JP2017024664A - 車両用表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ユーザーの視点の位置の変化に影響されることなく、ユーザーに適切な情報を提供可能な車両用表示装置を提供する。
【解決手段】車両用表示装置１０は、車両１の運転席に座るユーザー視点位置１００を取得する視点位置取得部４０と、車両１の前方情報を取得する前方情報取得部６０と、前方情報取得部６０が取得する前方情報のうち、所定領域内に含まれる前方情報を反映させた画像を生成する画像生成部３０と、画像生成部３０が生成する画像を表示可能な表示面２１を有する画像表示部２０と、運転席に座るユーザーが虚像３３０を視認できるように、画像を車両１の透光部材２に向けて投影する投影部５０と、を備える。画像生成部３０は、表示面２１において、生成した画像に含まれる画像要素のうち、第１画像要素２５０を表示する位置及び大きさを、視点位置取得部４０が取得する鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に応じて決定する。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、車両用表示装置に関する。本発明は、特に、ユーザーの視点の位置の変化に影響されることなく、ユーザーに適切な情報を提供可能な車両用表示装置に関する。
車両用表示装置として、車両のフロントウィンドウシールド等の透光部材に表示画像を投影することによって、フロントウィンドウシールドで反射される表示画像の光を用いて運転席に座ったユーザーに、虚像を視認させる、いわゆるヘッドアップディスプレイがある。このような車両用表示装置では、虚像は、運転席に座ったユーザーによって、車両のフロントウィンドウシールドを基準にして車両進行方向側（車両前方側）に虚像が結像されるように視認される。このような車両用表示装置の一般的な構成として、例えば、表示画像を表示する画像表示部と、この表示画像を車両のフロントウィンドウシールドに投影する凹面鏡を含む光学系から構成される投影部と、を含む。
このような車両用表示装置が備えられている車両の運転席に座るユーザーは、例えば車両前方の道路に他の車両、障害物等が存在する情報を与える虚像を、フロントウィンドウシールド越しに見える風景と重畳された状態で、視認することができる。虚像が視認される位置がフロントウィンドウシールドの鉛直方向上側になるにつれて、虚像は、フロントウィンドウシールド越しに見える風景のうち距離が遠い側の景色と重畳されて視認される。その一方で、虚像が視認される位置がフロントウィンドウシールドの鉛直方向下側になるにつれて、虚像は、フロントウィンドウシールド越しに見える風景のうち距離が近い側の風景と重畳される。
ここで、ユーザーの座高、ユーザーの着席姿勢等によって、運転席に座るユーザーの視点の位置は一定ではない。例えば、表示画像が投影される位置が固定されているときは、運転席に座るユーザーの視点の位置が高くなるにつれて、虚像は、フロントウィンドウシールド越しに見える風景のうち距離が近い側の風景と重畳される。このように、運転席に座るユーザーの視点の位置が変化することによって、虚像が重畳される風景内の対象がずれるため、ユーザーに違和感を与える可能性がある。
そこで、例えば、特許文献１には、車両の運転席に座るユーザーの視点の鉛直方向における位置に応じて、投影部の凹面鏡を含む光学系の投影方向を調整するヘッドアップディスプレイ装置（車両用表示装置）が示されている。特許文献１に示されている車両用表示装置は、投影部の凹面鏡の投影角度を調整する凹面鏡アクチュエータと、車両の運転席に座るユーザーの視点の位置を取得する視点検知カメラと、を備える。
特許文献１に示されている車両用表示装置は、視点検知カメラで取得した車両の運転席に座るユーザーの視点の位置が高いときに、表示画像がフロントウィンドウシールドの鉛直方向上側に投影されるように、凹面鏡アクチュエータを制御する。その一方で、特許文献１に示されている車両用表示装置は、視点検知カメラで取得した車両の運転席に座るユーザーの視点の位置が低いときに、表示画像がフロントウィンドウシールドの鉛直方向下側に投影されるように、凹面鏡アクチュエータを制御する。したがって、特許文献１に示される車両用表示装置は、車両の運転席に座るユーザーの視点の位置が変化したときであっても、フロントウィンドウシールド越しに見える風景のうち虚像が重畳される対象が大きくずれることが防止されるように構成されている。
特開２０１４−２１０５３７号公報
しかしながら、特許文献１に記載されている車両用表示装置では、ユーザーの視点の位置が変化したときに、ユーザーに違和感を与える可能性があることを、本発明者は認識した。この点について、以下、図１３を用いて説明する。図１３は、特許文献１に記載されている車両用表示装置において、ユーザーの視点位置と、ユーザーによって視認される虚像と、この虚像が重畳する風景の路面における距離の範囲との関係を説明するための模式的な図である。なお、図１３は、鉛直方向におけるユーザーの視点位置と、ユーザーによって視認される虚像と、この虚像が重畳する風景の路面における距離の範囲との関係を分かりやすく説明するために、ユーザーの視点位置の変化量を誇張して表現している。具体的に、図１３に示される、ユーザー視点位置１０１ｕとユーザー視点位置１０１ｒとユーザー視点位置１０１ｄとの鉛直方向における距離は、実際には図１３に示される例よりも近い。また、図１３に示されている座標軸において、ｚ軸正方向は車両前方向を表し、ｙ軸正方向は鉛直方向上側を表し、ｘ軸正方向（図面に対して垂直上方向）は車両左方向を表す。
図１３には、車両の運転席に座るユーザーの視点の位置の例として、ユーザー視点位置１０１ｕ、ユーザー視点位置１０１ｒ及びユーザー視点位置１０１ｄの３つの視点の位置が示されている。図１３に示される虚像３３１ｕは、例えば車両の運転席に座るユーザーの視点がユーザー視点位置１０１ｕであるときに、特許文献１に記載されている車両用表示装置によって表示画像の投影角度が調整された結果、ユーザーによって視認される虚像である。図１３に示される虚像３３１ｒは、例えば車両の運転席に座るユーザーの視点がユーザー視点位置１０１ｒであるときに、特許文献１に記載されている車両用表示装置によって表示画像の投影角度が調整された結果、ユーザーによって視認される虚像である。図１３に示される虚像３３１ｄは、例えば車両の運転席に座るユーザーの視点がユーザー視点位置１０１ｄであるときに、特許文献１に記載されている車両用表示装置によって表示画像の投影角度が調整された結果、ユーザーによって視認される虚像である。特許文献１に記載されている車両用表示装置では、車両の運転席に座るユーザーの視点の位置が変化したときに、表示画像が投影される方向が変更されるのであって、例えば表示器（画像表示部）によって表示される表示画像そのものは変更されない。そのため、虚像３３１ｕ、虚像３３１ｒ及び虚像３３１ｄの鉛直方向の大きさはいずれも同じである。
図１３に示される重畳距離範囲４０１ｕは、例えば車両の運転席に座るユーザーの視点がユーザー視点位置１０１ｕであるときに、フロントウィンドウシールド２越しに見える風景のうち、虚像３３１ｕが重畳する風景の路面７０における距離の範囲である。図１３に示される重畳距離範囲４０１ｒは、例えば車両の運転席に座るユーザーの視点がユーザー視点位置１０１ｒであるときに、フロントウィンドウシールド２越しに見える風景のうち、虚像３３１ｒが重畳する風景の路面７０における距離の範囲である。図１３に示される重畳距離範囲４０１ｄは、例えば車両の運転席に座るユーザーの視点がユーザー視点位置１０１ｄであるときに、フロントウィンドウシールド２越しに見える風景のうち、虚像３３１ｄが重畳する風景の路面７０における距離の範囲である。
図１３に示される例のように、ユーザーの視点位置の鉛直方向における変化量に対して、虚像の鉛直方向における変化量が小さくなる。そうすると、ユーザー視点位置が鉛直方向上側にいくにつれて、ユーザーが虚像を見る視線と水平面との角度が大きくなる。その一方で、ユーザー視点位置が鉛直方向下側にいくにつれて、ユーザーが虚像を見る視線と水平面との角度が小さくなる。したがって、ユーザー視点位置１０１ｒより高い位置であるユーザー視点位置１０１ｕのときの重畳距離範囲４０１ｕの長さは、ユーザー視点位置１０１ｒのときの重畳距離範囲４０１ｒの長さより小さくなる。また、ユーザー視点位置１０１ｒより低い位置であるユーザー視点位置１０１ｄのときの重畳距離範囲４０１ｄの長さは、ユーザー視点位置１０１ｒのときの重畳距離範囲４０１ｒの長さより大きくなる。なお、図１３においては、重畳距離範囲４０１ｕ，重畳距離範囲４０１ｒ及び重畳距離範囲４０１ｄの車両後方側のみの端部の位置が変動しているように示されているが、実際には、車両前方側の端部の位置も変動し得る。
以上のように、特許文献１に記載されている車両用表示装置では、運転席に座るユーザーの視点の位置が変化することによって、フロントウィンドウシールド越しに見える風景のうち、虚像が重畳する風景の路面における距離の範囲が変化する。その結果、特許文献１に記載されている車両用表示装置では、例えばユーザーの視点の位置が鉛直方向上側に変化したときに、フロントウィンドウシールド越しに見える風景のうちの虚像を重畳させる対象に対して、小さ過ぎる虚像がユーザーによって視認される状況が発生し得る。同様に、特許文献１に記載されている車両用表示装置では、例えばユーザーの視点の位置が鉛直方向下側に変化したときに、フロントウィンドウシールド越しに見える風景のうちの虚像を重畳させる対象に対して、大き過ぎる虚像がユーザーによって視認される状況が発生し得る。このように、特許文献１に記載されている車両用表示装置では、ユーザーの視点の位置が変化することによって、ユーザーに対して違和感を与える可能性があることを、本発明者は認識した。
本発明の１つの目的は、ユーザーの視点の位置の変化に影響されることなく、ユーザーに適切な情報を提供可能な車両用表示装置を提供することにある。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び好ましい実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。
本発明に従う第１の態様は、車両の運転席に座るユーザーの視点の位置を取得する視点位置取得部と、
前記車両の前方向の情報である前方情報を取得する前方情報取得部と、
前記前方情報取得部が取得する前記前方情報のうち、所定領域内に含まれる前記前方情報を反映させた画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部が生成する前記画像を表示可能な表示面を有する画像表示部と、
前記車両の透光部材で前記表示面に表示された前記画像が反射されることによって、前記運転席に座る前記ユーザーが虚像を視認できるように、前記画像を前記車両の前記透光部材に向けて投影する投影部と、
を備え、
前記画像生成部は、前記表示面において、生成した前記画像に含まれる画像要素のうち、第１画像要素を表示する位置及び大きさを、前記視点位置取得部が取得する鉛直方向における前記ユーザーの前記視点の位置に応じて決定する車両用表示装置に関する。
画像生成部は、視点位置取得部が取得するユーザーの視点の位置に応じて、画像表示部の表示面において、第１画像要素を表示する位置及び大きさを決定する。その結果、第１の態様の車両用表示装置は、第１画像要素の虚像が結像される位置を調整できるだけでなく、第１画像要素の虚像が結像されるサイズも調整できる。第１の態様の車両用表示装置は、例えば、投影部の凹面鏡の投影角度等を変更することによって虚像が結像される位置のみが調整可能な車両用表示装置と比較して、虚像が重畳される風景内の対象に対して、大き過ぎる虚像又は小さ過ぎる虚像が、ユーザーによって視認されることを防ぐことができる。その結果、ユーザーの視点の位置が鉛直方向に変化したときにユーザーに与える違和感を軽減することができることによって、ユーザーに適切な情報を提供することができる。
本発明に従う第２の態様では、第１の態様において、前記画像生成部は、前記視点位置取得部によって取得される前記ユーザーの前記視点の位置が鉛直方向上側にいくにつれて、前記表示面において、前記第１画像要素を表示する前記位置を、鉛直方向上側に対応する方向側に決定し、且つ、前記第１画像要素を表示する前記大きさを、鉛直方向に対応する方向に大きく決定する一方で、
前記画像生成部は、前記視点位置取得部によって取得される前記ユーザーの前記視点の位置が鉛直方向下側にいくにつれて、前記表示面において、前記第１画像要素を表示する前記位置を、鉛直方向下側に対応する方向側に決定し、且つ、前記第１画像要素を表示する前記大きさを、鉛直方向に対応する方向に小さく決定してもよい。
画像生成部は、鉛直方向におけるユーザーの視点の位置に応じて、表示面上の第１画像要素の、鉛直方向に対応する方向における表示位置及び鉛直方向に対応する方向における表示サイズを適切に決定することができる。
本発明に従う第３の態様では、第１又は第２の態様において、前記画像生成部は、鉛直方向における前記ユーザーの前記視点の位置の変化に影響されることなく、前記ユーザーが前記透光部材越しに見える風景のうち前記第１画像要素に係る虚像が重畳する風景の路面における距離の範囲が一定となるように、前記表示面において、前記第１画像要素を表示する前記位置及び前記大きさを決定してもよい。
ユーザーの視点の位置の変化に影響されることなく、虚像が重畳する風景の路面における距離の範囲が一定になることによって、ユーザーに適切な情報を提供することができる。
本発明に従う第４の態様では、第１から第３の態様のいずれかにおいて、前記画像生成部は、前記表示面において、生成した前記画像に含まれる前記画像要素のうち前記第１画像要素と異なる第２画像要素を表示する位置を、前記視点位置取得部が取得する鉛直方向における前記ユーザーの前記視点の位置に応じて決定してもよい。
ユーザーの視点位置が鉛直方向に変化したときに、第２画像要素の実空間上の鉛直方向における大きさが変化しない。その結果、例えば、第２画像要素が文字等で構成されている場合に、ユーザーの視点位置が鉛直方向に変化したときに、ユーザーが第２画像要素の虚像に表されている情報を認識し辛くなることを防ぐことができる。
本発明に従う第５の態様では、第４の態様において、前記画像生成部は、前記視点位置取得部によって取得される前記ユーザーの前記視点の位置が鉛直方向上側にいくにつれて、前記表示面において、前記第２画像要素を表示する前記位置を、鉛直方向上側に対応する方向側に決定する一方で、
前記画像生成部は、前記視点位置取得部によって取得される前記ユーザーの前記視点の位置が鉛直方向下側にいくにつれて、前記表示面において、前記第２画像要素を表示する前記位置を、鉛直方向下側に対応する方向側に決定してもよい。
ユーザーの視点位置が鉛直方向に変化したときに、第１画像要素の虚像と第２画像要素の虚像との、実空間上の鉛直方向における距離が大きく又は小さくなることを防ぐことができる。
本発明に従う第６の態様では、第４又は第５の態様において、前記画像表示部の前記表示面は、前記第１画像要素の表示に使用する第１使用領域と前記第２画像要素の表示に使用する第２使用領域とを少なくとも含み、
前記画像生成部は、前記視点位置取得部によって取得される鉛直方向における前記ユーザーの前記視点の位置に応じて、前記第１使用領域の位置及び大きさを決定することによって、前記表示面において、前記第１画像要素を表示する前記位置及び前記大きさを決定すると共に、
前記画像生成部は、前記視点位置取得部によって取得される鉛直方向における前記ユーザーの前記視点の位置に応じて、前記第２使用領域の位置を決定することによって、前記表示面において、前記第２画像要素を表示する前記位置を決定してもよい。
ユーザーの視点位置の変化に応じて、第１使用領域の表示面上の位置及びサイズを決定することによって、第１画像要素の全ての画像要素の表示面上の表示位置及び表示サイズをまとめて決定することができる。その結果、第１画像要素の各々の画像要素毎に、表示面上の表示位置及び表示サイズを決定する場合と比較して、画像生成部の処理負担が軽減される。同様に、ユーザーの視点位置の変化に応じて、第２使用領域の表示面上の位置を決定することによって、第２画像要素の全ての画像要素の表示面上の表示位置をまとめて決定することができる。その結果、第２画像要素の各々の画像要素毎に、表示面上の表示位置を決定する場合と比較して、画像生成部の処理負担が軽減される。
本発明に従う第７の態様では、第６の態様において、前記第１使用領域及び前記第２使用領域は、前記表示面において、鉛直方向に対応する方向、又は、前記車両の左右方向に対応する方向に並んで配置されてもよい。
例えば、第１使用領域と第２使用領域とが斜めに並んで配置される場合と比較して、画像生成部による、鉛直方向におけるユーザーの視点位置の変化に応じた鉛直方向に対応する方向の第１使用領域及び第２使用領域の変化の決定にかかる処理負担が軽減される。
本発明の車両用表示装置の構成の例を示すブロック図である。 図１Ａに示される画像表示部の構成の例を示す図である。 図１Ａに示される投影部の断面図である。 図１Ａに示される車両用表示装置を備える車両の運転席に座るユーザーから見える風景及び虚像の例を示す図である。 図１Ａに示される車両用表示装置の動作の例を示すフローチャート図である。 ユーザーの視点の位置と図１Ａに示される車両用表示装置の画像表示部によって表示される画像との関係を示す図である。 ユーザーの視点の位置と図１Ａに示される車両用表示装置の画像表示部によって表示される画像との関係を示す図である。 ユーザーの視点の位置と図１Ａに示される車両用表示装置の画像表示部によって表示される画像との関係を示す図である。 本発明の車両用表示装置において、ユーザーの視点位置と、ユーザーによって視認される虚像と、この虚像が重畳する風景の路面における距離の範囲との関係を説明するための模式的な図である。 第２実施形態における車両用表示装置を備える車両の運転席に座るユーザーから見える風景及び虚像の例を示す図である。 第２実施形態における車両用表示装置の動作の例を示すフローチャート図である。 第３実施形態における画像表示部の構成の例を示す図である。 第３実施形態における車両用表示装置の動作の例を示すフローチャート図である。 図１０（ａ）は図１Ａに示される画像生成部が生成する画像の例を示す図であり、図１０（ｂ）から図１０（ｄ）は図１Ａに示さる画像表示部が表示する画像の例を示す図である。 図８に示される使用領域を第１使用領域と第２使用領域とに分割する方法の例を示す図である。 図８に示される使用領域を第１使用領域と第２使用領域とに分割する方法の例を示す図である。 特許文献１（特開２０１４−２１０５３７号公報）に示される車両用表示装置において、ユーザーの視点位置と、ユーザーによって視認される虚像と、この虚像が重畳する風景の路面における距離の範囲との関係を説明するための模式的な図である。
以下に説明する好ましい実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。
《１．第１実施形態》
図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃを参照して、本発明の車両用表示装置１０の全体の構成の例を説明する。以下の説明を容易にするために、図１Ａに示されるように、実空間において、例えば、車両１の進行方向を車両前方向とした車両前後方向にｚ軸を規定し、鉛直方向にｙ軸を規定し、車両前方向を向いて左右方向（車両左右方向）にｘ軸を規定する。このとき、ｘ軸正方向は車両左方向を表し、ｙ軸正方向は鉛直方向上側（実空間上における上方向）を表し、ｚ軸正方向は車両前方向を表す。
図１Ａに示されるように、車両用表示装置１０は、画像表示部２０と画像生成部３０と視点位置取得部４０と投影部５０と前方情報取得部６０とを備える。
画像表示部２０は、図１Ｂに示されるように、画像を表示可能な表示面２１を有する。表示面２１のうち、画像を表示可能な領域２１０を、例えば表示領域２１０という。表示面２１の一例は、図１Ｂに示されるように、例えば、複数の画素２２を有する液晶パネル２１である。液晶パネル２１において、表示領域２１０は、例えば、液晶パネル２１全体の画素２２である。画像表示部２０の一例は、例えば液晶パネル２１と液晶パネル２１の駆動回路２６とを有する液晶パネルモジュール２０である。
画像表示部２０は、例えば、画像生成部３０によって生成される画像を表す信号を入力したときに、表示面２１の表示領域２１０のうち、入力した信号に応じて表示面２１の少なくとも一部の画素２２を用いて画像を表示する。なお、以下の説明において、適宜、画像表示部２０の例として液晶パネルモジュール２０を用いて説明するが、画像表示部２０は他の表示機器であってもよい。例えば、画像表示部２０は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子等の自発光表示パネルモジュールであってもよく、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、ＬＣｏＳ（Liquid Crystal on Silicon）（登録商標）等の反射型表示パネルモジュールであってもよく、レーザー光を走査する走査型表示装置等であってもよい。
以下の説明を容易にするために、図１Ｂに示されるように、画像表示部２０の表示面２１を正面から見た視点において、例えば、表示面２１の横方向にＩｘ軸を規定し、表示面２１の縦方向にＩｙ軸を規定する。このとき、Ｉｘ軸正方向は表示面２１の左方向を表し、Ｉｙ軸正方向は表示面２１の上方向を表す。また、表示面２１におけるＩｘ軸正方向は、例えば上述したｘ軸正方向、すなわち実空間上における車両左方向に対応する。同様に、表示面２１におけるＩｙ軸正方向は、例えば上述したｙ軸正方向、すなわち実空間上における鉛直方向上側（鉛直上方向）に対応する。
視点位置取得部４０は、例えば、車室内画像取得部４１と車室内画像解析部４２とを含む。視点位置取得部４０は、車両１の運転席に座るユーザーの視点の位置１００を取得する。以下、車両１の運転席に座るユーザーの視点の位置１００を、ユーザー視点位置１００とも呼ぶ。視点位置取得部４０は、少なくともｙ軸方向におけるユーザー視点位置１００を取得可能に構成される。
車室内画像取得部４１は、例えば、車室内の画像を撮像する車内カメラである。車室内画像取得部４１は、例えば、車両盗難等を防止する目的で取り付けられる共用の車内カメラ等であってもよく、車両用表示装置１０専用の車内カメラ等であってもよい。車室内画像取得部４１は、ユーザー視点位置１００をユーザー視点位置１００よりも鉛直方向下側から撮像することが好ましく、例えばダッシュボード４等に取り付けられていてもよい。また、車室内画像取得部４１は、車室内が暗いときであってもユーザー視点位置１００を取得できるように赤外線撮像が可能であることが好ましい。車室内画像取得部４１は、例えば、取得した車室内の画像を車室内画像解析部４２に出力する。
車室内画像解析部４２は、例えば、公知の画像処理、パターンマッチング手法等を用いて、入力した車室内の画像を解析する。車室内画像解析部４２は、入力した車両前方の画像を解析した結果、入力した車室内の画像に運転席に座るユーザーの顔が含まれているときは、ユーザー視点位置１００の例えば実空間における座標（ｙ）を特定することによって、ユーザー視点位置１００を取得する。車室内画像解析部４２は、例えば、取得したユーザー視点位置１００を、ＣＡＮ（Controller Area Network）バス通信等のバス５を介して、画像生成部３０に出力する。ここで、車室内画像解析部４２は、例えば、車内カメラの中に含まれて設けられていてもよく、画像生成部３０が車室内画像解析部４２の機能を含んでもよい。また、画像生成部３０は、バス５を介さずに車室内画像解析部４２からユーザー視点位置１００を直接入力してもよい。
前方情報取得部６０は、例えば、前方画像取得部６１と前方画像解析部６２とを含む。前方情報取得部６０は、例えば、車両前方向の道路の車線の位置情報、車両前方向に存在する他の車両及び障害物等の位置情報、車両前方向の道路標識の情報等の車両前方の情報を取得する。
前方画像取得部６１は、例えば、車両前方の画像を撮像する車外カメラである。前方画像取得部６１は、例えば、ドライブレコーダー等に用いられている共用の車外カメラ等であってもよく、車両用表示装置１０専用の車外カメラ等であってもよい。また、車外カメラは、単眼カメラであってもよいが、車両前方に存在する物体と自車両１との距離を正確に取得するために、車外カメラはステレオカメラであることが好ましい。また、車外カメラは、車両前方が暗いときであっても車両前方の画像を撮像できるように、赤外線撮像が可能であってもよい。前方画像取得部６１は、例えば、取得した車両前方の画像を前方画像解析部６２に出力する。
前方画像解析部６２は、例えば、公知の画像処理、パターンマッチング手法等を用いて、入力した車両前方の画像を解析する。前方画像解析部６２は、入力した車両前方の画像を解析することによって、車両前方の道路形状に関する前方情報（車線、白線、停止線、横断歩道、道路の幅員、車線数、交差点、カーブ、分岐路等）を取得する。また、前方画像解析部６２は、入力した車両前方の画像を解析することによって、車両前方に存在する他の車両、障害物等の位置、大きさ、自車両１との距離、自車両１との相対速度等の前方情報を取得する。前方画像解析部６２は、例えば、取得した前方情報をバス５を介して、画像生成部３０に出力する。ここで、前方画像解析部６２は、例えば、車外カメラの中に含まれて設けられていてもよく、画像生成部３０が前方画像解析部６２の機能を含んでもよい。また、画像生成部３０は、バス５を介さずに前方画像解析部６２から前方情報を直接入力してもよい。
また、前方情報取得部６０は、前方画像取得部６１の代わりに、又は前方画像取得部６１と併せて、レーザーレーダー、ミリ波レーダー、超音波センサ、又は他の公知のセンサ等を有してもよい。このとき、前方画像解析部６２は、車両前方の画像の代わりに、又は車両前方の画像と併せて、レーザーレーダー、ミリ波レーダー、超音波センサ、又は公知のセンサ等が出力するデータを入力して解析することによって、上述したような前方情報を取得してもよい。
さらに、図１Ａでは、車室内画像取得部４１及び前方画像取得部６１が、車両１の別の場所に取り付けられているように表されているが、必ずしもこの限りではなく、車室内画像取得部４１及び前方画像取得部６１が車両１の同じ場所に取り付けられていてもよい。また、車室内画像取得部４１及び前方画像取得部６１は１つの同じ筐体に設けられていてもよい。
画像生成部３０は、処理部３１と記憶部３２とを含む。処理部３１は、例えば、１又は複数のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、任意の他のＩＣ（Integrated Circuit）等を有する。記憶部３２は、例えば、書き換え可能なＲＡＭ（Random Access Memory）、読み出し専用のＲＯＭ（Read Only Memory）、消去不能なプログラム読み出し専用のＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、不揮発性メモリであるフラッシュメモリ等のプログラム及び／又はデータを記憶可能な１又は複数のメモリを有する。
画像生成部３０は、例えば、記憶部３２に記憶されているプログラムを処理部３１が実行することによって、画像表示部２０が表示する画像を生成する。画像生成部３０は、前方情報取得部６０から入力する前方情報に応じて、例えば車両前方の道路に他の車両、障害物等の報知対象物が存在することをユーザーに対して報知可能な画像要素である第１画像要素２５０を、生成する画像に含ませることができる。すなわち、第１画像要素２５０は、虚像を路面等の車両前方の風景に重畳させて、画像要素が有する情報と車両前方の風景との関連性を持たせることによって、その画像要素が有する情報をユーザーがより正確に認識できる情報表示である。例えば車両前方の道路に他の車両、障害物等の報知対象物が複数存在するときは、画像生成部３０は、複数の第１画像要素２５０を生成する画像に含ませる。以下、第１画像要素２５０を、適宜、重畳マーク２５０とも呼ぶ。なお、重畳マーク２５０（第１画像要素２５０）には、例えば、車両１が備える図示されていないナビゲーション装置から入力するルートガイド情報を表す矢印等のマークが含まれていてもよい。
また、画像生成部３０は、視点位置取得部４０から入力する鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に応じて、画像表示部２０の表示面２１の表示領域２１０において、生成した画像に含まれる１又は複数の重畳マーク２５０、すなわち重畳マーク２５０を表示する位置及び大きさを決定する。例えば、画像生成部３０の記憶部３２には、ユーザー視点位置１００と、そのユーザー視点位置１００に対応した表示領域２１０上における重畳マーク２５０の表示位置及び表示サイズ（大きさ）を決定するためのパラメータとが対応付けられたテーブルが記憶されている。画像生成部３０は、例えば、処理部３１がテーブルを参照することによって、入力するユーザー視点位置１００に対応した表示領域２１０上における重畳マーク２５０の表示位置及び表示サイズを決定する。
また、例えば、画像生成部３０の記憶部３２には、ユーザー視点位置１００に対応した表示領域２１０上における重畳マーク２５０の表示位置及び表示サイズを決定するための演算式が記憶されている。画像生成部３０は、例えば、処理部３１が演算式を演算することによって、入力するユーザー視点位置１００に対応した表示領域２１０上における重畳マーク２５０の表示位置及び表示サイズを決定する。鉛直方向におけるユーザー視点位置と重畳マーク２５０が表示される位置及び大きさとの関係は後述する。
投影部５０は、画像表示部２０が表示する画像を、車両１のフロントウィンドウシールド２等の透光部材２に向けて投影する。投影された画像を構成する光８０は、フロントウィンドウシールド２によって車室内に反射される。以下、画像を構成する光８０を画像光８０とも呼ぶ。投影部５０は、フロントウィンドウシールド２によって反射される画像光８０が、ユーザー視点位置１００に向かって入射するように、画像を投影する。また、車両１の透光部材２は、車両１に設けられるコンバイナであってもよい。
運転席に座るユーザーは、画像光８０がユーザー視点位置１００に入射することによって、フロントウィンドウシールド２を基準にして車両前方側に結像される虚像３３０を視認することができる。ユーザーは、例えば、フロントウィンドウシールド２越しに見える景色の少なくとも一部と、虚像３３０とが、重畳した状態で虚像３３０を視認することができる。この虚像３３０には、例えば、上述した重畳マーク２５０の虚像である虚像重畳マーク３５０が含まれる。
図１Ｃを用いて、投影部５０の構造の例を説明する。投影部５０は、例えば、筐体５１の内部に、平面鏡５４及び凹面鏡５５等の光学系と、凹面鏡アクチュエータ５６とを収納する。筐体５１は、例えば、車両１のダッシュボード４の中に配置され、黒色の遮光性合成樹脂等で形成される上ケース５２及び下ケース５３を含む。上ケース５２のｚ軸方向略中間には、上ケース開口部５２ａが設けられている。上ケース開口部５２ａは、例えば、透明の透光性合成樹脂等で形成される透明カバー５７によって覆われている。下ケース５３の車両後方側には、例えば、下ケース開口部５３ａが設けられている。下ケース開口部５３ａは、例えば、筐体５１の外部に取り付けられる画像表示部２０の表示面２１から発せられる画像光８０が入射可能に、下ケース５３に設けられている。
平面鏡５４は、例えば、図示されていない取り付け部材を介して下ケース５３の車両後方側に取り付けられている。平面鏡５４は、例えば、下ケース開口部５３ａから入射する表示面２１から発せられる画像光８０を車両前方向に向けて反射するように、その取り付け位置及びその取り付け角度が固定されている。
凹面鏡５５は、例えば、凹面鏡アクチュエータ５６を介して下ケース５３の平面鏡５４より車両前方側に取り付けられている。凹面鏡５５は、凹面鏡アクチュエータ５６によって、例えばｘ軸を回転軸として取り付け角度が回転させられ得る。凹面鏡５５は、例えば、平面鏡５４によって反射される画像光８０を入射するように位置が固定され、入射する画像光８０をフロントウィンドウシールド２に向かって反射するように、取り付け角度が微調整される。なお、取り付け角度に応じて、例えば、画像生成部３０の記憶部３２が記憶するユーザー視点位置１００と、そのユーザー視点位置１００に対応した表示領域２１０上における重畳マーク２５０の表示位置及び表示サイズを決定するためのテーブル又は演算式が補正される。
凹面鏡アクチュエータ５６は、例えば、いずれも図示されていないモータ、減速機構、凹面鏡回転部材及び凹面鏡５５の支持部材を含む。凹面鏡アクチュエータ５６は、例えば、図示されていない取り付け部材を介して凹面鏡５５の鉛直方向下側に下ケース５３に取り付けられている。凹面鏡アクチュエータ５６は、図示されていないアクチュエータ制御部から入力する信号に応じてモータを回転させ、減速機構によってモータの回転を減速して、凹面鏡回転部材に伝達し、凹面鏡５５を回転させる。なお、凹面鏡アクチュエータ５６は、必ずしも設けられている必要はない。
また、図１Ｃの筐体５１の上ケース５２において、上ケース開口部５２ａと平面鏡５４との間には、遮光部５２ｂが設けられている。遮光部５２ｂは、例えば、上ケース開口部５２ａから入射する筐体５１外部からの光が画像表示部２０へ進行することを防止するために設けられる。図１Ｃを参照して説明した投影部５０の構造の例は、一例に過ぎず、車両用表示装置１０の投影部５０の構造を何ら制限するものではない。
図２には、車両１の運転席に座るユーザーが、フロントウィンドウシールド２越しに見える風景及び虚像の例が示されている。図２に示される例において、フロントウィンドウシールド２越しに見える風景の例として、車両前方に延びる３車線道路等及び車両前方に存在する他の車両（前方車両）９０が示されている。図２に示されるフロントウィンドウシールド２越しに見える風景の例において、報知対象物は、前方車両９０である。図２に示される例において、虚像に、虚像重畳マーク３５０が含まれている。図２に示される例において、虚像重畳マーク３５０は、前方車両９０と重畳されてユーザーに視認される。なお、図２に示される例においては、１個の虚像重畳マーク３５０が表されているが、例えば前方車両等が複数台存在するときは、複数の虚像重畳マーク３５０がユーザーによって視認される。
また、図２に示される例において、領域３１０は、画像表示部２０の表示面２１の表示領域２１０に対応する領域３１０である。以下、画像表示部２０の表示面２１の表示領域２１０に対応する領域３１０を虚像表示領域３１０とも呼ぶ。すなわち、虚像表示領域３１０は、ユーザーが虚像を視認可能な領域である。
したがって、画像生成部３０は、フロントウィンドウシールド２越しに見える風景のうち虚像表示領域３１０と重畳する領域に含まれる前方情報を反映させた画像を生成する。すなわち、画像生成部３０は、フロントウィンドウシールド２越しに見える風景のうち虚像表示領域３１０と重畳する領域に含まれる１又は複数の報知対象物を報知するための１又は複数の重畳マーク２５０を含んだ画像を生成する。
図３を参照して、車両用表示装置１０の動作の例を説明する。車両用表示装置１０の動作は、例えば、車両１の電源がＯＮされたとき、図示されていないエンジンが駆動されたとき、又は、車両１の電源がＯＮもしくはエンジンが駆動されたときから所定待機時間が経過した後等に開始される。
ステップＳ０１では、前方情報取得部６０が前方情報を取得する。ステップＳ０２では、視点位置取得部４０が鉛直方向におけるユーザー視点位置１００を取得する。なお、ステップＳ０１及びステップＳ０２は、必ずしもこの順番である必要はなく、順番が入れ替わってもよい。
ステップＳ０３では、画像生成部３０は、ステップＳ０１で前方情報取得部６０によって取得された前方情報に応じて、例えば、重畳マーク２５０を含ませた画像を生成する。なお、画像生成部３０は、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に応じた画像を生成する必要はない。
ステップＳ０４では、画像生成部３０は、ステップＳ０２で視点位置取得部４０によって取得された鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に応じて、ステップＳ０３で生成された画像に含まれる重畳マーク２５０を表示する表示面２１の表示領域２１０上の位置及び大きさを決定する。
ステップＳ０５では、画像表示部２０は、ステップＳ０３で画像生成部３０によって生成された画像を表示面２１の表示領域２１０に表示する。このとき、画像表示部２０は、ステップＳ０４で画像生成部３０によって決定された表示領域２１０上の位置に、ステップＳ０４で画像生成部３０によって決定された大きさで重畳マーク２５０を表示する。
ステップＳ０５の処理を実行すると、フローはＳｔａｒｔに戻る。ここで、図３に示されるフローチャートが、予め設定された所定間隔毎に繰り返して実行されるように、ステップＳ０５の処理の実行が終了した後フローがＳｔａｒｔに戻るまでの間に、所定の待機時間が挿入されていてもよい。
図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃを参照して、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００と重畳マーク２５０が表示される位置及び大きさとの関係について説明する。図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃの左側には、実空間上のｙ軸におけるユーザー視点位置１００を表す座標軸が示される。また、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃの右側には、実空間上のｙ軸におけるユーザー視点位置１００に応じて画像生成部３０が決定する、表示面２１上の重畳マーク２５０の表示位置及び表示サイズ（大きさ）が示される。
図４Ａの左側には、ｙ軸におけるユーザー視点位置１００ｒが示されている。以下、図４Ａに示されるユーザー視点位置１００ｒを、便宜的に、基準ユーザー視点位置１００ｒとも呼ぶ。例えば、図３に示されるステップＳ０２で取得される鉛直方向におけるユーザー視点位置１００が基準ユーザー視点位置１００ｒであるとき、図３に示されるステップＳ０４で、画像生成部３０は、表示面２１上の重畳マーク２５０の表示位置及び表示サイズを図４Ａの右側に示される重畳マーク２５０ｒのように決定する。以下、図４Ａに示される、基準ユーザー視点位置１００ｒに対応する重畳マーク２５０ｒを、便宜的に、基準重畳マーク２５０ｒとも呼ぶ。
図４Ｂに示されるユーザー視点位置１００ｕは、基準ユーザー視点位置１００ｒと比較して鉛直方向上側に位置するユーザー視点位置１００の例である。例えば、図３に示されるステップＳ０２で取得されるユーザー視点位置１００がユーザー視点位置１００ｕであるとき、図３に示されるステップＳ０４で、画像生成部３０は、表示面２１上の重畳マーク２５０の表示位置及び表示サイズを図４Ｂの右側に示される重畳マーク２５０ｕのように決定する。
図４Ｂに示される重畳マーク２５０ｕは、基準重畳マーク２５０ｒと比較して、Ｉｙ軸正方向側に位置する。また、図４Ｂに示される重畳マーク２５０ｕにおけるＩｙ軸方向の大きさ２５１ｕは、基準重畳マーク２５０ｒにおけるＩｙ軸方向の大きさ２５１ｒと比較して、大きくなっている。
このように、視点位置取得部４０によって検出されるユーザー視点位置１００が鉛直方向上側にいくにつれて、画像生成部３０は、表示面２１上の重畳マーク２５０の表示位置をＩｙ軸正方向側に位置するように決定する。すなわち、画像生成部３０は、ユーザー視点位置１００が、現時点のユーザー視点位置１００を基準にして図示されていない車両１のルーフに近づくときに、表示面２１上の重畳マーク２５０の表示位置を、現時点の表示位置を基準にしてＩｙ軸正方向側に位置するように決定する。また、視点位置取得部４０によって検出されるユーザー視点位置１００が鉛直方向上側にいくにつれて、画像生成部３０は、表示面２１上の重畳マーク２５０の表示サイズをＩｙ軸方向に大きくなるように決定する。すなわち、画像生成部３０は、ユーザー視点位置１００が、現時点のユーザー視点位置１００を基準にして図示されていない車両１のルーフに近づくときに、表示面２１上の重畳マーク２５０の表示サイズを、現時点の表示サイズを基準にしてＩｙ軸方向に大きくなるように決定する。
図４Ｃに示されるユーザー視点位置１００ｄは、基準ユーザー視点位置１００ｒと比較して鉛直方向下側に位置するユーザー視点位置１００の例である。例えば、図３に示されるステップＳ０２で取得されるユーザー視点位置１００がユーザー視点位置１００ｄであるとき、図３に示されるステップＳ０４で、画像生成部３０は、表示面２１上の重畳マーク２５０の表示位置及び表示サイズを図４Ｃの右側に示される重畳マーク２５０ｄのように決定する。
図４Ｃに示される重畳マーク２５０ｄは、基準重畳マーク２５０ｒと比較して、Ｉｙ軸負方向側に位置する。また、図４Ｃに示される重畳マーク２５０ｄにおけるＩｙ軸方向の大きさ２５１ｄは、基準重畳マーク２５０ｒにおけるＩｙ軸方向の大きさ２５１ｒと比較して、小さくなっている。
すなわち、視点位置取得部４０によって検出されるユーザー視点位置１００が鉛直方向下側にいくにつれて、画像生成部３０は、表示面２１上の重畳マーク２５０の表示位置をＩｙ軸負方向側に位置するように決定する。すなわち、画像生成部３０は、ユーザー視点位置１００が、現時点のユーザー視点位置１００を基準にして車両１のフロアに近づくときに、表示面２１上の重畳マーク２５０の表示位置を、現時点の表示位置を基準にしてＩｙ軸負方向側に位置するように決定する。また、視点位置取得部４０によって検出されるユーザー視点位置１００が鉛直方向下側にいくにつれて、画像生成部３０は、表示面２１上の重畳マーク２５０の表示サイズをＩｙ軸方向に小さくなるように決定する。すなわち、画像生成部３０は、ユーザー視点位置１００が、現時点のユーザー視点位置１００を基準にして車両１のフロアに近づくときに、表示面２１上の重畳マーク２５０の表示サイズを、現時点の表示サイズを基準にしてＩｙ軸方向に小さくなるように決定する。
図５は、車両用表示装置１０において、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００と、重畳マーク２５０の虚像（虚像重畳マーク３５０）と、虚像重畳マーク３５０が重畳する風景の路面７０における距離の範囲との関係を説明するための模式的な図である。なお、図５は、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００と、虚像重畳マーク３５０と、虚像重畳マーク３５０が重畳する風景の路面７０における距離の範囲との関係を分かりやすく説明するために、ユーザー視点位置１００の変化量を誇張して表現している。具体的に、図５に示される、ユーザー視点位置１００ｒとユーザー視点位置１００ｕ、ユーザー視点位置１００ｒとユーザー視点位置１００ｄの鉛直方向における距離は、実際にはもっと近い。虚像重畳マーク３５０が重畳する風景の路面７０における距離の範囲を、以下、重畳距離範囲４００とも呼ぶ。
図５には、図４Ａに示されるユーザー視点位置１００ｒのときの虚像重畳マーク３５０ｒと、図４Ｂに示されるユーザー視点位置１００ｕのときの虚像重畳マーク３５０ｕと、図４Ｃに示されるユーザー視点位置１００ｄのときの虚像重畳マーク３５０ｄとが示されている。虚像重畳マーク３５０ｕは、図４Ｂに示される重畳マーク２５０ｕに対応する虚像３３０であるので、図４Ａに示される基準重畳マーク２５０ｒに対応する虚像３３０である虚像重畳マーク３５０ｒと比較して、実空間上の鉛直方向上側に位置し、且つ、実空間上の鉛直方向の大きさが大きくなる。同様に、虚像重畳マーク３５０ｄは、図４Ｃに示される重畳マーク２５０ｄに対応する虚像３３０であるので、図４Ａに示される基準重畳マーク２５０ｒに対応する虚像３３０である虚像重畳マーク３５０ｒと比較して、実空間上の鉛直方向下側に位置し、且つ、実空間上の鉛直方向の大きさが小さくなる。
また、図５には、ユーザー視点位置１００ｒのときにフロントウィンドウシールド２越しに見える風景のうち、虚像重畳マーク３５０ｒと重畳する風景の路面７０における距離の範囲である重畳距離範囲４００ｒと、ユーザー視点位置１００ｕのときにフロントウィンドウシールド２越しに見える風景のうち、虚像重畳マーク３５０ｕと重畳する風景の路面７０における距離の範囲である重畳距離範囲４００ｕと、ユーザー視点位置１００ｄのときにフロントウィンドウシールド２越しに見える風景のうち、虚像重畳マーク３５０ｄと重畳する風景の路面７０における距離の範囲である重畳距離範囲４００ｄとが示されている。
図５を参照すると、重畳距離範囲４００ｒと重畳距離範囲４００ｕと重畳距離範囲４００ｄとが一致している。図５に示される例のように、ユーザー視点位置１００の鉛直方向における変化量に対して、虚像重畳マーク３５０の鉛直方向における変化量が小さくなる。そうすると、例えば、ユーザー視点位置１００が鉛直方向上側にいくにつれて、ユーザーが虚像重畳マーク３５０を見る視線と水平面との角度が大きくなる。その一方で、例えば、ユーザー視点位置１００が鉛直方向下側にいくにつれて、ユーザーが虚像重畳マーク３５０を見る視線と水平面との角度が小さくなる。
その結果、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に影響されることなく重畳距離範囲４００を一定にするためには、ユーザー視点位置１００が鉛直方向上側にいくにつれて、虚像重畳マーク３５０の鉛直方向の位置を鉛直方向上側にするだけでなく、鉛直方向の大きさを大きくする必要がある。同様に、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に影響されることなく重畳距離範囲４００を一定にするためには、ユーザー視点位置１００が鉛直方向下側にいくにつれて、虚像重畳マーク３５０の鉛直方向の位置を鉛直方向下側にするだけでなく、鉛直方向の大きさを小さくする必要がある。
以上のように、車両用表示装置１０の画像生成部３０は、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に応じて、表示面２１上の重畳マーク２５０のＩｙ軸における表示位置及び、Ｉｙ軸方向における表示サイズを適切に決定することができる。すなわち、車両用表示装置１０の画像生成部３０は、視点位置取得部４０が取得するユーザー視点位置１００に応じて、表示面２１上の重畳マーク２５０の鉛直方向における表示位置を調整できるだけでなく、表示面２１上の重畳マーク２５０の鉛直方向における表示サイズも調整可能である。その結果、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に影響されることなく、重畳距離範囲４００を一定にすることができる。
重畳距離範囲４００が一定になることによって、ユーザー視点位置１００が鉛直方向に変化したときに、フロントウィンドウシールド２越しに見える風景のうち虚像重畳マーク３５０が重畳される報知対象物がずれることを防ぐことができる。同時に、この報知対象物に対して、大き過ぎる虚像重畳マーク３５０又は小さ過ぎる虚像重畳マーク３５０が、ユーザーによって視認されることを防ぐことができる。その結果、ユーザー視点位置１００が鉛直方向に変化したときにユーザーに与える違和感を軽減することができる。よって、本発明の車両用表示装置１０は、ユーザー視点位置１００に影響されることなく、ユーザーに適切な情報を提供することができる。
ここで、上述した図３に示されるステップＳ０２及びステップＳ０４は、必ず毎回実行される必要はない。例えば、車両１の電源がＯＮされてから１回目に図３に示されるフローが実行されるときのみ、ステップＳ０２及びステップＳ０４が実行されてもよい。その後、車両１の電源がＯＮされてから２回目以降に図３に示されるフローが実行されるときは、ステップＳ０２及びステップＳ０４の処理が省略されてもよい。例えば、車両１を運転するユーザーが変更されない間は、特に鉛直方向におけるユーザー視点位置１００が大きく変更される可能性が低い。したがって、車両１の電源がＯＮされた後に１回のみ車両１を運転するユーザー視点位置１００を取得することによって、例えば、ユーザー視点位置１００が鉛直方向に変化したときにユーザーに与える違和感を軽減することと、車両用表示装置１０の動作の高速化とが両立できる。
なお、ここでは、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００の変化に影響されずに、重畳距離範囲４００が一定になるように説明したが、必ずしもこの限りではない。すなわち、例えば、画像生成部３０は、基準ユーザー視点位置１００ｒと、これよりも鉛直方向上側と、鉛直方向下側との、３段階の鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に応じて、表示領域２１０上における重畳マーク２５０の表示位置及び表示サイズを３段階に決定してもよい。
《２．第２実施形態》
図６及び図７を用いて、本発明の車両用表示装置１０の第２実施形態を説明する。第２実施形態は、上述した第１実施形態の変形例であるので、第１実施形態と異なる部分のみを説明し、同様の部分については説明を省略する。また、第１実施形態と共通する構成要素は、第１実施形態の説明に使用された符号と同じ符号を用いる。
上述した車両用表示装置１０の第１実施形態は、車両１の運転席に座るユーザーに対して、車両１の前方に報知対象物が存在することを報知する虚像重畳マーク３５０を適切に視認させるものであった。これから説明する車両用表示装置１０の第２実施形態は、車両１の運転席に座るユーザーに対して、虚像重畳マーク３５０を適切に視認させるだけでなく、車両１の走行速度等の情報を提供する、後述する虚像非重畳マーク３７０も適切に視認させるものである。
第２実施形態では、画像生成部３０は、例えば、車両１が備える図示されていないＥＣＵ（Electronic Control Unit）及び／又は装置等からバス５を介して又は直接入力する信号に含まれる情報を、ユーザーに提供可能な画像要素である第２画像要素２７０を、生成画像に含ませることができる。車両１が備える図示されていないＥＣＵから入力する信号に含まれる情報とは、例えば、燃料残量、現在の車速、燃費、バッテリの残量等に関する情報である。また、車両１が備える図示されていない装置から入力する信号に含まれる情報とは、例えば図示されていないナビゲーション装置から入力する、現在車両１が走行している道路の制限速度情報等がある。すなわち、第２画像要素２７０は、第１画像要素２５０とは異なり、虚像を路面等の車両前方の風景に重畳させることなく、画像要素が有する情報をユーザーが正確に認識できる情報表示である。
例えば、車両１が備える図示されていないＥＣＵ及び／又は装置等から入力する信号に含まれる情報が複数であるときは、画像生成部３０は、複数の第２画像要素２７０を生成画像に含ませることができる。以下、第２画像要素２７０を、適宜、非重畳マーク２７０とも呼ぶ。
図６には、第２実施形態において、車両１の運転席に座るユーザーが、フロントウィンドウシールド２越しに見える風景及び虚像の例が示されている。図６に示される例では、図２に示された例に加えて、現在車両１が走行している道路の制限速度を表す虚像非重畳マーク３７０−１及び車両１の現在の走行速度を表す虚像非重畳マーク３７０−２が、さらに示されている。
ここで、図６に示される例においても、虚像重畳マーク３５０は、第１実施形態と同様に、ユーザー視点位置１００の鉛直方向における変化に応じて、実空間上の鉛直方向における位置及び大きさが変化する。その結果、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に影響されることなく、虚像重畳マーク３５０の重畳距離範囲４００を一定にすることができる。
しかしながら、図６に示される例において、虚像非重畳マーク３７０−１，３７０−２は、フロントウィンドウシールド２越しに見える風景のうちの報知対象物に重畳した状態で、ユーザーに視認される必要がない。また、図６に示される例のように、特に、虚像非重畳マーク３７０が数字等の文字であるときには、ユーザー視点位置１００の変化に応じて、実空間上の鉛直方向における虚像非重畳マーク３７０の大きさが変化することによって、ユーザーが虚像非重畳マーク３７０に表されている情報を認識し辛くなることが想定される。
したがって、第２実施形態においては、画像生成部３０は、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に応じて、表示面２１上の非重畳マーク２７０のＩｙ軸における表示位置のみを決定する。すなわち、第２実施形態においては、画像生成部３０は、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００が変化したときに、表示面２１上の非重畳マーク２７０のＩｙ軸における表示サイズを変化しない。なお、第２実施形態においても、重畳マーク２５０については、第１実施形態と同様に、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に応じて、表示面２１上の重畳マーク２５０のＩｙ軸における表示位置及び、Ｉｙ軸方向における表示サイズを適切に決定する。
第２実施形態の、画像生成部３０による、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に応じた、表示面２１上の非重畳マーク２７０のＩｙ軸における表示位置の決定は、第１実施形態における画像生成部３０による、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に応じた、表示面２１上の重畳マーク２５０のＩｙ軸における表示位置の決定と同様である。すなわち、視点位置取得部４０によって検出されるユーザー視点位置１００が鉛直方向上側にいくにつれて、画像生成部３０は、表示面２１上の非重畳マーク２７０の表示位置をＩｙ軸正方向側に位置するように決定する。同様に、視点位置取得部４０によって検出されるユーザー視点位置１００が鉛直方向下側にいくにつれて、画像生成部３０は、表示面２１上の非重畳マーク２７０の表示位置をＩｙ軸負方向側に位置するように決定する。
図７を参照して、車両用表示装置１０の第２実施形態の動作の例を説明する。図７に示される車両用表示装置１０の第２実施形態の動作のフローチャートは、図３に示される第１実施形態の動作のフローチャートの一部が変更されたものである。具体的に、図７に示されるフローチャートは、図３に示されるフローチャートのステップＳ０４とステップＳ０５との間に、新しい処理ステップ（ステップＳ１０５）を挿入したものに相当する。それ以外の処理については、図３に示されるフローチャートと同様である。したがって、図７に示されるフローチャートについては、図３に示されるフローチャートと異なる部分のみ説明し、同様の部分については対応関係を示して説明を省略する。
ステップＳ１０１は、図３に示されるフローチャートのステップＳ０１に対応する。ステップＳ１０２は、図３に示されるフローチャートのステップＳ０２に対応する。
ステップＳ１０３は、図３に示されるフローチャートのステップＳ０３に対応する。ただし、ステップＳ１０３においては、画像生成部３０は、ステップＳ０１で前方情報取得部６０によって取得された前方情報に応じて、例えば、重畳マーク２５０に加えて、非重畳マーク２７０も含ませた画像を生成する。
ステップＳ１０４は、図３に示されるフローチャートのステップＳ０４に対応する。ステップＳ１０５では、画像生成部３０は、ステップＳ０２で視点位置取得部４０によって取得された鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に応じて、ステップＳ０３で生成された画像に含まれる非重畳マーク２７０を表示する表示面２１の表示領域２１０上の位置を決定する。
ステップＳ１０６は、図３に示されるフローチャートのステップＳ０５に対応する。ただし、ステップＳ１０６では、画像表示部２０は、重畳マーク２５０をステップＳ１０４で画像生成部３０によって決定された表示領域２１０上の位置及び大きさで表示すると共に、ステップＳ１０５で画像生成部３０によって決定された表示領域２１０上の位置に、非重畳マーク２７０を表示する。
ステップＳ１０６の処理を実行すると、フローはＳｔａｒｔに戻る。なお、ステップＳ１０４及びステップＳ１０５は、必ずしもこの順番である必要はなく、順番が入れ替わっていてもよい。
以上のように、車両用表示装置１０の第２実施形態では、車両用表示装置１０の画像生成部３０は、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に応じて、表示面２１上の非重畳マーク２７０のＩｙ軸における表示位置を適切に決定することができる。すなわち、非重畳マーク２７０の虚像である虚像非重畳マーク３７０は、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００が変化したときに、虚像重畳マーク３５０との相対位置関係は保たれる。その結果、ユーザー視点位置１００が鉛直方向に変化したときに、虚像重畳マーク３５０と虚像非重畳マーク３７０との、実空間上の鉛直方向における距離が大きく又は小さくなることを防ぐことができる。
さらに、ユーザー視点位置１００が鉛直方向に変化したときに、虚像非重畳マーク３７０の実空間上の鉛直方向における大きさが変化しない。その結果、ユーザー視点位置１００が鉛直方向に変化したときに、仮に虚像非重畳マーク３７０の実空間上の鉛直方向における大きさを変化させる場合と比較して、ユーザーが虚像非重畳マーク３７０に表されている情報を認識し辛くなることを防ぐことができる。
《３．第３実施形態》
図８、図９、図１０、図１１及び図１２を用いて、本発明の車両用表示装置１０の第３実施形態を説明する。第３実施形態は、上述した第１実施形態及び第２実施形態の変形例であるので、第１実施形態及び第２実施形態と異なる部分のみを説明し、同様の部分については説明を省略する。また、第１実施形態又は第２実施形態と共通する構成要素は、第１実施形態又は第２実施形態の説明に使用された符号と同じ符号を用いる。
上述した車両用表示装置１０の第２実施形態は、ユーザー視点位置１００の鉛直方向における変化に応じて、画像生成部３０が、重畳マーク２５０の表示面２１上の表示位置及び表示サイズと、非重畳マーク２７０の表示面２１上の表示位置とを直接決定するものであった。これから説明する車両用表示装置１０の第３実施形態は、ユーザー視点位置１００の鉛直方向における変化に応じて、画像生成部３０が、重畳マーク２５０を表示する表示面２１上の領域（第１使用領域２４０）と非重畳マーク２７０を表示する表示面２１上の領域（第２使用領域２６０）とを決定する。その結果、重畳マーク２５０の表示面２１上の表示位置及び表示サイズと、非重畳マーク２７０の表示面２１上の表示位置とが間接的に決定されるものである。
図８に示される画像表示部２０の例では、画像生成部３０によって決定された第１使用領域２４０と第２使用領域２６０とが示されている。第１使用領域２４０は、例えば、図６に示される画像表示部２０の例において、液晶パネル２１の画素２２全体である表示領域２１０のうち重畳マーク２５０の表示に使用する画素２２の範囲２４０である。第２使用領域２６０は、例えば、図６に示される画像表示部２０の例において、液晶パネル２１の画素２２全体である表示領域２１０のうち非重畳マーク２７０の表示に使用する画素２２の範囲２６０である。また、第１使用領域２４０と第２使用領域２６０とを合わせて使用領域２２０とも呼ぶ。すなわち、第３実施形態では、使用領域２２０内に画像生成部３０によって生成される画像が表示され、使用領域２２０の外については画像が表示されない。
図９を参照して、車両用表示装置１０の第３実施形態の動作の例を説明する。図９に示される車両用表示装置１０の第３実施形態の動作のフローチャートは、図７に示される第２実施形態の動作のフローチャートの一部が変更されたものである。具体的に、図９に示されるフローチャートは、図７に示されるフローチャートのステップＳ１０４に相当する処理ステップ（ステップＳ２０４）と、ステップＳ１０５に相当する処理ステップ（ステップＳ２０５）とが異なるものである。それ以外の処理については、図７に示されるフローチャートと同様である。したがって、図９に示されるフローチャートについては、図７に示されるフローチャートと異なる部分のみ説明し、同様の部分については対応関係を示して説明を省略する。
ステップＳ２０１は、図７に示されるフローチャートのステップＳ１０１に対応する。ステップＳ２０２は、図７に示されるフローチャートのステップＳ１０２に対応する。ステップＳ２０３は、図７に示されるフローチャートのステップＳ１０３に対応する。
ステップＳ２０４では、画像生成部３０は、ステップＳ２０２で視点位置取得部４０によって取得された鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に応じて、第１使用領域２４０の表示領域２１０上のＩｙ軸方向における位置及びＩｙ軸方向における大きさを決定する。鉛直方向におけるユーザー視点位置１００と、第１使用領域２４０の表示領域２１０上のＩｙ軸方向における位置及びＩｙ軸方向における大きさとの対応関係については、後述する。
ステップＳ２０５では、画像生成部３０は、ステップＳ２０２で視点位置取得部４０によって取得された鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に応じて、第２使用領域２６０の表示領域２１０上のＩｙ軸方向における位置を決定する。鉛直方向におけるユーザー視点位置１００と、第２使用領域２６０の表示領域２１０上のＩｙ軸方向における位置との対応関係については、後述する。
ステップＳ２０６では、画像表示部２０は、ステップＳ２０４で画像生成部３０によって決定された第１使用領域２４０内にステップＳ２０３で画像生成部３０によって生成された画像のうち重畳マーク２５０を表示する。同時に、画像表示部２０は、ステップＳ２０５で画像生成部３０によって決定された第２使用領域２６０内にステップＳ２０３で画像生成部３０によって生成された画像のうち非重畳マーク２７０を表示する。
ステップＳ２０６の処理を実行すると、フローはＳｔａｒｔに戻る。なお、ステップＳ２０４及びステップＳ２０５は、必ずしもこの順番である必要はなく、順番が入れ替わっていてもよい。
図１０を参照して、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００と、第１使用領域２４０の表示領域２１０上のＩｙ軸方向における位置及びＩｙ軸方向における大きさと、第２使用領域２６０の表示領域２１０上のＩｙ軸方向における位置との関係について説明する。
図１０（ａ）には、画像生成部３０によって生成される画像の例を示す図である。図１０（ａ）に示されているｉｘ軸は、画像表示部２０の表示面２１のＩｘ軸に対応する。また、図１０（ａ）に示されているｉｙ軸は、画像表示部２０の表示面２１のＩｙ軸に対応する。また、図１０（ａ）に示される例では、表示面２１において重畳マーク２５０として表示されるマーク２５０ｉと、表示面２１において非重畳マーク２７０として表示されるマーク２７０ｉとが示されている。また、マーク２５０ｉは、表示面２１の表示領域２１０における第１使用領域２４０に対応する領域２４０ｉ内に生成され、マーク２７０ｉは、表示面２１の表示領域２１０における第２使用領域２６０に対応する領域２６０ｉ内に生成されている。
図１０（ｂ）には、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００が、例えば図４Ａに示される基準ユーザー視点位置１００ｒであるときに、図１０（ａ）で示される生成された画像が表示領域２１０に表示された例が示されている。以下、図１０（ｂ）に示される表示領域２１０のうちの使用領域２２０ｒを便宜的に基準使用領域２２０ｒとも呼び、基準使用領域２２０のうちの第１使用領域２４０ｒを便宜的に基準第１使用領域２４０ｒとも呼び、基準使用領域２２０のうちの第２使用領域２６０ｒを便宜的に基準第２使用領域２６０ｒとも呼ぶ。また、以下、図１０（ｂ）に示される基準第１使用領域２４０ｒ内に表示されている重畳マーク２５０ｒは上述したように基準重畳マーク２５０ｒとも呼び、基準第２使用領域２６０ｒ内に表示されている非重畳マーク２７０ｒを便宜的に基準非重畳マーク２７０ｒとも呼ぶ。
図１０（ｃ）には、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００が、例えば図４Ｂに示されるユーザー視点位置１００ｕであるときに、図１０（ａ）で示される生成された画像が表示領域２１０に表示された例が示されている。ユーザー視点位置１００ｕは、図４Ｂに示されているように、基準ユーザー視点位置ｒよりも鉛直方向上側である。
図１０（ｃ）に示されるように、使用領域２２０ｕは、基準使用領域２２０ｒよりもＩｙ軸正方向側に位置するように画像生成部３０によって決定されている。図１０（ｃ）に示されるように、第１使用領域２４０ｕは、基準第１使用領域２４０ｒよりもＩｙ軸正方向側に位置すると共に、Ｉｙ軸方向のサイズが大きくなるように画像生成部３０によって決定されている。図１０（ｃ）に示されるように、重畳マーク２５０ｕは、第１使用領域２４０ｕがこのように決定されたことによって、基準重畳マーク２５０ｒと比較して、Ｉｙ軸正方向側に位置すると共に、Ｉｙ軸方向のサイズが大きくなっている。
図１０（ｃ）に示されるように、第２使用領域２６０ｕは、基準第２使用領域２６０ｒよりもＩｙ軸正方向側に位置し、Ｉｙ軸方向のサイズは基準第２使用領域２６０ｒと同じになるように画像生成部３０によって決定されている。図１０（ｃ）に示されるように、非重畳マーク２７０ｕは、第２使用領域２６０ｕがこのように決定されたことによって、基準非重畳マーク２７０ｒと比較して、Ｉｙ軸正方向側に位置している。
すなわち、視点位置取得部４０によって検出されるユーザー視点位置１００が鉛直方向上側にいくにつれて、画像生成部３０は、表示領域２１０のうちの第１使用領域２４０を、Ｉｙ軸正方向側に位置させると共に、Ｉｙ軸方向のサイズが大きくなるように決定する。それに伴って、重畳マーク２５０は、表示領域２１０において、Ｉｙ軸正方向側に位置すると共に、Ｉｙ軸方向のサイズが大きくなる。
また、視点位置取得部４０によって検出されるユーザー視点位置１００が鉛直方向上側にいくにつれて、画像生成部３０は、表示領域２１０のうちの第２使用領域２６０を、Ｉｙ軸正方向側に位置させるように決定する。それに伴って、非重畳マーク２７０は、表示領域２１０において、Ｉｙ軸正方向側に位置する。
図１０（ｄ）には、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００が、例えば図４Ｃに示されるユーザー視点位置１００ｄであるときに、図１０（ａ）で示される生成された画像が表示領域２１０に表示された例が示されている。ユーザー視点位置１００ｄは、図４Ｃに示されているように、基準ユーザー視点位置ｒよりも鉛直方向下側である。
図１０（ｄ）に示されるように、使用領域２２０ｄは、基準使用領域２２０ｒよりもＩｙ軸負方向側に位置するように画像生成部３０によって決定されている。図１０（ｄ）に示されるように、第１使用領域２４０ｄは、基準第１使用領域２４０ｒよりもＩｙ軸負方向側に位置すると共に、Ｉｙ軸方向のサイズが小さくなるように画像生成部３０によって決定されている。図１０（ｄ）に示されるように、重畳マーク２５０ｄは、第１使用領域２４０ｄがこのように決定されたことによって、基準重畳マーク２５０ｒと比較して、Ｉｙ軸負方向側に位置すると共に、Ｉｙ軸方向のサイズが小さくなっている。
図１０（ｄ）に示されるように、第２使用領域２６０ｄは、基準第２使用領域２６０ｒよりもＩｙ軸負方向側に位置し、Ｉｙ軸方向のサイズは基準第２使用領域２６０ｒと同じになるように画像生成部３０によって決定されている。図１０（ｄ）に示されるように、非重畳マーク２７０ｄは、第２使用領域２６０ｄがこのように決定されたことによって、基準非重畳マーク２７０ｒと比較して、Ｉｙ軸負方向側に位置している。
すなわち、視点位置取得部４０によって検出されるユーザー視点位置１００が鉛直方向下側にいくにつれて、画像生成部３０は、表示領域２１０のうちの第１使用領域２４０を、Ｉｙ軸負方向側に位置させると共に、Ｉｙ軸方向のサイズが小さくなるように決定する。それに伴って、重畳マーク２５０は、表示領域２１０において、Ｉｙ軸負方向側に位置すると共に、Ｉｙ軸方向のサイズが小さくなる。
また、視点位置取得部４０によって検出されるユーザー視点位置１００が鉛直方向下側にいくにつれて、画像生成部３０は、表示領域２１０のうちの第２使用領域２６０を、Ｉｙ軸負方向側に位置させるように決定する。それに伴って、非重畳マーク２７０は、表示領域２１０において、Ｉｙ軸負方向側に位置する。
以上のように、第３実施形態では、ユーザー視点位置１００の変化に応じて、第１使用領域２４０の表示領域２１０上の位置及びサイズを決定することによって、全ての重畳マーク２５０の表示領域２１０上の表示位置及び表示サイズをまとめて決定することができる。その結果、例えば、複数の重畳マーク２５０が表示されるときに、重畳マーク２５０毎に表示領域２１０上の表示位置及び表示サイズを決定する場合と比較して、画像生成部３０の処理負担が軽減される。
同様に、第３実施形態では、ユーザー視点位置１００の変化に応じて、第２使用領域２６０の表示領域２１０上の位置を決定することによって、全ての非重畳マーク２７０の表示領域２１０上の表示位置をまとめて決定することができる。その結果、例えば、複数の非重畳マーク２７０が表示されるときに、非重畳マーク２７０毎に表示領域２１０上の表示位置を決定する場合と比較して、画像生成部３０の処理負担が軽減される。
図１０において、第１使用領域２４０と第２使用領域２６０とがＩｙ軸方向に並んで配置されているように説明したが、必ずしもこれに限らず、例えば、第１使用領域２４０と第２使用領域２６０とがＩｘ軸方向に並んで配置されていてもよい。同様に、画像表示部２０の表示領域２１０を見下ろすように見たときに、第１使用領域２４０と第２使用領域２６０とが斜めに並んで配置されてもよく、右下等の一部のみ第２使用領域２６０でそれ以外が第１使用領域２４０であってもよい。しかしながら、第１使用領域２４０と第２使用領域２６０とは、Ｉｙ軸方向又はＩｘ軸方向に並んで配置される方が好ましい。例えば、第１使用領域２４０と第２使用領域２６０とが斜めに並んで配置される場合と比較して、画像生成部３０による、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００の変化に応じたＩｙ軸方向の第１使用領域２４０及び第２使用領域２６０の変化の決定にかかる処理負担が軽減される。
また、例えば、画像生成部３０は、生成する画像の中に調整点を設け、調整点を通る直線を基準に領域２４０ｉと領域２６０ｉとを規定してもよい。すなわち、画像生成部３０は、調整点を通る直線を基準に、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００の変化に応じて、第１使用領域２４０と第２使用領域２６０とでＩｙ軸方向における変化を各々独立して決定してもよい。
例えば、図１１には、第１使用領域２４０と第２使用領域２６０とがＩｙ軸方向に並んで配置されている例において、表示領域２１０の使用領域２２０において、画像生成部３０が生成する画像の中に設けた調整点に対応する、領域調整点２５が２点示されている。例えば、図１１に示されているように、領域調整点２５が２点存在すると、領域調整点２５を通る直線が一義的に規定される。また、例えば、表示面２１における１つの画素２２が、１つの領域調整点２５として使用される。また、図１１に示される例では、２つの領域調整点２５を結ぶ直線は、表示領域２１０において同じＩｙ座標を有する画素２２上に規定される。
画像生成部３０は、例えば、使用領域２２０において、２つの領域調整点２５を結ぶ直線を基準にＩｙ軸正方向側とＩｙ軸負方向側とで、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００が変化したときのＩｙ軸方向における変化を各々独立して決定する。すなわち、図１１に示されるように、２つの領域調整点２５を結ぶ直線を基準にＩｙ軸正方向側に第１使用領域２４０を配置するときは、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００の変化に応じて、使用領域２２０における２つの領域調整点２５を結ぶ直線を基準にＩｙ軸正方向側の領域の、Ｉｙ軸方向における位置及びサイズを決定する。また、このとき、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００の変化に応じて、使用領域２２０における２つの領域調整点２５を結ぶ直線を基準にＩｙ軸負方向側の領域の、Ｉｙ軸方向における位置を決定する。このように、使用領域２２０において、２つの領域調整点２５を結ぶ直線を基準にＩｙ軸正方向側とＩｙ軸負方向側とで、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００が変化したときのＩｙ軸方向における変化を独立して決定することによって、第１使用領域２４０と第２使用領域２６０との変化を独立して決定することができる。
なお、領域調整点２５は、第１使用領域２４０の最もＩｙ軸負方向側に設けられてもよく、第２使用領域２６０の最もＩｙ軸正方向側に設けられてもよく、第１使用領域２４０と第２使用領域２６０との間に設けられてもよい。領域調整点２５が、第１使用領域２４０の最もＩｙ軸負方向側又は、第２使用領域２６０の最もＩｙ軸正方向側に設けられるときは、２つの領域調整点２５及び２つの領域調整点２５を結ぶ直線上の画素２２は、画像の表示に用いられることが考えられる。領域調整点２５が、第１使用領域２４０と第２使用領域２６０との間に設けられるときは、２つの領域調整点２５及び２つの領域調整点２５を結ぶ直線上の画素２２は、画像の表示に用いられないことが考えられる。また、当然ながら、使用領域２２０において、Ｉｙ軸正方向側に第２使用領域２６０を配置し、Ｉｙ軸負方向側に第１使用領域２４０を配置してもよい。
また例えば、図１２には、第１使用領域２４０と第２使用領域２６０とがＩｘ軸方向に並んで配置されている例において、表示領域２１０の使用領域２２０において、画像生成部３０が生成する画像の中に設けた調整点に対応する領域調整点２５が４点示されている。具体的に、領域調整点２５ａが２点と領域調整点２５ｂが２点とが示されている。図１２に示される例において、領域調整点２５ａの２点は同一のＩｘ座標を有し、領域調整点２５ｂの２点は同一のＩｘ座標を有している。
画像生成部３０は、例えば、使用領域２２０において、２つの領域調整点２５ａを結ぶ直線からＩｘ軸負方向側と、２つの領域調整点２５ｂを結ぶ直線からＩｘ軸正方向側とで、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００が変化したときのＩｙ軸方向における変化を各々独立して決定する。すなわち、図１２に示されるように、２つの領域調整点２５ａを結ぶ直線からＩｘ軸負方向側に第１使用領域２４０を配置するときは、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００の変化に応じて、使用領域２２０における２つの領域調整点２５ａを結ぶ直線からＩｘ軸負方向側の領域の、Ｉｙ軸方向における位置及びサイズを決定する。また、このとき、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００の変化に応じて、２つの領域調整点２５ｂを結ぶ直線からＩｘ軸正方向側の領域の、Ｉｙ軸方向における位置を決定する。このように、使用領域２２０において、２つの領域調整点２５ａを結ぶ直線からＩｘ軸負方向側と、２つの領域調整点２５ｂを結ぶ直線からＩｘ軸正方向側とで、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００が変化したときのＩｙ軸方向における変化を独立して決定することによって、第１使用領域２４０と第２使用領域２６０との変化を独立して決定することができる。
なお、２点の領域調整点２５ａは、第１使用領域２４０の最もＩｘ軸正方向側に設けられてもよく、第１使用領域２４０と第２使用領域２６０との間でＩｘ軸負方向側に設けられてもよい。２点の領域調整点２５ａが、第１使用領域２４０の最もＩｘ軸正方向側に設けられるときは、２点の領域調整点２５ａ及び２点の領域調整点２５ａを結ぶ直線上の画素２２は、画像の表示に用いられることが考えられる。２点の領域調整点２５ａが、第１使用領域２４０と第２使用領域２６０との間でＩｘ軸負方向側に設けられるときは、２点の領域調整点２５ａ及び２点の領域調整点２５ａを結ぶ直線上の画素２２は、画像の表示に用いられないことが考えられる。
同様に、２点の領域調整点２５ｂは、第２使用領域２４０の最もＩｘ軸負方向側に設けられてもよく、第１使用領域２４０と第２使用領域２６０との間でＩｘ軸正方向側に設けられてもよい。２点の領域調整点２５ｂが、第２使用領域２４０の最もＩｘ軸負方向側に設けられるときは、２点の領域調整点２５ｂ及び２点の領域調整点２５ｂを結ぶ直線上の画素２２は、画像の表示に用いられることが考えられる。２点の領域調整点２５ｂが、第１使用領域２４０と第２使用領域２６０との間でＩｘ軸正方向側に設けられるときは、２点の領域調整点２５ｂ及び２点の領域調整点２５ｂを結ぶ直線上の画素２２は、画像の表示に用いられないことが考えられる。また、当然ながら、使用領域２２０において、Ｉｘ軸負方向側に第２使用領域２６０を配置し、Ｉｘ軸正方向側に第１使用領域２４０を配置してもよい。
以上のように、画像生成部３０は、生成した画像に調整点を設けることによって、調整点を基準に分割される領域ごとに、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に応じて、独立した変化を決定することができる。すなわち、画像生成部３０は、第１使用領域２４０及び第２使用領域２６０の境界を正確に設定することができ、鉛直方向におけるユーザー視点位置１００に応じて、第１使用領域２４０と第２使用領域２６０とで異なった変化を正確に決定することができる。
また、図１０に戻ると、図１０（ａ）には、領域２４０ｉを、ｉｙ軸方向に４等分割する直線及びｉｘ軸方向に４等分割する直線が示されている。同様に、図１０（ａ）には、領域２６０ｉを、ｉｙ軸方向に２等分割する直線及びｉｘ軸方向に４等分割する直線が示されている。図１０（ａ）では、これらの直線及び領域２２０ｉの外枠によって、領域２２０ｉは、２４個のエリアに分割されている。画像生成部３０の記憶部３２は、例えば、この２４個のエリアの全頂点の座標（ｉｘ，ｉｙ）毎に、画像表示部２０の表示領域２１０上の座標（Ｉｘ，Ｉｙ）との対応関係を記憶していてもよい。なお、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）に示される分割されたエリアは一例に過ぎず、分割されるエリアの個数、大きさ等を制限するものではない。
ここで、フロントウィンドウシールド２は、一般的に平面部分だけでなく曲面部分も有する。そのため、画像表示部２０の表示領域２１０に平面を想定した画像を表示したときには、フロントウィンドウシールド２によって反射される虚像３３０は、歪みを含んだ状態でユーザーによって視認される。したがって、画像生成部３０の記憶部３２に記憶されている、生成した画像における２４個のエリアの全頂点の座標（ｉｘ，ｉｙ）と画像表示部２０の表示領域２１０上の座標（Ｉｘ，Ｉｙ）との対応関係は、例えばフロントウィンドウシールド２に応じた歪みの補正が反映されていてもよい。なお、図１０（ｂ），（ｃ），（ｄ）では、歪み補正は反映されていない。
また、画像生成部３０の記憶部３２は、例えば、生成した画像における２４個のエリアの全頂点の座標（ｉｘ，ｉｙ）と画像表示部２０の表示領域２１０上の座標（Ｉｘ，Ｉｙ）との対応関係を、ユーザー視点位置１００によって補正するようなテーブル又は演算式を記憶していてもよく、ユーザー視点位置１００に応じてこの対応関係を補正してもよい。画像生成部３０は、例えば、ユーザー視点位置１００に応じて補正された、生成した画像における２４個のエリアの全頂点の座標（ｉｘ，ｉｙ）と画像表示部２０の表示領域２１０上の座標（Ｉｘ，Ｉｙ）との対応関係に基づいて、生成した画像を表示領域２１０に表示してもよい。すなわち、画像生成部３０は、例えば、この補正された対応関係に基づいて、表示領域２１０上において、第１使用領域２４０のＩｙ軸方向における位置及びサイズと、第２使用領域２６０のＩｙ軸方向における位置とを決定してもよい。
ここで、図１０（ａ）に示される領域２４０ｉと領域２６０ｉとの境界線上に調整点が設けられることが好ましい。すなわち、調整点を通る調整線と、領域２４０ｉと領域２６０ｉとの境界線とが、一致することが好ましい。その結果、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）及び図１０（ｄ）に示される第１使用領域２４０と第２使用領域２６０との境界線上の画素２２又は境界線と隣接する画素２２が、図１１に示される領域調整点２５として使用される。したがって、フロントウィンドウシールド２に応じた歪みの補正についても、第１使用領域２４０と第２使用領域２６０とで、独立して補正することができる。
本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。
１・・・車両、２・・・フロントウィンドウシールド、１０・・・車両用表示装置、２０・・・画像表示部，液晶パネルモジュール、２１・・・表示面，液晶パネル、３０・・・画像生成部、４０・・・視点位置取得部、４１・・・車室内画像取得部、４２・・・車室内画像解析部、５０・・・投影部、６０・・・前方情報取得部、６１・・・前方画像取得部、６２・・・前方画像解析部、８０・・・画像光、１００・・・ユーザー視点位置、２１０・・・表示領域、２２０・・・使用領域、２４０・・・第１使用領域、２５０・・・重畳マーク、２６０・・・第２使用領域、２７０・・・非重畳マーク、３３０・・・虚像、４００・・・重畳距離範囲。

Claims (7)

  1. 車両の運転席に座るユーザーの視点の位置を取得する視点位置取得部と、
    前記車両の前方向の情報である前方情報を取得する前方情報取得部と、
    前記前方情報取得部が取得する前記前方情報のうち、所定領域内に含まれる前記前方情報を反映させた画像を生成する画像生成部と、
    前記画像生成部が生成する前記画像を表示可能な表示面を有する画像表示部と、
    前記車両の透光部材で前記表示面に表示された前記画像が反射されることによって、前記運転席に座る前記ユーザーが虚像を視認できるように、前記画像を前記車両の前記透光部材に向けて投影する投影部と、
    を備え、
    前記画像生成部は、前記表示面において、生成した前記画像に含まれる画像要素のうち、第１画像要素を表示する位置及び大きさを、前記視点位置取得部が取得する鉛直方向における前記ユーザーの前記視点の位置に応じて決定する車両用表示装置。
  2. 前記画像生成部は、前記視点位置取得部によって取得される前記ユーザーの前記視点の位置が鉛直方向上側にいくにつれて、前記表示面において、前記第１画像要素を表示する前記位置を、鉛直方向上側に対応する方向側に決定し、且つ、前記第１画像要素を表示する前記大きさを、鉛直方向に対応する方向に大きく決定する一方で、
    前記画像生成部は、前記視点位置取得部によって取得される前記ユーザーの前記視点の位置が鉛直方向下側にいくにつれて、前記表示面において、前記第１画像要素を表示する前記位置を、鉛直方向下側に対応する方向側に決定し、且つ、前記第１画像要素を表示する前記大きさを、鉛直方向に対応する方向に小さく決定する、請求項１に記載の車両用表示装置。
  3. 前記画像生成部は、鉛直方向における前記ユーザーの前記視点の位置の変化に影響されることなく、前記ユーザーが前記透光部材越しに見える風景のうち前記第１画像要素に係る虚像が重畳する風景の路面における距離の範囲が一定となるように、前記表示面において、前記第１画像要素を表示する前記位置及び前記大きさを決定する、請求項１又は２に記載の車両用表示装置。
  4. 前記画像生成部は、前記表示面において、生成した前記画像に含まれる前記画像要素のうち前記第１画像要素と異なる第２画像要素を表示する位置を、前記視点位置取得部が取得する鉛直方向における前記ユーザーの前記視点の位置に応じて決定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用表示装置。
  5. 前記画像生成部は、前記視点位置取得部によって取得される前記ユーザーの前記視点の位置が鉛直方向上側にいくにつれて、前記表示面において、前記第２画像要素を表示する前記位置を、鉛直方向上側に対応する方向側に決定する一方で、
    前記画像生成部は、前記視点位置取得部によって取得される前記ユーザーの前記視点の位置が鉛直方向下側にいくにつれて、前記表示面において、前記第２画像要素を表示する前記位置を、鉛直方向下側に対応する方向側に決定する、請求項４に記載の車両用表示装置。
  6. 前記画像表示部の前記表示面は、前記第１画像要素の表示に使用する第１使用領域と前記第２画像要素の表示に使用する第２使用領域とを少なくとも含み、
    前記画像生成部は、前記視点位置取得部によって取得される鉛直方向における前記ユーザーの前記視点の位置に応じて、前記第１使用領域の位置及び大きさを決定することによって、前記表示面において、前記第１画像要素を表示する前記位置及び前記大きさを決定すると共に、
    前記画像生成部は、前記視点位置取得部によって取得される鉛直方向における前記ユーザーの前記視点の位置に応じて、前記第２使用領域の位置を決定することによって、前記表示面において、前記第２画像要素を表示する前記位置を決定する、請求項４又は５に記載の車両用表示装置。
  7. 前記第１使用領域及び前記第２使用領域は、前記表示面において、鉛直方向に対応する方向、又は、前記車両の左右方向に対応する方向に並んで配置される、請求項６に記載の車両用表示装置。
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