表示装置及び表示方法
【課題】観視者に、より見やすい指標のＣＧ画像を提示することが可能な表示装置を提供する。
【解決手段】生成部は、観視者に知覚させる指標のＣＧ画像を、前記観視者の視点位置からみた風景に対応させた座標系を持つＣＧ空間内において生成する。提示部は、前記ＣＧ画像を前記観視者の眼に提示する。前記生成部は、前記ＣＧ空間内において前記指標を進め、かつ、所定座標から前記乗り物の速度に応じて後退させる前記ＣＧ画像の群を生成する。
【解決手段】生成部は、観視者に知覚させる指標のＣＧ画像を、前記観視者の視点位置からみた風景に対応させた座標系を持つＣＧ空間内において生成する。提示部は、前記ＣＧ画像を前記観視者の眼に提示する。前記生成部は、前記ＣＧ空間内において前記指標を進め、かつ、所定座標から前記乗り物の速度に応じて後退させる前記ＣＧ画像の群を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、表示装置及び表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗り物に搭載する表示装置として、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）がある。
【０００３】
ＨＵＤは、乗り物の進行方向や、観視者に指示すべき位置を示す指標（例えば矢印）のＣＧ画像を観視者（運転者）の眼に向かって提示する。
【０００４】
このような表示装置においては、観視者に対し、より見やすい指標のＣＧ画像を提示することができる表示装置が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２４４３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、観視者に対し、より見やすい指標のＣＧ画像を提示することができる表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の実施形態に係る表示装置は、観視者に知覚させる指標のＣＧ画像を、前記観視者の視点位置からみた風景に対応させた座標系を持つＣＧ空間内において生成する生成部と、前記ＣＧ画像を前記観視者の眼に提示する提示部とを備える。前記生成部は、前記ＣＧ空間内において前記指標を進め、かつ、所定座標から前記
乗り物の速度に応じて後退させる前記ＣＧ画像の群を生成することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態に係る表示装置１を表すブロック図。
【図２】表示装置１の処理を表すフローチャート。
【図３】表示装置１の処理の一部の詳細を表すフローチャート。
【図４】指標１０が示す位置の説明図。
【図５】表示装置１の使用例を表す図。
【図６】表示装置１の使用例を表す図。
【図７】第２の実施の形態に係る表示装置の使用例を表す図。
【図８】第２の実施の形態に係る表示装置の処理の一部の詳細を表すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る表示装置１を表すブロック図である。
【００１２】
表示装置１は、ここでは車両２０のナビゲーションシステムとともに用いられる車載用のヘッドアップディスプレイであり、指標１０のＣＧ画像を含んだ光束５を、観視者（ドライバー）１００の眼１０１に提示する（片眼でも両眼でもよい）。指標１０とは、車両２０の進行方向や、観視者１００に指示したい位置を矢印等で表したものである。これにより、観視者１００は、指標１０のＣＧ画像をフロントガラス２１より前方の風景に重畳された像として知覚する。
【００１３】
表示装置１は、車両２０が、最終的に到達すべき目的地（最終目的地）までの経路上にある一時的な目的地（一時目的地）に接近した時点で、指標１０のＣＧ画像の表示を開始する。一時目的地とは、最終目的地までの経路上で、観視者１００に案内や注意を促す場面、例えば、右折や左折する必要がある交差点をいう。
【００１４】
表示装置１は、観視者１００から見える前方の風景内において、一時目的地に向かって指標１０自体が順次移動しているように、さらに一時目的地に達した後は当該箇所で一定時間静止しているように、観視者１００に知覚させる。これにより、表示装置１は、観視者に対し、より見やすい指標のＣＧ画像を提示することができる。
【００１５】
表示装置１は、生成部１１と、記憶部１２と、提示部１３とを含む。
【００１６】
生成部１１は、経路決定部１１１と、所定位置決定部１１２と、位置判定部１１３と、ＣＧ画像生成部１１４と、を備える。生成部１１及び記憶部１２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びＣＰＵが用いるメモリにより実現されてよい。
【００１７】
経路決定部１１１は、観視者１００が所望する車両２０の最終目的地の情報を受け取ると、地図情報を用いて、最終目的地に至るまでに、車両２０が辿るべき経路を決定する。地図情報は、道路地図の情報を含む。例えば、地図情報は記憶部１２に記憶されている。
【００１８】
所定位置決定部１１２は、経路決定部１１１が決定した経路中において、一又は複数の一時目的地を決定して、記憶部１２に記憶させる。
【００１９】
位置判定部１１３は、車両情報を用いて、車両２０がいずれか一の一時目的地に接近したか否かを判定する。車両情報は、車両２０の現在位置及び速度の情報を含む。車両情報は、車両２０の現在位置を測定する図示しない位置測定手段（例えば、ＧＰＳ）や、車両２０の速度を測定する速度測定手段２５（例えば、スピードメータ等）から獲得される。
【００２０】
一時目的地に車両２０が接近した場合、ＣＧ画像生成部１１４は、複数の指標１０のＣＧ画像を生成する。各々の指標１０は、開始位置（指標１０が初めに指し示す経路上の位置）から一時目的地まで進み、さらに一時目的地で一定時間静止して観視者１００に知覚されるように順次生成される。ＣＧ画像生成部１１４は、各指標１０のＣＧ画像を提示部１３に出力する。詳細は後述する。
【００２１】
提示部１３は指標１０のＣＧ画像を含んだ光束５を観視者１００に提示する。すなわち、提示部１３は、光束５をフロントガラス２１に向けて照射する。フロントガラス２１には、コンバイナが設けられていてもよい。フロントガラス２１は、光束５を観視者１００の眼１０１に向かって反射させる。
【００２２】
提示部１３は、光源１３１と、制限部１３２と、拡散部１３３と、画像形成部１３４と、第１のレンズ１３５と、開口部１３６と、第２のレンズ１３７と、反射板１３８とを含む。
【００２３】
第１のレンズ１３５の焦点距離をｆ１、第２のレンズ１３７の焦点距離をｆ２とすると、開口部１３６は、第１のレンズ１３５からｆ１の距離で、かつ第２のレンズ１３７からｆ２の距離の位置に設置されている。
【００２４】
光源１３１から出射した光束５は、制限部１３２で、進行方向が制限された状態で、拡散部１３３を備えた画像形成部１３４へと入射する。拡散部１３３により、光束５は拡散されて一様に画像形成部１３４へと入射することができる。画像形成部１３４は、光束５を部分的に透過もしくは遮断することにより、指標１０の形状をした光束５を形成する。
【００２５】
画像形成部１３４を通った光束５は、第１のレンズ１３５と開口部１３６と第２のレンズ１３７を通過する。光束５は発散角(光束５が拡がっていく角度）が制御された状態で反射板１３８へと入射する。反射板１３８は、光束５をフロントガラス２１に向けて反射させる。
【００２６】
画像形成部１３４が開口部１３６よりも光源１３１側にあることにより、開口部１３６が画像形成部１３４よりも光源１３１側にある場合に比べて、画像形成部１３４を通る光束５の透過率を高くすることができる。そのため、光源１３１の消費電力を抑えられる。
【００２７】
光源１３１には発光ダイオードや高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、レーザー等が用いられる。制限部１３２にはテーパライトガイド、拡散部１３３には拡散フィルターや拡散板、画像形成部１３４には液晶ディスプレイやデジタルミラーデバイス等が用いられる。
【００２８】
図２は、表示装置１の指標表示の処理を表すフローチャートである。
【００２９】
経路決定部１１１は、最終目的地までの経路を決定する（Ｓ２０１）。すなわち、経路決定部１１１は、記憶部１２に記憶されている地図情報を読み出す。経路決定部１１１は、位置測定手段（例えば、ＧＰＳ）を用いて、車両２０の現在位置を割り出す。現在位置は、ある地点を基準とするような位置Ｐ（ｘ，ｙ）等で示されてよい。例えば、位置Ｐ（ｘ，ｙ）は、（経度，緯度）で表わされる経緯度座標で示されてもよい。
【００３０】
最終目的地が設定されると（例えば、観視者１００により、図示しない入力部に最終目的地が指定されると）、経路決定部１１１は、現在位置から最終目的地までに、車両２０が辿るべき経路を決定する。
【００３１】
所定位置決定部１１２は、最終目的地までの経路上において、一又は複数の一時目的地の位置を決定する（Ｓ２０２）。例えば、所定位置決定部１１２は、最終目的地までの経路上で右折や左折をすべき交差点の位置Ｐｐ＝（Ｘｐｎ，Ｙｐｎ）（ｎ＝１，２，３，…）を一時目的地に決定し、得られた一時目的地の位置を記憶部１２に記憶する。
【００３２】
車両２０の走行中、位置判定部１１３は、車両２０が一時目的地に接近したか否かを判定する（Ｓ２０３）。該判定は、車両２０の現在位置Ｐｃから一時目的地Ｐｐまでの距離Ｄが、所定値以内となったか否かで判定することができる。車両２０の現在位置Ｐｃは、車両２０の先端の位置でも、車両２０に乗車する観視者１００の位置でも構わない。
【００３３】
まず、位置判定部１１３は、位置測定手段を用いて、車両２０の現在位置Ｐｃ＝（Ｘｃ，Ｙｃ）を割り出す。次に位置判定部１１３は、車両２０の現在位置Ｐｃから一時目的地Ｐｐまでの距離Ｄを求める。距離Ｄが、所定値以内となったか否かを判定する。
【００３４】
例えば、位置判定部１１３は、距離Ｄが、１００ｍ以内となったか否かを判定する。該判定がＮＯの場合は、ＹＥＳ判定となるまで判定を繰り返す。
【００３５】
該判定がＹＥＳとなった場合、ＣＧ画像生成部１１４は、開始位置Ｐ０から一時目的地Ｐｐまで進み、一時目的地Ｐｐで一定時間静止して観視者１００に知覚されるような指標１０のＣＧ画像を生成する。（Ｓ２０４）。開始位置Ｐ０とは、指標１０が初めに示す経路上の位置をいう。
【００３６】
開始位置は、一時目的地Ｐｐまでの距離が所定値以内となったときの車両２０の現在位置Ｐｃ0から、一時目的地側に一定距離進んだ位置Ｐ０＝（ｘ０，ｙ０）として予め設定されていてよい。例えば、一時目的地Ｐｐまでの距離が、１００ｍとなったときの車両２０の現在位置Ｐｃ0から、一時目的地側に２０ｍ進んだ位置を開始位置Ｐ０として予め設定されていてよい。ＣＧ画像の生成は、開始位置Ｐ０から車両２０が一時目的地Ｐｐに到達するまで行なわれる。
【００３７】
車両２０が一時目的地Ｐｐに到達すると、位置判定部１１３は、車両２０が最終目的地までに辿る経路中に、次の一時目的地が存在するか否かを判定する（Ｓ２０５）。該判定がＮＯの場合、表示装置１は、処理を終了する。
【００３８】
該判定がＹＥＳの場合、ステップＳ２０３に遷移し、次の一時目的地において、上記と同様の処理を行なう。
【００３９】
以上、表示装置１の指標表示の処理について説明した。
【００４０】
ＣＧ画像生成部１１４は、車両２０に固定されたＣＧ座標系（ｘ´，ｙ´）で定義されるＣＧ空間に、指標１０のＣＧ画像を生成する。
【００４１】
ＣＧ画像生成部１１４は、ＣＧ座標系での視点位置を、観視者１００の実際の視点位置に予め一致させておくのが望ましい。例えば、ＣＧ座標系での原点を観視者１００の実際の視点位置に一致させてもよい。
【００４２】
これにより、ＣＧ画像生成部１１４は、指標１０がフロントガラス２１前方の風景上に重畳しているように、観視者１００に知覚させることができる。また、ＣＧ画像生成部１１４は、一定時間ごとに、カメラやセンサ等（不図示）を用いて、観視者１００の視点位置を計測し、ＣＧ座標系での視点位置を調節してもよい。
【００４３】
ＣＧ画像生成処理の詳細について説明する。図３は、ステップＳ２０４の処理の詳細を表すフローチャートである。図４は、指標１０と開始位置Ｐ０と一時目的地Ｐｐとの関係を表す一例図である。図４（ａ）は、外部からの俯瞰図である。図４（ｂ）は、観視者１００の視点から見た図である。
【００４４】
ＣＧ画像生成部１１４は、開始位置Ｐ０から一時目的地Ｐｐまで進むように観視者１００に知覚される、複数の指標１０のＣＧ画像を順次生成し、提示部１３は、指標１０のＣＧ画像が生成される毎に、指標１０のＣＧ画像を観視者１００に提示する。（Ｓ２０４１）。
【００４５】
ＣＧ画像生成部１１４は、開始位置Ｐ０に対応するＣＧ空間での座標ｑ０´から、指標１０のＣＧ画像を生成し始める。例えば、ＣＧ画像生成部１１４は、車両２０の現在位置Ｐｃ0及び開始位置Ｐ０を用いて、式１によりＣＧ座標系（ｘ´，ｙ´）における指標１０の座標ｑ０´＝（ｘ０´，ｙ０´）を決定してよい。
【数１】
【００４６】
ＣＧ画像生成部１１４は、ＣＧ座標系における座標ｑ０´＝（ｘ０´，ｙ０´）に指標１０のＣＧ画像を生成する。指標１０が矢印の場合は、矢印の先端が座標ｑ０´＝（ｘ０´，ｙ０´）にあるように、指標１０のＣＧ画像を生成してよい。
【００４７】
ＣＧ画像生成部１１４は、一の指標１０のＣＧ画像を提示部１３が提示したときにおける、車両２０の速度に基づいて、式２によりその次に生成する指標１０のＣＧ座標系における座標ｑｋ´＝（ｘｋ´，ｙｋ´）（ｋ＝１，２，・・・）を決定し、指標１０の画像を順次生成してよい。式２は、開始位置Ｐ０から車両２０の現在位置座標を差し引き、車両２０の速度と指標１０の速度を考慮して、ＣＧ座標系における座標ｑｋ´を求めるものである。
【００４８】
すなわち、Δｔ（例えば、１／３０秒）の間隔で座標ｑｋ´にｋ番目の指標１０のＣＧ画像を順次生成する。Δｔは、提示部１３が、指標１０のＣＧ画像の一枚分を提示する時間である。
【数２】
【００４９】
Ｖｃｋは、ｋ番目の指標１０のＣＧ画像の提示時における車両２０の速度（ベクトル）を表す。ＣＧ画像生成部１１４は、速度測定手段２５からＶｃｋを獲得すればよい。ｖｋは、ｋ番目の指標１０の速度（ベクトル）を表す。このｖｋを用いて（ｋ＋１）番目の指標１０が示す経路上の位置を決定することができる。Ｖｃ０は、開始位置Ｐ０を示す指標１０のＣＧ画像の提示時における車両２０の速度（ベクトル）である。ｖ０は、開始位置Ｐ０を示す指標１０の速度（ベクトル）である。なお、ｖｋの大きさ（|ｖｋ|）は、固定値（例えば|ｖ０|）であっても構わないが、車両２０の速度の大きさよりも大きいほうが好ましい。
【００５０】
また、ＣＧ画像生成部１１４は、指標１０が車両２０に追い抜かれないように、Ｖｃｋの大きさ（|Ｖｃｋ|）に応じて|ｖｋ|の値を変更しても構わない。例えば、常に|ｖｋ|＞|Ｖｃｋ|となるように、|Ｖｃｋ|に応じて|ｖｋ|の値を変更しても構わない。
【００５１】
ｋ＝０とは、開始位置Ｐ０を示す指標１０のことである。
【００５２】
また、ｋ番目の指標１０の方向ｄｋ´は、式３に示すように、車両２０の速度Ｖｃｋの単位ベクトルの方向から、ｋ番目の指標１０の速度ｖｋの単位ベクトルに向かう方向であるのが望ましい。
【数３】
【００５３】
これにより、ＣＧ画像生成部１１４は、車両２０の現在位置や速度に応じて、指標１０が示す方向を修正することができる。
【００５４】
図５は、指標１０が、一時目的地まで進む様子を観視者１００の視点から見た図である。図５中の括弧書きの記号は、ＣＧ座標系における座標ｑｋ´を示す。上述したように、ＣＧ画像生成部１１４は、開始位置から一時目的地に向かって指標１０が進むように、ＣＧ座標系における座標ｑｋ´の位置に指標１０のＣＧ画像を生成し、提示部１３は、ＣＧ画像を動画的に観視者１００に提示する。これにより、観視者１００は、指標１０が経路上を進むように知覚する。
【００５５】
ＣＧ画像生成部１１４は、一時目的地に到達する指標１０のＣＧ画像を生成した後、一時目的地で一定時間静止して、観視者１００に知覚されるような指標１０のＣＧ画像を生成する。提示部１３は、指標１０のＣＧ画像を動画的に観視者１００に提示する（Ｓ２０４２）。
【００５６】
すなわち、ＣＧ画像生成部１１４は、一時目的地に到達する指標１０のＣＧ画像を生成したか否かを、例えば、式４により判断してもよい。式４は、開始位置を決定した時点の車両の現在位置Ｐｃ0から、順次生成した指標１０の経路上における位置が一時目的地Ｐｐとなったときを表す式である。
【数４】
【００５７】
式４中のδは、実装時における誤差を考慮した閾値である。例えば、δ＝０．１等として、設定されていてもよい。
【００５８】
ＣＧ画像生成部１１４は、車両２０が一時目的地Ｐｐに接近するにつれて、指標１０のＣＧ画像を、ＣＧ座標系における観視者１００の視点位置に近づくように生成する。
【００５９】
つまり、ＣＧ画像生成部１１４は、ＣＧ空間において指標１０を、車両２０の速度に基づいて後退させるＣＧ画像を生成する。例えば、ＣＧ画像生成部１１４は、一の指標１０のＣＧ画像を提示部１３が提示したときにおける、車両２０の速度に基づいて、式５により指標１０のＣＧ座標系における座標Ｑｓ´＝（ｘｓ´，ｙｓ´）（ｓ＝１，２，・・・）を決定してよい。
【数５】
【００６０】
Ｖｃｓは、ｓ番目の指標１０のＣＧ画像の提示時における車両２０の速度（ベクトル）を表す。
【００６１】
また、ｓ番目の指標１０の方向ｄｓ´は、式６に示すように、車両２０の速度Ｖｃｓの単位ベクトルの方向から、ｓ番目の指標１０の速度ｖｓの単位ベクトルに向かう方向であるのが望ましい。
【数６】
【００６２】
これにより、ＣＧ画像生成部１１４は、車両２０の位置や速度に応じて、指標１０が示す方向を修正することができる。
【００６３】
図６は、指標１０が、一時目的地で静止している様子を観視者１００の視点から見た図である。図６（ａ）は、時刻ｔ＝Ｔにおける様子を表す。時刻ｔ＝Ｔでは、既に指標１０は、一時目的地Ｐｐに到達している。図６（ｂ）は、時刻ｔ＝Ｔ＋Δｔにおける様子を表す。図６（ｃ）は、時刻ｔ＝Ｔ＋２Δｔにおける様子を表す。図６中の括弧書きの記号は、ＣＧ座標系における座標Ｑｓ´の位置を示す。
【００６４】
図６に示すように、車両２０が一時目的地Ｐｐに接近するにつれて、ＣＧ画像生成部１１４は、指標１０のＣＧ座標系における座標を、Ｑｓ´、Ｑｓ＋１´、Ｑｓ＋２´というように、徐々に観視者１００の視点位置に近づくようにしている。これにより、観視者１００は、指標１０が一時目的地で静止しているように知覚する。
【００６５】
ＣＧ画像生成部１１４は、位置測定手段等を用いて、車両２０が一時目的地Ｐｐに到達したか否かを判定する（Ｓ２０４３）。該判定がＮＯの場合、ステップＳ２０４２に遷移する。
【００６６】
該判定がＹＥＳの場合、ＣＧ画像生成部１１４は、指標１０のＣＧ画像を生成することをやめる。提示部１３は、指標１０のＣＧ画像を提示することをやめる（Ｓ２０４４）。
【００６７】
以上、ステップＳ２０４の詳細について説明した。
【００６８】
本実施形態の表示装置１は、観視者に対し、より見やすい指標のＣＧ画像を提示することができる。
【００６９】
なお、本実施の形態において、生成部１１は、２次元座標（ｘ，ｙ）を用いて全ての処理を行なったがこれに限られない。例えば、３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）を用いて処理を行なうことにより、生成部１１は、経路の起伏等に応じて、指標１０を生成する座標を決定することができる。
【００７０】
また、ＣＧ画像生成部１１４は、指標１０が開始位置Ｐ０から一時目的地Ｐｐまで到達するまでに要する時間Ｔｍ、及び指標１０が一時目的地Ｐｐで静止している時間Ｔｓを、車両２０の車速に応じて変更してもよい。
【００７１】
また、本実施の形態では、一次目的地を観視者に指示する方法について記載したが、最終目的地を支持する方法についても同様である。
【００７２】
本実施の形態では、車両に搭載される表示装置１を例にして説明したが、これに限られない。例えば、表示装置１は、船舶、ヘリコプター、飛行機等の一般的な乗り物に用いることもできる。
【００７３】
また、本実施の形態では、提示部１３は光束５を車両２０のフロントガラス２１に反射させて観視者１００の眼１０１に提示する場合を例としたが、これに限られない。例えば、画像形成部１３４がフロントガラス２１に備えられていてもよい。この場合、画像形成部１３４からの光束５は、直接観視者１００の眼１０１に提示される。
【００７４】
（変形例）
本実施形態の変形例では、ＣＧ画像生成部１１４が指標１０のＣＧ画像を予め定めた一定の速度ｕ（ベクトル）で生成する。本変形例は、車両２０が一定速度Ｕｃで走行している場合等に適用することができる。これにより、ＣＧ画像生成部１１４は、式２を用いてＣＧ空間における指標１０の座標を決定する必要がなくなるため、処理コストを抑えることができる。以下、本変形例について説明する。
【００７５】
ステップＳ２０３における位置判定部１１３の判定がＹＥＳとなった場合、ＣＧ画像生成部１１４は、ＣＧ空間内で指標１０を一定速度で進めたＣＧ画像を順次生成する。
【００７６】
このとき、ＣＧ画像生成部１１４は、指標１０の速度ｕ（一定値）と、車両２０の現在位置Ｐｃ０から一時目的地Ｐｐまでの距離Ｄと、車両２０の速度Ｕｃ（一定値）と、一の画像の提示時間Δｔとに基づき、一時目的地Ｐｐまで進むように観視者１００に知覚されるＣＧ画像を生成する。
【００７７】
例えば、指標１０速度ｕ＝８０（ｍ／ｓ）、距離Ｄ＝１００（ｍ）、車両２０の速度Ｕｃ＝６０（ｍ／ｓ）Δｔ＝１／３０（ｓ）である場合、ＣＧ画像生成部１１４は、１５０枚のＣＧ画像を順次生成することにより、一時目的地Ｐｐまで指標１０が進むように、観視者１００に知覚させることができる。
【００７８】
その後、一時目的地Ｐｐで指標１０が静止するように観視者１００に知覚させる際は、ＣＧ画像生成部１１４は本実施の形態と同様の処理を行なう。
【００７９】
本変形例により、ＣＧ画像生成部１１４の処理コストを抑えることができる。
【００８０】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、ＣＧ画像生成部１１４の処理が第１の実施の形態の場合と異なる。図７は、本実施の形態の表示装置の使用例を表す図である。本実施の形態におけるＣＧ画像生成部１１４は、開始位置Ｐ０から一時目的地Ｐｐまで進む指標１０のＣＧ画像の生成中に、一時目的地Ｐｐで静止している別の指標３０のＣＧ画像を生成する。指標３０の形は、例えば、一時目的地Ｐｐに略垂直に立つような棒状の形であってよい。これにより、観視者１００は、一時目的地Ｐｐをより直感的に認識することができる。
【００８１】
図８は、本実施の形態における、指標３０のＣＧ画像を生成・提示する処理を表すフローチャートである。
【００８２】
本実施の形態では、第１の実施の形態における、ステップＳ２０４の処理を図８に示すステップＳ８０４に置き換えた処理を行ない、指標３０のＣＧ画像を生成・提示する。ステップＳ２０４の処理とステップＳ８０４の処理とを並列に行う。以下、ステップＳ８０４の処理について説明する。
【００８３】
ステップＳ２０３の判定がＹＥＳとなった場合、ＣＧ画像生成部１１４は、一時目的地Ｐｐで静止して観視者１００に知覚されるような指標３０のＣＧ画像を生成し、提示部１３はＣＧ画像を提示する（Ｓ８０４１）。
【００８４】
例えば、ＣＧ画像生成部１１４は、式５を用いて、指標１０のＣＧ座標系における座標Ｑｓ´を決定し、その位置に指標３０を配置すればよい。
【００８５】
ＣＧ画像生成部１１４は、位置測定手段等を用いて、車両２０が一時目的地Ｐｐに到達したか否かを判定する（Ｓ８０４２）。該判定がＮＯの場合、ステップＳ８０４１に遷移する。
【００８６】
該判定がＹＥＳの場合、ＣＧ画像生成部１１４は、指標３０のＣＧ画像を生成することをやめる。提示部１３は、指標３０のＣＧ画像を提示することをやめる（Ｓ８０４３）。
【００８７】
ＣＧ画像生成部１１４は、図８に示す処理と図３に示す処理を並列に行うことにより、開始位置Ｐ０から一時目的地Ｐｐまで進む指標１０のＣＧ画像の生成中に、一時目的地Ｐｐで静止している別の指標３０のＣＧ画像を生成する。
【００８８】
なお、指標３０が棒状の場合、ＣＧ画像生成部１１４は、予め定めた高さから下の部分を半透明にして、指標３０を生成してもよい。これにより、車両２０が走行する路面の起伏の影響を受けて、車両２０が振動する場合であっても、観視者１００は、一時目的地Ｐｐを認識することができる。
【００８９】
以上、上述した実施の形態により、観視者に対し、より見やすい指標のＣＧ画像を提示することができる表示装置を提供することができる。
【００９０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９１】
１ 表示装置
５ 光束
１０、３０ 指標
１１ 生成部
１２ 記憶部
１３ 提示部
２０ 車両
２１ フロントガラス
２５ 速度測定手段
１００ 観視者
１０１ 眼
１１１ 経路決定部
１１２ 所定位置決定部
１１３ 位置判定部
１１４ ＣＧ画像生成部
１３１ 光源
１３２ 制限部
１３３ 拡散部
１３４ 画像形成部
１３５ 第１のレンズ
１３６ 開口部
１３７ 第２のレンズ
１３８ 反射板
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、表示装置及び表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗り物に搭載する表示装置として、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）がある。
【０００３】
ＨＵＤは、乗り物の進行方向や、観視者に指示すべき位置を示す指標（例えば矢印）のＣＧ画像を観視者（運転者）の眼に向かって提示する。
【０００４】
このような表示装置においては、観視者に対し、より見やすい指標のＣＧ画像を提示することができる表示装置が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２４４３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、観視者に対し、より見やすい指標のＣＧ画像を提示することができる表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の実施形態に係る表示装置は、観視者に知覚させる指標のＣＧ画像を、前記観視者の視点位置からみた風景に対応させた座標系を持つＣＧ空間内において生成する生成部と、前記ＣＧ画像を前記観視者の眼に提示する提示部とを備える。前記生成部は、前記ＣＧ空間内において前記指標を進め、かつ、所定座標から前記
乗り物の速度に応じて後退させる前記ＣＧ画像の群を生成することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態に係る表示装置１を表すブロック図。
【図２】表示装置１の処理を表すフローチャート。
【図３】表示装置１の処理の一部の詳細を表すフローチャート。
【図４】指標１０が示す位置の説明図。
【図５】表示装置１の使用例を表す図。
【図６】表示装置１の使用例を表す図。
【図７】第２の実施の形態に係る表示装置の使用例を表す図。
【図８】第２の実施の形態に係る表示装置の処理の一部の詳細を表すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る表示装置１を表すブロック図である。
【００１２】
表示装置１は、ここでは車両２０のナビゲーションシステムとともに用いられる車載用のヘッドアップディスプレイであり、指標１０のＣＧ画像を含んだ光束５を、観視者（ドライバー）１００の眼１０１に提示する（片眼でも両眼でもよい）。指標１０とは、車両２０の進行方向や、観視者１００に指示したい位置を矢印等で表したものである。これにより、観視者１００は、指標１０のＣＧ画像をフロントガラス２１より前方の風景に重畳された像として知覚する。
【００１３】
表示装置１は、車両２０が、最終的に到達すべき目的地（最終目的地）までの経路上にある一時的な目的地（一時目的地）に接近した時点で、指標１０のＣＧ画像の表示を開始する。一時目的地とは、最終目的地までの経路上で、観視者１００に案内や注意を促す場面、例えば、右折や左折する必要がある交差点をいう。
【００１４】
表示装置１は、観視者１００から見える前方の風景内において、一時目的地に向かって指標１０自体が順次移動しているように、さらに一時目的地に達した後は当該箇所で一定時間静止しているように、観視者１００に知覚させる。これにより、表示装置１は、観視者に対し、より見やすい指標のＣＧ画像を提示することができる。
【００１５】
表示装置１は、生成部１１と、記憶部１２と、提示部１３とを含む。
【００１６】
生成部１１は、経路決定部１１１と、所定位置決定部１１２と、位置判定部１１３と、ＣＧ画像生成部１１４と、を備える。生成部１１及び記憶部１２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びＣＰＵが用いるメモリにより実現されてよい。
【００１７】
経路決定部１１１は、観視者１００が所望する車両２０の最終目的地の情報を受け取ると、地図情報を用いて、最終目的地に至るまでに、車両２０が辿るべき経路を決定する。地図情報は、道路地図の情報を含む。例えば、地図情報は記憶部１２に記憶されている。
【００１８】
所定位置決定部１１２は、経路決定部１１１が決定した経路中において、一又は複数の一時目的地を決定して、記憶部１２に記憶させる。
【００１９】
位置判定部１１３は、車両情報を用いて、車両２０がいずれか一の一時目的地に接近したか否かを判定する。車両情報は、車両２０の現在位置及び速度の情報を含む。車両情報は、車両２０の現在位置を測定する図示しない位置測定手段（例えば、ＧＰＳ）や、車両２０の速度を測定する速度測定手段２５（例えば、スピードメータ等）から獲得される。
【００２０】
一時目的地に車両２０が接近した場合、ＣＧ画像生成部１１４は、複数の指標１０のＣＧ画像を生成する。各々の指標１０は、開始位置（指標１０が初めに指し示す経路上の位置）から一時目的地まで進み、さらに一時目的地で一定時間静止して観視者１００に知覚されるように順次生成される。ＣＧ画像生成部１１４は、各指標１０のＣＧ画像を提示部１３に出力する。詳細は後述する。
【００２１】
提示部１３は指標１０のＣＧ画像を含んだ光束５を観視者１００に提示する。すなわち、提示部１３は、光束５をフロントガラス２１に向けて照射する。フロントガラス２１には、コンバイナが設けられていてもよい。フロントガラス２１は、光束５を観視者１００の眼１０１に向かって反射させる。
【００２２】
提示部１３は、光源１３１と、制限部１３２と、拡散部１３３と、画像形成部１３４と、第１のレンズ１３５と、開口部１３６と、第２のレンズ１３７と、反射板１３８とを含む。
【００２３】
第１のレンズ１３５の焦点距離をｆ１、第２のレンズ１３７の焦点距離をｆ２とすると、開口部１３６は、第１のレンズ１３５からｆ１の距離で、かつ第２のレンズ１３７からｆ２の距離の位置に設置されている。
【００２４】
光源１３１から出射した光束５は、制限部１３２で、進行方向が制限された状態で、拡散部１３３を備えた画像形成部１３４へと入射する。拡散部１３３により、光束５は拡散されて一様に画像形成部１３４へと入射することができる。画像形成部１３４は、光束５を部分的に透過もしくは遮断することにより、指標１０の形状をした光束５を形成する。
【００２５】
画像形成部１３４を通った光束５は、第１のレンズ１３５と開口部１３６と第２のレンズ１３７を通過する。光束５は発散角(光束５が拡がっていく角度）が制御された状態で反射板１３８へと入射する。反射板１３８は、光束５をフロントガラス２１に向けて反射させる。
【００２６】
画像形成部１３４が開口部１３６よりも光源１３１側にあることにより、開口部１３６が画像形成部１３４よりも光源１３１側にある場合に比べて、画像形成部１３４を通る光束５の透過率を高くすることができる。そのため、光源１３１の消費電力を抑えられる。
【００２７】
光源１３１には発光ダイオードや高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、レーザー等が用いられる。制限部１３２にはテーパライトガイド、拡散部１３３には拡散フィルターや拡散板、画像形成部１３４には液晶ディスプレイやデジタルミラーデバイス等が用いられる。
【００２８】
図２は、表示装置１の指標表示の処理を表すフローチャートである。
【００２９】
経路決定部１１１は、最終目的地までの経路を決定する（Ｓ２０１）。すなわち、経路決定部１１１は、記憶部１２に記憶されている地図情報を読み出す。経路決定部１１１は、位置測定手段（例えば、ＧＰＳ）を用いて、車両２０の現在位置を割り出す。現在位置は、ある地点を基準とするような位置Ｐ（ｘ，ｙ）等で示されてよい。例えば、位置Ｐ（ｘ，ｙ）は、（経度，緯度）で表わされる経緯度座標で示されてもよい。
【００３０】
最終目的地が設定されると（例えば、観視者１００により、図示しない入力部に最終目的地が指定されると）、経路決定部１１１は、現在位置から最終目的地までに、車両２０が辿るべき経路を決定する。
【００３１】
所定位置決定部１１２は、最終目的地までの経路上において、一又は複数の一時目的地の位置を決定する（Ｓ２０２）。例えば、所定位置決定部１１２は、最終目的地までの経路上で右折や左折をすべき交差点の位置Ｐｐ＝（Ｘｐｎ，Ｙｐｎ）（ｎ＝１，２，３，…）を一時目的地に決定し、得られた一時目的地の位置を記憶部１２に記憶する。
【００３２】
車両２０の走行中、位置判定部１１３は、車両２０が一時目的地に接近したか否かを判定する（Ｓ２０３）。該判定は、車両２０の現在位置Ｐｃから一時目的地Ｐｐまでの距離Ｄが、所定値以内となったか否かで判定することができる。車両２０の現在位置Ｐｃは、車両２０の先端の位置でも、車両２０に乗車する観視者１００の位置でも構わない。
【００３３】
まず、位置判定部１１３は、位置測定手段を用いて、車両２０の現在位置Ｐｃ＝（Ｘｃ，Ｙｃ）を割り出す。次に位置判定部１１３は、車両２０の現在位置Ｐｃから一時目的地Ｐｐまでの距離Ｄを求める。距離Ｄが、所定値以内となったか否かを判定する。
【００３４】
例えば、位置判定部１１３は、距離Ｄが、１００ｍ以内となったか否かを判定する。該判定がＮＯの場合は、ＹＥＳ判定となるまで判定を繰り返す。
【００３５】
該判定がＹＥＳとなった場合、ＣＧ画像生成部１１４は、開始位置Ｐ０から一時目的地Ｐｐまで進み、一時目的地Ｐｐで一定時間静止して観視者１００に知覚されるような指標１０のＣＧ画像を生成する。（Ｓ２０４）。開始位置Ｐ０とは、指標１０が初めに示す経路上の位置をいう。
【００３６】
開始位置は、一時目的地Ｐｐまでの距離が所定値以内となったときの車両２０の現在位置Ｐｃ0から、一時目的地側に一定距離進んだ位置Ｐ０＝（ｘ０，ｙ０）として予め設定されていてよい。例えば、一時目的地Ｐｐまでの距離が、１００ｍとなったときの車両２０の現在位置Ｐｃ0から、一時目的地側に２０ｍ進んだ位置を開始位置Ｐ０として予め設定されていてよい。ＣＧ画像の生成は、開始位置Ｐ０から車両２０が一時目的地Ｐｐに到達するまで行なわれる。
【００３７】
車両２０が一時目的地Ｐｐに到達すると、位置判定部１１３は、車両２０が最終目的地までに辿る経路中に、次の一時目的地が存在するか否かを判定する（Ｓ２０５）。該判定がＮＯの場合、表示装置１は、処理を終了する。
【００３８】
該判定がＹＥＳの場合、ステップＳ２０３に遷移し、次の一時目的地において、上記と同様の処理を行なう。
【００３９】
以上、表示装置１の指標表示の処理について説明した。
【００４０】
ＣＧ画像生成部１１４は、車両２０に固定されたＣＧ座標系（ｘ´，ｙ´）で定義されるＣＧ空間に、指標１０のＣＧ画像を生成する。
【００４１】
ＣＧ画像生成部１１４は、ＣＧ座標系での視点位置を、観視者１００の実際の視点位置に予め一致させておくのが望ましい。例えば、ＣＧ座標系での原点を観視者１００の実際の視点位置に一致させてもよい。
【００４２】
これにより、ＣＧ画像生成部１１４は、指標１０がフロントガラス２１前方の風景上に重畳しているように、観視者１００に知覚させることができる。また、ＣＧ画像生成部１１４は、一定時間ごとに、カメラやセンサ等（不図示）を用いて、観視者１００の視点位置を計測し、ＣＧ座標系での視点位置を調節してもよい。
【００４３】
ＣＧ画像生成処理の詳細について説明する。図３は、ステップＳ２０４の処理の詳細を表すフローチャートである。図４は、指標１０と開始位置Ｐ０と一時目的地Ｐｐとの関係を表す一例図である。図４（ａ）は、外部からの俯瞰図である。図４（ｂ）は、観視者１００の視点から見た図である。
【００４４】
ＣＧ画像生成部１１４は、開始位置Ｐ０から一時目的地Ｐｐまで進むように観視者１００に知覚される、複数の指標１０のＣＧ画像を順次生成し、提示部１３は、指標１０のＣＧ画像が生成される毎に、指標１０のＣＧ画像を観視者１００に提示する。（Ｓ２０４１）。
【００４５】
ＣＧ画像生成部１１４は、開始位置Ｐ０に対応するＣＧ空間での座標ｑ０´から、指標１０のＣＧ画像を生成し始める。例えば、ＣＧ画像生成部１１４は、車両２０の現在位置Ｐｃ0及び開始位置Ｐ０を用いて、式１によりＣＧ座標系（ｘ´，ｙ´）における指標１０の座標ｑ０´＝（ｘ０´，ｙ０´）を決定してよい。
【数１】
【００４６】
ＣＧ画像生成部１１４は、ＣＧ座標系における座標ｑ０´＝（ｘ０´，ｙ０´）に指標１０のＣＧ画像を生成する。指標１０が矢印の場合は、矢印の先端が座標ｑ０´＝（ｘ０´，ｙ０´）にあるように、指標１０のＣＧ画像を生成してよい。
【００４７】
ＣＧ画像生成部１１４は、一の指標１０のＣＧ画像を提示部１３が提示したときにおける、車両２０の速度に基づいて、式２によりその次に生成する指標１０のＣＧ座標系における座標ｑｋ´＝（ｘｋ´，ｙｋ´）（ｋ＝１，２，・・・）を決定し、指標１０の画像を順次生成してよい。式２は、開始位置Ｐ０から車両２０の現在位置座標を差し引き、車両２０の速度と指標１０の速度を考慮して、ＣＧ座標系における座標ｑｋ´を求めるものである。
【００４８】
すなわち、Δｔ（例えば、１／３０秒）の間隔で座標ｑｋ´にｋ番目の指標１０のＣＧ画像を順次生成する。Δｔは、提示部１３が、指標１０のＣＧ画像の一枚分を提示する時間である。
【数２】
【００４９】
Ｖｃｋは、ｋ番目の指標１０のＣＧ画像の提示時における車両２０の速度（ベクトル）を表す。ＣＧ画像生成部１１４は、速度測定手段２５からＶｃｋを獲得すればよい。ｖｋは、ｋ番目の指標１０の速度（ベクトル）を表す。このｖｋを用いて（ｋ＋１）番目の指標１０が示す経路上の位置を決定することができる。Ｖｃ０は、開始位置Ｐ０を示す指標１０のＣＧ画像の提示時における車両２０の速度（ベクトル）である。ｖ０は、開始位置Ｐ０を示す指標１０の速度（ベクトル）である。なお、ｖｋの大きさ（|ｖｋ|）は、固定値（例えば|ｖ０|）であっても構わないが、車両２０の速度の大きさよりも大きいほうが好ましい。
【００５０】
また、ＣＧ画像生成部１１４は、指標１０が車両２０に追い抜かれないように、Ｖｃｋの大きさ（|Ｖｃｋ|）に応じて|ｖｋ|の値を変更しても構わない。例えば、常に|ｖｋ|＞|Ｖｃｋ|となるように、|Ｖｃｋ|に応じて|ｖｋ|の値を変更しても構わない。
【００５１】
ｋ＝０とは、開始位置Ｐ０を示す指標１０のことである。
【００５２】
また、ｋ番目の指標１０の方向ｄｋ´は、式３に示すように、車両２０の速度Ｖｃｋの単位ベクトルの方向から、ｋ番目の指標１０の速度ｖｋの単位ベクトルに向かう方向であるのが望ましい。
【数３】
【００５３】
これにより、ＣＧ画像生成部１１４は、車両２０の現在位置や速度に応じて、指標１０が示す方向を修正することができる。
【００５４】
図５は、指標１０が、一時目的地まで進む様子を観視者１００の視点から見た図である。図５中の括弧書きの記号は、ＣＧ座標系における座標ｑｋ´を示す。上述したように、ＣＧ画像生成部１１４は、開始位置から一時目的地に向かって指標１０が進むように、ＣＧ座標系における座標ｑｋ´の位置に指標１０のＣＧ画像を生成し、提示部１３は、ＣＧ画像を動画的に観視者１００に提示する。これにより、観視者１００は、指標１０が経路上を進むように知覚する。
【００５５】
ＣＧ画像生成部１１４は、一時目的地に到達する指標１０のＣＧ画像を生成した後、一時目的地で一定時間静止して、観視者１００に知覚されるような指標１０のＣＧ画像を生成する。提示部１３は、指標１０のＣＧ画像を動画的に観視者１００に提示する（Ｓ２０４２）。
【００５６】
すなわち、ＣＧ画像生成部１１４は、一時目的地に到達する指標１０のＣＧ画像を生成したか否かを、例えば、式４により判断してもよい。式４は、開始位置を決定した時点の車両の現在位置Ｐｃ0から、順次生成した指標１０の経路上における位置が一時目的地Ｐｐとなったときを表す式である。
【数４】
【００５７】
式４中のδは、実装時における誤差を考慮した閾値である。例えば、δ＝０．１等として、設定されていてもよい。
【００５８】
ＣＧ画像生成部１１４は、車両２０が一時目的地Ｐｐに接近するにつれて、指標１０のＣＧ画像を、ＣＧ座標系における観視者１００の視点位置に近づくように生成する。
【００５９】
つまり、ＣＧ画像生成部１１４は、ＣＧ空間において指標１０を、車両２０の速度に基づいて後退させるＣＧ画像を生成する。例えば、ＣＧ画像生成部１１４は、一の指標１０のＣＧ画像を提示部１３が提示したときにおける、車両２０の速度に基づいて、式５により指標１０のＣＧ座標系における座標Ｑｓ´＝（ｘｓ´，ｙｓ´）（ｓ＝１，２，・・・）を決定してよい。
【数５】
【００６０】
Ｖｃｓは、ｓ番目の指標１０のＣＧ画像の提示時における車両２０の速度（ベクトル）を表す。
【００６１】
また、ｓ番目の指標１０の方向ｄｓ´は、式６に示すように、車両２０の速度Ｖｃｓの単位ベクトルの方向から、ｓ番目の指標１０の速度ｖｓの単位ベクトルに向かう方向であるのが望ましい。
【数６】
【００６２】
これにより、ＣＧ画像生成部１１４は、車両２０の位置や速度に応じて、指標１０が示す方向を修正することができる。
【００６３】
図６は、指標１０が、一時目的地で静止している様子を観視者１００の視点から見た図である。図６（ａ）は、時刻ｔ＝Ｔにおける様子を表す。時刻ｔ＝Ｔでは、既に指標１０は、一時目的地Ｐｐに到達している。図６（ｂ）は、時刻ｔ＝Ｔ＋Δｔにおける様子を表す。図６（ｃ）は、時刻ｔ＝Ｔ＋２Δｔにおける様子を表す。図６中の括弧書きの記号は、ＣＧ座標系における座標Ｑｓ´の位置を示す。
【００６４】
図６に示すように、車両２０が一時目的地Ｐｐに接近するにつれて、ＣＧ画像生成部１１４は、指標１０のＣＧ座標系における座標を、Ｑｓ´、Ｑｓ＋１´、Ｑｓ＋２´というように、徐々に観視者１００の視点位置に近づくようにしている。これにより、観視者１００は、指標１０が一時目的地で静止しているように知覚する。
【００６５】
ＣＧ画像生成部１１４は、位置測定手段等を用いて、車両２０が一時目的地Ｐｐに到達したか否かを判定する（Ｓ２０４３）。該判定がＮＯの場合、ステップＳ２０４２に遷移する。
【００６６】
該判定がＹＥＳの場合、ＣＧ画像生成部１１４は、指標１０のＣＧ画像を生成することをやめる。提示部１３は、指標１０のＣＧ画像を提示することをやめる（Ｓ２０４４）。
【００６７】
以上、ステップＳ２０４の詳細について説明した。
【００６８】
本実施形態の表示装置１は、観視者に対し、より見やすい指標のＣＧ画像を提示することができる。
【００６９】
なお、本実施の形態において、生成部１１は、２次元座標（ｘ，ｙ）を用いて全ての処理を行なったがこれに限られない。例えば、３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）を用いて処理を行なうことにより、生成部１１は、経路の起伏等に応じて、指標１０を生成する座標を決定することができる。
【００７０】
また、ＣＧ画像生成部１１４は、指標１０が開始位置Ｐ０から一時目的地Ｐｐまで到達するまでに要する時間Ｔｍ、及び指標１０が一時目的地Ｐｐで静止している時間Ｔｓを、車両２０の車速に応じて変更してもよい。
【００７１】
また、本実施の形態では、一次目的地を観視者に指示する方法について記載したが、最終目的地を支持する方法についても同様である。
【００７２】
本実施の形態では、車両に搭載される表示装置１を例にして説明したが、これに限られない。例えば、表示装置１は、船舶、ヘリコプター、飛行機等の一般的な乗り物に用いることもできる。
【００７３】
また、本実施の形態では、提示部１３は光束５を車両２０のフロントガラス２１に反射させて観視者１００の眼１０１に提示する場合を例としたが、これに限られない。例えば、画像形成部１３４がフロントガラス２１に備えられていてもよい。この場合、画像形成部１３４からの光束５は、直接観視者１００の眼１０１に提示される。
【００７４】
（変形例）
本実施形態の変形例では、ＣＧ画像生成部１１４が指標１０のＣＧ画像を予め定めた一定の速度ｕ（ベクトル）で生成する。本変形例は、車両２０が一定速度Ｕｃで走行している場合等に適用することができる。これにより、ＣＧ画像生成部１１４は、式２を用いてＣＧ空間における指標１０の座標を決定する必要がなくなるため、処理コストを抑えることができる。以下、本変形例について説明する。
【００７５】
ステップＳ２０３における位置判定部１１３の判定がＹＥＳとなった場合、ＣＧ画像生成部１１４は、ＣＧ空間内で指標１０を一定速度で進めたＣＧ画像を順次生成する。
【００７６】
このとき、ＣＧ画像生成部１１４は、指標１０の速度ｕ（一定値）と、車両２０の現在位置Ｐｃ０から一時目的地Ｐｐまでの距離Ｄと、車両２０の速度Ｕｃ（一定値）と、一の画像の提示時間Δｔとに基づき、一時目的地Ｐｐまで進むように観視者１００に知覚されるＣＧ画像を生成する。
【００７７】
例えば、指標１０速度ｕ＝８０（ｍ／ｓ）、距離Ｄ＝１００（ｍ）、車両２０の速度Ｕｃ＝６０（ｍ／ｓ）Δｔ＝１／３０（ｓ）である場合、ＣＧ画像生成部１１４は、１５０枚のＣＧ画像を順次生成することにより、一時目的地Ｐｐまで指標１０が進むように、観視者１００に知覚させることができる。
【００７８】
その後、一時目的地Ｐｐで指標１０が静止するように観視者１００に知覚させる際は、ＣＧ画像生成部１１４は本実施の形態と同様の処理を行なう。
【００７９】
本変形例により、ＣＧ画像生成部１１４の処理コストを抑えることができる。
【００８０】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、ＣＧ画像生成部１１４の処理が第１の実施の形態の場合と異なる。図７は、本実施の形態の表示装置の使用例を表す図である。本実施の形態におけるＣＧ画像生成部１１４は、開始位置Ｐ０から一時目的地Ｐｐまで進む指標１０のＣＧ画像の生成中に、一時目的地Ｐｐで静止している別の指標３０のＣＧ画像を生成する。指標３０の形は、例えば、一時目的地Ｐｐに略垂直に立つような棒状の形であってよい。これにより、観視者１００は、一時目的地Ｐｐをより直感的に認識することができる。
【００８１】
図８は、本実施の形態における、指標３０のＣＧ画像を生成・提示する処理を表すフローチャートである。
【００８２】
本実施の形態では、第１の実施の形態における、ステップＳ２０４の処理を図８に示すステップＳ８０４に置き換えた処理を行ない、指標３０のＣＧ画像を生成・提示する。ステップＳ２０４の処理とステップＳ８０４の処理とを並列に行う。以下、ステップＳ８０４の処理について説明する。
【００８３】
ステップＳ２０３の判定がＹＥＳとなった場合、ＣＧ画像生成部１１４は、一時目的地Ｐｐで静止して観視者１００に知覚されるような指標３０のＣＧ画像を生成し、提示部１３はＣＧ画像を提示する（Ｓ８０４１）。
【００８４】
例えば、ＣＧ画像生成部１１４は、式５を用いて、指標１０のＣＧ座標系における座標Ｑｓ´を決定し、その位置に指標３０を配置すればよい。
【００８５】
ＣＧ画像生成部１１４は、位置測定手段等を用いて、車両２０が一時目的地Ｐｐに到達したか否かを判定する（Ｓ８０４２）。該判定がＮＯの場合、ステップＳ８０４１に遷移する。
【００８６】
該判定がＹＥＳの場合、ＣＧ画像生成部１１４は、指標３０のＣＧ画像を生成することをやめる。提示部１３は、指標３０のＣＧ画像を提示することをやめる（Ｓ８０４３）。
【００８７】
ＣＧ画像生成部１１４は、図８に示す処理と図３に示す処理を並列に行うことにより、開始位置Ｐ０から一時目的地Ｐｐまで進む指標１０のＣＧ画像の生成中に、一時目的地Ｐｐで静止している別の指標３０のＣＧ画像を生成する。
【００８８】
なお、指標３０が棒状の場合、ＣＧ画像生成部１１４は、予め定めた高さから下の部分を半透明にして、指標３０を生成してもよい。これにより、車両２０が走行する路面の起伏の影響を受けて、車両２０が振動する場合であっても、観視者１００は、一時目的地Ｐｐを認識することができる。
【００８９】
以上、上述した実施の形態により、観視者に対し、より見やすい指標のＣＧ画像を提示することができる表示装置を提供することができる。
【００９０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９１】
１ 表示装置
５ 光束
１０、３０ 指標
１１ 生成部
１２ 記憶部
１３ 提示部
２０ 車両
２１ フロントガラス
２５ 速度測定手段
１００ 観視者
１０１ 眼
１１１ 経路決定部
１１２ 所定位置決定部
１１３ 位置判定部
１１４ ＣＧ画像生成部
１３１ 光源
１３２ 制限部
１３３ 拡散部
１３４ 画像形成部
１３５ 第１のレンズ
１３６ 開口部
１３７ 第２のレンズ
１３８ 反射板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗り物に搭載される表示装置であって、
観視者に知覚させる指標のＣＧ画像を、前記観視者の視点位置からみた風景に対応させた座標系を持つＣＧ空間内において生成する生成部と、
前記ＣＧ画像を前記観視者の眼に提示する提示部と、を備え、
前記生成部は、前記ＣＧ空間内において前記指標を進め、かつ、所定座標から前記乗り物の速度に応じて後退させる前記ＣＧ画像の群を生成することにより、
前記指標が、前記風景上において、前記乗り物側から遠方へと進み、さらに所定位置で一定時間静止するように前記観視者に知覚させる
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記生成部は、
地図情報を用いて、前記乗り物の最終目的地までの経路を決定する経路決定部と、
前記経路に基づいて前記所定位置を決定する所定位置決定部と、
前記乗り物から前記所定位置までの距離が所定の閾値以下となったか否かを判定する位置判定部と、
判定が真の場合に、前記ＣＧ画像の群を生成するＣＧ画像生成部と、
を有することを特徴とする、請求項１の表示装置。
【請求項３】
前記ＣＧ画像生成部は、
前記ＣＧ空間内において、前記乗り物の速度に基づいて、前記指標を配置する座標を計算し、計算した前記座標に前記指標を配置した前記画像を順次生成する
ことを特徴とする、請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
前記ＣＧ画像生成部は、
前記指標の画像の生成を開始するとともに、前記所定座標から前記乗り物の速度に応じて後退する前記指標の画像を生成する
ことを特徴とする、請求項３記載の表示装置。
【請求項５】
乗り物に搭載される表示装置の表示方法であって、
観視者に知覚させる指標のＣＧ画像を、前記観視者の視点位置からみた風景に対応させた座標系を持つＣＧ空間内において生成し、
前記ＣＧ画像を前記観視者の眼に提示し、
前記生成の際は、前記ＣＧ空間内において前記指標を進め、かつ、所定座標から前記乗り物の速度に応じて後退させる前記ＣＧ画像の群を生成することにより、
前記指標が、前記風景上において、前記乗り物側から遠方へと進み、さらに所定位置で一定時間静止するように前記観視者に知覚させる
ことを特徴とする表示方法。
【請求項１】
乗り物に搭載される表示装置であって、
観視者に知覚させる指標のＣＧ画像を、前記観視者の視点位置からみた風景に対応させた座標系を持つＣＧ空間内において生成する生成部と、
前記ＣＧ画像を前記観視者の眼に提示する提示部と、を備え、
前記生成部は、前記ＣＧ空間内において前記指標を進め、かつ、所定座標から前記乗り物の速度に応じて後退させる前記ＣＧ画像の群を生成することにより、
前記指標が、前記風景上において、前記乗り物側から遠方へと進み、さらに所定位置で一定時間静止するように前記観視者に知覚させる
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記生成部は、
地図情報を用いて、前記乗り物の最終目的地までの経路を決定する経路決定部と、
前記経路に基づいて前記所定位置を決定する所定位置決定部と、
前記乗り物から前記所定位置までの距離が所定の閾値以下となったか否かを判定する位置判定部と、
判定が真の場合に、前記ＣＧ画像の群を生成するＣＧ画像生成部と、
を有することを特徴とする、請求項１の表示装置。
【請求項３】
前記ＣＧ画像生成部は、
前記ＣＧ空間内において、前記乗り物の速度に基づいて、前記指標を配置する座標を計算し、計算した前記座標に前記指標を配置した前記画像を順次生成する
ことを特徴とする、請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
前記ＣＧ画像生成部は、
前記指標の画像の生成を開始するとともに、前記所定座標から前記乗り物の速度に応じて後退する前記指標の画像を生成する
ことを特徴とする、請求項３記載の表示装置。
【請求項５】
乗り物に搭載される表示装置の表示方法であって、
観視者に知覚させる指標のＣＧ画像を、前記観視者の視点位置からみた風景に対応させた座標系を持つＣＧ空間内において生成し、
前記ＣＧ画像を前記観視者の眼に提示し、
前記生成の際は、前記ＣＧ空間内において前記指標を進め、かつ、所定座標から前記乗り物の速度に応じて後退させる前記ＣＧ画像の群を生成することにより、
前記指標が、前記風景上において、前記乗り物側から遠方へと進み、さらに所定位置で一定時間静止するように前記観視者に知覚させる
ことを特徴とする表示方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２５３０９７（Ｐ２０１１−２５３０９７Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２７７５３（Ｐ２０１０−１２７７５３）
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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