(57)【要約】【課題】表示源に表示された重畳用画像のフロントガラス上に投影させた虚像を、車両の前景と重畳視認させるに当たり、運転者のアイポイントのばらつきやフロントガラスの形状の相違にフレキシブルに対応すること。【解決手段】車両のダッシュボード１内の表示デバイス５の表示面５ａに表示させた重畳用反転画像の像光をフロントガラス３に照射させて、アイポイントＩの前方のフロントガラス３箇所上において反射された重畳用反転画像の虚像、即ち、元の重畳用画像の虚像を、フロントガラス３を透して視認される前景と重畳視認させるに当たり、フロントガラス３で重畳用反転画像の像光が反射される際に発生する歪みが相殺されるように、表示デバイス５に表示させる重畳用反転画像を、コントロールユニット７に設けられた格納内容の異なるものに交換可能な外付けＲＯＭの格納内容にしたがって、予め歪ませておくように構成した。【選択図】図１
2011105306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示デバイスと、前記表示デバイスに表示させる画像の内容をコントロールするコントロールユニットとを備えている車両用表示装置において、
前記コントロールユニットが、
前記表示デバイスに表示された重畳用画像を車両のフロントガラス上に投影させて、車内のアイポイントから前記フロントガラスを透して視認される前記車両の前景と、前記フロントガラスに投影される前記重畳用画像の虚像とを重畳視認させるに当たり、前記フロントガラスの非平面性に起因して前記アイポイントから視認される前記重畳用画像の虚像に生じる歪みが相殺されるように前記表示デバイスに表示させる表示歪発生手段と、
前記表示デバイスに表示させる前記重畳用画像の前記表示歪発生手段による歪み量を、前記重畳用画像の虚像における前記車両の上下及び左右の各方向について各々調整する歪みパターン調整手段とを備えており、
前記表示歪発生手段が、
デジタル信号を加工する変換ユニットと、
前記フロントガラスの非平面性に応じて、かつ、前記フロントガラスと前記アイポイントとの相対位置に応じた座標変換テーブルを予め格納している交換不能な書き換え可能な不揮発性メモリとから成り、
前記歪みパターン調整手段が、前記車両用表示装置に対し、前記フロントガラスの非平面性に応じかつ該フロントガラスと前記アイポイントとの相対位置に応じて、前記不揮発性メモリに接続された外付け書換用端末を用いて、当該不揮発性メモリの座標変換テーブルを書き換えることにより、前記重畳用画像の虚像に生じる歪みを相殺可能にしている、ことを特徴とする車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示源に表示された重畳用画像をフロントガラス上に投影させ、このフロントガラスを透して視認される車両の前景と重畳用画像の虚像とを重畳視認させる車両用表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、運転者が運転に際して求める情報の増加や多角化に伴って、メータユニット内ではスペースの関係上表示しきれない情報を、フロントガラス上に虚像表示させ、それを透して視認される車両の前景と重畳視認させる、ヘッドアップディスプレイと呼ばれる投影型の補助表示ユニットが採用されている。
【０００３】
このような投影型補助表示ユニットにおいては、表示源の表示像を投影するフロントガラスが非平面であり、しかも、フロントガラスの場所によって曲率や水平面（又は鉛直面）に対する傾斜角度が異なることからフロントガラス上の虚像表示が歪み、その視認性に悪影響を及ぼすことが、従来から問題視されている。
【０００４】
そこで、光学素子や表示制御によってフロントガラス上での虚像の歪みを矯正することが提案されている。（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−１１３４１３号公報
【特許文献２】特開平４−２８３９７０号公報
【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、従来のこれらの提案では、運転者によってシートポジションや体格が異なってアイポイントから視認するフロントガラス上の位置が一定の箇所に定まらなかったり、車種によってフロントガラスの形状が異なったりして、フロントガラス上で視認される虚像の歪みの度合いや内容が状況により変化してしまうという事態が想定されていないため、歪みの矯正が固定画一的に行われており、したがって、上述したような事態にフレキシブルに対応することができない。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、表示源に表示された重畳用画像を非平面状のフロントガラス上に投影させ、この被投影部材を透して視認される車両の前景と重畳用画像の虚像とを重畳視認させるに当たり、運転者によるシートポジションや体格の相違に起因して、アイポイントから視認するフロントガラス上の位置が一定の箇所に定まらなかったり、車種によるフロントガラスの形状の相違等に起因して、フロントガラス上での虚像の歪みの度合いや内容が変化してしまう場合であっても、これらの事態にフレキシブルに対応してフロントガラス上での虚像の歪みを好適に解消させることができる車両用表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため本発明の車両用表示装置は、表示デバイスと、前記表示デバイスに表示させる画像の内容をコントロールするコントロールユニットとを備えている車両用表示装置において、前記コントロールユニットが、前記表示デバイスに表示された重畳用画像を車両のフロントガラス上に投影させて、車内のアイポイントから前記フロントガラスを透して視認される前記車両の前景と、前記フロントガラスに投影される前記重畳用画像の虚像とを重畳視認させるに当たり、前記フロントガラスの非平面性に起因して前記アイポイントから視認される前記重畳用画像の虚像に生じる歪みが相殺されるように前記表示デバイスに表示させる表示歪発生手段と、前記表示デバイスに表示させる前記重畳用画像の前記表示歪発生手段による歪み量を、前記重畳用画像の虚像における前記車両の上下及び左右の各方向について各々調整する歪みパターン調整手段とを備えており、前記表示歪発生手段が、デジタル信号を加工する変換ユニットと、前記フロントガラスの非平面性に応じて、かつ、前記フロントガラスと前記アイポイントとの相対位置に応じた座標変換テーブルを予め格納している交換不能な書き換え可能な不揮発性メモリとから成り、前記歪みパターン調整手段が、前記車両用表示装置に対し、前記フロントガラスの非平面性に応じかつ該フロントガラスと前記アイポイントとの相対位置に応じて、前記不揮発性メモリに接続された外付け書換用端末を用いて、当該不揮発性メモリの座標変換テーブルを書き換えることにより、前記重畳用画像の虚像に生じる歪みを相殺可能にしている、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の車両用表示装置によれば、車内におけるアイポイントが運転者のシートポジションや体格の相違により変化したり、車種によってフロントガラスの非平面性の度合いや内容に相違がある等して、アイポイントから視認されるフロントガラス上の重畳用画像の虚像に発生するフロントガラスの非平面性に起因した歪みの度合いや内容が一定でなくても、表示デバイスに表示させる重畳用画像の表示歪発生手段による歪み量を、歪みパターン調整手段によって、重畳用画像の虚像における車両の上下及び左右の各方向について各々調整して、その歪みパターンを、フロントガラスの非平面性や、フロントガラスとアイポイントとの相対位置に応じた歪みパターンにすることで、アイポイントから視認されるフロントガラス上の重畳用画像の虚像に発生するフロントガラスの非平面性に起因した歪みの度合いや内容に応じたパターンで、表示デバイスに表示させる重畳用画像が表示歪発生手段により歪ませられることになる。
【００１０】
さらに、本発明の車両用表示装置によれば、不揮発性メモリの座標変換テーブルを書き換えて、少なくとも座標変換テーブルの内容を変更することで、変換ユニットによって重畳用画像の画像信号の各画素毎のデータが割り付けられる歪み重畳用画像の画像信号中の画素が変更されて、変換ユニットによって生成される歪み重畳用画像の画像信号の内容が変更され、その結果、表示デバイスに表示させる重畳用画像の表示歪発生手段による歪みパターンが変更調整されることになり、かつ、不揮発性メモリの座標変換テーブルの書き換えを可能とする構成が、歪みパターン調整手段を構成することになる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本発明の車両用表示装置によれば、表示デバイスと、前記表示デバイスに表示させる画像の内容をコントロールするコントロールユニットとを備えている車両用表示装置において、前記コントロールユニットが、前記表示デバイスに表示された重畳用画像を車両のフロントガラス上に投影させて、車内のアイポイントから前記フロントガラスを透して視認される前記車両の前景と、前記フロントガラスに投影される前記重畳用画像の虚像とを重畳視認させるに当たり、前記フロントガラスの非平面性に起因して前記アイポイントから視認される前記重畳用画像の虚像に生じる歪みが相殺されるように前記表示デバイスに表示させる表示歪発生手段と、前記表示デバイスに表示させる前記重畳用画像の前記表示歪発生手段による歪み量を、前記重畳用画像の虚像における前記車両の上下及び左右の各方向について各々調整する歪みパターン調整手段とを備えており、前記表示歪発生手段が、デジタル信号を加工する変換ユニットと、前記フロントガラスの非平面性に応じて、かつ、前記フロントガラスと前記アイポイントとの相対位置に応じた座標変換テーブルを予め格納している交換不能な書き換え可能な不揮発性メモリとから成り、前記歪みパターン調整手段が、前記車両用表示装置に対し、前記フロントガラスの非平面性に応じかつ該フロントガラスと前記アイポイントとの相対位置に応じて、前記不揮発性メモリに接続された外付け書換用端末を用いて、当該不揮発性メモリの座標変換テーブルを書き換えることにより、前記重畳用画像の虚像に生じる歪みを相殺可能に構成した。
【００１２】
このため、表示歪発生手段による重畳用画像の歪みパターンを歪みパターン調整手段により、フロントガラスの非平面性や、フロントガラスとアイポイントとの相対位置に応じた歪みパターンに調整することで、運転者によるシートポジションや体格の相違に起因して、アイポイントから視認するフロントガラス上の位置が一定の箇所に定まらなかったり、車種によるフロントガラスの形状の相違等に起因して、フロントガラス上での重畳用画像の虚像の歪みの度合いや内容が変化してしまう場合であっても、これらの事態にフレキシブルに対応してフロントガラス上での重畳用画像の虚像の歪みを好適に解消させることができる。
【００１３】
表示歪発生手段の不揮発性メモリに保持されている座標変換テーブルの少なくとも内容を歪みパターン調整手段により調整することで、アイポイントから視認するフロントガラス上の位置が一定の箇所に定まらなかったり、車種によるフロントガラスの形状の相違等に起因して、フロントガラス上での重畳用画像の虚像の歪みの度合いや内容が変化してしまう事態にフレキシブルに対応した、フロントガラス上での重畳用画像の虚像の歪みの好適な解消を、容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の開示例に係る車両用表示装置の原理的な概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の表示デバイスからの像光が照射されるフロントガラスとその周辺部分を示す拡大説明図である。
【図３】図１のコントロールユニットの電気的な概略構成を示すブロック図である。
【図４】図３の高速デジタルデータ変換ユニットのデジタルデータコントローラがＲＯＭに格納された処理プログラムに従いＣＰＵが行う処理動作を示すフローチャートである。
【図５】図１のフロントガラス上に投影させるために画像信号が生成される計器情報の視認用画像を示す模式図である。
【図６】図５の視認用画像を図１の表示デバイスに表示させた場合にフロントガラス上において視認されると想定される重畳用反転画像の虚像を示す模式図である。
【図７】図５の視認用画像のような歪みのない画像を虚像としてフロントガラス上において視認させるために図１の表示デバイスに実際に表示させる重畳用反転画像を示す模式図である。
【図８】本発明の第２の開示例に係る車両用表示装置におけるコントロールユニットの電気的な概略構成を示すブロック図である。
【図９】図８の高速デジタルデータ変換ユニットのデジタルデータコントローラがＲＯＭに格納された処理プログラムに従いＣＰＵが行う処理動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る車両用表示装置におけるコントロールユニットの電気的な概略構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る車両用表示装置におけるコントロールユニットの電気的な概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明による車両用表示装置の開示例及び実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明の第１の開示例に係る車両用表示装置の原理的な概略構成を示す断面図であり、この第１の開示例の車両用表示装置は、車両のダッシュボード１の内部に収容された表示デバイス５と、この表示デバイス５に表示させる画像の内容をコントロールするコントロールユニット７とを有している。
【００１７】
このうち、前記表示デバイス５は、自発光デバイス（例えば、ＦＥ〔フィールドエミッション〕ディスプレイ、蛍光表示管、ＥＬ〔エレクトロルミネッセンス〕ディスプレイ等）や、バックライト付きの液晶ディスプレイ等からなり、車両の上方に向けて配置された表示面５ａ上に、ナビゲーション装置の進行方向情報や走行速度といった、運転に必要な補助情報等の重畳用画像（図示せず）を反転させた重畳用反転画像を、重畳用画像の上側を車両の後方側、重畳用画像の下側を車両の前方側に配置して、発光表示させるように構成されている。
【００１８】
そして、前記表示デバイス５に表示された重畳用反転画像の像光は、図２に拡大斜視図で示すように、ダッシュボード１の上面１ａに形成された開口１ｂを通過してダッシュボード１の上方に配置された非平面状のフロントガラス３上に照射され、この照射により、フロントガラス３を透して視認される前景と、表示デバイス５に表示された重畳用反転画像の反転画像である重畳用画像の虚像Ｓとが、車両の運転者のアイポイントＩから重畳視認される。
【００１９】
また、前記コントロールユニット７は、図３に電気的な概略構成のブロック図で示すように、車両内の不図示の各種センサ類の検出状況等を基に不図示の計器情報生成ユニットにおいて生成された、走行速度やエンジン回転数、燃料の残量、ラジエータ水温といった、運転者に報知するべき計器情報の視認用画像の画像信号が入力される信号入力端子９と、この信号入力端子９に入力された画像信号から同期信号を分離抽出する同期信号分離回路１０と、信号入力端子９に入力された画像信号の各画素値を、座標値の小さいものから順にＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１１と、このＡ／Ｄ変換器１１で各画素値がＡ／Ｄ変換されたデジタル画像信号を加工する高速デジタルデータ変換ユニット（以下、「変換ユニット」と略記する。）１３とを有している。
【００２０】
また、前記コントロールユニット７は、変換ユニット１３によるデジタル画像信号の加工に必要な座標変換テーブルを格納した外付けＲＯＭ１５（座標変換テーブル保持手段に相当）と、この変換ユニット１３により加工されたデジタル画像信号の各画素値を一時格納するビデオフレームメモリとしての外付けＲＡＭ１７と、この外付けＲＡＭ１７から変換ユニット１３により読み出された加工後のデジタル画像信号の各画素値を、座標値の小さいものから順にＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器１９と、このＤ／Ａ変換器１９で各画素値がＤ／Ａ変換された加工後のアナログ画像信号を、前記重畳用反転画像の画像信号として表示デバイス５に対し出力するための信号出力端子２１とを有している。
【００２１】
このうち、前記外付けＲＯＭ１５には、信号入力端子９に入力される視認用画像の画像信号の各画素の座標値を、信号出力端子２１から出力される重畳用反転画像の画像信号中の対応する座標値と関連づけた、座標変換テーブルが格納されている。
【００２２】
この外付けＲＯＭ１５に格納された座標変換テーブルは、基準となるアイポイントＩの位置からその前方のフロントガラス３箇所を視認した際に、そのフロントガラス３箇所上に視認される前記重畳用画像の虚像が歪みのないものとして認識されるように、表示デバイス５に表示させる重畳用反転画像を、基準となるアイポイントＩの位置とその前方のフロントガラス３箇所との相対位置関係や、基準となるアイポイントＩの前方箇所におけるフロントガラス３の水平並びに鉛直方向に関する曲率、及び、フロントガラス３の水平面（又は鉛直面）に対する傾斜角度に応じた歪みパターンで、予め歪ませておくためのものである。
【００２３】
したがって、例えば、信号入力端子９に入力される画像信号によって表される視認用画像を、縦横の直線を複数本ずつ交差させた格子とするならば、外付けＲＯＭ１５には、この格子をそのまま表示デバイス５に表示させた場合の、格子の四隅と各縦横直線の交差箇所とに各々対応する画素の座標値と、基準となるアイポイントＩからその前方のフロントガラス３箇所上に視認される格子の画像が歪まないようにするために、フロントガラス３に投影されることで歪む方向とは逆の方向に歪ませた格子を表示デバイス５の表示部５ａに表示させた場合の、格子の四隅と各縦横直線の交差箇所とに各々対応する画素の座標値とが、関連づけて保持されることになる。
【００２４】
前記変換ユニット１３は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）によって構成された高速座標変換処理用のデジタルデータコントローラ（以下、［ＤＤＣ」と略記する。）１３ａと、このＤＤＣ１３ａによる高速座標変換処理に際して必要なワークエリアを提供するＲＡＭ１３ｂと、ＤＤＣ１３ａに高速座標変換処理を行わせるために実行される処理プログラムが格納されるＲＯＭ１３ｃと、ＤＤＣ１３ａに接続される前記同期信号分離回路１０、Ａ／Ｄ変換器１１、外付けＲＯＭ１５、外付けＲＡＭ１７、並びに、Ｄ／Ａ変換器１９に対するＤＤＣ１３ａのアクセスコントロールを行うＣＰＵ１３ｄとを有している。
【００２５】
そして、前記ＲＯＭ１３ｃに格納された処理プログラムに従いＤＤＣ１３ａが行う処理動作は、図４のフローチャートに示すように行われる。
【００２６】
即ち、まず、同期信号分離回路１０から入力される、信号入力端子９に入力された視認用画像の画像信号の同期信号をサンプリングクロックとして、外付けＲＯＭ１５に格納されている座標変換テーブル上の、視認用画像の画像信号中における各画素の座標値に関連づけられた重畳用反転画像の画像信号中の対応する座標値を、視認用画像の画像信号中の座標値の小さいものに関連づけられたものから順に１つ読み出す（ステップＳ１）。
【００２７】
次に、外付けＲＡＭ１７のうち、ステップＳ１で外付けＲＯＭ１５から読み出した重畳用反転画像の画像信号中の座標値のビデオフレーム箇所のデータを、その時点でＡ／Ｄ変換器１１から取り込まれるデジタル画像信号の画素のデータに書き換え（ステップＳ３）、続いて、Ａ／Ｄ変換器１１から取り込まれるデジタル画像信号の１画面分の画素データについて、外付けＲＡＭ１７のビデオフレームデータが書き換えられ終えたか否かを確認する（ステップＳ５）。
【００２８】
外付けＲＡＭ１７のビデオフレームデータがデジタル画像信号の１画面分全て書き換えられ終えていない場合は（ステップＳ５でＮ）、ステップＳ１にリターンし、１画面分全て書き換えられ終えた場合は（ステップＳ５でＹ）、外付けＲＡＭ１７のビデオフレームに記憶されている画素のデータを、重畳用反転画像の画像信号における対応する座標値の小さいものから順に、１画面分全て読み出してＤ／Ａ変換器１９に出力した後（ステップＳ７）、ステップＳ１にリターンする。
【００２９】
次に、上述のように構成された第１の開示例の車両用表示装置の動作（作用）について説明する。
【００３０】
第１の開示例の車両用表示装置では、計器情報の視認用画像が表示デバイス５に表示されると、その像光がダッシュボード１の上面１ａに形成された開口１ｂを通過してダッシュボード１の上方に配置されたフロントガラス３上に照射され、この照射により、アイポイントＩの前方のフロントガラス３箇所上において、重畳用画像の虚像が視認されることになる。
【００３１】
ここで、フロントガラス３が水平並びに鉛直の両方向について各々曲率を有する非平面状に形成されていることから、フロントガラス３に照射された表示デバイス５からの重畳用画像の像光の反射角度は、フロントガラス３の場所によって微妙に異なり、その影響で、表示デバイス５からフロントガラス３を経てアイポイントＩに至る重畳用画像の像光の光路長は、表示デバイス５の表示面５ａにおける座標位置によって異なることになる。
【００３２】
そのため、説明の簡略化のために、不図示の計器情報生成ユニットにおいて画像信号が生成された計器情報の視認用画像が、図５に示すような、縦横の直線からなる格子状の画像であったとすると、アイポイントＩからその前方のフロントガラス３箇所を視認した際に、そのフロントガラス３箇所上に視認されると想定される、表示デバイス５に表示される重畳用反転画像の反転虚像は、フロントガラス３における反射によって、図６に示すように、右下方向に引っ張られたように歪むことになる。
【００３３】
そこで、第１の開示例の車両用表示装置では、アイポイントＩからその前方のフロントガラス３箇所を視認した際に、そのフロントガラス３箇所上に視認される重畳用反転画像の虚像が歪まないように、次のような動作を行うように構成している。
【００３４】
まず、不図示の計器情報生成ユニットにおいて生成された計器情報の視認用画像の画像信号が信号入力端子９に入力されると、その視認用画像の画像信号の各画素値が、座標値の小さいものから順にＡ／Ｄ変換器１１によってＡ／Ｄ変換され、このＡ／Ｄ変換された画像信号の各画素のデジタル値が、座標値の小さいものから順に変換ユニット１３に入力される。
【００３５】
これと並行して、視認用画像の画像信号が信号入力端子９に入力されると、同期信号分離回路１０においてその画像信号から同期信号が分離抽出されて、この同期信号が信号入力端子９を経て変換ユニット１３にクロック信号として入力される。
【００３６】
すると、変換ユニット１３では、クロック信号として入力された同期信号に合わせて、Ａ／Ｄ変換器１１から入力される視認用画像のデジタル画像信号の各デジタル画素値が、その座標値の小さいものから順に、外付けＲＯＭ１５に格納されている座標変換テーブルによって対応づけられた、表示デバイス５の表示部５ａ上の座標値箇所に相当する外付けＲＡＭ１７のビデオフレーム箇所上に書き込まれる。
【００３７】
そして、Ａ／Ｄ変換器１１から入力される視認用画像のデジタル画像信号の各デジタル画素値が、全座標分、即ち、視認用画像の１画面分全てについて、外付けＲＡＭ１７のビデオフレームに書き込まれると、外付けＲＡＭ１７からそのビデオフレームに書き込まれている１フレーム分全てのデジタル画素値が、ビデオフレーム上の座標値の小さいものから順に読み出されて、Ｄ／Ａ変換器１９によりＤ／Ａ変換された後、重畳用反転画像のアナログ画像信号として信号出力端子２１から表示デバイス５に出力される。
【００３８】
すると、表示デバイス５の表示面５ａには、図６に示す仮想上の重畳用画像の虚像を左右（水平）軸の周りに反転させ、かつ、フロントガラス３の水平及び垂直の各方向における曲率の影響による画像の倍率を考慮した、図７に示すような形状に歪んだ重畳用反転画像が表示される。
【００３９】
そして、この重畳用反転画像の像光が、ダッシュボード１の上面１ａに形成された開口１ｂを通過してダッシュボード１の上方に配置されたフロントガラス３上に照射されることで、図６に示す仮想上の重畳用反転画像の虚像のように歪まされると、表示デバイス５に表示されている段階から存在する歪みが、表示デバイス５からフロントガラス３に像光が到達するまでに新たに発生する歪みによって相殺され、その結果、アイポイントＩからその前方のフロントガラス３箇所を視認した際に、そのフロントガラス３箇所で重畳用反転画像の像光が反射されてフロントガラス３上に視認される重畳用反転画像の虚像は、図５に示すような、歪みのない本来の縦横の直線からなる格子状の画像となる。
【００４０】
したがって、第１の開示例の車両用表示装置では、アイポイントＩからその前方のフロントガラス３箇所を視認した際に、そのフロントガラス３箇所上で反射されてこのフロントガラス３箇所上において視認される重畳用画像の虚像は、フロントガラス３が、その水平並びに鉛直方向に関する曲率や、フロントガラス３の水平面（又は鉛直面）に対する傾斜角度について、場所によって不均一性があるような非平面状のものであっても、図５に示す格子状の画像と同様に、水平及び鉛直のどちらの方向についても歪みのない画像として視認される。
【００４１】
そのため、運転者によってシートポジションや体格が異なってアイポイントＩから視認するフロントガラス３上の位置が一定の箇所に定まらなかったり、車種によってフロントガラス３の形状が異なったりして、フロントガラス３上で視認される重畳用画像の虚像の歪みの度合いや内容が状況により変化してしまう場合には、その変化の状況に応じて格納内容を異ならせたものに外付けＲＯＭ１５を交換すればよい。
【００４２】
このように第１の開示例の車両用表示装置によれば、車両のダッシュボード１内の表示デバイス５の表示面５ａに表示させた重畳用反転画像の像光をフロントガラス３に照射させ、この照射により、アイポイントＩの前方のフロントガラス３箇所上において反射された重畳用反転画像の虚像、即ち、元の重畳用画像の虚像を、フロントガラス３を透して視認される前景と重畳視認させるに当たり、フロントガラス３で重畳用反転画像の像光が反射される際に発生する歪みが相殺されるように、表示デバイス５に表示させる重畳用反転画像を、格納内容の異なるものに交換可能な外付けＲＯＭ１５の格納内容にしたがって予め歪ませておくように構成した。
【００４３】
このため、外付けＲＯＭ１５を格納内容の異なるものに交換することで、運転者によるシートポジションや体格の相違に起因して、アイポイントＩから視認するフロントガラス３上の位置が一定の箇所に定まらなかったり、車種によるフロントガラス３の形状の相違等に起因して、フロントガラス３上での重畳用画像の虚像の歪みの度合いや内容が変化してしまう場合であっても、これらの事態にフレキシブルに対応してフロントガラス３上での重畳用画像の虚像の歪みを好適に解消させることができる。
【００４４】
尚、上述した第１の開示例の車両用表示装置では、図５に示すような縦横の直線からなる格子状の画像が、図７に示すように歪ませた画像となって、表示デバイス５に表示されることから、格子を構成する縦横の線が、表示デバイス５上では傾斜して表示されることになるが、歪ませた画像を歪ませていないときと同じ解像度で表示デバイス５に表示させるためには、最大４５゜傾斜した場合のその方向において隣り合う画素のピッチを、縦横方向に隣接する画素のピッチと同じにする必要がある。
【００４５】
言い換えると、縦横の隣接する画素のピッチを１とすると、４５゜傾斜した方向において隣り合う画素のピッチは２1/2 であるから、表示デバイス５の画素数を歪ませていない画像を表示させていたときの２1/2 倍にしないと、歪ませた画像を歪ませていないときと同じ分解能で表示デバイス５に表示させることができず、例えば、斜線が階段状の縦横の線となって表示されてしまう可能性がある。
【００４６】
このような場合を想定して表示デバイス５を高解像度のものとすると、視認用画像の画像信号の画素数よりも表示デバイス５の画素数が多くなり、当然、表示デバイス５に表示させる重畳用反転画像の画像信号の画素数も、表示デバイス５の画素数と同じだけに増えることになるが、そうすると、第１の開示例の車両用表示装置のように、外付けＲＯＭ１５に格納された座標変換テーブルを用いて、信号入力端子９に入力される視認用画像の各画素のデータを、信号出力端子２１から出力される重畳用反転画像の各画素のデータとして対応づけすると、重畳用反転画像の画像信号中にデータの存在しない画素が発生することになる。
【００４７】
すると、必然的に、視認用画像の画像信号中に対応する画素が存在しない、重畳用反転画像の各画素について、データの補間を行う必要が生じる。
【００４８】
そこで、そのような状況に対応し得るようにした本発明の第２の開示例に係る車両用表示装置について、図８及び図９を参照して説明する。
【００４９】
図８は本発明の第２の開示例に係る車両用表示装置の電気的な概略構成のブロック図であり、この第２の開示例の車両用表示装置は、コントロールユニット７Ａの交換可能な外付けＲＯＭ１５Ａ（座標変換テーブル保持手段に相当）の格納内容と、変換ユニット１３ＡのＲＯＭ１３Ａｃに格納された処理プログラムの内容とが、第１の開示例の車両用表示装置における外付けＲＯＭ１５や変換ユニット１３とは異なっている。
【００５０】
また、第２の開示例の車両用表示装置は、コントロールユニット７Ａの外付けＲＡＭ１７Ａに、変換ユニット１３により加工される前のデジタル画像信号の各画素値が一時格納される点において、第１の開示例の車両用表示装置におけるコントロールユニット７とは構成が異なっている。
【００５１】
そして、第２の開示例に係る車両用表示装置の外付けＲＯＭ１５Ａには、信号出力端子２１から出力される重畳用反転画像の各画素のうち、信号入力端子９に入力される視認用画像の画像信号中に対応する画素があるものについて、その視認用画像の画素の座標値と重畳用反転画像の対応する画素の座標値とが関連づけて保持されている。
【００５２】
そして、前記ＲＯＭ１３Ａｃに格納された処理プログラムに従いＤＤＣ１３Ａａが行う処理動作は、図９のフローチャートに示すように行われる。
【００５３】
即ち、まず、外付けＲＡＭ１７Ａの各ビデオフレーム箇所のデータを、Ａ／Ｄ変換器１１から取り込まれるデジタル画像信号の同じ座標値の画素のデータに書き換えさせ（ステップＳＡ１）、次に、Ａ／Ｄ変換器１１から取り込まれるデジタル画像信号の１画面分の画素データについて、外付けＲＡＭ１７Ａのビデオフレームデータが書き換えられ終えたか否かを確認する（ステップＳＡ３）。
【００５４】
外付けＲＡＭ１７のビデオフレームデータがデジタル画像信号の１画面分全て書き換えられ終えていない場合は（ステップＳＡ３でＮ）、ステップＳＡ１にリターンし、１画面分全て書き換えられ終えた場合は（ステップＳＡ３でＹ）、外付けＲＯＭ１５Ａに格納されている座標変換テーブル上の、重畳用反転画像の画像信号における座標値に対応する視認用画像の画像信号における座標値を、重畳用反転画像の画像信号における座標値の小さいものから順に検索して、視認用画像の画像信号における対応する座標値が座標変換テーブル上に存在しない画素を抽出する（ステップＳＡ５）。
【００５５】
そして、ステップＳＡ５で抽出した、視認用画像の画像信号における対応する座標値が外付けＲＯＭ１５Ａの座標変換テーブル上に存在しない、重畳用反転画像の画像信号における座標に隣接する周辺の座標値に対応する、外付けＲＯＭ１５Ａの座標変換テーブルの視認用画像の画像信号における対応する座標値を、存在する分全て割り出し（ステップＳＡ７）、次に、割り出した視認用画像の画像信号における対応する各座標値の画素のデータを、外付けＲＡＭ１７Ａの対応する各ビデオフレーム箇所から読み出して（ステップＳＡ９）、それら画素のデータの平均を算出する（ステップＳＡ１１）。
【００５６】
続いて、同期信号分離回路１０から入力される、信号入力端子９に入力された視認用画像の画像信号の同期信号をサンプリングクロックとして、ステップＳＡ５で抽出した以外の、視認用画像の画像信号における対応する座標値が外付けＲＯＭ１５Ａの座標変換テーブル上に存在する、重畳用反転画像の画像信号における座標値に対応する画素のデータを、外付けＲＡＭ１７Ａの対応する各ビデオフレーム箇所から読み出すと共に（ステップＳＡ１３）、その合間に、視認用画像の画像信号における対応する座標値が外付けＲＯＭ１５Ａの座標変換テーブル上に存在しない、重畳用反転画像の画像信号における座標値に対応する画素のデータを、ステップＳＡ１１において算出した画素のデータの平均によって補間する（ステップＳＡ１５）。
【００５７】
そして、この補間後の重畳用反転画像の１画面分の画素のデータを、重畳用反転画像の画像信号における座標値の小さい順にＤ／Ａ変換器１９に出力した後（ステップＳＡ１７）、ステップＳＡ１にリターンする。
【００５８】
上述のように構成された第２の開示例の車両用表示装置では、不図示の計器情報生成ユニットにおいて生成されて信号入力端子９に入力された計器情報の視認用画像の画像信号が、Ａ／Ｄ変換器１１によってＡ／Ｄ変換されて、Ａ／Ｄ変換された画像信号の各画素のデジタル値が、座標値の小さいものから順に、対応する外付けＲＡＭ１７のビデオフレーム箇所上に書き込まれる。
【００５９】
そして、信号入力端子９に入力された視認用画像の画像信号から同期信号分離回路１０において分離された同期信号をサンプリングクロックとして、変換ユニット１３Ａによって、外付けＲＯＭ１５Ａに格納されている座標変換テーブル上の、視認用画像の画像信号における対応する座標値が存在する、重畳用反転画像の画像信号における座標値の画素のデータが、外付けＲＡＭ１７Ａの対応するビデオフレーム箇所から読み出される。
【００６０】
これと共に、重畳用反転画像の画像信号における他の座標値の画素のデータが、周辺の座標値の画素のデータを平均することで割り出されて、外付けＲＡＭ１７Ａの対応するビデオフレーム箇所から読み出された画素のデータに補間され、この補間後の１画面分のデジタル画素値が、重畳用反転画像の画像信号における座標値の小さいものから順に読み出されて、Ｄ／Ａ変換器１９によりＤ／Ａ変換された後、重畳用反転画像のアナログ画像信号として信号出力端子２１から表示デバイス５に出力される。
【００６１】
このように構成された第２の開示例の車両用表示装置によっても、第１の開示例の車両用表示装置と同様に、外付けＲＯＭ１５Ａを格納内容の異なるものに交換することで、運転者によるシートポジションや体格の相違に起因して、アイポイントＩから視認するフロントガラス３上の位置が一定の箇所に定まらなかったり、車種によるフロントガラス３の形状の相違等に起因して、フロントガラス３上での重畳用画像の虚像の歪みの度合いや内容が変化してしまう場合であっても、これらの事態にフレキシブルに対応してフロントガラス３上での重畳用画像の虚像の歪みを好適に解消させることができる。
【００６２】
かつ、その上に、第２の開示例の車両用表示装置では、計器情報の視認用画像を意図的に歪ませて重畳用反転画像とすることに対応して、重畳用反転画像を視認用画像と同等の解像度で表示デバイス５に表示させるために、表示デバイス５の画素数を増やして、視認用画像の画像信号に対応する画素のない画素が重畳用反転画像の画像信号中に発生する場合であっても、その対応する画素が視認用画像の画像信号中にない重畳用反転画像の画像信号の画素のデータを補間して、表示デバイス５に重畳用反転画像を良好な状態で表示させることができる。
【００６３】
以上に説明した第１及び第２の各開示例では、外付けＲＯＭ１５，１５Ａを格納内容の異なるものに交換することで、運転者によるシートポジションや体格の相違に起因して、アイポイントＩから視認するフロントガラス３上の位置が一定の箇所に定まらなかったり、車種によるフロントガラス３の形状の相違等に起因して、フロントガラス３上での重畳用画像の虚像の歪みの度合いや内容が変化してしまう場合に対応する構成とした。
【００６４】
しかし、例えば、図１０に電気的な概略構成のブロック図で示す、第１の開示例の車両用表示装置に対応する構成を有する第１実施形態に係る車両用表示装置のコントロールユニット７Ｂのように、交換可能な外付けＲＯＭ１５に代えて、交換不能な代わりに書き換え可能な不揮発性メモリ（以下、「ＮＶＭ」と略記する。座標変換テーブル保持手段に相当）１５Ｂを用いたり、図１１に電気的な概略構成のブロック図で示す、第２の開示例の車両用表示装置に対応する構成を有する第２実施形態に係る車両用表示装置のコントロールユニット７Ｃのように、交換可能な外付けＲＯＭ１５Ａに代えて、交換不能な代わりに書き換え可能なＮＶＭ１５Ｃ（座標変換テーブル保持手段に相当）を用いる構成としてもよい。
【００６５】
その場合には、ＮＶＭ１５Ｂ，１５Ｃに各々格納された座標変換テーブルを、これらに直接、又は、変換ユニット１３，１３Ａを介して、コントロールユニット７，７Ａの外部から接続した書換用端末２３（歪みパターン調整手段に相当）により、内容の異なるものに書き換えることで、運転者によるシートポジションや体格の相違に起因して、アイポイントＩから視認するフロントガラス３上の位置が一定の箇所に定まらなかったり、車種によるフロントガラス３の形状の相違等に起因して、フロントガラス３上での重畳用画像の虚像の歪みの度合いや内容が変化してしまう場合に対応することができる。
【００６６】
そして、この場合には、書換用端末２３をＮＶＭ１５Ｂ，１５Ｃに接続している間、表示デバイス５の表示面５ａに図７の重畳用反転画像（調整用歪み格子画像に相当）を表示させて、フロントガラス３上に視認される重畳用反転画像の反転虚像が、図５に示すような縦横の直線からなる格子状の画像となるように、書換用端末２３側のカーソル操作等により調整し、フロントガラス３上の重畳用反転画像の反転虚像が図５に示す縦横の直線からなる格子状の画像となった時点で、その時点で表示デバイス５の表示面５ａに表示されている重畳用反転画像の画像信号が、不図示の計器情報生成ユニットにおいて生成された計器情報の視認用画像の画像信号から生成されるような、座標変換テーブルの内容を、変換ユニット１３，１３Ａか書換用端末２３かのどちらかで割り出し、この割り出した座標変換テーブルの内容に、ＮＶＭ１５Ｂ，１５Ｃの格納内容を書き換えさせるように構成してもよい。
【００６７】
尚、以上の説明からも明らかなように、第１及び第２の各実施形態では、変換ユニット１３とＮＶＭ１５Ｂや、変換ユニット１３ＡとＮＶＭ１５Ｃで、請求項中の表示歪発生手段が構成されることになる。
【００６８】
尚、上述した各開示例及び実施形態の車両用表示装置では、表示デバイス５に表示させた画像の像光をフロントガラス３によって１回反射させてアイポイントＩに導くようにしているので、表示デバイス５に反転画像を表示させるものとしており、このことは、３回以上の奇数回反射させて、表示デバイス５に表示させた画像の像光をアイポイントＩに導く場合には、同様に適用されるが、仮に、表示デバイス５に表示させた画像の像光を２回以上の偶数回反射させてアイポイントＩに導く場合には、表示デバイス５に正立画像を表示させることになる。
【００６９】
また、上述した各開示例及び実施形態の車両用表示装置では、表示デバイス５をダッシュボード１の内部に収容する場合を例に取って説明したが、本発明は、表示デバイス５からの像光をフロントガラス３に投影させてアイポイントＩから視認させるものである限り、表示デバイスがダッシュボードの外に配置されているものについても適用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
３  フロントガラス
５  表示デバイス
１３，１３Ａ  変換ユニット（歪み画像信号生成手段、表示歪発生手段）
１５Ｂ，１５Ｃ  不揮発性メモリ（座標変換テーブル保持手段、表示歪発生手段）
２３  書換用端末（歪みパターン調整手段）
Ｉ  アイポイント
Ｓ  虚像
【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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