JP2016025394A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外界実像の視認性を保証可能な車両用表示装置の提供。【解決手段】パーソナル情報取得ブロック２０は、自車両内において表示画像の虚像と外界実像との重畳表示を視認する乗員のパーソナル情報として、視覚系感度Ｓに関連した感度関連情報Ｉｐｓを取得する。補正ブロック６０は、パーソナル情報取得ブロック２０により取得された感度関連情報Ｉｐｓに基づき確定される視覚系感度Ｓに合わせて、表示画像の色調を補正する。ＨＵＤユニット１２と視点変換ブロック５０と表示制御ブロック７０とは共同して、補正ブロック６０により色調補正された表示画像に映り込む外界実像の虚像を、ウインドシールドを通して乗員に視認される外界実像と位置合わせして、重畳表示させる。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用表示装置に関する。

従来、自車両において外界実像を透過する投影部材へ表示画像を投影することにより、表示画像の虚像を外界実像に重畳表示する車両用表示装置は、広く知られている。

例えば特許文献１に開示の車両用表示装置では、外界実像を含む背景の色調に応じて、表示画像の虚像の色調を変更させている。これにより背景が変化しても、当該変化後の背景に応じた色調にて、表示画像の虚像が表示される。故に、自車両内の乗員による虚像の視認性が向上する。

特許第３４７３３２１号公報

さて、特許文献１に開示の車両用表示装置では、障害物や信号機、標識等、運転に必要な外界実像には、表示画像の虚像が重畳表示されないように制御することで、当該重畳表示が運転障害となるのを回避している。こうした車両用表示装置において、虚像として表示される表示画像は、外界実像に関連した道路情報や緊急情報を表している。

これに対して本発明者は、撮影により表示画像に映り込ませた外界実像の虚像を、投影部材を通して乗員に視認される外界実像に位置合わせして、重畳表示させる拡張現実技術を採用することで、当該重畳表示が運転障害となるのを回避しつつ新たな効果を創出した。ここで新たな効果とは、例えば加齢や色覚障害等により視覚系感度が標準感度よりも低い乗員には、投影部材を通して視認される外界実像の適切な色調認識をアシストして、当該外界実像の視認性を保証可能にするというものである。

本発明は、以上説明した状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、外界実像の視認性を保証可能な車両用表示装置の提供にある。

上述した課題を解決するために開示された発明は、
自車両（１）において、外界実像（２）を撮影手段（３）に撮影させて表示画像（４）を取得し、外界実像を透過する投影部材（１ｂ）へ表示画像を投影することにより、表示画像の虚像（６）を外界実像に重畳表示する車両用表示装置（１０）であって、
自車両内において虚像と外界実像との重畳表示を視認する乗員（５）のパーソナル情報として、視覚系感度（Ｓ）に関連した感度関連情報（Ｉｐｓ）を取得する情報取得手段（２０，３０，４０）と、
情報取得手段により取得された感度関連情報に基づき確定される視覚系感度に合わせて、表示画像の色調を補正する補正手段（６０）と、
補正手段により色調の補正された表示画像に映り込む外界実像の虚像を、投影部材を通して乗員に視認される外界実像と位置合わせして、重畳表示させる位置制御手段（１２，５０，７０）とを、備えることを特徴とする。

この発明によると、表示画像に映り込む外界実像の虚像は、投影部材を通して乗員に視認される実際の外界実像と位置合わせされることで、運転障害となるのを回避しつつ当該実際の外界実像に重畳表示され得る。ここで表示画像の色調は、乗員のパーソナル情報として取得された感度関連情報に基づき確定される視覚系感度に合わせるようにして、補正される。これにより実際の外界実像は、視覚系感度に合わせて色調補正された虚像の重畳表示状態で乗員に視認されることになるので、当該乗員による外界実像の適切な色調認識をアシストできる。故に、外界実像の視認性を保証することが可能となる。

一実施形態による車両用表示装置の搭載された自車両を示す模式図である。 一実施形態による車両用表示装置による表示状態を示す正面図である。 一実施形態による車両用表示装置の構成を示すブロック図である。 一実施形態による車両用表示装置の特徴を示す特性図である。 一実施形態による車両用表示装置の特徴を示す特性図である。 一実施形態による車両用表示装置の特徴を示す特性図である。 一実施形態による車両用表示装置の特徴を示す特性図である。 一実施形態による車両用表示装置の特徴を示す模式図である。 一実施形態による車両用表示装置の制御フローを示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態による車両用表示装置１０は、自動車である自車両１に搭載され、インストルメントパネル１ａ内に収容されている。尚、以下の説明では、自車両１の進行方向前方を単に「前方」という。

車両用表示装置１０は、自車両１においてウインドシールド１ｂよりも前方の実景である外界実像２を外界撮影カメラ３に撮影させて、表示画像４を取得する。ここで外界撮影カメラ３は、本実施形態では、自車両１の車室内のうち運転席１ｃの前方斜め上方において、ルームミラー１ｄに設置されている。外界撮影カメラ３は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳといった撮像素子３ａに画像処理回路３ｂを組み合わせてなる（図３も参照）。外界撮影カメラ３は、撮像素子３ａによりウインドシールド１ｂを通して外界実像２を撮影し、当該撮像素子３ａからの信号を画像処理回路３ｂにより処理して画像４を生成する。車両用表示装置１０は、こうして生成された画像４を、後に詳述する各処理により、表示画像４として取得する。そこで以下では、車両用表示装置１０により未処理の画像４についても、同装置１０により各処理の施された画像４についても、全て表示画像４として説明する。

さらに車両用表示装置１０は、自車両１において外界実像２を透過するウインドシールド１ｂへと向かって、取得した表示画像４を投影する。このとき、自車両１内のうち運転席１ｃ上に着座する乗員５（以下、単に「乗員５」という）は、ウインドシールド１ｂにより反射した表示画像４の光束と、同シールド１ｂを透過した外界実像２からの光束とを、同時に知覚する。ここで、ウインドシールド１ｂにおける表示画像４の投影領域１ｅは、図２に示すように、乗員５から同シールド１ｂを通して外界実像２を視認可能となる範囲の略全体に、設定されている。その結果、図１の如くウインドシールド１ｂの前方箇所を結像点として表示される表示画像４の虚像６は、図２の如く実際の外界実像２と重畳した状態で乗員５に視認されることになる。即ち、表示画像４の虚像６は、実際の外界実像２に重畳して表示されるのである。

図１に示すように車両用表示装置１０は、具体的には、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）ユニット１２及び制御ユニット１４を備えている。

ＨＵＤユニット１２は、表示器１２ａに光学系１２ｂを組み合わせてなる。ＨＵＤユニット１２は、制御ユニット１４からの表示指令Ｏｄ（図３を参照）に従って表示器１２ａに光学形成した表示画像４を、光学系１２ｂによりウインドシールド１ｂまで導く。その結果、ウインドシールド１ｂに投影される表示画像４は、同シールド１ｂを透過した外界実像２に虚像６として重畳表示された状態で、乗員５により視認される。このときＨＵＤユニット１２は、表示器１２ａにおいて表示画像４を光学形成する複数画素の各階調値を、基準色としての光の三原色Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）に関してそれぞれ制御する。かかる制御の結果、表示画像４はカラー表示されることになる。

図３に示すように制御ユニット１４は、マイクロコンピュータを主体に構成され、例えばＣＡＮ等の車内通信網８に接続されている。制御ユニット１４は、制御プログラムの実行により、複数のブロック２０，３０，４０，５０，６０，７０を機能的に構築する。

パーソナル情報取得ブロック２０は、乗員５の視覚特性に関連した生体情報として、パーソナル情報を取得する。具体的にパーソナル情報には、後に詳述する乗員５の視覚系感度Ｓ（図４〜７を参照）に関連した感度関連情報Ｉｐｓと、乗員５の眼球状態に関連した眼球情報Ｉｐｅとが、含まれる。

まず、感度関連情報Ｉｐｓは、乗員５の視覚系感度Ｓを把握するために、自車両１の入力系７を通じてパーソナル情報取得ブロック２０に入力される。ここで視覚系感度Ｓとは、図４〜７に示すように外界実像２の色相を三原色Ｒ，Ｇ，Ｂに分解した場合に、各原色Ｒ，Ｇ，Ｂの明度に対する乗員５の感度を意味する。そこで本実施形態では、一般視認者の視覚系感度Ｓを標準感度Ｓ０として、乗員５の視覚系感度Ｓが当該標準感度Ｓ０と比較される。その結果、乗員５の視覚系感度Ｓについて図４〜６に示すように、標準感度Ｓ０よりも高低する明度領域Ａｌ，Ａｈが全原色Ｒ，Ｇ，Ｂに共通して存在する場合には、当該感度Ｓが特にコントラスト感度Ｓｃとして注目される。例えば、こうしたコントラスト感度Ｓｃは、乗員５の加齢に応じて明暗差の弁別閾が変化するのに従い、現出する。また、乗員５の視覚系感度Ｓについて図７に示すように、原色Ｒ，Ｇ，Ｂのうち一色又は二色として標準感度Ｓ０よりも低くなる低感度色Ｃｌが存在する場合には、当該感度Ｓが特に分光感度Ｓｓとして注目される。例えば、こうした分光感度Ｓｓは、乗員５の加齢に応じて水晶体が黄変するのに従い、又は乗員５の色覚障害により現出する。

このような視覚系感度Ｓを把握するための図３の感度関連情報Ｉｐｓは、自車両１内において乗員５により操作可能なタッチパネル又は登録キー等を入力系７として、当該入力系７から車内通信網８を介して手動入力される。あるいは、自車両１内へ持ち込まれるスマートキー又は携帯機器等から感度関連情報Ｉｐｓを受信する受信機器を入力系７として、当該入力系７での受信情報Ｉｐｓが車内通信網８を介して自動入力される。あるいは、自車両１内において指紋認証又は静脈認証等により乗員５の生体情報を認識する認証機器を入力系７として、車内通信網８を介して得られる当該入力系７の認証データに関連付けて制御ユニット１４に記憶された感度関連情報Ｉｐｓが、自動入力される。尚、以上の如き感度関連情報Ｉｐｓの入力は、自車両１の乗員５が固定される場合には少なくとも一度実行されればよく、また逆に自車両１の乗員５が変更される場合にはその都度実行される。

次に、眼球情報Ｉｐｅは、瞳の位置及び向きといった乗員５の眼球状態を把握するために、自車両１の入力系７を通じてパーソナル情報取得ブロック２０に入力される。そこで、眼球情報Ｉｐｅは、自車両１内において乗員５の眼球を撮影する車内撮影カメラを入力系７として、当該入力系７から車内通信網８を介して自動入力される。また、眼球状態として特に瞳の位置を把握するための眼球情報Ｉｐｅは、自車両１内において運転席１ｃのシートバック位置、又は運転席１ｃ上での乗員５の着座位置、又は運転席１ｃに付設のステアリングハンドル若しくはシートベルトの位置等を検出するセンサを入力系７として、当該入力系７から車内通信網８を介して自動入力される。

自車両情報取得ブロック３０は、乗員５による自車両１の運転状態に関連した情報として、自車両情報Ｉｄを取得する。ここで自車両１の運転状態とは、乗員５によるステアリングハンドルの操舵角や、乗員５によるアクセルペダルの踏み込み量、乗員５によるブレーキペダルの踏み込み量等をいう。自車両情報取得ブロック３０は、こうした自車両１の運転状態を検出するセンサを入力系７として、当該入力系７から車内通信網８を介して自動入力される運転状態に基づき、自車両１の移動速度及び移動方向といった自車両情報Ｉｄを生成する。

外界情報取得ブロック４０は、外界実像２を外界撮影カメラ３に撮影させて、未処理の表示画像４を取得する。それと共に外界情報取得ブロック４０は、外界撮影カメラ３により撮影される図２の外界実像２のうち、外界障害物２ａに関連した情報として、図３の外界情報Ｉｏを取得する。ここで外界障害物２ａとは、自車両１の進行を妨げて衝突するおそれのある他車両や、人工構造物、人間、動物等である。外界情報取得ブロック４０は、こうした外界障害物２ａについて種別、自車両１との離間距離、移動速度及び移動方向といった外界情報Ｉｏを、未処理の表示画像４から画像認識アルゴリズム等により抽出する。あるいは、車車間通信可能な他車両、又は路車間通信可能なビーコン若しくはモバイル通信基地局等から外界情報Ｉｏを受信する受信機器を入力系７として、当該入力系７からの車内通信網８を介した受信情報Ｉｏが外界情報取得ブロック４０に自動入力される。

視点変換ブロック５０は、外界情報取得ブロック４０により取得された未処理の表示画像４を、視点変換する。具体的に視点変換ブロック５０は、座標変換行列等により表示画像４の視点を、外界撮影カメラ３の撮像素子３ａによる図１の撮影視点Ｖｃから、乗員５による同図の乗員視点Ｖｐへと変換する。このとき、パーソナル情報取得ブロック２０により取得された眼球情報Ｉｐｅに基づくことで、乗員視点Ｖｐの現在位置又は将来位置が推定される。またこのとき、外界実像２のうち推定された乗員視点Ｖｐから注視される注視点については、自車両情報取得ブロック３０により取得された自車両情報Ｉｄと、外界情報取得ブロック４０により取得された外界情報Ｉｏとに基づくことで、その現在位置又は将来位置が推定される。さらにこのとき、推定された注視点を中心視野として外界実像２が映り込むように、表示画像４の視点が変換されることになる。尚、乗員視点Ｖｐ及び注視点の推定は、予め制御ユニット１４に記憶されているテーブル若しくはマップ等のパラメータを用いることで、又は予め制御ユニット１４に記憶されているは基準データをキャリブレーションすることによって、実行される。

図３の補正ブロック６０は、視点変換ブロック５０により視点変換された表示画像４の色調を、補正する。具体的に補正ブロック６０は、パーソナル情報取得ブロック２０により取得された感度関連情報Ｉｐｓに基づき乗員５の視覚系感度Ｓを確定し、当該確定感度Ｓに合わせた色調補正を表示画像４に対して施す。以下、視覚系感度Ｓとして先述の如く注目されるコントラスト感度Ｓｃ及び分光感度Ｓｓにそれぞれ合わせて、表示画像４の色調補正を実行した場合につき、詳しく説明する。

尚、図４〜７を参照する以下の説明において「シャドウ側明度」とは、表示画像４を与える各原色Ｒ，Ｇ，Ｂの階調値のうち最も暗い側の値（例えば「０」）に対応した、外界実像２の明度を意味する。また、「ハイライト側明度」とは、表示画像４を与える各原色Ｒ，Ｇ，Ｂの階調値のうち最も明るい側の値（例えば「２５５」）に対応した、外界実像２の明度を意味する。さらに、「中間明度」とは、表示画像４を与える各原色Ｒ，Ｇ，Ｂの階調値のうち中央値（例えば「１２３」）に対応した、外界実像２の明度を意味する。またさらに、「標準感度Ｓ０の対応値」とは、標準感度Ｓ０の乗員５に視認される外界実像２に表示画像４を重畳表示させても、当該外界実像２の色調を許容誤差範囲内で変化させないように、各原色Ｒ，Ｇ，Ｂに対する標準感度Ｓ０を明度毎に表示画像４の階調値と対応させた値を意味する。

図４は、標準感度Ｓ０よりも低感度となる低感度明度領域Ａｌがシャドウ側明度からハイライト側明度に跨って全原色Ｒ，Ｇ，Ｂに共通して存在するコントラスト感度Ｓｃに対して、表示画像４の色調補正を実行する場合の例を示している。この場合、コントラスト感度Ｓｃと標準感度Ｓ０との差が大きい明度ほど、表示画像４を与える低感度明度領域Ａｌの階調値を、標準感度Ｓ０の対応値よりも高く設定する。

図５は、標準感度Ｓ０よりも高感度となる高感度明度領域Ａｈがシャドウ側明度からハイライト側明度に跨って全原色Ｒ，Ｇ，Ｂに共通して存在するコントラスト感度Ｓｃに対して、表示画像４の色調補正を実行する場合の例を示している。この場合、コントラスト感度Ｓｃと標準感度Ｓ０との差が大きい明度ほど、表示画像４を与える高感度明度領域Ａｈの階調値を、標準感度Ｓ０の対応値よりも低く設定する。

図６は、高感度明度領域Ａｈがシャドウ側明度から中間明度に跨って且つ低感度明度領域Ａｌが中間明度からハイライト側明度に跨って全原色Ｒ，Ｇ，Ｂに共通して存在するコントラスト感度Ｓｃに対して、表示画像４の色調補正を実行する場合の例を示している。この場合、表示画像４を与える高感度明度領域Ａｈの階調値を、シャドウ側明度及び中間明度へ近づくほど標準感度Ｓ０との差が小さくなるように、標準感度Ｓ０の対応値よりも低く設定する。それと共に、表示画像４を与える低感度明度領域Ａｌの階調値を、中間明度及びハイライト側明度へ近づくほど標準感度Ｓ０の対応値との差が小さくなるように、当該対応値よりも高く設定する。

このように、標準感度Ｓ０よりも高低する明度領域Ａｌ，Ａｈが全原色Ｒ，Ｇ，Ｂに共通して存在するコントラスト感度Ｓｃの乗員５に対しては、それら全原色Ｒ，Ｇ，Ｂに関して表示画像４の階調値を補正するのである。尚、明度領域Ａｌ，Ａｈの範囲は、乗員５のコントラスト感度Ｓｃに応じて、図４〜６にそれぞれ示されるもの以外であっても勿論よく、その範囲での階調値補正を補正ブロック６０により実行する。

図７は、シャドウ側明度からハイライト側明度に跨って標準感度Ｓ０よりも低感度となる原色Ｒ，Ｂが低感度色Ｃｌとして存在する分光感度Ｓｓに対して、表示画像４の色調補正を実行する場合の例を示している。この場合、表示画像４を与える低感度色Ｃｌとしての原色Ｒ，Ｂの階調値を、シャドウ側明度及びハイライト側明度へ近づくほど標準感度Ｓ０の対応値との差が小さくなるように且つ中間明度へ近づくほどその差が大きくなるように、当該対応値よりも高く設定する。

このように、標準感度Ｓ０よりも低くなる低感度色Ｃｌが原色Ｒ，Ｇ，Ｂのうち一色又は二色存在する分光感度Ｓｓの乗員５に対しては、当該低感度色Ｃｌに関して表示画像４の階調値を補正するのである。尚、図７の場合において、標準感度Ｓ０とは許容誤差範囲内にて実質同一感度となっている原色Ｇに関しては、当該標準感度Ｓ０の対応値をそのまま表示画像４の階調値に設定する。また同様に、全原色Ｒ，Ｇ，Ｂに対する視覚系感度Ｓが標準感度Ｓ０とは許容誤差範囲内にて実質同一感度となっている場合には、それら全原色Ｒ，Ｇ，Ｂに関して、当該標準感度Ｓ０の対応値をそのまま表示画像４の階調値に設定する。

図３の表示制御ブロック７０は、視点変換ブロック５０により視点変換された後に補正ブロック６０により色調補正された表示画像４を、表示器１２ａに光学形成してウインドシールド１ｂへと投影させるように、表示指令ＯｄをＨＵＤユニット１２に与える。その結果、図８の（ｂ）に示すように色調補正された表示画像４に映る外界実像２の虚像６は、同図の（ａ）に示すようにウインドシールド１ｂを通して乗員５に視認される実際の外界実像２の全域に対し、同図の（ｃ）に示すように位置合わせして重畳表示される。このときの位置合わせでは、表示画像４に映り込む外界実像２の虚像６の輪郭６ａと、ウインドシールド１ｂを通した実際の外界実像２の輪郭２ｂとを、乗員５の眼に関する分解能の範囲内にて実質一致させることで、当該乗員５の感じる違和感を抑制する。そのために本実施形態では、表示制御ブロック７０からＨＵＤユニット１２への表示指令Ｏｄに応じた表示画像４の投影により輪郭６ａ，２ｂ同士を実質一致させるための視点変換を、先の視点変換ブロック５０により実行しておくのである。

以上より本実施形態では、ＨＵＤユニット１２と視点変換ブロック５０と表示制御ブロック７０とが共同して「位置制御手段」を構成している。また、パーソナル情報取得ブロック２０と自車両情報取得ブロック３０と外界情報取得ブロック４０とが共同して「情報取得手段」を構成している。さらに、補正ブロック６０が「補正手段」に相当し、外界撮影カメラ３が「撮影手段」に相当している。

（制御フロー）
以下、本実施形態による制御フローを、図９に基づき詳細に説明する。尚、本制御フローは、自車両１のエンジンスイッチがオンされるのに応じて開始され、同エンジンスイッチがオフされるのに応じて終了する。

まず、制御フローのＳ１０１では、乗員５の視覚系感度Ｓに関連した感度関連情報Ｉｐｓを、パーソナル情報取得ブロック２０により取得する。

次に、Ｓ１０２では、乗員５の眼球状態に関連した眼球情報Ｉｐｅと、自車両１の運転状態に関連した自車両情報Ｉｄとをそれぞれ、パーソナル情報取得ブロック２０と自車両情報取得ブロック３０とにより取得する。それと共に、Ｓ１０２では、未処理の表示画像４と、外界実像２のうち外界障害物２ａに関連した外界情報Ｉｏとを共に、外界情報取得ブロック４０により取得する。

続いて、Ｓ１０３では、Ｓ１０２において取得された未処理の表示画像４の視点を、撮像素子３ａによる撮影視点Ｖｃから乗員５による乗員視点Ｖｐへと、視点変換ブロック５０により変換する。このとき、特にＳ１０３では、Ｓ１０２において取得された眼球情報Ｉｐｅに基づくことで、乗員視点Ｖｐの現在位置又は将来位置を推定する。それと共に、Ｓ１０３では、外界実像２のうち推定された乗員視点Ｖｐから注視される注視点につき、Ｓ１０２において取得された自車両情報Ｉｄ及び外界情報Ｉｏに基づくことで、その現在位置又は将来位置を推定する。さらにＳ１０３では、推定された注視点を中心視野として外界実像２が映り込むように、表示画像４の視点を変換するのである。

また続いて、Ｓ１０４では、視点変換ブロック５０により視点変換された表示画像４の色調を、補正ブロック６０により補正する。このとき、特にＳ１０４では、コントラスト感度Ｓｃ及び分光感度Ｓｓといった視覚系感度Ｓを、Ｓ１０１において取得された感度関連情報Ｉｐｓに基づき確定する。それと共に、Ｓ１０４では、確定した視覚系感度Ｓに合わせるように、表示画像４の色調補正を実行するのである。

さらに続いて、Ｓ１０５では、表示指令ＯｄをＨＵＤユニット１２に与えることで、Ｓ１０４にて色調補正された表示画像４を表示器１２ａに光学形成して、ウインドシールド１ｂへと投影させる。その結果、色調補正された表示画像４に映り込む外界実像２の虚像６は、ウインドシールド１ｂを透過して乗員５に視認される実際の外界実像２と位置合わせして、重畳表示される。以上の後、Ｓ１０１へと戻ることで、エンジンスイッチがオフされるまではＳ１０１〜Ｓ１０５が繰り返し実行されて、虚像６と外界実像２との重畳表示が継続されるのである。

（作用効果）
以上説明した本実施形態の作用効果を、以下に詳細に説明する。

本実施形態によると、表示画像４に映り込む外界実像２の虚像６は、ウインドシールド１ｂを通して乗員５に視認される実際の外界実像２と位置合わせされることで、運転障害となるのを回避しつつ当該実際の外界実像２に重畳表示され得る。ここで表示画像４の色調は、乗員５のパーソナル情報として取得された感度関連情報Ｉｐｓに基づき確定される視覚系感度Ｓに合わせるようにして、補正される。これにより実際の外界実像２は、視覚系感度Ｓに合わせて色調補正された虚像６の重畳表示状態にて、乗員５に視認されることになるので、当該乗員５による外界実像２の適切な色調認識をアシストできる。故に、外界実像２の視認性を保証することが可能となる。

また、本実施形態によると、視覚系感度Ｓとしてのコントラスト感度Ｓｃに合わせて、表示画像４の色調が補正される。これにより実際の外界実像２は、コントラスト感度Ｓｃに合わせて色調補正された虚像６の重畳表示状態で乗員５に視認されることになるので、当該乗員５による外界実像２の適切な明度認識をアシストできる。故に、外界実像２の高い視認性を保証することが可能となる。

さらに、本実施形態によると、コントラスト感度Ｓｃが標準感度Ｓ０よりも低い低感度明度領域Ａｌが存在する場合には、表示画像４を与える低感度明度領域Ａｌの階調値が当該標準感度Ｓ０の対応値よりも高く設定される。これにより、低感度明度領域Ａｌでは高輝度に補正された虚像６が実際の外界実像２に重畳表示されることで、標準感度Ｓ０よりもコントラスト感度Ｓｃの低い乗員であっても、当該外界実像２の明度を適切に認識可能となる。

それと共に、本実施形態によると、コントラスト感度Ｓｃが標準感度Ｓ０よりも高い高感度明度領域Ａｈが存在する場合には、表示画像４を与える高感度明度領域Ａｈの階調値が当該標準感度Ｓ０の対応値よりも低く設定される。これにより、高感度明度領域Ａｈでは低輝度に補正された虚像６が実際の外界実像２に重畳表示されることで、標準感度Ｓ０よりもコントラスト感度Ｓｃの高い乗員であっても、当該外界実像２の明度を適切に認識可能となる。

またさらに、本実施形態によると、視覚系感度Ｓとしての分光感度Ｓｓに合わせて、表示画像４の色調が補正される。これにより実際の外界実像２は、分光感度Ｓｓに合わせて色調補正された虚像６の重畳表示状態にて、乗員５に視認されることになるので、当該乗員５による外界実像２の適切な色相認識をアシストできる。故に、外界実像２の高い視認性を保証することが可能となる。

加えて、本実施形態によると、乗員５の分光感度Ｓｓが標準感度Ｓ０よりも低い低感度色Ｃｌが存在する場合には、表示画像４を与える低感度色Ｃｌの階調値が当該標準感度Ｓ０の対応値よりも高く設定される。これにより、低感度色Ｃｌに関して高輝度に補正された虚像６が実際の外界実像２に重畳表示されることで、標準感度Ｓ０よりも分光感度Ｓｓの低い乗員であっても、当該外界実像２の色相を適切に認識可能となる。

また加えて、本実施形態によると、外界実像２に重畳表示させる表示画像４の視点は、外界撮影カメラ３による撮影視点Ｖｃから、乗員５による乗員視点Ｖｐへと変換される。こうして乗員視点Ｖｐの画像へと変換された表示画像４に映り込む外界実像２は、乗員５により視認される実際の外界実像２と正確に位置合わせして重畳表示されることとなるので、視覚系感度Ｓに合わせた色調補正も正確なものとなる。故に、外界実像２の高い視認性についての信頼度を高めることが可能となる。

さらに加えて、本実施形態による表示画像４は、外界撮影カメラ３により撮影される外界実像２のうち外界障害物２ａに関連した外界情報Ｉｏと、乗員５による自車両１の運転状態に関連した自車両情報Ｉｄとに基づき視点変換される。こうした視点変換によれば、時々刻々と変化する外界障害物２ａと自車両１との相対状態を、リアルタイムに又は予測的に表示画像４の重畳表示状態へと反映させることができる。その結果、表示画像４に映る外界実像２の虚像６と実際の外界実像２との視点変換による位置ずれは、生じ難くなる。故に、視覚系感度Ｓに合わせた色調補正を正確なものとして、外界実像の高い視認性についての信頼度を高めることが可能となる。

またさらに、本実施形態による表示画像４は、乗員５のパーソナル情報として眼球状態に関連して取得された眼球情報Ｉｐｅに基づき、視点変換される。こうした視点変換によれば、時々刻々と変化する乗員５の眼球状態を、リアルタイムに又は予測的に表示画像４の重畳表示状態へと反映させることができる。その結果、表示画像４に映る外界実像２の虚像６と実際の外界実像２との視点変換による位置ずれは、生じ難くなる。故に、視覚系感度Ｓに合わせた色調補正を正確なものとして、外界実像２の高い視認性についての信頼度を高めることが可能となる。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

具体的に変形例１では、視覚系感度Ｓとしてのコントラスト感度Ｓｃ及び分光感度Ｓｓのうち一方のみに対して、表示画像４の色調補正を実行してもよい。また、変形例２では、コントラスト感度Ｓｃおいて現出する低感度明度領域Ａｌ及び高感度明度領域Ａｈのうち一方のみに対して、表示画像４の色調補正を実行してもよい。さらに、変形例３では、外界情報Ｉｏと自車両情報Ｉｄと眼球情報Ｉｐｅとのうち一種類又は二種類の情報のみに基づき、表示画像４の視点変換を実行してもよい。

変形例４では、色調補正された表示画像４に映り込む外界実像２の虚像６について、ウインドシールド１ｂを通して乗員５に視認される実際の外界実像２の一部、例えば外界障害物２ａのみと位置合わせしてもよい。また、変形例５では、各ブロック２０，３０，４０，５０，６０，７０のうち少なくとも一つを、制御プログラムの実行により機能的に構築する代わりに、電気回路により物理的に構築してもよい。さらに、変形例６では、自車両１の「投影部材」として、ウインドシールド１ｂ以外の要素、ウインドシールド１ｂの室内側の面に貼り付けられた又はウインドシールド１ｂとは別体に形成されたコンバイナ等を、採用してもよい。

変形例７では、自車両１においてフロントグリル等の車室外に設置された外界撮影カメラ３により、ウインドシールド１ｂを通さないで外界実像２を撮影してもよい。また、変形例８では、補正ブロック６０により色調補正された表示画像４に対して、視点変換ブロック５０による視点変換を施してもよい。この場合、制御フローについてＳ１０３とＳ１０４との実行順を入れ替える。

１ 自車両、１ｂ ウインドシールド、２ 外界実像、２ａ 外界障害物、３ 外界撮影カメラ、４ 表示画像、５ 乗員、６ 虚像、１０ 車両用表示装置、１２ ＨＵＤユニット１２、１４ 制御ユニット、２０ パーソナル情報取得ブロック、３０ 自車両情報取得ブロック、４０ 外界情報取得ブロック、５０ 視点変換ブロック、６０ 補正ブロック、７０ 表示制御ブロック、Ａｈ 高感度明度領域、Ａｌ 低感度明度領域、Ｃｌ 低感度色、Ｉｄ 自車両情報、Ｉｏ 外界情報、Ｉｐ 感度関連情報、Ｉｐｅ 眼球情報、Ｉｐｓ 感度関連情報、Ｏｄ 表示指令、Ｓ 視覚系感度、Ｓ０ 標準感度、Ｓｃ コントラスト感度、Ｓｓ 分光感度、Ｖｃ 撮影視点、Ｖｐ 乗員視点

Claims (9)

1. 自車両（１）において、外界実像（２）を撮影手段（３）に撮影させて表示画像（４）を取得し、前記外界実像を透過する投影部材（１ｂ）へ前記表示画像を投影することにより、前記表示画像の虚像（６）を前記外界実像に重畳表示する車両用表示装置（１０）であって、
   前記自車両内において前記虚像と前記外界実像との重畳表示を視認する乗員（５）のパーソナル情報として、視覚系感度（Ｓ）に関連した感度関連情報（Ｉｐｓ）を取得する情報取得手段（２０，３０，４０）と、
   前記情報取得手段により取得された前記感度関連情報に基づき確定される前記視覚系感度に合わせて、前記表示画像の色調を補正する補正手段（６０）と、
   前記補正手段により前記色調の補正された前記表示画像に映り込む前記外界実像の前記虚像を、前記投影部材を通して前記乗員に視認される前記外界実像と位置合わせして、重畳表示させる位置制御手段（１２，５０，７０）とを、備えることを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記補正手段は、前記視覚系感度としてのコントラスト感度（Ｓｃ）に合わせて、前記表示画像の色調を補正することを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記補正手段は、前記コントラスト感度が標準感度（Ｓ０）よりも低い低感度明度領域（Ａｌ）が存在する場合に、前記表示画像を与える前記低感度明度領域の階調値を、当該標準感度に対応する値よりも高く設定することを特徴とする請求項２に記載の車両用表示装置。
4. 前記補正手段は、前記コントラスト感度が標準感度（Ｓ０）よりも高い高感度明度領域（Ａｈ）が存在する場合に、前記表示画像を与える前記高感度明度領域の階調値を、当該標準感度に対応する値よりも低く設定することを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用表示装置。
5. 前記補正手段は、前記視覚系感度としての分光感度（Ｓｓ）に合わせて、前記表示画像の色調を補正することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用表示装置。
6. 前記補正手段は、前記分光感度が標準感度よりも低い低感度色が存在する場合に、前記表示画像を与える前記低感度色の階調値を、当該標準感度に対応する値よりも高く設定することを特徴とする請求項５に記載の車両用表示装置。
7. 前記位置制御手段は、前記外界実像に重畳表示させる前記表示画像の視点を、前記撮影手段による撮影視点（Ｖｃ）から、前記乗員による乗員視点（Ｖｐ）へ変換することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用表示装置。
8. 前記位置制御手段は、前記撮影手段により撮影される前記外界実像のうち外界障害物（２ａ）に関連した外界情報（Ｉｏ）と、前記乗員による前記自車両の運転状態に関連した自車両情報（Ｉｄ）とに基づき、前記表示画像を視点変換することを特徴とする請求項７に記載の車両用表示装置。
9. 前記情報取得手段は、前記乗員のパーソナル情報として、眼球状態に関連した眼球情報（Ｉｐｅ）を取得し、
   前記位置制御手段は、前記情報取得手段により取得された前記眼球情報に基づき、前記表示画像を視点変換することを特徴とする請求項７又は８に記載の車両用表示装置。

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