特開 2024-99190 透明表示装置

(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】P2024099190

(43)【公開日】2024-07-25

(54)【発明の名称】透明表示装置

(51)【国際特許分類】

   G09G 5/00 20060101AFI20240718BHJP

   H04N 5/66 20060101ALI20240718BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20240718BHJP

   G09G 3/36 20060101ALI20240718BHJP

   G09G 5/37 20060101ALI20240718BHJP

   G09G 5/373 20060101ALI20240718BHJP

   G09G 5/02 20060101ALI20240718BHJP

   G09G 3/34 20060101ALI20240718BHJP

   G02F 1/133 20060101ALN20240718BHJP

【ＦＩ】

G09G5/00 510G

H04N5/66 D

G02F1/13357

G09G3/36

G09G5/00 550C

G09G5/37 310

G09G5/373 100

G09G5/02 B

G09G5/00 530T

G09G3/34 J

G02F1/133 580

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023002947

(22)【出願日】2023-01-12

(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】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮尾 諒

【テーマコード（参考）】

2H193

2H391

5C006

5C058

5C080

5C182

【Ｆターム（参考）】

2H193ZG14

2H193ZG34

2H193ZH02

2H193ZH39

2H193ZQ13

2H193ZR20

2H391AA25

2H391AB05

2H391AD52

2H391AD55

2H391AD59

2H391CB03

2H391FA02

5C006AC25

5C006BA16

5C006BB16

5C006BC03

5C006BC11

5C006BC16

5C006BF15

5C006EA01

5C058AA06

5C058AB01

5C058AB03

5C058BA17

5C058BA18

5C058BA20

5C058BA29

5C058BA35

5C058BB25

5C080AA10

5C080BB05

5C080EE01

5C080EE21

5C080EE26

5C080FF11

5C080GG07

5C080JJ01

5C080JJ02

5C080JJ03

5C080JJ06

5C080JJ07

5C182AA02

5C182AA03

5C182AA22

5C182AB02

5C182AC02

5C182AC37

5C182BA14

5C182BA35

5C182BA56

5C182BA75

5C182CA32

5C182CB13

5C182CB34

5C182CB45

5C182DA65

(57)【要約】

【課題】透明表示装置の用途を広げることができる技術を提供する。
【解決手段】透明表示装置１は、第１面ｓ１を有する第１基板１１と、第２面ｓ２を有する第２基板１２と、画素を有する表示層１３と、第１基板１１、第２基板１２、および表示層１３が重なる領域に設けられた表示領域（画面２０）と、コントローラ２と、第１利用者Ｕ１の視点を検出するためのセンサデバイス３を備える。コントローラ２は、表示領域（画面２０）に、個別に選択可能な複数の選択画像を第１利用者Ｕ１に向けて表示し、センサデバイス３の検出情報から第１利用者Ｕ１が注視している選択画像である注視画像を判別し、注視画像に基づく対応画像を、第１利用者Ｕ１とは反対側にいる第２利用者Ｕ２に対して表示するように、画素の状態を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面を有する第１基板と、
前記第１面の反対側にある第２面を有する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、背景光を透過する透明状態と画像を表示する非透明状態との遷移が可能な画素を有する表示層と、
前記第１基板、前記第２基板、および前記表示層が重なる領域に設けられた表示領域と、
前記表示層の前記画素の状態を制御するコントローラと、を備え、
前記第１面側から前記表示領域に表示された前記画像および前記第２面側の背景が視認可能であり、前記第２面側から前記表示領域に表示された前記画像および前記第１面側の背景が視認可能である透明表示装置であって、
前記表示領域の前記第１面側にいる第１利用者の視点を検出するためのセンサデバイスを備え、
前記コントローラは、
前記表示領域に、個別に選択可能な複数の選択画像を前記第１利用者に向けて表示し、
前記センサデバイスの検出情報から前記第１利用者が注視している前記選択画像である注視画像を判別し、
前記注視画像に基づく対応画像を、前記表示領域の前記第１利用者とは反対側にいる第２利用者に対して表示するように、前記画素の状態を制御する、
透明表示装置。

【請求項2】

請求項１に記載の透明表示装置において、
前記対応画像が、前記注視画像を前記第２利用者側に向けて反転させた反転画像である、
透明表示装置。

【請求項3】

請求項１に記載の透明表示装置において、
前記対応画像が、前記注視画像を拡大させた拡大画像である、
透明表示装置。

【請求項4】

請求項１に記載の透明表示装置において、
前記対応画像が、前記注視画像の表示色を変化させた変色画像である、
透明表示装置。

【請求項5】

請求項１に記載の透明表示装置において、
前記選択画像が、五十音の文字を含む文字画像である、
透明表示装置。

【請求項6】

請求項１に記載の透明表示装置において、
前記選択画像が、予め登録された複数の文字画像を含む登録画像である、
透明表示装置。

【請求項7】

請求項１に記載の透明表示装置において、
前記コントローラは、前記対応画像を、前記表示領域内の前記選択画像が表示された第１領域とは別の第２領域に表示させるように、前記画素の状態を制御する、
透明表示装置。

【請求項8】

請求項１に記載の透明表示装置において、
前記センサデバイスは、前記表示領域の前記第２面側にいる前記第２利用者の視点をさらに検出するためのものであり、
前記コントローラは、
前記選択画像として、前記第１利用者に向けた複数の第１選択画像と、前記第２利用者に向けた複数の第２選択画像とを前記表示領域に表示し、
前記センサデバイスの検出情報から前記第１利用者が注視している前記第１選択画像である第１注視画像を判別し、前記第１注視画像に基づく第１対応画像を、前記第２利用者に対して表示するように、前記画素の状態を制御し、
前記センサデバイスの検出結果から前記第２利用者が注視している前記第２選択画像である第２注視画像を判別し、前記第２注視画像に基づく第２対応画像を、前記第１利用者に対して表示するように、前記画素の状態を制御する、
透明表示装置。

【請求項9】

請求項８に記載の透明表示装置において、
前記コントローラは、
前記表示領域に前記第１選択画像を表示する第１状態と、前記表示領域に前記第２選択画像を表示する第２状態と、を前記第１利用者または前記第２利用者の要求に応じて切り替えるように、前記画素の状態を制御する、
透明表示装置。

【請求項10】

請求項１に記載の透明表示装置において、
前記表示層は、液晶層であり、
前記表示領域に対し重ならない位置に、前記液晶層に光源光を供給する光源を備える、
透明表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、透明表示装置の技術に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、透明表示装置（言い換えると、透明ディスプレイ）が開発・提供されている。透明表示装置は、液晶層などによって構成された光透過性を有する表示領域において画像（言い換えると映像等）を表示する。ユーザである人は、透明表示装置の表示画像を、背景と重ね合わせた状態で、前面側からも背面側からも視認可能である。

【0003】

この透明表示装置は、人と人とのコミュニケーションの際に利用されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、透明表示装置を介してやり取りをする際、カメラによって人の視線を認識し、視線に対応する位置に画像を表示させることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国公開第２０１８／００３３１７１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

透明表示装置は、人と人とのコミュニケーションに関する多くの用途に利用することができると考えられ、そのためのさらなる技術開発が望まれている。

【0006】

本発明の目的は、透明表示装置の用途を広げることができる技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、第１面を有する第１基板と、前記第１面の反対側にある第２面を有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、背景光を透過する透明状態と画像を表示する非透明状態との遷移が可能な画素を有する表示層と、前記第１基板、前記第２基板、および前記表示層が重なる領域に設けられた表示領域と、前記表示層の前記画素の状態を制御するコントローラと、を備え、前記第１面側から前記表示領域に表示された前記画像および前記第２面側の背景が視認可能であり、前記第２面側から前記表示領域に表示された前記画像および前記第１面側の背景が視認可能である透明表示装置であって、前記表示領域の前記第１面側にいる第１利用者の視点を検出するための第１センサデバイスを備え、前記コントローラは、前記表示領域に、個別に選択可能な複数の選択画像を前記第１利用者に向けて表示し、前記センサデバイスの検出情報から前記利用者が注視している前記選択画像である注視画像を判別し、前記注視画像に基づく対応画像を、前記表示領域の前記第１利用者とは反対側にいる第２利用者に対して表示するように、前記画素の状態を制御する、ことを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１の透明表示装置の概略構成を示す図である。

【図2】実施の形態１の透明表示装置の基本的な特性を説明する図である。

【図3】実施の形態１の透明表示装置のハードウェア構成例を示す斜視図である。

【図4】実施の形態１の透明表示装置の断面図である。

【図5】実施の形態１の透明表示装置の回路の構成例を示す図である。

【図6】実施の形態１の透明表示装置のコントローラの構成例を示す図である。

【図7】実施の形態１の透明表示装置における意思表示制御のフローを示す図である。

【図8】実施の形態１における画面表示の一例を示す図である。

【図9】実施の形態１における画面表示の一例を示す図である。

【図10】実施の形態１における画面表示の一例を示す図である。

【図11】実施の形態１の変形例における画面表示を示す図である。

【図12】実施の形態１の変形例における画面表示を示す図である。

【図13】実施の形態１の変形例における画面表示を示す図である。

【図14】実施の形態１の変形例における画面表示を示す図である。

【図15】実施の形態１の変形例における画面表示を示す図である。

【図16】実施の形態２の透明表示装置の構成を示す図である。

【図17】実施の形態２の透明表示装置における切替制御のフローを示す図である。

【図18】実施の形態２における画面表示の一例を示す図である。

【図19】実施の形態２における画面表示の一例を示す図である。

【図20】実施の形態２における画面表示の一例を示す図である。

【図21】実施の形態２の変形例における画面表示を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら本開示の実施の形態を詳細に説明する。図面において、同一部には原則として同一符号を付し、繰り返しの説明を省略する。図面において、構成要素の表現は、発明の理解を容易にするために、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、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。

【0010】

説明上、プログラムによる処理について説明する場合に、プログラムや機能や処理部等を主体として説明する場合があるが、それらについてのハードウェアとしての主体は、プロセッサ、あるいはそのプロセッサ等で構成されるコントローラ、装置、計算機、システム等である。計算機は、プロセッサによって、適宜にメモリや通信インタフェース等の資源を用いながら、メモリ上に読み出されたプログラムに従った処理を実行する。これにより、所定の機能や処理部等が実現される。プロセッサは、例えばＣＰＵ／ＭＰＵやＧＰＵ等の半導体デバイス等で構成される。処理は、ソフトウェアプログラム処理に限らず、専用回路でも実装可能である。専用回路は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＣＰＬＤ等が適用可能である。

【0011】

プログラムは、対象計算機に予めデータとしてインストールされていてもよいし、プログラムソースから対象計算機にデータとして配布されてもよい。プログラムソースは、通信網上のプログラム配布サーバでもよいし、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばメモリカードやディスクでもよい。プログラムは、複数のモジュールから構成されてもよい。コンピュータシステムは、複数台の装置によって構成されてもよい。コンピュータシステムは、クライアント・サーバシステム、クラウドコンピューティングシステム、ＩｏＴシステム等で構成されてもよい。各種のデータや情報は、例えばテーブルやリスト等の構造で構成されるが、これに限定されない。識別情報、識別子、ＩＤ、名前、番号等の表現は互いに置換可能である。

【0012】

＜実施の形態１＞
図１～図１０を用いて、実施の形態１の透明表示装置について説明する。図１は、実施の形態１の透明表示装置の概略構成を示す図である。

【0013】

なお、説明上、座標系や方向として、図示の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）や（ｘ，ｙ）を用いる場合がある。図１でのＸ軸・Ｘ方向およびＹ軸・Ｙ方向は、直交する２つの水平方向であり、Ｚ軸・Ｚ方向は、鉛直方向である。Ｘ方向は、透明表示装置の利用者から見て左右方向であり、Ｚ方向は、利用者から見て上下方向であり、Ｙ方向は利用者から見て前後方向である。また、図１でのｘ方向は、透明表示装置の画面を構成する横方向（画面内水平方向）であり、ｙ方向は、画面を構成する縦方向（画面内垂直方向）である。

【0014】

［透明ディスプレイの全体構成］
図１に示すように、実施の形態１の透明表示装置である透明ディスプレイ１は、第１利用者である第１ユーザＵ１および第２利用者である第２ユーザＵ２によって利用され、第１ユーザＵ１および第２ユーザＵ２は、透明ディスプレイ１の透明表示パネル１０を挟んで対面する。図１には、透明ディスプレイ１を第１ユーザＵ１と第２ユーザＵ２との二人の利用者が利用する状況を模式的に示している。この例では、第１ユーザＵ１は、透明表示パネル１０の前面である第１面ｓ１側から透明ディスプレイ１を利用し、第２ユーザＵ２は、透明表示パネル１０の背面である第２面ｓ２側から透明ディスプレイ１を利用する。勿論、第１ユーザＵ１が、第２面ｓ２側から透明ディスプレイ１を利用し、第２ユーザＵ２が、第１面ｓ１側から透明ディスプレイ１を利用してもよい。

【0015】

透明ディスプレイ１は、光透過性を有する透明表示パネル１０と、透明表示パネル１０に接続または内蔵されるコントローラ２と、第１カメラ３０を含むアイトラッキング装置３と、を備える。

【0016】

透明表示パネル１０は、例えば、液晶表示パネルである。透明表示パネル１０の画面２０は、複数の部材によって構成されている。透明表示パネル１０は、画面２０を構成する部材として、例えば、第１基板１１、第２基板１２、および表示層１３を有する。第１基板１１は対向基板であり、第２基板１２はアレイ基板であり、表示層１３は液晶層である。表示層１３の画素ＰＩＸは、全方向にわたって発光する。詳しくは後述するが、表示層１３は、画面２０の表示領域を構成する複数の画素ＰＩＸを有する（図３等参照）。勿論、第１基板１１をアレイ基板とし、第２基板１２を対向基板としてもよい。

【0017】

実施の形態１では、透明表示パネル１０の表示層１３として液晶層を有する透明ディスプレイ（言い換えれば、液晶ディスプレイ）１について説明する。なお、実施の形態１では、透明ディスプレイ１の透明表示パネル１０として、画面２０の表示領域の透明度合いを表す透過率が窓ガラスの透過率程度である８４％以上を実現する液晶パネルを使用している。

【0018】

透明表示パネル１０は、第１基板１１側の第１面ｓ１と、第２基板１２側の第２面ｓ２とを有する。説明上、第１面ｓ１を前面（言い換えると表面）とし、第２面ｓ２を背面（言い換えると裏面）とする。透明ディスプレイ１は、表示層１３を制御することで、第１面ｓ１側の第１ユーザＵ１に向けて画像を表示することもできるし、第２面ｓ２側の第２ユーザＵ２に向けて画像を表示することもできる。透明ディスプレイ１は、表示層１３の制御に対応して透明表示パネル１０の画面２０に画像が表示された場合、その画像は、第１面ｓ１側にいる第１ユーザＵ１からも、第２面ｓ２側にいる第２ユーザＵ２からも視認できる。なお、図１では、画面２０の表示画像をドットパターンとして模式的に示している。

【0019】

コントローラ２は、透明表示パネル１０に電気的に接続され、透明表示パネル１０が備える表示層１３を制御する。コントローラ２は、液晶層である表示層１３の画素の表示の状態を制御することにより、画面２０に画像を表示させる。コントローラ２は、透明表示パネル１０に内蔵されてもよいし、透明表示パネル１０の外部に接続されてもよい。例えば、第１基板１１や第２基板１２の一部に、駆動回路などの他、コントローラ２を構成する制御回路が実装されてもよい。コントローラ２は、透明表示パネル１０に接続されるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の外部コンピュータであってもよい。図示しないが、透明表示パネル１０には、その他、マイクやスピーカ、ランプ等が設置・接続されてもよい。

【0020】

アイトラッキング装置３は、例えば、後述するように透明ディスプレイ１が第１ユーザＵ１と第２ユーザＵ２とのコミュニケーションツールとして利用される場合に使用される。アイトラッキング装置３は、透明表示パネル１０の第１面ｓ１側にいる第１利用者の視点を検出するためのセンサデバイスである。実施の形態１では、アイトラッキング装置３は、透明表示パネル１０の第１面ｓ１側にいる第１利用者である第１ユーザＵ１の視点を検出するセンサデバイスであり、第１ユーザＵ１の視点を検出するための画像を撮影する第１カメラ３０を備える。第１カメラ３０は、画面２０の第１面ｓ１側を向いて設置され、この第１カメラ３０によって第１ユーザＵ１の目の動き（特に、瞳の動き）を特定するための画像を撮影する。第１カメラ３０は、第１ユーザＵ１の顔を前方から撮影できるように、例えば、透明表示パネル１０の上部に設けられている。

【0021】

第１カメラ３０の設置場所は、第１ユーザＵ１の目の動きを撮影できる場所であれば特に限定されず、必ずしも透明表示パネル１０上でなくてもよい。第１カメラ３０は、本例ではＣＣＤカメラ等であるが、これに限定されず、第１ユーザＵ１の目の動きを撮影できるものであればよい。また、本例では、第１カメラ３０は、撮影した画像をコントローラ２に送信し、コントローラ２が、その撮影画像（言い換えるとカメラ画像）に基づいて、画像処理を行うことで、第１ユーザＵ１の視点を検出する。すなわちコントローラ２は、アイトラッキング装置３の一部としても機能する。

【0022】

なお、アイトラッキング装置３は、既存の装置を採用すればよく、その構成は特に限定されない。一例として、アイトラッキング装置３は、第１カメラ３０によって撮影された画像を解析し、第１ユーザＵ１の目の動き（特に、瞳の動き）から第１ユーザＵ１の視点を検出する。また、アイトラッキング装置３は、例えば、赤外線の角膜反射を利用することで、第１ユーザＵ１の視点（言い換えれば、視線方向）を検出するものであってもよい。

【0023】

また、透明ディスプレイ１は、透明表示パネル１０の画面２０の画素ごとに、少なくとも、背景を透過する透明状態と、画像を表示する非透明状態と、を切り替えることができる。言い換えると、透明ディスプレイ１は、透明表示パネル１０の透明化の制御として、透明化のオン状態である透明状態と、オフ状態である非透明状態と、を切り替えることができる。上記非透明状態とは、上記透明状態と比べて、背景よりも画面２０に表示される画像をユーザが視認しやい状態であり、上記透明状態とは、上記非透明状態に比べて、画面２０に表示される画像よりも背景をユーザが視認しやすい状態である。また、単に透明状態を画像非表示状態、非透明状態を画像表示状態と言い換えてもよく、後述するように透明状態を非散乱状態、非透明状態を散乱状態と言い換えてもよい。なお、透明ディスプレイ１による画面２０の画素ごとの制御は、透明状態と非透明状態との間での透明度合い（透明度と記載する場合がある）をオン／オフの二値で変更するものに限られず、多値で変更するものであってもよい。

【0024】

このような透明ディスプレイ１は、任意の位置に設置して利用可能である。透明ディスプレイ１は、例えば人と人とが対面するカウンターや窓口、人と人との間のパーティション等に設置が可能である。また、透明ディスプレイ１は、必ずしも特定の場所に設置された状態での使用に限定されない。例えば、比較的小型の透明表示パネル１０を採用することで、利用者が透明ディスプレイ１を手に持って使用することも可能である。

【0025】

詳しくは後述するが、この透明ディスプレイ１は、第１ユーザＵ１と第２ユーザＵ２との間のコミュニケーションツールとして利用される。透明ディスプレイ１は、例えば、医療現場において、全身麻痺の患者である第１ユーザＵ１と、医者である第２ユーザＵ２との間のコミュニケーションに有効に利用できる。

【0026】

［透明ディスプレイの基本的な特性］
図２は、透明表示パネルをＸ方向に見た図であり、画面に表示される表示画像の状態を説明する図である。図２（Ａ）には、透明ディスプレイ１の前面である第１面ｓ１に対し前側（方向Ｙ２）にいる第１ユーザＵ１が、画面２０に表示された表示画像ＤＧを視認する状態を示す。図２（Ｂ）は、逆に、透明ディスプレイ１の背面である第２面ｓ２に対し前側（方向Ｙ１）にいる第２ユーザＵ２が、画面２０に表示された表示画像ＤＧを視認する状態を示す。

【0027】

透明ディスプレイ１は、上述したように、透明表示パネル１０の画面２０に表示された表示画像ＤＧを、画面２０の第１面ｓ１側から第１ユーザＵ１が視認できるとともに、画面２０の第２面ｓ２側から第２ユーザＵ２が視認できるディスプレイ装置である。

【0028】

透明表示パネル１０は、第１面ｓ１側にいる第１ユーザＵ１から、画面２０に表示された表示画像ＤＧおよび第２面ｓ２側の第２ユーザＵ２を視認可能な特性を有する。また、透明表示パネル１０は、第２面ｓ２側にいる第２ユーザＵ２から、画面２０に表示された表示画像ＤＧおよび第１面ｓ１側の第１ユーザＵ１を視認可能な特性を有する。透明ディスプレイ１において、画面２０の表示領域に、第１面ｓ１側の第１ユーザＵ１に向けて画像を表示した場合に、その画像は、第２面ｓ２側にいる第２ユーザＵ２からも視認できる。

【0029】

例えば、図２に示すように、透明ディスプレイ１が、表示画像ＤＧとして、第１面ｓ１側に向けて「ＡＢＣ」の文字画像を表示させたとする。第１ユーザＵ１は、透明表示パネル１０の画面２０を、第１面ｓ１側から第２面ｓ２側に向かう方向（方向Ｙ１）で見る。このため、第１ユーザＵ１は、図２（Ａ）に示すように、画面２０の表示画像ＤＧ、例えば、画像光ＤＧＬ１に対応した「ＡＢＣ」の文字画像を視認できる。その際、第１ユーザＵ１は、画面２０を介して第２面ｓ２側にいる第２ユーザＵ２と、それに対応する背景光ＢＧＬ１とを視認できる。

【0030】

一方、第２ユーザＵ２は、透明表示パネル１０の画面２０を第２面ｓ２側から第１面ｓ１側に向かう方向（方向Ｙ２）で見る。第２ユーザＵ２は、図２（Ｂ）に示すように、画面２０に表示された表示画像ＤＧ、例えば、画像光ＤＧＬ２に対応した文字画像を視認できる。また、第２ユーザＵ２は、画面２０を介して第１面ｓ１側にいる第１ユーザＵ１と、それに対応する背景光ＢＧＬ２とを視認できる。

【0031】

ただし、第２ユーザＵ２から見える表示画像ＤＧは、あくまで画面２０の第２面ｓ２側から見た画像となり、第１面ｓ１側から見た表示画像ＤＧとは異なる。第２ユーザＵ２から見える表示画像ＤＧは、図２（Ｂ）に示すように、「ＡＢＣ」の文字を左右方向で反転させた像となる。

【0032】

なお、画面２０の第１面ｓ１のうち、少なくとも画像が表示される表示領域については、上記のような特性、言い換えると背景透過性などを有する。同様に、画面２０の第２面ｓ２のうち、少なくとも画像が表示される表示領域については、上記のような特性を有する。画面２０の第１面ｓ１および第２面ｓ２のうち、表示領域以外の周辺領域（後述の図３等）については、表示領域と同様に上記特性を有する構成としてもよいし、背景を透過しない遮光性を有する構成としてもよい。

【0033】

［透明ディスプレイのハードウェア構成例］
図３～図５を用いて、実施の形態１の透明ディスプレイ１のハードウェア構成例を説明する。図３は、透明ディスプレイの透明表示パネルの構成例の概要を示す斜視図であり、透明表示パネル１０について、主に第１面ｓ１を見た斜視図である。図４は、図３のＡ－Ａ線に沿った断面図であり、透明ディスプレイの光源部から出射された光の経路等についても模式的に示している。図５は、透明ディスプレイに形成される回路の構成例を示している。

【0034】

図３では、図１の座標系に合わせて、透明表示パネル１０の厚さ方向に沿った方向をＹ方向とし、Ｙ方向に直交するＸ－Ｚ平面において、透明表示パネル１０の一辺の延在方向をＸ方向とし、Ｘ方向に交差する方向をＺ方向としている。また、画面２０内の座標系（ｘ，ｙ）として、Ｘ方向に対応したｘ方向が横方向（画面内水平方向）であり、Ｚ方向に対応したｙ方向が縦方向（画面内垂直方向）である。本例では、画面２０は、Ｘ方向（ｘ方向）のサイズの方がＺ方向（ｙ方向）のサイズよりも大きい横長の画面としている。ただし、画面２０の形状は、これに限定されない。

【0035】

図３および図４に示すように、透明表示パネル１０は、上述の第１基板１１、第２基板１２および表示層１３を有し、さらに光源部５０および駆動回路７０を有する。透明表示パネル１０を構成する第１基板１１、表示層１３、および第２基板１２は、Ｙ方向において、前面である第１面ｓ１側から、この順で配置されている。

【0036】

透明表示パネル１０の第１面ｓ１には、画面２０に対応した表示領域ＤＡおよび周辺領域ＰＦＡが設けられている。なお、本例では周辺領域ＰＦＡも画面２０の一部としているが、表示領域ＤＡのみを画面２０としてもよい。画面２０の表示領域ＤＡは、第１基板１１、第２基板１２、および表示層１３をＹ方向で平面視した場合に重なる領域にある。表示領域ＤＡの外側に周辺領域ＰＦＡがある。図３中において表示領域ＤＡと周辺領域ＰＦＡとの境界を二点鎖線で示している。

【0037】

表示領域ＤＡは、外部から供給される入力信号に応じて画像が形成される領域である。表示領域ＤＡは、平面視、例えばＹ方向で第１面ｓ１を見た場合や第２面ｓ２を見た場合に画像が表示される有効領域である。表示領域ＤＡに対応する表示層１３には、複数の画素ＰＩＸがマトリクス状に形成されている。周辺領域ＰＦＡは、表示領域ＤＡの周囲にある四辺を含む領域、言い換えると額縁領域であり、画像は表示されない。

【0038】

本例では、第２基板１２は、第１基板１１よりも、Ｘ方向での幅が大きい。第２基板１２は、Ｘ方向での一方側に延長された領域４０を有する。その領域４０に、光源部５０および駆動回路７０が搭載されている。

【0039】

光源部５０は、本例では、図４に示すように、画面２０に対し右辺の周辺領域ＰＦＡに沿って配置されている。光源部５０は、表示層１３での液晶表示のための光源光を発生し、表示層１３に供給する。

【0040】

駆動回路７０は、第１基板１１、第２基板１２、表示層１３、および光源部５０の駆動のための電気信号を発生し、それらを各部に供給する。図３には、透明表示パネル１０が備える回路のうち、画素ＰＩＸに対応した液晶を駆動するための信号を伝送する信号配線の一部である後述するゲート線ＧＬおよびソース線ＳＬを、一点鎖線で模式的に示している。

【0041】

この透明表示パネル１０は、図３および図４に示す構成要素の他に、例えば、フレキシブルプリント回路基板、筐体などを有する場合もある。筐体としては、例えば第１基板１１、表示層１３、および第２基板１２を固定するものが挙げられる。図３および図４では、この要素については省略している。また、本例では表示領域ＤＡは四角形であるが、これに限定されず、多角形や円形などの他の形状でもよい。また、本例では第２基板１２の領域４０に光源部５０および駆動回路７０が搭載されているが、光源部５０および駆動回路７０は、透明表示パネル１０とは別の基板に搭載されていてもよい。例えば、透明表示パネル１０の周辺領域ＰＦＡに、光源部５０が搭載された光源用基板や、駆動回路７０が搭載された駆動回路基板が取り付けられていてもよい。

【0042】

光源部５０から出射された光の光路や、液晶の状態などについて図４を参照して説明する。透明表示パネル１０は、表示層１３としての液晶層ＬＱＬを介して対向するように貼り合わせられた第１基板１１および第２基板１２を有している。第１基板１１と第２基板１２とは、液晶層ＬＱＬを介して透明表示パネル１０の厚さ方向であるＹ方向に配設されている。言い換えれば、第１基板１１と第２基板１２とは、Ｙ方向において互いに対向して配置されている。

【0043】

アレイ基板である第２基板１２は、液晶層ＬＱＬおよび第１基板１１と対向する前面１２ｆを有する。第１基板１１である対向基板は、第２基板１２の前面１２ｆおよび液晶層ＬＱＬと対向する背面１１ｂを有する。液晶を含む液晶層ＬＱＬは、第２基板１２の前面１２ｆと第１基板１１の背面１１ｂとの間にある。液晶層ＬＱＬは、言い換えると光学変調素子である。

【0044】

第２基板１２は、後述のスイッチング素子（言い換えると能動素子）としての複数のトランジスタ（言い換えるとトランジスタ素子）がアレイ状に配置されたアレイ基板である。第１基板１１は、アレイ基板である第２基板１２に対向配置された基板という意味で、対向基板と言い換えることができる。

【0045】

透明表示パネル１０は、上記スイッチング素子を介して液晶層ＬＱＬの周辺に形成される電界の状態を制御することにより、その液晶層ＬＱＬの液晶を通過する光を変調する機能を備えている。表示領域ＤＡは、液晶層ＬＱＬと重畳する領域に設けられている。

【0046】

第１基板１１と第２基板１２とは、シール部（言い換えるとシール材）ＳＬＭを介して接着されている。シール部ＳＬＭは、表示領域ＤＡの周囲を囲むように配置されている。シール部ＳＬＭの内側に液晶層ＬＱＬがある。シール部ＳＬＭは、第１基板１１と第２基板１２との間に液晶を封入する役割、および、第１基板１１と第２基板１２とを接着する接着材としての役割を果たす。

【0047】

光源部５０は、第１基板１１の一方の側面１１ｓ１と対向する位置に配置されている。図４中に、光源部５０から出射された光である光源光Ｌ１を二点鎖線で模式的に示す。光源部５０からＸ方向で出射された光源光Ｌ１は、図示のように、第２基板１２の背面１２ｂである第２面ｓ２および第１基板１１の前面１１ｆである第１面ｓ１で反射しながら、側面１１ｓ１から遠ざかる方向、本例では方向Ｘ２に伝搬する。光源光Ｌ１の伝搬経路において、第２基板１２の背面１２ｂおよび第１基板１１の前面１１ｆは、屈折率の大きな媒質と、屈折率の小さな媒質との界面である。このため、光源光Ｌ１が前面１１ｆおよび背面１２ｂに入射する入射角が臨界角よりも大きい場合、光源光Ｌ１は、前面１１ｆおよび背面１２ｂにおいて全反射する。

【0048】

液晶層ＬＱＬの液晶は、高分子分散型液晶であり、液晶性ポリマーと液晶分子を含んでいる。液晶性ポリマーは、筋状に形成され、液晶分子は、液晶性ポリマーの隙間に分散されている。液晶性ポリマーおよび液晶分子の各々は、光学異方性あるいは屈折率異方性を有している。液晶性ポリマーの電界に対する応答性は、液晶分子の電界に対する応答性よりも低い。液晶性ポリマーの配向方向は、電界の有無にかかわらず殆ど変化しない。

【0049】

一方、液晶分子の配向方向は、液晶に閾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。液晶に電圧が印加されていない状態では、液晶性ポリマーおよび液晶分子のそれぞれの光軸は互いに平行であり、液晶層ＬＱＬに入射した光源光Ｌ１は、液晶層ＬＱＬ内で殆ど散乱されることなく透過する。このような状態を透明状態（非散乱状態）と記載する場合がある。

【0050】

液晶に電圧が印加された状態では、液晶性ポリマーおよび液晶分子のそれぞれの光軸は互いに交差し、液晶に入射した光源光Ｌ１は、液晶層ＬＱＬ内で散乱される。このような状態を散乱状態（言い換えると非透明状態）と記載する場合がある。

【0051】

透明表示パネル１０に設けられる駆動回路７０や、駆動回路７０に接続される制御回路としてのコントローラ２は、光源光Ｌ１の伝搬経路における液晶の配向を制御することにより、画面２０の表示状態を制御する。散乱状態において、光源光Ｌ１は、液晶により放出光Ｌ２として、前面１１ｆである第１面ｓ１側および背面１２ｂである第２面ｓ２側から透明表示パネル１０の外部に出射される。

【0052】

また、背面１２ｂである透明表示パネル１０の第２面ｓ２から入射した背景光Ｌ３は、第２基板１２、液晶層ＬＱＬ、および第１基板１１を透過して、前面１１ｆである透明表示パネル１０の第１面ｓ１から外部に出射される。前面１１ｆである第１面ｓ１から入射した背景光Ｌ４は、第１基板１１、液晶層ＬＱＬ、および第２基板１２を透過して、背面１２ｂである透明表示パネル１０の第２面ｓ２から外部に出射される。

【0053】

これらの放出光Ｌ２および背景光Ｌ３は、上述のように、前面である第１面ｓ１側にいる第１ユーザＵ１から視認される。放出光Ｌ２は画像光ＤＧＬ１と対応し、背景光Ｌ３は背景光ＢＧＬ１と対応する。第１ユーザＵ１は、放出光Ｌ２と背景光Ｌ３とを組み合わせて認識することができる。言い換えると、第１ユーザＵ１は、背景光Ｌ３に放出光Ｌ２が重畳した状態を認識することができる。

【0054】

放出光Ｌ２および背景光Ｌ４は、上述のように、背面である第２面ｓ２側にいる第２ユーザＵ２から視認される。放出光Ｌ２は画像光ＤＧＬ２と対応し、背景光Ｌ４は背景光ＢＧＬ２と対応する。第２ユーザＵ２は、放出光Ｌ２と背景光Ｌ４とを組み合わせて認識することができる。言い換えると、第２ユーザＵ２は、背景光Ｌ４に放出光Ｌ２が重畳した状態を認識することができる。

【0055】

図４に示す例では、透明表示パネル１０の前面である第１面ｓ１および背面である第２面ｓ２の可視光透過性を確保するために、平面視で表示領域ＤＡと重ならない位置に光源部５０が配置されている。また、透明表示パネル１０は、導光部材として機能する第１基板１１および第２基板１２と、周囲の空気層との屈折率差を利用して、光源光Ｌ１を反射させる。これにより、透明表示パネル１０では、光源部５０と対向する反対側の側面１１ｓ２まで光を届けることができる。

【0056】

図５を参照して、透明表示パネル１０が備える回路の構成例について説明する。図５には、駆動回路７０、光源部５０、および表示領域ＤＡの画素ＰＩＸ（図３）の構成例を示している。

【0057】

図５に示すように、駆動回路７０には、画像の表示を制御する制御回路を備える制御部９０が接続されている。この制御部９０は、実施の形態１ではコントローラ２に相当する。なお、制御部９０（言い換えれば、コントローラ２）は、透明表示パネル１０と別体である必要はなく、例えば、駆動回路７０とともに透明表示パネル１０に搭載されていてもよい。

【0058】

駆動回路７０は、信号処理回路７１、画素制御回路７２、ゲート駆動回路７３、ソース駆動回路７４、コモン電位駆動回路７５、および光源制御部５２を備える。また、光源部５０は、例えば発光ダイオード素子５１ｒ（例えば赤色）、発光ダイオード素子５１ｇ（例えば緑色）、および発光ダイオード素子５１ｂ（例えば青色）を備える。

【0059】

信号処理回路７１は、入力信号解析部７１１、記憶部７１２、および信号調整部７１３を備える。信号処理回路７１の入力信号解析部７１１には、制御部９０から、図示しないフレキシブルプリント回路基板などの配線経路を介して、入力信号ＶＳが入力される。入力信号解析部７１１は、入力された入力信号ＶＳに基づいて解析処理を行い、入力信号ＶＣＳを生成する。入力信号ＶＣＳは、例えば、入力信号ＶＳに基づいて、各画素ＰＩＸ（図３）にどのような階調値を与えるかを定める信号である。

【0060】

信号調整部７１３は、入力信号解析部７１１から入力された入力信号ＶＣＳから入力信号ＶＣＳＡを生成する。信号調整部７１３は、入力信号ＶＣＳＡを画素制御回路７２へ送出し、光源制御信号ＬＣＳＡを光源制御部５２へ送出する。光源制御信号ＬＣＳＡは、例えば、画素ＰＩＸへの入力階調値に応じて設定される光源部５０の光量の情報を含む信号である。

【0061】

画素制御回路７２は、入力信号ＶＣＳＡに基づいて、水平駆動信号ＨＤＳと垂直駆動信号ＶＤＳを生成する。例えば、本実施例では、複数の画素ＰＩＸは、フィールドシーケンシャル方式で駆動される。そのため、画素制御回路７２では、水平駆動信号ＨＤＳと垂直駆動信号ＶＤＳが、光源部５０が発光可能な色毎に生成される。

【0062】

ゲート駆動回路７３は、水平駆動信号ＨＤＳに基づいて、１垂直走査期間内に透明表示パネルのゲート線ＧＬ（言い換えると信号配線）を順次選択する。ゲート線ＧＬの選択の順番は任意である。図３に示すように、複数のゲート線ＧＬは、Ｘ方向（ｘ方向）に延び、かつ、Ｚ方向（ｙ方向）に沿って複数本が配列されている。

【0063】

ソース駆動回路７４は、垂直駆動信号ＶＤＳに基づいて、１水平走査期間内に透明表示パネルの各ソース線ＳＬ（言い換えると信号配線）に各画素ＰＩＸの出力階調値に応じた階調信号を供給する。図３に示すように、複数のソース線ＳＬは、Ｚ方向（ｙ方向）に延び、かつ、Ｘ方向（ｘ方向）に沿って複数本が配列されている。ゲート線ＧＬとソース線ＳＬとの交差毎に、一つの画素ＰＩＸが形成されている。

【0064】

ゲート線ＧＬとソース線ＳＬとが交差する部分のそれぞれには、スイッチング素子Ｔｒが形成されている。複数のゲート線ＧＬおよび複数のソース線ＳＬは、図４の液晶層ＬＱＬの液晶を駆動するための駆動信号を伝送する複数の信号配線に相当する。

【0065】

スイッチング素子Ｔｒとしては例えば薄膜トランジスタが用いられる。薄膜トランジスタの種類は特に限定されない。スイッチング素子Ｔｒのソース電極およびドレイン電極のうちの一方はソース線ＳＬに接続され、ゲート電極はゲート線ＧＬに接続され、ソース電極およびドレイン電極のうちの他方は、高分子分散型液晶ＬＣ（図４の液晶層ＬＱＬの液晶に相当する）の容量の一端に接続されている。高分子分散型液晶ＬＣの容量は、一端がスイッチング素子Ｔｒに画素電極ＰＥを介して接続され、他端がコモン電極ＣＥを介してコモン電位配線ＣＭＬに接続されている。また、画素電極ＰＥと、コモン電位配線ＣＭＬに電気的に接続されている保持容量電極との間には、保持容量ＨＣが生じる。コモン電位配線ＣＭＬは、コモン電位駆動回路７５より供給される。図５のコモン電極ＣＥに接続される配線経路は、例えば図３の第１基板１１に形成されている。図５では、第１基板１１に形成された配線を点線で図示している。

【0066】

図５に示す構成例では、光源制御部５２が駆動回路７０に含まれている。変形例として、光源制御部５２が駆動回路７０とは別に設けられている場合がある。前述のように、光源部５０が第２基板１２とは別の光源用基板に搭載されている場合、光源制御部５２は、その光源用基板に形成されていてもよいし、その光源用基板に搭載された電子部品に形成されていてもよい。

【0067】

［コントローラ］
図６は、制御装置であるコントローラ２の構成例を示す機能ブロック図である。図６に示すように、コントローラ２は、プロセッサ１００１、メモリ１００２、通信インタフェース装置１００３、入出力インタフェース装置１００４等を備え、これらはバス等を介して相互に接続されている。プロセッサ１００１は、制御プログラム１０１１に従った処理を実行する。これにより、所定の機能や処理部などが実現される。プロセッサ１００１により実現される機能や処理部としては、画像生成処理、表示処理などがある。

【0068】

また、上述のようにコントローラ２は、アイトラッキング装置３の一部としても機能する。すなわち、プロセッサ１００１により実現される機能や処理部の一つとしては、第１ユーザＵ１の視点を検出する視点検出処理（言い換えれば、アイトラッキング処理）がある。

【0069】

メモリ１００２には、制御プログラム１０１１、設定情報１０１２、画像データ１０１３、その他、処理に関するデータ・情報が格納されている。制御プログラム１０１１は、機能などを実現するコンピュータプログラムである。設定情報１０１２は、システム設定情報やユーザ設定情報である。画像データ１０１３は、画面２０に画像・映像を表示させるためのデータである。通信インタフェース装置１００３は、透明表示パネル１０の駆動回路７０や、アイトラッキング装置３を構成する第１カメラ３０、その他の外部の機器などと接続され、所定の通信インタフェースで通信処理を行う。入出力インタフェース装置１００４には入力デバイスや出力デバイスが接続可能である。

【0070】

［透明ディスプレイのコミュニケーションツールとしての利用］
透明ディスプレイ１は、第１ユーザＵ１と第２ユーザＵ２との間でのコミュニケーションツールとして利用することができる。例えば、医療現場において、全身麻痺の患者である第１ユーザＵ１と、医者である第２ユーザＵ２とは、透明表示パネル１０の画面２０に表示された画像を介してコミュニケーションを図ることができる。

【0071】

以下、図７～図１０を参照して、透明ディスプレイ１のコミュニケーションツールとしての利用について詳しく説明する。図７は、透明ディスプレイにおける意思伝達処理の流れを説明するフローチャートである。図８～図１０は、透明表示パネルの画面に表示される画像の一例を説明する図である。なお、以下で説明する透明ディスプレイ１での各種処理は、上述したようにコントローラ２によって実行される。

【0072】

図７のフローチャートに示すように、透明ディスプレイ１は、電源がオンの状態になり意思伝達処理が開始されると、まず、透明表示パネル１０の画面２０に、個別に選択可能な複数の選択画像を第１ユーザＵ１に向けて表示する（ステップＳ１）。実施の形態１では、透明ディスプレイ１は、図８に示すように、選択画像の一例として、五十音の文字を含む複数の文字画像１００を透明表示パネル１０の画面２０に表示させる。すなわち透明ディスプレイ１は、複数の文字画像１００を透明表示パネル１０の第１面ｓ１側を前面として表示する。なお、選択画像は、特に限定されるものではなく、上記文字画像１００の他、例えば、アルファベット、各種記号等の画像が挙げられる。

【0073】

この状態で、第１ユーザＵ１は、画面２０に表示された選択画像である各文字画像１００を第１面ｓ１側から視認でき、また、文字画像１００が表示された画面２０を介して第２ユーザＵ２を視認することができる。第２ユーザＵ２は、画面２０に表示された文字画像１００を第２面ｓ２側から視認でき、また、文字画像１００が表示された画面２０を介して第１ユーザＵ１を視認できる。ただし、第２ユーザＵ２から見える文字画像１００は、あくまで画面２０の第２面ｓ２側から見た画像となる。つまり第２ユーザＵ２から見える文字画像１００は、文字を左右方向で反転させた画像、いわゆる鏡文字の画像となる。

【0074】

ステップＳ２に進み、透明ディスプレイ１が備えるアイトラッキング装置３は、例えば、第１カメラ３０によって撮影された第１ユーザＵ１の画像等に基づいて、第１ユーザＵ１の視点を検出する。すなわちアイトラッキング装置３は、画面２０上で第１ユーザＵ１の視線がそそがれる先（言い換えれば、注視点）を検出する。第１ユーザＵ１の視点が検出されると、透明表示パネル１０の画面２０には、図９に示すように、アイトラッキング装置３による検出情報に基づいて第１ユーザＵ１の視点を示すカーソル（一例として、図中に丸印で示す）１１０が表示される。このカーソル１１０は、第１ユーザＵ１の視点の移動に伴って画面２０内を移動する。

【0075】

ステップＳ３に進み、透明ディスプレイ１は、アイトラッキング装置３により検出された第１ユーザＵ１の視点から、第１ユーザＵ１が、複数の文字画像１００の一つを注視しているか否かを判定する。言い換えれば、透明ディスプレイ１は、第１ユーザＵ１が文字画像１００のうちの一つを選択しようとしているかを判定する。

【0076】

透明ディスプレイ１は、第１ユーザＵ１の視点が、予め決定された所定時間（例えば、数秒程度）以上、一つの文字画像１００に留まっている場合に（ステップＳ３：ＹＥＳ）、第１ユーザＵ１が、その文字画像１００を注視していると判定する。より具体的には、図９に示すように、一つの文字画像１００に対して設定された設定領域２００に、上記所定時間以上、第１ユーザＵ１の視点が留まっている場合に、第１ユーザＵ１が、その文字画像１００を注視していると判定する。なお、このように第１ユーザＵ１が注視していると判定された文字画像（選択画像ともいう）１００を「注視画像」とも呼ぶ。

【0077】

言い換えれば、画面２０に表示されているカーソル１１０が、一つの文字画像１００に対応して設定された設定領域２００内に移動し、その設定領域２００に留まっている時間が上記所定時間以上になると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、透明ディスプレイ１は、第１ユーザＵ１がその文字画像１００を選択したと判定する。例えば、画面２０に表示されているカーソル１１０が、一つの設定領域２００と重なっている時間が上記所定時間以上になると、透明ディスプレイ１は、第１ユーザＵ１によってその文字画像１００が選択されたと判定する。例えば、図９に示すように、透明表示パネル１０の画面２０において、カーソル１１０が「す」の文字画像１００ａに対応する設定領域２００に重なっている状態が、上記所定時間以上継続すると、第１ユーザＵ１によって「す」の文字画像１００ａが選択されたと判定する。

【0078】

各文字画像１００に対応する設定領域２００は、本例では、各文字画像１００が含まれる程度の範囲に設定されている。ただし、設定領域２００は、任意の範囲に設定すればよく、文字画像１００を形成していない画素を含む領域としてもよい。各文字画像１００に対応する設定領域２００は、各文字画像１００が表示された範囲よりも広い範囲に設定されていてもよい。なお、設定領域２００の図示は、図９以外では省略している。

【0079】

本例では、複数の文字画像１００を、透明表示パネル１０の画面２０中の比較的広い範囲に表示するようにしている。このため、各文字画像１００の間隔を比較的広くすることができ、各文字画像１００に対応する設定領域２００を比較的広い範囲に設定できる。これにより、第１ユーザＵ１が選択しようとしている文字画像１００の検知精度を向上し易くなる。勿論、複数の文字画像１００を、画面２０中の比較的狭い範囲に表示するようにしてもよい。この場合、第１ユーザＵ１および第２ユーザＵ２は、透明表示パネル１０を介して相手の表情を認識し易くなるというメリットがある。

【0080】

なお、設定領域２００を設定する代わりに、例えば、画面２０内に個別に設定した設定位置座標に、所定の文字サイズの各文字画像１００をそれぞれ配置してもよい。この場合、透明ディスプレイ１は、例えば、各文字画像１００の設定位置座標と、カーソル１１０の位置座標とに基づいて、第１ユーザＵ１が選択しようとしている文字画像１００を判定すればよい。

【0081】

上述のようにステップＳ３で、第１ユーザＵ１が文字画像１００の一つ、例えば、「す」の文字画像１００ａを注視していると判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、透明ディスプレイ１は、注視画像である文字画像１００ａに対応する対応画像を、画面２０の第１ユーザＵ１とは反対側にいる第２ユーザＵ２に対して表示する（図１０参照）。

【0082】

ここで、「対応画像」とは、注視画像である文字画像１００ａの表示状態を適宜変化させた画像をいい、対応画像を「第２ユーザＵ２に対して表示する」とは、第１ユーザＵ１よりも第２ユーザＵ２が認識し易くなるように、対応画像を表示することをいう。言い換えれば、「対応画像を第２ユーザＵ２に対して表示する」とは、注視画像である文字画像１００ａの表示状態を第２ユーザＵ２が認識し易いように変化させたもの（対応画像）を、画面２０に表示することをいう。

【0083】

透明ディスプレイ１は、上述のように、「す」の文字画像１００ａが第１ユーザＵ１によって注視されていると判定した場合、例えば、「す」の文字画像１００ａに対応する対応画像１２０を第２ユーザＵ２に対して表示する。すなわち、「す」の文字画像１００ａの表示状態を、第２ユーザＵ２が認識し易いように変化させた対応画像１２０を、画面２０に表示させる。透明ディスプレイ１は、図１０に示すように、対応画像１２０の一例として、「す」の文字画像１００ａの表示状態を変化させ、他の文字画像１００よりも拡大し、さらに文字画像１００ａを左右方向で反転させた画像を透明表示パネル１０の画面２０に表示させる。

【0084】

図１０（Ａ）に示すように、第１ユーザＵ１に対しては、対応画像１２０（１００ａ）を除く他の文字画像１００は正しい向きで画面２０に表示されるが、「す」の文字画像１００ａに対応する対応画像１２０だけは、いわゆる鏡文字として画面２０に表示される。第２ユーザＵ２に対しては、図１０（Ｂ）に示すように、「す」の文字画像１００ａに対応する対応画像１２０のみが正しい向きで画面２０に表示され、対応画像１２０以外の文字画像１００は、左右方向で反転した画像、いわゆる鏡文字の画像として画面２０に表示される。

【0085】

なお、ステップＳ３で、第１ユーザＵ１が文字画像１００の一つを注視していないと判定した場合は（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ２に戻り、第１ユーザＵ１の視点の検出を継続する。

【0086】

このように透明ディスプレイ１は、第１ユーザＵ１によって選択画像である文字画像１００の一つが注視された際、注視された文字画像（つまり、注視画像）に対応する対応画像１２０を第２ユーザＵ２に対して表示する。これにより、第１ユーザＵ１は、例えば、「す」の文字画像を選択したことを、第２ユーザＵ２に対して伝え易くなる。逆に言えば、第２ユーザＵ２は、第１ユーザＵ１が「す」の文字画像１００ａを選択したことを認識し易くなる。第２ユーザＵ２は、第１ユーザＵ１が伝えようとしている言葉や文章を認識し易くなる。

【0087】

以上のように、実施の形態１によれば、透明ディスプレイ１の新しい使い方が可能となり、第１ユーザＵ１と第２ユーザＵ２との間でコミュニケーションを図りやすくなる。第１ユーザＵ１と第２ユーザＵ２とは、対面でお互いの表情を見ながらコミュニケーションを図ることができ、意思疎通が容易となる。このように本発明によれば、透明ディスプレイ１である透明表示装置の用途を広げることができる技術を提供することができる。

【0088】

なお、透明ディスプレイ１は、スピーカ、音声合成システム等を備えていてもよい。その場合、透明ディスプレイ１は、例えば、透明表示パネル１０の画面２０にて、第１ユーザＵ１が選択画像である文字画像１００の一つを注視した場合に、その文字画像１００に対応した文字情報を音声に変換してスピーカから出力できる。これにより、第２ユーザＵ２は、画面２０の文字画像とともに音声を聞きながら、第１ユーザＵ１とのコミュニケーションを図ることができる。

【0089】

また、上述の例において透明ディスプレイ１は、一つの文字画像１００を所定時間以上、第１ユーザＵ１が注視していると判定した場合に、対応画像１２０を第２ユーザＵ２に対して表示するようにした。しかしながら、透明ディスプレイ１が対応画像１２０を第２ユーザＵ２に対して表示するタイミングは、これに限定されない。例えば、複数の文字画像１００とは別に、例えば、文字画像１００の選択を確定させる「確定ボタン」画像を画面２０に表示させておく。そして、一つの文字画像１００を所定時間以上、第１ユーザＵ１が注視していると判定した後、さらに、第１ユーザＵ１が、「確定ボタン」画像を注視して選択した場合に、透明ディスプレイ１が対応画像１２０を第２ユーザＵ２に対して表示するようにしてもよい。

【0090】

＜実施の形態１の変形例＞
上述の例では、透明ディスプレイ１が、注視画像に対応する対応画像１２０として、文字画像１００ａの表示状態を変化させて他の文字画像１００よりも拡大し、且つ文字画像１００ａを左右方向で反転させた画像を透明表示パネル１０の画面２０に表示させる例を説明した。ただし、対応画像１２０は、このような画像に限定されるものではない。

【0091】

対応画像１２０は、例えば、図１１に示すように、文字画像１００ａの表示状態を変化させて他の文字画像１００よりも拡大した画像であってもよい。また例えば、図１２に示すように、対応画像１２０は、文字画像１００ａを拡大することなく、文字画像１００ａを左右方向で反転させた画像としてもよい。また、対応画像１２０は、例えば、注視画像としての文字画像１００ａの表示色を変化させた変色画像であってもよい。対応画像１２０をこのような画像としても、第２ユーザＵ２は、第１ユーザＵ１が注視した注視画像を認識し易くなる。

【0092】

さらに対応画像１２０は、注視画像である文字画像１００ａを、その位置で変化させた画像でなくてもよい。対応画像１２０は、注視画像である文字画像１００ａを、画面２０中の第１領域２１０とは別の第２領域２２０に表示させる画像であってもよい。

【0093】

例えば、第１ユーザＵ１が、「す」の文字画像１００ａを注視した場合、図１３（Ａ）に示すように、透明ディスプレイ１は、「す」の文字画像１００ａを、対応画像１２０として第２領域２２０に表示するようにしてもよい。さらに透明ディスプレイ１は、図１３（Ｂ）に示すように、「す」の文字画像１００ａを左右方向で反転させた画像を、文字画像１００ａに対応する対応画像１２０として第２領域２２０に表示してもよい。何れにしても、画面２０中の第１領域２１０とは別の第２領域２２０に対応画像１２０を表示することで、第２ユーザＵ２は、第１ユーザＵ１が視点により選択した文字画像をより認識し易くなる。

【0094】

さらに、例えば、図１４に示すように、画面２０中に、第１領域２１０とは別の第２領域２２０及び第３領域２３０を設け、対応画像１２０をこれら第２領域２２０及び第３領域２３０のそれぞれに表示するようにしてもよい。図１４の例では、第２領域２２０に「す」の文字画像１００ａを、対応画像１２０として表示し、第３領域２３０に「す」の文字画像１００ａを左右方向で反転させた画像を、対応画像１２０として表示している。

【0095】

また、実施の形態１では、透明ディスプレイ１が、選択画像として複数の文字画像１００を、透明表示パネル１０の画面２０に表示するようにしたが、選択画像は、文字画像１００に限定されない。例えば、図１５に示すように、選択画像は、予め登録された複数の文字画像１００で構成される登録画像２５０であってもよい。図１５の例では、「おはよう」の登録画像２５０を左右反転させた画像を、対応画像１２０として第２領域２２０に表示させている。これにより第１ユーザＵ１は、視線による注視の回数を減らして第２ユーザＵ２とのコミュニケーションを図ることができ、利便性が向上する。なお、登録画像２５０としては、例えば、所定の単語や定型文等が挙げられる。勿論、第１ユーザＵ１が、よく使う言葉や文章等の画像を登録することもできる。また、対応画像１２０は、選択画像である登録画像２５０を第１領域２１０内で拡大等した画像であってもよい。

【0096】

＜実施の形態２＞
図１６～図２０を用いて、実施の形態２の透明ディスプレイについて説明する。実施の形態２の透明ディスプレイの基本的な構成は、実施の形態１と同様・共通であり、以下では、実施の形態２の透明ディスプレイにおける、実施の形態１とは異なる構成部分について主に説明する。

【0097】

図１６は、実施の形態２の透明ディスプレイの概略構成を示す斜視図である。図１７は、実施の形態２の透明ディスプレイにおける第１状態と第２状態とを切り替える切替制御の流れを説明するフローチャートである。図１８～図２０は、実施の形態２の透明表示パネルの画面に表示される画像の一例を説明する図である。これら図１８～図２０において、（Ａ）は透明表示パネルの画面を第１ユーザ側から見た図であり、（Ｂ）は透明ディスプレイの画面を第２ユーザ側から見た図である。

【0098】

図１６に示すように、実施の形態２では、透明ディスプレイ１を構成するアイトラッキング装置３が、実施の形態１と同様に第１カメラ３０を備え、さらに、第２ユーザＵ２の視点を検出（言い換えれば、計測）するための第２カメラ３１を備える。第２カメラ３１は、例えば、透明表示パネル１０の上部に、画面２０の第２面ｓ２側を向いて設置され、第２ユーザＵ２の目の動き（特に、瞳の動き）を撮影する。

【0099】

第２カメラ３１の設置場所は、第１カメラ３０と同様に、第２ユーザＵ２の目の動きを撮影可能な場所であれば特に限定されず、必ずしも透明表示パネル１０上でなくてもよい。第２カメラ３１は、本例ではＣＣＤカメラ等であるが、これに限定されず、第２ユーザＵ２の目の動きを撮影できるものであればよい。また、本例では、第２カメラ３１は、撮影した画像をコントローラ２に送信し、コントローラ２が、その撮影画像（言い換えるとカメラ画像）に基づいて、画像処理を行うことで、第２ユーザＵ２の視点を検出する。

【0100】

上述した実施の形態１の透明ディスプレイ１は、例えば、医療現場において、全身麻痺の患者である第１ユーザＵ１と、医者である第２ユーザＵ２とのコミュニケーションに利用される。実施の形態２の透明ディスプレイ１は、例えば、全身麻痺の患者である第１ユーザＵ１と、全身麻痺の患者である第２ユーザＵ２とのコミュニケーションにも利用することができる。つまり実施の形態２の透明ディスプレイ１は、例えば、全身麻痺の患者同士のコミュニケーションにも利用することができる。実施の形態１の透明ディスプレイ１では、画面２０に表示される画像によって、第１ユーザＵ１から第２ユーザＵ２に対してのみ意思を伝えることができる。実施の形態２の透明ディスプレイ１では、画面２０に表示される画像により、第１ユーザＵ１と第２ユーザＵ２との間の双方向で意思を伝えることができる。

【0101】

実施の形態２の透明ディスプレイ１では、選択画像（第１選択画像に相当）としての五十音の文字画像を、第１ユーザＵ１に向けて表示する第１状態と、選択画像（第２選択画像に相当）としての文字画像を第２ユーザＵ２に向けて表示する第２状態とを、第１ユーザＵ１または第２ユーザＵ２の要求に応じて切り替え可能としている。

【0102】

図１７のフローチャートに示すように、透明ディスプレイ１は、電源がオンの状態になると、まずは、上記第１状態と上記第２状態とを切り替えるためのスイッチ画像を表示させる（ステップＳ１１）。一例として、透明ディスプレイ１は、図１８に示すように、透明表示パネル１０の画面２０に、上記スイッチ画像としての第１スイッチ画像３１０および第２スイッチ画像３２０を表示させる。第１スイッチ画像３１０は、図１８（Ａ）に示すように、第１ユーザＵ１に向けて表示され、第２スイッチ画像３２０は、図１８（Ｂ）に示すように、第２ユーザＵ２に向けて表示される。第１スイッチ画像３１０は、「ＯＮ」画像３１１と「ＯＦＦ」画像３１２とを含み、第２スイッチ画像３２０は、「ＯＮ」画像３２１と「ＯＦＦ」画像３２２とを含む。

【0103】

この状態で、透明ディスプレイ１は、第１カメラ３０および第２カメラ３１を備えるアイトラッキング装置３により、第１ユーザＵ１および第２ユーザＵ２の視点を検出する（ステップＳ１２）。次いで、透明ディスプレイ１は、その検出結果に基づいて、上記第１状態と上記第２状態との何れが選択されたかを判定する。すなわち、透明ディスプレイ１は、第１ユーザＵ１または第２ユーザＵ２によって、第１状態または第２状態の何れが要求されたかを判定する。まずステップＳ１３で、例えば、第１ユーザＵ１または第２ユーザＵ２が、第１状態を選択したか否かを判定する。

【0104】

図１９（Ａ）に示すように、第１ユーザＵ１によって第１スイッチ画像３１０の「ＯＮ」画像３１１が注視され、注視時間が所定時間に達すると、透明ディスプレイ１は、第１ユーザＵ１が第１状態を選択したと判定する（ステップＳ１３：ＹＥＳ）。あるいは、図１９（Ｂ）に示すように、第２ユーザＵ２によって第２スイッチ画像３２０の「ＯＦＦ」画像３２２が注視され、注視時間が所定時間に達すると、透明ディスプレイ１は、第２ユーザＵ２が第１状態を選択したと判定する（ステップＳ１３：ＹＥＳ）。

【0105】

この場合、ステップＳ１４に進み、透明ディスプレイ１は、透明表示パネル１０の表示を第１状態とし、図１９に示すように、透明表示パネル１０の画面２０に、第１ユーザＵ１に向けて、選択画像（第１選択画像に相当）である複数の文字画像１００を表示させる。すなわち、透明表示パネル１０の画面２０に、第１面ｓ１側を前面として第１選択画像としての複数の文字画像１００を表示させる。

【0106】

この第１状態では、第１ユーザＵ１は、図１９（Ａ）に示すように、画面２０に表示された各文字画像１００を第１面側ｓ１側から視認でき、また、文字画像１００が表示された画面２０を介して第２ユーザＵ２を視認することができる。第２ユーザＵ２は、図１９（Ｂ）に示すように、画面２０に表示された文字画像１００を第２面ｓ２側から視認でき、また、文字画像１００が表示された画面２０を介して第１ユーザＵ１を視認できる。ただし、第２ユーザＵ２から見える文字画像１００は、あくまで画面２０の第２面ｓ２側から見た画像となる。つまり第２ユーザＵ２から見える文字画像１００は、文字を左右方向で反転させた画像、いわゆる鏡文字の画像となる。

【0107】

その後は、実施の形態１と同様、第１ユーザＵ１の視点に基づく意思伝達処理が開始される（図７のフローチャート等参照）。透明ディスプレイ１は、アイトラッキング装置３の検出結果から、第１ユーザＵ１が注視している一つの文字画像１００である第１選択画像（第１注視画像に相当）を判別する。そして透明ディスプレイ１は、この第１注視画像としての文字画像１００に対応する対応画像（第２対応画像に相当）１２０を、第１ユーザＵ１に対して表示する。

【0108】

一方、第１ユーザＵ１または第２ユーザＵ２が第１状態を選択しない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、ステップＳ１５に進み、第１ユーザＵ１または第２ユーザＵ２が第２状態を選択したか否かを判定する。図２０（Ａ）に示すように、第１ユーザＵ１によって第１スイッチ画像３１０の「ＯＦＦ」画像３１２が注視され、注視時間が所定時間に達すると、透明ディスプレイ１は、第１ユーザＵ１が第２状態を選択したと判定する（ステップＳ１５：ＹＥＳ）。あるいは、図２０（Ｂ）に示すように、第２ユーザＵ２によって第２スイッチ画像３２０の「ＯＮ」画像３２１が注視され、注視時間が所定時間に達すると、透明ディスプレイ１は、第２ユーザＵ２が第２状態を選択したと判定する（ステップＳ１５：ＹＥＳ）。

【0109】

この場合、ステップＳ１６に進み、透明ディスプレイ１は、透明表示パネル１０の表示を第２状態とし、図２０に示すように、透明表示パネル１０の画面２０に、第２ユーザＵ２に向けて、選択画像（第２選択画像に相当）である複数の文字画像１００を表示させる。すなわち、透明表示パネル１０の画面２０に、第２面ｓ２側を前面として第２選択画像としての複数の文字画像１００を表示させる。

【0110】

この第２状態では、第１ユーザＵ１は、図２０（Ａ）に示すように、画面２０に表示された各文字画像１００を視認でき、また文字画像１００が表示された画面２０を介して第２ユーザＵ２を視認することができる。ただし、第１ユーザＵ１から見える文字画像１００は、あくまで画面２０の第１面ｓ１側から見た画像となる。つまり第１ユーザＵ１から見える文字画像１００は、文字を左右方向で反転させた画像、いわゆる鏡文字の画像となる。第２ユーザＵ２は、図２０（Ｂ）に示すように、画面２０に表示された文字画像１００を第２面ｓ２側から視認でき、また文字画像１００が表示された画面２０を介して第１ユーザＵ１を視認できる。

【0111】

その後は、実施の形態１と同様の流れで、第２ユーザＵ２の視点に基づく意思伝達処理が実施される。すなわち、透明ディスプレイ１は、アイトラッキング装置３の検出結果から、第２ユーザＵ２が注視している一つの文字画像１００である第２選択画像を判別する。そして透明ディスプレイ１は、この第２注視画像としての文字画像１００に対応する対応画像（第２対応画像に相当）１２０を、第１ユーザＵ１に対して表示する。

【0112】

なお、第１ユーザＵ１の視点に基づく意思伝達処理が実行されている状態で、第１ユーザＵ１が第１スイッチ画像３１０の「ＯＦＦ」画像３１２を注視した場合、透明表示パネル１０の表示は、例えば、第１状態から第２状態に切り替えられる。すなわち、図２０に示すように、透明表示パネル１０には、第２ユーザＵ２に向けて複数の文字画像１００が表示される。あるいは、この場合、透明表示パネル１０の表示は、例えば、図１９に示すように、第１状態と第２状態とを切り替えるための第１スイッチ画像３１０および第２スイッチ画像３２０を表示させた状態に切り替えられるようにしてもよい。

【0113】

また、第２ユーザＵ２の視点に基づく意思伝達処理が実行されている状態で、第２ユーザＵ２が第２スイッチ画像３２０の「ＯＦＦ」画像３２２を注視した場合、透明表示パネル１０の表示は、例えば、第２状態から第１状態に切り替えられる。すなわち、図１９に示すように、透明表示パネル１０には、第１ユーザＵ１に向けて複数の文字画像１００が表示される。あるいは、透明表示パネル１０の表示は、図１８に示すように、第１状態と第２状態とを切り替えるための第１スイッチ画像３１０および第２スイッチ画像３２０を表示させた状態に切り替えられるようにしてもよい。

【0114】

以上説明した実施の形態２によれば、透明ディスプレイ１の新しい使い方が可能であり、第１ユーザＵ１と第２ユーザＵ２との間でコミュニケーションを図りやすくなる。実施の形態２の透明ディスプレイ１では、画面２０に表示される画像による第１ユーザＵ１と第２ユーザＵ２との間の双方向での意思疎通が可能となる。したがって、透明ディスプレイ１の利用範囲が広がる。

【0115】

なお、上述の例において、ステップＳ１３およびステップＳ１４と、ステップＳ１５およびステップＳ１６とを実施する順序は、特に限定されず、ステップＳ１５およびステップＳ１６を先に実施してもよい。また、実施の形態２では、第１ユーザＵ１または第２ユーザＵ２の要求に応じて、透明表示パネル１０の表示を第１状態と第２状態とで切り替える方法の一例について説明したが、この方法はあくまで一例に過ぎず、特に限定されるものではない。

【0116】

＜実施の形態２の変形例＞
実施の形態２では、第１ユーザＵ１および第２ユーザＵ２は、各種の入力や選択を行う入力手段としてアイトラッキング装置３を用いているが、入力手段は、これに限定されない。入力手段としては、例えば、物理的に操作するスイッチ（いわゆる物理スイッチ）やキーボード等の入力装置をアイトラッキング装置３と併用するようにしてもよい。第１ユーザＵ１および第２ユーザＵ２の手指がある程度動く場合には、物理スイッチ等を併用することで、操作性をさらに向上することができる。

【0117】

さらに、実施の形態２では、第１ユーザＵ１または第２ユーザＵ２の要求に応じて、第１ユーザＵ１が選択画像を選択できる第１状態と、第２ユーザＵ２が選択画像を選択できる第２状態とを切り替えるようにしたが、必ずしも第１状態と第２状態とを切り替えなくてもよい。すなわち第１ユーザＵ１と第２ユーザＵ２とが、同時に、選択画像を選択できるようにしてもよい。具体的には、図２１に示すように、選択画像として、第１ユーザＵ１に向けた第１選択画像である複数の文字画像１００Ａと、第２ユーザＵ２に向けた第２選択画像である複数の文字画像１００Ｂと、を表示領域である画面２０に表示するようにしてもよい。

【0118】

この場合、透明ディスプレイ１は、アイトラッキング装置３の検出結果から、第１ユーザＵ１が注視している一つの文字画像１００Ａである第１選択画像（つまり第１注視画像）を判別する。そして透明ディスプレイ１は、この第１注視画像である文字画像１００Ａに基づく第１対応画像１２０Ａを第２ユーザＵ２に対して表示する。一方で、透明ディスプレイ１は、アイトラッキング装置３の検出結果から、第２ユーザＵ２が注視している一つの文字画像１００Ｂである第２選択画像（つまり第２注視画像）を判別する。そして透明ディスプレイ１は、第２注視画像である文字画像１００Ｂに基づく第２対応画像１２０Ｂを、第１ユーザＵ１に対して表示する。このように第１ユーザＵ１と第２ユーザＵ２とが、同時に、選択画像を選択できるようにすることで、利便性をさらに向上することができる。

【0119】

＜他の実施の形態＞
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は、前述の実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。各実施の形態は、必須構成要素を除き、構成要素の追加・削除・置換などが可能である。特に限定しない場合、各構成要素は、単数でも複数でもよい。本発明には、各実施の形態や変形例を組み合わせた形態も含まれる。

【0120】

上述の実施の形態では、本発明の透明表示装置の一例として、液晶表示装置である液晶ディスプレイについて説明したが、本発明は、有機ＥＬ装置などの、他の自発光型表示装置に適用することもできる。実施の形態で説明した機能は、透明状態と非透明状態との間での遷移が可能な表示層（画素）を備える表示装置であれば、同様に適用可能である。また、表示装置の画面のサイズは、小型から大型まで、特に限定せずに適用可能である。

【0121】

また、上述の実施の形態では、本発明の透明表示装置として、コントローラによって特徴的な制御を行う例について説明したが、本発明の透明表示装置の構成は、これに限定されず、透明表示装置のコントローラに対して外部に接続されるコンピュータシステムが、同様の特徴的な制御を行うものであってもよい。

【符号の説明】

【0122】

１…透明ディスプレイ（透明表示装置）、２…コントローラ、３…アイトラッキング装置（センサデバイス）、１０…透明表示パネル、１１…第１基板、１２…第２基板、１３…表示層、２０…画面、３０…第１カメラ、３１…第２カメラ、１００…文字画像、１１０…カーソル、１２０…対応画像、２００…設定領域、２１０…第１領域、２２０…第２領域、２３０…第３領域、２５０…登録画像、３１０…第１スイッチ画像、３２０…第２スイッチ画像、Ｕ１…第１ユーザ、Ｕ２…第２ユーザ。

【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】