JPH06247184A - 車上表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドライバ自身の姿勢変化等に対して表示情報
の視認性を改善する。前方の景色と表示情報とが重なっ
てドライバに見えるように表示する装置において、姿勢
変化等に対して重なりに位置ずれが生じるのを防止す
る。 【構成】 ２つのテレビカメラ５，６でドライバの顔を
撮影し、各々の画像上で顔を認識して目の位置を追跡
し、視点の位置を常時検出する。視点の位置変化に対し
て、表示情報の位置を移動し、大きさも調整する。赤外
線カメラで撮影した車両前方の画像を画像処理した後、
ヘッドアップディスプレィ１に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばヘッドアップデ
ィスプレィ等の車上表示装置に関し、特に表示位置の制
御に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車のドライバに様々な情報
を伝達するために用いられる表示装置として、従来より
ヘッドアップディスプレィが知られている。この種の表
示装置は、ドライバの通常の運転位置の視野内にあるウ
インドシ−ルドガラス上に例えば車速などの情報を表示
するものである。ヘッドアップディスプレィを採用する
ことにより、ドライバの運転中の視点の移動が少なくな
るので、ドライバの疲労が軽減され、安全性も向上す
る。

【０００３】また例えば、特開平２−０９３８７５号に
開示されたヘッドアップディスプレィでは、ウインドシ
−ルドガラスに装着したハ−フミラ−に、赤外線カメラ
によって検出された道路情報を投影し、ドライバの目に
視野内の実際の可視情報（道路情報）と装置の表示情報
とがほぼ同一の位置に重なって映るように表示してい
る。この表示装置を用いれば、例えば濃霧のように視界
が悪い状況においても、表示される情報（道路の輪郭位
置など）を頼りに、安全に運転を続けることが可能にな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の表
示装置においては、ウインドシ−ルドガラス上の情報を
表示する位置、あるいは領域は予め固定されるか、又は
手動での位置調整のみが可能になっている。

【０００５】ところが、ドライバが頭を動かしたり、姿
勢を変えたりすると、表示情報の位置と、ドライバの目
との位置関係が変わるので、同じ位置の表示情報を見る
ためには、姿勢変化に伴なってドライバは視線の向きを
変えなければならない。仮にドライバが表示情報を見る
際の視線の向きが一定であれば、ドライバは表示情報の
存在位置を感覚的に憶えることができるので、瞬時に視
点を移動して表示情報を認識しうる。しかし実際には、
ドライバの姿勢等が変化すると、ドライバの目の位置か
ら見た表示情報の存在位置（相対位置）が変わるので、
表示情報を認識するためには、まず、視点を動かしなが
ら表示情報の位置を捜さなければならず、特に表示情報
が小さい場合には視認性が悪化する。

【０００６】また、ドライバの目に、視野内の実際の可
視情報（道路情報）と装置の表示情報（赤外線カメラの
映像など）とが重なって映るように表示する装置では、
両者の位置関係が一致しているようにドライバの目に映
ることが非常に重要である。しかしながら、実際の可視
情報（車外の道路情報）は、表示情報の位置（ウインド
シ−ルドガラス上）とは全く異なる位置に存在するの
で、ドライバが頭を動かしたり、姿勢を変えたりする
と、ドライバの目に映る実際の可視情報と表示情報との
間に大きな位置ずれが生じる。この位置ずれを抑制する
には、ドライバの姿勢調整を禁止するか、又は姿勢変更
の毎に手動操作で位置合せを実施せざるを得ない。

【０００７】従って本発明は、ドライバの姿勢の拘束や
手動位置合せの繰り返しを伴なうことなしに、表示情報
の視認性を改善したり、実際の可視情報と表示情報との
位置ずれの抑制を可能にすることを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、ドライバの前方視野内に配置さ
れた表示手段（１）；該表示手段に表示する情報を生成
する表示情報生成手段（２）；前記ドライバの視点位置
に応じて変化する位置情報を検出する、視点位置検出手
段（３）；及び該視点位置検出手段が検出した位置変化
に応じて、前記表示手段が表示する情報を制御し、少な
くともその位置を移動する、表示制御手段（４）；を備
える。

【０００９】また１つの好ましい態様では、前記視点位
置検出手段（３）は、少なくともドライバの顔を撮像し
て２次元画像情報を出力する撮像手段（５，６）、及び
該撮像手段が出力する画像情報を処理して目を認識し認
識した目の位置の情報を出力する認識手段（５２〜８
６）、を含む。

【００１０】また更に好ましい態様では、前記視点位置
検出手段（３）は、互いに異なる位置に配置され各々少
なくともドライバの顔を撮像して２次元画像情報を出力
する複数の撮像手段（５，６），各々の撮像手段が出力
する画像情報をそれぞれ処理して目を認識する認識手段
（５２〜８６），及び複数の画像において認識された目
を基準とする位置及び前記複数の撮像手段の間隔（Ｃ
Ｃ）から、視点位置を演算する演算手段（８８）、を含
む。

【００１１】また好ましい態様では、前記表示制御手段
（４）は、検出された視点位置変化に応じて、視点と表
示手段との距離（ＰｄＬ）を計算し、該距離の変化に応
じて、表示情報の表示サイズ(Ｗｘ，Ｈｘ)を拡大もしく
は縮小するように構成される。

【００１２】なお上記括弧内に示した記号は、後述する
実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したもの
であるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要
素のみに限定されるものではない。

【００１３】

【作用】本発明によれば、表示手段に表示される情報の
表示位置は、ドライバの視点の移動に伴なって移動す
る。表示位置の移動量を適正に制御することによって、
ドライバから見た表示情報の位置変化を抑制したり、ド
ライバの目に映る実際の可視情報（目に映る前方の道路
状況等）と表示情報（赤外線カメラの映像など）との位
置ずれを抑制することが可能になる。例えば、ドライバ
の視点の移動量と同じ量だけ表示位置を移動すれば、ド
ライバから見た表示情報の位置変化を大幅に抑制しう
る。

【００１４】また、例えばドライバが車外の任意の１点
を注目しながら視点（例えば頭）を移動すると、ドライ
バの視線とウインドシ−ルドガラスの表面（表示面）と
の交点Ｐ０の位置は視点の移動量に応じて移動するが、
Ｐ０の移動量は、後述するように視点の移動量から計算
によって求めることができる。従って、ドライバの視線
上で車外の可視情報とウインドシ−ルドガラス上の表示
情報との位置がずれないように、表示情報の位置を移動
すれば、視点が移動する場合でも、ドライバの目に映る
実際の可視情報とウインドシ−ルドガラス上の表示情報
とが重なって見える状態を維持しうる。

【００１５】ドライバの視点は、例えば、テレビカメラ
によって撮影したドライバの顔の２次元画像情報を処理
し、目の位置を認識することによって、検出することが
できる。但し、単一の二次元画像から得られる位置情報
は、二次元平面上の位置であり、奥行き、即ちテレビカ
メラと顔との距離の変化は検出できない。そこで好まし
い態様では、互いに異なる位置に配置した少なくとも２
つの撮像手段を設け、各々の撮像手段が出力する画像情
報をそれぞれ認識し、三次元の視点位置を検出する。

【００１６】また、好ましい態様では、検出された視点
位置の変化に応じて、視点と表示手段との距離（Ｐｄ
Ｌ）を計算し、該距離の変化に応じて、表示情報の表示
サイズを拡大もしくは縮小する。これによって、視点の
位置が変化する場合でも、ドライバの目に映る車外の実
際の可視情報と表示情報との大きさが一致するように表
示情報の大きさが自動的に修正される。

【００１７】

【実施例】実施例の表示システムを搭載した自動車を図
２に示し、その一部分を図３に拡大して示す。図２を参
照すると、この自動車にはヘッドアップディスプレィ１
と赤外線テレビカメラ２が設置されている。赤外線テレ
ビカメラ２は、自動車のル−フに設置され、その撮像面
が自動車の進行方向を向いている。また赤外線テレビカ
メラ２の前面には、図３に示すように、それを覆うカバ
−４１が設置されている。カバ−４１は、上下のガイド
レ−ル４１１及び４１２によって横方向にスライド自在
に支持されており、リニアモ−タ（４２）の駆動力によ
って移動可能になっている。即ち、ドライバのスイッチ
操作によって、カバ−４１が移動し、赤外線テレビカメ
ラ２の前面を開閉する。

【００１８】この実施例の赤外線テレビカメラ２は、波
長が８〜１２μｍの遠赤外線に感応し、その強弱に応じ
た二次元画像を撮像し、該画像の情報を映像信号の形で
走査同期信号とともに出力する。例えば、濃霧の中で車
両前方の景色を見た場合、可視光の波長領域では、光が
霧にさえぎられるので視界が悪く、先行車両や道路形状
が良く見えないが、遠赤外線の波長領域で撮像した画像
では、先行車両や道路形状等が認識し易い場合が多い。
従って、赤外線テレビカメラ２の画像を補助的に利用す
ることによって、ドライバの視界を確保することができ
る。

【００１９】赤外線テレビカメラ２が出力する画像情報
は、後述する電気回路で処理され、ヘッドアップディス
プレィ１に出力される。ヘッドアップディスプレィ１
は、図５に示すように、液晶表示器１１，バックライト
１２，レンズ１３，及びハ−フミラ−１６を備えてい
る。ヘッドアップディスプレィ１の本体である液晶表示
器１１，バックライト１２及びレンズ１３は、ダッシュ
ボ−ド１４内に設置してあり、ハ−フミラ−１６はウイ
ンドシ−ルドガラス１５の内側に貼り付けてある。液晶
表示器１１に表示される二次元画像の光は、レンズ１３
を通り、ハ−フミラ−１６で反射され、ドライバの目に
映る。また、車両前方の景色からの光は、ウインドシ−
ルドガラス１５及びハ−フミラ−１６を透過して、ドラ
イバの目に映る。

【００２０】図４は、ドライバの視点とは異なる位置か
ら見た状態を示しているので、車両前方の景色とハ−フ
ミラ−１６上の表示画像１７とは、互いに異なる大きさ
で異なる位置に見えているが、実際には、両者の大きさ
及び位置が一致するように画像が表示される。またこの
実施例では、ドライバの姿勢変更などによってドライバ
の視点が変化する場合でも、その変化に適応して表示画
像の大きさ及び位置が変更され、景色と表示画像とが常
に重なるように自動的に制御される。ドライバの視点を
検出するために、図４に示すように、ダッシュボ−ド１
４上には２つのテレビカメラ５及び６と照明灯７が、ド
ライバの顔に光軸を向けた状態で設置されている。

【００２１】システム全体の構成を図１に示す。図１を
参照すると、テレビカメラ５，６及び照明灯７は、視点
検出ユニット３に接続されている。ＳＷは電源スイッチ
である。また、赤外線テレビカメラ２及びリニアモ−タ
４２は、表示情報処理ユニット４と接続されている。視
点検出ユニット３は、テレビカメラ５及び６で撮像した
ドライバの顔の情報から視点の位置を検出し、その結果
を表示情報処理ユニット４に送信する。表示情報処理ユ
ニット４は、赤外線テレビカメラ２が撮像した画像情報
に所定の処理を施した後、その情報をヘッドアップディ
スプレィ１に出力する。

【００２２】視点検出ユニット３の具体的な構成を図６
に示す。図６を参照して説明する。視点検出ユニット３
内のシステムバスには、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）
３０１，ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）３０２，ＲＡＭ
（読み書きメモリ）３０３，３０４，Ｉ／Ｏポ−ト３０
５，及びイメ−ジメモリ３０７が接続されている。Ｉ／
Ｏポ−ト３０５の入力ポ−トには、複数のスイッチを備
えるスイッチユニット３０６が接続され、出力ポ−トに
は、スイッチ３１３，テレビカメラ５，６及び照明制御
回路３１４が接続され、通信用ポ−トは、表示情報処理
ユニット４と接続されている。

【００２３】照明制御回路３１４は、ＣＰＵ３０１から
の指示に応じて、照明灯７に供給する電力を調整する。
スイッチ３１３は、ＣＰＵ３０１からの指示に応じて切
換わり、テレビカメラ５及び６がそれぞれ出力する複合
映像信号の一方を選択する。選択された信号は、ＬＰＦ
（ロ−パスフィルタ）３１０及び同期分離回路３１１に
印加される。ＬＰＦ３１０は映像信号を抽出し、同期分
離回路３１１は同期信号を抽出する。ＬＰＦ３１０が抽
出した映像信号は、Ａ／Ｄ変換器３０９によって８ビッ
ト階調のデジタル画素デ−タに変換され、イメ−ジメモ
リ３０７に書き込まれる。画素クロック発生回路３１２
は、同期分離回路３１１が抽出した同期信号（垂直同期
及び水平同期信号）に基づいて、画素毎の走査タイミン
グを示すクロックパルス（即ち画素クロック）を生成す
る。アドレスカウンタ３０８は、同期分離回路３１１が
抽出した同期信号と前記画素クロックを計数し、映像信
号のフレ−ム毎に、二次元の走査アドレス情報を生成す
る。イメ−ジメモリ３０７に画像デ−タを書き込む時に
は、アドレスカウンタ３０８の計数するアドレス情報が
メモリアドレスに印加されるので、Ａ／Ｄ変換器３０９
が出力する画素デ−タは、画素の走査位置に応じたメモ
リアドレスに記憶される。

【００２４】ＣＰＵ３０１がイメ−ジメモリ３０７をア
クセスする時には、システムバスがイメ−ジメモリ３０
７のアドレス端子及びデ−タ端子と接続されるので、Ｃ
ＰＵ３０１はイメ−ジメモリ３０７に記憶された画像デ
−タの読み出し及び更新が可能である。ＲＯＭ３０２
は、ＣＰＵ３０１のプログラム及び定数等のデ−タを予
め記憶している。ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１の作業
エリアとして使用され、ＲＡＭ３０４は、二値化された
画像デ−タを書き込むために利用される。

【００２５】ＣＰＵ３０１の処理の概略を図８及び図９
に示す。図８及び図９を参照してＣＰＵ３０１の動作を
説明する。電源がオンすると、初期化を実行した後、ス
テップ５１に進む。ステップ５１では、左側のテレビカ
メラ５の映像信号を入力し、１フレ−ム分の画像デ−タ
（２５６×２５６画素）をＡ／Ｄ変換してイメ−ジメモ
リ３０７に書込む。そして画像デ−タの濃度分布を調
べ、照明不足の場合には照明を明るくし、明るすぎる場
合には照明を暗くする。そして再び画像デ−タを入力
し、画像デ−タの濃度分布が所定範囲に入るまで上記動
作を繰り返す。

【００２６】所定濃度分布の画像デ−タが得られたら、
ステップ５２に進む。ステップ５２では、イメ−ジメモ
リ３０７上の画像デ−タから、頭の画像を検出する。こ
こで検出された頭の画像の位置に基づいて、次のステッ
プ５３では顔の画像を検出し、検出された顔の画像の位
置に基づいて、次のステップ５４では右目の画像を検出
する。ここで検出した右目の画像位置に基づいて、次の
ステップ５５では、右目を追跡するためのウインドゥＷ
ｅ１（右目を中心とする小さな矩形領域）をセットす
る。次のステップ５６では、ステップ５３で検出された
顔の画像の位置に基づいて、左目の画像を検出する。ス
テップ５７では、ステップ５６で検出した左目の画像の
位置に基づいて、左目を追跡するためのウインドゥＷｅ
２（左目を中心とする小さな矩形領域）をセットする。
次のステップ５８では眉毛の画像を検出し、次のステッ
プ５９では口の画像を検出し、次のステップ６０では鼻
の画像を検出する。そして次のステップ６１では、それ
までに検出した顔，右目，左目，眉毛，口及び鼻の検出
結果が全体的に見て正しいものであるか否かを識別す
る。ステップ５２，５３，５４，５６，５８，５９，６
０及び６１のいずれかでエラ−が検出された場合には、
その次にステップ７２に進んで所定のエラ−処理を実施
した後、ステップ５１に戻り、再び画像デ−タを読込
む。

【００２７】ステップ６１で正しい認識結果であると識
別した場合には、次にステップ７３に進む。ステップ７
３では、スイッチ３１３を切換え、右側のテレビカメラ
６の映像信号を入力し、１フレ−ム分の画像デ−タ（２
５６×２５６画素）をＡ／Ｄ変換してイメ−ジメモリ３
０７に書込む。そして、左側カメラの画像デ−タの場合
と同様に、ステップ６２で頭の画像を検出し、ステップ
６３で顔の画像を検出し、ステップ６４で右目の画像を
検出し、ステップ６５で右目追跡用のウインドゥＷｅ３
をセットし、ステップ６６で左目の画像を検出し、ステ
ップ６７で左目追跡用のウインドゥＷｅ４をセットし、
ステップ６８では眉毛の画像を検出し、ステップ６９で
は口の画像を検出し、ステップ７０では鼻の画像を検出
する。そして次のステップ７１では、それまでに検出し
た顔，右目，左目，眉毛，口及び鼻の検出結果が全体的
に見て正しいものであるか否かを識別する。ステップ６
２，６３，６４，６６，６８，６９，７０及び７１のい
ずれかでエラ−が検出された場合には、その次にステッ
プ７２に進んで所定のエラ−処理を実施した後、ステッ
プ５１に戻り、再び画像デ−タを読込む。ステップ７１
で正しい認識結果であると識別した場合には、次に図９
のステップ８１に進む。

【００２８】ステップ８１では、再び、左側のテレビカ
メラ５の映像信号を入力し、１フレ−ム分の画像デ−タ
をＡ／Ｄ変換してイメ−ジメモリ３０７に書込む。そし
て、前記ステップ５５及び５７でセットしたウインドゥ
Ｗｅ１及びＷｅ２の領域内の画像デ−タについて、その
濃度を所定のしきい値で二値化し、二値画像デ−タをＲ
ＡＭ３０４上に記憶する。次のステップ８２では、再
び、右側のテレビカメラ６の映像信号を入力し、１フレ
−ム分の画像デ−タをＡ／Ｄ変換してイメ−ジメモリ３
０７に書込む。そして、前記ステップ６５及び６７でセ
ットしたウインドゥＷｅ３及びＷｅ４の領域内の画像デ
−タについて、その濃度を所定のしきい値で二値化し、
二値画像デ−タをＲＡＭ３０４上に記憶する。

【００２９】次のステップ８３では、ＲＡＭ３０４上の
デ−タのうち、ウインドゥＷｅ２の二値画像デ−タを参
照し、左側テレビカメラ５の画像上で左目を追跡する。
また次のステップ８４では、ＲＡＭ３０４上のデ−タの
うち、ウインドゥＷｅ１の二値画像デ−タを参照し、左
側テレビカメラ５の画像上で右目を追跡する。

【００３０】次のステップ８５では、ＲＡＭ３０４上の
デ−タのうち、ウインドゥＷｅ４の二値画像デ−タを参
照し、右側テレビカメラ６の画像上で左目を追跡する。
また次のステップ８６では、ＲＡＭ３０４上のデ−タの
うち、ウインドゥＷｅ３の二値画像デ−タを参照し、右
側テレビカメラ６の画像上で右目を追跡する。

【００３１】ステップ８６で正常に右目が検出された場
合には、次にステップ８７に進み、エラ−カウンタをク
リアする。更に、ステップ８８の「視点検出処理」を実
行し、ステップ８９の「表示位置計算」を実行し、次に
ステップ９０の「通信処理」を実行し、ステップ８１に
戻って上記処理を繰り返し実行する。

【００３２】目を追跡するための処理について、ここで
はごく簡単に説明したが、それを実現するためには非常
に複雑な処理を実行する必要がある。但し、その基本的
な技術は、特開平１−１５８５７９号公報で既に公知で
あるので、詳細な説明は省略する。公知技術では、１台
のテレビカメラの画像について目の追跡を実施している
が、この実施例では、２台のテレビカメラを設置して、
各々のテレビカメラで撮影した画像のそれぞれについ
て、目の追跡を実施している。

【００３３】ステップ８８の「視点検出処理」の詳細を
図１０に示す。これを説明する前に、それに関連する図
面について説明する。図１１は、テレビカメラ５，６を
それらの光軸に垂直な方向（上方）から見た撮像範囲の
位置関係を示しており、図１２は、２台のテレビカメラ
５，６で撮影される二次元画像の位置関係を示してお
り、図１３及び図１４は、それぞれテレビカメラ５及び
６で撮影される二次元画像上の領域を示している。

【００３４】図１０に示す「視点検出処理」について説
明する。ステップＳ１では、左側のテレビカメラ５の画
像における視点位置を計算する。この実施例では、図１
２に示すように、右目の追跡処理（ステップ８４）によ
って検出された右目の位置（Ｅ１１ｘ，Ｅ１１ｙ）と、
左目の追跡処理（ステップ８３）によって検出された左
目の位置（Ｅ１２ｘ，Ｅ１２ｙ）との中間を視点とみな
している。そしてステップＳ１では、画像座標（０〜２
５５，０〜２５５）上の中心位置（１２７，１２７）に
対する相対距離（画素数）で、視点の位置ＰＩＬｘ，Ｐ
ＩＬｙを計算している。

【００３５】同様に、次のステップＳ２では、右側のテ
レビカメラ６の画像における視点位置を計算する。即
ち、右目の追跡処理（ステップ８６）によって検出され
た右目の位置（Ｅ２１ｘ，Ｅ２１ｙ）と、左目の追跡処
理（ステップ８５）によって検出された左目の位置（Ｅ
２２ｘ，Ｅ２２ｙ）との中間を視点とみなし、画像座標
（０〜２５５，０〜２５５）上の中心位置（１２７，１
２７）に対する相対距離（画素数）で、視点の位置ＰＩ
Ｒｘ，ＰＩＲｙを計算している。

【００３６】次のステップＳ３では、ステップＳ１で求
めた視点の位置ＰＩＬｘ，ＰＩＬｙから、視点の方向を
示す角度θＬｘ，θＬｙ（図１１参照）を求める。また
ステップＳ４では、ステップＳ２で求めた視点の位置Ｐ
ＩＲｘ，ＰＩＲｙから、視点の方向を示す角度θＲｘ，
θＲｙを求める。ｋは定数である。

【００３７】次のステップＳ５では、２つのテレビカメ
ラの中央の位置と求められた視点位置との間の距離Ｌｃ
を計算により求める。ＣＣはテレビカメラ５，６の間隔
である。続くステップＳ６では、距離Ｌｃから、３次元
の座標Ｐｃｗ，Ｐｃｈ，ＰｃＬを計算する。Ｐｃｗは幅
方向、Ｐｃｈは高さ方向、ＰｃＬは前後（奥行き）方向
の座標（距離）である。

【００３８】次のステップＳ７では、ステップＳ６で求
めた視点の座標Ｐｃｗ，Ｐｃｈ，ＰｃＬから、ヘッドア
ップディスプレィ１の表示面（１６）の位置に対する視
点の各方向の距離Ｐｄｗ，Ｐｄｈ，ＰｄＬを求める。２
台のテレビカメラ５，６及びヘッドアップディスプレィ
１の表示面の位置は固定されているので、それらの相対
距離は一定である。従って、定数Ｃｗ，Ｃｈ及びＣＬを
それぞれＰｃｗ，Ｐｃｈ及びＰｃＬに加算することによ
り、距離Ｐｄｗ，Ｐｄｈ及びＰｄＬを求めることができ
る。

【００３９】再び図９を参照すると、ステップ８８の視
点検出処理が終了すると、次にステップ８９に進み、
「表示位置計算」処理を実行する。この「表示位置計
算」処理では、まずステップ８９ａで、距離Ｐｄｗ，Ｐ
ｄｈ及びＰｄＬを入力する。次のステップ８９ｂでは、
視点位置を示すＰｄｗ，Ｐｄｈ及びＰｄＬの基準位置に
対する偏位量ΔＰｗ，ΔＰｈ及びΔＰＬを計算する。Ｐ
ｗ０，Ｐｈ０及びＰＬ０は、視点基準位置の、表示面位
置に対する各軸方向の距離である。次のステップ８９ｃ
では、視点の偏位に対して、表示の位置及び大きさを補
正するためのパラメ−タを計算する。即ちこの例では、
視点位置の幅方向の偏位量ΔＰｗに係数ｋｗを掛けて幅
方向の表示移動量ＭＷを求め、高さ方向の偏位量ΔＰｈ
に係数ｋｈを掛けて高さ方向の表示移動量ＭＨを求め、
前後（奥行き）方向の偏位量ΔＰＬに係数ｋｒを掛けて
表示倍率Ｒｘを求めている。

【００４０】例えば、図１７の上側に示すように、視点
位置のドライバが車外の１点（注目点）を注目しながら
幅方向にΔＰｗだけ視点を移動した場合、表示面上の表
示位置を同じ幅方向にＭＷだけ移動すれば、注目点にお
ける景色と表示面上の表示情報との位置関係が視点から
見てずれるのを防止しうる。この場合の表示の移動量Ｍ
Ｗは、ΔＰｗ×Ｌ１０／Ｌ１ｘである。しかし、図９の
ステップ８９ｃのように、近似的にΔＰｗ×ｋｗで求め
られるＭＷを用いても、実用上は大きな誤差が生じない
ので問題にはならない。高さ方向の視点移動の場合は、
幅方向の場合と同様である。

【００４１】また、図１７の下側に示すように、視点位
置のドライバが車外にある幅ＷＩの範囲を注目しながら
前後方向にΔＰＬだけ視点を移動した場合、表示面上の
表示情報の同じ幅方向の大きさをＷ０からＷｘに拡大
（又は縮小）すれば、注目範囲における景色と表示面上
の表示情報との位置関係が視点から見てずれるのを防止
しうる。この場合の表示倍率Ｗｘ／Ｗ０は、 （１＋ΔＰＬ／Ｐ１０）Ｌ１ｘ／（Ｌ１ｘ＋ΔＰＬ） である。しかし、図９のステップ８９ｃのように、近似
的にΔＰＬ×ｋｒで求められるＲｘを用いても、実用上
は大きな誤差が生じないので問題にはならない。「表示
位置計算」処理が終了すると、次のステップ９０で通信
処理を実行する。この通信処理では、ステップ８９ｃで
求めたパラメ−タＭＷ，ＭＨ及びＲｘの情報を、表示情
報処理ユニット４に送信する。

【００４２】表示情報処理ユニット４の具体的な構成を
図７に示す。図７を参照して説明する。表示情報処理ユ
ニット４内のシステムバスには、ＣＰＵ（マイクロプロ
セッサ）４０２，ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）４０
３，ＲＡＭ（読み書きメモリ）４０４，Ｉ／Ｏポ−ト４
０１，４０５，表示情報メモリ４１０及びイメ−ジメモ
リ４１２が接続されている。Ｉ／Ｏポ−ト４０１は、視
点検出ユニット３の通信ラインと接続されている。また
Ｉ／Ｏポ−ト４０５には、ドライバ４０６を介してリニ
アモ−タ４２が接続されている。

【００４３】赤外線テレビカメラ２が出力する複合映像
信号は、ＬＰＦ（ロ−パスフィルタ）４１５及び同期分
離回路４１６に印加される。ＬＰＦ４１５は映像信号を
抽出し、同期分離回路４１６は同期信号を抽出する。Ｌ
ＰＦ４１５が抽出した映像信号は、Ａ／Ｄ変換器４１４
によって８ビット階調のデジタル画素デ−タに変換さ
れ、イメ−ジメモリ４１２に書き込まれる。画素クロッ
ク発生回路４１７は、同期分離回路４１６が抽出した同
期信号（垂直同期及び水平同期信号）に基づいて、画素
毎の走査タイミングを示すクロックパルス（即ち画素ク
ロック）を生成する。アドレスカウンタ４１３は、同期
分離回路４１６が抽出した同期信号と前記画素クロック
を計数し、映像信号のフレ−ム毎に、二次元の走査アド
レス情報を生成する。イメ−ジメモリ４１２に画像デ−
タを書き込む時には、アドレスカウンタ４１３の計数す
るアドレス情報がメモリアドレスに印加されるので、Ａ
／Ｄ変換器４１４が出力する画素デ−タは、画素の走査
位置に応じたメモリアドレスに記憶される。

【００４４】ＣＰＵ４０２がイメ−ジメモリ４１２をア
クセスする時には、システムバスがイメ−ジメモリ４１
２のアドレス端子及びデ−タ端子と接続されるので、Ｃ
ＰＵ４０２はイメ−ジメモリ４１２に記憶された画像デ
−タの読み出し及び更新が可能である。

【００４５】表示情報メモリ４１０は、５１２×５１２
画素の画像情報（表示情報：２値デ−タ）を記憶する領
域を備えており、ＣＰＵ４０２によって情報が書き込ま
れる。また、表示情報メモリ４１０の内容は、ヘッドア
ップディスプレィの表示走査に同期して順次に読み出さ
れ、Ｄ／Ａ変換器によってアナログ信号（映像信号）に
変換され、信号合成回路４０７によって走査同期信号と
合成され、複合映像信号としてヘッドアップディスプレ
ィに出力される。走査同期信号は、同期信号発生回路４
０９によって生成される。アドレスカウンタ４１１は、
同期信号発生回路４０９が出力する画素同期パルス（ド
ットクロック）を計数し、表示情報メモリ４１０の読み
出しアドレスを生成する。ＣＰＵ４０２が表示情報メモ
リ４１０をアクセスする時には、ＣＰＵ４０２のアドレ
ス情報が表示情報メモリ４１０に印加される。

【００４６】ＲＯＭ４０３は、ＣＰＵ４０２のプログラ
ム及び定数等のデ−タを予め記憶している。ＲＡＭ４０
４は、ＣＰＵ４０２の作業エリアとして使用される。こ
の例では、赤外線テレビカメラ２によって得られた画像
信号は、Ａ／Ｄ変換器４１４によってデジタル情報に変
換されてイメ−ジメモリ４１２に書き込まれた後、ＣＰ
Ｕ４０２のソフトウェア処理によって、所定の画像処理
が施される。ＣＰＵ４０２は、イメ−ジメモリ４１２上
の情報に基づいて生成した表示用の画像情報を、表示情
報メモリ４１０に書込む。

【００４７】ＣＰＵ４０２の処理の主要部分を図１６に
示す。図１６を参照してＣＰＵ４０２の動作を説明す
る。電源がオンすると、ステップＳ１１で初期化を実行
し、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、イメ
−ジメモリ４１２に対する画像デ−タの書込みを許可す
る。これによって、赤外線テレビカメラ２によって得ら
れた１フレ−ムの画像信号が、Ａ／Ｄ変換器４１４によ
ってデジタル情報に変換されてイメ−ジメモリ４１２に
書き込まれる。

【００４８】次のステップＳ１３及びＳ１４では、ＣＰ
Ｕ４０２がイメ−ジメモリ４１２上のデ−タをアクセス
し、それの画像処理を実行する。即ち、ステップＳ１３
では濃度の移動平均化処理を実行し、Ｓ１４ではコント
ラスト強調処理を実行する。これらは公知の画像処理で
あり、例えば特開平２−０９３８７５号公報に開示され
た処理の内容と同様である。

【００４９】次のステップＳ１５では、イメ−ジメモリ
４１２上の画像デ−タを処理し、画像の大きさを変更す
る。即ち、視点検出ユニット３から送られる表示倍率情
報Ｒｘを通信割込処理Ｓ２１で受信し、受信した情報Ｒ
ｘの値に応じて、画像を拡大又は縮小する。拡大及び縮
小は、各画素位置の座標変換によって実行される。また
拡大の場合には、画素と画素との隙間に画素の補間を実
施し、縮小の場合には画素の間引きを実施する。

【００５０】次のステップＳ１６では、表示情報メモリ
４１０の内容をクリア（即ち、表示消去）する。そして
次のステップＳ１７では、イメ−ジメモリ４１２上の画
像処理後の表示デ−タを表示情報メモリ４１０に転送す
る。これによって、新しい表示情報がヘッドアップディ
スプレィに表示される。またステップＳ１７では、デ−
タの転送先（表示情報メモリ上）のメモリアドレス（即
ち表示座標）を、視点検出ユニット３から送られる表示
移動量ＭＷ及びＭＨに従って決定する。つまり、表示移
動量ＭＷ及びＭＨに応じて、ヘッドアップディスプレィ
上の情報の表示位置が、幅方向及び高さ方向に変化す
る。

【００５１】図１５に示すように、この実施例では実際
に情報が表示される領域の大きさ（標準で２５６×２５
６画素）が、表示可能範囲（５１２×５１２画素）より
も充分に小さいので、イメ−ジメモリ４１２から表示情
報メモリ４１０にデ−タを転送する際の転送先のアドレ
スを変更するだけで、ヘッドアップディスプレィ上の情
報の表示位置が２次元座標上で移動する。また、予めス
テップＳ１５で画像の大きさが調整されているので、ヘ
ッドアップディスプレィ上の表示情報の大きさ（Ｗｘ，
Ｈｘ）は、表示倍率情報Ｒｘに応じて変化する。

【００５２】変形実施例のヘッドアップディスプレィを
図１８に示す。図１８を参照すると、この例では、ヘッ
ドアップディスプレィ１の光路中に、ミラ−３１及び３
２が配置されている。図１８には示されてないが、一方
のミラ−３１は水平な軸を中心として揺動自在に支持さ
れており、ミラ−３２は縦軸を中心として揺動自在に支
持されており、ミラ−３１及び３２にはそれぞれ揺動駆
動装置が接続されている。ミラ−３１を揺動することに
より、ヘッドアップディスプレィ上の表示位置は上下方
向に移動し、ミラ−３２を揺動することにより、ヘッド
アップディスプレィ上の表示位置は左右方向に移動す
る。従ってこの実施例では、メモリ上で画像デ−タを移
動することなく、視点の移動に追従するように、表示位
置を動かすことができる。従って、電気回路の構成を前
記実施例に比べて簡略化しうる。

【００５３】なお、上記実施例においては、人の顔の画
像をパタ−ン認識し、目の追跡をすることによって視点
の位置を検出しているが、他の方法で視点の位置を検出
してもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、表示手
段に表示される情報の表示位置は、ドライバの視点の移
動に伴なって移動する。表示位置の移動量を適正に制御
することによって、ドライバから見た表示情報の位置変
化を抑制したり、ドライバの目に映る実際の可視情報
（目に映る前方の道路状況等）と表示情報（赤外線カメ
ラの映像など）との位置ずれを抑制することが可能にな
る。例えば、ドライバの視点の移動量と同じ量だけ表示
位置を移動すれば、ドライバから見た表示情報の位置変
化を大幅に抑制しうる。

【００５５】また、例えばドライバが車外の任意の１点
を注目しながら視点（例えば頭）を移動すると、ドライ
バの視線とウインドシ−ルドガラスの表面（表示面）と
の交点Ｐ０の位置は視点の移動量に応じて移動するが、
Ｐ０の移動量は、視点の移動量から計算によって求める
ことができる。従って、ドライバの視線上で車外の可視
情報とウインドシ−ルドガラス上の表示情報との位置が
ずれないように、表示情報の位置を移動すれば、視点が
移動する場合でも、ドライバの目に映る実際の可視情報
とウインドシ−ルドガラス上の表示情報とが重なって見
える状態を維持しうる。

【００５６】また実施例のように、検出された視点位置
の変化に応じて、視点と表示手段との距離（ＰｄＬ）を
計算し、該距離の変化に応じて、表示情報の表示サイズ
を拡大もしくは縮小することにより、視点の位置が変化
する場合でも、ドライバの目に映る車外の実際の可視情
報と表示情報との大きさが一致するように表示情報の大
きさを自動的に修正しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施例のシステムの構成を示すブロック図
である。

【図２】 実施例のシステムを搭載した自動車を示す斜
視図である。

【図３】 図２の一部分を示す拡大図である。

【図４】 図２の自動車の車室内から前方を見た状態の
正面図である。

【図５】 ヘッドアップディスプレィを示す側面断面図
である。

【図６】 図１の視点検出ユニットの構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】 図１の表示情報処理ユニットの構成を示すブ
ロック図である。

【図８】 ＣＰＵ３０１の動作の一部分を示すフロ−チ
ャ−トである。

【図９】 ＣＰＵ３０１の動作の一部分を示すフロ−チ
ャ−トである。

【図１０】 ＣＰＵ３０１の動作の一部分を示すフロ−
チャ−トである。

【図１１】 テレビカメラ５，６の撮像範囲を上側から
見た模式図である。

【図１２】 テレビカメラ５及び６に映る画像の位置関
係を示す模式図である。

【図１３】 テレビカメラ５に映る画像を示す模式図で
ある。

【図１４】 テレビカメラ６に映る画像を示す模式図で
ある。

【図１５】 ヘッドアップディスプレィの表示範囲と表
示情報を示す正面図である。

【図１６】 ＣＰＵ４０２の動作の概略を示すフロ−チ
ャ−トである。

【図１７】 注目点，表示面及び視点の位置関係を示す
模式図である。

【図１８】 変形例のヘッドアップディスプレィの側面
断面図である。

【符号の説明】

１：ヘッドアップディスプレィ ２：赤外線テレビカ
メラ ３：視点検出ユニット ４：表示情報処理ユ
ニット ５，６：テレビカメラ ７：照明灯 １１：液晶表示器 １２：バックライト １３：レンズ １４：ダッシュボ−
ド １６：ハ−フミラ− １７：表示画像 ３１，３２：ミラ− ４１：カバ− ４２：リニアモ−タ ３０１，４０２：Ｃ
ＰＵ ３０７，４１２：イメ−ジメモリ ４１０：表示情報メ
モリ ３０９，４１４：Ａ／Ｄ変換器 ４０８：Ｄ／Ａ変換
器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドライバの前方視野内に配置された表示
   手段；該表示手段に表示する情報を生成する表示情報生
   成手段；前記ドライバの視点位置に応じて変化する位置
   情報を検出する、視点位置検出手段；及び該視点位置検
   出手段が検出した位置変化に応じて、前記表示手段が表
   示する情報を制御し、少なくともその位置を移動する、
   表示制御手段；を備える車上表示装置。
2. 【請求項２】 前記視点位置検出手段は、少なくともド
   ライバの顔を撮像して２次元画像情報を出力する撮像手
   段、及び該撮像手段が出力する画像情報を処理して目を
   認識し認識した目の位置の情報を出力する認識手段、を
   含む、前記請求項１記載の車上表示装置。
3. 【請求項３】 前記視点位置検出手段は、互いに異なる
   位置に配置され各々少なくともドライバの顔を撮像して
   ２次元画像情報を出力する複数の撮像手段，各々の撮像
   手段が出力する画像情報をそれぞれ処理して目を認識す
   る認識手段，及び複数の画像において認識された目を基
   準とする位置及び前記複数の撮像手段の間隔から、視点
   位置を演算する演算手段、を含む、前記請求項１記載の
   車上表示装置。
4. 【請求項４】 前記表示制御手段は、検出された視点位
   置変化に応じて、視点と表示手段との距離を計算し、該
   距離の変化に応じて、表示情報の表示サイズを拡大もし
   くは縮小する、前記請求項１記載の車上表示装置。