JP6624758B2 - 画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置および画像表示方法に関する。
本願は、２０１６年３月３１日に出願された日本国特許出願２０１６−０７３６３４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

近年、頭部に装着して使用する画像表示装置の開発が進められている。このような画像表示装置は、目を覆う非透過型や、目を覆わない透過型がある。非透過型では、画像のみが表示部に表示される。このため、利用者は、画像のみを視認することができる。透過型では、表示部が例えばハーフミラーである。このため、利用者は、外界の像と画像を視認することができる。

近年、特許文献１および特許文献２に示すように、このような画像表示装置を用いて、車両からの情報を取得して、取得した情報を画像で表示する技術が提案されている。なお、車両からの情報とは、例えばナビゲーション情報や車速の情報等である。

日本国特開２０００−２８４２１４号公報 日本国特開２０１５−２０２８４２号公報

このような画像表示装置を装着して二輪車等を運転した場合、表示した情報画像が車両の運転者の視界に影響を与えることがないようにする必要がある。特許文献１には、ヘッドマウントディスプレイを装着した自動二輪車用のヘルメットにおいて、カーブ走行中等で運転者が頭部を回転させた場合に、情報画像が利用者の視界を妨げないように、表示を停止する技術が開示されている。しかしながら、特許文献１の場合、運転者が頭部を回転させている間、情報の表示が行われなくなるため、運転者は、その間、車両の情報を取得できず、画像表示装置で情報を表示することの利便性を損なう可能性がある。また、特許文献１では、運転者が頭部を回転させることにより画像が消去されるため、運転者は、側方の確認の際に、過度に頭部を回転させるような動作を行うようになることがある。

特許文献２では、視界の中央部に矩形形状を有する非表示領域を設定し、ジャイロセンサーで検出された車両の姿勢状態に従って、非表示領域を移動させている。しかしながら、特許文献２では、非表示領域が矩形形状を有する。非表示領域が矩形形状に設けられていると、特にヘルメットにより視野が限定されてしまう場合、表示可能領域が過度に限定されてしまう可能性がある。また、非表示領域が矩形形状の場合には、左右に情報が表示されることがある。運転者の視線中心の側方に情報が表示されると、運転者は、瞬時に周囲の確認がし難いという課題がある。

本発明の態様は、情報画像が車両の運転者の視界に影響を与えることがなく、必要な情報画像を表示できる画像表示装置および画像表示方法を提供することを目的とする。

＜１＞本発明の一態様に係る画像表示装置は、使用者の頭部に装着される装着体に配置された表示部を有する画像表示装置であって、前記使用者の頭部の傾斜を検出する検出部と、前記検出部により検出された傾斜に基づいて仮想地平線の傾斜を設定し、前記仮想地平線と平行であり前記仮想地平線に対して上方向および下方向に所定の距離だけ離れた範囲内に帯状形状を有する非表示領域を設定する制御部と、を備える。
＜２＞上記画像表示装置では、前記制御部は、前記検出部により検出された前記使用者の頭部のロール角の傾斜に基づいて仮想地平線の傾斜を設定するようにしてもよい。
＜３＞上記画像表示装置では、前記制御部は、前記仮想地平線を傾斜させた場合、前記表示部に表示させる情報画像を前記表示部に対して傾けずに表示させるようにしてもよい。

＜４＞上記画像表示装置では、前記非表示領域は、前記仮想地平線と平行に第１の距離だけ上方に設けられた第１の境界線と、前記仮想地平線と平行に第２の距離だけ下方に設けられた第２の境界線との間の領域であってもよい。

＜５＞上記画像表示装置では、前記第１の距離は、前記第２の距離より短くてもよい。

＜６＞上記画像表示装置は、移動速度を検出する速度検出部を備え、前記制御部は、前記速度検出部により検出された移動速度に応じて、前記第１の距離と前記第２の距離との関係を変更してもよい。

＜７＞上記画像表示装置では、前記制御部は、前記速度検出部により検出された移動速度が速いときに、前記第２の距離を短くし、前記移動速度が遅いときには、前記第１の距離を短くしてもよい。

＜８＞上記画像表示装置では、前記制御部は、前記非表示領域として設定した領域と情報画像とが重複した領域にある場合に、前記情報画像を消去してもよい。

＜９＞上記画像表示装置では、前記制御部は、前記非表示領域として設定した領域と情報画像とが重複した領域にある場合に、前記情報画像を前記非表示領域と重複しない大きさに縮小して表示してもよい。

＜１０＞上記画像表示装置では、前記表示部は、使用者を中心とする仮想球体に三次元空間を模擬し、前記情報画像を前記仮想球体の球面上に投影し、前記非表示部を前記球面上に円環帯状形状に構成してもよい。

＜１１＞本発明の別の一態様に係る画像表示方法は、使用者の頭部に装着される装着体に配置された表示部を有する画像表示装置を制御する画像制御方法であって、検出部が、前記使用者の頭部の傾斜を検出することと、制御部が、前記検出された傾斜に基づいて仮想地平線の傾斜を設定し、前記仮想地平線と平行であり前記仮想地平線に対して上方向および下方向に所定の距離だけ離れた範囲内に帯状形状を有する非表示領域を設定することと、を含む。

＜１＞または＜１１＞の構成によれば、非表示領域が仮想地平線に基づいて帯状形状に設定されるため、運転者の視線が集中する左右方向に、運転者の視野を確保できる。また、＜１＞または＜１１＞の構成によれば、傾斜に基づいて仮想地平線を設定することで、車体を倒してカーブ走行しているとき等でも、運転者の視界を確保できる。

＜４＞の構成によれば、非表示領域を仮想地平線と平行に第１の距離だけ上方に設けられた第１の境界線と、前記仮想地平線と平行に第２の距離だけ下方に設けられた第２の境界線との間の領域とし、第１の距離と第２の距離とを適宜設定する。このことで、運転条件に応じて、非表示領域を最適に設定できる。

＜５＞の構成によれば、仮想地平線から上方の境界線までの第１の距離を、仮想地平線から下方の境界線までの第２の距離より短くすることで、走行時における確認が必要な範囲を確保しつつ、情報表示部を大きくとることができる。
＜６＞の構成によれば、車両の移動速度に応じて、最適な非表示領域を確保できる。

速度が速い場合に、使用者近傍である仮想地平線の下方領域は使用者にとって道路状況などを確認する頻度が低下する。＜７＞の構成によれば、走行速度が速いときには、仮想地平線から下方の境界線までの第２の距離を短くすることで、走行時における確認が必要な範囲を確保しつつ、情報表示部を大きくとることができる。また、＜７＞の構成によれば、走行速度が遅いときには、仮想地平線から上方の境界線までの第１の距離を短くすることで、走行時における確認が必要な範囲を確保しつつ、情報表示部を大きくとることができる。

＜６＞の構成によれば、非表示領域として設定した領域と情報画像とが重複した領域にある場合には、情報画像を消去することで、運転者の視界を確保することができる。
＜７＞の構成によれば、非表示領域として設定した領域と情報画像とが重複した領域にある場合には、情報画像を縮小して表示することで、運転者の視界を確保することができ、必要な情報を取得することができる。

＜８＞の構成によれば、非表示部を前記球面上に円環帯状形状に構成することで、使用者を中心とする仮想球体に三次元空間を模擬し、情報画像を前記球体の球面上に投影する表示部に、非表示領域を設定できる。

第１の実施形態に係る車両検出システムの概略構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係るＨＭＤ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ：ヘッドマウントディスプレイ）の外観の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る車両の外観の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る表示部に表示される情報の一例を示す図である。 二輪車の車両を運転しているときの運転者の目線で見た画像を示す図である。 二輪車の車両を運転しているときの運転者の目線で見た画像を示す図である。 第１の実施形態に係る表示部の表示画像を示す図である。 第１の実施形態に係る表示部の表示画像を示す図である。 第１の実施形態に係るＨＭＤにおいて非表示領域を設定する際の処理を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る表示部に表示される情報の一例を示す図である。 第２の実施形態に係る表示部に表示される情報の一例を示す図である。 第３の実施形態に係るＨＭＤにおいて非表示領域を設定する際の処理を示すフローチャートである。 第４の実施形態に係るＨＭＤの外観の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
本実施形態では、画像表示装置として、眼鏡型のヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤという）を例にして説明を行う。

図１は、本実施形態に係る車両検出システム１の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、車両検出システム１は、車両２、およびヘッドマウントディスプレイ３（以下、ＨＭＤ３ともいう）（画像表示装置）を備える。

なお、車両２とＨＭＤ３は、例えば近距離無線通信規格を用いて通信を行う。近距離無線通信規格とは、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） ＬＥ（Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）（以下、ＢＬＥという）規格の通信である。

まず、車両２について説明する。
車両２は、例えば自動二輪車等の鞍乗型車両である。車両２は、制御部２１、検出部２２、受信部２３、および送信部２４を備える。また、検出部２２は、傾き検出部２２１、回転角検出部２２２、位置検出部２２３、および車速検出部２２４を備える。なお、検出部２２は、更に、燃料残量検出部、振動検出部、キー検出部、空気圧検出部等を備えていてもよい。

制御部２１は、検出部２２からの情報に基づいて、各種の処理を行う。また、制御部２１は、検出部２２からの情報に基づいて検出信号を生成し、生成した信号を送信部２４に出力する。また、制御部２１は、受信部２３で受信したＨＭＤ３からの情報を入力して各種の処理を行う。

傾き検出部２２１は、例えば３軸の加速度センサーであり、車両２の傾きを検出し、検出した傾きを示す情報を制御部２１に出力する。回転角検出部２２２は、例えばジャイロセンサーであり、車両２の回転角を検出し、検出した回転角を示す情報を制御部２１に出力する。位置検出部２２３は、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ；グローバル・ポジショニング・システム）であり、車両２の現在位置を検出し、検出した現在位置を示す情報を車両位置情報として制御部２１に出力する。車速検出部２２４は、車両２の速度を検出し、検出した速度を示す情報を制御部２１に出力する。

受信部２３および送信部２４は、近距離無線通信規格に従って、ＨＭＤ３の送信部３５および受信部３１との間で、無線で情報の送受信を行う。受信部２３は、ＨＭＤ３からの信号を受信し、受信信号に基づく情報を制御部２１に出力する。送信部２４は、制御部２１が出力した情報に基づいて送信信号を生成し、生成された送信信号をＨＭＤ３へ送信する。

次に、ＨＭＤ３について説明する。
ＨＭＤ３は、操作部３０、受信部３１、検出部３２、情報生成部３３、表示部３４、および送信部３５を備えている。情報生成部３３は、記憶部３３１、制御部３３２、および画像生成部３３３を備えている。

ＨＭＤ３は、車両２が送信した情報を受信し、受信した情報に応じて表示部３４に各種情報を表示する。各種情報とは、車速情報、時刻情報、車両位置情報、ナビゲーション情報等である。更に、車両２のエネルギーの残情報、燃費情報、車両２に異常が発生していることを示す情報、メールの受信情報等を表示部３４に表示してもよい。

操作部３０は、例えば機械式スイッチ、タッチパネル式スイッチ等を含む。操作部３０は、使用者（この場合、車両の運転者）が操作した結果を検出し、検出した操作指示を制御部３３２に出力する。

受信部３１は、車両２からの情報を受信し、受信した情報を画像生成部３３３に出力する。なお、受信部３１は、車両２から操作指示を受信し、受信した操作指示を制御部３３２に出力するようにしてもよい。操作指示は、例えば、ＨＭＤ３の電源をオン状態又はオフ状態にする指示、表示部３４に情報を表示するか否かの指示、ＨＭＤ３がどのような状態の時にどの情報を表示させるかの指示等である。

検出部３２は、磁気センサー３２１、加速度センサー３２２、角速度センサー３２３、および速度センサー３２４（速度検出部）を備えている。磁気センサー３２１は、例えば地磁気センサーであり、ＨＭＤ３の方位を検出し、検出した検出値を制御部３３２に出力する。加速度センサー３２２は、例えば３軸加速度センサーであり、ＨＭＤ３の３軸の加速度を検出し、検出した検出値を制御部３３２に出力する。角速度センサー３２３は、例えば３軸のジャイロセンサーであり、ＨＭＤ３の回転角加速度を検出し、検出した検出値を制御部３３２に出力する。速度センサー３２４は、移動速度を検出する。

検出部３２では、運転者がＨＭＤ３を頭部に装着したとき、運転者の頭部の傾斜をロール方向、ピッチ方向、ヨー方向の３軸で検出する。なお、ここで、ロール方向は、車両２の前後を回転軸にして回転するような方向の傾きである。ピッチ方向は、車両２の左右を回転軸として回転するような方向の傾きである。ヨー方向は、車両２の上下を回転軸にして回転するような方向の傾きである。加速度センサー３２２により重力加速度を検出し、角速度センサー３２３から３軸の回転方向の角速度を検出することで、運転者の頭部の傾斜をロール方向、ピッチ方向、ヨー方向の３軸で検出する。

情報生成部３３は、操作部３０が出力する操作指示に応じて、受信部３１が受信した情報から情報を選択し、選択した情報に基づく表示データを生成する。

記憶部３３１は、制御部３３２の各種の処理に応じて、情報を記憶する。また、記憶部３３１は、制御部３３２が用いる制御プログラムを記憶する。制御部３３２は、各種の処理を行う。また、本実施形態では、制御部３３２は、表示部３４に情報画像を表示する際に、検出部３２からの検出値に応じて、非表示領域を設定する処理を行っている。

画像生成部３３３は、受信部３１が出力した情報を取得する。また、画像生成部３３３は、制御部３３２が出力した判別結果を取得する。画像生成部３３３は、取得した判別結果に応じて取得した情報を選択し、選択した情報を用いて表示部３４に表示する画像を生成する。

表示部３４は、画像を投影する投影部と、例えばホログラムを利用した透過型のディスプレイを含む。表示部３４は、外界光を透過し、画像生成部３３３が出力した画像を、ホログラムを用いて表示する。なお、表示部３４は、ＨＭＤ３が眼鏡型の場合、左右両方または左右の一方が備えていてもよい。表示部３４には、運転者を中心とする仮想球体に三次元空間を模擬し、情報画像が球体の球面上に投影して表示される。

次に、ＨＭＤ３の外観の例を説明する。
図２は、本実施形態に係るＨＭＤ３の外観の一例を示す図である。
以下、運転者が地表に対して直立してＨＭＤ３を頭部に装着した場合の座標は、運転者から見て上下方向をｚ軸方向、左右方向をｘ軸方向、前後方向をｙ軸方向とする。

図２に示すように、本実施形態のＨＭＤ３は眼鏡型である。ＨＭＤ３は、左右に表示部３４Ｒおよび３４Ｌ、鼻あて３０２Ｒおよび３０２Ｌ、ブリッジ３０３、テンプル３０１Ｒおよび３０１Ｌを備える。検出部３２は、左右のテンプル３０１Ｒおよび３０１Ｌ内に取り付けられ、操作部３０と受信部３１と検出部３２と情報生成部３３と送信部３５は、左側のテンプル３０１Ｌ内に取り付けられている。なお、図２に示した構成は一例であり、各部が取り付けられている位置は、これに限られない。

図３は、本実施形態に係る車両２の外観の一例を示す図である。なお、図３において、矢印ＦＲは車両２の前方を示し、矢印ＵＰは車両２の上方を示す。
図３に示すように、本実施形態の車両２は、スクータ型の鞍乗型車両である。車両２は、車体カバー２０１、操向ハンドル２０２、キーシリンダ−２０３、前輪Ｗｆ、後輪Ｗｒ、シート２１３等を含んでいる。例えば、車体カバー２０１の内側に、傾き検出部２２１、回転角検出部２２２、位置検出部２２３、および車速検出部２２４を備える。なお、図３に示した構成は一例であり、各部が取り付けられている位置は、これに限られない。

次に、ＨＭＤ３の表示部３４に表示される画像について説明する。図４は、本発明の第１の実施形態に係る表示部３４の表示画像の説明図である。
図４に示すように、運転者Ｒは、ＨＭＤ３を頭部に装着しながら、車両２を運転する。
ＨＭＤ３の表示部３４は、外界光を透過し、ホログラムを用いて、各種の情報画像を表示する。情報画像としては、車速情報、時刻情報、車両位置情報、ナビゲーション情報等である。運転者Ｒは、コンバイナを介して、外界の映像と、投影部が投影した視覚情報を虚像として視認することで、運転者Ｒの視界の全域に渡って、球体の球面Ｓ上に、情報画像を見ることができる。これにより、本実施形態によれば、例えば、運転者Ｒは、停車時に自身の脚方向を見ることで、ＭＡＰ（地図）情報を見ることができる。運転者Ｒは、頭上を見ることで各種通行機器からの情報を確認することができる。

ここで、表示部３４に表示される画像は、運転者Ｒの運転操作に支障を来さないようにする必要がある。すなわち、運転者Ｒが車両２を運転している際に注視している場所と、表示部３４の画像とが重なってしまうと、迅速な判断を運転者Ｒが行えない場合がある。
このため、運転者Ｒが運転中に注視している領域は、表示部３４上において非表示領域とする必要がある。なお、非表示領域の上下の幅は、例えば、人間の視野の特性に基づくものであってもよく、例えば上側に６０度程度、下側に７０度程度であってもよい。なお、図４に示した例では、非表示領域を視野の上下方向に設ける例を説明したが、これに限られない。非表示領域は、左右方向に設けられていてもよく、例えば、人間の視野の特性に基づいて、内側に６０度程度、外側に９０度程度であってもよい。

図５は、二輪車の車両２を運転しているときの運転者Ｒの目線で見た画像を示す図である。図５Ａは、直線の道路を走行しているときの画像である。図５Ｂは右カーブを走行しているときの画像である。なお、図５Ａと図５Ｂにおいて、領域Ａは、運転者Ｒが表示部３４から視認できる範囲を示している。
車両２を運転している運転者Ｒは、道路上の情報を注視しながら、運転を続けている。
道路は左右にカーブしており、また、道路上では、歩行者の急な飛び出しがあったり、前方の車両が急停車したり、落下物があったり等、様々な障害が存在する。これら障害となるものは、何れも、地面の上の事象である。したがって、運転者Ｒは、地平線を基準とした位置にあるものを注視しながら走行している。

図５Ａに示すように、直線の道路を走っているときに、運転者Ｒの目線から見ると、最も上側に見えるのは空であり、その下に遠景の道路上の景色があり、更にその下に近景の道路上の景色がある。これら運転者Ｒの目線から得られる情報のうち、運転者Ｒにとって、運転走行上、重要となるのは、車両２の制動範囲の道路上の情報となる領域Ａ１で示す範囲である。運転者Ｒは、この領域Ａ１で示す範囲を注視しながら、車両２を運転している。したがって、ＨＭＤ３は、表示部３４上において領域Ａ１を非表示領域とする必要がある。

これに対して、図５Ｂは、右カーブを走行しているときの、運転者Ｒの目線で見た画像である。図５Ｂに示すように、右カーブでは、運転者Ｒは、右側に車体を倒しながら走行する。このため、運転者Ｒの目線で見ると、図５Ｂに示すように、地平線が右上がりに傾斜する。地平線が右上がりに傾斜すると、運転者Ｒの目線で、車両２の制動範囲の道路上の情報となるのは、図５Ｂにおいて、領域Ａ２で示す範囲となる。運転者Ｒは、この領域Ａ２で示す範囲を注視しながら、車両２を運転している。したがって、右カーブの場合に、ＨＭＤ３は、表示部３４上において領域Ａ２を非表示領域とする必要がある。

このように、二輪車の車両２を運転しているときに、運転者Ｒの目線から見て最も注視しているのは、地平線を基準とした道路上の情報である。車体を倒しながら走行すると、運転者Ｒの目線から見て、地平線が傾斜する。このため、車体を倒しながら走行しているときには、傾斜した地平線を基準にして、表示部３４上において非表示領域を設定する必要がある。

そこで、本実施形態では、運転者Ｒの頭部のロール方向の傾斜を検出し、この運転者Ｒの頭部のロール方向の傾斜に基づいて仮想地平線を設定し、この仮想地平線に対して上方向および下方向に所定距離だけ離れた範囲内を帯状形状に、表示部３４上において非表示領域として設定している。なお、非表示領域を帯状形状に設定しているのは、左右の視界を確保するためである。つまり、車両２の運転者Ｒは、走行中、左右の確認のために、左右に首を振ることが多い。特に、フルフェイスのヘルメットを装着している場合には、大きく首を振ることが多い。車両２の運転者Ｒが左右に首を振ったときに、運転に支障を与えないように、表示部３４上において非表示領域を帯状形状に設定し、左右の領域は全て非表示領域としている。

ここで、本実施形態では、図４に示したように、表示部３４として、運転者Ｒを中心とする仮想球体に三次元空間を模擬し、情報画像を球体の球面上に投影するものが用いられる。このような表示部３４を用いた場合には、図４に示したように、帯状形状を有する非表示領域ＮＡは、球面上で端部が連結され、円環帯状形状に構成されるものとなる。

図６は、本実施形態に係る表示部３４に表示される情報の一例を示す図である。図６Ａは、運転者Ｒの頭部が地面に対してほとんど傾いていないときの表示例である。図６Ｂは、運転者Ｒの頭部が地面に対して右側に傾いているときの表示例である。図６Ａと図６Ｂにおいて、領域Ａは、図５と同様に運転者Ｒが表示部３４から視認できる範囲を示し、領域ＮＡは、非表示領域である。表示される画像は、外界の画像に、鎖線ｇ１０１、ｇ１０２、ｇ１０３、ｇ１０４で囲んだ領域の情報を重畳した画像である。鎖線ｇ１０１で囲んだ領域の情報は例えば車速情報である。鎖線ｇ１０２で囲んだ領域の情報は例えば時刻情報である。鎖線ｇ１０３で囲んだ領域の情報は例えば現在地情報である。鎖線ｇ１０４で囲んだ領域の情報は例えばナビゲーション情報である。表示部３４には、非表示領域ＮＡが設定される。

図６Ａでは、運転者Ｒの頭部は、地面に対してほとんど傾いていない。この場合、運転車の頭部のロール方向の傾きに基づいて、仮想地平線Ｐを設定すると、図６Ａに示すように、仮想地平線Ｐは表示部３４の水平方向に実質的に平行になる。非表示領域ＮＡは、仮想地平線Ｐに対して上方向に所定距離Ｌ１（第１の距離）だけ離れた線と、仮想地平線Ｐに対して下方向に所定距離Ｌ２（第２の距離）だけ離れた線との間の範囲内に、帯状形状に設定される。境界線Ｑ１（第１の境界線）と境界線Ｑ２（第２の境界線）との間の範囲が非表示領域ＮＡである。図６Ａに示すように、左上の鎖線ｇ１０１、右上の鎖線ｇ１０２、左下の鎖線ｇ１０３、および右下の鎖線ｇ１０４の位置は、全て、非表示領域ＮＡの外にある。このため、鎖線ｇ１０１、鎖線ｇ１０２、鎖線ｇ１０３、および鎖線ｇ１０４に画像を表示しても、運転者Ｒにとって、運転走行上、視界を確保することができる。

図６Ｂでは、運転者Ｒは車体を右側に傾斜させており、運転者Ｒの頭部は、地面に対して右側に傾いている。この場合、運転車の頭部のロール方向の傾きに基づいて仮想地平線Ｐを設定すると、図６Ｂに示すように、仮想地平線Ｐは表示部３４の水平方向に対して、右上がりに傾斜することになる。非表示領域ＮＡは、右上がりの仮想地平線Ｐに対して上方向に所定距離Ｌ１だけ離れた線と、右上がりの仮想地平線Ｐに対して下方向に所定距離Ｌ２だけ離れた線との間の範囲内に、帯状形状に設定される。この場合、鎖線ｇ１０１で示した情報は、表示領域Ａの内側かつ非表示領域ＮＡの外になるので、表示される。鎖線ｇ１０２で示した情報は、非表示領域ＮＡ内に来るので、消去される。鎖線ｇ１０３および鎖線ｇ１０４で示した情報は、表示領域Ａの内側かつ非表示領域ＮＡの外に来るので、そのまま表示される。このように、非表示領域ＮＡに入る鎖線ｇ１０２で示した情報は表示部３４から消去されるため、運転者Ｒの視界を確保することができる。なお、図６Ｂに示すように、実施形態では、車体が傾いている状態であっても、非表示領域ＮＡを仮想地平線Ｐに対して水平になるように傾けるが、表示部３４上に表示する情報を傾けない。この理由は、車体が傾いている状態であっても、運転者Ｒが体を傾けず、すなわちＨＭＤ３が傾いていない場合があるからである。

ここで、実施形態では、仮想地平線Ｐから非表示領域ＮＡの上側の境界線Ｑ１までの距離Ｌ１を、仮想地平線Ｐから非表示領域ＮＡの下側の境界線Ｑ２までの距離Ｌ２より短くしている。これは、運転操作での緊急性を想定しつつ、情報画像の領域を広く確保するためである。すなわち、表示部３４の画面上の上側が運転者Ｒから見て遠距離の風景となり、画面上の下側が運転者Ｒから見て近距離の風景となる。緊急性が高いのは、特に、運転者Ｒから見て近距離で起こる事象である。そこで、仮想地平線Ｐから下側の境界線Ｑ２までの距離Ｌ２を長くすることで、走行時において確認が必要な範囲を確保している。また、仮想地平線Ｐから上側の境界線Ｑ１までの距離Ｌ１を短くすることで、情報画像の表示する領域を広く確保できるようにしている。

図７は、本実施形態に係るＨＭＤ３において、非表示領域を設定する際の処理を示すフローチャートである。
（ステップＳ１０１）制御部３３２は、検出部３２の検出値を取得し、ステップＳ１０２に処理を進める。
（ステップＳ１０２）制御部３３２は、検出部３２の検出値から、運転者Ｒのロール方向の傾斜を求め、ステップＳ１０３に処理を進める。前述したように、ロール方向は、車両２の前後を回転軸にして回転するような傾きである。制御部３３２は、加速度センサー３２２により重力加速度を検出し、角速度センサー３２３から３軸の回転方向の角速度を検出することで、運転者Ｒの頭部の傾斜をロール方向、ピッチ方向、ヨー方向の３軸で検出できる。
（ステップＳ１０３）制御部３３２は、運転者Ｒの頭部のロール方向の傾斜に基づいて、仮想地平線Ｐを設定する。
（ステップＳ１０４）制御部３３２は、非表示領域ＮＡの上端が仮想地平線Ｐに対して平行に、上方向に所定距離Ｌ１だけ離れ、非表示領域ＮＡの下端が仮想地平線Ｐに対して平行に、下方向に所定距離Ｌ２だけ離れるように非表示領域ＮＡを設定する。

（ステップＳ１０５）制御部３３２は、非表示領域ＮＡ内に情報画像があるか否かを判定する。非表示領域ＮＡ内に情報画像がなければ（ステップＳ１０５：ＮＯ）、制御部３３２は、処理をステップＳ１０１にリターンする。非表示領域ＮＡ内に情報画像があれば（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、制御部３３２は、処理をステップＳ１０６に進める。
（ステップＳ１０６）制御部３３２は、非表示領域ＮＡにある情報画像を消去し、処理をステップＳ１０１にリターンする。

以上説明したように、本実施形態では、運転者Ｒの頭部の傾斜に基づいて設定された仮想地平線に対して、上方向に所定距離だけ離れた線と、その仮想地平線に対して、下方向に所定距離だけ離れた線との間の範囲内に、帯状形状に非表示領域を設定している。このため、運転者Ｒが車体を倒しながら車両２を運転しているときに、運転者Ｒの視界を確保することができる。また、本実施形態では、非表示領域が帯状形状に設定されており、画面の左右が非表示領域となっている。このため、運転者Ｒが左右を確認する際に、容易かつ迅速に周囲を確認することができる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図８は、本発明の第２の実施形態において、表示部３４に表示される情報の一例を示す図である。図８Ａと図８Ｂにおいて、領域Ａは、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、および図６Ｂと同様に運転者Ｒが表示部３４から視認できる範囲を示し、領域ＮＡは、非表示領域である。なお、この第２の実施形態の基本構成は、前述の第１の実施形態と同様である。

前述の第１の実施形態と同様に、本実施形態では、運転者Ｒの頭部のロール方向の傾斜に基づいて仮想地平線を設定し、この仮想地平線に対して上方向に所定距離だけ離れた線と、その仮想地平線に対して下方向に所定距離だけ離れた線との間の範囲を帯状形状に、非表示領域として設定している。前述の第１の実施形態では、非表示領域ＮＡ内に来る情報の画像は、消去している。これに対して、この実施形態では、非表示領域ＮＡ内に来る情報の画像を縮小して表示している。

図８Ａでは、運転者Ｒの頭部は、地面に対してほとんど傾いていない。この場合、運転車の頭部のロール方向の傾きに基づいて仮想地平線Ｐを設定すると、図８Ａに示すように、仮想地平線Ｐは表示部３４の水平方向に実質的に平行になる。非表示領域ＮＡは、仮想地平線Ｐに対して上方向に所定距離Ｌ１だけ離れた線と、仮想地平線Ｐに対して下方向に所定距離Ｌ２だけ離れた線との間の範囲内に、帯状形状に設定される。境界線Ｑ１と境界線Ｑ２との範囲が非表示領域ＮＡである。図８Ａに示すように、左上の鎖線ｇ１０１、右上の鎖線ｇ１０２、左下の鎖線ｇ１０３、および右下の鎖線ｇ１０４の位置は、全て、非表示領域ＮＡの外にある。このため、鎖線ｇ１０１、鎖線ｇ１０２、鎖線ｇ１０３、および鎖線ｇ１０４に画像を表示しても、運転者Ｒの視界を確保することができる。

図８Ｂでは、運転者Ｒは車体を右側に傾斜させており、運転者Ｒの頭部は、地面に対して右側に傾いている。この場合、運転車の頭部のロール方向の傾きに基づいて仮想地平線Ｐを設定すると、図８Ｂに示すように、仮想地平線Ｐは表示部３４の水平方向に対して、右上がりに傾斜することになる。非表示領域ＮＡは、右上がりの仮想地平線Ｐに対して上方向に所定距離Ｌ１だけ離れた線と、右上がりの仮想地平線Ｐに対して下方向に所定距離Ｌ２だけ離れた線との間の範囲内に、帯状形状に設定される。境界線Ｑ１と境界線Ｑ２との範囲が非表示領域ＮＡである。この場合、鎖線ｇ１０１、鎖線ｇ１０３および鎖線ｇ１０４で示した情報は、表示領域Ａの内側かつ非表示領域ＮＡの外になるので、そのまま表示される。鎖線ｇ１０２で示した情報は、非表示領域ＮＡ内に来るので、非表示領域ＮＡから外れるように、縮小されて表示されている。

このように、本実施形態では、非表示領域ＮＡ内に入る鎖線ｇ１０２で示した情報は、非表示領域ＮＡから外れるように縮小されて表示される。このため、本実施形態によれば、運転者Ｒの視界を確保しつつ、必要な情報を得ることができる。

＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図９は、本発明の第３の実施形態に係るＨＭＤにおいて非表示領域を設定する際の処理を示すフローチャートである。なお、この第３の実施形態の基本構成は、前述の第１の実施形態と同様である。

前述の第１の実施形態では、図６に示したように、仮想地平線Ｐから非表示領域ＮＡの上側の境界線Ｑ１までの距離Ｌ１と、仮想地平線Ｐから非表示領域ＮＡの下側の境界線Ｑ２までの距離Ｌ２を、所定の距離に固定している。これに対して、本実施形態では、車両２の速度に応じて、距離Ｌ１と距離Ｌ２とを適宜設定している。

つまり、図６において、画面上の上側が運転者Ｒから見て遠距離の風景となり、画面上の下側が運転者Ｒから見て近距離の風景となる。車両２の速度が遅いときには、運転者Ｒは、近距離の情報に注視しており、車両２の速度が速くなると、より遠方を注視するようになる。このことから、本実施形態では、距離Ｌ１と距離Ｌ２との関係を、車両２の速度に応じて変化させるようにしている。すなわち、車両２の速度が遅いときには、距離Ｌ１を短く設定して、仮想地平線Ｐから上側の表示領域を広く確保する。車両２の速度が速くなると、距離Ｌ２を短くして、仮想地平線Ｐから下側の表示領域を広く確保する。

図９は、本発明の第３の実施形態に係るＨＭＤ３において、非表示領域を設定する際の処理を示すフローチャートである。
（ステップＳ２０１）制御部３３２は、検出部３２の検出値を取得し、ステップＳ２０２に処理を進める。
（ステップＳ２０２）制御部３３２は、検出部３２の検出値から、運転者Ｒのロール方向の傾斜を求め、ステップＳ２０３に処理を進める。
（ステップＳ２０３）制御部３３２は、運転者Ｒの頭部のロール方向の傾斜に基づいて、仮想地平線Ｐを設定して、ステップＳ２０４に処理を進める。
（ステップＳ２０４）制御部３３２は、検出部３２の速度センサー３２４から車速情報を取得して、処理をステップＳ２０５に進める。
（ステップＳ２０５）制御部３３２は、車速情報に応じて、仮想地平線Ｐから非表示領域ＮＡの上側の境界線Ｑ１までの距離Ｌ１と、仮想地平線Ｐから非表示領域ＮＡの下側の境界線Ｑ２までの距離Ｌ２を算出して、処理をステップＳ２０６に進める。
（ステップＳ２０６）制御部３３２は、仮想地平線Ｐに対して平行に、上方向に所定距離Ｌ１だけ離れた線と、仮想地平線Ｐに対して平行に、下方向に所定距離Ｌ２だけ離れた線との間の領域を、非表示領域ＮＡとして設定する。この際、距離Ｌ１およびＬ２は、ステップＳ２０５で示したように、車速に応じて設定される。

（ステップＳ２０７）制御部３３２は、非表示領域ＮＡ内に情報画像があるか否かを判定する。非表示領域ＮＡ内に情報画像がなければ（ステップＳ２０７：ＮＯ）、制御部３３２は、処理をステップＳ２０１にリターンする。非表示領域ＮＡ内に情報画像があれば（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、制御部３３２は、処理をステップＳ２０８に進める。
（ステップＳ２０８）制御部３３２は、非表示領域ＮＡにある情報画像を消去し、処理をステップＳ２０１にリターンする。

このように、本実施形態では、車両２の速度に応じて、非表示領域ＮＡを最適に設定することができる。

＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第４の実施形態に係るＨＭＤ３の外観の一例を示す図である。図１０に示すように、この実施形態では、ＨＭＤ３として、ヘルメット型のものを用いている。
図１０において、ＨＭＤ３はヘルメット３００に取り付けられている。図１０に示すようにヘルメット３００は、帽体（シェル）３１１、衝撃吸収ライナー３１２、シールド３１３を備える。また、ＨＭＤ３の表示部３４は、投影部３４１、レンズ３４２、およびコンバイナ３４３を備える。

投影部３４１は、レンズ３４２を介して、コンバイナ３４３に視覚情報を出力する。レンズ３４２は、投影部３４１が出力した視覚情報をコンバイナ３４３に集光する。コンバイナ３４３は、運転者Ｒの前方の風景と映像を重ねて見せるハーフミラーである。運転者Ｒは、コンバイナ３４３を介して、外界の映像と、投影部３４１が投影した視覚情報を虚像Ｉとして視認することができる。

なお、第１の実施形態〜第３の実施形態では、路面が水平な例を説明したが、これに限られない。例えば、登り坂を車両２が走行している場合、制御部３３２は、検出部２２が検出した検出値に基づいて、登り坂を車両２が走行していると判別して、仮想水平線を図６等に示した位置より上方に移動させることで仮想水平線の位置を補正してもよい。または、下り坂を車両２が走行している場合、制御部３３２は、検出部２２が検出した検出値に基づいて、下り坂を車両２が走行していると判別して、仮想水平線を図６等に示した位置より下方に移動させることで仮想水平線の位置を補正してもよい。すなわち、制御部３３２は、路面の傾き等、路面の状況に応じて仮想水平線の位置を補正してもよい。
これにより、実施形態によれば、路面の状況に応じた視界を確保することが容易になる。

なお、車両検出システム１の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１…車両検出システム，３…ＨＭＤ，２１… 制御部，２２… 検出部，２３… 受信部，２４… 送信部，３０… 操作部，３１… 受信部，３２… 検出部，３３… 情報生成部，３４… 表示部，３５… 送信部，２２１…傾き検出部，２２２…回転角検出部，２２３…位置検出部，２２４…車速検出部，３００…ヘルメット，３２１…磁気センサー，３２２…加速度センサー，３２３…角速度センサー，３２４…速度センサー，３３１…記憶部，３３２…制御部，３３３…画像生成部，Ｐ…仮想地平線，Ａ…表示領域，Ａ１、Ａ２…非表示領域，Ｑ１…第１の境界線，Ｑ２…第２の境界線，Ｌ１…第１の距離，Ｌ２…第２の距離。

Claims (11)

1. 使用者の頭部に装着される装着体に配置された表示部を有する画像表示装置であって、
   前記使用者の頭部の傾斜を検出する検出部と、
   前記検出部により検出された傾斜に基づいて仮想地平線の傾斜を設定し、前記仮想地平線と平行であり前記仮想地平線に対して上方向および下方向に所定の距離だけ離れた範囲内に帯状形状を有する非表示領域を設定する制御部と、
   を備える画像表示装置。
2. 前記制御部は、
   前記検出部により検出された前記使用者の頭部のロール角の傾斜に基づいて仮想地平線の傾斜を設定する、
   請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記制御部は、
   前記仮想地平線を傾斜させた場合、前記表示部に表示させる情報画像を前記表示部に対して傾けずに表示させる、
   請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記非表示領域は、前記仮想地平線と平行に第１の距離だけ上方に設けられた第１の境界線と、前記仮想地平線と平行に第２の距離だけ下方に設けられた第２の境界線との間の領域である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
5. 前記第１の距離は、前記第２の距離より短い、請求項４に記載の画像表示装置。
6. 移動速度を検出する速度検出部、を備え、
   前記制御部は、前記速度検出部により検出された移動速度に応じて、前記第１の距離と前記第２の距離との関係を変更する、請求項４または請求項５に記載の画像表示装置。
7. 前記制御部は、前記速度検出部により検出された移動速度が速いときに、前記第２の距離を短くし、前記移動速度が遅いときには、前記第１の距離を短くする、請求項６に記載の画像表示装置。
8. 前記制御部は、前記非表示領域として設定した領域と、前記表示部に表示させる情報画像とが重複した領域にある
   場合に、前記情報画像を消去する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
9. 前記制御部は、前記非表示領域として設定した領域と、前記表示部に表示させる情報画像とが重複した領域にある場合に、前記情報画像を前記非表示領域と重複しない大きさに縮小して表示する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
10. 前記表示部は、使用者を中心とする仮想球体に三次元空間を模擬し、前記情報画像を前記仮想球体の球面上に投影し、前記球面上に非表示部を円環帯状形状に構成する請求項８または請求項９に記載の画像表示装置。
11. 使用者の頭部に装着される装着体に配置された表示部を有する画像表示装置を制御する画像制御方法であって、
    検出部が、前記使用者の頭部の傾斜を検出することと、
    制御部が、前記検出された傾斜に基づいて仮想地平線の傾斜を設定し、前記仮想地平線と平行であり前記仮想地平線に対して上方向および下方向に所定の距離だけ離れた範囲内に帯状形状を有する非表示領域を設定することと、
    を含む画像表示方法。

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