車両用表示装置
【課題】運転者に視線を移動させることなく、鮮明な画像により確実に情報を視認させることが可能な車両用表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】運転者の前方視界を妨げる位置に非透光性の反射板３２が配置されており、可視光カメラ４２が車両前方の景色を撮像し、画像処理装置１０が、可視光カメラ４２により撮像された前方画像から運転者の前方視界のうち反射部材に遮断された領域の景色からなる画像を生成し、生成した画像を投影部３６に出力することにより、反射板３２に投影させる。また、運転者に視認させるための情報が外部装置から入力された場合には、画像処理装置１０は、外部装置からの情報を取得して、この情報を表す付加画像を生成し、生成した付加画像を前方画像と合成して、投影部３６に出力することにより、反射板３２に投影させる。
【解決手段】運転者の前方視界を妨げる位置に非透光性の反射板３２が配置されており、可視光カメラ４２が車両前方の景色を撮像し、画像処理装置１０が、可視光カメラ４２により撮像された前方画像から運転者の前方視界のうち反射部材に遮断された領域の景色からなる画像を生成し、生成した画像を投影部３６に出力することにより、反射板３２に投影させる。また、運転者に視認させるための情報が外部装置から入力された場合には、画像処理装置１０は、外部装置からの情報を取得して、この情報を表す付加画像を生成し、生成した付加画像を前方画像と合成して、投影部３６に出力することにより、反射板３２に投影させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の前方に運転者に視認させるための情報を表示することにより、運転者に情報を提供する車両用表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナビゲーションシステムをはじめ各種情報を視覚的に表示するシステムを搭載する車両が増加しており、その表示画面として、一般的に、車室内のコンソールボックス等に配置した液晶ディスプレイが用いられている。
【０００３】
しかし、このような配置の表示画面では、表示画面に表示された各種情報を、車両の走行中に運転者が視認しようとした場合、運転者は、車室外前方の道路や標識等から、車室内の表示画面へと視線を移動させなければならず、車両前方に対する注意が低下するという問題があった。
【０００４】
これに対して、表示された情報を視認する際における運転者の視線の移動を低減するために、各種情報を表す画像を車両のフロントガラスに投影し、その画像が虚像として車両の乗員に視認されるように表示するシステム、いわゆるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）システムが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開２００３−４４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記提案のシステムのように、車両のフロントガラスに画像を投影すると、運転者が実際に見ている景色と、投影された画像とが重なるために、運転者が投影された画像を視認することが困難な場合があり、情報を認識できないことがあった。また、外部から入射される光の影響を受けやすいために、例えば、地図や道路案内等の詳細な情報を表す画像を投影しても、運転者が投影された画像を十分に認識することはできず、このような情報を運転者に提供することは困難であった。
【０００６】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、運転者に視線を移動させることなく、鮮明な画像により確実に情報を視認させることが可能な車両用表示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】
【０００７】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明においては、運転者の前方視界を妨げる位置に非透光性の反射部材が配置されており、第１撮像手段が、車両前方の景色を撮像し、画像生成手段が、第１撮像手段により撮像された画像に基づいて、運転者の前方視界のうち反射部材に遮断された領域の景色からなる表示画像を生成し、投影手段が、画像生成手段により生成された表示画像を、反射部材に投影する。また、情報取得手段が、運転者に視認させるための情報を取得すると、情報合成手段は、この情報を表す画像を表示画像に合成する。
【０００８】
このように、本発明の車両用表示装置においては、運転者に視認させるための情報が取得されると、反射部材が遮断する前方の景色からなる表示画像と、運転者に視認させるための情報とが合成され、運転者の前方の視界内に配置された縁なしのミラー等の非透光性の反射部材に投影されるので、運転者は反射部材に投影された鮮明な画像にて、反射部材により遮断された景色と、情報とを確認することができる。よって、本発明の車両用表示装置によれば、運転者に視線を移動させることなく、鮮明な画像により確実に情報を視認させることが可能である。
【０００９】
一方、運転者に視認させるための情報が無い場合には、反射部材により遮断される前方の景色からなる表示画像が反射部材に投影されるので、運転者は、視界を遮られることなく、運転することができる。また、表示画像の画質を調整することにより、運転者が前方の景色をフロントガラス越しに直接見るよりも視認しやすく、前方の景色を反射部材に投影することも可能である。
【００１０】
ところで、反射部材は運転者の前方視界を妨げる位置に配置されており、反射部材に画像が正常に投影されない場合には、運転者の前方視界が遮断され、運転に影響を及ぼすおそれがある。そこで、反射部材は、運転者の前方視界を妨げない退避位置に移動できるように設置されることが望ましい。そしてこの場合、反射部材は、手動で退避位置に移動できるように構成してもよいが、請求項２に記載のように、車両用表示装置の異常を検出する異常検出手段と、反射部材を運転者の前方視界を妨げる使用位置と運転者の前方視界を妨げない退避位置との間で移動させる駆動手段と、を設け、異常検出手段により異常が検出されると、異常時制御手段が、駆動手段を介して反射部材を退避位置に移動させるようにしてもよい。このようにすれば、車両用表示装置の異常が検出されると、反射部材が運転者の前方視界を妨げない退避位置に自動で移動するので、車両用表示装置に異常が発生した場合にも運転者の視界を確保することができ、安全性が確保される。
【００１１】
また、反射部材に投影される画像はより画質が高いものが望ましいが、例えば、夜間等で車両の周辺が暗い場合に可視光の波長領域で車両前方の景色を撮像すると、撮像された画像には、実際には何も存在しない部分に、点状のノイズがランダムに多数発生してしまう。そこで、請求項３に記載のように、可視光の波長領域で車両前方の景色を撮像する第１撮像手段に加え、第１撮像手段が撮像する領域と同一の領域を、赤外線の波長領域で撮像する第２撮像手段と、車両周辺の光量を検出する光量検知手段とを設け、光量検知手段により検知された車両周辺の光量が予め定められたしきい値よりも小さい場合には、画像補正手段が、第２撮像手段により撮像された赤外線画像に基づいて第１撮像手段により撮像された画像からノイズを除去し、画像生成手段が、そのノイズ除去後の画像に基づいて表示画像を生成するように構成してもよい。
【００１２】
このようにすると、光量がしきい値より小さい場合に、光量の大小に関わらず物体の輪郭を抽出可能な赤外線画像に基づいて、第１撮像手段により撮像された画像からノイズが除去され、ノイズ除去された画像から表示画像が生成されるので、車両の周辺が暗い場合でも、画質の高い表示画像を反射部材に投影することができる。
【００１３】
そして、特に請求項３に記載の車両用表示装置には、請求項４に記載のように、第１撮像手段と、第２撮像手段との焦点距離を一致させる焦点制御手段を設けるとよい。つまり、このようにすると、第１撮像手段と第２撮像手段との焦点距離が常に一致し、各撮像手段により同じ領域の画像が撮像されるので、より正確にノイズの除去をすることが可能となり、常に画質の高い表示画像を反射部材に投影することができる。
【００１４】
次に、請求項１〜請求項４の何れかに記載の車両用表示装置は、請求項５に記載のように、外部から画像の変形指令が入力されると、画像変形手段が、その変形指令に従い画像生成手段により生成される表示画像の歪みを調整することにより反射部材に投影される画像を変形し、画像変形手段により変形された画像を表示しているときに、外部から画像変形の確定指令が入力されると、調整量格納手段が、表示画像の歪みの調整量を記憶手段に格納し、画像生成手段が、表示画像を生成するときに、記憶手段に記憶された調整量に基づいて表示画像を生成するように構成してもよい。
【００１５】
このようにすると、例えば、運転者が反射部材に投影された画像を見ながら、投影された画像と、実際に前方に見える景色とが連続するように、投影された画像を変形することができ、一旦画像を変形した後は、変形した際に格納された歪みの調整量に基づいて表示画像が生成され、反射部材に投影されるので、運転者の前方視界を、反射部材が配置されていない場合の前方視界と等しくすることができ、確実に運転者の視界を確保することが可能となる。
【００１６】
また、請求項１〜請求項５の何れかに記載の車両用表示装置は、請求項６に記載のように、外部から反射部材への画像の投影領域の選択指令が入力されると、マーク重畳手段が、画像生成手段により生成される表示画像上に投影領域を設定するためのマークを重畳し、マーク重畳手段が表示画像上にマークを重畳しているときに、外部からマークの移動指令が入力されると、マーク移動手段が、入力された移動指令に従い表示画像上に重畳されたマークの位置を移動させ、マーク重畳手段が表示画像上にマークを重畳しているときに、外部から投影領域の確定指令が入力されると、投影領域格納手段が、表示画像上のマークの位置から反射部材への画像の投影領域を特定し、投影領域外の画素を黒画素にすると共に、投影領域外の画素情報を記憶手段に格納し、投影手段が、表示画像を投影するときに、表示画像を構成する画素のうち、記憶手段に画素情報が記憶された画素を黒画素にして、反射部材に投影するように構成してもよい。
【００１７】
このようにすると、運転者が、投影領域の選択指令を入力すると、反射部材に投影された画像上に投影領域を設定するためのマークが表示されるので、例えば、反射部材の外形の位置にマークを移動させ、外形を確定する指令を入力すると、指定した外形より外側の部分の画素が黒画素に変更されて表示画像が投影される。よって、表示画像の投影領域を反射部材に合わせることができ、表示画像が反射部材からはみ出してフロントガラス等に映り込み、運転者の視野を妨げることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明が適用された車両用表示装置１の全体構成を表すブロック図であり、図２は、反射板３２の車両１００内での配置例を表す説明図であり、図３は、表示装置３０の駆動部３４の構成を表す説明図である。
【００１９】
本実施形態の車両用表示装置１は、図１に示すように、画像を投影させるための反射板３２を備える表示装置３０と、車両１００の前方の景色を撮像するための撮像装置４０と、撮像装置４０により撮像された画像に基づいて、反射板３２に投影するための画像を生成すると共に、車両用表示装置１の各装置を制御する画像処理装置１０と、運転者等の車両１００の使用者が各種指令や情報を入力するための操作装置５０と、１画面分の画素情報を記憶可能なフレームメモリを複数備えるメモリ装置６０と、車両１００周辺の明るさを検知する外光センサ７０と、を備えており、図２に示すように、車両１００の運転席に着座した運転者の前方視界内に配置された反射板３２に、反射板３２に遮断された領域の景色を投影すると共に、交通案内や警告等の運転者に視認させるための情報がある場合には、反射板３２に遮断された領域の景色と、情報とを合成した画像を反射板３２に投影することで、このような情報を運転者に視認させるための装置である。
【００２０】
表示装置３０は、ダッシュボード上に配置された非透光性の反射板３２と、ダッシュボード内に配置され、反射板３２を運転者が運転中に視点を移動させることなく視認可能な使用位置（つまり、ミラーの反射面が運転者の視線方向と略垂直に交差する位置：図２（ａ）参照）と、運転者の視界を遮らない退避位置（つまり、ミラーの反射面がダッシュボードと略平行になる位置：図２（ｂ）参照）との間で移動させる駆動部３４と、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）からなり、反射板３２に画像を投影するための投影部３６と、から構成されている。
【００２１】
反射板３２は、縁の無い矩形のミラーからなり、周囲４辺のうちの１辺に沿うように回転軸が設けられている。そして、この回転軸が、軸方向が運転者の視線方向と略垂直に交差する向きにダッシュボードの上面に配置されることにより、反射板３２は、この回転軸周りに回動可能にダッシュボード上に設置される。
【００２２】
駆動部３４はモータからなり、図３に示すように、反射板３２に設けられた回転軸の端部にギアを介して連結され、後述する画像処理装置１０の制御部２０からの制御信号を受けて、使用位置と退避位置との間で、反射板３２を回動させる。
【００２３】
投影部３６は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）からなり、図２に示すように、ディスプレイに表示した画像が反射板３２に投影される位置に配置されている。また、ディスプレイの表面には、上方または斜め方向等からの外光の差し込みにより表示した画像が反射板３２に正常に投影されなくなるのを防止するために、反射板３２以外の方向の光を遮断するための偏光フィルタが装備されている。さらに、投影部３６には、ディスプレイのバックライトが正常に動作しているか否かを検出するための光センサ（例えばＣＤＳ）が設けられている。そして、このような投影部３６は、画像処理装置１０から画像が入力されると、入力された画像をディスプレイに表示する。
【００２４】
撮像装置４０は、２次元のカラー撮像素子を備える可視光カメラ４２と、２次元の赤外撮像素子を備える赤外線カメラ４４と、各カメラの焦点を制御するための焦点制御部４６と、から構成されており、各カメラは、反射板３２が退避位置にあるときの運転者の前方視界の領域（つまり、車両前方の景色）を撮像可能な位置に設置されている。
【００２５】
そして、撮像装置４０は、各カメラにて車両１００前方の景色を撮像し、可視光カメラ４２により撮像された車両前方の景色からなるカラー画像（以下、前方画像ともいう）、及び、赤外線カメラ４４により撮像された、前方画像と同じ領域の画像（以下、赤外線画像ともいう）を、画像処理装置１０に入力する。
【００２６】
また、画像処理装置１０には、入力された前方画像と赤外線画像とを比較することで撮像装置４０の各カメラの焦点距離の誤差を算出し、算出した誤差を撮像装置４０に入力する誤差算出部２３が設けられており、この誤差算出部２３から撮像装置４０に焦点距離の誤差が入力されると、焦点制御部４６は、各カメラの焦点距離が一致するように制御を行う（本発明の焦点制御手段に相当する）。
【００２７】
操作装置５０は、例えば、各種操作ボタンを備えたリモコン、または、タッチパネルとして機能する液晶ディスプレイ等により構成されており、運転者等は、操作装置５０を介して、画像処理装置１０に各種指令を入力することが可能である。
【００２８】
画像処理装置１０は、前方画像からノイズを除去するための前方画像補正部１１と、前方画像を調整量に基づいて変形する前方画像変形部１３と、外部からの入力に基づいて運転者に視認させるための各種情報を表す画像（以下、付加画像ともいう）を生成する付加画像生成部１５と、前方画像と付加画像とを合成する画像合成部１７と、入力された画像の画質を調整量に基づいて調整する画質調整部１９と、入力された画像の一部を黒画素に変更することにより画像の反射板３２への投影領域を調整するブランキング生成部２１と、入力された前方画像及び赤外線画像に基づいて、撮像装置４０の各カメラの焦点距離の誤差を算出する誤差算出部２３と、外部装置から供給される情報を選択して取得するための外部入力Ｉ／Ｆ部２４と、外光センサ７０にて検出された値から、車両１００周辺の明るさを量子化する外光量検知部２５と、操作装置５０を介して入力された各種指令を検知する操作量検知部２７と、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等からなるマイクロコンピュータにより構成され、上記各部を制御するための制御部２０と、上記調整量等の設定値が記憶された不揮発性のメモリ等からなる記憶部２２と、を備えている。
【００２９】
また、画像処理装置１０は図示しないクロック生成部を備えており、上記各部には同一のクロック信号が供給されている。そして、制御部２０からの起動指令を受けると、上記各部は動作を開始し、その後は、クロック信号にて動作タイミングが設定される。
【００３０】
前方画像補正部１１は、赤外線画像を用いて、前方画像に発生したノイズの除去を行うものであり、つまり、暗い状態でカラー撮像素子にて画像を撮像すると、画像上に点状のノイズがランダムに発生してしまうため、このノイズを除去するものである。
【００３１】
前方画像補正部１１は、図４に示すように、ノイズ除去部１１１と、エッジ抽出部１１２と、スイッチ１１３と、エッジ判定部１１４とから構成されている。なお、図４は、前方画像補正部１１の詳細を表すブロック図である。
【００３２】
ノイズ除去部１１１は、画素値を平均化することによりノイズを除去するフィルタ（例えばＬＰＦ）により構成されており、可視光カメラ４２から１画素単位で入力される前方画像からノイズの除去を行う。
【００３３】
エッジ抽出部１１２は、輪郭強調を行うためのフィルタ（例えばＨＰＦ）により構成されており、赤外線カメラ４４から１画素単位で入力される赤外線画像の輪郭強調を行う。
スイッチ１１３は、エッジ判定部１１４からの指令により、ノイズ除去部１１１からの入力と、可視光カメラ４２からの入力を切り換えるためのスイッチである。
【００３４】
エッジ判定部１１４は、エッジ抽出部１１２にて輪郭強調された赤外線画像を構成する各画素の画素値が、予め設定されたしきい値より大きいか否かにより、各画素が、物体の輪郭を示す輪郭画素であるか、または、輪郭画素以外の画素（例えば、物体の表面等の一様な面を形成する画素）であるかを順次判定する。そして、入力された画素が輪郭画素である場合には、スイッチ１１３をＡ点に切り換え、可視光カメラ４２から入力された画素をそのまま前方画像変形部１３へ出力させる。
【００３５】
一方、入力された画素が輪郭画素でない場合には、スイッチ１１３をＢ点に切り換え、ノイズ除去部１１１による処理後の画素（つまり、画素値が平均化されることにより、ランダムに発生した点状のノイズが除去された画素）を出力させる。
【００３６】
つまり、物体の輪郭部分の画素については、フィルタ処理を行っていない画素が出力され、その他の部分の画素は、フィルタ処理を行った画素が出力されるので、出力される前方画像は、ランダムに発生した点状のノイズが除去され、しかも、輪郭は、はっきりした画像となる。また、エッジ判定部１１４の動作は、制御部２０に制御されており、エッジ判定部１４の停止中は、スイッチ１１３は、常にＡ点側に接続され、可視光カメラ４２から入力された画素が、そのまま前方画像変形部１３に出力される。
【００３７】
また、可視光カメラ４２から出力された前方画像と、エッジ抽出部１１２から出力された赤外線画像は、誤差算出部２３にも出力される。
前方画像変形部１３は、反射板３２に投影された画像により示される景色と、運転者がフロントガラス越しに直接見ている前方の景色とを連続させるために、予め設定された調整量に基づいて、前方画像の歪みを調整する（図７参照）。
【００３８】
詳述すると、前方画像変形部１３は、前方画像補正部１１から出力された前方画像を取得し、メモリ装置６０のフレームメモリに一旦格納する。そして、このフレームメモリに記憶された前方画像を読み出しつつ前方画像の歪みを調整し、画像合成部１７に出力する。ここで、前方画像変形部１３は、レジスタを備えており、レジスタに設定された調整量、つまり、水平方向及び垂直方向の１走査ライン毎に設定された拡縮率及び中心位置に基づいて前方画像の歪みを調整する。なお、レジスタに設定された値は、後述する操作装置入力処理により、運転者が反射板３２を見ながら操作装置５０を操作することで、各運転者毎に設定される。
【００３９】
付加画像生成部１５は、外部入力Ｉ／Ｆ２４から出力された情報を取得し、取得した情報に基づいて、前方画像に合成するための付加画像を生成する。例えば、車両１００の進行方向等の交通案内情報を取得した場合には、前方画像上の所定の位置に進行方向等の交通案内を表示するための付加画像を生成する。なお、画像合成部１７に画像を出力する際には、付加画像を構成する各画素のうち、情報が示された画素に、情報を表す画素であることを示す制御情報を付加して出力する。
【００４０】
また、後述する操作装置入力処理により、制御部２０から、マーク画像の生成指令が入力されると、マーク画像（本実施形態では４つの十字マークが任意の位置に配置された画像）を生成し、マーク画像の変更指令が入力されると、入力に従い、生成するマーク画像の十字マークの位置を変更し、マーク画像の消去指令が入力されるまで、マーク画像の生成を継続する。
【００４１】
画像合成部１７は、付加画像生成部１５から出力された付加画像と、前方画像変形部１３から出力された前方画像とを合成して画質調整部１９に出力する。
つまり、画像合成部１７は、前方画像変形部１３から入力された前方画像の画素、または、付加画像生成部１５から入力された付加画像の画素の何れかを、画素毎に選択可能なマルチプレクサの機能を備えており、前方画像変形部１３及び付加画像生成部１５から画像を取得し、取得した付加画像を構成する画素に、制御情報が付加されている場合には、その画素を出力し、制御情報が付加されていない場合、つまり、背景画素である場合には、前方画像を構成する画素を出力する。なお、前方画像変形部１３からの入力しか無い場合には、入力された前方画像を、そのまま画質調整部１９に出力する。
【００４２】
画質調整部１９は、画像合成部１７から出力された画像を取得し、画像の輪郭強調、色、コントラスト、明るさ等の各種画質補正を行い、ブランキング生成部２１に出力する。なお、画質調整部１９は、レジスタを備えており、このレジスタに予め設定された調整量に基づいて、画質を調整する。
【００４３】
そして、レジスタに設定された調整量は、後述する操作装置入力処理により、運転者が反射板３２を見ながら操作装置５０を操作することで、各運転者毎に設定された値である。なお、調整量は、反射板３２に投影される画像を、より視認性の高い画像に補正するために、後述する画像生成処理により、外光センサ７０にて検知された車両１００周辺の明るさに応じて設定された値であってもよい。
【００４４】
ブランキング生成部２１は、画像が反射板３２に投影される際に、画像が反射板３２からはみ出してフロントガラス等に映り込むことを防止するために、入力された画像を構成する画素のうち、投影領域外の画素を黒画素に変更する。
【００４５】
つまり、ブランキング生成部２１は、画質調整部１９から出力された画像を取得し、予め設定された画素情報、つまり、投影領域より外側に位置する画素の座標に基づいて、図８（ｄ）に示すように、投影領域より外側の画素を黒画素に変更し、処理後の画像を投影部３６に出力する。なお、ブランキング生成部２１は、レジスタを備えており、レジスタに設定された画素の座標に基づいて、処理を行う。ここで、レジスタに設定された画素の座標は、後述する操作装置入力処理により、運転者が反射板３２を見ながら操作装置５０を操作することで、各運転者毎に設定される。
【００４６】
誤差算出部２３は、ノイズ除去部１１１から出力された前方画像及び、輪郭強調された赤外線画像を取得し、前方画像をフィルタ（例えばＨＰＦ等）により輪郭強調し、赤外線画像の前方画像からのずれを、輪郭を形成する輪郭画素のずれにより検出する。そして、検出した輪郭画素のずれから、撮像装置４０の各カメラの焦点距離の誤差を算出し、算出した焦点距離の誤差を撮像装置４０に出力する。
【００４７】
外部入力Ｉ／Ｆ部２４は、制御部２０からの指令に基づいて外部装置を選択し、外部装置から供給される情報を取得する。なお、本実施形態における外部装置は、車両１００の進行方向等の交通案内、車両１００の現在位置を示す自車位置情報、走行する道路の状況を示す道路情報、車速情報等の各種情報を供給可能なカーナビゲーション装置、車両の運転状態を表す各種情報を供給可能な車両制御装置等の装置とする。
【００４８】
以下、画像処理装置１０の制御部２０にて実行される画像生成処理の手順を、図５を用いて説明する。図５は、画像生成処理を表すフローチャートである。なお、画像生成処理は、車両１００が起動し、車両用表示装置１が起動されることにより開始される処理である。
【００４９】
処理が開始されると、まず、Ｓ２１０にて、駆動部３４に制御信号を送信して反射板３２を退避位置から使用位置に回転させ、続くＳ２２０にて、記憶部２２に記憶された各種設定値を読み取り、Ｓ２３０にて、読み取った各種設定値を、前方画像変形部１３、画質調整部１９、ブランキング生成部２１のレジスタに夫々設定する。
【００５０】
次に、Ｓ２４０にて、画像処理装置１０の各部を起動させ、続くＳ２５０にて、外光量検知部２３にて量子化された外光量が、予め設定されたしきい値よりも小さいか否かを判断し、外光量がしきい値よりも小さい場合には（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、Ｓ２６０に移行して、前方画像補正部１１のエッジ判定部１１４に動作指令を送信する。一方、Ｓ２５０にて、外光量がしきい値以上であった場合には（Ｓ２５０：ＮＯ）、Ｓ２７０に移行して、前方画像補正部１１のエッジ判定部１１４に停止指令を送信する。なお、しきい値としては、可視光カメラ４２により正常な画像が撮像できる最低の外光量が設定されており、外光量がしきい値以上である場合には、ノイズを除去する必要がないために、エッジ判定部１１４を停止させ、可視光カメラ４２の画像をそのまま、前方画像変形部１３に出力させる。
【００５１】
そして、Ｓ２８０にて、誤差算出部２３にて算出された誤差が、予め設定されたしきい値より大きいか否かを判断し、誤差がしきい値よりも大きい場合には（Ｓ２８０：ＹＥＳ）、撮像装置４０に異常が発生していると判断して、Ｓ３３０に移行する。これは、撮像装置４０が正常に動作している場合には、可視光カメラ４２及び赤外線カメラ４４の焦点距離は常に制御され、誤差は一定の値以下になるはずであることから、誤差が一定の値、つまり、予め設定されたしきい値より大きい場合に、撮像装置４０、つまり、車両用表示装置１の異常を検出するものである。
【００５２】
一方、Ｓ２８０にて、誤差がしきい値以下である場合には（Ｓ２８０：ＮＯ）、車両用表示装置１に異常は発生していないとして、Ｓ２９０に移行する。そして、Ｓ２９０では、車両１００が走行中であるか否かを、例えば車速センサにて検知された車速により判断し、車両１００が走行中である場合には（Ｓ２９０：ＹＥＳ）、Ｓ３００に移行し、一方、車両１００が走行中でない場合には（Ｓ２９０：ＮＯ）、Ｓ３１０に移行する。
【００５３】
そして、Ｓ３００では、投影部３６の、液晶ディスプレイの画素のうちの数個の画素（例えば４隅の画素）の全てが、一定時間以上変化していないか否かを判断し、例えば４隅の画素全てが一定時間以上変化していない場合には（Ｓ３００：ＹＥＳ）、投影部３６、つまり、表示装置３０に異常が発生していると判断して、Ｓ３３０に移行する。これは、車両１００が走行中であれば、撮像装置４０にて撮像される前方の景色は常時変化しているはずであり、車両用表示装置１が正常に動作していれば、必ず、投影部３６に表示される画素は変化することに基づくものである。
【００５４】
一方、Ｓ３００にて、４隅の画素のいずれかが変化した場合には（Ｓ３００：ＮＯ）、続くＳ３１０にて、投影部３６に設けられた光センサの抵抗値が、予め設定されたしきい値より大きいか否かを判断し、抵抗値がしきい値より大きい場合には（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、液晶ディスプレイのバックライトが正常に動作していない、つまり、表示装置３０に異常が発生していると判断して、Ｓ３３０に移行する。
【００５５】
一方、Ｓ３１０にて、抵抗値がしきい値以下である場合には（Ｓ３１０：ＮＯ）、続くＳ３２０では、車両用表示装置１の動作を終了するか否かを、外部の制御装置からの指令等により判断し、車両用表示装置１の動作を終了すると判断すると（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、Ｓ３３０に移行する。そして、Ｓ３３０では、駆動部３４に制御信号を送信して反射板３２を使用位置から退避位置に回転させ、当該処理を終了する。
【００５６】
一方、Ｓ３２０にて、車両用表示装置１の動作を終了しないと判断した場合には（Ｓ３８０：ＮＯ）、Ｓ２５０に移行して、Ｓ２５０からの処理を繰り返し実行する。
次に、本実施形態の画像処理装置１０の制御部２０が実行する操作装置入力処理の手順を、図６を用いて説明する。図６は、操作装置入力処理を表すフローチャートである。なお、操作装置入力処理は、操作装置５０を介して入力された外部からの指令を、操作量検知部２７が検知することにより開始される。
【００５７】
処理が開始されると、制御部２０は、まず、Ｓ４１０にて、検知された指令が画像の変形指令か否かを判断し、画像の変形指令が検知された場合には（Ｓ４１０：ＹＥＳ）、Ｓ４２０にて、付加画像生成部１５に、マーク画像の生成指令を送信することにより、投影部３６に表示された画像の任意の位置に、４つの十字マーク（図７（ｃ）中Ａ点）を個別に選択可能に表示させる。なお、この時点では、図７（ａ）及び図７（ｃ）の左側の図に示すように、反射板３２に投影された画像と、運転者がフロントガラス越しに直接見ている景色とは連続していない。
【００５８】
次に、Ｓ４３０では、操作装置５０を介して、４つの十字マークのうちの１つが選択され、選択された十字マークの初期位置設定指令が入力されたか否かを判断し、初期位置設定指令が入力された場合には（Ｓ４３０：ＹＥＳ）、Ｓ４４０にて、選択された十字マークの移動指令が入力されたか否かを判断し、移動指令が入力された場合には（Ｓ４４０：ＹＥＳ）、Ｓ４５０に移行し、付加画像生成部１５にマーク画像の重畳位置の変更指令を送信することにより、十字マークを入力された指令に従って移動させると共に、移動後の十字マークの位置（つまり、十字マークの初期位置）を読み取り、Ｓ４６０に移行する。一方、Ｓ４４０にて、移動指令が入力されない場合には（Ｓ４４０：ＮＯ）、Ｓ４６０に移行する。また、Ｓ４３０にて、初期位置設定指令が入力されない場合には（Ｓ４３０：ＮＯ）、Ｓ４７０に移行する。なお、初期位置が設定されない場合は、Ｓ４２０にて十字マークを表示させた位置が初期位置となる。
【００５９】
そして、Ｓ４６０では、初期位置設定の終了指令が入力されたか否かを判断し、終了指令が入力された場合には（Ｓ４６０：ＹＥＳ）、Ｓ４７０に移行し、終了指令が入力されない場合には（Ｓ４６０：ＮＯ）、Ｓ４４０からの処理を繰り返し実行する。
【００６０】
次にＳ４７０では、４つの十字マークのうちの１つが選択され、選択された十字マークの移動指令が入力されたか否かを判断し、十字マークの移動指令が入力された場合には（Ｓ４７０：ＹＥＳ）、Ｓ４８０にて、付加画像生成部１５にマーク画像の重畳位置の変更指令を送信することにより、十字マークを入力された指令に従って移動させると共に、この十字マークの初期位置からの移動量から、画像の水平方向及び垂直方向の１走査ライン毎に拡縮率及び中心位置とからなる調整量を算出し、算出した調整量を前方画像変形部１３のレジスタに設定する。
【００６１】
すなわち、運転者が、操作装置５０を介して十字マークを移動させて初期位置（図７（ｃ）中Ｂ点）を設定し、次に、この初期位置として設定した点（図７（ｃ）中Ｂ点）が本来見えて欲しい位置、つまり、反射板３２に投影された画像上の物体（図７（ｃ）中Ｄ部）と、運転者がフロントガラス越しに直接見ている物体（図７（ｃ）中Ｅ部）とが連続して表示される位置（例えば、図７（ｃ）中Ｃ点）に、操作装置５０を介して十字マークを移動させると、制御部２０が移動量から調整量を算出して、前方画像変形部１３に設定する。このため、この調整量により調整された前方画像から生成された画像が投影部３６に表示されるので、図７（ｂ）及び図７（ｃ）の右側の図のように、画像上の物体（図７（ｃ）中Ｄ部）と、運転者がフロントガラス越しに直接見ている物体（図７（ｃ）中Ｅ部）とが連続した画像が、反射板３２に投影される。
【００６２】
一方、Ｓ４７０にて、十字マークの移動指令が入力されない場合には（Ｓ４７０：ＮＯ）、Ｓ４９０に移行する。そして、Ｓ４９０では、変形終了指令が入力されたか否かを判断し、変形終了指令が入力された場合には（Ｓ４９０：ＹＥＳ）、Ｓ５００に移行して、付加画像生成部１５にマーク画像の消去指令を送信することにより、十字マークを消去すると共に、調整量を記憶部２２に格納し、Ｓ５１０に移行する。一方、Ｓ４９０にて、変形終了指令が入力されない場合には（Ｓ４９０：ＮＯ）、Ｓ４３０に移行して、Ｓ４３０からの処理を繰り返し実行する。また、Ｓ４１０にて、画像変形指令が検知されない場合には（Ｓ４１０：ＮＯ）、Ｓ５１０に移行する。
【００６３】
なお、図７（ａ）は、反射板３２に変形前の画像が投影された場合の運転者の視界を表す説明図であり、図７（ｂ）は、反射板３２に変形後の画像が投影された場合の運転者の視界を表す説明図であり、なお、図７（ｃ）は、画像変形指令が入力された際に反射板３２に投影される画像を表す説明図である。
【００６４】
次に、Ｓ５１０では、操作量検知部２７にて、画像の投影領域の選択指令が検知されたか否かを判断し、選択指令が検知された場合には（Ｓ５１０：ＹＥＳ）、Ｓ５２０に移行して、付加画像生成部１５に、マーク画像の生成指令を送信することにより、図８（ｃ）の左側の図のように、投影部３６に表示された画像の任意の位置に、４つの十字マークを表示させる。なお、この状態では、図８（ａ）に示すように、投影領域が反射板３２をはみ出している。
【００６５】
そして、Ｓ５３０にて、運転者が、操作装置５０を介して、十字マークの移動指令を入力したか否かを判断し、移動指令が入力された場合には（Ｓ５３０：ＹＥＳ）、Ｓ５４０に移行し、付加画像生成部１５にマーク画像の重畳位置の変更指令を送信することにより、十字マークを指令に従って移動させ、Ｓ５５０に移行する。一方、Ｓ５３０にて、移動指令が入力されない場合には（Ｓ５３０：ＮＯ）、Ｓ５５０に移行する。
【００６６】
そして、Ｓ５５０にて、十字マークの移動終了指令が入力されたか否かを判断し、移動終了指令が入力された場合には（Ｓ５５０：ＹＥＳ）、Ｓ５６０にて、移動後の十字マークの位置から、図８（ｄ）に示すような投影領域を特定し、投影領域外の画素の座標を、ブランキング生成部２１のレジスタに設定し、Ｓ５７０に移行する。
【００６７】
すなわち、運転者が、４つの十字マークの夫々を、操作装置５０を介して、図８（ｃ）の右側の図のように、反射板３２の四隅に移動させ、移動終了指令を入力すると、制御部２０が投影領域を特定して投影領域外の画素の座標をブランキング生成部２１に設定する。そして、ブランキング生成部２１が、設定された座標の画素を黒画素に変更して、投影部３６に出力するので、図８（ｄ）の右側の図のように、投影部３６に表示される画像は、投影領域外の部分が黒くなり、図８（ｂ）に示すように、画像の投影領域が反射板３２と一致する。
【００６８】
一方、Ｓ５５０にて移動終了指令が入力されない場合には（Ｓ５５０：ＮＯ）、Ｓ５７０に移行する。そして、Ｓ５７０では、領域選択の終了指令が入力されたか否かを判断し、領域選択の終了指令が入力された場合には（Ｓ５７０：ＹＥＳ）、Ｓ５８０に移行して付加画像生成部１５にマーク画像の消去指令を送信することにより、十字マークを消去すると共に、投影領域外の座標を記憶部２２に格納し、Ｓ５９０に移行する。一方、Ｓ５７０にて、領域選択の終了指令が入力されない場合には（Ｓ５７０：ＮＯ）、Ｓ５３０に移行して、Ｓ５３０からの処理を繰り返し実行する。また、Ｓ５１０にて、投影領域の選択指令が検知されない場合には（Ｓ５１０：ＮＯ）、Ｓ５９０に移行する。
【００６９】
なお、図８（ａ）は、反射板３２に投影領域調整前の画像が投影された場合の運転者の視界を表す説明図であり、図８（ｂ）は、反射板３２に投影領域調整後の画像が投影された場合の運転者の視界を表す説明図であり、図８（ｃ）は、投影領域選択指令が入力された際に反射板３２に投影される画像を表す説明図であり、図８（ｄ）は、投影領域選択指令が入力された際に投影部３６に表示される投影領域調整前後の画像を表す説明図である。
【００７０】
次に、Ｓ５９０にて、操作量検知部２７にて、画質調整指令が検知されたか否かを判断し、調整指令が検知された場合には（Ｓ５９０：ＹＥＳ）、Ｓ６００に移行して、入力された調整量を読み取る。そして、Ｓ６１０では、確定指令が入力されたか否かを判断し、確定指令が入力された場合には（Ｓ６１０：ＹＥＳ）、続くＳ６２０にて、調整量を画質調整部１９のレジスタに設定し、Ｓ６３０に移行する。一方、Ｓ６１０にて、確定指令が入力されない場合には（Ｓ６１０：ＮＯ）、Ｓ６３０に移行する。
【００７１】
つまり、運転者が、操作装置５０を介して、画質を調整すると、調整量が画質調整部１９に設定され、この調整量に基づいて画像が調整されて、投影部３６に表示されるので、画質が調整された画像が反射板３２に投影される。
【００７２】
そして、Ｓ６３０では、画質調整の終了指令が入力されたか否かを判断し、画質調整の終了指令が入力された場合には（Ｓ６３０：ＹＥＳ）、続くＳ６４０にて、調整量を記憶部２２に格納し、Ｓ６５０に移行する。一方、Ｓ６３０にて、画質調整の終了指令が入力されていない場合には（Ｓ６３０：ＮＯ）、Ｓ６００に移行し、Ｓ６００からの処理を繰り返し実行する。また、Ｓ５９０にて、画質調整指令が入力されていない場合には（Ｓ５９０：ＮＯ）、Ｓ６５０に移行する。
【００７３】
次に、Ｓ６５０では、操作量検知部２７にて、情報を取得する外部装置の変更指令が検知されたか否かを判断し、外部装置の変更指令が入力された場合には（Ｓ６５０：ＹＥＳ）、続くＳ６６０にて、外部入力Ｉ／Ｆ２４に指令を送信することにより、情報を取得する外部装置を切り換え、Ｓ６７０に移行する。一方、Ｓ６５０にて、外部装置の変更指令が検知されない場合には（Ｓ６５０：ＮＯ）、Ｓ６７０に移行する。
【００７４】
そして、Ｓ６７０では、操作量検知部２７にて、車両用表示装置１の停止指令が検知されたか否かを判断し、停止指令が検知された場合には（Ｓ６７０：ＹＥＳ）、図５のＳ３３０に移行して、反射板３２を退避位置に移動させる。一方、停止指令が検知されない場合には（Ｓ６７０：ＮＯ）、当該処理を終了する。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態の車両用表示装置１においては、運転者の前方視界を妨げる位置に非透光性の反射板３２が配置されており、可視光カメラ４２が車両前方の景色を撮像し、画像処理装置１０が、可視光カメラ４２により撮像された前方画像から運転者の前方視界のうち反射部材に遮断された領域の景色からなる画像を生成し、生成した画像を投影部３６に出力することにより、反射板３２に投影させる。また、運転者に視認させるための情報が外部装置から入力された場合には、画像処理装置１０は、外部装置からの情報を取得して、この情報を表す付加画像を生成し、生成した付加画像を前方画像と合成して、投影部３６に出力することにより、反射板３２に投影させる。
【００７６】
このように、本実施形態の車両用表示装置１においては、運転者に視認させるための情報が外部装置から入力された場合には、反射板３２が遮断する前方の景色からなる前方画像と、運転者に視認させるための情報からなる付加画像とが合成されて、運転者の前方の視界内に配置されたミラー等の非透光性の反射板３２に投影されるので、運転者は反射板３２に投影された明確な画像にて、反射板３２により遮断された景色と、情報とを確認することができる。このため、本実施形態の車両用表示装置１によれば、運転者は視線を移動させることなく、鮮明な画像により確実に情報を視認することが可能である。
【００７７】
そして、本実施形態においては、情報を表す付加画像と前方画像とが、各画像を構成する画素のうちの何れか一方を順次選択することにより予め合成されているので、前方の景色と、情報とが共に明確な画像が、反射板３２に投影される。よって、フロントガラス等の透光性部材に情報を投影させた場合のように、運転者の視界内で、前方の景色と情報とが重なることがないので、運転者は、投影された情報を、より明確に視認することが可能である。
【００７８】
一方、運転者に視認させるための情報が外部装置から入力されない場合には、反射板３２が遮断する前方の景色からなる画像が反射板３２に投影されるので、運転者は、視界を遮られることなく、運転することができる。また、反射板３２に投影される画像は、運転者により、色、コントラスト、明るさ等の各種画質補正が行えるように構成されているので、運転者は、画質を好みに応じて予め設定しておくことにより、フロントガラス越しに直接見る景色よりも明確な景色を、反射板３２に投影された画像にて確認することも可能である。
【００７９】
一方、画像処理装置１０は、車両用表示装置１の異常を検出可能に構成されており、反射板３２を運転者の前方視界を妨げる使用位置と運転者の前方視界を妨げない退避位置との間で移動させる駆動部３４を備えている。そして、車両用表示装置１の異常を検出すると、駆動部３４を介して反射板３２を退避位置に移動させるので、車両用表示装置１に異常が発生した場合にも、運転者の視界を妨げることがなく、安全性が確保される。
【００８０】
また、可視光の波長領域で車両前方の景色を撮像する可視光カメラ４２に加え、可視光カメラ４２が撮像する領域と同一の領域を、赤外線の波長領域で撮像する赤外線カメラ４４と、車両周辺の光量を検出する外光センサ７０を備え、制御部２０が、外光センサ７０により検知された車両周辺の外光量が、予め定められたしきい値より大きいか否かを判断する。そして、外光量がしきい値よりも小さいと判断した場合には、前方画像補正部１１において、赤外線カメラ４４により撮像した赤外線画像に基づいて、可視光カメラ４２により撮像された前方画像からノイズが除去される。
【００８１】
よって、本実施形態の車両用表示装置１によれば、車両周辺が暗い場合には、可視光カメラ４２にて撮像された前方画像からノイズが除去され、ノイズ除去された前方画像から反射板３２に投影される画像が生成されるので、暗い場合でも、画質の高い画像を反射板３２に投影することができる。また、撮像装置４０の焦点制御部４６が、画像処理装置１０から入力された誤差に基づいて、可視光カメラ４２と、赤外線カメラ４４との焦点距離を一致させるように制御するので、可視光カメラ４２と、赤外線カメラ４４との焦点距離が常に一致し、常に同じ領域の画像が撮像されるので、より正確にノイズの除去をすることができる。
【００８２】
また、操作装置５０を介して画像の変形指令が入力されると、画像処理装置１０は、入力された指令に従い、前方画像の歪みを調整することにより、反射板３２に投影される画像を変形し、変形した画像を表示しているときに、操作装置５０を介して画像変形の終了指令が入力されると、画像処理装置１０は、前方画像の歪みの調整量を記憶部２２に格納する。そして、画像処理装置１０が、反射板３２に投影するための画像を生成する際には、前方画像変形部１３にて、記憶部２２に記憶された調整量に基づいて前方画像を調整し、調整した前方画像に基づいて、画像を生成する。
【００８３】
よって、本実施形態の車両用表示装置１によれば、運転者が反射板３２に投影された画像を見ながら、投影された画像と、実際に前方に見える景色とが連続するように、投影された画像を変形することができる。そして、一旦画像を変形した後は、変形した際に格納された歪みの調整量に基づいて画像が生成されて反射板３２に投影されるので、運転者の前方視界を、反射板３２が配置されていない場合の前方視界と等しくすることができ、確実に運転者の視界を確保することができる。
【００８４】
さらに、操作装置５０を介して反射板３２への画像の投影領域の選択指令が入力されると、画像処理装置１０は、反射板３２に投影される画像上に投影領域を設定するための十字マークを表示させ、十字マークが表示されているときに、操作装置５０を介してマークの移動指令が入力されると、入力された移動指令に従い十字マークの位置を移動させ、十字マークが表示されているときに、操作装置５０を介してマークの移動終了指令が入力されると、十字マークの位置から反射板３２への画像の投影領域を特定し、投影領域外の画素を黒画素にすると共に、投影領域外の画素の座標を記憶部２２に格納する。そして、ブランキング生成部２１では、画質調整部１９から出力された画像を構成する画素のうち、記憶部２２に記憶された座標の画素を黒画素にして、投影部３６に出力する。
【００８５】
よって、本実施形態の車両用表示装置１によれば、運転者が、投影領域の選択指令を入力し、表示されたマークを反射板３２の外形の位置に移動させ、外形を確定する指令を入力すると、指定した外形より外側の部分の画素が黒画素に変更されて投影部３６に表示されるので、反射板３２に投影された画像の投影領域は反射板３２と一致し、画像が反射板３２からはみ出してフロントガラス等に映り込み、運転者の視野を妨げることを防止できる。
【００８６】
なお、本実施形態において、記憶部２２は本発明の記憶手段に相当し、反射板３２は本発明の反射部材に相当し、駆動部３４は本発明の駆動手段に相当し、可視光カメラ４２は本発明の第１撮像手段に相当し、赤外線カメラ４４は本発明の第２撮像手段に相当し、外光センサ７０は本発明の光量検知手段に相当し、前方画像変形部１３及びＳ２２０、２３０の処理は、本発明の画像生成手段に相当し、ブランキング生成部２１、投影部３６及びＳ２２０、Ｓ２３０の処理は、本発明の投影手段に相当し、外部入力Ｉ／Ｆ部２４は、本発明の情報取得手段に相当し、画像合成部１７は、本発明の情報合成手段に相当し、Ｓ２８０からＳ３１０の処理は本発明の異常検知手段に相当し、Ｓ３３０の処理は異常時制御手段に相当し、前方画像補正部１１及びＳ２５０からＳ２７０の処理は、本発明の画像補正手段に相当し、Ｓ４１０からＳ４８０の処理は、本発明の画像変形手段に相当し、Ｓ４９０、Ｓ５００の処理は、本発明の調整量格納手段に相当し、Ｓ５１０、Ｓ５２０の処理は本発明のマーク重畳手段に相当し、Ｓ５３０、Ｓ５４０の処理は本発明のマーク移動手段に相当し、Ｓ５５０からＳ５８０の処理は、本発明の投影領域格納手段に相当する。
【００８７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
上記実施形態においては、カーナビゲーション装置、車両制御装置等の外部装置から供給される進路案内、車速等の情報を取得して、この情報を表す付加画像を生成したが、付加画像としては種々の例が考えられる。
【００８８】
例えば、撮像装置４０にて撮像された前方画像を加工して、加工した前方画像を付加画像として前方画像の一部に合成するようにしてもよい。例えば、遠方（例えば、数１００ｍ先程度）の状況を撮像し、この画像を拡大して、前方画像の一部に合成するようにしてもよく、このようにすると、運転者が実際に見えない遠方の景色を反射板３２にて確認することができるので便利である。
【００８９】
そして、この場合、撮像装置４０にて撮像された前方画像が、付加画像生成部１５に入力されるようにし、付加画像生成部１５にて、前方画像の所定範囲を拡大することにより付加画像を生成するように構成すればよい。
【００９０】
また、撮像装置４０に撮像された画像から移動物体を検出し、移動物体の画像上の位置情報を出力する装置を設け、付加画像生成部１５では、出力された移動物体の画像上の位置情報に基づいて、移動物体をマーキングするためのマーキング画像を生成するようにしてもよい。このようにすると、検出された移動物体上にマーキングが付加された画像が投影されるので、運転者に注意を促すことができる。
【００９１】
さらに、撮像された画像から道路上のペイント、道路標識等を検出するための装置を設け、検出した道路ペイント等の位置情報が付加画像生成部１５に入力されるように構成し、付加画像生成部１５では、道路ペイント等の位置情報に基づいて、道路ペイント等をマーキングするためのマーキング画像を生成するようにしてもよい。このようにすると、例えば、雨天や夜間等で視界が悪く、道路ペイントや道路標識を視認しにくい場合にも、運転者は、反射板３２に投影された画像により、これらの道路ペイント等を視認することができるので、都合がよい。
【００９２】
一方、反射板３２には、反射板３２により遮断される前方の景色からなる画像が通常は投影されているが、運転者の要求により、以下のように、前方の景色からなる画像以外の画像を投影できるようにしてもよい。
【００９３】
例えば、カーナビゲーション装置の情報に基づいて交差点を検出し、交差点が検出された場合には、撮像装置４０にて撮像された前方画像から、カーナビゲーション装置の情報に基づいて検出された交差点付近の画像を抽出して拡大し、一方、カーナビゲーション装置から取得した進路案内情報に基づいて、拡大された交差点の実映像に合うように、例えば進路を示す矢印等の付加画像を生成し、この付加画像と拡大された交差点の実映像とを合成して、投影するようにしてもよい。
【００９４】
また、例えば、運転者の要求により、遠方（例えば、数１００ｍ先程度）の状況を撮像し、この画像を拡大して、一時的に反射板３２全体に投影するようにしてもよい。このようにすると、運転者は、例えば、直接認識することができない遠方の看板や道路標示等を反射板３２にて確認することができる。
【００９５】
一方、上記実施形態においては、本発明の反射部材をミラー等の反射板３２にて構成したが、反射部材は、フロントガラスに一体に設けられた光透過率を調整可能な調光膜により構成してもよい。そして、この場合には、車両用表示装置１を使用している間は、調光膜の光透過率を０にすることにより鮮明な画像が調光膜に投影され、車両用表示装置１に異常が発生し、正常な画像を投影できない場合には、光透過率を１にして、運転者の視界を妨げないようにすればよい。また、上記実施形態においては、本発明の投影手段を、液晶ディスプレイからなる投影部３６にて構成したが、画像を投影する映像投射器を用いてもよく、映像投射器とミラーを組み合わせて構成してもよい。
【００９６】
そして、上記実施形態においては、反射部材は、長方形の反射板３２がダッシュボードの中央部に配置されているが、反射部材の大きさ及び形状は、安全性が損なわれない範囲で、任意の大きさ及び形状に構成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本実施形態の車両用表示装置１の構成を表すブロック図である。
【図２】反射板の車両内での配置例を示す説明図である。
【図３】反射装置の駆動部の概略を表す説明図である。
【図４】前方画像補正部の詳細な構成を表すブロック図である。
【図５】本実施形態の画像生成処理を表すフローチャートである。
【図６】本実施形態の操作装置入力処理を表すフローチャートである。
【図７】画像を変形する際に反射板に投影される画像を表す説明図である。
【図８】投影領域を選択する際に反射板に投影される画像を表す説明図である。
【符号の説明】
【００９８】
１…車両用表示装置、１０…画像処理装置、１１…ノイズ除去部、１３…前方画像変形部、１５…付加画像生成部、１７…画像合成部、１９…画質調整部、２０…制御部、２１…ブランキング生成部、２２…記憶部、２３…誤差算出部、２４…外部入力Ｉ／Ｆ部、２５…外光量検知部、２７…操作量検知部、３０…表示装置、３２…反射板、３４…駆動部、３６…投影部、４０…撮像装置、４２…可視光カメラ、４４…赤外線カメラ、４６…焦点制御部、５０…操作装置、６０…メモリ装置、７０…外光センサ、１００…車両、１１１…ノイズ除去部、１１２…エッジ抽出部、１１３…スイッチ、１１４…エッジ判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の前方に運転者に視認させるための情報を表示することにより、運転者に情報を提供する車両用表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナビゲーションシステムをはじめ各種情報を視覚的に表示するシステムを搭載する車両が増加しており、その表示画面として、一般的に、車室内のコンソールボックス等に配置した液晶ディスプレイが用いられている。
【０００３】
しかし、このような配置の表示画面では、表示画面に表示された各種情報を、車両の走行中に運転者が視認しようとした場合、運転者は、車室外前方の道路や標識等から、車室内の表示画面へと視線を移動させなければならず、車両前方に対する注意が低下するという問題があった。
【０００４】
これに対して、表示された情報を視認する際における運転者の視線の移動を低減するために、各種情報を表す画像を車両のフロントガラスに投影し、その画像が虚像として車両の乗員に視認されるように表示するシステム、いわゆるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）システムが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開２００３−４４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記提案のシステムのように、車両のフロントガラスに画像を投影すると、運転者が実際に見ている景色と、投影された画像とが重なるために、運転者が投影された画像を視認することが困難な場合があり、情報を認識できないことがあった。また、外部から入射される光の影響を受けやすいために、例えば、地図や道路案内等の詳細な情報を表す画像を投影しても、運転者が投影された画像を十分に認識することはできず、このような情報を運転者に提供することは困難であった。
【０００６】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、運転者に視線を移動させることなく、鮮明な画像により確実に情報を視認させることが可能な車両用表示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】
【０００７】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明においては、運転者の前方視界を妨げる位置に非透光性の反射部材が配置されており、第１撮像手段が、車両前方の景色を撮像し、画像生成手段が、第１撮像手段により撮像された画像に基づいて、運転者の前方視界のうち反射部材に遮断された領域の景色からなる表示画像を生成し、投影手段が、画像生成手段により生成された表示画像を、反射部材に投影する。また、情報取得手段が、運転者に視認させるための情報を取得すると、情報合成手段は、この情報を表す画像を表示画像に合成する。
【０００８】
このように、本発明の車両用表示装置においては、運転者に視認させるための情報が取得されると、反射部材が遮断する前方の景色からなる表示画像と、運転者に視認させるための情報とが合成され、運転者の前方の視界内に配置された縁なしのミラー等の非透光性の反射部材に投影されるので、運転者は反射部材に投影された鮮明な画像にて、反射部材により遮断された景色と、情報とを確認することができる。よって、本発明の車両用表示装置によれば、運転者に視線を移動させることなく、鮮明な画像により確実に情報を視認させることが可能である。
【０００９】
一方、運転者に視認させるための情報が無い場合には、反射部材により遮断される前方の景色からなる表示画像が反射部材に投影されるので、運転者は、視界を遮られることなく、運転することができる。また、表示画像の画質を調整することにより、運転者が前方の景色をフロントガラス越しに直接見るよりも視認しやすく、前方の景色を反射部材に投影することも可能である。
【００１０】
ところで、反射部材は運転者の前方視界を妨げる位置に配置されており、反射部材に画像が正常に投影されない場合には、運転者の前方視界が遮断され、運転に影響を及ぼすおそれがある。そこで、反射部材は、運転者の前方視界を妨げない退避位置に移動できるように設置されることが望ましい。そしてこの場合、反射部材は、手動で退避位置に移動できるように構成してもよいが、請求項２に記載のように、車両用表示装置の異常を検出する異常検出手段と、反射部材を運転者の前方視界を妨げる使用位置と運転者の前方視界を妨げない退避位置との間で移動させる駆動手段と、を設け、異常検出手段により異常が検出されると、異常時制御手段が、駆動手段を介して反射部材を退避位置に移動させるようにしてもよい。このようにすれば、車両用表示装置の異常が検出されると、反射部材が運転者の前方視界を妨げない退避位置に自動で移動するので、車両用表示装置に異常が発生した場合にも運転者の視界を確保することができ、安全性が確保される。
【００１１】
また、反射部材に投影される画像はより画質が高いものが望ましいが、例えば、夜間等で車両の周辺が暗い場合に可視光の波長領域で車両前方の景色を撮像すると、撮像された画像には、実際には何も存在しない部分に、点状のノイズがランダムに多数発生してしまう。そこで、請求項３に記載のように、可視光の波長領域で車両前方の景色を撮像する第１撮像手段に加え、第１撮像手段が撮像する領域と同一の領域を、赤外線の波長領域で撮像する第２撮像手段と、車両周辺の光量を検出する光量検知手段とを設け、光量検知手段により検知された車両周辺の光量が予め定められたしきい値よりも小さい場合には、画像補正手段が、第２撮像手段により撮像された赤外線画像に基づいて第１撮像手段により撮像された画像からノイズを除去し、画像生成手段が、そのノイズ除去後の画像に基づいて表示画像を生成するように構成してもよい。
【００１２】
このようにすると、光量がしきい値より小さい場合に、光量の大小に関わらず物体の輪郭を抽出可能な赤外線画像に基づいて、第１撮像手段により撮像された画像からノイズが除去され、ノイズ除去された画像から表示画像が生成されるので、車両の周辺が暗い場合でも、画質の高い表示画像を反射部材に投影することができる。
【００１３】
そして、特に請求項３に記載の車両用表示装置には、請求項４に記載のように、第１撮像手段と、第２撮像手段との焦点距離を一致させる焦点制御手段を設けるとよい。つまり、このようにすると、第１撮像手段と第２撮像手段との焦点距離が常に一致し、各撮像手段により同じ領域の画像が撮像されるので、より正確にノイズの除去をすることが可能となり、常に画質の高い表示画像を反射部材に投影することができる。
【００１４】
次に、請求項１〜請求項４の何れかに記載の車両用表示装置は、請求項５に記載のように、外部から画像の変形指令が入力されると、画像変形手段が、その変形指令に従い画像生成手段により生成される表示画像の歪みを調整することにより反射部材に投影される画像を変形し、画像変形手段により変形された画像を表示しているときに、外部から画像変形の確定指令が入力されると、調整量格納手段が、表示画像の歪みの調整量を記憶手段に格納し、画像生成手段が、表示画像を生成するときに、記憶手段に記憶された調整量に基づいて表示画像を生成するように構成してもよい。
【００１５】
このようにすると、例えば、運転者が反射部材に投影された画像を見ながら、投影された画像と、実際に前方に見える景色とが連続するように、投影された画像を変形することができ、一旦画像を変形した後は、変形した際に格納された歪みの調整量に基づいて表示画像が生成され、反射部材に投影されるので、運転者の前方視界を、反射部材が配置されていない場合の前方視界と等しくすることができ、確実に運転者の視界を確保することが可能となる。
【００１６】
また、請求項１〜請求項５の何れかに記載の車両用表示装置は、請求項６に記載のように、外部から反射部材への画像の投影領域の選択指令が入力されると、マーク重畳手段が、画像生成手段により生成される表示画像上に投影領域を設定するためのマークを重畳し、マーク重畳手段が表示画像上にマークを重畳しているときに、外部からマークの移動指令が入力されると、マーク移動手段が、入力された移動指令に従い表示画像上に重畳されたマークの位置を移動させ、マーク重畳手段が表示画像上にマークを重畳しているときに、外部から投影領域の確定指令が入力されると、投影領域格納手段が、表示画像上のマークの位置から反射部材への画像の投影領域を特定し、投影領域外の画素を黒画素にすると共に、投影領域外の画素情報を記憶手段に格納し、投影手段が、表示画像を投影するときに、表示画像を構成する画素のうち、記憶手段に画素情報が記憶された画素を黒画素にして、反射部材に投影するように構成してもよい。
【００１７】
このようにすると、運転者が、投影領域の選択指令を入力すると、反射部材に投影された画像上に投影領域を設定するためのマークが表示されるので、例えば、反射部材の外形の位置にマークを移動させ、外形を確定する指令を入力すると、指定した外形より外側の部分の画素が黒画素に変更されて表示画像が投影される。よって、表示画像の投影領域を反射部材に合わせることができ、表示画像が反射部材からはみ出してフロントガラス等に映り込み、運転者の視野を妨げることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明が適用された車両用表示装置１の全体構成を表すブロック図であり、図２は、反射板３２の車両１００内での配置例を表す説明図であり、図３は、表示装置３０の駆動部３４の構成を表す説明図である。
【００１９】
本実施形態の車両用表示装置１は、図１に示すように、画像を投影させるための反射板３２を備える表示装置３０と、車両１００の前方の景色を撮像するための撮像装置４０と、撮像装置４０により撮像された画像に基づいて、反射板３２に投影するための画像を生成すると共に、車両用表示装置１の各装置を制御する画像処理装置１０と、運転者等の車両１００の使用者が各種指令や情報を入力するための操作装置５０と、１画面分の画素情報を記憶可能なフレームメモリを複数備えるメモリ装置６０と、車両１００周辺の明るさを検知する外光センサ７０と、を備えており、図２に示すように、車両１００の運転席に着座した運転者の前方視界内に配置された反射板３２に、反射板３２に遮断された領域の景色を投影すると共に、交通案内や警告等の運転者に視認させるための情報がある場合には、反射板３２に遮断された領域の景色と、情報とを合成した画像を反射板３２に投影することで、このような情報を運転者に視認させるための装置である。
【００２０】
表示装置３０は、ダッシュボード上に配置された非透光性の反射板３２と、ダッシュボード内に配置され、反射板３２を運転者が運転中に視点を移動させることなく視認可能な使用位置（つまり、ミラーの反射面が運転者の視線方向と略垂直に交差する位置：図２（ａ）参照）と、運転者の視界を遮らない退避位置（つまり、ミラーの反射面がダッシュボードと略平行になる位置：図２（ｂ）参照）との間で移動させる駆動部３４と、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）からなり、反射板３２に画像を投影するための投影部３６と、から構成されている。
【００２１】
反射板３２は、縁の無い矩形のミラーからなり、周囲４辺のうちの１辺に沿うように回転軸が設けられている。そして、この回転軸が、軸方向が運転者の視線方向と略垂直に交差する向きにダッシュボードの上面に配置されることにより、反射板３２は、この回転軸周りに回動可能にダッシュボード上に設置される。
【００２２】
駆動部３４はモータからなり、図３に示すように、反射板３２に設けられた回転軸の端部にギアを介して連結され、後述する画像処理装置１０の制御部２０からの制御信号を受けて、使用位置と退避位置との間で、反射板３２を回動させる。
【００２３】
投影部３６は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）からなり、図２に示すように、ディスプレイに表示した画像が反射板３２に投影される位置に配置されている。また、ディスプレイの表面には、上方または斜め方向等からの外光の差し込みにより表示した画像が反射板３２に正常に投影されなくなるのを防止するために、反射板３２以外の方向の光を遮断するための偏光フィルタが装備されている。さらに、投影部３６には、ディスプレイのバックライトが正常に動作しているか否かを検出するための光センサ（例えばＣＤＳ）が設けられている。そして、このような投影部３６は、画像処理装置１０から画像が入力されると、入力された画像をディスプレイに表示する。
【００２４】
撮像装置４０は、２次元のカラー撮像素子を備える可視光カメラ４２と、２次元の赤外撮像素子を備える赤外線カメラ４４と、各カメラの焦点を制御するための焦点制御部４６と、から構成されており、各カメラは、反射板３２が退避位置にあるときの運転者の前方視界の領域（つまり、車両前方の景色）を撮像可能な位置に設置されている。
【００２５】
そして、撮像装置４０は、各カメラにて車両１００前方の景色を撮像し、可視光カメラ４２により撮像された車両前方の景色からなるカラー画像（以下、前方画像ともいう）、及び、赤外線カメラ４４により撮像された、前方画像と同じ領域の画像（以下、赤外線画像ともいう）を、画像処理装置１０に入力する。
【００２６】
また、画像処理装置１０には、入力された前方画像と赤外線画像とを比較することで撮像装置４０の各カメラの焦点距離の誤差を算出し、算出した誤差を撮像装置４０に入力する誤差算出部２３が設けられており、この誤差算出部２３から撮像装置４０に焦点距離の誤差が入力されると、焦点制御部４６は、各カメラの焦点距離が一致するように制御を行う（本発明の焦点制御手段に相当する）。
【００２７】
操作装置５０は、例えば、各種操作ボタンを備えたリモコン、または、タッチパネルとして機能する液晶ディスプレイ等により構成されており、運転者等は、操作装置５０を介して、画像処理装置１０に各種指令を入力することが可能である。
【００２８】
画像処理装置１０は、前方画像からノイズを除去するための前方画像補正部１１と、前方画像を調整量に基づいて変形する前方画像変形部１３と、外部からの入力に基づいて運転者に視認させるための各種情報を表す画像（以下、付加画像ともいう）を生成する付加画像生成部１５と、前方画像と付加画像とを合成する画像合成部１７と、入力された画像の画質を調整量に基づいて調整する画質調整部１９と、入力された画像の一部を黒画素に変更することにより画像の反射板３２への投影領域を調整するブランキング生成部２１と、入力された前方画像及び赤外線画像に基づいて、撮像装置４０の各カメラの焦点距離の誤差を算出する誤差算出部２３と、外部装置から供給される情報を選択して取得するための外部入力Ｉ／Ｆ部２４と、外光センサ７０にて検出された値から、車両１００周辺の明るさを量子化する外光量検知部２５と、操作装置５０を介して入力された各種指令を検知する操作量検知部２７と、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等からなるマイクロコンピュータにより構成され、上記各部を制御するための制御部２０と、上記調整量等の設定値が記憶された不揮発性のメモリ等からなる記憶部２２と、を備えている。
【００２９】
また、画像処理装置１０は図示しないクロック生成部を備えており、上記各部には同一のクロック信号が供給されている。そして、制御部２０からの起動指令を受けると、上記各部は動作を開始し、その後は、クロック信号にて動作タイミングが設定される。
【００３０】
前方画像補正部１１は、赤外線画像を用いて、前方画像に発生したノイズの除去を行うものであり、つまり、暗い状態でカラー撮像素子にて画像を撮像すると、画像上に点状のノイズがランダムに発生してしまうため、このノイズを除去するものである。
【００３１】
前方画像補正部１１は、図４に示すように、ノイズ除去部１１１と、エッジ抽出部１１２と、スイッチ１１３と、エッジ判定部１１４とから構成されている。なお、図４は、前方画像補正部１１の詳細を表すブロック図である。
【００３２】
ノイズ除去部１１１は、画素値を平均化することによりノイズを除去するフィルタ（例えばＬＰＦ）により構成されており、可視光カメラ４２から１画素単位で入力される前方画像からノイズの除去を行う。
【００３３】
エッジ抽出部１１２は、輪郭強調を行うためのフィルタ（例えばＨＰＦ）により構成されており、赤外線カメラ４４から１画素単位で入力される赤外線画像の輪郭強調を行う。
スイッチ１１３は、エッジ判定部１１４からの指令により、ノイズ除去部１１１からの入力と、可視光カメラ４２からの入力を切り換えるためのスイッチである。
【００３４】
エッジ判定部１１４は、エッジ抽出部１１２にて輪郭強調された赤外線画像を構成する各画素の画素値が、予め設定されたしきい値より大きいか否かにより、各画素が、物体の輪郭を示す輪郭画素であるか、または、輪郭画素以外の画素（例えば、物体の表面等の一様な面を形成する画素）であるかを順次判定する。そして、入力された画素が輪郭画素である場合には、スイッチ１１３をＡ点に切り換え、可視光カメラ４２から入力された画素をそのまま前方画像変形部１３へ出力させる。
【００３５】
一方、入力された画素が輪郭画素でない場合には、スイッチ１１３をＢ点に切り換え、ノイズ除去部１１１による処理後の画素（つまり、画素値が平均化されることにより、ランダムに発生した点状のノイズが除去された画素）を出力させる。
【００３６】
つまり、物体の輪郭部分の画素については、フィルタ処理を行っていない画素が出力され、その他の部分の画素は、フィルタ処理を行った画素が出力されるので、出力される前方画像は、ランダムに発生した点状のノイズが除去され、しかも、輪郭は、はっきりした画像となる。また、エッジ判定部１１４の動作は、制御部２０に制御されており、エッジ判定部１４の停止中は、スイッチ１１３は、常にＡ点側に接続され、可視光カメラ４２から入力された画素が、そのまま前方画像変形部１３に出力される。
【００３７】
また、可視光カメラ４２から出力された前方画像と、エッジ抽出部１１２から出力された赤外線画像は、誤差算出部２３にも出力される。
前方画像変形部１３は、反射板３２に投影された画像により示される景色と、運転者がフロントガラス越しに直接見ている前方の景色とを連続させるために、予め設定された調整量に基づいて、前方画像の歪みを調整する（図７参照）。
【００３８】
詳述すると、前方画像変形部１３は、前方画像補正部１１から出力された前方画像を取得し、メモリ装置６０のフレームメモリに一旦格納する。そして、このフレームメモリに記憶された前方画像を読み出しつつ前方画像の歪みを調整し、画像合成部１７に出力する。ここで、前方画像変形部１３は、レジスタを備えており、レジスタに設定された調整量、つまり、水平方向及び垂直方向の１走査ライン毎に設定された拡縮率及び中心位置に基づいて前方画像の歪みを調整する。なお、レジスタに設定された値は、後述する操作装置入力処理により、運転者が反射板３２を見ながら操作装置５０を操作することで、各運転者毎に設定される。
【００３９】
付加画像生成部１５は、外部入力Ｉ／Ｆ２４から出力された情報を取得し、取得した情報に基づいて、前方画像に合成するための付加画像を生成する。例えば、車両１００の進行方向等の交通案内情報を取得した場合には、前方画像上の所定の位置に進行方向等の交通案内を表示するための付加画像を生成する。なお、画像合成部１７に画像を出力する際には、付加画像を構成する各画素のうち、情報が示された画素に、情報を表す画素であることを示す制御情報を付加して出力する。
【００４０】
また、後述する操作装置入力処理により、制御部２０から、マーク画像の生成指令が入力されると、マーク画像（本実施形態では４つの十字マークが任意の位置に配置された画像）を生成し、マーク画像の変更指令が入力されると、入力に従い、生成するマーク画像の十字マークの位置を変更し、マーク画像の消去指令が入力されるまで、マーク画像の生成を継続する。
【００４１】
画像合成部１７は、付加画像生成部１５から出力された付加画像と、前方画像変形部１３から出力された前方画像とを合成して画質調整部１９に出力する。
つまり、画像合成部１７は、前方画像変形部１３から入力された前方画像の画素、または、付加画像生成部１５から入力された付加画像の画素の何れかを、画素毎に選択可能なマルチプレクサの機能を備えており、前方画像変形部１３及び付加画像生成部１５から画像を取得し、取得した付加画像を構成する画素に、制御情報が付加されている場合には、その画素を出力し、制御情報が付加されていない場合、つまり、背景画素である場合には、前方画像を構成する画素を出力する。なお、前方画像変形部１３からの入力しか無い場合には、入力された前方画像を、そのまま画質調整部１９に出力する。
【００４２】
画質調整部１９は、画像合成部１７から出力された画像を取得し、画像の輪郭強調、色、コントラスト、明るさ等の各種画質補正を行い、ブランキング生成部２１に出力する。なお、画質調整部１９は、レジスタを備えており、このレジスタに予め設定された調整量に基づいて、画質を調整する。
【００４３】
そして、レジスタに設定された調整量は、後述する操作装置入力処理により、運転者が反射板３２を見ながら操作装置５０を操作することで、各運転者毎に設定された値である。なお、調整量は、反射板３２に投影される画像を、より視認性の高い画像に補正するために、後述する画像生成処理により、外光センサ７０にて検知された車両１００周辺の明るさに応じて設定された値であってもよい。
【００４４】
ブランキング生成部２１は、画像が反射板３２に投影される際に、画像が反射板３２からはみ出してフロントガラス等に映り込むことを防止するために、入力された画像を構成する画素のうち、投影領域外の画素を黒画素に変更する。
【００４５】
つまり、ブランキング生成部２１は、画質調整部１９から出力された画像を取得し、予め設定された画素情報、つまり、投影領域より外側に位置する画素の座標に基づいて、図８（ｄ）に示すように、投影領域より外側の画素を黒画素に変更し、処理後の画像を投影部３６に出力する。なお、ブランキング生成部２１は、レジスタを備えており、レジスタに設定された画素の座標に基づいて、処理を行う。ここで、レジスタに設定された画素の座標は、後述する操作装置入力処理により、運転者が反射板３２を見ながら操作装置５０を操作することで、各運転者毎に設定される。
【００４６】
誤差算出部２３は、ノイズ除去部１１１から出力された前方画像及び、輪郭強調された赤外線画像を取得し、前方画像をフィルタ（例えばＨＰＦ等）により輪郭強調し、赤外線画像の前方画像からのずれを、輪郭を形成する輪郭画素のずれにより検出する。そして、検出した輪郭画素のずれから、撮像装置４０の各カメラの焦点距離の誤差を算出し、算出した焦点距離の誤差を撮像装置４０に出力する。
【００４７】
外部入力Ｉ／Ｆ部２４は、制御部２０からの指令に基づいて外部装置を選択し、外部装置から供給される情報を取得する。なお、本実施形態における外部装置は、車両１００の進行方向等の交通案内、車両１００の現在位置を示す自車位置情報、走行する道路の状況を示す道路情報、車速情報等の各種情報を供給可能なカーナビゲーション装置、車両の運転状態を表す各種情報を供給可能な車両制御装置等の装置とする。
【００４８】
以下、画像処理装置１０の制御部２０にて実行される画像生成処理の手順を、図５を用いて説明する。図５は、画像生成処理を表すフローチャートである。なお、画像生成処理は、車両１００が起動し、車両用表示装置１が起動されることにより開始される処理である。
【００４９】
処理が開始されると、まず、Ｓ２１０にて、駆動部３４に制御信号を送信して反射板３２を退避位置から使用位置に回転させ、続くＳ２２０にて、記憶部２２に記憶された各種設定値を読み取り、Ｓ２３０にて、読み取った各種設定値を、前方画像変形部１３、画質調整部１９、ブランキング生成部２１のレジスタに夫々設定する。
【００５０】
次に、Ｓ２４０にて、画像処理装置１０の各部を起動させ、続くＳ２５０にて、外光量検知部２３にて量子化された外光量が、予め設定されたしきい値よりも小さいか否かを判断し、外光量がしきい値よりも小さい場合には（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、Ｓ２６０に移行して、前方画像補正部１１のエッジ判定部１１４に動作指令を送信する。一方、Ｓ２５０にて、外光量がしきい値以上であった場合には（Ｓ２５０：ＮＯ）、Ｓ２７０に移行して、前方画像補正部１１のエッジ判定部１１４に停止指令を送信する。なお、しきい値としては、可視光カメラ４２により正常な画像が撮像できる最低の外光量が設定されており、外光量がしきい値以上である場合には、ノイズを除去する必要がないために、エッジ判定部１１４を停止させ、可視光カメラ４２の画像をそのまま、前方画像変形部１３に出力させる。
【００５１】
そして、Ｓ２８０にて、誤差算出部２３にて算出された誤差が、予め設定されたしきい値より大きいか否かを判断し、誤差がしきい値よりも大きい場合には（Ｓ２８０：ＹＥＳ）、撮像装置４０に異常が発生していると判断して、Ｓ３３０に移行する。これは、撮像装置４０が正常に動作している場合には、可視光カメラ４２及び赤外線カメラ４４の焦点距離は常に制御され、誤差は一定の値以下になるはずであることから、誤差が一定の値、つまり、予め設定されたしきい値より大きい場合に、撮像装置４０、つまり、車両用表示装置１の異常を検出するものである。
【００５２】
一方、Ｓ２８０にて、誤差がしきい値以下である場合には（Ｓ２８０：ＮＯ）、車両用表示装置１に異常は発生していないとして、Ｓ２９０に移行する。そして、Ｓ２９０では、車両１００が走行中であるか否かを、例えば車速センサにて検知された車速により判断し、車両１００が走行中である場合には（Ｓ２９０：ＹＥＳ）、Ｓ３００に移行し、一方、車両１００が走行中でない場合には（Ｓ２９０：ＮＯ）、Ｓ３１０に移行する。
【００５３】
そして、Ｓ３００では、投影部３６の、液晶ディスプレイの画素のうちの数個の画素（例えば４隅の画素）の全てが、一定時間以上変化していないか否かを判断し、例えば４隅の画素全てが一定時間以上変化していない場合には（Ｓ３００：ＹＥＳ）、投影部３６、つまり、表示装置３０に異常が発生していると判断して、Ｓ３３０に移行する。これは、車両１００が走行中であれば、撮像装置４０にて撮像される前方の景色は常時変化しているはずであり、車両用表示装置１が正常に動作していれば、必ず、投影部３６に表示される画素は変化することに基づくものである。
【００５４】
一方、Ｓ３００にて、４隅の画素のいずれかが変化した場合には（Ｓ３００：ＮＯ）、続くＳ３１０にて、投影部３６に設けられた光センサの抵抗値が、予め設定されたしきい値より大きいか否かを判断し、抵抗値がしきい値より大きい場合には（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、液晶ディスプレイのバックライトが正常に動作していない、つまり、表示装置３０に異常が発生していると判断して、Ｓ３３０に移行する。
【００５５】
一方、Ｓ３１０にて、抵抗値がしきい値以下である場合には（Ｓ３１０：ＮＯ）、続くＳ３２０では、車両用表示装置１の動作を終了するか否かを、外部の制御装置からの指令等により判断し、車両用表示装置１の動作を終了すると判断すると（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、Ｓ３３０に移行する。そして、Ｓ３３０では、駆動部３４に制御信号を送信して反射板３２を使用位置から退避位置に回転させ、当該処理を終了する。
【００５６】
一方、Ｓ３２０にて、車両用表示装置１の動作を終了しないと判断した場合には（Ｓ３８０：ＮＯ）、Ｓ２５０に移行して、Ｓ２５０からの処理を繰り返し実行する。
次に、本実施形態の画像処理装置１０の制御部２０が実行する操作装置入力処理の手順を、図６を用いて説明する。図６は、操作装置入力処理を表すフローチャートである。なお、操作装置入力処理は、操作装置５０を介して入力された外部からの指令を、操作量検知部２７が検知することにより開始される。
【００５７】
処理が開始されると、制御部２０は、まず、Ｓ４１０にて、検知された指令が画像の変形指令か否かを判断し、画像の変形指令が検知された場合には（Ｓ４１０：ＹＥＳ）、Ｓ４２０にて、付加画像生成部１５に、マーク画像の生成指令を送信することにより、投影部３６に表示された画像の任意の位置に、４つの十字マーク（図７（ｃ）中Ａ点）を個別に選択可能に表示させる。なお、この時点では、図７（ａ）及び図７（ｃ）の左側の図に示すように、反射板３２に投影された画像と、運転者がフロントガラス越しに直接見ている景色とは連続していない。
【００５８】
次に、Ｓ４３０では、操作装置５０を介して、４つの十字マークのうちの１つが選択され、選択された十字マークの初期位置設定指令が入力されたか否かを判断し、初期位置設定指令が入力された場合には（Ｓ４３０：ＹＥＳ）、Ｓ４４０にて、選択された十字マークの移動指令が入力されたか否かを判断し、移動指令が入力された場合には（Ｓ４４０：ＹＥＳ）、Ｓ４５０に移行し、付加画像生成部１５にマーク画像の重畳位置の変更指令を送信することにより、十字マークを入力された指令に従って移動させると共に、移動後の十字マークの位置（つまり、十字マークの初期位置）を読み取り、Ｓ４６０に移行する。一方、Ｓ４４０にて、移動指令が入力されない場合には（Ｓ４４０：ＮＯ）、Ｓ４６０に移行する。また、Ｓ４３０にて、初期位置設定指令が入力されない場合には（Ｓ４３０：ＮＯ）、Ｓ４７０に移行する。なお、初期位置が設定されない場合は、Ｓ４２０にて十字マークを表示させた位置が初期位置となる。
【００５９】
そして、Ｓ４６０では、初期位置設定の終了指令が入力されたか否かを判断し、終了指令が入力された場合には（Ｓ４６０：ＹＥＳ）、Ｓ４７０に移行し、終了指令が入力されない場合には（Ｓ４６０：ＮＯ）、Ｓ４４０からの処理を繰り返し実行する。
【００６０】
次にＳ４７０では、４つの十字マークのうちの１つが選択され、選択された十字マークの移動指令が入力されたか否かを判断し、十字マークの移動指令が入力された場合には（Ｓ４７０：ＹＥＳ）、Ｓ４８０にて、付加画像生成部１５にマーク画像の重畳位置の変更指令を送信することにより、十字マークを入力された指令に従って移動させると共に、この十字マークの初期位置からの移動量から、画像の水平方向及び垂直方向の１走査ライン毎に拡縮率及び中心位置とからなる調整量を算出し、算出した調整量を前方画像変形部１３のレジスタに設定する。
【００６１】
すなわち、運転者が、操作装置５０を介して十字マークを移動させて初期位置（図７（ｃ）中Ｂ点）を設定し、次に、この初期位置として設定した点（図７（ｃ）中Ｂ点）が本来見えて欲しい位置、つまり、反射板３２に投影された画像上の物体（図７（ｃ）中Ｄ部）と、運転者がフロントガラス越しに直接見ている物体（図７（ｃ）中Ｅ部）とが連続して表示される位置（例えば、図７（ｃ）中Ｃ点）に、操作装置５０を介して十字マークを移動させると、制御部２０が移動量から調整量を算出して、前方画像変形部１３に設定する。このため、この調整量により調整された前方画像から生成された画像が投影部３６に表示されるので、図７（ｂ）及び図７（ｃ）の右側の図のように、画像上の物体（図７（ｃ）中Ｄ部）と、運転者がフロントガラス越しに直接見ている物体（図７（ｃ）中Ｅ部）とが連続した画像が、反射板３２に投影される。
【００６２】
一方、Ｓ４７０にて、十字マークの移動指令が入力されない場合には（Ｓ４７０：ＮＯ）、Ｓ４９０に移行する。そして、Ｓ４９０では、変形終了指令が入力されたか否かを判断し、変形終了指令が入力された場合には（Ｓ４９０：ＹＥＳ）、Ｓ５００に移行して、付加画像生成部１５にマーク画像の消去指令を送信することにより、十字マークを消去すると共に、調整量を記憶部２２に格納し、Ｓ５１０に移行する。一方、Ｓ４９０にて、変形終了指令が入力されない場合には（Ｓ４９０：ＮＯ）、Ｓ４３０に移行して、Ｓ４３０からの処理を繰り返し実行する。また、Ｓ４１０にて、画像変形指令が検知されない場合には（Ｓ４１０：ＮＯ）、Ｓ５１０に移行する。
【００６３】
なお、図７（ａ）は、反射板３２に変形前の画像が投影された場合の運転者の視界を表す説明図であり、図７（ｂ）は、反射板３２に変形後の画像が投影された場合の運転者の視界を表す説明図であり、なお、図７（ｃ）は、画像変形指令が入力された際に反射板３２に投影される画像を表す説明図である。
【００６４】
次に、Ｓ５１０では、操作量検知部２７にて、画像の投影領域の選択指令が検知されたか否かを判断し、選択指令が検知された場合には（Ｓ５１０：ＹＥＳ）、Ｓ５２０に移行して、付加画像生成部１５に、マーク画像の生成指令を送信することにより、図８（ｃ）の左側の図のように、投影部３６に表示された画像の任意の位置に、４つの十字マークを表示させる。なお、この状態では、図８（ａ）に示すように、投影領域が反射板３２をはみ出している。
【００６５】
そして、Ｓ５３０にて、運転者が、操作装置５０を介して、十字マークの移動指令を入力したか否かを判断し、移動指令が入力された場合には（Ｓ５３０：ＹＥＳ）、Ｓ５４０に移行し、付加画像生成部１５にマーク画像の重畳位置の変更指令を送信することにより、十字マークを指令に従って移動させ、Ｓ５５０に移行する。一方、Ｓ５３０にて、移動指令が入力されない場合には（Ｓ５３０：ＮＯ）、Ｓ５５０に移行する。
【００６６】
そして、Ｓ５５０にて、十字マークの移動終了指令が入力されたか否かを判断し、移動終了指令が入力された場合には（Ｓ５５０：ＹＥＳ）、Ｓ５６０にて、移動後の十字マークの位置から、図８（ｄ）に示すような投影領域を特定し、投影領域外の画素の座標を、ブランキング生成部２１のレジスタに設定し、Ｓ５７０に移行する。
【００６７】
すなわち、運転者が、４つの十字マークの夫々を、操作装置５０を介して、図８（ｃ）の右側の図のように、反射板３２の四隅に移動させ、移動終了指令を入力すると、制御部２０が投影領域を特定して投影領域外の画素の座標をブランキング生成部２１に設定する。そして、ブランキング生成部２１が、設定された座標の画素を黒画素に変更して、投影部３６に出力するので、図８（ｄ）の右側の図のように、投影部３６に表示される画像は、投影領域外の部分が黒くなり、図８（ｂ）に示すように、画像の投影領域が反射板３２と一致する。
【００６８】
一方、Ｓ５５０にて移動終了指令が入力されない場合には（Ｓ５５０：ＮＯ）、Ｓ５７０に移行する。そして、Ｓ５７０では、領域選択の終了指令が入力されたか否かを判断し、領域選択の終了指令が入力された場合には（Ｓ５７０：ＹＥＳ）、Ｓ５８０に移行して付加画像生成部１５にマーク画像の消去指令を送信することにより、十字マークを消去すると共に、投影領域外の座標を記憶部２２に格納し、Ｓ５９０に移行する。一方、Ｓ５７０にて、領域選択の終了指令が入力されない場合には（Ｓ５７０：ＮＯ）、Ｓ５３０に移行して、Ｓ５３０からの処理を繰り返し実行する。また、Ｓ５１０にて、投影領域の選択指令が検知されない場合には（Ｓ５１０：ＮＯ）、Ｓ５９０に移行する。
【００６９】
なお、図８（ａ）は、反射板３２に投影領域調整前の画像が投影された場合の運転者の視界を表す説明図であり、図８（ｂ）は、反射板３２に投影領域調整後の画像が投影された場合の運転者の視界を表す説明図であり、図８（ｃ）は、投影領域選択指令が入力された際に反射板３２に投影される画像を表す説明図であり、図８（ｄ）は、投影領域選択指令が入力された際に投影部３６に表示される投影領域調整前後の画像を表す説明図である。
【００７０】
次に、Ｓ５９０にて、操作量検知部２７にて、画質調整指令が検知されたか否かを判断し、調整指令が検知された場合には（Ｓ５９０：ＹＥＳ）、Ｓ６００に移行して、入力された調整量を読み取る。そして、Ｓ６１０では、確定指令が入力されたか否かを判断し、確定指令が入力された場合には（Ｓ６１０：ＹＥＳ）、続くＳ６２０にて、調整量を画質調整部１９のレジスタに設定し、Ｓ６３０に移行する。一方、Ｓ６１０にて、確定指令が入力されない場合には（Ｓ６１０：ＮＯ）、Ｓ６３０に移行する。
【００７１】
つまり、運転者が、操作装置５０を介して、画質を調整すると、調整量が画質調整部１９に設定され、この調整量に基づいて画像が調整されて、投影部３６に表示されるので、画質が調整された画像が反射板３２に投影される。
【００７２】
そして、Ｓ６３０では、画質調整の終了指令が入力されたか否かを判断し、画質調整の終了指令が入力された場合には（Ｓ６３０：ＹＥＳ）、続くＳ６４０にて、調整量を記憶部２２に格納し、Ｓ６５０に移行する。一方、Ｓ６３０にて、画質調整の終了指令が入力されていない場合には（Ｓ６３０：ＮＯ）、Ｓ６００に移行し、Ｓ６００からの処理を繰り返し実行する。また、Ｓ５９０にて、画質調整指令が入力されていない場合には（Ｓ５９０：ＮＯ）、Ｓ６５０に移行する。
【００７３】
次に、Ｓ６５０では、操作量検知部２７にて、情報を取得する外部装置の変更指令が検知されたか否かを判断し、外部装置の変更指令が入力された場合には（Ｓ６５０：ＹＥＳ）、続くＳ６６０にて、外部入力Ｉ／Ｆ２４に指令を送信することにより、情報を取得する外部装置を切り換え、Ｓ６７０に移行する。一方、Ｓ６５０にて、外部装置の変更指令が検知されない場合には（Ｓ６５０：ＮＯ）、Ｓ６７０に移行する。
【００７４】
そして、Ｓ６７０では、操作量検知部２７にて、車両用表示装置１の停止指令が検知されたか否かを判断し、停止指令が検知された場合には（Ｓ６７０：ＹＥＳ）、図５のＳ３３０に移行して、反射板３２を退避位置に移動させる。一方、停止指令が検知されない場合には（Ｓ６７０：ＮＯ）、当該処理を終了する。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態の車両用表示装置１においては、運転者の前方視界を妨げる位置に非透光性の反射板３２が配置されており、可視光カメラ４２が車両前方の景色を撮像し、画像処理装置１０が、可視光カメラ４２により撮像された前方画像から運転者の前方視界のうち反射部材に遮断された領域の景色からなる画像を生成し、生成した画像を投影部３６に出力することにより、反射板３２に投影させる。また、運転者に視認させるための情報が外部装置から入力された場合には、画像処理装置１０は、外部装置からの情報を取得して、この情報を表す付加画像を生成し、生成した付加画像を前方画像と合成して、投影部３６に出力することにより、反射板３２に投影させる。
【００７６】
このように、本実施形態の車両用表示装置１においては、運転者に視認させるための情報が外部装置から入力された場合には、反射板３２が遮断する前方の景色からなる前方画像と、運転者に視認させるための情報からなる付加画像とが合成されて、運転者の前方の視界内に配置されたミラー等の非透光性の反射板３２に投影されるので、運転者は反射板３２に投影された明確な画像にて、反射板３２により遮断された景色と、情報とを確認することができる。このため、本実施形態の車両用表示装置１によれば、運転者は視線を移動させることなく、鮮明な画像により確実に情報を視認することが可能である。
【００７７】
そして、本実施形態においては、情報を表す付加画像と前方画像とが、各画像を構成する画素のうちの何れか一方を順次選択することにより予め合成されているので、前方の景色と、情報とが共に明確な画像が、反射板３２に投影される。よって、フロントガラス等の透光性部材に情報を投影させた場合のように、運転者の視界内で、前方の景色と情報とが重なることがないので、運転者は、投影された情報を、より明確に視認することが可能である。
【００７８】
一方、運転者に視認させるための情報が外部装置から入力されない場合には、反射板３２が遮断する前方の景色からなる画像が反射板３２に投影されるので、運転者は、視界を遮られることなく、運転することができる。また、反射板３２に投影される画像は、運転者により、色、コントラスト、明るさ等の各種画質補正が行えるように構成されているので、運転者は、画質を好みに応じて予め設定しておくことにより、フロントガラス越しに直接見る景色よりも明確な景色を、反射板３２に投影された画像にて確認することも可能である。
【００７９】
一方、画像処理装置１０は、車両用表示装置１の異常を検出可能に構成されており、反射板３２を運転者の前方視界を妨げる使用位置と運転者の前方視界を妨げない退避位置との間で移動させる駆動部３４を備えている。そして、車両用表示装置１の異常を検出すると、駆動部３４を介して反射板３２を退避位置に移動させるので、車両用表示装置１に異常が発生した場合にも、運転者の視界を妨げることがなく、安全性が確保される。
【００８０】
また、可視光の波長領域で車両前方の景色を撮像する可視光カメラ４２に加え、可視光カメラ４２が撮像する領域と同一の領域を、赤外線の波長領域で撮像する赤外線カメラ４４と、車両周辺の光量を検出する外光センサ７０を備え、制御部２０が、外光センサ７０により検知された車両周辺の外光量が、予め定められたしきい値より大きいか否かを判断する。そして、外光量がしきい値よりも小さいと判断した場合には、前方画像補正部１１において、赤外線カメラ４４により撮像した赤外線画像に基づいて、可視光カメラ４２により撮像された前方画像からノイズが除去される。
【００８１】
よって、本実施形態の車両用表示装置１によれば、車両周辺が暗い場合には、可視光カメラ４２にて撮像された前方画像からノイズが除去され、ノイズ除去された前方画像から反射板３２に投影される画像が生成されるので、暗い場合でも、画質の高い画像を反射板３２に投影することができる。また、撮像装置４０の焦点制御部４６が、画像処理装置１０から入力された誤差に基づいて、可視光カメラ４２と、赤外線カメラ４４との焦点距離を一致させるように制御するので、可視光カメラ４２と、赤外線カメラ４４との焦点距離が常に一致し、常に同じ領域の画像が撮像されるので、より正確にノイズの除去をすることができる。
【００８２】
また、操作装置５０を介して画像の変形指令が入力されると、画像処理装置１０は、入力された指令に従い、前方画像の歪みを調整することにより、反射板３２に投影される画像を変形し、変形した画像を表示しているときに、操作装置５０を介して画像変形の終了指令が入力されると、画像処理装置１０は、前方画像の歪みの調整量を記憶部２２に格納する。そして、画像処理装置１０が、反射板３２に投影するための画像を生成する際には、前方画像変形部１３にて、記憶部２２に記憶された調整量に基づいて前方画像を調整し、調整した前方画像に基づいて、画像を生成する。
【００８３】
よって、本実施形態の車両用表示装置１によれば、運転者が反射板３２に投影された画像を見ながら、投影された画像と、実際に前方に見える景色とが連続するように、投影された画像を変形することができる。そして、一旦画像を変形した後は、変形した際に格納された歪みの調整量に基づいて画像が生成されて反射板３２に投影されるので、運転者の前方視界を、反射板３２が配置されていない場合の前方視界と等しくすることができ、確実に運転者の視界を確保することができる。
【００８４】
さらに、操作装置５０を介して反射板３２への画像の投影領域の選択指令が入力されると、画像処理装置１０は、反射板３２に投影される画像上に投影領域を設定するための十字マークを表示させ、十字マークが表示されているときに、操作装置５０を介してマークの移動指令が入力されると、入力された移動指令に従い十字マークの位置を移動させ、十字マークが表示されているときに、操作装置５０を介してマークの移動終了指令が入力されると、十字マークの位置から反射板３２への画像の投影領域を特定し、投影領域外の画素を黒画素にすると共に、投影領域外の画素の座標を記憶部２２に格納する。そして、ブランキング生成部２１では、画質調整部１９から出力された画像を構成する画素のうち、記憶部２２に記憶された座標の画素を黒画素にして、投影部３６に出力する。
【００８５】
よって、本実施形態の車両用表示装置１によれば、運転者が、投影領域の選択指令を入力し、表示されたマークを反射板３２の外形の位置に移動させ、外形を確定する指令を入力すると、指定した外形より外側の部分の画素が黒画素に変更されて投影部３６に表示されるので、反射板３２に投影された画像の投影領域は反射板３２と一致し、画像が反射板３２からはみ出してフロントガラス等に映り込み、運転者の視野を妨げることを防止できる。
【００８６】
なお、本実施形態において、記憶部２２は本発明の記憶手段に相当し、反射板３２は本発明の反射部材に相当し、駆動部３４は本発明の駆動手段に相当し、可視光カメラ４２は本発明の第１撮像手段に相当し、赤外線カメラ４４は本発明の第２撮像手段に相当し、外光センサ７０は本発明の光量検知手段に相当し、前方画像変形部１３及びＳ２２０、２３０の処理は、本発明の画像生成手段に相当し、ブランキング生成部２１、投影部３６及びＳ２２０、Ｓ２３０の処理は、本発明の投影手段に相当し、外部入力Ｉ／Ｆ部２４は、本発明の情報取得手段に相当し、画像合成部１７は、本発明の情報合成手段に相当し、Ｓ２８０からＳ３１０の処理は本発明の異常検知手段に相当し、Ｓ３３０の処理は異常時制御手段に相当し、前方画像補正部１１及びＳ２５０からＳ２７０の処理は、本発明の画像補正手段に相当し、Ｓ４１０からＳ４８０の処理は、本発明の画像変形手段に相当し、Ｓ４９０、Ｓ５００の処理は、本発明の調整量格納手段に相当し、Ｓ５１０、Ｓ５２０の処理は本発明のマーク重畳手段に相当し、Ｓ５３０、Ｓ５４０の処理は本発明のマーク移動手段に相当し、Ｓ５５０からＳ５８０の処理は、本発明の投影領域格納手段に相当する。
【００８７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
上記実施形態においては、カーナビゲーション装置、車両制御装置等の外部装置から供給される進路案内、車速等の情報を取得して、この情報を表す付加画像を生成したが、付加画像としては種々の例が考えられる。
【００８８】
例えば、撮像装置４０にて撮像された前方画像を加工して、加工した前方画像を付加画像として前方画像の一部に合成するようにしてもよい。例えば、遠方（例えば、数１００ｍ先程度）の状況を撮像し、この画像を拡大して、前方画像の一部に合成するようにしてもよく、このようにすると、運転者が実際に見えない遠方の景色を反射板３２にて確認することができるので便利である。
【００８９】
そして、この場合、撮像装置４０にて撮像された前方画像が、付加画像生成部１５に入力されるようにし、付加画像生成部１５にて、前方画像の所定範囲を拡大することにより付加画像を生成するように構成すればよい。
【００９０】
また、撮像装置４０に撮像された画像から移動物体を検出し、移動物体の画像上の位置情報を出力する装置を設け、付加画像生成部１５では、出力された移動物体の画像上の位置情報に基づいて、移動物体をマーキングするためのマーキング画像を生成するようにしてもよい。このようにすると、検出された移動物体上にマーキングが付加された画像が投影されるので、運転者に注意を促すことができる。
【００９１】
さらに、撮像された画像から道路上のペイント、道路標識等を検出するための装置を設け、検出した道路ペイント等の位置情報が付加画像生成部１５に入力されるように構成し、付加画像生成部１５では、道路ペイント等の位置情報に基づいて、道路ペイント等をマーキングするためのマーキング画像を生成するようにしてもよい。このようにすると、例えば、雨天や夜間等で視界が悪く、道路ペイントや道路標識を視認しにくい場合にも、運転者は、反射板３２に投影された画像により、これらの道路ペイント等を視認することができるので、都合がよい。
【００９２】
一方、反射板３２には、反射板３２により遮断される前方の景色からなる画像が通常は投影されているが、運転者の要求により、以下のように、前方の景色からなる画像以外の画像を投影できるようにしてもよい。
【００９３】
例えば、カーナビゲーション装置の情報に基づいて交差点を検出し、交差点が検出された場合には、撮像装置４０にて撮像された前方画像から、カーナビゲーション装置の情報に基づいて検出された交差点付近の画像を抽出して拡大し、一方、カーナビゲーション装置から取得した進路案内情報に基づいて、拡大された交差点の実映像に合うように、例えば進路を示す矢印等の付加画像を生成し、この付加画像と拡大された交差点の実映像とを合成して、投影するようにしてもよい。
【００９４】
また、例えば、運転者の要求により、遠方（例えば、数１００ｍ先程度）の状況を撮像し、この画像を拡大して、一時的に反射板３２全体に投影するようにしてもよい。このようにすると、運転者は、例えば、直接認識することができない遠方の看板や道路標示等を反射板３２にて確認することができる。
【００９５】
一方、上記実施形態においては、本発明の反射部材をミラー等の反射板３２にて構成したが、反射部材は、フロントガラスに一体に設けられた光透過率を調整可能な調光膜により構成してもよい。そして、この場合には、車両用表示装置１を使用している間は、調光膜の光透過率を０にすることにより鮮明な画像が調光膜に投影され、車両用表示装置１に異常が発生し、正常な画像を投影できない場合には、光透過率を１にして、運転者の視界を妨げないようにすればよい。また、上記実施形態においては、本発明の投影手段を、液晶ディスプレイからなる投影部３６にて構成したが、画像を投影する映像投射器を用いてもよく、映像投射器とミラーを組み合わせて構成してもよい。
【００９６】
そして、上記実施形態においては、反射部材は、長方形の反射板３２がダッシュボードの中央部に配置されているが、反射部材の大きさ及び形状は、安全性が損なわれない範囲で、任意の大きさ及び形状に構成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本実施形態の車両用表示装置１の構成を表すブロック図である。
【図２】反射板の車両内での配置例を示す説明図である。
【図３】反射装置の駆動部の概略を表す説明図である。
【図４】前方画像補正部の詳細な構成を表すブロック図である。
【図５】本実施形態の画像生成処理を表すフローチャートである。
【図６】本実施形態の操作装置入力処理を表すフローチャートである。
【図７】画像を変形する際に反射板に投影される画像を表す説明図である。
【図８】投影領域を選択する際に反射板に投影される画像を表す説明図である。
【符号の説明】
【００９８】
１…車両用表示装置、１０…画像処理装置、１１…ノイズ除去部、１３…前方画像変形部、１５…付加画像生成部、１７…画像合成部、１９…画質調整部、２０…制御部、２１…ブランキング生成部、２２…記憶部、２３…誤差算出部、２４…外部入力Ｉ／Ｆ部、２５…外光量検知部、２７…操作量検知部、３０…表示装置、３２…反射板、３４…駆動部、３６…投影部、４０…撮像装置、４２…可視光カメラ、４４…赤外線カメラ、４６…焦点制御部、５０…操作装置、６０…メモリ装置、７０…外光センサ、１００…車両、１１１…ノイズ除去部、１１２…エッジ抽出部、１１３…スイッチ、１１４…エッジ判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の前方視界を妨げる位置に配置された非透光性の反射部材と、
車両前方の景色を撮像する第１撮像手段と、
該第１撮像手段により撮像された画像に基づいて、前記運転者の前方視界のうち前記反射部材に遮断された領域の景色からなる表示画像を生成する画像生成手段と、
該画像生成手段により生成された表示画像を、前記反射部材に投影する投影手段と、
運転者に視認させるための情報を取得する情報取得手段と、
該情報取得手段により情報が取得されると、該情報を表す画像を前記表示画像に合成する情報合成手段と、
を備えることを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
当該車両用表示装置の異常を検出する異常検出手段と、
前記反射部材を、前記運転者の前方視界を妨げる使用位置と、前記運転者の前方視界を妨げない退避位置との間で移動させる駆動手段と、
前記異常検出手段により異常が検出されると、前記駆動手段を介して前記反射部材を前記退避位置に移動させる異常時制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記第１撮像手段は、可視光の波長領域で前記車両前方の景色を撮像するものであり、
前記第１撮像手段が撮像する領域と同一の領域を、赤外線の波長領域で撮像する第２撮像手段と、
前記車両周辺の光量を検出する光量検知手段と、
前記光量検知手段により検知された車両周辺の光量が、予め定められたしきい値より小さい場合に、前記第２撮像手段により撮像された赤外線画像に基づいて、前記第１撮像手段により撮像された画像からノイズを除去する画像補正手段と、
を備え、
前記画像生成手段は、前記画像補正手段によりノイズが除去された画像に基づいて、表示画像を生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記第１撮像手段と、前記第２撮像手段との焦点距離を一致させるための焦点制御手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両用表示装置。
【請求項５】
外部から画像の変形指令が入力されると、入力された指令に従い、前記画像生成手段により生成される表示画像の歪みを調整することにより前記反射部材に投影される画像を変形させる画像変形手段と、
該画像変形手段により変形された画像を表示しているときに、外部から画像変形の確定指令が入力されると、前記表示画像の歪みの調整量を記憶手段に格納する調整量格納手段と、
を備え、
前記画像生成手段は、前記表示画像を生成するときに、前記記憶手段に記憶された調整量に基づいて前記表示画像を生成することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の車両用表示装置。
【請求項６】
外部から前記反射部材への画像の投影領域の選択指令が入力されると、前記画像生成手段により生成される表示画像上に投影領域を設定するためのマークを重畳するマーク重畳手段と、
該マーク重畳手段が前記表示画像上にマークを重畳しているときに、外部からマークの移動指令が入力されると、入力された移動指令に従い前記表示画像上に重畳されたマークの位置を移動するマーク移動手段と、
前記マーク重畳手段が前記表示画像上にマークを重畳しているときに、外部から前記投影領域の確定指令が入力されると、前記表示画像上のマークの位置から前記反射部材への画像の投影領域を特定し、投影領域外の画素を黒画素にすると共に、該投影領域外の画素情報を前記記憶手段に格納する投影領域格納手段と、
を備え、
前記投影手段は、前記表示画像を投影するときに、該表示画像を構成する画素のうち、前記記憶手段に前記画素情報が記憶された画素を黒画素にして、前記反射部材に投影することを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載の車両用表示装置。
【請求項１】
運転者の前方視界を妨げる位置に配置された非透光性の反射部材と、
車両前方の景色を撮像する第１撮像手段と、
該第１撮像手段により撮像された画像に基づいて、前記運転者の前方視界のうち前記反射部材に遮断された領域の景色からなる表示画像を生成する画像生成手段と、
該画像生成手段により生成された表示画像を、前記反射部材に投影する投影手段と、
運転者に視認させるための情報を取得する情報取得手段と、
該情報取得手段により情報が取得されると、該情報を表す画像を前記表示画像に合成する情報合成手段と、
を備えることを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
当該車両用表示装置の異常を検出する異常検出手段と、
前記反射部材を、前記運転者の前方視界を妨げる使用位置と、前記運転者の前方視界を妨げない退避位置との間で移動させる駆動手段と、
前記異常検出手段により異常が検出されると、前記駆動手段を介して前記反射部材を前記退避位置に移動させる異常時制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記第１撮像手段は、可視光の波長領域で前記車両前方の景色を撮像するものであり、
前記第１撮像手段が撮像する領域と同一の領域を、赤外線の波長領域で撮像する第２撮像手段と、
前記車両周辺の光量を検出する光量検知手段と、
前記光量検知手段により検知された車両周辺の光量が、予め定められたしきい値より小さい場合に、前記第２撮像手段により撮像された赤外線画像に基づいて、前記第１撮像手段により撮像された画像からノイズを除去する画像補正手段と、
を備え、
前記画像生成手段は、前記画像補正手段によりノイズが除去された画像に基づいて、表示画像を生成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記第１撮像手段と、前記第２撮像手段との焦点距離を一致させるための焦点制御手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両用表示装置。
【請求項５】
外部から画像の変形指令が入力されると、入力された指令に従い、前記画像生成手段により生成される表示画像の歪みを調整することにより前記反射部材に投影される画像を変形させる画像変形手段と、
該画像変形手段により変形された画像を表示しているときに、外部から画像変形の確定指令が入力されると、前記表示画像の歪みの調整量を記憶手段に格納する調整量格納手段と、
を備え、
前記画像生成手段は、前記表示画像を生成するときに、前記記憶手段に記憶された調整量に基づいて前記表示画像を生成することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の車両用表示装置。
【請求項６】
外部から前記反射部材への画像の投影領域の選択指令が入力されると、前記画像生成手段により生成される表示画像上に投影領域を設定するためのマークを重畳するマーク重畳手段と、
該マーク重畳手段が前記表示画像上にマークを重畳しているときに、外部からマークの移動指令が入力されると、入力された移動指令に従い前記表示画像上に重畳されたマークの位置を移動するマーク移動手段と、
前記マーク重畳手段が前記表示画像上にマークを重畳しているときに、外部から前記投影領域の確定指令が入力されると、前記表示画像上のマークの位置から前記反射部材への画像の投影領域を特定し、投影領域外の画素を黒画素にすると共に、該投影領域外の画素情報を前記記憶手段に格納する投影領域格納手段と、
を備え、
前記投影手段は、前記表示画像を投影するときに、該表示画像を構成する画素のうち、前記記憶手段に前記画素情報が記憶された画素を黒画素にして、前記反射部材に投影することを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載の車両用表示装置。
【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２００７−１８２１８９（Ｐ２００７−１８２１８９Ａ）
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８６３（Ｐ２００６−２８６３）
【出願日】平成１８年１月１０日（２００６．１．１０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月１０日（２００６．１．１０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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