JP4857563B2 - 車載情報提供装置 - Google Patents

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。

車両の乗員が移動中の車両内で車両に固定されている表示画面を見る場合、車両の揺動に伴って画面と乗員との間に相対変位が生じる。一般に、視覚情報から得られる体の運動情報と前庭器（三半規管、耳石）から得られる運動情報とが一致しない場合、人は揺動に対する違和感や不快感を感じる。乗員が車両内から外部風景を見ている場合、視覚、前庭器いずれからも空間内での自身の動きに関する情報が得られ、これらの情報が一致するため違和感は生じない。一方、乗員が車両内の表示画面を注視している場合、視覚からは画面と乗員との相対変位に関する情報しか得られないため、視覚情報から判断した自身の動きと、前庭器からの運動情報から判断した自身の動きとの間に不一致が生じ、違和感や不快感が発生する。

特許文献１に記載の技術は、ディスプレイと観察者の間に光学素子を配設し、画像を無限遠表示とすることにより、観察者のディスプレイに対する位置が上下、左右にずれても観察者にとって表示画像が無限遠の位置に固定されて見えるように、観察者と表示画像との相対変位を補正しようとしたものである。また、特許文献２に記載の技術は、車両のピッチ動や、表示画面〜観察者の頭部間の相対変位を検出し、ピッチ動および相対変位に基づいて画面上の画像表示位置を移動させることにより、観察者にとって表示画像が所定の位置に固定されて見えるようにしたものである。

特開平１０−７３７８５号公報 特開２００４−２２４３１５号公報

特許文献１の技術では、並進方向の相対変位のみしか補正できないため、表示画面が観察者に対して回転運動する場合には適さない。また、特許文献２の技術では、全ての動きを電子制御によって補正して画像を表示するため、車両回転運動のように低い周波数成分についての制御は容易であるが、表示画面〜観察者の頭部間の相対変位のように高周波成分が含まれる場合には、制御に遅延が生じてリアルタイムに補正できないおそれがある。

本発明による車載情報提供装置は、乗員に提供する画像情報を表示する画像表示部と、前記画像表示部から射出された光束を反射する反射鏡と、前記反射鏡により反射された光束を入射して所定の視方向へ向けて屈折させるプリズムシートと、前記プリズムシートから射出された光束を前記視方向に向けて略平行光にするフレネルレンズとを具備し、前記画像表示部の配設位置を前記フレネルレンズの焦点距離に対応させることにより、前記乗員から遠方の位置に表示画面を結像させる画像遠方結像部と、車両の動きを検出する車両運動検出部と、前記車両運動検出部から出力される検出信号を用いて演算されるピッチ、ロール、およびヨーの少なくとも１つの回転方向に基づいて、前記乗員が観察する前記表示画面の移動量を算出する画面移動量算出手段と、前記画面移動量算出手段により算出された前記移動量をキャンセルするために必要な前記画像表示部上の表示画像の変位量を算出する画像変位量算出手段と、前記画像変位量算出手段により算出された前記変位量に基づいて表示画像のシフト処理を行う画像シフト手段とを具備し、前記乗員によって観察される画像情報を前記車両運動検出部から出力される検出信号に応答してリアルタイムにシフトさせる観察画像変位部とを備えた車載情報提供装置であって、前記観察画像変位部は、車両の動きに起因して生じる観察画像の振動周波数成分が所定の周波数より低い場合であって、且つ前記観察画像の動き振幅が所定値より大きい場合のみ、前記変位量に基づく前記シフト処理を行うことを特徴とする。

本発明によれば、相対変位の変化の周波数成分が所定値より低く、かつ、相対変位の変化が所定値より大きな振幅を有する場合にのみ、電気的な制御（逆方向への画像シフト）を行って観察画像の動きを補正する構成としているので、小さな相対変位を光学的に完全にキャンセルして違和感を抑えつつ、大きな相対変位には電気的な制御によって画像が画像遠方結像手段の有効領域からはみ出してしまう頻度を少なくすることができる。

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、制御部１０２と、画像入力部１０３と、画像変位部１０４と、画像表示部１０５と、画像遠方結像部１０６とを有する。車両の乗員である観察者は、車両内の座席（不図示）に着座して画像表示部１０５によって表示される画像などの情報を観察する。

車両運動検出部１０１は、車両の回転運動（とくに、ノーズダイブやスクワットに対応する周波数成分の運動）を検出し、検出信号を制御部１０２へ出力する。制御部１０２は、車両運動および乗員運動の推定値に基づいて、画像表示部１０５に表示させる画像の変位量を決定する。画像の変位量は、画像表示部１０５の表示画面内で画像の表示位置をリアルタイムに移動させる移動量である。制御部１０２は、画像の変位量を決定する他に、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。

画像入力部１０３は、画像表示部１０５に表示させる元の画像を入力し、入力された画像信号（表示データ）を画像変位部１０４へ出力する。画像変位部１０４は、制御部１０２によって決定された画像の変位量にしたがって、画像表示部１０５による画像の表示位置が移動するように表示データを加工する。加工後の表示データは、画像表示部１０５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１０５へ出力される。

画像表示部１０５は、たとえば、小型ＬＣＤ（液晶表示器）によって構成され、入力された表示信号による画像などを表示する。画像遠方結像部１０６は、画像表示部１０５に表示されている画像を光学的に遠方結像させる。

図２は、画像遠方結像部１０６の構成および画像表示部１０５の配設位置を説明する図である。画像遠方結像部１０６は、２つの反射鏡２１および２２と、プリズムシート２３と、フレネルレンズ２４とを含む。画像などの情報を表示している画像表示部１０５から射出された光束ＦＬは、反射鏡２１によって反射されて上方の反射鏡２２へ向けて進み、さらに反射鏡２２によって反射されて左方へ進み、プリズムシート２３に入射される。

プリズムシート２３は、入射光を観察者（乗員）の視方向（図２の例では水平左方）へ屈折させ、フレネルレンズ２４へ向けて射出する。フレネルレンズ２４は凸レンズの作用を有し、入射された光束ＦＬ（画像表示部１０５の表示画面からの光束）を観察者へ向けて略平行光として射出する。なお、画像表示部１０５の配設位置は、フレネルレンズ２４の焦点に対応する。

上述した画像遠方結像部１０６により、画像表示部１０５の表示画面からの光束ＦＬが略平行光として進行するので、乗員には表示画像が略無限遠に位置するように見える。この場合、画像表示部１０５からの光束ＦＬと乗員の頭部との間に上下、左右方向の相対変位が生じても、乗員が観察する画像は乗員の頭部動と一致する。つまり、上記相対変位は光学的にキャンセルされる。

上述した車載情報提供装置１００の制御部１０２で行われる表示制御処理の流れについて、図３のフローチャートを参照して説明する。図３のステップＳ１０において、制御部１０２は、画像表示部１０５の画面電源がオンされているか否かを判定する。制御部１０２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、ステップＳ１０の判定処理を繰り返す。

ステップＳ２０において、制御部１０２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画面の移動量を算出し、ステップＳ３０へ進む。算出する画面の移動量は、乗員が観察する画像表示部１０５による表示画像の相対的な上下移動量である。

ステップＳ３０において、制御部１０２は、算出した画面の移動量をキャンセルするために必要な画像表示部１０５上の表示画像の変位量を算出し、ステップＳ４０へ進む。

ステップＳ４０において、制御部１０２は、画像変位部１０４へ算出した画像変位量を示す情報を送るとともに、画像シフトを行うように指令を出力してステップＳ５０へ進む。これにより、画像変位部１０４は、画像入力部１０３から入力された表示データに対し、上記変位量に応じて表示データを加工する。

ステップＳ５０において、制御部１０２は、画像表示部１０５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Ｓ６０へ進む。これにより、画面内を移動した画像が画像表示部１０５に表示される。ステップＳ６０において、制御部１０２は、画像表示部１０５の画面電源がオフされたか否かを判定する。制御部１０２は、画面電源がオフされた場合にステップＳ６０を肯定判定し、図３による処理を終了する。一方、制御部１０２は、画面電源がオフされていない場合にはステップＳ６０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。

乗員の頭部（眼球）と、乗員が観察する画面（画像表示部１０５からの光束ＦＬ）との間に生じる相対変位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、乗員の頭部（眼球）と乗員が観察する画面（画像表示部１０５からの光束ＦＬ）との相対変位は、次の２つに大別される。
［１］車両側に生じるピッチ動に起因するもの
［２］乗員側（とくに眼球）に生じるシート上での上下動に起因するもの

上記［１］について、図４（ａ）を参照して説明する。一般に、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。乗員が観察する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面にピッチ方向（この場合下向き）の回転運動が生じる。このため、乗員の頭部（とくに眼球）の位置が移動しない場合は、乗員には画面が基準（遠方の静止風景）に対して下方に移動するように見える。

本実施の形態では、上記［１］による画面の移動をキャンセルするように、相対変位の変化と逆方向（この場合上向き）に画像の表示位置を変位させるための表示データ加工を行う。図４（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シフトを説明する図である。図４（ｂ）において、画面の下方移動量に応じて、画面に表示される画像が上方へ移動する。この結果、表示画像および眼球間の相対変位が０になり、乗員にとって表示画像が空間上に停止して見える。

車両減速時と反対に、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。乗員が観察する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面にピッチ方向（この場合上向き）の回転運動が生じる。このため、乗員の頭部（とくに眼球）の位置が移動しない場合は、乗員には画面が基準（遠方の静止風景）に対して上方に移動するように見える。この場合には、上記［１］による画面の移動をキャンセルするように、相対変位の変化と逆方向（この場合下向き）に画像の表示位置を変位させるための表示データ加工を行う。

図４（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シフトを説明する図である。図４（ｃ）において、画面の上方移動量に応じて、画面に表示される画像が下方へ移動する。この結果、表示画像および眼球間の相対変位が０になり、乗員にとって表示画像が空間上に停止して見える。

上記［２］について、図５（ａ）を参照して説明する。実際の車両走行時においては、路面の不整等により乗員がシート上で上下動し、乗員の頭部（とくに眼球）と車両（とくに乗員が観察する画面との間にも相対変位が生じる。図５（ａ）において、頭部が下方に変位すると、画面の位置が移動しない場合は、画面に対して乗員の頭部（とくに眼球）の高さが低く変化し、乗員には画面が基準（遠方の静止風景）に対して上方に移動するように見える。

本実施の形態では、画像遠方結像部１０６を介して画像表示部１０５からの光束ＦＬによる画像を観察するように構成したので、乗員にとって表示画像が略無限遠に位置するように観察される。これにより、上記［２］による画面の移動が生じたとしても、乗員にとって表示画像が空間上に停止しているように観察される。つまり、図５（ｂ）に示すように、画面に表示される画像を下方へ移動させる場合と同様の作用効果が得られる。

反対に、乗員の頭部が上方に変位すると、画面の位置が移動しない場合は、画面に対して乗員の頭部（とくに眼球）の高さが高く変化し、乗員には画面が基準（遠方の静止風景）に対して下方に移動するように見える。しかしながら、画像遠方結像部１０６を介して画像表示部１０５からの光束ＦＬによる表示画像を観察するので、乗員にとっては表示画像が略無限遠に位置するように観察される。

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）乗員の頭部（とくに眼球）と車両（とくに乗員が観察する画面（画像表示部１０５からの光束ＦＬ）との間に生じる上記［１］、［２］の相対変位の変化に起因する観察画像の動きをキャンセルするようにしたので、乗員にとって表示画像が空間上に停止して見える。この結果、乗員にとって画像が見やすくなる上に、乗員が得る視覚情報と前庭器（三半規管、耳石）からの運動情報とが一致するので、乗員が感じる違和感・不快感を低減することができる。

（２）上記［１］による観察画像の動き（相対変位の変化）を電気的な制御（逆方向への画像シフト）によってキャンセルするようにしたので、車両の加減速時に生じる観察画像の動きを適切にキャンセルできる。

（３）上記［２］による観察画像の動き（相対変位の変化）を光学的に補正する（画像遠方結像部１０６によって画像表示部１０５の表示画面からの光束ＦＬを略平行光とする）ようにしたので、電気的な制御と異なり、制御の遅延によってリアルタイムに補正できなくなるおそれがない。光学的な補正は、観察画像の動き（相対変位の変化）の周波数成分がノーズダイブやスクワットに対応する周波数より高い場合、とくに有効である。さらに、光学的な補正は機械的な可動部が不要なため、耐久性や追従性に優れる上に、装置の小型化にも効果が得られる。

画像表示部１０５の配設位置は、フレネルレンズ２４の焦点距離より短い位置に配設してもよい。この場合には、光学的な補正割合が小さくなるので、相対変位が大きくなった場合でも、補正後の画像が画像遠方結像部１０６の有効領域からはみ出してしまう頻度を少なくすることができる。

相対変位の変化の周波数成分が所定値より低く、かつ、相対変位の変化が所定値より大きな振幅を有する場合にのみ、電気的な制御（逆方向への画像シフト）を行って観察画像の動きを補正する構成にしてもよい。これにより、小さな相対変位を光学的に完全にキャンセルして違和感を抑えつつ、大きな相対変位には電気的な制御によって画像が画像遠方結像部１０６の有効領域からはみ出してしまう頻度を少なくすることができる。

（第二の実施形態）
観察画像の動き（相対変位の変化）をキャンセルする電気的な制御として、逆方向への画像シフトの代わりに画像表示部自体を上記逆方向へ変位させる構成にしてもよい。図６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６において、車載情報提供装置２００は、車両運動検出部２０１と、制御部２０２と、表示部駆動部２０３と、画像入力部２０４と、画像表示部２０５と、画像遠方結像部２０６とを有する。

車両運動検出部２０１は、車両の回転運動（とくに、ノーズダイブやスクワットに対応する周波数成分の運動）を検出し、検出信号を制御部２０２へ出力する。制御部２０２は、車両運動および乗員運動の推定値に基づいて、画像表示部２０５による画像の変位量を決定する。制御部２０２はさらに、決定した画像の変位量に応じて画像表示部２０５自体をリアルタイムに変位させるための画像表示部２０５の移動量を決定する。制御部２０２は、画像表示部２０５の移動量を決定する他に、車載情報提供装置２００の各部を制御するように構成されている。

表示部駆動部２０３は、制御部２０２によって決定された画像表示部２０５の移動量にしたがって、画像表示部２０５をリアルタイムに駆動する。画像入力部２０４は、画像表示部２０５に表示させる元の画像を入力し、入力された画像信号（表示データ）を画像表示部２０５へ出力する。

画像表示部２０５は、たとえば、小型ＬＣＤ（液晶表示器）によって構成され、入力された表示信号による画像などを表示する。画像遠方結像部２０６は、画像表示部２０５に表示されている画像を光学的に遠方結像させる。

図７は、画像遠方結像部２０６および表示部駆動部２０３の構成、ならびに画像表示部２０５の配設位置を説明する図である。画像遠方結像部２０６は、図２に例示した構成と同様なので説明を省略する。また、画像表示部２０５の配設位置は、フレネルレンズ２４の焦点に対応する。

表示部駆動部２０３は、駆動部フレーム２０３Ａおよび駆動用ボイスコイル２０３Ｂによって構成される。駆動用ボイスコイル２０３Ｂは、画像表示部２０５の表示画面の上下部においてそれぞれ画像表示部２０５および駆動部フレーム２０３Ａ間に設けられ、画像表示部２０５を上下左右方向に回転変位自在に支持する。ここで、表示部駆動部２０３が画像表示部２０５を変位させる向き（上下方向）は、画像表示部２０５から射出された光束ＦＬの中心線と直交する向きである。

上記車載情報提供装置２００の制御部２０２で行われる表示制御処理の流れについて、図８のフローチャートを参照して説明する。図８のステップＳ１１０において、制御部２０２は、画像表示部２０５の画面電源がオンされているか否かを判定する。制御部２０２は、画面電源がオンされている場合にステップＳ１１０を肯定判定してステップＳ１２０へ進み、画面電源がオンされていない場合にはステップＳ１１０を否定判定し、ステップＳ１１０の判定処理を繰り返す。

ステップＳ１２０において、制御部２０２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画面の移動量を算出し、ステップＳ１３０へ進む。算出する画面の移動量は、乗員が観察する画像表示部２０５による表示画像の相対的な上下移動量である。

ステップＳ１３０において、制御部２０２は、算出した画面の移動量をキャンセルするために必要な画像表示部２０５の変位量を算出し、ステップＳ１４０へ進む。

ステップＳ１４０において、制御部２０２は、表示部駆動部２０３へ算出した表示部変位量を示す情報を送るとともに、画像表示部２０５をシフトさせるように指令を出力してステップＳ１５０へ進む。これにより、表示部駆動部２０３は、駆動部フレーム２０３Ａ内で画像表示部２０５の位置を上記変位量に応じて変位させる。

ステップＳ１５０において、制御部２０２は、画像表示部２０５へ指令を送り、表示データによる画像を表示させてステップＳ１６０へ進む。ステップＳ１６０において、制御部２０２は、画像表示部２０５の画面電源がオフされたか否かを判定する。制御部２０２は、画面電源がオフされた場合にステップＳ１６０を肯定判定し、図８による処理を終了する。一方、制御部２０２は、画面電源がオフされていない場合にはステップＳ１６０を否定判定し、ステップＳ１２０へ戻って上述した処理を繰り返す。

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）第一の実施形態と同様に、乗員の頭部（とくに眼球）と車両（とくに乗員が観察する画面（画像表示部２０５からの光束ＦＬ））との間に生じる上記［１］、［２］の相対変位の変化に起因する観察画像の動きをキャンセルするようにしたので、乗員にとって表示画像が空間上に停止して見える。この結果、乗員にとって画像が見やすくなる上に、乗員が得る視覚情報と前庭器（三半規管、耳石）からの運動情報とが一致するので、乗員が感じる違和感を低減することができる。

（２）上記［１］による観察画像の動き（相対変位の変化）を電気的な制御（逆方向へ画像表示部２０５自体をシフトする）によってキャンセルするようにしたので、車両の加減速時に生じる観察画像の動きを適切にキャンセルできる。画像表示部２０５自体をシフトさせるので、画像データに対する加工（画像シフト加工）が不要であり、画像データ加工に伴う画像の劣化が生じることがない。また、画像シフト加工時にシフト代を設けるための縮小加工の必要もない。

（３）第一の実施形態と同様に、上記［２］による観察画像の動き（相対変位の変化）を光学的に補正する（画像遠方結像部２０６によって画像表示部２０５の表示画面からの光束ＦＬを略平行光とする）ようにしたので、電気的な制御と異なり、制御の遅延によってリアルタイムに補正できなくなるおそれがない。

（第三の実施形態）
観察画像の動き（相対変位の変化）をキャンセルする電気的な制御として、画像表示部から射出された光束ＦＬを上記逆方向へ変位させる構成にしてもよい。図９は、本発明の第三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３００は、車両運動検出部３０１と、制御部３０２と、補正レンズ駆動部３０３と、画像入力部３０４と、画像表示部３０５と、画像遠方結像部３０６とを有する。

車両運動検出部３０１は、車両の回転運動（とくに、ノーズダイブやスクワットに対応する周波数成分の運動）を検出し、検出信号を制御部３０２へ出力する。制御部３０２は、車両運動および乗員運動の推定値に基づいて、画像表示部３０５による画像の変位量を決定する。制御部３０２はさらに、決定した画像の変位量に応じて画像表示部３０５から射出された光束ＦＬをリアルタイムに変位させるための画像シフト用レンズの移動量を決定する。制御部３０２は、画像シフト用レンズの移動量を決定する他に、車載情報提供装置３００の各部を制御するように構成されている。

補正レンズ駆動部３０３は、制御部３０２によって決定された画像シフト用レンズの移動量にしたがって、画像シフト用レンズをリアルタイムに駆動する。画像入力部３０４は、画像表示部３０５に表示させる元の画像を入力し、入力された画像信号（表示データ）を画像表示部３０５へ出力する。

画像表示部３０５は、たとえば、小型ＬＣＤ（液晶表示器）によって構成され、入力された表示信号による画像などを表示する。画像遠方結像部３０６は、画像表示部３０５に表示されている画像を光学的に遠方結像させる。

図１０は、画像遠方結像部３０６および補正レンズ駆動部３０３の構成、ならびに画像表示部３０５の配設位置を説明する図である。画像遠方結像部３０６は、図２に例示した構成と同様なので説明を省略する。また、画像表示部３０５の配設位置は、フレネルレンズ２４の焦点に対応する。

補正レンズ駆動部３０３は、駆動部フレーム３０３Ａ、駆動用ボイスコイル３０３Ｂ、画像シフト用レンズ３０３Ｃ、および補正用レンズ３０３Ｄによって構成される。駆動用ボイスコイル３０３Ｂは、画像シフト用レンズ３０３Ｃの上下部においてそれぞれ画像シフト用レンズ３０３Ｃおよび駆動部フレーム３０３Ａ間に設けられ、画像シフト用レンズ３０３Ｃを上下方向に変位自在に支持する。補正用レンズ３０３Ｄは、配設位置が固定されているレンズであり、画像表示部３０５から射出された光束ＦＬを画像シフト用レンズ３０３Ｃへ導く。ここで、補正レンズ駆動部３０３が画像シフト用レンズ３０３Ｃを変位させる向き（上下方向）は、画像表示部３０５から射出された光束ＦＬの中心線と直交する向きである。

上記車載情報提供装置３００の制御部３０２で行われる表示制御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Ｓ２１０において、制御部３０２は、画像表示部３０５の画面電源がオンされているか否かを判定する。制御部３０２は、画面電源がオンされている場合にステップＳ２１０を肯定判定してステップＳ２２０へ進み、画面電源がオンされていない場合にはステップＳ２１０を否定判定し、ステップＳ２１０の判定処理を繰り返す。

ステップＳ２２０において、制御部３０２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画面の移動量を算出し、ステップＳ２３０へ進む。算出する画面の移動量は、乗員が観察する画像表示部３０５による表示画像の相対的な上下移動量である。

ステップＳ２３０において、制御部３０２は、算出した画面の移動量をキャンセルするために必要な画像シフト用レンズ３０３Ｃの変位量を算出し、ステップＳ２４０へ進む。

ステップＳ２４０において、制御部３０２は、補正レンズ駆動部３０３へ算出した画像シフト用レンズ３０３Ｃの変位量を示す情報を送るとともに、画像シフト用レンズ３０３Ｃをシフト（移動）させるように指令を出力してステップＳ２５０へ進む。これにより、補正レンズ駆動部３０３は、駆動部フレーム３０３Ａ内で画像シフト用レンズ３０３Ｃの位置を上記変位量に応じて変位させる。

ステップＳ２５０において、制御部３０２は、画像表示部３０５へ指令を送り、表示データによる画像を表示させてステップＳ２６０へ進む。ステップＳ２６０において、制御部３０２は、画像表示部３０５の画面電源がオフされたか否かを判定する。制御部３０２は、画面電源がオフされた場合にステップＳ２６０を肯定判定し、図１１による処理を終了する。一方、制御部３０２は、画面電源がオフされていない場合にはステップＳ２６０を否定判定し、ステップＳ２２０へ戻って上述した処理を繰り返す。

以上説明した第三の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）第一、第二の実施形態と同様に、乗員の頭部（とくに眼球）と車両（とくに乗員が観察する画面（画像表示部３０５からの光束ＦＬ））との間に生じる上記［１］、［２］の相対変位の変化に起因する観察画像の動きをキャンセルするようにしたので、乗員にとって表示画像が空間上に停止して見える。この結果、乗員にとって画像が見やすくなる上に、乗員が得る視覚情報と前庭器（三半規管、耳石）からの運動情報とが一致するので、乗員が感じる違和感を低減することができる。

（２）上記［１］による観察画像の動き（相対変位の変化）を電気的な制御（逆方向へ光束ＦＬをシフトする）によってキャンセルするようにしたので、車両の加減速時に生じる観察画像の動きを適切にキャンセルできる。また、光束ＦＬのシフトを画像シフト用レンズ３０３Ｃをシフトさせて行うので、画像表示部３０５をシフトさせる場合に比べてアクチュエータ（ボイスコイル３０３Ｂ）の負荷を小さくすることができ、耐久性および追従性に優れ、装置の小型化にも効果が得られる。さらにまた、画像データに対する加工（画像シフト加工）が不要であり、画像データ加工に伴う画像の劣化が生じることがない。また、画像シフト加工時にシフト代を設けるための縮小加工の必要もない。

（３）第一、第二の実施形態と同様に、上記［２］による観察画像の動き（相対変位の変化）を光学的に補正する（画像遠方結像部３０６によって画像表示部３０５の表示画面からの光束ＦＬを略平行光とする）ようにしたので、電気的な制御と異なり、制御の遅延によってリアルタイムに補正できなくなるおそれがない。

以上の説明では、車両のピッチ方向の回転運動にともなって生じる並進方向の相対変位の変化を例にあげて説明したが、車両のロール方向、ヨー方向の回転運動にともなう相対変位の変化についても、それぞれ同様に乗員が観察する画像の動き（変位）をキャンセルするように補正することができる。

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。 画像遠方結像部の構成および画像表示部の配設位置を説明する図である。 制御部で行われる表示制御処理の流れについて説明するフローチャートである。 （ａ）車両側に生じるピッチ動に起因する画面位置の変位を説明する図である。 （ｂ）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シフトを説明する図である。 （ｃ）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シフトを説明する図である。 （ａ）乗員側に生じる上下動に起因する画面位置の変位を説明する図である。 （ｂ）頭部（とくに眼球）の上下動をキャンセルための画像シフトを説明する図である。 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。 画像遠方結像部および表示部駆動部の構成、ならびに画像表示部の配設位置を説明する図である。 制御部で行われる表示制御処理の流れについて説明するフローチャートである。 第三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。 画像遠方結像部および補正レンズ駆動部の構成、ならびに画像表示部の配設位置を説明する図である。 制御部で行われる表示制御処理の流れについて説明するフローチャートである。

符号の説明

２１、２２…反射鏡
２３…プリズムシート
２４…フレネルレンズ
１００（２００、３００）…車載情報提供装置
１０１（２０１、３０１）…車両運動検出部
１０２（２０２、３０２）…制御部
１０３（２０４、３０４）…画像入力部
１０４…画像変位部
１０５（２０５、３０５）…画像表示部
１０６（２０６、３０６）…画像遠方結像部
２０３…表示部駆動部
２０３Ａ（３０３Ａ）…駆動部フレーム
２０３Ｂ（３０３Ｂ）…駆動用ボイスコイル
３０３…補正レンズ駆動部
３０３Ｃ…画像シフト用レンズ
３０３Ｄ…補正用レンズ

Claims (2)

1. 乗員に提供する画像情報を表示する画像表示部と、
   前記画像表示部から射出された光束を反射する反射鏡と、前記反射鏡により反射された光束を入射して所定の視方向へ向けて屈折させるプリズムシートと、前記プリズムシートから射出された光束を前記視方向に向けて略平行光にするフレネルレンズとを具備し、前記画像表示部の配設位置を前記フレネルレンズの焦点距離に対応させることにより、前記乗員から遠方の位置に表示画面を結像させる画像遠方結像部と、
   車両の動きを検出する車両運動検出部と、
   前記車両運動検出部から出力される検出信号を用いて演算されるピッチ、ロール、およびヨーの少なくとも１つの回転方向に基づいて、前記乗員が観察する前記表示画面の移動量を算出する画面移動量算出手段と、前記画面移動量算出手段により算出された前記移動量をキャンセルするために必要な前記画像表示部上の表示画像の変位量を算出する画像変位量算出手段と、前記画像変位量算出手段により算出された前記変位量に基づいて表示画像のシフト処理を行う画像シフト手段とを具備し、前記乗員によって観察される画像情報を前記車両運動検出部から出力される検出信号に応答してリアルタイムにシフトさせる観察画像変位部とを備えた車載情報提供装置であって、
   前記観察画像変位部は、車両の動きに起因して生じる観察画像の振動周波数成分が所定の周波数より低い場合であって、且つ前記観察画像の動き振幅が所定値より大きい場合のみ、前記変位量に基づく前記シフト処理を行う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、
   前記画像表示部に表示される画像情報の表示位置を移動させることにより前記画像表示部に表示される画像情報をリアルタイムにシフトさせるに際し、前記画像表示部の配設位置を、前記フレネルレンズの焦点距離に対応させることなく、前記フレネルレンズの焦点距離より短い位置に配設することを特徴とする車載情報提供装置。
   

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