JP2010072255A - 表示装置及び移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、複数の領域に表示領域を形成することができる表示装置及び移動体を提供する。
【解決手段】映像情報を含む光束を出射する投映部と、前記投映部から出射した光束の方向を変化させる反射体と、複数の領域に表示領域を形成させるように前記反射体の位置を変化させる表示領域切換部と、を備えたことを特徴とする表示装置が提供される。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示装置及び移動体に関する。

表示装置を用いて、車両や航空機等の移動体のフロントガラス（ウインドシールド）に各種の情報を表示し、外部の背景視野の画像と合わせて当該映像情報を操縦者に観視させる、いわゆるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ： Head-Up Display）が知られている。 ここで、表示領域を広くすると表示輝度の低下を招くおそれがある。また、広い表示領域において表示輝度の低下を抑制しようとすると、消費電力が増加したり、光源の寿命が低下したりするおそれがある。
そこで、表示領域を操縦者の目の部分に限定することで表示輝度を上げ、また、低消費電力化、光源の長寿命化を図るようにしている（例えば、特許文献１を参照）。

しかしながら、表示領域を狭めると表示される情報が操縦者にしか観視できないという問題がある。また、例えば、操縦者と操縦者の横にいる者（例えば、同乗者など）とでは、必ずしも同じ情報が必要となるわけではない。この様な場合、すべての情報を表示すれば煩雑化を招き、円滑で効率の高い運行が阻害されるおそれがある。
特開平３−２１７３３９号公報

本発明は、複数の領域に表示領域を形成することができる表示装置及び移動体を提供する。

本発明の一態様によれば、映像情報を含む光束を出射する投映部と、前記投映部から出射した光束の方向を変化させる反射体と、複数の領域に表示領域を形成させるように前記反射体の位置を変化させる表示領域切換部と、を備えたことを特徴とする表示装置が提供される。

また、本発明の他の一態様によれば、複数の領域に表示領域を形成させるように映像情報を含む光束の出射位置を電気的に切り換える表示領域切換部を有する投映部と、前記投映部から出射した光束の方向を変化させる反射体と、を備えたことを特徴とする表示装置が提供される。

また、本発明の他の一態様によれば、上記の表示装置と、前記表示装置により映像情報が投映される投映板と、を備えたことを特徴とする移動体が提供される。

本発明によれば、複数の領域に表示領域を形成することができる表示装置及び移動体が提供される。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

図１は、第１の実施形態に係る表示装置を例示するための模式図である。
図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視図である。
図１に示すように、本実施の形態に係る表示装置１０は、投映部１１０、光束制御部１２０、画像検出部１３０、制御部１４０、表示領域切換部１７０を備えている。なお、投映部１１０において生成される光束１１２には映像情報が含まれている。また、投映部１１０において生成された光束１１２は、投映板２１０を経て、観視者１００、１００ａの頭部１０４に到達するようになっている。

投映部１１０は、映像情報を含む光束１１２を出射する。また、投映部１１０は、運行情報などの各種映像情報を光学像として投映させる。投映部１１０としては、例えば、液晶プロジェクタやデジタル・ライト・プロセッシング（ＤＬＰ）プロジェクタなどを例示することができる。液晶プロジェクタは、液晶パネルと光源などを備えている。そして、光源からの光束を液晶パネルを透過させることで、映像情報を光学像として投映する。また、デジタル・ライト・プロセッシングプロジェクタは、デジタル・マイクロ・デバイス（ＤＭＤ）と光源とを備えている。そして、シリコン基板上に設けられた独立して動く微細な反射体で光源からの光束を反射させることで、映像情報を光学像として投映する。ただし、投映部１１０は、例示をしたものに限定されるわけではなく、電気信号を光学画像に変換可能なものを適宜選択することができる。

光束制御部１２０は、第１の反射体１２２、第２の反射体１２４、レンズ１２６、駆動部１２５を備えている。光束制御部１２０は、光束１１２の方向を制御し、観視者１００、１００ａの特定の部位の位置（特に目１０５の位置）に光束１１２を入射させるためのものである。

また、第１の反射体１２２は、入射する光束の一部を反射し、一部を透過させるようになっている。なお、可視光を反射し、赤外光を透過させるようになっていてもよい。
第２の反射体１２４は、第１の反射体１２２からの反射光を反射させて光束１１２の方向を変換させる。すなわち、第２の反射体１２４は、投映部１１０から出射した光束１１２の方向を変化させる。
また、第２の反射体１２４には、駆動部１２５が接続されている。また、駆動部１２５により第２の反射体１２４の位置を変化させることができるようになっている。そして、第２の反射体１２４の位置を変化させることで表示領域１１２ａの位置を調整することができるようになっている。例えば、第２の反射体１２４の角度を変化させることで、表示領域１１２ａの左右上下方向の位置を調整することができるようになっている。

また、後述するように、観視者１００、１００ａの像１０１を撮像する撮像部１５０を備え、撮像された像１０１に基づいて、観視者１００、１００ａの特定の部位の位置に光束１１２を入射させるように第２の反射体１２４の位置を変化させるようにすることもできる。

レンズ１２６は、第２の反射体１２４からの反射光を集光させる。レンズ１２６は必ずしも必要ではなく、必要に応じて適宜設けるようにすればよい。
また、設置時やメンテナンス時などに投映部１１０、第１の反射体１２２、第２の反射体１２４、レンズ１２６などの位置を個々に調整することができるようになっている。

第２の反射体１２４には、表示領域切換部１７０が接続されている。そして、表示領域切換部１７０により第２の反射体１２４の位置を変化させることができるようになっている。すなわち、表示領域切換部１７０は、複数の領域に表示領域１１２ａを形成させるように第２の反射体１２４の位置を変化させるものである。

図２に示すように、本実施の形態においては、表示領域切換部１７０により第２の反射体１２４の位置を変化させることで複数の領域に表示領域１１２ａを形成させることができるようになっている。例えば、表示領域切換部１７０により第２の反射体１２４の傾き角度を変化させて、観視者１００の側または観視者１００ａの側に表示領域１１２ａを形成させることができるようになっている。

この場合、複数の領域に表示領域１１２ａを形成させることができれば、複数の観視者（図２に例示をしたものの場合には、観視者１００、１００ａ）に同じ映像情報を観視させることができる。また、複数の観視者毎に異なる映像情報を観視させることもできる。例えば、観視者１００（例えば、操縦者）には、速度などの運行情報を観視させることができる。また、観視者１００ａ（例えば、同乗者）には、ナビゲーション情報や映画などの娯楽映像などを観視させることができる。

また、１箇所の領域に表示領域１１２ａを形成させることもできる。そして、例えば、観視者１００（例えば、操縦者）または観視者１００ａ（例えば、同乗者）のいずれかに映像情報を観視させるようにすることもできる。この場合は、特定された領域に表示領域１１２ａが形成されるように第２の反射体１２４の角度を切り換えるようにすればよい。

また、複数の領域のうちの一部の領域に限定して表示領域１１２ａを形成させることもできる。例えば、表示領域１１２ａが形成される領域が３箇所以上あるような場合には、そのうちの一部の領域（例えば、特定の２箇所など）に限定して表示領域１１２ａを形成させることもできる。

また、後述するように、複数の観視者の特定の部位の位置（特に目１０５の位置）に表示領域１１２ａの範囲を限定させることができる。そのため、複数の領域に表示領域１１２ａを形成させるようにしても、表示領域１１２ａの範囲が無駄に大きくなることがない。また、映像情報を含む光束１１２を時間分割して、複数の表示領域１１２ａ毎に映像情報を送るようにすることもできる。そのようにすれば、ある時間領域においては１箇所の表示領域１１２ａのみに光束１１２が入射されることになる。
そのため、複数の領域に表示領域１１２ａを形成させるようにしても、表示輝度の低下を抑制することができる。また、低消費電力化、光源の長寿命化を図ることもできる。

画像検出部１３０は、撮像部１５０、調整レンズ１５１、画像処理部１６０を備えている。
撮像部１５０は、投映板２１０、レンズ１２６、第２の反射体１２４、第１の反射体１２２を介して観視者１００、１００ａの像１０１を撮像する。撮像部１５０としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device)カメラやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサーなどを例示することができる。ただし、これらに限定されるわけではなく、映像情報を電気信号に変換可能なものを適宜選択することができる。また、第１の反射体１２２として、可視光を反射し赤外光を透過させる反射体を用いるようにすることが好ましい。また、撮像部１５０は、赤外光によって観視者１００、１００ａの像１０１を撮像することができるものであることが好ましい。この様な構成にすれば、像中の不要なノイズを低減させることができる。

調整レンズ１５１は、撮像部１５０と第１の反射体１２２との間に設けられている。調整レンズ１５１は、第１の反射体１２２から出射した光束を集光させることで像の大きさとピントとを調整する。なお、調整レンズ１５１は必ずしも必要ではなく、必要に応じて適宜設けるようにすればよい。

画像処理部１６０は、画像処理を行うことで撮像部１５０により撮像された観視者１００、１００ａの特定の部位の位置を解析する。例えば、観視者１００、１００ａの顔面の特徴点として、両眼眼球位置、鼻位置、口の位置等を特定し、これにより、観視者１００、１００ａの頭部、特に目の位置を解析するようにすることができる。画像処理を行うことで、観視者１００、１００ａの特定の部位の位置（特に目１０５の位置）を知ることができる。

制御部１４０には、投映部１１０、駆動部１２５、画像処理部１６０、表示領域切換部１７０が電気的に接続されている。
制御部１４０は、図示しない入力装置からの入力や、画像処理部１６０において解析された観視者１００、１００ａの特定の部位の位置（特に目１０５の位置）などに基づいて、投映部１１０、駆動部１２５、表示領域切換部１７０を制御する。

例えば、図示しない入力装置からの入力により形成する表示領域１１２ａの数や位置を特定し、これに基づいて表示領域切換部１７０を制御することで第２の反射体１２４の角度を変化させる。そして、第２の反射体１２４の角度を変化させることで、複数の領域に表示領域１１２ａを形成させる。

また、制御部１４０は、投映部１１０に映像情報を含む光束１１２を出射させる。この場合、複数の領域に形成された表示領域１１２ａ毎に異なる映像情報を含む光束１１２を出射させるようにすることができる。例えば、映像情報を含む光束１１２を時間分割して複数の表示領域１１２ａ毎に異なる映像情報を出射させるようにすることができる。なお、この場合、光束１１２の出射と表示領域切換部１７０の動作とが同期するように制御される。

また、画像処理部１６０において解析された観視者１００、１００ａの特定の部位の位置に基づいて、駆動部１２５を制御することで第２の反射体１２４の角度を変化させる。そして、第２の反射体１２４の角度を変化させることで、観視者１００、１００ａの特定の部位の位置（特に目１０５の位置）に光束１１２が入射するように表示領域１１２ａの位置を調整する。この様な表示領域１１２ａの位置調整を行うようにすれば、観視者１００、１００ａが頭部を上下左右に動かしたような場合でも、光束１１２の入射位置（表示領域１１２ａの位置）をその動きに追随させることができる。

なお、駆動部１２５と表示領域切換部１７０とを別々に設ける場合を例示したが、例えば、表示領域切換部１７０に駆動部１２５の機能を持たせるようにすることもできる。この場合は、表示領域切換部１７０により複数の領域に表示領域１１２ａが形成されるとともに、観視者１００、１００ａの特定の部位の位置（特に目１０５の位置）に光束１１２が入射するように表示領域１１２ａの位置が調整されることになる。
また、前述したように、観視者１００、１００ａの像１０１を撮像する撮像部１５０を備え、撮像された像１０１に基づいて、観視者１００、１００ａの特定の部位の位置に光束１１２を入射させるように第２の反射体１２４の位置を変化させることもできる。

また、制御部１４０に図示しない画像表示部を電気的に接続することもできる。そして、図示しない画像表示部の表示画面上に、例えば、表示領域１１２ａの中心を表すクロスバー等を表示させることもできる。そのようにすれば、表示領域１１２ａを形成させる領域と観視者１００、１００ａの特定の部位の位置（例えば、片方の目１０５の位置）との位置合わせを容易に行うことができるようになる。

投映板２１０は、光束１１２を反射可能な部材とすることができる。例えば、自動車などの移動体のフロントガラス（ウインドシールド）とすることができる。この場合、フロントガラスの一部に高反射部２１１を設け、高反射部２１１により光束１１２が反射されるようにすることができる。
この場合、高反射部２１１として反射面が凹曲面となっているシート状のフレネルレンズを用いることが好ましい。そのようなフレネルレンズを用いるものとすれば、フレネルレンズが光束１１２を反射させる凹面鏡となるので、投映板２１０の材質や形状（例えば、曲率など）に影響されることなく高い表示輝度の映像情報を得ることができる。また、消費電力の低減や光源の長寿命化を図ることもできる。
この場合、表示装置１０を自動車などの移動体に搭載し、フロントガラス（ウインドシールド）を投映板２１０とすることでヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ： Head-Up Display）を構成することができる。

次に、本実施の形態に係る表示装置１０の作用について例示をする。
まず、図示しない入力装置からの入力により形成する表示領域１１２ａの数や領域の位置が特定される。投映部１１０から出射された映像情報を含む光束１１２は、第１の反射体１２２を介して第２の反射体１２４に入射する。この際、表示領域切換部１７０により第２の反射体１２４の角度が制御されて、特定された表示領域１１２ａに向けて光束１１２が出射する。

ここで、複数の表示領域１１２ａが形成される場合には、各表示領域１１２ａ毎に時間分割して映像情報を含む光束１１２が投映部１１０から出射される。例えば、観視者１００の側の表示領域１１２ａに向けて映像情報を含む光束１１２が出射された後、観視者１００ａの側の表示領域１１２ａに向けて映像情報を含む光束１１２が出射されるようにすることができる。そして、これを繰り返すことで、映像情報を含む光束１１２が所定の間隔をおいて各表示領域１１２ａ毎に入射するようにすることができる。この場合、入射する光束１１２の時間間隔が短ければ（例えば６０Ｈｚ程度）、観視者は連続した映像情報として認識することになる。なお、送られる映像情報の内容は表示領域１１２ａ毎に異なっていてもよいし、同じであってもよい。なお、この場合、光束１１２の出射と表示領域切換部１７０の動作とが同期するように制御される。

また、図示しない入力装置からの入力により、複数の領域のうちの一部の領域に限定して表示領域１１２ａを形成させる場合には、限定された特定の領域に表示領域１１２ａが形成されるように第２の反射体１２４の角度が制御される。また、限定された特定の表示領域１１２ａ毎に時間分割して映像情報を含む光束１１２が投映部１１０から出射される。

また、図示しない入力装置からの入力により、形成される表示領域１１２ａが１箇所に特定された場合には、特定された領域に表示領域１１２ａが形成されるように第２の反射体１２４の角度が切り換えられる。また、映像情報を含む光束１１２が連続して投映部１１０から出射される。

また、画像処理部１６０において解析された観視者の特定の部位の位置に基づいて、駆動部１２５を制御することで第２の反射体１２４の角度を変化させる。そして、第２の反射体１２４の角度を変化させることで、観視者の特定の部位の位置（特に目１０５の位置）に光束１１２が入射するように表示領域１１２ａの位置が調整される。
そして、第２の反射体１２４から出射した光束１１２は、レンズ１２６、投映板２１０または高反射部２１１を介して所定の表示領域１１２ａに入射する。

なお、投映部１１０として例示をしたプロジェクタの他にも各種のものを使用することができる。例えば、レーザやＬＥＤ（Light Emitting Diode)、ハロゲンランプなどの各種の光源と、光源で生成された光束を走査する可動反射体やＭＥＭＳ等の光学素子を組み合わせたものを用いることができる。また、各種の光源とＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の光スイッチを組み合わせるようにしてもよい。また、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や蛍光表示管（ＶＦＤ： Vacuum Fluorescent Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＥＬ(Electro Luminescence）表示装置、有機ＥＬ表示装置等の各種の方式のディスプレイを用いるようにしてもよい。

また、光束制御部１２０にも各種の光学要素を用いることができる。例えば、光束を反射・屈折・半透過させる、平板反射体、プリズム、フレネルレンズ等を用いるようにしてもよい。また、各種のレンズ、アパーチャ、レンチキュラーシート、ホログラフィックディフューザ、拡散スクリーン、マイクロレンズアレイ、グレーテッドインデクス型マイクロレンズ、各種のプリズムシート、ルーバーシート、切頭三角錐状の導波管を複数配列させたもの等を用いるようにしてもよい。そして、上記の各種光学要素を適宜組み合わせて用いることもできる。

また、投映部１１０と光束制御部１２０とを構成する光学要素の一部が兼用されていてもよい。また、投映部１１０と光束制御部１２０とを構成する光学要素が光束１１２の光軸上で混在して配置されていてもよい。すなわち、これら光学要素は、技術的に可能な範囲で兼用・置換・削除が可能である。

本実施の形態によれば、複数の領域に表示領域１１２ａを形成することができる。そして、複数の観視者に同じ映像情報を観視させることができる。また、複数の観視者毎に異なる映像情報を観視させることもできる。また、特定の観視者にのみ映像情報を観視させることができる。
また、複数の観視者の特定の部位の位置（特に目１０５の位置）に表示領域１１２ａの範囲を限定させることができる。そのため、複数の領域に表示領域１１２ａを形成させるようにしても、表示領域１１２ａの範囲が無駄に大きくなることがない。
また、映像情報を含む光束１１２を時間分割して複数の表示領域１１２ａ毎に映像情報を送るようにすることもできる。そのため、ある時間領域においては１箇所の表示領域１１２ａのみに光束１１２が入射されることになるので、高輝度で視認性の良い表示を実現することができる。また、低消費電力化、光源の長寿命化を図ることもできる。

また、例えば、自動車などの移動体の操縦席に表示装置１０を設けるような場合には、観視者１００、１００ａの背の高さなどに合わせて目１０５の位置に適正に光束１１２が入射するようにすることができる。また、観視者１００、１００ａが頭部を上下左右に動かしたような場合でも、光束１１２の入射位置（表示領域１１２ａの位置）をそれらの動きに追随させることができる。その結果、表示を観視させ続けることが可能となる。また、表示領域１１２ａの位置を目１０５の部分に限定することができるので、高輝度で視認性の良い表示を実現することができる。また、低消費電力化、光源の長寿命化を図ることもできる。なお、観視者１００、１００ａの片方の目１０５のみに光束１１２を入射するような場合には大きな効果を発揮することができる。

図３は、第２の実施形態に係る表示装置を例示するための模式図である。
図４は、図３におけるＢ−Ｂ矢視図である。
図３に示すように、本実施の形態に係る表示装置２０は、光束生成部１１１、光束制御部１２０ａ、画像検出部１３０、制御部１４０を備えている。

光束生成部１１１は、映像情報を含む光束１１２を出射する。
図５は、光束生成部１１１を例示するための模式図である。
図５に示すように、光束生成部１１１は、投映部１１１ａ、領域制御部１１１ｂ、レンズ１１１ｃを備えている。

投映部１１１ａは、映像情報を含む光束１１２を出射する。また、投映部１１１ａは、運行情報などの各種映像情報を光学像として投映させる。また、投映部１１１ａには、複数の領域に表示領域１１２ａを形成させるように映像情報を含む光束１１２の出射位置を電気的に切り換える表示領域切換部が内蔵されている。投映部１１１ａとしては、例えば、液晶プロジェクタやデジタル・ライト・プロセッシング（ＤＬＰ）プロジェクタなどを例示することができる。

領域制御部１１１ｂは、投映部１１１ａから出射された光束１１２の方向を制御して、光束１１２が所定の表示領域１１２ａに向かうようにする。領域制御部１１１ｂとしては、例えば、小型のレンズを平面上に複数配設したようなものを例示することができる。例えば、領域制御部１１１ｂをレンチキュラーシートやアレイレンズなどとすることができる。

レンチキュラーシートは、断面が円筒形状を呈しており、光束の一軸方向の方向制御に用いることができる。また、アレイレンズは、断面が球面形状を呈しており、光束の二軸方向の方向制御に用いることができる。この場合、レンチキュラーシートを二枚重ね合わせることでアレイレンズと同様の光学的な作用を生じさせることもできる。

また、小型のレンズを平面上に複数配設したようなものの場合には、各レンズに対して複数の光束が入射できるようなレンズの大きさ、配置とされている。例えば、投映部１１１ａが液晶プロジェクタである場合には、液晶パネルの複数の画素にまたがるようなレンズの大きさ、配置とされている。

ここで、投映部１１１ａがデジタル・ライト・プロセッシング（ＤＬＰ）プロジェクタなどのように反射型デバイス（例えば、デジタル・マイクロ・デバイスなど）を用いる場合には、投映部１１１ａと領域制御部１１１ｂとを密着させると反射型デバイスへの入射光束もレンズの作用を受けてしまうおそれがある。そのような場合には、投映部１１１ａと領域制御部１１１ｂとの間に反射型デバイスからの光束を結像させる図示しない結像部を設けるようにすればよい。

レンズ１１１ｃは、領域制御部１１１ｂから出射した光束１１２を集光する。なお、レンズ１１１ｃは必ずしも必要ではなく、必要に応じて適宜設けるようにすればよい。
制御部１４０は、図示しない入力装置からの入力により形成する表示領域１１２ａの数や位置を特定し、特定された位置に表示領域１１２ａが形成されるように投映部１１１ａから光束１１２を出射させる。この場合、特定された位置に表示領域１１２ａが形成されるように、領域制御部１１１ｂの所定の領域に向けて光束１１２が出射される。

例えば、投映部１１１ａが液晶プロジェクタの場合には、内蔵された液晶パネルにより部分的に光束１１２を透過させることで領域制御部１１１ｂの所定の領域に向けて光束１１２が出射されるようにする。投映部１１１ａがデジタル・ライト・プロセッシングプロジェクタの場合には、デジタル・マイクロ・デバイスにより部分的に光束を反射させることで領域制御部１１１ｂの所定の領域に向けて光束１１２が出射されるようにする。

この場合、例えば、内蔵された液晶パネルやデジタル・マイクロ・デバイスが、複数の領域に表示領域１１２ａを形成させるための表示領域切換部の役割を果たすことになる。そのため、投映部１１１ａには表示領域切換部が内蔵されていることになる。

光束制御部１２０ａは、第１の反射体１２２、第２の反射体１２８、レンズ１２６を備えている。
第２の反射体１２８は、複数の反射面を備え、投映部１１１ａから出射した光束１１２の方向を変化させる。図３、図４に例示をしたものでは、厚み方向に屈曲するように、互いに交差する方向に反射面を備えている。

また、観視者１００、１００ａの像１０１を撮像する撮像部１５０を備え、表示領域切換部（例えば、液晶パネルやデジタル・マイクロ・デバイスなど）は、撮像された像１０１に基づいて、観視者１００、１００ａの特定の部位の位置に光束１１２を入射させるように光束１１２の出射位置を電気的に切り換えるようにすることができる。

次に、本実施の形態に係る表示装置２０の作用について例示をする。
まず、図示しない入力装置からの入力に基づいて形成する表示領域１１２ａの数や領域が特定される。そして、投映部１１１ａに内蔵されている表示領域切換部（例えば、内蔵された液晶パネルやデジタル・マイクロ・デバイスなど）により部分的に光束１１２を出射させることで、投映部１１１ａから出射された映像情報を含む光束１１２を各表示領域１１２ａに送る。

この際、複数の表示領域１１２ａが形成される場合には、前述した表示装置１０の場合と同様に、各表示領域１１２ａ毎に時間分割して映像情報を含む光束１１２が投映部１１１ａから出射される。
また、図示しない入力装置からの入力により、複数の領域のうちの一部の領域に限定して表示領域１１２ａを形成させる場合には、限定された特定の領域に表示領域１１２ａが形成されるように部分的に出射される光束１１２の領域が制御される。また、限定された特定の表示領域１１２ａ毎に時間分割して映像情報を含む光束１１２が投映部１１１ａから出射される。

また、図示しない入力装置からの入力により、形成される表示領域１１２ａが１箇所に特定された場合には、特定された領域に表示領域１１２ａが形成されるように部分的に出射される光束１１２の領域が制御される。また、映像情報を含む光束１１２が連続して投映部１１０から出射される。

また、画像処理部１６０において解析された観視者の特定の部位の位置に基づいて、部分的に出射される光束１１２の領域が調整される。そして、部分的に出射される光束１１２の領域が調整されることで、観視者の特定の部位の位置（特に目１０５の位置）に光束１１２が入射するように表示領域１１２ａの位置が調整される。

投映部１１１ａから部分的に出射された光束１１２は、領域制御部１１１ｂの所定の領域に入射する。領域制御部１１１ｂの所定の領域に入射した光束１１２は、その方向が制御され、レンズ１１１ｃ、第１の反射体１２２を介して、第２の反射体１２８の一方の反射面に入射する。そして、第２の反射体１２８の一方の反射面で反射した光束１１２は、レンズ１２６、投映板２１０または高反射部２１１を介して所定の表示領域１１２ａに入射する。

本実施の形態によっても、複数の領域に表示領域１１２ａを形成することができる。また、観視者が頭部を上下左右に動かしたような場合でも、光束１１２の入射位置（表示領域１１２ａの位置）をその動きに追随させることができる。
また、本実施の形態においては、複数の領域に表示領域１１２ａを形成させるために機械的な切換手段を用いていない。そのため、自動車などの移動体に表示装置２０が搭載され、表示装置２０に振動が加わるような場合であっても表示装置２０の信頼性が低下するおそれが少ない。

図６は、第３の実施形態に係る表示装置を例示するための模式図である。
図６に示すように、表示装置３０には観視者１００、１００ａを照射する赤外ＬＥＤ（Light Emitting Diode)１９０がさらに設けられている。そのため、夜間のように暗い状況においても、観視者１００、１００ａの像１０１を安定的に撮像することができる。

これにより、表示装置３０は、暗い状況においても安定して観視者１００、１００ａの特定の部位の位置（特に目１０５の位置）を解析することができる。そして、観視者１００、１００ａの特定の部位の位置（特に目１０５の位置）に合わせて安定的に光束を入射させることができる。この表示装置３０は、夜間も使用されるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ： Head-Up Display）に用いることが好ましい。なお、観視者１００、１００ａを照射する光源は、赤外ＬＥＤ（Light Emitting Diode)以外でもよく、各種のランプなどを用いることができる。

図７は、第４の実施形態に係る表示装置を例示するための模式図である。
図７に示すように、表示装置４０は、光束制御部１２０ｂを備えている。また、光束制御部１２０ｂには、凹状の反射面を有する反射体１２７が設けられている。反射体１２７は、図６に例示をした表示装置３０の第２の反射体１２４に換えて設けられたものである。反射体１２７には、表示領域切換部１７０が接続されている。また、表示領域切換部１７０により反射体１２７の位置を変化させることができるようになっている。そして、表示領域切換部１７０により反射体１２７の位置を変化させることで複数の領域に表示領域１１２ａを形成させることができるようになっている。また、反射体１２７には、駆動部１２５が接続されている。また、駆動部１２５により反射体１２７の位置を変化させることができるようになっている。そして、駆動部１２５により反射体１２７の位置を変化させることで表示領域１１２ａの位置を調整することができるようになっている。

なお、駆動部１２５と表示領域切換部１７０とを別々に設ける場合を例示したが、例えば、表示領域切換部１７０に駆動部１２５の機能を持たせるようにすることもできる。この場合は、表示領域切換部１７０により複数の領域に表示領域１１２ａが形成されるとともに、観視者１００、１００ａの特定の部位の位置（特に目１０５の位置）に光束１１２が入射するように表示領域１１２ａの位置が調整されることになる。

なお、反射体１２７の反射面の曲率によっても表示領域１１２ａの位置を制御することができる。そのため、表示領域１１２ａの位置制御をさらに効率的に行うことができるようになる。また、表示装置４０の小型化を図ることもできる。

表示装置４０によれば、表示領域１１２ａの位置制御の効率化、表示装置４０の小型化を図ることができる。また、観視者１００、１００ａに対する表示領域１１２ａの位置とピントを高精度に制御することができる。また、高輝度で視認性の良い表示を実現できる。

図８は、第５の実施形態に係る表示装置を例示するための模式図である。
図８に示すように、表示装置５０は、投映部１１０ａを備えている。そして、本実施の形態においては、投映部１１０ａとしてバックライトを備えた液晶表示装置が設けられている。このような構成にすれば、表示装置５０の小型化を図ることができる。

図９は、第６の実施形態に係る表示装置を例示するための模式図である。
図９に示すように、表示装置６０は、光束制御部１２０ｃを備えている。また、光束制御部１２０ｃには、入射する光束の一部を反射し、一部を透過させることができる第２の反射体１２４ａが設けられている。そして、第２の反射体１２４ａの背面側には撮像部１５０が設けられている。そのため、撮像部１５０は、第２の反射体１２４ａを透過して得られた観視者１００、１００ａの像１０１を撮像できるようになっている。

この場合、第２の反射体１２４ａは、可視光を反射し赤外光を透過させることができるものであることが好ましい。また、撮像部１５０は、赤外光によって観視者１００、１００ａの像１０１を撮像することができるものであることが好ましい。この様な構成にすれば、像中の不要なノイズを低減させることができる。

なお、前述した各実施形態においては、撮像部１５０を第１の反射体１２２や第２の反射体１２４ａの背面側に設ける場合を例示したが、光束１１２の光軸の延長上において像１０１を撮像できる位置に撮像部１５０を設ければよい。また、例えば、観視者１００、１００ａを直接撮像することができる位置に撮像部１５０を設けてもよい。

また、前述した各実施形態に係る表示装置を、例えば、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ： Head-Up Display）のように観視の姿勢がほぼ固定されている状態で使用する場合には、表示領域１１２ａの形状を縦長形状（略鉛直方向に長い形状）とすることもできる。そのようにすれば、目１０５の位置と表示領域１１２ａの位置との位置合わせを水平方向のみで行うことができるようになる。そのため、表示領域１１２ａの位置制御が容易となり、使い易いだけでなく、低コスト化を図ることができるようになる。

また、前述した各実施形態に係る表示装置において例示をした投映板２１０を、自動車などの移動体に設けられるフロントガラス（ウインドシールド）などとすることができる。投映板２１０をフロントガラスなどとした場合には、フロントガラスなどの外部の背景視野の画像と合わせて各種の映像情報（例えば、運行情報など）をフロントガラスなどに表示させることができる。そのため、操縦者が視線を大きく動かすことなく映像情報を視認することができるようになる。

次に、本実施の形態に係る移動体について例示をする。
図１０は、本実施の形態に係る移動体を例示するための模式図である。
図１０に示すように、例えば、自動車、列車、船舶、ヘリコプター、飛行機など各種の移動体５１０の、例えば窓を、投映板２１０とすることができる。すなわち、本実施の形態に係る表示装置と、その表示装置により各種の映像情報（例えば、運行情報など）が投映される投映板２１０と、を有する移動体を構成することができる。
本実施の形態によれば、複数の領域に表示領域１１２ａを形成することができる。また、観視者が頭部を上下左右に動かしたような場合でも、光束１１２の入射位置（表示領域１１２ａの位置）をその動きに追随させることができる。
そのため、操縦者のみならず操縦者の横にいる者（例えば、同乗者など）も各種の映像情報を観視することができる。また、操縦者と操縦者の横にいる者とに異なる映像情報を観視させることができる。そのため、それぞれの者に必要な映像情報のみを選択して観視させることができる。例えば、操縦者には、速度などの運行情報を観視させることができる。また、操縦者の横にいる者には、ナビゲーション情報や映画などの娯楽映像などを観視させることができる。
そのため、良好な視認性、安全性、快適性を有し、また、円滑で効率の高い運行が可能な移動体を提供することができる。

以上、本実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、表示装置１０、表示装置２０、表示装置３０、表示装置４０、表示装置５０、表示装置６０などが備える各要素の形状、大きさ、材質、配置、数などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

第１の実施形態に係る表示装置を例示するための模式図である。 図１におけるＡ−Ａ矢視図である。 第２の実施形態に係る表示装置を例示するための模式図である。 図３におけるＢ−Ｂ矢視図である。 光束生成部を例示するための模式図である。 第３の実施形態に係る表示装置を例示するための模式図である。 第４の実施形態に係る表示装置を例示するための模式図である。 第５の実施形態に係る表示装置を例示するための模式図である。 第６の実施形態に係る表示装置を例示するための模式図である。 本実施の形態に係る移動体を例示するための模式図である。

符号の説明

１０ 表示装置、２０ 表示装置、３０ 表示装置、４０ 表示装置、５０ 表示装置、６０ 表示装置、１００ 観視者、１００ａ 観視者、１０１ 像、１０４ 頭部、１０５ 目、１１０ 投映部、１１０ａ 投映部、１１１ 光束生成部、１１１ａ 投映部、１１１ｂ 領域制御部、１１１ｃ レンズ、１１２ 光束、１１２ａ 表示領域、１２０ 光束制御部、１２０ａ 光束制御部、１２０ｂ 光束制御部、１２０ｃ 光束制御部、１２２ 第１の反射体、１２４ 第２の反射体、１２４ａ 第２の反射体、１２５ 駆動部、１２７ 反射体、１２８ 第２の反射体、１３０ 画像検出部、１４０ 制御部、１５０ 撮像部、１６０ 画像処理部、１７０ 表示領域制御部、１９０ 赤外ＬＥＤ、２１０ 投映板、２１１ 高反射部、５１０ 移動体

Claims (13)

1. 映像情報を含む光束を出射する投映部と、
   前記投映部から出射した光束の方向を変化させる反射体と、
   複数の領域に表示領域を形成させるように前記反射体の位置を変化させる表示領域切換部と、
   を備えたことを特徴とする表示装置。
2. 複数の領域に表示領域を形成させるように映像情報を含む光束の出射位置を電気的に切り換える表示領域切換部を有する投映部と、
   前記投映部から出射した光束の方向を変化させる反射体と、
   を備えたことを特徴とする表示装置。
3. 前記反射体は、凹状の反射面を有することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記反射体は、複数の反射面を有することを特徴とする請求項２記載の表示装置。
5. 観視者の像を撮像する撮像部をさらに備え、
   前記表示領域切換部は、前記撮像された像に基づいて、前記観視者の特定の部位の位置に前記光束を入射させるように前記反射体の位置を変化させること、を特徴とする請求項１記載の表示装置。
6. 観視者の像を撮像する撮像部と、
   前記撮像された像に基づいて、前記観視者の特定の部位の位置に前記光束を入射させるように前記反射体の位置を変化させる駆動部と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
7. 観視者の像を撮像する撮像部をさらに備え、
   前記表示領域切換部は、前記撮像された像に基づいて、前記観視者の特定の部位の位置に前記光束を入射させるように前記光束の出射位置を電気的に切り換えること、を特徴とする請求項２記載の表示装置。
8. 前記投映部は、前記光束を時間分割して出射すること、を特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の表示装置。
9. 前記撮像部は、前記光束の光軸の延長上において前記像を撮像すること、を特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の表示装置。
10. 前記撮像部は、前記像を赤外光により撮像すること、を特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の表示装置。
11. 前記光束は、前記観視者の片目のみに入射されること、を特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の表示装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか１つに記載の表示装置と、
    前記表示装置により映像情報が投映される投映板と、
    を備えたことを特徴とする移動体。
13. 前記投映板には高反射部が設けられていること、を特徴とする請求項１２記載の移動体。

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