WO2015146042A1 - 画像表示装置 - Google Patents

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市橋 宏基
林 克彦
孝太郎 大武
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • H04N2213/00Details of stereoscopic systems
    • H04N2213/001Constructional or mechanical details

Definitions

  • the present disclosure relates to an image display device that presents a parallax image using a flat panel display.
  • Patent Document 1 discloses a display device that is mounted on a moving body and that constitutes a head-up display using a windshield as a projection plate.
  • the display device projects a light beam generation unit that generates a light beam including video information, a reflector that reflects the light beam generated by the light beam generation unit, and a right eye and / or a left eye.
  • a direction control unit that emits a light beam to a predetermined display area. Thereby, it is possible to switch between binocular and monocular in the head-up display.
  • An image display apparatus includes a display unit that outputs a right-eye image and a left-eye image having a parallax amount, and an optical member that distributes light based on the output of the display unit to the right eye direction and the left eye direction of the observer And a controller that changes the amount of parallax and the luminance of either the right-eye image or the left-eye image.
  • the control unit can switch between a first mode in which an image having a parallax amount is presented to an observer and a second mode in which an image is presented to either one of the eyes. When switching from the first mode to the second mode, the control unit gradually attenuates the luminance of either the right-eye image or the left-eye image and switches from the second mode to the first mode. Gradually increases the attenuated brightness.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the stereoscopic image display apparatus according to the first and second embodiments.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the display device in the first and second embodiments.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the positional relationship between the viewpoint position, the virtual image, and the stereoscopic image in the first and second embodiments.
  • FIG. 4 is a graph showing changes in luminance in the first embodiment and changes in luminance and the amount of parallax in the second embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a vehicle equipped with the stereoscopic image display device of the present disclosure.
  • FIG. 1 shows a configuration of an image display apparatus 10 according to the first embodiment.
  • the image display apparatus 10 includes a housing 100, a display device 110, a parallax barrier 103, an optical system 120, and a control unit 104 such as a microcomputer.
  • the display device 110, the parallax barrier 103, the optical system 120, and the control unit 104 are provided in the housing 100.
  • the image display device 10 is arranged inside the dashboard of the vehicle, and an image displayed by the display device 110 arranged inside the housing 100 is displayed as a virtual image I to the observer D inside the vehicle via the windshield 220.
  • the housing 100 has an opening 102 for projecting an image. This opening 102 may be provided with a transparent cover.
  • the optical system 120 includes a first mirror 121 and a second mirror 122.
  • the control unit 104 controls the luminance of the image output from the display device 110 and the amount of parallax between the right-eye image and the left-eye image.
  • the image displayed by the display device 110 is sequentially reflected by the first mirror 121, the second mirror 122, and the windshield 220, and is guided along the optical path X to the viewpoint region 300 of the observer D.
  • the image displayed by the display device 110 is visually recognized as a virtual image I by the observer D.
  • the display device 110 a liquid crystal display (Liquid Crystal Display), an organic light emitting diode (electroluminescence), a plasma display, or the like is used.
  • the first mirror 121 is provided above the display device 110 in the vertical direction.
  • the reflection surface of the first mirror 121 is oriented in the second mirror direction.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the display device 110 and the parallax barrier 103.
  • the parallax barrier 103 is configured by depositing a light shielding material such as chromium on a glass substrate (not shown).
  • the parallax barrier 103 is formed in a one-dimensional stripe shape on the glass substrate. A portion where the light shielding material is not deposited is configured as the opening 151.
  • the display device 110 has pixels composed of R (RED), G (Green), and B (Blue) sub-pixels.
  • the pixels are alternately assigned as the left eye pixel 111 and the right eye pixel 112.
  • the parallax barrier 103 has an opening 151, the orientation of the light emitted from the display device 110 is controlled by the opening 151, and the light emitted from the left-eye pixel 111 is directed to the left eye 131 and to the right eye. The light emitted from the pixel 112 reaches the right eye 132. Thereby, an image with parallax can be presented to the observer D.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the positional relationship between the viewpoint position (the left eye 131 and the right eye 132), the virtual image I, and the stereoscopic image.
  • the viewpoint position the left eye 131 and the right eye 132
  • the virtual image I the virtual image I
  • the stereoscopic image As shown in FIG. 3, by changing the parallax amount Q between the right-eye image and the left-eye image, the convergence angle ⁇ changes according to the parallax amount Q, and the three-dimensional image of the virtual image I presented to the observer D
  • the viewing distance L can be changed.
  • the parallax amount Q is expressed by the following [Equation 1].
  • the image display apparatus 10 has a first mode (binocular observation mode) and a second mode (monocular observation mode) as display modes.
  • the first mode is a mode in which an image is displayed on the left eye pixel 111 and the right eye pixel 112.
  • the second mode is a mode in which an image is displayed only on the left eye of the observer D without displaying an image only on the left eye pixel 111 and no image on the right eye pixel 112.
  • Stereo vision includes binocular stereo vision and monocular stereo vision.
  • Binocular stereopsis is the ability to obtain a stereoscopic effect using both eyes.
  • monocular stereoscopic vision is the ability to obtain a stereoscopic effect using one eye of either the right eye or the left eye.
  • Stereoscopic factors in binocular stereopsis include convergence and parallax.
  • stereoscopic factors in monocular stereoscopic vision include shielding, relative size, relative density, height in view, motion parallax, air perspective, and focus adjustment of the lens.
  • the binocular stereoscopic factor While the binocular stereoscopic factor has a high contribution rate in the stereoscopic vision while the viewing distance is short, the contribution rate decreases as the distance increases.
  • the contribution rate of the shielding, relative size, and relative density which are monocular stereoscopic factors, does not change even if the viewing distance changes.
  • the contribution ratio of the air perspective increases as the viewing distance increases.
  • the contribution rate is higher than the binocular stereoscopic factor regardless of the stereoscopic distance. Therefore, in a state where the stereoscopic viewing distance is long, the monocular stereoscopic factor is dominant in recognizing the stereoscopic viewing distance of the image.
  • the stereoscopic distance of the observer D when the stereoscopic distance of the observer D is 50 m or less, the stereoscopic distance is changed by the binocular stereoscopic factor and the monocular stereoscopic factor using the first mode. When the distance is longer than 50 m, the stereoscopic distance is changed using only the monocular stereoscopic factor using the second mode.
  • a vehicle 200 equipped with the image display device 10 of the present disclosure when traveling on a road, a vehicle located at a position 3 m ahead from the observer D is shown as an in-vehicle camera (not shown). ) Is detected. Based on the detected information, the control unit 104 controls the display of the display device 110 so that the marker is displayed in a so-called AR (Augmented Reality) at the position where the stereoscopic distance L is 3 m in the first mode.
  • AR Augmented Reality
  • the control unit 104 changes the marker display mode from the first mode to the second mode. Switch to mode.
  • the control unit 104 when switching from the first mode to the second mode, gradually decreases the luminance of the right-eye pixel 112. When the luminance of the right eye pixel 112 becomes 0, the mode is completely switched to the second mode.
  • the control unit 104 displays the marker.
  • the display mode is switched from the second mode to the first mode.
  • the control unit 104 gradually increases the luminance of the right-eye pixel 112.
  • the luminance of the right eye pixel 112 becomes equal to the luminance of the left eye image, the mode is completely switched to the first mode.
  • the method of changing the luminance in changing the display mode is not limited to the method of changing the luminance continuously, but may be a method of changing the luminance step by step.
  • the speed and number of steps to change the brightness are the speed and acceleration of the car, the age of the observer, the type of object indicated by the marker (for example, a sign, a car in front or a passerby), the position of the observer, It is determined by the observer's fatigue level, etc. depending on the driving time. That is, when the speed of the automobile is high, the speed of changing the brightness is increased. On the other hand, when the speed is slow, the speed of the luminance change is slowed down.
  • the speed of focusing decreases, so that the speed of change in luminance is slowed down.
  • the luminance change is accelerated.
  • the marker indicated by the display device of the present disclosure indicates an emergency such as a person or vehicle that has jumped out ahead of the vehicle, the change in luminance is accelerated.
  • the image display device 10 uses the first mode when the viewing distance of the observer D is 50 m or less, and uses the second mode when the viewing distance is longer than 50 m.
  • the mode is switched, the luminance of the right eye pixel 112 is gradually and gradually converted.
  • the image display apparatus 10 gradually switches between the first mode and the second mode according to the viewing distance of the observer D.
  • the observer D can switch between the first mode (binocular observation mode) and the second mode (monocular observation mode) without feeling a burden or discomfort.
  • Embodiment 2 An image display apparatus according to Embodiment 2 will be described.
  • the image display apparatus 10 has a first mode (binocular observation mode) and a second mode (monocular observation mode) as display modes.
  • the first mode is a mode in which an image is displayed on the left eye pixel 111 and the right eye pixel 112.
  • the second mode is a mode in which an image is displayed only on the left eye of the viewer D without displaying an image only on the left eye pixel 111 and no image on the right eye pixel 112.
  • the stereoscopic viewing distance L is set by the binocular stereoscopic factor and the monocular stereoscopic factor using the first mode. Change. When the viewing distance is longer than 50 m, the stereoscopic viewing distance is changed using only the monocular stereoscopic factor using the second mode.
  • a vehicle-mounted camera (not shown) detects a vehicle located 3 m ahead from the observer D. Based on the detected information, the control unit 104 controls the display device 110 so that the marker is displayed at a position where the stereoscopic distance L is 3 m in the first mode.
  • the control unit 104 switches the displayed marker mode from the first mode to the second mode.
  • the luminance of the right-eye pixel 112 is gradually reduced.
  • the mode is completely switched to the second mode.
  • the parallax amount when switching from the first mode to the second mode, the parallax amount is gradually changed simultaneously with the change in luminance.
  • the parallax amount of the image display apparatus 10 when the stereoscopic distance L is 3 m is ⁇ 1.
  • the parallax amount when a marker or the like is displayed in the first mode at a position where the stereoscopic distance L is 100 m is ⁇ 2.
  • the parallax amount is gradually increased from ⁇ 1 to ⁇ 2, similarly to the change in luminance in the first embodiment.
  • control is performed so that the timing at which the luminance decreases to 0 and the timing at which the parallax amount increases to ⁇ 2 are matched.
  • the control unit 104 when switching from the second mode to the first mode, gradually decreases the parallax amount from ⁇ 2 to ⁇ 1.
  • control is performed so that the timing at which the luminance of the right-eye image and the luminance of the left-eye image are equal to the timing at which the parallax amount decreases to ⁇ 1.
  • the luminance and the amount of parallax may be changed continuously or may be changed in stages.
  • the speed of changing the brightness and the amount of parallax, and the number of stages include the speed of the car, the age of the observer, the type of target indicated by the marker (for example, a sign, a car ahead, a passerby, etc.), position, It is determined by the fatigue level of the observer due to the continuous operation time of the observer.
  • the luminance and the amount of parallax are changed at the same speed as in the first embodiment.
  • the image display apparatus 10 uses the first mode when the viewing distance of the observer D is 50 m or less, and uses the second mode when the viewing distance is more than 50 m.
  • the mode is switched, the luminance and the parallax amount Q of the right eye pixel 112 are gradually converted.
  • the second embodiment not only the luminance but also the parallax amount is changed when the mode is switched. As a result, the mode can be switched without a burden or an uncomfortable feeling for the observer as compared with the case where only the luminance is changed.
  • the image display device 10 gradually switches between the first mode and the second mode in accordance with the stereoscopic distance L of the observer D.
  • the observer D can switch between the first mode (binocular observation mode) and the second mode (monocular observation mode) without feeling a burden or discomfort.
  • Embodiments 1 and 2 have been described as examples of the technology disclosed in the present application. However, the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to embodiments that have been changed, replaced, added, omitted, and the like. Moreover, it is also possible to combine each component demonstrated in the said Embodiment 1 and 2 into a new embodiment.
  • Embodiments 1 and 2 have described examples in which a windshield is used as a means for projecting an image.
  • the projection means only needs to be able to present the image to the observer as a virtual image, and a combiner may be used instead of the windshield.
  • Embodiments 1 and 2 an example in which a space-division display device using a parallax barrier on a display device is used as means for displaying a stereoscopic image has been described.
  • the means for displaying a stereoscopic image is not limited to a space-division display device, and can also be realized by using a time-division display device that alternately presents images to the left and right eyes.
  • the parallax barrier is used as an example of means for providing parallax images to the left and right eyes.
  • a lenticular lens or a liquid crystal lens may be used instead of the parallax barrier.
  • the present disclosure can be applied to a stereoscopic image display device that is mounted on a moving body and can switch between monocular stereoscopic viewing and binocular stereoscopic viewing according to an image to be presented, a situation around the moving body, and an observer.
  • the present disclosure can be applied to a head-up display or the like.

Abstract

 画像表示装置は、表示デバイスと、視差バリアと、制御部と、を備える。表示デバイスは、視差量を有する右眼用画像と左眼用画像を表示する。視差バリアは、表示デバイスの出力に基づく光を右眼方向と左眼方向に振り分ける。制御部は、表示デバイスを制御し、視差量及び表示画像の輝度を連続的に変化させ、両眼に画像を提示するモードと片眼に画像を提示するモードを切り替える。

Description

画像表示装置
 本開示は、フラットパネルディスプレイを用いて視差画像を提示する画像表示装置に関する。
 特許文献1は、移動体に搭載される表示装置であって、フロントガラスを投映板として用いてヘッドアップディスプレイを構成する表示装置を開示する。この表示装置は、映像情報を含む光束を生成する光束生成部と、光束生成部により生成された光束を反射する反射体と、光束を右眼および左眼の両方又はどちらかの片眼に投映する投映部と、所定の表示領域に光束を出射する方向制御部とを備える。これにより、ヘッドアップディスプレイにおいて両眼および単眼の切り替えができる。
日本国特許公開2010-72596号公報
 本開示における画像表示装置は、視差量を有する右眼用画像と左眼用画像を出力する表示部と、表示部の出力に基づく光を観察者の右眼方向、左眼方向に振り分ける光学部材と、視差量と、右眼用画像及び左眼用画像のどちらか一方の輝度とを変化させる制御部とを備える。制御部は、視差量を有する画像を観察者に提示する第1のモードと、どちらか一方の片目に画像を提示する第2のモードとを切り替え可能である。制御部は、第1のモードから第2のモードに切り替える場合、右眼用画像及び左眼用画像のどちらか一方の輝度を徐々に減衰させ、第2のモードから第1のモードに切り替える場合は、減衰させた輝度を徐々に増加させる。
図1は、実施の形態1及び2における立体画像表示装置の構成を示す概略構成図である。 図2は、実施の形態1及び2における表示デバイスを説明するための概略図である。 図3は、実施の形態1及び2における視点位置と虚像および立体視像の位置関係を説明するための概略図である。 図4は、実施の形態1における輝度の変化及び実施の形態2における輝度と視差量の変化を示すグラフである。 図5は、本開示の立体画像表示装置を搭載した車両の概略構成図である。
 以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
 なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
 (実施の形態1)
 以下、図1~2を用いて、実施の形態1を説明する。
 [1-1.ヘッドアップディスプレイシステムの構成]
 図1は、実施の形態1に係る画像表示装置10の構成を示している。画像表示装置10は、筐体100と、表示デバイス110と、視差バリア103と、光学系120と、マイクロコンピュータ等の制御部104とを備えている。表示デバイス110と、視差バリア103と、光学系120と、制御部104とは、筐体100内に設けられている。画像表示装置10は、例えば車両のダッシュボード内部に配置され、筐体100内部に配置される表示デバイス110が表示する画像を、ウインドシールド220を介して、車両内部の観察者Dに虚像Iとして提示する。筐体100は、画像を投射するための開口102を有する。この開口102には透明のカバーが設けられていてもよい。光学系120は、第1ミラー121と、第2ミラー122とを備えている。制御部104は、表示デバイス110が出力する画像の輝度と、右眼用画像及び左眼用画像の視差量とを制御する。
 実施の形態1では、表示デバイス110が表示する画像が、第1ミラー121、第2ミラー122、ウインドシールド220によって順に反射され、光路Xに沿って、観察者Dの視点領域300に導かれる。表示デバイス110が表示した画像は、観察者Dによって虚像Iとして視認される。
 表示デバイス110には、液晶表示装置(Liquid Crystal Display)や有機発光ダイオード(エレクトロルミネッセンス)、プラズマディスプレイなどが用いられる。実施の形態1において、第1ミラー121は、表示デバイス110の鉛直方向の上方に設けられる。第1ミラー121の反射面は、第2ミラー方向に向けられている。
 図2は、表示デバイス110と視差バリア103の構成図である。視差バリア103は、ガラス基板(図示せず)に例えばクロムなどの遮光材料を蒸着させて構成される。視差バリア103は、ガラス基板上に1次元的にストライプ状に形成される。遮光材料が蒸着されない部分が開口部151として構成される。
 表示デバイス110は、R(RED)、G(Green)、B(Blue)の各サブ画素からなる画素を有している。実施の形態1では、各画素が、左眼用画素111と右眼用画素112として交互に割り当てられる。
 視差バリア103は、開口部151を有しており、開口部151によって、表示デバイス110から出射した光の配向が制御され、左眼用画素111から出射した光は左眼131に、右眼用画素112から出射した光は右眼132に到達する。これにより、観察者Dに視差のある画像を提示することができる。
 図3は、視点位置(左眼131と右眼132)と虚像Iおよび立体視像の位置関係を説明するための図である。図3に示すように、右眼用画像と左眼用画像の視差量Qを変化させることで、輻輳角θが視差量Qに応じて変化し、観察者Dに提示される虚像Iの立体視距離Lを変化させることが出来る。なお、視差量Qは以下の[数1]で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ただし、
 LI:観察者Dから虚像Iまでの距離
 S:観察者Dの右眼と左眼の間隔
 である。
 [1-2.動作]
 以上のように構成された画像表示装置10の動作を以下説明する。
 実施の形態1では、画像表示装置10は、表示モードとして、第1のモード(両眼観察モード)と第2のモード(単眼観察モード)を有する。第1のモードは、左眼用画素111と右眼用画素112に画像を表示するモードである。第2のモードは、左眼用画素111のみに画像を表示し右眼用画素112には画像を表示せず、観察者Dの左眼のみに画像が提示するモードである。
 ここで、人が立体視距離Lを認知する因子を説明する。立体視には、両眼立体視と単眼立体視とがある。両眼立体視は、両眼を使って立体感を得る能力である。他方、単眼立体視は、右眼もしくは左眼どちらか一方の片眼を使って立体感を得る能力である。両眼立体視における立体視因子としては、輻輳と視差とがある。他方、単眼立体視における立体視因子には、遮蔽、相対的な大きさ、相対的な密度、視界における高さ、運動視差、空気遠近、水晶体の焦点調節がある。両眼立体視因子は、視距離が近い間は、その立体視における寄与率が高いが、反対に距離が遠くなるにつれて、寄与率が低下する。他方、単眼立体視因子である遮蔽、相対的な大きさ、相対的な密度は、視距離が変わっても寄与率が変化しない。また、空気遠近は視距離が遠くなるにしたがい寄与率が増加する。視界における高さ、運動視差に関しても、立体視距離に係わらず、両眼立体視因子よりも寄与率が高い。従って、立体視距離が遠い状態では、単眼立体視因子が画像の立体視距離を認知する上で支配的となる。
 本実施の形態では、観察者Dの立体視距離が50m以下の場合、第1のモードを用いて、両眼立体視因子及び単眼立体視因子によって、立体視距離を変化させる。50mより遠い場合には第2のモードを用いて単眼立体視因子のみを利用して立体視距離を変化させる。
 例えば、図5に示すように、本開示の画像表示装置10を搭載した車両200が道路を走行しているときに、観察者Dから前方に3m離れた位置にある車両を車載カメラ(図示せず)が検知する。検知した情報に基づき、制御部104は、第1のモードで立体視距離Lが3mの位置にマーカーがいわゆるAR(Augmented Reality)表示されるように、表示デバイス110の表示を制御する。車載カメラが検知している前方の車両の速度が変化して、対象車両から、例えば、50m以上離れた場合には、制御部104は、マーカーの表示モードを、第1のモードから第2のモードに切り替える。図4に実線で示すように、第1のモードから第2のモードに切り替える際、制御部104は、右眼用画素112の輝度を徐々に低下させる。右眼用画素112の輝度が0になると、完全に第2のモードに切り替わる。
 また、立体視距離Lが50m以上の位置にマーカーを表示した状態において、車載カメラが検知している車両の速度が変化して、対象車両から50m以内に近づいた場合、制御部104は、マーカーの表示モードを、第2のモードから第1のモードに切り替える。第2のモードから第1のモードに切り替える際、制御部104は、右眼用画素112の輝度を徐々に増加させる。右眼用画素112の輝度が左眼用画像の輝度と等しくなると、完全に第1のモードに切り替わる。
 表示モード変更における輝度の変化のさせ方としては、連続的に輝度を変化させる方法に限らず、段階的に輝度を変化させる方法であってもよい。また、輝度を変化させる速さや段階の数は、自動車の速度や加速度、観察者の年齢、マーカーが示す対象の種類(例えば、標識や前方の車や通行人等)や位置、観察者の連続運転時間による観察者の疲労度等によって決定される。すなわち、自動車の速度が速い場合、輝度を変化させる早さを早くする。反対に、速度が遅い場合、輝度の変化の早さを遅くする。観察者Dの年齢が高い場合、焦点を合わせるスピードが衰えるため、輝度の変化の早さを遅くする。反対に、観察者Dの年齢が若い場合、輝度の変化を早くする。本開示の表示装置が示すマーカーが車両前方に飛び出してきた人や車両であるような緊急の事態を示す場合、輝度の変化を早くする。
 [1-3.効果等]
 以上のように、実施の形態1において、画像表示装置10は、観察者Dの視距離が50m以下の場合は第1のモードを用いて、50mより遠い場合は第2のモードを用いる。そしてモード切替時には、右眼用画素112の輝度を連続的に徐々に変換させる。
 このように、実施の形態1にかかる画像表示装置10は、観察者Dの視距離に応じて第1のモードと第2のモードを徐々に切り替える。これにより、観察者Dが負担や違和感を覚えることなく第1のモード(両眼観察モード)と第2のモード(単眼観察モード)の切り替えが可能となる。
 (実施の形態2)
 実施の形態2による画像表示装置について説明する。
 実施の形態1と同様に、実施の形態2の画像表示装置10は、表示モードとして、第1のモード(両眼観察モード)と第2のモード(単眼観察モード)を有する。第1のモードは、左眼用画素111と右眼用画素112とに画像を表示するモードである。第2のモードは、左眼用画素111のみに画像を表示し右眼用画素112には画像を表示せず、観察者Dの左眼のみに画像を提示するモードである。
 実施の形態2では、実施の形態1と同様に観察者Dの視距離が50m以下の場合、第1のモードを用いて、両眼立体視因子及び単眼立体視因子によって、立体視距離Lを変化させる。視距離が50mより遠い場合には第2のモードを用いて単眼立体視因子のみを利用して立体視距離を変化させる。
 例えば、観察者Dから3m前方に離れた位置にある車両を車載カメラ(図示せず)が検知する。検知した情報に基づき制御部104は、第1のモードで立体視距離Lが3mの位置にマーカーが表示されるように、表示デバイス110を制御する。車載カメラが検知している前方の車両の速度が変化して、例えば、50m以上離れた場合、制御部104は、表示しているマーカーのモードを、第1から第2のモードに切り替える。
 実施の形態1と同様に、図4の実線に示すように、第1のモードから第2のモードに切り替える際、右眼用画素112の輝度を徐々に低下させる。右眼用画素112の輝度が0になると、完全に第2のモードに切り替わる。
 また、本実施の形態では、第1のモードから第2のモードに切り替える際、輝度の変化と同時に視差量を徐々に変化させる。具体的には、図4において立体視距離Lが3mでの画像表示装置10の視差量をθ1とする。また、立体視距離Lが100mの位置にマーカー等を第1モードで表示した場合の視差量をθ2とする。本実施の形態では、実施の形態1の輝度の変化と同様に、θ1からθ2に視差量を徐々に増加させる。輝度と視差量の変化の関係として、輝度が0に減少するタイミングと視差量がθ2に増加するタイミングを合致させるように制御する。
 逆に、第2のモードから第1のモードに切り替える際、右眼用画像の輝度を徐々に増加させると共に、視差量を徐々に減少させる。具体的には、図4において立体視距離Lが100mから3mに変化する場合、制御部104はθ2からθ1に視差量を徐々に減少させる。輝度と視差量の変化の関係として、右眼用画像の輝度と左眼用画像の輝度が等しくなるタイミングと視差量がθ1に減少するタイミングを合致させるように制御する。
 輝度及び視差量は、連続的に変化させてもよいし、段階的に変化させてもよい。また、輝度及び視差量を変化させる速さや、段階の数としては、自動車の速度や、観察者の年齢、マーカーが示す対象の種類(例えば、標識や前方の車、通行人等)や位置、観察者の連続運転時間による観察者の疲労度等によって決定される。具体的には、実施の形態1と同様の速さで輝度および視差量を変化させる。
 以上のように、本実施の形態において、画像表示装置10は、観察者Dの視距離が50m以下の場合は第1のモードを用いて、50mより遠い場合は第2のモードを用いる。そしてモード切替時には、右眼用画素112の輝度及び視差量Qを徐々に変換させる。実施の形態2では、モード切替時に、輝度だけでなく、視差量も変化させている。これにより、輝度のみを変化させた場合に比べて、観察者にとって、より負担や違和感なく、モードの切り替えが可能となる。
 前段落に記載の通り、画像表示装置10は、観察者Dの立体視距離Lに応じて第1のモードと第2のモードを徐々に切り替える。これにより、観察者Dが負担や違和感を覚えることなく第1のモード(両眼観察モード)と第2のモード(単眼観察モード)の切り替えが可能となる。
 (他の実施の形態)
 以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1及び2を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態1及び2で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
 そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
 実施の形態1及び2では、画像を投映する手段としてウインドシールドを用いた例を説明した。しかし、投映手段は、画像を虚像として観察者に提示させることができればよく、ウインドシールドの代わりにコンバイナを用いてもよい。
 また、実施の形態1及び2では、立体画像を表示する手段として、ディスプレイデバイス上に視差バリアを用いた空間分割方式の表示デバイスを用いた例を説明した。しかし、立体画像を表示する手段は、空間分割方式の表示デバイスに限られず、左右の目に交互に画像を提示する時分割方式の表示デバイスを用いても実現できる。
 また、実施の形態1及び2では、左右の目にそれぞれ視差画像を提供する手段の一例として視差バリアを用いて説明した。しかし、視差バリアの代わりに、レンチキュラレンズや液晶レンズを用いてもよい。
 本開示は、移動体に搭載され、提示する画像や移動体の周囲の状況、観察者に応じて単眼立体視と両眼立体視の切り替えが可能な立体画像表示装置に適用可能である。具体的には、ヘッドアップディスプレイなどに、本開示は適用可能である。
 10 画像表示装置
 100 筐体
 102 開口
 103 視差バリア
 104 制御部
 110 表示デバイス
 111 左眼用画素
 112 右眼用画素
 120 光学系
 121 第1ミラー
 122 第2ミラー
 131 左眼
 132 右眼
 151 開口部
 200 車両
 210 ダッシュボード
 220 ウインドシールド
 300 視点領域
 D 観察者
 I 虚像
 X 光路

Claims (6)

  1.  観察者に虚像を視認させる画像表示装置であって
     視差量を有する右眼用画像と左眼用画像を出力する表示部と、
     前記表示部の出力に基づく光を右眼方向と左眼方向とに振り分ける光学部材と、
     前記視差量と、前記右眼用画像及び前記左眼用画像のどちらか一方の輝度とを変化させる制御部とを備え、
     前記制御部は、視差量を有する画像を観察者に提示する第1のモードと、どちらか一方の片目に画像を提示する第2のモードとを切り替え可能であり、
     前記制御部は、前記第1のモードから前記第2のモードに切り替える場合、前記右眼用画像及び前記左眼用画像のどちらか一方の輝度を徐々に減衰させ、前記第2のモードから前記第1のモードに切り替える場合は、減衰させた輝度を徐々に増加させる、画像表示装置。
  2.  前記制御部はさらに、前記第1のモードから前記第2のモードに切り替える場合には前記視差量を徐々に増加させ、前記第2のモードから前記第1のモードに切り替える場合には視差量を徐々に減少させる、請求項1に記載の画像表示装置。
  3.  前記制御部は、前記第1のモードから前記第2のモードに切り替わるタイミングに、前記右眼用画像及び前記左眼用画像のどちらか一方の輝度を0とし、前記視差量を所定の視差量まで増加させる、請求項2に記載の画像表示装置。
  4.  前記制御部は、前記第2のモードから前記第1のモードに切り替わるタイミングに、前記右眼用画像の輝度と前記左眼用画像の輝度を等しくし、前記視差量を所定の視差量まで減少させる、請求項2に記載の画像表示装置。
  5.  移動体に搭載されることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の画像表示装置。
  6.  前記移動体に設けられるウインドシールドに前記表示部の出力に基づく光を投射する、請求項5に記載の画像表示装置。
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