JP2006133454A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示画面に表示される地図画像をユーザの視線の先にある風景に近づけることができる画像表示装置を提供すること。
【解決手段】表示画面１０ａのｘ軸周りにおける回転角度θを算出する際の原点が決定される。原点が決定されると、表示画面１０ａのｘ軸周りにおける回転角度θが算出される。回転角度θが算出されると、回転角度θが所定の角度以上であるか否かが判定される。回転角度θが４５°以上であるとの判定がなされると、３次元的地図を表示するための３次元的地図画像データが生成される。他方、回転角度θが４５°以上ではないとの判定がなされると、３次元的地図を表示するための２次元的地図画像データが生成される。３次元的地図画像データが生成され、２次元的地図画像データが生成されると、地図画像が表示画面１０ａに表示される。
【選択図】図４

Description

本発明は、２次元的画像または３次元的画像を表示する画像表示装置に関するものであって、より詳しくは、２次元的地図画像または３次元的地図画像を表示するポータブルカーナビゲーション装置やナビゲーション機能付き携帯電話などに関するものである。

従来の画像表示装置として、コンパス付きのメモリモジュールと、メモリーモジュールから受信した方位情報を用いて地図情報を回転制御し回転制御後の地図情報を表示する地図表示端末とを備え、実際の方位と地図上の方位とを一致させることができる地図表示システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００３−５６２９号公報（第７頁、図７）

しかしながら、従来の画像表示装置においては、実際の方位と地図上の方位とが一致しているにすぎず、ユーザの視線の先にある風景と表示画面に表示される地図画像とが全く異なってしまうという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、表示画面に表示される画像をユーザの視線の先にある風景に近づけることができる画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明の画像表示装置は、軸を有するセンサからのデータおよびこのデータと表示態様との関係を示す制御データを用いて表示態様を地面に対する表示画面の位置関係に応じて制御する制御手段を備える構成を有している。

この構成によれば、地面に対する表示画面の位置関係に応じて異なる画像が表示画面に表示されることになる。

本発明は、軸を有するセンサからのデータおよびこのデータと表示態様との関係を示す制御データを用いて表示態様を地面に対する表示画面の位置関係に応じて制御する制御手段を備えることによって、表示画面に表示される画像をユーザの視線の先にある風景に近づけることができるという効果を有する画像表示装置を提供することができるものである。

以下、本発明に係る画像表示装置を実施するための最良の形態について、図１ないし図７を参照しながら説明する。まず、図１ないし図３を参照しながら本実施の形態に係る画像表示装置１の構成を説明する。

図１に示すように、画像表示装置１は、各種センサなどが接続されるインターフェース（以下Ｉ／Ｆ）２と、カード型メモリ３に記憶されたデータを読み取る読取機４と、読取機４によって読み取られたデータなどを記憶するハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤという）５と、Ｉ／Ｆ２などからのデータを処理するための各種プログラムを格納するロム（以下、ＲＯＭという）６と、ＲＯＭ６に格納された各種プログラムを実行してデータを処理するシーピーユー（以下、ＣＰＵという）７と、ＣＰＵ７の処理結果などを保持するＲＡＭ８とを備える。ここで、ＲＯＭ６およびＣＰＵ７は、制御手段に相当する。

Ｉ／Ｆ２には、音声を出力するスピーカ９、画像を表示するディスプレイ１０、ＧＰＳ電波を受信するＧＰＳレシーバ１１、車速を検知する車速センサ１２や角速度を検知するジャイロセンサ１３などが接続されている。ジャイロセンサ１３などの出力値はデータとしてＩ／Ｆ２によってＲＡＭ８に入力される。特に、ジャイロセンサ１３の電圧値は、電圧値データとしてＲＡＭ８に保持される。

本実施の形態では、ジャイロセンサ１３として、互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を有するものが用いられている。図２に示すように、ｘ軸は、ディスプレイ１０の表示画面１０ａの長手方向と平行に設置されている。また、ｙ軸は、ディスプレイ１０の表示画面１０ａの短手方向と平行に設置されている。さらに、ｚ軸は、ディスプレイ１０の表示画面１０ａに垂直な方向に設置されている。

図３に示すように、ディスプレイ１０の表示画面１０ａが地面と平行である場合、ジャイロセンサ１３のｘ軸の電圧値は、方位を算出するためにＧＰＳ電波とともに用いられる。他方、表示画面１０ａが地面と平行ではない場合、ジャイロセンサ１３のｘ軸の電圧値は、地面に対する表示画面１０ａの位置関係を算出するために用いられる。ｘ軸を中心とする回転の正方向は、表示画面１０ａと地面とが平行である状態から表示画面１０ａと地面とが垂直である状態に変化する方向に一致させてある。

ＨＤＤ５には、ジャイロセンサ１３の電圧値と角速度との関係を示す角速度テーブル（制御データに相当）や回転角度と制御内容との関係を示す制御テーブル（制御データに相当）など各種テーブルが記憶されている。また、ＨＤＤ５には、ベクトルデータで構成され地図画像を表示するための地図画像データが記憶されている。

ＲＯＭ６には、ｘ軸などを有するジャイロセンサ１３からのデータを用いて地面に対する表示画面１０ａの位置関係を算出する算出ステップと、この算出ステップにおいて算出された地面に対する表示画面１０ａの位置関係に応じて表示画面１０ａに対して出力される画像データを生成する生成ステップとをＣＰＵ７に実行させる画像表示プログラムが格納されている。

以上のように構成された画像表示装置１について、図３ないし図７を参照しながらその動作を説明する。図４に示すように、ＣＰＵ７は、ＲＯＭ６に格納された画像表示プログラムを実行し、表示画面１０ａのｘ軸周りにおける回転角度θを算出する際の原点を決定する（ステップＳ１）。ここで、原点とは、回転角度θ＝０°かつ時間ｔ＝０ｓの点をいう。

具体的には、原点の決定を指示する旨のデータがユーザによる操作に応じてＲＡＭ８に入力される。原点の決定を指示する旨のデータがＲＡＭ８に保持されていることが確認されると、その確認された時点がｔ＝０ｓに設定され、この時点における回転角度は０°に設定される。

以下、本実施の形態では、表示画面１０ａと地面とが平行である状態で、原点がユーザの操作に応じて決定されたものとし、回転角度θ＝０°は表示画面１０ａと地面とが平行である状態を意味する。

原点が決定されると、ＣＰＵ７は、ＲＯＭ６に格納された画像表示プログラムを実行し、表示画面１０ａのｘ軸周りにおける回転角度θを算出する（ステップＳ２）。

具体的には、ジャイロセンサ１３の電圧値がＨＤＤ５に記憶された角速度テーブルによって角速度に変換され、得られた角速度が時間に関して積分されることで、回転角度θが算出される。本実施の形態では、回転角度θが９０°であれば、表示画面１０ａは、地面に対して垂直である。

回転角度θが算出されると、ＣＰＵ７は、ＲＯＭ６に格納された画像表示プログラムを実行し、ステップＳ２で算出された回転角度θが所定の角度以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。

本実施の形態では、図５（ａ）に示すように、ＨＤＤ５に記憶された制御テーブルが回転角度θが４５°以上であるか否かを基準として３次元的地図画像表示を行うか否かを定義している。そして、回転角度θが４５°以上であれば、３次元的地図画像表示が行われる。他方、回転角度θが４５°以上でなければ、２次元的地図画像表示が行われる。

もちろん、判定の基準となる回転角度は、４５°に限らず、適宜選択し得るものである。また、本実施の形態では、図５（ｂ）に示すように、制御テーブルがヒステリシスを３次元的地図画像表示を行うか否かの判定基準値付近に設けていてもよい。

ステップＳ３において回転角度θが４５°以上であるとの判定がなされると（Ｓ３のＹｅｓ）、ＣＰＵ７は、ＲＯＭ６に格納された画像表示プログラムを実行し、３次元的地図を表示するための３次元的地図画像データを生成する（ステップＳ４）。

具体的には、ＨＤＤ５に記憶された地図画像データが切り出され、切り出された地図画像データは、進行方向を表示画面１０ａの奥行き方向（ｚ軸の負方向）とする３次元的地図画像データに加工される。

他方、ステップＳ３において回転角度θが４５°以上ではないとの判定がなされると（Ｓ３のＮｏ）、ＣＰＵ７は、ＲＯＭ６に格納された画像表示プログラムを実行し、３次元的地図を表示するための２次元的地図画像データを生成する（ステップＳ５）。

具体的には、ＨＤＤ５に記憶された地図画像データが切り出され、切り出された地図画像データは、進行方向を表示画面１０ａの上方向（ｙ軸の正方向）とする２次元的地図画像データに加工される。

ステップＳ４において３次元的地図画像データが生成され、またはステップＳ５において２次元的地図画像データが生成されると、ＣＰＵ７は、ＲＯＭ６に格納された画像表示プログラムを実行し、地図画像データに対応する地図画像を表示画面１０ａに表示させる（ステップＳ６）。

具体的には、図６に示すように、ステップＳ５において２次元的地図画像データが生成されると、進行方向を表示画面１０ａの上方向（ｙ軸の正方向）とする２次元的地図画像が表示画面１０ａに表示される。他方、図７に示すように、ステップＳ４において３次元的地図画像データが生成されると、進行方向を表示画面１０ａの奥行き方向（ｚ軸の負方向）とする３次元的地図画像が表示画面１０ａに表示される。

地図画像が表示画面１０ａに表示された後、ＣＰＵ７は、ＲＯＭ６に格納された画像表示プログラムを実行し、画像表示処理を終了させるか否かを判定する（ステップＳ７）。

ステップＳ７において画像表示処理を終了させるとの判定がなされると（Ｓ７のＹｅｓ）、ＣＰＵ７は、ＲＯＭ６に格納された画像表示プログラムを実行し、画像表示処理を終了させる。他方、ステップＳ７において画像表示処理を終了させないとの判定がなされると（Ｓ７のＮｏ）、ＣＰＵ７は、ＲＯＭ６に格納されたプログラムを実行し、ステップＳ２からステップＳ７までの処理を実行する。

以上本実施の形態によれば、表示画面１０ａが地面に対して４５°ないし９０°の角度をなす場合には、３次元的地図画像が表示画面１０ａに表示されるので、表示画面１０ａに表示される地図画像をユーザの視線の先にある風景に近づけることができる。

また、本実施の形態によれば、３次元的地図画像が表示画面１０ａの地面に対する角度に応じて自動的に表示されるので、手作業で３次元的地図画像に切り換える必要がなくなり、ナビゲーション装置の操作性を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、表示画面１０ａが地面に対してなす角θが４５°付近で不安定である場合には、ＣＰＵ７への処理負担を大きくする３次元地図画像処理が制限され、地図画像を表示画面１０ａに滑らかに表示することができる。

なお、以上の説明では、地面に対する表示画面１０ａの位置関係はジャイロセンサ１３からの電圧値データに基づいて算出されているが、他のセンサを用いて算出されてもよい。

他方、１軸のセンサが用いられる実施の形態として、物体が表示画面１０ａの短手方向に平行な１つの中空軸内を重力方向に移動し重力方向下流に設けられたスイッチをオンすることで表示画面１０ａと地面とが垂直であることを検知するセンサが用いられる実施の形態や表示画面１０ａの短手方向に平行な１軸を有し重力加速度を検知するＧセンサが用いられる実施の形態などがある。これらの実施の形態では、センサが重力方向を検知した場合に、３次元的地図画像が表示されるようにすればよい。

なお、本実施の形態における制御テーブルについて、３次元表示の俯角が考慮されてもよい。ここで、俯角９０°の状態とは、水平に設置された画面を鉛直下向きに見ている状態に等しい。このとき、図８に示すように、制御テーブルが定義される（図８（ａ）はヒステリシスを設けない制御テーブルであり、図８（ｂ）はヒステリシスを設けた制御テーブルである）。

以上のように、本発明に係る画像表示装置は、表示画面に表示される地図画像をユーザの視線の先にある風景に近づけることができるという効果を有し、２次元的地図画像または３次元的地図画像を表示するポータブルカーナビゲーション装置やナビゲーション機能付き携帯電話などとして有用である。

本実施の形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図 本実施の形態におけるジャイロセンサの座標系を示す図 本実施の形態におけるディスプレイの表示画面と地面との関係を示す図 本実施の形態に係る画像表示装置の動作を示すフロー図 （ａ）本実施の形態における制御テーブルの内容を示す図（ｂ）本実施の形態におけるヒステリシスの内容を示す図 本実施の形態における表示画面の表示例を示す図（θ＝０°の場合） 本実施の形態における表示画面の表示例を示す図（θ＝９０°の場合） （ａ）他の実施の形態における制御テーブルの内容を示す図（ｂ）他の実施の形態におけるヒステリシスの内容を示す図

符号の説明

１ 画像表示装置
６ ＲＯＭ（画像表示プログラム、制御手段）
７ ＣＰＵ（制御手段）
１０ａ 表示画面
１３ ジャイロセンサ（センサ）

Claims (7)

1. 軸を有するセンサからのデータおよびこのデータと表示態様との関係を示す制御データを用いて表示態様を地面に対する表示画面の位置関係に応じて制御する制御手段を備える画像表示装置。
2. 前記制御手段は、表示画面に対して２次元的画像を表示させるか３次元的画像を表示させるかを制御することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記制御手段は、地面と表示画面とが垂直であるときに、表示画面に対して３次元的画像を表示させることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記制御手段は、地面と表示画面とが平行であるときに、表示画面に対して２次元的画像を表示させることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
5. 前記制御手段は、表示画面に対して２次元的画像を表示させるか３次元的画像を表示させるかの基準となる値に対してヒステリシスを定義するヒステリシスデータを用いて２次元的画像を表示画面に表示させる状態と３次元的画像を表示画面に表示させる状態とを切り換える制御を制限することを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
6. 前記制御手段は、３軸を有するセンサからのデータを用いることを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れかに記載の画像表示装置。
7. 軸を有するセンサからのデータを用いて地面に対する表示画面の位置関係を算出する算出ステップと、
   前記算出ステップにおいて算出された地面に対する表示画面の位置関係に応じて表示画面に対して出力される画像データを生成する生成ステップとをコンピュータに実行させる画像表示プログラム。

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