(57)【要約】【課題】  車外を撮影するカメラを必要とすることなく、太陽の眩しさの影響が低減される位置に表示を出力することができるヘッドアップディスプレイ装置の提供。【解決手段】  ヘッドアップディスプレイ装置は、太陽の位置情報と、移動体の位置情報と、前記移動体の向き情報と、前記移動体内の運転者の視点に関する視点情報とに基づいて、太陽と前記運転者の視点とを結ぶ直線から離間するように表示の出力位置を変更する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽の位置情報と、移動体の位置情報と、前記移動体の向き情報と、前記移動体内の運転者の視点に関する視点情報とに基づいて、太陽と前記運転者の視点とを結ぶ直線から離間するように表示の出力位置を変更する、ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
太陽と前記運転者の視点とを結ぶ直線に対して、表示の出力位置が所定基準以上近い場合に、前記表示の出力位置の変更を行う、請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
前記移動体は、車両であり、
前記視点情報は、運転席シートのシートポジション、インナミラーの向き、サイドミラーの向きのうちの少なくともいずれか１つに関する情報に基づいて取得される、請求項１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、カメラで撮像した画像の輝度に基づいてフロントガラスを透過する背景の輝度情報を作成すると共に、乗員の目の動きに基づいて視点情報を作成し、作成した輝度情報及び視点情報に基づいて乗員のフロントガラスの視点の位置に近い、輝度が高くないスクリーン上に情報表示部を移動させる情報表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、移動体の進行方向と太陽光の照射方向を検出し、太陽光の照射方向に向く移動体の窓ガラスの透光量を調整する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2008-285105号公報
【特許文献２】特開平01-168520号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１に記載の構成では、フロントガラスを透過する背景の輝度情報を作成するために、車外を撮影するカメラを必要とする。
【０００６】
そこで、本開示は、車外を撮影するカメラを必要とすることなく、太陽の眩しさの影響が低減される位置に表示を出力することができるヘッドアップディスプレイ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一局面によれば、太陽の位置情報と、移動体の位置情報と、前記移動体の向き情報と、前記移動体内の運転者の視点に関する視点情報とに基づいて、太陽と前記運転者の視点とを結ぶ直線から離間するように表示の出力位置を変更する、ヘッドアップディスプレイ装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、車外を撮影するカメラを必要とすることなく、太陽の眩しさの影響が低減される位置に表示を出力することができるヘッドアップディスプレイ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ヘッドアップディスプレイ装置１０の一例のシステム構成図である。
【図２】ＨＵＤユニット４０の一例を概略的に示す断面図である。
【図３】ＥＣＵ１２により実行される処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】ＨＵＤ表示の表示位置の変更例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、ヘッドアップディスプレイ装置１０の一例のシステム構成図である。ヘッドアップディスプレイ装置１０は、電子制御ユニット１２（以下、「ＥＣＵ１２」という）を備えている。ヘッドアップディスプレイ装置１０の動作は、ＥＣＵ１２により制御される。ＥＣＵ１２は、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。また、ＥＣＵ１２は、内部に時計を有してよい。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行する各種プログラムが格納されている。尚、ＥＣＵ１２の各種機能（以下で説明する機能を含む）は、任意のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組み合わせにより実現されてもよい。例えば、ＥＣＵ１２の機能の任意の一部又は全部は、特定用途向けＡＳＩＣ（application-specific integrated circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）により実現されてもよい。また、ＥＣＵ１２は、複数のＥＣＵにより実現されてもよい。
【００１２】
ＥＣＵ１２には、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機２０、照度センサ２２、ジャイロセンサ２４、傾斜センサ２６、シートポジションセンサ２８等が接続されてよい。尚、この接続態様は必ずしも直接である必要は無く、間接的な接続であってもよい。例えば、ＥＣＵ１２には、ナビゲーションＥＣＵを介してＧＰＳ受信機２０が接続されてもよく、この場合、ＥＣＵ１２は、ナビゲーションＥＣＵから自車位置情報を取得すればよい。
【００１３】
ＧＰＳ受信機２０は、ＧＰＳアンテナを介してＧＰＳ衛星から受信するＧＰＳ信号に基づいて、自車位置を測位・演算する。測位方法は、単独測位や相対測位（干渉測位を含む）等の如何なる方法であってもよい。この際、自車位置は、車速センサやジャイロセンサ２４等の各種センサの出力や、ビーコン受信機及びＦＭ多重受信機を介して受信される各種情報に基づいて補正されてよい。
【００１４】
照度センサ２２は、日照量を検出する。ジャイロセンサ２４は、車両に発生する角速度（ヨーレート）を検出する。ジャイロセンサ２４は、車両の重心軸回りに生ずる角速度に応じた信号を出力する。傾斜センサ２６は、車両の傾斜を検出する。傾斜センサ２６は、３軸の加速度センサであってよい。また、傾斜センサ２６は、ジャイロセンサ２４と一体に構成されてもよい。例えば、傾斜センサ２６及びジャイロセンサ２４は、SOI（Silicon on Insulator）ウェーハを用いたマイクロマシーン技術によって製造されてもよい。この場合、傾斜センサ２６及びジャイロセンサ２４は、車両の重心位置付近（フロアトンネル等）に設けられ、当該搭載位置に発生するヨーレート及び加速度を検出する。検出されたヨーレート及び加速度は、例えば、横滑り等を防止して車両の挙動を安定化させる車両走行制御に利用されてよい。シートポジションセンサ２８は、運転席シートのシートポジションを検出する。
【００１５】
ＥＣＵ１２には、ＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）ユニット４０が接続されている。ＨＵＤユニット４０は、ＥＣＵ１２による制御下で、各種の表示（以下、「ＨＵＤ表示」という）を出力する。
【００１６】
図２は、ＨＵＤユニット４０の一例を概略的に示す断面図である。ＨＵＤユニット４０は、例えば、図２に示すように、インストルメントパネル内に設けられる。
【００１７】
ＨＵＤユニット４０は、表示器（投光器）４２を含む。表示器４２は、運転者に情報を伝達するための可視光線（表示光）を発生させる。表示光は、ＥＣＵ１２から供給される画像信号に応じて生成される。尚、表示器４２は、任意の構成であってよいが、例えばドットＶＦＤ（Vacuum Fluorescent Display）であってもよい。
【００１８】
表示器４２により生成されるＨＵＤ表示の種類は任意であってよい。例えば、表示器４２は、メータＥＣＵからのメータ情報（例えば車速等）を伝達するための表示光を投射してもよい。その他、表示器４２は、車両前方風景を撮影する赤外線カメラ（図示せず）から受信した映像信号に含まれる情報（即ち前方環境情報）を含む表示光を投射してもよい。また、表示器４２は、ナビゲーション装置からのナビゲーション情報を伝達するための表示光を投射してもよい。また、表示器４２は、空調装置やオーディオ機器等の状態を伝達するための表示光を投射してもよい。
【００１９】
表示器４２から投射された表示光は、フロントウインドシールドガラスの映像投影面に到達する。表示光は、フロントウインドシールドガラスの映像投影面によって観測者Ｐ（主に運転者）方向に回折され、観測者Ｐの前方にＨＵＤ表示（虚像）が生成される。尚、図２には、観測者Ｐ（正確にはその目の位置Ｐ）を基準とした表示光の投射範囲（光路）が点線内で示されている。尚、図２に示す例では、ＨＵＤユニット４０は、凹面鏡４４を含み、表示器４２から投射された表示光は、凹面鏡４４で反射してからフロントウインドシールドガラスの映像投影面に到達する。表示光は、凹面鏡４４により、フロントウインドシールドガラスの曲率に合わせた拡大像とされてもよい。
【００２０】
尚、フロントウインドシールドガラスの映像投影面には、コンバイナが設けられてもよい。コンバイナは、任意のタイプのコンバイナであってよく、例えば、ハーフミラーから形成されてもよいし、ホログラムを用いたホログラフィックコンバイナであってもよい。ホログラフィックコンバイナの場合、ホログラムは、フロントウインドシールドガラスの層間に封入されてもよい。また、コンバイナは、フロントウインドシールドガラスを構成する複層ガラスの合わせ面側等に蒸着される反射膜により構成されてもよい。或いは、フロントウインドシールドガラスの映像投影面には、コンバイナが設けられなくてもよい。この場合、フロントウインドシールドガラスは、二重像（フロントウインドシールドガラスの表面と裏面の各面での反射に起因して二重に見える像）を防止するために、厚みが異なる中間膜（複層ガラスのガラス間に封入される中間膜）を有してよい。例えば、中間膜は、フロントウインドシールドガラスの上側から下側に向かうにつれて厚みが徐々に低減するもの（楔形の断面）であってよい。
【００２１】
図３は、ＥＣＵ１２により実行される処理の一例を示すフローチャートである。図３に示す処理ルーチンは、ヘッドアップディスプレイ装置１０がオンされている間、所定周期毎に繰り返し実行されてよい。
【００２２】
ステップ３００では、ＧＰＳ受信機２０からＧＰＳ情報を取得する。ＧＰＳ情報は、自車位置情報等を含んでよい。
【００２３】
ステップ３０２では、日時情報を取得する。日時情報は、任意の情報源から取得されてもよい。例えば、日時情報は、ＥＣＵ１２内部の時計から取得されてもよい。或いは、日時情報は、外部電波（電波時計等で受信する標準電波）を受信して取得されてもよい。
【００２４】
ステップ３０４では、上記ステップ３００及びステップ３０２で取得した情報に基づいて、現時点が昼か夜かの昼夜判定を行う。尚、自車位置情報を考慮するのは、地域差を考慮するためであるが、日時情報のみで昼夜判定を行うこととしてもよい。現時点が昼の場合は、ステップ３０６に進み、夜の場合は、後述のＨＵＤ表示の表示位置の変更（ステップ３１８の処理）は不要であるため、そのまま終了する。
【００２５】
ステップ３０６では、太陽の位置を特定する。太陽の位置は、例えば、上記ステップ３００及びステップ３０２で取得した情報に基づいて、自車に対する太陽の位置として特定されてもよい。太陽の位置は、自車位置（緯度、経度）と日時との関係でマップ（テーブル）として保持されてもよい。太陽の位置は、夏至、春分、秋分、冬至毎に用意された時刻別の太陽位置情報に基づいて特定されてもよい。
【００２６】
ステップ３０８では、照度センサ２２からの入力を受ける。即ち、照度センサ２２を介して自車の照度情報を取得する。
【００２７】
ステップ３１０では、上記ステップ３０８で取得した照度情報に基づいて、直射日光が自車に当たっているか否かを判定する。例えば、照度センサ２２の出力値が所定閾値以上である場合は、直射日光が自車に当たっていると判定してもよい。直射日光が自車に当たっている場合は、ステップ３１２に進み、それ以外の場合は、後述のＨＵＤ表示の表示位置の変更（ステップ３１８の処理）は不要であるため、そのまま終了する。
【００２８】
ステップ３１２では、傾斜センサ２６及びジャイロセンサ２４からの入力を受ける。即ち、傾斜センサ２６及びジャイロセンサ２４を介して車両の傾斜及び方向（３次元での向き）に関する情報（以下、３次元向き情報という）を取得する。
【００２９】
ステップ３１４では、運転者の視点を特定する。運転者の視点は、任意の方法で特定されてもよい。例えば、簡易的な方法として、運転者の視点は、運転席シートのシートポジション（シートポジションセンサ２８からの情報）に基づいて特定されてもよい。運転者の視点は、運転者の身長の相違に起因して変化するので、運転者の視点は、平均的な運転者の身長を仮定して特定されてもよいし、若しくは、運転者の視点は、存在する場合は運転者情報（例えば初期設定時に入力した情報）における身長情報を使用し、身長が加味される態様で特定されてもよい。また、運転者の視点は、インナミラーの向きやサイドミラーの向きの検出結果（例えばセンサにより検出）に基づいて特定されてもよい。これは、運転者の視点とインナミラーの向きとは相関があり、また、運転者の視点とサイドミラーの向きとは相関があるためである。或いは、運転者の視点は、車内カメラにより検出されてもよい。
【００３０】
ステップ３１６では、上記ステップ３０６で特定した太陽の位置と、上記ステップ３１２で取得した車両の３次元向き情報と、上記ステップ３１４で特定した運転者の視点とに基づいて、ＨＵＤ表示が太陽と重なっているか否かを判定する。具体的には、上記ステップ３０６で特定した太陽の位置と、運転者の視点とを結ぶ直線（以下、「太陽−視点直線」という）上又はその周辺に、ＨＵＤ表示が存在するか否かを判定する。例えば、運転者の視点を原点として車両の３次元向きに基づく車両の進行方向をＹ軸としたローカル座標系を想定し、当該ローカル座標系におけるＨＵＤ表示の位置ベクトルと、当該ローカル座標系における太陽の位置ベクトルとのなす角度が、所定角度以下であるか否かを判定してもよい。所定角度は、ＨＵＤ表示が太陽の存在により見難くなる角度範囲の上限値に対応してよく、試験等により適合されてもよい。所定角度は、０であってもよいが、現実的には、太陽−視点直線周辺にＨＵＤ表示が存在する場合も運転者は眩しさを感じるため、所定角度は０より大きい値であってよい。ＨＵＤ表示が太陽と重なっている場合は、ステップ３１８に進み、それ以外の場合は、後述のＨＵＤ表示の表示位置の変更（ステップ３１８の処理）は不要であるため、そのまま終了する。
【００３１】
ステップ３１８では、ＨＵＤ表示の表示位置を変更する。具体的には、ＨＵＤ表示の表示位置を太陽−視点直線から離間する方向に変更する。例えば、上述のローカル座標系を想定した場合、ローカル座標系におけるＨＵＤ表示の位置ベクトルと、ローカル座標系における太陽の位置ベクトルとのなす角度が、所定角度より大きくなるように、ＨＵＤ表示の表示位置を変更してよい。ＨＵＤ表示の表示位置の変更方向は、左右方向であってもよいし、上下方向であってもよいし、これらの組合せであってもよい。ＨＵＤ表示の表示位置の左右方向の変更は、表示器４２の左右方向の出力画素位置（ＨＵＤ表示に係る表示光を発生する画素位置）を変化させることで実現されてもよい。この目的のため、表示器４２は、左右方向に十分なサイズ（表示光出力範囲）を有するように構成されてよい。或いは、かかる移動は、表示器４２の左右方向の位置を移動させることで機械的に実現されてもよい。また、ＨＵＤ表示の表示位置の上下方向の変更は、表示器４２の上下方向の出力画素位置（ＨＵＤ表示に係る表示光を発生する画素位置）を変化させることで実現されてもよい。この目的のため、表示器４２は、上下方向に十分なサイズを有するように構成されてよい。或いは、かかる移動は、表示器４２の上下方向の位置を移動させることで機械的に実現されてもよい。いずれの場合も、ＨＵＤ表示の表示位置の移動範囲は、表示器４２のサイズ等により決まる。従って、ＨＵＤ表示の表示位置は、移動範囲内で、太陽−視点直線から最も離間する方向に変更（移動）されてよい。
【００３２】
図４は、図３の説明図であり、ＨＵＤ表示の表示位置の変更例を概略的に示す図である。尚、図４は、運転者の視点からのＨＵＤ表示の表示状態を概略的に示す。図４において、運転者から見える風景（実像）として、太陽がある。点線での丸の囲みＱ１は、実像ではなく、表示でもなく、説明上の囲みであり、矢印Ｐ１は、表示でもなく、説明上の矢印である。図４に示す例では、ＨＵＤ表示は、車速情報を伝達する表示であり、ここでは「６０ｋｍ／ｈ」である。
【００３３】
図４において、７０１は、ＨＵＤ表示の変更前の表示位置を示し、７０２は、ＨＵＤ表示の変更後の表示位置を示す。図４に示す例では、変更前の表示位置７０１では、ＨＵＤ表示が、太陽−視点直線を中心として所定範囲Ｑ１内に位置する。このため、図３のステップ３１６では肯定判定され、ステップ３１８の処理が実行される。この結果、ＨＵＤ表示は、表示位置７０２で出力される。即ち、ＨＵＤ表示は、矢印Ｐ１にて示すように、表示位置７０１から表示位置７０２へと移動される。このようにして、図３に示す処理によれば、ＨＵＤ表示の表示位置は、太陽の影響が低減される位置に移動される。
【００３４】
以上説明した本実施例のヘッドアップディスプレイ装置１０によれば、とりわけ、以下のような優れた効果が奏される。
【００３５】
上述の如く、ＨＵＤ表示の表示位置が、運転者の視点と太陽の位置との関係に応じて変化されるので、ＨＵＤ表示を見るときの運転者の眩しさを低減し、ＨＵＤ表示の視認性を高めることができる。即ち、ＨＵＤ表示の表示位置を、太陽の影響が低減される位置に移動することで、ＨＵＤ表示の表示位置を常に同一位置に表示する構成に比べて、太陽の影響を低減してＨＵＤ表示の視認性を高めることができる。
【００３６】
また、本実施例では、ＨＵＤ表示の表示位置を変更するための情報取得手段として、車外を撮影するカメラを使用しないので、簡易な構成を実現することができる。尚、ヘッドアップディスプレイ装置１０が搭載される車両は、他の目的（例えば、白線認識や障害物認識等）のために車外を撮像するカメラが搭載されてもよい。
【００３７】
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
【００３８】
例えば、図３に示す処理は、多様な変更が可能である。例えば、ステップ３０４の判定及びステップ３１０の判定のいずれか若しくは双方は省略されてもよい。ステップ３１０の判定を省略する場合は、それに伴ってステップ３０８の処理が省略されてもよい。また、太陽の位置情報は、外部（例えば、センタサーバー）から無線通信を介して取得してもよい。この場合、ステップ３０２の処理は省略されてもよい。
【００３９】
また、上述した実施例では、ヘッドアップディスプレイ装置１０は車両用であったが、他の移動体に搭載することができる。例えば、ヘッドアップディスプレイ装置１０は、自動車以外の他の車両（鉄道、建設機械）のみならず、航空機や船舶等に搭載されてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１０    ヘッドアップディスプレイ装置
１２    ＥＣＵ
２０    ＧＰＳ受信機
２２    照度センサ
２４    ジャイロセンサ
２６    傾斜センサ
２８    シートポジションセンサ
４０    ＨＵＤユニット
４２    表示器
４４    凹面鏡
【図１】
2014201197.tif 000003
【図２】
2014201197.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014201197.tif 000006