(57)【要約】【課題】ヘッドアップ・ディスプレイシステムを提供する。【解決手段】ヘッドアップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）は、非平面表面上に、画像データの歪んだ表現を投影するように構成されているプロジェクタを含んでいる。ヘッドアップ・ディスプレイは、さらに、前記歪んだ表現を生成するために、前記画像データに加えられるオフセットを記憶するように構成されているワープ画像回路を含んでいる。前記オフセットは、前記画像データ内のピクセルの一部の座標を移動させるための、それぞれの距離を表わし、そして、前記オフセットは、前記ワープ画像回路のメモリ領域内に記憶される。前記の、ピクセルの一部は、ポリゴンの頂点に対応している。前記ワープ画像回路は、さらに、前記ポリゴンの頂点を、前記非平面表面にマッピングするように構成されている。曲がっている表面上に画像を投影する方法も、提供される。【選択図】図３
2008102519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非平面表面上に、画像データの歪んだ表現を投影するように構成されているプロジェク
タと、
前記歪んだ表現を生成するために、前記プロジェクタに供給される前記画像データに加
えられるオフセットを記憶するように構成されているワープ画像回路であって、前記オフ
セットが、前記画像データ内のピクセルの一部の座標を移動させるための、それぞれの距
離を表わして、前記ワープ画像回路のメモリ領域内に記憶され、前記の、ピクセルの一部
が、ポリゴンの頂点に対応し、前記ワープ画像回路が、さらに、前記ポリゴンの前記頂点
を、前記非平面表面にマッピングするように構成されている、ワープ画像回路と、
を含むことを特徴とするヘッドアップ・ディスプレイ。
【請求項２】
請求項１に記載のヘッドアップ・ディスプレイにおいて、
前記ワープ画像回路が、前記非平面表面への、前記ポリゴンの前記頂点のマッピングの
際に、歪み量を計算する、
ことを特徴とするヘッドアップ・ディスプレイ。
【請求項３】
請求項２に記載のヘッドアップ・ディスプレイにおいて、
前記ワープ画像回路が、前記マッピングから生成された前記歪み量を打ち消す逆行列を
生成するように構成されている、
ことを特徴とするヘッドアップ・ディスプレイ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のヘッドアップ・ディスプレイにおいて、
前記ワープ画像回路がカウンタを含み、カウンタ値に基づいて、前記オフセットを読み
出すように構成されている、
ことを特徴とするヘッドアップ・ディスプレイ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のヘッドアップ・ディスプレイにおいて、
前記ワープ回路と連絡するランダム・アクセス・メモリであって、前記画像データを記
憶するランダム・アクセス・メモリ、をさらに含む、
ことを特徴とするヘッドアップ・ディスプレイ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のヘッドアップ・ディスプレイにおいて、
前記ワープ回路が、双線形補間機能にしたがって、ポリゴンの頂点内にピクセルをマッ
ピングするための双線形補間回路を含んでいる、
ことを特徴とするヘッドアップ・ディスプレイ。
【請求項７】
画像データに加えられて、前記画像データの歪んだ表現を生成するためのオフセットを
記憶するメモリ領域と、
前記画像データを、非平面表面にマッピングし、そして、前記非平面表面上の前記画像
データのポリゴン区画にもたらされた歪み量を計算するように構成されているコア領域で
あって、前記非平面表面によってもたらされた前記歪み量を打ち消すために前記画像デー
タに加えられる、前記歪み量の逆数を決定するように、さらに、構成されているコア領域
と、
前記メモリ領域と、前記コア領域との間の連絡を可能にするインターフェイス・モジュ
ールであって、カウンタを含んでいて、前記メモリ領域からオフセット・データを読み出
して、前記コア領域を通じて、ピクセル位置を計算するか、または、前記ピクセル位置を
補間するかのどちら１つに決定するインターフェイス・モジュールと、
を含むことを特徴とするワープ画像回路。
【請求項８】
請求項７に記載のワープ画像回路において、
画像サイズと、前記ポリゴン区画に関連するサイズと、を備えているデータを記憶する
レジスタ・ブロック、をさらに含む、
ことを特徴とするワープ画像回路。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のワープ画像回路において、
外部ランダム・アクセス・メモリに対するインターフェイスであって、前記コア領域に
よって計算された座標を評価して、前記座標に関連した、前記外部ランダム・アクセス・
メモリからのデータにアクセスするか否かを決定するように構成されているインターフェ
イス、をさらに含む、
ことを特徴とするワープ画像回路。
【請求項１０】
請求項９に記載のワープ画像回路において、
前記外部ランダム・アクセス・メモリに対する前記インターフェイスは、そのインター
フェイスが、前記外部ランダム・アクセス・メモリにアクセスしないことが決定されたと
きに、前記座標に対して、ある値を補間する回路を含んでいる、
ことを特徴とするワープ画像回路。
【請求項１１】
請求項９に記載のワープ画像回路において、
前記コア領域と、前記外部ランダム・アクセス・メモリに対する前記インターフェイス
と、に連絡するインターフェイス・ブロックであって、ＦＩＦＯバッファを含んでいるイ
ンターフェイス・ブロック、をさらに含む、
ことを特徴とするワープ画像回路。
【請求項１２】
請求項１１に記載のワープ画像回路において、
前記ＦＩＦＯバッファが、前記ワープ画像回路と外部通信ブロックとの間の通信を同期
させる機能を持つ、
ことを特徴とするワープ画像回路。
【請求項１３】
請求項１２に記載のワープ画像回路において、
前記外部通信ブロックが、ホスト・インターフェイス、前記外部ランダム・アクセス・
メモリ、および、プロジェクタを含んでいる、
ことを特徴とするワープ画像回路。
【請求項１４】
画像が、曲がっていない表面上に投影されているように知覚されるように、曲がってい
る表面上に、前記画像を投影する表示方法であって、
非平面表面上に較正画像を投影するステップと、
前記較正画像をブロックに分割するステップと、
前記較正画像内のブロックの頂点の各々に対するオフセットを決定するステップであっ
て、前記オフセットが、前記非平面表面によって引き起こされる、ステップと、
前記オフセットを、画像データの座標に加えるステップと、
前記オフセットに関連付けられなかった画像データに対する座標を決定するステップと
、
前記オフセットに関して調整された前記画像データと、前記オフセットに関連付けられ
なかった画像データに対する前記座標と、を逆変換するステップと、
前記逆変換された画像データを、前記曲がっている表面に送るステップと、
を含むことを特徴とする表示方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の表示方法において、
前記オフセットを、画像データの座標に加える前記ステップと、前記オフセットに関連
付けられなかった画像データに対する座標を決定する前記ステップと、前記オフセットに
関して調整された前記画像データと前記オフセットに関連付けられなかった画像データに
対する前記座標とを逆変換する前記ステップと、前記逆変換された画像データを、前記曲
がっている表面上に投影する前記ステップと、が、ハードウェアで遂行される、
ことを特徴とする表示方法。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載の表示方法において、
前記送られた、逆変換された画像データが、観察者にとって、歪んでいないように見え
る、
ことを特徴とする表示方法。
【請求項１７】
請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載の表示方法において、
前記曲がっている表面が、自動車のフロントガラスである、
ことを特徴とする表示方法。
【請求項１８】
請求項１４乃至１７のいずれか一項に記載の表示方法において、
前記分割するステップ、および、前記決定するステップが、残りの前記ステップから切
り離して遂行され、そして、前記決定されたオフセットが、前記残りの前記ステップで、
後に用いるために記憶される、
ことを特徴とする表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヘッドアップ・ディスプレイ、ワープ画像回路、および表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の安全機能を強化するために、ヘッドアップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）が、いく
つかの自動車モデルの購入者に対して、オプションとして提示されている。虚像が、計器
盤から、フロントガラス上に投影される。フロントガラスは、運転者の眼に対して平坦で
ない、すなわち、垂直でないから、画像を補正して、画像が、歪みなく、読みやすくなる
ようにしなければならない。いくつかの解決法においては、ガラスの幾何学的形状を変化
させて、そっくりな画像再現に必要な光学的補正を与えるために、特殊なくさび形の中間
層の使用が、用いられている。他の解決法においては、投影される画像を修正して、知覚
される画像が歪んでいないようにするために、光学レンズが、自動車の製造中に、技術者
によって手動で調整される。
【０００３】
しかしながら、それらの現在の解決法はすべて、プロジェクタ、観察者の視点のいかな
る変化にも、または、フロントガラスの変化にも、適応する能力を欠いている。したがっ
て、最初の設定がなされた後、何かが変化すると、その乗り物の所有者は、乗り物を乗り
物会社に持ち込んで、その変化に順応するように、システムを再調整させなければならな
い。これらの制限が、現在利用可能なヘッドアップ・ディスプレイシステムを、柔軟性が
なく、かつ、費用のかかるものにしている。
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２００６３８０２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
結果として、従来技術の問題を解決して、購買者によって広範に承認されるように、費
用を効率よく調整することができるヘッドアップ・ディスプレイシステムを提供する必要
がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
大まかに言えば、本発明は、ヘッドアップ・ディスプレイに対する、柔軟性に富むデジ
タル的な解決法を提供することによって、これらの必要性を満たす。プロセス、装置、シ
ステム、デバイス、または方法を含む、多数の態様で、本発明を実施することができるこ
とを認識されたい。本発明のいくつかの進歩性に富む実施形態が、以下に記述される。
【０００７】
一実施形態において、ヘッドアップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）が、提供される。そのヘ
ッドアップ・ディスプレイは、非平面表面上に、画像データの歪んだ表現を投影するよう
に構成されているプロジェクタを含んでいる。ヘッドアップ・ディスプレイは、さらに、
前記歪んだ表現を生成するために、前記画像データに加えられるオフセットを記憶するよ
うに構成されているワープ画像回路を含んでいる。前記オフセットは、前記画像データ内
のピクセルの一部の座標を移動させるための、それぞれの距離を表わし、そして、前記オ
フセットは、前記ワープ画像回路のメモリ領域内に記憶される。前記の、ピクセルの一部
は、ポリゴンの頂点に対応している。前記ワープ画像回路は、さらに、前記ポリゴンの頂
点を、前記非平面表面にマッピングするように構成されている。
【０００８】
別の一実施形態において、ワープ画像回路が提供される。そのワープ画像回路は、画像
データに加えられて、前記画像データの歪んだ表現を生成するためのオフセットを記憶す
るメモリ領域を含んでいる。前記画像データを、非平面表面にマッピングし、そして、前
記非平面表面上の前記画像データのポリゴン区画（ポリゴンのセル）にもたらされた歪み
量を計算するように構成されているコア領域が、含まれている。前記コア領域は、前記非
平面表面によってもたらされた前記歪み量を打ち消すために前記画像データに加えられる
、前記歪み量の逆数を決定するように、さらに、構成されている。前記メモリ領域と、前
記コア領域との間の連絡を可能にするインターフェイス・モジュールが、設けられている
。前記インターフェイス・モジュールは、カウンタを含んでいて、前記メモリ領域からオ
フセット・データを読み出して、前記コア領域を通じて、ピクセル位置を計算するか、ま
たは、前記ピクセル位置を補間するかのどちら１つに決定する。
【０００９】
さらに別の一実施形態において、画像が、曲がっていない表面上に投影されているよう
に知覚されるように、曲がっている表面上に、前記画像を投影する方法が、提供される。
その方法は、較正画像を、ブロックに分割するステップと、前記ブロックの頂点の各々に
対するオフセットを決定するステップであって、前記オフセットが、前記曲がっている表
面によって引き起こされる、ステップと、を含んでいる。その方法は、さらに、前記オフ
セットを、画像データの座標に加えるステップと、前記オフセットに関連付けられなかっ
た画像データに対する座標を決定するステップと、を含んでいる。前記オフセットに関し
て調整された前記画像データが、逆変換され、また、前記オフセットに関連付けられなか
った前記画像データに対する前記座標も、逆変換される。前記逆変換された画像データが
、前記曲がっている表面に送られる。
【００１０】
本発明の一態様である、ヘッドアップ・ディスプレイは、非平面表面上に、画像データ
の歪んだ表現を投影するように構成されているプロジェクタと、歪んだ表現を生成するた
めに、プロジェクタに供給される画像データに加えられるオフセットを記憶するように構
成されているワープ画像回路であって、オフセットが、画像データ内のピクセルの一部の
座標を移動させるための、それぞれの距離を表わして、ワープ画像回路のメモリ領域内に
記憶され、の、ピクセルの一部が、ポリゴンの頂点に対応し、ワープ画像回路が、さらに
、ポリゴンの頂点を、非平面表面にマッピングするように構成されている、ワープ画像回
路とを含む。
【００１１】
また、ワープ画像回路が、非平面表面への、ポリゴンの頂点のマッピングの際に、歪み
量を計算するものであってもよい。
【００１２】
また、ワープ画像回路が、マッピングから生成された歪み量を打ち消す逆行列を生成す
るように構成されているものであってもよい。
【００１３】
また、ワープ画像回路がカウンタを含み、カウンタ値に基づいて、オフセットを読み出
すように構成されているものであってもよい。
【００１４】
ワープ回路と連絡するランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）であってもよい。
【００１５】
また、ワープ回路が、双線形補間機能にしたがって、ポリゴンの頂点内にピクセルをマ
ッピングするための双線形補間回路を含んでいるものであってもよい。
【００１６】
本発明の一態様である、ワープ画像回路は、画像データに加えられて、画像データの歪
んだ表現を生成するためのオフセットを記憶するメモリ領域と、画像データを、非平面表
面にマッピングし、そして、非平面表面上の画像データのポリゴン区画にもたらされた歪
み量を計算するように構成されているコア領域であって、非平面表面によってもたらされ
た歪み量を打ち消すために画像データに加えられる、歪み量の逆数を決定するように、さ
らに、構成されているコア領域と、メモリ領域と、コア領域との間の連絡を可能にするイ
ンターフェイス・モジュールであって、カウンタを含んでいて、メモリ領域からオフセッ
ト・データを読み出して、コア領域を通じて、ピクセル位置を計算するか、または、ピク
セル位置を補間するかのどちら１つに決定するインターフェイス・モジュールとを含む。
【００１７】
また、画像サイズと、ポリゴン区画に関連するサイズと、を備えているデータを記憶す
るレジスタ・ブロック、をさらに含む。
【００１８】
また、外部ランダム・アクセス・メモリに対するインターフェイスであって、コア領域
によって計算された座標を評価して、座標に関連した、外部ランダム・アクセス・メモリ
からのデータにアクセスするか否かを決定するように構成されているインターフェイスを
、さらに含むものであってもよい。
【００１９】
また、外部ランダム・アクセス・メモリに対するインターフェイスは、そのインターフ
ェイスが、外部ランダム・アクセス・メモリにアクセスしないことが決定されたときに、
座標に対して、ある値を補間する回路を含むものであってもよい。
【００２０】
また、コア領域と、外部ランダム・アクセス・メモリに対するインターフェイスと、に
連絡するインターフェイス・ブロックであって、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファを含
んでいるインターフェイス・ブロックを、さらに含むものであってもよい。
【００２１】
また、ＦＩＦＯバッファが、ワープ画像回路と外部通信ブロックとの間の通信を同期さ
せる機能を持つものであってもよい。
【００２２】
また、外部通信ブロックが、ホスト・インターフェイス、外部ランダム・アクセス・メ
モリ、および、プロジェクタを含むものであってもよい。
【００２３】
本発明の一態様である、画像が曲がっていない表面上に投影されているように知覚され
るように、曲がっている表面上に、画像を投影する表示方法は、非平面表面上に較正画像
を投影するステップと、較正画像をブロックに分割するステップと、較正画像内のブロッ
クの頂点の各々に対するオフセットを決定するステップであって、オフセットが、非平面
表面によって引き起こされる、ステップと、オフセットを、画像データの座標に加えるス
テップと、オフセットに関連付けられなかった画像データに対する座標を決定するステッ
プと、オフセットに関して調整された画像データと、オフセットに関連付けられなかった
画像データに対する座標と、を逆変換するステップと、逆変換された画像データを、曲が
っている表面に送るステップとを含む。
【００２４】
また、オフセットを、画像データの座標に加えるステップと、オフセットに関連付けら
れなかった画像データに対する座標を決定するステップと、オフセットに関して調整され
た画像データとオフセットに関連付けられなかった画像データに対する座標とを逆変換す
るステップと、逆変換された画像データを、曲がっている表面上に投影するステップと、
が、ハードウェアで遂行されるものであってもよい。
【００２５】
また、送られた、逆変換された画像データが、観察者にとって、歪んでいないように見
えるものであってもよい。
【００２６】
また、曲がっている表面が、自動車のフロントガラスであってもよい。
【００２７】
また、分割するステップ、および、決定するステップが、残りのステップから切り離し
て遂行され、そして、決定されたオフセットが、残りのステップで、後に用いるために記
憶されるものであってもよい。
【００２８】
本発明の利点が、以下の詳細な記載を、本発明の原理を例示するための添付図面ととも
に調べることによって、明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明は、添付図面とともに、以下の詳細な記載によって容易に理解され、また、同様
の参照数字は、同様の構成要素を意味している。以下の記述において、本発明の完全な理
解を与えるために、多数の詳細な具体策について、説明がなされる。しかしながら、当業
者にとっては、本発明を、それらの詳細な具体策のいくつかなしで実施することができる
ことは明白であろう。別の例においては、よく知られた処理操作、および、実装具体策は
、必要以上に本発明を不明瞭にすることを避けるために、詳細には記述されていない。
【００３０】
ワープ画像回路が、以下に記述される。そのワープ画像回路は、乗り物用のヘッドアッ
プ・ディスプレイ（ＨＵＤ）内に組み込まれていてもよい。そのワープ画像回路は、ヘッ
ドアップ・ディスプレイシステムに対してデジタル的な解決法を与えるシステムの一部で
ある。以下に言及されるように、ワープ画像回路内に記憶されているオフセット値を用い
て、画像データが処置される、例えば、画像データのピクセルの一部の座標が変更され、
それによって、画像を、非平面表面から投影して、それでもなお、歪んでいないように見
えるようにすることができる。
【００３１】
本明細書に記載されている実施形態は、デジタルベースのヘッドアップ・ディスプレイ
のための回路およびハードウェアを対象にしている。以下に記載されている実施形態は、
自動車用のヘッドアップ・ディスプレイを引用しているが、これは、制限することを目的
とするものではないことを認識されたい。
【００３２】
すなわち、本明細書に記載されている実施形態は、モータ動力式であろうとなかろうと
、ボート、ジェット・スキーなどのような水上の乗り物、飛行機、ヘリコプターなどのよ
うな空中の乗り物、および、自動車、オートバイなどのような陸上の乗り物を含む、いか
なる乗り物内に組み込まれるものであってもよい。
【００３３】
図１は、本発明の一実施形態による、乗り物に用いられるヘッドアップ・ディスプレイ
・システムを例示している、単純化された概要図である。
【００３４】
プロジェクタのような画像レンダリング・デバイス１２が、プロセッサ１４、メモリ１
６、およびワープ画像回路１１のような、ハードウェアを含んでいる。ワープ画像回路１
１は、ワープ画像ロジックと呼ばれることもあり、そして、ソフトウェア、ハードウェア
、または、その両者のなんらかの組合せを含んでいてもよいことに注意されたい。
【００３５】
さらに、ワープ画像回路１１の構成は、本明細書に記述されている機能を遂行するよう
に相互接続されたロジック・ゲートを含んでいる。したがって、当業者には認識されるで
あろうように、プログラム可能なロジック・デバイス、例えば、フィールド・プログラマ
ブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの上に、ワ
ープ画像回路を実施することができる。
【００３６】
本明細書に記載されている実施形態は、ワープ画像回路１１のさらなる具体例を提供す
る。以下に、より詳細に記述されるように、ワープ画像回路１１は、オフセット値のテー
ブルを用いて、画像をワーピングする、および／または、デワーピングする機能を持って
いる。
【００３７】
図１を参照すると、本発明の一実施形態によるシステム１０が、一般的なプロセッサ、
有限状態マシン、または、本明細書において論じられるような、画像データを処置するこ
とができる任意の他の回路であってもよいプロセッサ１４とデータ伝達する、プロジェク
タのような画像レンダリング・デバイス１２を含んでいる。
【００３８】
画像レンダリング・デバイスは、非平面の表面から当てることができる、または、非平
面の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）画面上に表示することさえできる画像データを表示する
ためのＬＣＤプロジェクタ、または、任意の他の適切なプロジェクタであってもよいこと
を認識されたい。
【００３９】
メモリ１６は、プロセッサ１４とデータ伝達し、そして、本発明による機能を実行する
ための、コンピュータ読み取り可能なコードを含んでいる。それに代えて、その機能は、
本明細書に記述されている結果を達成するように構成されたロジック・ゲートおよび回路
を介して遂行されるのであってもよい。
【００４０】
ワープ画像回路１１は、画像データにオフセットを加え、その結果、ユーザ１８は、非
平面表面としてのフロントガラス２４から投影された、または、非平面表面としてのフロ
ントガラス２４に送られた、歪んでいないデータを観察する。
【００４１】
画像レンダリング・デバイス１２は、自動車、オートバイ、航空機、ボート、および、
その他同様のもののような乗り物内にあり、したがって、ユーザ１８は、画像レンダリン
グ・デバイス１２によって作り出された画像を、視野領域２０内で視覚的に知覚すること
ができる。
【００４２】
画像レンダリング・デバイス１２、および、それに対応する、システム１０内の構成成
分は、デジタルベースのヘッドアップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）として機能する。
【００４３】
一実施形態において、画像レンダリング・デバイス１２は、乗り物の通常の作動におい
て、ユーザ１８の視野内に位置する視野領域２０に、所望の計測画像をレンダリングする
ように作動する。計測クラスタ（図示せず）の画像が、通常、ダッシュボード２２内に存
在する。通常、視野領域２０にレンダリングされる画像の内容は、標準的な技術を使用し
て得ることができる自動車の作動の実時間表現である。
【００４４】
例えば、速度計（図示せず）、タコメータ（図示せず）、時計（図示せず）、方位磁石
（図示せず）、油圧計（図示せず）、および、同様のものの画像を、視野領域２０にレン
ダリングすることができる。計測クラスタ、または、計測クラスタに含まれている個々の
計器の画像をレンダリングせずに、計測クラスタによって表わされる情報を、視野領域２
０にレンダリングしてもよい。
【００４５】
それに代えて、さらに、視野領域２０にレンダリングされる画像に、計測クラスタによ
って表わされない、乗り物の作動特性に関する情報を含めることも可能である。
【００４６】
例えば、自動車の中には、タコメータが備えられていないものもあるが、タコメータ信
号は、その車両内に存在する場合がある。本発明を使用して、視野領域２０に、タコメー
タ信号に対応する画像をレンダリングすることができる。
【００４７】
結果として、本発明は、既存の自動車に対する後方互換性にとって理想的であり、それ
は、車両の作動特性に関して、ユーザ１８によって知覚可能な情報を増加させる機能を利
用可能にする。
【００４８】
さらに、情報が、移動している車道すなわち進路への視線内に投影されるから、ユーザ
１８は、計器盤を見おろす必要がない。
【００４９】
一代替実施形態において、ラジオおよび再生されている歌に関連するデータ、ナビゲー
ション・システムに関連するデータ、などのように、計測クラスタおよび乗り物の作動パ
ラメータに関係しないデータを、ヘッドアップ・ディスプレイを介して投影してもよい。
【００５０】
本例において、ユーザ１８および視野領域２０は、フロントガラス２４から間隔を置い
て配置され、そして、視野領域２０が、フロントガラス２４を通して見ているユーザ１８
の視野内にあるように、その位置を定められる。
【００５１】
これは、画像レンダリング・デバイス１２、プロセッサ１４、ワープ画像回路１１、お
よび、メモリ１６が、フロントガラス２４が突き出しているダッシュボード２２内に搭載
されている状態で、画像レンダリング・デバイス１２が、画像を、複数のピクセル（それ
らのうちの２つが、光線２６によって示されている）として投影して、フロントガラス２
４上に当てることによって達成される。
【００５２】
図示されているように、画像レンダリング・デバイス１２は、ピクセルを、フロントガ
ラス２４の表面２８から反射させて（光線３０によって示されている）、視野領域２０に
原画像の虚像を作り出すことによって、視野領域２０に画像を生成する。システム１０が
、ダッシュボード内に搭載されているが、システムを、任意の適切な場所に、例えば、観
察者の頭の上に、置くこともできるから、このことは、限定することを意図するものでは
ないことを認識されたい。
【００５３】
さらに、プロセッサ１４、ワープ画像回路１１、および、メモリ１６が、個別のブロッ
クとして示されており、これらのブロックは、別の一実施形態においては、１個のチップ
上に一体化されていてもよい。もちろん、システム１０の構成成分の全てが、一実施形態
において、画像レンダリング・デバイス１２内に組み込まれていてもよい。
【００５４】
図２は、本発明の一実施形態による、原画像に加えられるオフセットの印加を例示して
いる、単純化された概要図である。
【００５５】
原画像１００が、ブロック１０４に区分けされる。一実施形態において、ブロックの稜
の長さは、２の累乗であり、また、原画像サイズは、ブロック・サイズで割り切れる。
【００５６】
例えば、画像サイズが、ＶＧＡ、すなわち、６４０×４８０である場合には、ブロック
・サイズは、２、４、８、１６、３２、などでなければならない。原画像１００が送られ
た非平面表面によってもたらされる歪み量を算定するために用いられるデータを生成する
ために用いられる較正画像に、ブロックを関連付けることができることを認識されたい。
【００５７】
オフセット１０２が、ブロック１０４の各コーナー／頂点に供給されて、原画像がワー
ピングされ、その結果、画像が、非平面表面に送られたとき、その画像は、観察者には、
歪んでいないように見える。
【００５８】
以下に記述されるように、ワープ画像回路は、画像データのブロックにオフセットを加
え、そして、次に、観察のために、画像を継ぎ合わせる。
【００５９】
図３は、本発明の一実施形態による、ワープ回路によって生成される画像表現を例示し
ており、そして、後方マッピング技術を例示している、単純化された概要図である。
【００６０】
図３の後方マッピング技術においては、出力画像が、画像の左上端領域から右下端領域
まで走査され、そして、最適座標が、入力画像から引き出されるように計算される。
【００６１】
表１は、本発明の一実施形態による、このアルゴリズムに用いられる典型的なコードを
備えている。上に言及したように、このコードの機能を遂行するように定められていても
よいプロセッサまたはロジック・ゲート（例えば、加算器、減算器、除算器、乗算器、比
較器、および、他の基本的なロジック・ゲート）によって実行するために、このコードを
、メモリに記憶させてもよい。
【００６２】
【表１】
2008102519.tif 000003
【００６３】
図４は、本発明の一実施形態にしたがって、双線形補間機能を適用される四辺形を例示
している、単純化された概要図である。
【００６４】
四辺形９０は、頂点と呼ばれることもあるコーナーに、ピクセルａ〜ｄを持ち、また、
ピクセルＡ’が、四辺形の内部に位置している。表２内のコードは、ピクセルＡ’の色成
分を決定するために、双線形補間機能を適用する技術を例示している。
【００６５】
【表２】
2008102519.tif 000004
【００６６】
例示的なコードでは、赤成分が求められているが、青成分および緑成分も、同様に決定
することができることを認識されたい。本明細書に記述されているように、四辺形９０の
頂点、すなわち、ピクセルａ〜ｄに対する座標は、オフセットを通じて与えることができ
る、すなわち、較正データから導出される絶対座標であり、一方、四辺形の内部のピクセ
ル、例えば、ピクセルＡ’、に対する座標は、補間を通じて導出することができる。
【００６７】
図５は、本発明の一実施形態によるワープ画像回路の機能ブロックを、さらに例示して
いる、単純化された概要図である。
【００６８】
ワープ画像回路１１は、ホスト・インターフェイス１２０、外部ランダム・アクセス・
メモリ（以降、外部ＲＡＭという）１３０、および、ディスプレイ・パネル等のビュー・
ブロック１２４と連絡している。ワープ画像回路１１の内部には、表示される対応ピクセ
ルに対するオフセットを表す値を記憶する、ワープ・オフセット・テーブル１２２がある
。
【００６９】
したがって、ワープ・オフセット・テーブル１２２は、アービタ、および、オフセット
を記憶するためのメモリ領域、例えばＲＡＭ、を含んでいる。ワープ・オフセット・テー
ブル１２２は、表示される画像の、対応するピクセル値の一部からの距離と見なすことが
できる相対値を含むことを認識されたい。
【００７０】
その、対応するピクセル値の一部は、一実施形態において、図２のブロックの頂点に対
応している。一代替実施形態において、オフセットではなくて、実際の座標を記憶しても
よい。ワープ・レジスタ・ブロック１２６が、ワープ画像回路１１内に含まれていて、ホ
スト・インターフェイス１２０と連絡している。
【００７１】
ワープ・レジスタ・ブロック１２６は、画像サイズ、および／または、ブロック・サイ
ズを設定し、そして、図４に関して論じた双線形補間を開始させる、レジスタのブロック
である。当業者であれば、実際の設計では、レジスタを、１つのレジスタのブロックとし
てではなく、ワープ画像回路１１の全体にわたって分配することができることを認識する
であろう。
【００７２】
ワープ・オフセット・テーブル・インターフェイス１２８が、ワープ・オフセット・テ
ーブル１２２に連絡していて、ワープ・オフセット・テーブル１２２に対するインターフ
ェイスとして機能する。ワープ・オフセット・テーブル・インターフェイス１２８は、カ
ウンタを含んでおり、そして、追跡されている対応ピクセル位置に応じて、ワープ・オフ
セット・テーブル１２２からオフセットを読み出す。例えば、各ピクセル位置に対して、
カウンタをインクリメントして、図３に関して例示したレンダリングの順序のとおりに、
表示される画像内で表示／作動される位置を追跡することができる。
【００７３】
ワープ・コア１３４が、ワープ・オフセット・テーブル・インターフェイス１２８、ワ
ープＲＡＭインターフェイス１３２、および、ワープ・ビュー・インターフェイス１３６
と連絡している。
【００７４】
図５のワープ・コア１３４は、ワープ回路内の主計算ブロックである。
【００７５】
したがって、ワープ・コア１３４は、オフセット・テーブル中の値が、ワープ・オフセ
ット・テーブル・インターフェイス１２８によって供給されると、その値から、画像内の
位置に応じた座標を計算する。
【００７６】
一実施形態において、ワープ・オフセット・テーブル・インターフェイス１２８は、ワ
ープ・コアから、ワープ・コアが待機状態にあるという信号を受け取って、ワープ・コア
１３４に、要求されたデータを伝達する。ひとたび、ワープ・コア１３４が、データを読
み出し、そして、ワープ・オフセット・テーブル・インターフェイス１２８に、肯定応答
信号を伝達し返すと、ワープ・オフセット・テーブル・インターフェイス１２８は、ワー
プ・オフセット・テーブル１２２から、次の、オフセットのセットを読み出し始める。
【００７７】
ワープ・コア１３４は、画像を、非平面表面の座標に、複数の、間隔を置いて配置され
た平面セルとしてマッピングする機能を持っており、それらのセルの各々は、画像の複数
のピクセルを含んでいる。
【００７８】
セル間の距離は、それらの複数のセルの各々の、表面座標に対する距離を最小化して、
それらの複数の平面セルを非平面表面上に当てる間に、最小化される。
【００７９】
ワープ画像回路１１、特に、ワープ・コア１３４が備えている機能の概要として、画像
を、複数の、間隔を置いて配置されたセルとしてマッピングする課程は、画像のピクセル
を、各々が、複数の間隔を置いて配置されたセルのうちの１つを定め、そして、初期空間
的関係を持つ複数の頂点を含んでいる、複数のポリゴンに関連付けるステップを含んでい
る。
【００８０】
較正画像の較正点に相当する頂点、すなわち、コーナーが、非平面表面の座標にマッピ
ングされて、マッピングされたポリゴンが、作り出される。歪み係数の行列が、マッピン
グされたポリゴンの頂点から生成される。
【００８１】
歪み係数は、非平面表面上のピクセル間の相対的な空間的関係を規定する。歪み行列か
ら、複数の逆係数を持つ逆行列が、作り出される。画像データが非平面表面から当てられ
たときにもたらされる歪みを打ち消すために、原画像データが、逆変換されたポリゴンと
して表示される。
【００８２】
さらに図５を参照すると、ワープＲＡＭインターフェイス１３２が、外部ＲＡＭ１３０
、および、ワープ・コア１３４と連絡している。さらに、ワープＲＡＭインターフェイス
１３２は、ワープ・ビュー・インターフェイス１３６と連絡している。ワープＲＡＭイン
ターフェイス１３２は、外部ＲＡＭ１３０に対するインターフェイスとして機能する。ワ
ープＲＡＭインターフェイス１３２は、ワープ・コア１３４から導出された新しい座標を
評価し、そして、必要に応じて、外部ＲＡＭ１３０から、ピクセルデータを読み出す。
【００８３】
外部ＲＡＭ１３０からの読み出しが、不必要な場合には、例えば、座標が、画像サイズ
の外部にある場合には、ワープＲＡＭインターフェイス１３２は、ワープ・ビュー・イン
ターフェイス１３６に連絡をとり、ビュー・ブロック１２４に背景画像を出力する。
【００８４】
一実施形態において、双線形補間が、レジスタ設定によって可能になっている場合には
、座標が、オフセット・データを持つ頂点のいずれでもなければ、ワープＲＡＭインター
フェイス１３２は、表４に概説されているように、外部ＲＡＭ１３０から、必要なピクセ
ルデータを読み出す。
【００８５】
例えば、ワープ・コア１３４によって供給される座標から、ワープＲＡＭインターフェ
イス１３２は、その座標位置に基づいて、すなわち、表４に詳述されているように、双線
形補間を適用することが必要か否かを決定する。
【００８６】
別の一実施形態において、表４に明確に述べられているように、４つ以下の座標を、双
線形補間に用いてもよく、例えば、座標が、境界に関連付けられる。
【００８７】
ワープＲＡＭインターフェイス１３２は、図４に関して上述したように、この補間のた
めに、外部ＲＡＭ１３０から必要なデータを読み出し、そして、新しいピクセルを計算す
る。ワープ・ビュー・インターフェイス１３６は、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファを
含んでおり、そして、ディスプレイ・パネル等のビュー・ブロック１２４のインターフェ
イスのような外部のブロックとの同期通信を可能にする機能を持つ。
【００８８】
したがって、ワープ・ビュー・インターフェイス１３６は、ワープ・ビュー・インター
フェイス１３６が空でないときには、外部のブロックに、肯定応答信号を含めて、ピクセ
ルデータを送る。
【００８９】
表３は、本発明の一実施形態による、図５のワープ画像回路内のモジュールについての
典型的な機能を例示している。
【００９０】
図５に関して、表４は、双線形補間が必要であるか否かに関する決定が、ワープＲＡＭ
インターフェイス１３２を通じてなされることを例示している。
【００９１】
外部ＲＡＭ１３０への読み出し回数を最小限にするために、読み出されるピクセル数に
ついての決定を、ピクセル位置に基づいてなしてもよい。
【００９２】
表４において、ピクセルを読み出す必要があるか否か、そして、ピクセルを読み出す必
要がある場合には、いくつであるか、を決定するために、種々の計算がなされる。
【００９３】
一実施形態において、表４に例示されているように、双線形補間のために、４つ以下の
ピクセルを読み出してもよく、ここで、その４つのピクセルは、図４の四辺形のような四
辺形のコーナーである。
【００９４】
【表３】
2008102519.tif 000005
【００９５】
【表４】
2008102519.tif 000006
図６は、本発明の一実施形態にしたがって、画像が曲がっていない表面上に投影されて
いるかのように知覚されるように、曲がっている表面上に画像を投影するための方法操作
を例示しているフローチャート図である。
【００９６】
本方法は、定められた較正点を内部に持つ較正画像が、曲がった表面上、すなわち、非
平面表面上に投影される操作２００で開始する。その後、本方法は、較正点の各々に対す
るオフセットが決定される操作２０２に進む。それらのオフセットは、非平面表面によっ
てもたらされる歪みによって引き起こされる。
【００９７】
その後、本方法は、オフセットが画像データの座標に加えられる操作２０４に進む。
【００９８】
図２〜図５に関して、上に論じたように、画像データの一部が、オフセットに関連付け
られ、そして、次に、操作２０６に定められているように、残りの部分に対する座標が、
決定される。
【００９９】
残りの部分に対する座標は、一実施形態において、補間を通じて決定することができる
ことに注意されたい。
【０１００】
その後、本方法は、操作２０８に移って、オフセットに関して調整された画像データ、
および、オフセットに関連付けられなかった画像データに対する座標が、両方とも、逆変
換される。
【０１０１】
一実施形態において、図５のワープ・コアは、この機能を達成するように構成された回
路、すなわち、データにオフセットを加え、また、双線形補間回路による両線形補間また
は何らかの他の適切な補間を遂行して、画像が送られる非平面表面の影響を打ち消すよう
に原画像データを調整するように構成された回路を含んでいる。
【０１０２】
その後、本方法は、操作２１０に進んで、逆変換された画像が、非平面表面に送られ、
そして、その逆変換された画像が、非平面表面による歪み効果を打ち消し、その結果、観
察者は、歪んでいない画像を観察する。当業者であれば、較正画像が、画像データから分
離された、画像データと異なる画像であることを認識するであろう。
【０１０３】
一実施形態において、その較正画像は、複数の視点から、曲がった表面に送られる複数
の画像であってもよい。それらの視点は、最終的に、当該視点からのオフセットを定める
ために用いられるデータセットをもたらす。
【０１０４】
上記の実施形態を念頭におけば、本発明は、コンピュータ・システムに記憶されている
データを伴う、種々の、コンピュータによって実行される操作を使用することができると
いうことが理解されるにちがいない。それらの操作は、物理量の物理的処置を必要とする
操作である。通常、必然的ではないが、これらの量は、記憶、転送、組み合わせ、比較、
および、その他の処置を行うことができる電気信号または磁気信号の形態をとる。さらに
、遂行される処置は、しばしば、作り出す、識別する、決定する、または、比較するとい
うような用語で呼ばれる。
【０１０５】
本発明の一部を形成している、本明細書に記述されている操作のいずれもが、有用なマ
シン操作である。
【０１０６】
本発明は、さらに、それらの操作を遂行するためのデバイスまたは装置に関するもので
ある。それらの装置は、要求される目的に合うように特別に構築されたものであることも
できるし、または、それらの装置は、コンピュータ内に記憶されているコンピュータ・プ
ログラムによって選択的に作動させられる、または、選択的に設定される汎用のコンピュ
ータであることもできる。
【０１０７】
具体的には、種々の汎用マシンを、本明細書の教示にしたがって書かれたコンピュータ
・プログラムとともに用いることができるし、または、必要とされる操作を遂行するよう
に、より特殊化された装置を構築するほうが、より使い勝手がよいかもしれない。
【０１０８】
本発明は、さらに、コンピュータ読み取り可能な媒体上のコンピュータ読み取り可能な
コードとして具現化することができる。そのコンピュータ読み取り可能な媒体は、データ
を記憶することができ、その後、コンピュータ・システムによって読み取ることができる
、いかなるデータ記憶デバイスであってもよい。
【０１０９】
コンピュータ読み取り可能な媒体には、さらに、コンピュータ・コードが具現化される
電磁搬送波が含まれる。コンピュータ読み取り可能な媒体の例には、ハードディスク・ド
ライブ、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ）、読み出し専用メモリ、ランダム・アク
セス・メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ（読み出し専用コンパクトディスク）、ＣＤ−Ｒ（１回書き
込み可能ＣＤ）、ＣＤ−ＲＷ（書き換え可能ＣＤ）、磁気テープ、および、他の光学的お
よび非光学的なデータ記憶デバイスが含まれる。
【０１１０】
コンピュータ読み取り可能なコードが、分散式に記憶され、実行されるように、コンピ
ュータ読み取り可能な媒体を、ネットワーク結合コンピュータ・システムを通じて、分散
させることもできる。
【０１１１】
上述の発明は、理解を明確にする目的で、かなり詳細に記述されているが、一定の変形
形態および変更形態を、特許請求の範囲内において実施できることは明白である。
【０１１２】
したがって、本実施形態は、例示的なものであって、限定的なものではないと考えられ
るべきであり、そして、本発明は、本明細書に与えられている具体例に制限されるべきで
はなくて、特許請求の範囲およびその均等物内において変更できるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の一実施形態による、乗り物内で用いるためのヘッドアップ・ディスプレイ・システムを例示している、単純化された概要図。
【図２】本発明の一実施形態による、原画像に加えられるオフセットの印加を例示している、単純化された概要図。
【図３】本発明の一実施形態による、ワープ回路によって生成される画像表現を例示しており、また、後方マッピング技術を例示している、単純化された概要図。
【図４】本発明の一実施形態にしたがって、双線形補間機能が適用されている四辺形を例示している、単純化された概要図。
【図５】本発明の一実施形態によるワープ画像回路の機能ブロックを、さらに例示している、単純化された概要図。
【図６】本発明の一実施形態による、画像が、曲がっていない表面上に投影されているように知覚されるように、曲がっている表面上に画像を投影する方法操作を例示している、フローチャート図。
【符号の説明】
【０１１４】
１２…画像レンダリング・デバイス、１４…プロセッサ、１６…メモリ、１１…ワープ
画像回路、１０…システム、１８…ユーザ、２０…視野領域。
【図１】
2008102519.tif 000007
【図２】
2008102519.tif 000008
【図３】
2008102519.tif 000009
【図４】
2008102519.tif 000010
【図５】
2008102519.tif 000011
【図６】
2008102519.tif 000012