JP5781080B2 - 3次元立体表示装置および3次元立体表示処理装置 - Google Patents
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Description
例えば、コンテンツ再生装置又は後席用のRSE(Rear Seat Entertainment)の表示装置として好適である。また、FA(Factory Automation)又は画像表示を利用した制御システムにも好適である。
つまり、3次元立体表示によってアイコン又はボタンが見かけ上表示されている位置と、アイコン又はボタンに対する操作を実際に受け付けるハードウェアスイッチ又はタッチパネル面とが異なる位置又は空間にあるため、ユーザに違和感を与えることとなる。
実施の形態1.
図1は、この発明に係る3次元立体表示装置を用いた立体表示システムの構成例を示すブロック図である。図1(a)は、両眼用のカメラで撮影された左右映像から立体映像を表示する立体表示システム1Aを示している。図1(a)において、立体表示システム1Aは、左目用カメラ2a、右目用カメラ2b、記録・撮影装置3、画面合成処理部4、映像再生装置5及び立体表示モニタ6を備える。
左目用カメラ2aと右目用カメラ2bは、両眼の視差を考慮した間隔で並べて配置されており、記録・撮影装置3の制御によって、撮影対象の風景Aを撮影する。左目用カメラ2aと右目用カメラ2bに撮影された風景Aの左右映像データは、記録・撮影装置3に記録される。画面合成処理部4は、記録・撮影装置3から読み出した左右映像データに対して、本発明に特有な3次元立体映像の合成処理を施して映像再生装置5へ出力する。
映像再生装置5は、画面合成処理部4で処理された左右映像データを再生して立体表示モニタ6へ出力する。立体表示モニタ6は、映像再生装置5に再生された左右映像データを、視聴者から見て立体的に表示する。
画面合成処理部4は、立体映像用コンテンツ受信機7が受信した立体映像用コンテンツの左右映像データに対して、本発明に特有な3次元立体映像の合成処理を施して映像再生装置5へ出力する。図1(a)と同様にして、立体表示モニタ6が、映像再生装置5に再生された左右映像データを、視聴者から見て立体的に表示する。
なお、立体表示用コンテンツとして、いわゆる3次元データ(例えば3次元地図データ等)を格納しておき、画面合成処理部4が、この3次元データが示す画像について左右の視点での見え方を演算して左右映像データを生成してもよい。
地図DB13aは、ナビゲーション処理で利用される地図データが登録されたデータベースである。地図データには、地図上のPOI(Point Of Interest)の所在地又はこれに関連する詳細情報が記述されたPOI情報も含まれる。
アイコンデータ13bは、立体表示モニタ6の画面上に表示するアイコンを示すデータである。画面上で各種の操作を行うための操作ボタンのアイコンなどがある。
プログラム13dは、メインCPU4aが実行する車載情報処理用のアプリケーションプログラムである。例えば、画面合成処理部4の機能を実現するプログラムモジュールを含む地図表示用のアプリケーションプログラムがある。
DTV受信機15は、デジタルテレビ放送を受信する受信機であり、ラジオ受信機14と同様に、不図示の選局ボタンの操作に応じて選局がなされる。また、DTV受信機15は、受信したデジタルテレビ放送に3次元立体表示映像データが含まれる場合、図1(b)で示した立体映像用コンテンツ受信機7として機能し、車載情報システム1は、図1(b)で示した立体表示システム1Bとして機能する。
図4は、3次元タッチパネルの構成を示す図であり、図4(a)はタッチ面側から見た上面図を示し、図4(b)は図4(a)中のA−A線における断面図を示している。3次元タッチパネル22は、立体表示モニタ6の表示画面22a上に設けられ、ユーザが表示画面22aの表示内容に基づいて、タッチスイッチ22bの表面(タッチ面)を指示物で押下することにより、押された箇所の座標データをメインCPU4aへ出力する。
(1)平面地図の表示
平面画像の見かけ上の表示位置を、視聴者から見て、3次元タッチパネル22のタッチ面(立体表示モニタ6の画面と同一位置とする)より手前にしたり、奥側にした3次元立体画像を合成して立体表示する。例えば、車載用ナビゲーション装置の地図表示において、平面地図を表示する場合、平面地図の見かけ上の表示位置を、3次元タッチパネル22のタッチ面よりも奥側(運転者の遠方)にする。この場合、運転者が運転中に前方の風景を見る焦点位置と平面地図の見かけ上の表示位置との焦点距離の差を少なくすることができる。すなわち、車両前方を見ていた運転者が、車両内の3次元タッチパネル22のタッチ面に視線を移動した際の焦点移動距離が少なく、当該地図を違和感なく見ることができる。このようにすることにより、立体表示された地図が見やすくなり、ひいては地図表示を見る際の安全性を高めることが可能となる。
先ず、メインCPU4aが、図6に示すように、HDD13に格納される地図DB13aから地図データを読み込んで、所定の地図描画アルゴリズムに従い、平面地図データPic_planeを生成する。平面地図データPic_planeは、例えば、図5の左側に記載したような平面地図であるものとする。
平面地図データPic_planeが示す平面地図上の点p(x,y)を、見かけ上の地図表示面Pに投影すると、地図表示面P上の点p(x,y,z)となる。
同様に、平面地図の左目用画像データPic_L(x,y)は、見かけ上の地図表示面P上の点p(x,y,z)と、左目の位置である点Ol(xl,yl,0)とを結ぶ直線(ベクトルVl)が、3次元タッチパネル22のタッチ面と交わる点plの集合で表される。
また、z=Z0の関係で画面合成処理を行えば、平面地図は、見かけ上の地図表示面Pと3次元タッチパネル22のタッチ面とが一致し、画面Q上に表示されて見える。
z>Z0の関係で画面合成処理を行うと、立体視により、運転者からは、平面地図が、3次元タッチパネル22のタッチ面よりも奥側(運転者の遠方)の見かけ上の地図表示面Pに表示されているように見える。
上記説明では、平面地図を見かけ上の地図表示面Pに表示する場合を示したが、アイコン等の操作入力用のソフトウェアボタンについて、見かけ上の地図表示面Pと平行な別の見かけ上の表示面に立体表示する場合を述べる。
なお、図8において、運転者の目の位置から3次元タッチパネル22のタッチ面(立体表示モニタ6の画面Qと同一位置とする)までの距離Z0と、運転者の目の位置から見かけ上の地図表示面Pまでの距離zとの関係は、z>Z0の関係である。
同様に、平面地図の左目用画像データPic_L(x,y)は、見かけ上の地図表示面P上の点p(x,y,z)又は表示面R上の点p(x,y,Z0−z1)と、左目の位置である点Ol(xl,yl,0)とを結ぶ直線(ベクトルVl)が、立体表示モニタ6の画面Qと交わる点pl(xl,yl,Z0)の集合で表現される。
一方、決定ボタン及び戻るボタンの各アイコンは、平面地図の右目用画像においては、当該右目用画像上の点prの集合で表現され、平面地図の左目用画像においては、当該左目用画像上で点plの集合で表現される。
例えば、3次元タッチパネル22において、ユーザの指が移動して、z3で規定される赤外線LED23及び受光素子24による検出範囲内に入ると、3次元タッチパネル22は、この指の座標を点(x,y,z3)として検出する。
また、ユーザの指がタッチ面に触れると、3次元タッチパネル22は、指の座標を(x,y,0)として検出して、その検出信号をメインCPU4aへ出力する。
なお、図4の構成では、赤外線LED23と受光素子24とからなる赤外線スイッチによって、指示物が距離z3に達したか否かを検出することができるが、タッチ面に平行に赤外線スイッチを複数段設けることにより、多段階で指示物とタッチ面との距離を検出することができる。
このように、ユーザは、立体視により浮き出して見える立体画像アイコンを非接触で操作するだけで、操作に応じた機能を実行することができる。一方、ユーザの指が、3次元タッチパネル22のタッチ面に近づいていない判定された場合には(ステップST7;NO)、ステップST1の処理に戻る。
図10は、ユーザ操作に応じた立体画像アイコンの表示例1を示す図である。図10(a)の例では、立体表示モニタ6の画面Q、平面地図の見かけ上の地図表示面P及び3次元タッチパネル22のタッチ面が同一位置にあり、決定ボタン及び戻るボタンの立体画像アイコンのみが見かけ上の表示面Rに表示されている。このとき、ユーザからは、決定ボタン及び戻るボタンが、立体視により3次元タッチパネル22のタッチ面から浮き出るように見える。
図11は、ユーザ操作に応じた立体画像アイコンの表示例2を示す図であり、地名入力用の50音のソフトウェアキーボードを含む地名入力用画面6Aを3次元立体表示した場合を示している。図11(a)及び図11(b)は地名入力用画面6Aの上面図であり、図11(c)は、図11(a)の3次元タッチパネルのタッチ面に対する見かけ上の各ボタンの位置関係を示している。また、図11(d)は、図11(b)の3次元タッチパネルのタッチ面に対する見かけ上の各ボタンの位置関係を示している。なお、図11において、立体表示モニタ6の画面Q、3次元タッチパネル22のタッチ面及び平面画像(ベースとなる入力文字表示欄51を含む画面)の見かけ上の表示面Pは、同一位置にあるものとする。
ユーザの指が50音キーボード50の「て」のボタンに近づいて、3次元タッチパネル22の検出範囲内に入ると、3次元タッチパネル22は、図11(a)中に破線で囲った「て」の文字キーボタン及びこれに隣接する文字キーボタン50aの座標データを画面合成処理部4に出力する。
また、実施の形態1では、図4のように、3次元タッチパネルとして、光学式でかつ、z3の距離に指又は指示物が近接することを検出する3次元タッチパネルを用いたが、容量式で法線距離zをアナログ的に連続的に検出できる静電容量式のタッチパネルを用いてもよい。なお、本発明は、指又は指示物の3次元空間内における位置を検出できれば、上記の方式に限定されるものではない。例えば、画像処理で指又は指示物の位置を検出してもかまわない。
Claims (7)
- 3次元立体表示用の右目用及び左目用の画像又は映像を3次元立体表示する立体表示モニタ部と、
前記立体表示モニタ部の画面の表面又は当該画面の手前に配置したタッチ面に対して、タッチ操作を行う指示物と前記タッチ面との3次元的な相対位置を検出するタッチパネル部と、
前記立体表示モニタ部の画面表示のベースとなるベース画面と、操作対象となるアイコン画像を3次元立体表示する見かけ上の表示面とが異なる表示面で、前記アイコン画像を3次元立体表示する見かけ上の表示面が、前記ベース画面より手前で、かつ、前記立体表示モニタ部の画面より手前に3次元立体表示される3次元立体表示用の右目用及び左目用の画像又は映像を生成する画面合成処理部と、
前記タッチパネル部により前記アイコン画像が3次元立体表示される3次元空間の前記アイコン画像の位置で前記指示物の所定の操作が検出されると、当該アイコン画像が操作されたと判定する制御部とを備え、
前記画面合成処理部は、自装置を搭載又は保持する移動体が移動中の場合には、前記ベース画面が前記立体表示モニタ部の画面より奥側の位置に表示され、前記移動体が停止中の場合には、前記ベース画面が前記移動中に表示された位置より手前の位置に表示される3次元立体表示用の右目用及び左目用の画像又は映像を生成することを特徴とする3次元立体表示装置。 - 前記画面合成処理部は、前記ベース画面が、前記立体表示モニタ部の画面より奥側の位置に表示される3次元立体表示用の右目用及び左目用の画像又は映像を生成することを特徴とする請求項1記載の3次元立体表示装置。
- 前記画面合成処理部は、前記自装置を搭載又は保持する移動体の走行時の操作制限により操作が許可されていない機能のアイコン画像を3次元立体表示する見かけ上の表示面と前記立体表示モニタ部の画面との距離を、操作が許可されている機能のアイコン画像を3次元立体表示する見かけ上の表示面と前記立体表示モニタ部の画面との距離よりも小さくすることを特徴とする請求項1記載の3次元立体表示装置。
- 前記制御部は、前記タッチパネル部により前記アイコン画像上の当該タッチパネル部の検出空間内に前記指示物が所定の時間存在したことが検出されるか又は前記検出空間及びその近傍で前記指示物が所定の動作を行ったことが検出されると、当該アイコン画像が操作されたと判定することを特徴とする請求項1記載の3次元立体表示装置。
- 前記制御部は、前記タッチパネル部により前記アイコン画像上の当該タッチパネル部の検出空間内に前記指示物が存在していることが検出されるか、前記検出空間内に前記指示物が所定の時間存在したことが検出されるか又は前記検出空間及びその近傍で前記指示物が前記所定の動作を行ったことが検出されると、前記指示物で当該アイコン画像が操作されようとしていると判定し、
前記画面合成処理部は、前記制御部により前記指示物で操作されようとしていると判定された前記アイコン画像の表示内容を変更した3次元立体表示用の右目用及び左目用の画像又は映像を生成することを特徴とする請求項1記載の3次元立体表示装置。 - 前記画面合成処理部は、操作画面上の前記操作対象となるアイコン画像を3次元立体表示する見かけ上の表示面を、前記自装置を搭載又は保持する移動体の状態により予め定められた距離だけ、前記立体表示モニタ部の画面よりも手前の位置に設定した3次元立体表示用の右目用及び左目用の画像又は映像を生成することを特徴とする請求項1記載の3次元立体表示装置。
- 3次元立体表示用の右目用及び左目用の画像又は映像を3次元立体表示する立体表示モニタに左右の映像を出力する出力部と、
前記立体表示モニタの画面の表面又は当該画面の手前に配置したタッチ面に対して、タッチ操作を行う指示物と前記タッチ面との3次元的な相対位置を検出するタッチパネルから前記指示物の位置情報を入力する入力部と、
前記立体表示モニタの画面表示のベースとなるベース画面と、操作対象となるアイコン画像を3次元立体表示する見かけ上の表示面とが異なる表示面で、前記アイコン画像を3次元立体表示する見かけ上の表示面が、前記ベース画面より手前で、かつ、前記立体表示モニタの画面より手前に3次元立体表示される3次元立体表示用の右目用及び左目用の画像又は映像を生成する画面合成処理部と、
前記タッチパネルにより前記アイコン画像が3次元立体表示される3次元空間の前記アイコン画像の位置で前記指示物の所定の操作が検出されると、当該アイコン画像が操作されたと判定する制御部とを備え、
前記画面合成処理部は、自装置を搭載又は保持する移動体が移動中の場合には、前記ベース画面が前記立体表示モニタの画面より奥側の位置に表示され、前記移動体が停止中の場合には、前記ベース画面が前記移動中に表示された位置より手前の位置に表示される3次元立体表示用の右目用及び左目用の画像又は映像を生成することを特徴とする3次元立体表示処理装置。
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