JP2007320399A - 車両用画像表示装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】利用者に与える煩わしさを軽減しつつも、利用者に画像の動きを分かり易く認識させるようにすることが可能な車両用画像表示装置及び方法を提供する。
【解決手段】車両用画像表示装置１は、検出された車両や乗員頭部の変位をキャンセルするように画像を変位させると共に、画像を変位させる場合には画像の変位方向および変位量と同じだけ視標を移動させる。特に、表示画面の上端及び下端に隣接し対角上に配置された一対の視標、並びに、表示画面の左端及び右端に隣接し対角上に配置された一対の視標の少なくとも一方を表示させる。このため、視標が画像中央に存在することがない。さらに、固定の視標を表示しなくとも画面端が固定の視標と同じように作用するため、固定の視標による煩わしさがない。従って、利用者に与える煩わしさを軽減しつつも、利用者に画像の動きを分かり易く認識させるようにすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用画像表示装置及び方法に関する。

従来、車両の動きをキャンセルするように、画像表示部に表示する画像をシフトさせる画像表示装置が知られている。この装置によれば、車両の動きをキャンセルするように画像をシフトさせるため、車内で画像を見ている利用者が違和感や不快感を感じにくいようにすることができる。

また、車両の動きに合わせて画像表示部に表示する画像をシフトさせると共に、画像の動きに合わせて移動する視標を画像中央に表示し、且つ、画像の動きによらず固定された視標を表示する車両用画像表示装置が知られている。この装置によれば、移動する視標と固定の視標とによって、利用者に画像の動きを分かり易く認識させることができる（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−３５４４８１号公報

しかし、従来の車両用画像表示装置では、画像中央に視標が表示されるため、利用者にとって煩わしいものとなってしまう。また、視標の動きを認識させやすいように、固定の視標を表示する必要もあり、一層利用者にとって煩わしいものとなってしまう。

本発明の車両用画像表示装置は、運動推定手段と、表示手段と、表示制御手段とを備えている。運動推定手段は車両の変位及び乗員頭部の変位の少なくとも一方を推定するものであり、表示手段は車両乗員に対して画像を表示するものである。表示制御手段は、運動推定手段により検出された変位をキャンセルするように、表示手段により表示される画像を変位させるものである。さらに、表示制御手段は、表示手段に画像を表示させることに加え、表示画面の上端及び下端に隣接し対角上に配置された一対の視標、並びに、表示画面の左端及び右端に隣接し対角上に配置された一対の視標の少なくとも一方を表示させ、画像を変位させる場合には画像の変位方向および変位量と同じだけ視標を移動させる構成となっている。

本発明によれば、検出された車両や乗員頭部の変位をキャンセルするように画像を変位させると共に、画像を変位させる場合には画像の変位方向および変位量と同じだけ視標を移動させるため、視標の存在により利用者に画像の動きを分かり易く認識させることができる。さらに、表示画面の上端及び下端に隣接し対角上に配置された一対の視標、並びに、表示画面の左端及び右端に隣接し対角上に配置された一対の視標の少なくとも一方を表示させる。このため、視標が画像中央に存在することがない。さらに、固定の視標を表示しなくとも画面端が固定の視標と同じように作用するため、固定の視標による煩わしさがない。従って、利用者に与える煩わしさを軽減しつつも、利用者に画像の動きを分かり易く認識させるようにすることができる。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用画像表示装置の構成図である。同図に示すように、車両用画像表示装置１は、車両運動検出部１０、車両運動推定部（運動推定手段）２０、乗員運動推定部（運動推定手段）３０、制御部４０、表示制御部（表示制御手段）５０および表示装置（表示手段）６０を備えている。

車両運動検出部１０は、加速度センサや角速度センサなどによって構成され、例えば自車両に加わる加速度（並進方向の加速度）、および自車両に加わる角速度を検出する構成となっている。

車両運動推定部２０は、車両の変位を推定するものである。この車両運動推定部２０は、車両運動検出部１０により検出された加速度等に基づいて、自車両の変位を推定する。例えば車両運動推定部２０は、図２に示す車両挙動モデルを用いて車両の変位を推定する。

図２は、図１に示した車両運動推定部２０による車両変位の推定方法を示す図である。図２に示すように、車両挙動モデルは、質量Ｍの車体モデルにバネ係数Ｋ、ダンパ係数Ｃとするサスペンションモデルとを組み合わせて構成されている。この車両挙動モデルの車体に減速度ａｖを加えると、車体が一定量前方（図中矢印方向）に移動することとなる。車両運動推定部２０は、この車両挙動モデルに各種加速度を加えたときに得られた車体の移動方向及び移動量のデータを記憶しており、車両運動検出部１０により検出された加速度等に基づいて、車体の変位（移動方向および移動量）を推定するようになっている。

なお、車体Ｍは不図示のセンサにより検出される乗員数（積載量）に応じて変化するものであり、車両運動推定部２０は、乗員数（積載量）ごとに、各種加速度を加えたときに得られた車体の移動方向及び移動量のデータを記憶している。

再度、図１を参照する。乗員運動推定部３０は、車両運動推定部２０により推定された自車両の運動に基づいて乗員頭部の変位を推定するものである。例えば乗員運動推定部３０は、図３に示す乗員挙動モデルを用いて乗員頭部の変位を推定する。

図３は、図１に示した乗員運動推定部３０による乗員頭部変位の推定方法を示す図である。図３に示すように、乗員挙動モデルは、質量ｍの乗員頭部モデルにバネ係数Ｋ、ダンパ係数Ｃとする乗員身体モデルとを組み合わせて構成されている。この乗員挙動モデルの車体に減速度ａｈを加えると、乗員頭部が一定量前方（図中矢印方向）に移動することとなる。乗員運動推定部３０は、この乗員挙動モデルに各種加速度を加えたときに得られた頭部の移動方向及び移動量のデータを記憶しており、車両運動検出部１０により検出された加速度等に基づいて、頭部の変位（移動方向および移動量）を推定するようになっている。

なお、頭部質量ｍ、バネ係数Ｋ及びダンパ係数Ｃは不図示のセンサにより検出される乗員の体重、身長、及び座高等の体格、並びに着座姿勢に応じて変化するものであり、乗員運動推定部３０は、乗員の体格や着座姿勢ごとに、各種加速度を加えたときに得られた頭部の移動方向及び移動量のデータを記憶している。

再度、図１を参照する。制御部４０は、車両用画像表示装置１の全体を制御するものである。特に制御部４０は、車両運動推定部２０により推定された車両変位から、表示装置６０の表示画面の移動量を求めるものである。また、制御部４０は、乗員運動推定部３０により推定された乗員頭部の変位から眼球位置の変位量を求めるものである。さらに、制御部４０は、表示装置６０の表示画面の移動量と眼球位置の変位量とから、画面と眼球との相対変位量を算出するものである。

表示制御部５０は、表示装置６０に表示させる画像を生成等するものである。この表示制御部５０は、画像入力部５１と、視標生成部５２と、画像合成部５３と、画像変位部５４とを有している。

画像入力部５１は、表示装置６０を通じて運転者に表示すべき表示画像や映像やテキストデータなどの情報を入力するものである。視標生成部５２は、画像入力部５１から入力された表示画像等に重畳すべき視標を生成するものである。画像合成部５３は、画像入力部５１から入力された表示画像等と、視標生成部５２により生成された視標とを合成するものである。

ここで、視標生成部５２は、表示画面の上端及び下端に隣接し且つ対角上に配置されるように一対の視標を生成する。また、これに代えて又はこれに加えて視標生成部５２は、表示画面の左端及び右端に隣接し且つ対角上に配置されるように一対の視標を生成してもよい。これにより、表示装置６０の表示画面の端部付近に視標が表示されることとなる。

図４は、視標の表示例を示す図である。同図に示すように、表示画面の上端及び下端に隣接して一対の視標Ｍ１，Ｍ２が表示されている。これら一対の視標Ｍ１，Ｍ２は、対角上に配置されている。また、表示画面の左端及び右端に隣接して一対の視標Ｍ３，Ｍ４が表示されている。同様にこれら一対の視標Ｍ３，Ｍ４は、対角上に配置されている。また、視標Ｍ１〜Ｍ４それぞれは、最も近い画面端から、空間周波数が０．２ｃｙｃｌｅ／ｄｅｇ〜２．０ｃｙｃｌｅ／ｄｅｇの範囲内に表示されている。

さらに、視標Ｍ１〜Ｍ４は、車両や車内装置の状態または状況を示す文字列によって表現されている。すなわち、視標Ｍ１，Ｍ２は「ＣＯＭＦＯＲＴ ＭＯＤＥ」というショックアブソーバーの状態を示す文字列として表現されており、視標Ｍ３，Ｍ４は「２３チャンネル」というテレビの状態を示す文字列として表現されている。なお、文字列は、図４に示すものに限らず、例えばエアコンの情報（設定温度、吹き出し口、風量、外気温等）や交通情報（目的地までの時間、渋滞文字情報、地域情報、店舗情報等）などであってもよい。

図５は、視標の他の表示例を示す図である。同図に示すように、「ＣＯＭＦＯＲＴ ＭＯＤＥ」という視標Ｍ１，Ｍ２に代えて、図５に示すような視標Ｍ５，Ｍ６を表示するようにしてもよい。すなわち「東京地方」という文字列と曇を示す図形及び晴れを示す図形とからなる視標Ｍ５、並びに「４月２６日（水）１７：２５」という文字列からなる視標Ｍ６を表示するようにしてもよい。このように、視標は、天気などの状態または状況を示す図形によって表現されていてもよい。また、視標は図形に限らず記号であってもよい。

なお、図４及び図５に示すように、画面上下端に隣接する視標Ｍ１，Ｍ２，Ｍ５，Ｍ６は、上下方向よりも左右方向の方が長く表現され、画面左右端に隣接する視標Ｍ３，Ｍ４は、左右方向よりも上下方向の方が長く表現されている。このように表現することにより、上下端に隣接する視標Ｍ１，Ｍ２，Ｍ５，Ｍ６が上下方向に長くなって画像中央付近まで位置してしまうことを防止することができる。同様に、左右端に隣接する視標Ｍ３，Ｍ４が左右方向に長くなって画像中央付近まで位置してしまうことを防止することができる。

再度、図１を参照する。画像変位部５４は、制御部４０により算出された画面と眼球との相対変位量に基づいて表示装置６０に表示される画像位置を変位させるものである。この変位によって、画像変位部５４は、車両の変位および乗員頭部の変位の双方をキャンセルすることとなる。具体的に説明すると、画像変位部５４は、車両上下方向及び左右方向に画像位置を変位させる。これにより、車両の上下方向（ピッチ方向）及び左右方向（ロール方向）の移動、並びに乗員頭部の上下方向（ピッチ方向）及び左右方向（ロール方向）の移動によって、乗員が違和感を感じないように画像を提供することとなる。

図６は、図１に示した画像変位部５４による画像変位の様子を示す図であり、（ａ）は上下方向に画像変位させたときの一例を示し、（ｂ）は左右方向に画像変位させたときの一例を示している。

まず、画像変位部５４は、車両がノーズダウンした場合、そのノーズダウンによる変位をキャンセルするように、画像を上方へ変位させる（図６（ａ））。また、画像変位部５４は、車両が右旋回した場合、その右旋回による変位をキャンセルするように、画像を左方向へ変位させる（図６（ｂ））。

なお、図６に示すように、画像変位部５４は、画像を変位させる場合、画像の変位方向と変位量と同じだけ視標を移動させる。この視標の動きによって、画像の動きを分かり易くすることができる。詳細に説明すると、視標が存在すると視標の動きによって利用者は画像の動きを認識することができる。しかし、単に動く視標を表示するよりも、動く視標と固定の視標とを隣接表示させ、両者間の相対移動を利用者に認識させる方が、画像動きの検出力を３倍程度に高めることができる。ところが、固定の視標は常に一定位置に存在し、場合によっては画像の一部が見えなくなってしまうため、煩わしい存在となってしまう。本実施形態では、固定の指標が存在せず、視標を画面端に隣接させ、画像の変位と共に視標を動かすようにしている。これにより、画面端が固定の視標と同様に作用することとなり、固定の視標を省略して煩わしさを低減することができる。

さらに、画像変位部５４は、画像変位と共に視標を変位させる場合、変位量が大きいときには視標の一部または全部が画面端の外側に移動したかのように表現する。このように、視標の移動を画面端までに制限することなく移動させることで、制限した場合と比べて、より違和感や不快感の軽減を図ることができる。

表示装置６０は、車両乗員に対して、画像変位部５４により変位させられた画像を視標と共に表示するものである。図７は、図１に示した表示装置６０の設置例を示す図である。図７に示すように、表示装置６０は、車室内の前後席１０１，１０２の中間位置のルーフ部１０３に開閉収納式のものとして設置されている。後席乗員１０４は、収納状態の表示装置６０を下方に開くことにより表示画像を視認することとなる。

次に、第１実施形態に係る車両用画像表示方法を説明する。図８は、第１実施形態に係る車両用画像表示方法を示すフローチャートである。まず、車両用画像表示装置１の電源が投入されると、図８に示す処理が開始される。

その後、制御部４０は、画面電源がオンされているか否か、すなわち表示装置６０の電源がオンされているか否かを判断する（ＳＴ１）。表示装置６０の電源がオンされていないと判断した場合（ＳＴ１：ＮＯ）、電源がオンされていると判断されるまで、この処理を繰り返す。

表示装置６０の電源がオンされていると判断した場合（ＳＴ１：ＹＥＳ）、車両運動検出部１０は加速度等を検出する（ＳＴ２）。次いで、車両運動推定部２０は、ステップＳＴ１において検出した加速度等と図２に示した車両挙動モデルのデータとに基づいて車両変位を推定する（ＳＴ３）。次に、乗員運動推定部３０は、ステップＳＴ１において検出した加速度等と図３に示した乗員挙動モデルのデータとに基づいて乗員頭部の変位を推定する（ＳＴ４）。

次いで、制御部４０は、ステップＳＴ２において推定された車両変位から、表示装置６０の表示画面の移動量を算出する（ＳＴ５）。次に、制御部４０は、ステップＳＴ３において推定された乗員頭部の変位から眼球位置の変位量を求め、この変位量とステップＳＴ５において算出された移動量とに基づいて、表示装置６０の表示画面と眼球との相対変位量を算出する（ＳＴ６）。

その後、画像変位部５４は、ステップＳＴ６において算出された相対変位量に基づいて表示装置６０に表示される画像の変位量を算出する（ＳＴ７）。そして、画像合成部５３は、表示画像等と表示すべき視標とを合成する（ＳＴ８）。その後、画像変位部５４は、画像を視標と共にシフトさせる（ＳＴ９）。

次いで、表示装置６０は、シフトされた合成画像を表示する（ＳＴ１０）。その後、制御部４０は、画面電源がオフされているか否か、すなわち表示装置６０の電源がオフされているか否かを判断する（ＳＴ１１）。表示装置６０の電源がオフされていないと判断した場合（ＳＴ１１：ＮＯ）、処理はステップＳＴ２に移行する。一方、表示装置６０の電源がオフされていると判断した場合（ＳＴ１１：ＹＥＳ）、図８に示す処理は終了する。

次に、画像変位の様子、車両の変位推定及び乗員頭部の変位推定の詳細を説明する。図９は、車両変位に応じた画像変位の様子を示す図であり、（ａ）は乗員と表示画面との相対位置関係を示し、（ｂ）は車両ノーズダイブ時の画像変位の様子を示し、（ｃ）は車両スクワット時の画像変位の様子を示している。なお、図９では視標の図示を省略している。

車両が減速を行った場合、車両前方が下方に傾くノーズダイブが発生する。これにより、図９（ａ）に示すように、表示装置６０の表示画面は下方に移動することとなる。このとき、画像変位部５４は、図８のフローチャート等を参照して説明したように、車両の並進方向の変位をキャンセルするように画像を上方に移動させる。一方、車両が加速を行った場合、車両前方が上方に傾くスクワットが発生する。これにより、表示装置６０の表示画面は上方に移動することとなり、図９（ｃ）に示すように、画像変位部５４は車両の並進方向の変位をキャンセルすべく画像を下方に移動させる。

図１０は、乗員頭部の変位に応じた画像変位の様子を示す図であり、（ａ）は乗員と表示画面との相対位置関係を示し、（ｂ）は画像変位の様子を示している。なお、図１０では視標の図示を省略している。

車両が減速を行った場合、乗員頭部が下方に傾く傾向がある。これにより、図１０（ａ）に示すように、目の高さが下方に移動することとなる。このとき、画像変位部５４は、図１０（ｂ）に示すように、乗員の変位をキャンセルすべく画像を下方に移動させる。

図１１は、各走行状況における車両の変位推定及び乗員頭部の変位推定の詳細を示す図である。まず、走行状況が減速時のコーナリングであるときの車両挙動モデルによる車両の変位推定を説明する。この場合、図２を参照して説明したように、車両挙動モデルの車体に減速度ａｖを加えると、車体が一定量前方（図中矢印方向）に移動することとなる。車両運動推定部２０は、車両挙動モデルに減速度ａｖを加えたときの車体の移動方向及び移動量のデータを記憶しており、車両運動検出部１０により減速度ａｖが検出されたときには、記憶するデータに基づいて車体の移動方向及び移動量を推定する。なお、車体Ｍの質量は乗員数（積載量）に応じて変化する。

また、走行状況が減速時のコーナリングであるときの乗員挙動モデルによる乗員頭部の変位推定を説明する。この場合、図３を参照して説明したように、乗員挙動モデルの車体に減速度ａｈを加えると、乗員頭部が一定量前方（図中矢印方向）に移動することとなる。乗員運動推定部３０は、乗員挙動モデルに減速度ａｈを加えたときの乗員頭部の移動方向及び移動量のデータを記憶しており、車両運動検出部１０により減速度ａｈが検出されたときには、記憶するデータに基づいて車体の移動方向及び移動量を推定する。なお、頭部ｍの質量、バネ係数Ｋ、及びダンパ係数Ｃは、乗員の体格や着座姿勢に応じて変化する。

また、車両が定常走行をしている場合であっても、路面傾斜が変化する場合には車体や乗員頭部に変位が生じる。走行状況が定常走行で路面傾斜が変化するときの車両挙動モデルによる車両頭部の変位推定を説明する。この場合、本装置１は、加速度センサや角速度センサからの信号値に基づいて路面変化を判断する。車両運動推定部２０は、車両挙動モデルに路面変化を加えたときの車体の移動方向及び移動量のデータを記憶しており、路面変化が検出されたときには、記憶するデータに基づいて車体の移動方向及び移動量を推定する。なお、車体Ｍの質量は乗員数（積載量）に応じて変化する。

次に、走行状況が定常走行で路面傾斜が変化するときの乗員挙動モデルによる乗員頭部の変位推定を説明する。この場合、上記と同様であり、乗員運動推定部３０は、乗員挙動モデルに路面変化を加えたときの乗員頭部の移動方向及び移動量のデータを記憶しており、路面変化が検出されたときには、記憶するデータに基づいて車体の移動方向及び移動量を推定する。なお、頭部ｍの質量、バネ係数Ｋ、及びダンパ係数Ｃは、乗員の体格や着座姿勢に応じて変化する。

さらに、車両が定常走行をしている場合であっても、路面段差などを走行する場合には車両が上下動作するため乗員頭部に変位が生じる。走行状況が定常走行に路面段差などを走行するときの乗員挙動モデルによる乗員頭部の変位推定を説明する。この場合、加速度センサや角速度センサからの信号値に基づいて車両の上下方向の加速度ａｖを検出する。乗員運動推定部３０は、乗員挙動モデルに上下方向の加速度ａｖを加えたときの乗員頭部の移動方向及び移動量のデータを記憶しており、上下方向の加速度ａｖが検出されたときには、記憶するデータに基づいて車体の移動方向及び移動量を推定する。なお、頭部ｍの質量、バネ係数Ｋ、及びダンパ係数Ｃは、乗員の体格や着座姿勢に応じて変化する。

このようにして、第１実施形態に係る車両用画像表示装置１及び方法によれば、検出された車両や乗員頭部の変位をキャンセルするように画像を変位させると共に、画像を変位させる場合には画像の変位方向および変位量と同じだけ視標を移動させるため、視標の存在により利用者に画像の動きを分かり易く認識させることができる。さらに、表示画面の上端及び下端に隣接し対角上に配置された一対の視標、並びに、表示画面の左端及び右端に隣接し対角上に配置された一対の視標の少なくとも一方を表示させる。このため、視標が画像中央に存在することがない。このように、視標は画面端に隣接するため、利用者は主に視標を周辺視で認識することとなり、従来例に比べて煩わしさを効果的に低減することができる。さらに、固定の視標を表示しなくとも画面端が固定の視標と同じように作用するため、固定の視標により画像が見えにくくなるなどの煩わしさがない。従って、利用者に与える煩わしさを軽減しつつも、利用者に画像の動きを分かり易く認識させるようにすることができる。

また、視標は状態もしくは状況を示す文字列、図形または記号であるため、視標自体によって各種の状態または状況を利用者に伝えることができ、意味を有さない視標を表示する場合に比べて煩わしさを軽減することができる。さらに、上下端に隣接する視標は上下方向よりも左右方向の方が長く表現され、左右端に隣接するものは左右方向よりも上下方向の方が長く表現されている。このため、上下端に隣接する視標が上下方向に長くなり画像中央付近まで位置してしまうことを防止することができる。また、左右端に隣接する視標が左右方向に長くなり画像中央付近まで位置してしまうことを防止することができる。従って、一層煩わしさを軽減することができる。

また、画面端部に隣接して視標を表示すると、視標と視標及び画面端部の間の画像とでコントラストが異なることとなるが、運動方向弁別のコントラスト感度は、画像の空間周波数１ｃｙｃｌｅ／ｄｅｇで最大となることが知られている（Burr, D.C. and Ross, J. (1982)）。また、相対運動の最小運動閾は、画像の空間周波数０．５ｃｙｃｌｅ／ｄｅｇで最低となることが知られている（Golomb, B., Andersen, R.A. and Nakayama, K. (1985)）。従って、視標を静止状態にて画面端部から所定量離し、画面端部から視標までの画像がなすパターンの空間周波数が、０．２ｃｙｃｌｅ／ｄｅｇから２．０ｃｙｃｌｅ／ｄｅｇ程度の範囲にあるように視標を配置することにより、視標の動きの検出が容易になる。よって、効果的に不快感を低減することができる。

また、視標を移動させる場合、視標の一部または全部が画面の外側に移動したように表現可能となっている。このため、視標を画面端までに制限して移動させる場合と比べて、より的確に違和感や不快感の軽減を図ることができる。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態に係る車両用画像表示装置２は、第１実施形態のものと同様であるが、構成及び処理内容が異なっている。以下、第１実施形態との相違点を説明する。

図１２は、本発明の第２実施形態に係る車両用画像表示装置の構成図である。同図に示すように、車両用画像表示装置２において車両運動推定部２０は、車両のロール回転を推定するようになっている。また、制御部４０は、車両のロール回転に応じた視標の変位量を求め、視標生成部５２は、その変位量に応じた位置に視標を生成するようになっている。以下、具体的に説明する。

第２実施形態に係る車両運動推定部２０は、車両運動検出部１０により検出された角速度からロール回転量を推定する。図１３は、図１２に示した車両運動推定部２０によるロール回転量の推定処理を示す図である。

例えば車両がブレーキングにより減速しながら旋回する場合、車両にノーズダイブが生じることにより、ロール方向の角速度センサの軸がＸ軸に対してピッチ方向にθｘ傾く。ロール方向の角速度センサの軸がＸ軸に対してピッチ方向にθｘ傾くと、当該角速度センサの検出値にはヨー方向の回転成分が混入するようになる。特に、車両旋回時のヨー方向の角速度はロール方向およびピッチ方向の角速度に比べてはるかに大きいので、ヨー方向の回転成分が混入した場合にはロール動の検出値に誤差が生じてしまう。

そこで、車両運動推定部２０は、ピッチ方向（Ｙ軸回り）の角速度センサで検出されるピッチ動の検出値をもとに車両のピッチ角θｘを求め、このピッチ角θｘを用いて混入したヨー方向の回転成分を算出し、ロール動の検出値を補正する。具体的に車両運動推定部２０は、ロール方向の検出値（ロール角速度θＲｏｌｌ）に混入しているヨー角速度成分θＲｏｌｌ（Ｙａｗ）を、θＲｏｌｌ（Ｙａｗ）＝−θＹａｗ×ｓｉｎ（θｘ）なる関係式から算出する。ただし、θＹａｗはヨー方向の検出値（ヨー角速度）である。

次いで、車両運動推定部２０は、混入しているヨー角速度成分θＲｏｌｌ（Ｙａｗ）を除去後のロール方向の検出値（補正済みロール角速度θＲｏｌｌ’）を、θＲｏｌｌ’＝θＲｏｌｌ−θＲｏｌｌ（Ｙａｗ）なる関係式から算出する。

制御部４０は、上記のようにして求めた補正済みロール角速度θＲｏｌｌ’の情報もとに視標の変位量を求め、変位量の情報を視標生成部５２に送信する。視標生成部５２は、この変位量の情報を元に、視標位置を決定し、決定した位置に視標を生成する。このとき、視標生成部５２は、仮想直線を基準にして視標位置を決定する。図１４は、図１２に示した視標生成部５２による視標生成方法を示す図であり、（ａ）は車両にロール回転がないときの視標を示し、（ｂ）は車両にロール回転があったときの視標を示している。

まず、車両にロール回転がない場合、視標Ｍ１〜Ｍ４は、図１４（ａ）に示すように配置されている。すなわち視標Ｍ１は画面の上端（詳しくは左上端）に位置し、視標Ｍ２は画面の下端（詳しくは右下端）に位置し、視標Ｍ３は画面の左端（詳しくは左下端）に位置し、視標Ｍ４は画面の右端（詳しくは右上端）に位置している。ここで、一対の視標を結ぶ直線を仮想直線Ｌとする。

一方、車両にロール回転がある場合、視標Ｍ１〜Ｍ４は、図１４（ｂ）に示すように位置となるように生成される。すなわち、車両が反時計回りにロール回転した場合、このロール回転方向と反対方向（時計回り）に仮想直線Ｌを回転させる。この際、上下端に位置する一対の視標Ｍ１，Ｍ２は、互いに近寄るように左右方向に移動させられることとなる。また、左右端に位置する一対の視標Ｍ３，Ｍ４についても同様に互いに近寄るように上下方向に移動させられることとなる。これにより、表示装置６０に表示させた際には、利用者にとって車両のロール回転の変位がキャンセルされたように認識されることとなり、ロール回転についての違和感や不快感を軽減することとなる。特に、図１４（ｂ）に示すように視標Ｍ１〜Ｍ４を移動させるのみであり、画像自体はロール回転させないため、処理負荷の軽減が図られている。

なお、図１４（ｂ）に示す例では、車両が反時計回りにロール回転した場合を説明しているが、車両が時計回りにロール回転した場合も同様である。すなわち、車両が時計回りにロール回転した場合、上下端に位置する一対の視標Ｍ１，Ｍ２は、互いに離れるように左右方向に移動させられることとなる。また、左右端に位置する一対の視標Ｍ３，Ｍ４についても同様に互いに離れるように上下方向に移動させられることとなる。

図１５は、第２実施形態に係る車両用画像表示方法を示すフローチャートである。なお、図１５に示すステップＳＴ２１〜ＳＴ２６，ＳＴ２９〜ＳＴ３２の処理は、図８に示したＳＴ１〜ＳＴ６，ＳＴ９〜ＳＴ１２の処理と同様であるため、説明を省略する。

表示装置６０の表示画面と眼球との相対変位量を算出した後（ＳＴ２６）、画像変位部５４は、ステップＳＴ２６において算出された相対変位量に基づいて表示装置６０に表示される画像の変位量を算出する（ＳＴ２７）。また、視標生成部５２は、ステップＳＴ２６において算出された相対変位量（ロール回転量）に基づいて表示装置６０に表示される視標の変位量を算出する（ＳＴ２７）。そして、視標生成部５２は、車両のロール回転をキャンセルすべく視標の位置を決定し、その位置に視標を生成する（ＳＴ２８）。その後、ステップＳＴ２９以降の処理が実行される。

このようにして、第２実施形態に係る車両用画像表示装置２によれば、第１実施形態と同様に、利用者に与える煩わしさを軽減しつつも、利用者に画像の動きを分かり易く認識させるようにすることができる。また、一層煩わしさを軽減することができ、効果的に不快感を低減することができる。また、より的確に違和感や不快感の軽減を図ることができる。

さらに、第２実施形態によれば、一対の視標を左右方向または上下方向に互いに近寄るように又は離れるように移動させることで、検出された車両のロール回転の変位をキャンセルするように、一対の視標を結ぶ仮想直線をロール回転方向と反対方向に回転させる。これにより、車両のロール回転による表示画像の違和感や不快感についても軽減することができる。特に画像自体を回転させることなく車両のロール回転による表示画像の違和感や不快感について軽減することとなり、画像自体を回転させる場合と比べて処理負荷を軽減することができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、各実施形態を組み合わせるようにしてもよい。

例えば、第１実施形態では車両の変位と乗員頭部の変位との双方を推定しているが、これに限らず、いずれか一方であってもよい。また、第２実施形態では車両の変位（並進方向とロール回転）を推定すれば、乗員頭部の変位を推定する構成でなくてもよい。

本発明の第１実施形態に係る車両用画像表示装置の構成図である。 図１に示した車両運動推定部による車両変位の推定方法を示す図である。 図１に示した乗員運動推定部による乗員頭部運動の推定方法を示す図である。 視標の表示例を示す図である。 視標の他の表示例を示す図である。 図１に示した画像変位部による画像変位の様子を示す図であり、（ａ）は上下方向に画像変位させたときの一例を示し、（ｂ）は左右方向に画像変位させたときの一例を示している。 図１に示した表示装置の設置例を示す図である。 第１実施形態に係る車両用画像表示方法を示すフローチャートである。 車両変位に応じた画像変位の様子を示す図であり、（ａ）は乗員と表示画面との相対位置関係を示し、（ｂ）は車両ノーズダイブ時の画像変位の様子を示し、（ｃ）は車両スクワット時の画像変位の様子を示している。 乗員頭部の変位に応じた画像変位の様子を示す図であり、（ａ）は乗員と表示画面との相対位置関係を示し、（ｂ）は画像変位の様子を示している。 各走行状況における車両の変位推定及び乗員頭部の変位推定の詳細を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る車両用画像表示装置の構成図である。 図１２に示した車両運動推定部によるロール回転量の推定処理を示す図である。 図１２に示した視標生成部による視標生成方法を示す図であり、（ａ）は車両にロール回転がないときの視標を示し、（ｂ）は車両にロール回転があったときの視標を示している。 第２実施形態に係る車両用画像表示方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１，２…車両用画像表示装置
１０…車両運動検出部
２０…車両運動推定部（運動推定手段）
３０…乗員運動推定部（運動推定手段）
４０…制御部
５０…表示制御部（表示制御手段）
５１…画像入力部
５２…視標生成部
５３…画像合成部
５４…画像変位部
６０…表示装置（表示手段）

Claims (7)

1. 車両の変位及び乗員頭部の変位の少なくとも一方を推定する運動推定手段と、
   車両乗員に対して画像を表示する表示手段と、
   前記運動推定手段により推定された変位をキャンセルするように、前記表示手段により表示される画像を変位させる表示制御手段と、を備え、
   前記表示制御手段は、前記表示手段に画像を表示させることに加え、表示画面の上端及び下端に隣接し対角上に配置された一対の視標、並びに、表示画面の左端及び右端に隣接し対角上に配置された一対の視標の少なくとも一方を表示させ、前記画像を変位させる場合には前記画像の変位方向および変位量と同じだけ前記視標を移動させる
   ことを特徴とする車両用画像表示装置。
2. 前記視標は、状態もしくは状況を示す文字列、図形または記号であって、上下端に隣接するものは上下方向よりも左右方向の方が長く表現され、左右端に隣接するものは左右方向よりも上下方向の方が長く表現されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用画像表示装置。
3. 前記表示制御手段は、上下端に位置する一対の視標について左右方向に互いに近寄るように又は離れるように移動させ、左右端に位置する一対の視標については上下方向に互いに近寄るように又は離れるように移動させることで、前記運動推定手段により推定された車両のロール回転の変位をキャンセルするように、一対の視標を結ぶ仮想直線を前記ロール回転方向と反対方向に回転させる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用画像表示装置。
4. 前記表示制御手段は、表示画面端から空間周波数が０．２ｃｙｃｌｅ／ｄｅｇ〜２．０ｃｙｃｌｅ／ｄｅｇの範囲において視標を表示させる
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用画像表示装置。
5. 前記表示制御手段は、前記視標を移動させる場合、前記視標の一部または全部が画面の外側に移動したように表現可能となっている
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車両用画像表示装置。
6. 車両の変位及び乗員頭部の変位の少なくとも一方を推定する運動検出ステップと、
   車両乗員に対して画像を表示する表示ステップと、
   前記運動検出ステップにおいて検出された変位をキャンセルするように、前記表示ステップにおいて表示される画像を変位させる表示制御ステップと、を有し、
   前記表示制御ステップでは、前記表示ステップにおいて画像表示することに加え、表示画面の上端及び下端に隣接し対角上に配置された一対の視標、並びに、表示画面の左端及び右端に隣接し対角上に配置された一対の視標の少なくとも一方を表示させるように制御し、前記画像を変位させる場合には前記画像の変位方向および変位量と同じだけ前記視標を移動させるように制御する
   ことを特徴とする車両用画像表示方法。
7. 表示画面の上端及び下端に隣接し対角上に配置された一対の視標、並びに、表示画面の左端及び右端に隣接し対角上に配置された一対の視標の少なくとも一方を表示させると共に、車両の変位及び乗員頭部の変位の少なくとも一方を推定し、推定した変位をキャンセルするように表示画像を変位させて表示し、且つ、前記画像を変位させる場合には前記画像の変位方向および変位量と同じだけ前記視標を移動させる
   ことを特徴とする車両用画像表示装置。

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