(57)【要約】【解決手段】自動車両用ヒューマンマシンインタフェースは、情報を表示するための、計器クラスタと少なくとも１つのヘッドアップディスプレイとを含む。ＨＭＩは、少なくとも１つの画像生成ユニットを含み、その各々は、時間変調されるレーザビームを発生させるためのレーザと、二次元リサージュパターンでディフューザの全体にわたってレーザビームを掃引するためにレーザビームの光路に配置されるマイクロ電気機械式走査ミラーとを含む。ＨＭＩは、車両の搭載コンピュータおよび／または他の搭載装置とインタフェース接続可能な中央制御ユニットを含む。中央制御ユニットのプロセッサは、少なくとも２つの画像生成ユニットによって生成されるべき画像を決定し、各画像生成ユニットのために二次元リサージュパターンおよび少なくとも１つのレーザビームの変調を計算するように構成され、その組み合わせによって各々の画像が生成される。【選択図】図２
2013148901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車両のためのヒューマンマシンインタフェースであって、
車両の運転手に情報を表示するための
計器クラスタと、
少なくとも１つのヘッドアップディスプレイと
を備え、
前記計器クラスタおよび前記少なくとも１つのヘッドアップディスプレイは、少なくとも２つの画像生成ユニットを備え、
前記画像生成ユニットの各々は、
時間変調される少なくとも１つのレーザビームを発生させるための少なくとも１つのレーザと、
前記レーザビームの光路に配置されるマイクロ電気機械式ミラーであって、二次元リサージュパターンでディフューザの全体にわたって前記レーザビームを掃引するためのマイクロ電気機械式ミラーと
を備え、
前記画像生成ユニットの各々は、前記少なくとも１つのレーザビームの前記時間変調と、前記二次元リサージュパターンと、の組み合わせから生じる画像を前記ディフューザ上に発生させるように構成され、
前記ヒューマンマシンインタフェースは、中央制御ユニットを備え、
前記中央制御ユニットは、画像の形態で表示されるべき情報を受け取るために、車両の搭載コンピュータと、１つまたは複数の車両に搭載の装置と、のうちの少なくとも一方にインタフェース接続でき、
前記中央制御ユニットは、前記少なくとも２つの画像生成ユニットに動作可能に接続されるプロセッサを備え、
前記プロセッサは、前記少なくとも２つの画像生成ユニットによって生成されるべき画像であって、前記表示されるべき情報を含む画像を決定し、前記画像生成ユニットの各々のために、二次元リサージュパターンと、前記少なくとも１つのレーザビームの変調と、を集中型で計算するように構成されており、前記二次元リサージュパターンと前記変調との組み合わせによって、前記表示されるべき画像がそれぞれ生成される
ヒューマンマシンインタフェース。
【請求項２】
請求項１に記載のヒューマンマシンインタフェースであって、
前記計器クラスタおよび前記少なくとも１つのヘッドアップディスプレイの各々は、少なくとも１つの画像生成ユニットを備える
ヒューマンマシンインタフェース。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のヒューマンマシンインタフェースであって、
中央コンソールを備え、
前記中央コンソールは、画像生成ユニットを備える
ヒューマンマシンインタフェース。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のヒューマンマシンインタフェースであって、
前記少なくとも２つの画像生成ユニットのうちの少なくとも１つは、時間変調される複数のレーザビームを発生させるための複数のレーザを備える
ヒューマンマシンインタフェース。
【請求項５】
請求項４に記載のヒューマンマシンインタフェースであって、
前記少なくとも２つの画像生成ユニットのうちの前記少なくとも１つは、赤色、青色および緑色のレーザを備える
ヒューマンマシンインタフェース。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のヒューマンマシンインタフェースであって、
前記少なくとも２つの画像生成ユニットの各々は、前記マイクロ電気機械式ミラーの実際の位置と振動とのうちの少なくとも一方を検知するように構成されるミラーセンサを備え、
前記プロセッサは、前記リサージュパターンを計算するときと、前記マイクロ電気機械式ミラーの不具合を診断するときと、のうちの少なくとも一方のときにおいて、前記実際の位置と前記振動とのうちの少なくとも一方を考慮に入れるように構成される
ヒューマンマシンインタフェース。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のヒューマンマシンインタフェースであって、
前記少なくとも２つの画像生成ユニットの各々は、前記少なくとも１つのレーザの実際のレーザ発振状態を検知するように構成されるレーザセンサを備え、
前記プロセッサは、前記少なくとも１つのレーザビームの前記変調を計算するときと、前記少なくとも１つのレーザの不具合を診断するときと、のうちの少なくとも一方のときにおいて、前記実際のレーザ発振状態を考慮に入れるように構成される
ヒューマンマシンインタフェース。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載のヒューマンマシンインタフェースであって、
前記少なくとも１つのヘッドアップディスプレイは、複数のヘッドアップディスプレイであり、
前記複数のヘッドアップディスプレイの各々は、画像生成ユニットを備える
ヒューマンマシンインタフェース。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載のヒューマンマシンインタフェースを備える自動車両。
【請求項１０】
請求項８を引用する請求項９に記載の自動車両であって、
前記自動車両は、ダッシュボードとフロントガラスとを備え、
前記複数のヘッドアップディスプレイの複数の前記画像生成ユニットは、前記フロントガラスの異なる領域に情報を表示するために、前記ダッシュボードの異なる領域に配置される
自動車両。
【請求項１１】
請求項１０に記載の自動車両であって、
複数の前記ヘッドアップディスプレイの複数の前記画像生成ユニットは、車両の異なる乗員に情報を表示するように構成される
自動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、自動車両（例えば、自動車など）のためのヒューマンマシンインタフェースに関し、具体的には、光学的に情報を表示するための計器クラスタおよび１つまたは複数のヘッドアップディスプレイを含むヒューマンマシンインタフェースに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の電子技術の複雑性が、この何年間中に著しく増加している。多数の新しい機能性のために、著しい量の情報を運転手に光学的に表示することが求められている。この情報は、通常、計器クラスタ（ハンドルの背後にある）、中央コンソール（すなわち、ダッシュボードから始まりその下方に続く車両内部の前方の中央領域で制御を受け持つ表面）、および、最新の自動車ではますます多くの場合、ヘッドアップディスプレイなど、複数の完全に独立した装置を介して伝達される。中央コンソールは別として、これらの情報伝達装置のそれぞれは、通常、運転手のみに向けた情報のために構成される。
【０００３】
従来の計器クラスタが、米国意匠特許第６３７１２８号に示されている。従来の計器クラスタでは、情報は、ランプまたはＬＥＤ（所定の警報およびピクトグラムを照明するため）、アナログ計器およびカウンタ（ステップモータを使用する）、セグメントＬＣＤまたはカラーＬＣＤスクリーンさえも使用して運転手に提供される。
【０００４】
例えば計器クラスタ中の薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）など、より多用途の表示装置を使用するためには多くの課題を伴い、具体的には、コスト、品質および信頼性の問題、製品の所与の範囲にわたるシステムの適合性および拡張性が挙げられる。
【０００５】
ヘッドアップディスプレイに関し、市場で現在入手可能な装置は、電子回路、中継用光学素子、画像生成ユニット、および、いくつかの場合にはコンバイナの配置を可能にする機構を含むパッケージとして提供される。このタイプのヘッドアップディスプレイは、国際公開第２００７／１０７５１５号に開示されている。このタイプのヘッドアップディスプレイには、大きなパッケージングをダッシュボードの下に組み込むことが求められる。したがって、ヘッドアップディスプレイは、利用可能な空間があるという理由で、運転手の前方にだけ配置されてきた（運転手から見て、計器クラスタの背後に）。それゆえに、通常のヘッドアップディスプレイの表示領域は、運転手の直前のわずかな領域に限定され、結果として、表示されるべき情報の量が限定される。さらに、従来のヘッドアップディスプレイによって表示される情報は、気晴らしのためでなく安全性の観点から、自動車中の他の同乗者にその情報を表示するという利点があるにもかかわらず、運転手だけが見ることができる。
【０００６】
次に中央コンソールでは、現在利用できるディスプレイは、サイズの観点から限定される。さらに、今のところ利用できるもっとも巧妙な表示装置は、スクリーンが平面であり、そのためにデザイン（設計、意匠）可能性が制限されている。自動車工業界は、中央コンソールの湾曲した表面上に情報を表示することができる表示装置に対して関心を抱いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国意匠特許第６３７１２８号
【特許文献２】国際公開第２００７／１０７５１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、様々なタイプの車両に比較的容易に適合させることができる自動車両のための、より多用途なヒューマンマシンインタフェースを提供することである。この目的は、請求項１に記載されるヒューマンマシンインタフェースによって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、自動車両のためのヒューマンマシンインタフェースは、車両の運転手に、そして任意で一人または複数の同乗者に、情報を表示するための、計器クラスタと、少なくとも１つのヘッドアップディスプレイとを含む。計器クラスタおよび少なくとも１つのヘッドアップディスプレイは一緒に、少なくとも２つの画像生成ユニット（ＰＧＵ）を含む。これらは、有利にもヒューマンマシンインタフェースの異なる領域に配置される。各画像生成ユニットは、時間変調される少なくとも１つのレーザビームを発生させるための少なくとも１つのレーザと、レーザビームの光路に配置され、二次元リサージュパターンでディフューザの全部にわたって少なくとも１つのレーザビームを掃引するためのマイクロ電気機械式走査ミラーとを含む。したがって、各画像生成ユニットは、ディフューザ上に、少なくとも１つのレーザビームの時間変調と、二次元リサージュパターンと、の組み合わせから生ずる画像を生成する。さらに、ヒューマンマシンインタフェースは、中央制御ユニットを含む。中央制御ユニットは、画像の形態で表示されるべき情報を受け取るために、車両搭載コンピュータおよび／または１つまたは複数の車両搭載装置にインタフェース接続されるように構成される。中央制御ユニットは、少なくとも２つの画像生成ユニットに動作可能に接続されるプロセッサを含む。プロセッサは、少なくとも２つの画像生成ユニットによって生成されるべき画像であって、表示されるべき情報を含む画像を決定し、かつ、各画像生成ユニットのために、二次元リサージュパターンと、少なくとも１つのレーザビームの変調と、を計算するように構成され、それらパターンおよび変調の組み合わせによって、それぞれの画像が表示されることになる。
【００１０】
本開示の文脈において、用語「画像（picture）」は、人の目が知覚でき、情報を伝達することが可能な任意の種類のイメージを指し示し、具体的には、シンボル、ピクトグラム、文字、数字、グラフ、計器、カーソルなどである。
【００１１】
理解されるように、中央制御ユニットのプロセッサは、各画像生成ユニットのリサージュパターンおよびレーザビーム変調を集中型で計算するように構成される。したがって、計算能力を中央制御ユニットに集中することができ、このため、計算能力を最も効果的に使用することが可能になる。現在市場で入手可能なマイクロ電気機械式走査ミラーを使用するマイクロ投影装置は、レーザまたはＭＥＭＳミラードライバと同じパッケージ中のすべてのイメージアルゴリズムおよびカラー管理を実行するプロセッサを含む。複数の場所で情報を表示するために自動車内部でそのような既存の装置を使用すると、計算量と複雑なシステムアーキテクチャの掛け算に繋がることになる恐れがあるが、それは、本発明によるヒューマンマシンインタフェースでは回避される。本発明によるヒューマンマシンインタフェースの重要な利点は、中央制御ユニットのみを、車両搭載コンピュータおよび／または車両に搭載される他の装置にインタフェース接続すればよいことである。それゆえ、搭載コンピュータまたは他の信号源からの信号取得、および、取得された信号のフィルタリングが、すべての画像生成ユニットのために集中型で実行される。
【００１２】
本発明によるヒューマンマシンインタフェースは、集中型電子管理および集中型処理との完全なドライバインタフェースシステムを実現することができる。中央制御ユニットでは、レーザドライバおよびＭＥＭＳドライバを制御するための集約型の計算が実施され、中央制御ユニットは、車両の計器クラスタの領域中に（すなわち、運転手から見て、ハンドルの背後のダッシュボードの領域中に）配置されることが好ましい。画像生成ユニットは、自動車の様々な領域に、例えば、ダッシュボードの上側表面上に、計器クラスタや中央コンソールの中に、または、後部座席の同乗者がはっきりと見ることができる自動車内部の複数の場所中に分散されることが好ましい。
【００１３】
さらに理解されるように、本発明によって、運転手だけのためでなく自動車中の様々な同乗者のためのヘッドアップディスプレイを実装することが可能になる。具体的には、複数のヘッドアップディスプレイを備えることができ、ヘッドアップディスプレイのそれぞれが画像生成ユニットを含み、各画像生成ユニットが、ダッシュボードの異なる領域に配置されることが好ましい。
【００１４】
ヒューマンマシンインタフェースの好ましい実施形態によれば、計器クラスタおよび少なくとも１つのヘッドアップディスプレイのそれぞれは、少なくとも１つの画像生成ユニットを含む。計器クラスタの画像生成ユニットは、計器、ランプなど、従来のアナログまたはデジタルの表示装置に補充されるものとすることができる。しかし、好ましくは、計器クラスタの画像生成ユニットが、そのような従来の表示装置に取って代わることである。
【００１５】
また、好ましくは、ヒューマンマシンインタフェースの中央コンソールは、画像生成ユニットを含む。各画像生成ユニットのディフューザは、表面が湾曲してもよい。これは、その結果得られる中央コンソールのデザイン可能性に関して特に高く評価されることになる。例えば、中央コンソールの表面は、タッチセンサ式のディフューザとして実現することができ、ディフューザに付随する画像生成ユニットは、ディフューザ上に画像と制御とを含む情報を投影するために、ディフューザの背後に配置される。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態によれば、少なくとも２つの画像生成ユニットの少なくとも１つは、時間変調される複数のレーザビームを発生させるための複数のレーザを含む。好ましくは、複数のレーザは、赤色、青色および緑色のレーザを含み、それによって、対応する画像生成ユニットは、フルカラー（例えば、ＲＧＢ）で画像を表示することが可能になる。所望なら、画像生成ユニットのすべてが、赤色、青色および緑色のレーザを含んでいてもよい。
【００１７】
好ましくは、各画像生成ユニットは、マイクロ電気機械式ミラーの実際の位置および／または振動を検知するように構成されるミラーセンサを含む。この場合、プロセッサは、リサージュパターンを計算するとき、および／または、マイクロ電気機械式ミラーの不具合を診断するときに、実際の位置および／または振動を考慮に入れるように構成されてもよい。また、各画像生成ユニットは、少なくとも１つのレーザの実際のレーザ発振状態を検知するように構成されるレーザセンサを含んでいてもよい。したがって、プロセッサは、少なくとも１つのレーザビームの変調を計算するとき、および／または、少なくとも１つのレーザの不具合を診断するときに、実際のレーザ発振状態を考慮に入れるように構成されてもよい。理解されるように、各画像生成ユニット中にミラーセンサおよび／またはレーザセンサを設けることによって、中央制御ユニットが高レベルの故障および低レベルの故障の両方を診断することが可能になる。一般に、自動車では、故障は、電流強度または電圧のレベルを測定して検出される。これによって、システムの特定の構成要素の故障に関してではなく、システムの広範囲な故障を明示することができる。本発明の場合、各画像生成ユニットに関し、各振動モードの振幅および／または周波数を検出することができる。さらに、出力光の強度を検出するために、レーザセンサ（例えば、各レーザの出力での光検出器）が設けられてもよい。これらのパラメータによって、中央制御ユニットは、画像生成ユニットが故障モードにあるか否かを検出することが可能になる（高レベル診断）。さらに、中央制御ユニットは、検知されたパラメータが実際の故障に関するものであるのか、それとも、性能の低下に関するものであるのかを検出することができる（低レベル診断）。本発明の好ましい実施形態によれば、各画像生成ユニットは、その構成要素の機能達成に関するパラメータを中央制御ユニットのＰＧＵ選択モジュールに送り、中央制御ユニットのＰＧＵ選択モジュールは、パラメータを診断モジュールに転送する。故障の場合、診断モジュールは、故障によって画像生成ユニットをシャットダウンする必要があるかどうかを決定する。必要である場合、診断モジュールは、ＰＧＵ選択モジュールに適宜指示し、ＰＧＵ選択モジュールは、その指示に従って、故障した画像生成ユニットを停止させ、その故障に関する情報を車両のバスインタフェースを介して車両の搭載制御ユニットに送る。
【００１８】
本発明の一態様は、本明細書に述べるようなヒューマンマシンインタフェースを含む自動車両に関する。そのような自動車両は、ダッシュボードと、フロントガラスとを含むことが好ましく、ヘッドアップディスプレイの複数の画像生成ユニットは、フロントガラスの異なる領域に情報を表示するために、ダッシュボードの異なる領域に配置することが好ましい。ヘッドアップディスプレイの画像生成ユニットは、車両の異なる乗員（例えば、運転手、前席の同乗者および／または中間後部席の同乗者）に情報を表示するように構成されてもよい。
【００１９】
ここで、本発明の好ましい実施形態について、例示を目的として、添付図面を参照して述べる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】自動車中のヒューマンマシンインタフェースの従来の計器のアーキテクチャの概略図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態による自動車用のヒューマンマシンインタフェースの概略説明図である。
【図３】図２のヒューマンマシンインタフェースのアーキテクチャの概略図である。
【図４】本発明の文脈で使用するための画像生成ユニットの一例のブロック図である。
【図５】図２の好ましい実施形態における中央制御ユニットと画像生成ユニットとの相互作用の説明図である。
【図６】そのそれぞれが、自動車の様々な乗員に情報を表示するための表示領域を有する、複数のヘッドアップディスプレイを備える自動車のダッシュボードの説明図である。
【図７】図６に示すようなダッシュボードを備える自動車内部の平面図である。
【図８】マイクロミラーを基礎とする画像生成ユニットを含む計器クラスタの概略図である。
【図９】マイクロミラーを基礎とする画像生成ユニットを含む中央コンソールの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に、ヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ：human-machine interface）を達成するために自動車両で使用される従来の計器のアーキテクチャを示す。ＨＭＩは、一般に、３つの互いに独立した計器、すなわち、計器クラスタ１０と、ヘッドアップディスプレイ１２と、中央コンソール１２ｂとを含む。計器クラスタは、車両の運転手に情報を伝達するために、主制御ユニット２０と、警報ランプ１４と、アナログ計器１６と、セグメントＬＣＤ１８とを含む。また、計器クラスタは、表示装置用の様々な電気駆動回路２２，２４を含む。主制御ユニット２０は、信号取得や、信号のフィルタリングを実行し、車両の運転手に表示されるべき情報を計算する。ヘッドアップディスプレイ１２は、同様の主制御ユニット２８を含む。また、中央コンソールは、主制御ユニット２８ｂを含む。３つの計器のそれぞれは、表示されるべき情報を車両のバスインタフェース（コントローラエリアネットワーク）から取得し、個別に計算を実行する。
【００２２】
図２に、本発明の好ましい実施形態による自動車両用のヒューマンマシンインタフェース３０を示す。ヒューマンマシンインタフェースは、車両の運転手および同乗者に情報を表示するために、計器クラスタ３２と、一式のヘッドアップディスプレイ３４と、中央コンソール３６とを含む。一式のヘッドアップディスプレイ３４は、ダッシュボード４４の上側表面上に配置される複数の画像生成ユニット３８，４０，４２を含む。画像生成ユニット３８，４０，４２のそれぞれは、仮想イメージがフロントガラス４６の背後で（自動車内部から見て）それぞれの観察者の視野内に生成されるような方法で、フロントガラス４６上に光ビームを投影するように構成される。計器クラスタ３２は、画像生成ユニット４８を含み、画像生成ユニット４８は、ハンドル（図２に示さず）の背後に配置される１つまたは複数のスクリーン５０上に、または、スクリーン５０の背後に、情報が表示されるように情報を投影する。中央コンソール３６は、中央コンソールの外側表面を形成する拡散型スクリーン５２と、画像生成ユニット５４とを含む。画像生成ユニット５４は、情報、場合によっては、それに加えて制御要素を、拡散型スクリーン上に投影する。画像生成ユニット３８，４０，４２，４８，５４のそれぞれは、時間変調されるレーザビームを発生させるための少なくとも１つのレーザと、レーザビームの光路に配置されるマイクロ電気機械式走査ミラーとを含む。動作の際、マイクロ電気機械式走査ミラーは、二次元リサージュパターンでディフューザの全体にわたってレーザビームを掃引するような方法で制御される。変調されたレーザビームと、レーザビームのスポットの掃引動作とがディフューザ上で組み合わされて、二次元画像が生成されることになる。
【００２３】
図３に示すように、画像生成ユニット３８，４０，４２，４８，５４のそれぞれは、中央制御ユニット５６に動作可能に接続され、中央制御ユニット５６は、画像の形態で表示されるべき情報を受け取るために、車両インタフェースバスまたはＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling：低電圧差動信号）ビデオインタフェースを介して、車両の搭載コンピュータにインタフェース接続される。中央制御ユニット５６は、プロセッサを含み、そのプロセッサは、受け取った情報に基づいて、少なくとも２つの画像生成ユニットによって生成されるべき画像を決定し、かつ、各画像生成ユニット３８，４０，４２，４８，５４のために、マイクロミラーの２つの振動モードによって生成されるリサージュパターンと、レーザビームの変調とを計算するように構成される。かかるリサージュパターンと変調との組み合わせによって、表示されるべきそれぞれの画像が生成されることになる。
【００２４】
図３に、図２のヒューマンマシンインタフェース３０のアーキテクチャを概略的に示す。中央制御ユニット５６は、車両のＣＡＮバスにインタフェース接続されており、車両のＣＡＮバスを介して、車両に関する情報を受け取る。中央制御ユニット５６は、信号取得と信号のフィルタリングとを実行する。中央制御ユニット５６は、車両の運転手に表示されるべき情報を計算するプロセッサを含む。プロセッサは、運転手および複数の同乗者に表示されるべき画像に関するグラフィック計算すべてを行う。具体的には、プロセッサは、ＰＧＵ選択モジュールおよび診断モジュールも含む。
【００２５】
図４に、画像生成ユニット３８、４０、４２、４８または５４の好ましいアーキテクチャを示す。画像生成ユニットは、マイクロ電気機械式ミラー５８を含み、マイクロ電気機械式ミラー５８は、様々な振動モードで振動し、各振動モードは、特定の軸に関連する。マイクロ電気機械式ミラー５８は、それぞれ、赤色レーザ６０、緑色レーザ６２および青色レーザ６４によって生成される赤色、緑色および青色のレーザビームの光路に配置される。マイクロ電気機械式ミラー５８は、レーザビームをディフューザ６６上に向けて偏向させ、ディフューザ６６上には、ミラー振動とレーザビームの変調との組み合わせから生じる画像が生成される。マイクロ電気機械式ミラー５８は、マイクロミラードライバ６８によって制御される。マイクロミラーセンサ７０は、プロセッサにフィードバックするために、マイクロ機械式ミラーの振動を検知する。レーザ６０，６２，６４は、１つまたは複数のレーザドライバ７２によって制御される。１つまたは複数のレーザセンサ７４は、レーザビームの変調をモニタし、対応する信号を中央制御ユニット５６のプロセッサに返す。
【００２６】
図５に、中央制御ユニット５６と、画像生成ユニット３８，４０，４２，４８，５４の１つ、例えば、画像生成ユニット３８と、の間の相互作用を概略的に示す。画像生成ユニット３８によって表示されるべき情報の種類（例えば、車両の速度、燃料レベル、先行車両との距離など、場合によって運転手によって選択可能な情報）に基づいて、中央制御ユニットは、表示されるべき画像（情報を含む）を決定し、マイクロミラーの振動（マイクロミラー制御モジュール）およびレーザビームの変調（カラー管理モジュール）の関連するパラメータを計算する。対応するデータは、画像生成ユニット３８に送られ、画像生成ユニット３８においてデジタル／アナログ変換器７６によって受け取られ、アナログ信号としてマイクロミラードライバ６８とレーザドライバ（複数可）７２とに、それぞれ転送される。ハードウェア（すなわち、レーザ（複数可）およびマイクロ機械式ミラー）の応答は、マイクロミラーセンサ７０とレーザセンサ７４とによってモニタされる。マイクロミラーセンサ７０およびレーザセンサ７４の出力信号は、アナログ／デジタル変換器７６’によってデジタル信号に変換されて、中央制御ユニット５６に送信される。中央制御ユニットのプロセッサは、何らかの故障または不具合を検出するために、マイクロミラーセンサ７０およびレーザセンサ７４から受け取った信号をモニタするように構成される（高レベルおよび低レベル診断モジュール）。
【００２７】
中央制御ユニットは、画像生成ユニット３８，４０，４２，４８，５４のそれぞれのために実質的に同じタスクを実行することを理解されるであろう。しかし、表示されるべき情報と、それゆえ生成されることになる画像とは、画像生成ユニット毎に異なる可能性がある。したがって、中央制御ユニットは、各画像生成ユニットのための制御パラメータを別々に計算する。異なる画像生成ユニットに関する計算（制御信号および診断）は、並列に、または順次に実行することができる。プロセッサは、計算、様々な画像生成ユニットへのデータの送出、および、様々な画像生成ユニットからのデータの受け取りを調整するために、スケジューラ（ＰＧＵ選択モジュール）を実装することができる。
【００２８】
ＰＧＵ選択モジュールの役割は、ＰＧＵ構成要素に関する特定のタイミングサイクルに従って、画像生成ユニットのそれぞれに必要な情報を配信することである。また、ＰＧＵ選択モジュールは、各画像生成ユニットから生じるデータを中央制御ユニットの特定のモジュールに配信する。
【００２９】
以下の記述では、ｎは、画像生成ユニットの数を指し示し、イメージの要求される解像度がｐ×ｑである。イメージの生成は、次のようにして達成される。すなわち、１イメージフレームの間、各画像生成ユニットの走査ミラーは、そのすべての画素のために少なくともｎ回照明される（言い換えると、イメージ領域がレーザビームによって走査される）。ミラー振動とレーザとが同期するので、観察者は、イメージが定常的である印象を受ける。
【００３０】
１イメージフレームに必要な時間は、１／ｖであると想定され、この時間間隔の間、各画像生成ユニットは、画像をｍ回生成する。ｍは、それぞれの画像が人の目には識別できないように選択される。
【００３１】
画像生成ユニットが単一である場合、画像生成ユニットのレーザビームが１イメージフレームの間に１つの仮想画素を照明するために利用できる全体時間は、次のように計算できる。
【数１】
2013148901.tif 000003
【００３２】
画像生成ユニットはｎ個あるので、１イメージフレームの間に１つの画素を照明するために利用できる全体時間は、次に示すようになる。
【数２】
2013148901.tif 000004
【００３３】
１イメージフレームの間に全イメージ領域はｍ回走査されるので、１画素のそれぞれの照明の持続時間として、次式が得られる。
【数３】
2013148901.tif 000005
【００３４】
したがって、各画像生成ユニットについて、マイクロミラーは、少なくとも１／τｍｉｎに等しい周波数で振動することが必要になる。
【００３５】
画素の照明時間の各間隔に関し、色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を混合することによって必要な混合色が与えられ、対応するデータが画像生成ユニットに送信されることを保証するために、カラー管理モジュールは、各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）について適切な出力レベルを決定する。各時間間隔の間、ＰＧＵ選択モジュールは、専用のイメージコンテンツを専用の画像生成ユニットに送る。
【００３６】
一例として、図３の５つの画像生成ユニットと、画像生成ユニットのそれぞれによって表示されるべき情報とを、以下の表のように考えることができる。
【表１】
2013148901.tif 000006
（ただし、速度＝速度情報、ＨＢ＝高ビーム指示器、ＬＢ＝低ビーム指示器、ＴＬ＿Ｌ＝方向指示器（左側）、ＴＬ＿Ｒ＝方向指示器（右側）、燃料＝燃料指示器、ｒｐｍ＝エンジン速度、ＧＰＳ＝ＧＰＳ情報、ＡＣ＝空調情報である）。プロセッサは、ＣＡＮバスまたは車両の搭載制御ユニットから関連する情報を受け取り、対応する画像を各画像生成ユニットのために計算する。次いで、これらの画像に関するデータが、異なる画像生成ユニットに異なる時間スロット（時間間隔）で配信される。１つの特定の画像生成ユニットのための画像は、周波数ｖで計算される、すなわち、新画像が、持続時間１／ｖの各時間間隔の後で計算される。１イメージフレーム内で、各画像は、それぞれの画像生成ユニットにｍ回送信される。各サブイメージ（各画像のｍ個のコピーの１つ）は、以下の期間継続される。
【数４】
2013148901.tif 000007
【００３７】
図６および図７に、一式のヘッドアップディスプレイ３４を装備したダッシュボードを示している。ヘッドアップディスプレイのそれぞれは、異なる自動車の乗員に情報を表示するために、それぞれの表示領域７８，８０，８２を含む。各表示領域７８，８０，８２に表示されるべき画像は、前に述べた画像生成ユニット３８，４０，４２（図４および図５参照）によって生成される。グラフィック計算が中央制御ユニットで実行されるおかげで、それぞれの画像生成ユニットは、極めて小型な装置として実現することができ、画像生成ユニットは、自動車のダッシュボード中に容易に組み込むことができる。図６の挿入部に示すように、各ヘッドアップディスプレイの画像生成ユニットは、ディフューザプレート６６を含んでおり、ディフューザプレート６６上に、実際のイメージが形成される。コンバイナ（これは、フロントガラス上に、またはその前方に配置することができる）は、それぞれの観察者の方向に向けて光を反射する。その結果、観察者は、表示された情報を、仮想イメージ８４，８６，８８としてコンバイナの背後に見る。それぞれの観察者の目の位置に中心を置く比較的狭い立体角からのみ各仮想イメージを見ることができるように、ディフューザの分散特性およびコンバイナの反射または回折特性を選択することが好ましい。したがって、各イメージは、特定の方向からのみ見ることができ、そのため、例えば、運転手９０が同乗者９２，９４に向けて表示された画像によって気を散らすことを回避することが可能になる。
【００３８】
図８に、本発明によるヒューマンマシンインタフェースにおいて使用するための計器クラスタの好ましい実施形態を示す。図示した実施形態によれば、計器クラスタの情報は、奥行きがある投影として運転手に表示される。すなわち、計器クラスタの情報は、ハンドル９６の直ぐ後ろにあるダッシュボードの表面上のディフューザスクリーンには投影されず、ハンドルから所定の距離を置いて投影される。この構成の第１の利点は、表示される画像の位置を、運転手の目の位置に適合させることができることである。計器クラスタ３２は、画像生成ユニット４８（ディフューザを含み、表示されるべき画像の実際のイメージがディフューザ上に生成される）と、画像生成ユニット４８からの光ビームを回折して仮想イメージ１００を生成する光学素子９８（例えば、ホログラムまたは回折格子）とを含む。運転手は、ウインドウ１０２の背後に、イメージについての仮想イメージ１００として画像を見る。光学素子９８の位置（軸方向位置および／または傾斜）は、全体を１０４で示す調節機構を使用して調節することができる。光学素子９８の位置を変更することによって、運転手は、仮想イメージ１００の位置を調節することができる。光学素子９８をディフューザに置き換えることによって、計器クラスタのより簡単なバージョンを実現することができる。この場合、イメージは、そのようなディフューザの面上に表示される。
【００３９】
図９に、本発明によるヒューマンマシンインタフェースにおいて使用するための中央コンソールの好ましい実施形態を示す。中央コンソールは、ディフューザスクリーン５２を含む。ディフューザスクリーン５２は、画像生成ユニット５４によって背後から照明される。光ビーム１１０がディフューザスクリーン５２の全領域をカバーするように、ミラー１０６，１０８を、画像生成ユニット５４から生じる光ビーム１１０を広げるために設けることができる。理解されるように、ディフューザスクリーン５２は、表面が湾曲していてもよく、そのことによって、これまで市場で入手可能な表示技術を用いては容易に得られなかったデザイン可能性の範囲が切り開かれる。
【００４０】
本発明の具体的な実施形態を詳細に述べてきたが、当業者は、本開示の全体にわたる教示に照らして様々な変形および代替をそれらの細部に関して開発することが可能であることを理解するであろう。したがって、開示された具体的な構成は、例示のためのみであって、本発明の範囲を限定するものでないことを意味し、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその任意かつすべての同等物の全範囲に付与されるべきである。
【符号の説明】
【００４１】
１０  計器クラスタ
１２  ヘッドアップディスプレイ
１２ｂ  中央コンソール
１４  警報ランプ
１６  アナログ計器
１８  セグメントＬＣＤ
２０  主制御ユニット
２２  装置ドライバ
２４  装置ドライバ
２６  装置ドライバ
２８  ＨＵＤの主制御ユニット
２８ｂ  中央コンソールの主制御ユニット
３０  ヒューマンマシンインタフェース
３２  計器クラスタ
３４  一式のヘッドアップディスプレイ
３６  中央コンソール
３８  画像生成ユニット
４０  画像生成ユニット
４２  画像生成ユニット
４４  ダッシュボード
４６  フロントガラス
４８  画像生成ユニット
５０  スクリーン
５２  拡散型スクリーン
５４  画像生成ユニット
５６  中央制御ユニット
５８  マイクロ電気機械式ミラー
６０  赤色レーザ
６２  緑色レーザ
６４  青色レーザ
６６  ディフューザ
６８  マイクロミラードライバ
７０  マイクロミラーセンサ
７２  レーザドライバ
７４  レーザセンサ
７６  デジタル／アナログ変換器
７６’  アナログ／デジタル変換器
７８  表示領域
８０  表示領域
８２  表示領域
８４  仮想イメージ
８６  仮想イメージ
８８  仮想イメージ
９０  車両の運転手
９２  同乗者
９４  同乗者
９６  ハンドル
９８  光学素子
１００  仮想イメージ
１０２  ウインドウ
１０４  調節機構
１０６  ミラー
１０８  ミラー
１１０  光ビーム
【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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【外国語明細書】
2013148901000001.pdf