DE102019106736A1

DE102019106736A1 - Bildanzeigesystem, Bildanzeigeverfahren, Computerprogramm und bewegliches Objekt, das das Bildanzeigesystem beinhaltet

Info

Publication number: DE102019106736A1
Application number: DE102019106736.7A
Authority: DE
Inventors: Masanaga TSUJI; Toshiya Mori; Ken'ichi Kasazumi; Yoshiteru Mino; Tadashi Shibata; Nobuyuki Nakano; Akira Tanaka; Shohei Hayashi
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Automotive Systems Co Ltd
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2019-03-18
Publication date: 2019-09-26
Also published as: US20220208148A1; US20210233499A1; JP6890306B2; US11646000B2; JP2019164317A; JP2021105726A; US11004424B2; US11315528B2; CN110308556B; JP7117592B2; CN110308556A; US20190295508A1

Abstract

Es wird ein Bildanzeigesystem bereitgestellt, das dazu in der Lage ist, eine Anzeigeverzögerung eines Anzeigebildes zu reduzieren und es weniger wahrscheinlich macht, dass ein zeichnungsfähiger Bereich des Anzeigebildes eingeschränkt wird. Ein Bildanzeigesystem beinhaltet eine Anzeigeeinheit (20), eine Projektionseinheit, eine Körpereinheit und eine bilderzeugende Einheit (21). Die Anzeigeeinheit (20) zeigt ein Bild an. Die Projektionseinheit projiziert ein virtuelles Bild, das dem Bild entspricht, mit einem Ausgabelicht der Anzeigeeinheit (21) in einen Zielraum. Die Anzeigeeinheit (20) und die Projektionseinheit werden an die Körpereinheit (1) bereitgestellt. Die bilderzeugende Einheit (21) beinhaltet eine erste Korrektureinheit (41) und eine zweite Korrektureinheit (42). Die erste Korrektureinheit (41) führt ein erstes Korrekturverarbeiten des Korrigierens, basierend auf einem ersten Orientierungssignal, das für eine erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) indikativ ist, einer Anzeigeposition des virtuellen Bildes in dem Zielraum durch. Die zweite Korrektureinheit (42) führt ein zweites Korrekturverarbeiten des Korrigierens, basierend auf einem zweiten Orientierungssignal, das indikativ für eine zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) ist, die schneller ist als die erste Orientierungsveränderung, der Anzeigeposition des virtuellen Bildes in dem Zielraum durch. Das erste Korrekturverarbeiten und das zweite Korrekturverarbeiten werden in unterschiedlichen Verarbeitungsstufen von mehreren Verarbeitungsstufen eines bilderzeugenden Verarbeitens durchgeführt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft generell Bildanzeigesysteme, Bildanzeigeverfahren, Computerprogramme und bewegliche Objekte, die die Bildanzeigesysteme beinhalten, und insbesondere ein Bildanzeigesystem zum Projizieren eines virtuellen Bildes in einen Zielraum, ein Bildanzeigeverfahren, ein Computerprogramm und ein bewegliches Objekt, das das Bildanzeigesystem beinhaltet.
Stand der Technik
Dokument 1 ( JP2017-13590A ) offenbart eine Headup-Display-Vorrichtung, die ein Beispiel eines Bildanzeigesystems ist, das ein virtuelles Bild in einen Zielraum projiziert. Diese Headup-Display-Vorrichtung beinhaltet einen Indikator zur Ausgabe eines Anzeigelichts und ist konfiguriert, das Anzeigelicht zu einem vorderen Fenster eines Fahrzeugs zu emittieren, um es einem Benutzer zu erlauben, ein virtuelles Bild eines Anzeigebildes des Indikators visuell so wahrzunehmen, als wenn es auf eine reale Szene vor dem Fahrzeug überlagert wäre.
Die Headup-Display-Vorrichtung beinhaltet eine Fahrzeugvibrationseingabeeinheit und eine Anzeigesteuereinheit. Die Fahrzeugvibrationseingabeeinheit ist konfiguriert, Vibrationsinformationen des Fahrzeugs (d.h. Orientierungsinformationen des Fahrzeugs) zu empfangen. Die Anzeigesteuereinheit ist konfiguriert, das Anzeigebild basierend auf den Vibrationsinformationen zu korrigieren, um eine Anzeigeposition des virtuellen Bildes zu korrigieren. Insbesondere zeichnet die Anzeigesteuereinheit das Anzeigebild auf eine erste Schicht und bewegt dann eine Anzeigeposition des auf die erste Schicht gezeichneten Anzeigebildes in eine Richtung, um die Vibration des Fahrzeugs zu kompensieren. Die erste Schicht ist eine virtuelle Ebene und ist in Zuordnung zu einer Anzeigefläche des Indikators definiert. Als ein Resultat kann die Positionsbeziehung zwischen der Anzeigeposition des virtuellen Bildes und einem in der realen Szene existierendem Zielobjekt ungeachtet der Vibration des Fahrzeugs aufrechterhalten werden.
In der vorstehenden Headup-Display-Vorrichtung wird die Anzeigeposition des Anzeigebildes basierend auf Vibrationsinformationen während eines Zeichnungsverarbeitens des Zeichnens des Anzeigebildes korrigiert. In dieser Konfiguration unterliegt die Anzeigeeinheit einer Anzeigeverzögerung (beispielsweise eine Verzögerung über mehrere Bilder). Des Weiteren kann das Anzeigebild, wenn die Korrektur eine Versetzung der Anzeigeposition des Anzeigebildes beinhaltet, durch die Versetzung teilweise außer Reichweite der Anzeigefläche sein (was einen Bildfehler verursacht). Um solch einen Bildfehler zu vermeiden, sollte ein zeichnungsfähiger Bereich des Anzeigebildes, in dem das Anzeigebild gezeichnet werden darf, auf einen vergleichsweise engen Bereich begrenzt werden.
Kurzdarstellung der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Bildanzeigesystem, ein Bildanzeigeverfahren, ein Computerprogramm und ein bewegliches Objekt, das das Bildanzeigesystem beinhaltet, bereit, die dazu in der Lage sind, eine Anzeigeverzögerung eines Anzeigebildes zu reduzieren und es ist weniger wahrscheinlich, dass ein zeichnungsfähiger Bereich des Anzeigebildes davon eingeschränkt wird.
Ein Bildanzeigesystem nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine bilderzeugende Einheit, eine Anzeigeeinheit, eine Projektionseinheit und eine Körpereinheit. Die bilderzeugende Einheit ist konfiguriert, ein Bild zu erzeugen. Die Anzeigeeinheit ist konfiguriert, das von der bilderzeugenden Einheit produzierte Bild anzuzeigen. Die Projektionseinheit ist konfiguriert, ein virtuelles Bild, das dem Bild entspricht, mit einem Ausgabelicht der Anzeigeeinheit in einen Zielraum zu projizieren. Die Anzeigeeinheit und die Projektionseinheit werden der Körpereinheit bereitgestellt. Die bilderzeugende Einheit beinhaltet eine erste Korrektureinheit und eine zweite Korrektureinheit. Die erste Korrektureinheit ist konfiguriert, ein erstes Korrekturverarbeiten des Korrigierens, basierend auf einem ersten Orientierungssignal, einer Anzeigeposition des virtuellen Bildes in dem Zielraum durchzuführen. Das erste Orientierungssignal ist indikativ für eine erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit. Die zweite Korrektureinheit ist konfiguriert, ein zweites Korrekturverarbeiten des Korrigierens, basierend auf einem zweiten Orientierungssignal, der Anzeigeposition des virtuellen Bildes in dem Zielraum durchzuführen. Das zweite Orientierungssignal ist indikativ für eine zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit. Eine Änderungsrate der zweiten Orientierungsveränderung ist schneller als die der ersten Orientierungsveränderung. Die zweite Korrektureinheit ist konfiguriert, das zweite Korrekturverarbeiten zu einem Zeitpunkt durchzuführen, der sich von einem Zeitpunkt unterscheidet, zu dem die erste Korrektureinheit das erste Korrekturverarbeiten durchführt.
Ein bewegliches Objekt gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Bildanzeigesystem und einen beweglichen Objektkörper. Das Bildanzeigesystem ist in dem beweglichen Objektkörper installiert.
Ein Bildanzeigeverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Bildanzeigeverfahren, das ein Bildanzeigesystem einsetzt, das eine Anzeigeeinheit, eine Projektionseinheit und eine Körpereinheit beinhaltet. Die Bildanzeigeeinheit ist konfiguriert, ein Bild anzuzeigen. Die Projektionseinheit ist konfiguriert, ein virtuelles Bild, das dem Bild entspricht, mit einem Ausgabelicht der Anzeigeeinheit in einen Zielraum zu projizieren. Die Anzeigeeinheit und die Projektionseinheit werden der Körpereinheit bereitgestellt. Das Bildanzeigeverfahren beinhaltet ein Bilderzeugungsverarbeiten des Erzeugens des Bildes, das von der Anzeigeeinheit angezeigt wird. Das Bilderzeugungsverarbeiten beinhaltet ein erstes Korrekturverarbeiten und ein zweites Korrekturverarbeiten. Das erste Korrekturverarbeiten ist ein Verarbeiten des Korrigierens, basierend auf einem ersten Orientierungssignal, einer Anzeigeposition des virtuellen Bildes in dem Zielraum. Das erste Orientierungssignal ist indikativ für eine erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit. Das zweite Korrekturverarbeiten ist ein Verarbeiten des Korrigierens, basierend auf einem zweiten Orientierungssignal, der Anzeigeposition des virtuellen Bildes in dem Zielraum. Das zweite Orientierungssignal ist indikativ für eine zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit. Eine Änderungsrate der zweiten Orientierungsveränderung ist schneller als die der ersten Orientierungsveränderung. Das Bildanzeigeverfahren führt das erste Korrekturverarbeiten und das zweite Korrekturverarbeiten zu unterschiedlichen Zeitpunkten durch.
Ein Computerprogramm gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Computersystem an, das vorstehende Bildanzeigeverfahren auszuführen.
Figurenliste

1 ist eine konzeptionelle Ansicht, die eine Konfiguration eines Bildanzeigesystems einer Ausführungsform veranschaulicht.
2 ist eine konzeptionelle Ansicht eines Automobils, das das Bildanzeigesystem beinhaltet.
3 ist eine konzeptionelle Ansicht eines Sichtfeldes eines Fahrers, der das Anzeigesystem verwendet.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Bildanzeigeeinheit des Bildanzeigesystems veranschaulicht.
5A ist eine konzeptionelle Ansicht eines Renderingverfahrens eines Bildes in einem dreidimensionalen virtuellen Raum in einem Fall, in dem in einer Körpereinheit keine Orientierungsveränderung auftritt.
5B ist eine konzeptionelle Ansicht eines Sichtfeldes eines Fahrers in dem Fall, in dem in der Körpereinheit keine Orientierungsveränderung auftritt.
6A ist eine konzeptionelle Ansicht, die ein Renderingverfahren eines Bildes in einem dreidimensionalen virtuellen Raum in einem Fall veranschaulicht, in dem in der Körpereinheit eine erste Orientierungsveränderung auftritt.
6B ist eine konzeptionelle Ansicht eines Sichtfeldes eines Fahrers in dem Fall, in dem in der Körpereinheit die erste Orientierungsveränderung auftritt.
7 ist eine konzeptionelle Ansicht, die ein Verfahren zum Durchführen eines Vibrationskorrekturverarbeitens und eines Verzerrungskorrekturverarbeitens veranschaulicht.
8 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel einer Beziehung zwischen einem Änderungsbetrag (Vibrationsbetrag) und einem Korrekturbetrag gemäß dem Vibrationskorrekturverarbeiten veranschaulicht.
9 ist eine konzeptionelle Ansicht, die eine Variation einer Anzeigeeinheit veranschaulicht.

Beschreibung der Ausführungsformen
Überblick
Wie in 1 und 2 gezeigt, ist ein Bildanzeigesystem 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Headup-Display (HUD) und kann beispielsweise in einem Automobil 100 installiert sein, das ein Beispiel für einen beweglichen Objektkörper ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein bewegliches Objekt als ein Gesamtobjekt definiert, das das Bildanzeigesystem 10 und das Automobil 100 (beweglicher Objektkörper), in dem das Bildanzeigesystem 10 installiert ist, beinhaltet.
Das Bildanzeigesystem 10 ist in einem Innenraum des Automobils 100 installiert, um ein Bild auf eine Windschutzscheibe 101 des Automobils 100 von unten zu projizieren. In einem in 2 gezeigten Beispiel ist das Bildanzeigesystem 10 innerhalb eines Armaturenbretts 102 unter der Windschutzscheibe 101 angeordnet. Wenn ein Bild von dem Bildanzeigesystem 10 auf die Windschutzscheibe 101 projiziert wird, kann ein Benutzer (Fahrer) 200 das auf die Windschutzscheibe 101 projizierte Bild als ein virtuelles Bild 300 visuell wahrnehmen, das in einem Zielraum 400 vor (außerhalb) des Automobils 100 gebildet wird.
In dieser Offenbarung bezeichnet ein „virtuelles Bild“ ein Bild, das durch diffundierte Lichtstrahlen gebildet wird, die verursacht werden, wenn von dem Bildanzeigesystem 10 emittiertes Bildlicht durch ein reflektierendes Element diffundiert wird, wie etwa die Windschutzscheibe 101, und wie ein reales Objekt erscheint. Die Windschutzscheibe 101 ist ein Projektionsziel, auf das ein Bild 700 zu projizieren ist.
Daher kann der Benutzer 200, der das Automobil 100 fährt, wie in 3 gezeigt, das virtuelle Bild 300 sehen, das von dem Bildanzeigesystem 10 gebildet wird und eine reale Szene, die sich vor dem Automobil 100 ausbreitet, überlagert. Dementsprechend kann das Bildanzeigesystem 10 verschiedene Arten von Fahrunterstützungsinformationen in einer Form des virtuellen Bildes 300 auf der realen Szene überlagert präsentieren, um es dem Benutzer 200 zu ermöglichen, die Informationen visuell wahrzunehmen. Beispiele für die Fahrunterstützungsinformationen beinhalten Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen, Navigationsinformationen, Fußgängerinformationen, Vorwärtsfahrzeuginformationen, Spurabweichungsinformationen und Fahrzeugzustandsinformationen. Dementsprechend kann der Benutzer 200, wenn der Benutzer 200 seine Augen auf einen Raum vor der Windschutzscheibe 101 richtet, die Fahrunterstützungsinformationen durch leichte Bewegung seiner Sichtlinie visuell erhalten.
Das virtuelle Bild 300, das in dem Zielraum 400 angezeigt wird, kann beispielsweise die Navigationsinformationen anzeigen, die eine Fahrtrichtung des Automobils 100 angeben, und sie können als ein Pfeil angezeigt werden, der ein Abbiegen nach rechts oder links angibt, als wäre er auf die Straßenoberfläche 600 gezeichnet. Solch eine Art von virtuellem Bild 300 wird unter Verwendung der Augmented Reality (AR) Techniken angezeigt und wird auf einer spezifischen Position in der realen Szene (Straßenfläche 600, Gebäude, Umgebungsfahrzeug, Fußgänger und dergleichen) in einem Sichtfeld des Benutzers 200 überlagert.
Das virtuelle Bild 300, das in dem Zielraum 400 angezeigt wird, ist innerhalb einer imaginären Fläche 501 über eine optische Achse 500 des Bildanzeigesystems 10 präsent. Die optische Achse 500 erstreckt sich entlang einer Straßenfläche 600 vor dem Automobil 100 in dem Zielraum 400 vor dem Automobil 100. Die imaginäre Fläche 501, wo das virtuelle Bild 300 erzeugt wird, ist beinahe senkrecht zu der Straßenfläche 600. Wenn die Straßenfläche 600 beispielsweise eine horizontale Fläche ist, kann das virtuelle Bild 310 so gesehen werden, als würde es sich entlang einer vertikalen Fläche erstrecken.
Wie in 1 gezeigt, beinhaltet das Bildanzeigesystem 10 eine Bildanzeigeeinheit 2, eine Projektionseinheit 3 und eine Körpereinheit 1. Die Bildanzeigeeinheit 2 beinhaltet eine Anzeigefläche 20a und ist konfiguriert, das Bild 700 auf der Anzeigefläche 20a anzuzeigen. Die Projektionseinheit 3 ist konfiguriert, ein Projektionsverarbeiten des Projizierens des virtuellen Bildes 300 (siehe 2) entsprechend dem Bild 700 in Richtung des Zielraums 400 (siehe 2) mit dem Ausgabelicht der Bildanzeigeeinheit 2 durchzuführen. Die Bildanzeigeeinheit 2 und die Projektionseinheit 3 werden der Körpereinheit 1 bereitgestellt.
Die Körpereinheit 1 ist in dem Automobil 100 installiert. Wenn sich eine Orientierung (Haltung) des Automobils 100 aufgrund von beispielsweise einem Zustand der Straßenoberfläche 600, Beschleunigung/Entschleunigung des Automobils 100 und dergleichen verändert, tritt auch eine Orientierung der Körpereinheit 1 gemäß der Orientierungsveränderung des Automobils 100 auf. Insbesondere wenn das Automobil 100 entschleunigt wird, neigt das Automobil 100 nach vorne, was zu einer Vorwärtsneigung der Körpereinheit 1 führt. Wenn das Automobil 100 beschleunigt wird, neigt sich das Automobil 100 nach hinten, was zu einer Rückwärtsneigung der Körpereinheit 1 führt. Veränderung der Orientierung der Körpereinheit 1 des Bildanzeigesystems 10 verursacht eine Veränderung der Positionsbeziehung zwischen dem virtuellen Bild 300 und der realen Szene (Objekte in der realen Szene). Dementsprechend verursacht die Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 zum Beispiel, dass das virtuelle Bild 300 an einer Position in der realen Szene des Sichtfeldes des Benutzers 200 angezeigt wird, die von der spezifischen Position, die für die Anzeige ursprünglich gewünscht war, versetzt (verschoben) ist.
Angesichts solcher Umstände enthält das Bildanzeigesystem 10, wie in 4 gezeigt, eine erste Korrektureinheit 41 und eine zweite Korrektureinheit 42, die konfiguriert sind, die Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300 in dem Zielraum 400 in Reaktion auf die Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 derart zu korrigieren (anzupassen), dass das virtuelle Bilde 300 an der spezifischen Position, die ursprünglich in der realen Szene gewünscht war, angezeigt werden kann. Die erste Korrektureinheit (erste Anpassungseinheit) 41 ist konfiguriert, ein erstes Korrekturverarbeiten (erstes Anpassungsverarbeiten) des Korrigierens (Anpassens) der Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300 in dem Zielraum 400 gemäß einer ersten Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 durchzuführen. Die zweite Korrektureinheit (zweite Anpassungseinheit) 42 ist konfiguriert, ein zweites Korrekturverarbeiten (zweites Anpassungsverarbeiten) des Korrigierens (Anpassens) der Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300 in dem Zielraum 400 gemäß einer zweiten Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 durchzuführen. Die zweite Korrektureinheit 42 führt das zweite Korrekturverarbeiten zu einem Zeitpunkt durch, der sich von einem Zeitpunkt unterscheidet, zu dem die erste Korrektureinheit 41 das erste Korrekturverarbeiten durchführt. Eine Änderungsrate der zweiten Orientierungsveränderung ist schneller als die der ersten Orientierungsveränderung.
Die erste Orientierungsveränderung ist eine Art von Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1, deren Änderungsrate vergleichsweise langsam ist. Insbesondere die erste Orientierungsveränderung ist eine Vibration (Orientierungsveränderung), deren Frequenz niedriger ist als eine erste Frequenz. Mit anderen Worten, die erste Orientierungsveränderung ist eine Art von Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1, deren Auftretenshäufigkeit kleiner ist als ein erster Schwellenwert. Noch anders gesagt, die erste Orientierungsveränderung ist insofern eine Art von Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1, als dass eine Orientierung (Haltung) der Körpereinheit 1 nach der Orientierungsveränderung für eine bestimmte Zeitdauer aufrechterhalten wird. Die erste Orientierungsveränderung kann beispielsweise durch das Beschleunigen/Entschleunigen des Automobils 100 auftreten.
Die zweite Orientierungsveränderung ist eine Art von Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1, bei der die Änderungsrate vergleichsweise schnell ist. Vergleicht man die zweite Orientierungsveränderung und die erste Orientierungsveränderung, ist die Änderungsrate der zweiten Orientierungsveränderung schneller als die der ersten Orientierungsveränderung. Insbesondere die zweite Orientierungsveränderung ist eine Vibration (Orientierungsveränderung) der Körpereinheit 1 deren Frequenz größer oder gleich einer zweiten Frequenz ist. Mit anderen Worten, die zweite Orientierungsveränderung ist eine Art von Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1, deren Auftretenshäufigkeit größer oder gleich einem zweiten Schwellenwert ist. Noch anders gesagt, die zweite Orientierungsveränderung ist insofern eine Art von Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1, als dass eine Orientierung (Haltung) der Körpereinheit 1 sich im Laufe der Zeit verändert. Die zweite Orientierungsveränderung kann beispielsweise durch eine Aufwärts-Abwärts-Bewegung des Automobils 100 als Folge des Fahrens des Automobils 100 auf einer holprigen Straße auftreten. Die erste Frequenz und die zweite Frequenz können jeweils die gleiche sein oder sich voneinander unterscheiden. Der erste Schwellenwert und der zweite Schwellenwert können ebenfalls jeweils der gleiche sein oder sich voneinander unterscheiden.
Mit dieser Konfiguration kann die Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300 in Reaktion auf die Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 korrigiert (angepasst) werden. Als ein Resultat davon kann das Bildanzeigesystem 10, selbst wenn das Automobil 100 die erste Orientierungsveränderung oder die zweite Orientierungsveränderung aufweist, das virtuelle Bild 300 auf der spezifischen Position überlagert anzeigen, die ursprünglich für das Anzeigen in der realen Szene in dem Sichtfeld des Benutzers 200 gewünscht war.
Darüber hinaus arbeiten, gemäß dem Bildanzeigesystem 10, die erste Korrektureinheit 41 und die zweite Korrektureinheit 42 alternativ gemäß den Arten von Orientierungsveränderung des Automobils 100 (erste Orientierungsveränderung oder zweite Orientierungsveränderung). Die Körpereinheit 1 weist möglicherweise verschiedene Arten von Orientierungsveränderungen zusammen mit der Orientierungsveränderung des Automobils 100 auf, es ist aber gemäß dem Bildanzeigesystem 10 möglich, die Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300 in einer angemessenen Verarbeitungsstufe unter mehreren Verarbeitungsstufen, die durch die Bildanzeigeeinheit 2 durchgeführt werden, in Abhängigkeit von der Art der Orientierungsveränderung (ob es die erste Orientierungsveränderung ist oder die zweite Orientierungsveränderung), die tatsächlich an der Körpereinheit 1 auftritt, zu korrigieren.
Ein Korrekturverarbeiten der Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300, das auf die zweite Orientierungsveränderung eingeht, muss möglicherweise in Echtzeit durchgeführt werden und kann somit beispielsweise in einer Verarbeitungsstufe durchgeführt werden, die auf einer Echtzeitbasis verarbeitet. Ein Korrekturverarbeiten der Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300, das auf die erste Orientierungsveränderung eingeht, muss nicht zwangsläufig in Echtzeit durchgeführt werden und kann somit in einer Verarbeitungsstufe durchgeführt werden, in der ein zeichnungsfähiger Bereich des Bildes 700 weniger wahrscheinlich durch das Korrekturverarbeiten eingeschränkt werden muss. Dementsprechend ist es möglich, die Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300 gemäß der Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 zu korrigieren, während eine Anzeigeverzögerung des virtuellen Bildes 300 reduziert werden kann und es ist weniger wahrscheinlich, dass ein zeichnungsfähiger Bereich des Bildes 700, der dem virtuellen Bild 300 entspricht, eingeschränkt werden muss.
Einzelheiten
Wie in 1 gezeigt, beinhaltet das Bildanzeigesystem 10 die Körpereinheit 1, die Bildanzeigeeinheit 2, die Projektionseinheit 3, einen Vibrationssensor 5, einen Tiefpassfilter 6 und einen Hochpassfilter 7. Der Vibrationssensor 5 und der Tiefpassfilter 6 kooperieren, um als ein erster Detektor zu funktionieren, der konfiguriert ist, die erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 zu erkennen, um ein erstes Orientierungssignal auszugeben, das für die erkannte erste Orientierungsveränderung indikativ ist. Der Vibrationssensor 5 und der Hochpassfilter 7 kooperieren, um als ein zweiter Detektor zu funktionieren, der konfiguriert ist, die zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 zu erkennen, um ein zweites Orientierungssignal auszugeben, das indikativ für die erkannte zweite Orientierungsveränderung ist.
Die Körpereinheit 1 beinhaltet beispielsweise ein Gehäuse. Die Bildanzeigeeinheit 2, die Projektionseinheit 3, der Vibrationssensor 5, der Tiefpassfilter 6 und der Hochpassfilter 7 sind in der Körpereinheit 1 untergebracht (befestigt). Wie in 2 gezeigt, ist die Körpereinheit 1 an einem Innenbereich des Armaturenbretts 102 des Automobils 100 fixiert. Alternativ kann die Körpereinheit 1 einen Rahmen oder ein Plattenelement anstatt des Gehäuses beinhalten. Die Bildanzeigeeinheit 2 beinhaltet eine Anzeigeeinheit 20 und eine bilderzeugende Einheit 21 (später beschrieben). Von der Anzeigeeinheit 20 und der bilderzeugenden Einheit 21 muss die bilderzeugende Einheit 21 der Körpereinheit 1 nicht bereitgestellt werden.
Der Vibrationssensor 5 beinhaltet einen Sensor, der konfiguriert ist, eine Vibration zu erkennen, die auf die Körpereinheit 1 wirkt, und um die Vibration der Körpereinheit 1 zu erkennen, um die erste Orientierungsveränderung und die zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 zu erkennen. Die Vibration der Körpereinheit 1 beinhaltet eine erste Vibration mit einer Frequenz, die kleiner als die erste Frequenz ist (die Informationen zu der ersten Orientierungsveränderung entspricht), und eine zweite Vibration mit einer Frequenz, die größer oder gleich der zweiten Frequenz (die den Informationen zu der zweiten Orientierungsveränderung entspricht) ist. Die Körpereinheit 1 ist an dem Automobil 100 fixiert und somit ist die Vibration, die auf die Körpereinheit 1 wirkt, im Wesentlichen die gleiche, wie die Vibration, die auf das Automobil 100 wirkt. Das heißt, der Vibrationssensor 5 ist konfiguriert, die Vibration zu erkennen, die auf das Automobil 100 wirkt, und dadurch die Vibration zu erkennen, die auf die Körpereinheit 1 wirkt. Der Vibrationssensor 5 ist konfiguriert, eine Veränderung in einem Neigungswinkel des Automobils 100 zu erkennen, die durch die Vibration an dem Automobil 100 verursacht wird. Der Vibrationssensor 5 ist konfiguriert, ein Signal an den Tiefpassfilter 6 und den Hochpassfilter 7 auszugeben, das für die erkannte Vibration indikativ ist.
Das Signal von dem Vibrationssensor 5 empfangend, erlaubt der Tiefpassfilter 6 einer Signalkomponente mit einer Frequenz, die kleiner als ist als die erste Frequenz ist (nämlich ein Signal, das für die erste Orientierungsveränderung indikativ ist) dadurch zu laufen, und unterbricht eine Signalkomponente mit einer Frequenz, die größer oder gleich der ersten Frequenz ist. Der Tiefpassfilter 6 gibt als das erste Orientierungssignal das Signal (Signalkomponente) aus, das durch den Tiefpassfilter 6 läuft. Das Signal von dem Vibrationssensor 5 empfangend, erlaubt der Hochpassfilter 7 einer Signalkomponente mit einer Frequenz, die größer oder gleich der zweiten Frequenz ist (nämlich ein Signal, das für die zweite Orientierungsveränderung indikativ ist) dadurch zu laufen, und unterbricht eine Signalkomponente mit einer Frequenz, die kleiner als die zweite Frequenz ist. Der Hochpassfilter 7 gibt als das zweite Orientierungssignal das Signal (Signalkomponente) aus, das durch den Hochpassfilter 7 läuft. Das erste Orientierungssignal ist indikativ für die erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1. Das zweite Orientierungssignal ist indikativ für die zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1. Der Vibrationssensor 5 kann beispielsweise ein Gyrosensor (Winkelgeschwindigkeitssensor) sein. Der Vibrationssensor 5 ist jedoch nicht auf den Gyrosensor beschränkt. Der Vibrationssensor 5 kann beispielsweise ein Beschleunigungssensor sein.
Die Bildanzeigeeinheit 2 weist die Anzeigefläche 20a auf und ist konfiguriert, das Bild 700 auf der Anzeigefläche 20a anzuzeigen, um Lichtstrahlen, die das angezeigte Bild 700 konstituieren, in Richtung der Projektionseinheit 3 zu emittieren. Wie in 1 gezeigt, beinhaltet die Bildanzeigeeinheit 2 die Anzeigeeinheit 20 und die bilderzeugende Einheit 21. Die Anzeigeeinheit 20 ist konfiguriert, ein Anzeigeverarbeiten des Anzeigens des Bildes 700 durchzuführen, um die Lichtstrahlen, die das angezeigte Bild 700 konstituieren, von der Anzeigeeinheit 20 nach vorne zu emittieren. Die bilderzeugende Einheit21 ist konfiguriert, ein Bilderzeugungsverarbeiten des Erzeugens des auf der Anzeigeeinheit 20 anzuzeigenden Bildes 700 durchzuführen. In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet das Bild 700 einen Pfeil zum Führen einer Reiseroute zu einem Ziel des Automobils 100, der angezeigt wird, als würde er sich auf einer Straßenfläche für das Automobil 100 befinden. Nachfolgend kann das Bild 700 als ein Pfeilbild 700 bezeichnet sein. Das virtuelle Bild 300 beinhaltet auch ein Bild, das einen Pfeil repräsentiert (siehe 3).
Insbesondere ist die bilderzeugende Einheit 21 konfiguriert, die Navigationsinformationen von einer Navigationsvorrichtung, die in dem Automobil 100 installiert ist, zu erfassen. Die Navigationsinformationen können beispielsweise eine Reiseroute zu dem Ziel des Automobils 100, eine Entfernung von dem Automobil 100 zu einer nächsten Abzweigung und dergleichen beinhalten. In einem Beispiel erzeugt die bilderzeugende Einheit 21, wenn bestimmt wird, dass das Automobil 100 einen Ort erreicht, der eine bestimmte Entfernung von einer nächsten Abzweigung auf der Reiseroute entfernt liegt, basierend auf den erfassten Navigationsinformationen das Pfeilbild 700, um die Reiserichtung in der Abzweigung anzugeben. In diesem Fall wird das Pfeilbild 700 derart angezeigt, dass das virtuelle Bild 300 an einer vorbestimmten Position (beispielsweise einer Position, in der der Pfeil die Straße in der Abzweigung überlagert) 401 in dem Zielraum 400 angezeigt wird. Die bilderzeugende Einheit 21 gibt dann das erzeugte Pfeilbild 700 an die Anzeigeeinheit 20 aus. Dementsprechend wird das virtuelle Bild 300, das dem Pfeilbild 700 entspricht, an der vorbestimmten Position (beispielsweise die Position, in der der Pfeil die Straße in der Abzweigung überlagert) 401 in dem Zielraum 400 unter der Voraussetzung angezeigt, dass in der Körpereinheit 1 keine Orientierungsveränderung auftritt.
Die bilderzeugende Einheit 21 ist konfiguriert, das erste Orientierungssignal von dem Tiefpassfilter 6 bzw. das zweite Orientierungssignal von dem Hochpassfilter 7 zu empfangen, um Orientierungsinformationen über die erste Orientierungsveränderung und die zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit zu erfassen. Wenn bei der Körpereinheit 1 eine Orientierungsveränderung auftritt, verändert sich die Positionsbeziehung zwischen dem virtuellen Bild 300 und der realen Szene (Objekten in der realen Szene), was zu einer Verschiebung (Versetzen) des virtuellen Bildes 300 relativ zu einer spezifischen Position (beispielsweise die Abzweigung), die ursprünglich zum Anzeigen in dem Zielraum 400 in der realen Szene gewünscht war, führt. Die Rückwärtsneigung des Automobils 100 verursacht beispielsweise, dass sich die Sichtlinie des Benutzers 200 nach oben bewegt und somit bewegt sich die reale Szene, die von dem Benutzer 200 erkannt wird, relativ nach unten. Als ein Resultat dessen wird das virtuelle Bild 300 in dem Zielraum 400 an einer Position über der Abzweigung angezeigt. Angesichts dieses Umstands korrigiert die bilderzeugende Einheit 21 die Anzeigeposition des Bildes 700 in der Anzeigefläche 20a basierend auf den erfassten Orientierungsinformationen derart, dass die Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300 in dem Zielraum 400 von der vorbestimmten Position 401 zu einer Position versetzt ist, wo der Pfeil die Straße in der Abzweigung überlagert.
Die Projektionseinheit 3 ist konfiguriert, das virtuelle Bild 300 entsprechend dem Bild 700 in Richtung des Zielraums 400 mit einem Ausgabelicht der Anzeigefläche 20a der Bildanzeigeeinheit 2 zu projizieren. In der vorliegenden Ausführungsform funktioniert das Bildanzeigesystem 10 als ein Headup-Display, wie vorstehend beschrieben, und die Projektionseinheit 3 ist konfiguriert, das Bild 700 auf die Windschutzscheibe 101 zu projizieren (siehe 2).
Wie in 1 gezeigt, beinhaltet die Projektionseinheit 3 einen ersten Spiegel 31 und einen zweiten Spiegel 32. Der erste Spiegel 31 und der zweite Spiegel 32 sind entlang eines optischen Pfads des Ausgabelichts der Bildanzeigeeinheit 2 in einer Reihenfolge von Bildanzeigeeinheit 2, dem ersten Spiegel 31 und dem zweiten Spiegel 32 angeordnet. Insbesondere ist der erste Spiegel 31 über der Anzeigefläche 20a der Bildanzeigeeinheit 2 angeordnet, um das Ausgabelicht der Bildanzeigeeinheit 2 zu empfangen. Der erste Spiegel 31 reflektiert das Ausgabelicht der Bildanzeigeeinheit 2 in Richtung des zweiten Spiegels 32. Der zweite Spiegel 32 ist an einer Position angeordnet, an der die Lichtausgabe, die von der Bildanzeigeeinheit 2 ausgegeben und von dem ersten Spiegel 31 reflektiert wird, erreicht werden kann (zum Beispiel an einer Position an einer vorderen und unteren Seite relativ zu dem ersten Spiegel 31). Der zweite Spiegel 32 reflektiert das Licht, das von der Bildanzeigeeinheit 2 ausgegeben und von dem ersten Spiegel 31 reflektiert wird, nach oben (d.h. in Richtung der Windschutzscheibe 101). Der erste Spiegel 31 kann beispielsweise ein konvexer Spiegel sein. Der zweite Spiegel 32 kann ein konkaver Spiegel sein.
Mit dieser Konfiguration kann die Projektionseinheit 3 das Bild 700, das auf der Anzeigefläche 20a der Bildanzeigeeinheit 2 angezeigt wird, entsprechend vergrößern oder verkleinern, um ein Projektionsbild zu formen, das auf die Windschutzscheibe 101 projiziert wird. Dementsprechend wird das virtuelle Bild 300 in dem Zielraum 400 angezeigt. In dem Sichtfeld des Benutzers 200, der das Automobil 100 fährt, ist das virtuelle Bild 300 entsprechend dem Bild 700 und von dem Bildanzeigesystem 10 projiziert mit dem virtuellen Bild 300 mit der realen Szene, die sich vor dem Automobil 100 ausbreitet, überlappend präsent.
Die bilderzeugende Einheit 21 und die Anzeigeeinheit 20 werden unter Bezugnahme auf 4 ausführlich erklärt.
Wie in 4 gezeigt, beinhaltet die bilderzeugende Einheit 21 eine Zeichnungseinheit 24 und eine Korrektureinheit (Anpassungseinheit) 25. Die Zeichnungseinheit 24 ist konfiguriert, einen Zeichnungsprozess des Zeichnens des Bildes 700 (siehe 1), das auf der Anzeigeeinheit 20 anzuzeigen ist, durchzuführen. Die Zeichnungseinheit 24 beinhaltet eine Zeichnungshaupteinheit 241 und einen Zeichnungspuffer 242. Die Zeichnungshaupteinheit 241 ist konfiguriert, das Bild 700 zu erzeugen. Der Zeichnungspuffer 242 ist konfiguriert, das Bild 700, das von der Zeichnungshaupteinheit 241 gezeichnet wurde, vorübergehend zu speichern, und es an die Korrektureinheit 25 auszugeben. Die Korrektureinheit 25 ist konfiguriert, ein Korrekturverarbeiten an dem Bild 700, das von der Zeichnungseinheit 24 gezeichnet wurde, durchzuführen, um verschiedene Korrekturen durchzuführen und um das Bild 700, das dem Korrekturverarbeiten unterzogen wird, an die Anzeigeeinheit 20 auszugeben.
In der vorliegenden Ausführungsform zeichnet die Zeichnungshaupteinheit 241 das Bild (Pfeilbild) 700 zum Führen der Reiserichtung in die Abzweigung basierend auf den Navigationsinformationen, die von der bilderzeugenden Einheit 21 wie vorstehend beschrieben erfasst wurden.
Die Zeichnungshaupteinheit 241 ist ferner konfiguriert, das Bild 700 basierend auf dem ersten Orientierungssignal von dem Tiefpassfilter 6 zu korrigieren (anzupassen), um die Verschiebung des virtuellen Bildes 300 relativ zu der realen Szene, die durch die erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 verursacht wird, zu kompensieren. Das Korrekturverarbeiten (erstes Korrekturverarbeiten) wird an dem Bild 700 während des Zeichnungsverarbeitens des Bildes 700 durchgeführt. Insbesondere ist die Zeichnungshaupteinheit 241 konfiguriert, wenn basierend auf dem ersten Orientierungssignal von dem Tiefpassfilter 6 bestimmt wird, dass die erste Orientierungsveränderung in der Körpereinheit 1 aufgetreten ist, das Bild 700 durch Zeichnen des Bildes 700 derart zu korrigieren, dass die Verschiebung des virtuellen Bildes 300 relativ zu der realen Szene, die durch die erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 verursacht wird, kompensiert wird. Dementsprechend kann das virtuelle Bild 300 in dem Zielraum 400 an der spezifischen Position, die für das Anzeigen in der realen Szene in dem Sichtfeld des Benutzers 200 ursprünglich gewünscht war (zum Beispiel die Position, in der der Pfeil die Straße in der Abzweigung überlagert), selbst dann angezeigt werden, wenn die erste Orientierungsveränderung in der Körpereinheit 1 auftritt.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Zeichnungshaupteinheit 241 konfiguriert, an dem Bild 700 das Korrekturverarbeiten (erstes Korrekturverarbeiten) zum Korrigieren der Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300 basierend auf dem ersten Orientierungssignal in Reaktion auf die erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 durchzuführen. In der vorliegenden Ausführungsform dient die Zeichnungshaupteinheit 241 (nämlich die Zeichnungseinheit 24) als (beinhaltet) die erste Korrektureinheit 41, die konfiguriert ist, die Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300 in Reaktion auf die erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 zu korrigieren.
Insbesondere ist die Zeichnungshaupteinheit 241 konfiguriert, ein dreidimensionales Bild, das dem Bild 700 entspricht, in einem dreidimensionalem virtuellen Raum, der dem Zielraum 400 entspricht, zu rendern und das gerenderte dreidimensionale Bild auf eine Projektionsebene in dem dreidimensionalem virtuellen Raum zu projizieren, um ein zweidimensionales Bild zu formen, das als das Bild 700 dient, und dadurch das Bild 700 zu zeichnen. Die Zeichnungshaupteinheit 241 ist ferner konfiguriert, das Bild während des Zeichnens des Bildes 700 durch Korrigieren einer Position und/oder eines Winkels des dreidimensionalen Bildes während des Renderns des dreidimensionalen Bildes in dem dreidimensionalen virtuellen Raum zu korrigieren.
Wie vorstehend beschrieben, wird das Korrekturverarbeiten des Korrigierens der Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300, das auf die Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 eingeht (was das Korrekturverarbeiten ist, das nicht zwangsläufig in Echtzeit durchzuführen ist), während des Zeichnungsverarbeitens des Bildes 700 durchgeführt. Dies kann eine Möglichkeit reduzieren, dass das Bild 700 auf der Anzeigefläche 20a derart angezeigt wird, dass das Bild 700 teilweise außer Reichweite der Anzeigefläche 20a liegt (Bildfehler). Das heißt, darauf wird eingegangen, um vielmehr die Möglichkeit des Bildfehlers zu reduzieren, als die Zeichnungsfähigkeit in Echtzeit. Als ein Resultat ist es weniger wahrscheinlich, dass der zeichnungsfähige Bereich des Bildes 700 eingeschränkt wird.
Wie in 4 gezeigt, beinhaltet die Korrektureinheit 25 eine Bildkorrektureinheit 251, einen Ausgabepuffer 252 (Puffer) und eine Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253 (Korrekturhaupteinheit).
Die Bildkorrektureinheit 251 ist konfiguriert, ein Farbkompensationsverarbeiten an der Bild 700 Ausgabe aus dem Zeichnungspuffer 242 (d.h. an dem Bild, das von der Zeichnungseinheit 24 gezeichnet wird) durchzuführen. Das Farbkompensationsverarbeiten kann ein Korrekturverarbeiten des Anpassens der Farbe jeder Bildeinheit (Pixel) des Bildes 700 beinhalten. Insbesondere ist die Bildkorrektureinheit 251 konfiguriert, die Farbe jeder Bildeinheit des Bildes 700, das von der Zeichnungseinheit 24 gezeichnet wird, derart zu korrigieren, dass die Bildeinheit eine gewünschte Farbe hat. Wenn es beispielsweise eine Bildeinheit gibt, deren Farbe als Weiß definiert ist, aber in dem Bild 700, das von der Zeichnungseinheit 24 gezeichnet wird, einen Rotstich hat, wird die Farbe der Bildeinheit zu Weiß korrigiert. Die Bildkorrektureinheit 251 ist konfiguriert, das Bild 700, das der Farbkompensation unterzogen wird, an den Ausgabepuffer 252 auszugeben.
Der Ausgabepuffer 252 ist konfiguriert, die Bild 700 Ausgabe aus der Bildkorrektureinheit 251 vorübergehend zu speichern und das Bild 700 an die Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253 auszugeben.
Die Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253 ist konfiguriert, ein Vibrationskorrekturverarbeiten (zweites Korrekturverarbeiten) und ein Verzerrungskorrekturverarbeiten an der Bild 700 Ausgabe aus dem Ausgabepuffer 252 (d.h. an dem Bild, das von der Zeichnungseinheit 24 gezeichnet wird) durchzuführen. Die Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253 ist konfiguriert, das Bild 700, das Korrektur unterzogen wird, an die Anzeigeeinheit 20 auszugeben.
Für das Vibrationskorrekturverarbeiten (zweites Korrekturverarbeiten) korrigiert die Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253 basierend auf dem zweiten Orientierungssignal von dem Hochpassfilter die Bild 700 Ausgabe aus dem Ausgabepuffer 252, um die Verschiebung des virtuellen Bildes 300 relativ zu der realen Szene, die durch die zweite Orientierungsveränderung verursacht wird, zu kompensieren. Insbesondere ist die Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253 konfiguriert, wenn basierend auf dem zweiten Orientierungssignal von dem Hochpassfilter 7 bestimmt wird, dass die Vibration (nämlich die erste Orientierungsveränderung) in der Körpereinheit 1 auftritt, die Bild 700 Ausgabe aus dem Ausgabepuffer 252 derart zu korrigieren, dass die Verschiebung des virtuellen Bildes 300 relativ zu der realen Szene, die durch die Vibration der Körpereinheit 1 verursacht wird, kompensiert wird. Insbesondere wird das Bild 700 bei diesem Korrekturverarbeiten derart korrigiert, dass das auf der Anzeigefläche 20a anzuzeigende Bild 700 in Richtung einer gewünschten Richtung versetzt wird (so dass die Verschiebung des virtuellen Bildes 300 relativ zu der realen Szene, die durch die Vibration der Körpereinheit 1 verursacht wird, kompensiert wird). Das heißt, die Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253 ist konfiguriert, an dem Bild 700 das Korrekturverarbeiten (zweites Korrekturverarbeiten) zum Korrigieren der Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300 basierend auf dem zweiten Orientierungssignal durchzuführen. In der vorliegenden Ausführungsform dient die Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253 (d.h. die Korrektureinheit 25) als (beinhaltet) die zweite Korrektureinheit 42, die konfiguriert ist, die Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300 in Reaktion auf die zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 zu korrigieren.
Mit dem Vibrationskorrekturverarbeiten kann das virtuelle Bild 300 in dem Zielraum 400 an der spezifischen Position, die für das Anzeigen in der realen Szene in dem Sichtfeld des Benutzers 200 ursprünglich gewünscht war (zum Beispiel die Position, in der der Pfeil die Straße in der Abzweigung überlagert), selbst dann angezeigt werden, wenn die zweite Orientierungsveränderung in der Körpereinheit 1 auftritt. Das heißt, die Korrektureinheit 25 dient als die zweite Korrektureinheit 42, die konfiguriert ist, die Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300 gemäß der zweiten Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 zu korrigieren.
In dem Verzerrungskorrekturverarbeiten korrigiert die Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253 die Bild 700 Ausgabe aus dem Ausgabepuffer 252 derart, dass das virtuelle Bild 300, das auf die Windschutzscheibe 101 projiziert und von der Projektionseinheit 3 reflektiert wird, weniger Verzerrung aufweist. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Verzerrungskorrekturverarbeiten nach dem Vibrationskorrekturverarbeiten durchgeführt. Das Vibrationskorrekturverarbeiten und das Verzerrungskorrekturverarbeiten werden sequenziell in dieser Reihenfolge durchgeführt.
Wie vorstehend beschrieben, wird das Korrekturverarbeiten des Korrigierens der Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300, das auf die zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 eingeht (welches das Korrekturverarbeiten ist, das in Echtzeit durchgeführt werden muss) in einer späteren Phase als der Ausgabepuffer 252 und vor der Anzeigeeinheit 20 durchgeführt (nämlich in der letzten Stufe des Bilderzeugungsverarbeitens). Es ist daher möglich, das Korrekturverarbeiten des Korrigierens der Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300, das auf die zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 eingeht, mit einer geringeren Anzeigeverzögerung in der Anzeigeeinheit 20 durchzuführen.
Das Bilderzeugungsverarbeiten der bilderzeugenden Einheit 21 zum Erzeugen des Bildes 700 beinhaltet mehrere Schritte, die sequenziell durchgeführt werden. Die mehreren Schritte entsprechen Schritten des Verarbeitens von: der Zeichnungshaupteinheit 241; des Zeichnungspuffers 242; der Bildkorrektureinheit 251; des Ausgabepuffers 252; bzw. der Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253. Die erste Korrektureinheit 41 und die zweite Korrektureinheit 42 führen das erste Korrekturverarbeiten und das zweite Korrekturverarbeiten in unterschiedlichen Schritten (ein Schritt entspricht dem Verarbeiten der Zeichnungshaupteinheit 241 und ein Schritt entspricht dem Verarbeiten der Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253) der mehreren Schritte oben. Das heißt, die erste Korrektureinheit 41 führt das erste Korrekturverarbeiten an dem Schritt durch, der dem Verarbeiten der Zeichnungshaupteinheit 241 entspricht. Andererseits führt die zweite Korrektureinheit 42 das zweite Korrekturverarbeiten an dem Schritt durch, der dem Verarbeiten der Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253 entspricht. Da das erste Korrekturverarbeiten und das zweite Korrekturverarbeiten an unterschiedlichen Schritten voneinander durchgeführt werden, kann das erste Korrekturverarbeiten und das zweite Korrekturverarbeiten an Verarbeitungsstufen durchgeführt werden, die für ihre Eigenschaften (zum Beispiel, ob das Verarbeiten in Echtzeit durchgeführt werden muss oder nicht) angemessen sind.
Die Zeichnungseinheit 24 und die Korrektureinheit 25 beinhalten jeweils einen Mikrocomputer, der beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und einen Speicher beinhaltet. Mit anderen Worten, die Zeichnungseinheit 24 und die Korrektureinheit 25 sind jeweils durch einen Computer (Prozessor) realisiert, der die CPU und den Speicher beinhaltet, und der Computer funktioniert, wenn die CPU ein Computerprogramm ausführt, das in dem Speicher gespeichert ist, als die Zeichnungseinheit 24 oder die Korrektureinheit 25. Das Computerprogramm für die Zeichnungseinheit 24 ist in dem Speicher des Computers für die Zeichnungseinheit 24 gespeichert und das Computerprogramm für die Korrektureinheit 25 ist in dem Speicher des Computers für die Korrektureinheit 25 gespeichert, aber mindestens ein Teil von ihnen kann durch ein Telekommunikationsnetzwerk bereitgestellt werden, wie etwa das Internet oder ein nicht-transitorisches Aufzeichnungsmedium, wie etwa eine Speicherkarte.
Wie in 4 gezeigt, beinhaltet die Anzeigeeinheit 20 ein Flüssigkristallpanel 201, eine Lichtquellenvorrichtung 202 und eine Anzeigesteuereinheit 203. Das Flüssigkristallpanel 201 ist konfiguriert, das Bild 700, das von der bilderzeugenden Einheit 21 produziert wird, anzuzeigen. Die Lichtquellenvorrichtung 202 ist konfiguriert, das Bild 700, das auf dem Flüssigkristallpanel 201 angezeigt wird, zu beleuchten, um Lichtstrahlen zu emittieren, die das angezeigte Bild 700 vor dem Flüssigkristallpanel 201 konstituieren. Die Anzeigesteuereinheit 203 ist konfiguriert, das Flüssigkristallpanel 201 und die Lichtquellenvorrichtung 202 zu steuern.
Das Flüssigkristallpanel 201 beinhaltet beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige (LCD). Das Flüssigkristallpanel 201 ist vor der Lichtquellenvorrichtung 202 angeordnet. Das Flüssigkristallpanel 201 hat eine vordere Fläche (eine Fläche, die von der Lichtquellenvorrichtung 202 abgewandt ist), die als die Anzeigefläche 20a dient. Das Bild 700 wird auf der Anzeigefläche 20a angezeigt.
Die Lichtquellenvorrichtung 202 dient als ein Hinterlicht des Flüssigkristallpanels 201. Ein Ausgabelicht der Lichtquellenvorrichtung 202 läuft durch das Flüssigkristallpanel 201 um aus der Anzeigefläche 20a auszutreten. Die Lichtquellenvorrichtung 202 kann eine oder mehrere Festkörper lichtemittierende Vorrichtung(en), wie etwa lichtemittierende Diode(n), Laserdiode(n) und dergleichen, beinhalten. Die Lichtquellenvorrichtung 202 kann eine Oberflächenlichtquelle sein, die konfiguriert ist, einen im Wesentlichen gesamten Bereich einer Rückfläche des Flüssigkristallpanels 201 zu beleuchten.
Die Anzeigesteuereinheit 203 ist konfiguriert, das Flüssigkristallpanel 201 basierend auf der Bild 700 Ausgabe aus der bilderzeugenden Einheit 21 an die Anzeigeeinheit 20 zu steuern, um die Anzeigefläche 20a zu veranlassen, das Bild 700 darauf anzuzeigen. Die Anzeigesteuereinheit 203 ist konfiguriert, die Lichtquellenvorrichtung 202 einzuschalten, um das Bild 700, das auf dem Flüssigkristallpanel 201 angezeigt wird, zu beleuchten, um Lichtstrahlen zu emittieren, die das Bild 700 nach vorne konstituieren. Die Lichtstrahlen, die vor das Flüssigkristallpanel 201 emittiert werden, repräsentieren das Bild 700, das auf dem Flüssigkristallpanel 201 angezeigt wird. Dementsprechend wird das Bild, das auf dem Flüssigkristallpanel 201 angezeigt wird, mit dem Ausgabelicht der Lichtquellenvorrichtung 202 vor das Flüssigkristallpanel 201 projiziert.
Die Anzeigesteuereinheit 203 beinhaltet einen Mikrocomputer, der beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und einen Speicher beinhaltet. Mit anderen Worten, die Anzeigesteuereinheit 203 wird von einem Computer (Prozessor) realisiert, der die CPU und den Speicher beinhaltet, und der Computer funktioniert, wenn die CPU ein Computerprogramm, das in dem Speicher gespeichert ist, ausführt, als die Anzeigesteuereinheit 203. Das Computerprogramm ist in dem Speicher des Computers für die Anzeigesteuereinheit 203 gespeichert, aber zumindest ein Teil davon kann durch ein Telekommunikationsnetzwerk bereitgestellt werden, wie etwa das Internet, oder ein nicht-transitorisches Aufzeichnungsmedium, wie etwa eine Speicherkarte.
Gemäß dem Bildanzeigesystem 10, das wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, ist es möglich, die Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300 in dem Zielraum 400 in Reaktion auf die Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 mit einer geringeren Verzögerungszeit zum Anzeigen des Bildes 700 entsprechend dem virtuellen Bild 300 und mit einer geringeren Einschränkung des zeichenbaren Bereichs zum Zeichnen des Bildes 700 zu korrigieren. Insbesondere beinhaltet das Korrekturverarbeiten des Korrigierens der Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300 in dem Zielraum 400 gemäß dem Bildanzeigesystem 10 gemäß der Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 das erste Korrekturverarbeiten, das auf die erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 eingeht, und das zweite Korrekturverarbeiten, das auf die zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 eingeht, die jeweils getrennt durchgeführt werden. Dementsprechend kann das zweite Korrekturverarbeiten, das auf Echtzeitbasis durchgeführt werden muss, in einer Verarbeitungsstufe durchgeführt werden, die dazu in der Lage ist, die Anzeigeverzögerung, die durch das zweite Korrekturverarbeiten verursacht wird, zu reduzieren, während das erste Korrekturverarbeiten, das nicht zwangsläufig auf Echtzeitbasis durchgeführt wird, in einer anderen Verarbeitungsstufe durchgeführt werden kann, in der es weniger wahrscheinlich ist, dass der zeichnungsfähige Bereich des Bildes 700 durch das erste Korrekturverarbeiten eingeschränkt wird.
Details des Korrekturverarbeitens durch die Zeichnungseinheit (d.h. das Korrekturverarbeiten der ersten Korrektureinheit)
Das Korrekturverarbeiten durch die Zeichnungseinheit 24 (d.h. das Korrekturverarbeiten der ersten Korrektureinheit 41) wird ausführlich unter Bezugnahme auf 5A bis 6B beschrieben.
Es wird zunächst ein Zeichnungsverfahren zum Zeichnen des Bildes 700 durch die Zeichnungseinheit 24 beschrieben. In der Zeichnungseinheit 24 ist die Zeichnungshaupteinheit 241 konfiguriert, das Bild 700 zu zeichnen. Wie in 5A gezeigt, verfügt die Zeichnungshaupteinheit 241 über einen dreidimensionalen virtuellen Raum 70 zum Zeichnen des Bildes 700. Der dreidimensionale virtuelle Raum 70 ist konfiguriert, in einer Speichervorrichtung festgelegt zu werden, die in der Zeichnungshaupteinheit 241 bereitgestellt wird.
Der dreidimensionale virtuelle Raum 70 entspricht dem Zielraum 400. Es gibt eine virtuelle optische Achse 71, eine Projektionsebene 72, eine virtuelle Straßenfläche 74 und eine vorbestimmte Position 75, die in dem dreidimensionalem virtuellen Raum 70 festgelegt ist. Die virtuelle Achse 71, die Projektionsebene 72, die virtuelle Straßenfläche 74 und die vorbestimmte Position 75 entsprechen jeweils der optischen Achse 500, der imaginären Fläche 501, der Straßenfläche 600 und der vorbestimmten Position 401 in dem Zielraum 400. Die Projektionsebene 72 ist im Wesentlichen senkrecht zu der virtuellen Achse 71.
Wie in 5A gezeigt, ist die Zeichnungshaupteinheit 241 konfiguriert, ein dreidimensionales Bild 73 zu rendern, das dem Bild 700 in dem dreidimensionalem virtuellen Raum 70 entspricht. Das dreidimensionale Bild 73 ist an der vorbestimmten Position 75 innerhalb des dreidimensionalen virtuellen Raums 70 derart positioniert, dass eine vorgeschriebene Positionsbeziehung zwischen dem dreidimensionalem Raum 73 und der virtuellen Straßenfläche 74 (beispielsweise parallel zueinander) aufrechterhalten wird. Die Zeichnungshaupteinheit 241 ist ferner konfiguriert, das gerenderte dreidimensionale Bild 73 auf die Projektionsebene 72 in dem dreidimensionalen virtuellen Raum 70 zu projizieren, um ein zweidimensionales Bild zu formen. Das resultierende zweidimensionale Bild dient als das Bild 700.
In einem Fall, in dem es keine Orientierungsveränderung an dem Automobil 100 gibt, wird das virtuelle Bild 300, das dem Bild 700 entspricht, wie vorstehend beschrieben an der vorbestimmten Position 401 angezeigt (die Position, wo der Pfeil die Straße an der Abzweigung überlagert), wie in 5B gezeigt.
Wenn die erste Orientierungsveränderung in der Körpereinheit 1 auftritt, bewegt sich die Sichtlinie des Benutzers 200 beispielsweise nach oben und als Folge dessen bewegt sich die reale Szene, die von dem Benutzer 200 gesehen wird, beispielsweise relativ nach unten. Dies verursacht, dass das virtuelle Bild 300 an einer Position über der Abzweigung in dem Zielraum 400 angezeigt wird (siehe „300X“ in 6B).
Wenn, wie vorstehend beschrieben, die erste Orientierungsveränderung in der Körpereinheit 1 auftritt, korrigiert die Zeichnungshaupteinheit 241 die Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300 durch Zeichnen des Bildes 700 derart, dass die Verschiebung des virtuellen Bildes 300 relativ zu der realen Szene, die durch die erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 verursacht wird, kompensiert wird. Die Zeichnungshaupteinheit 241 rendert insbesondere das dreidimensionale Bild 73 innerhalb des dreidimensionalen virtuellen Raums 70 derart, dass die Verschiebung des virtuellen Bildes 300 relativ zu der realen Szene, die durch die erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 verursacht wird, durch Rendern des dreidimensionalen Bildes an einer Position 76, die von der vorbestimmten Position 75 nach unten versetzt ist, kompensiert werden kann (siehe 6A). In 6A ist das dreidimensionale Bild vor der Korrektur durch das Referenzzeichen „73X“ gekennzeichnet und das dreidimensionale Bild nach der Korrektur ist durch ein Referenzzeichen „73Y“ gekennzeichnet.
Die Zeichnungshaupteinheit 241 projiziert das gerenderte (korrigierte) dreidimensionale Bild 73Y dann auf die Projektionsebene 72 in dem dreidimensionalem virtuellen Raum 70, um ein zweidimensionales Bild zu formen. Das resultierende zweidimensionale Bild dient als ein korrigiertes Bild 700. Ein virtuelles Bild 300Y, das dem korrigierten Bild 700 entspricht, wird an einer Position (eine Position, in der der Pfeil die Straße an der Abzweigung überlagert) von der vorbestimmten Position 401 in dem Zielraum 400 nach unten verschoben angezeigt, wie in 6B gezeigt. In 6B ist das vorkorrigierte virtuelle Bild durch ein Referenzzeichen „300X“ gekennzeichnet und das korrigierte virtuelle Bild ist durch ein Referenzzeichen „300Y“ gekennzeichnet.
Einzelheiten des Korrekturverarbeitens durch die Vibrationsverzerrungskorrektureinheit (d.h. das Korrekturverarbeiten der zweiten Korrektureinhei t)
Das Korrekturverarbeiten durch die Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253 (d.h. das Korrekturverarbeiten der zweiten Korrektureinheit 42) wird ausführlich unter Bezugnahme auf 7, 8A und 8B beschrieben.
In 7 sind das Bild und ein Pfeil innerhalb des Bildes, bevor es dem Vibrationskorrekturverarbeiten unterzogen wird, und das Verzerrungskorrekturverarbeiten durch Referenzzeichen „700X“ bzw. „710X“ gekennzeichnet. In 7 sind das Bild und ein Pfeil innerhalb des Bildes nachdem es dem Vibrationskorrekturverarbeiten unterzogen wurde und das Verzerrungskorrekturverarbeiten durch Referenzzeichen „700Y“ bzw. „710Y“ gekennzeichnet.
Die Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253 ist konfiguriert, das Vibrationskorrekturverarbeiten an der Bild 700 Ausgabe aus dem Ausgabepuffer 252 durchzuführen und nachfolgend das Verzerrungskorrekturverarbeiten an dem resultierenden Bild durchzuführen. Das Vibrationskorrekturverarbeiten und das Verzerrungskorrekturverarbeiten werden sequenziell in dieser Reihenfolge durchgeführt. Das Vibrationskorrekturverarbeiten korrigiert die Verschiebung des virtuellen Bildes 300 relativ zu der realen Szene, die durch die zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 verursacht wurde. Das Verzerrungskorrekturverarbeiten korrigiert die Verzerrung des virtuellen Bildes 300, die von der Reflexion des Lichts durch die Windschutzscheibe 101 und der Projektionseinheit 3 verursacht wird.
Wie in 7 gezeigt, beinhaltet die Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253 einen Zeichnungspuffer 80 und einen Zeilenpuffer 81.
Der Zeichnungspuffer 80 ist konfiguriert, die Bild 700 Ausgabe aus dem Ausgabepuffer 252 vorübergehend zu speichern. Gemäß dem Zeichnungspuffer 80 kann ein Auslesestartpunkt P1 zum Auslesen des Bildes 700 aus dem Zeichnungspuffer 80, aus dem ein Bild ausgelesen wird, verändert werden (kann an einem gewünschten Punkt festgelegt werden). In einem Beispiel, in dem der Auslesestartpunkt P1 auf eine obere linke Ecke (einen Referenzpunkt) festgelegt ist, ist das Auslesen aus dem Zeichnungspuffer 80 ein Bild mit einer Bildschirmgröße und Auslesen aus der oberen linken Ecke als den Referenzpunkt. In diesem Fall kann das Auslesebild 700 ohne Verschiebung in seinem Layout ausgelesen werden.
In einem anderen Beispiel, bei dem der Auslesestartpunkt P1 auf einen Punkt P1a festgelegt ist, der von der oberen linken Ecke des Bildes 700 nach oben verschoben ist, ist das Auslesen aus dem Zeichenpuffer 80 ein Bild mit der einen Bildschirmgröße, aber Auslesen aus dem Auslesestartpunkt P1 als dem Referenzpunkt. In diesem Fall hat das Auslesebild 700 als Resultat dessen, dass der Auslesestartpunkt nach oben verschoben ist, ein Layout, das nach unten verschoben ist. Dementsprechend wird das Bild 700Y auf der Anzeigefläche 20a derart angezeigt, dass der Pfeil 710 in dem Bild 700Y nach unten verschoben ist. Beachten Sie, dass in noch einem anderen Beispiel, in dem der Auslesestartpunkt P1 auf einen Punkt festgelegt ist, der von der oberen linken Ecke des Bildes 700 nach unten verschoben ist, das Bild auf der Anzeigefläche 20a derart angezeigt wird, dass der Pfeil 710Y in dem Bild 700Y nach oben verschoben ist.
Das Bild 700 wird aus dem Zeichnungspuffer 80 auf einer Unterbereichbild 701 Basis (Unterbereichbild für Unterbereichbild) gelesen, wobei jedes Unterbereichbild 701 ein Bildbereich ist, der manche Pixelzeilen beinhaltet. Beachten Sie, dass das Bild 700 mit der einen Bildschirmgröße von einer Sammlung der Unterbereichbilder 701 konstituiert wird.
Der Zeilenpuffer 81 beinhaltet eine Speichervorrichtung, die konfiguriert ist, das Unterbereichbild 701 zu speichern, welches ein Bildbereich ist, der manche Pixelzeilen beinhaltet. Der Zeilenpuffer 81 ist konfiguriert, das Unterbereichbild 701, das aus dem Zeichnungspuffer 80 ausgelesen wurde, vorübergehend zu speichern, und zu erlauben, dass das Unterbereichbild 701 dem Verzerrungsverarbeiten, das an die Anzeigesteuereinheit 203 auszugeben ist, basierend auf einem Bild mit einer Pixelzeile unterzogen wird (Pixelzeilenbild für Pixelzeilenbild).
Die Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253 ist konfiguriert, die Bild 700X Ausgabe aus dem Ausgabepuffer 252 in dem Zeichnungspuffer 80 vorübergehend zu speichern. Die Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253 ist konfiguriert, das in dem Zeichnungspuffer 80 gespeicherte Bild 700X von einem designierten Auslesestartpunkt P1 auf Basis des Unterbereichbildes 701 auszulesen, und das ausgelesene Unterbereichbild 701 in dem Zeilenpuffer 81 vorübergehend zu speichern. Die Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253 ist ferner konfiguriert, das Verzerrungskorrekturverarbeiten an dem Unterbereichbild 701 durchzuführen, das in dem Zeilenpuffer 81 gespeichert ist, und das Unterbereichbild 701 aus dem Zeilenpuffer 81 auszulesen und es an die Anzeigeeinheit 20 basierend auf einem Bild mit einer Pixelzeile auszugeben, wobei eine Sammlung der Bilder mit einer Pixelzeile das Unterbereichbild 701 konstituiert. Als ein Resultat dessen wird das Bild 700Y dem Vibrationskorrekturverarbeiten unterzogen und das Verzerrungskorrekturverarbeiten wird in der Anzeigeeinheit 20 angezeigt.
Die Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253 ist konfiguriert, basierend auf dem zweiten Orientierungssignal von dem Vibrationssensor 5, den Neigungswinkel der Körpereinheit 1 zu erkennen, der durch die zweite Orientierungsveränderung verursacht wurde, und den Auslesestartpunkt P1 zu verändern (anzupassen), um die Verschiebung des virtuellen Bildes 300 relativ zu der realen Szene gemäß dem Neigungswinkel zu kompensieren. In einem Fall, in dem der Neigungswinkel der Rückwärtsneigung der Körpereinheit 1 entspricht, wird der Auslesestartpunkt P1 zu dem Punkt P1a, der über der oberen linken Ecke des Bildes 700 positioniert ist, derart verändert, dass das virtuelle Bild 300 an einer Position angezeigt wird, die niedriger ist als die vorbestimmte Position 401 in dem Zielraum 400. Das Vibrationskorrekturverarbeiten wird durch dieses Verarbeiten realisiert, dass das Bild 700 aus dem veränderten Auslesestartpunkt P1a gelesen wird. Als ein Resultat wird die Anzeigeposition des Pfeils 710Y des korrigierten Bildes 700Y in der Anzeigeeinheit 20 zu der Position korrigiert (angepasst), die niedriger liegt als die Anzeigeposition des Pfeils 710X des vorkorrigierten Bildes 700X. Dementsprechend kann die Verschiebung des virtuellen Bildes 300 relativ zu der realen Szene, die durch die Vibration der Körpereinheit 1 verursacht wird, kompensiert werden.
Es ist anzumerken, dass wenn der Auslesestartpunkt P1 zu einer Position verändert wird, der von der oberen linken Ecke des Bildes 700 versetzt ist, das Auslesebild 700 eine leere Region 700s mit keinem Bild aufgrund der Verschiebung in dem Layout des Bildes 700 beinhalten kann. Diese leere Region 700s kann beispielsweise als ein schwarzes Bild angezeigt werden. Des Weiteren kann eine leere Region mit keinem Bild in manchen Fällen als ein Resultat des Verzerrungskorrekturverarbeitens erzeugt werden. Die leere Region 700t kann in diesem Fall auch als ein schwarzes Bild angezeigt werden.
Das Vibrationsverzerrungskorrekturverarbeiten wird wie vorstehend beschrieben in einer späteren Stufe durchgeführt als der Ausgabepuffer 252 und vor der Anzeigeeinheit 20. Dies kann die Anzeigeverzögerung in der Anzeigeeinheit 20 reduzieren. Gemäß dem Verzerrungskorrekturverarbeiten, das an dem Bild 700 durchgeführt wird, wird das Bild 700 aus dem Zeichnungspuffer 80 zu dem Zeilenpuffer 81 auf der Unterbereichbild 701 Basis ausgelesen und das Verzerrungskorrekturverarbeiten wird ebenfalls auf der Unterbereichbild 701 Basis durchgeführt und dann wird das resultierende Bild an die Anzeigeeinheit 20 ausgegeben. Dies kann die Verzögerungszeit für das Ausgeben des Bildes aus dem Zeilenpuffer 81 an die Anzeigeeinheit 20 reduzieren und das kann, als ein Resultat, die Anzeigeverzögerung der Anzeigeeinheit 20 weiter reduzieren.
In dem Vibrationskorrekturverarbeiten kann der Korrekturbetrag (Betrag der Verschiebung) H1 zum Korrigieren der Anzeigeposition des Bildes 700 nichtlinear relativ zu der Größenordnung des Veränderungsbetrags (Neigungswinkel) α1 in der zweiten Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 variieren. In diesem Fall variiert der Korrekturbetrag H1, wie in 8 gezeigt, gemäß der Größenordnung des Veränderungsbetrags α1. Wenn der Veränderungsbetrag α1 kleiner ist als ein vordefinierter Wert (nämlich wenn der Veränderungsbetrag α1 vergleichsweise klein ist), kann der Korrekturbetrag H1 vergleichsweise klein oder Null (im Wesentlichen Null) sein. Wenn der Veränderungsbetrag α1 größer oder gleich einem vordefinierten Wert ist, kann der Korrekturbetrag H1 proportional zu dem Veränderungsbetrag α1 sein. Mit dieser Konfiguration kann das Vibrationskorrekturverarbeiten nicht durchgeführt werden, wenn der Veränderungsbetrag α1 gemäß der zweiten Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 vergleichsweise klein ist, und das Vibrationskorrekturverarbeiten kann durchgeführt werden, wenn der Veränderungsbetrag α1 gemäß der zweiten Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 vergleichsweise groß ist. Die Anzeigeposition des virtuellen Bildes 300 kann beispielsweise in einem Fall nicht korrigiert werden, in dem die in dem Automobil 100 installierte Körpereinheit 1 aufgrund von Leerlauf eines Motors vibriert. Beachten Sie, dass der Korrekturbetrag H1 proportional zu dem Veränderungsbetrag α1 relativ zu einem Gesamtbereich des Veränderungsbetrags α1 sein kann.
In dem vorstehend beschriebenen Beispiel entspricht die zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 der Veränderung gemäß einer Neigungsrichtung des Automobils 100, ist aber nicht darauf beschränkt. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 eine Veränderung gemäß einer Gierrichtung des Automobils 100 sein. In diesem Fall kann der Auslesestartpunkt P1 zu einer linken Seite oder einer rechten Seite gemäß dem Gierwinkel des Automobils 100 geändert werden. Als ein Resultat wird das Bild 700 in der Anzeigeeinheit 20 derart angezeigt, dass die Anzeigeposition des Pfeils 710 in dem korrigierten Bild 700 auf der linken Seite oder der rechten Seite von der Position des Pfeils 710 in dem vorkorrigierten Bild 700 versetzt ist. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Orientierungsveränderung eine Veränderung gemäß einer Rollrichtung sein. In diesem Fall wird das Bild 700 derart ausgelesen, dass es gemäß einem Rollwinkel relativ zu dem Auslesestartpunkt P1 gedreht ist. Dementsprechend wird das Bild 700 in der Anzeigeeinheit 20 derart angezeigt, dass die Anzeigeposition des Pfeils 710 in dem korrigierten Bild 700 drehbar von der Position des Pfeils 710 des vorkorrigierten Bildes 700 versetzt ist. Beachten Sie, dass die Gierrichtung eine Richtung um eine Achse ist, die an dem Automobil 100 von oben nach unten verläuft, und der Gierwinkel ein Drehwinkel der Gierrichtung ist. Die Rollrichtung ist eine Richtung um eine Achse, die von der Vorderseite des Automobils 100 zu der Rückseite verläuft, und der Rollwinkel ist ein Drehwinkel der Rollrichtung.
In der vorstehend beschriebenen Erklärung wird das Verzerrungskorrekturverarbeiten auf der Unterbereichbild 701 Basis durchgeführt, ist aber nicht darauf beschränkt. Das Verzerrungskorrekturverarbeiten kann beispielsweise auf der Bild 700 Basis durchgeführt werden. In diesem Fall kann der Zeilenpuffer 81 mit einem Zeichnungspuffer ersetzt werden, der dazu in der Lage ist, das Bild mit einer Bildschirmgröße vorübergehend zu speichern, und das Verzerrungskorrekturverarbeiten kann an dem Zeichnungspuffer durchgeführt werden.
Variationen
Die vorstehende Ausführungsform ist lediglich ein Beispiel für diverse Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die vorstehende Ausführungsform kann auf verschiedene Weisen gemäß dem Design oder dergleichen modifiziert werden, wie sie das Ziel der vorliegenden Offenbarung erreichen. Darüber hinaus sind Aspekte der vorstehenden Ausführungsform nicht darauf beschränkt, ausschließlich in einer Form des Bildanzeigesystems realisiert zu werden. Manche Aspekte der vorstehenden Ausführungsform können beispielsweise in einer Form eines beweglichen Objekts realisiert werden, das das Bildanzeigesystem 10 beinhaltet, in Form eines Bildanzeigeverfahrens, das das Bildanzeigesystem 10 einsetzt oder dergleichen. Manche Aspekte der vorstehenden Ausführungsform können in einer Form eines Computerprogramms realisiert werden, das, wenn es von einem Computer ausgeführt wird, den Computer veranlasst, das vorstehende Bildanzeigeverfahren auszuführen, wobei ein nicht-transitorisches Aufzeichnungsmedium das vorstehende Computerprogramm speichert, oder dergleichen. Variationen und die vorstehende Ausführungsform können entsprechend kombiniert werden.
In der vorstehenden Ausführungsform wird ein einzelner Vibrationssensor 5 verwendet, um sowohl die erste Orientierungsveränderung als auch die zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 zu erkennen und die beiden Filter 6 und 7 werden verwendet, um die erste Orientierungsveränderung und die zweite Orientierungsveränderung zu unterscheiden, um individuelle Orientierungssignale zu erzeugen, die vorliegende Ausführungsform ist aber nicht darauf beschränkt. Der Vibrationssensor 5 kann beispielsweise durch zwei Sensoren ersetzt werden, einem ersten Vibrationssensor (erste Erkennungseinheit) und einen zweiten Vibrationssensor (zweite Erkennungseinheit). Der erste Vibrationssensor ist konfiguriert, die erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 zu erkennen und das erste Orientierungssignal, das für die erkannte erste Orientierungsveränderung indikativ ist, auszugeben. Der zweite Vibrationssensor ist konfiguriert, die zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 zu erkennen und das zweite Orientierungssignal, das für die erkannte zweite Orientierungsveränderung indikativ ist, auszugeben. In diesem Fall können der Tiefpassfilter 6 und der Hochpassfilter 7 entfallen.
Die Projektionseinheit 3 ist nicht besonders eingeschränkt, solange sie mindestens ein optisches Element beinhaltet. Die Projektionseinheit 3 ist nicht darauf beschränkt, die beiden Spiegel, den ersten Spiegel 31 und den zweiten Spiegel 32, zu beinhalten, kann aber einen einzelnen Spiegel alleine oder drei oder mehr Spiegel beinhalten. Die Projektionseinheit 3 kann ein anderes optisches Element als den Spiegel beinhalten, wie etwa eine Linse.
Das Bildanzeigesystem 10 ist nicht auf das Formen des virtuellen Bildes 300 in dem Zielraum 400, der vor dem Automobil 100 gemäß der Bewegungsrichtung festgelegt ist, beschränkt, sondern kann konfiguriert sein, das virtuelle Bild 300 auf einer Rückseite, an einer Seite oder über dem Automobil 100 gemäß der Bewegungsrichtung zu formen.
Das Bildanzeigesystem 10 ist nicht darauf beschränkt als das Headup-Display für das Automobil 100 eingesetzt zu werden, sondern kann auch für ein anderes bewegliches Objekt als das Automobil 100 eingesetzt werden, wie etwa ein Motorrad, einen Zug, ein Flugzeug, eine Baumaschine, ein Schiff oder Boot und dergleichen. Das Bildanzeigesystem 10 ist nicht darauf beschränkt, in dem beweglichen Objekt eingesetzt zu werden, sondern kann beispielsweise in einer Vergnügungsmaschine oder dergleichen eingesetzt werden. Das Bildanzeigesystem 10 kann auch als ein tragbares Gerät eingesetzt werden, wie etwa ein Head Mounted Display (HMD), eine medizinische Maschine, eine stationäre Vorrichtung oder dergleichen. Das Bildanzeigesystem 10 kann in eine Vorrichtung integriert werden, wie etwa eine Digitalkamera, um als ein elektronischer Sucher zu funktionieren.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Zeichnungseinheit 24, die Korrektureinheit 25 und die Anzeigesteuereinheit 203 durch individuelle CPUs und Speicher realisiert, die Zeichnungseinheit 24, die Korrektureinheit 25 und die Anzeigesteuereinheit 203 können jedoch auch durch eine einzelne CPU und einen einzelnen Speicher realisiert werden. Zwei beliebige von Zeichnungseinheit 24, der Korrektureinheit 25 und der Anzeigesteuereinheit 203 können durch eine einzelne CPU und einen einzelnen Speicher realisiert sein.
Die Zeichnungseinheit 24 kann durch eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) anstatt der CPU realisiert sein. Die Korrektureinheit 25 kann durch einen feldprogrammierbaren Gate Array (FPGA) anstatt der CPU realisiert sein.
In der vorliegenden Ausführungsform dient die Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253 (d.h. die Korrektureinheit 25) als die Korrektureinheit, die konfiguriert ist, das Korrekturverarbeiten, das auf die zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 eingeht, durchzuführen, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Vibrationsverzerrungskorrektureinheit 253 kann beispielsweise als eine Korrektureinheit dienen, die konfiguriert ist, ein Korrekturverarbeiten durchzuführen, das auf eine ganze Orientierungsveränderung der Körpereinheit 1 eingeht (mit anderen Worten, eine Orientierungsveränderung, die nicht von der ersten Orientierungsveränderung und der zweiten Orientierungsveränderung getrennt ist).
In der vorstehenden Ausführungsform beinhaltet die Anzeigeeinheit 20 das Flüssigkristallpanel 201, ist aber nicht darauf beschränkt. Alternativ kann eine Anzeigeeinheit 20 konfiguriert sein, ein Bild 700 durch Abtasten einer Anzeigefläche 20a mit einem Laserstrahl, der von einer Rückseite der Anzeigefläche 20a der Anzeigeeinheit 20 ausgeht, zu formen, wie in 9 gezeigt.
Insbesondere die Anzeigeeinheit 20 beinhaltet einen diffus durchlässigen Bildschirm 90, einen Lichtemitter 91, der konfiguriert ist, Licht zu dem Bildschirm 90 von einer Rückseite des Bildschirms 90 zu emittieren. Der Lichtemitter 91 ist eine abtastartige lichtemittierende Einheit und konfiguriert, Licht K1 zu dem Bildschirm 90 zu emittieren. Die Vorderfläche oder die Rückfläche (die Vorderfläche in diesem Beispiel) des Bildschirms 90 dient als die Anzeigefläche 20a und das Bild 700 wird von dem Licht K1 gezeichnet, das von dem Lichtemitter 91 emittiert wird. Als ein Resultat wird das virtuelle Bild 300 (siehe 2) in dem Zielraum 400 geformt, wobei das Licht K1 durch den Bildschirm 90 läuft.
Der Lichtemitter 91 beinhaltet eine Lichtquelle 911, die konfiguriert ist, das Licht (beispielsweise Laserstrahl) K1 zu erzeugen, eine Abtasteinheit 912 zum Abtasten des Lichts K1 der Lichtquelle 911 und eine Linse 913. Die Lichtquelle 911 beinhaltet ein Lasermodul, das konfiguriert ist, das Licht K1 zu emittieren. Die Abtasteinheit 912 ist konfiguriert, das Licht K1 der Lichtquelle 911 in Richtung des Bildschirms 90 zu der Linse 913 zu reflektieren. Die Abtasteinheit 912 ist konfiguriert, die Richtung der Reflexion des Lichts K1 zu verändern und dadurch das Licht K1 zu veranlassen, auf der Anzeigefläche 20a des Bildschirms 90 zu laufen, um die Anzeigefläche 20a abzutasten. Die Abtasteinheit 912 kann einen Rasterscan des zweidimensionalen Abtastens mit dem Licht K1 horizontal und vertikal auf der Anzeigefläche 20a realisieren. Die Abtasteinheit 912 ist konfiguriert, die Anzeigefläche 20a durch Bewegen eines hellen Flecks darauf abzutasten, um ein zweidimensionales Bild (beispielsweise das Bild 700) auf der Anzeigefläche 20a zu bilden. Der helle Fleck kann ein Punkt sein, an dem der Strahl des Lichts K1 sich mit der Anzeigefläche 20a des Bildschirms 90 überschneidet. Die Abtasteinheit 912 beinhaltet einen Mikroabtastspiegel, der beispielsweise durch Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) Techniken hergestellt wird. Die Abtasteinheit 912 beinhaltet ein drehbares optisches Element (Spiegel) zum Reflektieren des Lichts K1 und reflektiert das Licht K1 der Lichtquelle 911 in Richtung einer Richtung gemäß eines Drehwinkels (Ablenkwinkel) des optischen Elements. Die Abtasteinheit 912 tastet das Licht K1 der Lichtquelle 911 entsprechend ab. Die Abtasteinheit 912 realisiert den Rasterscan, bei dem das Abtasten zweidimensional mit dem Licht K1 durch Drehen des optischen Elements um beispielsweise zwei Achsen senkrecht zueinander durchgeführt wird.
Aspekte
Ein Bildanzeigesystem (10) eines ersten Aspekts beinhaltet eine bilderzeugende Einheit (21), eine Anzeigeeinheit (22), eine Projektionseinheit (3) und eine Körpereinheit (1). Die bilderzeugende Einheit (21) ist konfiguriert, ein Bild zu erzeugen (700). Die Anzeigeeinheit (20) ist konfiguriert, das von der bilderzeugenden Einheit produzierte Bild (700) anzuzeigen (21). Die Projektionseinheit (3) ist konfiguriert, ein virtuelles Bild (300), das dem Bild (700) entspricht, mit einem Ausgabelicht der Anzeigeeinheit (20) in einen Zielraum (400) zu projizieren. Die Anzeigeeinheit (22) und die Projektionseinheit (3) werden der Körpereinheit (1) bereitgestellt. Die bilderzeugende Einheit (21) beinhaltet eine erste Korrektureinheit (41) und eine zweite Korrektureinheit (42). Die erste Korrektureinheit (41) ist konfiguriert, ein erstes Korrekturverarbeiten des Korrigierens, basierend auf einem ersten Orientierungssignal, einer Anzeigeposition des virtuellen Bildes (300) in dem Zielraum durchzuführen (400). Das erste Orientierungssignal ist indikativ für eine erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1). Die zweite Korrektureinheit (42) ist konfiguriert, ein zweites Korrekturverarbeiten des Korrigierens, basierend auf einem zweiten Orientierungssignal, der Anzeigeposition des virtuellen Bildes (300) in dem Zielraum durchzuführen (400). Das zweite Orientierungssignal ist indikativ für eine zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1). Eine Änderungsrate der zweiten Orientierungsveränderung ist schneller als die der ersten Orientierungsveränderung. Das zweite Korrekturverarbeiten wird zu einem anderen Zeitpunkt durchgeführt als dem Zeitpunkt, zu dem das erste Korrekturverarbeiten durchgeführt wird.
Das Bildanzeigesystem ist vorzugsweise in einem beweglichen Objekt installiert. Die Körpereinheit weist vorzugsweise eine Orientierungsveränderung in Reaktion auf eine Vibration (eine Beschleunigung) an dem beweglichen Objekt auf, wobei die Orientierungsveränderung eine erste Orientierungsveränderung und eine zweite Orientierungsveränderung, deren Änderungsrate schneller ist als die der ersten Orientierungsveränderung, beinhaltet.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Anzeigeposition des virtuellen Bildes (300) in dem Zielraum (400) in Reaktion auf die Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) mit einer geringeren Verzögerungszeit zum Anzeigen des Bildes (700) entsprechend dem virtuellen Bild (300) und mit einer geringeren Einschränkung des zeichenbaren Bereichs zum Zeichnen des Bildes (700) zu korrigieren. Insbesondere beinhaltet das Korrekturverarbeiten des Korrigierens der Anzeigeposition des virtuellen Bildes (300) in dem Zielraum (400) gemäß der Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) ein erstes Korrekturverarbeiten und ein zweites Korrekturverarbeiten, die getrennt durchgeführt werden. Das erste Korrekturverarbeiten geht auf die erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) ein. Das zweite Korrekturverarbeiten geht auf die zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) ein. Eine Änderungsrate der zweiten Orientierungsveränderung ist schneller als die der ersten Orientierungsveränderung. Das zweite Korrekturverarbeiten wird zu einem anderen Zeitpunkt durchgeführt als dem Zeitpunkt, zu dem das erste Korrekturverarbeiten von der ersten Korrektureinheit (41) durchgeführt wird. Dementsprechend kann das zweite Korrekturverarbeiten, das auf Echtzeitbasis durchgeführt werden muss, in einer Verarbeitungsstufe durchgeführt werden, die dazu in der Lage ist, die Anzeigeverzögerung, die durch das zweite Korrekturverarbeiten verursacht wird, zu reduzieren. Das erste Korrekturverarbeiten, das nicht zwangsläufig auf Echtzeitbasis durchgeführt wird, kann in einer anderen Verarbeitungsstufe durchgeführt werden, in der es weniger wahrscheinlich ist, dass der zeichnungsfähige Raum des Bildes 700 durch das erste Korrekturverarbeiten eingeschränkt ist.
In einem Bildanzeigesystem (10) eines zweiten Aspekts, der in Kombination mit dem ersten Aspekt realisiert werden kann, ist die zweite Korrektureinheit (42) konfiguriert, an dem Bild (700) ein Verzerrungskorrekturverarbeiten zusätzlich zu dem zweiten Korrekturverarbeiten durchzuführen.
Mit dieser Konfiguration dient die zweite Korrektureinheit (42) auch als eine Korrektureinheit zum Durchführen des Verzerrungskorrekturverarbeitens. Dementsprechend ist es auch möglich, das zweite Korrekturverarbeiten und das Verzerrungskorrekturverarbeiten zusammen durchzuführen, was zur Verbesserung der Verarbeitungseffizienz führt.
In einem Bildanzeigesystem (10) eines dritten Aspekts, der in Kombination mit dem ersten oder zweiten Aspekt realisiert werden kann, beinhaltet die zweite Korrektureinheit (42) einen Puffer (252) und eine Korrekturhaupteinheit (253). Der Puffer (252) ist konfiguriert, um darin das Bild (700) zu speichern. Die Korrekturhaupteinheit (253) ist konfiguriert, das zweite Korrekturverarbeiten an dem Bild (700), das in dem Puffer (252) gespeichert ist, durchzuführen, und das Bild (700), an dem das zweite Korrekturverarbeiten durchgeführt wird, an die Anzeigeeinheit (20) auszugeben.
Mit dieser Konfiguration wird das zweite Korrekturverarbeiten in einer späteren Stufe als der Puffer (252) und vor der Anzeigeeinheit (20) durchgeführt. Dies kann die Anzeigeverzögerung in der Anzeigeeinheit (20), die durch die zweite Korrektureinheit verursacht wird, weiter reduzieren.
Ein Bildanzeigesystem (10) eines vierten Aspekts, das in Kombination mit jedwedem einen des ersten bis dritten Aspekts realisiert werden kann, beinhaltet ferner eine erste Erkennungseinheit (5, 6) und eine zweite Erkennungseinheit (5, 7). Die erste Erkennungseinheit (5, 6) ist konfiguriert, das erste Orientierungssignal auszugeben. Die zweite Erkennungseinheit (5, 7) ist konfiguriert, das zweite Orientierungssignal auszugeben.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, ein Bildanzeigesystem bereitzustellen, das die erste Erkennungseinheit (5, 6) beinhaltet, die konfiguriert ist, das erste Orientierungssignal auszugeben, und die zweite Erkennungseinheit (5, 7), die konfiguriert ist, das zweite Orientierungssignal auszugeben.
In einem Bildanzeigesystem (10) eines fünften Aspekts, der in Kombination mit dem zweiten Aspekt realisiert werden kann, wird das Verzerrungskorrekturverarbeiten durchgeführt nachdem das zweite Korrekturverarbeiten durchgeführt wurde.
In einem Bildanzeigesystem (10) eines sechsten Aspekts, der in Kombination mit dem dritten Aspekt realisiert werden kann, beinhaltet die Korrekturhaupteinheit (253) einen Zeichnungspuffer (80) und einen Zeilenpuffer (81). Der Zeichnungspuffer (80) ist konfiguriert, um darin das Bild (700) zu speichern, das eine Bildschirmgröße hat und von dem Puffer (252) ausgegeben wird. Der Zeilenpuffer (81) ist konfiguriert, um darin ein Bild zu speichern, das aus dem Zeichnungspuffer (80) ausgelesen wird. Der Zeichnungspuffer (80) ist derart konfiguriert, dass, wenn das Bild (700), das in dem Zeichnungspuffer gespeichert ist, daraus ausgelesen wird, ein Bild mit der einen Bildschirmgröße und von einem Auslesestartpunkt definiert auf einer Unterbereichbild (701) Basis ausgelesen wird, wobei eine Sammlung einer Vielzahl der Unterbereichbilder (701) das Bild mit einer Bildschirmgröße konstituiert. Der Zeilenpuffer (81) ist konfiguriert, das Unterbereichbild (701), das aus dem Zeichnungspuffer (80) ausgelesen wurde, zu speichern und zu erlauben, dass das Unterbereichbild (701), an dem ein Verzerrungsverarbeiten durchgeführt wird, an die Anzeigeeinheit (20) auf einer ein Pixelzeilenbasis auszugeben. Der Zeichnungspuffer (80) ist konfiguriert, auf Basis des zweiten Orientierungssignals die zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) zu erkennen, und den Auslesestartpunk derart zu verändern, dass eine Verschiebung des virtuellen Bildes relativ zu einer realen Szene durch die erkannte zweite Orientierungsveränderung kompensiert wird, um das zweite Korrekturverarbeiten durchzuführen.
Ein Bildanzeigesystem (10) eines siebten Aspekts, der in Kombination mit dem vierten Aspekt realisiert werden kann, beinhaltet einen Vibrationssensor (5), einen Tiefpassfilter (6) und einen Hochpassfilter (7). Der Vibrationssensor (5) ist konfiguriert, eine Vibration zu erkennen, die auf die Körpereinheit (1) wirkt. Der Tiefpassfilter (6) ist konfiguriert, um es einer Signalkomponente mit einer Frequenz, die niedriger ist als die erste Frequenz, einer Signalausgabe aus dem Vibrationssensor (5) zu erlauben, dadurch zu laufen, und es einer Signalkomponente mit einer Frequenz des Signals, die höher als oder gleich einer ersten Frequenz ist, nicht zu erlauben dadurch zu laufen. Der Hochpassfilter (7) ist konfiguriert, es einer Signalkomponente mit einer Frequenz, die größer oder gleich der zweiten Frequenz ist, der Signalausgabe aus dem Vibrationssensor (5) zu erlauben, dadurch zu laufen, und es einer Signalkomponente mit einer Frequenz des Signals, die niedriger als eine zweite Frequenz ist, nicht zu erlauben, dadurch zu laufen. Die erste Erkennungseinheit (5, 6) beinhaltet den Vibrationssensor (5) und den Tiefpassfilter (6). Die zweite Erkennungseinheit (5, 7) beinhaltet den Vibrationssensor (5) und den Hochpassfilter (7).
In einem Bildanzeigesystem (10) eines achten Aspekts, der in Kombination mit dem ersten Aspekt realisiert werden kann, beinhaltet die bilderzeugende Einheit (21) eine Zeichnungshaupteinheit (241). Die Zeichnungshaupteinheit (241) ist konfiguriert, das Bild (700) zu erzeugen und das Bild (700) basierend auf dem ersten Orientierungssignal zu korrigieren, um eine Verschiebung des virtuellen Bildes (300) relativ zu einer realen Szene, die durch die erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) verursacht wird, zu kompensieren. Die Zeichnungshaupteinheit (241) beinhaltet die erste Korrektureinheit (41).
In einem Bildanzeigesystem (10) eines neunten Aspekts, der in Kombination mit dem achten Aspekt realisiert werden kann, beinhaltet die Zeichnungshaupteinheit (241) eine Speichervorrichtung, in der ein dreidimensionaler Raum (70) festgelegt ist. Der dreidimensionale Raum (70) entspricht dem Zielraum (400). Die Zeichnungshaupteinheit (241) ist konfiguriert das Bild (700) durch Rendern eines dreidimensionalen Bildes (73) zu erzeugen, das dem Bild (700) innerhalb des dreidimensionalen virtuellen Raums (70) entspricht, und das dreidimensionale Bild (73) auf eine Projektionsebene (72) in dem dreidimensionalen virtuellen Raum (70) zu projizieren. Die Zeichnungshaupteinheit (241) ist konfiguriert, wenn die erste Orientierungsveränderung in der Körpereinheit (1) auftritt, die Anzeigeposition des virtuellen Bildes (300) durch Korrigieren des dreidimensionalen Bildes (73) zum Kompensieren einer Verschiebung des virtuellen Bildes (300) relativ zu einer realen Szene, die durch die erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) verursacht wird, zu kompensieren.
In einem Bildanzeigesystem (10) eines zehnten Aspekts, der in Kombination mit dem ersten Aspekt realisiert werden kann, ist die Anzeigeeinheit (20) konfiguriert, die Anzeigefläche (21a) mit einem Laserstrahl abzutasten, um das Bild (700) zu formen, wobei der Laserstrahl von einer Rückseite der Anzeigefläche (20a) der Anzeigeeinheit (20) auftrifft.
In einem Bildanzeigesystem (10) eines elften Aspekts, der in Kombination mit dem zehnten Aspekt realisiert werden kann, beinhaltet die Anzeigeeinheit (30) einen Bildschirm (90) und einen Lichtemitter (91). Der Lichtemitter (91) ist konfiguriert, Licht des Laserstrahls zu dem Bildschirm (90) zu emittieren, um das virtuelle Bild (300) in Richtung des Zielraums (400) zu projizieren, wobei das Licht (K1) durch den Bildschirm (90) läuft.
In einem Bildanzeigesystem (10) eins zwölften Aspekts, der in Kombination mit dem ersten Aspekt realisiert werden kann, ist die zweite Korrektureinheit (42) konfiguriert, in dem zweiten Korrekturverarbeiten einen Korrekturbetrag zum Korrigieren einer Anzeigeposition des Bildes (700), das von der bilderzeugenden Einheit (21) erzeugt wurde, zu bestimmen und der Korrekturbetrag variiert nicht-linear gemäß einer Größenordnung eines Änderungsbetrags (α1) der zweiten Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1).
In einem Bildanzeigesystem (10) eines dreizehnten Aspekts, der in Kombination mit dem zwölften Aspekt realisiert werden kann, ist die zweite Korrektureinheit (42) konfiguriert, den Korrekturbetrag (H1) auf im Wesentlichen Null zu bestimmen, wenn der Änderungsbetrag (α1) kleiner ist als ein vordefinierter Wert und der Korrekturbetrag (H1) variiert linear gemäß dem Veränderungsbetrag (α1) größer als oder gleich einem vordefinierten Wert.
In einem Bildanzeigesystem (10) eines vierzehnten Aspekts, der in Kombination mit dem zwölften Aspekt realisiert werden kann, beinhaltet die zweite Orientierungsveränderung eine Veränderung in einer Orientierung der Körpereinheit (1) gemäß einer Neigungsrichtung, einer Gierrichtung oder einer Rollrichtung der Körpereinheit (1).
Ein bewegliches Objekt eines fünfzehnten Aspekts beinhaltet das Bildanzeigesystem (10) jedweden eines des ersten bis vierzehnten Aspekts, und einen beweglichen Objektkörper (100), in dem das Bildanzeigesystem (10) installiert ist.
In einem beweglichen Objekt eines sechzehnten Aspekts, der in Kombination mit dem fünfzehnten Aspekt realisiert werden kann, ist die Projektionseinheit (3) konfiguriert, das Bild (700), das in der Anzeigeeinheit (20) angezeigt wird, auf eine Windschutzscheibe (101) des beweglichen Objektkörpers (100) zu projizieren, um das virtuelle Bild (300) in dem Zielraum (400) zu formen.
In einem beweglichen Objekt eines siebzehnten Aspekts, der in Kombination mit dem fünfzehnten Aspekt realisiert werden kann, gibt das virtuelle Bild (300) Fahrunterstützungsinformationen zum Unterstützen des Fahrens des beweglichen Objektkörpers (100) an. Die Fahrunterstützungsinformationen beinhalten mindestens eines von Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen, Navigationsinformationen, Fußgängerinformationen, Vorwärtsfahrzeuginformationen, Spurabweichungsinformationen und Fahrzeugzustandsinformationen.
In einem beweglichen Objekt eines achtzehnten Aspekts, der in Kombination mit dem fünfzehnten Aspekt realisiert werden kann, ist der bewegliche Objektkörper (100) ein Automobil, ein Motorrad, ein Zug, eine Baumaschine, ein Schiff oder ein Boot.
Ein Bildanzeigeverfahren des neunzehnten Aspekts setzt ein Bildanzeigesystem ein, das eine Anzeigeeinheit (20), eine Projektionseinheit (3) und eine Körpereinheit (1) beinhaltet. Die Anzeigeeinheit (20) ist konfiguriert, ein Bild (700) anzuzeigen. Die Projektionseinheit (3) ist konfiguriert, ein virtuelles Bild (300), das dem Bild (700) entspricht, mit einem Ausgabelicht der Anzeigeeinheit (20) in einen Zielraum (400) zu projizieren. Die Anzeigeeinheit (20) und die Projektionseinheit (3) werden der Körpereinheit (1) bereitgestellt. Das Bildanzeigeverfahren beinhaltet ein Bilderzeugungsverarbeiten des Erzeugens des Bildes (700), das von der Anzeigeeinheit (20) angezeigt wird. Das Bilderzeugungsverarbeiten beinhaltet ein erstes Korrekturverarbeiten und ein zweites Korrekturverarbeiten. Das erste Korrekturverarbeiten ist ein Verarbeiten des Korrigierens, basierend auf einem ersten Orientierungssignal, einer Anzeigeposition des virtuellen Bildes (300) in dem Zielraum (400). Das erste Orientierungssignal ist indikativ für eine erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1). Das zweite Korrekturverarbeiten ist ein Verarbeiten des Korrigierens, basierend auf einem zweiten Orientierungssignal, der Anzeigeposition des virtuellen Bildes (300) in dem Zielraum (400). Das zweite Orientierungssignal ist indikativ für eine zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1). Eine Änderungsrate der zweiten Orientierungsveränderung ist schneller als die der ersten Orientierungsveränderung. Das Bildanzeigeverfahren führt das erste Korrekturverarbeiten und das zweite Korrekturverarbeiten zu unterschiedlichen Zeitpunkten durch.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Anzeigeposition des virtuellen Bildes (300) in dem Zielraum (400) in Reaktion auf die Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) mit einer geringeren Verzögerungszeit zum Anzeigen des Bildes (700) entsprechend dem virtuellen Bild (300) und mit einer geringeren Einschränkung des zeichenbaren Bereichs zum Zeichnen des Bildes (700) zu korrigieren. Insbesondere beinhaltet das Korrekturverarbeiten des Korrigierens der Anzeigeposition des virtuellen Bildes (300) in dem Zielraum (400) gemäß der Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) ein erstes Korrekturverarbeiten und ein zweites Korrekturverarbeiten, die getrennt durchgeführt werden. Das erste Korrekturverarbeiten geht auf die erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) ein. Das zweite Korrekturverarbeiten geht auf die zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) ein. Eine Änderungsrate der zweiten Orientierungsveränderung ist schneller als die der ersten Orientierungsveränderung. Das zweite Korrekturverarbeiten wird zu einem anderen Zeitpunkt durchgeführt als dem Zeitpunkt, zu dem das erste Korrekturverarbeiten von der ersten Korrektureinheit (41) durchgeführt wird. Dementsprechend kann das zweite Korrekturverarbeiten, das auf Echtzeitbasis durchgeführt werden muss, in einer Verarbeitungsstufe durchgeführt werden, die dazu in der Lage ist, die Anzeigeverzögerung, die durch das zweite Korrekturverarbeiten verursacht wird, zu reduzieren. Das erste Korrekturverarbeiten, das nicht zwangsläufig auf Echtzeitbasis durchgeführt wird, kann in einer anderen Verarbeitungsstufe durchgeführt werden, in der es weniger wahrscheinlich ist, dass der zeichnungsfähige Raum des Bildes 700 durch das erste Korrekturverarbeiten eingeschränkt ist.
Ein Computerprogramm des zwanzigsten Aspekts weist ein Computersystem an, das Bildanzeigeverfahren des neunzehnten Aspekts auszuführen.
Das Computerprogramm erlaubt einem allgemeinen Computersystem die Anzeigeposition des virtuellen Bildes (300) in dem Zielraum (400) in Reaktion auf die Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) mit einer geringeren Verzögerungszeit zum Anzeigen des Bildes (700) entsprechend dem virtuellen Bild (300) und mit einer geringeren Einschränkung des zeichenbaren Bereichs zum Zeichnen des Bildes (700) zu korrigieren.
Bezugszeichenliste

1: Körpereinheit
3: Projektionseinheit
5: Vibrationssensor (erster Sensor, zweiter Sensor)
6: Tiefpassfilter
7: Hochpassfilter
10: Bildanzeigesystem
20: Anzeigeeinheit
21: Bilderzeugende Einheit
24: Zeichnungseinheit
25: Korrektureinheit
41: Erste Korrektureinheit
42: Zweite Korrektureinheit
100: Automobil (beweglicher Objektkörper)
252: Ausgabepuffer (Puffer)
253: Vibrationsverzerrungskorrektureinheit (Korrekturhaupteinheit)
300: Virtuelles Bild
400: Zielraum
700: Bild

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017013590 A [0002]

Claims

Bildanzeigesystem (10), umfassend: eine bilderzeugende Einheit (21), die konfiguriert ist, ein Bild (700) zu erzeugen; eine Anzeigeeinheit (20), die konfiguriert ist, das von der bilderzeugenden Einheit (21) erzeugte Bild (700) anzuzeigen; eine Projektionseinheit (3), die konfiguriert ist, ein virtuelles Bild (300), das dem Bild (700) entspricht, mit einem Ausgabelicht der Anzeigeeinheit (20), in einen Zielraum (400) zu projizieren; und eine Körpereinheit (1), an die die Anzeigeeinheit (20) und die Projektionseinheit (3) bereitgestellt werden, wobei die bilderzeugende Einheit (21) beinhaltet: eine erste Korrektureinheit (41), die konfiguriert ist, ein erstes Korrekturverarbeiten des Korrigierens, basierend auf einem ersten Orientierungssignal, einer Anzeigeposition des virtuellen Bildes (300) in dem Zielraum (400) durchzuführen, wobei das erste Orientierungssignal indikativ für eine erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) ist; und eine zweite Korrektureinheit (42), die konfiguriert ist, ein zweites Korrekturverarbeiten des Korrigierens, basierend auf einem zweiten Orientierungssignal, der Anzeigeposition des virtuellen Bildes (300) in dem Zielraum (400) durchzuführen, wobei das zweite Orientierungssignal indikativ für eine zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) ist, deren Änderungsrate schneller ist als die der ersten Orientierungsveränderung, wobei die zweite Korrektureinheit (42) konfiguriert ist, das zweite Korrekturverarbeiten zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt durchzuführen als dem Zeitpunkt, zu dem die erste Korrektureinheit (41) das erste Korrekturverarbeiten durchführt.
Bildanzeigesystem (10) nach Anspruch 1, wobei die zweite Korrektureinheit (42) konfiguriert ist, an dem Bild (700) ein Verzerrungskorrekturverarbeiten zusätzlich zu dem zweiten Korrekturverarbeiten durchzuführen.
Bildanzeigesystem (10) nach Anspruch 1, wobei die zweite Korrektureinheit (42) beinhaltet: einen Puffer (252), der konfiguriert ist, das Bild (700) darin zu speichern; und eine Korrekturhaupteinheit (253), die konfiguriert ist, das zweite Korrekturverarbeiten an dem Bild (700), das in dem Puffer (252) gespeichert ist, durchzuführen, und das Bild (700), an dem das zweite Korrekturverarbeiten durchgeführt wird, an die Anzeigeeinheit (20) auszugeben.
Bildanzeigesystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: eine erste Erkennungseinheit (5, 6), die konfiguriert ist, das erste Orientierungssignal auszugeben; und eine zweite Erkennungseinheit (5, 7), die konfiguriert ist, das zweite Orientierungssignal auszugeben.
Bildanzeigesystem (10) nach Anspruch 2, wobei das Verzerrungskorrekturverarbeiten durchgeführt wird, nachdem das zweite Korrekturverarbeiten durchgeführt wurde.
Bildanzeigesystem (10) nach Anspruch 3, wobei die Korrekturhaupteinheit (253) beinhaltet einen Zeichnungspuffer (80), der konfiguriert ist, um darin das Bild (700) zu speichern, das eine Bildschirmgröße hat und von dem Puffer (252) ausgegeben wird, und einen Zeilenpuffer (81), der konfiguriert ist, um darin ein Bild zu speichern, das aus dem Zeichnungspuffer (80) ausgelesen wird, der Zeichnungspuffer (80) derart konfiguriert ist, dass, wenn das Bild (700), das in dem Zeichnungspuffer gespeichert ist, daraus ausgelesen wird, ein Bild mit der einen Bildschirmgröße und von einem Auslesestartpunkt definiert auf einer Unterbereichsbild (701) Basis ausgelesen wird, wobei eine Sammlung einer Vielzahl der Unterbereichbilder (701) das Bild mit der einen Bildschirmgröße konstituieren, der Zeilenpuffer (81) konfiguriert ist, das Unterbereichbild (701), das aus dem Zeichnungspuffer (80) ausgelesen wurde, zu speichern und es zu erlauben, dass das Unterbereichbild (701), an dem ein Verzerrungsverarbeiten durchgeführt wird, an die Anzeigeeinheit (20) auf einer ein Pixelzeilenbasis ausgegeben wird, der Zeichnungspuffer (80) konfiguriert ist, auf Basis des zweiten Orientierungssignals die zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) zu erkennen, und den Auslesestartpunk derart zu verändern, dass eine Verschiebung des virtuellen Bildes relativ zu einer realen Szene durch die erkannte zweite Orientierungsveränderung kompensiert wird, um das zweite Korrekturverarbeiten durchzuführen.
Bildanzeigesystem (10) nach Anspruch 4, umfassend: einen Vibrationssensor (5), der konfiguriert ist, eine Vibration zu erkennen, die auf die Körpereinheit (1) wirkt; einen Tiefpassfilter (6), der konfiguriert ist, um es einer Signalkomponente mit einer Frequenz, die niedriger ist als die erste Frequenz, einer Signalausgabe aus dem Vibrationssensor (5) zu erlauben, dadurch zu laufen, und es einer Signalkomponente mit einer Frequenz des Signals, die höher als oder gleich einer ersten Frequenz ist, nicht zu erlauben dadurch zu laufen, und einen Hochpassfilter (7), der konfiguriert ist, es einer Signalkomponente mit einer Frequenz, die höher als oder gleich der zweiten Frequenz ist, der Signalausgabe aus dem Vibrationssensor (5) zu erlauben, dadurch zu laufen, und es einer Signalkomponente mit einer Frequenz des Signals, die niedriger als eine zweite Frequenz ist, nicht zu erlauben, dadurch zu laufen, wobei die erste Erkennungseinheit (5, 6) den Vibrationssensor (5) und den Tiefpassfilter (6) beinhaltet, und die zweite Erkennungseinheit (5, 7) den Vibrationssensor (5) und den Hochpassfilter (7) beinhaltet.
Bildanzeigesystem (10) nach Anspruch 1, wobei die bilderzeugende Einheit (21) eine Zeichnungshaupteinheit (241) beinhaltet, die konfiguriert ist, das Bild (700) zu erzeugen und das Bild (700) basierend auf dem ersten Orientierungssignal zu korrigieren, um eine Verschiebung des virtuellen Bildes (300) relativ zu einer realen Szene, die durch die erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) verursacht wird, zu kompensieren, und die Zeichnungshaupteinheit (241) die erste Korrektureinheit (41) beinhaltet.
Bildanzeigesystem (10) nach Anspruch 8, wobei die Zeichnungshaupteinheit (241) eine Speichervorrichtung beinhaltet, in der ein dreidimensionaler virtueller Raum (70), der dem Zielraum (400) entspricht, festgelegt ist, und die Zeichnungshaupteinheit (241) konfiguriert ist, das Bild (700) durch Rendern eines dreidimensionalen Bildes (73) zu erzeugen, das dem Bild (700) innerhalb des dreidimensionalen virtuellen Raums (72) entspricht, und das dreidimensionale Bild (73) auf eine Projektionsebene (72) in dem dreidimensionalen virtuellen Raum (70) zu projizieren, und, wenn die erste Orientierungsveränderung in der Körpereinheit (1) auftritt, die Anzeigeposition des virtuellen Bildes (300) durch Korrigieren des dreidimensionalen Bildes (73) zum Kompensieren einer Verschiebung des virtuellen Bildes (300) relativ zu einer realen Szene, die durch die erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) verursacht wird, zu kompensieren.
Bildanzeigesystem (10) nach Anspruch 1, wobei die Anzeigeeinheit (20) konfiguriert, die Anzeigefläche (21a) mit einem Laserstrahl abzutasten, um das Bild (700) zu formen, wobei der Laserstrahl von einer Rückseite der Anzeigefläche (20a) der Anzeigeeinheit (20) auftrifft.
Bildanzeigesystem (10) nach Anspruch 10, wobei die Anzeigeeinheit (20) beinhaltet einen Bildschirm (90) und einen Lichtemitter (91), der konfiguriert ist, Licht des Laserstrahls zu dem Bildschirm (90) zu emittieren, um das virtuelle Bild (300) in Richtung des Zielraums (400) zu projizieren, wobei das Licht (K1) durch den Bildschirm (90) läuft.
Bildanzeigesystem (10) nach Anspruch 1, wobei die zweite Korrektureinheit (42) konfiguriert ist, in dem zweiten Korrekturverarbeiten einen Korrekturbetrag zum Korrigieren einer Anzeigeposition des Bildes (700), das von der bilderzeugenden Einheit (21) erzeugt wurde, zu bestimmen, und der Korrekturbetrag nicht-linear gemäß einer Größenordnung eines Änderungsbetrags (α1) der zweiten Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) variiert.
Bildanzeigesystem (10) nach Anspruch 12, wobei die zweite Korrektureinheit (42) konfiguriert ist, den Korrekturbetrag (H1) auf im Wesentlichen Null zu bestimmen, wenn der Änderungsbetrag (α1) kleiner ist als ein vordefinierter Wert, und der Korrekturbetrag (H1) linear gemäß dem Veränderungsbetrag (α1) größer als oder gleich einem vordefinierten Wert variiert.
Bildanzeigesystem (10) nach Anspruch 12, wobei die zweite Orientierungsveränderung eine Veränderung in einer Orientierung der Körpereinheit (1) gemäß einer Neigungsrichtung, einer Gierrichtung oder einer Rollrichtung der Körpereinheit (1) beinhaltet.
Bewegliches Objekt, umfassend: das Bildanzeigesystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14; und einen beweglichen Objektkörper (100), in dem das Bildanzeigesystem (10) installiert ist.
Bewegliches Objekt nach Anspruch 15, wobei die Projektionseinheit (3) konfiguriert, das Bild (700), das in der Anzeigeeinheit (20) angezeigt wird, auf eine Windschutzscheibe (101) des beweglichen Objektkörpers (10) zu projizieren, um das virtuelle Bild (300) in dem Zielraum (400) zu formen.
Bewegliches Objekt nach Anspruch 15, wobei das virtuelle Bild (300) eine Fahrunterstützungsinformation zum Unterstützen des Fahrens des beweglichen Objektkörpers (100) angibt, und die Fahrunterstützungsinformation mindestens eines beinhaltet von Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen, Navigationsinformationen, Fußgängerinformationen, Vorwärtsfahrzeuginformationen, Spurabweichungsinformationen und Fahrzeugzustandsinformationen.
Bewegliches Objekt nach Anspruch 15, wobei der bewegliche Objektkörper (100) ein Automobil, ein Motorrad, ein Zug, eine Baumaschine, ein Schiff oder ein Boot ist.
Bildanzeigeverfahren, das ein Bildanzeigesystem einsetzt, wobei das Bildanzeigesystem eine Bildanzeigeeinheit (20) beinhaltet, die konfiguriert ist, ein Bild (700) anzuzeigen, eine Projektionseinheit (3), die konfiguriert ist, in einen Zielraum (400) ein virtuelles Bild (300), das dem Bild (300) entspricht, mit einem Ausgabelicht der Anzeigeeinheit (20) zu projizieren, und eine Körpereinheit (1) an die die Anzeigeeinheit (20) und die Projektionseinheit (3) bereitgestellt werden, wobei das Bildanzeigeverfahren ein Bilderzeugungsverarbeiten des Erzeugens des Bildes (700), das von der Anzeigeeinheit (20) angezeigt wird, umfasst, wobei das bilderzeugende Verarbeiten beinhaltet: ein erstes Korrekturverarbeiten des Korrigierens, basierend auf einem ersten Orientierungssignal, einer Anzeigeposition des virtuellen Bildes (300) in dem Zielraum (400), wobei das erste Orientierungssignal indikativ für eine erste Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) ist; und ein zweites Korrekturverarbeiten des Korrigierens, basierend auf einem zweiten Orientierungssignal, der Anzeigeposition des virtuellen Bildes (300) in dem Zielraum (400), wobei das zweite Orientierungssignal indikativ für eine zweite Orientierungsveränderung der Körpereinheit (1) ist, deren Änderungsrate schneller ist als die der ersten Orientierungsveränderung, das Bildanzeigeverfahren das erste Korrekturverarbeiten und das zweite Korrekturverarbeiten zu unterschiedlichen Zeitpunkten durchführt.
Computerprogramm zum Anweisen eines Computersystems zum Ausführen des Bildanzeigeverfahrens nach Anspruch 19.