(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの面の曲率を時間的に徐々に変化させる過程で得られる、形状の異なる複数の面を生成する曲面生成手段と、
地図上に表示されるべき目的物の位置を示す第１座標情報を記憶している地図記憶手段と、
生成された形状の異なる複数の面の各々に対し、前記第１座標情報を前記各面上の第２座標情報に変換するマッピング手段と、
前記各面毎に得られた前記第２座標情報に従って前記地図を画面に表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする地図表示装置。
【請求項２】
前記曲面生成手段は、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を生成し、
前記マッピング手段は、前記第１座標情報を前記生成された各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を、前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面上にテクスチャマッピングすることにより前記各面毎にマップドイメージを生成し、
前記表示手段は、前記生成された各マップドイメージを平面状の仮想スクリーンに透視投影することにより得られた投影イメージを順次表示する投影表示手段である
ことを特徴とする請求項１に記載の地図表示装置。
【請求項３】
前記第１の形状と第２の形状とは、平面と曲面、曲面と曲面、及び曲面と平面のいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の地図表示装置。
【請求項４】
前記地図表示装置は、注目点を含む前記地図上の部分領域を、時間的に徐々に拡大表示又は縮小表示し、前記曲面生成手段は、前記部分領域が拡大表示される場合には、前記部分領域に含まれる目的物を表す画像がテクスチャマッピングされる前記面上の部分と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも大きい形状を前記第２の形状として、前記複数の面を生成し、前記部分領域が縮小表示される場合には、前記部分領域に含まれる目的物を表す画像がテクスチャマッピングされる前記面上の部分と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも小さい形状を前記第２の形状として、前記複数の面を生成することを特徴とする請求項２又は３記載の地図表示装置。
【請求項５】
前記曲面生成手段は、前記注目点の位置、及び前記部分領域が拡大表示されるべきか縮小表示されるべきかの区別を示す情報を利用者から受け付ける注目点受付部を有し、前記受け付けた情報に応じて、前記複数の面を生成することを特徴とする請求項４に記載の地図表示装置。
【請求項６】
前記地図表示装置は、さらに、標高点の位置と標高とを対応付けて示す標高情報を記憶している標高記憶手段を備え、前記マッピング手段は、前記標高情報により示される標高点の位置を前記生成された各面上の位置に変換し、前記各面を、前記変換された位置において前記標高情報により示される標高に応じた大きさの起伏を設けることにより変形する曲面変形部を有し、前記第１座標情報を前記変形された各面上の第２座標情報に変換することを特徴とする請求項５に記載の地図表示装置。
【請求項７】
前記曲面変形部は、地図上の現在位置を含む領域において前記標高情報により示される標高を均等値に変更する標高変更部を有し、前記変更された標高に応じて前記曲面を変形することを特徴とする請求項６に記載の地図表示装置。
【請求項８】
前記投影表示手段は、前記投影イメージを表示する際に、前記目的物を表す画像の表示位置を基準としてさらに前記目的物を表す文字列を表示することを特徴とする請求項２乃至７の何れかに記載の地図表示装置。
【請求項９】
前記曲面生成手段は、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を生成し、
前記マッピング手段は、前記第１座標情報を前記生成された各面上の第２座標情報に変換し、
前記表示手段は、前記目的物を表す画像を、前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として、前記各面を仮想スクリーンとして透視投影することにより前記各面毎に得られた投影イメージを、順次表示する投影表示手段である
ことを特徴とする請求項１記載の地図表示装置。
【請求項１０】
前記第１の形状と第２の形状とは、平面と曲面、曲面と曲面、及び曲面と平面のいずれかであることを特徴とする請求項９記載の地図表示装置。
【請求項１１】
前記地図表示装置は、注目点を含む前記地図上の部分領域を、時間的に徐々に拡大表示又は縮小表示し、前記曲面生成手段は、前記部分領域が拡大表示される場合には、前記部分領域に含まれる目的物が透視投影される前記面上の部分と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも小さい形状を前記第２の形状として、前記複数の面を生成し、前記部分領域が縮小表示される場合には、前記部分領域に含まれる目的物が透視投影される前記面上の部分と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも大きい形状を前記第２の形状として、前記複数の面を生成することを特徴とする請求項９又は１０に記載の地図表示装置。
【請求項１２】
前記曲面生成手段は、前記注目点の位置、及び前記部分領域が拡大表示されるべきか縮小表示されるべきかの区別を示す情報を利用者から受け付ける注目点受付部を有し、前記受け付けた情報に応じて、前記複数の面を生成することを特徴とする請求項１１に記載の地図表示装置。
【請求項１３】
前記地図表示装置は、さらに、標高点の位置と標高とを対応付けて示す標高情報を記憶している標高記憶手段を有し、前記投影表示手段は、前記第１座標情報により示される位置における標高を前記標高情報に基づいて算出し、算出された標高に応じて、前記第１座標情報を変更する地図変形部を有し、前記変更された第１座標情報に従って前記投影イメージを順次表示することを特徴とする請求項１２に記載の地図表示装置。
【請求項１４】
地図上の現在位置を含む領域において前記標高情報により示される標高を均等値に変更する標高変更部を有し、変更された標高に応じて前記第１座標情報を変更する地図変更部を備えることを特徴とする請求項１３に記載の地図表示装置。
【請求項１５】
前記投影表示手段は、前記投影イメージを表示する際に、前記目的物を表す画像の表示位置を基準としてさらに前記目的物を表す文字列を表示することを特徴とする請求項９乃至１４の何れかに記載の地図表示装置。
【請求項１６】
前記標高変更部は、さらに、前記領域の周辺において前記領域からの距離に応じて前記標高情報により示される標高を変更することを特徴とする請求項７又は１４に記載の地図表示装置。
【請求項１７】
曲面生成手段と地図記憶手段とマッピング手段と投影表示手段とを備える地図表示装置において地図を画面に表示する方法であって、
前記曲面生成手段が、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を示す定義情報を生成する曲面生成ステップと、
前記マッピング手段が、前記地図記憶手段に記憶された第１座標情報であって、地図上に表示されるべき目的物の位置を示す第１座標情報を前記定義情報により示される各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面上にテクスチャマッピングすることにより、前記各面毎にマップドイメージを生成するマッピングステップと、
前記投影表示手段が、前記各マップドイメージを平面状の仮想スクリーンに透視投影することにより得られる投影イメージを生成し、順次表示する投影表示ステップと
を含むことを特徴とする地図表示方法。
【請求項１８】
曲面生成手段と地図記憶手段と投影表示手段とを備える地図表示装置において地図を画面に表示する方法であって、
前記曲面生成手段が、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を示す定義情報を生成する曲面生成ステップと、
前記投影表示手段が、前記地図記憶手段に記憶された第１座標情報であって、地図上に表示されるべき目的物の位置を示す第１座標情報を前記定義情報により示される各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面を仮想スクリーンとして透視投影することにより得られる投影イメージを、前記各面毎に生成し、順次表示する投影表示ステップと
を含むことを特徴とする地図表示方法。
【請求項１９】
曲面生成手段と地図記憶手段とマッピング手段と投影表示手段とを備える地図表示装置に、地図表示ステップを含む処理を実行させるプログラムであって、
前記地図表示ステップは、
前記曲面生成手段により、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を示す定義情報を生成する曲面生成ステップと、
前記マッピング手段により、前記地図記憶手段に記憶された第１座標情報であって、地図上に表示されるべき目的物の位置を示す第１座標情報を前記定義情報により示される各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面上にテクスチャマッピングすることにより、前記各面毎にマップドイメージを生成するマッピングステップと、
前記投影表示手段により、前記各マップドイメージを平面状の仮想スクリーンに透視投影することにより得られる投影イメージを生成し、順次表示する投影表示ステップと
の各ステップを含むことを特徴とするプログラム。
【請求項２０】
曲面生成手段と地図記憶手段と投影表示手段とを備える地図表示装置に、地図表示ステップを含む処理を実行させるプログラムであって、
前記地図表示ステップは、
前記曲面生成手段により、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を示す定義情報を生成する曲面生成ステップと、
前記投影表示手段により、前記地図記憶手段に記憶された第１座標情報であって、地図上に表示されるべき目的物の位置を示す第１座標情報を前記定義情報により示される各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面を仮想スクリーンとして透視投影することにより得られる投影イメージを、前記各面毎に生成し、順次表示する投影表示ステップと
の各ステップを含むことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地図表示装置、地図表示方法、及び前記地図表示装置において用いられるコンピュータプログラムに関し、特に、カーナビゲーション装置において用いられる道路地図表示技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地図表示装置の一応用例として、カーナビゲーション装置がある。カーナビゲーション装置で用いられる地図表示装置においては、特に、表示された地図を利用者、すなわち運転者が一瞥して理解できる必要があり、運転者がごく短い時間で情報を把握できる地図の表示方法に関して様々な工夫が行われている。当該工夫の一例として、運転者が所望すると考えられる情報を強調して表示する方法がある。
【０００３】
自動車の運転において、交差点、目的地など、運転者が特に注意を払うと考えられる地点がある。ここで当該地点を注目点と呼ぶ。従来のある種類の地図表示装置は、注目点付近の拡大図を表示する。この表示方法を用いる地図表示装置は、例えば自動車が主要な交差点に接近した際に、当該交差点付近の拡大図を表示することにより、運転者の進路判断を支援する。なお、拡大図を全画面に表示するのではなく、画面の一部分において地図に重ねて表示する地図表示装置もある。
【０００４】
また、地図の表示範囲の周辺をより大きな縮尺で表した広域図を、画面の一部分において地図に重ねて表示する地図表示装置もある。この表示方法によれば、運転者は地図を確認しつつ同時に前記広域図により地図周辺にある道路をも確認することができる。
このように、従来の地図表示装置は、注目点付近の拡大図を表示し、また地図周辺の広域図を表示することにより、運転者が所望すると考えられる情報を強調して表示する。これにより、画面に表示された情報を運転者が短時間で把握できるよう図っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の装置における表示方法において、注目点付近の拡大図が全画面に表示される場合には、運転者は拡大図を見ながら同時に地図に表示される拡大図周辺の道路を確認することが全くできないという問題がある。
また、注目点付近の拡大図又は地図周辺の広域図が画面の一部分において地図に重ねて表示される場合には、運転者は当該表示によって隠された地図部分を確認することができないという問題があり、さらに、縮尺が異なる拡大図または広域図と地図とは連続して描かれないため、両図の関係、特に両図の間での道路の接続関係を運転者が短時間で把握することが困難であるという問題がある。
【０００６】
また、運転者が拡大図又は広域図を確認するため地図と当該拡大図又は広域図との間で視線を移動させる際に、注目点を見失う場合があるという問題点もある。
なお、従来、遠近法を用いて地図を表示する技術がある。この表示方法は、人間の視覚特性に倣い遠くのものを小さくかつ近くのものを大きく表示することにより、表示された地図について運転者の遠近把握を容易にするが、注目点付近を拡大表示し、又は地図周辺を広域表示する場合には、前記と同様の問題を有する。
【０００７】
上記の問題に鑑み、本発明は、画面に表示された地図情報を運転者が短時間の内に的確に把握できる地図表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１） 上記問題を解決するため、本発明の地図表示装置は、１つの面の曲率を時間的に徐々に変化させる過程で得られる、形状の異なる複数の面の各々に対し、地図に関する第１座標情報を前記各面上の第２座標情報に変換するとともに、前記各面毎に得られた前記第２座標情報に従って前記地図を表示することを特徴とする。
【０００９】
（２） 前記（１）の地図表示装置において、前記第１座標情報は前記地図上に表示されるべき目的物の位置を示し、前記地図表示装置は、前記第１座標情報を記憶している地図記憶手段と、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を生成する曲面生成手段と、前記第１座標情報を前記生成された各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を、前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面上にテクスチャマッピングすることにより前記各面毎にマップドイメージを生成するマッピング手段と、前記生成された各マップドイメージを平面状の仮想スクリーンに透視投影することにより得られた投影イメージを順次表示する投影表示手段とを備えてもよい。
【００１０】
（３） 前記（２）の地図表示装置は、注目点を含む前記地図上の部分領域を、時間的に徐々に拡大表示又は縮小表示し、前記曲面生成手段は、前記部分領域が拡大表示される場合には、前記部分領域に含まれる目的物を表す画像がテクスチャマッピングされる前記面上の部分と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも大きい形状を前記第２の形状として、前記複数の面を生成し、前記部分領域が縮小表示される場合には、前記部分領域に含まれる目的物を表す画像がテクスチャマッピングされる前記面上の部分と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも小さい形状を前記第２の形状として、前記複数の面を生成してもよい。
【００１１】
（４） 前記（３）の地図表示装置において、前記曲面生成手段は、前記注目点の位置、及び前記部分領域が拡大表示されるべきか縮小表示されるべきかの区別を示す情報を利用者から受け付ける注目点受付部を有し、前記受け付けた情報に応じて、前記複数の面を生成してもよい。
（５） 前記（１）の地図表示装置において、前記第１座標情報は前記地図上に表示されるべき目的物の位置を示し、前記地図表示装置は、前記第１座標情報を記憶している地図記憶手段と、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を生成する曲面生成手段と、前記第１座標情報を前記生成された各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を、前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として、前記各面を仮想スクリーンとして透視投影することにより前記各面毎に得られた投影イメージを、順次表示する投影表示手段とを備えてもよい。
【００１２】
（６） 前記（５）の地図表示装置は、注目点を含む前記地図上の部分領域を、時間的に徐々に拡大表示又は縮小表示し、前記曲面生成手段は、前記部分領域が拡大表示される場合には、前記部分領域に含まれる目的物が透視投影される前記面上の部分と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも小さい形状を前記第２の形状として、前記複数の面を生成し、前記部分領域が縮小表示される場合には、前記部分領域に含まれる目的物が透視投影される前記面上の部分と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも大きい形状を前記第２の形状として、前記複数の面を生成してもよい。
【００１３】
（７） 前記（６）の地図表示装置において、前記曲面生成手段は、前記注目点の位置、及び前記部分領域が拡大表示されるべきか縮小表示されるべきかの区別を示す情報を利用者から受け付ける注目点受付部を有し、前記受け付けた情報に応じて、前記複数の面を生成してもよい。
（８） 本発明の地図表示方法は、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を示す定義情報を生成する曲面生成ステップと、地図上に表示されるべき目的物の位置を示す第１座標情報を前記定義情報により示される各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面上にテクスチャマッピングすることにより、前記各面毎にマップドイメージを生成するマッピングステップと、前記各マップドイメージを平面状の仮想スクリーンに透視投影することにより得られる投影イメージを生成し、順次表示する投影表示ステップとを含む。
【００１４】
（９） 本発明の地図表示方法は、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を示す定義情報を生成する曲面生成ステップと、地図上に表示されるべき目的物の位置を示す第１座標情報を前記定義情報により示される各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面を仮想スクリーンとして透視投影することにより得られる投影イメージを、前記各面毎に生成し、順次表示する投影表示ステップとを含む。
【００１５】
（１０） 本発明のプログラムは、地図表示装置をコンピュータにより実現するためのコンピュータ実行可能なプログラムであって、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を示す定義情報を生成する曲面生成ステップと、地図上に表示されるべき目的物の位置を示す第１座標情報を前記定義情報により示される各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面上にテクスチャマッピングすることにより、前記各面毎にマップドイメージを生成するマッピングステップと、前記各マップドイメージを平面状の仮想スクリーンに透視投影することにより得られる投影イメージを生成し、順次表示する投影表示ステップとを、前記コンピュータに実行させる。
【００１６】
（１１） 本発明のプログラムは、地図表示装置をコンピュータにより実現するためのコンピュータ実行可能なプログラムであって、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を示す定義情報を生成する曲面生成ステップと、地図上に表示されるべき目的物の位置を示す第１座標情報を前記定義情報により示される各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面を仮想スクリーンとして透視投影することにより得られる投影イメージを、前記各面毎に生成し、順次表示する投影表示ステップとを、前記コンピュータに実行させる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
第１の実施の形態における地図表示装置１０について説明する。地図表示装置１０は、地図上において利用者から指定される注目点の位置に応じた所期の形状を有し、かつ時間的に徐々に変形する曲面を生成し、生成される曲面毎に地図を示す座標情報をテクスチャマッピングし、テクスチャマッピングされた座標情報を透視投影して得られる像を表示することにより、道路の接続関係を保ったままで前記注目点を含む部分領域を拡大表示する装置である。
【００１８】
＜全体構成＞
図１に示すように、第１の実施の形態における地図表示装置１０は、地図記憶部１１０、自車位置受付部１５５、曲面記憶部１４０、曲面生成部１５０、マッピング部１６０、投影部１７０及び表示部１８０から構成される。
地図表示装置１０は、具体的にはプロセッサ、プログラムを記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、作業用のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のソフトウェア及びハードウェアにより実現される。前記各部の機能は、プロセッサがＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより実現される。前記各部の間におけるデータの受け渡しは、ＲＡＭ等のハードウェアを介して行われる。
【００１９】
＜地図記憶部１１０＞
地図記憶部１１０は、ビットマップデータにより表される画像情報、及び文字列と、それぞれの位置を示す第１座標情報と対応付けて記憶している。ここで、前記第１座標情報を、地図情報全体に亘る２次元直交座標系における座標により表すものとし、当該座標系をｓｔ座標系と称する。
【００２０】
図２は、地図記憶部１１０が記憶している画像情報の一例であり、前記第１座標情報の０≦ｓ≦１０００、０≦ｔ≦１０００に対応する画像情報を示している。
図３は、地図記憶部１１０が記憶している文字情報の一例であり、１１１は文字情報テーブルである。文字情報テーブル１１１は、文字情報について文字と文字位置を示す第１座標情報とを格納する。
【００２１】
＜曲面記憶部１４０＞
曲面記憶部１４０は、透視投影を行う仮想的な空間に存する異なる複数の曲面であって、地図情報がマッピングされる曲面を定義する情報を記憶している。ここで、当該空間を３次元直交座標系を用いて表すものとし、当該座標系をｘｙｚ座標系と称する。
【００２２】
曲面記憶部１４０は、拡大すべき地図部分がテクスチャマッピングされる曲面部分において前記曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも大きい曲面形状を定義する情報を、前記地図部分が表示される画面上の部分を示す情報と対応付けて記憶し、また、縮小すべき地図部分がテクスチャマッピングされる曲面部分において前記曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも小さい曲面形状を定義する情報を、前記地図部分が表示される画面上の部分を示す情報と対応付けて記憶している。前記曲面の形状に応じて地図が拡大及び縮小される作用については、投影部１７０の説明において詳述する。
【００２３】
曲面記憶部１４０は、地図を拡大縮小する作用を有さない形状として、特に、平面を定義する情報を記憶している。以降、当該情報をも含めて、曲面記憶部１４０に記憶される曲面又は平面を定義する情報を、曲面定義情報と総称する。
曲面記憶部１４０は、前記情報を次の何れかの形態により記憶している。
（１）ｘ、ｙ及びｚの関係式により表される曲面
（２）面上の複数のサンプル点を補間して得られる曲面
（３）媒介変数ｕ及びｖを用いて面上の点のｘ、ｙ及びｚ座標を表した曲面
図４に、曲面の一例を示す。同図（ａ）は、関係式
ｘ2＋（ｙ−０．５）2＋（ｚ＋１）2＝１．２５
により表される曲面１４１を、同図（ｂ）は、関係式
ｘ2＋（ｙ−０．５）2＋（ｚ−１）2＝１．２５
により表される曲面１４２を、それぞれ
−０．５≦ｘ≦０．５、０≦ｙ≦１
の範囲について示している。形状の理解を助けるため、同図においてｘ座標及びｙ座標について０．１刻みに測地線を表示した。曲面１４１、曲面１４２は、それぞれ、地図の表示範囲の手前部分、遠方部分を拡大する。各部分は、それぞれ、表示画面において、下方部分、上方部分に相当する。
【００２４】
図５は、前記曲面及び平面について、曲面記憶部１４０が記憶している情報の例を示している。曲面記憶部１４０は、曲面定義情報欄に前記曲面定義情報を記憶し、拡大縮小部分欄に拡大又は縮小すべき地図部分が表示される画面上の部分を示す情報を記憶している。
なお、曲面記憶部１４０は、前記（２）及び（３）の形態により表した曲面定義情報を記憶してもよい（図示省略）。
【００２５】
＜曲面生成部１５０＞
曲面生成部１５０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成して、当該曲面を表す曲面定義情報をマッピング部１６０に対して出力する。以下、詳細に説明する。
曲面生成部１５０は、注目点受付部１５１及び注目点記憶部１５２を有する。
【００２６】
注目点受付部１５１は、例えば表示部１８０が有する画面の前面に設置されるタッチパネル等により実現され、運転者が拡大表示及び縮小表示を区別して当該タッチパネル等に触れることにより、運転者が意図した注目点の画面上における位置を認識し、当該位置を示す情報を拡大表示及び縮小表示の区別とともに曲面生成部１５０に対して通知する。
【００２７】
注目点記憶部１５２は、画面上の位置と拡大表示及び縮小表示の区別とを示す情報を記憶する。図６に示すように、注目点記憶部１５２は、前注目点欄及び現注目点欄を有しており、双方の欄はそれぞれ、注目点の位置と拡大縮小の区別を保持し、最初、双方の欄は注目点の位置が指定されていないことを示す情報が記憶されている。
【００２８】
曲面生成部１５０は、注目点受付部１５１から画面上の位置を拡大縮小の区別とともに示す情報を通知され、現注目点欄の内容を前注目点欄に転記し、当該通知された情報を現注目点欄に記録する。次に、曲面生成部１５０は、前注目点について、位置が指定されている場合には、曲面記憶部１４０から前注目点を拡大縮小部分に含む曲面定義情報を取得し、位置が指定されていない場合には、曲面記憶部１４０から平面を定義する情報を取得する。現注目点についても、同様にして曲面記憶部１４０から情報を取得する。曲面生成部１５０は、前注目点について取得した情報が表す形状を有する曲面又は平面（以後、前曲面と称する）から、現注目点について取得した情報が表す形状を有する曲面又は平面（以後、現曲面と称する）まで、両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を順次生成する。
【００２９】
当該曲面を生成する一具体例として、曲面生成部１５０が２つの形状の間を１０等分して両形状の中間的な形状を有する９個の曲面を生成する方法について述べる。
（１） ｘ、ｙ及びｚの関係式により曲面が定義される場合、前曲面及び現曲面の面上にあって、共通のｘ，ｙ座標値を有する複数の点を求める。前曲面について求めたｎ個の点が
Ｐ1:（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚp1）  …  Ｐn:（ｘn ，ｙn ，ｚpn）
であり、現曲面について求めたｎ個の点が
Ｃ1:（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚc1）  …  Ｃn:（ｘn ，ｙn ，ｚcn）
であるとき、曲面生成部１５０はｉ＝１…９の各々についてｎ個のサンプル点
Ｓ1i:（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚp1＋ｉ（ｚc1−ｚp1）／１０）  …
Ｓni:（ｘn ，ｙn ，ｚpn＋ｉ（ｚcn−ｚpn）／１０）    （ｉ＝１…９）
により定義される９個の曲面を順次生成する。
【００３０】
（２） 面上の複数のサンプル点により曲面が定義される場合であって、前曲面を定義するｍ個のサンプル点が
Ｐ1:（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚp1）  …  Ｐm:（ｘm ，ｙm ，ｚpm）
であり、現曲面を定義するｍ個のサンプル点が
Ｃ1:（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚc1）  …  Ｃm:（ｘm ，ｙm ，ｚcm）
であるとき、曲面生成部１５０はｉ＝１…９の各々についてｍ個のサンプル点
Ｓ1i:（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚp1＋ｉ（ｚc1−ｚp1）／１０）  …
Ｓmi:（ｘm ，ｙm ，ｚpm＋ｉ（ｚcm−ｚpm）／１０）    （ｉ＝１…９）
により定義される９個の曲面を順次生成する。
【００３１】
前記例は、前曲面と現曲面とが共通のｘｙ座標値を有するサンプル点により定義されている場合について示しているが、両者が異なるｘｙ座標値を有するサンプル点により定義されている場合は、一方の曲面を定義するサンプル点の座標値を双線形補間することにより他方の曲面を定義するサンプル点と等しいｘｙ座標を有する点を算出し、当該点をサンプル点として用いればよい。
【００３２】
（３） 媒介変数ｕ及びｖを用いて曲面上の点のｘ、ｙ及びｚ座標が定義される場合であって、前曲面が
Ｐ:（ｘp（ｕ，ｖ） ，ｙp（ｕ，ｖ） ，ｚp（ｕ，ｖ））
現曲面が
Ｃ:（ｘc（ｕ，ｖ） ，ｙc（ｕ，ｖ） ，ｚc（ｕ，ｖ））
と定義される場合、曲面生成部１５０はｉ＝１…９の各々について
0004786842.tif 000002
により定義される９個の曲面を順次生成する。
【００３３】
曲面生成部１５０は、マッピング部１６０に対して、生成した曲面を表す曲面定義情報を順次出力し、最後に現曲面を表す曲面定義情報を出力する。
図７は、表示画面の下方部分に位置する注目点を運転者から指定されている状態において、新たに、表示画面の上方部分に位置する注目点を運転者から指定された場合に、曲面生成部１５０が出力する曲面を示す概念図である。
【００３４】
曲面生成部１５０は、表示画面の下方部分を拡大する曲面１４１を前曲面とし、表示画面の上方部分を拡大する曲面１４２を現曲面として、曲面１４１から曲面１４２に向かって、両者の中間的な形状を有する曲面１４３を順次生成し、当該生成した曲面を表す曲面定義情報をマッピング部１６０へ出力する。その後、曲面１４２を表す曲面定義情報をマッピング部１６０へ出力する。
【００３５】
＜自車位置受付部１５５＞
自車位置受付部１５５は、本地図表示装置外のＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）装置又は慣性航法装置等から、本地図表示装置が搭載された自動車の現在位置及び進行方向に関する情報を受け付け、当該位置及び方向を表す自車位置情報をマッピング部１６０に出力する。
【００３６】
図８は、自車位置情報の一例を示している。自車位置情報１５６は、自車位置及び進行方向からなる。自車位置はｓｔ座標系における座標、進行方向はｓ軸から反時計周りに測った角度により表される。
＜マッピング部１６０＞
マッピング部１６０は、自車位置受付部１５５から受け取った自車位置情報１５６に応じて地図上の表示対象となる領域を算出し、当該領域に含まれる画像情報を、曲面生成部１５０から入力される曲面毎にテクスチャマッピングする。以下、詳細に説明する。
【００３７】
マッピング部１６０は、自車位置を含む矩形領域を表示対象領域として算出する。ここでは、一例として、進行方向に向かって自車位置から前方９Ｋｍ、後方１Ｋｍ、左右それぞれ５Ｋｍの範囲の領域を算出するものとする。
図９は、当該算出された領域を示している。同図において、１５７が表示対象領域、１５８が自車位置、１５９が進行方向である。
【００３８】
次に、マッピング部１６０は、前記表示対象領域のｓｔ座標を、透視投影を行う仮想空間のｘｙ座標に対応付ける座標変換を求める。当該変換は、自車位置及び進行方向に応じた平行移動及び回転移動、並びに縮小により構成される。マッピング部１６０は、自車位置及び進行方向に応じた平行移動量、回転移動量及び縮小比に応じて当該変換ｆを算出する。
【００３９】
次に、マッピング部１６０は、前記領域に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報（ｓ０，ｔ０）に対して当該画像情報をテクスチャマッピングする基準となる前記曲面上の位置を示す第２座標情報（ｆ（ｓ０，ｔ０），ｚ０）を次のようにして算出する。
（１） ｘ、ｙ及びｚの関係式により曲面が定義される場合、当該関係式のｘ、ｙにｆ（ｓ０，ｔ０）を代入してｚについて解く。
【００４０】
（２） 面上の複数のサンプル点により曲面が定義される場合、ｘ、ｙ座標に関してｆ（ｓ０，ｔ０）の近隣にあるサンプル点の座標値を双線形補間してｚ０を得る。
（３） 媒介変数ｕ及びｖを用いて曲面上の点のｘ、ｙ及びｚ座標が定義される場合、ｘ、ｙにｆ（ｓ０，ｔ０）を代入してｕ０、ｖ０を求め、当該ｕ０、ｖ０からｚ０を求める。
【００４１】
マッピング部１６０は、当該求めた曲面上の位置（ｆ（ｓ０，ｔ０），ｚ０）に前記画像情報の各画素をテクスチャマッピングする。このマッピングは、従来実施されているテクスチャマッピングを用いて行う。
なお、エイリアシングを除去するために、面積寄与率に応じてテクスチャマッピングする方法及び双線形補間等を用いて画素を補間してテクスチャマッピングする方法が従来行われており、本テクスチャマッピング処理において当該方法を適用してもよい。
【００４２】
マッピング結果の一例として、図１０は、図４（ａ）の曲面１４１に図９の表示対象領域１５７に含まれる画像情報をテクスチャマッピングした結果を示している。図１１は図４（ｂ）の曲面１４２に図９の表示対象領域１５７に含まれる画像情報をテクスチャマッピングした結果を示している。なお、形状の理解を助けるため図１０、図１１の双方に測地線を表示した。
【００４３】
マッピング部１６０は、当該テクスチャマッピング処理を、曲面生成部１５０から入力される曲面毎に行う。
＜投影部１７０＞
投影部１７０は、前記曲面毎に、マッピング部１６０によりテクスチャマッピングされた画像情報を平面状の仮想スクリーンに透視投影する。以下、詳細に説明する。
【００４４】
図１２（ａ）は、図１０のテクスチャマッピング結果に対して投影部１７０が行う透視投影を示す概念図であり、曲面１７１、仮想スクリーン１７２、視点１７３、視線１７４の位置関係を示している。従来の遠近法を用いる場合と同様、投影部１７０は、視点１７３を進行方向に向かって曲面１７１の手前の適切な高さに仮想的に配置し、仮想スクリーン１７２を適切な視野が得られる位置に配置する。この配置において仮想スクリーン１７２に投影される像は現実の地域を上空から眺めた景色に相当するため、現実感のある地図を運転者に提示することができ、運転者の遠近把握を容易にする。
【００４５】
図１２（ｂ）は、同図（ａ）のｘ＝０における断面図であり、Ｌｓは仮想スクリーン１７２の高さ、Ｌ１は進行方向に向かって曲面１７１の手前半分が仮想スクリーン１７２に投影される長さを示している。地図の特定の部分を拡大しない場合と比較するため、ｘ、ｙ座標に関して曲面１７１と同じ範囲を有する平面の手前半分が仮想スクリーン１７２に投影される長さをＬ０により示している。
【００４６】
同図に示したように、曲面１７１は、進行方向に向かって手前部分において視線と大きな角度θ１で交わり遠方部分において小さな角度θ２で交わる。曲面上の同一面積の部分について、視線となす角度が小さいほど仮想スクリーン上に投影される面積が小さくなるため、曲面１７１にテクスチャマッピングされた地図を透視投影した像は、手前部分が拡大され遠方部分が縮小される。このことはＬ０＜Ｌ１であることからも確かめられる。
【００４７】
図１３（ａ）は、図１１のテクスチャマッピング結果に対する透視投影を示す概念図であり、１７６は曲面、１７７は仮想スクリーン、１７８は視点、１７９は視線である。これらの配置及びその効果は、前記と同様である。
図１３（ｂ）は、同図（ａ）のｘ＝０における断面図であり、Ｌｓは仮想スクリーン１７７の高さ、Ｌ１は進行方向に向かって曲面１７６の奥半分が仮想スクリーン１７７に投影される長さ、Ｌ０はｘ、ｙ座標に関して曲面１７６と同じ範囲を有する平面の奥半分が仮想スクリーン１７７に投影される長さである。
【００４８】
曲面１７６は、進行方向に向かって手前部分において視線と小さな角度θ１で交わり遠方部分において大きな角度θ２で交わるため、曲面１７６にテクスチャマッピングされた地図を透視投影した像は、手前部分が縮小され遠方部分が拡大される。このことはＬ０＜Ｌ１であることからも確かめられる。
このように、拡大すべき地図部分がテクスチャマッピングされる点において前記曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも大きく、縮小すべき地図部分がテクスチャマッピングされる点において前記曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも小さい形状を有する曲面にテクスチャマッピングした地図情報を透視投影することにより、道路の接続関係を保ったまま地図の所望の部分を拡大し、また縮小した像を得ることができる。
【００４９】
投影部１７０は、曲面生成部１５０が出力する曲面毎にマッピング部１６０がテクスチャマッピングした画像情報を、平面状の仮想スクリーンに透視投影する。例えば、運転者の操作に応じて、前曲面が図１２の曲面１７１であり、現曲面が図１３の曲面１７６となった場合、曲面生成部１５０は、曲面１７１から曲面１７６までの中間的な形状を有する曲面を順次出力し、マッピング部１６０は、当該曲面毎に画像情報をテクスチャマッピングし、投影部１７０は、当該テクスチャマッピングされた画像情報を透視投影する。これにより、投影部１７０は、地図の手前部分が拡大された投影像から、地図の遠方部分が拡大された投影像へと、徐々に変形する投影像を出力する。
【００５０】
＜表示部１８０＞
表示部１８０は、液晶パネル、ブラウン管、プラズマパネル、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネル等により実現される画面を備え、前記曲面毎に、投影部１７０により透視投影された像及び文字情報を当該画面に表示する。以下、詳細に説明する。
【００５１】
表示部１８０は、前記曲面毎に仮想スクリーンに透視投影された像を拡大または縮小して画面の全体に表示する。
次に表示部１８０は、表示対象領域に含まれる各文字情報の位置（ｓ０，ｔ０）に対して前記曲面毎に、曲面上の点（ｆ（ｓ０，ｔ０），ｚ０）を前記マッピング部１６０と同様にして算出し、点（ｆ（ｓ０，ｔ０），ｚ０）が前記透視投影される仮想スクリーン上の点を算出し、当該仮想スクリーン上の点に対応する画面上の点を中心として文字フォントを表示する。
【００５２】
このように、地図表示装置１０は、文字情報の表示に際して文字フォントをテクスチャマッピング及び透視投影の対象とせず、表示部１８０は、前記求めた画面上の位置に文字フォントを表示することにより、テクスチャマッピング及び透視投影により生じる文字フォントの変形を回避する。
図１４は、図１２の透視投影の結果について表示部１８０が行う画面表示例であり、図１５は、図１３の透視投影の結果について表示部１８０が行う画面表示例を示している。運転者の操作に応じて、前曲面が図１２に示した曲面１７１であり、現曲面が図１３に示した曲面１７６となった場合の例によれば、表示部１８０は、図１４の表示から図１５の表示まで、両表示間を徐々に変形する地図を表示する。
【００５３】
＜地図表示処理＞
以下、図１６及び図１７に示すフローチャートを参照しながら、地図表示装置１０が行う地図表示処理について説明する。
地図表示装置１０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成し、当該曲面毎に曲面定義情報を付してサブ処理を呼び出すメイン処理と、メイン処理から与えられた曲面定義情報によって表される曲面または平面に地図をテクスチャマッピングし透視投影して表示するサブ処理とを行うことにより、２つの表示形状の間を徐々に変形する地図を表示する。
【００５４】
＜メイン処理＞
注目点受付部１５１は、運転者が意図した注目点の画面上における位置を表す情報を取得し（ステップＳ０１０）、当該情報に応じて、曲面生成部１５０は、前注目点及び現注目点の位置情報を更新する（ステップＳ０１１）。更新された前注目点について、位置が指定されている場合には（ステップＳ０１２）、曲面生成部１５０は、当該位置を含む地図部分を拡大する曲面定義情報を曲面記憶部１４０から取得し（ステップＳ０１３）、位置が指定されていない場合には、平面を表す情報を取得する（ステップＳ０１４）。さらに、曲面生成部１５０は、更新された現注目点について、同様にして曲面記憶部１４０から情報を取得する（ステップＳ０１５〜ステップＳ０１７）。
【００５５】
曲面生成部１５０は、前注目点について取得した情報により表される前曲面から、現注目点について取得した情報により表される現曲面まで（ステップＳ０２０）、両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を１つ生成し（ステップＳ０２１）、当該曲面を指定してサブ処理を実行する処理を（ステップＳ０２２）、順次繰り返す（ステップＳ０２３）。その後、曲面生成部１５０は、現曲面を指定してサブ処理を実行する（ステップＳ０２４）。
【００５６】
＜サブ処理＞
サブ処理において、地図表示装置１０は、メイン処理のステップＳ０２２及びステップＳ０２４から曲面定義情報を与えられ、以下の処理を行う。
自車位置受付部１５５は、自車位置及び進行方向をマッピング部１６０に出力する（ステップＳ１０１）。マッピング部１６０は、自車位置受付部１５５から入力された自車位置及び進行方向に応じて表示対象領域を算出する（ステップＳ１０２）。マッピング部１６０は、ｓｔ座標からｘｙ座標への変換ｆを算出する（ステップＳ１０３）。
【００５７】
マッピング部１６０は、表示対象領域に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報に対し（ステップＳ１０４）、変換ｆを用いて、メイン処理から与えられた情報により定義される曲面又は平面上の位置を示す第２座標情報を算出し（ステップＳ１０５）、算出された位置を基準として当該画像情報の各画素をマッピングする（ステップＳ１０６）。投影部１７０は、マッピング部１６０によりマッピングされた画像情報を仮想スクリーンに透視投影する（ステップＳ１０８）。
【００５８】
表示部１８０は、仮想スクリーンに透視投影された像を拡大または縮小して表示部１８０が備える画面の全体に表示する（ステップＳ１０９）。表示部１８０は、文字位置が表示対象領域に含まれる各文字情報について（ステップＳ１１０）、画面上の表示位置を算出し（ステップＳ１１１）、算出された位置に文字フォントを表示する（ステップＳ１１２）。
【００５９】
＜第１のまとめ＞
以上のように、地図表示装置１０は、運転者から指定された注目点の位置に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を順次生成し、当該曲面毎に地図情報をテクスチャマッピングし、テクスチャマッピングされた地図情報を透視投影して得られる像を表示することにより、道路の接続関係を保ちつつ部分的に拡大又は縮小した地図であって、２つの表示形状の間を徐々に変形する地図を表示する。
【００６０】
地図表示装置１０は、前記注目点を含む地図部分がテクスチャマッピングされる点において曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも大きい形状を有する曲面へ向かって前記各曲面を生成することにより、前記注目点の周辺部分を徐々に拡大表示する。
【００６１】
また、前記注目点を含む地図部分がテクスチャマッピングされる点において曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも小さい形状を有する曲面へ向かって前記各曲面を生成することにより、前記注目点の周辺部分を徐々に縮小表示する。
地図表示装置１０は、何れの場合も文字情報をマッピング及び透視投影の対象とせず、文字情報に対応する画面上の位置にフォントを直接表示するため、マッピング及び透視投影により生じるフォントの変形が回避される。
【００６２】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態における地図表示装置２０について説明する。地図表示装置２０は、地図上において利用者から指定される注目点の位置に応じた所期の形状を有し、かつ時間的に徐々に変形する曲面を生成し、生成される曲面毎に標高に応じた起伏を施し、当該曲面に地図を示す座標情報をテクスチャマッピングし、テクスチャマッピングされた座標情報を透視投影して得られる像を表示することにより、道路の接続関係を保ったままで前記注目点を含む部分領域を拡大又は縮小し、かつ立体感のある地図を表示する装置である。以下、第１の実施の形態と同じ点は説明を省略して、異なる点を主に説明する。
【００６３】
＜全体構成＞
図１８に示すように、第２の実施の形態における地図表示装置２０は、前記第１の実施の形態における地図表示装置１０に対して、さらに標高記憶部１２０を備え、マッピング部１６０は曲面変形部１６１を備える。
＜標高記憶部１２０＞
標高記憶部１２０は、標高点の位置と標高値との組からなる標高情報を記憶している。
【００６４】
図１９は、標高記憶部１２０が記憶している標高情報の一例を示している。標高テーブル１２１は、各標高点について位置及び標高値を格納する。当該位置はｓｔ座標系により表される。
＜マッピング部１６０＞
第２の実施の形態において、マッピング部１６０は、自車位置受付部１５５から受け取った自車位置情報１５６に応じて地図上の表示対象となる領域を算出し、当該領域に含まれる画像情報を、曲面変形部１６１が変形した曲面にマッピングする。以下、詳細に説明する。
【００６５】
マッピング部１６０は、第１の実施の形態と同様にして、表示対象領域及び変換ｆを算出する。
マッピング部１６０は、曲面変形部１６１に対して前記表示対象領域及び変換ｆを通知し、曲面記憶部１４０が記憶している情報により定義される曲面を変形するよう指示し、曲面変形部１６１から変形された曲面の定義情報を取得する。
【００６６】
マッピング部１６０は、表示対象領域に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報（ｓ０，ｔ０）に対して曲面変形部１６１から取得した曲面上の位置を示す第２座標情報（ｆ（ｓ０，ｔ０），ｚ０）を算出する。当該算出は、曲面変形部１６１から取得した曲面定義情報について、ｘ、ｙ座標に関してｆ（ｓ０，ｔ０）の近隣にあるサンプル点の座標値を双線形補間することにより行う。マッピング部１６０は、第１の実施の形態と同様にして、当該求めた点（ｆ（ｓ０，ｔ０），ｚ０）を基準として前記画像情報の各画素をマッピングする。
【００６７】
＜曲面変形部１６１＞
曲面変形部１６１は、マッピング部１６０から表示対象領域及び変換ｆを通知され、曲面生成部１５０から入力される曲面を標高情報に応じて変形し、当該変形した曲面をマッピング部１６０へ出力する。以下、詳細に説明する。
曲面変形部１６１は、前記表示対象領域に含まれる各標高点について、標高点の位置（ｓ０，ｔ０）に対して前記曲面上の点（ｆ（ｓ０，ｔ０），ｚ０）を算出する。当該算出したｚ０に対して標高値ｈに定数ａを乗じた値を加えた点（ｆ（ｓ０，ｔ０），ｚ０＋ａｈ）を算出し、当該各点を、変形した曲面を定義するサンプル点としてマッピング部１６０に通知する。ここで、定数ａはｘｙｚ座標系における標高の縮尺であり、かつ起伏の強調度合いをも表す。すなわち、ａの値を大きくすることにより起伏が強調される。
【００６８】
図２０は、曲面変形部１６１が行う変形処理を示す概念図であり、１６５は曲面生成部１５０から入力される情報により表される曲面、１６６は標高点の位置に対応する当該曲面上の点の一例、１６７は点１６６を標高値ｈに応じてｚ軸方向に移動した点、１６８は変形された曲面を示している。
なお、表示対象領域に含まれる標高値の平均値又は最小値からの差分をｈとしてもよい。また、予め定められたｘｙ座標位置に変形された曲面を定義するサンプル点を設けるべき場合であって、当該位置に標高点がない場合は、近隣の標高点の標高値を双線形補間等により補間することにより当該サンプル点を算出すればよい。
【００６９】
図２１は、曲面変形部１６１により変形された曲面に対してマッピング部１６０が行うマッピング結果の例を示している。図２２は、図２１のマッピング結果を投影部１７０が透視投影した像について、表示部１８０が行う画面表示の例を示している。
＜地図表示処理＞
以下、図２３に示すフローチャートを参照しながら、地図表示装置２０が行う地図表示処理を説明する。
【００７０】
地図表示装置２０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成し、当該曲面毎に曲面定義情報を付してサブ処理を呼び出すメイン処理と、メイン処理から与えられた曲面定義情報によって表される曲面または平面を標高情報に応じて変形し、当該変形した曲面に地図をテクスチャマッピングし透視投影して表示するサブ処理とを行うことにより、２つの表示形状の間を徐々に変形する地図を表示する。
【００７１】
メイン処理は、第１の実施の形態におけるメイン処理と同様であり、ここでは説明を省略する。
サブ処理において、地図表示装置２０は、メイン処理のステップＳ０２２及びステップＳ０２４から曲面定義情報を与えられ、以下の処理を行う。
自車位置受付部１５５は、自車位置及び進行方向をマッピング部１６０に出力する（ステップＳ２０１）。マッピング部１６０は、自車位置受付部１５５から入力された自車位置及び進行方向に応じて表示対象領域を算出し（ステップＳ２０２）、さらに変換ｆを算出する（ステップＳ２０３）。
【００７２】
曲面変形部１６１は、表示対象領域に含まれる標高情報に応じて、メイン処理から与えられた情報により定義される曲面又は平面を変形する（ステップＳ２０４）。
マッピング部１６０は、表示対象領域に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報に対し（ステップＳ２０５）、曲面変形部１６１により変形された曲面上の位置を示す第２座標情報を算出し（ステップＳ２０６）、算出された位置を基準として当該画像情報の各画素をマッピングする（ステップＳ２０７）。投影部１７０は、マッピング部１６０によりマッピングされた画像情報を仮想スクリーンに透視投影する（ステップＳ２０９）。
【００７３】
表示部１８０は、仮想スクリーンに透視投影された像を拡大または縮小して表示部１８０が備える画面の全体に表示する（ステップＳ２１０）。表示部１８０は、文字位置が表示対象領域に含まれる各文字情報について（ステップＳ２１１）、画面上の表示位置を算出し（ステップＳ２１２）、算出された位置に文字フォントを表示する（ステップＳ２１３）。
【００７４】
＜第２のまとめ＞
以上のように、地図表示装置２０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を地図表示装置１０と同様にして生成し、当該曲面毎に標高に応じた起伏を施し、当該起伏を施した曲面にテクスチャマッピングした地図情報を透視投影することにより、運転者から指定された注目点の周辺部分を拡大し、かつ立体感のある地図を表示する。
【００７５】
地図表示装置２０は、文字フォントについて地図表示装置１０と同様にして、マッピング及び透視投影により生じる変形を回避する。
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態における地図表示装置３０について説明する。地図表示装置３０は、地図上において利用者から指定される注目点の位置に応じた所期の形状を有し、かつ時間的に徐々に変形する曲面を生成し、生成される曲面毎に自車位置の周囲を除いて標高に応じた起伏を施し、当該曲面に地図を示す座標情報をテクスチャマッピングし、テクスチャマッピングされた座標情報を透視投影して得られる像を表示することにより、道路の接続関係を保ったままで所望の部分を拡大又は縮小し、かつ立体感のある地図を表示する装置である。地図表示装置３０は、自車位置の周辺において起伏による地図表示の隠蔽を回避する。以下、第２の実施の形態と同じ点は説明を省略して、異なる点を主に説明する。
【００７６】
＜全体構成＞
図２４に示すように、第３の実施の形態における地図表示装置３０における曲面変形部１６１は、前記第２の実施の形態における曲面変形部１６１に対して、さらに標高変更部１６２を備える。
＜曲面変形部１６１＞
曲面変形部１６１は、曲面生成部１５０から入力される曲面を、標高変更部１６２により変更された標高情報に応じて変形し、当該変形した曲面をマッピング部１６０へ出力する。
【００７７】
＜標高変更部１６２＞
標高変更部１６２は、自車位置の周囲に平坦領域を設け、当該領域において標高情報を均等値に変更し、その周辺において当該領域からの距離に応じて標高情報を変更する。以下、詳細に説明する。
標高変更部１６２は、表示対象領域の部分であって自車位置を含む矩形領域を平坦領域として算出する。ここでは、一例として、進行方向に向かって自車位置から前方５Ｋｍ、左右それぞれ１Ｋｍの範囲の領域を算出するものとする。
【００７８】
標高変更部１６２は、当該領域に含まれる全ての標高値を当該領域における標高の最低値ｈlow に変更する。
さらに、標高変更部１６２は、当該領域からの距離ｄの関数
ｑ（ｄ）＝ｄ（０＜ｄ≦１）、１（１＜ｄ）
を用いて、当該領域の周辺であって当該領域から距離ｄ0 における標高ｈを、
ｈlow ＋ｑ（ｄ0 ）×（ｈ−ｈlow ）
に変更する。
【００７９】
図２５に、変更された標高情報を用いて曲面変形部１６１が変形した曲面を示す。同図において斜線を施した領域が平坦領域である。当該領域内において標高値が均等値に変更されるため起伏が施されず、その周辺において当該領域からの距離に応じて起伏の抑制が滑らかに解除される。
図２６は、曲面変形部１６１により変形された曲面に対してマッピング部１６０が行うマッピング結果の例を示している。図２７は、図２６のマッピング結果を投影部１７０が透視投影した像について、表示部１８０が行う画面表示の例を示している。
【００８０】
このように、地図表示装置３０は、平坦領域において起伏の表示を抑制することにより、当該領域にある山等により遮られることなく道路を表示する。この効果は、図２２に示した第２の実施の形態における画面表示例と比較して顕著である。
＜地図表示処理＞
以下、図２８に示すフローチャートを参照しながら、地図表示装置３０が行う地図表示処理を説明する。
【００８１】
地図表示装置３０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成し、当該曲面毎に曲面定義情報を付してサブ処理を呼び出すメイン処理と、メイン処理から与えられた曲面定義情報によって表される曲面または平面を自車位置周辺が平坦になるよう変更した標高情報に応じて変形し、当該変形した曲面に地図をテクスチャマッピングし透視投影して表示するサブ処理とを行うことにより、２つの表示形状の間を徐々に変形する地図を表示する。
【００８２】
メイン処理は、第１の実施の形態におけるメイン処理と同様であり、ここでは説明を省略する。
サブ処理において、自車位置受付部１５５は、自車位置及び進行方向をマッピング部１６０に出力する（ステップＳ３０１）。マッピング部１６０は、自車位置受付部１５５から入力された自車位置及び進行方向に応じて表示対象領域を算出し（ステップＳ３０２）、さらに変換ｆを算出する（ステップＳ３０３）。
【００８３】
標高変更部１６２は、平坦領域において標高値を均等値に変更し、当該領域の周辺において領域からの距離に応じて標高値を変更する（ステップＳ３０４）。
曲面変形部１６１は、標高変更部１６２により変更された標高情報に応じて、メイン処理から与えられた情報により定義される曲面又は平面を変形する（ステップＳ３０５）。
【００８４】
マッピング部１６０は、表示対象領域に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報に対し（ステップＳ３０６）、曲面変形部１６１により変形された曲面上の位置を示す第２座標情報を算出し（ステップＳ３０７）、算出された位置を基準として当該画像情報の各画素をマッピングする（ステップＳ３０８）。投影部１７０は、マッピング部１６０によりマッピングされた画像情報を仮想スクリーンに透視投影する（ステップＳ３１０）。
【００８５】
表示部１８０は、仮想スクリーンに透視投影された像を拡大または縮小して表示部１８０が備える画面の全体に表示する（ステップＳ３１１）。表示部１８０は、文字位置が表示対象領域に含まれる各文字情報について（ステップＳ３１２）、画面上の表示位置を算出し（ステップＳ３１３）、算出された位置に文字フォントを表示する（ステップＳ３１４）。
【００８６】
＜第３のまとめ＞
以上のように、地図表示装置３０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を地図表示装置１０と同様にして生成し、当該曲面毎に自車位置の周囲を除いて標高に応じた起伏を施し、当該起伏を施した曲面にテクスチャマッピングした地図情報を透視投影することにより、運転者から指定された注目点の周辺部分を拡大し、かつ立体感のある地図を表示する。さらに、地図表示装置３０は、自車位置の周辺において起伏の表示を抑制することにより、起伏による地図の隠蔽を回避する。
【００８７】
地図表示装置３０は、文字フォントについて地図表示装置１０と同様にして、マッピング及び透視投影により生じる変形を回避する。
＜第４の実施の形態＞
第４の実施の形態における地図表示装置４０について説明する。地図表示装置４０は、地図上において利用者から指定される注目点の位置に応じた所期の形状を有し、かつ時間的に徐々に変形する曲面を生成し、生成される曲面毎に、当該曲面により表される仮想スクリーンに地図を示す座標情報を透視投影し、さらに当該透視投影により得られる像を表示画面に投影して表示することにより、道路の接続関係を保ったままで前記注目点を含む部分領域を拡大又は縮小した地図を表示する装置である。以下、第１の実施の形態と対比しつつ、同じ点は説明を省略して、異なる点を主に説明する。
【００８８】
＜全体構成＞
図２９に示すように、第４の実施の形態における地図表示装置４０は、地図記憶部２１０、自車位置受付部２５５、曲面記憶部２４０、曲面生成部２５０、投影部２７０及び表示部２８０から構成される。
＜地図記憶部２１０＞
地図記憶部２１０は、第１の実施の形態における地図記憶部１１０と同一であり、ビットマップデータにより表される画像情報、及び文字列と、それぞれの位置を示す第１座標情報と対応付けて記憶している。
【００８９】
＜曲面記憶部２４０＞
曲面記憶部２４０は、透視投影を行う仮想的な空間に存する曲面であって、透視投影において仮想的なスクリーンとなる曲面を定義する情報を記憶している。ここで、第１の実施の形態と同様、当該透視投影を行う仮想的な空間を３次元直交座標系を用いて表すものとし、当該座標系をｘｙｚ座標系と称する。
【００９０】
曲面記憶部２４０は、拡大すべき地図部分が透視投影される曲面部分において前記曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも小さい曲面形状を定義する情報を、前記地図部分が表示される画面上の部分を示す情報と対応付けて記憶し、また、縮小すべき地図部分が透視投影される曲面部分において前記曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも大きい曲面形状を定義する情報を、前記地図部分が表示される画面上の部分を示す情報と対応付けて記憶している。前記曲面の形状に応じて地図が拡大及び縮小される作用については、投影部２７０の説明において詳述する。
【００９１】
曲面記憶部２４０は、地図を拡大縮小する作用を有さない形状として、特に、平面を定義する情報を記憶している。以降、当該情報をも含めて、曲面記憶部２４０に記憶される曲面又は平面を定義する情報を、曲面定義情報と総称する。
曲面記憶部２４０は、第１の実施の形態と同様に、次の何れかの形態により前記曲面を定義する情報を記憶している。
【００９２】
（１） ｘ、ｙ及びｚの関係式により表される曲面
（２） 面上の複数のサンプル点を補間して得られる曲面
（３） 媒介変数ｕ及びｖを用いて面上の点のｘ、ｙ及びｚ座標を表した曲面図３０に、曲面記憶部２４０が記憶している情報により定義される曲面の一例を示す。同図（ａ）は、関係式
ｘ2＋（ｙ−１）2＋（ｚ−０．５）2＝１．２５
により表される曲面２４１を、同図（ｂ）は、関係式
ｘ2＋（ｙ＋１）2＋（ｚ−０．５）2＝１．２５
により表される曲面２４２を、それぞれ
−０．５≦ｘ≦０．５、０≦ｚ≦１
の範囲について示している。形状の理解を助けるため、同図においてｘ座標及びｚ座標について０．１刻みに測地線を表示した。曲面２４１、曲面２４２は、それぞれ、地図の表示範囲の手前部分、遠方部分を拡大する。両部分は、それぞれ、表示画面において、下方部分、上方部分に相当する。
【００９３】
曲面記憶部２４０は、図５に示した第１の実施の形態における曲面記憶部１４０と同様、曲面定義情報欄に前記曲面定義情報を記憶し、拡大部分欄に拡大すべき地図部分が表示される画面上の部分を示す情報を記憶している。
なお、曲面記憶部２４０は、前記（２）及び（３）の形態により表した曲面定義情報を記憶してもよい（図示省略）。
【００９４】
＜曲面生成部２５０＞
曲面生成部２５０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成して、当該曲面を表す曲面定義情報を投影部２７０に対して出力する。
曲面生成部２５０は、注目点受付部２５１及び注目点記憶部２５２を有する。
【００９５】
注目点受付部２５１は、第１の実施の形態における注目点受付部１５１と同様に構成され、運転者が意図した注目点の画面上における位置と拡大縮小の区別を示す情報を曲面生成部２５０に対して通知する。
注目点記憶部２５２は、図６に示した第１の実施の形態における注目点記憶部１５２と同様、前注目点欄及び現注目点欄を有しており、最初、双方の欄にはそれぞれの注目点の位置が指定されていないことを示す情報が記憶されている。
【００９６】
曲面生成部２５０は、注目点受付部２５１から画面上の位置を拡大縮小の区別とともに示す情報を通知され、注目点記憶部２５２の内容を更新し、前曲面から現曲面まで、両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成する。
曲面生成部２５０は、投影部２７０に対して、生成した曲面を表す曲面定義情報を順次出力し、最後に現曲面を表す曲面定義情報を出力する。
【００９７】
曲面生成部２５０が行う前記動作は、第１の実施の形態において説明した曲面生成部１５０が行う動作と同様であり、詳細な説明を省略する。
図３１は、表示画面の下方部分に位置する注目点を運転者から指定されている状態において、新たに、表示画面の上方部分に位置する注目点を運転者から指定された場合に、曲面生成部２５０が出力する曲面を示す概念図である。
【００９８】
曲面生成部２５０は、表示画面の下方部分を拡大する曲面２４１を前曲面とし、表示画面の上方部分を拡大する曲面２４２を現曲面として、曲面２４１から曲面２４２に向かって、両者の中間的な形状を有する曲面２４３を順次生成し、当該生成した曲面を表す曲面定義情報を投影部２７０へ出力する。その後、曲面２４２を表す曲面定義情報を投影部２７０へ出力する。
【００９９】
＜自車位置受付部２５５＞
自車位置受付部２５５は、本地図表示装置外のＧＰＳ装置又は慣性航法装置等から本地図表示装置が搭載された自動車の現在位置及び進行方向に関する情報を受け付け、当該位置及び方向を表す自車位置情報を投影部２７０に出力する。自車位置情報の構成は、第１の実施の形態におけるものと同様である。
【０１００】
＜投影部２７０＞
投影部２７０は、自車位置受付部２５５から受け取った自車位置情報に応じて地図上の表示対象となる領域を算出し、当該領域に含まれる画像情報を、曲面生成部２５０から入力される曲面毎に、当該曲面により表される仮想スクリーンに透視投影する。以下、詳細に説明する。
【０１０１】
投影部２７０は、第１の実施の形態と同様にして、自車位置を含む矩形領域を表示対象領域として算出する。図９は、当該算出された領域の一例を示している。
次に投影部２７０は、前記表示対象領域に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報を、透視投影を行う仮想空間のｘｙ座標に対応付ける座標変換を求める。当該変換は、自車位置及び進行方向に応じた平行移動及び回転移動、並びに縮小により構成される。投影部２７０は、自車位置及び進行方向に応じた平行移動量、回転移動量及び縮小比に応じて当該変換ｆを算出する。
【０１０２】
図３２は、図９の表示対象領域に含まれる画像情報に対して変換ｆにより座標変換され、透視投影を行う仮想空間内に位置付けられた画像情報の一例を示している。
投影部２７０は、前記第１座標情報を（ｓ０，ｔ０）とすると、変換ｆを用いた座標変換により前記仮想空間内の位置（ｆ（ｓ０，ｔ０），０）を算出し、算出された位置を見通す視線と仮想スクリーンとの交点を示す第２座標情報を算出し、前記第２座標情報により示される位置を基準として前記画像情報を透視投影する。
【０１０３】
図３３（ａ）は、図３０（ａ）に示した仮想スクリーンに対して投影部２７０が行う透視投影を示す概念図であり、平面２７１、仮想スクリーン２７２、視点２７３、視線２７４の位置関係を示している。従来の遠近法を用いる場合と同様、投影部２７０は、視点２７３を進行方向に向かって平面２７１の手前の適切な高さに仮想的に配置し、仮想スクリーン２７２を適切な視野が得られる位置に配置する。この配置において仮想スクリーン２７２に投影される像は、現実の地域を上空から眺めた視界に相当するため、現実感のある地図を運転者に提示することができ、運転者の遠近把握を容易にする。
【０１０４】
図３３（ｂ）は、同図（ａ）のｘ＝０における断面図であり、Ｌｓは仮想スクリーン２７２の高さ、Ｌ１は進行方向に向かって平面２７１の手前半分が仮想スクリーン２７２に投影される長さを示している。地図の特定の部分を拡大しない場合と比較するため、ｘ、ｚ座標に関して仮想スクリーン２７２と同じ範囲を有する平面状の仮想スクリーンに同部分が投影される長さをＬ０により示している。
【０１０５】
同図に示したように、仮想スクリーン２７２は、進行方向に向かって手前部分を見通す視線と小さな角度θ１で交わり遠方部分を見通す視線と大きな角度θ２で交わる。平面上の同一面積の部分について、視線となす角度が小さいほど仮想スクリーン上に投影される面積が大きくなるため、平面２７１にマッピングされた地図を透視投影した像は、手前部分が拡大され遠方部分が縮小される。このことはＬ０＜Ｌ１であることからも確かめられる。
【０１０６】
図３４（ａ）は、図３０（ｂ）に示した仮想スクリーンに対して投影部２７０が行う透視投影を示す概念図であり、２７６は平面、２７７は仮想スクリーン、２７８は視点、２７９は視線である。これらの配置及びその効果は、前記と同様である。
図３４（ｂ）は、同図（ａ）のｘ＝０における断面図であり、Ｌｓは仮想スクリーン２７７の高さ、Ｌ１は進行方向に向かって平面２７６の奥半分が仮想スクリーン２７７に投影される長さ、Ｌ０はｘ、ｚ座標に関して仮想スクリーン２７７と同じ範囲を有する平面状の仮想スクリーンに同部分が投影される長さである。
【０１０７】
仮想スクリーン２７７は、進行方向に向かって手前部分を見通す視線と大きな角度θ１で交わり遠方部分を見通す視線と小さな角度θ２で交わるため、平面２７６にマッピングされた地図を透視投影した像は、手前部分が縮小され遠方部分が拡大される。このことはＬ０＜Ｌ１であることからも確かめられる。
このように、拡大すべき地図部分が透視投影される点において前記曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも小さく、縮小すべき地図部分が透視投影される点において前記曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも大きい形状を有する曲面に地図情報を透視投影することにより、道路の接続関係を保ったまま地図の所望の部分を拡大、縮小した像を得ることができる。
【０１０８】
投影部２７０は、曲面生成部２５０が出力する曲面毎に、当該曲面によって表される仮想スクリーンに透視投影する。例えば、運転者の操作に応じて、前曲面が図３３の仮想スクリーン２７２を表しており、現曲面が図３４の仮想スクリーン２７７を表すこととなった場合、曲面生成部２５０は、仮想スクリーン２７２から仮想スクリーン２７７までの中間的な形状を有する曲面を順次出力し、投影部２７０は、表示対象領域に含まれる画像情報を当該曲面により表される仮想スクリーンに透視投影する。これにより、投影部２７０は、地図の手前部分が拡大された投影像から、地図の遠方部分が拡大された投影像へと、徐々に変形する投影像を出力する。
【０１０９】
＜表示部２８０＞
表示部２８０は、液晶パネル、ブラウン管、プラズマパネル、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネル等により実現される画面を備え、前記曲面毎に、投影部２７０により透視投影された像及び文字情報を当該画面に表示する。以下、詳細に説明する。
【０１１０】
表示部２８０は、前記曲面毎に透視投影された像を画面に投影して表示する。
次に表示部２８０は、文字位置が表示対象領域に含まれる各文字情報について、文字位置（ｓ０，ｔ０）をｘｙｚ座標系で表した点（ｆ（ｓ０，ｔ０），０）が透視投影される仮想スクリーン上の点を算出し、当該仮想スクリーン上の点が投影される画面上の点を算出し、当該画面上の点を中心として文字フォントを表示する。
【０１１１】
このように、地図表示装置４０は、文字情報の表示に際して地図表示装置１０と同様の表示方法を用いることにより、マッピング及び透視投影により生じる文字フォントの変形を回避する。
＜地図表示処理＞
以下、図３５に示すフローチャートを参照しながら、地図表示装置４０が行う地図表示処理について説明する。
【０１１２】
地図表示装置４０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成し、当該曲面毎に曲面定義情報を付してサブ処理を呼び出すメイン処理と、メイン処理から与えられた曲面定義情報によって表される仮想スクリーンに地図情報を透視投影して表示するサブ処理とを行うことにより、２つの表示形状の間を徐々に変形する地図を表示する。
【０１１３】
メイン処理は、第１の実施の形態におけるメイン処理と同様であり、ここでは説明を省略する。
サブ処理において、自車位置受付部２５５は、自車位置及び進行方向を投影部２７０に出力する（ステップＳ４０１）。投影部２７０は、自車位置受付部２５５から入力された自車位置及び進行方向に応じて表示対象領域を算出する（ステップＳ４０２）。投影部２７０は、ｓｔ座標系から、透視投影を行う仮想空間のｘｙ座標への変換ｆを算出する（ステップＳ４０３）。
【０１１４】
投影部２７０は、表示対象領域に含まれる画像情報位置を示す第１座標情報から変換ｆにより透視投影を行う仮想空間内の位置を算出し、算出された位置を見通す視線と、メイン処理から与えられた情報により定義される仮想スクリーンとの交点を示す第２座標情報を算出し、前記第２座標情報により示される位置を基準として前記画像情報を透視投影する（ステップＳ４０８）。
【０１１５】
表示部２８０は、仮想スクリーンに透視投影された像を表示部２８０が備える画面に投影して表示する（ステップＳ４０９）。表示部２８０は、表示対象領域に含まれる各文字情報について（ステップＳ４１０）、画面上の表示位置を算出し（ステップＳ４１１）、算出された位置に文字フォントを表示する（ステップＳ４１２）。
【０１１６】
＜第４のまとめ＞
以上のように、地図表示装置４０は、運転者から指定された注目点の位置に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成し、当該曲面毎に表される仮想スクリーンに地図を透視投影し、当該透視投影により得られる像を表示画面に投影して表示することにより、道路の接続関係を保ちつつ部分的に拡大又は縮小した地図であって、２つの表示形状の間を徐々に変形する地図を表示する。
【０１１７】
地図表示装置１０は、前記注目点を含む地図部分が透視投影される点において曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも小さい形状を有する曲面へ向かって前記各曲面を生成することにより、前記注目点の周辺部分を徐々に拡大表示する。
また、前記注目点を含む地図部分が透視投影される点において曲面と前記透視投影における視線とがなす角度が、曲面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも大きい形状を有する曲面へ向かって前記各曲面を生成することにより、前記注目点の周辺部分を徐々に縮小表示する。
【０１１８】
地図表示装置４０は、何れの場合も文字フォントについて地図表示装置１０と同様にして、マッピング及び透視投影により生じる変形を回避する。
＜第５の実施の形態＞
第５の実施の形態における地図表示装置５０について説明する。地図表示装置５０は、地図上において利用者から指定される注目点の位置に応じた所期の形状を有し、かつ時間的に徐々に変形する曲面を生成し、標高に応じた起伏を施した地図情報を前記生成された曲面毎に表される仮想スクリーンに透視投影し、当該透視投影により得られる像を表示画面に投影して表示することにより、道路の接続関係を保ったままで所望の部分を拡大又は縮小し、かつ立体感のある地図を表示する装置である。以下、第１、第２及び第４の実施の形態と対比しつつ、同じ点は説明を省略して、異なる点を主に説明する。
【０１１９】
＜全体構成＞
図３６に示すように、第５の実施の形態における地図表示装置５０は、前記第４の実施の形態における地図表示装置４０に対して、さらに標高記憶部２２０を備え、投影部２７０は地図変形部２６１を備える。
＜標高記憶部２２０＞
標高記憶部２２０は、第１の実施の形態における標高記憶部１２０と同一であり、図１５に示した標高テーブル１２１を有し、各標高点について位置及び標高値を格納する。
【０１２０】
＜地図変形部２６１＞
地図変形部２６１は、投影部２７０から表示対象領域を通知され、表示対象領域内に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報に標高値を付加することにより変更して、投影部２７０へ出力する。以下、詳細に説明する。
地図変形部２６１は、前記第１座標情報を（ｓ０，ｔ０）とすると、前記第１座標情報に、標高点（ｓ０，ｔ０）の標高値ｈの定数ａを乗じた値を付加することにより（（ｓ０，ｔ０），ａｈ）と変更し、投影部２７０に通知する。ここで、定数ａはｘｙｚ座標系における標高の縮尺であり、かつ起伏の強調度合いをも表す。すなわち、ａの値を大きくすることにより起伏が強調される。
【０１２１】
なお、第２の実施の形態と同様、表示対象領域に含まれる標高値の平均値又は最小値からの差分をｈとしてもよい。また、前記第１座標情報（ｓ０，ｔ０）により示される位置に標高点がない場合は、近隣の標高点の標高値を双線形補間等により補間することにより標高値ｈを算出すればよい。
＜投影部２７０＞
第５の実施の形態において、投影部２７０は、自車位置受付部２５５から受け取った自車位置情報に応じて地図上の表示対象となる領域を算出し、当該領域に含まれる画像情報を、地図変形部２６１により変更された座標情報を用いて、曲面生成部２５０から入力される曲面毎に表される仮想スクリーンに透視投影する。以下、詳細に説明する。
【０１２２】
投影部２７０は、第４の実施の形態と同様にして、表示対象領域及び変換ｆを算出する。
投影部２７０は、地図変形部２６１に対して前記表示対象領域を通知し、表示対象領域内に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報に標高値を付加するよう指示し、地図変形部２６１から標高値が付加された座標情報（（ｓ０，ｔ０），ａｈ）を取得する。
【０１２３】
投影部２７０は、前記座標情報（（ｓ０，ｔ０），ａｈ）の第１及び第２要素を変換ｆにより座標変換することにより前記仮想空間内の位置（ｆ（ｓ０，ｔ０），ａｈ）を算出し、算出された位置を見通す視線と仮想スクリーンとの交点を示す第２座標情報を算出し、前記第２座標情報により示される位置を基準として前記画像情報を透視投影する。
【０１２４】
＜地図表示処理＞
以下、図３７に示すフローチャートを参照しながら、地図表示装置５０が行う地図表示処理を説明する。
地図表示装置５０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成し、当該曲面毎に曲面定義情報を付してサブ処理を呼び出すメイン処理と、標高情報に応じて変形した地図をメイン処理から与えられた曲面定義情報によって表される曲面または平面に透視投影して表示するサブ処理とを行うことにより、２つの表示形状の間を徐々に変形する地図を表示する。
【０１２５】
メイン処理は、第１の実施の形態におけるメイン処理と同様であり、ここでは説明を省略する。
サブ処理において、自車位置受付部２５５は、自車位置及び進行方向を投影部２７０に出力する（ステップＳ５０１）。投影部２７０は、自車位置受付部２５５から入力された自車位置及び進行方向に応じて表示対象領域を算出する（ステップＳ５０２）。投影部２７０は、ｓｔ座標系から、透視投影を行う仮想空間のｘｙ座標への変換ｆを算出する（ステップＳ５０３）。
【０１２６】
地図変形部２６１は、表示対象領域内に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報に対し標高値を付加する（ステップＳ５０５）。
投影部２７０は、当該標高値が付加された座標情報について、メイン処理から与えられた情報により定義される仮想スクリーン上の位置を示す第２座標情報を算出し、当該位置を基準として前記画像情報を透視投影する（ステップＳ５０９）。
【０１２７】
表示部２８０は、仮想スクリーンに透視投影された像を表示部２８０が備える画面に投影して表示する（ステップＳ５１０）。表示部２８０は、表示対象領域に含まれる各文字情報について（ステップＳ５１１）、画面上の表示位置を算出し（ステップＳ５１２）、算出された位置に文字フォントを表示する（ステップＳ５１３）。
【０１２８】
＜第５のまとめ＞
以上のように、地図表示装置５０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成し、当該曲面毎に表される仮想スクリーンに、標高に応じた起伏を施した地図情報を透視投影し、透視投影により得られる像を画面に投影して表示することにより、地図の所望の部分を拡大、縮小し、かつ立体感のある地図であって、２つの表示形状の間を徐々に変形する地図を表示する。
【０１２９】
地図表示装置５０は、文字フォントについて地図表示装置１０と同様にして、マッピング及び透視投影により生じる変形を回避する。
＜第６の実施の形態＞
第６の実施の形態における地図表示装置６０について説明する。地図表示装置６０は、地図上において利用者から指定される注目点の位置に応じた所期の形状を有し、かつ時間的に徐々に変形する曲面を生成し、自車位置の周囲を除いて標高に応じた起伏を施した地図情報を、前記生成された曲面毎に表される仮想スクリーンに透視投影し、当該透視投影により得られる像を表示画面に投影して表示することにより、道路の接続関係を保ったままで所望の部分を拡大又は縮小し、かつ立体感のある地図を表示する装置である。地図表示装置６０は、さらに、自車位置の周辺において起伏による地図表示の隠蔽を回避する。以下、第１、第３及び第５の実施の形態と対比しつつ、同じ点は説明を省略して、異なる点を主に説明する。
【０１３０】
＜全体構成＞
図３８に示すように、第６の実施の形態における地図表示装置６０における地図変形部２６１は、前記第５の実施の形態における地図変形部２６１に対して、さらに標高変更部２６２を備える。
＜地図変形部２６１＞
地図変形部２６１は、投影部２７０から表示対象領域を通知され、表示対象領域内に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報に標高変更部２６２により変更された標高値を付加して、投影部２７０へ出力する。
【０１３１】
＜標高変更部２６２＞
標高変更部２６２は、第３の実施の形態における標高変更部１６２と同一であり、自車位置の周囲に平坦領域を設け、当該領域において標高情報を均等値に変更し、その周辺において当該領域からの距離に応じて標高情報を変更する。
＜地図表示処理＞
以下、図３９に示すフローチャートを参照しながら、地図表示装置６０が行う地図表示処理を説明する。
【０１３２】
地図表示装置６０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成し、当該曲面毎に曲面定義情報を付してサブ処理を呼び出すメイン処理と、自車位置周辺が平坦になるよう変更した標高情報に応じて変形した地図を、メイン処理から与えられた曲面定義情報によって表される曲面または平面に透視投影して表示するサブ処理とを行うことにより、２つの表示形状の間を徐々に変形する地図を表示する。
【０１３３】
メイン処理は、第１の実施の形態におけるメイン処理と同様であり、ここでは説明を省略する。
サブ処理において、自車位置受付部２５５は、自車位置及び進行方向を投影部２７０に出力する（ステップＳ６０１）。投影部２７０は、自車位置受付部２５５から入力された自車位置及び進行方向に応じて表示対象領域を算出する（ステップＳ６０２）。投影部２７０は、ｓｔ座標系から、透視投影を行う仮想空間のｘｙ座標への変換ｆを算出する（ステップＳ６０３）。
【０１３４】
標高変更部２６２は、平坦領域において標高値を均等値に変更し、当該領域の周辺において領域からの距離に応じて標高値を変更する（ステップＳ６０４）。
地図変形部２６１は、表示対象領域内に含まれる画像情報の位置を示す第１座標情報に対し前記変更された標高値を付加する（ステップＳ６０５）。
投影部２７０は、当該変更された標高値が付加された座標情報について、メイン処理から与えられた情報により定義される仮想スクリーン上の位置を示す第２座標情報を算出し、当該位置を基準として前記画像情報を透視投影する（ステップＳ６１０）。
【０１３５】
表示部２８０は、仮想スクリーンに透視投影された像を表示部２８０が備える画面に投影して表示する（ステップＳ６１１）。表示部２８０は、表示対象領域に含まれる各文字情報について（ステップＳ６１２）、画面上の表示位置を算出し（ステップＳ６１３）、算出された位置に文字フォントを表示する（ステップＳ６１４）。
【０１３６】
＜第６のまとめ＞
以上のように、地図表示装置６０は、運転者の操作に応じて２つの形状の間を両者の中間的な形状を経由して徐々に変形する曲面を生成し、自車位置の周囲を除いて標高に応じた起伏を施した地図情報を、前記曲面毎に表される仮想スクリーンに透視投影し、透視投影により得られる像を画面に投影して表示することにより、地図の所望の部分を拡大、縮小し、かつ立体感のある地図を表示する。さらに、地図表示装置６０は、自車位置の周辺において起伏の表示を抑制することにより、起伏による地図の隠蔽を回避する。
【０１３７】
地図表示装置６０は、文字フォントについて地図表示装置１０と同様にして、マッピング及び透視投影により生じる変形を回避する。
＜変形例＞
なお、本発明を上記の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
【０１３８】
（１） 本発明は、実施の形態で説明した各ステップを含む方法であるとしてもよい。また、これらの方法を、コンピュータシステムを用いて実現するためのコンピュータプログラムであるとしてもよいし、前記プログラムを表すデジタル信号であるとしてもよい。
また、本発明は、前記プログラム又は前記デジタル信号を記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体、例えば、フロッピーディスク、ハードディスク、ＣＤ―ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、半導体メモリ等であるとしてもよい。
【０１３９】
また、本発明は、電気通信回線、無線又は有線通信回線、若しくはインターネットに代表されるネットワーク等を経由して伝送される前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号であるとしてもよい。
また、本発明は、マイクロプロセッサ及びメモリを備えたコンピュータシステムであり、前記メモリは前記プログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサは前記メモリに記憶されている前記プログラムに従って動作することにより、前記方法を実現するとしてもよい。
【０１４０】
また、前記プログラム又は前記デジタル信号は、前記記録媒体に記録されて移送され、若しくは、前記ネットワーク等を経由して移送され、独立した他のコンピュータシステムにおいて実施されるとしてもよい。
（２） 前記曲面記憶部１４０及び曲面記憶部２４０が記憶している曲面は、前記説明のために例示した曲面に限定されるものではない。すなわち、前記説明したように、面上の複数のサンプル点、又は媒介変数ｕ及びｖを用いて曲面を定義すれば、より複雑な形状の曲面を定義することができる。
【０１４１】
こられの定義方法を用いて所期の形状の曲面を定義することにより、前記説明のために例示した曲面の形状により得られる効果に限定されることなく、地図の所望の部分を拡大、縮小することができる。
（３） 第１及び第４の実施の形態では、表示画面の下方部分に位置する注目点を運転者から指定されている状態において、新たに、表示画面の上方部分に位置する注目点を運転者から指定された場合に、それぞれ曲面生成部１５０及び曲面生成部２５０が出力する曲面を例示したが、同一部分を繰り返し指定された場合については、指定された部分の拡大率を引き上げて表示してもよい。
【０１４２】
当該表示を行うために、曲面記憶部１４０及び曲面記憶部２４０は、同一の地図部分を異なる率で拡大する２つの曲面を記憶し、曲面生成部１５０及び曲面生成部２５０は、表示画面の同一部分を連続して運転者から指定された場合に、低い拡大率を有する曲面から、高い拡大率を有する曲面に向かって両者の中間的な形状を有する曲面を順次生成すればよい。
【０１４３】
（４） 前記第１乃至第６の実施の形態において、地図表示装置１０乃至６０は、表示部の所定位置に文字情報を表すフォントを直接表示することにより、マッピング及び透視投影による前記フォントの変形を回避するとしたが、この表示方法が適用される対象は文字情報に限定されない。すなわち、例えば、目標物を示すランドマーク図形等が地図に含まれる場合、前記図形を、マッピング及び透視投影することなく表示部の所定位置に直接表示することにより、前記図形の変形が回避され、視認性が向上する。
【０１４４】
【発明の効果】
（１） 本発明の地図表示装置は、１つの面の曲率を時間的に徐々に変化させる過程で得られる、形状の異なる複数の面の各々に対し、地図に関する第１座標情報を前記各面上の第２座標情報に変換するとともに、前記各面毎に得られた前記第２座標情報に従って前記地図を表示することを特徴とする。
【０１４５】
この構成によれば、前記地図表示装置は、曲面の形状に応じて定まる目的部分を拡大及び縮小した地図を、道路の接続関係を保ったまま表示できるため、例えば、運転者が細部の情報を所望すると考えられる部分を拡大しながら、同じ地図の辺縁部を縮小して広域を表示することが可能となる。このような表示においても道路の接続関係は保たれ、運転者は画面に表示された地図情報を短時間の内に的確に把握できる。また、前記地図表示装置は、２つの表示形状の間を徐々に変形させて地図を表示するため、拡大、縮小箇所が変動した場合にも滑らかに表示が変形し、運転者は注目している地図上の点を見失うことがない。
【０１４６】
（２） 前記（１）の地図表示装置において、前記第１座標情報は前記地図上に表示されるべき目的物の位置を示し、前記地図表示装置は、前記第１座標情報を記憶している地図記憶手段と、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を生成する曲面生成手段と、前記第１座標情報を前記生成された各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を、前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面上にテクスチャマッピングすることにより前記各面毎にマップドイメージを生成するマッピング手段と、前記生成された各マップドイメージを平面状の仮想スクリーンに透視投影することにより得られた投影イメージを順次表示する投影表示手段とを備えてもよい。
【０１４７】
（３） 前記（２）の地図表示装置において、前記第１の形状と第２の形状とは、平面と曲面、曲面と曲面、及び曲面と平面のいずれかである。
こられの構成によれば、前記地図表示装置は、前記曲面にテクスチャマッピングされた地図を透視投影するので、前記投影イメージ上には、地図を単に透視投影した場合に比べて拡大及び縮小される部分が生じる。また、空間的に連続した形状の曲面を用いることにより、前記投影イメージに表される道路の接続関係が保たれる。前記地図表示装置は、この作用により、前述した効果を発揮する。
【０１４８】
（４） 前記（２）又は（３）の地図表示装置は、注目点を含む前記地図上の部分領域を、時間的に徐々に拡大表示又は縮小表示し、前記曲面生成手段は、前記部分領域が拡大表示される場合には、前記部分領域に含まれる目的物を表す画像がテクスチャマッピングされる前記面上の部分と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも大きい形状を前記第２の形状として、前記複数の面を生成し、前記部分領域が縮小表示される場合には、前記部分領域に含まれる目的物を表す画像がテクスチャマッピングされる前記面上の部分と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも小さい形状を前記第２の形状として、前記複数の面を生成してもよい。
【０１４９】
（５） 前記（４）の地図表示装置において、前記曲面生成手段は、前記注目点の位置、及び前記部分領域が拡大表示されるべきか縮小表示されるべきかの区別を示す情報を利用者から受け付ける注目点受付部を有し、前記受け付けた情報に応じて、前記複数の面を生成してもよい。
これらの構成によれば、前記地図表示装置は、利用者から注目点の位置を受け付け、当該注目点を含む地図部分を徐々に拡大又は縮小して表示するので、運転者は、例えば、交差点を指定して徐々に拡大表示させることにより詳細な地図を確認し、また、表示されている地図の周辺部を指定して徐々に縮小表示させることにより広域地図を確認することができる。何れの場合にも、表示の変形は徐々に行われるので、運転者は注目している地図上の点を見失うことがない。
【０１５０】
（６） 前記（５）の地図表示装置は、さらに、標高点の位置と標高とを対応付けて示す標高情報を記憶している標高記憶手段を備え、前記マッピング手段は、前記標高情報により示される標高点の位置を前記生成された各面上の位置に変換し、前記各面を、前記変換された位置において前記標高情報により示される標高に応じた大きさの起伏を設けることにより変形する曲面変形部を有し、前記第１座標情報を前記変形された各面上の第２座標情報に変換してもよい。
【０１５１】
この構成によれば、地図表示装置は標高に応じた立体的な地図を表示するため、実際の地形を上空から眺めた景色に相当する現実感のある地図を運転者に提示することができ、前述の効果に加えて、運転者による地形の把握を一層容易にする効果がある。
（７） 前記（６）の地図表示装置において、前記曲面変形部は、地図上の現在位置を含む領域において前記標高情報により示される標高を均等値に変更する標高変更部を有し、前記変更された標高に応じて前記曲面を変形してもよい。
【０１５２】
この構成によれば、地図表示装置は自車位置の周辺において地図を平面的に表示し、その他の部分において地図を立体的に表示するため、前述の効果を維持しつつ、自車位置の周辺においては起伏により地図が隠蔽される問題を回避する。
（８） 前記（２）乃至（７）の何れかの地図表示装置において、前記投影表示手段は、前記投影イメージを表示する際に、前記目的物を表す画像の表示位置を基準としてさらに前記目的物を表す文字列を表示してもよい。
【０１５３】
この構成によれば、地図表示装置は文字フォントをテクスチャマッピング及び透視投影の対象とせず、文字位置に対応する画面上の位置に文字フォントを直接表示するため、マッピング及び透視投影により生じる文字フォントの変形が回避され、文字の視認性が向上する。
（９） 前記（１）の地図表示装置において、前記第１座標情報は前記地図上に表示されるべき目的物の位置を示し、前記地図表示装置は、前記第１座標情報を記憶している地図記憶手段と、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を生成する曲面生成手段と、前記第１座標情報を前記生成された各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を、前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として、前記各面を仮想スクリーンとして透視投影することにより前記各面毎に得られた投影イメージを、順次表示する投影表示手段とを備えてもよい。
【０１５４】
（１０） 前記（９）の地図表示装置において、前記第１の形状と第２の形状とは、平面と曲面、曲面と曲面、及び曲面と平面のいずれかである。
こられの構成によれば、前記地図表示装置は、前記曲面に地図を透視投影するので、前記投影イメージ上には、地図を平面に透視投影した場合に比べて拡大及び縮小される部分が生じる。また、空間的に連続した形状の曲面を用いることにより、前記投影イメージに表される道路の接続関係が保たれる。前記地図表示装置は、この作用により、前述した効果を発揮する。
【０１５５】
（１１） 前記（９）又は（１０）の地図表示装置は、注目点を含む前記地図上の部分領域を、時間的に徐々に拡大表示又は縮小表示し、前記曲面生成手段は、前記部分領域が拡大表示される場合には、前記部分領域に含まれる目的物が透視投影される前記面上の部分と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも小さい形状を前記第２の形状として、前記複数の面を生成し、前記部分領域が縮小表示される場合には、前記部分領域に含まれる目的物が透視投影される前記面上の部分と前記透視投影における視線とがなす角度が、前記面の他の部分と前記透視投影における視線とがなす角度よりも大きい形状を前記第２の形状として、前記複数の面を生成してもよい。
【０１５６】
（１２） 前記（１１）の地図表示装置において、前記曲面生成手段は、前記注目点の位置、及び前記部分領域が拡大表示されるべきか縮小表示されるべきかの区別を示す情報を利用者から受け付ける注目点受付部を有し、前記受け付けた情報に応じて、前記複数の面を生成してもよい。
これらの構成によれば、前記地図表示装置は、利用者から注目点の位置を受け付け、当該注目点を含む地図部分を徐々に拡大又は縮小して表示するので、運転者は、例えば、交差点を指定して徐々に拡大表示させることにより詳細な地図を確認し、また、表示されている地図の周辺部を指定して徐々に縮小表示させることにより広域地図を確認することができる。何れの場合にも、表示の変形は徐々に行われるので、運転者は注目している地図上の点を見失うことがない。
【０１５７】
（１３） 前記（１２）の地図表示装置は、さらに、標高点の位置と標高とを対応付けて示す標高情報を記憶している標高記憶手段を有し、前記投影表示手段は、前記第１座標情報により示される位置における標高を前記標高情報に基づいて算出し、算出された標高に応じて、前記第１座標情報を変更する地図変形部を有し、前記変更された第１座標情報に従って前記投影イメージを順次表示してもよい。
【０１５８】
この構成によれば、地図表示装置は標高に応じた立体的な地図を表示するため、実際の地形を上空から眺めた景色に相当する現実感のある地図を運転者に提示することができ、前述の効果に加えて、運転者による地形の把握を一層容易にする。
（１４） 前記（１３）の地図表示装置において、前記地図変更部は、地図上の現在位置を含む領域において前記標高情報により示される標高を均等値に変更する標高変更部を有し、変更された標高に応じて前記第１座標情報を変更してもよい。
【０１５９】
この構成によれば、地図表示装置は自車位置の周辺において地図を平面的に表示し、その他の部分において地図を立体的に表示するため、前述の効果を維持しつつ、自車位置の周辺においては起伏により地図が隠蔽される問題を回避する。
（１５） 前記（９）乃至（１４）の何れかの地図表示装置において、前記投影表示手段は、前記投影イメージを表示する際に、前記目的物を表す画像の表示位置を基準としてさらに前記目的物を表す文字列を表示してもよい。
【０１６０】
この構成によれば、地図表示装置は文字フォントを透視投影の対象とせず、文字位置に対応する画面上の位置に文字フォントを直接表示するため、透視投影により生じる文字フォントの変形が回避され、文字の視認性が向上する。
（１６） 前記（７）又は（１４）の地図表示装置において、前記標高変更部は、さらに、前記領域の周辺において前記領域からの距離に応じて前記標高情報により示される標高を変更してもよい。
【０１６１】
この構成によれば、平面的に表示される部分と立体的に表示される部分との境界において表示が滑らかに連続するため、前記（７）又は（１４）の効果を維持しつつ、視覚上の不自然さを軽減する。
（１７） 本発明の地図表示装置は、注目点の位置を利用者から地図上において指定され、前記地図に関する第１座標情報を、前記指定された位置に応じた形状を有する曲面上の第２座標情報に変換し、変換された第２座標情報に従って前記地図を表示することを特徴とする。
【０１６２】
この構成によれば、地図表示装置は、地図上において利用者が注目する箇所を指示され、当該箇所を拡大又は縮小して表示することができる。
（１８） 本発明の地図表示方法は、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を示す定義情報を生成する曲面生成ステップと、地図上に表示されるべき目的物の位置を示す第１座標情報を前記定義情報により示される各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面上にテクスチャマッピングすることにより、前記各面毎にマップドイメージを生成するマッピングステップと、前記各マップドイメージを平面状の仮想スクリーンに透視投影することにより得られる投影イメージを生成し、順次表示する投影表示ステップとを含む。
【０１６３】
（１９） 本発明の地図表示方法は、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を示す定義情報を生成する曲面生成ステップと、地図上に表示されるべき目的物の位置を示す第１座標情報を前記定義情報により示される各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面を仮想スクリーンとして透視投影することにより得られる投影イメージを、前記各面毎に生成し、順次表示する投影表示ステップとを含む。
【０１６４】
これらの構成によれば、前記方法に従って表示された投影イメージにおいて、前記曲面の形状に応じて定まる地図の目的部分が拡大及び縮小され、かつ道路の接続関係が保たれるので、運転者は表示された投影イメージから地図情報を短時間の内に的確に把握できる。また、拡大、縮小箇所が変動した場合にも表示が滑らかに変形するので、運転者は注目している地図上の点を見失うことがない。
【０１６５】
（２０） 本発明のプログラムは、地図表示装置をコンピュータにより実現するためのコンピュータ実行可能なプログラムであって、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を示す定義情報を生成する曲面生成ステップと、地図上に表示されるべき目的物の位置を示す第１座標情報を前記定義情報により示される各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面上にテクスチャマッピングすることにより、前記各面毎にマップドイメージを生成するマッピングステップと、前記各マップドイメージを平面状の仮想スクリーンに透視投影することにより得られる投影イメージを生成し、順次表示する投影表示ステップとを、前記コンピュータに実行させる。
【０１６６】
（２１） 本発明のプログラムは、地図表示装置をコンピュータにより実現するためのコンピュータ実行可能なプログラムであって、１つの面を第１の形状から第２の形状まで両者の中間的な形状を経由して徐々に変形させる過程で得られる複数の面を示す定義情報を生成する曲面生成ステップと、地図上に表示されるべき目的物の位置を示す第１座標情報を前記定義情報により示される各面上の第２座標情報に変換し、前記目的物を表す画像を前記変換された第２座標情報により示される位置を基準として前記各面を仮想スクリーンとして透視投影することにより得られる投影イメージを、前記各面毎に生成し、順次表示する投影表示ステップとを、前記コンピュータに実行させる。
【０１６７】
これらの構成によれば、前記プログラムを実行することにより、前記コンピュータは、前述した効果を有する地図を表示する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態における地図表示装置１０のブロック図である。
【図２】地図記憶部が記憶している画像情報の一例である。
【図３】地図記憶部が記憶している文字情報の一例である。
【図４】曲面記憶部が記憶する曲面の形状を示す一例である。
【図５】曲面記憶部が記憶する情報の一例である。
【図６】注目点記憶部が記憶する情報の一例である。
【図７】曲面生成部が出力する曲面の形状を示す一例である。
【図８】自車位置受付部が出力する自車位置情報の一例である。
【図９】自車位置情報に応じた地図のマッピング範囲を説明するための概念図である。
【図１０】マッピング部がマッピングした地図情報の一例である。
【図１１】マッピング部がマッピングした地図情報の一例である。
【図１２】（ａ）投影部が行う投影処理を説明するための概念図である。
（ｂ）図（ａ）のｘ＝０における断面図である。
【図１３】（ａ）投影部が行う投影処理を説明するための概念図である。
（ｂ）図（ａ）のｘ＝０における断面図である。
【図１４】表示部が表示する地図の一例である。
【図１５】表示部が表示する地図の一例である。
【図１６】地図表示処理のメイン処理を示すフローチャートである。
【図１７】第１の実施形態におけるサブ処理を示すフローチャートである。
【図１８】第２の実施形態における地図表示装置２０のブロック図である。
【図１９】標高記憶部が記憶している標高情報の一例である。
【図２０】曲面変形部が行う変形処理を説明するための概念図である。
【図２１】マッピング部がマッピングした地図情報の一例である。
【図２２】表示部が表示する地図の一例である。
【図２３】第２の実施形態におけるサブ処理を示すフローチャートである。
【図２４】第３の実施形態における地図表示装置３０のブロック図である。
【図２５】曲面変形部が変形した曲面の一例である。
【図２６】マッピング部がマッピングした地図情報の一例である。
【図２７】表示部が表示する地図の一例である。
【図２８】第３の実施形態におけるサブ処理を示すフローチャートである。
【図２９】第４の実施形態における地図表示装置４０のブロック図である。
【図３０】曲面記憶部が記憶する曲面の一例である。
【図３１】曲面生成部が出力する曲面の形状を示す一例である。
【図３２】透視投影を行う仮想空間内に位置付けられた画像情報の一例である。
【図３３】（ａ）投影部が行う投影処理を説明するための概念図である。（ｂ）図（ａ）のｘ＝０における断面図である。
【図３４】（ａ）投影部が行う投影処理を説明するための概念図である。（ｂ）図（ａ）のｘ＝０における断面図である。
【図３５】第４の実施形態におけるサブ処理を示すフローチャートである。
【図３６】第５の実施形態における地図表示装置５０のブロック図である。
【図３７】第５の実施形態におけるサブ処理を示すフローチャートである。
【図３８】第６の実施形態における地図表示装置６０のブロック図である。
【図３９】第６の実施形態におけるサブ処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０    地図表示装置
２０    地図表示装置
３０    地図表示装置
４０    地図表示装置
５０    地図表示装置
６０    地図表示装置
１１０    地図記憶部
１１１    文字情報テーブル
１２０    標高記憶部
１２１    標高テーブル
１４０    曲面記憶部
１４１    曲面
１４２    曲面
１４３    曲面
１５０    曲面生成部
１５１    注目点受付部
１５２    注目点記憶部
１５５    自車位置受付部
１５６    自車位置情報
１５７    表示対象領域
１５８    自車位置
１５９    進行方向
１６０    マッピング部
１６１    曲面変形部
１６２    標高変更部
１７０    投影部
１７１    曲面
１７２    仮想スクリーン
１７３    視点
１７４    視線
１７６    曲面
１７７    仮想スクリーン
１７８    視点
１７９    視線
１８０    表示部
２１０    地図記憶部
２２０    標高記憶部
２４０    曲面記憶部
２４１    曲面
２４２    曲面
２４３    曲面
２５０    曲面生成部
２５１    注目点受付部
２５２    注目点記憶部
２５５    自車位置受付部
２６１    地図変形部
２６２    標高変更部
２７０    投影部
２７１    平面
２７２    仮想スクリーン
２７３    視点
２７４    視線
２７６    平面
２７７    仮想スクリーン
２８０    表示部
【図１】
0004786842.tif 000003
【図２】
0004786842.tif 000004
【図３】
0004786842.tif 000005
【図４】
0004786842.tif 000006
【図５】
0004786842.tif 000007
【図６】
0004786842.tif 000008
【図７】
0004786842.tif 000009
【図８】
0004786842.tif 000010
【図９】
0004786842.tif 000011
【図１０】
0004786842.tif 000012
【図１１】
0004786842.tif 000013
【図１２】
0004786842.tif 000014
【図１３】
0004786842.tif 000015
【図１４】
0004786842.tif 000016
【図１５】
0004786842.tif 000017
【図１６】
0004786842.tif 000018
【図１７】
0004786842.tif 000019
【図１８】
0004786842.tif 000020
【図１９】
0004786842.tif 000021
【図２０】
0004786842.tif 000022
【図２１】
0004786842.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
0004786842.tif 000030
【図２９】
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【図３０】
0004786842.tif 000032
【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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