JP7208378B2 - 表示装置及び移動体 - Google Patents
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Description
本開示は、空中像を表示する表示装置及び移動体に関する。
空間に2層以上の空中像を重ね合わせて投影し、利用者に立体感を有する画像として知覚させる技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
従来技術では、スマートフォンの表示画面上に表示される2つの空中像のみを、ハーフミラーを用いて利用者の視野内で重ね合わせていた。空中像を外部の景色等の背景と重ね合わせて、立体的な像として利用者に視認させる技術には、改善の余地があった。
巻口誉宗,新島有信,高田英明,松井龍也,籔本康之,横山正典,"スマートフォンで利用可能な小型多層空間像投影装置の提案",情報処理学会 インタラクション2016,pp.150-157(2016)
本開示の表示装置は、第1面を有する第1光学部材と、第2面を有する第2光学部材と、第1ディスプレイと、第2ディスプレイとを備える。前記第1ディスプレイは、前記第1面の第1の側に位置し、第1画像を表示するように構成される。前記第2ディスプレイは、前記第1面の前記第1の側と反対側の第2の側に位置し、第2画像を表示するように構成される。前記第1光学部材は、前記第1画像を少なくとも部分的に透過させ、前記第2画像を前記第1面により少なくとも部分的に反射させることにより、前記第2の側の利用者の眼が配置される位置から視認される前記第1画像と前記第2画像とが重ね合わされ、前記利用者により立体像として視認されるように配置される。前記第2光学部材は、外景を前記第2面により少なくとも部分的に反射させ、前記利用者の眼が配置される位置から視認される前記第1画像及び前記第2画像と前記外景とが重ね合わされるように配置される。
本開示の移動体は、表示装置を備える。前記表示装置は、第1面を有する第1光学部材、第2面を有する第2光学部材、第1ディスプレイ、及び、第2ディスプレイを備える。前記第1ディスプレイは、前記第1面の第1の側に位置し、第1画像を表示するように構成される。前記第2ディスプレイは、前記第1面の前記第1の側と反対側の第2の側に位置し、第2画像を表示するように構成される。前記第1光学部材は、前記第1画像を少なくとも部分的に透過させ、前記第2画像を前記第1面により少なくとも部分的に反射させることにより、前記第2の側の利用者の眼が配置される位置から視認される前記第1画像と前記第2画像とが重ね合わされ、前記利用者により立体像として視認されるように配置される。前記第2光学部材は、外景を前記第2面により少なくとも部分的に反射させ、前記利用者の眼が配置される位置から視認される前記第1画像及び前記第2画像と前記外景とが重ね合わされるように配置される。
本開示の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
一実施形態に係る表示装置の概略構成を示す図である。
図1の表示装置を移動体に搭載した場合の各構成要素の配置を示す図である。
第1状態における表示装置の各構成要素の配置と画像光の光路とを拡大して示す図である。
利用者が視認する画像を説明する図である。
第2状態における表示装置の各構成要素の配置と画像光の光路とを拡大して示す図である。
図1に示した表示装置とは異なる構成を有する他の表示装置を示す図である。
図1に示した表示装置とは異なる構成を有する更に他の表示装置を示す図である。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して説明する。以下の説明で用いられる図は模式的なものである。図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。
本開示は、立体的な像として認識される空中像を背景と重ね合わせて表示することができる表示装置及びこれを搭載した移動体に関する。
(表示装置の構成)
図1に示すように、本開示の一実施形態に係る表示装置10は、第1光学部材11、第2光学部材12、第1ディスプレイ13、及び、第2ディスプレイ14を備える。表示装置10は、更に、制御装置16と検出器17とを備えることができる。
図1に示すように、本開示の一実施形態に係る表示装置10は、第1光学部材11、第2光学部材12、第1ディスプレイ13、及び、第2ディスプレイ14を備える。表示装置10は、更に、制御装置16と検出器17とを備えることができる。
第1光学部材11は、入射する光の一部を反射し一部を透過させる部分反射ミラーである。第1光学部材11は、例えばガラス基板に金属または誘電体材料を蒸着して構成することができる。第1光学部材11は、例えば、平板状の形状を有する。第1光学部材11の部分反射面が形成された一方の面を第1面11aと呼ぶ。第1光学部材11は、平板以外の形状を有することも可能である。第1光学部材11の光の透過率及び反射率は、設計により任意に設定されうる。
第2光学部材12は、入射する光の一部を反射し一部を透過させる部分反射ミラーである。第2光学部材12は、第1光学部材11と近接して配置される。第2光学部材12は、第1光学部材11と同様に板状の部材として構成することができる。第2光学部材12の部分反射面が形成された一方の面を第2面12aと呼ぶ。第2光学部材12の光の透過率及び反射率は、設計により任意に設定されうる。
第2面12aは第1面11aに対して傾いて配置される。一実施形態において、第1面11aと第2面12aとの間は、上方において広く下方において狭い。本開示において、下方は重力の働く方向、上方はその反対方向を意味する。第1面11aと第2面12aとの成す角度は、例えば、5°~30°の範囲の鋭角とすることができる。
第1ディスプレイ13は、第1光学部材11の一方の側に位置する。図1において、第1ディスプレイ13は、第1光学部材11の第2光学部材12が配置された側とは反対側に位置する。第1光学部材11の第1ディスプレイ13が配置された側を第1の側と呼ぶ。第1ディスプレイ13は、第1の側とは反対側の第2の側に表示面を向けて配置される。第1ディスプレイ13は、例えば、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ、無機ELディスプレイ、プラズマディスプレイ(PDP:Plasma Display Panel)、電界放出ディスプレイ(FED:Field Emission Display)、電気泳動ディスプレイ、ツイストボールディスプレイ等の種々のフラットパネルディスプレイを採用しうる。第1ディスプレイ13は、第1光学部材11に向けて、第1画像を伝播する第1画像光L1を射出する。
第2ディスプレイ14は、前記第1光学部材11及び第2光学部材12の第2の側に位置する。しかし、第2ディスプレイ14は、第1光学部材11を挟んで第1ディスプレイ13に対向する位置からずらして配置される。第2ディスプレイ14の配置される位置は、第1光学部材11の第1面11aの法線方向からずれている。例えば、第2ディスプレイ14は、第1面11aの法線方向から上方にずらして配置される。第2ディスプレイ14は、第1ディスプレイ13と同様にフラットパネルディスプレイを採用しうる。第2ディスプレイ14は、第2画像を表示する。第2ディスプレイ14は、第1光学部材11及び第2光学部材12の方向に向けて、第2画像を伝播する第2画像光L2を射出する。
表示装置10により画像を視認する利用者30は、第1光学部材11及び第2光学部材12の第2の側に位置する。第1光学部材11及び第2光学部材12と利用者30とを結ぶ方向は、第1光学部材11及び第2光学部材12と第2ディスプレイ14とを結ぶ方向とは互いにずれている。
第1光学部材11は、第1ディスプレイ13から利用者30の方向に射出された第1画像の第1画像光L1を少なくとも部分的に透過させる。第1光学部材11は、第2ディスプレイ14から射出された第2画像の第2画像光L2を、第1面11aにより利用者30の方向に向けて少なくとも部分的に反射させる。なお、第1画像光L1及び第2画像光L2は、第2光学部材12を少なくとも部分的に透過する。これにより、第2の側の利用者30の左右の眼30aが配置される位置から視認される第1画像と第2画像とが重ね合わされ、利用者30により視認される。
第2光学部材12は、外景をから伝播される外光L3を少なくとも部分的に反射させ、利用者30の眼30aが配置される位置から第1画像、第2画像及び外景が重ね合わされ視認されるように配置される。図1に示すように、第1面11aと第2面12aとが互いに対して傾いていることによって、第1光学部材11を透過した第1画像光L1、第1光学部材11で反射された第2画像光L2、及び、第2光学部材12で反射された外光L3が、同一方向に向けられる。
制御装置16は、第1ディスプレイ13及び第2ディスプレイ14に表示される第1画像及び第2画像を制御する。制御装置16は、取得部16a、表示画像生成部16b及び表示調整部16cの各機能ブロックを有する。制御装置16は、一つまたは複数のプロセッサを含む。制御装置16もしくは制御装置16に含まれるプロセッサは、種々の処理のためのプログラム及び演算中の情報を記憶する1または複数のメモリを含んでよい。メモリは、揮発性メモリ及び不揮発性メモリが含まれる。メモリは、プロセッサと独立しているメモリ、及びプロセッサの内蔵メモリが含まれる。プロセッサには、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、特定の処理に特化した専用のプロセッサが含まれる。専用のプロセッサには、特定用途向けIC(ASIC;Application Specific Integrated Circuit)が含まれる。プロセッサには、プログラマブルロジックデバイス(PLD;Programmable Logic Device)が含まれる。PLDには、FPGA(Field-Programmable Gate Array)が含まれる。制御部は、一つまたは複数のプロセッサが協働するSoC(System-on-a-Chip)、及びSiP(System In a Package)のいずれかであってよい。
取得部16aは、検出器17から利用者30の左右の眼30aの位置を取得する。検出器17は、利用者30の左右の眼30aの位置を検出する。検出器17は、カメラを含んで構成されてよい。検出器17のカメラは、撮像素子を含んでよい。撮像素子は、CCDイメージセンサ(Charge-Coupled Device Image Sensor)、及びCMOSイメージセンサ(Complementary MOS Image Sensor)を含んでよい。検出器17は、カメラにより取得される画像に基づいて、利用者30の眼30aの3次元空間における位置を算出してよい。検出器17は、表示装置10の構成要素としうる。検出器17は、表示装置10に含まれず、他の用途の装置と共用されてよい。
表示画像生成部16bは、制御装置16の内部のメモリに蓄積された情報または外部から入力される情報等に基づいて、第1ディスプレイ13及び第2ディスプレイ14に表示する画像を生成する。表示画像生成部16bは、第1ディスプレイ13及び第2ディスプレイ14に、同じ対象物を表す空中像を含む第1画像及び第2画像を表示してよい。
表示調整部16cは、検出器17により検出され、取得部16aにより取得された利用者30の眼30aの位置に基づいて、第1画像に含まれる第1空中像、及び、第2画像に含まれる第2空中像が、前記利用者30の視界内で重なるように表示する。表示調整部16cは、第1空中像及び第2空中像の位置、大きさ及び輝度を調整する。第1画像及び第2画像及びこれらに含まれる第1空中像及び第2空中像の表示については、図4を用いて後述される。
表示装置10の各構成要素と利用者30の眼30aとの位置関係が固定されている場合、検出器17並びに制御装置16の取得部16aは不要となる。従って、表示装置10は、制御装置16の取得部16a及び検出器17を含まない構成も可能である。
(移動体に搭載される表示装置)
図2及び図3に示すように、表示装置10は、移動体20に搭載することができる。
図2及び図3に示すように、表示装置10は、移動体20に搭載することができる。
本開示における「移動体」は、例えば車両、船舶、および航空機等を含んでよい。車両は、例えば自動車、産業車両、鉄道車両、生活車両、および滑走路を走行する固定翼機等を含んでよい。自動車は、例えば乗用車、トラック、バス、二輪車、およびトロリーバス等を含んでよい。産業車両は、例えば農業および建設向けの産業車両等を含んでよい。産業車両は、例えばフォークリフトおよびゴルフカート等を含んでよい。農業向けの産業車両は、例えばトラクター、耕耘機、移植機、バインダー、コンバイン、および芝刈り機等を含んでよい。建設向けの産業車両は、例えばブルドーザー、スクレーパー、ショベルカー、クレーン車、ダンプカー、およびロードローラ等を含んでよい。車両は、人力で走行するものを含んでよい。車両の分類は、上述した例に限られない。例えば、自動車は、道路を走行可能な産業車両を含んでよい。複数の分類に同じ車両が含まれてよい。船舶は、例えばマリンジェット、ボート、およびタンカー等を含んでよい。航空機は、例えば固定翼機および回転翼機等を含んでよい。
表示装置10の一部は、移動体20の内側に配置され、利用者30である移動体20の運転者が、後方を視認するために用いる後写鏡を兼ねることができる。本願において、移動体20の通常走行時に進行する方向を前方と呼び、移動体20の後進(バック)時に進行する方向を後方と呼ぶ。後写鏡は、バックミラー又はルームミラーと言い換えることができる。この場合、第1光学部材11、第2光学部材12及び第1ディスプレイ13は、同一の筺体21内に収容される。筺体21は、支持部材22を介して、移動体20のウインドシールド20aの上部、または、天井20b(ルーフ)の内側先頭部分に固定される。
筺体21と支持部材22との間は、筺体21の姿勢を第1の向きと第2の向きとの間で変更可能に固定される。筺体21には、利用者30が筺体21の向きを切り替えるためのレバーが設けられてよい。第1の向きのときの表示装置10の状態を第1状態と呼ぶ。第2の向きのときの表示装置10の状態を第2状態と呼ぶ。第1状態は、表示装置10において3次元と知覚される中間像を表示することができる通常の状態である。なお、筺体21の姿勢を変更する構成は、表示装置10に必須の構成ではない。
図3は、第1状態の表示装置10を示す。第1状態において、利用者30は、第1光学部材11及び第2光学部材12を透過した第1画像と、第2光学部材12を透過し第1光学部材11の第1面11aで反射された第2画像とを視認しうる。また、第1状態において、利用者30は第2光学部材12により反射された移動体20の後方の外景を視認する。利用者30の視界において、第1画像、第2画像及び外景は、重ねて表示される。第1状態のとき、第1ディスプレイ13及び第2ディスプレイ14の画像表示をオフ、すなわち、非表示にすることによって、利用者30は第2光学部材12により反射される後方の外景のみを視認できる。
第2ディスプレイ14は、移動体20の天井20bの内側に配設することができる。この位置に設けることによって、第2ディスプレイ14は、移動体20の他の装置と干渉せず、移動体20の搭乗者の動きを妨げることも無い。この場合、第2ディスプレイ14は、第1光学部材11及び第2光学部材12の方向に向けて、第2画像光L2が射出されるように指向性を有するように構成しうる。移動体20は、後部座席の搭乗者の映像鑑賞用に移動体20の天井20bの内側に第3ディスプレイ23が配設されることがある。第2ディスプレイ14は、第3ディスプレイ23の前方に配置することができる。
図2に示すように、制御装置16は、移動体20の内部の任意の位置に設けることができる。例えば、制御装置16は、ダッシュボードの内部に設けることができる。また、検出器17は、利用者30である運転者の眼30aの位置を検出することができる位置であれば、任意の位置に配置することができる。例えば、検出器17は、ダッシュボード上に配置することができる。
(画像表示)
次に、表示装置10を用いて、利用者30に認識される画像について説明する。
次に、表示装置10を用いて、利用者30に認識される画像について説明する。
図4に示すように、利用者30の視野内には、第1画像41、第2画像42及び外景43が表示される。第1画像41は、第1ディスプレイ13に表示される画像である。第2画像42は、第2ディスプレイ14に表示され、第1光学部材11の第1面11aにより反射される画像である。利用者30は、第2画像42を第2画像光L2の光路長だけ離れた場所に位置する虚像として視認する。外景43は、第2光学部材12の第2面12aにより反射された画像である。第2光学部材12の第2面12aの法線方向が、水平方向から下向きに傾いていることにより、外景43から来る外光L3は、利用者30の頭部の上を通り、第2面12aにより反射され、利用者30の視界に入ることができる。
第1画像41及び第2画像42は、それぞれ、同じ対象物を表す第1空中像44及び第2空中像45を含むことができる。制御装置16の表示調整部16cは、検出器17により検出した利用者30の眼30aの位置に基づいて、第1空中像44及び第2空中像45の位置及び大きさを調整する。これにより、第1空中像44及び第2空中像45は、利用者30の眼30aの位置から見たとき、重なって表示される。
さらに、表示調整部16cは、第1空中像44と第2空中像45との輝度を調整する。従来公知であるように、利用者30からの距離の異なる2次元画像である第1空中像44と第2空中像45とを重ねて表示すると、利用者30は、第1空中像44と第2空中像45とを、奥行き方向に合成された1つの画像(合成空中像46)として認識する。さらに、DFD(Depth-fused-3D)と称される技術により、第1空中像44と第2空中像45との輝度比を変えることによって、利用者30に合成空中像46の奥行き方向の位置が変化して認識される。図4においては、利用者30により認識される第1空中像44と第2空中像45との合成空中像46を、破線により示している。したがって、第1画像41及び第2画像42に、それぞれ利用者30から視認される輝度の異なる空中像を重ねて表示することによって、利用者30に対して3次元的な表示画像を視認させることが可能になる。
外景43と第1空中像44及び第2空中像45との輝度のバランスを調整するために、表示装置10は、周辺環境の明るさを検知する明るさセンサを有してよい。あるいは、表示装置10は、明るさセンサを有する他の装置から周辺環境の明るさを示す情報を取得してよい。制御装置16の表示調整部16cは、検知又は取得した周辺環境の明るさに基づいて、第1空中像44及び第2空中像45の輝度を決定する。表示調整部16cは、外景43に対して第1空中像44及び第2空中像45が、明る過ぎ又は暗過ぎにならないように調整する。
表示装置10による3次元表示は、種々の用途に応用することが可能である。例えば、表示装置10は、夜間に移動体20の後方の障害物を検出するセンサと連動してよい。センサにより後方の障害物が検出されたとき、表示装置10は、検出された障害物の概略の形状及び位置を合成空中像46として表示することができる。表示装置10は、センサにより検出される障害物までの距離に応じて、第1空中像44及び第2空中像の輝度を調整し、利用者30に視認される合成空中像46までの距離を変化させることができる。これにより、利用者30は、移動体20の後進時に後方の障害物までの距離を視覚的に把握することができる。
(姿勢の切り替え)
移動体20に搭載された一実施形態に係る表示装置10は、図5に示すように、筺体21の向き(第2光学部材12が設けられた開口側の向き)を第1状態から相対的に下向きに向けた第2状態に切り替えることができる。第2状態において、第1光学部材11の第1面11aは、少なくとも部分的に外光L3を利用者30の眼30aに向けて反射する。外光L3の一部は、第2光学部材12の第2面12aによっても反射される。しかし、第2面12aの向きが第1状態とは異なるため、第2面12aで反射された外光L3は、利用者30の眼30aには入射しない。
移動体20に搭載された一実施形態に係る表示装置10は、図5に示すように、筺体21の向き(第2光学部材12が設けられた開口側の向き)を第1状態から相対的に下向きに向けた第2状態に切り替えることができる。第2状態において、第1光学部材11の第1面11aは、少なくとも部分的に外光L3を利用者30の眼30aに向けて反射する。外光L3の一部は、第2光学部材12の第2面12aによっても反射される。しかし、第2面12aの向きが第1状態とは異なるため、第2面12aで反射された外光L3は、利用者30の眼30aには入射しない。
第2状態において外光L3が、第2光学部材12を透過して、第1光学部材11の第1面11aにより反射され、第2光学部材12を透過して、利用者30の眼30aに到達する割合を、合成の反射率とする。合成の反射率は、第1状態において第2面12aが外光L3を反射する反射率よりも小さい。したがって、表示装置10の筺体21に収容される第1光学部材11及び第2光学部材12は、防眩式の後写鏡(防眩式ルームミラー)として機能することができる。
一例として、第1光学部材11及び第2光学部材12の可視光領域の光の反射率及び透過率は、それぞれ50%であると仮定する。この場合、図3に示した第1状態では、外光L3の50%が第2光学部材12により反射される。一方、図5に示した第2状態では、外光L3は第2光学部材12を2回透過し、第1光学部材11で1回反射されるので、合成の反射率は12.5%となる。したがって、第2状態における反射率は、第1状態における反射率の1/4程度となる。また、第1状態のとき、第1画像光L1は25%が利用者30の眼30aに到達する。同じく、第2画像光L2は、12.5%が利用者30の眼
30aに到達する。
30aに到達する。
第2状態において、制御装置16は、第1ディスプレイ13及び第2ディスプレイ14の表示をオフ、すなわち、非表示にしてよい。その場合、利用者30は、第1光学部材11により反射された後方の外景43のみを視認することができる。第2状態において、制御装置16は、第2ディスプレイ14のみの表示をオフにして、第1ディスプレイ13には画像を表示させてよい。第1ディスプレイ13に表示される第1画像41の第1画像光L1は、第1光学部材11及び第2光学部材12を透過して、利用者30の眼30aに到達する。この場合、利用者30は、外景43とともに、第1ディスプレイ13に表示された2次元の第1画像41を視認することができる。
筺体21が、第1状態にあるか第2状態にあるかを検出するため、表示装置10は、筺体21の向き又は姿勢を検出するセンサを有してよい。そのようなセンサとしては、地磁気センサ又は加速度センサを使用することができる。制御装置16は、センサからの出力に基づく筺体21の向き又は姿勢に応じて、第1ディスプレイ13及び第2ディスプレイ14の表示、非表示を制御してよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、表示装置10は、第1ディスプレイ13及び第2ディスプレイ14に表示される第1空中像44及び第2空中像45を、外景43と重ね合わせて、立体的な像として表示することができる。また、表示装置10の第1光学部材11の第1面11aと第2光学部材12の第2面12aとは、互いに対して傾いているので、第2ディスプレイ14が外景43からの外光L3の光路と干渉しない。これにより、第1画像41、第2画像42及び外景43を利用者30の視野内に重ねて表示することができる。
さらに、移動体20に搭載した場合、表示装置10の筺体21に収容される第1光学部材11及び第2光学部材12は、夜間の運転時に使用される防眩機能を備えた後写鏡を兼ねることができる。したがって、本開示の表示装置10は、移動体20内に設置するために、新たなスペースを必要としないか、少ないスペースで設置することができる。
(他の配置・構成例)
上記実施形態では、第2ディスプレイ14は、移動体20の天井20bに配置されていた。しかし、図6に示すように、第2ディスプレイ14は、後部座席の搭乗者用に移動体20の天井20bの内側に配設された第3ディスプレイ23の表示パネルの背面側に設けられてよい。このように、第2ディスプレイ14を第3ディスプレイ23の背面に配置することにより、第2ディスプレイ14の表示面が、第1光学部材11の第1面11aに対して、より平行に近づく。これにより、第1面11aから第2ディスプレイ14の表示面を臨む角度は、より表示面の法線方向に近くすることができる。その結果、第2ディスプレイ14の表示面の面積をより小さくすることが可能になる。
上記実施形態では、第2ディスプレイ14は、移動体20の天井20bに配置されていた。しかし、図6に示すように、第2ディスプレイ14は、後部座席の搭乗者用に移動体20の天井20bの内側に配設された第3ディスプレイ23の表示パネルの背面側に設けられてよい。このように、第2ディスプレイ14を第3ディスプレイ23の背面に配置することにより、第2ディスプレイ14の表示面が、第1光学部材11の第1面11aに対して、より平行に近づく。これにより、第1面11aから第2ディスプレイ14の表示面を臨む角度は、より表示面の法線方向に近くすることができる。その結果、第2ディスプレイ14の表示面の面積をより小さくすることが可能になる。
また、第1光学部材11及び第2光学部材12の配置は、上記実施形態に示された配置に限られない。例えば、図7に示すように、第1光学部材11よりも第2光学部材12が第1ディスプレイ13側の第1の側に位置してよい。第2光学部材12の第2面12aは、第1光学部材11の第1面11aに対して傾いている。第1面11aと第2面12aとの間は、上方において狭く下方において広い。
この場合、第1状態において、第1ディスプレイ13から射出された第1画像光L1は、少なくとも部分的に、第2光学部材12及び第1光学部材11を順に透過して、利用者30の眼30aに到達する。第2ディスプレイ14から射出された第2画像光L2は、少なくとも部分的に、第1光学部材11で反射され、利用者30の眼30aに到達する。外景43から来る外光L3は、第1光学部材11を透過して第2光学部材12の第2面12aで反射され、再び第1光学部材11を透過して、利用者30の眼30aに到達する。従って、利用者30は、外景43に第1ディスプレイ13に表示される第1画像41及び第2ディスプレイ14に表示される第2画像42を重ねた画像を視認することが可能になる。
また、図7の表示装置10は、筺体21の向きを図の矢印に沿って右回り(時計回り)方向に所定角度変化させることにより、第2状態に変化させることができる。第2状態では、第1光学部材11の第1面11aが外光L3を利用者30の眼30aに向けて反射させる。ここで、第1光学部材11の反射率を第2光学部材12の反射率よりも大幅に小さくすることにより、第2状態における外光L3の反射率を、第1状態における外光L3の反射率よりも小さくすることができる。例えば、第1光学部材11の可視光領域の光の反射率は20%、透過率は80%であると仮定する。また、第2光学部材12の可視光領域の光の反射率は80%、透過率は20%であると仮定する。この場合、第1状態において、外光L3の51.2%が利用者30の眼30aに到達する。一方、第2状態において、外光L3の20%が利用者30の眼30aに到達する。したがって、図7の表示装置10は、筺体21に収容された第1光学部材11及び第2光学部材12が、防眩機能を有する、後写鏡として機能する。
本開示の実施形態によれば、立体的な像として認識される空中像を背景と重ね合わせて表示することができる。
本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。本開示に係る実施形態について装置を中心に説明してきたが、本開示に係る実施形態は装置の各構成部が実行するステップを含む方法としても実現し得るものである。本開示に係る実施形態は装置が備えるプロセッサにより実行される方法、プログラム、又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものである。本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
本開示において、各要件は、実行可能な動作を実行する。故に、本開示において、各要件が行う動作は、当該要件が当該動作を実行可能に構成されていることを意味しうる。本開示において、各要件が動作を実行する場合、当該要件が当該動作を実行可能なように構成されている、と適宜言い換えうる。本開示において、各要件が実行可能な動作は、当該要件を備える又は有する要件が当該動作を実行可能である、と適宜言い換えうる。本開示において、1つの要件が他の要件に動作を実行させる場合、当該1つの要件は、当該他の要件に当該動作を実行させることができるように構成されていることを意味しうる。本開示において、1つの要件が他の要件に動作を実行させる場合、当該1つの要件は、当該他の要件に当該動作を実行させることができるように、当該他の要件を制御するように構成されている、と言い換えうる。本開示において、各要件が実行する動作のうち請求の範囲に記載されていない動作は、非必須の動作であると理解しうる。
本開示において「第1」及び「第2」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第1」及び「第2」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第1光学部材は、第2光学部材と識別子である「第1」と「第2」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第1」及び「第2」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。
10 表示装置
11 第1光学部材
11a 第1面
12 第2光学部材
12a 第2面
13 第1ディスプレイ
14 第2ディスプレイ
16 制御装置
16a 取得部
16b 表示画像生成部
16c 表示調整部
17 検出器
20 移動体
20a ウインドシールド
20b 天井
21 筺体
22 支持部材
23 第3ディスプレイ
30 利用者
30a 眼
41 第1画像
42 第2画像
43 外景
44 第1空中像
45 第2空中像
46 合成空中像
L1 第1画像光
L2 第2画像光
L3 外光
11 第1光学部材
11a 第1面
12 第2光学部材
12a 第2面
13 第1ディスプレイ
14 第2ディスプレイ
16 制御装置
16a 取得部
16b 表示画像生成部
16c 表示調整部
17 検出器
20 移動体
20a ウインドシールド
20b 天井
21 筺体
22 支持部材
23 第3ディスプレイ
30 利用者
30a 眼
41 第1画像
42 第2画像
43 外景
44 第1空中像
45 第2空中像
46 合成空中像
L1 第1画像光
L2 第2画像光
L3 外光
Claims (10)
- 第1面を有する第1光学部材と、
第2面を有する第2光学部材と、
前記第1面の第1の側に位置し、第1画像を表示するように構成される第1ディスプレイと、
前記第1面の前記第1の側と反対側の第2の側に位置し、第2画像を表示するように構成される第2ディスプレイと、
を備え、
前記第1光学部材は、前記第1画像を少なくとも部分的に透過させ、前記第2画像を前記第1面により少なくとも部分的に反射させることにより、前記第2の側の利用者の眼が配置される位置から視認される前記第1画像と前記第2画像とが重ね合わされ、前記利用者により立体像として視認されるように配置され、
前記第2光学部材は、外景を前記第2面により少なくとも部分的に反射させ、前記利用者の眼が配置される位置から視認される前記第1画像及び前記第2画像と前記外景とが重ね合わされるように配置される表示装置。 - 前記第2画像は、前記第2光学部材を少なくとも部分的に透過するように構成される、請求項1に記載の表示装置。
- 前記第2面は前記第1面に対して傾いている、請求項1または2に記載の表示装置。
- 移動体の内部に搭載され、前記第2光学部材は、前記利用者である前記移動体の運転者が後方を視認するために用いられる後写鏡を兼ねる請求項1から3の何れか一項に記載の表示装置。
- 前記第1ディスプレイ、前記第1光学部材及び前記第2光学部材は同一の筺体に収容され、前記第2光学部材が前記利用者の眼が配置される位置に向けて外景を少なくとも部分的に反射するように、前記筺体の姿勢を変更可能に構成される、請求項4に記載の表示装置。
- 前記第2ディスプレイは、前記移動体の天井の内側に配設される、請求項4又は5に記載の表示装置。
- 前記第2ディスプレイは、前記移動体の後部座席の搭乗者用に前記移動体の天井の内側に配設された第3ディスプレイの表示パネルの背面側に設けられる、請求項4又は5に記載の表示装置。
- 前記利用者の眼の位置を取得し、該取得した前記利用者の眼の位置に基づいて、前記第1画像に含まれる第1空中像、及び、前記第2画像に含まれる第2空中像を、前記利用者の視界内で重ねて表示するプロセッサを備える請求項1から7の何れか一項に記載の表示装置。
- 前記プロセッサは、前記第1空中像及び前記第2空中像の輝度を調整することにより、前記利用者により視認される前記第1空中像及び前記第2空中像が合成された空中像の奥行き方向の位置を調整する、請求項8に記載の表示装置。
- 第1面を有する第1光学部材、第2面を有する第2光学部材、前記第1面の第1の側に位置し、第1画像を表示するように構成される第1ディスプレイ、及び、前記第1面の前記第1の側と反対側の第2の側に位置し、第2画像を表示するように構成される第2ディスプレイを備え、前記第1光学部材は、前記第1画像を少なくとも部分的に透過させ、前記第2画像を前記第1面により少なくとも部分的に反射させることにより、前記第2の側の利用者の眼が配置される位置から視認される前記第1画像と前記第2画像とが重ね合わされ、前記利用者により立体像として視認されるように配置され、前記第2光学部材は、外景を前記第2面により少なくとも部分的に反射させ、前記利用者の眼が配置される位置から視認される前記第1画像及び前記第2画像と前記外景とが重ね合わされるように配置される表示装置を備える移動体。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020101657A1 (en) | 2001-02-01 | 2002-08-01 | Min Jee-Hong | Stereoscopic display device |
JP2005181914A (ja) | 2003-12-24 | 2005-07-07 | Hitachi Ltd | 表示装置および表示方法およびこれらを用いる機器 |
JP2006267940A (ja) | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Keizo Fujioka | 立体投影装置 |
JP2014015198A (ja) | 2011-12-09 | 2014-01-30 | Nissan Motor Co Ltd | 映像表示ミラー |
US20150266427A1 (en) | 2014-03-21 | 2015-09-24 | Gentex Corporation | Tri-modal display mirror assembly |
WO2017038426A1 (ja) | 2015-09-04 | 2017-03-09 | オムロン株式会社 | ミラーユニット及び表示装置 |
WO2018169018A1 (ja) | 2017-03-17 | 2018-09-20 | 富士フイルム株式会社 | 画像表示システム |
JP2018151459A (ja) | 2017-03-10 | 2018-09-27 | 日本電信電話株式会社 | ステレオ立体視装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3022558B1 (ja) * | 1998-05-21 | 2000-03-21 | 日本電信電話株式会社 | 三次元表示方法及び装置 |
-
2020
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020101657A1 (en) | 2001-02-01 | 2002-08-01 | Min Jee-Hong | Stereoscopic display device |
JP2005181914A (ja) | 2003-12-24 | 2005-07-07 | Hitachi Ltd | 表示装置および表示方法およびこれらを用いる機器 |
JP2006267940A (ja) | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Keizo Fujioka | 立体投影装置 |
JP2014015198A (ja) | 2011-12-09 | 2014-01-30 | Nissan Motor Co Ltd | 映像表示ミラー |
US20150266427A1 (en) | 2014-03-21 | 2015-09-24 | Gentex Corporation | Tri-modal display mirror assembly |
WO2017038426A1 (ja) | 2015-09-04 | 2017-03-09 | オムロン株式会社 | ミラーユニット及び表示装置 |
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