JP2014081483A - 多重表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で立体視の時間を短縮することができ、３Ｄ酔いを軽減することができる多重表示装置を提供する。
【解決手段】車載システムに含まれる多重表示装置２００は、両眼視差の原理に基づいて三次元画像の表示を行う３Ｄ表示部２２０、３Ｄ表示制御部２２２からなる立体視表示装置と、二次元表示面に二次元画像の表示を行う２Ｄ表示部２３０、２Ｄ表示制御部２３２からなる二次元表示装置と、ハーフミラー２４０とを備える。ハーフミラー２４０を用いることにより、二次元表示面の位置を立体視表示装置の画面の位置に対して所定の範囲内に設定する。このため、輻輳角や焦点が不安定にならず立体視の定位が安定し、立体視に要する時間を短縮することができるとともに３Ｄ酔いを軽減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、両眼視差の原理を用いて立体視表示を行うようにした多重表示装置に関する。

従来から、立体視表示面と異なる面に多層のバックグラウンドエッジを提示する複数の表示装置を設け、ボリューム感を得るのは立体視表示装置で行い、エッジ部分の空間周波数が高い映像については輻輳調整位置と合焦位置を一致させて多重表示を行うようにした多視点立体ディスプレイ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。多層のバックグラウンドエッジを用いることにより、輻輳調整矛盾を解消することができる。

特開２００８−１５１２１号公報

ところで、上述した特許文献１に開示された多視点立体ディスプレイ装置では、複数調整矛盾を解消するために、層状のバックグラウンドエッジを多視点画像と重ねて表示しており、これにより立体視の時間が短縮でき、いわゆる３Ｄ酔いを軽減することができるが、表示面と観察者の間に集光系アレイや大口径集光系が必要であって、装置が複雑になるという問題があった。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、簡単な構成で立体視の時間を短縮することができ、３Ｄ酔いを軽減することができる多重表示装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の多重表示装置は、両眼視差の原理に基づいて三次元画像の表示を行う立体視表示装置と、二次元表示面に二次元画像の表示を行う二次元表示装置とを備え、二次元表示面の位置を立体視表示装置の画面の位置に対して所定の範囲内に設定している。特に、上述した所定の範囲は、立体視表示装置の画面に対して、一致あるいは近傍の範囲であることが望ましい。

立体視表示装置の画面に対して所定の範囲（具体的には一致あるいは近傍の範囲）内に二次元表示面を配置するだけの簡単な構成により、利用者は、立体視表示装置の固視点を直ちに決めることができる。このため、輻輳角や焦点が不安定にならず立体視の定位が安定し、輻輳調整矛盾によって調整が定まらないことを防止することができ、立体視に要する時間を短縮することができるとともに３Ｄ酔いを軽減することができる。

また、上述した二次元画像は、誘目性の強い画像であることが望ましい。具体的には、上述した立体視表示装置の画面と二次元表示面は、車両の運転席前方に配置されており、誘目性の強い画像は、車両の走行に必須の計器類を示す画像であることが望ましい。また、上述した計器類は、速度計および回転計の少なくとも一方であることが望ましい。また、上述した誘目性の強い画像は、三次元画像に対して、輝度が高い画像、コントラストが大きい画像、彩度が強い画像、目立つ色相の画像、動きのある画像の少なくとも一つであることが望ましい。このような画像は、利用者の視覚に与える印象が強いため立体視表示装置の固視点として適しており、立体視に要する時間をさらに短縮することができる。

また、上述した立体視表示装置は、パララックスバリヤ方式あるいはレンチキュラー方式により三次元画像の表示を行うことが望ましい。このような従来から広く用いられている方式を用いた立体視表示装置を用いることにより、構成をさらに簡略化することができる。

また、上述した立体視表示装置の画面と利用者の視点との間であって利用者の視線に対して傾斜して配置されるハーフミラーをさらに備え、ハーフミラーを用いて生成される二次元表示装置の虚像が二次元画像として用いられることが望ましい。具体的には、上述した立体視表示装置の画面上に虚像を重ねて配置することが望ましい。ハーフミラーを通して生成される虚像を用いて二次元画像を生成することにより、立体視表示装置と離れた位置に二次元表示装置を配置することが可能となり、多重表示装置の細部の構成が複雑化することを防止することができる。

また、上述した立体視表示装置の画面上であって、二次元画像の表示領域以外の領域に、三次元画像の少なくとも一部が表示されることが望ましい。これにより、立体視表示装置の表示領域を確保するとともに、立体視表示装置の固視点を容易に決めることができる。

一実施形態の車載システムの構成を示す図である。 多重表示装置の表示画面の具体例を示す図である。 多重表示装置の表示画面の具体例を示す図である。 多重表示装置の表示画面の具体例を示す図である。

以下、本発明を適用した一実施形態の車載システムについて、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態の車載システムの構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の車載システムは、車載ＢＵＳ１００を介して相互に接続された多重表示装置２００、ナビゲーション装置３００、ＡＶ（オーディオ・ビジュアル）装置４００、エンジン制御ＥＣＵ（電子制御装置）５００を備えている。車載ＢＵＳ１００は、例えばＣＡＮ（controller area network）のプロトコルにしたがって相互に信号の送受信を行うためのものである。なお、ＣＡＮ以外のプロトコルに対応した車載ＢＵＳを用いるようにしてもよい。

多重表示装置２００は、車両の運転席前方に配置された表示部に運転時に必要な各種の情報を表示する。この多重表示装置２００は、車載ＢＵＳコントローラ２１０、システムマイコン２１２、３Ｄ表示部２２０、３Ｄ表示制御部２２２、２Ｄ表示部２３０、２Ｄ表示制御部２３２、ハーフミラー２４０を備えている。

車載ＢＵＳコントローラ２１０は、車載ＢＵＳ１００に接続されており、ＣＡＮプロトコルにしたがった物理的な信号の入出力制御などを行う。システムマイコン２１２は、多重表示装置２００の全体を制御しており、車載ＢＵＳコントローラ２１０および車載ＢＵＳ１００を介して、ナビゲーション装置３００、ＡＶ装置４００、エンジン制御ＥＣＵ５００との間で各種の表示用データの入出力制御を行う。

３Ｄ表示部２２０は、両眼視差の原理（視線の視差分割方式）に基づいて三次元（３Ｄ）画像を表示する表示装置であり、この３Ｄ表示部２２０を駆動する３Ｄ表示制御部２２２とともに立体視表示装置を構成する。３Ｄ表示部２２０の具体的な構成は、採用する方式によって異なっている。例えば、パララックスバリヤ方式により三次元画像の表示を行う場合には、２枚の画像を縦に細長く切断して交互に配置するとともに、その前方に縦長の開口部を有する遮光バリアを配置した構成となる。また、レンチキュラー方式（レンチキュラーレンズ方式）により三次元画像の表示を行う場合には、この遮光バリアに代えてかまぼこ形のレンズを用いた構成となる。

２Ｄ表示部２３０は、二次元（２Ｄ）画像を表示する表示装置であり、この２Ｄ表示部２３０を駆動する２Ｄ表示制御部２３２とともに二次元表示装置を構成する。２Ｄ表示部２３０の具体的な構成は、採用する表示装置の種類によって異なっている。例えば、ＬＣＤ（液晶表示装置）によって二次元画像の表示を行う場合には、２Ｄ表示部２３０として液晶パネルが用いられ、２Ｄ表示制御部２３２としてその駆動を行うＬＣＤ制御部が用いられる。また、ＬＥＤ（発光ダイオード）によって二次元画像の表示を行う場合には、２Ｄ表示部２３０としてＬＥＤが用いられ、２Ｄ表示制御部２３２としてその駆動を行うＬＥＤドライバが用いられる。

ハーフミラー２４０は、３Ｄ表示部２２０の画面と利用者の視点との間であって利用者の視線に対して傾斜して配置されている。２Ｄ表示部２３０は、ハーフミラー２４０の下方に配置されている。このようなハーフミラー２４０の位置および角度を適切に調整することにより、２Ｄ表示部２３０の画面の虚像２４２が二次元画像として用いられ、この虚像２４２が、３Ｄ表示部２２０の画面位置に対して、所定の範囲（具体的には、一致あるいは近傍の範囲（例えば、３Ｄ表示部２２０の画面位置から前方に数ｃｍ以下の範囲））に含まれるように設定されている。

ナビゲーション装置３００は、ＧＰＳ装置やジャイロセンサ、車速センサ等（図示せず）を用いて自車位置を検出しており、地図データを用いて車載システムが搭載された車両の走行を案内するナビゲーション動作を行う。地図データは、ナビゲーション装置３００に備わったハードディスク装置や半導体メモリに格納しておく場合の他、インターネット等を介して地図配信サーバに接続して取得するようにしてもよい。また、ナビゲーション装置３００は、ナビゲーション動作として自車位置周辺の地図を示す三次元画像を生成する。この三次元画像は、車載ＢＵＳ１００を介して多重表示装置２００に送られ、３Ｄ表示制御部２２２の制御によって３Ｄ表示部２２０の画面に表示される。

ＡＶ装置４００は、音楽や映像を含む各種コンテンツを再生する。例えば、ＣＤやＤＶＤからこれらのコンテンツを読み出して再生する場合や、半導体メモリに格納された圧縮オーディオデータや圧縮映像データを読み出して再生する場合、インターネット等を介してコンテンツ配信サーバに接続してコンテンツデータを取得して再生する場合などが考えられる。また、必ずしも、音楽や映像を含むコンテンツの再生を行う必要はなく、音楽のコンテンツのみを再生するようにしてもよい。また、ＡＶ装置４００とともに、あるいは、ＡＶ装置４００に代えて、ＴＶチューナやラジオチューナを用いて放送信号を受信して再生するようにしてもよい。

エンジン制御ＥＣＵ５００は、アクセルペダルの状態や車両の走行負荷状態などに応じてエンジン（図示せず）の制御を行う。また、エンジン制御ＥＣＵ５００は、エンジン回転数と車両の走行速度を示すデータを出力する。これらのデータは、車載ＢＵＳ１００を介して多重表示装置２００に送られる。本実施形態では、車両走行時に表示される速度計とエンジン回転計を表す画像が多重表示装置２００内の２Ｄ表示部２３０に表示される。エンジン制御ＥＣＵ５００から送られてくるエンジン回転数と車両の走行速度を示すデータを受信すると、システムマイコン２１２は、これらのデータに基づいて速度計とエンジン回転計を表す画像を生成する。そして、これらの画像が２Ｄ表示制御部２３２の制御によって２Ｄ表示部２３０の画面に表示される。

本実施形態の車載システムはこのような構成を有しており、次に、多重表示装置２００の２Ｄ表示部２３０に表示する二次元画像の特徴について説明する。二次元画像の望ましい特徴を以下に示す。
（１）二次元画像は、誘目性の強い画像であること。
（２）多重表示装置２００の３Ｄ表示部２２０と２Ｄ表示部２３０が車両の運転席前方に配置されている場合（本実施形態の場合はこれに該当する）には、誘目性の強い画像は、車両の走行に必須の計器類を示す画像であることが望ましい。具体的には、上述したように、この計器類は、速度計および回転計（あるいは、いずれか一方でもよい）が望ましい。
（３）誘目性の強い画像は、三次元画像に対して、輝度が高い画像、コントラストが大きい画像、彩度が強い画像、目立つ色相の画像、動きのある画像の少なくとも一つであること。

図２は、多重表示装置２００の表示画面の具体例を示す図である。図２において、Ａは３Ｄ表示部２２０の画面の範囲を、Ｂは２Ｄ表示部２３０の画面の虚像２４２の範囲をそれぞれ示している。図３には範囲Ａのみを抜き出した状態が、図４には範囲Ｂのみを抜き出した状態が示されている。また、Ａ１は３Ｄ表示部２２０に表示された三次元画像を、Ｂ１、Ｂ２は虚像２４２に含まれる二次元画像をそれぞれ示している。本実施形態では、三次元画像Ａ１として、ナビゲーション装置３００で生成される自車位置周辺の地図を示す三次元画像が用いられる。また、二次元画像Ｂ１、Ｂ２として、エンジン制御ＥＣＵ５００から取得したデータに基づいてシステムマイコン２１２によって生成される速度計、エンジン回転計を示す二次元画像が用いられる。なお、図２では、範囲Ａと範囲Ｂを若干ずらして図示したが、これらの範囲は実際には一致している。

また、本実施形態では、３Ｄ表示部２２０の画面である範囲Ａ（図３）に、２Ｄ表示部２３０の画面の虚像の範囲Ｂを重ねている。しかも、範囲Ｂにおける二次元画像Ｂ１、Ｂ２の表示領域以外の領域（図４に示した例では、二次元画像Ｂ１、Ｂ２に挟まれた領域）に、三次元画像Ａ１（三次元画像Ａ１の一部であってもよい）が表示されている。これにより、三次元画像Ａ１の表示領域を確保するとともに、３Ｄ表示部２２０と３Ｄ表示制御部２２２によって構成される立体視表示装置の固視点を容易に決めることができる。

このように、本実施形態の多重表示装置２００では、３Ｄ表示部２２０の画面に対して所定の範囲（具体的には一致あるいは近傍の範囲）内に２Ｄ表示部２３０の画面（虚像）を配置するだけの簡単な構成により、利用者は、３Ｄ表示部２２０の固視点を直ちに決めることができる。このため、輻輳角や焦点が不安定にならず立体視の定位が安定し、輻輳調整矛盾によって調整が定まらないことを防止することができ、立体視に要する時間を短縮することができるとともに３Ｄ酔いを軽減することができる。

また、二次元画像を、利用者の視覚に与える印象が強い誘目性の強い画像とすることにより、立体視表示装置の固視点として用いることができ、立体視に要する時間をさらに短縮することができる。

また、３Ｄ表示部２２０と３Ｄ表示制御部２２２からなる立体視表示装置は、パララックスバリヤ方式あるいはレンチキュラー方式により三次元画像の表示を行っており、このような従来から広く用いられている方式を用いることにより、構成をさらに簡略化することができる。

また、ハーフミラー２４０を通して生成される虚像を用いて二次元画像を生成することにより、３Ｄ表示部２２０と離れた位置に２Ｄ表示部２３０を配置することが可能となり、多重表示装置２００の細部の構成が複雑化することを防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、三次元画像Ａ１として自車位置周辺の地図を示す三次元画像が用いられ、二次元画像Ｂ１、Ｂ２として速度計、エンジン回転計を示す二次元画像が用いられているが、これら以外の画像を組み合わせるようにしてもよい。例えば、ＡＶ装置４００によって生成される操作画面を三次元画像Ａ１として用いるようにしてもよい。また、車両の走行に必須か否かに関係なく、三次元画像Ａ１に対して、輝度が高い画像、コントラストが大きい画像、彩度が強い画像、目立つ色相の画像、動きのある画像などを二次元画像Ｂ１、Ｂ２（どちらか一方を省略してもよい）として用いるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、車載システムに含まれる多重表示装置に本発明を適用したが、両眼視差の原理に基づいて生成される三次元画像と二次元画像を組み合わせる場合であれば車載システム以外についても本発明を適用することができる。例えば、映画等の三次元画像を再生する家庭用の映像再生システムなどに本発明を適用してもよい。

上述したように、本発明によれば、立体視表示装置の画面に対して所定の範囲内に二次元表示面を配置するだけの簡単な構成により、利用者は、立体視表示装置の固視点を直ちに決めることができる。このため、輻輳角や焦点が不安定にならず立体視の定位が安定し、輻輳調整矛盾によって調整が定まらないを防止することができ、立体視に要する時間を短縮することができるとともに３Ｄ酔いを軽減することができる。

１００ 車載ＢＵＳ
２００ 多重表示装置
２１０ 車載ＢＵＳコントローラ
２１２ システムマイコン
２２０ ３Ｄ表示部
２２２ ３Ｄ表示制御部
２３０ ２Ｄ表示部
２３２ ２Ｄ表示制御部
２４０ ハーフミラー
２４２ 虚像
３００ ナビゲーション装置
４００ ＡＶ装置
５００ エンジン制御ＥＣＵ

Claims (10)

1. 両眼視差の原理に基づいて三次元画像の表示を行う立体視表示装置と、
   二次元表示面に二次元画像の表示を行う二次元表示装置と、
   を備え、前記二次元表示面の位置を前記立体視表示装置の画面の位置に対して所定の範囲内に設定することを特徴とする多重表示装置。
2. 請求項１において、
   前記所定の範囲は、前記立体視表示装置の画面に対して、一致あるいは近傍の範囲であることを特徴とする多重表示装置。
3. 請求項１または２において、
   前記二次元画像は、誘目性の強い画像であることを特徴とする多重表示装置。
4. 請求項３において、
   前記立体視表示装置の画面と前記二次元表示面は、車両の運転席前方に配置されており、
   前記誘目性の強い画像は、車両の走行に必須の計器類を示す画像であることを特徴とする多重表示装置。
5. 請求項４において、
   前記計器類は、速度計および回転計の少なくとも一方であることを特徴とする多重表示装置。
6. 請求項３〜５のいずれかにおいて、
   前記誘目性の強い画像は、前記三次元画像に対して、輝度が高い画像、コントラストが大きい画像、彩度が強い画像、目立つ色相の画像、動きのある画像の少なくとも一つであることを特徴とする多重表示装置。
7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、
   前記立体視表示装置は、パララックスバリヤ方式あるいはレンチキュラー方式により三次元画像の表示を行うことを特徴とする多重表示装置。
8. 請求項１〜７のいずれかにおいて、
   前記立体視表示装置の画面と利用者の視点との間であって利用者の視線に対して傾斜して配置されるハーフミラーをさらに備え、
   前記ハーフミラーを用いて生成される前記二次元表示装置の虚像が前記二次元画像として用いられることを特徴とする多重表示装置。
9. 請求項１〜８のいずれかにおいて、
   前記立体視表示装置の画面上に前記虚像を重ねて配置することを特徴とする多重表示装置。
10. 請求項８または９において、
    前記立体視表示装置の画面上であって、前記二次元画像の表示領域以外の領域に、前記三次元画像の少なくとも一部が表示されることを特徴とする多重表示装置。

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