JP2021189385A - 表示装置、表示制御装置、表示方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】より適切に画像を表示できる表示装置等を提供する。【解決手段】表示装置100は、外界が透過して見える表示媒体34に画像41を投影することにより、外界の所定領域A2に形成された画像41の虚像42をユーザ51に視認させる表示装置100であって、画像41の生成に用いられる元画像40を取得する第1取得部11と、車両50の運転状況を取得する第2取得部12と、運転状況に基づいて、元画像40を補正することによって画像41を生成する補正部13と、生成された画像41を表示媒体34に投影する投影部21と、を備える。【選択図】図2
Description
本開示は、ユーザに画像を表示するための表示装置、表示制御装置、表示方法、及び、表示方法を実行するためのプログラムに関する。
従来、外界からの光を透過する表示媒体に画像を投影するための光を反射させることにより、ユーザに外界と重畳する虚像を視認させる表示装置が知られている。例えば、車両においては、このような表示装置の一つとして、ヘッドアップディスプレイ(Head−Up Display、以下、HUDとも表記する)が実用化されている。また、このようなHUDにおいて、虚像の透過度を制御して、外界の視認性を高め、同時に虚像を視認させることができるHUDが知られている(特許文献1参照)。
ところで、上記特許文献1に開示されたHUD等では、ユーザが適切に虚像を視認できない場合がある。つまり、従来の表示装置は、適切な画像の表示が困難な場合がある。
そこで、本開示は、より適切に画像を表示できる表示装置等を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る表示装置は、外界が透過して見える表示媒体に画像を投影することにより、前記外界の所定領域に形成された前記画像の虚像をユーザに視認させる表示装置であって、元画像を取得する第1取得部と、移動体の運転状況を取得する第2取得部と、前記運転状況に基づいて、前記元画像を補正することによって前記画像を生成する補正部と、生成された前記画像を前記表示媒体に投影する投影部と、を備える。
また、本開示の一態様に係る表示制御装置は、虚像を形成してユーザに視認させるために表示媒体に投影される画像を生成するための表示制御装置であって、元画像を取得する第1取得部と、移動体の運転状況を取得する第2取得部と、前記運転状況に基づいて、前記元画像を補正することによって前記画像を生成する補正部と、を備える。
また、本開示の一態様に係る表示方法は、外界が透過して見える表示媒体に画像を投影することにより、前記外界の所定領域に形成された前記画像の虚像をユーザに視認させる表示方法であって、元画像を取得する第1取得ステップと、移動体の運転状況を取得する第2取得ステップと、前記運転状況に基づいて、前記元画像を補正することによって前記画像を生成する補正ステップと、生成された前記画像を前記表示媒体に投影して、前記外界の所定領域に前記画像の虚像を形成させる投影ステップと、を含む。
また、本開示の一態様に係るプログラムは、上記に記載の表示方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
本開示によれば、より適切に画像を表示することが可能となる。
(本開示に至った知見)
HUD等の車両に搭載される表示装置は、車両に関するあらゆる情報を、画像(例えば、数字、文字及び矢印などの図形を含む視覚情報)を用いて、当該車両を操作するドライバ等のユーザに表示する装置である。
HUD等の車両に搭載される表示装置は、車両に関するあらゆる情報を、画像(例えば、数字、文字及び矢印などの図形を含む視覚情報)を用いて、当該車両を操作するドライバ等のユーザに表示する装置である。
表示装置によって表示される情報としては、例えば、モータ又は内燃機関等の動力部の駆動状況、走行速度、各液滴温度、電装部品への供給電圧、圧縮機への加給圧等、計器に表示される情報、車線はみだし、速度超過、前方車両発進等、車両周囲との関係性に基づく警告情報、目的地までの残り走行時間、方角、距離、及び、走行経路上での進行方向(例えば、ターンバイターン)等の経路情報、走行路における制限速度、駐停車禁止、車線規制等の交通標識情報、電話、メール、及び、特定のアプリケーションからの通知等、ユーザが携行する情報端末を介した端末情報等、いかなる画像に対しても適用可能である。また、表示装置によって表示される画像は、車両に関する画像でなくてもよい。例えば、表示装置は、ユーザの好みの写真、動画像の表示に用いられてもよく、インターネットサイト等の情報を表示するために用いられてもよい。
特に、HUDは、例えば、車両のコクピットの前方に設置されるウインドシールド(フロントガラス)及びコンバイナ等の表示媒体に画像を投影して、当該表示媒体に反射させることによって、ユーザから見た表示媒体よりも遠方に虚像を形成して視認させる。この際、表示媒体が光透過性(透光性ともいう)を有することにより、表示媒体の外側から入射する光は、外界の景色等として虚像に重畳されてユーザに視認される。
ここで、特許文献1に開示された技術を用いて、HUDを構成することにより、外界の視認性と、虚像によるHUDから表示される情報の報知性とを制御できる。具体的には、特許文献1に開示されたHUDでは、虚像を形成する際の画像を外縁部及び内側部に分けて、内側部に特定画素として表示されない画素を設けることで、内側部の透過度を向上して外界の視認性を確保しつつ、外縁部を残存させることでHUDから表示される情報も視認させることができるとされている。
しかしながら、上記特許文献1に開示されたHUD等の表示装置では、外界の状況によらず、単に内側部を透過させる処理を行っているため外界の状況によっては、ユーザが適切に虚像を視認できない場合がある。例えば、外縁部を残存させることで、実質的に虚像の表示面積を縮小した場合、外界の輝度が高いと、虚像は外界の光にのまれて視認できなくなってしまうことがある。また、表示面積を縮小した虚像では、外界の色調と同じ色調で構成されている場合、同様に外界の光にのまれて視認できなくなってしまうことがある。
一方で、別の例として外界の輝度が低い場合に、高輝度の虚像を形成すると外界の光への暗順応時間によって外界の視認性が極端に低下するタイミングが生じる恐れがある。このように、外界と重畳して画像を表示する表示装置においては、表示画像が、外界の状況及び表示タイミング等に応じて適切に制御される必要がある。また、表示装置が車両に搭載される場合には、車両の運転状況に基づいて適切に制御された虚像が表示される必要がある。そこで本開示では、車両の運転状況を取得して、運転状況に応じた補正を行った画像を投影することでより適切な画像の表示を行うことが可能な表示装置について説明する。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の包括的又は具体的な例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ及びステップの順序等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺などは必ずしも一致していない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
(実施の形態)
[表示装置]
まず、実施の形態における表示装置の概要について説明する。図1は、実施の形態における表示装置の適用例を示す図である。図1では、表示装置100が搭載された移動体の一例である車両50の車室内を示している。また、表示装置100は、車両50のインストゥルメントパネルに内蔵されるように配置され、ユーザ51(後述する図2参照)から見て視認されないように配置されている。これにより、車両50の内装設計を自由に行えるため、車両50のデザイン性を損なうことなく、表示装置100を搭載することが可能となる。
[表示装置]
まず、実施の形態における表示装置の概要について説明する。図1は、実施の形態における表示装置の適用例を示す図である。図1では、表示装置100が搭載された移動体の一例である車両50の車室内を示している。また、表示装置100は、車両50のインストゥルメントパネルに内蔵されるように配置され、ユーザ51(後述する図2参照)から見て視認されないように配置されている。これにより、車両50の内装設計を自由に行えるため、車両50のデザイン性を損なうことなく、表示装置100を搭載することが可能となる。
表示装置100は、表示媒体34であるフロントガラスを介して反射する画像41(後述する図2参照)によって虚像42をユーザ51に視認させる。なお、ここでは、ユーザ51として車両50のドライバを想定した配置で虚像42が表示されているが、ユーザ51は、助手席及び後部座席等、車両50の搭乗者のいずれであってもよい。したがって、表示媒体34もユーザ51に応じてサイドウインドウ、リヤウインドウ、ルーフウインドウ等で実現されてもよい。
ここでは、ユーザ51であるドライバの前方のフロントガラスの表示領域A1越しに形成された虚像42が視認される様子が示されている。図1に示す表示装置100では、虚像42として表示される画像41に車両50の状態に関する状態情報、及び、ターンバイターン方式のナビゲーションシステム(不図示)の一部の情報である進行方向を示す矢印が含まれている。なお図1では、判読性のために表示領域A1の内容を拡大した拡大図を示し、対応する角どうしを一点鎖線の直線で接続している。
次に、表示装置100を構成する各機能部と、形成される虚像42と画像41との関係を説明する。図2は、実施の形態における表示装置の機能構成を示すブロック図である。図2は、車両50の前後方向及び高さ方向に沿う面を平面視した図であり、ユーザ51が見えるよう、車室を透過したユーザ51の像が示されている。また、図2では、車両50の前方を走行する車両50aも併せて図示されている。
図2に示すように、本実施の形態の表示装置100は、第1取得部11、第2取得部12、補正部13、投影部21、及び、元画像40(後述する図10参照)及び画像41の外縁部と内側部との面積比の設定を変更する設定部32を備える。なお、詳細は後述するが、設定部32は、表示装置100の付加的な機能を実現する際に必要となる構成であり、当該機能が不要な場合、設定部32を備えることなく表示装置100を実現することもできる。すなわち、設定部32は、表示装置100に必須の構成要素ではない。
第1取得部11は、画像41の生成に用いられる元画像40を取得する機能部である。第1取得部11は、例えば、元画像40を生成する生成装置(不図示)から生成された元画像40を取得する処理装置である。第1取得部11は、プロセッサ等の回路と、メモリ等の記憶装置とによって上記の元画像40を取得するプログラムが実行されることで実現される。第1取得部11は、単に、通信を介して元画像40を取得し、取得した元画像40を補正部13に送信する通信モジュールとみなすこともできる。
なお、第1取得部11が上記の生成装置の機能を担うことで、元画像40を直接生成してもよい。元画像は、車両50に関する各種情報をもとに構成される。このため、第1取得部11は、元画像40を直接生成する場合には、ECU33、ナビゲーションシステム(不図示)等の外部の装置に接続され、外部の装置から情報を取得して元画像40を生成する。
第2取得部12は、車両50の運転状況を取得する機能部である。第2取得部12は、例えば、外界を撮像するために設けられた撮像部31から、運転状況を取得するための情報として画像を取得する。撮像部31は、表示装置100の一部として専用に設けられてもよく、衝突防止システム、ドライブレコーダー等の外部の装置に備えられる撮像部が供用されてもよい。
また、第2取得部12は、車両50の状態及び走行シーンを運転状況として取得する。車両50の状態は、ECU33等の車両50の走行、動作、及び機能等を制御するために用いられる制御装置から取得される。第2取得部12は、プロセッサ等の回路と、メモリ等の記憶装置とによって上記の運転状況を取得するプログラムが実行されることで実現される。第2取得部12は、単に、通信を介して運転状況を取得し、取得した運転状況を補正部13に送信する通信モジュールとみなすこともできる。
なお、車両50の走行シーンは、ナビゲーションシステム、撮像部31、ECU33等から取得された情報から生成することによって取得される。車両50の状態及び走行シーンは、第2取得部12において生成されることで取得されてもよく、第2取得部12とは別に設けられた生成装置(不図示)によって生成され、第2取得部12に取得されてもよい。
補正部13は、第2取得部12に取得された運転状況に基づいて、第1取得部11に取得された元画像40を補正することによって補正後の画像41を生成する機能部である。補正部13は、プロセッサ等の回路と、メモリ等の記憶装置とによって上記の元画像40を補正するプログラムが実行されることで実現される。補正部13による画像処理については、後述にて詳細に説明する。
以上の第1取得部11、第2取得部12、及び、補正部13を併せて、適切な表示を行うための画像41を生成する表示制御装置とみなすことができる。表示制御装置は、上記のように、実質的にプロセッサ等の回路と、メモリ等の記憶装置とを備えるコンピュータとして実現される。第1取得部11、第2取得部12、及び、補正部13は、表示制御装置のように、一体的に構成されてもよい。また、表示制御装置において各機能部を実現する回路及び記憶装置は、機能部ごとに設けられてもよく、複数の機能部で共用されてもよく、すべての機能部を実現する一つの回路及び一つの記憶装置であってもよい。
投影部21は、生成された画像41を表示媒体34に投影して、外界の所定領域A2に画像41の虚像42を形成させるプロジェクタである。投影部21には、光源が含まれ、当該光源から、画像41に対応する光を出射する。また、投影部21には、ミラー及びレンズ等の光学素子を組み合わせた光学系が設けられる。投影部21は、光学系を介して表示媒体34で光を反射されることで、表示媒体34における表示領域A1とユーザ51の目とを結ぶ光路に沿うように画像41の光を出射する。出射された画像41の光は、図中に実線矢印で示すように、表示媒体34において反射されてユーザ51の目に入射する。ユーザ51からは、画像41の光は、表示媒体34よりも奥(つまり外界側)に画像41があるように見える。
つまり、表示媒体34よりも外界側に画像41の虚像42が形成される。この虚像42が形成される領域が、上記の所定領域A2である。所定領域A2は、例えば、図中のドットハッチを付したエリアであり、ユーザ51の目と表示領域A1上の点とを結ぶ直線が成す領域である。表示領域A1は、複数点から成る範囲を有するので、所定領域A2は、図中のように、表示媒体34及び投影部21の設計に応じて変化する。言い換えると、表示媒体34と投影部21との設計により、表示領域A1を任意に設定可能である。
ここで、所定領域A2に形成される虚像42に対して、所定領域A2上で重畳される外界の光がある。例えば図中の例では、車両50aの後部に重なるようにして虚像42が形成されることがわかる。このように重畳される外界との関係性によって、形成される虚像42が適切でなくなってしまう場合がある。そこで、本実施の形態では、撮像部31によって所定領域A2の少なくとも一部を含む領域の撮像を行い、得られた画像に基づいて補正された画像41により、より適切な虚像42を形成させている。
本実施の形態における画像処理について、具体的に図3〜図13を用いて説明する。はじめに、図3を用いて、上記に説明した表示装置100を用いた表示方法について説明する。図3は、実施の形態における表示方法を示すフローチャートである。
図3に示すように、本実施の形態においては、はじめに、第1取得部11が、元画像40を取得する(第1取得ステップS101)。第1取得部11は、取得した元画像40を補正部13に送信する。第1取得ステップS101は、連続的に実施され、補正部13には連続的に元画像40が送信される。
また、第2取得部12は、運転状況をECU33等の外部の装置から取得する(第2取得ステップS102)。第2取得部12は取得した運転状況を補正部13に送信する。第2取得ステップS102も同様に、連続的に実施され、補正部13には、元画像40と同様に連続的に運転状況が送信される。
ここで、補正部13は、連続的に送信された元画像40及び運転状況によって、画像41を生成する。このとき、運転状況に基づいて、元画像40の補正が必要と判定された場合に、当該元画像40に対して補正が行われ画像41が生成される(補正ステップS103)。一方で補正ステップS103では、補正部13によって補正が不要と判定された元画像40に対しては、補正を行うことなく(パススルーで)画像41を生成する。このように、時系列に沿って連続的に送信される元画像40からは、補正部13によって一部が補正されて時系列上の一部の時点に補正されたものが含まれる連続的な画像41が生成される。
生成された画像41は、投影部21によって表示媒体34の表示領域A1に向けて投影される。これにより、ユーザ51側から見た場合の表示媒体34の外界側に虚像42が形成されて、ユーザ51によって視認される(投影ステップS104)。このとき、虚像42が重畳される外界、ならびに、車両50の状態、及び、走行シーンに基づいて、時系列上の一部の時点の画像41が適切に補正され、時系列のどの時点においても適切な虚像42が形成される。つまり、表示装置100によって、運転状況によらず適切な画像41が表示されるため、ユーザ51は、外界及び表示装置100から報知される情報を適切に把握することができる。
なお、ユーザ51への報知性を向上する観点から、警告音等の音声出力が組み合わされてもよい。表示される画像の強調が行われても、ユーザ51の視界に入らない場合があり、視覚と聴覚との両方から働きかけることによって、ユーザ51が虚像42を視認する可能性を高めることができる。
[元画像の補正例1]
以下、本実施の形態の表示装置100において実施される元画像40の補正について、車両状況とともに説明する。図4は、実施の形態における元画像の補正例1を説明する図である。図4では、(a)に未補正のまま元画像40が投影された場合の虚像42aを示し、(b)に補正後の画像41が投影された場合の虚像42を示している。また、図4では、所定領域A2において視認される外界の像として図2に示した車両50の前方を走行する車両50aの後端が含まれる景色が示されている。つまり、図4は、ユーザ51の視点で図2の状況を示した図である。図4の(a)の虚像42aのハッチングは、虚像42aが車両50aの塗装色と同系の色調で形成された状況を示している。また、図4の(b)の虚像42のドットハッチングは、虚像42が車両50aの塗装色と同系の色調から補正された状況を示している。
以下、本実施の形態の表示装置100において実施される元画像40の補正について、車両状況とともに説明する。図4は、実施の形態における元画像の補正例1を説明する図である。図4では、(a)に未補正のまま元画像40が投影された場合の虚像42aを示し、(b)に補正後の画像41が投影された場合の虚像42を示している。また、図4では、所定領域A2において視認される外界の像として図2に示した車両50の前方を走行する車両50aの後端が含まれる景色が示されている。つまり、図4は、ユーザ51の視点で図2の状況を示した図である。図4の(a)の虚像42aのハッチングは、虚像42aが車両50aの塗装色と同系の色調で形成された状況を示している。また、図4の(b)の虚像42のドットハッチングは、虚像42が車両50aの塗装色と同系の色調から補正された状況を示している。
図4の(a)に示すように、所定領域A2の外界の景色が、形成された虚像42aと同系の色調であった場合、ユーザ51にとって、外界と区別して虚像42aを視認することは困難となる。これに対して本実施の形態における表示装置100によれば、上記の状況に対応可能である。具体的に、第2取得部12は、撮像部31から取得した画像により、外界の、特に所定領域A2における色調である第1色調を示す色調情報を生成して取得する。第1色調は、例えば、所定領域A2の色調の平均値として生成される。つまり、図中の所定領域A2の景色のように、車両50aの主要な塗装色の他に白色等が混ざっている場合においても、より支配的な色調に近い色調を第1色調として生成することができる。
補正部13は、このように、運転状況として取得された色調情報に基づいて、第1取得部11から受信した元画像40を補正する。ここでの補正は、元画像40の色調を示す第2色調を、色相環上で、第1色調から最も遠い(つまり第1色調との色相差が最も大きい)色調である補色に近づける補正である。特に、補正部13は、補正の効果をより向上するために、第2色調を第1色調の反対色に補正してもよい。これにより、同系の色調である虚像42aが形成されることなく、外界と区別して虚像42を視認することが可能となる。
このように、本実施の形態における表示装置100では、外界の第1色調が元画像40の第2色調と同系の色調であった場合にも、適切に色調が補正された画像41が生成されることで、外界と区別して適切に視認可能な画像41の表示が行われる。
なお、文化的背景又はユーザ個人の主観の観点から、ユーザ51が不快に感じる色調を避けて、補色に近づけるように補正してもよい。補正から除外される色調の情報は、あらかじめ、何らかの記憶装置等に格納されており、補正の際に読み出されて使用される。
また、ユーザ51が色覚少数者である場合に、当該色覚少数者であることを示す情報又は、ユーザ51自身が設定した視認困難な色調での表示を禁止する設定が設けられてもよい。このような設定の情報も、上記同様に何らかの記憶装置等に格納されており、補正の際に読み出されて使用される。これにより、ユーザ51に対する表示が回避されるべき色調を設定し、当該色調での画像41の表示が制限されるため、ユーザ51が快適に視認することが可能となる。
一方で、道路標識及び信号など、色調を変えることにより、視認される情報に齟齬が生じる種別の元画像40を補正する際には、上記のような色調の補正を行わないよう制限が設けられてもよい。ただし、後述する元画像の補正と組み合わせることにより、色調以外の要素で強調表示等を行ってもよい。このように、視認される情報に齟齬を生じさせることなく表示を行うことができる。
元画像40を補正する際の色調に基づいて、さらに、後述する元画像40の補正を適用することで、より効果的な表示ができる。例えば、元画像40の補正では、色調の補正とともに、輝度を同時に補正してもよい。視認性の高い色調である黒色と比較して、視認性の低い色調である白色の輝度を黒色の輝度よりも高くなるよう元画像40の補正を行ってもよい。これによれば、色調の違いによって生じる視認性の差を輝度等の補正によって補うことが可能となる。
また、元画像40の色調の補正において、上記では、外界の景色の空間的な平均値をもとに補正を行う例を説明したが、さらに、外界の景色の時間的な平均値をもとに補正を行ってもよい。例えば、表示装置100は、表示装置100による表示が行われるより所定期間だけ前から取得された外界の景色の色調から、時間的な平均値を得る。このようにすることで、短期間における虚像42の色調の遷移を抑制できるため、ユーザ51は、虚像42の色調が、表示装置100の補正によって変化したのか、元画像40が変更されたことによって変化したのかを容易に判断できるようになる。
[元画像の補正例2]
図5は、実施の形態における元画像の補正例2を説明する第1図である。また、図6は、実施の形態における元画像の補正例2を説明する第2図である。図5及び図6では、(a)に未補正のまま元画像40が投影された場合の虚像42aを示し、(b)に補正後の画像41が投影された場合の虚像42を示している。また、図5では、所定領域A2において視認される外界の輝度が低い(つまり、外界が暗い)場合の景色が示されている。一方で、図6では、所定領域A2において視認される外界の輝度が高い(つまり、外界が明るい)場合の景色が示されている。
図5は、実施の形態における元画像の補正例2を説明する第1図である。また、図6は、実施の形態における元画像の補正例2を説明する第2図である。図5及び図6では、(a)に未補正のまま元画像40が投影された場合の虚像42aを示し、(b)に補正後の画像41が投影された場合の虚像42を示している。また、図5では、所定領域A2において視認される外界の輝度が低い(つまり、外界が暗い)場合の景色が示されている。一方で、図6では、所定領域A2において視認される外界の輝度が高い(つまり、外界が明るい)場合の景色が示されている。
図5の(a)では、所定領域A2における外界の輝度が低い輝度であり、これに対して、形成された虚像42aの輝度が高い状況を示している。また、図5の(b)では、虚像42aを形成するような高い輝度から補正された場合の画像41による虚像42を示している。
図5の(a)に示すように、所定領域A2の外界の景色の輝度が低い場合、ユーザ51にとって、外界の輝度と虚像42aの輝度との輝度差によって明順応及び暗順応を繰り返すこととなり、特に反応の遅い暗順応によって外界の視認が不可能なタイミングが多く現れる。したがって、このような状況においては、外界の視認性が低下してしまい、車両50の運転に支障をきたす恐れがある。
これに対して本実施の形態における表示装置100によれば、上記の状況に対応可能である。具体的には、第2取得部12は、撮像部31から取得した画像により、外界の、特に所定領域A2における輝度である第1輝度を示す輝度情報を生成して取得する。第1輝度は、例えば、所定領域A2の輝度の平均値として生成される。つまり、所定領域A2の輝度が均一でない場合においても、平均的な輝度を抽出して補正に用いることができる。
補正部13は、このように、運転状況として取得された輝度情報に基づいて、第1取得部11から受信した元画像40を補正する。ここでの補正は、元画像40の輝度を低下させる補正である。特に、外界の輝度が低いか否かの判定は、第1輝度が第1閾値よりも低いか否かによって行われる。第1閾値は、元画像40の輝度から相対的に決定されてもよく、一般的な固定値の輝度が用いられてもよい。また、このような輝度の判定は、第1閾値を用いずに、日没時刻の前後によって判定してもよい。つまり、GPS等の位置測位システム等から割り出される車両50の位置の日没時刻よりも遅い時刻においては、補正部13による補正を行う。これにより、外界との輝度差が緩和された第2輝度を有する画像41が生成されて虚像42が形成され、虚像42とともに外界を適切に視認することが可能となる。
また、図6の(a)では、所定領域A2における外界の輝度が高く、これに対して、形成された虚像42aの輝度が低い状況を示している。また、図6の(b)では、虚像42aを形成するような低い輝度から補正された場合の画像41による虚像42を示している。
図6の(a)に示すように、所定領域A2の外界の景色の輝度が高い場合、虚像42aの輝度が十分高くなければ、ユーザ51にとって、外界から虚像42aを区別して視認することが困難となる。
これに対して本実施の形態における表示装置100によれば、上記の状況に対応可能である。具体的に、第2取得部12は、上記の図5における説明と同様に、撮像部31から取得した画像により、所定領域A2における輝度である第1輝度を示す輝度情報を生成して取得する。
補正部13は、このように、運転状況として取得された輝度情報に基づいて、第1取得部11から受信した元画像40を補正する。ここでの補正は、元画像40の輝度を上昇させる補正である。特に、外界の輝度が高いか否かの判定は、第1輝度が第2閾値よりも高いか否かによって行われる。第2閾値は、元画像40の輝度から相対的に決定されてもよく、一般的な固定値の輝度が用いられてもよい。また、このような輝度の判定は、第2閾値を用いずに、日出時刻の前後によって判定してもよい。つまり、GPS等の位置測位システム等から割り出される車両50の位置の日出時刻よりも遅い時刻においては、補正部13による補正を行う。これにより、外界に対して十分高輝度となる第3輝度を有する画像41が生成されて虚像42が形成され、外界の明るさにのまれることなく虚像42を視認することが可能となる。
このように、本実施の形態における表示装置100では、外界の第1輝度と元画像40の輝度との相対関係により、適切な第2輝度又は第3輝度を有する画像41が生成される。第2輝度を有する画像41は、比較的暗い外界の視認性が低下することを抑制し、第3輝度を有する画像41は、比較的明るい外界にのまれることなく、虚像42の視認性を確保できる。表示装置100では、このような外界の輝度に応じた適切な画像41の表示が可能である。
[元画像の補正例3]
図7は、実施の形態における元画像の補正例3を説明する図である。図7では、車両50が走行している走行シーンを走行路の上空側から見た上面図を示している。ここでの車両50は、破線矢印に沿って交差点53を進行する様子が示されており、時系列上の三つの時点のそれぞれにおける位置が示されている。また、これら各時点において所定領域A2に形成される虚像42が示されている。また、図7では、車両50の他に、対向車両50bと、別の車両50cと、横断者52とが示されている。
図7は、実施の形態における元画像の補正例3を説明する図である。図7では、車両50が走行している走行シーンを走行路の上空側から見た上面図を示している。ここでの車両50は、破線矢印に沿って交差点53を進行する様子が示されており、時系列上の三つの時点のそれぞれにおける位置が示されている。また、これら各時点において所定領域A2に形成される虚像42が示されている。また、図7では、車両50の他に、対向車両50bと、別の車両50cと、横断者52とが示されている。
図7に示すように、車両50では、破線に沿って交差点53を進行するために、ユーザ51による車両50の操舵が要求される。虚像42は、この操舵が求められる操舵タイミングからの相対的な複数の時点のそれぞれで、虚像42の表示の態様が異なっている。つまり、投影される画像41は、複数の時点のそれぞれで異なる補正が成された結果、生成された画像である。
表示装置100は、図中のように車両50が交差点53に侵入する際、まず、曲がるべき交差点53が接近したことを表示装置100からの情報によってユーザ51に報知する。続いて、表示装置100は、交差点53に近づくと、対向車両50bの有無などの安全確認のため外界の視認性を向上させ、さらに、交差点53の直前において曲がるべき交差点を間違えないように、再び表示装置100からの情報によるユーザ51への報知を行う。
つまり、表示装置100は、車両50の操舵が要求される将来の操舵タイミングから逆算して、図中の例で20秒前として示す第1期間だけ前の第1タイミングにおいては、当該第1タイミングより前における虚像42の透過率よりも、形成される虚像42の透過率を上昇させる。また、表示装置100は、操舵タイミングから逆算して、図中の例で5秒前として示す第2期間だけ前の第2タイミングにおいては、当該第2タイミングより前の第1タイミングにおける虚像42の透過率よりも、形成される虚像42の透過率を低下させる。なお、虚像42の透過率は、例えば、虚像42の少なくとも一部の画素の輝度を低下させることによって上昇され、虚像42の一部の画素の輝度を上昇させることによって低下される。
なお、後述する元画像40の補正を適用することで、上記のような透過率が上昇された場合にも画像の視認性を維持することが可能となる。具体的には、表示装置100では、元画像40を外縁部(詳細は後述する)と内側部(詳細は後述する)とに分けて補正を行う。この2つの部分のうち、内側部の透過率を上昇させることで、上記に説明した外界の視認性の向上効果を得ながら、外縁部の透過率を維持する又は外縁部を強調表示させることで、虚像42自体の視認性も維持できる。ここでの外縁部の強調表示には、上記の輝度の補正の他、後述するフレームアニメーションを適用することができる。特に時間領域で、所定頻度を有して輝度を変化させる点滅表示は、このような用途に好適である。
具体的には、第2取得部12は、ナビゲーションシステム及び位置測位システム等を駆使して、運転状況として車両50が走行する予定の走行経路と、車両50の現在位置とから、将来の操舵タイミングの走行シーンを示すシーン情報を取得する。補正部13は、第2取得部12からシーン情報を受信すると、操舵タイミングからの逆算を行うことで第1タイミング及び第2タイミングを決定する。補正部13は、第1取得部11から連続的に元画像40受信し、受信した元画像40のうち、第1タイミング及び第2タイミングに対応する元画像40をそれぞれ異なる態様で補正して、上記の虚像42を形成させる。
なお、第1タイミング及び第2タイミングの、時系列上の順序に限定はなく、第2タイミングの後に第1タイミングが設定されてもよい。例えば、第2タイミングは、図中の例で60秒前として示す第2期間だけ、操舵タイミングよりも前のタイミングであり、第1タイミングは、図中の例で20秒前として示す第1期間だけ、操舵タイミングよりも前のタイミングである。これにより、第2タイミングにおいて表示装置100からの報知のために形成された虚像42は、第1タイミング以降では安全確認のために透過率が上昇され、外界の視認性が優先される。なお、この場合、表示装置100では、図中の5秒前の時点における虚像42は形成されず、60秒前及び20秒前の虚像42のみによって交差点53に侵入する際の報知が行われる。
このような表示装置100による報知は、交差点53の他に、工事中及び検問中等の車線規制、ならびに、目的地への到着の際など、将来の操舵タイミングが発生するあらゆる走行シーンにおいて有用である。
また、図中では、車両50から見た対向車線において車両50cが走行している。この車両50cも同様の表示装置100を搭載しているものとして説明する。図中に示すように、車両50cは、横断者52が車両50cの進路に侵入した緊急事態である緊急タイミングの走行シーンにある。この場合、例えば、第2取得部12は、撮像部31等の外界を撮像する装置において撮像された画像、または、安全装備として専用に備えられた電磁波センサ等において検知された検知結果から、緊急タイミングの走行シーンを示すシーン情報を取得する。なお、緊急事態とは、例えば、上記のように、車両50の走行継続によって事故の発生が想定される交通状況であり、ユーザ51による車両の誤操作、車両50の進路場への物体の進入等が挙げられる。
このような緊急タイミングの走行シーンに関するシーン情報を取得した場合、補正部13は、即座に第1取得部11から受信した元画像40を緊急画像に差し替える補正を行うことで画像41を生成する。この緊急画像は、例えば、補正部13の記憶装置等にあらかじめ格納された固定の画像である。図中では、車両50cの制動装置の操作を促すように「BRAKE!!」の文字が虚像42として形成されている。なお、ここで生成される画像41は、外界に応じて、より虚像42が強調表示されるように、反対色の色調補正及び輝度を上昇させる輝度補正が組み合わされてもよい。
このように、補正部13は、運転状況として、車両50の走行シーンに関するシーン情報を取得した場合、シーン情報に基づいて、元画像40を補正するタイミングを決定し、決定されたタイミングにおいて元画像40を補正して走行シーンに応じた画像41を生成する。このように、表示装置100では、走行シーンに基づいて適切な虚像42を形成するための画像41の生成及び表示が行われる。
また、このような緊急タイミングにおける画像41の表示には、上記に説明した、ユーザ51への報知性を向上する観点での、警告音等の音声出力が組み合わされてもよい。
さらに、車両50が自動運転可能な場合、自動運転と手動運転とを切り替えた際に表示装置100による表示態様が変更されてもよい。自動運転時には、ユーザ51の注意が車両50の操舵以外に向かいやすく、より報知性を向上させた表示(例えば、輝度、色調及び音声出力を組み合わせるなど)によって、効果的にユーザ51の注意を引きつける。特に、上記の緊急タイミング等において、ユーザ51の注意が散漫状態にあると、事故につながる恐れがあるため、このような制御が多大な効果を奏する。
一方で、手動運転時は、上記のような表示の強調では過剰となる場合があるため、積極的な報知性の向上を行わなくてもよい。
一方で、手動運転時は、上記のような表示の強調では過剰となる場合があるため、積極的な報知性の向上を行わなくてもよい。
[元画像の補正例4]
図8は、実施の形態における元画像の補正例4を説明する図である。図8では、車両50の状態を示す状態情報を取得した際の表示装置100による元画像40の補正を示す図である。具体的に図8の(a)には、状態情報において示される車両50の状態が第1状態であった場合の虚像42が示されており、図8の(b)には、状態情報において示される車両50の状態が第2状態であった場合の虚像42が示されている。ここで、第1状態は、車両50の走行速度が52km/hであり、車両50の燃料残量が最大の5ポイントの状態である。また、第2状態は、車両50の走行速度が120km/hであり、車両50の燃料残量がゼロの1段階上である1ポイントの状態である。
図8は、実施の形態における元画像の補正例4を説明する図である。図8では、車両50の状態を示す状態情報を取得した際の表示装置100による元画像40の補正を示す図である。具体的に図8の(a)には、状態情報において示される車両50の状態が第1状態であった場合の虚像42が示されており、図8の(b)には、状態情報において示される車両50の状態が第2状態であった場合の虚像42が示されている。ここで、第1状態は、車両50の走行速度が52km/hであり、車両50の燃料残量が最大の5ポイントの状態である。また、第2状態は、車両50の走行速度が120km/hであり、車両50の燃料残量がゼロの1段階上である1ポイントの状態である。
補正部13は、取得した状態情報において示される車両50の状態が第1状態から第2状態に変化したタイミングにおいて、それ以前の表示態様から変更するように、元画像40を補正して画像41を生成する。具体的には、元画像40のうち、車両50の走行速度及び車両50の燃料残量を示す元画像40は、第1状態から第2状態に変化したタイミングで、より強調されて視認されるように、例えば、色調が補正される。つまり、車両50の状態が第2状態であることを示す状態情報を取得した際に、車両50の走行速度及び車両50の燃料残量を示す虚像42の色調は、図8の(b)に示すように、よりユーザ51の視線を集める色調に変更される。
この第2状態は、走行速度の超過及び燃料残量が逼迫の状態であり、早急にユーザ51による対応が必要な状態ともいえる。表示装置100は、このように、車両50の状態に応じた画像41の表示により、車両50の状態を示す虚像42を適切なタイミングでユーザ51に視認させることができる。なお、第1状態と第2状態との間の状態が存在してもよく、段階的に表示態様が変化する補正が行われてもよい。
また、このとき、同時に虚像42に含まれている車両50の進行方向を示す矢印は、車両50の状態によらず一様な表示態様である。つまり、ここでの補正においては、複数の元画像40のうち、補正対象となる元画像40のみを補正して部分補正画像を生成した後に、補正対象ではない未補正のままの元画像40、及び、部分補正画像を、はじめの複数の元画像40の配置に従って再配置している。
このように、複数の元画像40から成る画像集合を取得して、元画像40ごとに補正の適用の有無を設定できる。画像41は、複数の元画像40のうちの補正対象の元画像40が補正された部分補正画像と、未補正の元画像40とが再配置されて生成される。表示装置100では、複数の元画像40をそれぞれ個別に補正することで、着目すべき情報に対応する虚像42にユーザ51の視線が向かいやすいように適切に画像41を表示することができる。
[元画像の補正例5]
図9は、実施の形態における元画像の補正例5を説明する図である。なお、図9では、上記元画像40の補正例4と同様に運転状況として状態情報を受信した場合において、異なる補正が行われる例を示している。また、図9では、上記元画像40の補正例4と同様に複数の元画像40をそれぞれ個別に補正する例を示している。図9の(a)には、状態情報において示される車両50の状態が第1状態であった場合の虚像42が示されており、図9の(b)には、状態情報において示される車両50の状態が第3状態であった場合の虚像42が示されている。
図9は、実施の形態における元画像の補正例5を説明する図である。なお、図9では、上記元画像40の補正例4と同様に運転状況として状態情報を受信した場合において、異なる補正が行われる例を示している。また、図9では、上記元画像40の補正例4と同様に複数の元画像40をそれぞれ個別に補正する例を示している。図9の(a)には、状態情報において示される車両50の状態が第1状態であった場合の虚像42が示されており、図9の(b)には、状態情報において示される車両50の状態が第3状態であった場合の虚像42が示されている。
ここでの第1状態は、上記元画像40の補正例4と同様に、車両50の走行速度が52km/hであり、車両50の燃料残量が最大の5ポイントの状態である。一方、ここでの第3状態は、上記元画像40の補正例4とは異なり、車両50の走行速度が52km/hであり、車両50の燃料残量がゼロの1段階上である1ポイントの状態である。すなわち、第3状態は、燃料残量が逼迫の状態であり、早急にユーザ51による対応が必要な状態である。
補正部13は、取得した状態情報において示される車両50の状態が第1状態から第3状態に変化したタイミングにおいて、それ以前の表示態様から変更するように、元画像40を補正して画像41を生成する。具体的には、補正部13は、元画像40に外周を囲む外枠を追加する補正を適用して画像41を生成される。表示装置100では、上記の補正によって第1状態から第3状態に変化したタイミングで、虚像42がより強調されて視認されるように、例えば、虚像42の外周を囲む外枠42bが追加される。つまり、車両50の状態が第3状態であることを示す状態情報を取得した際に、車両50の燃料残量を示す虚像42には、図9の(b)に示すように、よりユーザ51の視線を集める外枠42bが付加された表示態様に変更される。
なお、ここで説明した虚像42に対する外枠42bの付加による画像41の強調表示は、運転状況としてシーン情報が取得された場合においても適用できる。例えば、図7の車両50における操舵タイミングの5秒前の虚像42、及び、車両50cにおける緊急タイミングの虚像42に外枠42bが追加されてもよい。
[元画像の補正例6]
図10は、実施の形態における元画像の補正例6を説明する第1図である。なお、図10では、補正部13による元画像40の補正の別の態様を説明し、当該別の態様が適用可能な運転状況をさらに説明する。図10では、補正部13に受信される元画像40と、当該元画像40から生成される画像41とが示されている。なお、ここでの元画像40は、車両50の進行方向を示す矢印であるが、その他の元画像40についても以降で説明する補正を適用可能である。
図10は、実施の形態における元画像の補正例6を説明する第1図である。なお、図10では、補正部13による元画像40の補正の別の態様を説明し、当該別の態様が適用可能な運転状況をさらに説明する。図10では、補正部13に受信される元画像40と、当該元画像40から生成される画像41とが示されている。なお、ここでの元画像40は、車両50の進行方向を示す矢印であるが、その他の元画像40についても以降で説明する補正を適用可能である。
図10に示すように、元画像40が補正部13に受信されると、当該元画像40がそのまま表示される場合よりも強調表示されるようにユーザ51の目を引く補正が成されて画像41が生成される。具体的には、図中の画像41に示すように外縁部41b及び内側部41cを区分するように補正を行う。補正部13は、元画像40のうち、外縁からあらかじめ設定された画素数分だけ内側の位置に境界を形成し、当該境界よりも外縁側を外縁部と決定し、当該境界よりも内側を内側部と決定する。補正部13は、さらに、決定した元画像40の外縁部の表示態様を第1態様に決定し、決定した元画像40の内側部の表示態様を第2態様に決定する。補正部13は、第1態様で外縁部41bが表示され、かつ、決定された第2態様で内側部41cが表示されるように元画像40を補正して画像41を生成する。
この第1態様と第2態様とは、色調及び輝度の少なくとも一方が異なっている。例えば、図10の(a)に示す例では、補正部13は、元画像40に対して、内側部41cの色調を維持して外縁部41bの色調を補正している。これにより、内側部41cと外縁部41bとの色相差によって形成される虚像42の視認性が向上される。例えば、元画像40の補正例1で説明したように、元画像40のまま形成された虚像42aが外界と同系の色調である場合に、表示装置100は、外縁部41bの色調のみを補色に近づける補正を行うことで、虚像42の十分な視認性を確保することも可能である。また、図10の(a)は、補正部13が、元画像40に対して、内側部41cの輝度を維持して外縁部41bの輝度を補正しているととらえてもよい。
また、図10の(b)に示す例では、図10の(a)に示す例とは反対に、補正部13は、元画像40に対して、外縁部41bの色調を維持して内側部41cの色調を補正している。これにより、内側部41cと外縁部41bとの色相差によって形成される虚像42の視認性が向上される。また、図10の(b)は、補正部13が、元画像40に対して、外縁部41bの輝度を維持して内側部41cの輝度を補正しているととらえてもよい。なお、このような外縁部41b及び内側部41cは、互いに表示態様が異なっていればよい。したがって、補正部13は、元画像40に対して、内側部41cの色調を補正して、外縁部41bの色調を、補正後の内側部41cの色調とは異なる色調に補正してもよい。又は、補正部13は、元画像40に対して、内側部41cの輝度を補正して、外縁部41bの輝度を、補正後の内側部41cの輝度とは異なる輝度に補正してもよく、色調及び輝度の両方について補正してもよい。
ここで、図11を用いて、外縁部及び内側部の設定について説明する。図11は、実施の形態における元画像の補正例6を説明する第2図である。外縁部及び内側部を有する画像41を生成する際に、補正部13は、設定部32から設定情報を取得する。設定情報は、外縁部と内側部との面積比の設定に関する情報であり、ユーザ51によってあらかじめ設定された面積比の値を含む。補正部13は、この面積比の値に従って、元画像40の外縁部及び内側部を決定する際の境界の形成に用いる外縁からの画素数を算出する。
つまり、設定部32において設定された面積比の値により、図中に実線矢印で示す外縁部41dの幅が変更される。ここでは、図10に示す外縁部41b及び内側部41cの例に比べて、より幅の大きい外縁部41d、及び、外縁部41dに応じて縮小された内側部41eの例が示されている。このように設定部32を介して、画像41の表示が強調される際の強調のレベルを任意に設定することが可能となる。なお、設定部32は、ユーザ51による面積比の値の設定を受け付ける代わりに外界の輝度及び色調に応じた値が随時入力される構成であってもよい。これにより、外界の輝度及び色調に基づいて設定された外縁部の幅により、適切な画像41の強調表示が可能となる。
[元画像の補正例7]
図12は、実施の形態における元画像の補正例7を説明する図である。なお、図12では、補正部13による元画像40の補正の別の態様を説明し、当該別の態様が適用可能な運転状況をさらに説明する。図12では、補正部13に受信される元画像40と、当該元画像40から生成される画像41とが示されている。なお、ここでの元画像40は、車両50の進行方向を示す矢印であるが、その他の元画像40についても以降で説明する補正を適用可能である。
図12は、実施の形態における元画像の補正例7を説明する図である。なお、図12では、補正部13による元画像40の補正の別の態様を説明し、当該別の態様が適用可能な運転状況をさらに説明する。図12では、補正部13に受信される元画像40と、当該元画像40から生成される画像41とが示されている。なお、ここでの元画像40は、車両50の進行方向を示す矢印であるが、その他の元画像40についても以降で説明する補正を適用可能である。
ここでの補正部13の補正によって生成される画像41は、第1フレーム41i、第2フレーム41ii、第3フレーム41iii、第4フレーム41iv、第5フレーム41v、及び、第6フレーム41viから成るフレームアニメーションとして表示される。補正部13は、受信された元画像40を、経時的に補正することで、時分割に6つのフレームが遷移する画像41が生成される。
例えば、図中の例では、第1フレーム41iは、車両50の進行方向を示す矢印のうち下方の1/3の箇所を示している。また、第2フレーム41iiは、車両50の進行方向を示す矢印のうち下方の2/3の箇所を示している。また、第3フレーム41iiiは、車両50の進行方向を示す矢印の全体を示している。また、第4フレーム41ivは、車両50の進行方向を示す矢印のうち上方の2/3の箇所を示している。また、第5フレーム41vは、車両50の進行方向を示す矢印のうち上方の1/3の箇所を示している。また、第6フレーム41viは、車両50の進行方向を示す矢印が示されていない。
これにより、ユーザ51は、画像41によって形成された虚像42が、下方から上方へと出現して、下方から上方へと消えるため、時間領域において変化する、いわゆる、動きのある虚像42として視認される。このように動きのある虚像42は、視線を集めやすく、注目すべき情報を表示する際に効果的である。また、この動きのある虚像42は、静止画像とは異なり、動きによってユーザ51に訴求する効果がある。例えば、図中の例では、虚像42によって下方から上方に向けて矢印が延びていることを暗示できるため、ナビゲーションによる進行方向が直進方向であることをより効果的にユーザ51に報知することができる。また、フレームアニメーションのフレームレート、フレーム数、及び、動きの種別はこれによらず、ユーザ51への報知内容に応じてより効果的なフレームアニメーションが選択されればよい。例えば、上記の他のフレームアニメーションとして、画像41の内側部と外縁部との少なくとも一方の輝度を時間領域で所定頻度を有して変化させることにより点滅表示を実現することも可能である。
なお、本実施の形態における補正部13による元画像の補正の処理は、以下のようにして実施される。図13は、実施の形態における補正部の処理を説明する図である。図13では、元画像40から画像41を生成する際のより詳細な処理を示している。
具体的に、補正部13における補正の処理は、元画像40を構成する最小単位の画像パーツごとに実行される。例えば、図中では、元画像40は、車両50に表示される警告表示の一つを示しており、感嘆符記号によってユーザ51への警告を行うための画像パーツ40a、及び、画像パーツ40aを強調させる三角形の画像パーツ40bから構成されている。補正部13は、まず、元画像40を画像パーツに分解して、画像パーツ40a及び画像パーツ40bを得る。補正部13は、次に、画像パーツ40aを補正することにより補正後の画像パーツ41fを生成し、画像パーツ40bを補正することにより補正後の画像パーツ41gを生成する。補正部13は、元画像40における画像パーツの配置に従って、補正後の画像パーツ41f及び補正後の画像パーツ41gを再配置して画像41を生成する。
なお、複数の元画像40から複数の画像41を生成する場合にも、補正部13は、同様に、各々の元画像40の画像パーツを個別に処理して、最終的に複数の画像41を生成する。このような処理により、補正部13は、複雑な元画像40であっても単純な処理によって、より効率的に適切な画像41を生成することができる。
なお、元画像40として、パーツ状態の画像パーツ40a及び40bが取得される場合がある。この場合、補正部13は、画像パーツ40a及び40bと併せて、再配置の際のこれらの配置位置を示す画像生成情報を取得する。補正部13は、画像パーツ40a及び40bを、上記同様に補正したて補正後の画像パーツ41f及び41gを得た後、画像生成情報に従って、補正後の画像パーツ41f及び41gを再配置することで画像41を生成する。
[効果等]
以上説明したように、本実施の形態における表示装置100は、外界が透過して見える表示媒体34を介して、車両50のユーザ51に画像41を表示する表示装置100であって、画像41の生成に用いられる元画像40を取得する第1取得部11と、車両50の運転状況を取得する第2取得部12と、運転状況に基づいて、元画像40を補正することによって画像41を生成する補正部13と、生成された画像41を表示媒体34に投影して、外界の所定領域A2に画像41の虚像42を形成させる投影部21と、を備える。
以上説明したように、本実施の形態における表示装置100は、外界が透過して見える表示媒体34を介して、車両50のユーザ51に画像41を表示する表示装置100であって、画像41の生成に用いられる元画像40を取得する第1取得部11と、車両50の運転状況を取得する第2取得部12と、運転状況に基づいて、元画像40を補正することによって画像41を生成する補正部13と、生成された画像41を表示媒体34に投影して、外界の所定領域A2に画像41の虚像42を形成させる投影部21と、を備える。
このような表示装置100は、車両50において表示装置100によりユーザ51に対して様々な情報の報知を行う際に、車両50がどのような状況にあるかに基づいて、適切に元画像40を補正し、画像41として表示することができる。画像41が投影されることで形成される虚像42は、上記のように車両50がどのような状況にあるかに基づいて形成されており、ユーザ51にとってより適した虚像42として視認される。よって、表示装置100は、より適切に画像41を表示することができる。
また、例えば、運転状況は、所定領域A2の色調である第1色調を示す色調情報を含み、補正部13は、運転状況に含まれる色調情報に基づいて、第1色調に対して、元画像40の色調である第2色調を色相環における補色に近づけるように元画像40を補正して画像41を生成してもよい。
これによれば、虚像42が重畳される外界の色調に対して、虚像42の色調が補色に近い色調となる。外界の色調に近い色調の元画像40が取得された際に、元画像の色調が補正され、より色相差の大きい画像41が表示される。したがって、色相差の大きい画像41によって外界との色相差の大きい虚像42が形成されるため、ユーザ51にとって視認性が向上される。よって、表示装置100は、より適切に画像41を表示することができる。
また、例えば、運転状況は、所定領域A2の輝度である第1輝度を示す輝度情報を含み、補正部13は、運転状況に含まれる輝度情報に基づいて、(i)第1輝度が第1閾値よりも低い場合に、元画像40の輝度よりも低い第2輝度となるように元画像40を補正して画像41を生成し、(ii)第1輝度が、第2閾値よりも高い場合に、元画像40の輝度よりも高い第3輝度となるように元画像40を補正して画像41を生成してもよい。
これによれば、虚像42が重畳される外界の輝度が明るい場合に、虚像42の輝度が十分高い輝度になるよう補正が行われる。つまり、外界の明るい輝度にのまれない虚像42が形成されるので、ユーザ51にとって視認性が向上される。一方で、虚像42が重畳される外界の輝度が暗い場合に、元画像40の輝度が高いと、暗順応の遅れにより外界の視認性が低下されることがあるが、表示装置100によれば、元画像40の輝度が低下されるように補正された画像41が表示されるため、外界の視認性を損なわない輝度で画像41が表示される。よって、表示装置100は、外界の輝度によらず、より適切に画像41を表示することができる。
また、例えば、運転状況は、車両50の走行シーンに関するシーン情報を含み、補正部13は、運転情報に含まれるシーン情報に基づいて、元画像40を補正するタイミングを決定し、決定されたタイミングにおいて元画像40を補正して画像41を生成してもよい。
これによれば、走行シーンに基づいて適切に制御された画像41が表示される。よって、表示装置100は、走行シーンごとに、適切に画像41を表示することができる。
また、例えば、シーン情報は、車両50の操舵が要求される将来の操舵タイミングの走行シーンに関する情報であり、補正部13は、操舵タイミングから第1期間だけ前に設定された第1タイミングにおいて、虚像42の透過率を、第1タイミング以前よりも上昇させるように元画像40を補正し、操舵タイミングから第2期間だけ前に設定された第2タイミングにおいて、虚像42の透過率を、第1タイミングにおける虚像42の透過率よりも低下させるように元画像40を補正して画像41を生成してもよい。
これによれば、将来の操舵タイミングの走行シーンに基づいて、虚像42の透過率が適切に変化するように、制御された画像41が表示される。よって、表示装置100は、操舵タイミングの走行シーンにおいて、適切に画像41を表示することができる。
また、例えば、シーン情報は、緊急事態である緊急タイミングの走行シーンに関する情報であり、補正部13は、緊急タイミングにおいて元画像40を緊急画像に差し替える補正によって画像41を生成してもよい。
これによれば、緊急タイミングの走行シーンに基づいて、適切な緊急画像に基づく画像41が表示される。よって、表示装置100は、緊急タイミングの走行シーンにおいて、適切に画像41を表示することができる。
また、例えば、運転状況は、車両50の状態に関する状態情報を含み、補正部13は、運転状況に含まれる状態情報に関与する車両50の状態を示す元画像40の表示態様を変更するように元画像40を補正して、画像41を生成してもよい。
これによれば、車両50の状態情報が取得された際に、当該状態情報に基づく、車両50の状態を示す元画像40を補正して適切な表示態様の画像41で車両50の状態を表示できる。よって、表示装置100は、適切に車両50の状態を示す画像41を表示することができる。
また、例えば、補正部13は、形成される虚像42が時間領域において変化するよう元画像40を経時的に補正して画像41を生成してもよい。
これによれば、表示装置100は、時間領域において変化する虚像42によってユーザ51に画像41を表示することができる。時間領域において変化する虚像42は、ユーザ51の視線を集めやすく、画像41の表示を効果的にすることができる。よって、表示装置100は、適切に画像41を表示することができる。
また、例えば、補正部13は、元画像40のうちの外縁部の表示態様を第1態様に決定し、元画像40のうちの外縁部を除く内側部の表示態様を第1態様と異なる第2態様に決定し、決定された第1態様で外縁部が表示され、かつ、決定された第2態様で内側部が表示されるように元画像40を補正して画像41を生成してもよい。
これによれば、表示装置100は、外縁部及び内側部をそれぞれ異なる態様で構成する画像41を表示することができる。外縁部及び内側部をそれぞれ異なる態様で構成する画像41によって形成される虚像42は、ユーザ51の視線を集めやすく、画像41の表示を効果的にすることができる。よって、表示装置100は、適切に画像41を表示することができる。
また、例えば、さらに、外縁部と内側部との面積比の設定を変更する設定部32を備えてもよい。
これによれば、表示装置100は、外縁部及び内側部をそれぞれ異なる態様で構成する画像41を表示する際に、それぞれの面積比を変更することができる。異なる態様の外縁部及び内側部の面積比が変更されることによって、形成される虚像42の視認性を制御できる。よって、ユーザ51の視線の集中度合いを制御して、画像41の表示を効果的にすることができる。よって、表示装置100は、適切に画像41を表示することができる。
また、例えば、運転状況は、所定領域A2の色調である第1色調を示す色調情報を含み、補正部13は、運転状況に含まれる色調情報に基づいて、第1色調に対して、元画像40の外縁部及び内側部のいずれか一方の色調を色相環における補色に近づけるように元画像40を補正して画像41を生成してもよい。
これによれば、外縁部及び内側部のいずれかが少なくとも外界の色調に対する補色に近づいた画像41を表示することができる。形成される虚像42における外縁部及び内側部の少なくとも一方は、外界の色調から区別して視認することが容易であるため、ユーザ51にとって視認性が向上される。よって、表示装置100は、適切に画像41を表示することができる。
また、例えば、補正部13は、運転状況に基づいて、元画像40を囲む外枠を追加することで元画像40を補正して画像41を生成してもよい。
これによれば、画像41は、外枠によって強調して表示される。つまり、強調表示すべき情報に外枠を付加してユーザ51に報知することができる。よって、表示装置100は、適切に画像41を表示することができる。
また、例えば、元画像40は、複数の画像パーツから構成され、補正部13は、複数の画像パーツの各々を補正した後に、元画像40上における配置に従って補正後の画像パーツを再配置して画像41を生成してもよい。
これによれば、元画像40が複雑な画像である場合において画像パーツごとに分けて補正を行うことができる。補正処理に要する処理コストを低減でき、容易に表示装置100を構成することができる。
また、例えば、第1取得部11は、複数の元画像40から成る画像集合を取得し、補正部13は、複数の元画像40のうちの補正対象となる元画像40のみを補正して部分補正画像を生成した後に、補正対象ではない未補正の元画像40、及び、部分補正画像を画像集合における複数の元画像40の配置に従って再配置して画像41を生成してもよい。
これによれば、複数の元画像40のうち、必要なもののみを補正して画像41を生成できる。不要な補正を省略できるため処理コストを低減できる他、部分的な補正によってユーザ51の視線が集中する位置を制御できる。よって、表示装置100は、適切に画像41を表示することができる。
また、本実施の形態の表示制御装置は、車両50のユーザに表示媒体34を介して表示される画像41を生成するための表示制御装置であって、画像41の生成に用いられる元画像40を取得する第1取得部11と、車両50の運転状況を取得する第2取得部12と、運転状況に基づいて、元画像40を補正することによって画像41を生成して出力する補正部13と、を備える。
これによれば、出力された画像41を投影させることにより、上記表示装置100と同様の効果を奏することができる。
また、本実施の形態における表示方法は、外界が透過して見える表示媒体34を介して、車両50のユーザ51に画像41を表示する表示方法であって、画像41の生成に用いられる元画像40を取得する第1取得ステップS101と、車両50の運転状況を取得する第2取得ステップS102と、運転状況に基づいて、元画像40を補正することによって画像41を生成する補正ステップS103と、生成された画像41を表示媒体34に投影して、外界の所定領域A2に画像41の虚像42を形成させる投影ステップS104と、を含む。
これによれば、上記表示装置100と同様の効果を奏することができる。
また、本実施の形態のプログラムは、上記に記載の表示方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
これによれば、コンピュータを用いて上記表示装置100と同様の効果を奏することができる。
(その他の実施の形態)
以上、本開示に係る表示装置等について、上記実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
以上、本開示に係る表示装置等について、上記実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
また、表示装置は、上記実施の形態では複数の外部装置と組み合わされて使用される例を説明したが、これらの複数の外部装置を含む単一の装置として実現されてもよい。例えば、上記の表示装置と表示媒体とを一体化した表示装置を実現してもよく、上記の表示装置と撮像部とを一体化した表示装置を実現してもよく、上記の表示装置とECUとを一体化した表示装置を実現してもよく、上記の表示装置とその他の機能部とを一体化した表示装置を実現してもよい。また上記実施の形態における表示装置を構成する複数の構成要素が、個別の装置のそれぞれによって実現されてもよい。表示装置が複数の装置によって実現される場合、表示装置が備える構成要素は、複数の装置にどのように振り分けられてもよい。
また、上記実施の形態において、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、複数の処理の順序が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。また、上記実施の形態において、各動作例は、任意に組み合わされてよい。上記実施の形態においては、複数の元画像の補正例について説明したが、例えば、これらの複数の補正例を組み合わせた補正例も本開示に含まれる。
上記実施の形態においては、表示媒体として、車両のウインドシールドが適用される例を説明したが、表示媒体は、コンバイナ等の表示装置専用に設けられた部材で実現されてもよい。また、表示媒体として、メガネ型のユーザ装着型デバイスのレンズ部が適用されてもよい。また、上記実施の形態において説明した車両は、車室を有する4輪自動車等であるものとして説明したが、車両は、車室のない2輪自動車であってもよい。この場合、表示媒体としてメータバイザ又はヘルメットに設けられた風防等が利用可能である。また、上記の車両は、ディスプレイ装置等によって車両の操作を疑似体験するためのシミュレータを含む概念である。
また、上記実施の形態において、各構成要素は、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
また、各構成要素は、ハードウェアによって実現されてもよい。例えば、各構成要素は、回路(または集積回路)でもよい。これらの回路は、全体として1つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。
また、本開示の全般的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
例えば、本開示は、コンピュータが実行する表示方法として実現されてもよいし、このような表示方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現されてもよい。また、本開示は、このようなプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体として実現されてもよい。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
本開示は、各種の情報を示す画像を外界の景色に重畳する虚像としてドライバ等のユーザに視認させる表示装置として利用可能である。
11 第1取得部
12 第2取得部
13 補正部
21 投影部
31 撮像部
32 設定部
34 表示媒体
40 元画像
40a、40b、41f、41g 画像パーツ
41 画像
41b、41d 外縁部
41c、41e 内側部
41i 第1フレーム
41ii 第2フレーム
41iii 第3フレーム
41iv 第4フレーム
41v 第5フレーム
41vi 第6フレーム
42、42a 虚像
42b 外枠
50、50a、50c 車両
50b 対向車両
51 ユーザ
52 横断者
53 交差点
100 表示装置
A1 表示領域
A2 所定領域
12 第2取得部
13 補正部
21 投影部
31 撮像部
32 設定部
34 表示媒体
40 元画像
40a、40b、41f、41g 画像パーツ
41 画像
41b、41d 外縁部
41c、41e 内側部
41i 第1フレーム
41ii 第2フレーム
41iii 第3フレーム
41iv 第4フレーム
41v 第5フレーム
41vi 第6フレーム
42、42a 虚像
42b 外枠
50、50a、50c 車両
50b 対向車両
51 ユーザ
52 横断者
53 交差点
100 表示装置
A1 表示領域
A2 所定領域
Claims (17)
- 外界が透過して見える表示媒体に画像を投影することにより、前記外界の所定領域に形成された前記画像の虚像をユーザに視認させる表示装置であって、
元画像を取得する第1取得部と、
移動体の運転状況を取得する第2取得部と、
前記運転状況に基づいて、前記元画像を補正することによって前記画像を生成する補正部と、
生成された前記画像を前記表示媒体に投影する投影部と、を備える
表示装置。 - 前記運転状況は、前記所定領域の色調である第1色調を示す色調情報を含み、
前記補正部は、前記運転状況に含まれる前記色調情報に基づいて、前記第1色調に対して、前記元画像の色調である第2色調を色相環における補色に近づけるように前記元画像を補正して前記画像を生成する
請求項1に記載の表示装置。 - 前記運転状況は、前記所定領域の輝度である第1輝度を示す輝度情報を含み、
前記補正部は、前記運転状況に含まれる前記輝度情報に基づいて、
(i)前記第1輝度が第1閾値よりも低い場合に、前記元画像の輝度よりも低い第2輝度となるように前記元画像を補正して前記画像を生成し、
(ii)前記第1輝度が、第2閾値よりも高い場合に、前記元画像の輝度よりも高い第3輝度となるように前記元画像を補正して前記画像を生成する
請求項1又は2に記載の表示装置。 - 前記運転状況は、前記移動体の走行シーンに関するシーン情報を含み、
前記補正部は、
前記運転状況に含まれる前記シーン情報に基づいて、前記元画像を補正するタイミングを決定し、
決定された前記タイミングにおいて前記元画像を補正して前記画像を生成する
請求項1〜3のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記シーン情報は、前記移動体の操舵が要求される将来の操舵タイミングの走行シーンに関する情報であり、
前記補正部は、
前記操舵タイミングから第1期間だけ前に設定された第1タイミングにおいて、前記虚像の透過率を、前記第1タイミング以前よりも上昇させるように前記元画像を補正し、
前記操舵タイミングから第2期間だけ前に設定された第2タイミングにおいて、前記虚像の透過率を、前記第1タイミングにおける前記虚像の透過率よりも低下させるように前記元画像を補正して前記画像を生成する
請求項4に記載の表示装置。 - 前記シーン情報は、緊急事態である緊急タイミングの走行シーンに関する情報であり、
前記補正部は、前記緊急タイミングにおいて前記元画像を緊急画像に差し替える補正によって前記画像を生成する
請求項4に記載の表示装置。 - 前記運転状況は、前記移動体の状態に関する状態情報を含み、
前記補正部は、前記運転状況に含まれる前記状態情報に関与する前記移動体の状態を示す前記元画像の表示態様を変更するように前記元画像を補正して、前記画像を生成する
請求項1〜6のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記補正部は、形成される前記虚像が時間領域において変化するよう前記元画像を経時的に補正して前記画像を生成する
請求項1〜7のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記補正部は、
前記元画像のうちの外縁部の表示態様を第1態様に決定し、
前記元画像のうちの前記外縁部を除く内側部の表示態様を前記第1態様と異なる第2態様に決定して、
決定された前記第1態様で前記外縁部が表示され、かつ、決定された前記第2態様で前記内側部が表示されるように前記元画像を補正して前記画像を生成する
請求項1〜8のいずれか一項に記載の表示装置。 - さらに、前記外縁部と前記内側部との面積比の設定を変更する設定部を備える
請求項9に記載の表示装置。 - 前記運転状況は、前記所定領域の色調である第1色調を示す色調情報を含み、
前記補正部は、前記運転状況に含まれる前記色調情報に基づいて、前記第1色調に対して、前記元画像の前記外縁部及び前記内側部のいずれか一方の色調を色相環における補色に近づけるように前記元画像を補正して前記画像を生成する
請求項9又は10に記載の表示装置。 - 前記補正部は、前記運転状況に基づいて、前記元画像を囲む外枠を追加することで前記元画像を補正して前記画像を生成する
請求項1〜11のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記元画像は、複数の画像パーツから構成され、
前記補正部は、前記複数の画像パーツの各々を補正した後に、前記元画像上における配置に従って補正後の画像パーツを再配置して前記画像を生成する
請求項1〜12のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記第1取得部は、複数の前記元画像から成る画像集合を取得し、
前記補正部は、複数の前記元画像のうちの補正対象となる前記元画像のみを補正して部分補正画像を生成した後に、前記補正対象ではない未補正の前記元画像、及び、前記部分補正画像を前記画像集合における複数の前記元画像の配置に従って再配置して前記画像を生成する
請求項1〜3のいずれか一項に記載の表示装置。 - 虚像を形成してユーザに視認させるために表示媒体に投影される画像を生成するための表示制御装置であって、
元画像を取得する第1取得部と、
移動体の運転状況を取得する第2取得部と、
前記運転状況に基づいて、前記元画像を補正することによって前記画像を生成する補正部と、を備える
表示制御装置。 - 外界が透過して見える表示媒体に画像を投影することにより、前記外界の所定領域に形成された前記画像の虚像をユーザに視認させる表示方法であって、
元画像を取得する第1取得ステップと、
移動体の運転状況を取得する第2取得ステップと、
前記運転状況に基づいて、前記元画像を補正することによって前記画像を生成する補正ステップと、
生成された前記画像を前記表示媒体に投影して、前記外界の所定領域に前記画像の虚像を形成させる投影ステップと、を含む
表示方法。 - 請求項16に記載の表示方法をコンピュータに実行させるための
プログラム。
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JP2020097392A JP2021189385A (ja) | 2020-06-04 | 2020-06-04 | 表示装置、表示制御装置、表示方法、及びプログラム |
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Publications (1)
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