JP5130654B2 - 表示制御装置、情報表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、観察者の視野周辺部位に表示を行って、各種情報を観察者に伝達する表示制御装置、情報表示方法に関する。

従来より、前方視認など本来運転に必要な視覚行動が、車載表示を注視することによって中断することの影響を最小化するための技術としては、例えば、下記の特許文献１乃至特許文献４に記載されたものが知られている。

具体的には、特許文献１に記載されているように運転者にとっての視線移動距離が少なくなるような位置に表示することや、特許文献２及び特許文献３に記載されているように、運転者が前方に注意しなければならない状況においてＨＵＤ表示を停止、表示輝度低下、表示位置の変更をすること、特許文献４に記載されているように前方に注意しなければならない状況においてＨＵＤ表示内容等を目立たない状態にすることが挙げられる。

また、車載表示には、英数字や漢字仮名などの文字、アイコン、指針、目盛などの読み取り時に中心視の高い視力を必要とする車載画像が広範に用いられている。これらの車載画像は通常小さなサイズであり、視認負荷が大きいため、コントラストの適正化、書体の選択、サイズの拡大等の方策がとられている。
特開昭６０−１３１３２８号公報 特開平１０−１００７３９号公報 特開平１１−２４５６８３号公報 特開平０７−２６６９２５号公報

上述した技術では、読み取りに中心視の高い視力を必要とする車載画像の表示を行うに際して、当該車載画像の読み取りやすさを改善するため、センターメータのディジタル速度計などでは、記号のサイズを大きく設定する場合がある。これによって車載画像の視認性を向上させることができるが、同時に、前方を見ている運転中のドライバの視野のどこかに車載画像の表示画面が存在する場合、当該車載画像の大きさと時間的変化のために煩わしさを与えてしまう可能性がある。また、車両内におけるメータやスイッチ類が増加する傾向にあることから、運転者が前方を視認している時の中心視に近い周辺視野にメータ類の画像が入り込み、当該画像の大きさ及び時間的変化によって視線を画像に誘引させて煩わしさを与える可能性がある。

このように、運転者が前方を視認している時に、運転者の周辺視野に入る文字等の画像が運転者に煩わしさを与える原因としては、文字パタンの空間周波数帯域が広く、空間周波数が高いエッジを含むために、文字パタンが結像する網膜の部位によって見え方が変化することや、大きな文字パタンの時間的変化に伴う低空間周波数成分の運動に対して周辺視野の感度が高いためである。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、読み取りに高い視認負荷を必要とする画像を観察者の周辺視野部位に表示させても、観察者の視線を誘目させることがなく、且つ、中心視で画像を視認した場合には情報内容を視認できるような画像を表示させる表示制御装置、情報表示方法を提供することを目的とする。

本発明では、観察者に情報を伝達するために表示装置に画像を表示させる表示制御装置であって、上述の課題を解決するために、情報を入力する情報入力手段と、表示装置に出力する表示画像に含まれる背景画像の輝度と情報画像の輝度の平均値とが同じになるように、情報画像の線幅方向に並ぶ複数の画素を、背景画像の輝度よりも高い画素群と背景画像の輝度よりも低い画素群とを並べたものとすることによって、情報画像の輝度を波状に空間的に変化させることを規定したプロファイル情報を記憶するプロファイル記憶手段と、前記情報入力手段で入力した情報を表す情報画像の輝度を、前記プロファイル記憶手段に記憶されたプロファイル情報に従って変化させて、前記背景画像の輝度と前記情報画像の輝度の平均値が同じである表示画像を作成する画像処理手段とを備える。

また、本発明は、観察者に画像を提示することによって情報を伝達する情報表示方法であって、上述の課題を解決するために、観察者に伝達する情報を入力し、表示画像に含まれる背景画像の輝度と情報画像の輝度の平均値とが同じになるように、情報画像の線幅方向に並ぶ複数の画素を、背景画像の輝度よりも高い画素群と背景画像の輝度よりも低い画素群とを並べたものとすることによって、情報画像の輝度を波状に空間的に変化させることを規定したプロファイル情報を参照して、前記入力した情報を表す情報画像の輝度を、前記背景画像の輝度と前記情報画像の輝度の平均値が同じである表示画像を作成し、当該作成した表示画像を表示装置に表示させる。

本発明によれば、表示画像に含まれる背景画像の輝度と情報画像の輝度の平均値とが同じになるようなプロファイル情報によって、情報を表す情報画像の輝度を背景画像の輝度と情報画像の輝度の平均値が同じの表示画像を表示できるので、読み取りに高い視認負荷を必要とする画像を観察者の周辺視野部位に表示させても、観察者の視線を誘目させることがなく、且つ、中心視で画像を視認した場合には情報内容を視認できるような画像を表示させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本発明は、観察者に伝達する情報の内容を示す情報画像と当該情報画像の背景となる背景画像とからなる表示画像を観察者に提示するために、観察者の中心視から離れた視野周辺部位に設けられた表示画面に表示を行う情報表示装置に適用される。この情報表示装置は、観察者が中心視で表示画像を見た場合には当該表示画像内の情報画像を読み取ることができる一方で、観察者が周辺視野で表示画像を見た場合には当該表示画像内のうち背景画像と同じ内容しか読み取ることができないような表示を行う。

例えば文字、アイコン、指針、目盛など読み取るために高い視力を必要とするパタンである情報画像には、通常、当該情報画像内の空間周波数組成として、可視性や誘目性を担っている低空間周波数帯域と、可読性を担っている高中空間周波数帯域とが含まれている。このことから、本発明を適用した情報表示装置は、低空間周波数帯域及び高・中空間周波数帯域を独立に制御した表示画像を表示させることによって、「視野内にあって中心視で表示画像を見ていない時には情報画像が見えずに煩わしくないが、視線を向けて中心視で視認すると情報画像を読み取ることができる表示」や「視野内にあって中心視で表示画像を見ていない時には情報画像が見えるが煩わしくなく、おおまかな情報画像が得られ、視線を向けるとさらに細かい情報画像が視認される表示」を実現する。具体的には、文字等の情報画像の明るさを変調することを示す変調プロファイルをＧａｂｏｒ（ガボール）関数によって記述しておき、当該変調プロファイルによって情報画像の明るさを変調することにより、観察者の周辺視野において視覚系のローパス特性によって知覚される明るさが平均化された時に、観察者からは背景画像と等しくなる線で文字やアイコン等の情報画像を描画する。このガボール関数とは、複数のサイクル（変調周期）の正弦波をガウス波形で重み付けした波形を表す関数である。

この情報表示装置は、例えば車両に設けられて当該車両の速度を文字で表示するものであり、図１に示すように、文字パタン発生装置１と表示装置２とを備える。この文字パタン発生装置１は、車速センサからの信号又は文字コードを入力し、当該入力に応じて車速を表す情報画像と当該情報画像の背景となる背景画像からなる表示画像を作成して、表示装置２で表示させる。

表示装置２は、例えば図２に示すように、フロントガラス１０１よりも下方であってインストルメントパネル１０２のセンターメータ領域に表示画面が設けられており、当該表示領域に現在速度の情報画像２ａを表示させるものである。通常、運転者（観察者）は、標準的な姿勢によってフロントガラス１０１の注視方向に視線を向けており、当該状態においては表示装置２の表示画面は、運転者の下方の周辺視野に存在する。この運転者の視界は、図３に示すように、フロントガラス１０１の注視方向を中心視とし、当該中心視から離れるほど、運転者の明るさに対する空間分解能が低くなる。

文字パタン発生装置１は、制御部１１に、文字パタン生成部１２と文字コード変換部１３と文字パタンデータ部１４とが接続されて構成されている。

この文字パタン発生装置１は、運転者に伝達する情報を表す情報画像の明るさを所定の変調幅内で変化させ、且つ、当該変調幅内の情報画像の明るさの平均値と当該情報画像の背景となる背景画像の明るさとを同じにした表示画像を表示させるものである。この文字パタン発生装置１で表示させる表示画像は、図４に示すように情報画像の明るさを変調させて、図５に示すようになる。この例では、車両速度を表示する数字の書体は、液晶表示等で広く使われているセグメント書体とし、当該セグメント書体を複数の文字セグメント画像で表示する場合に、各文字セグメント画像の線幅方向において図４に示すような２サイクルの正弦波をガウス関数で重み付けしたガボール関数によって明るさを変調させている。

図５に示す表示画像２０は、背景画像２１をグレーの明るさで表示し、情報画像２２を、白色の明るさの文字セグメント画像２２ａと黒色の明るさの文字セグメント画像２２ｂとからなるものとしている。ガボール関数は、図４に示すように、背景画像２１の明るさをＡとした場合に、平均して明るさＡとなるように情報画像２２の明るさを変調させる。詳細には、画像位置ａにおける明るさＡを画像位置ｂに至るまでに当該明るさＡよりも明るい明るさＢとし、当該画像位置ｂから画像位置ｃに至るまでに明るさＡよりも暗い明るさＣとし、画像位置ｇにおいて明るさＡとなり、画像位置ｄにおいて明るさＡよりも明るい明るさＤとなり、画像位置ｅにおいて明るさＡよりも暗い明るさＥとなり、画像位置ｆにおいて明るさＡとなる。このように、情報画像２２を表す画像位置ａ〜画像位置ｆにおいて、明るさの平均値がＡとなるように明るさを変調させて、画像位置ａ〜画像位置ｇにおいて文字セグメント画像２２ａを描画し、画像位置ｇ〜画像位置ｆにおいて文字セグメント画像２２ｂを描画する。

このようなガボール関数による明るさの変調プロファイルは、図１に示す表示設定情報として制御部１１に供給されて、文字パタン生成部１２に格納される。

制御部１１は、予め表示設定情報として、変調プロファイル情報、表示装置２における文字サイズ、線幅、背景色及び文字色、コントラスト等を入力する。変調プロファイル情報は、運転者の通常の注視方向に対する表示装置２の表示画面の位置に応じた運転者の表示画面における視力に応じて、図４における変調プロファイルを構成する正弦波成分の波長、すなわち、画像位置ａから画像位置ｇまでの幅と、画像位置ａから画像位置ｆまでの幅である変調幅が設定されており、表示装置２の表示画面における視力が高いほど、正弦波成分の波長が小さく設定されている。具体的には、変調幅が変調プロファイルの正弦波成分Ｎサイクルの長さであり、表示装置２の表示画面における視力をＶとした場合、変調幅は視角２Ｎ／Ｖ（分）以下に設定された。

また、制御部１１は、現在の車両速度を表す車速信号をアナログ信号、ディジタル信号又は文字コードとして入力する。制御部１１は、アナログ信号を入力した場合にはディジタル信号の車速値に変換して、文字コード変換部１３に供給し、文字コード変換部１３から車速値を表す文字コード列を取得する。

文字パタンデータ部１４は、制御部１１から文字コード列を入力し、当該文字コード列に対応した文字形状データとして、例えば文字セグメント画像を指定する文字形状データを制御部１１に供給する。そして、制御部１１は、文字形状データを指定する数値データ、変調プロファイル情報を指定する数値データ、文字サイズを指定する数値データ、線幅（変調幅）を指定する数値データ等を文字パタン生成部１２に供給する。

文字パタン生成部１２は、制御部１１から供給された各種の数値データに基づいて、表示装置２に供給する表示画像データを作成する。文字パタン生成部１２は、上述したように、変調プロファイル情報に従って明るさの変調処理を行うことによって、運転者に伝達する情報を表す情報画像２２である文字列の明るさを当該文字列の変調幅内で変調させて、運転者が周辺視野で表示画像２０を見た場合に、表示画像２０内には背景画像２１しか見えない表示画像２０を作成する。これによって、文字パタン発生装置１は、文字パタン生成部１２で作成された表示画像データを制御部１１を介して表示装置２に供給して、現在の車速を表す情報画像２２を含む表示画像２０を表示させる。

このように、文字パタン発生装置１によれば、情報画像２２の変調幅における平均的な明るさが、背景画像２１の明るさと同じとなるように情報画像２２の変調幅内における明るさを変調するので、周辺視野に表示画像２０が存在する場合であっても注視方向から表示画像２０へ誘目することを避けることができる一方で、表示画像２０を注視した場合には確実に情報画像２２を視認させる表示を行うことができる。

さらに、上述の文字セグメント画像２２ａ，２２ｂの明るさ変調として、情報画像２２を２色で描画し、当該２色を混色した時に背景画像２１の色と一致するようにしても良い。この場合、変調プロファイルは、情報画像２２の２色間において色度変調を加えることによって、視線を表示画像２０に合わせた時には情報画像２２の２色と背景画像２１の１色とが区別して知覚され、前方を見て表示画像２０が視野周辺部にあるときには情報画像２２の２色は視認されずに背景画像２１の１色のみとして視認させることができる。また、車両の加速中と減速中とで背景画像２１及び情報画像２２の色を変えて、速度変化の方向が周辺視野からの一目でわかる速度表示にすることもできる。

このような文字パタン発生装置１において、運転者が注視方向を見ている時の表示装置２の表示画面における視力は、予め設定されており、当該視力に応じた変調プロファイル情報が文字パタン生成部１２に設定されている。

例えば運転者が前方の注視方向を見ているときの表示装置２の表示画面位置における視力が０．１４である場合、ガボール関数を規定する正弦波の空間周波数は、４．２（０．１４＊３０＝４．２）ｃｙｃｌｅｓ／ｄｅｇ以上とされて、変調プロファイル情報が設定されている。このようなガボール関数によれば、各文字セグメント画像２２ａ，２２ｂの線幅（変調幅）方向における端点における明るさ変化が矩形波状に不連続にならないように徐々に背景画像２１の明るさと等しくなるように、明るさを変調させる。

運転者の表示装置２の表示画面における視力に関し、表示装置２の表示画面の車室内における位置が決まっている時、運転者の視野のどの位置に表示装置２の表示画面が結像するかを予め設定しておく必要がある。表示装置２の表示画面の網膜部位における視力は、基本的に運転者の姿勢によって異なるため、変調プロファイルを決める正弦波成分の周波数の下限値は、運転者や姿勢によって変化する。

視線を表示画面に移動させた時の読み取りやすさを最適値に設定するためには、運転者のアイポイント位置及び視力に合わせて表示画像２０に含まれる空間周波数を調整する必要があるが、変調プロファイルは、標準的な運転者のアイポイント位置及び視力を設定し、当該視力に従って設計されている。視力に応じて明るさの変調を最適に設計することにより、視線を表示画面に合わせた時の情報画像２２の読み取りやすさは許容範囲内となり、且つ、前方の注視方向を見ている時には情報画像２２が見えることによる煩わしさを大きく低減できる。

特に、表示される速度値が急速に変化する場合、当該速度値を示す情報画像に低空間周波数の画像が時間的に変化すると煩わしさを与え視線を表示画像に誘導させてしまうが、文字パタン発生装置１のように変調プロファイルを設計して明るさを変調した表示画像２０においては、低空間周波成分の画像を含まないために、急速な車速変化によって情報画像２２の変化が起こっても、視線運動を誘発したり煩わしさを感じさせることはない。

また、視力に基づいて変調プロファイルの正弦波成分の空間周波数を設定した結果、情報画像２２に含まれる空間周波数が高いために中心視付近で視認しても読み取りにくくなる場合には、ガボール関数を規定する正弦波成分のサイクル数を増やすと共に当該サイクル数に合わせてガウス成分のサイズを大きくすることによって、文字セグメント画像２２ａ，２２ｂの線幅を太くすることにより、明るさの変調幅を大きくして、表示の読み取りやすさ（視認性）を改善することもできる。

このように、文字パタン発生装置１によれば、運転者の姿勢が標準的な姿勢である場合時の表示装置２の表示画面における視力に応じて変調幅を設定した変調プロファイルによって情報画像２２の明るさを変調させるので、情報画像２２が読み取れる視野範囲と、情報画像２２が消えて見えない視野範囲とを適正に設定して、注視方向を見ている時の誘目性を確実に低減させることができると共に中心視付近で表示画面を見た時には確実に情報画像２２を視認させることができる。

また、この文字パタン発生装置１においては、制御部１１によって車速を入力し、当該車速に応じて変調幅を制御しても良い。すなわち、車速が高くなるほど運転者が視線を走査して見る範囲が狭くなり、逆に、車速が低くなるほど運転者が視線を走査して見る範囲が広くなることに対応して、車速が高くなるほど、情報画像２２の線幅を太くし、当該線幅で情報画像２２の明るさの変調をする変調プロファイルを使用して表示画像２０を作成する。例えば、情報画像２２の線幅を太くする場合には、図４に示すような２サイクルの正弦波をガウス関数で重み付けしたガボール関数に基づく変調プロファイルによって情報画像２２の明るさを変調している場合に、車速が高くなった時には、同じ周期で３サイクルの正弦波をガウス関数で重み付けしたガボール関数に基づく変調プロファイルに切り替えて、表示画像２０を作成する。

これにより、車速が変化することに応じて変調幅を調整することにより、周辺視野に表示画像２０が存在して注視方向から表示画像２０へ視線を誘目することを防止することは勿論のこと、車速が高い時に中心視付近で情報画像２２を見た場合には、少ない視認負荷で情報画像２２を確認させることができる。

つぎに、上述の文字セグメント画像２２ａ，２２ｂではなく他の形態で速度を表示する例について説明する。

文字パタン発生装置１は、文字セグメント画像２２ａ，２２ｂではなく、図６に示すような速度計を模した速度計画像２３を含む表示画像２０を表示させる場合には、図７に示すような変調プロファイル情報を文字パタン生成部１２に記憶しておく。この変調プロファイルは、画像位置ａ，ｂの明るさＡと、画像位置ａ〜ｂの平均した明るさとが同じになっており、表示画像２０は、前方を見て運転している時には、速度変化の大まかな変化を周辺視によって知ることができ、表示に視線を合わせるとより正確な速度情報が得られる車載用アナログ速度表示である。

上述した文字セグメント画像２２ａ，２２ｂによって速度を表示する表示画像２０の背景画像２１は、明るさ（輝度・色度）が一定な一様な背景であったが、図６の表示画像２０の背景画像２１は、直交する２つの次元で大きさの異なるガウス関数によって明るさ変調する低空間周波数パタンであり、楕円形のぼやけた染み状のものである。この表示画像２０における速度計画像２３である速度の指針は、通常のアナログ速度計の指針と同様の運動を行い、楕円の傾きが車速に対応する。この表示画像２０は、周辺視野で視認された場合に速度を提示するものであり、前方を見ながら周辺視野によって大まかな速度を認識させ、かつ、視線誘導をさせるような煩わしさのない情報画像となっている。

この楕円の長軸に沿って、図７に示す変調プロファイルで明るさを変調させた速度計画像２３を描画する。この速度計画像２３における中央の線分は、運転者が周辺視野で表示画像を見たときにおいて運転者の視覚系の空間的ローパス特性によって空間的に明るさが平均化されて見えるために、背景画像２１の染み状パタンの明るさに等しくなる。その結果、前方を見ている時には、染み状パタンだけが見え、楕円の向きからおよその速度を知ることができ、表示画像２０に視線を合わせた時には線分が見え、精確な速度を読み取ることができる。換言すれば、周辺視野でもその傾きが見える染み状指針となる背景画像２１と、視線を表示画像２０に合わせた時にのみ見える線状指針の速度計画像２３という２種類の指針が重なって表示されていることになる。

また、この染み状の指針と線状の指針とは、図７のように背景画像２１の画像位置ａ，ｂの明るさと情報画像２２を表す画像位置ａ〜ｂまでの明るさの平均値とを同じにした上で、法定速度に応じて色を変更しても良い。例えば、線状の速度計画像２３の指針色を、現在車速が法定速度以下である時には青から緑、法定速度を超えると黄から赤へと変化させることにより、法定速度に対する相対速度を周辺視野で知覚させるようにしても良い。

このように文字パタン発生装置１によれば、染み状の指針のように周辺視野の部位によって見え方が変化しない低空間周波数パタン上に、変調プロファイルによって明るさを変調させた速度計画像２３を重ねて描画することにより、煩わしさを感じさせないで速度計画像２３の存在を背景画像２１の染みパタンによって視認させると共に概略の情報を認識させ、中心視付近で速度計画像２３を見た場合にはより詳細に車速を認識させることができる。

つぎに、上述したような文字パタン発生装置１において、色光の強さを変調することによって背景画像２１及び情報画像２２を彩色し、周辺視野においては情報画像２２が視認されず、中心視付近においては情報画像２２が視認される表示画像２０を表示するものについて説明する。

この文字パタン発生装置１における変調プロファイルは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光の強さの比率で色を表現すると共に色光の強さの和によって明るさを表現する液晶ディスプレイのような表示装置２において、図８に示すように各色光の強さを所定の変調幅内で変調することが記述される。この変調プロファイルは、上述の変調プロファイルと同様に、ガボール関数に従って各色光の強さを変調させて、背景画像の明るさと情報画像との明るさの平均値とを同一にする。ここで、表示装置２のＲ，Ｇ，Ｂの色光の強さの比によって運転者に知覚される色の色相及び彩度が決まり、色光の強さの和によって明度が決まるため、ＲＧＢそれぞれの色光について変調を独立に行うことによって、背景画像２１と情報画像２２に彩色して表示し、且つ、周辺視野において視線を表示画像２０へと誘目させることなく、中心視付近では情報画像２２を読み取れる表示画像２０を表示する。

表示装置２は、ＲＧＢのそれぞれの強さを最大値に設定すると、最も明るい白色が表示され、ＲＧＢのそれぞれの強さの比をそのまま保ちながら増減することにより、様々な明るさの灰色が表示され、ＲＧＢそれぞれの強さをすべてゼロとすることによって最も暗い黒が表示される。ここで、図４に示した変調プロファイルのように、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色光の強さを重ねた場合、無彩色の背景画像２１に無彩色の情報画像２２を表示することができ、情報画像２２を読み取るために必要な視力が低い周辺視野で見た時は、情報画像２２が知覚されることはない。

また、図８に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色光の強さを所定の比を画像位置ｂ，ｃ，ｄ，ｅで保持すると共に画像位置ａ，ｇ，ｆで同一となるように変化させた場合、背景画像２１は無彩色となり、情報画像２２は補色の関係にある２色の線で描画される。すなわち、上述の図５に示した例において、文字セグメント画像２２ａと文字セグメント画像２２ｂとが２色の補色の関係となる。

このような表示画像２０の情報画像２２を読み取るために必要な視力が低い周辺視野で見た時は、背景画像２１におけるＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色光の強さの和と画像位置ａ〜ｆにおける色光の強さの和の平均値とが同じとなり、周辺視野において情報画像２２は知覚されず、当該情報画像２２の色も知覚されない。

更に、図９に示すように、背景画像２１におけるＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色光の強さをＡ，Ｂ，Ｃといったように変化させ、当該色光の強さの比を保持するように画像位置ａ〜ｂに亘って色光の強さを変調させて情報画像２２を描画した場合には、背景画像２１もＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色光の強さＡ，Ｂ，Ｃの比に従って彩色される。背景画像２１におけるＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色光の強さの比を保ったまま変調させて情報画像２２を描画すると、上述の図５に示した例において、背景画像２１と同色で情報画像２２も描画される。なお、上述したように、背景画像２１におけるＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色光の強さの比と、情報画像２２におけるＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色光の強さの比とを異なるものとしても良い。

このような表示画像２０の情報画像２２を読み取るために必要な視力が低い周辺視野で見た時には、背景画像２１におけるＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色光の強さの和と、画像位置ａ〜ｂにおけるＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色光の強さの和の平均値とが同じとなり、周辺視野において情報画像２２は知覚されずに、背景画像２１の色だけで知覚される。

このように、文字パタン発生装置１によれば、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色光の強さを調整して色の表示を行う表示装置２に情報画像２２を表示させる場合に、情報画像２２の変調幅においてＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色光の強さの平均値と背景画像２１におけるＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色光の強さの和とを同じにすることにより、背景画像２１と情報画像２２とを同色系としたり異なる色系にしても、周辺視野において情報画像２２が視線を表示画像２０へと誘目させることがなく、且つ、中心視付近で情報画像２２を視認した場合には情報内容を視認でさせることができる。

また、文字パタン発生装置１によれば、図８に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色光の強さの変調の振幅を変化させて、情報画像２２を補色の関係となる２色とするといったように背景画像２１と独立して情報画像２２に彩色できる。これによって、背景画像２１と情報画像２２とを異なる色とすることができ、且つ、上述のように周辺視野において表示画像２０を見た時には情報画像２２が視認されず中心視付近で表示画像２０を見た時のみ情報画像２２を視認させることができる。

更に、文字パタン発生装置１によれば、図９に示すように、背景画像２１及び情報画像２２においてＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色光の強さの比を変化させることにより、背景画像２１と情報画像２２とを同色系にし、且つ、周辺視野において表示画像２０を見た時には情報画像２２が視認されず中心視付近で表示画像２０を見た時のみ情報画像２２を視認させることができる。

更にまた、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色光の強さの和を変調して情報画像２２の明るさの平均値と背景画像２１の明るさとを同じにする場合において、図１０に示すように、情報画像２２の変調幅において、情報画像２２の画像位置ａ〜ｂの画像位置ｃを最大点としたガウス分布に従って変化する彩度変調を与えて、情報画像２２を描画しても良い。

図１１に示すように、観察者に知覚される指標としては、明るさ（明度）、色相、彩度があり、当該明るさ、色相、彩度は独立に制御可能である。ここで、表示装置２で再現可能な色を網羅的に測色して、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの色光の強さと明度、色相、彩度の関係を記述しておき、明度、色相、彩度を独立に制御する変調プロファイルを作成しておき、文字パタン生成部１２に格納しておく。なお、表示装置２のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色光の強さに対して明度、色相、彩度を定義する技術は、画像処理技術の１つとして様々な精度と方法で実現されている。この技術を利用して、図１０に示す変調プロファイルによって彩度と明度を変調させた場合には、背景画像２１の明るさと情報画像２２の明るさの平均値とを同一にしているので、周辺視野において背景画像２１は知覚されず、背景画像２１のみが知覚される状態とできるが、情報画像２２の彩度については知覚されることになる。しかし、色覚の空間分解能は、明るさ変化に対する空間分解能が半分以下であり、さらに、色覚機能は、周辺視野において、網膜離心角約１０度で中心視の１０％となるように急激に低下するため、周辺視野において情報画像２２の彩度変調された画像が知覚されても煩わしさは感じられない。

更にまた、上述した説明においては、背景画像２１の明るさと情報画像２２の明るさの平均値とが同じとなるように情報画像２２の所定の変調幅において明るさを変調することを説明したが、周辺視野において情報画像２２が視覚的に平均化されて情報画像２２の表示によって注視方向から表示画像２０に視線を誘目させなければ良い。このことから、背景画像２１の明るさと情報画像２２の明るさの平均値が完全に同一でなくても良く、背景画像２１の明るさと情報画像２２の明るさの平均値との差分が、周辺視野において情報画像２２が視覚的に煩わしさを与えない程度であれば良い。したがって、変調プロファイルは、背景画像２１の明るさと情報画像２２の明るさの平均値との差分によって周辺視野において情報画像２２が視覚的に煩わしさを与えないしきい値を実験等によって分かっている場合、当該しきい値を越えないような変調プロファイルを使用しても良い。

また、矩形波状に情報画像２２の明るさを変調させる変調プロファイルによって情報画像２２を描画しているので、高い空間周波数成分の画像を含み、人間の視覚の空間的ローパス特性によって空間的に平均化された時に、完全に背景画像２１の明るさと情報画像２２との明るさが同じとはならないが、注視方向から表示画像２０への視線を誘目させないように背景画像２１と情報画像２２との明るさの差を調整した変調プロファイルとできるので、視線を誘目させず、且つ中心視付近で情報画像２２を視認できる表示画像２０を表示させることができる。

また、変調プロファイルは、図１２（ａ）、（ｂ）に示すような矩形波状で情報画像２２における明るさを変調させても良い。この変調プロファイルによる情報画像２２の明るさを変調させた場合、情報画像２２には、高空間周波数から低空間周波数までの広帯域の空間周波数を含み、周辺視野において情報画像２２が視覚的に完全に背景画像２１と同一視されない場合であっても、注視方向から表示画像２０に視線を誘目させないものであれば良い。

図１２（ａ）に示す変調プロファイルによって情報画像２２の明るさ変化を変調した場合には図１３に示すような文字画像２４となり、図１２（ｂ）に示す変調プロファイルによって情報画像２２の明るさ変化を変調した場合には図１３に示すような文字画像２５となる。図１２（ａ）に示す変調プロファイルによって明るさが変調された文字画像２４は、背景画像２１に対して明るい線分と暗い線分の２つの要素からなり、図１２（ｂ）の変調プロファイルによって明るさが変調された文字画像２５は、背景画像２１に対して明るい線分と背景画像２１と同じ明るさの線分と暗い線分の３つの要素からなる。これによって、広帯域の空間周波数を含む情報画像２２であっても、背景画像２１の明るさと情報画像２２の明るさの平均値とを同じとすることによって、周辺視野において情報画像２２が視覚的に知覚されることなく、注視方向から表示画像２０に視線を誘目させることはない。

このように、文字パタン発生装置１によれば、背景画像２１の明るさとの差の絶対値が等しく背景画像２１よりも明るい線と背景画像２１よりも暗い線との２つの要素、又は、背景画像２１よりも明るい線と背景画像２１と同じ明るさの線と背景画像２１よりも暗い線との３つの要素で情報画像２２を描画して、情報画像２２を注視方向から表示画像２０に視線を誘目させず、且つ中心視付近で情報画像２２を知覚させることができる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明を適用した情報表示装置の構成を示すブロック図である。 本発明を適用した情報表示装置を搭載した車両における運転者の注視方向と表示装置との位置関係を説明する図である。 注視方向を見ている時において、運転者の情報画像の視認可能範囲を説明する図である。 本発明を適用した情報表示装置において情報画像の明るさを変調させる変調プロファイルを示す図であり、画像位置と明るさとの関係を示す図である。 本発明を適用した情報表示装置において表示する表示画像を示す図である。 本発明を適用した情報表示装置において表示する他の表示画像を示す図である。 本発明を適用した情報表示装置において情報画像の明るさを変調させる変調プロファイルの他の例を示す図であり、画像位置と明るさとの関係を示す図である。 本発明を適用した情報表示装置において、複数の色光の強さを変調させる変調プロファイルを示す図であり、画像位置と色光の強さとの関係を示す図である。 本発明を適用した情報表示装置において、複数の色光の強さを変調させる変調プロファイルの他の例を示す図であり、画像位置と色光の強さとの関係を示す図である。 本発明を適用した情報表示装置において、明るさ及び彩度を変調させる変調プロファイルを示す図であり、画像位置と明るさ及び彩度との関係を示す図である。 明度、彩度、色相の関係を示す図である。 本発明を適用した情報表示装置において、矩形波状に明るさを変調させる変調プロファイルを示す図であり、画像位置と明るさとの関係を示す図である。 本発明を適用した情報表示装置において表示する表示画像の他の例を示す図である。

符号の説明

１ 文字パタン発生装置
２ 表示装置
１１ 制御部
１２ 文字パタン生成部
１３ 文字コード変換部
１４ 文字パタンデータ部
２０ 表示画像
２１ 背景画像
２２ 情報画像

Claims (12)

1. 観察者に情報を伝達するために表示装置に画像を表示させる表示制御装置であって、
   前記情報を入力する情報入力手段と、
   前記表示装置に出力する表示画像に含まれる背景画像の輝度と情報画像の輝度の平均値とが同じになるように、前記情報画像の線幅方向に並ぶ複数の画素を、前記背景画像の輝度よりも高い画素群と前記背景画像の輝度よりも低い画素群とを並べたものとすることによって、前記情報画像の輝度を波状に空間的に変化させることを規定したプロファイル情報を記憶するプロファイル記憶手段と、
   前記情報入力手段で入力した情報を表す情報画像の輝度を、前記プロファイル記憶手段に記憶されたプロファイル情報に従って変化させて、前記背景画像の輝度と前記情報画像の輝度の平均値が同じである表示画像を作成する画像処理手段と
   を備えることを特徴とする表示制御装置。
2. 前記プロファイル情報は、前記情報画像を前記表示装置で表示させる複数の色光の強さの平均値と、前記背景画像を前記表示装置で表示させる複数の色光の強さとが同じとなるように設定されており、
   前記画像処理手段は、前記背景画像の複数の色光の強さによる輝度と前記情報画像の複数の色光の強さによる輝度の平均値とが同じの表示画像を作成すること
   を特徴とする請求項１に記載の表示制御装置。
3. 前記プロファイル情報は、前記情報画像の輝度を、ガボール関数に従って変化させて、当該ガボール関数を定義する正弦波成分のサイクル数によって輝度を変化する数が規定されると共に前記サイクル数に応じて情報画像の線幅方向の幅が規定され、当該プロファイル情報に従って前記画像処理手段によって前記情報画像の輝度を変化させて表示画像を作成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示制御装置。
4. 前記プロファイル情報は、前記表示装置の表示画面が存在する前記観察者の周辺視野部位に応じた情報画像の線幅方向の幅が設定され、当該情報画像の線幅方向の幅において情報画像の輝度を変化させることが規定されており、
   前記画像処理手段は、前記情報画像の輝度を変化させる情報画像の線幅方向の幅が前記前記表示装置の表示画面が存在する前記観察者の周辺視野部位に応じた幅のプロファイル情報を用いて前記情報画像の輝度を変化させること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の表示制御装置。
5. 前記プロファイル情報は、前記表示装置の表示画面が存在する前記観察者の周辺視野部位における視力に応じた情報画像の線幅方向の幅が規定されており、
   前記画像処理手段は、前記情報画像の輝度を変化させる情報画像の線幅方向の幅が前記前記表示装置の表示画面が存在する前記観察者の周辺視野部位における視力に応じた幅のプロファイル情報を用いて前記情報画像の輝度を変化させること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の表示制御装置。
6. 前記プロファイル情報は、前記表示装置の表示画面が存在する前記観察者の周辺視野部位における視力をＶとし前記情報画像の周期数をＣとした場合に、２Ｃ／Ｖとなる情報画像の線幅方向の幅が規定されており、
   前記画像処理手段は、前記情報画像の輝度を変化させる情報画像の線幅方向の幅が前記前記表示装置の表示画面が存在する前記観察者の周辺視野部位における視力及び周期数に応じた幅のプロファイル情報を用いて前記情報画像の輝度を変化させること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の表示制御装置。
7. 車両に搭載された表示装置の表示処理を制御するものであり、
   前記情報入力手段は、車速を入力し、
   前記画像処理手段は、前記情報画像の輝度を変化させる情報画像の線幅方向の幅が前記車速に応じた幅のプロファイル情報を用いて前記情報画像の輝度を変化させること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の表示制御装置。
8. 前記プロファイル情報は、前記背景画像を直交する２つの次元で大きさの異なるガウス関数によって輝度が変化された低空間周波数画像とし、且つ、前記情報画像が、当該低空間周波数画像に重畳されて、前記情報画像の輝度の平均値と当該情報画像が重畳された低空間周波数画像部分の輝度とが同じとなるように設定されおり、
   前記画像処理手段は、前記低空間周波数画像の輝度と前記情報画像の輝度の平均値とが同じの表示画像を作成すること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の表示制御装置。
9. 前記プロファイル情報は、複数の色光の強さの割合を変化させて前記背景画像又は前記情報画像を彩色することが規定され、
   前記画像処理手段は、前記背景画像又は前記情報画像を彩色した表示画像を作成すること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の表示制御装置。
10. 前記プロファイル情報は、複数の色光の強さのそれぞれについて変化させる振幅の割合と変化の基準となる色光の強さを変化させて前記情報画像を彩色することが規定され、
    前記画像処理手段は、前記情報画像を彩色した表示画像を作成すること
    を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の表示制御装置。
11. 前記プロファイル情報は、前記背景画像よりも輝度が高い画像領域と前記背景画像よりも輝度が低い画像領域とからなる前記情報画像、又は、前記背景画像よりも輝度が高い画像領域と前記背景画像と輝度が等しい画像領域と前記背景画像よりも輝度が低い画像領域とからなる前記情報画像となるように輝度を変化させることが規定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の表示制御装置。
12. 観察者に画像を提示することによって情報を伝達する情報表示方法であって、
    前記観察者に伝達する情報を入力し、
    表示画像に含まれる背景画像の輝度と情報画像の輝度の平均値とが同じになるように、前記情報画像の線幅方向に並ぶ複数の画素を、前記背景画像の輝度よりも高い画素群と前記背景画像の輝度よりも低い画素群とを並べたものとすることによって、前記情報画像の輝度を波状に空間的に変化させることを規定したプロファイル情報を参照して、前記入力した情報を表す情報画像の輝度を、前記背景画像の輝度と前記情報画像の輝度の平均値が同じである表示画像を作成し、
    当該作成した表示画像を表示装置に表示させること
    を特徴とする情報表示方法。