JP2003287707A - Image conversion method, image processor, headup display and program - Google Patents
Image conversion method, image processor, headup display and programInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は自動車等の車両に採
用されるヘッドアップディスプレイの表示歪み補正を行
うための画像処理装置等に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image processing apparatus and the like for correcting display distortion of a head-up display used in vehicles such as automobiles.
【０００２】[0002]
【従来の技術】今後、車両内表示情報の多様化・多量化
が進み、視認性に優れドライバ負担の少ない画像ＨＭＩ
（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）へ
の要求が一層高まるものと思われる。特に、表示コンテ
ンツとして、視界補助情報、死角情報等の安全走行支援
分野のニーズが高まり、これらをより効果的に伝達する
ためには、大画面表示、遠方表示、重畳表示が可能なヘ
ッドアップディスプレイが望ましい。2. Description of the Related Art In the future, image HMIs with excellent visibility and less driver burden will be diversified and abundantly displayed in the vehicle.
The demand for (Human Machine Interface) is expected to increase further. In particular, there is an increasing need for safe driving support fields such as visual assistance information and blind spot information as display contents, and in order to transmit these effectively, a head-up display capable of large-screen display, distant display, and superimposed display is available. Is desirable.
【０００３】従来、この種のヘッドアップディスプレイ
として図１０に示したものがある。車室内のインストル
メントパネルに配置する光学ユニット１０は、液晶ディ
スプレイやＣＲＴなどの表示器１１、凹面鏡１２、防塵
カバー１３から構成されている。表示器１１から出射さ
れた光線は凹面鏡１２で反射され、開口部に設置された
防塵カバー１３を通してウインドシールド１６上に入射
する。そして、この入射光がウインドシールド１６で反
射されることにより表示情報がウインドシールド１６の
前方に形成される観察対象の虚像１７として提示され
る。A conventional head-up display of this type is shown in FIG. The optical unit 10 arranged on the instrument panel in the vehicle compartment includes a display 11 such as a liquid crystal display or a CRT, a concave mirror 12, and a dust cover 13. The light beam emitted from the display device 11 is reflected by the concave mirror 12, and enters the windshield 16 through the dustproof cover 13 installed in the opening. Then, the incident light is reflected by the windshield 16 so that the display information is presented as a virtual image 17 of the observation target formed in front of the windshield 16.
【０００４】近年、車や道路を含むインフラの情報ネッ
トワーク化がすすみ、運転者が得られる情報量が増え、
ヘッドアップディスプレイの表示領域の大型化が要求さ
れている。これに対して凹面鏡の倍率を上げることが最
も効果的な対策であるが、この場合、凹面鏡の曲率を上
げることになり、表示器１１に表示された表示画像であ
る図１０（ａ）に対して、虚像１７は、図１０（ｂ）の
ように扇形の一部を切り出した形状に歪む。この歪みを
解消する方法として、例えば特開平１１−３０７６４号
公報に示される方法のように、あらかじめ光学系とは逆
方向に歪ませた画像を表示器から出力して、歪みを相殺
させる方法がある。In recent years, the information network of infrastructure including vehicles and roads has been promoted, and the amount of information obtained by the driver has increased.
There is a demand for a larger display area of the head-up display. On the other hand, the most effective measure is to increase the magnification of the concave mirror, but in this case, the curvature of the concave mirror is increased, and the display image displayed on the display unit 11 is different from that shown in FIG. As a result, the virtual image 17 is distorted into a shape in which a fan-shaped part is cut out as shown in FIG. As a method of eliminating this distortion, there is a method of canceling the distortion by outputting an image which has been previously distorted in the opposite direction to the optical system from the display, such as the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-307664. is there.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１１−３０７６４号公報では、単に「光学系の光学特性
に起因する表示目標像からの虚像の歪みを相殺するよう
にその目標表示像から歪むように、表示器から出力され
る画像データを、光学系の光学特性を基準に変更する」
とあるだけで、具体的にどのような処理によって画像デ
ータを変更するのか不明である。However, Japanese Patent Laid-Open No. 11-30764 simply discloses that "the distortion of the target display image is canceled so as to cancel the distortion of the virtual image from the display target image caused by the optical characteristics of the optical system. , Change the image data output from the display based on the optical characteristics of the optical system. "
However, it is unclear what kind of processing specifically changes the image data.
【０００６】通常の画像処理では、あらかじめ測定した
歪みからつくったアドレス変換マップによって元の画像
の画素を再配置してバイリニア法やバイキュービック法
で補間処理をする。しかしながら、この方法を用いると
アドレス変換時にアドレスの変換マップが必要になり、
それらのデータを保存しておく大量のメモリが必要とな
って、回路のコストが高くなる問題がある。In ordinary image processing, pixels of the original image are rearranged by an address conversion map created from distortion measured in advance, and interpolation processing is performed by the bilinear method or the bicubic method. However, when this method is used, a translation map of addresses is needed at the time of address translation,
There is a problem that a large amount of memory for storing such data is required, which increases the cost of the circuit.
【０００７】そこで、本発明は、コストを削減すること
ができ、例えば歪みの少ない目標表示像を得ることが可
能な画像処理装置、ヘッドアップディスプレイ等を提供
することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide an image processing apparatus, a head-up display, etc. which can reduce the cost and can obtain a target display image with less distortion.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段及び発明の効果】上述した
問題点を解決するためになされた請求項１に記載の画像
変換方法によれば、元画像から表示画像への変換は、ヘ
ッドアップディスプレイの光学系の特性に起因する虚像
の歪み形状から決定した関数を用いて行われる。したが
って、アドレス変換マップを記憶する大量のメモリが不
要となる。よって、例えば歪みの少ない表示目標像を低
コストで得るヘッドアップディスプレイを提供すること
が可能となる。According to the image conversion method of claim 1, which is made to solve the above-mentioned problems, the conversion from the original image to the display image is performed by a head-up display. Is performed using a function determined from the distortion shape of the virtual image due to the characteristics of the optical system. Therefore, a large amount of memory for storing the address translation map becomes unnecessary. Therefore, for example, it is possible to provide a head-up display that can obtain a display target image with less distortion at low cost.
【０００９】また、上述した問題点を解決するためにな
された請求項２に記載の画像処理装置によれば、ヘッド
アップディスプレイの光学系の特性に起因する虚像の歪
み形状から決定した関数を用いて、元画像の対応する表
示画像上の位置を算出する。そして、算出した位置と、
元画像信号または元画像データに基づいて、表示器に対
して出力する画像信号を生成する。したがって、アドレ
ス変換マップを記憶する際に必要な大量のメモリが不要
となり、画像処理装置の回路コストを削減できる。よっ
て、例えば歪みの少ない表示目標像を低コストで得るこ
とが可能となる。Further, according to the image processing apparatus of the second aspect, which is made to solve the above-mentioned problems, a function determined from the distortion shape of the virtual image due to the characteristics of the optical system of the head-up display is used. Then, the position on the display image corresponding to the original image is calculated. And the calculated position,
An image signal to be output to the display is generated based on the original image signal or the original image data. Therefore, a large amount of memory required for storing the address conversion map is unnecessary, and the circuit cost of the image processing apparatus can be reduced. Therefore, for example, it is possible to obtain a display target image with less distortion at low cost.
【００１０】なお、処理手段は、元画像を、画像信号と
して入力して画像信号のまま表示器に対して出力する画
像信号を生成してもよいし、元画像の画像信号をメモリ
等の画像データ記憶手段に取り込んで利用してもよい。
また、例えば、画像データを、通信等で例えばシリアル
データ等として入力するようにしてもよい。The processing means may input an original image as an image signal and generate an image signal to be output to the display device as it is, or the image signal of the original image may be stored in an image of a memory or the like. You may take in and utilize it in a data storage means.
Further, for example, the image data may be input as serial data or the like by communication or the like.
【００１１】例えば、請求項３に記載のように、元画像
データとして記憶しておき、記憶された元画像データを
利用するようにするとよい。このようにすれば、画像の
変換を容易に行うことができる。そして、上述した関数
は、歪み形状の近似式の関数式として表現するとよく、
請求項４に示すように一次式または二次式とするとよ
い。例えば、 図１０に示すような構成からなる自動車
等のフロントガラスのウィンドシールドやコンバイナに
投影することにより観察対象の虚像を得るヘッドアップ
ディスプレイでは、その大画面化にともなう歪みは、凹
面鏡の曲率を上げた影響が大きい。そのため図１１
（ｂ）に示すような表示器に表示される本来の長方形の
表示は、ヘッドアップディスプレイにおける観察可能な
虚像として図１１（ａ）に示すように、扇形の一部を切
り取ったように歪む傾向がみられる。For example, as described in claim 3, it is preferable to store the original image data and use the stored original image data. By doing so, the image conversion can be easily performed. Then, the above-mentioned function may be expressed as a functional expression of an approximate expression of the distortion shape,
As described in claim 4, a linear expression or a quadratic expression may be used. For example, in a head-up display that obtains a virtual image of an observation target by projecting it on a windshield or a combiner of a windshield of an automobile or the like configured as shown in FIG. 10, the distortion accompanying the increase in screen size is caused by the curvature of the concave mirror. The effect of raising it is great. Therefore, FIG.
The original rectangular display displayed on the display as shown in (b) tends to be distorted as if a part of a fan shape is cut out as an observable virtual image on the head-up display, as shown in FIG. 11 (a). Can be seen.
【００１２】そこで、図３に破線で示すように、例えば
外枠が一次式で近似できる直線（縦方向の枠部分である
縦枠）と二次式で近似できる曲線（横方向の枠部分であ
る横枠）に歪むことを利用して、凹面鏡等を使用したヘ
ッドアップディスプレイ特有の歪みを簡単な関数として
表現する。関数式は歪みを補正可能なものであれは、ど
の部分に基づいて求めてもよいが、この例のように、特
に虚像の周囲の形状（外枠）を近似する近似式として求
めるとよい。Therefore, as shown by a broken line in FIG. 3, for example, a straight line (vertical frame which is a vertical frame part) whose outer frame can be approximated by a linear expression and a curve (a horizontal frame part which can be approximated by a quadratic expression) By using the distortion in a certain horizontal frame), the distortion peculiar to a head-up display using a concave mirror or the like is expressed as a simple function. The function formula may be obtained based on any part as long as it can correct the distortion, but as in this example, it may be obtained as an approximate formula that particularly approximates the shape (outer frame) around the virtual image.
【００１３】例えば歪み形状から決定した関数を、請求
項４に示すように一次式または二次式とすると、関数の
次数が低いために計算が簡単になり、計算に必要な時間
や回路規模、処理ルーチン等を減らすことができる。ま
た、アドレス変換マップを持つ場合に比べて少ないメモ
リで元画像から表示画像への変換を実現できる。したが
って目標表示像を得るために必要なリソースを削減する
ことができ、コストを削減することができる。For example, when the function determined from the distortion shape is a linear expression or a quadratic expression as shown in claim 4, the calculation is simple because the order of the function is low, and the time required for the calculation, the circuit scale, It is possible to reduce processing routines and the like. Further, the conversion from the original image to the display image can be realized with a smaller memory than in the case of having the address conversion map. Therefore, the resources required to obtain the target display image can be reduced, and the cost can be reduced.
【００１４】一方、例えば関数式の次数をさらに高くす
るしていくと、より正確に歪みを表現できるので、例え
ば用途に応じて関数を使い分けるようにしてもよい。な
お、こうした関数式は、１の関数式で変換が可能であれ
ば１の関数式を用いてもよいし、上述したような左右の
縦方向の一次式と上下の横方向の二次式の４式のセット
としてもよい。また、こうした関数式は１組だけ備える
ようにしてもよいし、複数備えてもよい。On the other hand, for example, if the order of the function formula is further increased, the distortion can be expressed more accurately. Therefore, for example, the function may be properly used according to the purpose. It should be noted that such a functional expression may use the functional expression of 1 as long as it can be converted by the functional expression of 1, and it is possible to use the linear expression of the left and right vertical directions and the quadratic expression of the upper and lower horizontal directions as described above. It may be a set of four sets. Further, such a functional expression may be provided in only one set, or may be provided in plural.
【００１５】関数を複数備える場合には、条件に応じて
いずれの関数式を利用するかを選択するとよい。この条
件としては、例えばセンサ等によって検出されたデータ
に基づいて選択するようにするとよい。例えば、請求項
５に示すように光路を変更可能なヘッドアップディスプ
レイにおいて、光路の状態を検出し、検出した光路の状
態に応じて複数の関数の中から利用する関数を選択して
用いるとよい。このようにすれば、例えば、光路の状態
に応じて虚像の歪み具合が変わる場合にも、歪みを抑え
ることが可能な画像処理装置を提供できる。例えば光路
を変更することにより、観察対象の虚像を視認可能な視
点の位置を変化させることのできる車両用のヘッドアッ
プディスプレイでは、視点の位置の変化による表示の歪
みに対して、複数の近似式等をもって対応できるため、
異なる利用者（運転者）にも歪みの少ない表示が実現で
きる。When a plurality of functions are provided, it is advisable to select which function formula to use according to the conditions. This condition may be selected based on, for example, data detected by a sensor or the like. For example, in a head-up display whose optical path can be changed as described in claim 5, it is preferable to detect the state of the optical path and select and use a function to be used from a plurality of functions according to the detected state of the optical path. . By doing so, it is possible to provide an image processing apparatus capable of suppressing the distortion even when the degree of distortion of the virtual image changes according to the state of the optical path. For example, in a vehicle head-up display capable of changing the position of the viewpoint at which the virtual image of the observation target can be visually recognized by changing the optical path, a plurality of approximate expressions are used for the display distortion due to the change of the position of the viewpoint. Because you can respond with
Display with little distortion can be realized for different users (drivers).
【００１６】また、このように条件に応じて歪み具合が
変化する場合に、従来の方法を適用すると、アドレス変
換テーブルが、複数必要となってしまい、コストが極め
て高くなるという問題が起こる可能性があるが、このよ
うにすれば必要なメモリ量はアドレス変換テーブルを記
憶するために必要なメモリ量よりも大幅に少なくてすむ
ため、低コストで複数の変換パターンを実現できる。し
たがって、歪みの少ない虚像を提供することが容易にで
きる。Further, when the conventional method is applied to the case where the degree of distortion changes according to the conditions as described above, a plurality of address conversion tables are required, which may cause a problem of extremely high cost. However, in this way, the required memory amount can be significantly smaller than the memory amount required to store the address conversion table, so that a plurality of conversion patterns can be realized at low cost. Therefore, it is possible to easily provide a virtual image with less distortion.
【００１７】なお関数として歪み形状の近似式などの関
数式を用いる場合には、その関数式を例えば画像処理装
置の処理手段の回路として備えるようにしてもよいし、
例えば処理手段にコンピュータを備える場合にはコンピ
ュータが実行可能なプログラムに組み込むようにしても
よい。また関数式の係数や定数を記憶しておきこの記憶
された係数や定数を用いて画像処理を行うようにしても
よい。When a functional expression such as an approximate expression of the distortion shape is used as the function, the functional expression may be provided as a circuit of processing means of the image processing apparatus,
For example, when the processing means includes a computer, it may be incorporated in a program executable by the computer. Further, it is also possible to store the coefficients and constants of the functional expression and perform image processing using the stored coefficients and constants.
【００１８】請求項６に示すように、関数の情報を記憶
しておき、記憶された関数の情報を、処理手段に設けた
より高速にアクセス可能な関数情報記憶部に格納してお
き、関数情報記憶部に記憶された関数の情報を用いて、
位置の算出を行うようにしてもよい。このようにすれ
ば、例えば表示画像上の位置として元画像の画素の対応
する座標の計算をする際、画素の計算の度に記憶部分か
ら関数の情報を読み出さなくてもよいので、高速の処理
が可能な画像処理装置を提供することができる。なお、
このような記憶部への格納は、請求項７に示すように画
像処理装置の主電源が投入された際に行うとよい。この
ようにすれば、画像処理装置の電源投入後に、すぐに歪
みを補正した虚像を得ることが可能となる。According to a sixth aspect of the present invention, function information is stored in advance, and the stored function information is stored in a function information storage unit provided in the processing means and which can be accessed at higher speed. Using the information of the function stored in the memory,
The position may be calculated. By doing this, for example, when calculating the corresponding coordinates of the pixel of the original image as the position on the display image, it is not necessary to read out the function information from the storage portion every time the pixel is calculated, so that high-speed processing is possible. It is possible to provide an image processing device capable of performing the above. In addition,
Such storage in the storage unit may be performed when the main power source of the image processing apparatus is turned on as described in claim 7. With this configuration, it is possible to obtain a virtual image with distortion corrected immediately after the image processing apparatus is powered on.
【００１９】ところで、表示器に対して出力する画像信
号は、処理手段によって算出された位置及び元画像の信
号またはデータに基づいて直接生成するようにしてもよ
いし、例えば請求項８に示すようにしてもよい。請求項
８に記載の画像処理装置は、表示画像を得るための画像
信号を生成するためのデータをアドレスに対応付けて記
憶する表示画像データ記憶手段を有し、元画像の対応す
る表示画像の位置を、元画像データの各画素のデータが
対応する表示画像データ記憶手段におけるアドレスとし
て算出し、算出したアドレスに元画像データの各画素の
データを記憶する。そして、表示器に対して出力する画
像信号を、表示画像データ記憶手段に記憶された表示画
像データに基づいて生成する。このようにすれば、表示
画像データ記憶手段に格納しておくので、画像の処理を
行った後で、すぐにその処理後の信号やデータを画像信
号として出力しなくてもよく、画像信号の出力の際の転
送速度やタイミング等を任意に設定することが容易にで
きる。The image signal output to the display may be directly generated based on the position calculated by the processing means and the signal or data of the original image. For example, as shown in claim 8. You may The image processing apparatus according to claim 8 includes a display image data storage unit that stores data for generating an image signal for obtaining a display image in association with an address, and stores the display image corresponding to the original image. The position is calculated as an address in the display image data storage unit to which the data of each pixel of the original image data corresponds, and the data of each pixel of the original image data is stored at the calculated address. Then, the image signal to be output to the display device is generated based on the display image data stored in the display image data storage means. In this way, since the display image data is stored in the display image data storage means, it is not necessary to immediately output the processed signal or data as an image signal after processing the image. It is possible to easily set the transfer rate and timing at the time of output arbitrarily.
【００２０】また、元画像データを記憶する画像データ
記憶手段は、請求項９に示すように同一の元画像データ
を複数の記憶部に記憶可能とし、処理手段が、複数の記
憶部から同じタイミングで異なる画素のデータを読み出
して処理を行うとよい。このようにすれば、画素の読み
出しを記憶部の数が増えるほど速くすることができるの
で、高速の画像処理が可能とする。Further, the image data storage means for storing the original image data can store the same original image data in a plurality of storage sections, and the processing means can store the same original image data in the plurality of storage sections at the same timing. It is advisable to read out the data of different pixels and process. By doing so, pixel reading can be performed faster as the number of storage units increases, and thus high-speed image processing can be performed.
【００２１】そして、請求項１０に示すように、処理手
段は、画像データを入力し、入力した画像データを前記
画像データ記憶手段に対して画像データを書き込む機能
を備え、複数の記憶部のうち少なくとも２つ以上に対し
て同一の画像データを同時期に書き込むようにするとよ
い。例えば、同一の画素のデータを同時に複数の記憶部
に書き込む。このようにすれば、画像データの書きこみ
時間を減らすことができるので、画像処理を高速に行う
ことができる。なお入力する画像データは例えばアナロ
グの画像信号をデータとして取り込んだものとしてもよ
い。According to a tenth aspect of the present invention, the processing means has a function of inputting image data and writing the input image data into the image data storage means. The same image data may be written in at least two or more at the same time. For example, the data of the same pixel is simultaneously written in a plurality of storage units. By doing so, the time for writing the image data can be reduced, so that the image processing can be performed at high speed. The input image data may be, for example, an analog image signal captured as data.
【００２２】また、画像データ記憶手段は、請求項１１
に示すように、元画像データのＲデータとＧデータとＢ
データを異なる記憶部に格納するとよい。このようにす
れば、１画素のデータをＲＧＢ毎に３つに分けて並列に
記憶部分に格納することができるので、高速な画像処理
を実現できる。Further, the image data storage means is defined in claim 11.
As shown in, the R data, G data, and B of the original image data
The data may be stored in different storage units. By doing so, the data of one pixel can be divided into three for each RGB and stored in parallel in the storage portion, so that high-speed image processing can be realized.
【００２３】また、表示画像を生成する際には、請求項
１２に示すようにガンマ補正をかけるとよい。例えば、
請求項８のように表示画像データ記憶手段を備える場合
には、表示画像データ記憶手段に記憶された表示画像デ
ータに対してガンマ補正をかけて画像信号を生成すると
よい。このようにすれば、色特性を可変にできるので、
表示の見やすい虚像を形成できる表示画像を生成するこ
とができる。特に、請求項１３に記載の発明によれば、
環境に適した色特性を設定可能となるので、表示の見や
すいヘッドアップディスプレイが実現でき、また請求項
１４に記載の発明によれば、外界の明るさの変化に対応
できるので、表示の見やすい虚像を形成できる表示画像
を得ることができる。When generating a display image, gamma correction may be applied as described in claim 12. For example,
When the display image data storage means is provided as in claim 8, the display image data stored in the display image data storage means may be gamma-corrected to generate an image signal. By doing this, the color characteristics can be changed,
It is possible to generate a display image that can form a virtual image that is easy to view. Particularly, according to the invention of claim 13,
Since it is possible to set the color characteristics suitable for the environment, it is possible to realize a head-up display whose display is easy to see, and according to the invention of claim 14, it is possible to deal with a change in the brightness of the outside world, so that a virtual image that is easy to see is displayed. It is possible to obtain a display image capable of forming
【００２４】なお、請求項１５に示すように、上述した
各請求項に記載の画像処理装置を備えたヘッドアップデ
ィスプレイによれば、当該請求項の効果として説明した
効果と同様の効果を得ることができる。なお、こうした
ヘッドアップディスプレイは種々の用途に用いることが
できるが、特に車両用のヘッドアップディスプレイとす
れば、視認性にすぐれ、運転者にとって見やすく、安全
運転に寄与するヘッドアップディスプレイを実現するこ
とができる。According to the fifteenth aspect, according to the head-up display equipped with the image processing device described in each of the above-mentioned claims, the same effect as the effect described as the effect of the claim can be obtained. You can Although such a head-up display can be used for various purposes, a head-up display that has excellent visibility, is easy for the driver to see, and contributes to safe driving can be realized especially when used as a head-up display for vehicles. You can
【００２５】また、画像処理装置の各手段は、回路で実
現することもできるし、例えばマイコンのような、コン
ピュータで実現することもできる。コンピュータで実現
する場合には、請求項１６に示すように、コンピュータ
で起動するプログラムとして備えることができる。この
ようなプログラムの場合、例えば、フレキシブルディス
ク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、
ＲＯＭ、ＲＡＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒
体に記録し、必要に応じてコンピュータにロードして起
動することにより用いることができる。また、ネットワ
ークを介してロードして起動することにより用いること
ができる。例えば、通信回線を介してプログラムをアッ
プグレードすることなども可能となる。Further, each unit of the image processing apparatus can be realized by a circuit or a computer such as a microcomputer. When it is realized by a computer, it can be provided as a program started by a computer as described in claim 16. In the case of such a program, for example, a flexible disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a hard disk,
It can be used by recording it in a computer-readable recording medium such as a ROM or a RAM and loading it into a computer and starting it as necessary. It can also be used by loading and starting it via a network. For example, it is possible to upgrade the program via a communication line.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】以下、本発明が適用された実施形
態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施
の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることなく、
本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる
ことは言うまでもない。
［第１実施形態］以下、本発明の一実施形態を図１、図
２に基づいて説明する。図１は、本発明に係るヘッドア
ップディスプレイを自動車に適用した例を示している。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. The embodiment of the present invention is not limited to the following embodiment,
It goes without saying that various forms can be adopted as long as they are within the technical scope of the present invention. [First Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows an example in which the head-up display according to the present invention is applied to an automobile.
【００２７】このヘッドアップディスプレイは、光学ユ
ニット５２と画像処理回路６１を備えている。そして、
光学ユニット５２は表示器５３、凹面鏡５４を備える。
光学ユニット５２の開口部には例えば透明樹脂からなる
防塵カバー５５を装着する。表示器５３から出射した光
線は、凹面鏡５４で反射してコンバイナ６２に入射す
る。そして、この入射光がコンバイナ６２により反射さ
れて表示情報がウインドシールド５８の前方に形成され
る虚像５９として提示される。This head-up display comprises an optical unit 52 and an image processing circuit 61. And
The optical unit 52 includes a display 53 and a concave mirror 54.
A dustproof cover 55 made of, for example, a transparent resin is attached to the opening of the optical unit 52. The light beam emitted from the display device 53 is reflected by the concave mirror 54 and enters the combiner 62. Then, this incident light is reflected by the combiner 62 and the display information is presented as a virtual image 59 formed in front of the windshield 58.
【００２８】ヘッドアップディスプレイの表示器５３に
表示する表示画像を生成する画像処理装置としての画像
処理回路６１の構成を図２に示す。画像処理回路６１
は、処理手段の一部としての映像コントローラ２１、元
画像のデータである画像データを保持する画像データ記
憶手段としての元画像用フレームメモリ２２、画像処理
を行った後の表示用の画像データである表示画像データ
を保持する表示画像データ記憶手段としての再配置用フ
レームメモリ２３、アドレス変換式に関する情報である
アドレス変換パラメータを格納している関数情報記憶手
段としてのアドレス変換パラメータ保持メモリ２４、表
示器５３のコントロール信号を生成する処理手段の一部
としての表示器コントローラ２５を備える。FIG. 2 shows the configuration of an image processing circuit 61 as an image processing device for generating a display image to be displayed on the display 53 of the head-up display. Image processing circuit 61
Is a video controller 21 as a part of the processing means, an original image frame memory 22 as an image data storage means for holding image data which is data of an original image, and image data for display after image processing. A rearrangement frame memory 23 as a display image data storage means for holding a certain display image data, an address conversion parameter holding memory 24 as a function information storage means for storing an address conversion parameter which is information about an address conversion expression, and a display. The display controller 25 is provided as part of the processing means for generating the control signal of the device 53.
【００２９】映像コントローラ２１は、アドレス変換パ
ラメータ保持メモリ２４に記憶されたアドレス変換パラ
メータに基づいて、元画像用フレームメモリ２２の画像
データを再配置用フレームメモリ２３に再配置する機能
を持つ。次に、回路の信号の流れを示す。The video controller 21 has a function of rearranging the image data of the original image frame memory 22 in the rearrangement frame memory 23 based on the address conversion parameter stored in the address conversion parameter holding memory 24. Next, the signal flow of the circuit is shown.
【００３０】映像コントローラ２１は、元画像の画像デ
ータを入力し、元画像用フレームメモリ２２へ記録す
る。元画像用フレームメモリ２２に記録された元画像の
各画素のデータを、アドレス変換パラメータ保持メモリ
２４に記憶されたアドレス変換式パラメータに基づい
て、映像コントローラ２１でアドレス変換し、表示画像
データとして再配置用フレームメモリ２３に記録する。
その後、再配置用フレームメモリ２３に記録された表示
画像データを表示器コントローラ２５が利用して、表示
器５３に画像を表示させるための信号波形を生成する。
その結果、表示器５３から表示画像が出力される。The video controller 21 inputs the image data of the original image and records it in the original image frame memory 22. The data of each pixel of the original image recorded in the original image frame memory 22 is address-converted by the video controller 21 based on the address conversion formula parameter stored in the address conversion parameter holding memory 24, and re-converted as display image data. It is recorded in the arrangement frame memory 23.
Then, the display controller 25 uses the display image data recorded in the rearrangement frame memory 23 to generate a signal waveform for displaying an image on the display 53.
As a result, the display image is output from the display device 53.
【００３１】アドレス変換パラメータ保持メモリ２４に
は、画像処理をしていない長方形の図柄を表示器５３に
出力した場合に、虚像５９として得られる画像の歪みデ
ータをアドレス変換式に関する情報として格納してお
く。具体的には図３のように、凹面鏡５４とコンバイナ
６２を含む光学系によって虚像５９に生じる扇形の一部
を切り出した外枠形状の歪みを測定して、縦方向は一次
式、横方向は二次式の関数で近似する。そしてアドレス
変換パラメータ保持メモリ２４にはこれらの関数の係数
と定数を記憶しておく。例えば、右端の辺を（−１５）
ｘ＋（６７５）、左端の辺を（１５）ｘ＋（２７５）、
上端の辺を（１０）／１０００ｘ2＋（５００）／１０
００ｘ＋（７５）、下端の辺を（５）／１０００ｘ2＋
（１０００）／１０００ｘ＋（−３２５）のように近似
する。そして、アドレス変換パラメータ保持メモリ２４
には、これらの式の中で、括弧でくくった部分の係数値
と定数値とを歪みデータとして記憶しておく。すなわ
ち、−１５，６７５，１５，２７５，１０，５００，７
５，５，１０００，−３２５を記憶する。なお、一次式
は係数値と定数値をそのままの値で記憶し、二次式は１
次及び２次の係数を１０００倍して整数値に変換し、定
数はそのままの値を記憶している。In the address conversion parameter holding memory 24, distortion data of an image obtained as a virtual image 59 when a rectangular pattern which has not been subjected to image processing is output to the display 53 is stored as information relating to the address conversion formula. deep. Specifically, as shown in FIG. 3, the optical system including the concave mirror 54 and the combiner 62 measures the distortion of the outer frame shape obtained by cutting out a part of the fan shape generated in the virtual image 59. It is approximated by a quadratic function. The address conversion parameter holding memory 24 stores the coefficients and constants of these functions. For example, the right side is (-15)
x + (675), the left side is (15) x + (275),
Set the upper edge to (10) / 1000 x 2 + (500) / 10
00x + (75), the lower edge side is (5) / 1000x 2 +
It is approximated as (1000) / 1000x + (-325). The address conversion parameter holding memory 24
In these equations, the coefficient value and the constant value in the bracketed portion in these equations are stored as distortion data. That is, -15,675,15,275,10,500,7
5, 5, 1000, and -325 are stored. The linear expression stores the coefficient value and the constant value as they are, and the quadratic expression is 1
The second-order coefficient and the second-order coefficient are multiplied by 1000 to be converted into integer values, and constant values are stored as they are.
【００３２】こうした関数を用いて表示の画像を光学系
の歪みとは逆に歪ませて相殺させる画像処理の手順を以
下に示す。画像処理回路６１の電源が投入された時点
で、映像コントローラ２１はアドレス変換パラメータ保
持メモリ２４からアドレス変換パラメータを読み込み、
映像コントローラ２１の格納ブロックに記憶する。以
後、アドレス変換パラメータは光学系の状況が変化しな
いかぎり、電源を再投入するまで映像コントローラ２１
の格納ブロックから読みこむ。The procedure of the image processing for canceling the distortion of the displayed image by using such a function as the distortion of the optical system is shown below. When the power of the image processing circuit 61 is turned on, the video controller 21 reads the address conversion parameter from the address conversion parameter holding memory 24,
The image is stored in the storage block of the video controller 21. Thereafter, the address conversion parameter is set to the image controller 21 until the power is turned on again unless the optical system changes.
Read from the storage block of.
【００３３】光学系の歪みを相殺するための処理は、最
初にｘ軸方向から行う。例えば、元画像のＺライン（ｘ
軸方向）上にある画素に対して処理を行う場合、まず歪
みの画像の左端を近似した一次式から逆関数式をもとめ
る。Ｚライン上にある一番左端の画素のｙ座標ｙ１を逆
関数に入力して変換後のｙ座標ｙ２を計算する。変換後
の画像のｙ座標ｙ２を用いて中心線（画像の中心点＝原
点のｘ座標を通るｙ軸と並行な直線）からの距離Ｘｂを
計算する。元の画像のＺライン上にある一番左端の画素
から中心線の距離をＸａとしたとき、画像のｘ軸方向の
拡大（縮小）率はＸｂ／Ｘａとなる。このライン上の中
心線から左側にある画素すべてに対して中心線からの距
離を計算し拡大（縮小）率Ｘｂ／Ｘａを掛けあわせて変
換後のＸ座標とする。また、画像の右端を近似した一次
式に対しても同様にＸ座標を決める。The process for canceling the distortion of the optical system is first performed from the x-axis direction. For example, the Z line (x
When processing is performed on pixels located on the (axial direction), first, an inverse function expression is obtained from a linear expression that approximates the left end of the distorted image. The y coordinate y1 of the leftmost pixel on the Z line is input to the inverse function to calculate the converted y coordinate y2. Using the y-coordinate y2 of the converted image, the distance Xb from the center line (the center point of the image = a straight line parallel to the y-axis passing through the x-coordinate of the origin) is calculated. When the distance from the leftmost pixel on the Z line of the original image to the center line is Xa, the enlargement (reduction) rate of the image in the x-axis direction is Xb / Xa. The distance from the center line is calculated for all the pixels on the left side of the center line on this line, and the enlargement (reduction) ratio Xb / Xa is multiplied to obtain the converted X coordinate. Further, the X coordinate is similarly determined for a linear expression that approximates the right end of the image.
【００３４】次にｙ軸方向の歪みを計算する。例えば、
元画像のＷライン（ｙ軸方向）上にある画素に対して処
理を行う場合、まず歪みの画像の上端と下端を近似した
二次式からそれぞれの逆関数式を求める。元の画像のＷ
ライン上にある上端の画素のｙ座標ｙ３を上端の逆関数
式に入力して変換後の画像のｙ座標ｙ４を計算する。ま
た下端の画素のｙ座標ｙ５を下端の逆関数式に入力して
変換後の画像のｙ座標ｙ６を計算する。両者の差の絶対
値を計算してｙｗ２とする。ここで元の画像に対して上
端のｙ座標と下端のｙ座標の差の絶対値を計算してｙｗ
１とする。つまり元画像と変換後の画像のＷライン上の
ｙ軸方向の拡大（縮小）率はｙｗ２／ｙｗ１となる。元
の画像のｗライン上の画素すべてに対して、「その画素
のｙ座標と元画像の下端の画素のｙ座標の差」と「拡大
（縮小）率ｙｗ２／ｙｗ１」の積を計算した後に、元の
画像の下端の画素が変換後に位置するｙ６との和をとり
変換後のｙ座標とする。Next, the strain in the y-axis direction is calculated. For example,
When processing the pixels on the W line (y-axis direction) of the original image, first, the respective inverse function expressions are obtained from a quadratic expression that approximates the upper end and the lower end of the distorted image. Original image W
The y-coordinate y3 of the pixel at the top on the line is input to the inverse function formula at the top to calculate the y-coordinate y4 of the converted image. In addition, the y-coordinate y5 of the pixel at the bottom is input to the inverse function formula at the bottom to calculate the y-coordinate y6 of the converted image. The absolute value of the difference between the two is calculated and defined as yw2. Here, the absolute value of the difference between the y-coordinate of the upper end and the y-coordinate of the lower end of the original image is calculated to obtain yw
Set to 1. That is, the enlargement (reduction) rate in the y-axis direction on the W line of the original image and the converted image is yw2 / yw1. After calculating the product of the "difference between the y coordinate of the pixel and the y coordinate of the lower edge pixel of the original image" and the "enlargement (reduction) rate yw2 / yw1" for all the pixels on the w line of the original image , The lower end pixel of the original image is added to y6 located after conversion to obtain the converted y coordinate.
【００３５】以上のようにして、映像コントローラ２１
は、表示画像の各画素が元画像のどの画素に対応するか
を計算して、図４（ａ）に示すような、凹面鏡５４に起
因する歪みを相殺させた表示画像データを作成する。作
成した表示画像データは再配置用フレームメモリ２３に
格納する。そして、表示器コントローラ２５は、再配置
用フレームメモリ２３からデータを読み出し、表示器５
３に適応した波形として表示画像を表示させるための信
号を出力する。その結果、表示器５３には、図４（ａ）
に示すような表示がなされ、コンバイナ６２に投影され
て得られる虚像５９の表示は、光学系の歪みと相殺され
て図４（ｂ）のように歪みのない表示として、視点６０
から観察することができる。
［第２実施形態］以下、本発明の一実施形態を図５、図
６に基づいて説明する。図５は、本発明に係るヘッドア
ップディスプレイを自動車に適用した例を示している。As described above, the video controller 21
Calculates which pixel of the display image corresponds to which pixel of the original image, and creates display image data in which the distortion caused by the concave mirror 54 is canceled as shown in FIG. 4A. The created display image data is stored in the rearrangement frame memory 23. Then, the display controller 25 reads the data from the rearrangement frame memory 23 and
A signal for displaying a display image as a waveform adapted to 3 is output. As a result, the display 53 is shown in FIG.
The display of the virtual image 59 obtained by being projected on the combiner 62 is canceled by the distortion of the optical system and is displayed without distortion as shown in FIG.
Can be observed from. [Second Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 5 shows an example in which the head-up display according to the present invention is applied to an automobile.
【００３６】このヘッドアップディスプレイは、光学ユ
ニット７２と画像処理装置としての画像処理回路８１を
備えている。光学ユニット７２は表示器７３、凹面鏡７
４を備える。光学ユニット７２の開口部には例えば透明
樹脂からなる防塵カバー７５を装着している。 表示器
７３から出射した光線は、凹面鏡７４で反射してウイン
ドシールド７８上に入射する。そして、この入射光がウ
インドシールド７８により反射されて表示情報がウイン
ドシールド７８の前方に形成される虚像として提示され
る。This head-up display comprises an optical unit 72 and an image processing circuit 81 as an image processing device. The optical unit 72 includes a display 73 and a concave mirror 7.
4 is provided. A dustproof cover 75 made of, for example, transparent resin is attached to the opening of the optical unit 72. The light beam emitted from the display device 73 is reflected by the concave mirror 74 and enters the windshield 78. Then, this incident light is reflected by the windshield 78, and the display information is presented as a virtual image formed in front of the windshield 78.
【００３７】また、光学ユニット７２の内部の凹面鏡７
４は、軸７６によって例えば図５の角度８３と角度８４
の間を回転可能に構成されており、この回転角度に応じ
て光路を変更し、視点の位置を、視点８０から視点８５
の間に調整できるようになっている。この凹面鏡７４の
軸７６による回転角度は検出手段としての角度センサに
よって検出され、回転角度の情報は画像処理回路８１に
送られる。In addition, the concave mirror 7 inside the optical unit 72
4 is, for example, angle 83 and angle 84 in FIG.
The optical path is changed according to the rotation angle, and the viewpoint position is changed from the viewpoint 80 to the viewpoint 85.
It can be adjusted during. The angle of rotation of the concave mirror 74 about the shaft 76 is detected by an angle sensor as a detecting means, and the information on the angle of rotation is sent to the image processing circuit 81.
【００３８】図６にヘッドアップディスプレイの画像処
理回路８１の構成を示す。画像処理回路８１は、アドレ
ス変換パラメータに基づいて、元画像データを画像処理
する処理手段の一部としての映像コントローラ３１と、
元画像データを保持する画像データ記憶手段の記憶部と
しての第１元画像用フレームメモリと、第１元画像用フ
レームメモリ３２と同一の表示データを保持する画像デ
ータ記憶手段の記憶部としての第２元画像用フレームメ
モリ３３と、アドレス変換式を格納する関数情報記憶手
段としてのアドレス変換パラメータ保持メモリ３４と、
表示器７３のコントロール信号を生成する処理手段の一
部としての表示器コントローラ３５を備える。FIG. 6 shows the configuration of the image processing circuit 81 of the head-up display. The image processing circuit 81 includes a video controller 31 as a part of a processing unit that processes the original image data based on the address conversion parameter.
A first original image frame memory as a storage unit of the image data storage unit for holding the original image data, and a first storage unit of the image data storage unit for holding the same display data as the first original image frame memory 32. A binary image frame memory 33, an address conversion parameter holding memory 34 as function information storage means for storing an address conversion formula,
The display controller 35 is provided as a part of processing means for generating a control signal for the display 73.
【００３９】次に、回路の信号の流れを示す。映像コン
トローラ３１は、元画像の画像データを入力し、同時に
同画像の同画素のデータを第１元画像用フレームメモリ
３２と第２元画像用フレームメモリ３３に記録する。Next, the signal flow of the circuit is shown. The video controller 31 inputs the image data of the original image, and simultaneously records the data of the same pixel of the same image in the first original image frame memory 32 and the second original image frame memory 33.
【００４０】そして、映像コントローラ３１は、角度の
情報に対応する複数のパラメータが格納されているアド
レス変換パラメータ保持メモリ３４から、光学ユニット
７２内部の凹面鏡７４の角度の情報に対応するパラメー
タを読み出して、元の画像の画素座標が移動後にどの座
標に移るかを計算する。Then, the video controller 31 reads the parameter corresponding to the angle information of the concave mirror 74 inside the optical unit 72 from the address conversion parameter holding memory 34 in which a plurality of parameters corresponding to the angle information are stored. , The coordinates of the pixel coordinates of the original image are calculated after the movement.
【００４１】映像コントローラ３１は、算出した画素の
移動位置が複数の画素にまたがる場合、バイリニア法や
バイキュービック法によって補間処理を行なう。その
際、第１元画像用フレームメモリ３２と第２元画像用フ
レームメモリ３３から、必要な別々の画素情報を並列し
て読み出して、処理の高速化を測る。そして、映像コン
トローラ３１は、補間処理が完了した後で、表示器コン
トローラ３５に表示画素データを渡し、表示器７３に画
像を表示させるための信号波形を生成させる。結果、表
示器７３に表示画像が出力される。The video controller 31 performs interpolation processing by the bilinear method or the bicubic method when the calculated moving position of the pixel extends over a plurality of pixels. At that time, necessary separate pixel information is read out in parallel from the first original image frame memory 32 and the second original image frame memory 33 to measure the speedup of processing. After the interpolation processing is completed, the video controller 31 passes the display pixel data to the display controller 35 and causes the display 73 to generate a signal waveform for displaying an image. As a result, the display image is output to the display device 73.
【００４２】なお、上記アドレス変換パラメータ保持メ
モリ３４には、第１実施形態と同様に長方形の図柄を画
像処理をせずに表示器７３に出力した場合に得られる歪
みデータを、凹面鏡７４の角度が異なる複数のパターン
に対して算出しておき格納しておく。その他、具体的な
画像処理の手順は第１実施形態と同様であるので説明を
省略する。In the address conversion parameter holding memory 34, the distortion data obtained when the rectangular pattern is output to the display 73 without image processing, as in the first embodiment, is stored in the angle of the concave mirror 74. Calculated for a plurality of different patterns and stored. Since other specific image processing procedures are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.
【００４３】本実施形態では、図５に示すように、凹面
鏡７４を回転させて光路を変更することとして説明した
が、例えば、凹面鏡７４を車両の前後方向に移動させ
て、光路を変更するようにしてもよい。この場合にも凹
面鏡７４の位置を検出して、その位置に応じてアドレス
変換パラメータを選択すればよい。
［第３実施形態］以下、本発明の一実施形態を図７、図
８に基づいて説明する。図７は、本発明に係るヘッドア
ップディスプレイを自動車に適用した例を示している。In the present embodiment, as described in FIG. 5, the concave mirror 74 is rotated to change the optical path. However, for example, the concave mirror 74 is moved in the front-rear direction of the vehicle to change the optical path. You may Also in this case, the position of the concave mirror 74 may be detected and the address conversion parameter may be selected according to the position. [Third Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 7 shows an example in which the head-up display according to the present invention is applied to an automobile.
【００４４】このヘッドアップディスプレイは、光学ユ
ニット５２と、自動車外部の光量を検出する光センサ６
３と、画像処理装置としての画像処理回路６１を備えて
いる。光学ユニット５２は表示器５３、凹面鏡５４を備
える。光学ユニット５２の開口部には例えば透明樹脂か
らなる防塵カバー５５を装着している。 表示器５３か
ら出射した光線は、凹面鏡５４で反射してウインドシー
ルド５８上に入射する。そして、この入射光がウインド
シールド５８により反射されて表示情報がウインドシー
ルド５８の前方に形成される虚像５９として提示され
る。This head-up display includes an optical unit 52 and an optical sensor 6 for detecting the amount of light outside the automobile.
3 and an image processing circuit 61 as an image processing device. The optical unit 52 includes a display 53 and a concave mirror 54. A dustproof cover 55 made of, for example, a transparent resin is attached to the opening of the optical unit 52. The light beam emitted from the display device 53 is reflected by the concave mirror 54 and enters the windshield 58. Then, this incident light is reflected by the windshield 58, and the display information is presented as a virtual image 59 formed in front of the windshield 58.
【００４５】そして表示器５３に入力する信号は、画像
処理回路６１で生成する。図８にヘッドアップディスプ
レイの画像処理回路６１の構成を示す。画像処理回路６
１は、アドレス変換パラメータに基づいて、画像データ
を画像処理する処理手段の一部としての映像コントロー
ラ４１と、画像のＲデータを保持するための画像データ
記憶手段の記憶部としての元画像Ｒ用フレームメモリ４
２と、画像のＧデータを保持するための画像データ記憶
手段の記憶部としての元画像Ｇ用フレームメモリ４３
と、画像のＢデータを保持するための画像データ記憶手
段の記憶部としての元画像Ｂ用フレームメモリ４７と、
アドレス変換式の係数を格納する関数情報記憶手段とし
てのアドレス変換パラメータ保持メモリ４４と、表示器
５３へのコントロール信号を生成する処理手段の一部と
しての表示器コントローラ４５と、複数のガンマ補正の
情報を保存するためのガンマ補正データメモリ４８とを
備える。The signal input to the display 53 is generated by the image processing circuit 61. FIG. 8 shows the configuration of the image processing circuit 61 of the head-up display. Image processing circuit 6
Reference numeral 1 denotes a video controller 41 as a part of a processing unit that performs image processing of image data based on an address conversion parameter, and an original image R as a storage unit of an image data storage unit for holding R data of an image. Frame memory 4
2 and the frame memory 43 for the original image G as a storage unit of the image data storage unit for holding the G data of the image.
An original image B frame memory 47 as a storage unit of image data storage means for holding B data of an image;
An address conversion parameter holding memory 44 as a function information storage unit for storing the coefficient of the address conversion formula, a display controller 45 as a part of a processing unit for generating a control signal to the display 53, and a plurality of gamma corrections. Gamma correction data memory 48 for storing information.
【００４６】次に、回路の信号の流れを示す。映像コン
トローラ４１は、ＲＧＢ画像データを入力して、入力し
たＲＧＢ画像データの同画素のデータを並列にＲデータ
は元画像Ｒ用フレームメモリ４２へ、Ｇデータを元画像
Ｇ用フレームメモリ４３へ、Ｂデータを元画像Ｂ用フレ
ームメモリ４７へ記録する。アドレス変換パラメータ保
持メモリ４４には第１実施形態と同様の表示の歪みを補
正する関数が記憶されており、これに基づいて映像コン
トローラ４１で元画像の画素座標が移動後にどの座標に
移るかを計算する。計算の方法は第１実施形態と同様で
ある。その際、必要な画素の情報を元画像Ｒ用フレーム
メモリ４２と元画像Ｇ用フレームメモリ４３と元画像Ｂ
用フレームメモリ４７から並列に読み出して、第１実施
形態と同様の画像処理を行う。Next, the signal flow of the circuit is shown. The video controller 41 inputs the RGB image data, and the data of the same pixel of the input RGB image data is paralleled to the original image R frame memory 42 for the R data, and the original image G frame memory 43 for the G data. The B data is recorded in the original image B frame memory 47. The address conversion parameter holding memory 44 stores a function for correcting the display distortion similar to that of the first embodiment, and based on this, the video controller 41 determines which coordinate the pixel coordinate of the original image moves to after movement. calculate. The calculation method is the same as in the first embodiment. At that time, information of necessary pixels is provided to the original image R frame memory 42, the original image G frame memory 43, and the original image B.
The images are read in parallel from the use frame memory 47 and the same image processing as in the first embodiment is performed.
【００４７】また、この際にＲＧＢ各データについてガ
ンマ補正を行う。具体的には、光センサ６３が検出した
自動車外部の光量を示す信号を入力し（光量取得手段に
相当する）、ガンマ補正データメモリ４８に格納されて
いる複数のガンマ補正パターンの中から、その光量によ
って最適なガンマ補正のパターンを選択する。例えば、
運転者がヘッドアップディスプレイの表示（虚像５９）
を見やすいように、光量が多い場合には全体が濃い色に
なるようなガンマ補正をかけ、光量が少ないときには全
体か薄い色になるようにガンマ補正をかける。例えば、
ガンマ補正パターンとして、図９（ａ）〜（ｃ）に示す
ように、３パターンのガンマ補正のパターンを格納して
おき、例えば昼間のように明るいとき（予め設定した光
量ａ以上の場合）には、図９（ａ）に示すパターンを用
い、例えば夜のように暗いとき（予め設定した光量ｂ以
下の場合）には、図９（ｃ）に示すパターンを用い、例
えば曇りや薄暗い場合（予め設定した光量ａ未満、かつ
光量ｂより多い場合）には、図９（ｂ）のパターンを用
いる。At this time, gamma correction is performed on each RGB data. Specifically, a signal indicating the amount of light outside the vehicle detected by the optical sensor 63 is input (corresponding to a light amount acquisition unit), and the gamma correction pattern is stored in the gamma correction data memory 48. The optimum gamma correction pattern is selected according to the light amount. For example,
The driver displays the head-up display (virtual image 59)
In order to make it easier to see, gamma correction is applied so that the entire color is dark when the light intensity is high, and gamma correction is applied when the light intensity is low so that the entire color is dark or light. For example,
As the gamma correction pattern, as shown in FIGS. 9A to 9C, three gamma correction patterns are stored and, for example, when it is bright as in the daytime (when the preset light amount is a or more). 9 uses the pattern shown in FIG. 9A. For example, when it is dark like night (when the amount of light is a preset b or less), the pattern shown in FIG. 9C is used. The pattern of FIG. 9B is used when the light amount is less than a preset amount and is larger than the light amount b.
【００４８】こうして、ガンマ補正を行った後、映像コ
ントローラ４１は、表示器コントローラ４５に画素デー
タを渡し、表示器コントローラ４５は、表示器５３用の
波形を生成する。結果、表示器５３に処理後の画像が表
示される。After performing the gamma correction in this way, the video controller 41 passes the pixel data to the display controller 45, and the display controller 45 generates a waveform for the display 53. As a result, the processed image is displayed on the display 53.
【図１】第１実施形態のヘッドアップディスプレイの構
成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a head-up display according to a first embodiment.
【図２】第１実施形態のヘッドアップディスプレイの画
像処理回路の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an image processing circuit of the head-up display according to the first embodiment.
【図３】第１実施形態に記載する凹面鏡によって歪んだ
表示の外枠を近似していることを説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining that the distorted display outer frame is approximated by the concave mirror described in the first embodiment.
【図４】画像処理を行った後の表示器と、ヘッドアップ
ディスプレイの表示例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a display unit after image processing and a display example of a head-up display.
【図５】第２実施形態のヘッドアップディスプレイの構
成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a head-up display according to a second embodiment.
【図６】第２実施形態のヘッドアップディスプレイの画
像処理回路の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an image processing circuit of a head-up display according to a second embodiment.
【図７】第３実施形態のヘッドアップディスプレイの構
成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a head-up display according to a third embodiment.
【図８】第３実施形態のヘッドアップディスプレイの画
像処理回路の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of an image processing circuit of a head-up display according to a third embodiment.
【図９】ガンマ補正のパターンについて説明する図であ
る。FIG. 9 is a diagram illustrating a gamma correction pattern.
【図１０】従来技術のヘッドアップディスプレイの構成
を示す図である。ある。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a conventional head-up display. is there.
【図１１】凹面鏡に起因する歪みのあるヘッドアップデ
ィスプレイの表示例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a display example of a head-up display having distortion due to a concave mirror.
１，５１，７１…ハンドル １０，５２，７２…光学ユニット １１，５３，７３…表示器 １２，５４…凹面鏡 ７４…回転型の凹面鏡 ７６…凹面鏡の回転軸 １４，５６…凹面鏡による虚像 １３，５５，７５…防塵カバー １５，５７，７７…インストルメントパネル １６，５８，７８…ウインドシールド １７，５９…ウインドシールドによる虚像 １８，６０…視点 １９…表示器用制御回路 ６１，８１…画像処理回路 ６２…コンバイナ ６３…光センサ ２１，３１，４１…映像コントローラ ２２…元画像用フレームメモリ ３２…第１元画像用フレームメモリ ３３…第２元画像用フレームメモリ ４２…元画像Ｒ用フレームメモリ ４３…元画像Ｇ用フレームメモリ ４７…元画像Ｂ用フレームメモリ ２３…再配置用フレームメモリ ４８…ガンマ補正データメモリ ２４，３４，４４…アドレス変換パラメータ保持メモリ ２５，３５，４５…表示器コントローラ 1,51,71 ... Handle 10, 52, 72 ... Optical unit 11, 53, 73 ... Indicator 12, 54 ... Concave mirror 74 ... Rotating concave mirror 76 ... Rotation axis of concave mirror 14,56 ... Virtual image by concave mirror 13, 55, 75 ... Dust cover 15, 57, 77 ... Instrument panel 16, 58, 78 ... Windshield 17, 59 ... Windshield virtual image 18, 60 ... Viewpoint 19 ... Control circuit for display 61, 81 ... Image processing circuit 62 ... Combiner 63 ... Optical sensor 21, 31, 41 ... Video controller 22 ... Frame memory for original image 32 ... Frame memory for first original image 33 ... Frame memory for second original image 42 ... Frame memory for original image R 43 ... Frame memory for original image G 47 ... Frame memory for original image B 23 ... Frame memory for rearrangement 48 ... Gamma correction data memory 24, 34, 44 ... Address conversion parameter holding memory 25, 35, 45 ... Display controller
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 AA16 BA15 CA12 CA16 CB12 CB16 CD12 CH01 CH08 CH11 DA16 5C080 AA10 BB05 DD01 JJ01 JJ02 JJ05 JJ06 KK20 Continued front page F term (reference) 5B057 AA16 BA15 CA12 CA16 CB12 CB16 CD12 CH01 CH08 CH11 DA16 5C080 AA10 BB05 DD01 JJ01 JJ02 JJ05 JJ06 KK20
Claims (16)
示光を出射する表示器と、該表示器から出射された表示
光の光路を変更することで、観察対象の虚像を形成する
光学系とを有するヘッドアップディスプレイおいて、前
記光学系の特性に起因する表示目標像からの前記虚像の
歪みを相殺するように、元画像を前記表示器の画像表示
面に表示する表示画像に変換する画像変換方法であっ
て、 前記元画像から前記表示画像への変換は、前記光学系の
特性に起因する虚像の歪み形状から決定した関数を用い
て前記元画像と前記表示画像の対応関係を算出して行う
ことを特徴とする画像変換方法。1. An optical device for forming a virtual image of an observation object by changing a display device for emitting display light from an image display surface composed of a plurality of pixels and an optical path of the display light emitted from the display device. In a head-up display having a system, the original image is converted into a display image displayed on the image display surface of the display so as to cancel the distortion of the virtual image from the display target image due to the characteristics of the optical system. In the image conversion method, the conversion from the original image to the display image is performed by using a function determined from the distortion shape of the virtual image caused by the characteristics of the optical system to determine the correspondence between the original image and the display image. An image conversion method characterized by being calculated.
示光を出射する表示器と、該表示器から出射された表示
光の光路を変更することで、観察対象の虚像を形成する
光学系とを有するヘッドアップディスプレイに用いら
れ、前記光学系の特性に起因する表示目標像からの前記
虚像の歪みを相殺するように元画像を変換した表示画像
を前記表示器の画像表示面に表示させるための画像処理
装置であって、 前記光学系の特性に起因する虚像の歪み形状から決定し
た関数を用いて、前記元画像の信号である元画像信号ま
たは前記元画像のデータである元画像データの対応する
前記表示画像上の位置を算出し、算出した位置と、前記
元画像信号または前記元画像データに基づき前記表示器
に対して出力する画像信号を生成する処理手段を備える
ことを特徴とする画像処理装置。2. An optical device for forming a virtual image of an observation object by changing a display device for emitting display light from an image display surface composed of a plurality of pixels and an optical path of the display light emitted from the display device. And a display image obtained by converting the original image so as to cancel the distortion of the virtual image from the display target image due to the characteristics of the optical system, the image being displayed on the image display surface of the display. An image processing device for making use of the function determined from the distortion shape of the virtual image due to the characteristics of the optical system, the original image signal which is the signal of the original image or the original image which is the data of the original image A processing means for calculating a position on the display image corresponding to the data, and generating the calculated position and the original image signal or an image signal to be output to the display device based on the original image data. An image processing device characterized by:
え、 前記処理手段は、前記画像データ記憶手段に記憶された
元画像データを用いて前記画像信号を生成することを特
徴とする画像処理装置。3. The image processing apparatus according to claim 2, further comprising image data storage means for storing the original image data, wherein the processing means uses the original image data stored in the image data storage means. An image processing apparatus, which generates the image signal.
おいて、 前記関数は、一次式または二次式であることを特徴とす
る画像処理装置。4. The image processing apparatus according to claim 2 or 3, wherein the function is a linear expression or a quadratic expression.
装置において、 前記ヘッドアップディスプレイにおける前記光路は変更
可能であり、 前記光路の状態を検出する検出手段を備え、 前記処理手段は、前記関数を複数備えており、前記検出
手段によって検出された光路の状態に基づいて前記複数
の関数の中から利用する関数を選択して用いることを特
徴とする画像処理装置。5. The image processing apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the optical path in the head-up display is changeable, and a detection means for detecting a state of the optical path is provided, and the processing means. An image processing apparatus comprising a plurality of the functions, wherein a function to be used is selected and used from the plurality of functions based on the state of the optical path detected by the detecting means.
装置において、 前記関数の情報を記憶し、前記処理手段からアクセス可
能な関数情報記憶手段を備え、 前記処理手段は、前記関数情報記憶手段よりも高速にア
クセス可能な関数情報記憶部を備え、前記関数情報記憶
手段に記憶された関数の情報を前記関数情報記憶部へ格
納した後、該関数情報記憶部に記憶された関数の情報を
用いて前記位置の算出を行うことを特徴とする画像処理
装置。6. The image processing apparatus according to claim 2, further comprising a function information storage unit that stores the function information and is accessible from the processing unit, wherein the processing unit includes the function. A function information storage unit that can be accessed faster than the information storage unit is provided, and after the information of the function stored in the function information storage unit is stored in the function information storage unit, the function stored in the function information storage unit is stored. An image processing apparatus, characterized in that the position is calculated using the information of.
置の主電源が投入された際に行うことを特徴とする画像
処理装置。7. The image processing apparatus according to claim 6, wherein the processing unit stores the image data in the storage unit when the main power of the image processing apparatus is turned on. .
装置において、 前記表示画像を得るための画像信号の生成に用いるデー
タである表示画像データをアドレスに対応付けて記憶す
る表示画像データ記憶手段を有し、 前記処理手段は、前記元画像の対応する前記表示画像の
位置を、前記元画像データの各画素のデータが対応する
前記表示画像データ記憶手段におけるアドレスとして算
出し、該算出したアドレスに前記元画像データの各画素
のデータを記憶し、前記画像信号を前記表示画像データ
記憶手段に記憶された表示画像データに基づいて生成す
ることを特徴とする画像処理装置。8. The image processing apparatus according to claim 2, wherein display image data, which is data used to generate an image signal for obtaining the display image, is stored in association with an address. A data storage unit, the processing unit calculates a position of the display image corresponding to the original image as an address in the display image data storage unit corresponding to data of each pixel of the original image data; An image processing apparatus, wherein data of each pixel of the original image data is stored at the calculated address, and the image signal is generated based on the display image data stored in the display image data storage means.
の記憶部に記憶可能であり、 前記処理手段は、前記画像データ記憶手段から同じタイ
ミングで前記複数の記憶部から異なる画素のデータを読
み出して処理を行うことを特徴とする画像処理装置。9. The image processing apparatus according to claim 3, wherein the image data storage unit is capable of storing the same original image data in a plurality of storage units, and the processing unit is the same as the image data storage unit. An image processing apparatus, which reads data of different pixels from the plurality of storage units at the same timing to perform processing.
て、 前記処理手段は、前記画像データを入力し、入力した画
像データを前記画像データ記憶手段に対して書き込む機
能を備え、前記複数の記憶部のうち少なくとも２つ以上
に対して同一の画像データを同時期に書き込むことを特
徴とする画像処理装置。10. The image processing apparatus according to claim 9, wherein the processing unit has a function of inputting the image data and writing the input image data to the image data storage unit, and the plurality of storage units. An image processing apparatus, wherein the same image data is written in at least two or more of the sets at the same time.
て、 前記元画像データはＲＧＢ形式のデータであって、 前記画像データ記憶手段は、前記元画像データのＲデー
タとＧデータとＢデータとを異なる記憶部に記憶するこ
とを特徴とする画像処理装置。11. The image processing apparatus according to claim 3, wherein the original image data is RGB format data, and the image data storage means stores R data, G data, and B data of the original image data. The image processing apparatus stores the images in different storage units.
処理装置において、 前記処理手段は、前記表示画像を生成する際にガンマ補
正をかけることを特徴とする画像処理装置。12. The image processing apparatus according to claim 2, wherein the processing unit applies gamma correction when generating the display image.
て、 前記処理手段は、複数のガンマ補正のデータを有してお
り、前記複数のガンマ補正のデータから選択して前記ガ
ンマ補正を行うことを特徴とする画像処理装置。13. The image processing apparatus according to claim 12, wherein the processing unit has a plurality of gamma correction data, and selects from the plurality of gamma correction data to perform the gamma correction. An image processing device characterized by:
て、 外部の光量を取得する光量取得手段を有しており、 前記処理手段は、前記光量取得手段によって取得した前
記光量によって前記複数のガンマ補正のデータを選択す
ることを特徴とする画像処理装置。14. The image processing apparatus according to claim 13, further comprising a light amount acquisition unit that acquires an external light amount, wherein the processing unit uses the light amounts acquired by the light amount acquisition unit to obtain the plurality of gammas. An image processing device characterized by selecting correction data.
処理装置を備えたヘッドアップディスプレイ。15. A head-up display provided with the image processing device according to claim 2.
処理装置における各手段としてコンピュータを機能させ
るためのプログラム。16. A program for causing a computer to function as each unit in the image processing apparatus according to claim 2.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002088358A JP2003287707A (en) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | Image conversion method, image processor, headup display and program |
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| JP2002088358A JP2003287707A (en) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | Image conversion method, image processor, headup display and program |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2003287707A true JP2003287707A (en) | 2003-10-10 |
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Family Applications (1)
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