JP7117592B2 - 画像形成システム、画像補正システム、画像表示システム、画像形成方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
(1)概要
本実施形態に係る映像表示システム10は、図1及び図2に示すように、例えば、移動体本体としての自動車100に用いられるヘッドアップディスプレイ(HUD:Head-Up Display)である。本実施形態では、映像表示システム10と、映像表示システム10が設けられた自動車100(移動体本体)と、を含む全体を移動体とする。
映像表示システム10は、図1に示すように、本体部1と、画像表示部2と、投影部3と、振動センサ5と、ローパスフィルタ6と、ハイパスフィルタ7と、を備えている。振動センサ5とローパスフィルタ6とで、本体部1の第1姿勢変化を検出して第1姿勢信号として出力する第1検出部が構成されている。振動センサ5とハイパスフィルタ7とで、本体部1の第2姿勢変化を検出して第2姿勢信号として出力する第2検出部が構成されている。
及びメモリを主構成とするマイクロコンピュータにて構成されている。言い換えれば、描画部24及び補正部25はそれぞれ、CPU及びメモリを有するコンピュータにて実現されており、CPUがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、コンピュータ(プロセッサ)が描画部24又は補正部25として機能する。描画部24のプログラムは描画部24のメモリに予め記録され、補正部25のプログラムは補正部25のメモリに予め記録されているが、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。
成とするマイクロコンピュータ(プロセッサ)にて構成されている。言い換えれば、表示制御部203は、CPU及びメモリを有するコンピュータにて実現されており、CPUがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、コンピュータが表示制御部203として機能する。プログラムは、表示制御部203のメモリに予め記録されているが、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。
図5A~図6Bを参照して、描画部24の補正処理(すなわち第1補正部41の補正処理)について詳しく説明する。
図7及び図8を参照して、振動歪み補正部253の補正処理(すなわち第2補正部42の補正処理)について詳しく説明する。
上記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。さらに、上記の実施形態に係る態様は、単体の映像表示システムで具現化されることに限らない。例えば、映像表示システム10を備える移動体、映像表示システム10を用いた映像表示方法で、上記の実施形態に係る態様が具現化されてもよい。また、上記の映像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、このプログラムを記憶した非一時的記憶媒体等で、上記の実施形態に係る態様が具現化されてもよい。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
第1の態様に係る画像形成システムは、画像を形成する画像形成部(21)を備えた画像形成システムである。画像形成システムは、第1補正部(41)と、第2補正部(42)と、を有する。第1補正部(41)は、画像形成部(21)で形成された画像(700)を表示する表示部(20)が設けられると共に表示部(20)の出力光を投光することで画像(700)に対応する虚像(300)を対象空間(400)に形成する投影部(3)が設けられた本体部(1)の姿勢変化である第1姿勢変化を表す第1姿勢信号に基づいて、対象空間(400)での虚像(300)の表示位置を補正する第1補正処理を実行する。第2補正部(42)は、本体部(1)の姿勢変化であって第1姿勢変化よりも変化速度の速い第2姿勢変化を表す第2姿勢信号に基づいて、対象空間(400)での虚像(300)の表示位置を補正する第2補正処理を、第1補正部(41)による第1補正処理の実行タイミングとは異なるタイミングで実行する。
3 投影部
5 振動センサ(第1センサ、第2センサ)
6 ローパスフィルタ
7 ハイパスフィルタ
10 映像表示システム
20 表示部
21 画像形成部
24 描画部
25 補正部
41 第1補正部
42 第2補正部
100 自動車(移動体本体)
252 出力バッファ(バッファ)
253 振動歪み補正部(補正部本体)
300 虚像
400 対象空間
700 画像
Claims (17)
- 画像を形成する画像形成部を備えた画像形成システムであって、
前記画像形成部は、
前記画像形成部で形成された前記画像を表示する表示部が設けられると共に前記表示部の出力光を投影することで前記画像に対応する虚像を対象空間に形成する投影部が設けられた本体部の姿勢変化である第1姿勢変化を表す第1姿勢信号に基づいて、前記対象空間での前記虚像の表示位置を補正する第1補正処理を実行する第1補正部と、
前記本体部の姿勢変化であって前記第1姿勢変化よりも変化速度の速い第2姿勢変化を表す第2姿勢信号に基づいて、前記対象空間での前記虚像の表示位置を補正する第2補正処理を、前記第1補正部による前記第1補正処理の実行タイミングよりも後のタイミングで実行する第2補正部と、を有し、
前記第1補正処理では、前記第1補正部は、前記第1姿勢信号に基づいて、前記画像を描画することで前記虚像の表示位置を補正し、
前記第2補正処理では、前記第2補正部は、前記第2姿勢信号に基づいて、前記表示部の表示面における前記画像の表示位置をずらすことで前記虚像の表示位置を補正し、
前記第2補正部は、前記画像に前記第2補正処理とは別の歪み補正処理を更に実行し、
前記歪み補正処理は、前記第2補正処理の後に実行され、
前記第2補正部は、前記歪み補正処理を実行した前記画像を前記表示部に出力し、
前記画像は、複数の小領域画像からなり、
前記第2補正部は、前記小領域画像ごとに前記歪み補正処理を実行する
画像形成システム。 - 前記第2補正部は、
前記画像を保存するバッファと、
前記バッファで保存された前記画像に前記第2補正処理及び前記歪み補正処理を実行し、前記第2補正処理及び前記歪み補正処理を実行した画像を前記表示部に出力する補正部本体と、を備える
請求項1に記載の画像形成システム。 - 前記補正部本体は、
1画面分のサイズを有し前記バッファから出力された前記画像を保存する描画バッファと、
前記描画バッファから読み出された画像を保存するラインバッファと、を備え、
前記描画バッファは、保存した前記画像を読み出すとき、読出開始位置を基準にした1画面分の画像を前記小領域画像ずつ読み出し、前記小領域画像の集まりが、前記1画面分の画像を規定し、
前記ラインバッファは、前記描画バッファから読み出された前記小領域画像を記憶し、前記歪み補正処理した後に1行分ずつ前記表示部に出力し、
前記描画バッファは、前記第2姿勢信号に基づいて前記本体部の前記第2姿勢変化を検出し、検出した前記第2姿勢変化による前記虚像と実景とのずれを相殺するように前記読出開始位置を変化させることで、前記第2補正処理を実行する
請求項2に記載の画像形成システム。 - 前記画像形成部は、
前記画像を形成し、前記第1姿勢信号に基づいて前記本体部の前記第1姿勢変化による前記虚像と実景とのずれを相殺するように、前記画像を補正する描画部本体を備え、
前記描画部本体が前記第1補正部として機能する
請求項1~3のいずれか1項に記載の画像形成システム。 - 前記描画部本体は、前記対象空間に対応する3次元仮想空間が設定された記憶装置を有し、
前記描画部本体は、
前記3次元仮想空間内で、前記画像に対応する3次元画像を描画し、描画した3次元画像を前記3次元仮想空間内の所定の射影面に射影することで前記画像を形成し、
前記本体部に前記第1姿勢変化が生じた場合、前記本体部の前記第1姿勢変化による前記虚像と実景とずれを相殺するように、前記3次元画像を描画することで、前記虚像の表示位置を補正する
請求項4に記載の画像形成システム。 - 前記第2補正部は、前記第2補正処理において前記画像の表示位置を補正するときの補正量を決定するものであり、
前記補正量は、前記本体部の前記第2姿勢変化の変化量の大きさに対して、非線形に変化する
請求項1~5のいずれか1項に記載の画像形成システム。 - 前記第2補正部は、前記第2補正処理において前記画像の表示位置を補正するときの補正量を決定するものであり、
前記補正量は、前記本体部の前記第2姿勢変化の変化量の絶対値が所定値以上である場合、前記変化量の大きさに対して、線形に変化する
請求項1~5のいずれか1項に記載の画像形成システム。 - 前記第2補正部は、前記変化量の絶対値が所定値未満のときは、前記補正量は実質的にゼロであり、前記変化量の絶対値が所定値以上のときは、前記補正量は前記変化量の絶対値に比例するように、前記補正量を決定する
請求項6又は7に記載の画像形成システム。 - 前記第2補正部は、前記第2補正処理において前記画像の表示位置を補正するときの補正量を決定するものであり、
前記補正量は、前記本体部の前記第2姿勢変化の変化量の大きさに対して、線形に変化する
請求項1~5のいずれか1項に記載の画像形成システム。 - 前記第2姿勢変化は、前記本体部のピッチ方向、ヨー方向、又はロール方向の変化である
請求項1~9のいずれか1項に記載の画像形成システム。 - 請求項1~10のいずれか1項に記載の画像形成システムと、
前記第1姿勢信号を出力する第1検出部と、
前記第2姿勢信号を出力する第2検出部と、を備える
画像補正システム。 - 前記本体部に加わる振動を検出する振動センサと、
前記振動センサから出力された信号のうち、第1周波数以上の周波数の信号成分は通過させず、前記第1周波数未満の周波数の信号成分を通過させるローパスフィルタと、
前記振動センサから出力された信号のうち、第2周波数未満の周波数の信号成分は通過させず、第2周波数以上の周波数の信号成分を通過させるハイパスフィルタと、を備え、
前記第1検出部は、前記振動センサ及び前記ローパスフィルタによって構成され、
前記第2検出部は、前記振動センサ及び前記ハイパスフィルタによって構成されている
請求項11に記載の画像補正システム。 - 請求項1~10のいずれか1項に記載の画像形成システムと、
前記画像形成部で形成された前記画像を表示する表示部と、を備えている
画像表示システム。 - 前記表示部の出力光を投影することで前記画像に対応する虚像を対象空間に形成する投影部を更に備える
請求項13に記載の画像表示システム。 - 前記投影部は、第1ミラーと第2ミラーとを有し、
前記第1ミラー及び前記第2ミラーは、前記表示部から出力される光の光路上に、前記第1ミラー、前記第2ミラーの順で配置され、
前記第2ミラーは、前記第1ミラーの前方下側の位置に配置される
請求項14に記載の画像表示システム。 - 画像を形成する画像形成処理を含む画像形成方法であって、
前記画像形成処理は、
前記画像形成処理において形成された前記画像を表示する表示部が設けられると共に前記表示部の出力光を投影することで前記画像に対応する虚像を対象空間に形成する投影部が設けられた本体部の姿勢変化である第1姿勢変化を表す第1姿勢信号に基づいて、前記対象空間での前記虚像の表示位置を補正する第1補正処理と、
前記本体部の姿勢変化であって前記第1姿勢変化よりも変化速度の速い第2姿勢変化を表す第2姿勢信号に基づいて、前記対象空間での前記虚像の表示位置を補正する第2補正処理と、を含み、
前記第2補正処理は、前記第1補正処理の実行タイミングよりも後のタイミングで実行され、
前記第1補正処理では、前記第1姿勢信号に基づいて、前記画像を描画することで前記虚像の表示位置を補正し、
前記第2補正処理では、前記第2姿勢信号に基づいて、前記表示部の表示面における前記画像の表示位置をずらすことで前記虚像の表示位置を補正し、
前記画像に前記第2補正処理とは別の歪み補正処理が更に実行され、
前記歪み補正処理は、前記第2補正処理の後に実行され、
前記歪み補正処理を実行された前記画像が前記表示部に出力され、
前記画像は、複数の小領域画像からなり、
前記歪み補正処理は、前記小領域画像ごとに実行される
画像形成方法。 - コンピュータに、
請求項16に記載の画像形成方法を実行させるためのプログラム。
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