(57)【要約】【課題】映像を表示する際、ウィンドシールドの曲率に起因する歪み補正、および歪み補正に伴うサイズ補正を好適に実施すること。【解決手段】ヘッドアップディスプレイ装置１は、映像表示装置３０が生成する映像の補正処理を行う映像補正部２６と、映像補正部が補正処理を行うための補正用テーブル３００を格納するメモリ２４と、を備える。補正用テーブル３００には、予めウィンドシールド３上の投射位置に応じた映像の歪み補正量が記述されている。映像補正部２６は、補正用テーブルに記述された歪み補正量を参照して映像の歪み補正を行うとともに、歪み補正に伴う映像内のオブジェクト１１０のサイズ変化を修正するため、補正用テーブルを参照してオブジェクトのサイズ補正を行う。【選択図】図８
2019161346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載し、映像を生成して前記車両のウィンドシールドに投射することで前記映像を虚像として表示するヘッドアップディスプレイ装置において、
光源と表示素子を有し前記映像を生成する映像表示装置と、
前記映像表示装置で生成した前記映像を前記ウィンドシールドに向けて投射させるミラーと、
前記ミラーの位置を移動させるミラー駆動部と、
前記映像表示装置が生成する前記映像の補正処理を行う映像補正部と、
前記映像補正部が補正処理を行うための補正用テーブルを格納するメモリと、を備え、
前記補正用テーブルには、予め前記ウィンドシールド上の投射位置に応じた映像の歪み補正量が記述され、
前記映像補正部は、前記補正用テーブルに記述された前記歪み補正量を参照して前記映像の歪み補正を行うとともに、前記歪み補正に伴う前記映像内のオブジェクトのサイズ変化を修正するため、前記補正用テーブルを参照して前記オブジェクトのサイズ補正を行うことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記補正用テーブルには、作業者により予めテスト映像を前記ウィンドシールドに表示して前記テスト映像の歪みを相殺するためのピクセル移動調整を行い、前記ウィンドシールド内の各表示位置におけるＸ軸方向とＹ軸方向のピクセル移動調整量が前記歪み補正量として記述されており、
前記映像補正部が、前記オブジェクトの前記サイズ補正を行うときは、前記補正用テーブル内の前記オブジェクトの表示領域に記述された前記歪み補正量を参照し、補正量算出部により前記表示領域内でＸ軸方向とＹ軸方向にそれぞれ合計してその最大値をサイズ補正量とし、前記オブジェクト全体を前記歪み補正方向とは逆方向に前記サイズ補正量だけ伸縮変形させることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、
前記映像補正部が、前記オブジェクトの前記サイズ補正を行うときは、テーブル参照位置決定部により、前記ウィンドシールドに対する前記ミラーの移動位置と、前記ミラーを基準とした前記オブジェクトの表示位置から、前記補正用テーブル内の参照位置を決定することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】
映像を生成して車両のウィンドシールドに投射することで前記映像を虚像として表示する際の表示映像補正方法において、
予め、前記ウィンドシールド上の投射位置に応じた映像の歪み補正量が記述された補正用テーブルを作成するステップと、
映像表示装置で生成した映像を移動可能なミラーにより前記ウィンドシールドに向けて投射させるステップと、
前記映像表示装置が生成する前記映像に対し、前記補正用テーブルに記述された前記歪み補正量を参照して歪み補正を行うステップと、
前記歪み補正に伴う前記映像内のオブジェクトのサイズ変化を修正するため、前記補正用テーブルを参照して前記オブジェクトのサイズ補正を行うステップと、
を備えることを特徴とする表示映像補正方法。
【請求項５】
請求項４に記載の表示映像補正方法において、
前記補正用テーブルを作成するステップでは、作業者により予めテスト映像を前記ウィンドシールドに表示して前記テスト映像の歪みを相殺するためのピクセル移動調整を行い、前記ウィンドシールド内の各表示位置におけるＸ軸方向とＹ軸方向のピクセル移動調整量が前記歪み補正量として記述されており、
前記オブジェクトのサイズ補正を行うステップでは、前記補正用テーブル内の前記オブジェクトの表示領域に記述された前記歪み補正量を参照し、前記表示領域内でＸ軸方向とＹ軸方向にそれぞれ合計してその最大値をサイズ補正量とし、前記オブジェクト全体を前記歪み補正方向とは逆方向に前記サイズ補正量だけ伸縮変形させることを特徴とする表示映像補正方法。
【請求項６】
請求項５に記載の表示映像補正方法において、
前記オブジェクトのサイズ補正を行うステップでは、前記ウィンドシールドに対する前記ミラーの移動位置と、前記ミラーを基準とした前記オブジェクトの表示位置とにより、前記補正用テーブル内の参照位置を決定することを特徴とする表示映像補正方法。
【請求項７】
請求項６に記載の表示映像補正方法において、
前記歪み補正を行うステップと前記サイズ補正を行うステップは、両者の補正量を統合して１つのステップで実行することを特徴とする表示映像補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に搭載し各種映像情報を好適に表示するヘッドアップディスプレイ装置および表示映像補正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、映像を現実空間に重ねて表示する技術の１つとして、車両のフロントガラス（ウィンドシールド）に各種情報を表示する車両用映像表示装置（いわゆるヘッドアップディスプレイ装置、以下ＨＵＤ）が実用化されている。例えば表示する映像情報（表示コンテンツ）として運転者向けの情報を提供することで、車両の運転操作を支援することができる。
【０００３】
ＨＵＤの構成は、液晶ディスプレイなどの映像表示装置で生成した映像を凹面ミラーを介して車両のウィンドシールドに投射し、ウィンドシールドで反射した映像が運転者の目に入射することで、運転者は車両の前方に映像情報を虚像として視認するものである。その際、凹面ミラーの曲率に応じて、運転者の視認する虚像には歪みが発生する。この歪みを解消する技術として、例えば特許文献１には、ＨＵＤの光学系の特性に起因する虚像の歪み形状から決定した関数を用いて、虚像の歪みを相殺するように元画像から表示画像への変換を行う手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８７７０７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は、ＨＵＤによる表示映像の歪みとして、ＨＵＤ内の光学系、具体的には凹面ミラーのような単純な曲面形状に起因する歪みを対象としている。そして、ＨＵＤから出射した映像は、コンバイナのような曲率がない（もしくはほとんど曲率がない）ものへ出射されることを前提としている。しかしながら、大画面の映像を表示する場合には、ＨＵＤから出射した映像はウィンドシールドの端部を含む広い領域で反射されることになり、ウィンドシールドの曲率に起因する歪みは無視できなくなる。また、凹面ミラーやコンバイナの曲率と比較し、ウィンドシールドの曲率は複雑であるから、特許文献１で提案されている関数式の手法を適用することは困難である。
【０００６】
さらには、表示映像の歪み補正を大きく施した場合、表示される映像のサイズが変化することになる。例えば、同じ大きさのオブジェクトを画面内の左右位置に表示した場合、左右のオブジェクトのサイズが異なって見えることになり、運転者に違和感を与える。よって、歪み補正だけでなくこれに伴うサイズの補正も必要になる。特許文献１では、ウィンドシールドの曲率に起因する歪み補正、および歪み補正に伴うサイズ補正について考慮されていない。
【０００７】
本発明の目的は、映像を表示する際、ウィンドシールドの曲率に起因する歪み補正、および歪み補正に伴うサイズ補正を好適に実施できるヘッドアップディスプレイ装置および表示映像補正方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明によるヘッドアップディスプレイ装置は、光源と表示素子を有し映像を生成する映像表示装置と、映像表示装置で生成した映像をウィンドシールドに向けて投射させるミラーと、ミラーの位置を移動させるミラー駆動部と、映像表示装置が生成する映像の補正処理を行う映像補正部と、映像補正部が補正処理を行うための補正用テーブルを格納するメモリと、を備える。補正用テーブルには、予めウィンドシールド上の投射位置に応じた映像の歪み補正量が記述され、映像補正部は、補正用テーブルに記述された歪み補正量を参照して映像の歪み補正を行うとともに、歪み補正に伴う映像内のオブジェクトのサイズ変化を修正するため、補正用テーブルを参照してオブジェクトのサイズ補正を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による表示映像補正方法は、予め、ウィンドシールド上の投射位置に応じた映像の歪み補正量が記述された補正用テーブルを作成するステップと、映像表示装置で生成した映像を移動可能なミラーによりウィンドシールドに向けて投射させるステップと、映像表示装置が生成する映像に対し、補正用テーブルに記述された歪み補正量を参照して歪み補正を行うステップと、歪み補正に伴う映像内のオブジェクトのサイズ変化を修正するため、補正用テーブルを参照してオブジェクトのサイズ補正を行うステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ウィンドシールドを介して大画面の映像を表示する場合でも、映像に歪みがなくかつオブジェクトのサイズに変化のない好適な映像を表示できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】車両に搭載したＨＵＤの概要を説明する模式図。
【図２】ＨＵＤによる映像表示動作を示す模式図。
【図３】ＨＵＤの制御系の構成を示すブロック図。
【図４】映像補正処理の概要を示すイメージ図。
【図５】ミラーの表示位置と補正量の関係を示す図。
【図６】補正用テーブルの作成方法を説明する図。
【図７】補正用テーブルの記述様式を説明する図。
【図８】映像補正処理による表示オブジェクトの形状の変化を示す図。
【図９】２段階映像補正処理の効果をテスト映像で示す図。
【図１０】オブジェクトのサイズ補正方法を具体的に説明する図。
【図１１】映像表示動作を示す全体のフローチャート。
【図１２】サイズ補正処理の詳細を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明によるヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ）の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１３】
図１は、車両に搭載したＨＵＤの概要を説明する模式図である。ＨＵＤ１は車両２に搭載され、映像表示装置３０で生成した映像をミラー５２を介して車両２のフロントガラス３（ウィンドシールドとも呼ぶ）に投射する。ウィンドシールド３で反射した映像は運転者の目に入射し、運転者はＨＵＤからの映像を視認する。表示する映像には運転に関連する情報が含まれ、運転操作を支援するものとなる。ＨＵＤ１の内部は、各種の車両情報４を取得する車両情報取得部１０と、これをもとに表示する映像情報を生成する制御部２０と、ミラー５２を駆動するミラー駆動部５０、運転者に音声情報を出力するスピーカ６０などを有する。車両情報４には自車の運転状態を示す速度情報やギア情報などの他に、図１に記載した各種の情報が含まれる。
【００１４】
ここで、被投射部材はウィンドシールド３に限られず、映像が投射される部材であれば、コンバイナなど他の部材とすることができる。また映像表示装置３０は、バックライトを有するプロジェクタやＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される。自発光型のＶＦＤ（Vacuum Fluorescent Display）等であってもよい。
【００１５】
図２は、ＨＵＤによる映像表示動作を示す模式図である。車両２のダッシュボードの下部に設置された映像表示装置３０から、表示用の映像が出射される。映像は、第１のミラー５１と第２のミラー５２（例えば、凹面ミラーや自由曲面ミラー、光軸非対称の形状を有するミラー等）で反射され、ウィンドシールド３に向けて投射される。第１のミラー５１は固定されており、第２のミラー５２はミラー駆動部５０により回転可能となっている。以下の説明では、回転可能な第２のミラー５２を単に「ミラー５２」と呼ぶことにする。
【００１６】
ミラー５２から収束して投射された映像は、ウィンドシールド３にて反射され運転者の目５に入射して網膜上に結像することで、映像を視認することができる。そのとき運転者は、ウィンドシールド３の前方に存在する虚像９を見ていることになる。ここでミラー駆動部５０は、運転者の目の高さに応じて虚像９の表示位置を調整するものである。すなわち、ミラー駆動部５０によりミラー５０を軸回転させることで虚像９の位置を上下方向に移動させ、虚像９を見やすい位置で視認することができる。
【００１７】
図３は、ＨＵＤの制御系の構成を示すブロック図である。車両情報取得部１０には各種の車両情報４が入力され制御部２０へ送られる。制御部２０内の電子制御ユニット（ＥＣＵ、Electronic Control Unit）２１は、入力した車両情報４に基づきＨＵＤ１が表示する映像信号（表示コンテンツ）や、ＨＵＤ１に対する各種制御信号を生成する。
【００１８】
音声出力部２２は、スピーカ６０への音声信号を生成する。不揮発性メモリ２３は、ＥＣＵ２１が実行するプログラムを格納し、メモリ２４は、映像情報や制御情報を記憶する。なお、メモリ２４には、後述する表示映像の歪み補正やサイズ補正に用いるデータを記述した補正用テーブルを格納している。
【００１９】
映像表示装置３０は、ＬＥＤやレーザなどの光源３１、照明光学系（図示せず）、液晶素子（ＬＣＤ）などの表示素子３２からなり、表示素子３２で生成された映像光をミラー５２に向けて出射する。
【００２０】
光源調整部２５は、映像表示装置３０内の光源３１を制御する。映像補正部２６は、ＥＣＵ２１で生成された映像信号（表示用コンテンツ）の歪みやサイズを補正する。表示素子駆動部２７は、補正された映像信号に基づき映像表示装置３０内の表示素子３２を駆動する。ミラー調整部２８は、ウィンドシールド３に対する映像の表示位置を移動させるため、ミラー駆動部５０を介して、ミラー５２の位置や姿勢を調整する。
【００２１】
上記映像補正部２６による表示コンテンツの補正を行う際、テーブル参照位置決定部３３は、ミラーの位置に応じてメモリ２４に格納された補正用テーブルの参照位置を決定し、補正量算出部３４は、コンテンツの各部分に施す補正量を算出する。なお、テーブル参照位置決定部３３と補正量算出部３４は、ソフトウェアで構成され、メモリ２４に格納されている。以下、映像補正部２６による表示映像の補正処理について説明する。
【００２２】
図４は、映像補正処理の概要を示すイメージ図である。ＨＵＤ１で生成した映像をウィンドシールド３を介して表示する際に、ウィンドシールドが曲面形状であるため、運転者の見る映像（虚像）に歪みが発生する。特に、大画面の映像を表示する場合には、表示位置に応じて歪みの程度が異なり、ウィンドシールドの曲率に合わせて歪の補正を行う。また、歪み補正を行った表示映像では、映像内のオブジェクトの歪みは解消されるものの、オブジェクトの表示サイズが当初のサイズから変化することがあり、元のサイズに戻すためのサイズ補正を行う必要がある。
【００２３】
（ａ０）〜（ａ２）は、表示素子（ＬＣＤ）３２上に生成した映像１００の例で、（ｂ０）〜（ｂ２）は、運転者の見るウィンドシールド３上の映像（虚像）２００の例である。ＬＣＤ上の映像１００には、オブジェクト１０１（注意喚起マーク）、オブジェクト１０２（進行方向マーク）、オブジェクト１０３（注意喚起マーク）が含まれ、これらのオブジェクトはウィンドシールド上で、車両前方の歩行者の位置や路面状況に合わせて、それぞれオブジェクト２０１，２０２，２０３として表示される。なお、ＬＣＤ上のオブジェクト１０１と１０３は同じ形状、同じ大きさで生成されている。
【００２４】
（ａ０）は補正なしの映像１００であり、このときウィンドシールド上の映像２００は（ｂ０）となる。左側のオブジェクト２０１や中央のオブジェクト２０２は歪みが小さいが、右側のオブジェクト２０３は右方向に大きく歪んで見える。これは、ウィンドシールドの曲率が関係し、中央領域では曲率が小さいが、端部位置（右側領域）では曲率が大きいためである。
【００２５】
（ａ１）は歪み補正を行った状態で、オブジェクト１０３を逆方向（左方向）に歪ませて１０３’とする。このときウィンドシールド上の映像は（ｂ１）となり、オブジェクト２０３’の歪みは解消されるが、当初想定した表示サイズ（左のオブジェクト２０１）よりも小さく見える。
【００２６】
（ａ２）は、（ａ１）の歪み補正後に、さらに表示サイズ補正を行った状態である。（ａ１）の歪み補正の結果、（ｂ１）のようにオブジェクト２０３’の表示サイズが小さくなった分を修正するため、オブジェクト１０３’のサイズを大きくして１０３”とする。このときウィンドシールド上の映像は（ｂ２）となり、オブジェクト２０３”は元の表示サイズに戻って左のオブジェクト２０１と同サイズで見える。
【００２７】
このように、映像補正では、歪み補正とサイズ補正の２段階処理を行う。上記説明では、１回目に歪み補正を、２回目にサイズ補正を行うものとしたが、順序を逆にして、１回目にサイズ補正を、２回目に歪み補正を行ってもよい。その場合は、１回目のサイズ補正は、２回目の歪み補正によるサイズの変化を予測しそれを修正するように行えば良い。
【００２８】
図５は、ミラーの表示位置と補正量の関係を示す図である。ウィンドシールド３に対するＨＵＤの映像の表示位置は、運転者の目の位置に合わせ、ミラー５２を移動／回転させることで、上下方向または左右方向に移動させることができる。ここでは、ミラーを上下に移動させた場合の、運転者の見る映像（虚像）２００ａ，２００ｂを示している。
【００２９】
ミラーを上に移動した状態（２００ａ）と下に移動した状態（２００ｂ）では、ウィンドシールド３の表示位置が変わることで曲率が変わり、映像の歪み状態が変化する。図４でも述べたように、ウィンドシールド３の右端領域では、中央領域よりも曲率が大きい。よって、映像内のオブジェクト２０１，２０２よりもオブジェクト２０３ａ，ｂの歪みが大きくなる。さらに、ウィンドシールド３の上側と下側とで曲率が異なるので（下側の曲率が大きい）、ミラーが上に移動した状態（２００ａ）でのオブジェクト２０３ａの歪みよりも、下へ移動した状態（２００ｂ）でのオブジェクト２０３ｂの歪みの方が大きくなる。よって、ミラーの位置に合わせて、歪み補正量とサイズ補正量を決定する必要がある。
【００３０】
ここではミラーを上下に移動する場合を示したが、左右に移動する場合も同様で、ウィンドシールド３の左右方向の使用位置に合わせて歪み補正量とサイズ補正量を決定する必要がある。
【００３１】
図４と図５に示す補正処理では、右ハンドル車の場合でウィンドシールド右端の曲率が大きく、また上下方向では下側の方が曲率が大きいウィンドシールドを採用した車両を例に説明した。実際には、車種ごとに、またウィンドシールドごとに曲率が異なるので、ＨＵＤを搭載する車両及びウィンドシールドの特徴に合わせた補正を行う必要がある。そのため本実施例では、ウィンドシールド３に起因する表示映像の歪み補正やサイズ補正を行うために、以下に述べるようにＨＵＤを搭載する車両に固有の補正用テーブルを作成して使用する。
【００３２】
図６は、映像補正処理に用いる補正用テーブルの作成方法を説明する図である。補正用テーブル３００は、ＨＵＤ１を車両に搭載するときの初期調整の１つとして、予め作業者が作成してＨＵＤ１のメモリ２４に格納しておく。つまり、補正用テーブルは、ＨＵＤ１を搭載する車両のウィンドシールド３の形状やＨＵＤ１の搭載位置などに依存し、その車両に固有のテーブルとなる。
【００３３】
（ａ）は、ピクセル移動調整の工程である。作業者は、ＰＣ内のテスト映像をＨＵＤ１からウィンドシールド３上に表示する。そして、表示されたテスト映像２００に対し、ＰＣ内のツール（補正テーブル作成ツール）を用いて映像の歪みが相殺されるよう目視による歪み調整（テスト映像内のピクセルの移動調整）を行う。
【００３４】
（ｂ）は、補正用テーブル作成の工程である。作業者は歪み調整完了後、ＰＣ内のツールを用いて、調整したピクセル移動量から補正用テーブル３００を作成する。補正用テーブル３００には、ウィンドシールド３上の各表示位置におけるピクセル移動量が記述される。なお、図５で説明したミラー移動による表示位置の変化に対応させるため、補正用テーブルの記述範囲は、ミラー移動分をカバーするように設定している。作成した補正用テーブル３００は、シリアル転送でＨＵＤ１内のメモリ２４に格納する。
【００３５】
図７は、補正用テーブルの記述様式を説明する図である。補正用テーブル３００は、ウィンドシールド３上においてミラー移動分を含むＨＵＤ１が表示可能な範囲をカバーし、表示映像のピクセル数に分割されたセルが行列形式に配置されている。各セルには、ウィンドシールド上の座標（横軸Ｘ、縦軸Ｙ）が付与され、そのピクセル位置におけるＸ軸歪み補正量ΔＸとＹ軸歪み補正量ΔＹが、ピクセル単位（右方向／上方向が＋符号、左方向／下方向が−符号）で記述される。ここでは、テーブルの左上隅の座標を原点（Ｘ＝０，Ｙ＝０）としている。
【００３６】
補正用テーブル３００の中で、現在のミラー位置で表示可能な範囲を３１０、表示対象オブジェクト（図に示す三角形マーク）に対応するテーブル内参照位置を３２０で示す。ここでは、ミラー移動方向は上下方向のみとしている。テーブル内参照位置３２０のデータを参照することで、表示対象オブジェクト（三角形マーク）の補正量を求めることができる。テーブル内参照位置３２０は、移動後のミラーで表示可能な位置（以下、ミラー移動位置と呼ぶ）と、ミラーを基準としたオブジェクトの表示位置から次のように決定する。
【００３７】
ミラー移動位置Ｍ１＝（ミラー駆動パルス数Ｍｐ）×（１パルス当たりミラーの移動量ΔＭ）より、例えばＭｐ＝４、ΔＭ＝２のとき、Ｍ１＝８（ここではＹ軸方向のみ）となり、図に示すミラー移動位置３１０となる。
【００３８】
次にミラーを基準としたオブジェクトの表示位置を、表示開始位置Ｓ１，表示終了位置Ｓ２とするとき、補正用テーブル３００上の座標に換算するには、上記ミラー移動位置Ｍ１＝（０，８）を加算すればよい。例えば、ミラー基準のオブジェクトの表示位置がＳ１＝（１０，２）、Ｓ２＝（１６，６）であれば、補正用テーブル３００上の座標は、開始位置がＳ１’＝（１０，１０）、終了位置がＳ２’＝（１６，１４）となり、図に示すテーブル内参照位置３２０が決定される。
【００３９】
制御部２０内のテーブル参照位置決定部３３は、ミラー調整部２８の調整信号（またはミラー駆動部５０の駆動パルス数）と、ミラーを基準としたオブジェクト表示位置（または、表示コンテンツ全体に対するオブジェクト位置）を基に、上記の演算を行うことで補正用テーブル３００内の参照位置３２０を決定する。
【００４０】
図８は、映像補正処理による表示オブジェクトの形状の変化を示す図である。映像補正部２６では、補正用テーブル３００の補正量を参照して、オブジェクトに対して歪み補正とサイズ補正の２段階補正を行う。表示オブジェクトとして三角形マークの場合を示す。
【００４１】
（ａ）は、表示素子（ＬＣＤ）３２に入力された元の映像（オブジェクト１１０）を示す。このオブジェクト１１０をウィンドシールドを介して表示すると、運転者には歪んで見えるため歪み補正が必要である。
【００４２】
（ｂ）は、オブジェクト１１０に対し歪み補正を行った後のオブジェクト１１１の形状を示す。この場合の補正量は、補正量テーブル３００の参照位置３２０に記述された歪み補正量（ΔＸ，ΔＹ）だけ、オブジェクト内の各ピクセルの位置をずらす処理を行う。その結果、図の例では、補正後のオブジェクト１１１はＸ軸方向、Ｙ軸方向に縮小している。
【００４３】
（ｃ）は、オブジェクト１１０に対しサイズ補正を行った後のオブジェクト１１２の形状を示す。この場合のサイズ補正量は、補正量テーブル３００の参照位置３２０に記述された歪み補正量（ΔＸ，ΔＹ）を、参照位置３２０内でＸ軸方向及びＹ軸方向に合計し、合計値の最大値を求めてサイズ補正量（ΣＸ，ΣＹ）とする。そして、サイズ補正量だけオブジェクト全体を歪み補正方向とは逆方向に伸縮変形させる。サイズ補正の具体例は後述する。その結果、図の例では、補正後のオブジェクト１１２はＸ軸方向、Ｙ軸方向に拡大している。
【００４４】
（ｄ）は、歪み補正とサイズ補正の２段階補正を行ったオブジェクトをウィンドシールドを介して表示した状態である。表示されるオブジェクト２１０は歪みがなく、かつ元のオブジェクト１１０のサイズに戻った状態で運転者に見えるようになる。
【００４５】
図９は、２段階映像補正処理の効果をテスト映像で示す図である。ウィンドシールドに表示されたテスト映像の例を示し、メッシュパターンとオブジェクト（三角形マーク）が含まれている。
【００４６】
（ａ）は補正なしでの表示映像で、メッシュパターンとオブジェクトに歪みが発生している。
（ｂ）は、歪み補正のみ実施した場合で、メッシュパターンとオブジェクトの歪みは解消されている。ただし、補正後のオブジェクトのサイズ（内側）は元のサイズ（外側）よりも小さくなっている。
【００４７】
（ｃ）は、サイズ補正のみ実施した場合で、メッシュパターンとオブジェクトに歪みが発生し、オブジェクトのサイズは大きくなっている。
（ｄ）は、歪み補正とサイズ補正の２段階補正を実施した場合で、メッシュパターンとオブジェクトの歪みは解消されるとともに、オブジェクトのサイズは元のサイズと同じになっている。
【００４８】
図１０は、オブジェクトのサイズ補正方法を具体的に説明する図である。サイズ補正処理は、制御部２０の補正量算出部３４がサイズ補正量を算出し、映像補正部２６にてオブジェクトの変形処理を行う。ここでは、補正用テーブル３００のデータを用いてオブジェクト形状がどのように補正されるかを具体的に示す。
【００４９】
（ａ）は、補正前のオブジェクト１２０（三角形マーク）と、それに対応するテーブル内参照位置３２０を示す。補正用テーブル３００の各セルには、歪み補正量（ΔＸ，ΔＹ）が記述されている。参照位置３２０内の行番号を［ａ１］〜［ａ５］、列番号を［ｂ１］〜［ｂ７］で示す。
【００５０】
（ｂ）は、Ｘ軸方向のサイズ補正を示す。補正用テーブル３００の各行番号について、Ｘ軸補正量（ΔＸ）を参照位置３２０に渡りＸ軸方向に合計する。図の例では、次のようになる。
［ａ１］：０＋０＋０＋０＋０＋０＋１＝１
［ａ２］：０＋０＋０＋０＋０＋０＋１＝１
［ａ３］：０＋０＋０＋０＋０＋１＋１＝２
［ａ４］：０＋０＋０＋０＋０＋１＋１＝２
［ａ５］：０＋０＋０＋０＋（−１）＋（−１）＋（−１）＝−３
【００５１】
各合計値の中から、絶対値が最大となる数値をＸ軸サイズ補正量（ΣＸ）とし、Ｘ軸方向に対してオブジェクト全体を変形させる。但し、変形させる方向は、歪み補正とは逆方向とする。この場合は最大値が−３であり、オブジェクトを＋方向（右方向）へ３ピクセル拡大させ、その結果、オブジェクト１２１で示す形状となる。
【００５２】
（ｃ）は、Ｙ軸方向のサイズ補正を示す。補正用テーブル３００の各列番号について、Ｙ軸補正量（ΔＹ）を参照領域３２０に渡りＹ軸方向に合計する。図の例では、次のようになる。
［ｂ１］：０＋０＋０＋０＋０＝０
［ｂ２］：０＋０＋０＋０＋（−１）＝−１
［ｂ３］：０＋０＋０＋０＋（−１）＝−１
［ｂ４］：０＋０＋０＋０＋（−１）＝−１
［ｂ５］：０＋０＋０＋０＋（−１）＝−１
［ｂ６］：０＋０＋０＋０＋（−１）＝−１
［ｂ７］：０＋０＋０＋０＋０＝０
【００５３】
各合計値の中から、絶対値が最大となる数値をＹ軸サイズ補正量（ΣＹ）とし、Ｙ軸方向に対してオブジェクト全体を変形させる。但し、変形させる方向は、歪み補正とは逆方向とする。この場合は最大値が−１であり、オブジェクトを＋方向（上方向）へ１ピクセル縮小させ、その結果、オブジェクト１２２に示す形状となる。
【００５４】
（ｄ）は、Ｘ軸方向とＹ軸方向の補正を合わせた全体のサイズ補正結果を示す。Ｘ軸方向（右方向）に３ピクセル拡大し、Ｙ軸方向（上方向）に１ピクセル縮小したオブジェクト１２３が得られる。
【００５５】
なお、上記に述べたサイズ補正では、オブジェクトの左上隅を固定してオブジェクト全体を伸縮変形させるようにしたが、固定位置はこれに限らず、オブジェクトの中心位置や右上隅としても良い。
【００５６】
図１１は、ＨＵＤによる映像表示動作を示す全体のフローチャートである。ここでは、表示するコンテンツ（オブジェクト）の補正に関連する工程について説明する。
【００５７】
Ｓ４０１でＨＵＤ１を起動し、Ｓ４０２で表示するコンテンツを決定する。表示するコンテンツは、車両情報取得部１０にて取得した様々な車両情報４をもとに、運転者に現在の走行状態を知らせ、また運転上の注意を喚起するものである。コンテンツには、例えば図４に示したオブジェクト１０１〜１０３が含まれる。
【００５８】
Ｓ４０３で現在のミラー５２の位置を取得する。具体的には、ミラー調整部２８による制御でミラー駆動部５０が発した駆動パルス数により、ミラー５２の移動位置を求めることができる。
【００５９】
Ｓ４０４では、前回の表示状態と比較し、表示するコンテンツが変化したか、又はミラーが移動したかを判定する。初回の表示は勿論であるが、オブジェクトの表示位置が前回表示したものと１ピクセルでも違う場合も「コンテンツの変化あり」とする。判定の結果、Ｙｅｓ（コンテンツの変化あり、又はミラーが移動した）の場合には、Ｓ４０５に進み、コンテンツ内の各オブジェクトの表示サイズを補正する。このサイズ補正処理については、図１２で後述する。Ｓ４０４の判定でＮｏ（コンテンツの変化なし、かつミラーが移動しない）の場合には、Ｓ４０６へ進む。
【００６０】
Ｓ４０６では補正用テーブル３００を参照し、ミラーの位置に応じて映像補正部２６によりコンテンツの歪み補正を実施する。この処理は図８（ｂ）の歪み補正に対応し、ウィンドシールド３の曲率に起因する歪みを解消させる。Ｓ４０７では、光源調整部２５と表示素子駆動部２７を作動させ、映像表示装置３０から補正後のコンテンツを投射する。以後、Ｓ４０２へ戻り、上記工程を繰り返す。
【００６１】
図１２は、図１１におけるサイズ補正処理（Ｓ４０５）の詳細を示すフローチャートである。この処理は、映像補正部２６、テーブル参照位置決定部３３、補正量算出部３４を中心に、メモリ２４内の補正用テーブル３００を参照して行われる。
【００６２】
Ｓ４１１では、補正対象となるコンテンツ内の表示オブジェクトを選択する。すなわち、サイズ補正はオブジェクト単位で行う。Ｓ４１２では、テーブル参照位置決定部３３は、選択したオブジェクトに対応する補正用テーブル３００の参照位置を決定する。図７で説明したように、Ｓ４０３で取得したミラー５２の移動位置３１０と、コンテンツ内のオブジェクト表示位置より、補正用テーブル３００上の参照位置３２０を決定する。
【００６３】
Ｓ４１３では、補正量算出部３４は、補正用テーブル３００の参照位置３２０から各ピクセルの歪み補正量（ΔＸ，ΔＹ）を読み出し、オブジェクトに対するサイズ補正量（ΣＸ，ΣＹ）を算出する。このサイズ補正量は、図１０で説明したように、歪み補正量（ΔＸ，ΔＹ）を参照位置３２０に渡り合計することで求める。Ｓ４１４では、サイズ補正量（ΣＸ，ΣＹ）に基づき、映像補正部２６がオブジェクトのサイズ補正を行う。
【００６４】
Ｓ４１５では、全てのオブジェクトのサイズ補正が完了したかどうかを判定する。完了していない場合は、Ｓ４１１に戻り次のオブジェクトを選択する。完了していれば、図１１のＳ４０６へ戻る。
【００６５】
なお、Ｓ４１３のサイズ補正量の算出において、コンテンツ内に複数の表示オブジェクトが存在し、その中に前回から形状と位置の変化がないオブジェクトが含まれ、かつミラー位置が同じ場合には、そのオブジェクトについては前回求めたサイズ補正量をそのまま用いればよい。
【００６６】
上記のフローチャートにおいては、映像補正を歪み補正とサイズ補正に分けて２段階処理で行っている。その場合の補正の順序はいずれの処理が先であっても構わない。また、歪み補正とサイズ補正の手法は、ハードウェアによる補正とソフトウェアによる補正が可能であり、適宜組み合わせて実施すれば良い。さらには、歪み補正とサイズ補正をソフトウェアにより行う場合には、両者を統合して１回の処理で実行することも可能である。
【００６７】
本実施例の映像補正処理によれば、ウィンドシールドを介して大画面の映像を表示する場合でも、映像に歪みがなくかつオブジェクトのサイズに変化のない好適な映像を提供できる。また、歪み補正とサイズ補正とを共通の補正用テーブルを参照して行えるので、補正処理の効率が向上できる。
【符号の説明】
【００６８】
１：ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ）、
２：車両、
３：ウィンドシールド、
９：虚像、
２０：制御部、
２１：電子制御ユニット（ＥＣＵ）、
２４：メモリ、
２６：映像補正部、
３０：映像表示装置、
３３：テーブル参照位置決定部、
３４：補正量算出部、
５０：ミラー駆動部、
５２：ミラー、
３００：補正用テーブル。
【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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