特開 2024-151530 表示システム、表示装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024151530

(43)【公開日】2024-10-25

(54)【発明の名称】表示システム、表示装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   G09G 5/00 20060101AFI20241018BHJP

   G02F 1/133 20060101ALI20241018BHJP

   G02F 1/1334 20060101ALI20241018BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20241018BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20241018BHJP

【ＦＩ】

G09G5/00 550C

G02F1/133 550

G02F1/1334

G02F1/13 505

G02F1/13357

G09G5/00 530H

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023064946

(22)【出願日】2023-04-12

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】多胡 恵二

(72)【発明者】

【氏名】雜古 宗徹

(72)【発明者】

【氏名】中村 天風

(72)【発明者】

【氏名】上原 利範

【テーマコード（参考）】

2H088

2H189

2H193

2H391

5C182

【Ｆターム（参考）】

2H088EA22

2H088GA10

2H088HA28

2H088HA30

2H088MA20

2H189AA04

2H189HA16

2H189JA04

2H189LA20

2H189LA22

2H189MA15

2H189NA09

2H193ZA04

2H193ZG01

2H193ZH02

2H193ZH39

2H193ZH52

2H193ZQ13

2H193ZR20

2H391AA23

2H391AA25

2H391FA01

2H391FA02

5C182AA03

5C182AA22

5C182AB11

5C182AB12

5C182AB13

5C182AB15

5C182BA14

5C182BA29

5C182BA54

5C182BA56

5C182CB11

5C182DA44

(57)【要約】

【課題】表示装置の新たな用途を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、一対の透明基板と、当該一対の透明基板の間に保持された高分子分散型液晶層とを有する表示装置と、表示装置における画像の表示を制御する制御装置とを具備する表示システムが提供される。表示装置は、一対の透明基板の一方側から見た際に他方側の背景が透けて見え、一対の透明基板の他方側から見た際に一方側の背景が透けて見える。制御装置は、撮像装置が人物を撮像することによって取得された当該人物を含む第１画像に基づいて当該人物の表示装置に対する位置を検知し、検知された位置に基づいて対象物を含む第２画像を表示装置に表示する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の透明基板と、当該一対の透明基板の間に保持された高分子分散型液晶層とを有する表示装置と、
前記表示装置における画像の表示を制御する制御装置と
を具備し、
前記表示装置は、前記一対の透明基板の一方側から見た際に他方側の背景が透けて見え、前記一対の透明基板の前記他方側から見た際に前記一方側の背景が透けて見え、
前記制御装置は、撮像装置が人物を撮像することによって取得された当該人物を含む第１画像に基づいて当該人物の前記表示装置に対する位置を検知し、前記検知された位置に基づいて対象物を含む第２画像を前記表示装置に表示する
表示システム。

【請求項2】

前記人物の前記表示装置に対する位置は、当該表示装置に対して当該人物が位置する角度を含み、
前記制御装置は、前記表示装置に対して前記人物が位置する角度に応じた向きの対象物を含む第２画像を前記表示装置に表示する
請求項１記載の表示システム。

【請求項3】

前記制御装置は、前記対象物の３次元画像データを記憶する記憶装置を含み、
前記第２画像は、前記表示装置に対して前記人物が位置する角度及び前記記憶装置に記憶されている３次元画像データに基づいて生成される
請求項２記載の表示システム。

【請求項4】

前記制御装置は、前記検知された位置から前記対象物が視認された状態を表現する第２画像を前記表示装置に表示する請求項３記載の表示システム。

【請求項5】

前記制御装置は、前記検知された位置の方向を対象物が向いた状態を表現する第２画像を前記表示装置に表示する請求項３記載の表示システム。

【請求項6】

前記撮像装置は、前記表示装置の前方または後方に存在する人物を撮像することによって当該人物を含む第１画像を取得し、
前記制御装置は、前記第１画像が前記表示装置の前方に存在する人物を含む場合には前記対象物の第１面を含む第２画像を表示し、前記第１画像が前記表示装置の後方に存在する人物を含む場合には前記対象物の前記第１面とは反対側の第２面を含む第２画像を表示する
請求項１記載の表示システム。

【請求項7】

前記制御装置は、前記第１画像に複数の人物が含まれる場合、当該複数の人物のうち前記表示装置からの距離が最も近い人物の前記表示装置に対する位置を検知する請求項１記載の表示システム。

【請求項8】

一対の透明基板と、当該一対の透明基板の間に保持された高分子分散型液晶層とを有し、前記一対の透明基板の一方側から見た際に他方側の背景が透けて見え、前記一対の透明基板の前記他方側から見た際に前記一方側の背景が透けて見える表示装置において、
前記表示装置における画像の表示を制御する制御部を具備し、
前記制御部は、撮像装置が人物を撮像することによって取得された当該人物を含む第１画像に基づいて当該人物の前記表示装置に対する位置を検知し、前記検知された位置に基づいて対象物を含む第２画像を表示する
表示装置。

【請求項9】

一対の透明基板と、当該一対の透明基板の間に保持された高分子分散型液晶層とを有し、前記一対の透明基板の一方側から見た際に他方側の背景が透けて見え、前記一対の透明基板の前記他方側から見た際に前記一方側の背景が透けて見える表示装置と、前記表示装置における画像の表示を制御する制御装置とを備える表示システムが実行する方法であって、
撮像装置が人物を撮像することによって取得された当該人物を含む第１画像に基づいて当該人物の前記表示装置に対する位置を検知し、
前記検知された位置に基づいて対象物を含む第２画像を前記表示装置に表示する
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、表示システム、表示装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年では、一対の透明基板の間に保持された高分子分散型液晶を有する表示装置（透明ディスプレイ）が知られている。

【0003】

このような表示装置は透明度が高いという特性を有するため、当該特性を利用した当該表示装置の新たな用途が模索されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０２２／１５３６６５号

【特許文献2】特開２０２２－１８６２５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、表示装置の新たな用途を提供することが可能な表示システム、表示装置及び方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態によれば、一対の透明基板と、当該一対の透明基板の間に保持された高分子分散型液晶層とを有する表示装置と、前記表示装置における画像の表示を制御する制御装置とを具備する表示システムが提供される。前記表示装置は、前記一対の透明基板の一方側から見た際に他方側の背景が透けて見え、前記一対の透明基板の前記他方側から見た際に前記一方側の背景が透けて見える。前記制御装置は、撮像装置が人物を撮像することによって取得された当該人物を含む第１画像に基づいて当該人物の前記表示装置に対する位置を検知し、前記検知された位置に基づいて対象物を含む第２画像を前記表示装置に表示する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態に係る表示システムの構成の一例を示す図。

【図2】表示装置の一例を示す平面図。

【図3】発光モジュールの近傍の領域を示す平面図。

【図4】表示装置の断面図。

【図5】表示システムの概要について説明するための図。

【図6】対象者が表示装置を上方向から見た場合の表示画像の一例について説明するための図。

【図7】対象者が表示装置を下方向から見た場合の表示画像の一例について説明するための図。

【図8】制御装置の構成を示すブロック図。

【図9】表示システムの処理手順の一例を示すフローチャート。

【図10】表示装置の周辺に複数の人物が存在する場合について説明するための図。

【図11】表示装置に対して対象者が位置する角度について説明するための図。

【図12】表示装置に対して対象者が位置する角度について説明するための図。

【図13】表示画像の他の例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有される。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ及び形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一または類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

【0009】

図１は、本実施形態に係る表示システムの構成の一例を示す。図１に示すように、表示システム１は、表示装置１０、カメラ（撮像装置）２０及び制御装置３０を備える。

【0010】

表示装置１０は、後述するように一対の透明基板と、当該一対の透明基板の間に保持された高分子分散型液晶層を有する透明ディスプレイである。このような表示装置１０（透明ディスプレイ）は、一対の透明基板の一方側から見た際に他方側の背景が透けて見えるとともに、当該一対の透明基板の他方側から見た際に一方側の背景が透けて見えるように構成されている。また、表示装置１０は、入射光を散乱する散乱状態と入射光を透過する透明状態を表示領域において部分的に切り替え可能に構成されている。

【0011】

カメラ２０は、例えば表示装置１０に取り付けられており、当該表示装置１０の近傍に存在する人物を撮像することによって当該人物を含む画像を取得する。

【0012】

制御装置３０は、表示装置１０における画像の表示を制御する。具体的には、制御装置３０は、カメラ２０によって取得された画像に基づいて当該画像に含まれる人物の位置を検知し、当該検知された人物の位置に基づいて対象物を含む画像を表示装置１０に表示する。

【0013】

以下、本実施形態に係る表示システム１に備えられる表示装置１０（透明ディスプレイ）について説明する。

【0014】

図２は、表示装置１０の一例を示す平面図である。一例では、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ及び第３方向Ｚは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で交差していてもよい。第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは、表示装置１０を構成する基板の主面と平行な方向に相当し、第３方向Ｚは、表示装置１０の厚さ方向に相当する。本実施形態においては、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙで規定されるＸ－Ｙ平面を見ることを平面視という。

【0015】

表示装置１０は、表示パネルＰＮＬと、配線基板１０１と、ＩＣチップ１０２と、発光モジュール１０３とを備えている。

【0016】

表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、液晶層ＬＣと、シールＳＥとを備えている。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、Ｘ－Ｙ平面に沿った平板状に形成されている。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、平面視において重畳している。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２が重畳する領域は、画像を表示する表示領域ＤＡを含む。

【0017】

第１基板ＳＵＢ１は第１透明基板１１を備え、第２基板ＳＵＢ２は第２透明基板１２を備えている。第１透明基板１１は、第１方向Ｘに沿った側面１１ａ及び１１ｂと、第２方向Ｙに沿った側面１１ｃ及び１１ｄとを有している。第２透明基板１２は、第１方向Ｘに沿った側面１２ａ及び１２ｂと、第２方向Ｙに沿った側面１２ｃ及び１２ｄとを有している。

【0018】

図２に示す例では、平面視において、側面１１ｂ及び１２ｂが重畳し、側面１１ｃ及び１２ｃが重畳し、側面１１ｄ及び１２ｄが重畳しているが、当該側面は必ずしも重畳していなくてもよい。側面１２ａは、側面１１ａに重畳せず、側面１１ａと表示領域ＤＡとの間に位置している。第１基板ＳＵＢ１は、側面１１ａと側面１２ａとの間に延出部Ｅｘを有している。つまり、延出部Ｅｘは、第１基板ＳＵＢ１のうち、第２基板ＳＵＢ２と重畳する部分から第２方向Ｙに延出した部分に相当し、第２基板ＳＵＢ２には重畳していない。

【0019】

また、図２に示す例では、表示パネルＰＮＬは、第１方向Ｘに延びた長方形状に形成されている。つまり、側面１１ａ及び１１ｂ、及び、側面１２ａ及び１２ｂは、表示パネルＰＮＬの長辺に沿った側面である。また、側面１１ｃ及び１１ｄ、及び、側面１２ｃ及び１２ｄは、表示パネルＰＮＬの短辺に沿った側面である。なお、表示パネルＰＮＬは、第２方向Ｙに延びた長方形状に形成されてもよいし、正方形状に形成されてもよいし、他の多角形状、円形状または楕円形状等の形状に形成されてもよい。

【0020】

配線基板１０１及びＩＣチップ１０２は、延出部Ｅｘに実装されている。配線基板１０１は、例えば折り曲げ可能なフレキシブルプリント回路基板である。ＩＣチップ１０２は、例えば画像表示に必要な信号を出力するディスプレイドライバ等を内蔵している。なお、ＩＣチップ１０２は、配線基板１０１に実装されてもよい。図２に示す例では、表示パネルＰＮＬに対して、第１方向Ｘに並んだ複数の配線基板１０１が実装されているが、第１方向Ｘに延びた単一の配線基板１０１が実装されてもよい。また、表示パネルＰＮＬに対して、第１方向Ｘに並んだ複数のＩＣチップ１０２が実装されているが、第１方向Ｘに延びた単一のＩＣチップ１０２が実装されてもよい。

【0021】

発光モジュール１０３の詳細については後述するが、当該発光モジュール１０３は、平面視において、延出部Ｅｘに重畳し、第２透明基板１２の側面１２ａに沿って配置されている。

【0022】

シールＳＥは、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２を接着している。また、シールＳＥは、矩形枠状に形成され、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間において液晶層ＬＣを囲んでいる。

【0023】

液晶層ＬＣは、上記した高分子分散型液晶層であり、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間（つまり、一対の透明基板１１及び１２の間）に保持されている。このような液晶層ＬＣは、平面視において、シールＳＥで囲まれた領域（表示領域ＤＡを含む領域）に亘って配置されている。

【0024】

ここで、図２において拡大して模式的に示すように、液晶層ＬＣは、ポリマー１１１と、液晶分子１１２とを含む。一例では、ポリマー１１１は、液晶性ポリマーである。ポリマー１１１は、第１方向Ｘに沿って延出した筋状に形成され、第２方向Ｙに並んでいる。液晶分子１１２は、ポリマー１１１の隙間に分散され、その長軸が第１方向Ｘに沿うように配向される。ポリマー１１１及び液晶分子１１２の各々は、光学異方性または屈折率異方性を有している。ポリマー１１１の電界に対する応答性は、液晶分子１１２の電界に対する応答性より低い。

【0025】

一例では、ポリマー１１１の配向方向は、電界の有無にかかわらず、ほとんど変化しない。一方、液晶分子１１２の配向方向は、液晶層ＬＣにしきい値以上の高い電圧が印加された状態では、電界に応じて変化する。液晶層ＬＣに電圧が印加されていない状態（初期配向状態）では、ポリマー１１１及び液晶分子１１２のそれぞれの光軸は互いにほぼ平行であり、液晶層ＬＣに入射した光は、液晶層ＬＣをほとんど透過する（透明状態）。液晶層ＬＣに電圧が印加された状態では、液晶分子１１２の配向方向が変化し、ポリマー１１１及び液晶分子１１２のそれぞれの光軸は互いに交差する。このため、液晶層ＬＣに入射した光は、液晶層ＬＣ内で散乱される（散乱状態）。

【0026】

図３は、発光モジュール１０３の近傍の領域を示す平面図である。発光モジュール１０３は、複数の発光素子１０３ａと、導光体１０３ｂとを備える。複数の発光素子１０３ａは、第１方向Ｘに沿って並んでいる。導光体１０３ｂは、第１方向Ｘの延びた棒状に形成されている。導光体１０３ｂは、シールＳＥと発光素子１０３ａとの間に位置している。

【0027】

表示領域ＤＡは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配列された複数の画素ＰＸを備えている。これらの画素ＰＸは、図中に点線で示している。また、画素ＰＸの各々は、図中に実線の四角で示す画素電極ＰＥを備えている。

【0028】

図３において拡大して示すように、各画素ＰＸは、スイッチング素子ＳＷを備えている。スイッチング素子ＳＷは、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）によって構成され、走査線Ｇ及び信号線Ｓと電気的に接続されている。走査線Ｇは、第１方向Ｘに並んだ画素ＰＸの各々におけるスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。信号線Ｓは、第２方向Ｙに並んだ画素ＰＸの各々におけるスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。

【0029】

共通電極ＣＥ及び給電線ＣＬは、表示領域ＤＡ及びその周辺領域に亘って配置されている。共通電極ＣＥには、所定の電圧Ｖｃｏｍが印加される。給電線ＣＬには、例えば共通電極ＣＥと同電位の電圧が印加される。

【0030】

画素電極ＰＥの各々は、第３方向Ｚにおいて共通電極ＣＥと対向している。表示領域ＤＡにおいて、液晶層ＬＣ（特に、液晶分子１１２）は、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に生じる電界によって駆動される。容量ＣＳは、例えば給電線ＣＬと画素電極ＰＥとの間に形成される。

【0031】

なお、走査線Ｇ、信号線Ｓ、給電線ＣＬ、スイッチング素子ＳＷ及び画素電極ＰＥは第１基板ＳＵＢ１に設けられ、共通電極ＣＥは第２基板ＳＵＢ２に設けられる。

【0032】

図４は、表示装置１０の断面図である。なお、表示パネルＰＮＬについては、主要部のみを簡略化して図示している。

【0033】

表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１（第１透明基板１１）及び第２基板ＳＵＢ２（第２透明基板１２）の他に、更に第３透明基板１３を備えている。第３透明基板１３の内面１３Ａは、第３方向Ｚにおいて第２透明基板１２の外面１２Ｂと対向している。接着層ＡＤは、第２透明基板１２と第３透明基板１３とを接着している。第３透明基板１３は、例えばガラス基板であるが、プラスチック基板等の絶縁基板であってもよい。第３透明基板１３は、第１透明基板１１及び第２透明基板１２と同等の屈折率を有している。接着層ＡＤは、第２透明基板１２及び第３透明基板１３の各々と同等の屈折率を有している。

【0034】

第３透明基板１３の側面１３ａは、第２透明基板１２の側面１２ａの直上に位置している。発光モジュール１０３の発光素子１０３ａは、配線基板Ｆと電気的に接続され、第３方向Ｚにおいて、第１基板ＳＵＢ１と配線基板Ｆとの間に設けられている。導光体１０３ｂは、第２方向Ｙにおいて、発光素子１０３ａと側面１２ａとの間、及び、発光素子１０３ａと側面１３ａとの間に設けられている。導光体１０３ｂは、接着層ＡＤ１により配線基板Ｆに接着されるとともに、接着層ＡＤ２により第１基板ＳＵＢ１に接着されている。

【0035】

ここで、図４を参照しながら、発光素子１０３ａから出射された光Ｌ１について説明する。

【0036】

発光素子１０３ａは、導光体１０３ｂに向かって光Ｌ１を出射する。発光素子１０３ａから出射された光Ｌ１は、第２方向Ｙを示す矢印の向きに沿って伝播し、導光体１０３ｂを通り、側面１２ａから第２透明基板１２に入射するとともに、側面１３ａから第３透明基板１３に入射する。第２透明基板１２及び第３透明基板１３に入射した光Ｌ１は、繰り返し反射されながら、表示パネルＰＮＬの内部を伝播する。電圧が印加されていない液晶層ＬＣに入射した光Ｌ１は、ほとんど散乱されることなく液晶層ＬＣを透過する。また、電圧が印加された液晶層ＬＣに入射した光Ｌ１は、液晶層ＬＣで散乱される。

【0037】

なお、上記した表示装置１０においては、表示領域ＤＡにマトリクス状に配列された複数の画素のＰＸの各々が画素電極ＰＥを備えており、当該画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に生じる電界によって液晶層ＬＣが駆動される。このような表示装置１０によれば、複数の画素電極ＰＥの各々と電気的に接続されるスイッチング素子ＳＷを制御することによって、液晶層ＬＣを部分的に駆動することができる。換言すれば、表示装置１０においては、上記した液晶層ＬＣにおける散乱状態及び透明状態を表示領域ＤＡにおいて部分的に切り替えることにより、例えば表示領域ＤＡの一部の領域に画像を表示し、表示領域ＤＡの他の領域を透明状態（表示装置１０の背面が視認できる状態）とするようなことが可能となる。

【0038】

また、上記した表示装置１０（表示領域ＤＡ）に表示される画像は、第１透明基板１１の外面１１Ａ側（以下、表側と表記）から観察可能であるとともに、第３透明基板１３の外面１３Ｂ側（以下、裏側と表記）からも観察可能である。

【0039】

以下、本実施形態に係る表示システム１について説明する。本実施形態に係る表示システム１は、上記した表示装置１０（透明ディスプレイ）の新たな用途を提供するための構成を有する。

【0040】

まず、図５を参照して、本実施形態に係る表示システム１の概要について説明する。本実施形態においては、表示装置１０（透明ディスプレイ）に立体的な対象物の画像（２次元画像）を表示する際に、当該表示装置１０の近傍に存在する人物（以下、対象者と表記）の位置に応じて当該画像を変化させることで、当該表示装置１０における対象物の疑似的な３次元（３Ｄ）表示を実現する。

【0041】

なお、図５においては、立方体の形状を有する対象物Ｔを含む画像を表示する場合を想定している。また、対象者Ｐの位置に応じた画像の変化を容易に把握することができるように、図５においては、各画像中の対象物Ｔ（立方体）の同一の面には同一のハッチングが施されている。以下の図面についても同様である。

【0042】

図５に示すように、対象者Ｐが表示装置１０に対して正面に位置している場合には、当該正面から視認された対象物Ｔを含む画像が表示される。

【0043】

一方、例えば対象者Ｐが表示装置１０に対して正面から少し左側にずれた位置に移動した（つまり、対象者Ｐが表示装置１０を斜め方向から見る）場合には、当該位置から視認された対象物Ｔを含む画像（つまり、対象物Ｔを斜めから見たような画像）が表示される。

【0044】

更に、例えば対象者Ｐが表示装置１０に対して更に少し左側にずれた位置に移動した（つまり、対象者Ｐが表示装置１０を横方向から見る）場合には、当該位置から視認された対象物Ｔを含む画像（つまり、対象物Ｔを横から見たような画像）が表示される。

【0045】

なお、透明ディスプレイである表示装置１０（表示領域ＤＡ）の一部の領域に対象物Ｔが表示された場合には、当該対象物Ｔが表示された領域以外の領域においては表示装置１０の背面が視認されることになるため、対象者Ｐは、当該対象者Ｐの位置に応じて向き（角度）が変化し、かつ、浮かび上がっているような対象物Ｔを観察することができる。すなわち、本実施形態においては、表示装置１０を使用して例えば拡張現実（ＡＲ：Augmented Reality）のような視覚効果を実現することができる。

【0046】

また、本実施形態においては対象者Ｐの位置に基づいて向き（角度）が変化する対象物Ｔを含む画像を表示領域ＤＡの一部に表示する構成であるが、当該対象者Ｐの位置は、カメラ２０を用いて検知（認識）されるものとする。

【0047】

更に、図５においては対象者Ｐが水平方向（第１方向Ｘ）の異なる位置（角度）から表示装置１０を見る場合を想定しているが、例えば図６に示すように対象者Ｐが表示装置１０（表示領域ＤＡ）を上方向から見る場合には対象物Ｔを上方向から見たような画像が表示される。また、図７に示すように対象者Ｐが表示装置１０（表示領域ＤＡ）を下方向から見る場合には対象物Ｔを下方向から見たような画像が表示されるものとする。

【0048】

図８は、制御装置３０の構成を示すブロック図である。図８に示すように、制御装置３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１及び記憶装置３２を備える。

【0049】

ＣＰＵ３１は、制御装置３０の動作を制御するためのプロセッサであり、例えば記憶装置３２からメインメモリ（図示せず）にロードされる各種プログラムを実行する。図８においては、制御装置３０がＣＰＵ３１を備えることが示されているが、当該ＣＰＵ３１は、例えばＧＰＵ（Graphical Processing Unit）であってもよいし、他のプロセッサであってもよい。

【0050】

記憶装置３２は、例えばＳＳＤ（Solid State Drive）及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）等を含む。なお、記憶装置３２には、上記したＣＰＵ３１によって実行されるプログラム及び上記した対象物Ｔの３次元画像データが記憶されているものとする。

【0051】

なお、図８においては省略されているが、制御装置３０は、表示装置１０及びカメラ２０と通信可能に接続されており、当該表示装置１０及びカメラ２０との通信を実行する通信デバイスを更に備えている。

【0052】

ここで、ＣＰＵ３１は、所定のプログラムを実行することによって、検知部３１１、画像生成部３１２及び表示処理部３１３を実現する。

【0053】

検知部３１１は、カメラ２０によって撮像された対象者Ｐを含む画像に基づいて、対象者Ｐの位置を検知する。

【0054】

画像生成部３１２は、検知部３１１によって検知された対象者Ｐの位置に基づいて、対象物Ｔを含む画像を生成する。この対象物Ｔを含む画像は、上記した記憶装置３２に記憶されている対象物Ｔの３次元画像データに基づいて生成される。なお、対象物Ｔの３次元画像データとは、３次元座標系において定義された複数の画素の各々によって対象物Ｔを表す画像データである。このような対象物Ｔの３次元画像データによれば、複数の視点から対象物Ｔを見た画像を生成することができる。

【0055】

表示処理部３１３は、画像生成部３１２によって生成された画像を表示装置１０に表示する処理を実行する。

【0056】

以下、図９のフローチャートを参照して、本実施形態に係る表示システム１の処理手順の一例について説明する。

【0057】

まず、カメラ２０は、例えば表示装置１０の前方の空間を撮像するように継続的に動作する。このようにカメラ２０が表示装置１０の前方の空間を撮像することによって取得された画像（以下、撮像画像と表記）は、当該カメラ２０から制御装置３０に送信される。

【0058】

なお、本実施形態においてはカメラ２０が上記した図５に示すように表示装置１０に取り付けられている場合を想定しているが、当該カメラ２０は、表示装置１０の前方の空間を撮像することができるのであれば、当該表示装置１０の近傍に設置されていてもよい。

【0059】

検知部３１１は、例えばカメラ２０から送信された撮像画像に対する画像処理を実行することによって、当該撮像画像に対象者Ｐが含まれる（つまり、表示装置１０の前方に対象者Ｐが存在する）否かを判定する（ステップＳ１）。

【0060】

対象者Ｐが存在すると判定された場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、検知部３１１は、例えば対象者Ｐの画像上の位置に基づいて、当該対象者Ｐの表示装置１０に対する位置を検知する（ステップＳ２）。なお、対象者Ｐの表示装置１０に対する位置は、例えば表示装置１０に対して対象者Ｐが位置する角度を含む。具体的には、表示装置１０に対して対象者Ｐが位置する角度とは、例えば当該対象者Ｐの顔が向いている方向（つまり、対象者Ｐの視線方向）と、表示装置１０の表示面に対して垂直な方向（第３方向Ｚ）とがなす角度を意図している。

【0061】

ステップＳ２の処理が実行されると、画像生成部３１２は、記憶装置３２に記憶されている対象物Ｔの３次元画像データを当該記憶装置３２から取得する。

【0062】

画像生成部３１２は、ステップＳ３において検知された対象者Ｐの表示装置１０に対する位置及び記憶装置３２から取得された対象物Ｔの３次元画像データに基づいて、当該対象物Ｔを含む画像（以下、表示画像と表記）を生成する（ステップＳ３）。なお、ステップＳ３において生成される表示画像は、例えば表示装置１０に対して対象者Ｐが位置する角度に応じた向きの対象物Ｔを含む画像（２次元画像）であり、具体的には対象者Ｐの表示装置１０に対する位置（角度）から対象物Ｔが観察（視認）された状態を表現する画像である。

【0063】

ステップＳ３の処理が実行されると、表示処理部３１３は、当該ステップＳ３において生成された表示画像を表示装置１０に表示する処理を実行する（ステップＳ４）。具体的には、表示処理部３１３は、表示画像を表示装置１０に送信し、当該表示画像の表示を当該表示装置１０（例えば、ディスプレイドライバ）に指示する。

【0064】

なお、ステップＳ１において対象者Ｐが存在しないと判定された場合（ステップＳ１のＮＯ）、図９に示す処理は終了される。

【0065】

本実施形態において図９に示す処理は、カメラ２０が継続的に動作している間に（つまり、カメラ２０から制御装置３０に撮像画像が送信される度に）繰り返し実行される。これにより、対象者Ｐの位置に応じて表示装置１０に表示される対象物Ｔの向きを変化させること（つまり、対象物Ｔの疑似的な３次元表示）が可能となる。

【0066】

ここで、上記したステップＳ２においては対象者Ｐの位置を検知するものとして説明したが、例えば表示装置１０がサイネージのような大型なディスプレイである場合には、図１０に示すように、例えば表示装置１０の前方に複数の人物が存在しているような状況が想定される。この場合には、撮像画像に含まれる複数の人物のうちの表示装置１０からの距離が最も近い人物を対象者Ｐとするものとする。

【0067】

この場合、表示装置１０からの距離は、例えばステップＳ１において取得された撮像画像において複数の人物の各々が占める領域のサイズ等に基づいて認識されてもよいし、表示装置１０に取り付けられた距離センサ（光の反射を利用して対象までの距離を測定するセンサ等）を利用して取得されてもよい。

【0068】

また、上記したステップＳ２においては表示装置１０に対して対象者Ｐが位置する角度が検知されるが、図１１に示すように、当該角度は、例えば表示装置１０の表示面に対して垂直な方向を基準として±８０度程度の範囲で検知されることを想定している。

【0069】

なお、本実施形態における表示装置１０は透明ディスプレイであり、当該表示装置１０の表側からも裏側からも画像を観察することができる。このため、図１１に示すように、表示装置１０の前方（表側）の空間のみではなく、当該表示装置１０の後方（裏側）の空間も撮像するようにカメラ２０を配置することによって、表示装置１０の表側に存在する対象者Ｐ（の位置）だけでなく、当該表示装置１０の裏側に存在する対象者Ｐ（の位置）を検知することが可能となる。このような構成によれば、例えば対象者Ｐが表示装置１０の表側に存在する場合には対象物Ｔの第１面（前側の面）を含む表示画像を生成（表示）し、対象者Ｐが表示装置１０の裏側に存在する場合には対象物Ｔの第１面とは反対側の第２面（後側の面）を含む表示画像を生成（表示）するようなことが可能となる。

【0070】

図１１においては水平方向（第１方向Ｘ）の角度について示されているが、上記した表示装置１０に対して対象者Ｐが位置する角度は、垂直方向（第２方向Ｙ）の角度を含む。なお、図１２に示すように、この垂直方向の角度は、上記した水平方向の角度と同様に、例えば表示装置１０の表示面に対して垂直な方向を基準として±８０度程度の範囲で検知されるものとする。

【0071】

更に、本実施形態においては例えば対象者Ｐの表示装置１０に対する位置から対象物Ｔが視認された状態を表現する画像が表示画像として生成されるものとして説明したが、例えば当該対象物Ｔが臓器等である場合には、本実施形態に係る表示システム１は、当該臓器を様々な角度（視点）から観察することが可能な医療系の教育システムまたは学習システムとして利用することが考えられる。

【0072】

一方、本実施形態においては、例えば図１３に示すように、対象者Ｐの表示装置１０に対する位置の方向を対象物Ｔが向いた状態を表現する画像（つまり、対象者Ｐに追従するように対象物Ｔの向きが変化する画像）が表示画像として生成されてもよい。なお、図１３においては対象物Ｔが人物（人の顔）である例が示されているが、このような場合、本実施形態に係る表示システム１は、例えば人工知能（ＡＩ：Artificial Intelligence）等が搭載された空港、駅及びアミューズメントパーク等の各種施設に設置される案内システムとして利用することが考えられる。

【0073】

また、本実施形態においては、例えば対象者Ｐの表示装置１０に対する位置に基づいて表示画像を生成するものとして説明したが、当該表示画像は、例えば表示装置１０から対象者Ｐまでの距離に基づいて生成されてもよい。換言すれば、表示画像は、対象者Ｐ（観察者）が表示装置１０を見ている角度に応じて変化するとともに、当該表示装置１０から対象者Ｐまでの距離に応じて変化する画像であってもよい。更に、表示画像は、撮像画像から得られる他の情報を利用して生成されても構わない。

【0074】

上記したように本実施形態に係る表示システム１は、一対の透明基板１１及び１２と、当該一対の透明基板１１及び１２の間に保持された液晶層ＬＣ（高分子分散型液晶層）とを有する表示装置１０と、当該表示装置１０における画像の表示を制御する制御装置３０とを備える。本実施形態において、制御装置３０は、カメラ２０（撮像装置）が対象者Ｐ（人物）を撮像することによって取得された当該対象者Ｐを含む撮像画像（第１画像）に基づいて当該対象者Ｐの表示装置１０に対する位置を検知し、当該検知された位置に基づいて対象物Ｔを含む表示画像（第２画像）を表示装置１０に表示する。

【0075】

なお、対象者Ｐの表示装置１０に対する位置は当該表示装置１０に対して当該対象者Ｐが位置する角度を含み、当該角度に応じた向きの対象物Ｔを含む表示画像が表示される。また、表示画像は、表示装置１０に対して対象者Ｐが位置する角度及び記憶装置３２に記憶されている対象物Ｔの３次元画像データに基づいて生成される。

【0076】

本実施形態においては、このような構成により、対象者Ｐの表示装置１０に対する位置（つまり、対象者Ｐが表示装置１０を見ている角度）に応じて表示画像を変化させることで対象物Ｔの疑似的な３次元表示を実現することができ、当該表示装置１０の新たな用途を提供することが可能となる。

【0077】

具体的には、例えば撮像画像に基づいて検知された表示装置１０に対する対象者Ｐの位置から臓器のような対象物Ｔが視認された状態を表現する表示画像を表示装置１０に表示する表示システム１である場合には、当該表示システム１（表示装置１０）を教育または学習のような用途で使用することができる。

【0078】

また、例えば撮像画像に基づいて検知された表示装置１０に対する対象者Ｐの位置の方向を人物（人の顔）のような対象物Ｔが向いた状態を表現する表示画像を表示装置１０に表示する表示システム１である場合には、当該表示システム１（表示装置１０）を施設等における案内のような用途で使用することができる。

【0079】

更に、本実施形態において、カメラ２０は、表示装置１０の前方及び後方に存在する対象者Ｐを撮像することによって当該対象者Ｐを含む撮像画像を取得するように構成されていてもよい。このような構成においては、撮像画像が表示装置１０の前方に存在する対象者Ｐを含む場合には当該対象物Ｔの前側の面（第１面）を含む表示画像を表示装置１０に表示し、撮像画像が表示装置１０の後方に存在する対象者Ｐを含む場合には当該対象物Ｔの後側の面（第１面とは反対側の第２面）を含む表示画像を表示装置１０に表示するようなことが可能となる。このような構成によれば、表示装置１０の用途を更に広げることができる可能性がある。

【0080】

また、本実施形態において撮像画像に複数の人物が含まれる場合には、当該複数の人物のうちの表示装置１０からの距離が最も近い人物を対象者Ｐとし、当該対象者Ｐの表示装置１０に対する位置を検知するものとする。このような構成によれば、表示装置１０の周辺に複数の人物が存在するような状況であったとしても、適切な人物を対象者Ｐとし、当該対象者Ｐの表示装置１０に対する位置に応じて変化する表示画像を表示装置１０に表示することができる。

【0081】

なお、ここでは表示装置１０からの距離が最も近い人物を対象者Ｐとするものとして説明したが、本実施形態においては表示装置１０を見ている人物を対象者Ｐとすることが好ましいため、撮像画像に含まれる複数の人物のうち顔が表示装置１０の方向を向いている人物を対象者Ｐとして特定してもよい。なお、顔が表示装置１０の方向を向いているか否かは、例えば撮像画像に対して所定の画像処理を実行することによって人物の顔の領域を抽出することによって認識することができる。

【0082】

更に、例えば撮像画像に基づく顔認識処理が実行されることにより、予め登録された人物が認識された場合に、当該人物を対象者Ｐとするような構成であってもよい。

【0083】

ここで、本実施形態においては表示装置１０が透明ディスプレイである場合を想定しているが、当該透明ディスプレイには、本実施形態において説明した高分子分散型液晶層を有する構成であるもの以外に、例えば有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を有する構成であるものがある。しかしながら、本実施形態における透明ディスプレイは一般的な液晶表示装置のように一つの画素に対して一つのスイッチング素子を有するが、通常のＯＬＥＤを有する表示装置では一つの画素に対して複数のスイッチング素子及び複数のスイッチング素子に接続される複数の信号線が設けられることになる。そのため、ＯＬＥＤを有する透明ディスプレイの場合、高分子分散型液晶層を有する透明ディスプレイと比較して、透過度が低くなる。このような透過度が低い透明ディスプレイの場合には、対象物Ｔを疑似的に３次元表示したとしても、当該対象物Ｔのリアリティを対象者Ｐに感じさせることが困難である。

【0084】

このため、本実施形態においては、より透明度が高い高分子分散型液晶層を有する表示装置１０を採用することにより、より対象物Ｔのリアリティを対象者Ｐに感じさせる（つまり、対象者Ｐは当該対象物Ｔをより現実のものとして感じる）ことができ、当該表示装置１０を利用する興趣性を向上させることができる。

【0085】

また、例えばタッチパネルを操作することによって対象物を回転させて当該対象物を様々な視点から観察するようなことが行われているが、本実施形態は対象者Ｐ（の顔）の位置を変えることによって表示画像を変化させる構成であるため、当該タッチパネルを用いる場合と比較して、対象者Ｐは、より直感的に表示装置１０（表示システム１）を使用することができる。

【0086】

なお、本実施形態においては表示装置１０、カメラ２０及び制御装置３０を備える表示システム１について説明したが、例えばカメラ２０は、当該表示システム１の外部に設けられていてもよい。また、表示装置１０、カメラ２０及び制御装置３０のうちの少なくとも２つは一体として構成されていてもよい。具体的には、制御装置３０が表示装置１０に組み込まれていてもよいし、カメラ２０及び制御装置３０が表示装置１０に組み込まれていてもよい。

【0087】

以上、本発明の実施形態として説明した表示システム、表示装置及び方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示システム、表示装置及び方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

【0088】

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変形例に想到し得るものであり、それら変形例についても本発明の範囲に属するものと解される。例えば、上述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

【0089】

また、上述の実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について、本明細書の記載から明らかなもの、または当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

【符号の説明】

【0090】

１…表示システム、１０…表示装置、１１…第１透明基板、１２…第２透明基板、１３…第３透明基板、２０…カメラ（撮像装置）、３０…制御装置、３１…ＣＰＵ、３２…記憶装置、１０１…配線基板、１０２…ＩＣチップ、１０３…発光モジュール、１０３ａ…発光素子、１０３ｂ…導光体、１１１…ポリマー、１１２…液晶分子、３１１…検知部、３１２…画像生成部、３１３…表示処理部、ＰＮＬ…表示パネル、ＤＡ…表示領域、ＰＸ…画素、ＳＵＢ１…第１基板、ＳＵＢ２…第２基板、ＬＣ…液晶層（高分子分散型液晶）、ＳＥ…シール、ＰＥ…画素電極、ＣＥ…共通電極、ＳＷ…スイッチング素子、Ｇ…走査線、Ｓ…信号線、ＣＬ…給電線、ＣＳ…容量。

【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】