JP4101434B2 - 透過制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体映像を観察するための立体表示システムに関するものである。
また、本発明は、光源から入射される光の透過を制御する透過制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、いわゆる偏光方式の立体テレビジョンを観察する場合、観察者は、偏光フィルタが貼られた眼鏡（以後、「偏光眼鏡」と称する。）を装着する。一方、いわゆる時分割方式の立体テレビジョンを観察する場合、観察者は、液晶やＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛ランタン）によるシャッタを有する眼鏡（以後、「シャッタ眼鏡」と称する。）を装着する。
【０００３】
また、自動車のような車両を運転する際に太陽光のような光が真正面から入射する場合、一般的にはサンバイザーによって光を遮っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、偏光眼鏡又はシャッタ眼鏡を装着した状態で他の作業を行うと、偏光によって周辺が暗く見え又はシャッタによってフリッカが発生するので、観察者は、偏光眼鏡又はシャッタ眼鏡を取り外した後に他の作業を行う必要がある。
【０００５】
車両を運転する際にサンバイザーによって光を遮った場合、上方の視野が遮られるという不都合がある。また、太陽の高度が低いときや、後方の太陽光を前方の車両のリアガラスが反射しているときには、サンバイザーによって太陽光やその反射光を十分に遮ることができないという不都合がある。
【０００７】
本発明の目的は、車両を運転する際に上方の視野を遮られることなく太陽光のような入射光を十分に遮ることができる透過制御装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１の態様の透過制御装置は、外部の光源から車両内に入射する光の量を、透過率が可変のフロントガラスを用いて制御する透過制御装置であって、
前記車両に設けられ、車両の位置座標を基準にした前記光源からの入射方向を検出する第１検出手段と、
前記車両の運転者の視線方向を検出する第２の検出手段から得られる第２の視線方向の情報と、前記第１検出手段から得られる第１の視線方向の情報とを入力して、前記第１の視線方向が前記第２の視線方向に向けられているか否かを判断し、前記第１の視線方向が前記第２の視線方向に向けられていると判断する場合には、前記フロントガラスにおける透過率を当該外部の光源から入射する光を遮るように制御する制御手段とを備え、
前記第２の検出手段は、
前記車両の運転者に用いられ、前記車両の運転者の視線方向の視野を観察する、偏光フィルタ又はシャッタからなる観察手段と、
前記観察手段に設けられ、前記運転者の眼球に赤外光を照射する照射手段と、
前記観察手段に設けられ、前記運転者の眼球における該赤外光の反射率の変化から前記運転者の視線方向を検出する視線検出手段とを有している、ことを特徴とする。
【００１０】
本発明による第２の態様の透過制御装置は、外部の光源から車両内に入射する光の量を、フロントガラスに貼られた透過率が可変の透過率可変フィルタを用いて制御する透過制御装置であって、
前記車両に設けられ、車両の位置座標を基準にした前記光源からの入射方向を検出する第１検出手段と、
前記車両の運転者の視線方向を検出する第２の検出手段から得られる第２の視線方向の情報と、前記第１検出手段から得られる第１の視線方向の情報とを入力して、前記第１の視線方向が前記第２の視線方向に向けられているか否かを判断し、前記第１の視線方向が前記第２の視線方向に向けられていると判断する場合には、前記透過率可変フィルタを当該外部の光源から入射する光を遮るように制御する制御手段とを備え、
前記第２の検出手段は、
前記車両の運転者に用いられ、前記車両の運転者の視線方向の視野を観察する、偏光フィルタ又はシャッタからなる観察手段と、
前記観察手段に設けられ、前記運転者の眼球に赤外光を照射する照射手段と、
前記観察手段に設けられ、前記運転者の眼球における該赤外光の反射率の変化から前記運転者の視線方向を検出する視線検出手段とを有している。
【００１４】
また、車両に適用した場合、車両を運転する際に太陽光のような光が真正面から入射しても、上方の視野を遮られることなく太陽光のような入射光を十分に遮ることができる。この場合、前記変更手段を、例えば、フロントガラス又は透過率可変フィルタを設けたフロントガラスとする。
【００１６】
本発明による透過制御装置によれば、車両に適用した場合、上方の視野を遮られることなく太陽光のような入射光を十分に遮ることができる。また、光源の向きだけでなく観察者の視線方向も考慮するので、観察者の観察状態を更に正確に判断することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明による立体表示システム及び透過制御装置の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明による立体表示システムの第１の実施の形態を説明するための図である。図１Ａに示すように、この立体表示システムは、偏光眼鏡１と、ディスプレイ方向検出装置２と、偏光制御装置３とを具える。
【００１８】
偏光眼鏡１は、観察者によって装着され、立体テレビジョンのディスプレイ４を撮影するカメラ５を有する。ディスプレイ方向検出装置２は、撮影した画像に基づいて、偏光眼鏡１に対するディスプレイ４の座標を計算する。偏光制御装置３は、観察者の視線方向Ｘ１がディスプレイ４への方向にほぼ一致する、すなわち、観察者がディスプレイ４を観察する場合には、斜線で示すように偏光眼鏡１を偏光状態にする（図１Ｂ）。それに対して、観察者の視線方向Ｘ１がディスプレイ４への方向に一致しない、すなわち、観察者がディスプレイ４を観察しない場合、偏光制御装置３は、偏光眼鏡１を、偏光のかかっていない状態にする（図１Ｃ）。なお、偏光制御装置３は、観察者がディスプレイ４を観察しているか否かの判断をディスプレイ４の座標に基づいて行っている。
【００１９】
本実施の形態によれば、観察者が立体テレビジョンを観察していない場合、従来の偏光眼鏡を装着したときよりも明るい視野を確保することができ、その結果、観察者が偏光眼鏡を装着した状態で他の作業を行うことができるようになる。さらに、眼の疲労が軽減し、かつ、偏光眼鏡を掛けていることによって発生するおそれのある事故を回避することができる。
【００２０】
図２は、本発明による立体表示システムの第２の実施の形態を説明するための図である。図２Ａに示すように、この立体表示システムは、偏光眼鏡１１と、ディスプレイ方向検出装置１２と、視線検出装置１３と、偏光制御装置１４とを具える。
【００２１】
偏光眼鏡１１も、観察者によって装着され、立体テレビジョンのディスプレイ１５を撮影するカメラ１６を有する。ディスプレイ方向検出装置１２は、撮影した画像に基づいて、偏光眼鏡１１に対するディスプレイ１５の座標を計算する。視線検出装置１３は、観察者の視線方向Ｘ２の座標を検出する。
【００２２】
偏光制御装置１４は、観察者の視線方向Ｘ２がディスプレイ１５への方向にほぼ一致する、すなわち、観察者がディスプレイ１５を観察する場合には、ディスプレイ１５の座標及び観察者の視線方向Ｘ２の座標に基づいて、斜線で示すように観察位置のみを偏光状態にする（図２Ｂ）。これによって、ディスプレイ１５の観察中にもかかわらず、ディスプレイ１５の周辺の視野は、従来の偏光眼鏡を装着したときよりも明るい視野を確保することができる。
【００２３】
それに対して、観察者の視線方向Ｘ２がディスプレイ１５への方向に一致しない、すなわち、観察者がディスプレイ１５を観察しない場合、偏光制御装置１４は、偏光眼鏡１１を、偏光のかかっていない状態にする（図２Ｃ）。
【００２４】
本実施の形態によれば、立体テレビジョンの観察状態に関係なく、従来の偏光眼鏡を装着したときによりも明るい視野を確保することができ、その結果、観察者が偏光眼鏡を装着した状態で他の作業を行うことができるようになる。さらに、眼の疲労が軽減し、かつ、偏光眼鏡を掛けていることによって発生するおそれのある事故を回避することができる。
【００２５】
図３は、本発明による立体表示システムの第３の実施の形態を説明するための図である。図３Ａに示すように、この立体表示システムは、液晶シャッタ眼鏡２１と、ディスプレイ方向検出装置２２と、液晶シャッタ制御装置２３とを具える。
【００２６】
液晶シャッタ眼鏡２１は、観察者によって装着され、立体テレビジョンのディスプレイ２４を撮影するカメラ２５を有する。ディスプレイ方向検出装置２２は、撮影した画像に基づいて、液晶シャッタ眼鏡２１に対するディスプレイ２４の座標を計算する。液晶シャッタ制御装置２３は、観察者の視線方向Ｘ３がディスプレイ２４への方向にほぼ一致する、すなわち、観察者がディスプレイ２４を観察する場合には、液晶シャッタ眼鏡２１を動作させ、その左右の液晶シャッタのうちのいずれか一方を、斜線で示すようにシャッタ制御信号によって閉状態にする。（図３Ｂ）。それに対して、観察者の視線方向Ｘ３がディスプレイ４への方向に一致しない、すなわち、観察者がディスプレイ２４を観察しない場合、液晶シャッタ制御装置２３は、液晶シャッタ眼鏡２１の左右の液晶シャッタをいずれも開状態にする。（図３Ｃ）。なお、液晶シャッタ制御装置２３は、観察者がディスプレイ２４を観察しているか否かの判断をディスプレイ２４の座標に基づいて行っている。
【００２７】
本実施の形態によれば、観察者が立体テレビジョンを観察してない場合、従来の液晶シャッタ眼鏡を装着したときによりも明るい視野を確保することができ、その結果、観察者が液晶シャッタ眼鏡を装着した状態で他の作業を行うことができるようになる。さらに、眼の疲労が軽減し、かつ、液晶シャッタ眼鏡を掛けていることによって発生するおそれのある事故を回避することができる。
【００２８】
図４は、本発明による立体表示システムの第４の実施の形態を説明するための図である。図４Ａに示すように、この立体表示システムは、液晶シャッタ眼鏡３１と、ディスプレイ方向検出装置３２と、視線検出装置３３と、液晶シャッタ制御装置３４とを具える。
【００２９】
液晶シャッタ眼鏡３１も、観察者によって装着され、立体テレビジョンのディスプレイ３５を撮影するカメラ３６を有する。ディスプレイ方向検出装置３２は、撮影した画像に基づいて、液晶シャッタ眼鏡３１に対するディスプレイ３５の座標を計算する。視線検出装置３３は、観察者の視線方向Ｘ４の座標を検出する。
【００３０】
液晶シャッタ制御装置３４は、観察者の視線方向Ｘ４がディスプレイ３５への方向にほぼ一致する、すなわち、観察者がディスプレイ３５を観察する場合には、液晶シャッタ眼鏡３１を動作させ、ディスプレイ３５の座標及び観察者の視線方向Ｘ２の座標に基づいて、斜線で示すように観察位置のみをシャッタ制御信号によって閉状態にする（図３Ｂ）。これによって、ディスプレイ３５の観察中にもかかわらず、ディスプレイ３５の周辺の視野は、従来の液晶シャッタ眼鏡を装着したときよりも明るい視野を確保することができる。
【００３１】
それに対して、観察者の視線方向Ｘ４がディスプレイ３５への方向に一致しない、すなわち、観察者がディスプレイ３５を観察しない場合、液晶シャッタ制御装置３４は、液晶シャッタ眼鏡３１を開状態にする（図３Ｃ）。
【００３２】
本実施の形態によれば、立体テレビジョンの観察状態に関係なく、従来の液晶シャッタ眼鏡を装着したときよりも明るい視野を確保することができ、その結果、観察者が液晶シャッタ眼鏡を装着した状態で他の作業を行うことができるようになる。さらに、眼の疲労が軽減し、かつ、液晶シャッタ眼鏡を掛けていることによって発生するおそれのある事故を回避することができる。
【００３３】
次に、偏光眼鏡及び液晶シャッタ眼鏡の構成について説明する。
図５は、偏光眼鏡の一例を示す図である。偏光眼鏡４１は、偏光制御装置の出力を用いて任意の領域を偏光することができる。素材としては、液晶などを用いて実現することができる。
なお、液晶シャッタ眼鏡の場合には、液晶シャッタ制御装置の出力を用いて任意の領域を光学的に閉状態にすることができる。
【００３４】
偏光眼鏡４１は、立体テレビジョンのディスプレイの位置座標を検出するためのカメラ４２を有するが、カメラ４２の代わりに超音波受信部を有することができる。これは、液晶シャッタ眼鏡についても当てはまる。
【００３５】
次に、立体テレビジョンのディスプレイの位置座標の検出について説明する。
図６は、カメラを用いた立体テレビジョンのディスプレイの位置座標の検出を説明するための図である。この場合、カメラ５１によって撮影された画像がディスプレイ方向検出装置の画像処理部５２に供給され、画像処理部５２は、眼鏡の位置を基準にしたディスプレイに相当する座標を出力する。
【００３６】
カメラを用いた立体テレビジョンのディスプレイの位置座標の検出を、上記第２及び第４の実施の形態について更に詳しく説明する。
カメラの画角と偏光眼鏡又は液晶シャッタ眼鏡を通じた観察者の視野との関係は、予め測定することによって対応付けることができる。
【００３７】
カメラによって撮影された座標系を（Ｘｃ，Ｙｃ）とし、偏光眼鏡又は液晶シャッタ眼鏡を通じた観察者の視線の座標系を（Ｘｖ，Ｙｖ）とすると、第１の関係式
（Ｘｖ，Ｙｖ）＝ｆ（Ｘｃ，Ｙｃ）
によって、カメラ画像上の所定の被写体の座標は観察者の視野の座標に変換される。
【００３８】
さらに、観察者の視野の座標は、偏光眼鏡の偏光フィルタ又は液晶シャッタ眼鏡の液晶シャッタの座標（Ｘｆ，Ｙｆ）とした場合、第２の関係式
（Ｘｆ，Ｙｆ）＝ｇ（Ｘｖ，Ｙｖ）
によって、偏光眼鏡の偏光フィルタ又は液晶シャッタ眼鏡の液晶シャッタの座標（Ｘｆ，Ｙｆ）に変換される。
【００３９】
ディスプレイ検出装置は、先ず、ディスプレイの位置をカメラ画像から画像処理によって検出する。この場合、カメラ座標上でのディスプレイの四隅の座標を（Ｘｃｉ，Ｙｃｉ）と定義する。
なお、ｉを１，２，３又は４とし、例えば、ｉ＝１は左上隅を表し、ｉ＝２は右上隅を表し、ｉ＝３は左下隅を表し、ｉ＝４は右下隅を表す。
【００４０】
座標（Ｘｃｉ，Ｙｃｉ）に対して上記関数ｆ，ｇを順に適用し、偏光フィルタ又は液晶シャッタ上のディスプレイ位置を座標（Ｘｆｉ，Ｙｆｉ）として求める。
この場合も、ｉを１，２，３又は４とし、例えば、ｉ＝１は左上隅を表し、ｉ＝２は右上隅を表し、ｉ＝３は左下隅を表し、ｉ＝４は右下隅を表す。
【００４１】
ディスプレイ方向検出装置は座標（Ｘｆｉ，Ｙｆｉ）を出力し、偏光制御装置又は液晶シャッタ装置は、偏光フィルタのうち座標（Ｘｆｉ，Ｙｆｉ）によって包囲されたディスプレイのエリアのみ偏光させ又は液晶シャッタのうち座標（Ｘｆｉ，Ｙｆｉ）によって包囲されたディスプレイのエリアのみ閉状態にする。
【００４２】
図７は、超音波を用いた立体テレビジョンのディスプレイの位置座標の検出を説明するための図である。この場合、ディプレイの四隅にそれぞれ設けた超音波発信部（図７では超音波発信部６１のみを示す。）から発信された超音波が超音波受信部６２で受信される。その後、受信された超音波の位相差がディスプレイ方向検出装置の処理部によって検出され、眼鏡の位置を基準にしたディスプレイに相当する座標を出力する。
【００４３】
なお、観察者の視線の検出は、一般的に用いられる各種の方法によって行うことができ、そのうちの一部を説明する。
図８は、カメラを用いた視線の検出を説明するための図である。この場合、偏光眼鏡又は液晶シャッタ眼鏡に取り付けられたカメラ７１によって観察者の眼球を直接撮影し、撮影された画像が、視線検出装置の画像処理部７２に供給される。画像処理部７２は、撮影された画像に基づいて視線座標を演算し及び出力する。
【００４４】
図９は、角膜内に生じる赤外スポットランプの虚像の動きからの視線の動きの検出を説明するための図である。この場合、スポットランプ８１から眼球８２に赤外光を照射し、眼球８２の動きに伴って角膜８３に生じる赤外光源すなわちスポットランプ８１の虚像８４ａ，８４ｂの動きｄを、画像処理部で検出する。なお、図９において、Ｏ，Ｏ’はそれぞれ眼球中心及び角膜中心を表す。
【００４５】
また、図８に示したように偏光眼鏡又は液晶シャッタ眼鏡にカメラを取り付けて眼球を撮影する方式だけでなく、観察者から離れた位置から眼球を撮影することによって観察者の視線を検出するいわゆる非接触方式の観察者の視線の検出も本発明に適用することができる。
図１０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた視線の分析法である。この場合、ＬＥＤ９１から弱い強度の赤外光を眼球９２に照射し、その反射光をホトダイオード９３によって撮影する。演算部９４はその撮影に基づいて視線座標を演算し及び出力する。
【００４６】
図１０Ｂを用いて詳しく説明すると、ホトダイオード９３ａ，９３ｂは、眼球９２の黒目９２ａと白目９２ｂ，９２ｃにおける赤外光の反射率の変化から視線の動きを検出する。なお、眼球９２の上下方向の動きを検出する場合、図１０Ｃに示すようにホトダイオード９３ｃ，９３ｄの検出結果が入力される演算部９４ａを使用し、眼球９２の左右方向の動きを検出する場合、図１０Ｄに示すようにホトダイオード９３ｅ，９３ｆの検出結果が入力されるコンパレータ９４ｂを使用する。
【００４７】
図１１は、本発明による透過制御装置の実施の形態を示す図である。この透過制御装置は、車両運転中に運転者の眼球に入射する太陽光の量を軽減させるものであり、透過率が可変のフロントガラス又はフロントガラスに貼られた透過率可変フィルタ１０１と、太陽方向検出装置１０２と、視線検出装置１０３と、透過率制御装置１０４とを具える。
【００４８】
太陽方向検出装置１０２は、車両の座標を基準にした太陽の方向を検出する。視線制御装置１０３は、運転者の視線方向を検出する。透過率制御装置１０４は、太陽の方向及び運転者の視線方向に基づいて透過率可変フィルタ（ガラス）１０１の透過率を制御する。
【００４９】
本実施の形態によれば、車両を運転する際に太陽光のような光が真正面から入射しても、上方の視野を遮られることなく太陽光のような入射光を十分に遮ることができる。なお、太陽方向検出装置１０２は、前方に走行する車両のリアガラスに反射した太陽光や太陽以外の光源を検出することもできる。
【００５０】
図１２は、太陽のような光源の方向の検出を説明するための図である。この場合、ホトダイオード１１１ａ及び１１１ｂによって輝度の最も強い方向を検出し、光源演算部１１２は、その交点から太陽の方向の座標を演算し及び出力する。
【００５１】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
例えば、上記第１及び第２の実施の形態において、偏光眼鏡を偏光のかかっていない状態に制御する例について説明したが、偏光眼鏡の右側及び左側の偏光方向が同一になるように制御してもよい。
【００５２】
また、第１〜４の実施の形態において、ディスプレイ方向検出装置の代わりにディスプレイに取り付けられた光源の位置を検出する装置を用いることによって、立体表示システムとしての透過制御装置を構成することができる。この場合、例えば、光源をディスプレイの四隅にそれぞれ取り付ける。なお、ディスプレイの大きさが予めわかっている場合には、ディスプレイの四隅のうちの１カ所のみに取り付ければよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による立体表示システムの第１の実施の形態を説明するための図である。
【図２】 本発明による立体表示システムの第２の実施の形態を説明するための図である。
【図３】 本発明による立体表示システムの第３の実施の形態を説明するための図である。
【図４】 本発明による立体表示システムの第４の実施の形態を説明するための図である。
【図５】 偏光眼鏡の一例を示す図である。
【図６】 カメラを用いた立体テレビジョンのディスプレイの位置座標の検出を説明するための図である。
【図７】 超音波を用いた立体テレビジョンのディスプレイの位置座標の検出を説明するための図である。
【図８】 カメラを用いた視線の検出を説明するための図である。
【図９】 角膜内に生じる赤外スポットランプの虚像の動きからの視線の動きの検出を説明するための図である。
【図１０】 ＬＥＤを用いた視線の分析法を説明するための図である。
【図１１】 本発明による透過制御装置の実施の形態を示す図である。
【図１２】 光源の方向の検出を説明するための図である。
【符号の説明】
１，１１，４１ 偏光眼鏡
２，１２，２２，３２ ディスプレイ方向検出装置
３，１４ 偏光制御装置
４，１５，２４，３５ スクリーン
５，１６，２５，３６，４２，５１，７１ カメラ
１３，３３，１０３ 視線検出装置
２１，３１ 液晶シャッタ眼鏡
２３，３４ 液晶シャッタ制御装置
５２，７２ 画像処理部
６１ 超音波発信部
６２ 超音波受信部
６３ 処理部
８１ スポットランプ
８２，９２ 眼球
８３ 角膜
８４ａ，８４ｂ 虚像
９１ ＬＥＤ
９２ａ 黒目
９２ｂ，９２ｃ 白目
９３，９３ａ，９３ｂ，９３ｃ，９３ｄ，９３ｅ，９３ｆ ホトダイオード
９４，９４ａ，９４ｂ 演算部
１０１ 透過率可変フィルタ（ガラス）
１０２ 太陽方向検出装置
１０４ 透過率制御装置
ｄ 動き
Ｏ 眼球中心
Ｏ’ 角膜中心
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３ 視線方向
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体映像を観察するための立体表示システムに関するものである。
また、本発明は、光源から入射される光の透過を制御する透過制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、いわゆる偏光方式の立体テレビジョンを観察する場合、観察者は、偏光フィルタが貼られた眼鏡（以後、「偏光眼鏡」と称する。）を装着する。一方、いわゆる時分割方式の立体テレビジョンを観察する場合、観察者は、液晶やＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛ランタン）によるシャッタを有する眼鏡（以後、「シャッタ眼鏡」と称する。）を装着する。
【０００３】
また、自動車のような車両を運転する際に太陽光のような光が真正面から入射する場合、一般的にはサンバイザーによって光を遮っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、偏光眼鏡又はシャッタ眼鏡を装着した状態で他の作業を行うと、偏光によって周辺が暗く見え又はシャッタによってフリッカが発生するので、観察者は、偏光眼鏡又はシャッタ眼鏡を取り外した後に他の作業を行う必要がある。
【０００５】
車両を運転する際にサンバイザーによって光を遮った場合、上方の視野が遮られるという不都合がある。また、太陽の高度が低いときや、後方の太陽光を前方の車両のリアガラスが反射しているときには、サンバイザーによって太陽光やその反射光を十分に遮ることができないという不都合がある。
【０００７】
本発明の目的は、車両を運転する際に上方の視野を遮られることなく太陽光のような入射光を十分に遮ることができる透過制御装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１の態様の透過制御装置は、外部の光源から車両内に入射する光の量を、透過率が可変のフロントガラスを用いて制御する透過制御装置であって、
前記車両に設けられ、車両の位置座標を基準にした前記光源からの入射方向を検出する第１検出手段と、
前記車両の運転者の視線方向を検出する第２の検出手段から得られる第２の視線方向の情報と、前記第１検出手段から得られる第１の視線方向の情報とを入力して、前記第１の視線方向が前記第２の視線方向に向けられているか否かを判断し、前記第１の視線方向が前記第２の視線方向に向けられていると判断する場合には、前記フロントガラスにおける透過率を当該外部の光源から入射する光を遮るように制御する制御手段とを備え、
前記第２の検出手段は、
前記車両の運転者に用いられ、前記車両の運転者の視線方向の視野を観察する、偏光フィルタ又はシャッタからなる観察手段と、
前記観察手段に設けられ、前記運転者の眼球に赤外光を照射する照射手段と、
前記観察手段に設けられ、前記運転者の眼球における該赤外光の反射率の変化から前記運転者の視線方向を検出する視線検出手段とを有している、ことを特徴とする。
【００１０】
本発明による第２の態様の透過制御装置は、外部の光源から車両内に入射する光の量を、フロントガラスに貼られた透過率が可変の透過率可変フィルタを用いて制御する透過制御装置であって、
前記車両に設けられ、車両の位置座標を基準にした前記光源からの入射方向を検出する第１検出手段と、
前記車両の運転者の視線方向を検出する第２の検出手段から得られる第２の視線方向の情報と、前記第１検出手段から得られる第１の視線方向の情報とを入力して、前記第１の視線方向が前記第２の視線方向に向けられているか否かを判断し、前記第１の視線方向が前記第２の視線方向に向けられていると判断する場合には、前記透過率可変フィルタを当該外部の光源から入射する光を遮るように制御する制御手段とを備え、
前記第２の検出手段は、
前記車両の運転者に用いられ、前記車両の運転者の視線方向の視野を観察する、偏光フィルタ又はシャッタからなる観察手段と、
前記観察手段に設けられ、前記運転者の眼球に赤外光を照射する照射手段と、
前記観察手段に設けられ、前記運転者の眼球における該赤外光の反射率の変化から前記運転者の視線方向を検出する視線検出手段とを有している。
【００１４】
また、車両に適用した場合、車両を運転する際に太陽光のような光が真正面から入射しても、上方の視野を遮られることなく太陽光のような入射光を十分に遮ることができる。この場合、前記変更手段を、例えば、フロントガラス又は透過率可変フィルタを設けたフロントガラスとする。
【００１６】
本発明による透過制御装置によれば、車両に適用した場合、上方の視野を遮られることなく太陽光のような入射光を十分に遮ることができる。また、光源の向きだけでなく観察者の視線方向も考慮するので、観察者の観察状態を更に正確に判断することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明による立体表示システム及び透過制御装置の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明による立体表示システムの第１の実施の形態を説明するための図である。図１Ａに示すように、この立体表示システムは、偏光眼鏡１と、ディスプレイ方向検出装置２と、偏光制御装置３とを具える。
【００１８】
偏光眼鏡１は、観察者によって装着され、立体テレビジョンのディスプレイ４を撮影するカメラ５を有する。ディスプレイ方向検出装置２は、撮影した画像に基づいて、偏光眼鏡１に対するディスプレイ４の座標を計算する。偏光制御装置３は、観察者の視線方向Ｘ１がディスプレイ４への方向にほぼ一致する、すなわち、観察者がディスプレイ４を観察する場合には、斜線で示すように偏光眼鏡１を偏光状態にする（図１Ｂ）。それに対して、観察者の視線方向Ｘ１がディスプレイ４への方向に一致しない、すなわち、観察者がディスプレイ４を観察しない場合、偏光制御装置３は、偏光眼鏡１を、偏光のかかっていない状態にする（図１Ｃ）。なお、偏光制御装置３は、観察者がディスプレイ４を観察しているか否かの判断をディスプレイ４の座標に基づいて行っている。
【００１９】
本実施の形態によれば、観察者が立体テレビジョンを観察していない場合、従来の偏光眼鏡を装着したときよりも明るい視野を確保することができ、その結果、観察者が偏光眼鏡を装着した状態で他の作業を行うことができるようになる。さらに、眼の疲労が軽減し、かつ、偏光眼鏡を掛けていることによって発生するおそれのある事故を回避することができる。
【００２０】
図２は、本発明による立体表示システムの第２の実施の形態を説明するための図である。図２Ａに示すように、この立体表示システムは、偏光眼鏡１１と、ディスプレイ方向検出装置１２と、視線検出装置１３と、偏光制御装置１４とを具える。
【００２１】
偏光眼鏡１１も、観察者によって装着され、立体テレビジョンのディスプレイ１５を撮影するカメラ１６を有する。ディスプレイ方向検出装置１２は、撮影した画像に基づいて、偏光眼鏡１１に対するディスプレイ１５の座標を計算する。視線検出装置１３は、観察者の視線方向Ｘ２の座標を検出する。
【００２２】
偏光制御装置１４は、観察者の視線方向Ｘ２がディスプレイ１５への方向にほぼ一致する、すなわち、観察者がディスプレイ１５を観察する場合には、ディスプレイ１５の座標及び観察者の視線方向Ｘ２の座標に基づいて、斜線で示すように観察位置のみを偏光状態にする（図２Ｂ）。これによって、ディスプレイ１５の観察中にもかかわらず、ディスプレイ１５の周辺の視野は、従来の偏光眼鏡を装着したときよりも明るい視野を確保することができる。
【００２３】
それに対して、観察者の視線方向Ｘ２がディスプレイ１５への方向に一致しない、すなわち、観察者がディスプレイ１５を観察しない場合、偏光制御装置１４は、偏光眼鏡１１を、偏光のかかっていない状態にする（図２Ｃ）。
【００２４】
本実施の形態によれば、立体テレビジョンの観察状態に関係なく、従来の偏光眼鏡を装着したときによりも明るい視野を確保することができ、その結果、観察者が偏光眼鏡を装着した状態で他の作業を行うことができるようになる。さらに、眼の疲労が軽減し、かつ、偏光眼鏡を掛けていることによって発生するおそれのある事故を回避することができる。
【００２５】
図３は、本発明による立体表示システムの第３の実施の形態を説明するための図である。図３Ａに示すように、この立体表示システムは、液晶シャッタ眼鏡２１と、ディスプレイ方向検出装置２２と、液晶シャッタ制御装置２３とを具える。
【００２６】
液晶シャッタ眼鏡２１は、観察者によって装着され、立体テレビジョンのディスプレイ２４を撮影するカメラ２５を有する。ディスプレイ方向検出装置２２は、撮影した画像に基づいて、液晶シャッタ眼鏡２１に対するディスプレイ２４の座標を計算する。液晶シャッタ制御装置２３は、観察者の視線方向Ｘ３がディスプレイ２４への方向にほぼ一致する、すなわち、観察者がディスプレイ２４を観察する場合には、液晶シャッタ眼鏡２１を動作させ、その左右の液晶シャッタのうちのいずれか一方を、斜線で示すようにシャッタ制御信号によって閉状態にする。（図３Ｂ）。それに対して、観察者の視線方向Ｘ３がディスプレイ４への方向に一致しない、すなわち、観察者がディスプレイ２４を観察しない場合、液晶シャッタ制御装置２３は、液晶シャッタ眼鏡２１の左右の液晶シャッタをいずれも開状態にする。（図３Ｃ）。なお、液晶シャッタ制御装置２３は、観察者がディスプレイ２４を観察しているか否かの判断をディスプレイ２４の座標に基づいて行っている。
【００２７】
本実施の形態によれば、観察者が立体テレビジョンを観察してない場合、従来の液晶シャッタ眼鏡を装着したときによりも明るい視野を確保することができ、その結果、観察者が液晶シャッタ眼鏡を装着した状態で他の作業を行うことができるようになる。さらに、眼の疲労が軽減し、かつ、液晶シャッタ眼鏡を掛けていることによって発生するおそれのある事故を回避することができる。
【００２８】
図４は、本発明による立体表示システムの第４の実施の形態を説明するための図である。図４Ａに示すように、この立体表示システムは、液晶シャッタ眼鏡３１と、ディスプレイ方向検出装置３２と、視線検出装置３３と、液晶シャッタ制御装置３４とを具える。
【００２９】
液晶シャッタ眼鏡３１も、観察者によって装着され、立体テレビジョンのディスプレイ３５を撮影するカメラ３６を有する。ディスプレイ方向検出装置３２は、撮影した画像に基づいて、液晶シャッタ眼鏡３１に対するディスプレイ３５の座標を計算する。視線検出装置３３は、観察者の視線方向Ｘ４の座標を検出する。
【００３０】
液晶シャッタ制御装置３４は、観察者の視線方向Ｘ４がディスプレイ３５への方向にほぼ一致する、すなわち、観察者がディスプレイ３５を観察する場合には、液晶シャッタ眼鏡３１を動作させ、ディスプレイ３５の座標及び観察者の視線方向Ｘ２の座標に基づいて、斜線で示すように観察位置のみをシャッタ制御信号によって閉状態にする（図３Ｂ）。これによって、ディスプレイ３５の観察中にもかかわらず、ディスプレイ３５の周辺の視野は、従来の液晶シャッタ眼鏡を装着したときよりも明るい視野を確保することができる。
【００３１】
それに対して、観察者の視線方向Ｘ４がディスプレイ３５への方向に一致しない、すなわち、観察者がディスプレイ３５を観察しない場合、液晶シャッタ制御装置３４は、液晶シャッタ眼鏡３１を開状態にする（図３Ｃ）。
【００３２】
本実施の形態によれば、立体テレビジョンの観察状態に関係なく、従来の液晶シャッタ眼鏡を装着したときよりも明るい視野を確保することができ、その結果、観察者が液晶シャッタ眼鏡を装着した状態で他の作業を行うことができるようになる。さらに、眼の疲労が軽減し、かつ、液晶シャッタ眼鏡を掛けていることによって発生するおそれのある事故を回避することができる。
【００３３】
次に、偏光眼鏡及び液晶シャッタ眼鏡の構成について説明する。
図５は、偏光眼鏡の一例を示す図である。偏光眼鏡４１は、偏光制御装置の出力を用いて任意の領域を偏光することができる。素材としては、液晶などを用いて実現することができる。
なお、液晶シャッタ眼鏡の場合には、液晶シャッタ制御装置の出力を用いて任意の領域を光学的に閉状態にすることができる。
【００３４】
偏光眼鏡４１は、立体テレビジョンのディスプレイの位置座標を検出するためのカメラ４２を有するが、カメラ４２の代わりに超音波受信部を有することができる。これは、液晶シャッタ眼鏡についても当てはまる。
【００３５】
次に、立体テレビジョンのディスプレイの位置座標の検出について説明する。
図６は、カメラを用いた立体テレビジョンのディスプレイの位置座標の検出を説明するための図である。この場合、カメラ５１によって撮影された画像がディスプレイ方向検出装置の画像処理部５２に供給され、画像処理部５２は、眼鏡の位置を基準にしたディスプレイに相当する座標を出力する。
【００３６】
カメラを用いた立体テレビジョンのディスプレイの位置座標の検出を、上記第２及び第４の実施の形態について更に詳しく説明する。
カメラの画角と偏光眼鏡又は液晶シャッタ眼鏡を通じた観察者の視野との関係は、予め測定することによって対応付けることができる。
【００３７】
カメラによって撮影された座標系を（Ｘｃ，Ｙｃ）とし、偏光眼鏡又は液晶シャッタ眼鏡を通じた観察者の視線の座標系を（Ｘｖ，Ｙｖ）とすると、第１の関係式
（Ｘｖ，Ｙｖ）＝ｆ（Ｘｃ，Ｙｃ）
によって、カメラ画像上の所定の被写体の座標は観察者の視野の座標に変換される。
【００３８】
さらに、観察者の視野の座標は、偏光眼鏡の偏光フィルタ又は液晶シャッタ眼鏡の液晶シャッタの座標（Ｘｆ，Ｙｆ）とした場合、第２の関係式
（Ｘｆ，Ｙｆ）＝ｇ（Ｘｖ，Ｙｖ）
によって、偏光眼鏡の偏光フィルタ又は液晶シャッタ眼鏡の液晶シャッタの座標（Ｘｆ，Ｙｆ）に変換される。
【００３９】
ディスプレイ検出装置は、先ず、ディスプレイの位置をカメラ画像から画像処理によって検出する。この場合、カメラ座標上でのディスプレイの四隅の座標を（Ｘｃｉ，Ｙｃｉ）と定義する。
なお、ｉを１，２，３又は４とし、例えば、ｉ＝１は左上隅を表し、ｉ＝２は右上隅を表し、ｉ＝３は左下隅を表し、ｉ＝４は右下隅を表す。
【００４０】
座標（Ｘｃｉ，Ｙｃｉ）に対して上記関数ｆ，ｇを順に適用し、偏光フィルタ又は液晶シャッタ上のディスプレイ位置を座標（Ｘｆｉ，Ｙｆｉ）として求める。
この場合も、ｉを１，２，３又は４とし、例えば、ｉ＝１は左上隅を表し、ｉ＝２は右上隅を表し、ｉ＝３は左下隅を表し、ｉ＝４は右下隅を表す。
【００４１】
ディスプレイ方向検出装置は座標（Ｘｆｉ，Ｙｆｉ）を出力し、偏光制御装置又は液晶シャッタ装置は、偏光フィルタのうち座標（Ｘｆｉ，Ｙｆｉ）によって包囲されたディスプレイのエリアのみ偏光させ又は液晶シャッタのうち座標（Ｘｆｉ，Ｙｆｉ）によって包囲されたディスプレイのエリアのみ閉状態にする。
【００４２】
図７は、超音波を用いた立体テレビジョンのディスプレイの位置座標の検出を説明するための図である。この場合、ディプレイの四隅にそれぞれ設けた超音波発信部（図７では超音波発信部６１のみを示す。）から発信された超音波が超音波受信部６２で受信される。その後、受信された超音波の位相差がディスプレイ方向検出装置の処理部によって検出され、眼鏡の位置を基準にしたディスプレイに相当する座標を出力する。
【００４３】
なお、観察者の視線の検出は、一般的に用いられる各種の方法によって行うことができ、そのうちの一部を説明する。
図８は、カメラを用いた視線の検出を説明するための図である。この場合、偏光眼鏡又は液晶シャッタ眼鏡に取り付けられたカメラ７１によって観察者の眼球を直接撮影し、撮影された画像が、視線検出装置の画像処理部７２に供給される。画像処理部７２は、撮影された画像に基づいて視線座標を演算し及び出力する。
【００４４】
図９は、角膜内に生じる赤外スポットランプの虚像の動きからの視線の動きの検出を説明するための図である。この場合、スポットランプ８１から眼球８２に赤外光を照射し、眼球８２の動きに伴って角膜８３に生じる赤外光源すなわちスポットランプ８１の虚像８４ａ，８４ｂの動きｄを、画像処理部で検出する。なお、図９において、Ｏ，Ｏ’はそれぞれ眼球中心及び角膜中心を表す。
【００４５】
また、図８に示したように偏光眼鏡又は液晶シャッタ眼鏡にカメラを取り付けて眼球を撮影する方式だけでなく、観察者から離れた位置から眼球を撮影することによって観察者の視線を検出するいわゆる非接触方式の観察者の視線の検出も本発明に適用することができる。
図１０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた視線の分析法である。この場合、ＬＥＤ９１から弱い強度の赤外光を眼球９２に照射し、その反射光をホトダイオード９３によって撮影する。演算部９４はその撮影に基づいて視線座標を演算し及び出力する。
【００４６】
図１０Ｂを用いて詳しく説明すると、ホトダイオード９３ａ，９３ｂは、眼球９２の黒目９２ａと白目９２ｂ，９２ｃにおける赤外光の反射率の変化から視線の動きを検出する。なお、眼球９２の上下方向の動きを検出する場合、図１０Ｃに示すようにホトダイオード９３ｃ，９３ｄの検出結果が入力される演算部９４ａを使用し、眼球９２の左右方向の動きを検出する場合、図１０Ｄに示すようにホトダイオード９３ｅ，９３ｆの検出結果が入力されるコンパレータ９４ｂを使用する。
【００４７】
図１１は、本発明による透過制御装置の実施の形態を示す図である。この透過制御装置は、車両運転中に運転者の眼球に入射する太陽光の量を軽減させるものであり、透過率が可変のフロントガラス又はフロントガラスに貼られた透過率可変フィルタ１０１と、太陽方向検出装置１０２と、視線検出装置１０３と、透過率制御装置１０４とを具える。
【００４８】
太陽方向検出装置１０２は、車両の座標を基準にした太陽の方向を検出する。視線制御装置１０３は、運転者の視線方向を検出する。透過率制御装置１０４は、太陽の方向及び運転者の視線方向に基づいて透過率可変フィルタ（ガラス）１０１の透過率を制御する。
【００４９】
本実施の形態によれば、車両を運転する際に太陽光のような光が真正面から入射しても、上方の視野を遮られることなく太陽光のような入射光を十分に遮ることができる。なお、太陽方向検出装置１０２は、前方に走行する車両のリアガラスに反射した太陽光や太陽以外の光源を検出することもできる。
【００５０】
図１２は、太陽のような光源の方向の検出を説明するための図である。この場合、ホトダイオード１１１ａ及び１１１ｂによって輝度の最も強い方向を検出し、光源演算部１１２は、その交点から太陽の方向の座標を演算し及び出力する。
【００５１】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
例えば、上記第１及び第２の実施の形態において、偏光眼鏡を偏光のかかっていない状態に制御する例について説明したが、偏光眼鏡の右側及び左側の偏光方向が同一になるように制御してもよい。
【００５２】
また、第１〜４の実施の形態において、ディスプレイ方向検出装置の代わりにディスプレイに取り付けられた光源の位置を検出する装置を用いることによって、立体表示システムとしての透過制御装置を構成することができる。この場合、例えば、光源をディスプレイの四隅にそれぞれ取り付ける。なお、ディスプレイの大きさが予めわかっている場合には、ディスプレイの四隅のうちの１カ所のみに取り付ければよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による立体表示システムの第１の実施の形態を説明するための図である。
【図２】 本発明による立体表示システムの第２の実施の形態を説明するための図である。
【図３】 本発明による立体表示システムの第３の実施の形態を説明するための図である。
【図４】 本発明による立体表示システムの第４の実施の形態を説明するための図である。
【図５】 偏光眼鏡の一例を示す図である。
【図６】 カメラを用いた立体テレビジョンのディスプレイの位置座標の検出を説明するための図である。
【図７】 超音波を用いた立体テレビジョンのディスプレイの位置座標の検出を説明するための図である。
【図８】 カメラを用いた視線の検出を説明するための図である。
【図９】 角膜内に生じる赤外スポットランプの虚像の動きからの視線の動きの検出を説明するための図である。
【図１０】 ＬＥＤを用いた視線の分析法を説明するための図である。
【図１１】 本発明による透過制御装置の実施の形態を示す図である。
【図１２】 光源の方向の検出を説明するための図である。
【符号の説明】
１，１１，４１ 偏光眼鏡
２，１２，２２，３２ ディスプレイ方向検出装置
３，１４ 偏光制御装置
４，１５，２４，３５ スクリーン
５，１６，２５，３６，４２，５１，７１ カメラ
１３，３３，１０３ 視線検出装置
２１，３１ 液晶シャッタ眼鏡
２３，３４ 液晶シャッタ制御装置
５２，７２ 画像処理部
６１ 超音波発信部
６２ 超音波受信部
６３ 処理部
８１ スポットランプ
８２，９２ 眼球
８３ 角膜
８４ａ，８４ｂ 虚像
９１ ＬＥＤ
９２ａ 黒目
９２ｂ，９２ｃ 白目
９３，９３ａ，９３ｂ，９３ｃ，９３ｄ，９３ｅ，９３ｆ ホトダイオード
９４，９４ａ，９４ｂ 演算部
１０１ 透過率可変フィルタ（ガラス）
１０２ 太陽方向検出装置
１０４ 透過率制御装置
ｄ 動き
Ｏ 眼球中心
Ｏ’ 角膜中心
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３ 視線方向
Claims (2)
- 外部の光源から車両内に入射する光の量を、透過率が可変のフロントガラスを用いて制御する、車両に設けられる透過制御装置であって、
前記車両の位置座標を基準にした前記光源からの光の入射方向を検出する第１検出手段と、
前記車両の運転者の視線方向を検出する第２の検出手段から得られる第２の視線方向の情報と、前記第１検出手段から得られる第１の視線方向の情報とを入力して、前記第１の視線方向が前記第２の視線方向に向けられているか否かを判断し、前記第１の視線方向が前記第２の視線方向に向けられていると判断する場合には、前記フロントガラスにおける透過率を当該外部の光源から入射する光を遮るように制御する制御手段とを備え、
前記第２の検出手段は、
前記車両の運転者に用いられ、前記車両の運転者の視線方向の視野を観察する、偏光フィルタ又はシャッタからなる観察手段と、
前記観察手段に設けられ、前記運転者の眼球に赤外光を照射する照射手段と、
前記観察手段に設けられ、前記運転者の眼球における該赤外光の反射率の変化から前記運転者の視線方向を検出する視線検出手段とを有している、ことを特徴とする透過制御装置。 - 外部の光源から車両内に入射する光の量を、フロントガラスに貼られた透過率が可変の透過率可変フィルタを用いて制御する、車両に設けられる透過制御装置であって、
前記車両の位置座標を基準にした前記光源からの光の入射方向を検出する第１検出手段と、
前記車両の運転者の視線方向を検出する第２の検出手段から得られる第２の視線方向の情報と、前記第１検出手段から得られる第１の視線方向の情報とを入力して、前記第１の視線方向が前記第２の視線方向に向けられているか否かを判断し、前記第１の視線方向が前記第２の視線方向に向けられていると判断する場合には、前記透過率可変フィルタを当該外部の光源から入射する光を遮るように制御する制御手段とを備え、
前記第２の検出手段は、
前記車両の運転者に用いられ、前記車両の運転者の視線方向の視野を観察する、偏光フィルタ又はシャッタからなる観察手段と、
前記観察手段に設けられ、前記運転者の眼球に赤外光を照射する照射手段と、
前記観察手段に設けられ、前記運転者の眼球における該赤外光の反射率の変化から前記運転者の視線方向を検出する視線検出手段とを有している、ことを特徴とする透過制御装置。
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