(57)【要約】車両（４０）に搭載され、車両周辺を撮影する複数の撮像手段（４０２Ｌ、４０２Ｒ）と、この撮像手段によって撮像された画像を立体画像として乗員に表示する立体映像表示手段（１２１）と、立体映像表示手段に表示される立体映像の奥行き度を調整する制御部（１００）とを備え、車両周辺の画像を立体として表示することができる車両用映像表示装置を提供する。
2004084559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、車両周辺を撮影する複数の撮像手段と、この撮像手段によって撮像された画像を立体画像として乗員に表示する立体映像表示手段と、立体映像表示手段に表示される立体映像の奥行き度を調整する制御部とを備えたことを特徴とする車両用映像表示装置。
【請求項２】
前記撮像手段は、車両の後方を撮影することを特徴とする請求の範囲１に記載の車両用映像表示装置。
【請求項３】
前記撮像手段は、車両の側方を撮影することを特徴とする請求の範囲１に記載の車両用映像表示装置。
【請求項４】
前記撮像手段は、車両の上方を撮影することを特徴とする請求の範囲１に記載の車両用映像表示装置。
【請求項５】
前記表示手段は、車両後方及び車両側方のいずれか又は両方を表示できる切り換手段を備えたことを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲３のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項６】
前記撮像手段には、車内からの操作により、撮影個所及び撮影範囲のうち少なくとも１つを変更できる撮像操作手段を備えたことを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲５のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項７】
前記立体映像表示手段に、車両の輸郭を表す車両画像を立体的に表示させる車両輪郭表示手段を備えたことを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲６のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項８】
前記立体映像表示手段に表示された物体までの距離寸法を表示する距離表示手段を設けたことを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲７のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項９】
前記立体映像に表示された複数物体の間隔寸法を表示する間隔表示手段を設けたことを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲７のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項１０】
前記立体映像表示手段に、車両の予想進路画像を表示する予想進路表示手段を設けたことを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲９のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項１１】
前記立体映像表示手段は、カーナビゲーションシステムの映像表示手段を兼ねることを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲９のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項１２】
前記カーナビゲーションシステムの地図は、立体的に表示されることを特徴とする請求の範囲１１に記載の車両用映像表示装置。
【請求項１３】
前記立体映像表示手段は、画像ソフトウェアの映像表示手段を兼ねることを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲１２のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項１４】
前記立体画像表示手段の表示を、正像画面あるいは鏡像画面に切り換える表示切り換手段を備えたことを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲１３のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項１５】
前記立体画像表示装置は、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）を構成することを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲１４のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項１６】
２台の撮像手段を備え、該撮像手段からの映像情報を出力する立体映像撮像装置と、観者の両眼に異なる映像を表示する立体映像表示装置とを備え、前記立体映像撮像装置は、撮像手段の光軸のクロスポイント（ＣＰ）に関するＣＰ情報を測定するクロスポイント測定手段を備え、このＣＰ情報と映像情報とを含んだ情報を送出するとともに、前記立体映像表示装置は、前記映像情報、前記クロスポイント情報、この立体映像表示装置が表示する画像の大きさ情報に基づいて前記異なる映像をずらして表示させるオフセット設定手段を備えたことを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲１５のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項１７】
前記立体映像表示装置は、表示画面に対する観者の位置情報を測定する観者位置情報測定手段を備え、前記映像情報、前記クロスポイント情報、この立体映像表示装置が表示する画像の大きさ情報、及び観者の位置情報に基づいて前記異なる映像をずらして表示させるオフセット設定手段を備えたことを特徴とする請求の範囲１乃至請求の範囲１６のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項１８】
前記クロスポイント測定手段は、２台の撮像手段における光軸の交差角度に基づいてクロスポイント位置を算出することを特徴とする請求の範囲１６又は請求の範囲１７のいずれかに記載の立体画像撮影表示システム。
【請求項１９】
前記クロスポイント測定手段は、平行に配置された２台の撮像手段における被写体の撮像位置に基づいてクロスポイント位置を算出することを特徴とする請求の範囲１６又は請求の範囲１７のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項２０】
前記立体映像撮像装置は、撮像した領域の前後に亘る奥行き量についての情報を送出し、行き量、この立体映像表示装置が表示する画像の大きさ情報、及び観者の位置情報に基づいて前記異なる映像をずらして表示させるオフセット設定手段を備えたことを特徴とする請求の範囲１６乃至請求の範囲１９のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項２１】
前記観察者位置検出手段は、車両用映像表示装置本体に一体的に配置されたことを特徴とする請求の範囲１７に記載の車両用映像表示装置。
【請求項２２】
前記観察者位置検出手段は、車両用映像表示装置本体と離れた位置に配置されたことを特徴とする請求の範囲１７に記載の車両用映像表示装置。
【請求項２３】
前記観察者位置検出手段は、超音波発信器及び超音波受信器を備えたことを特徴とする請求の範囲２１又は請求の範囲２２のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項２４】
前記観察者位置検出手段は、観者を撮影した画像に基づいて位置検出をすることを特徴とする請求の範囲２１又は請求の範囲２２のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項２５】
前記オフセット設定手段は、前記入力手段に入力された情報に基づいて左目映像と右目映像とのオフセットを設定して、前記表示手段に表示される映像の立体感を調整することを特徴とする請求の範囲１６乃至請求の範囲２４のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項２６】
左目映像を記憶する左目映像用フレームメモリと、右目映像を記憶する右目映像用フレームメモリとを備え、前記オフセット設定手段は、前記左目映像用フレームメモリ及び／又は右目映像用フレームメモリから映像データを読み出すタイミングを制御するタイミング制御手段を備え、前記タイミング制御手段は、前記左目映像用フレームメモリと前記右目映像用フレームメモリとの一方から映像データを読み出すタイミングを、他方のフレームメモリから映像データを読み出すタイミングと比較して早める又は遅らせることによって前記左目映像と前記右目映像とのオフセットを設定することを特徴とする請求の範囲１６乃至請求の範囲２５のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項２７】
立体映像を記憶する立体映像用フレームメモリと、前記左目映像用フレームメモリから読み出された左目映像データと前記右目映像用フレームメモリから読み出された右目映像データとを切り換えて立体映像用フレームメモリに入力する信号切換手段と、を備えることを特徴とする請求の範囲１６乃至請求の範囲２５のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項２８】
前記左目映像と前記右目映像との水平位相を進める又は遅らせることによって、前記左目映像と前記右目映像とのオフセットを設定することを特徴とする請求の範囲１６乃至請求の範囲２７のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項２９】
前記左目映像と前記右目映像とのオフセットを設定した際に、前記左目映像と前記右目映像との左右縁部において情報が欠落した領域に、当該欠落領域近傍の前記左目映像と前記右目映像との一方又は双方を水平及び垂直方向に拡大して表示することを特徴とする請求の範囲１６乃至請求の範囲２８のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項３０】
前記表示手段は、透過光で映像を表示する映像表示手段と光源装置とを備え、光源装置は、白色ＬＥＤまたはＲＧＢのＬＥＤを一体に配列したＬＥＤアレイで構成され、前記オフセット設定手段はこのＬＥＤアレイの白色ＬＥＤ又はＲＧＢのＬＥＤを前記オフセッとに基づいて点灯制御するＬＥＤ制御手段を備えたことを特徴とする請求の範囲１６乃至請求の範囲２９のいずれかに記載の車両用映像表示装置。
【請求項３１】
オフセット設定手段のＬＥＤ制御手段は、前記観察者位置情報に基づいて、観察者の観察映像を維持するよう前記白色ＬＥＤ又はＲＧＢのＬＥＤを点灯制御することを特徴とする請求の範囲２９に記載の車両用映像表示装置。
【請求項３２】
前記光源装置の上下に設けられた各ＬＥＤアレイは右目用映像表示用部と左目用映像表示用部をなすことを特徴とする請求の範囲２９に記載の車両用映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は車両用画像表示装置に係り、特に車両に搭載され、車両周辺の画像を立体として表示する車両用映像表示装置に関する
技術背景
車両用映像表示装置として、車両の後部にＣＣＤカメラ等の撮像装置を取り付け、運転者の近傍に前記撮像装置が撮影した映像を表示する液晶表示装置等の映像表示装置を配置したものがある。
このような装置によれば、運転者は車両後方の様子を映像表示装置で監視することができる。
また、車両用映像表示装置として、車両の輪郭の一部を映像表示装置に描画するようにしたり、車両の進路を表示したりするものもある。
更に、複数の撮像装置を配置し、取得した複数の画像をモデリング処理して立体モデルとして画像表示装置に表示するものがある。
しかしながら、上記の車両用映像表示装置にあっては表示される画像が平面であるため、実際の状態とは異なるため、運転者の車両感覚と一致させることは簡単ではない。
即ち、運転者は平面表示された画像情報を立体物として認識し直し、運転者の持っている車両感覚と比較しなければならない。
そこで本発明は、車両周辺の画像を立体として表示することができる車両用映像表示装置を提供することを課題とする。
【発明の開示】
請求の範囲１に記載の発明は、車両に搭載され、車両周辺を撮影する複数の撮像手段と、この撮像手段によって撮像された画像を立体画像として乗員に表示する立体映像表示手段と、立体映像表示手段に表示される立体映像の奥行き度を調整する制御部とを備えたことを特徴とする車両用映像表示装置である。
本発明によれば、車両周辺の画像を立体画像として現実感を持って表示でき、車両周辺の状況を直感的にかつ確実に認識できる
請求の範囲２に記載の発明は、請求の範囲１に記載の車両用映像表示装置において、前記撮像手段は、車両の後方を撮影することを特徴とするものである。
本発明によれば、車両後方の画像を立体画像として現実感を持って表示でき、車両後方の状況を直感的にかつ確実に認識できる。
請求の範囲３に記載の発明は、請求の範囲１に記載の車両用映像表示装置において、前記撮像手段は車両の側方を撮影することを特徴とするものである。
本発明によれば、車両側方の画像を立体画像として現実感を持って表示でき、車両の側方の状況を直感適かつ確実に認識できる。
請求の範囲４に記載の発明は、請求の範囲１に記載の車両用映像表示装置において、前記撮像手段は車両の上方を撮影することを特徴とするものである。
本発明によれば、車両上方の画像を立体画像として現実感を持って表示でき、車両の上方の状況を確実に認識できる。
請求の範囲５に記載の発明は、請求の範囲１に記載の車両用映像表示装置において、前記表示手段は、車両後方及び車両側方のいずれか又は両方を表示出来る切り換手段を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、１つの表示手段に選択した所望の方向の画像を表示できる。また両方の画像を表示できより周辺の状況を認識できる。
請求の範囲６に記載の発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲５のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記撮像手段には車内からの操作により、撮影個所及び撮影範囲のうち少なくとも１つを変更できる撮像操作手段を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、車内から必要な撮影個所や撮影範囲を指定できるから、必要な個所の状況を立体的に表示できる。
請求の範囲７に記載の発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲６のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体映像表示手段に車両の輸郭を表す車両画像を立体的に表示させる車両輪郭表示手段を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、立体画面中に自車両の輪郭が表示されるから、周囲の状況中の自車両の位置をより直感的かつ正確に認識できる。
請求の範囲８に記載の発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲７のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体映像表示手段に表示された物体までの距離寸法を表示する距離表示手段を設けたことを特徴とするものである。
本発明によれば、表示物体までの距離が表示されるので、表示物体までの距離を数値的に認識することができ、正確な状況認識ができる。
請求の範囲９に記載の発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲７のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体映像に表示された複数物体の間隔寸法を表示する間隔表示手段を設けたことを特徴とするものである。
本発明によれば、表示物体間の間隔寸法が表示されるので、表示物体間を通り抜けできるかを客観的に判断できる。
請求の範囲１０に記載の発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲９のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体映像表示手段に車両の予想進路画像を表示する予想進路表示手段を設けたことを特徴とするものである。
本発明によれば、立体画像中に予想進路が表示されるので、自車両の進路を予め予想して車両の操作を行うことができる。
請求の範囲１１に記載の発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲９のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体映像表示手段は、カーナビゲーションシステムの映像表示手段を兼ねることを特徴とするものである。
本発明によれば、１台の表示手段で、車両の周辺とカーナビゲーションシステムの表示手段を共用でき部品点数及びコストを低減できる。
請求の範囲１２に記載の発明は、請求の範囲１１に記載の車両用映像表示装置において、前記カーナビゲーションシステムの地図は立体的に表示されることを特徴とするものである。
本発明によれば、立体的に表示された地図に基づいて自車両の走行すべき進路を認識でき、より直感的かつ的確に進路を認識できる。
請求の範囲１３に記載の発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１２のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体映像表示手段は、画像ソフトウエアの映像表示手段を兼ねることを特徴とするものである。
本発明によれば、車両中で画像ソフトウエアを立体映像として表示できる。
請求の範囲１４に記載の発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１３のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体画像表示手段の表示を正像画面あるいは鏡像画面に切り換える表示切換手段を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、後方を表示するに際して、正像（後を振り返っている状態に相当）、あるいは左右が反転した鏡像（バックミラーをみている場合に相当）を切り換えることができるので、使用者の慣れている画像を表示でき、より的確な状況認識をすることができる。
請求の範囲１５に記載の発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１４のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体画像表示装置は、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）を構成することを特徴とするものである。
本発明によれば、立体像を運転者の視線上に表示することができるので、運転者は運転中視線を変更することなく自車両周辺の状況を認識できる。
請求の範囲１６に記載の発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１５のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、２台の撮像手段を備え該撮像手段からの映像情報を出力する立体映像撮像装置と、観者の両眼に異なる映像を表示する立体映像表示装置とを備え、前記立体映像撮像装置は、撮像手段の光軸のクロスポイント（ＣＰ）に関するＣＰ情報を測定するクロスポイント測定手段を備え、このＣＰ情報と映像情報とを含んだ情報を送出するとともに、前記立体映像表示装置は、前記映像情報、前記クロスポイント情報、この立体映像表示装置が表示する画像の大きさ情報に基づいて前記異なる映像をずらして表示させるオフセット設定手段を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、車両用映像表示装置に対応した最適な立体度（奥行き量）に調整した立体映像を得ることができる。
請求の範囲１７に記載の発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１６のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体映像表示装置は、表示画面に対する観者の位置情報を測定する観者位置情報測定手段を備え、前記映像情報、前記クロスポイント情報、この立体映像表示装置が表示する画像の大きさ情報、及び観者の位置情報に基づいて前記異なる映像をずらして表示させるオフセット設定手段を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、立体映像撮影表示手段及び観者の位置に対応した最適な立体度（奥行き量）を備えた立体映像を得ることができる。
請求の範囲１８に記載の発明は、請求の範囲１６又は請求の範囲１７のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記クロスポイント測定手段は、２台の撮像手段における光軸の交差角度に基づいてクロスポイント位置を算出することを特徴とするものである。
本発明によれば、三角測量の原理に基づいて２台の撮像手段の距離と光軸の交差角度の値に基づいて、クロスポイント及び撮像対象物（被写体）までの距離を測定できる。また、２つの被写体間の間隔距離を測定できる。
請求の範囲１９に記載の発明は、請求の範囲１６又は請求の範囲１７のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記クロスポイント測定手段は、平行に配置された２台の撮像手段における被写体の撮像位置に基づいてクロスポイント位置を算出することを特徴とするものである。
本発明によれば、三角測量の原理に基づいて２台の撮像手段の距離と光軸の交差角度の値に基づいて、クロスポイント及び撮像対象物（被写体）までの距離を測定できる。また、２つの被写体間の間隔距離を測定できる
請求の範囲２０に記載の発明は、請求の範囲１６乃至請求の範囲１９のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体映像撮像装置は、撮像した領域の前後に亘る奥行き量についての情報を送出し、奥行き量、この立体映像表示装置が表示する画像の大きさ情報、及び観者の位置情報に基づいて前記異なる映像をずらして表示させるオフセット設定手段を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、表示手段は撮影条件についてより正確な情報を得ることができるので、より適切な立体画像表示をすることができる。
請求の範囲２１に記載の発明は、請求の範囲１７に記載の車両用映像表示装置において、前記観察者位置検出手段は、車両用映像表示装置本体に一体的に配置されたことを特徴とするものである。
本発明によれば、観察者位置検出手段を車両用映像表示装置本体の他に別途設置する必要がない。
請求の範囲２２に記載の発明は、請求の範囲１７に記載の車両用映像表示装置において、前記観察者位置検出手段は車両用映像表示装置本体と離れた位置に配置されたことを特徴とする。
本発明によれば、観察者位置検出手段を観察者の位置を検出するために適切な個所に配置でき、観察者の位置を正確に検出することができる。
請求の範囲２３に記載の発明は、請求の範囲２１又は請求の範囲２２のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記観察者位置検出手段は超音波発信器及び超音波受信器を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、赤外線等他の手段による観察者の検出などに比べて周囲の雑音などなどの影響を受けにくく、正確な検出を行うことができる。
請求の範囲２４に記載の発明は、請求の範囲２１又は請求の範囲２２のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記記観察者位置検出手段は観者を撮影した画像に基づいて位置検出をすることを特徴とするものである。
本発明によれば、赤外線等他の手段による観察者の検出などに比べて周囲の雑音などなどの影響を受けにくく、正確な検出を行うことができる。
請求の範囲２５に記載の発明は、請求の範囲１６乃至請求の範囲２４のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記オフセット設定手段は、前記入力手段に入力された情報に基づいて左目映像と右目映像とのオフセットを設定して、前記表示手段に表示される映像の立体感を調整することを特徴とするものである。
本発明によれば、観察者の好みに合わせて立体度（奥行き量）を調整した立体映像を得ることができる。
請求の範囲２６に記載の発明は、請求の範囲１６乃至請求の範囲２５のいずれかに記載の車両用映像表示装置が、左目映像を記憶する左目映像用フレームメモリと、右目映像を記憶する右目映像用フレームメモリとを備え、前記オフセット設定手段は、前記左目映像用フレームメモリ及び／又は右目映像用フレームメモリから映像データを読み出すタイミングを制御するタイミング制御手段を備え、前記タイミング制御手段は、前記左目映像用フレームメモリと前記右目映像用フレームメモリとの一方から映像データを読み出すタイミングを、他方のフレームメモリから映像データを読み出すタイミングと比較して早める又は遅らせることによって前記左目映像と前記右目映像とのオフセットを設定することを特徴とするものである。
本発明によれば、簡単な回路で左右目映像のオフセットを設定することができる。
請求の範囲２７に記載の発明は、請求の範囲１６乃至請求の範囲２５のいずれかに記載の車両用映像表示装置が、立体映像を記憶する立体映像用フレームメモリと、前記左目映像用フレームメモリから読み出された左目映像データと前記右目映像用フレームメモリから読み出された右目映像データとを切り換えて立体映像用フレームメモリに入力する信号切換手段と、を備えることを特徴とするものである。
本発明によれば、左右目映像のオフセットが設定された映像を合成してフレームメモリに記憶することができる。
請求の範囲２８に記載の発明は、請求の範囲１６乃至請求の範囲２７のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記左目映像と前記右目映像との水平位相を進める又は遅らせることによって、前記左目映像と前記右目映像とのオフセットを設定することを特徴とするものである。
本発明によれば、左右目映像のオフセットの設定を容易に制御することができる
請求の範囲２９に記載の発明は、請求の範囲１６乃至請求の範囲２８のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記左目映像と前記右目映像とのオフセットを設定した際に、前記左目映像と前記右目映像との左右縁部において情報が欠落した領域に、当該欠落領域近傍の前記左目映像と前記右目映像との一方又は双方を水平及び垂直方向に拡大して表示することを特徴とするものである。
本発明によれば、左右目映像をずらして表示した場合にも画面が欠けることのない違和感のない表示をすることができる。
請求の範囲３０に記載の発明は、請求の範囲１６乃至請求の範囲２９のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記表示手段は、透過光で映像を表示する映像表示手段と光源装置とを備え、光源装置は、白色ＬＥＤまたはＲＧＢのＬＥＤを一体に配列したＬＥＤアレイで構成され、前記オフセット設定手段はこのＬＥＤアレイの白色ＬＥＤ又はＲＧＢのＬＥＤを前記オフセッとに基づいて点灯制御するＬＥＤ制御手段を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、光源として消費電力が少なくオンオフのスイッチング速度が早い白色ＬＥＤ又はＲＧＢのＬＥＤを使用しているので、ＬＥＤ制御手段の制御により自由な光源の点灯を行うことができる他、消費電力を少ないものとすることができる。
請求の範囲３１に記載の発明は、請求の範囲２９に記載の車両用映像表示装置において、オフセット設定手段のＬＥＤ制御手段は前記観察者位置情報に基づいて、観察者の観察映像を維持するよう前記白色ＬＥＤ又はＲＧＢのＬＥＤを点灯制御することを特徴とするものである。
本発明によれば、観察者が移動しても、また観察者が複数の異なる位置にいても適切な映像を表示することができる。
請求の範囲３２に記載の発明は、請求の範囲２９に記載の車両用映像表示装置において、前記光源装置の上下に設けられた各ＬＥＤアレイは右目用映像表示用部と左目用映像表示用部をなすことを特徴とするものである。
本発明によれば、ＬＥＤアレイの右目用映像表示用部と左目用映像表示用部をＬＥＤ制御手段で発光制御することにより立体映像の表示制御を高い自由度で行うことができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の実施の一形態例に係る車両用映像表示装置の基本構成を示すブロック図である。
図２は、図１に示した車両用映像表示装置の構成を示すブロック図である。
図３は、図１に示した車両用映像表示装置の表示の状態を示す斜視図である。
図４は、図１に示した車両用映像表示装置の表示の状態を示す斜視図である。
図５は、図１に示した車両用映像表示装置の表示制御回路を示すブロック図である。
図６は、観察者の立体像の見え方と、表示制御回路の詳細構成を示すブロック図である。
図７は、観察者の立体像の見え方を示す図である。
図８は、観察者の立体像の見え方を示す図である。
図９は、観察者の立体像の見え方を示す図である。
図１０は、観察者の立体像の見え方を示す図である。
図１１は、観察者の立体像の見え方を示す図である。
図１２は、表示手段の構成を示す図である。
図１３は、表示装置の詳細な構成を示す分解斜視図である。
図１４は、表示装置の液晶の表示状態を示す図である。
図１５は、表示装置の市松状板の偏光方向を示す図である。
図１６は、本発明に係る他の例に係る車両用映像表示装置の構成を示す図である。
図１７は、本発明に係るさらに他の例に係る車両用映像表示装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１乃至図１７は、本発明に係る車両用映像表示装置の構成例を示すものである。図１は本形態例に係る車両用映像表示装置の基本構成を示すブロック図を、図２は図１に示した車両用映像表示装置の構成を示すブロック図を、図３は図１に示した車両用映像表示装置の表示の状態を示す斜視図を、図４は図１に示した車両用映像表示装置の表示の状態を示す斜視図を、図５は図１に示した立体映像表示装置の表示制御回路を示すブロック図を、図６は観察者の立体像の見え方と表示制御回路の詳細構成を示すブロック図を、図７乃至図９は観察者の立体像の見え方を示す図を、図１０および図１１は立体像の出現位置を説明する図を、図１２は表示手段の構成を示す図を、図１３は表示装置の詳細な構成を示す分解斜視図を、図１４は表示装置の液晶の表示状態を示す図を、図１５は表示装置の市松状板の偏光方向を示す図を、図１６は本発明に係る他の例に係る車両用映像表示装置の構成を示す図を、図１７は本発明に係るさらに他の例に係る車両用映像表示装置の構成を示す図を、夫々示している。
本発明の実施の形態に係る車両用映像表示装置システムは、図１及び図２に示すように、たとえば自動車である車両４００の後方設けられた２台の撮像手段（カメラ）４０２Ｌ，４０２Ｒと、のカメラ４０２Ｌ、４０２Ｒが撮影した画像に基づいて観者９０に立体表示するたとえば液晶表示画面を備えた立体映像表示手段１２１と、前記カメラからの信号に基づいて、表示する画像の奥行きを調整する制御部（表示制御回路）１００とを備えている。また、この制御部１００には様々なデジタル画像処理を行う画像処理部１１０を備えている。
本形態例では、カメラはたとえばＣＣＤ撮像素子を備えた小型カメラを２台１組としており、このようなカメラは車体左右側部に設けることができる（符号４０３，４０４）。
また、本形態例では、前記表示制御回路は、画像を処理して、立体画像として、立体画像表示手段１２１に表示するため、これらのカメラの光軸の角度から被写体までの距離及びクロスポイント情報（ＣＰ情報）を計測するＣＰ測定手段と、画像情報及びＣＰ情報を立体画像表示手段１２１に向け送出する画像信号送出手段と、を備えている。
なお、このＣＰ情報は、平行に配置された２台の撮像手段における被写体の撮像位置に基づいてクロスポイント位置を算出することができる。また本形態例では、撮像した領域の前後に亘る奥行き量についての情報を送出し、前記立体映像表示装置で、前記映像情報、前記クロスポイント情報に加えて奥行き量を用いて表示することにより適切な立体画像表示をすることができる。更に本形態例に係る車両用映像表示装置では、観者の位置を測定する観者位置測定手段１２２と、観者が操作し、表意制御回路１００にその操作内容が入力され、表示される画像の奥行き量を好みの状態に変化させる手動入力部としてのコントローラ１０５を備えている。また、このコントローラにより立体画像表示手段１２１に表示する画像を切り換表示両後方及び車両側方のいずれか又は両方を表示するよう切り換えることができる。
また更に、コントローラ１０５は、カメラに設けた駆動手段４０５を作動させ、撮影する個所及び撮影範囲のうち少なくとも１つを変更できる撮像操作手段を備えることができる。これにより、車内から必要な撮影個所や撮影範囲を指定でき、必要な個所の状況を立体的に表示できる。そして、本形態例では表示手段の表示を正像画面あるいは鏡像画面に切り換えことができるようにする。これはコントローラ１０５からの指示により、画像処理手段１１０で反転画像処理を行うことにより実現する。これにより、後方を表示するに際して、正像（後を振り返っている状態に相当）、あるいは左右が反転した鏡像（バックミラーをみている場合に相当）を切り換えることができるので、使用者の慣れている画像を表示でき、より的確な状況認識をすることができる。
また、本形態例に係る車両用映像表示装置ではカメラで車両の上方を撮影することができる。このように車両上方の画像を立体画像として現実感を持って表示でき、車両の上方の状況を確実に認識できる。これは特に低い橋の下を通過したり、タワー式の駐車用ゴンドラに車両を入庫させたりするときに有効である。
そして、本形態例では表示制御回路１００の画像処理装置１１０に車両輪郭表示手段として自車両の輪郭情報を格納しておき、前記立体映像表示手段に車両の輸郭を表す車両画像を立体的に表示させる。前記奥行き量を変化させることとこの輪郭位置をかえることにより、任意の位置から見た場景を再現することができる。即ちバンパ先端から後方をみた状態や、運転者の位置から後方を見た状態、その他任意に視点を前後させることができる。
また、本形態例では、車両用映像表示装置前記立体映像表示手段に表示された物体までの距離寸法を表示することができる。このため、表示物体までの距離が表示されるので、表示物体までの距離を数値的に認識することができ、正確な状況認識ができる。
そして、また、本形態例では、前記立体映像に表示された複数物体の間隔寸法を表示することができ、表示物体間を通り抜けできるかを客観的に判断できる。
そして、本形態例に係る車両用映像表示装置では立体映像表示手段に車両の予想進路画像を表示することができる。これは予め入力されている車両寸法とハンドルの舵角から予測するものであり、タイヤの軌跡を示したり、車体通過の限界面を立体的に表示することにより実現される。これにより、立体画像中に予想進路が表示されるので、自車両の進路を予め予想して車両の操作を行うことができる。
このような本形態例に係る車両用映像表示装置を使用した場合の画像について図３、図４及び図１７に基づいて説明する。
図４に示すように、車両４００が後退して、車庫６００に入庫しようとしている場合について説明する。この場合車庫６００の奥には奥壁６０１、両側には側壁６０２，６０３、上方には天井６０４があり、車止め６０５，６０６が設置されている。
この状態で車両を後退させるため、セレクタレバーをバックにすると自動的に車両後方に設置されたカメラ４０２Ｌ、４０２Ｒからの画像が表示制御回路１００を介して立体表示手段１２１に表示される。
この画像は、図３及び図４に示すように立体的に立体画像表示装置１２１から浮き出て、奥壁の像６１１、側壁の像６１２，６１３、天井の像６１４及び、車止めの像６１５，６１６からなる車庫の立体画像６１０と車両の画像４１０が表示される。このとき、上述したように視点をどこにするかを選択することができる。
そして、本形態例では、画像内には天井の高さＡｍ、両壁の間隔寸法Ｂｍ、奥壁までの奥行き寸法Ｃｍの値が表示される。更に本形態例では、このまま進行した場合の車両の車輪の軌跡６２１，６２２が表示される。これにより、後方の状態を直感的、的確に確認できる。
なお、画像は、上述したように鏡像として表示することができるほか、車両の軌跡は限界を示す壁として表したりすることができる。
また、車両の横側についても従来のサイドミラーの画像に相当するものを表示させることもできる。
なお、本形態例に係る車両用映像表示装置は、カーナビゲーションシステムの映像表示手段を兼ねることができ、この場合カーナビゲーションシステムの地図は立体的に表示されることが望ましい。このようにすれば、立体的に表示された地図に基づいて自車両の走行すべき進路を認識でき、より直感的かつ的確に進路を認識できる。
更に、車両用映像表示装置の前記立体映像表示手段は、テレビ画面や、ビデオ再生画像、ＤＶＤ再生画像等の画像ソフトウエアの映像表示手段をかねるようにすることができる。このように構成することにより、車両中で画像ソフトウエアを立体映像として表示できる。
なお、上記例では液晶表示装置で液晶画面に垂直方向に奥行きを持つ立体画像を表示させる例を説明したが、立体画像表示装置は、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）として、立体像を運転者の視線上に表示することができる。この場合、運転者は運転中視線を変更することなく自車両周辺の状況を認識できる。
次に、表示制御回路１００について説明する。表示制御回路１００は、図５に示すように、左目映像と右目映像とからなる立体映像信号を生成する立体映像信号生成回路１０１と、表示手段１２１を駆動する駆動回路１０２と、を備えてなり、立体映像信号生成回路１０１は、前記立体視可能な映像に関する映像情報、即ち制作時において想定される表示画像のサイズ、観察者の位置、クロスポイント情報を取得する映像情報取得手段１０３と、表示手段の表示領域に関する表示装置情報、即ち実際に表示される画像サイズ、観察者の表示装置に対する位置情報を取得する情報取得手段１０４と、前記映像情報及び前記表示装置情報に基づいて前記左目映像と前記右目映像とをずらして表示するためのオフセット値を設定して、異なる条件の映像情報、表示情報に対して観察者に同一の立体感を与える立体画像信号を前記表示手段１２１に表示させるオフセット設定手段１０６と、を備えている。
本形態例に係る立体映像信号生成回路１０１には、図６に示すように、撮影時に記録されたデータとして、左目映像１０、右目映像１１、撮影時のクロスポイントまでの距離（ＣＰ情報）１３が入力される。この左目映像１０は左目用カメラによって、右目映像１１は左目用カメラに並べて配置された右目用カメラによって撮影されている。また、左目用カメラと右目用カメラとは、互いの光軸が交差するように光軸が平行となる位置より傾けて配置されており、この光軸が交わる点が撮影対象面上に存在するクロスポイント（ＣＰ）である。
また、撮影装置には、立体映像の撮影時にはＣＰまでの距離を、レーザ測距や、左目用カメラと右目用カメラとの傾きによって測定したり、撮影者が入力するクロスポイントデータ入力装置１２が備わっており、立体映像の撮影時にはＣＰまでの距離の情報はＣＰ情報として立体映像とともに記録されている。また、左目用カメラと右目用カメラとの間の距離（眼間距離）もＣＰ情報として記録されている。この眼間距離情報は、人間の目の間の距離に相当し、６３ｍｍから６８ｍｍの間で選択されるものである。
立体映像信号生成回路に入力された左目映像１０は、ＡＤコンバータ２０によってデジタル化されて、左目映像用フレームメモリ３０に記録される。同様に、入力された右目映像１１はＡＤコンバータ２１によってデジタル化されて、右目映像用フレームメモリ３１に記録される。また、ＡＤコンバータ２０、２１には切換制御部４１からＡＤ変換のためのクロック信号２２が入力されている。
デジタル化されてフレームメモリ３０、３１に記録された左目映像及び右目映像は、信号切り換器４０に入力される。信号切り換器４０は、左目映像と右目映像とを切り換えて読み出すことによって、合成立体映像を合成フレームメモリ５０に記録して、合成立体映像信号を生成する。この信号切り換器４０は、切換制御部４１から指示されたタイミング信号によって動作するスイッチ（半導体スイッチング素子）である。本実施の形態の立体映像信号生成回路では、左目映像１０と右目映像１１とから、左目映像１０と右目映像１１とが１水平ライン毎に合成された合成立体映像信号を生成する。すなわち、インターレース方式の場合は、走査線一本おきに映像が表示されるので、信号切り換器４０によってフィールド毎（例えば、ＮＴＳＣ方式の垂直同期タイミングである１６．６８３３ｍ秒毎）に合成フレームメモリ５０に書き込む映像信号を切り換える。一方、ノンインターレース方式の場合は、走査線を順に表示するので左目映像と右目映像とを走査線１ラインおきに表示するために、信号切り換器４０によって走査線毎（例えば、ＮＴＳＣ方式の水平同期タイミングである６３．５５５５μ秒毎）に合成フレームメモリ５０に書き込む映像信号を切り換える。
この合成フレームメモリ５０に書き込むための右目映像データを右目映像用フレームメモリ３１から読み出すタイミングは、読み出しタイミング制御部３２によって制御されている。読み出しタイミング制御部３２には、ＣＰ情報１３、切換制御部４１からの信号切り換器４０のタイミング信号、画面サイズ情報及び立体度調整信号が入力される。読み出しタイミング制御部３２では、これらの情報から右目映像用フレームメモリ３１から読み出すタイミングを算出し、右目映像用フレームメモリ３１からのデータの読み出しクロックを発生して、右目用映像を正規のタイミングから遅れて（又は、早めて）読み出すことによって、適切な立体感が得られる視差量を与えるタイミングを調整する。すなわち、右目映像用フレームメモリ３１からの右目信号の読み出しタイミングを、ＣＰ情報１３及び画面サイズ情報によって、左目信号の読み出しタイミングに対して制御して、立体感が最適になるタイミングで読み出されるようにしている。
切換制御部４１は、信号切り換器４０を制御するもので、同期信号発生器７０から入力される水平同期信号７１、垂直同期信号７２、ドット同期信号７３及び左右基準信号７４に基づいて信号切り換器４０の動作を制御する。すなわち、前述したように、どのようなタイミングで信号切り換器４０を切り換えて、合成立体映像信号を生成するために映像データの合成フレームメモリ５０への書き込みタイミングを設定する。
同期信号発生部７０は、立体映像信号生成回路の外部（例えば、ディスプレイコントローラ）から入力された映像同期信号８２に基づいて水平同期信号７１及び垂直同期信号７２を生成する。また、外部から入力されたドットサンプリング信号８３に基づいてドット同期信号７３を生成する。また、映像同期信号８２に基づいて左右基準信号７４を生成する。この左右基準信号７４は、ビデオ信号などの一般的な映像信号を用いて立体映像信号を表示し伝送する場合、映像信号が左の映像のものか、右の映像のものかを識別するための信号であり、切換制御部４１に入力される他、立体映像信号生成回路の外部に対して出力される。
ＤＡコンバータ６０は、デジタル化された映像信号をアナログ信号に変換して、合成立体映像信号として出力する。
なお、前述した実施の形態では、ＣＰ情報１３及び画面サイズ情報によって、右目映像データの読み出しタイミングを制御して適切な立体感が得られるようにしたが、ＣＰまでの距離が無限大である（ＣＰ情報１３がない）場合でも画面サイズ情報に応じて、右目映像データの読み出しタイミングを制御して、視差量を調整することができる。
また、前述した立体映像信号生成回路に供給される立体映像信号は、左右一対のカメラ（レンズ及び撮像素子）を有した立体映像撮影装置を用いて、左右の映像記録と同時に左右撮像素子の間隔（眼間距離）及び左目映像用カメラの光軸と右目映像用カメラの光軸との交差点（クロスポイント）までの距離をクロスポイント情報として記録する機能を備えた立体映像撮影装置によって記録される。すなわち、該立体映像撮影装置は、立体映像と共に立体感に関するデータを記録している。
さらに、前述した立体映像信号生成回路に供給される立体映像信号を、左右一対映像をコンピュータグラフィック（ＣＧ）で制作する機能を有する立体映像制作装置を用いて、左右の映像記録と共に左右眼間距離と左右映像の光学上のクロスポイント（左右視線の交差する点）までの距離をクロスポイント情報として記録する機能を備えた立体映像制作装置によって生成される。すなわち、該立体映制作装置は、立体ＣＧ映像と共に立体感に関するデータを生成し記録している。
図７から図９は、本発明の実施の形態における、左右映像の相対位置の変化による立体度の調整を説明する図である。
図７は、右目映像と左目映像とが撮影時の位置にある場合を示す。
オリジナル立体映像３００は、左目映像３０１と右目映像３０２とによって構成されている。この状態では、左目映像３０１と右目映像３０２との位置は撮影時と等しい位置にあり、左右映像の相対位置が正しく再現されている。よって、クロスポイント３０３は撮影時（オリジナルクロスポイント）の位置にある。
図８は、右目映像を右側にずらして表示した状態を示す。
立体映像３１０は、左目映像３１１と右目映像３１２とによって構成されている。左目映像の読み込みタイミングに対して、右目映像の読み込みタイミングを遅くして（右目信号の位相を遅らせて）、左目映像に対して右目映像を右側にずらすオフセットを設定して表示した場合、左目で左目映像を見た視線と、右目で右目映像を見た視線とは表示画面の奥側で交差して、クロスポイント３１３が撮影時の位置より遠方に移動する。よって、オリジナル立体映像よりも、飛び出し度が弱まり、奥行き感が強調され、全体に遠方に遠ざかった映像となる。
図９は、右目映像を左側にずらして表示した状態を示す。
立体映像３２０は、左目映像３２１と右目映像３２２とによって構成されている。左目映像の読み込みタイミングに対して、右目映像の読み込みタイミングを早くして（右目信号の位相を進めて）、左目映像に対して右目映像を左側にずらすオフセットを設定して表示した場合、左目で左目映像を見た視線と、右目で右目映像を見た視線とは表示画面の手前側で交差して、クロスポイント３２３が撮影時の位置より手前となる。よって、オリジナル立体映像よりも、飛び出し度が強調され、奥行き感が弱まり、全体に手前に近づいた映像となる。
なお、オフセットを設定して左眼映像と右眼映像とを表示したときに、左右眼映像の左右端部の各々一方が欠けるが、この映像が不足する領域の近傍の映像を横方向に拡大して表示するとよい。このとき、表示画面の縦横比（アスペクト比）に基づいて、映像を縦方向にも拡大して表示する。具体的には、４に示すオフセット状態では、右眼映像の左端が欠けるが、右眼映像の左端の映像を表示画面の左端部まで伸長して右眼映像を表示する。また、図９に示すオフセット状態では、右眼映像の右端が欠けるが、右眼映像の右端の映像を表示画面の右端部まで伸長して右眼映像を表示する。これらのオフセットした映像の側部を伸長するとともに、表示画面のアスペクト比で側部の映像を縦方向にも伸長して、映像を拡大して表示することによって、表示画面からオフセットした映像が欠落して、何も映像が表示されない領域（黒色に表示される領域）を生じさせることがなく、自然な立体映像を表示することができる。
次に、左右眼映像のオフセット量の算出について説明する。
図１０は、オリジナル立体映像の視差量と立体像出現位置との関係を示す。オリジナル立体映像３００においては、図１０に示すように右目映像と左目映像とが撮影時の位置関係にある。このとき、立体像出現位置（立体像の見える位置と観察者との間の距離）をＬｄ、視距離（観察者と表示画面との間の距離）をＬｓ、表示画面上に表示される左眼映像と右眼映像との視差量をＸ１、眼間距離をｄｅ（約６５ｍｍ）とすると、上記パラメータは図１０に示す式（１）によって表される。そして、立体像出現位置Ｌｄは、この式を解くことによって、視差量Ｘ１の関数として求めることができる。ここでＸ１は、表示画面の大きさによって（表示画面サイズに比例して）変化する。
図１１は、左右眼画像にオフセットを与えた場合の左右眼映像の視差量と立体像出現位置との関係を示す。このとき、立体像出現位置（立体像の見える位置と観察者との間の距離）をＬｄ、視距離（観察者と表示画面との間の距離）をＬｓ、左右眼映像のオフセット量をＸｏ、表示画面上に表示される左眼映像と右眼映像との視差量をＸ１、眼間距離をｄｅ（約６５ｍｍ）とすると、上記パラメータは図１１に示す式（２）によって表される。そして、オリジナル映像と同じ立体像出現位置Ｌｄを得るために、図１０に示す式（１）によって求めたＬｄを式（２）に代入する。そして、左右眼映像のオフセット量をＸｏを求める。
図１２乃至図１７は、本発明の実施の形態の立体映像表示装置の構成図である。
表示手段１２１は液晶を用いた表示装置によって構成されており、図１２及び図１３に示すように、平面光源５の発光面左右に偏光方向が直交する右眼用偏光フィルタ部６ａと、左眼用偏光フィルタ部６ｂとを配置している。なお、発光素子と偏光フィルタを用いなくても、異なる偏光の光を異なる位置から照射するように構成すればよく、例えば、異なる偏光の光を発生する発光素子を二つ設けて、異なる偏光の光を異なる位置からフレネルレンズ３に照射するように構成してもよい。
また、本形態例において３はフレネルレンズであり、各フィルタ部６ａ，６ｂを通過した各光は、このフレネルレンズ３で平行光として液晶表示素子２に照射される。そして本実施形態例では液晶表示素子２の表示パネル２ａは、図１４に示すように、立体視される第一及び第二の画像を構成する画素（Ｌ、Ｒ）を平面的に交互に配置される市松模様をなすように配置するものとしている。そして、この表示パネルの光源側及び観察者側の両面にはそれぞれ偏光パネル２ｂ，２ｃが貼付されている。
本形態例では、液晶表示パネル２は、２枚の透明板（例えば、ガラス板）の間に所定の角度（例えば９０度）ねじれて配向された液晶が配置されており、例えば、ＴＦＴ型の液晶表示パネルを構成している。液晶表示パネルに入射した光は、液晶に電圧が加わっていない状態では、入射光の偏光が９０度ずらして出射される。一方、液晶に電圧が加わっている状態では、液晶のねじれが解けるので、入射光はそのままの偏光で出射される。
そして、本形態例では、表示パネル２の光源側に市松状フィルタ７が貼付されている。
即ち、偏光フィルタ６を透過した光はフレネルレンズ３に照射され、フレネルレンズ３では光源５から拡散するように放射された光の光路を略平行になり市松状フィルタを透過して、液晶表示パネル２に照射される。
このとき、市松状フィルタ７から照射される光は、上下方向に広がることがないように出射され、液晶表示パネル２に照射される。すなわち、市松状フィルタ７の特定の領域を透過した光が、液晶表示パネル２の特定表示単位の部分を透過するようになっている
また、液晶表示パネルに照射される光のうち、偏光フィルタ６の右側偏光フィルタ部ａを通過した光と左側偏光フィルタ部ｂを通過した光とは、異なる角度でフレネルレンズ３に入射し、フレネルレンズ３で屈折して左右異なる経路で液晶表示パネル２から放射される。
市松状フィルタ７は、透過する光の位相を変える領域が、図１５（１）に示すように微細な間隔の市松状模様で繰り返して配置されている。具体的には、図１５（２）に示すように光透過性の基材１７１に、微細な幅の１／２波長板１７２が設けられた領域７ａと、１／２波長板１７２の幅と同一の微細な間隔で、１／２波長板１７２が設けられていない領域７ｂとが微細な間隔で繰り返して設けられた列が位相をずらして設けられている。なお、この１／２波長板は光源側に設けても、表示パネル側に設けても差し支えない。
このような構成により、設けられた１／２波長板１７２によって透過する光の位相を変える領域７ａと、１／２波長板１７２が設けられていないために透過する光の位相を変えない領域７ｂとが微細な間隔の市松模様として規則的に設けられているものである。１／２波長板は、透過する光の位相を変化させる位相差板として機能する。１／２波長板１７２は、その光学軸を偏光フィルタ６の右側偏光フィルタ部ａを透過する光の偏光軸と４５度傾けて配置して、右側偏光フィルタ部ａを透過した光の偏光軸を９０度回転させて出射する。すなわち、右側偏光フィルタ部ａを透過した光の偏光軸を９０度回転させて、左側偏光フィルタ部ｂを透過する光の偏光と等しくする。すなわち、１／２波長板７２が設けられていない領域７ｂは左側偏光フィルタ部ｂを通過した、偏光板２ｂと同一の偏光を有する光を透過し、１／２波長板７２が設けられた領域７ａは右側偏光フィルタ部ａを通過した、偏光板２１と偏光軸が直交した光を、偏光板２ｂの偏光軸と等しくなるように回転させて出射する。
この市松状フィルタ７の偏光特性の繰り返しは、液晶表示パネル２の表示単位と同一のピッチとして、表示単位毎（すなわち、表示単位の横方向の水平ライン及び縦方向の垂直ライン）に透過する光の偏光が異なるようにする。よって、液晶表示パネル２の走査方向と副走査方向の表示単位毎に対応する微細位相差板の偏光特性が異なるようになって、隣り合う画素毎に出射する光の方向が異なる。
なお、本発明では、市松状フィルタ７の偏光特性の繰り返しは、液晶表示パネル２の表示単位のピッチに対する整数倍のピッチとして、市松状フィルタ７の偏光特性が複数の表示単位毎（すなわち、複数の表示単位の毎）に変わるようにしてもよい。
このように、微細位相差板の偏光特性の繰り返し毎に異なる光を液晶表示パネル２の表示素子に照射する必要があるため、市松状フィルタ７を透過して液晶表示パネル２に照射される光は、上下方向の拡散を抑制したものである必要がある。
すなわち、市松状フィルタ７の光の位相を変化させる領域７ａは、偏光フィルタ６の右側偏光フィルタ部ａを透過した光を、左側偏光フィルタ部ｂを透過した光の偏光と等しくして透過する。また、市松状フィルタ７の光の位相を変化させない領域７ｂは、偏光フィルタ６の左側偏光フィルタ部ｂを透過した光をそのまま透過する。そして市松状フィルタ７を出射した光は、左側偏光フィルタ部ｂを透過した光と同じ偏光を有して、液晶表示パネル２の光源側に設けられた偏光板２ｂに入射する。
偏光板２ｂは第２偏光板として機能し、市松状フィルタ７を透過した光と同一の偏光の光を透過する偏光特性を有する。すなわち、偏光フィルタ６の左側偏光フィルタ部ｂを透過した光は第２偏光板２ｃを透過し、偏光フィルタ６の右側偏光フィルタ部ａを透過した光は偏光軸を９０度回転させられて第２偏光板２ｂを透過する。また、偏光板２ｃは第１偏光板として機能し、偏光板２１と９０度異なる偏光の光を透過する偏光特性を有する。
このような市松状フィルタ７、市松状フィルタ７、偏光板２ｂ、液晶パネル２ａ及び偏光板２ｃを組み合わせて画像表示装置を構成する。
従って、本形態例に係る立体映像表示装置によれば、左右の画像が平面的に市松模様をなすように表示され、各画像がフィルタも市松模様で平面上に配置されているから、水平解像度と垂直解像度を低下させることなく立体画像を表示できる。
立体映像信号生成回路１０１は、前述したように、入力された立体映像信号から合成立体映像信号を生成し、生成した合成立体映像信号を駆動回路１０２を介して、表示手段１２１に供給する。表示手段１２１からは、表示手段１２１に備えられた表示素子の表示可能領域の大きさに関する画面サイズ情報が出力されている。この画面サイズ情報は表示手段毎に設定されており、表示手段に備えられた記憶部（メモリ）に記憶された縦横のドット数、表示領域の大きさの情報である。また、表示手段１２１からは、表示手段１２１に表示された映像を観察者が視聴する距離に関する視距離情報が出力されている。この視距離情報は表示領域の大きさに対応して定めてもよいし、表示手段１２１に観察者を検出する観察者位置検出手段１２２を設け、表示手段１２１で観察者９０と表示手段１２１との位置関係を測定して、位置離情報を得るようにしている。
表示手段１２１から出力された画面サイズ情報及び視距位置情報は表示情報取得手段１０４に入力され、立体映像信号生成回路１０１が必要とする形式のデータに変換されて、立体映像信号生成回路１０１に供給される。
映像情報取得手段１０３は、表示制御回路１００に入力された立体映像信号から、該立体映像の再生に適する画面サイズに関する適合画面サイズ情報、再生時に観察者が見るのに適する表示画面までの距離に関する適合視距離情報、左目映像用カメラの光軸と右目映像用カメラの光軸との間の距離に関するカメラ距離情報、及び、左目映像用カメラの光軸と右目映像用カメラの光軸との交差点までの距離に関するクロスポイント情報を抽出して、立体映像信号生成回路１０１が必要とする形式のデータに変換して、これらの情報を立体映像信号生成回路１０１に供給する。
また、立体映像信号生成回路１０１には、入力部１０５から立体度調整信号が入力されており、視聴者が入力部１０５に指示した立体度に応じて、左右目映像をオフセットして表示し、表示手段１２１に表示される立体映像の立体度が変更できるようになっている。
手動入力部１０５は、視聴者による操作されるスイッチ、可変抵抗等であり、観察者の嗜好により操作され、表示制御回路の動作条件を変えるもので、前述した画面サイズ切換信号を出力し、該画面サイズ切換信号を表示情報取得手段１０４に供給する。また、前述した立体度調整信号を出力し、該立体度調整信号を立体映像信号生成回路１０１に供給して、観察者の好みに応じた立体感が得られる視差量を調整する。
視聴者の左目に到達する左目映像と右目に到達する右目映像とは、表示手段１２１の市松模様状に交互に表示される。そして、立体映像信号生成回路１０１によって、右目フレームメモリ３１から右目映像を読み出すタイミングを遅らせる又は早める制御をして、左目映像と右目映像との水平位相を遅らせて又は早めて、左目映像と右目映像とのずらし量（オフセット）を設定して、両眼視差を調整することによって、立体度を調整する。
次に観察者の位置が変動した場合について説明する。
まず、観察者位置検出手段１２２で位置情報を検出する。次にこの情報を表示情報獲得手段１０４で獲得し、オフセット手段設定手段１０５でオフセット量を算出して、観察者の距離及び、左右位置に対応させ、正常に見えるよう、駆動回路１０２で表示手段１０２を駆動する
次に、本発明に係る他の実施の形態例について説明する。
図１６及び図１７は液晶表示装置の光源５を変更した例である。図１７に示した例では、複数の白色ＬＥＤ２０１を複数水平方向に併設し、左右の光源をなす２列のＬＥＤアレイ２３１Ｌ，２３１Ｒと画像表示手段（液晶表示板）２３２と、凸レンズの作用をなすフレネルレンズ２１４と互いに直角の偏光方向をなし前記ＬＥＤアレイ２３１Ｌ，２３１Ｒに対応する２つの偏光素子２６６備える。
ＬＥＤアレイ２１１は表示制御回路１００に設けられたＬＥＤ制御手段２１３によって点灯及び点滅制御される。図１６では発光しているＬＥＤを「●」、発光していないＬＥＤを「○」で表している（以下同じ）。
本形態では観察者９０の画像表示装置（画像表示装置用光源装置２３０）の光軸Ｏからの変位量ｄ１及び画像表示手段２３２からの距離ｄ２を測定して測定信号を発する観察者位置判定手段２３４を備える。本形態例において、観察者位置判定手段２３４は超音波方式、赤外線方式その他任意の手段を用いることができる。
ＬＥＤ制御手段２３３は、上記測定信号に基づいて、ＬＥＤアレイ２３１の白色ＬＥＤ１の点灯個所２３５，２３６を点灯させるよう制御し、ＬＥＤアレイ２３１の発光位置を観察者９０の移動（矢印ｄで示した）に対応させた位置に高速に移動させる（矢印Ｄに示した）ことができ観察者９０に常に自然な立体画像を表示することができる。
この際、画像表示装置用光源装置の制御に機械的動作は伴わないから高速、高精度で、高い耐久性を持つものとができる他、サーボ制御等の制御機構の構成を簡単なものとすることができる。
なお、位置判定手段３４により観察者の数、及びそれぞれの観察者の画像表示装置に対する位置を測定し位置信号として出力するものとし、ＬＥＤ制御手段２３３でＬＥＤアレイ２３１を点灯制御すれば複数の異なる位置にいる観察者に適切な立体画像を表示することができる。
図１７に示した例では、光源５のＬＥＤアレイ３５１を上段部３５１Ｕ、下段部３５１Ｄの２段に構成したものである。また本形態例では上段部３５１Ｕ、下段部３５１Ｄの各白色ＬＥＤ３０１に対応する位置に上段部３５１Ｕ、下段部３５１Ｄに対応する左右の偏光フィルタ３５４を配置している。この偏光フィルタは前記ＬＥＤアレイ３５１の上段部３５１Ｕ、下段部３５１Ｄからの光が透過する偏光フィルタ３５４Ｕ，３５４Ｄを備えている。またこの偏光フィルタ３５４Ｕ，３５４Ｄは互いに偏光方向が直交する偏光フィルタからなっている。
ＬＥＤ制御手段３５３は、各ＬＥＤアレイ３５１Ｕ、３５１Ｄの点滅制御を行う。
まず、観察者９０が一人の場合について説明する。
観察者９０の位置を上述した観察者位置検出手段１２２で判定して、上下のＬＥＤアレイ３５４Ｕ、３５４Ｄの発光個所３７３を発光させ、観察者９０に立体画像を表示する。この際上記例で示した観察者位置検出手段１２２を用いて観察者９０の位置に応じた立体画像が表示できるよう発光個所を移動させる。
次に、複数の観察者たとえば二人の観察者９０，９１がいた場合について説明する。このときには、ＬＥＤ制御手段３５３は、観察者位置検出手段１２２から信号を得て、２つのＬＥＤアレイ３５１上に２つの発光領域３７３，３７４を設定して、これらの発光領域を高速で交互に点灯制御する。従ってこの際これらの発光領域３７３，３７４以外のＬＥＤ１は発光せず、ある時点では発光領域３７３，３７４のいずれか一方が発光する。
従って、画像表示手段５２の同期信号やブランキング期間は、白色ＬＥ１をオフ状態とする点滅制御を行うことにより、不要な残像や干渉を除去できると共に、消費電力が少なくすることができる他、平面画像表示装置において少ないＬＥＤを用い、フレネルレンズと相まって限られた光源で広い視野角の画像を得ることができる。
本形態例によれば、左右用ＬＥＤを上下に分けて分離配置しているので、左右を表示するＬＥＤの間隔が大きくなり各ＬＥＤからの光の干渉が少なくなるため立体画像に悪影響となるの左右画像のクロストークが少なくなる。
【産業上の利用可能性】  請求の範囲１に記載の本発明は、車両に搭載され、車両周辺を撮影する複数の撮像手段と、この撮像手段によって撮像された画像を立体画像として乗員に表示する立体映像表示手段と、立体映像表示手段に表示される立体映像の奥行き度を調整する制御手段とを備えたことを特徴とする車両用映像表示装置である。
本発明によれば、車両周辺の画像を立体画像として現実感を持って表示でき、車両周辺の状況を直感的にかつ確実に認識できる。
請求の範囲２に記載の本発明は、請求の範囲１に記載の車両用映像表示装置において、前記撮像手段は、車両の後方を撮影することを特徴とするものである。
本発明によれば、車両後方の画像を立体画像として現実感を持って表示でき、車両後方の状況を直感的にかつ確実に認識できる。
請求の範囲３に記載の本発明は、請求の範囲１に記載の車両用映像表示装置において、前記撮像手段は車両の側方を撮影することを特徴とするものである。
本発明によれば、車両側方の画像を立体画像として現実感を持って表示でき、車両の側方の状況を直感適かつ確実に認識できる。
請求の範囲４に記載の本発明は、請求の範囲１に記載の車両用映像表示装置において、前記撮像手段は、車両の上方を撮影することを特徴とするものである。
本発明によれば、車両上方の画像を立体画像として現実感を持って表示でき、車両の上方の状況を確実に認識できる。
請求の範囲５に記載の本発明は、請求の範囲１に記載の車両用映像表示装置において、前記表示手段は、車両後方及び車両側方のいずれか又は両方を表示出来る切り換手段を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、１つの表示手段に選択した所望の方向の画像を表示できる。また両方の画像を表示できより周辺の状況を認識できる。
請求の範囲６に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲５のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記撮像手段には、車内からの操作により、撮影個所及び撮影範囲のうち少なくとも１つを変更できる撮像操作手段を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、車内から必要な撮影個所や撮影範囲を指定できるから、必要な個所の状況を立体的に表示できる。
請求の範囲７に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲６のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体映像表示手段に、車両の輸郭を表す車両画像を立体的に表示させる車両輪郭表示手段を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、立体画面中に自車両の輪郭が表示されるから、周囲の状況中の自車両の位置をより直感的かつ正確に認識できる。
請求の範囲８に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲７のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体映像表示手段に表示された物体までの距離寸法を表示する距離表示手段を設けたことを特徴とするものである。
本発明によれば、表示物体までの距離が表示されるので、表示物体までの距離を数値的に認識することができ、正確な状況認識ができる。
請求の範囲９に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲７のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体映像に表示された複数物体の間隔寸法を表示する間隔表示手段を設けたことを特徴とするものである。
本発明によれば、表示物体間の間隔寸法が表示されるので、表示物体間を通り抜けできるかを客観的に判断できる。
請求の範囲１０に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲９のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体映像表示手段に車両の予想進路画像を表示する予想進路表示手段を設けたことを特徴とするものである。
本発明によれば、立体画像中に予想進路が表示されるので、自車両の進路を予め予想して車両の操作を行うことができる。
請求の範囲１１に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲９のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体映像表示手段は、カーナビゲーションシステムの映像表示手段を兼ねることを特徴とするものである。
本発明によれば、１台の表示手段で、車両の周辺とカーナビゲーションシステムの表示手段を共用でき部品点数及びコストを低減できる。
請求の範囲１２に記載の本発明は、請求の範囲１１に記載の車両用映像表示装置において、前記カーナビゲーションシステムの地図は立体的に表示されることを特徴とするものである。
本発明によれば、立体的に表示された地図に基づいて自車両の走行すべき進路を認識でき、より直感的かつ的確に進路を認識できる。
請求の範囲１３に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１２のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体映像表示手段は、画像ソフトウエアの映像表示手段を兼ねることを特徴とするものである。
本発明によれば、車両中で画像ソフトウエアを立体映像として表示できる。
請求の範囲１４に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１３のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体画像表示手段の表示を正像画面あるいは鏡像画面に切り換える表示切換手段を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、後方を表示するに際して、正像（後を振り返っている状態に相当）、あるいは左右が反転した鏡像（バックミラーをみている場合に相当）を切り換えることができるので、使用者の慣れている画像を表示でき、より的確な状況認識をすることができる。
請求の範囲１５に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１４のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体画像表示装置は、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）を構成することを特徴とするものである。
本発明によれば、立体像を運転者の視線上に表示することができるので、運転者は運転中視線を変更することなく自車両周辺の状況を認識できる。
請求の範囲１６に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１５のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、２台の撮像手段を備え該撮像手段からの映像情報を出力する立体映像撮像装置と、観者の両眼に異なる映像を表示する立体映像表示装置とを備え、前記立体映像撮像装置は、撮像手段の光軸のクロスポイント（ＣＰ）に関するＣＰ情報を測定するクロスポイント測定手段を備え、このＣＰ情報と映像情報とを含んだ情報を送出するとともに、前記立体映像表示装置は、前記映像情報、前記クロスポイント情報、この立体映像表示装置が表示する画像の大きさ情報に基づいて前記異なる映像をずらして表示させるオフセット設定手段を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、本発明によれば、車両用映像表示装置に対応した最適な立体度（奥行き量）に調整した立体映像を得ることができる。
請求の範囲１７に記載の本発明は、請求の範囲１乃至請求の範囲１６のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体映像表示装置は、表示画面に対する観者の位置情報を測定する観者位置情報測定手段を備え、前記映像情報、前記クロスポイント情報、この立体映像表示装置が表示する画像の大きさ情報、及び観者の位置情報に基づいて前記異なる映像をずらして表示させるオフセット設定手段を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、立体映像撮影表示手段及び観者の位置に対応した最適な立体度（奥行き量）を備えた立体映像を得ることができる。
請求の範囲１８に記載の本発明は、請求の範囲１６又は請求の範囲１７のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記クロスポイント測定手段は、２台の撮像手段における光軸の交差角度に基づいてクロスポイント位置を算出することを特徴とするものである。
本発明によれば、三角測量の原理に基づいて２台の撮像手段の距離と光軸の交差角度の値に基づいて、クロスポイント及び撮像対象物（被写体）までの距離を測定できる。また、２つの被写体間の間隔距離を測定できる。
請求の範囲１９に記載の本発明は、請求の範囲１６又は請求の範囲１７のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記クロスポイント測定手段は、平行に配置された２台の撮像手段における被写体の撮像位置に基づいてクロスポイント位置を算出することを特徴とするものである。
本発明によれば、三角測量の原理に基づいて２台の撮像手段の距離と光軸の交差角度の値に基づいて、クロスポイント及び撮像対象物（被写体）までの距離を測定できる。また、２つの被写体間の間隔距離を測定できる
請求の範囲２０に記載の本発明は、請求の範囲１６乃至請求の範囲１９のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記立体映像撮像装置は、撮像した領域の前後に亘る奥行き量についての情報を送出し、奥行き量や、この立体映像表示装置が表示する画像の大きさ情報、及び観者の位置情報に基づいて前記異なる映像をずらして表示させるオフセット設定手段を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、表示手段は撮影条件についてより正確な情報をえることができるので、より適切な立体画像表示をすることができる。
請求の範囲２１に記載の本発明は、請求の範囲１７に記載の車両用映像表示装置において、前記観察者位置検出手段は車両用映像表示装置本体に一体的に配置されたことを特徴とするものである。
本発明によれば、観察者位置検出手段を車両用映像表示装置本体の他に別途設置する必要がない。
請求の範囲２２に記載の本発明は、請求の範囲１７に記載の車両用映像表示装置において、前記観察者位置検出手段は車両用映像表示装置本体と離れた位置に配置されたことを特徴とする。
本発明によれば、観察者位置検出手段を観察者の位置を検出するために適切な個所に配置でき、観察者の位置を正確に検出することができる。
請求の範囲２３に記載の本発明は、請求の範囲２１又は請求の範囲２２のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記観察者位置検出手段は超音波発信器及び超音波受信器を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、赤外線等他の手段による観察者の検出などに比べて周囲の雑音などなどの影響を受けにくく、正確な検出を行うことができる。
請求の範囲２４に記載の本発明は、請求の範囲２１又は請求の範囲２２のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記記観察者位置検出手段は観者を撮影した画像に基づいて位置検出をすることを特徴とするものである。
本発明によれば、赤外線等他の手段による観察者の検出などに比べて周囲の雑音などなどの影響を受けにくく、正確な検出を行うことができる。
請求の範囲２５に記載の本発明は、請求の範囲１６乃至請求の範囲２４のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記オフセット設定手段は、前記入力手段に入力された情報に基づいて左目映像と右目映像とのオフセットを設定して、前記表示手段に表示される映像の立体感を調整することを特徴とするものである。
本発明によれば、観察者の好みに合わせて立体度（奥行き量）を調整した立体映像を得ることができる。
請求の範囲２６に記載の本発明は、請求の範囲１６乃至請求の範囲２５のいずれかに記載の車両用映像表示装置が、左目映像を記憶する左目映像用フレームメモリと、右目映像を記憶する右目映像用フレームメモリとを備え、前記オフセット設定手段は、前記左目映像用フレームメモリ及び／又は右目映像用フレームメモリから映像データを読み出すタイミングを制御するタイミング制御手段を備え、前記タイミング制御手段は、前記左目映像用フレームメモリと前記右目映像用フレームメモリとの一方から映像データを読み出すタイミングを、他方のフレームメモリから映像データを読み出すタイミングと比較して早める又は遅らせることによって前記左目映像と前記右目映像とのオフセットを設定することを特徴とするものである。
本発明によれば、簡単な回路で左右目映像のオフセットを設定することができる。
請求の範囲２７に記載の本発明は、請求の範囲１６乃至請求の範囲２５のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、立体映像を記憶する立体映像用フレームメモリと、前記左目映像用フレームメモリから読み出された左目映像データと前記右目映像用フレームメモリから読み出された右目映像データとを切り換えて立体映像用フレームメモリに入力する信号切換手段と、を備えることを特徴とするものである。
本発明によれば、左右目映像のオフセットが設定された映像を合成してフレームメモリに記憶することができる。
請求の範囲２８に記載の本発明は、請求の範囲１６乃至請求の範囲２７のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記左目映像と前記右目映像との水平位相を進める又は遅らせることによって、前記左目映像と前記右目映像とのオフセットを設定することを特徴とするものである。
本発明によれば、左右目映像のオフセットの設定を容易に制御することができる
請求の範囲２９に記載の本発明は、請求の範囲１６乃至請求の範囲２８のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記左目映像と前記右目映像とのオフセットを設定した際に、前記左目映像と前記右目映像との左右縁部において情報が欠落した領域に、当該欠落領域近傍の前記左目映像と前記右目映像との一方又は双方を水平及び垂直方向に拡大して表示することを特徴とするものである。
本発明によれば、左右目映像をずらして表示した場合にも画面が欠けることのない違和感のない表示をすることができる。
請求の範囲３０に記載の本発明は、請求の範囲１６乃至請求の範囲２９のいずれかに記載の車両用映像表示装置において、前記表示手段は、透過光で映像を表示する映像表示手段と光源装置とを備え、光源装置は、白色ＬＥＤまたはＲＧＢのＬＥＤを一体に配列したＬＥＤアレイで構成され、前記オフセット設定手段はこのＬＥＤアレイの白色ＬＥＤ又はＲＧＢのＬＥＤを前記オフセッとに基づいて点灯制御するＬＥＤ制御手段を備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、光源として消費電力が少なくオンオフのスイッチング速度が早い白色ＬＥＤ又はＲＧＢのＬＥＤを使用しているので、ＬＥＤ制御手段の制御により自由な光源の点灯を行うことができる他、消費電力を少ないものとすることができる。
請求の範囲３１に記載の本発明は、請求の範囲２９に記載の車両用映像表示装置において、オフセット設定手段のＬＥＤ制御手段は前記観察者位置情報に基づいて、観察者の観察映像を維持するよう前記白色ＬＥＤ又はＲＧＢのＬＥＤを点灯制御することを特徴とするものである。
本発明によれば、観察者が移動しても、また観察者が複数の異なる位置にいても適切な映像を表示することができる。
請求の範囲３２に記載の本発明は、請求の範囲２９に記載の車両用映像表示装置において、前記光源装置の上下に設けられた各ＬＥＤアレイは右目用映像表示用部と左目用映像表示用部をなすことを特徴とするものである。
本発明によれば、ＬＥＤアレイの右目用映像表示用部と左目用映像表示用部をＬＥＤ制御手段で発光制御することにより立体映像の表示制御を高い自由度で行うことができる。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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