(57)【要約】      （修正有）【課題】運転者が目の高さ及び／又はアイポジションに依存せずに画像情報を視認できるような、又は、画像情報の投影がアイポジションに対して調整可能な視野ディスプレイを提供する。【解決手段】コンバイナ面１０４に画像情報を投影する少なくとも１つの光学素子１１２を有する光学系１０８と、垂直方向の画像位置又は見下ろし角度が基本的に一定に保たれるように乗員１０６のアイポジション１２２に対して画像情報の投影を調整するために、光学系を移動させる機構１１４と、を用いて、車両１００の乗員の視野に画像情報を投影する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１００）の乗員（１０６）の視野に画像情報を投影する装置であって、前記装置は、以下の特徴、即ち、
コンバイナ面（１０４）に前記画像情報を投影する少なくとも１つの光学素子（１１２）を有する光学系（１０８）と、
前記乗員（１０６）のアイポジション（１２２）に対して前記画像情報の前記投影を調整するために、前記光学系（１０８）を移動させる機構（１１４）と、
を有する、装置。
【請求項２】
前記光学系（１０８）を移動させる前記機構（１１４）は、移動軌道に沿って前記光学系（１０８）を移動させるよう構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記移動軌道は、前記光学系（１０８）をシフトさせた際に前記画像情報が基本的に、垂直方向に一定の位置に表示されるように形成される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記移動軌道は、前記光学系（１０８）をシフトさせた際に前記画像情報が基本的に、垂直方向に一定の視角（見下ろし角度）で表示されるように形成される、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記光学系（１０８）は、コンバイナ面（１０４）に前記画像情報を投影する少なくとも２つの光学素子（１１２）を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記光学系（１０８）は、前記少なくとも１つの光学素子（１１２）がその中に配置されたハウジングを有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記光学系（１０８）は、前記光学素子（１１２）の他に被覆板を有するハウジングを有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記光学系（１０８）は、前記光学素子（１１２）の他に撮像装置（１１０）を有するハウジングを有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記装置は、前記光学系（１０８）の前記少なくとも２つの光学素子（１２）のうちの少なくとも１つの光学素子（１１２）を移動させる機構（１１４）を備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記装置は、前記光学系（１０８）と、前記装置の支持構造及び／又は前記装置の計器板の領域と、を接続するためのフレキシブルな機械的接続を有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記光学系（１０８）は、前記画像情報を提供する画像ソース（１１０）を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記装置は、前記光学系（１０８）の移動に応じて前記画像ソース（１１０）を移動させる機構を備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記画像ソース（１１０）による表示は、前記光学系（１０８）及び／又は前記画像ソース（１１０）の移動に応じで調整可能である、請求項１１又は１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記装置は、アイポジション信号（１１８）を読み込むインタフェースと前記光学系（１０８）を移動させるための制御信号（１２０）を出力するインタフェースとを有する制御装置（１１６）を備え、前記アイポジション信号（１１８）は、前記乗員（１０６）の前記アイポジション（１２２）を表す、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
コンバイナ面（１０４）に画像情報を投影する少なくとも２つの光学素子（１１２）を有する光学系（１０８）を用いて、車両の乗員の視野に前記画像情報を投影する方法であって、前記方法は、以下の工程、即ち、
前記乗員（１０６）のアイポジション（１２２）に対して前記画像情報の前記投影を調整するために、前記光学系（１０８）を移動させる工程（９０２）、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の乗員の視野に画像情報を投影するための装置及び対応する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
視野ディスプレイは、車両の乗員の視界に情報を挿入することが可能な表示装置である。例えば、運転者支援システムの情報を運転者の視野に挿入することが可能である。視野ディスプレイは、ヘッドアップディスプレイ（Ｈｅａｄ−ｕｐ  Ｄｉｓｐｌａｙ）として又は略してＨＵＤとしても知られている。視野ディスプレイは、情報としての画像を透明な面又は窓（例えばフロントガラス）の面に照射し、従って、当該情報の結像する光が、透明な面を通じて視認する観察者の目の中に映される。計器板を介した従来のディスプレイに比べて、視野ディスプレイには、当該視野ディスプレイによって伝達される情報を視認するために、観察者が現実の交通状況から目を離さなくてもよいという利点がある。
【０００３】
運転者の垂直方向のアイポジションに、垂直方向の画像位置を調整するための従来技術は、コンタクトアナログ（ｃｏｎｔａｃｔ  ａｎａｌｏｇｕｅ）には表示しない視野ディスプレイ（ＨＵＤ）の場合は、視野ディスプレイのメインミラーを傾けることである。これは、簡単な解決策であるが、アイポジションの設定が、路面に対する正しい角度（見下ろし角度、ＬＤＡ（ｌｏｏｋ−ｄｏｗｎ−ａｎｇｌｅ））の変更と結びついている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
独国特許出願公開第１０２００７０４７２３２号明細書には、仮想イメージを生成するための撮像装置と仮想イメージを観察するためのコンバイナ（Ｃｏｍｂｉｎｅｒ）とを有する投影ユニットを備えた、車両のための視野ディスプレイが記載されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような背景から、本発明によって、独立請求項に係る車両の乗員の視野に画像情報を投影する装置、及び、当該装置を利用する車両の乗員の視野に画像情報を投影するための対応する方法が提案される。有利な構成は、各従属請求項及び明細書の以下の記載から明らかとなろう。
【０００６】
車両の乗員、特に運転者の目の高さは、その身長とその座位の両方又はいずれか一方により影響が与えられる。視野ディスプレイは、運転者が目の高さ及び／又はアイポジションに依存せずに画像情報を視認できるように、又は、画像情報の投影がアイポジションに対して調整可能であるように、画像情報を提供することが可能である。画像情報の投影がアイポジションに対して調整される場合には、運転者の目がその中に存在しうる対応する大きさの範囲（アイボックス、Ｅｙｅｂｏｘ）と、当該範囲に相対的に設けられる対応する大きさの、視野ディスプレイの光学系と、に比べて、設置空間を節約することが可能である。有利に、大きな視野と同時にコンパクトな設置空間を創出するために、記載されるアプローチが利用される。
【０００７】
記載されるアプローチは、様々な構成の視野ディスプレイのために使用することが可能である。例えば、このアプローチは、視界（ＦＯＶ：ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）が大きい視野ディスプレイのためにも適している。この場合、運転者の一次的な視野には、重ねられた現実（英語では「ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  ｒｅａｌｉｔｙ」（拡張現実）、又は略してＡＲ）の技術によって、現実の走行シーンにおいて、追加的な情報がフロントガラスを介して挿入されうる。重ねられた現実を用いた視野ディスプレイの典型的な適用例は、例えば、待避勧告、夜間の歩行者マーキング、車線に正確なナビゲーション、仮想的な間隔警告、脱車線勧告、又は、ＡＣＣ間隔調整、即ち走行時の走行制御による間隔調整である。
【０００８】
車両の乗員の視界に画像情報を投影する装置は、コンバイナ面に画像情報を投影する少なくとも１つの光学素子を有する光学系と、乗員のアイポジションに対して画像情報の投影を調整するために光学系を移動させる機構と、を備える。
【０００９】
車両は、視野ディスプレイを有しうる。視野ディスプレイは、視野表示、又は代替的に、注視方向ディスプレイとも理解されうる。視野ディスプレイは、ヘッドアップディスプレイ（Ｈｅａｄ−ｕｐ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、又は略してＨＵＤとも理解されうる。視野ディスプレイとは、車両内で、画像情報の形態による情報、例えば運転者支援システムの情報を乗員の注視方向に又は視野に挿入することが可能な表示装置として理解されうる。車両の乗員は、車両の運転者が関わりうる。光学系とは、複数の光学素子として理解されうる。光学素子とは、光を案内し又は光の向きを転換するための手段として理解されうる。光学系は、光を透過させるように又は光を反射するように実現され、例えば、レンズ、鏡、又は屈折素子として実現されうる。光学系は、光学素子の構成として定義されうる。さらに光学系は、コンバイナ面に画像情報を投影する少なくとも２つの光学素子を有してもよい。光学系は、撮像装置とコンバイナ面との間の光学素子全体として称されてもよい。光学系は、撮像装置により提供される画像情報をコンバイナ面へと案内するように構成されうる。その際に、コンバイナ面、所謂コンバイナはフロントガラスであってもよく、又は、別体のコンバイナであってもよい。コンバイナ面は、視野ディスプレイがその中に配置されうる車両の構成要素であってもよい。車両の乗員の視野に画像情報を投影する装置は、撮像装置とコンバイナ面との間に光路を形成しうる。光学系と、当該光学系を移動させる機構と、の組み合わせは、光機械ユニットと称されてもよい。コンバイナ面と、全体で拡大鏡光学素子として作用する光学素子のシステムと、を介して、仮想イメージを見ることが可能である。この光学素子は、鏡の他に車両のフロントガラスを含みうる。その際にコンバイナ面は、視野ディスプレイの仮想イメージを周辺環境と組み合わせることが可能である。
【００１０】
さらに、光学系を移動させる機構は、移動軌道に沿って光学系を移動させるよう構成されうる。移動軌道は、直線であってもよく、又は近似的に直線であってもよい。従って、光学系を直線的に移動させることが可能である。代替的に、移動軌道は、曲線の軌跡であってもよい。従って、光学系は点の周りを回転させられてもよい。例えば、光学系は、或る光学素子の中心点の周りを回転させられてもよい。さらに、直線的な移動と回転運動との組み合わせも有利でありうる。さらに、移動軌道は、コンバイナ面の形状に対して投影を調整するために、任意の曲線形であってもよい。移動又はシフトは、装置のサイドに設けられたローラガイド又はスライドガイドによって実現されうる。移動軌道に沿った移動は、コンバイナ面及び車両の乗員のアイポジションに対して、画像情報の光路を調整できるという利点をもたらす。
【００１１】
記載される、軌道に沿ったシフトというアプローチは、当該シフトが基本的に平行に行われることで仮想イメージが一定の位置に保たれるという利点をもたらす。一実施形態において、このシフトは、場合によっては、湾曲したフロントガラスの作用を補正することが可能である。
【００１２】
移動軌道が、光学系をシフトさせた際に画像情報が基本的に、垂直方向に一定の位置に表示されるように形成される場合にも有利である。
【００１３】
移動軌道が、光学系をシフトさせた際に画像情報が基本的に、垂直方向に一定の視角（見下ろし角度）で表示されるように形成されるにも有利である。
【００１４】
光学系が、少なくとも２つの光学素子がその中に配置されたハウジングを有する場合にも有利である。ハウジングによって、光学系は、例えば塵から耐えられて形成されうる。ハウジングは被覆板を有してもよく、この被覆板によって、光線がコンバイナ面の方向に案内されうる。ハウジングにはミラーベンチ（光線を射出するミラーを取り付けるためのフレーム）が組み込まれてもよい。光学系を移動させる機構も、少なくとも部分的にハウジング内に配置されてもよい。上記移動させる機構は、ハウジング内で少なくとも２つの光学素子を移動させるよう構成されてもよく、又は、ハウジングを少なくとも２つの光学素子と一緒に移動させるよう構成されてもよい。
【００１５】
さらに、光学系は、光学素子の他に被覆板を有するハウジングを有してもよい。さらに、装置はミラーベンチを有してもよい。ミラーベンチは、被覆板に映る好適に無光沢の黒い平面として理解されうる。車両の乗員が被覆板のどのポイントでもミラーベンチの鏡像のみを見るように、被覆板が湾曲して設計される場合には、被覆板とミラーベンチとの組み合わせによって、光沢のある被覆板での外部光の反射が確実に防止される。そうでなければ、このような反射は車両の乗員を著しく妨害する可能性があるであろう。
【００１６】
光学系は、光学素子の他に撮像装置を有するハウジングを有してもよい。
【００１７】
さらに、装置は、光学系の少なくとも２つの光学素子のうちの少なくとも１つの光学素子を移動させる機構を有してもよい。従って、例えば、鏡が傾けられてもよい。例えば、撮像装置がシフトされてもよい。少なくとも１つの光学素子を移動させる機構は、個々の光学的な構成要素又は光学素子の内部位置調整と呼んでもよい。少なくとも１つの光学素子の移動は基本的に、光学系の移動と同期して行われうる。少なくとも１つの光学素子の移動は、例えばコンバイナ面のための公差補正を実現するために、光学系の移動に依存せずに行われてもよい。
【００１８】
さらに、光学系と、装置の支持構造と計器板の両方又はいずれか一方とを接続するためのフレキシブルな機械的接続を有してもよい。装置は、車両に組み込まれた状態で、車両内の支持構造と接続されうる。装置は、車両に組み込まれた状態で、車両内の計器板と接続されうる。支持構造は計器板であってもよい。装置には、計器板へのフレキシブルな移行部が備えられてもよい。装置が車両内に組み込まれる場合には、装置の移動により変更される支持構造と装置との間隔が、フレキシブルな移行部によって補正されうる。フレキシブルな移行部は蛇腹であってもよい。フレキシブルな移行部は、例えばエレベータのドアのようなシフト可能なプレートであってもよい。このことは、システムが、汚染や損傷を結果的にもたらす開口部を放置しないという利点をもたらす。
【００１９】
光学系が、画像情報を提供する画像ソースを含む場合にも有利である。撮像装置が、光学系の一部である場合には、撮像装置を光学系と一緒に移動させることが可能である。これにより、コンパクトな設計が可能となる。
【００２０】
その際に、装置は光学系の移動に応じて画像ソースを移動させる機構を備えてもよい。例えば、撮像装置は、装置の少なくとも２つの光学素子に比例してシフトされてもよい。撮像装置から光学素子を通過してコンバイナ面への光路を、乗員の方向に乗員のアイポジションに対して調整するために、撮像装置は、装置の移動に同期して移動させられてもよい。
【００２１】
さらに、画像ソースによる表示は、光学系と画像ソースの両方又はいずれか一方の移動に応じで調整可能でありうる。画像ソースによる表示とは、画像ソース上で表示され又は代替的に画像ソースにより投影される画像情報として理解されうる。従って、画像ソース上の表示又は画像表示は、例えばシフトされ、回転させられ、歪められ、又は倍率変更される。画像ソースによる表示は、以下で記載される制御部によって制御されうる。画像ソースによる表示の調整によって、有利に、光学系の移動と組み合わせて、乗員のための表示に影響を与えることが可能である。
【００２２】
装置が、アイポジション信号を読み込むインタフェースと光学系を移動させるための制御信号を出力するインタフェースとを有する制御装置を備える場合には有利である。その際に、アイポジション信号は、乗員のアイポジションを表しうる。制御装置は、少なくとも、アイポジション信号を読み込み、光学系を移動させるための制御信号を出力するよう構成される。アイポジション信号は、ヘッドポジション検出又は代替的にアイポジション検出のための対応する評価装置を備えたカメラによって提供されうる。アイポジション信号は、乗員に個人的に合わせられる。乗員は、例えば、鍵、コード入力を介して、又は、顔認識を介して検出され、対応付けられたアイポジション信号が提供されうる。
【００２３】
装置が、乗員の操作アクションを検出するインタフェースを有する制御装置を備える場合にも有利である。その際に、制御装置は、操作アクションに応じて、光学系を移動させる機構に問い合わせを行うよう構成されうる。一実施形態において、乗員は、画像情報の投影を、乗員のアイポジションに対して手動で調整することが可能である。従って、制御装置を設定する操作アクションは、電気的なサイドミラーの調整と同じように行われてもよい。
【００２４】
制御装置とは、本明細書では、センサ信号を処理し当該センサ信号に従って制御信号及び／又はデータ信号を出力する電気装置として理解されうる。制御装置は、ハードウェア及び／又はソフトウェアにより構成可能なインタフェースを有してもよい。ハードウェアによる構成の場合には、インタフェースは例えば、制御装置の様々な機能を含む所謂システムＡＳＩＣの一部であってもよい。しかしながら、インタフェースが固有の集積回路であり、又は、少なくとも部分的に別々の構成要素で構成されるということも可能である。ソフトウェアによる構成の場合には、インタフェースは、例えば他のソフトウェアモジュールと共にマイクロコントローラ上に存在するソフトウェアモジュールであってもよい。
【００２５】
コンバイナ面に画像情報を投影する少なくとも２つの光学素子を有する光学系を用いて、車両の乗員の視野に画像情報を投影する方法は、以下の工程、即ち、乗員のアイポジションに対して画像情報の投影を調整するために、光学系を移動させる工程、を含む。
【００２６】
換言すれば、特定のジオメトリック的な軌跡曲線に沿った視野ディスプレイのシフトが記載されており、これにより、様々な乗員のアイポジションへの高さ調整、又は、様々な座位のための高さ調整が可能となる。この手続きは、以下では「スマートシフト（Ｓｍａｒｔ  Ｓｈｉｆｔｉｎｇ）」とも呼ばれる。軌跡曲線はここでは、画像内容がどのポジションでも正確に現実の走行シーンの手前に映し出されるように選択される。運転者は、視野ディスプレイの全シフトポジションについて、画像内容を、路面に対して正しい角度で見ることが可能である。これは、英語の概念である「見おろし角度」（ｌｏｏｋ  ｄｏｗｎ  ａｎｇｌｅ）、略してＬＤＡとも呼ばれる。これは特に、ＡＲ情報（ＡＲ：Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ、拡張現実）の表示のために基本的なことである。
【００２７】
シフトされるユニット内、即ち光学系内には、１つ以上の光学素子と画像ソースとの両方又はいずれか一方が配置されている。光学素子は有利に、可能な限り歪みのない鮮明な画像が様々なポジションについて中央に生成されるように、設計されうる。
【００２８】
一実施形態によれば、装置は、重ねられた現実が（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  ｒｅａｌｉｔｙ、拡張現実）が表示される視野ディスプレイ内で利用されてもよい。その際に、サイドに取り付けられたローラガイド又はスライドガイドは、光学系のシフトを可能にするよう形成されうる。一実施形態において、被覆板及びミラーベンチが、光機械ユニット内に組み込まれてもよい。光機械ユニットと称しうる、光学系と光学系を移動させる機構との組み合わせは、ハウジング又はボックス（Ｂｏｘ）によって閉鎖され、例えば、塵から耐えられて又は代替的に液体から耐えられて実現されうる。上記ハウジングから、例えば車両の計器板へのフレキシブルな移行部が、光学系の移動方向に、即ち前方にも後方にも創出されうる。一実現において、フレキシブルな移行部は、引き戸に類似したシフト可能なプレートを含んでもよい。代替的な実現において、フレキシブルな移行部は、蛇腹として形成されてもよい。
【００２９】
更なる別の実施形態において、シフトの制御は、頭部追跡（ｈｅａｄ−ｔｒａｃｋｉｎｇ）を介して、例えばカメラを用いて行われてもよく、又は、鍵、顔認識等を介して個人的に合わせて行われてもよい。例えば、メインミラーの傾斜又は撮像装置のシフト等の、個々の光学素子の内部位置調整は基本的にシフトと同期して、追加的に独立して、例えばポジションとフロントガラスの形状との両方又はいずれか一方への公差補正のために構成されてもよい。
【００３０】
本発明の利点は、可能な限り平坦な設置空間と可能な限り大きな視野という２つの顧客の要求を結び付けることである。その際に、非常に様々な身長でも画像情報が見えることが保証されうる。運転者は、定められたアイボックス（ＥＢ：Ｅｙｅｂｏｘ）内で自身の目を動かしてもよい。有利に、本発明によって、視野ディスプレイの必要な設置空間に影響を与えることが可能であり、又は、当該設置空間を縮小することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
本発明は、以下では、添付の図面を用いて、例を挙げて詳細に解説される。
【図１】本発明の一実施例に係る視野ディスプレイを備えた車両を示す。
【図２】本発明の一実施例に係る視野ディスプレイの概略図を示す。
【図３】視野ディスプレイの概略図を示す。
【図４】本発明の一実施例に係る視野ディスプレイの概略図を示す。
【図５】本発明の一実施例に係る視野ディスプレイの概略図を示す。
【図６】本発明の一実施例に係る視野ディスプレイの概略図を示す。
【図７】本発明の一実施例に係る視野ディスプレイの概略図を示す。
【図８】位置調整可能な光学系が設けられない視野ディスプレイと比較した、本発明の一実施例に係る視野ディスプレイ１０２の比較可能な図を示す。
【図９】本発明の一実施例に係る車両の乗員の視野に画像情報を投影する方法９００のフローチャートを示す。
【図１０】本発明の一実施例に係る乗員のアイポジションの変化、及び、それに基づき得られる路面に対する角度（見下ろし角度、ＬＤＡ）の概略図を示す。
【図１１】本発明の一実施例に係る乗員のアイポジションの変化、及び、それに基づき得られる路面に対する角度（見下ろし角度、ＬＤＡ）の概略図を示す。
【図１２】本発明の一実施例に係るコンタクトアナログな画像による路面のカバー範囲を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の好適な実施例についての以下の記載において、様々な図面に示される類似して機能する構成要素には、同一又は類似した符号が付され、これら構成要素を繰り返し記載することは省略される。
【００３３】
図１は、本発明の一実施例に係る視野ディスプレイ１０２を備えた車両１００を示している。車両１００は、フロントガラス１０４を有する。車両内には乗員１０６が存在する。視野ディスプレイ１０２は、示される実施例では、光学系１０８と、撮像装置１１０と、を有する。フロントガラス１０４は、視野ディスプレイ１０２のコンバイナ面１０４として機能する。このコンバイナ面は、視野ディスプレイ１０２の仮想イメージと、周辺環境と、を結び付ける。即ち、表面反射を介して、視野ディスプレイ（ＨＵＤ）１０２の画像が、仮想イメージとして映し出され、透明なガラスとして、当該ガラスが同時に、車両１００の周辺環境への視野を保証する。光学系１０８は、示される実施例では２個の光学素子１１２を有する。光学系１０８は、当該光学系１０８を移動させる機構１１４と接続されている。光学系１０８を移動させる機構１１４は、移動軌道に沿って光学系１０８を移動させるよう構成される。
【００３４】
光学系１０８を移動させる機構１１４は、制御装置１１６と接続されている。制御装置１１６は、詳細には記載されない、アイポジション信号１１８を読み込むインタフェースと、光学系１０８を移動させるための制御信号１２０を出力するインタフェースと、を備える。アイポジション信号１１８は、乗員１０６のアイポジション１２２を表す。車両１００内には、示される実施例では任意にカメラ１２４が配置される。カメラ１２４は、乗員１０６のアイポジション１２２を表すアイポジション信号１１８を出力するよう構成される。乗員１０６は、フロントガラス１０４を通じて車両１００の前の周辺環境を視認する。視野ディスプレイ１０２により表示される画像情報は、視野ディスプレイ１０２の駆動時には、フロントガラス１０４を介して、乗員１０６の視野に投影される。
【００３５】
本発明の１つの観点は、複数の光学素子が連動するシフト又は回転である。コンタクトアナログな視野ディスプレイの場合、アイボックスの調整の際に、仮想イメージはその高さにおいては動かない。視野ディスプレイのコンバイナ又はメインミラーが簡単に傾けられると、仮想イメージが高さにおいて動き、拡張現実（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ）の提示の際に求められるようには、コンタクトアナログな表示が保証されない。
【００３６】
一実施例によれば、図１で示す視野ディスプレイ１０２は、乗員１０６のアイポジション１２２に対する調整のために複数の光学素子１１２が連動して機械的に位置調整される視野ディスプレイ１０２である。一実施例において、光学系１０８は、視野ディスプレイ１０２の複数の光学素子１１２、例えば２〜４個の鏡を有する機械的ユニットとしてシフトされる。光学系１０８のシフトは、一実施例において基本的に直線的に行われる。一実施例において、光学系１０８は、画像ソース１１０、即ち、例えばバックライト付きのディスプレイも有する。詳細には記載されない一実施例において、光学系１０８は、（一緒に動かされる）被覆板も有する。一実施例において、特に光学系１０８を備えた装置は、基本的に塵から守るために閉鎖される。さらに、一実施例において、個々の光学素子１１２、例えば乗員の方から投影軸に沿ってコンバイナ面の方に見て第１の鏡１１２は、追加的に個別に、シフト運動、即ち移動軌道に沿った光学系の移動と特に機械的又は電子的に連動して、機械的ユニットへと（好適に回転しながら）位置調整が可能である。追加的に、画像ソース１１０は一実施例において、光学系１０８内で連動してシフトされ、又は傾けられる。画像ソース上での画像表示は、追加的に、ソフトウェアによるシフトと連動して調整され、例えばシフトされ、回転させられ、又は倍率変更されうる。一実施例において、機械的ユニット、即ち光学系１０８には、周辺環境、特に計器板へのフレキシブルな機械的接続が備えられ、例えば、蛇腹、又は、エレベータのドアに類似したシフト可能なプレートセグメントが備えられる。
【００３７】
図２は、本発明の一実施例に係る視野ディスプレイ１０２の概略図を示している。図２に示される実施例は、乗員の所定のアイポジションについての静的なケースを提示する。視野ディスプレイ１０２は、図１で既に記載した視野ディスプレイ１０２であってもよい。光学系１０８は、撮像装置１１０と、２個の光学素子１１２と、を備える。撮像装置１１０により提供される画像情報は、２個の光学素子１１２を介してコンバイナ面１０４に投影され、そこから乗員の視野に映される。コンバイナ面１０４は、図１で記載したように、車両のフロントガラスであってもよい。撮像装置１１０から光学素子１１２及びコンバイナ面１０４を経由する光路２２６は、どのアイポジションで又はどの曲げ位置で、視野ディスプレイ１０２により提示される画像情報の正しい提示が可能かを示している。本実施例では、メインミラーが回転されられるが、これには、路面に対する角度（見下ろし角度、ＬＤＡ）の変更を伴い、コンタクトアナログな提示のためには不利である。乗員の目がその中に入らなければならない範囲は、アイボックス（Ｅｙｅｂｏｘ）と称されうる。アイボックスを拡大するために、より大きな鏡を用いて、静的な解決策を創出することが可能であるが、この静的な解決策は、垂直方向の設置空間をより必要とする。これについての一実施例が、以下の図３で提示される。
【００３８】
図３は、視野ディスプレイ１０２の概略図を示している。図２で示した視野ディスプレイ１０２と比較して、本実施例はより大きな光学素子１１２を有し、これにより、提供される画像情報を見るために運転者の目がその中に入るべきアイボックスと呼ばれる範囲が拡大される。視野ディスプレイが組み込まれた状態での下方のアイポジションと、視野ディスプレイが組み込まれた状態での上方のアイポジションと、の間の間隔は、例えば７０ｍｍであってもよい。このような静的な解決策は、図２で示した実施例と比べてより大きな鏡を必要とし、従って、垂直方向の設置空間をより必要とする。換言すれば、図３は、「スマートシフト」が行われず、より大きな鏡を利用し、これに対応して必要な設置空間が垂直方向に伸びる静的な解決策を示している。
【００３９】
図４は、本発明の一実施例に係る視野ディスプレイ１０２の概略図を示す。図４では、移動軌道３２８が示されており、光学系１０８は移動軌道３２８に沿って移動させられる。図４で示される実施例では、移動軌道３２８は直線であり、従って、光学系１０８を直線的に移動させることが可能である。図５は、直線的な移動が行われた後の、図４で示した視野ディスプレイ１０２を示している。
【００４０】
換言すれば、図４は、視野ディスプレイ１０２の非常に簡素化された側面図を示す。フロントガラス１０４は、視野ディスプレイ１０２のコンバイナ面１０４として機能する。ここでは、直線的な移動軌道３２８に沿った、光学素子１１２を伴った視野ディスプレイボックスの固有のシフトが、どの程度までアイポジションの変更をもたらすのかが分かる。ここで「拡張現実」にとって基本的なことは、乗員の視野角が変わらないということである。
【００４１】
図５は、本発明の一実施例に係る視野ディスプレイ１０２の概略図を示す。図５では、移動軌道３２８が示されており、光学系１０８は移動軌道３２８に沿って移動させられる。図４で示した概略図と比べて、光路によって描写される範囲であって、乗員のアイポジションがその中に入りうる範囲が、例えば７０ｍｍ分だけ上方へとシフトされる。光学系１０８のより小さな直線的シフトにより、アイボックスはより小さくシフトすることになる。
【００４２】
図６は、本発明の一実施例に係る視野ディスプレイ１０２の概略図を示す。フロントガラス１０４又はコンバイナ面１０４は湾曲している。光学系１０８は、２つのポジションにおいて示される。フロントガラスの湾曲を補正し、乗員のアイポジションに対して画像の投影を調整するために、上記２つのポジションの間で光学系が直線的に移動させられ、１個の光学素子１１２が、その中心点の周りを傾けられる。光学素子１１２は、光学系１０８の少なくとも２つの光学素子１１２のうちの少なくとも１つを移動させる機構６３０と接続されている。
【００４３】
換言すれば、図６は、フロントガラス１０４が湾曲している概略図である。ここでは、湾曲したフロントガラス１０４のための「スマートシフト」の原則の概略図が示されている。フロントガラスの湾曲を補正するために、視野ディスプレイボックスのシフトに加えて、第１のミラー又は光学素子１１２が対応して傾けられ、全てのアイボックスポジションについて路面への角度（ＬＤＡ）が一定に保たれる。
【００４４】
図７は、本発明の一実施例に係る視野ディスプレイ１０２の概略図を示す。フロントガラス１０４又はコンバイナ面１０４は、図６のように湾曲している。最初に提示されるポジションは、図４で示された図に該当する。より高いアイポジションのために画像情報の投影を調整するために、第２のポジションにおいて光学系１０８は直線的にシフトされ、ある光学素子の中心点の周りを回転させられる。これにより全体として、曲線軌跡又は曲線の移動軌道７３２に沿った光学系全体のシフトが起こる。示される実施例では、光学系は、光路内のコンバイナ面の直前に配置された光学素子の中心点の周りを回転させられ、又は傾けられる。
【００４５】
図７で示される実施例では、視野ディスプレイボックスのシフトに回転が重ねられ、従って、路面に対する角度（ＬＤＡ）も、全てのアイボックスポジションに渡って一定に保たれる。原則的に、視野ディスプレイのシフトは必ずしも直線的に又は水平方向に行われる必要はなく、実際の設置空間の状態に対して調整されうる。
【００４６】
図８は、位置調整可能な光学系が設けられない視野ディスプレイと比較した、本発明の一実施例に係る視野ディスプレイ１０２の比較可能な図を示している。視野ディスプレイ１０２は、上記の図で示された視野ディスプレイ１０２であってもよい。視野ディスプレイ１０２の光学系は、第１のポジション８３４、第２のポジション８３６、及び第３のポジション８３８において示され、その際に、視野ディスプレイ１０２の光学系は、ポジション８３４、ポジション８３６、及びポジション８３８の間で直線的にシフトされる。位置調整可能な光学系を設けずに、乗員の想定されるアイポジションの、同じ大きさの範囲、即ち比較可能なアイボックスを獲得するために必要な設置空間には、符号８４０が付されている。このケースでは、クリティカルな範囲８４２が車両のステアリングコラムとかち合う。この場合、設置空間が位置調整可能な光学系によって節約されうることが明らかである。
【００４７】
換言すれば、図８は、スマートシフトが行われる視野ディスプレイと、スマートシフトが行われない視野ディスプレイと、の必要な設置空間を比較して示している。第１のポジション８３４は、一番下のアイボックス位置をカバーし、第２のポジション８３６は、真ん中のアイボックス位置をカバーし、第３のポジション８３８は、一番上のアイボックス位置をカバーする。「スマートシフト」が行われなければ、光学素子、例えば鏡は、全てのアイボックスポジションを同時にカバーするために、垂直方向に基本的により大きく設計される必要があるであろう。このことは特に、ステアリングコラムの範囲内では設置空間の問題をもたらすであろう。従って、設置空間の獲得は、ステアリングコラムのクリティカルな範囲内では特に有益である。
【００４８】
図９は、本発明の一実施例に係る車両の乗員の視野に画像情報を投影する方法９００のフローチャートを示している。本方法は、上記の図で示されたように、コンバイナ面に画像情報を投影する少なくとも２つの光学素子を有する光学系を用いて実施されうる。本方法９００は、車両の乗員のアイポジションに対して画像情報の投影を調整するために、光学系を移動させる工程９０２を有する。
【００４９】
図１０は、本発明の一実施例に係る、車両の乗員のアイポジションの変化、及び、それに基づき得られる路面に対する角度（見下ろし角度、ＬＤＡ）の概略図を示している。車両１００は、フロントガラス１０４を有する。車両内には、詳細には記載されない乗員が存在し、この乗員の目は、様々なアイポジション１２２に存在しうる。車両の走行方向に、仮想イメージ１０４５が表示されており、この仮想イメージ１０４５が乗員によって視認される。上記の図で示された、符号１０８が付された光学系の回転とシフトとの両方及びいずれか一方は、図１０で示される実施例では、アイポジション１２２が変化した際に、路面に対する角度が一定に保たれるように設計される。従って、第１のアイポジション１０４６ａに割り当てられた第１の注視方向１０４４ａは、第２のアイポジション１０４６ｂに割り当てられた第２の注視方向１０４４ｂと、第３のアイポジション１０４６ｃに割り当てられた第３の注視方向１０４４ｃと、に対して平行に方向付けられる。従って、路面に対する角度、即ち、ＬＤＡ又は見下ろし角度は、様々なアイポジション１２２で一定である。
【００５０】
図１１は、本発明の一実施例に係る、車両の乗員のアイポジションの変化、及び、それに基づき得られる路面に対する角度（見下ろし角度、ＬＤＡ）の概略図を示している。車両１００は、フロントガラス１０４を有する。車両には、詳細には記載されない乗員が存在し、この乗員の目は、様々なアイポジション１２２に存在しうる。車両の走行方向に、仮想イメージ１０４５が表示されており、この仮想イメージ１０４５が乗員によって視認される。上記の図で示された、符号１０８が付された光学系の回転とシフトの両方又はいずれか一方は、図１１で示される実施例では、アイポジション１２２が変化した際に、仮想イメージ１０４５の垂直方向のポジションが、空間内で一定に保たれるように設計される。従って、第１のアイポジション１０４６ａに割り当てられた第１の注視方向１０４８ａと、第２のアイポジション１０４６ｂに割り当てられた第２の注視方向１０４８ｂと、第３のアイポジション１０４６ｃに割り当てられた第３の注視方向１０４８ｃは、仮想イメージの一点で交わる。その際に、注視方向とは、仮想イメージから始まる光路としても常に理解されうる。
【００５１】
図１０及び図１１で示された実施例を考察してみると、２つの示された選択肢又は実施例の間の各混交形態、又は、２つの示された選択肢又は実施例の間の移行が可能である。その際の目標は、全てのアイポジションについて又はアイボックスの全てのポジションについて、道路を或る程度のカバーすることを達成することである。
【００５２】
大きな仮想的な像距離の限界値（本願の場合は約１５ｍ）において、上記２つのケースは、ほとんど区別されない（ＥＢと仮想イメージとの距離＝１５ｍ、ＥＢ−位置調整（垂直方向）４０〜１００ｍｍ）。
【００５３】
図１２は、本発明の一実施例に係るコンタクトアナログな画像の道路のカバー範囲を示す。車両１００は、車道１２４８上に停止している。車両１００内には、上記の図では符号１０６が付された、詳細には記載されない乗員が存在する。乗員の目は、特定のアイポジション１２２に存在する。車両は、視野ディスプレイのコンバイナ面として作用するフロントガラス１０４を有する。乗員のアイポジションの前の仮想イメージの距離１２５０に、仮想イメージ１０４５が表示される。車道１２４８の上方の、アイポジション１２２の高さ１２５２は、水平線１２５４で表されている。乗員の視野の限界は、視野の上限１２５６及び視野の下限１２５８によって制限される。視野の上限１２５６と視野の下限１２５８との間の範囲は、垂直方向の視野１２６０と呼ばれ、又は、英語の概念である「ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ」の略称ＦＯＶを用いて、垂直方向のＦＯＶと呼ばれる。仮想イメージ１０４５によるコンタクトアナログな表示の、カバーされる最小距離１２６２は、下限１２５８と車道１２４８との交点から獲得される。カバーされる視野の最大距離１２６４は、上限１２５６と車道１２４８との交点から獲得される。図１２では、路面又は車道１２４８に対する角度１２６６の定義が明らかになる。路面に対する角度１２６６は、水平線１２５４と、視野の上限１２５６と下限１２５８との間の中間点と、との間の角度によって決定される。
【００５４】
仮想イメージ１０４５によるコンタクトアナログな表示の道路のカバー範囲は、視野の下限１２５８と車道１２４８との交点と、視野の上限１２５６と車道１２４８との交点との間に生じる。
【００５５】
記載され、図に示された実施例は、単に例示的に選択されたものにすぎない。様々な実施例を完全に、又は個々の特徴に関して互いに組み合わせることが可能である。さらに、１の実施例は、他の実施例の特徴によって補完されうる。さらに、本発明に係る処理工程は、反復して実施可能であり、及び、記載された順序とは異なる順序で実施可能である。
【００５６】
或る実施例が、第１の特徴と第２の特徴との間に「及び／又は」という接続詞を含む場合には、この実施例は、一実施形態において第１の特徴も第２の特徴も有し、更なる別の実施形態において第１の特徴のみ又は第２の特徴のみを有すると理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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