特許 6639645 表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6639645

(24)【登録日】2020年1月7日

(45)【発行日】2020年2月5日

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   G09G 5/00 20060101AFI20200127BHJP

   G09G 5/36 20060101ALI20200127BHJP

   G03B 21/62 20140101ALI20200127BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20200127BHJP

   G03B 21/14 20060101ALI20200127BHJP

   G02B 27/01 20060101ALI20200127BHJP

   G02B 30/00 20200101ALI20200127BHJP

   H04N 13/346 20180101ALI20200127BHJP

   H04N 13/363 20180101ALI20200127BHJP

   H04N 13/383 20180101ALI20200127BHJP

   H04N 13/388 20180101ALI20200127BHJP

   B60R 11/02 20060101ALI20200127BHJP

【ＦＩ】

   G09G5/00 510V

   G09G5/36 520P

   G09G5/00 550C

   G03B21/62

   G03B21/00 Z

   G03B21/14 E

   G02B27/01

   G02B27/22

   H04N13/346

   H04N13/363

   H04N13/383

   H04N13/388

   B60R11/02 C

【請求項の数】9

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2018-507834(P2018-507834)

(86)(22)【出願日】2016年3月28日

(86)【国際出願番号】JP2016059897

(87)【国際公開番号】WO2017168510

(87)【国際公開日】20171005

【審査請求日】2018年9月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005016

【氏名又は名称】パイオニア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001025

【氏名又は名称】特許業務法人レクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 友二

【審査官】 中村 直行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−３０８０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１４７８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１１４６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０１０８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０９０２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３４０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１７３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１８４６６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２７０６４９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｇ ３／００ − ５／４２

Ｇ０９Ｆ ９／００ − ９／４６

Ｇ０３Ｂ ２１／００ − ２１／６４

Ｈ０４Ｎ １３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

観察者からの距離がそれぞれ異なる位置に配された複数の表示部と、
前記複数の表示部にそれぞれ画像を表示させる制御部と、を備え、
前記複数の表示部は、少なくとも当該複数の表示部のうちの一の表示部の一部である第１領域及び前記一の表示部と隣接かつ観察者側に配置された他の表示部の一部である第２領域が、観察者からみて重なるように配され、
前記制御部は、前記第１領域に表示される部分画像に基づく画像を前記第２領域に表示させることを特徴とする表示装置。

【請求項2】

前記複数の表示部は、光を透過する透過状態と前記光を散乱する散乱状態とに切り替え可能となっており、
前記制御部は、前記一の表示部の前記散乱状態と前記透過状態との切り替え期間及び前記他の表示部の前記透過状態と前記散乱状態との切り替え期間が、前記部分画像を表示している期間となるように制御することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記第１領域に表示される部分画像のうち観察者から画像が視認されない部分にかかる画像の表示期間を前記散乱状態と前記透過状態との切り替え期間とすることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。

【請求項4】

前記表示部周囲の温度を検出する温度検出部を更に備え、
前記制御部は、前記第１領域及び前記第２領域の範囲を前記温度検出部の検出結果に基づいて変化させることを特徴とする請求項２または３に記載の表示装置。

【請求項5】

前記観察者の視線を検出する視線検出部を更に備え、
前記制御部は、前記第１領域及び前記第２領域の範囲を前記視線検出部の検出結果に基づいて変化させることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の表示装置。

【請求項6】

前記表示部を３以上備え、
前記制御部は、前記複数の表示部のうち少なくとも隣接する２つの表示部には、前記第２領域に前記第１領域に表示される部分画像に基づく画像を表示させ、残りの表示部には、前記第１領域に表示される部分画像に基づく画像が表示されないように制御することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の表示装置。

【請求項7】

観察者からの距離がそれぞれ異なる位置に配された複数の表示部を備え、前記複数の表示部は、少なくとも当該複数の表示部のうちの一の表示部の一部である第１領域及び前記一の表示部と隣接かつ観察者側に配置された他の表示部の一部である第２領域が、観察者からみて重なるように配された表示装置の表示方法であって、
前記複数の表示部にそれぞれ画像を表示させる制御工程を含み、
前記制御工程は、前記第１領域に表示される部分画像に基づく画像を前記第２領域に表示させることを特徴とする表示方法。

【請求項8】

請求項７に記載の表示方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする表示プログラム。

【請求項9】

請求項８に記載の表示プログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、像の表示距離を可変とすることができる表示装置が記載されている。更に、特許文献１には、複数のスクリーン（表示部）が間隔をおいて配置されることが記載されている。

【0003】

特許文献１に記載の方法により、複数の像を異なる奥行き位置に表示させることで奥行き感を持たせる表示が可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−１５０９４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に示された方法の場合、各スクリーンが間隔をおいて配置されているので、投影光がスクリーンの間から漏れ、観察者が眩しく感じたり、視点によってはスリット等が観察されてしまう。したがって、複数のスクリーンに亘って切れ目のない表示をすることは何ら考慮されていない。

【0006】

そこで、本発明は、上述した問題に鑑み、例えば、複数の表示部で切れ目なく奥行き表示をすることができる表示装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、観察者からの距離がそれぞれ異なる位置に配された複数の表示部と、前記複数の表示部にそれぞれ画像を表示させる制御部と、を備え、前記複数の表示部は、少なくとも当該複数の表示部のうちの一の表示部の一部である第１領域及び前記一の表示部と隣接かつ観察者側に配置された他の表示部の一部である第２領域が、観察者からみて重なるように配され、前記制御部は、前記第１領域に表示される部分画像に基づく画像を前記第２領域に表示させることを特徴とする表示装置である。
また、請求項１０に記載の発明は、観察者からの距離がそれぞれ異なる位置に配された複数の表示部と、前記複数の表示部にそれぞれ画像を表示させる制御部と、を備え、前記制御部は、少なくとも前記複数の表示部のうちの一の表示部の一部である第１領域に表示される画像及び前記一の表示部よりも前記観察者側に配置された他の表示部の一部である第２領域に表示される画像が前記観察者からみて互いに重なるように、前記複数の表示部の各々に画像を表示させることを特徴とする表示装置である。

【0008】

請求項７に記載の発明は、観察者からの距離がそれぞれ異なる位置に配された複数の表示部を備え、前記複数の表示部は、少なくとも当該複数の表示部のうちの一の表示部の一部である第１領域及び前記一の表示部と隣接かつ観察者側に配置された他の表示部の一部である第２領域が、観察者からみて重なるように配された表示装置の表示方法であって、前記複数の表示部にそれぞれ画像を表示させる制御工程を含み、前記制御工程は、前記第１領域に表示される部分画像に基づく画像を前記第２領域に表示させる、ことを特徴とする表示方法である。

【0009】

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の表示方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする表示プログラムである。

【0010】

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の表示プログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１の実施例にかかる表示装置の概略構成図である。

【図2】図１に示されたスクリーンに投影された映像の表示の説明図である。

【図3】図１に示されたスクリーンに投影されたに投影された投影光の観察者からの見え方の説明図である。

【図4】図１に示されたスクリーンに切れ目無く表示するための加工方法の説明図である。

【図5】図４で説明した方法により加工された映像をスクリーンに表示した際の観察者からの見え方の説明図である。

【図6】本発明の第２の実施例にかかる表示装置を備えたヘッドアップディスプレイの概略構成図である。

【図7】本発明の第３の実施例にかかる表示装置の概略構成図である。

【図8】図７に示されたスクリーンの模式的な断面図である。

【図9】図７に示されたスクリーンと視線との関係の例の説明図である。

【図10】図７に示された表示装置の動作のタイミングチャートである。

【図11】本発明の第４の実施例にかかる表示装置を備えたヘッドアップディスプレイの概略構成図である。

【図12】図１１に示された映像制御装置における重畳期間の調整の説明図である。

【図13】図１１に示された映像制御装置における重畳期間の調整の説明図である。

【図14】図１１に示された映像制御装置における重畳期間の調整の説明図である。

【図15】本発明の他の実施例にかかる表示装置を備えたヘッドアップディスプレイの概略構成図である。

【図16】図１５に示された表示装置の動作のタイミングチャートである。

【図17】本発明の他の実施例にかかる表示装置を備えたヘッドアップディスプレイの概略構成図である。

【図18】図１７に示された表示装置の動作のタイミングチャートである。

【図19】本発明の他の実施例にかかる表示装置を備えたアミューズメント機器の概略構成図である。

【図20】図１９に示されたアミューズメント機器の表示例である。

【図21】スクリーンの他の形態の説明図である。

【図22】図２２に示された表示例の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の一実施形態にかかる表示装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる表示装置は、観察者からの距離がそれぞれ異なる位置に表示される複数の表示部と、複数の表示部にそれぞれ画像を表示させる制御部と、を備えている。そして、複数の表示部は、少なくとも複数の表示部のうちの一の表示部の一部である第１領域及び一の表示部と隣接かつ観察者側に配置された他の表示部の一部である第２領域が、観察者からみて重なるように表示され、制御部は、前記第１領域に表示される部分画像に基づく画像を前記第２領域に表示させる。このようにすることにより、少なくとも表示部の一部が重なるように表示されるので、漏れ光等を極力少なくすることができる。また、一の表示部と他の表示部とが重なる部分においては、第１領域に表示される部分画像に基づく画像（例えば同じ内容）を手前側である他の表示部にも表示しているので、重なる部分について画像が欠けることを防止できる。

【0013】

また、複数の表示部は、光を透過する透過状態と光を散乱する散乱状態とに切り替え可能となっており、制御部は、一の表示部の散乱状態と透過状態との切り替え期間及び他の表示部の透過状態と散乱状態との切り替え期間が、部分画像を表示している期間となるように制御してもよい。このようにすることにより、２つの重なる領域に第１領域に表示される部分画像に基づく画像が表示されている期間に透過状態から散乱状態に遷移させるため、表示部分の切り替えによる表示への影響も抑えることができる。

【0014】

また、制御部は、第１領域に表示される部分画像のうち観察者から画像が視認されない部分にかかる画像の表示期間を散乱状態と透過状態との切り替え期間としてもよい。このようにすることにより、表示部が重なっており、観察者から視認できない部分で他の表示部への表示の切り替えをすることができる。そのため、切り替え時に漏れ光等を抑えることができる。

【0015】

また、表示部周囲の温度を検出する温度検出部を更に備え、制御部は、第１領域及び第２領域の範囲を温度検出部の検出結果に基づいて変化させてもよい。このようにすることにより、温度により散乱状態等への切り替え期間が変化することに対応することができる。したがって、表示部周囲の温度が変化しても画像の欠けや漏れ光等を抑えることができる。

【0016】

また、観察者の視線を検出する視線検出部を更に備え、制御部は、第１領域及び第２領域の範囲を視線検出部の検出結果に基づいて変化させてもよい。このようにすることにより、観察者の位置に応じて第１領域及び第２領域の範囲を調整して切れ目のない表示をすることができる。

【0017】

また、表示部を３以上備え、制御部は、複数の表示部のうち少なくとも隣接する２つの表示部には、第２領域に前記第１領域に表示される部分画像に基づく画像を表示させ、残りの表示部には、前記第１領域に表示される部分画像に基づく画像が表示されないように制御してもよい。このようにすることにより、切れ目のない奥行き表示と平面表示とを混在させることができる。

【0018】

また、本発明の一実施形態にかかる表示方法は、観察者からの距離がそれぞれ異なる位置に表示される複数の表示部を備え、複数の表示部は、少なくとも当該複数の表示部のうちの一の表示部の一部である第１領域及び前記一の表示部と隣接かつ観察者側に配置された他の表示部の一部である第２領域が、観察者からみて重なるように表示されている表示装置の表示方法において、複数の表示部にそれぞれ画像を表示させる制御工程を含み、その制御工程は、第１領域に表示される部分画像に基づく画像を第２領域に表示させている。このようにすることにより、少なくとも表示部の一部が重なるように表示されるので、漏れ光等を極力少なくすることができる。また、一の表示部と他の表示部とが重なる部分においては、第１領域に表示される部分画像に基づく画像（例えば同じ内容）を手前側である他の表示部にも表示しているので、重なる部分について画像が欠けることを防止できる。

【0019】

また、上述した表示方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする表示プログラムとしてもよい。このようにすることにより、コンピュータを用いて、一の表示部と他の表示部とが重なる部分においては、第１領域に表示される部分画像に基づく画像（例えば同じ内容）を手前側である他の表示部にも表示しているので、重なる部分について画像が欠けることを防止できる。

【0020】

また、上述した表示プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納してもよい。このようにすることにより、当該プログラムを機器に組み込む以外に単体でも流通させることができ、バージョンアップ等も容易に行える。

【実施例1】

【0021】

本発明の第１の実施例にかかる表示装置１を図１乃至図５を参照して説明する。表示装置１は、図１等に示したように、プロジェクタ３からの投影光を表示する装置であり、映像制御装置６と、スクリーン１３と、を備えている。

【0022】

プロジェクタ３は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）やレーザ等を光源として表示させたい映像をミラー４を介して表示装置１のスクリーン１３に投射する。

【0023】

制御部としての映像制御装置６は、外部から入力された映像（画像）又は内部に記憶されている映像等を後述する加工処理を施してプロジェクタ３に出力する。

【0024】

表示部としてのスクリーン１３は、４つのスクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄからなる。スクリーン１３ａは、例えばマイクロレンズアレイや光散乱シート等の透明スクリーンで構成され、長方形状に形成されている。なお、本実施例では、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは短冊状であるが、正方形等他の矩形状であってもよい。また、プロジェクタ３を必要としない自発光ディスプレイ（ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等）であってもよい。

【0025】

次に、上述した構成の表示装置１を使用した映像表示について図２乃至図５を参照して説明する。図２は、スクリーン１３に投影された映像の表示の説明図である。図２においては、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのみを示して簡略化する。図２に示したように、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄには投影部としてのプロジェクタ３から映像が投影される。このとき、表示装置１は、投影光がスクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの間から漏れないように投影光の光線が必ず１つ以上のスクリーンにかかる（重なる）ように配置されている。

【0026】

図３にスクリーン１３に投影された投影光の観察者からの見え方を示す。図３（ａ）は投影光の投影される側から見たスクリーンの表示状態を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）の観察者からの見え方を示す。図３においては、映像制御装置６から出力された映像がプロジェクタ３から投影光としてスクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに投影される。

【0027】

図３（ａ）のように、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに投影光が投影されると、図２に示した観察者からは図３（ｂ）のように見え、奥行きを感じるような表示（奥行き表示）となる。

【0028】

次に、各スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに表示する映像について説明する。上述したように、各スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、プロジェクタ等からの投影光が漏れないように配置されるので、観察者からは各スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの短手方向の端部が重なっている。そのため、各スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに表示する映像を単純にスクリーン数で分割した場合は、スクリーンの境界で映像が欠けて見えてしまう。そこで、本実施例では、映像制御装置６で元の映像を加工して表示する。加工の方法について図４及び図５を参照して説明する。

【0029】

図４の元映像は加工前の映像である。この元映像に対して全映像期間のうち終端が削除され加工映像のようになる。加工映像のうち、各スクリーンに表示される映像期間は占有期間となり、元映像から削除された部分に対応する期間は重畳期間となる。

【0030】

重畳期間は、投影映像（プロジェクタ等へ出力する映像）において、各スクリーンに表示する映像期間である占有期間の間に挿入される期間である。重畳期間のうち、投影光の光線が観察者から見て奥側のスクリーンにかかり観察者から視認できない期間は切替期間として、映像をＯＦＦとする或いは黒画像を挿入する等の加工がされる。そして、重畳期間から切替期間を引いた残りの期間が視線ずれに対する調整期間となる。

【0031】

この調整期間においては、当該調整期間後の占有期間の先頭部分と同じ映像が表示されるようにする。例えば、図４の映像の一番上部分を表示するスクリーンは、占有期間ａと調整期間ａ−ｂに対応する映像が投影される。即ち、図４の例では、調整期間にかかる画像が表示されるスクリーン１３ａの領域が一の表示部の一部である第１領域となり、当該調整期間にかかる画像と同じ画像が表示されるスクリーン１３ｂの領域が他の表示部の一部である第２領域となる。したがって、これらの領域に表示される映像が、第１領域及び前記第２領域に表示される部分画像となる。つまり、この調整期間にかかる部分を表示しているスクリーン１３ａの下端部が第１領域、スクリーン１３ｂの上端部でこの調整期間に表示される部分と同じ表示内容を表示している部分が第２領域となる。このようにすることにより、図５に示したように、観察者から見える映像には欠けが無くなり、切れ目無く表示できる。

【0032】

なお、上述した説明では、部分画像は第１領域と第２領域とで同じ内容としていたが、厳密に同一ではなく、輝度や解像度が異なってもよいし、どちらかの画像に補正を加えた画像であってもよい。つまり、切れ目のないと映像と観察者が視認できる範囲で両者に差異があってもよい。即ち、第１領域に表示される部分画像に基づく画像を第２領域に表示させればよい。

【0033】

本実施例によれば、観察者からの距離がそれぞれ異なる位置に表示されるスクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄと、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄにそれぞれ画像を表示させる映像制御装置６と、を備えている。そして、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのうちのスクリーン１３ａの下端部及びスクリーン１３ｂの上端部が、観察者からみて重なるように表示され、映像制御装置６は、スクリーン１３ａの上端部及びスクリーン１３ｂの下端部に、同じ部分画像を表示させる。このようにすることにより、例えばスクリーン１３ａ、１３ｂのそれぞれの端部が重なるように配置されるので、漏れ光等を極力少なくすることができる。また、スクリーン１３ａとスクリーン１３ｂとが重なる部分においては、同じ内容を手前側であるスクリーン１３ｂにも表示しているので、重なる部分について画像が欠けることを防止できる。

【実施例2】

【0034】

次に、本発明の第２の実施例にかかる表示装置を図６を参照して説明する。なお、前述した第１の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

【0035】

本実施例は、上述した表示装置１をヘッドアップディスプレイに応用した例である。ヘッドアップディスプレイ１００は図６に示すように、表示装置１と、フィールドレンズ２と、プロジェクタ３と、ミラー４と、コンバイナ７と、を備え、自動車等の車両に搭載される。

【0036】

フィールドレンズ２は、表示装置１からの出射光をコンバイナ７の方向へ集光する。

【0037】

ミラー４は、プロジェクタ３から投影された投影光を表示装置１に向けて反射する。

【0038】

本実施例にかかる映像制御装置６は、虚像として表示する映像を生成或いは外部から取得して、図７等で説明した加工を施してプロジェクタ３に出力する。

【0039】

コンバイナ７は、例えば自動車のフロントガラス（ウインドシールドともいう）に設けられ、フィールドレンズ２からの出射光（映像光）を観察者に向けて反射する。

【0040】

上述したヘッドアップディスプレイ１００は、映像制御装置６から出力された映像がプロジェクタ３から映像光として投射され、ミラー４で反射されて表示装置１のスクリーン１３に投影される。スクリーン１３に投影された映像は、フィールドレンズ２を介してコンバイナ７で観察者に向けて反射されることで、観察者からはコンバイナ７（フロントガラス）を挟んだ先に虚像Ｖとして視認される。

【0041】

この虚像Ｖにおいても、複数の虚像は、観察者から異なる位置に表示され、当該虚像における第１領域に相当する領域と第２領域に相当する領域が観察者からみて重なるように表示される。

【0042】

本実施例によれば、表示装置１をヘッドアップディスプレイ１００に用いているので、ヘッドアップディスプレイ１００において観察者が視認する虚像Ｖについて、切れ目のない表示をすることができる。

【実施例3】

【0043】

次に、本発明の第３の実施例にかかる表示装置を図７乃至図１０を参照して説明する。なお、前述した第１、第２の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

【0044】

本実施例は、基本的な構成は、第１の実施例に示した表示装置１と同じであるが、スクリーン１３（１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉ）の大きさや素子が異なる。

【0045】

本実施例にかかる表示装置１Ａの概略構成を図７に示す。表示装置１は、第１の実施例と同様に、プロジェクタ３からの投影光を表示する装置であり、映像制御装置６と、スクリーン駆動装置８と、スクリーン１３と、を備えている。

【0046】

本実施例のスクリーン１３は、高さ方向が同じかつ第１の実施例のスクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの高さ方向の長さを合わせた長さと略同じ長さとなっている。つまり、スクリーン１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉは、略全面が互いに重なるように配置されている。

【0047】

また、本実施例におけるスクリーン１３は、電圧の印加により光学状態が変化するスクリーンが使用されている。スクリーン１３の光学状態は、散乱状態が映像状態であり、それよりも入射光の散乱が小さく且つ平行光線透過率が高い透明な透過状態が非映像状態である。即ち、光に対し透過状態と散乱状態とを切り替え可能となっている。

【0048】

スクリーン１３は、例えば、液晶材料を用い、散乱状態と入射光の散乱が小さい透明な透過状態を変化させる調光スクリーンなどでよい。調光スクリーンには、例えば、高分子分散液晶などの液晶素子を用いたものなどがある。

【0049】

図８に、光学状態を制御可能なスクリーン１３の模式的な断面図を示す。図８に示したスクリーン１３は、一対の透明なガラス板２１、２２の間に液晶を含む複合材料等を挟み込んだ光学層２５を有する。一方のガラス板２１の光学層２５側には、コモン電極２３が形成される。他方のガラス板２２の光学層２５側には、スキャン電極２４が形成される。なお、電極２３、２４と光学層２５との間に、絶縁体からなる中間層を形成してもよい。

【0050】

また、コモン電極２３およびスキャン電極２４は、たとえばＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）により、透明電極として形成される。光学層２５は、コモン電極２３とスキャン電極２４との間に配置される。

【0051】

スクリーン１３は、第１電極としてのスキャン電極２４と第２電極としてのコモン電極２３との間に電位差を生じるように電圧が印加される。光学層２５内の光学状態は、コモン電極２３とスキャン電極２４の印加電圧により変化する。

【0052】

スクリーン１３は、電位差を生じるように電圧が印加された際の状態によりリバースモードとノーマルモードに分類される。リバースモードで動作するスクリーン１３は、電圧を印加していない通常状態において、スクリーン１３が透明な透過状態となる。電圧を印加すると、印加電圧に応じた平行光線の散乱率の散乱状態となる。ノーマルモードで動作するスクリーンでは、電圧を印加していない通常状態において、スクリーン１が散乱状態となる。電圧を印加すると、印加電圧に応じた平行光線透過率の透明な透過状態となる。そして、スクリーン１３の光学状態は、所定の散乱状態が映像状態に対応し、それよりも平行光線透過率が高い透明な透過状態が非映像状態に対応する。なお、以下の説明では、リバースモードで説明するがノーマルモードでも適用できる。

【0053】

映像制御装置６は、第１の実施例と同様に外部から入力された映像又は内部に記憶されている映像等を上述した加工処理を施してプロジェクタ３に出力する。

【0054】

スクリーン駆動装置８は、後述する駆動を行うために、スクリーン１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉの透過状態／散乱状態の制御やプロジェクタ３の投影タイミングの制御等を行う。

【0055】

次に、上述したスクリーン１３の動作を図１０のタイミングチャートを参照して説明する。図１０は図９に示したように、観察者側からスクリーン１３ｉ、１３ｈ、１３ｇ、１３ｆの順に配置されている。図１０の表示映像は、図３と同じものである。また、スクリーン１３ｆの領域１３ｆ１には図３のスクリーン１３ａに対応する画像が表示され、スクリーン１３ｇの領域１３ｇ１には図３のスクリーン１３ｂに対応する画像が表示される。スクリーン１３ｈの領域１３ｈ１には図３のスクリーン１３ｃに対応する画像が表示され、スクリーン１３ｉの領域１３ｉ１には図３のスクリーン１３ｄに対応する画像が表示される。即ち、スクリーン１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉは、前記した領域のみを散乱状態とすることが可能となるように電極が形成されている。

【0056】

図１０の表示期間は、ｆがスクリーン１３ｆの表示期間、ｇがスクリーン１３ｇの表示期間、ｈがスクリーン１３ｈの表示期間、ｉがスクリーン１３ｉの表示期間をそれぞれ示す。表示期間のうち、占有期間ｆｓ、ｇｓ、ｈｓ、ｉｓと、重畳期間ｆｃ、ｇｃ、ｈｃと、切替期間ｆｋ、ｇｋ、ｈｋとは、第１の実施例で説明した占有期間、重畳期間、切替期間に相当する。

【0057】

映像信号は、表示映像を表示期間ごとに分解したものである。制御信号ｆは、スクリーン駆動装置８が出力するスクリーン１３ｆに対する透過状態と散乱状態との切替信号（Ｈｉが散乱状態にする）である。同様に、制御信号ｇは、スクリーン駆動装置８が出力するスクリーン１３ｇに対する透過状態と散乱状態との切替信号、制御信号ｈは、スクリーン駆動装置８が出力するスクリーン１３ｈに対する透過状態と散乱状態との切替信号、制御信号ｉは、スクリーン駆動装置８が出力するスクリーン１３ｉに対する透過状態と散乱状態との切替信号である。

【0058】

光学特性ｆは、スクリーン１３ｆの光学特性（Ｈｉが散乱状態）である。同様に、光学特性ｇは、スクリーン１３ｇの光学特性、光学特性ｈは、スクリーン１３ｈの光学特性、光学特性ｉは、スクリーン１３ｉの光学特性である。

【0059】

図１０に示したように、本実施例では、スクリーン１３が切り替わる過渡期間（光学特性の立上りと立下りの期間）が切替期間となるように、スクリーン駆動装置８は、制御信号ｆ、ｇ、ｈ、ｉを生成する。例えば、光学特性ｆの立下り期間と光学特性ｇの立上り期間とは、切替期間ｆｋの期間となるように制御信号ｆの立下りタイミングと制御信号ｇの立上りタイミングがスクリーン駆動装置８により制御されている。即ち、スクリーン駆動装置８（制御部）が、例えばスクリーン１３ｆ（一の表示部）の散乱状態から透過状態への切り替え期間及びスクリーン１３ｇ（他の表示部）の透過状態から散乱状態への切り替え期間が、部分画像のうち観察者から画像が視認されない部分にかかる画像の表示期間（切替期間ｆｋ）となるように制御している。

【0060】

本実施例によれば、例えば重畳期間ｆｊに表示される部分画像のうち観察者から画像が視認されない部分にかかる画像の表示期間である切替期間ｆｋを透過状態から散乱状態への切り替え期間としている。このようにすることにより、スクリーンが重なっており、観察者から視認できない部分で他のスクリーンへの表示の切り替えをすることができる。そのため、切り替え時に漏れ光等を抑えることができる。

【0061】

また、透過状態と散乱状態とに切り替え可能なスクリーン１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉにおいて、散乱状態の期間を順次スクリーン間で遷移させることにより、奥行き表示を行っている。このようにすることにより、散乱状態とする領域を電極を分割することで任意の領域にすることができる。

【0062】

なお、上述した散乱状態から透過状態への切替期間や透過状態から散乱状態への切替期間は、上述した切替期間ｆｋ等とすることが好ましいが、重畳期間であればよい。重畳期間であれば、同じ映像（部分画像）が表示される期間を必ず含むので、切り替え時における表示への影響を抑えることができる。

【0063】

また、上述した説明では、スクリーン１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉの順に散乱状態が遷移していたが、逆にスクリーン１３ｉ、１３ｈ、１３ｇ、１３ｆの順に遷移させてもよい。この場合も上記と同様にすることにより、切り替え時における表示への影響を抑えることができる。即ち、一の表示部の散乱状態と透過状態との切り替え期間及び他の表示部の透過状態と散乱状態との切り替え期間が、部分画像を表示している期間となるように制御すればよい。

【実施例4】

【0064】

次に、本発明の第４の実施例にかかる表示装置を図１１乃至図２０を参照して説明する。なお、前述した第１乃至第３の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

【0065】

本実施例は、第３の実施例で説明した構成を含む表示装置１Ａの応用例を示すものである。

【0066】

図１１は、図６に示したヘッドアップディスプレイ１００に、表示装置１Ａとともに視線検出器１１も備えたヘッドアップディスプレイ１００Ａである。視線検出部としての視線検出器１１は、例えば、カメラで構成され、観察者の目の目頭と虹彩などの位置関係から観察者の視線を周知の方法で検出する。なお、視線検出の方法は、前記した方法に限らず、他の方法であってもよい。

【0067】

映像制御装置６は、視線検出器１１による視線検出の結果に基づいて、プロジェクタ３に出力する映像における重畳期間を調整する。調整方法について図１２乃至図１４を参照して説明する。図１２は、図１２（ａ）に示したようにスクリーン１３が配置されているときに正面（θ＝０°）から観察した場合である。この場合、図１２（ｂ）に示すような重畳期間Ｔｃ１−１、Ｔｃ１−２が設定される。そして、このような画像は観察者からは図１２（ｃ）のように見える。

【0068】

次に、図１３は、図１２（ａ）と同じスクリーン１３の配置で下（θ＝−２０°）から観察した場合である。この場合、図１３（ｂ）に示すような重畳期間Ｔｃ２−１、Ｔｃ２−２が設定される。このＴｃ２−１、Ｔｃ２−２は、Ｔｃ１−１、Ｔｃ１−２よりも長い期間である。これは、図１３（ａ）のように、下から観察する場合は、スクリーン１３が重なって見える領域が大きくなるためである。そして、このような画像は観察者からは図１３（ｃ）のように見える。つまり、下から観察していると検出された場合は第１領域（重畳領域）を正面から観察した場合よりも大きくする。第１領域が大きくなるので、同じ部分像を表示する第２領域も大きくなる。

【0069】

次に、図１４は、図１２（ａ）と同じスクリーン１３の配置で上（θ＝２０°）から観察した場合である。この場合、図１４（ｂ）に示すような重畳期間Ｔｃ３−１、Ｔｃ３−２が設定される。このＴｃ３−１、Ｔｃ３−２は、Ｔｃ１−１、Ｔｃ１−２よりも短い期間である。これは、図１４（ａ）のように、上から観察する場合は、スクリーン１３が重なって見える領域が小さくなるためである。そして、このような画像は観察者からは図１４（ｃ）のように見える。つまり、上から観察していると検出された場合は第１領域（重畳領域）を正面から観察した場合よりも小さくする。第１領域が小さくなるので、同じ部分像を表示する第２領域も小さくなる。

【0070】

図１１の構成の場合は、例えば正面に相当する基準位置を予め定め、その位置に対して下から観察しているか、上から観察しているかを視線検出器１１の検出結果に基づいて判定し、その検出結果（角度）に応じて映像制御装置６が重畳期間を調整している。

【0071】

図１１乃至図１４によれば、観察者の視線を検出する視線検出器１１を更に備え、映像制御装置６は、第１領域及び第２領域の範囲を視線検出器１１の検出結果に基づいて変化させている。このようにすることにより、観察者の位置に応じて第１領域及び第２領域の範囲を調整して切れ目のない表示をすることができる。

【0072】

なお、図１１乃至図１４の方法は、第１、第２の実施例で説明した形態においても適用することができる。

【0073】

図１５は、図６に示したヘッドアップディスプレイ１００に、表示装置１Ａとともに温度センサ１２も備えたヘッドアップディスプレイ１００Ｂである。温度検出部としての温度センサ１２は、スクリーン１３の近傍に配置され、スクリーン１３近傍の温度を検出する。なお、温度センサ１２はサーミスタ等周知のセンサ素子を用いればよい。

【0074】

図１５の構成では、温度センサ１２の検出結果に基づいてスクリーン１３の切替期間を変化させている。タイミングチャートを図１６に示す。図１６は、各波形の項目は図１０と同様である。図８に示したスクリーン１３は、温度によって、散乱状態と透過状態とに切り替わる時間が変化する。そこで、図１６において、温度センサ１２によって検出されたスクリーン１３の周囲温度に基づいて、光学特性の過渡応答期間（過渡期間）が遅くなった場合は、切替期間ｆｋ、ｇｋ、ｈｋを長くする。したがって、図１６の光学特性ｆ、ｇ、ｈ、ｉのように、温度の影響により立下りが緩やかになってしまった場合でも、その期間を切替期間として映像表示への影響を少なくしている。

【0075】

図１５及び図１６によれば、スクリーン１３の周囲の温度を検出する温度センサ１２を更に備え、映像制御装置６は、第１領域及び第２領域の範囲を温度センサ１２の検出結果に基づいて変化させている。このようにすることにより、温度により散乱状態等への切り替え期間が変化することに対応することができる。したがって、スクリーン１３の周囲の温度が変化しても映像の欠けや漏れ光等を抑えることができる。

【0076】

図１７は、図６に示したヘッドアップディスプレイ１００に、表示装置１Ａとともに近接センサ１５も備えたヘッドアップディスプレイ１００Ｃである。近接センサ１５は、例えばヘッドアップディスプレイ１００Ｃが設置される車両の前端部や後端部等に配置され、例えば超音波や赤外線により歩行者等の検出をすることができる周知の方式のセンサであればよい。

【0077】

図１７の構成では、近接センサ１５の検出結果に基づいてスクリーン１３の表示を変化させている。タイミングチャートを図１８に示す。図１８は、各波形の項目は図１０と同様である。図１８において、近接センサ１５が歩行者等を検出すると、スクリーン１３ｈの表示を停止し、スクリーン１３ｉにスクリーン１３ｈの表示領域も合わせた大きさの平面画像（「歩行者注意」）を表示する。スクリーン１３ｆ、１３ｇは、図１０等と同様に奥行き表示を行う。即ち、スクリーン（表示部）を３以上備え、表示制御装置６及びスクリーン駆動装置８は、スクリーン１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉ（複数の表示部）のうちスクリーン１３ｆ、１３ｇ（少なくとも隣接する２つの表示部）には、第１領域及び第２領域に、同じ部分画像を表示させ、スクリーン１３ｉ（残りの表示部）の第１領域及び第２領域には、同じ部分画像が表示されないように制御している。

【0078】

図１７及び図１８によれば、スクリーン１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉのうち、スクリーン１３ｆの第１領域とスクリーン１３ｇの第２領域に同じ部分画像を表示するようにし、スクリーン１３ｉにはスクリーン１３ｆ、１３ｇとは異なる平面画像を表示するようにしている。即ち、スクリーン１３ｇの第２領域には、スクリーン１３ｆの第１領域に表示される部分画像に基づく画像を表示させ、残りのスクリーンには、奥側に隣接するスクリーンの第１領域に表示される部分画像に基づく画像が表示されないので、奥行き表示と平面表示が混在するような表示をすることができる。

【0079】

図１９は、表示装置１Ａをアミューズメント機器に利用した例である。アミューズメント機器２００は、筐体３０内に、表示装置１Ａと、プロジェクタ３と、ミラー４と、ハーフミラー３１と、ディスプレイ３２と、が収容されている。そして、筐体３０には、ハンドル３３が取り付けられ、自動車の模型Ｃを運転するドライブゲームとなっている。

【0080】

プロジェクタ３は、他の実施例と同様に、映像制御装置６から出力された画像情報を投影光としてミラー４へ出射する。ミラー４は、プロジェクタ３から投影された投影光を表示装置１に向けて反射する。

【0081】

ハーフミラー３１は、ディスプレイ３２からの光は透過するとともに、スクリーン１３からの光は観察者に向けて反射する。ディスプレイ３２は、液晶ディスプレイやＥＬディスプレイ等の表示装置で構成されている。

【0082】

なお、図１１に示した構成、図１５に示した構成、図１７に示した構成は、互いに組み合わせてもよい。

【0083】

上述した構成のアミューズメント機器２００は、図２０に示すように、背景がディスプレイ２２に表示されるとともに、自動車の模型Ｃが走行する道路部分が表示装置１によって奥行きを持った表示となる。

【0084】

なお、スクリーンの形状としては、矩形に限らず、図２１や図２２に示したようなフリーフォーム形状であってもよい。図２１に示したスクリーン１３ｊ、１３ｋ、１３ｌは、図示したように矩形以外の形状となっている。そして、図２１に示したスクリーンは、図２２に示すように、車両のヘッドアップディスプレイ等に利用した場合は、右側にはメータ等、左側には、案内情報や注意喚起等の各種情報を表示することができる。

【0085】

また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の表示装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

【符号の説明】

【0086】

１、１Ａ 表示装置
６ 映像制御装置（制御部）
８ スクリーン駆動装置（制御部）
１１ 視線検出器（視線検出部）
１２ 温度センサ（温度検出部）
１５ 近接センサ
１３ａ スクリーン（表示部）
１３ｂ スクリーン（表示部）
１３ｃ スクリーン（表示部）
１３ｄ スクリーン（表示部）
１３ｅ スクリーン（表示部）
１３ｆ スクリーン（表示部）
１３ｇ スクリーン（表示部）
１３ｈ スクリーン（表示部）
１３ｉ スクリーン（表示部）
１３ｊ スクリーン（表示部）
１３ｋ スクリーン（表示部）
１３ｌ スクリーン（表示部）

【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】