(57)【要約】【課題】  観察者の視点位置が左右に移動した場合であっても表示像の歪みを補正して視認性を向上させ、また部品コストの増大を抑制することを可能とする。【解決手段】  ＨＵＤ装置１００は、運転者１０２の視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の左端である場合の第一の歪み補正パラメータと、視認可能範囲の中央である場合の第二の歪み補正パラメータと、視認可能範囲の右端である場合の第三の歪み補正パラメータと、を記憶するＲＯＭ２２を備え、制御部２０は、前記視点位置に基づいて前記第一から第三の歪み補正パラメータのいずれかを取得して、または、前記第一から第三の歪み補正パラメータのうち２つの間を補間処理して補間歪み補正パラメータを算出して、前記第一から第三の歪み補正パラメータあるいは前記補間歪み補正パラメータのいずれかに基づいてウィンドシールド１０１に投影されたときの表示画像Ｆの歪みを補正する。【選択図】  図１
2014199385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示画像を表示する表示手段と、
前記表示画像を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
観察者の視点位置を検出可能な位置検出手段と、を備え、前記表示画像を被投影部材に投影する表示装置であって、
前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の左端である場合の第一の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の中央である場合の第二の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の右端である場合の第三の歪み補正パラメータと、を記憶する記憶部を備え、
前記表示制御手段は、前記視点位置に基づいて前記第一から第三の歪み補正パラメータのいずれかを取得して、または、前記第一から第三の歪み補正パラメータのうち２つの間を補間処理して補間歪み補正パラメータを算出して、前記第一から第三の歪み補正パラメータあるいは前記補間歪み補正パラメータのいずれかに基づいて前記被投影部材に投影されたときの前記表示画像の歪みを補正することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記表示制御手段は、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の中央と左端との間に位置する場合には、前記第一，第二の歪み補正パラメータの間を補間処理して前記補間歪み補正パラメータを算出し、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の中央と右端との間に位置する場合には、前記第二，第三の歪み補正パラメータの間を補間処理して前記補間歪み補正パラメータを算出することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
表示画像を表示する表示手段と、
観察者の視点位置を検出可能な位置検出手段と、を備え、前記表示画像を被投影部材に投影する表示装置の表示方法であって、
前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の左端である場合の第一の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の中央である場合の第二の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の右端である場合の第三の歪み補正パラメータと、を記憶する記憶部を備え、
前記視点位置に基づいて、前記第一から第三の歪み補正パラメータのいずれかを取得して、または、前記第一から第三の歪み補正パラメータのうち２つの間を補間処理して補間歪み補正パラメータを算出して、前記第一から第三の歪み補正パラメータあるいは前記補間歪み補正パラメータのいずれかに基づいて前記被投影部材に投影されたときの前記表示画像の歪みを補正することを特徴とする表示装置の表示方法。
【請求項４】
前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の中央と左端との間に位置する場合には、前記第一，第二の歪み補正パラメータの間を補間処理して前記補間歪み補正パラメータを算出し、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の中央と右端との間に位置する場合には、前記第二，第三の歪み補正パラメータの間を補間処理して前記補間歪み補正パラメータを算出することを特徴とする請求項３に記載の表示装置の表示方法。
【請求項５】
表示画像を表示する表示手段と、
前記表示画像を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
観察者の視点位置を検出可能な位置検出手段と、を備え、前記表示画像を被投影部材に投影する表示装置であって、
前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上端かつ左端である場合の第一の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上端かつ左右中央である場合の第二の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上端かつ右端である場合の第三の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上下中央かつ左端である場合の第四の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上下中央かつ左右中央である場合の第五の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上下中央かつ右端である場合の第六の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の下端かつ左端である場合の第七の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の下端かつ左右中央である場合の第八の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の下端かつ右端である場合の第九の歪み補正パラメータと、を記憶する記憶部を備え、
前記表示制御手段は、前記視点位置に基づいて前記第一から第九の歪み補正パラメータのいずれかを取得して、または、前記第一から第九の歪み補正パラメータのうち複数の間を補間処理して補間歪み補正パラメータを算出して、前記第一から第九の歪み補正パラメータあるいは前記補間歪み補正パラメータのいずれかに基づいて前記被投影部材に投影されたときの前記表示画像の歪みを補正することを特徴とする表示装置。
【請求項６】
前記表示制御手段は、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上端かつ左端と上端かつ左右中央と上下中央かつ左端と上下中央かつ左右中央との間に位置する場合には、前記第一，第二，第四，第五の歪み補正パラメータの間を補間処理して前記補間歪み補正パラメータを算出し、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上下中央かつ左端と上下中央かつ左右中央と下端かつ左端と下端かつ左右中央との間に位置する場合には、前記第四，第五，第七，第八の歪み補正パラメータの間を補間処理して前記補間歪み補正パラメータを算出し、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上端かつ左右中央と上端かつ右端と上下中央かつ左右中央と上下中央かつ右端との間に位置する場合には、前記第二，第三，第五，第六の歪み補正パラメータの間を補間処理して前記補間歪み補正パラメータを算出し、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上下中央かつ左右中央と上下中央かつ右端と下端かつ左右中央と下端かつ右端との間に位置する場合には、前記第五，第六，第八，第九の歪み補正パラメータの間を補間処理して前記補間歪み補正パラメータを算出することを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
表示画像を表示する表示手段と、
前記表示画像を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
観察者の視点位置を検出可能な位置検出手段と、を備え、前記表示画像を被投影部材に投影する表示装置の表示方法であって、
前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上端かつ左端である場合の第一の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上端かつ左右中央である場合の第二の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上端かつ右端である場合の第三の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上下中央かつ左端である場合の第四の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上下中央かつ左右中央である場合の第五の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上下中央かつ右端である場合の第六の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の下端かつ左端である場合の第七の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の下端かつ左右中央である場合の第八の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の下端かつ右端である場合の第九の歪み補正パラメータと、を記憶する記憶部を備え、
前記表示制御手段は、前記視点位置に基づいて前記第一から第九の歪み補正パラメータのいずれかを取得して、または、前記第一から第九の歪み補正パラメータのうち複数の間を補間処理して補間歪み補正パラメータを算出して、前記第一から第九の歪み補正パラメータあるいは前記補間歪み補正パラメータのいずれかに基づいて前記被投影部材に投影されたときの前記表示画像の歪みを補正することを特徴とする表示装置の表示方法。
【請求項８】
前記表示制御手段は、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上端かつ左端と上端かつ左右中央と上下中央かつ左端と上下中央かつ左右中央との間に位置する場合には、前記第一，第二，第四，第五の歪み補正パラメータの間を補間処理して前記補間歪み補正パラメータを算出し、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上下中央かつ左端と上下中央かつ左右中央と下端かつ左端と下端かつ左右中央との間に位置する場合には、前記第四，第五，第七，第八の歪み補正パラメータの間を補間処理して前記補間歪み補正パラメータを算出し、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上端かつ左右中央と上端かつ右端と上下中央かつ左右中央と上下中央かつ右端との間に位置する場合には、前記第二，第三，第五，第六の歪み補正パラメータの間を補間処理して前記補間歪み補正パラメータを算出し、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上下中央かつ左右中央と上下中央かつ右端と下端かつ左右中央と下端かつ右端との間に位置する場合には、前記第五，第六，第八，第九の歪み補正パラメータの間を補間処理して前記補間歪み補正パラメータを算出することを特徴とする請求項７に記載の表示装置の表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及びその表示方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車等の車両の運転者に情報を表示する表示装置として、いわゆるヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置という）が知られている。ＨＵＤ装置は、液晶表示パネル等の表示手段に表示される表示像をウィンドシールドなどの被投影手段に投影し、運転者に表示像の虚像を視認させるものである。
【０００３】
ＨＵＤ装置においては、被投影手段や凹面鏡などの光学系によって表示像を拡大することによって表示像に歪みが発生する。表示像が歪むと視認性が低下するため、表示像をあらかじめ逆に変形させて歪みを補正する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１４９０８５号公報
【特許文献２】特開２００７−１５８９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示される技術は、運転者の視点位置が設計基準位置である場合には歪みのない表示像を表示することができるものの、運転者の視点位置が左右に移動した場合には歪みが設計基準位置とは異なるため、表示像に歪みが生じるという問題点があった。これに対し、例えば特許文献２には、観察者の視点位置に基づいて表示画像の歪みを補正する方法が開示されている。しかしながら、かかる方法においては、表示画像の歪みを補正する歪み補正パラメータを視点位置に応じて複数記憶装置に保持することが考えられるものもの、歪み補正パラメータの容量が大きくなると部品コストが増大するという点でなお改良の余地があった。
【０００６】
そこで本発明は、前記問題点を解消し、観察者の視点位置が左右に移動した場合であっても表示像の歪みを補正して視認性を向上させ、また部品コストの増大を抑制することが可能な表示装置及びその表示方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の表示装置は、前記課題を解決するために、表示画像を表示する表示手段と、
前記表示画像を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
観察者の視点位置を検出可能な位置検出手段と、を備え、前記表示画像を被投影部材に投影する表示装置であって、
前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の左端である場合の第一の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の中央である場合の第二の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の右端である場合の第三の歪み補正パラメータと、を記憶する記憶部を備え、
前記表示制御手段は、前記視点位置に基づいて前記第一から第三の歪み補正パラメータのいずれかを取得して、または、前記第一から第三の歪み補正パラメータのうち２つの間を補間処理して補間歪み補正パラメータを算出して、前記第一から第三の歪み補正パラメータあるいは前記補間歪み補正パラメータのいずれかに基づいて前記被投影部材に投影されたときの前記表示画像の歪みを補正することを特徴とする。
【０００８】
本発明の表示装置の表示方法は、前記課題を解決するために、表示画像を表示する表示手段と、
観察者の視点位置を検出可能な位置検出手段と、を備え、前記表示画像を被投影部材に投影する表示装置の表示方法であって、
前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の左端である場合の第一の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の中央である場合の第二の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の右端である場合の第三の歪み補正パラメータと、を記憶する記憶部を備え、
前記視点位置に基づいて、前記第一から第三の歪み補正パラメータのいずれかを取得して、または、前記第一から第三の歪み補正パラメータのうち２つの間を補間処理して補間歪み補正パラメータを算出して、前記第一から第三の歪み補正パラメータあるいは前記補間歪み補正パラメータのいずれかに基づいて前記被投影部材に投影されたときの前記表示画像の歪みを補正することを特徴とする。
【０００９】
本発明の表示装置は、前記課題を解決するために、表示画像を表示する表示手段と、
前記表示画像を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
観察者の視点位置を検出可能な位置検出手段と、を備え、前記表示画像を被投影部材に投影する表示装置であって、
前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上端かつ左端である場合の第一の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上端かつ左右中央である場合の第二の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上端かつ右端である場合の第三の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上下中央かつ左端である場合の第四の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上下中央かつ左右中央である場合の第五の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上下中央かつ右端である場合の第六の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の下端かつ左端である場合の第七の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の下端かつ左右中央である場合の第八の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の下端かつ右端である場合の第九の歪み補正パラメータと、を記憶する記憶部を備え、
前記表示制御手段は、前記視点位置に基づいて前記第一から第九の歪み補正パラメータのいずれかを取得して、または、前記第一から第九の歪み補正パラメータのうち複数の間を補間処理して補間歪み補正パラメータを算出して、前記第一から第九の歪み補正パラメータあるいは前記補間歪み補正パラメータのいずれかに基づいて前記被投影部材に投影されたときの前記表示画像の歪みを補正することを特徴とする。
【００１０】
本発明の表示装置の表示方法は、前記課題を解決するために、表示画像を表示する表示手段と、
前記表示画像を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
観察者の視点位置を検出可能な位置検出手段と、を備え、前記表示画像を被投影部材に投影する表示装置の表示方法であって、
前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上端かつ左端である場合の第一の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上端かつ左右中央である場合の第二の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上端かつ右端である場合の第三の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上下中央かつ左端である場合の第四の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上下中央かつ左右中央である場合の第五の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の上下中央かつ右端である場合の第六の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の下端かつ左端である場合の第七の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の下端かつ左右中央である場合の第八の歪み補正パラメータと、前記視点位置が前記表示画像の視認可能範囲の下端かつ右端である場合の第九の歪み補正パラメータと、を記憶する記憶部を備え、
前記表示制御手段は、前記視点位置に基づいて前記第一から第九の歪み補正パラメータのいずれかを取得して、または、前記第一から第九の歪み補正パラメータのうち複数の間を補間処理して補間歪み補正パラメータを算出して、前記第一から第九の歪み補正パラメータあるいは前記補間歪み補正パラメータのいずれかに基づいて前記被投影部材に投影されたときの前記表示画像の歪みを補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、所期の目的を達成することができ、観察者の視点位置が左右に移動した場合であっても表示像の歪みを補正して視認性を向上させ、また部品コストの増大を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一の実施形態のヘッドアップディスプレイ装置の概略図である。
【図２】同上の制御部の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】同上における制御方法を示すフローチャート図である。
【図４】同上における視点検知を説明する図である。
【図５】同上における画像補正方法を示すフローチャート図である。
【図６】同上における視点角度と歪み補正パラメータとの関係を示す図である。
【図７】同上における歪み補正パラメータの一例を示す図である。
【図８】同上における三角パッチの一例を示す図である。
【図９】同上における補正前の表示画像Ｆと補正後の表示画像Ｆの一例を示す図である。
【図１０】本発明の第二の実施形態のヘッドアップディスプレイ装置における画像補正方法を示すフローチャート図である。
【図１１】同上における視点角度と歪み補正パラメータとの関係を示す図である。
【図１２】同上における歪み補正パラメータの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を用いて本発明をヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置１００に適用した第一の実施形態を説明する。
ＨＵＤ装置１００は、車両の車室内のダッシュボード内に設置されるものであり、図１に示すように、撮像部（位置検出手段）１０と、制御部２０と、表示手段３０と、凹面鏡４０と、を備える。ＨＵＤ装置１００から出力された所定の表示画像Ｆを示す表示光Ｌは車両のウィンドシールド１０１にて反射し、運転者（観察者）１０２の眼に達する。運転者１０２は、ウィンドシールド１０１の前方に表示される表示画像Ｆの虚像Ｖを視認する。
【００１４】
撮像部１０は、ＣＣＤ等の周知の撮像素子とこれを制御する周辺回路やレンズからなり、運転者１０２の前方に設置され、運転者１０２の顔を撮像して撮像画像を出力するものである。
【００１５】
制御部２０は、いわゆるマイクロコンピュータからなるものである。制御部２０は、撮像部１０や表示手段３０と接続され、撮像部１０から出力される運転者１０２の顔画像を解析して運転者１０２の視点位置を算出する視点位置検出処理を行い、この算出結果に基づいて表示手段３０に対して制御信号を出力して画像表示制御を行う。すなわち、制御部２０は、撮像部１０とともに本発明の位置検出手段として機能し、また、本発明の表示制御手段として機能する。制御部２０は、所定の表示画像を生成し、この表示画像を表示手段３０に表示させる。
【００１６】
表示手段３０は、例えばバックライト光源３１とドットマトリクス型の液晶表示パネル３２とからなるものであり、表示画像Ｆを表示光Ｌとして凹面鏡４０に向けて発するものである。なお、表示手段３０は、表示画像Ｆを表示光Ｌとして出射するものであればよく、有機ＥＬパネルなどの自発光型の表示パネルを用いても良い。
【００１７】
凹面鏡４０は、表示光Ｌが運転者１０２の左右の眼に対して結像するように、表示光Ｌをウィンドシールド１０１に照射するものである。凹面鏡４０は、図示していない回転軸を備えている。この回転軸は、図１の図面に対して垂直方向であり、この回転軸を中心として、凹面鏡４０のウィンドシールド１０１に対する角度を変えることが可能である。また、凹面鏡４０には、凹面鏡４０の角度を変えるために、駆動手段としてモータ（図示しない）を備えており、このモータによって、凹面鏡４０のウィンドシールド１０１に対する角度を変更し、また、その角度を維持することができる。以上により、表示光Ｌを運転者１０２の目線に合わせることが可能となる。
【００１８】
図２は、制御部２０の電気的構成を示すものである。制御部２０は、図２に示すように、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、汎用メモリ２３、ビデオメモリ２４及び外部デバイスＩ／Ｆ２５を有してなる。
【００１９】
ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２内に予め記憶された所定のプログラムを読み出し、実行して撮像部１０からの撮像画像、これを画像処理した処理画像及び視点位置などの演算結果等を汎用メモリ２３に一時的に記憶させ、また、表示画像Ｆを作成するための画像処理を行う回路を使用して、表示手段３０で表示させる表示画像Ｆをビデオメモリ２４に記憶させる。
【００２０】
ＲＯＭ２２は、ＣＰＵ２１が動作するプログラムや後述する歪み補正パラメータなどが記憶されるものである。
【００２１】
汎用メモリ２３は、撮像部１０からの撮像画像、これを画像処理した処理画像及び視点位置などの演算結果等を一時的に記憶するものである。
【００２２】
ビデオメモリ２４は、表示手段３０で表示させる表示画像Ｆを記憶するものである。
【００２３】
外部デバイスＩ／Ｆ２５は、制御部２０を撮像部１０、表示手段３０及び車両を制御するコンピュータからなる車両制御システム部１０３と電気的に接続するものである。外部デバイスＩ／Ｆ２５は、撮像部１０から撮像画像を取得し、表示手段３０に制御信号を出力し、また、車両制御システム部１０３から車速などの車両情報を取得する。ＣＰＵ２１は、取得した車両情報に基づいて表示手段３０に車両情報を表示させることができる。
【００２４】
次に、図３を用いて制御部２０における視点検出処理及び画像表示制御について説明する。
【００２５】
まず、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１において、撮像部１０から出力される運転者１０２の顔を撮像した撮像画像から、運転者１０２の左眼及び右眼を検知する。具体的には、図４に示すように、運転者１０２の顔を含む撮像画像Ｐに対して、例えば周知の画像処理技術であるテンプレートマッチングを行い、所定のテンプレートＴを撮像画像Ｐ上で移動させ、テンプレートＴとマッチングする個所を撮像画像Ｐ上の運転者１０２の左眼と右眼として検知する。
【００２６】
次に、ＣＰＵ２１は、ステップＳ２において、ステップＳ１で検知した撮像画像Ｐ上の運転者１０２の左眼と右眼の位置に基づいて運転者１０２の空間上の左眼視点位置と右眼視点位置とを算出する。この左眼視点位置及び右眼視点位置の位置情報は２次元情報であっても３次元情報であってもよい。
【００２７】
次に、ＣＰＵ２１は、ステップＳ３において、ステップＳ２で算出した運転者１０２の左眼視点位置及び右眼視点位置に対応するように表示画像Ｆの歪み補正を行い、表示画像Ｆを生成する。なお、表示画像Ｆの歪み補正方法については後で詳述する。
【００２８】
次に、ＣＰＵ２１は、ステップＳ４において、表示手段３０に表示画像Ｆを表示させて表示光Ｌをウィンドシールド１０１に投影し、運転者１０２に虚像Ｖを視認させる。
【００２９】
ＣＰＵ２１は、電源がオフされるまでステップＳ１〜Ｓ４を無限ループで実行する。
【００３０】
次に、図５を用いて表示画像Ｆの歪み補正方法の一例を説明する。
【００３１】
まず、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１１において、ステップＳ２で算出した左眼視点位置及び右眼視点位置から水平方向の視点角度θｘを算出する。具体的には、虚像Ｖの焦点面からの垂線を基準として、視点位置の中心（左眼視点位置と右眼視点位置との中心）と虚像Ｖの焦点面からの垂線とのなす水平方向の角度を視点角度θｘとして算出する。本実施形態において、視点角度θｘは、視点位置の中心が虚像Ｖの視認可能範囲の中央（設計基準位置）である場合は０°（θｘ＝０°）となり、視点位置の中心が虚像Ｖの視認可能範囲の中央より運転者１０２から見て左側に位置する場合にはマイナスの値（θｘ＝−ａ°）となり、視点位置の中心が虚像Ｖの視認可能範囲の中央より運転者１０２から見て右側に位置する場合にはプラスの値（θｘ＝ａ°）となるものとする（ａは正の数）。
【００３２】
次に、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１２において、ステップＳ１１で算出した視点角度に対応する歪み補正パラメータを取得する。歪み補正パラメータは、例えば図６に示すように、３つの視点角度に応じて複数設定され、ＲＯＭ２２に保存されるものである。すなわち、視点位置の中心が表示画像Ｆ（虚像Ｖ）の視認可能範囲の左端である場合の視点角度θｘ（θｘ＝−６０°）に対応する第一の歪み補正パラメータＲＰ１と、視点位置の中心が表示画像Ｆの視認可能範囲の中央である場合の視点角度θｘ（θｘ＝０°）に対応する第二の歪み補正パラメータＲＰ２と、視点位置の中心が表示画像Ｆの視認可能範囲の左端である場合の視点角度θｘ（θｘ＝−６０°）に対応する第三の歪み補正パラメータＲＰ３と、がＲＯＭ２２に記憶される。なお、視点位置の中心が表示画像Ｆの視認可能範囲の左右端である場合の視点角度θｘは、本実施形態に限定されるものではなく任意に定められるものである。第一〜第三の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ３の各々は、図７に示すように、後述するテクスチャマッピングで用いられる三角パッチの複数の頂点の表示手段３０の表示面上のｘ軸（横軸）方向の位置とｙ軸（縦軸）方向の位置を示す値（原点からのドット数）を有する。図７においては第一〜第三の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ３に１番〜２５番の２５個の頂点のｘ軸方向の値とｙ軸方向の値と設定した例を示しているが、頂点の数は任意である。第一〜第三の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ３において、三角パッチの頂点のｘ軸方向の位置とｙ軸方向の位置とは、ウィンドシールド１０１に投影された表示画像Ｆを対応する視点角度θｘから見た際に生じる歪みと逆方向の歪みが生じるように設定されている。
【００３３】
第一〜第三の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ３は、ルックアップテーブルとしてＲＯＭ２２に保存され、ＣＰＵ２１は算出された視点角度θｘに基づいて以下のようにＲＯＭ２２から第一〜第三の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ３を読み出す。まず、視点角度θｘが−６０°、０°、６０°の何れかである場合には、ＣＰＵ２１は、視点角度θｘに対応する第一〜第三の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ３の何れかをＲＯＭ２２から読み出す。また、視点角度θｘが第一〜第三の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ３と対応しない値である場合（例えば視点角度θｘ＝−３０°である場合や視点角度θｘ＝３０°である場合）は、ＣＰＵ２１は、第一〜第三の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ３のうちをその前後の視点角度θｘに対応する２つの歪み補正パラメータを取得して両者の間の補間処理を行い、算出された視点角度θｘに対応する補間歪み補正パラメータＲＰ’を取得する。すなわち、視点位置の中心が表示画像Ｆの視認可能範囲の中央と左端との間に位置する場合（視点角度θｘがマイナス（θｘ＝−ａ°）の場合）には、ＣＰＵ２１は第一，第二の歪み補正パラメータＲＰ１，ＲＰ２の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出し、視点位置の中心が表示画像Ｆの視認可能範囲の中央と右端との間に位置する場合（視点角度θｘがプラス（θｘ＝ａ°）の場合）には、ＣＰＵ２１は第二，第三の歪み補正パラメータＲＰ２，ＲＰ３の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出する。補間処理の一例として、歪み補正パラメータＲＰｎと歪み補正パラメータＲＰｎ＋１との中点を補間歪み補正パラメータＲＰ’として取得する場合、補間歪み補正パラメータＲＰ’のｍ番の頂点のｘ軸方向の値ｘｍとｙ軸方向の値ｙｍとは以下の（式１）で求められる。
（式１）
ｘｍ＝（ｘｎｍ−ｘ（ｎ＋１）ｍ）／２
ｙｍ＝（ｙｎｍ−ｙ（ｎ＋１）ｍ）／（ｘｎｍ−ｘ（ｎ＋１）ｍ）×ｘｍ＋ｙｎｍ
なお、ｘｎｍとｙｎｍは、それぞれ歪み補正パラメータＲＰｎにおけるｍ番の頂点のｘ軸方向の値とｙ軸方向の値を示し、ｘ（ｎ＋１）ｍとｙ（ｎ＋１）ｍは、それぞれ歪み補正パラメータＲＰｎ＋１におけるｍ番の頂点のｘ軸方向の値とｙ軸方向の値を示す。
また、補間関数として用いる多項式には、代表的なものとして線形補間のほかに、３次補間やラグランジュ補間、スプライン補間などがあるが、いずれを使用して補間処理を行っても良い。また、歪みが大きい個所に位置する頂点について補間処理に使用する補間関数に高次の多項式を用い、歪みが小さい個所に位置する頂点について補間処理に使用する補間関数に低次の多項式を用いるなど、多項式を対応点毎に変更してもよい。高次の多項式は計算量が増えるものの、歪みの補正精度は向上する。一方、低次の多項式は歪みの補正精度は低いが、計算量が少ない。両者を対応点によって使い分けることで、歪みの補正精度と計算速度の向上を両立させることができる。
【００３４】
次に、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１３において、ステップＳ１２で取得した第一〜第三の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ３あるいは補間歪み補正パラメータＲＰ’に基づいて、表示画像Ｆの歪みを補正する。具体的には、まず、ＣＰＵ２１は、図８に示すように、歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ３あるいは補間歪み補正パラメータＲＰ’として取得した各頂点のｘ軸方向の値とｙ軸方向の値とに基づいて三角パッチを作成する。次に、ＣＰＵ２１は、図９（ａ）に示すように、表示画像Ｆを三角パッチの個数（本実施形態では３２個）と同数の略三角形状のテクスチャＦ１〜Ｆ３２に分割し、さらに図９（ｂ）に示すように、これらテクスチャＦ１〜Ｆ３２を対応する三角パッチにテクスチャマッピングによって貼り付ける。なお、テクスチャマッピングはＣＰＵ２１の画像処理を行う回路に実装されている機能を用いても良いし、ソフトウェアとして実装されている機能であってもよい。テクスチャマッピングによって得られた補正後の表示画像Ｆは、ウィンドシールド１０１に投影された表示画像Ｆを算出された視点角度θｘから見た際に生じる歪みと逆方向の歪みが与えられ、補正後の表示画像Ｆを表示手段３０に表示すると、ウィンドシールド１０１で投影された際には歪みのない表示画像Ｆが得られる。
【００３５】
ＣＰＵ２１は、ステップＳ１１〜Ｓ１３を実行することで表示画像Ｆの補正を実行する。
【００３６】
本実施形態におけるＨＵＤ装置１００は、表示画像Ｆを表示する表示手段３０と、表示画像Ｆを表示手段３０に表示させる制御部２０と、運転者１０２の視点位置を検出可能な位置検出手段（撮像部１０及び制御部２０）と、を備え、表示画像Ｆをウィンドシールド１０１に投影する表示装置であって、
前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の左端である場合の第一の歪み補正パラメータＲＰ１と、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の中央である場合の第二の歪み補正パラメータＲＰ２と、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の右端である場合の第三の歪み補正パラメータＲＰ３と、を記憶するＲＯＭ２２を備え、
制御部２０は、前記視点位置に基づいて第一から第三の歪み補正パラメータＲＰ１からＲＰ３のいずれかを取得して、または、第一から第三の歪み補正パラメータＲＰ１からＲＰ３のうち２つの間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出して、第一から第三の歪み補正パラメータＲＰ１からＲＰ３あるいは補間歪み補正パラメータＲＰ’のいずれかに基づいてウィンドシールド１０１に投影されたときの表示画像Ｆの歪みを補正することを特徴とする。
【００３７】
また、ＨＵＤ装置１００の表示方法は、前記視点位置に基づいて第一から第三の歪み補正パラメータＲＰ１からＲＰ３のいずれかを取得して、または、第一から第三の歪み補正パラメータＲＰ１からＲＰ３のうち２つの間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出して、第一から第三の歪み補正パラメータＲＰ１からＲＰ３あるいは補間歪み補正パラメータＲＰ’のいずれかに基づいてウィンドシールド１０１に投影されたときの表示画像Ｆの歪みを補正することを特徴とする。
【００３８】
これによれば、運転者１０２の視点位置が左右に移動した場合であっても表示像の歪みを補正して視認性を向上させることができ、また、ＲＯＭ２２に記憶させる歪み補正パラメータを３つに抑制でき部品コストの増大を抑制することが可能となる。
【００３９】
また、本実施形態におけるＨＵＤ装置１００は、制御部２０は、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の中央と左端との間に位置する場合には、第一，第二の歪み補正パラメータＲＰ１，ＲＰ２の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出し、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の中央と右端との間に位置する場合には、第二，第三の歪み補正パラメータＲＰ２，ＲＰ３の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出することを特徴とする。
【００４０】
また、ＨＵＤ装置１００の表示方法は、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の中央と左端との間に位置する場合には、第一，第二の歪み補正パラメータＲＰ１，ＲＰ２の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出し、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の中央と右端との間に位置する場合には、第二，第三の歪み補正パラメータＲＰ２，ＲＰ３の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出することを特徴とする。
【００４１】
これによれば、運転者１０２の視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の中央と左右端の間に移動した場合であっても、精度の高い歪み補正をすることが可能となる。
【００４２】
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。なお、前述の実施形態と同一あるいは相当箇所には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４３】
第二の実施形態が前述の実施形態と異なる点は、記憶部であるＲＯＭ２２に記憶される歪み補正パラメータ及びこれを用いた歪み補正方法である。以下、図１０を用いて本実施形態における表示画像Ｆの歪み補正方法の一例を説明する。
【００４４】
まず、ＣＰＵ２１は、ステップＳ２１において、ステップＳ２で算出した左眼視点位置及び右眼視点位置から水平方向の視点角度θｘを算出する。具体的には、虚像Ｖの焦点面からの垂線を基準として、視点位置の中心（左眼視点位置と右眼視点位置との中心）と虚像Ｖの焦点面からの垂線とのなす水平方向の角度を視点角度θｘとして算出する。本実施形態において、水平方向の視点角度θｘは、視点位置の中心が虚像Ｖの視認可能範囲の中央（設計基準位置）である場合は０°（θｘ＝０°）となり、視点位置の中心が虚像Ｖの視認可能範囲の中央より運転者１０２から見て左側に位置する場合にはマイナスの値（θｘ＝−ａ°）となり、視点位置の中心が虚像Ｖの視認可能範囲の中央より運転者１０２から見て右側に位置する場合にはプラスの値（θｘ＝ａ°）となるものとする（ａは正の数）。また、ＣＰＵ２１は、同様に垂直方向の視点角度θｙを算出する。具体的には、虚像Ｖの焦点面からの垂線を基準として、視点位置の中心（左眼視点位置と右眼視点位置との中心）と虚像Ｖの焦点面からの垂線とのなす垂直方向の角度を視点角度θｙとして算出する。本実施形態において、垂直方向の視点角度θｙは、視点位置の中心が虚像Ｖの視認可能範囲の中央（設計基準位置）である場合は０°（θｙ＝０°）となり、視点位置の中心が虚像Ｖの視認可能範囲の中央より運転者１０２から見て下側に位置する場合にはマイナスの値（θｙ＝−ｂ°）となり、視点位置の中心が虚像Ｖの視認可能範囲の中央より運転者１０２から見て上側に位置する場合にはプラスの値（θｙ＝ｂ°）となるものとする（ｂは正の数）。
【００４５】
次に、ＣＰＵ２１は、ステップＳ２２において、ステップＳ２１で算出した視点角度θｘ，θｙに対応する歪み補正パラメータを取得する。歪み補正パラメータは、例えば図１１に示すように、それぞれ３つの視点角度θｘ，θｙの値の組み合わせに応じて複数設定され、ＲＯＭ２２に保存されるものである。すなわち、視点位置の中心が表示画像Ｆ（虚像Ｖ）の視認可能範囲の上端かつ左端である場合の視点角度θｘ（θｘ＝−６０°）と視点角度θｙ（θｙ＝６０°）との組み合わせに対応する第一の歪み補正パラメータＲＰ１と、視点位置の中心が表示画像Ｆ（虚像Ｖ）の視認可能範囲の上端かつ左右中央である場合の視点角度θｘ（θｘ＝０°）と視点角度θｙ（θｙ＝６０°）との組み合わせに対応する第二の歪み補正パラメータＲＰ２と、視点位置の中心が表示画像Ｆ（虚像Ｖ）の視認可能範囲の上端かつ右端である場合の視点角度θｘ（θｘ＝６０°）と視点角度θｙ（θｙ＝６０°）との組み合わせに対応する第三の歪み補正パラメータＲＰ３と、視点位置の中心が表示画像Ｆ（虚像Ｖ）の視認可能範囲の上下中央かつ左端である場合の視点角度θｘ（θｘ＝−６０°）と視点角度θｙ（θｙ＝０°）の組み合わせに対応する第四の歪み補正パラメータＲＰ４と、視点位置の中心が表示画像Ｆ（虚像Ｖ）の視認可能範囲の上下中央かつ左右中央である場合の視点角度θｘ（θｘ＝０°）と視点角度θｙ（θｙ＝０°）との組み合わせに対応する第五の歪み補正パラメータＲＰ５と、視点位置の中心が表示画像Ｆ（虚像Ｖ）の視認可能範囲の上下中央かつ右端である場合の視点角度θｘ（θｘ＝６０°）と視点角度θｙ（θｙ＝０°）との組み合わせに対応する第六の歪み補正パラメータＲＰ６と、視点位置の中心が表示画像Ｆ（虚像Ｖ）の視認可能範囲の下端かつ左端である場合の視点角度θｘ（θｘ＝−６０°）と視点角度θｙ（θｙ＝−６０°）との組み合わせに対応する第七の歪み補正パラメータＲＰ７と、視点位置の中心が表示画像Ｆ（虚像Ｖ）の視認可能範囲の下端かつ左右中央である場合の視点角度θｘ（θｘ＝０°）と視点角度θｙ（θｙ＝−６０°）との組み合わせに対応する第八の歪み補正パラメータＲＰ８と、視点位置の中心が表示画像Ｆ（虚像Ｖ）の視認可能範囲の下端かつ右端である場合の視点角度θｘ（θｘ＝６０°）と視点角度θｙ（θｙ＝−６０°）との組み合わせに対応する第九の歪み補正パラメータＲＰ９と、がＲＯＭ２２に記憶される。なお、視点位置の中心が表示画像Ｆの視認可能範囲の左右端である場合の視点角度θｘと視点位置の中心が表示画像Ｆの視認可能範囲の上下端である場合の視点角度θｙとは、本実施形態に限定されるものではなく任意に定められるものである。第一〜第九の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ９の各々は、図１２に示すように、後述するテクスチャマッピングで用いられる三角パッチの複数の頂点の表示手段３０の表示面上のｘ軸（横軸）方向の位置とｙ軸（縦軸）方向の位置を示す値（原点からのドット数）を有する。図１２においては第一〜第九の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ９に１番〜２５番の２５個の頂点のｘ軸方向の値とｙ軸方向の値とを設定した例を示しているが、頂点の数は任意である。第一〜第九の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ９において、三角パッチの頂点のｘ軸方向の位置とｙ軸方向の位置とは、ウィンドシールド１０１に投影された表示画像Ｆを対応する視点角度θｘ，θｙから見た際に生じる歪みと逆方向の歪みが生じるように設定されている。
【００４６】
第一〜第九の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ９は、ルックアップテーブルとしてＲＯＭ２２に保存され、ＣＰＵ２１は算出された視点角度θｘ，θｙに基づいて以下のようにＲＯＭ２２から第一〜第九の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ９を読み出す。まず、視点角度θｘが−６０°、０°、６０°の何れかであり、かつ、視点角度θｙが−６０°、０°、６０°の何れかである場合には、ＣＰＵ２１は、視点角度θｘ，θｙの組み合わせに対応する第一〜第九の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ９の何れかをＲＯＭ２２から読み出す。
また、視点角度θｘが第一〜第九の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ９と対応しない値であり（例えば視点角度θｘ＝−３０°）かつ、視点角度θｙが−６０°、０°、６０°の何れかである場合には、ＣＰＵ２１は、第一〜第九の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ９のうち算出された視点角度θｘの前後の視点角度θｘと算出された視点角度θｙとの組み合わせに対応する２つの歪み補正パラメータを取得して両者の間の補間処理を行い、算出された視点角度θｘ，θｙの組み合わせに対応する補間歪み補正パラメータＲＰ’を取得する。すなわち、視点位置の中心が表示画像Ｆの視認可能範囲の左右中央と左端との間に位置する場合（視点角度θｘがマイナス（θｘ＝−ａ°）の場合）には、ＣＰＵ２１は第一，第二の歪み補正パラメータＲＰ１，ＲＰ２の間（視点角度θｙ＝６０°である場合）、第四，第五の歪み補正パラメータＲＰ４，ＲＰ５の間（視点角度θｙ＝０°である場合）、あるいは第七，第八の歪み補正パラメータＲＰ７，ＲＰ８の間（視点角度θｙ＝−６０°である場合）の何れかを補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出する。また、視点位置の中心が表示画像Ｆの視認可能範囲の左右中央と右端との間に位置する場合（視点角度θｘがプラス（θｘ＝ａ°）の場合）には、ＣＰＵ２１は第二，第三の歪み補正パラメータＲＰ２，ＲＰ３の間（視点角度θｙ＝６０°である場合）、第五，第六の歪み補正パラメータＲＰ５，ＲＰ６の間（視点角度θｙ＝０°である場合）、あるいは第八，第九の歪み補正パラメータＲＰ８，ＲＰ９の間（視点角度θｙ＝−６０°である場合）の何れかを補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出する。
【００４７】
また、視点角度θｘが−６０°、０°、６０°の何れかであり、かつ、視点角度θｙが第一〜第九の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ９と対応しない値である（例えば視点角度θｙ＝３０°）場合には、ＣＰＵ２１は、第一〜第九の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ９のうち算出された視点角度θｘと算出された視点角度θｙの前後の視点角度θｙとの組み合わせに対応する２つの歪み補正パラメータを取得して両者の間の補間処理を行い、算出された視点角度θｘ，θｙの組み合わせに対応する補間歪み補正パラメータＲＰ’を取得する。すなわち、視点位置の中心が表示画像Ｆの視認可能範囲の上端と上下中央との間に位置する場合（視点角度θｙがプラス（θｂ＝ｂ°）の場合）には、ＣＰＵ２１は第一，第四の歪み補正パラメータＲＰ１，ＲＰ４の間（視点角度θｘ＝−６０°である場合）、第二，第五の歪み補正パラメータＲＰ２，ＲＰ５の間（視点角度θｘ＝０°である場合）、あるいは第三，第六の歪み補正パラメータＲＰ３，ＲＰ６の間（視点角度θｘ＝６０°である場合）の何れかを補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出する。また、視点位置の中心が表示画像Ｆの視認可能範囲の上下中央と下端との間に位置する場合（視点角度θｙがマイナス（θｙ＝−ｂ°）の場合）には、ＣＰＵ２１は第四，第七の歪み補正パラメータＲＰ４，ＲＰ７の間（視点角度θｘ＝−６０°である場合）、第五，第八の歪み補正パラメータＲＰ５，ＲＰ８の間（視点角度θｘ＝０°である場合）、あるいは第六，第九の歪み補正パラメータＲＰ６，ＲＰ９の間（視点角度θｘ＝６０°である場合）の何れかを補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出する。
【００４８】
また、視点角度θｘ，θｙのいずれもが第一〜第九の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ９と対応しない値である場合（例えば視点角度θｘ＝−３０°、θｙ＝３０°である場合や視点角度θｘ＝３０°、θｙ＝−３０°である場合）には、ＣＰＵ２１は、第一〜第九の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ９のうちその前後の視点角度θｘ，θｙの組み合わせに対応する４つの歪み補正パラメータを取得してこれらの間の補間処理を行い、算出された視点角度θｘ，θｙに対応する補間歪み補正パラメータＲＰ’を取得する。すなわち、視点位置の中心が表示画像Ｆの視認可能範囲の上端かつ左端と上端かつ左右中央と上下中央かつ左端と上下中央かつ左右中央との間に位置する場合（視点角度θｘがマイナス（θｘ＝−ａ°）かつ視点角度θｙがプラス（θｙ＝ｂ°）の場合）には、ＣＰＵ２１は第一，第二，第四，第五の歪み補正パラメータＲＰ１，ＲＰ２，ＲＰ４，ＲＰ５の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出する。また、視点位置の中心が表示画像Ｆの視認可能範囲の上端かつ左右中央と上端かつ右端と上下中央かつ左右中央と上下中央かつ右端との間に位置する場合（視点角度θｘがプラス（θｘ＝ａ°）、視点角度θｙがプラス（θｙ＝ｂ°）の場合）には、ＣＰＵ２１は第二，第三，第五，第六の歪み補正パラメータＲＰ２，ＲＰ３，ＲＰ５，ＲＰ６の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出する。また、視点位置の中心が表示画像Ｆの視認可能範囲の上下中央かつ左端と上下中央かつ左右中央と下端かつ左端と下端かつ左右中央との間に位置する場合（視点角度θｘがマイナス（θｘ＝−ａ°）かつ視点角度θｙがマイナス（θｙ＝−ｂ°）の場合）には、ＣＰＵ２１は第四，第五，第七，第八の歪み補正パラメータＲＰ４，ＲＰ５，ＲＰ７，ＲＰ８の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出する。また、視点位置の中心が表示画像Ｆの視認可能範囲の上下中央かつ左右中央と上下中央かつ右端と下端かつ左右中央と下端かつ右端との間に位置する場合（視点角度θｘがプラス（θｘ＝ａ°）、視点角度θｙがマイナス（θｙ＝−ｂ°）の場合）には、ＣＰＵ２１は第五，第六，第八，第九の歪み補正パラメータＲＰ５，ＲＰ６，ＲＰ８，ＲＰ９の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出する。
【００４９】
補間処理の一例として、歪み補正パラメータＲＰｎと歪み補正パラメータＲＰ（ｎ＋１）と歪み補正パラメータＲＰ（ｎ＋３）と歪み補正パラメータＲＰ（ｎ＋４）との４つの歪み補正パラメータの間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を取得する場合を例に挙げて説明する。
補間歪み補正パラメータＲＰ’は算出された視点位置と各歪み補正パラメータＲＰｎ，ＲＰ（ｎ＋１），ＲＰ（ｎ＋３），ＲＰ（ｎ＋４）に対応する視点位置との距離Ｌｎ，Ｌ（ｎ＋１），Ｌ（ｎ＋３），Ｌ（ｎ＋４）から各歪み補正パラメータＲＰｎ，ＲＰ（ｎ＋１），ＲＰ（ｎ＋３），ＲＰ（ｎ＋４）の重みＷｎ，Ｗ（ｎ＋１），Ｗ（ｎ＋３），Ｗ（ｎ＋４）を算出し、算出された視点位置に近いほど重みを大きくして求めることができる。
具体的には、まず、ＣＰＵ２１は、各歪み補正パラメータＲＰｎ，ＲＰ（ｎ＋１），ＲＰ（ｎ＋３），ＲＰ（ｎ＋４）に対応する視点位置と算出された視点位置との距離をＬｎ，Ｌ（ｎ＋１），Ｌ（ｎ＋３），Ｌ（ｎ＋４）を下記式２を用いて求める。
【数１】
2014199385.tif 000003
なお、θｎｘとθｎｙはそれぞれ歪み補正パラメータＲＰｎに対応する視点角度θｘの値及び視点角度θｙの値を示す。同様にθ（ｎ＋１）ｘとθ（ｎ＋１）ｙはそれぞれ歪み補正パラメータＲＰ（ｎ＋１）に対応する視点角度θｘの値及び視点角度θｙの値を示す。同様にθ（ｎ＋３）ｘとθ（ｎ＋３）ｙはそれぞれ歪み補正パラメータＲＰ（ｎ＋３）に対応する視点角度θｘの値及び視点角度θｙの値を示す。同様にθ（ｎ＋４）ｘとθ（ｎ＋４）ｙはそれぞれ歪み補正パラメータＲＰ（ｎ＋４）に対応する視点角度θｘの値及び視点角度θｙの値を示す。また、ｓｕｍＬはそれぞれの距離Ｌｎ，Ｌ（ｎ＋１），Ｌ（ｎ＋３），Ｌ（ｎ＋４）の合計を示す。
次に、ＣＰＵ２１は、各歪み補正パラメータＲＰｎ，ＲＰ（ｎ＋１），ＲＰ（ｎ＋３），ＲＰ（ｎ＋４）に対する重みＷｎ，Ｗ（ｎ＋１），Ｗ（ｎ＋３），Ｗ（ｎ＋４）を下記式３を用いて算出する。なお、算出された視点位置が近い程、重みの値が大きくなるようにする。
（式３）
Ｗｎ＝（Ｌ（ｎ＋１）＋Ｌ（ｎ＋３）＋Ｌ（ｎ＋４））／ｓｕｍＬ
Ｗ（ｎ＋１）＝（Ｌｎ＋Ｌ（ｎ＋３）＋Ｌ（ｎ＋４））／ｓｕｍＬ
Ｗ（ｎ＋３）＝（Ｌｎ＋Ｌ（ｎ＋１）＋Ｌ（ｎ＋４））／ｓｕｍＬ
Ｗ（ｎ＋４）＝（Ｌｎ＋Ｌ（ｎ＋１）＋Ｌ（ｎ＋３））／ｓｕｍＬ
次に、ＣＰＵ２１は、各重みＷｎ，Ｗ（ｎ＋１），Ｗ（ｎ＋３），Ｗ（ｎ＋４）を各歪み補正パラメータＲＰｎ，ＲＰ（ｎ＋１），ＲＰ（ｎ＋３），ＲＰ（ｎ＋４）に掛けて足し合わせることで（下記式４参照）、補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出する。
（式４）
ＲＰ’＝ＲＰｎ×Ｗｎ＋ＲＰ（ｎ＋１）×Ｗ（ｎ＋１）＋ＲＰ（ｎ＋３）×Ｗ（ｎ＋３）＋ＲＰ（ｎ＋４）×Ｗ（ｎ＋４）
このとき、補間歪み補正パラメータＲＰ’のｍ番の頂点のｘ軸方向の値ｘｍとｙ軸方向の値ｙｍとは以下の式５で求められる。
（式５）
ｘｍ＝ｘｎｍ×Ｗｎ＋ｘ（ｎ＋１）ｍ×Ｗ（ｎ＋１）＋ｘ（ｎ＋３）ｍ×Ｗ（ｎ＋３）＋ｘ（ｎ＋４）ｍ×Ｗ（ｎ＋４）
ｙｍ＝ｙｎｍ×Ｗｎ＋ｙ（ｎ＋１）ｍ×Ｗ（ｎ＋１）＋ｙ（ｎ＋３）ｍ×Ｗ（ｎ＋３）＋ｙ（ｎ＋４）ｍ×Ｗ（ｎ＋４）
なお、ｘｎｍとｙｎｍは、それぞれ歪み補正パラメータＲＰｎにおけるｍ番の頂点のｘ軸方向の値とｙ軸方向の値を示す。同様にｘ（ｎ＋１）ｍとｙ（ｎ＋１）ｍは、それぞれ歪み補正パラメータＲＰ（ｎ＋１）におけるｍ番の頂点のｘ軸方向の値とｙ軸方向の値を示す。同様にｘ（ｎ＋３）ｍとｙ（ｎ＋３）ｍは、それぞれ歪み補正パラメータＲＰ（ｎ＋３）におけるｍ番の頂点のｘ軸方向の値とｙ軸方向の値を示す。同様にｘ（ｎ＋４）ｍとｙ（ｎ＋４）ｍは、それぞれ歪み補正パラメータＲＰ（ｎ＋４）におけるｍ番の頂点のｘ軸方向の値とｙ軸方向の値を示す。
また、補間関数として用いる多項式には、代表的なものとして線形補間のほかに、３次補間やラグランジュ補間、スプライン補間などがあるが、いずれを使用して補間処理を行っても良い。また、歪みが大きい個所に位置する頂点について補間処理に使用する補間関数に高次の多項式を用い、歪みが小さい個所に位置する頂点について補間処理に使用する補間関数に低次の多項式を用いるなど、多項式を対応点毎に変更してもよい。高次の多項式は計算量が増えるものの、歪みの補正精度は向上する。一方、低次の多項式は歪みの補正精度は低いが、計算量が少ない。両者を対応点によって使い分けることで、歪みの補正精度と計算速度の向上を両立させることができる。
【００５０】
上記の例は、４つの歪み補正パラメータの間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出するものであったが、２つの歪み補正パラメータ（例えば歪み補正パラメータＲＰｎ，ＲＰ（ｎ＋１））の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出する場合も同様にして、算出された視点位置と各歪み補正パラメータＲＰｎ，ＲＰ（ｎ＋１）に対応する視点位置との距離Ｌｎ，Ｌ（ｎ＋１）から各歪み補正パラメータＲＰｎ，ＲＰ（ｎ＋１）の重みＷｎ，Ｗ（ｎ＋１）を算出し、算出された視点位置に近いほど重みを大きくして求めることができる。
【００５１】
次に、ＣＰＵ２１は、ステップＳ２３において、ステップＳ２２で取得した第一〜第九の歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ９あるいは補間歪み補正パラメータＲＰ’に基づいて、表示画像Ｆの歪みを補正する。具体的には、まず、ＣＰＵ２１は、図８に示すように、歪み補正パラメータＲＰ１〜ＲＰ９あるいは補間歪み補正パラメータＲＰ’として取得した各頂点のｘ軸方向の値とｙ軸方向の値とに基づいて三角パッチを作成する。次に、ＣＰＵ２１は、図９（ａ）に示すように、表示画像Ｆを三角パッチの個数（本実施形態では３２個）と同数の略三角形状のテクスチャＦ１〜Ｆ３２に分割し、さらに図９（ｂ）に示すように、これらテクスチャＦ１〜Ｆ３２を対応する三角パッチにテクスチャマッピングによって貼り付ける。なお、テクスチャマッピングはＣＰＵ２１の画像処理を行う回路に実装されている機能を用いても良いし、ソフトウェアとして実装されている機能であってもよい。テクスチャマッピングによって得られた補正後の表示画像Ｆは、ウィンドシールド１０１に投影された表示画像Ｆを算出された視点角度θｘ，θｙから見た際に生じる歪みと逆方向の歪みが与えられ、補正後の表示画像Ｆを表示手段３０に表示すると、ウィンドシールド１０１で投影された際には歪みのない表示画像Ｆが得られる。
【００５２】
ＣＰＵ２１は、ステップＳ２１〜Ｓ２３を実行することで表示画像Ｆの補正を実行する。
【００５３】
本実施形態におけるＨＵＤ装置１００は、表示画像Ｆを表示する表示手段３０と、表示画像Ｆを表示手段３０に表示させる制御部２０と、運転者１０２の視点位置を検出可能な位置検出手段（撮像部１０及び制御部２０）と、を備え、表示画像Ｆをウィンドシールド１０１に投影する表示装置であって、
前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の上端かつ左端である場合の第一の歪み補正パラメータＲＰ１と、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の上端かつ左右中央である場合の第二の歪み補正パラメータＲＰ２と、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の上端かつ右端である場合の第三の歪み補正パラメータＲＰ３と、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の上下中央かつ左端である場合の第四の歪み補正パラメータＲＰ４と、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の上下中央かつ左右中央である場合の第五の歪み補正パラメータＲＰ５と、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の上下中央かつ右端である場合の第六の歪み補正パラメータＲＰ６と、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の下端かつ左端である場合の第七の歪み補正パラメータＲＰ７と、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の下端かつ左右中央である場合の第八の歪み補正パラメータＲＰ８と、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の下端かつ右端である場合の第九の歪み補正パラメータＲＰ９と、を記憶するＲＯＭ２２を備え、
制御部２０は、前記視点位置に基づいて第一から第九の歪み補正パラメータＲＰ１からＲＰ９のいずれかを取得して、または、第一から第九の歪み補正パラメータＲＰ１からＲＰ９のうち複数の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出して、第一から第九の歪み補正パラメータＲＰ１からＲＰ９あるいは補間歪み補正パラメータＲＰ’のいずれかに基づいてウィンドシールド１０１に投影されたときの表示画像Ｆの歪みを補正することを特徴とする。
【００５４】
また、ＨＵＤ装置１００の表示方法は、前記視点位置に基づいて第一から第九の歪み補正パラメータＲＰ１からＲＰ９のいずれかを取得して、または、第一から第九の歪み補正パラメータＲＰ１からＲＰ９のうち複数の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出して、第一から第九の歪み補正パラメータＲＰ１からＲＰ９あるいは補間歪み補正パラメータＲＰ’のいずれかに基づいてウィンドシールド１０１に投影されたときの表示画像Ｆの歪みを補正することを特徴とする。
【００５５】
これによれば、運転者１０２の視点位置が上下左右に移動した場合であっても表示像の歪みを補正して視認性を向上させることができ、また、ＲＯＭ２２に記憶させる歪み補正パラメータを９つに抑制でき部品コストの増大を抑制することが可能となる。
【００５６】
また、本実施形態におけるＨＵＤ装置１００は、制御部２０が、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の上端かつ左端と上端かつ左右中央と上下中央かつ左端と上下中央かつ左右中央との間に位置する場合には、第一，第二，第四，第五の歪み補正パラメータＲＰ１，ＲＰ２，ＲＰ４，ＲＰ５の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出し、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の上下中央かつ左端と上下中央かつ左右中央と下端かつ左端と下端かつ左右中央との間に位置する場合には、第四，第五，第七，第八の歪み補正パラメータＲＰ４，ＲＰ５，ＲＰ７，ＲＰ８の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出し、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の上端かつ左右中央と上端かつ右端と上下中央かつ左右中央と上下中央かつ右端との間に位置する場合には、第二，第三，第五，第六の歪み補正パラメータＲＰ２，ＲＰ３，ＲＰ５，ＲＰ６の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出し、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の上下中央かつ左右中央と上下中央かつ右端と下端かつ左右中央と下端かつ右端との間に位置する場合には、第五，第六，第八，第九の歪み補正パラメータＲＰ５，ＲＰ６，ＲＰ８，ＲＰ９の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出することを特徴とする。
【００５７】
また、ＨＵＤ装置１００の表示方法は、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の上端かつ左端と上端かつ左右中央と上下中央かつ左端と上下中央かつ左右中央との間に位置する場合には、第一，第二，第四，第五の歪み補正パラメータＲＰ１，ＲＰ２，ＲＰ４，ＲＰ５の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出し、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の上下中央かつ左端と上下中央かつ左右中央と下端かつ左端と下端かつ左右中央との間に位置する場合には、第四，第五，第七，第八の歪み補正パラメータＲＰ４，ＲＰ５，ＲＰ７，ＲＰ８の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出し、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の上端かつ左右中央と上端かつ右端と上下中央かつ左右中央と上下中央かつ右端との間に位置する場合には、第二，第三，第五，第六の歪み補正パラメータＲＰ２，ＲＰ３，ＲＰ５，ＲＰ６の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出し、前記視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の上下中央かつ左右中央と上下中央かつ右端と下端かつ左右中央と下端かつ右端との間に位置する場合には、第五，第六，第八，第九の歪み補正パラメータＲＰ５，ＲＰ６，ＲＰ８，ＲＰ９の間を補間処理して補間歪み補正パラメータＲＰ’を算出することを特徴とする。
【００５８】
これによれば、運転者１０２の視点位置が表示画像Ｆの視認可能範囲の中央と上下端及び左右端の間に移動した場合であっても、精度の高い歪み補正をすることが可能となる。
【００５９】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更（構成要素の削除を含む）が可能であることはもちろんである。本実施形態は、表示装置として表示手段３０からの表示画像Ｆをウィンドシールド１０１に投影して運転者１０２に表示画像Ｆの虚像Ｖを視認させるＨＵＤ装置１００を例に挙げたが、本発明を表示手段からの表示画像を反射スクリーン（被投影部材）や透過スクリーン（被投影部材）に投影して観察者に表示画像の実像を視認させる表示装置に適用しても良い。また、本実施形態のＨＵＤ装置１００は車両用であったが、本発明を車両用以外の表示装置に適用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、表示装置及びその表示方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１００  ヘッドアップディスプレイ装置
１０１  ウィンドシールド（被投影部材）
１０２  運転者（観察者）
１０  撮像部
２０  制御部
３０  表示手段
４０  凹面鏡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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