(57)【要約】【課題】  立体表示が可能となる方向や立体表示を維持できる方向を観察者に報知し、視点位置の移動に伴う観察者の煩わしさを軽減することが可能な立体表示装置及びその表示方法を提供する。【解決手段】  制御部２０は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて運転者１０２の左眼あるいは右眼のいずれかが前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像が観察可能な観察領域の端部あるいは前記観察領域の外側に達していると判定される場合は、表示手段３０に前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像のうち前記観察者に観察される画像として前記観察領域の中央方向を示唆する方向指示画像を表示させる。【選択図】  図１
2014068331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左眼用画像と右眼用画像と並べて表示する表示手段と、
前記左眼用画像と前記右眼用画像とを前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記表示手段に表示された前記左眼用画像と前記右眼用画像とを分離する画像分離手段と、
観察者の視点位置を検出可能な位置検出手段と、を備える立体表示装置であって、
前記表示制御手段は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて前記観察者の左眼あるいは右眼のいずれかが前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像が観察可能な観察領域の端部あるいは前記観察領域の外側に達していると判定される場合は、前記表示手段に前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像のうち前記観察者に観察される画像として前記観察領域の中央方向を示唆する方向指示画像を表示させることを特徴とする立体表示装置。
【請求項２】
前記表示制御手段は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて前記左眼用画像と前記右眼用画像とがそれぞれ前記観察者の左眼と右眼とで観察されるように前記表示手段における前記左眼用画像の表示位置と前記右眼用画像の表示位置とを変更してなることを特徴とする請求項１に記載の立体表示装置。
【請求項３】
前記表示制御手段は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて前記観察者の左眼あるいは右眼のいずれかが前記観察領域のうち所定の主領域の外側に位置する側方領域に達していると判定される場合は、前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像のうち前記側方領域で前記観察者に視認される画像の前記表示手段における表示輝度を前記主領域で観察される場合の表示輝度よりも高くすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立体表示装置。
【請求項４】
前記観察者の聴覚あるいは触覚を通じた報知動作を実行する報知手段と、
前記報知手段を制御する報知制御手段と、を備え、
前記報知制御手段は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて前記観察者の左眼あるいは右眼のいずれかが前記観察領域の端部あるいは前記観察領域の外側に達していると判定される場合は、前記報知手段に前記報知動作を実行させることを特徴とする請求項１に記載の立体表示装置。
【請求項５】
前記報知手段は、前記報知動作の回数によって前記観察領域の中央方向を示唆することを特徴とする請求項４に記載の立体表示装置。
【請求項６】
前記表示制御手段は、前記表示手段に前記方向指示画像を点滅表示させ、
前記報知制御手段は、前記報知手段に前記方向指示画像の点滅に同調して前記報知手段を実行させることを特徴とする請求項４に記載の立体表示装置。
【請求項７】
車両に搭載される立体表示装置であって、
前記報知手段は、前記報知動作として、音声の出力、ステアリングホイールの振動、シートの振動及びシートベルトのベルト部の引き込みのうち少なくともいずれかを実行することを特徴とする請求項４に記載の立体表示装置。
【請求項８】
左眼用画像と右眼用画像と並べて表示する表示手段と、
前記表示手段に表示された前記左眼用画像と前記右眼用画像とを分離する画像分離手段と、
観察者の視点位置を検出可能な位置検出手段と、を備える立体表示装置の表示方法であって、
前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて前記観察者の左眼あるいは右眼のいずれかが前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像が観察可能な観察領域の端部あるいは前記観察領域の外側に達していると判定される場合は、前記表示手段に前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像のうち前記観察者に観察される画像として前記観察領域の中央方向を示唆する方向指示画像を表示させることを特徴とする立体表示装置の表示方法。
【請求項９】
前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて前記左眼用画像と前記右眼用画像とがそれぞれ前記観察者の左眼と右眼とで観察されるように前記表示手段における前記左眼用画像の表示位置と前記右眼用画像の表示位置とを変更することを特徴とする請求項８に記載の立体表示装置の表示方法。
【請求項１０】
前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて前記観察者の左眼あるいは右眼のいずれかが前記左眼用画像あるいは前記観察領域のうち所定の主領域の外側に位置する側方領域に達していると判定される場合は、前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像のうち前記側方領域で前記観察者に視認される画像の前記表示手段における表示輝度を前記主領域で観察される場合の表示輝度よりも高くすることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の立体表示装置の表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体表示装置及びその表示方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の立体表示装置として、裸眼で立体視を可能とするべく、左右２つの視差画像を観察者の左眼及び右眼にそれぞれ観察させるものが知られている（例えば特許文献１参照）。かかる立体表示装置は、液晶表示パネルなどの表示手段に左右の視差画像を列毎に交互に配置した合成画像を表示し、この合成画像を所定のスリットを有する視差バリアやかまぼこ状のレンズを複数配置したレンチキュラレンズなどの画像分離手段を介して左右の視差画像に光学的に分離し、観察者に左右の眼でそれぞれの眼に対応する視差画像を観察させることで立体視を可能とするものである。
【０００３】
また、観察者の視点位置が正視領域（左右の眼でそれぞれの眼に対応する視差画像を観察できる領域）から外れて左右の眼で反対の眼に対応する視差画像を観察する逆視や１つの眼で両方の視差画像を観察するクロストークなどが生じて立体視ができなくなる問題点を解消する方法として、観察者の視点位置を検出可能な検出手段を設け、観察者の視点位置に応じて観察される左右の視差画像を切り替える技術が知られている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９１４４７号公報
【特許文献２】特開２００３−１０７３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に開示されるように観察者の視点位置に応じて左右の視差画像を切り替える方法を用いたとしても、観察者の左眼あるいは右眼の一方が視差画像を観察可能な観察領域の外側に位置する場合には、立体表示ができなくなる。このとき、観察者はどのように視点位置を移動させれば立体表示ができるかを瞬時に把握することが困難であり、観察者が煩わしさを感じるという問題点があった。また、観察者は立体表示ができなくなって初めて自らの視点位置が立体表示できない位置であることが認識できるため、立体表示が維持できずに観察者が煩わしさを感じるという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、前記問題点を解消し、立体表示が可能となる方向や立体表示を維持できる方向を観察者に報知し、視点位置の移動に伴う観察者の煩わしさを軽減することが可能な立体表示装置及びその表示方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために、左眼用画像と右眼用画像と並べて表示する表示手段と、
前記左眼用画像と前記右眼用画像とを前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
前記表示手段に表示された前記左眼用画像と前記右眼用画像とを分離する画像分離手段と、
観察者の視点位置を検出可能な位置検出手段と、を備える立体表示装置であって、
前記表示制御手段は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて前記観察者の左眼あるいは右眼のいずれかが前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像が観察可能な観察領域の端部あるいは前記観察領域の外側に達していると判定される場合は、前記表示手段に前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像のうち前記観察者に観察される画像として前記観察領域の中央方向を示唆する方向指示画像を表示させることを特徴とする。
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するために、左眼用画像と右眼用画像と並べて表示する表示手段と、
前記表示手段に表示された前記左眼用画像と前記右眼用画像とを分離する画像分離手段と、
観察者の視点位置を検出可能な位置検出手段と、を備える立体表示装置の表示方法であって、
前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて前記観察者の左眼あるいは右眼のいずれかが前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像が観察可能な観察領域の端部あるいは前記観察領域の外側に達していると判定される場合は、前記表示手段に前記左眼用画像あるいは前記右眼用画像のうち前記観察者に観察される画像として前記観察領域の中央方向を示唆する方向指示画像を表示させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、所期の目的を達成することができ、立体表示が可能となる方向や立体表示を維持できる方向を観察者に報知し、視点位置の移動に伴う観察者の煩わしさを軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一の実施形態のヘッドアップディスプレイ装置の概略図。
【図２】同上における立体表示の例を説明する図。
【図３】同上の制御部の電気的構成を示すブロック図。
【図４】同上における制御方法を示すフローチャート図。
【図５】同上における視点検知を説明する図。
【図６】同上における視点位置の移動に伴う画像変更の一例を説明する図。
【図７】同上における視点位置の移動に伴う画像変更の一例を説明する図。
【図８】同上における方向指示画像の一例を示す図。
【図９】本発明の第二の実施形態のヘッドアップディスプレイ装置の電気的構成を示すブロック図。
【図１０】同上における視点位置の移動に伴う報知動作の一例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を用いて本発明をヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置１００に適用した第一の実施形態を説明する。
ＨＵＤ装置１００は、車両の車室内のダッシュボード内に設置されるものであり、図１に示すように、撮像部（位置検出手段）１０と、制御部２０と、表示手段３０と、画像分離手段４０と、凹面鏡５０と、を備える。ＨＵＤ装置１００から出力された所定の画像を示す表示光Ｌは車両のウィンドシールド１０１にて反射し、運転者（観察者）１０２の眼に達する。運転者１０２は、ウィンドシールド１０１の前方に表示される虚像Ｖを視認する。
【００１２】
撮像部１０は、ＣＣＤ等の周知の撮像素子とこれを制御する周辺回路やレンズからなり、運転者１０２の前方に設置され、運転者１０２の顔を撮像して撮像画像を出力するものである。
【００１３】
制御部２０は、いわゆるマイクロコンピュータからなるものである。制御部２０は、撮像部１０や表示手段３０と接続され、撮像部１０から出力される運転者１０２の顔画像を解析して運転者１０２の視点位置を算出する視点位置検出処理を行い、この算出結果に基づいて表示手段３０に対して制御信号を出力して画像表示制御を行う。すなわち、制御部２０は、撮像部１０とともに本発明の位置検出手段として機能し、また、本発明の表示制御手段として機能する。制御部２０は、対象物を左眼から見た左眼用画像と対象物を右眼から見た右眼用画像とをそれぞれストライプ状の分割画像を切り出し、各分割画像を水平方向に交互に並べて左目用画像と右目用画像とが含まれる合成画像を生成し、この合成画像を表示手段３０に表示させる。
【００１４】
表示手段３０は、例えばバックライト光源３１とドットマトリクス型の液晶表示パネル３２とからなるものであり、前記合成画像を表示光Ｌとして凹面鏡５０に向けて発するものである。なお、表示手段３０は、前記合成画像を表示光Ｌとして出射するものであればよく、有機ＥＬパネルなどの自発光型の表示パネルを用いても良い。
【００１５】
画像分離手段４０は、例えば光を透過するストライプ状のスリット部が複数設けられた視差バリア（パララックスバリア）からなり、表示手段３０の出射面側に所定の間隔を有して設けられる。表示光Ｌが画像分離手段４０のスリット部を透過することで、前記合成画像を左目用画像と右目用画像とに分割し、左眼用画像の光と右目用画像の光とを運転者１０２の左右の眼に別々に入射させることができる。なお、画像分離手段４０として、レンチキュラレンズを用いてもよい。
【００１６】
凹面鏡５０は、表示光Ｌが運転者１０２の左右の眼に対して結像するように、表示光Ｌをウィンドシールド１０１に照射するものである。凹面鏡５０は、図示していない回転軸を備えている。この回転軸は、図１の図面に対して垂直方向であり、この回転軸を中心として、凹面鏡５０のウィンドシールド１０１に対する角度を変えることが可能である。また、凹面鏡５０には、凹面鏡５０の角度を変えるために、駆動手段としてモータ（図示しない）を備えており、このモータによって、凹面鏡５０のウィンドシールド１０１に対する角度を変更し、また、その角度を維持することができる。以上により、表示光Ｌを運転者１０２の目線に合わせることが可能となる。
【００１７】
運転者１０２は、表示光Ｌのうち、左眼用画像の光が左眼に入射し、右眼用画像が右眼に入射すると、両画像の視差によって虚像Ｖを立体像として認識することができる。図２は、表示手段３０に左眼用画像と右眼用画像とをそれぞれ２個（合計４個）含む前記合成画像を表示して立体表示を行う状態を示すものである。図２におけるＥ１〜Ｅ４は画像を観察可能な観察領域Ｅにおける各領域（ローブ）を示している。表示手段３０に、左眼用画像６０Ｌの分割画像と右眼用画像６０Ｒの分割画像とを２個ずつ交互に配置した合成画像を表示すると（図２において左眼用画像６０Ｌの分割画像の表示位置を「Ｌ」、右眼用画像６０Ｒの分割画像の表示位置を「Ｒ」と表記している）、運転者１０２は前記合成画像を画像分離手段４０のスリット部４１を介して観察することにより、左眼と右眼とで異なる画像を観察する。図２においては、観察領域Ｅのうち、領域Ｅ１、Ｅ２で右眼用画像６０Ｒを観察でき、領域Ｅ３、Ｅ４で左眼用画像６０Ｌを観察できる。したがって、運転者１０２の右眼が領域Ｅ１からＥ２までの間に位置し、左眼が領域Ｅ３からＥ４までの間に位置すると、立体表示が可能となる。また、画像を分割して立体表示を行う視差バリア方式あるいはレンチキュラ方式においては、表示手段３０からの光の広がりによって、観察領域Ｅにおいて領域Ｅ１〜Ｅ４が繰り返し存在することとなる。本実施形態において、観察領域Ｅのうち、中央に位置する領域Ｅ１〜Ｅ４が設計上の画像（虚像Ｖ）の観察位置であるメインローブとなり、メインローブの外側に位置する領域Ｅ１〜Ｅ４がサイドローブとなる。
なお、図２においては、図を簡略にするべく凹面鏡５０及びウィンドシールド１０１は省略した。
【００１８】
図３は、制御部２０の電気的構成を示すものである。制御部２０は、図３に示すように、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、汎用メモリ２３、ビデオメモリ２４及び外部デバイスＩ／Ｆ２５を有してなる。
【００１９】
ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２内に予め記憶された所定のプログラムを読み出し、実行して撮像部１０からの撮像画像、これを画像処理した処理画像及び視点位置などの演算結果等を汎用メモリ２３に一時的に記憶させ、また、表示手段３０で表示させる前記合成画像をビデオメモリ２４に記憶させる。
【００２０】
ＲＯＭ２２は、ＣＰＵ２１が動作するプログラムが記憶されるものである。
【００２１】
汎用メモリ２３は、撮像部１０からの撮像画像、これを画像処理した処理画像及び視点位置などの演算結果等を一時的に記憶するものである。
【００２２】
ビデオメモリ２４は、表示手段３０で表示させる前記合成画像を記憶するものである。
【００２３】
外部デバイスＩ／Ｆ２５は、制御部２０を撮像部１０、表示手段３０及び車両を制御するコンピュータからなる車両制御システム部１０３と電気的に接続するものである。外部デバイスＩ／Ｆ２５は、撮像部１０から撮像画像を取得し、表示手段３０に制御信号を出力し、また、車両制御システム部１０３から車速などの車両情報を取得する。ＣＰＵ２１は、取得した車両情報に基づいて表示手段３０に車両情報を表示させることができる。
【００２４】
次に、図４を用いて制御部２０における視点検出処理及び画像表示制御について説明する。
まず、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１において、撮像部１０から出力される運転者１０２の顔を撮像した撮像画像から、運転者１０２の左眼及び右眼を検知する。具体的には、図５に示すように、運転者１０２の顔を含む撮像画像Ｐに対して、例えば周知の画像処理技術であるテンプレートマッチングを行い、所定のテンプレートＴを撮像画像Ｐ上で移動させ、テンプレートＴとマッチングする個所を撮像画像Ｐ上の運転者１０２の左眼と右眼として検知する。
【００２５】
次に、ＣＰＵ２１は、ステップＳ２において、ステップＳ１で検知した撮像画像Ｐ上の運転者１０２の左眼と右眼の位置に基づいて運転者１０２の空間上の左眼視点位置と右眼視点位置とを算出する。この左眼視点位置及び右眼視点位置の位置情報は２次元情報であっても３次元情報であってもよい。なお、撮像部１０は、運転者１０２の左眼あるいは右眼が観察領域Ｅのメインローブ外、すなわちサイドローブ内にある場合及び観察領域Ｅの外側であっても、運転者１０２の顔を撮像することができ、ＣＰＵ２１は運転者１０２の左眼視点位置及び右眼視点位置を算出可能であるものとする。
【００２６】
次に、ＣＰＵ２１は、ステップＳ３において、ステップＳ２で算出した運転者１０２の左眼視点位置及び右眼視点位置に対応するように、表示手段３０における左眼用画像６０Ｌの表示位置と右眼用画像６０Ｒの表示位置とを規定する。具体的には、左眼用画像６０Ｌの分割画像と右眼用画像６０Ｒの分割画像の表示位置を算出し、左眼用画像６０Ｌの分割画像と右眼用画像６０Ｒの分割画像を所定の順序で配置した前記合成画像を生成する。また、このとき、ＣＰＵ２１は、表示手段３０における左眼用画像６０Ｌと右眼用画像６０Ｒとの運転者１０２の左眼視点位置及び右眼視点位置に基づいた表示輝度を算出する。また、このとき、ＣＰＵ２１は、運転者１０２の左眼視点位置及び右眼視点位置に基づいて、運転者１０２の左眼あるいは右眼が、観察領域Ｅの外側あるいは端部に達したと判定される場合に、運転者１０２が観察可能な左眼用画像６０Ｌあるいは右眼用画像６０Ｒを、後述する観察領域Ｅの中央方向を示唆する方向指示画像を含む画像とする。
【００２７】
次に、ＣＰＵ２１は、ステップＳ４において、表示手段３０に前記合成画像を表示させ、ステップＳ３において算出された表示位置に同ステップで算出された表示輝度で左眼用画像６０Ｌと右眼用画像６０Ｒとを表示させる。
【００２８】
ＣＰＵ２１は、電源がオフされるまでステップＳ１〜Ｓ４を無限ループで実行する。
【００２９】
次に、図６を用いて運転者１０２の視点位置の移動に伴う左眼用画像６０Ｌ及び右眼用画像６０Ｒの表示位置の変更及び表示輝度の変更の一例を説明する。
【００３０】
図６（ａ）は、運転者１０２の視点の中心（左眼と右眼の間の中心）が、観察領域Ｅの中心（メインローブにおける領域Ｅ２、Ｅ３の境界上）に位置する場合を示している。このとき、運転者１０２の右眼はメインローブにおける領域Ｅ１、Ｅ２の境界上に位置し、左眼は領域Ｅ３、Ｅ４の境界上に位置している。したがって、右眼用画像６０Ｒが領域Ｅ１、Ｅ２で観察され、左眼用画像６０Ｌが領域Ｅ３、Ｅ４で観察されるように、左眼用画像６０Ｌと右眼用画像６０Ｒの表示手段３０上における表示位置が定められる。また、運転者１０２の左眼及び右眼はいずれもメインローブ内に位置するため、左眼用画像６０Ｌと右眼用画像６０Ｒの表示手段３０上における表示輝度は同等に保たれる。
【００３１】
図６（ｂ）は、図６（ａ）から運転者１０２の視点が運転者１０２から見て右方向（図６における左方向）に移動し、運転者１０２の視点の中心が、メインローブにおける領域Ｅ２の中央付近に位置する場合を示している。このとき、運転者１０２の右眼はメインローブにおける領域Ｅ１に位置し、左眼は領域Ｅ３に位置している。したがって、図６（ａ）から左眼用画像６０Ｌと右眼用画像６０Ｒの表示位置及び表示輝度に変更はない。
【００３２】
図６（ｃ）は、図６（ｂ）からさらに運転者１０２の視点が運転者１０２から見て右方向に移動し、運転者１０２の視点の中心が、メインローブにおける領域Ｅ１、Ｅ２の境界上に位置する場合を示している。このとき、運転者１０２の右眼はメインローブにおける領域Ｅ１とサイドローブにおける領域Ｅ４との境界上に位置し、左眼はメインローブにおける領域Ｅ２、Ｅ３の境界上に位置する。したがって、前述したように算出される運転者１０２の視点位置に基づいて、右眼用画像６０Ｒが領域Ｅ１、Ｅ４で観察され、左眼用画像６０Ｌが領域Ｅ２、Ｅ３で観察されるように、左眼用画像６０Ｌと右眼用画像６０Ｒとの表示手段３０上における表示位置が定められる。具体的には、図６（ｂ）の場合から領域Ｅ２と領域Ｅ４とで観察される画像が切り替えられるように、表示手段３０上における領域Ｅ２に対応する位置に表示される画像が右眼用画像６０Ｒの分割画像から左眼用画像６０Ｌの分割画像に変更され、また、表示手段３０上における領域Ｅ４に対応する位置に表示される画像が左眼用画像６０Ｌの分割画像から右眼用画像６０Ｒの分割画像に変更される。そして、この場合、運転者１０２の右眼がサイドローブに達していると判定されるため、領域Ｅ４で運転者１０２に観察される画像、すなわち領域Ｅ４に対応する位置に表示される右眼用画像６０Ｒの表示手段３０における表示輝度をメインローブで観察される場合の表示輝度よりも高くする。これは、メインローブとサイドローブとで運転者１０２に観察される画像に輝度差が生じ、立体表示ができない場合がある（輝度が高いメインローブの画像のみが認識される）という問題を解決するためである。なお、表示輝度の変更は液晶表示パネル３２における透過率を部分的に変更することで行うことができる。これにより、運転者１０２の視点が水平方向に移動する場合であっても運転者１０２は左眼及び右眼でそれぞれ左眼用画像６０Ｌ及び右眼用画像６０Ｒを観察することができ立体表示を保つことができる。また、運転者１０２の視点位置がメインローブとサイドローブとに位置する場合であっても観察される左眼用画像６０Ｌと右眼用画像６０Ｒとの輝度差を低減して立体表示を保つことができる。なお、サイドローブで観察される場合の表示輝度をどの程度高くするかは、メインローブにおける輝度とサイドローブにおける輝度とを予め測定し、視点位置と輝度調整値とを対応させたデータテーブルを用いて表示輝度を変更してもよいし、撮像部１０から取得した撮像画像を用いて運転者１０２に反射する表示光Ｌの明るさを判定し、適宜表示輝度を調整してもよい。
【００３３】
図６（ｄ）は、図６（ｃ）からさらに運転者１０２の視点が運転者１０２から見て右方向に移動し、運転者１０２の視点の中心が、メインローブにおける領域Ｅ１の中央付近に位置する場合を示している。このとき、運転者１０２の右眼はサイドローブにおける領域Ｅ４に位置し、左眼はメインローブにおける領域Ｅ２に位置する。したがって、左眼用画像６０Ｌと右眼用画像６０Ｒとの表示手段３０上における表示位置は図６（ｃ）から変更されない。また、この場合、運転者１０２の右眼はサイドローブに達していると判定され、かつ、運転者１０２はサイドローブにおける領域Ｅ４のみで右眼用画像６０Ｒを観察するため、運転者１０２の右眼で観察される右眼用画像６０Ｒの輝度は図６（ｃ）よりも低くなると考えられる。したがって、領域Ｅ４に対応する位置に表示される右眼用画像６０Ｒの表示手段３０における表示輝度を図６（ｃ）における表示輝度よりもさらに高くする。
【００３４】
次に、図７を用いて、運転者１０２の視点位置がさらに移動し、観察領域Ｅの端部あるいは観察領域Ｅの外側に達した場合の表示方法の一例を説明する。
【００３５】
図７（ａ）は、図６（ｄ）から運転者の視点が運転者１０２から見てさらに右方向（図７における左方向）に移動し、運転者１０２の視点の中心が、メインローブにおける領域Ｅ１の中央付近に位置する場合を示している。このとき、運転者１０２の右眼は、サイドローブにおける領域Ｅ３に位置し、左眼はメインローブにおける領域Ｅ１に位置する。したがって、前述したように算出される運転者１０２の視点位置に基づいて、右眼用画像６０Ｒが領域Ｅ３、Ｅ４で観察され、左眼用画像６０Ｌが領域Ｅ１、Ｅ２で観察されるように、左眼用画像６０Ｌと右眼用画像６０Ｒとの表示手段３０上における表示位置が定められる。具体的には、図６（ｄ）の場合から領域Ｅ１と領域Ｅ３とで観察される画像が切り替えられるように、表示手段３０上における領域Ｅ１に対応する位置に表示される画像が右眼用画像６０Ｒの分割画像から左眼用画像６０Ｌの分割画像に変更され、また、表示手段３０上における領域Ｅ３に対応する位置に表示される画像が左眼用画像６０Ｌの分割画像から右眼用画像６０Ｒの分割画像に変更される。そして、この場合、運転者１０２の右眼がサイドローブに達していると判定されるため、領域Ｅ３で運転者１０２に観察される画像、すなわち領域Ｅ３に対応する位置に表示される右眼用画像６０Ｒの表示手段３０における表示輝度をメインローブで観察される場合の表示輝度よりも高くする。
また、このとき、運転者１０２の右眼は、観察領域Ｅとその外側との境界から中央方向（メインローブに水平方向に向かう方向）に所定距離内に設定される端部領域Ｅ２１、Ｅ３１のうちの端部領域Ｅ３１に位置する。この場合、ＣＰＵ２１は、運転者１０２の右眼が観察領域Ｅの端部に達したと判定し、運転者１０２が観察可能な右眼用画像６０Ｒ及び左眼用画像６０Ｌとして、観察領域Ｅの中央方向を示唆する方向指示画像を表示手段３０に表示させる。図８は、方向指示画像の一例を示すものである。図８（ａ）に示す方向指示画像６０Ｗ１及び図８（ｂ）に示す方向指示画像６０Ｗ２は、観察領域Ｅの中央方向を示す矢印画像である。図８（ｃ）に示す方向指示画像６０Ｗ３は、観察領域Ｅの中央方向を示す三角形画像である。図８（ｄ）に示す方向指示画像６０Ｗ４は、観察領域Ｅの中央方向を複数のドット（点）の位置関係によって示す画像である（図中ではドットが集中している方向が観察領域Ｅの中央方向を示す）。なお、方向指示画像６０Ｗ４においては、各ドットを周期的に点滅させて観察領域Ｅの中央方向を示唆してもよい。方向指示画像が表示されることによって、運転者１０２は、自らの視点位置が観察領域Ｅの端部にあり、これ以上視点位置を移動させると立体表示ができなくなることを瞬時に把握することができる。また、方向指示画像が観察領域Ｅの中央方向を示唆する画像であるため、運転者１０２は方向指示画像が表示されない通常の表示に復帰するために視点を移動するべき方向を瞬時に判断することができる。
【００３６】
図７（ｂ）は、図７（ａ）から運転者の視点が運転者１０２から見てさらに右方向（図７における左方向）に移動し、運転者１０２の視点の中心が、サイドローブにおける領域Ｅ４に位置する場合を示している。このとき、運転者１０２の右眼は、観察領域Ｅの外側に位置し、左眼はサイドローブにおける領域Ｅ４に位置する。この場合は左眼視点位置に基づいて、右眼用画像６０Ｒが領域Ｅ２、Ｅ３で観察され、左眼用画像６０Ｌが領域Ｅ１、Ｅ４で観察されるように、左眼用画像６０Ｌと右眼用画像６０Ｒとの表示手段３０上における表示位置が定められる。具体的には、図７（ａ）の場合から領域Ｅ２と領域Ｅ４とで観察される画像が切り替えられるように、表示手段３０上における領域Ｅ２に対応する位置に表示される画像が左眼用画像６０Ｌの分割画像から右眼用画像６０Ｒの分割画像に変更され、また、表示手段３０上における領域Ｅ４に対応する位置に表示される画像が右眼用画像６０Ｒの分割画像から左眼用画像６０Ｌの分割画像に変更される。そして、この場合、運転者１０２の左眼がサイドローブに達していると判定されるため、領域Ｅ４で運転者１０２に観察される画像、すなわち領域Ｅ４に対応する位置に表示される左眼用画像６０Ｌの表示手段３０における表示輝度をメインローブで観察される場合の表示輝度よりも高くする。ただし、運転者１０２には右眼用画像６０Ｒは観察されず、左眼用画像６０Ｌのみが観察され平面表示となる。
また、このとき、運転者１０２の右眼は、観察領域Ｅの外側に位置する。この場合、ＣＰＵ２１は、運転者１０２の右眼が観察領域Ｅの外側に達したと判定し、運転者１０２が観察可能な左眼用画像６０Ｌとして、観察領域Ｅの中央方向を示唆する方向指示画像を表示手段３０に表示させる。方向指示画像については図７（ａ）の場合と同様に例えば図８に示すものが表示される。方向指示画像が表示されることによって、運転者１０２は、自らの視点位置が観察領域Ｅの外側にあるために立体表示ができなくなったことを瞬時に把握することができる。また、方向指示画像が観察領域Ｅの中央方向を示唆する画像であるため、運転者１０２は立体表示が可能な視点位置に復帰するために視点を移動するべき方向を瞬時に判断することができる。
【００３７】
本実施形態におけるＨＵＤ装置１００は、左眼用画像６０Ｌと右眼用画像６０Ｒと並べて表示する表示手段３０と、左眼用画像６０Ｌと右眼用画像６０Ｒとを表示手段３０に表示させる表示制御手段（制御部２０）と、表示手段３０に表示された左眼用画像６０Ｌと右眼用画像６０Ｒとを分離する画像分離手段４０と、運転者１０２の視点位置を検出可能な位置検出手段（撮像部１０及び制御部２０）と、を備え、
前記表示制御手段は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて運転者１０２の左眼あるいは右眼のいずれかが左眼用画像６０Ｌあるいは右眼用画像６０Ｒが観察可能な観察領域Ｅの端部あるいは観察領域Ｅの外側に達していると判定される場合は、表示手段３０に左眼用画像６０Ｌあるいは右眼用画像６０Ｒのうち運転者１０２に観察される画像として観察領域Ｅの中央方向を示唆する方向指示画像６０Ｗ１〜６０Ｗ４を表示させることを特徴とする。
【００３８】
また、ＨＵＤ装置１００の表示方法は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて運転者１０２の左眼あるいは右眼のいずれかが左眼用画像６０Ｌあるいは右眼用画像６０Ｒが観察可能な観察領域Ｅの端部あるいは観察領域Ｅの外側に達していると判定される場合は、表示手段３０に左眼用画像６０Ｌあるいは右眼用画像６０Ｒのうち運転者１０２に観察される画像として観察領域Ｅの中央方向を示唆する方向指示画像６０Ｗ１〜６０Ｗ４を表示させることを特徴とする。
【００３９】
これによれば、方向指示画像６０Ｗ１〜６０Ｗ４によって運転者１０２は立体表示を維持するための方向あるいは立体表示が可能となる方向を瞬時に把握することができ、視点位置の移動に伴う運転者１０２の煩わしさを軽減することが可能となる。
【００４０】
本実施形態におけるＨＵＤ装置１００において、前記表示制御手段は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて左眼用画像６０Ｌと右眼用画像６０Ｒとがそれぞれ運転者１０２の左眼と右眼とで観察されるように表示手段３０における左眼用画像６０Ｌの表示位置と右眼用画像６０Ｒの表示位置とを変更する。
【００４１】
また、ＨＵＤ装置１００の表示方法は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて左眼用画像６０Ｌと右眼用画像６０Ｒとがそれぞれ運転者１０２の左眼と右眼とで観察されるように表示手段３０における左眼用画像６０Ｌの表示位置と右眼用画像６０Ｒの表示位置とを変更する。
【００４２】
これによれば、運転者１０２の視点が水平方向に移動する場合であっても運転者１０２は左眼及び右眼でそれぞれ左眼用画像６０Ｌ及び右眼用画像６０Ｒを観察することができ立体表示を保つことができる。
【００４３】
本実施形態におけるＨＵＤ装置１００において、前記表示制御手段は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて運転者１０２の左眼あるいは右眼のいずれかが左眼用画像６０Ｌあるいは右眼用画像６０Ｒが観察可能な観察領域Ｅのうち所定の主領域（メインローブ）の外側に位置する側方領域（サイドローブ）に達していると判定される場合は、左眼用画像６０Ｌあるいは右眼用画像６０Ｒのうち前記側方領域で運転者１０２に視認される画像の表示手段３０における表示輝度を前記主領域で観察される場合の表示輝度よりも高くする。
【００４４】
また、ＨＵＤ装置１００の表示方法は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて運転者１０２の左眼あるいは右眼のいずれかが左眼用画像６０Ｌあるいは右眼用画像６０Ｒが観察可能な観察領域Ｅのうち所定の主領域（メインローブ）の外側に位置する側方領域（サイドローブ）に達していると判定される場合は、左眼用画像６０Ｌあるいは右眼用画像６０Ｒのうち前記側方領域で運転者１０２に視認される画像の表示手段３０における表示輝度を前記主領域で観察される場合の表示輝度よりも高くする。
【００４５】
これによれば、メインローブとサイドローブとで視差画像（左眼用画像６０Ｌあるいは右眼用画像６０Ｒ）が観察される場合であっても立体表示を可能とし、運転者１０２の不快感を軽減することが可能となる。
【００４６】
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。なお、前述の第一の実施形態と同一または相当箇所には同一符号を付してその詳細を省略する。
【００４７】
図９は、本発明の第二の実施形態であるＨＵＤ装置２００の電気構成を示すものである。ＨＵＤ装置２００が、前述の第一の実施形態であるＨＵＤ装置１００と異なる点は、運転者１０２の聴覚あるいは触覚を通じた報知動作を実行するスピーカ７１、シートベルトリトラクタ７２、ステアリング振動部７３及びシート振動部７４（報知手段の一例）と、スピーカ７１、シートベルトリトラクタ７２、ステアリング振動部７３及びシート振動部７４を制御する制御部２０（報知制御手段の一例）と、を備え、制御部２０は、撮像部１０が検出した運転者１０２の視点位置に基づいて運転者１０２の左眼あるいは右眼のいずれかが観察領域Ｅの端部あるいは観察領域Ｅの外側に達していると判定される場合は、スピーカ７１、シートベルトリトラクタ７２、ステアリング振動部７３及びシート振動部７４の少なくともいずれかに前記報知動作を実行させる点である。
【００４８】
制御部２０は、外部デバイスＩ／Ｆ２５を介して、スピーカ７１、シートベルトリトラクタ７２、ステアリング振動部７３及びシート振動部７４と電気的に接続される。ＣＰＵ２１は、外部デバイスＩ／Ｆ２５を介して、スピーカ７１、シートベルトリトラクタ７２、ステアリング振動部７３及びシート振動部７４に制御信号を出力し、後で詳述する報知動作を実行させる。すなわち、制御部２０は、本発明の報知制御手段として機能する。
【００４９】
スピーカ７１は、車両に搭載され、制御部２０からの制御信号に基づいて任意の音声を出力するものである。運転者１０２は聴覚を通じて音声を知覚することができる。すなわち、スピーカ７１は、運転者１０２の聴覚を通じた前記報知動作として音声の出力を実行し、本発明の報知手段として機能する。
【００５０】
シートベルトリトラクタ７２は、運転者１０２を拘束するシートベルト（図示しない）のベルト部（ウェビング）を巻き取る装置であって、制御部２０からの制御信号に基づいて前記ベルト部の引き込みが可能なモータを備えるものである。運転者１０２は触覚を通じて前記ベルト部の引き込みによる圧力を知覚することができる。すなわち、シートベルトリトラクタ７２は、運転者１０２の触覚を通じた前記報知動作として前記ベルト部の引き込みを実行し、本発明の報知手段として機能する。
【００５１】
ステアリング振動部７３は、車両のステアリングホイール（図示しない）に配設される振動子からなり、制御部２０からの制御信号に基づいて振動し、前記ステアリングホイール全体を振動させるものである。運転者１０２は触覚を通じて前記ステアリングホイールの振動を知覚することができる。すなわち、ステアリング振動部７３は、運転者１０２の触覚を通じた前記報知動作として前記ステアリングホイールの振動を実行し、本発明の報知手段として機能する。なお、前記ステアリングホイールの振動音が生じる場合は、前記ステアリングホイールの振動は運転者１０２の聴覚を通じた前記報知動作ともなり得る。
【００５２】
シート振動部７４は、車両の運転席のシート（図示しない）内に配設される振動子からなり、制御部２０からの制御信号に基づいて振動し、前記シートの特に座面及び／あるいは背面を振動させるものである。運転者１０２は触覚を通じて前記シートの振動を知覚することができる。すなわち、シート振動部７４は、運転者１０２の触覚を通じた前記報知動作として前記シートの振動を実行し、本発明の報知手段として機能する。なお、前記シートの振動音が生じる場合は、前記シートの振動は運転者１０２の聴覚を通じた前記報知動作ともなり得る。
【００５３】
ＣＰＵ２１は、図３のステップＳ２で算出する運転者１０２の左眼視点位置及び右眼視点位置に基づいて、運転者１０２の左眼あるいは右眼が、観察領域Ｅの外側あるいは端部に達したと判定される場合に、運転者１０２が観察可能な左眼用画像６０Ｌあるいは右眼用画像６０Ｒを、図８に示す観察領域Ｅの中央方向を示唆する方向指示画像を含む画像とするとともに、スピーカ７１、シートベルトリトラクタ７２、ステアリング振動部７３及びシート振動部７４に制御信号を出力し、前記報知動作を実行させる。図１０は、報知動作の一例を示すものである。図１０においては、運転者１０２の左眼が観察領域Ｅの左の外側あるいは左側端部（端部領域Ｅ２１）に達した場合（図１０中「左側」と表記される場合）と、運転者１０２の右眼が観察領域Ｅの右の外側あるいは右側端部（端部領域Ｅ３１）に達した場合（図１０中「右側」と表記された場合）とで、前記報知動作の回数を異ならせることで、前記報知動作のみでも運転者１０２が観察領域Ｅの中央方向を判断可能となっている。具体的には、運転者１０２の左眼が観察領域Ｅの左の外側あるいは左側端部（端部領域Ｅ２１）に達した場合は前記報知動作が１回実行され、運転者１０２の右眼が観察領域Ｅの右の外側あるいは右側端部（端部領域Ｅ３１）に達した場合には前記報知動作が２回実行される。なお、スピーカ７１で音声を出力する場合には、「右に視点を動かして下さい」、「左に視点を動かして下さい」などの音声を出力して直接的に観察領域Ｅの中央方向を示唆してもよい。また、表示手段３０が方向指示画像を点滅表示させる場合に、スピーカ７１、シートベルトリトラクタ７２、ステアリング振動部７３及びシート振動部７４に方向指示画像の点滅に同調して前記報知動作を実行させてもよい。
【００５４】
図７（ａ）に示した場合を例に挙げると、運転者１０２の右眼は、観察領域Ｅとその外側との境界から中央方向（メインローブに水平方向に向かう方向）に所定距離内に設定される端部領域Ｅ２１、Ｅ３１のうちの端部領域Ｅ３１に位置する。この場合、ＣＰＵ２１は、運転者１０２の右眼が観察領域Ｅの右側端部に達したと判定し、運転者１０２が観察可能な右眼用画像６０Ｒ及び左眼用画像６０Ｌとして、観察領域Ｅの中央方向を示唆する方向指示画像を表示手段３０に表示させ、また、スピーカ７１、シートベルトリトラクタ７２、ステアリング振動部７３及びシート振動部７４に前記報知動作を実行させる。このとき、スピーカ７１による前記報知動作としては警告音の出力が２回行われる。また、シートベルトリトラクタ７２による前記報知動作としては前記ベルト部の引き込みと解除が２回行われる。また、ステアリング振動部７３による前記報知動作としては前記ステアリングホイールの所定時間の振動が２回行われる。また、シート振動部７４による前記報知動作としては前記シートの所定時間の振動が２回行われる。なお、これらの前記報知動作は全てが実行される必要はなく、１つあるいは複数行われても良い。前記報知動作が実行されることによっても、運転者１０２は、自らの視点位置が観察領域Ｅの端部にあり、これ以上視点位置を移動させると立体表示ができなくなることを聴覚あるいは触覚を通じて瞬時に把握することができる。また、前記報知動作の回数によって、運転者１０２は前記報知動作が実行されない通常の状態に復帰するために視点を移動するべき方向を瞬時に判断することができる。
【００５５】
また、図７（ｂ）に示した場合を例に挙げると、運転者１０２の右眼は、観察領域Ｅの右の外側に位置する。この場合、ＣＰＵ２１は、運転者１０２の右眼が観察領域Ｅの右の外側に達したと判定し、運転者１０２が観察可能な左眼用画像６０Ｌとして、観察領域Ｅの中央方向を示唆する方向指示画像を表示手段３０に表示させ、また、スピーカ７１、シートベルトリトラクタ７２、ステアリング振動部７３及びシート振動部７４に前記報知動作を実行させる。このとき、スピーカ７１による前記報知動作としては警告音の出力が２回行われる。また、シートベルトリトラクタ７２による前記報知動作としては前記ベルト部の引き込みと解除が２回行われる。また、ステアリング振動部７３による前記報知動作としては前記ステアリングホイールの所定時間の振動が２回行われる。また、シート振動部７４による前記報知動作としては前記シートの所定時間の振動が２回行われる。なお、これらの前記報知動作は全てが実行される必要はなく、１つあるいは複数行われても良い。前記報知動作が実行されることによっても、運転者１０２は、自らの視点位置が観察領域Ｅの外側にあるために立体表示ができなくなったことを聴覚あるいは触覚を通じて瞬時に把握することができる。また、前記報知動作の回数によって、運転者１０２は立体表示が可能な視点位置に復帰するために視点を移動するべき方向を瞬時に判断することができる。
【００５６】
本実施形態におけるＨＵＤ装置２００は、前述のＨＵＤ装置１００の構成にさらに、運転者１０２の聴覚あるいは触覚を通じた報知動作を実行する報知手段（スピーカ７１、シートベルトリトラクタ７２、ステアリング振動部７３及びシート振動部７４）と、前記報知手段を制御する報知制御手段（制御部２０）と、を備え、
前記報知制御手段は、前記位置検出手段が検出した前記視点位置に基づいて運転者１０２の左眼あるいは右眼のいずれかが観察領域Ｅの端部あるいは観察領域Ｅの外側に達していると判定される場合は、前記報知手段に前記報知動作を実行させることを特徴とする。
【００５７】
これによれば、前記報知動作によって、運転者１０２は自らの視点位置が観察領域Ｅの端部にあり、これ以上視点位置を移動させると立体表示ができなくなること、あるいは自らの視点位置が観察領域Ｅの外側にあるために立体表示ができなくなったことを聴覚あるいは触覚を通じて瞬時に把握することができる。また、運転者１０２の聴覚あるいは触覚を通じた前記報知動作を行うことで、観察領域Ｅの中央方向を示唆する方向指示画像６０Ｗ１〜６０Ｗ４への注意を促すことができ、視点位置の移動に伴う運転者１０２の煩わしさを軽減することが可能となる。
【００５８】
また、前記報知手段は、前記報知動作の回数によって前記観察領域の中央方向を示唆する。これによれば、前記報知動作のみによっても、運転者１０２は立体表示を維持するための方向あるいは立体表示が可能となる方向を瞬時に把握することができ、視点位置の移動に伴う運転者１０２の煩わしさを軽減することが可能となる。
【００５９】
また、前記表示制御手段（制御部２０）は、表示手段３０に方向指示画像６０Ｗ１〜６０Ｗ４を点滅表示させ、
前記報知制御手段は、前記報知手段に方向指示画像６０Ｗ１〜６０Ｗ４の点滅に同調して前記報知手段を実行させる。
これによれば、方向指示画像６０Ｗ１〜６０Ｗ４と同調した前記報知動作を行うことで、観察領域Ｅの中央方向を示唆する方向指示画像６０Ｗ１〜６０Ｗ４への注意を促すことができ、視点位置の移動に伴う運転者１０２の煩わしさを軽減することが可能となる。
【００６０】
また、ＨＵＤ装置２００は、車両に搭載される立体表示装置であって、
前記報知手段は、前記報知動作として、音声の出力、ステアリングホイールの振動、シートの振動及びシートベルトのベルト部の引き込みのうち少なくともいずれかを実行する。
これによれば、車両の運転者１０２に対して容易に、また確実に聴覚あるいは触覚を通じた前記報知動作を実行することができる。
【００６１】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更（構成要素の削除を含む）が可能であることはもちろんである。本実施形態は、表示手段３０に左眼用画像６０Ｌと右眼用画像６０Ｒとを２個ずつ（合計４個）並べて表示するものであったが、表示手段３０に左眼用画像６０Ｌと右眼用画像６０Ｒとを１個ずつ表示するものであっても良いし、各３個以上ずつ表示するものであっても良い。また、本実施形態においては立体表示装置として虚像Ｖを表示するＨＵＤ装置１００を例に挙げたが、本発明を表示手段の画面を直接視認する立体表示装置に適用しても良い。また、本実施形態のＨＵＤ装置１００は車両用であったが、本発明を車両用以外の表示装置に適用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、立体表示装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１００、２００  ヘッドアップディスプレイ装置
１０２  運転者（観察者）
１０  撮像部
２０  制御部
３０  表示手段
４０  画像分離手段
５０  凹面鏡
６０Ｌ  左眼用画像
６０Ｒ  右眼用画像
６０Ｗ１〜６０Ｗ４  方向指示画像
７１  スピーカ（報知手段）
７２  シートベルトリトラクタ（報知手段）
７３  ステアリング振動部（報知手段）
７４  シート振動部（報知手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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