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CN107249922B - 车辆用显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供一种车辆用显示装置，该车辆显示装置不受到用户的视点的位置的变化的影响，可向用户提供适合的信息。车辆用显示装置(10)包括：图像显示部(20)，该图像显示部(20)在至少一部分中具有可显示图像的显示面(21)；图像形成部(30)，该图像形成部(30)形成图像显示部(20)所显示的图像；视点位置获得部(40)，该视点位置获得部(40)获得坐在车辆(1)的驾驶席上的用户的视点的位置(100)；投影部(50)，该投影部(50)通过借助车辆(1)的透明的前挡玻璃(2)反射图像，以坐在车辆(1)的驾驶席上的用户可辨认虚像(310)的方式，将图像朝向车辆(1)的透明的前挡玻璃(2)而投影。图像形成部(30)对应于视点位置获得部(40)所获得的用户的视点的位置(100)，确定图像显示部(20)的显示面(21)中的用于图像的显示的使用区域(220)。

Description

车辆用显示装置
技术领域
本发明涉及车辆用显示装置。本发明特别是涉及不受到用户的视点的位置的变化的影响，可向用户提供适合的信息的车辆用显示装置。
背景技术
作为车辆用显示装置，具有下述的所谓平视显示器，其中，通过将显示图像投影于车辆的前挡玻璃等的透光部件，采用通过前挡玻璃而反射的显示图像的光，由坐在驾驶席上的用户辨认虚像。在这样的车辆用显示装置中，对于虚像，通过坐在驾驶席上的用户按照虚像成像于车辆的前挡玻璃的车辆行进方向前侧(车辆前方侧)的方式进行辨认。作为这样的车辆用显示装置的普通的结构，比如包括显示显示图像的图像显示部；投影部，该投影部由光学系统构成，该光学系统包括将该显示图像投影于车辆的前挡玻璃上的凹面镜。
坐在具有这样的车辆用显示装置的车辆的驾驶席上的用户可在下述状态辨认：提供比如在车辆前方的道路上存在其它的车辆、障碍物等的信息的虚像。该状态为，与越过前挡玻璃而观看到的风景重叠的状态。伴随辨认虚像的位置处于前挡玻璃的垂直方向的上侧，虚像在与越过前挡玻璃而观看到的风景中的距离较运的一侧的景色重叠以进行辨认。另一方面，伴随辨认虚像的位置位于前挡玻璃的垂直方向下侧，虚像与越过前挡玻璃而观看到的风景中的距离较近的一侧的风景重叠。
在这里，因用户的座高、用户调整的驾驶席的位置、用户的就坐姿势等，坐在驾驶席上的用户的视点的位置不一定。比如，在固定投影显示图像的位置时，伴随坐在驾驶席上的用户的视点的位置的上升，虚像与越过前挡玻璃而观看到的风景中的距离较近的一侧的风景重叠。由于通过像这样，坐在驾驶席上的用户的视点的位置变化，重叠有虚像的风景内的对象发生错位，故具有对用户造成不适感的可能性。
于是，比如在专利文献1中，给出一种平视显示装置(车辆用显示装置)，其中，对应于坐在车辆的驾驶席上的用户的视点的位置，调整包括投影部的凹透镜的光学系统的投影方向。在专利文献1所示的车辆用显示装置中，包括调整投影部的凹面镜的投影角度的凹面镜促动器、与获得坐在车辆的驾驶席上的用户的视点的位置的视点检测摄像头。
专利文献1所示的车辆用显示装置按照：在通过视点检测摄像头而获得的坐在车辆的驾驶席上的用户的视点的位置高时，将显示图像投影于前挡玻璃的垂直方向上侧的方式，控制凹面镜促动器。另一方面，专利文献1所示的车辆用显示装置按照在通过视点检测摄像头而获得的坐在车辆的驾驶席上的用户的视点的位置低时，将显示图像投影于前挡玻璃的垂直方向下侧的方式，控制凹面镜促动器。于是，专利文献1所示的车辆用显示装置按照即使在坐在车辆的驾驶席上的用户的视点的位置变化时的情况下，仍防止越过前挡玻璃而观看到的风景中的重叠有虚像的对象大大错动的情况的方式构成。其结果是，可减轻对用户造成的不适感。
已有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2014—210537号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，本发明人认识到，在专利文献1中记载的车辆用显示装置中，越过前挡玻璃而观看到的风景中的重叠有虚像的对象错动的消除不充分。关于这一点，在下面通过图6而进行说明。图6用于说明下述关系的示意图，该关系为，在于专利文献1中记载的车辆用显示装置中，用户的视点位置与用户可辨认虚像的区域、以及重叠用户可辨认虚像的区域内部的风景的路面的距离的范围的关系。另外，图6夸张地示出用户的视点位置的变化量，以便容易理解而说明垂直方向的用户的视点位置、与用户可辨认虚像的区域、与重叠该区域的风景的路面的距离的范围之间的关系。具体来说，图6所示的用户视点位置101u与用户视点位置101r和用户视点位置101d的垂直方向的距离实际上更近。另外，在图6所示的坐标轴中，z轴方向表示车辆前方向，y轴正方向表示垂直方向上侧，x轴正方向(与图面相垂直的上方向)表示车辆左方向。
在图6中示出作为坐在车辆的驾驶席上的用户的视点的位置的例子的3个视点的位置，分别为，用户视点位置101u、用户视点位置101r和用户视点位置101d。图6所示的虚像区域301u为在比如坐在车辆的驾驶席上的用户的视点为用户视点位置101u时，作为通过在专利文献1中记载的车辆用显示装置而调整显示图像的投影角度的结果，用户可辨认虚像的区域。图6所示的虚像区域301r为在比如坐在车辆的驾驶席上的用户的视点为用户视点位置101r时，作为通过在专利文献1中记载的车辆用显示装置而调整显示图像的投影角度的结果，用户可辨认虚像的区域。图6所示的虚像区域301d为在比如坐在车辆的驾驶席上的用户的视点为用户视点位置101d时，作为通过在专利文献1中记载的车辆用显示装置而调整显示图像的投影角度的结果，用户可辨认虚像的区域。在专利文献1中记载的车辆用显示装置中，在坐在车辆的驾驶席上的用户的视点的位置变化时，变更投影显示图像的方向，通过比如显示器(图像显示器)而显示的显示图像本身不变更。由此，虚像区域301u、虚像区域301r和虚像区域301d的垂直方向的长度均相同。
图6所示的重叠距离范围401u为，比如在坐在车辆的驾驶席上的用户的视点为用户视点位置101u时，越过前挡玻璃而观看到的风景中的与虚像区域301u内部重叠的风景的路面70的距离的范围。图6所示的重叠距离范围401r为比如在坐在车辆的驾驶席上的用户的视点为用户视点位置101r时，越过前挡玻璃而观看到的风景中的与虚像区域301r内部重叠的风景的路面70的距离的范围。图6所示的重叠距离范围401d为比如，在坐在车辆的驾驶席上的用户的视点为用户视点位置101d时，越过前挡玻璃而观看到的风景中的与虚像区域301d内部重叠的风景的路面70的距离的范围。
像图6所示的例子的那样，相对用户的视点位置的垂直方向的变化量，虚像区域的垂直方向的变化量较小。如果像这样形成，则伴随用户视点位置向垂直方向上侧的移动，用户观看虚像区域的视线与水平面之间的角度增加。另一方面，伴随用户视点位置向垂直方向下侧的移动，用户观看虚像区域的视线与水平面之间的角度减少。于是，作为高于用户视点位置101r的位置的用户视点位置101u时的重叠距离范围401u的长度，小于用户视点位置101r时的重叠距离范围401r的长度。另外，作为低于用户视点位置101r的位置的用户视点位置101d时的重叠距离范围401d的长度，大于用户视点位置101r时的重叠距离范围401r的长度。另外，在图6中，重叠距离范围401u、重叠距离范围401r和重叠距离范围401d的仅仅车辆后方侧的端部的位置变动，但是，实际上，车辆前方侧的端部的位置也会变动。
像以上那样，在于专利文献1中记载的车辆用显示装置中，因坐在车辆的驾驶席上的用户的视点的位置变化，越过前挡玻璃而观看到的风景中的可重叠虚像区域的风景的路面的距离的范围变化。其结果是，本发明人认识到，在于专利文献1中记载的车辆用显示装置中，在用户的视点的位置变化时，越过前挡玻璃而观看到的风景中，特别是重叠有在虚像区域的垂直方向的上缘部或下缘部附近而辨认的虚像的风景内的对象会发生错动。
本发明的1个目的在于提供一种车辆用显示装置，该车辆显示装置不受到用户的视点的位置的变化的影响，可向用户提供适合的信息。通过参照在下面列举的形态和优选的实施方式，以及附图，本领域的技术人员会明白本发明的其它的目的。
用于解决课题的技术方案
本发明的第1方式涉及一种车辆用显示装置，该车辆显示装置包括：
图像显示部，该图像显示部具有可显示图像的显示面；
图像形成部，该图像形成部形成上述图像显示部所显示的上述图像；
视点位置获得部，该视点位置获得部获得坐在车辆的驾驶席上的用户的视点的位置；
投影部，该投影部通过借助上述车辆的透光部件反射上述图像，以坐在上述驾驶席上的上述用户可辨认虚像的方式，将上述图像朝向上述车辆的上述透光部件而投影，其中，
上述图像形成部对应于上述视点位置获得部所获得的上述用户的视点的位置，确定作为上述图像显示部的上述显示面中的一部分的用于上述图像的显示的使用区域。
在车辆用显示装置中，用户辨认的虚像为，通过显示于图像显示部的显示面中的使用区域中的图像，以前挡玻璃等的透光部件而反射的虚像。由此，成像有虚像的区域与作为显示面的一部分的使用区域相对应。在这里，图像形成部对应于视点位置获得部所获得的用户的视点的位置，确定作为图像显示部的显示面的一部分的使用区域。其结果是，第1方式的车辆用显示装置不仅可调整成像有虚像的区域的位置，而且还可调整成像有虚像的区域的尺寸。第1方式的车辆用显示装置与比如通过变更投影部的凹面镜的投影角度等，可仅仅调节成像有虚像的区域的位置的车辆用用显示装置相比较，可应对重叠有虚像的风景内的对象错动的情况。于是，第1方式的车辆用显示装置不受到用户的视点的位置的变化的影响，可向用户提供适合的信息。
在本发明的第2方式中，还可针对第1方式，上述图像形成部对应于通过上述视点位置获得部而获得的垂直方向上的上述用户的上述视点的位置，确定上述使用区域的与垂直方向相对应的方向上的位置和与垂直方向相对应的方向上的长度。
图像形成部对应于通过视点位置获得部而获得的用户的视点的位置的垂直方向的位置，确定显示面的使用区域的与垂直方向相对应的方向的位置和与垂直方向相对应的方向的长度，由此，不受到垂直方向的用户的视点的位置的变化的影响，可使重叠成像有虚像的区域内部的风景的路面的距离的范围一定。因重叠成像有虚像的区域内部的风景的路面的距离的范围是一定的，故可应对重叠有用户辨认的虚像的风景内的对象发生错动的情况。
在本发明的第3方式中，也可针对第1或第2方式，上述图像形成部伴随通过上述视点位置获得部而获得的上述用户的上述视点的位置向垂直方向上侧的移动，在与垂直方向上侧相对应的方向侧，确定与上述使用区域的垂直方向相对应的方向的位置，并且较长地确定：与上述使用区域的垂直方向相对应的方向的长度；
另一方面，上述图像形成部伴随通过上述视点位置获得部而获得的上述用户的上述视点的位置向垂直方向下侧的移动，在与垂直方向下侧相对应的方向侧，确定与上述使用区域的垂直方向相对应的方向的位置，并且较短地确定与上述使用区域的垂直方向相对应的方向的长度。
在第3方式中，图像形成部可对应于垂直方向的用户的视点的位置，适当地确定显示面的使用区域的与垂直方向相对应的方向的位置和与垂直方向相对应的方向的长度。
在本发明的第4方式中，也可针对第1～3中的任何一个方式，上述图像形成部对应于：通过上述视点位置获得部而获得的上述车辆的前后方向的上述用户的上述视点的位置，确定上述使用区域的与垂直方向相对应的方向上的长度和与上述车辆的左右方向相对应的方向上的长度。
图像形成部对应于通过视点位置获得部而获得的车辆的前后方向的用户的视点的位置，确定显示面的使用区域的与垂直方向相对应的方向的长度和与车辆的左右方向相对应的方向的长度，由此,不受到车辆前后方向的用户的视点的位置的变化的影响，可使重叠有成像有虚像的区域内部的风景的范围一定。通过使重叠成像有虚像的区域内部的风景的范围一定，消除重叠有用户辨认的虚像的风景内部的对象错动的情况。
在本发明的第5方式中，还可针对第1～4中的任何一个方式，上述图像形成部伴随通过上述视点位置获得部而获得的上述用户的上述视点的位置向上述车辆的前方向的移动，较短地确定上述使用区域的与垂直方向相对应的方向上的长度和与上述车辆的左右方向相对应的方向上的长度这两者；
另一方面，上述图像形成部伴随通过上述视点位置获得部而获得的上述用户的上述视点的位置向上述车辆的后方向的移动，较长地确定上述使用区域的与垂直方向相对应的方向上的长度和与上述车辆的左右方向相对应的方向上的长度这两者。
在第5方式中，图像形成部可对应于车辆前后方向的用户的视点的位置，适当地确定显示面的使用区域的车辆左右方向的长度和垂直方向的长度。
在本发明的第6方式中，也可针对第1～5中的任何一个方式，上述图像形成部按照不受到上述用户的视点的位置的变化的影响、上述用户越过上述窗面板而观看到的风景中的重叠有上述虚像的风景的路面的距离范围是一定的方式，确定上述使用区域。
不受到用户的视点的位置的变化的影响，重叠有虚像的风景的路面的距离的范围是一定的，由此，可对用户提供适合的信息。
附图说明
图1A为表示本发明的车辆用显示装置的结构的例子的方框图；
图1B为表示图1A所示的图像显示部的结构的例子的图；
图1C为图1A所示的投影部的剖视图；
图2为表示从坐在具有图1A所示的车辆用显示装置的车辆的驾驶席上的用户观看到的风景与虚像的例子的图；
图3为表示具有图1A所示的车辆用显示装置的动作的例子的流程图；
图4A为表示用户的视点的位置与通过图1A所示的车辆用显示装置的图像显示部而显示的图像的关系的图；
图4B为表示用户的视点的位置与通过图1A所示的车辆用显示装置的图像显示部而显示的图像的关系的图；
图4C为表示用户的视点的位置与通过图1A所示的车辆用显示装置的图像显示部而显示的图像的关系的图；
图4D为表示用户的视点的位置与通过图1A所示的车辆用显示装置的图像显示部而显示的图像的关系的图；
图4E为表示用户的视点的位置与通过图1A所示的车辆用显示装置的图像显示部而显示的图像的关系的图；
图5为用于说明在本发明的车辆用显示装置中，用户的视点位置与用户可辨认虚像的区域、以及用户可辨认虚像的区域内重叠的风景的路面的距离的范围的关系的示意图；
图6为用于说明在专利文献1(JP特开2014—210537号公报)中公开的车辆用显示装置中，用户的视点位置、与用户可辨认虚像的区域、以及用户可辨认虚像的区域内部重叠的风景的路面的距离的范围的关系的示意图。
具体实施方式
采用在下面说明的优选的实施方式，以便容易理解本发明。于是，本领域的技术人员应注意到，本发明不能被不当地限于在下面描述的实施方式。
参照图1A、图1B和图1C，说明本发明的车辆用显示装置10的整体的结构的例子。为了使下述的说明容易，像图1A所示的那样，在实际空间中，比如规定z轴为将车辆1的行进方向作为车辆前方向的车辆前后方向，规定y轴为垂直方向，朝向车辆向前方向，规定x轴为左右方向(车辆左右方向)。此时，x轴方向表示车辆左方向，y轴正方向表示垂直方向上侧，z轴正方向表示车辆向前方向。
像图1A所示的那样，车辆用显示装置10包括图像显示部20、图像形成部30、视点位置获得部40与投影部50。车辆用显示装置10还可进一步包括比如前方信息获得部60，该前方信息获得部60具有前方图像获得部61和前方图像分析部62。
图像显示部20包括可显示图像的显示面21。显示面21中的可显示图像的区域210称为比如显示区域210。显示面21中的一个例子像图1B所示的那样，比如为具有多个像素22的液晶面板21。在液晶面板21中，显示区域210为比如液晶面板21整体的像素22。图像显示部20的一个例子为比如液晶面板模块20，其包括液晶面板21和液晶面板21的驱动电路26。
图像显示部20在比如输入表示通过图像形成部30而形成的图像的信号时，对应于显示面21的显示区域210中的已输入的信号，采用显示面21中的至少一部分的像素22显示图像。另外，在以下的说明中，适当地采用作为图像显示部20的例子的液晶面板模块20而进行说明，但是，图像显示部20还可为其它的显示装置。比如，图像显示部20还可为有机EL(电致发光)元件等的自发光显示面板组件，也可为DMD(数字微镜器件)、LCoS(硅基液晶)(注册商标)等的反射型显示模板模块，还可为使激光扫描的扫描型显示装置等。
为了使下面的说明容易，像图1B所示的那样，针对从正面而观看图像显示部20的显示部21的视点，比如将lx轴规定为显示面21的横向，将ly轴规定为显示面21的纵向。此时，lx轴正向表示显示面21的左向，ly轴正向表示显示面21的上方向。
视点位置获得部40包括比如车室内图像获得部41和车室内图像分析部42。视点位置获得部40获得坐在车辆1的驾驶席上的用户的视点的位置100。在下面，还将坐在车辆1的驾驶席上的用户的视点的位置100称为用户视点位置100。视点位置获得部40以可获得y轴方向和z轴方向中的至少1个方向的用户的视点位置100的方式构成。视点位置获得部40还可按照可获得y轴方向和z轴方向的双向的用户视点位置100的方式构成。
车室内图像获得部41为比如对车室内的图像进行摄像的车室内摄像头。车室内图像获得部41比如既可为为了防止车辆盗窃等而安装的共用的车内摄像头等，还可为车辆用显示装置10专用的车内摄像头等。车室内图像获得部41最好从用户视点位置100的垂直方向下侧而对用户视点位置100进行摄像，还可安装于比如安装面板3等上。另外，车室内图像获得部41最好可按照即使在车室内暗的情况下，仍可获得用户视点位置100的方式，进行红外线摄像。另外，为了按照可获得至少z轴方向的用户视点位置100的方式构成视点位置获得部40，视点位置获得部40也可为比如立体摄像头等。车室内图像获得部41将比如已获得的车室内的图像输出给车室内图像分析部42。
车室内图像分析部42采用比如公知的图像处理、图案匹配(pattern matching)方式等分析已输入的车室内的图像。车室内图像分析部42作为分析已输入的车辆前方的图像的结果，在已输入的车室内的图像包括坐在驾驶席上的用户的脸时，通过指定作为用户视点位置100的例如实际空间的坐标(y，z)，获得用户视点位置100。车室内图像分析部42将比如已获得的用户视点位置100经由CAN(控制器局域网)总线通信等的总线5输出给图像形成部30。在这里，即可车室内图像分析部42比如以包括在车内摄像头中的方式设置，还可图像形成部30包括车室内图像分析部42的功能。另外，视点位置获得部40通过车内摄像头获得垂直方向的用户视点位置100，还可通过从检测坐席位置的在图中未示出的传感器而输入信号，获得车辆前后方向的用户视点位置100。另外，图像形成部30还可不经由总线5，从车室内图像分析部42直接输入用户视点位置100。
前方信息获得部60包括：比如前方图像获得部61和前方图像分析部62。前方信息获得部60获得比如车辆前方向的道路的车线的位置信息、位于车辆前方向的其它的车辆和障碍物等的位置信息、车辆前方向的道路标识的信息等的车辆前方的信息。
前方图像获得部61为比如进行车辆前方的图像的摄制的车外摄像头。前方图像获得部61比如既可用于驾驶记录仪等的共用的车外摄像头等，还可为车辆用显示装置10专用的车外摄像头等。另外，车外摄像头还可为单眼摄像头，但是，最好为了正确地获得位于车辆前方的物体和本车辆1之间的距离，车外摄像头为立体摄像头。另外，车外摄像头还可按照即使在车辆前方暗时，可进行车辆前方的图像摄制的方式进行红外线摄像。前方图像获得部61将比如，已获得的车辆前方的图像输出给前方图像分析部62。
前方图像分析部62采用比如公知的图像处理、图案匹配方式等，分析已输入的车辆前方的图像。前方图像分析部62通过分析已输入的车辆前方的图像,获得与车辆前方的道路形状有关的前方信息(车线、白线、停止线、人行横道、道路的幅宽、车道数量、交叉点、曲线、分支路等)。另外，前方图像分析部62通过分析已输入的车辆前方的图像，获得位于车辆前方的其它的车辆、障碍物等的位置、大小、与本车辆1的距离、相对本车辆1的相对速度等的前方信息。前方图像分析部62比如经由总线5，将已获得的前方信息输出给图像形成部30。在这里，前方图像分析部62既可按照包括在车外摄像头中的方式设置，也可让图像形成部30包括前方图像分析部62的功能。另外，图像形成部30还可不经由总线5，而从前方图像分析部62直接输入前方信息。
另外，前方信息获得部60还可代替前方图像获得部61，或与前方图像获得部61一并地包括激光雷达、毫米波雷达、超声波传感器或其它的公知的传感器等。此时，前方图像分析部62还可代替车辆前方的图像，或与车辆前方的图像一起地通过输入而分析激光雷达、毫米波雷达、超声波传感器或其它的公知的传感器等所输出的数据，获得上述那样的前方信息。
此外，在图1A中，车室内图像获得部41和前方图像获得部61按照安装于车辆1的另外的场所的方式表示，但是，不必限于此，车室内图像获得部41和前方图像获得部61还可安装于车辆1的相同场所。另外，车室内图像获得部41和前方图像获得部61也可设置于1个相同的外壳上。
图像形成部30包括处理部31和存储部32。处理部31包括比如1个或多个微型处理器、微型控制器、ASIC(专用集成电路)、FPGA(现场可编程逻辑门阵列)、任意的其它的IC(集成电路)等。存储部32包括比如可改写的RAM(随机存取存储器)、读取专用的ROM(只读存储器)、不可删除程序读取专用的EEPROM(电擦写可编程只读存储器)、作为非易失性存储器的闪存等的程序和/或可存储数据的1个或多个存储器。
图像形成部30通过比如由处理部31而执行存储于存储部32中的程序，形成图像显示部20所显示的图像。图像形成部30比如可对应于从前方信息获得部60而输入的前方信息，使通报标记包括在所形成的图像中，该通报标记可向用户通报在车辆前方的道路上存在其它车辆、障碍物等的通报对象的情况。另外，图像形成部30可对应于：从在图中未示出的导航装置经由总线5或直接输入的信号，将比如可将线路信息提供给用户的导航标记包含在所形成的图像中。此外，图像形成部30可对应于从在图中未示出的其它的ECU(电子控制单元)等，经由总线5或直接输入的信息，进一步使比如燃料剩余量、当前的车速、燃料消耗率、电池的剩余量等的车辆信息等的其它的信息包括在所形成的图像中。另外，图像形成部30还可形成只包括其它的信息的图像。
此外，图像形成部30对应于从视点位置获得部40而输入的用户视点位置100，确定图像显示部20的显示面21的显示区域210中的作为用于图像的显示的部分的使用区域220。使用区域220在比如图1B所示的图像显示部20的例子中，为作为液晶面板21的像素的整体的显示区域210中的用于图像的显示的像素22的范围220。
比如，在图像形成部30的存储部32中，存储有表格，在该表格中，用户视点位置100、与用于确定与该用户视点位置100相对应的使用区域220的参数相关联。图像形成部30比如通过由处理部31参照表格的方式，确定与所输入的用户视点位置100相对应的使用区域220。
另外，比如，在图像形成部30的存储部32中，存储用于确定与用户视点位置100相对应的使用区域220的运算式。图像形成部30比如通过由处理部运算运算式，确定与所输入的用户视点位置100相对应的使用区域220。关于用户视点位置100和与用户视点位置100相对应的使用区域220的关系，将在后面描述。
投影部50将图像显示部20所显示的图像朝向车辆1的前挡玻璃2等的透光部件2而投影。构成已投影的图像的光80通过前挡玻璃2反射到车室内部。在下面，也将构成图像的光80称为图像光80。投影部50按照通过前挡玻璃2而反射的图像光80朝向用户视点位置100而反射的方式投影图像。另外，车辆1的透光部件2也可为设置于车辆1上的合成器。
坐在驾驶席上的用户可通过图像光80射入用户视点位置100中的方式，辨认成像于前挡玻璃2的车辆前方侧的虚像310。用户可在比如越过前挡玻璃2而观看到的景色中的至少一部分、与虚像310重叠的状态，辨认虚像310。在该虚像310中，包括比如作为上述通报标记的虚像的虚像通报标记320、作为上述导航标记的虚像的虚像导航标记340与上述其它的标记等的虚像标记等。
采用图1C，对投影部50的结构的例子进行说明。投影部50比如在外壳51的内部接纳有平面镜54和凹面镜55等的光学系统与促动器56。外壳51比如设置于车辆1的仪表盘4中，包括由黑色的遮光性合成树脂等而形成的上壳52和下壳53。在上壳52的z轴方向基本中间处设置上壳开口部52a。上壳开口部52a通过比如由透明的遮光性合成树脂等而形成的透明外罩57而覆盖。在下壳53的车辆后方侧，设置比如下壳开口部53a。下壳开口部53a按照比如可射入从安装于外壳51的外部上的图像显示部20的显示面21而发出的图像光80的方式设置于下壳53中。
平面镜54比如经由在图中未示出的安装部件，安装于下壳53的车辆后方侧。对于平面镜54，按照从由下壳开口部53a而射入的显示面21而发出的图像光80朝向车辆前方而反射的方式固定其安装位置和其安装角度。
凹面镜55比如经由促动器56安装于下壳53的平面镜54的车辆前方侧。对于凹面镜55，可通过促动器56将比如x轴作为旋转轴，使其安装角度旋转。对于凹面镜55，比如按照射入通过平面镜54而反射的图像光80的方式固定其位置，按照所射入的图像光80朝向前挡玻璃2而反射的方式细微调整其安装角度。另外，对应于安装角度，对比如图像形成部30的存储部32所存储的用户视点位置100，与用于确定和该用户视点位置100相对应的使用区域220的表格或运算式进行补偿。
促动器56包括比如均没有在图中示出的电动机、减速机构、凹面镜旋转部件和凹面镜55的支承部件。促动器56比如经由在图中未示出的安装部件，在凹面镜55的垂直方向下侧，安装于下壳53上。促动器56对应于从在图中未示出的促动器控制部而输入的信号，使电动机旋转，将其转矩传递给凹面镜旋转部件，使凹面镜55旋转。另外，促动器56不必一定设置。
另外，在图1C的外壳51的上壳52中，在上壳开口部52a和平面镜54之间设置遮光部52b。遮光部52b比如防止从上壳开口部52a而射入的来自外壳51的外部的光向图像显示部20而行进的情况。参照图1C而说明的投影部50的结构的例子不过是一个例子，其不构成车辆用显示装置10的投影部50的结构的任何的限定。
图2表示坐在车辆1的驾驶席上的用户越过前挡玻璃2而观看到的风景和虚像310的例子。在图2所示的例子中，作为越过前挡玻璃2而观看到的风景的例子，给出在车辆前方延伸的3车道道路等和位于车辆前方的其它的车辆(前方车辆)90。在作为越过图2所示的前挡玻璃2而观看到的风景的例子中，通报对象为前方车辆90。在图2所示的例子中，在虚像310中包括虚像通报标记320。在图2所示的例子中，虚像通报标记320按照与前方车辆1重叠的方式由用户而辨认。另外，在图2所示的例子中，在虚像310中包括虚像导航标记340。
此外，在图2所示的例子中，区域300为图像显示部20的显示面21中的与使用区域220相对应的区域300。在下面，还将图像显示部20的显示面21中的与使用区域220相对应的区域300称为虚像区域300。即，虚像区域300为用户可辨认虚像310的区域。
另外，图1B的图像显示部20的显示面21中的lx轴正向与比如虚像区域300中的x轴正向，即车辆左方向相对应。同样地，图1B的图像显示部20的显示面21中的ly轴正向与比如虚像区域300中的y轴正向，即车辆垂直方向相对应。
参照图3，对车辆用显示装置10的动作的例子进行说明。车辆用显示装置10的动作比如在车辆1的电源打开时，在驱动图中未示出的引擎时，或从车辆1的电源打开或驱动引擎时起而经过规定等待时间后等的场合开始。
在步骤S01，前方信息获得部60获得前方信息。在步骤S02，视点位置获得部40获得用户视点位置100。另外，步骤S01和步骤S02不必一定按照此顺序，其顺序也可交替。
在步骤S03，图像形成部30对应于在步骤S01，通过前方信息获得部60而获得的前方信息，产生比如包括通报标记、导航标记和其它的标记等的图像。另外，图像形成部30不必要求形成与用户视点位置100相对应的图像。
在步骤S04，图像形成部30对应于在步骤S02，通过视点位置获得部40而获得的用户视点位置100，确定图像显示部20的显示面21的显示区域210中的使用区域。另外，步骤S03和步骤S04不必一定要求为此顺序，顺序也可替换。
在步骤S05，图像显示部20采用在步骤S04，通过图像形成部30而确定的使用区域220内的像素22的总数，显示在步骤S03而产生的图像。如果进行步骤S05的处理，则流程返回到开始(Start)。在这里，对于图3所示的流程图，还可按照每次以预定的规定间隔而反复地实施的方式，在步骤S05的处理的实施结束后的流程返回到开始(Start)之前的期间，插入规定的等待时间。
参照图4A、图4B、图4C、图4D、图4E与图5，对用户视点位置100和与用户视点位置100相对应的使用区域220的关系进行说明。在图4A、图4B、图4C、图4D、图4E的左侧，示出表示实际空间上的y轴和z轴的用户视点位置100的坐标轴。另外，在图4A、图4B、图4C、图4D、图4E的右侧，对应于实际空间上的y轴和z轴的用户视点位置100，示出图像显示部20的显示面21的显示区域210中的通过图像形成部30而确定的用于图像的显示的使用区域220。
图5为用于说明在车辆用显示装置10中，垂直方向的用户视点位置100、虚像区域300与虚像区域300内部重叠的风景的路面70中的距离的范围的关系的示意图。另外，为了容易理解而说明垂直方向的用户视点位置100、虚像区域300、以及虚像区域300内部重叠的风景的路面70中的距离的范围的关系，图5以夸张方式表示用户视点位置100的变化量。具体来说，图5所示的用户视点位置100r与用户视点位置100u、用户视点位置100r与用户视点位置100d的垂直方向的距离实际上更近。其结果是，虚像区域300r与虚像区域300u和虚像区域300d均以没有重合的部分的方式在图5中示出。但是，像图4B和图4C所示的那样，实际上，至少虚像区域300r和虚像区域300u、虚像区域300r和虚像区域300d的一部分重合。在下面还将虚像区域300内部重叠的风景的路面70的距离的范围称为重叠距离范围400。
图5表示图4A所示的用户视点位置100r时的虚像区域300r、图4B所示的用户视点位置100u时的虚像区域300u与图4C所示的用户视点位置100d时的虚像区域300d。另外，在图5中，示出在用户视点位置100r时越过前挡玻璃2而观看到的风景中，虚像区域300r内部重叠的风景的路面70中的作为距离的范围的重叠距离范围400r；在用户视点位置100u时越过前挡玻璃2而观看到的风景中，虚像区域300u内部重叠的风景的路面70中的作为距离的范围的重叠距离范围400u；在用户视点位置100d时越过前挡玻璃2而观看到的风景中，虚像区域300d内部重叠的风景的路面70中的作为距离的范围的重叠距离范围400d。
首先，对垂直方向的用户视点位置100和与垂直方向的用户视点位置100相对应的使用区域220的关系进行说明。图4A所示的用户视点位置100r在图4A所示的坐标轴中，由y轴与z轴的交叉点而表示。在下面，还将图4A所示的用户视点位置100r称为基准用户视点位置100r。比如，在图3所示的步骤S02而获得的用户视点位置100为基准用户视点位置100r时，在图3所示的步骤S04，图像形成部30将图像显示部20的显示面21的显示区域210中的使用区域220确定为图4A所示的使用区域220r。在下面，还将图4A所示的与基准用户视点位置100r相对应的使用区域220r称为基准使用区域220r。
图4B所示的用户视点位置100u为与基准用户视点位置100r相比较，位于垂直方向上侧的用户视点位置100的例子。比如，在图3所示的步骤S02而获得的的用户视点位置100为用户视点位置100u时，在图3所示的步骤S04，图像形成部30将图像显示部20的显示面21的显示区域210中的使用区域220确定为图4B所示的使用区域220u。
图4B所示的用户视点位置220u与基准用户视点位置220r相比较，位于ly轴正向侧。另外，图4B所示的用户视点位置220u中的ly轴方向的长度221u与基准使用区域220r中的ly轴方向的长度221r相比较较长。其结果是，像图5所示的那样，与使用区域220u相对应的虚像区域300u与和基准使用区域220r相对应的虚像区域300r相比较，位于实际空间上的垂直方向上侧，并且实际空间上的垂直方向的长度较长。另外，使用区域220u与基准使用区域220r的一部分重合。
即，伴随通过视点位置获得部40而检测的用户视点位置100向垂直方向上侧的移动，按照位于ly正向侧的方式确定显示面21的使用区域220的位置。另外，伴随通过视点位置获得部40而检测的用户视点位置100向垂直方向上侧的移动，按照加长的方式确定显示面21的使用区域220的ly轴方向的长度。其结果是，伴随通过视点位置获得部40而检测的用户视点位置100向垂直方向上侧的移动，虚像区域300位于实际空间上的垂直方向上侧，并且实际空间上的垂直方向的长度变长。
图4C所示的用户视点位置100d为与基准用户视点位置100r相比较，位于垂直方向下侧的用户视点位置100的例子。比如，在通过图3所示的步骤S02而获得的用户视点位置100为用户视点位置100d时，在图3所示的步骤S04，图像形成部30将图像显示部21的显示区域210中的使用区域220确定为图4C所示的使用区域220d。
图4C所示的使用区域220d与基准使用区域220r相比较，位于ly轴负方向侧。另外，图4C所示的使用区域220d中的ly轴方向的长度221d短于基准使用区域220r中的ly轴方向的长度221r。其结果是，像图5所示的那样，与图4C所示的使用区域220d相对应的虚像区域300d与和基准使用区域220r相对应的虚像区域300r相比较，位于实际空间上的垂直方向下侧，实际空间上的垂直方向的长度短。另外，使用区域220d与基准使用区域220r的一部分重叠。
即，伴随通过视点位置获得部40而检测的用户视点位置100向垂直方向下侧的移动，按照位于ly轴负方向侧的方式确定显示面21的使用区域220的位置。另外，伴随通过视点位置获得部40而检测的用户视点位置100向垂直方向下侧的移动，按照变短的方式确定显示面21的使用区域220的ly轴方向的长度。其结果是，伴随通过视点位置获得部40而检测的用户视点位置100向垂直方向下侧的移动，虚像区域300位于实际空间上的垂直方向下侧，并且实际空间上的垂直方向的长度变短。
在这里，参照图5，重叠距离范围400r与重叠距离范围400u和重叠距离范围400d一致。像图5所示的例子的那样，相对用户视点位置100的垂直方向的变化量，虚像区域300的垂直方向的变化量变小。如果这样，比如伴随用户视点位置100向垂直方向上侧的移动，用户观看虚像区域300的视线与水平面之间的角度加大。另一方面，比如，伴随用户视点位置100向垂直方向下侧的移动，用户观看虚像区域300的视线与水平面之间的角度变小。
其结果是，为了不受到垂直方向的用户视点位置100的影响，使重叠距离范围400一定，伴随用户视点位置100向垂直方向上侧的移动，不仅使虚像区域300的垂直方向的位置位于垂直方向上侧，而且还必须要求加长垂直方向的长度。同样地，为了不受到垂直方向的用户视点位置100的影响，使重叠距离范围400一定，伴随用户视点位置100向垂直方向下侧的移动，不仅使虚像区域400的垂直方向的位置位于垂直方向下侧，而且还必须要求缩短垂直方向的长度。
即，通过对应于垂直方向的用户视点位置100，适当地确定使用区域220的ly轴的位置和ly轴的长度，由此，可不受到垂直方向的用户视点位置100的影响，使重叠距离范围400一定。因重叠距离范围400一定，可应对重叠有用户辨认的虚像310的风景内的对象错动的情况。
接着，对车辆前后方向的用户视点位置100和车辆前后方向的与用户视点位置100相对应的使用区域220的关系进行说明。图4D所示的用户视点位置100f为与基准用户视点位置100r相比较，位于车辆前方向的用户视点位置100的例子。比如，在图3所示的步骤S02而获得的用户视点位置100为用户视点位置100f时，在图3所示的步骤S04，图像形成部30将图像显示部20的显示面21的显示区域210中的使用区域220确定为图4D所示的使用区域220f。
图4D所示的使用区域220f的lx轴向的长度222f和ly轴向的长度221f的双方与基准使用区域220r的lx轴向的长度222r和ly轴向的长度221r相比较较短。其结果是，与图4D所示的使用区域220f相对应的虚像区域300与和基准使用区域220r相对应的虚像区域300相比较，实际空间上的车辆左右方向的长度和垂直方向的长度的两者较短。
即，伴随通过视点位置获得部40而检测的用户视点位置100在车辆前方向的移动，按照变短的方式确定显示面21的使用区域220的lx轴向的长度和ly轴向的长度这两者。其结果是，伴随通过视点位置获得部40而检测的用户视点位置100在车辆前方向的移动，在虚像区域300中，实际空间上的车辆左右方向的长度和垂直方向的长度的两者变短。
图4E所示的用户视点位置100b为与基准用户视点位置100r相比较，位于车辆前后方向的用户视点位置100的例子。比如，在图3所示的步骤S02而获得的用户视点位置100为用户视点位置100b时，在图3所示的步骤S04，图像形成部30将图像显示部20的显示面21的显示区域210中的使用区域220确定为图4E所示的使用区域220b。
图4E所示的使用区域220b的lx轴向的长度222b和ly轴向的长度221b的双方与基准使用区域220r的lx轴向的长度222r和ly轴向的长度221r相比较较长。其结果是，与图4E所示的使用区域220b相对应的虚像区域300与和基准使用区域220r相对应的虚像区域300相比较，实际空间上的车辆左右方向的长度和垂直方向的长度的两者较长。
即，伴随通过视点位置获得部40而检测的用户视点位置100在车辆后方向的移动，按照变长的方式确定显示面21的使用区域220的lx轴向的长度和ly轴向的长度这两者。其结果是，伴随通过视点位置获得部40而检测的用户视点位置100在车辆后方向的移动，在虚像区域300中，实际空间上的车辆左右方向的长度和垂直方向的长度的两者变长。
比如，如果虚像区域300一定，则用户视点位置100和虚像区域300之间的距离(车辆前后方向的距离)越近，从用户视点位置100，越过前挡玻璃2而观看到的风景中的与虚像区域300内相重叠的风景的范围越宽。另一方面，用户视点位置100和虚像区域300之间的距离(车辆前后方向的距离)越远，从用户视点位置100越过前挡玻璃2而观看到的风景中，与虚像区域300内部相重叠的风景的范围越窄。
其结果是，为了不受到车辆前后方向的用户视点位置100的影响，使与虚像区域300内部重叠的风景的范围一定，伴随用户视点位置100在车辆前方向的移动，必须要求缩短虚像区域300的车辆左右方向的长度和垂直方向的长度这两者。同样地，为了不受到车辆前后方向的用户视点位置100的影响，使与虚像区域300内部重叠的风景的范围一定，伴随用户视点位置100在车辆后方向的移动，必须要求缩短虚像区域300的车辆左右方向的长度和垂直方向的长度的两者。
即，通过对应于车辆前后方向的用户视点位置100，适当地确定使用区域220的lx轴的长度和ly轴的长度，不受到车辆前后方向的用户视点位置100的影响，可使所重叠的风景的范围一定。因所重叠的风景的范围一定，可应对重叠有用户辨认的虚像310的风景内的对象错动的情况。
像以上那样，本发明的车辆用显示装置10的图像形成部30对应于视点位置获得部40所获得的用户视点位置100，确定用于图像显示部20的显示面21的图像的显示的使用区域220。其结果是，不仅可调整属于与使用区域220相对应的区域，作为用户可辨认虚像310的区域的虚像区域300的位置，而且还可调整虚像区域300的尺寸。于是，对于车辆用显示装置10，与通过变更投影部50的凹面镜55的投影角度，虚像区域300的仅仅位置可进行调整的车辆用显示装置相比较，在用户视点位置100变化时，消除重叠有虚像310的风景内的对象错动的情况。于是，本发明的车辆用显示装置10不受到用户视点位置100的影响，可向用户提供适合的信息。
在这里，图像形成部30还可仅仅对应于垂直方向的用户视点位置100，确定使用区域220，也可仅仅对应于车辆前后方向的用户视点位置100，确定使用区域220。但是，对于重叠有虚像310的风景内的对象错动的方面，与车辆前后方向的用户视点位置100的变化相比较，在垂直方向的用户视点位置100的变化的场合，影响较大。于是，最好，图像形成部30至少对应于垂直方向的用户视点位置100确定使用区域220。
另外，上述图3所示的步骤S02和步骤S04不必一定每次进行。比如，还可仅仅在从车辆1的电源接通起，在第1次进行图3所示的流程时，进行步骤S02和步骤S04。然后，也可仅仅在从车辆1的电源接通起，在第2次以后进行图3所示的流程时，省略步骤S02和步骤S04的处理。比如，在驾驶车辆1的用户没有变更的期间，特别是垂直方向的用户视点位置100较大地变更的可能性低。于是，通过获得在车辆1的电源接通后，仅仅1次地驾驶车辆1的用户视点位置100，比如，应对重叠虚像310的风景内的对象错动的情况、与车辆用显示装置10的动作的高速化这两点可同时成立。
本发明不限于上述列举的实施方式，另外，本领域的技术人员会在权利要求书所包括的范围内，容易变更上述列举的实施方式。
产业上的利用可能性
本发明可适用于搭载于车辆等的交通工具、辨认虚像的平视显示装置。
标号的说明：
标号1表示车辆；
标号2表示前挡玻璃；
标号10表示车辆用显示装置；
标号20表示图像显示部、液晶面板模块；
标号21表示显示面、液晶面板；
标号30表示图像形成部；
标号40表示视点位置获得部；
标号41表示车室内图像获得部；
标号42表示车室内图像分析部；
标号50表示投影部；
标号80表示图像光；
标号100表示用户视点位置；
标号210表示显示区域；
标号220表示使用区域；
标号300表示虚像区域；
标号310表示虚像；
标号400表示重叠距离范围。

Claims (5)

1.一种车辆用显示装置，该车辆显示装置包括：
图像显示部，该图像显示部具有可显示图像的显示面；
图像形成部，该图像形成部形成上述图像显示部所显示的上述图像；
视点位置获得部，该视点位置获得部获得坐在车辆的驾驶席上的用户的视点的位置；
投影部，该投影部通过借助上述车辆的透光部件反射上述图像，以坐在上述驾驶席上的上述用户可辨认虚像的方式，将上述图像朝向上述车辆的上述透光部件而投影，其中，
上述图像形成部对应于上述视点位置获得部所获得的上述用户的视点的位置，确定作为上述图像显示部的上述显示面中的一部分的用于上述图像的显示的使用区域，
伴随通过上述视点位置获得部而获得的上述用户的上述视点的位置向垂直方向上侧的移动，将上述使用区域的位置设置为上述虚像向垂直方向上侧移动，并且较长地确定：与上述虚像的垂直方向相对应的方向的上述使用区域的长度；
另一方面，上述图像形成部伴随通过上述视点位置获得部而获得的上述用户的上述视点的位置向垂直方向下侧的移动，将上述使用区域的位置设置为上述虚像向垂直方向下侧移动，并且较短地确定与上述虚像的垂直方向相对应的方向的上述使用区域的长度。
2.根据权利要求1所述的车辆用显示装置，其特征在于，上述图像形成部对应于：通过上述视点位置获得部而获得的上述车辆的前后方向的上述用户的上述视点的位置，确定上述使用区域的与上述虚像的垂直方向相对应的方向上的长度、和与上述车辆的左右方向相对应的方向上的长度。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用显示装置，其特征在于，上述图像形成部伴随通过上述视点位置获得部而获得的上述用户的上述视点的位置向上述车辆的前方向的移动，较短地确定上述使用区域的与上述虚像的垂直方向相对应的方向上的长度和与上述车辆的左右方向相对应的方向上的长度这两者；
另一方面，上述图像形成部伴随通过上述视点位置获得部而获得的上述用户的上述视点的位置向上述车辆的后方向的移动，较长地确定上述使用区域的与上述虚像的垂直方向相对应的方向上的长度、和与上述车辆的左右方向相对应的方向上的长度这两者。
4.根据权利要求1或2所述的车辆用显示装置，其特征在于，上述图像形成部按照不受到上述用户的视点的位置的变化的影响、上述用户越过窗面板而观看到的风景中的重叠有上述虚像的风景的路面的距离范围是一定的方式，确定上述使用区域。
5.根据权利要求3所述的车辆用显示装置，其特征在于，上述图像形成部按照不受到上述用户的视点的位置的变化的影响、上述用户越过窗面板而观看到的风景中的重叠有上述虚像的风景的路面的距离范围是一定的方式，确定上述使用区域。
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