(57)【要約】【課題】運転者が、車両の周辺の状況を的確に判断できるようにする。【解決手段】車両３に、複数のＣＣＤカメラ１を搭載する。複数のＣＣＤカメラ１のうちの２つで撮影した車両３付近の映像を、立体表示装置２で立体画像として表示できる形式に、映像処理装置４で変換する。立体表示装置２を３Ｄ表示モードにして、車両３付近の立体映像を立体表示装置２に立体表示する。その際、３次元表示画面の輝度を、２次元表示時の画面輝度と同程度になるように、輝度制御装置５で制御する。必要に応じて、すべてのＣＣＤカメラ１で撮影した映像を路面に投影した映像に変換して、真上から見た映像として２Ｄ表示する。このように表示することにより、車両３周辺の状況を、運転者がより的確に判断できるようになる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＣＣＤカメラと、立体表示可能な表示手段と、前記複数のＣＣＤカメラで撮影した車両付近の映像を、指定された視点から見た立体映像に変換して表示装置に出力する映像処理手段と、３次元表示画面の輝度を２次元表示画面の輝度と同程度になるように制御する輝度制御手段とを具備することを特徴とする車載立体ディスプレイシステム。
【請求項２】
立体表示可能な表示手段と、車両の現在位置と進行方向を検出する位置検出手段と、現在位置と進行方向に対応した立体画像を画像記憶手段から読み出して表示手段に出力する画像処理手段と、３次元表示画面の輝度を２次元表示画面の輝度と同程度になるように制御する輝度制御手段とを具備することを特徴とする車載立体ディスプレイシステム。
【請求項３】
立体表示可能な表示手段と、映像出力手段からの出力映像が立体映像である場合に表示手段を３Ｄ表示モードに切り替えて立体映像を表示装置に出力する表示制御手段と、３次元表示画面の輝度を２次元表示画面の輝度と同程度になるように制御する輝度制御手段とを具備することを特徴とする車載立体ディスプレイシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載立体ディスプレイシステムに関し、特に、車両周辺の立体映像を表示する車載立体ディスプレイシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載しているディスプレイには、大別して、安全確認用とカーナビゲーション用とエンターテイメント用とがある。車が、バスやバンやＲＶ車のように大きくなってくると、運転者がバックミラーなどの補助手段を用いて、目視のみにより後方やサイドの安全確認をすることは非常に難しい。そのため、ＣＣＤカメラやセンサーを付けて、運転者の安全確認の手助けしている。コストとの兼ね合いもあり、センサーを用いて駐車時の安全確認を行うようなものが大半を占めている。バスやＲＶやバンといった大型の車両では、後方やサイドを確認するために、ＣＣＤカメラを搭載して安全確認をしている。また、ナビゲーション装置では、実写の写真を用いて、進行方向前方の景観を表示するものがある。従来の車載立体表示装置の例を、以下にいくつかあげる。
【０００３】
特許文献１に開示された「車外情報表示装置」は、２眼立体視可能なように一対に設けられたビデオカメラによる車両前方の撮像画像を、ステレオ画像としてステレオ用ディスプレイに表示する車外情報表示装置である。運転者からみた実際の情景と合致するような充分な立体感および距離感をもったステレオ画像による車外情報を運転者に与えることができる。車外情報表示装置における一対のビデオカメラを、運転席近傍または運転席前方のダッシュボード上部に設置する。
【０００４】
特許文献２に開示された「車載用ステレオ画像表示装置」は、車両前方の撮像画像や誘導案内の画像などを、フロントガラスに写し出すものである。実際の情景に即した立体感および距離感をもって、その画像を認識できるようにする。ステレオビデオカメラで撮影された立体映像や、コンピュータ・グラフィックスにより生成された立体画像を、画像合成器で画素単位に交互に並べて合成する。合成画像を、左右視点用の２つの画像に分離して、ステレオ画像として観察できるように、ステレオ用ディスプレイに表示する。ディスプレイに表示されたステレオ画像を、反射板により反射させて、車両のフロントガラスに写し出す。
【０００５】
特許文献３に開示された「車両用単カメラ立体視システム」は、１台の車載ビデオカメラで障害物の距離などを測定して、直感的に障害物までの距離がわかるように表示するものである。車両に取り付けた１台のビデオカメラで、異なる車両位置において２枚の静止画像を撮影し、画像メモリに蓄積する。特徴点抽出部で、２枚の静止画像から対応する特徴点を求める。３次元座標算出部で、特徴点の画面上の位置データと車両の移動距離データに基づいて、特徴点の車両からの距離や地面からの高さを計算し、特徴点の３次元座標を求める。立体画像作成部で、特徴点の３次元座標から障害物の立体画像を作成する。また、障害物と車両を、上や横から見た画像をモニタ上に表示して、障害物の距離を直感的に把握できるようにする。障害物が車両から一定距離以下に近づいた場合は、衝突を予測して音声や映像で運転者に警報を発する。
【０００６】
特許文献４に開示された「車両用表示装置」は、合成画像を左右視点用の各画像に分離する光指向性制御手段の耐熱要求を低減することができる車両用表示装置である。左右眼用の各画像を、絵素単位で交互に並べて合成する。合成した画像を、液晶ディスプレイに表示する。液晶ディスプレイの表示面を下側にして設置し、液晶ディスプレイの表示面に接して、レンチキュラーレンズを配置する。液晶ディスプレイからの合成画像を、レンチキュラーレンズで、左右視点用の各画像に分離する。ハーフミラーによって、レンチキュラーレンズからの各画像の光の方向を変更して、運転者に視認させる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−１０５４８５号公報
【特許文献２】
特開平７−１４４５７８号公報
【特許文献３】
特開２０００−１６１９１５号公報
【特許文献４】
特開２００１−２１８３６号公報
【特許文献５】
特開平１０−２６０３７６号公報
【特許文献６】
特開２００１−３１８３４１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の車載ディスプレイシステムでは、運転者が的確な状況判断をすることができないという問題がある。運転者にとって、高速道路の分岐や交差点や複雑な立体交差などは、どちらに進んだらよいかを判断するのが難しい地点である。現実の景観に近づけるために、鳥瞰図などを用いて表現している。センサーやＣＣＤカメラでの安全確認には限界がある。実写を用いて２Ｄ画像で景観を表現するナビゲーション装置では立体感がなく、運転者にとっては、進行方向の判断をするための景観の判断ができない。写真と景観とに２次元と３次元の差があるので、運転者の頭の中で、２次元画像を実際の３次元の景観に対応付けする必要がある。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題を解決して、運転者がより的確な状況判断ができるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明では、車載立体ディスプレイシステムを、複数のＣＣＤカメラと、立体表示可能な表示手段と、複数のＣＣＤカメラで撮影した車両付近の映像を立体映像に変換して表示手段に出力する映像処理手段と、３次元表示画面の輝度を２次元表示画面の輝度と同程度になるように制御する輝度制御手段とを具備する構成とした。このように構成したことにより、車両周辺の状況を、運転者がより的確に判断できるようになる。
【００１１】
また、立体表示可能な表示手段と、車両の現在位置と進行方向を検出する位置検出手段と、現在位置と進行方向に対応した立体画像を画像記憶手段から読み出して表示手段に出力する画像処理手段と、３次元表示画面の輝度を２次元表示画面の輝度と同程度になるように制御する輝度制御手段とを具備する構成とした。このように構成したことにより、高速道路の分岐や交差点や複雑な立体交差など、どちらに進んだらよいかを判断するのが難しい地点の状況を、運転者がより的確に判断できるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態は、車両の安全確認のために、複数のＣＣＤカメラで撮影した車両周辺の映像を、立体映像として表示する車載立体ディスプレイシステムである。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態における車載立体ディスプレイシステムの概念図である。図１において、ＣＣＤカメラ１は、車両周辺を撮影するビデオカメラである。立体表示装置２は、２次元表示と３次元表示を電気的に切り替えることができる表示装置である。立体表示装置２としては、例えば、特許文献５や特許文献６に開示された液晶表示装置やＥＬ表示装置を利用することができる。映像処理装置４は、ＣＣＤカメラ１からの映像を、指定された視点からの立体映像に変換する装置である。輝度制御装置５は、３次元表示画面の輝度を２次元表示画面の輝度と同程度になるように制御する手段である。
【００１５】
図２は、本発明の第１の実施の形態における車載立体ディスプレイシステムを搭載した車両の外観図である。図２において、ＣＣＤカメラ１は、車両周辺を撮影するビデオカメラである。車両３は、乗用車やバスなどの車両である。
【００１６】
上記のように構成された本発明の第１の実施の形態における車載立体ディスプレイシステムの動作を説明する。図２に示すように、車両３の最低４箇所にＣＣＤカメラ１を設置する。カーナビゲーション装置のディスプレイ装置を、２Ｄ表示と３Ｄ表示の切り替え可能な立体表示装置２とする。立体表示装置２を、カーナビゲーション装置のディスプレイ装置と別に設けてもよい。通常は、立体表示装置２を２Ｄ表示モードにして、地図などを表示する。あるいは、ＣＣＤカメラ１のうちのいずれか１つからの映像を、２Ｄ映像で表示する。
【００１７】
狭い道を徐行して前進する場合などには、立体表示装置２を３Ｄ表示モードにして、車体前部の２つのＣＣＤカメラ１で撮影した立体映像を、立体表示装置２に立体表示する。後退して車庫入れをする場合などには、車体後部の２つのＣＣＤカメラ１で撮影した立体映像を、立体表示装置２に立体表示する。映像処理装置４に視点を指示することにより、視点を変えた立体映像を表示することができる。視点を指定しなければ、カメラの位置を視点として表示する。視点を変更する方法としては、アフィン変換や射影変換など、周知の視点変換方法を利用する。
【００１８】
３Ｄ表示モードにする場合は、３次元表示画面の輝度を２次元表示画面の輝度と同程度になるように、輝度制御装置５で制御する。必要に応じて、すべてのＣＣＤカメラ１で撮影した立体映像を、真上から見た映像に変換して１つに合成し、平面図のようにして２Ｄ表示する。このように、ＣＣＤカメラ１のうちのいずれか２つ以上からの映像を合成して、３Ｄ映像で表示することにより、運転者は、的確にすばやく車両周辺の状況を判断して安全確認ができる。
【００１９】
上記のように、本発明の第１の実施の形態では、車両の安全確認用の車載立体ディスプレイシステムを、複数のＣＣＤカメラで撮影した車両周辺の映像を立体映像として表示する構成としたので、運転者は、車両周辺の状況を的確に判断することができる。
【００２０】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、地図とリンクさせた３Ｄ画像記憶装置から、車両位置と進行方向に対応した立体画像を読み出して表示するナビゲーション用の車載立体ディスプレイシステムである。
【００２１】
図３は、本発明の第２の実施の形態における車載立体ディスプレイシステムの概念図である。図３において、立体表示装置２は、２次元表示と３次元表示を電気的に切り替えることができる表示装置である。輝度制御装置５は、３次元表示画面の輝度を２次元表示画面の輝度と同程度になるように制御する手段である。ナビゲーション装置６は、車両の現在位置と進行方向を検出して、経路案内などを行う装置である。画像処理装置７は、現在位置と進行方向に対応した立体画像を画像記憶手段から読み出して表示装置に出力する装置である。画像記憶装置８は、交通難所の立体写真を、位置と方向の情報とともに格納したデータベースである。
【００２２】
上記のように構成された本発明の第２の実施の形態における車載立体ディスプレイシステムの動作を説明する。ナビゲーション用の車載ディスプレイを、２Ｄ表示と３Ｄ表示の切り替え可能な立体表示装置２とする。ナビゲーションシステムに、２Ｄ表示と３Ｄ表示の切り替え可能なディスプレイを用いて、運転者が、車両前方の状況をより簡単に判断できるようにする。
【００２３】
高速道路の分岐や交差点や複雑な立体交差など、どちらに進んだらよいかを判断するのが難しい地点（交通難所）の景観を、２Ｄ表示と３Ｄ表示の切り替え可能なディスプレイを用いて立体表示することで、車両進行方向の状況を、運転者が的確に判断できるようにする。３Ｄ画像を表示すれば、２Ｄ画像よりも状況を早く判断できる。
【００２４】
交通難所の立体写真を撮影して、位置情報と方向情報を付加して、地図情報に対応付けて、画像データベースである画像記憶装置８に格納しておく。２Ｄモードの立体表示装置２に、ナビゲーション装置６により表示した地図上に、自車位置と車両進行方向を表示しながら進行する。交通難所に接近すると、その地点の進行方向に一致する立体写真を、画像記憶装置８から読み出して、立体表示装置２を３Ｄモードにして、立体表示する。３Ｄ表示の時、輝度の低下が生じるので、２Ｄ表示時と同じ輝度に合わせる。３Ｄ表示の終了後、３Ｄ表示から２Ｄ表示に切り替え、輝度の調整を行う。
【００２５】
すべての交通難所の立体写真を用意することは困難であるので、２Ｄ写真を３Ｄ画像で表示できるようにする。立体写真のない交通難所の２Ｄ写真を、パソコン等を用いて、あらかじめ３Ｄ画像に変換しておく。実写の２Ｄ写真に、距離に関する情報を付加して、３Ｄ画像に変換する。例えば、２Ｄ写真中の点と地図上の点を手動で対応させることにより、距離情報を付加することができる。距離情報を付加した２Ｄ写真から３Ｄ画像に変換することは、周知のＣＡＤ技術を適用することにより、簡単にできる。変換後の３Ｄ画像に位置情報と方向情報を付加して、ナビゲーション装置６の地図データにマッピングさせて、３Ｄ画像データベースである画像記憶装置８に蓄積しておく。車がその場所に来たときに、自動的に３Ｄ画像に切り替えて表示する。立体表示装置２の３Ｄ表示能力では、２Ｄ画像レベルの精度で表示できないし、地図データを３Ｄ画像で表示する必要はないので、地図は２Ｄ表示する。
【００２６】
上記のように、本発明の第２の実施の形態では、ナビゲーション用の車載立体ディスプレイシステムを、地図とリンクさせた３Ｄ画像記憶装置から、車両位置と進行方向に対応した立体画像を読み出して表示する構成としたので、進行方向前方の状況を容易に把握することができる。
【００２７】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態は、ＤＶＤ再生機やゲーム機などから出力される画像が立体画像である場合に、ディスプレイを３Ｄ表示モードに切り替えて立体表示する娯楽用の車載立体ディスプレイシステムである。
【００２８】
図４は、本発明の第３の実施の形態における車載立体ディスプレイシステムの概念図である。図４において、立体表示装置２は、２次元表示と３次元表示を電気的に切り替えることができる表示装置である。輝度制御装置５は、３次元表示画面の輝度を２次元表示画面の輝度と同程度になるように制御する手段である。ナビゲーション装置６は、車両の現在位置と進行方向を検出して、経路案内などを行う装置である。カーナビゲーション装置のディスプレイ装置を、２Ｄ表示と３Ｄ表示の切り替え可能な立体表示装置２とする。立体表示装置２を、カーナビゲーション装置のディスプレイ装置と別に設けてもよい。表示制御装置９は、ゲーム機やＤＶＤ再生機などの映像出力装置からの出力映像が立体映像である場合に、立体表示装置２を３Ｄ表示モードに切り替えて立体映像を立体表示装置２に出力する装置である。ゲーム機１０は、立体画像を出力することができるゲーム機である。ＤＶＤ再生機１１は、立体映画を再生することができるＤＶＤ再生機である。
【００２９】
上記のように構成された本発明の第３の実施の形態における車載立体ディスプレイシステムの動作を説明する。エンターテイメント用の車載ディスプレイを、２Ｄ表示と３Ｄ表示の切り替え可能なディスプレイとする。３Ｄ映像を出力する映像出力装置としては、ゲーム機１０やＤＶＤ再生機１１の他に、立体ＴＶ受像機やＷｅｂ端末などを利用することもできる。ゲーム機１０またはＤＶＤ再生機１１からの出力映像が２Ｄ映像である場合は、表示制御装置９で立体表示装置２を２Ｄモードに設定して、通常の２Ｄ映像を表示する。ゲーム機１０またはＤＶＤ再生機１１からの出力映像が３Ｄ映像である場合は、表示制御装置９で立体表示装置２を３Ｄモードに設定して、３Ｄ映像を表示する。この場合、輝度制御装置５で、３次元表示画面の輝度を２次元表示画面の輝度と同程度になるように制御する。車の中で楽しむエンターテイメントにおいて、２Ｄ表示と３Ｄ表示の切り替えディスプレイを使用することにより、娯楽的興味を一段と高めることができる。
【００３０】
上記のように、本発明の第３の実施の形態では、娯楽用の車載立体ディスプレイシステムを、ＤＶＤ再生機やゲーム機などから出力される画像が立体画像である場合に、ディスプレイを３Ｄ表示モードに切り替えて立体表示する構成としたので、映画やゲームを臨場感豊かに楽しむことができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明では、車載立体ディスプレイシステムを、複数のＣＣＤカメラと、立体表示可能な表示手段と、複数のＣＣＤカメラで撮影した車両付近の映像を立体画像に変換して表示手段に出力する画像処理手段と、３次元表示画面の輝度を２次元表示画面の輝度と同程度になるように制御する輝度制御手段とを具備する構成としたので、車両周辺の状況を、運転者がより的確に判断できるようになるという効果が得られる。
【００３２】
また、立体表示可能な表示手段と、車両の現在位置と進行方向を検出する位置検出手段と、現在位置と進行方向に対応した立体画像を画像記憶手段から読み出して表示手段に出力する画像処理手段と、３次元表示画面の輝度を２次元表示画面の輝度と同程度になるように制御する輝度制御手段とを具備する構成としたので、高速道路の分岐や交差点や複雑な立体交差など、どちらに進んだらよいかを判断するのが難しい地点の状況を、運転者がより的確に判断できるようになるという効果が得られる。
【００３３】
また、立体表示可能な表示手段と、映像出力手段からの出力映像が立体映像である場合に表示手段を３Ｄ表示モードに切り替えて立体映像を表示装置に出力する表示制御手段と、３次元表示画面の輝度を２次元表示画面の輝度と同程度になるように制御する輝度制御手段とを具備する構成としたので、映画などのエンターテイメントを、車の中でも臨場感豊かに楽しむことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における車載立体ディスプレイシステムの概念図、
【図２】本発明の第１の実施の形態における車載立体ディスプレイシステムを搭載した車両の外観図、
【図３】本発明の第２の実施の形態における車載立体ディスプレイシステムの概念図、
【図４】本発明の第３の実施の形態における車載立体ディスプレイシステムの概念図、
【図５】従来の車載ディスプレイシステムの概念図である。
【符号の説明】
１  ＣＣＤカメラ
２  立体表示装置
３  車両
４  映像処理装置
５  輝度制御装置
６  ナビゲーション装置
７  画像処理装置
８  画像記憶装置
９  表示制御装置
１０  ゲーム機
１１  ＤＶＤ再生機
【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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