JP4475595B2

JP4475595B2 - 情報表示装置、ナビゲーション装置

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Publication number: JP4475595B2
Application number: JP2006514788A
Authority: JP
Inventors: 琢麿柳澤
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2005-06-16
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2025-06-16
Also published as: US7903048B2; JPWO2005124431A1; WO2005124431A1; US20080048932A1

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザに提示すべき各種情報を表示する情報表示装置に関し、特に、各種情報をユーザによって視認される現実の景色に重畳して表示するシースルー型の情報表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、車両や航空機等の移動体においては、進行速度を示すテキストや速度計といった各種情報をフロントガラス越しに運転者に提示する、所謂、ヘッドアップディスプレイが実用化されている。この種のヘッドアップディスプレイの代表的なものとしては、例えば、ハーフミラーやＨＯＥ（Holographic Optical Element）等により構成されるコンバイナに対して、プロジェクタ等の投影装置から光線を照射し、当該コンバイナにおける反射光により各種情報をユーザに提示するものがある。
【０００３】
しかしながら、かかるヘッドアップディスプレイにおいては、プロジェクタからの照射光と外光とがコンバイナにおいて結合されるため外光の光度が強くなると、コンバイナ上に投影された情報の視認が困難となる可能性が生じる。例えば、自然光の照射量が多い日中にヘッドアップディスプレイを利用しようとすると当該自然光の影響により投影された情報が視認しにくくなる可能性がある。また、夜間であっても、例えば、対向車のヘッドライト等の影響により投影されている情報の視認が困難となる場合も生じうる。そこで、従来、例えば、外光の透過量を調整するための調光装置をコンバイナ上に設け、コンバイナを透過する外光の光量を調節することにより、外光に起因した情報の視認性の悪化を防止するための提案がなされている（特許文献１参照）。
【特許文献１】
特開平５−１０４９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイは、コンバイナ全体の透過光量を一律に低減させるものにすぎないため、コンバイナを介した外界の視認性がコンバイナ全面に渡って損なわれることとなる。このため、コンバイナを車両や航空機等のフロントガラス部分に設置する場合には、車両等の運行の安全性を確保する観点からコンバイナを大型化することが困難となる。
［０００５］本願は以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、その課題の一例としては、コンバイナ等の表示装置の大型化を実現しつつ、安全性を確保し、且つ、ユーザから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等の情報表示装置及びナビゲーション装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため、本願の一つの観点において請求項１に記載の情報表示装置は、ユーザに報知すべき報知情報を表示する情報表示装置であって、可視光線を透過する基材により構成され、前記可視光線の入射面に対向して前記報知情報を表示する表示面が設けられた表示手段と、前記表示手段の前記入射面に重畳して配置され、当該入射面に入射される前記可視光線の光度を調節するための手段であって、透過性を有する基材により形成されると共に前記表示手段と重畳した範囲を複数に分割した領域毎に光透過率が変更される調光手段と、画像データとして前記報知情報を含むデータを生成して、前記表示手段における前記報知情報の表示を制御する表示制御手段と、前記表示手段における前記報知情報の表示位置を特定すると共に、当該表示位置に対応した前記調光手段の前記領域を特定する特定手段と、前記特定された領域の光透過率を前記調光手段を制御することにより低減させる透過率制御手段と、前記報知情報が表示された状態における前記表示手段を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された映像に対応した映像データにおける前記報知情報の表示範囲及びその近傍範囲に含まれる画素に対応した輝度成分と、当該報知情報を含む前記画像データにおける当該範囲の輝度成分の差分を算出し、当該差分値に基づいてユーザからの当該報知情報の視認状態を示す視認情報を生成する映像解析手段と、を具備し、前記特定手段は、前記視認情報に基づいて前記調光手段の前記領域を特定し、前記透過率制御手段は、前記特定された領域の光透過率を低減させることを特徴とする。
【０００７】
また、本願の他の観点において請求項４に記載のナビゲーション装置は、移動体の移動に伴う経路誘導に必要な経路誘導情報を表示するナビゲーション装置であって、可視光線を透過する基材により構成され、前記可視光線の入射面に対向して前記経路誘導情報を表示する表示面が設けられた表示手段と、前記表示手段の前記入射面に重畳して設置され、当該入射面に入射される可視光線の光度を調節するための手段であって、透過性を有する基材により形成されると共に当該表示手段と重畳した範囲を複数に分割した領域毎に光透過率が変更される調光手段と、前記経路誘導情報を含む画像データが記録された記録手段と、前記記録手段に記録された画像データに基づいて、前記表示手段における前記経路誘導情報の表示を制御する表示制御手段と、前記表示手段における前記経路誘導情報の表示位置を特定すると共に、当該表示位置に対応した前記調光手段の前記領域を特定する特定手段と、前記特定された領域の光透過率を前記調光手段を制御することにより低減させる透過率制御手段と、前記経路誘導情報が表示された状態における前記表示手段を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された映像に対応した映像データにおける前記経路誘導情報の表示範囲及びその近傍範囲に含まれる画素に対応した輝度成分と、前記経路誘導情報を含む前記画像データにおける当該範囲の輝度成分の差分を算出し、当該差分値に基づいてユーザからの当該経路誘導情報の視認状態を示す視認情報を生成する映像解析手段と、を具備し、前記特定手段は、前記視認情報に基づいて前記調光手段の前記領域を特定し、前記透過率制御手段は、前記特定された領域の光透過率を低減させることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
［０００８］
［図１］第１実施形態にかかる情報表示装置Ｉの構成を示すブロック図である。
［図２］同実施形態における調光パネル１５の分割方法を例示した図である。
［図３］同実施形態における調光パネル１５の分割方法を例示した図である。
［図４］同実施形態における調光パネル１５をセグメント方式の液晶パネルとして構成した場合の構成例を示す図である。
［図５］同実施形態における調光パネル１５をアクティブマトリクス方式の液晶パネルとして構成した場合の構成例を示す図である。
［図６］同実施形態における情報表示装置Ｉにおいて１フレーム分の画像を表示する際に実行される処理を示すシーケンス図である。
［図７］第１実施形態の変形例１にかかる情報表示装置Ｉにおいてコンバイナ１４と調光パネル１５とを間隔をもって配置した場合に、視認位置Ｐから観察されるオブジェクトｏ３とセルとの関係を示した図である。
［図８］同実施形態の変形例２にかかる情報表示装置Ｉにおいてコンバイナ１４と調光パネル１５とを間隔をもって配置した場合の視認位置Ｐとコンバイナ１４と調光パネル１５との位置関係を示した図である。
［図９］同実施形態の変形例３における情報表示装置Ｉ２の構成を示すブロック図である。
［図１０］第２実施形態における情報表示装置Ｉ３の構成を示すブロック図である。
［図１１］第２実施形態の変形例における情報表示装置Ｉ４の構成を示すブロック図である。
［図１２］応用例１にかかるナビゲーション装置１００の構成を示すブロック図である。
［図１３］応用例１にかかるナビゲーション装置１００のシステム制御部１１０が実行する処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０００９】
Ｉ、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４・・・情報表示装置
１１・・・記録部
１２・・・表示情報発生部
１３・・・プロジェクタ
１４・・・コンバイナ
１５・・・調光パネル
１６・・・透過率制御部
１７・・・表示パネル
１８・・・外光光度分布検出部
１９・・・重畳映像撮像部
２０・・・映像解析部
１００・・・ナビゲーション装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［１］第１実施形態
［１．１］第１実施形態の構成
（１）情報表示装置の構成
図１を参照しつつ、本実施形態にかかる情報表示装置Ｉについて説明する。同図に示すように本実施形態にかかる情報表示装置Ｉは、記録部１１と、表示情報発生部１２と、プロジェクタ１３と、コンバイナ１４と、調光パネル１５と、透過率制御部１６とを有する。
【００１１】
ここで、本実施形態にかかる情報表示装置Ｉは、情報内容を示すオブジェクトが描画された画像をプロジェクタ１３からコンバイナ１４に投影するに際して、オブジェクト表示領域における外光Ｒ２の透過率を調光パネル１５により低減し、ユーザによるオブジェクトの視認性を確保しようとするものである。
【００１２】
まず、記録部１１は、例えば、ＨＤ（Hard Disk）ドライブ等の記録装置により構成され、テキストやポリゴン、ポリライン等のオブジェクトを表示するのためのデータや実写映像を表示するためのデータが記録されている。表示情報発生部１２は、記録部１１に記録されている各種データに基づいて、例えば、矢印やテキストといったユーザに報知すべき情報に対応した各種のオブジェクトを表示するための画像データを生成し、プロジェクタ１３に出力する。
【００１３】
なお、表示情報発生部１２において生成する画像データの具体的な内容は任意である。例えば、情報表示装置Ｉを車両に搭載する場合、ユーザによるウィンカースイッチのオンオフやスピードセンサからの入力値に応じて、ウィンカーの操作状態を示す矢印やスピードメータを表示するための画像データを生成するようにしても良い。また、ナビゲーション装置と連動させ、ナビゲーション装置から供給される制御信号に基づき、「この先、３０ｍを右折してください」等の文字列と共に進行方向を示す矢印（以下、「経路案内情報」という）を表示するための画像データを生成するようにしても良い。更には、実写映像に対応する画像データを生成するようにしても良い。このナビゲーション装置と連動させた場合の構成例については、後述する。
【００１４】
また、例えば、ウィンカーの操作状態を示す矢印を表示するような場合、当該矢印の表示位置は、予め定めるようにしても良いし、ユーザの支持に従って表示位置を変更するようにするようにしても良い。また更に、表示すべきオブジェクトのサイズについても任意であり、表示対象となるオブジェクトのサイズは、予め定めるようにしても良いし、ユーザがオブジェクトサイズを選択できるようにしても良い。
【００１５】
但し、ユーザに報知すべき情報、すなわち、オブジェクトの表示領域以外の領域については、例えば、黒く描画した画像データを生成することによりコンバイナ１４を介したユーザの視界を確保することが必要となる。
【００１６】
プロジェクタ１３は、例えば、光源や液晶パネルを有しており、表示情報発生部１２から入力された画像データに基づいて液晶パネルを駆動し、当該画像データに対応した光線Ｒ１をコンバイナ１４に照射する。
【００１７】
コンバイナ１４は、例えば、ハーフミラーやＨＯＥにより構成され、外光Ｒ２の一部分を透過すると共に、プロジェクタ１３により照射される光線Ｒ１を反射する。この結果、コンバイナ１４を透過した外光Ｒ２の一部とプロジェクタ１３によって照射された光線Ｒ１の反射光とがコンバイナ１４において結合されてユーザに視認される。
【００１８】
調光パネル１５は、透過型の液晶パネルによって構成され、電圧の印加或いは除去により透過率が変化する。この調光パネル１５は、コンバイナ１４と一体的に形成されると共に、コンバイナ１４に対する外光Ｒ２の入射面側に設置され、透過率を変化させることにより、コンバイナ１４に対して入射される外光Ｒ２の光量を調節する。
【００１９】
ここで、上述のように、プロジェクタ１３から照射される光線Ｒ１の反射光と、外光Ｒ２の透過光とは、コンバイナ１４において結合されてユーザに視認されることとなるため、調光パネル１５における外光Ｒ２の透過率をパネル全面について一律に低下させた場合、コンバイナ１４を介したユーザの視界を確保することが困難となってしまう。そこで、本実施形態においては、調光パネル１５を複数の領域に分割し（以下、この領域のことを「セル」と呼ぶ）、各セル毎に透過率を変更可能な構成とする。そして、ユーザに報知すべき情報、すなわち、オブジェクトの形状や表示位置に合わせて、当該オブジェクトの投影領域を含むセルのみ透過率を減少させ、コンバイナ１４を介したユーザの視界を確保しつつ、オブジェクトの視認性を向上させる構成となっている。なお、「特許請求の範囲」における「領域」とは、例えば、このセルに対応している。
【００２０】
例えば、調光パネル１５を、図２に示すような”１”〜”１５”番の賽の目状のセル（以下、この番号を「セル番号」という）に分割した場合を考える。この構成において、オブジェクトとして、例えば、矢印ｏ１がコンバイナ１４上に投影される場合、調光パネル１５において当該矢印ｏ１を含む”８”番のセルの透過率を低減させ、矢印の視認性を向上させるのである。また、表示情報発生部１２において生成される画像データに基づくオブジェクトの形状や表示位置が変化することも考えられる。例えば、図２に示す例において矢印ｏ１の表示位置及び形状が矢印ｏ２に変化した場合、当該矢印ｏ２を含むセルは、”９”番、”１０”番、”１４” 番、”１５”番の４つに変化する。このように、オブジェクトの表示位置や形状に変化が生じたような場合、”８”番のセルの透過率を上昇させると共に、これら４つのセルの透過率を低減させるのである。
【００２１】
なお、セルの具体的な分割形態は任意であり、例えば、図３に示すように、より細かなセルに調光パネル１５を分割してユーザに報知すべき情報（オブジェクト）を含む複数のセルの透過率を同時に低減するようにしても良いし、更には、プロジェクタ１３と同様の解像度を調光パネル１５に持たせてプロジェクタ１３における１画素と調光パネル１５における１セルとを対応させるようにしても良い。なお、かかる機能を実現するための調光パネル１５の具体的な構成については後述する。
【００２２】
ここで、本実施形態のようにオブジェクトが投影される領域に対応したセルの透過率のみを低減させようとする場合、プロジェクタ１３と、コンバイナ１４と、調光パネル１５と、の３者間において座標の対応関係が取られていることが必要となる。例えば、プロジェクタ１３に搭載された液晶パネルにおける座標を（ｘ’、ｙ’）、コンバイナ１４における映写可能範囲内の座標を（ｘ、ｙ）、調光パネル１５における座標を（Ｘ、Ｙ）とした場合を考える。
【００２３】
後述するように、本実施形態において表示情報発生部１２は、コンバイナ１４上の座標（ｘ、ｙ）を基準として画像データを生成することとなるが、（ｘ’、ｙ’）と（ｘ、ｙ）との関係はコンバイナ１４とプロジェクタ１３との距離に依存して変化するため、（ｘ’、ｙ’）と（ｘ、ｙ）とが事前に対応付けられていなければ液晶パネルにおけるオブジェクトの表示位置とコンバイナ１４上の表示位置とが対応しなくなってしまう。
【００２４】
また、コンバイナ１４上の座標（ｘ、ｙ）と、調光パネル１５における座標（Ｘ、Ｙ）が一致していない場合には、オブジェクトの表示位置に対応する調光パネル１５の位置を特定することが不可能となってしまう。更には、調光パネル１５の各セルに含まれる座標（Ｘ、Ｙ）の値が特定できなければ、特定した座標（Ｘ、Ｙ）が属するセルを特定することが不可能となる。
【００２５】
そこで、本実施形態において表示情報発生部１２は、記録部１１に記録されているデータに基づいて画像データを生成するに際して、当該データに対応する画像中においてユーザに提示すべき情報、すなわち、オブジェクトの表示されるべき領域に含まれるコンバイナ１４上の座標（ｘ、ｙ）群を算出する。また、記録部１１には、上記ポリゴン等のデータに加えて、座標（ｘ、ｙ）に基づいて座標（ｘ’、ｙ’）及び座標（Ｘ、Ｙ）を特定するためのテーブル（以下、各々「ｘｘ’変換テーブル」及び「ｘＸ変換テーブル」という）と、座標（Ｘ、Ｙ）に基づいて調光パネル１５上のセル番号を特定するためのセル特定テーブルとが記録されている。
【００２６】
情報表示装置Ｉにおいてオブジェクトの表示を行うに際しては、表示情報発生部１２において算出された座標（ｘ、ｙ）群に対応する（ｘ’、ｙ’）及び（Ｘ、Ｙ）を、これらのテーブルに基づき特定し、この特定された座標（Ｘ、Ｙ）に基づいてセル番号特定テーブルを検索することにより、透過率を低減させるべきセルを特定する構成が採用されている。
【００２７】
なお、この際に表示情報発生部１２が生成する座標群の形態については任意であり、例えば、オブジェクトの表示領域に含まれている全ての座標値をテーブル化して生成するようにしても良いし、オブジェクトに対して予め特徴点（例えば、矢印の角の頂点となる各点）を定め、各特徴点の座値を算出するようにしても良い。
【００２８】
（２）調光パネル１５の具体的構成
次に、調光パネル１５の具体的な構成について図４及び図５を参照しつつ説明する。なお、図４は、セグメント方式を採用した場合における調光パネル１５の構成例を示す斜視図であり、図５は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）によるアクティブマトリクス方式を採用した場合における調光パネル１５の構成例を示す斜視図である。
【００２９】
図４に示すように、セグメント方式を採用する場合、調光パネル１５は、素子基板１５０１と対向基板１５０２とを間隙を持って張り合わせ、両基板１５０１及び１５０２の間に液晶１５０３を充填して構成されることとなる。両基板１５０１及び１５０２は外光Ｒ２の透過性を確保するために透過性の高いＳｉＯ２等の透明材料により構成されると共に、偏光膜１５０４及び１５０５が設けられている。また、両基板１５０１及び１５０２の対向面上には各セルに対応する形状の透明電極１５０６及び１５０７が形成され、各透明電極１５０６及び１５０７は、液晶１５０３層を挟むように対向して配置される。また、これら電極の内、対向基板１５０２側の電極１５０７は、基準電圧に接続されると共に、素子基板１５０１側の電極１５０６は、スイッチ１５０８を介して基準電圧に接続される。この結果、スイッチがオフの状態において両基板上１５０１及び１５０２の電極１５０６及び１５０７間に電位差が生じ、当該電極１５０６及び１５０７間に存在する液晶１５０３が一定方向に配向し、偏光膜１５０４及び１５０５との相互作用により透過率が向上すると共に、スイッチ１５０８がオンになった時点で液晶の配向がランダムになり透過率が低下する。この方式を採用する場合、各電極１５０６及び１５０７に対応して設けられたスイッチ１５０８は、透過率制御部１６によってオンオフが切り換えられ、この結果、調光パネル１５上の各セルに対応した領域における透過率が変更される。
【００３０】
これに対して、アクティブマトリクス方式を採用する場合、調光パネル１５は、図５に示すように偏光膜１５１４及び１５１５の設けられた素子基板１５１１と対向基板１５１２とを間隙を持って張り合わせ、両基板１５１１及び１５１２間に液晶１５１３を充填して構成されることとなる。この対向基板１５１２上には、透明な共通電極１５１７が形成され、素子基板１５１１上には、各セルに対応した透明な素子電極１５１６がマトリックス状に配列される。各素子電極１５１６はＭＯＳＦＥＴ１５１８のドレインに接続されると共に、ゲートは走査線に、ソースはデータ線に夫々接続される。このＭＯＳＦＥＴ１５１８に対して走査線から信号が入力された場合、その入力信号に応じてＭＯＳＦＥＴ１５１８のオンオフが切り替わり、オンの状態にてデータ線から信号が入力されると当該信号に対応する電荷が、素子電極１５１６、共通電極１５１７間に保持される。この結果、両電極間に存在する液晶の配向が変化し、偏光膜１５１４及び１５１５との相互作用により各セルに対応した領域の透過率が変化することとなる。この方法を採用する場合、透過率制御部１６は、各走査線、データ線及び共通電極に対する信号の制御することにより、調光パネル１５の一部の領域における外光Ｒ２の透過率を変更させる。
【００３１】
なお、調光パネル１５の構成及び駆動方法については、各透明電極がセルに対応した形状に構成される点以外、従来の液晶パネルと同様であるため詳細は省略する。なおまた、この調光パネル１５を構成する液晶パネルについては、上記両方式の他、単純マトリクス駆動方式等の他の方式を採用しても良い。
【００３２】
［１．２］第１実施形態の動作
次に図６を参照しつつ、本実施形態にかかる情報表示装置Ｉの動作について説明する。なお、図６は、本実施形態にかかる情報表示装置Ｉにおいて１フレーム分の画像を表示する際に実行される処理を示すシーケンス図である。
【００３３】
この処理においては、まず、表示情報発生部１２が、記録部１１に記録されているポリゴン等のデータを読み出し、当該読み出したデータに基づいて、コンバイナ１４に表示すべきオブジェクトが描画された画像データを生成する（ステップＳ１）。かかる画像データの生成後、表示情報発生部１２は、当該画像データ中に描画されているオブジェクトの表示位置を特定するための座標（ｘ、ｙ）群を算出し（ステップＳ２）、この算出した座標（ｘ、ｙ）群をステップＳ１において生成した画像データと共にプロジェクタ１３及び透過率制御部１６に出力する（ステップＳ３及びＳ４）。なお、この際、表示情報発生部１２において算出する座標（ｘ、ｙ）群の形態については、上記のように任意である。
【００３４】
次いで、かかる座標（ｘ、ｙ）群及び画像データが表示情報発生部１２から供給されると、プロジェクタ１３においては当該座標（ｘ、ｙ）群に対応する液晶パネル上の座標（ｘ’、ｙ’）群を記録部１１に記録されているｘｘ’変換テーブルから読み出す（ステップＳ５）。そして、プロジェクタ１３は、表示情報発生部１２から供給された画像データと、当該特定した座標（ｘ、ｙ）に基づいて液晶パネルを駆動する（ステップＳ６）。この結果、プロジェクタ１３からコンバイナ１４に照射される光線Ｒ１は、表示情報発生部１２において生成された画像データに描画されたオブジェクト、すなわち、ユーザに提示すべき情報に対応したオブジェクトを含むものへと変更され、当該オブジェクトが座標（ｘ、ｙ）群に対応したコンバイナ１４上の位置に表示されることとなる。
【００３５】
一方、表示情報発生部１２から画像データ及び座標（ｘ、ｙ）群の供給を受けた透過率制御部１６は、当該座標（ｘ、ｙ）群に対応する調光パネル１５上の座標（Ｘ、Ｙ）を記録部１１に記録されているｘＸ変換テーブルから読み出し（ステップＳ７）、更に、当該読み出した座標（Ｘ、Ｙ）に基づいてセル特定テーブルを検索し、当該座標（Ｘ、Ｙ）に対応するセル番号を特定する（ステップＳ８）。この際、透過率制御部１６は、表示情報発生部１２から供給された座標（ｘ、ｙ）群に含まれる全ての座標値に対応する座標（Ｘ、Ｙ）を読み出し、当該座標（Ｘ、Ｙ）を含む全てのセル番号を特定する。
【００３６】
次いで、透過率制御部１６は、透過率制御部１６は、調光パネル１５を制御し、ステップＳ８において特定した全てのセル番号に対応するセルの透過率を低減させる。
【００３７】
以上の処理が実行されると、表示対象となっているフレームの画像に対応した光線Ｒ１がコンバイナ１４上に投影されると共に、コンバイナ１４におけるオブジェクトの表示位置に対応するセルの透過率が低減される。この結果、調光パネル１５を透過してコンバイナ１４に入射される外光Ｒ２の光強度が低減され、光線Ｒ１に対応した画像の視認性が向上することとなる。
【００３８】
その後、かかる一連の処理が繰り返し実行されることにより、表示対象となる各フレームに描画されたオブジェクトがコンバイナ上に、順次、表示され、表示対象となるフレームが存在しなくなった時点で以上の処理は終了する。
【００３９】
このようにして、本実施形態にかかる情報表示装置Ｉは、ユーザの視界内に設けられた光透過型のパネルに、ユーザに報知すべき情報、すなわち、オブジェクトを表示する情報表示装置Ｉであって、外光Ｒ２を透過する基材により構成され、外光Ｒ２の入射面に対向してオブジェクトを表示する表示面が設けられたコンバイナ１４と、コンバイナ１４の外光Ｒ２の入射面に重畳して設置され、当該入射面に対して入射される外光Ｒ２の光度を調節するためのパネルであって、透過性を有する基材により形成されると共に当該パネルを複数に分割したセル毎に光透過率が変更される調光パネル１５と、画像データとしてオブジェクトを含むデータを生成して、コンバイナ１４におけるオブジェクトの表示を制御する表示情報発生部１２と、コンバイナ１４におけるオブジェクトの表示位置を特定すると共に、当該表示位置に対応した調光パネル１５のセルを特定すると共に、当該特定されたセルの光透過率を調光パネル１５を制御することにより減少させる透過率制御部１６と、を備えた構成となっている。
【００４０】
この構成により、コンバイナ１４に対するオブジェクトの投影位置に対応するセルの透過率のみが選択的に低減される。このため、例えば、車両のヘッドアップディスプレイとして車両のフロントガラス全面にコンバイナ１４を設けたような場合であっても、安全性を確保しつつ、ユーザからのオブジェクトの視認性を向上させることが可能となる。
【００４１】
また、本実施形態にかかる情報表示装置Ｉにおいて、調光パネル１５は、２以上の透明基板と当該各基板の対向面上にセルに対応する形状にて形成された複数の透明電極と両基板間に充填された液晶材料により形成される液晶パネルにより構成され、透過率制御部１６は、透明電極に対する電圧の印加制御を行うことにより、調光パネル１５における各セルの光透過率を減少させる構成となっているため、各セルの範囲を任意に決定して、透過率を制御する領域を調節することが可能となる。
【００４２】
また更に、本実施形態にかかる情報表示装置Ｉにおいては、表示情報発生部１２において生成された画像データに基づいて、コンバイナ１４の反射面に対してオブジェクトを含む光線Ｒ１を照射するプロジェクタ１３を更に有し、コンバイナ１４は、当該反射面において光線Ｒ１を反射することによりオブジェクトを表示する構成となっている。この構成により、プロジェクタ１３から照射された光線Ｒ１がコンバイナ１４上において投影されてユーザに視認されることとなる。
【００４３】
このため、光線Ｒ１の照射距離に応じてオブジェクトに対応した虚像の視認位置を調整することが可能となり、例えば、車両のフロントガラスにコンバイナ１４を設置した場合における焦点距離の移動を最小限に抑えることが可能となる。
【００４４】
更に、本実施形態にかかる情報表示装置Ｉには、コンバイナ１４上のオブジェクト表示位置と、当該表示位置に重畳してユーザに視認される調光パネル１５上のセルとを対応付けるための情報が格納されたｘＸ変換テーブル及びセル特定テーブルが事前に用意されており、透過率制御部１６は、このテーブルに基づいてオブジェクトのコンバイナ１４における表示位置に対応した調光パネルのセルを特定する構成となっているため、オブジェクトの表示位置が変化したような場合にも、随時、当該位置に対応するセルを特定して、当該セルの透過率を低減させることが可能となる。
【００４５】
なお、上記第１実施形態にかかる情報表示装置Ｉにおいては調光パネル１５として液晶パネルを用いる場合について説明したが、この調光パネル１５は、例えば、印加電圧により外光Ｒ２の透過率を変更可能なエレクトロクロミック材料を用いたパネルや透過型の有機ＥＬ（Electro Luminescent）パネルのように外光Ｒ２の一部を透過させつつ、外光Ｒ２の透過率を変更可能なパネルであれば何を用いても良い。
【００４６】
また、上記第１実施形態において透過率制御部１６は、記録部１１に記録されたｘＸ変換テーブルとセル特定テーブルを利用してオブジェクトの表示位置に対応するセルを特定する構成が採用されていた。しかし、表示情報発生部１２から供給される座標（ｘ、ｙ）群に基づいて、直接、オブジェクトの表示位置に対応するセルを特定するようにすることも可能である。かかる構成を採用する場合、座標（ｘ、ｙ）に基づいて、セルを特定するためのテーブルを記録部１１に記録するようにし、当該テーブルを利用してセルを特定するようにすれば良い。
【００４７】
［１．３］第１実施形態の変形例
（１）変形例１
上記第１実施形態にかかる情報表示装置Ｉにおいては、コンバイナ１４と調光パネル１５とを一体的に構成する場合について説明した。しかし、これらコンバイナ１４と調光パネル１５を別体として作成し、両者間に間隔を持たせて配置するようにすることも可能である。
【００４８】
但し、かかる構成を採用する場合、一体的に構成する場合と比較して、次の点に留意しつつ、上記ｘＸ変換テーブルを作成することが必要となる。まず、図７に示すように、ユーザの視認位置Ｐからコンバイナ１４に投影されているオブジェクトｏ３を視認する場合を考える。なお、図７においては、理解の容易のため、コンバイナ１４の座標（ｘ、ｙ）及び調光パネル１５の座標（Ｘ、Ｙ）の内、ｙ及びＹ軸方向についてのみ示している。
【００４９】
同図に示す場合、コンバイナ１４上におけるオブジェクトｏ３の表示位置に対応する座標群（ｙ１〜ｙ２）は、調光パネル１５の”２”番のセルに対応した座標（Ｙ１〜Ｙ２）となっている。しかし、コンバイナ１４と調光パネル１５の間に間隔がある場合、実際のユーザの視認位置Ｐからは、このオブジェクトｏ３が調光パネル１５の”１”番のセルに重畳して視認されることとなる。このことは、ｘ及びＸ軸方向についても同様である。
【００５０】
従って、上記ｘＸ変換テーブルを作成する際には、ユーザからの現実の視認位置Ｐと、コンバイナ１４及び調光パネル１５の配置位置との位置関係に基づいて、コンバイナ１４上の座標（ｘ、ｙ）と調光パネル１５上の座標（Ｘ、Ｙ）との対応関係を決定することが必要となる。なお、実際の対応関係の決定方法については任意であり、目視によりコンバイナ１４上の各座標（ｘ、ｙ）に対応する調光パネル１５の座標（Ｘ、Ｙ）を決定するようにしても良い。
【００５１】
このようにして本変形例によれば、コンバイナ１４と調光パネル１５とを間隔をもって配置した場合であっても、コンバイナ１４のオブジェクト表示位置に対応するセルを確実に特定して透過率を低減させ、もってオブジェクトの視認性を向上させることが可能となる。
【００５２】
（２）変形例２
上記変形例１のごとく、コンバイナ１４と調光パネル１５を間隔をもって配置する構成を採用する場合、コンバイナ１４上の座標（ｘ、ｙ）と調光パネル１５上の座標（Ｘ、Ｙ）を一致させるためには、ユーザの視認位置Ｐが大きく変動しないことが必要となる。従って、コンバイナ１４と調光パネル１５とを、例えば、車両のフロントガラスに設置し、運転席から視認するような場合には問題とならないが、ユーザの視認位置が大きく変動してしまうような場合には両座標が一致しなくなる可能性がある。
【００５３】
このような環境下において使用する場合、次のような方法を採用することが必要となる。
【００５４】
＜方法１＞
まず、ユーザの視認位置Ｐが変化することを前提として、視認位置Ｐとなり得る各位置から見た場合のコンバイナ１４上の座標（ｘ、ｙ）と調光パネル１５上の座標（Ｘ、Ｙ）との対応関係を特定する。そして、この特定された対応関係に基づいて、視認位置Ｐ毎にｘＸ変換テーブルを作成し、記録部１１に記録しておく。実際に情報表示装置Ｉを利用する場合、予めユーザの視認位置Ｐを決定し、情報表示装置Ｉに登録しておく。そして、オブジェクトを表示するに際しては、当該登録されている視認位置Ｐに対応するｘＸ変換テーブルとセル特定テーブルを用いて透過率を低減させるべきセルを特定する。
【００５５】
＜方法２＞
この方法は、コンバイナ１４と調光パネル１５の相対的な位置関係が固定であることを利用して、情報表示装置Ｉの使用開始時にｘＸ変換テーブルを作成する方法である。まず、図８のような場合を考える。なお、同図においては、コンバイナ１４の設置位置をＺ＝０、視認位置ＰをＺ＝Ｚ１、調光パネル１５の設置位置をＺ＝−Ｚ２としている。
【００５６】
この場合、視認位置Ｐ（Ｚ１、Ｙ０）から、ユーザが視認するコンバイナ１４上の点を（０、ｙ）とした場合、調光パネル１５においては点（−Ｚ２、０）が視認されることとなる。この場合、
【００５７】
【数１】

なる関係が成立する。よって、Ｙとｙの関係は、Ｚ１、Ｚ２及びＹ０の値が分かれば算出できることとなる。ここで、コンバイナ１４と調光パネル１５との間の距離は、配置位置によって決定されるものであるため、ユーザの視認位置Ｐを特定し、この（式１）に代入することにより、各座標値ｙと座標値Ｙとの関係を決定することが可能となる。ｘ及びＸ軸方向についても同様である。
【００５８】
この方法による場合、情報表示装置Ｉの使用に際して、ユーザは、予め視聴位置Ｐとコンバイナ１４との距離を測定し、当該測定値を情報表示装置Ｉに登録する。そして、この登録された測定値を上記（式１）に代入することによりｘＸ変換テーブルを作成し、当該ｘＸ変換テーブルを用いて透過率を低減すべきセルを特定することとなる。
【００５９】
このようにして、本変形例によれば、コンバイナ１４と調光パネル１５が離間して配置されている場合に、
（１）ユーザに視認される調光パネル１５上のセルとオブジェクト表示位置とを対応付けるための情報が格納されたｘＸ変換テーブルを各々異なった視認位置毎に用意し、ユーザの視認位置が特定した後、当該視認位置に対応するｘＸ変換テーブルを用いてオブジェクトのコンバイナ１４における表示位置に対応したセルを特定する、或いは、
（２）ユーザの視認位置から調光パネル１５及びコンバイナ１４までの距離に応じて、オブジェクト表示位置と、当該表示位置に重畳してユーザに視認されるセルとを対応付けるための情報を上記（式１）基づいて生成し、当該情報に基づいてセルを特定する構成を採用している。
【００６０】
これらの構成によれば、ユーザの視認位置が変化した場合であっても、当該変化後の視認位置Ｐからオブジェクトと重畳して視認されるセルが特定されることとなる。このため、ユーザの視点移動に伴って変化するコンバイナ１４上の座標と、調光パネル１５上の座標とを対応付け、透過率を低減すべきセルを確実に特定することが可能となる。
【００６１】
（３）変形例３
図９に本変形例にかかる情報表示装置Ｉ２の構成を示す。なお、図９において上述した図１と同様の要素については同様の符号を付してある。従って、特に示さない限り図１に示した各要素と同様の符号を付した要素については上記第１実施形態と同様の構成を有し、同一の動作を行うものである。
【００６２】
ここで、上記第１実施形態にかかる情報表示装置Ｉ２は、コンバイナ１４とプロジェクタ１３を利用して、ユーザに報知すべき情報、すなわち、オブジェクトを投影する構成を採用していた。これに対して、本変形例にかかる情報表示装置Ｉ２は、このコンバイナ１４とプロジェクタ１３に代わる表示パネル１７を設け、この表示パネル１７上に各種のオブジェクトを表示しようとするものである。
【００６３】
この表示パネル１７は、例えば、透過型の有機ＥＬパネルのように外光Ｒ２の一部を透過する自発光式の表示装置により構成されている。表示情報発生部１２から画像データが供給された場合、この表示パネル１７は、当該画像データに対応する表示光Ｒ３を出力する。この結果、外光Ｒ２の透過光と、表示光Ｒ３とが表示パネル１７を介して結合され、ユーザに視認されることとなる。
【００６４】
ここで、表示パネル１７上に表示されるオブジェクトの視認性を確保すべく、本変形例にかかる情報表示装置Ｉ２においても、オブジェクトの表示領域に対応するセルの透過率を低減する機能が実現されている。なお、調光パネル１５の具体的な構成については、上述した図４及び図５と同様である。
【００６５】
また、このように表示パネル１７を用いる構成を採用する場合、表示パネル１７上の各画素に対応するセルが透過率制御部１６において特定できなければ、ユーザに報知すべき情報（オブジェクト）の表示領域に対応するセルの透過率を低減することができない。このため、調光パネル１５と表示パネル１７を設置する際には、予め定められた画素が各セルに対応付けられるように、両パネルの位置関係を設定することが必要となる。
【００６６】
一方、本変形例にかかる情報表示装置Ｉ２においては、表示情報発生部１２において生成された画像データに基づいて表示パネル１７が駆動されることとなるため、上記第１実施形態のようにプロジェクタ１３に搭載された液晶パネル上の座標（ｘ’、ｙ’）とコンバイナ１４上の座標（ｘ、ｙ）との対応関係を考慮することは必要とならない。その一方、かかる構成を採用する場合であっても、オブジェクトの表示位置に対応するセルを特定することが必要となる。
【００６７】
このため、本変形例にかかる情報表示装置Ｉ２において記録部１１には、ｘｘ’変換テーブルが記録されておらず、ｘＸ変換テーブルとセル特定テーブルのみが記録されている。なお、画像データに基づいて各フレームに対応する画像を表示する際にセルを特定する方法については、上記第１実施形態と同様である。
【００６８】
このようにして、本変形例によれば、例えば、透過型の有機ＥＬパネルを表示パネル１７として用い、オブジェクトを表示する方法を採用した場合であっても、調光パネル１５の透過率を減少させて、表示パネル１７上に表示されているオブジェクトの視認性を確保することが可能となる。
【００６９】
なお、本変形例においては、例えば、透過型の有機ＥＬパネルのように自発光式の表示装置を表示パネル１７として利用した態様について説明した。しかし、表示パネル１７は、例えば、透過型の液晶パネルのように光源を必要とするものであっても良い。但し、かかる構成を採用した場合、調光パネル１５の透過率が低減され外光Ｒ２の透過光量が減少してしまうと、オブジェクトが視認できなくなってしまう。そこで、かかる構成を採用する場合、調光パネル１５の一面にハーフミラーを形成し、当該ミラーの形成された面と表示パネル１７を対向させる。そして、これとは、別個に光源を設け、当該光源から出力される光線を当該ハーフミラーに照射して、反射光により液晶パネル上の表示画像をユーザに視認させるようにすることが必要となる。
【００７０】
［２］第２実施形態
図１０は、本実施形態にかかる情報表示装置Ｉ３の構成を示すブロック図である。なお、図１０において上述した図１と同様の要素については同様の符号を付してある。従って、特に示さない限り図１に示した各要素と同様の符号を付した要素については上記第１実施形態と同様の構成を有し、同一の動作を行うものである。
【００７１】
上記第１実施形態にかかる情報表示装置Ｉは、外光Ｒ２の光度と無関係にユーザに報知すべき情報の表示位置に対応するセルの透過率を低減させることにより当該情報の視認性を確保しようとするものであった。しかし、外光Ｒ２の光度が低い状況下においては、調光パネル１５の透過率を低減させなくとも当該情報の視認性を確保することが可能である。その一方、例えば、夜間の場合、街灯や自動車のヘッドライト等の影響により、コンバイナの一部のみ外光Ｒ２の光度が強くなることも想定できる。そこで、本実施形態にかかる情報表示装置Ｉ３は、外光Ｒ２の光度に応じて調光パネル１５の透過率を調整し、もって、ユーザに報知すべき情報に対応したオブジェクトの視認性を向上させようとするものである。
【００７２】
かかる機能を実現するため、本実施形態にかかる情報表示装置Ｉ３は、上記図１に示した各要素と共に、外光光度分布検出部１８が設けられている。この外光光度分布検出部１８は、調光パネル１５に対する外光Ｒ２の入射面側、すなわち、ユーザから見て調光パネル１５の向こう側に設置されたカメラを有しており、このカメラにより撮像された映像に基づき調光パネル１５の各セルに入射される外光Ｒ２の光度、すなわち、調光パネル１５に入射する外光Ｒ２の光度分布を検出する。
【００７３】
なお、カメラの具体的な設置位置及び撮像範囲については任意である。例えば、調光パネル１５の全面を撮像可能なように画角を設定してカメラを設置し、調光パネル１５の外光Ｒ２の入射面側を撮像して、当該調光パネル１５における反射光量に基づいて外光Ｒ２の光度分布を算出するようにしても良い。また、カメラにより調光パネル１５と反対方向を撮像し、当該撮像された映像に基づいて外光Ｒ２の光度分布を算出するようにしても良い。
【００７４】
ここで、カメラに撮像された映像に基づいて、各セルに入射される外光Ｒ２の光度を算出するためには、当該撮像された映像と、調光パネル１５上の各セル番号とが対応付けられていることが必要となる。そこで、本実施形態においては、カメラに撮像された映像上の位置と、調光パネル１５の各セル番号とを対応付けたテーブルが記録部１１に記録されており、外光光度分布検出部１８は、このテーブルに基づいて各セルにおける外光Ｒ２の光度を算出する。そして、この算出結果を透過率制御部１６に出力するのである。
【００７５】
一方、透過率制御部１６は、表示情報発生部１２から供給される座標（ｘ、ｙ）群に基づいてセル番号を特定すると共に、外光光度分布検出部１６から供給されるデータに基づいて当該特定された番号のセルに入射される外光Ｒ２の光度を算出し、当該算出結果に基づいて調光パネル１５の透過率を制御する。
【００７６】
なお、この際、表示情報発生部１２から供給される座標（ｘ、ｙ）群に基づいて、透過率制御部１６が透過率を低減すべきセルを特定する方法及び表示情報発生部１２から供給される画像データ及び座標（ｘ、ｙ）群に基づいてプロジェクタ１３において実行される処理については、上記図６と同様である。なおまた、この際、透過率制御部１６が透過率を制御する方法については任意であり、例えば、次のような方法を採用することが可能である。
【００７７】
＜方法ａ＞
この方法は、予め光度の閾値を設定しておき、オブジェクトの表示領域に対応するセルに入射される外光Ｒ２の光度が当該閾値を上回った場合に、当該セルの透過率を低減させるように調光パネル１５を駆動する方法である。
【００７８】
＜方法ｂ＞
この方法は、調光パネル１５を透過する外光Ｒ２の光度が、各セル間において一定値を取るように調光パネル１５の透過率を制御する方法である。但し、かかる構成を採用する場合、調光パネル１５の各電極に対する印加電圧と透過率の関係を予め調べておき、設定すべき透過率に対応した電圧を当該セルに対応する電極に印可するように制御することが必要となる。
【００７９】
このようにして、本実施形態にかかる情報表示装置Ｉ３は、調光パネル１５に対して入射されている外光Ｒ２の光度を検出する外光光度分布検出部１８を更に有し、透過率制御部１６は、外光光度分布検出部１８において検出された光度に応じて調光パネル１５における外光Ｒ２の透過率を減少させる構成となっている。この構成により、外光Ｒ２の強度に応じて調光パネル１５の透過率が調整されるため、透過率を減少させる必要のある場合にのみ透過率が減少させ、もって、消費電力の削減を図ることが可能となる。
【００８０】
なお、本実施形態にかかる情報表示装置Ｉ３においては、コンバイナ１４とプロジェクタ１３を用いた構成を採用していた。しかしながら、本実施形態においても、上記第１実施形態における変形例３のように、これらに代えて表示パネル１７を設ける構成を採用することも可能である。
【００８１】
また、本実施形態にかかる情報表示装置Ｉ３においては、外光光度分布検出部１８にカメラを設け、各座標値に対応した外光Ｒ２の光度を算出することによりコンバイナ１４上における光度分布を算出する構成としている。しかし、光度分布を算出する必要性がない場合には、光度計により代替し、光度計における検出結果に応じて一律に透過率を制御するようにすることも可能である。
【００８２】
［３］第３実施形態
上記第２実施形態においては、調光パネル１５に対する外光Ｒ２の入射面側にカメラを設置し、調光パネル１５に入射された外光Ｒ２の光度に基づいて調光パネル１５における透過率を制御する構成が採用されていた。これに対して、本実施形態にかかる情報表示装置Ｉ４は、実際にユーザが視認している映像、すなわち、コンバイナ１４を透過した外光Ｒ１とコンバイナ１４に投影されている光線Ｒ１とが結合されユーザに視認される映像に基づいて調光パネル１５の透過率を制御しようとするものである。
【００８３】
かかる機能を有する情報表示装置Ｉ４の構成を図１１に示す。なお、同図において上述した図１と同様の要素については同様の符号を付してある。同図に示すように、本実施形態にかかる情報表示装置Ｉ４には、上記図１に示した各要素に加えて、重畳映像撮像部１９と、映像解析部２０と、が設けられている。
【００８４】
重畳映像撮像手段１９は、ユーザの視認位置に設置されたカメラを有しており、このカメラはコンバイナ１４の全面を撮像可能なように画角が設定されている。このカメラにおいて撮像された映像に対応するデータは、重畳映像撮像部１９から映像解析部２０へと供給され、映像解析部２０において解析される。
【００８５】
映像解析部２０は、重畳映像撮像部１９から供給されるデータに基づいて、コンバイナ１４におけるオブジェクトの視認性を評価する。具体的には、映像解析部２０は、以下の処理を実行する。
【００８６】
なお、以下の処理は、報知情報の視認性を評価するための具体的な処理の一例であり、映像解析部２０において行う処理は、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００８７】
まず、映像解析部２０は、重畳映像撮像部１９から供給されるデータに基づいてエッジ検出処理を行い、当該データに対応した画像を線画像化する。この際、映像解析部２０は、当該データに含まれている各画素について隣接画素との間の輝度の差分を算出する。そして、当該差分値が一定値以上であれば「０」、一定値以下であれば「１」とすることにより、当該データに対応する画像を２値化（以下、この２値化した画像に対応するデータを「線画像データ」という）する。なお、「特許請求の範囲」における「線画像化処理」とは、例えば、この線画像データを生成する処理を含むものである。
【００８８】
また、この際、映像解析部２０は、表示情報発生部１２からプロジェクタ１３に供給される画像データを取得した後、当該画像データについても上記エッジ検出処理を行って線画像化する。そして、映像解析部２０は、オブジェクトを表示する座標を含むセル毎に、２つの線画像データを比較し、各セルに対応する不一致度Ｔを算出する。ここで、不一致度Ｔとは、線画像の一致性を示す指標であり、次の式により算出される。
【００８９】
【数２】

ここで、（式２）において、「ｎ」は不一致度Ｔの算出対象となっているセルに含まれる画素数を意味し、「Ｗ」及び「Ｚ」は、各々、「Ｗ」が重畳映像撮像部１９において撮像された映像中における各画素の輝度の２値化値、「Ｚ」が表示情報発生部１６において生成される画像データに対応する画像中における各画素の輝度の２値化値を意味する。
【００９０】
ここで、一般に、画像中に含まれているオブジェクトの視認性が良い状態においては両線画像の一致性が良くなり、（Ｗｉ−Ｚｉ）の算出値が「０」となる画素数が増える関係にある。これに対して、画像中に含まれているオブジェクトの視認性が悪い状態においては、各画素の２値化値が一致しなくなるため、（Ｗｉ−Ｚｉ）の算出値は、「１」となる画素数が増加することとなる。
【００９１】
従って、不一致度Ｔの算出値が大きくなれば、なるほど、オブジェクトの視認性が悪くなっていることが予測される。そこで、本変形例において映像解析部２０は、この不一致度Ｔの算出結果を所定の閾値と比較し、その算出結果が当該閾値よりも大きい場合に、当該不一致度Ｔに対応するセルを透過率の低減対象とする構成となっている。このようにして、各セル毎に透過率の低減対象とするか否かが決定されると、映像解析部２０は、当該決定結果を示す信号を透過率制御部１６へと出力し、透過率制御部１６は、当該信号により示される決定結果が透過率を低減すべき旨を示すものである場合にのみ、オブジェクトの表示領域に対応するセルの透過率を低減させるのである。
【００９２】
但し、かかる構成を採用する場合、表示情報発生部１２において生成する画像データの座標、すなわち、コンバイナ１４上での座標（ｘ、ｙ）と、カメラにより撮像されている映像上での画素が対応していることが必要となる。このため、本実施形態の場合、記録部１１には、事前に各画素と（ｘ、ｙ）座標とを対応付けたテーブルが記録されており、映像解析部２０は、このテーブルに基づいて、線画像の差分を算出する構成となっている。
【００９３】
このようにして、本実施形態にかかる情報表示装置Ｉ４は、オブジェクトが表示された状態におけるコンバイナ１４を撮像する重畳映像撮像部１９と、この撮像された映像に対応したデータにおけるオブジェクトの表示範囲及びその近傍範囲に含まれる画素に対応した輝度成分と、当該オブジェクトを含む画像データにおける当該範囲の輝度成分の差分を算出し、当該差分値に基づいてユーザからの当該報知情報の視認状態を示す情報を生成する映像解析部２０と、を更に有し、透過率制御部１６は、映像解析部２０において生成された情報に基づいて調光パネル１５における可視光線の透過率を低減させるセルを特定し、当該セルの光透過率を低減させる構成となっている。
【００９４】
この構成により、重畳映像撮像部１９において撮像された映像に対応するデータに基づいて調光パネル１５の透過率を低減させるか否かが決定されるため、実際にユーザによって視認されているオブジェクトの表示状態に応じて透過率を低減するか否かを決定し、ユーザによるオブジェクトの視認性を確保することが可能となる。
【００９５】
［４］本願にかかる情報表示装置の応用例
次いで、上記各実施形態において示した情報表示装置Ｉ、Ｉ２、Ｉ３及びＩ４を各種の装置に応用した場合の応用例について説明する。なお、以下においては、便宜的に情報表示装置Ｉを各種装置に応用した場合について例示する。
【００９６】
［４．１］第１応用例
図１２に本応用例にかかるナビゲーション装置１００の構成を示すブロック図を示す。同図に示すように、本実施形態にかかるナビゲーション装置１００は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部１０１と、センサ部１０２と、インターフェイス部１０３（以下、「インターフェイス」を「Ｉ／Ｆ」と略称する）と、ＶＩＣＳ（Vehicle Information Communication System）データ受信部１０４と、ＨＤドライブ１０５と、操作部１０６と、情報表示部１０７と、音声処理部１０８と、スピーカ１０９と、システム制御部１１０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）／ＲＡＭ（Random Access Memory）部１１１と、これら各要素間を相互に接続するデータバス１１２と、を有する。
【００９７】
ここで、本応用例は、上記情報表示装置Ｉをカーナビゲーション装置１００の情報表示部１０７に応用したものである。このナビゲーション装置１００においては、車両のフロントガラス全面に調光パネル１５及びコンバイナ１４を設け、フロントガラス越しにユーザ（運転手）に視認される現実の景色に重畳して、例えば、経路誘導のための矢印等のオブジェクトをコンバイナ１４上に投影させるためのものである。
【００９８】
かかる機能を実現するための本実施形態にかかるナビゲーション装置１００の構成について以下説明する。
【００９９】
ＧＰＳ受信部１０１は、測地衛星の発信するＧＰＳ電波を受信し、この受信したＧＰＳ電波に基づいて車両の現在位置に対応する緯度／経度を算出し、当該算出した緯度／経度をＧＰＳデータとしてＩ／Ｆ部１０３に出力する。センサ部１０２は、車両の走行速度、加速度及び方位角を検出するための各種センサを有しており、検出結果に対応する走行データをＩ／Ｆ部１０３に出力する。
【０１００】
Ｉ／Ｆ部１０３は、センサ部１０２から入力される走行データと、ＧＰＳ受信部１０１から入力されるＧＰＳデータに基づいて車両の現在位置を算出し、当該算出結果に対応する自車位置データをシステム制御部１１０に出力する。
【０１０１】
ＶＩＣＳデータ受信部１０４は、ＦＭ多重放送等の放送電波を受信し、当該放送電波に含まれているＶＩＣＳデータを抽出して、システム制御部１１０に出力する。なお、ＶＩＣＳとは、道路交通情報通信システムのことを示し、ＶＩＣＳデータとは、渋滞、事故、通行規制等の道路交通情報を言う。
【０１０２】
ＨＤドライブ１０５は、情報の書き換えが可能なＨＤを有しており、このＨＤ内には、例えば、運転者の視点から見た３次元模式図（以下、「ドライバーズビュー地図」という）、より具体的には、車両の移動中において運転者から視認される景色を３次元的に模式した地図、或いは、平面的な地図の背景や道路表示のためのポリゴンやポリライン、テキスト等のデータを要素とする地図データや、ユーザに対して経路を報知するための矢印等のオブジェクト表示するためのポリゴン等のオブジェクトデータ、地点検索用のデータが記録されている。なお、本応用例において、上記図１に示す記録部１１は、このＨＤにより代替されるものである。
【０１０３】
操作部１０６は、テンキーやカーソルキー等の各種キーを有するリモートコントロール装置等により構成されており、ユーザ（運転手や同乗者）の入力操作に対応した制御信号をシステム制御部１１０に出力する。音声処理部１０８は、システム制御部１１０の制御の下、音声信号を生成し、その生成した音声信号をスピーカ１０９を介して拡声する。かかる音声処理部１０８の機能により、本実施形態にかかるナビゲーション装置１００は、例えば、次の交差点における車両の進行方向をユーザに告知し、或いは、設定された経路上における渋滞状況や通行止め状況をユーザに告知する。
【０１０４】
システム制御部１１０は、主としてＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されると共に、ＧＰＳ受信ポート、キー入力ポート、表示部制御ポート等の各種入出力ポートを含み、ナビゲーション装置１００の全体的な機能を統括的に制御する。かかる制御に際して、システム制御部１１０は、ＲＯＭ／ＲＡＭ部１１１に記録されている制御プログラムを読み出して各処理を実行し、当該ＲＯＭ／ＲＡＭ部１１１に処理中のデータを一時的に保持する。
【０１０５】
例えば、このシステム制御部１１０は、ＨＤに記録されているデータに基づいてマップマッチング等の補正処理を行うと共に、操作部１０６に対する入力操作に応じて目的地となる地点を決定し、車両現在位置から当該目的地となる地点までの経路を設定するための経路設定処理を行う。
【０１０６】
また、システム制御部１１０は、かかる経路設定処理により車両現在位置から目的地までの経路が設定されると、音声処理部１０８を制御し案内音声を出力させると共に、運転手によって現実に視認されている風景に重畳して、車両進行方向を示す矢印等のオブジェクトがコンバイナ１４上に投影されるように情報表示部１０７を制御する。
【０１０７】
この際、システム制御部１１０は、Ｉ／Ｆ部１０３から供給される自車位置データに基づいてＨＤドライブ１０５のＨＤに記録されている地図データを検索し、車両現在位置に対応するドライバーズビュー地図の地図データを読み出す。そして、システム制御部１１０は、当該地図データに基づきユーザに現実に視認されているであろう道路形状及びコンバイナ１４上において当該道路が視認されているであろう座標（ｘ、ｙ）群を算出すると共に、当該算出した道路形状と経路設定処理において設定された経路に基づいて表示すべき矢印の形状を決定するのである。このようにして決定された矢印形状及び座標（ｘ、ｙ）群は、情報表示部１０７へと出力され情報表示部１０７において当該情報に従って画像データが生成される。
【０１０８】
なお、この道路形状及び座標（ｘ、ｙ）群をシステム制御部１１０において算出する際の具体的方法については任意である。但し、本応用例においては、ドライバーズビュー地図をコンバイナ１４全面に表示した場合に、当該地図が運転者に実際に視認される風景と一致するように地図データを作成しておき、コンバイナ１４上に当該地図を表示した場合に道路が視認されているであろう座標（ｘ、ｙ）群と当該道路の形状を算出するものとする。
【０１０９】
次に、情報表示部１０７は、上記図１０に示す情報表示装置Ｉと同様の構成を有しており、この情報表示部１０７を構成するコンバイナ１４及び調光パネル１５は、共に車両のフロントガラス全面に形成されている。また、本応用例においてプロジェクタ１３は、車両のフロントガラス全面に設けられた調光パネル１５の全域に対して画像が投影されるように画角が設定されている。
【０１１０】
本変形例にかかるナビゲーション装置１００において実際にユーザに対して経路誘導のための情報を提示する場合、表示情報発生部１２はＨＤに記録されているオブジェクトデータを読み出し、当該オブジェクトデータと、システム制御部１１０から供給される情報に基づいてユーザに提示すべきオブジェクト、すなわち、経路誘導のための矢印が描画された画像データを生成することとなる。
【０１１１】
次に、本応用例にかかるナビゲーション装置１００において、経路誘導のための矢印（オブジェクト）を表示する際の具体的な処理内容について説明する。まず、ユーザが操作部１０６に対して目的地を設定する旨の入力操作を行うと、システム制御部１１０は、この入力操作に従って経路設定処理を行い、車両現在位置からユーザにより指定された目的地までの経路を算出する。
【０１１２】
このようにして、経路設定が完了すると、システム制御部１１０は、図１３に示す経路誘導のための処理を開始する。なお、この図１３に示す処理は、システム制御部１１０が経路誘導に際して実行するサブルーチンを示した図である。
【０１１３】
この処理において、システム制御部１１０は、まず、Ｉ／Ｆ部１０３から供給される自車位置データを取得し（ステップＳａ１）、当該自車位置データに対応するドライバーズビュー地図の地図データをＨＤドライブ１０５から読み出す（ステップＳａ２）。この際、システム制御部１１０は、当該自車位置データに基づいて車両現在位置を特定し、当該現在位置に対応する地図データを読み出す。
【０１１４】
次いで、システム制御部１１０は、この読み出した地図データと自車位置データに基づいて、車両現在位置において運転者から視認されるであろう道路形状及び座標（ｘ、ｙ）群を算出した後（ステップＳａ３）、当該算出された道路形状に基づいてコンバイナ１４に表示すべきオブジェクト、すなわち、矢印形状を決定する（ステップＳａ４）。そして、システム制御部１１０は、この決定したオブジェクト形状び座標（ｘ、ｙ）群を情報表示部１０７に出力した後（ステップＳａ５）、経路誘導のための処理が終了したか否かを判定する状態となり（ステップＳａ６）、「ｙｅｓ」と判定すると処理を終了するのに対し、「ｎｏ」と判定すると再度ステップＳａ１〜ステップＳａ６の処理を繰り返す。
【０１１５】
一方、システム制御部１１０からオブジェクト形状等の情報が供給されると、情報表示部１０７の表示情報発生部１２はＨＤドライブ１０５からオブジェクトデータを読み出し、当該オブジェクトデータに基づいてコンバイナ１４に投影すべき画像（経路誘導用の矢印を含む）に対応した画像データを生成する。この際、表示情報発生部１２は、システム制御部１１０から供給されたオブジェクト形状に基づいて矢印形状を決定すると共に、座標（ｘ、ｙ）群に基づいてオブジェクトが表示されるべき位置を特定する。
【０１１６】
このようにして生成された画像データに対応する画像は、上記図６に示す処理と同様の処理によりコンバイナ１４上に投影され、これに伴って調光パネル１５の透過率が低減される。かかる一連の処理が繰り返され、順次、新たな車両位置において表示すべき矢印形状が決定され、コンバイナ１４に投影されることとなる。
【０１１７】
このようにして本実施形態にかかるナビゲーション装置１００によれば、車両現在位置において運転手に視認される現実の風景に重畳して、経路案内のための矢印等の情報を表示することが可能となり、仮想現実を実現し、もって、ユーザの利便性を確保することが可能となる。
【０１１８】
なお、自動車のフロントガラス全面に調光パネルを設けた場合、外光光度分布検出部１８における検出結果に基づいて透過率制御部１６が調光パネル１５の透過率を制御することにより、サンバイザとしての機能を実現するようにすることも可能である。かかる構成とすれば、例えば、対向車のヘッドライトや朝日のようにサンバイザにより遮光することのできない領域の防眩装置として利用することも可能である。
【０１１９】
また、本実施形態においてドライバーズビュー地図に対応する地図データは、運転者に視認される風景と一致するように作成する構成としているが、当該データは助手席、或いは、後部座席から視認される風景と一致するように作成するようにすることも可能である。
【０１２０】
また更に、本応用例においては、運転手によって視認される道路上に経路誘導用の矢印を重畳して表示する場合について説明したが、重畳して表示する情報は、経路誘導用の矢印に限らず、例えば、建物名や交差点名を運転手に視認される現実の建物等に重畳して表示するようにしても良い。この場合であっても、システム制御部１１０において形状等を抽出する対象が道路以外のものとなる点以外は、上記第１応用例と同様である。
【０１２１】
更に、本応用例においては、矢印の表示時に、その都度、システム制御部１１０が、地図データに基づいて矢印の形状や表示位置を算出する構成を採用しているが、かかる算出結果を事前にテーブル化して保持するようにしても良い。
【０１２２】
［４．１．１］第１応用例の変形例
上記第１応用例においては事前に車両の運転手に視認される風景と一致するようにドライバーズビュー地図に対応する地図データを生成し、当該地図データを利用して運転手から視認されているであろう道路形状及び当該道路がコンバイナ１４上に表示される座標（ｘ、ｙ）を決定する構成を採用していた。しかし、かかる地図データを事前に用意することなく、運転手から視認されているであろう道路形状及び当該道路がコンバイナ１４上に表示される座標（ｘ、ｙ）を決定する構成とすることも可能である。
【０１２３】
例えば、ユーザの視点近傍にカメラを設置し、当該カメラにおいて撮像された画像に基づいてユーザから見える景色を認識し、ユーザから交差点が見える位置に矢印を表示するようにすることも可能である。
【０１２４】
なお、この場合、カメラにおいて撮像された画像に基づいて実際の景色を認識する方法としては、例えば、カメラから入力された画像上の特徴点を抽出して、当該特徴点に基づいてパラメータを設定し、当該パラメータに基づいて各映像上の景色を認識するようにしても良い（例えば、産業技術総合研究所発表論文「A Natural Feature-Based 3D Object Tracking Method for Wearable Augmented Reality」）。
【０１２５】
また、かかる方法を採用する場合、カメラにおいて撮像された各フレームに対応したデータを２値化し、各フレーム間において対応画素間の差分を取ることにより、例えば、人間や動物のような移動している物体を検出し、当該物体に対して、例えば、危険な状態を示すオブジェクトを重畳して表示するようにすることも可能である。この場合、車両に対する物体の相対的な移動速度を算出することにより、各物体が移動しているか否かを判定することも可能である。
【０１２６】
［４．２］その他の応用例
上記応用例１の他、情報表示装置Ｉ、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４は、例えば、ヘッドマウントディスプレイに応用することも可能である。この場合、情報表示装置Ｉ３の調光パネル１５及びコンバイナ１４を、めがね形状にて形成することが必要となる。また、この場合、例えば、表示情報発生部１２に、ＩＥＥＥ１３９４等の外部機器Ｉ／Ｆを設け、この外部機器Ｉ／Ｆを介してナビゲーション装置等の外部機器と接続し、当該外部機器から入力されるデータに基づいて表示情報発生部１２が画像データを生成するようにしても良い。この場合であっても、上記と同様の制御を行うことによりユーザに報知すべき情報の表示領域に対応したセルの透過率を低減させることが可能となる。

Claims

ユーザに報知すべき報知情報を表示する情報表示装置であって、
可視光線を透過する基材により構成され、前記可視光線の入射面に対向して前記報知情報を表示する表示面が設けられた表示手段と、
前記表示手段の前記入射面に重畳して配置され、当該入射面に入射される前記可視光線の光度を調節するための手段であって、透過性を有する基材により形成されると共に前記表示手段と重畳した範囲を複数に分割した領域毎に光透過率が変更される調光手段と、
画像データとして前記報知情報を含むデータを生成して、前記表示手段における前記報知情報の表示を制御する表示制御手段と、
前記表示手段における前記報知情報の表示位置を特定すると共に、当該表示位置に対応した前記調光手段の前記領域を特定する特定手段と、
前記特定された領域の光透過率を前記調光手段を制御することにより低減させる透過率制御手段と、
前記報知情報が表示された状態における前記表示手段を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された映像に対応した映像データにおける前記報知情報の表示範囲及びその近傍範囲に含まれる画素に対応した輝度成分と、当該報知情報を含む前記画像データにおける当該範囲の輝度成分の差分を算出し、当該差分値に基づいてユーザからの当該報知情報の視認状態を示す視認情報を生成する映像解析手段と、を具備し、
前記特定手段は、前記視認情報に基づいて前記調光手段の前記領域を特定し、
前記透過率制御手段は、前記特定された領域の光透過率を低減させる
ことを特徴とする情報表示装置。
前記映像解析手段は、前記撮像手段により撮像された映像に対応する前記映像データ及び前記画像データの線画化処理を行って、前記各データを構成する各画素毎に差分値を算出し、当該差分値を用いて前記視認情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の情報表示装置。
前記映像解析手段は、前記差分値に基づいて前記映像データ及び前記画像データの不一致度を算出し、当該不一致度に基づいて前記視認情報を生成する一方、
前記特定手段は、前記視認情報により示される不一致度が所定の閾値を超えた前記領域を前記透過率の低減対象とする
ことを特徴とする請求項２に記載の情報表示装置。
移動体の移動に伴う経路誘導に必要な経路誘導情報を表示するナビゲーション装置であって、
可視光線を透過する基材により構成され、前記可視光線の入射面に対向して前記経路誘導情報を表示する表示面が設けられた表示手段と、
前記表示手段の前記入射面に重畳して設置され、当該入射面に入射される可視光線の光度を調節するための手段であって、透過性を有する基材により形成されると共に当該表示手段と重畳した範囲を複数に分割した領域毎に光透過率が変更される調光手段と、
前記経路誘導情報を含む画像データが記録された記録手段と、
前記記録手段に記録された画像データに基づいて、前記表示手段における前記経路誘導情報の表示を制御する表示制御手段と、
前記表示手段における前記経路誘導情報の表示位置を特定すると共に、当該表示位置に対応した前記調光手段の前記領域を特定する特定手段と、
前記特定された領域の光透過率を前記調光手段を制御することにより低減させる透過率制御手段と、
前記経路誘導情報が表示された状態における前記表示手段を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された映像に対応した映像データにおける前記経路誘導情報の表示範囲及びその近傍範囲に含まれる画素に対応した輝度成分と、前記経路誘導情報を含む前記画像データにおける当該範囲の輝度成分の差分を算出し、当該差分値に基づいてユーザからの当該経路誘導情報の視認状態を示す視認情報を生成する映像解析手段と、を具備し、
前記特定手段は、前記視認情報に基づいて前記調光手段の前記領域を特定し、
前記透過率制御手段は、前記特定された領域の光透過率を低減させる
ことを特徴とするナビゲーション装置。