JP7188354B2 - ウィンドシールド表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウィンドシールド表示装置に関する。

従来、自動車に搭載され、光源からウィンドシールドに画像を投影し、乗員の眼にその反射光を投射することで各種画像をウィンドシールドの前方の光景と重畳して視認させるウィンドシールド表示装置が知られている。この種のウィンドシールド表示装置としては、例えば特許文献１に記載のものが挙げられる。

特許文献１に記載の表示装置は、各種画像の光源としての３Ｄディスプレイを備え、３Ｄディスプレイからの画像をウィンドシールドに直接投影し、ウィンドシールドでの反射光をドライバーの眼に投射することで画像を視認させる構成となっている。

米国特許第９２５１７４３号明細書

しかしながら、光源から画像をウィンドシールドに直接投影する方式の場合、当該光源が車外からの外光に晒されたとき、外光の反射光も画像と共にユーザの眼に差し込み得る。このような場合には、ユーザには、光源からの画像のほか、光源がウィンドシールドに映り込んで見えるため、安全上好ましくない。

また、近年、この種のウィンドシールド表示装置の分野では、小型化が進められており、装置自体を自動車のインストルメントパネル内に搭載可能なサイズにしたいというニーズが存在する。そのため、上記の外光反射に起因するウィンドシールドへの映り込みを抑制しつつも、インストルメントパネル内に搭載可能なサイズに小型化されたウィンドシールド表示装置が求められている。

ウィンドシールドへの映り込みを抑制する手段としては、光源を外光が届かない位置に配置しつつ、光源からの光を凹面鏡等の反射ミラーを介してウィンドシールドに投射する構成とすることが挙げられる。

しかしながら、凹面鏡を有する構成とした場合、ウィンドシールド表示装置のサイズが凹面鏡の分だけ大きくなってしまい、小型化のニーズに適さない。

本発明は、上記の点に鑑み、光源への外光入射に起因するウィンドシールドへの映り込みの抑制と装置の小型化とを両立可能なウィンドシールド表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載のウィンドシールド表示装置は、車両のウィンドシールド（ＷＳ）を介して車両のドライバーに画像を視認させるウィンドシールド表示装置であって、車両のインストルメントパネル（１０１）に設けられ、開口部を有する収容部（１０２）と、複数の副画素（１２１）により構成された主画素（１２２）が一方向および一方向に対して交差する他方向に複数個繰り返し配列されてなる画像生成部（１２）と、画像生成部の上に重ねて配置される視点分割素子（１３）と、を有してなり、収容部の内部に配置され、開口部を通じてウィンドシールドに画像を投影する表示部（１０）と、を備え、車両の全長方向に沿った方向であって、車両の車室からウィンドシールドを介して車外に向かう方向を前方向とし、前方向とは反対方向を後方向とし、前方向を向いた状態における車両の車幅方向を左右方向として、収容部は、車両の運転席の前方に位置しており、表示部は、一方向においてｍ（ｍは２以上の自然数）、他方向においてｎ（ｎは２以上の自然数）のｍ×ｎ個の主画素を用いて、ｍ×ｎ視点の多視点の視差画像を生成する３Ｄディスプレイであって、画像を表示する側の面を画像表示面（１０ａ）として、ウィンドシールドを介して入射した外光の画像表示面での正反射光が収容部の内壁に投射されるように上端部（１０ｂ）が前方向または後方向に傾いた配置とされており、視点分割素子は、一方向および他方向とは異なる方向に沿った周期構造とされ、異なる方向を配列方向とし、配列方向に対する直交方向を延設方向とし、一方向または他方向を整列方向として、延設方向が配列方向に対して所定の角度θ（単位：ラジアン）で傾いた配置とされており、角度θは、一方向に対して反時計回りの方向を正、時計回りの方向を負として、ｉ×ｊ×ａｔａｎ（１／ｍ）｛ｉ、ｊ：＋１または－１｝が成り立ち、ｉは、画像表示面が前方向の側に面する場合には＋１、画像表示面が後方向の側に面する場合には－１であり、ｊは、運転席が車両の前方右側に位置する場合には＋１、運転席が車両の前方左側に位置する場合には－１である。

これにより、インストルメントパネルの収容部に搭載された３Ｄディスプレイである表示部が直接ウィンドシールドに画像を投影し、ドライバーに画像を視認させるウィンドシールド表示装置となる。また、表示部の画像表示面が太陽光に晒されても、その正反射光が収容部の内壁に照射されるように、表示部が前方または後方に倒れるように傾けられている。そのため、凹面鏡を用いることなく、表示部のウィンドシールドへの映り込みを抑制でき、かつ装置全体として小型化され、インストルメントパネルへの収容性が向上した構成となる。

また、表示部は、発光色の異なる副画素により構成される主画素が一方向およびこれに交差する他方向に繰り返し配列されてなる画像生成部と、当該画像生成部の上に重ねて配置される視点分割素子とを有する。そして、視点分割素子は、一方向および他方向とは異なる方向に沿った周期構造とされ、当該異なる方向を整列方向、整列方向に直交する方向を延設方向として、延設方向が一方向または他方向に対して所定の角度θ（単位：ラジアン）で傾いた配置される。

所定の角度θは、一方向におけるｍ、他方向におけるｎのｍ×ｎ個の主画素を用いて、ｍ×ｎの多視点の視差画像を生成する画像生成部において、ｉ×ｊ×ａｔａｎ（１／ｍ）｛ｉ、ｊ：＋１または－１｝が成り立つ。この視点分割素子の傾きの方向が反時計回りの場合を正、時計回りの場合を負として、所定の角度θの向きは、表示部の画像表示面の方向と収容部の位置とにより定まる。

具体的には、視点分割素子は、画像表示面が前方向の側に面し、かつ収容部が車両方向の右側に位置するとき、および画像表示面が後方向の側に面し、かつ収容部が車両方向の左側に位置するときには、反時計回りにａｔａｎ（１／ｍ）傾いている。一方、視点分割素子は、画像表示面が前方向の側に面し、かつ収容部が車両方向の左側に位置するとき、および画像表示面が後方向の側に面し、かつ収容部が車両方向の右側に位置するときには、時計回りにａｔａｎ（１／ｍ）傾いている。

これにより、上端部がインストルメントパネルの上面に対して平行となるように表示部が配置されたとき、視点分割素子が画像生成部に対して傾いて配置されることに起因する虚像の各視点位置が車両方向に対して平行な状態となる。よって、いわゆる右ハンドル車であるか左ハンドル車であるか、および画像表示部が前向きであるか後向きであるか、のそれぞれ場合において、収容部における表示部の占める容積を低減しつつも、ドライバーの視点移動に沿った虚像を提示できる効果も得られる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態のウィンドシールド表示装置の概要を示す図である。 表示部の概要を示す図である。 表示部を構成する画素群とレンチキュラレンズとの配置関係を説明するための説明図である。 図１のウィンドシールド表示装置での車両における表示部の配置および視点分割素子の配列並びに乗員に提示される虚像の一例を示す図である。 図４に示す車両における表示部および虚像の位置関係を車両の上方向から見た様子を示すレイアウト図である。 第１実施形態の変形例を示す図であって、図４に相当する図である。 図６に示す車両における表示部および虚像の位置関係を車両の上方向から見た様子を示すレイアウト図である。 第２実施形態のウィンドシールド表示装置の概要を示す図である。 図８のウィンドシールド表示装置での車両における表示部の配置および視点分割素子の配列並びに乗員に提示される虚像の一例を示すレイアウト図である。 図９の変形例を示す図である。 他の実施形態のウィンドシールド表示装置の概要を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
第１実施形態のウィンドシールド表示装置Ｓ１について、図１～図５を参照して説明する。このウィンドシールド表示装置Ｓ１は、透明部材を有する移動体に搭載され、光源から画像を当該透明部材に投影し、その反射光を当該移動体の乗員の眼に投射することで、各種画像を当該透明部材の前方の光景と重畳して視認させる構成とされる。本実施形態では、図１に示すように、透明部材を有する移動体が車両１００である場合を代表例として説明する。

図１では、車両１００の全長方向に沿った方向のうち車室からウィンドシールドＷＳを介して車外に向かう方向を「前」とし、前方向とは逆方向を「後」とし、鉛直方向を「下」とし、下方向とは逆方向を「上」として、これらの方向を矢印で示している。図３では、紙面左右方向を「横」とし、横方向に直交する方向を「縦」として、これらの方向を矢印で示すと共に、後述する副画素１２１に便宜的に割り当てに対応する１～７の番号を付している。図４では、前方向を向いたときの車両１００の車幅方向における左方向を「左」とし、その逆方向を「右」として、図１の「上」、「下」および「前」に対応する方向と共に、これらの方向を矢印等で示している。

なお、図５～図１１に矢印等で示した「前」、「後」、「右」、「左」、「上」、「下」の各方向は、上記の方向に対応するものである。

〔構成〕
ウィンドシールド表示装置Ｓ１は、例えば図１に示すように、自動車等の車両１００に搭載され、ドライバーの眼にウィンドシールドＷＳで反射させた画像を投影し、例えば車両１００の前方に各種画像の虚像ＶＩをドライバーに視認させる。ウィンドシールド表示装置Ｓ１は、画像をウィンドシールドＷＳに投影する表示部１０と、表示部１０の駆動制御を行う制御部２０とを備える。

表示部１０は、車両１００のドライバーに虚像ＶＩを提示するための光源であり、例えば多眼方式の３Ｄディスプレイとされる。表示部１０は、図１に示すように、車両１００のインストルメントパネル１０１に設けられた収容部１０２に搭載されている。

表示部１０は、本実施形態では、各種画像を表示する側の面を画像表示面１０ａとして、画像表示面１０ａが乗員側すなわち後方向を向いており、かつ上端部１０ｂが車両１００の前方向に倒れるように傾いた状態で配置されている。表示部１０は、画像表示面１０ａが平坦面とされ、当該画像表示面１０ａが上下方向に平行となる状態を基準として、基準の状態に対して前方向に所定の角度だけ傾いた状態とされている。なお、本発明者らの先願である特願２０１９－３９７８７には、本願でいう表示部１０の画像表示面１０ａが後方向を向く配置したときのウィンドシールドＷＳへの映り込みを抑制する表示部１０の角度が記載されている。

これにより、表示部１０の画像表示面１０ａが例えば太陽光などのウィンドシールドＷＳを介して入射した外光に晒されたとき、図１に示すように、その正反射光が収容部１０２の内壁に照射される状態となる。そのため、画像表示面１０ａに太陽光等が差し込んだとき、その正反射光がウィンドシールドＷＳを介してドライバーのアイボックスＥＢに向かうことが抑制され、ウィンドシールドＷＳへの映り込みが低減される。

なお、表示部１０は、収容部１０２の容積を可能な限り小さくするため、その上端部１０ｂがインストルメントパネル１０１の上面１０１ａに対して平行に配置される。また、収容部１０２のうちインストルメントパネル１０１の上面１０１ａにおける開口部には、透光性の図示しない防塵カバーが取り付けられている。

表示部１０は、視点位置に対応する複数組の視差画像ＰＩをウィンドシールドＷＳの前方に表示させ、ドライバーが両眼で視差画像ＰＩを所定の位置で融像させて得られる虚像ＶＩを画像として視認させる構成とされている。表示部１０は、例えば図２に示すように、任意の基板１１と、画像生成部１２と、画像生成部１２上に配置される視点分割素子１３とを有してなる。

基板１１は、例えば、任意の絶縁性材料により構成され、図示しない給電用の配線等を有してなる。

画像生成部１２は、発光色の異なる複数の副画素１２１、例えば赤色の副画素１２１Ｒ、緑色の副画素１２１Ｇおよび青色の副画素１２１Ｂによりなる主画素１２２を有してなる。画像生成部１２は、図３に示すように、平面視にて、複数の副画素１２１により構成された主画素１２２が一方向（縦方向）と当該一方向に対して交差する他方向（横方向）とに沿って複数個繰り返し配列されてなる。画像生成部１２は、制御部２０からの制御信号に応じて、各副画素１２１が所定の輝度で発光することによって、複数組の視差画像を表示する。画像生成部１２は、例えば、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子とその駆動用のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）とを有してなるＥＬディスプレイとされ得る。

なお、ＥＬ素子は、例えば、一対の電極間に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などが順次積層されてなり、電圧を印加することで発光する構成とされる。ＴＦＴは、ゲート電極、ゲート絶縁層、半導体層、ソース電極およびドレイン電極を備え、ゲート電極の電圧調整により電流のオンオフを制御可能な素子であり、ＥＬ素子の駆動制御等に用いられる。ＥＬ素子やＴＦＴ並びにＥＬディスプレイの構成やこれらの材料などについては、公知であるため、本明細書ではそれらの詳細の説明を省略する。ＥＬ素子の構成については、上記の例に限られず、任意の構成が採用され得る。

視点分割素子１３は、画像生成部１２に重畳して配置されると共に、副画素１２１から生じた光を透過させ、予め設定された外部の複数の視点に向けて当該光を屈折させる役割を果たす透光性の光学素子であり、例えばレンチキュラレンズとされる。レンチキュラレンズは、図２に示すように、略半円柱状のレンズが一方向に沿って繰り返し配列されてなる。以下、略半円柱状のレンズが繰り返し配列された一方向を便宜的に「配列方向」と称する。レンチキュラレンズの曲率、屈折率および配列方向におけるピッチなどについては、画像生成部１２の光がアイボックスＥＢに投射され、視差画像ＰＩを結像できればよく、適宜設定される。

視点分割素子１３は、図３に示すように、平面視にて、その延設方向が、副画素１２１が配列された方向のうち縦方向に対して所定の角度θだけ傾いた状態で配置されている。なお、ここでいう「延設方向」とは、図３に示すように、視点分割素子１３を構成するレンズの配列方向に対する直交方向を指す。このように、視点分割素子１３は、副画素１２１の整列方向とは異なる１つの方向である配列方向に沿った周期構造とされている。つまり、表示部１０は、多眼方式のうちいわゆる斜めレンチキュラ方式が採用された３Ｄディスプレイとされる。

斜めレンチキュラ方式では、副画素１２１は、例えば図３に示すように、略半円柱状のレンズの配列方向における一方の端部からの距離に応じた割り当てがされている。図３の例では、副画素１２１には１～７の割り当てがされており、延設方向において、この割り当ての番号が同じ副画素１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂが同一の視差画像ＰＩに対応している。つまり、表示部１０は、この割り当ての数字の数だけ視差画像ＰＩを生成可能な構成となっている。このような構成とされることで、表示部１０は、視点分割素子１３の延設方向および配列方向が副画素１２１の整列方向に一致する方式に比べて、配列方向における副画素１２１の割り当ての数が多くなるため、配列方向の解像度が向上する。

制御部２０は、例えば、図示しない回路基板上にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭやＩ／Ｏなどが搭載されてなり、表示部１０の駆動制御を実行する電子制御ユニットである。制御部２０は、図示しない他の車載装置および外部電源等に接続されており、他の車載装置等から入力される画像信号に基づき、表示部１０に制御信号を出力する。なお、車載装置としては、例えば、ナビゲーション装置などが挙げられるが、これに限定されない。

以上が、本実施形態のウィンドシールド表示装置Ｓ１の基本的な構成である。

〔表示部の配置と視点分割素子の角度との関係〕
続いて、車両１００における表示部１０の配置と視点分割素子１３の角度θとの関係について、図４、図５を参照して説明する。

本実施形態では、図４に示すように、表示部１０が、車両１００のうち車幅方向における左側の前方座席の前にステアリングホイール１０３が配置された、いわゆる左ハンドル車の運転席前方に配置された例について説明する。

図４、図５では、表示部１０における視点分割素子１３の配列方向に沿ったピッチ、およびこれに対応する虚像ＶＩにおける視点分割素子１３の配列方向に起因するピッチを二点鎖線で示している。また、図４では、車両１００の運転席に着座したドライバーが視認できない、表示部１０の外郭を破線で示している。さらに、図４、図５では、分かり易くするため、視点分割素子１３のピッチおよび虚像ＶＩのピッチを誇張して示している。

以下、説明の簡便化のため、虚像ＶＩにおける視点分割素子１３の配列方向に起因するピッチを「虚像ＶＩのピッチ」と称する。

表示部１０は、図４に示すように、虚像ＶＩにおける視点分割素子１３の配列方向に起因したピッチの方向が、左右方向に沿って周期的に並んだ状態となるように配置される。これは、運転席に着座したドライバーの眼の位置すなわち視点が移動する場合、その移動が基本的に左右方向に沿って行われると想定され、その視点移動に合わせた運動視差が得られる虚像ＶＩとするためである。

表示部１０は、装置の小型化の観点、言い換えると、収容部１０２の省スペース化の観点から、本実施形態では、上端部１０ｂがインストルメントパネル１０１のうち略平坦形状とされた上面１０１ａに対して略平行になるように配置される。これにより、収容部１０２の下方向における深さが最小限となり、インストルメントパネル１０１内における表示部１０の占める領域を低減でき、インストルメントパネル１０１への収容性が向上する。なお、表示部１０は、図４または図５に示す例では、上端部１０ｂのなす辺が左右方向に対して平行になるように配置されているが、これに限定されず、この配置状態において上下方向を軸として首振りするように回転した配置とされてもよい。

また、ドライバーに提示する視差画像ＰＩのピッチが左右方向に沿って周期的に配列された状態とするため、表示部１０において視点分割素子１３は、ウィンドシールドＷＳの湾曲形状を考慮した配置とされる。

具体的には、ウィンドシールドＷＳは、図５に示すように、車幅方向の中心側から左のサイドウィンドウＳＷ側に向かうにつれてドライバーに近くなるように湾曲した形状である。このような湾曲形状のウィンドシールドＷＳでの画像の反射を考慮し、視点分割素子１３は、図４または図５に示すように、延設方向が反時計回りにθ傾いた状態とされる。これにより、ウィンドシールドＷＳの湾曲形状における表示部１０からの光の反射により得られる視差画像ＰＩのピッチが、左右方向に沿って周期的に配列した状態となる。

ここで、角度θ（単位：ラジアン）は、画像生成部１２での視点数に応じて決定される。具体的には、図３に示す縦方向においてｍ個（ｍは２以上の自然数）、横方向においてｎ個（ｎは２以上の自然数）のｍ×ｎ個の主画素１２２を１つのメインピクセルとして用いて、ｍ×ｎ視点の多視点を作る場合には、θはａｔａｎ（１／ｍ）とされる。言い換えると、隣接するｍ×ｎ個の主画素１２２によりｍ×ｎ視点の３Ｄディスプレイにおける１ピクセルを構成する場合、θはその視点に合わせた角度に設定される。例えば、図３でいう縦方向において３個、同横方向において２個の合計６個の主画素１２２により、３×２＝６視点を作る場合には、θはａｔａｎ（１／３）とされる。この場合、３×２視点の３Ｄディスプレイの１ピクセルにおいて、ある１つの副画素１２１を基準として、縦方向に３個の主画素１２２の分だけ移動し、かつ横方向に１個の主画素１２２の分だけ移動したとき、同色の副画素１２１となるようにすればよい。この条件を満たすθは、ａｔａｎ（１／３）となる。

以下、説明の便宜上、視点分割素子１３の配列方向と副画素１２１の整列方向（図３でいう縦方向または横方向）とのなす角度θについては、縦横方向のなす平面に対する法線方向を軸として、視点分割素子１３を反時計回りに回転させたときを正とする。一方、当該法線方向を軸として、視点分割素子１３を時計回りに回転させたときにおける角度θを負とする。

本実施形態によれば、表示部１０は、いわゆる左ハンドル車のインストルメントパネル１０１のうち運転席の前方部分に、画像表示面１０ａがドライバー側に面すると共に、上端部１０ｂが上面１０１ａに対して略平行に配置される。また、表示部１０では、視点分割素子１３は、副画素１２１の整列方向に対して、ａｔａｎ（１／ｍ）となる角度θだけ反時計回りに傾いて配置される。これにより、表示部１０がインストルメントパネル１０１内において占める容積を低減しつつ、ドライバーに提示する虚像ＶＩのピッチが車両１００の左右方向に沿った状態となり、車幅方向における多視点に対応した虚像ＶＩとなる。また、ウィンドシールド表示装置Ｓ１は、画像の光源として３Ｄディスプレイ（表示部）が用いられ、その上端部１０ｂが車両１００の前方に倒れるように所定の角度だけ傾けて配置され、ウィンドシールドＷＳに凹面鏡を介さずに画像を投影する。そのため、ウィンドシールドＷＳへの映り込み抑制と装置の小型化が両立するという効果が得られる。

（第１実施形態の変形例）
次に、第１実施形態の変形例について、図６、図７を参照して説明する。

図６、図７では、視点分割素子１３の配列方向に沿ったピッチ、およびこれに対応する虚像ＶＩのピッチを二点鎖線で示すと共に、車両１００の運転席に着座した状態のドライバーが視認できない表示部１０の外郭を破線で示している。また、図６、図７では、分かり易くするため、視点分割素子１３のピッチおよび虚像ＶＩのピッチを誇張して示している。

表示部１０は、例えば図６に示すように、車両１００のうち車幅方向における右側の前方座席の前にステアリングホイール１０３が配置された、いわゆる右ハンドル車の運転席前方にも配置され得る。ウィンドシールドＷＳは、車幅方向の中心付近からサイドウィンドウＳＷ側に向かうにつれてドライバーに近くなるように湾曲しており、この場合には、図７に示すように、表示部１０に対する湾曲方向がいわゆる左ハンドル車の場合とは逆である。そのため、視点分割素子１３は、図６に示すように、副画素１２１の整列方向に対する傾きの角度θの方向が時計回りとされている。

つまり、傾きの角度θは、表示部１０がいわゆる左ハンドル車の運転席前方に搭載される場合には＋ａｔａｎ（１／ｍ）とされ、表示部１０がいわゆる右ハンドル車の運転席前方に搭載される場合には－ａｔａｎ（１／ｍ）とされる。

なお、いわゆる右ハンドル車において、画像表示面１０ａがドライバー側に面するように表示部１０が配置される場合、上記した視点分割素子１３の傾きの方向以外の点については、上記第１実施形態と同様である。

本変形例によっても、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。

（第２実施形態）
第２実施形態のウィンドシールド表示装置Ｓ２について、図８、図９を参照して説明する。

図９では、図７と同様に、視点分割素子１３の配列方向に沿ったピッチ、およびこれに対応する虚像ＶＩのピッチを二点鎖線で示すと共に、車両１００の運転席に着座した状態のドライバーが視認できない表示部１０の外郭を破線で示している。また、図９では、分かり易くするため、視点分割素子１３のピッチおよび虚像ＶＩのピッチを誇張して示している。

本実施形態のウィンドシールド表示装置Ｓ２は、画像表示面１０ａがドライバーとは反対側に面するように表示部１０が配置されている点が上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点に関する事項について主に説明する。

表示部１０は、本実施形態では、図８に示すように、画像表示面１０ａが車両１００の前方側に向いた状態とされ、かつ上端部１０ｂが車両１００の後方向に倒れるように傾いた配置とされている。表示部１０は、画像表示面１０ａが太陽光に晒されたとき、その正反射光が収容部１０２の内壁に照射されるか、またはウィンドシールドＷＳで反射した光がドライバーのアイボックスに到達しないようにするため、傾けられた配置とされている。具体的には、表示部１０は、図８に示すように、上下方向に対して所定の角度だけ車両１００の後方側に傾けられている。なお、表示部１０の画像表示面１０ａが前方向側を向いた配置とされた場合における、ウィンドシールドＷＳへの映り込みを抑制するための表示部１０の配置については、例えば、特開２００８－２６８８８３号公報に記載されている。

表示部１０は、インストルメントパネル１０１に可能な限りコンパクトに収容されるように、図９に示すように、下端部１０ｃが上方向から見て、ウィンドシールドＷＳの湾曲形状に沿うように配置される。また、表示部１０は、虚像ＶＩのピッチが左右方向に沿った状態となるように、上から見て、視点分割素子１３のピッチが左右方向に沿う配置とされる。

なお、本実施形態においても、視点分割素子１３は、ｍ×ｎの多視点とされる場合、副画素１２１の整列方向に対する傾きが図９に示すようにθとされる。このとき、視点分割素子１３は、副画素１２１の整列方向に対して時計回りにθだけ傾いた状態とされる。

本実施形態によれば、インストルメントパネル１０１内で表示部１０の占める容積が低減されると共に、表示部１０での太陽光反射に起因する映り込みが抑制されたウィンドシールド表示装置Ｓ２となり、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。

（第２実施形態の変形例）
第２実施形態の変形例について、図１０を参照して説明する。

図１０では、図９と同様に、視点分割素子１３の配列方向に沿ったピッチ、およびこれに対応する虚像ＶＩのピッチを二点鎖線で示すと共に、車両１００の運転席に着座した状態のドライバーが視認できない表示部１０の外郭を破線で示している。また、図１０では、分かり易くするため、視点分割素子１３のピッチおよび虚像ＶＩのピッチを誇張して示している。

表示部１０は、例えば図１０に示すように、上記第１実施形態と同様に、いわゆる左ハンドル車の運転席前方にも配置されている。この場合、視点分割素子１３は、下端部１０ｃが、上面視にて車幅方向の中心から左側に向かうにつれてドライバー側に近づく、ウィンドシールドＷＳの湾曲形状に沿うように配置される。その結果、視点分割素子１３は、副画素１２１の整列方向に対する傾きの角度θの方向が反時計回りとなっている。なお、上記した視点分割素子１３の傾きの方向以外の点については、上記第２実施形態と同様である。

本変形例によっても、上記第２実施形態と同様の効果が得られる。

（まとめ）
上記の第１実施形態および第２実施形態における、視点分割素子１３の傾きの角度θの方向についてまとめる。視点分割素子１３は、縦方向においてｍ、および横方向においてｎの合計ｍ×ｎ個の主画素１２２によるｍ×ｎ視点の視差画像を生成する場合、（１）式が成り立つ配置とされる。

θ＝ｉ×ｊ×ａｔａｎ（１／ｍ）｛ｉ、ｊ：＋１または－１｝・・・（１）
このとき、θは、副画素１２１の整列方向を基準として反時計回りの場合を正とし、時計回りの場合を負としている。そして、ｉは、画像表示面１０ａが前方向すなわちドライバーとは反対側を向く場合には＋１であり、画像表示面１０ａが後方向すなわちドライバー側を向く場合には－１である。ｊは、収容部１０２が車両１００の前方右側、すなわちいわゆる右ハンドル車の運転席前方に位置する場合には＋１であり、収容部１０２が車両１００の前方左側、すなわちいわゆる左ハンドル車の運転席前方に位置する場合には－１である。

つまり、視点分割素子１３は、表示部１０がいわゆる右ハンドル車の運転席前方に搭載され、かつ画像表示面１０ａがドライバーとは逆方向を向く場合には、副画素１２１の整列方向に対して反時計回りに傾いた状態となる。また、表示部１０がいわゆる左ハンドル車の運転席前方に搭載され、かつ画像表示面１０ａがドライバー側を向く場合も同様である。

一方、視点分割素子１３は、表示部１０がいわゆる右ハンドル車の運転席前方に搭載され、かつ画像表示面１０ａがドライバー側を向く場合には、副画素１２１の整列方向に対して時計回りに傾いた状態となる。また、表示部１０がいわゆる左ハンドル車の運転席前方に搭載され、かつ画像表示面１０ａがドライバーとは逆方向を向く場合も同様である。

これにより、上端部１０ｂがインストルメントパネル１０１の上面１０１ａに対して平行となるように表示部１０が配置されたとき、虚像ＶＩのピッチが車幅方向に沿った状態となり、左右方向に沿った視点移動に沿った視差画像が提示できる。つまり、表示部１０のインストルメントパネル１０１への収容性を向上させつつ、車幅方向に沿った視点移動に対してスムーズな虚像提示が可能となる。

（他の実施形態）
本発明は、実施例に準拠して記述されたが、本発明は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本発明は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらの一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本発明の範疇や思想範囲に入るものである。

（１）例えば、ウィンドシールド表示装置は、図１１に示すように、車両１００にドライバーの眼を撮像する撮像部１０４が搭載されている場合、撮像部１０４から得られるドライバーの眼の位置情報を表示部１０の駆動制御に用いる構成であってもよい。この場合、例えば、制御部２０は、撮像部１０４からドライバーの眼の位置情報を取得し、視点に合わせて表示画像を切り替える制御を実行する。これにより、視点移動に伴って、ユーザが虚像ＶＩの表示位置が唐突に切り替わったように認識してしまうカクツキが抑制され、画像の視認性が向上する効果も得られる構成となる。なお、撮像部１０４としては、例えば株式会社デンソー製のドライバーステータスモニターなどが挙げられるが、これに限定されない。

（２）上記第１実施形態では、表示部１０がＥＬディスプレイとされた例について説明したが、これに限定されるものではなく、液晶ディスプレイ等の他のディスプレイであってもよい。液晶ディスプレイの場合、画像生成部１２は、例えば液晶パネル上に赤色、緑色および青色のカラーフィルタが繰り返し配列されてなる構成とされる。また、この場合、表示部１０は、図示しない、バックライト光源および当該光源からの光を平行光となるように屈折させる照明レンズをさらに有した構成とされ、液晶パネルとカラーフィルタとを介した光をウィンドシールドＷＳに投射する構成とされる。この構成は、第２実施形態等においても同様に適用され得る。

（３）上記第１実施形態では、視点分割素子１３としてレンチキュラレンズを用いた例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、表示部１０は、視点分割素子１３が、透光部と遮光部とが繰り返し配列されてなる遮光バリアとされた方式、すなわちパララックスバリア方式であってもよい。この場合、レンチキュラレンズ方式に比べて視差画像ＰＩの輝度が下がるため、表示部１０は、バックライト光源を有する液晶ディスプレイとされることが好ましい。この場合、遮光バリアのうち透光部は、レンチキュラレンズ方式と同様に、画像生成部１２を構成する画素の配列方向に対してθだけ傾いて配置される。この構成は、第２実施形態等においても同様に適用され得る。

（４）本開示に記載の制御部２０およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部２０およびその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部２０およびその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

１０・・・表示部、１０ａ・・・画像表示面、１０ｂ・・・上端部、
１０１・・・インストルメントパネル、１０２・・・収容部、１０４・・・撮像部、
１２・・・画像生成部、１２１・・・副画素、１２２・・・主画素、
１３・・・視点分割素子、ＷＳ・・・ウィンドシールド

Claims (4)

1. 車両のウィンドシールド（ＷＳ）を介して前記車両のドライバーに画像を視認させるウィンドシールド表示装置であって、
   前記車両のインストルメントパネル（１０１）に設けられ、開口部を有する収容部（１０２）と、
   複数の副画素（１２１）により構成された主画素（１２２）が一方向および前記一方向に対して交差する他方向に複数個繰り返し配列されてなる画像生成部（１２）と、前記画像生成部の上に重ねて配置される視点分割素子（１３）と、を有してなり、前記収容部の内部に配置され、前記開口部を通じて前記ウィンドシールドに前記画像を投影する表示部（１０）と、を備え、
   前記車両の全長方向に沿った方向であって、前記車両の車室から前記ウィンドシールドを介して車外に向かう方向を前方向とし、前記前方向とは反対方向を後方向とし、前記前方向を向いた状態における前記車両の車幅方向を左右方向として、
   前記収容部は、前記車両の運転席の前方に位置しており、
   前記表示部は、前記一方向においてｍ（ｍは２以上の自然数）、前記他方向においてｎ（ｎは２以上の自然数）のｍ×ｎ個の前記主画素を用いて、ｍ×ｎ視点の多視点の視差画像を生成する３Ｄディスプレイであって、前記画像を表示する側の面を画像表示面（１０ａ）として、前記ウィンドシールドを介して入射した外光の前記画像表示面での正反射光が前記収容部の内壁に投射されるように上端部（１０ｂ）が前記前方向または前記後方向に傾いた配置とされており、
   前記視点分割素子は、前記一方向および前記他方向とは異なる方向に沿った周期構造とされ、前記異なる方向を配列方向とし、前記配列方向に対する直交方向を延設方向とし、前記一方向または前記他方向を整列方向として、前記延設方向が前記配列方向に対して所定の角度θ（単位：ラジアン）で傾いた配置とされており、
   前記所定の角度θは、前記一方向に対して反時計回りの方向を正、時計回りの方向を負として、ｉ×ｊ×ａｔａｎ（１／ｍ）｛ｉ、ｊ：＋１または－１｝が成り立ち、
   前記ｉは、前記画像表示面が前記前方向の側に面する場合には＋１、前記画像表示面が前記後方向の側に面する場合には－１であり、
   前記ｊは、前記運転席が前記車両の前方右側に位置する場合には＋１、前記運転席が前記車両の前方左側に位置する場合には－１である、ウィンドシールド表示装置。
2. 前記視点分割素子は、レンチキュラレンズである、請求項１に記載のウィンドシールド表示装置。
3. 前記視点分割素子は、透光部と遮光部とが繰り返し配列されてなる遮光バリアである、請求項１に記載のウィンドシールド表示装置。
4. 前記表示部の駆動制御を行う制御部（２０）と、
   前記車両に搭載され、前記ドライバーの眼を撮像する撮像部（１０４）と、をさらに有し、
   前記制御部は、前記撮像部から前記ドライバーの眼の位置情報を取得すると共に、前記位置情報に応じて前記表示部の表示画像を切り替える制御を行う、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のウィンドシールド表示装置。

Images