(57)【要約】カメラユニットの水平視野（ＦＯＶ：ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）を約１８度に選択し、０．４〜１．０の間のシステム倍率を選択することを含む、画像表示方法及び装置が開示される。上記方法及び装置はまた、前記画像のアスペクト比を、前記選択されたカメラユニットの水平視野と前記選択されたシステム倍率に基づいて決定し、前記画像を形成するのに、シーンからエネルギを受信し、前記画像をディスプレイに表示することを含む。
2005534549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイに画像を表示する方法であって、
カメラユニットの水平視野（ＦＯＶ：ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）を約１８度に選択し、
システム倍率を０．４〜１．０の範囲で選択し、
前記画像のアスペクト比を、前記選択された水平視野とシステム倍率に基づいて決定し、
シーンから前記画像を形成するためのエネルギを受信し、
前記画像をディスプレイに表示する
ことを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、前記カメラユニットの水平視野（ＦＯＶ）は１５〜２１度であることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法であって、前記システム倍率は約０．５〜０．６であることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法であって、
前記カメラユニットの水平視野（ＦＯＶ）を１８度に設定し、
前記システム倍率として約０．５５を選択し、
前記カメラユニットの水平視野とシステム倍率に基づいて決定される前記画像のアスペクト比を約１０：３．３に設定することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法であって、前記表示は、前記画像を結像ミラーに反射すること含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法であって、前記表示は、前記画像を液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に表示することを含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
ディスプレイに画像を表示する方法であって、
カメラユニットの水平視野（ＦＯＶ：ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）を約１８度に選択し、
システム倍率を０．４〜１．０の範囲で選択し、
前記画像のアスペクト比を、前記選択された水平視野とシステム倍率に基づいて決定し、
複数の検出素子の各々で、シーンから前記画像形成のためのエネルギを受光し、
各検出素子で受光されたエネルギを、当該受光エネルギを表す情報に変換し、
前記受光エネルギを表す情報を用いて前記画像を形成し、
前記画像をディスプレイに表示する
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法であって、前記表示は、前記画像を折りたたみミラーに投影し、前記可視画像を前記折りたたみミラーを用いて結像ミラーに反射することを含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
画像を表示するシステムであって、
水平視野（ＦＯＶ：ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）が約１８度に設定されたカメラユニットと、
０．４〜１．０になるように選択されたシステム倍率と、
前記カメラユニットに接続されたディスプレイとを有し、前記ディスプレイは前記画像を表示し、前記画像は、前記設定された水平視野と前記選択されたシステム倍率に基づいて決定されるアスペクト比を有することを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項９記載のシステムであって、前記カメラユニットは、水平視野が１５〜２１度であることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項９記載のシステムであって、前記システム倍率は、約０．５〜０．６であることを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項９記載のシステムであって、
前記カメラユニットは、水平視野が１８度になるように設定され、
前記システム倍率は、約０．５５になるように選択されており、
前記設定された水平視野と前記選択されたシステム倍率に基づいて決定される前記画像のアスペクト比は、約１０：３．３であることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項９記載のシステムであって、前記ディスプレイは、前記結像ミラーを有し、前記画像を前記結像ミラーに表示する折りたたみミラーをさらに有することを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項９記載のシステムであって、前記ディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１５】
画像を表示するシステムであって、
水平視野（ＦＯＶ：ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）が約１８度に設定されたカメラユニットと、
０．４〜１．０になるように選択されたシステム倍率と、
前記カメラユニットに接続され、前記設定された水平視野と前記選択されたシステム倍率に基づいて決定されるアスペクト比を有する前記画像を表示するディスプレイと、
シーンからのエネルギを検出器に導くレンズシステムと、
前記ディスプレイを含み、前記検出器と接続され、前記検出器から受信した情報を用いて前記画像を形成するディスプレイユニットとを有し、
前記検出器は検出エレメントのアレイを含み、各検出エレメントは、前記シーンの一部からエネルギを受光し、前記受光エネルギを当該受光エネルギを表す情報に変換し、前記検出エレメントの少なくとも一部に関連付けられた前記情報を前記ディスプレイユニットに送信することを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１５記載のシステムであって、前記ディスプレイユニットは、前記画像を折りたたみミラーに投影する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含み、前記折りたたみミラーは、前記可視画像を結像ミラーに反射することを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項１５記載のシステムであって、前記検出器は、酸化バナジウムボロメータを含むことを特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項１５記載のシステムであって、前記検出器は、薄膜強誘電体ボロメータを含むことを特徴とするシステム。
【請求項１９】
請求項１５記載のシステムであって、前記検出器は、アルファ・シリコンボロメータを含むことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般にビジョンシステムに関し、特に画像表示方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
日中であれば、車両の運転者は、夜間に検知または認識することが不可能ではないとしても困難な物体を検知及び認識することができる。例えば、晴れた日に、車両の前方５００メートルにいる鹿は、容易に検知かつ認識されるはずである。しかし、夜間で、特にヘッドライトが唯一の照明である場合には、上記の距離では鹿を検知できず、まして認識することはできないであろう。ヘッドライトの照射範囲を超えているからである。また、運転者が鹿を検知するまでに、そして、それが何であるかを認識するよりずっと前に、車両は日中の場合よりもかなり鹿に接近しているであろう。従って、その結果生じる事故の危険性は、日中よりも夜間の方が非常に高くなる。
【０００３】
そこで、事故の危険性を減少させるため、運転者の視力を補完するナイトビジョンシステムが開発されている。ナイトビジョンシステムの一例としては、米国特許第５，７８１，２４３号、発明の名称“Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｎｉｇｈｔ  Ｖｉｓｉｏｎ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ”がある。ナイトビジョンシステムには、車両のグリルに搭載される赤外線カメラユニットと、車両のダッシュボードに搭載されるイメージソースを含むものがある。上記カメラユニットは、車両正面のシーンに関する情報を収集し、上記イメージソースは、当該情報から得られた画像を表示用にフロントガラスに投影する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、画像の表示にフロントガラスを用いると、いくつかの不都合な点がある。例えば、大量の光が屈折で失われてしまうため、画像の照度が低くなり得る。また別の例として、フロントガラスの曲率の変化によって画像が歪むことがある。こうした問題を解決するために、ナイトビジョンシステムには、運転者用の表示装置として、ダッシュボードに搭載される拡大光学素子を用いることを提案しているものがある。視覚や美観の観点から、表示装置の大きさを縮小したいという需要は依然として存在する。標準的な表示装置は、余分な情報を提供し、運転者を混乱させることがある。例えば、特に運転者に表示される画像が縮小されたものである場合、余分な情報によって運転者の奥行き知覚が歪められることがある。
【０００５】
本発明は、従来の方法やシステムに関連する不都合な点や問題の少なくとも一部を実質的に解決または軽減する、画像表示方法及びシステムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態によれば、ディスプレイに画像を表示する方法は、カメラユニットの水平視野（ＦＯＶ：ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）を約１８度に選択し、システム倍率を０．４〜１．０の範囲で選択することを含む。上記方法はまた、前記画像のアスペクト比を、前記選択された水平視野とシステム倍率に基づいて設定し、シーンから前記画像を形成するためのエネルギを受信し、前記画像をディスプレイに表示することを含む。
【０００７】
選択された水平視野は１８度であってもよく、システム倍率は約０．５５であってもよい。設定された画像のアスペクト比は、約１０：３．３または３．１であってもよい。上記方法はまた、受光エネルギを、当該受光エネルギを表す情報に変換し、前記受光エネルギを表す情報を用いて前記画像を形成することを含み得る。前記画像のディスプレイへの表示には、前記画像を折りたたみミラーに投影し、前記可視画像を前記折りたたみミラーを用いて結像ミラーに反射することが含まれてもよい。
【０００８】
別の実施形態によれば、画像を表示するシステムは、水平視野（ＦＯＶ：ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）が約１８度になるように設定されたカメラユニットと、０．４〜１．０になるように選択されたシステム倍率とを有する。前記システムは、前記カメラユニットに接続されたディスプレイを有する。前記ディスプレイは前記画像を表示可能である。前記画像は、前記設定されたカメラユニットの水平視野と前記選択されたシステム倍率に基づいて決定されるアスペクト比を有する。
【０００９】
前記システムは、シーンからのエネルギを検出器に導くレンズシステムと、前記ディスプレイを含むディスプレイユニットをさらに有し得る。前記ディスプレイユニットは、前記検出器に接続されてもよく、前記検出器から受信した情報を用いて前記画像を形成してもよい。前記検出器は検出エレメントのアレイを含み、各検出エレメントは、前記シーンの一部からエネルギを受光し、前記受光エネルギを当該受光エネルギを表す情報に変換し、前記検出エレメントの少なくとも一部に関連付けられた前記情報を前記ディスプレイユニットに送信してもよい。前記ディスプレイユニットは、前記画像を折りたたみミラーに投影する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を有し得る。折りたたみミラーは、前記可視画像を結像ミラーに反射するように構成してもよい。
【００１０】
本発明の実施形態の技術的利点は、水平視野が約１８度のカメラユニットと、約０．４〜１．０の範囲で選択されたシステム倍率と、前記システム倍率と前記カメラユニットの前記水平視野に基づいて決定されるアスペクト比とを有する補助ビジョンシステムを含む。このようなシステムは、運転者がより適切に画像の奥行きを知覚することを可能にする補助画像を提示するのに特に適している。さらに、カメラユニット３０の水平視野を約１８度にすることで、運転者にとって車両前方の道路における潜在的な危険性を的確に確認できる、適切な量の水平方向の情報が提示される。これは、約１８度のカメラユニット３０の水平視野と共に、０．４〜１．０の間で選択されたシステム倍率と、上記カメラユニットの水平視野及び選択されたシステム倍率に基づく表示画像のアスペクト比とを組み合わせた場合に特に有効となる。さらに、カメラユニット３０の上記水平視野は、０．４〜１．０の間で選択される倍率と組み合わせることで、補助ビジョンシステム２０でより効果的に利用され得る。
【００１１】
他の技術的な利点は、当業者であれば、図面、明細書、及び特許請求の範囲から容易に理解できるであろう。さらに、特定の利点について上述したが、種々の実施形態には、上記の利点の全てまたは一部を含むものもあれば、含まないものもある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の特定の実施形態とその利点がより完全に理解されるように、添付の図面を参照しつつ、以下に説明を述べる。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態による、補助ビジョンシステム２０の一実施形態を組み込んだ車両１０を示す線図である。補助ビジョンシステム２０は、図示の実施形態において車両１０の正面に搭載されているカメラユニット３０を、フロントグリル１２の中央に備える。カメラユニット３０は、ディスプレイユニット４０に３９を介して電気的に接続される。ディスプレイユニット４０もまた、補助ビジョンシステム２０の一部である。ディスプレイユニット４０は、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：ｈｅａｄ−ｕｐ  ｄｉｓｐｌａｙ）として一般に知られているタイプである。ディスプレイユニット４０は、車両１０のダッシュボード１４の収納部内に搭載され、可視画像をディスプレイユニット４０の折りたたみミラーで反射して、運転者が見られるようにディスプレイ１７に投影することができる。ディスプレイ１７は、補助システム２０が使用されていないときには、ダッシュボード１４の収納部内に収納される。
【００１４】
カメラユニット３０もまた、コンピュータ６０に６９を介して電気的に接続されている。コンピュータ６０も補助ビジョンシステム２０の一部であり、角度エンコーダ７０から受け取ったヘディング情報に基づいてカメラユニットに指示を与える。角度エンコーダ７０は、車両１０のステアリングコラム１６に接続され、かつ、７９を介してコンピュータ６０及び／またはインクリノメータ８０に電気的に接続されている。インクリノメータ８０は、車両１０のフレームに接続され、コンピュータ６０に８９を介して電気的に接続されている。角度エンコーダ７０とインクリノメータ８０は、２つのタイプのセンサであるが、これらも補助ビジョンシステム２０の一部である。一般に、ステアリング・レート、傾斜、方向等、車両１０の進行方向に関する情報を提供できるものであれば、いかなるタイプのセンサを補助ビジョンシステム２０で使用してもよい。また、他の実施形態においては、１つ、２つ、または数個のセンサを用い得る。実施形態には、角度エンコーダまたはインクリノメータを含まないものもある。図１の補助ビジョンシステム２０について、以下により詳細に説明する。
【００１５】
運転者が夜間に車両を運転している場合、運転者が前方の道路を見る能力は、道路の同じ区域を日中運転している場合よりも、実質的に制限される。これは、月光がほとんど無く、街灯もなく、他の車両のヘッドライトも無い、地方において特に当てはまる。鹿等の動物が、車両の前方５００メートルの位置で道路に出てきた場合、運転者は日中であれば鹿に容易に気付き、認識するだろうが、夜間においては、鹿は当初、車両のヘッドライトの実効照射範囲内にいないこともあり得る。さらに、ヘッドライトが鹿を照らし出しても、運転者はその鹿に最初は気付かないことがある。鹿は、周囲の暗闇と区別するのが困難な茶色がかった色をしているかもしれないからである。その結果、道路に鹿がいることに運転者が初めて気付いた時点では、車両は日中の場合よりも夜間の場合に鹿にかなり接近していることがある。他にも、例えば、歩行者が道路に沿って歩いている場合など、同様の危険性が高い状況は数多くある。
【００１６】
図１に示す補助ビジョンシステム２０の目的の一つは、車両１０の運転者に、当該運転者が夜間に肉眼で識別できるよりも多くの情報を提供することである。この点に関して、カメラユニット３０は、車両１０のヘッドライトの実効照射範囲よりもかなり遠くの赤外線情報を検出することができる。動物や人間等の生体の場合、当該生体の熱の痕跡は、カメラユニット３０から得られる赤外線画像として提示される場合、通常、周囲の環境温度が比較的高いか低いかすると、著しいコントラストを示す。もっとも、これは可視光での同様の夜間画像に必ずしも当てはまるわけではない。
【００１７】
従って、ヘッドライトの照明や他の任意の光によって、運転者が車両のフロントガラスを通して直接見る画像に加えて、補助ビジョンシステム２０は、ディスプレイ１７上に反映される別個の補助的な画像を赤外線に基づいて提供する。上記補助画像は、肉眼ではまだ見ることができない前方の生体や物体を検知可能な形で表示することができる。さらに、補助画像は、生体または物体とその周囲のシーンを目に見えるよりもより著しいコントラストで表示することができる。なお、補助ビジョンシステム２０は、日中であっても、自然光で見られる物体の光景を補完するのに有用である。
【００１８】
カメラユニット３０には、画像を検出する特定の水平視野と垂直視野がある。画像の少なくとも一部は、ディスプレイ１７を用いて運転者に補助画像として最終的に表示される。上記補助画像は、カメラユニット３０で検出された画像の水平部分を実質的に全て含んでもよい。ただし、カメラユニット３０で検出された画像の垂直部分は、運転者が表示された補助画像の奥行きをより適切に知覚できるように、ディスプレイ１７上の補助画像に表示されなくともよい。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態による図１の補助ビジョンシステム２０の線図であり、カメラユニット３０とディスプレイユニット４０の内部構造をより詳細に示すものである。より具体的には、シーン５０からの熱放射がカメラユニット３０に入力され、レンズシステム３２とチョッパ３４を介して検出器３６に渡される。レンズシステム３２は、入力される放射線を検出器３６の画面に導く。
【００２０】
本実施形態において、チョッパ３４は、公知の種類の回転ディスクである。チョッパ３４が回転されると、チョッパ３４は入力される赤外線を変調し、検出器３６に渡す。
【００２１】
本実施形態においてはまた、検出器３６は、検出素子の２次元マトリクスを有し、各検出素子が最終的に得られる画像の各画素を生成する、市販のフォーカルプレーンアレイまたはスターリングアレイ検出器である。特に、検出器３６は、非冷却焦電型素子（ＢＳＴ）であるが、他の多様な種類の検出器を補助ビジョンシステム２０で用いてもよい。他の種類としては、酸化バナジウム、薄膜強誘電体、またはアルファ・シリコンボロメータが含まれ得る。
【００２２】
回路３８は、検出器３６を制御し、検出器３６が検出した画像を読み出し、また、チョッパ３４を検出器３６の動作と同期させるために設けられている。さらに、回路３８は、コンピュータ６０からの情報に基づいて、検出器３６から得た情報を、電気カプラ３９を介して、ディスプレイユニット４０内の回路４２に送信する。
【００２３】
回路４２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）４４を制御する。本実施形態において、液晶ディスプレイ４４は、ピクセルエレメントの２次元アレイを有する。本実施形態において、ディスプレイユニット４０は、横対縦のアスペクト比が１０：３．３または３：１の画像を表示する。回路４２は、回路３８を介して検出器３６から得た連続する画像を受け取り、これらをＬＣＤ４４に与える。ＬＣＤ４４は、ＬＣＤ４４上の補助画像が夜間でも見えるようにするバックライティングを備えてもよい。
【００２４】
補助画像は、当該画像を反射してディスプレイ１７に導く折りたたみミラー４８に投影され、運転者に対する仮想画像が生成される。図示の実施形態では、ディスプレイ１７が結像ミラーを備える。なお、図２には、折りたたみミラー４８とディスプレイ１７が平面的な部品として示されているが、それぞれが公知の比較的複雑な曲率を有していてもよい。曲率をもたせることにより、何らかの光学倍率が得られるようにしてもよい。ディスプレイ１７は移動可能に支持され、その任意の時における位置はドライブメカニズム４６によって決定される。運転者は、ドライブメカニズム４６を用いて、ディスプレイ１７を当該運転者が快適に見られる位置になるように調整することができる。運転者がディスプレイ１７を適当な位置に調整し終えると、ディスプレイ１７は、補助ビジョンシステム２０の通常動作の間、その位置にとどまる。
【００２５】
図示の実施形態では、ディスプレイ１７が結像ミラーを有するが、他の実施形態として、補助画像をミラーその他の部品で反射することなく、運転者が見られるように直接表示してもよい。例えば、実施形態によっては、運転者は上記画像をＬＣＤ、ＣＲＴ、または他の種類の直視型ディスプレイ上で直接見てもよい。
【００２６】
図３は、補助ビジョンシステム２０で用いられ、かつ、赤外線センサと、車道１５６に沿った等間隔のポイント１５４をフォーカルプレーンアレイ１５８に結像させる光学系１５２を用いるカメラユニット１５０を示す。フォーカルプレーンアレイ１５８は、最終的にディスプレイ１６２に適当なケーブル１６０を介して画像を供給する非冷却型の赤外線検出器アレイであってもよい。
【００２７】
光学システム１５２は、広角光学系、すなわち、車両正面に近接場と遠隔場の双方を備える光学系である。このようなシステムでは、対象空間の等間隔のポイントがフォーカルプレーンアレイ１５８上に非線形的に分布する。光線の非線形的分布は、運転者に距離を誤認させ得る。より具体的には、車両近傍のポイント１５４は、フォーカルプレーンアレイ１５８上により大きな非線形分布を生成する。従って、本発明によれば、補助画像において表示される車両近傍の情報量を削減することで、運転者の奥行き知覚が改善される。表示される情報量は、補助画像で運転者に対して表示される垂直方向の情報に基づいて決定される。従って、補助画像で運転者に対して表示される垂直方向の情報の量を削減することで、表示される車両近傍の情報の量が削減される。これにより、運転者の奥行き知覚が改善される。特定の実施形態においては、カメラユニット３０のポインティング角を広げて、運転者に対して表示される車両近傍の情報の量を削減してもよい。
【００２８】
さらなる説明のため、図４は、Ｘ軸上にプロットされた、様々なポイントにおけるカメラからの距離（メートル）と、Ｙ軸上にプロットされた、地平線とカメラから各ポイントへの直線で形成される角度のタンジェント（例えば、図３の角度１６４）の関係を表す３本の曲線を示したグラフ１８０である。各曲線は、カメラが特定の高さにあるときの関係を表す。曲線１８２はカメラが０．５メートルの高さにあるときの関係を表し、曲線１８４はカメラが１．０メートルの高さにあるときの関係を表し、曲線１８６はカメラが２．０メートルの高さにあるときの関係を表す。
【００２９】
グラフ１８０からは、カメラからの距離が増加するにつれて、各曲線がよりリニアになることが分かる。しかし、カメラからの距離がゼロに近い場合（特に、例えば距離が約６０メートル未満の場合）、各曲線は非線形である。これは、車両の比較的近傍にある物体をディスプレイ上で見る際に生じ得る、奥行き知覚の歪みを示唆するものである。
【００３０】
実際の物体とディスプレイ上で見る物体の間の全体的なシステム倍率の重要性にも注目すべきである。システム倍率は、以下のように算出できる。
【００３１】
システム倍率＝θＤ／θＯ
ただし、θＯ＝物体空間における主要物（ｆｅａｔｕｒｅ）の視覚であり、
θＯ＝運転者の視覚位置からディスプレイ上で見られる主要物の視覚である。
【００３２】
視覚θＤは、以下のように算出できる。
【００３３】
θＤ＝２ｔａｎ−１（（Ａ／２）／Ｂ）
ただし、Ａ＝表示された主要物の長さ寸法であり、
Ｂ＝運転者の目からディスプレイまでの距離である。
【００３４】
なお、ヘッドアップディスプレイの視覚θＤは、プロジェクションミラーの倍率で決定される、装置の視野により決まる。
【００３５】
システム倍率関係について考慮すると、システム倍率が１．０未満では、表示された補助画像の奥行きを判断する際に問題が生じる。システム倍率の値を１で常に固定すると、カメラユニット３０の視野（ＦＯＶ：ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）は、表示される情報に対してほとんど影響しないであろう。しかし、この場合は、カメラユニット３０の広い画角に対応する非常に大型のディスプレイ１７が必要になる。大型のディスプレイは多くの車両に搭載するには非現実的なので、カメラユニット３０の水平視野について広画角が望まれる場合、システム倍率に関して上述した関係は、補助画像に供給する情報の量を決定する際に非常に有用となる。
【００３６】
上記の説明から、運転者の補助画像の奥行き知覚は、表示される車両近傍の情報の量と画像の倍率とによって影響されることが分かる。上述したように、垂直方向の情報量を削減することで、表示される車両近傍の情報の量を削減することができる。補助画像には、カメラユニット３０の水平視野における情報が実質的に全て表示されることが望ましい。従って、表示される垂直方向の情報量を変更するのに、ディスプレイ１７に表示される画像のアスペクト比（横対縦の比）を変更しても良い。補助ビジョンシステム２０の倍率は、カメラユニット３０の水平視野、ディスプレイ１７上の画像の水平寸法、または運転者の目とディスプレイ１７間の距離を変化させることで変更できる。
【００３７】
従って、ディスプレイ１７で表示される補助画像の最適化は、運転者の奥行き知覚の歪みを削減するために、カメラユニット３０の水平視野を選択し、補助ビジョンシステム２０の倍率を選択し、表示画像のアスペクト比をこれらの選択に基づいて決定することで達成できる。特定の実施形態では、カメラユニット３０の水平視野は、約１８度（例えば、１５〜２１度の間、または１５〜２５度の間）である。このような実施形態においては、システム倍率は約０．４〜１．０である。ディスプレイ１７に表示される画像のアスペクト比は、運転者が補助画像の奥行きをより適切に知覚できるように選択される。一実施形態によれば、カメラユニット３０の水平視野は１８度であり、システム倍率は約０．５５であり、表示画像のアスペクト比は約１０：３．３である。
【００３８】
補助ビジョンシステム２０は、水平視野が約１８度のカメラユニット３０と、約０．４〜１．０に設定されたシステム倍率と、当該システム倍率とカメラユニット３０の水平視野に基づいて決定されたアスペクト比とを有することにより、運転者が画像の奥行きをより適切に知覚する改善された補助画像を提示するのに特に適している。例えば、本明細書に記載したような補助ビジョンシステム２０を搭載した車両の運転者は、ディスプレイ１７に示される車両の正面の物体の大きさをより良く判断することができる。さらに、カメラユニット３０の水平視野を約１８度にすることで、運転者にとって車両前方の道路における潜在的な危険性を的確に確認できる、適切な量の水平方向の情報が提示される。これは、約１８度のカメラユニット３０の水平視野と共に、０．４〜１．０の間で選択されたシステム倍率と、上記カメラユニットの水平視野及び選択されたシステム倍率に基づく表示画像のアスペクト比とを組み合わせた場合に特に有効となる。さらに、カメラユニット３０の上記水平視野は、０．４〜１．０の間で選択される倍率と組み合わせることで、補助ビジョンシステム２０でより効果的に利用され得る。
【００３９】
約１８度の水平視野と、０．４〜１．０の間のシステム倍率に基づいて決定される、表示画像のアスペクト比はまた、当該表示画像を見るのに要求される注視点（ｅｙｅ  ｆｉｘａｔｉｏｎｓ）の数を好適に最小化する。ディスプレイからの情報を理解するのに必要な注視点の数は、角度範囲に正比例する。従って、注視点の数を最小化することは、航空機、自動車、トラック、ＲＶ（ｒｅｃｒｅａｔｉｏｎａｌ  ｖｅｈｉｃｌｅ）車、または他の任意の型の移動手段用のディスプレイにおける安全性や効率性の観点から望ましい。上記のように決定されたアスペクト比を有する表示画像は、ビューアーが見る表示情報の量を最小限に抑えることで、注視点の数を最小化する。
【００４０】
図５は、本発明の一実施形態による画像表示方法を示すフローチャートである。上記方法はステップ２００から始まり、水平視野が約１８度のカメラユニット３０が選択される。特定の実施形態では、選択されたカメラユニット３０の水平視野は、約１５〜２５度であってもよい。ステップ２０２で、０．４〜１．０の間のシステム倍率が選択される。ステップ２０４で、画像のアスペクト比が、選択されたカメラユニットの水平視野と、選択されたシステム倍率に基づいて決定される。上記アスペクト比は、選択されたカメラユニット３０の水平視野とシステム倍率に基づいて、観察者が表示画像において適切かつ効果的に奥行きを知覚できるように決定される。
【００４１】
上記方法は続いてステップ２０６で、シーン５０からのエネルギを複数の検出素子の各々で受光する。ステップ２０８で、各検出素子で受光されたエネルギが、ステップ２０６で受光したエネルギを表す情報に変換される。ステップ２１０で、受光エネルギを表す情報を用いて、画像が形成される。ステップ２１２で、車両の運転者が見られるように、画像がＬＣＤ４４によって折りたたみミラー４８に投影され、結像ミラー１７上に反射されることで表示される。上記画像を通して、運転者は肉眼ではまだ見ることができない前方の生体や物体を検出できる。
【００４２】
本発明について詳細に説明したが、当業者であれば様々な変更や改良が可能である。本発明は、添付の特許請求の範囲に含まれるそのような変更や改良も含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による補助ビジョンシステムの一実施形態を有する車両の図である。
【図２】図１の補助ビジョンシステムの図であって、当該補助ビジョンシステムのカメラユニットとディスプレイユニットの内部構造をより詳細に示す図である。
【図３】本発明の一実施形態によるディスプレイユニットに接続されたカメラユニットの図である。
【図４】本発明の一実施形態によるカメラ近傍の表示情報の奥行き知覚への影響を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態による画像表示方法を説明するフローチャートである。
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年12月16日(2003.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【手続補正書】
【提出日】平成16年6月2日(2004.6.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイに画像を表示する方法であって、
カメラユニットの水平視野（ＦＯＶ：ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）を１５〜２５度の範囲で選択し、
０．４〜１．０の範囲でシステム倍率を選択し、
前記画像のアスペクト比を、前記選択された水平視野とシステム倍率に基づいて決定し、
シーンから前記画像を形成するためのエネルギを受信し、
前記画像を自動車のヘッドアップディスプレイに表示する
ことを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、前記カメラユニットの水平視野は約１８度であることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法であって、前記システム倍率は約０．５〜０．６であることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法であって、
前記カメラユニットの水平視野（ＦＯＶ）として１８度を選択し、
前記システム倍率として約０．５５を選択し、
前記カメラユニットの水平視野とシステム倍率に基づいて決定される前記画像のアスペクト比を約１０：３．３に設定することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法であって、前記表示は、前記画像を結像ミラーに反射することを含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法であって、前記表示は、前記画像を液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に表示すること含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
ディスプレイに画像を表示する方法であって、
カメラユニットの水平視野（ＦＯＶ：ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）を約１８度に選択し、
０．４〜１．０の範囲でシステム倍率を選択し、
前記画像のアスペクト比を、前記選択された水平視野とシステム倍率に基づいて決定し、
複数の検出素子の各々で、シーンから画像形成のためのエネルギを受光し、
各検出素子で受光されたエネルギを、当該受光エネルギを表す情報に変換し、
前記受光エネルギを表す情報を用いて前記画像を形成し、
前記画像を自動車のヘッドアップディスプレイに表示する
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法であって、前記表示は、前記画像を折りたたみミラーに投影し、前記可視画像を前記折りたたみミラーを用いて結像ミラーに反射することを特徴とする方法。
【請求項９】
画像を表示するシステムであって、
水平視野（ＦＯＶ：ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）が１５〜２５度の範囲で設定されたカメラユニットと、
０．４〜１．０になるように選択されたシステム倍率と、
前記カメラユニットに接続された自動車のヘッドアップディスプレイとを有し、前記ディスプレイは前記画像を表示し、前記画像は、前記設定された水平視野と前記選択されたシステム倍率に基づいて決定されるアスペクト比を有することを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項９記載のシステムであって、前記カメラユニットは、水平視野が約１８度であることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項９記載のシステムであって、前記システム倍率は、約０．５〜０．６であることを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項９記載のシステムであって、
前記カメラユニットは、水平視野が１８度になるように設定され、
前記システム倍率は、約０．５５になるように選択されており、
前記設定された水平視野と前記選択されたシステム倍率に基づいて決定される前記画像のアスペクト比は、約１０：３．３であることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項９記載のシステムであって、前記ディスプレイは、前記結像ミラーを有し、前記画像を前記結像ミラーに表示する折りたたみミラーをさらに有することを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項９記載のシステムであって、前記ディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１５】
画像を表示するシステムであって、
水平視野（ＦＯＶ：ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）が約１８度になるように設定されたカメラユニットと、
０．４〜１．０になるように選択されたシステム倍率と、
前記カメラユニットに接続され、前記設定された水平視野と前記選択されたシステム倍率に基づいて決定されるアスペクト比を有する前記画像を表示する、自動車のヘッドアップディスプレイと、
シーンからのエネルギを検出器に導くレンズシステムと、
前記ディスプレイを含み、前記検出器と接続され、前記検出器から受信した情報を用いて前記画像を形成するディスプレイユニットとを有し、
前記検出器は検出エレメントのアレイを含み、各検出エレメントは、前記シーンの一部からエネルギを受光し、前記受光エネルギを当該受光エネルギを表す情報に変換し、前記検出エレメントの少なくとも一部に関連付けられた前記情報を前記ディスプレイユニットに送信することを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１５記載のシステムであって、前記ディスプレイユニットは、前記画像を折りたたみミラーに投影する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含み、前記折りたたみミラーは、前記可視画像を結像ミラーに反射することを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項１５記載のシステムであって、前記検出器は、酸化バナジウムボロメータを含むことを特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項１５記載のシステムであって、前記検出器は、薄膜強誘電体ボロメータを含むことを特徴とするシステム。
【請求項１９】
請求項１５記載のシステムであって、前記検出器は、アルファ・シリコンボロメータを含むことを特徴とするシステム。
【国際調査報告】
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