画像表示装置、画像表示方法、プログラム
【課題】観察者が視認したいときだけ、観察者が視認すべき画像を表示する。
【解決手段】表示媒体に、第１領域と第２領域とからなる画像を表示する表示手段を有する画像表示装置であって、前記表示手段は、複数色の光を同時に照射すること、または、当該複数色の混合色を照射すること、により、前記第１領域を表示し、前記複数色の光を時分割で照射することにより、前記第２領域を表示し、前記第１領域と前記第２領域とが同色であると観察者に知覚され、前記画像と、当該観察者の前記画像に対する視線とが相対的に移動する結果生じる色割れ現象により、前記第１領域と前記第２領域との境界形状を当該観察者に視認させる画像表示装置。
【解決手段】表示媒体に、第１領域と第２領域とからなる画像を表示する表示手段を有する画像表示装置であって、前記表示手段は、複数色の光を同時に照射すること、または、当該複数色の混合色を照射すること、により、前記第１領域を表示し、前記複数色の光を時分割で照射することにより、前記第２領域を表示し、前記第１領域と前記第２領域とが同色であると観察者に知覚され、前記画像と、当該観察者の前記画像に対する視線とが相対的に移動する結果生じる色割れ現象により、前記第１領域と前記第２領域との境界形状を当該観察者に視認させる画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置、画像表示方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の観察者（運転者）に様々な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。当該ヘッドアップディスプレイとは、車両のフロントウインドウに実風景と重畳するように画像を投影表示して当該画像を観察者に対して視認させる。安全性の観点から、フロンウインドウに投影表示された画像によって、観察者の実風景の観察を妨げてはならない。
【０００３】
例えば、特許文献１開示の技術では、フロントウインドウの端か否かで、投影表示させる画像の明瞭さを変化させ、観察者の実風景の視認性を確保している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、フロントウインドウの端といえども、観察者にとって重要な車外物体（例えば、人間や、交通標識）が出現する可能性がある。図１に従来の投影表示される画像１１と車外物体１２との例を示す。図１の例では、画像１１は、観察者に対して視認させるべき情報１１とベース１２からなり、情報１１は「！マーク」とする。情報１１は、透過性を有さないものとなり、ベース１２は透過性を有するものとなる。また、車外物体１２は、「ＰＡＲＫ」の標識である。
【０００５】
図１の例では、観察者は、車外物体１２を視認し難い。何故なら、車外物体１２（ＰＡＲＫの文字）のエッジを知覚した後に、情報１１のエッジが重畳されることで、車外物体１２のエッジの知覚が混乱するからである。図１の例の場合には、観察者（運転者）の安全を完全に担保することは出来ない。
【０００６】
つまり、従来の技術では、常に、情報１１を表示させていることから、観察者にとって、車外物体１２の視認について不都合が生じる場合があるという問題があった。
【０００７】
本発明では、このような問題点を鑑みて、観察者が視認したいときだけ、観察者が視認すべき画像を表示する画像表示装置、画像表示方法、プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、表示媒体に、第１領域と第２領域とからなる画像を表示する表示手段を有する画像表示装置であって、前記表示手段は、複数色の光を同時に照射すること、または、当該複数色の混合色を照射すること、により、前記第１領域を表示し、前記複数色の光を時分割で照射することにより、前記第２領域を表示し、前記第１領域と前記第２領域とが同色であると観察者に知覚され、前記画像と、当該観察者の前記画像に対する視線とが相対的に移動する結果生じる色割れ現象により、前記第１領域と前記第２領域との境界形状を当該観察者に視認させる画像表示装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の画像表示装置、画像表示方法、プログラムであれば、観察者が視認したいときだけ、観察者が視認すべき画像を表示することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来の画像の一例を示した図。
【図２】本実施例の画像表示装置などを示した図。
【図３】本実施例の画像表示装置のハードウェア構成例を示した図。
【図４】本実施例の風景と画像とが重畳されている例を示した図。
【図５】本実施例の画像の一例を示した図。
【図６】本実施例の観察者の視線の一例を示した図。
【図７】本実施例の停止期間画像の一例を示した図。
【図８】本実施例の移動期間画像の一例を示した図。
【図９】本実施例の表示手段の機能構成例を示した図。
【図１０】本実施例のパネルの一例を示した図。
【図１１】本実施例の各色光の照射のタイミングチャートの一例を示した図。
【図１２】本実施例の発光手段の一例を示した図。
【図１３】本実施例の発光手段の一例を示した図。
【図１４】別の実施形態の各色光の照射のタイミングチャートの一例を示した図。
【図１５】別の実施形態の画像の一例を示した図。
【図１６】別の実施形態の画像の一例を示した図。
【図１７】本実施例の画像表示装置の処理フローの一例を示した図。
【図１８】別の実施形態の各色光の照射のタイミングチャートの一例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の各実施形態において、機能構成例、処理フローの説明では、同じ処理については、同じ参照番号、同じステップ番号を付加し、重複説明を省略する。
＜実施形態１＞
本発明の画像表示装置は、様々な状況で用いることが出来るが、本実施形態１では、観察者が乗った移動体に画像表示装置を搭載した場合を説明する。また、移動体とは、例えば、車両であり、観察者とは、例えば、運転者である。
【００１２】
図２に、本実施形態１の画像表示装置１０１や、観察者１０５などについて示す。図２の例では、画像表示装置１０１は、表示媒体１０２に画像を投影して表示する。表示媒体１０２とは、画像が表示される媒体であり、図２の例では、透過性を有する車両のフロントガラスである。以下では、表示媒体１０２をフロントガラス１０２であるとし、観察者を運転者１０５という場合もある。また、運転者１０５は、運転者の眼１０３により、透過性を有するフロントガラス１０２を通じて、景色１０４を視認することが出来る。
【００１３】
図３に、本実施形態１の画像表示装置１０１のハードウェア機能構成例を示す。図３に示すように、本実施例の画像表示装置１０１は、ＣＰＵ１０１０、主記憶手段１０１２、補助記憶手段１０１４、外部記憶装置Ｉ／Ｆ手段１０１６、画像処理手段１０２０、制御手段１０２２、入力手段１０２４、表示手段１０２６を含む。
【００１４】
ＣＰＵ１０１０は、主記憶手段１０１２に記憶されたプログラムを実行し、各手段の制御やデータの演算、加工を行う。
【００１５】
主記憶手段１０１２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などであり、ＣＰＵ１０１０が実行する基本ソフトウェアであるＯＳやアプリケーションソフトウェアなどのプログラムやデータを記憶又は一時保存する記憶装置である。
【００１６】
補助記憶手段１０１４は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などであり、アプリケーションソフトウェアなどに関連するデータを記憶する記憶装置である。外部記憶装置Ｉ／Ｆ手段１０１６は、データ伝送路を介して接続された記憶媒体１０１８（例えば、ＩＣカード、ＣＤ，ＤＶＤ、フラッシュメモリなど）と画像表示装置１０１とのインタフェース（バス、イーサネット（登録商標）、電話回線、無線など）である。
【００１７】
また、記憶媒体１０１８に、所定のプログラムを格納し、当該プログラムは外部記憶装置Ｉ／Ｆ手段１０１６を介して画像表示装置１０１にインストールされ、インストールされた所定のプログラムは画像表示装置１０１により実行可能となる。
【００１８】
画像処理手段１０２０は、様々な画像を処理して、後述する表示手段１０２６に表示させる。制御手段１０２２は、表示手段１０２６等の制御を行なう。入力手段１０２４は様々な情報が入力される。表示手段１０２６は、フロントガラス１０２に様々な画像を表示させる。
［画像３００について］
図４に、フロントガラス１０２に表示された本実施例の画像３００を示す。図４Ａの例では、表示手段１０２６は、フロントガラス１０２の全領域のうち、上方左端の領域３００ａに画像３００を投影表示させている。このように、画像３００をフロントガラス１０２の上方に画像３００を表示させることで、図４Ｂに示すように、重要な車外物体２０３である歩行者と重畳することはない。従って、運転者１０５は、人物である車外物体２０３の観察に支障を生じさせることはない。しかし、図４Ｂに示すように、交通標識である車外物体２０４と重畳する可能性がある。
【００１９】
図５に、本実施形態の画像３００の一例を示す。図３の例での画像３００は、第１領域３０１と第２領域３０２とからなり、透過性がある。第２領域３０２は、運転者（観察者）１０５に対して、視認させる領域である。第１領域３０１とは、画像３００の全領域のうち、第２領域３０２以外の画像である。
【００２０】
また、画像とは、文字、図形、記号、パターン、またはこれらのうち少なくとも２つを組み合わせたものである。図５の例では、第２領域３０２は、「！」マークの形状の領域である。また、第１領域３０１は、画像３００全体の領域から、「！」マークが切り抜かれた領域である。
【００２１】
図６に、運転者の眼１０３の視線２０５の一例について示す。また、運転者１０５は、「フロントガラス１０２の左上の領域３００ａに、画像表示装置１０１により画像３００が表示されていること」を認識しているとする。一般的に、車両運転中では、運転者１０５は、図６に示すように、視線２０５を大きく移動させる。
【００２２】
そして、運転者１０５は、太線で示す視線２０５２のように、時折、左上に表示されている画像３００も視認する。そして、視線２０５２のように、画像３００上を視線２０５が移動している期間（つまり、運転者１０５が画像３００をチラ見している期間）の画像を「移動期間画像」という。また、運転者１０５が、画像３００を視認しているが、視線２０５が移動していない場合（つまり、運転者１０５が視線を変えずに画像３００を視認している場合）の画像を「停止期間画像」という。本実施例の画像３００は、移動期間画像と停止期間画像とは異なって運転者１０５には視認される。
【００２３】
図７に停止期間画像の一例を示す。図７に示すように、第２領域３０２と第１領域３０１とが同色・同明度であると観察者に対して、認識される。また、図７の例では、画像３００（つまり、第２領域３０２と第１領域３０１の色）は透過性がある。従って、車外物体２０４と画像３００とが重畳された場合でも、運転者１０６は車外物体２０４を視認することが出来る。なお、図７では、図面を分かり易くするために、画像３００は透過性のある灰色で記載されているが、実際は透過性のある白色である。
【００２４】
図８に、移動期間画像の一例を示す。図８の例では、視線２０５の移動方向が方向αの場合には、第１領域３０１と第２領域３０２の境界形状は、色割れ現象（カラーブレーキング現象）が生じる。
【００２５】
当該色割れ現象とは、運転者１０５の視線２０５の移動によって、運転者１０５の眼１０３の網膜上の３色の積分時間比率がずれることで発生する現象である。色割れ現象が生じることにより、図８に示すように、第１領域３０１と第２領域３０２の境界形状３０５（第２領域３０２の輪郭部分）が色づき、運転者１０５に対して、境界形状３０５を視認させることが出来る。
【００２６】
図８の例では、当該色割れ現象により、運転者１０５は、当該方向αに沿って、尾を引くように、赤色の境界形状３０５Ｒ、緑色の境界形状３０５Ｇ、青色の境界形状３０５Ｂを視認できる。以下では、各色の境界形状を総称して境界形状３０５という。
［画像３００の表示の手法］
次に、画像３００の表示の手法について説明する。表示手段１０２６は、複数色の光の時分割で照射することで、第２領域３０２をフロントガラス１０２に投影表示する。また、表示手段１０２６は、複数色を同時に照射する、または、複数色の混合色の光を照射することで、第１領域３０１をフロントガラス１０２に表示させる。図９に表示手段１０２６の機能構成例を簡単に示す。図９の例では、表示手段１０２４は、発光手段１０２６２と、パネル１０２６４を含む。そして、制御手段１０２２の制御により、発光手段１０２６２を発光させて光を照射し、パネル１０２６４で反射させて、フロントガラス１０２に画像３００を表示させる。
【００２７】
図１０にパネル１０２６４の概略構成例を示す。図１０の例では、パネル１０２６４はＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）パネルであるとし、かつ、単板パネルであるとする。図１０の例のパネル１０２６４には、複数のマイクロミラー素子１０２６６が２次元的にアレイ配列されている。マイクロミラー素子１０２６６は、発光手段１０２６２から照射された光を反射させる。マイクロミラー素子１０２６６の数は、フロントガラス１０２に投影表示する画像３００の画素数と同数である。
【００２８】
制御手段１０２２の制御により、全てのマイクロミラー素子１０２６６は、その鏡面を第１の方向または第２の方向に向けることが出来る。
【００２９】
マイクロミラー素子１０２６６の鏡面が第１の方向を向いている場合には、当該マイクロミラー素子に照射された光は、フロントガラス１０２に投影させることが出来る。また、マイクロミラー素子１０２６６の鏡面が第２の方向を向いている場合には、当該マイクロミラー素子に照射された光は、フロントガラス１０２に投影させないようにすることが出来る。このように制御手段１０２２は、それぞれのマイクロミラー素子の向きを第１の方向または第２の方向に向けることで、所望の画像３００をフロントガラス１０２に投影表示させることが出来る。
【００３０】
発光手段１０２６２は、複数色の光、および、複数色の混合色の光を照射することが出来る。この例では、複数色とは、赤色、緑色、青色とする。そして、当該複数色の混合色とは、白色である。
【００３１】
図１１に、表示手段１０２６が照射する光のタイミングチャートを示す。図１１では、第２領域３０２を表示するための光の照射と、第１領域３０１を表示するための光の照射とでは異なる。このように、赤色照射期間、緑色照射期間、青色照射期間、白色照射期間、とを１周期として、複数色の光を照射する。図１１の例では、１周期は１／６０ｓｅｃとする。そうすると、赤色照射期間、緑色照射期間、青色照射期間、白色照射期間とはそれぞれ１／２４０ｓｅｃとなる。
【００３２】
そして、表示手段１０２６は、赤色照射期間、緑色照射期間、青色照射期間それぞれにおいて、赤色の光、青色の光、緑色の光を照射することで（つまり、赤色の光、青色の光、緑色の光を時分割で照射することで）、第２領域３０２を表示させる。また、白色照射期間で白色の光を照射することで、第１領域３０１を表示させる。
【００３３】
このように、表示手段１０２６は、複数色の光（図１１の例では、赤色、青色、緑色）の１つずつを所定間隔で照射することで、第２領域３０２をフロントガラス１０２に表示させる。また、表示手段１０２６は、複数色の混合色（図１１の例では白色）を照射することで、第１領域３０１をフロントガラス１０２に表示させる。
【００３４】
なお、図１１において、赤色照射が終了した時から緑色照射が開始する時まで間隔時間ｔが設けられている。当該間隔時間ｔを設けずに、赤色光、青色光、緑色光を連続して発光させると、第２領域３０２の明度が第２画像の明度よりも強くなってしまう場合がある。第２領域３０２の明度が第２画像の明度よりも強くなると、停止期間画像であっても、第２領域が視認されてしまい、図１のような状態になる。従って、当該間隔時間ｔを設けることが好ましい。
【００３５】
また、図１１では、赤色光、青色光、緑色光の照射時間ｓが全て同じになっているが、停止期間画像の場合に、第２領域３０２と第１領域３０１とが同色、同明度になれば、赤色光、青色光、緑色光の照射時間は異なるようにしてもよい。
【００３６】
また、図１１では、赤色光→緑色光→青色光→白色光の順番で照射しているが、停止期間画像の場合に、第２領域３０２と第１領域３０１とが同色、同明度になれば、照射する光の順番を入れ替えても良い。
【００３７】
第２領域３０２については、１／２４０秒以下という非常に短い周期で、３色光をフロントガラス３００に照射させる。従って、運転者１０５の眼１０３の網膜上で時間積分されて画像３００が停止期間画像である場合には、第２領域３０２は、混合色（つまり、白色）として視認される。また、第１領域３０１については、白色光が照射されることで表示されているので、運転者１０５は、第１領域３０１は白色であるとして視認する。
【００３８】
つまり、図７に示すように、画像３００が停止期間画像である場合には、第２領域３０２および第１領域３０１は、同じ白色であると視認される。また、図８に示すように、画像３００が、移動期間画像である場合（つまり、運転者１０５が画像３００をチラ見した場合）には、境界形状３０５（図８参照）で色割れ現象が発生して、運転者１０５に対して、境界形状３０５を視認させることが出来る。次に、発光手段１０２６２の構成例について２つ説明する。
［第１の発光手段１０２６２の構成例］
図１２に第１の発光手段１０２６２の構成例を示す。図１２の例では、発光手段１０２６２は、光源７０１と変換手段７０２とを含む。ここで、光源７０１は、白色光を発光するものであるとする。そして、変換手段７０２は薄板形状であり、カラーホイールとも呼ばれ、赤色フィルタ７０２１、緑色フィルタ７０２２、青色フィルタ７０２３、白色フィルタ７０２４からなる。
【００３９】
制御手段１０２２（図３参照）の制御により、変換手段７０２は、軸７０２５を中心として、所定速度で回転する。そして、光源７０１は、変換手段７０２の軸７０２５以外の箇所に対して、白色光を照射する。そうすると、図１１に記載のようなタイムチャートで、パネル１０２６４に対して、各色の光を照射することが出来る。なお、図１１のように白色照射期間を他の色の照射期間よりも長くする場合には、白色フィルタ７０２４に、白色光が当たる期間を長くするように、変換手段７０２４を回転させればよい。また、図１２の例では、画像３００を表示し続けている期間は、光源７０１も発光し続ける。
【００４０】
また、図１２の例では、光源７０１を白色光源とし、変換手段７０２４の各フィルタを赤色フィルタ７０２１、緑色フィルタ７０２２、青色フィルタ７０２３、白色フィルタ７０２４とした。その他の例として、変換手段７０２により、赤色光、緑色光、青色光、白色光に変換されるのであれば、光源７０１の色、各フィルタの色は何でもよい。この第１の発光手段１０２６２を用いた表示手段１０２６では、当該発光手段１０２６２中の変換手段７０２により、複数色の光（赤色、緑色、青色）、および、複数色の混合色（白色）の光に変換して、パネル１０２６４に照射する。
［第２の発光手段１０２６２の構成例］
次に、第２の発光手段１０２６２について説明する。図１３に、第２の発光手段１０２６２の機能構成例を示す。図１３の例では、発光手段１０２６２は、制御手段１０２２と、複数の光源７０４、７０５、７０６とを含む。複数の光源７０４、７０５、７０６はそれぞれ赤色光、緑色光、青色光を発光する赤色光源７０４、緑色光源７０５、青色光源７０６である。また、制御手段１０２２は、赤色光源７０４、緑色光源７０５、青色光源７０６それぞれの発光のタイミングを制御することから、発光制御手段１０２２ともいう。
【００４１】
図１４に発光制御手段１０２２の各光源７０４、７０５、７０６の発光のタイミングチャートを示す。図１４の例では、赤色照射期間、緑色照射期間、青色照射期間、白色照射期間、とを１周期として、複数色の光を照射する。また、１周期を１／６０ｓｅｃとする。そうすると、赤色照射期間、緑色照射期間、青色照射期間、白色照射期間とはそれぞれ１／２４０ｓｅｃとなる。
【００４２】
図１４の例では、発光制御手段１０２２は、赤色照射期間、緑色照射期間、青色照射期間それぞれにおいて、赤色の光、青色の光、緑色の光を１つずつ発光させることで、第２領域３０２を表示させる。また、発光制御手段１０２２は、白色照射期間で、赤色光源７０４、緑色光源７０５、青色光源７０６を同時に発光させることで、白色光を照射して第１領域３０１を表示させる。この第２の発光手段１０２６２を用いた表示手段１０２６では、複数の光源７０４、７０５、７０６の１つずつの発光により、複数色の光（赤色、緑色、青色）を照射し、複数の光源７０４、７０５、７０６を同時に発光させることで、白色光をパネル１０２６４に照射する。
【００４３】
また、赤色光源７０４、緑色光源７０５、青色光源７０６を同時に発光させることで、白色光を照射したが、白色光を発光する白色光源を別個に設けて、白色を照射するようにしてもよい。
【００４４】
このように、表示手段１０２６は、第１の発光手段１０２６２を用いた場合には、複数色（赤色、緑色、青色）の混合色（白色）を照射することにより、第１領域３０１を表示する。また、表示手段１０２６は、第２の発光手段１０２６２を用いた場合には、複数色の光を同時に発光することにより、第１領域３０１を表示する。
【００４５】
発光手段１０２６２の例は、これらに限られず、他の手法を用いても良い。
【００４６】
また、上記説明では、複数の色を赤色、青色、緑色としたが、「第１画像を表示するために照射する複数の光の色の混合色」＝「第２画像を表示するために照射する光の色」となれば、複数の色はどのような色であってもよい。
【００４７】
また、図１１などで、時分割周期を「１／６０ｓｅｃ」としたが、第１領域３０１と第２領域３０２とが同色に知覚され、かつ、色割れ現象が生じるのであれば、時分割周期を他の値としてもよい。
【００４８】
この実施形態１の画像表示装置であれば、赤色、青色、緑色の光を時分割で照射することで、第２領域３０２を表示させる。また、赤色、青色、緑色の混合色である白色光を照射するか、赤色、青色、緑色の光を同時に照射することで、第１領域３０１を表示させる。従って、画像３００が透過性のあるものであり、画像３００が停止期間画像である場合には、図７に示すように、第２領域３０２と第１領域３０１とが同色となり、画像３００と車外物体２０４とが重畳したとしても、運転者は、車外物体２０４を視認することが出来る。
【００４９】
また、図８に示すように、画像３００が移動期間画像である場合には、色割れ現象が生じ、運転者は、境界形状３０５を視認することが出来る。従って、観察者が視認したいときだけ、観察者が視認すべき境界形状３０５を視認することが出来る。
【００５０】
また、上記の例では、観測者の視線が移動し、画像３００が静止している場合について説明した。その他の例として、観測者の視線が停止して、画像３００が移動するような場合であっても、色割れ現象が生じることから、同様の効果を奏することが出来る。例えば、表示媒体を移動物体（例えば、車体）の壁（車体の側面）とする。この場合に当該壁に画像表示装置１０１により画像３００を表示させれば、観察者の視線が停止していたとしても、観察者は、境界形状３０５を視認することが出来る。つまり、表示媒体１０２と観察者の視線が相対的に移動すれば、同様の効果を奏することが出来る。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、第２領域の境界形状の好ましい形状について説明する。図１５Ａに画像６００を示す。第２領域６０２の境界形状は矩形状であり、辺６０２２と辺６０２４とを有する。また、第２領域６０２の境界形状のうち、観察者１０５の視線の方向と平行な部分（輪郭）については、色割れ現象は生じないことが知られている。
【００５１】
図１５Ｂに観察者１０５の視線２０５の移動方向がαの場合に生じる色割れ現象が生じることで、観察者１０５に視認される画像について示す。図１５Ｂに示すように、観察者の視線の移動方向が方向αである場合には、当該方向αと平行な部分である辺６０２４については色割れ現象が生じず、観察者は、当該辺６０２４を視認することは出来ない。
【００５２】
一方、当該方向αと平行な部分ではない辺６０２２については色割れ現象が生じるので、観察者は、当該辺６０２２を視認することが出来る。なお、観察者１０５は、色割れ現象により、辺６０２２について、赤色の辺６０２２Ｒ、緑色の辺６０２２Ｇ、青色の辺６０２２Ｂを視認することが出来る。
【００５３】
つまり、第２領域６０２の境界形状は、観察者の視線と画像３００との相対的移動方向と平行な部分を含まないことが好ましい。何故なら、図１５で説明したように、観察者の視線と画像３００の相対的移動方向と平行な部分（図１５の例では、辺６０２２）については色割れ現象が生じず、観察者は当該色割れ現象が生じない部分を視認することが出来ないからである。
【００５４】
図１６Ａに、他の画像６５０の一例を示す。画像６５０の第２領域６５２の境界形状は平行四辺形状である。当該第２領域６５２は、観察者の視線と画像３００の相対的移動方向と平行な部分を含まない。図１６Ｂに、観察者の視線の移動方向がαの場合に生じる色割れ現象が生じることで、観察者に視認される画像について示す。図１６Ｂに示すように、第２領域６５２の全ての部分において、色割れ現象が生じ、観察者１０５は、第２領域６５２の全ての部分を視認することが出来る。図１６Ｂの例では、第２領域６５２の赤色の辺６５１Ｒ、第２領域６５２の緑色の辺６５１Ｇ、第２領域６５２の青色の辺６５１Ｂが観察者１０５に視認される。
【００５５】
この実施形態２の画像表示装置であれば、観察者の視線の移動方向が予め予想される場合には、境界形状３０５は、当該予想される視線の移動方向と平行な部分を含ませないようにする。従って、境界形状３０５の全ての部分において、色割れ現象を生じさせることができ、観察者は境界形状３０５の全ての部分を認識できるからである。
［実施形態３］
実施形態３では、運転者１０５などが、フロントガラス１０２（表示媒体）を透過して視認できる風景（映像）１０４（図２参照）と、第２領域３０２と、のどちらかを優先して視認するかを選択することが出来る。以下では、風景１０４より第２領域３０２の境界形状３０５を優先して視認するモードを画像優先モード（第１モード）とする。また、境界形状３０５より風景１０４を優先して視認するモードを風景優先モード（第２モード）とする。
【００５６】
例えば、運転者１０５が運転中の場合には、安全性の観点から、境界形状３０５より風景１０４を優先して視認する必要があるので、風景優先モードを選択することが好ましい。また、運転者１０５が乗車している車両が停車している場合には、画像優先モードを選択することが好ましい。車両が、運転中では風景優先モードを自動選択し、停車中では画像優先モードを自動選択するようにしてもよい。
【００５７】
図１７に本実施形態３の処理フローを示す。まず、ステップＳ２において、表示手段１０２６は、画像３００をフロントガラス１０２に表示させる。そして、ステップＳ４において、ＣＰＵ１０１０が判断手段として機能し、現在のモード設定を判断する。運転手１０５が設定したモード、または、車両が自動設定したモードについての情報は、入力手段１０２４（図３参照）から入力される。
【００５８】
ＣＰＵ１０１０が、現在のモードは画像優先モードであると判断すると、ステップＳ６において、制御手段１０２２（図３参照）は、境界形状３０５の視認性上昇処理を行なう。ここで、境界形状３０５の視認性とは、観察者１０５が、境界形状３０５を視認できる度合いを示すものである。視認性が高ければ観察者１０５は境界形状３０５を視認しやすくなり、視認性が低ければ観察者１０５は、境界形状３０５を視認しがたくなる。
【００５９】
ステップＳ６２において、制御手段１０２２は、複数の光を照射する周期Ｔ（図１１参照）を短く設定する。図１７の例では、制御手段１０２２は、周期Ｔ＝１／１２０ｓｅｃと設定する。このように、制御手段１０２２が、周期Ｔを短くすることで、色割れ現象をより生じ易くさせ、境界形状３０５の視認性を上昇させることが出来る。
【００６０】
次に、ステップＳ６４において、制御手段１０２２は、光源７０１や７０４〜７０６（図１２や図１３参照）の電力を大きく設定する。図１７の例では、制御手段１０２２は、光源電力＝２００Ｗと設定する。このように、光源の光量を上昇させることで、第２領域３０２や第１領域３０１の明度を向上させることができるので、境界形状３０５の視認性を上昇させることが出来る。なお、ステップＳ６２の処理とステップＳ６４の処理はどちらを先に行なってもよく、並列的に行なってもよい。
【００６１】
一方、ＣＰＵ１０１０が、現在のモードは風景優先モードであると判断すると、ステップＳ８において、制御手段１０２２は、視認性低下処理を行なう。ステップＳ８２において、制御手段１０２２は、複数の光を照射する周期Ｔ（図１１参照）を画像優先モードの場合よりも長く設定する。図１７の例では、制御手段１０２２は、周期Ｔ＝１／６０ｓｅｃと設定する。このように、制御手段１０２２が、周期Ｔを長くすることで、色割れ現象を生じにくくし、第２領域３０２の視認性を低下させ、風景１０４を視認させやすくすることが出来る。
【００６２】
次に、ステップＳ８４において、制御手段１０２２は、光源７０１や７０４〜７０６（図１２や図１３参照）の電力を画像優先モードと比較して小さく設定する。図１７の例では、制御手段１０２２は、光源電力＝１００Ｗと設定する。このように、光源の光量を低下させることで、第１領域３０１や第２領域３０２の明度を低下させることができるので、第２領域３０２の視認性を低下させ、風景１０４を視認させやすくすることが出来る。なお、ステップＳ８２の処理とステップＳ８４の処理はどちらを先に行なってもよく、並列的に行なってもよい。
【００６３】
また、ステップＳ６の視認性上昇処理はステップＳ６２やステップＳ６４の処理に限られることはなく、ステップＳ８の視認性低下処理はステップＳ８２やステップＳ８４の処理に限られることはない。
【００６４】
このように、本実施形態３では、制御手段１０２２は、画像優先モード（第１モード）が設定された場合の境界形状の視認性を、風景優先モード（第２モード）が設定された場合の第１画像の視認性３０１よりも高める。従って、運転者１０５にとって、安全性を更に高めることが出来、かつ、使い勝手の良いものとなる。
［その他の実施形態］
図２などでは、表示装置１０１が透過性のあるフロントガラス１０２に、透過性のある画像３００を投影表示した。その他の例として、表示装置１０１を液晶モニタに組み込んで実施しても良い。当該液晶モニタとは、封止した液晶層に加えられる電圧の制御により、光源で発光された光をスクリーン方向へ透過させる量を変化させる。
【００６５】
図１８に、表示装置１０１を液晶モニタに組み込んだ場合の各色光のタイミングチャートの一例を示す。図１８の縦軸は、第１領域３０１、第２領域３０２それぞれをスクリーンに表示させる強度を示す。図１８の例では、第１領域３０１を表示するために、赤色光、緑色光、青色光を同時に半強度で常にスクリーンに照射する。第２領域３０２を表示するために赤色光、緑色光、青色光を順番に最高強度でスクリーンに照射する。
【００６６】
本実施例の画像表示装置１０１では、液晶モニタに表示させる場合には、画像３００が透過性を有さないように（つまり、ベタ画像）で用いてもよく、画像３００が透過性を有するように用いてもよく、液晶モニタの仕様用途によって使い分ければよい。
【００６７】
また、上記説明では、表示媒体を、フロントガラスなど透過性を有するものとして説明したが、透過性を有さない（不透明な）紙などに画像３００を表示するようにしてもよい。
【００６８】
また、図２では、フロントガラス１０２に画像３００を投影表示したヘッドアップディスプレイとして、画像表示装置１０１を用いたが、ヘッドマウントディスプレイとして、画像表示装置１０１を用いても良い。
【００６９】
また、画像３００全体を２値画像（例えば、白色、黒色のみの画像）としてもよい。この場合には、第２領域３０２を白色とし、第１領域３０１を黒色とすればよい。また、画像３００全体を多値画像としてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０１ 画像表示装置
１０２ 表示媒体
１０３ 観察者の眼
１０４ 風景
１０５ 観察者
２０３ 車外物体
２０４ 車外物体
２０５ 観察者の視線
３００ 画像
３０１ 第１領域
３０２ 第２領域
７０１ 白色光源
７０２ 変換手段
７０４ 赤色光源
７０５ 緑色光源
７０６ 青色光源
１０２６２ 発光手段
１０２６４ パネル
１０００ ＣＰＵ
１０１２ 主記憶手段
１０１４ 補助記憶手段
１０１６ 外部記憶装置Ｉ／Ｆ手段
１０１８ 記憶媒体
１０２０ 画像処理手段
１０２２ 制御手段
１０２４ 入力手段
１０２６ 表示手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７１】
【特許文献１】特開２０１０−２３４９５９号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置、画像表示方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の観察者（運転者）に様々な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。当該ヘッドアップディスプレイとは、車両のフロントウインドウに実風景と重畳するように画像を投影表示して当該画像を観察者に対して視認させる。安全性の観点から、フロンウインドウに投影表示された画像によって、観察者の実風景の観察を妨げてはならない。
【０００３】
例えば、特許文献１開示の技術では、フロントウインドウの端か否かで、投影表示させる画像の明瞭さを変化させ、観察者の実風景の視認性を確保している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、フロントウインドウの端といえども、観察者にとって重要な車外物体（例えば、人間や、交通標識）が出現する可能性がある。図１に従来の投影表示される画像１１と車外物体１２との例を示す。図１の例では、画像１１は、観察者に対して視認させるべき情報１１とベース１２からなり、情報１１は「！マーク」とする。情報１１は、透過性を有さないものとなり、ベース１２は透過性を有するものとなる。また、車外物体１２は、「ＰＡＲＫ」の標識である。
【０００５】
図１の例では、観察者は、車外物体１２を視認し難い。何故なら、車外物体１２（ＰＡＲＫの文字）のエッジを知覚した後に、情報１１のエッジが重畳されることで、車外物体１２のエッジの知覚が混乱するからである。図１の例の場合には、観察者（運転者）の安全を完全に担保することは出来ない。
【０００６】
つまり、従来の技術では、常に、情報１１を表示させていることから、観察者にとって、車外物体１２の視認について不都合が生じる場合があるという問題があった。
【０００７】
本発明では、このような問題点を鑑みて、観察者が視認したいときだけ、観察者が視認すべき画像を表示する画像表示装置、画像表示方法、プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、表示媒体に、第１領域と第２領域とからなる画像を表示する表示手段を有する画像表示装置であって、前記表示手段は、複数色の光を同時に照射すること、または、当該複数色の混合色を照射すること、により、前記第１領域を表示し、前記複数色の光を時分割で照射することにより、前記第２領域を表示し、前記第１領域と前記第２領域とが同色であると観察者に知覚され、前記画像と、当該観察者の前記画像に対する視線とが相対的に移動する結果生じる色割れ現象により、前記第１領域と前記第２領域との境界形状を当該観察者に視認させる画像表示装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の画像表示装置、画像表示方法、プログラムであれば、観察者が視認したいときだけ、観察者が視認すべき画像を表示することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来の画像の一例を示した図。
【図２】本実施例の画像表示装置などを示した図。
【図３】本実施例の画像表示装置のハードウェア構成例を示した図。
【図４】本実施例の風景と画像とが重畳されている例を示した図。
【図５】本実施例の画像の一例を示した図。
【図６】本実施例の観察者の視線の一例を示した図。
【図７】本実施例の停止期間画像の一例を示した図。
【図８】本実施例の移動期間画像の一例を示した図。
【図９】本実施例の表示手段の機能構成例を示した図。
【図１０】本実施例のパネルの一例を示した図。
【図１１】本実施例の各色光の照射のタイミングチャートの一例を示した図。
【図１２】本実施例の発光手段の一例を示した図。
【図１３】本実施例の発光手段の一例を示した図。
【図１４】別の実施形態の各色光の照射のタイミングチャートの一例を示した図。
【図１５】別の実施形態の画像の一例を示した図。
【図１６】別の実施形態の画像の一例を示した図。
【図１７】本実施例の画像表示装置の処理フローの一例を示した図。
【図１８】別の実施形態の各色光の照射のタイミングチャートの一例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の各実施形態において、機能構成例、処理フローの説明では、同じ処理については、同じ参照番号、同じステップ番号を付加し、重複説明を省略する。
＜実施形態１＞
本発明の画像表示装置は、様々な状況で用いることが出来るが、本実施形態１では、観察者が乗った移動体に画像表示装置を搭載した場合を説明する。また、移動体とは、例えば、車両であり、観察者とは、例えば、運転者である。
【００１２】
図２に、本実施形態１の画像表示装置１０１や、観察者１０５などについて示す。図２の例では、画像表示装置１０１は、表示媒体１０２に画像を投影して表示する。表示媒体１０２とは、画像が表示される媒体であり、図２の例では、透過性を有する車両のフロントガラスである。以下では、表示媒体１０２をフロントガラス１０２であるとし、観察者を運転者１０５という場合もある。また、運転者１０５は、運転者の眼１０３により、透過性を有するフロントガラス１０２を通じて、景色１０４を視認することが出来る。
【００１３】
図３に、本実施形態１の画像表示装置１０１のハードウェア機能構成例を示す。図３に示すように、本実施例の画像表示装置１０１は、ＣＰＵ１０１０、主記憶手段１０１２、補助記憶手段１０１４、外部記憶装置Ｉ／Ｆ手段１０１６、画像処理手段１０２０、制御手段１０２２、入力手段１０２４、表示手段１０２６を含む。
【００１４】
ＣＰＵ１０１０は、主記憶手段１０１２に記憶されたプログラムを実行し、各手段の制御やデータの演算、加工を行う。
【００１５】
主記憶手段１０１２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などであり、ＣＰＵ１０１０が実行する基本ソフトウェアであるＯＳやアプリケーションソフトウェアなどのプログラムやデータを記憶又は一時保存する記憶装置である。
【００１６】
補助記憶手段１０１４は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などであり、アプリケーションソフトウェアなどに関連するデータを記憶する記憶装置である。外部記憶装置Ｉ／Ｆ手段１０１６は、データ伝送路を介して接続された記憶媒体１０１８（例えば、ＩＣカード、ＣＤ，ＤＶＤ、フラッシュメモリなど）と画像表示装置１０１とのインタフェース（バス、イーサネット（登録商標）、電話回線、無線など）である。
【００１７】
また、記憶媒体１０１８に、所定のプログラムを格納し、当該プログラムは外部記憶装置Ｉ／Ｆ手段１０１６を介して画像表示装置１０１にインストールされ、インストールされた所定のプログラムは画像表示装置１０１により実行可能となる。
【００１８】
画像処理手段１０２０は、様々な画像を処理して、後述する表示手段１０２６に表示させる。制御手段１０２２は、表示手段１０２６等の制御を行なう。入力手段１０２４は様々な情報が入力される。表示手段１０２６は、フロントガラス１０２に様々な画像を表示させる。
［画像３００について］
図４に、フロントガラス１０２に表示された本実施例の画像３００を示す。図４Ａの例では、表示手段１０２６は、フロントガラス１０２の全領域のうち、上方左端の領域３００ａに画像３００を投影表示させている。このように、画像３００をフロントガラス１０２の上方に画像３００を表示させることで、図４Ｂに示すように、重要な車外物体２０３である歩行者と重畳することはない。従って、運転者１０５は、人物である車外物体２０３の観察に支障を生じさせることはない。しかし、図４Ｂに示すように、交通標識である車外物体２０４と重畳する可能性がある。
【００１９】
図５に、本実施形態の画像３００の一例を示す。図３の例での画像３００は、第１領域３０１と第２領域３０２とからなり、透過性がある。第２領域３０２は、運転者（観察者）１０５に対して、視認させる領域である。第１領域３０１とは、画像３００の全領域のうち、第２領域３０２以外の画像である。
【００２０】
また、画像とは、文字、図形、記号、パターン、またはこれらのうち少なくとも２つを組み合わせたものである。図５の例では、第２領域３０２は、「！」マークの形状の領域である。また、第１領域３０１は、画像３００全体の領域から、「！」マークが切り抜かれた領域である。
【００２１】
図６に、運転者の眼１０３の視線２０５の一例について示す。また、運転者１０５は、「フロントガラス１０２の左上の領域３００ａに、画像表示装置１０１により画像３００が表示されていること」を認識しているとする。一般的に、車両運転中では、運転者１０５は、図６に示すように、視線２０５を大きく移動させる。
【００２２】
そして、運転者１０５は、太線で示す視線２０５２のように、時折、左上に表示されている画像３００も視認する。そして、視線２０５２のように、画像３００上を視線２０５が移動している期間（つまり、運転者１０５が画像３００をチラ見している期間）の画像を「移動期間画像」という。また、運転者１０５が、画像３００を視認しているが、視線２０５が移動していない場合（つまり、運転者１０５が視線を変えずに画像３００を視認している場合）の画像を「停止期間画像」という。本実施例の画像３００は、移動期間画像と停止期間画像とは異なって運転者１０５には視認される。
【００２３】
図７に停止期間画像の一例を示す。図７に示すように、第２領域３０２と第１領域３０１とが同色・同明度であると観察者に対して、認識される。また、図７の例では、画像３００（つまり、第２領域３０２と第１領域３０１の色）は透過性がある。従って、車外物体２０４と画像３００とが重畳された場合でも、運転者１０６は車外物体２０４を視認することが出来る。なお、図７では、図面を分かり易くするために、画像３００は透過性のある灰色で記載されているが、実際は透過性のある白色である。
【００２４】
図８に、移動期間画像の一例を示す。図８の例では、視線２０５の移動方向が方向αの場合には、第１領域３０１と第２領域３０２の境界形状は、色割れ現象（カラーブレーキング現象）が生じる。
【００２５】
当該色割れ現象とは、運転者１０５の視線２０５の移動によって、運転者１０５の眼１０３の網膜上の３色の積分時間比率がずれることで発生する現象である。色割れ現象が生じることにより、図８に示すように、第１領域３０１と第２領域３０２の境界形状３０５（第２領域３０２の輪郭部分）が色づき、運転者１０５に対して、境界形状３０５を視認させることが出来る。
【００２６】
図８の例では、当該色割れ現象により、運転者１０５は、当該方向αに沿って、尾を引くように、赤色の境界形状３０５Ｒ、緑色の境界形状３０５Ｇ、青色の境界形状３０５Ｂを視認できる。以下では、各色の境界形状を総称して境界形状３０５という。
［画像３００の表示の手法］
次に、画像３００の表示の手法について説明する。表示手段１０２６は、複数色の光の時分割で照射することで、第２領域３０２をフロントガラス１０２に投影表示する。また、表示手段１０２６は、複数色を同時に照射する、または、複数色の混合色の光を照射することで、第１領域３０１をフロントガラス１０２に表示させる。図９に表示手段１０２６の機能構成例を簡単に示す。図９の例では、表示手段１０２４は、発光手段１０２６２と、パネル１０２６４を含む。そして、制御手段１０２２の制御により、発光手段１０２６２を発光させて光を照射し、パネル１０２６４で反射させて、フロントガラス１０２に画像３００を表示させる。
【００２７】
図１０にパネル１０２６４の概略構成例を示す。図１０の例では、パネル１０２６４はＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）パネルであるとし、かつ、単板パネルであるとする。図１０の例のパネル１０２６４には、複数のマイクロミラー素子１０２６６が２次元的にアレイ配列されている。マイクロミラー素子１０２６６は、発光手段１０２６２から照射された光を反射させる。マイクロミラー素子１０２６６の数は、フロントガラス１０２に投影表示する画像３００の画素数と同数である。
【００２８】
制御手段１０２２の制御により、全てのマイクロミラー素子１０２６６は、その鏡面を第１の方向または第２の方向に向けることが出来る。
【００２９】
マイクロミラー素子１０２６６の鏡面が第１の方向を向いている場合には、当該マイクロミラー素子に照射された光は、フロントガラス１０２に投影させることが出来る。また、マイクロミラー素子１０２６６の鏡面が第２の方向を向いている場合には、当該マイクロミラー素子に照射された光は、フロントガラス１０２に投影させないようにすることが出来る。このように制御手段１０２２は、それぞれのマイクロミラー素子の向きを第１の方向または第２の方向に向けることで、所望の画像３００をフロントガラス１０２に投影表示させることが出来る。
【００３０】
発光手段１０２６２は、複数色の光、および、複数色の混合色の光を照射することが出来る。この例では、複数色とは、赤色、緑色、青色とする。そして、当該複数色の混合色とは、白色である。
【００３１】
図１１に、表示手段１０２６が照射する光のタイミングチャートを示す。図１１では、第２領域３０２を表示するための光の照射と、第１領域３０１を表示するための光の照射とでは異なる。このように、赤色照射期間、緑色照射期間、青色照射期間、白色照射期間、とを１周期として、複数色の光を照射する。図１１の例では、１周期は１／６０ｓｅｃとする。そうすると、赤色照射期間、緑色照射期間、青色照射期間、白色照射期間とはそれぞれ１／２４０ｓｅｃとなる。
【００３２】
そして、表示手段１０２６は、赤色照射期間、緑色照射期間、青色照射期間それぞれにおいて、赤色の光、青色の光、緑色の光を照射することで（つまり、赤色の光、青色の光、緑色の光を時分割で照射することで）、第２領域３０２を表示させる。また、白色照射期間で白色の光を照射することで、第１領域３０１を表示させる。
【００３３】
このように、表示手段１０２６は、複数色の光（図１１の例では、赤色、青色、緑色）の１つずつを所定間隔で照射することで、第２領域３０２をフロントガラス１０２に表示させる。また、表示手段１０２６は、複数色の混合色（図１１の例では白色）を照射することで、第１領域３０１をフロントガラス１０２に表示させる。
【００３４】
なお、図１１において、赤色照射が終了した時から緑色照射が開始する時まで間隔時間ｔが設けられている。当該間隔時間ｔを設けずに、赤色光、青色光、緑色光を連続して発光させると、第２領域３０２の明度が第２画像の明度よりも強くなってしまう場合がある。第２領域３０２の明度が第２画像の明度よりも強くなると、停止期間画像であっても、第２領域が視認されてしまい、図１のような状態になる。従って、当該間隔時間ｔを設けることが好ましい。
【００３５】
また、図１１では、赤色光、青色光、緑色光の照射時間ｓが全て同じになっているが、停止期間画像の場合に、第２領域３０２と第１領域３０１とが同色、同明度になれば、赤色光、青色光、緑色光の照射時間は異なるようにしてもよい。
【００３６】
また、図１１では、赤色光→緑色光→青色光→白色光の順番で照射しているが、停止期間画像の場合に、第２領域３０２と第１領域３０１とが同色、同明度になれば、照射する光の順番を入れ替えても良い。
【００３７】
第２領域３０２については、１／２４０秒以下という非常に短い周期で、３色光をフロントガラス３００に照射させる。従って、運転者１０５の眼１０３の網膜上で時間積分されて画像３００が停止期間画像である場合には、第２領域３０２は、混合色（つまり、白色）として視認される。また、第１領域３０１については、白色光が照射されることで表示されているので、運転者１０５は、第１領域３０１は白色であるとして視認する。
【００３８】
つまり、図７に示すように、画像３００が停止期間画像である場合には、第２領域３０２および第１領域３０１は、同じ白色であると視認される。また、図８に示すように、画像３００が、移動期間画像である場合（つまり、運転者１０５が画像３００をチラ見した場合）には、境界形状３０５（図８参照）で色割れ現象が発生して、運転者１０５に対して、境界形状３０５を視認させることが出来る。次に、発光手段１０２６２の構成例について２つ説明する。
［第１の発光手段１０２６２の構成例］
図１２に第１の発光手段１０２６２の構成例を示す。図１２の例では、発光手段１０２６２は、光源７０１と変換手段７０２とを含む。ここで、光源７０１は、白色光を発光するものであるとする。そして、変換手段７０２は薄板形状であり、カラーホイールとも呼ばれ、赤色フィルタ７０２１、緑色フィルタ７０２２、青色フィルタ７０２３、白色フィルタ７０２４からなる。
【００３９】
制御手段１０２２（図３参照）の制御により、変換手段７０２は、軸７０２５を中心として、所定速度で回転する。そして、光源７０１は、変換手段７０２の軸７０２５以外の箇所に対して、白色光を照射する。そうすると、図１１に記載のようなタイムチャートで、パネル１０２６４に対して、各色の光を照射することが出来る。なお、図１１のように白色照射期間を他の色の照射期間よりも長くする場合には、白色フィルタ７０２４に、白色光が当たる期間を長くするように、変換手段７０２４を回転させればよい。また、図１２の例では、画像３００を表示し続けている期間は、光源７０１も発光し続ける。
【００４０】
また、図１２の例では、光源７０１を白色光源とし、変換手段７０２４の各フィルタを赤色フィルタ７０２１、緑色フィルタ７０２２、青色フィルタ７０２３、白色フィルタ７０２４とした。その他の例として、変換手段７０２により、赤色光、緑色光、青色光、白色光に変換されるのであれば、光源７０１の色、各フィルタの色は何でもよい。この第１の発光手段１０２６２を用いた表示手段１０２６では、当該発光手段１０２６２中の変換手段７０２により、複数色の光（赤色、緑色、青色）、および、複数色の混合色（白色）の光に変換して、パネル１０２６４に照射する。
［第２の発光手段１０２６２の構成例］
次に、第２の発光手段１０２６２について説明する。図１３に、第２の発光手段１０２６２の機能構成例を示す。図１３の例では、発光手段１０２６２は、制御手段１０２２と、複数の光源７０４、７０５、７０６とを含む。複数の光源７０４、７０５、７０６はそれぞれ赤色光、緑色光、青色光を発光する赤色光源７０４、緑色光源７０５、青色光源７０６である。また、制御手段１０２２は、赤色光源７０４、緑色光源７０５、青色光源７０６それぞれの発光のタイミングを制御することから、発光制御手段１０２２ともいう。
【００４１】
図１４に発光制御手段１０２２の各光源７０４、７０５、７０６の発光のタイミングチャートを示す。図１４の例では、赤色照射期間、緑色照射期間、青色照射期間、白色照射期間、とを１周期として、複数色の光を照射する。また、１周期を１／６０ｓｅｃとする。そうすると、赤色照射期間、緑色照射期間、青色照射期間、白色照射期間とはそれぞれ１／２４０ｓｅｃとなる。
【００４２】
図１４の例では、発光制御手段１０２２は、赤色照射期間、緑色照射期間、青色照射期間それぞれにおいて、赤色の光、青色の光、緑色の光を１つずつ発光させることで、第２領域３０２を表示させる。また、発光制御手段１０２２は、白色照射期間で、赤色光源７０４、緑色光源７０５、青色光源７０６を同時に発光させることで、白色光を照射して第１領域３０１を表示させる。この第２の発光手段１０２６２を用いた表示手段１０２６では、複数の光源７０４、７０５、７０６の１つずつの発光により、複数色の光（赤色、緑色、青色）を照射し、複数の光源７０４、７０５、７０６を同時に発光させることで、白色光をパネル１０２６４に照射する。
【００４３】
また、赤色光源７０４、緑色光源７０５、青色光源７０６を同時に発光させることで、白色光を照射したが、白色光を発光する白色光源を別個に設けて、白色を照射するようにしてもよい。
【００４４】
このように、表示手段１０２６は、第１の発光手段１０２６２を用いた場合には、複数色（赤色、緑色、青色）の混合色（白色）を照射することにより、第１領域３０１を表示する。また、表示手段１０２６は、第２の発光手段１０２６２を用いた場合には、複数色の光を同時に発光することにより、第１領域３０１を表示する。
【００４５】
発光手段１０２６２の例は、これらに限られず、他の手法を用いても良い。
【００４６】
また、上記説明では、複数の色を赤色、青色、緑色としたが、「第１画像を表示するために照射する複数の光の色の混合色」＝「第２画像を表示するために照射する光の色」となれば、複数の色はどのような色であってもよい。
【００４７】
また、図１１などで、時分割周期を「１／６０ｓｅｃ」としたが、第１領域３０１と第２領域３０２とが同色に知覚され、かつ、色割れ現象が生じるのであれば、時分割周期を他の値としてもよい。
【００４８】
この実施形態１の画像表示装置であれば、赤色、青色、緑色の光を時分割で照射することで、第２領域３０２を表示させる。また、赤色、青色、緑色の混合色である白色光を照射するか、赤色、青色、緑色の光を同時に照射することで、第１領域３０１を表示させる。従って、画像３００が透過性のあるものであり、画像３００が停止期間画像である場合には、図７に示すように、第２領域３０２と第１領域３０１とが同色となり、画像３００と車外物体２０４とが重畳したとしても、運転者は、車外物体２０４を視認することが出来る。
【００４９】
また、図８に示すように、画像３００が移動期間画像である場合には、色割れ現象が生じ、運転者は、境界形状３０５を視認することが出来る。従って、観察者が視認したいときだけ、観察者が視認すべき境界形状３０５を視認することが出来る。
【００５０】
また、上記の例では、観測者の視線が移動し、画像３００が静止している場合について説明した。その他の例として、観測者の視線が停止して、画像３００が移動するような場合であっても、色割れ現象が生じることから、同様の効果を奏することが出来る。例えば、表示媒体を移動物体（例えば、車体）の壁（車体の側面）とする。この場合に当該壁に画像表示装置１０１により画像３００を表示させれば、観察者の視線が停止していたとしても、観察者は、境界形状３０５を視認することが出来る。つまり、表示媒体１０２と観察者の視線が相対的に移動すれば、同様の効果を奏することが出来る。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、第２領域の境界形状の好ましい形状について説明する。図１５Ａに画像６００を示す。第２領域６０２の境界形状は矩形状であり、辺６０２２と辺６０２４とを有する。また、第２領域６０２の境界形状のうち、観察者１０５の視線の方向と平行な部分（輪郭）については、色割れ現象は生じないことが知られている。
【００５１】
図１５Ｂに観察者１０５の視線２０５の移動方向がαの場合に生じる色割れ現象が生じることで、観察者１０５に視認される画像について示す。図１５Ｂに示すように、観察者の視線の移動方向が方向αである場合には、当該方向αと平行な部分である辺６０２４については色割れ現象が生じず、観察者は、当該辺６０２４を視認することは出来ない。
【００５２】
一方、当該方向αと平行な部分ではない辺６０２２については色割れ現象が生じるので、観察者は、当該辺６０２２を視認することが出来る。なお、観察者１０５は、色割れ現象により、辺６０２２について、赤色の辺６０２２Ｒ、緑色の辺６０２２Ｇ、青色の辺６０２２Ｂを視認することが出来る。
【００５３】
つまり、第２領域６０２の境界形状は、観察者の視線と画像３００との相対的移動方向と平行な部分を含まないことが好ましい。何故なら、図１５で説明したように、観察者の視線と画像３００の相対的移動方向と平行な部分（図１５の例では、辺６０２２）については色割れ現象が生じず、観察者は当該色割れ現象が生じない部分を視認することが出来ないからである。
【００５４】
図１６Ａに、他の画像６５０の一例を示す。画像６５０の第２領域６５２の境界形状は平行四辺形状である。当該第２領域６５２は、観察者の視線と画像３００の相対的移動方向と平行な部分を含まない。図１６Ｂに、観察者の視線の移動方向がαの場合に生じる色割れ現象が生じることで、観察者に視認される画像について示す。図１６Ｂに示すように、第２領域６５２の全ての部分において、色割れ現象が生じ、観察者１０５は、第２領域６５２の全ての部分を視認することが出来る。図１６Ｂの例では、第２領域６５２の赤色の辺６５１Ｒ、第２領域６５２の緑色の辺６５１Ｇ、第２領域６５２の青色の辺６５１Ｂが観察者１０５に視認される。
【００５５】
この実施形態２の画像表示装置であれば、観察者の視線の移動方向が予め予想される場合には、境界形状３０５は、当該予想される視線の移動方向と平行な部分を含ませないようにする。従って、境界形状３０５の全ての部分において、色割れ現象を生じさせることができ、観察者は境界形状３０５の全ての部分を認識できるからである。
［実施形態３］
実施形態３では、運転者１０５などが、フロントガラス１０２（表示媒体）を透過して視認できる風景（映像）１０４（図２参照）と、第２領域３０２と、のどちらかを優先して視認するかを選択することが出来る。以下では、風景１０４より第２領域３０２の境界形状３０５を優先して視認するモードを画像優先モード（第１モード）とする。また、境界形状３０５より風景１０４を優先して視認するモードを風景優先モード（第２モード）とする。
【００５６】
例えば、運転者１０５が運転中の場合には、安全性の観点から、境界形状３０５より風景１０４を優先して視認する必要があるので、風景優先モードを選択することが好ましい。また、運転者１０５が乗車している車両が停車している場合には、画像優先モードを選択することが好ましい。車両が、運転中では風景優先モードを自動選択し、停車中では画像優先モードを自動選択するようにしてもよい。
【００５７】
図１７に本実施形態３の処理フローを示す。まず、ステップＳ２において、表示手段１０２６は、画像３００をフロントガラス１０２に表示させる。そして、ステップＳ４において、ＣＰＵ１０１０が判断手段として機能し、現在のモード設定を判断する。運転手１０５が設定したモード、または、車両が自動設定したモードについての情報は、入力手段１０２４（図３参照）から入力される。
【００５８】
ＣＰＵ１０１０が、現在のモードは画像優先モードであると判断すると、ステップＳ６において、制御手段１０２２（図３参照）は、境界形状３０５の視認性上昇処理を行なう。ここで、境界形状３０５の視認性とは、観察者１０５が、境界形状３０５を視認できる度合いを示すものである。視認性が高ければ観察者１０５は境界形状３０５を視認しやすくなり、視認性が低ければ観察者１０５は、境界形状３０５を視認しがたくなる。
【００５９】
ステップＳ６２において、制御手段１０２２は、複数の光を照射する周期Ｔ（図１１参照）を短く設定する。図１７の例では、制御手段１０２２は、周期Ｔ＝１／１２０ｓｅｃと設定する。このように、制御手段１０２２が、周期Ｔを短くすることで、色割れ現象をより生じ易くさせ、境界形状３０５の視認性を上昇させることが出来る。
【００６０】
次に、ステップＳ６４において、制御手段１０２２は、光源７０１や７０４〜７０６（図１２や図１３参照）の電力を大きく設定する。図１７の例では、制御手段１０２２は、光源電力＝２００Ｗと設定する。このように、光源の光量を上昇させることで、第２領域３０２や第１領域３０１の明度を向上させることができるので、境界形状３０５の視認性を上昇させることが出来る。なお、ステップＳ６２の処理とステップＳ６４の処理はどちらを先に行なってもよく、並列的に行なってもよい。
【００６１】
一方、ＣＰＵ１０１０が、現在のモードは風景優先モードであると判断すると、ステップＳ８において、制御手段１０２２は、視認性低下処理を行なう。ステップＳ８２において、制御手段１０２２は、複数の光を照射する周期Ｔ（図１１参照）を画像優先モードの場合よりも長く設定する。図１７の例では、制御手段１０２２は、周期Ｔ＝１／６０ｓｅｃと設定する。このように、制御手段１０２２が、周期Ｔを長くすることで、色割れ現象を生じにくくし、第２領域３０２の視認性を低下させ、風景１０４を視認させやすくすることが出来る。
【００６２】
次に、ステップＳ８４において、制御手段１０２２は、光源７０１や７０４〜７０６（図１２や図１３参照）の電力を画像優先モードと比較して小さく設定する。図１７の例では、制御手段１０２２は、光源電力＝１００Ｗと設定する。このように、光源の光量を低下させることで、第１領域３０１や第２領域３０２の明度を低下させることができるので、第２領域３０２の視認性を低下させ、風景１０４を視認させやすくすることが出来る。なお、ステップＳ８２の処理とステップＳ８４の処理はどちらを先に行なってもよく、並列的に行なってもよい。
【００６３】
また、ステップＳ６の視認性上昇処理はステップＳ６２やステップＳ６４の処理に限られることはなく、ステップＳ８の視認性低下処理はステップＳ８２やステップＳ８４の処理に限られることはない。
【００６４】
このように、本実施形態３では、制御手段１０２２は、画像優先モード（第１モード）が設定された場合の境界形状の視認性を、風景優先モード（第２モード）が設定された場合の第１画像の視認性３０１よりも高める。従って、運転者１０５にとって、安全性を更に高めることが出来、かつ、使い勝手の良いものとなる。
［その他の実施形態］
図２などでは、表示装置１０１が透過性のあるフロントガラス１０２に、透過性のある画像３００を投影表示した。その他の例として、表示装置１０１を液晶モニタに組み込んで実施しても良い。当該液晶モニタとは、封止した液晶層に加えられる電圧の制御により、光源で発光された光をスクリーン方向へ透過させる量を変化させる。
【００６５】
図１８に、表示装置１０１を液晶モニタに組み込んだ場合の各色光のタイミングチャートの一例を示す。図１８の縦軸は、第１領域３０１、第２領域３０２それぞれをスクリーンに表示させる強度を示す。図１８の例では、第１領域３０１を表示するために、赤色光、緑色光、青色光を同時に半強度で常にスクリーンに照射する。第２領域３０２を表示するために赤色光、緑色光、青色光を順番に最高強度でスクリーンに照射する。
【００６６】
本実施例の画像表示装置１０１では、液晶モニタに表示させる場合には、画像３００が透過性を有さないように（つまり、ベタ画像）で用いてもよく、画像３００が透過性を有するように用いてもよく、液晶モニタの仕様用途によって使い分ければよい。
【００６７】
また、上記説明では、表示媒体を、フロントガラスなど透過性を有するものとして説明したが、透過性を有さない（不透明な）紙などに画像３００を表示するようにしてもよい。
【００６８】
また、図２では、フロントガラス１０２に画像３００を投影表示したヘッドアップディスプレイとして、画像表示装置１０１を用いたが、ヘッドマウントディスプレイとして、画像表示装置１０１を用いても良い。
【００６９】
また、画像３００全体を２値画像（例えば、白色、黒色のみの画像）としてもよい。この場合には、第２領域３０２を白色とし、第１領域３０１を黒色とすればよい。また、画像３００全体を多値画像としてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０１ 画像表示装置
１０２ 表示媒体
１０３ 観察者の眼
１０４ 風景
１０５ 観察者
２０３ 車外物体
２０４ 車外物体
２０５ 観察者の視線
３００ 画像
３０１ 第１領域
３０２ 第２領域
７０１ 白色光源
７０２ 変換手段
７０４ 赤色光源
７０５ 緑色光源
７０６ 青色光源
１０２６２ 発光手段
１０２６４ パネル
１０００ ＣＰＵ
１０１２ 主記憶手段
１０１４ 補助記憶手段
１０１６ 外部記憶装置Ｉ／Ｆ手段
１０１８ 記憶媒体
１０２０ 画像処理手段
１０２２ 制御手段
１０２４ 入力手段
１０２６ 表示手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７１】
【特許文献１】特開２０１０−２３４９５９号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示媒体に、第１領域と第２領域とからなる画像を表示する表示手段を有する画像表示装置であって、
前記表示手段は、
複数色の光を同時に照射すること、または、当該複数色の混合色を照射すること、により、前記第１領域を表示し、
前記複数色の光を時分割で照射することにより、前記第２領域を表示し、
前記第１領域と前記第２領域とが同色であると観察者に知覚され、
前記画像と、当該観察者の前記画像に対する視線とが相対的に移動する結果生じる色割れ現象により、前記第１領域と前記第２領域との境界形状を当該観察者に視認させる画像表示装置。
【請求項２】
前記表示手段は、透過性のある前記表示媒体に、透過性のある前記画像を投影表示することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記観察者が前記表示媒体を透過して視認する映像より、前記境界形状を優先して前記観察者に視認させる第１モード、または、
前記境界形状より、前記映像を優先して前記観察者に視認させる第２モードが設定可能であり、
前記第１モードが設定された場合の前記境界形状の視認性を、前記第２モードが設定された場合の前記境界形状の視認性よりも高める制御手段を有することを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記第１モードが設定された場合の前記複数色の光の照射の周期を、前記第２モードが設定された場合の当該周期よりも短くすることを特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記境界形状は、前記相対的移動方向と平行な部分を含まないことを特徴とする請求項１〜４何れか１項記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記第１領域は、前記複数色の混合色の光が照射されることにより表示される場合に、
前記表示手段は、
１つの光源と、
前記１つの光源からの光を、前記複数色の光、および、前記複数色の混合色の光に変換する変換手段を含む特徴とする請求項１〜５何れか１項記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記表示手段は、
それぞれが前記複数色の光それぞれを発光する複数の光源と、
前記複数の光源を同時に発光させることで、前記第１領域を表示し
前記複数の光源を時分割で発光させることにより、前記第２領域を表示する光源制御手段を含むことを特徴とする請求項１〜５何れか１項記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記複数色は、赤色、緑色、青色であることを特徴とする請求項１〜７何れか１項記載の画像表示装置。
【請求項９】
表示媒体に、第１領域と第２領域とからなる画像を表示する表示手段を有する画像表示装置を用いた画像表示方法であって、
前記表示手段は、
複数色の光を同時に照射すること、または、当該複数色の混合色を照射すること、により、前記第１領域を表示し、
前記複数色の光を時分割で照射することにより、前記第１領域と同色に知覚されるように、前記第２領域を表示し、
前記画像と、観察者の前記画像に対する視線とが相対的に移動する結果生じる色割れ現象により、前記第１領域と前記第２領域との境界形状を前記観察者に視認させる画像表示方法。
【請求項１０】
表示媒体に、第１領域と第２領域とからなる画像を表示する表示手段を有するコンピュータを、当該表示手段の制御を行なう制御手段として機能させるプログラムであって、
前記制御手段は、前記表示手段に対して、
複数色の光を同時に照射すること、または、当該複数色の混合色を照射すること、により、前記第１領域を表示させ、
前記複数色の光を時分割で照射することにより、前記第１領域と同色に知覚されるように、前記第２領域を表示させ、
前記画像と、観察者の前記画像に対する視線とが相対的に移動する結果生じる色割れ現象により、前記第１領域と前記第２領域との境界形状を前記観察者に視認させるプログラム。
【請求項１】
表示媒体に、第１領域と第２領域とからなる画像を表示する表示手段を有する画像表示装置であって、
前記表示手段は、
複数色の光を同時に照射すること、または、当該複数色の混合色を照射すること、により、前記第１領域を表示し、
前記複数色の光を時分割で照射することにより、前記第２領域を表示し、
前記第１領域と前記第２領域とが同色であると観察者に知覚され、
前記画像と、当該観察者の前記画像に対する視線とが相対的に移動する結果生じる色割れ現象により、前記第１領域と前記第２領域との境界形状を当該観察者に視認させる画像表示装置。
【請求項２】
前記表示手段は、透過性のある前記表示媒体に、透過性のある前記画像を投影表示することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記観察者が前記表示媒体を透過して視認する映像より、前記境界形状を優先して前記観察者に視認させる第１モード、または、
前記境界形状より、前記映像を優先して前記観察者に視認させる第２モードが設定可能であり、
前記第１モードが設定された場合の前記境界形状の視認性を、前記第２モードが設定された場合の前記境界形状の視認性よりも高める制御手段を有することを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記第１モードが設定された場合の前記複数色の光の照射の周期を、前記第２モードが設定された場合の当該周期よりも短くすることを特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記境界形状は、前記相対的移動方向と平行な部分を含まないことを特徴とする請求項１〜４何れか１項記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記第１領域は、前記複数色の混合色の光が照射されることにより表示される場合に、
前記表示手段は、
１つの光源と、
前記１つの光源からの光を、前記複数色の光、および、前記複数色の混合色の光に変換する変換手段を含む特徴とする請求項１〜５何れか１項記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記表示手段は、
それぞれが前記複数色の光それぞれを発光する複数の光源と、
前記複数の光源を同時に発光させることで、前記第１領域を表示し
前記複数の光源を時分割で発光させることにより、前記第２領域を表示する光源制御手段を含むことを特徴とする請求項１〜５何れか１項記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記複数色は、赤色、緑色、青色であることを特徴とする請求項１〜７何れか１項記載の画像表示装置。
【請求項９】
表示媒体に、第１領域と第２領域とからなる画像を表示する表示手段を有する画像表示装置を用いた画像表示方法であって、
前記表示手段は、
複数色の光を同時に照射すること、または、当該複数色の混合色を照射すること、により、前記第１領域を表示し、
前記複数色の光を時分割で照射することにより、前記第１領域と同色に知覚されるように、前記第２領域を表示し、
前記画像と、観察者の前記画像に対する視線とが相対的に移動する結果生じる色割れ現象により、前記第１領域と前記第２領域との境界形状を前記観察者に視認させる画像表示方法。
【請求項１０】
表示媒体に、第１領域と第２領域とからなる画像を表示する表示手段を有するコンピュータを、当該表示手段の制御を行なう制御手段として機能させるプログラムであって、
前記制御手段は、前記表示手段に対して、
複数色の光を同時に照射すること、または、当該複数色の混合色を照射すること、により、前記第１領域を表示させ、
前記複数色の光を時分割で照射することにより、前記第１領域と同色に知覚されるように、前記第２領域を表示させ、
前記画像と、観察者の前記画像に対する視線とが相対的に移動する結果生じる色割れ現象により、前記第１領域と前記第２領域との境界形状を前記観察者に視認させるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−１０９１４９（Ｐ２０１３−１０９１４９Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５３９６４（Ｐ２０１１−２５３９６４）
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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