(57)【要約】【課題】画像データの圧縮率を高めても画質の低下を抑えることができるヘッドアップディスプレイの画像データ処理方法を提供すること。【解決手段】ヘッドアップディスプレイの画像データ処理方法は、車両毎の表示部の種類によって、複数ある画素領域ｒのうち、使用する使用領域と、使用しない不使用領域とを決定する仕分け工程と、使用領域とされた画素領域ｒに対応する画像領域ｉ毎にＯＮとＯＦＦを記憶する記憶工程と、ＯＮとされた画像領域ｉの同じ番地の画素３１ａを再配置して再配置画像Ｉ’に分ける再配置工程と、再配置画像Ｉ’毎にデータ圧縮して圧縮画像データとするデータ圧縮工程と、を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ×ｎに番地付けられた複数の画素からなる画素領域を複数有する表示器と、この表示器が出射する光を制御する制御部と、を備え、
前記表示器から出射された光を車両の表示部に投射し、視認者に虚像を視認させるヘッドアップディスプレイの画像データ処理方法であって、
前記車両毎の前記表示部の種類によって、複数ある前記画素領域のうち、使用する使用領域と、使用しない不使用領域とを決定する仕分け工程と、
前記使用領域とされた前記画素領域に対応する画像領域毎にＯＮとＯＦＦを記憶する記憶工程と、
ＯＮとされた前記画像領域の同じ番地の前記画素を再配置して再配置画像に分ける再配置工程と、
前記再配置画像毎にデータ圧縮して圧縮画像データとするデータ圧縮工程と、
を備えていることを特徴とするヘッドアップディスプレイの画像データ処理方法。
【請求項２】
前記圧縮画像データを前記再配置画像に復元するデータ復元工程と、
復元された前記再配置画像を元の番地の画素の配置にしたＯＮとされた前記画像領域に戻す画像領域復元工程と、
前記使用領域と前記不使用領域の前記画像領域を合わせて表示用の画像データにする画像データ復元工程と、
を備えていることを特徴とする請求項１記載のヘッドアップディスプレイの画像データ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドアップディスプレイの画像データ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一部の車両には、ウィンドシールド等の表示部に光を投射することにより、運転者（視認者）に必要な情報を提供する表示装置が搭載されている。このような、表示装置の従来技術として特許文献１に開示される技術がある。
【０００３】
特許文献１に示される技術では、表示装置は、光を出射する投射器と、この投射器から出射された光が通過するスクリーンと、これらの投射器及びスクリーンを収納しているケースと、を備えている。
【０００４】
投射器は、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）等の光学素子を備えるプロジェクタである。スクリーンは、投射器から出射される光の結像位置に配置されている、透過型のスクリーンである。スクリーンの光が通過する面は、投射器の光を出射する面に対して、傾いて設けられている。即ち、スクリーンは、投射器から出射される光の光軸に対して、傾いて設けられている。
【０００５】
スクリーンの光が通過する面が、投射器の光を出射する面に対して傾いて設けられていることにより、奥行きのある虚像を運転者に認識させることができる。
【０００６】
また、特定の面を通過する光線の分布を再現することにより立体映像を再生するデバイスとして、ライトフィールドディスプレイが知られている。このようなライトフィールドディスプレイの従来技術として特許文献２に開示される技術がある。
【０００７】
特許文献２に示される技術では、ライトフィールドディスプレイで奥行きのある映像を表示することによって、奥行き方向に斜めに傾いた虚像を表示することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１６―２１２３３８号公報
【特許文献２】特許第６１４９３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の表示装置は、投射器、スクリーン、折り返しミラー、凹面鏡、カバーガラス、外装、制御部とからなる。プロジェクタは、映像をスクリーンに投射し、このスクリーンで反射された映像は、凹面鏡で拡大された後、ウィンドシールドへ出射される。特許文献２のライトフィールドディスプレイは、表示器から出射された光を結像した虚像を直視することを前提としている。
【００１０】
表示装置及びライトフィールドディスプレイにおいては、画像データが立体的な奥行のある映像のデータであるため、画像データの容量が大きくなる。このため、投射器及び表示器を制御する制御部において、画像データを圧縮してデータ処理を軽減することが好ましい。しかし、表示装置及びライトフィールドディスプレイ等のヘッドアップディスプレイでは、画像データが微細な映像の集合であるため、高周波成分を多く含み、単純に圧縮率を高くすると画質が低下してしまう。
【００１１】
本発明は、画像データの圧縮率を高めても画質の低下を抑えることができるヘッドアップディスプレイの画像データ処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る発明では、ｎ×ｎに番地付けられた複数の画素からなる画素領域を複数有する表示器と、この表示器が出射する光を制御する制御部と、を備え、
前記表示器から出射された光を車両の表示部に投射し、視認者に虚像を視認させるヘッドアップディスプレイの画像データ処理方法であって、
前記車両毎の前記表示部の種類によって、複数ある前記画素領域のうち、使用する使用領域と、使用しない不使用領域とを決定する仕分け工程と、
前記使用領域とされた前記画素領域に対応する画像領域毎にＯＮとＯＦＦを記憶する記憶工程と、
ＯＮとされた前記画像領域の同じ番地の前記画素を再配置して再配置画像に分ける再配置工程と、
前記再配置画像毎にデータ圧縮して圧縮画像データとするデータ圧縮工程と、
を備えていることを特徴とするヘッドアップディスプレイの画像データ処理方法が提供される。
【００１３】
請求項２に係る発明では、好ましくは、前記圧縮画像データを前記再配置画像に復元するデータ復元工程と、
復元された前記再配置画像を元の番地の画素の配置にしたＯＮとされた前記画像領域に戻す画像領域復元工程と、
前記使用領域と前記不使用領域の前記画像領域を合わせて表示用の画像データにする画像データ復元工程と、を備えている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明では、仕分け工程で、車両毎の表示部の種類（例えば、車種の違いによるウィンドシールドの傾斜の違いやウィンドシールド自体の個体差などに起因する表示可能領域の違い）によって、複数ある画素領域のうち、使用する使用領域と、使用しない不使用領域とを決定する。記憶工程で使用領域とされた画素領域に対応する画像領域毎にＯＮとＯＦＦを記憶し、再配置工程でＯＮとされた画像領域の同じ番地の画素を再配置して再配置画像に分けたうえで、再配置画像毎にデータ圧縮して圧縮画像データとする。
【００１５】
このため、画像データの圧縮率を高めても画質の低下を抑えることができる。さらに、制御部では、圧縮画像データを処理するので、データの処理量を低減することができる。
【００１６】
請求項２に係る発明では、データ復元工程で圧縮画像データを再配置画像に復元し、画像領域復元工程で復元された再配置画像を元の番地の画素の配置にしたＯＮとされた画像領域に戻し、画像データ復元工程で使用領域と不使用領域の画像領域を合わせて表示用の画像データにする。このように、画像データを圧縮するプロセスと逆のプロセスを行うことによって、画像データの処理時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例による表示装置の模式図である。
【図２】車両の表示部の種類によって、複数ある画素領域のうち、使用領域と不使用領域を決定する仕分け工程を説明する図である。
【図３】画素領域、画像領域及び番地付けられた画素から再配置画像に分ける再配置工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。尚、説明中、左右とは、車内の乗員（視認者）を基準として左右をいい、前後とは車両の進行方向を基準として前後をいう。また、図中Ｆｒは前、Ｒｒは後、Ｕｐは上、Ｄｎは下、を示している。
【実施例】
【００１９】
本発明の基本構成について説明する。図１に示されるように、ヘッドアップディスプレイ（以下、表示装置という）１０は、例えば、車両Ｖｅに搭載され、車体の前部にあるウィンドシールド（表示部）ＷＳに光を投射する。ウィンドシールドＷＳに光が投射されることにより、運転者（視認者）Ｍｎは、ウィンドシールドＷＳの前方に虚像（像）Ｖが投影されているように認識する。
【００２０】
表示装置１０により投影される虚像Ｖは、上部が車両Ｖｅの前方側に傾いている。この上部が傾いた虚像Ｖに車速やナビゲーション情報等の情報を含ませることにより、運転者Ｍｎは走行時に必要な情報を得ることができる。
【００２１】
表示装置１０は、ケース２０と、このケース２０に収納され光を出射するライトフィールドディスプレイ（ＬＦＤ）３０と、このライトフィールドディスプレイ３０に当接しているヒートシンク１１と、ライトフィールドディスプレイ３０が出射する光を制御する制御部１２と、を有している。
【００２２】
ケース２０が車両Ｖｅに取り付けられることで、ライトフィールドディスプレイ３０がウィンドシールドＷＳの直下に配置されている。ケース２０は、遮光性を有する合成樹脂によって形成されている。このため、ケース２０は、外部からライトフィールドディスプレイ３０に入射した光が、車室内に反射することを防ぐ遮光部である、ということができる。更には、ケース２０の内壁２０ａを遮光部ということもできる。
【００２３】
ライトフィールドディスプレイ３０は、ヒートシンク１１上に設けられ光を出射する表示器３１と、この表示器３１から出射された光が通過するレンズ３２ｂが複数配列されてなるレンズアレイ３２と、これらのレンズアレイ３２及び表示器３１の外縁を囲う外縁壁部３３と、を含んでいる。
【００２４】
表示器３１には、例えば、平面ディスプレイを用いることができる。表示器３１は、レンズアレイ３２に向かって光を出射する画素３１ａを複数有している。尚、表示器３１が出射する光は、各画素３１ａが出射する光の束である。
【００２５】
各画素３１ａは、赤・緑・青の副画素により構成されている。副画素が発光することにより、各レンズ３２ｂに向かって光が出射される。尚、各副画素の発光を組み合わせることで、画素３１ａから出射される光の明度、色相、彩度を異ならせることができる。
【００２６】
レンズアレイ３２は、平板状のベース板部３２ａと、このベース板部３２ａに複数配列され画素３１ａから出射された光が通過するレンズ３２ｂと、を有している。
【００２７】
レンズアレイ３２は、各画素３１ａから出射された光を所定方向に屈折させる。レンズアレイ３２は、ケース２０の外部からレンズアレイ３２に入射した外光を遮光部としての内壁２０ａに向かって反射するよう、内壁２０ａ側に傾けられている。レンズアレイ３２は、例えば、フューズドシリカ、光学ガラス、プラスチック等からなる。
【００２８】
ベース板部３２ａは、表示器３１の光を出射する面に対して平行に設けられている。レンズ３２ｂの形状は、例えば、凸形状、凹形状、球面形状及び非球面形状等からなる。各レンズ３２ｂは、各画素３１ａに対応して設けられ、各画素３１ａから出射された光を屈折させる。
【００２９】
外縁壁部３３は、遮光性を有する合成樹脂によって形成され、表示器３１とレンズアレイ３２との間に外光が入射することを防止する。
【００３０】
ここで、ライトフィールドディスプレイ３０が出射する光とは、各画素３１ａ（表示器３１）から出射された光であってレンズアレイ３２を通過した光のことをいう。つまり、各画素３１ａから出射された光がレンズアレイ３２を通過することによって、ライトフィールドディスプレイ３０から光が出射される、ということができる。
【００３１】
ヒートシンク１１は、例えば、熱伝導率が高いアルミニウム合金や銅合金等により形成され、表示器３１に当接すると共に表示器３１から伝わる熱を外部（ケース２０の外部）に放出する。ヒートシンク１１は、一部が外部に露出するようにケース２０に固定されている。
【００３２】
制御部１２は、レンズアレイ３２を通過した光がウィンドシールドＷＳに投射されるように、ライトフィールドディスプレイ３０が出射する光の方向を制御する。つまり、制御部１２は、レンズアレイ３２を通過した光が所定方向に向かうよう各画素３１ａが出射する光を制御する。
【００３３】
運転者Ｍｎは、ライトフィールドディスプレイ３０から出射された光がウィンドシールドＷＳに投射されることにより、角度がθだけ前方に傾いた虚像Ｖが投影されているよう認識する。このような虚像Ｖは、ウィンドシールドＷＳからの結像位置が異なる光が結像することによって投影される。つまり、奥行きのある虚像Ｖを運転者Ｍｎに視認させるためには、ライトフィールドディスプレイ３０が、結像位置の異なる光（虚像Ｖを形成する光）を出射する必要がある。
【００３４】
制御部１２は、ライトフィールドディスプレイ３０がレンズアレイ３２の一端３２ｃ（Ｆｒ方向の端部、図中において左端３２ｃ）から他端３２ｄ（Ｒｒ方向の端部、図中において右端３２ｄ）に亘って連続して結像位置の異なる光を出射し、上部が前方に傾いた虚像Ｖが視認されるよう、各画素３１ａが出射する光を制御する。更に、制御部１２は、各画素３１ａから出射される光を制御して、レンズアレイ３２から出射される光の結像位置を自由に変化させることもできる。これにより、虚像Ｖの傾き角度を自由に変えることができる。制御部１２が各画素３１ａから出射される光を制御することで、運転者Ｍｎの視認する任意の虚像Ｖが投影される。
【００３５】
次に複数ある画素領域ｒ、使用領域Ｒ１及び不使用領域Ｒ２についてと、仕分け工程について説明する。
【００３６】
図２に示すように、ライトフィールドディスプレイ３０において、表示器３１は、格子状に区切られた複数の画素領域ｒを備えている。また、各画素領域ｒの上方に対応して格子状に各レンズ３２ｂ（図１参照）が配置されている。表示器３１の上方に対応してレンズアレイ３２が配置されているとも言える。
【００３７】
（Ａ）は車両ＶｅのＡ車種における、複数の画素領域ｒのうちの使用領域Ｒ１及び不使用領域Ｒ２を示している。図中、白抜きの画素領域ｒの部分が使用領域Ｒ１であり、黒色の画素領域ｒの部分が不使用領域Ｒ２である。
【００３８】
（Ｂ）は車両ＶｅのＢ車種における、複数の画素領域ｒのうちの使用領域Ｒ１及び不使用領域Ｒ２を示している。図中、白抜きの画素領域ｒの部分が使用領域Ｒ１であり、黒色の画素領域ｒの部分が不使用領域Ｒ２である。
【００３９】
このように、車両Ｖｅ毎の表示器３１の種類によって、表示器３１の使用される画素領域ｒが異なり、使用領域Ｒ１と不使用領域Ｒ２とを決定して仕分けられる（仕分け工程）。なお、仕分け工程は、表示装置１０や車両Ｖｅの製造・組み立て、検査などの工程で行うことができる。
【００４０】
次に画像データＩ、画素領域ｒに対応する画像領域ｉ及び画素３１ａについてと、記憶工程、再配置工程、データ圧縮工程について説明する。
【００４１】
図３に示すように、表示器３１に対応する画像データＩついて、画素領域ｒに対応する画像領域ｉは、ｎ×ｎ（ｎは自然数）の画素３１ａからなる領域である。各画素３１ａは、画素領域ｒにｎ×ｎに番地付けられている。
【００４２】
図２、図３に示すように、制御部（図１参照）１２は、使用領域Ｒ１とされた画素領域ｒに対応する画像領域ｉ毎にＯＮとＯＦＦを記憶し（記憶工程）、ＯＮとされた画像領域ｉの同じ番地の画素３１ａを再配置して再配置画像Ｉ’に分ける（再配置工程）。
【００４３】
さらに、制御部１２は、再配置画像Ｉ’毎にデータ圧縮して圧縮画像データとする（データ圧縮工程）。これらの工程を、ＯＮとされた画像領域ｉのｎ×ｎの同じ番地の全ての画素３１ａについて実行する。
【００４４】
次に本発明の工程（作用）を説明する。
【００４５】
ヘッドアップディスプレイ１０の画像データ処理方法は、車両Ｖｅ毎の表示部の種類によって、複数ある画素領域ｒのうち、使用する使用領域Ｒ１と、使用しない不使用領域Ｒ２とを決定する仕分け工程と、使用領域Ｒ１とされた画素領域ｒに対応する画像領域ｉ毎にＯＮとＯＦＦを記憶する記憶工程と、ＯＮとされた画像領域ｉの同じ番地の画素３１ａを再配置して再配置画像Ｉ’に分ける再配置工程と、再配置画像Ｉ’毎にデータ圧縮して圧縮画像データとするデータ圧縮工程と、を備えている。
【００４６】
圧縮画像データを復元する工程では、圧縮画像データを再配置画像Ｉ’に復元するデータ復元工程と、復元された再配置画像Ｉ’を元の番地の画素の配置にしたＯＮとされた画像領域ｉに戻す画像領域復元工程と、使用領域Ｒ１と不使用領域Ｒ２の画像領域ｉを合わせて表示用の画像データＩにする画像データ復元工程と、を備えている。
【００４７】
次に、本発明の効果を説明する。
【００４８】
図１〜図３に示すように、仕分け工程、記憶工程、再配置工程及びデータ圧縮工程を備え、再配置画像Ｉ’毎にデータ圧縮するので、画像データＩの圧縮率を高めても画質の低下を抑えることができる。さらに、制御部１２では、再配置画像のＩ’の圧縮画像データを処理するので、データの処理量を低減することができる。さらに、画像データＩを圧縮するプロセスと逆のプロセスを行うことによって、再配置画像のＩ’の圧縮画像データを復元し、画像データＩの処理時間を短縮することができる。
【００４９】
このように、ヘッドアップディスプレイ１０に表示するための画像データＩは圧縮符号化されているので、制御部１２に必要とされる記憶容量を削減することができる。仮に、ライトフィールドディスプレイ３０の画像データＩに従来の画像圧縮符号化技術を適用する場合、ライトフィールドディスプレイ３０の画像データＩは微細な映像の集合である為、高周波成分を多く含み、画像データＩの圧縮率を高くすると画質が低下する。この点、本発明では、画像データＩの再配置を行ってから圧縮符号化することによって、画像データＩの圧縮率を高めても画質の低下を抑えることができる。さらに、ヘッドアップディスプレイ１０に表示するための画像データＩを処理する際、処理対象を使用領域Ｒ１に制限することによって、画像データＩの処理時間を短縮することができる。
【００５０】
尚、本発明によるヘッドアップディスプレイの画像データ処理方法は、四輪車の他、二輪車又は三輪車に適用されても良い。更には、車両以外の乗り物や建機等にも適用が可能である。
【００５１】
更に、実施例において、表示部はウィンドシールドとして説明されている。しかしながら、本発明による表示装置は、いわゆるコンバイナからなる表示部に光を投射することもできる。
【００５２】
即ち、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の表示装置は、車両に搭載するのに好適である。
【符号の説明】
【００５４】
１０…ヘッドアップディスプレイ（表示装置）、１２…制御部、３１…表示器、３１ａ…画素、Ｍｎ…視認者（運転者）、Ｖｅ…車両、Ｖ…虚像（像）、ＷＳ…表示部（ウィンドシールド）、Ｒ１…使用領域、Ｒ２…不使用領域、Ｉ…画像データ、Ｉ’…再配置画像、ｉ…画像領域、ｒ…画素領域。
【図１】
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【図２】
2020160297.tif 000004
【図３】
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