JP2016170306A - Display device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device that displays both dazzling light and an influence on a transparent object, such as a windshield, with high reproducibility.SOLUTION: A display device comprises: a screen 21 that can switch between a transparent state and a scattering state to light and displays a foreground image; a screen control device 31 that performs switching control between the transparent state and the scattering state; a video control device 51 that projects a dazzling light image on the screen 21 in a state other than the scattering state on the basis of a preset condition; and a liquid crystal display 41 that is arranged at a position where an observer can visually recognize a background image through the screen 21.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、映像をスクリーン等に表示する表示装置に関する。   The present invention relates to a display device that displays an image on a screen or the like.

従来、自動車や航空機等の乗物の運転や操縦等を訓練するためにドライブシミュレータやフライトシミュレータ等が利用されている。このようなシミュレータは、運転席や操縦席等から見える景色等を映すためのモニタ等を備え、当該モニタを訓練対象者が視認しながら、運転等の操作を行う。   2. Description of the Related Art Conventionally, a drive simulator, a flight simulator, and the like have been used to train driving and control of vehicles such as automobiles and aircraft. Such a simulator includes a monitor or the like for viewing a scenery or the like that can be seen from a driver's seat or a cockpit, and performs operations such as driving while a person to be trained visually recognizes the monitor.

ここで、運転席等の前方、訓練者の視線上には必ずフロントガラスや風防などの透明物体が存在し、気象による影響を模擬する場合、この透明物体が受ける影響を模擬することが必要となる。   Here, there are always transparent objects such as windshields and windshields in front of the driver's seat and on the trainee's line of sight. When simulating the effects of weather, it is necessary to simulate the effects of these transparent objects. Become.

前記したような透明物体の影響を模擬するものとして、例えば特許文献1に記載の模擬視界発生表示装置が提案されている。特許文献1には、訓練者の前方に透過型スクリーンを設け、透過型スクリーンに雨や雪等の視野障害映像をプロジェクタから投影することが記載されている。   As a simulation of the influence of the transparent object as described above, for example, a simulated visual field generation display device described in Patent Document 1 has been proposed. Patent Document 1 describes that a transmissive screen is provided in front of a trainee, and a visual field obstruction image such as rain or snow is projected from the projector onto the transmissive screen.

特開平9−146447号公報JP-A-9-146447

特許文献1に記載されたような模擬視界発生表示装置は、雨や雪以外に、対向車のライト等による眩惑も模擬できることが記載されている。特許文献1で用いられている透過型スクリーンは、視界障害映像に合わせて特定の透過率となるように制御が行われる。また、雨や雪等を訓練者が視認するためには、視野障害映像が表示される程度の透過率とする必要がある。しかしながら視野障害映像を表示するために透過率を低下させてしまうと眩惑による光が減衰してしまい十分な眩しさを表現できない。また、眩惑による光とスクリーンに映る雨水や雪等が同一のタイミングで照射されてしまうため、眩惑による光のみでなく雨水等本来眩しくないはずのものまで光の漏れによって眩惑され、実際の表現とは異なってしまう。従って、フロントガラスに雨が付着している状態で対向車のヘッドライトによる眩惑を再現するといった、視野障害映像と十分な光の眩惑との両方を表示するのは困難である。   It is described that the simulated visual field generation display device described in Patent Document 1 can simulate dazzling due to lights of oncoming vehicles in addition to rain and snow. The transmissive screen used in Patent Document 1 is controlled so as to have a specific transmittance according to the visual field obstacle image. Further, in order for the trainee to visually recognize rain, snow, and the like, it is necessary to set the transmittance to such an extent that a visual field obstruction video is displayed. However, if the transmittance is reduced in order to display a field-of-view image, light due to dazzling is attenuated, and sufficient dazzling cannot be expressed. In addition, because the light due to dazzling and rainwater and snow reflected on the screen are irradiated at the same timing, not only light due to dazzling but also rainwater and other things that should not be dazzling are dazzled by light leakage, Will be different. Therefore, it is difficult to display both a visual field obstruction image and sufficient light dazzling, such as reproducing dazzling due to the headlight of an oncoming vehicle with rain attached to the windshield.

つまり、特許文献1の場合は、眩惑の光(眩惑光)とフロントガラス等の透明物体が受ける影響の両方を表示させる際の再現性が低いという問題があった。   That is, in the case of Patent Document 1, there is a problem that the reproducibility when displaying both the dazzling light (dazzling light) and the influence of the transparent object such as the windshield is low.

そこで、本発明は、上述した問題に鑑み、例えば、眩惑の光とフロントガラス等の透明物体が受ける影響の両方が高い再現性で表示される表示装置を提供することを課題とする。   Therefore, in view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a display device that displays with high reproducibility both the dazzling light and the influence of a transparent object such as a windshield.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、光に対して透過状態と散乱状態とを切り替え可能でプロジェクタにより前景画像が表示されるスクリーンと、前記透過状態と前記散乱状態との切り替え制御を行うスクリーン制御部と、予め設定された条件に基づいて、眩惑光画像を前記散乱状態以外に前記スクリーンに投影させるようにプロジェクタを制御するプロジェクタ制御部と、前記スクリーンを通して観察者が背景画像を視認可能な位置に配置された背景画像表示部と、を有していることを特徴とする表示装置である。   In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 is a screen that can switch between a transmission state and a scattering state with respect to light and displays a foreground image by a projector, and the transmission state and the scattering state. A screen control unit that performs switching control of the projector, a projector control unit that controls the projector to project a dazzling light image on the screen in a state other than the scattering state based on a preset condition, and an observer through the screen And a background image display unit disposed at a position where the background image can be visually recognized.

また、請求項8に記載の発明は、光に対して透過状態と散乱状態とを切り替え可能でプロジェクタにより前景画像が表示されるスクリーンと、前記スクリーンを通して観察者が背景画像を視認可能な位置に配置された背景画像表示部と、を有した表示装置の表示方法であって、前記透過状態と前記散乱状態との切り替え制御を行うスクリーン制御工程と、予め設定された条件に基づいて、眩惑光画像を前記散乱状態以外に前記スクリーンに投影させるようにプロジェクタを制御するプロジェクタ制御工程と、を含んでいることを特徴とする表示装置の表示方法である。   According to the eighth aspect of the present invention, the screen can be switched between a transmission state and a scattering state with respect to light and the foreground image is displayed by the projector, and the viewer can view the background image through the screen. A display method of a display device having a background image display unit arranged, wherein a screen control step of performing switching control between the transmission state and the scattering state, and dazzling light based on preset conditions And a projector control step of controlling the projector so that an image is projected onto the screen in a state other than the scattering state.

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。1 is a schematic configuration diagram of a display device according to a first embodiment of the present invention. 図1に示されたスクリーンの模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the screen shown by FIG. 図1に示されたスクリーンの光学特性と同期して投射するプロジェクタの説明図である。It is explanatory drawing of the projector which projects in synchronization with the optical characteristic of the screen shown by FIG. 図1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。2 is a timing chart of the operation of the display device shown in FIG. 図1に示された表示装置に表示される前景画像、眩惑光画像、背景画像の例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the example of the foreground image displayed on the display apparatus shown by FIG. 1, a dazzling light image, and a background image. 図5に示された各画像を表示した場合の観察者からの視認状態を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the visual recognition state from the observer at the time of displaying each image shown by FIG. 図1に示されたスクリーン制御装置の動作のフローチャートである。2 is a flowchart of the operation of the screen control device shown in FIG. 1. 図1に示された映像制御装置の動作のフローチャートである。2 is a flowchart of the operation of the video control apparatus shown in FIG. 本発明の第2の実施例にかかる表示装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the display apparatus concerning the 2nd Example of this invention. 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。It is a schematic block diagram of the display apparatus concerning the 3rd Example of this invention. 図10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。It is a timing chart of operation | movement of the display apparatus shown by FIG. 本発明の他の実施例にかかるスクリーンの構成の模式的な正面図である。It is a typical front view of the structure of the screen concerning the other Example of this invention.

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、光に対して透過状態と散乱状態とを切り替え可能でプロジェクタにより前景画像が表示されるスクリーンと、透過状態と散乱状態との切り替え制御を行うスクリーン制御部と、予め設定された条件に基づいて、眩惑光画像を散乱状態以外にスクリーンに投影させるようにプロジェクタを制御するプロジェクタ制御部と、スクリーンを通して観察者が背景画像を視認可能な位置に配置された背景画像表示部と、を有している。このようにすることにより、スクリーンが透過状態のときに眩惑光画像を投影させ、散乱状態のときにフロントガラスを模した前景画像を表示させることが可能となる。そして、透過状態と散乱状態とを例えば1フレーム期間内で交互に切り替えることで、人間の目にはスクリーンからの光が平均(積分)化されて見え、双方とも高い視認性が得られる。従って、眩惑の光とフロントガラス等の透明物体が受ける影響の両方を高い再現性で表示される。   Hereinafter, a display device according to an embodiment of the present invention will be described. A display device according to an embodiment of the present invention includes a screen that can switch between a transmissive state and a scattered state with respect to light and displays a foreground image by a projector, and a screen control that performs switching control between the transmissive state and the scattered state. And a projector control unit that controls the projector to project a dazzling light image onto the screen in a state other than the scattering state based on preset conditions, and a position at which the observer can visually recognize the background image through the screen. A background image display unit. By doing so, it is possible to project a dazzling light image when the screen is in a transmissive state and to display a foreground image imitating a windshield when in a scattered state. Then, by alternately switching between the transmission state and the scattering state within one frame period, for example, the light from the screen is averaged (integrated) to human eyes, and both have high visibility. Therefore, both the dazzling light and the influence of the transparent object such as the windshield are displayed with high reproducibility.

また、予め設定された条件は、背景画像に基づいて設定されてもよい。このようにすることにより、背景画像の状態、例えば晴天か雨天か、昼間か夜間か、或いは進行方向(直射日光が当たるか当たらないか)、といった背景画像から導き出せる外部状況に応じて眩惑光画像を投影することが可能となる。   Moreover, the preset condition may be set based on the background image. In this way, the background image, for example, clear or rainy weather, daytime or night, or the direction of travel (whether it is exposed to direct sunlight or not), a dazzling light image depending on the external situation that can be derived from the background image Can be projected.

また、プロジェクタ制御部は、眩惑光画像を背景画像から生成してもよい。このようにすることにより、眩惑光画像を予め用意する必要が無い。また、シミュレーションする環境が追加又は変更された場合でも容易に対応することができる。   Further, the projector control unit may generate a dazzling light image from the background image. By doing so, it is not necessary to prepare a dazzling light image in advance. Further, it is possible to easily cope with the case where the environment for simulation is added or changed.

また、背景画像と眩惑光画像とは、同一のプロジェクタから投影されてもよい。このようにすることにより、プロジェクタの設置台数を少なくすることができる。また、背景画像から眩惑光画像を生成して投影する場合にも構成が容易になる。   Further, the background image and the dazzling light image may be projected from the same projector. By doing so, the number of projectors installed can be reduced. Further, the configuration is facilitated when a dazzling light image is generated from a background image and projected.

また、背景画像表示部は、プロジェクタからの投影光をスクリーンに向かって反射する反射部を有していてもよい。このようにすることにより、背景画像と前景画像及び眩惑光画像との光軸を合わせることができる。従って、訓練者等の観察者が違和感を覚えにくくすることができる。   The background image display unit may include a reflection unit that reflects the projection light from the projector toward the screen. By doing in this way, the optical axis of a background image, a foreground image, and a dazzling light image can be match | combined. Accordingly, it is possible to make it difficult for an observer such as a trainee to feel uncomfortable.

また、光に対して透過状態と散乱状態とを切り替え可能でプロジェクタにより背景画像が表示されるスクリーンが観察者の視線方向に沿って複数配置されていてもよい。このようにすることにより、フロントガラスと背景画像に限らず、降っている雨や雪等も別のスクリーンに表示できるので、立体的な表示をすることができる。   Further, a plurality of screens that can switch between a transmission state and a scattering state with respect to light and on which a background image is displayed by a projector may be arranged along the viewing direction of the observer. By doing in this way, not only a windshield and a background image but the rain, snow, etc. which are falling can be displayed on another screen, Therefore A three-dimensional display can be performed.

また、複数のスクリーンのうち、一つのスクリーンを背景画像が表示される背景画像表示部としてもよい。このようにすることにより、背景画像と前景画像及び眩惑光画像との光軸を合わせることができる。従って、訓練者等の観察者が違和感を覚えにくくすることができる。   One of the plurality of screens may be used as a background image display unit for displaying a background image. By doing in this way, the optical axis of a background image, a foreground image, and a dazzling light image can be match | combined. Accordingly, it is possible to make it difficult for an observer such as a trainee to feel uncomfortable.

また、本発明の一実施形態にかかる表示装置の表示方法は、スクリーン制御工程で透過状態と散乱状態との切り替え制御を行い、プロジェクタ制御工程で予め設定された条件に基づいて、眩惑光画像を前記散乱状態以外に前記スクリーンに投影させるようにプロジェクタを制御する。このようにすることにより、スクリーンが透過状態のときに眩惑光画像を投影させ、散乱状態のときにフロントガラスを模した前景画像を表示させることが可能となる。そして、透過状態と散乱状態とを例えば1フレーム期間内で交互に切り替えることで、人間の目にはスクリーンからの光が平均(積分)化されて見え、双方とも高い視認性が得られる。従って、眩惑の光とフロントガラス等の透明物体が受ける影響の両方を高い再現性で表示される。   Further, the display method of the display device according to the embodiment of the present invention performs switching control between the transmission state and the scattering state in the screen control step, and displays the dazzling light image based on the conditions set in advance in the projector control step. The projector is controlled so that it is projected onto the screen in a state other than the scattering state. By doing so, it is possible to project a dazzling light image when the screen is in a transmissive state and to display a foreground image imitating a windshield when in a scattered state. Then, by alternately switching between the transmission state and the scattering state within one frame period, for example, the light from the screen is averaged (integrated) to human eyes, and both have high visibility. Therefore, both the dazzling light and the influence of the transparent object such as the windshield are displayed with high reproducibility.

本発明の第1の実施例にかかる表示制御装置を備える表示装置1を図1乃至図8を参照して説明する。表示装置1は図1に示すように、スクリーン21と、スクリーン制御装置31と、液晶ディスプレイ41と、映像制御装置51と、を備え、プロジェクタ11が接続されている。   A display device 1 including a display control device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the display device 1 includes a screen 21, a screen control device 31, a liquid crystal display 41, and a video control device 51, and a projector 11 is connected to the display device 1.

プロジェクタ11は、走査周期中にスクリーン21上で黒状態(投射光が出ない状態)を順次シフトさせる透過型あるいは反射型液晶ライトバルブなどを使用できるが、これ以外の素子を用いてもよい。また、プロジェクタ11は、映像の走査周期においてラスター走査し、スクリーン21の表示面に映像光(画像光)を点順次で投射するものでもよい。つまり、映像光が所定の周期で間欠的に投射される。このプロジェクタ11では、強度変調された光ビームの照射方向を可動ミラーで反射して振るような、例えばレーザプロジェクタなどを用いることができる。このプロジェクタ11は、映像光の照射位置がスクリーン21上の一方向に順次走査されているものと同様に考えることができる。   The projector 11 can use a transmission-type or reflection-type liquid crystal light valve that sequentially shifts the black state (a state in which no projection light is emitted) on the screen 21 during the scanning cycle, but other elements may be used. The projector 11 may perform raster scanning in the video scanning cycle and project video light (image light) on the display surface of the screen 21 dot-sequentially. That is, video light is projected intermittently at a predetermined cycle. As the projector 11, for example, a laser projector or the like in which the irradiation direction of the intensity-modulated light beam is reflected by a movable mirror and shaken can be used. The projector 11 can be considered in the same manner as the image light irradiation position being sequentially scanned in one direction on the screen 21.

プロジェクタ11は、スクリーン21へ映像情報(画像情報)により変調された映像光を投射できるものであればよい。なお、映像情報は、プロジェクタ11に入力される映像信号から得られる。映像信号には、たとえば、NTSC(National Television Standards Committee)方式、PAL(Phase Alternation by Line)方式のようなアナログ方式の映像信号、MPEG−TS(Moving Picture Experts Group − Transport Stream)フォーマット、HDV(High-Definition Video)フォーマットのようなデジタルフォーマットの映像信号がある。プロジェクタ11には、動画の映像信号だけでなく、たとえばJPEG(Joint Photographic Experts Group)のような静止画の映像信号が入力されてもよい。この場合、プロジェクタ11は、静止画を表示するための同じ映像光で、スクリーン21を繰り返し走査すればよい。   The projector 11 may be any projector that can project video light modulated by video information (image information) onto the screen 21. Note that the video information is obtained from a video signal input to the projector 11. Video signals include, for example, NTSC (National Television Standards Committee), analog video signals such as PAL (Phase Alternation by Line), MPEG-TS (Moving Picture Experts Group-Transport Stream) format, HDV (High -There are video signals in digital format such as Definition Video) format. The projector 11 may receive not only a moving image video signal but also a still image video signal such as JPEG (Joint Photographic Experts Group). In this case, the projector 11 may scan the screen 21 repeatedly with the same video light for displaying a still image.

スクリーン21は、電圧の印加により光学状態を変化できるものであればよい。スクリーン21の光学状態は、散乱する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。   The screen 21 may be any screen that can change the optical state by applying a voltage. As for the optical state of the screen 21, a scattering state is an image state, and a transparent transmission state in which scattering of incident light is smaller and parallel light transmittance is higher than that is a non-image state. That is, it is possible to switch between a transmission state and a scattering state with respect to light.

スクリーン21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、透明セル内の白色粉体を移動させることで散乱状態と入射光の散乱が小さい透明な透過状態を制御する素子などを用いたものなどがある。   The screen 21 may be, for example, a light control screen that uses a liquid crystal material and changes a scattering state and a transparent transmission state in which scattering of incident light is small. The light control screen uses, for example, a liquid crystal element such as a polymer-dispersed liquid crystal, or an element that controls a transparent transmission state with small scattering of incident light by moving white powder in a transparent cell. There are things that use etc.

図2に、光学状態を制御可能なスクリーン21の模式的な断面図を示す。図2に示したスクリーン21は、一対の透明なガラス板23、24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24の光学層25側には、全面に対向電極26が形成される。他方のガラス板23の光学層25側には、全面に制御電極27が配置される。なお、電極26、27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。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the screen 21 that can control the optical state. The screen 21 shown in FIG. 2 has an optical layer 25 in which a composite material containing liquid crystal is sandwiched between a pair of transparent glass plates 23 and 24. A counter electrode 26 is formed on the entire surface of one glass plate 24 on the optical layer 25 side. A control electrode 27 is disposed on the entire surface of the other glass plate 23 on the optical layer 25 side. An intermediate layer made of an insulator may be formed between the electrodes 26 and 27 and the optical layer 25.

また、対向電極26及び制御電極27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、制御電極27と対向電極26との間に配置される。   The counter electrode 26 and the control electrode 27 are formed as transparent electrodes by using, for example, ITO (indium tin oxide). The optical layer 25 is disposed between the control electrode 27 and the counter electrode 26.

スクリーン21は、第1の電極としての対向電極26と第2の電極としての制御電極27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、対向電極26と制御電極27の印加電圧により変化する。   A voltage is applied to the screen 21 so as to generate a potential difference between the counter electrode 26 as the first electrode and the control electrode 27 as the second electrode. The optical state in the optical layer 25 varies depending on the voltage applied to the counter electrode 26 and the control electrode 27.

スクリーン21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21は、電圧を印加していない通常状態において、スクリーン21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21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、本実施例では、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。   The screen 21 is classified into a reverse mode and a normal mode according to a state when a voltage is applied so as to generate a potential difference. The screen 21 operating in the reverse mode is in a transparent transmissive state in a normal state where no voltage is applied. When a voltage is applied, it becomes a scattering state with a scattering rate of parallel rays according to the applied voltage. In a screen operating in the normal mode, the screen is in a scattering state in a normal state where no voltage is applied. When a voltage is applied, a transparent transmission state with parallel light transmittance corresponding to the applied voltage is obtained. As for the optical state of the screen 21, a predetermined scattering state corresponds to an image state, and a transparent transmission state having a higher parallel light transmittance than that corresponds to a non-image state. In this embodiment, the reverse mode is described, but the normal mode is also applicable.

スクリーン制御部としてのスクリーン制御装置31は、映像(画像)が光として投射されるスクリーン21を、投射された映像光を散乱する状態に制御し、投射されていない場合に透過状態に制御する。スクリーン制御装置31は、図1に示したように、スクリーン21と映像制御装置51とに接続される。スクリーン制御装置31は、プロジェクタ11に表示させる映像に同期させて、スクリーン21の光学状態、即ち、透過状態と前記散乱状態との切り替え制御を行う。スクリーン制御装置31は、映像制御装置51から垂直同期信号等の画像周期信号(同期信号)が入力され、その同期信号に基づいてスクリーン21の光学状態を制御する。   The screen control device 31 as the screen control unit controls the screen 21 on which the video (image) is projected as light to scatter the projected video light, and controls the screen 21 to be in a transmissive state when it is not projected. As shown in FIG. 1, the screen control device 31 is connected to the screen 21 and the video control device 51. The screen control device 31 performs switching control between the optical state of the screen 21, that is, the transmission state and the scattering state, in synchronization with the image displayed on the projector 11. The screen control device 31 receives an image periodic signal (synchronization signal) such as a vertical synchronization signal from the video control device 51, and controls the optical state of the screen 21 based on the synchronization signal.

背景画像表示部としての液晶ディスプレイ41は、観察者から見てスクリーン21を挟んで反対側、即ち、スクリーン21を通して観察者が背景画像を視認可能な位置に設置されており、映像制御装置51から供給される背景画像を表示する。なお、本実施例では、背景画像表示部として液晶ディスプレイ41を用いるが、それに限らず、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等の他の表示装置であってもよい。   The liquid crystal display 41 as the background image display unit is installed on the opposite side of the screen 21 as viewed from the observer, that is, at a position where the observer can visually recognize the background image through the screen 21. Displays the supplied background image. In the present embodiment, the liquid crystal display 41 is used as the background image display unit. However, the present invention is not limited to this, and other display devices such as an organic EL (Electro Luminescence) display may be used.

プロジェクタ制御部としての映像制御装置51は、外部から入力される背景画像を液晶ディスプレイ41に出力するとともに、外部から入力される前景画像と眩惑光画像とを切り替えてプロジェクタ11に出力する。映像制御装置51は、背景画像又は前景画像、眩惑光画像に含まれる垂直同期信号等の画像同期信号をスクリーン制御装置31に出力する。   The video control device 51 as a projector control unit outputs a background image input from the outside to the liquid crystal display 41, and switches between a foreground image and a dazzling light image input from the outside and outputs them to the projector 11. The video control device 51 outputs an image synchronization signal such as a vertical synchronization signal included in the background image, the foreground image, or the dazzling light image to the screen control device 31.

次に、本実施例にかかる表示装置1において、スクリーン21の光学特性と同期して投射するプロジェクタ11の投射方式を、図3を参照して説明する。図3は、プロジェクタ11がインターバルを空けて映像光を投射する方式の説明図である。この場合、スクリーン21には、図3(B)に示すように、走査周期の一部において短期的に映像光が投射される。スクリーン21は、図3(C)に示すように、該一部の期間において散乱状態とすればよい。   Next, in the display device 1 according to the present embodiment, a projection method of the projector 11 that projects in synchronization with the optical characteristics of the screen 21 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram of a method in which the projector 11 projects image light at intervals. In this case, as shown in FIG. 3B, image light is projected on the screen 21 in a short period of time during a part of the scanning cycle. As shown in FIG. 3C, the screen 21 may be in a scattering state during the partial period.

そして、該一部以外の期間において、スクリーン21の透過状態にスクリーン21の光学状態を制御すると、走査周期おいて、スクリーン21に投影される映像の輝度低下を招くことなく、スクリーン21のシースルー特性が得られる。定常的に映像光を投射する場合に比べ、同一輝度を得るには、1走査周期に対する散乱状態の時間程度のデューティ(図中duty:a)の概ね逆数倍の強さの投影光が必要となる。従って高いシースルー特性を得るには、強力なパルス発光の投射光出力が必要である。   When the optical state of the screen 21 is controlled to the transmission state of the screen 21 in a period other than the part, the see-through characteristic of the screen 21 is not caused in the scanning cycle without causing a decrease in luminance of the image projected on the screen 21. Is obtained. In order to obtain the same luminance as compared with the case where image light is regularly projected, projection light whose intensity is approximately the reciprocal of the duty (duty: a) in the scattering state for one scanning period is required. It becomes. Therefore, in order to obtain a high see-through characteristic, a powerful pulsed projection light output is required.

このようにプロジェクタ11とスクリーン21とを制御することで、スクリーン21は、その背面の物体(液晶ディスプレイ41)を認識しうる透明さを有しつつ、常時散乱状態とした場合と同等の明るさで映像光を散乱して透過できる。つまり、背景物体(液晶ディスプレイ41)を認識することが可能なシースルー性と、映像の高い視認性とを両立することが可能となる。   By controlling the projector 11 and the screen 21 in this way, the screen 21 has transparency that can recognize the object (the liquid crystal display 41) on the back surface thereof, but has the same brightness as that in the case of being always in a scattering state. Can scatter and transmit image light. That is, it is possible to achieve both a see-through property capable of recognizing the background object (liquid crystal display 41) and a high image visibility.

このプロジェクタ11とスクリーン21との同期制御のための切り替えタイミングの情報は、映像制御装置51が出力する垂直同期信号等の画像周期信号に基づいて、スクリーン制御装置31からスクリーン21へ送出される。なお、映像制御装置51とスクリーン制御装置31とは一体であってもよいし別体であってもよい。別体の場合は、マイクロ波、赤外線などの電磁波を用いたワイヤレス通信可能とし、これらの同期を得るための情報を無線信号により授受してもよい。また、プロジェクタ11と映像制御装置51との間、スクリーン21とスクリーン制御装置31との間も同様にワイヤレス通信であってもよい。   Information on the switching timing for synchronization control between the projector 11 and the screen 21 is transmitted from the screen control device 31 to the screen 21 based on an image periodic signal such as a vertical synchronization signal output from the video control device 51. The video control device 51 and the screen control device 31 may be integrated or separate. In the case of a separate body, wireless communication using electromagnetic waves such as microwaves and infrared rays can be performed, and information for obtaining synchronization thereof may be exchanged by a radio signal. Similarly, wireless communication may be performed between the projector 11 and the video control device 51 and between the screen 21 and the screen control device 31.

次に、上述した構成の表示装置1の動作例を図4に示したタイミングチャートを参照して説明する。   Next, an operation example of the display device 1 having the above-described configuration will be described with reference to a timing chart shown in FIG.

まず、スクリーン制御装置31は、図示しない垂直同期信号等に同期してスクリーン21に対してスクリーン制御信号をONにしてスクリーン21を散乱状態にする。すると、スクリーン21は、所定期間の過渡状態を経て散乱状態に切り替わる。映像制御装置51では、垂直同期信号等からスクリーン21が散乱状態に切り替わる期間経過後にスクリーン表示信号がONとなるとともにスクリーン外表示信号がOFFとなり、プロジェクタ11に対して前景画像(スクリーン表示映像)を投影させるべく前景画像を出力する。   First, the screen control device 31 turns on the screen 21 by turning on the screen control signal for the screen 21 in synchronization with a vertical synchronization signal (not shown) or the like. Then, the screen 21 switches to a scattering state through a transient state for a predetermined period. In the video control device 51, the screen display signal is turned on and the off-screen display signal is turned off after the period when the screen 21 is switched to the scattering state from the vertical synchronization signal or the like, and the foreground image (screen display video) is displayed to the projector 11. A foreground image is output for projection.

ここで、例えば表示装置1をドライブシミュレータに利用する場合は、スクリーン21はフロントガラスを模擬する。従って、前景画像として表示されるのは、フロントガラスに付着する雨粒、雪、汚れ、砂塵等となる。あるいはワイパーやワイパーにより雨等が除去された状態を再現して表示してもよい。   Here, for example, when the display device 1 is used for a drive simulator, the screen 21 simulates a windshield. Therefore, what is displayed as a foreground image is raindrops, snow, dirt, dust, etc. adhering to the windshield. Alternatively, a state where rain or the like is removed by a wiper or a wiper may be reproduced and displayed.

なお、垂直同期信号等からスクリーン表示信号がONになるまでの期間は、スクリーン21の過渡状態の期間によって定める。過渡状態の期間は、スクリーン21の光学層25の特性や電極に印加する電圧等から予め算出したり、実験等からこと求めることができる。   Note that the period from the vertical synchronization signal or the like until the screen display signal is turned on is determined by the transient state period of the screen 21. The period of the transient state can be calculated in advance from the characteristics of the optical layer 25 of the screen 21, the voltage applied to the electrodes, or the like, or can be obtained from experiments.

次に、スクリーン表示信号がONとなってから予め定めた所定期間経過後にスクリーン表示信号はOFFとなるとともにスクリーン外表示信号がONとなる。スクリーン外表示信号がONとなると、映像制御装置51は、プロジェクタ11に対して眩惑光画像(光モレ映像)を投影させるべく眩惑光画像を出力する。スクリーン表示信号がOFFになった後スクリーン制御装置31は、スクリーン制御信号をOFFにしてスクリーン21を透過状態にする。すると、スクリーン21は、所定期間の過渡状態を経て透過状態に切り替わる。即ち、映像制御装置51(プロジェクタ制御部)は、スクリーン21の透過状態又は散乱状態に同期してスクリーン21に投影するようにプロジェクタ11を制御する。   Next, the screen display signal is turned off and the off-screen display signal is turned on after elapse of a predetermined period after the screen display signal is turned on. When the off-screen display signal is turned on, the video control device 51 outputs a dazzling light image so as to project a dazzling light image (light mole image) to the projector 11. After the screen display signal is turned off, the screen control device 31 turns off the screen control signal to make the screen 21 in a transparent state. Then, the screen 21 is switched to the transmission state through a transient state for a predetermined period. That is, the video control device 51 (projector control unit) controls the projector 11 to project onto the screen 21 in synchronization with the transmission state or scattering state of the screen 21.

眩惑光画像とは、観察者を眩惑する強い光を模擬する画像である。例えば表示装置1をドライブシミュレータに利用する場合は、対向車のヘッドライト光や太陽光等となる。   A dazzling light image is an image that simulates strong light that dazzles an observer. For example, when the display device 1 is used for a drive simulator, it becomes headlight light or sunlight of an oncoming vehicle.

スクリーン表示信号がONとなる期間は、スクリーン21が散乱状態となる期間内となるように予め定められている。即ち、スクリーン表示信号がONとなる期間は、スクリーン制御信号がONとなる期間内となるように予め定められている。   The period during which the screen display signal is ON is predetermined so as to be within the period during which the screen 21 is in the scattering state. That is, the period during which the screen display signal is ON is determined in advance to be within the period during which the screen control signal is ON.

このように動作させることで、スクリーン21には、散乱状態の期間に前景画像が表示され、散乱状態の期間以外は眩惑光画像が表示される。つまり、スクリーン21が散乱状態以外の時はプロジェクタ11から強い光を投射して眩惑光を模擬する(図4の期間T2)。従って、本実施例では、上述した背景物体を認識することが可能なシースルー性と、映像の高い視認性とを両立する特性を利用して、眩惑光とフロントガラス等に付着した雨粒等とをより鮮明に表示させている。   By operating in this way, the foreground image is displayed on the screen 21 during the scattering state, and the dazzling light image is displayed during the periods other than the scattering state. That is, when the screen 21 is not in the scattering state, strong light is projected from the projector 11 to simulate dazzling light (period T2 in FIG. 4). Therefore, in this embodiment, by utilizing the characteristics that achieve both the see-through property capable of recognizing the background object described above and the high visibility of the image, the dazzling light and raindrops attached to the windshield etc. It is displayed more clearly.

また、図4においてはスクリーン21が過渡状態においても眩惑光画像が表示されているが、このようにすることにより、フロントガラス等への映り込みを表現することができる(図4の期間T1、T3)。   In addition, in FIG. 4, a dazzling light image is displayed even when the screen 21 is in a transitional state. By doing so, reflection on the windshield or the like can be expressed (period T1, FIG. 4). T3).

また、図4の記載から明らかなように、眩惑光画像は、主に散乱状態以外の状態(透過状態、過渡状態)に投影される画像である。   Further, as is apparent from the description of FIG. 4, the dazzling light image is an image projected mainly in a state other than the scattering state (transmission state, transient state).

なお、図4の例では、眩惑光画像が必ず表示されていたが、例えば対向車が無い等、眩惑光が発生しないような状況の場合は眩惑光画像を表示させない。その場合は、スクリーン外表示信号はOFFのままとなる。つまり、眩惑光画像は背景画像に基づいて表示されるか否かが設定される。即ち、眩惑光画像は、夜間で対向車がある、太陽が見える等の予め定めた条件に基づいて表示される。   In the example of FIG. 4, the dazzling light image is always displayed. However, the dazzling light image is not displayed in a situation where no dazzling light occurs, for example, when there is no oncoming vehicle. In that case, the off-screen display signal remains OFF. That is, whether or not the dazzling light image is displayed based on the background image is set. That is, the dazzling light image is displayed based on a predetermined condition such that there is an oncoming vehicle at night and the sun is visible.

以上の動作を1フレーム(1映像周期)毎に繰り返す。なお、液晶ディスプレイ41は、常時表示されている。   The above operation is repeated every frame (one video cycle). The liquid crystal display 41 is always displayed.

図5及び図6に表示例を示す。スクリーン21に表示される前景画像(スクリーン表示画像)を図5(a)、眩惑光画像(光モレ画像)を図5(b)、液晶ディスプレイ41に表示する背景画像を図5(c)とする。これを図1に示した構成で、図3に示したタイミングチャートのように表示させると図6のように重なって表示される。そして、フロントガラスに付着した雨粒の前景画像と対向車のヘッドライト光の眩惑光画像ともに鮮明に表示される。   5 and 6 show display examples. FIG. 5A shows the foreground image (screen display image) displayed on the screen 21, FIG. 5B shows the dazzling light image (light mole image), and FIG. 5C shows the background image displayed on the liquid crystal display 41. To do. When this is displayed in the configuration shown in FIG. 1 as in the timing chart shown in FIG. 3, the images are displayed as shown in FIG. Both the foreground image of the raindrops adhering to the windshield and the dazzling light image of the headlight of the oncoming vehicle are displayed clearly.

なお、図5及び図6に示した例は、模擬されるシーンとして雨のシーンであったが、それに限らない。例えば、霧のときの対向車のフォグランプ等が見えるシーンであってもよいし、或いは晴れの日に直射日光が差し込むシーンであってもよい。晴れの場合は、フロントガラスに汚れ等が付着しない場合は、前景画像は何も表示しないようにしてもよい。   In addition, although the example shown in FIG.5 and FIG.6 was a rainy scene as a simulated scene, it is not restricted to it. For example, it may be a scene where a fog light of an oncoming vehicle or the like can be seen when it is foggy, or a scene where direct sunlight enters on a sunny day. If the weather is clear, no foreground image may be displayed if dirt or the like does not adhere to the windshield.

また、スクリーン21に前景画像を表示させることに加えて、スクリーン21の透過率を調整することで、フロントガラスの曇りや、大雨、大量の砂塵等を表現してもよい。スクリーン21の透過率は、例えば1フレーム期間の散乱状態の期間を長くすることで、透過率を低下させることができる。そして、その状態で眩惑光画像を表示することで、例えばフロントガラスが曇った状態や、大雨、大量の砂塵等の状態に対向車のヘッドライトの光を再現することができる。   Further, in addition to displaying a foreground image on the screen 21, the transmittance of the screen 21 may be adjusted to express windshield fogging, heavy rain, a large amount of dust, or the like. The transmittance of the screen 21 can be reduced by, for example, increasing the scattering state period of one frame period. Then, by displaying the dazzling light image in that state, it is possible to reproduce the light of the headlight of the oncoming vehicle in a state where the windshield is clouded, heavy rain, a large amount of dust, or the like.

上述した動作を図7及び図8のフローチャートに示す。図7のフローチャートは、スクリーン制御装置31の動作を示している。まず、ステップS11において、同期信号を検出したか否かを判断し、検出した場合(YESの場合)はスクリーン制御信号をONにする(ステップS12)。同期信号を検出しない場合は検出するまでステップS11を繰り返す。   The operation described above is shown in the flowcharts of FIGS. The flowchart in FIG. 7 shows the operation of the screen control device 31. First, in step S11, it is determined whether or not a synchronization signal is detected. If it is detected (in the case of YES), the screen control signal is turned on (step S12). If the synchronization signal is not detected, step S11 is repeated until it is detected.

次に、ステップS13において、散乱状態とする期間が経過したか否かを判断し、経過した場合はスクリーン制御信号をOFFにする(ステップS14)。散乱状態とする期間が経過しない場合は経過するまでステップS13を繰り返す。期間の計測はタイマ等を用いればよい。以上の図7のフローチャートは、透過状態と散乱状態との切り替え制御を行うスクリーン制御工程に相当する。   Next, in step S13, it is determined whether or not the period for the scattering state has elapsed, and if it has elapsed, the screen control signal is turned OFF (step S14). If the period of time for the scattering state does not elapse, step S13 is repeated until elapses. The period may be measured using a timer or the like. The flowchart in FIG. 7 corresponds to a screen control process for performing switching control between the transmission state and the scattering state.

図8のフローチャートは、映像制御装置51の動作を示している。まず、ステップS21において、同期信号を検出したか否かを判断し、検出した場合(YESの場合)はステップS22において過渡状態を経過したか否かを更に判断し、経過した場合はスクリーン表示信号をONにするとともにスクリーン外表示信号をOFFにする(ステップS23)。同期信号を検出しない場合は検出するまでステップS21を繰り返し、過渡状態を経過しない場合は経過するまでステップS22を繰り返す。なお、図8のフローチャートでは過渡状態の経過を判断しているが、少なくともスクリーン21が散乱状態となっている期間であれば前景画像の表示は可能であるので過渡状態の経過でなくてもよい。   The flowchart in FIG. 8 shows the operation of the video control device 51. First, in step S21, it is determined whether or not a synchronization signal has been detected. If it is detected (in the case of YES), it is further determined whether or not a transient state has elapsed in step S22. Is turned ON and the off-screen display signal is turned OFF (step S23). If the synchronization signal is not detected, step S21 is repeated until it is detected, and if the transient state does not elapse, step S22 is repeated until elapses. In the flowchart of FIG. 8, the transition state is determined. However, since at least the foreground image can be displayed as long as the screen 21 is in the scattering state, the transition state may not be required. .

次に、ステップS24において、前景画像を表示する期間を経過したか否かを判断し、経過した場合はスクリーン表示信号をOFFにするとともにスクリーン外表示信号をONにする(ステップS25)。前景画像を表示する期間を経過しない場合は経過するまでステップS24を繰り返す。以上の図8のフローチャートは、予め設定された条件に基づいて、眩惑光画像を散乱状態以外の状態の前記スクリーンに投影させるプロジェクタ制御工程に相当する。   Next, in step S24, it is determined whether or not the period for displaying the foreground image has elapsed. If it has elapsed, the screen display signal is turned off and the off-screen display signal is turned on (step S25). If the period for displaying the foreground image has not elapsed, step S24 is repeated until the foreground image has elapsed. The flowchart in FIG. 8 corresponds to a projector control process for projecting a dazzling light image on the screen in a state other than the scattering state based on a preset condition.

本実施例によれば、光に対して透過状態と散乱状態とを切り替え可能で前景画像が表示されるスクリーン21と、透過状態と散乱状態との切り替え制御を行うスクリーン制御装置31と、予め設定された条件に基づいて、眩惑光画像を散乱状態以外にスクリーン21に投影させる映像制御装置51と、スクリーン21を通して観察者が背景画像を視認可能な位置に配置された液晶ディスプレイ41と、を有している。このようにすることにより、スクリーン21が透過状態のときに眩惑光画像を投影させ、散乱状態のときにフロントガラスを模した前景画像を表示させることが可能となる。そして、透過状態と散乱状態とを例えば1フレーム期間内で交互に切り替えることで、人間の目にはスクリーンからの光が平均(積分)化されて見え、双方の高い視認性が得られる。従って、眩惑の光とフロントガラス等の透明物体が受ける影響の両方が高い再現性で表示される。   According to the present embodiment, the screen 21 on which the foreground image can be switched between the transmission state and the scattering state with respect to the light, the screen control device 31 that performs switching control between the transmission state and the scattering state, and the presetting On the basis of the determined conditions, a video control device 51 that projects a dazzling light image onto the screen 21 in a state other than the scattering state, and a liquid crystal display 41 that is disposed at a position where the observer can visually recognize the background image through the screen 21 are provided. doing. By doing so, it is possible to project a dazzling light image when the screen 21 is in a transmissive state and display a foreground image imitating a windshield when in a scattered state. Then, by alternately switching between the transmission state and the scattering state within one frame period, for example, the light from the screen is averaged (integrated) to human eyes, and high visibility of both is obtained. Therefore, both the dazzling light and the influence of the transparent object such as the windshield are displayed with high reproducibility.

また、眩惑光画像が表示される条件は、背景画像に基づいて予め設定されている。このようにすることにより、背景画像の状態、例えば対向車があるか否か、晴天か雨天か、昼間か夜間か、或いは進行方向(直射日光が当たるか当たらないか)、といった背景画像から導き出せる外部状況に応じて眩惑光画像を投影することが可能となる。   The conditions for displaying the dazzling light image are set in advance based on the background image. By doing so, it can be derived from the background image such as the state of the background image, such as whether there is an oncoming vehicle, whether it is sunny or rainy, daytime or nighttime, or the direction of travel (whether it is exposed to direct sunlight) A dazzling light image can be projected according to the external situation.

また、前景画像と眩惑光画像とは、同一のプロジェクタ11から投影されている。このようにすることにより、同一のプロジェクタを時分割で使用することで2種類の画像を投影することができ、プロジェクタの設置台数を少なくすることができる。勿論前景画像と眩惑光画像とをそれぞれ別のプロジェクタから投影するようにしてもよい。   Further, the foreground image and the dazzling light image are projected from the same projector 11. In this way, two types of images can be projected by using the same projector in a time division manner, and the number of projectors installed can be reduced. Of course, the foreground image and the dazzling light image may be projected from different projectors.

なお、前景画像と眩惑光画像とは、映像制御装置51の外部からそれぞれ入力されてもよいし、映像制御装置51内部に予め格納されていてもよい。勿論いずれか一方のみが格納されていてもよい。   Note that the foreground image and the dazzling light image may be input from the outside of the video control device 51 or may be stored in advance in the video control device 51. Of course, only one of them may be stored.

また、眩惑光画像は、背景画像と同じ画像を投影してもよい。この場合、背景画像の輝度の高い部分がより強調されて見えるので、眩惑光のような効果を生み出すことができる。また、眩惑光画像は、表示領域の一部のみが明るくなるようなものに限らず、表示領域全体が明るくなるような表示となる画像(例えば全白)であってもよい。この場合、画面の一部ではなく全体を利用して眩惑を表現することができる。即ち、運転や操縦時において眩惑される現象を模擬できればよい。   Further, the same image as the background image may be projected as the dazzling light image. In this case, since the high-luminance part of the background image appears to be more emphasized, an effect like dazzling light can be produced. Further, the dazzling light image is not limited to an image in which only a part of the display area is brightened, but may be an image (for example, all white) that is displayed so that the entire display area is brightened. In this case, dazzling can be expressed using not the entire screen but the entire screen. That is, it is only necessary to simulate a dazzling phenomenon during driving or maneuvering.

さらに、眩惑光画像は、背景画像から生成してもよい。例えば、背景画像のうち高輝度の情報(ヘッドライトなど)だけを抽出して生成することができる。或いは、背景画像の輝度を上げた画像や、その画像の低輝度部分をカットした画像を眩惑光画像として生成してもよい。このようにすることにより、眩惑光画像を予め用意する必要が無い。また、シミュレーションする環境が追加又は変更された場合でも容易に対応することができる。   Further, the dazzling light image may be generated from the background image. For example, only high-luminance information (such as a headlight) can be extracted and generated from the background image. Or you may produce | generate the image which raised the brightness | luminance of the background image, and the image which cut the low-intensity part of the image as a dazzling light image. By doing so, it is not necessary to prepare a dazzling light image in advance. Further, it is possible to easily cope with the case where the environment for simulation is added or changed.

次に、本発明の第2の実施例にかかる表示装置を図9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。   Next, a display device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施例の表示装置1Aは、プロジェクタ11が観察者側に設置されている。また、液晶ディスプレイ41が、ハーフミラーディスプレイ41Aに変更されている。スクリーン制御装置31及び映像制御装置51の動作は第1の実施例と同様である。   In the display device 1A of the present embodiment, the projector 11 is installed on the observer side. Further, the liquid crystal display 41 is changed to a half mirror display 41A. The operations of the screen control device 31 and the video control device 51 are the same as in the first embodiment.

ハーフミラーディスプレイ41Aは、自身が表示する背景画像はそのまま透過するが、プロジェクタ11から投影される前景画像や眩惑光画像はスクリーン21に向かって反射するハーフミラー41A1が設けられているディスプレイ装置である。   The half mirror display 41 </ b> A is a display device provided with a half mirror 41 </ b> A <b> 1 that transmits a background image displayed by itself, but reflects a foreground image and a dazzling light image projected from the projector 11 toward the screen 21. .

本実施例の場合、プロジェクタ11から投影された前景画像や眩惑光画像はハーフミラーディスプレイ41Aのハーフミラー41A1で反射され、スクリーン21に表示される。従って、ハーフミラーディスプレイ41A自身が表示する背景画像と光軸を合わせることができる。   In this embodiment, the foreground image and the dazzling light image projected from the projector 11 are reflected by the half mirror 41A1 of the half mirror display 41A and displayed on the screen 21. Accordingly, the optical axis can be aligned with the background image displayed by the half mirror display 41A itself.

本実施例によれば、プロジェクタ11が、観察者側に配置され、ハーフミラーディスプレイ41Aが、プロジェクタ11からの投影光を反射するハーフミラー41A1を有していている。このようにすることにより、背景画像と前景画像及び眩惑光画像との光軸を合わせることができる。従って、訓練者等の観察者が違和感を覚えにくくすることができる。   According to the present embodiment, the projector 11 is disposed on the viewer side, and the half mirror display 41A includes the half mirror 41A1 that reflects the projection light from the projector 11. By doing in this way, the optical axis of a background image, a foreground image, and a dazzling light image can be match | combined. Accordingly, it is possible to make it difficult for an observer such as a trainee to feel uncomfortable.

次に、本発明の第3の実施例にかかる表示装置を図10及び図11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。   Next, a display device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施例にかかる表示装置1Bでは、図10に示したように、第1スクリーン21aと、第2スクリーン21bと、を観察者の視線方向に沿って配置している。そして、観察者から見てこれらのスクリーンを挟んで反対側に、第1スクリーン用の第1プロジェクタ11aと、第2スクリーン用の第2プロジェクタ11bが設置されている。   In the display device 1B according to the present embodiment, as shown in FIG. 10, the first screen 21a and the second screen 21b are arranged along the line of sight of the observer. A first projector 11a for the first screen and a second projector 11b for the second screen are installed on the opposite sides of these screens as viewed from the observer.

本実施例では、第1スクリーン21aは、第1、第2の実施例のスクリーン21と同様に、フロントガラス等の透明物体を模擬する。第2スクリーン21bは、第1、第2の実施例の液晶ディスプレイ41と同様に背景画像等を表示させる。即ち、第2スクリーン21bは、観察者から見て第1スクリーン21aよりも奥に配置されている。   In the present embodiment, the first screen 21a simulates a transparent object such as a windshield, similar to the screen 21 of the first and second embodiments. The second screen 21b displays a background image and the like in the same manner as the liquid crystal display 41 of the first and second embodiments. That is, the second screen 21b is disposed behind the first screen 21a when viewed from the observer.

本実施例の表示装置1Bの動作例を図11のタイミングチャートに示す。第1スクリーン21aについては基本的に第1の実施例と同様であるが、第2スクリーン21bの表示期間が設けられるため、スクリーン外表示信号が短縮されている。   An operation example of the display device 1B of the present embodiment is shown in a timing chart of FIG. The first screen 21a is basically the same as that of the first embodiment, but since the display period of the second screen 21b is provided, the off-screen display signal is shortened.

第2スクリーン21bは、1フレーム期間において、第1スクリーン表示信号と第1スクリーン外表示信号がOFFになる期間に、第2スクリーン表示信号と第2スクリーン表示信号とがONになることで、第1スクリーン21aの表示期間と重ならないように表示している。   In the second screen 21b, the second screen display signal and the second screen display signal are turned ON during the period in which the first screen display signal and the first outside-screen display signal are turned OFF in one frame period. It is displayed so as not to overlap the display period of one screen 21a.

そして、第2スクリーン表示信号がハイレベルの期間に第2プロジェクタから映像の投影をすることで、第2スクリーン21bには背景画像が表示される。   Then, by projecting a video from the second projector during a period when the second screen display signal is at a high level, a background image is displayed on the second screen 21b.

なお、図11では、第2スクリーン21bがシースルー性を持つことで第2スクリーン21bの観察者から見て奥側が透けて見えることがあるが、その場合は、第1プロジェクタ11a、第2プロジェクタ11bからの投影光を遮らない程度に黒の背景板等を設置することで、違和感を少なくすることができる。或いは、背景画像の投影期間を1フレーム期間の最後まで延ばすために、第2スクリーン制御信号や第2スクリーン表示信号を延ばしてもよい。   In FIG. 11, since the second screen 21b has see-through characteristics, the back side of the second screen 21b may be seen through from the viewer, but in this case, the first projector 11a and the second projector 11b are visible. By installing a black background plate or the like to the extent that it does not block the projection light from the camera, it is possible to reduce the uncomfortable feeling. Alternatively, the second screen control signal or the second screen display signal may be extended in order to extend the projection period of the background image to the end of one frame period.

また、スクリーン21は2つ配置に限らず3以上の複数であってもよい。この場合、背景画像を表示する第2スクリーン21bと第1スクリーン21aとの間に別のスクリーン21と対応するプロジェクタを配置することで、例えば、第1スクリーン21aにフロントガラスに付着した雪、前記別のスクリーン21に降っている雪を表示することにより、立体的な表示を行うことができる。   Further, the number of the screens 21 is not limited to two, and may be three or more. In this case, by arranging a projector corresponding to another screen 21 between the second screen 21b displaying the background image and the first screen 21a, for example, the snow attached to the windshield on the first screen 21a, By displaying the snow falling on another screen 21, a three-dimensional display can be performed.

本実施例によれば、第1スクリーン21a、第2スクリーン21bが観察者の視線方向に沿って配置されているので、観察者から見て第1スクリーン21a、第2スクリーン21bを挟んで反対側に第1プロジェクタ11a、第2プロジェクタ11bを配置することができる。そのため、背景画像と前景画像及び眩惑光画像との光軸を合わせることが可能となる。従って、訓練者等の観察者が違和感を覚えにくくすることができる。   According to the present embodiment, since the first screen 21a and the second screen 21b are arranged along the line of sight of the observer, the opposite sides of the first screen 21a and the second screen 21b as viewed from the observer. The 1st projector 11a and the 2nd projector 11b can be arrange | positioned. Therefore, the optical axes of the background image, the foreground image, and the dazzling light image can be matched. Accordingly, it is possible to make it difficult for an observer such as a trainee to feel uncomfortable.

なお、上述した実施例は、図3に示したように、走査周期の一部において短期的にスクリーン21の全面に映像光が投射されたが、図12に示したように、スクリーン21が複数の領域に分割され、スクリーン21の上から順に散乱状態とし、散乱状態となっている領域に映像光を投影する方式であってもよい。   In the embodiment described above, as shown in FIG. 3, the image light is projected on the entire surface of the screen 21 in a short period of time during a part of the scanning cycle. However, as shown in FIG. In other words, the screen 21 may be divided into regions in which the screen 21 is in a scattering state from the top and the image light is projected onto the scattering region.

図12は、スクリーン21の映像光が照射される領域を、一方向(たとえば走査方向)で短冊状に分割している(分割領域)。図12は、制御電極27が分割領域に対応して複数に分割されスクリーン制御装置31に個別に接続され、個別に電圧を印加することができるようになっている。   In FIG. 12, the area irradiated with the image light on the screen 21 is divided into strips in one direction (for example, the scanning direction) (divided area). In FIG. 12, the control electrode 27 is divided into a plurality of areas corresponding to the divided areas and individually connected to the screen control device 31 so that voltages can be individually applied.

このようにスクリーン21を構成することで、各分割領域毎に散乱状態と透過状態とを切り替えることができる。従って、スクリーン21についての走査光が照射される部位は、映像状態に維持される。これにより、スクリーン21を走査する映像光は、散乱状態のスクリーン21で散乱される。また、スクリーン21についての走査光が照射されない部位は、非映像状態に制御される。各分割領域は、走査光により走査されていない殆どの期間において、非映像状態の透明な透過状態に制御される。映像光の投影期間中に、映像の視認性を保ちつつ、スクリーン21のシースルー特性が得られる。   By configuring the screen 21 in this way, it is possible to switch between the scattering state and the transmission state for each divided region. Accordingly, the portion of the screen 21 irradiated with the scanning light is maintained in the video state. Thereby, the image light that scans the screen 21 is scattered by the screen 21 in the scattering state. Further, the portion of the screen 21 that is not irradiated with the scanning light is controlled to a non-image state. Each divided region is controlled to a transparent transmission state in a non-video state during most of the period not scanned by the scanning light. During the image light projection period, the see-through characteristic of the screen 21 is obtained while maintaining the image visibility.

スクリーン21の各分割領域は、各々の領域を映像光が走査し始めるタイミングより前に、透明な透過状態から散乱状態に制御される。また、散乱状態の分割領域は、当該領域についての走査が終了した後に、散乱状態から透明な透過状態に制御される。つまり、制御電極27が複数の領域に分割されており、分割された制御電極27の各領域に対応する光学層25の光学状態を変化させるタイミングを順次切り替えるように電圧の印加タイミングを順次切り替えるようにしてもよい。   Each divided area of the screen 21 is controlled from the transparent transmission state to the scattering state before the timing when the image light starts to scan each area. Further, the divided region in the scattering state is controlled from the scattering state to the transparent transmission state after the scanning of the region is completed. That is, the control electrode 27 is divided into a plurality of regions, and the voltage application timing is sequentially switched so as to sequentially switch the timing for changing the optical state of the optical layer 25 corresponding to each region of the divided control electrode 27. It may be.

従って、スクリーン21は、その背面の物体を認識しうる透明さを有しつつ、常時散乱状態とした場合と同等の明るさで映像光を散乱して透過できる。つまり、背景物体を認識することが可能なシースルー性と、映像の高い視認性とを両立することが可能となる。   Therefore, the screen 21 can scatter and transmit the image light with the same brightness as that in the case where the screen 21 is always in the scattering state while having transparency that can recognize the object on the back surface. That is, it is possible to achieve both a see-through property capable of recognizing a background object and a high image visibility.

このような構成の場合でも、第1、第2、第3の実施例の構成を適用することで眩惑の光とフロントガラス等の透明物体が受ける影響の両方を再現性が高く表示させることができる。   Even in such a configuration, by applying the configurations of the first, second, and third embodiments, it is possible to display both the dazzling light and the influence of the transparent object such as the windshield with high reproducibility. it can.

なお、上述した実施例では、主にドライブシミュレータとして表示装置1を利用する場合で説明したが、例えばフライトシミュレータや船舶のシミュレータやなど他の乗物のシミュレータであってもよい。或いは、遊園地のアトラクションなどであってもよい。要するに、眩惑光とフロントガラス等の透明物体上の表示とを両立させる必要があるものであれば本発明を適用できる。   In the above-described embodiment, the case where the display device 1 is mainly used as a drive simulator has been described. However, other vehicle simulators such as a flight simulator and a ship simulator may be used. Alternatively, it may be an amusement park attraction. In short, the present invention can be applied if it is necessary to achieve both dazzling light and display on a transparent object such as a windshield.

また、背景画像と眩惑光画像とを同じプロジェクタから投影してもよい。この場合、眩惑光画像を表示する期間は、背景画像の一部(或いは全部)の輝度が上がる。また、この際のプロジェクタ11はDLP(登録商標)(Digital Light Processing)方式のプロジェクタであってもよい。DLP(登録商標)方式の場合、プロジェクタ11で階調を表現するためのサブフィールドを用いて背景画像と眩惑光画像とを表示してもよい。このようにすることによりプロジェクタの設置台数を少なくすることができる。また、背景画像から眩惑光画像を生成するので構成が容易になる。   Further, the background image and the dazzling light image may be projected from the same projector. In this case, during the period in which the dazzling light image is displayed, the luminance of a part (or all) of the background image increases. Further, the projector 11 at this time may be a DLP (registered trademark) (Digital Light Processing) type projector. In the case of the DLP (registered trademark) system, the projector 11 may display the background image and the dazzling light image using a subfield for expressing gradation. By doing so, the number of projectors installed can be reduced. Further, since the dazzling light image is generated from the background image, the configuration becomes easy.

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。   Further, the present invention is not limited to the above embodiment. That is, those skilled in the art can implement various modifications in accordance with conventionally known knowledge without departing from the scope of the present invention. Of course, such modifications are included in the scope of the present invention as long as the configuration of the display device of the present invention is provided.

1、1A、1B 表示装置
11 プロジェクタ
11a 第1プロジェクタ
11b 第2プロジェクタ
21 スクリーン
21a 第1スクリーン
21b 第2スクリーン
31 スクリーン制御装置(スクリーン制御部)
41 液晶ディスプレイ(背景画像表示部)
41A ハーフミラーディスプレイ(背景画像表示部)
41A1 ハーフミラー(反射部)
51 映像制御装置(プロジェクタ制御部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A, 1B Display apparatus 11 Projector 11a 1st projector 11b 2nd projector 21 Screen 21a 1st screen 21b 2nd screen 31 Screen control apparatus (screen control part)
41 Liquid crystal display (background image display part)
41A half mirror display (background image display)
41A1 half mirror (reflecting part)
51 Video control device (projector control unit)

Claims (8)

光に対して透過状態と散乱状態とを切り替え可能でプロジェクタにより前景画像が表示されるスクリーンと、
前記透過状態と前記散乱状態との切り替え制御を行うスクリーン制御部と、
予め設定された条件に基づいて、眩惑光画像を前記散乱状態以外に前記スクリーンに投影させるようにプロジェクタを制御するプロジェクタ制御部と、
前記スクリーンを通して観察者が背景画像を視認可能な位置に配置された背景画像表示部と、
を有していることを特徴とする表示装置。
A screen on which a foreground image can be displayed by a projector that can be switched between a transmission state and a scattering state with respect to light;
A screen control unit that performs switching control between the transmission state and the scattering state;
A projector control unit that controls the projector to project a dazzling light image on the screen in a state other than the scattering state, based on a preset condition;
A background image display unit arranged at a position where an observer can visually recognize a background image through the screen;
A display device comprising:
前記予め設定された条件は、前記背景画像に基づいて設定されることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。   The display device according to claim 2, wherein the preset condition is set based on the background image. プロジェクタ制御部は、前記眩惑光画像を前記背景画像から生成することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein the projector control unit generates the dazzling light image from the background image. 前記背景画像と前記眩惑光画像とは、同一のプロジェクタから投影されることを特徴とする請求項3に記載の表示装置。   The display device according to claim 3, wherein the background image and the dazzling light image are projected from the same projector. 前記背景画像表示部は、プロジェクタからの投影光を前記スクリーンに向かって反射する反射部を有してい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。   The display device according to claim 1, wherein the background image display unit includes a reflection unit that reflects the projection light from the projector toward the screen. 光に対して透過状態と散乱状態とを切り替え可能でプロジェクタにより前記背景画像が表示されるスクリーンが前記観察者の視線方向に沿って複数配置されてい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。   5. The screen according to claim 1, wherein a plurality of screens capable of switching between a transmission state and a scattering state with respect to light and displaying the background image by a projector are arranged along the viewing direction of the observer. The display apparatus as described in any one of them. 前記複数のスクリーンのうち、一つのスクリーンを前記背景画像が表示される前記背景画像表示部とすることを特徴とする請求項6のうちいずれか一項に記載の表示装置。   7. The display device according to claim 6, wherein one of the plurality of screens is used as the background image display unit on which the background image is displayed. 光に対して透過状態と散乱状態とを切り替え可能でプロジェクタにより前景画像が表示されるスクリーンと、
前記スクリーンを通して観察者が背景画像を視認可能な位置に配置された背景画像表示部と、
を有した表示装置の表示方法であって、
前記透過状態と前記散乱状態との切り替え制御を行うスクリーン制御工程と、
予め設定された条件に基づいて、眩惑光画像を前記散乱状態以外に前記スクリーンに投影させるようにプロジェクタを制御するプロジェクタ制御工程と、
を含んでいることを特徴とする表示装置の表示方法。
A screen on which a foreground image can be displayed by a projector that can be switched between a transmission state and a scattering state with respect to light;
A background image display unit arranged at a position where an observer can visually recognize a background image through the screen;
A display method for a display device having
A screen control step for performing switching control between the transmission state and the scattering state;
A projector control step of controlling the projector to project a dazzling light image on the screen in a state other than the scattering state, based on a preset condition;
A display method for a display device, comprising:
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