(57)【要約】【課題】  レーザ光を走査することにより描画される画像に含まれる情報の可読性の向上させる。【解決手段】  レーザ光を走査することで画像を描画する光源走査部と接続し、該光源走査部により出射される該レーザ光の各走査位置での輝度を、画像データの各画素の画素値に基づいて制御する画像データ生成装置であって、前記画像データの各画素領域のうち、前記画像に含まれる情報を前記レーザ光が描画する際に用いる画素領域に対して、所定方向に周期的に変化する画素値を割り当てることで前記画像データを生成する生成手段を有することを特徴とする。【選択図】図７
2018120067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を走査することで画像を描画する光源走査部と接続し、該光源走査部により出射される該レーザ光の各走査位置での輝度を、画像データの各画素の画素値に基づいて制御する画像データ生成装置であって、
前記画像データの各画素領域のうち、前記画像に含まれる情報を前記レーザ光が描画する際に用いる画素領域に対して、所定方向に周期的に変化する画素値を割り当てることで前記画像データを生成する生成手段、
を有することを特徴とする画像データ生成装置。
【請求項２】
前記生成手段は、前記情報を前記レーザ光が描画する際に用いる画素領域に対して、複数の方向に周期的に変化する画素値を割り当てることを特徴とする請求項１に記載の画像データ生成装置。
【請求項３】
前記生成手段は、前記情報を前記レーザ光が描画する際に用いる画素領域に対して、該画素領域の長手方向に周期的に変化する画素値を割り当てることを特徴とする請求項１に記載の画像データ生成装置。
【請求項４】
前記生成手段は、所定方向に濃淡が周期的に変化する画素値または所定方向に色度が周期的に変化する画素値を割り当てることを特徴とする請求項１に記載の画像データ生成装置。
【請求項５】
前記画像データは複数の表示領域を有しており、表示領域ごとに、前記情報を前記レーザ光が描画する際の画像輝度が規定されていることを特徴とする請求項１に記載の画像データ生成装置。
【請求項６】
前記生成手段は、前記表示領域ごとに規定された画像輝度となるように、前記画素値を割り当てることを特徴とする請求項５に記載の画像データ生成装置。
【請求項７】
前記生成手段は、それぞれの表示領域において、コントラスト比が等しくなるように、前記画素値を割り当てることを特徴とする請求項６に記載の画像データ生成装置。
【請求項８】
前記生成手段は、前記表示領域ごとに規定された画像輝度に応じたコントラスト比になるように、前記画素値を割り当てることを特徴とする請求項６に記載の画像データ生成装置。
【請求項９】
前記生成手段は、前記表示領域ごとに規定された画像輝度と、前記レーザ光が走査されることで描画される画像が視認される領域の背景の輝度との比に応じたコントラスト比になるように、前記画素値を割り当てることを特徴とする請求項６に記載の画像データ生成装置。
【請求項１０】
前記コントラスト比は１．５以上であることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の画像データ生成装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像データ生成装置と、前記光源走査部とを有することを特徴とする情報表示システム。
【請求項１２】
前記画像が描画されるマイクロレンズアレイと、
前記マイクロレンズアレイにおいて発散した前記レーザ光を、透過反射部材に投射する投射部材と
を更に有することを特徴とする請求項１１に記載の情報表示システム。
【請求項１３】
レーザ光を走査することで画像を描画する光源走査部と接続し、該光源走査部により出射される該レーザ光の各走査位置での輝度を、画像データの各画素の画素値に基づいて制御する画像データ生成装置が、
前記画像データの各画素領域のうち、前記画像に含まれる情報を前記レーザ光が描画する際に用いる画素領域に対して、所定方向に周期的に変化する画素値を割り当てることで前記画像データを生成する生成工程、
を実行することを特徴とする画像データ生成方法。
【請求項１４】
レーザ光を走査することで画像を描画する光源走査部と接続し、該光源走査部により出射される該レーザ光の各走査位置での輝度を、画像データの各画素の画素値に基づいて制御する画像データ生成装置のコンピュータに、
前記画像データの各画素領域のうち、前記画像に含まれる情報を前記レーザ光が描画する際に用いる画素領域に対して、所定方向に周期的に変化する画素値を割り当てることで前記画像データを生成する生成工程、
を実行させるための画像データ生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データ生成装置、画像データ生成方法、画像データ生成プログラム及び情報表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両等の運転者に対して情報提供を行う情報表示システムとして、ＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）システムが知られている。ＨＵＤシステムによれば、運転者はフロントガラス前方における虚像として情報を視認できるため、少ない視線移動で情報を認識することができる。
【０００３】
一般に、ＨＵＤシステムの投射方式には、「パネル方式」と「レーザ走査方式」とがある。「パネル方式」は、液晶装置とＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）とを含むイメージングデバイスにより中間像を形成する。また、「レーザ走査方式」は、半導体レーザ素子から射出されたレーザ光を２次元走査デバイスで走査することにより、中間像を形成する。
【０００４】
「レーザ走査方式」の場合、「パネル方式」と比較して、中間像として、高いコントラストの画像を描画できる一方で、レーザ光特有のスペックルノイズ等により、輝度ムラが発生するため、画質が劣化する。この結果、画像に含まれる情報の可読性（読みやすさの度合い）が低下するといった問題がある。
【０００５】
これに対して、例えば、下記特許文献１では、偏光方向の異なる光源を複数設けたレーザ光を用いることで、発散光同士の干渉を抑え、スペックルノイズを低減させる方法が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記方法の場合、従来のＨＵＤシステムにおいて光学系の構造を変更する必要があるうえに、新たに部品等を追加する必要があり、コストがかかるといった問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、レーザ光を走査することにより描画される画像に含まれる情報の可読性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の各実施形態に係る画像データ生成装置は、以下のような構成を有する。即ち、
レーザ光を走査することで画像を描画する光源走査部と接続し、該光源走査部により出射される該レーザ光の各走査位置での輝度を、画像データの各画素の画素値に基づいて制御する画像データ生成装置であって、
前記画像データの各画素領域のうち、前記画像に含まれる情報を前記レーザ光が描画する際に用いる画素領域に対して、所定方向に周期的に変化する画素値を割り当てることで前記画像データを生成する生成手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の各実施形態によれば、レーザ光を走査することにより描画される画像に含まれる情報の可読性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】情報表示システムの適用例を示す図である。
【図２】ＨＵＤ制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図３】光源部のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図４】光偏向器のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図５】被走査面のハードウェア構成を説明するための図である。
【図６】ＨＵＤ制御装置で生成される画像データについて説明するための図である。
【図７】ＨＵＤ制御装置の機能構成の一例を示す図である。
【図８】切り抜き表示画面の一例を示す図である。
【図９】切り抜き表示オブジェクト情報の一例を示す図である。
【図１０】画像輝度情報の一例を示す図である。
【図１１】背景模様情報の一例を示す図である。
【図１２】背景模様画像データに基づいてレーザ光により描画される画像の特性を説明するための図である。
【図１３】生成された表示画面及び表示オブジェクトの一例を示す図である。
【図１４】画像データの具体例を示す図である。
【図１５】第１の実施形態における画像データ出力処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】第２の実施形態における画像データ出力処理の流れを示すフローチャートである。
【図１７】画像輝度とコントラスト比との関係を示す図である。
【図１８】第３の実施形態における画像データ出力処理の流れを示すフローチャートである。
【図１９】画像輝度と背景輝度との比と、コントラスト比との関係を示す図である。
【図２０】表示画面群の一例を示す図である。
【図２１】表示オブジェクト情報群の一例を示す図である。
【図２２】第５の実施形態における表示オブジェクトの生成方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、各実施形態の詳細について添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に際して、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１２】
［第１の実施形態］
＜１．情報表示システムのシステム構成＞
はじめに、第１の実施形態に係る情報表示システムのシステム構成について説明する。第１の実施形態に係る情報表示システムは、いわゆるＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）システムと称されるシステムであり、車両や航空機、船舶等の移動体に搭載され、移動体の操作に必要な情報を提供する。
【００１３】
図１は、情報表示システムの適用例を示す図である。図１に示すように、車両に適用した場合、運転者はフロントガラス１６０前方における虚像として、車両の操作に必要な情報を視認することができる。
【００１４】
情報表示システム１００は、ＨＵＤ制御装置１１０、光源走査部１２０、走査ミラー１３０、被走査面１４０、凹面ミラー１５０を有する。
【００１５】
ＨＵＤ制御装置１１０は画像データ生成装置の一例である。ＨＵＤ制御装置１１０は、車両に搭載されたＣＡＮ（Controller Area Network）やナビゲーション装置等から、車両の操作に必要な情報を取得し、取得した情報を含む画像をレーザ光により描画する際に用いる画像データを生成する。また、ＨＵＤ制御装置１１０は、生成した画像データを用いて、光源走査部１２０の光源部１２１、光偏向器１２２を制御する。
【００１６】
光源走査部１２０の光源部１２１は、ＨＵＤ制御装置１１０による制御のもと、Ｒ、Ｇ、Ｂ３種類のレーザ光を射出するとともに、これらのレーザ光を合成し、光偏向器１２２に入射する。
【００１７】
光源走査部１２０の光偏向器１２２は、光源部１２１より入射されたレーザ光を所定方向に走査しながら出射する。光偏向器１２２は、半導体プロセス等で製造されたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーであり、直交する２軸に対して揺動する単一の微小なミラーを有する。なお、光偏向器１２２の構成はこれに限定されず、例えば、１軸に揺動及び回転する２つのミラーを有していてもよい。
【００１８】
走査ミラー１３０は、光源走査部１２０の光偏向器１２２より所定方向に走査しながら出射されたレーザ光をそれぞれ折り返し、被走査面１４０に２次元像（中間像）を描画する。
【００１９】
被走査面１４０は、レーザ光を所望の発散角で発散させる機能を有しており、マイクロレンズアレイ構造等により構成される。被走査面１４０において発散したレーザ光は、単一の凹面ミラー１５０において反射されることで拡大され、フロントガラス１６０に投射される。
【００２０】
単一の凹面ミラー１５０は、レーザ光をフロントガラス１６０に投射する投射部材として機能し、フロントガラス１６０の影響で中間像の水平線が上または下に凸形状となる光学歪み要素を補正する。
【００２１】
フロントガラス１６０は、投射されたレーザ光の一部を透過させ、残りの少なくとも一部を拡大して反射させる透過反射部材として機能する。これにより、運転者は、被走査面１４０に描画された中間像を、フロントガラス１６０前方において、虚像として視認することができる。なお、フロントガラス１６０を透過反射部材として機能させる代わりに、別途、部分反射鏡（コンバイナ）を配置してもよい。
【００２２】
＜情報表示システムの各部のハードウェア構成＞
次に、情報表示システム１００を構成する各部のうち、ＨＵＤ制御装置１１０、光源走査部１２０の光源部１２１及び光偏向器１２２、被走査面１４０のハードウェア構成についてそれぞれ説明する。
【００２３】
（１）ＨＵＤ制御装置のハードウェア構成
図２は、ＨＵＤ制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図２に示すように、ＨＵＤ制御装置１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３を有する。ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３はいわゆるコンピュータを形成する。
【００２４】
また、ＨＵＤ制御装置１１０は、Ｉ／Ｆ（Interface）装置２０４、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）２０５、ＬＤ（Laser Diode）ドライバ２０６、ＭＥＭＳコントローラ２０７を有する。なお、ＨＵＤ制御装置１１０を構成する各ハードウェアのうち、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、Ｉ／Ｆ装置２０４、ＦＰＧＡ２０５は、バス２０８を介して相互に接続されている。
【００２５】
ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に格納された各種プログラム（例えば、後述する画像データ生成プログラム等）を実行するデバイスである。
【００２６】
ＲＯＭ２０２は不揮発性の主記憶デバイスであり、各種プログラムを格納する。
【００２７】
ＲＡＭ２０３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の揮発性の主記憶デバイスである。ＲＡＭ２０３は、ＲＯＭ２０２に格納された各種プログラムがＣＰＵ２０１によって実行される際に展開される、作業領域を提供する。
【００２８】
Ｉ／Ｆ装置２０４は、ＣＡＮやナビゲーション装置等の、車両に搭載された各種装置、ネットワーク等と接続するためのインタフェースデバイスである。
【００２９】
ＦＰＧＡ２０５は、ＬＤドライバ２０６及びＭＥＭＳコントローラ２０７を介して、光源部１２１及び光偏向器１２２を動作させることで、ＣＰＵ２０１において生成された画像データに対応する２次元像（中間像）が被走査面１４０に描画されるよう制御する。
【００３０】
具体的には、ＦＰＧＡ２０５は、画像データの各画素の画素値に応じた光量で、各画素の位置に応じた走査位置にレーザ光が出射されるように、ＬＤドライバ２０６及びＭＥＭＳコントローラ２０７を介して、光源部１２１及び光偏向器１２２を制御する。これにより、光源走査部１２０では、画像データの各画素の画素値に応じた輝度の画像を、被走査面に描画することができる。
【００３１】
ＬＤドライバ２０６は、ＦＰＧＡ２０５からの指示に基づいて光源部１２１のＲ、Ｇ、Ｂ３種の半導体レーザ素子を動作させるためのドライバである。ＭＥＭＳコントローラ２０７は、ＦＰＧＡ２０５からの指示に基づいて光偏向器１２２を動作させるためのコントローラである。
【００３２】
（２）光源部のハードウェア構成
次に、光源部１２１のハードウェア構成について説明する。図３は、光源部のハードウェア構成の一例を示す図である。図３に示すように、光源部１２１は、Ｒ、Ｇ、Ｂ３種類の半導体レーザ素子３０１Ｒ、３０１Ｇ、３０１Ｂと、カップリングレンズ３０２Ｒ、３０２Ｇ、３０２Ｂと、アパーチャ３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂと、合成素子３１０と、レンズ３２０とを有する。
【００３３】
半導体レーザ素子３０１Ｒ、３０１Ｇ、３０１Ｂは、ＬＤドライバ２０６により制御され、互いに異なる波長λＲ、λＧ、λＢのレーザ光を射出する。本実施形態において、波長λＲ、λＧ、λＢは、それぞれ、λＲ＝６４０ｎｍ、λＧ＝５３０ｎｍ、λＢ＝４４５ｎｍであるとする。
【００３４】
カップリングレンズ３０２Ｒ、３０２Ｇ、３０２Ｂは、それぞれ、半導体レーザ素子３０１Ｒ、３０１Ｇ、３０１Ｂより射出されたレーザ光を、後続の光学系にカップリングする。
【００３５】
アパーチャ３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂは、それぞれ、カップリングレンズ３０２Ｒ、３０２Ｇ、３０２Ｂによりカップリングされたレーザ光を整形する。アパーチャ３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂは、レーザ光の発散角等に応じた形状（例えば、円形、楕円形、長方形、正方形等）を有しているものとする。
【００３６】
合成素子３１０は、プレート状またはプリズム状のダイクロイックミラーであり、波長に応じてレーザ光を反射または透過し、１つの光路に合成する。
【００３７】
レンズ３２０は、光偏向器１２２に向かって凹面を向けたメニスカスレンズであり、合成素子３１０により合成されたレーザ光を、光偏向器１２２の反射面に入射する。
【００３８】
（３）光偏向器のハードウェア構成
次に、光偏向器１２２のハードウェア構成について説明する。図４は、光偏向器のハードウェア構成の一例を示す図である。上述したとおり、光偏向器１２２は、ＭＥＭＳミラーであり、図４に示すように、ミラー４１０と蛇行状梁部４２０とを有する。
【００３９】
ミラー４１０は、反射面を有し、ｘ軸周り及びｙ軸周りに回動する。このうち、ｘ軸周りの回動は、蛇行状梁部４２０により実現される。一方、ｙ軸周りの回動は、ミラー４１０に接続されたトーションバーなどを利用した共振により実現される。ミラー４１０の反射面がｘ軸周り及びｙ軸周りに回動することで、光源走査部１２０より出射されるレーザ光を、垂直方向及び水平方向に走査させることができる。
【００４０】
蛇行状梁部４２０は、枠部材４３０に支持されており、複数の折り返し部分を有することで、蛇行して形成されている。蛇行状梁部４２０には、梁部４２１ａと梁部４２１ｂとがｘ軸方向に交互に配され、隣り合う梁部ごとに独立の圧電部材４２２がそれぞれ配されている。ＭＥＭＳコントローラ２０７による制御のもと、梁部４２１ａに配された圧電部材４２２と、梁部４２１ｂに配された圧電部材４２２とで、異なる電圧が印加されることで、梁部４２１ａ、４２１ｂに反りが発生し、隣り合う梁部が異なる方向にたわむ。そして、梁部４２１ａ、４２１ｂのたわみが累積されることで、ミラー４１０のｘ軸周りの回動が実現される。
【００４１】
（４）被走査面のハードウェア構成
次に、被走査面１４０のハードウェア構成について説明する。図５は、被走査面のハードウェア構成を説明するための図である。このうち、図５（ａ）は被走査面１４０の一部を示した正面図である。図５（ａ）に示すように、被走査面１４０はマイクロレンズ群５００が隙間なく配列されたマイクロレンズアレイ構造を有しており、光源走査部１２０により走査され、走査ミラー１３０で折り返されたレーザ光を、所定の発散角で発散させる。
【００４２】
マイクロレンズ群５００は、幅が２００μｍ程度のサイズを有しており、外形が六角形形状を有している。このように、外形を六角形形状にすることで、マイクロレンズを最密に配列することができる。ただし、外形は六角形形状に限定されず、四角形形状や三角形形状であってもよい。また、図５（ａ）の例は、各マイクロレンズを規則正しく配列した場合を示しているが、例えば、各マイクロレンズの中心を互いに偏心させ、不規則に配列する偏心配列にしてもよい。なお、偏心配列にした場合、各マイクロレンズの外形は、１種類ではなく、複数種類の外形が含まれることになる。
【００４３】
図５（ｂ−１）、（ｂ−２）は、被走査面１４０の側面図である。図５（ｂ−１）、（ｂ−２）に示すように、被走査面１４０は、一方の面にマイクロレンズ群５００が整列して配置された光学板５０１により構成される。
【００４４】
光学板５０１上をレーザ光５０２、５１１が走査することで、マイクロレンズ群５００において発散され、発散光５０３、５１５が出射される。マイクロレンズ群５００の構造により、レーザ光を所定の発散角５０４、５１７で発散させることができる。
【００４５】
図５（ｂ−１）は、レーザ光５０２の径５０６が、マイクロレンズ群５００の各マイクロレンズの配列周期５０５と等しい大きさであった場合の発散光５０３を示している。一方、図５（ｂ−２）は、レーザ光５１１の径５１６が、マイクロレンズ群５００の各マイクロレンズの配列周期５１２の２倍の大きさであった場合の発散光５１５を示している。
【００４６】
レーザ光５１１の径５１６が、マイクロレンズ群５００の各マイクロレンズの配列周期５１２の２倍の大きさであった場合、レーザ光５１１は、マイクロレンズ５１３、５１４に同時に入射し、それぞれ発散光５１５を出射する。このとき、領域５１８には２つの発散光５１５が同時に存在するため、光の干渉が発生する。
【００４７】
被走査面１４０において光の干渉が発生した場合、運転者は、スペックルノイズとして視認する。一般に、スペックルノイズを低減させるためには、マイクロレンズ群５００の各マイクロレンズの配列周期５１２が、レーザ光５１１の径５１６よりも大きくなるように被走査面が設計される。しかしながら、マイクロレンズ群５００の各マイクロレンズの配列周期５１２を、レーザ光５１１の径５１６よりも大きく設計しただけでは、スペックルノイズを完全に除去することはできず、レーザ光により描画された画像に含まれる情報の可読性は低下する。そこで、本実施形態では、光学系の構造を変更する代わりに、あるいは光学系の構造の変更に加えて所定の特性を有する画像データを生成することで、レーザ光により描画される画像に含まれる情報の可読性を向上させる。
【００４８】
＜本実施形態における可読性向上のための画像データの概要＞
本実施形態における可読性向上のための画像データの概要について説明する。図６は、ＨＵＤ制御装置で生成される画像データについて説明するための図である。
【００４９】
このうち、図６（ａ）は、比較対象のため、従来のＨＵＤ制御装置により生成される画像データに基づいてレーザ光が描画した画像の一例を示している。従来のＨＵＤ制御装置の場合、画像データに含まれる各画素領域のうち、レーザ光が情報を描画するのに用いる画素領域に対して、均一の画素値を割り当てていた。このため、スペックルノイズが発生した場合に、図６（ａ）に示すように、運転者にとって文字内の輝度ムラが視認しやすかった。
【００５０】
一方、図６（ｂ）は、本実施形態におけるＨＵＤ制御装置１１０により生成される画像データに基づいてレーザ光が描画した画像の一例を示している。本実施形態におけるＨＵＤ制御装置１１０の場合、画像データに含まれる画素領域のうち、レーザ光が情報を描画するのに用いる画素領域に対して、所定方向に周期的に濃淡（コントラスト）が変化する画素値を割り当てる。これにより、スペックルノイズが発生した場合でも、図６（ｂ）に示すように、輝度ムラを相対的に視認しにくくさせることができる。この結果、レーザ光により描画される画像に含まれる情報の可読性を向上させることができる。
【００５１】
以下、当該画像データを生成するためのＨＵＤ制御装置１１０の機能構成について詳細に説明する。
【００５２】
＜ＨＵＤ制御装置の機能構成＞
図７は、ＨＵＤ制御装置の機能構成の一例を示す図である。図７に示すように、ＨＵＤ制御装置１１０は、画像データ生成部７１０と画像表示制御部７２０とを有する。画像データ生成部７１０は、例えば、ＲＯＭ２０２に格納された画像データ生成プログラムがＣＰＵ２０１により実行されることで実現される。また、画像表示制御部７２０は、例えば、画像表示制御プログラムがＦＰＧＡ２０５において実行されることで実現される。
【００５３】
画像データ生成部７１０は生成手段の一例であり、レーザ光が画像を描画する際に用いる画像データを生成する。具体的には、画像データ生成部７１０は、車両情報入力部７１１、外部情報入力部７１２、表示画面決定部７１３、表示画面生成部７１４、表示オブジェクト決定部７１５、表示オブジェクト生成部７１６を有する。
【００５４】
車両情報入力部７１１は、ＣＡＮから車速情報や、衝突の危険がある物体の有無等の車両情報を取得し、表示オブジェクト決定部７１５に通知する。
【００５５】
外部情報入力部７１２は、ナビゲーション装置から車両の現在位置を示す位置情報や、所定地点までの距離を示す距離情報等のナビゲーション情報を取得し、表示オブジェクト決定部７１５に通知する。
【００５６】
表示画面決定部７１３は、運転者からの指示に基づいて、「切り抜き表示画面」を決定する。切り抜き表示画面とは、レーザ光が画像を描画する際に用いる画像データに含まれる各画素領域のうち、情報の描画に用いる画素領域が切り抜かれ、当該画素領域が透明を示す画素値で形成された表示画面をいう。
【００５７】
なお、表示画面情報格納部７５０には、予め複数種類の切り抜き表示画面が格納されており、表示画面決定部７１３では、複数種類の切り抜き表示画面のうち、運転者からの指示に応じた切り抜き表示画面を決定し、表示画面生成部７１４に通知する。
【００５８】
表示画面生成部７１４は、表示画面決定部７１３において決定された切り抜き表示画面を表示画面情報格納部７５０から読み出し、背景模様情報格納部７７０に格納された背景模様画像データに重ね合わせることで、表示画面を生成する。背景模様画像データとは、例えば、市松模様等のように、所定方向に濃淡（コントラスト）が周期的に変化する画素値により構成されたデータを指す。これにより、表示画面生成部７１４により生成される表示画面に含まれる情報は、いずれも、その画素領域が所定方向に濃淡（コントラスト）を有する画素値により構成されることになる。
【００５９】
表示オブジェクト決定部７１５は、表示画面決定部７１３において決定された切り抜き表示画面に含まれる各表示項目に対応する表示領域に組み込む「切り抜き表示オブジェクト」を、車両情報及びナビゲーション情報に基づいて決定する。切り抜き表示オブジェクトとは、レーザ光が情報を描画する際に用いる画素領域が切り抜かれ、当該画素領域が透明を示す画素値で形成されたオブジェクトをいい、数字、文字、記号等が含まれる。
【００６０】
例えば、切り抜き表示画面に含まれる表示項目＝"速度"であった場合、表示オブジェクト決定部７１５は、まず、車両情報に含まれる現在の車速情報を取得する。そして、取得した車速情報を表現するための切り抜き表示オブジェクト（数字）を、表示オブジェクト格納部７８０から決定する。
【００６１】
また、切り抜き表示画面に含まれる表示項目＝"交差点での進行方向"であった場合、表示オブジェクト決定部７１５は、まず、ナビゲーション情報に含まれる、交差点での進行方向に関する情報を取得する。そして、取得した進行方向を表現するための切り抜き表示オブジェクト（記号）を、表示オブジェクト格納部７８０から決定する。
【００６２】
表示オブジェクト生成部７１６は、表示オブジェクト決定部７１５により決定された切り抜き表示オブジェクトを表示オブジェクト格納部７８０から読み出す。また、表示オブジェクト生成部７１６は、読み出した切り抜き表示オブジェクトを、背景模様情報格納部７７０に格納された背景模様画像データに重ね合わせることで、表示オブジェクトを生成する。これにより、表示オブジェクト生成部７１６により生成された表示オブジェクトは、いずれも、その画素領域が所定方向に濃淡（コントラスト）を有する画素値により構成されることになる。
【００６３】
なお、本実施形態では、表示領域ごとに、レーザ光により情報が描画された際の画像輝度が規定されており、画像輝度情報として、設定情報格納部７６０に格納されているものとする。このため、表示オブジェクト生成部７１６は、表示オブジェクトを生成するにあたり、画像輝度情報を参照し、表示領域ごとに規定された画像輝度を実現する背景模様画像データを、背景模様情報格納部７７０から選択するものとする。
【００６４】
表示画面生成部７１４により生成された表示画面と、表示オブジェクト生成部７１６により生成された表示オブジェクトとは、画像データ生成部７１０内において組み合わされ、画像データとして、画像表示制御部７２０に出力される。
【００６５】
画像表示制御部７２０は、画像データ生成部７１０より出力された画像データに応じて、光源部１２１及び光偏向器１２２を動作させるための指示を、ＬＤドライバ２０６及びＭＥＭＳコントローラ２０７に対して送信する。
【００６６】
＜ＨＵＤ制御装置の各格納部の説明＞
次に、ＨＵＤ制御装置１１０の各格納部について説明する。
【００６７】
（１）表示画面情報格納部の説明
はじめに、表示画面情報格納部７５０に格納される切り抜き表示画面について説明する。図８は、切り抜き表示画面の一例を示す図である。
【００６８】
図８に示すように、切り抜き表示画面８００は、複数の表示項目８１０〜８２１と、表示領域８３０〜８６０とを有する。
【００６９】
切り抜き表示画面８００において、表示項目８１０（及び単位８１１）は、進行方向を変更する可能性のある次の交差点までの距離を表示する項目である。表示項目８２０（及び単位８２１）は、現在の車速情報を表示する項目である。
【００７０】
また、表示領域８３０は、進行方向を変更する可能性のある次の交差点までの距離を表示する領域である。表示領域８４０は、現在の車速情報を表示する領域である。
【００７１】
表示領域８５０は、次の交差点での進行方向を表示する領域である。表示領域８６０は、衝突の危険があるなどの警告を表示する領域である。
【００７２】
なお、表示項目８１０（及び単位８１１）、表示項目８２０（及び単位８２１）は、いずれも、切り抜き文字により形成されている。このため、切り抜き文字を含む切り抜き表示画面を背景模様画像データに重ね合わせることで、表示項目８１０（及び単位８１１）、表示項目８２０（及び単位８２１）の文字を構成する画素領域を、背景模様画像データにより構成することができる。
【００７３】
（２）表示オブジェクト格納部の説明
次に、表示オブジェクト格納部７８０に格納される切り抜き表示オブジェクトについて説明する。図９は、切り抜き表示オブジェクト情報の一例を示す図である。
【００７４】
図９に示すように、切り抜き表示オブジェクト情報９００には、情報の項目として、"オブジェクト種類"、"切り抜き表示オブジェクト"が含まれる。
【００７５】
"オブジェクト種類"には、切り抜き表示オブジェクトの種類を示す情報が格納される。切り抜き表示オブジェクト情報９００の場合、"オブジェクト種類"には、「数字」、「文字」、「記号」が格納されている。ただし、"オブジェクト種類"に格納される情報はこれに限定されず、図形、マーク等であってもよい。
【００７６】
"切り抜き表示オブジェクト"には、切り抜き表示オブジェクトが、オブジェクト種類と対応付けて格納されている。
【００７７】
（３）設定情報格納部の説明
次に、設定情報格納部７６０に格納される画像輝度情報について説明する。図１０は、画像輝度情報の一例を示す図である。
【００７８】
図１０に示すように、画像輝度情報１０００には、情報の項目として、"表示領域"、"画像輝度"が含まれる。
【００７９】
"表示領域"には、切り抜き表示画面に含まれる各表示領域（表示領域８３０〜８６０）を示す情報が格納される。図１０の例は、"表示領域"として、「距離」、「進行方向」、「速度」、「警告」が含まれることを示している。
【００８０】
"画像輝度"には、対応する表示領域に組み込まれる表示オブジェクトをレーザ光により描画した場合の画像輝度が格納される。
【００８１】
このように、本実施形態では、表示領域ごとに画像輝度を規定している。これにより、例えば、「警告」のように運転者にとって重要な情報については、視認性の高い高輝度のレーザ光により描画されるよう制御することができる。
【００８２】
（４）背景模様情報格納部の説明
次に、背景模様情報格納部７７０に格納される背景模様情報について説明する。図１１は、背景模様情報の一例を示す図である。
【００８３】
図１１（ａ）に示すように、背景模様情報１１００には、情報の項目として、"模様の種類"、"画像輝度"、"コントラスト比"、"周期"、"背景模様画像"、が含まれる。
【００８４】
"模様の種類"には、模様の種類を示す情報が格納される。図１１の例は、模様の種類として、市松模様が格納されていることを示している。
【００８５】
"画像輝度"には、"模様の種類"により特定される背景模様画像データをレーザ光で描画した場合の画像輝度が格納される。図１１（ｂ）に示すように、例えば、市松模様の場合には、暗い部分と明るい部分とが含まれる。仮に、暗い部分の輝度値がそれぞれ、Ｌ１１〜Ｌ１８、明るい部分の輝度値がそれぞれ、Ｌ２１〜Ｌ２８であったとすると、
画像輝度＝（Ｌ１１＋Ｌ１２＋・・・Ｌ１８＋Ｌ２１＋Ｌ２２＋・・・Ｌ２８）／１６
と算出することができる。
【００８６】
"コントラスト比"には、"模様の種類"により特定される背景模様画像データをレーザ光で描画した場合の最大輝度値と、最小輝度値との比が格納される。図１１（ｂ）に示すように、例えば、市松模様の場合、最大輝度値＝Ｌ２１〜Ｌ２８、最小輝度値＝Ｌ１１〜Ｌ１８となるので、
コントラスト比＝（Ｌ１１＋Ｌ１２＋・・・Ｌ１８）／（Ｌ２１＋Ｌ２２＋・・・Ｌ２８）
と算出することができる。
【００８７】
"周期"には、周期性のある背景模様画像データをレーザ光で描画した場合の繰り返し周期が格納される。図１１（ｃ）に示すように、市松模様の場合、最大輝度値から次の最大輝度値までの距離の１／２が繰り返し周期となる。
【００８８】
"背景模様画像"には、"模様の種類"、"画像輝度"、"コントラスト比"、"周期"にそれぞれ格納された特性に応じた画像をレーザ光が描画する際に用いる背景模様画像データが格納される。
【００８９】
図１２は、背景模様画像データに基づいてレーザ光により描画される画像の特性を説明するための図である。図１２の例は、"模様の種類"＝「市松模様」であって、"画像輝度"、"コントラスト比"、"周期"の各特性が異なる背景模様画像データに基づいてレーザ光により描画される画像を示している。
【００９０】
このうち、図１２（ａ）は、最小輝度値、周期は同じで、最大輝度値が異なる画像１２０１、１２０２を示している。画像１２０１及び画像１２０２は、いずれも市松模様であり、最小輝度値、周期が同じであるが、最大輝度値が異なっているため、画像輝度及びコントラスト比は異なっている。
【００９１】
図１２（ｂ）は、最大輝度値、周期は同じで、最小輝度値が異なる画像１２１１、１２１２を示している。画像１２１１及び画像１２１２は、いずれも市松模様であり、最大輝度値、周期が同じであるが、最小輝度値が異なっているため、画像輝度及びコントラスト比は異なっている。
【００９２】
図１２（ｃ）は、周期が異なる画像１２２１、１２２２を示している。画像１２２１及び画像１２２２は、いずれも市松模様であり、最大輝度値、最小輝度値が同じであるため、画像輝度、コントラスト比は同じになる。
【００９３】
このように、背景模様情報格納部７７０には、図１２（ａ）〜（ｃ）に示したような、特性の異なる様々な背景模様画像データが格納されているものとする。
【００９４】
＜表示画面生成部及び表示オブジェクト生成部の処理の具体例＞
次に、表示画面生成部７１４及び表示オブジェクト生成部７１６の処理の具体例について説明する。図１３は、生成された表示画面及び表示オブジェクトの一例を示す図である。
【００９５】
このうち、図１３（ａ）は、表示画面生成部７１４により生成された表示画面の一例を示している。表示画面決定部７１３において決定された切り抜き表示画面８００を表示画面情報格納部７５０から読み出し、背景模様画像データに重ね合わせることで表示画面１３００が生成される。
【００９６】
図１３（ａ）に示すように、表示画面生成部７１４によれば、表示画面に含まれる表示項目を示す情報１３０１〜１３０４を、背景模様画像データにより構成することができる。なお、表示画面生成部７１４によって、切り抜き表示画面８００が重ね合わされる背景模様画像データは、予め定義されているものとする。
【００９７】
図１３（ｂ）は、表示オブジェクト生成部７１６により生成された表示オブジェクトの一例を示している。表示オブジェクト決定部７１５において決定された切り抜き表示オブジェクトを表示オブジェクト格納部７８０から読み出し、背景模様画像データに重ね合わせることで表示オブジェクト１３１１〜１３２２が生成される。
【００９８】
図１３（ｂ）に示すように、表示オブジェクト生成部７１６によれば、表示オブジェクト１３１１〜１３２２を、背景模様画像データにより構成することができる。なお、表示オブジェクト生成部７１６によって、切り抜き表示オブジェクトが重ね合わされる背景模様画像データは、画像輝度情報１０００に基づいて決定されるものとする。
【００９９】
例えば、表示領域８３０は「距離」を表示する領域であることから、表示オブジェクト生成部７１６は、画像輝度情報１０００を参照することで、「距離」の画像輝度を読み出す。また、表示オブジェクト生成部７１６は、読み出した画像輝度を実現する背景模様画像データを、背景模様情報１１００から選択する。このとき、表示オブジェクト生成部７１６は、他の表示領域に組み込まれる表示オブジェクトと、コントラスト比が等しい背景模様画像データを選択する。これにより、表示オブジェクト１３１１、１３１２が生成される。
【０１００】
同様に、表示領域８４０は「速度」を表示する領域であることから、表示オブジェクト生成部７１６は、画像輝度情報１０００を参照することで、「速度」の画像輝度を読み出す。また、表示オブジェクト生成部７１６は、読み出した画像輝度を実現する背景模様画像データを、背景模様情報１１００から選択する。このとき、表示オブジェクト生成部７１６は、他の表示領域に組み込まれる表示オブジェクトと、コントラスト比が等しい背景模様画像データを選択する。これにより、表示オブジェクト１３１３、１３１４が生成される。
【０１０１】
同様に、表示領域８５０は「交差点における進行方向」を表示する領域であることから、表示オブジェクト生成部７１６は、画像輝度情報１０００を参照することで、「進行方向」の画像輝度を読み出す。また、表示オブジェクト生成部７１６は、読み出した画像輝度を実現する背景模様画像データを、背景模様情報１１００から選択する。このとき、表示オブジェクト生成部７１６は、他の表示領域に組み込まれる表示オブジェクトと、コントラスト比が等しい背景模様画像データを選択する。これにより、表示オブジェクト１３２１が生成される。
【０１０２】
同様に、表示領域８６０は「警告」を表示する領域であることから、表示オブジェクト生成部７１６は、画像輝度情報１０００を参照することで、「警告」の画像輝度を読み出す。また、表示オブジェクト生成部７１６は、読み出した画像輝度を実現する背景模様画像データを、背景模様情報１１００から選択する。このとき、表示オブジェクト生成部７１６は、他の表示領域に組み込まれる表示オブジェクトと、コントラスト比が等しい背景模様画像データを選択する。これにより、表示オブジェクト１３２２が生成される。
【０１０３】
この結果、表示オブジェクト生成部７１６では、各表示領域８３０〜８６０に表示される表示オブジェクト１３１１〜１３２２として、表示領域ごとに画像輝度が異なるが、コントラスト比が等しい表示オブジェクトを生成することができる。つまり、表示オブジェクト生成部７１６によれば、各表示領域８３０〜８６０に表示される表示オブジェクト１３１１〜１３２２を、重要度に応じて画像輝度が異なるようにしつつ、輝度ムラの視認しにくさを同程度にすることができる。
【０１０４】
図１４は、画像データの具体例を示す図である。図１４に示すように、画像データ生成部７１０は、表示画面生成部７１４により生成された表示画面１３００に、表示オブジェクト生成部７１６により生成された表示オブジェクトを組み込むことで、画像データ１４００を生成する。
【０１０５】
画像データ１４００の例は、交差点までの距離が「８２」ｍで、次の交差点での進行方向が直進であることを示している。また、現在の車両速度が「４６」ｋｍ／ｈで、前方に衝突の危険がある物体が存在していることを示している。
【０１０６】
＜ＨＵＤ制御装置による画像データ出力処理の流れ＞
次に、ＨＵＤ制御装置１１０による画像データ出力処理の流れについて説明する。図１５は、第１の実施形態における画像データ出力処理の流れを示すフローチャートである。
【０１０７】
情報表示システム１００の起動指示が入力されると、ＨＵＤ制御装置１１０は、図１５に示す画像データ出力処理を開始する。
【０１０８】
ステップＳ１５０１において、表示画面決定部７１３は、運転者より画面モードの指示を受け付ける。
【０１０９】
ステップＳ１５０２において、表示画面決定部７１３は、受け付けた画面モードの指示に応じた切り抜き表示画面を、表示画面情報格納部７５０に格納された切り抜き表示画面から決定する。
【０１１０】
ステップＳ１５０３において、表示画面生成部７１４は、切り抜き表示画面を重ね合わせる背景模様画像データとして、予め定義された背景模様画像データを読み出す。
【０１１１】
ステップＳ１５０４において、表示画面生成部７１４は、ステップＳ１５０２において決定された切り抜き表示画面を表示画面情報格納部７５０から読み出し、ステップＳ１５０３において読み出した背景模様画像データに重ね合わせることで、表示画面を生成する。
【０１１２】
ステップＳ１５０５において、車両情報入力部７１１は車両情報を取得し、外部情報入力部７１２はナビゲーション情報を取得する。また、表示オブジェクト決定部７１５は、車両情報及びナビゲーション情報に基づいて、切り抜き表示画面に含まれる表示領域に対応する切り抜き表示オブジェクトを決定する。
【０１１３】
ステップＳ１５０６において、表示オブジェクト生成部７１６は、設定情報格納部７６０に格納された画像輝度情報１０００を参照し、表示領域ごとに規定された画像輝度を実現する背景模様画像データをそれぞれ読み出す。
【０１１４】
ステップＳ１５０７において、表示オブジェクト生成部７１６は、ステップＳ１５０５において決定した切り抜き表示オブジェクトを、ステップＳ１５０６においてそれぞれ読み出した背景模様画像データに重ね合わせることで、表示オブジェクトを生成する。
【０１１５】
ステップＳ１５０８において、画像データ生成部７１０は、ステップＳ１５０４において生成された表示画面に、ステップＳ１５０７において生成された表示オブジェクトを組み込むことで画像データを生成し、画像表示制御部７２０に出力する。
【０１１６】
ステップＳ１５０９において、表示オブジェクト決定部７１５は、車両情報入力部７１１より通知された車両情報または外部情報入力部７１２より通知されたナビゲーション情報のいずれかの情報が変更されたか否かを判定する。
【０１１７】
ステップＳ１５０９において、いずれかの情報が変更されたと判定した場合（ステップＳ１５０９においてＹｅｓの場合）には、ステップＳ１５０５に戻る。
【０１１８】
一方、ステップＳ１５０９において、いずれの情報も変更されていないと判定した場合（ステップＳ１５０９においてＮｏの場合）には、ステップＳ１５１０に進む。
【０１１９】
ステップＳ１５１０において、表示画面決定部７１３は、運転者より画面モードの切り替え指示を受け付けたか否かを判定する。ステップＳ１５１０において、画面モードの切り替え指示を受け付けたと判定した場合には（ステップＳ１５１０においてＹｅｓの場合には）、ステップＳ１５０１に戻る。
【０１２０】
一方、ステップＳ１５１０において、画面モードの切り替え指示を受け付けていないと判定した場合には（ステップＳ１５１０においてＮｏの場合には）、ステップＳ１５１１に進む。
【０１２１】
ステップＳ１５１１において、表示画面決定部７１３は、情報表示システム１００の終了指示が入力されたか否かを判定する。ステップＳ１５１１において、情報表示システム１００の終了指示が入力されていないと判定した場合には（ステップＳ１５１１においてＮｏの場合には）、ステップＳ１５０９に戻る。
【０１２２】
一方、ステップＳ１５１１において、情報表示システム１００の終了指示が入力されたと判定した場合には（ステップＳ１５１１においてＹｅｓの場合には）、画像データ出力処理を終了する。
【０１２３】
＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、本実施形態では、ＨＵＤ制御装置１１０を、
・レーザ光を走査することで画像を描画する光源走査部１２０と接続し、光源走査部１２０により出射されるレーザ光の各走査位置での輝度を、画像データの各画素の画素値に基づいて制御するように構成した。
・画像データの各画素領域のうち、画像に含まれる情報（車両情報やナビゲーション情報等）をレーザ光が描画する際に用いる画素領域に対して、所定方向に濃淡が周期的に変化する画素値を割り当てることで、市松模様を形成する構成とした。
【０１２４】
これにより、スペックルノイズが発生した場合でも、輝度ムラを相対的に視認しにくくさせることが可能となる。この結果、レーザ光を走査することにより描画される画像に含まれる情報の可読性を向上させることができる。
【０１２５】
また、本実施形態では、ＨＵＤ制御装置１１０を、
・表示領域ごとに、異なる画像輝度を実現する背景模様画像データが選択される構成とした。また、このとき、表示領域間で、コントラスト比が等しい背景模様画像データが選択される構成とした。
【０１２６】
これにより、表示領域の重要度に応じて画像輝度が異なるようにしつつ、輝度ムラの視認しにくさを同程度にすることが可能となる。
【０１２７】
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、表示領域ごとに背景模様画像データを選択するにあたり、輝度ムラの視認しにくさを同程度にするために、コントラスト比の等しい背景模様画像データを選択する構成とした。これに対して、第２の実施形態では、画像輝度に応じたコントラスト比の背景模様画像データを選択する構成とする。
【０１２８】
具体的には、画像輝度が高い場合には、コントラスト比を高くしても、表示オブジェクトの視認性（目で見て確認できる度合い）は低下しないため、輝度ムラの視認しにくさを優先して、コントラスト比が高い背景模様画像データを選択する。
【０１２９】
一方、画像輝度が低い場合には、コントラスト比を高くしすぎると、表示オブジェクトの視認性が低下することから、コントラスト比を抑え、表示オブジェクトの視認性を優先して、背景模様画像データを選択する。以下、第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１３０】
図１６は、第２の実施形態における画像データ出力処理の流れを示すフローチャートである。図１５に示したフローチャートとの相違点は、ステップＳ１６０１〜ステップＳ１６０４である。
【０１３１】
ステップＳ１６０１において、表示オブジェクト生成部７１６は、画像輝度情報１０００を参照し、表示領域ごとに規定された画像輝度を識別する。
【０１３２】
ステップＳ１６０２において、表示オブジェクト生成部７１６は、ステップＳ１６０１において識別した画像輝度に基づいてコントラスト比を導出する。
【０１３３】
ステップＳ１６０３において、表示オブジェクト生成部７１６は、背景模様情報格納部７７０を検索し、ステップＳ１６０１において識別した画像輝度及びステップＳ１６０２において導出したコントラスト比を実現する背景模様画像データを読み出す。
【０１３４】
ステップＳ１６０４において、表示オブジェクト生成部７１６は、ステップＳ１５０５において選択された切り抜き表示オブジェクトを、ステップＳ１６０３において読み出された背景模様画像データに重ね合わせることで、表示オブジェクトを生成する。
【０１３５】
図１７は、画像輝度とコントラスト比との関係を示す図である。図１７において、横軸は画像輝度を表し、縦軸はコントラスト比を表す。
【０１３６】
表示オブジェクト生成部７１６は、識別した表示領域ごとの画像輝度に基づいて、コントラスト比を導出するにあたり、図１７に示す関係図を利用する。なお、図１７に示す関係図を用いるのは以下のような理由による。
【０１３７】
上述したとおり、コントラストを有する画素値を割り当てることで、スペックルノイズが発生した場合でも輝度ムラを視認させにくくさせることができる一方で、一般に、コントラスト比を大きくすると視認性が下がる。
【０１３８】
そこで、図１７に示す関係図では、画像輝度が大きい場合に、コントラスト比の大きい背景模様画像データが選択されるように構成している。なお、図１７の例では、画像輝度が１００［ｃｄ／ｍ２］以下では、コントラスト比を１とし、画像輝度が１００［ｃｄ／ｍ２］より大きい場合に、コントラスト比を上げるように構成している。
【０１３９】
これにより、画像輝度が小さい場合には視認性を担保し、画像輝度が大きい場合には、輝度ムラをより視認させにくくさせることができる。
【０１４０】
［第３の実施形態］
上記第２の実施形態では、表示領域ごとに規定された画像輝度に応じて、コントラスト比を決定するものとして説明した。これに対して、第３の実施形態では、表示領域ごとに規定された画像輝度と背景輝度（虚像が視認される領域の背後の輝度。すなわち、車両の外部の輝度）とに基づいて、コントラスト比を決定する。
【０１４１】
画像輝度が同じであっても、背景輝度によっては視認性が異なるからである。例えば、背景輝度が明るい場合には、画像輝度が低いと視認性が低下するが、背景輝度が暗い場合には、画像輝度が低くても視認性は低下しないからである。以下、第３の実施形態について、上記第２の実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１４２】
図１８は、第３の実施形態における画像データ出力処理の流れを示すフローチャートである。図１６に示したフローチャートとの相違点は、ステップＳ１８０１〜ステップＳ１８０２、ステップＳ１８０３〜ステップＳ１８０４である。
【０１４３】
ステップＳ１８０１において、表示画面生成部７１４は、背景輝度と予め定められた画像輝度との比に基づいて、コントラスト比を導出する。なお、本実施形態では、背景輝度を計測する輝度センサを配し、当該輝度センサからの出力を、ＣＡＮを介してＨＵＤ制御装置１１０が逐次取得できるように構成されているものとする。
【０１４４】
ステップＳ１８０２において、表示画面生成部７１４は、導出したコントラスト比を実現する背景模様画像データを、背景模様情報格納部７７０から読み出す。
【０１４５】
ステップＳ１８０３において、表示オブジェクト生成部７１６は、識別した画像輝度と背景輝度との比に基づいて、コントラスト比を導出する。
【０１４６】
ステップＳ１８０４において、表示オブジェクト生成部７１６は、導出したコントラスト比を実現する背景模様画像データを、背景模様情報格納部７７０から読み出す。
【０１４７】
図１９は、画像輝度と背景輝度との比と、コントラスト比との関係を示す図である。図１９において、横軸は、画像輝度と背景輝度との比を表し、縦軸はコントラスト比を表す。
【０１４８】
表示画面生成部７１４は、予め定められた画像輝度と、取得した背景画像との比を算出し、図１９に示す関係図を利用することでコントラスト比を導出する。
【０１４９】
同様に、表示オブジェクト生成部７１６は、識別した表示領域ごとの画像輝度と、取得した背景輝度との比を算出し、図１９に示す関係図を利用することで、コントラスト比を導出する。
【０１５０】
情報表示システム１００の場合、運転者が視認する虚像は、背景に重ねられるため、運転者は、虚像の輝度と、背景の輝度との合計の輝度を視認することになる。
【０１５１】
このため、上述したように、背景輝度を加味したコントラスト比を導出する構成とすることで、レーザ光により描画される画像に含まれる情報の視認性を、より向上させることが可能となる。
【０１５２】
［第４の実施形態］
上記第１乃至第３の実施形態では、切り抜き表示画面及び切り抜き表示オブジェクトを、背景模様画像データに重ね合わせることで、表示画面及び表示オブジェクトを生成するものとして説明した。
【０１５３】
これに対して、第４の実施形態では、切り抜き表示画面を予め様々な特性を有する背景模様画像データに重ね合わせた表示画面を複数用意しておく。そして、表示画面生成部７１４が、所定の画像輝度または所定の画像輝度とコントラスト比とを実現する表示画面を選択する。
【０１５４】
同様に、第４の実施形態では、切り抜き表示オブジェクトを予め様々な特性を有する背景模様画像データに重ね合わせた表示オブジェクトを複数用意しておく。そして、表示オブジェクト生成部７１６が、所定の画像輝度または所定の画像輝度とコントラスト比とを実現する表示オブジェクトを選択する。
【０１５５】
以下、第４の実施形態について、上記第１乃至第３の実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１５６】
図２０は、表示画面群の一例を示す図である。図２０に示すように、第４の実施形態において表示画面情報格納部７５０には、切り抜き表示画面を背景模様画像データに重ね合わせて生成した表示画面２０００＿１〜２０００＿ｎが格納されている。
【０１５７】
なお、表示画面２０００＿１〜２０００＿ｎには、重ね合わせた背景模様画像データの特性（模様の種類、画像輝度、コントラスト比、周期）が対応付けられている。これにより、表示画面生成部７１４は、指定された画面モードに応じた表示画面であって、所定の画像輝度または所定の画像輝度とコントラスト比とを実現する表示画面を選択することができる。
【０１５８】
このように、予め表示画面を用意しておくことで、例えば、表示画面に含まれる各文字に適した背景模様画像データに重ね合わせた表示画面を生成することが可能となる。
【０１５９】
図２１は、表示オブジェクト情報群の一例を示す図である。図２１に示すように、第４の実施形態において表示オブジェクト格納部７８０には、切り抜き表示オブジェクトを背景模様画像データに重ね合わせて生成した表示オブジェクト情報２１００＿１〜２１００＿ｎが格納されている。
【０１６０】
なお、表示オブジェクト情報２１００＿１〜２１００＿ｎには、重ね合わせた背景模様画像データの特性（模様の種類、画像輝度、コントラスト比、周期）が対応付けられている。これにより、表示オブジェクト生成部７１６は、所定の画像輝度または所定の画像輝度とコントラスト比とを実現する表示オブジェクトを選択することができる。
【０１６１】
また、図２１に示すように、予め表示オブジェクトを用意しておくことで、例えば、各数字ごと、各文字ごと、各記号ごとに適した背景模様画像データに重ね合わせることが可能となる。更に、１つの文字（または、数字、記号）を構成する、横方向の線または縦方向の線と、斜めの線とで、異なる背景模様画像データに重ね合わせることができる。
【０１６２】
例えば、符号２１１０の左側に示す表示オブジェクトは、横方向に濃淡が周期的に変化する画素値が割り当てられているのに対して、符号２１１０の右側に示す表示オブジェクトは、斜め方向に濃淡が周期的に変化する画素値が割り当てられている。
【０１６３】
このように、切り抜き表示オブジェクトの形状に合わせて、画素領域の長手方向に、濃淡が周期的に変化するように画素値を割り当てることで、可読性をより向上させることが可能となる。
【０１６４】
［第５の実施形態］
上記第１乃至第４の実施形態では、切り抜き表示画面または切り抜き表示オブジェクトを背景模様画像データに重ね合わせることで、表示画面または表示オブジェクトを生成するものとして説明した。
【０１６５】
これに対して、第５の実施形態では、切り抜き表示画面または切り抜き表示オブジェクトに、画素領域の幅に応じた所定形状の画像を、順次配列していくことで、表示画面または表示オブジェクトを生成する。以下、第５の実施形態について、上記第１乃至第４の実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１６６】
図２２は、第５の実施形態における表示オブジェクトの生成方法を示す図である。
【０１６７】
図２２（ａ）に示すように、第５の実施形態における表示オブジェクト生成部７１６は、切り抜き表示オブジェクトの切り抜き幅に応じた円形画像を、切り抜き表示オブジェクトに順次配列する。更に、第５の実施形態における表示オブジェクト生成部７１６は、切り抜き表示オブジェクトのうち、円形画像が配列された領域以外の領域に、背景画像を重ね合わせる。このとき、表示オブジェクト生成部７１６は、表示領域に応じた画像輝度を実現する円形画像及び背景画像を選択する。
【０１６８】
このように、図２２（ａ）に示す生成方法の場合も、レーザ光が情報を描画するのに用いる画素領域に対して、周期的に変化する画素値を割り当てることが可能となる。
【０１６９】
また、図２２（ａ）に示す生成方法によれば、切り抜き表示オブジェクトの形状（文字を形成する線の方向）に関わらず、画素領域の長手方向に周期的に変化する画素値を割り当てることができる。このため、切り抜き表示オブジェクトの形状によって、視認性が変わるといった事態を回避することができる。
【０１７０】
図２２（ｂ）は、図２２（ａ）に示す生成方法により生成された表示オブジェクトに基づいて、レーザ光を描画した様子を示している。図２２（ｂ）に示す画像によれば、スペックルノイズが発生した場合でも、輝度ムラを相対的に視認しにくくさせることができる。この結果、上記各実施形態と同様に、レーザ光により描画される画像に含まれる情報の可読性を向上させることができる。
【０１７１】
［その他の実施形態］
上記第１乃至第５の実施形態では、背景模様画像データの周期の詳細について特に言及しなかったが、レーザ光による情報の描画に用いられる画素領域に、少なくとも２周期分の画素値の変化が含まれるように、背景模様画像データが選択されることが望ましい。
【０１７２】
また、虚像として運転者に視認された状態で、３０周期／度以下となるように、背景模様画像データが選択されることが望ましい。
【０１７３】
また、上記第１乃至第５の実施形態では、所定方向に濃度が周期的に変化するように画素値を割り当てるものとして説明した。しかしながら、所定方向に周期的に変化するように画素値を割り当てるにあたっては、所定方向に色度が周期的に変化するように画素値を割り当ててもよい。具体的には、背景模様画像データとして、白黒の市松模様の代わりに、例えば、赤色と緑色の市松模様や、青色と黄色の市松模様を格納しておいてもよい。
【０１７４】
また、上記第１乃至第４の実施形態では、背景模様画像データとして市松模様を例に説明したが、所定方向に周期的に変化するように画素値が割り当てられていれば、市松模様に限定されない。
【０１７５】
また、上記第２及び第３の実施形態では、最低のコントラスト比を「１」としたが（図１７、図１９参照）、輝度ムラを視認しにくくするには、コントラスト比を１．５以上にすることが望ましい。
【０１７６】
また、上記第１乃至第５の実施形態では、ＨＵＤ制御装置１１０と光源走査部１２０とを別体として説明したが、ＨＵＤ制御装置１１０と光源走査部１２０とは、一体により形成されていてもよい。
【０１７７】
なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【０１７８】
１００                      ：情報表示システム
１１０                      ：ＨＵＤ制御装置
１２０                      ：光源走査部
１３０                      ：走査ミラー
１４０                      ：被走査面
１５０                      ：凹面ミラー
１６０                      ：フロントガラス
７１０                      ：画像データ生成部
７１１                      ：車両情報入力部
７１２                      ：外部情報入力部
７１３                      ：表示画面決定部
７１４                      ：表示画面生成部
７１５                      ：表示オブジェクト決定部
７１６                      ：表示オブジェクト生成部
７２０                      ：画像表示制御部
７５０                      ：表示画面情報格納部
７６０                      ：設定情報格納部
７７０                      ：背景模様情報格納部
７８０                      ：表示オブジェクト格納部
８００                      ：切り抜き表示画面
９００                      ：切り抜き表示オブジェクト情報
１０００                    ：画像輝度情報
１１００                    ：背景模様情報
１３００                    ：表示画面
１３０１〜１３０４          ：表示項目を示す情報
１４００                    ：画像データ
２０００＿１〜２０００＿ｎ  ：表示画面
２１００＿１〜２１００＿ｎ  ：表示オブジェクト情報
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７９】
【特許文献１】特開２０１３−４７７０４号公報
【図１】
2018120067.tif 000003
【図２】
2018120067.tif 000004
【図３】
2018120067.tif 000005
【図４】
2018120067.tif 000006
【図５】
2018120067.tif 000007
【図６】
2018120067.tif 000008
【図７】
2018120067.tif 000009
【図８】
2018120067.tif 000010
【図９】
2018120067.tif 000011
【図１０】
2018120067.tif 000012
【図１１】
2018120067.tif 000013
【図１２】
2018120067.tif 000014
【図１３】
2018120067.tif 000015
【図１４】
2018120067.tif 000016
【図１５】
2018120067.tif 000017
【図１６】
2018120067.tif 000018
【図１７】
2018120067.tif 000019
【図１８】
2018120067.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
2018120067.tif 000022
【図２１】
2018120067.tif 000023
【図２２】
2018120067.tif 000024