JP6609692B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関する。

例えば、特許文献１には、像の表示距離を可変とすることができる表示装置が記載されている。更に、特許文献１には、複数のスクリーンが間隔をおいて配置されることが記載されている。

特許文献１に記載の方法により、複数の像を異なる奥行き位置に表示させることで奥行き感を持たせる表示が可能となる。

特開２００９−１５０９４７号公報

しかしながら、特許文献１に示された方法の場合、各スクリーンを独立して稼働させることは可能なものの可動部がスクリーンに応じて必要となり、可動部が複雑化かつ大型化してしまう。

また、特許文献１に示された方法の場合、各スクリーンが間隔をおいて配置されているので、投影光がスクリーンの間から漏れ、観察者が眩しく感じたり、視点によってはスリット等が観察されてしまう。

そこで、本発明は、上述した問題に鑑み、例えば、簡単な構成で奥行き位置を可変することができる表示装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、複数のスクリーンと、前記スクリーンの表示面と平行な第１軸を中心として前記複数のスクリーンをそれぞれ回転可能に保持する保持部と、前記保持部を前記第１軸と平行な第２軸を中心として回転させる回転駆動部と、前記保持部が回転した場合に、視線に対する前記複数のスクリーンの角度を維持する維持機構と、を備え、前記複数のスクリーンの前記第１軸は、前記第１軸と垂直な方向に沿って間隔を空けて前記保持部に保持されることによって、前記複数のスクリーンが奥行き方向に間隔を空けて配置されていることを特徴とする表示装置である。

本発明の第１の実施例にかかる表示装置の正面図及び側面図である。 図１に示された表示装置の奥行き表示時の正面図及び側面図である。 図１に示された本体部とスクリーンベースの側面図である。 図１に示された表示装置の奥行きの可変方向の説明図である。 図１に示されたスクリーンに投影された映像の表示の説明図である。 図１に示されたスクリーンに投影されたに投影された投影光の観察者からの見え方の説明図である。 図１に示されたスクリーンに切れ目無く表示するための加工方法の説明図である。 図７で説明した方法により加工された映像をスクリーンに表示した際の観察者からの見え方の説明図である。 本実施例の変形例の説明図である。 本実施例の変形例の説明図である。 スクリーンの境界部分の拡大図である。 スクリーンの他の形態の説明図である。 図１２に示されたスクリーンの配置の説明図である。 本発明の第２の実施例にかかる表示装置を備えたヘッドアップディスプレイの概略構成図である。 図１４に示されたヘッドアップディスプレイの表示例である。 本発明の第３の実施例にかかる表示装置の正面図及び側面図である。 図１６に示された表示装置を使用した表示の説明図である。 本発明の第４の実施例にかかる表示装置の本体部とスクリーンベースの側面図である。 図１８に示された表示装置の平面表示の際の状態の説明図である。 図１８に示されたスクリーンの模式的な断面図である。 図１８に示されたスクリーンの奥行き表示時の駆動波形例である。 本発明の第５の実施例にかかる表示装置を備えたデジタルサイネージ機器の概略構成図である。 図２２に示されたデジタルサイネージ機器をショーケースに用いた構成例を示した説明図である。

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、複数のスクリーンと、スクリーンの表示面と平行な第１軸を中心として複数のスクリーンをそれぞれ回転可能に保持する保持部と、保持部を第１軸と平行な第２軸を中心として回転させる回転駆動部と、保持部が回転した場合に、視線に対する複数のスクリーンの角度を維持する維持機構と、を備えている。そして、複数のスクリーンの第１軸は、該第１軸と垂直な方向に沿って間隔を空けて保持部に保持されている。このようにすることにより、回転駆動部により保持部が回転すると複数のスクリーンは維持機構により視線に対する角度が維持されるので、保持部に対して回転して、各スクリーンが奥行き方向に離れることとなる。そのため、奥行き感がない状態から奥行き感を持たせた状態へ保持部の回転のみで遷移させることができ、簡単な構成で奥行き位置を可変することができる。

また、回転駆動部は、保持部を回転させて、複数のスクリーンをそれぞれの表示面が同一平面上に並んで配置されている状態と、複数のスクリーンがそれぞれ間隔を空けて配置されている状態とに遷移させるようにしてもよい。このようにすることにより、スクリーンを保持する保持部の回転によってスクリーンの境界部分を重ねることができ、観察者から見てスクリーンの境界にスリット等が視認できず、投影光を直視することも少なくなる。また、複数のスクリーンによる平面状の表示から、各スクリーンの奥行き位置が変化した奥行を持たせた表示との双方の表示をすることが可能となる。

また、回転駆動部は、保持部を回転させて、複数のスクリーンが間隔無く重なるように配置された状態と、複数のスクリーンがそれぞれ間隔を空けて配置されている状態とに遷移させるようにしてもよい。このようにすることにより、複数のスクリーンが重なった略平面状の表示から、各スクリーンの奥行き位置が変化した奥行を持たせた表示との双方の表示をすることが可能となる。

また、スクリーンは、電圧を印加することによって、散乱状態と透過状態とに切り替え可能となっていてもよい。このようにすることにより、スクリーンが重なる場合でも表示されるスクリーンのみを散乱状態とすることで１つのプロジェクタ等で複数のスクリーンに表示させることができる。また、奥行き標本化方式等の方式により奥行き表示をすることが可能となる。

また、維持機構は、スクリーンに設けられたガイド部と、前記ガイド部が移動するレール部と、を備えていてもよい。このようにすることにより、保持部が回転しても、ガイド部がレール部に当接してレール部を移動するため、投影部から投影される投影光に対するスクリーンの角度が維持できる。

また、保持部及び維持機構を上下に移動させる昇降機構を備え、回転駆動部は、保持部の回転と昇降機構による保持部及び維持機構の移動とを連動させてもよい。このようにすることにより、奥行きの度合いと表示位置の上下動とを連動させることができる。したがって、平面状に表示する場合は下部に表示させ、奥行きが大きくなるにしたがって徐々に上部に表示させるようなことが可能となる。

また、スクリーンは、隣接するスクリーン側の端面がテーパー状に形成され、当該テーパー状に形成された端面と隣接するスクリーンのテーパー状に形成された端面とが重なるようにしてもよい。このようにすることにより、スクリーンの境界から投影光が漏れることを防止することができる。

本発明の第１の実施例にかかる表示装置１を図１乃至図１１を参照して説明する。表示装置１は、図１等に示したように、本体部１１と、スクリーンベース１２と、スクリーン１３と、回転軸駆動部１５と、を備えている。なお、図１乃至図４の説明において、矢印ｘ方向を幅方向、矢印ｙ方向を高さ方向、矢印ｚ方向を奥行き方向と呼ぶ。

本体部１１は、図１乃至図３に示すように略直方体の箱状に形成されており、スクリーンベース１２と、スクリーン１３と、を収容する。本体部１１は、図３に示したように、水平方向に対して角度θscreenだけ傾けて配置されている。したがって、本体部１１に収容されているスクリーン１３は、観察者の視線や本体部１１に入射するプロジェクタ等からの投影光に対して所定の角度をもって配置されていることとなる。

また、本体部１１は、その内側の側面にレール部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが設けられている。レール部１１ａ、１１ｂは高さ方向に凸な円弧状、レール部１１ｃ、１１ｄは高さ方向に凹な円弧状にそれぞれ設けられている。レール部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、レールに限らず、例えば、スライダー、溝、ギア等であってもよい。また、本体部１１は、レール部１１ｂとレール部１１ｃの間にスクリーンベース回転軸１４を回転自在に保持する軸受等が設けられている。

スクリーンベース１２は、図１乃至図３等に示すように略長方形の枠状に形成されており、スクリーン１３（スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）が備える回転軸を回転可能に保持する孔を有する。即ち、スクリーンベース１２は保持部として機能する。また、スクリーンベース１２は、高さ方向に平行な両側面からスクリーンベース回転軸１４が幅方向に沿って立設している（図１等参照）。スクリーンベース回転軸１４は、本体部１１に設けられた軸受等により回転自在に保持されている。即ち、スクリーンベース回転軸１４は、スクリーン１３が備える回転軸と平行な第２軸として機能する。また、スクリーンベース１２は、後述するスクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが同一平面上に並んだ際に、角度維持ガイド１３ａ２、１３ｂ２、１３ｃ２、１３ｄ２を収容する切欠き部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが形成されている。

図３等に示した構成の場合、各回転軸１３ａ１、１３ｂ１、１３ｃ１、１３ｄ１の間隔は同じ、かつ、一直線上に並ぶように配置されている。つまり、スクリーンベース回転軸１４の中心から回転軸１３ｂ１、１３ｃ１までは同じ距離βに配置され、スクリーンベース回転軸１４の中心から回転軸１３ａ１、１３ｄ１までは同じ距離αに配置されている。そして、回転軸１３ｄ１と回転軸１３ｃ１の間隔をイ、回転軸１３ｃ１と回転軸１３ｂ１の間隔をロ、回転軸１３ｂ１と回転軸１３ａ１の間隔をハとすると、イ：ロ：ハ＝（α−β）：２β：（α−β）となり、α＝３、β＝１とすればイ：ロ：ハ＝１：１：１となる。なお、スクリーンの間隔は装置設計の容易さなどから等間隔が好ましいが等間隔でなくてもよい。

スクリーン１３は、４つのスクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄからなる。スクリーン１３ａは、例えばマイクロレンズアレイや光散乱シート等の透明スクリーンで構成され、長方形状に形成されている。スクリーン１３ａは、短手方向の側面から回転軸１３ａ１が立設している。この回転軸１３ａ１として機能する。また、スクリーン１３ａは、短手方向の側面に上述したレール部１１ａと当接するガイド部としての角度維持ガイド１３ａ２が設けられている。角度維持ガイド１３ａ２は、例えばベアリングやギア等のレール部の構成に対応した部材で構成されている。スクリーン１３ｂ、１３ｃ、１３ｄも同様の構成であり、なお、本実施例では、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは短冊状であるが、正方形等他の矩形状であってもよい。

そして、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、スクリーンベース１２にそれぞれの回転軸１３ａ１、１３ｂ１、１３ｃ１、１３ｄ１が一直線状に所定の間隔を空けて保持される。即ち、第１軸と垂直な方向に沿って間隔を空けてスクリーンベース１２（保持部）に保持されている。

回転軸駆動部１５は、スクリーンベース回転軸１４を回転駆動させるために本体部１１の幅方向端部に設けられている。回転駆動部１５は、モータやモータの回転をスクリーンベース回転軸１４に伝達するためのギア等の機械部品から構成されている。

次に、上述した構成の表示装置１の平面表示から奥行き表示への可変方法について図４を参照して説明する。図４（ａ）は平面表示の場合のスクリーン１３の配置、図４（ｂ）は奥行きの度合いが中間レベルの場合のスクリーン１３の配置、図４（ｃ）は奥行きの度合いが最大レベルの場合のスクリーン１３の配置を示す。なお、図４においてはスクリーンベース１２の記載は省略する。

まず、平面表示をする場合は、図４（ａ）に示したように、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、一直線上に並んで表示面が同一平面上になる。そして、回転軸駆動部１５によりスクリーンベース１２が回転駆動されてスクリーンベース１２が図４（ａ）の状態からθlayer1だけ回転すると、スクリーン１３ａの回転軸１３ａ１の回転軸１３ａ１の回転軸もθlayer1だけ回転する。すると、角度維持ガイド１３ａ２がレール部１１ａに沿って移動するので、スクリーン１３ａは、図４（ａ）における水平面との角度を保ったまま移動する。スクリーン１３ｂ、１３ｃ、１３ｄも同様にして移動する。このようにして、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは奥行き方向に間隔を空けて配置される。

次に、スクリーンベース１２が図４（ｂ）の状態からさらに回転し、図４（ａ）からθlayer2（θlayer1＜θlayer2）回転すると、スクリーン１３ａの回転軸１３ａ１の回転軸１３ａ１の回転軸もθlayer2だけ回転する。すると、角度維持ガイド１３ａ２がレール部１１ａに沿ってさらに移動するので、スクリーン１３ａは、図４（ａ）における水平面との角度を保ったままさらに移動する。スクリーン１３ｂ、１３ｃ、１３ｄも同様にして移動する。このようにして、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは図４（ｂ）よりも奥行き方向にさらに間隔を空けて配置される。このようにすることで、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは奥行き方向に異なる位置に配置されるので、奥行きを持った表示をすることが可能となる。また、本実施例の構成により、スクリーンの奥行き位置が無段階の調整することが可能となる。

以上の説明から明らかなように、角度維持ガイド１３ａ２、１３ｂ２、１３ｃ２、１３ｄ２と、レール部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと、は、スクリーンベース１２（保持部）が回転した場合に、プロジェクタ等（投影部）から投影される投影光に対する複数のスクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの角度を維持する維持機構として機能する。また、回転駆動部１５は、スクリーンベース１２（保持部）を回転させて、複数のスクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄをそれぞれの表示面が同一平面上に並んで配置されている状態と、それぞれの表示面が間隔を空けて配置されている状態とに遷移させる。

次に、上述した構成の表示装置１を使用した映像表示について図５乃至図８を参照して説明する。図５は、スクリーン１３に投影された映像の表示の説明図である。図５においては、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのみを示して簡略化する。図５に示したように、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄには投影部としてのプロジェクタ等から映像が投影される。このとき、表示装置１は、投影光がスクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの間から漏れないように投影光の光線が必ず１つ以上のスクリーンにかかる（重なる）ように配置される。

図６にスクリーン１３に投影された投影光の観察者からの見え方を示す。図６（ａ）は投影光の投影される側から見たスクリーンの表示状態を示し、図６（ｂ）は図６（ａ）の観察者からの見え方を示す。図６（ａ）のように、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに投影光が投影されると、図５に示した観察者からは図６（ｂ）のように見え、奥行きを感じるような表示となる。

次に、各スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに表示する映像について説明する。上述したように、各スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、プロジェクタ等からの投影光が漏れないように配置されるので、観察者からは各スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの短手方向の端部は重なっている。そのため、各スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに表示する映像を単純にスクリーン数で分割した場合は、スクリーンの境界で映像が欠けて見えてしまう。そこで、本実施例では、元の映像を加工して表示する。加工の方法について図７及び図８を参照して説明する。

図７の元映像は加工前の映像である。この元映像に対して全映像期間のうち終端が削除され加工映像のようになる。加工映像のうち、各スクリーンに表示される映像期間は占有期間となり、元映像から削除された部分に対応する期間は重畳期間となる。

重畳期間は、投影映像（プロジェクタ等へ出力する映像）において、各スクリーンに表示する映像期間である占有期間の間に挿入される期間である。重畳期間のうち、投影光の光線が観察者から見て奥側のスクリーンにかかり観察者から視認できない期間は切替期間として、映像をＯＦＦとする或いは黒画像を挿入する等の加工がされる。そして、重畳期間から切替期間を引いた残りの期間が視線ずれに対する調整期間となる。

この調整期間においては、当該調整期間後の占有期間の先頭部分と同じ映像が表示されるようにする。例えば、図７の映像の一番上部分を表示するスクリーンは、占有期間ａと調整期間ａ−ｂに対応する映像が投影される。このようにすることにより、図８に示したように、観察者から見える映像には欠けが無くなり、切れ目無く表示できる。

図９及び図１０に表示装置１の変形例を示す。図９は、スクリーン１３の高さ方向の長さが異なる場合の例である。なお、図９、図１０においても図４と同様にスクリーンベース１２の記載は省略する。図９において、スクリーン１３ａ、１３ｂは図４等と同様であるが、スクリーン１３ｅはスクリーン１３ａ、１３ｂと比較して高さ方向の長さが長い。この場合でも、図９（ａ）、（ｂ）のように、一直線上に並んで表示面が同一平面上となる状態と奥行き方向に間隔を空けて配置される状態とに遷移させることができる。

図１０は、スクリーンベース回転軸１４がスクリーンベース１２の端部（図面上左下端部）に設けられた場合の例である。この場合は、本体部１１に設けられているレール部の配置が変更となり、スクリーン１３ａに対応するレール部１１ｅ、スクリーン１３ｂに対応するレール部１１ｆ、スクリーン１３ｃに対応するレール部１１ｇ、スクリーン１３ｄに対応するレール部１１ｈが設けられる。各レール部１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈは高さ方向に凸な円弧状に設けられている。この場合でも、図１０（ａ）、（ｂ）のように、一直線上に並んで表示面が同一平面上となる状態と奥行き方向に間隔を空けて配置される状態とに遷移させることができる。

本実施例によれば、表示装置１は、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄと、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの表示面と平行な回転軸１３ａ１、１３ｂ１、１３ｃ１、１３ｄ１を中心としてスクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄをそれぞれ回転可能に保持するスクリーンベース１２部と、を備えている。表示装置１は更に、スクリーンベース１２を回転軸１３ａ１等と平行なスクリーンベース回転軸１４を中心として回転させる回転駆動部１５と、スクリーンベース１２が回転した場合に、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの視線に対する当該スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ角度を維持する角度維持ガイド１３ａ２、１３ｂ２、１３ｃ２、１３ｄ２及びレール部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと、を備えている。そして、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの回転軸１３ａ１、１３ｂ１、１３ｃ１、１３ｄ１は、該回転軸１３ａ１、１３ｂ１、１３ｃ１、１３ｄ１と垂直な方向に間隔を空けてスクリーンベース１２に保持されている。このようにすることにより、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、角度維持ガイド１３ａ２、１３ｂ２、１３ｃ２、１３ｄ２及びレール部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄによりプロジェクタ等から投影される投影光に対する角度が維持されるのでスクリーンベース１２に対して回転し、各スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが奥行き方向に離れることとなる。そのため、奥行き感がない状態から奥行き感を持たせた状態へ保持部の回転のみで遷移させることができ、簡単な構成で奥行き位置を可変することができる。

また、スクリーンベース１２を回転するだけで、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの間隔が無段階に変化するので奥行き感を無段階に可変することが可能となる。したがって、奥行き感を滑らかに変化させることができる。

また、回転駆動部１５は、スクリーンベース１２を回転させて、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのそれぞれの表示面が同一平面上に並んで配置されている状態と、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄそれぞれが間隔を空けて配置されている状態とに遷移させるようにしている。このようにすることにより、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを保持するスクリーンベース１２の回転によってスクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの境界部分を重ねることができ、観察者から見てスクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの境界にスリット等が視認できず、投影光の漏れ光を直視することも少なくなる。また、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄによる平面状の表示から、各スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの奥行き位置が変化した奥行を持たせた表示との双方の表示をすることが可能となる。

また、スクリーン１３ａ等に設けられた角度維持ガイド１３ａ２等と、角度維持ガイド１３ａ２等が移動するレール部１１ａ等を備えている。このようにすることにより、スクリーンベース１２が回転しても、角度維持ガイド１３ａ２等がレール部１１ａ等に当接してレール部１１ａ等を移動するため、プロジェクタ等から投影される投影光に対するスクリーン１３ａ等の角度が維持できる。

なお、上述した実施例において、スクリーン間の境界となるスクリーンの端面をテーパー状に形成して（テーパー面）、互いのテーパー面が重なるようにしてもよい。図１１にスクリーン１３ａとスクリーン１３ｂの境界の例を示す。図１１において、スクリーン１３ａの端面１３ａ３と、スクリーン１３ｂの端面１３ｂ３と、はテーパー状になっており、互いに重なるようになっている。このようにすることにより、平面表示の状態において、スクリーンの境界の隙間から投影光が漏れることを防止できる。

また、スクリーンとしては、投影部から映像が投影されて表示するものに限らず、ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等の自発光ディスプレイであってもよい。更には、スクリーンの形状としては、矩形に限らず、図１２に示したようなフリーフォーム形状であってもよい。図１２（ａ）に示したスクリーンは、スクリーン１３ｊ、１３ｋ、１３ｌの３つのスクリーンからなり、図１２（ｂ）のように分解される。図１２（ｂ）に示すように、各スクリーンは矩形以外の形状となっている。図１２に示した例では、車両のヘッドアップディスプレイ等に利用することを想定しており、右側にはメータ等、左側には、案内情報や注意喚起等の各種情報を表示する。

図１２に示したような形状であっても、上述したスクリーンベース１２や本体部１１のレール部１１ａ等により図１２（ａ）のような平面状態と図１３に示したような間隔を空けて配置する状態との間で推移させることが可能となる。

次に、本発明の第２の実施例にかかる表示装置を図１４及び図１５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。

本実施例は、上述した表示装置１をヘッドアップディスプレイに応用した例である。ヘッドアップディスプレイ１００は図１４に示すように、表示装置１と、フィールドレンズ２と、プロジェクタ３と、ミラー４と、スクリーン制御装置５と、映像制御装置６と、コンバイナ７と、を備え、自動車等の車両に搭載される。

フィールドレンズ２は、表示装置１からの出射光をコンバイナ７の方向へ集光する。

投影部としてのプロジェクタ３は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）やレーザ等を光源として虚像として表示させたい映像をミラー４を介して表示装置１のスクリーン１３に投射する。

ミラー４は、プロジェクタ３から投影された投影光を表示装置１に向けて反射する。

スクリーン制御装置５は、映像制御装置６からの制御により、回転軸駆動部１５を構成するモータの制御を行って、平面表示と奥行き表示との切り換えの制御を行う。

映像制御装置６は、虚像として表示する映像を生成或いは外部から取得して、図７等で説明した加工を施してプロジェクタ３に出力する。また、生成等した映像に応じてスクリーン制御装置５に対して制御信号を出力する。

コンバイナ７は、例えば自動車のフロントガラス（ウインドシールドともいう）に設けられ、フィールドレンズ２からの出射光（映像光）を観察者に向けて反射する。

上述したヘッドアップディスプレイ１００は、映像制御装置６から出力された映像がプロジェクタ３から映像光として投射され、ミラー４で反射されて表示装置１のスクリーン１３に投影される。スクリーン１３に投影された映像は、フィールドレンズ２を介してコンバイナ７で観察者に向けて反射されることで、観察者からはコンバイナ７（フロントガラス）を挟んだ先に虚像Ｖとして視認される。本実施例においては、表示装置１のスクリーン１３は直接視認されないが、虚像Ｖの視線に対する角度は、表示装置１からの出射光の光軸とスクリーンとの角度と同じである。つまり、視線に対するスクリーンの角度を維持したままスクリーンベース１２が回転すると、虚像Ｖの角度も維持したまま奥行き方向に移動する。したがって、本実施例の場合も、スクリーンベース１２が回転した場合に、視線に対する複数のスクリーン１３の角度を維持していることとなる。

図１５に、図１４に示したヘッドアップディスプレイ１００を利用した表示例を示す。図１５（ａ）は、停車時に表示される例であり、例えばナビゲーションの案内ルート等が表示される。この場合、表示装置１は、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのそれぞれの表示面が同一平面状に並んで配置されて１つの表示面となっている状態（図１、図４（ａ））にしている。図１５（ｂ）は、走行中の警告表示の例である。この場合も、図１５（ａ）と同様に、表示装置１は、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのそれぞれの表示面が同一平面状に並んで配置されて１つの表示面となっている状態（図１、図４（ａ））にしている。

図１５（ｃ）は、走行中に表示される例であり、例えば案内を示す矢印等が表示される。この場合、表示装置１は、複数のスクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのそれぞれの表示面が間隔を空けて配置されている状態（図２、図４（ｂ）、図４（ｃ））にしている。図１５（ｄ）は、走行中の路面表示の例である。この場合も、図１５（ｃ）と同様に、表示装置１は、複数のスクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのそれぞれの表示面が間隔を空けて配置されている状態（図２、図４（ｂ）、図４（ｃ））にしている。

図１４においては、上述したように、図１４（ａ）、（ｂ）が平面表示、図１４（ｃ）、（ｄ）が奥行き表示（奥行を持たせた表示）としている。

本実施例によれば、表示装置１をヘッドアップディスプレイ１００に用いているので、ヘッドアップディスプレイ１００において観察者が視認する虚像Ｖについて、奥行き感が無い状態から奥行き感を持たせた状態へ遷移させることができ、簡単な構成で奥行き位置を可変することができる。

次に、本発明の第３の実施例にかかる表示装置を図１６及び図１７を参照して説明する。なお、前述した第１、第２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。

本実施例に係る表示装置１Ａは、第１の実施例の構成に対して、昇降機構としての昇降用レール１６ａ、１６ｂと、昇降用レール１６が固定されるベース１７を備えている。

昇降用レール１６はベース１７から立設しており、昇降用レール１６ａは本体部１１の回転駆動部１５Ａの配置されている側の側面に接続され、昇降用レール１６ｂは昇降用レール１６ａの接続されている側面と反対側の側面に接続されて本体部１１を高さ方向に移動可能としている（上下動させる）。また、昇降用レール１６ａは、回転駆動部１５Ａのモータにより駆動される。なお、本実施例においては、上下動とは、ベース１７から離れる方向を上方向とし、ベース１７に近づく方向を下方向とする。

回転駆動部１５Ａは、基本的な部分は第１の実施例と同様であるが、スクリーンベース回転軸１４を回転させるモータによって昇降用レール１６を駆動するためのギア等の機械部品が追加されている。

本実施例では、スクリーンベース１２の回転と昇降用レール１６による本体部１１の移動が連動している。つまり、図１６（ａ）に示したように、スクリーンベース１２が回転して最大に傾いている場合、本体部１１は高さ方向で最も高い位置（ベース１７から最も離れた位置）に位置する。次に、図１６（ｂ）に示したように、スクリーンベース１２の傾きが中間程度の場合、本体部１１は図１６（ａ）よりも低い位置（図１６（ａ）よりもベース１７に近づいた位置）に位置する。そして、図１６（ｃ）に示したように、スクリーンベース１２の傾きが本体部１１と同じとなって、各スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの表示面が同一平面上に並ぶ場合、本体部１１は高さ方向で最も低い位置（図１６（ｂ）よりもベース１７に最も近づいた位置）に位置する。

このようにスクリーンベース１２の回転と本体部１１の移動を連動させることで、例えば図１７に示すような表示が可能となる。図１７は、図１６に示した表示装置１Ｂを図１４に示したようなヘッドアップディスプレイに用いた場合の表示例である。図１７（ａ）は図１６（ａ）の状態の場合の表示、図１７（ｂ）は図１６（ｂ）の状態の場合の表示、図１７（ｃ）は図１６（ｃ）の状態の場合の表示にそれぞれ対応している。図１７は、道路を走行中に建物ＢＬの先を右折する際の表示例である。

まず、図１７（ａ）においては、右折位置がまだ先であるので、スクリーンベース１２の傾きが最大であり、かつ、本体部１１の高さも最大として、表示される虚像Ｖ１の位置も高めの位置かつ奥行きを最も感じるような表示となっている。次に図１７（ｂ）においては、右折位置が近づいてきたので、スクリーンベース１２の傾きを小さくするとともに、本体部１１の高さを低くして、表示される虚像Ｖ２の位置も図１７（ａ）よりも低い位置かつ奥行きが少なく感じるような表示となっている。

そして、図１７（ｃ）においては、右折位置に差し掛かった時に歩行者ＰＥを発見したので警告表示をする。この際は、スクリーンベース１２の傾きを本体部１１の傾きと同一として表示面が同一平面上に並べ、本体部１１の高さも最低として、表示される虚像Ｖ３の位置を最も低い位置かつ平面表示とする。

本実施例によれば、スクリーンベース１２及び本体部１１を上下に移動させる昇降用レール１６を備え、回転駆動部１５Ａは、スクリーンベース１２の回転と昇降用レール１６によるスクリーンベース１２及び本体部１１の移動とを連動させている。このようにすることにより、奥行き表示の変化と表示位置の上下動とを連動させることができる。したがって、平面状に表示する場合は下部に表示させ、奥行きが大きくなるにしたがって徐々に上部に表示させるようなことが可能となる。

次に、本発明の第４の実施例にかかる表示装置を図１８乃至図２１を参照して説明する。なお、前述した第１乃至第３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。

本実施例は、基本的な構成は、第１の実施例に示した表示装置１と同じであるが、スクリーン１３（１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉ）の大きさや素子が異なる。本実施例のスクリーン１３は高さ方向が同じかつ第１の実施例のスクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの高さ方向の長さを合わせた長さと略同じ長さとなっている。

従って、本実施例のスクリーン１３は、図１８のように、間隔を空けて配置した場合、θscreenの角度を維持した状態で等間隔に並ぶ。また、図１９のように間隔を無くした場合は各スクリーンが間隔無く重なる。なお、間隔無くとは、隙間が全くない状態に限らず図１８の状態と比較して間隔が非常に小さい状態も含む。

即ち、回転駆動部１５Ａは、スクリーンベース１２（保持部）を回転させて、スクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄをそれぞれの表示面が重なるように配置されている状態と、それぞれの表示面が間隔を空けて配置されている状態とに遷移させる。

また、本実施例におけるスクリーン１３は、電圧の印加により光学状態が変化するスクリーンが使用されている。スクリーン１３の光学状態は、散乱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。

スクリーン１３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などがある。

図２０に、光学状態を制御可能なスクリーン１３の模式的な断面図を示す。図２０に示したスクリーン１３は、一対の透明なガラス板２１、２２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２１の光学層２５側には、コモン電極２３が形成される。他方のガラス板２２の光学層２５側には、スキャン電極２４が形成される。なお、電極２３、２４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。

また、コモン電極２３およびスキャン電極２４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、コモン電極２３とスキャン電極２４との間に配置される。

スクリーン１３は、第１電極としてのスキャン電極２４と第２電極としてのコモン電極２３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、コモン電極２３とスキャン電極２４の印加電圧により変化する。

スクリーン１３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１３は、電圧を印加していない通常状態において、スクリーン１３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１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１３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、以下の説明では、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。

次に、上述したスクリーン１３の動作を図２１のタイミングチャートを参照して説明する。図２１は図１８に示した状態（奥行き表示時）における４つのスクリーン１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉの動作を示したものである。図２１のコモン電極は、上述したコモン電極２３でありスクリーン１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉで共通の波形を印加する。

図２１のスキャン電極Ｆはスクリーン１３ｆ、スキャン電極Ｇはスクリーン１３ｇ、スキャン電極Ｈはスクリーン１３ｈ、スキャン電極Ｉはスクリーン１３ｉ、のそれぞれのスキャン電極２４の波形である。

まず、コモン電極２３は、１フレーム毎に波形が反転する。即ち、図２１ではフレーム反転方式で駆動している。次に、スキャン電極２４について説明する。時刻ｔ１〜ｔ２においては、スキャン電極ＦのみがＬｏレベルになりコモン電極２３との間に電位差が生じるのでスクリーン１３ｆは散乱状態となる。このとき他のスクリーン１３ｇ、１３ｈ、１３ｉは透過状態のままである。よって、プロジェクタ等から投影された映像はスクリーン１３ｆに表示される。次に、時刻ｔ２〜ｔ３においては、スキャン電極ＧのみがＬｏレベルになりコモン電極２３との間に電位差が生じるのでスクリーン１３ｇは散乱状態となる。このとき他のスクリーン１３ｆ、１３ｈ、１３ｉは透過状態のままである。よって、プロジェクタ等から投影された映像はスクリーン１３ｇに表示される。

次に、時刻ｔ３〜ｔ４においては、スキャン電極ＨのみがＬｏレベルになりコモン電極２３との間に電位差が生じるのでスクリーン１３ｈは散乱状態となる。このとき他のスクリーン１３ｆ、１３ｇ、１３ｉは透過状態のままである。よって、プロジェクタ等から投影された映像はスクリーン１３ｈに表示される。そして、時刻ｔ４〜ｔ５においては、スキャン電極ＩのみがＬｏレベルになりコモン電極２３との間に電位差が生じるのでスクリーン１３ｉは散乱状態となる。このとき他のスクリーン１３ｆ、１３ｇ、１３ｈは透過状態のままである。よって、プロジェクタ等から投影された映像はスクリーン１３ｉに表示される。

時刻ｔ６〜ｔ１０は、コモン電極２３が反転しているので、特定のスキャン電極のみがＨｉレベルになる他は時刻ｔ１〜ｔ５と同様である。

このようにすることにより、スクリーン１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉには順次映像が表示されることとなる。したがって、このように駆動することにより、奥行き方向に標本化した二次元像を、例えば、観察者から見て奥行き方向に配置された表示面にそれぞれ表示して３次元立体像を表示する奥行き標本化方式や、奥行き標本化した複数の映像の間の輝度を調整するＤＦＤ（Depth Fused 3D）方式といった周知の立体表示方式を利用して奥行きを持った表示をすることができる。

本実施例によれば、回転駆動部１５は、スクリーンベース１２を回転させて、スクリーン１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉが間隔無く重なるように配置された状態と、スクリーン１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉがそれぞれ間隔を空けて配置されている状態とに遷移させるようにしている。このようにすることにより、スクリーン１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉが重なった略平面状の表示から、各スクリーン１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉの奥行き位置が変化した奥行を持たせた表示との双方の表示をすることが可能となる。

次に、本発明の第５の実施例にかかる表示装置を図２２及び図２３を参照して説明する。なお、前述した第１乃至第４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。

本実施例は、第４の実施例で説明した構成を含む表示装置１Ｂをデジタルサイネージ機器に応用した例である。

デジタルサイネージ機器２００は図２２に示すように、表示装置１Ｂと、プロジェクタ３と、スクリーン制御装置５と、映像制御装置６と、スクリーン駆動装置８と、を備え、例えばショーケース等に設置される。

プロジェクタ３、スクリーン制御装置５は、第２の実施例と同様である。映像制御装置６は、図７等で説明した加工に代えて立体表示方式に合わせた映像（奥行き標本化した映像や輝度が異なる映像等）を生成してプロジェクタ３に出力する。

スクリーン駆動装置８は、図２１に示した駆動を行うために、スクリーン１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉの各電極の制御やプロジェクタ３の投影タイミングの制御等を行う。

図２３に図２２に示した構成のデジタルサイネージ装置２００をショーケースに用いた構成例を示す。図２３はショーケースには実体物として腕時計５０が展示されている。そして、表示装置１Ｂは観察者と腕時計５０の間に設置されている。

図２３の左側は平面表示をする際の構成である。この場合、表示装置１Ｂのスクリーンを常時散乱状態とすると腕時計が観察できなくなるので、１フレームの一部の期間のみ散乱状態とし、その期間のみ映像が表示されるようにする。これがフレーム毎に繰り返されることで、人間の目にはスクリーン１３からの光が平均（積分）化されて見え、スクリーン１３と、その奥にある腕時計５０の双方とも高い視認性が得られる。よって、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１３のシースルー特性が得られる。

図２３の右側は奥行き表示をする際の構成である。この場合も、上記と同様に、一定間隔で全てのスクリーンが透過状態となる期間を設けることで、スクリーン１３と、その奥にある腕時計５０の双方とも視認することができる。

本実施例によれば、表示装置１Ｂをデジタルサイネージ機器２００に用いているので、デジタルサイネージ機器２００において、奥行き感が無い状態から奥行き感を持たせた状態へ遷移させることができ、簡単な構成で奥行き位置を可変することができる。

なお、上述した各実施例では、スクリーンベース１２と本体部１１に設けたレール部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと角度維持ガイド１３ａ２、１３ｂ２、１３ｃ２、１３ｄ２等によりスクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ等の角度を維持したまま、平面表示と奥行き表示を切り替えていたが、各回転軸１３ａ１、１３ｂ１、１３ｃ１、１３ｄ１毎にモータ等を用意して、モータ駆動によりスクリーン１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ等の角度を維持するようにしてもよい。

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。

１、１Ａ、１Ｂ 表示装置
３ プロジェクタ（投影部）
１１ 本体部
１１ａ レール部（維持機構）
１１ｂ レール部（維持機構）
１１ｃ レール部（維持機構）
１１ｄ レール部（維持機構）
１２ スクリーンベース（保持部）
１３ａ スクリーン
１３ｂ スクリーン
１３ｃ スクリーン
１３ｄ スクリーン
１３ｅ スクリーン
１３ｆ スクリーン
１３ｇ スクリーン
１３ｈ スクリーン
１３ｉ スクリーン
１３ｊ スクリーン
１３ｋ スクリーン
１３ｌ スクリーン
１３ａ１ 回転軸（第１軸）
１３ｂ１ 回転軸（第１軸）
１３ｃ１ 回転軸（第１軸）
１３ｄ１ 回転軸（第１軸）
１３ａ２ 角度維持ガイド（維持機構、ガイド部）
１３ｂ２ 角度維持ガイド（維持機構、ガイド部）
１３ｃ２ 角度維持ガイド（維持機構、ガイド部）
１３ｄ２ 角度維持ガイド（維持機構、ガイド部）
１４ スクリーンベース回転軸（第２軸）
１５、１５Ａ 回転駆動部
１６ 昇降用レール（昇降機構）

Claims (7)

1. 複数のスクリーンと、
   前記スクリーンの表示面と平行な第１軸を中心として前記複数のスクリーンをそれぞれ回転可能に保持する保持部と、
   前記保持部を前記第１軸と平行な第２軸を中心として回転させる回転駆動部と、
   前記保持部が回転した場合に、視線に対する前記複数のスクリーンの角度を維持する維持機構と、を備え、
   前記複数のスクリーンの前記第１軸は、前記第１軸と垂直な方向に沿って間隔を空けて前記保持部に保持されることによって、前記複数のスクリーンが奥行き方向に間隔を空けて配置されていることを特徴とする表示装置。
2. 前記回転駆動部は、前記保持部を回転させて、前記複数のスクリーンをそれぞれの表示面が同一平面上に並んで配置されている状態と、前記複数のスクリーンがそれぞれ間隔を空けて配置されている状態とに遷移させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記回転駆動部は、前記保持部を回転させて、前記複数のスクリーンが間隔無く重なるように配置されている状態と、前記複数のスクリーンがそれぞれ間隔を空けて配置されている状態とに遷移させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記スクリーンは、電圧を印加することによって、散乱状態と透過状態とに切り替え可能となっていることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記維持機構は、スクリーンに設けられたガイド部と、前記ガイド部が移動するレール部と、を備え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。
6. 前記保持部及び前記維持機構を上下に移動させる昇降機構を備え、
   前記回転駆動部は、前記保持部の回転と前記昇降機構による前記保持部及び前記維持機構の移動とを連動させることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の表示装置。
7. 前記スクリーンは、隣接するスクリーン側の端面がテーパー状に形成され、当該テーパー状に形成された端面と隣接するスクリーンのテーパー状に形成された端面とが重なることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の表示装置。

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