JP2000111834A - 車両用ステレオ画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、両眼視差を利用した視認し易いス
テレオ画像を表示することができる車両用ステレオ画像
表示装置を提供することにある。 【解決手段】 異なる複数の視点からそれぞれ視認可能
な複数の視差画像を画像記録部１７に記録するようにし
ておき、投光部１５から照射された光に応じて複数の視
差画像を投射し、この複数の視差画像に光指向性投影部
１９で光指向性を与えて複数の視点方向に投影する。そ
して、投影された視差画像の表示方向を光偏向部２１で
視点方向に偏向することで、両眼視差を利用した視認し
易いステレオ画像をアイレンジ２３内のアイポイント２
５に表示することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、両眼視差を利用し
てステレオ画像を表示する車両用ステレオ画像表示装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用ステレオ画像表示装置とし
ては、例えば、図９に示すように、特開平７−１０３７
８４号公報に記載された「車両用情報表示装置」が報告
されている。

【０００３】この装置は、例えばビデオカメラ６で撮影
した車外風景（ＬＩＤ）や、ナビゲーション装置から出
力される経路誘導情報（ＲＩＤ）を表示内容として液晶
ディスプレイ１２１に画素単位で交互に表示させる。そ
して、液晶ディスプレイ１２１上に配置されたレンチキ
ュラーレンズ１２２を介してフロントウインドウ方向に
表示内容を照射し、フロントウインドウ上に設けられて
いる反射板１０３で反射させ、運転者１２３の左眼に車
外風景（ＬＩＤ）を、右眼に経路誘導情報（ＲＩＤ）を
視認可能に投影することで、ステレオ画像を表示してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
車両用ステレオ画像表示装置にあっては、液晶ディスプ
レイ１２１のように電子式表示装置を用いているので、
表示される画素サイズが大きくなってしまう。このた
め、一般に用いられている縦割り画像が気にならない程
度のレンズピッチを有するレンチキュラーレンズ１２２
を用いた場合でも、図１０に示すように、２眼式程度の
表示画質までしかステレオ画像として表示することがで
きない。

【０００５】このため、図１０に示すように、右眼位置
１２３Ｒに左眼位置１２５Ｌが移動して来た場合には、
右眼位置１２５Ｒには隣のレンチキュラーレンズから照
射された左眼用画像（２（Ｌ））が入力され、左右眼の
視差が逆転してステレオ画像の視認が成立しなくなると
いった問題があった。

【０００６】また、運転者が立体視認可能な視野領域は
アイレンジより極めて狭く、立体視認可能な領域を含め
た全領域に渡って表示内容が見難くくなってしまう。さ
らに、従来の車両用ステレオ画像表示装置にあっては、
電子式表示装置および画像処理装置を用いているため、
構成部品が多く、システムコストも高く、重量も重く、
広い装置スペースを必要としていた。

【０００７】また、車外画像をステレオ表示した場合で
も、両眼視差による結像距離には制限があり、実際の距
離に表示像を表示することは難しく、また、画像の情報
量が大い反面、表示画像の品質が悪いので、走行中に運
転者が短時間で視認するには、距離を視認しにくく、逆
に視界が困惑されるといった問題があった。

【０００８】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的としは、両眼視差を利用した視認し易いステレ
オ画像を表示することができる車両用ステレオ画像表示
装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するため、両眼視差を利用してステレオ
画像を表示する車両用ステレオ画像表示装置において、
光を照射する投光手段と、異なる複数の視点からそれぞ
れ視認可能な複数の視差画像を記録するとともに、照射
された光に応じて複数の視差画像を投射する画像記録手
段と、投射される複数の視差画像に光指向性を与えて複
数の視点方向に投影する光指向性投影手段と、投影され
た視差画像の表示方向を視点方向に偏向する光偏向手段
とを備えたことを要旨とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前方の障害物との距離を検出する距離検出手段
と、この距離情報に応じた遠近感を表す視差画像になる
ように投光手段を制御する投光制御手段とを備え、前記
画像記録手段は、照射された光が当たる領域に応じて、
異なる遠近感を表す視差画像を記録することを要旨とす
る。

【００１１】請求項３記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記画像記録手段は、透明板または拡散板から
なり、この板面上に視差画像を印刷して記録することを
要旨とする。

【００１２】請求項４記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記光指向性投影手段は、入力信号に応じて視
点方向となる光指向性を調整可能な光学素子からなるこ
とを要旨とする。

【００１３】請求項５記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記光指向性投影手段は、前記画像記録手段に
対向して平行に視点方向の光指向性を回転移動する回転
移動手段を備えることを要旨とする。

【００１４】請求項６記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記回転移動手段は、少なくとも車両の経路誘
導方向や走行方向を表す角度情報に応じて前記回転移動
の角度を制御する回転制御手段を備えることを要旨とす
る。

【００１５】

【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、異なる
複数の視点からそれぞれ視認可能な複数の視差画像を記
録するようにしておき、照射された光に応じて複数の視
差画像を投射し、この複数の視差画像に光指向性を与え
て複数の視点方向に投影する。そして、投影された視差
画像の表示方向を視点方向に偏向することで、両眼視差
を利用した視認し易いステレオ画像を表示することがで
きる。

【００１６】また、請求項２記載の本発明によれば、照
射された光が当たる領域に応じて、異なる遠近感を表す
視差画像を記録するようにしておき、前方の障害物との
距離に応じた遠近感を表す視差画像になるように投光制
御することで、前方の障害物との距離を遠近感を伴って
表すことができる。

【００１７】また、請求項３記載の本発明によれば、透
明板または拡散板からなり、この板面上に視差画像を印
刷して記録するようにしたので、簡単な構成で視差画像
を記録しておくことができる。

【００１８】また、請求項４記載の本発明によれば、入
力信号に応じて視点方向となる光指向性を調整可能な光
学素子からなることで、入力信号に応じて視点方向を調
整することができる。

【００１９】また、請求項５記載の本発明によれば、記
録されている視差画像に対向して平行に視点方向の光指
向性を回転移動することで、表示されるステレオ画像を
容易に回転移動することができる。

【００２０】また、請求項６記載の本発明によれば、少
なくとも車両の経路誘導方向や走行方向を表す角度情報
に応じて回転移動の角度を制御することで、経路誘導方
向や走行方向を表すステレオ画像を容易に表示すること
ができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形
態に係る車両用ステレオ画像表示装置が適応される接近
警報システムのブロック構成を示す図である。

【００２２】距離情報検出部１１は、車両１の前方部位
に設置されたレーザーレーダからなり、前方車両や障害
物等との距離情報を検出する。また、距離情報検出部１
１には、このレーザーレーダに代わって、ミリ波レー
ダ、ステレオカメラ又はナビゲーション装置からの距離
情報、ＶＩＣＳ等の車外からの方向指示情報等を用いる
こともできる。

【００２３】投光制御部１３は、距離情報検出部１１か
らの距離情報に応じて、画像記録部１７に記録されてい
る視差量（視距離が略相似）が異なる画像領域のうちの
１つに光を照射するように投光部１５を制御する。投光
部１５は、ハロゲン電球、冷陰極管、ＬＥＤ、ＥＬ等の
光発光素子を光源として用い、投光制御部１３からの投
光信号に応じて光発光素子を発光させて画像記録部１７
の下面に光を照射する。また、投光部１３からの光を画
像記録部１５の斜め上方から照射し、斜め上方に反射さ
せて画像記録部１７に照射するように配置してもよい。

【００２４】画像記録部１７は、ポリプロピレン、ポリ
カーボネート、アクリル等の透明樹脂板または拡散板か
らなり、表面にシルク印刷等の印刷法を利用して複数の
視点からのカラー画像または黒色画像が記録されてい
る。また、画像記録部１７は、照射された光が当たる画
像領域に異なる遠近感を表す視差画像を記録している。

【００２５】光指向性投影部１９は、レンチキュラーレ
ンズ、パララックスバリア、フライアイレンズ、これら
の光学特性を記録したホログラム板からなり、投射され
る複数の視差画像に光指向性を与えて複数の視点方向に
投影する。また、光指向性投影部１９は、液晶（ＬＣ
Ｄ）、音響光学素子（ＡＯＭ）、バリアングルプリズ
ム、マイクロマシニーングによって製造された微小ミラ
ー群（ＤＭＤ）等からなり、外部からの入力信号に応じ
て視点方向となる光指向性を調整可能な光学素子であ
る。

【００２６】光偏向部２１は、半透明または略透明な部
材からなり、照射される光を室内にいる運転者や搭乗者
のアイレンジ２３方向に偏向するコンバイナであり、ヘ
ッドアップディスプレイに用いられるコンバイナと同様
の機能を有する。光偏向部２１で偏向された光は運転者
や搭乗者等の例えば９５％タイルのアイレンジ２３内の
アイポイント２５に入射され、運転者や搭乗者の眼に視
差画像がステレオ表示で投影される。

【００２７】次に、図２を参照して、レンチキュラーレ
ンズを光指向性投影部１９として用いる場合の作用につ
いて説明する。画像記録部１７を構成する１つのセル１
７−１は、細部１（ａ）〜１（ｆ）を有しており、両眼
幅ｋ〜６２（ｍｍ）の間隔でアイレンジ２３内に配置さ
れた異なる６視点（ａ）〜（ｆ）からそれぞれ別々に視
認可能な画像がそれぞれの細部に記録されている。

【００２８】例えば、アイレンジ２３の左右方向の最大
寸法Ｗ（ｍｍ）、両眼幅ｋとに基づいて、必要な視点数
ｎは、

【数１】ｎ＝Ｗ／ｋ・・・・（１） となり、余裕代を考慮しても視点数ｎは６〜１２視点あ
れば良い。

【００２９】レンチキュラーレンズ１９を構成するレン
ズ１９−１は、画像記録部１７のセル１７−１上に面接
されており、画像記録部１７のセル１７−１を構成する
細部１（ａ）〜１（ｆ）に記録されたそれぞれの視差画
像は、レンチキュラーレンズ１９のレンズ１９−１を介
してそれぞれに異なる指向性を与えられ、異なる６視点
（ａ）〜（ｆ）にそれぞれ別々に照射される。この結
果、図２に示すように、運転者のアイポイント２５
（ｃ），（ｄ）上には、それぞれ細部１（ｃ）,１
（ｄ）に記録された視差画像が入射され、アイレンジ２
３内では視差の逆転を生じさせることなく視差画像がス
テレオ表示されて視認できるようになる。

【００３０】また、最大寸法Ｗより狭い間隔の視差画像
を画像記録部１７に記録してもよい。また、視点数ｎよ
りも多い画像数を画像記録部１７の１つのセルに記録し
てもよい。ただし、光の回折現象を生じさせないため
に、微小画像サイズが制限され、さらに画像視点数ｎも
制限される。

【００３１】次に、図１に示す接近警報システムの動作
を説明する。まず、距離情報検出部１１は、車両１の前
方を走行する車両や物体までの距離を計測し、距離信号
を投光制御部１３に出力する。投光制御部１３は、距離
信号によって表される前方車両との車間距離及び自車速
度に基づいて、例えば「安全」、「注意」、「危険」の
３段階を判断して投光部１５に投光信号を出力する。な
お、投光制御部１３は、車間距離のみに基づいて、遠近
感を表す「遠」，「中（適）」，「近」の３段階を判断
するようにしてもよい。

【００３２】そして、投光部１５は、投光制御部１３か
ら出力される３段階の投光信号に応じたそれぞれの部位
にある光源に電源を投入し、指定部位にある光源を発光
させて画像記録部１７の下面から光を照射する。

【００３３】そして、画像記録部１７には、透明樹脂板
または拡散板の表面にシルク印刷等で複数の視点からの
カラー画像または黒色画像が記録されているので、投光
部１５から照射された光がこれらのカラー画像または黒
色画像を光指向性投影部１９に投射する。この結果、画
像記録部１７は、照射された光が当たる画像領域に異な
る遠近感を表す視差画像のうちの１つを投影することに
なる。

【００３４】そして、光指向性投影部１９は、図２に示
すように、レンチキュラーレンズ１９のレンズを介して
それぞれに異なる指向性を与えられて光偏向部２１に照
射される。光偏向部２１は、光指向性投影部１９を介し
て照射される光をアイレンジ２３方向の異なる６視点
（ａ）〜（ｆ）にそれぞれ別々に照射し、運転者や搭乗
者の眼に視差画像が投影されステレオ画像が表示され
る。この結果、両眼視差を利用した視認し易いステレオ
画像をアイレンジ２３内に表示することができる。

【００３５】この時の視差画像は、奥行き方向の視差だ
けでなく、画面から飛び出すような視差を与えた視差画
像を混在させてもよく、この場合、距離情報と視差量が
略相似の関係であったり、人の感覚である対数関係であ
ればよい。この結果、直観的に分かり易い遠近感を観察
者に伝えることができる。

【００３６】なお、図３に示すように、投光部１５以降
の一部構成を変更してもよい。投光部１５は、図３に示
すように、放物面鏡３１の焦点位置近傍に配置された小
型電球３３と拡散板３５とから構成されており、投光制
御部１３から出力される投光信号に応じてスイッチ３０
をオンオフ制御する。

【００３７】投光部１５に設けられた小型電球３３から
発光された光は、放物面鏡３１で反射され拡散板３７に
照射されて拡散された後に、画像記録部１５に記録して
おいた複数視点からなる画像を透過し、さらに、光指向
性投影部１９を透過して各画素はそれぞれの視点方向に
分離され、外来光の入射を防止するために用いられるル
ーバーフィルタ３９を通過し、光偏向部２１（図示せ
ず）を介して運転者のアイポイント２５方向に反射また
は回折され、運転者や同乗者の眼球に入射して視覚情報
として視認される。

【００３８】また、図４に示すように、投光部１５の一
部構成を変更してもよい。図４に示すように、投光部と
して冷陰極管やＬＥＤ、ＥＬ等の発光素子４１を用いて
もよい。拡散板３７の上面には視差画像を黒色を用いて
印刷しておく。また、光指向性投影部１９を構成するレ
ンチキュラーレンズの平面側に視差画像を印刷してもよ
い。さらに、レンチキュラーレンズに光拡散機構を設
け、その表面上に視差画像を印刷して一体構造としもよ
い。

【００３９】このように、視差量が異なる視差画像を画
像記録部１７に記録しておき、車間距離に応じて、投光
部１５の光源を切り替えて投光して表示するため、直感
的に遠近感を視認し易いステレオ画像を提供することが
できる。

【００４０】また、透明板または拡散板からなる画像記
録部１７の板面上に視差画像を印刷して記録するように
したので、簡単な構成で視差画像を記録しておくことが
できる。さらに、入力信号に応じて視点方向となる光指
向性を調整可能な光学素子から光指向性投影部１９を構
成することで、入力信号に応じて視点方向を調整するこ
とができ、この結果、ステレオ画像を視認可能なアイレ
ンジ２３の位置を調整することができる。

【００４１】（第２の実施の形態）図５は、本発明の第
２の実施の形態に係る車両用ステレオ画像表示装置が適
応される接近警報システムのブロック構成を示す図であ
る。図６は、光指向性投影部１９の回転角度を調整する
ための機構図である。

【００４２】図５において、光偏向部２１をフロントウ
インドウ５１の室内側に張り付けておく。また、図６に
おいて、モータ制御部５３は、入力される角度信号に応
じてステッピングモータ５５に出力するステップパルス
信号を生成して回転角度を制御する。ステッピングモー
タ５５は、ギア５７を回転してギア５７と歯合するギア
５９位置を調整し、画像記録部１７に対して光指向性投
影部１９がなす回転角度を調整する。

【００４３】なお、ステッピングモータ５５による回転
運動をギア５７，５９を歯合させて伝達したが、他の方
法として、光指向性投影部１９にワイヤやロッドを付加
して光指向性投影部１９の回転角度を調整するようにし
てもよい。また、液晶表示素子やバリアングルプリズム
（ミラー）を用いた場合、機械的な角度調整に代わっ
て、電気的な位置移動処理を施すことができる。

【００４４】次に、図５に示す接近警報システムの動作
を説明する。まず、モータ制御部５３には、ステアリン
グによる操舵角度や、ジャイロにより検出された車両挙
動の角度成分や、ナビゲーション装置から出力される経
路誘導案内や道路形状情報等の角度に関する角度信号が
入力されている。そして、モータ制御部５３は、その入
力信号が表す大きさに応じてステップパルス信号を生成
し、ステッピングモータ５５に出力してギア５７を回転
する。このステッピングモータ５５の回転軸先端にはギ
ア５７が設けられ、そのギア５７は光指向性投影部１９
の端面に設けられたギア５９と歯合してこれらを回転す
る。

【００４５】この結果、モータ制御部５３に入力される
角度信号に応じて、画像記録部１７と光指向性投影部１
９とがなす回転角度が調整され、光指向性投影部１９に
入射される画像位置に空間的ずれが生じる。

【００４６】例えば、モータ制御部５３に入力される角
度信号が角度０度を表している場合には、図７（ａ）に
示すように、画像記録部１７と光指向性投影部１９とが
なす角度は０度となる平行状態にあるので、運転者や搭
乗者に表示される画像は、図７（ｂ）に示すような直進
状態を表す道路や矢印を表す図形が表示される。

【００４７】一方、角度信号が所定程度の角度を有して
いる場合には、図８（ａ）に示すように、画像記録部１
７と光指向性投影部１９とが所定の角度をなしてズレ状
態になるので、運転者や搭乗者に表示される画像は、図
８（ｂ）に示すような右カーブや右矢印を表す図形が表
示される。この場合、図８に示すように、画面内の視差
画像は、画面上部にいくに従って視差画像の視差量が大
きくなるように投影されるからである。

【００４８】このように、画像記録部１７に記録されて
いる視差画像に対向して平行に光指向性投影部１９を回
転移動して視点方向の光指向性を回転移動することで、
表示されるステレオ画像を容易に回転移動することがで
きる。また、少なくとも車両の経路誘導方向や走行方向
を表す角度情報に応じて回転移動の角度を制御すること
で、経路誘導方向や走行方向を表すステレオ画像を容易
に表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両用ステレ
オ画像表示装置が適応される接近警報システムのブロッ
ク構成を示す図である。

【図２】レンチキュラーレンズを光指向性投影部１９と
して用いる場合の作用について説明するための図であ
る。

【図３】投光部１５からルーバーフィルタ３９に至るま
での構成を示す図である。

【図４】投光部１５からルーバーフィルタ３９に至るま
での他の構成を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る車両用ステレ
オ画像表示装置が適応される接近警報システムのブロッ
ク構成を示す図である。

【図６】光指向性投影部１９の回転角度を調整するため
の機構図である。

【図７】画像記録部１７と光指向性投影部１９とがなす
角度は０度となる平行状態にあることを示す図（ａ）で
あり、直線状態を表す道路や矢印を表す図形（ｂ）であ
る。

【図８】画像記録部１７と光指向性投影部１９とが所定
の角度をなしてズレ状態にあることを示す図（ａ）であ
り、右カーブや右矢印を表す図形（ｂ）である。

【図９】従来の車両用ステレオ画像表示装置を示す図で
ある。

【図１０】従来の車両用ステレオ画像表示装置における
問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 車両 ３ 接近警報システム １１ 距離情報検出部 １３ 投光制御部 １５ 投光部 １７ 画像記録部 １９ 光指向性投影部 ２１ 光偏向部 ２３ アイレンジ ２５ アイポイント

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両眼視差を利用してステレオ画像を表示
   する車両用ステレオ画像表示装置において、 光を照射する投光手段と、 異なる複数の視点からそれぞれ視認可能な複数の視差画
   像を記録するとともに、照射された光に応じて複数の視
   差画像を投射する画像記録手段と、 投射される複数の視差画像に光指向性を与えて複数の視
   点方向に投影する光指向性投影手段と、 投影された視差画像の表示方向を視点方向に偏向する光
   偏向手段とを備えたことを特徴とする車両用ステレオ画
   像表示装置。
2. 【請求項２】 前方の障害物との距離を検出する距離検
   出手段と、 この距離情報に応じた遠近感を表す視差画像になるよう
   に投光手段を制御する投光制御手段とを備え、 前記画像記録手段は、 照射された光が当たる領域に応じて、異なる遠近感を表
   す視差画像を記録することを特徴とする請求項１記載の
   車両用ステレオ画像表示装置。
3. 【請求項３】 前記画像記録手段は、 透明板または拡散板からなり、この板面上に視差画像を
   印刷して記録することを特徴とする請求項１記載の車両
   用ステレオ画像表示装置。
4. 【請求項４】 前記光指向性投影手段は、 入力信号に応じて視点方向となる光指向性を調整可能な
   光学素子からなることを特徴とする請求項１記載の車両
   用ステレオ画像表示装置。
5. 【請求項５】 前記光指向性投影手段は、 前記画像記録手段に対向して平行に視点方向の光指向性
   を回転移動する回転移動手段を備えることを特徴とする
   請求項１記載の車両用ステレオ画像表示装置。
6. 【請求項６】 前記回転移動手段は、 少なくとも車両の経路誘導方向や走行方向を表す角度情
   報に応じて前記回転移動の角度を制御する回転制御手段
   を備えることを特徴とする請求項５記載の車両用ステレ
   オ画像表示装置。