特開 2023-182077 車両用表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023182077

(43)【公開日】2023-12-26

(54)【発明の名称】車両用表示装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 35/00 20060101AFI20231219BHJP

   G06T 7/00 20170101ALI20231219BHJP

【ＦＩ】

B60K35/00 A

G06T7/00 660A

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022095472

(22)【出願日】2022-06-14

(71)【出願人】

【識別番号】000006895

【氏名又は名称】矢崎総業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】志白 純

【テーマコード（参考）】

3D344

5L096

【Ｆターム（参考）】

3D344AA19

3D344AB01

3D344AC25

5L096AA06

5L096BA04

5L096CA02

5L096DA02

5L096FA69

5L096GA51

(57)【要約】

【課題】ドライバに与える違和感を抑制しつつ目の位置に応じてワーピング形状を調節することができる車両用表示装置を提供する。
【解決手段】車両用表示装置は、表示デバイスと、画像の表示光をドライバの前方に配置された反射面に向けて反射するミラーと、ミラーを回転させて表示光の投影位置を車両上下方向に変化させるモータと、アイレンジに対して設定される車両上下方向および車幅方向に沿った複数の参照点と、それぞれの参照点に対応するワーピング形状と、の対応関係を定めた参照データと、制御用アイボックスを設定し、制御用アイボックスの代表点の座標および参照データに基づいて表示デバイスにおける表示用のワーピング形状を生成する制御部と、を備え、制御部は、目の位置が制御用アイボックスの外側の位置となった（Ｓ３０－Ｙｅｓ）場合に制御用アイボックスおよび表示用のワーピング形状を更新する（Ｓ６０～Ｓ１００）。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像を表示する表示デバイスと、
前記画像の表示光をドライバの前方に配置された反射面に向けて反射するミラーと、
前記ミラーを回転させることにより前記表示光の投影位置を車両上下方向に変化させるモータと、
アイレンジに対して設定される車両上下方向および車幅方向に沿った複数の参照点と、それぞれの前記参照点に対応するワーピング形状と、の対応関係を定めた参照データと、
ドライバの目の位置を取得する取得部と、
制御用アイボックスを設定し、前記制御用アイボックスの代表点の座標および前記参照データに基づいて前記表示デバイスにおける表示用のワーピング形状を生成する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記目の位置が前記制御用アイボックスの外側の位置となった場合に前記制御用アイボックスおよび前記表示用のワーピング形状を更新する
ことを特徴とする車両用表示装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記目の位置が前記制御用アイボックスから出た場合に、前記目の位置が前記制御用アイボックスの外側で停止するまでの間は前記制御用アイボックスおよび前記表示用のワーピング形状の更新を開始しない
請求項１に記載の車両用表示装置。

【請求項3】

前記参照データは、車両上下方向の同じ位置に対して車幅方向に沿った複数の前記参照点を有する
請求項１に記載の車両用表示装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記制御用アイボックスの代表点を囲む複数の前記参照点を選択し、選択した前記参照点に対応する複数のワーピング形状から線形補間により前記表示用のワーピング形状を生成する
請求項１に記載の車両用表示装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記制御用アイボックスの更新時に前記モータを回転させる場合、前記モータの回転に応じて徐々に前記表示用のワーピング形状を変化させる
請求項１から４の何れか１項に記載の車両用表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両の画像表示においてワーピング処理を行なう技術がある。特許文献１には、車両情報投影システムが開示されている。特許文献１の車両情報投影システムは、ＲＯＭ（記憶部）に、基準視点位置と、表示器に予め歪んだ表示画像を表示させるために画像データを変換するための基準ワーピングパラメタとを関連付けた画像変換テーブルを予め格納しておく。この車両情報投影システムは、検出された視点位置に適した画像変換テーブルを、基準視点位置と基準ワーピングパラメタとを用いて補間する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－０８７６１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ワーピング形状が頻繁に変更されてしまうと、ドライバが煩わしさを感じることがある。例えば、ドライバの目の位置が少し動いた後にすぐに元の位置に戻った場合に、最初の動きに対してワーピング形状が変更され、直後に元の位置に戻る動きに対してワーピング形状が元に戻されるとする。このようなワーピング形状の変更がなされてしまうと、画像の切り替わりに対してドライバが違和感を覚える場合がある。

【0005】

本発明の目的は、ドライバに与える違和感を抑制しつつ目の位置に応じてワーピング形状を調節することができる車両用表示装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の車両用表示装置は、画像を表示する表示デバイスと、前記画像の表示光をドライバの前方に配置された反射面に向けて反射するミラーと、前記ミラーを回転させることにより前記表示光の投影位置を車両上下方向に変化させるモータと、アイレンジに対して設定される車両上下方向および車幅方向に沿った複数の参照点と、それぞれの前記参照点に対応するワーピング形状と、の対応関係を定めた参照データと、ドライバの目の位置を取得する取得部と、制御用アイボックスを設定し、前記制御用アイボックスの代表点の座標および前記参照データに基づいて前記表示デバイスにおける表示用のワーピング形状を生成する制御部と、を備え、前記制御部は、前記目の位置が前記制御用アイボックスの外側の位置となった場合に前記制御用アイボックスおよび前記表示用のワーピング形状を更新することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係る車両用表示装置は、ドライバの目の位置が制御用アイボックスの外側の位置となった場合に制御用アイボックスおよび表示用のワーピング形状を更新する。本発明に係る車両用表示装置によれば、ドライバに与える違和感を抑制しつつ目の位置に応じてワーピング形状を調節できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る車両用表示装置の概略構成図である。

【図2】図２は、実施形態の参照点を示す図である。

【図3】図３は、実施形態のアイレンジおよび制御用アイボックスを示す図である。

【図4】図４は、実施形態の制御用アイボックスを示す図である。

【図5】図５は、実施形態の参照用データを示す図である。

【図6】図６は、実施形態の動作を示すフローチャートである。

【図7】図７は、目の位置の移動パターンの一例を示す図である。

【図8】図８は、目の位置の移動パターンの他の例を示す図である。

【図9】図９は、目の位置の動きを示す図である。

【図10】図１０は、新たなワーピング形状の生成を説明する図である。

【図11】図１１は、新たなワーピング形状の生成を説明する図である。

【図12】図１２は、新たなワーピング形状の生成を説明する図である。

【図13】図１３は、新たなワーピング形状の生成を説明する図である。

【図14】図１４は、実施形態の中間点を示す図である。

【図15】図１５は、実施形態の第１変形例に係る制御用アイボックスの更新について説明する図である。

【図16】図１６は、実施形態の第２変形例に係る中間点を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本発明の実施形態に係る車両用表示装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

【0010】

［実施形態］
図１から図１４を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、車両用表示装置に関する。図１は、実施形態に係る車両用表示装置の概略構成図、図２は、実施形態の参照点を示す図、図３は、実施形態のアイレンジおよび制御用アイボックスを示す図、図４は、実施形態の制御用アイボックスを示す図、図５は、実施形態の参照用データを示す図、図６は、実施形態の動作を示すフローチャート、図７および図８は、目の位置の移動パターンを示す図、図９は、目の位置の動きを示す図、図１０から図１３は、新たなワーピング形状の生成を説明する図、図１４は、実施形態の中間点を示す図である。

【0011】

図１に示すように、本実施形態に係る車両用表示装置１は、自動車等の車両１００に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置である。車両用表示装置１は、画像の表示光Ｌｔをウインドシールド１１０に向けて投影する。ウインドシールド１１０は、車両１００のアイポイントＥＰに対して車両前方に位置しており、かつ車両前後方向ＸにおいてアイポイントＥＰと対向している。表示光Ｌｔは、ウインドシールド１１０の反射面１１０ａによってアイポイントＥＰに向けて反射される。車両１００のドライバは、表示光Ｌｔによって虚像Ｖｉを視認することができる。

【0012】

本実施形態の車両用表示装置１は、ウインドシールド１１０への画像の投影位置を上下方向に変更可能である。車両用表示装置１は、例えば、アイポイントＥＰの位置に基づいてウインドシールド１１０に対する画像の投影位置を上下させる。アイポイントＥＰは、ドライバ２００の目の位置であり、例えば、車両用表示装置１のカメラ１１を用いて検出される。例示されたカメラ１１は、運転席に対して車両前方に配置されており、ドライバ２００を撮像できるように設置されている。アイポイントＥＰは、カメラ１１によって生成された画像に対する画像認識によって検出される。

【0013】

車両用表示装置１は、車両１００に搭載される画像表示ユニット１０を有する。画像表示ユニット１０は、筐体２、表示デバイス３、ミラー４、制御部５、不揮発性メモリ６、およびモータ７を有する。筐体２は、例えば、インストルメントパネルの内部に配置される。筐体２は、ウインドシールド１１０に対向する開口を有している。表示デバイス３、ミラー４、制御部５、不揮発性メモリ６、およびモータ７は、筐体２の内部に収容される。

【0014】

表示デバイス３は、画像を表示する装置であり、例えば、液晶表示装置である。表示デバイス３は、ＴＦＴ－ＬＣＤ（Thin Film Transistor－Liquid Crystal Display）であってもよい。表示デバイス３は、例えば、バックライトユニットの光によって表示光Ｌｔを出力する。

【0015】

ミラー４は、画像の表示光Ｌｔをウインドシールド１１０の反射面１１０ａに向けて反射する。ミラー４によって反射された表示光Ｌｔは、筐体２の開口を通過してウインドシールド１１０の反射面１１０ａに投影される。ミラー４は、凹状の反射面４ａを有しており、画像を拡大することができる。反射面４ａの形状は、例えば、自由曲面である。反射面４ａの形状は、画像の歪みや収差を補正する形状であってもよい。

【0016】

本実施形態の画像表示ユニット１０は、ミラー４を回動させるモータ７を有する。ミラー４は、回動可能に支持されている。ミラー４の回転方向は、図１に矢印ＡＲ１で示すように、車両上下方向Ｚに対する反射面４ａの傾斜角度を変化させる方向である。ミラー４の傾斜角度が大きくなると、ウインドシールド１１０への画像の投影位置が下方に移動する。一方、ミラー４の傾斜角度が小さくなると、ウインドシールド１１０への画像の投影位置が上方に移動する。

【0017】

モータ７は、ミラー４を回動させることにより、反射面４ａの傾斜角度を所望の角度に調整する。モータ７は、例えば、ステッピングモータである。モータ７は、制御部５によって出力される指令値によって駆動される。指令値は、モータ７の回転方向およびステップ数を含む。

【0018】

制御部５は、表示デバイス３およびモータ７を制御する。制御部５は、例えば、演算部、メモリ、通信インターフェース等を含むコンピュータである。制御部５は、例えば、予め記憶しているプログラムに従ってモータ７を制御する。また、制御部５は、予め記憶しているプログラム、および不揮発性メモリ６から読み込んだ参照データＴＢに基づいて表示デバイス３を制御する。

【0019】

本実施形態の制御部５は、アイポイントＥＰの位置に基づいて、表示デバイス３における表示用のワーピング形状を生成する。カメラ１１の撮像結果に基づくアイポイントＥＰの検出は、制御部５によって実行されてもよく、他の処理部によって実行されてもよい。カメラ１１は、アイポイントＥＰを検出する処理部を有していてもよい。

【0020】

図２を参照して説明するように、本実施形態では、車両１００のアイレンジＥＲに対して複数の領域が設定されている。アイレンジＥＲは、運転者の目の位置の分布を統計的に表したものであり、車幅方向Ｙおよび車両上下方向Ｚに沿った領域である。例示されたアイレンジＥＲの形状は、矩形である。図２に示すように、アイレンジＥＲに対して車両上下方向Ｚの三つの範囲ＺＵ，ＺＭ，ＺＬが設定される。上側の範囲ＺＵは、アイレンジＥＲにおける最も上側の範囲である。中央の範囲ＺＭは、アイレンジＥＲにおける中央の範囲である。下側の範囲ＺＬは、アイレンジＥＲにおける下側の範囲である。三つの範囲ＺＵ，ＺＭ，ＺＬは、境界部において重なりを有していてもよい。

【0021】

また、アイレンジＥＲに対して車幅方向Ｙの三つの範囲Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３が設定される。第一の範囲Ｙ１は、アイレンジＥＲにおける車幅方向Ｙの一端側の範囲である。第一の範囲Ｙ１は、例えば、ドライバから見て左端側の範囲である。第二の範囲Ｙ２は、アイレンジＥＲにおける車幅方向Ｙの中央の範囲である。第三の範囲Ｙ３は、アイレンジＥＲにおける車幅方向Ｙの他端側の範囲である。第三の範囲Ｙ３は、例えば、ドライバから見て右端側の範囲である。三つの範囲Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３は、境界部において重なりを有していてもよい。

【0022】

アイレンジＥＲには、九個の領域が設定される。上側の範囲ＺＵには、第一領域Ｒ１、第二領域Ｒ２、および第三領域Ｒ３が設定される。領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、範囲Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３にそれぞれ対応している。中央の範囲ＺＭには、第四領域Ｒ４、第五領域Ｒ５、および第六領域Ｒ６が設定される。領域Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６は、範囲Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３にそれぞれ対応している。下側の範囲ＺＬには、第七領域Ｒ７、第八領域Ｒ８、および第九領域Ｒ９が設定される。領域Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９は、範囲Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３にそれぞれ対応している。

【0023】

各領域Ｒｉ（ｉ＝１，２，…，９）は、それぞれ参照点Ｐｉ（ｉ＝１，２，…，９）を有する。例えば、第五領域Ｒ５は、参照点Ｐ５を有する。参照点Ｐ５は、例えば、アイレンジＥＲの中心点である。第五領域Ｒ５を除く領域Ｒ１～Ｒ４，Ｒ６～Ｒ９の参照点Ｐ１～Ｐ４，Ｐ６～Ｐ９は、アイレンジＥＲの境界線上に設定されている。アイレンジＥＲは、上端の境界線ＥＲＵ、下端の境界線ＥＲＬ、車幅方向Ｙの一端の第一境界線ＥＲ１、および車幅方向Ｙの他端の第二境界線ＥＲ２を有する。

【0024】

第一領域Ｒ１の参照点Ｐ１は、アイレンジＥＲの頂点に設定されている。より詳しくは、参照点Ｐ１は、上端の境界線ＥＲＵと、第一境界線ＥＲ１との交点に位置している。同様に、第三領域Ｒ３、第七領域Ｒ７、および第九領域Ｒ９の参照点Ｐ３，Ｐ７，Ｐ９は、それぞれアイレンジＥＲの頂点に設定されている。より詳しくは、第三領域Ｒ３の参照点Ｐ３は、上端の境界線ＥＲＵと第二境界線ＥＲ２との交点に位置している。第七領域Ｒ７の参照点Ｐ７は、下端の境界線ＥＲＬと第一境界線ＥＲ１との交点に位置している。第九領域Ｒ９の参照点Ｐ９は、下端の境界線ＥＲＬと第二境界線ＥＲ２との交点に位置している。

【0025】

第二領域Ｒ２の参照点Ｐ２は、上端の境界線ＥＲＵにおける車幅方向Ｙの中央に位置している。第四領域Ｒ４の参照点Ｐ４は、第一境界線ＥＲ１における車両上下方向Ｚの中央に位置している。第六領域Ｒ６の参照点Ｐ６は、第二境界線ＥＲ２における車両上下方向Ｚの中央に位置している。第八領域Ｒ８の参照点Ｐ８は、下端の境界線ＥＲＬにおける車幅方向Ｙの中央に位置している。各参照点Ｐｉには、図５に示すワーピングデータＷＰｉ（ｉ＝１，２，…，９）が対応付けられている。

【0026】

本実施形態の制御部５は、図３に示す制御用アイボックスＥＢを設定する。制御用アイボックスＥＢは、車幅方向Ｙおよび車両上下方向Ｚに沿った範囲である。例示された制御用アイボックスＥＢの形状は、矩形である。制御用アイボックスＥＢは、検出されたアイポイントＥＰに基づいて設定される。アイポイントＥＰは、例えば、ドライバ２００の左目と右目との中間の位置である。図３では、アイポイントＥＰが中央の参照点Ｐ５に位置している。この場合、制御用アイボックスＥＢは、図２に示す第五領域Ｒ５と重なるように設定される。なお、図３は、前方からドライバ２００を見た図であるため、図２とは左右が入れ替わっている。

【0027】

図４に示すように、制御用アイボックスＥＢは、上端の境界線ＢＵ、下端の境界線ＢＬ、第一境界線Ｂ１、および第二境界線Ｂ２を有する。上端の境界線ＢＵは、制御用アイボックスＥＢにおける車両上下方向Ｚの上端の境界線である。下端の境界線ＢＬは、制御用アイボックスＥＢにおける下端の境界線である。第一境界線Ｂ１は、制御用アイボックスＥＢにおける車幅方向Ｙの一端の境界線である。第二境界線Ｂ２は、制御用アイボックスＥＢにおける車幅方向Ｙの他端の境界線である。

【0028】

制御用アイボックスＥＢは、代表点ＰＣを有する。例示された代表点ＰＣの位置は、制御用アイボックスＥＢにおける中心点または重心点である。制御部５は、制御用アイボックスＥＢを新規に設定する場合や、制御用アイボックスＥＢを更新する場合、検出されたアイポイントＥＰに対して代表点ＰＣを一致させるように制御用アイボックスＥＢの位置を設定する。本実施形態の制御部５は、後述するように、目の位置が制御用アイボックスＥＢの内部にある間は表示用のワーピング形状を更新せず、目の位置が制御用アイボックスＥＢから外れた場合に表示用のワーピング形状を更新する。これにより、ワーピング形状の頻繁な更新が抑制される。

【0029】

図５に示すように、本実施形態の車両用表示装置１は、複数のワーピング形状を含む参照データＴＢを有する。参照データＴＢは、複数の参照点Ｐ１～Ｐ９と、ワーピングデータＷＰ１～ＷＰ９と、の対応関係を定めたデータである。ワーピングデータＷＰ１～ＷＰ９は、表示デバイス３における画像表示領域を定めるためのデータである。ワーピングデータＷＰ１～ＷＰ９は、ウインドシールド１１０の反射面１１０ａによって反射されることによる画像の歪みを補正できるように設定される。

【0030】

ワーピングデータＷＰ１は、第一領域Ｒ１の参照点Ｐ１に対応するワーピング形状のデータである。同様に、ワーピングデータＷＰ２～ＷＰ９は、領域Ｒ２～Ｒ９の参照点Ｐ２～Ｐ９に対応するワーピング形状のデータである。各ワーピングデータＷＰｉ（ｉ＝１，２，…，９）は、複数の変曲点Ｎｐｊ（ｊ＝１，２，…）を有する。複数の変曲点Ｎｐｊは、画像横方向ＧＨおよび画像縦方向ＧＶに沿って格子状に配列されている。つまり、変曲点Ｎｐｊは、ワーピング形状の格子点である。各変曲点Ｎｐｊは、車幅方向Ｙの座標値および車両上下方向Ｚの座標値を有する。

【0031】

ワーピングデータＷＰ１は、アイポイントＥＰが参照点Ｐ１に位置するときの画像の歪みを補正するように光学設計されている。同様に、ワーピングデータＷＰ２～ＷＰ９に対する光学設計は、アイポイントＥＰが参照点Ｐ２～Ｐ９に位置するときの画像の歪みを補正できるように最適化されている。

【0032】

本実施形態の制御部５は、参照データＴＢに基づいて制御用アイボックスＥＢに対するワーピング形状を生成する。制御部５は、生成したワーピング形状に基づいて表示デバイス３に画像を表示させる。より詳しくは、制御部５は、生成したワーピング形状に基づいて、元画像に対する座標変換を実行し、表示用の画像を生成する。すなわち、制御部５は、ドライバ２００に視認させたい画像を生成したワーピング形状に基づいて歪ませることにより表示用の画像を生成する。制御部５は、生成した表示用の画像を表示デバイス３に表示させる。

【0033】

本実施形態の制御部５は、以下に説明するように、ドライバ２００の目の位置が制御用アイボックスＥＢの内部にある間は、制御用アイボックスＥＢを変更しない。従って、制御部５は、目の位置が制御用アイボックスＥＢ内にある間は同じワーピング形状を使用する。これにより、ワーピング形状が頻繁に変化することによる煩わしさが抑制される。

【0034】

一方、制御部５は、ドライバ２００の目の位置が制御用アイボックスＥＢの外側の位置となった場合、制御用アイボックスＥＢを更新する。制御部５は、制御用アイボックスＥＢを更新した場合、更新後の制御用アイボックスＥＢに基づいて表示用のワーピング形状を更新する。これにより、目の位置が移動したときに、移動後の目の位置に応じた適切なワーピング形状で画像を表示させることが可能となる。

【0035】

図６のフローチャートを参照して、本実施形態の車両用表示装置１の動作について説明する。ステップＳ１０において、目の位置が取得される。制御部５は、カメラ１１によって生成された画像に基づいてドライバ２００の目の位置を取得する。ステップＳ１０が実行されると、ステップＳ２０に進む。

【0036】

ステップＳ２０において、制御部５は、目の位置が停止したかを判定する。目の位置が停止したと判定される条件は、任意である。制御部５は、例えば、目の位置の移動速度が下限値よりも小さくなった場合にアイポイントＥＰが停止したと判定してもよい。制御部５は、例えば、一定の時間内において目の位置が所定の範囲内から出ない場合に目の位置が停止したと判定してもよい。ステップＳ２０において目の位置が停止したと肯定判定された場合にはステップＳ３０に進み、否定判定された場合にはステップＳ１０に移行する。

【0037】

ステップＳ３０において、制御部５は、目の位置が制御用アイボックスＥＢから外れたかを判定する。図７には、目の位置の移動パターンの一例が示されている。検出された目の位置は、点ＥＰ１から点ＥＰ２へ移動し、その後に点ＥＰ３を通過し、点ＥＰ４で停止する。目の位置は、点ＥＰ１から点ＥＰ４まで移動し続けて点ＥＰ４で停止する。点ＥＰ１，ＥＰ２は何れも制御用アイボックスＥＢの内部の点である。点ＥＰ３は、上端の境界線ＢＵ上の点である。

【0038】

制御部５は、点ＥＰ４で目の位置が停止すると、点ＥＰ４が制御用アイボックスＥＢの外側の点であるかを判定する。制御部５は、点ＥＰ４が制御用アイボックスＥＢの外側の点である場合、目の位置が制御用アイボックスＥＢから外れたと判定する。ステップＳ３０において肯定判定された場合にはステップＳ４０に進み、否定判定された場合にはステップＳ１０に移行する。なお、制御部５は、ステップＳ３０で肯定判定された場合、制御用アイボックスＥＢを更新する。図７を参照して説明すると、制御部５は、目の位置が停止した点ＥＰ４に対して新たな制御用アイボックスＥＢを設定する。新たな制御用アイボックスＥＢは、図７に破線で示される。新たな制御用アイボックスＥＢの代表点ＰＣは、点ＥＰ４である。

【0039】

ステップＳ４０において、制御部５は、目の位置が高さ方向に外れたかを判定する。図７の例では、目の位置が制御用アイボックスＥＢから外れるときに、上端の境界線ＢＵと交差している。制御部５は、目の位置が上端の境界線ＢＵと交差した場合、および目の位置が下端の境界線ＢＬと交差した場合に、目の位置が高さ方向に外れたと判定してもよい。

【0040】

制御部５は、制御用アイボックスＥＢの更新によってモータ７を駆動する必要が生じる場合に目の位置が高さ方向に外れたと判定してもよい。図７の例では、点ＥＰ４が上端の境界線ＢＵよりも車両上下方向Ｚの上側に位置している。言い換えると、目の位置は制御用アイボックスＥＢから高さ方向に外れている。制御部５は、停止した目の位置と、制御用アイボックスＥＢとの相対位置に基づいてステップＳ４０の判定を行なうことができる。

【0041】

例えば、制御部５は、車両上下方向Ｚに沿った目の位置の移動量ΔＺに基づいて、モータ７の駆動が必要か否かを判定する。目の位置の移動量ΔＺは、例えば、代表点ＰＣのＺ座標と停止した目の位置のＺ座標との差分である。

【0042】

制御部５は、目の位置の移動量ΔＺに関して、モータ７を駆動させるか否かの閾値を有していることが好ましい。制御部５は、目の位置の移動量ΔＺの絶対値が閾値よりも大きい場合、モータ７を駆動させてミラー４を回動させると判定する。制御用アイボックスＥＢの高さは、この閾値に基づいて設定されてもよい。閾値は、例えば、代表点ＰＣから上端の境界線ＢＵまでの高さと等しくてもよい。閾値は、例えば、代表点ＰＣから下端の境界線ＢＬまでの高さと等しくてもよい。

【0043】

図８には、目の位置の移動パターンの他の例が示されている。検出された目の位置は、点ＥＰ１１から点ＥＰ１２へ移動し、その後に点ＥＰ１３を通過し、点ＥＰ１４で停止する。点ＥＰ１１，ＥＰ１２は、何れも制御用アイボックスＥＢの内部の点である。点ＥＰ１３は、第二境界線Ｂ２上の点である。点ＥＰ１４は、制御用アイボックスＥＢの外側の点である。

【0044】

図８の例では、目の位置が制御用アイボックスＥＢから外れるときに、第二境界線Ｂ２と交差している。制御部５は、目の位置が第二境界線Ｂ２と交差した場合、および目の位置が第一境界線Ｂ１と交差した場合に、目の位置が車幅方向Ｙに外れたと判定してもよい。この場合、制御部５は、目の位置が高さ方向に外れていないと判定してもよい。

【0045】

制御部５は、制御用アイボックスＥＢの更新によるモータ７の駆動が不要である場合に目の位置が車幅方向Ｙに外れたと判定してもよい。例えば、制御部５は、目の位置の移動量ΔＺが閾値以下である場合、ステップＳ４０で否定判定してもよい。

【0046】

ステップＳ４０の判定の結果、目の位置が高さ方向に外れたと肯定判定された場合にはステップＳ５０に進み、否定判定された場合にはステップＳ６０に進む。

【0047】

ステップＳ５０において、制御部５は、モータ７の駆動時間を算出する。制御部５は、例えば、更新前の制御用アイボックスＥＢに対する更新後の制御用アイボックスＥＢの相対位置に基づいてモータ７の駆動時間を算出する。この場合、制御部５は、目の位置の移動量ΔＺに基づいてモータ７の必要回転量を算出することができる。本実施形態のモータ７はステッピングモータであるため、制御部５はモータ駆動のステップ数を算出する。制御部５は、駆動ステップ数に基づいて、モータ７の回転に要する時間である駆動時間を算出する。ステップＳ５０が実行されるとステップＳ６０に進む。

【0048】

ステップＳ６０において、制御部５は、移動後のワーピング形状を生成する。移動後のワーピング形状は、新たな制御用アイボックスＥＢに対応するワーピング形状である。図９から図１２を参照して、ワーピング形状の生成について説明する。

【0049】

図９には、目の位置の移動が矢印ＡＲ２で示されている。図９において、移動前の目の位置は、中央の参照点Ｐ５であり、移動後の目の位置は、点ＥＰ２０である。点ＥＰ２０は、第一領域Ｒ１の点である。点ＥＰ２０は、四つの参照点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４，Ｐ５によって囲まれている。言い換えると、点ＥＰ２０は、参照点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４，Ｐ５によって形成される矩形領域の内部の点である。

【0050】

図１０に示すように、制御部５は、四つのワーピングデータＷＰ１，ＷＰ２，ＷＰ４，ＷＰ５から新たなワーピング形状ＷＰ２０を生成する。新たなワーピング形状ＷＰ２０は、点ＥＰ２０に対応するワーピング形状である。

【0051】

図１１を参照して説明するように、本実施形態の制御部５は、車両上下方向Ｚに並ぶ二つの参照点Ｐｉに基づいて、第一の点Ｄ１および第二の点Ｄ２を算出する。第一の点Ｄ１および第二の点Ｄ２は、車両上下方向Ｚにおいて点ＥＰ２０と対応する点である。第一の点Ｄ１は、二つの参照点Ｐ１，Ｐ４の間の点である。つまり、第一の点Ｄ１は、参照点Ｐ１と参照点Ｐ４とを内分する点である。第二の点Ｄ２は、二つの参照点Ｐ２，Ｐ５の間の点である。つまり、第二の点Ｄ２は、参照点Ｐ２と参照点Ｐ５とを内分する点である。

【0052】

図１３に示すように、制御部５は、二つのワーピングデータＷＰ１，ＷＰ４に基づいて、線形補間により第一の点Ｄ１に対応するワーピング形状ＷＰ１１を生成する。この線形補間は、参照点Ｐ１，Ｐ４および第一の点Ｄ１のＺ座標から算出される内分比に基づく。制御部５は、例えば、二つのワーピングデータＷＰ１，ＷＰ４の対応する変曲点Ｎｐｊの座標値に基づいて、ワーピング形状ＷＰ１１の変曲点Ｎｐｊの座標値を算出する。従って、第一の点Ｄ１が参照点Ｐ１に近いほどワーピング形状ＷＰ１１とワーピングデータＷＰ１との類似度が高くなる。一方、第一の点Ｄ１が参照点Ｐ４に近いほどワーピング形状ＷＰ１１とワーピングデータＷＰ４との類似度が高くなる。同様にして、制御部５は、二つのワーピングデータＷＰ２，ＷＰ５に基づいて、線形補間により第二の点Ｄ２に対応するワーピング形状ＷＰ１２を生成する。

【0053】

制御部５は、ワーピング形状ＷＰ１１，ＷＰ１２に基づいて、線形補間により新たなワーピング形状ＷＰ２０を生成する。図１２に示すように、点ＥＰ２０は、第一の点Ｄ１と第二の点Ｄ２とを内分する点である。このときの内分比は、第一の点Ｄ１、第二の点Ｄ２、および点ＥＰ２０のＹ座標から算出される。制御部５は、例えば、この内分比に基づいて線形補間を行なう。ステップＳ６０で新たなワーピング形状ＷＰ２０が生成されると、ステップＳ７０に進む。

【0054】

ステップＳ７０では、線形補間により中間形状が生成される。中間形状は、更新前のワーピング形状と、更新後のワーピング形状との間の中間段階のワーピング形状である。図９の例では、更新前のワーピング形状は、ワーピングデータＷＰ５である。更新後のワーピング形状は、新たなワーピング形状ＷＰ２０である。この場合、制御部５は、ワーピングデータＷＰ５と新たなワーピング形状ＷＰ２０とに基づいて、線形補間により中間形状を生成する。

【0055】

図１４に示すように、制御部５は、参照点Ｐ５と点ＥＰ２０との間に中間点ＤＰｋ（ｋ＝１，２，…，ｎ）を設定してもよい。中間点ＤＰｋの個数ｎは、１つであってもよく、複数であってもよい。中間点ＤＰｋは、スタート点とゴール点との間を等分する点であってもよい。制御部５は、中間点ＤＰｋのそれぞれに対して線形補間により中間形状を生成する。例えば、中間点ＤＰｋの個数ｎが５である場合、制御部５は５個の中間形状を生成する。中間形状と新たなワーピング形状ＷＰ２０との類似度は、参照点Ｐ５から点ＥＰ２０へ近づくに従って高くなる。中間形状が生成されると、ステップＳ８０に進む。

【0056】

ステップＳ８０において、制御部５は、モータ駆動があるかを判定する。この判定は、例えば、ステップＳ４０における判定と同様であってもよい。例えば、ステップＳ４０で目の位置が高さ方向に外れたと判定されている場合、ステップＳ８０でモータ駆動があると判定される。ステップＳ８０の判定の結果、モータ駆動があると肯定判定された場合にはステップＳ９０に進み、否定判定された場合にはステップＳ１００に進む。

【0057】

ステップＳ９０において、制御部５は、モータ７の駆動に合わせて徐々にワーピング形状を変化させる。制御部５は、例えば、モータ駆動時間と画面更新時間に合わせてワーピング形状を変化させていく。制御部５は、例えば、モータ７の駆動開始と同期してワーピング形状の段階的な変化を開始させる。制御部５は、例えば、モータ７の駆動終了と同期してワーピング形状の変化を終了させる。

【0058】

制御部５は、例えば、モータ７の回転位置が中間点ＤＰ１と対応する位置になるタイミングで、ワーピング形状を中間点ＤＰ１に対応する中間形状に更新する。更に、モータ７の回転位置が中間点ＤＰ２と対応する位置になるタイミングで、ワーピング形状が中間点ＤＰ２に対応する中間形状に更新される。最終的に、モータ７の回転位置がＥＰ２０と対応する位置になるタイミングで、ワーピング形状が新たなワーピング形状ＷＰ２０に更新される。このようにワーピング形状がモータ７の駆動に合わせて段階的に更新されることで、違和感のないスムーズな表示切り替えが可能となる。

【0059】

なお、制御部５は、表示デバイス３のフレームレート[フレーム数／秒]に基づいてワーピング形状の切り替えタイミングを設定してもよい。例えば、ワーピング形状は、一つのフレームと次のフレームとの間に変更されてもよい。モータ７の駆動およびワーピング形状の更新が完了すると、フローチャートが終了する。

【0060】

ステップＳ１００において、制御部５は、徐々にワーピング形状を変化させる。制御部５は、例えば、既定時間と画面更新時間に合わせてワーピング形状を変化させていく。既定時間は、変数であり、ドライバ２００が違和感を覚えにくいように予め定められている。制御部５は、例えば、既定時間が経過するごとにワーピング形状を変化させていく。制御部５は、ワーピング形状の切り替えタイミングをフレーム間に設定してもよい。ワーピング形状の更新が完了すると、フローチャートが終了する。

【0061】

以上説明したように、本実施形態の車両用表示装置１は、画像を表示する表示デバイス３と、ミラー４と、モータ７と、参照データＴＢと、カメラ１１と、制御部５と、を有する。ミラー４は、画像の表示光Ｌｔをドライバ２００の前方に配置された反射面１１０ａに向けて反射する。モータ７は、ミラー４を回転させることにより表示光Ｌｔの投影位置を車両上下方向Ｚに変化させる。参照データＴＢは、複数の参照点Ｐｉと、それぞれの参照点Ｐｉに対応するワーピングデータＷＰｉと、の対応関係を定めたデータである。複数の参照点Ｐｉは、アイレンジＥＲに対して設定され、車両上下方向Ｚおよび車幅方向Ｙに沿っている。

【0062】

カメラ１１は、ドライバ２００の目の位置を取得する取得部の一例である。なお、取得部は、カメラ１１によって撮像された画像に対して画像処理や画像認識を行なう処理部を含んでもよい。この処理部は、制御部５が有する演算回路であってもよく、制御部５によって実行される処理プログラムであってもよい。制御部５は、制御用アイボックスＥＢを設定する。制御部５は、制御用アイボックスＥＢの代表点ＰＣの座標および参照データＴＢに基づいて表示デバイス３における表示用のワーピング形状を生成する。

【0063】

表示用のワーピング形状は、参照データＴＢが有する複数のワーピング形状から生成されてもよく、参照データＴＢが有する何れかのワーピング形状であってもよい。例えば、目の位置が何れか一つの参照点Ｐｉと一致している場合、当該参照点Ｐｉのワーピング形状が表示用のワーピング形状となる。

【0064】

制御部５は、目の位置が制御用アイボックスＥＢの外側の位置となった場合に制御用アイボックスＥＢおよび表示用のワーピング形状を更新する。言い換えると、制御部５は、目の位置が制御用アイボックスＥＢの外側の位置となることを条件の一つとして、制御用アイボックスＥＢおよび表示用のワーピング形状を更新する。従って、制御部５は、少なくとも目の位置が制御用アイボックスＥＢの内側に位置している間は制御用アイボックスＥＢおよびワーピング形状を更新しない。これにより、ワーピング形状の頻繁な更新が抑制され、ドライバ２００に煩わしさを感じにくくさせることができる。

【0065】

本実施形態の制御部５は、目の位置が制御用アイボックスＥＢから出た場合に、目の位置が制御用アイボックスＥＢの外側で停止するまでの間は制御用アイボックスＥＢおよび表示用のワーピング形状の更新を開始しない。例えば、図６のフローチャートでは、ステップＳ２０で目の位置が停止したと判定されない限り、ステップＳ３０以降の処理へは進まない。これにより、ワーピング形状の頻繁な更新が抑制される。また、目の位置が制御用アイボックスＥＢから出てすぐに制御用アイボックスＥＢの内側に戻った場合に、制御用アイボックスＥＢおよびワーピング形状が更新されない。よって、制御のハンチングが抑制される。

【0066】

本実施形態の参照データＴＢは、車両上下方向Ｚの同じ位置に対して車幅方向Ｙに沿った複数の参照点Ｐｉを有する。よって、ドライバ２００の目の位置が車幅方向Ｙに動いた場合に、目の位置に応じた適切なワーピング形状が生成される。

【0067】

本実施形態の制御部５は、制御用アイボックスＥＢの代表点ＰＣを囲む複数の参照点Ｐｉを選択し、選択した参照点Ｐｉに対応する複数のワーピング形状から線形補間により表示用のワーピング形状を生成する。例えば、図１０を参照して説明した例では、複数のワーピングデータＷＰ１，ＷＰ２，ＷＰ４，ＷＰ５から表示用のワーピング形状ＷＰ２０が生成される。このような生成方法により、目の位置に応じた最適なワーピング形状の生成が可能となる。

【0068】

本実施形態の制御部５は、制御用アイボックスＥＢの更新時にモータ７を回転させる場合、モータ７の回転に応じて徐々に表示用のワーピング形状を変化させる。よって、違和感の少ないワーピング形状の遷移が実現される。

【0069】

なお、参照点Ｐｉの配置は、図２に示す配置には限定されない。例えば、車幅方向Ｙの同じ位置に対して、車両上下方向Ｚに沿って４個以上の参照点Ｐｉが配置されてもよい。例えば、車両上下方向Ｚの同じ位置に対して、車幅方向Ｙに沿って４個以上の参照点Ｐｉが配置されてもよい。

【0070】

制御用アイボックスＥＢの形状は、正方形であってもよく、長方形であってもよい。制御用アイボックスＥＢは、車幅方向Ｙの長さが車両上下方向Ｚの長さよりも大きい長方形であってもよい。この場合、車幅方向Ｙに沿った目の位置の動きに対する感度が低くなる。制御用アイボックスＥＢの車幅方向Ｙの長さは、メーターやミラーを確認するドライバ２００の動作による目の位置の動きを許容できるように定められてもよい。制御用アイボックスＥＢの形状は、矩形とは異なる形状とされてもよい。

【0071】

制御部５は、ドライバ２００の視線方向に基づいて制御用アイボックスＥＢの更新判定を行なってもよい。例えば、ドライバ２００の視線が虚像Ｖｉに向いていない場合、制御用アイボックスＥＢが更新されなくてもよい。制御部５は、目の位置が停止した場合に、ドライバ２００の視線が虚像Ｖｉに向いているかの判定を行なってもよい。この場合、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ２０で肯定判定されたときに、ドライバ２００の視線が虚像Ｖｉに向いているかの判定がなされる。その判定の結果、視線が虚像Ｖｉに向いていると肯定判定されればステップＳ３０に進み、否定判定された場合にはステップＳ１０に移行する。

【0072】

このような処理により、ワーピング形状の不要な更新を抑制可能となる。例えば、ドライバ２００が車両１００の機器を操作するときに、視線を機器に向けることで目の位置が制御用アイボックスＥＢから外れる可能性がある。この場合に、制御部５はドライバ２００が虚像Ｖｉを向くまで更新判定を遅らせることができる。制御部５は、ドライバ２００が視線を虚像Ｖｉに向けた時点で目の位置が制御用アイボックスＥＢから外れているかを判定する。機器の操作が終わってドライバ２００の目の位置が操作前の位置に戻っていれば、制御用アイボックスＥＢおよびワーピング形状が更新されない。

【0073】

表示デバイス３は、液晶表示装置には限定されない。表示デバイス３は、例えば、透過式のスクリーンをレーザ光によって走査し、上記スクリーンに画像を生成する装置であってもよい。

【0074】

［実施形態の第１変形例］
実施形態の第１変形例について説明する。図１５は、実施形態の第１変形例に係る制御用アイボックスの更新について説明する図である。制御部５は、目の位置が制御用アイボックスＥＢから外れた場合に、目の位置が停止していなくても制御用アイボックスＥＢを更新してもよい。例えば、図１５に示すように、目の位置が点ＥＰ２１から点ＥＰ２２に移動し、その後に検出された目の位置が制御用アイボックスＥＢの外側の点ＥＰ２３であったとする。制御部５は、点ＥＰ２３で目の位置が停止しなかったとしても、点ＥＰ２３に基づいて制御用アイボックスＥＢを更新してもよい。この場合、制御部５は、新たな制御用アイボックスを仮の制御用アイボックスＥＢｔとしてもよい。

【0075】

制御部５は、仮の制御用アイボックスＥＢｔに対して新たなワーピング形状を生成し、ワーピング形状を徐々に変化させる。このときに、モータ７の駆動がある場合は、モータ７の駆動に合わせてワーピング形状が段階的に更新されてもよい。

【0076】

仮の制御用アイボックスＥＢｔが設定された後に、目の位置が点ＥＰ２４で停止したとする。この場合に、制御部５は、点ＥＰ２４に基づいて制御用アイボックスＥＢを更新してもよい。例えば、制御部５は、点ＥＰ２４が仮の制御用アイボックスＥＢｔの内部の点であるか外部の点であるかにかかわらず制御用アイボックスＥＢを更新してもよい。

【0077】

これに代えて、制御部５は、点ＥＰ２４が仮の制御用アイボックスＥＢｔの内部の点である場合、制御用アイボックスＥＢの更新を行なわなくてもよい。例えば、制御部５は、点ＥＰ２３から点ＥＰ２４までの距離が予め定められた下限値よりも小さい場合に制御用アイボックスＥＢを更新しないようにしてもよい。

【0078】

［実施形態の第２変形例］
実施形態の第２変形例について説明する。図１６は、実施形態の第２変形例に係る中間点を示す図である。中間点ＤＰｋの配置は、上記実施形態の図１４に示すような直線状の配置でなくてもよい。例えば、図１６に示すように、複数の中間点ＤＰｋが階段状に配置されてもよい。

【0079】

上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

【符号の説明】

【0080】

１ 車両用表示装置
２：筐体、 ３：表示デバイス、 ４：ミラー、 ５：制御部、 ６：不揮発性メモリ
７：モータ、 １１：カメラ
１００：車両、 １１０：ウインドシールド、 １１０ａ：反射面
ＥＧ：制御用アイボックス
ＥＰ：アイポイント（目の位置）、 ＥＲ：アイレンジ
Ｐｉ（ｉ＝１，２，…，９）：参照点、 ＰＣ：代表点
Ｒ１：第一領域、 Ｒ２：第二領域、 Ｒ３：第三領域、 Ｒ４：第四領域
Ｒ５：第五領域、 Ｒ６：第六領域、 Ｒ７：第七領域、 Ｒ８：第八領域
Ｒ９：第九領域
ＴＢ：参照データ
ＷＰｉ（ｉ＝１，２，…，９）：ワーピングデータ
Ｘ：車両前後方向、 Ｙ：車幅方向、 Ｚ：車両上下方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【手続補正書】

【提出日】2023-10-05

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像を表示する表示デバイスと、
前記画像の表示光をドライバの前方に配置された反射面に向けて反射するミラーと、
前記ミラーを回転させることにより前記表示光の投影位置を車両上下方向に変化させるモータと、
アイレンジに対して設定される車両上下方向および車幅方向に沿った複数の参照点と、それぞれの前記参照点に対応するワーピング形状と、の対応関係を定めた参照データと、
ドライバの目の位置を取得する取得部と、
制御用アイボックスを設定し、前記制御用アイボックスの代表点の座標および前記参照データに基づいて前記表示デバイスにおける表示用のワーピング形状を生成する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記目の位置が前記制御用アイボックスの外側の位置となった場合に前記制御用アイボックスおよび前記表示用のワーピング形状を更新し、
前記制御部は、ドライバの視線が前記表示光による虚像に向いていない場合、前記目の位置が前記制御用アイボックスの外側の位置となったかの判定を行なわない
ことを特徴とする車両用表示装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記目の位置が前記制御用アイボックスから出た場合に、前記目の位置が前記制御用アイボックスの外側で停止するまでの間は前記制御用アイボックスおよび前記表示用のワーピング形状の更新を開始しない
請求項１に記載の車両用表示装置。

【請求項3】

前記参照データは、車両上下方向の同じ位置に対して車幅方向に沿った複数の前記参照点を有する
請求項１に記載の車両用表示装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記制御用アイボックスの代表点を囲む複数の前記参照点を選択し、選択した前記参照点に対応する複数のワーピング形状から線形補間により前記表示用のワーピング形状を生成する
請求項１に記載の車両用表示装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記制御用アイボックスの更新時に前記モータを回転させる場合、前記モータの回転に応じて徐々に前記表示用のワーピング形状を変化させる
請求項１から４の何れか１項に記載の車両用表示装置。