JP2005306268A - 車載情報提供装置および車載情報提供装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示される情報を注視する乗員が感じる違和感・不快感を軽減し、表示される情報が見やすい車載情報提供装置を得る。
【解決手段】制御部１０５は、画像表示部１０７のピッチ方向（上下方向）の移動量、ならびに、画面と乗員の眼球との間の相対変位の変化に起因する表示画像の動きをキャンセルするように、表示する享楽画像の表示位置をピッチ方向に変位させるための変位量を算出する。制御部１０５はさらに、享楽画像を変位させるために享楽画像の上下部を所定量カットして余白を設ける（享楽画像を変形する）ための変形量を算出する。この余白の範囲で享楽画像を変位させることにより、画像変位後の享楽画像がただちに画面枠から外れることが防止され、乗員にとって享楽画像の見やすさが損なわれることがない。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両内で画像などを表示する車載情報提供装置に関する。

画像などを表示する表示装置に関し、観察者が動いた場合に当該観察者に違和感を与えないようにする技術が知られている。特許文献１には、表示装置と観察者との間にフレネルレンズなどの光学素子を配設した表示装置が開示されている。この表示装置では、フレネルレンズによって無限遠に近い位置に投影される虚像を観察者が観察する。観察者がフレネルレンズの法線に対して下側から観察すると法線より上側に、法線に対して上側から観察すると法線より下側に、それぞれ投影像が観察される。

また、特許文献２には、表示装置を観察者の頭部に固定した表示装置が開示されている。この表示装置では、当該観察者の頭部の動きに応じて、表示映像を頭部の動きと逆にスクロールさせることにより、観察者にとって映像があたかも固定されているかのように見える。

特開平１０−７３７８５号公報 特開平８−２２０４７０号公報

特許文献１の技術では、ディスプレイと観察者との間に光学素子を配設するので、たとえば、車両内に配設されたディスプレイを観察する場合には、光学素子用の光路スペースを確保する必要性から小型化が難しい。さらに、車両揺動によってディスプレイが観察者に対して回転運動する場合には、観察者の視線方向が変化して当該観察者が違和感を感じてしまう。また、特許文献２の技術では、表示装置を頭部に固定しているので、車両内に取り付けられている表示装置による映像を観察する場合には適さない。

本発明は、車両の動きを検出し、検出信号を用いて表示手段に表示される画像の並進方向の変位を演算し、この変位をキャンセルするように画像の表示位置をリアルタイムに変位させるとともに、変位後の画像が表示手段の有効表示範囲から逸脱しないようにするものである。

本発明によれば、表示される情報を注視する乗員が感じる違和感・不快感を軽減し、表示される情報が見やすい車載情報提供装置を提供できる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態による車載情報提供装置の構成を説明する図である。図１において、車載情報提供装置１００は、車両運動検出部１０１と、人体データベース部１０２と、乗員運動推定部１０３と、情報源装置１０４と、制御部１０５と、画像変形・変位部１０６と、画像表示部１０７とを有する。観察者は、車両内の座席（不図示）に着座して画像表示部１０７に表示される情報を観察する。

車両運動検出部１０１は、車両の並進運動、および車両の回転運動をそれぞれ検出し、検出信号を乗員運動推定部１０３および制御部１０５へそれぞれ出力する。人体データベース部１０２は、車両揺動に対する人体頭部の揺動伝達関数を示すデータを格納する。格納データは、あらかじめ複数の被験者に関して計測したデータがデータベース化されたものである。車両揺動は、車両運動の検出値によって示される。

乗員運動推定部１０３は、車両運動を示す検出信号を用いて、観察者（この場合は車両の乗員）の頭部運動を示す情報を人体データベース部１０２から読み出し、乗員の頭部、とくに眼球の運動（変位）を推定する。乗員運動推定部１０３は、推定した眼球の変位を示す情報を制御部１０５へ送出する。

情報源装置１０４は、外部機器（不図示）から入力される表示データを制御部１０５へ送出する。表示データは、画像表示部１０７に表示する画像などのデータである。本説明では、外部機器から入力される表示データを享楽情報と呼ぶことにする。享楽情報による画像は享楽画像である。

制御部１０５は、上記検出した眼球の変位および車両運動に基づいて画像表示部１０７に表示される画像の変位量および画像の変形量を決定する。画像の変位量は、画像表示部１０７の表示画面内で享楽情報の表示位置をリアルタイムに移動させる（画像シフトする）移動量である。画像の変形量は、画像変位によって享楽情報の表示が表示画面外へ逸脱しないように享楽情報の表示形状を変形させる変形量である。表示画像の変位および変形の詳細については後述する。制御部１０５は、画像の変位量および変形量を決定する他に、車載情報提供装置１００の各部を制御するように構成されている。

画像変形・変位部１０６は、制御部１０５によって決定された変位量および変形量にしたがって享楽情報の表示データを加工する。データ加工後の表示データは、画像表示部１０７の入力インターフェイスに応じた表示信号として画像表示部１０７へ出力される。

画像表示部１０７は、たとえば、液晶表示器などで構成され、車室内で乗員に対して車両の進行方向（たとえば、前方）に配設されている。画像表示部１０７は、入力された表示信号による画像やテキストなどを液晶表示パネルに表示する。

本発明は、車両の加減速状態であっても画像表示部１０７に表示されている画像を観察する乗員に違和感・不快感を与えないようにするものである。第一の実施の形態では、乗員の頭部（とくに眼球）と画像表示部１０７との相対変位を算出し、画像表示部１０７の表示画面内で画像（テキストを含む）の表示位置を相対変位に応じて変位させるとともに、変位した画像が表示画面から外れないように画像の一部をカットする。

車載情報提供装置１００の制御部１０５で行われる画像変位量および変形量を決定する処理の流れについて、図２のフローチャートを参照して説明する。図２のステップＳ１０において、制御部１０５は、画像表示部１０７の画面電源がオンされているか否かを判定する。制御部１０５は、画面電源がオンされている場合にステップＳ１０を肯定判定してステップＳ２０へ進み、画面電源がオンされていない場合にはステップＳ１０を否定判定し、当該判定処理を繰り返す。

ステップＳ２０において、制御部１０５は、車両運動検出部１０１へ指令を出力し、車両の運動を検出させて（運動測定）ステップＳ３０へ進む。これにより、車両運動検出部１０１が車両の並進運動および回転運動（たとえば、ピッチ動）をそれぞれ検出する。

ステップＳ３０において、制御部１０５は乗員運動推定部１０３へ指令を出力し、乗員の頭部の運動を推定させてステップＳ４０へ進む。具体的には、乗員運動推定部１０３が人体データベース部１０２を検索し、最新の車両運動の検出値に対応する人体揺動伝達関数をデータベースより選択する。乗員運動推定部１０３は、選択した人体揺動伝達関数、ならびに車両運動の検出値を用いて乗員の頭部（とくに眼球）の運動（とくに上下動）の推定値を算出し、算出結果を制御部１０５へ送出する。

ステップＳ４０において、制御部１０５は、車両運動を示す検出信号を用いて、車両の回転運動にともなう並進方向の画面移動量を算出し、ステップＳ５０へ進む。この場合の画面移動量は、画像表示部１０７のピッチ方向（上下方向）の移動量である。

ステップＳ５０において、制御部１０５は、画像表示部１０７による表示画面および眼球間の相対変位を算出し、ステップＳ６０へ進む。具体的には、画像表示部１０７の画面移動量および乗員頭部運動の推定値に基づいて相対変位を得る。

ステップＳ６０において、制御部１０５は、画面の上下移動量および上記相対変位を用いて、画像表示部１０７に表示される画像が乗員にとって空間上に安定して見えるために必要な表示画像の変位量、および変位した画像を画面から逸脱させないために必要な変形量を算出し、ステップＳ７０へ進む。

ステップＳ７０において、制御部１０５は、画像変形・変位部１０６へ表示データ、算出した画像変位量および変形量を示す情報を送り、表示データに対して画像加工を行うように指示してステップＳ８０へ進む。これにより、画像変形・変位部１０６が上記変位量・変形量に応じて表示データを加工する。

ステップＳ８０において、制御部１０５は、画像表示部１０７へ指令を送り、加工後の表示データによる画像を表示させてステップＳ９０へ進む。これにより、画面内を変位、変形した画像が画像表示部１０７に表示される。ステップＳ９０において、制御部１０５は、画像表示部１０７の画面電源がオフされたか否かを判定する。制御部１０５は、画面電源がオフされた場合にステップＳ９０を肯定判定し、図２による処理を終了する。一方、制御部１０５は、画面電源がオフされていない場合にステップＳ９０を否定判定し、ステップＳ２０へ戻って上述した処理を繰り返す。

（表示画像の変位）
表示画像の変位（画像シフト）の詳細について説明する。車両の加減速にともなうピッチ方向の運動について着目する場合、乗員の眼球および画像表示部１０７間の相対位置の変位は次の２つに大別される。
Ａ．車両側に生じるピッチ動に起因するもの
Ｂ．乗員側（とくに眼球）に生じるピッチ動に起因するもの

上記Ａについて図３(a)を参照して説明する。車両が減速すると、車両の前部が沈むノーズダイブ現象が生じる。画像表示部１０７の表示画面が乗員に対して車両の進行方向に位置する場合は、ノーズダイブによって画像表示部１０７にピッチ方向（この場合下向き）の回転運動が生じる。そこで制御部１０５は、画像表示部１０７の移動をキャンセルするようにピッチ方向（この場合上向き）に享楽情報の表示位置を変位させるための変位量を算出する。

図３(b)は、ノーズダイブ時に車両ピッチ動をキャンセルするための画像変位が行われた画像表示部１０７の表示画面を示す図である。画像表示部１０７の下方への移動量に応じて、画像表示部１０７に表示される享楽情報を上方へ変位させる結果、表示される享楽情報および眼球間の相対変位が０になり、乗員にとって享楽情報が空間上に安定して見えるようになる。

車両減速時のノーズダイブと反対に、車両が加速すると車両の後部が沈むスクワット現象が生じる。画像表示部１０７の表示画面が乗員に対して車両の進行方向に位置する場合は、スクワットによって画像表示部１０７にピッチ方向（この場合上向き）の回転運動が生じる。そこで制御部１０５は、画像表示部１０７の移動をキャンセルするようにピッチ方向（この場合下向き）に享楽情報の表示位置を変位させるための変位量を算出する。

図３(c)は、スクワット時に車両ピッチ動をキャンセルするための画像変位が行われた画像表示部１０７の表示画面を示す図である。画像表示部１０７の上方への移動量に応じて、画像表示部１０７に表示される享楽情報を下方へ変位させる結果、表示される享楽情報および眼球間の相対変位が０になり、乗員にとって享楽情報が空間上に安定して見えるようになる。

上記Ｂについて図４(a)を参照して説明する。実際の車両減速時・加速時においては、乗員の頭部にもピッチ方向の回転運動が生じる。車両減速時に乗員の頭部が前方に回転すると、画像表示部１０７の位置が移動しない場合は、画像表示部１０７に対して乗員の頭部（とくに眼球）の位置が下方へ移動する。そこで制御部１０５は、乗員の眼球の下方移動量に応じて画像表示部１０７に表示される享楽情報を下方へ変位させるための変位量を算出する。図４(b)は、ノーズダイブ時に頭部ピッチ動をキャンセルするための画像変位が行われた画像表示部１０７の表示画面を示す図である。この場合の画像変位の向きは、スクワット時に車両ピッチ動をキャンセルする向きと同様である。

車両減速時と反対に、車両加速時に乗員の頭部が後方に回転すると、画像表示部１０７の位置が移動しない場合は画像表示部１０７に対して乗員の頭部（とくに眼球）の位置が上方へ移動する。そこで制御部１０５は、乗員の眼球の上方移動量に応じて画像表示部１０７に表示される享楽情報を上方へ変位させるための変位量を算出する。この場合の画像変位の向きは、ノーズダイブ時に車両ピッチ動をキャンセルする向きと同様である。

本実施形態では、画像表示部１０７および眼球間の相対変位を求め、この相対変位に応じて享楽情報の画像変位を行うので、上記ＡおよびＢの両ピッチ動による影響をキャンセルするように画像変位を行うことが可能である。

（表示画像の変形）
表示画像の変形の詳細について説明する。画像表示部１０７および眼球間の相対変位に応じて画像変位を行うと、変位後の享楽画像が画像表示部１０７の有効表示範囲（すなわち画面枠）から逸脱するおそれが生じる。そこで、享楽画像が画面枠から逸脱しないように享楽画像の周辺部に余白部（すなわち、移動代）を設けるための画像の加工を行う。

図５(a)は、画像変位前における画像表示部１０７の表示画面を示す図であり、享楽画像が表示画面の画面枠いっぱいに表示されている。この状態で車両にノーズダイブなどのピッチ動が生じると、上下方向への画像変位によって享楽画像の上部または下部が画面枠からはみ出してしまう。

図５(b)は、享楽画像の上下部を所定量カットする画像加工が行われた後の表示画面を示す図である。図５(a)に比べて、享楽画像の上下部がなくなり、画像カットされた領域にそれぞれ余白５１、５２が設けられている。余白は享楽画像の端部と画面枠との間の領域であり、この余白を画像変位の際の移動代として用いる。図５(b)の画像が画像表示部１０７に表示されている状態で車両にピッチ動が生じて享楽画像が上下方向に画像変位されても、この余白５１、５２によって変位後の享楽画像が画面枠から外れることが防止される。

享楽画像の上下部に余白を設ける画像加工の例として、図５(c)に示すように享楽画像の中央部と周辺部（この場合は上下部）とでアスペクト比率を変えてもよい。図５(c)において、享楽画像の中央部は図５(a)と同等のアスペクト比にされ、享楽画像の上下部はそれぞれ上下方向に圧縮されることによって享楽画像が扁平化されている。享楽画像の扁平化によって当該享楽画像の上下方向のサイズが元画像（図５(a)）のサイズに比べて小さくなり、画像加工後の享楽画像の上下にそれぞれ余白５１、５２が生じる。図５(c)の画像が画像表示部１０７に表示されている状態で享楽画像が上下方向に画像変位される場合でも、変位後の享楽画像が画面枠から外れることが防止される。

享楽画像の上下部に移動代を設ける画像加工の他の例として、図５(d)に示すように享楽画像全体を縮小してもよい。図５(d)において、縮小された享楽画像の周囲に余白５３が設けられている。図５(d)の画像が画像表示部１０７に表示されている状態で享楽画像が上下方向に画像変位される場合でも、変位後の享楽画像が画面枠から外れることが防止される。

（画像変形量の制限および画像変位量の制限）
上述した余白５１および５２、もしくは５３の大きさを必要以上に大きくすると、享楽画像が表示画面の画面枠に対して小さくなりすぎ、乗員にとって享楽画像の見易さが損なわれてしまう。そこで、余白の大きさを、たとえば通常の走行時に車両に生じるピッチ動の最大値によって生じる画像表示部１０７および眼球間の相対変位をキャンセルするために必要な画像変位量に対応する大きさに制限する。

余白の大きさ、すなわち画像変形量を制限する一方で画像変位量を制限しない状態では、通常の走行時に生じる相対変位より大きな相対変位が生じると享楽画像が画像表示部１０７の表示画面から逸脱するおそれがある。そこで、相対変位が大きくなる領域では画面の変位量（画像表示部１０７の移動量）に対する画像変位量を抑制する。画面の変位量は、ステップＳ４０で算出した値を用いる。

図６は、画面変位量と画像変位量との関係例を示す図である。図６によれば、画面変位量の絶対値が所定値以下の領域では画面変位量および画像変位量の間に線形関係が保たれるように画像変位量を制御し、画面変位量の絶対値が所定値を超えると画像変位量を抑制する非線形制御とすることにより、変位後の享楽画像が画面枠から逸脱することが防止される。

以上説明した第一の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）車両運動の検出データと、人体データベース部１０２に格納されている頭部揺動伝達関数とを用いて、乗員の頭部（とくに眼球）運動の推定値を算出するので、乗員の頭部などに運動検出センサを設けなくても、乗員の眼球位置を得ることができる。乗員に検出センサを取り付けないので、コスト上昇が抑えられる上に、乗員に負担を与えることもない。

（２）車両運動を示す検出データを用いて、車両の回転運動にともなう画像表示部１０７のピッチ方向（上下方向）の移動量を算出するので、画像表示部１０７用に運動検出センサを設けなくても、画像表示部１０７の位置を得ることができる。

（３）上記（１）の眼球位置および上記（２）の画像表示部１０７の位置を用いて両者の相対変位を求めるので、それぞれが異なる運動状態であっても、両者間の変位を得ることができる。

（４）画像表示部１０７のピッチ方向（上下方向）の移動量、ならびに、上記（３）の相対変位の変化に起因する表示画像の動きをキャンセルするように、画像表示部１０７に表示する享楽画像の表示位置をピッチ方向に変位させたので、乗員にとって表示画像が遠方の静止風景に対応する空間上に安定して見える。この結果、乗員にとって享楽画像が見やすくなる上に、乗員が享楽画像を注視している状態で、乗員が得る視覚情報と前庭器（三半規管、耳石）からの情報が一致するので、享楽画像を変位させない場合に比べて、乗員が感じる違和感・不快感を低減することができる。

（５）享楽画像を変位させるために享楽画像の上下部を所定量カットして余白５１、５２を設けたので、画像変位後の享楽画像がただちに画面枠から外れることが防止され、享楽画像が見にくくなることがない。

（６）画面変位量の絶対値が所定値以下の領域では画面変位量および画像変位量の間に線形関係が保たれるように画像変位量を制御し、画面変位量の絶対値が所定値を超えると画像変位量を抑制する非線形制御とした。これにより、画像変位量が余白５１、５２の範囲内におさまる場合は享楽画像が安定して見えるように制御でき、画像変位量が余白の範囲を超える場合には画像変位量を制限して享楽画像が画面枠から逸脱することを確実に防止できる。

上述した説明では、画像加工後の享楽画像の上下に設ける余白５１、５２（図５(b)もしくは(c)）の大きさを同等にする例を説明したが、車両の動きから予測される動作に応じて上下の余白の大きさを決定するようにしてもよい。たとえば、減速が予測される場合は画像の平均上下方向位置を下方に変更（上側の余白を大きく）し、加速が予測される場合は画像の平均上下方向位置を上方に変更（下側の余白を大きく）する。加減速の予測は、直近の車両運動の検出データを用いて統計的に行う。

上述した人体データベース部１０２は、車両揺動に対する人体各部（とくに頭部）の振動の情報として伝達関数を示すデータを格納するようにした。この代わりに、数値モデルをテーブル化して格納してもよい。具体的には、ＬＵＴ(look up table)を構成し、車両の揺動を示す値をＬＵＴに入力すると、当該揺動に対応する人体振動を示す値が当該ＬＵＴから出力されるようにする。

以上の説明では、ピッチ方向の回転運動を例にあげて説明したが、車両のロール方向（左右方向）の回転運動についても同様に処理することができる。すなわち、画像の付加情報が画像の左端、もしくは右端に表示される場合にも、画像シフトによって字幕が読めなくなることを防止できる。

上述した説明では、変位させた後の享楽画像が画像表示部１０７の画面枠から外れないように余白を設ける例を説明したが、余白を設ける代わりに享楽画像の端部（この場合は上下部）の縮小率を可変にして享楽画像の移動代を確保してもよい。図７(a)は、画像変位前に画像表示部１０７に表示されている画像を示す図であり、享楽画像が表示画面の画面枠いっぱいに表示されている。画像の上部をアスペクト比可変部７１とし、画像の下部をアスペクト比可変部７２とし、画像の中央部をアスペクト比固定部７３とする。図７(a)で示される画像のうち、乗員から見て安定するように画像変位が行われるのはアスペクト比固定部７３であり、アスペクト比可変部７１およびアスペクト比可変部７２は、アスペクト比率を変えることによって一方が伸長され、他方が圧縮される。

図７(b)は、享楽画像のアスペクト比可変部７１およびアスペクト比可変部７２のアスペクト比率を変え、アスペクト比固定部７３の表示位置が変位するように加工が行われた画像を示す図である。車両に生じたノーズダイブによって画像表示部１０７にピッチ方向（下向き）の回転運動が生じ、画像表示部１０７の移動をキャンセルするようにピッチ方向（上向き）にアスペクト比固定部７３の表示位置を変位させる場合を示している。図７(a)に比べて、アスペクト比固定部７３が画面枠に近寄る側（アスペクト比可変部７１）が縦（上下）方向に圧縮され、アスペクト比固定部７３が画面枠から離れる側（アスペクト比可変部７２）が縦（上下）方向に伸長される結果、アスペクト比固定部７３が上方向に変位される。このように、車両にピッチ動が生じてアスペクト比固定部７３を上下方向へ画像変位する場合でも、アスペクト比可変部７１およびアスペクト比可変部７２のアスペクト比率を変えることによって享楽画像が画面枠から外れることが防止される。

享楽画像の端部（この場合は上下部）の縮小率を可変にして享楽画像の移動代を確保する他の例として、図７(c)に示すように、アスペクト比固定部７３が画面枠から離れる側であるアスペクト比可変部のアスペクト比率を変えないようにしてもよい。図７(c)では、表示画像下部のアスペクト比可変部７２を伸長しないので、画面枠との間に余白７４が生じている。

図７(d)は、図７(c)と反対にアスペクト比固定部７３を下方向に変位させる例を示す図である。アスペクト比固定部７３が画面枠から離れる側である表示画像上部のアスペクト比可変部７１を伸長しないので、画面枠との間に余白７５が生じている。

上述した図５(d)に示すように享楽画像全体を縮小する場合において、画像縮小率を車両揺動の大きさに応じて変更するようにしてもよい。車両揺動が小さい場合には、乗員にとって画像が安定するように表示するために必要な画像変位量は小さくてよいため、画像の縮小率を小さく設定する。これにより、余白の大きさを抑えて大きな享楽画像を提供できる。反対に、車両揺動が大きい場合には画像の変位量を大きくする必要があるため、画像の縮小率を大きく設定する。画像縮小率を大きくすることによって享楽画像周囲の余白が広く確保され、画像を大きく変位させる場合でも変位後の享楽画像が画像表示部１０７の画面枠から逸脱することが防止される。画像縮小率は、たとえば、直近の所定時間内に検出された車両揺動の大きさの最大値に基づいて決定する。すなわち、最大揺動による相対変位をキャンセルするための画像変位量相当の余白を確保できるように画像縮小率を決定する。

図８(a)は、直近の車両揺動が小さく画像変位量が小さい場合の縮小画像の例を示す図である。図８(b)は、直近の車両揺動が大きく画像変位量が大きい場合の縮小画像の例を示す図である。図８(b)の画像縮小率は図８(a)の画像縮小率より大きい。

（第二の実施形態）
図９は、本発明の第二の実施形態による車載情報提供装置の構成を説明する図である。図９において、車載情報提供装置２００は、車両運動検出部２０１と、人体データベース部２０２と、制御部２０３と、視標生成部２０４と、第１の画像変位部２０５と、情報源装置２０６と、第２の画像変位部２０７と、画像合成部２０８と、画像表示部２０９とを有する。

車両運動検出部２０１は、車両の並進運動、および車両の回転運動をそれぞれ検出し、検出信号を制御部２０３へ出力する。人体データベース部２０２は、車両揺動に対する人体頭部の揺動伝達関数を示すデータを格納する。車両揺動は、車両運動の検出値によって示される。

制御部２０３は、車両運動を示す検出信号を用いて、画像表示部２０９を観察する乗員の頭部運動を示す情報を人体データベース部２０２から読み出し、乗員の頭部、とくに眼球の運動（変位）を推定する。制御部２０３は、車載情報提供装置２００の各部に対する制御も行う。

視標生成部２０４は、画像表示部２０９に表示する視標画像の表示データを生成し、生成データを第１の画像変位部２０５へ送出する。第１の画像表示部２０５は、制御部２０３からの指令信号に基づいて画像表示部２０９に表示される視標画像が画像表示部２０９の表示画面内で変位するように視標画像データを加工する。

情報源装置２０６は、外部機器（不図示）から入力される表示データを第２の画像変位部２０７へ送出する。表示データは、画像表示部２０９に表示する享楽情報のデータである。第２の画像表示部２０７は、制御部２０３からの指令信号に基づいて画像表示部２０９に表示される享楽画像が画像表示部２０９の表示画面内で変位するように享楽画像データを加工する。

画像合成部２０８は、視標画像データと享楽画像データとをスーパーインポーズ表示するために合成処理を施す。合成処理後の表示データは、画像表示部２０９の入力インターフェイスに応じた表示信号として画像表示部２０９へ出力される。

画像表示部２０９は、たとえば、液晶表示器などで構成され、車室内で乗員に対して車両の進行方向（たとえば、前方）に配設されている。画像表示部２０９は、入力された表示信号による享楽画像と視標画像の重ね画像を液晶表示パネルに表示する。

図１０(a)は、視標画像の一例を示す図である。図１０(a)において、視標画像は十字マークと、当該十字マークを中心とする四角形の四隅に対応する各位置に配設されたカギマークとで構成される。画像変位させる前の視標画像の表示位置（初期位置）は、画像表示部２０９の画面枠の中央である。図１０(b)は、享楽画像の一例を示す図である。図１０(c)は、画像表示部２０９にスーパーインポーズ表示された表示画像の一例を示す図である。

図１０(c)において、享楽画像は上述した図５(d)に示すように画像全体が縮小加工されており、縮小された享楽画像の周囲の黒い部分は図５(d)における余白５３に対応する。

第二の実施の形態では、画像表示部２０９を観察する乗員の視線を視標画像に誘導する。車載情報提供装置２００の制御部２０３で行われる視標画像および享楽画像を変位させる処理の流れについて、図１１のフローチャートを参照して説明する。図１１のステップＳ１０〜ステップＳ６０までの処理は、図２において同一ステップ番号の処理と同様なので説明を省略する。

図１１のステップＳ７０Ａにおいて、制御部２０３は第１の画像変位部２０５に指令を送り、画像表示部２０９に表示される視標画像が画像表示部２０９の表示画面内で変位するように、ステップＳ６０で算出した画像変位量に基づいて視標画像データを加工させてステップＳ８０Ａへ進む。

ステップＳ８０Ａにおいて、制御部２０３は第２の画像変位部２０７に指令を送り、画像表示部２０９に表示される享楽画像が画像表示部２０９の表示画面内で変位、変形するように、ステップＳ６０で算出した画像変位量・画像変形量に基づいて享楽画像データを加工させてステップＳ９０Ａへ進む。

ステップＳ９０Ａにおいて、制御部２０３は画像合成部２０８に指令を送り、視標画像データおよび享楽画像データを合成させてステップＳ１００Ａへ進む。ステップＳ１００Ａにおいて、制御部２０３は、画像表示部２０９へ指令を送り、合成後の表示データによる画像を表示させてステップＳ１１０へ進む。これにより、加工後の享楽画像に重ねて加工後の視標画像が画像表示部２０９に表示される。

ステップＳ１１０において、制御部２０３は、画像表示部２０９の画面電源がオフされたか否かを判定する。制御部２０３は、画面電源がオフされた場合にステップＳ１１０を肯定判定し、図１１による処理を終了する。一方、制御部２０３は、画面電源がオフされていない場合にステップＳ１１０を否定判定し、ステップＳ２０へ戻って上述した処理を繰り返す。

図１２(a)は、第二の実施形態における画面変位量と画像変位量との関係例を示す図である。実線は視標画像に関する関係例を表し、破線は享楽画像に関する関係例を表す。図１２(a)によれば、視標画像について、画面変位量および画像変位量の間に常に線形関係が保たれるように画像変位量が制御される。また、享楽画像について、画面変位量の絶対値が所定値以下の領域では画面変位量および画像変位量の間に線形関係が保たれるように画像変位量が制御され、画面変位量の絶対値が所定値を超えると画像変位量を抑制する非線形制御にされる。

以上説明した第二の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）視標画像と享楽画像とを合成し、合成後の画像を画像表示部２０９にスーパーインポーズ表示する。このうち、視標画像については画面変位量および画像変位量の間に常に線形関係が保たれるように画像変位量を制御したので、視標が常に空間上に安定して表示される。この視標に視線が誘導される乗員は、体感する違和感・不快感の程度が軽減される。

（２）一方、享楽画像については、画面変位量の絶対値が所定値以下の領域では画面変位量および画像変位量の間に線形関係が保たれるように画像変位量を制御し、画面変位量の絶対値が所定値を超えると画像変位量を抑制する非線形制御とした。これにより、画像変位量が余白の範囲内におさまる場合は享楽画像が安定して見えるように制御でき、画像変位量が余白の範囲を超える場合には画像変位量を制限し、享楽画像が画面枠から逸脱することを確実に防止できるから、享楽画像が画面枠から逸脱して享楽画像に対する見やすさが損なわれることがない。

画面変位量と画像変位量との関係について、図１２(a)の代わりに図１２(b)の関係を用いてもよい。図１２(b)において、実線は視標画像に関する関係例を表し、破線は享楽画像に関する関係例を表す。図１２(b)によれば、視標画像について、画面変位量および画像変位量の間に常に線形関係が保たれるように画像変位量が制御される。また、享楽画像について、画面変位量の大きさにかかわらず画像変位量を０とし、画像変位制御が省略される。

画面変位量と画像変位量との間に図１２(b)の関係を用いると、視標画像が常に線形関係を保つように制御されるので、視標は常に空間上で安定するように表示される。したがって、この視標に視線が誘導された乗員が感じる違和感・不快感の程度を軽減することができる。一方、享楽画像は画像変位量を０としたため、変位によって享楽画像が画面枠から逸脱することがなく、享楽画像に対する見易さが損なわれることがない。また、移動代を確保するために享楽画像を縮小表示する必要もないので、縮小表示する場合に比べて大きな表示画像で情報を提供できる。

特許請求の範囲における各構成要素と、発明を実施するための最良の形態における各構成要素との対応について説明する。表示手段は、たとえば、画像表示部１０７（２０９）によって構成される。車両運動検出手段は、たとえば、車両運動検出部１０１（２０１）によって構成される。変位演算手段、画像変位手段、および表示制御手段は、たとえば、制御部１０５（２０３）によって構成される。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。

本発明の第一の実施形態による車載情報提供装置の構成を説明する図である。 画像変位量および変形量決定処理の流れについて説明するフローチャートである。 (a)ノーズダイブ現象による表示装置のピッチ動を説明する図である。(b)ピッチ動をキャンセルするための画像変位が行われた表示画面を示す図である。(c)ピッチ動をキャンセルするための画像変位が行われた表示画面を示す図である。 (a)ノーズダイブ現象による乗員頭部のピッチ動を説明する図である。(b)ピッチ動をキャンセルするための画像変位が行われた表示画面を示す図である。 (a)画像変位前に画像表示部に表示されている画像を示す図である。(b)表示画像の上下部をカットする画像加工が行われた表示画面を示す図である。(c)画像の中央部と周辺部とでアスペクト比率を変えるように画像加工された表示画面を示す図である。(d)画像全体を縮小するように画像加工された画像を示す図である。 画面変位量と画像変位量との関係例を示す図である。 (a)画像変位前に画像表示部に表示されている画像を示す図である。(b)表示画像のアスペクト比可変部のアスペクト比率を変え、アスペクト比固定部の表示位置が変位するように画像加工された表示画面を示す図である。(c)画面枠から離れる側のアスペクト比率を変えないように画像加工された表示画面を示す図である。(d)画面枠から離れる側のアスペクト比率を変えないように画像加工された表示画面を示す図である。 (a)車両揺動が小さい場合の縮小画像の例を示す図である。(b)車両揺動が大きい場合の縮小画像の例を示す図である。 本発明の第二の実施形態による車載情報提供装置の構成を説明する図である。 (a)視標画像の一例を示す図である。(b)享楽画像の一例を示す図である。(c)スーパーインポーズ表示された表示画像の一例を示す図である。 視標画像および享楽画像の変位処理の流れについて説明するフローチャートである。 (a)画面変位量と画像変位量との関係例を示す図である。(b)画面変位量と画像変位量との関係例を示す図である。

符号の説明

１００（２００）…車載情報提供装置
１０１（２０１）…車両運動検出部
１０２（２０２）…人体データベース部
１０３…乗員運動推定部
１０４（２０６）…情報源装置
１０５（２０３）…制御部
１０６…画像変形・変位部
１０７（２０９）…画像表示部
２０４…視標生成部
２０５、２０７…画像変位部
２０８…画像合成部

Claims (9)

1. 乗員に提供する情報を画像として表示する表示手段と、
   車両の動きを検出する車両運動検出手段と、
   前記車両運動検出手段による検出信号を用いて、前記表示手段で表示される画像の並進方向の変位を演算する変位演算手段と、
   前記変位演算手段によって演算された並進方向の変位をキャンセルするように前記表示手段で表示される画像の表示位置をリアルタイムに変位させる画像変位手段と、
   前記変位後の画像が前記表示手段の有効表示範囲から逸脱しないように表示制御する表示制御手段とを備えることを特徴とする車載情報提供装置。
2. 請求項１に記載の車載情報提供装置において、
   前記表示制御手段は、前記表示手段に表示する画像について画像全体を縮小する、画像の一部を縮小する、および画像の一部を切り出すことの少なくとも１つを行うことによって表示画像の大きさを前記有効表示範囲より小さく変形し、
   前記画像変位手段は、前記変形後の画像の表示位置をリアルタイムに変位させることを特徴とする車載情報提供装置。
3. 請求項２に記載の車載情報提供装置において、
   表示制御手段は、前記車両の動きにともなう前記表示手段の変位の大きさに応じて表示画像の大きさを変えるように前記変形を行うことを特徴とする車載情報提供装置。
4. 請求項３に記載の車載情報提供装置において、
   表示制御手段は、前記車両の動きから予測される加減速状態に応じて前記有効表示範囲における表示画像の位置を変えるように前記変形を行うことを特徴とする車載情報提供装置。
5. 請求項１に記載の車載情報提供装置において、
   前記画像変位手段は、前記表示手段に表示される画像が前記並進方向へ一端部画像、中央部画像、および他端部画像の順に分割された画像のうち、前記中央部画像の表示位置をリアルタイムに変位させ、
   前記表示制御手段は、前記一端部画像および他端部画像のうち、前記中央部画像が前記リアルタイムに変位されて近寄る側に位置する端部画像を前記中央部画像および前記有効表示範囲間の距離に応じて前記並進方向に縮小することを特徴とする車載情報提供装置。
6. 請求項１に記載の車載情報提供装置において、
   前記画像変位手段は、前記車両の動きにともなう前記表示手段の変位量と前記画像の表示位置の変位量との関係について、前記表示手段の変位量が所定値以下の場合は線形関係とし、前記表示手段の変位量が所定値を超える場合は前記表示手段の変位量に対して前記画像の変位量を小さくする非線形関係とすることを特徴とする車載情報提供装置。
7. 請求項１に記載の車載情報提供装置において、
   前記表示手段は、画像および前記画像変位手段による変位を示す視標を重畳表示し、
   前記画像変位手段は、(1)前記車両の動きにともなう前記表示手段の変位量と前記画像の表示位置の変位量との関係について、前記表示手段の変位量が所定値以下の場合は線形関係とし、前記表示手段の変位量が所定値を超える場合は前記表示手段の変位量に対して画像の変位量を小さくする非線形関係とするとともに、(2)前記車両の動きにともなう前記表示手段の変位量と前記視標の表示位置の変位量との関係について、前記表示手段の変位量にかかわらず常に線形関係とすることを特徴とする車載情報提供装置。
8. 請求項１に記載の車載情報提供装置において、
   前記表示手段は、画像および前記画像変位手段による変位を示す視標を重畳表示し、
   前記画像変位手段は、(1)前記車両の動きにともなう前記表示手段の変位量と前記視標の表示位置の変位量との関係について、前記表示手段の変位量にかかわらず常に線形関係とするとともに、(2)前記車両の動きにともなう前記表示手段の変位量と前記画像の表示位置の変位量との関係について、前記表示手段の変位量にかかわらず常に画像の変位量を０とすることを特徴とする車載情報提供装置。
9. 車両運動検出手段により車両の動きを検出し、
   該検出信号から変位演算手段により乗員に提供する情報を画像として表示する表示手段で表示される画像の並進方向の変位を演算し、
   画像変位手段により前記演算された並進方向の変位をキャンセルするように前記表示手段で表示される画像の表示位置をリアルタイムに変位させ、
   表示制御手段により前記変位後の画像が前記表示手段の有効表示範囲から逸脱しないように制御することを特徴とする車載情報提供装置の制御方法。

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