 상기 표시 화상의 형상이 바뀌지 않도록, 현실 공간에서 보이는 위치에 근거하여, 상기 화상처리를 행하는 정보 처리장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 취득 유닛은, 상기 허상의 현실 공간에서 보이는 위치가 상기 취득 유닛에 의해 검출된 장해물의 위치와 중복하고 있는지 여부에 관한 상기 장해물 정보를 취득하는 정보 처리장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 허상의 현실 공간에서 보이는 위치가 상기 취득 유닛에 의해 검출된 상기 장해물의 위치와 중복하고 있는 경우에, 상기 제어 유닛은, 현실 공간에서 보이는 위치가 상기 장해물의 위치와 중복하지 않도록 상기 허상의 현실 공간에서 보이는 위치를 제어하는 정보 처리장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 취득 유닛은, 촬상면 위상차 측거 또는 스테레오 측거를 행할 수 있는 촬상 유닛으로부터의 거리정보를 취득하는 정보 처리장치.
  14. 빛을 투영하도록 구성된 표시 유닛과,
    상기 표시 유닛으로부터 투영된 빛을 허상으로서 표시하도록 구성된 헤드업 디스플레이와,
    상기 허상의 현실 공간에서 보이는 위치의 장해물 정보를 취득하도록 구성된 취득 유닛과, 상기 취득 유닛에 의해 취득된 상기 장해물 정보에 근거하여 상기 허상의 현실 공간에서 보이는 위치를 제어하도록 구성된 제어 유닛으로서 기능하도록 구성된 적어도 한 개의 프로세서 또는 회로를 구비한 표시 시스템.
  15. 빛을 투영하도록 구성된 표시 유닛과,
    상기 표시 유닛으로부터 투영된 빛을 허상으로서 표시하도록 구성된 헤드업 디스플레이와,
    상기 허상의 현실 공간에서 보이는 위치의 장해물 정보를 취득하도록 구성된 취득 유닛과, 상기 취득 유닛에 의해 취득된 상기 장해물 정보에 근거하여 상기 허상의 현실 공간에서 보이는 위치를 제어하도록 구성된 제어 유닛과, 이동체의 이동을 제어하도록 구성된 이동 제어 유닛으로서 기능하도록 구성된 적어도 한 개의 프로세서 또는 회로를 구비한 표시 시스템을 갖는 이동체.
  16. 헤드업 디스플레이에 의해 형성된 허상의 현실 공간에서 보이는 위치의 장해물 정보를 취득하는 단계와,
    상기 취득하는 단계에서 취득된 상기 장해물 정보에 근거하여, 상기 허상의 현실 공간에서 보이는 위치를 제어하는 단계를 포함하는 정보 처리방법.
  17. 헤드업 디스플레이에 의해 형성된 허상의 현실 공간에서 보이는 위치의 장해물 정보를 취득하는 단계와,
    상기 취득하는 단계에서 취득된 상기 장해물 정보에 근거하여, 상기 허상의 현실 공간에서 보이는 위치를 제어하는 단계를 포함하는 처리를 실행하기 위한 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 기억하도록 구성된 비일시적인 컴퓨터 판독가능한 기억매체.
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