(57)【要約】【課題】周辺環境に関わらず、従来技術に比較して視認性を向上できる。【解決手段】表示画像を表示する表示手段を備えた画像表示装置であって、背景光の色度座標領域の情報をもとに、表示画像の表示色が背景光の色度座標領域の外側となるように表示色の色度座標を決定する表示色決定手段を備える。表示色決定手段は、表示画像の色度が、表示画像の背景にある所定の背景光の色度座標領域に含まれる否かを判断し、含まれるときに表示画像の色度を、背景光の色度座標領域の外側の領域の色度に色変換する色補正手段を備える。ここで、背景光の色度座標領域は、予め背景光の色度を検出して収集して構成される。もしくは、背景光の色度を検出して背景光の色度座標領域を収集して生成する第１の検出手段をさらに備える。【選択図】図７
2017142491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示画像を表示する表示手段を備えた画像表示装置であって、
背景光の色度座標領域の情報をもとに、上記表示画像の表示色が上記背景光の色度座標領域の外側となるように上記表示色の色度座標を決定する表示色決定手段を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
上記表示色決定手段は、上記表示画像の色度が、上記表示画像の背景にある所定の背景光の色度座標領域に含まれるか否かを判断し、含まれるときに上記表示画像の色度を、上記背景光の色度座標領域の外側の領域の色度に色変換する色補正手段を備えた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】
上記背景光の色度座標領域は、予め背景光の色度を検出して収集して構成された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４】
上記背景光の色度を検出して背景光の色度座標領域を収集して生成する第１の検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
上記表示画像の周囲にある環境光を検出する第２の検出手段をさらに備えていることを特徴とする請求項２〜４のうちのいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項６】
上記第２の検出手段により検出された環境光の明るさに応じて、
上記色補正手段は、上記色変換された表示画像の輝度を補正することを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
上記第２の検出手段により環境光の色度を検出し、
上記色補正手段は、上記環境光の色度を用いて上記背景光の色度座標領域を補正し、上記補正された背景光の色度座標領域の外側の領域の色度に色変換することを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項８】
上記色補正手段は、さらに環境光の色度を用いて、上記背景光の色度座標領域を、環境光のもとでの背景光の色度座標領域に色変換し、上記表示画像の色度が、上記色変換された背景光の色度座標領域に含まれるか否かを判断し、含まれるときに上記表示画像の色度を、上記色変換された背景光の色度座標領域の外側の領域の色度に色変換することを特徴とする請求項２〜５のうちのいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項９】
上記色補正手段は、上記表示画像の色度と、上記背景光の色度座標領域の色度との色差が所定のしきい値以上になるように色変換する請求項２〜８のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１０】
上記色補正手段は、色度座標上の任意の固定点を始点とし、上記色補正手段を実施する前の表示画像の色度点を終点とするベクトルを延長した点が、表示画像の色度点となるように色変換することを特徴とする、請求項２〜９のうちのいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項１１】
上記背景光の取得において、背景光の二次元分布を取得することを特徴とする請求項４〜１０のうちいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項１２】
上記背景光の二次元分布の取得において，表示画像と重畳する領域の背景光の色度座標領域を取得し,上記色変換に使用することを特徴とする請求項１１に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
上記画像表示装置は、車両のフロントガラス又はコンバイナに上記表示画像を表示するヘッドアップディスプレイであることを特徴とする請求項１〜１２のうちのいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項１４】
表示画像を表示する表示手段を備えた画像表示装置のための画像表示方法であって、
背景光の色度座標領域の情報をもとに、上記表示画像の表示色が上記背景光の色度座標領域の外側となるように上記表示色の色度座標を決定する表示色決定ステップを含むことを特徴とする画像表示方法。
【請求項１５】
上記表示色決定ステップは、上記表示画像の色度が、上記表示画像の背景にある所定の背景光の色度座標領域に含まれる否かを判断し、含まれるときに上記表示画像の色度を、上記背景光の色度座標領域の外側の領域の色度に色変換する色補正ステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の画像表示方法。
【請求項１６】
上記背景光の色度座標領域は、予め背景光の色度を検出して収集して構成されたことを特徴とする請求項１５に記載の画像表示方法。
【請求項１７】
上記背景光の色度を検出して背景光の色度座標領域を収集して生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の画像表示方法。
【請求項１８】
上記表示画像の周囲にある環境光の明度を検出するステップをさらに含み。
上記色補正ステップは、上記検出された環境光の明度に応じて、上記色変換された表示画像の輝度を補正することを特徴とする請求項１５〜１７のうちのいずれか１つに記載の画像表示方法。
【請求項１９】
上記表示画像の周囲にある環境光の色度を検出するステップをさらに含み、
上記色補正ステップは、上記環境光の色度を用いて、上記背景光の色度座標領域を、上記環境光のもとでの背景光の色度座標領域に色変換し、上記表示画像の色度が、上記色変換された背景光の色度座標領域に含まれる否かを判断し、含まれるときに上記表示画像の色度を、上記色変換された背景光の色度座標領域の外側の領域の色度に色変換することを特徴とする請求項１５〜１８のうちのいずれか１つに記載の画像表示方法。
【請求項２０】
上記色補正ステップは、上記表示画像の色度と、上記背景光の色度座標領域の色度との色差が所定のしきい値以上になるように色変換する請求項１５〜１９のうちのいずれか１つに記載の画像表示方法。
【請求項２１】
上記色補正ステップは、視認者に対する警告表示を含む表示画像のみを色補正することを特徴とする請求項１５〜１９のうちのいずれか１つに記載の画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤという）装置などの画像表示装置及び画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載のＨＵＤ装置において、表示画像の視認性をいかに向上させるかが大きな課題となっている。車載のＨＵＤ装置では、表示画像光をコンバイナにより反射させて虚像を生成し、これを運転者が視認する。このとき、虚像を透かして路面などの背景が見える状況にある。背景の輝度は、時間帯や周囲の環境によって変化するため、背景輝度に対してＨＵＤ装置の表示輝度が低いと、視認性は著しく低下する。
【０００３】
この課題を解決するために、照度センサなどで周囲の環境光の光量を計測し、それに応じてヘッドアップディスプレイの表示の視認性が低下しないよう、表示輝度を調整する構成が既に知られている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、今までの表示輝度を調整する方法では、正確に背景輝度を計測できていないことによる視認性の低下という以下の問題点があった。
【０００５】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、周辺環境に関わらず、従来技術に比較して視認性を向上できる画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る画像表示装置は、表示画像を表示する表示手段を備えた画像表示装置であって、背景光の色度座標領域の情報をもとに、上記表示画像の表示色が上記背景光の色度座標領域の外側となるように上記表示色の色度座標を決定する表示色決定手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、周辺環境に関わらず、従来技術に比較して視認性を向上できる画像表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の基本実施形態に係る自動車用ＨＵＤ装置２００において、フロントガラス３０２越しに運転者３００から見る自車両３０１の前方風景に重ねて表示エリアに表示される虚像の一例を示す正面図である。
【図２】基本実施形態に係る自動車用ＨＵＤ装置２００を搭載した自動車の構成を模式的に示す一部破断の模式側面図である。
【図３】図２の自動車用ＨＵＤ装置２００の光学系２３０の内部構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】図２の自動車用ＨＵＤ装置２００の制御系２５０の内部構成を示すブロック図である。
【図５】図２の自動車用ＨＵＤ装置２００及び周辺装置の概略構成を示すブロック図である。
【図６Ａ】実施形態１に係るＨＵＤ装置２００で用いる背景光の色度座標領域４０１と、その外側の色度座標４０２とを示す色度図である。
【図６Ｂ】実施形態１に係る制御系２５０により実行される色変換処理を示す色度図である。
【図６Ｃ】実施形態１に係るＨＵＤ装置２００で用いる背景光の色度座標領域であって、非特許文献１に記載のデータをプロットした色度図である。
【図６Ｄ】図６Ｃのプロット部分を含む包絡線を背景光の色度座標領域４０３とした色度図である。
【図７】実施形態１に係る制御系２５０により実行される表示画像の色補正処理を示すフローチャートである。
【図８】実施形態２に係る制御系２５０により実行される色変換処理を示す色度図である。
【図９】実施形態２に係る制御系２５０により実行される表示画像の色補正処理を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態３に係る制御系２５０により実行される色変換処理を示す色度図である。
【図１１】実施形態３に係る制御系２５０により実行される表示画像の色補正処理を示すフローチャートである。
【図１２】実施形態３に係る制御系２５０により実行される、運転者の視点から見た色情報取得範囲を示す正面図である。
【図１３】図１２の実施例にかかる色情報取得範囲６０２を示す、車両側方から見た側面図である。
【図１４】図１２の実施例にかかる色情報取得範囲６０２を示す、車両上方から見た上面図である。
【図１５】図１２の実施例にかかる背景光の色度座標領域を決定する方法を示す色度図である。
【図１６】図１２の実施例にかかる背景光の色度座標領域を決定する方法を示す色度図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。
【００１０】
基本実施形態．
以下の基本実施形態では、実施形態１〜３で用いる自動車用ＨＵＤ装置２００のハードウェア構成を中心に説明する。
【００１１】
図１は本発明の基本実施形態に係る自動車用ＨＵＤ装置２００において、フロントガラス３０２越しに運転者３００から見る自車両３０１の前方風景に重ねて表示エリアに表示される虚像の一例を示す正面図である。図２は実施形態に係る自動車用ＨＵＤ装置２００を搭載した自動車の構成を模式的に示す一部破断の模式側面図である。図３は図２の自動車用ＨＵＤ装置２００の光学系の内部構成を模式的に示すブロック図である。
【００１２】
図２において、本実施形態に係る自動車用ＨＵＤ装置２００は、例えば、移動体としての走行体である自車両３０１のダッシュボード内に設置される。ダッシュボード内の自動車用ＨＵＤ装置２００から発せられる画像光である投射光Ｌが光透過部材としてのフロントガラス３０２で反射され、視認者である運転者３００に向かう。これにより、運転者３００は、後述するナビゲーション画像等のＨＵＤ表示画像を虚像Ｇとして視認することができる。なお、フロントガラス３０２の内壁面に光透過部材としてのコンバイナを設置し、コンバイナによって反射する投射光Ｌによって運転者に虚像を視認させるように構成してもよい。
【００１３】
フロントガラス３０２の上部に、ＨＵＤ装置２００の表示情報及びその背景画像を含む前方画像をフロントガラス３０２越しに撮影する前方撮影用カメラ１１０、表示画像の周囲にある環境光の明るさ及び色度を検出する環境光センサ１５０が設けられる。ここでいう明るさには、輝度、照度、光度、全光束ならびにそれらの測定結果をもとに算出される値を含む。
【００１４】
本実施形態においては、運転者３００から虚像Ｇまでの距離が５ｍ以上となるように、自動車用ＨＵＤ装置２００の光学系等が構成されている。従来の一般的な自動車用ＨＵＤ装置は、運転者３００から虚像Ｇまでの距離が２ｍ程度であった。運転者３００は、通常、車両前方の無限遠点を注視しているか、数十ｍ先の先行車を注視している。このような遠方に焦点を合わせている運転者３００が２ｍ先の虚像Ｇを視認しようとする場合、焦点距離が大きく異なるので、眼球の水晶体を大きく動かす必要がある。そのため、虚像Ｇに焦点を合わせるまでの焦点調整時間が長くなり、虚像Ｇの内容を認識するまでに時間がかかるうえ、運転者３００の眼球が疲労しやすいという不具合が生じる。また、虚像Ｇの内容に運転者が気付きにくく、虚像Ｇによって情報を運転者へ適切に提供することが困難である。
【００１５】
本実施形態のように虚像Ｇまでの距離が５ｍ以上であれば、従来よりも、眼球の水晶体を動かす量が減り、虚像Ｇへの焦点調整時間を短縮して虚像Ｇの内容を早期に認識できるようになり、また運転者３００の眼球の疲労を軽減することができる。更には、虚像Ｇの内容に運転者が気付きやすくなり、虚像Ｇによって情報を運転者へ適切に提供することが容易になる。虚像Ｇまでの距離が５ｍ以上であれば、眼球をほとんど輻輳運動させることなく虚像Ｇに焦点を合わせることができる。したがって、運動視差を利用して距離感（知覚距離の変化）や奥行き感（知覚距離の違い）を知覚させる効果が眼球の輻輳運動によって薄まってしまうことが抑制される。よって、画像の距離感や奥行き感を利用した運転者の情報知覚効果を有効に発揮させることができる。
【００１６】
図３のＨＵＤ装置２００は、光学系２３０内に、赤色、緑色、青色のレーザ光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂと、各レーザ光源に対して設けられるコリメータレンズ２０２，２０３，２０４と、２つのダイクロイックミラー２０５，２０６とを備える。ＨＵＤ装置２００はさらに、光量調整部２０７と、光走査手段としての光走査装置２０８と、自由曲面ミラー２０９と、光発散部材としてのマイクロレンズアレイ２１０と、光反射部材としての投射ミラー２１１とから構成されている。本実施形態に係る光源ユニット２２０は、レーザ光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂ、コリメータレンズ２０２，２０３，２０４、ダイクロイックミラー２０５，２０６が、光学ハウジングによってユニット化されている。
【００１７】
レーザ光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１ＢとしてはＬＤ（半導体レーザ素子）を利用することができる。赤色レーザ光源２０１Ｒから射出される光束の波長は例えば６４０ｎｍであり、緑色レーザ光源２０１Ｇから射出される光束の波長は例えば５３０ｎｍであり、青色レーザ光源２０１Ｂから射出される光束の波長は例えば４４５ｎｍである。
【００１８】
本実施形態に係る自動車用ＨＵＤ装置２００は、マイクロレンズアレイ２１０上に結像される中間像を自車両３０１のフロントガラス３０２に投射することで、その中間像の拡大画像を運転者３００に虚像Ｇとして視認させる。レーザ光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂから発せられる各色レーザ光は、それぞれ、コリメータレンズ２０２，２０３，２０４で略平行光とされ、２つのダイクロイックミラー２０５，２０６により合成される。合成されたレーザ光は、光量調整部２０７で光量が調整された後、光走査装置２０８のミラーによって二次元走査される。光走査装置２０８で二次元走査された走査光Ｌ’は、自由曲面ミラー２０９で反射されて歪みを補正された後、マイクロレンズアレイ２１０に集光され、中間像を描画する。
【００１９】
なお、本実施形態では、中間像の画素（中間像の一点）ごとの光束を個別に発散させて出射する光発散部材として、マイクロレンズアレイ２１０を用いているが、他の光発散部材を用いてもよい。また、中間像Ｇ’の形成方法としては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や蛍光表示管（ＶＦＤ）を利用した方式でもよい。ただし、大きな虚像Ｇを高い輝度で表示させるには、本実施形態のようにレーザ走査方式が好ましい。
【００２０】
また、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や蛍光表示管（ＶＦＤ）などを利用した方式では、虚像Ｇが表示される表示領域内の非画像部分にも僅かながら光が照射され、これを完全に遮断することが難しい。そのため、当該非画像部分を通じた自車両３０１の前方風景の視認性が悪いというデメリットがある。これに対し、本実施形態のようにレーザ走査方式によれば、虚像Ｇの表示領域内の非画像部分については、レーザ光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂを消灯させることにより当該非画像部分に光が照射されるのを完全に遮断することができる。よって、当該非画像部分を通じた自車両３０１の前方風景の視認性が自動車用ＨＵＤ装置２００から照射される光によって低下する事態を回避でき、前方風景の視認性が高いというメリットがある。
【００２１】
更に、運転者に警告等を行うための警告画像の輝度を段階的に高めることで警告の度合いを強めるような場合、表示エリア７００内に表示されている各種画像のうちの警告画像の輝度だけを段階的に高めるという表示制御が必要になる。このように表示エリア７００内の一部画像について部分的に輝度を高めるような表示制御を行う場合も、レーザ走査方式が好適である。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や蛍光表示管（ＶＦＤ）などを利用した方式では、表示エリア７００内に表示されている警告画像以外の画像についても輝度が高まってしまう。そのため、警告画像とそれ以外の画像との間の輝度差を広げることができず、警告画像の輝度を段階的に高めることで警告の度合いを強めるという効果が十分に得られないからである。
【００２２】
光走査装置２０８は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）等の公知のアクチュエータ駆動システムでミラーを主走査方向及び副走査方向に傾斜動作させ、ミラーに入射するレーザ光を二次元走査（ラスタスキャン）する。ミラーの駆動制御は、レーザ光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂの発光タイミングに同期して行われる。光走査装置２０８は、本実施形態の構成に限らず、例えば、互いに直交する２つの軸回りをそれぞれ揺動あるいは回動する２つのミラーからなるミラー系で構成してもよい。
【００２３】
図４は図２の自動車用ＨＵＤ装置２００の制御系２５０の内部構成を示すブロック図である。図４において、自動車用ＨＵＤ装置２００の制御系は、ＦＰＧＡ２５１、ＣＰＵ２５２、ＲＯＭ２５３、ＲＡＭ２５４、インターフェイス（以下、Ｉ／Ｆという）２５５、バスライン２５６、ＬＤドライバ２５７、ＭＥＭＳコントローラ２５８を備えている。ＦＰＧＡ２５１は、ＬＤドライバ２５７により、光源ユニット２２０のレーザ光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂを動作制御し、ＭＥＭＳコントローラ２５８により、光走査装置２０８のＭＥＭＳ２０８ａを動作制御する。ＣＰＵ２５２は、自動車用ＨＵＤ装置２００の各機能を制御する。ＲＯＭ２５３は、ＣＰＵ２５２が自動車用ＨＵＤ装置２００の各機能を制御するために実行する画像処理用プログラム等の各種プログラムを記憶している。ＲＡＭ２５４はＣＰＵ２５２のワークエリアとして使用される。Ｉ／Ｆ２５５は、外部コントローラ等と通信するためのインターフェイスであり、例えば、自車両３０１のＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して、車両ナビゲーション装置４００、各種センサ装置５００等に接続される。また、Ｉ／Ｆ２５５には、自動車用ＨＵＤ装置２００の表示情報及びその背景画像を含む前方画像をフロントガラス３０２越しに撮影する前方撮影用カメラ１１０が接続される。Ｉ／Ｆ２５５には、環境光の明るさ及び色度を検出する環境光センサ１５０が接続される。制御系２５０は、詳細後述するように、実施形態１〜３に係る表示画像の色補正処理（図７、図９、図１１）を実行することで、ＨＵＤ装置２００により表示される表示画像の色を補正することを特徴とする。
【００２４】
図５は図２の自動車用ＨＵＤ装置２００及び周辺装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態においては、虚像Ｇによって運転者へ提供する運転者提供情報を取得する情報取得手段として、車両ナビゲーション装置４００、センサ装置５００などが設けられている。自動車用ＨＵＤ装置２００は、主に、画像表示手段としての画像光投射手段を構成する光学系２３０と、表示制御手段としての制御系２５０とから構成される。
【００２５】
本実施形態に係る車両ナビゲーション装置４００は、自動車等に搭載される公知の車両ナビゲーション装置を広く利用することができる。車両ナビゲーション装置４００からは、虚像Ｇに表示させるルートナビゲーション画像を生成するために必要な情報が出力され、この情報は制御系２５０に入力される。例えば、図１に示すように、自車両３０１が走行している道路の車線（走行レーン）の数、次に進路変更（右折、左折、分岐等）すべき地点までの距離、次に進路変更する方向などの情報を示す画像が含まれている。これらの情報が車両ナビゲーション装置４００から制御系２５０に入力される。これにより、制御系２５０の制御の下、自動車用ＨＵＤ装置２００によって以下のように表示される。すなわち、走行レーン指示画像７１１、車間距離提示画像７１２、進路指定画像７２１、残り距離画像７２２、交差点等名称画像７２３などのナビゲーション画像が表示エリア７００の上段表示領域Ａに表示される。
【００２６】
また、図１に示した画像例では、表示エリア７００の下段表示領域Ｂに、道路の固有情報（道路名、制限速度等）を示す画像が表示される。この道路の固有情報も、車両ナビゲーション装置４００から制御系２５０に入力される。制御系２５０は、当該道路固有情報に対応する道路名表示画像７０１、制限速度表示画像７０２、追い越し禁止表示画像７０３等を、自動車用ＨＵＤ装置２００によって表示エリア７００の下段表示領域Ｂに表示させる。
【００２７】
図５のセンサ装置５００は、自車両３０１の挙動、自車両３０１の状態、自車両３０１の周囲の状況などを示す各種情報を検出するための１又は２以上のセンサで構成されている。センサ装置５００からは、虚像Ｇとして表示させる画像を生成するために必要なセンシング情報が出力され、このセンシング情報は制御系２５０に入力される。例えば、図１に示した画像例には、自車両３０１の車速を示す車速表示画像７０４（図１では「８３ｋｍ／ｈ」という文字画像）を、表示エリア７００の下段表示領域Ｂに表示させる。そのため、自車両３０１のＣＡＮ情報に含まれる車速情報がセンサ装置５００から制御系２５０に入力され、制御系２５０の制御の下、自動車用ＨＵＤ装置２００によって当該車速を示す文字画像が表示エリア７００の下段表示領域Ｂに表示される。
【００２８】
センサ装置５００は、自車両３０１の車速を検出するセンサ以外にも、例えば、
（１）自車両３０１の周囲（前方、側方、後方）に存在する他車両、歩行者、建造物（ガードレールや電柱等）との距離を検出するレーザレーダ装置や撮像装置、自車両の外部環境情報（外気温、明るさ、天候等）を検出するためのセンサ、
（２）運転者３００の運転動作（ブレーキ走査、アクセル開閉度等）を検出するためのセンサ、
（３）自車両３０１の燃料タンク内の燃料残量を検出するためのセンサ、
（４）エンジンやバッテリー等の各種車載機器の状態を検出するセンサ
などが挙げられる。このような情報をセンサ装置５００で検出して制御系２５０へ送ることで、それらの情報を虚像Ｇとして自動車用ＨＵＤ装置２００により表示して運転者３００へ提供することができる。
【００２９】
次に、自動車用ＨＵＤ装置２００によって表示される虚像Ｇについて説明する。本実施形態における自動車用ＨＵＤ装置２００において、虚像Ｇによって運転者３００へ提供する運転者提供情報は、運転者３００にとって有用な情報であればどのような情報であってもよい。本実施形態では、運転者提供情報を受動情報と能動情報とに大別している。
【００３０】
受動情報とは、所定の情報提供条件が満たされたタイミングで運転者３００によって受動的に認知される情報である。したがって、自動車用ＨＵＤ装置２００の設定タイミングで運転者３００へ提供される情報は受動情報に含まれ、また、情報が提供されるタイミングと情報の内容との間に一定の関係性をもつ情報が受動情報に含まれる。受動情報としては、例えば、運転時の安全性に関わる情報、ルートナビゲーション情報などが挙げられる。運転時の安全性に関わる情報として、自車両３０１と先行車両３５０との車間距離情報（車間距離提示画像７１２）、運転に関わる緊急性のある情報（運転者に緊急操作を指示する緊急操作指示情報などの警告情報あるいは注意喚起情報等）などがある。また、ルートナビゲーション情報は、予め設定された目的地までの走行ルートを案内するための情報であり、公知の車両ナビゲーション装置によって運転者へ提供されるものである。ルートナビゲーション情報としては、直近の交差点で走行すべき走行レーンを指示する走行レーン指示情報（走行レーン指示画像７１１）や、次に直進方向から進路変更すべき交差点や分岐点での進路変更操作を指示する進路変更操作指示情報などが挙げられる。進路変更操作指示情報として、交差点等においていずれの進路をとるべきかの進路指定を行う進路指定情報（進路指定画像７２１）、進路変更操作を行う交差点等までの残り距離情報（残り距離画像７２２）、交差点等の名称情報（交差点等名称画像７２３）がある。
【００３１】
能動情報とは、運転者自らが決めるタイミングで運転者３００によって能動的に認知される情報である。能動情報は、運転者３００の希望するタイミングで運転者へ提供されれば十分な情報であり、例えば、情報が提供されるタイミングと情報の内容との間の関係性が低い又は無いような情報は、能動情報に含まれる。能動情報は、運転者３００の希望するタイミングで運転者３００が取得する情報であることから、ある程度の長い期間あるいは常時、表示され続けるような情報である。例えば、自車両３０１が走行している道路の固有情報、自車両３０１の車速情報（車速表示画像７０４）、現在時刻情報などが挙げられる。道路の固有情報としては、例えば、その道路名情報（道路名表示画像７０１）、その道路の制限速度等の規制内容情報（制限速度表示画像７０２、追い越し禁止表示画像７０３）、その他当該道路に関わる情報として運転者３００にとって有用なものが挙げられる。
【００３２】
本実施形態では、このようにして大別される受動情報と能動情報を、虚像Ｇを表示可能な表示エリア７００内のそれぞれ対応する表示領域に表示させる。具体的には、本実施形態では、表示エリア７００を上下方向に２つの表示領域に区分し、そのうちの上段表示領域Ａには主に受動情報に対応する受動情報画像を表示し、下段表示領域Ｂには主に能動情報に対応する能動情報画像を表示する。なお、能動情報画像の一部を上段表示領域Ａに表示させる場合には、上段表示領域Ａに表示される受動情報画像の視認性を優先するように能動情報画像を表示する。
【００３３】
また、本実施形態においては、表示エリア７００に表示される虚像Ｇとして、立体視を用いて表現された立体視画像を用いている。具体的には、表示エリア７００の上段表示領域Ａに表示される車間距離提示画像７１２及び走行レーン指示画像７１１として、遠近法により表現される遠近法画像を用いている。
【００３４】
詳しくは、車間距離提示画像７１２を構成する５本の横線の長さを上側に向かうほど短くなるようにして、車間距離提示画像７１２を１つの消失点に向かうように透視図法により作図された遠近法画像としている。特に、本実施形態では、その消失点が運転者３００の注視点近傍に定まるように車間距離提示画像７１２が表示されることから、運転中の運転者３００に車間距離提示画像７１２の奥行き感を知覚させやすい。また、本実施形態では、更に、横線の太さが上側に向かうほど細くしたり、横線の輝度が上側に向かうほど低くなったりするようにした遠近法画像としている。これによって、運転中の運転者３００には、車間距離提示画像７１２の奥行き感を更に知覚させやすくなる。
【００３５】
以上の基本実施形態では、実施形態１〜３で用いる自動車用ＨＵＤ装置２００のハードウェア構成を中心に説明した。以下に説明する各実施形態では、以下のハードウェア素子を用いる。
（１）実施形態１において、ＲＯＭ２５３内の背景光情報テーブル２５３ｔ及び環境光センサ１５０（ただし、照度のみを検出するセンサであってよい）を用いる。従って、前方撮影用カメラ１１０は備えなくてもよい。ここで、背景光とは、コンテンツ画像を含む表示画像の背景にある画像（自動車では、フロントガラス３０２越しに見える背景画像をいう）の光をいう。
（２）実施形態２において、ＲＯＭ２５３内の背景光情報テーブル２５３ｔ及び環境光センサ１５０（輝度及び色度を検出するセンサである）を用いる。従って、前方撮影用カメラ１１０は備えなくてもよい。
（３）実施形態３において、前方撮影用カメラ１１０は備える。従って、ＲＯＭ２５３内の背景光情報テーブル２５３ｔ及び環境光センサ１５０を備えなくてもよい。
【００３６】
実施形態１．
代表的な従来構成では、ＨＵＤ装置に設置された照度センサを用いて表示の明るさを制御する構成がある。この場合では、照度センサが設置された場所と背景となる領域との間に距離があるため、例えばビルなどの陰を車両が通過するときなど、急激な輝度変化が生じる場合には、照度センサで検知した光量と実際の背景輝度との間に差異が生じ、一時的に視認性が低下する。また、カメラ等車両前方を撮影し、その結果から背景にあたる領域の輝度を算出し、表示輝度を調整する構成も従来技術として存在する。この場合では、運転者の視点位置の個人差などにより、算出された背景輝度と実際の背景輝度との間に差異が生じる。本実施形態では、運転者の個人差に関わらず、また、周辺環境に関わらず、いかなる環境においても視認性が確保でき、従来技術に比較して視認性を向上できる自動車用ＨＵＤ装置２００を提供する。
【００３７】
図６Ａは実施形態１に係るＨＵＤ装置２００で用いる背景光の色度座標領域４０１と、その外側の色度座標４０２とを示す色度図である。図６Ｂは実施形態１に係る制御系２５０により実行される色変換処理を示す色度図である。
【００３８】
実施形態１は、環境光の色の変化を考慮しない場合である。実施形態１では、特に、ＨＵＤ装置２００の表示画像の背景として想定される色域の情報をＲＯＭ２５３内の背景光情報テーブル２５３ｔに予め格納保持する。そして、図６Ａに示すように、コンテンツ画像を含む表示画像の色域が、背景光の色域（以下、色度座標領域４０１という）の外側（例えば☆印の色度座標４０２）の色点となるように表示画像の色を補正する。これにより、背景がどのような状態であっても背景色と表示色との間に色差が生じ、運転者などの視認者が背景と表示の見分けが付くようになることを特徴としている。
【００３９】
背景光情報テーブル２５３ｔに格納する背景光の色度座標領域の情報は、予め様々な物体からの反射光の色度座標を計測し、そのデータを集計して、背景光の色度座標領域を決定することができる。例えば、計測の際には、国際照明委員会（ＣＩＥ）で制定された標準光源Ｄ６５でサンプルを照明し、反射光の色度座標を計測する。もしくは、例えば非特許文献１に開示されているように、物体からの反射光の色域を纏めた過去の研究データを代用してもよい（図６Ｃ及び図６Ｄを参照して詳細後述）。本実施形態では、表示画像を、詳細後述する所定の色変換法を用いて、背景光の色度座標領域内に表示色が含まれる場合は背景光の色度座標領域外に色座標を移動させる。また、表示画像の輝度に関しては、例えば環境光センサ１５０を用いて環境光の明度明るさを計測し、それに応じて表示画像の輝度を変化させる。実施形態１では、実施形態２とは異なり、環境光の色情報を計測する手段が不要なので、構成を簡単にできる。
【００４０】
なお、本明細書において、小文字のｘｙは色度座標を意味し、大文字のＸＹＺは三刺激値の強度を意味する。
【００４１】
次いで、図６Ｂを参照して、実施形態１に係る表示画像の色補正のための色変換法について以下に説明する。
【００４２】
図６Ｂにおいて、色変換にあたって、まず白色点ｗの色度座標（ｘｗ，ｙｗ）を決定する。実施形態１においては、予め様々な物体からの反射光を計測しているが、そのときの照明の色を白色点として用いる。一例として、標準光源Ｄ６５で物体を照明し、その反射光の色度座標を計測する。計測して得られた背景の色域については、白色点の色度座標は、標準光源Ｄ６５の色度座標（ｘｗ，ｙｗ）＝（０．３１２７，０．３２９０）を用いる。これに加え、図６Ｂの表示画像の色ｃの色度座標（ｘｃ，ｙｃ）を取得する。例えば表示画像がｓＲＧＢ（Ｄ６５）の情報である場合、次式を用いて、表示画像の色度座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を色度座標（ｘｃ，ｙｃ）に変換する。
【００４３】
ｘｃ＝Ｘｃ／（Ｘｃ＋Ｙｃ＋Ｚｃ）
ｙｃ＝Ｙｃ／（Ｘｃ＋Ｙｃ＋Ｚｃ）
（１）
【００４４】
Ｘｃ＝０．４１２４Ｒｃ＋０．３５７６Ｇｃ＋０．１８０５Ｂｃ
Ｙｃ＝０．２１２６Ｒｃ＋０．７１５２Ｇｃ＋０．０７２２Ｂｃ
Ｚｃ＝０．０１９３Ｒｃ＋０．１１９２Ｇｃ＋０．９５０５Ｂｃ
（２）
【００４５】
表示画像が他の形式の色空間で記載されている場合には、それに応じた色変換を実施し、（ｘｃ，ｙｃ）を求める。
【００４６】
次いで、図６Ｂの表示画像の色度点ｃと白色点ｗを結ぶベクトルを導出する。白色点ｗをベクトルの始点，表示画像の色度点ｃを終点とするベクトルを得る。このベクトルの終点ｃから延長してなる延長線上に、色変換後の表示画像の色度点ｃ’を取る。このとき、背景光の色域である色度座標領域４０１との間に式差Δを取る。式差Δは、例えばｘｙ平面状の距離で０．０５などの値であって、所定のしきい値０．０５以上の値を用いる。以上のようにして色変換処理を行うことができる。あるいは、色度座標の領域ごとに、異なるしきい値を設定してもよい。また、本処理は、白色点ｗ以外の点をベクトルの始点として用いてもよい。
【００４７】
図６Ｃは実施形態１に係るＨＵＤ装置２００で用いる背景光の色度座標領域であって、非特許文献１に記載のデータをプロットした色度図である。図６Ｄは図６Ｃのプロット部分を含む包絡線を背景光の色度座標領域４０３とした色度図である。図６Ｃ及び図６Ｄから明らかなように、自然界に存在するあらゆる物体の反射光は当該色度座標領域４０３に存在すると推定でき、背景光の色度座標領域として本実施形態においてこれを用いてもよい。
【００４８】
図７は実施形態１に係る制御系２５０により実行される表示画像の色補正処理を示すフローチャートである。
【００４９】
図７のステップＳ１において、表示画像の色度座標が所定の背景光の色度座標領域に含まれるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ２に進む一方、ＮＯのときはステップＳ３に進む。ステップＳ２では、表示画像の色度座標を、背景光の色度座標領域の外側になるように色変換する。ステップＳ３において、環境光センサ１５０を用いて環境光の明るさを検出し、ステップＳ４において、検出された環境光の明るさに基づいて表示画像の色度座標の輝度を補正する。そして、ステップＳ５において、得られた表示画像の色度座標を用いて表示画像を表示し、当該表示画像の色補正処理を終了する。
【００５０】
以上の本実施形態によれば、ＨＵＤ装置２００の表示画像の背景として想定される背景画像の色域情報を予め保持し、表示画像の色がその色域の外側となるように表示画像を色補正する。これにより、背景がどのような状態であっても背景色と表示色との間に色差が生じ、背景と表示の見分けが付くようになる。従って、運転者の個人差に関わらず、いかなる環境においても視認性が確保できる自動車用ＨＵＤ装置２００を提供できる。
【００５１】
図７の表示画像の色補正処理において、ステップＳ３及びＳ４の処理は必要に応じて省略してもよい。また、ステップＳ３及びＳ４の処理は必要に応じて、後述する図１１の処理に追加してもよい。
【００５２】
また、色補正処理において、背景光の色度座標領域の情報をもとに、表示画像の表示色が背景光の色度座標領域域の外側となるように上記表示色の色度座標を決定してもよい。
【００５３】
実施形態１の変形例．
以上の実施形態１では、ＨＵＤ装置２００で表示される表示画像を逐次生成するときに、上記色補正処理を行っている。本発明はこれに限らず、予めＨＵＤ装置２００で表示する表示画像が既知であるときに、表示画像のコンテンツ画像を作成するときに、実施形態１のごとく背景光の色度座標領域の外側になるように表示画像のコンテンツ画像を作成してもよい。
【００５４】
実施形態２．
図８は実施形態２に係る制御系２５０により実行される色変換処理を示す色度図である。実施形態２は、環境光の色度の変化に応じて、表示色の色度座標を調整することを特徴としており、図８は表示色の色補正処理の一例を示した色度図である。背景からの反射光は、環境光の色度の変化によって変化する。例えば、夕焼けのときに景色が、赤みがかって見える。実施形態２では、環境光の色度を検出する測色センサを含む環境光センサ１５０を備えて、好ましくは、環境光センサ１５０は輝度及び色度座標を検出する。そして、環境光の輝度及び色度の情報を用いて、予め計測して保持された背景光情報テーブル２５３ｔ内の背景光の色度座標領域の色度座標に対して、環境光による色度の補正を行う。これは、図８において、背景光の色度座標領域４０１を、矢印４１２のように、環境光下での色度座標領域４１１に色変換処理を行う。色変換処理の結果、表示画像の色が背景光の色度座標領域４１１と重なった場合（図８において色度座標Ｃ１）は、矢印４１３のごとく新しく設定した背景光の色度座標領域４１１の外側になるように表示画像の色変換処理を実行する。
【００５５】
次いで、実施形態２に係る環境光に応じた背景光の色度座標領域の補正処理について以下に説明する。
【００５６】
実施形態１と同様に、予め白色点の色度座標（ｘｗ，ｙｗ）の情報を保持してＲＯＭ２５３に格納する。環境光の色度を検出する測色センサを含む環境光センサ１５０からは、環境光の３三刺激値（Ｘｅ，Ｙｅ，Ｚｅ）が出力される。なお、上記測色センサに代えて、ＲＧＢ値の測色センサを用いてもよい。その際には、ＲＧＢ値を三刺激値（Ｘｅ，Ｙｅ，Ｚｅ）へ色変換する。例えば、ＲＧＢ値の形式がｓＲＧＢ（Ｄ６５）の場合は、次式の色変換処理を行う。
【００５７】
Ｘｅ＝０．４１２４Ｒ＋０．３５７６Ｇ＋０．１８０５Ｂ
Ｙｅ＝０．２１２６Ｒ＋０．７１５２Ｇ＋０．０７２２Ｂ
Ｚｅ＝０．０１９３Ｒ＋０．１１９２Ｇ＋０．９５０５Ｂ
（３）
【００５８】
白色点ｗの色度座標と、環境光の３刺激値を用いて、その環境における補正係数を算出する。その算出手順は下記のとおりである。
【００５９】
（１）白色点ｗの色度座標（ｘｗ，ｙｗ）を次式を用いて三刺激値（Ｘｗ，Ｙｗ，Ｚｗ）に変換する。このとき、Ｙｗの値は、背景光の色度座標領域の補正結果には影響しないので、０以外の適当な数値を用いてよい。
【００６０】
Ｘｗ＝Ｙｗ／ｙｗ×ｘｗ
Ｚｗ＝Ｙｗ／ｙｗ×（１−ｘｗ−ｙｗ）
（４）
【００６１】
（２）次いで、補正係数α、β、γを次式のように算出する。
【００６２】
α＝Ｘｅ／Ｘｗ
β＝Ｙｅ／Ｙｗ
γ＝Ｚｅ／Ｚｗ
（５）
【００６３】
背景光の色度座標領域４０１内の各点に対して色補正処理を以下の手順を用いて実行する。ここで、背景光の色度座標領域４０１内の各色点とは、背景領域を取得するために測定したサンプルの計測結果の全ての点でもよいし、そこから背景光の色度座標領域の形状に影響が無い程度に間引いた一部であってもよい。
【００６４】
（１）背景光の色度座標領域４０１内の各点の色度座標（ｘｂ，ｙｂ）を、三刺激値（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）に色変換する。このとき、Ｙｗの値は、背景光の色度座標領域の補正結果には影響しないので、０以外の適当な数値を用いてよい。
【００６５】
Ｘｂ＝Ｙｂ／ｙｂ×ｘｂ
Ｚｂ＝Ｙｂ／ｙｂ×（１−ｘｂ−ｙｂ）
（６）
【００６６】
（２）背景光の色度座標領域４０１内の各点の三刺激値（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）の強度を、次式を用いて補正する。
【００６７】
Ｘｂ’＝α×Ｘｂ
Ｙｂ’＝β×Ｙｂ
Ｚｂ’＝γ×Ｚｂ
（７）
【００６８】
（３）補正した三刺激値（Ｘｂ’，Ｙｂ’，Ｚｂ’）を、色度座標（ｘｂ’，ｙｂ’）に次式を用いて色変換する。
【００６９】
ｘｂ’＝Ｘｂ’／（Ｘｂ’＋Ｙｂ’＋Ｚｂ’）
ｙｂ’＝Ｙｂ’／（Ｘｂ’＋Ｙｂ’＋Ｚｂ’）
（８）
【００７０】
上記によって得られた各色点の補正後の色度座標（ｘｂ’，ｙｂ’）をもとに、背景光の色度座標領域を再度設定し直し、これをもとにコンテンツ画像を含む表示画像の色変換処理を実行する。ここで、当該色変換処理は、実施形態１に係る色変換処理と同様であるが、ただし、白色点の色度座標には、測色センサである環境光センサ１５０で取得した、環境光の色度座標を使用する。
【００７１】
図９は実施形態２に係る制御系２５０により実行される表示画像の色補正処理を示すフローチャートである。
【００７２】
図９のステップＳ１１において、環境光センサ１５０を用いて環境光の色度座標を検出する。次いで、ステップＳ１２において、検出した環境光の色度座標を用いて、予め計測した背景光の色度座標領域を、環境光を考慮した、環境光のもとでの背景光の色度座標領域に色変換する。そして、ステップＳ１３において、表示画像の色度座標が色変換された背景光の色度座標領域に含まれるか否かが判断される。ここで、ＹＥＳのときはステップＳ１４に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１５に進む。ステップＳ１４において、表示画像の色度座標を、背景光の色度座標領域の外側になるように色変換し、ステップＳ１５において得られた表示画像の色度座標を用いて表示画像を表示して当該表示画像の色補正処理を終了する。
【００７３】
以上の本実施形態では、検出した環境光の色度座標を用いて、予め計測した背景光の色度座標領域を,環境光を考慮した背景光の色色度座標領域に色変換する。従って、環境光による背景光の変化に応じて、表示画像の色を設定することができ、視認者による視認性を大幅に向上できる。
【００７４】
以上の実施形態２に係る色補正処理は、実施形態１に係る色補正処理に適用しているが、本発明はこれに限らず、実施形態３に係る色補正処理に適用してもよい。
【００７５】
実施形態３．
図１０は実施形態３に係る制御系２５０により実行される色変換処理を示す色度図である。実施形態３では、実施形態１及び２のごとく背景光の色度座標領域４０１を予め設定するのではなく、背景光の二次元分布の情報を用いて、背景光の色度座標領域４２１（図１０）の情報を取得することを特徴とする。背景光の二次元分布の情報は、例えば自動車に設置した前方撮影用カメラ１１０を用いたり、車両前方に向けて設置された複数のフォトダイオードなどで計測することで取得する。あるいは、何らかの手段で計測された背景光の二次元分布のデータ用いても良い。
【００７６】
前方撮影用カメラ１１０は自動車の走行中にＨＵＤ装置２００の背景画像となる領域の色度座標を例えば周期的に収集し、背景光の色度座標領域４２１の情報を得て、ＲＡＭ２５４に格納する。背景光の色度座標領域４２１の色度座標は所定の時間のデータのみを保持し（例えば、１０分など）、新しいデータが測定されれば、古い測定結果は破棄し、そのたびに背景光の色度座標領域を調整する。実施形態１及び２では、背景光の色度座標領域を過剰に広く設定してしまうが、実施形態３では実際の道路環境に応じた背景光の色度座標領域を設定するので、背景光の色度座標領域が過剰に広くならない。これにより、表示画像の表示色として利用できる色の範囲が広がる。
【００７７】
次いで、実施形態３に係る色変換処理について以下に説明する。
【００７８】
白色点ｗの決定方法が、実施形態１，２とは異なる。前方撮影用カメラ１１０で撮影した車両前方の撮影画像を用いて、この画像の平均の色を求め、これを白色点ｗとして使用する。導出方法としては、撮影画像中の全画素の値の和をとり、画素数ｎで除算し、各ＲＧＢ値の平均値Ｒａｖｅ，Ｇａｖｅ，Ｂａｖｅを算出する。
【００７９】
Ｒａｖｅ＝ΣＲ／ｎ
Ｇａｖｅ＝ΣＧ／ｎ
Ｂａｖｅ＝ΣＢ／ｎ
（９）
【００８０】
得られた各ＲＧＢ値の平均値Ｒａｖｅ，Ｇａｖｅ，Ｂａｖｅを、次式を用いて色度座標に変換して白色点ｗの色度座標を得る。
【００８１】
ｘｗ＝Ｘｗ／（Ｘｗ＋Ｙｗ＋Ｚｗ）
ｙｗ＝Ｙｃ／（Ｘｗ＋Ｙｗ＋Ｚｗ）
（１０）
【００８２】
Ｘｗ＝０．４１２４Ｒａｖｅ＋０．３５７６Ｇａｖｅ＋０．１８０５Ｂａｖｅ
Ｙｗ＝０．２１２６Ｒａｖｅ＋０．７１５２Ｇａｖｅ＋０．０７２２Ｂａｖｅ
Ｚｗ＝０．０１９３Ｒａｖｅ＋０．１１９２Ｇａｖｅ＋０．９５０５Ｂａｖｅ
（１１）
【００８３】
ここで、前方撮影用カメラ１１０と別に、測色センサを含む環境光センサ１５０を用いて環境光の色度座標を取得し、これを白色点として用いる。もしくは、白色点ｗを標準光源Ｄ６５の色度座標（ｘ，ｙ）＝（０．３１２７，０．３２９０）に設定して用いてもよい。
【００８４】
図１１は実施形態３に係る制御系２５０により実行される表示画像の色補正処理を示すフローチャートである。
【００８５】
図１１のステップＳ２１において、前方撮影用カメラ１１０を用いて例えば周期的に背景光の色度座標領域の色度座標を収集して背景光の色度座標領域を検出する。ステップＳ２２において、表示画像の色度座標が上記背景光の色度座標領域に含まれるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ２３に進む一方、ＮＯのときはステップＳ２４に進む。ステップＳ２３において、表示画像の色度座標を、上記背景光の色度座標領域の外側になるように色変換し、ステップＳ２４において得られた表示画像の色度座標を用いて表示画像を表示して当該表示画像の色補正処理を終了する。
【００８６】
以上の本実施形態では、検出した環境光の色度座標を用いて、実際に計測した背景光の色度座標領域を，環境光を考慮した背景光の色度座標領域に色変換する。従って、環境光による背景光の変化に応じて、表示画像の色を設定することができ、視認者による視認性を大幅に向上できる。
【００８７】
以上の実施形態１〜３の色補正処理は所定の周期で周期的に繰り返し実行してもよい。
【００８８】
また、実施形態１〜３の色補正処理は、例えば警告表示といった所定の表示画像のみに適用してもよい。
【００８９】
実施形態３は、背景光の色度座標領域を予め設定するのではなく、車両に設置したカメラを用いて走行中に背景光の色度座標領域の情報を取得する構成である。実施形態１及び２では、背景光の色度座標領域を過剰に広く設定してしまうが、実施形態３では実際の道路環境に応じた背景光の色度座標領域を設定するので、背景光の色度座標領域が過剰に広くならないため、表示色として利用できる色の範囲が広がる。当該実施形態３において、ＨＵＤの表示範囲と重なる範囲をカメラで撮影し，背景光の色度座標領域の色情報の二次元分布を撮影した画像から背景光の色度座標領域の情報を取得する。
【００９０】
図１２は実施形態３に係る制御系２５０により実行される、運転者の視点から見た色情報取得範囲を示す正面図である。すなわち、図１２は上記の場合の色情報取得範囲６０２とＨＵＤの表示範囲６０１を運転者側から見た場合の正面図であって，取得範囲６０２と表示範囲６０１とは表示エリア７００において互いに一致している。
【００９１】
図１３は図１２の実施例にかかる色情報取得範囲６０２を示す、車両側方から見た側面図であり、図１４は図１２の実施例にかかる色情報取得範囲６０２を示す、車両上方から見た上面図である。
【００９２】
図１３において、運転者の目３００Ｅの視点位置が、路面６００から１．２ｍの高さで、ＨＵＤの画角は、水平方向が５°，垂直方向が２°，俯角が５°である。図１３は、カメラ１１０がフロントガラス３０２内側の運転者の目３００Ｅの視点位置から３０ｃｍ上方した場合の色情報取得範囲６０２を示す。各種条件が前述である場合、色情報取得範囲６０２図１３に示すように、運転者の視点から前方１１．４ｍ〜１７．２ｍの範囲となる。これを運転者の上方に設置したカメラ１１０で撮影するためには、カメラ１１０の画角は−５°〜−７．５°となる。図１３はあくまで一例であって、カメラ１１０の仕様や設置条件を限定しない。なお、背景光の色度座標領域の二次元分布は、例えばステレオカメラ、もしくは、ドライブレコーダーなどの車載カメラからの情報から取得しても良い。
【００９３】
図１４は上記の場合において色情報取得範囲６０２を車両上方から見た場合の上面図である。図１４から明らかなように、色情報取得範囲６０２は、斜線で網掛けしたとおり、路面６００上では台形の領域になる。
【００９４】
図１５及び図１６は図１２の実施例にかかる背景光の色度座標領域を決定する方法を示す色度図である。図１２の実施例にかかる背景光の色度座標領域を決定する方法は以下の通りである。
【００９５】
使用する背景色情報は、ＲＧＢカメラ１１０の撮影画像から色情報取得範囲６０２を切り出し、例えば画素ごとの色度をｘ−ｙ平面の色度図にプロットする。図１５は色度のプロット６１１を示す。次いで、例えば、凸包を用いて、図１５のプロット６１１の分布からプロットを内包する領域６１２を設定した結果を図１６に示す。例えば、凸包のなかで、例えばギフト包装法を用いてプロットを内包する領域６１２を設定することができる。ＲＧＢカメラ１１０を用いて所定の時間間隔を空けて（たとえば５秒間隔）画像を撮影し、所定の時間のデータのみを保持し（例えば１０分間隔）、新しいデータが測定されれば、最も古い測定データは破棄し、背景光の色度座標領域を調整する。以上の手順により、背景光の色度座標領域を決定することができる。
【００９６】
特許文献１との相違点．
特許文献１には、周辺環境に関わらずユーザーに明確に虚像を視認させることが目的で、虚像が生成される位置の周辺環境を取得し、取得された周辺環境に基づいて、光源の輝度及び投射する映像の各色成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の輝度を調整する構成が開示されている。しかし、正確な背景光の輝度が計測できていないことによる、視認性の低下という問題は解消できていない。
【００９７】
以上の実施形態においては、自動車用ＨＵＤ装置２００について説明しているが、本発明はこれに限らず、その他の車両又はその他の用途のＨＵＤ装置、もしくはディスプレイなどの画像表示装置に適用することができる。
【００９８】
以上の実施形態においては、表示画像の色度と背景画像の色度との間の色差が所定のしきい値以上になるように色変換して補正することで、表示画像の視認度を従来技術に比較して、向上できる。ここで、色変換して補正する表示画像は、例えば自分の自動車が前方にある自動車に近接して警告する警告表示又は危険表示のみに限定してもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１１０…前方撮影用カメラ、
１５０…環境光センサ、
２００…自動車用ＨＵＤ装置、
２１１…投射ミラー、
２２０…光源ユニット、
２３０…光学系、
２５０…制御系、
２５１…ＦＰＧＡ、
２５２…ＣＰＵ、
２５３…ＲＯＭ、
２５３ｔ…背景光情報テーブル、
２５４…ＲＡＭ、
３００…運転者、
３００Ｅ…運転者の目、
３０１…自車両、
３０２…フロントガラス、
３５３…ハンドル、
３５５…スイッチ、
４００…車両ナビゲーション装置、
４０１，４１１，４２１…色度座標領域、
４０２…色度座標、
４１２，４１３…色変換処理、
５００…センサ装置、
６００…路面、
６０１…ＨＵＤの表示範囲、
６０２…色情報取得範囲、
７００…表示エリア、
７１２…車間距離提示画像、
Ａ…上段表示領域、
Ｂ…下段表示領域、
ｃ，ｃ’，Ｃ１，Ｃ２,Ｃ*…色点、
ｗ…白色点。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１００】
【特許文献１】特開２０１５−１７８２９７号公報
【非特許文献】
【０１０１】
【非特許文献１】Ｍ．  Ｒ．  Ｐｏｉｎｔｅｒ，  「Ｔｈｅ  Ｇｒａｍｕｔ  ｏｆ  Ｒｅａｌ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｃｏｌｏｕｒｓ」，  ＣＯＬＯＲ  ｒｅｓｅａｒｃｈ  ａｎｄ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，  Ｎｏ．  ５，  Ｖｏｌ．  ３，  ｐｐ．１４５−１５５，  １９８０
【図１】
2017142491.tif 000003
【図２】
2017142491.tif 000004
【図３】
2017142491.tif 000005
【図４】
2017142491.tif 000006
【図５】
2017142491.tif 000007
【図６Ａ】
2017142491.tif 000008
【図６Ｂ】
2017142491.tif 000009
【図６Ｃ】
2017142491.tif 000010
【図６Ｄ】
2017142491.tif 000011
【図７】
2017142491.tif 000012
【図８】
2017142491.tif 000013
【図９】
2017142491.tif 000014
【図１０】
2017142491.tif 000015
【図１１】
2017142491.tif 000016
【図１２】
2017142491.tif 000017
【図１３】
2017142491.tif 000018
【図１４】
2017142491.tif 000019
【図１５】
2017142491.tif 000020
【図１６】
2017142491.tif 000021