JP6787092B2 - 映像表示装置、及び映像表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、映像表示装置、及び映像表示方法に関する。

近年、車両用表示装置として、いわゆるヘッドアップディスプレイが開発されている。例えば、特許文献１には、第１及び第２表示器と、ミラーと、赤外線カメラとを備えたヘッドアップディスプレイが開示されている。ミラーは、第１及び第２表示器の射出画像を前面ウィンドに反射する。第１表示器は、車両情報である車両速度、エンジン回転数等のデータを画像として出力する。第２表示器は、赤外線カメラで取得した車両前方の道路などの画像を出力する。

特開２０１３−１１９２６８号公報

特許文献１のヘッドアップディスプレイは、制御部と雨滴センサとをさらに備えている。雨滴センサの値が所定値を超えた場合、制御部は、外部視界が不良であると判別する。外部視界が不良であれば、制御部は撮像データと警告データに基づく表示データを第２表示器に送信する。これにより、第１表示器による車両情報の画像と、第２表示器による車両前方の道路などの画像が共に映し出される。

一方、雨滴センサの値が所定値以下であれば、制御部は、外部視界が良好であると判別する。そして、第２表示器への表示データの送信を停止する。これにより、第１表示器による車両情報の画像のみが前面ウィンドに投影表示される。

このようなヘッドアップディスプレイでは、ウィンドシールド越しに虚像を視認することになる。例えば、ユーザ（自動車においては運転者）からは、ウィンドシールド越しの前方３ｍ〜５ｍ先に虚像が見えるようになる。したがって、ユーザはウィンドシールドの３〜５ｍ前方に目の焦点を合わせることになる。ウィンドシールドの透明度が高いために、ウィンドシールド表面を意識せずに虚像に目の焦点を合わせることができる。

しかしながら、雨天時にはウィンドシールドに雨滴が付着してしまう。通常は、降雨時はワイパを動作させるが、ワイパの拭き取り動作の間は雨滴が付着している。雨滴はウィンドシールド表面、すなわち虚像の位置よりも手前に付着している。このため、ウィンドシールドの表面の透過性低下や雨滴による乱反射などで、ウィンドシールド表面が目立ってしまう。よって、虚像の距離に自然に目の焦点を合わせることが困難となり、視認性が低下してしまうという問題点がある。例えば、虚像を見るために、虚像に目の焦点を合わせようとしても、意図せずにウィンドシールドに目の焦点が合う場合があり、疲労の原因となっている。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、視認性の高い映像表示装置、及び映像表示方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様にかかる映像表示装置は、映像投影面越しに視認される虚像として表示される映像に応じた映像光を投射する映像光投射部と、前記映像光を映像投影面に導く光学系と、前記映像投影面の状態を判定する状態判定部と、前記状態判定部での判定結果に基づいて、前記映像投影面越しに視認される前記虚像の視認性が向上するように、前記映像を生成する映像生成部と、を備えたものである。

本発明の一態様にかかる映像表示方法は、虚像として表示される映像に応じた映像光を投射する映像投影面の状態を判定する判定ステップと、前記判定ステップで判定された前記映像投影面の状態に基づいて、前記映像投影面越しに視認される前記虚像の視認性が向上するように、前記映像を生成する映像生成ステップと、前記映像生成ステップで生成された前記映像を、前記映像面に映像光として投射する投射ステップと、を備えたものである。

本発明によれば、視認性の高い映像表示装置、及び映像表示方法を提供することができる。

ヘッドアップディスプレイ装置が搭載されている自動車を模式的に示す図である。 ダッシュボード上に設置されたヘッドアップディスプレイ装置の構成を模式的に示す側面図である。 映像光投射部の構成を示す側面図である。 ヘッドアップディスプレイ装置の制御構成を示すブロック図である。 状態判定結果とウィンドシールドの透過性の対応を示す表である。 映像表示方法を示すフローチャートである。 ウィンドシールドの透過性と映像表示の設定との対応を示す図である。 表示全体サイズを変えた映像を示す図である。 表示アイコンサイズを変えた映像を示す図である。 輝度を変えた映像を示す図である。 コントラストを変えた映像を示す図である。 ネガポジ反転した映像を示す図である。 ２階調化した映像を示す図である。 ＲＧＢ色変更した映像を示す図である。

実施の形態１．
〈全体構成〉
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、本実施の形態にかかる映像表示装置が自動車に搭載されるヘッドアップディスプレイとなっている。さらに、ヘッドアップディスプレイ装置が、自動車のダッシュボードに搭載されているとして説明を行う。ヘッドアップディスプレイ装置は、自動車以外の車両や、車両以外の他の乗物に取り付けてもよい。

図１は、自動車１のダッシュボード１０上に設置されたヘッドアップディスプレイ装置１００の構成を模式的に示す図である。図１では、運転者Ｐを観察者としている。ヘッドアップディスプレイ装置１００からは所望の画像を表示させるように、生成、調整された映像光Ｌ１が発射される。ヘッドアップディスプレイ装置１００はステアリングホイール１２の前方に配置されている。

この映像光Ｌ１は、ウィンドシールド（フロントガラス）１１に向けて射出される。ウィンドシールド１１は可視光の一部を透過して、一部を反射する。したがって、ウィンドシールド１１は、映像光Ｌ１を運転者Ｐの方向に反射する。ウィンドシールド１１で反射した映像光Ｌ１は、運転者Ｐの眼に入射し、網膜上に像を結ぶ。同時に、ウィンドシールド１１には外界からの外光Ｌ２も入射する。外光Ｌ２はウィンドシールド１１を透過して、運転者Ｐの眼に入射する。したがって、外界からの外光Ｌ２とヘッドアップディスプレイ装置１００からの映像光Ｌ１とがオーバーレイ（重畳）し、運転者Ｐの視界には外界の実景とヘッドアップディスプレイ装置１００によって生成等された画像とが同時に見えることになる。ヘッドアップディスプレイ装置１００は、ウィンドシールド１１の前方に虚像を表示させる。これにより、運転者Ｐがステアリングホイール１２を操作中であっても、視線を落とさずに映像を視認することができる。

なお、以下の説明では、ヘッドアップディスプレイ装置１００が自動車１のダッシュボード１０上に置かれている状態での方向を基準に説明する。すなわち、自動車１の方向を基準の方向とする。例えば、ウィンドシールド１１側を前方として、運転者Ｐ側を後方として説明する。同様に、自動車１のルーフ側を上方とし、地面側を下方とし、自動車１の横方向（左右方向）を側方として説明する。

（ヘッドアップディスプレイ装置１００）
図２を用いて、ヘッドアップディスプレイ装置１００の構成について詳細に説明する。図２は、ヘッドアップディスプレイ装置１００の構成を模式的に示す側面図である。ヘッドアップディスプレイ装置１００は、映像光投射部１２０と、制御部１１０と、凹面鏡１３０と、を備えている。

映像光投射部１２０は、映像光Ｌ１を投射するプロジェクタを有している。具体的には、映像光投射部１２０は、光を発生する光源、制御信号に応じて光源で発生した光を変調する光変調素子、及び光を投射する投射レンズ等を有している。例えば、光変調素子である液晶パネルがバックライト光源からの光を変調する。あるいは、光変調素子として、ＭＥＭＳ（Micro Electronics Mechanical System）ミラー等の走査ミラーを用いることができる。この場合、レーザダイオードやＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの光源からの光を、制御信号に応じて走査ミラーが走査する。

映像光投射部１２０は、制御信号に応じて、映像光Ｌ１を投射する。具体的には、映像光投射部１２０は投射映像に応じた映像光Ｌ１を生成して、前方に向けて出射する。映像光投射部１２０の前方には、凹面鏡１３０が配置されている。したがって、映像光投射部１２０からの映像光Ｌ１は、凹面鏡１３０に入射する。

凹面鏡１３０は、映像光投射部１２０からの映像光Ｌ１を上方に反射する。凹面鏡１３０で反射された映像光Ｌ１が拡がりながら進むため、表示される映像が拡大される。凹面鏡１３０の上方には、ウィンドシールド１１が配置されている。したがって、凹面鏡１３０で反射した映像光Ｌ１は、ウィンドシールド１１に入射する。凹面鏡１３０は、映像光Ｌ１をウィンドシールド１１に導く光学系を構成する。映像光Ｌ１をウィンドシールド１１に導く光学系は、凹面鏡１３０のほかに、レンズや折返しミラー等などのその他の光学部品を有していてもよい。

ウィンドシールド１１は、入射した映像光Ｌ１の一部を反射して、虚像を表示させる。したがって、上述のように、ウィンドシールド１１で反射した映像光は観察者Ｐ１の眼に入射する。

制御部１１０は、プロセッサやメモリなどを有する情報処理装置であり、ヘッドアップディスプレイ装置１００全体を統括的に制御する。制御部１１０は、外部から入力された表示データに基づいて、制御信号を生成する。そして、制御部１１０は、制御信号を映像光投射部１２０に出力する。

（映像光投射部１２０）
次に、映像光投射部１２０の構成について、図３を用いて説明する。図３は、映像光投射部１２０の構成を示す図である。映像光投射部１２０は、光源１２１と、ライトトンネル１２２と、フレネルレンズ１２３と、拡散板１２４と、表示素子１２５と、を備えている。

光源１２１は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode)等であり、光を放出する。光源１２１からのライトトンネル１２２に入射する。ライトトンネル１２２はその内部に反射面を備える導光部材であり、光が表示素子１２５のほぼ全面に入射するように、光源１２１からの光を拡げる。すなわち、ライトトンネル１２２は、ＬＥＤからの光を面状の光に変換する。ライトトンネル１２２を通過した光は、フレネルレンズ１２３に入射する。

フレネルレンズ１２３は、ライトトンネル１２２から出射された光を屈折する。フレネルレンズ１２３を通過した光は拡散板１２４に入射する。拡散板１２４は光を拡散する。拡散板１２４を通過した光は、表示素子１２５に入射する。

表示素子１２５は、液晶パネルなどの光変調素子である。表示素子１２５は、例えば、透過型液晶パネルであり、マトリクス状に配列された複数の画素を備えている。そして、それぞれの画素は、制御信号に応じて制御される。したがって、表示素子１２５は、制御部１１０からの制御信号に応じて、光を変調する。具体的には、表示素子１２５は、階調データを含む制御信号に応じて、画素ごとに透過率を制御する。表示素子１２５を通過した光は、制御信号に応じた映像光Ｌ１となる。これにより、映像光投射部１２０は、所望の画像を形成するための映像光Ｌ１を生成することができる。

なお、映像光投射部１２０は、透過型の液晶パネルを利用したものに限らず、反射型の液晶パネルや、ＭＥＭＳミラーなどの他の光変調素子を利用してもよい。さらに、映像光投射部１２０は、投影レンズなどの他の光学部品を備えていてもよい。

（制御構成）
次に、ヘッドアップディスプレイ装置１００の制御構成について、図４を用いて説明する。図４は、ヘッドアップディスプレイ装置１００の制御構成を示すブロック図である。制御部１１０は、状態判定部１１１と、表示データ取得部１１２と、映像生成部１１３と、投射制御部１１４とを備えている。

表示データ取得部１１２は、外部機器（不図示）から表示データを取得する。外部機器は、ヘッドアップディスプレイ装置１００で表示するための表示データを生成して、ヘッドアップディスプレイ装置１００に出力する。例えば、外部機器は、カーナビゲーション装置、ＣＡＮ（Control Area Network）を介して接続された他の装置などである。また、外部機器は、スマートフォンやタブレット端末などの外部端末であってもよい。表示データはヘッドアップディスプレイ１００の図示しない記憶部に記憶されていてもよい。

表示データ取得部１１２は、ナビゲーション装置から、例えば、進行方向情報（右折、左折、直進等）、目的地までの距離情報等を取得する。また、表示データ取得部１１２は、自動車１の制御装置からＣＡＮを介して、自動車１の走行速度情報等を取得する。表示データ取得部１１２は、外部端末から、電話機能やメール機能の着信有無情報を取得する。外部端末がナビゲーションアプリを有する場合、表示データ取得部１１２は、外部端末から、ナビゲーションアプリからの進行方向情報、目的地までの距離情報等を取得する。表示データ取得部１１２は、これらの情報を、数値や文字列等を示すデジタルデータとしても取得してもよく、映像を構成するデジタルデータとして取得してもよい。さらに、映像は、サイドカメラやリアカメラで撮像した撮像画像を含んでいてもよい。

映像生成部１１３は、表示データ取得部１１２が取得した表示データに基づいて、映像を生成する。そして、投射制御部１１４は、映像生成部１１３が生成した表示映像に応じた制御信号を生成する。投射制御部１１４は、生成した制御信号を映像光投射部１２０の光源１２１、及び表示素子１２５に出力する。

映像光投射部１２０は、上記したように、制御信号に応じて変調された映像光Ｌ１を出射する。具体的には、光源１２１は、投射制御部１１４からの制御信号に応じた輝度の光を発生する。表示素子１２５は、光源１２１からの光を変調する。これにより、表示データに応じた映像光Ｌ１が映像光投射部１２０から投射される。映像光Ｌ１は凹面鏡１３０を介して、ウィンドシールド１１に投射される。ウィンドシールド１１は映像投影面となる。

制御部１１０は、状態検出部１６０に接続され、または状態検出部１６０からの情報を取得可能となっている。状態検出部１６０は、ウィンドシールド１１の状態を検出する。すなわち、状態検出部１６０は、ウィンドシールド１１の透過性を検出する。具体的には、状態検出部１６０は、ウィンドシールド１１に雨滴が付着しているか否かを検出する。雨滴が付着している場合、ウィンドシールド１１の透過性が低下する。なお、状態検出部１６０は、ウィンドシールド１１に付着した雨滴量に応じた情報を取得してもよい。そして、状態検出部１６０は、検出結果に応じた検出信号を制御部１１０に出力する。

例えば、状態検出部１６０としては、赤外線センサを用いた水滴付着センサを用いることができる。水滴付着センサは、ウィンドシールド１１の車室内側に、赤外線の出射部と受光部を備え、赤外線の戻り率によって降雨を検出する。例えば、ウィンドシールド１１に雨滴が付着していると、赤外線が乱反射されるため、赤外線の戻り率が低くなる。よって、状態検出部１６０は、水滴付着センサによって、雨滴の有無や雨滴量を検出することができる。

あるいは、状態検出部１６０は、ワイパ動作により、ウィンドシールド１１の状態を検出してもよい。自動車のワイパ動作に有無により、雨滴が付着したかを検出することができる。さらに、ワイパ動作の間欠周期により、雨滴量に応じた情報を取得することができる。ワイパ動作を用いる場合、状態検出部１６０がＣＡＮ等からの信号により、状態を検出する。

そして、状態判定部１１１は、状態検出部１６０からの検出信号に基づいて、ウィンドシールド１１の状態を判定する。そして、状態判定部１１１は、判定結果を示す判定信号を映像生成部１１３に出力する。映像生成部１１３は、判定結果に基づいて、映像を生成する。

具体的には、雨滴量が多いほど、状態判定部１１１は、ウィンドシールド１１の透過性が低下していると判定する。図５に状態検出部１６０による状態検出の結果と、透過性の関係を示す。なお、図５では、状態検出部１６０としては、水滴付着センサと、ワイパ動作の２例を挙げている。また、図５では、状態検出部１６０が３段階でウィンドシールド１１の状態を検出している。すなわち、状態検出部１６０は、ウィンドシールド１１の透過性の低下度合を、「なし」、「小」、「大」の３段階で評価している。

状態検出部１６０が水滴付着センサを用いる場合、状態判定部１１１は、水滴付着センサからの検出信号に基づいて、ウィンドシールド１１の状態を判定する。例えば、雨滴量が多くなるほど、赤外線の戻り率が低下する。よって、赤外線の戻り率の低下に応じて、状態検出部１６０は雨滴量を検出することができる。雨滴未検出時には、状態判定部１１１は、透過性の低下がないと判定する。すなわち、雨が降っておらず、ウィンドシールド１１に雨滴（水滴）が付着していない。この場合、状態検出部１６０が雨滴を検出しないため、透過性が低下しない。また、検出された雨滴量が所定のしきい値よりも大きい時、透過性の低下が大きいとみなす。一方、状態検出部１６０が雨滴を検出しているが、検出された水滴量がしきい値よりも小さい時、状態判定部１１１は、透過性の低下が小さいと判定する。

状態検出部１６０がワイパ動作を用いる場合、ワイパ動作を示す動作信号に基づいて、状態判定部１１１がウィンドシールド１１の状態を判定する。ワイパ動作が未動作、又はＭＩＳＴの時、状態判定部１１１は透過性の低下がないと判定する。例えば、雨滴が付着していない場合、運転者Ｐがワイパを動作しない。よって、ワイパが未動作の場合、状態判定部１１１は透過性の低下がないと判定することができる。また。ワイパ動作がＩＮＴの時、状態判定部１１１は透過性の低下が小さいと判定する。ワイパ動作がＬｏ又はＨｉの時、状態判定部１１１は透過性の低下が大きいと判定する。

このように、図５に示す表を参照して、状態判定部１１１がウィンドシールド１１の状態を判断する。状態検出部１６０からの検出信号に基づいて状態判定部１１１がウィンドシールド１１の状態を判定することができる。もちろん、状態判定部１１１は、ウィンドシールド１１の状態を４段階以上に分けて判定してもよく、２段階に分けて判定してもよい。ウィンドシールド１１の状態を２段階に分ける場合、状態判定部１１１は、透過性の低下の有無を判定することができる。また、ウィンドシールド１１の状態を４段階以上に分ける場合、状態判定部１１１において、検出された雨滴量に対するしきい値を２以上設定すればよい。

また、ウィンドシールド１１の状態を検出する状態検出部１６０は、水滴付着センサ又はワイパ動作に限られるものではない。さらに、状態検出部１６０は、水滴付着センサ及びワイパ動作を組み合わせて、ウィンドシールド１１の状態を検出してもよい。

次に、図６を参照して、ヘッドアップディスプレイ装置１００による映像表示方法を説明する。図６は映像表示方法を示すフローチャートであり、具体的にはウィンドシールド１１の状態に応じた映像変更処理を示している。なお、図６のフローチャートの処理が開始する前に、表示データ取得部１１２が表示データを取得しており、状態検出部１６０がウィンドシールド１１の状態を検出している。

まず、状態判定部１１１が映像投映面（ウィンドシールド１１）の透過性が低下しているか否かを判定する（Ｓ１１）。すなわち、状態判定部１１１は、状態検出部１６０での検出結果に基づいて、ウィンドシールド１１の状態を判断する。映像投映面の透過性低下の判定は、図５の表にしたがって行われる。例えば、雨滴が未検出の場合、状態判定部１１１が透過性の低下が無いと判定する（Ｓ１１のＮＯ）。あるいは、ワイパ動作が停止又はＭＩＳＴの場合、状態判定部１１１が透過性の低下が無いと判定する。この場合、映像変更処理を終了する。すなわち、映像生成部１１３が、通常通りの処理で映像を生成する。そして、映像光投射部１２０がデフォルト映像を表示するための映像光Ｌ１を生成して、射出する。

透過性が低下している場合（Ｓ１１のＹＥＳ）、状態判定部１１１は、透過性の低下率が大きいか否かを判定する（Ｓ１２）。すなわち、状態判定部１１１は、状態検出部１６０での検出結果に基づいて、ウィンドシールド１１の状態を判断する。透過性低下率が大きいか否かの判定は、図５の表に従って行われる。例えば、検出雨滴量が小さい場合、状態判定部１１１が透過性の低下が小さいと判定する（Ｓ１２のＮＯ）。一方、検出雨滴量が大きい場合、状態判定部１１１が透過性の低下が大きいと判定する（Ｓ１２のＹＥＳ）。あるいは、ワイパ動作がＩＮＴの場合、状態判定部１１１が透過性の低下が小さいと判定する（Ｓ１２のＮＯ）。一方、ワイパ動作がＬｏ又はＨｉの場合、状態判定部１１１が透過性の低下が大きいと判定する（Ｓ１２のＹＥＳ）。

状態判定部１１１が透過性の低下が大きいと判定した場合（Ｓ１２のＹＥＳ）、映像生成部１１３が視認性向上処理（大）を実行する（Ｓ１３）。状態判定部１１１が透過性の低下が小さいと判定した場合（Ｓ１２のＮＯ）、映像生成部１１３が視認性向上処理（小）を実行する（Ｓ１４）。

視認性向上処理とは表示される映像に対して視認性を向上させる処理である。すなわち、視認性向上処理を行うことで、ウィンドシールド１１越しに視認される虚像の視認性を向上することができる。制御部１１０が、視認性向上処理を行うことで、映像光投射部１２０は、デフォルト映像よりも視認性が向上した視認性向上映像を生成することができる。視認性向上処理（大）は視認性向上処理（小）よりも視認性を向上させる効果が大きくなっている。

すなわち、視認性向上処理（大）を実行する場合、映像生成部１１３はデフォルト映像に対して視認性を大きく向上させた視認性向上映像（大）を生成する。そして、映像光投射部１２０が視認性向上映像（大）を表示するための映像光Ｌ１を生成して、射出する。視認性向上処理（小）を実行する場合、映像生成部１１３はデフォルト映像に対して視認性を少し向上させた視認性向上映像（小）を生成する。そして、映像光投射部１２０が視認性向上映像（小）を表示するための映像光Ｌ１を生成して、射出する。

本実施の形態では、映像生成部１１３が、視認性向上処理として、虚像の表示サイズを変更する処理を行っている。状態判定部１１１で判定されたウィンドシールド１１の透過性の低下度合に応じて、映像生成部１１３が表示サイズを変更している。具体的には、透過性が低下した場合、映像生成部１１３は、虚像の表示サイズを大きくした映像を生成する。例えば、視認性向上処理として、映像生成部１１３が表示全体サイズの変更、及び表示アイコンサイズの変更の少なくとも一方を行っている。

図７は、視認性向上処理の具体例を示す表である。図７には視認性向上処理（大）と視認性向上処理（小）と視認性向上処理なしの場合の処理が表として示されている。図７では、本実施の形態にかかる視認性向上処理の例である表示全体サイズ、表示アイコンサイズを変更する処理と、後述する実施の形態２にかかる視認性向上処理の例である輝度、コントラスト、及び文字（線）太さを変更する処理が記載されている。具体的には、透過性の低下が無い場合、すなわち、視認性向上処理を行わない場合を、デフォルトとする。

視認性向上処理として、表示全体サイズを変更する場合について説明する。視認性向上処理を行わない場合の表示全体サイズをデフォルトサイズとする。視認性向上処理（小）を行う場合、表示全体サイズをデフォルトサイズよりも大きい中サイズとする。視認性向上処理（大）を行う場合、表示全体サイズを中サイズよりも大きい大サイズとする。このように、ウィンドシールド１１の透過性の低下度合いに応じて、映像生成部１１３は、拡大倍率を変える。

視認性向上処理として、表示全体サイズを変更する場合、表示素子１２５が表示に用いる有効領域とその周辺の非有効領域を変えていけばよい。例えば、表示素子１２５では、ウィンドシールド１１の局面に応じて歪み補正を行うために、全ての領域を用いて表示していない。すなわち、表示素子１２５には、表示が行われる有効領域とその周囲に非有効領域とが設けられている。有効領域では、各画素が階調表示を行い、非有効領域では各画素が黒表示を行う。

デフォルトサイズの場合、映像生成部１１３は、表示素子１２５の中心部分の有効領域を小さくして、その周囲の非有効領域を大きくする。表示全体サイズを大きくする場合、有効領域の割合を大きくすればよい。表示素子１２５の有効領域内において表示できるサイズの映像を映像生成部１１３が生成すればよい。このようにすることで、視認性向上処理を容易に行うことができる。

視認性向上処理として、表示アイコンサイズを変更する場合について説明する。視認性向上処理を行わない場合の表示アイコンサイズをデフォルトサイズとする。視認性向上処理（小）を行う場合、表示アイコンサイズをデフォルトサイズよりも大きい中サイズとする。視認性向上処理（大）を行う場合、表示アイコンサイズを中サイズよりも大きい大サイズとする。視認性向上処理として、表示アイコンサイズを変更する場合、映像生成部１１３が生成する映像を変えればよい。

表示アイコンとしては、交差点での進行方向（右折、左折、又は直進等）を示す矢印、交差点までの距離、交差点名などがある。映像生成部１１３は、これらの表示アイコンの一つ以上を拡大した映像を生成する。

図８、図９に視認性向上処理が施された虚像の具体例を示す。図８、図９では、左側にデフォルト映像を示し、右側には、視認性向上処理が施された映像が示されている。図８では表示全体サイズを変更した映像、図９では、表示アイコンサイズを変更した映像を示している。また、図８、図９は、ウィンドシールド１１越しに視認される虚像を示している。表示アイコンサイズを変更した場合と、表示全体サイズを変更した場合も、視認性が向上する。

このように、虚像の表示全体サイズ又は表示アイコンサイズを拡大するよう、映像生成部１１３が映像を生成する。したがって、ウィンドシールド１１の状態が変化した場合でも、虚像の視認性を向上することができる。ウィンドシールド１１の透過性の低下が検出された場合、映像生成部１１３が、視認性向上処理を行う。これにより、視認性が向上した虚像を表示することができる。

天候不順時の雨滴・雨量により悪化する視認性を向上させる。天候不順時の雨滴・雨量による視認性悪化時の運転疲労を低減させることができる。雨滴による影響が軽減されるため、虚像視認性の悪化を低減でき、良好な視認性を確保することができる。さらに、運転者Ｐが運転時に煩わしさを感じるのを防ぐことができる。この結果、悪天候時であっても、運者転Ｐが安心、安全に運転することができる。

さらに、表示サイズ変更の例として、表示全体サイズ、又は表示アイコンサイズを変更する例を示したが、表示フォントサイズを変更してもよい。すなわち、描画する表示フォントのドット数を大きくすればよい。また、表示サイズは、縦方向、及び横方向の一方向のみについて、変更されていてもよい。この場合、歪みが発生しても表示サイズを大きくすることができる。もちろん、縦方向及び横方向の両方向について、表示サイズが変更されていてもよい。

実施の形態２．
本実施の形態では、実施の形態１と視認性向上処理が異なっている。本実施の形態では、視認性向上処理として、映像生成部１１３が虚像を明瞭になるように映像を生成している。なお、視認性向上処理以外の処理、及び構成については実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。本実施の形態にかかる視認性向上処理としては、図７に示すように、輝度の変更、コントラストの変更、文字（線）の太さの変更がある。

視認性向上処理として、輝度を変更する場合について説明する。視認性向上処理を行わない場合の輝度をデフォルト輝度とする。視認性向上処理（小）を行う場合、輝度をデフォルト輝度よりも高い中輝度とする。視認性向上処理（大）を行う場合、輝度を中輝度よりも高い高輝度とする。視認性向上処理として、輝度を変更する場合、光源１２１の光量を制御すればよい。

視認性向上処理として、コントラストを変更する場合について説明する。視認性向上処理を行わない場合のコントラストをデフォルト値とする。視認性向上処理（小）を行う場合、コントラストをデフォルト値よりも大きい中コントラストとする。視認性向上処理（大）を行う場合、コントラストを中コントラストよりも高い高コントラストとする。

視認性向上処理として、文字（線）太さを変更する場合について説明する。視認性向上処理を行わない場合のコントラストをデフォルト値とする。視認性向上処理（小）を行う場合、文字（線）太さをデフォルト値よりも太い中サイズとする。視認性向上処理（大）を行う場合、文字（線）太さを中サイズよりも太い太サイズとする。

虚像を明瞭にする視認性向上処理の項目としては、図７の表に示す項目に限定されるものではない。映像生成部１１３の処理において視認性を向上させることができるものであればよい。例えば、視認性向上処理として、映像生成部１１３が虚像の色度を変更してもよい。例えば、虚像を表示するための映像をネガポジ反転すること、２階調化すること、ＲＧＢ色を変更することなどして、画像の色度を変更することができる。

ネガポジ反転では、白表示に近い高階調画素を黒表示に近い低階調画素にし、黒表示に近い低階調画素を白表示に近い高階調画素にする。２諧調化では、８ビット等の多階調の映像を、１ビット（白黒）の２階調の映像にする。ＲＧＢ交換・変更は方向矢印の表示色を強調色に変更する。

図１０〜図１４に視認性向上処理が施された虚像の具体例を示す。図１０〜図１４では、左側にデフォルト映像を示し、右側には、視認性向上処理が施された映像が示されている。また、図１０〜図１４は、ウィンドシールド１１越しに視認される虚像を示している。図１０は輝度変更、図１１はコントラスト変更、図１２はネガポジ反転、図１３は２階調化、図１５はＲＧＢ変更した映像を示している。

なお、視認性向上処理として、輝度変更や色度変更を行う場合、照度センサの検出結果に応じて、輝度や色度を変更してもよい。例えば、自動車１に搭載されている照度センサによって、周囲の照度を検出する。そして、照度センサの検出結果に応じて、輝度や色度を変更してもよい。

このように、本実施形態にかかる映像表示方法によれば、天候不順時の雨滴により悪化する視認性を向上させることができる。運転者Ｐが虚像を明瞭に視認することができるため、視認性悪化時の運転疲労を低減させることができる。

例えば、雨が降っても運転者Ｐは虚像を見ることができるが、雨滴と虚像とが共に近いため、双方に焦点が合ってしまう。このため、虚像認識の視認性が著しく悪化したり、更にその影響で運転時に煩わしさを感じたり、大きな疲労が発生してしまう。特に、ドットサイズの細かい画像や文字においては、雨滴サイズや雨滴量の影響によっては認識が困難となってしまう。しかしながら、本実施の形態にかかるように、雨滴付着時に視認性向上処理を実行することで、視認性を向上することができる。また、雨滴の非付着時には、視認性向上処理を行わず、通常通りのデフォルト映像を表示している。よって、雨滴の非付着時において、過剰に強調することなく表示できるため、運転疲労を軽減することができる。

上記の説明では、状態検出部１６０が、雨滴の有無、及び雨量の変化を検出したが、その他の天候についても対応することができる。例えば、雪や砂塵等でウィンドシールド１１の状態が変化した場合でも、同様に処理することができる。例えば、雪や砂塵などで、ウィンドシールド１１の透過性が低下したか否に応じて、視認性向上処理を行うことができる。さらに、２つ以上の視認性向上処理を組み合わせてもよい。例えば、表示全体サイズの変更、表示アイコンサイズの変更、輝度変更、コントラスト変更、文字（太さ）太さ変更、色度変更の内の２以上を組み合わせてもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

１ 自動車
１０ ダッシュボード
１１ ウィンドシールド
１２ ステアリングホイール
Ｐ 運転者
１００ ヘッドアップディスプレイ装置
１１０ 制御部
１１１ 状態判定部
１１２ 表示データ取得部
１１３ 映像生成部
１１４ 投射制御部
１２０ 映像光投射部
１２１ 光源
１２２ ライトトンネル
１２３ フレネルレンズ
１２４ 拡散板
１２５ 表示素子
１３０ 凹面鏡
１６０ 状態検出部

Claims (6)

1. 映像投影面越しに視認される虚像として表示される映像に応じた映像光を投射する映像光投射部と、
   前記映像光を映像投影面に導く光学系と、
   前記映像投影面の状態を判定する状態判定部と、
   前記状態判定部が前記映像投影面の透過性が低下していると判定した場合、前記状態判定部で判定された前記透過性の低下度合いに応じて、前記映像投影面越しに視認される前記虚像の表示サイズを大きくするように、前記映像を生成する映像生成部と、
   を備えた映像表示装置。
2. 前記映像生成部は、状態判定部が前記映像投影面の透過性が低下していると判定した場合、前記虚像が明瞭になるように前記映像を生成する、請求項１に記載の映像表示装置。
3. 前記映像生成部は、前記虚像の輝度を変えること、コントラストを変えること、フォントを変えること、線幅を変えること、及び色度を変えることの少なくとも一つによって、前記虚像を明瞭にする、請求項２に記載の映像表示装置。
4. 前記状態判定部は、前記映像投影面に付着している水滴を検出する水滴付着センサからの検出信号に応じて、前記映像投影面の状態を判定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の映像表示装置。
5. 前記映像表示装置が車両に搭載されており、
   前記状態判定部は、前記車両のワイパ動作を示す動作信号に応じて、前記映像投影面の状態を判定する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の映像表示装置。
6. 虚像として表示される映像に応じた映像光を投射する映像投影面の状態を判定する判定ステップと、
   前記判定ステップで前記映像投影面の透過性が低下していると判定された場合、前記判定ステップで判定された前記透過性の低下度合いに応じて、前記映像投影面越しに視認される前記虚像の表示サイズを大きくするように、前記映像を生成する映像生成ステップと、
   前記映像生成ステップで生成された前記映像を、前記映像投影面に映像光として投射する投射ステップと、
   を備えた映像表示方法。