(57)【要約】【課題】車両の姿勢及び方位と背景との傾きの差による違和感を低減した車載用表示システム及び表示方法を提供する。【解決手段】表示オブジェクトを有する映像を含む光束を観視者の片目に向けて投影する映像投影部と、前記観視者が搭乗する車両の姿勢及び方位の少なくともいずれかの角度に関する車両角度情報、及び、前記車両の外界の背景における前記表示オブジェクトのターゲットの位置での背景物の角度に関する外界角度情報の少なくともいずれかを取得する角度情報取得部と、を備え、前記映像投影部は、前記角度情報取得部によって取得された前記車両角度情報及び前記外界角度情報の少なくともいずれかに基づいて、前記表示オブジェクトの前記映像内における角度を変化させることを特徴とする車載用表示システムを提供する。【選択図】図１
2010156608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示オブジェクトを有する映像を含む光束を観視者の片目に向けて投影する映像投影部と、
前記観視者が搭乗する車両の姿勢及び方位の少なくともいずれかの角度に関する車両角度情報、及び、前記車両の外界の背景における前記表示オブジェクトのターゲットの位置での背景物の角度に関する外界角度情報の少なくともいずれかを取得する角度情報取得部と、
を備え、
前記映像投影部は、前記角度情報取得部によって取得された前記車両角度情報及び前記外界角度情報の少なくともいずれかに基づいて、前記表示オブジェクトの前記映像内における角度を変化させることを特徴とする車載用表示システム。
【請求項２】
前記映像投影部は、前記車両の姿勢及び方向の少なくともいずれかの角度と、前記背景物の角度と、の相対的な差に基づいて、前記表示オブジェクトの前記映像内における角度を変化させることを特徴とする請求項１記載の車載用表示システム。
【請求項３】
前記背景物の角度は、前記車両の進路の前方の道における前記表示オブジェクトのターゲットの位置での、前記道の延在方向に沿った方向における勾配の角度、前記道の延在方向に対して直交する左右方向に沿った方向における傾斜の角度、及び、前記道の延在方向の方位の角度、の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の車載用表示システム。
【請求項４】
前記表示オブジェクトの前記映像内における前記角度は、前記映像に対応する仮想空間内における前記表示オブジェクトの３次元的な角度であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車載用表示システム。
【請求項５】
前記表示オブジェクトの前記映像内における前記角度は、前記観視者の前記片目の位置を前記仮想空間における仮想視点としたときの角度であることを特徴とする請求項４記載の車載用表示システム。
【請求項６】
前記映像投影部は、前記車両の姿勢及び方位の少なくともいずれかの角度及び前記背景物の角度の少なくともいずれかに対応する前記表示オブジェクトの画像データを格納する画像データ格納部をさらに有し、
前記映像投影部は、前記画像データ格納部に格納された前記画像データに基づいて、前記表示オブジェクトの前記映像内における前記角度を変化させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の車載用表示システム。
【請求項７】
前記観視者の位置を検出する観視者位置検出部と、
前記観視者位置検出部によって検出された前記観視者の位置に基づいて、前記表示オブジェクトの前記映像内における前記角度と前記光束の投影範囲と投影位置との少なくともいずれかを調整する制御部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の車載用表示システム。
【請求項８】
前記角度取得部は、前記外界角度情報を取得する外界角度情報取得部を有し、
前記外界角度情報取得部は、前記外界の情報を格納する外界情報格納部を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の車載用表示システム。
【請求項９】
前記映像投影部は、前記観視者に、前記光束を反射して前記観視者の片目に向けて投影する反射体を介して前記映像を観視可能とさせることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の車載用表示システム。
【請求項１０】
観視者が搭乗する車両の姿勢及び方位の少なくともいずれかの角度に関する車両角度情報、及び、前記車両の外界の背景における前記表示オブジェクトのターゲットの位置での背景物の角度に関する外界角度情報の少なくともいずれかを取得し、
前記取得した前記車両角度情報及び前記外界角度情報の少なくともいずれかに基づいて、表示オブジェクトの映像内における角度を変化させ、
前記表示オブジェクトを含む前記映像を有する光束を前記観視者の片目に向けて投影することを特徴とする表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用表示システム及び表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用表示装置として、ヘッドアップディスプレイ（Head-Up Display：ＨＵＤ）と呼ばれる一群の表示装置がある。これらの表示装置は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）などの画像形成装置により呈示された映像を、光学系を介してハーフミラーなどの半透過反射体に反射させ、車両を運転する観察者に与えるものである。半透過反射体はコンバイナと呼ばれ、反射させて観察者に至る画像形成装置の画像と、透過して観察者に至る外界情報と、を重畳させて観察者に与える。その結果、観察者は外界情報と画像形成装置による画像情報とを同時に視認することが可能となる。
【０００３】
このような表示装置に対して、背景となる外界情報と、呈示される画像情報と、を実質的に重畳させ、例えば、外界情報の空間位置に対応する位置に、呈示画像情報を配置して投影する、といった要望が強い。特に、車載用のカーナビゲーションに用いるために、車両の経路情報をより背景の外界情報に適合させた状態で呈示する試みが行われている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、車両の進むべき方向を示す動画像の矢印を表示する際、車両の走行状態や車両の周囲の交通状況に応じて、矢印の表示態様を動的に変更する技術が開示されている。この技術においては、車両の走行状態や車両の周囲の交通状況に応じて、安全度合いを判定し、矢印の表示位置、色彩、透明度、動作、形状、大きさなどの表示態様を変更する。
【０００５】
また、例えば特許文献２には、移動体のフロントガラスの前方に見える風景に重なるように、矢印等の像の大きさを移動体の移動に伴う時間経過に沿って変化させながら掲示する技術が公開されている。
【０００６】
しかしながら、これらのような従来のＨＵＤにおいては、例えば、車両の姿勢（例えば、前後の傾きや、左右の傾き等）と、車両の前方の道の形状（例えば、上り下りや、左右方向の傾き等）と、がずれた場合における表示のずれに関しては何ら考慮されていない。このため、車両の姿勢と道の形状とがずれた場合に、ＨＵＤで表示する例えば矢印と道とがずれてしまい、違和感がある。
【０００７】
また、上記のような従来のＨＵＤにおいては、呈示情報の主観的奥行き位置（奥行き知覚位置）が、虚像として観察される虚像距離に一致してしまうために、どのような呈示情報を与えようとも、呈示情報の奥行き知覚位置を実際の空間位置と一致させることは困難である。
【特許文献１】特開２００６−２８４４５８号公報
【特許文献２】特開２００６−１７６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、車両の姿勢及び方位と背景との傾きの差による違和感を低減した車載用表示システム及び表示方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、表示オブジェクトを有する映像を含む光束を観視者の片目に向けて投影する映像投影部と、前記観視者が搭乗する車両の姿勢及び方位の少なくともいずれかの角度に関する車両角度情報、及び、前記車両の外界の背景における前記表示オブジェクトのターゲットの位置での背景物の角度に関する外界角度情報の少なくともいずれかを取得する角度情報取得部と、を備え、前記映像投影部は、前記角度情報取得部によって取得された前記車両角度情報及び前記外界角度情報の少なくともいずれかに基づいて、前記表示オブジェクトの前記映像内における角度を変化させることを特徴とする車載用表示システムが提供される。
【００１０】
また、本発明の他の一態様によれば、観視者が搭乗する車両の姿勢及び方位の少なくともいずれかの角度に関する車両角度情報、及び、前記車両の外界の背景における前記表示オブジェクトのターゲットの位置での背景物の角度に関する外界角度情報の少なくともいずれかを取得し、前記取得した前記車両角度情報及び前記外界角度情報の少なくともいずれかに基づいて、表示オブジェクトの映像内における角度を変化させ、前記表示オブジェクトを含む前記映像を有する光束を前記観視者の片目に向けて投影することを特徴とする表示方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車両の姿勢及び方位と背景との傾きの差による違和感を低減した車載用表示システム及び表示方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、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。なお、説明中の上下左右前後は、図面中の記載を基準とした相対的なものである。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの構成を例示する模式図である。  
図１に表したように、本発明の第１の実施形態に係わる車載用表示システム１０は、角度情報取得部４０１と映像投影部１１５とを備える。
【００１４】
角度情報取得部４０１は、車両７３０（移動体）の姿勢及び方位の角度（車両７３０の軸の角度）に関する車両角度情報、車両７３０の外界の背景における表示オブジェクトのターゲットに位置での背景物の角度（背景物の軸の角度）に関する外界角度情報、の少なくともいずれか１つの角度に関する情報を取得する。
【００１５】
車両７３０は、車載用表示システム１０が呈示する映像を観視する観視者１００が搭乗する自動車や二輪車などの各種の移動体である。観視者１００は、車両７３０に搭乗するヒトであり、例えば、車両７３０を操縦する操縦者（運転者）とすることができる。  
車両７３０の軸は、例えば、車両７３０の後方から前方に向けた軸とすることができる。但し、車両７３０の軸は、空間内における車両７３０の姿勢及び方向を示す軸であれば良く、車両７３０に関係する任意の軸を用いることができる。
【００１６】
車両７３０の軸の角度は、車両７３０の姿勢及び方位の少なくともいずれかの角度である。すなわち、車両７３０の軸の角度は、後述するように、例えば、車両７３０におけるピッチ方向の角度（ピッチ角）、ロール方向の角度（ロール角）及びヨー方向の角度（ヨー角）の少なくともいずれかを含むことができる。
【００１７】
車両７３０の外界は、車両７３０において観視者１００が搭乗する空間（車内）の外側の空間であり、特に、車両７３０の進路前方における外側の空間である。  
車両７３０の外界における背景物の軸は、例えば、進路前方の道の延在方向に関する軸とすることができる。背景物の軸は、空間内における背景物の方向を示す軸であれば良く、外界の背景物に関係する任意の軸を用いることができる。  
背景物の軸の角度（背景物の角度）は、後述するように、例えば、道の登り下りの角度、道の左右方向の傾きの角度、及び、道の方位方向の角度、の少なくともいずれかを含むことができる。
【００１８】
映像投影部１１５は、表示オブジェクトを有する映像を含む光束１１２を、観視者１００の片目１０１に向けて投影する。すなわち、映像投影部１１５は、表示オブジェクトを前記映像内において、前記進路前方の背景内の対応する位置に生成し、前記生成した表示オブジェクトを有する映像を含む光束１１２を、前記観視者１００の片目１０１に向けて投影する。
【００１９】
表示オブジェクトとは、車載用表示システム１０が観視者１００に呈示する映像に設けられるものであり、例えば、車載用表示システム１０が搭載される車両７３０の運行情報に関する、進行方向を示す矢印等の他、速度、注意及び警告等を含む表示の内容物である。
【００２０】
そして、映像投影部１１５は、角度情報取得部４０１によって取得された上記の車両角度情報及び外界角度情報の少なくともいずれかに基づいて、表示オブジェクトの前記映像内における角度を変化させる。
【００２１】
図１に例示したように、車載用表示システム１０は、例えば車両７３０の中、すなわち、例えば、観視者１００から見て車両７３０のダッシュボード７２０の奥に設けられる。
【００２２】
映像投影部１１５は、例えば、映像生成部１３０と、映像形成部１１０と、投影部１２０と、を有する。
【００２３】
映像生成部１３０は、表示オブジェクトを含む映像に対応する映像信号を生成し、映像形成部１１０に供給する。
【００２４】
なお、映像生成部１３０には、映像の基となる画像データを格納する画像メモリ１３１（画像データ格納部）を設けることができる。画像メモリ１３１には、例えば後述する矢印等の表示オブジェクトに関する画像データを格納することができる。この時、画像メモリは、仮想的な３次元空間である仮想空間内における表示オブジェクトのデータを格納することができ、また、仮想空間内における表示オブジェクトの３次元レンダリング処理の際のメモリとして機能することができる。また、画像メモリ１３１は、２次元画像としての表示オブジェクトに関する各種の画像データを格納することもでき、さらに、この画像データに基づいて例えばそれらを用いて補間して生成された画像データも格納することもできる。なお、この画像メモリ１３１は、映像生成部１３０とは別に設けても良く、また、映像投影部１１５とは別に設けても良い。
【００２５】
映像形成部１１０としては、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）やＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、及び、ＭＥＭＳ（Micro-electro-mechanical System）等の各種光スイッチを用いることができる。そして、映像生成部１３０から所定の映像を含む映像信号が映像形成部１１０に供給され、映像形成部１１０は、映像形成部１１０の画面に映像を形成する。  
また、映像形成部１１０には、レーザプロジェクタやＬＥＤプロジェクタなどを用いることもでき、その場合は、レーザビームやＬＥＤからの光により映像を形成する。
【００２６】
そして、投影部１２０は、映像形成部１１０で形成された映像を観視者１００の片目１０１に投影する。
【００２７】
投影部１２０には、例えば、各種の光源、投影レンズ、ミラー、及び、発散角（拡散角）を制御する各種の光学素子が用いられる。  
本具体例では、投影部１２０には、例えば、光源１２１、テーパライトガイド１２２、第１レンズ１２３、可変アパーチャ１２４、第２レンズ１２５、例えば凹面状の可動式のミラー１２６、及び、非球面フレネルレンズ１２７が用いられている。
【００２８】
なお、光源１２１には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、レーザなど各種のものを用いることができる。また、非球面フレネルレンズ１２７は、例えば、フロントガラス７１０の形状に合わせて光束１１２の形（断面形状など）を制御できるように設計することができる。  
なお、例えば、第１レンズ１２３の焦点距離をｆ１、第２レンズ１２５の焦点距離をｆ２とすると、可変アパーチャ１２４は、第１レンズ１２３からｆ１の距離で、第２レンズ１２５からｆ２の距離の位置に設置されている。
【００２９】
そして、第２レンズ１２５から出射した光束は、映像形成部１１０に入射し、映像形成部１１０で形成された映像に基づいて変調された光束１１２となる。
【００３０】
その光束１１２は、ミラー１２６及び非球面フレネルレンズ１２７を経て、車載用表示システム１０が搭載される車両７３０の例えばフロントガラス７１０（ウインドシールド、透明板）により反射され、観視者１００の片目１０１に投影される。そして観視者１００は、フロントガラス７１０を介して、虚像形成位置１８１ａの位置に形成された虚像１８１を知覚する。フロントガラス７１０には、必要に応じて反射体７１１を設けることができる。反射体７１１は、透光性と反射性の両方を有するように設計され、観視者１００は、外界の背景と、光束１１２に含まれる表示オブジェクトを有する映像と、を同時に見る。このように、車載用表示システム１０は、ＨＵＤとして使用できる。すなわち、虚像１８１として、表示オブジェクトに基づく像が用いられる。
【００３１】
このように、発散角が制御されて光束１１２が観視者１００に到達し、観視者１００は片目１０１で映像を観視する。この時、観視者１００の両眼の間隔は平均６ｃｍであるので、観視者１００の頭部１０５上における光束１１２の幅を６ｃｍ程度に制御すると両眼に映像が投影されることがなく、片目１０１に光束１１２を投影することができる。なお、映像の見易さから観視者１００の優位眼に映像を投影することが好ましい。
【００３２】
なお、上記では、光束１１２の発散角を制御する手段として可変アパーチャ１２４を用いたが、この他に、レンチキュラーレンズ及び拡散角度を制御した拡散板などを用いることもできる。
【００３３】
なお、本具体例では、観視者位置検出部２１０をさらに備える。観視者位置検出部２１０は、車両７３０に搭乗する観視者１００の位置を検出する。観視者位置検出部２１０は、例えば観視者１００の片目１０１の位置を検出する。  
観視者位置検出部２１０は、例えば、観視者１００を撮像する撮像部２１１と、撮像部２１１によって撮像された撮像画像を画像処理する画像処理部２１２と、画像処理部２１２で画像処理されたデータに基づいて、観視者１００の片目１０１の位置を判断し、検出する演算部２１３と、を含むことができる。
【００３４】
演算部２１３においては、例えば、特許第３２７９９１３号公報などに記載されている人物認証に関する技術を用いて、観視者１００の顔認識と顔部品としての眼球位置を算出し、観視者１００の映像を投影すべき片目１０１の位置を判断して検出する。
【００３５】
なお、撮像部２１１は、例えば、車両７３０の運転席の前方や側方に配置され、例えば、操縦者である観視者１００の顔面の像を撮像し、上記のように、観視者１００の片目１０１の位置を検出する。
【００３６】
そして、本実施形態に係る車載用表示システム１０においては、映像投影部１１５は、生成した表示オブジェクトを有する映像を含む光束１１２を、観視者位置検出部２１０により検出された観視者１００の位置（例えば片目１０１の位置）に基づいて、前記観視者１００の片目１０１に向けて投影することができる。これにより、片目１０１に正確に投影することができる。
【００３７】
例えば、ミラー１２６は、駆動部１２６ａによって角度調整ができるようにすることができる。この時、観視者位置検出部２１０により検出された観視者１００の位置（例えば片目１０１の位置）に基づいて、ミラー１２６の角度を駆動部１２６ａによって角度調整する。
【００３８】
さらに、本具体例では、制御部２５０がさらに設けられている。制御部２５０は、観視者位置検出部２１０で検出された観視者１００の位置（例えば片目１０１の位置）に基づいて表示オブジェクトの映像内における角度と光束１１２の投影範囲１１４ａと投影位置１１４との少なくともいずれかを調整する。
【００３９】
制御部２５０は、例えば、本具体例の場合、投影部１２０の一部を構成するミラー１２６に連結された駆動部１２６ａを制御して、ミラー１２６の角度を制御することによって、投影位置１１４を制御する。
【００４０】
また、制御部２５０は、例えば、投影部１２０を構成する各種の光学部品を制御して、投影範囲１１４ａを制御することができる。
【００４１】
これにより、観視者１００の頭部１０５が動いた際にも、それに追従して、映像の呈示位置及び呈示範囲の少なくともいずれかを制御することが可能となり、観視者１００の頭部１０５の移動による映像呈示位置からの外れがなくなり、実用的な観視範囲を広くすることが可能になる。
【００４２】
なお、制御部２５０は、例えば、映像形成部１１０を制御して映像の輝度やコントラストなどを調整しても良い。
【００４３】
なお、上記の具体例では、検出された観視者１００の位置（例えば片目１０１の位置）に基づいて、光束１１２の投影範囲１１４ａと投影位置１１４の少なくともいずれかを制御部２５０によって自動的に調整するが、本発明はこれに限らない。例えば、検出された観視者１００の位置（例えば片目１０１の位置）に基づいて光束１１２の投影範囲１１４ａと投影位置１１４の少なくともいずれかを手動で調整するようにしても良い。この場合は、例えば、投影部１２０によって撮像された観視者１００の頭部１０５の画像を何らかのディスプレイで見ながら、駆動部１２６ａを手動で制御して、ミラー１２６の角度を制御することができる。
【００４４】
ミラー１２６として、平面鏡以外に、パワーを持った反射面として、凹面ミラーを用いることができ、この場合も駆動部１２６ａによって、その角度を変えることができる。なお、表示される映像において、ミラー１２６の角度などに依存したひずみが発生することがあるが、映像生成部１３０においてひずみ補正を行うことで、ひずみのない映像を観視者１００に呈示することができる。  
なお、映像投影部１１５は、上記の具体例の他に、後述するように各種の変形が可能である。
【００４５】
このように、本実施形態に係わる車載用表示システム１０は、単眼視の表示システムである。
【００４６】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの動作状態を例示する模式図である。  
図２に表したように、本実施形態に係る車載用表示システム１０においては、表示する表示オブジェクト１８０として、例えば、車両７３０の進路を示す矢印３１０等が用いられ、矢印３１０の像がフロントガラス７１０（または図示しない反射体７１１）に投影して表示される。これにより、運転者（観視者）１００は、外界の背景物５２０と表示オブジェクト１８０とを同時に見ることができる。このように、車載用表示システム１０は車載用のＨＵＤとして用いられる。
【００４７】
この時、例えば、矢印３１０が道の分岐点などにおいて選択すべき進路を示す場合に、背景におけるこの分岐点の位置に対応するように（例えば重ね合わされるように）、車載用表示システム１０が呈示する映像内の位置に、矢印３１０が配置されることができる。これにより、より自然に分かり易い表示が可能となる。すなわち、矢印３１０は、それが対応する外界の空間内の奥行きや上下左右方向の所定の位置に配置される。このように、矢印３１０等の表示オブジェクト１８０が対応する外界の空間内の位置を、表示オブジェクト１８０の「ターゲットの位置」ということにする。
【００４８】
なお、表示オブジェクト１８０は、進路を示す矢印３１０の他に、例えば、外界の任意の場所の番地等の位置情報５１１、及び、道路の名称や周辺の建物等の名称情報５１２等の任意の外界情報を含むことができる。すなわち、この場合も、外界の位置情報５１１や名称情報５１２等は、それらが対応する外界の背景のターゲットの位置に対応して表示されることができる。
【００４９】
表示オブジェクト１８０は、上記の矢印３１０や外界の位置情報５１１や名称情報５１２等の他に、例えば、車両７３０の現在位置や速度や燃料等の車両情報５１４等の車両７３０の運行に関係する任意の情報を含むことができる。
【００５０】
ＨＵＤは背景に重畳した表示ができるため、運転者（観視者１００）は直感的に表示を理解し易い。特に、車載用表示システム１０は、単眼視ＨＵＤであるため、運転者の注視点が遠くにあってもＨＵＤ表示も同時に見ることが可能であり、見易い表示を呈示できる。
【００５１】
そして、車載用表示システム１０によれば、表示オブジェクト１８０を外界の背景に対応させて表示することで、分かり易い表示が可能である。特に、車両７３０の進むべき進路を示す矢印３１０を、道の形状や位置、奥行きに対応して表示させることで、見易い表示が可能となる。以下では、説明を簡単にするために、表示オブジェクト１８０として、進路を示す矢印３１０を用いる場合について説明する。
【００５２】
なお、上記のように、表示オブジェクト１８０として矢印３１０を表示する場合、その矢印３１０に対応する道が、背景物５２０となる。従って矢印３１０を表示する場合、外界角度情報とは、外界の背景における矢印３１０（表示オブジェクト１８０）のターゲットの位置での、背景物５２０である道の角度に関する情報となる。
【００５３】
図１に表したように、本実施形態に係る車載用表示システム１０においては、角度情報取得部４０１は、車両７３０の軸の角度を検出する車両軸角検出部４０２を有している。これによって、車両７３０の軸と、車両７３０の進路前方の背景物５２０の軸と、がずれた場合においても、それを補正した表示を呈示できるので、矢印３１０等の表示オブジェクト１８０をより自然に知覚させることができる。
【００５４】
なお、角度情報取得部４０１は、車両７３０の軸の角度に関する車両角度情報、及び、車両７３０における外界の背景物５２０の軸の角度に関する外界角度情報の少なくともいずれかを取得するが、まず、車両７３０の軸の角度を検出する場合として、角度情報取得部４０１が車両軸角検出部４０２を有する場合について説明する。
【００５５】
なお、車両７３０の軸の角度は、例えば、地磁気の方向、重力の方向、及び、地球の緯度及び経度に基づく軸の少なくともいずれかを基準にした角度とすることができる。また、車両７３０の軸の角度は、ある時刻における車両７３０の軸を基準にして別の時刻における車両７３０の軸を定義しても良い。
【００５６】
一方、車両７３０の外界の背景物５２０の軸の角度は、例えば、地磁気の方向、重力の方向、及び、地球の緯度及び経度に基づく軸の少なくともいずれかを基準にした角度とすることができる。また、背景物５２０の軸の角度は、また、ある時刻における車両７３０の外界の背景物５２０の軸を基準にして別の時刻における車両７３０の外界の背景物５２０の軸を定義しても良い。
【００５７】
さらに、車両７３０の軸の角度は、外界の背景物５２０の軸を基準にした角度とすることもできる。また、背景物５２０の軸の角度は、車両７３０の軸を基準にした角度とすることもできる。すなわち、本実施形態において、車両７３０の空間内における軸と、外界の映像と、のずれが補正できるように、車両７３０の軸の角度と、外界の背景物５２０の軸を基準にした角度と、が、地磁気の方向、重力の方向、及び、地球の緯度及び経度に基づく軸等のように別の基準によって定められるだけでなく、両者の関係が相対的に定められるだけでも良い。
【００５８】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムにおける座標系を例示する模式図である。  
図３に表したように、本実施形態に係る車載用表示システム１０が搭載される車両７３０の後方から前方に向けた方向をｘ軸とする。そして、車両７３０における左方から右方に向けた方向をｙ軸とする。そして、ｘ軸とｙ軸とに垂直な方向をｚ軸とする。車両７３０が平坦で水平な面を走行または駐停車している場合は、ｘ−ｙ平面は水平面であり、ｚ軸は重力の方向、すなわち、鉛直方向に対して平行な方向である。車両７３０が平坦で水平な面を直進している場合は、車両７３０の進行方向はｘ軸の方向となる。
【００５９】
そして、車載用表示システム１０における映像ＤＩの画面を、便宜的にｙ−ｚ平面とする。すなわち、車載用表示システム１０においては、既に説明したように、映像投影部１１５から出射した光束１１２が、車両７３０のフロントガラス７１０に入射し、フロントガラス７１０で反射した光束１１２が観視者１００の片目１０１に投影されるが、一般に、フロントガラス７１０は上記のｘ軸から傾斜している。このため、フロントガラス７１０はｘ軸に対して所定の角度を有す。また、映像ＤＩは一般に長方形の形状を有している。この時、光束１１２がフロントガラス７１０に投影される際に、映像ＤＩの形状は例えば台形の形状になることがあるが、映像データを調整することによって映像ＤＩの形状を補正して、映像ＤＩを長方形の形状にすることができる。そして、観視者１００は、フロントガラス７１０で反射した映像ＤＩを観視した時、知覚される映像ＤＩは略長方形であり、また、映像ＤＩの映像面はあたかもｘ軸に垂直な平面であると知覚される。このため、説明を簡単にするために上記のように、映像ＤＩの画面をｙ−ｚ平面とする。そして、映像ＤＩの画面内において、ｙ軸に平行な軸を横軸Ｈａとし、ｚ軸に平行な軸を縦軸Ｖａとする。
【００６０】
そして、映像ＤＩ内の仮想空間ＶＳにおいて、例えば直交する３つの軸である、α軸、β軸及びγ軸が設定される。α軸、β軸及びγ軸は、それぞれ上記のｘ軸、ｙ軸及びｚ軸に対応させることができる。すなわち、α軸は車両７３０の進行方向とすることができる。
【００６１】
仮想空間ＶＳ内において、任意の位置に、例えば仮想視点１０１ａ（仮想式な視点）が設定される。仮想空間ＶＳ内における仮想視点１０１ａの位置は、実空間内における観視者１００の片目１０１の位置に設定することができる。そして、実空間内における観視者１００の片目１０１の位置が移動した時には、仮想空間ＶＳ内における仮想視点１０１ａの位置もそれに連動して移動させることができる。
【００６２】
一方、映像ＤＩ内の仮想空間ＶＳにおいて、表示オブジェクト１８０（例えば矢印３１０）が配置される。  
そして、表示オブジェクト１８０（例えば矢印３１０）は、仮想空間ＶＳ内において、任意の方向に任意の角度で回転させられることができる。例えば、表示オブジェクト１８０（例えば矢印３１０）は、α軸、β軸及びγ軸の少なくともいずれかの軸を中心として任意の角度で回転され、これにより、仮想視点１０１ａから見た時に表示オブジェクト１８０は任意の方向に向けられる。すなわち、表示オブジェクト１８０の角度が変化させられる。
【００６３】
すなわち、表示オブジェクト１８０の映像ＤＩ内における角度は、映像内の仮想空間ＶＳ内において、車両７３０の後方から前方への方向に対応する第１方向（α軸）を軸とした第１回転角と、車両７３０の左右方向に対応する第２方向（β軸）を軸とした第２回転角と、第１方向と前記第２方向とに直交する第３方向（γ軸）を軸とした第３回転角と、の少なくともいずれかの角度を含むことができる。
【００６４】
また、仮想空間ＶＳ内において仮想視点１０１ａの位置が移動した時には、それに連動して表示オブジェクト１８０の向き（角度）が変えられ、移動した仮想視点１０１ａの位置から表示オブジェクト１８０を見た時の像が生成される。
【００６５】
さらに、仮想視点１０１ａと表示オブジェクト１８０との間の距離も任意に変更でき、例えば、仮想視点１０１ａと表示オブジェクト１８０との間の距離が長くなると表示オブジェクト１８０の大きさが小さくされる。すなわち、仮想視点１０１ａから表示オブジェクト１８０を見た時の距離感に適合するように、表示オブジェクト１８０の大きさが変えられる。
【００６６】
このように、仮想空間ＶＳ内において、仮想視点１０１ａ及び表示オブジェクト１８０の相対角度と相対距離の少なくともいずれかが任意に変えられ、相対角度と相対距離の少なくともいずれかに対応して、表示オブジェクト１８０の角度及び大きさが変化させられることが可能である。このような動作は、コンピュータグラフィックスの３次元レンダリングの手法を用いて実現することができる。
【００６７】
これにより、仮想空間ＶＳ内における表示オブジェクト１８０の向きの角度及び大きさに変更に連動して、映像ＤＩ内の２次元平面（Ｖａ−Ｈａ平面）において、表示オブジェクト１８０の像は、その形状、大きさ及び位置が変えられる。すなわち、表示オブジェクト１８０の映像ＤＩ内における角度は、２次元の映像ＤＩ内における表示オブジェクト１８０の形状、大きさ及び位置に対応した角度である。そして、この角度を変えることにより、観視者１００は、映像ＤＩ内の表示オブジェクト１８０を観視した際に、表示オブジェクト１８０が回転して見えたり、距離感が違って見えたりする。
【００６８】
なお、上記のように、仮想空間ＶＳ内において、仮想視点１０１ａは任意の位置に配置され得るが、以下では、簡単のため、実空間内における観視者１００の片目１０１の位置が固定され、すなわち、仮想空間ＶＳ内における仮想視点１０１ａの位置が固定されている場合として説明する。
【００６９】
上記のように、映像ＤＩに表示オブジェクト１８０である矢印３１０が表示され、観視者１００は片目１０１で観視する。そして、観視者１００は、背景物５２０となる例えば道５３０の像と重畳して表示オブジェクト１８０を有する映像ＤＩを同時に観視する。そして、観視者１００は、表示オブジェクト１８０の虚像である矢印３１０を知覚する。
【００７０】
そして、表示オブジェクト１８０に対応する、背景物５２０におけるターゲットの位置５２１に対応する映像ＤＩにおける位置に、表示オブジェクト１８０が配置される。
【００７１】
例えば表示オブジェクト１８０である矢印３１０は、道路の分岐点等において、進行方向を誘導する。この時、その表示オブジェクト１８０である矢印３１０は、該当する分岐点の位置（ターゲットの位置５２１）に対応する映像ＤＩ内の位置に表示される。
【００７２】
このように、表示オブジェクト１８０が表示される映像ＤＩ内における位置は、背景物５２０におけるターゲットの位置５２１に対応する位置とされる。これにより、観視者１００は、誘導のための矢印３１０によって示された分岐点等を正確に把握できる。
【００７３】
ここで、背景物５２０におけるターゲットの位置５２１における道５３０の延在方向をｘ１軸とする。そして道５３０の表面に対して平行な平面内において、ｘ１軸方向に対して垂直である方向をｙ１軸とする。そして、ｘ１軸とｙ１軸とに垂直な方向をｚ１軸とする。例えば、ターゲットの位置５２１において道５３０が平坦であり水平である（登り下りの勾配がなく、左右方向にも傾斜がない）場合は、ｘ１−ｙ１平面は、道の表面に平行な平面に対して平行であり、ｘ１軸とｙ１軸とは、重力の方向、すなわち、鉛直方向に対して垂直である。そして、ｚ１軸は重力の方向、すなわち、鉛直方向に対して平行な方向である。
【００７４】
例えば、道５３０が一定の道幅を有し、そして一定の範囲内において直進している場合は、ｘ１軸はその直進している方向であり、ｙ１軸は道幅の方向である。道５３０がカーブしている場合は、ターゲットの位置５２１における道５３０のカーブの接線の方向が道の延在方向となり、ターゲットの位置５２１における道５３０の接線の方向をｘ１軸とすることができる。そしてこの時、ｙ１軸は、道５３０の表面に平行な平面内においてｘ１軸に対して垂直な方向とすることができる。また、道５３０の幅が変化している時においても、ｘ１軸は、道５３０の延在方向であり、ｙ１軸はｘ１軸に対して垂直である。
【００７５】
また、例えば、道５３０が延在方向に対して垂直な方向で傾斜している、すなわち、左右方向で傾斜している時は、ｙ１軸はその傾斜した方向となり、そして、ｚ１軸は、例えば重力の方向から傾く。
【００７６】
このように、車両７３０の軸として、上記のｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を用いることができる。そして、外界の背景物５２０の軸として、上記のｘ１軸、ｙ１軸及びｚ１軸を用いることができ、特に、表示される表示オブジェクト１８０が対応する外界の背景物５２０のターゲットの位置５２１におけるｘ１軸、ｙ１軸及びｚ１軸を用いることができる。
【００７７】
本具体例では、進行方向を表す矢印３１０は、例えば、道５３０の表面に対して実質的に平行に配置されるものとする。これにより、矢印３１０によって道５３０における進行方向を違和感なく自然に知覚できる。
【００７８】
車両７３０の軸（例えば、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸）は、例えば車両７３０が存在する場所の地形の傾斜等の変化によって変化する。すなわち、車両７３０が存在する場所が車両７３０の進行方向に対して、上り下りの傾斜や、左右の傾斜がある場合に、ｙ軸やｘ軸を中心とした回転の方向に車両７３０の軸は変化する。また、進行方向に対して車両７３０が例えば左右の方向に向いている場合は、ｚ軸を中心とした回転の方向に車両７３０の軸は変化する。
【００７９】
一方、外界の背景物５２０の軸（例えば、ｘ１軸、ｙ１軸及びｚ１軸）も、進路前方の外界の背景における表示オブジェクト１８０のターゲットの位置５２１での地形等によって変化する。具体的には、ターゲットの位置５２１における道の地形や道の延在方向によって、外界の背景物５２０の軸であるｘ１軸、ｙ１軸及びｚ１軸が変化する。
【００８０】
そして、車両７３０の軸と外界の背景物５２０の軸とは、互いにそれぞれ独立して変化する。この時、これらの軸が互いに異なっている状態で表示オブジェクト１８０を映像ＤＩ内に表示すると違和感が生じるが、本実施形態に係る車載用表示システム１０においては、車両７３０の軸と外界の背景物５２０の軸との差を補正して表示オブジェクト１８０の映像ＤＩ内における角度を変化させるので、表示オブジェクト１８０を違和感がなく自然に知覚させることができる。この表示オブジェクト１８０の映像ＤＩ内における角度を変化は、例えば上記の仮想空間ＶＳ内における表示オブジェクトの３次元レンダリングによって実現される。
【００８１】
以下では、まず、外界の背景物５２０の軸（例えば、ｘ１軸、ｙ１軸及びｚ１軸）が一定であり、すなわち、前方の背景における道５３０が直進しており、道５３０が左右水平であり、登り下りの勾配もない場合であり、車両７３０の軸（例えば、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸）が変化する場合について説明する。
【００８２】
車両７３０におけるｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の変化は、車載用表示システム１０に設けられ角度情報取得部４０１の車両軸角検出部４０２によって検出され得る。例えば、ｘ軸を回転軸としたｙ軸及びｚ軸の変化は、車両７３０のロール角の変化に相当する。また、ｙ軸を回転軸としたｘ軸及びｚ軸の変化は、車両７３０のピッチ角の変化に相当する。また、ｚ軸を回転軸としたｘ軸及びｙ軸の変化は、車両７３０のヨー角の変化に相当する。このように、車両７３０の軸の角度は、車両７３０のロール角、ピッチ角及びヨー角の少なくともいずれかを含むことができる。
【００８３】
なお、上記のロール角、ピッチ角及びヨー角の変化は、例えば、地磁気の方向と車両７３０の軸との変化を検出する方式や、液体式や、鉛直振り子式や、ジャイロ式等の各種の傾斜センサや、各種の加速度センサ、角速度センサ、角加速度センサ等を応用することで検出することができる。すなわち、車両軸角検出部４０２は、傾斜センサ、加速度センサ、角速度センサ及び角加速度センサの少なくともいずれかを含むことができる。そして、上記の傾斜センサには、地磁気式、液体式、鉛直振り子式及びジャイロ式の少なくともいずれか傾斜センサを用いることができる。
【００８４】
まず、車両７３０のピッチ角の変化を補正する場合について説明する。  
図４は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムが適用される車両の状態を例示する模式図である。  
すなわち、同図は車載用表示システム１０が搭載されている車両７３０の３種類の姿勢を例示しており、車両７３０と道５３０とを車両７３０の側方から見た時の図である。そして、この例では、道５３０は左右方向において水平とする。
【００８５】
図４（ａ）に表したように、車両７３０が走行または駐停車している場所が水平であり、矢印３１０が対応するターゲットの位置５２１においても道５３０は水平である。この時、車両７３０に対応するｘ軸、ｙ軸及びｚ軸と、ターゲットの位置５２１の道５３０に対応するｘ１軸、ｙ１軸及びｚ１軸と、は、それぞれ平行であり、それぞれの軸の方向は一致する。
【００８６】
一方、図４（ｂ）に表したように、車両７３０が走行または駐停車している場所が下り坂である場合は、鉛直方向を基準にすると、ｘ軸及びｚ軸は、ｙ軸を中心にして回転する。この回転の角度をピッチ角θｐとする。この例では、この回転は時計回りの回転であり、ピッチ角θｐは負とする。ピッチ角θｐは、車両７３０が走行または駐停車している場所の坂の勾配の角度に実質的に等しい。
【００８７】
一方、この場合においても、矢印３１０のターゲットの位置５２１において、道５３０は水平である。このため、車両７３０に対応するｘ軸及びｚ軸と、前方の道５３０に対応するｘ１軸及びｚ１軸と、は、ピッチ角θｐだけずれる。
【００８８】
この時、もし、矢印３１０に対応する表示オブジェクト１８０を補正しないで映像ＤＩ内に配置すると、補正前矢印３１０ｂは道５３０の中に埋め込まれたように見え不自然であるが、本実施形態に係る車載用表示システム１０では、後述するように、表示オブジェクト１８０を仮想空間ＶＳ内において回転させ、映像ＤＩ内に生成するので、補正後の補正後矢印３１０ａが知覚され、違和感がない自然な映像を呈示できる。
【００８９】
一方、図４（ｃ）に表したように、車両７３０が走行または駐停車している場所が登り坂である場合は、ｘ軸及びｚ軸は、ｙ軸を中心にして、反時計回りに回転し、ピッチ角θｐは正である。この場合も、ピッチ角θｐは、車両７３０が位置する場所の坂の勾配の角度に実質的に等しい。
【００９０】
一方、この場合においても、矢印３１０のターゲットの位置５２１において、道５３０は水平である。このため、車両７３０に対応するｘ軸及びｚ軸と、前方の道５３０に対応するｘ１軸及びｚ１軸と、は、ピッチ角θｐだけずれる。
【００９１】
この時、もし、矢印３１０に対応する表示オブジェクト１８０を補正しないで映像ＤＩ内に配置すると、補正前矢印３１０ｂは道５３０の上空に浮いて見え不自然であるが、本実施形態に係る車載用表示システム１０では、表示オブジェクト１８０を仮想空間ＶＳ内において回転させ、映像ＤＩ内に生成するので、補正された補正後矢印３１０ａが知覚され、違和感がない自然な映像を呈示される。
【００９２】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの動作を例示する模式図である。  
すなわち、図５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、観視者１００が知覚する表示オブジェクト１８０である矢印３１０及び補正後矢印３１０ａと道５３０の形状とを例示しており、それぞれ、図４（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）で例示した車両７３０の姿勢に対応する図である。また、図５（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）は、映像ＤＩにおける矢印３１０及び補正後矢印３１０ａの形状を例示しており、それぞれ、図４（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）で例示した車両７３０の姿勢に対応する図である。
【００９３】
図５（ａ）に表したように、車両７３０及び前方の道５３０が共に水平である場合は、車両７３０の軸（ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸）と、前方の道５３０のターゲットの位置５２１における軸（ｘ１軸、ｙ１軸及びｚ１軸）と、は、それぞれ平行であり、それぞれの軸の方向は一致している。  
この時、例えば、表示オブジェクト１８０の仮想空間ＶＳ内における向き並びに映像ＤＩ内における形状、大きさ及び位置は、補正されなくて良い。
【００９４】
例えば、図５（ｄ）に表したように、映像ＤＩ内において、矢印３１０の上部３１０ｕの端は、映像ＤＩの横軸Ｈａの基準軸Ｈａ０から距離Ｐｕ１の距離にあるとする。そして、矢印３１０の下部３１０ｄの端は、映像ＤＩの横軸Ｈａの基準軸Ｈａ０から距離Ｐｄ１の距離にあるとする。そして、矢印３１０の上部３１０ｕの表示の大きさは、下部３１０ｄの表示の大きさに比べて相対的に小さくなっている。すなわち、下部３１０ｄよりも上部３１０ｕの方が、前方の道において遠方に配置されるのでその遠近観に対応する大きさに従って、矢印３１０の上部３１０ｕ及び下部３１０ｄの大きさが変形されている。これにより、矢印３１０は、観視者１００によってターゲットの位置５２１において道５３０の表面に沿うように知覚され、自然に見える映像が観視者１００に呈示される。
【００９５】
このように、車両７３０の軸（ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸）と、前方の道５３０のターゲットの位置５２１における軸（ｘ１軸、ｙ１軸及びｚ１軸）と、がそれぞれ一致している場合は、表示オブジェクト１８０の映像ＤＩ内における形状、大きさ及び位置に対して補正処理を行わなくても、前方の道５３０のターゲットの位置５２１において、矢印３１０は道５３０と平行に配置されて知覚され、自然に見える。
【００９６】
一方、図５（ｂ）に表したように、車両７３０が下り坂にあり、ターゲットの位置５２１における道５３０が水平である場合は、観視者１００を基準にしてみると、前方の道は相対的に登り坂に相当するように見える。この時、映像ＤＩ内において矢印３１０の像を補正する前の補正前矢印３１０ｂは、観視者１００から見てｘ軸と平行な方向（すなわち、前方の道５３０の表面よりも下方）であると知覚され、この結果、道５３０に埋め込まれて見え、不自然である。
【００９７】
これに対して、本実施形態に係る車載用表示システム１０においては、車両７３０の軸と、前方の道５３０のターゲットの位置５２１における軸と、の相対的な角度の差に基づいて、表示オブジェクト１８０である矢印３１０が、仮想空間ＶＳ内において回転される。
【００９８】
本具体例では、補正後矢印３１０ａの向きは、ｘ軸に対して平行な方向から、前方の道５３０のターゲットの位置５２１におけるｘ１軸に対して平行な方向へと回転される。すなわち、車両７３０が下方向（負の方向）にピッチ角θｐで傾斜している時は、表示オブジェクト１８０である矢印３１０を、仮想空間ＶＳ内でピッチ角θｐの大きさで逆方向（正の方向）に回転させる。
【００９９】
この結果、図５（ｅ）に表したように、映像ＤＩ内においては、補正後矢印３１０ａの上部３１０ｕの端は、映像ＤＩの横軸Ｈａの基準軸Ｈａ０から距離Ｐｕ２の距離にあり、補正後矢印３１０ａの下部３１０ｄの端は、映像ＤＩの横軸Ｈａの基準軸Ｈａ０から距離Ｐｄ２の距離にある。そして、距離Ｐｕ２は距離Ｐｕ１よりも長く、距離Ｐｄ２は距離Ｐｄ１よりも長い。すなわち、補正後矢印３１０ａの縦軸Ｖａ方向の長さは、補正前の矢印３１０の縦軸Ｖａ方向の長さよりも長い。
【０１００】
そして、この場合も矢印３１０の上部３１０ｕの表示の大きさは、下部３１０ｄの表示の大きさに比べて相対的に小さくなっているが、その比率は、図５（ｄ）に例示した場合よりも低くなっている。すなわち、図５（ｄ）の場合に比べて、上部３１０ｕの表示の大きさは下部３１０ｄの表示の大きさに近くなっている。すなわち、図５（ｄ）の場合よりも図５（ｅ）の場合の方が、矢印の先端が観視者１００に対して手間側に相対的に近接するような遠近観に対応する大きさに従って、矢印３１０の上部３１０ｕと下部３１０ｄとの大きさが変形される。
【０１０１】
このように、仮想空間ＶＳ内において矢印３１０を回転させる。この結果、映像ＤＩ内においては、矢印３１０の縦軸Ｖａの方向の長さと、上部３１０ｕと下部３１０ｄとの大きさの比率と、の少なくともいずれかが変化させられる。これにより、補正後矢印３１０ａは、観視者１００によってターゲットの位置５２１において道５３０の表面に沿うように知覚され、自然に見える映像が観視者１００に呈示される。
【０１０２】
逆に、図５（ｃ）に表したように、車両７３０が登り坂にあり、ターゲットの位置５２１における道５３０が水平である場合は、観視者１００を基準にしてみると、前方の道５３０は相対的に下り坂に相当するように見える。この時、映像ＤＩ内において矢印３１０の像を補正する前の補正前矢印３１０ｂは、観視者１００から見てｘ軸と平行な方向（すなわち、前方の道５３０よりも上方）であると知覚され、この結果、道５３０の表面から上空に浮いて見え、不自然である。
【０１０３】
これに対して、本実施形態に係る車載用表示システム１０においては、車両７３０の軸と、前方の道５３０のターゲットの位置５２１における軸と、の相対的な角度の差に基づいて、表示オブジェクト１８０である矢印３１０が仮想空間ＶＳ内において回転される。
【０１０４】
本具体例では、補正後矢印３１０ａの向きは、ｘ軸に対して平行な方向から、前方の道５３０のターゲットの位置５２１におけるｘ１軸に対して平行な方向へと回転される。すなわち、車両７３０が上方向（正の方向）にピッチ角θｐで傾斜している時は、表示オブジェクト１８０である矢印３１０を、映像ＤＩ内でピッチ角θｐの大きさで逆方向（負の方向）に回転させる。
【０１０５】
この結果、図５（ｆ）に表したように、映像ＤＩ内においては、補正後矢印３１０ａの上部３１０ｕの端は、映像ＤＩの横軸Ｈａの基準軸Ｈａ０から距離Ｐｕ３の距離にあり、補正後矢印３１０ａの下部３１０ｄの端は、映像ＤＩの横軸Ｈａの基準軸Ｈａ０から距離Ｐｄ３の距離にある。そして、距離Ｐｕ３は距離Ｐｕ１よりも短く、距離Ｐｄ３は距離Ｐｄ１よりも長い。すなわち、補正後矢印３１０ａの縦軸Ｖａ方向の長さは、補正前の矢印３１０の縦軸Ｖａ方向の長さよりも短い。
【０１０６】
そして、この場合も矢印３１０の上部３１０ｕの表示の大きさは、下部３１０ｄの表示の大きさに比べて相対的に小さくなっているが、その比率は、図５（ｄ）に例示した場合よりも高くなっている。すなわち、図５（ｄ）の場合に比べて、上部３１０ｕの表示の大きさは下部３１０ｄの表示よりもより大きくなっている。すなわち、図５（ｄ）の場合よりも図５（ｅ）の場合の方が、矢印３１０の先端が観視者１００に対して奥側に相対的に離れるような遠近観に対応する大きさに従って、矢印３１０の上部３１０ｕと下部３１０ｄの大きさが変形される。
【０１０７】
このように、仮想空間ＶＳ内において矢印３１０を回転させる。この結果、映像ＤＩ内において、矢印３１０の縦軸Ｖａの方向の長さと、上部３１０ｕと下部３１０ｄとの大きさの比率と、の少なくともいずれかが変化させられる。これにより、補正後矢印３１０ａは、観視者１００によってターゲットの位置５２１において道５３０の表面に沿うように知覚され、自然に見える映像が観視者１００に呈示される。
【０１０８】
なお、図５（ｄ）、（ｅ）及び図５（ｆ）に例示した映像の例では、矢印３１０の映像ＤＩ内における位置も変えられている。すなわち、図５（ｄ）における矢印３１０の位置よりも、図５（ｅ）における補正後矢印３１０ａの位置は、映像ＤＩ内において上方に補正されている。これにより、補正後矢印３１０ａは道５３０の上方の所定の位置に配置される。一方、図５（ｄ）における矢印３１０の位置よりも、図５（ｆ）における補正後矢印３１０ａの位置は、映像ＤＩ内において下方に補正されている。これにより、補正後矢印３１０ａは道５３０の上方の所定の位置に配置される。このように、仮想空間ＶＳ内において表示オブジェクト１８０を回転、すなわち、角度を変えると、それに伴い仮想空間ＶＳ内における表示オブジェクト１８０の位置は変化させることができる。
【０１０９】
上記の図５（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）に例示した映像ＤＩ内の矢印３１０及び補正後矢印３１０ａ（表示オブジェクト１８０）の像は、仮想空間ＶＳ内における矢印３１０（表示オブジェクト１８０）の３次元レンダリングの操作によって得られているが、本発明は、これに限らない。すなわち、仮想空間ＶＳ内における表示オブジェクト１８０の回転に相当する操作は、映像ＤＩ内において、表示オブジェクト１８０の像の形状、大きさ及び位置の少なくともいずれか変化させることでも実現できる。すなわち、図５（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）に例示したように、例えば、矢印３１０の縦軸Ｖａの方向の長さと、上部３１０ｕと下部３１０ｄとの大きさの比率と、位置の少なくともいずれかを補正することで、矢印３１０が回転したように知覚させる。なお、後述するように、矢印３１０の縦軸Ｖａの方向の長さと、上部３１０ｕと下部３１０ｄとの大きさの比率と、位置、の少なくともいずれかの補正は、各種の角度に対応する矢印３１０の各種の形状のデータを予め格納しておき、必要な角度に対応する矢印の形状をそれらのデータを補間することで生成することができる。
【０１１０】
以下においても、仮想空間ＶＳ内での表示オブジェクト１８０の回転の状態と、映像ＤＩにおける表示オブジェクト１８０の像の形状についても説明する。そして、この時、２次元の映像ＤＩにおける表示オブジェクト１８０の像は、仮想空間ＶＳ内でのデータの操作によって得られるだけでなく、上記のように、２次元の映像ＤＩ内のデータの操作によっても得られる。
【０１１１】
次に、車両７３０のロール角の変化を補正する場合について説明する。  
図６は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムが適用される車両の別の状態を例示する模式図である。  
すなわち、同図は車載用表示システム１０が搭載されている車両７３０の３種類の姿勢を例示しており、車両７３０と道５３０を、車両７３０の後方から見た時の図である。そして、この例では、道５３０の進行方向に関しての傾斜（すなわち、登り下り）はなく、そして、矢印３１０のターゲットの位置５２１における道５３０は左右方向で水平とする。
【０１１２】
図６（ａ）に表したように、車両７３０走行または駐停車している場所が左右方向で水平であり、矢印３１０が対応するターゲットの位置５２１においても、道５３０が左右方向で水平である時は、車両７３０に対応するｘ軸、ｙ軸及びｚ軸と、前方の道５３０に対応するｘ１軸、ｙ１軸及びｚ１軸と、は、それぞれ平行であり、それぞれの軸の方向は一致する。
【０１１３】
一方、図６（ｂ）に表したように、車両７３０が走行または駐停車している場所が、左よりも右が低い傾斜である場所である場合は、ｙ軸及びｚ軸は、ｘ軸を中心にして回転する。この回転の角度を、ロール角θｒとする。この例では、この回転は時計回りの回転であり、ロール角θｒは負とする。  
そして、図６（ｃ）に表したように、車両７３０が走行または駐停車している場所が、右よりも左が低い傾斜である場所である場合は、ｙ軸及びｚ軸は、ｘ軸を中心にして回転する。この例では、この回転は反時計回りの回転であり、ロール角θｒは正とする。  
図６（ｂ）及び図６（ｃ）の場合においても、矢印３１０のターゲットの位置５２１において、道５３０は左右方向で水平である。このため、車両７３０に対応するｙ軸及びｚ軸と、前方の道５３０に対応するｙ１軸及びｚ１軸は、ロール角θｒだけずれる。
【０１１４】
この時、もし、矢印３１０に対応する表示オブジェクト１８０を補正しないで映像ＤＩ内に配置すると、補正前矢印３１０ｂ（図示しない）は道５３０の表面に対して傾いて見え、不自然であるが、本実施形態に係る車載用表示システム１０では、後述するように、表示オブジェクト１８０を仮想空間ＶＳ内において回転させ、映像ＤＩ内に生成するので、補正後矢印３１０ａが知覚され、違和感がない自然な映像を呈示できる。
【０１１５】
図７は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作を例示する模式図である。  
すなわち、図７（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、観視者１００が知覚する表示オブジェクト１８０である矢印３１０及び補正後矢印３１０ａと道５３０の形状とを例示しており、それぞれ、図６（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）で例示した車両７３０の姿勢に対応する図である。また、図７（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）は、映像ＤＩにおける矢印３１０及び補正後矢印３１０ａの形状を例示しており、それぞれ、図６（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）で例示した車両７３０の姿勢に対応する図である。
【０１１６】
図７（ａ）に表したように、車両７３０及び前方の道５３０が左右方向で水平である場合は、車両７３０の軸（ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸）と、前方の道におけるターゲットの位置５２１における軸（ｘ１軸、ｙ１軸及びｚ１軸）とは、それぞれ平行であり、それぞれの軸の方向は一致している。  
この時、例えば、表示オブジェクト１８０の仮想空間ＶＳ内における向き並びに映像ＤＩ内における形状、大きさ及び位置は、補正されなくて良い。  
例えば、図７（ｄ）に表したように、映像ＤＩ内において、矢印３１０の軸３１０ｖは映像ＤＩの縦軸Ｖａと平行である。なお、この時も、矢印３１０の上部３１０ｕの表示の大きさは、遠近観に対応するように、下部３１０ｄの表示の大きさに比べて相対的に小さくなっている。これにより、矢印３１０は、観視者１００によってターゲットの位置５２１において道５３０の表面に沿うように知覚され、自然に見える映像が観視者１００に呈示される。
【０１１７】
一方、図７（ｂ）に表したように、車両７３０が左よりも右が低い傾斜の面に存在し、ターゲットの位置５２１の道５３０が左右水平である場合は、観視者１００を基準にしてみると、前方の道５３０は相対的に右よりも左が低い傾斜の面に相当して見える。この時、映像ＤＩ内において矢印３１０の像を補正する前の補正前矢印３１０ｂは、観視者１００から見てｙ軸（すなわち左右方向で傾いた軸）と平行であると知覚され、前方の道５３０の左右方向のｙ１軸とは差異があり、不自然である。
【０１１８】
これに対して、本実施形態に係る車載用表示システム１０においては、車両７３０の軸と、前方の道５３０のターゲットの位置５２１における軸と、の相対的な角度の差に基づいて、表示オブジェクト１８０である矢印３１０が、仮想空間ＶＳ内において回転される。
【０１１９】
本具体例では、補正後矢印３１０ａの向きは、ｙ軸（すなわち左右方向で傾いた軸）に対して平行な方向から、前方の道５３０のターゲットの位置５２１におけるｙ１軸（すなわち左右水平な軸）に対して平行な方向へ回転される。すなわち、車両７３０が右下がり方向（負の方向）にロール角θｒで傾斜している時は、表示オブジェクト１８０である矢印３１０を、映像ＤＩ内でロール角θｒ分だけ逆方向に回転させる。
【０１２０】
この結果、図７（ｅ）に表したように、映像ＤＩ内においては、補正後矢印３１０ａの軸３１０ｖは、映像ＤＩの縦軸Ｖａに対して、ロール補正角θｉｒで回転させられる。このロール補正角θｉｒは、例えば、車両７３０のロール角θｒと同じ大きさで逆方向（正の方向）である。すなわち、補正後矢印３１０ａはロール角θｒと同じ角度で逆方向に回転させられている。なお、同図においては、見やすさのため、図面の紙面に対して映像ＤＩをロール角θｒだけ回転させている。
【０１２１】
このように、補正後矢印３１０ａの軸３１０ｖが映像ＤＩ内で回転して補正されることで、補正後矢印３１０ａは、観視者１００によってターゲットの位置５２１の道５３０の表面に沿うように知覚され、自然に見える映像が観視者１００に呈示される。
【０１２２】
逆に、図７（ｃ）に表したように、車両７３０が右よりも左が低い傾斜の面に存在し、前方の道のターゲットの位置５２１が左右水平である場合も、車両７３０の軸と、前方の道５３０のターゲットの位置５２１における軸と、の相対的な角度の差に基づいて、表示オブジェクト１８０である矢印３１０が、仮想空間ＶＳ内で回転される。
【０１２３】
すなわち、本具体例では、車両７３０が左下がり方向（正の方向）にロール角θｒで傾斜しており、この時は、表示オブジェクト１８０である矢印３１０を、映像ＤＩ内でロール角θｒ分だけ逆方向に回転させる。
【０１２４】
この結果、図７（ｆ）に表したように、映像ＤＩ内においては、補正後矢印３１０ａの軸３１０ｖは、映像ＤＩの縦軸Ｖａに対して、ロール補正角θｉｒで回転させられる。このロール補正角θｉｒは、例えば、車両７３０のロール角θｒと同じ大きさで逆方向（負の方向）である。すなわち、補正後矢印３１０ａはロール角θｒと同じ角度で逆方向に回転して補正される。なお、同図においても、見やすさのため、図面の紙面に対して映像ＤＩをロール角θｒだけ回転させている。
【０１２５】
このように、補正後矢印３１０ａの軸３１０ｖが映像ＤＩ内で回転して補正されることで、補正後矢印３１０ａは、観視者１００によってターゲットの位置５２１において道５３０の表面に沿うように知覚され、自然に見える映像が観視者１００に呈示される。
【０１２６】
次に、車両７３０のヨー角の変化を補正する場合について説明する。  
図８は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムが適用される車両の別の状態を例示する模式図である。  
すなわち、同図は車載用表示システム１０が搭載されている車両７３０の３種類の方向を例示しており、車両７３０及び道５３０を、車両７３０の上方から見た時の図である。そして、この例では、道５３０において、道５３０の進行方向に関しての傾斜（登り下り）や、左右方向に関しての傾斜はなく、道は水平であり、また、道５３０は実質的に直線で一方向に延在し、道５３０の幅も一定とする。
【０１２７】
図８（ａ）に表したように、車両７３０が道５３０の延在方向と平行な方向を向いている場合は、車両７３０に対応するｘ軸、ｙ軸及びｚ軸と、前方の道５３０に対応するｘ１軸、ｙ１軸及びｚ１軸と、は、それぞれ平行であり、それぞれの軸の方向は一致している。
【０１２８】
一方、図８（ｂ）に表したように、車両７３０の向きが、道５３０の延在方向に対して右方向（上方から見て時計周りの方向）に向いている場合は、ｘ軸及びｙ軸は、ｚ軸を中心にして回転する。この回転の角度をヨー角θｙとする。この例では、この回転は時計回りの回転であり、ヨー角θｙは負とする。
【０１２９】
また、図８（ｃ）に表したように、車両７３０の向きが、道５３０の延在方向に対して左方向（上方から見て反時計周りの方向）に向いている場合も、ｘ軸及びｙ軸は、ｚ軸を中心にして回転し、この時のヨー角θｙを正とする。
【０１３０】
一方、図８（ｂ）及び（ｃ）のいずれの場合においても、車両７３０の前方である表示オブジェクト１８０である矢印３１０が対応するターゲットの位置５２１において、道５３０は直進しており、車両７３０に対応するｘ軸及びｙ軸と、前方の道５３０に対応するｘ１軸及びｙ１軸と、は、ヨー角θｙだけずれる。
【０１３１】
この時、もし、矢印３１０に対応する表示オブジェクト１８０の向きを仮想空間ＶＳ内で補正しない場合は、補正前矢印３１０ｂは道５３０の延在方向からずれて見えるため不自然であるが、本実施形態に係る車載用表示システム１０では、後述するように、表示オブジェクト１８０を仮想空間ＶＳ内において回転させ、映像ＤＩ内に生成するので、補正された補正後矢印３１０ａが知覚され、違和感がない自然な映像を呈示できる。
【０１３２】
図９は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作を例示する模式図である。  
すなわち、図９（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、観視者１００が知覚する表示オブジェクト１８０である矢印３１０及び補正後矢印３１０ａ並びに道５３０の形状を例示しており、それぞれ、図８（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）で例示した車両７３０の方向に対応する図である。また、図９（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）は、映像ＤＩにおける矢印３１０及び補正後矢印３１０ａの形状を例示しており、それぞれ、図８（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）で例示した車両７３０の方向に対応する図である。
【０１３３】
図９（ａ）に表したように、道５３０が直進しており、車両７３０が道５３０の延在方向に対して平行な方向を向いている場合は、車両７３０の軸（ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸）と、前方の道におけるターゲットの位置５２１における軸（ｘ１軸、ｙ１軸及びｚ１軸）と、は、それぞれ平行であり、それぞれの軸の方向は一致している。  
この時、例えば、表示オブジェクト１８０の仮想空間ＶＳ内における向き並びに映像ＤＩ内における形状、大きさ及び位置は、補正されなくて良い。
【０１３４】
例えば、図９（ｄ）に表したように、映像ＤＩ内において、矢印３１０の左部３１０ｌの端は、映像ＤＩの縦軸Ｖａの基準軸Ｖａ０から距離Ｐｌ１の距離にあるとする。そして、矢印３１０の右部３１０ｒの端は、映像ＤＩの縦軸Ｖａの基準軸Ｖａ０から距離Ｐｒ１の距離にあるとする。そして、距離Ｐｌ１と距離Ｐｒ１とは互いに実質的に等しい。そして、矢印３１０の左部３１０ｌの表示の大きさと、右部３１０ｒの表示の大きさは実質的に同じとされている。これにより、矢印３１０の向きは、道５３０の延在方向と平行な方向であると知覚され、自然に見える映像が観視者１００に呈示される。
【０１３５】
一方、図９（ｂ）に表したように、車両７３０が右を向いている場合は、観視者１００を基準にしてみると、前方の道５３０は相対的に左回りに回転しているように見える。この時、映像ＤＩ内において矢印３１０の像を補正する前の補正前矢印３１０ｂは、観視者１００から見てｘ軸と平行な方向であると知覚され、この結果、道５３０の延在方向（ｘ１軸方向）からずれて見え、不自然である。
【０１３６】
これに対して、本実施形態に係る車載用表示システム１０においては、車両７３０の軸と、前方の道５３０のターゲットの位置５２１における軸と、の相対的な角度の差に基づいて、表示オブジェクト１８０である矢印３１０が、仮想空間ＶＳ内において回転される。
【０１３７】
本具体例では、補正後矢印３１０ａの向きは、ｘ軸に対して平行な方向から、ターゲットの位置５２１における道５３０の延在方向（ｘ１軸の方向）へ、回転される。すなわち、車両７３０がヨー角θｙで右方向（負の方向）に向いている時は、表示オブジェクト１８０である矢印３１０を、映像ＤＩ内でヨー角θｙの大きさで逆方向（正の方向）に補正する。
【０１３８】
その結果、例えば、図９（ｅ）に表したように、補正後矢印３１０ａの左部３１０ｌの表示の大きさは、右部３１０ｒの表示の大きさに比べて相対的に大きくする。これにより、補正後矢印３１０ａは、左部３１０ｌの方が右部３１０ｒに比べて観視者１００に対して手前側に相対的に近接するように見える。すなわち、遠近観に対応する大きさに従って、矢印３１０の左部３１０ｌと右部３１０ｒの大きさが変形される。
【０１３９】
また、この場合、映像ＤＩ内における補正後矢印３１０ａの位置は、補正前よりも左の方向に移動させられている。
【０１４０】
なお、映像ＤＩ内において、補正後矢印３１０ａの左部３１０ｌの端は、映像ＤＩの縦軸Ｖａの基準軸Ｖａ０から距離Ｐｌ２の距離にあり、補正後矢印３１０ａの右部３１０ｒの端は、映像ＤＩの縦軸Ｖａの基準軸Ｖａ０から距離Ｐｒ２の距離にある。そして、距離Ｐｌ１に対する距離Ｐｌ２及び距離Ｐｒ１に対する距離Ｐｒ２、すなわち、補正後矢印３１０ａの左右方向の長さは、映像ＤＩ内における矢印３１０の回転に対応して変化させることができる。すなわち、矢印３１０の軸方向と幅方向との比率及び、ヨー角θｙの大きさによって、補正後矢印３１０ａの左右方向の長さが補正されることができる。
【０１４１】
このように、矢印３１０において、左部３１０ｌと下部３１０ｄとの大きさの比率と、映像ＤＩ内における位置と、横軸Ｈａの方向の長さと、の少なくともいずれかを修正して補正することで、補正後矢印３１０ａは、観視者１００によってターゲットの位置５２１において道５３０の延在方向に沿うように知覚され、自然に見える映像が観視者１００に呈示される。
【０１４２】
一方、図９（ｃ）に表したように、車両７３０が左を向いている場合は、観視者１００を基準にしてみると、前方の道５３０は相対的に右回りに回転しているように見える。この時、映像ＤＩ内において矢印３１０の像を補正する前の補正前矢印３１０ｂは、観視者１００から見てｘ軸と平行な方向であると知覚され、この結果、道５３０の延在方向（ｘ１軸方向）からずれて見え、不自然である。
【０１４３】
これに対して、本実施形態に係る車載用表示システム１０においては、車両７３０の軸と、前方の道５３０のターゲットの位置５２１における軸と、の相対的な角度の差に基づいて、表示オブジェクト１８０である矢印３１０が、仮想空間ＶＳ内において回転される。
【０１４４】
本具体例では、車両７３０がヨー角θｙで左方向（正の方向）に向いており、表示オブジェクト１８０である矢印３１０を、映像ＤＩ内でヨー角θｙの大きさで逆方向（負の方向）に補正する。
【０１４５】
この結果、図９（ｆ）に表したように、映像ＤＩ内においては、補正後矢印３１０ａの左部３１０ｌの表示の大きさは、右部３１０ｒの表示の大きさに比べて相対的に小さくなる。これにより、補正後矢印３１０ａは、左部３１０ｌの方が右部３１０ｒに比べて観視者１００に対して奥の側に相対的に遠ざかるように見える。すなわち、遠近観に対応する大きさに従って、矢印３１０の左部３１０ｌと右部３１０ｒの大きさが変形される。
【０１４６】
また、この場合、映像ＤＩ内における補正後矢印３１０ａの位置は、補正前よりも右の方向に移動させられている。
【０１４７】
また、この場合、映像ＤＩ内において、補正後矢印３１０ａの左部３１０ｌの端は、映像ＤＩの縦軸Ｖａの基準軸Ｖａ０から距離Ｐｌ３の距離にあり、補正後矢印３１０ａの右部３１０ｒの端は、映像ＤＩの縦軸Ｖａの基準軸Ｖａ０から距離Ｐｒ３の距離にある。そして、距離Ｐｌ１に対する距離Ｐｌ３及び距離Ｐｒ１に対する距離Ｐｒ３、すなわち、補正後矢印３１０ａの左右方向の長さは、映像ＤＩ内における矢印３１０の回転に対応して変化させることができる。すなわち、矢印３１０の軸方向と幅方向との比率及び、ヨー角θｙの大きさによって、補正後矢印３１０ａの左右方向の長さが補正されることができる。
【０１４８】
このように、矢印３１０において、左部３１０ｌと下部３１０ｄとの大きさの比率と、映像ＤＩ内における位置と、横軸Ｈａの方向の長さと、の少なくともいずれかを修正して補正することで、補正後矢印３１０ａは、観視者１００によってターゲットの位置５２１において道５３０の延在方向に沿うように知覚され、自然に見える映像が観視者１００に呈示される。
【０１４９】
以上のように、本実施形態に係る車載用表示システム１０は、角度情報取得部４０１が車両７３０の軸の角度を検出する車両軸角検出部４０２を有しており、これにより、車両７３０の軸の角度に関する車両角度情報を取得する。例えば、車両軸角検出部４０２は、車両７３０のロール角、ピッチ角及びヨー角の少なくともいずれかを検出する。すなわち、車両７３０の軸に関する車両角度情報は、ピッチ角、ロール角及びヨー角の少なくともいずれかを含むことができる。  
そして、これらの角度を補正して表示オブジェクト１８０である例えば矢印３１０を仮想空間ＶＳ内で補正して回転し（角度を変化させ）、そして、映像ＤＩ内において表示オブジェクト１８０の形状、大きさ及び位置の少なくともいずれかを補正して配置する。これにより、車両の軸がずれても、車両の姿勢及び方位と背景との傾きの差による違和感を低減した単眼式の車載用表示システムが提供できる。
【０１５０】
また、単眼式の車載用表示システムによって両眼の輻輳情報が排除されるので、呈示画像情報と外界情報とが適切にマッチングされ、車載用表示システム１０による映像の奥行き知覚位置を任意の奥行き位置に呈示し易くなる。本実施形態に係る車載用表示システム１０において、呈示画像情報と外界情報との高いマッチング感を有したまま、車両の姿勢が傾いた場合等のように呈示画像情報（例えば表示する矢印）と外界情報（前方の道に関する情報）との傾きが空間的に一致しない時に観察者に与える、強い違和感を軽減する事ができる。
【０１５１】
なお、既に説明したように、仮想空間ＶＳ内において表示オブジェクト１８０を回転、すなわち、角度を変えると、それに伴い仮想空間ＶＳ内における表示オブジェクト１８０の位置は変化させることができる。
【０１５２】
図１０は、本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの動作を例示する模式図である。  
図１０に表したように、車載用表示システム１０においては、まず、角度情報取得部４０１の車両軸角検出部４０２により、車両７３０の軸に関するデータを検出する（ステップＳ４０２ａ）。そして、検出された車両７３０の軸に関するデータに対し、ローパスフィルタ処理が行われ（ステップＳ４０２ｂ）、車両７３０の軸に関するデータから、車両７３０の振動などによるノイズを除去し、車両７３０の軸の角度に関する車両角度情報４０２ｄが得られる。
【０１５３】
この車両角度情報４０２ｄは、映像投影部１１５に提供される。すなわち、映像投影部１１５の例えば映像生成部１３０に提供される。
【０１５４】
映像生成部１３０では、所定の表示オブジェクト１８０として例えば矢印３１０を含む映像データを生成する（ステップＳ１３０ａ）。そして、角度情報取得部４０１から提供された車両角度情報４０２ｄに基づいて、表示オブジェクト１８０である矢印３１０を仮想空間ＶＳ内で回転させて映像データを補正する（ステップＳ１３０ｂ）。  
その結果、映像ＤＩ内における表示オブジェクト１８０の形状、大きさ及び位置の少なくともいずれかが変えられる。  
また、仮想空間ＶＳを使わず、映像ＤＩ内において、例えば、予め格納された各種の角度に対応する表示オブジェクト１８０のデータを基に、表示オブジェクト１８０のデータを補正しても良い。
【０１５５】
そして、補正された映像データが、映像形成部１１０に提供され、映像形成部１１０は表示オブジェクト１８０である例えば矢印３１０を含む映像ＤＩを形成する（ステップＳ１１０ａ）。
【０１５６】
そして、投影部１２０は、形成された映像ＤＩを、観視者１００の片目１０１に投影する（ステップＳ１２０ａ）。
【０１５７】
このように、本実施形態に係る車載用表示システム１０は、車両７３０の車体に例えば傾斜センサが設けられており、これによって車両７３０の傾斜等の姿勢と方向を検知し、この情報を映像投影部１１５の画像処理装置に伝達する。画像処理装置は、この車体の傾斜に関する情報に基づき、ＨＵＤ上に表示する映像を回転させ、車体の傾斜に伴う像ずれを補正するように表示を行う。これにより、車両の姿勢及び方位と背景との傾きの差による違和感を低減した単眼式の車載用表示システムが提供できる。
【０１５８】
もし、表示オブジェクト１８０を補正しない場合は、車両７３０の傾きによって背景に対して傾いた方向に映像が重畳される。観視者１００は視空間に対して垂直・水平の方向感覚を保つので、表示映像は知覚視空間に対して傾き、観視者１００は視覚的な違和感を覚えるだけではなく、表示映像が示す空間的位置を誤認する可能性がある。これに対し、車載用表示システム１０によれば、表示オブジェクト１８０を補正することで、表示オブジェクト１８０の視空間における背景との不一致を低減できる。
【０１５９】
上記において、車両軸角検出部４０２は、例えば車両７３０のピッチ、ロール及びヨーの少なくともいずれかに関する車両の軸を検出すれば良い。そして、本具体例では、車両軸角検出部４０２は、角度情報取得部４０１の内部に設けられているが、本発明はこれに限らない。例えば、車両軸角検出部４０２は、角度情報取得部４０１とは別に設けられても良く、車両７３０に設けられることができる。
【０１６０】
さらに、車両軸角検出部４０２は、車両７３０の外部に設けられ、車両７３０の外部に設けられた車両軸角検出部４０２によって検出された車両７３０の軸に関する車両角度情報４０２ｄを、例えば無線などの通信手段によって角度情報取得部４０１が取得しても良い。例えば、道路に設けられる各種のセンサや通信衛星などによって、車両７３０の軸の方向が検出され、その検出結果を車両７３０の車両角度情報４０２ｄとして取得しても良い。
【０１６１】
例えば、車両７３０のヨー角θｙは、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）等によって比較的高い精度で検出されることができ、これをＧＰＳ受信装置等によって取得するができる。このように、車両７３０の軸に関するデータは、車両７３０内に設けられたセンサによって検出されても良く、車両７３０とは別に設けられた検出部によって検出されても良い。少なくとも、車載用表示システム１０においては、角度情報取得部４０１が、これらから、車両７３０の軸の角度に関する車両角度情報４０２ｄの少なくとも一部を取得できれば良い。
【０１６２】
（第２の実施の形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る車載用表示システムの構成を例示する模式図である。  
図１１に表したように、本発明の第２の実施形態に係わる車載用表示システム２０においては、角度情報取得部４０１において、車両軸角検出部４０２が設けられておらず、外界角度情報取得部４１０が設けられている。これ以外は、車載用表示システム１０と同様とすることができるの説明を省略する。なお、同図においては、観視者位置検出部２１０及び制御部２５０の図示が省略されているが、車載用表示システム２０もこれらをさらに備えることができ、同様の動作を行うことができる。
【０１６３】
外界角度情報取得部４１０は、車両７３０において観視者１００が搭乗する空間の外側の外界における背景物５２０の角度に関する外界角度情報を取得する。本具体例では、外界角度情報取得部４１０は、車両７３０の位置を取得する車両位置取得部４１１と、例えば車両７３０の外界の情報を格納する外界情報格納部４１２と、を有する。
【０１６４】
車両位置取得部４１１には、例えばＧＰＳ受信装置等を用いることができる。また、道路や交差点等に設けられた各種のマーカーやＩＴＳ（Intelligent Transport Systems）等によって車両７３０の位置を検出する装置など任意の装置を用いることができる。すなわち、例えば、任意のホストから車両７３０の位置を特定できる情報を取得する装置を車両位置取得部４１１に用いることができる。
【０１６５】
一方、外界情報格納部４１２は、道及び交差点等の形状、配置、大きさ、勾配、傾斜及び方位等の情報を含む地形や地図等の、車両７３０の外界の情報を格納する。なお、外界の情報としては、道等に関するものだけでなく、山、川及び田畑等のように道以外のもの、並びに建造物等に関する情報も含むことができる。
【０１６６】
そして、外界角度情報取得部４１０は、車両位置取得部４１１によって取得された車両７３０の位置と、外界情報格納部４１２に格納された車両７３０の外界の情報に基づいて、車両７３０の外界における背景物５２０の角度に関する外界角度情報を取得する。
【０１６７】
背景物５２０の軸の角度は、例えば、道の登り下りの角度、左右方向の傾きの角度、及び、方位方向の角度とすることができる。  
すなわち、背景物５２０の軸の角度は、車両７３０の進路の前方の道５３０の表示オブジェクト１８０のターゲットの位置５２１における、道５３０の延在方向に沿った方向における勾配の角度（後述する勾配角θｐ１）、道５３０の延在方向に対して直交する左右方向に沿った方向における傾斜の角度（後述する左右傾斜角θｒ１）、及び、道５３０の延在方向の方位の角度（後述する方位角θｙ１）、の少なくともいずれかを含む。
【０１６８】
まず、道の勾配、すなわち、登り下りについて説明する。  
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る車載用表示システムが適用される外界の状態を例示する模式図である。  
すなわち、同図は車載用表示システム１０が搭載されている車両７３０の進路前方の外界の３種類の状態を例示しており、車両７３０と道５３０とを車両７３０の側方から見た時の図である。そして、この例では、道５３０は、道５３０の左右方向において、水平とする。
【０１６９】
図１２（ａ）に表したように、車両７３０が走行または駐停車している場所が水平であり、矢印３１０が対応するターゲットの位置５２１においても道５３０は水平である時は、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸と、ｘ１軸、ｙ１軸及びｚ１軸と、は、それぞれ平行であり、それぞれの軸の方向は一致する。
【０１７０】
一方、図１２（ｂ）に表したように、車両７３０が走行または駐停車している場所が水平であり、前方の道５３０が登り坂である場合は、鉛直方向を基準にすると、ｘ１軸及びｚ１軸は、ｙ１軸を中心にして回転する。この回転の角度を勾配角θｐ１とする。この例では、この回転は半時計回りの回転であり、勾配角θｐ１は正とする。
【０１７１】
この時、もし、矢印３１０に対応する表示オブジェクト１８０を補正しないで映像ＤＩ内に配置すると、補正前矢印３１０ｂは道５３０の中に埋め込まれたように見え不自然であるが、本実施形態に係る車載用表示システム１０では、表示オブジェクト１８０を仮想空間ＶＳ内において反時計回りに回転させ、映像ＤＩ内に生成するので、補正後の補正後矢印３１０ａが道５３０に沿うように知覚され、違和感がない自然な映像を呈示できる。
【０１７２】
一方、図１２（ｃ）に表したように、車両７３０が走行または駐停車している場所が水平であり前方の道５３０が下り坂である場合も、ｘ１軸及びｚ１軸は、ｙ１軸を中心にして回転する。この例では、この回転は時計回りの回転であり、勾配角θｐ１は負とする。
【０１７３】
この時、もし、矢印３１０に対応する表示オブジェクト１８０を補正しないで映像ＤＩ内に配置すると、補正前矢印３１０ｂは道５３０の上空に浮いて見え不自然であるが、本実施形態に係る車載用表示システム１０では、表示オブジェクト１８０を仮想空間ＶＳ内において時計回りに回転させ、映像ＤＩ内に生成するので、補正された補正後矢印３１０ａが道５３０に沿うように知覚され、違和感がない自然な映像を呈示される。
【０１７４】
次に、道の左右方向の傾きについて説明する。  
図１３は、本発明の第２の実施形態に係る車載用表示システムが適用される外界の別の状態を例示する模式図である。  
すなわち、同図は車載用表示システム１０が搭載されている車両７３０の進路前方の外界の３種類の状態を例示しており、車両７３０と道５３０とを車両７３０の後方から見た時の図である。そして、この例では、道５３０の延在方向に関しての勾配、すなわち、登り下りはなく、車両７３０から見て近傍のターゲットの位置５２３においては、道は左右水平であり、車両７３０から見て遠方であるターゲットの位置５２２では、道５３０は左右方向に傾斜している例である。
【０１７５】
そして、図１３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、車両７３０と道５３０とを模式的に例示している。そして、図１３（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）は、それぞれ図１３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に対応する図であり、道５３０と、それに重ねて表示される表示オブジェクト１８０である矢印３１０と、を例示している。なお、図１３（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）においては、車両７３０から見て遠方のターゲットの位置５２２に対応する矢印３１０及び補正後矢印３１０ａと、車両７３０から見て近傍のターゲットの位置５２３における矢印３１１が例示されている。
【０１７６】
図１３（ａ）に表したように、前方の道５３０が近傍及び遠方において左右水平である場合は、ターゲットの位置５２２及び５２３において、道の軸に対応するｘ１軸、ｙ１軸及びｚ１軸は、それぞれ車両の軸に対応するｘ軸、ｙ軸及びｚ軸に対してそれぞれ平行であり、それぞれの軸の方向は一致する。
【０１７７】
そして、この時、図１３（ｄ）に表したように、近傍のターゲットの位置５２３において矢印３１１が補正されず、そして、遠方のターゲットの位置５２２においても矢印３１０は補正されない。
【０１７８】
一方、図１３（ｂ）に表したように、車両７３０から見て近傍のターゲットの位置５２３においては、道５３０は左右水平であり、車両７３０から見て遠方であるターゲットの位置５２２では、道５３０は右部に対して左部が低くなる左右方向の傾斜を有している。
【０１７９】
この時、近傍のターゲットの位置５２３ではｘ１軸、ｙ１軸及びｚ１軸は、それぞれｘ軸、ｙ軸及びｚ１軸に対してそれぞれ平行であるが、遠方のターゲットの位置５２２ではｙ１軸及びｚ１軸がｘ１軸を中心として回転し、ｙ１軸及びｚ１軸が、それぞれｙ軸及びｚ軸からずれる。
【０１８０】
この場合は、図１３（ｅ）に表したように、近傍のターゲットの位置５２３においては、矢印３１１を補正せず、遠方のターゲットの位置５２２では矢印３１０を補正し、補正後矢印３１０ａを生成する。例えば、遠方のターゲットの位置５２２において、ｙ１軸及びｚ１軸の回転の角度を左右傾斜角θｒ１とする。この場合は、ｙ１軸及びｚ１軸の回転の方向は半時計回りであり、左右傾斜角θｒ１は正とする。そして、遠方のターゲットの位置５２２においては、矢印３１０を仮想空間ＶＳ内において、左右傾斜角θｒ１の角度で同じ方向（正の方向）に回転させ、映像ＤＩ内に生成する。これにより、回転された補正後矢印３１０ａが道５３０に沿うように知覚され、違和感がない自然な映像を呈示できる。
【０１８１】
また、図１３（ｃ）に表したように、車両７３０から見て近傍のターゲットの位置５２３においては、道５３０は左右水平であり、車両７３０から見て遠方であるターゲットの位置５２２では、道５３０は左部に対して右部が低くなる左右方向の傾斜を有している。例えば、遠方のターゲットの位置５２２において、ｙ１軸及びｚ１軸の回転の方向は時計回りであり、左右傾斜角θｒ１は負である。
【０１８２】
この場合は、図１３（ｆ）に表したように、近傍のターゲットの位置５２３においては、矢印３１１を補正せず、遠方のターゲットの位置５２２では矢印３１０を仮想空間ＶＳ内において、左右傾斜角θｒ１の角度で同じ方向（負の方向）に回転させ、映像ＤＩ内に生成する。これにより、回転された補正後矢印３１０ａが道５３０に沿うように知覚され、違和感がない自然な映像を呈示できる。
【０１８３】
次に、道の方位方向の角度の変化について説明する。  
図１４は、本発明の第２の実施形態に係る車載用表示システムが適用される外界の別の状態を例示する模式図である。  
すなわち、同図は車載用表示システム１０が搭載されている車両７３０の前方の道５３０の３種類の状態を例示しており、車両７３０及び道５３０を、車両７３０の上方から見た時の図である。そして、この例では、道５３０の進行方向に関しての傾斜（登り下り）や、左右方向に関しての傾斜はなく、道は水平である例である。
【０１８４】
図１４（ａ）に表したように、ターゲットの位置５２１において、車両７３０の進行方向に対して道５３０が直進している場合は、車両７３０に対応するｘ軸、ｙ軸及びｚ軸と、前方の道５３０に対応するｘ１軸、ｙ１軸及びｚ１軸と、は、それぞれ平行であり、それぞれの軸の方向は一致している。そして、この時、矢印３１０は補正されなくても自然に見える。
【０１８５】
一方、図１４（ｂ）に表したように、道５３０の延在方向が、車両７３０の前方のターゲットの位置５２１において、左方向（上方から見て反時計周りの方向）である場合は、ｘ１軸及びｙ１軸は、ｚ１軸を中心にして回転する。この回転の角度を道の方位角θｙ１とする。この例では、この回転は反時計回りの回転であり、方位角θｙ１は正とする。
【０１８６】
この場合は、ｘ１軸及びｙ１軸の回転に対応させて、矢印を仮想空間ＶＳ内において、方位角θｙ１の角度で同じ方向（正の方向）に回転させ、映像ＤＩ内に生成する。これにより、回転された補正後矢印３１０ａが道５３０に沿うように知覚され、違和感がない自然な映像を呈示できる。
【０１８７】
また、図１４（ｃ）に表したように、道５３０の延在方向が、車両７３０の前方のターゲットの位置５２１において、右方向（上方から見て時計周りの方向）である場合は、ｘ１軸及びｙ１軸は、ｚ１軸を中心にして回転し、方位角θｙ１は負となる。
【０１８８】
この場合は、ｘ１軸及びｙ１軸の回転に対応させて、矢印を仮想空間ＶＳ内において、方位角θｙ１の角度で同じ方向（負の方向）に回転させ、映像ＤＩ内に生成する。これにより、回転された補正後矢印３１０ａが道５３０に沿うように知覚され、違和感がない自然な映像を呈示できる。
【０１８９】
なお、矢印３１０の仮想空間ＶＳ内における上記の勾配角θｐ１、左右傾斜角θｒ１及び方位角θｙ１に対応した回転は、例えば、図５、図７及び図９に関して説明した方法を採用することができる。すなわち、道５３０の軸である勾配角θｐ１、左右傾斜角θｒ１及び方位角θｙ１が変化する場合には、車両７３０の軸の角度であるピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙが変化する場合のそれぞれに対して、角度の補正の方向を相対的に逆にすれば良い。そして、同様に仮想空間ＶＳ内における角度を変化させ、そして、映像ＤＩ内における表示オブジェクト１８０の形状、大きさ及び位置の少なくともいずれかを変化させれば良い。  
これにより、例えば、道の登り下り、左右方向の傾き、及び、方位方向の少なくともいずれかを含む背景物５２０の軸を補正して、車両７３０の軸と一致させて表示することができる。これにより、車両の姿勢及び方位と背景との傾きの差による違和感を低減した単眼式の車載用表示システムが提供できる。
【０１９０】
なお、本具体例では、車載用表示システム２０の角度情報取得部４０１に、車両位置取得部４１１である例えばＧＰＳ受信装置が設けられているが、本発明はこれには限らない。例えば、ＧＰＳ受信装置等を有する車両位置取得部は、車載用表示システム２０が搭載される車両７３０に設けられ、その車両位置取得部で取得された車両７３０の位置に関するデータを角度情報取得部４０１の外界角度情報取得部４１０で取得しても良い。
【０１９１】
また、本具体例では、車載用表示システム２０の角度情報取得部４０１に、外界情報格納部４１２が設けられているが、本発明はこれには限らない。例えば、外界情報格納部は、車載用表示システム２０が搭載される車両７３０に設けられ、その外界情報格納部に格納された外界情報に関するデータを用いても良い。さらに、外界情報格納部は、車載用表示システム２０が搭載される車両７３０以外に設けられ、その外界情報格納部に格納された外界情報に関するデータを、角度情報取得部４０１の外界角度情報取得部４１０によって、例えば無線通信等の手法によって取得しても良い。
【０１９２】
なお、第１の実施形態に係る車載用表示システム１０は、背景物５２０の軸、すなわち、勾配角θｐ１、左右傾斜角θｒ１及び方位角θｙ１が実質的に一定であり、車両７３０の軸の角度（ピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙ）が変化する場合において、有効に効果を発揮できる。一方、第２の実施形態に係る車載用表示システム２０は、車両７３０の軸の角度が実質的に一定であり、背景物５２０の軸（すなわち、勾配角θｐ１、左右傾斜角θｒ１及び方位角θｙ１）が変化する場合において、有効に効果を発揮できる。
【０１９３】
このように、背景物５２０の軸と車両７３０の軸は独立して制御しても良いが、以下に説明するように、背景物５２０の軸と車両７３０の軸との相対的な角度の差に基づいて、表示オブジェクト１８０を制御することで、車両の姿勢及び方位と背景との傾きの差による違和感をより低減した単眼式の車載用表示システムが提供できる。
【０１９４】
（第３の実施の形態）
図１５は、本発明の第３の実施形態に係る車載用表示システムの構成を例示する模式図である。  
図１５に表したように、本発明の第３の実施形態に係わる車載用表示システム３０においては、角度情報取得部４０１が、車両軸角検出部４０２及び外界角度情報取得部４１０を有している。そして、車両軸角検出部４０２及び外界角度情報取得部４１０の出力を取得して背景物５２０の軸と車両７３０の軸との相対的な角度の差を導出する角度演算部４１５をさらに有している。これ以外は、車載用表示システム１０と同様とすることができるので説明を省略する。
【０１９５】
車両軸角検出部４０２及び外界角度情報取得部４１０の動作は既に説明したものと同様である。車載用表示システム３０においては、車両軸角検出部４０２で得られた車両７３０の軸の角度（ピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙ）と、外界角度情報取得部４１０で得られた背景物５２０の軸の角度（勾配角θｐ１、左右傾斜角θｒ１及び方位角θｙ１）と、に基づいて、角度演算部４１５においてそれらの相対的な角度の差を算出し、この角度の差に基づいて、その差を補正するように、表示オブジェクト１８０を仮想空間ＶＳ内で回転する。その結果、映像ＤＩ内における表示オブジェクト１８０の形状、大きさ及び位置の少なくともいずれかが変えられる。  
また、仮想空間ＶＳを使わず、映像ＤＩ内において、例えば、予め格納された各種の角度に対応する表示オブジェクト１８０のデータを基に、表示オブジェクト１８０のデータを補正しても良い。
【０１９６】
図１６は、本発明の第３の実施形態に係る車載用表示システムの動作を例示する模式図である。  
図１６に表したように、車載用表示システム３０においては、角度情報取得部４０１の車両軸角検出部４０２により、車両７３０の軸に関するデータを検出し（ステップＳ４０２ａ）、ローパスフィルタ処理が行われ（ステップＳ４０２ｂ）、車両角度情報４０２ｄが得られ、車両角度情報４０２ｄは角度演算部４１５に出力される。
【０１９７】
一方、外界角度情報取得部４１０の車両位置取得部４１１により、ＧＰＳ等に基づいて、車両７３０の現在の位置が取得される（ステップＳ４１１）。  
そして、取得された車両７３０の現在の位置に基づいて、外界情報格納部４１２に格納されている道及び交差点等の形状や傾き等を含む、車両７３０の現在の位置に対応する外界の情報を読み出して取得する（ステップＳ４１２）。  
そして、外界角度情報取得部４１０は、車両７３０の現在の位置に対応する外界の情報に基づいて、車両７３０の外界における背景物５２０の軸の角度に関する外界角度情報４１０ｄを取得（ステップＳ４１０ａ）し、外界角度情報４１０ｄを角度演算部４１５に出力する。外界角度情報４１０ｄは、既に説明した、例えば、道の登り下りの勾配角θｐ１、左右方向の傾きの左右傾斜角θｒ１及び方位角θｙ１である。
【０１９８】
そして、角度演算部４１５では、車両角度情報４０２ｄ及び外界角度情報４１０ｄから、車両７３０の軸に関する角度（ピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙ）と、背景物５２０の軸の角度（道の登り下りの勾配角θｐ１、左右方向の傾きの左右傾斜角θｒ１及び方位角θｙ１）と、の相対的な角度の差を、軸差データ４０１ｄとして算出する（ステップＳ４１５）。  
そして、この軸差データ４０１ｄは、映像投影部１１５に提供される。すなわち、映像投影部１１５の例えば映像生成部１３０に提供される。
【０１９９】
映像生成部１３０では、所定の表示オブジェクト１８０として例えば矢印３１０を含む映像データを生成する（ステップＳ１３０ａ）。そして、角度情報取得部４０１から提供された軸差データ４０１ｄに基づいて、表示オブジェクト１８０である矢印３１０を仮想空間ＶＳ内で回転させて映像データを補正する（ステップＳ１３０ｂ）。  
その結果、映像ＤＩ内における表示オブジェクト１８０の形状、大きさ及び位置の少なくともいずれかが変えられる。  
また、仮想空間ＶＳを使わず、映像ＤＩ内において、例えば、予め格納された各種の角度に対応する表示オブジェクト１８０のデータを基に、表示オブジェクト１８０のデータを補正しても良い。
【０２００】
そして、補正された映像データが、映像形成部１１０に提供され、映像形成部１１０は表示オブジェクト１８０である例えば矢印３１０を含む映像ＤＩを形成する（ステップＳ１１０ａ）。
【０２０１】
そして、投影部１２０は、形成された映像ＤＩを、観視者１００の片目１０１に投影する（ステップＳ１２０ａ）。
【０２０２】
このように、本実施形態に係る車載用表示システム３０は、車両軸角検出部４０２で得られた車両７３０の軸の角度と、外界角度情報取得部４１０で得られた背景物５２０の軸の角度と、の相対的な角度の差に基づいて、その差を補正するように、表示オブジェクト１８０を補正する。これにより、車両の姿勢及び方位と背景との傾きの差による違和感をより低減した単眼式の車載用表示システムが提供できる。
【０２０３】
図１７は、本発明の第３の実施形態に係る車載用表示システムの動作を例示する模式図である。  
すなわち、図１７（ａ）は、車両７３０の軸が前後左右方向に水平であり、前方の道において登り下りの傾斜がある場合、すなわち、図１２（ｂ）に例示した状態における車載用表示システム３０の動作を例示している。一方、図１７（ｂ）は、車両７３０がロールしている場合、すなわち、図６（ｂ）に例示した状態における車載用表示システム３０の動作を例示している。なお、図１７（ｂ）では、車両７３０のロールに合わせて、車両７３０から見た時の前方の背景を回転して例示している。
【０２０４】
図１７（ａ）に表したように、前方の道は、登り下りの傾斜を有しており、表示オブジェクトである矢印のターゲットの位置５２１においては登りの傾斜を有している。この時、図１２（ｂ）において既に説明したように、水平方向を向いている補正前矢印３１０ｂから上方に回転された補正後矢印３１０ａに補正される。これにより、図１７（ａ）に表したように、道の勾配に沿って補正後矢印３１０ａが上方を向き、補正後矢印３１０ａは自然に知覚される。
【０２０５】
一方、図１７（ｂ）に表したように、車両７３０が時計回りにロールしている場合、車両７３０の左右の軸（ｙ軸）と、前方の道の左右の軸（ｙ１軸）と、がずれる。この時、図７（ｂ）及び（ｅ）に関して説明したように、車両７３０のロール角θｒに合わせて、左右水平方向の補正前矢印３１０ｂから補正後矢印３１０ａに反時計回りに回転して補正される。これにより、図１７（ｂ）に表したように、車両７３０がロールしていた場合においても、補正後矢印３１０ａは道にそって表示され、補正後矢印３１０ａは自然に知覚される。
【０２０６】
図１８は、比較例の車載用表示システムの動作を例示する模式図である。  
比較例の車載用表示システムは、角度情報取得部４０１が設けられていないものである。従って、車両の姿勢及び方位と背景とで傾きにずれが合った場合においても、表示オブジェクトは補正されない。
【０２０７】
そして、図１８（ａ）及び（ｂ）は、図１７（ｂ）に例示した車両７３０がロールしている場合の比較例における表示の例である。同図（ａ）は、背景の道を基準にして図示しており、背景の道が紙面の縦方向に沿うように図示されている。一方、同図（ｂ）は、同じ車両７３０の状態を、ロールしている車両７３０を基準にして図示しており、車両７３０の軸が紙面の縦方向に沿うように図示されている。  
なお、この場合も、ターゲットの位置５２１においては前方の道は上りの勾配を有している。
【０２０８】
図１８（ａ）に表したように、比較例の車載表示システムにおいては、前方の道が登りで車両７３０がロールしている場合においても、これらを反映した補正が行われないので、矢印３１０は、前方の道の登り坂に突き刺さされ埋め込まれるように知覚される。それと同時に、車両７３０のロールに伴い、矢印３１０は左右に傾いて知覚される。このように、比較例の場合は、矢印３１０は不自然に知覚される。
【０２０９】
そして、１８（ｂ）に表したように、ロールしている車両７３０を基準にしてみると、前方の道が左右に傾いて見える。そして、矢印３１０は道に突き刺さされて埋め込まれて見える。すなわち、矢印３１０が水平であり、矢印３１０は道に沿ってはおらず、矢印３１０は不自然に知覚される。
【０２１０】
このように、比較例の場合は、矢印３１０が不自然に知覚され、見難いだけでなく、観視者１００である運転者への負担を大きくし、場合によっては運転の安全度に悪影響を与える可能性がある。
【０２１１】
これに対して、本実施形態に係る車載用表示システム３０によれば、車両の姿勢及び方位と背景との傾きの差による違和感を低減し、見やすく安全度の高い、単眼式の車載用表示システムが提供できる。
【０２１２】
なお、本具体例では、上記において、角度演算部４１５は角度情報取得部４０１の内部に設けられているが、本発明はこれに限らない。例えば、角度演算部４１５は、映像投影部１１５に設けても良い。具体的には、例えば、映像投影部１１５の映像生成部１３０の内部に角度演算部４１５を設け、車両位置取得部４１１により取得された車両角度情報４０２ｄ及び外界角度情報取得部４１０により取得された外界角度情報４１０ｄを、映像生成部１３０の内部の角度演算部４１５に入力しても良い。
【０２１３】
図１９は、本発明の第３の実施形態に係る別の車載用表示システムの構成を例示する模式図である。  
図１９に表したように、本発明の第３の実施形態に係わる別の車載用表示システム３１においても、角度情報取得部４０１が、車両軸角検出部４０２及び外界角度情報取得部４１０を有している。なお、この場合も角度演算部４１５が角度情報取得部４０１に設けられている。なお、同図においては、観視者位置検出部２１０及び制御部２５０が省略されているが、車載用表示システム２０もこれらをさらに備えることができ、同様の動作を行うことができる。
【０２１４】
車載用表示システム３１においては、外界角度情報取得部４１０は、車両７３０の前方の外界の背景の情報を検出する外界情報検出部４２０を有している。本具体例では、外界情報検出部４２０は、外界撮像部４２１（カメラ）と、外界撮像部４２１で撮像した画像を画像解析する画像解析部４２２と、画像解析部４２２で解析された画像から、道路や交差点の形状、勾配、傾斜及び方位等に関する各種の情報を抽出し、外界の情報を生成する外界情報生成部４２３と、を有している。
【０２１５】
外界撮像部４２１は、例えば、時々刻々と変化する車両７３０の前方をリアルタイムで撮像する。これにより、車両７３０の外界における背景物５２０の軸の角度に関する外界角度情報４１０ｄがリアルタイムで取得できる。
【０２１６】
車載用表示システム３１においては、車両軸角検出部４０２で得られた車両７３０の軸の角度（ピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙ）と、外界角度情報取得部４１０でリアルタイムに得られた背景物５２０の軸の角度（道の登り下りの勾配角θｐ１、左右方向の傾きの左右傾斜角θｒ１及び方位角θｙ１）と、に基づいて角度演算部４１５においてそれらの相対的な角度の差を算出し、この差に基づいて、その差を補正するように、表示オブジェクト１８０を仮想空間ＶＳ内で回転する。その結果、映像ＤＩ内における表示オブジェクト１８０の形状、大きさ及び位置の少なくともいずれかが変えられる。  
また、仮想空間ＶＳを使わず、映像ＤＩ内において、例えば、予め格納された各種の角度に対応する表示オブジェクト１８０のデータを基に、表示オブジェクト１８０のデータを補正しても良い。
【０２１７】
本実施形態に係る別の車載用表示システム３１によれば、リアルタイムで前方の情報を取得することで、車両の姿勢及び方位と背景との傾きのずれをリアルタイムで取得し、これによる違和感を低減した単眼式の車載用表示システムが提供できる。  
図２０は、本発明の第３の実施形態に係る別の車載用表示システムの動作を例示する模式図である。  
図２０に表したように、車載用表示システム３１においては、角度情報取得部４０１の車両軸角検出部４０２により、車両７３０の軸に関するデータを検出し（ステップＳ４０２ａ）、ローパスフィルタ処理が行われ（ステップＳ４０２ｂ）、車両角度情報４０２ｄが得られ、車両角度情報４０２ｄは角度演算部４１５に出力される。
【０２１８】
一方、外界角度情報取得部４１０の外界情報検出部４２０において、まず、外界撮像部４２１により車両７３０の外界を撮像する（ステップＳ４２１）。そして、必要に応じて撮像された外界の画像のデータがフィルタ処理される（ステップＳ４２０ａ）。これにより、例えば外界情報検出部４２０が搭載される車両７３０の振動などによるノイズ成分を除去する。  
そして、フィルタ処理された外界の画像データを、画像解析部４２２により画像解析する（ステップＳ４２２）。  
そして、外界情報生成部４２３により、解析された画像から、道路や交差点の形状、勾配、傾斜及び方位等に関する各種の情報を抽出し、外界の情報を生成する（ステップＳ４２３）。  
そして、この外界の情報から、外界角度情報４１０ｄが取得される（ステップＳ４１０ａ）。そして、外界角度情報４１０ｄは角度演算部４１５に出力される。
【０２１９】
以下、角度演算部４１５、映像生成部１３０、映像形成部１１０、映像形成部１１０、及び投影部１２０の動作は既に説明したものと同様なので説明を省略する。
【０２２０】
このように、本実施形態に係る車載用表示システム３１は、車両軸角検出部４０２で得られた車両７３０の軸の角度と、外界角度情報取得部４１０でリアルタイムに得られた背景物５２０の軸の角度と、の相対的な角度の差に基づいて、その差を補正するように、表示オブジェクト１８０を補正する。これにより、車両の姿勢及び方位と背景との傾きの差による違和感をより低減した単眼式の車載用表示システムが提供できる。
【０２２１】
なお、外界撮像部４２１には、単体のカメラ（単眼のカメラ）を用いても良く、また、複数のカメラを有するステレオカメラを用いても良い。ステレオカメラを用いた場合には、奥行き方向における背景の情報をより精度高く取得することができる。
【０２２２】
また、外界撮像部４２１は、外界の情報として、道等の地形だけではなく、車両７３０の進路前方を走行する先行車両がある場合には、その先行車両の像を撮像して、これに基づいて、外界の情報を取得しても良い。これにより、より精度の高い外界の情報が取得でき、外界の背景物５２０の軸に関するデータをより精度良く取得することができる。
【０２２３】
また、外界角度情報取得部４１０に、上記の外界情報検出部４２０と同時に、既に説明した車両位置取得部４１１（例えばＧＰＳ等）及び外界情報格納部４１２を同時に設けても良い。これにより、より精度の高い外界の情報が高速で得られ、また、外界情報検出部４２０におけるデータの処理を軽減することができる。また、既に説明したように、車載用表示システムとは別に設けた車両位置取得部４１１及び外界情報格納部４１２と、上記の外界情報検出部４２０と、を組み合わせて動作させても良い。
【０２２４】
なお、本具体例では、角度情報取得部４０１が、車両軸角検出部４０２と、外界情報検出部４２０を有する外界角度情報取得部４１０と、を有している例であるが、場合によっては、角度情報取得部４０１は外界情報検出部４２０を有する外界角度情報取得部４１０のみを有していても良い。この場合は、第２の実施形態に係る車載用表示システム２０のように、車両７３０の軸の角度が実質的に一定であり、背景物５２０の軸（すなわち、道の登り下りの勾配角θｐ１、左右方向の傾きの左右傾斜角θｒ１及び方位角θｙ１）が変化する場合において、有効に効果を発揮できる。
【０２２５】
図２１は、本発明の第３の実施形態に係る別の車載用表示システムの構成を例示する模式図である。  
図２１に表したように、本発明の第３の実施形態に係わる別の車載用表示システム３２においても、角度情報取得部４０１が、車両軸角検出部４０２及び外界角度情報取得部４１０を有している。なお、この場合も角度演算部４１５が角度情報取得部４０１に設けられている。なお、同図においては、観視者位置検出部２１０及び制御部２５０が省略されているが、車載用表示システム３２もこれらをさらに備えることができ、同様の動作を行うことができる。
【０２２６】
車載用表示システム３２においては、外界角度情報取得部４１０は、車両位置取得部４１１と、車両７３０の外部に設けられるホスト６００と通信可能な通信部４３０と、を有している。
【０２２７】
車両位置取得部４１１には、例えばＧＰＳ受信装置等を用いることができ、その動作についての説明は省略する。  
一方、通信部４３０には、例えば各種の無線装置を用いることができる。  
ホスト６００には、道や地形などに関する各種のデータが格納されている。ホスト６００に格納される各種のデータは、予め保管されたデータの他に、車両７３０やそれとは別の車両から道や地形や交通状況などに関するデータが時々刻々と発信され、これを受信したものを追加して、また修正して保管しても良い。  
そして、ホスト６００と通信部４３０とは、例えば、地上の道や交差点に設けられる各種の基地局や衛星などに設けられる衛星局などを介して通信することができる。
【０２２８】
例えば、車両位置取得部４１１によって取得された車両７３０の現在位置に基づいて、それに対応する車両７３０の外界の各種の情報を、通信部４３０を介してホスト６００から取得する。
【０２２９】
そして、これにより、外界角度情報取得部４１０は、車両位置取得部４１１によって取得された車両７３０の位置と、ホスト６００から取得した車両７３０の外界の情報に基づいて、車両７３０の外界における背景物５２０の軸の角度に関する外界角度情報４１０ｄを取得する。
【０２３０】
図２２は、本発明の第３の実施形態に係る別の車載用表示システムの動作を例示する模式図である。  
図２２に表したように、車載用表示システム３２においては、角度情報取得部４０１の車両軸角検出部４０２により、車両７３０の軸に関するデータを検出し（ステップＳ４０２ａ）、ローパスフィルタ処理が行われ（ステップＳ４０２ｂ）、車両角度情報４０２ｄが得られ、車両角度情報４０２ｄは角度演算部４１５に出力される。
【０２３１】
一方、外界角度情報取得部４１０の車両位置取得部４１１により、ＧＰＳ等に基づいて、車両７３０の現在の位置が取得される（ステップＳ４１１）。  
そして、取得された車両７３０の現在の位置に基づいて、通信部４３０は、図示しないホスト６００から、車両７３０の現在の位置に対応する外界の情報を取得する（ステップＳ４３０）。  
そして、外界角度情報取得部４１０は、車両７３０の現在の位置に対応する外界の情報に基づいて、車両７３０の外界における背景物５２０の軸の角度に関する外界角度情報４１０ｄを取得（ステップＳ４１０ａ）し、外界角度情報４１０ｄを角度演算部４１５に出力する。
【０２３２】
以下、角度演算部４１５、映像生成部１３０、映像形成部１１０、映像形成部１１０、及び投影部１２０の動作は既に説明したものと同様なので説明を省略する。
【０２３３】
このように、本実施形態に係る車載用表示システム３２は、車両軸角検出部４０２で得られた車両７３０の軸の角度と、外界角度情報取得部４１０の通信部４３０によってホスト６００から取得した背景物５２０の軸の角度と、の相対的な角度の差に基づいて、その差を補正するように、表示オブジェクト１８０を補正する。これにより、車両の姿勢及び方位と背景との傾きの差による違和感をより低減した単眼式の車載用表示システムが提供できる。
【０２３４】
なお、車載用表示システム３２の内部または、車載用表示システム３２が搭載される車両７３０には、ナビゲーションシステムを設けることができる。この場合、ナビゲーションシステムによって作成された進行経路の道について、外界の情報を一括して、例えばホスト６００から取得することができる。また、車両７３０の現在位置から所定の距離内における道についての外界の情報を、ある区切られた範囲のブロックごとに取得するようにしても良い。これにより、効率の高いデータ通信が可能になり便利である。
【０２３５】
図２３は、本発明の第３の実施形態に係る別の車載用表示システムの構成を例示する模式図である。  
図２３に表したように、本発明の第３の実施形態に係わる別の車載用表示システム３３においても、角度情報取得部４０１が、車両軸角検出部４０２及び外界角度情報取得部４１０を有している。なお、この場合も角度演算部４１５が角度情報取得部４０１に設けられている。なお、同図においては、観視者位置検出部２１０及び制御部２５０が省略されているが、車載用表示システム３３もこれらをさらに備えることができ、同様の動作を行うことができる。
【０２３６】
車載用表示システム３３においては、外界角度情報取得部４１０は、車両位置取得部４１１と、車載用表示システム３３が搭載される車両７３０とは別の他車両７３０ａと通信可能な車車間通信部４３１と、を有している。なお、他車両７３０ａは、車両７３０の進路前方を進行する先行車両とすることができる。そして、他車両７３０ａにも車車間通信部４３１が設けられており、他車両７３０ａと車両７３０とは直接通信可能とされている。
【０２３７】
そして、他車両７３０ａにも、車両軸角検出部４０２及び車両位置取得部４１１が設けられているものとする。これにより、他車両７３０ａが進行するに従って、その他車両７３０ａの位置に対応した他車両７３０ａの軸の角度（ピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙ）に関するデータが取得される。他車両７３０ａの軸の角度（ピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙ）は、道の勾配角θｐ１、左右傾斜角θｒ１、及び方位角θｙ１に対応すると見なすことができる。
【０２３８】
従って、他車両７３０ａに設けられた車両軸角検出部４０２で得られた他車両７３０ａの軸の角度（ピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙ）を、その位置の情報と伴に、他車両７３０ａから取得することで、車両７３０における外界の情報を得ることができる。そして、このように、他車両７３０ａから得られた外界の情報に基づいて、ターゲットの位置５２１における背景物５２０の軸の角度（勾配角θｐ１、左右傾斜角θｒ１及び方位角θｙ１）を求める。
【０２３９】
そして、既に説明したように、車両７３０の軸と、外界の軸と、に基づいて角度演算部４１５においてそれらの相対的な角度の差を算出し、この算出結果に基づいて、表示オブジェクト１８０を補正する。
【０２４０】
これにより、車両の姿勢及び方位と背景との傾きの差による違和感をより低減した単眼式の車載用表示システムが提供できる。  
なお、他車両７３０ａにより取得された他車両７３０ａの車両の軸に関するデータが、一旦ホスト６００に送信され、ホスト６００を介して、他車両７３０ａの車両の軸に関するデータを取得して、それに基づいて外界の背景物５２０の軸を求める場合は、既に説明した車載用表示システム３２を用いれば良い。
【０２４１】
図２４は、本発明の第３の実施形態に係る別の車載用表示システムの構成を例示する模式図である。  
図２４に表したように、本発明の第３の実施形態に係わる別の車載用表示システム３４においても、角度情報取得部４０１が、車両軸角検出部４０２及び外界角度情報取得部４１０を有している。なお、この場合も角度演算部４１５が角度情報取得部４０１に設けられている。なお、同図においては、観視者位置検出部２１０及び制御部２５０が省略されているが、車載用表示システム３４もこれらをさらに備えることができ、同様の動作を行うことができる。
【０２４２】
車載用表示システム３４においては、外界角度情報取得部４１０は、受信装置４３２を有する。受信装置４３２には、送信機能と受信機能を有するものを用いることができ、この場合は、例えばレーダ装置などを用いることができる。これにより、車両７３０の例えば進路前方の道の形状、勾配、傾斜及び方位等の外界の情報を取得する。
【０２４３】
これに基づき、背景物５２０の軸の角度（勾配角θｐ１、左右傾斜角θｒ１及び方位角θｙ１）を求める。  
そして、既に説明したように、車両７３０の軸と、外界の軸と、に基づいて角度演算部４１５においてそれらの相対的な角度の差を算出し、この算出結果に基づいて、表示オブジェクト１８０を補正する。
【０２４４】
これにより、車両の姿勢及び方位と背景との傾きの差による違和感をより低減した単眼式の車載用表示システムが提供できる。  
また、車両７３０が走行している道に発信器などのマーカーが敷設されている場合は、そのマーカーから発信される信号を、受信装置４３２により受信することで、道の勾配、左右方向の傾斜及び方位（カーブ）等に関するデータを取得することができる。これを用いて背景物５２０の軸の角度を求めても良い。
【０２４５】
（第４の実施の形態）
図２５は、本発明の第４の実施形態に係る車載用表示システムの構成を例示する模式図である。  
図２５に表したように、本発明の第４の実施形態に係る車載用表示システム４０は、映像投影部１１５と角度情報取得部４０１と観視者位置検出部２１０とを備える。
【０２４６】
そして、角度情報取得部４０１は、車両軸角検出部４０２及び外界角度情報取得部４１０を有している。本具体例は、外界角度情報取得部４１０が、車両位置取得部４１１と外界情報格納部４１２とを有する例であるが、外界角度情報取得部４１０の構成は既に説明した任意の構成の少なくともいずれかを用いることができる。
【０２４７】
第１〜第３の実施形態に係る車載用表示システムにおいては、表示オブジェクト１８０の角度が、角度情報取得部４０１によって取得された車両角度情報４０２ｄ及び外界角度情報４１０ｄの少なくともいずれかに基づいて変化させられたが、本実施形態に係る車載用表示システム４０においては、表示オブジェクト１８０は、さらに、観視者１００の位置（例えば片目１０１の位置）にも基づいて変化させられる。
【０２４８】
すなわち、既に図３に関して説明したように、仮想空間ＶＳ内において、仮想視点１０１ａは任意の位置に配置され得る。第１〜第３の実施形態に係る車載用表示システムにおいては、この仮想視点１０１ａが固定されている場合について説明した。仮想視点１０１ａは、実空間内においては観視者１００の片目１０１の位置に対応するが、車両７３０の内部において運転者である観視者１００の位置は比較的固定されているので、片目１０１の位置は比較的固定されている。
【０２４９】
しかしながら、運転者の姿勢はある範囲に限られているとは言え、変化するので、片目１０１の位置も移動する。車載用表示システム４０においては、片目１０１の位置を観視者位置検出部２１０によって検出し、この片目１０１の位置の変化に対応させ、仮想空間ＶＳ内における仮想視点１０１ａの位置を変化させ、その変化に対応させて表示オブジェクト１８０である矢印３１０に対して角度の回転や位置の移動などの操作を行う。
【０２５０】
これにより、観視者１００の片目１０１の位置が移動した場合においても、それを補正することができるので、車両の姿勢及び方位と背景との傾きの差、及び、観視者１００の片目１０１の位置のずれによる違和感をより低減し、より見や易い単眼式の車載用表示システムが提供できる。
【０２５１】
なお、観視者１００の片目１０１が移動する場合において、表示オブジェクト１８０の像が形成される虚像１８１の位置は、背景の中において、角度だけでなく、位置もずれるので、その両方を補正するように、表示オブジェクト１８０の角度と位置を補正することができる。
【０２５２】
なお、仮想視点１０１ａが移動した場合の表示オブジェクト１８０の角度と位置の補正は、コンピュータグラフィックスの３次元レンダリングの手法を用いて実現することができる。
【０２５３】
なお、本具体例では、角度演算部４１５が角度情報取得部４０１内に設けられず、角度情報取得部４０１によって取得された車両角度情報４０２ｄ及び外界角度情報４１０ｄが直接映像投影部１１５の映像生成部１３０に提供される。
【０２５４】
そして、例えば、映像生成部１３０の内部に角度演算部４１５に相当する部分（図示しない）が設けられ、これに対して、車両角度情報４０２ｄ及び外界角度情報４１０ｄが入力される。そして、映像生成部１３０には、観視者位置検出部２１０で検出された観視者１００の位置（例えば片目１０１の位置）に関するデータである観視者位置情報２１０ｄが入力される。これにより、映像生成部１３０において、車両角度情報４０２ｄ、外界角度情報４１０ｄ及び観視者位置情報２１０ｄの少なくともいずれかに基づいて、表示オブジェクト１８０の映像内における角度を変化させる。すなわち、仮想空間ＶＳ内において表示オブジェクト１８０を回転して角度を補正し、及び位置を移動して位置を補正する。
【０２５５】
なお、以上説明した観視者位置情報２１０ｄによって表示オブジェクト１８０を補正する動作は、観視者１００の位置（例えば片目１０１の位置）を検出する観視者位置検出部２１０が備えられる場合において、既に説明した本発明の実施形態に係る車載用表示システムのいずれかにおいても適用できる。
【０２５６】
図２６は、本発明の実施形態に係る車載用表示システムの動作を例示する模式図である。  
すなわち、同図は、表示オブジェクト１８０である矢印３１０の車両７３０のピッチ角θｐに伴う変形を例示している。ここでは、説明の簡単のために道は平坦の場合とする。
【０２５７】
図２６に表したように、ピッチ角θｐ＝０の場合の矢印３１０は、正面の方向を向いている。そして、矢印３１０は道の例えば５０ｃｍ程度の上空に配置されるので、観視者１００からに見て下方に見える。このため、矢印３１０の形状は、矢印３１０に対して手前側の上方から見た形状となっている。
【０２５８】
そして、ピッチ角θｐ＝−５度、−１０度ｐ、−１５度、−２０度及び−２５度にそれぞれ対応する矢印３２１ａ、３２１ｂ、３２１ｃ、３２１ｄ及び３２１ｅでは、元の矢印３１０に対して、上向きに回転されている。すなわち、矢印の先が観視者１００から見て手前側に配置されるように回転されている。そして、ピッチ角θｐ＝５度、１０度ｐ、１５度、２０度及び２５度にそれぞれ対応する矢印３２１ｆ、３２１ｇ、３２１ｈ、３２１ｉ及び３２１ｊでは、元の矢印３１０に対して、下向きに回転されている。  
このような矢印３２１ａ〜３２１ｊの画像データを、補正後矢印３１０ａの画像データとして用いることができる。  
なお、車両７３０が水平であり、前方の道が登り下りを有している場合もこのような矢印３２１ａ〜３２１ｊが補正後矢印３１０ａとして用いられる。
【０２５９】
図２７は、本発明の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作を例示する模式図である。  
すなわち、同図は、表示オブジェクト１８０である矢印３１０の車両７３０のロール角θｒに伴う変形を例示している。ここでは、説明の簡単のために道は平坦の場合とする。
【０２６０】
図２７に表したように、ロール角θｒ＝０の場合の矢印３１０は、左右水平の形状である。  
そして、ロール角θｒ＝−５度、−１０度ｐ、−１５度、−２０度及び−２５度にそれぞれ対応する矢印３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ、３２２ｄ及び３２２ｅでは、元の矢印３１０に対して、反時計回りに回転されている。そして、ロール角θｒ＝５度、１０度ｐ、１５度、２０度及び２５度にそれぞれ対応する矢印３２２ｆ、３２２ｇ、３２２ｈ、３２２ｉ及び３２２ｊでは、元の矢印３１０に対して、時計回りに回転されている。
【０２６１】
このような矢印３２２ａ〜３２２ｊの画像データを、補正後矢印３１０ａの画像データとして用いることができる。  
なお、車両７３０が水平であり、前方の道が左右方向に傾斜を有している場合もこのような矢印３２２ａ〜３２２ｊが補正後矢印３１０ａとして用いられる。
【０２６２】
図２８は、本発明の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作を例示する模式図である。  
すなわち、同図は、表示オブジェクト１８０である矢印３１０の車両７３０のヨー角θｙに伴う変形を例示している。ここでは、説明の簡単のために道は直進しているとする。
【０２６３】
図２８に表したように、ヨー角θｙ＝０の場合の矢印３１０は、正面の方向を向いている。  
そして、ヨー角θｙ＝−５度、−１０度ｐ、−１５度、−２０度及び−２５度にそれぞれ対応する矢印３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃ、３２３ｄ及び３２３ｅでは、元の矢印３１０に対して、上方から見て反時計回りに回転されている。そして、ヨー角θｙ＝５度、１０度ｐ、１５度、２０度及び２５度にそれぞれ対応する矢印３２３ｆ、３２３ｇ、３２３ｈ、３２３ｉ及び３２３ｊでは、元の矢印３１０に対して、時計回りに回転されている。
【０２６４】
このような矢印３２３ａ〜３２３ｊの画像データを、補正後矢印３１０ａの画像データとして用いることができる。  
なお、前方の道のターゲットの位置５２１において左右の方位の方向にカーブしている場合もこのような矢印３２３ａ〜３２３ｊが補正後矢印３１０ａとして用いられる。
【０２６５】
そして、既に説明したように、矢印３２１ａ〜３２１ｊ、矢印３２２ａ〜３２２ｊ及び矢印３２３ａ〜３２３ｊの画像データは、矢印３１０を仮想空間ＶＳ内で回転させることで得られる。
【０２６６】
さらに、例えば、これらのような矢印３２１ａ〜３２１ｊ、矢印３２２ａ〜３２２ｊ及び矢印３２３ａ〜３２３ｊの画像データを予め格納しておき、これらの画像データから、所望の角度に対応するように、画像データを補間して、所望の角度に対応した画像データを得ることもできる。このようにすることで、コンピュータグラフィックスの３次元レンダリングの手法を用いなくても、２次元上の画像データに基づいて、比較的効率良く、高速に表示オブジェクト１８０の補正を実現することができる。
【０２６７】
上記の画像データは、例えば、映像生成部１３０に設けられる画像メモリ１３１に格納することができる。この際、画像データは、例えば画素ごとのデータとして格納されても良く、また、例えばベクトルデータとして格納されても良い。
【０２６８】
図２９は、本発明の実施形態に係る車載用表示システムの変形例を例示する模式図である。  
図２９に表したように、変形例の車載用表示システム３０ａは、第３の実施形態に係る車載用表示システム３０において、映像投影部１１５の構成を変形したものである。すなわち、映像投影部１１５において、映像形成部１１０及び投影部１２０の構成が変形されている。
【０２６９】
すなわち、映像形成部１１０としては、ＬＥＤバックライトを有するＬＣＤが用いられている。そして、投影部１２０として、結像レンズ１２０ａ、発散角を制御するレンチキュラーレンズ１２０ｂ、ミラー１２６及び非球面フレネルレンズ１２７が用いられている。
【０２７０】
このような構成を用いた場合においても、車載用表示システム３０と同様に動作させることができる。また、映像形成部には例えば有機ＥＬ表示装置などのように自発光型の表示装置を用いても良い。
【０２７１】
なお、本具体例の映像形成部１１０と投影部１２０との組み合わせは、既に説明した本発明の実施形態に係る車載用表示装置のいずれかにおいても適用することができる。  
このように、映像投影部１１５の構成は、任意の構成を採用することができる。
【０２７２】
（第５の実施の形態）
図３０は、本発明の第５の実施形態に係る表示方法を例示するフローチャート図である。  
図３０に表したように、本実施形態に係る表示方法では、まず、観視者１００が搭乗する車両７３０の軸の角度に関する車両角度情報４０２ｄ、及び、車両７３０において観視者１００が搭乗する空間の外側の外界における背景物５２０の軸の角度に関する外界角度情報４１０ｄの少なくともいずれかを取得する（ステップＳ１０）。
【０２７３】
車両角度情報４０２ｄの取得には、例えば、既に説明した車両軸角検出部４０２を用いることができる。  
また、外界角度情報４１０ｄの取得には、例えば、既に説明した外界角度情報取得部４１０を用いることができる。そして、外界角度情報取得部４１０には、既に説明したように、車両７３０の位置を取得する車両位置取得部４１１（例えばＧＰＳ受信装置）と、車両７３０の外界の情報を格納する外界情報格納部４１２と、を用いることができる。また、外界角度情報取得部４１０には、車両位置取得部４１１と、車両７３０の外部に設けられるホスト６００と通信可能な通信部４３０と、を用いることができる。また、外界角度情報取得部４１０には、車両７３０とは別の他車両７３０ａと通信可能な車車間通信部４３１を用いることができる。また、外界角度情報取得部４１０には、車両７３０の外界を撮像する外界撮像部４２１を有する外界情報検出部４２０を用いることができる。さらに、外界角度情報取得部４１０には、車両７３０の外界の地形を検出する受信装置４３２（例えばレーダ装置）を用いることができる。
【０２７４】
そして、取得した車両角度情報４０２ｄ及び外界角度情報４１０ｄの少なくともいずれかに基づいて、表示オブジェクト１８０の映像ＤＩ内における角度を変化させる（ステップＳ２０）。  
この時、例えば、取得した車両角度情報４０２ｄ及び外界角度情報４１０ｄに基づいて、例えば角度演算部４１５によって、車両７３０の軸の角度と、背景物５２０の軸の角度と、の相対的な差を算出し、この相対的な差に基づいて表示オブジェクト１８０の映像ＤＩ内における角度を変化させることができる。
【０２７５】
そして、角度が変化させられた表示オブジェクト１８０を含む映像ＤＩを有する光束１１２を観視者１００の片目１０１に向けて投影する（ステップＳ３０）。
【０２７６】
これにより、車両の姿勢及び方位と背景との傾きの差による違和感を低減した単眼式の車載用に応用できる表示方法が提供できる。
【０２７７】
上記のステップＳ２０において、例えば観視者位置検出部２１０によって観視者１００の位置（例えば片目１０１の位置）を検出し、検出された観視者１００の位置（例えば片目１０１の位置）にさらに基づいて、表示オブジェクト１８０の映像ＤＩ内における角度を変化させることができる。この時、例えば仮想空間ＶＳ内における仮想視点の位置を検出された片目１０１の位置とすることができる。これにより、片目１０１の位置が変化した際にも、その変化に対応して適正な表示オブジェクトの像を生成することができ、より自然な映像を呈示できる。
【０２７８】
また、上記のステップＳ３０において、例えば、観視者位置検出部２１０によって検出された観視者１００の位置（例えば片目１０１の位置）に基づき、例えば制御部２５０によって、映像投影部１１５を制御して、光束１１２の投影範囲と投影位置の少なくともいずれかを調整して、光束１１２を観視者１００の片目１０１に向けて投影することができる。これにより、観視者１００の頭部１０５が動いた際にも、その動きによる映像呈示位置と片目１０１の位置との外れがなくなり、実用的な観視範囲を広くすることが可能になり、より便利な表示方法を提供できる。
【０２７９】
なお、上記では、表示オブジェクト１８０として進路を示す矢印３１０を用いる場合について説明したが、これ以外に、表示オブジェクト１８０として、例えば、外界の任意の場所の番地等の位置情報５１１、及び、道路の名称や周辺の建物等の名称情報５１２等の任意の外界情報を用いても良い。この場合においても、外界の位置情報５１１や名称情報５１２等は、それらが対応する外界の背景物５２０のターゲットの位置に対応して表示され、この時、矢印３１０の場合と同様に、車両７３０の軸と背景物５２０の軸との相対的な角度の差に基づいて、表示オブジェクト１８０の映像内における角度を変化させる。例えば、地形にそってその番地を表示させることができ、また、道の延在する勾配、傾斜及び方位に沿ってその道の名称等を表示させることもでき、また、建造物等の形状に沿ってその建造物の名称等を表示することができ、これにより、違和感がなく自然な表示を提供できる。
【０２８０】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、車載用表示システム及び表示方法を構成する各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。  
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０２８１】
その他、本発明の実施の形態として上述した車載用表示システム及び表示方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての車載用表示システム及び表示方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０２８２】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【０２８３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの構成を例示する模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの動作状態を例示する模式図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムにおける座標系を例示する模式図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムが適用される車両の状態を例示する模式図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの動作を例示する模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムが適用される車両の別の状態を例示する模式図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作を例示する模式図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムが適用される車両の別の状態を例示する模式図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作を例示する模式図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る車載用表示システムの動作を例示する模式図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る車載用表示システムの構成を例示する模式図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る車載用表示システムが適用される外界の状態を例示する模式図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る車載用表示システムが適用される外界の別の状態を例示する模式図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る車載用表示システムが適用される外界の別の状態を例示する模式図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る車載用表示システムの構成を例示する模式図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る車載用表示システムの動作を例示する模式図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る車載用表示システムの動作を例示する模式図である。
【図１８】比較例の車載用表示システムの動作を例示する模式図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態に係る別の車載用表示システムの構成を例示する模式図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態に係る別の車載用表示システムの動作を例示する模式図である。
【図２１】本発明の第３の実施形態に係る別の車載用表示システムの構成を例示する模式図である。
【図２２】本発明の第３の実施形態に係る別の車載用表示システムの動作を例示する模式図である。
【図２３】本発明の第３の実施形態に係る別の車載用表示システムの構成を例示する模式図である。
【図２４】本発明の第３の実施形態に係る別の車載用表示システムの構成を例示する模式図である。
【図２５】本発明の第４の実施形態に係る車載用表示システムの構成を例示する模式図である。
【図２６】本発明の実施形態に係る車載用表示システムの動作を例示する模式図である。
【図２７】本発明の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作を例示する模式図である。
【図２８】本発明の実施形態に係る車載用表示システムの別の動作を例示する模式図である。
【図２９】本発明の実施形態に係る車載用表示システムの変形例を例示する模式図である。
【図３０】本発明の第５の実施形態に係る表示方法を例示するフローチャート図である。
【符号の説明】
【０２８４】
１０、２０、３０、３０ａ、３１〜３４、４０  車載用表示システム
１００  観視者
１０１  片目
１０１ａ  仮想的な視点（仮想視点）
１０５  頭部
１１０  映像形成部
１１２  光束
１１４  投影位置
１１４ａ  投影範囲
１１５  映像投影部
１２０  投影部
１２０ａ  結像レンズ
１２０ｂ  レンチキュラーレンズ
１２１  光源
１２２  テーパライトガイド
１２３  第１レンズ
１２４  可変アパーチャ
１２５  第２レンズ
１２６  ミラー
１２６ａ  駆動部
１２７  非球面フレネルレンズ
１３０  映像生成部
１３１  画像メモリ
１８０  表示オブジェクト
１８１  虚像
１８１ａ  虚像形成位置
２１０  観視者位置検出部
２１０ｄ  観視者位置情報
２１１  撮像部
２１２  画像処理部
２１３  演算部
２５０  制御部
３１０  矢印
３１０ａ  補正後矢印
３１０ｂ  補正前矢印
３１０ｄ  下部
３１０ｌ  左部
３１０ｒ  右部
３１０ｕ  上部
３１０ｖ  軸
３１１  矢印
３２１ａ〜３２１ｊ、３２２ａ〜３２２ｊ、３２３ａ〜３２３ｊ  矢印
４０１  角度情報取得部
４０１ｄ  軸差データ
４０２  車両軸角検出部
４０２ｄ  車両角度情報
４１０  外界角度情報取得部
４１０ｄ  外界角度情報
４１１  車両位置取得部
４１２  外界情報格納部
４１５  角度演算部
４２０  外界情報検出部
４２１  外界撮像部
４２２  画像解析部
４２３  外界情報生成部
４３０  通信部
４３１  車車間通信部
４３２  受信装置
５１１  位置情報
５１２  名称情報
５１４  車両情報
５２０  背景物
５２１、５２２、５２３  ターゲットの位置
５３０  道
６００  ホスト
７１０  フロントガラス
７１１  反射体
７２０  ダッシュボード
７３０  車両（移動体）
７３０ａ  他車両
ＤＩ  映像
ＶＳ  仮想空間
θｉｒ  ロール補正角
θｐ  ピッチ角
θｐ１  勾配角
θｒ  ロール角
θｒ１  左右傾斜角
θｙ  ヨー角
θｙ１  方位角
【図１】
2010156608.tif 000003
【図２】
2010156608.tif 000004
【図３】
2010156608.tif 000005
【図４】
2010156608.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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