車両用表示装置
【課題】画面角度調整機構と裸眼立体視表示機能を備えた車両用表示装置において、表示画面の角度が変化しても違和感の無い適切な表示を可能にすること。
【解決手段】表示制御部は、画面角度検出部によって検出された立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても表示画面に対する２次元地図上の強調表示用マークの見た目の相対位置が変わらず、なおかつ立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても３次元地図の見た目の傾きを維持するような立体表示用画像データを生成して、立体表示装置へと出力する。
【解決手段】表示制御部は、画面角度検出部によって検出された立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても表示画面に対する２次元地図上の強調表示用マークの見た目の相対位置が変わらず、なおかつ立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても３次元地図の見た目の傾きを維持するような立体表示用画像データを生成して、立体表示装置へと出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用表示装置に関し、特に、画面角度調整機構と裸眼立体視表示機能を備えた車両用表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、裸眼立体視表示機能を備えた表示装置の例として、３次元地図情報に基づいて所定方向から見た場合のホログラム画像データをリアルタイムで作成し、このホログラム画像データに基づいてホログラム画像を表示する表示装置がある（例えば、特許文献１参照）。この表示装置によれば、映像が表示画面から浮き出して見えるので、画面上の地図に対応する場所の地形の形状をユーザが認識しやすくなる。
【０００３】
また、表示画面の傾斜角度を感知し、その傾斜角度に対応する表示形式の地図情報を表示する表示装置がある（例えば、特許文献２参照）。この表示装置によれば、ユーザは、単に表示画面の傾斜を変えるだけで、地図情報の表示形式（２次元地図表示モードまたは３次元地図表示モード）を簡単に変更することができる。
【０００４】
また、車両の現在位置と現在位置前方の経路情報を立体的に表示する表示装置がある（例えば、特許文献３参照）。この表示装置によれば、車両の現在位置が強調表示されるので、画面上の自車位置をユーザが認識しやすくなる。
【特許文献１】特開昭６３−２００１８２号公報
【特許文献２】特開２００４−１５１７５２号公報
【特許文献３】特開平９−２９２２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の裸眼立体視表示機能を備えた表示装置には、表示画面の傾きが変化したときに、違和感のある表示になってしまい適切な表示ができないという問題がある。
【０００６】
図２３は、水平に置かれた表示画面に地図画像を表示したときのユーザからの見た目の様子を示している。表示画面の左領域には２次元地図が表示され、右領域には３次元地図が表示されている。左領域には、２次元地図上には現在地を示すマークが表示画面から浮き出して見えるように表示されている。右領域には、車両の前方の交差点の付近の建物や信号機や進行方向を示す矢印が表示画面から浮き出して見えるように表示されている。図２４は、図２３の表示画面を垂直に立てたときのユーザからの見た目の様子を示している。
【０００７】
ここで、左領域に着目すると、図２３では現在地が交差点よりも手前であるように見えるが、図２４では現在地が交差点の中にあるように見えてしまう。次に、右領域に着目すると、図２３では建物や信号機が、車室内から見える実際の景色と同じように水平面に対して垂直に立っているように見えるが、図２４では建物や信号機が、水平面に対して斜めに傾いて立っているように見えてしまう。
【０００８】
上記のような問題は、前述の現在地を示すマークや建物や信号機などのオブジェクトが表示画面から浮き出して見えるとき、それらのオブジェクトが浮き出す方向が表示画面とユーザの視点との位置関係に依存して変化するという、裸眼立体視表示機能を備えた表示装置の特性に起因する。つまり、このような問題は、裸眼立体視表示機能を備えた表示装置に特有の問題である。例えば、上記特許文献３に記載の表示装置は裸眼立体視表示機能
を備えていない表示装置であるので、表示画面の傾斜角度に応じて車両の現在位置が変化しているように見えてしまうことはない。
【０００９】
なお、上記特許文献２に記載の表示装置は、表示画面の傾斜角度に応じて表示形式を２次元地図表示モードと３次元地図表示モードとの間で切り替えるものである。よって、２次元地図または３次元地図の一方を常に表示したい場合や、図２３および図２４のように２次元地図と３次元地図の両方を常に表示したい場合には、上記特許文献２に記載の表示装置を適用できない。
【００１０】
それゆえに本発明は、画面角度調整機構と裸眼立体視表示機能を備えた車両用表示装置において、表示画面の角度が変化しても違和感の無い適切な表示を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および図番号は、図面との対応関係の一例を示したものであって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００１２】
本発明の車両用表示装置は、３次元オブジェクト（２４，２６，２８，３０，３２）が表示画面から浮き出して見えるように表示可能な立体表示装置（１８）と、前記立体表示装置の表示画面（２０）の傾きを変更可能にする画面角度調整機構（図示せず）と、前記立体表示装置の表示画面の傾きを検出する画面角度検出部（１４）と、前記３次元オブジェクトを含む画像を前記立体表示装置の表示画面に表示するための立体表示用画像データを生成する表示制御部（１６）とを備える。前記表示制御部は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、当該前記立体表示装置の表示画面に対する前記３次元オブジェクトの見た目の相対位置を制御する機能を有する。
【００１３】
前記表示制御部は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても当該表示画面に対する前記３次元オブジェクト（２４）の見た目の相対位置を維持するような前記立体表示用画像データを生成してもよい（図６，図９，図１２）。
【００１４】
前記表示制御部は、２次元地図（２２）を前記立体表示装置の表示画面に表示しかつ当該２次元地図上の所定位置を示す強調表示用マーク（２４）を表示画面から浮き出して見えるように表示する場合は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても当該表示画面に対する前記強調表示用マークの見た目の相対位置を維持するような前記立体表示用画像データを生成してもよい。
【００１５】
前記表示制御部は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても前記３次元オブジェクト（２６，２８，３０，３２）の見た目の傾きを維持するような前記立体表示用画像データを生成してもよい（図７，図１０，図１３）。
【００１６】
前記表示制御部は、３次元地図（２６，２８，３０，３２）を前記立体表示装置の表示画面から浮き出して見えるように表示する場合は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても前記３次元地図の見た目の傾きを維持するような前記立体表示用画像データを生成してもよい。
【００１７】
前記表示制御部は、第１オブジェクト（２４）と第２オブジェクト（２６，２８，３０，３２）を含む少なくとも２つの３次元オブジェクトを含む画像を前記立体表示装置の表示画面に表示するための立体表示用画像データを生成するときに、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても、当該表示画面に対する前記第１オブジェクトの見た目の相対位置が変わらずかつ前記第２オブジェクトの見た目の傾きを維持するような前記立体表示用画像データを生成してもよい。
【００１８】
前記表示制御部は、前記立体表示装置の表示画面の第１領域（２０Ｌ）に２次元地図（２２）を表示しかつ当該２次元地図上の所定位置を示す強調表示用マーク（２４）を表示画面から浮き出して見えるように表示し、なおかつ前記立体表示装置の表示画面の前記第１領域とは異なる第２領域（２０Ｒ）に３次元地図（２６，２８，３０，３２）を表示画面から浮き出して見えるように表示する場合は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても当該表示画面に対する前記強調表示用マークの見た目の相対位置が変わらず、なおかつ前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても前記３次元地図の見た目の傾きを維持するような前記立体表示用画像データを生成してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、画面角度調整機構と裸眼立体視表示機能を備えた車両用表示装置において、表示画面の角度が変化しても違和感の無い適切な表示が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係る車両用表示装置について説明する。
【００２１】
図１は、車両用表示装置の構成を示すブロック図である。車両用表示装置は車両に搭載され、地図情報記憶部１０と、現在地検出部１２と、画面角度検出部１４と、表示制御部１６と、立体表示装置１８とを備える。
【００２２】
地図情報記憶部１０には、立体表示装置１８の表示画面に地図を表示するために必要となる画像データやポリゴンデータ等の情報が格納されている。なお、本実施形態では、立体表示装置１８の表示画面に地図（２次元地図および３次元地図）を表示する例を説明するが、本発明はこれに限らず、地図以外の画像を表示する場合にも本発明を適用することができる。
【００２３】
現在地検出部１２は、ＧＰＳ等の測位システムを利用して車両の現在地（例えば緯度情報と経度情報）を検出する。
【００２４】
画面角度検出部１４は、立体表示装置１８の表示画面の傾き（例えば水平面と表示画面の間の角度）を検出する。なお、立体表示装置１８の表示画面の傾きを検出するための具体的な手段としては、公知の任意の手段を採用することができる。例えば、表示画面の裏側に傾きセンサを設け、この傾きセンサの出力に基づいて表示画面の傾きを検出してもよい。また例えば、表示画面がヒンジ部によって支持されている場合には、ヒンジ部の内部に角度検出センサを設け、この角度検出センサの出力に基づいて表示画面の傾きを検出してもよい。
【００２５】
表示制御部１６は、地図情報記憶部１０に格納されている地図情報に基づいて、立体表示装置１８の表示画面に地図を表示するために必要となる立体表示用の画像データを生成する。なお、立体表示用の画像データの生成方法は、立体表示装置１８の方式や種類によって異なる。表示制御部１６は、典型的には、コンピュータプログラムに従って動作する
プロセッサと、コンピュータプログラムやデータを格納する主記憶装置とで構成される。
【００２６】
立体表示装置１８は、裸眼立体視表示機能を備えた、すなわち３次元オブジェクトを表示画面から浮き出して見えるように表示可能な表示装置である。裸眼立体視を実現するための方式として、パララックスバリア（視差バリア）方式やレンティキュラ方式などの方式が存在する。立体表示装置１８は、いずれの方式で裸眼立体視を実現するものであってもよい。また、裸眼立体視表示機能を備えた表示装置には、特定の方向から見たときだけ正常に立体視できるものもあれば、複数の異なる方向から正常に立体視できるものもある。立体表示装置１８としては、どちらの種類のものを用いてもよい。なお、特定の方向から見たときだけ正常に立体視できるものを利用する場合は、観察者（運転者または助手席のユーザ）の視点から見て正常な立体視が可能となるように画像を生成すればよい。
【００２７】
図２は、車両用表示装置を設置した車両のインスツルメントパネルの外観を示している。インスツルメントパネル上には、立体表示装置１８の表示画面２０が設置されている。この表示画面２０には、表示画面２０の傾きを変更可能にする画面角度調整機構（図示は省略）が設けられており、ユーザは表示画面２０の傾きを自由に変更することができる。図２は、水平面と表示画面２０との角度を０度、すなわち表示画面２０を水平にしたときの様子を示しており、図３は、水平面と表示画面２０との角度を４５度にしたときの様子を示しており、図４は、水平面と表示画面２０との角度を９０度にしたときの様子を示している。このように、ユーザは表示画面２０の傾きを自由に変更することができるので、自分の目の位置や、表示画面２０への太陽光の入射角度などを考慮して、ユーザが感覚的に画像を見やすいと感じる好みの傾きとなるように表示画面２０の傾きを適宜に調整できる。
【００２８】
以下、図５〜図１３を参照して、本実施形態の表示画面２０に地図画像が表示されたときに、その地図画像がユーザからどのように見えるかについて具体的に説明する。
【００２９】
図５は、図２のように表示画面２０を水平にしたときに、車両の前列右側座席（右ハンドル車の場合は運転席）に座っているユーザから見た表示画面２０の様子を示している。
【００３０】
図５において、表示画面２０の左領域２０Ｌには、現在地の周辺の様子を示す２次元地図２２が表示されている。左領域２０Ｌに表示される２次元地図２２には、現在地を示す３Ｄオブジェクトである現在地マーク２４が重畳表示されている。２次元地図２２は、現在地に対応する２次元地図２２上の地点が左領域２０Ｌの中央に位置するように表示される。現在地マーク２４は、あたかも、現在地に対応する２次元地図２２上の地点から、表示画面２０に対して垂直方向に例えば１ｃｍほど浮き出しているように、ユーザには知覚される。図６は、ユーザによって知覚される現在地マーク２４の表示位置を示している（もちろん、実際に表示画面２０を横から見たとしても、このようには見えない）。
【００３１】
図５において、表示画面２０の右領域２０Ｒには、車両の前方の様子を示す３次元地図が表示されている。右領域２０Ｒに表示される３次元地図は、信号機２６や、車両が進行すべき方向を示す矢印２８や、建物３０や、道路３２などの３Ｄオブジェクトが配置された仮想３次元空間を所定の投影平面に投影することによって生成される。信号機２６，矢印２８，建物３０および道路３２は、あたかも、表示画面２０から浮き出しているように、ユーザには知覚される。図７は、ユーザによって知覚される信号機２６，矢印２８，建物３０および道路３２の表示位置を示している（もちろん、実際に表示画面２０を横から見たとしても、このようには見えない）。図７に示すように、右領域２０Ｒに表示される仮想３次元空間における鉛直方向が、現実の空間における鉛直方向と一致しているように、ユーザには知覚される。したがって、右領域２０Ｒに表示される３次元地図とユーザが車室から眺める現実の空間との対応関係が分かり易く、ユーザは、右領域２０Ｒに表示さ
れる３次元地図から現在地や次に車両が進むべき方向などを直感的に把握することができる。
【００３２】
図８は、図３のように水平面と表示画面２０との角度を４５度にしたときに、車両の前列右側座席（右ハンドル車の場合は運転席）に座っているユーザから見た表示画面２０の様子を示している。
【００３３】
図８において、２次元地図２２は、現在地に対応する２次元地図２２上の地点が左領域２０Ｌの中央に位置するように表示される。現在地マーク２４は、あたかも、現在地に対応する２次元地図２２上の地点から、表示画面２０に対して垂直方向に例えば１ｃｍほど浮き出しているように、ユーザには知覚される。図９は、ユーザによって知覚される現在地マーク２４の表示位置を示している（もちろん、実際に表示画面２０を横から見たとしても、このようには見えない）。
【００３４】
図８において、信号機２６，矢印２８，建物３０および道路３２は、あたかも、表示画面２０から浮き出しているように、ユーザには知覚される。図１０は、ユーザによって知覚される信号機２６，矢印２８，建物３０および道路３２の表示位置を示している（もちろん、実際に表示画面２０を横から見たとしても、このようには見えない）。図１０に示すように、右領域２０Ｒに表示される仮想３次元空間における鉛直方向が、現実の空間における鉛直方向と一致しているように、ユーザには知覚される。したがって、右領域２０Ｒに表示される３次元地図とユーザが車室から眺める現実の空間との対応関係が分かり易く、ユーザは、右領域２０Ｒに表示される３次元地図から現在地や次に車両が進むべき方向などを直感的に把握することができる。
【００３５】
図１１は、図４のように水平面と表示画面２０との角度を９０度にしたときに、車両の前列右側座席（右ハンドル車の場合は運転席）に座っているユーザから見た表示画面２０の様子を示している。
【００３６】
図１１において、２次元地図２２は、現在地に対応する２次元地図２２上の地点が左領域２０Ｌの中央に位置するように表示される。現在地マーク２４は、あたかも、現在地に対応する２次元地図２２上の地点から、表示画面２０に対して垂直方向に例えば１ｃｍほど浮き出しているように、ユーザには知覚される。図１２は、ユーザによって知覚される現在地マーク２４の表示位置を示している（もちろん、実際に表示画面２０を横から見たとしても、このようには見えない）。
【００３７】
図１１において、信号機２６，矢印２８，建物３０および道路３２は、あたかも、表示画面２０から浮き出しているように、ユーザには知覚される。図１３は、ユーザによって知覚される信号機２６，矢印２８，建物３０および道路３２の表示位置を示している（もちろん、実際に表示画面２０を横から見たとしても、このようには見えない）。図１３に示すように、右領域２０Ｒに表示される仮想３次元空間における鉛直方向が、現実の空間における鉛直方向と一致しているように、ユーザには知覚される。したがって、右領域２０Ｒに表示される３次元地図とユーザが車室から眺める現実の空間との対応関係が分かり易く、ユーザは、右領域２０Ｒに表示される３次元地図から現在地や次に車両が進むべき方向などを直感的に把握することができる。
【００３８】
なお、ここでは水平面と表示画面２０との角度が０度、４５度、９０度のときについてのみそれぞれ説明したが、その他の角度のときについても同様である。
【００３９】
このように、左領域２０Ｌに表示される現在地マーク２４は、表示画面２０の傾きによらず、あたかも、現在地に対応する２次元地図２２上の地点から、表示画面２０に対して
垂直方向に例えば１ｃｍほど浮き出しているように、ユーザには知覚される。したがって、ユーザが表示画面２０の傾斜角度を変更しても、現在地マーク２４が指している２次元地図２２上の地点が変化して見えることはない。また、右領域２０Ｒにおいては、表示画面２０の傾きによらず、仮想３次元空間における鉛直方向が、現実の空間における鉛直方向と一致しているように、ユーザには知覚される。したがって、ユーザが表示画面２０の傾斜角度を変更しても、右領域２０Ｒに表示される３次元地図の見た目の傾きが変わらず、ユーザは、右領域２０Ｒに表示される３次元地図から現在地や次に車両が進むべき方向などを直感的に把握することができる。
【００４０】
次に、図１４のフローチャートを参照して、表示制御部１６の動作について説明する。
【００４１】
ステップＳ１０において、表示制御部１６は、現在地検出部１２から出力される信号に基づいて現在地を取得して記憶領域（例えば主記憶装置）に格納する。
【００４２】
ステップＳ１２において、表示制御部１６は、ステップＳ１０で取得した現在地に基づいて地図情報記憶部１０から現在地の周辺の地図情報（２次元地図画像、ポリゴンデータ等）を読み出して記憶領域に格納する。
【００４３】
ステップＳ１４において、表示制御部１６は、画面角度検出部１４から出力される信号に基づいて、水平面と表示画面２０の角度を取得して記憶領域に格納する。
【００４４】
ステップＳ１６において、表示制御部１６は、予め設定されている複数の視点の中から、未選択の１つの視点を選択する。ドライバから立体的に見える画像を生成するためには、ドライバの右目（仮に視点Ａと称す）から見える画像と左目（仮に視点Ｂと称す）から見える画像の２つの画像をそれぞれ生成し、その後、これらの２つの画像を合成することによって立体表示用の画像データを生成して立体表示装置１８へと出力する必要がある。ステップＳ１６の処理は、上記の２つの画像（つまり視点Ａから見える画像と視点Ｂから見える画像）のうち、どちらの画像をこれから生成すべきかを決定する処理である。なお、立体表示用の画像データを生成するために必要となる画像の数（すなわち視点の数）は、立体表示装置１８の方式や種類に依存する。
【００４５】
ステップＳ１８において、表示制御部１６は、左画像生成処理を行う。左画像生成処理とは、表示画面２０の左領域２０Ｌに表示すべき画像を生成するための処理である。左画像生成処理の詳細については後述する。左画像生成処理によって生成された左画像データは記憶領域に格納される。
【００４６】
ステップＳ２０において、表示制御部１６は、右画像生成処理を行う。右画像生成処理とは、表示画面２０の右領域２０Ｒに表示すべき画像を生成するための処理である。右画像生成処理の詳細については後述する。右画像生成処理によって生成された右画像データは記憶領域に格納される。
【００４７】
ステップＳ２２において、表示制御部１６は、ステップＳ１８の左画像生成処理によって生成された左画像データとステップＳ２０の右画像生成処理によって生成された右画像データとを合成し、合成により得られた画像データを、ステップＳ１６で選択された視点と関連付けて記憶領域に格納する。
【００４８】
ステップＳ２４において、表示制御部１６は、前述の予め設定されている複数の視点の中に、まだステップＳ１６で選択されていない視点が存在するかどうかを判断し、未選択の視点が存在する場合には処理はステップＳ１６に戻り、未選択の視点が存在しない場合には処理はステップＳ２６に進む。
【００４９】
ステップＳ２６において、表示制御部１６は、ステップＳ１６〜Ｓ２４の処理によって生成された、予め設定されている複数の視点にそれぞれ対応する複数の画像データから、立体表示装置１８に対応する立体表示用の画像データを生成する。
【００５０】
ステップＳ２８において、表示制御部１６は、ステップＳ２６で生成した立体表示用の画像データを立体表示装置１８へと出力する。その後、処理はステップＳ１０に戻る。
【００５１】
次に、図１５のフローチャートを参照して、左画像生成処理の詳細を説明する。
【００５２】
ステップＳ３０において、表示制御部１６は、ステップＳ１０で取得した現在地と、ステップＳ１２で読み出した地図情報（２次元地図画像）に基づいて、現在地を中心とした２次元地図画像を生成して記憶領域に格納する。
【００５３】
ステップＳ３２において、表示制御部１６は、ステップＳ１４で取得した水平面と表示画面２０の角度に応じて、仮想３次元空間に投影平面を配置する（図１６〜図１８参照）。なお、図１６は、表示画面２０が水平であるときの仮想３次元空間の様子を示しており、図１７は、水平面と表示画面２０との角度が４５度であるときの仮想３次元空間の様子を示しており、図１８は、水平面と表示画面２０との角度が９０度であるときの仮想３次元空間の様子を示している。
【００５４】
ステップＳ３４において、表示制御部１６は、ステップＳ１６で選択された視点に応じて、仮想３次元空間に透視投影用基準点（図１６〜図１８参照）を配置する。ここで“透視投影用基準点”とは、投影平面へのオブジェクトの投影方向を決定するための基準点である。仮想３次元空間における透視投影用基準点と投影平面の位置関係（図１６〜図１８参照）は、現実の世界における視点と表示画面２０の左領域２０Ｌの位置関係（図６，図９，図１２参照）に対応している。例えば、ドライバの右目から見た画像を生成する場合は、ドライバの左目から見た画像を生成する場合と比べて、透視投影用基準点が少しずれた位置に配置される。
【００５５】
ステップＳ３６において、表示制御部１６は、ステップＳ３２で配置した投影平面を基準として、仮想３次元空間に３Ｄオブジェクト（ここでは現在地マーク２４）を配置する。つまり、図１６〜図１８から明らかなように、水平面と表示画面２０との角度が変化しても、投影平面に対する現在地マーク２４の相対位置は変化しない。本実施形態では、投影平面の中心から投影平面に対して垂直方向に一定距離だけ離れた位置に現在地マーク２４を配置する。
【００５６】
ステップＳ３８において、表示制御部１６は、ステップＳ３６で配置した３Ｄオブジェクトを、ステップＳ３４で配置した透視投影用基準点に基づいて、ステップＳ３２で配置した投影平面に投影（透視投影）する。これにより、３Ｄオブジェクトの画像が得られる。なお、透視投影の代わりに、平行投影によって３Ｄオブジェクトを投影平面に投影しても構わない。
【００５７】
ステップＳ４０において、表示制御部１６は、ステップＳ３８で得られた３Ｄオブジェクトの画像を、ステップＳ３０で生成された２次元地図画像に合成する。
【００５８】
ステップＳ４２において、表示制御部１６は、ステップＳ４０での合成により得られた画像データを左画像データとして記憶領域に格納し、左画像生成処理を終える。
【００５９】
次に、図１９のフローチャートを参照して、右画像生成処理の詳細を説明する。
【００６０】
ステップＳ５０において、表示制御部１６は、ステップＳ１４で取得した水平面と表示画面２０の角度に応じて、仮想３次元空間に投影平面を配置する（図２０〜図２２参照）。なお、図２０は、表示画面２０が水平であるときの仮想３次元空間の様子を示しており、図２１は、水平面と表示画面２０との角度が４５度であるときの仮想３次元空間の様子を示しており、図２２は、水平面と表示画面２０との角度が９０度であるときの仮想３次元空間の様子を示している。
【００６１】
ステップＳ５２において、表示制御部１６は、ステップＳ１６で選択された視点に応じて、仮想３次元空間に透視投影用基準点（図２０〜図２２参照）を配置する。仮想３次元空間における透視投影用基準点と投影平面の位置関係（図２０〜図２２参照）は、現実の世界における視点と表示画面２０の右領域２０Ｒの位置関係（図７，図１０，図１３参照）に対応している。例えば、ドライバの右目から見た画像を生成する場合は、ドライバの左目から見た画像を生成する場合と比べて、透視投影用基準点が少しずれた位置に配置される。
【００６２】
ステップＳ５４において、表示制御部１６は、ステップＳ１０で配置した現在地に基づいて、車両の前方に存在する建物，信号機，道路および車両の進行方向を示す矢印を示す３Ｄオブジェクト（信号機２６，矢印２８，建物３０，道路３２）を仮想３次元空間に配置する。表示画面２０が水平であるときに、仮想３次元空間における鉛直方向が投影平面に対して垂直方向となるように各３Ｄオブジェクトが配置される。また、図２０〜図２２から明らかなように、水平面と表示画面２０との角度が変化しても、透視投影用基準点に対する各３Ｄオブジェクト（信号機２６，矢印２８，建物３０，道路３２）の相対位置は変化しない。
【００６３】
ステップＳ５６において、表示制御部１６は、ステップＳ５４で配置した３Ｄオブジェクトを、ステップＳ５２で配置した透視投影用基準点に基づいて、ステップＳ５０で配置した投影平面に投影（透視投影）する。これにより、表示画面２０の右領域２０Ｒに表示すべき３次元地図の画像データが得られる。なお、透視投影の代わりに、平行投影によって３Ｄオブジェクトを投影平面に投影しても構わない。
【００６４】
ステップＳ５８において、表示制御部１６は、ステップＳ５６で得られた画像データを右画像データとして記憶領域に格納し、右画像生成処理を終える。
【００６５】
表示制御部１６は、以上のような処理により、図５，図８，図１１のような画像を立体表示装置１８の表示画面２０に表示するための立体表示用の画像データを生成して、立体表示装置１８へと出力する。
【００６６】
以上のように、本実施形態の車両用表示装置によれば、表示画面の角度が変化しても違和感の無い適切な表示が可能となる。
【００６７】
なお、本実施形態では、左領域２０Ｌに表示される３Ｄオブジェクトが現在地マーク２４である例を説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、現在地マーク２４だけでなく、信号機マークやランドマーク記号など、任意のマークが表示画面２０から浮き出して見えるように表示してもよい。
【００６８】
なお、図１４〜図２２を参照して説明した立体表示用の画像データの生成方法は単なる一例に過ぎず、本実施形態と同様の効果が得られるのであれば、公知の任意の手法を用いても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明によれば、３次元オブジェクトを表示画面から浮き出して見えるように表示でき、かつ表示画面の角度が変化しても違和感の無い適切な表示が可能となるので、例えば、現在地の周辺の地図を表示する車両用の表示装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車両用表示装置の構成を示すブロック図
【図２】車両用表示装置を設置した車両のインスツルメントパネルの外観を示す図
【図３】車両用表示装置を設置した車両のインスツルメントパネルの外観を示す他の図
【図４】車両用表示装置を設置した車両のインスツルメントパネルの外観を示すさらに他の図
【図５】表示画面２０を水平にしたときに車両の前列右側座席に座っているユーザから見た表示画面２０の様子を示す図
【図６】図５の表示画面２０の左領域２０Ｌを見るユーザによって知覚される現在地マーク２４の表示位置を示す図
【図７】図５の表示画面２０の右領域２０Ｒを見るユーザによって知覚される信号機２６，矢印２８，建物３０および道路３２の表示位置を示す図
【図８】水平面と表示画面２０との角度を４５度にしたときに車両の前列右側座席に座っているユーザから見た表示画面２０の様子を示す図
【図９】図８の表示画面２０の左領域２０Ｌを見るユーザによって知覚される現在地マーク２４の表示位置を示す図
【図１０】図８の表示画面２０の右領域２０Ｒを見るユーザによって知覚される信号機２６，矢印２８，建物３０および道路３２の表示位置を示す図
【図１１】水平面と表示画面２０との角度を４５度にしたときに車両の前列右側座席に座っているユーザから見た表示画面２０の様子を示す図
【図１２】図１１の表示画面２０の左領域２０Ｌを見るユーザによって知覚される現在地マーク２４の表示位置を示す図
【図１３】図１１の表示画面２０の右領域２０Ｒを見るユーザによって知覚される信号機２６，矢印２８，建物３０および道路３２の表示位置を示す図
【図１４】表示制御部１６の動作を示すフローチャート
【図１５】表示制御部１６によって実行される左画像生成処理の詳細を示すフローチャート
【図１６】表示画面２０が水平であるときに左画像生成処理で利用される仮想３次元空間の様子を示す図
【図１７】水平面と表示画面２０との角度が４５度であるときに左画像生成処理で利用される仮想３次元空間の様子を示す図
【図１８】水平面と表示画面２０との角度が９０度であるときに左画像生成処理で利用される仮想３次元空間の様子を示す図
【図１９】表示制御部１６によって実行される右画像生成処理の詳細を示すフローチャート
【図２０】表示画面２０が水平であるときに右画像生成処理で利用される仮想３次元空間の様子を示す図
【図２１】水平面と表示画面２０との角度が４５度であるときに右画像生成処理で利用される仮想３次元空間の様子を示す図
【図２２】水平面と表示画面２０との角度が９０度であるときに右画像生成処理で利用される仮想３次元空間の様子を示す図
【図２３】従来の表示装置において、水平に置かれた表示画面に地図画像を表示したときのユーザからの見た目の様子を示す図
【図２４】図２３の表示画面を垂直に立てたときのユーザからの見た目の様子を示す図
【符号の説明】
【００７１】
１０ 地図情報記憶部
１２ 現在地検出部
１４ 画面角度検出部
１６ 表示制御部
１８ 立体表示装置
２０ 表示画面
２０Ｌ 左領域
２０Ｒ 右領域
２２ ２次元地図
２４ 現在地マーク
２６ 信号機
２８ 矢印
３０ 建物
３２ 道路
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用表示装置に関し、特に、画面角度調整機構と裸眼立体視表示機能を備えた車両用表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、裸眼立体視表示機能を備えた表示装置の例として、３次元地図情報に基づいて所定方向から見た場合のホログラム画像データをリアルタイムで作成し、このホログラム画像データに基づいてホログラム画像を表示する表示装置がある（例えば、特許文献１参照）。この表示装置によれば、映像が表示画面から浮き出して見えるので、画面上の地図に対応する場所の地形の形状をユーザが認識しやすくなる。
【０００３】
また、表示画面の傾斜角度を感知し、その傾斜角度に対応する表示形式の地図情報を表示する表示装置がある（例えば、特許文献２参照）。この表示装置によれば、ユーザは、単に表示画面の傾斜を変えるだけで、地図情報の表示形式（２次元地図表示モードまたは３次元地図表示モード）を簡単に変更することができる。
【０００４】
また、車両の現在位置と現在位置前方の経路情報を立体的に表示する表示装置がある（例えば、特許文献３参照）。この表示装置によれば、車両の現在位置が強調表示されるので、画面上の自車位置をユーザが認識しやすくなる。
【特許文献１】特開昭６３−２００１８２号公報
【特許文献２】特開２００４−１５１７５２号公報
【特許文献３】特開平９−２９２２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の裸眼立体視表示機能を備えた表示装置には、表示画面の傾きが変化したときに、違和感のある表示になってしまい適切な表示ができないという問題がある。
【０００６】
図２３は、水平に置かれた表示画面に地図画像を表示したときのユーザからの見た目の様子を示している。表示画面の左領域には２次元地図が表示され、右領域には３次元地図が表示されている。左領域には、２次元地図上には現在地を示すマークが表示画面から浮き出して見えるように表示されている。右領域には、車両の前方の交差点の付近の建物や信号機や進行方向を示す矢印が表示画面から浮き出して見えるように表示されている。図２４は、図２３の表示画面を垂直に立てたときのユーザからの見た目の様子を示している。
【０００７】
ここで、左領域に着目すると、図２３では現在地が交差点よりも手前であるように見えるが、図２４では現在地が交差点の中にあるように見えてしまう。次に、右領域に着目すると、図２３では建物や信号機が、車室内から見える実際の景色と同じように水平面に対して垂直に立っているように見えるが、図２４では建物や信号機が、水平面に対して斜めに傾いて立っているように見えてしまう。
【０００８】
上記のような問題は、前述の現在地を示すマークや建物や信号機などのオブジェクトが表示画面から浮き出して見えるとき、それらのオブジェクトが浮き出す方向が表示画面とユーザの視点との位置関係に依存して変化するという、裸眼立体視表示機能を備えた表示装置の特性に起因する。つまり、このような問題は、裸眼立体視表示機能を備えた表示装置に特有の問題である。例えば、上記特許文献３に記載の表示装置は裸眼立体視表示機能
を備えていない表示装置であるので、表示画面の傾斜角度に応じて車両の現在位置が変化しているように見えてしまうことはない。
【０００９】
なお、上記特許文献２に記載の表示装置は、表示画面の傾斜角度に応じて表示形式を２次元地図表示モードと３次元地図表示モードとの間で切り替えるものである。よって、２次元地図または３次元地図の一方を常に表示したい場合や、図２３および図２４のように２次元地図と３次元地図の両方を常に表示したい場合には、上記特許文献２に記載の表示装置を適用できない。
【００１０】
それゆえに本発明は、画面角度調整機構と裸眼立体視表示機能を備えた車両用表示装置において、表示画面の角度が変化しても違和感の無い適切な表示を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および図番号は、図面との対応関係の一例を示したものであって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００１２】
本発明の車両用表示装置は、３次元オブジェクト（２４，２６，２８，３０，３２）が表示画面から浮き出して見えるように表示可能な立体表示装置（１８）と、前記立体表示装置の表示画面（２０）の傾きを変更可能にする画面角度調整機構（図示せず）と、前記立体表示装置の表示画面の傾きを検出する画面角度検出部（１４）と、前記３次元オブジェクトを含む画像を前記立体表示装置の表示画面に表示するための立体表示用画像データを生成する表示制御部（１６）とを備える。前記表示制御部は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、当該前記立体表示装置の表示画面に対する前記３次元オブジェクトの見た目の相対位置を制御する機能を有する。
【００１３】
前記表示制御部は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても当該表示画面に対する前記３次元オブジェクト（２４）の見た目の相対位置を維持するような前記立体表示用画像データを生成してもよい（図６，図９，図１２）。
【００１４】
前記表示制御部は、２次元地図（２２）を前記立体表示装置の表示画面に表示しかつ当該２次元地図上の所定位置を示す強調表示用マーク（２４）を表示画面から浮き出して見えるように表示する場合は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても当該表示画面に対する前記強調表示用マークの見た目の相対位置を維持するような前記立体表示用画像データを生成してもよい。
【００１５】
前記表示制御部は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても前記３次元オブジェクト（２６，２８，３０，３２）の見た目の傾きを維持するような前記立体表示用画像データを生成してもよい（図７，図１０，図１３）。
【００１６】
前記表示制御部は、３次元地図（２６，２８，３０，３２）を前記立体表示装置の表示画面から浮き出して見えるように表示する場合は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても前記３次元地図の見た目の傾きを維持するような前記立体表示用画像データを生成してもよい。
【００１７】
前記表示制御部は、第１オブジェクト（２４）と第２オブジェクト（２６，２８，３０，３２）を含む少なくとも２つの３次元オブジェクトを含む画像を前記立体表示装置の表示画面に表示するための立体表示用画像データを生成するときに、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても、当該表示画面に対する前記第１オブジェクトの見た目の相対位置が変わらずかつ前記第２オブジェクトの見た目の傾きを維持するような前記立体表示用画像データを生成してもよい。
【００１８】
前記表示制御部は、前記立体表示装置の表示画面の第１領域（２０Ｌ）に２次元地図（２２）を表示しかつ当該２次元地図上の所定位置を示す強調表示用マーク（２４）を表示画面から浮き出して見えるように表示し、なおかつ前記立体表示装置の表示画面の前記第１領域とは異なる第２領域（２０Ｒ）に３次元地図（２６，２８，３０，３２）を表示画面から浮き出して見えるように表示する場合は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても当該表示画面に対する前記強調表示用マークの見た目の相対位置が変わらず、なおかつ前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても前記３次元地図の見た目の傾きを維持するような前記立体表示用画像データを生成してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、画面角度調整機構と裸眼立体視表示機能を備えた車両用表示装置において、表示画面の角度が変化しても違和感の無い適切な表示が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係る車両用表示装置について説明する。
【００２１】
図１は、車両用表示装置の構成を示すブロック図である。車両用表示装置は車両に搭載され、地図情報記憶部１０と、現在地検出部１２と、画面角度検出部１４と、表示制御部１６と、立体表示装置１８とを備える。
【００２２】
地図情報記憶部１０には、立体表示装置１８の表示画面に地図を表示するために必要となる画像データやポリゴンデータ等の情報が格納されている。なお、本実施形態では、立体表示装置１８の表示画面に地図（２次元地図および３次元地図）を表示する例を説明するが、本発明はこれに限らず、地図以外の画像を表示する場合にも本発明を適用することができる。
【００２３】
現在地検出部１２は、ＧＰＳ等の測位システムを利用して車両の現在地（例えば緯度情報と経度情報）を検出する。
【００２４】
画面角度検出部１４は、立体表示装置１８の表示画面の傾き（例えば水平面と表示画面の間の角度）を検出する。なお、立体表示装置１８の表示画面の傾きを検出するための具体的な手段としては、公知の任意の手段を採用することができる。例えば、表示画面の裏側に傾きセンサを設け、この傾きセンサの出力に基づいて表示画面の傾きを検出してもよい。また例えば、表示画面がヒンジ部によって支持されている場合には、ヒンジ部の内部に角度検出センサを設け、この角度検出センサの出力に基づいて表示画面の傾きを検出してもよい。
【００２５】
表示制御部１６は、地図情報記憶部１０に格納されている地図情報に基づいて、立体表示装置１８の表示画面に地図を表示するために必要となる立体表示用の画像データを生成する。なお、立体表示用の画像データの生成方法は、立体表示装置１８の方式や種類によって異なる。表示制御部１６は、典型的には、コンピュータプログラムに従って動作する
プロセッサと、コンピュータプログラムやデータを格納する主記憶装置とで構成される。
【００２６】
立体表示装置１８は、裸眼立体視表示機能を備えた、すなわち３次元オブジェクトを表示画面から浮き出して見えるように表示可能な表示装置である。裸眼立体視を実現するための方式として、パララックスバリア（視差バリア）方式やレンティキュラ方式などの方式が存在する。立体表示装置１８は、いずれの方式で裸眼立体視を実現するものであってもよい。また、裸眼立体視表示機能を備えた表示装置には、特定の方向から見たときだけ正常に立体視できるものもあれば、複数の異なる方向から正常に立体視できるものもある。立体表示装置１８としては、どちらの種類のものを用いてもよい。なお、特定の方向から見たときだけ正常に立体視できるものを利用する場合は、観察者（運転者または助手席のユーザ）の視点から見て正常な立体視が可能となるように画像を生成すればよい。
【００２７】
図２は、車両用表示装置を設置した車両のインスツルメントパネルの外観を示している。インスツルメントパネル上には、立体表示装置１８の表示画面２０が設置されている。この表示画面２０には、表示画面２０の傾きを変更可能にする画面角度調整機構（図示は省略）が設けられており、ユーザは表示画面２０の傾きを自由に変更することができる。図２は、水平面と表示画面２０との角度を０度、すなわち表示画面２０を水平にしたときの様子を示しており、図３は、水平面と表示画面２０との角度を４５度にしたときの様子を示しており、図４は、水平面と表示画面２０との角度を９０度にしたときの様子を示している。このように、ユーザは表示画面２０の傾きを自由に変更することができるので、自分の目の位置や、表示画面２０への太陽光の入射角度などを考慮して、ユーザが感覚的に画像を見やすいと感じる好みの傾きとなるように表示画面２０の傾きを適宜に調整できる。
【００２８】
以下、図５〜図１３を参照して、本実施形態の表示画面２０に地図画像が表示されたときに、その地図画像がユーザからどのように見えるかについて具体的に説明する。
【００２９】
図５は、図２のように表示画面２０を水平にしたときに、車両の前列右側座席（右ハンドル車の場合は運転席）に座っているユーザから見た表示画面２０の様子を示している。
【００３０】
図５において、表示画面２０の左領域２０Ｌには、現在地の周辺の様子を示す２次元地図２２が表示されている。左領域２０Ｌに表示される２次元地図２２には、現在地を示す３Ｄオブジェクトである現在地マーク２４が重畳表示されている。２次元地図２２は、現在地に対応する２次元地図２２上の地点が左領域２０Ｌの中央に位置するように表示される。現在地マーク２４は、あたかも、現在地に対応する２次元地図２２上の地点から、表示画面２０に対して垂直方向に例えば１ｃｍほど浮き出しているように、ユーザには知覚される。図６は、ユーザによって知覚される現在地マーク２４の表示位置を示している（もちろん、実際に表示画面２０を横から見たとしても、このようには見えない）。
【００３１】
図５において、表示画面２０の右領域２０Ｒには、車両の前方の様子を示す３次元地図が表示されている。右領域２０Ｒに表示される３次元地図は、信号機２６や、車両が進行すべき方向を示す矢印２８や、建物３０や、道路３２などの３Ｄオブジェクトが配置された仮想３次元空間を所定の投影平面に投影することによって生成される。信号機２６，矢印２８，建物３０および道路３２は、あたかも、表示画面２０から浮き出しているように、ユーザには知覚される。図７は、ユーザによって知覚される信号機２６，矢印２８，建物３０および道路３２の表示位置を示している（もちろん、実際に表示画面２０を横から見たとしても、このようには見えない）。図７に示すように、右領域２０Ｒに表示される仮想３次元空間における鉛直方向が、現実の空間における鉛直方向と一致しているように、ユーザには知覚される。したがって、右領域２０Ｒに表示される３次元地図とユーザが車室から眺める現実の空間との対応関係が分かり易く、ユーザは、右領域２０Ｒに表示さ
れる３次元地図から現在地や次に車両が進むべき方向などを直感的に把握することができる。
【００３２】
図８は、図３のように水平面と表示画面２０との角度を４５度にしたときに、車両の前列右側座席（右ハンドル車の場合は運転席）に座っているユーザから見た表示画面２０の様子を示している。
【００３３】
図８において、２次元地図２２は、現在地に対応する２次元地図２２上の地点が左領域２０Ｌの中央に位置するように表示される。現在地マーク２４は、あたかも、現在地に対応する２次元地図２２上の地点から、表示画面２０に対して垂直方向に例えば１ｃｍほど浮き出しているように、ユーザには知覚される。図９は、ユーザによって知覚される現在地マーク２４の表示位置を示している（もちろん、実際に表示画面２０を横から見たとしても、このようには見えない）。
【００３４】
図８において、信号機２６，矢印２８，建物３０および道路３２は、あたかも、表示画面２０から浮き出しているように、ユーザには知覚される。図１０は、ユーザによって知覚される信号機２６，矢印２８，建物３０および道路３２の表示位置を示している（もちろん、実際に表示画面２０を横から見たとしても、このようには見えない）。図１０に示すように、右領域２０Ｒに表示される仮想３次元空間における鉛直方向が、現実の空間における鉛直方向と一致しているように、ユーザには知覚される。したがって、右領域２０Ｒに表示される３次元地図とユーザが車室から眺める現実の空間との対応関係が分かり易く、ユーザは、右領域２０Ｒに表示される３次元地図から現在地や次に車両が進むべき方向などを直感的に把握することができる。
【００３５】
図１１は、図４のように水平面と表示画面２０との角度を９０度にしたときに、車両の前列右側座席（右ハンドル車の場合は運転席）に座っているユーザから見た表示画面２０の様子を示している。
【００３６】
図１１において、２次元地図２２は、現在地に対応する２次元地図２２上の地点が左領域２０Ｌの中央に位置するように表示される。現在地マーク２４は、あたかも、現在地に対応する２次元地図２２上の地点から、表示画面２０に対して垂直方向に例えば１ｃｍほど浮き出しているように、ユーザには知覚される。図１２は、ユーザによって知覚される現在地マーク２４の表示位置を示している（もちろん、実際に表示画面２０を横から見たとしても、このようには見えない）。
【００３７】
図１１において、信号機２６，矢印２８，建物３０および道路３２は、あたかも、表示画面２０から浮き出しているように、ユーザには知覚される。図１３は、ユーザによって知覚される信号機２６，矢印２８，建物３０および道路３２の表示位置を示している（もちろん、実際に表示画面２０を横から見たとしても、このようには見えない）。図１３に示すように、右領域２０Ｒに表示される仮想３次元空間における鉛直方向が、現実の空間における鉛直方向と一致しているように、ユーザには知覚される。したがって、右領域２０Ｒに表示される３次元地図とユーザが車室から眺める現実の空間との対応関係が分かり易く、ユーザは、右領域２０Ｒに表示される３次元地図から現在地や次に車両が進むべき方向などを直感的に把握することができる。
【００３８】
なお、ここでは水平面と表示画面２０との角度が０度、４５度、９０度のときについてのみそれぞれ説明したが、その他の角度のときについても同様である。
【００３９】
このように、左領域２０Ｌに表示される現在地マーク２４は、表示画面２０の傾きによらず、あたかも、現在地に対応する２次元地図２２上の地点から、表示画面２０に対して
垂直方向に例えば１ｃｍほど浮き出しているように、ユーザには知覚される。したがって、ユーザが表示画面２０の傾斜角度を変更しても、現在地マーク２４が指している２次元地図２２上の地点が変化して見えることはない。また、右領域２０Ｒにおいては、表示画面２０の傾きによらず、仮想３次元空間における鉛直方向が、現実の空間における鉛直方向と一致しているように、ユーザには知覚される。したがって、ユーザが表示画面２０の傾斜角度を変更しても、右領域２０Ｒに表示される３次元地図の見た目の傾きが変わらず、ユーザは、右領域２０Ｒに表示される３次元地図から現在地や次に車両が進むべき方向などを直感的に把握することができる。
【００４０】
次に、図１４のフローチャートを参照して、表示制御部１６の動作について説明する。
【００４１】
ステップＳ１０において、表示制御部１６は、現在地検出部１２から出力される信号に基づいて現在地を取得して記憶領域（例えば主記憶装置）に格納する。
【００４２】
ステップＳ１２において、表示制御部１６は、ステップＳ１０で取得した現在地に基づいて地図情報記憶部１０から現在地の周辺の地図情報（２次元地図画像、ポリゴンデータ等）を読み出して記憶領域に格納する。
【００４３】
ステップＳ１４において、表示制御部１６は、画面角度検出部１４から出力される信号に基づいて、水平面と表示画面２０の角度を取得して記憶領域に格納する。
【００４４】
ステップＳ１６において、表示制御部１６は、予め設定されている複数の視点の中から、未選択の１つの視点を選択する。ドライバから立体的に見える画像を生成するためには、ドライバの右目（仮に視点Ａと称す）から見える画像と左目（仮に視点Ｂと称す）から見える画像の２つの画像をそれぞれ生成し、その後、これらの２つの画像を合成することによって立体表示用の画像データを生成して立体表示装置１８へと出力する必要がある。ステップＳ１６の処理は、上記の２つの画像（つまり視点Ａから見える画像と視点Ｂから見える画像）のうち、どちらの画像をこれから生成すべきかを決定する処理である。なお、立体表示用の画像データを生成するために必要となる画像の数（すなわち視点の数）は、立体表示装置１８の方式や種類に依存する。
【００４５】
ステップＳ１８において、表示制御部１６は、左画像生成処理を行う。左画像生成処理とは、表示画面２０の左領域２０Ｌに表示すべき画像を生成するための処理である。左画像生成処理の詳細については後述する。左画像生成処理によって生成された左画像データは記憶領域に格納される。
【００４６】
ステップＳ２０において、表示制御部１６は、右画像生成処理を行う。右画像生成処理とは、表示画面２０の右領域２０Ｒに表示すべき画像を生成するための処理である。右画像生成処理の詳細については後述する。右画像生成処理によって生成された右画像データは記憶領域に格納される。
【００４７】
ステップＳ２２において、表示制御部１６は、ステップＳ１８の左画像生成処理によって生成された左画像データとステップＳ２０の右画像生成処理によって生成された右画像データとを合成し、合成により得られた画像データを、ステップＳ１６で選択された視点と関連付けて記憶領域に格納する。
【００４８】
ステップＳ２４において、表示制御部１６は、前述の予め設定されている複数の視点の中に、まだステップＳ１６で選択されていない視点が存在するかどうかを判断し、未選択の視点が存在する場合には処理はステップＳ１６に戻り、未選択の視点が存在しない場合には処理はステップＳ２６に進む。
【００４９】
ステップＳ２６において、表示制御部１６は、ステップＳ１６〜Ｓ２４の処理によって生成された、予め設定されている複数の視点にそれぞれ対応する複数の画像データから、立体表示装置１８に対応する立体表示用の画像データを生成する。
【００５０】
ステップＳ２８において、表示制御部１６は、ステップＳ２６で生成した立体表示用の画像データを立体表示装置１８へと出力する。その後、処理はステップＳ１０に戻る。
【００５１】
次に、図１５のフローチャートを参照して、左画像生成処理の詳細を説明する。
【００５２】
ステップＳ３０において、表示制御部１６は、ステップＳ１０で取得した現在地と、ステップＳ１２で読み出した地図情報（２次元地図画像）に基づいて、現在地を中心とした２次元地図画像を生成して記憶領域に格納する。
【００５３】
ステップＳ３２において、表示制御部１６は、ステップＳ１４で取得した水平面と表示画面２０の角度に応じて、仮想３次元空間に投影平面を配置する（図１６〜図１８参照）。なお、図１６は、表示画面２０が水平であるときの仮想３次元空間の様子を示しており、図１７は、水平面と表示画面２０との角度が４５度であるときの仮想３次元空間の様子を示しており、図１８は、水平面と表示画面２０との角度が９０度であるときの仮想３次元空間の様子を示している。
【００５４】
ステップＳ３４において、表示制御部１６は、ステップＳ１６で選択された視点に応じて、仮想３次元空間に透視投影用基準点（図１６〜図１８参照）を配置する。ここで“透視投影用基準点”とは、投影平面へのオブジェクトの投影方向を決定するための基準点である。仮想３次元空間における透視投影用基準点と投影平面の位置関係（図１６〜図１８参照）は、現実の世界における視点と表示画面２０の左領域２０Ｌの位置関係（図６，図９，図１２参照）に対応している。例えば、ドライバの右目から見た画像を生成する場合は、ドライバの左目から見た画像を生成する場合と比べて、透視投影用基準点が少しずれた位置に配置される。
【００５５】
ステップＳ３６において、表示制御部１６は、ステップＳ３２で配置した投影平面を基準として、仮想３次元空間に３Ｄオブジェクト（ここでは現在地マーク２４）を配置する。つまり、図１６〜図１８から明らかなように、水平面と表示画面２０との角度が変化しても、投影平面に対する現在地マーク２４の相対位置は変化しない。本実施形態では、投影平面の中心から投影平面に対して垂直方向に一定距離だけ離れた位置に現在地マーク２４を配置する。
【００５６】
ステップＳ３８において、表示制御部１６は、ステップＳ３６で配置した３Ｄオブジェクトを、ステップＳ３４で配置した透視投影用基準点に基づいて、ステップＳ３２で配置した投影平面に投影（透視投影）する。これにより、３Ｄオブジェクトの画像が得られる。なお、透視投影の代わりに、平行投影によって３Ｄオブジェクトを投影平面に投影しても構わない。
【００５７】
ステップＳ４０において、表示制御部１６は、ステップＳ３８で得られた３Ｄオブジェクトの画像を、ステップＳ３０で生成された２次元地図画像に合成する。
【００５８】
ステップＳ４２において、表示制御部１６は、ステップＳ４０での合成により得られた画像データを左画像データとして記憶領域に格納し、左画像生成処理を終える。
【００５９】
次に、図１９のフローチャートを参照して、右画像生成処理の詳細を説明する。
【００６０】
ステップＳ５０において、表示制御部１６は、ステップＳ１４で取得した水平面と表示画面２０の角度に応じて、仮想３次元空間に投影平面を配置する（図２０〜図２２参照）。なお、図２０は、表示画面２０が水平であるときの仮想３次元空間の様子を示しており、図２１は、水平面と表示画面２０との角度が４５度であるときの仮想３次元空間の様子を示しており、図２２は、水平面と表示画面２０との角度が９０度であるときの仮想３次元空間の様子を示している。
【００６１】
ステップＳ５２において、表示制御部１６は、ステップＳ１６で選択された視点に応じて、仮想３次元空間に透視投影用基準点（図２０〜図２２参照）を配置する。仮想３次元空間における透視投影用基準点と投影平面の位置関係（図２０〜図２２参照）は、現実の世界における視点と表示画面２０の右領域２０Ｒの位置関係（図７，図１０，図１３参照）に対応している。例えば、ドライバの右目から見た画像を生成する場合は、ドライバの左目から見た画像を生成する場合と比べて、透視投影用基準点が少しずれた位置に配置される。
【００６２】
ステップＳ５４において、表示制御部１６は、ステップＳ１０で配置した現在地に基づいて、車両の前方に存在する建物，信号機，道路および車両の進行方向を示す矢印を示す３Ｄオブジェクト（信号機２６，矢印２８，建物３０，道路３２）を仮想３次元空間に配置する。表示画面２０が水平であるときに、仮想３次元空間における鉛直方向が投影平面に対して垂直方向となるように各３Ｄオブジェクトが配置される。また、図２０〜図２２から明らかなように、水平面と表示画面２０との角度が変化しても、透視投影用基準点に対する各３Ｄオブジェクト（信号機２６，矢印２８，建物３０，道路３２）の相対位置は変化しない。
【００６３】
ステップＳ５６において、表示制御部１６は、ステップＳ５４で配置した３Ｄオブジェクトを、ステップＳ５２で配置した透視投影用基準点に基づいて、ステップＳ５０で配置した投影平面に投影（透視投影）する。これにより、表示画面２０の右領域２０Ｒに表示すべき３次元地図の画像データが得られる。なお、透視投影の代わりに、平行投影によって３Ｄオブジェクトを投影平面に投影しても構わない。
【００６４】
ステップＳ５８において、表示制御部１６は、ステップＳ５６で得られた画像データを右画像データとして記憶領域に格納し、右画像生成処理を終える。
【００６５】
表示制御部１６は、以上のような処理により、図５，図８，図１１のような画像を立体表示装置１８の表示画面２０に表示するための立体表示用の画像データを生成して、立体表示装置１８へと出力する。
【００６６】
以上のように、本実施形態の車両用表示装置によれば、表示画面の角度が変化しても違和感の無い適切な表示が可能となる。
【００６７】
なお、本実施形態では、左領域２０Ｌに表示される３Ｄオブジェクトが現在地マーク２４である例を説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、現在地マーク２４だけでなく、信号機マークやランドマーク記号など、任意のマークが表示画面２０から浮き出して見えるように表示してもよい。
【００６８】
なお、図１４〜図２２を参照して説明した立体表示用の画像データの生成方法は単なる一例に過ぎず、本実施形態と同様の効果が得られるのであれば、公知の任意の手法を用いても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明によれば、３次元オブジェクトを表示画面から浮き出して見えるように表示でき、かつ表示画面の角度が変化しても違和感の無い適切な表示が可能となるので、例えば、現在地の周辺の地図を表示する車両用の表示装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車両用表示装置の構成を示すブロック図
【図２】車両用表示装置を設置した車両のインスツルメントパネルの外観を示す図
【図３】車両用表示装置を設置した車両のインスツルメントパネルの外観を示す他の図
【図４】車両用表示装置を設置した車両のインスツルメントパネルの外観を示すさらに他の図
【図５】表示画面２０を水平にしたときに車両の前列右側座席に座っているユーザから見た表示画面２０の様子を示す図
【図６】図５の表示画面２０の左領域２０Ｌを見るユーザによって知覚される現在地マーク２４の表示位置を示す図
【図７】図５の表示画面２０の右領域２０Ｒを見るユーザによって知覚される信号機２６，矢印２８，建物３０および道路３２の表示位置を示す図
【図８】水平面と表示画面２０との角度を４５度にしたときに車両の前列右側座席に座っているユーザから見た表示画面２０の様子を示す図
【図９】図８の表示画面２０の左領域２０Ｌを見るユーザによって知覚される現在地マーク２４の表示位置を示す図
【図１０】図８の表示画面２０の右領域２０Ｒを見るユーザによって知覚される信号機２６，矢印２８，建物３０および道路３２の表示位置を示す図
【図１１】水平面と表示画面２０との角度を４５度にしたときに車両の前列右側座席に座っているユーザから見た表示画面２０の様子を示す図
【図１２】図１１の表示画面２０の左領域２０Ｌを見るユーザによって知覚される現在地マーク２４の表示位置を示す図
【図１３】図１１の表示画面２０の右領域２０Ｒを見るユーザによって知覚される信号機２６，矢印２８，建物３０および道路３２の表示位置を示す図
【図１４】表示制御部１６の動作を示すフローチャート
【図１５】表示制御部１６によって実行される左画像生成処理の詳細を示すフローチャート
【図１６】表示画面２０が水平であるときに左画像生成処理で利用される仮想３次元空間の様子を示す図
【図１７】水平面と表示画面２０との角度が４５度であるときに左画像生成処理で利用される仮想３次元空間の様子を示す図
【図１８】水平面と表示画面２０との角度が９０度であるときに左画像生成処理で利用される仮想３次元空間の様子を示す図
【図１９】表示制御部１６によって実行される右画像生成処理の詳細を示すフローチャート
【図２０】表示画面２０が水平であるときに右画像生成処理で利用される仮想３次元空間の様子を示す図
【図２１】水平面と表示画面２０との角度が４５度であるときに右画像生成処理で利用される仮想３次元空間の様子を示す図
【図２２】水平面と表示画面２０との角度が９０度であるときに右画像生成処理で利用される仮想３次元空間の様子を示す図
【図２３】従来の表示装置において、水平に置かれた表示画面に地図画像を表示したときのユーザからの見た目の様子を示す図
【図２４】図２３の表示画面を垂直に立てたときのユーザからの見た目の様子を示す図
【符号の説明】
【００７１】
１０ 地図情報記憶部
１２ 現在地検出部
１４ 画面角度検出部
１６ 表示制御部
１８ 立体表示装置
２０ 表示画面
２０Ｌ 左領域
２０Ｒ 右領域
２２ ２次元地図
２４ 現在地マーク
２６ 信号機
２８ 矢印
３０ 建物
３２ 道路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元オブジェクトを表示画面から浮き出して見えるように表示可能な立体表示装置と、
前記立体表示装置の表示画面の傾きを変更可能にする画面角度調整機構と、
前記立体表示装置の表示画面の傾きを検出する画面角度検出部と、
前記３次元オブジェクトを含む画像を前記立体表示装置の表示画面に表示するための立体表示用画像データを生成する表示制御部とを備え、
前記表示制御部は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、当該前記立体表示装置の表示画面に対する前記３次元オブジェクトの見た目の相対位置を制御する機能を有することを特徴とする、車両用表示装置。
【請求項２】
前記表示制御部は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても当該表示画面に対する前記３次元オブジェクトの見た目の相対位置を維持するような前記立体表示用画像データを生成することを特徴とする、請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記表示制御部は、２次元地図を前記立体表示装置の表示画面に表示しかつ当該２次元地図上の所定位置を示す強調表示用マークを表示画面から浮き出して見えるように表示する場合は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても当該表示画面に対する前記強調表示用マークの見た目の相対位置を維持するような前記立体表示用画像データを生成することを特徴とする、請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記表示制御部は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても前記３次元オブジェクトの見た目の傾きを維持するような前記立体表示用画像データを生成することを特徴とする、請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記表示制御部は、３次元地図を前記立体表示装置の表示画面から浮き出して見えるように表示する場合は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても前記３次元地図の見た目の傾きを維持するような前記立体表示用画像データを生成することを特徴とする、請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項６】
前記表示制御部は、第１オブジェクトと第２オブジェクトを含む少なくとも２つの３次元オブジェクトを含む画像を前記立体表示装置の表示画面に表示するための立体表示用画像データを生成するときに、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても、当該表示画面に対する前記第１オブジェクトの見た目の相対位置が変わらずかつ前記第２オブジェクトの見た目の傾きを維持するような前記立体表示用画像データを生成することを特徴とする、請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項７】
前記表示制御部は、前記立体表示装置の表示画面の第１領域に２次元地図を表示しかつ当該２次元地図上の所定位置を示す強調表示用マークを表示画面から浮き出して見えるように表示し、なおかつ前記立体表示装置の表示画面の前記第１領域とは異なる第２領域に３次元地図を表示画面から浮き出して見えるように表示する場合は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても当該表示画面に対する前記強調表示用マークの見た目の相対位置が変わらず、なおかつ前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても前記３次元地
図の見た目の傾きを維持するような前記立体表示用画像データを生成することを特徴とする、請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項１】
３次元オブジェクトを表示画面から浮き出して見えるように表示可能な立体表示装置と、
前記立体表示装置の表示画面の傾きを変更可能にする画面角度調整機構と、
前記立体表示装置の表示画面の傾きを検出する画面角度検出部と、
前記３次元オブジェクトを含む画像を前記立体表示装置の表示画面に表示するための立体表示用画像データを生成する表示制御部とを備え、
前記表示制御部は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、当該前記立体表示装置の表示画面に対する前記３次元オブジェクトの見た目の相対位置を制御する機能を有することを特徴とする、車両用表示装置。
【請求項２】
前記表示制御部は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても当該表示画面に対する前記３次元オブジェクトの見た目の相対位置を維持するような前記立体表示用画像データを生成することを特徴とする、請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記表示制御部は、２次元地図を前記立体表示装置の表示画面に表示しかつ当該２次元地図上の所定位置を示す強調表示用マークを表示画面から浮き出して見えるように表示する場合は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても当該表示画面に対する前記強調表示用マークの見た目の相対位置を維持するような前記立体表示用画像データを生成することを特徴とする、請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記表示制御部は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても前記３次元オブジェクトの見た目の傾きを維持するような前記立体表示用画像データを生成することを特徴とする、請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記表示制御部は、３次元地図を前記立体表示装置の表示画面から浮き出して見えるように表示する場合は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても前記３次元地図の見た目の傾きを維持するような前記立体表示用画像データを生成することを特徴とする、請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項６】
前記表示制御部は、第１オブジェクトと第２オブジェクトを含む少なくとも２つの３次元オブジェクトを含む画像を前記立体表示装置の表示画面に表示するための立体表示用画像データを生成するときに、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても、当該表示画面に対する前記第１オブジェクトの見た目の相対位置が変わらずかつ前記第２オブジェクトの見た目の傾きを維持するような前記立体表示用画像データを生成することを特徴とする、請求項１に記載の車両用表示装置。
【請求項７】
前記表示制御部は、前記立体表示装置の表示画面の第１領域に２次元地図を表示しかつ当該２次元地図上の所定位置を示す強調表示用マークを表示画面から浮き出して見えるように表示し、なおかつ前記立体表示装置の表示画面の前記第１領域とは異なる第２領域に３次元地図を表示画面から浮き出して見えるように表示する場合は、前記画面角度検出部によって検出された前記立体表示装置の表示画面の傾きに基づいて、前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても当該表示画面に対する前記強調表示用マークの見た目の相対位置が変わらず、なおかつ前記立体表示装置の表示画面の傾きが変化しても前記３次元地
図の見た目の傾きを維持するような前記立体表示用画像データを生成することを特徴とする、請求項１に記載の車両用表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００８−１１７３３４（Ｐ２００８−１１７３３４Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０２３２１（Ｐ２００６−３０２３２１）
【出願日】平成１８年１１月８日（２００６．１１．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月８日（２００６．１１．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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