JP2014068331A - Stereoscopic display device and display method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、立体表示装置及びその表示方法に関するものである。 The present invention relates to a stereoscopic display device and a display method thereof.
従来の立体表示装置として、裸眼で立体視を可能とするべく、左右2つの視差画像を観察者の左眼及び右眼にそれぞれ観察させるものが知られている(例えば特許文献1参照)。かかる立体表示装置は、液晶表示パネルなどの表示手段に左右の視差画像を列毎に交互に配置した合成画像を表示し、この合成画像を所定のスリットを有する視差バリアやかまぼこ状のレンズを複数配置したレンチキュラレンズなどの画像分離手段を介して左右の視差画像に光学的に分離し、観察者に左右の眼でそれぞれの眼に対応する視差画像を観察させることで立体視を可能とするものである。 2. Description of the Related Art As a conventional stereoscopic display device, there is known a device that allows two left and right parallax images to be observed by an observer's left eye and right eye in order to enable stereoscopic viewing with the naked eye (see, for example, Patent Document 1). Such a stereoscopic display device displays a composite image in which left and right parallax images are alternately arranged for each column on a display unit such as a liquid crystal display panel, and this composite image is provided with a plurality of parallax barriers and kamaboko-shaped lenses having predetermined slits. Optical separation into left and right parallax images via an image separating means such as a lenticular lens arranged, and allowing a viewer to observe a parallax image corresponding to each eye with the left and right eyes, enabling stereoscopic viewing It is.
また、観察者の視点位置が正視領域(左右の眼でそれぞれの眼に対応する視差画像を観察できる領域)から外れて左右の眼で反対の眼に対応する視差画像を観察する逆視や1つの眼で両方の視差画像を観察するクロストークなどが生じて立体視ができなくなる問題点を解消する方法として、観察者の視点位置を検出可能な検出手段を設け、観察者の視点位置に応じて観察される左右の視差画像を切り替える技術が知られている(例えば特許文献2参照)。 In addition, the viewer's viewpoint position deviates from the normal viewing area (the area where the left and right eyes can observe the parallax images corresponding to the respective eyes) and the left and right eyes observe the parallax images corresponding to the opposite eyes or 1 As a method to solve the problem that stereoscopic vision is not possible due to crosstalk that observes both parallax images with one eye, detection means that can detect the observer's viewpoint position is provided, and according to the viewpoint position of the observer A technique for switching left and right parallax images observed in this manner is known (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、特許文献2に開示されるように観察者の視点位置に応じて左右の視差画像を切り替える方法を用いたとしても、観察者の左眼あるいは右眼の一方が視差画像を観察可能な観察領域の外側に位置する場合には、立体表示ができなくなる。このとき、観察者はどのように視点位置を移動させれば立体表示ができるかを瞬時に把握することが困難であり、観察者が煩わしさを感じるという問題点があった。また、観察者は立体表示ができなくなって初めて自らの視点位置が立体表示できない位置であることが認識できるため、立体表示が維持できずに観察者が煩わしさを感じるという問題点があった。
However, even if the method of switching the left and right parallax images according to the observer's viewpoint position as disclosed in
そこで本発明は、前記問題点を解消し、立体表示が可能となる方向や立体表示を維持できる方向を観察者に報知し、視点位置の移動に伴う観察者の煩わしさを軽減することが可能な立体表示装置及びその表示方法を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention solves the above problems, notifies the observer of the direction in which stereoscopic display is possible and the direction in which stereoscopic display can be maintained, and can reduce the troublesomeness of the observer associated with the movement of the viewpoint position. An object of the present invention is to provide a stereoscopic display device and a display method thereof.
本発明は、前記課題を解決するために、左眼用画像と右眼用画像と並べて表示する表示手段と、
前記左眼用画像と前記右眼用画像とを前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記表示手段に表示された前記左眼用画像と前記右眼用画像とを分離する画像分離手段と、
観察者の視点位置を検出可能な位置検出手段と、を備える立体表示装置であって、
前記表示制御手段は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて前記観察者の左眼あるいは右眼のいずれかが前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像が観察可能な観察領域の端部あるいは前記観察領域の外側に達していると判定される場合は、前記表示手段に前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像のうち前記観察者に観察される画像として前記観察領域の中央方向を示唆する方向指示画像を表示させることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a display means for displaying a left-eye image and a right-eye image side by side;
Display control means for causing the display means to display the left-eye image and the right-eye image;
Image separating means for separating the left-eye image and the right-eye image displayed on the display means;
A position detecting means capable of detecting an observer's viewpoint position, and a stereoscopic display device comprising:
The display control unit is configured to display an observation region in which either the left eye or the right eye of the observer can observe the left eye image or the right eye image based on the viewpoint position detected by the position detection unit. If it is determined that the image has reached the end or the outside of the observation area, the display means displays the center of the observation area as an image observed by the observer among the left-eye image or the right-eye image. A direction indication image suggesting a direction is displayed.
本発明は、前記課題を解決するために、左眼用画像と右眼用画像と並べて表示する表示手段と、
前記表示手段に表示された前記左眼用画像と前記右眼用画像とを分離する画像分離手段と、
観察者の視点位置を検出可能な位置検出手段と、を備える立体表示装置の表示方法であって、
前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて前記観察者の左眼あるいは右眼のいずれかが前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像が観察可能な観察領域の端部あるいは前記観察領域の外側に達していると判定される場合は、前記表示手段に前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像のうち前記観察者に観察される画像として前記観察領域の中央方向を示唆する方向指示画像を表示させることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a display means for displaying a left-eye image and a right-eye image side by side;
Image separating means for separating the left-eye image and the right-eye image displayed on the display means;
A position detection means capable of detecting the viewpoint position of the observer, and a display method of a stereoscopic display device comprising:
Based on the viewpoint position detected by the position detecting means, either the left eye or the right eye of the observer can observe the image for the left eye or the image for the right eye, or the observation area. If it is determined that it has reached the outside of the image, a direction indication suggesting a central direction of the observation region as an image observed by the observer among the left-eye image or the right-eye image on the display means An image is displayed.
本発明は、所期の目的を達成することができ、立体表示が可能となる方向や立体表示を維持できる方向を観察者に報知し、視点位置の移動に伴う観察者の煩わしさを軽減することが可能となる。 The present invention can achieve the intended purpose, informs the observer of the direction in which stereoscopic display is possible and the direction in which stereoscopic display can be maintained, and reduces the burden on the observer associated with the movement of the viewpoint position. It becomes possible.
以下、添付図面を用いて本発明をヘッドアップディスプレイ(HUD)装置100に適用した第一の実施形態を説明する。
HUD装置100は、車両の車室内のダッシュボード内に設置されるものであり、図1に示すように、撮像部(位置検出手段)10と、制御部20と、表示手段30と、画像分離手段40と、凹面鏡50と、を備える。HUD装置100から出力された所定の画像を示す表示光Lは車両のウィンドシールド101にて反射し、運転者(観察者)102の眼に達する。運転者102は、ウィンドシールド101の前方に表示される虚像Vを視認する。
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to a head-up display (HUD)
The
撮像部10は、CCD等の周知の撮像素子とこれを制御する周辺回路やレンズからなり、運転者102の前方に設置され、運転者102の顔を撮像して撮像画像を出力するものである。
The
制御部20は、いわゆるマイクロコンピュータからなるものである。制御部20は、撮像部10や表示手段30と接続され、撮像部10から出力される運転者102の顔画像を解析して運転者102の視点位置を算出する視点位置検出処理を行い、この算出結果に基づいて表示手段30に対して制御信号を出力して画像表示制御を行う。すなわち、制御部20は、撮像部10とともに本発明の位置検出手段として機能し、また、本発明の表示制御手段として機能する。制御部20は、対象物を左眼から見た左眼用画像と対象物を右眼から見た右眼用画像とをそれぞれストライプ状の分割画像を切り出し、各分割画像を水平方向に交互に並べて左目用画像と右目用画像とが含まれる合成画像を生成し、この合成画像を表示手段30に表示させる。
The
表示手段30は、例えばバックライト光源31とドットマトリクス型の液晶表示パネル32とからなるものであり、前記合成画像を表示光Lとして凹面鏡50に向けて発するものである。なお、表示手段30は、前記合成画像を表示光Lとして出射するものであればよく、有機ELパネルなどの自発光型の表示パネルを用いても良い。
The
画像分離手段40は、例えば光を透過するストライプ状のスリット部が複数設けられた視差バリア(パララックスバリア)からなり、表示手段30の出射面側に所定の間隔を有して設けられる。表示光Lが画像分離手段40のスリット部を透過することで、前記合成画像を左目用画像と右目用画像とに分割し、左眼用画像の光と右目用画像の光とを運転者102の左右の眼に別々に入射させることができる。なお、画像分離手段40として、レンチキュラレンズを用いてもよい。
The image separating means 40 is composed of, for example, a parallax barrier (parallax barrier) provided with a plurality of stripe-shaped slit portions that transmit light, and is provided on the emission surface side of the display means 30 with a predetermined interval. The display light L passes through the slit portion of the image separation means 40, so that the composite image is divided into a left-eye image and a right-eye image, and the left-eye image light and the right-eye image light are divided by the
凹面鏡50は、表示光Lが運転者102の左右の眼に対して結像するように、表示光Lをウィンドシールド101に照射するものである。凹面鏡50は、図示していない回転軸を備えている。この回転軸は、図1の図面に対して垂直方向であり、この回転軸を中心として、凹面鏡50のウィンドシールド101に対する角度を変えることが可能である。また、凹面鏡50には、凹面鏡50の角度を変えるために、駆動手段としてモータ(図示しない)を備えており、このモータによって、凹面鏡50のウィンドシールド101に対する角度を変更し、また、その角度を維持することができる。以上により、表示光Lを運転者102の目線に合わせることが可能となる。
The
運転者102は、表示光Lのうち、左眼用画像の光が左眼に入射し、右眼用画像が右眼に入射すると、両画像の視差によって虚像Vを立体像として認識することができる。図2は、表示手段30に左眼用画像と右眼用画像とをそれぞれ2個(合計4個)含む前記合成画像を表示して立体表示を行う状態を示すものである。図2におけるE1〜E4は画像を観察可能な観察領域Eにおける各領域(ローブ)を示している。表示手段30に、左眼用画像60Lの分割画像と右眼用画像60Rの分割画像とを2個ずつ交互に配置した合成画像を表示すると(図2において左眼用画像60Lの分割画像の表示位置を「L」、右眼用画像60Rの分割画像の表示位置を「R」と表記している)、運転者102は前記合成画像を画像分離手段40のスリット部41を介して観察することにより、左眼と右眼とで異なる画像を観察する。図2においては、観察領域Eのうち、領域E1、E2で右眼用画像60Rを観察でき、領域E3、E4で左眼用画像60Lを観察できる。したがって、運転者102の右眼が領域E1からE2までの間に位置し、左眼が領域E3からE4までの間に位置すると、立体表示が可能となる。また、画像を分割して立体表示を行う視差バリア方式あるいはレンチキュラ方式においては、表示手段30からの光の広がりによって、観察領域Eにおいて領域E1〜E4が繰り返し存在することとなる。本実施形態において、観察領域Eのうち、中央に位置する領域E1〜E4が設計上の画像(虚像V)の観察位置であるメインローブとなり、メインローブの外側に位置する領域E1〜E4がサイドローブとなる。
なお、図2においては、図を簡略にするべく凹面鏡50及びウィンドシールド101は省略した。
The
In FIG. 2, the
図3は、制御部20の電気的構成を示すものである。制御部20は、図3に示すように、CPU21、ROM22、汎用メモリ23、ビデオメモリ24及び外部デバイスI/F25を有してなる。
FIG. 3 shows the electrical configuration of the
CPU21は、ROM22内に予め記憶された所定のプログラムを読み出し、実行して撮像部10からの撮像画像、これを画像処理した処理画像及び視点位置などの演算結果等を汎用メモリ23に一時的に記憶させ、また、表示手段30で表示させる前記合成画像をビデオメモリ24に記憶させる。
The
ROM22は、CPU21が動作するプログラムが記憶されるものである。
The
汎用メモリ23は、撮像部10からの撮像画像、これを画像処理した処理画像及び視点位置などの演算結果等を一時的に記憶するものである。
The general-
ビデオメモリ24は、表示手段30で表示させる前記合成画像を記憶するものである。
The
外部デバイスI/F25は、制御部20を撮像部10、表示手段30及び車両を制御するコンピュータからなる車両制御システム部103と電気的に接続するものである。外部デバイスI/F25は、撮像部10から撮像画像を取得し、表示手段30に制御信号を出力し、また、車両制御システム部103から車速などの車両情報を取得する。CPU21は、取得した車両情報に基づいて表示手段30に車両情報を表示させることができる。
The external device I /
次に、図4を用いて制御部20における視点検出処理及び画像表示制御について説明する。
まず、CPU21は、ステップS1において、撮像部10から出力される運転者102の顔を撮像した撮像画像から、運転者102の左眼及び右眼を検知する。具体的には、図5に示すように、運転者102の顔を含む撮像画像Pに対して、例えば周知の画像処理技術であるテンプレートマッチングを行い、所定のテンプレートTを撮像画像P上で移動させ、テンプレートTとマッチングする個所を撮像画像P上の運転者102の左眼と右眼として検知する。
Next, viewpoint detection processing and image display control in the
First, in step S <b> 1, the
次に、CPU21は、ステップS2において、ステップS1で検知した撮像画像P上の運転者102の左眼と右眼の位置に基づいて運転者102の空間上の左眼視点位置と右眼視点位置とを算出する。この左眼視点位置及び右眼視点位置の位置情報は2次元情報であっても3次元情報であってもよい。なお、撮像部10は、運転者102の左眼あるいは右眼が観察領域Eのメインローブ外、すなわちサイドローブ内にある場合及び観察領域Eの外側であっても、運転者102の顔を撮像することができ、CPU21は運転者102の左眼視点位置及び右眼視点位置を算出可能であるものとする。
Next, in step S2, the
次に、CPU21は、ステップS3において、ステップS2で算出した運転者102の左眼視点位置及び右眼視点位置に対応するように、表示手段30における左眼用画像60Lの表示位置と右眼用画像60Rの表示位置とを規定する。具体的には、左眼用画像60Lの分割画像と右眼用画像60Rの分割画像の表示位置を算出し、左眼用画像60Lの分割画像と右眼用画像60Rの分割画像を所定の順序で配置した前記合成画像を生成する。また、このとき、CPU21は、表示手段30における左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとの運転者102の左眼視点位置及び右眼視点位置に基づいた表示輝度を算出する。また、このとき、CPU21は、運転者102の左眼視点位置及び右眼視点位置に基づいて、運転者102の左眼あるいは右眼が、観察領域Eの外側あるいは端部に達したと判定される場合に、運転者102が観察可能な左眼用画像60Lあるいは右眼用画像60Rを、後述する観察領域Eの中央方向を示唆する方向指示画像を含む画像とする。
Next, in step S3, the
次に、CPU21は、ステップS4において、表示手段30に前記合成画像を表示させ、ステップS3において算出された表示位置に同ステップで算出された表示輝度で左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとを表示させる。
Next, in step S4, the
CPU21は、電源がオフされるまでステップS1〜S4を無限ループで実行する。
The
次に、図6を用いて運転者102の視点位置の移動に伴う左眼用画像60L及び右眼用画像60Rの表示位置の変更及び表示輝度の変更の一例を説明する。
Next, an example of changing the display position and the display brightness of the left-
図6(a)は、運転者102の視点の中心(左眼と右眼の間の中心)が、観察領域Eの中心(メインローブにおける領域E2、E3の境界上)に位置する場合を示している。このとき、運転者102の右眼はメインローブにおける領域E1、E2の境界上に位置し、左眼は領域E3、E4の境界上に位置している。したがって、右眼用画像60Rが領域E1、E2で観察され、左眼用画像60Lが領域E3、E4で観察されるように、左眼用画像60Lと右眼用画像60Rの表示手段30上における表示位置が定められる。また、運転者102の左眼及び右眼はいずれもメインローブ内に位置するため、左眼用画像60Lと右眼用画像60Rの表示手段30上における表示輝度は同等に保たれる。
FIG. 6A shows a case where the center of the viewpoint of the driver 102 (the center between the left eye and the right eye) is located at the center of the observation region E (on the boundary between the regions E2 and E3 in the main lobe). ing. At this time, the right eye of the
図6(b)は、図6(a)から運転者102の視点が運転者102から見て右方向(図6における左方向)に移動し、運転者102の視点の中心が、メインローブにおける領域E2の中央付近に位置する場合を示している。このとき、運転者102の右眼はメインローブにおける領域E1に位置し、左眼は領域E3に位置している。したがって、図6(a)から左眼用画像60Lと右眼用画像60Rの表示位置及び表示輝度に変更はない。
6B, the viewpoint of the
図6(c)は、図6(b)からさらに運転者102の視点が運転者102から見て右方向に移動し、運転者102の視点の中心が、メインローブにおける領域E1、E2の境界上に位置する場合を示している。このとき、運転者102の右眼はメインローブにおける領域E1とサイドローブにおける領域E4との境界上に位置し、左眼はメインローブにおける領域E2、E3の境界上に位置する。したがって、前述したように算出される運転者102の視点位置に基づいて、右眼用画像60Rが領域E1、E4で観察され、左眼用画像60Lが領域E2、E3で観察されるように、左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとの表示手段30上における表示位置が定められる。具体的には、図6(b)の場合から領域E2と領域E4とで観察される画像が切り替えられるように、表示手段30上における領域E2に対応する位置に表示される画像が右眼用画像60Rの分割画像から左眼用画像60Lの分割画像に変更され、また、表示手段30上における領域E4に対応する位置に表示される画像が左眼用画像60Lの分割画像から右眼用画像60Rの分割画像に変更される。そして、この場合、運転者102の右眼がサイドローブに達していると判定されるため、領域E4で運転者102に観察される画像、すなわち領域E4に対応する位置に表示される右眼用画像60Rの表示手段30における表示輝度をメインローブで観察される場合の表示輝度よりも高くする。これは、メインローブとサイドローブとで運転者102に観察される画像に輝度差が生じ、立体表示ができない場合がある(輝度が高いメインローブの画像のみが認識される)という問題を解決するためである。なお、表示輝度の変更は液晶表示パネル32における透過率を部分的に変更することで行うことができる。これにより、運転者102の視点が水平方向に移動する場合であっても運転者102は左眼及び右眼でそれぞれ左眼用画像60L及び右眼用画像60Rを観察することができ立体表示を保つことができる。また、運転者102の視点位置がメインローブとサイドローブとに位置する場合であっても観察される左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとの輝度差を低減して立体表示を保つことができる。なお、サイドローブで観察される場合の表示輝度をどの程度高くするかは、メインローブにおける輝度とサイドローブにおける輝度とを予め測定し、視点位置と輝度調整値とを対応させたデータテーブルを用いて表示輝度を変更してもよいし、撮像部10から取得した撮像画像を用いて運転者102に反射する表示光Lの明るさを判定し、適宜表示輝度を調整してもよい。
In FIG. 6C, the viewpoint of the
図6(d)は、図6(c)からさらに運転者102の視点が運転者102から見て右方向に移動し、運転者102の視点の中心が、メインローブにおける領域E1の中央付近に位置する場合を示している。このとき、運転者102の右眼はサイドローブにおける領域E4に位置し、左眼はメインローブにおける領域E2に位置する。したがって、左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとの表示手段30上における表示位置は図6(c)から変更されない。また、この場合、運転者102の右眼はサイドローブに達していると判定され、かつ、運転者102はサイドローブにおける領域E4のみで右眼用画像60Rを観察するため、運転者102の右眼で観察される右眼用画像60Rの輝度は図6(c)よりも低くなると考えられる。したがって、領域E4に対応する位置に表示される右眼用画像60Rの表示手段30における表示輝度を図6(c)における表示輝度よりもさらに高くする。
In FIG. 6D, the viewpoint of the
次に、図7を用いて、運転者102の視点位置がさらに移動し、観察領域Eの端部あるいは観察領域Eの外側に達した場合の表示方法の一例を説明する。
Next, an example of a display method when the viewpoint position of the
図7(a)は、図6(d)から運転者の視点が運転者102から見てさらに右方向(図7における左方向)に移動し、運転者102の視点の中心が、メインローブにおける領域E1の中央付近に位置する場合を示している。このとき、運転者102の右眼は、サイドローブにおける領域E3に位置し、左眼はメインローブにおける領域E1に位置する。したがって、前述したように算出される運転者102の視点位置に基づいて、右眼用画像60Rが領域E3、E4で観察され、左眼用画像60Lが領域E1、E2で観察されるように、左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとの表示手段30上における表示位置が定められる。具体的には、図6(d)の場合から領域E1と領域E3とで観察される画像が切り替えられるように、表示手段30上における領域E1に対応する位置に表示される画像が右眼用画像60Rの分割画像から左眼用画像60Lの分割画像に変更され、また、表示手段30上における領域E3に対応する位置に表示される画像が左眼用画像60Lの分割画像から右眼用画像60Rの分割画像に変更される。そして、この場合、運転者102の右眼がサイドローブに達していると判定されるため、領域E3で運転者102に観察される画像、すなわち領域E3に対応する位置に表示される右眼用画像60Rの表示手段30における表示輝度をメインローブで観察される場合の表示輝度よりも高くする。
また、このとき、運転者102の右眼は、観察領域Eとその外側との境界から中央方向(メインローブに水平方向に向かう方向)に所定距離内に設定される端部領域E21、E31のうちの端部領域E31に位置する。この場合、CPU21は、運転者102の右眼が観察領域Eの端部に達したと判定し、運転者102が観察可能な右眼用画像60R及び左眼用画像60Lとして、観察領域Eの中央方向を示唆する方向指示画像を表示手段30に表示させる。図8は、方向指示画像の一例を示すものである。図8(a)に示す方向指示画像60W1及び図8(b)に示す方向指示画像60W2は、観察領域Eの中央方向を示す矢印画像である。図8(c)に示す方向指示画像60W3は、観察領域Eの中央方向を示す三角形画像である。図8(d)に示す方向指示画像60W4は、観察領域Eの中央方向を複数のドット(点)の位置関係によって示す画像である(図中ではドットが集中している方向が観察領域Eの中央方向を示す)。なお、方向指示画像60W4においては、各ドットを周期的に点滅させて観察領域Eの中央方向を示唆してもよい。方向指示画像が表示されることによって、運転者102は、自らの視点位置が観察領域Eの端部にあり、これ以上視点位置を移動させると立体表示ができなくなることを瞬時に把握することができる。また、方向指示画像が観察領域Eの中央方向を示唆する画像であるため、運転者102は方向指示画像が表示されない通常の表示に復帰するために視点を移動するべき方向を瞬時に判断することができる。
7A, the driver's viewpoint moves further to the right (left direction in FIG. 7) when viewed from the
Further, at this time, the right eye of the
図7(b)は、図7(a)から運転者の視点が運転者102から見てさらに右方向(図7における左方向)に移動し、運転者102の視点の中心が、サイドローブにおける領域E4に位置する場合を示している。このとき、運転者102の右眼は、観察領域Eの外側に位置し、左眼はサイドローブにおける領域E4に位置する。この場合は左眼視点位置に基づいて、右眼用画像60Rが領域E2、E3で観察され、左眼用画像60Lが領域E1、E4で観察されるように、左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとの表示手段30上における表示位置が定められる。具体的には、図7(a)の場合から領域E2と領域E4とで観察される画像が切り替えられるように、表示手段30上における領域E2に対応する位置に表示される画像が左眼用画像60Lの分割画像から右眼用画像60Rの分割画像に変更され、また、表示手段30上における領域E4に対応する位置に表示される画像が右眼用画像60Rの分割画像から左眼用画像60Lの分割画像に変更される。そして、この場合、運転者102の左眼がサイドローブに達していると判定されるため、領域E4で運転者102に観察される画像、すなわち領域E4に対応する位置に表示される左眼用画像60Lの表示手段30における表示輝度をメインローブで観察される場合の表示輝度よりも高くする。ただし、運転者102には右眼用画像60Rは観察されず、左眼用画像60Lのみが観察され平面表示となる。
また、このとき、運転者102の右眼は、観察領域Eの外側に位置する。この場合、CPU21は、運転者102の右眼が観察領域Eの外側に達したと判定し、運転者102が観察可能な左眼用画像60Lとして、観察領域Eの中央方向を示唆する方向指示画像を表示手段30に表示させる。方向指示画像については図7(a)の場合と同様に例えば図8に示すものが表示される。方向指示画像が表示されることによって、運転者102は、自らの視点位置が観察領域Eの外側にあるために立体表示ができなくなったことを瞬時に把握することができる。また、方向指示画像が観察領域Eの中央方向を示唆する画像であるため、運転者102は立体表示が可能な視点位置に復帰するために視点を移動するべき方向を瞬時に判断することができる。
7B, the driver's viewpoint moves further to the right (left direction in FIG. 7) when viewed from the
At this time, the right eye of the
本実施形態におけるHUD装置100は、左眼用画像60Lと右眼用画像60Rと並べて表示する表示手段30と、左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとを表示手段30に表示させる表示制御手段(制御部20)と、表示手段30に表示された左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとを分離する画像分離手段40と、運転者102の視点位置を検出可能な位置検出手段(撮像部10及び制御部20)と、を備え、
前記表示制御手段は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて運転者102の左眼あるいは右眼のいずれかが左眼用画像60Lあるいは右眼用画像60Rが観察可能な観察領域Eの端部あるいは観察領域Eの外側に達していると判定される場合は、表示手段30に左眼用画像60Lあるいは右眼用画像60Rのうち運転者102に観察される画像として観察領域Eの中央方向を示唆する方向指示画像60W1〜60W4を表示させることを特徴とする。
The
The display control means is an observation region E in which either the left eye or the right eye of the
また、HUD装置100の表示方法は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて運転者102の左眼あるいは右眼のいずれかが左眼用画像60Lあるいは右眼用画像60Rが観察可能な観察領域Eの端部あるいは観察領域Eの外側に達していると判定される場合は、表示手段30に左眼用画像60Lあるいは右眼用画像60Rのうち運転者102に観察される画像として観察領域Eの中央方向を示唆する方向指示画像60W1〜60W4を表示させることを特徴とする。
The display method of the
これによれば、方向指示画像60W1〜60W4によって運転者102は立体表示を維持するための方向あるいは立体表示が可能となる方向を瞬時に把握することができ、視点位置の移動に伴う運転者102の煩わしさを軽減することが可能となる。
According to this, the
本実施形態におけるHUD装置100において、前記表示制御手段は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとがそれぞれ運転者102の左眼と右眼とで観察されるように表示手段30における左眼用画像60Lの表示位置と右眼用画像60Rの表示位置とを変更する。
In the
また、HUD装置100の表示方法は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとがそれぞれ運転者102の左眼と右眼とで観察されるように表示手段30における左眼用画像60Lの表示位置と右眼用画像60Rの表示位置とを変更する。
Further, according to the display method of the
これによれば、運転者102の視点が水平方向に移動する場合であっても運転者102は左眼及び右眼でそれぞれ左眼用画像60L及び右眼用画像60Rを観察することができ立体表示を保つことができる。
According to this, even when the viewpoint of the
本実施形態におけるHUD装置100において、前記表示制御手段は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて運転者102の左眼あるいは右眼のいずれかが左眼用画像60Lあるいは右眼用画像60Rが観察可能な観察領域Eのうち所定の主領域(メインローブ)の外側に位置する側方領域(サイドローブ)に達していると判定される場合は、左眼用画像60Lあるいは右眼用画像60Rのうち前記側方領域で運転者102に視認される画像の表示手段30における表示輝度を前記主領域で観察される場合の表示輝度よりも高くする。
In the
また、HUD装置100の表示方法は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて運転者102の左眼あるいは右眼のいずれかが左眼用画像60Lあるいは右眼用画像60Rが観察可能な観察領域Eのうち所定の主領域(メインローブ)の外側に位置する側方領域(サイドローブ)に達していると判定される場合は、左眼用画像60Lあるいは右眼用画像60Rのうち前記側方領域で運転者102に視認される画像の表示手段30における表示輝度を前記主領域で観察される場合の表示輝度よりも高くする。
The display method of the
これによれば、メインローブとサイドローブとで視差画像(左眼用画像60Lあるいは右眼用画像60R)が観察される場合であっても立体表示を可能とし、運転者102の不快感を軽減することが可能となる。
According to this, even when a parallax image (the left-
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。なお、前述の第一の実施形態と同一または相当箇所には同一符号を付してその詳細を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent part as above-mentioned 1st embodiment, and the detail is abbreviate | omitted.
図9は、本発明の第二の実施形態であるHUD装置200の電気構成を示すものである。HUD装置200が、前述の第一の実施形態であるHUD装置100と異なる点は、運転者102の聴覚あるいは触覚を通じた報知動作を実行するスピーカ71、シートベルトリトラクタ72、ステアリング振動部73及びシート振動部74(報知手段の一例)と、スピーカ71、シートベルトリトラクタ72、ステアリング振動部73及びシート振動部74を制御する制御部20(報知制御手段の一例)と、を備え、制御部20は、撮像部10が検出した運転者102の視点位置に基づいて運転者102の左眼あるいは右眼のいずれかが観察領域Eの端部あるいは観察領域Eの外側に達していると判定される場合は、スピーカ71、シートベルトリトラクタ72、ステアリング振動部73及びシート振動部74の少なくともいずれかに前記報知動作を実行させる点である。
FIG. 9 shows an electrical configuration of the
制御部20は、外部デバイスI/F25を介して、スピーカ71、シートベルトリトラクタ72、ステアリング振動部73及びシート振動部74と電気的に接続される。CPU21は、外部デバイスI/F25を介して、スピーカ71、シートベルトリトラクタ72、ステアリング振動部73及びシート振動部74に制御信号を出力し、後で詳述する報知動作を実行させる。すなわち、制御部20は、本発明の報知制御手段として機能する。
The
スピーカ71は、車両に搭載され、制御部20からの制御信号に基づいて任意の音声を出力するものである。運転者102は聴覚を通じて音声を知覚することができる。すなわち、スピーカ71は、運転者102の聴覚を通じた前記報知動作として音声の出力を実行し、本発明の報知手段として機能する。
The
シートベルトリトラクタ72は、運転者102を拘束するシートベルト(図示しない)のベルト部(ウェビング)を巻き取る装置であって、制御部20からの制御信号に基づいて前記ベルト部の引き込みが可能なモータを備えるものである。運転者102は触覚を通じて前記ベルト部の引き込みによる圧力を知覚することができる。すなわち、シートベルトリトラクタ72は、運転者102の触覚を通じた前記報知動作として前記ベルト部の引き込みを実行し、本発明の報知手段として機能する。
The
ステアリング振動部73は、車両のステアリングホイール(図示しない)に配設される振動子からなり、制御部20からの制御信号に基づいて振動し、前記ステアリングホイール全体を振動させるものである。運転者102は触覚を通じて前記ステアリングホイールの振動を知覚することができる。すなわち、ステアリング振動部73は、運転者102の触覚を通じた前記報知動作として前記ステアリングホイールの振動を実行し、本発明の報知手段として機能する。なお、前記ステアリングホイールの振動音が生じる場合は、前記ステアリングホイールの振動は運転者102の聴覚を通じた前記報知動作ともなり得る。
The steering
シート振動部74は、車両の運転席のシート(図示しない)内に配設される振動子からなり、制御部20からの制御信号に基づいて振動し、前記シートの特に座面及び/あるいは背面を振動させるものである。運転者102は触覚を通じて前記シートの振動を知覚することができる。すなわち、シート振動部74は、運転者102の触覚を通じた前記報知動作として前記シートの振動を実行し、本発明の報知手段として機能する。なお、前記シートの振動音が生じる場合は、前記シートの振動は運転者102の聴覚を通じた前記報知動作ともなり得る。
The
CPU21は、図3のステップS2で算出する運転者102の左眼視点位置及び右眼視点位置に基づいて、運転者102の左眼あるいは右眼が、観察領域Eの外側あるいは端部に達したと判定される場合に、運転者102が観察可能な左眼用画像60Lあるいは右眼用画像60Rを、図8に示す観察領域Eの中央方向を示唆する方向指示画像を含む画像とするとともに、スピーカ71、シートベルトリトラクタ72、ステアリング振動部73及びシート振動部74に制御信号を出力し、前記報知動作を実行させる。図10は、報知動作の一例を示すものである。図10においては、運転者102の左眼が観察領域Eの左の外側あるいは左側端部(端部領域E21)に達した場合(図10中「左側」と表記される場合)と、運転者102の右眼が観察領域Eの右の外側あるいは右側端部(端部領域E31)に達した場合(図10中「右側」と表記された場合)とで、前記報知動作の回数を異ならせることで、前記報知動作のみでも運転者102が観察領域Eの中央方向を判断可能となっている。具体的には、運転者102の左眼が観察領域Eの左の外側あるいは左側端部(端部領域E21)に達した場合は前記報知動作が1回実行され、運転者102の右眼が観察領域Eの右の外側あるいは右側端部(端部領域E31)に達した場合には前記報知動作が2回実行される。なお、スピーカ71で音声を出力する場合には、「右に視点を動かして下さい」、「左に視点を動かして下さい」などの音声を出力して直接的に観察領域Eの中央方向を示唆してもよい。また、表示手段30が方向指示画像を点滅表示させる場合に、スピーカ71、シートベルトリトラクタ72、ステアリング振動部73及びシート振動部74に方向指示画像の点滅に同調して前記報知動作を実行させてもよい。
Based on the left eye viewpoint position and right eye viewpoint position of the
図7(a)に示した場合を例に挙げると、運転者102の右眼は、観察領域Eとその外側との境界から中央方向(メインローブに水平方向に向かう方向)に所定距離内に設定される端部領域E21、E31のうちの端部領域E31に位置する。この場合、CPU21は、運転者102の右眼が観察領域Eの右側端部に達したと判定し、運転者102が観察可能な右眼用画像60R及び左眼用画像60Lとして、観察領域Eの中央方向を示唆する方向指示画像を表示手段30に表示させ、また、スピーカ71、シートベルトリトラクタ72、ステアリング振動部73及びシート振動部74に前記報知動作を実行させる。このとき、スピーカ71による前記報知動作としては警告音の出力が2回行われる。また、シートベルトリトラクタ72による前記報知動作としては前記ベルト部の引き込みと解除が2回行われる。また、ステアリング振動部73による前記報知動作としては前記ステアリングホイールの所定時間の振動が2回行われる。また、シート振動部74による前記報知動作としては前記シートの所定時間の振動が2回行われる。なお、これらの前記報知動作は全てが実行される必要はなく、1つあるいは複数行われても良い。前記報知動作が実行されることによっても、運転者102は、自らの視点位置が観察領域Eの端部にあり、これ以上視点位置を移動させると立体表示ができなくなることを聴覚あるいは触覚を通じて瞬時に把握することができる。また、前記報知動作の回数によって、運転者102は前記報知動作が実行されない通常の状態に復帰するために視点を移動するべき方向を瞬時に判断することができる。
Taking the case shown in FIG. 7A as an example, the right eye of the
また、図7(b)に示した場合を例に挙げると、運転者102の右眼は、観察領域Eの右の外側に位置する。この場合、CPU21は、運転者102の右眼が観察領域Eの右の外側に達したと判定し、運転者102が観察可能な左眼用画像60Lとして、観察領域Eの中央方向を示唆する方向指示画像を表示手段30に表示させ、また、スピーカ71、シートベルトリトラクタ72、ステアリング振動部73及びシート振動部74に前記報知動作を実行させる。このとき、スピーカ71による前記報知動作としては警告音の出力が2回行われる。また、シートベルトリトラクタ72による前記報知動作としては前記ベルト部の引き込みと解除が2回行われる。また、ステアリング振動部73による前記報知動作としては前記ステアリングホイールの所定時間の振動が2回行われる。また、シート振動部74による前記報知動作としては前記シートの所定時間の振動が2回行われる。なお、これらの前記報知動作は全てが実行される必要はなく、1つあるいは複数行われても良い。前記報知動作が実行されることによっても、運転者102は、自らの視点位置が観察領域Eの外側にあるために立体表示ができなくなったことを聴覚あるいは触覚を通じて瞬時に把握することができる。また、前記報知動作の回数によって、運転者102は立体表示が可能な視点位置に復帰するために視点を移動するべき方向を瞬時に判断することができる。
In addition, taking the case shown in FIG. 7B as an example, the right eye of the
本実施形態におけるHUD装置200は、前述のHUD装置100の構成にさらに、運転者102の聴覚あるいは触覚を通じた報知動作を実行する報知手段(スピーカ71、シートベルトリトラクタ72、ステアリング振動部73及びシート振動部74)と、前記報知手段を制御する報知制御手段(制御部20)と、を備え、
前記報知制御手段は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて運転者102の左眼あるいは右眼のいずれかが観察領域Eの端部あるいは観察領域Eの外側に達していると判定される場合は、前記報知手段に前記報知動作を実行させることを特徴とする。
The
The notification control means determines that either the left eye or the right eye of the
これによれば、前記報知動作によって、運転者102は自らの視点位置が観察領域Eの端部にあり、これ以上視点位置を移動させると立体表示ができなくなること、あるいは自らの視点位置が観察領域Eの外側にあるために立体表示ができなくなったことを聴覚あるいは触覚を通じて瞬時に把握することができる。また、運転者102の聴覚あるいは触覚を通じた前記報知動作を行うことで、観察領域Eの中央方向を示唆する方向指示画像60W1〜60W4への注意を促すことができ、視点位置の移動に伴う運転者102の煩わしさを軽減することが可能となる。
According to this, by the notification operation, the
また、前記報知手段は、前記報知動作の回数によって前記観察領域の中央方向を示唆する。これによれば、前記報知動作のみによっても、運転者102は立体表示を維持するための方向あるいは立体表示が可能となる方向を瞬時に把握することができ、視点位置の移動に伴う運転者102の煩わしさを軽減することが可能となる。
Further, the notifying means suggests a central direction of the observation region based on the number of the notification operations. According to this, the
また、前記表示制御手段(制御部20)は、表示手段30に方向指示画像60W1〜60W4を点滅表示させ、
前記報知制御手段は、前記報知手段に方向指示画像60W1〜60W4の点滅に同調して前記報知手段を実行させる。
これによれば、方向指示画像60W1〜60W4と同調した前記報知動作を行うことで、観察領域Eの中央方向を示唆する方向指示画像60W1〜60W4への注意を促すことができ、視点位置の移動に伴う運転者102の煩わしさを軽減することが可能となる。
Further, the display control means (control unit 20) causes the display means 30 to blink and display the direction indicating images 60W1 to 60W4,
The notification control unit causes the notification unit to execute the notification unit in synchronization with blinking of the direction indication images 60W1 to 60W4.
According to this, by performing the notification operation in synchronization with the direction indication images 60W1 to 60W4, attention to the direction indication images 60W1 to 60W4 suggesting the central direction of the observation area E can be urged, and the movement of the viewpoint position Therefore, it is possible to reduce the troublesomeness of the
また、HUD装置200は、車両に搭載される立体表示装置であって、
前記報知手段は、前記報知動作として、音声の出力、ステアリングホイールの振動、シートの振動及びシートベルトのベルト部の引き込みのうち少なくともいずれかを実行する。
これによれば、車両の運転者102に対して容易に、また確実に聴覚あるいは触覚を通じた前記報知動作を実行することができる。
The
The notification means performs at least one of voice output, steering wheel vibration, seat vibration, and retracting of the belt portion of the seat belt as the notification operation.
According to this, it is possible to easily and surely execute the notification operation through hearing or tactile sense to the
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更(構成要素の削除を含む)が可能であることはもちろんである。本実施形態は、表示手段30に左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとを2個ずつ(合計4個)並べて表示するものであったが、表示手段30に左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとを1個ずつ表示するものであっても良いし、各3個以上ずつ表示するものであっても良い。また、本実施形態においては立体表示装置として虚像Vを表示するHUD装置100を例に挙げたが、本発明を表示手段の画面を直接視認する立体表示装置に適用しても良い。また、本実施形態のHUD装置100は車両用であったが、本発明を車両用以外の表示装置に適用しても良い。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications (including deletion of constituent elements) can be made without departing from the scope of the invention. In the present embodiment, the left-
本発明は、立体表示装置に利用可能である。 The present invention is applicable to a stereoscopic display device.
100、200 ヘッドアップディスプレイ装置
102 運転者(観察者)
10 撮像部
20 制御部
30 表示手段
40 画像分離手段
50 凹面鏡
60L 左眼用画像
60R 右眼用画像
60W1〜60W4 方向指示画像
71 スピーカ(報知手段)
72 シートベルトリトラクタ(報知手段)
73 ステアリング振動部(報知手段)
74 シート振動部(報知手段)
100, 200 Head-up
DESCRIPTION OF
72 Seat belt retractor (notification means)
73 Steering vibration part (notification means)
74 Seat vibration part (notification means)
Claims (10)
前記左眼用画像と前記右眼用画像とを前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記表示手段に表示された前記左眼用画像と前記右眼用画像とを分離する画像分離手段と、
観察者の視点位置を検出可能な位置検出手段と、を備える立体表示装置であって、
前記表示制御手段は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて前記観察者の左眼あるいは右眼のいずれかが前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像が観察可能な観察領域の端部あるいは前記観察領域の外側に達していると判定される場合は、前記表示手段に前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像のうち前記観察者に観察される画像として前記観察領域の中央方向を示唆する方向指示画像を表示させることを特徴とする立体表示装置。 Display means for displaying the left eye image and the right eye image side by side;
Display control means for causing the display means to display the left-eye image and the right-eye image;
Image separating means for separating the left-eye image and the right-eye image displayed on the display means;
A position detecting means capable of detecting an observer's viewpoint position, and a stereoscopic display device comprising:
The display control unit is configured to display an observation region in which either the left eye or the right eye of the observer can observe the left eye image or the right eye image based on the viewpoint position detected by the position detection unit. If it is determined that the image has reached the end or the outside of the observation area, the display means displays the center of the observation area as an image observed by the observer among the left-eye image or the right-eye image. A stereoscopic display device that displays a direction indication image that suggests a direction.
前記報知手段を制御する報知制御手段と、を備え、
前記報知制御手段は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて前記観察者の左眼あるいは右眼のいずれかが前記観察領域の端部あるいは前記観察領域の外側に達していると判定される場合は、前記報知手段に前記報知動作を実行させることを特徴とする請求項1に記載の立体表示装置。 Informing means for performing an informing operation through the observer's auditory or tactile sense;
Notification control means for controlling the notification means,
The notification control means determines that either the left eye or the right eye of the observer has reached the end of the observation area or the outside of the observation area based on the viewpoint position detected by the position detection means. 2. The stereoscopic display device according to claim 1, wherein the notification unit causes the notification unit to execute the notification operation.
前記報知制御手段は、前記報知手段に前記方向指示画像の点滅に同調して前記報知手段を実行させることを特徴とする請求項4に記載の立体表示装置。 The display control unit causes the display unit to blink the direction indication image,
The stereoscopic display device according to claim 4, wherein the notification control unit causes the notification unit to execute the notification unit in synchronization with blinking of the direction indication image.
前記報知手段は、前記報知動作として、音声の出力、ステアリングホイールの振動、シートの振動及びシートベルトのベルト部の引き込みのうち少なくともいずれかを実行することを特徴とする請求項4に記載の立体表示装置。 A stereoscopic display device mounted on a vehicle,
5. The three-dimensional image according to claim 4, wherein the notification unit executes at least one of voice output, steering wheel vibration, seat vibration, and retracting of a belt portion of the seat belt as the notification operation. Display device.
前記表示手段に表示された前記左眼用画像と前記右眼用画像とを分離する画像分離手段と、
観察者の視点位置を検出可能な位置検出手段と、を備える立体表示装置の表示方法であって、
前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて前記観察者の左眼あるいは右眼のいずれかが前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像が観察可能な観察領域の端部あるいは前記観察領域の外側に達していると判定される場合は、前記表示手段に前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像のうち前記観察者に観察される画像として前記観察領域の中央方向を示唆する方向指示画像を表示させることを特徴とする立体表示装置の表示方法。 Display means for displaying the left eye image and the right eye image side by side;
Image separating means for separating the left-eye image and the right-eye image displayed on the display means;
A position detection means capable of detecting the viewpoint position of the observer, and a display method of a stereoscopic display device comprising:
Based on the viewpoint position detected by the position detecting means, either the left eye or the right eye of the observer can observe the image for the left eye or the image for the right eye, or the observation area. If it is determined that it has reached the outside of the image, a direction indication suggesting a central direction of the observation region as an image observed by the observer among the left-eye image or the right-eye image on the display means A display method for a stereoscopic display device, characterized by displaying an image.
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