JP2009246505A - 画像表示装置及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単眼の位置を追尾して、観視者が見やすい画像を表示することが可能な画像表示装置を提供する。
【解決手段】観視者１０１を逐次撮像する像装置３と、撮像装置３の出力から観視者１０１の単眼１０２の位置を逐次算出する位置算出部１２と、今回検出した単眼１０２の位置と前回検出した単眼１０２の位置との差分を算出する差分算出部１３と、差分から、光束１００の単眼１０２上の投影位置の目標値を決定して単眼１０２の位置を追尾する投影位置決定部１４と、光束１００を投影位置に投影して、画像を観視者１０１に提示する投影部４を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は車載用の画像表示装置及び画像表示装置に関する。

車載用の画像表示装置として、車両の速度等の運行情報や目的地への経路情報をフロントガラスに投影して、フロントガラスを介した外界情報と重畳させて視認可能とするヘッドアップディスプレイ（Head-Up Display；ＨＵＤ）が開発されている。通常のＨＵＤは両眼で画像を観察するものであるが、視認性向上等の目的で、単眼（片目）で画像を観察する単眼ＨＵＤが提案されている。

単眼ＨＵＤの例としては、両眼視認における２重像を防止する目的で単眼のみに画像を呈示する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。又、両眼視差をなくし奥行き方向の知覚を増強する目的で、単眼のみに画像を提示する技術が開発されている。

単眼ＨＵＤでは、投影光学系内のレンチキュラースクリーンにより、単眼に投影される光束の範囲は単眼だけに見える範囲に制御される。観視者（運転者）の頭部が移動した場合、単眼の位置から光束の投影範囲が外れて観視者は画像が見えなくなる。これを防止するために、可動式ミラーを用いて観視者の頭部方向に光束の投影位置が追尾して移動するように頭部追尾機構を設けている。

従来の頭部追尾機構では、単眼の位置と光束の投影範囲の中心とが一致するように光束の投影位置を移動していたが、単眼の位置の移動と光束の投影位置の移動の間にタイムラグが生じ、結果として単眼の位置から光束の投影位置が外れて画像が見えなくなったり、光束を投影していた単眼とは異なる単眼に光束が投影されて画像が見にくくなる場合がある。
特開平７−２２８１７２号公報

本発明の目的は、単眼の位置を追尾して、観視者が見やすい画像を表示することが可能な画像表示装置及び画像表示装置を提供することである。

本願発明の一態様によれば、（イ）観視者を逐次撮像する撮像装置と、（ロ）撮像装置の出力から観視者の単眼の位置を逐次算出する位置算出部と、（ハ）今回検出した単眼の位置と前回検出した単眼の位置との差分を算出する差分算出部と、（ニ）差分から、光束の単眼上の投影位置の目標値を決定して単眼の位置を追尾する投影位置決定部と、（ホ）光束を投影位置に投影して、画像を観視者に提示する投影部を備える画像表示装置が提供される。

本願発明の他の態様によれば、（イ）観視者を逐次撮像するステップと、（ロ）撮像装置の出力から観視者の単眼の位置を逐次算出するステップと、（ハ）今回検出した単眼の位置と前回検出した単眼の位置との差分を算出するステップと、（ニ）差分から、光束の単眼上の投影位置の目標位置を決定して単眼の位置を追尾するステップと、（ホ）光束を目標位置に向かって投影して、画像を観視者に提示するステップとを含む画像表示方法が提供される。

本発明によれば、単眼の位置を追尾して、観視者が見やすい画像を表示することが可能な画像表示装置及び画像表示装置を提供することができる。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

本発明の実施の形態に係る画像表示装置として、車載用の単眼ＨＵＤを説明する。本発明の実施の形態に係る画像表示装置は、図１に示すように、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１、記憶装置２、撮像装置３及び投影部４を備える。

投影部４は、光束１００を観視者１０１の単眼１０２に投影して、画像を観視者１０１に提示する。投影部４は、光束生成装置４０、投影レンズ４１、投影範囲制御部４２、投影位置制御部４３、画像拡大部４４、駆動部４５及び反射部材５０を備える。

光束生成装置４０は、車両の速度等の運行情報や目的地への経路情報等を画像として観視者に呈示するために、この画像を形成する光束１００を生成する。光束生成装置４０としては、例えば液晶パネルや、マイクロミラーを用いたデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）パネル、発光ダイオード（ＬＥＤ）光源プロジェクタ等が使用可能である。光束生成装置４０には、画像を投影するためにＬＥＤや高圧水銀ランプ等の光源が用いられる。光源としてＬＥＤを用いることにより装置を小型化及び省電力化できる。

投影レンズ４１は、光束生成装置４０が生成した光束１００を投影する。投影範囲制御部４２としては、レンチキュラースクリーン又は拡散角度を制御した拡散板等が使用可能である。レンチキュラースクリーンとして、例えば入射側の開口数（ＮＡ）が０．０３、出射側の開口数（ＮＡ）が０．１のものが使用可能であるが、これに特に限定されない。投影範囲制御部４２は、光束１００の発散角を制御することにより光束１００の範囲を制御する。ここで、光束１００の水平方向の幅を６ｃｍ以下に制御することが好ましい。これによれば、両眼の間隔は平均６ｃｍ程度であるので、観視者１０１の単眼１０２のみに光束１００を投影することができる。

投影位置制御部４３としては、回転ステージとミラーを組み合わせた可動式ミラーを使用可能である。投影位置制御部４３は、可動式ミラーの角度を調整して光束１００の方向を制御することにより、光束１００の投影位置を制御する。投影位置制御部４３には駆動部４５が接続されている。駆動部４５としてはモータ等が使用可能である。駆動部４５は、ＣＰＵ１からの制御信号に基づいて投影位置制御部４３を駆動する。画像拡大部４４としては、投影レンズ等が使用可能である。画像拡大部４４は、光束１００により形成される画像を所望のサイズに拡大する。

反射部材５０は、画像拡大部４４からの光束１００を反射する。反射部材５０としては、反射率を制御されたフロントガラス等の半透過性の球面状の凹面ミラーが使用可能である。フロントガラスの他にも、投影レンズとフロントガラスの効果を一体化したパワーを持った部材や、可動ミラーと投影レンズの効果を持った可動式凹面ミラー等も使用可能である。凹面ミラーの曲率を調整することにより観視者１０１が得られる画像の視野を変更することができる。図１に示すように、反射部材５０には、反射部材５０よりも高い反射率を有する高反射シート５１が配置されていても良い。反射部材５０が半透過性を有するので、観視者１０１は反射部材５０を介して前方の景色を視認することができる。

本発明の実施の形態に係る画像表示装置において、光束生成装置４０が生成した光束１００は、投影レンズ４１を経て投影範囲制御部４２により光束１００の投影範囲が制御される。更に、投影位置制御部４３により光束１００の投影位置が制御される。画像拡大部４４により光束１００が形成する画像を所望のサイズに拡大する。その後、光束１００は反射部材５０により反射され観視者１０１の眼に入射して画像を形成する。

この結果、図２に示すように、建物情報や目的地への進路、現在の位置情報等を画像として、反射部材５０を透過した背景と重畳させて観視者１０１に呈示することができる。図２に示すように、図１に示したＣＰＵ１、記憶装置２、撮像装置３、及び投影部４のうち反射部材５０以外の部分等は、車両のダッシュボード５２内に組み込まれる。

図１に示した撮像装置３は、観視者１０１を逐次撮像する。撮像装置３としては、カメラ等が使用可能である。

ＣＰＵ１は、光束生成装置４０に画像を生成させるための画像信号を生成する画像信号生成部１１と、撮像装置３が撮像した画像から単眼１０２の位置を逐次算出する位置算出部１２と、今回のフレームで検出した単眼１０２の位置と前回のフレームで検出した単眼１０２の位置との差分を算出する差分算出部１３と、差分から光束１００の投影位置を決定する投影位置決定部１４と、決定した光束１００の投影位置に基づいて駆動部４５を制御する制御信号を出力する駆動制御部１５をハードウェア資源であるモジュール（論理回路）として論理的に備えている。又、ＣＰＵ１には必要に応じて入力装置や出力装置等が接続されていても良い。

位置算出部１２は、図３に示すように、撮像装置３が撮像した画像から顔１０３を検出し、更に顔１０３の特徴点として単眼１０２を検出し、画像上の画素位置を座標に置き換えて単眼１０２の位置座標を算出する。本発明の実施の形態では、図４に示すように、投影位置制御部４３の角度座標と単眼の位置座標ｙとの関係は、ほぼ線形の関係になっているのが分かる。

図５は、単眼１０２の位置と単眼１０２上の光束１００の投影位置との関係を示す。ここで、現在の時刻を時刻Ｔ１とする。差分算出部１３は、図５に示すように、記憶装置２の位置座標記憶部２１から時刻Ｔ１において今回のフレームで検出した単眼１０２の位置Ｘ１と、時刻Ｔ０において前回のフレームで検出した単眼１０２の位置Ｘ０を読み出して、今回のフレームで検出した単眼１０２の位置Ｘ１と前回のフレームで検出した単眼１０２の位置Ｘ０との差分（単眼１０２の移動量）ΔＸを算出する。

投影位置決定部１４は、差分算出部１３が算出した差分ΔＸ０から、光束１００の投影位置の目標値Ｘ１＋ΔＸ１を決定する。ここで、投影位置決定部１４は、差分ΔＸ０の有無、例えばΔＸ０が所定の閾値より小さい（無）か所定の閾値以上か（有）を判定し、差分ΔＸ０が有るときには単眼１０２の位置が移動したと認識する。この場合、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１において単眼１０２が移動した方向に時刻Ｔ１以降も継続して単眼１０２が移動すると予測して、単眼１０２の位置が移動した方向に、今回のフレームで検出した単眼１０２の位置Ｘ１よりも距離ΔＸ１だけ先の位置に光束１００の投影位置の目標値Ｘ１＋ΔＸ１を決定する。なお、所定の閾値は、例えば記憶装置２に予め記憶させておけばよい。

このとき、投影位置決定部１４が、差分ΔＸ０に応じて距離ΔＸ１を変化させることが好ましい。例えば、差分ΔＸ０が大きい（単眼１０２の移動量が大きい）ほど、距離ΔＸ１を増加させて光束１００の投影位置の目標値Ｘ１＋ΔＸ１を決定する。距離ΔＸ１は例えば差分ΔＸ０と同じ値に設定しても良く、ＣＰＵ１、記憶装置２、撮像装置３及び投影部４の種類や性能に応じて適宜設定可能である。

また、投影位置決定部１４は、差分ΔＸ０が無いと判定された場合には、単眼１０２の位置が移動していないと認識する。この場合には、単眼１０２の位置と光束１００の投影範囲の中心とが一致するように、光束１００の投影位置の目標値Ｘ１を決定する。

図６（ａ）は頭部が移動している状態、図６（ｂ）は頭部の移動が停止している状態、図６（ｃ）は図６（ａ）に示した移動方向と反対方向に頭部が移動している状態を示す。図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、差分ΔＸ０に応じて光束１００の投影位置を決定することにより、単眼１０２の位置に光束１００の投影位置を追尾させることができる。

更に、投影位置決定部１４は、画像の見易さから、観視者１０１の利き目（優位眼）に光束１００を投影することが好ましい。例えば、観視者１０１の利き目の情報は、記憶装置２に予め設定しておき、投影位置決定部１４がその観視者１０１の利き目の情報に基づいて光束１００の投影位置を決定すれば良い。

また、外部状況や表示内容、観視者の状況により光束を利き目でない目に投影したほうが良い場合には、投影位置制御部４３の角度を制御することにより、投影位置決定部１４には投影する眼を切り替えれば良い。

駆動制御部１５は、投影位置決定部１４が決定した光束１００の投影位置に光束１００が投影されるように駆動部４５に制御信号を出力し、駆動部４５に投影位置制御部４３の角度を調整させる。

記憶装置２は、位置座標算出部が算出した単眼１０２の位置座標を時系列で記憶する位置座標記憶部２１を備える。記憶装置２としては、例えば半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクや磁気テープ等が採用可能である。半導体メモリとしては、例えば、ＲＯＭ及びＲＡＭが採用可能である。ＲＯＭは、ＣＰＵ１において実行されるプログラムを格納しているプログラム記憶装置等として機能させることが可能である（プログラムの詳細は後述する。）。ＲＡＭは、ＣＰＵ１におけるプログラム実行処理中に利用されるデータ等を一時的に格納したり、作業領域として利用される一時的なデータメモリ等として機能させることが可能である。

（画像表示方法）
次に、本発明の実施の形態に係る画像表示方法の一例を図７のフローチャートを参照しながら説明する。

ステップＳ１１において、撮像装置３が、観視者１０１を逐次撮影する。

ステップＳ１２において、位置算出部１２が、撮像装置３により撮像した画像から単眼１０２の位置を逐次算出する。まず、図８のステップＳ２１において、図３に示すように撮像装置３が撮像した画像から観視者１０１の顔１０３を検出する。ステップＳ２２において、顔１０３の特徴量として単眼１０２を検出する。ステップＳ２３において、単眼１０２の画像上の画素位置を座標に置き換えて単眼１０２の位置座標を算出する。算出した単眼１０２の位置座標は位置座標記憶部２１に記憶される。

図７のステップＳ１３において、差分算出部１３が、図５に示すように、位置座標記憶部２１から今回のフレームで検出した単眼１０２の位置Ｘ１及び前回のフレームで検出した単眼１０２の位置Ｘ０を読み出し、今回のフレームで検出した単眼１０２の位置Ｘ１と、前回のフレームで検出した単眼１０２の位置Ｘ０との差分ΔＸ０を算出する。

ステップＳ１４において、投影位置決定部１４が、差分算出部１３が算出した差分ΔＸ０から光束１００の投影位置を決定する。まず、図９のステップＳ３１において、差分算出部１３が算出した差分ΔＸ０が所定の閾値以上か判定する。ここでは、所定の閾値を０として、差分ΔＸ０の有無を判定している。差分ΔＸ０が無いと判定された場合にはステップＳ３２に進み、単眼１０２の位置Ｘ１と光束１００の投影範囲の中心が一致するように光束１００の投影位置の目標値Ｘ１を決定する。一方、ステップＳ３１において差分ΔＸ０が有る場合にはステップＳ３３に進み、単眼１０２の位置が移動した方向に、今回検出された単眼１０２の位置Ｘ１よりも先の位置に光束１００の投影位置の目標値Ｘ１＋ΔＸ１を決定する。

図７のステップＳ１５において、駆動制御部１５は、光束１００の投影位置が投影位置決定部１４が決定した位置となるように、駆動部４５（モータ）に制御信号を出力する。駆動部４５は、駆動制御部１５が出力した制御信号に基づいて投影位置制御部４３の角度を制御させる。これにより、光束生成装置４０により生成された画像を形成する光束１００は、投影位置決定部１４が逐次決定した光束１００の投影位置に投影される。

本発明の実施の形態に係る画像表示装置及び画像表示方法によれば、今回のフレームで検出した単眼１０２の位置Ｘ１と前回のフレームで検出した単眼１０２の位置Ｘ０との差分ΔＸ０に応じて光束１００の投影位置を決定するので、単眼１０２の移動に追従して光束１００の投影位置を適切に移動させることができる。この結果、光束１００が特定の単眼１０２の位置から外れることがなく、観視者１０１に対して画像を見やすく表示することが可能となる。

（プログラム）
又、図７に示した一連の手順、即ち：撮像装置３が撮像した画像から単眼１０２の位置を逐次算出するステップ；今回のフレームで検出した単眼１０２の位置と前回のフレームで検出した単眼１０２の位置との差分ΔＸ０を算出するステップ；差分ΔＸ０から光束１００の投影位置を決定するステップ；等は、図７と等価なアルゴリズムのプログラムにより、図１に示した画像表示装置を制御して実行出来る。

このプログラムは、本発明の画像表示装置を構成するコンピュータシステムの記憶装置２に記憶させればよい。又、このプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に保存し、この記録媒体を画像表示装置の記憶装置２に読み込ませることにより、本発明の実施の形態の一連の手順を実行することができる。

ここで、「コンピュータ読取り可能な記録媒体」とは、例えばコンピュータの外部メモリ装置、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ等のプログラムを記録することができるような媒体等を意味する。具体的には、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ，ＭＯディスク等が「コンピュータ読取り可能な記録媒体」に含まれる。例えば、画像表示装置の本体は、フレキシブルディスク装置（フレキシブルディスクドライブ）及び光ディスク装置（光ディスクドライブ）を内蔵若しくは外部接続するように構成できる。

フレキシブルディスクドライブに対してはフレキシブルディスクを、また光ディスクドライブに対してはＣＤ−ＲＯＭをその挿入口から挿入し、所定の読み出し操作を行うことにより、これらの記録媒体に格納されたプログラムを記憶装置２にインストールすることができる。又、所定のドライブ装置を接続することにより、例えばＲＯＭや、磁気テープ装置を用いることもできる。さらに、インターネット等の情報処理ネットワークを介して、このプログラムを記憶装置２に格納することが可能である。

（第１の変形例）
本発明の実施の形態では、単眼１０２の位置を追尾するために、投影位置制御部４３により光束１００の方向を変更することにより、観視者１０１に呈示される画像に歪み及び位置ずれが発生する。本発明の実施の形態の第１の変形例として、歪み及び位置補正を行う一例を説明する。

本発明の実施の形態の第１の変形例に係る画像表示装置は、図１０に示すように、記憶装置２が補正量記憶部２２を更に備え、ＣＰＵ１が補正部１６を更に備える点が、図１に示した画像表示装置とは異なる。補正量記憶部２２は、画像の歪みや大きさ、位置ずれを補正するための補正量を記憶する。補正部１６は、光束１００の投影位置の移動により発生する画像の歪み及び位置ずれを補正する。

図１１（ａ）〜図１１（ｅ）は、投影位置制御部（可動式ミラー）４３の位置が左に１０°回転した場合、左に５°回転した場合、センター位置の場合、右に５°回転した場合、右に１０°回転した場合をそれぞれ示し、図１１（ａ）〜図１１（ｅ）に対応して観視者１０１により視認される画像の例を図１２（ａ）〜図１２（ｅ）にそれぞれ示す。

図１１（ｃ）に示すように、投影位置制御部（可動式ミラー）４３のセンター位置にある場合には、図１２（ｃ）に示すように所望の画像２０１に対して実際の画像２１１は略一致するが、図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｄ）、図１１（ｅ）に示すように投影位置制御部（可動式ミラー）４３を回転させた場合には、図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図１２（ｄ）、図１２（ｅ）に示すように、所望の画像２０１，２０２，２０４，２０５に対して、実際の画像２１１，２１２，２１４，２１５は歪んで観察される。

補正部１６は、投影位置制御部（可動式ミラー）４３の回転位置や位置座標記憶部２１から読み出した単眼１０２の位置座標に基づいて、補正量記憶部２２から読み出した補正量を用いて画像２１１，２１２，２１４，２１５の歪みを補正する画像信号を生成する。光束生成装置４０は、歪みを補正した画像信号から画像を生成する。この結果、図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図１２（ｄ）、図１２（ｅ）に示すように投影位置制御部（可動式ミラー）４３を回転させた場合に、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）にそれぞれ示すように、歪みに応じて補正した画像２１１，２１２，２１３，２１４を生成することができる。

又、投影位置制御部（可動式ミラー）４３が回転したときには画像が歪むだけでなく、画像の大きさも変化する。補正部１６は、投影位置制御部（可動式ミラー）４３の回転位置や位置座標記憶部２１から読み出した単眼１０２の位置座標に基づいて、補正量記憶部２２から読み出した補正量を用いて画像のサイズの補正情報を付加した画像信号を生成する。

又、図１４に示すように、反射部材５０と観視位置との距離をＬ、観視位置をｘ、画像中心水平方角をｙとすると、画像中心水平方角ｙは、観視位置ｘに応じて図１５に示すように変化し、光束１００の投影位置が移動することにより画像の見える角度が変化する。補正部１６は、投影位置制御部（可動式ミラー）４３の回転位置や位置座標記憶部２１から読み出した単眼１０２の位置座標に基づいて、補正量記憶部２２から読み出した補正量を用いて画像の位置ずれの補正情報を付加した画像信号を生成する。

光束生成装置４０は、補正部１６が補正した画像信号に基づいて画像を形成する光束を生成する。

本発明の実施の形態の第１の変形例に係る画像表示方法は、図７のステップＳ１４において光束１００の投影位置を決定した後に、ステップＳ１５において投影位置制御部（可動式ミラー）４３を回転させる一方で、図１６に示すように、ステップＳ４１、Ｓ４２、Ｓ４３において、補正部１６が投影位置制御部（可動式ミラー）４３の回転位置や位置座標記憶部２１から読み出した単眼１０２の位置座標に基づいて、補正量記憶部２２から読み出した補正量を用いて画像の歪み、画像のサイズ、画像の位置ずれを補正する画像信号を生成する。光束生成装置４０は、補正部１６が補正した画像信号に基づいて画像を形成する。

本発明の実施の形態の第１の変形例によれば、眼の位置を追尾するために生じた画像の歪みや位置ずれを補正することにより、自然で見易い画像を観視者１０１に提示することができる。

（第２の変形例）
本発明の実施の形態の第２の変形例として、ナビゲーション機能を有し、外界重畳表示を行ったシステムについて説明する。本発明の実施の形態の第２の変形例に係る画像表示装置は、図１７に示すように、外界情報取得装置３１を更に備える点が、図１４に示した画像表示装置とは異なる。

外界情報取得装置３１は、外界情報を取得する。外界情報取得装置３１としてはカメラ等が使用可能である。

記憶装置２は、地図情報を記憶する地図情報記憶部２３、位置情報を記憶する位置情報記憶部２４及び外界情報取得装置３１が取得した外界情報を記憶する外界情報記憶部２５を更に備える。

ＣＰＵ１は、外界情報処理部１７及びナビ情報処理部１８を更に備える。外界情報処理部１７は、外界情報取得装置３１が取得した外界情報から道路を検出して、図１８に示すように、反射部材５０を介して視認される道路に重畳するように呈示画像の位置を制御する。

ナビ情報処理部１８は、位置情報記憶部２４から位置情報を読み出し、地図情報記憶部２３から地図情報を読み出して、図１８に示すように、目的地までの経路案内をする画像３０１，３０２，３０３を生成させる。

本発明の実施の形態の第２の変形例によれば、反射部材５０を介して視認される景色に重畳して画像を表示することで、観視者１０１は視線を落とすことなく、運転方向を見ながら情報が取得できるため、安全で見易い表示を行うことができる。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、画像表示装置を車載用の単眼ＨＵＤとして説明したが、画像表示装置の適用は車両に限定されず、船舶、航空機、工作機械、建築機械、産業機械等にも適用可能なことは勿論である。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の実施の形態に係る画像表示装置（単眼ＨＵＤ）の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る画像表示装置による画像表示の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係る単眼の検出方法を説明するための概略図である。 本発明の実施の形態に係る観視位置と単眼の位置座標との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態に係る単眼の位置と光束の投影位置との関係を示すグラフである。 図６（ａ）〜図６（ｃ）は、本発明の実施の形態に係る単眼を追尾する状態を説明するための概略図である。 本発明の実施の形態に係る画像表示方法の一例を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る単眼の検出方法の一例を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る投影位置の決定方法の一例を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態の第１の変形例に係る画像表示装置の一例を示すブロック図である。 図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、本発明の実施の形態に係る投影位置の移動を説明するための概略図である。 図１２（ａ）〜図１２（ｄ）は、本発明の実施の形態に係る投影位置の移動による画像の歪みを説明するための概略図である。 図１３（ａ）〜図１３（ｄ）は、本発明の実施の形態に係る画像の歪み補正を説明するための概略図である。 本発明の実施の形態の第１の変形例に係るモータ回転位置と画像中心位置の関係を説明するための概略図である。 本発明の実施の形態の第１の変形例に係る観視位置とモータの回転角度の関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態の第１の変形例に係る画像表示装置による歪み補正方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態の第２の変形例に係る画像表示装置の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態の第２の変形例に係る画像表示装置による外界重畳表示の一例を示す概略図である。

符号の説明

１…中央演算処理装置（ＣＰＵ）
２…記憶装置
３…撮像装置
４…投影部
１１…画像信号生成部
１２…位置算出部
１３…差分算出部
１４…投影位置決定部
１５…駆動制御部
１６…補正部
１７…外界情報処理部
１８…ナビ情報処理部
２１…位置座標記憶部
２２…補正量記憶部
２３…地図情報記憶部
２４…位置情報記憶部
２５…外界情報記憶部
３１…外界情報取得装置
４０…光束生成装置
４１…投影レンズ
４２…投影範囲制御部
４３…投影位置制御部
４４…画像拡大部
４５…駆動部
５０…反射部材
５１…高反射シート
５２…ダッシュボード
１００…光束
１０１…観視者
１０２…単眼

Claims (8)

1. 観視者を逐次撮像する撮像装置と、
   前記撮像装置の出力から前記観視者の単眼の位置を逐次算出する位置算出部と、
   今回検出した前記単眼の位置と前回検出した前記単眼の位置との差分を算出する差分算出部と、
   前記差分から、光束の前記単眼上の投影位置の目標値を決定して前記単眼の位置を追尾する投影位置決定部と、
   前記光束を前記投影位置に投影して、画像を前記観視者に提示する投影部
   を備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記投影位置決定部が、
   前記差分が所定値以上か判定し、
   前記差分が所定値以上と判定された場合には、前記単眼の位置が移動した方向に、今回検出した前記単眼の位置よりも先の位置に前記目標値を決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記投影位置決定部が、
   前記差分が所定値より小さいと判定された場合には、今回検出した前記単眼の位置と前記光束の範囲の中心とが一致するように前記目標値を決定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記投影部は、
   前記光束を生成する光束生成装置と、
   前記光束の発散角を制御することにより前記光束の投影範囲を制御する投影範囲制御部と、
   前記光束の方向を制御することにより前記投影位置を制御する投影位置制御部と、
   前記光束を反射する反射部材
   とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
5. 前記投影位置決定部が、前記差分に応じて前記目標値の量を変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
6. 前記目標値を変更した結果発生する前記画像の歪みを補正するための補正部を更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
7. 前記光束の水平方向の幅が６ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
8. 観視者を逐次撮像するステップと、
   前記撮像装置の出力から前記観視者の単眼の位置を逐次算出するステップと、
   今回検出した前記単眼の位置と前回検出した前記単眼の位置との差分を算出するステップと、
   前記差分から、光束の前記単眼上の投影位置の目標位置を決定して前記単眼の位置を追尾するステップと、
   前記光束を前記目標位置に向かって投影して、画像を前記観視者に提示するステップ
   とを含むことを特徴とする画像表示方法。

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