(57)【要約】【課題】主に、運転者の目の位置がアイボックスから外れても、画像の歪みが生じる部分を局所的に消すことで、虚像への違和感を生じさせないようにする。【解決手段】表示装置３の画像４を運転席５の前方の反射部材６で反射させて反射部材６の奥側に虚像７を結像させるヘッドアップディスプレイ装置２に関する。  運転者の両目の位置３１，３２を検知可能な検知手段３３を備える。  この検知手段３３で検知した運転者の少なくとも片目の位置３２が、予め設定されたアイボックス２５の範囲から外れた場合に、  虚像７に歪みが生じる部分３５を、表示装置３の画像４から局所的に消す制御手段８を備えるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置の画像を運転席の前方の反射部材で反射させて反射部材の奥側に虚像を結像させるヘッドアップディスプレイ装置において、
運転者の目の位置を検知可能な検知手段を備えていると共に、
該検知手段で検知した運転者の少なくとも片目の位置が、予め設定されたアイボックスの範囲から外れた場合に、
虚像に歪みが生じる部分を、表示装置の画像から局所的に消す制御手段を備えたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記制御手段は、運転者の少なくとも片目の位置のアイボックスの範囲からの外れ量に応じて、表示装置の画像を消す量を変更可能なものとされていることを特徴とする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】
この発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両には、ヘッドアップディスプレイ装置を備えたものが存在している。このヘッドアップディスプレイ装置は、表示装置の画像を運転席の前方の反射部材（例えば、コンバイナなどの専用の反射板）で反射させて反射部材の奥側に虚像を結像させるようにしたものである（例えば、特許文献１参照）。これによって、運転者は、前方を向いて運転している状態から少ない視線移動で、運転の補助となる情報などを得ることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−２７０７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したヘッドアップディスプレイには、以下のような問題があった。
【０００５】
例えば、フロントウィンドウガラスをコンバイナの替わりに反射部材として使用している場合、フロントウィンドウガラスは、複雑な曲面形状をしているため、フロントウィンドウガラスで反射されてできる虚像を歪のないものにするのは困難なことである。そこで、通常の場合、予め設定したアイボックスの範囲（適正な運転姿勢をとっている場合の目の位置の適正な範囲）内に限定して、反射部材に反射投影される虚像の歪が少なく視認されるように表示装置の画像（や光学系）などを調整している。そのため、運転者の目の位置がアイボックスの範囲から外れると、フロントウィンドウガラスと虚像との位置関係が、歪が少なく視認される位置（または適正視認範囲）から外れてしまい、虚像の歪が大きくなって見えるので表示品質が低下すると共に、左右の目に映る虚像の歪の大きさが違って見えることで、運転者に違和感を生じさせてしまうおそれが高い。
【０００６】
そこで、本発明は、上記した問題点を解決することを、主な目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、
表示装置の画像を運転席の前方の反射部材で反射させて反射部材の奥側に虚像を結像させるヘッドアップディスプレイ装置において、
運転者の目の位置を検知可能な検知手段を備えていると共に、
該検知手段で検知した運転者の少なくとも片目の位置が、予め設定されたアイボックスの範囲から外れた場合に、
虚像に歪みが生じる部分を、表示装置の画像から局所的に消す制御手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、上記構成によって、運転者の目の位置がアイボックスから外れても、画像の歪みが生じる部分を局所的に消すことで、虚像への違和感を生じさせないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置の構成図である。
【図２】図１のヘッドアップディスプレイ装置に備えられた制御手段の処理を示すフローチャートである。
【図３Ａ】運転者の目の位置がアイボックスの範囲内にある場合を示す図であり、このうち、（ａ）は運転者の両目に対してそれぞれ映る虚像、（ｂ）は各虚像を合成して視認される虚像である。
【図３Ｂ】運転者の片目の位置がアイボックスの範囲から外れた場合の状態を示す図であり、このうち、（ａ）は運転者の両目に対してそれぞれ映る虚像、（ｂ）は各虚像を合成して視認される虚像である。
【図３Ｃ】この実施例における、運転者の片目の位置がアイボックスの範囲から外れた場合を示す図であり、このうち、（ａ）は運転者の両目に対してそれぞれ映る虚像、（ｂ）は各虚像を合成して視認される虚像である。
【図３Ｄ】運転者の片目の位置がアイボックスの範囲から図３Ｃよりも大きく外れた場合を示す図であり、このうち、（ａ）は運転者の両目に対してそれぞれ映る虚像、（ｂ）は各虚像を合成して視認される虚像である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１〜図３Ｄは、この実施の形態を説明するためのものである。
【実施例１】
【００１１】
＜構成＞以下、この実施例の構成について説明する。
【００１２】
図１に示すように、自動車などの車両１に対し、ヘッドアップディスプレイ装置２を備える。このヘッドアップディスプレイ装置２は、表示装置３（または情報投影部）の画像４を運転席５の前方の反射部材６で反射させて反射部材６の奥側に虚像７を結像させるようにしたものとされる。
【００１３】
ここで、表示装置３には、セグメント型表示器や表示パネルやプロジェクターなどの各種のものを使用することができる。表示装置３の画像４は、例えば、運転の補助となる情報などとされる。ヘッドアップディスプレイ装置２には、表示装置３に画像４を表示させるための制御手段８（または制御装置）が設けられている。
【００１４】
反射部材６には、コンバイナ１１などの専用の反射板や車両１のフロントウィンドウガラス１２（Ｗ／Ｓ）などを使用することができる。コンバイナ１１やフロントウィンドウガラス１２には、必要に応じて、反射処理などが施される。この場合には、フロントウィンドウガラス１２を反射部材６としている。
【００１５】
そして、表示装置３の画像４は、直接、または、ミラー２１などの光学部品を介して間接的に反射部材６へ導かれる。コンバイナ１１やミラー２１などの光学部品は、これらに取付けられた角度調整機構によって運転者の目の高さに合うように角度を調整することが可能となっている。そして、ヘッドアップディスプレイ装置２の制御手段８は、角度調整機構に設けられたセンサーなどからの検出信号２２などに基いて角度情報２３を算出する角度情報検出部２４を備えている（以下、必要に応じて、図２のフローチャートも併せて参照）。
【００１６】
更に、角度情報検出部２４にて取得された角度情報２３に基づいて、運転者に合ったアイボックス２５やアイポイント（視点）などの位置を生成する位置生成部２６を備えている。アイボックス２５は、運転者が適正な運転姿勢をとっている場合の目の位置（アイポイント）の適正な範囲のことである。アイボックス２５は、例えば、横方向（左右方向またはほぼ車幅方向）に対しては、両目（瞳）の間隔のほぼ２倍程度、縦方向（上下方向）に対しては、両目（瞳）の間隔程度の大きさの横長の長方形状などとして設定される。
【００１７】
そして、制御手段８は、アイボックス２５の範囲内に限定して、反射部材６に反射投影される虚像７の歪が少なく視認されるように表示装置３の画像４を調整する画像情報生成部２７を備えている。これにより、反射部材６の奥側に結像される虚像７は、アイボックス２５と対応する範囲（適正視認範囲）内については歪がほとんどないように視認され、上記した範囲（適正視認範囲）外では歪が生じる、または、比較的大きな歪があるように視認されることになる。
【００１８】
以上のような基本的な構成に対し、この実施例では、以下のような構成を備えるようにしている。
【００１９】
（１）運転者の目の位置３１，３２（図３Ａ参照）を検知可能な検知手段３３を備えるようにする。
この検知手段３３で検知した運転者の少なくとも片目の位置（例えば、右目の位置３２）が、予め設定されたアイボックス２５の範囲から外れた場合に（図３Ｂ参照）、虚像７ｂ，７ｃに歪みが生じる部分３５を、図３Ｃに示すように、表示装置３の画像４から局所的に消す制御手段８を備えるようにする（消去部３６）。
【００２０】
ここで、表示装置３の画像４および虚像７は、一例として、「１２３４」の数字を表示したものとしている。但し、画像４および虚像７の内容は、これに限るものではない。そして、反射部材６の奥側に結像される虚像７に対し、運転者の両目には、それぞれ別々に虚像７ａ，７ｂが映り、これらの虚像７ａ，７ｂが脳内で合成されることで単一の虚像７ｃとして視認されることになる。図３Ｂでは、虚像７ａは歪みがなく、虚像７ｂ，７ｃは歪みがあるものとなっている。
【００２１】
検知手段３３は、運転席５の天井部やインストルメントパネル（例えば、メータ装置の周辺）などに運転者へ向けて設けられた視点観測カメラ３４などを備えている。また、制御手段８には、検知手段３３として、視点観測カメラ３４からの運転者の映像を画像処理して視点の位置（または両目の位置３１，３２）を検出する視点位置検出部３７が備えられる。更に、視点位置検出部３７で検出した視点の位置と、位置生成部２６で生成されたアイボックス２５とを比較して視点の位置のアイボックス２５からのズレ（または外れ）を監視すると共に、ズレ量（または外れ量３８）や外れ方向などを算出する視点ズレ量算出部３９が備えられる。なお、制御手段８は、表示装置３の画像４（の表示）を直接消すようにしても良いし、または、シャッターなどによって表示装置３の一部を物理的に隠すようにしても良い。
【００２２】
アイボックス２５の範囲は、必ずしも正確なものでなくても良く、アイボックス２５の外側に若干の余裕代２５ａなどを設定しても良い。あるいは、アイボックス２５の内側に若干の先行消去域などを設けることも可能である。
【００２３】
また、アイボックス２５の範囲からの外れは、主に、左右方向の外れであると考えられるが、上下方向の外れであっても良い。局所的に消すのは、文字通り歪みが生じる部分３５のみをスポット的に消すようにしても良いが、虚像７の歪みは、反射部材６におけるアイボックス２５と対応する範囲（適正視認範囲）から離れる程大きくなる傾向にあることが分かっているので、アイボックス２５と対応する範囲から外れた部分をほぼ全体的に消す（消去部３６）ようにすれば良い。例えば、右目がアイボックス２５の右側に外れた場合には、表示装置３の画像４の右側となる部分を消すようにし、左目がアイボックス２５の左側に外れた場合には、表示装置３の画像４の左側となる部分を消すようにし、両目がアイボックス２５の上側に外れた場合には、表示装置３の画像４の上側となる部分を消すようにし、両目がアイボックス２５の下側に外れた場合には、表示装置３の画像４の下側となる部分を消すようにする。
【００２４】
（２）この際、図３Ｃや図３Ｄに示すように、上記制御手段８は、運転者の少なくとも片目の位置（例えば、右目の位置３２）のアイボックス２５の範囲からの外れ量３８（ズレ量）に応じて、表示装置３の画像４を消す量を変更可能なものとするのが好ましい。
【００２５】
ここで、外れ量３８の算出は、上記した視点ズレ量算出部３９で行うようにし、上記した表示装置３の画像４を消す量の変更は、画像情報生成部２７で行うようにする。
【００２６】
図２は、制御手段８の処理を示すフローチャートである。
【００２７】
ＳＴＡＲＴで制御が開始されると、制御手段８では、ステップＳ１で角度情報検出部２４によって角度調整機構からの角度情報２３を取得する。次に、ステップＳ２で位置生成部２６によって、角度情報検出部２４で検出された角度情報２３に基づいてアイボックス２５や基準となるアイポイントの位置などを算出する。
【００２８】
次に、ステップＳ３で検知手段３３としての視点観測カメラ３４で運転者の映像を撮影し、視点位置検出部３７で視点観測カメラ３４からの運転者の映像を画像処理して実際の視点の位置（または両目の位置３１，３２）を情報として取得する。
【００２９】
そして、ステップＳ４で視点ズレ量算出部３９は、視点位置検出部３７で検出した視点の位置と、位置生成部２６で生成されたアイボックス２５とを比較して、運転者の両目の位置３１，３２のうちの少なくとも一方がアイボックス２５から外れたかどうかを判断し、Ｎｏの場合には、ステップＳ３へ戻ってループすることにより、運転者の両目の位置３１，３２のうちの少なくとも一方がアイボックス２５から外れたかどうかを常時監視する。
【００３０】
Ｙｅｓとなった場合には、ステップＳ５で視点ズレ量算出部３９は、視点のアイボックス２５からのズレ量（または外れ量３８）やズレ方向などを算出して取得する。そして、ステップＳ６で画像情報生成部２７は、運転者の少なくとも片目の位置（例えば、右目の位置３２）のアイボックス２５の範囲からの外れ量３８（ズレ量）に応じて、表示装置３の画像４を消す量を変更する。その後は、ＥＮＤで制御を終了し、再びＳＴＡＲＴへ戻って繰り返すようにしても良いし、または、ステップＳ３へ戻ってループするようにしても良い。
【００３１】
＜作用＞以下、この実施例の作用について説明する。
【００３２】
ヘッドアップディスプレイ装置２では、表示装置３に表示された画像４を、反射部材６の定められた位置へ導いて反射部材６で反射させることにより、運転席５の前方で且つ反射部材６の奥側の位置に虚像７を結像させて（または表示して）乗員に見せることが可能となる。これによって、運転者は、前方を向いて運転している状態からメータ装置を見るよりも少ない視線移動で、運転の補助となる情報などを得ることが可能となる。この際、人間は、両目に映った虚像７ａ，７ｂを脳内で合成することで単一の虚像７ｃとして視認することになる（図３Ａ参照）。
【００３３】
そして、例えば、フロントウィンドウガラス１２を反射部材６とする場合、フロントウィンドウガラス１２は、複雑な曲面形状をしているため、フロントウィンドウガラス１２で反射されてできる虚像７を歪のないものにするのは困難なことである。
【００３４】
そこで、通常の場合、予め設定したアイボックス２５の範囲内に限定して、反射部材６に反射投影される虚像７の歪が少なく視認されるように表示装置３の画像４（や光学系）などを調整している。
【００３５】
そのため、運転者の少なくとも、一方の目の位置３１，３２がアイボックス２５の範囲から外れると、フロントウィンドウガラス１２と虚像７との位置関係が、歪が少なく視認される範囲（適正視認範囲）から外れてしまい、虚像７の歪が大きくなって見えるので、表示品質が低下すると共に、両目に映る虚像７ａ，７ｂの歪の大きさが違って見えることで、運転者に違和感を生じさせてしまうおそれが高い（図３Ｂ参照）。
【００３６】
しかし、運転者の両目の位置３１，３２は、いつもアイボックス２５の範囲内にあるとは限らず、アイボックス２５の範囲から外れた場合でも虚像７は見えてしまうこととなる。
【００３７】
また、近年、ヘッドアップディスプレイ装置２の画像４の大型化が進んでいるため、アイボックス２５の範囲内においても虚像７の歪を低減することが難しくなってきている。
【００３８】
＜効果＞この実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００３９】
（効果１）少なくとも片目の位置（例えば、右目の位置３２）がアイボックス２５の範囲から外れた場合に、虚像７ｃに歪みが生じる部分３５を、表示装置３の画像４から局所的に消すようにした（図３Ｃ参照）。
【００４０】
例えば、図３Ｃに示すように、右目がアイボックス２５の範囲から右側に外れた場合には、左側に見られる虚像７ａは歪みのないものとなっているが、右側に見られる虚像７ｂには歪みが生じることになる。そこで、右側に見られる虚像７ｂの歪みが生じる部分３５（虚像７の右側の「３４」に相当する部分）を、表示装置３の画像４から局所的に消すようにする。
【００４１】
また、左目がアイボックス２５の範囲から左側に外れた場合には、右側に見られる虚像７ｂは歪みのないものとなっているが、左側に見られる虚像７ａには歪みが生じることになる。そこで、左側に見られる虚像７ａの歪みが生じる部分３５（虚像７の左側の「１２」に相当する部分）を、表示装置３の画像４から局所的に消すようにする。
【００４２】
これによって、表示装置３の画像４およびこの画像４による虚像７は、その一部が消えて欠落したものになるが、両方の目に映る虚像７ａ，７ｂおよびこれらを合成して視認される虚像７ｃは、歪みのない、または、歪みが抑えられている部分のみが残るので、虚像７の表示品質が低くならないように維持することができる。
【００４３】
また、虚像７の一部が欠落することで、両目の位置３１，３２のいずれかがアイボックス２５の範囲から外れていること、そして、正しい運転姿勢を取っていないことや、反射部材６やミラー２１などの設定角度が正しくないことなどを知らせることができ、正しい運転姿勢を取ったり、反射部材６などの角度を正しく調整したりするように促す効果も得ることができる。
【００４４】
更に、上記は、特に追加部品などを用いることなく、制御的に実施できるので、容易に実現することが可能である。
【００４５】
（効果２）この際、図３Ｃおよび図３Ｄに示すように、制御手段８が、運転者の少なくとも片目の位置（例えば、右目の位置３２）のアイボックス２５の範囲からの外れ量３８に応じて、表示装置３の画像４を消す量が可変されるようにした。例えば、上記した図３Ｃでは、外れ量３８が相対的に小さいため画像４および虚像７の右側の「３４」に相当する部分が消されているが、外れ量３８がより大きくなった図３Ｄでは、画像４および虚像７の右側の「２３４」に相当する部分が消されるようになっている。
【００４６】
これにより、虚像７は、徐々に欠けて行くようになり、いきなり虚像７が大きく欠けてしまうようなことがなくなるので、違和感が生じ難いものとすることができる。
【００４７】
また、虚像７の消える量によってアイボックス２５の範囲からの両目の位置３１，３２の外れ具合や外れ状況が分かるので、運転姿勢や反射部材６の角度などを修正する際の目安にすることができる。よって、個人差があるヘッドアップディスプレイ装置２における虚像７の最適表示位置の設定を、分かり易く案内することができる。
【００４８】
以上、実施例を図面により詳述してきたが、実施例は例示にしか過ぎないものである。よって、本発明は、実施例にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が開示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。更に、「等」の用語がある場合には、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの用語がある場合には、常識的に認められる範囲や精度のものを含むという意味で用いられている。
【符号の説明】
【００４９】
２    ヘッドアップディスプレイ装置
３    表示装置
４    画像
５    運転席
６    反射部材
７    虚像
８    制御手段
２５  アイボックス
３１  目の位置
３２  目の位置
３３  検知手段
３５  歪みが大きくなる部分
３８  外れ量
【図１】
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【図２】
2017165291.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
2017165291.tif 000008