以下、本開示の実施形態について図を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る車両用表示システム100の概略的な構成の一例を示す図である。図1に示すように車両用表示システム100は、表示制御装置1、ディスプレイ2、乗員カメラ3、及び車両ECU4を備えている。なお、部材名称中のECUは、Electronic Control Unitの略であり、電子制御装置を意味する。
乗員カメラ3及び車両ECU4のそれぞれは、車両内に構築された通信ネットワーク(以降、車両内ネットワーク)を介して表示制御装置1と相互通信可能に接続されている。また、ディスプレイ2と表示制御装置1とは、前述の車両内ネットワーク又は映像信号用の専用線を介して相互通信可能に接続されている。
以降において、車両用表示システム100が用いられている車両を自車両と称する。なお、本実施形態では、自車両はエンジンを駆動源とする車両とするが、その他、モータのみを駆動源として備える車両(いわゆる電気自動車)でもあってもよいし、エンジン及びモータの両方を駆動源として備える車両(いわゆるハイブリッドカー)であってもよい。
表示制御装置1は、概略的には、車両の走行制御に関する情報(以降、車両情報)を示すアナログ式の計器(以降、アナログメータ)の画像を、3次元コンピュータグラフィックスにより描画し、ディスプレイ2に表示する装置である。ここでの車両情報を示す計器とは、例えばエンジンの回転速度を示すタコメータや車速を示すスピードメータであり、アナログメータとは、実態を有する指針と目盛り盤とを用いて、表示対象とする状態量(例えば車速)の数値を指し示す計器である。表示制御装置1が表示する計器画像とは、上記のアナログメータを模した画像である。
ディスプレイ2は、表示制御装置1から入力された画像を表示するデバイスである。本実施形態では一例としてディスプレイ2は、図2に示すように、インストゥルメントパネルにおいて運転席の正面に位置する領域A1に配置されたディスプレイ(いわゆるメータディスプレイ)21とする。ディスプレイ2は、フルカラー表示が可能なものであり、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、プラズマディスプレイ等を用いて実現することができる。
なお、他の態様としてディスプレイ2は、上述した位置以外の位置に搭載されたディスプレイであってもよく、例えばインストゥルメントパネルの車幅方向中央部(以降、中央領域)A2の最上部に設けられたディスプレイ(いわゆるセンターディスプレイ)22であってもよい。また、ディスプレイ2は、ナビゲーション画面等を表示するディスプレイとして、中央領域A2においてステアリングコラムカバーの側方に配置されているディスプレイであってもよい。さらに、ディスプレイ2は、フロントガラスの運転席前方の一部分に虚像を映し出すヘッドアップディスプレイであってもよい。
表示制御装置1は、前述の計器画像として、例えば図3に示すように現在のエンジンの回転速度を表すタコメータ画像6や、現在の車速を示すスピードメータ画像7を表示する。タコメータ画像6は、円弧状に目盛り及び数値が付与された略円形の目盛り盤上において指針をセンサが検出しているエンジンの回転速度に応じて回転させることによって、現在のエンジンの回転速度を指し示すアナログ式のタコメータを模した画像である。また、スピードメータ画像7は、円弧状に目盛り及び数値が付与された略円形の目盛り盤上において指針を車速センサが検出している車速に応じて回転させることによって、現在の走行速度を指し示すアナログ式のスピードメータを模した画像である。
なお、エンジンの回転速度や車速といった各車両情報に対応する計器画像は、所定のレイアウトで配置されてディスプレイ2に表示される。便宜上、最終的にディスプレイ2に表示される画像のことをメータユニット画像とも称する。
以降では一例として、表示制御装置1は表示対象とする計器として、スピードメータ及びタコメータを選択しており、最終的なメータユニット画像として、これら2つの計器の画像を含む画像をディスプレイ2に表示する場合について説明する。すなわち、タコメータ画像6及びスピードメータ画像7の両方を含む画像をメータユニット画像として描画する場合の態様について説明する。
もちろん、表示制御装置1が表示対象とする計器の種類や、組み合わせ、数等は適宜設計されればよい。表示対象とする計器の種類等は、車両が走行中であるか否かといった、車両の状態などによって動的に変更されればよい。表示対象とする計器は、タコメータだけであっても良いし、スピードメータだけであってもよい。その他の種類の車両情報(例えばシフトポジション)を含む画像を表示してもよい。また、表示対象とする計器として、燃料の残量を指針と目盛りを用いて示す燃料計や、エンジンを冷やすための冷却水の温度を示す水温計などを採用してもよい。つまり、計器画像として、燃料計を模した画像や、水温計を模した画像を描画してもよい。なお、自車両が、例えば電気自動車やハイブリッド車などの、駆動源としてモータを備える車両である場合には、指針等を用いてバッテリー残量を示すバッテリー残量計を表示対象とする計器として採用することができる。
この表示制御装置1は、コンピュータとして構成されている。すなわち、表示制御装置1は、種々の演算処理を実行するCPU11、RAM12、フラッシュメモリ13、I/O14、3Dモデル記憶部15、及び、これらの構成を接続するバスラインなどを備える。
CPU11は種々の演算処理を実行する構成であって、例えばマイクロプロセッサ等を用いて実現されればよい。なお、表示制御装置1はCPU11の代わりに、MPUやGPUを用いて実現されていても良い。RAM12は揮発性のメモリである。フラッシュメモリ13は、不揮発性のメモリである。
なお、フラッシュメモリ13には、通常のコンピュータを表示制御装置1として機能させるためのプログラム(以降、表示制御プログラム)等が格納されている。上述の表示制御プログラムは、実体を有する記憶媒体(いわゆる非遷移的実体的記録媒体:non- transitory tangible storage medium)に格納されていればよい。CPU11が表示制御プログラムを実行することは、表示制御プログラムに対応する方法が実行されることに相当する。表示制御装置1は、CPU11が表示制御プログラムを実行することによって、種々の機能を提供する。表示制御装置1が備える種々の機能については別途後述する。
I/O14は、表示制御装置1が外部装置(例えば車両ECU4)とデータの入出力をするためのインターフェースである。I/O14は、ICやデジタル回路素子、アナログ回路素子などを用いて実現されればよい。
3Dモデル記憶部15は、計器画像を描画する際に用いられるデータを記憶している記憶装置である。3Dモデル記憶部15は不揮発性の記憶媒体を用いて実現されている。計器画像を描画する際に用いられるデータとは、例えばタコメータやスピードメータといった、ディスプレイ2に表示すべき計器の3Dモデルを形成するためのパーツ毎の立体形状を示すデータである。立体形状を示すデータは、換言すれば立体モデル(いわゆる3Dモデル)を示すデータである。
より具体的には、3Dモデル記憶部15は、図4に示すように、タコメータの3DモデルであるタコメータモデルMd1を構成するパーツ毎の立体形状データとして、背面盤オブジェクト71と、複数の目盛りオブジェクト72と、指針オブジェクト73とを備える。
背面盤オブジェクト71は、タコメータの目盛り盤の外観形状を示す板状部材である背面盤の立体モデルを示すデータである。背面盤オブジェクト71は、換言すれば、指針の回動範囲の背景を提供する部材である。背面盤オブジェクト71は概略的に目盛り盤において目盛り部分が型抜きされた形状となっている。背面盤オブジェクト71において型抜きされた目盛り部分に相当する孔部(以降、目盛り孔部)711の近傍には、目盛り孔部711に対応する文字(具体的は0〜8の整数)が付与されている。
なお、本実施形態では一例として、タコメータは0〜8までの整数に対する9つの目盛りを備えるものとし、それに伴い目盛り孔部711として、0〜8までの各数字に対する9つの目盛り孔部711を備えるものとする。タコメータは、目盛りに対応付けられている数値を1000倍した値がエンジンの回転速度を示すように表現されているものとする。つまり、任意の数値n(n=0,1,2,3,…,8)に対応付けられている目盛りが示すエンジン回転速度は、n×1000[rpm]である。
なお、ここでは一例として各目盛りの数値を示す文字は、背面盤オブジェクト71の表面デザインとして背面盤オブジェクト71に一体的に備えられているものとするが、これに限らない。各目盛りの数値を示す文字は、3Dモデル記憶部15において背面盤オブジェクト71とは独立したオブジェクト(以降、文字オブジェクト)として用意されてあってもよい。
目盛りオブジェクト72は、タコメータの目盛りの立体モデルである。本実施形態では一例として、目盛りオブジェクト72として、0〜8までの各数字に対する9つの目盛りオブジェクト72を備える。各目盛りオブジェクト72が背面盤オブジェクト71の目盛り孔部711と組み合わされることで、目盛り盤としての立体モデル(つまり目盛り盤オブジェクト)が形成される。
指針オブジェクト73は、指針部材の立体モデルを示すデータである。指針オブジェクト73は、指針本体である指針本体部731と、背面盤オブジェクト71と接合されて指針本体部731の回転軸を提供する回転軸部732とを備える。
以上では、タコメータモデルMd1を構成するパーツ毎の立体形状データについて詳細に説明したが、スピードメータの3DモデルであるスピードメータモデルMd2を構成するパーツ毎の立体形状データについても同様に備えている。以降では便宜上、スピードメータモデルMd2を構成する各パーツに対しても、タコメータモデルMd1を構成する各パーツと同様の符号を付して説明する。つまり、3Dモデル記憶部15は、スピードメータモデルMd2を構成するパーツ毎の立体形状データとして、背面盤オブジェクト71と、複数の目盛りオブジェクト72と、指針オブジェクト73とを備える。
なお、計器毎の立体形状データは、複数パターン用意されていても良い。複数パターンの立体形状データは、表示画面のレイアウトや、車両の状態、ユーザの選択操作等によって使い分けられればよい。その他、3Dモデル記憶部15は、各計器のパーツ毎の色や質感などを変更するためのデザインスキンを示すデータ(以降、デザインスキンデータ)等も記憶している。
乗員カメラ3は、運転席に着座している乗員(以降、ドライバ)の顔部を撮影するように設置されているカメラである。例えば乗員カメラ3は、撮像方向の中心(いわゆる光軸)が、自車両に設定されているアイリプスが存在する方向に向く姿勢で配置されている。アイリプスは、ドライバのアイポイントの分布を統計的に表したアイレンジに基づいて予め設定される領域である(詳細は、JISD0021:1997参照)。乗員カメラ3は、ドライバの顔領域を撮影するように、例えばステアリングコラムカバーや、インストゥルメントパネルの運転席に対向する部分、ルームミラー付近等、適宜設計される位置に配置されていればよい。
この乗員カメラ3は、例えば近赤外光源、近赤外カメラ、及びそれらを制御する制御ユニットを用いて実現される。乗員カメラ3は、近赤外カメラの撮像画像に対して周知の画像認識処理を施すことでドライバの頭部の位置や、ドライバの顔の向きを検出する。また、本実施形態ではより好ましい態様として、目の位置も逐次検出するものとする。乗員カメラ3は、撮影画像から特定したドライバの頭部位置や、顔の向き、目の位置等を示す情報を、視線原点情報として表示制御装置1へ逐次出力する。頭部や目の位置は、車両に設定されている3次元座標系での座標によって表現されれば良い。ドライバの頭部位置や、目の位置等は、ディスプレイ2から見てドライバの目が存在する方向を示す情報として機能する。また、ドライバの頭部位置や目の位置は、ディスプレイ2に注がれる視線の原点(換言すれば起点)を示す情報に相当する。
なお、乗員カメラ3は、ドライバの顔部だけでなく、上半身も撮像範囲に含まれるように構成されていてもよい。また、乗員カメラ3は、赤外線カメラに限らず、光学式のカメラであってもよい。乗員カメラ3は、CCDやCMOS等の周知の撮像素子を用いて実現することができる。乗員カメラ3が請求項に記載の視線原点検出装置に相当する。なお、視線原点検出装置は、超音波やミリ波などの探査波を送受信することでドライバの頭部の位置を推定する装置であってもよい。
車両ECU4は、自車両に搭載されている種々のセンサ(以降、車載センサ)5から、運転操作に必要な車両の状態に関する情報(つまり車両情報)を取得するECUである。車両ECU4は、車両情報として、自車の走行速度、エンジンの回転速度、燃料の残量、エンジンの冷却水温、走行積算距離、シフト位置、方向指示器レバー位置等を取得する。また、シートベルトの着用状態、およびライトの点灯状態や、エンジンなどの駆動系などに生じた異常状態をドライバに通知する情報も車両情報に含まれる。
ここでの車載センサ5とは、例えばエンジンの回転速度を検出するセンサや、車速センサ、燃料の残量を検出するセンサ、エンジンを冷やすための冷却水の温度を検出する水温計、シフトポジションセンサなどである。なお、上述したような車両情報に属する個々の情報を要素情報とも称する。車両ECU4は、上述の種々の車両情報を表示制御装置1に逐次出力する。
<表示制御装置1の機能について>
次に、表示制御装置1が備える機能について図5を用いて説明する。表示制御装置1は、CPU11が上述の表示制御プログラムを実行することによって、図5に示す種々の機能ブロックに対応する機能を提供する。すなわち、表示制御装置1は機能ブロックとして、車両情報取得部F1、モデリング処理部F2、視線原点取得部F3、及び描画処理部F4を備える。
なお、表示制御装置1が備える機能ブロックの一部又は全部は、ハードウェアとして実現されていてもよい。ハードウェアとして実現される態様には、一つあるいは複数のIC等を用いて実現される態様も含まれる。また、表示制御装置1が備える機能ブロックの一部又は全部は、CPU11によるソフトウェアの実行とハードウェア部材の組み合わせによって実現されていてもよい。
車両情報取得部F1は、車両ECU4から種々の車両情報を取得し、モデリング処理部F2に逐次提供する。例えば車両情報取得部F1は現在の車速やエンジン回転速度を逐次取得してモデリング処理部F2に提供する。
モデリング処理部F2は、3Dモデル記憶部15に保存されている3D形状データに基づいて、表示対象とする計器毎の3次元形状を、仮想3次元空間上に内部表現する構成である。すなわち、モデリング処理部F2は、タコメータモデルMd1や、スピードメータモデルMd2を生成する。モデリング処理部F2が請求項に記載の立体計器モデル生成部に相当する。便宜上、3Dモデル記憶部15に保存されている3D形状データに基づいて各種計器の3Dモデルを生成する処理のことをモデリング処理と称する。各計器の立体モデルは、パーツ毎の頂点の3次元座標とそのつながりを定義することにより実現される。
概略的には、モデリング処理部F2は、背面盤オブジェクト71が備える各目盛り孔部711に、目盛りオブジェクト72を配置(具体的は嵌合又は挿通)することにより目盛り盤オブジェクトを形成する。また、目盛り盤オブジェクトの所定位置(例えば中央部)に回転軸部732の底面が接するように配置されることで、表示対象とする計器の3Dモデル(以降、立体計器モデル)を構築する。
なお、指針オブジェクト73は、図6に示すように、計器の3Dモデルとして組み合わされた状態において、背面盤オブジェクト71の表面から所定の離隔距離αだけ離れた平面内を回動(換言すれば移動)するように構成されているものとする。離隔距離αは、指針オブジェクト73が備える回転軸部732によって提供される。離隔距離αの具体的な値は適宜設計されればよい。ここでは一例として離隔距離αは4mmに設定されているものとする。もちろん、離隔距離αは、2mmや10mmなど、その他の値であっても良い。図6に示すAxは指針オブジェクト73の回転軸を示している。
また、目盛りオブジェクト72は、基本的にはその先端が、背面盤オブジェクト71の表面と一致するように配置される。ただし、背面盤オブジェクト71の表面(以降、背面盤表面)に対する目盛りオブジェクト72の位置、具体的には、背面盤表面に対して目盛りオブジェクトの先端が飛び出している量(以降、突出量)βは、後述する突出量調整部F22によって決定される。
なお、突出量βを0に設定している態様とは、換言すれば、目盛りオブジェクト72の先端が背面盤表面と一致するように配置している態様に相当する。ここでの背面盤表面とは、背面盤オブジェクト71が備える2つの面のうち、指針オブジェクト73が配置される側の面である。ここでの一致とは、完全な一致に限らない。目盛りオブジェクト72の先端が背面盤表面から微小量突出している態様も含む。
このモデリング処理部F2は、上記モデリング処理を実施するためのサブ機能として、指針位置決定部F21及び突出量調整部F22を備える。指針位置決定部F21は、表示対象とする計器の立体モデルでの背面盤オブジェクト71に対する指針の位置を決定する構成である。具体的には指針位置決定部F21は、車両情報取得部F1から提供されるエンジン回転速度に基づいて、指針オブジェクト73が現在のエンジン回転速度を示すように、タコメータの背面盤オブジェクト71に対する指針オブジェクト73の位置(より具体的には回転角)を決定する。また、指針位置決定部F21は、車両情報取得部F1から提供される車速に基づいて、指針オブジェクト73が現在の車速を示すように、スピードメータの背面盤オブジェクト71に対する指針オブジェクト73の位置を決定する。このようにして指針位置決定部F21が決定する指針オブジェクト72の位置は、表示対象とする車両情報の現在の状態(具体的には数値)を示す位置に相当する。
突出量調整部F22は、指針位置決定部F21が決定した指針位置に基づいて、各目盛りオブジェクト72の突出量βを決定する構成である。或る目盛りオブジェクト72の突出量βとは、背面盤オブジェクト71の表面(つまり背面盤表面)から当該目盛りオブジェクト72の先端が飛び出している量である。
突出量調整部F22は、各目盛りオブジェクト72に対応づけられている数値と、指針が指し示している数値との差(概念的には距離)である指示値距離Dに応じて、突出量βを決定する。具体的には、指針オブジェクト73が指し示している値に近い数値と対応付けられている目盛りオブジェクト72ほど、突出量βを大きい値に設定する。換言すれば指針73が指示している位置に近い位置の目盛オブジェクト72は、指針73が指示している位置から遠い位置の目盛オブジェクト72に比較して相対的に突出量βを大きい値に設定する。突出量βは0以上、かつ、α以下の範囲の値に動的に設定可能である。例えばタコメータにおいて指針が「3」を指し示している場合に、目盛り盤上の「2」及び「4」のそれぞれと対応付けられている目盛りオブジェクト72についての指示値距離Dはいずれも1(厳密には1×1000rpm)である。また、タコメータにおいて指針が「3」を指し示している場合に、目盛り盤上の「1」及び「5」のそれぞれと対応付けられている目盛りオブジェクト72についての指示値距離Dはいずれも2(厳密には2×1000rpm)である。
例えば、突出量調整部F22は、図7の実線に示すように、指示値距離Dに対して1次関数的に(換言すれば直線的に)突出量βが小さく設定しても良い。また、図7の破線に示すように、指示値距離Dに対して曲線的に突出量βが小さく設定しても良い。図7の縦軸は突出量βを表しており、横軸は指示値距離Dを示している。なお、横軸上にプロットしている値dは目盛り1つ分の数値を表している。例えば本実施形態のタコメータにおける目盛り1つ分の数値は1000[rpm]であり、本実施形態のスピードメータにおける目盛り1つ分の数値は20[km/h]である。
図7の実線及び破線で示す例では、指示値距離Dが0である目盛りオブジェクト72、すなわち、指針オブジェクト73が指し示している数値に対応する目盛りオブジェクト72の突出量βを、最大値としてのαに設定する制御態様を示している。また、図7では、指示値距離Dが目盛り4つ分以上離れている数値に対応する目盛りオブジェクト72の突出量βは、最小値としての0に設定する制御態様を示している。
なお、突出量βの最大値は必ずしもαである必要はなく、例えば0.7αや、0.5α、0.3αなどであっても良い。0よりも大きい値であれば、詳細は後述するように、表示画像における指針と目盛りとの位置ずれは抑制されるため、車両情報の視認性を向上させる事ができる。また、突出量βの最小値は必ずしも0である必要はなく、0.1αや0.3α、0.5αなどであっても良い。
モデリング処理部F2は、指針オブジェクト73を指針位置決定部F21が決定した回転角度で、背面盤オブジェクト71の中央部に配置するとともに、各目盛りオブジェクト72を背面盤表面から突出量調整部F22が決定した突出量βだけ突出させた態様で配置した立体計器モデルを構築する。指針位置決定部F21が決定した位置に指針オブジェクト73を配置する構成は、所定の状態を示す位置に指針オブジェクト73を配置する構成に相当する。
モデリング処理部F2は、表示対象とする全ての計器の3Dモデルを生成すると、図8に示すようにそれらを平板状のオブジェクト(以降、ベースオブジェクト)74上に、所定のレイアウトで配置したメータユニットオブジェクト75を生成する。なお、ここでの表示対象とする全ての計器の3Dモデルとは、すなわち、タコメータの3DモデルであるタコメータモデルMd1と、スピードメータの3DモデルであるスピードメータモデルMd2である。
ベースオブジェクト74は、立体計器モデルが取り付けられる土台としての役割を担うオブジェクトであって、例えば仮想3次元空間においてディスプレイ2の表示面に相当する部材である。ベースオブジェクト74において立体計器モデルが配置されない領域は、メータユニット画像における背景として機能する。モデリング処理部F2が生成したメータユニットオブジェクト75は、描画処理部F4に提供される。
なお、他の態様としてベースオブジェクト74は、仮想3次元空間においてディスプレイ2の表示面から所定距離(例えば2cm相当の長さだけ)奥側に配置されていても良い。ここでの奥側とはディスプレイ2の表示面に直交する方向のうち、車室内空間からディスプレイ2に向かう方向である。ディスプレイ2にとっての前方とは、奥行方向とは逆向きの方向、すなわちディスプレイ2から車室内空間に向かう方向である。
そのようにベースオブジェクト74を仮想3次元空間においてディスプレイ2の表示面から所定距離奥側に配置する構成においては、ベースオブジェクト74の縁部に、ディスプレイ2の表示面の縁部と接続する側壁としてのオブジェクト(以降、壁面オブジェクト)が立設されていても良い。壁面オブジェクトとベースオブジェクト74とが組み合わさってなる箱型のオブジェクトは、立体計器モデルが車室内空間から見れるように立体計器モデルを収容する筐体を表現するものである。ディスプレイ2に表示面は、当該筐体の開口部に相当する。
視線原点取得部F3は、乗員カメラ3から視線原点情報を取得する構成である。視線原点取得部F3が取得する視線原点情報の内容は、ドライバの頭部位置であっても良いし、より具体的に目の位置であっても良い。ここではより好ましい態様として、視線原点情報として目の位置を示す情報(以降、目位置情報)を取得するものとする。視線原点取得部F3が取得した目位置情報は、描画処理部F4に提供される。
描画処理部F4は、視線原点取得部F3から提供される目位置情報に基づき、仮想3次元空間でのドライバの目が存在する位置及び方向を特定する。ここで特定される仮想3次元空間でのドライバの目の位置は、図8に示すように、メータユニットオブジェクト75に対するドライバの目の相対位置に相当する。なお、図8においては、ドライバの視点をカメラ8で表現している。
そして、描画処理部F4は、ドライバの視点から見たメータユニットオブジェクト75の画像を描画する。このように描画された画像は、ディスプレイ2が提供する仮想3次元空間内の所定位置に配置された計器を、現在のドライバから視認できる態様で表現した画像である。なお、図8は、メータユニットオブジェクト75の正面にドライバの視点が存在している場合の態様を表している。また、図8ではタコメータモデルMd1を表示画面にドライバから見て右側、スピードメータモデルMd2を左側に配置した態様を示しているが、左右位置は入れ替わっても良い。
<表示制御処理>
次に図9に示すフローチャートを用いて、表示制御処理が実施する表示制御処理について説明する。表示制御処理は、車両のイグニッション電源がオンとなっている間、逐次(例えば100ミリ秒毎に)実行されればよい。
まずステップS101ではモデリング処理部F2が表示対象とするメータを構成する各パーツの立体形状データを3Dモデル記憶部15から読み出す。すなわち、本実施形態では、タコメータとスピードメータのそれぞれに対応する各パーツの立体形状データを読み出してステップS102に移る。
ステップS102では車両情報取得部F1が車両情報を取得してステップS103に移る。ステップS103では、各立体計器モデルでの指針位置及び目盛りオブジェクト72の突出量βを決定する処理を行う。すなわち、指針位置決定部F21がステップS102で取得した車両情報(具体的にはエンジン回転速度と車速)に基づいて、各立体計器モデルにおける指針位置を決定する。
そして突出量調整部F22が、指針位置に応じて各目盛りオブジェクトの突出量βを決定する。例えば、指針位置に基づき、各目盛りオブジェクト72についての指示値距離Dを算出し、当該指示値距離Dに応じた突出量βを設定する。なお、指示値距離Dに応じた突出量βの決定方法は図7を用いて説明した通りである。指針位置に応じた目盛りオブジェクトの突出量βの決定は、表示対象とする計器毎に実施される。各目盛りオブジェクト72の突出量βを決定するとステップS104に移る。
ステップS104ではモデリング処理部F2が、ステップS103で決定された指針位置及び突出量βに基づき、表示対象とする計器毎の立体計器モデルを生成する。すなわち、タコメータモデルMd1とスピードメータモデルMd2を生成する。これにより、目盛りが背面盤から指針側に指針位置に応じて量だけ突出した計器の3Dモデルが構築される。そして、これらタコメータモデルMd1とスピードメータモデルMd2とをベースオブジェクト74に配置することで、メータユニットオブジェクト75を生成しステップS105に移る。
ステップS105では視線原点取得部F3が、乗員カメラ3から提供されている視線原点情報に基づいて、メータユニットオブジェクト75に対するドライバの目の位置(以降、視点)を特定し、ステップS105に移る。なお、ここで用いられる目の位置は前述の通り、頭部の位置であっても良い。
ステップS106では描画処理部F4が、ドライバの視点から見たメータユニットオブジェクト75の画像を描画し、ディスプレイ2に表示させて本フローを終了する。仮にドライバの視点がメータユニットオブジェクト75の正面に存在する場合にはメータユニットオブジェクト75を正面から見た画像を表示する。一方、ドライバの視点がメータユニットオブジェクト75の正面方向よりも下側に存在する場合にはメータユニットオブジェクト75を下側から見た画像を表示する。
なお、メータユニットオブジェクト75の正面方向とは、ベースオブジェクト74の中心を通って直交する方向のうち、ベースオブジェクト74から車室内空間に向かう方向である。メータユニットオブジェクト75の正面方向は、ディスプレイ2の表示面にとっての正面方向に相当する。以降においてディスプレイ2に表示された状態での立体計器モデルを構成する部材については、部材名称に含まれるオブジェクトを省略して記載する。例えばディスプレイ2での表示画像としての背面盤オブジェクト71については背面盤と記載する。また、ディスプレイ2での表示画像としての目盛りオブジェクト72については単に目盛りと記載する。指針オブジェクト73等、その他の部材についても同様である。
<実施形態の効果>
ここでは比較構成として、目盛りを背面盤と同一平面上に配置してなる目盛り盤に対して、指針が所定の離隔距離αをおいて回動するように構成された立体計器モデルを用いて、ドライバから当該立体モデルを見た画像を表示する表示制御装置を導入し、本実施形態の効果について説明する。なお、比較構成は、特許文献1等に代表される従来の構成に相当するものであって、目盛りを背面盤から突出させない構成に相当する。
上記の比較構成では、図10の(A)に示すようにタコメータにおいて指針が0rpmを指している状況において、ドライバの視点がディスプレイの正面方向よりも下側に存在する場合、目盛り盤と指針との間に隙間に起因して、図11の(A)に示すように指針が「0」の目盛りから上側にずれた位置に表示される。
同様に、比較構成では、図10の(B)に示すようにタコメータにおいて指針が3×1000rpmを指している状況において、ドライバの視点がディスプレイの正面方向よりも下側に存在する場合、比較構成では目盛り盤と指針との間に隙間に起因して、図11の(B)に示すように指針が3×1000rpmの目盛りから右上にずれた位置に表示されてしまう。
このような指針と目盛りとの視覚的な(換言すれば表示画面上の)位置ずれは、ドライバに計器画像の立体感(具体的には奥行き感)を感じさせることに寄与する一方、指針が指し示している具体的な数値を認識しづらくさせてしまう。すなわち、ドライバは指針が0付近や3付近を指していることは認識できても、より具体的な数値は認識しづらい。
一方、本実施形態の構成では、指針近くの目盛りは背面盤から飛び出した態様で表示される。具体的には、図10の(A)に示すようにタコメータにおいて指針が0rpmを指している状況においては、図12の(A)に示すように、0に対応付けられている目盛りを指針近くまで突出させた3Dモデルに基づいて計器画像が描画される。また、図10の(B)に示すようにタコメータにおいて指針が3000rpmを指している状況においては、図12の(B)に示すように、3000rpmに対応付けられている目盛りを指針近くまで突出された3Dモデルに基づいて計器画像が描画される。
このような構成によれば、ドライバの視点がディスプレイの正面方向よりも下側に存在する場合であっても、図12に示すように、指針近くの目盛りが立体的に飛び出して表示される。このような表示態様によれば指針と指針近くの目盛りとの奥行き方向における距離が抑制されるため、指針が指し示している具体的な目盛り(換言すれば数値)をドライバは認識しやすい。
すなわち、本実施形態の構成によれば、立体感のある計器画像を表示しつつ、背面盤と指針との離隔に由来する車両情報の視認性悪化を抑制することができる。なお、以上ではタコメータを表示する場合を例にとって本実施形態の効果について説明したが、その他の種類の計器(例えばスピードメータや水温計)であっても同様である。
また、上記の実施形態では、最も指針に近い目盛りオブジェクト72の突出量βを最も高く設定するとともに、それ以外の目盛りオブジェクト72の高さは指針から離れるにしたがって段階的に高さが下がるように設定している。このような構成によれば、指針が回動するに従って、各目盛りオブジェクト72の突出量βが変化する。つまり、指針位置に応じて目盛りの突出量βが動的に逐次変化するため、ドライバに与える臨場感を高めることができる。その結果、商品価値を高めることができる。
さらに、指針位置に応じた突出量βの決定規則として、図7の曲線で示す例を採用する場合には、指示値距離Dが0〜0.5dである場合の突出量βは略αに設定される。当該曲線は、指示値距離Dが0で上に凸であって、指示値距離Dが0〜0.5dである領域での突出量βは略αとなる形状に設定されているためである。このような構成によれば、指針オブジェクト73が指し示している数値が、2つの目盛りの中間的な値となっている場合には、それらの2つの目盛りオブジェクト72の両方ともが、指針と同じ高さまで飛び出して表示される。すなわち、指針を挟む2つの目盛りが指針と同じ高さまで飛び出した態様で表示される。このような表示態様によれば、ドライバは、指針が指し示している数値が2つの目盛りの中間的な値であることを認識しやすい。つまり、指針オブジェクト73(より具体的にはその先端)との距離が目盛り間隔の半分以下となる位置に存在する目盛りオブジェクト72は、何れも指針オブジェクト73が回動する平面まで突出させることで、指針が指し示している数値をドライバが認識しやすくすることができる。
また、本実施形態の構成によれば、上述のように、背面盤と指針との離隔距離αに由来する車両情報の視認性悪化を抑制できるため、車両情報の視認性を確保するための離隔距離αに対する制約を緩和される。故に、背面盤と指針との離隔距離αを本物の計器よりも大きい値に設定することができる。なお、背面盤と指針との離隔距離αを大きくすれば、立体計器モデルが提供する奥行き感を高めることができる。つまり、本実施形態によれば、背面盤と指針との離隔距離αを大きく設定し、より一層立体感を有する計器画像を表示することができる。
なお、以上の表示制御装置1の作動は、或る車両情報を計器画像で表示する際の作動である。計器画像で表示可能な車両情報(例えば車速等)であっても、当該車両情報の表示態様として必ずしも常に計器画像が採用されなくとも良い。或る場合においては計器画像(すなわちアナログメータ)で表示する一方、特定の場合においてはデジタルメータ形式で表示するといったように、車両情報の表示態様は、ディスプレイ2に表示する車両情報の数や、組み合わせに応じて制御しても良い。
例えば、ディスプレイ2に表示する車両情報の数が所定の数(例えば3)以下である場合には車速をアナログ式のメータで表示する一方、表示対象とする車両情報の数が所定数以上である場合には、デジタルメータ形式で表示してもよい。デジタルメータ形式の表示によれば、アナログメータほど表示スペースを必要としないため、より多くの情報をディスプレイの表示画面内に収容することができる。なお、ディスプレイ2に表示する情報の種類や数は、前述の通り、車両が走行中であるか否かといった走行状態などによって、決定されればよい。
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる種々の変形例も本開示の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
なお、前述の実施形態で述べた部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。
[変形例1]
表示制御装置1のモデリング処理部F2は、各目盛りに対応付けられている数値のうち、正面視において指針本体部731と重なる位置に存在する数値については、当該数値を示す文字オブジェクト76を、指針オブジェクト73の指針本体部731よりも上側(換言すれば前方)に配置した3Dモデルを生成しても良い。そのような構成によれば、図13に示すように、表示画面において指針と重なる位置に存在する数値は、浮かび上がって表示される。故に、指針オブジェクト73によって数値が隠れてしまい、ドライバが指針近くの数値を読み取りにくくなる恐れを低減することができる。
このように表示制御装置1は、指針オブジェクト73と重なる数値を指針オブジェクト73よりも上側に浮かび上がらせて表示してもよい。なお、ここでの上側とは背面盤オブジェクト71から指針オブジェクト73が存在する方向であって、前方とは同じ方向となる。
また、指針オブジェクト73と重なる数値を浮かび上がらせて表示する構成におけるモデリング処理部F2は、図14に示すように、立体計器モデルを構成するパーツ毎の色調を調整する色調調整部F23を備えることが好ましい。色調調整部F23は、浮かび上がらせる文字オブジェクト76の色調を他の数値の色調とは異なる色調に設定する。また、複数の目盛りオブジェクト72のうち、当該文字オブジェクト76に対応する目盛りオブジェクト72Aの色を、当該文字オブジェクト76の色と同じ又は同一系統の色に設定する。すなわち、色調調整部F23は、文字オブジェクト76と、当該文字オブジェクト76に対応する目盛りオブジェクト72Aの色を揃えて表示する構成である。このような態様によれば、指針が指し示している目盛りと数値との対応関係をドライバはより一層認識しやすくなる。
なお、前提として、数値の色としてデフォルトの色(以降、基本文字色)と、目盛りオブジェクト72の色としてデフォルトの色(以降、基本目盛り色)がそれぞれ予め設定されているものとする。色調調整部F23は、浮かび上がらせる文字オブジェクト76の色を基本文字色及び基本目盛り色の何れとも異なる色に設定する。例えば基本文字色が青色であって、基本目盛り色が黒色である場合には、文字オブジェクト76の色を緑色に設定するとともに、と目盛りオブジェクト72Aを、暗めの(つまり明度/彩度を落とした)緑に設定する。同一系統の色とは、色相が同じであって、明度や彩度が異なる色を指す。
また、表示制御装置1は、各目盛りに対応付けられている数値のうち、正面視において指針本体部731と重ならない位置に存在する数値についても、当該数値と対応付けられている目盛りオブジェクト72の先端と同じ高さまで浮かび上がらせた態様で表示しても良い。その場合、モデリング処理部F2は、各目盛りに対応付けられている数値を示す文字オブジェクト76を、その数値に対応付けられている目盛りオブジェクト72に設定されている突出量βだけ、背面盤表面から上側に配置した立体計器モデルを生成する。そのような態様によっても、目盛りと数値との対応関係が認識しやすくなる。なお、数値を背面盤表面から浮かび上がらせて表示する場合には、背面盤表面において元々数値が配置されていた部分には、浮かび上がせた文字オブジェクト76を薄くしたオブジェクト761を配置したり、シャドウを落としたりすることが好ましい。
[変形例2]
上述した実施形態では、指針オブジェクト73からの距離に応じて目盛りオブジェクト72の突出量βを変更する態様を開示したがこれに限らない。例えば、指針オブジェクト73の位置に依らずに、各目盛りオブジェクト72の突出量βは、0よりも大きい所定の値(例えば0.5α)に一律に設定してもよい。
そのような態様によっても少なくとも指針近くの目盛りは背面盤から飛び出した態様で表示されるため、指針が配置されている平面と当該目盛りとの距離は、背面盤から指針までの離隔よりも小さくなる。そのため、ドライバの視点位置に由来する指針と目盛りとの視覚的なずれ度合いを抑制することができる。つまり、背面盤と指針との離隔に由来する車両情報の視認性悪化を抑制することができる。
[変形例3]
上述した実施形態等では、計器画像として、指針が目盛り盤上を回動するタイプのアナログメータを模した画像を描画する態様について例示したが、これに限らない。図15に示すように、計器画像は、目盛りが直線状に配列されたバー型の目盛り盤上を指針が移動するタイプのアナログメータ(バー型メータ)を模した画像であっても良い。
[変形例4]
上述した描画処理部F4は、特許文献1と同様に、ディスプレイ2の外部に存在する光源の方向を検出し、当該光源によって生じる指針等の影や、計器の光沢の態様、計器に対して反射する反射光の態様等を反映した画像を描画してもよい。