(57)【要約】【課題】立体視用の画像と平面視用の画像とを選択的に切り替えて表示する。【解決手段】焦点距離が可変のレンズが複数配列されたレンズアレイと、画像表示器と、焦点距離及び画像表示器を制御する制御部とを備え、制御部は、画像表示器から立体視用の画像と平面視用の画像とを選択的に切り替えて出力する、車両用表示装置が開示される。例えば、制御部は、画像表示器により出力される画像がレンズアレイを介して平面的に見える第１状態と、画像表示器により出力される画像がレンズアレイを介して立体的に見える第２状態とを選択的に形成する。また、例えば、左目用の画像部及び右目用の画像部は、所定の車両情報と、所定の車両情報のまわりに背景とを形成し、所定の車両情報は、背景よりも輝度が高い画素により形成される。【選択図】図１
2020038237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点距離が可変のレンズが複数配列されたレンズアレイと、
画像表示器と、
前記焦点距離及び前記画像表示器を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記画像表示器から立体視用の画像と平面視用の画像とを選択的に切り替えて出力する、車両用表示装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記焦点距離を制御することで、前記平面視用の画像が前記レンズアレイを介して平面的に見える第１状態と、前記立体視用の画像が前記レンズアレイを介して立体的に見える第２状態とを選択的に形成する、請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記立体視用の画像は、左目用の画像部と、右目用の画像部とが、前記レンズアレイの配列に対応したピッチで交互に含む、請求項２に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記左目用の画像部及び前記右目用の画像部は、所定の車両情報と、前記所定の車両情報のまわりに背景とを形成し、
前記所定の車両情報、及び、前記背景のうちのいずれか一方は、輝度が略０の画素により形成される、請求項３に記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記所定の車両情報は、警報用の情報を含む、請求項４に記載の車両用表示装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１状態から前記第２状態に切り替える際、前記第１状態において前記平面視用の画像の出力した後に、前記焦点距離を変化させ、前記焦点距離を変化させ始めてから所定時間後に、前記立体視用の画像を出力する、請求項２〜５のうちのいずれか１項に記載の車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両用表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像表示器とマイクロレンズアレイとの距離を可変とする技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２６４２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来技術では、立体視用の画像と平面視用の画像とを選択的に切り替えて表示することができない。見え方に合わせて立体視用の画像と平面視用の画像とを選択的に切り替えて表示できれば、表示のバリエーションが効果的に増加し、表示の斬新さを高めることもできる。
【０００５】
そこで、１つの側面では、本発明は、立体視用の画像と平面視用の画像とを選択的に切り替えて表示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの側面では、焦点距離が可変のレンズが複数配列されたレンズアレイと、
画像表示器と、
前記焦点距離及び前記画像表示器を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記画像表示器から立体視用の画像と平面視用の画像とを選択的に切り替えて出力する、車両用表示装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
１つの側面では、本発明によれば、立体視用の画像と平面視用の画像とを選択的に切り替えて表示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施例による車両用表示装置の一例を概略的に示す正面図である。
【図２】図１のラインＡ−Ａに沿った断面図である。
【図３】液晶光学装置及び画像表示器の２面図である。
【図４】焦点距離可変液晶レンズの原理の説明図である。
【図５】焦点距離可変液晶レンズの原理と立体視用の画像の説明図である。
【図６】処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図７】平面視用の画像及び立体視用の画像の説明図である。
【図８】平面視用の画像から立体視用の画像への切り替え方法の一例を示すタイミングチャートである。
【図９】平面視用の画像から立体視用の画像への切り替え方法の他の一例を示すタイミングチャートである。
【図１０Ａ】立体視用の画像の出力方法の一例を示す図である。
【図１０Ｂ】立体視用の画像の出力方法の他の一例を示す図である。
【図１１】他の実施例による表示装置を示す正面図である。
【図１２】図１１のラインＢ−Ｂに沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、一実施例による車両用表示装置１の一例を概略的に示す正面図である。図２は、図１のラインＡ−Ａに沿った断面図である。図１及び図２等には、直交する３方向として、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向が示される。以下では、Ｚ方向が上下方向に対応し、Ｚ１側を上側とし、Ｚ２側を下側とする。なお、車両用表示装置１の搭載状態では、上側がユーザ（運転者側）に向く。
【００１１】
表示装置１００は、車両に搭載される。表示装置１００は、例えばメータとして具現化されてよい。例えば、表示装置１００は、筐体１０１を有し、インストルメントパネルに組み込まれる。表示装置１００は、図１に示すように、例えば、速度メータ１００ａや、タコメータ１００ｂ等を表示するとともに、領域Ｒ１において、後述する各種画像（平面視用の画像及び立体視用の画像）を出力する。
【００１２】
表示装置１００は、図２に示すように、液晶光学装置２と、画像表示器３と、制御基板１０とを含む。なお、図１には、液晶光学装置２及び画像表示器３の外形は模式的に点線で示される。
【００１３】
液晶光学装置２は、図２に示すように、画像表示器３の上側に設けられる。液晶光学装置２は、例えばオプティカルボンディング等の密着層４を介して画像表示器３上に設けられる。密着層４で密着させ、空気層をなくすことで、ユーザから見た表示のコントラストがよくなり視認性を向上させることができる。
【００１４】
図３は、車両用表示装置１のうちの液晶光学装置２及び画像表示器３の２面図であり、上側は平面図であり、下側は側面図である。図４及び図５は、焦点距離可変液晶レンズ２４の原理の説明図である。図４は、２列分の焦点距離可変液晶レンズ２４をＹ方向に視た図であり、図５は、立体視用の画像の説明図であり、同様に、レンズアレイ２４０をＹ方向に視た図である。図４及び図５には、車両用表示装置１を見るユーザ（例えば運転者）の左右の目が模式的に示される。
【００１５】
液晶光学装置２は、液晶光学パネル２２と、焦点距離可変液晶レンズ２４とを含む。
【００１６】
液晶光学パネル２２は、焦点距離可変液晶レンズ２４の上側に設けられる。また、図３に示すように、液晶光学パネル２２は、焦点距離可変液晶レンズ２４の下側にも設けられる。液晶光学パネル２２は、例えば透明基板であり、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等により透明電極が形成される。
【００１７】
焦点距離可変液晶レンズ２４は、焦点距離が可変のレンズである。すなわち、焦点距離可変液晶レンズ２４は、電圧が印加可能であり、電圧の印加状態に応じて焦点距離が変化する。具体的には、電圧の印加状態に応じて液晶材料の分子配向状態が変化し、焦点距離が変化するような屈折率分布が実現される。
【００１８】
焦点距離可変液晶レンズ２４は、複数配列されることでレンズアレイ２４０を形成する。具体的には、焦点距離可変液晶レンズ２４は、図３に示すように、平面視で、Ｙ方向を長手方向としてＹ方向に延在する形態である。複数の焦点距離可変液晶レンズ２４は、Ｘ方向に列をなし、互いに対して隣接する態様でＸ方向に並ぶ。なお、Ｘ方向は、ユーザ（例えば運転者）から視たときの左右方向に対応する。
【００１９】
複数の焦点距離可変液晶レンズ２４のそれぞれは、独立に焦点距離が制御可能である。複数の焦点距離可変液晶レンズ２４のそれぞれは、所定の電圧が印加された状態では、図４（Ａ）に模式的に示すように、ユーザから視て左右の目で視差が実質的に生じない通常状態（第１状態の一例）となる。他方、複数の焦点距離可変液晶レンズ２４のそれぞれは、電圧が印加されていない（オフ状態である）状態では、図４（Ｂ）に模式的に示すように、レンチキュラー効果が生じる状態（すなわち、ユーザから視て左右の目で有意な視差が生じる状態）（第２状態の一例）となる。すなわち、複数の焦点距離可変液晶レンズ２４のそれぞれは、電圧が印加されていない（オフ状態である）状態では、上側に凸状のシリンドリカルレンズ（レンチキュラーレンズ）のような特性となる。
【００２０】
画像表示器３は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などのフラットパネルディスプレイにより形成される。画像表示器３は、各種の画像を生成し出力する。画像表示器３により出力される画像は、液晶光学装置２を介して外部（Ｚ１側）から可視となる。
【００２１】
画像表示器３は、焦点距離可変液晶レンズ２４に所定の電圧が印加された状態（以下、単に「電圧印加状態」と称する）では、平面視用の画像を出力し、焦点距離可変液晶レンズ２４に電圧が印加されていない状態（以下、「非電圧印加状態」と称する）では、立体視用の画像を出力するように、表示制御される。
【００２２】
図５には、立体視用の画像Ｇ１０の概念を示す平面図が併せて示される。図５に示すように、立体視用の画像Ｇ１０は、左目用の画像部Ｇ１１と、右目用の画像部Ｇ１２とを、焦点距離可変液晶レンズ２４の配列に対応したピッチで交互に含む。例えば、焦点距離可変液晶レンズ２４の配列のＸ方向のピッチをｐ１（図３参照）とし、左目用の画像部Ｇ１１及び右目用の画像部Ｇ１２のＸ方向のピッチをｐ２（図５参照）としたとき、ｐ１≒ｐ２とされる。
【００２３】
制御基板１０には、液晶光学装置２及び画像表示器３を制御するための処理装置１１が実装される。
【００２４】
図６は、処理装置１１のハードウェア構成の一例を示す図である。図６には、画像表示器３についても併せて示される。なお、処理装置１１は、メータＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）を形成してもよい。
【００２５】
処理装置１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１１（制御部の一例）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１１２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１１３とを備えるプロセッサに、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２０と、入力手段１２３と、ＧＤＣ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１２４とが接続される。ＧＤＣ１２４には、ドライバ１２６を介して画像表示器３が接続される。
【００２６】
なお、入力手段１２３は、ユーザにより操作可能なスイッチの形態であってもよいし、音声入力やジェスチャー入力が可能な構成であってもよい。
【００２７】
処理装置１１は、ＣＡＮ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ）などの適切なバスを介して、車両内の各種の電子部品（他のＥＣＵ）等に接続されてもよい。
【００２８】
処理装置１１は、画像表示器３が出力する画像がレンズアレイ２４０を介して平面的に見える状態（すなわちユーザから視て左右の目で視差が実質的に生じない通常状態）と、画像表示器３が出力する画像がレンズアレイ２４０を介して立体的に見える状態（すなわちレンチキュラー効果が生じる状態）とを選択的に形成する。すなわち、処理装置１１は、液晶光学装置２の焦点距離の切り替えと、画像表示器３から出力する画像の切り替えとを実行する。画像表示器３から出力する画像の切り替えは、平面視用の画像と立体視用の画像との間の切り替えを含む。
【００２９】
平面視用の画像は、任意の情報を形成してよく、例えば、図７にてＧ２０で示すように、時間や基本的な車両情報（図７ではオドメーターの値）等を形成する。
【００３０】
立体視用の画像は、任意の情報を形成してよいが、好ましくは、平面視用の画像よりも注意喚起度が高い車両情報を形成する。例えば、立体視用の画像は、警報に係る車両情報（例えば、故障や異常等を知らせる車両情報や、シートベルトの非装着状態を知らせる車両情報）を形成する。図７に示す例では、立体視用の画像は、図７にＧ２２で示すように、警報に係る車両情報（ここでは、シートベルトの非装着状態を知らせる車両情報）を形成する部分Ｇ２２１と、背景を形成する部分Ｇ２２２とを含む。
【００３１】
立体視用の画像は、上述のように、焦点距離可変液晶レンズ２４においてレンチキュラー効果が生じる状態で出力されるので、ユーザにとっては、レンズアレイ２４０を介して立体的に見える。このため、立体視用の画像が形成する情報は、見え方によっても注意喚起度が高くなり、警報として有効に機能できる。
【００３２】
立体視用の画像は、好ましくは、警報に係る車両情報を形成する部分Ｇ２２１と、背景を形成する部分Ｇ２２２との間の輝度差が有意に大きい。例えば、図７に示すように、背景を形成する部分Ｇ２２２は、輝度が“０”（黒）であるのに対して、警報に係る車両情報を形成する部分Ｇ２２１は、実質的に全体（シートベルトの部分を除く部分）において輝度が比較的高い。これにより、表示のコントラストが良好となり、認識性を向上させることができる。また、警報に係る車両情報は、より強調されるので、注意喚起度が更に高くなり、警報としてより有効に機能できる。なお、警報に係る車両情報を形成する部分Ｇ２２１は、例えば赤等のような注意喚起を高めるような色が付与されてもよい。
【００３３】
処理装置１１は、外部（例えば他のＥＣＵ）からの切り替え要求に応答して、液晶光学装置２の焦点距離の切り替えと、平面視用の画像と立体視用の画像との間の切り替えとを実行してもよい。例えば、処理装置１１は、平面視用の画像の出力状態において、所定の警報の出力要求を受信すると、平面視用の画像の出力状態から、当該所定の警報に応じた立体視用の画像の出力状態に切り替える。その際、処理装置１１は、焦点距離可変液晶レンズ２４を電圧印加状態から非電圧印加状態に切り替える。このようにして、切り替え要求に応答して、画像表示器３が出力する画像がレンズアレイ２４０を介して平面的に見える状態から、画像表示器３が出力する画像がレンズアレイ２４０を介して立体的に見える状態へと切り替えられてもよい。
【００３４】
このように本実施例によれば、見え方の変化（焦点距離の変化）に合わせて立体視用の画像と平面視用の画像とを選択的に切り替えて表示できる。これにより、表示のバリエーションが効果的に増加し、表示の斬新さを高めることもできる。また、立体視用の画像が警報に係る車両情報を形成する場合は、誘目性や認識性を向上し、警報に係る注意喚起度を効果的に高めることができる。
【００３５】
また、本実施例によれば、例えばレンチキュラーレンズを配列して常に立体視用の画像を生成する構成に比べて、平面視用の画像を、違和感のない態様で出力できる。すなわち、レンチキュラーレンズを配列した構成において、平面視用の画像を出力すると、視認性が悪く、表示が認識しにくいという問題点が生じるが、本実施例によれば、レンチキュラーレンズを使用しないので、かかる問題を解消できる。
【００３６】
次に、図８及び図９を参照して、平面視用の画像と立体視用の画像との間の切り替えについて説明する。
【００３７】
図８は、平面視用の画像から立体視用の画像への切り替え方法の一例を示すタイミングチャートである。図８では、上側から、平面視用の画像の出力状態（ＯＮ／ＯＦＦ状態）と、焦点距離可変液晶レンズ２４の状態（ＯＮ／ＯＦＦ状態）と、立体視用の画像の出力状態（ＯＮ／ＯＦＦ状態）とが、時系列で示される。なお、焦点距離可変液晶レンズ２４のＯＮ状態は、電圧印加状態に対応し、焦点距離可変液晶レンズ２４のオフ状態は、非電圧印加状態に対応する。
【００３８】
図８では、時点ｔ０に切り替え要求が発生する。ここでは、切り替え要求は、シートベルトの非着用が検出された場合に、シートベルトの非着用状態を警報するために発生する。時点ｔ０に切り替え要求が発生すると、直ちに、平面視用の画像がオフされ、焦点距離可変液晶レンズ２４がオフされる。なお、焦点距離可変液晶レンズ２４は、時点ｔ０まではオン状態である。ただし、焦点距離可変液晶レンズ２４は、図８に示すように、平面視用の画像よりも、完全なオフ状態になるまでに要する時間が長く、時点ｔ１に完全にオフ状態になる。時点ｔ１には、立体視用の画像がオンする。なお、立体視用の画像は、時点ｔ０から時点ｔ１までオフ状態のままであり、時点ｔ１でオンする。これにより、画像表示器３からは立体視用の画像が生成される。
【００３９】
このようにして、図８に示す例では、時点ｔ０に切り替え要求が発生すると、平面視用の画像がオフされるとともに、焦点距離可変液晶レンズ２４が非電圧印加状態へと移行される。そして、その後の時点ｔ１にて立体視用の画像がオンとなり、非電圧印加状態の焦点距離可変液晶レンズ２４を介して画像表示器３からの画像（立体視用の画像）が可視となる。
【００４０】
図９は、平面視用の画像から立体視用の画像への切り替え方法の他の一例を示すタイミングチャートである。図９では、上側から、平面視用の画像の出力状態（ＯＮ／ＯＦＦ状態）と、焦点距離可変液晶レンズ２４の状態（ＯＮ／ＯＦＦ状態）と、立体視用の画像の出力状態（ＯＮ／ＯＦＦ状態）とが、時系列で示される。なお、焦点距離可変液晶レンズ２４のＯＮ状態は、電圧印加状態に対応し、焦点距離可変液晶レンズ２４のオフ状態は、非電圧印加状態に対応する。
【００４１】
図９では、図８とは異なり、時点ｔ０よりも時間ΔＴ後に立体視用の画像がオンとなり、非電圧印加状態の焦点距離可変液晶レンズ２４を介して画像表示器３からの画像（立体視用の画像）が可視となる。時間ΔＴは、焦点距離可変液晶レンズ２４がオン状態から完全なオフ状態になるまでに要する時間以上とされる。焦点距離可変液晶レンズ２４がオン状態から完全なオフ状態になるまでに要する時間は、温度等に応じて変化しうるので、時間ΔＴを比較的長く設定することで、焦点距離可変液晶レンズ２４が完全なオフ状態になる前に、平面視用の画像から立体視用の画像への切り替えが実現される可能性を低減できる。なお、焦点距離可変液晶レンズ２４が完全なオフ状態になる前に、平面視用の画像から立体視用の画像への切り替えが実現されると、ユーザに違和感を与えるおそれがあり、図９では、かかる違和感を与える可能性を低減できる。
【００４２】
図８及び図９に示す切り替え方法によれば、表示装置１００の表示が突然立体になったような印象を与え、誘目性や認識性を向上させることができる。
【００４３】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、立体視用の画像の出力方法の一例を示す図である。
【００４４】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、立体視用の画像は、アニメーションを伴う態様で出力されてもよい。
【００４５】
具体的には、図１０Ａに示す例では、警報に係る車両情報を形成する部分Ｇ２２１は、中央で徐々に大きくなる態様で出力される。この場合、警報に係る車両情報が強調されるので、注意喚起度を効果的に高めることができる。
【００４６】
また、図１０Ｂに示す例では、警報に係る車両情報を形成する部分Ｇ２２１は、大きさは変化せずに上から下に出現する態様で出力される。この場合も、警報に係る車両情報が強調されるので、注意喚起度を効果的に高めることができる。
【００４７】
なお、図１０Ａ及び図１０Ｂに示す例では、図７に示した立体視用の画像Ｇ２２とは異なり、警報に係る車両情報を形成する部分Ｇ２２１が低輝度（“０”）であり、背景を形成する部分が高輝度である。この場合も、表示のコントラストが良好となり、認識性を向上させることができる。
【００４８】
図１１は、他の実施例による表示装置１００Ａを示す正面図である。図１２は、図１１のラインＢ−Ｂに沿った断面図である。図１１及び図１２に示す他の実施例に関しては、上述した実施例と同様の構成要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する。なお、図１１には、液晶光学装置２Ａを含む部材７０の外形は、点線の矩形で示されている。
【００４９】
他の実施例による表示装置１００Ａは、液晶光学装置２Ａが、表示装置１００Ａ内の特定の領域Ｒ１のみに対して設けられる点が異なる。なお、画像表示器３の上側の部材７０のうちの、液晶光学装置２Ａ以外の部位７１は、透明なガラス板等により形成されてもよい。
【００５０】
他の実施例による表示装置１００Ａによれば、領域Ｒ１以外では、通常の平面視用の画像を表示しながら、領域Ｒ１では立体視用の画像（ステレオ表示）を表示することができ、視認性を確保しながら、誘目性や認識性を向上させることができる。
【００５１】
なお、図１１及び図１２に示す例では、表示装置１００Ａは、液晶光学装置２Ａ以外の領域（部位７１の領域）に対しても画像を出力できる画像表示器３を備えるが、これに限られない。表示装置１００Ａは、液晶光学装置２Ａに対してのみ画像を出力できるような画像表示器を備えてもよい。この場合、速度メータ１００ａやタコメータ１００ｂは、アナログ式（機械的な針等を用いた表示方式）で実現されてもよい。
【００５２】
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
【００５３】
例えば、上述した実施例では、焦点距離が可変のレンズとして液晶レンズが使用されるが、焦点距離が可変のレンズとして液体レンズが使用されてもよい。液体レンズは、例えば特開２０１１−９５３６９号に開示されるような構成であってよい。
【００５４】
また、上述した実施例では、立体視用の画像Ｇ２２において、車両情報を形成する部分と背景との間のコントラストを良好にするために、背景（又は車両情報を形成する部分）を黒（輝度＝“０”）で形成しているが、低輝度であれば輝度が“０”以外であってもよい。すなわち、背景は、略“０”の輝度であってもよい。この場合、略“０”とは、例えば２５６階調では１０以下の範囲であってよい。
【符号の説明】
【００５５】
１  車両用表示装置
２  液晶光学装置
２Ａ  液晶光学装置
３  画像表示器
４  密着層
１０  制御基板
１１  処理装置
２２  液晶光学パネル
２４  焦点距離可変液晶レンズ
１００  表示装置
１００ａ  速度メータ
１００Ａ  表示装置
１００ｂ  タコメータ
１０１  筐体
【図１】
2020038237.tif 000003
【図２】
2020038237.tif 000004
【図３】
2020038237.tif 000005
【図４】
2020038237.tif 000006
【図５】
2020038237.tif 000007
【図６】
2020038237.tif 000008
【図７】
2020038237.tif 000009
【図８】
2020038237.tif 000010
【図９】
2020038237.tif 000011
【図１０Ａ】
2020038237.tif 000012
【図１０Ｂ】
2020038237.tif 000013
【図１１】
2020038237.tif 000014
【図１２】
2020038237.tif 000015