JP2016147532A - 画像生成装置、ヘッドアップディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】視点の位置が大きくアイボックスからはずれた場合でも確実に情報提供することができる。
【解決手段】表示手段の表示領域ＤＰに表示画像Ｍを表示させることで、表示画像Ｍに基づく虚像Ｖを視認させ、ユーザの視点位置を検出し、この視点位置に関する視点情報に基づいて、表示手段の表示領域ＤＰのうちユーザが虚像Ｖとして視認できない不可視領域ＤＰ２を特定し、表示領域ＤＰに表示する表示画像Ｍのうち不可視領域ＤＰ２に少なくとも一部が配置された不可視画像Ｍ２を、不可視領域ＤＰ２外に表示させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、虚像を表示するヘッドアップディスプレイと、この虚像を表示するための画像データを生成する画像生成装置に関するものである。

従来のヘッドアップディスプレイは、特許文献１に開示されているように、表示光を出射する表示器と、表示器から出射される表示光をユーザの前面に位置する透過反射部に向ける平面鏡，凹面鏡などからなるリレー光学系と、を有する。ヘッドアップディスプレイから出射された表示光は、透過反射部によりユーザ側に反射され、透過反射部を介した前景とともに、表示器が出射する表示光に基づく虚像をユーザに視認させる。ユーザは、所定の範囲であるアイボックス内に視点を位置させると、表示器の表示領域全体に表示された表示画像を虚像として視認することができる。

この表示器の表示領域全体が視認可能なアイボックスを大きくするためには、リレー光学系及びヘッドアップディスプレイ筐体の表示光を出射する開口、などをそれぞれ大きくする必要がある。従って、ヘッドアップディスプレイ全体のサイズが大きくなってしまう。また、ヘッドアップディスプレイの開口などを拡大することによって、太陽光が筐体内に侵入してしまい、虚像のコントラストを低下させてしまうウォッシュアウトが生じるおそれがある。これらの観点から、ユーザの広い視点移動を考慮してアイボックスを大きく拡げることは困難である。

特開平５−２２９３６６号公報

ヘッドアップディスプレイは、車両に搭載されているため、上記理由によりアイボックスを大きく拡げない場合、車両の急加速，急減速または車両の振動などにより、ユーザの視点位置がアイボックスから主に上下方向に外れてしまい、虚像の上側または下側の一部が視認できなくなり、情報が認識しづらくなってしまうという問題がある。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、視点の位置が大きく変動しても確実に情報提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明は、ユーザの視点位置を検出し、この視点位置に関する情報に基づいて、表示手段の表示領域のうちユーザが虚像として視認できない不可視領域を特定し、この不可視領域に少なくとも一部が表示された不可視画像を、不可視領域外に表示させるものであり、視点位置の変動で視認できなくなる画像が発生しても、その画像を表示手段の表示領域内の視認可能な位置に移動することで、視点の位置が大きく変動しても情報提供を継続しておこなうことができる、ことをその要旨とする。

本発明の第１の発明における画像生成装置は、ユーザに虚像を視認させるための画像データを生成し、前記画像データを供給することで表示手段の表示領域に表示画像を表示させる画像生成装置であり、前記ユーザの視点位置に関する視点情報を取得する視点位置取得手段と、前記視点位置取得手段が取得した前記視点情報に基づき、前記表示領域のうち前記ユーザが虚像として視認できない不可視領域を特定する不可視領域特定手段と、前記表示画像のうち前記不可視領域に少なくとも一部が表示された不可視画像を、前記不可視領域外に表示させるように前記画像データを生成する画像データ生成手段と、を備えるものである。

また、本発明の第２の発明におけるヘッドアップディスプレイは、表示光を出射する表示手段と、前記表示手段が出射する前記表示光をユーザの前面に配置される透過反射部に向けるリレー光学系と、前記ユーザに虚像を視認させるための画像データを生成し、前記画像データを前記表示手段に供給する画像生成部と、を備え、前記ユーザの視点位置に関する視点情報を取得する視点位置取得手段と、前記視点位置取得手段が取得した前記視点情報に基づき、前記表示手段の表示領域のうち前記ユーザが虚像として視認できない不可視領域を特定する不可視領域特定手段と、を備え、前記画像生成部は、前記表示画像のうち前記不可視領域に少なくとも一部が表示された不可視画像を、前記不可視領域外に表示させるように前記画像データを生成するものである。

視点の位置が大きく変動しても確実に情報を提供することができる。

本発明の第１実施形態におけるヘッドアップディスプレイの概略的な構成を示す図である。 同上実施形態の電気的構成を示す図である。 同上実施形態の画像移動処理のフロー図である。 同上実施形態における画像移動処理の様子を示す図である。 本発明の第２実施形態の電気的構成を示す図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明のヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤと記載）及び画像生成装置の一実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における表示器１０の概略的な構成を示す図である。図１に示すように、ＨＵＤ１０は、例えば自動車に搭載されるものであり、表示手段１１と、平面鏡１２（リレー光学系の一実施例）と、凹面鏡１３（リレー光学系の一実施例）と、筐体１４と、画像生成部１５と、アクチュエータ制御部１６とから構成されている。ＨＵＤ１０は、表示手段１１が表示した表示画像Ｍを表す表示光Ｌを、平面鏡１２と凹面鏡１３とで反射させ、ＨＵＤ１０が搭載される車両１のウインドシールド（透過反射部の一実施例）１ａに照射することで、ユーザに虚像Ｖを視認させることができる。ＨＵＤ１０がこのように表示する内容は、例えば、車速などの各種車両情報、経路を指示するナビゲーション情報等である。

表示手段１１は、例えば液晶表示素子などの透過型表示パネルや、有機ＥＬ素子などの自発光表示パネルや、ＤＭＤやＬＣｏＳ（登録商標）などの反射型表示パネルや、レーザー光を走査する走査型表示装置などであり、表示領域ＤＰに表示画像Ｍを表示する。ＨＵＤ１０は、通常、表示手段１１の表示領域ＤＰの全体をリレー光学系（平面鏡１２，凹面鏡１３）により反射することで、ユーザの前景に表示領域ＤＰに対応した仮想的な表示面を生成する。表示手段１１が表示領域ＤＰに表示画像Ｍを表示することで、仮想的な表示面上に表示画像Ｍに基づく虚像Ｖが表示される。なお、表示手段１１は、後述の凹面鏡１３、ウインドシールド１ａにより生じる虚像Ｖの歪みを相殺するように、表示領域ＤＰに予め歪ませた表示画像Ｍを表示する。また、表示手段１１は、後述する画像データ生成部１５３から出力される画像データに基づいて、表示領域ＤＰ内で表示画像Ｍの位置を調整することができる。詳しくは、後に詳述するが、ユーザの視点位置がアイボックス２から大きく外れることにより、表示領域ＤＰの一部から出射される表示光Ｌが、筐体１４により遮られるなどしてユーザの視点位置まで届かない。これにより、表示領域ＤＰ内の一部の表示画像Ｍは、ユーザに視認されない。言い換えれば、ユーザの視点位置がアイボックス２から大きく外れた場合、表示手段１１の表示領域ＤＰは、ユーザが視認可能な可視領域ＤＰ１と、ユーザが視認できない不可視領域ＤＰ２とにわかれてしまう。本発明のＨＵＤ１０は、不可視領域ＤＰ２に表示された表示画像Ｍを、不可視領域ＤＰ２外（可視領域ＤＰ１）に移動させる『画像移動処理』を実行することで、ユーザの視点位置がアイボックス２から大きく外れた場合でも情報を提示し続けることができる。この『画像移動処理』についても後に詳述する。

図１の平面鏡１２は、例えば合成樹脂材料からなる基材の表面に、蒸着等の手段により反射膜を形成したものであり、表示手段１１が出射した表示画像Ｍの表示光Ｌを、凹面鏡１３に向けて反射させるものである。
図１の凹面鏡１３は、例えば合成樹脂材料からなる基材の表面に、蒸着等の手段により反射膜を形成したものであり、平面鏡１２で反射した表示光Ｌをさらに反射させ、ウインドシールド１ａに向けて出射する。なお、凹面鏡１３は、拡大鏡としての機能を有し、表示手段１１に表示された表示画像Ｍを拡大してウインドシールド１ａ側へ反射する。すなわち、ユーザが視認する虚像Ｖは、表示手段１１の表示領域ＤＰに表示された表示画像Ｍが拡大された像である。

図１のアクチュエータ１３ａは、モータ（図示しない）と、モータの動力を凹面鏡１３に伝達する歯車などの動力伝達部材（図示しない）と、これらモータと動力伝達部材及び凹面鏡１３を支持する支持基体と、を備え、凹面鏡１３を回転軸線ＡＸ周りに回転させるものである。アクチュエータ１３ａは、凹面鏡１３を回転軸線ＡＸ周りに回転させるための動力を発生させるものであり、例えばステッピングモータからなる。アクチュエータ１３ａは、後述するアクチュエータ制御部１６からの角度情報１６ａに応じて凹面鏡１３を回転軸線ＡＸ周りに回転させる。アクチュエータ１３ａは、凹面鏡１３を回転させることでアイボックス２の位置を調整することが可能である。

図１の筐体１４は、例えば黒色の遮光性合成樹脂から形成される上ケース１４１と、下ケース１４２とから構成され、これら上ケース１４１と下ケース１４２を係合することで、平面鏡１２、凹面鏡１３、及び、アクチュエータ１３ａを内部に収納し、外部に表示手段１１と画像生成部１５，アクチュエータ制御部１６が実装された制御基板が取り付けられる。
上ケース１４１は、ウインドシールド１ａに対向する部分に、表示光Ｌを通過させる開口部１４１ａを有し、この開口部１４１ａは、透光性カバー１４１ｂに覆われている。また、上ケース１４１は、開口部１４１ａの平面鏡１２に近接する箇所に遮光壁１４１ｃを有し、開口部１４１ａ（透光性カバー１４１ｂ）から入射する外光が平面鏡１２側または表示手段１１側へ進行することを防止する。
下ケース１４２は、筐体１４の内部に収納する平面鏡１２、凹面鏡１３、アクチュエータ１３ａ、及び外部に取り付ける表示手段１１、制御基板を係合する係合部（図示しない）をそれぞれ有し、表示手段１１、平面鏡１２、凹面鏡１３、アクチュエータ１３ａ、制御基板等をそれぞれ位置決め固定する。また、下ケース１４２は、表示手段１１が表示する表示画像Ｍが平面鏡１２に臨むように開口した表示口１４２ａを有する。筐体１４内は、表示光Ｌが通過する光路が設けられているが、これらの光路は、ＨＵＤ１０のサイズを小さく抑えるため、および太陽光が筐体１４内に侵入してくるのを抑えるために、極力小さくすることが望ましい。したがって、アイボックス２から大きくはずれた位置で視認すると、ユーザの視点位置に向かう表示光Ｌが所定の光路から大きくはずれることになり、筐体１４の一部により遮られ、表示画像Ｍの一部が虚像Ｖとして視認できなくなる。このように表示画像Ｍの一部が視認できなくなる場合であっても、本発明におけるＨＵＤ１０によれば、以下に説明する制御により情報の提示を継続することができる。第１実施形態のＨＵＤ１０における電気的な構成を、図２を用いて説明する。

図２は、ＨＵＤ１０の電気的な構成を示す図である。
図２の画像生成部１５は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のバス３を介して、後述するアクチュエータ制御部１６，視点検出部２０と信号を授受するインターフェース１５１と、インターフェース１５１からの信号を入力して表示手段１１の表示領域ＤＰに表示する表示画像Ｍの表示位置などを演算する演算部１５２と、演算部１５２の演算結果に基づいた画像データを生成して表示手段１１に出力する画像データ生成部１５３と、を備える。

図２のインターフェース１５１は、バス３から入力した信号を画像生成部１５内の処理に適した形式にする。インターフェース１５１は、アクチュエータ制御部１６及び視点検出部２０から各種情報を信号入力する。具体的には、インターフェース１５１は、アクチュエータ制御部１６から凹面鏡１３の設定角度に関する角度情報１６ａを入力し、視点検出部２０からユーザの視点位置に関する視点情報２０ａを入力し、それぞれを演算部１５２に出力する。なお、本実施形態のインターフェース１５１は、本発明の特許請求の範囲に記載のユーザの視点位置に関する視点情報２０ａを取得する視点位置取得手段，加速度情報を取得する加速度取得手段としての機能を有する。

図２の演算部１５２は、虚像Ｖの表示を調整するための演算を行う１つもしくは複数のマイクロプロセッサ，マイクロコントローラ，ＡＳＩＣ，ＦＰＧＡ，任意の他のＩＣなどを有する演算処理部（図示しない）と、演算を実行するためのプログラムやデータが記憶されたＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，フラッシュメモリなどからなる１つまたは複数のメモリを有する演算記憶部（図示しない）と、を備える。演算部１５２は、インターフェース１５１から入力した角度情報１６ａと視点情報２０ａとに基づいて、表示領域ＤＰの不可視領域ＤＰ２を算出し、不可視領域ＤＰ２に一部でも配置された表示画像Ｍを可視領域ＤＰ１に移動させる画像移動処理を実行する。なお、本実施形態の演算部１５２は、本発明の特許請求の範囲に記載のユーザが虚像Ｖとして視認できない不可視領域ＤＰ２を特定する不可視領域特定手段としての機能を有する。

図２の画像データ生成部１５３は、演算部１５２から入力した演算結果に基づいて、画像データを生成するグラフィックコントローラなどからなる処理部（図示しない）と、画像データを生成するためのプログラム及び画像データを生成する元となる画像元データを記憶する記憶部（図示しない）と、を備える。画像データ生成部１５３は、予め記憶された画像元データをもとに、演算部１５２から入力される演算結果に基づいて、表示画像Ｍの位置を不可視領域ＤＰ２から可視領域ＤＰ１に移動させるような動画の画像データを生成する。

図２のアクチュエータ制御部１６は、バス３を介して、後述する視点検出部２０と信号を授受するインターフェース１６１と、インターフェース１６１からの信号を入力して凹面鏡１３の設定角度を示す角度情報１６ａを演算する演算部１６２と、演算部１６２の演算結果に基づいてアクチュエータ１３ａを制御するアクチュエータ駆動回路１６３と、を備える。

図２のインターフェース１６１は、バス３から入力した信号をアクチュエータ制御部１６内の処理に適した形式にする。インターフェース１６１は、視点検出部２０からユーザの視点情報２０ａを入力し、演算部１６２に出力する。

図２の演算部１６２は、１つもしくは複数のマイクロコントローラ，ＡＳＩＣ，ＦＰＧＡ，任意の他のＩＣなどを有する演算処理部（図示しない）と、演算を実行するためのプログラムやデータが記憶されたＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，フラッシュメモリなどからなる１つまたは複数のメモリを有する演算記憶部（図示しない）と、を備える。演算部１６２は、インターフェース１６１から入力した視点情報２０ａに基づいて、凹面鏡１３の角度情報１６ａを演算する。凹面鏡１３は、角度を変化させることで、表示手段１１の表示領域ＤＰの全体が視認可能なアイボックス２の高さを調整することができる。すなわち、演算部１６２は、視点情報２０ａに基づいて、凹面鏡１３を回動させることで、ユーザの視点位置にアイボックス２を合わせる。

図２のアクチュエータ駆動回路１６３は、アクチュエータ１３ａを駆動するドライバーを含む回路であり、演算部１６２から入力された角度情報１６ａに基づいてアクチュエータ１３ａを駆動する。

以上が、本実施形態におけるＨＵＤ１０の構成であり、これより本実施形態のＨＵＤ１０に接続される視点検出部２０について説明する。

視点検出部２０は、ユーザの視点位置（右眼または／および左眼の上下及び左右及び奥行き方向における位置）を検出するものであり、本実施形態では、ユーザを撮像する図示しない赤外線カメラと、この赤外線カメラで取得された撮像データを解析する視点画像解析部と、を有する。赤外線カメラは、ユーザの右眼，左眼それぞれを撮像するものであり、視点画像解析部が赤外線カメラで取得された撮像データを、公知の画像処置、パターンマッチング法などにより画像解析することで、ユーザの右眼，左眼の位置を解析して、ユーザの視点位置に関する視点情報２０ａを画像生成部１５及びアクチュエータ制御部１６に出力する。これより図３，４を用いて、本実施形態におけるＨＵＤ１０が実行する『画像移動処理』について説明する。

図３は、本実施形態における『画像移動処理』のフロー図であり、図４は、ユーザが視認する虚像Ｖの様子を示した図であり、『画像移動処理』が実行された際の虚像Ｖの見え方について説明するための図である。図４（ａ）は、表示領域ＤＰ全体がユーザに視認されている場合を示している。図４（ａ）に示すように、通常、表示領域ＤＰ全体は、ユーザが視認可能な可視領域ＤＰ１となり、可視領域ＤＰ１に表示されている可視画像Ｍ１は、ユーザが虚像Ｖとして視認可能である。しかしながら、ユーザの視点位置がアイボックス２から大きく外れた場合、図４（ｂ）に示すように、表示領域ＤＰの一部が、ユーザにとって視認できない不可視領域ＤＰ２となる。すなわち、不可視領域ＤＰ２に表示されている不可視画像Ｍ２は、ユーザが虚像Ｖとして視認不可能である。

まず、図３のステップＳ１０において、演算部１５２は、角度情報１６ａ及び視点情報２０ａを入力する。次にステップＳ２０において、画像生成部１５は、予め記憶部に記憶しておいたテーブルデータを参照し、入力した角度情報１６ａと視点情報２０ａとに対応した不可視領域ＤＰ２を読み出し、この不可視領域ＤＰ２内に少なくとも一部でも配置された不可視画像Ｍ２が存在するかを判定する。

不可視画像Ｍ２が存在しないと判定した場合（ステップＳ２０でＮＯ）、表示画像Ｍの移動を行わない。また、不可視画像Ｍ２が存在すると判定した場合（ステップＳ２０でＹＥＳ）、画像生成部１５は、ステップＳ３０に移行する。

ステップＳ３０において、演算部１５２は、可視領域ＤＰ１内に不可視画像Ｍ２の全体が入る空いたスペースがあるかを判定する。

演算部１５２は、可視領域ＤＰ１内に不可視画像Ｍ２の全体が入る空いたスペースがあると判定した場合（ステップＳ３０でＹＥＳ）、不可視画像Ｍ２の位置を不可視領域ＤＰ２から可視領域ＤＰ１内の空いたスペースに、ユーザが視認可能な速度で移動させるような動画の画像データを描画データ生成部１５３に生成させる。表示手段１１は、生成された画像データに基づいて不可視画像Ｍ２を可視領域ＤＰ１に移動させる（ステップＳ４０）。

演算部１５２は、可視領域ＤＰ１内に不可視画像Ｍ２の全体が入る空いたスペースがないと判定した場合（ステップＳ３０でＮＯ）、ステップＳ５０において、不可視画像Ｍ２が可視画像Ｍ１に比べてユーザに報知する優先度が高いか否かを判定する。

演算部１５２は、不可視画像Ｍ２が可視画像Ｍ１に比べてユーザに報知する優先度が低いと判定した場合（ステップＳ５０でＮＯ）、ステップＳ６０において、不可視画像Ｍ２を非表示とする。なお、ステップＳ６０において、演算部１５２は、不可視画像Ｍ２の表示をそのまま維持するようにしてもよい。また、演算部１５２は、不可視画像Ｍ２が可視画像Ｍ１に比べてユーザに報知する優先度が高いと判定した場合（ステップＳ５０でＹＥＳ）、ステップＳ７０に移行する。

ステップＳ７０において、演算部１５２は、優先度の低い可視画像Ｍ１を非表示とし、空いた可視領域ＤＰ１のスペースに不可視画像Ｍ２を移動させるような画像データを画像データ生成部１５３に生成させる（ステップＳ４０）。なお、ステップＳ７０において、演算部１５２は、優先度の低い可視画像Ｍ１を不可視領域ＤＰ２に移動させるようにしてもよい。

以上に説明したように、本実施形態におけるＨＵＤ１０は、凹面鏡１３の設定角度の情報を含む角度情報１６ａと、ユーザの視点位置に関する情報を含む視点情報２０ａと、を入力し、入力した角度情報１６ａと視点情報２０ａとに基づき、表示手段１１の表示領域ＤＰのうちユーザが虚像Ｖとして視認できない不可視領域ＤＰ２を特定し、この不可視領域ＤＰ２に少なくとも一部が配置された不可視画像Ｍ２を、不可視領域ＤＰ２外（可視領域ＤＰ１）に表示させるように画像データを生成し、表示制御するものである。斯かる構成により、凹面鏡１３を回動させるようなＨＵＤ１０において、凹面鏡１３の角度及びユーザの視点位置から表示手段１１の表示領域ＤＰのうち視認できない不可視領域ＤＰ２を正確に特定することができる。そして、不可視領域ＤＰ２に一部でも配置された不可視画像Ｍ２を特定し、視認可能な可視領域ＤＰ１に移動させることが可能である。従って、ユーザの視点位置がアイボックス２から大きく外れ、表示領域ＤＰのうち視認出来ない不可視領域ＤＰ２が発生した場合でも、不可視領域ＤＰ２内に位置する不可視画像Ｍ２を、可視領域ＤＰ１に移動させてユーザに視認させることができる。

なお、上記実施形態のＨＵＤ１０では、凹面鏡１３の角度を調整可能としていたが、凹面鏡１３の角度を調整できないＨＵＤ１０に本発明を適用する場合、不可視領域ＤＰ２を、ユーザの視点位置に関する視点情報２０ａのみに基づいて特定してもよい。

また、上記実施形態は、アイボックス２の位置を変えるために凹面鏡１３を回動させるＨＵＤ１０に本発明を適用したものであったが、本発明は凹面鏡１３を回動または／および移動させるものにも適用可能である。また、本発明は、平面鏡１２などの凹面鏡１３以外の光学系を回動または／および移動させるＨＵＤ１０にも適用可能である。すなわち、演算部１５２は、凹面鏡１３の角度情報または／および位置情報や、その他の光学系（平面鏡１２）の角度情報または／および位置情報を用いて、不可視領域ＤＰ２を特定してもよい。

また、本実施形態のＨＵＤ１０は、不可視画像Ｍ２の位置を不可視領域ＤＰ２から可視領域ＤＰ１内の空いたスペースに、ユーザが視認可能な速度で移動させるような動画表示をするものである。このような動画表示をすることなく、不可視画像Ｍ２の位置を不可視領域ＤＰ２から可視領域ＤＰ１へ瞬時に移動させて表示することで、不可視画像Ｍ２を瞬時にユーザに視認させることができるが、瞬時に切り替わった表示に対して、どの表示が不可視領域ＤＰ２から可視領域ＤＰ１に移動してきたのかが認識しづらく、ユーザに違和感を覚えさせるおそれがある。これに比べて、不可視画像Ｍ２を不可視領域ＤＰ２から視認可能な速度で移動するように動画表示することで、どの表示画像Ｍが不可視領域ＤＰ２から移動してきたものなのかユーザが認識することができ、瞬時の表示切り替えによる違和感を与えにくくすることができる。

（第２実施形態）
これより、第２実施形態におけるＨＵＤ１０について、図５を用いて説明する。第２実施形態におけるＨＵＤ１０は、図５に示すように、加速度検出部３０をさらに備え、また画像生成部１５ａ（演算部１５２ａ）における不可視領域ＤＰ２の特定方法が上記実施形態とは異なる。なお、第２実施形態におけるＨＵＤ１０において、上記実施形態と同じ構成には、同符号を付して説明は省略する。

加速度検出部３０は、車両１の加速度を検出するものであり、加速度に関する加速度情報を画像生成部１５ａに出力する。なお、加速度検出部３０は、速度センサからの車両１の車速を入力し、この入力した車速から加速度を算出するものであってもよい。

第２実施形態における演算部１５２ａは、加速度検出部３０から入力される加速度情報を二回積分することで、加速度に応じたユーザの視点位置の変位量を算出する。すなわち、第２実施形態における演算部１５２ａは、視点検出部２０から入力した視点情報を、加速度から求めた変位量に基づいて補正し、車両１に加速度が生じた際のユーザの視点位置を推定することができる。演算部１５２ａは、推定した視点位置とアクチュエータ制御部１６から入力される角度情報１６ａに基づいて、不可視領域ＤＰ２を特定する。

第１実施形態においては、視点検出部２０により連続的にユーザの視点位置を検出し続けることで、車両１の挙動が変化した際のユーザの正確な視点位置を検出できるが、第２実施形態のＨＵＤ１０においては、視点検出部２０による連続的な視点位置検出が不要となり、視点検出部２０の動作負荷を軽減することができる。また、第２実施形態のＨＵＤ１０は、加速度を検出することでユーザの視点位置を推定することができるため、画像解析による視点位置検出に比べて、迅速に車両１の挙動に応じた視点位置を算出することができる。すなわち、車両１の挙動に迅速に対応して不可視画像Ｍ２を可視領域ＤＰ１に移動させることができる。

なお、加速度検出部３０で検出した加速度情報を２回積分して視点位置の変位量を算出した際に誤差が増大するため、加速度検出部３０の出力側にハイパスフィルタを配置する、または連続して検出した加速度に、最小二乗法を用いて直線または曲線を当てはめることで誤差を排除する基線補正を行うとよい。

なお、本発明は上記実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において様々な改良、並びに設計の変更が可能である。以下に変形例を説明する。

画像生成部１５は、不可視画像Ｍ２を不可視領域ＤＰ２外に移動させた後、少なくとも所定時間経過するまで表示位置を維持するように画像データを生成してもよい。このような構成により、ユーザの視点位置がアイボックス２から断続的に外れた場合でも、可視領域ＤＰ１に移動してある不可視画像Ｍ２を視認させ続けることができる。

また、画像生成部１５は、不可視画像Ｍ２と可視画像Ｍ１との優先度を比較し、可視画像Ｍ１の優先度が低い場合、可視画像Ｍ１を非表示とするように画像データを生成してもよい。このような構成により、可視領域ＤＰ１内に優先度の高い表示画像Ｍを表示できるスペースを確保することができる。

また、画像生成部１５は、不可視画像Ｍ２と可視画像Ｍ１との優先度を比較し、不可視画像Ｍ２の優先度が低い場合、不可視画像Ｍ２を非表示とするように画像データを生成してもよい。このような構成によりユーザにとって優先度の高い情報のみを選択して報知することができる。

なお、画像生成部１５は、可視画像Ｍ１と不可視画像Ｍ２との優先度を比較し、優先度が低いものを不可視領域ＤＰ２に表示させてもよい。このように、不可視領域ＤＰ２に優先度の低い表示画像Ｍを表示しておけば、視点位置がアイボックス２内に戻った場合に、ユーザは、直ちに不可視領域ＤＰ２に表示された表示画像Ｍ（不可視画像Ｍ２）を視認することができる。

１ 車両
１ａ ウインドシールド（透過反射部）
２ アイボックス
１０ ＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）
１１ 表示手段
１２ 平面鏡（リレー光学系）
１３ 凹面鏡
１３ａ アクチュエータ
１４ 筐体
１５ 画像生成部（画像生成装置）
１６ アクチュエータ制御部
２０ 視点検出部
３０ 加速度検出部
１５１ インターフェース（視点位置取得手段，加速度取得手段）
１５２ 演算部（不可視領域特定手段）
１５３ 描画データ生成部（画像データ生成手段）
１６１ インターフェース
１６２ 演算部
１６３ アクチュエータ駆動回路

ＤＰ 表示領域
ＤＰ１ 可視領域
ＤＰ２ 不可視領域
Ｌ 表示光
Ｍ 表示画像
Ｍ１ 可視画像
Ｍ２ 不可視画像
Ｖ 虚像

Claims (11)

1. ユーザに虚像を視認させるための画像データを生成し、前記画像データを供給することで表示手段の表示領域に表示画像を表示させる画像生成装置であり、
   前記ユーザの視点位置に関する視点情報を取得する視点位置取得手段と、
   前記視点位置取得手段が取得した前記視点情報に基づき、前記表示領域のうち前記ユーザが虚像として視認できない不可視領域を特定する不可視領域特定手段と、
   前記表示画像のうち前記不可視領域に少なくとも一部が表示された不可視画像を、前記不可視領域外に表示させるように前記画像データを生成する画像データ生成手段と、を備える、
   ことを特徴とする画像生成装置。
2. 車両の加速度に関する加速度情報を取得する加速度取得手段をさらに有し、前記加速度情報に基づいて前記ユーザの視点位置の変位量を算出し、前記変位量により前記視点情報を補正する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像生成装置。
3. 前記画像データ生成手段は、前記不可視画像を前記不可視領域外に移動させた後、少なくとも所定時間経過するまで表示位置を維持するように前記画像データを生成する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像生成装置。
4. 前記画像データ生成手段は、前記不可視画像と前記不可視領域外に配置された可視画像との優先度を比較し、前記可視画像の優先度が低い場合、前記可視画像を非表示とするように前記画像データを生成する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像生成装置。
5. 前記画像データ生成手段は、前記不可視画像と前記不可視領域外に配置された可視画像との優先度を比較し、前記不可視画像の優先度が低い場合、前記不可視画像を非表示とするように前記画像データを生成する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像生成装置。
6. 表示光を出射する表示手段と、
   前記表示手段が出射する前記表示光をユーザの前面に配置される透過反射部に向けるリレー光学系と、
   前記ユーザに虚像を視認させるための画像データを生成し、前記画像データを前記表示手段に供給する画像生成部と、を備え、
   前記ユーザの視点位置に関する視点情報を取得する視点位置取得手段と、
   前記視点位置取得手段が取得した前記視点情報に基づき、前記表示手段の表示領域のうち前記ユーザが虚像として視認できない不可視領域を特定する不可視領域特定手段と、を備え、
   前記画像生成部は、前記表示画像のうち前記不可視領域に少なくとも一部が表示された不可視画像を、前記不可視領域外に表示させるように前記画像データを生成する、
   ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
7. 車両の加速度に関する加速度情報を取得する加速度取得手段をさらに有し、前記加速度情報に基づいて前記ユーザの視点位置の変位量を算出し、前記変位量により前記視点情報を補正する、
   ことを特徴とする請求項６に記載のヘッドアップディスプレイ。
8. 前記画像生成部は、前記不可視画像を前記不可視領域外に移動させた後、少なくとも所定時間経過するまで表示位置を維持するように前記画像データを生成する、
   ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載のヘッドアップディスプレイ。
9. 前記画像生成部は、前記不可視画像と前記不可視領域外に配置された可視画像との優先度を比較し、前記可視画像の優先度が低い場合、前記可視画像を非表示とするように前記画像データを生成する、
   ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ。
10. 前記画像生成部は、前記不可視画像と前記不可視領域外に配置された可視画像との優先度を比較し、前記不可視画像の優先度が低い場合、前記不可視画像を非表示とするように前記画像データを生成する、
    ことを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ。
11. 前記リレー光学系を移動または回転させることが可能なアクチュエータをさらに備え、
    前記不可視領域特定手段は、前記視点位置取得手段が取得した前記視点情報と前記リレー光学系の移動または／および回動に関する情報とに基づき、前記不可視領域を特定する、
    ことを特徴とする請求項６乃至１０のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ。
    

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