WO2021065698A1 - ヘッドアップディスプレイ装置、方法、及びコンピュータ・プログラム - Google Patents

ヘッドアップディスプレイ装置、方法、及びコンピュータ・プログラム Download PDF

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WO2021065698A1
WO2021065698A1 PCT/JP2020/036185 JP2020036185W WO2021065698A1 WO 2021065698 A1 WO2021065698 A1 WO 2021065698A1 JP 2020036185 W JP2020036185 W JP 2020036185W WO 2021065698 A1 WO2021065698 A1 WO 2021065698A1
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WO
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rotation
rotation axis
amount
eye position
display
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/036185
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English (en)
French (fr)
Inventor
裕太 菊地
Original Assignee
日本精機株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays

Definitions

  • the present disclosure relates to a head-up display device, a method, and a computer program used in a vehicle to superimpose and visually recognize an image on the foreground of the vehicle.
  • Patent Document 1 discloses a head-up display device that adjusts the position where a virtual image is displayed by rotating a mirror with an actuator (motor).
  • the position where the virtual image is displayed is adjusted by rotating one mirror, but it is appropriate to adjust the position of the virtual image by rotating one mirror in this way.
  • the position of the area (eye box) where the virtual image can be visually recognized also moves in such a state.
  • FIG. 13 is a diagram showing a change in the position of the eyebox and a change in the position of the virtual image due to the rotation of the mirror.
  • the imaginary image visually recognized when the eyebox is arranged with reference numeral 1001 is arranged with reference numeral 1011 and the eyebox is arranged with reference numeral 1002.
  • the imaginary image that is visible when the eyebox is arranged at reference numeral 1012 is arranged at reference numeral 1012
  • the imaginary image that is visually recognized when the eyebox is arranged at reference numeral 1003 is arranged at reference numeral 1013.
  • the position of the virtual image also changes selectively according to the position of the eyebox.
  • the outline of the present disclosure relates to improving the degree of freedom of arrangement between the position of the display area of the virtual image and the position of the eye box where the virtual image can be visually recognized in an appropriate state. More specifically, it is possible to move the display area up and down while keeping the amount of movement of the eyebox small (including fixing the position of the eyebox). It also relates to making it possible to move the eyebox up and down while keeping the amount of movement of the display area small (including fixing the position of the display area).
  • the head-up display device described in the present specification projects a display for displaying a display image and a display light of the display image displayed by the display onto an external projected portion, thereby forming a predetermined eye.
  • One or more relay optics that allow a viewer with eyes placed in the box to visually recognize a virtual image of the displayed image in a predetermined display area, a first rotation axis that rotates the relay optics, and a second. It has a rotation axis, and the relative amount of the vertical movement amount of the display area due to the rotation of the relay optical system by the first rotation axis and the vertical movement amount of the eyebox is the relay optics by the second rotation axis.
  • One or more actuators different from the relative amount of the vertical movement amount of the display area due to the rotation of the system and the vertical movement amount of the eye box, and a display control device for controlling one or more actuators. To be equipped.
  • the amount of movement of the eyebox when the display area is moved downward is shown, the solid line shows an example of the embodiment, and the dotted line shows a comparative example.
  • the amount of movement of the display area when the eyebox is moved upward is shown, the solid line shows an example of the embodiment, and the dotted line shows a comparative example.
  • FIGS. 1 to 7 provide a description of the configuration of an exemplary vehicle display system (head-up display device).
  • FIGS. 8 and 9 are diagrams for providing an explanation of the effect of the operation of the head-up display device of the present disclosure.
  • FIGS. 10, 11, and 12 a processing flow is provided.
  • the present invention is not limited to the following embodiments (including the contents of the drawings). Of course, changes (including deletion of components) can be made to the following embodiments. Further, in the following description, in order to facilitate understanding of the present invention, description of known technical matters will be omitted as appropriate.
  • the vehicle display system 10 of the present embodiment includes an image display unit 20, a display control device 30 that controls the image display unit 20, and an eye position detection unit 401.
  • the left-right direction when the viewer (typically, the driver) 4 seated in the driver's seat of the vehicle 1 faces the front of the vehicle 1 is the X-axis (the left direction is the X-axis).
  • the positive direction is defined as the Y-axis (the upward direction is the Y-axis positive direction), and the front-rear direction is the Z-axis (the front direction is the Z-axis positive direction).
  • the image display unit 20 in the vehicle display system 10 is a head-up display (HUD: Head-Up Display) device provided in the dashboard 5 of the vehicle 1.
  • the image display unit 20 emits the display light 40 toward the front windshield 2 (an example of the projected unit), and the front windshield 2 emits the display light 40 of the display image M displayed by the image display unit 20. Reflects on the eye box 200.
  • the viewer 4 has a virtual image V of the display image M displayed by the HUD device 20 at a position overlapping the foreground 300, which is a real space visually recognized via the front windshield 2. Can be visually recognized.
  • the left-right direction of the vehicle 1 is the X-axis direction (the left side when facing the front of the vehicle 1 is the X-axis positive direction), and the vertical direction is the Y-axis direction (a vehicle traveling on the road surface).
  • the upper side of 1 is the Y-axis positive direction), and the front-rear direction of the vehicle 1 is the Z-axis direction (the front of the vehicle 1 is the Z-axis positive direction).
  • the "eye box” used in the description of the present embodiment is an area (1) in which at least a part of the virtual image V of the display image M can be visually recognized in the area, and a part of the virtual image V of the display image M is not visible outside the area.
  • the region (2) at least a part of the virtual image V of the display image M can be visually recognized at a predetermined brightness or higher, and outside the region, the entire virtual image V of the display image M is a region having a brightness lower than the predetermined brightness. That is, when the viewer 4 arranges the eyes (both eyes) outside the eye box 200, the viewer 4 cannot see the entire virtual image V of the display image M, or the visibility of the entire virtual image V of the display image M is very high. It is low and difficult to perceive.
  • the predetermined brightness is, for example, about 1/50 of the brightness of the virtual image of the display image M visually recognized at the center of the eye box.
  • the display area 100 is an area of a plane, a curved surface, or a partially curved surface on which the display image M generated inside the HUD device 20 forms an image as a virtual image V, and is also called an imaging surface.
  • the display area 100 itself is so low in visibility that it is not actually visible to the viewer 4 or is difficult to see.
  • the display area 100 includes an angle (tilt angle ⁇ t in FIG. 1) formed by the horizontal direction (XZ plane) about the left-right direction (X-axis direction) of the vehicle 1, the center of the eyebox, and the upper end of the display area 100.
  • the angle formed by the line segment connecting the eye box and the line segment connecting the center of the eye box and the lower end of the display area 100 is defined as the vertical angle, and the angle formed by the bisector of this vertical angle and the horizontal direction (XZ plane). (Vertical arrangement angle ⁇ v in FIG. 1) and.
  • the display area 100 is arranged along the road surface 310 at an angle perpendicular to the road surface 310 about the left-right direction (X-axis direction). To. Specifically, the display area 100 is arranged so that the upper area as viewed from the viewer 4 is farther than the lower area.
  • the display area 100 is provided with a tilt angle ⁇ t (0 ⁇ ⁇ t ⁇ 90 [degree]) from the road surface 310 (an example of the foreground 300) about the left-right direction (X-axis direction).
  • the tilt angle ⁇ t is, for example, 7 [degree], but is not limited to this.
  • the display area 100 is not arranged along the road surface 310, but may be arranged upright with respect to the road surface 310.
  • the tilt angle ⁇ t between the road surface 310 (an example of the foreground 300) about the left-right direction (X-axis direction) may be set to 90 [degree], for example.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the HUD device 20 of the present embodiment.
  • the HUD device 20 includes a display 21 having a display surface 21a for displaying the display image M, and a relay optical system 25.
  • the display 21 of FIG. 2 is composed of a liquid crystal panel 22 and a light source module 24.
  • the display surface 21a is a surface on the visual side of the liquid crystal panel 22, and is an optical axis of the display light 40 from the display surface 21a toward the eyebox 200 (center of the eyebox 200) via the relay optical system 25 and the projected portion. It is arranged at an angle perpendicular to 40p, whereby the display area 100 can be arranged at an angle with respect to the road surface 310. Further description of the display 21 will be described later.
  • the display 21 may be attached with an actuator (not shown) including a motor controlled by a display control device 30 described later, and may be movable and / or rotatable on the display surface 21a.
  • the relay optical system 25 is arranged on the optical path of the display light 40 (light from the display 21 toward the eyebox 200) emitted from the display 21, and the display light 40 from the display 21 is directed to the outside of the HUD device 20. It is composed of one or more optical members projected onto the front windshield 2 of the above.
  • the relay optical system 25 of FIG. 2 includes one concave first mirror 26 and one flat second mirror 27.
  • the first mirror 26 has, for example, a free curved surface shape having positive optical power.
  • the first mirror 26 may have a curved surface shape in which the optical power differs for each region, that is, the optical power added to the display light 40 according to the region (optical path) through which the display light 40 passes. It may be different.
  • the first image light 41, the second image light 42, and the third image light 43 (see FIG. 2) heading from each region of the display surface 21a toward the eyebox 200 are added by the relay optical system 25.
  • the optical power may be different.
  • the second mirror 27 is, for example, a flat mirror, but is not limited to this, and may be a curved surface having optical power. That is, the relay optical system 25 is added according to the region (optical path) through which the display light 40 passes by synthesizing a plurality of mirrors (for example, the first mirror 26 and the second mirror 27 of the present embodiment). The optical power may be different.
  • the second mirror 27 may be omitted. That is, the display light 40 emitted from the display 21 may be reflected by the first mirror 26 on the projected portion 2.
  • the relay optical system 25 includes two mirrors, but the present invention is not limited to this, and one or more refractive optics such as a lens may be added or substituted to these. It may include a member, a diffractive optical member such as a hologram, a catoptric member, or a combination thereof.
  • the relay optical system 25 of the present embodiment has a function of setting the distance to the display area 100 by the curved surface shape (an example of optical power), and a virtual image obtained by enlarging the image displayed on the display surface. It has a function of generating, but in addition to this, it may have a function of suppressing (correcting) distortion of a virtual image that may occur due to the curved shape of the front windshield 2.
  • relay optical system 25 may be rotatable to which actuators 28 and 29 controlled by the display control device 30 are attached. This will be described later.
  • the liquid crystal panel 22 receives light from the light source module 24 and emits the spatial light-modulated display light 40 toward the relay optical system 25 (second mirror 27).
  • the liquid crystal panel 22 has, for example, a rectangular shape whose short side is the direction in which the pixels corresponding to the vertical direction (Y-axis direction) of the virtual image V seen from the viewer 4 are arranged.
  • the viewer 4 visually recognizes the transmitted light of the liquid crystal panel 22 via the virtual image optical system 90.
  • the virtual image optical system 90 is a combination of the relay optical system 25 shown in FIG. 2 and the front windshield 2.
  • the light source module 24 is composed of a light source unit (not shown) and an illumination optical system (not shown).
  • the light source unit (not shown) is, for example, a plurality of chip-type LEDs, and emits illumination light to a liquid crystal panel (an example of a spatial light modulation element) 22.
  • the light source unit is composed of, for example, four light sources, and is arranged in a row along the long side of the liquid crystal panel 22.
  • the light source unit emits illumination light toward the liquid crystal panel 22 under the control of the display control device 30.
  • the configuration of the light source unit and the arrangement of the light sources are not limited to this.
  • the illumination optical system includes, for example, one or a plurality of lenses (not shown) arranged in the emission direction of the illumination light of the light source unit, and diffusion arranged in the emission direction of the one or a plurality of lenses. It is composed of a board (not shown).
  • An actuator including a motor controlled by the display control device 30 may be attached to the display 21 so that the display surface can be moved and / or rotated.
  • the HUD device 20 of the present embodiment rotates one or two relay optical systems 25 on two axes (first rotation axis AX1 and second rotation axis AX2).
  • Each of the first rotation axis AX1 and the second rotation axis AX2 is set so as not to be perpendicular to the left-right direction (X-axis direction) of the vehicle 1 in a state where the HUD device 20 is attached to the vehicle 1.
  • the angle between the first rotation axis AX1 and the second rotation axis AX2 with respect to the left-right direction (X-axis direction) of the vehicle 1 is set to less than 45 [degree], and more preferably. It is set to less than 20 [degree].
  • the amount of vertical movement of the display area 100 is relatively small, and the amount of vertical movement of the eyebox 200 is relatively large.
  • the rotation of the relay optical system 25 on the second rotation axis AX2 the amount of movement of the display area 100 in the vertical direction is relatively large, and the amount of movement of the eyebox 200 in the vertical direction is relatively small. That is, when the first rotation axis AX1 and the second rotation axis AX2 are compared, "the amount of vertical movement of the eyebox 200 / the amount of vertical movement of the display area 100" due to the rotation of the first rotation axis AX1.
  • the relative amount of the vertical movement amount of the display area 100 and the vertical movement amount of the eyebox 200 due to the rotation of the relay optical system 25 on the first rotation axis AX1 is the relative amount on the second rotation axis AX2.
  • the relative amount of the vertical movement amount of the display area 100 due to the rotation of the relay optical system 25 and the vertical movement amount of the eyebox 200 are different. The first and second embodiments will be described below.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the HUD device 20 of the first embodiment.
  • the first actuator 28 (see FIG. 7) that rotates the first mirror 26 on the first rotation axis AX1 and the first mirror 26 that rotates the first mirror 26 on the second rotation axis AX2.
  • the first actuator 28 and the second actuator 29 may be composed of one integrated two-axis actuator.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the positional relationship between the first rotation axis AX1 and the second rotation axis AX2 in the HUD device 20 of the first embodiment.
  • the center of the reflecting surface of the first mirror 26 (the center of the ends of the reflecting surfaces) in the vertical cross section of the vehicle 1 in the left-right direction (X-axis) and in the left-right direction (X-axis) of the vehicle 1.
  • reference numeral 25p also referred to as a center line
  • the direction parallel to the center line 25p and passing through one end of the first mirror 26 drawn in FIG. 3 is indicated by reference numeral 25a
  • the center line is indicated by reference numeral 25a.
  • the direction parallel to 25p and passing through the other end of the first mirror 26 drawn in FIG. 3 is indicated by reference numeral 25b.
  • the first rotation axis AX1 when viewed from the left-right direction (X-axis direction) of the vehicle 1, the first rotation axis AX1 is closer to the center of the first mirror 26 than the second rotation axis AX2 (at the center line 25p). near).
  • the second rotation axis AX2 is separated from the center of the first mirror 26 (away from the center line 25p) from the first rotation axis AX1.
  • the amount of vertical movement of the eyebox 200 becomes relatively large, and according to the rotation of the second rotation axis AX2, the display area 100 moves in the vertical direction. The amount is relatively large.
  • the amount of movement of the eyebox 200 in the vertical direction due to the rotation of the first rotation axis AX1 is shown below. If the amount of movement of the display area 100 in the vertical direction becomes relatively large due to the rotation of the second rotation axis AX2, the arrangement of the first rotation axis AX1 and the second rotation axis AX2 may be large. , Not limited to these.
  • the second rotation axis AX2 of the present embodiment is arranged at a position farther from the center than the end portion of the first mirror 26 (is arranged farther from the center line 25p than the line 25b).
  • the rotation of the second rotation axis AX2 further increases the amount of movement of the display area 100 in the vertical direction, and the eye box 200 in the vertical direction. The amount of movement can be reduced.
  • the present invention is not limited to this, and in some embodiments, the second rotation axis AX2 is closer to the center than the end portion of the first mirror 26, as indicated by the reference numeral AX2'in FIG. It may be placed at a position (it may be placed closer to the center line 25p than to the line 25b).
  • the second rotation axis AX2 of the present embodiment is arranged on the back side of the reflecting surface of the first mirror 26, but the present invention is not limited to this, and in some embodiments, the second rotation axis AX2 is rotated.
  • the axis AX2 may be arranged on the front side of the reflecting surface of the first mirror 26 as indicated by the reference numeral AX2'in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing a modified example of the positional relationship between the first rotation axis AX1 and the second rotation axis AX2 in the HUD device 20 of the first embodiment.
  • the second mirror 27 is rotated by the first rotation axis AX1
  • the second mirror 27 is rotated by the second rotation axis AX2.
  • the center of the reflecting surface of the first mirror 26 (the center of the ends of the reflecting surfaces) in the vertical cross section of the vehicle 1 in the left-right direction (X-axis) and in the left-right direction (X-axis) of the vehicle 1.
  • reference numeral 27p also referred to as a center line
  • the direction parallel to the center line 27p and passing through one end of the second mirror 27 drawn in FIG. 4 is indicated by reference numeral 27a
  • the center line is indicated by reference numeral 27a
  • the direction parallel to 27p and passing through the other end of the second mirror 27 drawn in FIG. 3 is indicated by reference numeral 27b.
  • FIG. 4 when viewed from the left-right direction (X-axis direction) of the vehicle 1, the first rotation axis AX1 is closer to the center of the second mirror 27 than the second rotation axis AX2 (at the center line 27p). near).
  • the second rotation axis AX2 is separated from the center of the second mirror 27 (away from the center line 27p) from the first rotation axis AX1.
  • the rotation of the first rotation axis AX1 has a relatively large amount of vertical movement of the eyebox 200
  • the rotation of the second rotation axis AX2 has a relatively large amount of vertical movement of the display area 100. growing.
  • the arrangement of the first rotation axis AX1 and the second rotation axis AX2 is not limited to this.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the HUD device 20 of the second embodiment.
  • the HUD device 20 of the second embodiment includes a first actuator 28 that rotates the first mirror 26 on the first rotation axis AX1, a second actuator 29 that rotates the second mirror 27 on the second rotation axis AX2, and the like. including.
  • the second rotation axis AX2 is eccentric from the center of the second mirror 27, and the first rotation axis AX1 is arranged near the center of the first mirror 26.
  • the rotation of the first rotation axis AX1 makes the amount of vertical movement of the eyebox 200 relatively large, and the rotation of the second rotation axis AX2 makes the amount of movement of the display area 100 in the vertical direction relatively large. If so, the first rotation axis AX1 may also be eccentric from the center of the first mirror 26.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the configuration of the HUD device 20 of the second embodiment.
  • the HUD device 20 of the second embodiment includes a first actuator 28 that rotates the second mirror 27 on the first rotation axis AX1, a second actuator 29 that rotates the first mirror 26 on the second rotation axis AX2, and the like. including.
  • the second rotation axis AX2 is eccentric from the center of the first mirror 26, and the first rotation axis AX1 is arranged near the center of the second mirror 27.
  • the first rotation axis AX1 may also be eccentric from the center of the second mirror 27.
  • FIG. 7 is a block diagram of the vehicle display system 10 according to some embodiments.
  • the display control device 30 includes one or more I / O interfaces 31, one or more processors 33, one or more image processing circuits 35, and one or more memories 37.
  • the various functional blocks shown in FIG. 7 may consist of hardware, software, or a combination of both.
  • FIG. 7 is only one embodiment of the embodiment, and the illustrated components may be combined with a smaller number of components or may have additional components.
  • the image processing circuit 35 eg, graphic processing unit
  • the processor 33 and the image processing circuit 35 are operably connected to the memory 37. More specifically, the processor 33 and the image processing circuit 35 execute the program stored in the memory 37 to operate the vehicle display system 10, such as generating and / or transmitting image data. It can be carried out.
  • the processor 33 and / or the image processing circuit 35 includes at least one general purpose microprocessor (eg, central processing unit (CPU)), at least one application specific integrated circuit (ASIC), and at least one field programmable gate array (FPGA). , Or any combination thereof.
  • the memory 37 includes any type of magnetic medium such as a hard disk, any type of optical medium such as a CD and DVD, any type of semiconductor memory such as a volatile memory, and a non-volatile memory. Volatile memory may include DRAM and SRAM, and non-volatile memory may include ROM and NVROM.
  • the processor 33 is operably connected to the I / O interface 31.
  • the I / O interface 31 performs communication (also referred to as CAN communication) with other electronic devices (reference numerals 401 to 407 described later) provided in the vehicle 1 according to, for example, a CAN (Controller Area Network) standard. ..
  • the communication standard adopted by the I / O interface 31 is not limited to CAN, for example, CANFD (CAN with Flexible Data Rate), LIN (Local Interconnect Network), Ethernet (registered trademark), MOST (Media Oriented Systems Transport).
  • MOST is a registered trademark
  • a wired communication interface such as UART, or USB
  • a local such as a personal area network (PAN)
  • PAN personal area network
  • Bluetooth registered trademark
  • 802.1x Wi-Fi registered trademark
  • In-vehicle communication (internal communication) interface which is a short-range wireless communication interface within several tens of meters such as an area network (LAN), is included.
  • the I / O interface 31 is a wireless wide area network (WWAN0, IEEE 802.16-2004 (WiMAX: Worldwide Interoperability for Microwave Access)), IEEE 802.16e base (Mobile WiMAX), 4G, 4G-LTE, LTE Advanced,
  • An external communication (external communication) interface such as a wide area communication network (for example, an Internet communication network) may be included according to a cellular communication standard such as 5G.
  • the processor 33 is interoperably connected to the I / O interface 31 to provide information with various other electronic devices and the like connected to the vehicle display system 10 (I / O interface 31). Can be exchanged.
  • the eye position detection unit 401, the viewer identification unit 403, the operation detection unit 405, the vehicle ECU 407, and the like provided in the vehicle 1 are operably connected to the I / O interface 31.
  • the display 21 is operably connected to the processor 33 and the image processing circuit 35. Therefore, the display image M displayed by the image display unit 20 may be based on the image data received from the processor 33 and / or the image processing circuit 35.
  • the processor 33 and the image processing circuit 35 control the image displayed by the image display unit 20 based on the information obtained from the I / O interface 31.
  • the I / O interface 31 may include a function of processing (converting, calculating, analyzing) information received from another electronic device or the like connected to the vehicle display system 10.
  • first actuator 28 and the second actuator 29 are operably connected to the processor 33. Therefore, the first actuator 28 and the second actuator 29 may control the angle of the relay optical system 25 based on the angle control data received from the processor 33.
  • the processor 33 controls the angle of the relay optical system 25 based on the eye position information described later, the information that can estimate the eye position, and / or the setting information obtained from the I / O interface 31.
  • the eye position detection unit 401 may include a camera such as an infrared camera that detects the eye position of the viewer 4 seated in the driver's seat of the vehicle 1, and may output the captured image to the processor 33.
  • the processor 33 acquires an captured image (an example of information capable of estimating the eye position) from the eye position detecting unit 401, and can identify the eye position of the viewer 4 by analyzing the captured image. Further, the eye position detection unit 401 may analyze the image captured by the camera and output a signal indicating the eye position of the viewer 4, which is the analysis result, to the processor 33.
  • the method of acquiring information capable of estimating the eye position of the viewer 4 of the own vehicle or the eye position of the viewer 4 is not limited to these, and is a known eye position detection (estimation) technique. May be obtained using.
  • the information that can estimate the position of the eyes is, for example, the position of the driver's seat of the vehicle 1, the position of the face of the viewer 4, the height of the sitting height, and the like, and may be output to the processor 33 from a sensor (not shown) or the like. ..
  • the visual identification unit 403 is installed outside the vehicle 1 with, for example, an NFC communication unit (not shown) that performs short-range wireless communication with an electronic key or a mobile information terminal possessed by a person seated in the driver's seat of the vehicle 1. It may be composed of a management server (not shown) and a public line communication unit (not shown) connected to a public line. In this case, the public line communication unit transmits the identification key (authentication key) acquired by the NFC communication unit from the electronic key or the mobile information terminal to the management server.
  • the management server is registered by the identification key (authentication key) received from the vehicle 1 (the public line communication unit) (correspondingly recorded in the memory of the management server), and is the eyes of the user (viewer 4).
  • Position information (eye height), information that can estimate the eye position (physique, sitting height, preferred position of the driver's seat of vehicle 1), favorite eye box position information (eye box position setting information) (Example), the position information of the favorite display area (an example of the display area setting information) is transmitted to the vehicle 1 (the public line communication unit).
  • the viewer identification unit 403 (the public line communication unit) outputs the received eye position information of the viewer 4, information capable of estimating the eye position, setting information, and the like to the processor 33. That is, the visual identification unit 403 is not limited to this as long as it acquires the registered user information (eye position information, information capable of estimating the eye position) and outputs it to the processor 33.
  • information registered with an identification key (authentication key) (correspondingly recorded in the memory), eye position information (eye height) of the user (viewer 4), and information capable of estimating the eye position (eye position).
  • the physique, the height of the seat, the preferred position of the driver's seat of the vehicle 1 and the like are stored in the memory of the vehicle 1 (for example, the memory of the vehicle ECU 407 described later).
  • the vehicle ECU 407 communicates with the NFC.
  • the information registered by the identification key (authentication key) received from the unit (correspondingly recorded in the memory), the eye position information of the user (viewer 4), and the information capable of estimating the eye position are read out and sent to the processor 33. It may be output.
  • the operation detection unit 405 is, for example, a CID (Center Information Processor) of the vehicle 1, a hardware switch provided on an instrument panel, or a software switch that combines an image and a touch sensor.
  • the operation information based on the operation by the occupant is output to the processor 33.
  • the operation detection unit 405 sets the display area setting information based on the operation of moving the display area 100, the eye box setting information based on the operation of moving the eye box 200, and the eye position of the viewer 4 by the user's operation.
  • Information based on the operation is output to the processor 33.
  • the vehicle ECU 407 controls each part of the vehicle 1, and the state of the vehicle 1 (for example, mileage, vehicle speed, accelerator pedal opening degree, engine throttle opening degree, injector fuel injection amount, engine rotation speed, motor rotation speed, Information such as steering angle, shift position, drive mode, various warning states) is acquired from various sensors.
  • the vehicle ECU 407 can, for example, transmit vehicle speed information indicating the current vehicle speed of the vehicle 1 to the processor 33.
  • the vehicle ECU 407 can transmit the determination result and / or the analysis result of the data detected by the sensor to the processor 33. For example, information indicating whether the vehicle 1 is traveling at a low speed or stopped may be transmitted to the processor 33.
  • the vehicle ECU 407 may transmit an instruction signal indicating the display image M displayed by the vehicle display system 10 to the processor 33, and at this time, the coordinates of the display image M, the notification necessity of the display image M, or the notification necessity of the display image M, or. / And the necessity-related information that is the basis for determining the notification necessity may be added to the instruction signal and transmitted.
  • the vehicle ECU 407 determines that it is necessary to move the display area 100 to a predetermined position based on information acquired from various sensors or the like, the vehicle ECU 407 processes display area setting information for moving the display area 100 to a predetermined position.
  • the eyebox setting information for moving the eyebox 200 to a predetermined position may be transmitted to the processor 33.
  • the software components stored in the memory 37 include the eye position detection module 502, the eye position estimation module 504, the drive amount setting module 506, the graphic module 508, and the drive module 510.
  • the eye position detection module 502 detects the position of the eyes of the viewer 4 of the own vehicle.
  • the eye position detection module 502 detects coordinates indicating the eye height (position in the Y-axis direction) of the viewer 4, and the eye height (position in the Y-axis direction) and the position in the depth direction of the viewer 4.
  • Detecting coordinates indicating (position in the Z-axis direction) detecting coordinates indicating the position of the eyes of the viewer 4 (positions in the X, Y, Z-axis directions), and / or preliminarily determining the coordinates of the eyes.
  • the eye position detection module 502 acquires, for example, the eye position of the viewer 4 from the eye position detection unit 401, acquires the eye position information set based on the user's operation from the operation detection unit 405, and / or visually recognizes.
  • the eye position of the registered viewer 4 is acquired from the person identification unit 403.
  • the eye position estimation module 504 estimates the eye position of the viewer of the vehicle 1 from the information capable of estimating the eye position.
  • the eye position estimation module 504 estimates the eye position of the viewer 4 from the captured image acquired from the eye position detection unit 401, the position of the driver's seat of the vehicle 1, the position of the face of the viewer 4, the height of the sitting height, and the like.
  • the eye position is estimated by estimating the eye position of the viewer 4 from the physique of the viewer 4, the height of the sitting height, the preferred position of the driver's seat of the vehicle 1, etc. obtained from the viewer identification unit 403.
  • the eye position estimation module 504 may include table data, an arithmetic expression, and the like for estimating the eye position of the viewer 4 from the information capable of estimating the eye position.
  • the drive amount setting module 506 has a rotation amount (angle) about the first rotation axis AX1 and rotation about the second rotation axis AX2 based on the input eye position information and setting information of the viewer 4.
  • Set the amount (angle) For example, the drive amount setting module 506 may use eye position information detected by the eye position detection module 502, eye positions estimated by the eye position estimation module 504, or eyes acquired from other electronic devices (including reference numerals 401 to 407).
  • the amount of rotation (angle) of the first actuator 28 about the first rotation axis AX1 and the amount of rotation of the second actuator 29 about the second rotation axis AX2 Angle
  • Angle which includes various software components for performing various actions related to setting.
  • the drive amount setting module 506 has the rotation amount (angle) about the first rotation axis AX1 and the second rotation axis AX2 as axes from the information that can estimate the eye position or the eye position. It may include table data, arithmetic expressions, etc. for setting the amount of rotation (angle).
  • the drive amount setting module 506 has a rotation amount (angle) about the first rotation axis AX1 and a second rotation axis AX2 as axes based on the operation by the operation detection unit 405 and the instruction from the vehicle ECU 407.
  • the drive amount setting module 506 may: (1) position information of the favorite eyebox (an example of the eyebox position setting information) acquired from the viewer identification unit 403, and position information of the favorite display area (display area setting information). (1 example), (2) Display area setting information based on the operation of moving the display area 100 based on the user's operation, eyebox setting information based on the operation of moving the eyebox 200, (3) acquired from the operation detection unit 405.
  • the first rotation axis AX1 is used as an axis.
  • Various software for performing various operations related to setting the rotation amount (angle) of the actuator 28 and the rotation amount (angle) of the second actuator 29 about the second rotation axis AX2. Includes components.
  • the drive amount setting module 506 When the drive amount setting module 506 acquires only the display area setting information for moving the display area 100 to a predetermined position, the drive amount setting module 506 maintains the position of the eyebox 200 or keeps the movement amount of the eyebox 200 small. As described above, in addition to the driving amount for moving the display area 100 to a predetermined position, the rotation amount (angle) about the first rotation axis AX1 and the rotation amount about the second rotation axis AX2 ( Angle), can be set (corrected). On the contrary, when the drive amount setting module 506 acquires only the eyebox setting information for moving the eyebox 200 to a predetermined position, the drive amount setting module 506 maintains the position of the display area 100 or the movement amount of the display area 100.
  • the rotation amount (angle) about the first rotation axis AX1 and the second rotation axis AX2 are used as axes so as to keep the size small.
  • the amount of rotation (angle) can be set (corrected).
  • FIG. 8 shows the amount of movement of the eyebox when the display area is moved downward in the head-up display device of some embodiments
  • the solid line shows an example of the embodiment
  • the dotted line is a comparison.
  • An example is shown.
  • the eyebox 820 moves significantly upward (Y-axis positive direction).
  • the amount of movement upward of the eye box 210 is smaller than that of the comparative example. can do.
  • the drive amount setting module 506 keeps the movement amount of the eyebox 200 small (including fixing the position of the eyebox 200), and moves the display area 100 up and down so as to move the first rotation axis.
  • a rotation amount (angle) about the AX1 axis and a rotation amount (angle) about the second rotation axis AX2 may be set.
  • FIG. 9 shows the amount of movement of the display area when the eye box is moved upward in the head-up display device of some embodiments
  • the solid line shows an example of the embodiment
  • the dotted line is a comparison.
  • An example is shown.
  • the display area 810 moves significantly downward (Y-axis negative direction).
  • the amount of movement downward (Y-axis negative direction) of the display area 110 is smaller than that of the comparative example. can do.
  • the drive amount setting module 506 keeps the movement amount of the display area 100 small (including fixing the position of the display area 100), and moves the eyebox 200 up and down so as to move the first rotation axis.
  • a rotation amount (angle) about the AX1 axis and a rotation amount (angle) about the second rotation axis AX2 may be set.
  • the drive amount setting module 506 has (1) a rotation direction (first rotation direction) about the first rotation axis AX1 so that the eyebox 200 moves in the same direction in the upward or downward direction.
  • the first drive mode for setting the rotation direction (second rotation direction) about the second rotation axis AX2 and (2) the eyebox 200 moves in different directions in the upward or downward direction.
  • the second rotation direction (first rotation direction) about the first rotation axis AX1 and the rotation direction (second rotation direction) about the second rotation axis AX2 are set. It may have a drive mode of.
  • the drive amount setting module 506 is the first to move the display area 100 up and down while keeping the amount of movement of the eyebox 200 small (including fixing the position of the eyebox 200).
  • the second drive is performed. Mode M2 may be selected. In this way, since the drive mode can be selected between the first drive mode M1 and the second drive mode M2, the display area 100 and the eyebox 200 can be easily arranged at desired positions.
  • the graphic module 508 includes various known software components for performing image processing such as rendering to generate image data (original image data).
  • the graphic module 508 has a visual effect (for example, visibility parameters (luminance, transparency, saturation, contrast), warping parameters, perspective characteristics) of the displayed virtual image V (display image M displayed on the display surface 21a). Parameters, viewpoint conversion parameters, moving image parameters) may be set and various known software components for controlling the display 21 may be included.
  • the image generated by the graphic module 508 is not limited, and may be a still image, a moving image, a captured image, a processed captured image, or the like.
  • the graphic module 508 is an AR image that changes the display position according to the position of the real object existing in the foreground and / or a non-AR image that does not change the display position according to the position of the real object on the HUD device 20. It is possible to generate image data for displaying an image including. A part or all of the functions of the graphic module 508 may be provided separately from the display control device 30 of the vehicle display system 10 (for example, the vehicle ECU 407).
  • the display area 100 as seen from the eyebox 200 depends on the amount of rotation (angle) about the first rotation axis AX1 and / or the amount of rotation (angle) about the second rotation axis AX2.
  • the visual effect of the imaginary image V in eg, brightness, distorted shape, etc.
  • the graphic module 508 has a rotation amount (angle) about the first rotation axis AX1 and / or a rotation amount (angle) about the second rotation axis AX2 set by the drive amount setting module 506.
  • the graphic module 508 has a rotation amount (angle) about the first rotation axis AX1, a rotation amount (angle) about the second rotation axis AX2, or a combination thereof. It may include table data, arithmetic expressions, etc. for setting visual effects (eg, brightness and warping parameters).
  • the drive module 510 is for driving the liquid crystal panel 22 (an example of the spatial light modulation element), driving the light source unit, and driving the first actuator 28 and / or the second actuator 29. Includes various known software components of.
  • the drive module 510 drives the liquid crystal panel 22, the light source unit, and the first actuator 28 and the second actuator 29 based on the drive data generated by the drive amount setting module 506 and the graphic module 508.
  • FIG. 10 is a flow chart of a process for controlling one or a plurality of actuators 28 and 29 for adjusting the angle of the relay optical system 25.
  • step S11 the processor 33 executes the eye position detection module 502 or the eye position estimation module 504 to acquire (estimate) the eye position of the viewer 4. Further, in step S11, the processor 33 may acquire information capable of estimating the eye position from other electronic devices (reference numerals 401 to 407) via the I / O interface 31.
  • step S13 the processor 33 executes the drive amount setting module 506, and based on the eye position information of the viewer 4 acquired in step S11 or the information capable of estimating the eye position, the processor 33 axes the first rotation axis AX1.
  • the rotation amount (angle) set to and the rotation amount (angle) about the second rotation axis AX2 are set.
  • step S15 the processor 33 executes the graphic module 508, and the amount of rotation (angle) about the first rotation axis AX1 set in step S13 and the amount of rotation about the second rotation axis AX2 (the amount of rotation about the second rotation axis AX2).
  • Angle based on the visual effect (eg, visibility parameters (brightness, transparency, saturation, contrast), warping parameters, perspective characteristic parameters) of the displayed virtual image V (display image M displayed on the display surface 21a). , Viewpoint conversion parameter, moving image parameter), and correct the display control data including the data to control.
  • the process of step S15 may be omitted.
  • step S17 the processor 33 executes the drive module 510, and the amount of rotation (angle) about the first rotation axis AX1 set in step S13 and the amount of rotation about the second rotation axis AX2 (the amount of rotation about the second rotation axis AX2). Angle), one or more actuators 28, 29 are driven, and the liquid crystal panel (an example of a spatial light modulation element) 22 and the light source module 24 are driven based on the display control data corrected in step S15.
  • the liquid crystal panel an example of a spatial light modulation element
  • FIG. 11 is a flow chart showing a modified example of the process of controlling one or a plurality of actuators 28 and 29 for adjusting the angle of the relay optical system 25.
  • step S21 the processor 33 receives the position information of the favorite eyebox (an example of the eyebox position setting information) and / or the position information of the favorite display area (an example of the display area setting information) from the viewer identification unit 403. May be obtained. Further, in step S21, the processor 33 receives the display area setting information based on the operation of moving the display area 100 based on the operation of the user from the operation detection unit 405, and / or the eye box based on the operation of moving the eye box 200. You may get the setting information. Further, in step S21, the processor 33 may acquire the display area setting information indicating the position of the display area 100 determined by the vehicle ECU 407 and / or the eyebox setting information indicating the position of the eyebox 200 from the vehicle ECU 407. Good.
  • step S23 the processor 33 executes the drive amount setting module 506, and based on the display area setting information and / or the eyebox setting information acquired in step S11, the rotation amount (rotation amount around the first rotation axis AX1). Angle) and the amount of rotation (angle) about the second rotation axis AX2 are set.
  • step S25 the processor 33 executes the graphic module 508, and the amount of rotation (angle) about the first rotation axis AX1 set in step S23 and the amount of rotation about the second rotation axis AX2 (the amount of rotation about the second rotation axis AX2).
  • Angle based on the visual effect (eg, visibility parameters (brightness, transparency, saturation, contrast), warping parameters, perspective characteristic parameters) of the displayed virtual image V (display image M displayed on the display surface 21a). , Viewpoint conversion parameter, moving image parameter), and correct the display control data including the data to control.
  • the process of step S25 may be omitted.
  • step S27 the processor 33 executes the drive module 510, and the amount of rotation (angle) about the first rotation axis AX1 set in step S23 and the amount of rotation about the second rotation axis AX2 (the amount of rotation about the second rotation axis AX2). Angle), one or more actuators 28, 29 are driven, and the liquid crystal panel (an example of a spatial light modulation element) 21 and the light source module 24 are driven based on the display control data corrected in step S25.
  • the liquid crystal panel an example of a spatial light modulation element
  • FIG. 12 is a flow chart showing a modified example of the process of controlling one or a plurality of actuators 28 and 29 for adjusting the angle of the relay optical system 25.
  • step S31 the processor 33 acquires the display area setting information and / or the eye box setting information from the viewer identification unit 403, the operation detection unit 405, and / or the vehicle ECU 407 and the like.
  • step S32 the processor 33 executes the drive amount setting module 506, and based on the display area setting information and / or the eyebox setting information acquired in step S31, the rotation amount (rotation amount around the first rotation axis AX1). Angle) and the amount of rotation (angle) about the second rotation axis AX2 are set.
  • step S33 the processor 33 executes the eye position detection module 502 or the eye position estimation module 504 to acquire (estimate) the eye position of the viewer 4. Further, in step S31, the processor 33 may acquire information capable of estimating the eye position from other electronic devices (reference numerals 401 to 407) via the I / O interface 31.
  • step S34 the processor 33 executes the drive amount setting module 506, and the rotation amount (angle) about the first rotation axis AX1 set in step S32 and the rotation about the second rotation axis AX2. Based on the amount (angle), the rotation amount (angle) about the first rotation axis AX1 and the rotation amount (angle) about the first rotation axis AX1 based on the eye position information of the viewer 4 acquired in step S33 or the information that can estimate the eye position. The amount of rotation (angle) about the second rotation axis AX2 is corrected.
  • step S35 the processor 33 executes the graphic module 508, and the amount of rotation (angle) about the first rotation axis AX1 set in step S34 and the amount of rotation about the second rotation axis AX2 (the amount of rotation about the second rotation axis AX2).
  • Angle based on the visual effect (eg, visibility parameters (brightness, transparency, saturation, contrast), warping parameters, perspective characteristic parameters) of the displayed virtual image V (display image M displayed on the display surface 21a). , Viewpoint conversion parameter, moving image parameter), and correct the display control data including the data to control.
  • the process of step S35 may be omitted.
  • step S37 the processor 33 executes the drive module 510, and the amount of rotation (angle) about the first rotation axis AX1 set in step S34 and the amount of rotation about the second rotation axis AX2 (the amount of rotation about the second rotation axis AX2). Angle), one or more actuators 28, 29 are driven, and the liquid crystal panel (an example of a spatial light modulation element) 21 and the light source module 24 are driven based on the display control data corrected in step S35.
  • the liquid crystal panel an example of a spatial light modulation element
  • the operation of the above-mentioned processing process can be performed by executing one or more functional modules of an information processing device such as a general-purpose processor or a chip for a specific purpose. All of these modules, combinations of these modules, and / or combinations with known hardware capable of substituting their functionality are within the scope of the protection of the present invention.
  • the functional blocks of the vehicle display system 10 are optionally executed by hardware, software, or a combination of hardware and software in order to execute the principles of the various embodiments described.
  • the functional blocks described in FIG. 7 may be optionally combined or one functional block separated into two or more subblocks in order to implement the principles of the embodiments described. It will be understood by those skilled in the art. Accordingly, the description herein optionally supports any possible combination or division of functional blocks described herein.
  • the display 21 for displaying the display image M and the display light 40 for the display image M displayed by the display 21 are projected from the external projected portion 2.
  • One or a plurality of relay optical systems 25 and a relay that allow the viewer 4 whose eyes are arranged in the predetermined eye box 200 to visually recognize the virtual image V of the display image M in the predetermined display area 100 by projecting onto. It has a first rotation axis AX1 for rotating the optical system 25 and a second rotation axis AX2, and the amount of vertical movement of the display area 100 due to the rotation of the relay optical system 25 by the first rotation axis AX1 and the eye.
  • the relative amount of the box 200 with respect to the vertical movement amount is relative to the vertical movement amount of the display area 100 due to the rotation of the relay optical system 25 by the second rotation axis AX2 and the vertical movement amount of the eye box 200. It includes one or more actuators 28 (29) different in quantity and a display control device 30 for controlling one or more actuators 28, 29.
  • By rotating the relay optical system 25 on the first rotation axis AX1 and the second rotation axis AX2 it is possible to improve the degree of freedom in the arrangement of the vertical position of the display area 100 and the position of the eyebox 200. it can.
  • the relay optical system 25 includes a plurality of optical systems (for example, the first mirror 26 and the second mirror 27), and the relay optical system 25 rotating on the first rotation axis AX1. It may be different from the relay optical system 25 that rotates on the second rotation axis AX2. As a result, the mechanism for rotating one relay optical system can be simplified as compared with the case where one relay optical system is rotated by the first rotation axis AX1 and the second rotation axis AX2.
  • the first relay optical system 26 that rotates on the second rotation axis AX2 has a second relay optical system that rotates on the first rotation axis AX1 at a position along the display light 40. It may be arranged closer to the projected portion 2 than the system 27. As a result, it is possible to further move the display area 100 up and down greatly while keeping the amount of movement of the eyebox 200 small (including fixing the position of the eyebox 200). Further, the eye box 200 can be largely moved up and down while keeping the movement amount of the display area 100 small (including fixing the position of the display area 100).
  • the second rotation axis AX2 may be arranged at an eccentric position of the relay optical system 25 as compared with the first rotation axis AX1.
  • the display area 100 can be moved up and down while keeping the amount of movement of the eyebox 200 small (including fixing the position of the eyebox 200). Further, it is possible to move the eye box 200 up and down while keeping the movement amount of the display area 100 small (including fixing the position of the display area 100).
  • the display control device 30 acquires information indicating the eye position of the viewer (eye position information) or information capable of estimating the eye position of the viewer, and is based on the eye position.
  • the amount of rotation about the rotation axis AX1 of 1 and the amount of rotation about the second rotation axis AX2 may be set.
  • the display area 100 and / or the eye box 200 can be automatically arranged at a predetermined position suitable for the eye position.
  • the display control device 30 uses the first rotation axis AX1 as an axis so that the eye box 200 is moved based on the eye position and the position of the display area 100 is maintained.
  • the amount of rotation and the amount of rotation about the second rotation axis AX2 may be set. In this way, even if the eye position changes, the display area 100 is fixed, or the eye box 200 is automatically arranged while keeping the movement amount of the display area 100 small, so that the eye position (eyes) of the viewer 4 is displayed. Even if the eye box 200 is automatically changed according to the height), the change in the position of the virtual image V visually recognized in the display area 100 can be suppressed.
  • the display control device 30 has a rotation direction about the first rotation axis AX1 and a second rotation direction so that the eye box 200 moves in different directions in the upward or downward direction. It has a second drive mode M2 that sets the rotation direction around the rotation axis AX2, and provides information indicating the eye position of the viewer (eye position information) or information capable of estimating the eye position of the viewer.
  • the rotation amount about the first rotation axis AX1 and the rotation amount about the second rotation axis AX2 may be set in the second drive mode based on the acquired eye position. As a result, the eye box 200 can be moved up and down while keeping the amount of movement of the display area 100 small (including fixing the position of the display area 100).
  • the display control device 30 has a rotation direction about the first rotation axis AX1 and a second rotation direction so that the eye box 200 moves in the same direction in the upward or downward direction.
  • the first drive mode M1 for setting the rotation direction with the rotation axis AX2 as the axis and the first rotation axis AX1 as the axis so that the eyebox 200 moves in different directions in the upward or downward direction.
  • It may have a second drive mode M2 for setting a rotation direction and a rotation direction about the second rotation axis AX2.
  • the display area 100 can be moved up and down while keeping the amount of movement of the eyebox 200 small (including fixing the position of the eyebox 200). Further, it is possible to move the eye box 200 up and down while keeping the movement amount of the display area 100 small (including fixing the position of the display area 100).
  • the display control device 30 has a rotation direction about the first rotation axis AX1 and a second rotation direction so that the eye box 200 moves in the same direction in the upward or downward direction.
  • the first drive mode M1 for setting the rotation direction with the rotation axis AX2 as the axis and the first rotation axis AX1 as the axis so that the eyebox 200 moves in different directions in the upward or downward direction.
  • It has a second drive mode M2 for setting a rotation direction and a rotation direction about the second rotation axis AX2, and information indicating the eye position of the viewer (eye position information) or the viewer.
  • the information that can estimate the eye position is acquired, and based on the eye position, the rotation amount about the first rotation axis AX1 and the rotation amount about the second rotation axis AX2 are driven by the second drive.
  • the amount of rotation about the first rotation axis AX1 and the second rotation amount based on the information set in the mode M2 and different from the eye position (information from the viewer identification unit 403, the operation detection unit 405, the vehicle ECU 407, etc.).
  • the amount of rotation about the rotation axis AX2 may be set in the first drive mode M1.
  • ... Vehicle display system 20 ... Head-up display device (HUD device, image display part), 21 ... Display Instrument, 21a ... Display surface, 22 ... Liquid crystal panel, 24 ... Light source module, 25 ... Relay optical system, 26 ... First relay optical system (first mirror), 27 ... Second relay optical system (second mirror) , 28 ... 1st actuator, 29 ... 2nd actuator, 30 ... Display control device, 31 ... I / O interface, 33 ... Processor, 35 ... Image processing circuit, 37 ... Memory, 40 ... Display light, 40p ... Optical axis, 41 ... 1st image light, 42 ...
  • 2nd image light, 43 ... 3rd image light, 90 ... virtual image optical system 100 ... display area, 110 ... display area, 200 ... eye box, 210 ... eye box, 300 ... foreground , 310 ... Road surface, 401 ... Eye position detection unit, 403 ... Visual identification unit, 405 ... Operation detection unit, 407 ... Vehicle ECU, 502 ... Eye position detection module, 504 ... Eye position estimation module, 506 ... Drive amount setting module , 508 ... graphic module, 510 ... drive module, 810 ... display area, 820 ... eye box, 900 ... display area, 910 ... eye box, AX1 ... first rotation axis, AX2 ... second rotation axis, M ... display Image, M1 ... 1st drive mode, M2 ... 2nd drive mode, V ... virtual image, ⁇ t ... tilt angle, ⁇ v ... vertical arrangement angle.

Landscapes

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Abstract

虚像の表示領域の位置と適切な状態で虚像を視認可能なアイボックスの位置との配置の自由度を向上させる。　リレー光学系は、所定のアイボックス２００内に目を配置した視認者に、所定の表示領域１００内に表示画像の虚像を視認させ、リレー光学系を回転させる第１の回転軸ＡＸ１と、第２の回転軸ＡＸ２とを有し、第１の回転軸ＡＸ１によるリレー光学系の回転による表示領域１００の上下方向の移動量とアイボックス２００の上下方向の移動量との相対量が、第２の回転軸ＡＸ２によるリレー光学系の回転による表示領域１００の上下方向の移動量とアイボックス２００の上下方向の移動量との相対量と異なる。

Description

ヘッドアップディスプレイ装置、方法、及びコンピュータ・プログラム
　本開示は、車両で使用され、車両の前景に画像を重畳して視認させるヘッドアップディスプレイ装置、方法、及びコンピュータ・プログラムに関する。
　特許文献１には、ミラーをアクチュエータ（モータ）で回転させることで、虚像が表示される位置を調整するヘッドアップディスプレイ装置が開示されている。
特開２０１６－１７５６１８号公報
　特許文献１のヘッドアップディスプレイ装置では、１つのミラーを回転させることで虚像の表示される位置を調整しているが、このように、１つのミラーを回転させて虚像の位置を調整すると、適切な状態で虚像を視認可能な領域（アイボックス）の位置も移動してしまう。
　図１３は、ミラーを回転させたことによるアイボックスの位置の変化と、虚像の位置の変化とを示した図である。アイボックスを上下方向の高い位置から符号１００１，１００２，１００３の順に移動したとすると、アイボックスが符号１００１に配置された際に視認される虚像は、符号１０１１に配置され、アイボックスが符号１００２に配置された際に視認される虚像は、符号１０１２に配置され、さらに、アイボックスが符号１００３に配置された際に視認される虚像は、符号１０１３に配置される。すなわち、アイボックスを高い位置に配置すると、虚像はこれに対応して低く配置され、逆に、アイボックスを低い位置に配置すると、虚像はこれに対応して高く配置される。すなわち、アイボックスを移動させると、アイボックスの位置に応じて虚像の位置も択一的に変化してしまう。
　本明細書に開示される特定の実施形態の要約を以下に示す。これらの態様が、これらの特定の実施形態の概要を読者に提供するためだけに提示され、この開示の範囲を限定するものではないことを理解されたい。実際に、本開示は、以下に記載されない種々の態様を包含し得る。
　本開示の概要は、虚像の表示領域の位置と適切な状態で虚像を視認可能なアイボックスの位置との配置の自由度を向上させることに関する。より具体的には、アイボックスの移動量を小さく抑え（アイボックスの位置を固定することも含む。）つつ、表示領域を上下に移動させることも可能とする。また、表示領域の移動量を小さく抑え（表示領域の位置を固定することも含む。）つつ、アイボックスを上下に移動させることも可能とすることにも関する。
　したがって、本明細書に記載されるヘッドアップディスプレイ装置は、表示画像を表示する表示器と、表示器が表示する表示画像の表示光を、外部の被投影部に投影することで、所定のアイボックス内に目を配置した視認者に、所定の表示領域内に表示画像の虚像を視認させる１つ又は複数のリレー光学系と、リレー光学系を回転させる第１の回転軸と、第２の回転軸とを有し、第１の回転軸によるリレー光学系の回転による表示領域の上下方向の移動量とアイボックスの上下方向の移動量との相対量が、第２の回転軸によるリレー光学系の回転による表示領域の上下方向の移動量とアイボックスの上下方向の移動量との相対量と異なる、１つ又は複数のアクチュエータと、１つ又は複数のアクチュエータを制御する表示制御装置と、を備える。
いくつかの実施形態に係る、車両用表示システムの車両への適用例を示す図である。 第１実施形態に係る、ヘッドアップディスプレイ装置の構成を示す図である。 第１実施形態のＨＵＤ装置における、第１の回転軸と、第２の回転軸との位置関係の一例を示す図である。 第１実施形態のＨＵＤ装置における、第１の回転軸と、第２の回転軸との位置関係の変形例を示す図である。 第２実施形態に係る、ヘッドアップディスプレイ装置の構成を示す図である。 第２実施形態に係る、ヘッドアップディスプレイ装置の構成を示す図である。 いくつかの実施形態に係る、車両用表示システムのブロック図である。 いくつかの実施形態のヘッドアップディスプレイ装置において、表示領域を下方向に移動させる際のアイボックスの移動量を示したものであり、実線が実施形態の例を示し、点線が比較例を示す。 いくつかの実施形態のヘッドアップディスプレイ装置において、アイボックスを上方向に移動させる際の表示領域の移動量を示したものであり、実線が実施形態の例を示し、点線が比較例を示す。 いくつかの実施形態に係る、アクチュエータを制御する処理のフロー図である。 いくつかの実施形態に係る、アクチュエータを制御する処理のフロー図である。 いくつかの実施形態に係る、アクチュエータを制御する処理のフロー図である。 従来のヘッドアップディスプレイ装置において、アイボックスの移動に伴う表示領域の移動を説明する図である。
　以下、図１乃至図７では、例示的な車両用表示システム（ヘッドアップディスプレイ装置）の構成の説明を提供する。また、図８、図９では、本開示のヘッドアップディスプレイ装置の動作による効果の説明を提供する図である。また、図１０、図１１、図１２では、処理のフローを提供する。なお、本発明は以下の実施形態（図面の内容も含む）によって限定されるものではない。下記の実施形態に変更（構成要素の削除も含む）を加えることができるのはもちろんである。また、以下の説明では、本発明の理解を容易にするために、公知の技術的事項の説明を適宜省略する。
　図１を参照する。本実施形態の車両用表示システム１０は、画像表示部２０と、画像表示部２０を制御する表示制御装置３０と、目位置検出部４０１と、で構成される。なお、本実施形態の説明では、車両１の運転席に着座する視認者（典型的には、運転者）４が車両１の前方を向いた際の左右方向をＸ軸（左方向がＸ軸正方向）、上下方向をＹ軸（上方向がＹ軸正方向）、前後方向をＺ軸（前方向がＺ軸正方向）とする。
　車両用表示システム１０における画像表示部２０は、車両１のダッシュボード５内に設けられたヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Ｈｅａｄ－Ｕｐ　Ｄｉｓｐｌａｙ）装置である。画像表示部２０は、表示光４０をフロントウインドシールド２（被投影部の一例である）に向けて出射し、フロントウインドシールド２は、画像表示部２０が表示する表示画像Ｍの表示光４０をアイボックス２００へ反射する。視認者４は、アイボックス２００内に目を配置することで、フロントウインドシールド２を介して視認される現実空間である前景３００に重なる位置に、ＨＵＤ装置２０が表示する表示画像Ｍの虚像Ｖを視認することができる。なお、本実施形態に用いる図面において、車両１の左右方向をＸ軸方向（車両１の前方を向いた際の左側がＸ軸正方向）とし、上下方向をＹ軸方向（路面を走行する車両１の上側がＹ軸正方向）とし、車両１の前後方向をＺ軸方向（車両１の前方がＺ軸正方向）とする。
　本実施形態の説明で用いる「アイボックス」とは、（１）領域内では表示画像Ｍの虚像Ｖの少なくとも一部が視認でき、領域外では表示画像Ｍの虚像Ｖの一部分も視認されない領域、又は（２）領域内では表示画像Ｍの虚像Ｖの少なくとも一部が所定の輝度以上で視認でき、領域外では表示画像Ｍの虚像Ｖの全体が前記所定の輝度未満である領域である。すなわち、視認者４が目（両目）をアイボックス２００外に配置すると、視認者４は、表示画像Ｍの虚像Ｖの全体が視認できない、又は表示画像Ｍの虚像Ｖの全体の視認性が非常に低く知覚しづらい。前記所定の輝度とは、例えば、アイボックスの中心で視認される表示画像Ｍの虚像の輝度に対して１／５０程度である。
　表示領域１００は、ＨＵＤ装置２０の内部で生成された表示画像Ｍが、虚像Ｖとして結像する平面、曲面、又は一部曲面の領域であり、結像面とも呼ばれる。表示領域１００自体は、実際に視認者４に視認されない、又は視認されにくい程度に視認性が低い。表示領域１００には、車両１の左右方向（Ｘ軸方向）を軸とした水平方向（ＸＺ平面）とのなす角度（図１のチルト角θｔ）と、アイボックス中心と表示領域１００の上端とを結ぶ線分と、アイボックス中心と表示領域１００の下端とを結ぶ線分とのなす角度を縦画角として、この縦画角の二等分線と水平方向（ＸＺ平面）とのなす角度（図１の縦配置角θｖ）と、が設定される。
　本実施形態の車両用表示システム１０（ＨＵＤ装置２０）において、表示領域１００は、路面３１０に沿うように、左右方向（Ｘ軸方向）を軸とした路面３１０と垂直な角度から傾いて配置される。具体的には、表示領域１００は、視認者４から見て上側の領域が下側の領域より遠方になるように配置される。表示領域１００は、左右方向（Ｘ軸方向）を軸とした路面３１０（前景３００の一例）との間に、チルト角θｔ（０≦θｔ＜９０［ｄｅｇｒｅｅ］）を設ける。チルト角θｔは、例えば、７［ｄｅｇｒｅｅ］であるが、これに限定されない。表示領域１００は、路面３１０に沿って配置されるものではなく、路面３１０に対して起き上がって配置されてもよい。表示領域１００は、左右方向（Ｘ軸方向）を軸とした路面３１０（前景３００の一例）との間のチルト角θｔを、例えば、９０［ｄｅｇｒｅｅ］としてもよい。
　図２は、本実施形態のＨＵＤ装置２０の構成を示す図である。ＨＵＤ装置２０は、表示画像Ｍを表示する表示面２１ａを有する表示器２１と、リレー光学系２５と、を含む。
　図２の表示器２１は、液晶パネル２２と、光源モジュール２４と、から構成される。表示面２１ａは、液晶パネル２２の視認側の表面であり、表示面２１ａからリレー光学系２５及び前記被投影部を介してアイボックス２００（アイボックス２００の中央）へ向かう表示光４０の光軸４０ｐに対し垂直になる角度から傾いて配置され、これにより、表示領域１００を路面３１０に対して傾けて配置することができる。表示器２１のさらなる説明は、後述する。なお、表示器２１は、後述する表示制御装置３０により制御されるモータを含むアクチュエータ（不図示）が取り付けられ、表示面２１ａを移動、及び／又は回転可能であってもよい。
　リレー光学系２５は、表示器２１から出射された表示光４０（表示器２１からアイボックス２００へ向かう光。）の光路上に配置され、表示器２１からの表示光４０をＨＵＤ装置２０の外側のフロントウインドシールド２に投影する１つ又はそれ以上の光学部材で構成される。図２のリレー光学系２５は、１つの凹状の第１ミラー２６と、１つの平面の第２ミラー２７と、を含む。
　第１ミラー２６は、例えば、正の光学的パワーを有する自由曲面形状である。換言すると、第１ミラー２６は、領域毎に光学的パワーが異なる曲面形状であってもよく、すなわち、表示光４０が通る領域（光路）に応じて表示光４０に付加される光学的パワーが異なってもよい。具体的には、表示面２１ａの各領域からアイボックス２００へ向かう第１画像光４１、第２画像光４２、第３画像光４３（図２参照）とで、リレー光学系２５によって付加される光学的パワーが異なってもよい。
　なお、第２ミラー２７は、例えば、平面ミラーであるが、これに限定されるものではなく、光学的パワーを有する曲面であってもよい。すなわち、リレー光学系２５は、複数のミラー（例えば、本実施形態の第１ミラー２６、第２ミラー２７。）を合成することで、表示光４０が通る領域（光路）に応じて付加される光学的パワーを異ならせてもよい。なお、第２ミラー２７は、省略されてもよい。すなわち、表示器２１から出射される表示光４０は、第１ミラー２６により被投影部２に反射されてもよい。
　なお、本実施形態では、リレー光学系２５は、２つのミラーを含んでいたが、これに限定されるものではなく、これらに追加又は代替で、１つ又はそれ以上の、レンズなどの屈折光学部材、ホログラムなどの回折光学部材、反射光学部材、又はこれらの組み合わせを含んでいてもよい。
　また、本実施形態のリレー光学系２５は、この曲面形状（光学的パワーの一例。）により、表示領域１００までの距離を設定する機能、及び前記表示面に表示された画像を拡大した虚像を生成する機能、を有するが、これに加えて、フロントウインドシールド２の湾曲形状により生じ得る虚像の歪みを抑制する（補正する）機能、を有していてもよい。
　また、リレー光学系２５は、表示制御装置３０により制御されるアクチュエータ２８、２９が取り付けられ、回転可能であってもよい。これについては、後述する。
　液晶パネル２２は、光源モジュール２４から光を入射し、空間光変調した表示光４０をリレー光学系２５（第２ミラー２７）へ向けて出射する。液晶パネル２２は、例えば、視認者４から見た虚像Ｖの上下方向（Ｙ軸方向）に対応する画素が配列される方向が短辺である矩形状である。視認者４は、液晶パネル２２の透過光を、虚像光学系９０を介して視認する。虚像光学系９０は、図２で示すリレー光学系２５とフロントウインドシールド２とを合わせたものである。
　光源モジュール２４は、光源ユニット（不図示）と、照明光学系（不図示）と、によって構成される。
　光源ユニット（不図示）は、例えば、複数のチップ型のＬＥＤであり、液晶パネル（空間光変調素子の一例）２２へ照明光を出射する。前記光源ユニットは、例えば、４つの光源で構成されており、液晶パネル２２の長辺に沿って一列に配置される。前記光源ユニットは、表示制御装置３０からの制御のもと、照明光を液晶パネル２２に向けて出射する。前記光源ユニットの構成や光源の配置などはこれに限定されない。
　照明光学系（不図示）は、例えば、前記光源ユニットの照明光の出射方向に配置された１つ又は複数のレンズ（不図示）と、１つ又は複数のレンズの出射方向に配置された拡散板（不図示）と、によって構成される。
　なお、表示器２１は、表示制御装置３０により制御されるモータなどを含む不図示のアクチュエータが取り付けられ、表示面を移動、及び／又は回転可能であってもよい。
　本実施形態のＨＵＤ装置２０は、１つ又は２つのリレー光学系２５を２つの軸（第１の回転軸ＡＸ１、第２の回転軸ＡＸ２）で回転させる。第１の回転軸ＡＸ１、第２の回転軸ＡＸ２それぞれは、ＨＵＤ装置２０が車両１に取り付けられた状態で、車両１の左右方向（Ｘ軸方向）と垂直とならないように設定される。具体的には、第１の回転軸ＡＸ１、第２の回転軸ＡＸ２は、車両１の左右方向（Ｘ軸方向）との間の角度が、４５［ｄｅｇｒｅｅ］未満に設定され、さらに好ましくは、２０［ｄｅｇｒｅｅ］未満に設定される。
　第１の回転軸ＡＸ１でのリレー光学系２５の回転によれば、表示領域１００の上下方向の移動量が比較的小さく、アイボックス２００の上下方向の移動量が比較的大きい。また、第２の回転軸ＡＸ２でのリレー光学系２５の回転によれば、表示領域１００の上下方向の移動量が比較的大きく、アイボックス２００の上下方向の移動量が比較的小さい。すなわち、第１の回転軸ＡＸ１と第２の回転軸ＡＸ２とを対比すると、第１の回転軸ＡＸ１の回転による『アイボックス２００の上下方向の移動量／表示領域１００の上下方向の移動量』は、第２の回転軸ＡＸ２の回転による『アイボックス２００の上下方向の移動量／表示領域１００の上下方向の移動量』より大きくなる。言い換えると、第１の回転軸ＡＸ１でのリレー光学系２５の回転による表示領域１００の上下方向の移動量とアイボックス２００の上下方向の移動量との相対量が、第２の回転軸ＡＸ２でのリレー光学系２５の回転による表示領域１００の上下方向の移動量とアイボックス２００の上下方向の移動量との相対量とが異なる。以下に、第１、第２実施形態について、説明する。
（第１実施形態）
　図２は、第１実施形態のＨＵＤ装置２０の構成を示す図である。第１実施形態のＨＵＤ装置２０は、第１の回転軸ＡＸ１で第１ミラー２６を回転させる第１アクチュエータ２８（図７参照）と、第２の回転軸ＡＸ２で第１ミラー２６を回転させる第２アクチュエータ２９（図７参照）と、を含む。言い換えると、第１実施形態のＨＵＤ装置２０は、１つのリレー光学系２５を２つの軸（第１の回転軸ＡＸ１、第２の回転軸ＡＸ２）で回転させる。なお、第１アクチュエータ２８と第２アクチュエータ２９は、統合された１つの２軸アクチュエータで構成されてもよい。
　図３は、第１実施形態のＨＵＤ装置２０における、第１の回転軸ＡＸ１と、第２の回転軸ＡＸ２との位置関係の一例を示す図である。図３では、車両１の左右方向（Ｘ軸）と垂直であり、かつ車両１の左右方向（Ｘ軸）の垂直断面における第１ミラー２６の反射面の中心（反射面の端部同士の中心）の法線方向を符号２５ｐ（中心線とも呼ぶ。）で示し、中心線２５ｐと平行であり、かつ図３で描く第１ミラー２６の一端を通る方向を符号２５ａで示し、さらに、中心線２５ｐと平行であり、かつ図３で描く第１ミラー２６の他端を通る方向を符号２５ｂで示す。図３に示すように、車両１の左右方向（Ｘ軸方向）から見た場合、第１の回転軸ＡＸ１は、第２の回転軸ＡＸ２より第１ミラー２６の中央に近い（中心線２５ｐに近い）。逆に言うと、第２の回転軸ＡＸ２は、第１の回転軸ＡＸ１より第１ミラー２６の中央から離れている（中心線２５ｐから離れている）。これにより、第１の回転軸ＡＸ１の回転によれば、アイボックス２００の上下方向の移動量が比較的大きくなり、第２の回転軸ＡＸ２の回転によれば、表示領域１００の上下方向の移動量が比較的大きくなる。
　なお、以下に、第１の回転軸ＡＸ１と第２の回転軸ＡＸ２との配置の変形例をいくつか示すが、第１の回転軸ＡＸ１の回転により、アイボックス２００の上下方向の移動量が比較的大きくなり、第２の回転軸ＡＸ２の回転により、表示領域１００の上下方向の移動量が比較的大きくなるのであれば、第１の回転軸ＡＸ１と第２の回転軸ＡＸ２との配置は、これらに限定されない。
　本実施形態の第２の回転軸ＡＸ２は、第１ミラー２６の端部よりも中心から離れた位置に配置されている（線２５ｂよりも中心線２５ｐから離れて配置されている）。第２の回転軸ＡＸ２を中心線２５ｐから離して配置することで、第２の回転軸ＡＸ２の回転で、さらに表示領域１００の上下方向の移動量を大きくしつつ、アイボックス２００の上下方向の移動量を小さくすることができる。但し、これに限定されるものではなく、いくつかの実施形態では、第２の回転軸ＡＸ２は、図３の符号ＡＸ２‘で示されるように、第１ミラー２６の端部よりも中心に近い位置に配置されてもよい（線２５ｂよりも中心線２５ｐの近くに配置されてもよい）。
　また、本実施形態の第２の回転軸ＡＸ２は、第１ミラー２６の反射面の裏側に配置されているが、これに限定されるものではなく、いくつかの実施形態では、第２の回転軸ＡＸ２は、図３の符号ＡＸ２‘で示されるように、第１ミラー２６の反射面の表側に配置されてもよい。
　図４は、第１実施形態のＨＵＤ装置２０における、第１の回転軸ＡＸ１と、第２の回転軸ＡＸ２との位置関係の変形例を示す図である。図４のＨＵＤ装置２０では、第１の回転軸ＡＸ１で第２ミラー２７を回転させ、第２の回転軸ＡＸ２で第２ミラー２７を回転させる。図４では、車両１の左右方向（Ｘ軸）と垂直であり、かつ車両１の左右方向（Ｘ軸）の垂直断面における第１ミラー２６の反射面の中心（反射面の端部同士の中心）の法線方向を符号２７ｐ（中心線とも呼ぶ。）で示し、中心線２７ｐと平行であり、かつ図４で描く第２ミラー２７の一端を通る方向を符号２７ａで示し、さらに、中心線２７ｐと平行であり、かつ図３で描く第２ミラー２７の他端を通る方向を符号２７ｂで示す。図４に示すように、車両１の左右方向（Ｘ軸方向）から見た場合、第１の回転軸ＡＸ１は、第２の回転軸ＡＸ２より第２ミラー２７の中央に近い（中心線２７ｐに近い）。逆に言うと、第２の回転軸ＡＸ２は、第１の回転軸ＡＸ１より第２ミラー２７の中央から離れている（中心線２７ｐから離れている）。これにより、第１の回転軸ＡＸ１の回転は、アイボックス２００の上下方向の移動量が比較的大きくなり、第２の回転軸ＡＸ２の回転は、表示領域１００の上下方向の移動量が比較的大きくなる。なお、第１の回転軸ＡＸ１と第２の回転軸ＡＸ２との配置は、これに限定されない。
（第２実施形態）
　第２実施形態のＨＵＤ装置２０は、２つのリレー光学系２５を２つの軸（第１の回転軸ＡＸ１、第２の回転軸ＡＸ２）で回転させる。図５は、第２実施形態のＨＵＤ装置２０の構成の一例を示す図である。第２実施形態のＨＵＤ装置２０は、第１の回転軸ＡＸ１で第１ミラー２６を回転させる第１アクチュエータ２８と、第２の回転軸ＡＸ２で第２ミラー２７を回転させる第２アクチュエータ２９と、を含む。言い換えると、図５の例では、第２の回転軸ＡＸ２は、第２ミラー２７の中心から偏心しており、第１の回転軸ＡＸ１は、第１ミラー２６の中心の近傍に配置されているが、第１の回転軸ＡＸ１の回転により、アイボックス２００の上下方向の移動量が比較的大きくなり、第２の回転軸ＡＸ２の回転により、表示領域１００の上下方向の移動量が比較的大きくなるのであれば、第１の回転軸ＡＸ１も第１ミラー２６の中心から偏心していてもよい。
　図６は、第２実施形態のＨＵＤ装置２０の構成の一例を示す図である。第２実施形態のＨＵＤ装置２０は、第１の回転軸ＡＸ１で第２ミラー２７を回転させる第１アクチュエータ２８と、第２の回転軸ＡＸ２で第１ミラー２６を回転させる第２アクチュエータ２９と、を含む。図６の例では、第２の回転軸ＡＸ２は、第１ミラー２６の中心から偏心しており、第１の回転軸ＡＸ１は、第２ミラー２７の中心の近傍に配置されているが、第１の回転軸ＡＸ１の回転により、アイボックス２００の上下方向の移動量が比較的大きくなり、第２の回転軸ＡＸ２の回転により、表示領域１００の上下方向の移動量が比較的大きくなるのであれば、第１の回転軸ＡＸ１も第２ミラー２７の中心から偏心していてもよい。
　図７は、いくつかの実施形態に係る、車両用表示システム１０のブロック図である。表示制御装置３０は、１つ又はそれ以上のＩ／Ｏインタフェース３１、１つ又はそれ以上のプロセッサ３３、１つ又はそれ以上の画像処理回路３５、及び１つ又はそれ以上のメモリ３７を備える。図７に記載される様々な機能ブロックは、ハードウェア、ソフトウェア、又はこれら両方の組み合わせで構成されてもよい。図７は、実施態様の一実施形態に過ぎず、図示された構成要素は、より数の少ない構成要素に組み合わされてもよく、又は追加の構成要素があってもよい。例えば、画像処理回路３５（例えば、グラフィック処理ユニット）が、１つ又はそれ以上のプロセッサ３３に含まれてもよい。
　図示するように、プロセッサ３３及び画像処理回路３５は、メモリ３７と動作可能に連結される。より具体的には、プロセッサ３３及び画像処理回路３５は、メモリ３７に記憶されているプログラムを実行することで、例えば画像データを生成、及び／又は送信するなど、車両用表示システム１０の操作を行うことができる。プロセッサ３３及び／又は画像処理回路３５は、少なくとも１つの汎用マイクロプロセッサ（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ））、少なくとも１つの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、少なくとも１つのフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。メモリ３７は、ハードディスクのような任意のタイプの磁気媒体、ＣＤ及びＤＶＤのような任意のタイプの光学媒体、揮発性メモリのような任意のタイプの半導体メモリ、及び不揮発性メモリを含む。揮発性メモリは、ＤＲＡＭ及びＳＲＡＭを含み、不揮発性メモリは、ＲＯＭ及びＮＶＲＯＭを含んでもよい。
　図示するように、プロセッサ３３は、Ｉ／Ｏインタフェース３１と動作可能に連結されている。Ｉ／Ｏインタフェース３１は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）の規格に応じて、車両１に設けられた他の電子機器（後述する符号４０１～４０７）との通信（ＣＡＮ通信とも称する）を行う。なお、Ｉ／Ｏインタフェース３１が採用する通信規格は、ＣＡＮに限定されず、例えば、ＣＡＮＦＤ（ＣＡＮ with Flexible Data Rate）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＭＯＳＴ（Media Oriented Systems Transport：ＭＯＳＴは登録商標）、ＵＡＲＴ、あるいはＵＳＢ等の有線通信インタフェース、又は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ネットワークなどのパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、８０２．１１ｘ Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）ネットワークなどのローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）等の数十メートル内の近距離無線通信インタフェースである車内通信（内部通信）インタフェースを含む。また、Ｉ／Ｏインタフェース３１は、無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ０、ＩＥＥＥ８０２．１６－２００４（ＷｉＭＡＸ：Worldwide Interoperability for Microwave Access））、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅベース（Ｍｏｂｉｌｅ　ＷｉＭＡＸ）、４Ｇ、４Ｇ－ＬＴＥ、ＬＴＥ　Ａｄｖａｎｃｅｄ、５Ｇなどのセルラー通信規格により広域通信網（例えば、インターネット通信網）などの車外通信（外部通信）インタフェースを含んでいてもよい。
　図示するように、プロセッサ３３は、Ｉ／Ｏインタフェース３１と相互動作可能に連結されることで、車両用表示システム１０（Ｉ／Ｏインタフェース３１）に接続される種々の他の電子機器等と情報を授受可能となる。Ｉ／Ｏインタフェース３１には、例えば、車両１に設けられた目位置検出部４０１、視認者識別部４０３、操作検出部４０５、及び車両ＥＣＵ４０７などが動作可能に連結される。表示器２１は、プロセッサ３３及び画像処理回路３５に動作可能に連結される。したがって、画像表示部２０によって表示される表示画像Ｍは、プロセッサ３３及び／又は画像処理回路３５から受信された画像データに基づいてもよい。プロセッサ３３及び画像処理回路３５は、Ｉ／Ｏインタフェース３１から得られる情報に基づき、画像表示部２０が表示する画像を制御する。なお、Ｉ／Ｏインタフェース３１は、車両用表示システム１０に接続される他の電子機器等から受信する情報を加工（変換、演算、解析）する機能を含んでいてもよい。
　また、第１アクチュエータ２８、及び第２アクチュエータ２９は、プロセッサ３３に動作可能に連結される。したがって、第１アクチュエータ２８、及び第２アクチュエータ２９は、プロセッサ３３から受信された角度制御データに基づいて、リレー光学系２５の角度を制御してもよい。プロセッサ３３は、Ｉ／Ｏインタフェース３１から得られる後述する目位置情報、目の位置を推定可能な情報、及び／又は設定情報に基づき、リレー光学系２５の角度を制御する。
　目位置検出部４０１は、車両１の運転席に着座する視認者４の目の位置を検出する赤外線カメラなどのカメラを含み、撮像した画像を、プロセッサ３３に出力してもよい。プロセッサ３３は、目位置検出部４０１から撮像画像（目の位置を推定可能な情報の一例）を取得し、この撮像画像を解析することで視認者４の目の位置を特定することができる。また、目位置検出部４０１は、カメラの撮像画像を解析し、解析結果である視認者４の目の位置を示す信号をプロセッサ３３に出力してもよい。なお、自車両の視認者４の目の位置、又は視認者４の目の位置を推定可能な情報を取得する方法は、これらに限定されるものではなく、既知の目位置検出（推定）技術を用いて取得されてもよい。目の位置を推定可能な情報は、例えば、車両１の運転席の位置、視認者４の顔の位置、座高の高さなどであって、図示しないセンサなどからプロセッサ３３に出力されてもよい。
　視認者識別部４０３は、例えば、車両１の運転席に着座する人が所持する電子キーや携帯情報端末と近距離無線通信するＮＦＣ通信部（不図示）と、車両１の外に設置された管理サーバー（不図示）と、公衆回線に接続される公衆回線通信部（不図示）と、から構成されてもよい。この場合、前記公衆回線通信部は、前記ＮＦＣ通信部が前記電子キーや前記携帯情報端末から取得した識別キー（認証キー）を、前記管理サーバーへ送信する。前記管理サーバーは、車両１（前記公衆回線通信部）から受信した識別キー（認証キー）で登録された（対応付けて前記管理サーバーのメモリに記録された）、ユーザ（視認者４）の目位置情報（目の高さ）、目の位置を推定可能な情報（体格、座高の高さ、車両１の運転席の好みの位置）、好みのアイボックスの位置情報（アイボックス位置設定情報の一例）、好みの表示領域の位置情報（表示領域設定情報の一例）を、車両１（前記公衆回線通信部）へ送信する。視認者識別部４０３（前記公衆回線通信部）は、受信した視認者４の目位置情報、目の位置を推定可能な情報、及び設定情報などを、プロセッサ３３へ出力する。すなわち、視認者識別部４０３は、登録されたユーザ情報（目位置情報、目の位置を推定可能な情報）を取得し、プロセッサ３３へ出力するものであれば、これに限定されるものではなく、例えば、識別キー（認証キー）で登録された（対応付けてメモリに記録された）、ユーザ（視認者４）の目位置情報（目の高さ）、目の位置を推定可能な情報（体格、座高の高さ、車両１の運転席の好みの位置）などは、車両１のメモリ（例えば、後述する車両ＥＣＵ４０７のメモリ）に記憶されており、この場合、車両ＥＣＵ４０７が、前記ＮＦＣ通信部から受信した識別キー（認証キー）で登録された（対応付けてメモリに記録された）、ユーザ（視認者４）の目位置情報、目の位置を推定可能な情報を読み出し、プロセッサ３３へ出力してもよい。
　操作検出部４０５は、例えば、車両１のＣＩＤ（Ｃｅｎｔｅｒ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ）、インストルメントパネルなどに設けられたハードウェアスイッチ、又は画像とタッチセンサなどとを兼ね合わされたソフトウェアスイッチなどであり、車両１の乗員（運転席の着座するユーザ、及び／又は助手席に着座するユーザ）による操作に基づく操作情報を、プロセッサ３３へ出力する。例えば、操作検出部４０５は、ユーザの操作により、表示領域１００を移動させる操作に基づく表示領域設定情報、アイボックス２００を移動させる操作に基づくアイボックス設定情報、視認者４の目位置を設定する操作に基づく情報（目位置情報の一例）などを、プロセッサ３３へ出力する。
　車両ＥＣＵ４０７は、車両１の各部を制御するものであり、車両１の状態（例えば、走行距離、車速、アクセルペダル開度、エンジンスロットル開度、インジェクター燃料噴射量、エンジン回転数、モータ回転数、ステアリング操舵角、シフトポジション、ドライブモード、各種警告状態）などの情報を各種センサなどから取得する。車両ＥＣＵ４０７は、例えば、車両１の現在の車速を示す車速情報をプロセッサ３３へ送信することができる。なお、車両ＥＣＵ４０７は、単にセンサで検出したデータをプロセッサ３３へ送信することに加え、又は代わりに、センサで検出したデータの判定結果、若しくは／及び解析結果をプロセッサ３３へ送信することができる。例えば、車両１が低速走行しているか、又は停止しているかを示す情報をプロセッサ３３へ送信してもよい。
　また、車両ＥＣＵ４０７は、車両用表示システム１０が表示する表示画像Ｍを指示する指示信号をプロセッサ３３へ送信してもよく、この際、表示画像Ｍの座標、表示画像Ｍの報知必要度、又は／及び報知必要度を判定する元となる必要度関連情報を、指示信号に付加して送信してもよい。
　また、車両ＥＣＵ４０７は、各種センサから取得する情報などに基づき、表示領域１００を所定の位置に移動させる必要があると判定した場合、表示領域１００を所定の位置に移動させる表示領域設定情報をプロセッサ３３へ送信し、アイボックス２００を所定の位置に移動させる必要があると判定した場合、アイボックス２００を所定の移動させるアイボックス設定情報をプロセッサ３３へ送信してもよい。
　メモリ３７に記憶されたソフトウェア構成要素は、目位置検出モジュール５０２、目位置推定モジュール５０４、駆動量設定モジュール５０６、グラフィックモジュール５０８、及び駆動モジュール５１０を含む。
　目位置検出モジュール５０２は、自車両の視認者４の眼の位置を検出する。目位置検出モジュール５０２は、視認者４の眼の高さ（Ｙ軸方向の位置）を示す座標を検出すること、視認者４の眼の高さ（Ｙ軸方向の位置）及び奥行方向の位置（Ｚ軸方向の位置）を示す座標を検出すること、視認者４の眼の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の位置）を示す座標を検出すること、及び／又は前記目の座標が予め定められた複数の座標範囲のどこに属しているか判定すること、に関係する様々な動作を実行するための様々なソフトウェア構成要素を含む。目位置検出モジュール５０２は、例えば、目位置検出部４０１から視認者４の目位置を取得する、操作検出部４０５からユーザの操作に基づき設定された目位置情報を取得する、及び／又は、視認者識別部４０３から登録された視認者４の目位置を取得する。
　目位置推定モジュール５０４は、目の位置を推定可能な情報から、車両１の視認者の目位置を推定する。目位置推定モジュール５０４は、目位置検出部４０１から取得した撮像画像、車両１の運転席の位置、視認者４の顔の位置、又は座高の高さなどから視認者４の目位置を推定すること、視認者識別部４０３から取得した視認者４の体格、座高の高さ、車両１の運転席の好みの位置などから視認者４の目位置を推定すること、など目の位置を推定することに関係する様々な動作を実行するための様々なソフトウェア構成要素を含む。すなわち、目位置推定モジュール５０４は、目の位置を推定可能な情報から視認者４の目位置を推定するためのテーブルデータ、演算式、などを含み得る。
　駆動量設定モジュール５０６は、入力する視認者４の目位置情報や設定情報に基づき、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、を設定する。例えば、駆動量設定モジュール５０６は、目位置検出モジュール５０２で検出した目位置情報、目位置推定モジュール５０４が推定した目位置、又は他の電子機器（符号４０１～４０７を含む。）から取得した目の位置を推定可能な情報に基づき、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした第１アクチュエータ２８の回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした第２アクチュエータ２９の回転量（角度）、を設定すること、に関係する様々な動作を実行するための様々なソフトウェア構成要素を含む。すなわち、駆動量設定モジュール５０６は、目位置、又は目の位置を推定可能な情報から、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、を設定するためのテーブルデータ、演算式、などを含み得る。
　また、駆動量設定モジュール５０６は、操作検出部４０５による操作や車両ＥＣＵ４０７からの指示に基づき、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、を設定する。例えば、駆動量設定モジュール５０６は、（１）視認者識別部４０３から取得した好みのアイボックスの位置情報（アイボックス位置設定情報の一例）、好みの表示領域の位置情報（表示領域設定情報の一例）、（２）操作検出部４０５から取得した、ユーザの操作に基づく、表示領域１００を移動させる操作に基づく表示領域設定情報、アイボックス２００を移動させる操作に基づくアイボックス設定情報、（３）車両ＥＣＵ４０７から取得した、車両ＥＣＵ４０７が決定した表示領域１００の位置を示す表示領域設定情報、アイボックス２００の位置を示すアイボックス設定情報などから、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした第１アクチュエータ２８の回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした第２アクチュエータ２９の回転量（角度）、を設定すること、に関係する様々な動作を実行するための様々なソフトウェア構成要素を含む。
　なお、駆動量設定モジュール５０６は、表示領域１００を所定の位置に移動させるための表示領域設定情報のみを取得した場合、アイボックス２００の位置を維持する、又はアイボックス２００の移動量を小さく抑えるように、表示領域１００を所定の位置に移動させるための駆動量に加え、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、を設定（補正）し得る。また、逆に、駆動量設定モジュール５０６は、アイボックス２００を所定の位置に移動させるためのアイボックス設定情報のみを取得した場合、表示領域１００の位置を維持する、又は表示領域１００の移動量を小さく抑えるように、アイボックス２００を所定の位置に移動させるための駆動量に加え、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、を設定（補正）し得る。
　図８は、いくつかの実施形態のヘッドアップディスプレイ装置において、表示領域を下方向に移動させる際のアイボックスの移動量を示したものであり、実線が実施形態の例を示し、点線が比較例を示す。初期の表示領域９００を下方（Ｙ軸負方向）に移動させる際、比較例では、表示領域８１０まで下方に移動させると、アイボックス８２０が大きく上方（Ｙ軸正方向）に移動してしまうのに対し、本実施例では、比較例の表示領域８１０と同じ表示領域１１０まで下方に移動させても、アイボックス２１０の上方（Ｙ軸正方向）への移動量は、比較例に比べて小さくすることができる。すなわち、駆動量設定モジュール５０６は、アイボックス２００の移動量を小さく抑え（アイボックス２００の位置を固定することも含む。）つつ、表示領域１００を上下に移動させるように、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、を設定してもよい。
　図９は、いくつかの実施形態のヘッドアップディスプレイ装置において、アイボックスを上方向に移動させる際の表示領域の移動量を示したものであり、実線が実施形態の例を示し、点線が比較例を示す。初期のアイボックス９１０を上方（Ｙ軸正方向）に移動させる際、比較例では、アイボックス８２０まで上方に移動させると、表示領域８１０が大きく下方（Ｙ軸負方向）に移動してしまうのに対し、本実施例では、比較例のアイボックス８２０と同じアイボックス２１０まで上方に移動させても、表示領域１１０の下方（Ｙ軸負方向）への移動量は、比較例に比べて小さくすることができる。すなわち、駆動量設定モジュール５０６は、表示領域１００の移動量を小さく抑え（表示領域１００の位置を固定することも含む。）つつ、アイボックス２００を上下に移動させるように、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、を設定してもよい。
　また、駆動量設定モジュール５０６は、（１）アイボックス２００が上方向又は下方向で同じ方向に移動するように、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転方向（第１の回転方向）と、第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転方向（第２の回転方向）と、を設定する第１の駆動モードと、（２）アイボックス２００が上方向又は下方向で異なる方向に移動するように、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転方向（第１の回転方向）と、第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転方向（第２の回転方向）と、を設定する第２の駆動モードと、を有していてもよい。
　いくつかの実施形態では、駆動量設定モジュール５０６は、アイボックス２００の移動量を小さく抑え（アイボックス２００の位置を固定することも含む。）つつ、表示領域１００を上下に移動させる際、第１の駆動モードＭ１を選択し、一方、表示領域１００の移動量を小さく抑え（表示領域１００の位置を固定することも含む。）つつ、アイボックス２００を上下に移動させる際、第２の駆動モードＭ２を選択してもよい。このように、第１の駆動モードＭ１と第２の駆動モードＭ２とで駆動モードを選択することができるので、所望の位置に表示領域１００及びアイボックス２００を配置しやすくすることができる。
　グラフィックモジュール５０８は、レンダリングなどの画像処理をして画像データ（元画像データ）を生成するための様々な既知のソフトウェア構成要素を含む。なお、グラフィックモジュール５０８は、表示される虚像Ｖ（表示面２１ａに表示される表示画像Ｍ）の視覚的効果（例えば、視認性パラメータ（輝度、透明度、彩度、コントラスト）、ワーピングパラメータ、パースペクティブ特性パラメータ、視点変換パラメータ、動画パラメータ）を設定し、表示器２１を制御するための様々な既知のソフトウェア構成要素を含んでいてもよい。グラフィックモジュール５０８が生成する画像は、限定されず、静止画、動画、撮像画像、又は加工された撮像画像などであってもよい。なお、グラフィックモジュール５０８は、ＨＵＤ装置２０に、前景に存在する実オブジェクトの位置に応じて表示位置を変化させるＡＲ画像、及び／又は実オブジェクトの位置に応じて表示位置を変化させない非ＡＲ画像、を含む画像を表示するための画像データを生成することができる。なお、グラフィックモジュール５０８の機能の一部又は全部は、車両用表示システム１０の表示制御装置３０とは別（例えば、車両ＥＣＵ４０７）に設けられてもよい。
　なお、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び／又は第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、に応じて、アイボックス２００から見た表示領域１００における虚像Ｖの視覚的効果（例えば、輝度、歪形状など）が、変化する。したがって、グラフィックモジュール５０８は、駆動量設定モジュール５０６が設定したに第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び／又は第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、に対応した輝度、ワーピングパラメータを選択することに関係する様々な動作を実行するための様々なソフトウェア構成要素を含む。すなわち、グラフィックモジュール５０８は、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、又はこれらの組み合わせに応じて、虚像Ｖの視覚的効果（例えば、輝度やワーピングパラメータ）を設定するためのテーブルデータ、演算式、などを含み得る。
　駆動モジュール５１０は、液晶パネル２２（空間光変調素子の一例）を駆動すること、前記光源ユニットを駆動すること、並びに第１アクチュエータ２８及び／又は第２アクチュエータ２９を駆動すること、を実行するための様々な既知のソフトウェア構成要素を含む。駆動モジュール５１０は、駆動量設定モジュール５０６、及びグラフィックモジュール５０８が生成した駆動データに基づき、液晶パネル２２、前記光源ユニット、並びに第１アクチュエータ２８及び第２アクチュエータ２９を駆動する。
　図１０は、リレー光学系２５の角度を調整する１つ又は複数のアクチュエータ２８，２９を制御する処理のフロー図である。
　ステップＳ１１では、プロセッサ３３は、目位置検出モジュール５０２、又は目位置推定モジュール５０４を実行し、視認者４の目位置を取得（推定）する。また、ステップＳ１１において、プロセッサ３３は、Ｉ／Ｏインタフェース３１を介した他の電子機器（符号４０１～４０７）から目の位置を推定可能な情報を取得してもよい。
　ステップＳ１３では、プロセッサ３３は、駆動量設定モジュール５０６を実行し、ステップＳ１１で取得した視認者４の目位置情報、又は目の位置を推定可能な情報に基づき、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、を設定する。
　ステップＳ１５では、プロセッサ３３は、グラフィックモジュール５０８を実行し、ステップＳ１３で設定した第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、に基づき、表示される虚像Ｖ（表示面２１ａに表示される表示画像Ｍ）の視覚的効果（例えば、視認性パラメータ（輝度、透明度、彩度、コントラスト）、ワーピングパラメータ、パースペクティブ特性パラメータ、視点変換パラメータ、動画パラメータ）を制御するデータを含む表示制御データを補正する。なお、ステップＳ１５の処理は、省略してもよい。
　ステップＳ１７では、プロセッサ３３は、駆動モジュール５１０を実行し、ステップＳ１３で設定した第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、に基づき、１つ又は複数のアクチュエータ２８，２９を駆動し、ステップＳ１５で補正した表示制御データに基づき、液晶パネル（空間光変調素子の一例）２２、及び光源モジュール２４を駆動する。
　図１１は、リレー光学系２５の角度を調整する１つ又は複数のアクチュエータ２８，２９を制御する処理の変形例を示すフロー図である。
　ステップＳ２１では、プロセッサ３３は、視認者識別部４０３から、好みのアイボックスの位置情報（アイボックス位置設定情報の一例）、及び／又は好みの表示領域の位置情報（表示領域設定情報の一例）を取得してもよい。また、ステップＳ２１では、プロセッサ３３は、操作検出部４０５から、ユーザの操作に基づく、表示領域１００を移動させる操作に基づく表示領域設定情報、及び／又はアイボックス２００を移動させる操作に基づくアイボックス設定情報を取得してもよい。また、ステップＳ２１では、プロセッサ３３は、車両ＥＣＵ４０７から、車両ＥＣＵ４０７が決定した表示領域１００の位置を示す表示領域設定情報、及び／又はアイボックス２００の位置を示すアイボックス設定情報を取得してもよい。
　ステップＳ２３では、プロセッサ３３は、駆動量設定モジュール５０６を実行し、ステップＳ１１で取得した表示領域設定情報、及び／又はアイボックス設定情報に基づき、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、を設定する。
　ステップＳ２５では、プロセッサ３３は、グラフィックモジュール５０８を実行し、ステップＳ２３で設定した第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、に基づき、表示される虚像Ｖ（表示面２１ａに表示される表示画像Ｍ）の視覚的効果（例えば、視認性パラメータ（輝度、透明度、彩度、コントラスト）、ワーピングパラメータ、パースペクティブ特性パラメータ、視点変換パラメータ、動画パラメータ）を制御するデータを含む表示制御データを補正する。なお、ステップＳ２５の処理は、省略してもよい。
　ステップＳ２７では、プロセッサ３３は、駆動モジュール５１０を実行し、ステップＳ２３で設定した第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、に基づき、１つ又は複数のアクチュエータ２８，２９を駆動し、ステップＳ２５で補正した表示制御データに基づき、液晶パネル（空間光変調素子の一例）２１、及び光源モジュール２４を駆動する。
　なお、図１０に示した処理と図１１に示した処理とは組み合わされてもよい。図１２は、リレー光学系２５の角度を調整する１つ又は複数のアクチュエータ２８，２９を制御する処理の変形例を示すフロー図である。
　ステップＳ３１では、プロセッサ３３は、視認者識別部４０３、操作検出部４０５、及び／又は車両ＥＣＵ４０７などから、表示領域設定情報、及び／又はアイボックス設定情報を取得する。
　ステップＳ３２では、プロセッサ３３は、駆動量設定モジュール５０６を実行し、ステップＳ３１で取得した表示領域設定情報、及び／又はアイボックス設定情報に基づき、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、を設定する。
　ステップＳ３３では、プロセッサ３３は、目位置検出モジュール５０２、又は目位置推定モジュール５０４を実行し、視認者４の目位置を取得（推定）する。また、ステップＳ３１において、プロセッサ３３は、Ｉ／Ｏインタフェース３１を介した他の電子機器（符号４０１～４０７）から目の位置を推定可能な情報を取得してもよい。
　ステップＳ３４では、プロセッサ３３は、駆動量設定モジュール５０６を実行し、ステップＳ３２で設定した第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）を基準に、ステップＳ３３で取得した視認者４の目位置情報、又は目の位置を推定可能な情報に基づき、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、を補正する。
　ステップＳ３５では、プロセッサ３３は、グラフィックモジュール５０８を実行し、ステップＳ３４で設定した第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、に基づき、表示される虚像Ｖ（表示面２１ａに表示される表示画像Ｍ）の視覚的効果（例えば、視認性パラメータ（輝度、透明度、彩度、コントラスト）、ワーピングパラメータ、パースペクティブ特性パラメータ、視点変換パラメータ、動画パラメータ）を制御するデータを含む表示制御データを補正する。なお、ステップＳ３５の処理は、省略してもよい。
　ステップＳ３７では、プロセッサ３３は、駆動モジュール５１０を実行し、ステップＳ３４で設定した第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量（角度）、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量（角度）、に基づき、１つ又は複数のアクチュエータ２８，２９を駆動し、ステップＳ３５で補正した表示制御データに基づき、液晶パネル（空間光変調素子の一例）２１、及び光源モジュール２４を駆動する。
　上述の処理プロセスの動作は、汎用プロセッサ又は特定用途向けチップなどの情報処理装置の１つ以上の機能モジュールを実行させることにより実施することができる。これらのモジュール、これらのモジュールの組み合わせ、及び／又はそれらの機能を代替えし得る公知のハードウェアとの組み合わせは全て、本発明の保護の範囲内に含まれる。
　車両用表示システム１０の機能ブロックは、任意選択的に、説明される様々な実施形態の原理を実行するために、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実行される。図７で説明する機能ブロックが、説明される実施形態の原理を実施するために、任意選択的に、組み合わされ、又は１つの機能ブロックを２以上のサブブロックに分離されてもいいことは、当業者に理解されるだろう。したがって、本明細書における説明は、本明細書で説明されている機能ブロックのあらゆる可能な組み合わせ若しくは分割を、任意選択的に支持する。
　以上に説明したように、本実施形態のヘッドアップディスプレイ装置２０は、表示画像Ｍを表示する表示器２１と、表示器２１が表示する表示画像Ｍの表示光４０を、外部の被投影部２に投影することで、所定のアイボックス２００内に目を配置した視認者４に、所定の表示領域１００内に表示画像Ｍの虚像Ｖを視認させる１つ又は複数のリレー光学系２５と、リレー光学系２５を回転させる第１の回転軸ＡＸ１と、第２の回転軸ＡＸ２とを有し、第１の回転軸ＡＸ１によるリレー光学系２５の回転による表示領域１００の上下方向の移動量とアイボックス２００の上下方向の移動量との相対量が、第２の回転軸ＡＸ２によるリレー光学系２５の回転による表示領域１００の上下方向の移動量とアイボックス２００の上下方向の移動量との相対量と異なる、１つ又は複数のアクチュエータ２８（２９）と、１つ又は複数のアクチュエータ２８，２９を制御する表示制御装置３０と、を備える。第１の回転軸ＡＸ１、及び第２の回転軸ＡＸ２でリレー光学系２５を回転させることにより、表示領域１００の上下方向の位置とアイボックス２００の位置との配置の自由度を向上させることができる。
　また、いくつかの実施形態では、リレー光学系２５は、複数の光学系（例えば、第１ミラー２６，第２ミラー２７）からなり、第１の回転軸ＡＸ１で回転するリレー光学系２５と、第２の回転軸ＡＸ２で回転するリレー光学系２５とは、異なっていてもよい。これにより、１つのリレー光学系を第１の回転軸ＡＸ１と第２の回転軸ＡＸ２とで回転させる場合と比べて、回転させるための機構を簡素化することができる。
　また、いくつかの実施形態では、第２の回転軸ＡＸ２で回転する第１のリレー光学系２６は、表示光４０に沿った位置において、第１の回転軸ＡＸ１で回転する第２のリレー光学系２７より被投影部２の近くに配置されてもよい。これにより、さらに、アイボックス２００の移動量を小さく抑え（アイボックス２００の位置を固定することも含む。）つつ、表示領域１００を上下に大きく移動させることも可能となる。また、さらに、表示領域１００の移動量を小さく抑え（表示領域１００の位置を固定することも含む。）つつ、アイボックス２００を上下に大きく移動させることも可能となる。
　また、いくつかの実施形態では、第２の回転軸ＡＸ２は、第１の回転軸ＡＸ１と比較して、リレー光学系２５の偏心した位置に配置されてもよい。これにより、アイボックス２００の移動量を小さく抑え（アイボックス２００の位置を固定することも含む。）つつ、表示領域１００を上下に移動させることも可能となる。また、さらに、表示領域１００の移動量を小さく抑え（表示領域１００の位置を固定することも含む。）つつ、アイボックス２００を上下に移動させることも可能となる。
　また、いくつかの実施形態では、表示制御装置３０は、視認者の目位置を示す情報（目位置情報）、又は視認者の目位置を推定可能な情報を取得し、目位置に基づき、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量、を設定してもよい。これにより、目位置に適した所定の位置に表示領域１００、及び／又はアイボックス２００を自動的に配置することも可能となる。
　また、いくつかの実施形態では、表示制御装置３０は、目位置に基づき、アイボックス２００を移動させて、表示領域１００の位置が維持されるように、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量、を設定してもよい。このように、目位置が変化した場合でも表示領域１００を固定、又は表示領域１００の移動量を小さく抑えつつ、アイボックス２００を自動的に配置することで、視認者４の目位置（目の高さ）に応じて、アイボックス２００を自動的に変化させても、表示領域１００で視認される虚像Ｖの位置の変化を抑制することができる。
　また、いくつかの実施形態では、表示制御装置３０は、アイボックス２００が上方向又は下方向で異なる方向に移動するように、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転方向と、第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転方向と、を設定する第２の駆動モードＭ２を有し、視認者の目位置を示す情報（目位置情報）、又は視認者の目位置を推定可能な情報を取得し、目位置に基づき、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量、を、第２の駆動モードで設定してもよい。これにより、さらに、表示領域１００の移動量を小さく抑え（表示領域１００の位置を固定することも含む。）つつ、アイボックス２００を上下に移動させることも可能となる。
　また、いくつかの実施形態では、表示制御装置３０は、アイボックス２００が上方向又は下方向で同じ方向に移動するように、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転方向と、第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転方向と、を設定する第１の駆動モードＭ１と、アイボックス２００が上方向又は下方向で異なる方向に移動するように、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転方向と、第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転方向と、を設定する第２の駆動モードＭ２と、を有してもよい。これにより、アイボックス２００の移動量を小さく抑え（アイボックス２００の位置を固定することも含む。）つつ、表示領域１００を上下に移動させることも可能となる。また、さらに、表示領域１００の移動量を小さく抑え（表示領域１００の位置を固定することも含む。）つつ、アイボックス２００を上下に移動させることも可能となる。
　また、いくつかの実施形態では、表示制御装置３０は、アイボックス２００が上方向又は下方向で同じ方向に移動するように、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転方向と、第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転方向と、を設定する第１の駆動モードＭ１と、アイボックス２００が上方向又は下方向で異なる方向に移動するように、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転方向と、第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転方向と、を設定する第２の駆動モードＭ２と、を有し、視認者の目位置を示す情報（目位置情報）、又は視認者の目位置を推定可能な情報を取得し、目位置に基づき、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量、を、第２の駆動モードＭ２で設定し、目位置と異なる情報（視認者識別部４０３，操作検出部４０５、車両ＥＣＵ４０７などからの情報）に基づき、第１の回転軸ＡＸ１を軸とした回転量、及び第２の回転軸ＡＸ２を軸とした回転量、を、第１の駆動モードＭ１で設定してもよい。これにより、さらに、目位置に応じて自動的に、表示領域１００の移動量を小さく抑え（表示領域１００の位置を固定することも含む。）つつ、アイボックス２００を上下に移動させることも可能となる。また、目位置とは異なる情報により自動的に、アイボックス２００の移動量を小さく抑え（アイボックス２００の位置を固定することも含む。）つつ、表示領域１００を上下に移動させることも可能となり、利便性が向上する。
１…車両、２…フロントウインドシールド（被投影部）、４…視認者、５…ダッシュボード、１０…車両用表示システム、２０…ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置、画像表示部）、２１…表示器、２１ａ…表示面、２２…液晶パネル、２４…光源モジュール、２５…リレー光学系、２６…第１のリレー光学系（第１ミラー）、２７…第２のリレー光学系（第２ミラー）、２８…第１アクチュエータ、２９…第２アクチュエータ、３０…表示制御装置、３１…Ｉ／Ｏインタフェース、３３…プロセッサ、３５…画像処理回路、３７…メモリ、４０…表示光、４０ｐ…光軸、４１…第１画像光、４２…第２画像光、４３…第３画像光、９０…虚像光学系、１００…表示領域、１１０…表示領域、２００…アイボックス、２１０…アイボックス、３００…前景、３１０…路面、４０１…目位置検出部、４０３…視認者識別部、４０５…操作検出部、４０７…車両ＥＣＵ、５０２…目位置検出モジュール、５０４…目位置推定モジュール、５０６…駆動量設定モジュール、５０８…グラフィックモジュール、５１０…駆動モジュール、８１０…表示領域、８２０…アイボックス、９００…表示領域、９１０…アイボックス、ＡＸ１…第１の回転軸、ＡＸ２…第２の回転軸、Ｍ…表示画像、Ｍ１…第１の駆動モード、Ｍ２…第２の駆動モード、Ｖ…虚像、θｔ…チルト角、θｖ…縦配置角。

Claims (14)

  1. 　表示画像を表示する表示器（２１）と、
    　前記表示器（２１）が表示する前記表示画像の表示光を、外部の被投影部に投影することで、所定のアイボックス（２００）内に目を配置した視認者に、所定の表示領域（１００）内に前記表示画像の虚像を視認させる１つ又は複数のリレー光学系（２５）と、
    　　前記リレー光学系（２５）を回転させる第１の回転軸（ＡＸ１）と、前記第２の回転軸（ＡＸ２）とを有し、
    　　前記第１の回転軸（ＡＸ１）による前記リレー光学系（２５）の回転による前記表示領域（１００）の上下方向の移動量と前記アイボックス（２００）の上下方向の移動量との相対量が、前記第２の回転軸（ＡＸ２）による前記リレー光学系（２５）の回転による前記表示領域（１００）の上下方向の移動量と前記アイボックス（２００）の上下方向の移動量との相対量と異なる、１つ又は複数のアクチュエータ（２８、２９）と、
    　前記１つ又は複数のアクチュエータ（２８、２９）を制御する表示制御装置（３０）と、を備える、
    　ヘッドアップディスプレイ装置。
  2. 　前記リレー光学系（２５）は、複数の光学系からなり、
    　前記第１の回転軸（ＡＸ１）で回転する前記リレー光学系（２５）と、前記第２の回転軸（ＡＸ２）で回転する前記リレー光学系（２５）とは、異なる、
    　請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  3. 　前記リレー光学系（２５）は、複数の光学系からなり、
    　前記第２の回転軸（ＡＸ２）で回転する第１のリレー光学系（２６）は、前記表示光に沿った位置において、前記第１の回転軸（ＡＸ１）で回転する第２のリレー光学系（２７）より前記被投影部の近くに配置される、
    　請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  4. 　前記第２の回転軸（ＡＸ２）は、前記第１の回転軸（ＡＸ１）と比較して、前記リレー光学系（２５）の偏心した位置に配置される、
    　請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  5. 　前記表示制御装置（３０）は、
    　前記視認者の目位置を示す情報、又は前記視認者の前記目位置を推定可能な情報を取得し、
    　　前記目位置に基づき、前記第１の回転軸（ＡＸ１）を軸とした回転量、及び前記第２の回転軸（ＡＸ２）を軸とした回転量、を設定する、
    　請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  6. 　　前記表示制御装置（３０）は、
    　前記視認者の目位置を示す情報（目位置情報）、又は前記視認者の前記目位置を推定可能な情報を取得し、
    　　前記目位置に基づき、前記アイボックス（２００）を移動させて、前記表示領域（１００）の位置が維持されるように、前記第１の回転軸（ＡＸ１）を軸とした回転量、及び前記第２の回転軸（ＡＸ２）を軸とした回転量、を設定する、
    　請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  7. 　　前記表示制御装置（３０）は、
    　前記アイボックス（２００）が上方向又は下方向で異なる方向に移動するように、前記第１の回転軸（ＡＸ１）を軸とした回転方向と、前記第２の回転軸（ＡＸ２）を軸とした回転方向と、を設定する第２の駆動モード前記第２の駆動モードを有し、
    　前記視認者の目位置を示す情報（目位置情報）、又は前記視認者の前記目位置を推定可能な情報を取得し、
    　　前記目位置に基づき、前記第１の回転軸（ＡＸ１）を軸とした回転量、及び前記第２の回転軸（ＡＸ２）を軸とした回転量、を、前記第２の駆動モードで設定する、
    　請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  8. 　前記表示制御装置（３０）は、
    　　（１）前記アイボックス（２００）が上方向又は下方向で同じ方向に移動するように、前記第１の回転軸（ＡＸ１）を軸とした回転方向と、前記第２の回転軸（ＡＸ２）を軸とした回転方向と、を設定する第１の駆動モードと、
    　　（２）前記アイボックス（２００）が上方向又は下方向で異なる方向に移動するように、前記第１の回転軸（ＡＸ１）を軸とした回転方向と、前記第２の回転軸（ＡＸ２）を軸とした回転方向と、を設定する第２の駆動モードと、を有する、
    　請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  9. 　前記表示制御装置（３０）は、
    　　（１）前記アイボックス（２００）が上方向又は下方向で同じ方向に移動するように、前記第１の回転軸（ＡＸ１）を軸とした回転方向と、前記第２の回転軸（ＡＸ２）を軸とした回転方向と、を設定する第１の駆動モードと、
    　　（２）前記アイボックス（２００）が上方向又は下方向で異なる方向に移動するように、前記第１の回転軸（ＡＸ１）を軸とした回転方向と、前記第２の回転軸（ＡＸ２）を軸とした回転方向と、を設定する第２の駆動モードと、を有し、
    　前記視認者の目位置を示す情報（目位置情報）、又は前記視認者の前記目位置を推定可能な情報を取得し、
    　　前記目位置に基づき、前記第１の回転軸（ＡＸ１）を軸とした回転量、及び前記第２の回転軸（ＡＸ２）を軸とした回転量、を、前記第２の駆動モードで設定し、
    　前記目位置と異なる情報に基づき、前記第１の回転軸（ＡＸ１）を軸とした回転量、及び前記第２の回転軸（ＡＸ２）を軸とした回転量、を、前記第１の駆動モードで設定する、
    　請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  10. 　表示画像を表示する表示器（２１）と、
    　前記表示器（２１）が表示する前記表示画像の表示光を、外部の被投影部に投影することで、所定のアイボックス（２００）内に目を配置した視認者に、所定の表示領域（１００）内に前記表示画像の虚像を視認させる１つ又は複数のリレー光学系（２５）と、
    　　前記リレー光学系（２５）を回転させる第１の回転軸（ＡＸ１）と、前記第２の回転軸（ＡＸ２）とを有し、
    　　前記第１の回転軸（ＡＸ１）による前記リレー光学系（２５）の回転による前記表示領域（１００）の上下方向の移動量と前記アイボックス（２００）の上下方向の移動量との相対量が、前記第２の回転軸（ＡＸ２）による前記リレー光学系（２５）の回転による前記表示領域（１００）の上下方向の移動量と前記アイボックス（２００）の上下方向の移動量との相対量と異なる、１つ又は複数のアクチュエータ（２８、２９）と、から構成されるヘッドアップディスプレイ装置（２０）を制御する方法において、
    　前記視認者の目位置を示す情報（目位置情報）、又は前記視認者の前記目位置を推定可能な情報を取得することと、
    　　前記目位置に基づき、前記第１の回転軸（ＡＸ１）を軸とした回転量、及び前記第２の回転軸（ＡＸ２）を軸とした回転量、を設定することと、を含む、
    　方法。
  11. 　前記視認者の目位置を示す情報（目位置情報）、又は前記視認者の前記目位置を推定可能な情報を取得することと、
    　　前記目位置に基づき、前記アイボックス（２００）を移動させて、前記表示領域（１００）の位置が維持されるように、前記第１の回転軸（ＡＸ１）を軸とした回転量、及び前記第２の回転軸（ＡＸ２）を軸とした回転量、を設定することと、を含む
    　請求項１０に記載の方法。
  12. 　前記アイボックス（２００）が上方向又は下方向で異なる方向に移動するように、前記第１の回転軸（ＡＸ１）を軸とした回転方向と、前記第２の回転軸（ＡＸ２）を軸とした回転方向と、を設定する第２の駆動モード前記第２の駆動モードを有し、
    　前記視認者の目位置を示す情報（目位置情報）、又は前記視認者の前記目位置を推定可能な情報を取得することと、
    　　前記目位置に基づき、前記第１の回転軸（ＡＸ１）を軸とした回転量、及び前記第２の回転軸（ＡＸ２）を軸とした回転量、を、前記第２の駆動モードで設定することと、を含む、
    　請求項１０に記載の方法。
  13. 　　（１）前記アイボックス（２００）が上方向又は下方向で同じ方向に移動するように、前記第１の回転軸（ＡＸ１）を軸とした回転方向と、前記第２の回転軸（ＡＸ２）を軸とした回転方向と、を設定する第１の駆動モードと、
    　　（２）前記アイボックス（２００）が上方向又は下方向で異なる方向に移動するように、前記第１の回転軸（ＡＸ１）を軸とした回転方向と、前記第２の回転軸（ＡＸ２）を軸とした回転方向と、を設定する第２の駆動モードと、を有し、
    　前記視認者の目位置を示す情報（目位置情報）、又は前記視認者の前記目位置を推定可能な情報を取得することと、
    　　前記目位置に基づき、前記第１の回転軸（ＡＸ１）を軸とした回転量、及び前記第２の回転軸（ＡＸ２）を軸とした回転量、を、前記第２の駆動モードで設定することと、
    　前記目位置と異なる情報に基づき、前記第１の回転軸（ＡＸ１）を軸とした回転量、及び前記第２の回転軸（ＡＸ２）を軸とした回転量、を、前記第１の駆動モードで設定することと、を含む、
    　請求項１０に記載の方法。
  14. 　請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の方法を実行するための命令を含む、コンピュータ・プログラム。
     
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WO2023093018A1 (zh) * 2021-11-23 2023-06-01 歌尔光学科技有限公司 抬头显示装置及汽车

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