(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の表示光を投射面から投射する投射機構と、
表示光を左眼用画像と右眼用画像とに分光する分光機構と、
前記投射機構の投射方向を調整する投射機構調整部とを備え、
被投射面へ投射された立体像を視認可能な領域である左眼用および右眼用の立体視域が形成され、左眼用の立体視域で観察者の左眼に両眼視差画像の左眼用画像の立体像が視認され、右眼用の立体視域で観察者の右眼に両眼視差画像の右眼用画像の立体像が視認されることにより、観察者に両眼視差画像を立体視させる表示装置の表示制御装置であって、
画像を生成して前記表示装置に表示させる画像生成部と、
観察者の左眼および右眼の位置情報を取得する眼位置情報取得部と、
前記投射機構の投射面の中心位置を通る回転軸まわりに投射面を回転させる前記投射機構調整部の回転角度に基づいて、左眼用および右眼用の立体視域の位置を特定し、前記投射機構調整部に指示して前記回転軸まわりに投射面を回転させることにより、前記特定した左眼用および右眼用の立体視域の位置を、前記眼位置情報取得部により取得された観察者の左眼および右眼の位置情報に応じて調整する制御部と
を備えたことを特徴とする表示制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、左眼用および右眼用の立体視域の位置と観察者の左眼および右眼の位置とのずれ量が、前記回転軸まわりの投射面の回転により調整可能なずれ量に関する第１の閾値以下になるように、前記投射機構調整部に指示して前記回転軸まわりに投射面を回転させること
を特徴とする請求項１記載の表示制御装置。
【請求項３】
前記表示装置は、前記投射機構から投射された表示光を前記被投射面に向けて反射する反射ミラーと、前記反射ミラーの反射方向を調整する反射ミラー調整部とを備え、
前記制御部は、前記回転軸まわりに投射面を回転させる前記投射機構調整部の回転角度に加えて、前記反射ミラーの支点を通るミラー回転軸まわりの前記反射ミラーの回転角度および光軸方向に前記投射機構を移動させる前記投射機構調整部の回転角度のうちの少なくとも一方に基づいて、左眼用および右眼用の立体視域の位置を特定すること
を特徴とする請求項２記載の表示制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、左眼用および右眼用の立体視域の位置と観察者の左眼および右眼の位置とのずれ量が、投射面の回転、光軸方向の前記投射機構の移動および前記反射ミラーの回転で調整可能なずれ量に関する第２の閾値以下になるように、前記投射機構調整部に指示して前記回転軸まわりに投射面を回転させ、さらに前記反射ミラー調整部に指示して前記ミラー回転軸まわりの前記反射ミラーの回転および前記投射機構調整部に指示して光軸方向の前記投射機構の移動のうちの少なくとも一方を実行して左眼用および右眼用の立体視域の位置を調整すること
を特徴とする請求項３記載の表示制御装置。
【請求項５】
前記画像生成部は、左眼用および右眼用の立体視域の位置と観察者の左眼および右眼の位置とのずれ量が立体視域の左右方向のずれ量に関する第３の閾値を超える場合に、左眼用画像と右眼用画像とを入れ替えることで、左眼用の立体視域と右眼用の立体視域とが入れ替わるように前記表示装置を制御すること
を特徴とする請求項１記載の表示制御装置。
【請求項６】
前記画像生成部は、左眼用および右眼用の立体視域の位置が調整された後に、両眼視差画像を歪み補正すること
を特徴とする請求項１記載の表示制御装置。
【請求項７】
前記画像生成部は、左眼用および右眼用の立体視域の位置が調整された後に、両眼視差画像の表示物を調整前と同じに大きさで視認できるように補正すること
を特徴とする請求項１記載の表示制御装置。
【請求項８】
前記画像生成部は、左眼用および右眼用の立体視域の位置が調整された後に、両眼視差画像の表示物を調整前と同じに位置に視認できるように補正すること
を特徴とする請求項１記載の表示制御装置。
【請求項９】
画像の表示光を投射面から投射する投射機構と、
表示光を左眼用画像と右眼用画像とに分光する分光機構と、
前記投射機構の投射方向を調整する投射機構調整部とを備え、
被投射面へ投射された立体像を視認可能な領域である左眼用および右眼用の立体視域が形成され、左眼用の立体視域で観察者の左眼に両眼視差画像の左眼用画像の立体像が視認され、右眼用の立体視域で観察者の右眼に両眼視差画像の右眼用画像の立体像が視認されることにより、観察者に両眼視差画像を立体視させる表示装置と、
画像を生成して前記表示装置に表示させる画像生成部と、
観察者の左眼および右眼の位置情報を取得する眼位置情報取得部と、
前記投射機構の投射面の中心位置を通る回転軸まわりに投射面を回転させる前記投射機構調整部の回転角度に基づいて、左眼用および右眼用の立体視域の位置を特定し、前記投射機構調整部に指示して前記回転軸まわりに投射面を回転させることにより、前記特定した左眼用および右眼用の立体視域の位置を、前記眼位置情報取得部により取得された観察者の左眼および右眼の位置情報に応じて調整する制御部とを有する表示制御装置と
を備えたことを特徴とする表示システム。
【請求項１０】
画像の表示光を投射面から投射する投射機構と、
表示光を左眼用画像と右眼用画像とに分光する分光機構と、
前記投射機構の投射方向を調整する投射機構調整部とを備え、
被投射面へ投射された立体像を視認可能な領域である左眼用および右眼用の立体視域が形成され、左眼用の立体視域で観察者の左眼に両眼視差画像の左眼用画像の立体像が視認され、右眼用の立体視域で観察者の右眼に両眼視差画像の右眼用画像の立体像が視認されることにより、観察者に両眼視差画像を立体視させる表示装置の表示制御方法であって、
画像生成部が、画像を生成して前記表示装置に表示させるステップと
眼位置情報取得部が、観察者の左眼および右眼の位置情報を取得するステップと、
制御部が、前記投射機構の投射面の中心位置を通る回転軸まわりに投射面を回転させる前記投射機構調整部の回転角度に基づいて、左眼用および右眼用の立体視域の位置を特定し、前記投射機構調整部に指示して前記回転軸まわりに投射面を回転させることにより、前記特定した左眼用および右眼用の立体視域の位置を、前記眼位置情報取得部により取得された観察者の左眼および右眼の位置情報に応じて調整するステップと
を備えたことを特徴とする表示制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表示装置に表示された画像の立体視を可能とした表示制御装置、これを備えた表示システムおよび表示制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、観察者の左眼と右眼とで視差をつけた異なる２つの画像（以下、両眼視差画像と記載する）を用いて、両眼視差画像の立体視を可能とした表示装置が存在する。
例えば、特許文献１には、車両に搭載されて、乗員に３次元画像を見せることが可能な３次元ディスプレイが記載されている。この３次元ディスプレイは、ディスプレイ表面に近接して配置された視差バリアを備えている。【０００３】
視差バリアは、ディスプレイ表面に表示された画像を左眼部分と右眼部分に分離して、乗員の左眼から画像の右眼部分をブロックし、乗員の右眼から画像の左眼部分をブロックする。３次元ディスプレイが乗員の頭部に向けられている間、視差バリアによって、乗員の左眼は、画像の左眼部分を見ることになり、乗員の右眼は、画像の右眼部分を見ることになる。これにより、乗員は、３次元画像の視認が可能となる。【０００４】
特許文献１に記載される３次元ディスプレイでは、ディスプレイ表面に垂直な軸が乗員の頭部に向けられる。この結果、画像の左眼部分は、乗員の左眼に向けられ、画像の右眼部分は、乗員の右眼に向けられる。ただし、乗員の頭の位置が変動すると、視差バリアと乗員の頭の向きとの位置関係が変化して、乗員は３次元画像の視認ができなくなる。【０００５】
この不具合を解消するため、特許文献１に記載される車両ディスプレイアセンブリは、３次元ディスプレイの向きを調整するアクチュエータと、乗員の頭の位置を監視するセンサアセンブリと、これらを制御するためのコントローラを備えている。コントローラは、アクチュエータとセンサアセンブリを制御して、３次元ディスプレイの向きを、乗員の頭の位置に基づいて調整する。【０００６】
一方、ヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤと略して記載する）は、観察者が前方視野から大きく視線を動かすことなく表示情報を視認可能な表示装置である。
また、従来から、両眼視差に基づく表示画像の立体視が可能なＨＵＤも知られている。
例えば、車両に搭載されたＨＵＤでは、画面に表示された画像の表示光が左眼用画像の表示光と右眼用画像の表示光とに分光されてから、風防ガラスまたはコンバイナといった被投射面に投射される。被投射面で反射された左眼用画像の表示光が運転者の左眼に入射され、被投射面で反射した右眼用画像の表示光が運転者の右眼に入射されることにより、運転者は、車両の前方に結像された立体像を視認することができる。両眼視差に基づく表示画像の立体視が可能なＨＵＤは、一般的な３次元ディスプレイと異なり、反射面および被投射面といった投射光学系を考慮して表示光を分光する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２０１６−５１０５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
観察者に画像を立体視させるためには、観察者の左眼に左眼用画像を観察させるための範囲と観察者の右眼に右眼用画像を観察させるための範囲とを考慮する必要がある。この範囲を“立体視域”と呼ぶ。左眼用の立体視域内で観察者の左眼が左眼用画像の立体像を観察し、右眼用の立体視域内で観察者の右眼が右眼用画像の立体像を観察することで、観察者は、両眼視差画像の立体像を視認することができる。【０００９】
しかしながら、立体視域が一定の位置にある場合、観察者の体格または姿勢によっては、観察者の眼が立体視域から外れるか、または、観察者の眼の位置が立体視域の境界付近になる可能性がある。前述したように、観察者の眼が立体視域から外れると、観察者は画像を立体視できなくなる。また、観察者の眼の位置が立体視域の境界付近にあっても、観察者の頭が少し動いただけで観察者の眼が立体視域から外れることになる。【００１０】
これに対して、従来の３次元ディスプレイには、表示画面の前方に配置された分光機構を観察者の眼の位置に合わせて動的に制御して立体視域の位置を調整するものがあった。分光機構は、バリアと呼ばれる柵状部材またはレンチキュラーレンズで構成されており、画面に表示された両眼視差画像の表示光を左眼用画像の表示光と右眼用画像の表示光とに分光する。このように従来の３次元ディスプレイでは、分光機構を動的に制御するための複雑な機構が必要であり、分光機構が高コストになる。
また、特許文献１に記載される車両ディスプレイアセンブリは、３次元ディスプレイの向きを調整するものであり、投射系の光学設計を考慮する必要があるＨＵＤの立体視域の位置調整にそのまま適用することはできない。【００１１】
この発明は上記課題を解決するものであり、分光機構を制御する構成よりも簡易な構成で観察者の眼の位置に応じて立体視域の位置を調整することができる表示制御装置、表示システムおよび表示制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る表示制御装置は、画像の表示光を投射面から投射する投射機構と、表示光を左眼用画像と右眼用画像とに分光する分光機構と、投射機構の投射方向を調整する投射機構調整部とを備え、被投射面へ投射された立体像を視認可能な領域である左眼用および右眼用の立体視域が形成され、左眼用の立体視域で観察者の左眼に両眼視差画像の左眼用画像の立体像が視認され、右眼用の立体視域で観察者の右眼に両眼視差画像の右眼用画像の立体像が視認されることにより、観察者に両眼視差画像を立体視させる表示装置の表示制御装置であって、画像を生成して表示装置に表示させる画像生成部と、観察者の左眼および右眼の位置情報を取得する眼位置情報取得部と、投射機構の投射面の中心位置を通る回転軸まわりに投射面を回転させる投射機構調整部の回転角度に基づいて左眼用および右眼用の立体視域の位置を特定し、投射機構調整部に指示して回転軸まわりに投射面を回転させることにより、特定した左眼用および右眼用の立体視域の位置を、眼位置情報取得部により取得された観察者の左眼および右眼の位置情報に応じて調整する制御部とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、投射機構の投射面の中心位置を通る回転軸まわりに投射面を回転させることにより、左眼用および右眼用の立体視域の位置を、観察者の左眼および右眼の位置情報に応じて調整する。このように構成することで、分光機構を制御する構成よりも簡易な構成で、観察者の眼の位置に応じて立体視域の位置を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態１に係る表示システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図２】車両に搭載された実施の形態１に係る表示システムの構成を概略的に示す模式図である。
【図３】投射機構および分光機構の例を示す図である。
【図４】投射機構調整部による立体視域の位置調整の概要を示す図である。
【図５】図５Ａは、実施の形態１に係る表示制御装置の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。図５Ｂは、実施の形態１に係る表示制御装置の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。
【図６】実施の形態１に係る表示制御方法を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２に係る表示システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図８】車両に搭載された実施の形態２に係る表示システムの構成を概略的に示す模式図である。
【図９】実施の形態２における投射機構調整部および反射ミラー調整部による立体視域の位置調整の概要を示す図である。
【図１０】実施の形態２に係る表示制御方法を示すフローチャートである。
【図１１】運転者側に形成される立体視域を示す上面図である。
【図１２】図１１の立体視域において、運転者の頭が右方向にずれたときの様子を示す上面図である。
【図１３】実施の形態３における画像生成部による制御処理の概要を示す上面図である。
【図１４】実施の形態３に係る表示制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明をより詳細に説明するため、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る表示システムの構成を示す機能ブロック図である。図２は、車両１に搭載された実施の形態１に係る表示システムの構成を概略的に示す模式図であり、実施の形態１に係る表示システムをＨＵＤシステムとして実現した場合を示している。実施の形態１に係る表示システムは、図１および図２に示すように表示制御装置２および表示装置３を備えている。表示制御装置２は、情報源装置４から車両内外の情報を得ることができる。
【００１６】
表示制御装置２によって生成された画像情報は、表示装置３に出力される。表示装置３は、表示制御装置２から入力した画像の表示光を、風防ガラス（以下、ウィンドシールドと記載する）３００に投射する。ウィンドシールド３００で反射された表示光が運転者の左眼１００Ｌおよび右眼１００Ｒに入射されることにより、運転者は、当該画像の立体像２０１を視認することができる。
【００１７】
表示制御装置２は、画像生成部２１、眼位置情報取得部２２および立体視域制御部２３を備える。表示装置３は、立体像表示部３１および投射機構調整部３２を備える。また、情報源装置４は、車両１に搭載されて、表示制御装置２に車両内外の情報を提供する装置を総称したものである。図１では、情報源装置４として、車内カメラ４１、車外カメラ４２、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）受信機４３、レーダセンサ４４、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）４５、無線通信装置４６およびナビゲーション装置４７を例示している。
【００１８】
まず、表示制御装置２の構成要素について説明する。
画像生成部２１は、画像を生成して立体像表示部３１に表示させる。例えば、画像生成部２１は、車内カメラ４１および車外カメラ４２から画像情報を取得し、ＧＰＳ受信機４３から車両１の位置情報を取得し、ＥＣＵ４５から各種の車両情報を取得し、ナビゲーション装置４７からナビゲーション情報を取得する。これらの情報を用いて、画像生成部２１は、車両１の走行速度、車両１が走行している車線、車両１の周辺に存在する車両の位置、車両１の現在位置および進行方向を示す表示物を含む画像情報を生成する。
また、画像生成部２１は、両眼視差画像を生成してもよい。両眼視差画像は、表示物を左右方向にずらした画像、すなわち、観察者の左眼と右眼とで視差をつけた左眼用画像と右眼用画像から構成される。
【００１９】
眼位置情報取得部２２は、観察者の左眼および右眼の位置情報を取得する。例えば、眼位置情報取得部２２は、車内カメラ４１により撮影された運転者の画像を画像解析して、運転者の左眼１００Ｌおよび右眼１００Ｒの位置情報を取得する。
運転者の左眼１００Ｌおよび右眼１００Ｒの位置情報は、左眼１００Ｌと右眼１００Ｒのそれぞれの位置情報であってもよいが、左眼１００Ｌと右眼１００Ｒとの間の中心位置であってもよい。また、左眼１００Ｌと右眼１００Ｒとの間の中心位置は、上記画像中の運転者の顔位置または頭位置から推定した位置を用いてもよい。
【００２０】
立体視域制御部２３は、投射機構調整部３２を制御して立体視域の位置を調整する制御部である。まず、立体視域制御部２３は、投射機構３１ａの投射面の中心位置を通る鉛直軸まわりの投射面の基準位置からの投射機構調整部３２の回転角度に基づいて、左眼用および右眼用の立体視域の位置を特定する。基準位置は、投射面の回転の原点位置である。
左眼用および右眼用の立体視域の位置は、例えば、立体視域が形成される空間の中心軸（鉛直中心軸）と運転者の左眼１００Ｌおよび右眼１００Ｒを含む水平面との交点の位置座標が考えられる。
また、左眼用および右眼用の立体視域の位置は、左眼用の立体視域の上記交点と右眼用の立体視域の上記交点とを結ぶ線分の中間点の位置座標であってもよい。
【００２１】
立体視域制御部２３は、投射機構調整部３２に指示して鉛直軸まわりに投射面を回転させることにより、左眼用および右眼用の立体視域の位置を、眼位置情報取得部２２が取得した運転者の左眼１００Ｌおよび右眼１００Ｒの位置情報に応じて調整する。
例えば、立体視域制御部２３は、左眼用および右眼用の立体視域の位置と運転者の左眼１００Ｌおよび右眼１００Ｒの位置とのずれ量が第１の閾値以下になるように、投射機構調整部３２に指示して鉛直軸まわりに投射面を回転させる。第１の閾値は、投射機構調整部３２による鉛直軸まわりの投射面の回転で調整可能なずれ量に関する閾値であり、例えば、当該ずれ量の許容値である。
【００２２】
鉛直軸まわりに投射面を回転させて、左眼用および右眼用の立体視域の位置と運転者の左眼１００Ｌおよび右眼１００Ｒの位置とを一致させると、ずれ量は、第１の閾値以下となる。このとき、運転者の左眼１００Ｌは、左側の立体視域の中心近くに位置し、運転者の右眼１００Ｒは、右側の立体視域の中心近くに位置する。これにより、運転者は、頭が多少動いても、両眼視差画像を立体視することができる。
【００２３】
次に、表示装置３の構成要素について説明する。
立体像表示部３１は、画像生成部２１によって生成された画像を入力し、入力した画像の表示光を被投射面に投射する。図２の例では、被投射面は、ウィンドシールド３００である。なお、被投射面は、コンバイナと呼ばれるハーフミラーであってもよい。
図２に示すように、立体像表示部３１は、投射機構３１ａ、分光機構３１ｂおよび反射ミラー３１ｃを備える。
【００２４】
投射機構３１ａは、画像の表示光を投射面から投射する構成要素であり、画像の表示光を表示面（投射面）から投射可能な表示器を備える。例えば、投射機構３１ａには、液晶などのディスプレイ、あるいは、プロジェクタまたはレーザ光源が用いられる。なお、液晶ディスプレイでは、光源となるバックライトが必要となる。バックライトは、投射機構調整部３２により投射機構３１ａと一緒に回転してもよいし、バックライトは回転せずに投射機構３１ａだけが回転してもよい。
分光機構３１ｂは、投射機構３１ａから投射された画像の表示光を、左眼用画像２００Ｌの表示光と右眼用画像２００Ｒの表示光とに分光する。分光機構３１ｂは、視差バリアまたはレンチキュラーレンズで構成される。
反射ミラー３１ｃは、投射機構３１ａから投射された画像の表示光を、被投射面であるウィンドシールド３００に向けて反射する。
【００２５】
左眼用画像２００Ｌの表示光および右眼用画像２００Ｒの表示光は、ウィンドシールド３００にて運転者に向けて反射される。このとき、左眼用画像２００Ｌは、左眼用立体像２０１Ｌとして結像され、右眼用画像２００Ｒは、右眼用立体像２０１Ｒとして結像される。そして、運転者は、左眼１００Ｌおよび左眼用立体像２０１Ｌを通る直線と、右眼１００Ｒおよび右眼用立体像２０１Ｒを通る直線との交点位置に、立体表示物２０３（左眼用立体像２０１Ｌの表示物２０２Ｌおよび右眼用立体像２０１Ｒの表示物２０２Ｒ）を視認することができる。
【００２６】
図３は、投射機構３１ａおよび分光機構３１ｂの例を示す図である。投射機構３１ａの投射面のある画素から出射された光は、分光機構３１ｂによって分光されてそれぞれの眼の方向へ出射される。このとき、観察者は、分光機構３１ｂの開口部を通った光のみを視認できる。同様に、全画素のそれぞれから出射された光が、分光機構３１ｂによって分光されてそれぞれの眼の方向へ出射されることで形成される、立体像の画素を欠落なく視認可能な領域が立体視域である。
なお、分光機構３１ｂが、左眼用画像２００Ｌの表示光と右眼用画像２００Ｒの表示光とに空間的に分光する構成を示したが、時間的に分光する構成であってもよい。
また、投射機構３１ａと分光機構３１ｂは、一体化された構成であってもよい。
【００２７】
立体像表示部３１は、反射ミラー３１ｃを備えず、画像の表示光を分光機構３１ｂからウィンドシールド３００に向けて直接投射する構成であってもよい。
また、図３では、左眼用画像２００Ｌの表示光と右眼用画像２００Ｒの表示光が、投射面の１画素（または１サブ画素）ごとに交互に出射され、分光機構３１ｂによって分光される。なお、表示装置３は、このような２視点方式の表示装置に限定されるものではなく、多視点方式を採用してもよい。例えば、投射機構３１ａの投射面から、視差が異なる３つ以上の画像を含む視差画像の表示光を投射し、分光機構３１ｂによって３視点以上に分光する構成であってもよい。
【００２８】
投射機構調整部３２は、投射機構３１ａの投射方向を調整する構成要素であり、例えば投射面３１ａ−１を回転させるモータである。
図４は、投射機構調整部３２による立体視域の位置調整の概要を示す図である。
投射機構調整部３２は、投射機構３１ａの投射面３１ａ−１の中心位置を通る鉛直軸（図４中のｙ方向の軸）３１ａ−２まわりに投射面３１ａ−１を回転させる。
鉛直軸３１ａ−２まわりに投射面３１ａ−１が回転すると、これに応じて立体像２０１も鉛直軸周りに回転する。この回転に応じて、左眼用の立体視域２３Ｌおよび右眼用の立体視域２３Ｒが、矢印で示すように回転して、左右方向（図４中のｘ方向）と前後方向（図４中のｚ方向）に移動する。すなわち、鉛直軸３１ａ−２まわりの投射面３１ａ−１の回転によって、立体視域２３Ｌ，２３Ｒは、左右方向および前後方向に位置を調整することが可能である。
なお、これまでの説明では、回転軸および移動方向について、垂直および鉛直といった文言を使用して説明したが、車両またはＨＵＤの構造によっては必ずしも垂直または鉛直にならない場合もあり得る。これは、以降の説明においても同様である。
【００２９】
表示装置３として、画像の表示光の被投射面がウィンドシールド３００であるウィンドシールド型のＨＵＤを示したが、表示装置３は、被投射面がコンバイナであるコンバイナ型のＨＵＤであってもよい。
また、表示装置３は、ＨＭＤ（Ｈｅａｄ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ）のような立体像を表示可能な表示装置であってもよい。
【００３０】
次に、情報源装置４について説明する。
車内カメラ４１は、車両１の乗員のうち、観察者に相当する運転者を撮影するカメラである。車内カメラ４１によって撮影された画像情報は、表示制御装置２の眼位置情報取得部２２に出力される。眼位置情報取得部２２は、車内カメラ４１により撮影された画像を画像解析して、運転者の左眼１００Ｌおよび右眼１００Ｒの位置情報を取得する。
車外カメラ４２は、車両１周辺を撮影するカメラである。例えば、車外カメラ４２は、車両１が走行している車線、車両１の周辺に存在する車両、および障害物を撮影する。
車外カメラ４２によって撮影された画像情報は、表示制御装置２に出力される。
【００３１】
ＧＰＳ受信機４３は、図示しないＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信して、ＧＰＳ信号が示す座標に対応する位置情報を表示制御装置２に出力する。
レーダセンサ４４は、車両１の外部に存在する物体の方向および形状を検出し、さらに車両１と物体との間の距離を検出するセンサであって、例えば、ミリ波帯の電波センサ、または、超音波センサによって実現される。レーダセンサ４４による検出情報は表示制御装置２に出力される。
【００３２】
ＥＣＵ４５は、車両１の各種動作を制御する制御ユニットである。ＥＣＵ４５は、図示しないワイヤハーネスによって表示制御装置２に接続されており、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）規格に基づく通信方式で、表示制御装置２との間で通信自在になっている。車両１の各種動作に関する車両情報には、車速、操舵情報などがあり、ＥＣＵ４５から表示制御装置２に出力される。
【００３３】
無線通信装置４６は、外部ネットワークに通信接続して各種情報を取得する通信装置であり、例えば、車両１に搭載された送受信機または車両１に持ち込まれたスマートフォンなどの携帯通信端末によって実現される。外部ネットワークは、例えば、インターネットである。各種情報には、車両１周辺の天候情報などがあり、無線通信装置４６から表示制御装置２に出力される。
【００３４】
ナビゲーション装置４７は、設定された目的地情報、図示しない記憶装置に記憶された地図情報、およびＧＰＳ受信機４３から取得した位置情報に基づいて車両１の走行経路を探索し、探索結果から選択された走行経路を案内する。なお、図１では、ＧＰＳ受信機４３とナビゲーション装置４７との接続線の図示を省略している。
ナビゲーション装置４７は、車両１に搭載された情報機器であってもよく、車両１に持ち込まれたＰＮＤ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ）またはスマートフォンなどの携帯通信端末であってもよい。
ナビゲーション装置４７は、走行経路の案内に使用するナビゲーション情報を表示制御装置２に出力する。ナビゲーション情報には、例えば、経路上の案内地点における車両１の案内方向、経由地または目的地までの予想到着時刻、車両１の走行経路および周辺道路の渋滞情報などがある。
【００３５】
また、図５Ａは、表示制御装置２の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。図５Ａにおいて、処理回路１０００は、表示装置３と情報源装置４とに接続して、情報のやり取りが可能である。図５Ｂは、表示制御装置２の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。図５Ｂにおいて、プロセッサ１００１およびメモリ１００２は表示装置３と情報源装置４とに接続している。プロセッサ１００１は、表示装置３および情報源装置４との間で情報のやり取りが可能である。
【００３６】
表示制御装置２における画像生成部２１、眼位置情報取得部２２および立体視域制御部２３の各機能は、処理回路によって実現される。
すなわち、表示制御装置２は、図６に示すステップＳＴ１０１からステップＳＴ１０９までの一連の処理を実行するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）であってもよい。
【００３７】
処理回路が図５Ａに示す専用のハードウェアである場合、処理回路１０００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）またはこれらを組み合わせたものが該当する。
画像生成部２１、眼位置情報取得部２２および立体視域制御部２３のそれぞれの機能を別々の処理回路で実現してもよいし、これらの機能をまとめて１つの処理回路で実現してもよい。
【００３８】
処理回路が図５Ｂに示すプロセッサ１００１である場合、画像生成部２１、眼位置情報取得部２２および立体視域制御部２３の各機能は、ソフトウェア、ファームウェアまたはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ１００２に記憶される。
プロセッサ１００１は、メモリ１００２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより各部の機能を実現する。すなわち、表示制御装置２は、プロセッサ１００１によって実行されるとき、前述した一連の処理が結果的に実行されるプログラムを記憶するためのメモリ１００２を備える。これらのプログラムは、画像生成部２１、眼位置情報取得部２２および立体視域制御部２３の手順または方法を、コンピュータに実行させるものである。
【００３９】
メモリ１００２には、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ−ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤなどが該当する。
【００４０】
画像生成部２１、眼位置情報取得部２２および立体視域制御部２３の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。
例えば、画像生成部２１については、専用のハードウェアとしての処理回路１０００がその機能を実現し、眼位置情報取得部２２および立体視域制御部２３については、プロセッサ１００１がメモリ１００２に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、その機能を実現してもよい。
このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせによって上記機能のそれぞれを実現することができる。
【００４１】
次に動作について説明する。
図６は実施の形態１に係る表示制御方法を示すフローチャートであり、表示制御装置２による表示装置３の制御における一連の処理を示している。
まず、立体視域制御部２３は、投射機構調整部３２に指示して表示装置３を初期化する（ステップＳＴ１０１）。初期化によって、投射機構３１ａ、投射面３１ａ−１、および反射ミラー３１ｃの位置が初期位置に戻される。立体像２０１は、初期位置に応じた位置に結像される。なお、運転者にとって視認しやすかった立体像２０１の位置を記憶しておき、このときの投射機構３１ａ、投射面３１ａ−１、および反射ミラー３１ｃの位置を初期位置としてもよい。
【００４２】
次に、画像生成部２１が、情報源装置４から入力した車両内外の情報に基づいて、表示画像を生成する（ステップＳＴ１０２）。例えば、画像生成部２１は、車両内外の情報に基づいて表示物の表示態様を設定し、設定した表示態様で表示物を表した表示画像を生成する。表示物に対して左眼と右眼の視差をつけた２つの表示画像は両眼視差画像となる。なお、表示態様は、例えば、表示物の大きさ、表示物の位置、表示物の色および視差画像における視差量などである。
【００４３】
画像生成部２１は、立体像表示部３１に対して表示画像の立体像２０１を表示するように指示を行う（ステップＳＴ１０３）。
立体像表示部３１は、画像生成部２１の指示によって、表示画像の立体像２０１を表示する（ステップＳＴ１０４）。まず、立体像表示部３１は、画像生成部２１から入力した表示画像の表示光を投射機構３１ａの投射面３１ａ−１から投射する。表示画像の表示光は、分光機構３１ｂによって左眼用画像２００Ｌの表示光と右眼用画像２００Ｒの表示光とに分光されて、反射ミラー３１ｃによってウィンドシールド３００に投射される。運転者の視点からは、ウィンドシールド３００を通して左眼用立体像２０１Ｌと右眼用立体像２０１Ｒから成る立体像２０１が結像される。また、表示画像が両眼視差画像であると、運転者は、視差の効果で立体表示物２０３を視認することができる。“立体像の表示”とは、このように、運転者の視点から視認したときに任意の位置に立体像が結像されることを意味している。
【００４４】
運転者が立体表示物２０３を視認するには、左眼用の立体視域２３Ｌで左眼１００Ｌに左眼用立体像２０１Ｌの表示物２０２Ｌが視認され、右眼用の立体視域２３Ｒで右眼１００Ｒに右眼用立体像２０１Ｒの表示物２０２Ｒが視認されなければならない。このため、運転者の眼の位置が立体視域から外れている場合、運転者は、立体表示物２０３を視認できない。また、運転者の眼の位置が立体視域の境界付近にあると、運転者の頭が動くことにより、運転者の眼の位置が立体視域から外れる可能性が高い。
そこで、表示制御装置２は、以下の一連の処理を実行する。これらの処理は、車両１の運転前に行ってもよいし、車両１が運転されている間、常に行ってもよい。
【００４５】
眼位置情報取得部２２が、車内カメラ４１によって撮影された運転者の画像情報から、運転者の眼の位置情報を取得する（ステップＳＴ１０５）。
例えば、眼位置情報取得部２２は、画像情報を画像解析して運転者の顔位置を推定することで、運転者の左眼１００Ｌおよび右眼１００Ｒの位置情報を取得する。
運転者の左眼１００Ｌおよび右眼１００Ｒの位置情報は、左眼１００Ｌと右眼１００Ｒのそれぞれの位置座標であってもよいし、左眼１００Ｌと右眼１００Ｒとの間の中間点の位置座標であってもよい。以下、運転者の左眼１００Ｌおよび右眼１００Ｒの位置情報として、左眼１００Ｌと右眼１００Ｒとの間の中間点の位置座標を用いる。
【００４６】
立体視域制御部２３は、投射機構調整部３２から、鉛直軸３１ａ−２まわりに投射面３１ａ−１を回転させる投射機構調整部３２の基準位置からの回転角度を示す情報を取得し、取得した情報に基づいて立体視域２３Ｌ，２３Ｒの位置を特定する（ステップＳＴ１０６）。例えば、事前に投射光学系の設計を行って、投射面３１ａ−１を回転させる投射機構調整部３２の回転角度と立体視域の位置とを対応付けたデータベースを用意しておき、立体視域制御部２３が、データベースを参照して立体視域の位置を特定してもよい。
また、立体視域制御部２３は、投射機構調整部３２の回転角度を用いた計算式に従って立体視域の位置を特定してもよい。
【００４７】
次に、立体視域制御部２３は、眼位置情報取得部２２によって取得された運転者の眼の位置と、ステップＳＴ１０６で特定した立体視域２３Ｌ，２３Ｒの位置とのずれ量が、第１の閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳＴ１０７）。
第１の閾値は、投射機構調整部３２による鉛直軸３１ａ−２まわりの投射面３１ａ−１の回転で調整可能なずれ量に関する閾値である。第１の閾値との比較対象となるずれ量は、立体視域２３Ｌ，２３Ｒの左右方向および前後方向のずれ量に相当し、第１の閾値は、左右方向および前後方向のずれ量の許容値である。
【００４８】
ずれ量が第１の閾値以下であれば（ステップＳＴ１０７；ＮＯ）、立体視域制御部２３は、立体視域の位置の調整を行わず、図６の処理を終了する。
一方、ずれ量が第１の閾値よりも大きいと判定した場合（ステップＳＴ１０７；ＹＥＳ）、立体視域制御部２３は、ずれ量が第１の閾値以下になる投射機構調整部３２の回転角度を特定し、投射機構調整部３２に調整を指示する（ステップＳＴ１０８）。
例えば、立体視域制御部２３は、ずれ量が第１の閾値以下でかつ最小となる回転角度を算出する。また、ずれ量が第１の閾値以下となる回転角度が登録されたデータベースを用意して、立体視域制御部２３は、データベースを参照して調整量を特定してもよい。
【００４９】
投射機構調整部３２は、立体視域制御部２３から指示された回転角度で鉛直軸３１ａ−２まわりに投射面３１ａ−１を回転させることにより立体視域２３Ｌ，２３Ｒの位置を調整する（ステップＳＴ１０９）。この位置調整によって、運転者の左眼１００Ｌは、左眼用の立体視域２３Ｌの中心近くに位置し、運転者の右眼１００Ｒは、右眼用の立体視域２３Ｒの中心近くに位置する。これにより、運転者は、頭が多少動いても、立体表示物２０３を立体視することができる。
【００５０】
図６に示した一連の処理は、車両１のエンジンがオフされるか、表示制御装置２による上記処理の実行が停止されない限り、ステップＳＴ１０２に戻ってそれ以降の処理が繰り返される。なお、従前の表示画像の表示が継続される場合、ステップＳＴ１０５の処理に戻ってそれ以降の処理を繰り返してもよい。
【００５１】
以上のように、実施の形態１に係る表示制御装置２は、投射機構３１ａの投射面３１ａ−１の中心位置を通る鉛直軸３１ａ−２まわりに投射面３１ａ−１を回転させることで、立体視域２３Ｌ，２３Ｒの位置を、運転者の左眼１００Ｌおよび右眼１００Ｒの位置情報に応じて調整する。
特に、立体視域制御部２３が、立体視域２３Ｌ，２３Ｒの位置と運転者の左眼１００Ｌおよび右眼１００Ｒの位置とのずれ量が、投射機構調整部３２による鉛直軸３１ａ−２まわりの投射面３１ａ−１の回転により調整可能なずれ量に関する第１の閾値以下になるように、投射機構調整部３２に指示して鉛直軸３１ａ−２まわりに投射面３１ａ−１を回転させる。
このように構成することで、分光機構を制御する構成よりも簡易な構成で、運転者の眼の位置に応じて立体視域２３Ｌ，２３Ｒの位置を調整することができる。
【００５２】
実施の形態２．
実施の形態１では、立体視域の左右方向および前後方向の位置を調整する構成を示したが、実施の形態２に係る表示制御装置では、これに加えて、立体視域の上下方向の位置を調整する構成について述べる。
【００５３】
図７は、この発明の実施の形態２に係る表示システムの構成を示す機能ブロック図である。図８は、車両１に搭載された実施の形態２に係る表示システムの構成を概略的に示す模式図であり、実施の形態２に係る表示システムをＨＵＤシステムとして実現した場合を示している。図７および図８において、図１および図２と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図９は、投射機構調整部３２Ａおよび反射ミラー調整部３３による立体視域の位置調整の概要を示す図である。
【００５４】
図７および図８に示すように、実施の形態２に係る表示システムは、表示制御装置２Ａおよび表示装置３Ａを備えている。
表示制御装置２Ａは、立体視域の左右前後方向に加えて上下方向に位置を調整するように表示装置３Ａを制御する。
表示制御装置２Ａは、構成要素として、画像生成部２１、眼位置情報取得部２２および立体視域制御部２３Ａを備える。表示装置３Ａは、運転者に両眼視差画像を立体視させる表示装置であり、立体像表示部３１、投射機構調整部３２Ａおよび反射ミラー調整部３３を備える。
【００５５】
立体視域制御部２３Ａは、図４に示した鉛直軸３１ａ−２まわりに投射面３１ａ−１を回転させる投射機構調整部３２Ａ−１の回転角度に加えて、反射ミラー３１ｃの回転角度および投射機構調整部３２Ａ−２の回転角度のうちの少なくとも一方に基づいて、立体視域２３Ｌ，２３Ｒの位置を特定する。
反射ミラー３１ｃの回転角度とは、図９に示すように、反射ミラー３１ｃの支点を通る水平軸３１ｃ−１まわりに反射ミラー３１ｃを回転させたときの基準位置からの回転角度である。ここで、基準位置は、反射ミラー３１ｃの回転の原点位置である。
投射機構調整部３２Ａは、投射機構調整部３２Ａ−１および投射機構調整部３２Ａ−２を備える。投射機構調整部３２Ａ−１は、投射機構３１ａの投射方向を調整する構成要素であり、実施の形態１における投射機構調整部３２と同様に、例えば、鉛直軸３１ａ−２まわりに投射面３１ａ−１を回転させるモータである。また、投射機構調整部３２Ａ−２は、投射機構３１ａを光軸方向に移動させる調整部であり、例えば、投射機構３１ａを光軸方向に移動させるために水平軸３１ａ−３まわりに回転するモータである。
投射機構調整部３２Ａ−２の回転角度は、投射機構調整部３２Ａ−２が投射面３１ａ−１を基準位置から光軸方向に移動させたときの投射機構調整部３２Ａ−２の基準位置からの回転角度である。ここで、投射機構調整部３２Ａ−２の基準位置とは、投射機構調整部３２Ａ−２の回転の原点位置である。
【００５６】
光軸方向に投射機構３１ａが移動すると、これに応じて立体像２０１が形成される位置が前後上下に移動する。この位置の前後上下移動に応じて、立体視域２３Ｌ，２３Ｒも前後上下方向（図９中のｚ方向およびｙ方向）に移動する。すなわち、光軸方向の投射機構３１ａの移動によって、立体視域２３Ｌ，２３Ｒは、前後上下方向に位置を調整することが可能である。
【００５７】
反射ミラー調整部３３は、反射ミラー３１ｃの反射方向を調整する構成要素であって、例えば、水平軸３１ｃ−１まわりに反射ミラー３１ｃを回転させることができる。
水平軸３１ｃ−１まわりに反射ミラー３１ｃが回転すると、これに応じて立体像２０１も前後上下方向に移動する。この移動に応じて、左眼用の立体視域２３Ｌおよび右眼用の立体視域２３Ｒも、図９に示すように前後上下方向（図９中のｙ方向）に移動する。
すなわち、水平軸３１ｃ−１まわりの反射ミラー３１ｃの回転により、立体視域２３Ｌ，２３Ｒは、前後上下方向に位置を調整することが可能である。
【００５８】
立体視域は、運転者側に形成された前後左右上下方向に広がりを持った空間であるが、その形状は、前後左右上下方向に均一ではないことが予想される。
例えば、立体視域を水平方向に切った断面積は鉛直方向の位置によって異なり、断面積が小さい位置では、運転者の眼が立体視域から外れやすくなる。
【００５９】
そこで、実施の形態２では、鉛直軸３１ａ−２まわりに投射面３１ａ−１を回転させる投射機構調整部３２Ａ−１の回転角度に加えて、反射ミラー３１ｃの回転角度および投射機構調整部３２Ａ−２の回転角度（光軸方向の投射機構３１ａの移動）のうちの少なくとも一方に基づいて、立体視域２３Ｌ，２３Ｒの位置を特定する。これにより、立体視域２３Ｌ，２３Ｒの、前後方向、左右方向および上下方向の位置を的確に特定することができ、運転者の眼が外れないように立体視域の位置を調整することが可能となる。
【００６０】
表示制御装置２Ａでは、運転者の眼の位置に合わせて立体視域の位置を調整するため、運転者から見やすい位置に立体像２０１の前後左右上下方向の位置が自動で調整される。
なお、表示制御装置２Ａを、運転者が立体像２０１の位置を手動設定できるように構成してもよい。例えば、運転者が、図示しない入力装置を用いて投射機構調整部３２Ａ−２および反射ミラー調整部３３を動作させることで、運転者から見やすい位置に立体像２０１を手動設定する。
【００６１】
図７に示した表示制御装置２Ａにおける画像生成部２１、眼位置情報取得部２２および立体視域制御部２３Ａの各機能は、処理回路によって実現される。
すなわち、表示制御装置２Ａは、これらの機能を実行するための処理回路を備える。
処理回路は、図５Ａに示したような専用のハードウェアであってもよく、図５Ｂに示したような、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサであってもよい。
【００６２】
また、表示制御装置２Ａは、下記のような表示制御を行ってもよい。
図１０は、実施の形態２に係る表示制御方法を示すフローチャートであって、表示制御装置２Ａによる表示装置３Ａの制御における一連の処理を示している。
図１０のステップＳＴ２０１からステップＳＴ２０５まで処理は、図６のステップＳＴ１０１からステップＳＴ１０５までの処理と同様であるので説明を省略する。
【００６３】
ステップＳＴ２０６において、立体視域制御部２３Ａは、投射機構調整部３２Ａ−１から、鉛直軸３１ａ−２まわりの投射面３１ａ−１の基準位置からの回転角度を示す情報を取得し、さらに、投射機構調整部３２Ａ−２から、水平軸３１ａ−３まわりの基準位置からの回転角度を示す情報を取得するか、または、反射ミラー調整部３３から、水平軸３１ｃ−１まわりの反射ミラー３１ｃの基準位置からの回転角度を示す情報を取得する。
そして、立体視域制御部２３Ａは、鉛直軸３１ａ−２まわりに投射面３１ａ−１を回転させる投射機構調整部３２Ａ−１の回転角度に加えて、反射ミラー３１ｃの回転角度および投射機構調整部３２Ａ−２の回転角度のうちの少なくとも一方に基づいて、立体視域２３Ｌ，２３Ｒの位置を特定する。
【００６４】
例えば、事前に投射光学系の設計を行って、投射機構調整部３２Ａ−１の回転角度、投射機構調整部３２Ａ−２の回転角度または反射ミラー３１ｃの回転角度と、立体視域の位置を対応付けたデータベースを用意しておき、立体視域制御部２３Ａが、データベースを参照して立体視域の位置を特定してもよい。
また、立体視域制御部２３Ａは、投射機構調整部３２Ａ−１の回転角度、投射機構調整部３２Ａ−２の回転角度または反射ミラー３１ｃの回転角度を用いた計算式に従って、立体視域の位置を特定してもよい。
【００６５】
次に、立体視域制御部２３Ａは、眼位置情報取得部２２によって取得された運転者の眼の位置と、ステップＳＴ２０６で特定した立体視域２３Ｌ，２３Ｒの位置とのずれ量が、第２の閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳＴ２０７）。
第２の閾値は、投射機構調整部３２Ａ−１による鉛直軸３１ａ−２まわりの投射面３１ａ−１の回転、投射機構調整部３２Ａ−２による光軸方向の投射機構３１ａの移動または反射ミラー３１ｃの回転で調整可能なずれ量に関する閾値である。第２の閾値との比較対象となるずれ量は、立体視域２３Ｌ，２３Ｒの左右方向、前後方向および上下方向のずれ量に相当し、第２の閾値には、左右方向および前後方向のずれ量の許容値に加えて、上下方向のずれ量の許容値が含まれる。
【００６６】
上記ずれ量が第２の閾値以下であれば（ステップＳＴ２０７；ＮＯ）、立体視域制御部２３Ａは、立体視域の位置の調整を行わず、図１０の処理を終了する。
ずれ量が第２の閾値よりも大きいと判定すると（ステップＳＴ２０７；ＹＥＳ）、立体視域制御部２３Ａは、ずれ量が第２の閾値以下になる、投射機構調整部３２Ａ−１の回転角度、投射機構調整部３２Ａ−２の回転角度および反射ミラー３１ｃの回転角度を特定し、投射機構調整部３２Ａ−１、投射機構調整部３２Ａ−２および反射ミラー調整部３３に調整を指示する（ステップＳＴ２０８）。
例えば、事前に投射光学系の設計を行い、ずれ量が第２の閾値以下になる回転角度が登録されたデータベースを用意して、立体視域制御部２３Ａが、データベースを参照して調整量を特定してもよい。
また、立体視域制御部２３Ａは、計算式を用いて、ずれ量が第２の閾値以下でかつ最小となる投射機構調整部３２Ａ−１の回転角度、投射機構調整部３２Ａ−２の回転角度および反射ミラー３１ｃの回転角度を算出してもよい。
【００６７】
投射機構調整部３２Ａ−１による鉛直軸３１ａ−２まわりの投射面３１ａ−１の回転に加え、投射機構調整部３２Ａ−２による光軸方向の投射機構３１ａの移動および水平軸３１ｃ−１まわりの反射ミラー３１ｃの回転のうちの少なくとも一方を実行させることで、立体視域２３Ｌ，２３Ｒの位置を調整する（ステップＳＴ２０９）。この位置調整によって、運転者の左眼１００Ｌは、左側の立体視域２３Ｌの中心近くに位置し、運転者の右眼１００Ｒは、右側の立体視域２３Ｒの中心近くに位置する。これにより、運転者は、頭が多少動いても、両眼視差画像を立体視することができる。
【００６８】
図１０に示した一連の処理は、車両１のエンジンがオフされるか、表示制御装置２Ａによる上記処理の実行が停止されない限り、ステップＳＴ２０２に戻ってそれ以降の処理が繰り返される。なお、従前の表示画像の表示が継続される場合は、ステップＳＴ２０５の処理に戻ってそれ以降の処理を繰り返してもよい。
【００６９】
以上のように、実施の形態２に係る表示制御装置２Ａにおいて、立体視域制御部２３Ａが、鉛直軸３１ａ−２まわりに投射面３１ａ−１を回転させる投射機構調整部３２Ａ−１の回転角度に加えて、水平軸３１ｃ−１まわりの反射ミラー３１ｃの回転角度および光軸方向の投射機構３１ａの移動のうちの少なくとも一方に基づいて立体視域２３Ｌ，２３Ｒの位置を特定する。
このように構成することで、立体視域２３Ｌ，２３Ｒの、前後方向、左右方向および上下方向の位置を的確に特定することができ、運転者の眼が外れないように立体視域の位置を調整することが可能となる。
【００７０】
実施の形態２に係る表示制御装置２Ａにおいて、立体視域制御部２３Ａが、立体視域２３Ｌ，２３Ｒの位置と運転者の眼の位置とのずれ量が第２の閾値以下になるように、投射機構調整部３２Ａ−１に指示して鉛直軸３１ａ−２まわりに投射面３１ａ−１を回転させ、さらに反射ミラー調整部３３に指示して水平軸３１ｃ−１まわりの反射ミラー３１ｃの回転および投射機構調整部３２Ａ−２に指示して光軸方向の投射機構３１ａの移動のうちの少なくとも一方を実行して立体視域２３Ｌ，２３Ｒの位置を調整する。
このように構成することで、分光機構を制御する構成よりも簡易な構成で、運転者の眼の位置に応じて立体視域２３Ｌ，２３Ｒの位置を調整することができる。
【００７１】
実施の形態３．
実施の形態３に係る表示制御装置は、ずれ量が第３の閾値（第３の閾値は、第１の閾値より大きい値とする）よりも大きい場合、左眼用画像２００Ｌと右眼用画像２００Ｒとを入れ替えて表示するように表示装置３を制御する。そうすると、左眼用の立体視域２３Ｌに右眼用画像２００Ｒが表示され、右眼用の立体視域２３Ｒに左眼用画像２００Ｌが表示される。つまり、左眼用と右眼用の立体視域が入れ替わる。これにより、立体視域２３Ｌ，２３Ｒの前後左右方向の位置調整において、鉛直軸３１ａ−２まわりに投射面３１ａ−１を回転させる投射機構調整部３２の回転角度を減らすことができるため、投射面３１ａ−１の回転に伴った立体像の歪みまたは表示態様の変化を抑えることができる。
【００７２】
実施の形態３に係る表示制御装置において、画像生成部は、左眼用画像２００Ｌと右眼用画像２００Ｒとを入れ替えて表示するように表示装置３を制御する。ただし、これ以外の基本的な構成は、実施の形態１に示した表示制御装置２と同じである。そこで、以降の説明において、実施の形態３に係る表示制御装置の構成については、図１および図２を参照する。
【００７３】
図１１は、運転者側に形成される立体視域２３Ｒ−２，２３Ｌ−１，２３Ｒ−１，２３Ｌ−３を示す上面図である。図１２は、図１１の立体視域において運転者の頭が右方向にずれたときの様子を示す上面図である。図１３は、実施の形態３における画像生成部２１による制御処理の概要を示す上面図である。
【００７４】
投射機構３１ａから投射された画像の表示光は、分光機構によって複数の方向に分光された結果、左眼用の立体視域と右眼用の立体視域は左右方向に交互に並んだ状態となる。
例えば、図３に示した分光機構３１ｂにおいて、ある画素の真上にある開口部によって分光されると、立体視域２３Ｌ−１と立体視域２３Ｒ−１とが形成され、上記画素の真上の左隣にある開口部によって分光されると、立体視域２３Ｒ−２が形成され、上記画素の真上の右隣にある開口部によって分光されると、立体視域２３Ｌ−３が形成される。
図１１に示すように、左眼用の立体視域２３Ｌ−１と右眼用の立体視域２３Ｒ−１が並んでいる場合、立体視域２３Ｌ−１の左側に右眼用の立体視域２３Ｒ−２が形成され、立体視域２３Ｒ−１の右側に左眼用の立体視域２３Ｌ−３が形成される。
【００７５】
図１２に示すように、運転者の頭が右方向に大きく動くと、運転者の左眼１００Ｌが右眼用の立体視域２３Ｒ−１に動き、運転者の右眼１００Ｒが左眼用の立体視域２３Ｌ−２に動いて、運転者の眼とこれに対応する立体視域とが一致しなくなる。立体視域２３Ｒ−１は、右眼用画像２００Ｒの表示光で形成され、立体視域２３Ｌ−２は、左眼用画像２００Ｌの表示光で形成されているので、運転者の眼とこれに対応する立体視域とが一致しないと、運転者は、両眼視差画像を正常に立体視できなくなる。また、正常に立体視するための移動量が増えるため、投射機構調整部３２の回転量が多くなってしまう。
【００７６】
そこで、実施の形態３おける画像生成部２１は、左眼用画像２００Ｌと右眼用画像２００Ｒとを入れ替えて表示するように表示装置３を制御することで、図１２に示す左眼用の立体視域２３Ｌ−３に右眼用画像２００Ｒが表示され、図１２に示す右眼用の立体視域２３Ｒ−１に左眼用画像２００Ｌが表示される。これにより、図１３に示すように、左眼用立体視域と右眼用立体視域とが入れ替わり、立体視域２３Ｒ−１が立体視域２３Ｌ−１となり、立体視域２３Ｌ−３が立体視域２３Ｒ−３となるため、運転者が両眼視差画像を正常に立体視する際、投射機構調整部３２の回転量を少なくすることができ、立体像の歪みまたは表示態様の変化を抑えることができる。
【００７７】
次に動作について説明する。
図１４は、実施の形態３に係る表示制御方法を示すフローチャートであって、表示制御装置２による表示装置３の制御における一連の処理を示している。
図１４のステップＳＴ３０１からステップＳＴ３０６までの処理は、図６のステップＳＴ１０１からステップＳＴ１０６までの処理と同様であり、図１４のステップＳＴ３０９からステップＳＴ３１１までの処理は、図６のステップＳＴ１０７からステップＳＴ１０９までの処理と同様であるので説明を省略する。
【００７８】
ステップＳＴ３０７において、立体視域制御部２３は、眼位置情報取得部２２によって取得された運転者の眼の位置とステップＳＴ３０６で特定した立体視域の位置とのずれ量が、第３の閾値よりも大きいか否かを判定する。ここで、第３の閾値は、例えば、立体視域の前後左右方向のずれ量に関する閾値である。ずれ量が第３の閾値を超えると、図１２に示したような運転者の眼とこれに対応する立体視域との差が大きくなり、投射機構調整部３２の回転量が多くなってしまう。
【００７９】
ずれ量が第３の閾値以下であれば（ステップＳＴ３０７；ＮＯ）、立体視域制御部２３は、ステップＳＴ３０９の処理に移行する。
一方、ずれ量が第３の閾値よりも大きいと判定した場合（ステップＳＴ３０７；ＹＥＳ）、立体視域制御部２３は、その旨を画像生成部２１に通知する。
【００８０】
画像生成部２１は、立体視域制御部２３から上記通知を受けると、左眼用画像２００Ｌと右眼用画像２００Ｒとを入れ替えた両眼視差画像を生成して表示装置３に表示させる（ステップＳＴ３０８）。これにより、左眼用の立体視域に右眼用画像が表示され、右眼用の立体視域に左眼用画像が表示されて、図１３に示すように、左眼用の立体視域と右眼用の立体視域の配置が入れ替わるため、投射機構調整部３２の回転量を少なくすることができる。この後、立体視域制御部２３が、ステップＳＴ３０５と同様に立体視域の位置を特定し、ステップＳＴ３０９の処理に移行する。
【００８１】
なお、これまでの説明では、左眼用の立体視域と右眼用の立体視域とを入れ替える機能を、実施の形態１に係る表示制御装置２に持たせた場合を示したが、実施の形態２に係る表示制御装置２Ａに持たせてもよい。
【００８２】
以上のように、実施の形態３に係る表示制御装置２において、立体視域の位置と運転者の眼の位置とのずれ量が第３の閾値を超える場合、画像生成部２１が、左眼用画像２００Ｌと右眼用画像２００Ｒとを入れ替えて表示するように表示装置３を制御する。
これにより、立体視域の左右方向の位置調整において、鉛直軸３１ａ−２まわりに投射面３１ａ−１を回転させる投射機構調整部３２の回転角度を少なくすることができ、投射面３１ａ−１の回転に伴った立体像の歪みまたは表示態様の変化を抑えることができる。
実施の形態３を、実施の形態１に係る表示制御装置２に適用した場合を示したが、実施の形態３は、実施の形態２に係る表示制御装置２Ａに適用してもよい。
【００８３】
なお、実施の形態１〜３において、画像生成部２１が、左眼用および右眼用の立体視域の位置が調整された後に、両眼視差画像を歪み補正してもよい。
また、画像生成部２１が、左眼用および右眼用の立体視域の位置が調整された後に、両眼視差画像中の表示物を調整前と同じ大きさで視認できるように補正してもよい。
さらに、画像生成部２１が、左眼用および右眼用の立体視域の位置が調整された後に、両眼視差画像中の表示物を調整前と同じ位置に視認できるように補正してもよい。
このような補正を行うことにより、立体視域の位置調整前の立体表示物２０３と同等の視認性を得ることができる。
【００８４】
ＨＵＤでは、立体像を投影する際、立体像に歪みが発生し、また、運転者の視認位置によって、歪み量、表示物の大きさおよび表示位置も変化する。
また、本発明では、投影面３１ａ−１を回転させるため、基準位置に対する歪み、大きさ、位置が悪化する虞がある。
そこで、画像生成部２１は、立体視域制御部２３が投射機構調整部３２から取得した投射機構調整部３２の回転角度に基づいて、両眼視差画像の歪み補正値、表示物の大きさおよび表示位置の補正値を特定する。
【００８５】
また、画像生成部２１は、立体視域制御部２３Ａが投射機構調整部３２Ａ−１、投射機構調整部３２Ａ−２および反射ミラー調整部３３から取得した、投射機構調整部３２Ａ−１の回転角度、投射機構調整部３２Ａ−２の回転角度および反射ミラー３１ｃの回転角度に基づいて、両眼視差画像の歪み補正値、表示物の大きさおよび表示位置の補正値を特定する。例えば、事前に投射光学系の設計を行い、上記補正値が登録されたデータベースを用意して、画像生成部２１は、このデータベースを参照して補正値を特定してもよい。また、画像生成部２１は、計算式を用いて上記補正値を算出してもよい。
【００８６】
画像生成部２１は、特定した歪み補正値を使用して両眼視差画像に対して歪み補正を行う。
また、画像生成部２１は、左眼用画像および右眼用画像、左右画像中の表示物それぞれに対して異なる補正テーブルを用いて歪み、大きさ、表示位置の補正を行った後に、これらを合成して両眼視差画像を生成してもよい。左眼と右眼の視認位置は異なるため、それぞれの位置での補正テーブルを用いることで、視認性をさらに高めることができる。
【００８７】
例えば、投射面３１ａ−１が光軸に沿って後方向に移動すると、移動前よりも立体像２０１が大きくなる。
そこで、画像生成部２１は、投射面３１ａ−１の回転に伴って後方向に移動した場合に、立体像２０１上の大きさを移動前と同じになるように補正する。
また、画像生成部２１は、表示物が移動前と同じ大きさおよび位置になるように左眼用画像と右眼用画像の表示物をそれぞれ補正し、歪み補正を行った両眼視差画像を生成してもよい。
【００８８】
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
この発明に係る表示制御装置は、分光機構を制御する構成よりも簡易な構成で観察者の眼の位置に応じて立体視域の位置を調整することができるので、例えば、車載用のＨＵＤに好適である。
【符号の説明】
【００９０】
１  車両、２，２Ａ  表示制御装置、３，３Ａ  表示装置、４  情報源装置、２１  画像生成部、２２  眼位置情報取得部、２３，２３Ａ  立体視域制御部、２３Ｌ，２３Ｌ−１，２３Ｌ−２，２３Ｌ−３，２３Ｒ，２３Ｒ−１，２３Ｒ−２、２３Ｒ−３  立体視域、３１  立体像表示部、３１ａ  投射機構、３１ａ−１  投射面、３１ａ−２  鉛直軸、３１ａ−３  水平軸、３１ｂ  分光機構、３１ｃ  反射ミラー、３１ｃ−１  水平軸、３２，３２Ａ，３２Ａ−１，３２Ａ−２  投射機構調整部、３３  反射ミラー調整部、４１  車内カメラ、４２  車外カメラ、４３  ＧＰＳ受信機、４４  レーダセンサ、４５  ＥＣＵ、４６  無線通信装置、４７  ナビゲーション装置、１００Ｌ  左眼、１００Ｒ  右眼、２００Ｌ  左眼用画像、２００Ｒ  右眼用画像、２０１  立体像、２０１Ｌ  左眼用立体像、２０１Ｒ  右眼用立体像、２０２Ｌ，２０２Ｒ  表示物、２０３  立体表示物、３００  ウィンドシールド、１０００  処理回路、１００１  プロセッサ、１００２  メモリ。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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