WO2012164704A1

WO2012164704A1 - ヘッドアップディスプレイ、ヘッドアップディスプレイの画像表示方法及び画像表示プログラム

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Publication number: WO2012164704A1
Application number: PCT/JP2011/062612
Authority: WO
Inventors: 義弘橋塚; 和茂川名; 英昭鶴見; 智陽丹野; 峻行豊田; 敬介栃原
Original assignee: パイオニア株式会社
Priority date: 2011-06-01
Filing date: 2011-06-01
Publication date: 2012-12-06

Abstract

　ヘッドアップディスプレイは、虚像を表示させるために表示手段に光を投射する光源と、所定の位置から表示手段を介して観察する際に安全性の面での視界確保及び虚像の視認性確保が実現されるような虚像の表示位置及び／又は大きさを決定するための表示手段上の所定領域を認識する認識手段と、認識手段が認識した所定領域に基づいて、虚像の表示位置及び／又は大きさを変化させる制御を行う制御手段と、を備える。これにより、安全性の面からのユーザの視界を適切に確保しつつ、画像の視認性を向上させることが可能となる。

Description

ヘッドアップディスプレイ、ヘッドアップディスプレイの画像表示方法及び画像表示プログラム

　本発明は、ヘッドアップディスプレイなどの画像表示装置に関する。

　近年、車両などに搭載され、ユーザの目の位置（アイポイント）から虚像として画像を視認させるヘッドアップディスプレイが提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開平１０－１３３５７１号公報

　ところで、ヘッドアップディスプレイ（以下、適宜「ＨＵＤ」と表記する。）の視認性向上といった観点より、ユーザの好みの大きさや位置により画像を表示させることが望ましい。一方で、安全性の観点より、運転者の視界を確保するように（例えば道路交通法の規定で定められた視界を妨げないように）、ＨＵＤによって画像を表示させる必要があると言える。

　本発明が解決しようとする課題は上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、安全性の面からのユーザの視界を確保しつつ、画像の視認性を向上させることが可能なヘッドアップディスプレイ、ヘッドアップディスプレイの画像表示方法及び画像表示プログラムを提供することを課題とする。

　請求項１に記載の発明では、ヘッドアップディスプレイは、虚像を表示させるために表示手段に光を投射する光源と、所定の位置から前記表示手段を介して観察する際に安全性の面での視界確保及び前記虚像の視認性確保が実現されるような前記虚像の表示位置及び／又は大きさを決定するための前記表示手段上の所定領域を認識する認識手段と、前記認識手段が認識した前記所定領域に基づいて、前記虚像の表示位置及び／又は大きさを変化させる制御を行う制御手段と、を備える。

　請求項１４に記載の発明では、虚像を表示させるために表示手段に光を投射する光源を有するヘッドアップディスプレイにより実行される画像表示方法は、所定の位置から前記表示手段を介して観察する際に安全性の面での視界確保及び前記虚像の視認性確保が実現されるような前記虚像の表示位置及び／又は大きさを決定するための前記表示手段上の所定領域を認識する認識工程と、前記認識工程が認識した前記所定領域に基づいて、前記虚像の表示位置及び／又は大きさを変化させる制御を行う制御工程と、を備える。

　請求項１５に記載の発明では、コンピュータを有すると共に、虚像を表示させるために表示手段に光を投射する光源を有するヘッドアップディスプレイにより実行される画像表示プログラムは、前記コンピュータを、所定の位置から前記表示手段を介して観察する際に安全性の面での視界確保及び前記虚像の視認性確保が実現されるような前記虚像の表示位置及び／又は大きさを決定するための前記表示手段上の所定領域を認識する認識手段、前記認識手段が認識した前記所定領域に基づいて、前記虚像の表示位置及び／又は大きさを変化させる制御を行う制御手段、として機能させる。

　請求項１７に記載の発明では、ヘッドアップディスプレイは、虚像を表示させるために表示手段に光を投射する光源と、移動体の運転者の視点に相当する所定の位置から、前記表示手段を通して前記移動体の外部を観察した際に、前記移動体の一部によって前記運転者の視界が遮られている前記表示手段上の領域を死角領域として認識する認識手段と、前記運転者が前記死角領域を通して前記移動体の外部を観察した際に、前記虚像が認識されるように、前記虚像の表示位置又は大きさを変化させる制御を行う制御手段と、を備える。

　請求項１８に記載の発明では、ヘッドアップディスプレイの画像表示方法は、虚像を表示させるために光源から表示手段に光を投射する投射工程と、移動体の運転者の視点に相当する所定の位置から、前記表示手段を通して前記移動体の外部を観察した際に、前記移動体の一部によって前記運転者の視界が遮られている前記表示手段上の領域を死角領域として認識する認識工程と、前記運転者が前記死角領域を通して前記移動体の外部を観察した際に、前記虚像が認識されるように、前記虚像の表示位置又は大きさを変化させる制御を行う制御工程と、を備える。

　請求項１９に記載の発明では、画像表示装置は、虚像を表示させるために表示手段に光を投射する光源と、所定の位置から前記表示手段を介して観察する際に安全性の面での視界確保及び前記虚像の視認性確保が実現されるような前記虚像の表示位置及び／又は大きさを決定するための前記表示手段上の所定領域を認識する認識手段と、前記認識手段が認識した前記所定領域に基づいて、前記虚像の表示位置及び／又は大きさを変化させる制御を行う制御手段と、を備える。

本実施例に係るヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）の全体構成を示す。本実施例に係る制御方法の基本概念を説明するための図を示す。死角領域抽出部が抽出した死角領域の一例を示す。安全視界領域を規定する道路交通法の基準を説明するための図を示す。安全視界領域抽出部が抽出した第１及び第２安全視界領域の一例を示す。安全視界領域によって規定される制限を説明するための図を示す。画像表示領域決定方法を具体的に説明するための図を示す。本実施例に係る処理フローを示す。

　本発明の１つの観点では、ヘッドアップディスプレイは、虚像を表示させるために表示手段に光を投射する光源と、所定の位置から前記表示手段を介して観察する際に安全性の面での視界確保及び前記虚像の視認性確保が実現されるような前記虚像の表示位置及び／又は大きさを決定するための前記表示手段上の所定領域を認識する認識手段と、前記認識手段が認識した前記所定領域に基づいて、前記虚像の表示位置及び／又は大きさを変化させる制御を行う制御手段と、を備える。

　上記のヘッドアップディスプレイは、虚像を表示させるために表示手段に光を投射する光源を有するヘッドアップディスプレイなどに適用される。認識手段は、所定の位置から表示手段を介して観察する際に安全性の面での視界確保及び虚像の視認性確保が実現されるような虚像の表示位置及び／又は大きさを決定するための表示手段上の所定領域を認識する。制御手段は、認識手段が認識した前記所定領域に基づいて、前記虚像の表示位置及び／又は大きさを変化させる制御を行う。こうすることで、安全性の面からのユーザの視界を適切に確保しつつ、画像の視認性を向上させることが可能となる。

　上記のヘッドアップディスプレイの一態様では、前記認識手段は、前記所定の位置から前記表示手段を介して観察する際に死角が形成されている前記表示手段上の領域である死角領域を、前記所定領域として認識する。こうしているのは、死角領域に画像を表示した場合、安全性の面からの視界を適切に確保することができるからである。

　上記のヘッドアップディスプレイにおいて好適には、前記制御手段は、前記虚像が前記所定の位置から前記死角領域内を介して観察可能な位置に表示されるように、前記表示位置及び／又は前記大きさを変化させることができる。好ましくは、前記死角領域内に収まるように、前記虚像を表示させる。

　また好適には、移動体に搭載するための取り付け手段を有し、前記死角領域は、前記所定の位置から前記表示手段を介して前記移動体の外部を観察する際に、前記移動体の一部によって前記観察が遮られる前記表示手段上の領域である。

　また好適には、前記認識手段は、前記表示手段に対する観察位置の反対側を、前記光源から投射される光の投射方向に向かって観察した場合の前記死角領域を認識する。

　上記のヘッドアップディスプレイの他の一態様では、前記認識手段は、前記所定の位置から前記表示手段を介して観察する際に安全性の面から視界を確保すべき前記表示手段上の領域である安全視界領域を、前記所定領域として認識し、前記制御手段は、前記虚像が前記安全視界領域の上端及び下端の両方に跨らないように、前記表示位置及び／又は前記大きさを変化させる。

　このような安全視界領域を認識して画像を表示させることで、安全性の面からの視界を適切に確保することができる。また、安全視界領域によって規定される制限を満たすような範囲で、画像の表示位置及び／又は大きさを変えることができるので（例えば画像をある程度大きく表示させることができる）、画像の視認性を向上させることが可能となる。

　また上記のヘッドアップディスプレイにおいて好適には、前記認識手段は、前記ヘッドアップディスプレイが搭載された移動体の運転者の目線の位置から前記移動体の外部を撮影した場合の撮影画像をカメラより取得し、前記撮影画像に基づいて前記所定領域を認識する。

　好適には、前記認識手段は、前記運転者の目線の位置から前記表示手段を介して前記移動体の外部を観察した際に、前記移動体の一部によって前記死角が形成される前記表示手段上の領域を、前記所定領域と認識する。

　好適には、前記認識手段は、前記移動体の特性を示す情報及び前記撮影画像に基づいて、前記所定領域を認識する。例えば、移動体の外装色や内装色や全長や全幅や全高などを、移動体の特性を示す情報として用いることができる。

　また好適には、前記制御手段が前記制御を行う際に、所定の虚像を表示させる表示制御手段を更に備え、前記認識手段は、前記撮影画像から、前記所定領域の部分及び前記所定の虚像の部分を抽出し、前記制御手段は、前記認識手段が抽出した前記所定領域の部分と前記所定の虚像の部分との相対的な位置関係に基づいて、前記表示位置及び／又は前記大きさを変化させる制御を行う。これにより、上記した所定領域を適切に利用した最適な表示位置及び／又は大きさを決定することができる。

　また好適には、前記表示制御手段は、前記移動体の外装色及び内装色に応じた色及び／又は輝度によって、前記所定の虚像を表示させることができる。これにより、所定の虚像を精度良く抽出することができる。

　好適な例では、前記死角領域は、前記所定の位置から前記ヘッドアップディスプレイが搭載された移動体の外部を観察する際に、前記外部の観察が妨げられている領域である。また、前記死角領域は、前記移動体のボディの一部によって、前記外部の観察が妨げられている領域である。

　本発明の他の観点では、虚像を表示させるために表示手段に光を投射する光源を有するヘッドアップディスプレイにより実行される画像表示方法は、所定の位置から前記表示手段を介して観察する際に安全性の面での視界確保及び前記虚像の視認性確保が実現されるような前記虚像の表示位置及び／又は大きさを決定するための前記表示手段上の所定領域を認識する認識工程と、前記認識工程が認識した前記所定領域に基づいて、前記虚像の表示位置及び／又は大きさを変化させる制御を行う制御工程と、を備える。

　本発明の更に他の観点では、コンピュータを有すると共に、虚像を表示させるために表示手段に光を投射する光源を有するヘッドアップディスプレイにより実行される画像表示プログラムは、前記コンピュータを、所定の位置から前記表示手段を介して観察する際に安全性の面での視界確保及び前記虚像の視認性確保が実現されるような前記虚像の表示位置及び／又は大きさを決定するための前記表示手段上の所定領域を認識する認識手段、前記認識手段が認識した前記所定領域に基づいて、前記虚像の表示位置及び／又は大きさを変化させる制御を行う制御手段、として機能させる。

　上記のヘッドアップディスプレイの画像表示方法及び画像表示プログラムによっても、安全性の面からのユーザの視界を適切に確保しつつ、画像の視認性を向上させることが可能となる。

　なお、上記画像表示プログラムは、記録媒体に記録した状態で好適に取り扱うことができる。

　本発明の更に他の観点では、ヘッドアップディスプレイは、虚像を表示させるために表示手段に光を投射する光源と、移動体の運転者の視点に相当する所定の位置から、前記表示手段を通して前記移動体の外部を観察した際に、前記移動体の一部によって前記運転者の視界が遮られている前記表示手段上の領域を死角領域として認識する認識手段と、前記運転者が前記死角領域を通して前記移動体の外部を観察した際に、前記虚像が認識されるように、前記虚像の表示位置又は大きさを変化させる制御を行う制御手段と、を備える。

　本発明の更に他の観点では、ヘッドアップディスプレイの画像表示方法は、虚像を表示させるために光源から表示手段に光を投射する投射工程と、移動体の運転者の視点に相当する所定の位置から、前記表示手段を通して前記移動体の外部を観察した際に、前記移動体の一部によって前記運転者の視界が遮られている前記表示手段上の領域を死角領域として認識する認識工程と、前記運転者が前記死角領域を通して前記移動体の外部を観察した際に、前記虚像が認識されるように、前記虚像の表示位置又は大きさを変化させる制御を行う制御工程と、を備える。

　本発明の更に他の観点では、画像表示装置は、虚像を表示させるために表示手段に光を投射する光源と、所定の位置から前記表示手段を介して観察する際に安全性の面での視界確保及び前記虚像の視認性確保が実現されるような前記虚像の表示位置及び／又は大きさを決定するための前記表示手段上の所定領域を認識する認識手段と、前記認識手段が認識した前記所定領域に基づいて、前記虚像の表示位置及び／又は大きさを変化させる制御を行う制御手段と、を備える。

　以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

　［装置構成］
　図１は、本実施例に係るヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）１の概略構成を示すブロック図である。

　ＨＵＤ１は、主に、カメラ１１と、画像領域抽出部１２と、死角領域抽出部１３と、安全視界領域抽出部１４と、画像表示領域決定部１５と、光源制御部１６と、画像制御部１７と、光源駆動ドライバ１８と、光源１９と、駆動モータ２０、２１と、を有する。

　ＨＵＤ１は、車両などの移動体に、図示しない取り付け手段によって搭載され、フロントガラスに向かって光源１９から光を投射することで、ユーザの目の位置（アイポイント）から虚像として画像を視認させる装置である。なお、本明細書では、虚像として形成する画像について、「画像」の文言を用いるものとする。

　カメラ１１は、運転者の目の位置に対応する場所に設けられ、運転者の目線の位置から車両の外部を撮影する。カメラ１１は、撮影画像に対応する画像信号Ｓ１１を、画像領域抽出部１２、死角領域抽出部１３及び安全視界領域抽出部１４に供給する。

　画像領域抽出部１２は、カメラ１１から供給された画像信号Ｓ１１に基づいて、撮影画像において、ＨＵＤ１によって表示された所定の画像に対応する部分（以下、「画像領域」と呼ぶ。）を抽出する。この所定の画像は、ＨＵＤ１によって表示させる画像の表示位置及び大きさを調整するために用いられる画像であり、以下では「調整用画像」と呼ぶ。調整用画像は予め定められた所定の色（例えばボンネットの色やダッシュボードの色の補色など）で表示され、画像領域抽出部１２は、撮影画像において、そのような所定の色で表示された領域を画像領域として抽出する。そして、画像領域抽出部１２は、抽出した画像領域を指し示す信号Ｓ１２を、画像表示領域決定部１５に供給する。

　死角領域抽出部１３は、カメラ１１から供給された画像信号Ｓ１１に基づいて、撮影画像において、ＨＵＤ１によって画像を表示させることが可能な領域の中で運転者が車両の外部を観察する際に、搭載される車両の一部によって死角が形成されている領域（つまり死角領域）に対応する部分を抽出する。以下では、運転者が車両の外部を観察する際に死角となる領域、及び撮影画像中の当該領域に対応する部分の両方について、「死角領域」の文言を用いるものとする。死角領域は、運転者がフロントガラスを通して車両の外部を観察する際に、外部の観察が妨げられている領域に対応する。例えば、死角領域は、車体の一部によって、外部の観察が妨げられているフロントガラス上の領域である。

　死角領域抽出部１３は、車両の特性を示す情報（例えば、車両の外装色や内装色など）を取得し、当該情報に基づいて、撮影画像の中の死角領域を抽出する。そして、死角領域抽出部１３は、抽出した死角領域を指し示す信号Ｓ１３を、画像表示領域決定部１５に供給する。

　安全視界領域抽出部１４は、カメラ１１から供給された画像信号Ｓ１１に基づいて、撮影画像において、ＨＵＤ１によって画像を表示させることが可能な領域の中で運転者が車両の外部を観察する際に安全性の面から視界を確保すべき領域（つまり安全視界領域）に対応する部分を抽出する。以下では、運転者が車両の外部を観察する際に安全性の面から視界を確保すべき領域、及び撮影画像中の当該領域に対応する部分の両方について、「安全視界領域」の文言を用いるものとする。安全視界領域は、運転者がフロントガラスを通して車両の外部を観察する際に、安全性の面から視界を確保すべきフロントガラス上の領域に対応する。このような安全視界領域は、道路交通法の規定により定められる。

　安全視界領域抽出部１４は、車両の特性を示す情報（例えば全長や全幅や全高など）及びカメラ１１の設定位置を示す情報を取得し、これらの情報に基づいて、撮影画像の中の安全視界領域を抽出する。そして、安全視界領域抽出部１４は、抽出した安全視界領域を指し示す信号Ｓ１４を、画像表示領域決定部１５に供給する。

　画像表示領域決定部１５は、画像領域抽出部１２、死角領域抽出部１３及び安全視界領域抽出部１４から供給された信号Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４に基づいて、ＨＵＤ１によって画像を表示させる領域を決定する。具体的には、画像表示領域決定部１５は、画像領域抽出部１２が抽出した画像領域と、死角領域抽出部１３及び安全視界領域抽出部１４のそれぞれが抽出した死角領域及び安全視界領域との相対的な関係に基づいて、ＨＵＤ１によって表示させる画像の表示位置及び大きさを決定する。より詳しくは、画像表示領域決定部１５は、安全視界領域によって規定される制限を遵守しつつ、死角領域及び安全視界領域を最大限に利用した、最適な画像の表示位置及び大きさを決定する。そして、画像表示領域決定部１５は、決定した画像の表示位置及び大きさを指し示す信号Ｓ１５を、光源制御部１６に供給する。

　光源制御部１６は、画像表示領域決定部１５から供給された信号Ｓ１５に基づいて、画像制御部１７及び光源駆動ドライバ１８をそれぞれ制御するための制御信号Ｓ１６ａ、Ｓ１６ｂを供給する。この場合、光源制御部１６は、光源駆動ドライバ１８が駆動モータ２０、２１を制御することで、画像表示領域決定部１５が決定した画像の表示位置及び大きさが実現されるような制御信号Ｓ１６ｂを、光源駆動ドライバ１８に供給する。

　画像制御部１７は、外部（テレビやインターネットやナビゲーション装置やＤＶＤプレーヤなど）から供給された画像信号に基づいて、ＲＧＢや輝度などに対応する画像信号Ｓ１７を光源１９に供給する。また、画像制御部１７は、光源制御部１６から供給された制御信号Ｓ１６ａに基づいて、上記した調整用画像を表示させるべく、調整用画像に対する画像信号Ｓ１７を光源１９に供給する。

　光源１９は、赤色、緑色、青色のレーザ光源や、レーザ光源から出射されたレーザ光を走査する走査機構などを有し、フロントガラスに向かってレーザ光（以下では、レーザ光のことを単に「光」とも表記する）を投射する。この場合、光源１９は、画像制御部１７から供給された画像信号Ｓ１７に対応する画像（虚像）が表示されるように、フロントガラスに向かって光を投射する。なお、光源１９として、レーザ光を投射する装置を用いることに限定はされない。

　光源駆動ドライバ１８は、光源制御部１６から供給された制御信号Ｓ１６ｂに基づいて、光源１９を矢印Ａ１で示す方向（運転者の前後方向に対応する）及び矢印Ａ２で示す方向（運転者の左右方向に対応する）に移動させるべく、駆動モータ２０、２１に対して制御信号Ｓ１８ａ、Ｓ１８ｂを供給する。この場合、光源駆動ドライバ１８は、画像表示領域決定部１５が決定した画像の表示位置及び大きさが実現されるように、駆動モータ２０、２１を制御する。

　駆動モータ２０、２１は、それぞれ、光源駆動ドライバ１８から供給された制御信号Ｓ１８ａ、Ｓ１８ｂに基づいて、矢印Ａ１で示す方向及び矢印Ａ２で示す方向に光源１９を移動させる。駆動モータ２０は、運転者の前後方向に光源１９を移動させることで、表示させる画像の大きさを拡大又は縮小させる。駆動モータ２１は、運転者の左右方向に光源１９を移動させることで、画像の表示位置を左又は右に移動させる。

　なお、画像領域抽出部１２、死角領域抽出部１３及び安全視界領域抽出部１４は、本発明における「認識手段」の一例に相当し、画像表示領域決定部１５及び光源制御部１６は、本発明における「制御手段」の一例に相当する。

　［本実施例の基本概念］
　次に、図２を参照して、本実施例に係る制御方法の基本概念について説明する。図２は、車両に搭載されたＨＵＤ１を概略的に示している（光源１９のみを図示している）。ここでは、光源１９を矢印Ｂ４で示すように前後方向に移動させた場合に表示される画像を例に挙げる。

　矢印Ｂ１は、死角領域内に位置するような画像の一例を示している（当該例では、死角領域を最大限には利用していないものとする）。この場合、死角領域内に画像が位置しているので、安全性の面では問題はないと言える。しかしながら、画像の大きさが比較的小さいため、画像の視認性があまり良くないと言える。一方で、矢印Ｂ２は、上記した安全視界領域の上端及び下端の両方を跨ぐように上下方向に延在する画像の一例を示している。この場合には、画像の大きさが比較的大きいため、画像の視認性は良いと言える。しかしながら、安全視界領域が画像によって大きく塞がれているため、安全性の面で問題があると言える。

　以上のことから、本実施例では、ＨＵＤ１は、安全視界領域によって規定される制限を遵守しつつ、死角領域及び安全視界領域を最大限に利用した最適な画像の表示位置及び大きさを決定して、画像の表示位置及び大きさの調整を自動で行う。例えば、安全視界領域の上端及び下端の両方を画像が跨がないといった条件を満たす、死角領域内及び安全視界領域内において画像を表示できる最大限の大きさを決定する。これにより、例えば矢印Ｂ３で示すような画像が表示される。この場合、運転者による車両の先端部の観察を妨げないような表示位置及び大きさにより画像が表示されている。

　［制御方法］
　次に、本実施例に係る制御方法について具体的に説明する。ここで、本実施例に係る制御方法の流れについて簡単に説明する。まず、カメラ１１が撮影を行い、死角領域抽出部１３が撮影画像の中の死角領域を抽出すると共に、安全視界領域抽出部１４が撮影画像の中の安全視界領域を抽出する。そして、画像制御部１７及び光源１９が調整用画像を表示し、画像領域抽出部１２が撮影画像中の画像領域を抽出する。この後、画像表示領域決定部１５が、画像領域抽出部１２が抽出した画像領域と、死角領域抽出部１３及び安全視界領域抽出部１４のそれぞれが抽出した死角領域及び安全視界領域との相対的な位置関係に基づいて、ＨＵＤ１によって表示させる画像の表示位置及び大きさを決定する。

　以下で、死角領域抽出方法、安全視界領域抽出方法及び画像表示領域決定方法について具体的に説明する。

　（死角領域抽出方法）
　図３を参照して、本実施例に係る死角領域抽出方法について具体的に説明する。図３は、死角領域抽出部１３が抽出した死角領域の一例を示している。なお、図３は、カメラ１１による撮影画像に対応する図である。

　図３に示すように、死角領域Ｃ１は、運転者が車両の外部を観察する際に外部の観察が妨げられている領域であり、ダッシュボードやＡピラーやボンネットや天井などに対応する領域である。死角領域抽出部１３は、車両の特性を示す情報を取得し、当該情報に基づいて、撮影画像の中の死角領域Ｃ１を抽出する。例えば、死角領域抽出部１３は、車両の外装色及び内装色の情報を取得して、撮影画像の中で外装色及び内装色を有する部分を、死角領域Ｃ１として抽出する。

　（安全視界領域抽出方法）
　次に、本実施例に係る安全視界領域抽出方法について具体的に説明する。

　まず、図４を参照して、安全視界領域を規定する道路交通法の基準について説明する。本実施例では、安全視界領域として２つの領域を用いる。以下では、安全視界領域として用いる２つの領域を、それぞれ「第１安全視界領域」及び「第２安全視界領域」と表記する。また、これらを区別しない場合には単に「安全視界領域」と表記する。

　図４（ａ）は、第１安全視界領域を規定する基準を説明するための図を示す。第１安全視界領域は、車両の前方及び左側を覆うようなハッチング領域Ｄ１に配置されたポール（高さ１ｍ、直径０．３ｍ）を運転者が直接視認できること、といった基準により規定される。なお、ハッチング領域Ｄ１ａは、Ａピラーに対応する部分であり、この領域は上記基準の適用から除外される。図４（ｂ）は、第２安全視界領域を規定する基準を説明するための図を示す。第２安全視界領域は、車両の２ｍ前方に位置するハッチング領域Ｄ２に配置されたポール（高さ１ｍ、直径０．３ｍ）を運転者が直接視認できること、といった基準により規定される。

　図５は、安全視界領域抽出部１４が抽出した第１及び第２安全視界領域の一例を示している。具体的には、図５（ａ）は第１安全視界領域Ｅ１の一例を示し、図５（ｂ）は第２安全視界領域Ｅ２の一例を示している。なお、図５は、カメラ１１による撮影画像に対応する図である。

　安全視界領域抽出部１４は、車両の特性を示す情報及びカメラ１１の設定位置を示す情報を取得し、これらの情報に基づいて、撮影画像の中の第１及び第２安全視界領域Ｅ１、Ｅ２を抽出する。具体的には、安全視界領域抽出部１４は、上記した道路交通法の基準（図４参照）と、車両の特性を示す情報及びカメラ１１の設定位置を示す情報とに基づいて、所定の演算を行うことで、撮影画像中の第１及び第２安全視界領域Ｅ１、Ｅ２を求める。例えば、安全視界領域抽出部１４は、車両の全長や全幅や全高などを車両の特性を示す情報として用いて、第１及び第２安全視界領域Ｅ１、Ｅ２を求める。

　なお、上記した道路交通法の基準では、第１及び第２安全視界領域Ｅ１、Ｅ２の上端及び下端の両方に跨るように上下方向に延在する画像を表示することを禁止しており、第１及び第２安全視界領域Ｅ１、Ｅ２の中に画像を表示すること自体を禁止しているわけではない。つまり、第１及び第２安全視界領域Ｅ１、Ｅ２の中に画像が位置していても、第１及び第２安全視界領域Ｅ１、Ｅ２の上端及び下端の両方に画像が跨らなければ、そのような画像を表示することは許容される。

　図６を参照して具体的に説明する。ここでは、第１安全視界領域Ｅ１を代表して説明するが、その内容は第２安全視界領域Ｅ２にも同様に適用されるものとする。図６（ａ）に示すように、第１安全視界領域Ｅ１の上端及び下端の両方に跨るように画像Ｆを表示することは禁止される。一方で、図６（ｂ）に示すように、第１安全視界領域Ｅ１の中に画像Ｆが位置していても、画像Ｆが第１安全視界領域Ｅ１の上端及び下端の両方に跨らなければ、そのような画像Ｆを表示することは許容される。また、図６（ｃ）及び図６（ｄ）に示すように、第１安全視界領域Ｅ１の上端及び下端の一方にのみ跨るような画像Ｆを表示することも許容される。

　（画像表示領域決定方法）
　次に、図７を参照して、本実施例に係る画像表示領域決定方法について具体的に説明する。なお、図７は、カメラ１１による撮影画像に対応する図を示している。

　図７（ａ）は、死角領域抽出部１３が抽出した死角領域Ｃ１を示している。死角領域Ｃ１は、図３に示したものと同様である。図７（ｂ）は、死角領域Ｃ１に対して、安全視界領域抽出部１４が抽出した第１安全視界領域Ｅ１を重ね合わせた図を示している。第１安全視界領域Ｅ１は、図５（ａ）に示したものと同様である。図７（ｃ）は、死角領域Ｃ１及び第１安全視界領域Ｅ１に対して、安全視界領域抽出部１４が抽出した第２安全視界領域Ｅ２を重ね合わせた図を示している。第２安全視界領域Ｅ２は、図５（ｂ）に示したものと同様である。

　このようにして死角領域Ｃ１、第１及び第２安全視界領域Ｅ１、Ｅ２が抽出された後、画像制御部１７及び光源１９が調整用画像を表示し、カメラ１１が撮影を再度行う。そして、画像領域抽出部１２が、撮影画像の中の調整用画像に対応する画像領域を抽出する。具体的には、調整用画像は予め定められた所定の色（例えばボンネットの色やダッシュボードの色の補色など）で表示され、画像領域抽出部１２は、撮影画像において、そのような所定の色で表示された領域を画像領域として抽出する。図７（ｄ）は、死角領域Ｃ１、第１及び第２安全視界領域Ｅ１、Ｅ２に対して、画像領域抽出部１２が抽出した画像領域Ｇ１を重ね合わせた図を示している。

　画像表示領域決定部１５は、このようにして抽出された画像領域Ｇ１、死角領域Ｃ１、第１及び第２安全視界領域Ｅ１、Ｅ２に基づいて、ＨＵＤ１によって表示させる画像の表示位置及び大きさを決定する。具体的には、画像表示領域決定部１５は、画像領域Ｇ１と、死角領域Ｃ１、第１及び第２安全視界領域Ｅ１、Ｅ２との相対的な位置関係に基づいて、第１及び第２安全視界領域Ｅ１、Ｅ２の上端及び下端の両方に画像が跨らないといった条件を満たす、死角領域Ｃ１内、第１及び第２安全視界領域Ｅ１、Ｅ２内において画像を表示できる最大限の画像の大きさを決定する。

　１つの例では、調整用画像を徐々に拡大すると共に、撮影画像から画像領域Ｇ１を順次抽出して、画像表示領域決定部１５は、そのように抽出された画像領域Ｇ１に基づいて、ＨＵＤ１によって表示させる画像の大きさを決定する。この例では、調整用画像を拡大することで、画像領域Ｇ１が第１安全視界領域Ｅ１又は第２安全視界領域Ｅ２の上端及び下端の両方を跨いだ際に、調整用画像の拡大を中止し、画像表示領域決定部１５は、画像領域Ｇ１が第１安全視界領域Ｅ１又は第２安全視界領域Ｅ２の上端及び下端の両方を跨ぐ前に設定していた調整用画像の大きさを、ＨＵＤ１によって表示させる画像の大きさとして決定する。

　（本実施例による作用効果）
　以上説明した本実施例に係る制御方法によれば、安全視界領域によって規定される制限（言い換えると道路交通法の基準）を適切に遵守しつつ、死角領域及び安全視界領域を最大限に利用した、最適な画像の表示位置及び大きさを決定することができる。よって、このように決定された画像を表示することにより、安全性の面からの運転者の視界を適切に確保しつつ、画像の視認性を向上させることが可能となる。

　［処理フロー］
　次に、図８を参照して、本実施例に係る処理フローについて説明する。

　まず、ステップＳ１０１では、画像領域抽出部１２、死角領域抽出部１３及び安全視界領域抽出部１４が、カメラ１１による撮影によって生成された撮影画像を取得する。そして、処理はステップＳ１０２に進む。

　ステップＳ１０２では、死角領域抽出部１３が、撮影画像の中の死角領域Ｃ１を抽出する。例えば、死角領域抽出部１３は、車両の外装色及び内装色の情報を取得して、撮影画像の中で外装色及び内装色を有する部分を、死角領域Ｃ１として抽出する。そして、処理はステップＳ１０３に進む。

　ステップＳ１０３では、安全視界領域抽出部１４が、撮影画像の中の第１安全視界領域Ｅ１を抽出する。具体的には、安全視界領域抽出部１４は、上記した道路交通法の基準（図４（ａ）参照）と、車両の特性を示す情報及びカメラ１１の設定位置を示す情報とに基づいて、所定の演算を行うことで、撮影画像中の第１安全視界領域Ｅ１を求める。そして、処理はステップＳ１０４に進む。

　ステップＳ１０４では、安全視界領域抽出部１４が、撮影画像の中の第２安全視界領域Ｅ２を抽出する。具体的には、安全視界領域抽出部１４は、上記した道路交通法の基準（図４（ｂ）参照）と、車両の特性を示す情報及びカメラ１１の設定位置を示す情報とに基づいて、所定の演算を行うことで、撮影画像中の第２安全視界領域Ｅ２を求める。そして、処理はステップＳ１０５に進む。

　ステップＳ１０５では、画像制御部１７及び光源１９が、光源制御部１６からの指示の元、調整用画像を表示する。例えば、画像制御部１７及び光源１９は、予め定められた所定の色（例えばボンネットの色やダッシュボードの色の補色など）にて調整用画像を表示する。そして、処理はステップＳ１０６に進む。

　ステップＳ１０６では、画像領域抽出部１２が、撮影画像の中の画像領域Ｇ１を抽出する。例えば、画像領域抽出部１２は、撮影画像の中で所定の色を有する部分を、画像領域Ｇ１として抽出する。そして、処理はステップＳ１０７に進む。

　ステップＳ１０７では、画像表示領域決定部１５が、上記のように抽出された画像領域Ｇ１、死角領域Ｃ１、第１及び第２安全視界領域Ｅ１、Ｅ２に基づいて、第１安全視界領域Ｅ１又は第２安全視界領域Ｅ２の上端及び下端の両方を画像領域Ｇ１が跨いでいるか否かを判定する。

　第１安全視界領域Ｅ１及び第２安全視界領域Ｅ２の上端及び下端の両方を画像領域Ｇ１が跨いでいない場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、光源制御部１６が、画像の大きさが拡大されるように制御を行う。具体的には、光源制御部１６は、画像の大きさが拡大されるように駆動モータ２０によって光源１９を移動させるべく、光源駆動ドライバ１８に対して制御信号Ｓ１６ｂを供給する。そして、処理はステップＳ１０６に戻る。

　この後、画像領域抽出部１２が画像領域Ｇ１を再度抽出し（ステップＳ１０６）、画像表示領域決定部１５が、当該画像領域Ｇ１が第１安全視界領域Ｅ１又は第２安全視界領域Ｅ２の上端及び下端の両方を跨いでいるか否かを再度判定する（ステップＳ１０７）。このようなステップＳ１０６～Ｓ１０８の処理を繰り返し行うことで、画像領域Ｇ１が第１安全視界領域Ｅ１又は第２安全視界領域Ｅ２の上端及び下端の両方を跨ぐまで、画像の大きさが拡大されることとなる。

　一方、第１安全視界領域Ｅ１又は第２安全視界領域Ｅ２の上端及び下端の両方を画像領域Ｇ１が跨いでいる場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、光源制御部１６が、画像の大きさが縮小されるように制御を行う。具体的には、光源制御部１６は、画像領域Ｇ１が第１安全視界領域Ｅ１又は第２安全視界領域Ｅ２の上端及び下端の両方を跨ぐ前に設定されていた画像の大きさに戻るように制御を行う。この場合、光源制御部１６は、画像の大きさが縮小されるように駆動モータ２０によって光源１９を移動させるべく、光源駆動ドライバ１８に対して制御信号Ｓ１６ｂを供給する。そして、処理は終了する。

　以上説明した処理フローによれば、安全視界領域によって規定される制限（言い換えると道路交通法の基準）を適切に遵守しつつ、死角領域及び安全視界領域を最大限に利用した、最適な画像の大きさを決定することができる。

　［変形例］
　次に、上記した実施例の変形例について説明する。なお、以下で示す変形例は適宜組み合わせて実施することができる。

　（変形例１）
　変形例１は、撮影画像から調整用画像に対応する画像領域を抽出することが困難である場合に、調整用画像の色や輝度を変化させるものである。具体的には、変形例１では、画像領域抽出部１２が画像領域を精度良く抽出できなかった場合に、光源制御部１６が、調整用画像の色や輝度が変化されるように画像制御部１７に対して制御を行う。これにより、画像領域を抽出する精度を向上させることができる。

　（変形例２）
　上記では、光源１９の位置を移動させることで画像の表示位置及び大きさを変化させる実施例を示したが、変形例２では、光源１９の位置を固定して、所定の画像処理（画像の仰角を調整する処理など）によって、画像の表示位置及び大きさを変化させる。変形例２によれば、光源１９を移動させる光源駆動ドライバ１８及び駆動モータ２０、２１を用いる必要がなくなる。

　（変形例３）
　上記では、画像の表示位置及び大きさを変化させる実施例を示したが、変形例３では、画像の表示位置及び大きさのいずれか一方のみを変化させる。具体的には、変形例３では、上記した実施例と同様に、抽出された画像領域、死角領域及び安全視界領域に基づいて、画像の表示位置及び大きさのいずれか一方を変化させる。

　（変形例４）
　上記では、死角領域及び安全視界領域の両方に基づいて画像の表示位置及び大きさを変化させる実施例を示したが、変形例４では、死角領域及び安全視界領域の一方のみに基づいて、画像の表示位置及び大きさを変化させる。例えば、死角領域のみを用いる場合には、死角領域の上下方向の長さに一致するように画像の大きさを設定することができる。つまり、死角領域いっぱいに画像を表示させることができる。

　（変形例５）
　変形例５は、本発明を、フロントガラス自体がディスプレイとして機能する構成に適用するものである。このようにフロントガラス自体が表示画面として機能する場合、カメラ１１の位置情報だけで、フロントガラス上における死角領域及び安全視界領域の位置を容易に特定することができる。また、変形例５によれば、光源１９を移動させる光源駆動ドライバ１８及び駆動モータ２０、２１を用いる必要がなくなる。

　（変形例６）
　変形例６は、本発明を、通話機能を有する携帯型端末装置（スマートフォンなど）に適用するものである。この場合、図１中の破線領域５０に示す構成要素（カメラ１１、画像領域抽出部１２、死角領域抽出部１３、安全視界領域抽出部１４、画像表示領域決定部１５及び光源制御部１６）と同様の機能を携帯型端末装置に具備させることで、上記した実施例と同様の制御を実現することができる。

　（変形例７）
　上記では、車両のダッシュボード上にＨＵＤ１を設置する実施例を示したが、ダッシュボード以外にも車両内の種々の位置にＨＵＤ１を設置することができる。

　（変形例８）
　上記では、フロントガラスに向かって光を直接投射することで虚像を表示させる構成を示したが、本発明は、コンバイナなどに光を投射することで虚像を表示させる構成にも適用することができる。

　以上に述べたように、実施例は、上述した実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能である。

　本発明は、ヘッドアップディスプレイなどの画像表示装置に利用することができる。

　１　ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）
　１１　カメラ
　１２　画像領域抽出部
　１３　死角領域抽出部
　１４　安全視界領域抽出部
　１５　画像表示領域決定部
　１６　光源制御部
　１７　画像制御部
　１８　光源駆動ドライバ
　１９　光源
　２０、２１　駆動モータ

Claims

　虚像を表示させるために表示手段に光を投射する光源と、
　所定の位置から前記表示手段を介して観察する際に安全性の面での視界確保及び前記虚像の視認性確保が実現されるような前記虚像の表示位置及び／又は大きさを決定するための前記表示手段上の所定領域を認識する認識手段と、
　前記認識手段が認識した前記所定領域に基づいて、前記虚像の表示位置及び／又は大きさを変化させる制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
　前記認識手段は、前記所定の位置から前記表示手段を介して観察する際に死角が形成されている前記表示手段上の領域である死角領域を、前記所定領域として認識することを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ。
　前記制御手段は、前記虚像が前記所定の位置から前記死角領域内を介して観察可能な位置に表示されるように、前記表示位置及び／又は前記大きさを変化させることを特徴とする請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ。
　前記死角領域内に収まるように、前記虚像を表示させることを特徴とする請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ。
　移動体に搭載するための取り付け手段を有し、
　前記死角領域は、前記所定の位置から前記表示手段を介して前記移動体の外部を観察する際に、前記移動体の一部によって前記観察が遮られる前記表示手段上の領域であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ。
　前記認識手段は、前記表示手段に対する観察位置の反対側を、前記光源から投射される光の投射方向に向かって観察した場合の前記死角領域を認識することを特徴とする請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ。
　前記認識手段は、前記所定の位置から前記表示手段を介して観察する際に安全性の面から視界を確保すべき前記表示手段上の領域である安全視界領域を、前記所定領域として認識し、
　前記制御手段は、前記虚像が前記安全視界領域の上端及び下端の両方に跨らないように、前記表示位置及び／又は前記大きさを変化させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ。
　前記認識手段は、前記ヘッドアップディスプレイが搭載された移動体の運転者の目線の位置から前記移動体の外部を撮影した場合の撮影画像をカメラより取得し、前記撮影画像に基づいて前記所定領域を認識することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ。
　前記認識手段は、前記運転者の目線の位置から前記表示手段を介して前記移動体の外部を観察した際に、前記移動体の一部によって前記死角が形成される前記表示手段上の領域を、前記所定領域と認識することを特徴とする請求項８に記載のヘッドアップディスプレイ。
　前記認識手段は、前記移動体の特性を示す情報及び前記撮影画像に基づいて、前記所定領域を認識することを特徴とする請求項８又は９に記載のヘッドアップディスプレイ。
　前記制御手段が前記制御を行う際に、所定の虚像を表示させる表示制御手段を更に備え、
　前記認識手段は、前記撮影画像から、前記所定領域の部分及び前記所定の虚像の部分を抽出し、
　前記制御手段は、前記認識手段が抽出した前記所定領域の部分と前記所定の虚像の部分との相対的な位置関係に基づいて、前記表示位置及び／又は前記大きさを変化させる制御を行うことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ。
　前記表示制御手段は、前記移動体の外装色及び内装色に応じた色及び／又は輝度によって、前記所定の虚像を表示させることを特徴とする請求項１１に記載のヘッドアップディスプレイ。
　前記死角領域は、前記所定の位置から前記ヘッドアップディスプレイが搭載された移動体の外部を観察する際に、前記外部の観察が妨げられている領域であることを特徴とする請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ。
　虚像を表示させるために表示手段に光を投射する光源を有するヘッドアップディスプレイにより実行される画像表示方法であって、
　所定の位置から前記表示手段を介して観察する際に安全性の面での視界確保及び前記虚像の視認性確保が実現されるような前記虚像の表示位置及び／又は大きさを決定するための前記表示手段上の所定領域を認識する認識工程と、
　前記認識工程が認識した前記所定領域に基づいて、前記虚像の表示位置及び／又は大きさを変化させる制御を行う制御工程と、を備えることを特徴とするヘッドアップディスプレイの画像表示方法。
　コンピュータを有すると共に、虚像を表示させるために表示手段に光を投射する光源を有するヘッドアップディスプレイにより実行される画像表示プログラムであって、
　前記コンピュータを、
　所定の位置から前記表示手段を介して観察する際に安全性の面での視界確保及び前記虚像の視認性確保が実現されるような前記虚像の表示位置及び／又は大きさを決定するための前記表示手段上の所定領域を認識する認識手段、
　前記認識手段が認識した前記所定領域に基づいて、前記虚像の表示位置及び／又は大きさを変化させる制御を行う制御手段、として機能させることを特徴とするヘッドアップディスプレイの画像表示プログラム。
　請求項１５に記載の画像表示プログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
　虚像を表示させるために表示手段に光を投射する光源と、
　移動体の運転者の視点に相当する所定の位置から、前記表示手段を通して前記移動体の外部を観察した際に、前記移動体の一部によって前記運転者の視界が遮られている前記表示手段上の領域を死角領域として認識する認識手段と、
　前記運転者が前記死角領域を通して前記移動体の外部を観察した際に、前記虚像が認識されるように、前記虚像の表示位置又は大きさを変化させる制御を行う制御手段と、
　を備えることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
　虚像を表示させるために光源から表示手段に光を投射する投射工程と、
　移動体の運転者の視点に相当する所定の位置から、前記表示手段を通して前記移動体の外部を観察した際に、前記移動体の一部によって前記運転者の視界が遮られている前記表示手段上の領域を死角領域として認識する認識工程と、
　前記運転者が前記死角領域を通して前記移動体の外部を観察した際に、前記虚像が認識されるように、前記虚像の表示位置又は大きさを変化させる制御を行う制御工程と、
　を備えることを特徴とするヘッドアップディスプレイの画像表示方法。
　虚像を表示させるために表示手段に光を投射する光源と、
　所定の位置から前記表示手段を介して観察する際に安全性の面での視界確保及び前記虚像の視認性確保が実現されるような前記虚像の表示位置及び／又は大きさを決定するための前記表示手段上の所定領域を認識する認識手段と、
　前記認識手段が認識した前記所定領域に基づいて、前記虚像の表示位置及び／又は大きさを変化させる制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする画像表示装置。