(57)【要約】【課題】高い視認性を維持しつつ、表示した情報画像の知覚効率を高めることのできる画像表示装置を提供する。【解決手段】情報画像の画像データを生成する画像データ処理部と、画像データに基づいて、像形成面における所定の表示エリアに情報画像を形成する画像形成部と、情報画像の重要度を判別する重要度判別部と、重要度判別部による判別結果にしたがって、情報画像の強調レベルを変更するレベル制御部とを備える。また、使用者の視線を検出する視線検出部を備え、重要度判別部は、視線検出部による検出結果に基づいて重要度を判別する。【選択図】図１
2017138350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報画像の画像データを生成する画像データ処理部と、
前記画像データに基づいて、像形成面における所定の表示エリアに前記情報画像を形成する画像形成部と、
前記情報画像の重要度を判別する重要度判別部と、
前記重要度判別部による判別結果にしたがって、前記情報画像の強調レベルを変更するレベル制御部とを備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
使用者の視線を検出する視線検出部を備え、
前記重要度判別部は、前記視線検出部による検出結果に基づいて前記重要度を判別することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記画像表示装置は車両に搭載され、
前記画像表示装置は、前記車両の走行状態と前記車両の周辺状況を検出する走行状態検出部を備え、
前記重要度判別部は、前記走行状態検出部による検出結果から危険度と緊急度を算出し、前記危険度と前記緊急度に基づいて前記重要度を判別することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記重要度判別部は、前記視線検出部による検出結果に基づいて、所定の時間にわたって前記使用者が見ていない前記情報画像の重要度を、それ以外の前記情報画像の重要度よりもアップさせ、
前記レベル制御部は、前記重要度のアップに応じて、対応する前記情報画像の強調レベルを上げることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記重要度判別部は、前記視線検出部による検出結果に基づいて、前記使用者が見た前記情報画像の前記重要度を、見る前の重要度よりもダウンさせ、
前記レベル制御部は、前記重要度のダウンに応じて、対応する前記情報画像の強調レベルを下げることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記重要度判別部は、前記表示エリアのうち前記使用者の中心視野の外側に形成された前記情報画像の重要度を、前記中心視野内の前記情報画像の重要度よりも高くし、
前記レベル制御部は、前記使用者の中心視野の外側に形成された前記情報画像の強調レベルを上げることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記視線検出部は、検出した視線に基づいて前記使用者の注視点を検出し、
前記重要度判別部は、前記視線検出部によって検出された前記注視点が所定の時間にわたって、前記情報画像の中の１つ又は複数の個別画像上にとどまっている場合は、前記個別画像の重要度を、それ以外の画像の重要度よりも高くし、
前記レベル制御部は、前記個別画像の強調レベルを上げることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記視線検出部は、検出した視線に基づいて前記使用者の注視点を検出し、
前記重要度判別部は、前記視線検出部によって検出された前記注視点が所定の時間にわたって、前記情報画像の中の１つ又は複数の個別画像上にとどまっている場合は、前記個別画像の重要度を、それ以外の画像の重要度よりも高くし、
前記画像形成部は、前記個別画像に関連づけられた固有情報の画像を前記表示エリアに形成することを特徴とする請求項２又は請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記画像形成部は、コヒーレント光を出射して前記情報画像を形成するコヒーレント光源と、非コヒーレント光を出射して前記情報画像を形成する非コヒーレント光源とを有し、
前記画像形成部は、前記強調レベルの高い情報画像を前記コヒーレント光源を用いて形成し、前記強調レベルの低い情報画像を前記非コヒーレント光源によって形成することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
画像形成部は、コヒーレント光を出射して前記情報画像を形成するコヒーレント光源であって、前記コヒーレント光のスペックルを低減または除去できる機構を備えていて、前記強調レベルの違いによって前記コヒーレント光のスペックルコントラストを変化させることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記画像形成部は、前記強調レベルの高い情報画像は輝度を高くし、前記強調レベルの低い情報画像は輝度を低くして形成することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記画像データ処理部は、前記強調レベルの高い情報画像に含まれる文字や線を太くし、前記強調レベルの低い情報画像に含まれる文字や線を細くして前記画像データを生成することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記画像データ処理部は、前記強調レベルの高い情報画像を三次元画像データとして生成し、前記強調レベルの低い情報画像を二次元または一次元画像データとして生成として生成することを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重要度に応じて情報画像の強調レベルを変更可能な画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の車載用ヘッドアップディスプレイ装置は、フロントガラスでの反射によって表示画像上の各点からの光が運転者の左右の眼にそれぞれ向かう方向を変更して左右両眼視差を補正するような形状のプリズムを備え、これにより、左右両眼視差の問題を解消し、眼精疲労を生じさせることなくクリアな表示画像を運転者に視認させることとしている。
特許文献２に記載の画像表示装置は、青と赤の光源に半導体レーザダイオード（ＬＤ）をそれぞれ用いるとともに、緑の光源に発光ダイオード（ＬＥＤ）を用い、これによりスペックルノイズの影響を抑制することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許１８５４９５５号公報
【特許文献２】特開２００５−３３８５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の車載用ヘッドアップディスプレイ装置や特許文献２に記載の画像表示装置では、以下に述べるように、使用者の知覚効率が高い画像表示を実現することが困難であった。
一般に、人間は、眼の焦点が合っていない視覚情報を意識しない傾向がある。つまり、人間は中心視野外の視覚情報を意識することは可能だが、中心視野の視覚情報と比べて意識しにくくなる。このため、画像表示において表示情報を用いて注意喚起を行うことを考えた場合、中心視野外で注意喚起を行っても、焦点が合っていないため、その情報の知覚が遅れることが想定される。特許文献１や特許文献２に記載の装置では、使用者の中心視野外で焦点が合っていない注意喚起を行うおそれがあるため、このような情報で迅速な注意喚起を実行することは難しいことから、知覚効率が低くなってしまうという問題がある。
【０００５】
また、画像表示のための光源としてＬＥＤを用いた場合、使用者は表示された画像に視線を向けることで画像の内容を知覚することができる。言い換えれば、表示された画像に視線を向けず眼の焦点を合わせなければ画像の内容を知覚しにくい。そのため、使用者が任意のタイミングで見たい情報を取捨選択して見ることができる。しかし、使用者が視線を向けない情報については知覚しづらいことから、緊急性が高い情報や危険性を示す情報を見落としてしまうおそれがある。
【０００６】
一方、画像表示のための光源としてＬＤ（レーザーダイオード）を用いた場合、コヒーレントであるレーザ光が作りだすスペックルが常に使用者の眼の網膜上で結像されるため、レーザ光で表示された画像を常に使用者に知覚させることができる。したがって、緊急性が高い情報や危険性を示す情報を使用者が見落としてしまうことが少ない。しかしながら、使用者が表示画像を常に知覚してしまうため、計器類の情報など、常に知覚しておく必要がない情報も見えてしまうことから、使用者の視界を狭くしてしまったり、使用者が見ようとしている対象物を見づらくしてしまうという問題がある。また、表示する画像が拡張現実（ＡＲ）等の一部である場合、その画像によって実際に存在している物体を隠してしまったり、使用者を混乱させてしまうおそれがあり、特に、ヘッドアップディスプレイ装置においてこのような画像を表示させた場合に好ましくない影響を与えるおそれがある。
【０００７】
そこで本発明は、高い視認性を維持しつつ、表示した情報画像の知覚効率を高めることのできる画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の画像表示装置は、情報画像の画像データを生成する画像データ処理部と、画像データに基づいて、像形成面における所定の表示エリアに情報画像を形成する画像形成部と、情報画像の重要度を判別する重要度判別部と、重要度判別部による判別結果にしたがって、情報画像の強調レベルを変更するレベル制御部とを備えることを特徴としている。
これにより、視認性を損なうことなく、重要度の高い情報画像について、使用者に対する注意喚起を確実に行えるようになるため、高い視認性を維持しつつ、表示した情報画像の知覚効率を高めることができる。
【０００９】
本発明の画像表示装置において、使用者の視線を検出する視線検出部を備え、重要度判別部は、視線検出部による検出結果に基づいて重要度を判別することが好ましい。
これにより、使用者が見ているかどうかに応じて重要度や強調レベルを変更できるため、注意喚起の精度をより高めることができる。
【００１０】
本発明の画像表示装置において、画像表示装置は車両に搭載され、画像表示装置は車両の走行状態と車両の周辺状況を検出する走行状態検出部を備え、重要度判別部は、走行状態検出部による検出結果から危険度と緊急度を算出し、危険度と緊急度に基づいて重要度を判別することが好ましい。
これにより、車両の走行状態や周辺状況の変化に応じて、安全な走行に資する情報画像の表示を正確かつ適格なタイミングで行うことができる。
【００１１】
本発明の画像表示装置において、重要度判別部は、視線検出部による検出結果に基づいて、所定の時間にわたって使用者が見ていない情報画像の重要度を、それ以外の情報画像の重要度よりもアップさせ、レベル制御部は、重要度のアップに応じて、対応する情報画像の強調レベルを上げることが好ましい。
これにより、使用者の実際の知覚状況に基づいて、より精度の高い注意喚起を行うことが可能となる。
【００１２】
本発明の画像表示装置において、重要度判別部は、視線検出部による検出結果に基づいて、使用者が見た情報画像の重要度を、見る前の重要度よりもダウンさせ、レベル制御部は、重要度のダウンに応じて、対応する情報画像の強調レベルを下げることが好ましい。
これにより、使用者によって知覚された情報画像の注意喚起レベルを低下でき、かつ、使用者の視野を確保でき、その結果、これ以外の情報画像に対する注意喚起を確実にすることができる。
【００１３】
本発明の画像表示装置において、重要度判別部は、表示エリアのうち使用者の中心視野の外側に形成された情報画像の重要度を、中心視野内の情報画像の重要度よりも高くし、レベル制御部は、使用者の中心視野の外側に形成された情報画像の強調レベルを上げることが好ましい。
これにより、通常は認識しにくい中心視野外の情報画像に注意を向けさせることができ、本来気づきにくい中心視野外の情報への反応をカバーすることが可能となり、これにより、運転者は前方情報に常に注意を向けることができるようになり、その結果運転者の知覚能力範囲が拡張された状態を実現することができる。
また、運転初心者などは、緊張のため進行方向のみに注意を集中してしまう傾向があり、中心視野および有効視野が狭まり視線移動も減少することで、周辺視野の外部刺激（注意喚起）に気づきにくい状態に陥りやすい。これに対して、中心視野の外側に形成された情報画像の重要度を、中心視野内の情報画像の重要度よりも高くし、使用者の中心視野の外側に形成された情報画像の強調レベルを上げることにより、周辺視野に適度な外部刺激を加えて知覚させると、視線移動を促して視野が極度に狭まることを防止することができる。
【００１４】
本発明の画像表示装置において、視線検出部は、検出した視線に基づいて使用者の注視点を検出し、重要度判別部は、視線検出部によって検出された注視点が所定の時間にわたって、情報画像の中の１つ又は複数の個別画像上にとどまっている場合は、個別画像の重要度を、それ以外の画像の重要度よりも高くし、レベル制御部は、個別画像の強調レベルを上げることが好ましい。
注視点がとどまっている個別画像は、使用者が凝視している画像であるため、重要度を高めて強調レベルを上げることによって、使用者の注意を維持することができる。
【００１５】
本発明の画像表示装置において、視線検出部は、検出した視線に基づいて使用者の注視点を検出し、重要度判別部は、視線検出部によって検出された注視点が所定の時間にわたって、情報画像の中の１つ又は複数の個別画像上にとどまっている場合は、個別画像の重要度を、それ以外の画像の重要度よりも高くし、画像形成部は、個別画像に関連づけられた固有情報の画像を表示エリアに形成することが好ましい。
注視点がとどまっている個別画像は、使用者が凝視している画像であるため、個別画像に関連する固有情報を表示することによって、使用者の認識の補助に資することができる。
【００１６】
本発明の画像表示装置において、画像形成部は、コヒーレント光を出射して情報画像を形成するコヒーレント光源と、非コヒーレント光を出射して情報画像を形成する非コヒーレント光源とを有し、画像形成部は、強調レベルの高い情報画像をコヒーレント光源を用いて形成し、強調レベルの低い情報画像を非コヒーレント光源によって形成することが好ましい。
これにより、強調レベルの低い情報画像よりも、強調レベルの高い情報画像に対して、使用者の注意を確実に向けさせることができる。
【００１７】
本発明の画像表示装置において、画像形成部は、コヒーレント光を出射して情報画像を形成するコヒーレント光源であって、コヒーレント光のスペックルを低減または除去できる機構を備えていて、強調レベルの違いによってコヒーレント光のスペックルコントラストを変化させることが好ましい。
また、コヒーレント光源のみで情報画像を形成することもでき、コヒーレント光のスペックルを低減または除去できるスペックル低減装置を有することで、任意の画像表示エリアのスペックルを低減または除去できる。この場合、強調レベルの低い情報画像はスペックルを低減または除去して表示する。
これにより、スペックルの強弱や有無によって、強調レベルの高い情報画像に対して、使用者の注意を確実に向かせることができる。
【００１８】
本発明の画像表示装置において、画像形成部は、強調レベルの高い情報画像は輝度を高くし、強調レベルの低い情報画像は輝度を低くして形成することが好ましい。
これにより、強調レベルの低い情報画像よりも強調レベルの高い情報画像に対して、使用者の注意を確実に向かせることができる。
【００１９】
本発明の画像表示装置において、画像データ処理部は、強調レベルの高い情報画像に含まれる文字や線を太くし、強調レベルの低い情報画像に含まれる文字や線を細くして画像データを生成することが好ましい。
これにより、強調レベルの低い情報画像よりも強調レベルの高い情報画像に対して、使用者の注意を確実に向かせることができる。
【００２０】
本発明の画像表示装置において、画像データ処理部は、強調レベルの高い情報画像を三次元画像データとして生成し、強調レベルの低い情報画像を二次元または一次元画像データとして生成として生成することが好ましい。
これにより、強調レベルの低い情報画像よりも強調レベルの高い情報画像に対して、使用者の注意を確実に向かせることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、高い視認性を維持しつつ、表示した情報画像の知覚効率を高めることのできる画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態における視線検出部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態における画像形成部の構成を示す平面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の実施形態における、スクリーン上の表示エリア、及び、ウインドシールドの前方位置の仮想の虚像形成面における表示エリアの例を示す平面図である。（Ｂ）は、変形例における表示エリアを示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る画像表示装置を用いた画像表示の一例の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態に係る画像表示装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。本実施形態に係る画像表示装置は車両に搭載され、使用者としての運転者の視線を検出する視線検出部を備えており、この視線検出部による検出結果や車両の走行状態などに基づいて重要度を判別している。また、この画像表示装置の画像形成部は、レーザ光源とＬＥＤ光源を備え、情報画像の強調レベルに合わせてこれらの光源のいずれかを選択することができる。なお、本発明の画像表示装置は、以下の実施形態に限定されることはなく、例えばナイトビジョン（暗視装置）や拡張現実のシステムに適用することができる。
【００２４】
図１は、本実施形態に係る画像表示装置１０の構成を示すブロック図である。図１に示すように、画像表示装置１０は、視線検出部２０と、走行状態検出部３１と、画像データ処理部３２と、重要度判別部３３と、レベル制御部３４と、画像形成部４０と、制御部５０と、メモリ５１とを備える。制御部５０は、視線検出部２０、走行状態検出部３１、画像データ処理部３２、重要度判別部３３、レベル制御部３４、および画像形成部４０に接続され、それぞれの動作を制御する。この制御に必要な情報、情報画像の画像データ作成のベースとなるデータ、各部における検出や判別の結果などは、制御部５０に接続されたメモリ５１に保存される。
【００２５】
図２を参照して視線検出部２０について説明する。図２は、視線検出部２０の構成を示すブロック図である。なお、視線検出部２０の構成は図２に例示する構成に限定されない。
図２に示すように、視線検出部２０は、第１光源２１、第２光源２２、カメラ２３、光源制御部２４、画像取得部２５、明瞳孔画像検出部２６、暗瞳孔画像検出部２７、瞳孔中心算出部２８、角膜反射光中心検出部２９、及び、視線方向算出部３０を備える。視線検出部２０は、インストルメントパネルやウインドシールドの上部などにおいて、運転席側へ向けるように設置される。
【００２６】
第１光源２１と第２光源２２は、それぞれＬＥＤ光源である。第１光源２１は、検出光として、波長８５０ｎｍまたはこれに近似した波長の赤外光（近赤外光）を発するものであり、第２光源２２は波長９４０ｎｍの赤外光を発するものである。ここで、８５０ｎｍまたはこれに近似した波長の赤外光（近赤外光）は、眼球内の水分で吸収されにくく、眼球の奥に位置する網膜まで到達して反射される光の量が多くなる。一方、波長９４０ｎｍの赤外光は、人の眼の眼球内の水分で吸収されやすいため、眼球の奥に位置する網膜に到達して反射される光量が少なくなる。
【００２７】
カメラ２３は、撮像素子とレンズなどから構成されている。撮像素子は、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）やＣＣＤ（電荷結合素子）などで構成される。撮像素子は、レンズを経て入射した、運転者の眼を含む顔画像を取得する。撮像素子では、二次元的に配列された複数の画素で光が検出される。
【００２８】
光源制御部２４、画像取得部２５、明瞳孔画像検出部２６、暗瞳孔画像検出部２７、瞳孔中心算出部２８、角膜反射光中心検出部２９、及び、視線方向算出部３０は、コンピュータの演算回路等で構成されており、予めインストールされたソフトウエアを実行することでそれぞれの演算が行われる。
【００２９】
光源制御部２４は、第１光源２１の発光と第２光源２２の発光の切換え、及び、第１光源２１と第２光源２２の発光時間の制御などを行う。
画像取得部２５は、カメラ２３から顔画像をフレームごとに取得する。画像取得部２５で取得された画像は、フレームごとに、明瞳孔画像検出部２６と暗瞳孔画像検出部２７に読み込まれる。明瞳孔画像検出部２６では明瞳孔画像が検出され、暗瞳孔画像検出部２７では暗瞳孔画像が取得される。瞳孔中心算出部２８では、明瞳孔画像と暗瞳孔画像との差分が計算されて、瞳孔画像が明るく表示された画像が生成され、生成された画像から瞳孔画像の中心が算出される。角膜反射光中心検出部２９は、暗瞳孔画像から角膜反射光を抽出し、その中心位置を算出する。そして、視線方向算出部３０では、瞳孔中心算出部２８で算出した瞳孔中心と、角膜反射光中心検出部２９で算出した角膜反射光中心とに基づいて視線方向が算出される。また、視線方向算出部３０は、運転者の両眼の視線方向を示す角度の中間の角度を注視点の方向として算出する。
【００３０】
以下、画像表示装置１０において、視線検出部２０以外の構成について説明する。
走行状態検出部３１は、車両に設けた速度センサ、操舵角センサなどによる検出結果、地図情報、ＧＰＳ（全地球測位システム）、各種交通情報などから取得した情報などに基づいて、車両の走行状態と車両の周辺状況を検出する。走行状態としては、例えば、運転者の運転する車両の走行速度、操舵角があり、周辺状況としては、例えば、運転者が運転する車両の位置、走行している位置の道路の形状や混雑状況、周囲の車両の走行状況、信号などの周囲の交通状況がある。
【００３１】
画像データ処理部３２は、像形成面（図３に示すスクリーン５４、ウインドシールド６０、及び虚像形成面ＰＳ）の表示エリアに形成する情報画像の画像データを生成する演算回路である。画像データ処理部３２で生成された画像データに基づいて、画像形成部４０は、像形成面の表示エリアに情報画像を形成する。
【００３２】
画像形成部４０は、図１に示すように、レーザドライバ４１と、レーザ光源４２と、ＬＥＤドライバ４３と、ＬＥＤ光源４４と、ＬＣＯＳドライバ４５と、ＬＣＯＳ４６とを備える。さらに、画像形成部４０は、図３に示すように、レンズ５３と、スクリーン５４と、ミラー５５と、ウインドシールド６０とを備えており、ヘッドアップディスプレイ装置を構成する。ここで、図３は、画像形成部４０の構成を示す平面図である。なお、画像形成部４０としては、図３に示す構成には限定されず、例えば、ナイトビジョン（暗視装置）や拡張現実システムに搭載することもできる。
【００３３】
レーザ光源４２は、コヒーレント光を出射して表示エリアに情報画像を形成するコヒーレント光源であり、制御部５０の制御に基づいて、レーザドライバ４１によって駆動される。レーザ光源４２の発振ビームのモードは、コヒーレント性の観点からはシングルモードが好ましい。
ＬＥＤ光源４４は、非コヒーレント光を出射して表示エリアに情報画像を形成する非コヒーレント光源であり、制御部５０の制御に基づいて、ＬＥＤドライバ４３によって駆動される。
レーザ光源４２から出射されるコヒーレント光を用いて形成される情報画像は強調レベルの高い画像となり、ＬＥＤ光源４４から出射される非コヒーレント光を用いて形成される情報画像は、レーザ光源４２からのレーザ光による画像と比べて強調レベルの低い画像となる。
【００３４】
ここで、レーザ光源４２は、出射光のスペックルの低減または除去できるスペックル低減機構を備えることが好ましい。スペックル低減装置としては、例えば、発振モードや出射光の波長などを変える装置や、出射光の光路上に配置した光学フィルタがある。スペックル低減装置を備えることにより、情報画像の強調レベルに合わせてスペックルの強弱や有無を調整することが可能となる。
また、強調レベルの高低を区別できるように画像を形成できれば、レーザ光源４２とＬＥＤ光源４４の組合せ以外の組合せの光源を用いても良い。例えば、両光源をレーザ光源として、発振モードの違いによってコヒーレント性の高低差をつけてもよい。また、両光源をレーザ光源またはＬＥＤ光源に統一し、出射光の強度や波長を変えても良い。
【００３５】
ＬＣＯＳ４６は、反射型ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）であって、液晶層とアルミニウムなどの電極層とを有するパネルである。ＬＣＯＳ４６においては、液晶層に電界を与える電極が規則的に並んで複数のピクセルが構成されており、それぞれの電極に与えられる電界強度の変化により、液晶層内の結晶の層の厚さ方向への倒れ角度が変化し、反射するレーザ光はピクセル毎に位相が変調される。
このようなピクセル毎の位相の変化は、制御部５０の制御に基づいて、ＬＣＯＳドライバ４５によって制御され、ＬＣＯＳ４６では所定の位相変調光が生成される。ＬＣＯＳ４６は、制御部５０の制御により、画像表示装置１０の本体（不図示）に対して相対的に移動又は回動可能である。
【００３６】
なお、位相変調が可能であれば、ＬＣＯＳ４６に代えて、透過型ＬＣＯＳ、その他の変調素子を用いても良い。また、ＬＣＯＳ４６に代えて、入射光をスキャン可能なスキャナを用いてレーザ光をレンズ５３に入射させるようにしてもよい。このスキャナとしては、例えばデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）やポリゴンミラーを用いたものがある。
【００３７】
ＬＣＯＳ４６で生成された位相変調光は、結像レンズとしてのレンズ５３に入射する。このレンズ５３は、両凸正レンズであって、フーリエ変換レンズ（ＦＴレンズ）として入射光をフーリエ変換するとともに、入射光を集光することにより、イメージ光を生成する。このイメージ光は、中間像（ホログラム画像）として、スクリーン５４上に結像する。スクリーン５４は、その光軸５４ｃがレンズ５３の光軸５３ｃの延長線に重なるように配置される。スクリーン５４は、例えば、入射光を拡散光として出射するディフューザ（拡散板）である。レンズ５３は、制御部５０の制御によって、その光軸５３ｃの方向に沿って移動可能である。また、スクリーン５４は、制御部５０の制御にしたがって、その光軸５４ｃの方向に沿って移動可能である。
ここで、位相変調光のフーリエ変換が可能であれば、レンズ５３に代えて、別の形状の正の屈折力のレンズや、複数枚のレンズからなる正の屈折力の光学系を用いても良い。
【００３８】
図４（Ａ）は、本実施形態における、スクリーン５４上の表示エリア、及び、ウインドシールド６０の前方位置Ｐ（図３）の仮想の虚像形成面ＰＳにおける表示エリアの例を示す平面図である。図４（Ｂ）は、本実施形態の変形例における表示エリアを示す平面図である。
画像形成部４０は、画像データ処理部３２から出力された情報画像の画像データに基づいて、スクリーン５４の表示エリアＡ１１、Ａ１２、Ａ１３（図４（Ａ））、及び、これに対応する、ウインドシールド６０の表示エリアとウインドシールドの前方位置Ｐに想定される虚像形成面ＰＳの表示エリアに情報画像をそれぞれ形成する。ここで、スクリーン５４、ウインドシールド６０、及び、虚像形成面ＰＳは、像形成面を構成する。
【００３９】
スクリーン５４を透過した光は、発散光の投影光となってミラー５５に入射する。ミラー５５の反射面５５ａは凹面鏡（拡大鏡）であって、スクリーン５４で結像したホログラム画像を含む投影光は、ミラー５５で拡大・反射される。この反射光は、車両のウインドシールド６０の表示エリアに投影される。ウインドシールド６０は半反射面として機能するため、入射したイメージ光は、運転者に向けて反射されるとともに、ウインドシールド６０の前方位置Ｐにおける虚像形成面ＰＳの表示エリアに虚像が形成される。ウインドシールド６０の前方の虚像を目視することで、運転者の眼Ｅには、ステアリングホイールの上方の前方に情報画像が表示されているように見える。ここで、ミラー５５は、制御部５０による制御にしたがって、スクリーン５４又はウインドシールド６０に対する距離を変更可能とされている。
【００４０】
重要度判別部３３は、情報画像の重要度を判別する演算回路であり、レベル制御部３４は、重要度判別部３３による判別結果にしたがって情報画像の強調レベルを変更する演算回路である。レベル制御部３４による演算結果は制御部５０へ出力され、例として以下に挙げるように、重要度の判別結果にしたがって強調レベルが変更される。以下に重要度の判別とこれに基づくレベル制御の例を挙げる。
【００４１】
重要度判別部３３は、情報画像に対応する情報として、走行状態検出部３１による検出結果を取得し、この検出結果から危険度と緊急度を算出し、危険度と緊急度に基づいて重要度を判別する。危険度と緊急度のいずれかが高ければ、その情報は重要度が高いものと判別する。重要度の判別は運転者の視線の状態に拘わらずに行われるが、視線検出部２０による検出結果を加味して行っても良い。また、重要度、危険度、緊急度、及び、強調レベルは、それぞれ、少なくとも２段階以上あることが好ましい。
【００４２】
危険度は、例えば、（ａ）車両周辺及び進行方向における歩行者・自転車・前方車両の有無、（ｂ）前方車両の危険運転（例えば居眠り、蛇行等）の有無、（ｃ）進行方向が赤信号であるか否か、（ｄ）車両の走行に支障を与えるような大型の障害物・落下物の有無など、車両事故に繋がる可能性がある対象物の有無によって判別される。
なお、画像表示装置１０を車両に搭載しない構成における危険度は、使用者に危害が及ぶ可能性のある対象物の有無によって判別するとよい。
【００４３】
また、緊急度は、例えば、（ａ）運転者が運転する車両と、歩行者・自転車・前方車両・障害物その他の対象物との距離、（ｂ）上記対象物までの距離と車両速度とから判定される安全に回避可能な限度距離までの猶予が挙げられる。ここで、限度距離は、対象物の大きさやその移動速度によって変わるため、常に近い対象が限度距離までの猶予が最も短いとは限らない。
緊急度情報は、重要度の判別や強調レベルの設定等に用いられるほか、車両のブレーキアシストシステムにも提供される。
【００４４】
さらに、重要度判別部３３は、情報画像に対応する情報として、視線検出部２０による視線方向の検出結果を取得し、この検出結果を用いて、例えば次の（１）〜（３）のように重要度を判別する。
（１）所定の時間にわたって運転者が見ていない情報画像の重要度を、それ以外の情報画像の重要度よりもアップさせる。ここで、所定の時間は、走行状態等に応じて任意に設定でき、例えば車両の走行速度が速いほど短くすることが好ましい。
（２）上記（１）の判別に加えて、または、この判別に代えて、運転者が見た情報画像の重要度を、見る前の重要度よりもダウンさせるという判別を、車両乗車中は継続的に行うことが好ましい。
（３）表示エリアのうち運転者の中心視野の外側に形成された情報画像の重要度を、中心視野内の情報画像の重要度よりも高くする。中心視野は、運転者の眼は顔の特徴に合わせて、一般的な視野範囲を表示エリアに適用する。ここで、図４（Ａ）に示すスクリーン５４または虚像形成面ＰＳでは、中央の表示エリアＡ１１と、その左右両側の２つの表示エリアＡ１２、Ａ１３が設定されている。中央の表示エリアＡ１１は、運転者が正面を向いたときの中心視野に対応させており、表示エリアＡ１２、Ａ１３は中心視野の外側の領域となる。なお、有効視野の内と外とで強調レベルを変えても良い。
【００４５】
以上の（１）〜（３）のような、視線検出部２０による検出結果に基づく重要度の判別結果や、上記危険度と緊急度に基づく重要度の判別結果に基づいて、レベル制御部３４は、例えば次の（ｉ）〜（ｉｉ）のように強調レベルを変更する。
（ｉ）重要度のアップに応じて、対応する情報画像の強調レベルを上げ、重要度のダウンに応じて、対応する情報画像の強調レベルを下げる。なお、重要度の高い情報画像の強調レベルを上げて、重要度の低い情報画像の強調レベルは維持してもよいし、重要度の高い情報画像の強調レベルは維持して、重要度の低い情報画像の強調レベルを下げるようにしてもよい。
【００４６】
（ｉｉ）運転者の中心視野の外側に形成された情報画像の強調レベルを上げる。図４（Ａ）に示す例では、画像データ処理部３２は、中心視野に対応する表示エリアＡ１１に形成される画像の強調レベルよりも、中心視野の外側の領域となる表示エリアＡ１２、Ａ１３に形成される画像の強調レベルを高くするように画像データを形成する。
なお、図４（Ａ）に示す例では、中央の表示エリアＡ１１を運転者の中心視野に対応させ、その左右両側の２つの表示エリアＡ１２、Ａ１３を中心視野の外側の領域に設定していたが、図４（Ｂ）に示すように、上下方向中央の表示エリアＡ２１を中心視野に対応させ、その上下方向両側の２つの表示エリアＡ２２、Ａ２３を中心視野の外側の領域に設定しても良い。また、中心視野に対応する表示エリアとそれ以外の表示エリアの面積や位置は図４（Ａ）、（Ｂ）に例示したものに限定されない。
【００４７】
（ｉｉｉ）運転者が所定の時間にわたって視線を向けていない、又は、注視点が置かれていない情報の強調レベルをアップする。この情報については、危険度や緊急度に拘わらずに強調レベルをアップすることが好ましい。また、この情報を運転者が見たときには強調レベルをダウンさせる。
【００４８】
（ｉｖ）運転者が所定の時間にわたって注視しているものと検出された情報についても強調レベルをアップさせる。
（ｖ）重要度をアップさせた後、運転者が該当する情報に視線を向けているとき、又は注視点をとどめているときは強調レベルを維持し、一定の時間にわたって視線を向けていないときに強調レベルを上げるようにしてもよい。
【００４９】
強調レベルの高低のつけ方としては、次の（Ａ）〜（Ｄ）のような例が挙げられる。
（Ａ）情報画像を形成するための光源におけるスペックルの強弱や有無によって強調レベルの高低をつける。スペックルは眼の網膜上で結像されるという特性があり、これを利用することで運転者の眼の焦点によらずに情報画像を知覚させることが可能であり、強調レベルの高低に対応するように用いることによって、運転者への注意喚起と知覚効率の向上が期待できる。スペックルのない情報画像またはスペックルが十分低い情報画像では、スペックルコントラストＣｓが０．１より小さいことが望ましい。ここで、スペックルコントラストＣｓとは表示された情報画像の各画素の輝度（光強度）の標準偏差σ、輝度（光強度）の平均値Ｉを用いて、Ｃｓ＝σ／Ｉで表される。
【００５０】
上記（Ａ）の場合の強調レベルの設定例としては、強調レベルの高い個別画像にはスペックルが強い、または、スペックルを生じる光源によって形成した画像を用い、強調レベルの低い個別画像にはスペックルが弱い、または、スペックルを生じない光源によって形成した画像を用いる。より具体的には、（ａ）強調レベルの高い画像の形成にはスペックルが生じるレーザ光源を用い、強調レベルの低い画像の形成にスペックルが少ないＬＥＤ光源を用いる。また、（ｂ）強調レベルの高い画像には、スペックルが強いシングルモードのレーザ光源を用い、強調レベルの低い画像にはスペックルが弱いマルチモードやリングモードのレーザ光源を用いることもできる。さらにまた、（ｃ）強調レベルの低い画像の形成ために、スペックルを低減する手段、例えば高周波重畳法や偏光解消法を用いることもできる。
【００５１】
（Ｂ）強調レベルの高い個別画像の輝度を高くし、強調レベルの低い個別画像の輝度を低くする。強調レベルの低い個別画像の輝度をゼロにして非表示とすることも可能である。
（Ｃ）強調レベルの高い個別画像に含まれる文字や線を太くし、強調レベルの低い個別画像に含まれる文字や線を細くした画像データを生成する。また、強調レベルの高い個別画像に含まれる文字や線の色によって強調レベルの高低を示しても良い。この場合、例えば、強調レベルの高い個別画像に含まれる文字や情報の色を周囲の色に対してコントラストの大きな色とし、強調レベルの低い個別画像に含まれる文字や線の色を周囲の色と同様の色とするとよい。
【００５２】
（Ｄ）強調レベルの高い個別画像を三次元画像データとして生成し、強調レベルの低い個別画像を二次元または一次元画像データとして生成する。
（Ｅ）情報画像のうち重要度がアップした個別画像について、この個別画像に関連づけられた固有情報の画像を表示エリアに形成し、これによって強調レベルを高くする。ここで、固有情報は、例えば、個別画像に使用されている文字や絵などや、個別画像と関連づけてあらかじめメモリ５１に記憶されている情報である。
（Ｆ）強調レベルの高い個別画像に対して追加の修飾表示を加える。修飾表示としては、例えば、該当する個別画像を囲む枠状の画像の表示や、個別画像の領域全体に一定の色を付す表示がある。
（Ｇ）上記（Ａ）〜（Ｆ）を組み合わせても良い。また、危険度や緊急度の順序に応じて、強調レベルを変えることによって、ドライバへの負荷を軽減させることができる。
【００５３】
上記（Ａ）〜（Ｅ）の例では、対象となる情報画像自体に対して強調レベルの高低を付けていたが、これに代えて、又は、これに加えて、表示エリアを強調表示エリアと通常表示エリアに分け、重要度の高い情報については強調表示エリアにおいて、関連する文字情報などを高い強調レベルで表示するとよい。強調表示エリアの位置と面積は、運転に支障のない範囲で任意に設定できる。また、強調表示エリアは複数設けても良い。
【００５４】
図５は、本実施形態の画像表示装置１０を用いた画像表示の一例の流れを示すフローチャートである。
まず、外部情報として、視線検出部２０による検出結果と走行状態検出部３１による検出結果を取得する（ステップＳ１）。制御部５０は、取得した検出結果に基づいて、表示する情報画像を決定する。
【００５５】
次に、制御部５０は、重要度判別部３３に対して、視線検出部２０による検出結果と走行状態検出部３１による検出結果に基づいて、情報画像を構成するそれぞれの画像（個別画像）について重要度を判別させる（ステップＳ２）。
【００５６】
上記ステップＳ２において重要度が高いと判別された個別画像があった場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、制御部５０は、レベル制御部３４に対して、該当する個別画像の強調レベルをアップするように指示し、レベル制御部３４は強調レベルをアップさせ、そのレベルを個別画像と対応させてメモリ５１に保存させる（ステップＳ３）。さらに、制御部５０は、画像データ処理部３２に対して、情報画像全体についての画像データの生成を指示し、生成された画像データにしたがって画像形成部４０に画像を形成させる。
なお、強調レベルをアップさせた後に、画像データ処理部３２に画像データの生成を指示せずに次のステップＳ５に進んでも良い。
【００５７】
一方、上記ステップＳ２においていずれの個別画像も重要度が高くないと判別された場合（ステップＳ２でＮＯ）、制御部５０は、レベル制御部３４に対して情報画像の強調レベルを変更することは指示せず、画像データ処理部３２に対して画像データの生成を指示し、生成された画像データにしたがって画像形成部４０に対して、強調レベルを変更していない通常の画像を形成させる（ステップＳ４）。
【００５８】
上記ステップＳ３による表示の後、視線検出部２０による検出結果において、情報画像の各個別画像について、所定の時間にわたって運転者が見ていない個別画像があるかどうかについて、制御部５０は判別する（ステップＳ５）。
【００５９】
この判別の結果、ユーザとしての運転者が所定の時間にわたって見ていない個別画像があった場合（ステップＳ５でＮＯ）、制御部５０は、運転者がその個別画像に気づいていないものとして、重要度判別部３３に対して重要度をアップさせるように指示する。さらに、制御部５０は、レベル制御部３４に対して、該当する個別画像の強調レベルをアップするように指示し、レベル制御部３４は強調レベルをアップさせ、そのレベルを個別画像と対応させてメモリ５１に保存させる（ステップＳ６）。そして、制御部５０は、画像データ処理部３２に対して、情報画像全体についての画像データの生成を指示し、生成された画像データにしたがって画像形成部４０に画像を形成させる。
【００６０】
一方、上記ステップＳ５において、所定の時間のうちに運転者が見ている個別画像（ステップＳ５でＹＥＳ）については、制御部５０は、運転者がその個別画像に気づいているものとして、その個別画像の重要度を下げるように重要度判別部３３に指示し、その後、レベル制御部３４に対して、該当する個別画像の強調レベルをダウンするように指示する。この指示に対して、レベル制御部３４は該当する個別画像について強調レベルをダウンさせ、そのレベルを個別画像と対応させてメモリ５１に保存させる（ステップＳ７）。そして、制御部５０は、画像データ処理部３２に対して、情報画像全体についての画像データの生成を指示し、生成された画像データにしたがって画像形成部４０に画像を形成させる。
なお、上記ステップＳ７では、運転者が気づいている個別画像の強調レベルをダウンして情報画像を表示することによって、気づいていない個別画像を目立たせるようにしていたが、運転者が気づいている個別画像と気づいていない個別画像の表示に十分な差があれば、上記ステップＳ７において重要度および強調レベルをダウンさせることなく通常の表示としてもよい。
画像表示装置１０においては、始動時から、以上のステップＳ１〜Ｓ７の工程が繰り返し実行され、車両のエンジン停止等の運転者による終了操作によって完了する。
【００６１】
以上のように構成されたことから、上記実施形態及び変形例によれば、次の効果を奏する。
（１）情報の重要度を判別し、この判別結果にしたがって、表示する情報画像の強調レベルを変更しているため、重要度の高い情報画像について、使用者に対する注意喚起を確実に行えるようになる。したがって、高い視認性を損なうことなく維持しつつ、表示した情報画像の知覚効率を高めることができる。
また、表示する画像が拡張現実等の一部である場合であっても、重要度に応じて強調レベルを変更することによって、使用者の視覚の邪魔にならず、かつ、重要度の高い情報画像については確実に注意喚起を行うことができる。
【００６２】
（２）視線検出部２０による検出結果に基づいて重要度を判別することにより、使用者が見ているかどうかに応じて重要度や強調レベルを変更できるため、注意喚起の精度をより高めることができる。
【００６３】
（３）走行状態検出部３１による検出結果から危険度と緊急度を算出し、危険度と緊急度に基づいて重要度を判別することにより、車両の走行状態や周辺状況の変化に応じて、安全な走行に資する情報画像の表示を正確かつ適格なタイミングで行うことができる。
ここで、視線検出部２０による検出結果に基づいて、所定の時間にわたって使用者が見ていない情報画像の重要度を、それ以外の情報画像の重要度よりもアップさせ、レベル制御部は、重要度のアップに応じて、対応する情報画像の強調レベルを上げることにより、使用者の実際の知覚状況に基づいて、より精度の高い注意喚起を行うことが可能となる。
また、視線検出部２０による検出結果に基づいて、使用者が見た情報画像の重要度を、見る前の重要度よりもダウンさせ、重要度のダウンに応じて、対応する情報画像の強調レベルを下げることにより、使用者によって知覚された情報画像の注意喚起レベルを低下でき、その結果、これ以外の情報画像に対する注意喚起を確実にすることができる。
【００６４】
（４）表示エリアのうち使用者の中心視野の外側に形成された情報画像の重要度を、中心視野内の情報画像の重要度よりも高くし、使用者の中心視野の外側に形成された情報画像の強調レベルを上げることにより、通常は視線が向かいにくい中心視野外の情報画像に注意を向けさせることができ、車両の走行にともなって使用者が視線を向ける範囲が狭まることを防ぐことができる。
【００６５】
（５）視線検出部２０によって検出された注視点が所定の時間にわたって、情報画像の中の１つ又は複数の個別画像上にとどまっている場合は、個別画像の重要度を、それ以外の画像の重要度よりも高くする。これに対応して、レベル制御部３４において個別画像の強調レベルを上げたり、画像形成部４０において、個別画像に関連づけられた固有情報の画像を表示エリアに形成する。
注視点がとどまっている個別画像は、使用者が凝視している画像であるため、重要度を高めて強調レベルを上げることによって、使用者の注意を維持することができる。
【００６６】
（６）画像形成部４０において、強調レベルの高い情報画像をコヒーレント光源としてのレーザ光源４２を用いて形成し、強調レベルの低い情報画像を非コヒーレント光源としてのＬＥＤ光源４４によって形成することにより、スペックルの強弱や有無によって、強調レベルの高い情報画像を、使用者の眼の焦点によらずに確実に知覚させることができるため、知覚効率を高めることができる。
【００６７】
（７）画像形成部４０は、強調レベルの高い情報画像は輝度を高くし、強調レベルの低い情報画像は輝度を低くして形成する。また、画像データ処理部３２は、強調レベルの高い情報画像に含まれる文字や線を太くし、強調レベルの低い情報画像に含まれる文字や線を細くして画像データを生成する。さらにまた、画像データ処理部３２は、強調レベルの高い情報画像を三次元画像データとして生成し、強調レベルの低い情報画像を二次元または一次元画像データとして生成として生成する
これらにより、使用者によって知覚された情報画像の注意喚起レベルを低下でき、かつ、使用者の視野を確保でき、その結果、これ以外の情報画像に対する注意喚起を確実にすることができる。
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上のように、本発明に係る画像表示装置は、表示した情報画像が使用者に知覚されやすくなる点で有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１０    画像表示装置
２０    視線検出部
２１    第１光源
２２    第２光源
２３    カメラ
２４    光源制御部
２５    画像取得部
２６    明瞳孔画像検出部
２７    暗瞳孔画像検出部
２８    瞳孔中心算出部
２９    角膜反射光中心検出部
３０    視線方向算出部
３１    走行状態検出部
３２    画像データ処理部
３３    重要度判別部
３４    レベル制御部
４０    画像形成部
４１    レーザドライバ
４２    レーザ光源
４３    ＬＥＤドライバ
４４    ＬＥＤ光源
４５    ＬＣＯＳドライバ
５０    制御部
５１    メモリ
５３    レンズ
５４    スクリーン
５５    ミラー
６０    ウインドシールド
【図１】
2017138350.tif 000003
【図２】
2017138350.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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