JP2014150304A - Display device and display method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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 display device and a display method thereof.
従来の自動車等の車両の運転者に情報を表示する表示装置として、いわゆるヘッドアップディスプレイ装置(以下、HUD装置という)が知られている。HUD装置は、液晶表示パネル等の表示手段に表示される表示像をウィンドシールドなどの被投影手段に投影し、運転者に表示像の虚像を視認させるものである。 A so-called head-up display device (hereinafter referred to as a HUD device) is known as a display device that displays information to a driver of a vehicle such as a conventional automobile. The HUD device projects a display image displayed on a display unit such as a liquid crystal display panel onto a projection target unit such as a windshield so that a driver can visually recognize a virtual image of the display image.
HUD装置においては、被投影手段や凹面鏡などの光学系によって表示像を拡大することによって表示像に歪みが発生する。表示像が歪むと視認性が低下するため、表示像をあらかじめ逆に変形させて歪みを補正する技術が知られている(例えば特許文献1参照)。 In the HUD device, a display image is distorted by enlarging the display image by an optical system such as a projection target or a concave mirror. Since the visibility decreases when the display image is distorted, a technique for correcting the distortion by deforming the display image in advance reversely is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に開示される技術は、表示像の水平方向の歪みを補正するものであるが、奥行き方向に生じる歪みを補正することができず、視認性を低下させるという問題点があった。
However, the technique disclosed in
そこで本発明は、前記問題点を解消し、表示像の奥行き方向の歪みを補正し、視認性を向上させることが可能な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。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a display device and a display method thereof that can solve the above-described problems, correct distortion in the depth direction of a display image, and improve visibility.
本発明は、前記課題を解決するために、前記左眼用画像と前記右眼用画像と含む表示画像を表示する表示手段と、前記表示画像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表示画像を前記左眼用画像と前記右眼用画像とに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、前記表示画像を被投影部材に投影する表示装置であって、
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被投影部材に投影されたときの前記表示画像の奥行き方向の歪みを補正するべく前記左眼用画像と前記右眼用画像との間のずれ量を補正することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a display unit that displays a display image including the left-eye image and the right-eye image, a display control unit that displays the display image on the display unit, Image display means for separating the display image displayed on the display means into the image for the left eye and the image for the right eye, and a position detection means capable of detecting the viewpoint position of the observer, the display image A projection device for projecting onto a projection member,
The display control unit is configured to correct the distortion in the depth direction of the display image when projected onto the projection member based on the viewpoint position detected by the position detection unit, and the left eye image and the right eye. It is characterized in that the amount of deviation from the image for use is corrected.
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を含む表示画像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示された前記表示画像を前記左眼用画像と前記右眼用画像とに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、前記表示画像を被投影部材に投影する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被投影部材に投影したときの前記表示画像の奥行き方向の歪みを補正するべく前記左眼用画像と前記右眼用画像との間のずれ量を補正することを特徴とする。
In order to solve the above problem, the present invention provides a display unit that displays a display image including a left-eye image and a right-eye image, and the display image displayed on the display unit is the left-eye image. A display device display method comprising: an image separation unit that separates the right-eye image; and a position detection unit that is capable of detecting an observer's viewpoint position, and projects the display image onto a projection member.
Deviation between the left-eye image and the right-eye image to correct distortion in the depth direction of the display image when projected onto the projection member based on the viewpoint position detected by the position detection means It is characterized by correcting the amount.
本発明は、所期の目的を達成することができ、表示像の奥行き方向の歪みを補正し、視認性を向上させることが可能となる。 The present invention can achieve the intended purpose, correct distortion in the depth direction of the display image, and improve visibility.
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, an 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(表示画像)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、両画像のずれ(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。
When the left-eye image light enters the left eye and the right-eye image enters the right eye of the display light L, 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、前記合成画像を作成するための画像処理を行う回路を使用して、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や後述する視差補正パラメータなど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。
Next, viewpoint detection processing and image display control in the
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。
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、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。このとき、CPU21は、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、左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとのずれ量を補正し、また、水平方向の歪みを補正する。そして、CPU21は、補正した左眼用画像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て前記合成画像を生成する。なお、左眼用画像60L及び右眼用画像60Rの補正方法については後で詳述する。
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、左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとを並べて表示させる。
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を用いて左眼用画像60L及び右眼用画像60Rの補正方法の一例を説明する。
Next, an example of a correction method for the left-
まず、CPU21は、ステップS11において、ステップS2で算出した左眼視点位置及び右眼視点位置から視点角度を算出する。具体的には、虚像Vの焦点面からの垂線を基準として、視点位置の中心(左眼視点位置と右眼視点位置との中心)と虚像Vの焦点面からの垂線とのなす水平方向の角度を視点角度として算出する。
First, in step S11, the
次に、CPU21は、ステップS12において、ステップS11で算出した視点角度に対応する視差補正パラメータを取得する。視差補正パラメータは、例えば図7に示すように、複数の視点角度に応じて複数設定され、ROM22に保存されるものである。図7においては、視点角度60°、30°、0°、−30°、−60°の5つの視点角度に対して視差補正パラメータRP1〜RP5の5つの視差補正パラメータが設定されている。なお、本実施形態では5つの視点角度を等間隔で設けてあるが、視点角度の設定数及び間隔は任意である。複数設定される視差補正パラメータRP1〜RP5の各々は、図8に示すように、左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとにそれぞれ設定される複数の対応点の表示手段30の表示面上のx軸(横軸)方向の位置とy軸(縦軸)方向の位置を示す値(原点からのドット数)を有する。なお、対応点とは、左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとで同一あるいは近似すると判断されるドットを示す。図8においては各視差補正パラメータRP1〜RP5に1番〜9番の9つの対応点のx軸方向の値とy軸方向の値と設定した例を示しているが、対応点の数は任意である。
Next, in step S12, the
各視差補正パラメータRP1〜RP5は、左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとによる立体視を可能とするべく、左眼用画像60Lの各対応点と右眼用画像60Rの各対応点との間に所定のずれ量(視差量)が設定されている。この左眼用画像60Lの各対応点と右眼用画像60Rの各対応点との間のずれ量によって、立体像の飛び出し量(あるいは奥行き量)が決定される。立体像の虚像Vの焦点面からの飛び出し量は、下記式1によって求められる。
(式1)
立体像の飛び出し量=(左右の対応点のずれ量)/(左右の対応点のずれ量)+瞳孔間隔)×虚像Vの焦点面までの距離
また、立体像の虚像Vの焦点面からの奥行き量は、下記式2によって求められる。
(式2)
立体像の奥行き量=(左右の対応点のずれ量)/(左右の対応点のずれ量−瞳孔間隔)×虚像Vの焦点面までの距離
図9は、左眼用画像60Lの対応点70Lと右眼用画像60Rの対応点70Rとの間のずれと立体像Fの飛び出しあるいは奥行きとの関係を示すものである。なお、図9は虚像Vを上から見た状態を示し、図9の下側が手前側(運転者102側)を示し、上側が奥行き側(前方側)を示す。虚像Vの焦点面Gに対して手前に飛び出した立体像Fを得る場合には、図9(a)に示すように、右眼用画像60Rの対応点70Rに対して左眼用画像60Lの対応点70Lをx軸方向の右側にずらして右方向の視差を設ける。これに対し、虚像Vの焦点面Gに対して奥行きを持った立体像Fを得る場合には、図9(b)に示すように、右眼用画像60Rの対応点70Rに対して左眼用画像60Lの対応点70Lをx軸方向の向かって左側にずらして左方向の視差を設ける。なお、図9(c)に示すように、右眼用画像60Rの対応点70Rと左眼用画像60Lの対応点70Lとが一致する場合は虚像Vの焦点面G上に立体像Fが形成される。
The parallax correction parameters RP1 to RP5 are respectively the corresponding points of the left-
(Formula 1)
3D image projection amount = (deviation amount of left and right corresponding points) / (deviation amount of left and right corresponding points) + pupil interval) × distance to the focal plane of the virtual image V Also, from the focal plane of the virtual image V of the stereoscopic image The depth amount is obtained by the
(Formula 2)
3D depth amount = (deviation amount between left and right corresponding points) / (deviation amount between left and right corresponding points−pupil interval) × distance to the focal plane of virtual image V FIG. 9
さらに、各視差補正パラメータRP1〜RP5は、対応する視点角度に応じて生じる虚像Vの奥行き方向の歪みを補正するべく、左眼用画像60Lの各対応点と右眼用画像60Rの各対応点との間のずれ量が調整されている。虚像Vは、凹面鏡50による像の拡大やウィンドシールド101の形状等によって、ウィンドシールド101に表示光Lを投影したときに視点角度の変化に伴って異なる奥行き方向の歪みが生じる。図10は、虚像Vの奥行き方向の歪みの一例を示すものである。なお、図10は虚像Vを上から見た状態を示し、図10の下側が手前側(運転者102側)を示し、上側が奥行き側(前方側)を示す。奥行き方向の歪みとしては、領域V1で示すように虚像Vが焦点面Gよりも手前に出るような歪みと、領域V2で示すように虚像Vが焦点面Gよりも奥行き側に位置するような歪みとがある。例えば、図9(a)に示したように虚像Vのうち手前に飛び出した立体像Fを得る個所に奥行き方向の歪みが生じると、手前側への歪みが生じる場合は立体像Fの飛び出し量が設定よりも大きくなり、奥行き側への歪みが生じる場合は立体像Fの飛び出し量が設定よりも小さくなり、いずれも立体像Fの視認性が低下する。また、飛び出し量が過度に大きくなる場合には立体視が得られない場合もある。これに対し、各視差補正パラメータRP1〜RP5は、虚像Vの奥行き方向の歪み補正として、手前側への歪みが生じる個所においては、手前側と反対側、すなわち立体像に奥行きを持たせる視差を左眼用画像60Lの対応点と右眼用画像60Rの対応点との間のずれ量に付加する。具体的には、例えば左眼用画像60Lの対応点のx軸方向の値を手前側の歪みに応じた量だけx軸方向の左側にずらした値として右眼用画像60Rの対応点に対して左方向のずれ量を付加する。また、虚像Vの奥行き方向の歪み補正として、奥行き側への歪みが生じる個所においては、奥行き側と反対側、すなわち立体像を手前に飛び出させる視差を左眼用画像60Lの対応点と右眼用画像60Rの対応点との間のずれ量に付加する。具体的には、例えば左眼用画像60Lの対応点のx軸方向の値を奥行き側の歪みに応じた量だけx軸方向の向かって右側にずらした値として右眼用画像60Rの対応点に対して右方向のずれ量を付加する。なお、虚像Vの奥行き方向の歪み補正として、右眼用画像60Rの対応点におけるx軸方向の値を調整してもよい。右眼用画像60Rの対応点によるずれ量の補正を行う場合、手前側への歪みが生じる個所においては、具体的には、右眼用画像60Rの対応点のx軸方向の値を手前側の歪みに応じた量だけx軸方向の向かって右側にずらした値として左眼用画像60Lの対応点に対して右方向のずれ量を付加する。また、奥行き側への歪みが生じる個所においては、具体的には、右眼用画像60Rの対応点のx軸方向の値を奥行き側の歪みに応じた量だけx軸方向の向かって左側にずらした値として左眼用画像60Lの対応点に対して左方向のずれ量を付加する。
Furthermore, the parallax correction parameters RP1 to RP5 are respectively corresponding points of the left-
各視差補正パラメータRP1〜RP5は、ルックアップテーブルとしてROM22に保存され、CPU21は算出された視点角度に基づいてROM22から視差補正パラメータRP1〜RP5を取得する。なお、視点角度が視差補正パラメータRP1〜RP5と対応しない値である場合(例えば視点角度が−50°の場合)は、その前後の視点角度に対応する視差補正パラメータRP1〜RP5を取得して両者の間の補間処理を行い、補間処理によって算出された視点角度に対応する視差補正パラメータを取得してもよい。一例として、視差補正パラメータRPnと視差補正パラメータRPn+1との中点を補間された視差補正パラメータRP’として取得する場合、視差補正パラメータRP’の右眼用画像60Rのm番の対応点のx軸方向の値xR’mとy軸方向の値yR’mとは以下の(式3)で求められる。
(式3)
xR’m=(xRnm−xRn+1m)/2
yR’m=(yRnm−yRn+1m)/(xRnm−xRn+1m)×xR’m+yRnm
なお、xRnmとyRnmは、それぞれ視差補正パラメータRPnにおける右眼用画像60Rのm番の対応点のx軸方向の値とy軸方向の値を示し、xRn+1mとyRn+1mは、それぞれ視差補正パラメータRPn+1における右眼用画像60Rのm番の対応点のx軸方向の値とy軸方向の値を示す。なお、視差補正パラメータRP’の左眼用画像60Lのm番の対応点のx軸方向の値xL’mとy軸方向の値yL’mも同様にして算出することができる。
また、補間関数として用いる多項式には、代表的なものとして線形補間のほかに、3次補間やラグランジュ補間、スプライン補間などがあるが、いずれを使用して補間処理を行っても良い。また、歪みが大きい個所に位置する対応点について補間処理に使用する補間関数に高次の多項式を用い、歪みが小さい個所に位置する対応点について補間処理に使用する補間関数により低次の多項式を用いるなど、多項式を対応点毎に変更してもよい。高次の多項式は計算量が増えるものの、歪みの補正精度は向上する。一方、低次の多項式は歪みの補正精度は低いが、計算量が少ない。両者を対応点によって使い分けることで、歪みの補正精度と計算速度の向上を両立させることができる。
The parallax correction parameters RP1 to RP5 are stored in the
(Formula 3)
xR′m = (xRnm−xRn + 1m) / 2
yR′m = (yRnm−yRn + 1m) / (xRnm−xRn + 1m) × xR′m + yRnm
Note that xRnm and yRnm respectively indicate the value in the x-axis direction and the value in the y-axis direction of the m-th corresponding point of the right-
In addition to linear interpolation, there are three types of polynomials used as an interpolation function, such as cubic interpolation, Lagrangian interpolation, and spline interpolation. Any of them may be used for interpolation processing. In addition, a high-order polynomial is used for the interpolation function used for the interpolation process for the corresponding point located at the location where the distortion is large, and a low-order polynomial is used for the corresponding point located for the location where the distortion is small for the interpolation process. For example, the polynomial may be changed for each corresponding point. Although higher-order polynomials require more computation, distortion correction accuracy is improved. On the other hand, low-order polynomials have a low distortion correction accuracy but a small amount of calculation. By properly using the two according to the corresponding points, both the distortion correction accuracy and the calculation speed can be improved.
次に、CPU21は、ステップS13において、ステップS12で取得した(補間処理により取得した場合も含む)視差補正パラメータRP1〜RP5に基づいて、左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとの視差を補正する。具体的には、視差補正パラメータRP1〜RP5として取得した各対応点のx軸方向の値とy軸方向の値とに基づいて各対応点を移動させる。また、各対応点の移動に伴って画素の欠落が生じる場合には画像補間を行う。
Next, in step S13, the
次に、CPU21は、ステップS14において、ステップS13で視差補正した左眼用画像と右眼用画像とをそれぞれ所定個数の略三角形状に分割し、これらを水平方向の歪みを補正する歪み補正パラメータ(ROM22に記憶される)に基づいて作成された三角パッチにテクスチャマッピングによって貼り付ける。なお、テクスチャマッピングはCPU21の画像処理を行う回路に実装されている機能を用いても良いし、ソフトウェアとして実装されている機能であってもよい。
Next, in step S14, the
CPU21は、ステップS11〜S14を実行することで左眼用画像60L及び右眼用画像60Rの補正を実行する。
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とを含む合成画像を表示する表示手段30と、前記合成画像を表示手段30に表示させる表示制御手段(制御部20)と、表示手段30に表示された前記合成画像を左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとに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、前記合成画像をウィンドシールド101に投影する表示装置であって、
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ウィンドシールド101に投影されたときの前記合成画像(虚像V)の奥行き方向の歪みを補正するべく左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとの間のずれ量を補正することを特徴とする。
The
The display control means includes a left-
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ウィンドシールド101に投影されたときの前記合成画像(虚像V)の奥行き方向の歪みを補正するべく左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとの間のずれ量を補正することを特徴とする。
Further, the display method of the
これによれば、従来は立体視のみを目的として設定される左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとの間のずれ量によって虚像Vの奥行き方向の歪みを相殺することによって、表示像の奥行き方向の歪みを補正することができ、視認性を向上させることが可能となる。
According to this, the distortion in the depth direction of the virtual image V is canceled by the amount of shift between the left-
また、本実施形態におけるHUD装置100は、運転者102の視点角度に応じた左眼用画像60Lと右眼用画像60Rとの間のずれ量の視差補正パラメータRP1〜RP5を記憶するROM22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の視点角度を算出し、算出した視点角度に応じた視差補正パラメータRP1〜RP5をROM22より取得し、取得した視差補正パラメータRP1〜RP5に基づいて左眼用画像60Lと右眼用画像60Rと間のずれ量を補正することを特徴とする。
In addition, the
The display control unit calculates the viewpoint angle 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の視点角度を算出し、算出した視点角度に応じた視差補正パラメータRP1〜RP5をROM22より取得し、取得した視差補正パラメータRP1〜RP5に基づいて左眼用画像60Lと右眼用画像60Rと間のずれ量を補正することを特徴とする。
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視点角度に応じて表示像の奥行き方向の歪みを補正することができ、視認性を向上させることが可能となる。
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、算出した前記視点角度に応じて複数の前記補正パラメータ間の補間処理を行うことを特徴とする。
In the
また、HUD装置100の表示方法は、算出した前記視点角度に応じて複数の前記補正パラメータ間の補間処理を行うことを特徴とする。
Further, the display method of the
これによれば、ROM22に記憶するデータ量を低減して記憶部を大型化させることなく精度の高い奥行き方向の歪み補正が可能となる。
According to this, it is possible to perform distortion correction in the depth direction with high accuracy without reducing the amount of data stored in 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の分割画像と右眼用画像60Rの分割画像とを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、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の表示位置とを変更し、運転者102の視点位置が移動しても立体視が維持されるようにしてもよい。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、本発明を表示手段からの表示像を反射スクリーン(被投影部材)や透過スクリーン(被投影部材)に投影して実像を視認させる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, two divided images of the
本発明は、表示装置に利用可能である。 The present invention is applicable to a display device.
100 ヘッドアップディスプレイ装置
101 ウィンドシールド(被投影部材)
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
100 Head-up
102 Driver (observer)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記表示画像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表示画像を前記左眼用画像と前記右眼用画像とに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、前記表示画像を被投影部材に投影する表示装置であって、
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被投影部材に投影されたときの前記表示画像の奥行き方向の歪みを補正するべく前記左眼用画像と前記右眼用画像との間のずれ量を補正することを特徴とする表示装置。 Display means for displaying a display image including a left-eye image and a right-eye image;
Display control means for displaying the display image on the display means;
Image separation means for separating the display image displayed on the display means into the left-eye image and the right-eye image;
A position detecting means capable of detecting an observer's viewpoint position, and projecting the display image onto a projection target member,
The display control unit is configured to correct the distortion in the depth direction of the display image when projected onto the projection member based on the viewpoint position detected by the position detection unit, and the left eye image and the right eye. A display device that corrects a deviation amount from an image for use.
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視点角度を算出し、算出した視点角度に応じた前記補正パラメータを前記記憶部より取得し、取得した前記補正パラメータに基づいて前記左眼用画像と前記右眼用画像と間のずれ量を補正することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 A storage unit that stores a correction parameter for a shift amount between the left-eye image and the right-eye image according to the viewpoint angle of the observer;
The display control unit calculates a viewpoint angle of the observer based on the viewpoint position detected by the position detection unit, acquires the correction parameter corresponding to the calculated viewpoint angle from the storage unit, and acquires the acquired The display device according to claim 1, wherein a shift amount between the left-eye image and the right-eye image is corrected based on a correction parameter.
前記表示手段に表示された前記表示画像を前記左眼用画像と前記右眼用画像とに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、前記表示画像を被投影部材に投影する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被投影部材に投影したときの前記表示画像の奥行き方向の歪みを補正するべく前記左眼用画像と前記右眼用画像との間のずれ量を補正することを特徴とする表示装置の表示方法。 Display means for displaying a display image including a left-eye image and a right-eye image;
Image separation means for separating the display image displayed on the display means into the left-eye image and the right-eye image;
A position detection means capable of detecting a viewer's viewpoint position, and a display device display method for projecting the display image onto a projection target member,
Deviation between the left-eye image and the right-eye image to correct distortion in the depth direction of the display image when projected onto the projection member based on the viewpoint position detected by the position detection means A display method for a display device, wherein the amount is corrected.
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視点角度を算出し、算出した視点角度に応じた前記補正パラメータを前記記憶部より取得し、取得した前記補正パラメータに基づいて前記左眼用画像と前記右眼用画像と間のずれ量を補正することを特徴とする請求項4に記載の表示装置の表示方法。 A storage unit that stores a correction parameter for a shift amount between the left-eye image and the right-eye image according to the viewpoint angle of the observer;
The viewpoint angle of the observer is calculated based on the viewpoint position detected by the position detection unit, the correction parameter corresponding to the calculated viewpoint angle is acquired from the storage unit, and the correction parameter is acquired based on the acquired correction parameter. The display device display method according to claim 4, wherein a shift amount between the left-eye image and the right-eye image is corrected.
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