JP6562356B2

JP6562356B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP6562356B2
Application number: JP2016009303A
Authority: JP
Inventors: 研一笠澄; 森　俊也; 俊也森; 久保田　孝介; 孝介久保田; 正人尾形
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-01-20
Filing date: 2016-01-20
Publication date: 2019-08-21
Anticipated expiration: 2036-01-20
Also published as: WO2017125974A1; DE112016006260B4; JP2017129754A; US20190018240A1; US10663722B2; DE112016006260T5

Description

本発明は、画像を表示するための表示装置に関する。

画像を表示するための表示装置として、例えば車両用のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）が知られている（例えば、特許文献１参照）。このヘッドアップディスプレイは、いわゆるＡＲ（ＡｕｇｍｅｎｔｅｄＲｅａｌｉｔｙ）を用いたものであり、スクリーンに形成された画像の虚像を車両のウインドシールド（フロントガラス）の前方の空間に２Ｄ表示する。これにより、運転者は、ウインドシールドの前方の景色上に、運転に関する情報（例えばカーナビゲーション情報等）を重ね合わせて見ることができる。

特開２００９−１５０９４７号公報

上述した従来の表示装置では、例えば車両の前方に歩行者が存在することを示す画像（マーカー）が歩行者に重畳して表示される。複数の歩行者が奥行き方向（すなわち、運転者から見て車両の進行方向）に並んでいる場合には、複数の画像が同一平面上で重なってしまい、複数の画像の視認性が低下するという問題がある。

そこで、本発明は、奥行き方向に重なった複数の画像の視認性を高めることができる表示装置を提供する。

本発明の一態様に係る表示装置は、画像データに基づいて光を表示媒体に投射して表示媒体で反射させることによって、表示媒体よりも奥行き方向に存在する空間に虚像を表示する表示部と、奥行き方向における表示媒体からの距離が異なる虚像である複数の画像を、時分割で表示するように表示部を制御する制御部と、を備え、表示部は、光を発する光源と、光源からの光を走査する走査部と、走査部からの光が透過することにより画像が形成される可動スクリーンと、可動スクリーンを走査部から離れる第１の方向及び走査部に近付く第２の方向に往復移動させる駆動部と、可動スクリーンに形成された画像を空間に表示する光学系と、を有し、複数の画像は、第１の画像及び第２の画像を含み、制御部は、画像データの奇数フレームにおいて前記第２の方向に移動した後に前記第１の方向に移動している際の第１のタイミングに第１の画像を表示し、その後、画像データの偶数フレームにおいて前記第２の方向に移動した後に前記第１の方向に移動している際であって前記第１のタイミングとは異なる第２のタイミングに第２の画像を表示することにより、第１の画像及び第２の画像を時分割で表示するように表示部を制御する。

なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本発明の表示装置では、奥行き方向に重なった複数の画像の視認性を高めることができる。

実施の形態に係る表示装置の使用例を示す図である。実施の形態に係る表示装置により表示される画像の領域を示す図である。実施の形態に係る表示装置により表示される画像の一例を示す図である。実施の形態に係る表示装置の構成を示す図である。実施の形態に係る表示装置の機能構成を示すブロック図である。実施の形態に係る表示装置の動作の流れを示すフローチャートである。実施の形態に係る表示装置による第１のスクリーン画像及び第２のスクリーン画像の各形成方法を説明するための図である。実施の形態に係る表示装置において、可動スクリーンの第１の端部及び第２の端部の各位置の時間的な変化を示すグラフである。表示例１において表示装置により表示される第１の鉛直画像の一例を示す図である。表示例１において表示装置により表示される第２の鉛直画像の一例を示す図である。表示例１における表示装置の動作の流れを示すフローチャートである。表示例１における表示装置の動作を説明するための図である。表示例２において表示装置により表示されるリファレンスパターン及び歩行者画像の一例を示す図である。表示例３において表示装置により表示されるリファレンスパターン及び歩行者画像の一例を示す図である。表示例４において表示装置により表示されるリファレンスパターン及び歩行者画像の一例を示す図である。表示例５において表示装置により表示されるリファレンスパターン及び歩行者画像の一例を示す図である。表示例６において表示装置により表示されるリファレンスパターン及び歩行者画像の一例を示す図である。

上述した問題を解決するために、本発明の一態様に係る表示装置は、画像データに基づいて光を表示媒体に投射して前記表示媒体で反射させることによって、前記表示媒体よりも奥行き方向に存在する空間に虚像を表示する表示部と、前記奥行き方向における前記表示媒体からの距離が異なる前記虚像である複数の画像を、時分割で表示するように前記表示部を制御する制御部と、を備える。

本態様によれば、奥行き方向における表示媒体からの距離が異なる複数の画像を時分割で表示するので、複数の画像が奥行き方向に重なった場合であっても、複数の画像の視認性を高めることができる。

例えば、前記複数の画像は、第１の画像及び第２の画像を含み、前記制御部は、前記画像データの奇数フレームに前記第１の画像を表示し、且つ、前記画像データの偶数フレームに前記第２の画像を表示することにより、前記第１の画像及び前記第２の画像を時分割で表示するように前記表示部を制御するように構成してもよい。

本態様によれば、比較的簡単な構成で、第１の画像及び第２の画像を時分割で表示することができる。

例えば、前記複数の画像は、第１の画像及び第２の画像を含み、前記制御部は、前記画像データの複数のフレーム毎に前記第１の画像と前記第２の画像とを交互に表示することにより、前記第１の画像及び前記第２の画像を時分割で表示するように前記表示部を制御するように構成してもよい。

例えば、前記表示部は、光を発する光源と、前記光源からの光を走査する走査部と、前記走査部からの光が透過することにより前記画像が形成される可動スクリーンと、前記可動スクリーンを前記走査部から離れる方向及び前記走査部に近付く方向に往復移動させる駆動部と、前記可動スクリーンに形成された前記画像を前記空間に表示する光学系と、を有するように構成してもよい。

本態様によれば、可動スクリーンを走査部から離れる方向及び走査部に近付く方向に往復移動させることにより、奥行き方向における表示媒体からの距離が異なる複数の画像を時分割で表示することができる。

例えば、前記表示媒体は、車両用のウインドシールドであり、前記空間は、前記ウインドシールドの前方の空間であるように構成してもよい。

本態様によれば、表示装置を車両用のヘッドアップディスプレイとして用いることができる。

なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又は記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態）
［１．表示装置の概略構成］
まず、図１〜図３を参照しながら、実施の形態に係る表示装置２の概略構成について説明する。図１は、実施の形態に係る表示装置２の使用例を示す図である。図２は、実施の形態に係る表示装置２により表示される画像８の領域１１を示す図である。図３は、実施の形態に係る表示装置２により表示される画像８の一例を示す図である。

図１に示すように、実施の形態に係る表示装置２は、例えば車両用のヘッドアップディスプレイであり、自動車４（車両の一例）のダッシュボード６の内部に配置されている。

図１及び図２に示すように、この表示装置２では、虚像である画像８を表示するためのレーザ光（光の一例）を例えば自動車４のウインドシールド１０（表示媒体の一例）の運転席寄り下側の領域１１に向けて投射することにより、レーザ光をウインドシールド１０で運転者１２に向けて反射させる。これにより、図３に示すように、運転者１２は、ウインドシールド１０の前方の景色１４上に、虚像である画像８を重ね合わせて見ることができる。すなわち、表示装置２は、虚像である画像８をウインドシールド１０の前方の空間１６に３Ｄ表示（投影）する。

図３に示す例では、表示装置２により表示される画像８は、鉛直画像１８と奥行き画像２０とを含んでいる。鉛直画像１８は、ウインドシールド１０の前方の空間１６において鉛直方向（図１において上下方向）に表示される虚像である。鉛直画像１８は、例えば縦長の略楕円形状のマーカーであり、自動車４の前方に存在する歩行者２２に重畳して表示される。これにより、運転者１２は、歩行者２２の存在に容易に気付くことができる。

一方、奥行き画像２０は、ウインドシールド１０の前方の空間１６において、鉛直方向と交差する方向である奥行き方向（図１において左右方向であって、図３において紙面に対して垂直方向）に表示される虚像である。奥行き画像２０は、例えば目的地までの走行経路を案内するための矢印（図３に示す例では、交差点を右折するように指示するための矢印）であり、自動車４の前方に存在する道路２４に重畳して表示される。これにより、運転者１２は、目的地までの走行経路を容易に知ることができる。

［２．表示装置の具体的構成］
次に、図４及び図５を参照しながら、実施の形態に係る表示装置２の具体的構成について説明する。図４は、実施の形態に係る表示装置２の構成を示す図である。図５は、実施の形態に係る表示装置２の機能構成を示すブロック図である。

図４及び図５に示すように、表示装置２は、投射部２６、可動スクリーン２８、駆動部３０、投影部３２（光学系の一例）及び制御部３４を備えている。なお、投射部２６、可動スクリーン２８、駆動部３０及び投影部３２は、表示部３５を構成する。

投射部２６は、光源３６及び走査部３８を有している。光源３６は、赤色成分（Ｒ）のレーザ光を出射する赤色レーザダイオードと、緑色成分（Ｇ）のレーザ光を出射する緑色レーザダイオードと、青色成分（Ｂ）のレーザ光を出射する青色レーザダイオードとを有している。光源３６から出射した赤色成分のレーザ光と緑色成分のレーザ光と青色成分のレーザ光とは、例えばダイクロイックミラー（図示せず）により合成された後に、走査部３８に入射する。

走査部３８は、例えばＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌ
Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラーで構成されている。走査部３８は、入射したレーザ光を自己の振れ角に応じた方向に反射することにより、光源３６からのレーザ光を可動スクリーン２８に向けて二次元的にラスタ走査する。走査部３８は、例えば可動スクリーン２８の第１の端部２８ａ（図５において下側の端部）から第２の端部２８ｂ（図５において上側の端部）に向かう方向にレーザ光をラスタ走査する。なお、第１の端部２８ａは、走査部３８から遠い側の端部であり、第２の端部２８ｂは、走査部３８に近い側の端部である。

可動スクリーン２８は、透光性を有する（例えば半透明の）矩形状のスクリーンである。図５に示すように、可動スクリーン２８は、走査部３８からのレーザ光の光路上において、第１の方向及び第２の方向に往復移動自在に配置されている。第１の方向は、走査部３８から離れる方向（図５中の矢印Ｘで示す方向）であり、第２の方向は、走査部３８に近付く方向（図５中の矢印Ｙで示す方向）である。また、可動スクリーン２８は、可動スクリーン２８の移動方向（第１の方向及び第２の方向）に対して傾斜した姿勢で往復移動する。

可動スクリーン２８が第１の方向に移動している状態で、走査部３８からのレーザ光が可動スクリーン２８に向けてラスタ走査されることにより、可動スクリーン２８に第１のスクリーン画像４０（後述する図７参照）が形成される。一方、可動スクリーン２８が第２の方向に移動している状態で、走査部３８からのレーザ光が可動スクリーン２８に向けてラスタ走査されることにより、可動スクリーン２８に第２のスクリーン画像４２（後述する図７参照）が形成される。なお、第１のスクリーン画像４０及び第２のスクリーン画像４２の各形成方法については後で詳述する。

駆動部３０は、例えばアクチュエータで構成されている。駆動部３０は、制御部３４からの駆動信号に基づいて、一定の周波数（例えば６０Ｈｚ）且つ一定の振幅（例えば１ｍｍ）で可動スクリーン２８を第１の方向及び第２の方向に往復移動（振動）させる。なお、駆動部３０は、制御部３４からの駆動信号に基づいて、可動スクリーン２８が第１の方向（又は第２の方向）に移動する間の時間が例えば２５ｍｓｅｃ以下になるように、可動スクリーン２８を往復移動させる。

投影部３２は、拡大レンズ４４、第１の反射板４６、第２の反射板４８及びウインドシールド１０を含んでいる。

拡大レンズ４４は、可動スクリーン２８を透過したレーザ光の光路上に配置されている。拡大レンズ４４は、可動スクリーン２８に形成された第１のスクリーン画像４０又は第２のスクリーン画像４２を拡大する。

第１の反射板４６及び第２の反射板４８は、拡大レンズ４４からのレーザ光の光路上に配置され、拡大レンズ４４からのレーザ光をウインドシールド１０に向けて反射させる。これにより、第１の反射板４６及び第２の反射板４８は、拡大レンズ４４により拡大された第１のスクリーン画像４０又は第２のスクリーン画像４２をウインドシールド１０に向けて投影する。

ウインドシールド１０は、第２の反射板４８からのレーザ光の光路上に配置され、第２の反射板４８からのレーザ光を運転者１２に向けて反射させる。これにより、可動スクリーン２８に第１のスクリーン画像４０が形成されている場合には、第１のスクリーン画像４０の虚像である鉛直画像１８がウインドシールド１０の前方の空間１６に表示される。一方、可動スクリーン２８に第２のスクリーン画像４２が形成されている場合には、第２のスクリーン画像４２の虚像である奥行き画像２０がウインドシールド１０の前方の空間１６に表示される。なお、可動スクリーン２８は比較的高速で往復移動しているため、運転者１２にとっては、第１のスクリーン画像４０及び第２のスクリーン画像４２が同時に表示されているように見える。

制御部３４は、駆動部３０に駆動信号を出力する機能と、光源３６に供給される駆動電流を制御する機能と、走査部３８の振れ角を制御する機能とを有している。制御部３４は、例えばＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）又はプロセッサ等で構成されており、メモリ（図示せず）に記憶されたコンピュータプログラムを読み出してそれを実行することにより上記各機能を実行する。

［３．表示装置の動作］
次に、図５〜図８を参照しながら、実施の形態に係る表示装置２の動作について説明する。図６は、実施の形態に係る表示装置２の動作の流れを示すフローチャートである。図７は、実施の形態に係る表示装置２による第１のスクリーン画像４０及び第２のスクリーン画像４２の各形成方法を説明するための図である。図８は、実施の形態に係る表示装置２において、可動スクリーン２８の第１の端部２８ａ及び第２の端部２８ｂの各位置の時間的な変化を示すグラフである。

図６に示すように、画像８の表示が開始することにより（Ｓ１）、可動スクリーン２８が第１の方向及び第２の方向への往復移動を開始する。図７に示すように、可動スクリーン２８が第２の方向（図７中の矢印Ｙで示す方向）に位置Ｐ１から位置Ｐ５まで移動している状態では（Ｓ２）、走査部３８からのレーザ光が可動スクリーン２８に向けてラスタ走査され且つ可動スクリーン２８を透過することにより、可動スクリーン２８に第２のスクリーン画像４２が形成される（Ｓ３）。具体的には、図７に示すように、可動スクリーン２８が位置Ｐ１から位置Ｐ２、位置Ｐ３及び位置Ｐ４を経て位置Ｐ５まで移動する間、可動スクリーン２８を透過するレーザ光の位置は、可動スクリーン２８の第１の端部２８ａから第２の端部２８ｂに向けて移動するようになる。これにより、第２のスクリーン画像４２の形成方向は、可動スクリーン２８の移動方向に対して傾斜した方向になる。図８に示すように、可動スクリーン２８が第２の方向に移動する間、可動スクリーン２８の移動速度は第１の速度Ｖ１で一定である。

図７に示すように、可動スクリーン２８に形成された第２のスクリーン画像４２が拡大レンズ４４で拡大されることにより、拡大レンズ４４の出射側には、第２のスクリーン画像４２の虚像である第２の中間画像４２ａが形成される。この第２の中間画像４２ａが第１の反射板４６及び第２の反射板４８によってウインドシールド１０に投影されることにより、第２のスクリーン画像４２の虚像である奥行き画像２０がウインドシールド１０の前方の空間１６に表示される。このとき、奥行き画像２０の表示方向は、第２のスクリーン画像４２の形成方向に対応した方向、すなわち上述した奥行き方向となる。

一方、図７に示すように、可動スクリーン２８が第１の方向（図７中の矢印Ｘで示す方向）に位置Ｐ５から位置Ｐ１まで移動している状態では（Ｓ４）、走査部３８からのレーザ光が可動スクリーン２８に向けてラスタ走査され且つ可動スクリーン２８を透過することにより、可動スクリーン２８に第１のスクリーン画像４０が形成される（Ｓ５）。具体的には、図７に示すように、可動スクリーン２８が位置Ｐ３から位置Ｐ２まで移動する間、可動スクリーン２８を透過するレーザ光の位置は、可動スクリーン２８の第１の端部２８ａから第２の端部２８ｂに向けて移動するようになる。これにより、第１のスクリーン画像４０の形成方向は、図５中の矢印Ｕで示すように、可動スクリーン２８の移動方向に対して垂直方向になる。

図８に示すように、可動スクリーン２８の移動速度が第２の速度Ｖ２から第３の速度Ｖ３となるタイミングで、可動スクリーン２８に第１のスクリーン画像４０が形成される。

図７に示すように、可動スクリーン２８に形成された第１のスクリーン画像４０が拡大レンズ４４で拡大されることにより、拡大レンズ４４の出射側には、第１のスクリーン画像４０の虚像である第１の中間画像４０ａが形成される。この第１の中間画像４０ａが第１の反射板４６及び第２の反射板４８によってウインドシールド１０に投影されることにより、第１のスクリーン画像４０の虚像である鉛直画像１８がウインドシールド１０の前方の空間１６に表示される。このとき、鉛直画像１８の表示方向は、第１のスクリーン画像４０の形成方向に対応した方向、すなわち上述した鉛直方向となる。

画像８の表示が継続して行われる場合には（Ｓ６でＮＯ）、上述したステップＳ２〜Ｓ５が再度実行される。画像８の表示が終了する場合には（Ｓ６でＹＥＳ）、可動スクリーン２８の往復移動が停止する（Ｓ７）。

［４．表示例１］
次に、図９Ａ〜図１１を参照しながら、実施の形態に係る表示装置２における表示例１について説明する。図９Ａは、表示例１において表示装置２により表示される第１の鉛直画像１８ａの一例を示す図である。図９Ｂは、表示例１において表示装置２により表示される第２の鉛直画像１８ｂの一例を示す図である。図１０は、表示例１における表示装置２の動作の流れを示すフローチャートである。図１１は、表示例１における表示装置２の動作を説明するための図である。

図９Ａ及び図９Ｂに示すように、表示例１では、第１の鉛直画像１８ａ（第１の画像の一例）と第２の鉛直画像１８ｂ（第２の画像の一例）とが時分割で表示される。例えば、第１の鉛直画像１８ａは、自動車４の前方に約２５ｍ離れた位置に存在する歩行者２２ａに重畳して表示される。また、第２の鉛直画像１８ｂは、自動車４の前方に約６４ｍ離れた位置に存在する歩行者２２ｂに重畳して表示される。これにより、第１の鉛直画像１８ａ及び第２の鉛直画像１８ｂは、奥行き方向（図９Ａ及び図９Ｂの各紙面に対して垂直方向）におけるウインドシールド１０からの距離が異なるようになる。なお、第１の鉛直画像１８ａ及び第２の鉛直画像１８ｂは比較的高速で交互に表示されるため、運転者１２にとっては、第１の鉛直画像１８ａ及び第２の鉛直画像１８ｂが同時に表示されているように見える。

なお、制御部３４は、画像データ生成部（図示せず）から取得した画像データに基づいて、第１の鉛直画像１８ａ及び第２の鉛直画像１８ｂを時分割で表示するように表示部３５を制御する。画像データは、例えば６０フレーム／ｓｅｃで奇数フレームと偶数フレームとが交互に表示されるデータである。制御部３４は、奇数フレームに第１の鉛直画像１８ａを表示し、偶数フレームに第２の鉛直画像１８ｂを表示する。これにより、第１の鉛直画像１８ａと第２の鉛直画像１８ｂとが時分割で表示される。

次に、表示例１における表示装置２の動作について説明する。図１０に示すように、第１の鉛直画像１８ａ及び第２の鉛直画像１８ｂの表示が開始することにより（Ｓ２１）、可動スクリーン２８が第１の方向及び第２の方向への往復移動を開始する。

図１１の（ａ）に示すように、画像データの奇数フレームにおいて、可動スクリーン２８は、第２の方向（図１１中の矢印Ｙで示す方向）に位置Ｐ１から位置Ｐ５まで移動した後に（Ｓ２２）、第１の方向（図１１中の矢印Ｘで示す方向）に位置Ｐ５から位置Ｐ１まで移動する（Ｓ２３）。可動スクリーン２８が第１の方向に移動している状態では、走査部３８からのレーザ光が可動スクリーン２８に向けてラスタ走査され且つ可動スクリーン２８を透過することにより、可動スクリーン２８に第１のスクリーン画像５０ａが形成される。具体的には、図１１の（ａ）に示すように、可動スクリーン２８が位置Ｐ６から位置Ｐ４まで移動する間、可動スクリーン２８を透過するレーザ光の位置は、可動スクリーン２８の第１の端部２８ａから第２の端部２８ｂに向けて移動するようになる。第１のスクリーン画像５０ａの虚像である第１の鉛直画像１８ａは、上述と同様にウインドシールド１０に投影されることにより、ウインドシールド１０の前方の空間１６に表示される（Ｓ２４）。

その後、図１１の（ｂ）に示すように、画像データの偶数フレームにおいて、可動スクリーン２８は、第２の方向に位置Ｐ１から位置Ｐ５まで移動した後に（Ｓ２５）、第１の方向に位置Ｐ５から位置Ｐ１まで移動する（Ｓ２６）。可動スクリーン２８が第１の方向に移動している状態では、走査部３８からのレーザ光が可動スクリーン２８に向けてラスタ走査され且つ可動スクリーン２８を透過することにより、可動スクリーン２８に第２のスクリーン画像５０ｂが形成される。具体的には、図１１の（ｂ）に示すように、可動スクリーン２８が位置Ｐ７から位置Ｐ２まで移動する間、可動スクリーン２８を透過するレーザ光の位置は、可動スクリーン２８の第１の端部２８ａから第２の端部２８ｂに向けて移動するようになる。第２のスクリーン画像５０ｂの虚像である第２の鉛直画像１８ｂは、上述と同様にウインドシールド１０に投影されることにより、ウインドシールド１０の前方の空間１６に表示される（Ｓ２７）。

第１の鉛直画像１８ａ及び第２の鉛直画像１８ｂの表示が継続して行われる場合には（Ｓ２８でＮＯ）、上述したステップＳ２２〜Ｓ２７が再度実行される。第１の鉛直画像１８ａ及び第２の鉛直画像１８ｂの表示が終了する場合には（Ｓ２８でＹＥＳ）、可動スクリーン２８の往復移動が停止する（Ｓ２９）。

なお、本表示例では、奇数フレームに第１の鉛直画像１８ａを表示し、偶数フレームに第２の鉛直画像１８ｂを表示したが、第１の鉛直画像１８ａと第２の鉛直画像１８ｂとを時分割で表示する方法はこれに限定されない。例えば、複数のフレーム毎（例えば１０フレーム毎）に、第１の鉛直画像１８ａと第２の鉛直画像１８ｂとを交互に表示させてもよい。すなわち、第１フレーム〜第１０フレームでは第１の鉛直画像１８ａを表示し、第１１フレーム〜第２０フレームでは第２の鉛直画像１８ｂを表示する。

以上、可動スクリーン１８を用いて異なる距離に表示する方式について説明したが、このような方式に代えて、視差画像を利用して異なる距離に表示する方式により、第１の鉛直画像１８ａ及び第２の鉛直画像１８ｂを表示してもよい。

さらに、本表示例では、可動スクリーン２８を往復移動させたが、表示装置２全体を往復移動させてもよい。

［５．表示例２］
次に、図１２を参照しながら、実施の形態に係る表示装置２における表示例２について説明する。図１２は、表示例２において表示装置２により表示されるリファレンスパターン５２及び歩行者画像５６の一例を示す図である。

図１２に示すように、表示例２では、制御部３４は、ウインドシールド１０の前方の空間１６に存在する歩行者２２（対象物の一例）に重畳するリファレンスパターン５２を表示するように表示部３５を制御する。リファレンスパターン５２は、複数の縦線５２ａと複数の横線５２ｂとが格子状に直交するグリッドパターンであり、上述した奥行き画像として自動車４の前方に存在する道路２４に重畳して表示される。また、リファレンスパターン５２は、歩行者２２の位置がグリッドパターンの縦線５２ａと横線５２ｂとの交点５４となるように（すなわち、歩行者２２の位置に対応するように）表示される。

さらに、制御部３４は、歩行者２２に重畳する歩行者画像５６を、上述した鉛直画像としてリファレンスパターン５２に重畳させて表示する。歩行者画像５６は、例えば人の形をしたマーカーである。このとき、歩行者画像５６の位置に対応するリファレンスパターン５２の一部、すなわち、交点５４で交わるグリッドパターンの２本の縦線５２ａ’及び横線５２ｂ’の各々が強調表示される。強調表示の方法としては、例えば、２本の縦線５２ａ’及び横線５２ｂ’の各々を太線で表示する、又は、目立つ色で表示する方法等が考えられる。運転者１２は、歩行者画像５６を見ることにより、歩行者２２の位置を把握することができる。

制御部３４は、自動車４に搭載されたカメラ（図示せず）で自動車４の前方の景色１４（歩行者２２及び道路２４を含む）を撮影することにより生成された画像データに基づいて、上述したリファレンスパターン５２及び歩行者画像５６を表示するように表示部３５を制御する。

なお、本表示例では、リファレンスパターン５２及び歩行者画像５６を３Ｄ表示させたが、これらを２Ｄ表示させてもよい。

また、制御部３４は、ウインドシールド１０の前方の空間１６に存在する車両（前車）（対象物の一例）に重畳するリファレンスパターン５２を表示するように表示部３５を制御してもよい。この場合、制御部３４は、歩行者画像５６に加えて、車両に重畳する車両画像を、上述した鉛直画像としてリファレンスパターン５２に重畳させて表示してもよい。

［６．表示例３］
次に、図１３を参照しながら、実施の形態に係る表示装置２における表示例３について説明する。図１３は、表示例３において表示装置２により表示されるリファレンスパターン５２及び歩行者画像５６の一例を示す図である。

図１３に示すように、表示例３では、制御部３４は、上記表示例２と同様に、ウインドシールド１０の前方の空間１６に存在する歩行者２２に重畳するリファレンスパターン５２を表示するように表示部３５を制御する。リファレンスパターン５２は、歩行者２２の位置がグリッドパターンの区画５８（すなわち、隣接する一対の縦線５２ａと隣接する一対の横線５２ｂとで囲まれた領域）内となるように（すなわち、歩行者２２の位置に対応するように）表示される。また、制御部３４は、歩行者２２に重畳する歩行者画像５６を、上述した鉛直画像としてリファレンスパターン５２に重畳させて表示する。

さらに、図１３に示すように、表示例３では、歩行者画像５６の位置に対応するリファレンスパターン５２の一部、すなわち、歩行者画像５６が位置するグリッドパターンの区画５８が強調表示される。強調表示の方法としては、例えば、区画５８を目立つ色で表示する、又は、区画５８を囲む一対の縦線５２ａ及び一対の横線５２ｂの各々を太線で表示する方法等が考えられる。運転者１２は、歩行者画像５６を見ることにより、歩行者２２の位置を把握することができる。

［７．表示例４］
次に、図１４を参照しながら、実施の形態に係る表示装置２における表示例４について説明する。図１４は、表示例４において表示装置２により表示されるリファレンスパターン５２及び歩行者画像５６の一例を示す図である。

図１４に示すように、表示例４では、制御部３４は、上記表示例２と同様に、ウインドシールド１０の前方の空間１６に存在する歩行者２２に重畳するリファレンスパターン５２を表示するように表示部３５を制御する。リファレンスパターン５２は、歩行者２２の位置がグリッドパターンの縦線５２ａと横線５２ｂとの交点５４となるように表示される。また、制御部３４は、歩行者２２に重畳する歩行者画像５６を、上述した鉛直画像としてリファレンスパターン５２に重畳させて表示する。

さらに、図１４に示すように、表示例４では、制御部３４は、歩行者２２の位置がリファレンスパターン５２に重畳しない場合に、歩行者画像５６をリファレンスパターン５２の所定の領域（例えば、運転者１２から見て歩行者２２の位置に最も近い領域）に重畳させて表示させる。このとき、リファレンスパターン５２の外部における歩行者２２の位置に対応するリファレンスパターン５２の一部、すなわち、交点５４で交わるグリッドパターンの２本の縦線５２ａ’及び横線５２ｂ’の各々が強調表示される。強調表示の方法としては、例えば、２本の縦線５２ａ’及び横線５２ｂ’の各々を太線で表示する、又は、目立つ色で表示する方法等が考えられる。運転者１２は、歩行者画像５６を見ることにより、歩行者２２の位置がリファレンスパターン５２に重畳しない場合であっても、歩行者２２の位置を把握することができる。

［８．表示例５］
次に、図１５を参照しながら、実施の形態に係る表示装置２における表示例５について説明する。図１５は、表示例５において表示装置２により表示されるリファレンスパターン６２及び歩行者画像５６の一例を示す図である。

図１５に示すように、表示例５では、制御部３４は、複数のガードレール画像６０を含むリファレンスパターン６２を表示するように表示部３５を制御する。複数のガードレール画像６０はそれぞれ、ウインドシールド１０の前方の空間１６に存在する複数のガードレール６４（対象物の一例）にそれぞれ重畳する画像である。リファレンスパターン６２は、これらの複数のガードレール画像６０と、道路２４を挟んで対向する一対のガードレール画像６０の各々の下端を結ぶ横線６６とを含むパターンである。リファレンスパターン６２は、上述した奥行き画像として自動車４の前方に存在する道路２４に重畳して表示され、複数のガードレール画像６０がそれぞれ複数のガードレール６４に重畳するように（すなわち、複数のガードレール６４の各位置に対応するように）表示される。

さらに、制御部３４は、歩行者２２に重畳する歩行者画像５６を、上述した鉛直画像としてリファレンスパターン６２に重畳させて表示する。このとき、歩行者画像５６の足元には、横線６６と略平行に延びるマーカー６８が表示される。このマーカー６８は、奥行き方向における歩行者２２の位置を示すためのマーカーである。運転者１２は、マーカー６８と横線６６との間の間隔を見ることにより、奥行き方向における歩行者２２の位置を把握することができる。

なお、本表示例では、リファレンスパターン６２及び歩行者画像５６を３Ｄ表示させたが、これらを２Ｄ表示させてもよい。また、リファレンスパターン６２は、ガードレール画像６０に代えて、ウインドシールド１０の前方の空間１６に存在する街路樹に重畳した街路樹画像を含んでいてもよい。

［９．表示例６］
次に、図１６を参照しながら、実施の形態に係る表示装置２における表示例６について説明する。図１６は、表示例６において表示装置２により表示されるリファレンスパターン７２及び歩行者画像５６ａ，５６ｂの一例を示す図である。

図１６に示すように、表示例６では、制御部３４は、複数の車線境界線画像７０を含むリファレンスパターン７２を表示するように表示部３５を制御する。複数の車線境界線画像７０はそれぞれ、ウインドシールド１０の前方の空間１６に存在する複数の車線境界線７４（対象物の一例）にそれぞれ重畳する画像である。リファレンスパターン７２は、これらの複数の車線境界線画像７０と、道路２４を挟んで対向する一対の車線境界線画像７０の各両端をそれぞれ結ぶ一対の横線７６とを含むパターンである。リファレンスパターン７２は、上述した奥行き画像として自動車４の前方に存在する道路２４に重畳して表示され、複数の車線境界線画像７０がそれぞれ複数の車線境界線７４に重畳するように（すなわち、複数の車線境界線７４の各位置に対応するように）表示される。

さらに、制御部３４は、歩行者２２ａ，２２ｂにそれぞれ重畳する歩行者画像５６ａ，５６ｂを、上述した鉛直画像としてリファレンスパターン７２に重畳させて表示する。このとき、歩行者画像５６ａ，５６ｂの各足元にはそれぞれ、横線７６と略平行に延びるマーカー６８ａ，６８ｂが表示される。運転者１２は、マーカー６８ａ，６８ｂの各々と横線６６との間の間隔を見ることにより、奥行き方向における歩行者２２ａ，２２ｂの各々の位置を把握することができる。

なお、本表示例では、リファレンスパターン７２及び歩行者画像５６ａ，５６ｂを３Ｄ表示させたが、これらを２Ｄ表示させてもよい。

［１０．効果］
次に、実施の形態に係る表示装置２により得られる効果について説明する。上記表示例１で説明したように、奥行き方向におけるウインドシールド１０からの距離が異なる第１の鉛直画像１８ａと第２の鉛直画像１８ｂとを時分割で表示するので、第１の鉛直画像１８ａと第２の鉛直画像１８ｂとが奥行き方向に重なった場合であっても、第１の鉛直画像１８ａ及び第２の鉛直画像１８ｂの視認性を高めることができる。

（変形例）
以上、一つ又は複数の態様に係る表示装置について、上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思い付く各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態又は変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

例えば、上記実施の形態では、表示装置２を自動車４に搭載する場合について説明したが、これに限定されず、例えば自動二輪車、航空機、電車又は船舶等に搭載されてもよい。

また、上記実施の形態では、表示装置２を車両に搭載する場合について説明したが、これに限定されず、例えばウェアラブルデバイスとして構成される眼鏡等に搭載されてもよい。

また、第１のスクリーン画像４０及び第２のスクリーン画像４２を形成する際の可動スクリーン２８の移動方向は、上記実施の形態と反対方向でもよい。すなわち、可動スクリーン２８が第２の方向に移動している状態で、走査部３８からのレーザ光が可動スクリーン２８に向けてラスタ走査されることにより、可動スクリーン２８に第１のスクリーン画像４０が形成される。一方、可動スクリーン２８が第１の方向に移動している状態で、走査部３８からのレーザ光が可動スクリーン２８に向けてラスタ走査されることにより、可動スクリーン２８に第２のスクリーン画像４２が形成される。

また、上記実施の形態では、可動スクリーン２８は、可動スクリーン２８の移動方向に対して傾斜した姿勢で往復移動したが、可動スクリーン２８の移動方向に対して略垂直な姿勢で往復移動してもよい。この場合、可動スクリーン２８が急停止した瞬間に第１の鉛直画像１８ａ又は第２の鉛直画像１８ｂが表示される。

また、上記実施の形態では、歩行者２２（２２ａ，２２ｂ）に重畳した歩行者画像５６（５６ａ，５６ｂ）を表示したが、これに限定されず、例えば前車に重畳した前車画像又は自転車に重畳した自転車画像等を表示してもよい。

なお、上記実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ又はプロセッサ等のプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。

また、以下のような場合も本発明に含まれる。

（１）上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムで実現され得る。ＲＡＭ又はハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。

（２）上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、１個のシステムＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。ＲＯＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、ＲＯＭからＲＡＭにコンピュータプログラムをロードし、ロードしたコンピュータプログラムにしたがって演算等の動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。

（３）上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、各装置に脱着可能なＩＣカード又は単体のモジュールから構成されてもよい。ＩＣカード又はモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカード又はモジュールには、上記の超多機能ＬＳＩが含まれてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、ＩＣカード又はモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカード又はこのモジュールは、耐タンパ性を有してもよい。

（４）本発明は、上記に示す方法で実現されてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムで実現してもよいし、コンピュータプログラムからなるデジタル信号で実現してもよい。

また、本発明は、コンピュータプログラム又はデジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したもので実現してもよい。また、これらの記録媒体に記録されているデジタル信号で実現してもよい。

また、本発明は、コンピュータプログラム又はデジタル信号を、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送してもよい。

また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、メモリは、コンピュータプログラムを記憶しており、マイクロプロセッサは、コンピュータプログラムにしたがって動作してもよい。

また、プログラム又はデジタル信号を記録媒体に記録して移送することにより、又はプログラム又はデジタル信号をネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。

（５）上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。

本発明の表示装置は、例えば車載用のヘッドアップディスプレイ等に適用することができる。

２表示装置
４自動車
６ダッシュボード
８画像
１０ウインドシールド
１１領域
１２運転者
１４景色
１６空間
１８鉛直画像
１８ａ第１の鉛直画像
１８ｂ第２の鉛直画像
２０奥行き画像
２２，２２ａ，２２ｂ歩行者
２４道路
２６投射部
２８，２８Ａ可動スクリーン
２８ａ第１の端部
２８ｂ第２の端部
３０駆動部
３２投影部
３４制御部
３５表示部
３６光源
３８走査部
４０，５０ａ第１のスクリーン画像
４０ａ第１の中間画像
４２，５０ｂ第２のスクリーン画像
４２ａ第２の中間画像
４４拡大レンズ
４６第１の反射板
４８第２の反射板
５２，６２，７２リファレンスパターン
５２ａ，５２ａ’ 縦線
５２ｂ，５２ｂ’，６６，７６横線
５４交点
５６，５６ａ，５６ｂ歩行者画像
５８区画
６０ガードレール画像
６４ガードレール
６８，６８ａ，６８ｂマーカー
７０車線境界線画像
７４車線境界線

Claims

画像データに基づいて光を表示媒体に投射して前記表示媒体で反射させることによって、前記表示媒体よりも奥行き方向に存在する空間に虚像を表示する表示部と、
前記奥行き方向における前記表示媒体からの距離が異なる前記虚像である複数の画像を、時分割で表示するように前記表示部を制御する制御部と、を備え、
前記表示部は、
光を発する光源と、
前記光源からの光を走査する走査部と、
前記走査部からの光が透過することにより前記画像が形成される可動スクリーンと、
前記可動スクリーンを前記走査部から離れる第１の方向及び前記走査部に近付く第２の方向に往復移動させる駆動部と、
前記可動スクリーンに形成された前記画像を前記空間に表示する光学系と、を有し、
前記複数の画像は、第１の画像及び第２の画像を含み、
前記制御部は、前記画像データの奇数フレームにおいて前記第２の方向に移動した後に前記第１の方向に移動している際の第１のタイミングに前記第１の画像を表示し、その後、前記画像データの偶数フレームにおいて前記第２の方向に移動した後に前記第１の方向に移動している際であって前記第１のタイミングとは異なる第２のタイミングに前記第２の画像を表示することにより、前記第１の画像及び前記第２の画像を時分割で表示するように前記表示部を制御する
表示装置。
前記奇数フレームは、連続する複数のフレームからなり、
前記偶数フレームは、前記奇数フレームを構成する前記連続する複数のフレームのうち最後のフレームの次のフレームから始まる連続する複数のフレームからなる
請求項１に記載の表示装置。
前記制御部は、前記画像データの前記偶数フレームの前記第２のタイミングに前記第２の画像を表示し、その後、前記画像データの前記奇数フレームの前記第１のタイミングに前記第１の画像を表示するように前記表示部を制御する
請求項１に記載の表示装置。
前記表示媒体は、車両用のウインドシールドであり、
前記空間は、前記ウインドシールドの前方の空間である
請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。