視野特定装置及び表示位置調整装置
【課題】使用者に応じて適切に視野を特定することのできる視野特定装置、及び使用者に応じて適切な表示位置に画像を表示することのできる表示位置調整装置を提供する。
【解決手段】ＥＥＧセンサ４が運転者Ｄの脳波を検出する一方で、ＨＵＤ制御部２が点滅像Ｖを移動させる。運転者Ｄが一定の周波数で点滅する点滅像Ｖを見ると、運転者Ｄの脳波には点滅周波数に同期した周波数のピークが現れる。また、見ていた点滅像Ｖが見えなくなると点滅周波数に同期していた周波数のピークが消滅する。従って、ＨＵＤ制御部２は、脳波のピークが出現した時点における点滅像Ｖの表示位置、あるいは消滅した時点における点滅像Ｖの表示位置を、使用者の視野Ｆの臨界位置であると判断する。運転者自身の反応に基づいて視野Ｆを特定することで、運転者Ｄに応じて適切に視野Ｆを特定する。
【解決手段】ＥＥＧセンサ４が運転者Ｄの脳波を検出する一方で、ＨＵＤ制御部２が点滅像Ｖを移動させる。運転者Ｄが一定の周波数で点滅する点滅像Ｖを見ると、運転者Ｄの脳波には点滅周波数に同期した周波数のピークが現れる。また、見ていた点滅像Ｖが見えなくなると点滅周波数に同期していた周波数のピークが消滅する。従って、ＨＵＤ制御部２は、脳波のピークが出現した時点における点滅像Ｖの表示位置、あるいは消滅した時点における点滅像Ｖの表示位置を、使用者の視野Ｆの臨界位置であると判断する。運転者自身の反応に基づいて視野Ｆを特定することで、運転者Ｄに応じて適切に視野Ｆを特定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の視野を特定する視野特定装置及び特定された視野に基づいて画像の表示位置を調整する表示位置調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の視野特定装置及び表示位置調整装置として、使用者の眼球位置と眼球中心座標から視線位置を検出し、検出結果に基づいて表示像の結像位置を算出し、演算結果に基づいて可視光の出射方向を調整するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。従来の装置においては、複数回眼球位置を検出し、各時刻における眼球位置と基準眼球位置との距離あるいは角度の差に基づいて光路を調整して画像の表示位置を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５５７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の装置においては、眼球位置と眼球中心座標から視線位置や視野を推定している。ここで、使用者ごとに体格や姿勢や視野の広さが異なるため、使用者によって最適な表示位置は異なる。しかし、上述のような装置を用いてヘッドアップディスプレイの画像の表示位置を調整する方法では、個々の使用者に対しての視野を検出していないため、視野の個人差に対応できないという問題がある。従って、使用者に応じて適切に視野を特定することが求められる。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、使用者に応じて適切に視野を特定することのできる視野特定装置、及び使用者に応じて適切な表示位置に画像を表示することのできる表示位置調整装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る視野特定装置は、使用者の脳波を検出する脳波検出手段と、使用者の視線側の位置で点滅部を移動させる移動制御手段と、使用者の視野を特定する視野特定手段と、を備え、視野特定手段は、使用者が点滅部を視認することによって脳波検出手段で検出される検出値と、点滅部の位置とに基づいて、使用者の視野を特定することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る視野特定装置では、脳波検出手段が使用者の脳波を検出する一方で、移動制御手段が点滅部を移動させることができる。使用者が一定の周波数で点滅する点滅部を見ると、使用者の脳波には点滅周波数に同期した周波数のピークが現れる。また、見ていた点滅部が見えなくなると点滅周波数に同期していた周波数のピークが消滅する。従って、視野特定手段は、点滅部の移動中において、点滅周波数に同期したピークが現れているときには点滅部が使用者の視野の範囲内に存在すると判断することができる。また、視野特定手段は、脳波のピークが出現した時点における点滅部の表示位置、あるいは脳波のピークが消滅した時点における点滅部の表示位置を、使用者の視野の臨界位置であると判断することができる。このように、使用者自身の反応に基づいて視野を特定することができるため、各使用者の姿勢や体格や視野の広さなどに関わらず、使用者に応じて適切に視野を特定することができる。
【０００８】
また、本発明に係る視野特定装置において、像を表示する表示手段を更に備え、移動制御手段は、表示手段上で点滅部を移動させ、視野特定手段は、表示手段上における使用者の視野を特定することが好ましい。移動制御手段が、像を表示する表示手段自体の上で点滅部を移動させ、視野特定手段は、表示手段上で移動する点滅部を見ることによる使用者の脳波に基づいて視野を特定することができる。従って、表示手段に対する視野をより適切に特定することができる。
【０００９】
本発明に係る表示位置調整装置は、上述の視野特定装置と、表示手段上の像の表示位置を調整する表示位置調整手段と、を備え、表示位置調整手段は、視野特定手段によって特定された使用者の視野に基づいて像の表示位置を調整することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る表示位置調整装置において、表示位置調整手段は、視野特定装置によって正確に特定された視野に基づいて像の表示位置を調整することができる。従って、各使用者の姿勢や体格や視野の広さなどに関わらず、使用者に応じて適切な表示位置に像を表示することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、使用者に応じて適切に視野を特定することができ、使用者に応じて適切な表示位置に画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る視野特定装置及び表示位置調整装置として機能する表示装置の構成を示した図である。
【図２】本発明の実施形態に係る視野特定処理及び表示位置調整処理の内容を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係る視野特定処理及び表示位置調整処理の内容を示すフローチャートである。
【図４】点滅像が像可動下限位置から移動を開始してからの時間と、点滅像の表示位置との関係を示すグラフである。
【図５】ＥＥＧセンサから得られる脳波の周波数スペクトルを示すグラフである。
【図６】点滅像が像可動下限位置から移動を開始してからの時間と、点滅像の表示位置との関係、及び点滅像の点滅周波数を示すグラフである。
【図７】ＥＥＧセンサから得られる脳波の周波数スペクトルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明に係る視野特定装置及び表示位置調整装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
まず、本発明の実施形態に係る視野特定装置及び表示位置調整装置として機能する表示装置１の構成を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る視野特定装置及び表示位置調整装置として機能する表示装置１の構成を示した図である。表示装置１は、車両内のヘッドアップディスプレイ（以下ＨＵＤとする）３の起動時に運転者の視野を特定する視野特定装置として機能すると共に、特定した視野に基づいて像の表示位置を調整する表示位置調整装置として機能する。すなわち、この表示装置１は、システムの起動時などにおいて、所定の周波数で点滅する点滅像（点滅部）Ｖを像可動下限位置ＶＤから像可動上限位置ＶＵへ移動させ（移動経路は図１においてＬで示される）、当該移動中における運転者Ｄの脳波の検出結果に基づいて運転者Ｄの視野Ｆを特定する機能を有している。更に、表示装置１は、特定した視野Ｆに基づいて運転者Ｄにとって最適な表示位置を演算すると共に、象を当該最適位置に調整する機能を有している。表示装置１は、ＨＵＤ制御部２と、ＨＵＤ３と、ＥＥＧ（Electroencephalography）センサ４と、手動調整スイッチ５とを備えて構成されている。なお、本発明において、「視野」とは運転者Ｄの目を所定の方向へ固定した場合における視認可能範囲をさしており、点滅像Ｖの視認により脳波に点滅周波数と同期したピークが現れる範囲を示している。
【００１５】
ＨＵＤ３は、車両の運転者Ｄの視界内に所定の像Ｖを表示するものである。本実施形態に係るＨＵＤ３は、ウインドシールドを表示部（表示手段）２１として像を表示させる。ＨＵＤ３は、ダッシュボード２２内に設けられており、表示部２１に表示される像Ｖを生成する像表示管２３と、像表示管２３からの像Ｖを表示部へ投射させるミラー２４とを備えている。ＨＵＤ３では、像表示管２３からミラー２４へ向けて像Ｖが投射され、その像Ｖがミラー２４で表示部２１に向けて反射される。さらに、その像Ｖが表示部２１で運転者Ｄの眼球方向へ反射されることにより、像Ｖが所定の表示位置に虚像として表示される。図１には、運転者Ｄの視野の範囲がＦで示されている。また、視野Ｆの下限を表す視野下限位置がＥＤで示されている。また、視野Ｆの上限を表す視野上限位置がＥＵで示されている。この視野Ｆ、視野下限位置ＥＤ、及び視野上限位置ＥＵは、瞳の大きさや体格や姿勢により運転者Ｄによって個体差がある。ミラー２４には駆動装置（表示位置調整手段）２８が接続されており、角度調節が可能な構成となっている。駆動装置２８は、ミラー２４の角度を調整することによって、像Ｖの表示部２１上における表示位置を調整することができる。本実施形態においては、駆動装置２８は、ＨＵＤ制御部２の制御信号に従って、運転者Ｄの視野Ｆに対して最適な位置に像Ｖが表示されるように調整することができる。
【００１６】
ＨＵＤ３では、像表示管２３から投射された像Ｖは、像表示管２３近傍に設けられた表示枠２６と、ダッシュボード２２の開口部２７とを経て表示される。そのため、表示部２１に像Ｖを表示できる範囲は、表示枠２６及び開口部２７によって一定の制限を受ける。また、ミラー２４の可動範囲も限られている。従って、表示部２１上において、表示位置調整によって像Ｖを動かすことのできる範囲は所定の範囲に限定される。図１においては、像Ｖを動かすことのできる下限を表す像可動下限位置がＶＤで示され、像Ｖを動かすことのできる上限を表す像可動上限位置がＶＵで示されている。
【００１７】
ＥＥＧセンサ（脳波検出手段）４は、ヘッドレスト内に設けられており、運転者Ｄの脳波を測定する機能を有している。ここで、運転者が一定の周波数で点滅している点滅像Ｖを見ると、視覚信号ＳＧが後頭葉ＢＲの一次視覚野へ伝達される。運転者Ｄの意思にかかわらず、当該部分における脳波には点滅像Ｖの点滅周波数に同期する周波数成分が現れる。従って、ＥＥＧセンサ４は、運転者Ｄの視野Ｆに点滅像Ｖが入っていないときは周波数のピークを検出せず（図５のＧ１を参照）、運転者Ｄの視野Ｆに点滅像Ｖが入っているときは点滅周波数に同期する周波数のピークを検出する（図５のＧ２を参照）。ＥＥＧセンサ４は、検出結果をＨＵＤ制御部２へ出力する機能を有している。
【００１８】
手動調整スイッチ５は、車内に設けられたスイッチであり、運転者Ｄの操作によってミラー２４の角度を調整し、表示部２１上における像Ｖの表示位置を調整するためのものである。手動調整スイッチ５は、運転者Ｄからの操作を受けると、操作信号をＨＵＤ制御部２へ出力する機能を有している。
【００１９】
ＨＵＤ制御部２は、表示装置１全体の制御を行う電子制御ユニットであり、例えばＣＰＵを主体として構成され、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などを備えている。ＨＵＤ２は、像Ｖを移動させる移動制御手段、運転者Ｄの視野を特定する視野特定手段、像Ｖの表示位置を調整する表示位置調整手段として機能する。ＨＵＤ２は、表示制御部６と、ミラー駆動制御部７と、脳波判定部８と、演算部９とを備えて構成されている。
【００２０】
表示制御部６は、演算部９からの演算結果に基づいて、像表示管２３へ対して生成すべき像に関する制御信号を出力する機能を有している。本実施形態において表示制御部６は、視野Ｆを特定するために、点滅しながら像可動下限位置ＶＤから像可動上限位置ＶＵまでスイープさせる点滅像Ｖの描画パターンを設定する機能を有している。点滅像Ｖの描画パターン（点滅像Ｖの絵柄）は、発光面積と輝度により十分な視認強度を有しているものであれば特に限定されない。例えば、像表示管２３の全面発光としてもよく、車両のロゴマークとしてもよく、あるいは車速の表示（停車時ならば「０ｋｍ／ｈ」が表示される）としてもよい。点滅像Ｖの点滅周波数は、視覚誘発脳波検出に適しているとされる１０Ｈｚ前後に設定する。ミラー駆動制御部７は、演算部９からの演算結果に基づいて駆動装置２８へ制御信号を出力する機能を有している。
【００２１】
脳波判定部８は、ＥＥＧセンサ４からの検出結果に基づいて、運転者Ｄの脳波から点滅像Ｖの点滅周波数に同期したことを示す信号が検出されているか否かを判定する機能を有している。当該信号検出は、ＥＥＧセンサ４からの入力を高速フーリエ変換することによって摘出可能である。脳波判定部８は、点滅像Ｖが運転者Ｄの視野Ｆに入ることによって、点滅像Ｖの点滅周波数に同期したピークが出現したときに信号が検出されたと判定し、点滅像Ｖが運転者Ｄの視野Ｆから出ることによって、点滅像Ｖの点滅周波数に同期したピークが消滅したときに信号が検出なくなったことを判定することができる。脳波判定部８は、判定結果を演算部９へ出力する機能を有している。
【００２２】
演算部９は、表示させる像Ｖの内容を演算すると共に表示制御部６へ制御信号を出力することによって、像Ｖを生成させる機能を有している。演算部９は、像Ｖを点滅させる場合は、その周波数を設定することもできる。また、演算部９は、表示部２１上における像Ｖを表示させるべき表示位置を演算すると共に、ミラー駆動制御部７に制御信号を出力することによって、表示位置を調整させる機能を有している。更に、演算部９は、視野特定のために像Ｖの移動を制御する機能も有している。本実施形態では、演算部９は、像可動下限位置ＶＤと像可動上限位置ＶＵとの間の往復移動を行わせることで、視野特定処理を行う。演算部９は、像Ｖを脳波判定部８の判定結果に基づいて、運転者Ｄの視野Ｆを特定する機能を有している。すなわち、演算部９は、脳波判定部８によって脳波にピークが出現したと判定された時点における点滅像Ｖの表示位置を視野Ｆの視野下限位置ＥＤとして検出することができ、脳波判定部８によって脳波からピークが消滅したと判定された時点における点滅像Ｖの表示位置を視野Ｆの視野上限位置ＥＵとして検出することができる。これによって、運転者Ｄの視野Ｆの範囲を特定することができる。また、演算部９は、特定した視野Ｆに基づいて、像Ｖを表示させるべき最適位置を演算する機能を有している。具体的に、最適表示位置は、視野上限位置ＥＵと視野下限位置ＥＤとの間の中央位置ＢＰに設定することができる。あるいは、最適表示位置は、経時変化の傾向や意匠的な要件を配慮して、中央位置ＢＰよりも上下にオフセットさせた位置に設定されてもよい。
【００２３】
次に、図２及び図３を参照して、本実施形態に係る表示装置１の動作について説明する。図２及び図３は、本発明の実施形態に係る視野特定処理及び表示位置調整処理の内容を示すフローチャートである。この処理は、ＨＵＤ制御部２内において、表示システムの起動時、あるいは像の表示位置の再調整の指令が入ったときに、所定のタイミングで実行される。なお、点滅像Ｖの移動や表示位置の調整や点滅終了は、演算部９が所定のタイミングで表示制御部６やミラー駆動制御部７に信号を出力することで実行させる処理である。
【００２４】
まず、図２に示すように、演算部９は、表示部２１上に１０Ｈｚで点滅する点滅像Ｖを表示させ（ステップＳ１０）、当該点滅像Ｖを像可動下限位置ＶＤへ移動させることでシステムの初期化を行う（ステップＳ１２）。次に、演算部９は、点滅像Ｖの像可動下限位置ＶＤからの上昇移動を開始させる（ステップＳ１４）。
【００２５】
点滅像Ｖを上昇移動させている一方、脳波判定部８は、運転者Ｄの脳波の判定処理を行うと共に（ステップＳ１６）、演算部９は、脳波判定部８の当該判定結果に基づいて視野Ｆにおける視野下限位置ＥＤ及び視野上限位置ＥＵの検出を行う（ステップＳ１８）。当該処理内容について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、点滅像Ｖが像可動下限位置ＶＤから移動を開始してからの時間と、点滅像Ｖの表示位置との関係を示すグラフである。図５は、ＥＥＧセンサ４から得られる脳波の周波数スペクトルを示すグラフである。図４に示すように、点滅像Ｖが像可動下限位置ＶＤから像可動上限位置ＶＵへ移動するまでの間において、像可動下限位置ＶＤから視野下限位置ＥＤまでの間の領域及び視野上限位置ＥＵから像可動上限位置ＶＵまでの間の領域（図中、一点差線Ｇ１で示している）は、点滅像Ｖが視野Ｆよりも外に存在している領域であり、視野下限位置ＥＤから視野上限位置ＥＵまでの間の領域（図中、実線Ｇ２で示している）は、点滅像Ｖが視野Ｆ内に存在している領域である。図５には、図４の領域Ｇ１における周波数スペクトルが一点差線で示され、領域Ｇ２における周波数スペクトルが実線で示されている。図５に示すように、運転者Ｄの脳波に特定の周波数のピークが出ていない領域Ｇ１では、点滅像Ｖが視認されておらず、点滅像Ｖが視野Ｆよりも外に存在していることが分かる。一方、点滅像Ｖの点滅周波数である１０Ｈｚ付近で脳波にピークが出ている領域Ｇ２では、点滅像Ｖが視認されており、点滅像Ｖが視野Ｆ内に存在していることが分かる。従って、演算部９は、脳波判定部８によって脳波にピークが出たと判定された時点における点滅像Ｖの表示位置を視野下限位置ＥＤとして検出することができる。また、演算部９は、脳波判定部８によって脳波からピークが消えたと判定された時点における点滅像Ｖの表示位置を視野上限位置ＥＵとして検出することができる。
【００２６】
図２に戻り、演算部９は、点滅像Ｖが像可動上限位置ＶＵに到達した時点で、移動方向を反転させ、点滅像Ｖを降下させる（ステップＳ２０）。このとき、図４及び図５に示すように、点滅像Ｖが降下を始めた領域Ｇ１においては視野Ｆの外であるために脳波にピークが出ておらず、所定量降下した領域Ｇ２においては視野Ｆの内側であるために脳波にピークが出ている。従って、演算部９は、脳波判定部８によって脳波にピークが出たと判定された時点における点滅像Ｖの表示位置を視野上限位置ＥＵ´として再検出する（ステップＳ２２）。
【００２７】
次に、演算部９は、Ｓ１８で検出した視野上限位置ＥＵとＳ２２で再検出した視野上限位置ＥＵ´との間の誤差が許容範囲内のものであるか否かを判定する（ステップＳ２４）。具体的には、演算部９は、Ｓ１８で検出した視野上限位置ＥＵとＳ２２で再検出した視野上限位置ＥＵ´との差分が、所定の許容誤差定数ｔよりも小さいか否かを判定する（｜ＥＵ−ＥＵ´｜＜ｔ）。図４に示す例では、ＥＵとＥＵ´との差分がｔより小さいため、誤差が許容範囲内であると判定される。Ｓ２４において、誤差が許容範囲内でないと判定されると、図３に示す制御処理Ｂへ移行する。このように点滅像Ｖが像可動上限位置ＶＵに到達した後も反転移動させて再び視野上限位置ＥＵを検出することにより、検出結果のずれを確認することができる。制御処理Ｂについての詳細な説明は後述する。
【００２８】
Ｓ２４において誤差が許容範囲内であると判定されると、演算部９は、表示部２１上において像Ｖを表示させる最適な表示位置を演算する。本実施形態では、演算部９は、Ｓ１８で検出した視野下限位置ＥＤと視野上限位置ＥＵとの間の中点（ＥＤ＋ＥＵ）／２を最適表示位置として設定する（ステップＳ２６）。更に、点滅像ＶをＳ２６で設定した最適表示位置へ移動させる（ステップＳ２８）。演算部９は、最適表示位置へ移動した点滅像Ｖの点滅をストップさせて、定常点灯の像Ｖとする（ステップＳ３０）。Ｓ３０の処理が終了すると、表示装置１による視野特定処理及び表示位置調整処理が成功し、図２及び図３に示す処理を終了する（通常終了）。
【００２９】
一方、Ｓ２４において、誤差が許容範囲内ではないと判定されると、図３に示す制御処理Ｂへと移行する。制御処理Ｂにおいては、まず、演算部９は、点滅像Ｖの降下を続行させる（ステップＳ４０）。脳波判定部８は、Ｓ１６の処理と同様に脳波の判定を行い（ステップＳ４２）、演算部９は、脳波判定部８によって脳波からピークが消えたと判定された時点における点滅像Ｖの表示位置を視野下限位置ＥＤ´として再検出する（ステップＳ４４）。その後、演算部９は、点滅像Ｖを像可動下限位置ＶＤに到達させ（ステップＳ４６）、視野特定のための点滅像Ｖの移動回数が繰り返し規定回数内か否かの判定を行う（ステップＳ４８）。繰り返し規定回数は、点滅像Ｖの往復回数の上限回数を示しており、視野特定処理が長引くことによって運転者Ｄが煩わしさを感じない範囲の回数に任意に設定することができる。
【００３０】
Ｓ４８において、往復回数が繰り返し規定回数内であると判定されると、演算部９は、点滅像Ｖを反転させて上昇移動を開始させる（ステップＳ５２）。脳波判定部８は、Ｓ１６の処理と同様に脳波の判定を行い（ステップＳ５４）、演算部９は、脳波判定部８によって脳波にピークが出たと判定された時点における点滅像Ｖの表示位置を視野下限位置ＥＤとして検出する（ステップＳ５６）。次に、演算部９は、Ｓ４４で検出した視野下限位置ＥＤ´とＳ５６で検出した視野下限位置ＥＤとの間の誤差が許容範囲内のものであるか否かを判定する（ステップＳ５８）。具体的には、演算部９は、Ｓ４４で検出した視野下限位置ＥＤ´とＳ５６で再検出した視野下限位置ＥＤとの差分が、所定の許容誤差定数ｔよりも小さいか否かを判定する（｜ＥＤ´−ＥＤ｜＜ｔ）。
【００３１】
Ｓ５８において、誤差が許容範囲内ではないと判定されると、演算部９は、点滅像Ｖの上昇移動を続行させる（ステップＳ６０）。また、脳波判定部８は、Ｓ１６の処理と同様に脳波の判定を行い（ステップＳ６２）、演算部９は、脳波判定部８によって脳波からピークが消えたと判定された時点における点滅像Ｖの表示位置を視野上限位置ＥＵとして検出する（ステップＳ６４）。その後、図２に示す制御処理Ａ以降の処理を再び繰り返す。
【００３２】
一方、Ｓ５８において、誤差が許容範囲内であると判定されると、演算部９は、表示部２１上において像Ｖを表示させる最適な表示位置を演算する。本実施形態では、演算部９は、Ｓ２２で検出した視野上限位置ＥＵ´とＳ４４で検出した視野下限位置ＥＤ´との間の中点（ＥＤ´＋ＥＵ´）／２を最適表示位置として設定する（ステップＳ６６）。更に、点滅像ＶをＳ６６で設定した最適表示位置へ移動させる（ステップＳ６８）。演算部９は、最適表示位置へ移動した点滅像Ｖの点滅をストップさせて、定常点灯の像Ｖとする（ステップＳ７０）。Ｓ７０の処理が終了すると、表示装置１による視野特定処理及び表示位置調整処理が成功し、図２及び図３に示す処理を終了する（リトライによる通常終了）。このように、検出誤差があった場合は繰り返し検出を行うことによって、正確に視野特定を行うことができる。
【００３３】
図２及び図３に示す処理を複数回繰り返すことによって、Ｓ４８において、繰り返し規定回数を越えたと判定されると、演算部９は、最適位置を任意に設定して当該表示位置に点滅像Ｖを移動させ、点滅をストップさせて定常点灯の像Ｖとする（ステップＳ５０）。任意の最適位置は、複数回の検出によって得られた視野下限位置及び視野上限位置に基づく最適位置を各々演算し、この平均値を最適位置として設定することができる。Ｓ５０の処理が終了すると、視野特定処理及び表示位置調整処理は失敗したとして図２及び図３に示す処理を終了する（失敗終了）。このように、繰り返し規定回数を設定することによって、処理に長く時間がかかりすぎることにより運転者が煩わしさを感じることを防止することができる。
【００３４】
以上より、本実施形態に係る視野特定装置としての表示装置１では、ＥＥＧセンサ４が運転者Ｄの脳波を検出する一方で、ＨＵＤ制御部２が点滅像Ｖを移動させることができる。運転者Ｄが一定の周波数で点滅する点滅像Ｖを見ると、運転者Ｄの脳波には点滅周波数に同期した周波数のピークが現れる。また、見ていた点滅像Ｖが見えなくなると点滅周波数に同期していた周波数のピークが消滅する。従って、ＨＵＤ制御部２は、点滅像Ｖの移動中において、点滅周波数に同期したピークが現れているときには点滅像Ｖが運転者Ｄの視野Ｆの範囲内に存在すると判断することができる。また、ＨＵＤ制御部２は、脳波のピークが出現した時点における点滅像Ｖの表示位置、あるいは脳波のピークが消滅した時点における点滅像Ｖの表示位置を、使用者の視野Ｆの上限位置や下限位置などの臨界位置であると判断することができる。このように、運転者自身の反応に基づいて視野Ｆを特定することができるため、各運転者Ｄの姿勢や体格や視野の広さなどに関わらず、運転者Ｄに応じて適切に視野Ｆを特定することができる。
【００３５】
また、本実施形態に係る視野特定装置としての表示装置１において、像Ｖを表示する表示部２１を更に備え、ＨＵＤ制御部２は、表示部２１上で点滅像Ｖを移動させ、表示部２１上における運転者Ｄの視野を特定することができる。ＨＵＤ制御部２が、像Ｖを表示する表示部２１自体の上で点滅像Ｖを移動させ、表示部２１上で移動する点滅像Ｖを見ることによる運転者Ｄの脳波に基づいて視野Ｆを特定することができる。従って、表示部２１に対する視野Ｆをより適切に特定することができる。
【００３６】
本発明に係る表示位置調整装置としの表示装置１では、ＨＵＤ制御部２及び駆動装置２８は、視野特定処理によって正確に特定された視野Ｆに基づいて像Ｖの表示位置を調整することができる。従って、各運転者Ｄの姿勢や体格や眼の大きさなどに関わらず、運転者Ｄに応じて適切な表示位置に像を表示することができる。
【００３７】
本発明に係る視野特定装置及び表示位置調整装置は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００３８】
例えば、上述の実施形態では、点滅像Ｖの点滅周波数は一定として上下にスイープさせていたが、点滅像Ｖの点滅周波数を連続変化させながら上下にスイープさせてもよい。例えば、像可動下限位置ＶＤにおける点滅周波数を６Ｈｚに設定すると共に、像可動上限位置ＶＵにおける点滅周波数を１８Ｈｚに設定し、像可動下限位置ＶＤから像可動上限位置ＶＵへ移動するに従って点滅周波数を変化させることができる。図６は、点滅像Ｖが像可動下限位置ＶＤから移動を開始してからの時間と、点滅像Ｖの表示位置との関係、及び点滅像Ｖの点滅周波数を示すグラフである。図７は、ＥＥＧセンサ４から得られる脳波の周波数スペクトルを示すグラフである。図６に示すように、視野下限位置ＥＤにおける表示位置ＧＤ２での周波数をα（Ｈｚ）とし、視野上限位置ＥＵにおける表示位置ＧＵ２での周波数をβ（Ｈｚ）としたとき、図７に示すように表示位置ＧＤ２における脳波の周波数スペクトルでは周波数α（Ｈｚ）でピークが出現し、表示位置ＧＵ２における脳波の周波数スペクトルでは周波数β（Ｈｚ）でピークが出現する。また、点滅像Ｖが表示位置ＧＤ２から表示位置ＧＵ２に移動するに従って、周波数スペクトルにおけるピークも周波数αから周波数βへ移動する。従って、演算部９は、脳波にピークが出現した時点における表示位置を視野下限位置ＥＤとして検出し、連続的に周波数が変化するピークが消滅した時点における表示位置を視野上限位置ＥＵとして検出することができる。これによって、演算部９は、視野Ｆを特定し、最適表示位置を設定することができる。その他の処理については上述の実施形態と同様の処理を行うことができる。点滅像Ｖが像可動上限位置ＶＵに達した後は、ずれの確認のために点滅周波数を周波数１８Ｈｚから６Ｈｚへ徐変させながら移動させてもよく、あるいは定常発光に切り替えて最適位置に向けて移動させてもよい。
【００３９】
また、上述の実施形態では、脳波の出現及び消滅が像可動上限位置ＶＵと像可動下限位置ＶＤとの間で検出された例について説明したが、像可動下限位置ＶＤや像可動上限位置ＶＵで脳波のピークがすでに検出されている場合は、像可動下限・上限位置をそれぞれ視野下限・上限位置に設定することができる。また、全領域内において脳波のピークが検出できないときは、繰り返し点滅像Ｖの上下のスイープを繰り返すが、規定回数を越えた時点で、像Ｖの位置を像可動下限位置ＶＤに固定してもよい。更に、運転者Ｄが像Ｖの見え難さを感じたら、手動調整スイッチ５によって手動設定を行ってもよい。
【００４０】
また、上述の実施形態では、点滅像Ｖが上昇移動して反転して下降しているときも点滅していたが、下降時は定常光としてもよい。しかし、ずれを確認するために、下降時も点滅させた方が一層正確に視野を特定できる。
【００４１】
また、本発明の適用対象は、車両でのＨＵＤに限られず、使用者の視野に応じて表示する像の位置を調整する必要があるものに適用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１…表示装置（視野特定装置、表示位置調整装置）、２…ＨＵＤ制御部（移動制御手段、視野特定手段、表示位置調整手段）、４…ＥＥＧセンサ（脳波検出手段）、２１…表示部（表示手段）、２８…駆動装置（表示位置調整手段）、Ｖ…点滅像（点滅部）、Ｆ…視野。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の視野を特定する視野特定装置及び特定された視野に基づいて画像の表示位置を調整する表示位置調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の視野特定装置及び表示位置調整装置として、使用者の眼球位置と眼球中心座標から視線位置を検出し、検出結果に基づいて表示像の結像位置を算出し、演算結果に基づいて可視光の出射方向を調整するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。従来の装置においては、複数回眼球位置を検出し、各時刻における眼球位置と基準眼球位置との距離あるいは角度の差に基づいて光路を調整して画像の表示位置を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５５７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の装置においては、眼球位置と眼球中心座標から視線位置や視野を推定している。ここで、使用者ごとに体格や姿勢や視野の広さが異なるため、使用者によって最適な表示位置は異なる。しかし、上述のような装置を用いてヘッドアップディスプレイの画像の表示位置を調整する方法では、個々の使用者に対しての視野を検出していないため、視野の個人差に対応できないという問題がある。従って、使用者に応じて適切に視野を特定することが求められる。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、使用者に応じて適切に視野を特定することのできる視野特定装置、及び使用者に応じて適切な表示位置に画像を表示することのできる表示位置調整装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る視野特定装置は、使用者の脳波を検出する脳波検出手段と、使用者の視線側の位置で点滅部を移動させる移動制御手段と、使用者の視野を特定する視野特定手段と、を備え、視野特定手段は、使用者が点滅部を視認することによって脳波検出手段で検出される検出値と、点滅部の位置とに基づいて、使用者の視野を特定することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る視野特定装置では、脳波検出手段が使用者の脳波を検出する一方で、移動制御手段が点滅部を移動させることができる。使用者が一定の周波数で点滅する点滅部を見ると、使用者の脳波には点滅周波数に同期した周波数のピークが現れる。また、見ていた点滅部が見えなくなると点滅周波数に同期していた周波数のピークが消滅する。従って、視野特定手段は、点滅部の移動中において、点滅周波数に同期したピークが現れているときには点滅部が使用者の視野の範囲内に存在すると判断することができる。また、視野特定手段は、脳波のピークが出現した時点における点滅部の表示位置、あるいは脳波のピークが消滅した時点における点滅部の表示位置を、使用者の視野の臨界位置であると判断することができる。このように、使用者自身の反応に基づいて視野を特定することができるため、各使用者の姿勢や体格や視野の広さなどに関わらず、使用者に応じて適切に視野を特定することができる。
【０００８】
また、本発明に係る視野特定装置において、像を表示する表示手段を更に備え、移動制御手段は、表示手段上で点滅部を移動させ、視野特定手段は、表示手段上における使用者の視野を特定することが好ましい。移動制御手段が、像を表示する表示手段自体の上で点滅部を移動させ、視野特定手段は、表示手段上で移動する点滅部を見ることによる使用者の脳波に基づいて視野を特定することができる。従って、表示手段に対する視野をより適切に特定することができる。
【０００９】
本発明に係る表示位置調整装置は、上述の視野特定装置と、表示手段上の像の表示位置を調整する表示位置調整手段と、を備え、表示位置調整手段は、視野特定手段によって特定された使用者の視野に基づいて像の表示位置を調整することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る表示位置調整装置において、表示位置調整手段は、視野特定装置によって正確に特定された視野に基づいて像の表示位置を調整することができる。従って、各使用者の姿勢や体格や視野の広さなどに関わらず、使用者に応じて適切な表示位置に像を表示することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、使用者に応じて適切に視野を特定することができ、使用者に応じて適切な表示位置に画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る視野特定装置及び表示位置調整装置として機能する表示装置の構成を示した図である。
【図２】本発明の実施形態に係る視野特定処理及び表示位置調整処理の内容を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係る視野特定処理及び表示位置調整処理の内容を示すフローチャートである。
【図４】点滅像が像可動下限位置から移動を開始してからの時間と、点滅像の表示位置との関係を示すグラフである。
【図５】ＥＥＧセンサから得られる脳波の周波数スペクトルを示すグラフである。
【図６】点滅像が像可動下限位置から移動を開始してからの時間と、点滅像の表示位置との関係、及び点滅像の点滅周波数を示すグラフである。
【図７】ＥＥＧセンサから得られる脳波の周波数スペクトルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明に係る視野特定装置及び表示位置調整装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
まず、本発明の実施形態に係る視野特定装置及び表示位置調整装置として機能する表示装置１の構成を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る視野特定装置及び表示位置調整装置として機能する表示装置１の構成を示した図である。表示装置１は、車両内のヘッドアップディスプレイ（以下ＨＵＤとする）３の起動時に運転者の視野を特定する視野特定装置として機能すると共に、特定した視野に基づいて像の表示位置を調整する表示位置調整装置として機能する。すなわち、この表示装置１は、システムの起動時などにおいて、所定の周波数で点滅する点滅像（点滅部）Ｖを像可動下限位置ＶＤから像可動上限位置ＶＵへ移動させ（移動経路は図１においてＬで示される）、当該移動中における運転者Ｄの脳波の検出結果に基づいて運転者Ｄの視野Ｆを特定する機能を有している。更に、表示装置１は、特定した視野Ｆに基づいて運転者Ｄにとって最適な表示位置を演算すると共に、象を当該最適位置に調整する機能を有している。表示装置１は、ＨＵＤ制御部２と、ＨＵＤ３と、ＥＥＧ（Electroencephalography）センサ４と、手動調整スイッチ５とを備えて構成されている。なお、本発明において、「視野」とは運転者Ｄの目を所定の方向へ固定した場合における視認可能範囲をさしており、点滅像Ｖの視認により脳波に点滅周波数と同期したピークが現れる範囲を示している。
【００１５】
ＨＵＤ３は、車両の運転者Ｄの視界内に所定の像Ｖを表示するものである。本実施形態に係るＨＵＤ３は、ウインドシールドを表示部（表示手段）２１として像を表示させる。ＨＵＤ３は、ダッシュボード２２内に設けられており、表示部２１に表示される像Ｖを生成する像表示管２３と、像表示管２３からの像Ｖを表示部へ投射させるミラー２４とを備えている。ＨＵＤ３では、像表示管２３からミラー２４へ向けて像Ｖが投射され、その像Ｖがミラー２４で表示部２１に向けて反射される。さらに、その像Ｖが表示部２１で運転者Ｄの眼球方向へ反射されることにより、像Ｖが所定の表示位置に虚像として表示される。図１には、運転者Ｄの視野の範囲がＦで示されている。また、視野Ｆの下限を表す視野下限位置がＥＤで示されている。また、視野Ｆの上限を表す視野上限位置がＥＵで示されている。この視野Ｆ、視野下限位置ＥＤ、及び視野上限位置ＥＵは、瞳の大きさや体格や姿勢により運転者Ｄによって個体差がある。ミラー２４には駆動装置（表示位置調整手段）２８が接続されており、角度調節が可能な構成となっている。駆動装置２８は、ミラー２４の角度を調整することによって、像Ｖの表示部２１上における表示位置を調整することができる。本実施形態においては、駆動装置２８は、ＨＵＤ制御部２の制御信号に従って、運転者Ｄの視野Ｆに対して最適な位置に像Ｖが表示されるように調整することができる。
【００１６】
ＨＵＤ３では、像表示管２３から投射された像Ｖは、像表示管２３近傍に設けられた表示枠２６と、ダッシュボード２２の開口部２７とを経て表示される。そのため、表示部２１に像Ｖを表示できる範囲は、表示枠２６及び開口部２７によって一定の制限を受ける。また、ミラー２４の可動範囲も限られている。従って、表示部２１上において、表示位置調整によって像Ｖを動かすことのできる範囲は所定の範囲に限定される。図１においては、像Ｖを動かすことのできる下限を表す像可動下限位置がＶＤで示され、像Ｖを動かすことのできる上限を表す像可動上限位置がＶＵで示されている。
【００１７】
ＥＥＧセンサ（脳波検出手段）４は、ヘッドレスト内に設けられており、運転者Ｄの脳波を測定する機能を有している。ここで、運転者が一定の周波数で点滅している点滅像Ｖを見ると、視覚信号ＳＧが後頭葉ＢＲの一次視覚野へ伝達される。運転者Ｄの意思にかかわらず、当該部分における脳波には点滅像Ｖの点滅周波数に同期する周波数成分が現れる。従って、ＥＥＧセンサ４は、運転者Ｄの視野Ｆに点滅像Ｖが入っていないときは周波数のピークを検出せず（図５のＧ１を参照）、運転者Ｄの視野Ｆに点滅像Ｖが入っているときは点滅周波数に同期する周波数のピークを検出する（図５のＧ２を参照）。ＥＥＧセンサ４は、検出結果をＨＵＤ制御部２へ出力する機能を有している。
【００１８】
手動調整スイッチ５は、車内に設けられたスイッチであり、運転者Ｄの操作によってミラー２４の角度を調整し、表示部２１上における像Ｖの表示位置を調整するためのものである。手動調整スイッチ５は、運転者Ｄからの操作を受けると、操作信号をＨＵＤ制御部２へ出力する機能を有している。
【００１９】
ＨＵＤ制御部２は、表示装置１全体の制御を行う電子制御ユニットであり、例えばＣＰＵを主体として構成され、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などを備えている。ＨＵＤ２は、像Ｖを移動させる移動制御手段、運転者Ｄの視野を特定する視野特定手段、像Ｖの表示位置を調整する表示位置調整手段として機能する。ＨＵＤ２は、表示制御部６と、ミラー駆動制御部７と、脳波判定部８と、演算部９とを備えて構成されている。
【００２０】
表示制御部６は、演算部９からの演算結果に基づいて、像表示管２３へ対して生成すべき像に関する制御信号を出力する機能を有している。本実施形態において表示制御部６は、視野Ｆを特定するために、点滅しながら像可動下限位置ＶＤから像可動上限位置ＶＵまでスイープさせる点滅像Ｖの描画パターンを設定する機能を有している。点滅像Ｖの描画パターン（点滅像Ｖの絵柄）は、発光面積と輝度により十分な視認強度を有しているものであれば特に限定されない。例えば、像表示管２３の全面発光としてもよく、車両のロゴマークとしてもよく、あるいは車速の表示（停車時ならば「０ｋｍ／ｈ」が表示される）としてもよい。点滅像Ｖの点滅周波数は、視覚誘発脳波検出に適しているとされる１０Ｈｚ前後に設定する。ミラー駆動制御部７は、演算部９からの演算結果に基づいて駆動装置２８へ制御信号を出力する機能を有している。
【００２１】
脳波判定部８は、ＥＥＧセンサ４からの検出結果に基づいて、運転者Ｄの脳波から点滅像Ｖの点滅周波数に同期したことを示す信号が検出されているか否かを判定する機能を有している。当該信号検出は、ＥＥＧセンサ４からの入力を高速フーリエ変換することによって摘出可能である。脳波判定部８は、点滅像Ｖが運転者Ｄの視野Ｆに入ることによって、点滅像Ｖの点滅周波数に同期したピークが出現したときに信号が検出されたと判定し、点滅像Ｖが運転者Ｄの視野Ｆから出ることによって、点滅像Ｖの点滅周波数に同期したピークが消滅したときに信号が検出なくなったことを判定することができる。脳波判定部８は、判定結果を演算部９へ出力する機能を有している。
【００２２】
演算部９は、表示させる像Ｖの内容を演算すると共に表示制御部６へ制御信号を出力することによって、像Ｖを生成させる機能を有している。演算部９は、像Ｖを点滅させる場合は、その周波数を設定することもできる。また、演算部９は、表示部２１上における像Ｖを表示させるべき表示位置を演算すると共に、ミラー駆動制御部７に制御信号を出力することによって、表示位置を調整させる機能を有している。更に、演算部９は、視野特定のために像Ｖの移動を制御する機能も有している。本実施形態では、演算部９は、像可動下限位置ＶＤと像可動上限位置ＶＵとの間の往復移動を行わせることで、視野特定処理を行う。演算部９は、像Ｖを脳波判定部８の判定結果に基づいて、運転者Ｄの視野Ｆを特定する機能を有している。すなわち、演算部９は、脳波判定部８によって脳波にピークが出現したと判定された時点における点滅像Ｖの表示位置を視野Ｆの視野下限位置ＥＤとして検出することができ、脳波判定部８によって脳波からピークが消滅したと判定された時点における点滅像Ｖの表示位置を視野Ｆの視野上限位置ＥＵとして検出することができる。これによって、運転者Ｄの視野Ｆの範囲を特定することができる。また、演算部９は、特定した視野Ｆに基づいて、像Ｖを表示させるべき最適位置を演算する機能を有している。具体的に、最適表示位置は、視野上限位置ＥＵと視野下限位置ＥＤとの間の中央位置ＢＰに設定することができる。あるいは、最適表示位置は、経時変化の傾向や意匠的な要件を配慮して、中央位置ＢＰよりも上下にオフセットさせた位置に設定されてもよい。
【００２３】
次に、図２及び図３を参照して、本実施形態に係る表示装置１の動作について説明する。図２及び図３は、本発明の実施形態に係る視野特定処理及び表示位置調整処理の内容を示すフローチャートである。この処理は、ＨＵＤ制御部２内において、表示システムの起動時、あるいは像の表示位置の再調整の指令が入ったときに、所定のタイミングで実行される。なお、点滅像Ｖの移動や表示位置の調整や点滅終了は、演算部９が所定のタイミングで表示制御部６やミラー駆動制御部７に信号を出力することで実行させる処理である。
【００２４】
まず、図２に示すように、演算部９は、表示部２１上に１０Ｈｚで点滅する点滅像Ｖを表示させ（ステップＳ１０）、当該点滅像Ｖを像可動下限位置ＶＤへ移動させることでシステムの初期化を行う（ステップＳ１２）。次に、演算部９は、点滅像Ｖの像可動下限位置ＶＤからの上昇移動を開始させる（ステップＳ１４）。
【００２５】
点滅像Ｖを上昇移動させている一方、脳波判定部８は、運転者Ｄの脳波の判定処理を行うと共に（ステップＳ１６）、演算部９は、脳波判定部８の当該判定結果に基づいて視野Ｆにおける視野下限位置ＥＤ及び視野上限位置ＥＵの検出を行う（ステップＳ１８）。当該処理内容について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、点滅像Ｖが像可動下限位置ＶＤから移動を開始してからの時間と、点滅像Ｖの表示位置との関係を示すグラフである。図５は、ＥＥＧセンサ４から得られる脳波の周波数スペクトルを示すグラフである。図４に示すように、点滅像Ｖが像可動下限位置ＶＤから像可動上限位置ＶＵへ移動するまでの間において、像可動下限位置ＶＤから視野下限位置ＥＤまでの間の領域及び視野上限位置ＥＵから像可動上限位置ＶＵまでの間の領域（図中、一点差線Ｇ１で示している）は、点滅像Ｖが視野Ｆよりも外に存在している領域であり、視野下限位置ＥＤから視野上限位置ＥＵまでの間の領域（図中、実線Ｇ２で示している）は、点滅像Ｖが視野Ｆ内に存在している領域である。図５には、図４の領域Ｇ１における周波数スペクトルが一点差線で示され、領域Ｇ２における周波数スペクトルが実線で示されている。図５に示すように、運転者Ｄの脳波に特定の周波数のピークが出ていない領域Ｇ１では、点滅像Ｖが視認されておらず、点滅像Ｖが視野Ｆよりも外に存在していることが分かる。一方、点滅像Ｖの点滅周波数である１０Ｈｚ付近で脳波にピークが出ている領域Ｇ２では、点滅像Ｖが視認されており、点滅像Ｖが視野Ｆ内に存在していることが分かる。従って、演算部９は、脳波判定部８によって脳波にピークが出たと判定された時点における点滅像Ｖの表示位置を視野下限位置ＥＤとして検出することができる。また、演算部９は、脳波判定部８によって脳波からピークが消えたと判定された時点における点滅像Ｖの表示位置を視野上限位置ＥＵとして検出することができる。
【００２６】
図２に戻り、演算部９は、点滅像Ｖが像可動上限位置ＶＵに到達した時点で、移動方向を反転させ、点滅像Ｖを降下させる（ステップＳ２０）。このとき、図４及び図５に示すように、点滅像Ｖが降下を始めた領域Ｇ１においては視野Ｆの外であるために脳波にピークが出ておらず、所定量降下した領域Ｇ２においては視野Ｆの内側であるために脳波にピークが出ている。従って、演算部９は、脳波判定部８によって脳波にピークが出たと判定された時点における点滅像Ｖの表示位置を視野上限位置ＥＵ´として再検出する（ステップＳ２２）。
【００２７】
次に、演算部９は、Ｓ１８で検出した視野上限位置ＥＵとＳ２２で再検出した視野上限位置ＥＵ´との間の誤差が許容範囲内のものであるか否かを判定する（ステップＳ２４）。具体的には、演算部９は、Ｓ１８で検出した視野上限位置ＥＵとＳ２２で再検出した視野上限位置ＥＵ´との差分が、所定の許容誤差定数ｔよりも小さいか否かを判定する（｜ＥＵ−ＥＵ´｜＜ｔ）。図４に示す例では、ＥＵとＥＵ´との差分がｔより小さいため、誤差が許容範囲内であると判定される。Ｓ２４において、誤差が許容範囲内でないと判定されると、図３に示す制御処理Ｂへ移行する。このように点滅像Ｖが像可動上限位置ＶＵに到達した後も反転移動させて再び視野上限位置ＥＵを検出することにより、検出結果のずれを確認することができる。制御処理Ｂについての詳細な説明は後述する。
【００２８】
Ｓ２４において誤差が許容範囲内であると判定されると、演算部９は、表示部２１上において像Ｖを表示させる最適な表示位置を演算する。本実施形態では、演算部９は、Ｓ１８で検出した視野下限位置ＥＤと視野上限位置ＥＵとの間の中点（ＥＤ＋ＥＵ）／２を最適表示位置として設定する（ステップＳ２６）。更に、点滅像ＶをＳ２６で設定した最適表示位置へ移動させる（ステップＳ２８）。演算部９は、最適表示位置へ移動した点滅像Ｖの点滅をストップさせて、定常点灯の像Ｖとする（ステップＳ３０）。Ｓ３０の処理が終了すると、表示装置１による視野特定処理及び表示位置調整処理が成功し、図２及び図３に示す処理を終了する（通常終了）。
【００２９】
一方、Ｓ２４において、誤差が許容範囲内ではないと判定されると、図３に示す制御処理Ｂへと移行する。制御処理Ｂにおいては、まず、演算部９は、点滅像Ｖの降下を続行させる（ステップＳ４０）。脳波判定部８は、Ｓ１６の処理と同様に脳波の判定を行い（ステップＳ４２）、演算部９は、脳波判定部８によって脳波からピークが消えたと判定された時点における点滅像Ｖの表示位置を視野下限位置ＥＤ´として再検出する（ステップＳ４４）。その後、演算部９は、点滅像Ｖを像可動下限位置ＶＤに到達させ（ステップＳ４６）、視野特定のための点滅像Ｖの移動回数が繰り返し規定回数内か否かの判定を行う（ステップＳ４８）。繰り返し規定回数は、点滅像Ｖの往復回数の上限回数を示しており、視野特定処理が長引くことによって運転者Ｄが煩わしさを感じない範囲の回数に任意に設定することができる。
【００３０】
Ｓ４８において、往復回数が繰り返し規定回数内であると判定されると、演算部９は、点滅像Ｖを反転させて上昇移動を開始させる（ステップＳ５２）。脳波判定部８は、Ｓ１６の処理と同様に脳波の判定を行い（ステップＳ５４）、演算部９は、脳波判定部８によって脳波にピークが出たと判定された時点における点滅像Ｖの表示位置を視野下限位置ＥＤとして検出する（ステップＳ５６）。次に、演算部９は、Ｓ４４で検出した視野下限位置ＥＤ´とＳ５６で検出した視野下限位置ＥＤとの間の誤差が許容範囲内のものであるか否かを判定する（ステップＳ５８）。具体的には、演算部９は、Ｓ４４で検出した視野下限位置ＥＤ´とＳ５６で再検出した視野下限位置ＥＤとの差分が、所定の許容誤差定数ｔよりも小さいか否かを判定する（｜ＥＤ´−ＥＤ｜＜ｔ）。
【００３１】
Ｓ５８において、誤差が許容範囲内ではないと判定されると、演算部９は、点滅像Ｖの上昇移動を続行させる（ステップＳ６０）。また、脳波判定部８は、Ｓ１６の処理と同様に脳波の判定を行い（ステップＳ６２）、演算部９は、脳波判定部８によって脳波からピークが消えたと判定された時点における点滅像Ｖの表示位置を視野上限位置ＥＵとして検出する（ステップＳ６４）。その後、図２に示す制御処理Ａ以降の処理を再び繰り返す。
【００３２】
一方、Ｓ５８において、誤差が許容範囲内であると判定されると、演算部９は、表示部２１上において像Ｖを表示させる最適な表示位置を演算する。本実施形態では、演算部９は、Ｓ２２で検出した視野上限位置ＥＵ´とＳ４４で検出した視野下限位置ＥＤ´との間の中点（ＥＤ´＋ＥＵ´）／２を最適表示位置として設定する（ステップＳ６６）。更に、点滅像ＶをＳ６６で設定した最適表示位置へ移動させる（ステップＳ６８）。演算部９は、最適表示位置へ移動した点滅像Ｖの点滅をストップさせて、定常点灯の像Ｖとする（ステップＳ７０）。Ｓ７０の処理が終了すると、表示装置１による視野特定処理及び表示位置調整処理が成功し、図２及び図３に示す処理を終了する（リトライによる通常終了）。このように、検出誤差があった場合は繰り返し検出を行うことによって、正確に視野特定を行うことができる。
【００３３】
図２及び図３に示す処理を複数回繰り返すことによって、Ｓ４８において、繰り返し規定回数を越えたと判定されると、演算部９は、最適位置を任意に設定して当該表示位置に点滅像Ｖを移動させ、点滅をストップさせて定常点灯の像Ｖとする（ステップＳ５０）。任意の最適位置は、複数回の検出によって得られた視野下限位置及び視野上限位置に基づく最適位置を各々演算し、この平均値を最適位置として設定することができる。Ｓ５０の処理が終了すると、視野特定処理及び表示位置調整処理は失敗したとして図２及び図３に示す処理を終了する（失敗終了）。このように、繰り返し規定回数を設定することによって、処理に長く時間がかかりすぎることにより運転者が煩わしさを感じることを防止することができる。
【００３４】
以上より、本実施形態に係る視野特定装置としての表示装置１では、ＥＥＧセンサ４が運転者Ｄの脳波を検出する一方で、ＨＵＤ制御部２が点滅像Ｖを移動させることができる。運転者Ｄが一定の周波数で点滅する点滅像Ｖを見ると、運転者Ｄの脳波には点滅周波数に同期した周波数のピークが現れる。また、見ていた点滅像Ｖが見えなくなると点滅周波数に同期していた周波数のピークが消滅する。従って、ＨＵＤ制御部２は、点滅像Ｖの移動中において、点滅周波数に同期したピークが現れているときには点滅像Ｖが運転者Ｄの視野Ｆの範囲内に存在すると判断することができる。また、ＨＵＤ制御部２は、脳波のピークが出現した時点における点滅像Ｖの表示位置、あるいは脳波のピークが消滅した時点における点滅像Ｖの表示位置を、使用者の視野Ｆの上限位置や下限位置などの臨界位置であると判断することができる。このように、運転者自身の反応に基づいて視野Ｆを特定することができるため、各運転者Ｄの姿勢や体格や視野の広さなどに関わらず、運転者Ｄに応じて適切に視野Ｆを特定することができる。
【００３５】
また、本実施形態に係る視野特定装置としての表示装置１において、像Ｖを表示する表示部２１を更に備え、ＨＵＤ制御部２は、表示部２１上で点滅像Ｖを移動させ、表示部２１上における運転者Ｄの視野を特定することができる。ＨＵＤ制御部２が、像Ｖを表示する表示部２１自体の上で点滅像Ｖを移動させ、表示部２１上で移動する点滅像Ｖを見ることによる運転者Ｄの脳波に基づいて視野Ｆを特定することができる。従って、表示部２１に対する視野Ｆをより適切に特定することができる。
【００３６】
本発明に係る表示位置調整装置としの表示装置１では、ＨＵＤ制御部２及び駆動装置２８は、視野特定処理によって正確に特定された視野Ｆに基づいて像Ｖの表示位置を調整することができる。従って、各運転者Ｄの姿勢や体格や眼の大きさなどに関わらず、運転者Ｄに応じて適切な表示位置に像を表示することができる。
【００３７】
本発明に係る視野特定装置及び表示位置調整装置は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００３８】
例えば、上述の実施形態では、点滅像Ｖの点滅周波数は一定として上下にスイープさせていたが、点滅像Ｖの点滅周波数を連続変化させながら上下にスイープさせてもよい。例えば、像可動下限位置ＶＤにおける点滅周波数を６Ｈｚに設定すると共に、像可動上限位置ＶＵにおける点滅周波数を１８Ｈｚに設定し、像可動下限位置ＶＤから像可動上限位置ＶＵへ移動するに従って点滅周波数を変化させることができる。図６は、点滅像Ｖが像可動下限位置ＶＤから移動を開始してからの時間と、点滅像Ｖの表示位置との関係、及び点滅像Ｖの点滅周波数を示すグラフである。図７は、ＥＥＧセンサ４から得られる脳波の周波数スペクトルを示すグラフである。図６に示すように、視野下限位置ＥＤにおける表示位置ＧＤ２での周波数をα（Ｈｚ）とし、視野上限位置ＥＵにおける表示位置ＧＵ２での周波数をβ（Ｈｚ）としたとき、図７に示すように表示位置ＧＤ２における脳波の周波数スペクトルでは周波数α（Ｈｚ）でピークが出現し、表示位置ＧＵ２における脳波の周波数スペクトルでは周波数β（Ｈｚ）でピークが出現する。また、点滅像Ｖが表示位置ＧＤ２から表示位置ＧＵ２に移動するに従って、周波数スペクトルにおけるピークも周波数αから周波数βへ移動する。従って、演算部９は、脳波にピークが出現した時点における表示位置を視野下限位置ＥＤとして検出し、連続的に周波数が変化するピークが消滅した時点における表示位置を視野上限位置ＥＵとして検出することができる。これによって、演算部９は、視野Ｆを特定し、最適表示位置を設定することができる。その他の処理については上述の実施形態と同様の処理を行うことができる。点滅像Ｖが像可動上限位置ＶＵに達した後は、ずれの確認のために点滅周波数を周波数１８Ｈｚから６Ｈｚへ徐変させながら移動させてもよく、あるいは定常発光に切り替えて最適位置に向けて移動させてもよい。
【００３９】
また、上述の実施形態では、脳波の出現及び消滅が像可動上限位置ＶＵと像可動下限位置ＶＤとの間で検出された例について説明したが、像可動下限位置ＶＤや像可動上限位置ＶＵで脳波のピークがすでに検出されている場合は、像可動下限・上限位置をそれぞれ視野下限・上限位置に設定することができる。また、全領域内において脳波のピークが検出できないときは、繰り返し点滅像Ｖの上下のスイープを繰り返すが、規定回数を越えた時点で、像Ｖの位置を像可動下限位置ＶＤに固定してもよい。更に、運転者Ｄが像Ｖの見え難さを感じたら、手動調整スイッチ５によって手動設定を行ってもよい。
【００４０】
また、上述の実施形態では、点滅像Ｖが上昇移動して反転して下降しているときも点滅していたが、下降時は定常光としてもよい。しかし、ずれを確認するために、下降時も点滅させた方が一層正確に視野を特定できる。
【００４１】
また、本発明の適用対象は、車両でのＨＵＤに限られず、使用者の視野に応じて表示する像の位置を調整する必要があるものに適用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１…表示装置（視野特定装置、表示位置調整装置）、２…ＨＵＤ制御部（移動制御手段、視野特定手段、表示位置調整手段）、４…ＥＥＧセンサ（脳波検出手段）、２１…表示部（表示手段）、２８…駆動装置（表示位置調整手段）、Ｖ…点滅像（点滅部）、Ｆ…視野。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の脳波を検出する脳波検出手段と、
前記使用者の視線側の位置で点滅部を移動させる移動制御手段と、
前記使用者の視野を特定する視野特定手段と、を備え、
前記視野特定手段は、前記使用者が前記点滅部を視認することによって前記脳波検出手段で検出される検出値と、前記点滅部の位置とに基づいて、前記使用者の視野を特定することを特徴とする視野特定装置。
【請求項２】
像を表示する表示手段を更に備え、
前記移動制御手段は、前記表示手段上で前記点滅部を移動させ、
前記視野特定手段は、前記表示手段上における前記使用者の視野を特定することを特徴とする請求項１記載の視野特定装置。
【請求項３】
請求項２記載の視野特定装置と、
前記表示手段上の像の表示位置を調整する表示位置調整手段と、を備え、
前記表示位置調整手段は、前記視野特定手段によって特定された前記使用者の視野に基づいて像の表示位置を調整することを特徴とする表示位置調整装置。
【請求項１】
使用者の脳波を検出する脳波検出手段と、
前記使用者の視線側の位置で点滅部を移動させる移動制御手段と、
前記使用者の視野を特定する視野特定手段と、を備え、
前記視野特定手段は、前記使用者が前記点滅部を視認することによって前記脳波検出手段で検出される検出値と、前記点滅部の位置とに基づいて、前記使用者の視野を特定することを特徴とする視野特定装置。
【請求項２】
像を表示する表示手段を更に備え、
前記移動制御手段は、前記表示手段上で前記点滅部を移動させ、
前記視野特定手段は、前記表示手段上における前記使用者の視野を特定することを特徴とする請求項１記載の視野特定装置。
【請求項３】
請求項２記載の視野特定装置と、
前記表示手段上の像の表示位置を調整する表示位置調整手段と、を備え、
前記表示位置調整手段は、前記視野特定手段によって特定された前記使用者の視野に基づいて像の表示位置を調整することを特徴とする表示位置調整装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１３３５４８（Ｐ２０１１−１３３５４８Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９０６２１（Ｐ２００９−２９０６２１）
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]