JP7362518B2 - カメラ装置、ウインドシールドおよび画像表示モジュール - Google Patents

Description

本開示は、カメラ装置、ウインドシールドおよび画像表示モジュールに関する。

従来、車両に搭載された画像表示装置では、カメラで運転者の顔を撮影し、運転者の眼または視線などの情報に応じて画像を表示する構成が知られている（例えば、特許文献１等）。

特開平６－２３０１３２号公報

従来のカメラの取り付け位置は、運転者の顔を撮影することができる位置に限定される。

本開示は、取り付け位置の自由度が向上しうるカメラ装置、ウインドシールドおよび画像表示モジュールを提供することを目的とする。

本開示の一実施形態に係るカメラ装置は、ウインドシールドと、カメラと、を備える。カメラは、前記ウインドシールドを介して少なくとも移動体の運転者の眼を撮像するように構成される。

本開示の一実施形態に係るウインドシールドは、透過光を減光するように構成される減光部を周囲に含む。前記減光部は、運転席側の下部が、他の部分より前記ウインドシールドの内側に向かって延びている。

本開示の一実施形態に係る画像表示モジュールは、表示部と、バリア部と、筐体と、鏡と、カメラとを備える。表示部は、移動体の運転者の両眼に対して光学系を介して投影される視差画像を表示する。バリア部は、前記視差画像の画像光の進行方向を規定することによって、前記両眼に視差を与える。筐体は、前記表示部と前記バリア部とを収容する。鏡は、筐体内に位置する。カメラは、前記筐体内で、撮像方向が移動体の前方に向くように取り付けられ、前記鏡を介して少なくとも前記両眼を撮像するように構成される。

本開示の一実施形態に係るカメラ装置、ウインドシールドおよび画像表示モジュールは、取り付け位置の自由度が向上しうる。

カメラ装置が搭載された移動体の概略構成の一例を示す図である。 ウインドシールドの一例を示す概略図である。 ３次元投影システムの概略構成の一例を示す図である。 運転者の眼と表示部とバリア部との関係を示す模式図である。 ウインドシールドの他の例を示す概略図である。 カメラ装置が搭載された移動体の概略構成の他の例を示す図である。 ３次元投影システムの概略構成の他の例を示す図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明がされる。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものである。図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。

図１に示されるように、本開示の一実施形態に係るカメラ装置５０は、移動体１０に搭載されている。カメラ装置５０は、カメラ１１と、ウインドシールド１５と、を備える。移動体１０は、３次元投影システム１００を備えてよい。３次元投影システム１００は、カメラ装置５０と、３次元投影装置１２と、を備える。

本開示における「移動体」は、例えば車両、船舶、及び航空機等を含んでよい。車両は、例えば自動車、産業車両、鉄道車両、生活車両、及び滑走路を走行する固定翼機等を含んでよい。自動車は、例えば乗用車、トラック、バス、二輪車、及びトロリーバス等を含んでよい。産業車両は、例えば農業及び建設向けの産業車両等を含んでよい。産業車両は、例えばフォークリフト及びゴルフカート等を含んでよい。農業向けの産業車両は、例えばトラクター、耕耘機、移植機、バインダー、コンバイン、及び芝刈り機等を含んでよい。建設向けの産業車両は、例えばブルドーザー、スクレーバー、ショベルカー、クレーン車、ダンプカー、及びロードローラ等を含んでよい。車両は、人力で走行するものを含んでよい。車両の分類は、上述した例に限られない。例えば、自動車は、道路を走行可能な産業車両を含んでよい。複数の分類に同じ車両が含まれてよい。船舶は、例えばマリンジェット、ボート、及びタンカー等を含んでよい。航空機は、例えば固定翼機及び回転翼機等を含んでよい。

以下では、移動体１０が、乗用車である場合を例として説明する。移動体１０は、乗用車に限らず、上記例のいずれかであってよい。カメラ１１は、撮像方向が移動体１０の前方を向いてよい。カメラ１１は、移動体１０に取り付けられる。カメラ１１は、少なくとも移動体１０の運転者１３の眼５を撮像するように構成される。撮像方向は、カメラ１１の光軸方向に沿う方向であって、被写体に向かう方向である。言い換えると、撮像方向は、カメラ１１の光軸方向に沿う方向であって、入射光と反対向きの方向である。移動体１０の移動方向には、前方と後方とがあり、例えば、乗用車であれば、操作ハンドルの位置、運転者の座席位置などによって、前方と後方のいずれであるかが決定できる。カメラ１１の撮像方向が移動体１０の前方に向くとは、少なくとも撮像方向が、移動体１０の前方と同一方向の成分を有している場合である。

カメラ１１の撮像方向の先には、ウインドシールド１５が位置していてよい。ウインドシールド１５には、運転者１３の顔が映り込みうる。運転者１３の顔は、運転時に所定の範囲に位置するものとして、カメラ１１は、運転者の顔があるものと想定される想定領域を、ウインドシールド１５を介して撮像するように構成される。カメラ１１は、ウインドシールド１５を介して想定領域にある運転者の顔を撮像するように構成される。カメラ１１は、ウインドシールド１５を介して少なくとも移動体１０の運転者１３の眼５を撮像するように構成されている。

カメラ１１の取り付け位置は、移動体１０の内部及び外部において任意である。例えば、カメラ１１は、移動体１０のダッシュボード内に位置してよい。

カメラ１１は、可視光カメラまたは赤外線カメラであってよい。カメラ１１は、可視光カメラと赤外線カメラの両方の機能を有していてよい。カメラ１１は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを含んでよい。

カメラ装置５０は、例えば、センサを含んでよい。センサは、超音波センサ又は光センサ等であってよい。カメラ１１は、センサによって運転者１３の頭部の位置を検出するように構成され、頭部の位置に基づいて、運転者１３の眼５の位置を検出するように構成されうる。カメラ１１は、２つ以上のセンサによって、運転者１３の眼５の位置を三次元空間の座標として検出するように構成されうる。

図２は、ウインドシールド１５の一例を示す概略図である。図２は、移動体１０の車内から前方を見たときの形状を示している。ウインドシールド１５は、周囲に減光部１５０を含んでいてよい。減光部１５０は、所定の透過率（第１透過率）以下の透過率で外光を透過させるように構成されてよい。第１透過率は、例えば０％であってよいし、０％に近い値であってよい。ウインドシールド１５の減光部１５０を除く部分は、移動体１０の運転時に車外前方を視認可能であればよい。ウインドシールド１５の減光部１５０を除く部分は、第２透過率より大きい透過率で外光を透過するように構成されてよい。第２透過率は、例えば１００％であってよいし、１００％に近い値であってよい。第２透過率は、一部の周波数帯に対する透過率であってよい。外光は、例えば、太陽光である。外光は、全ての周波数帯でなくてよく、一部の周波数帯のみでよい。第２透過率は、例えば、可視光に対する透過率が１００％に近い値であって、例えば赤外光に対する透過率が低くてよい。

減光部１５０は、例えば、外光を少なくとも吸収または反射する減光材料で構成されていればよい。減光材料は、例えば、有色のセラミック材料、着色剤を含むセラミック材料、または着色剤を含む塗料を用いればよい。減光部１５０は、例えば、ウインドシールド１５の表面に、減光材料を帯状に設けてよい。減光部１５０は、例えば、ウインドシールド１５の周囲部分に減光材料を含有させてよい。

ウインドシールド１５の減光部１５０は、運転者１３の顔があることが想定される想定領域が映り込むように構成される。カメラ１１は、減光部１５０を介して想定領域を撮像するように構成される。カメラ１１は、ウインドシールド１５の減光部１５０を介して少なくとも移動体１０の運転者１３の眼５を撮像するように構成されている。

カメラ装置５０は、運転者１３の眼５の位置を検出するように構成してよい。カメラ装置５０は、検出した眼５の位置に関する位置情報を３次元投影装置１２に出力するように構成してよい。この位置情報に基づいて、３次元投影装置１２は、投影する画像を制御するように構成してよい。カメラ装置５０は、有線又は無線を介して眼５の位置を示す情報を３次元投影装置１２へ出力するように構成してよい。有線は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等を含みうる。

カメラ装置５０は、撮像した画像を外部装置に出力するように構成してよい。この外部装置は、出力された画像から、運転者１３の眼５の位置を検出するように構成されてよい。この外部装置は、検出した眼５の位置に関する位置情報を３次元投影装置１２に出力するように構成してよい。この位置情報に基づいて、３次元投影装置１２は、投影する画像を制御するように構成してよい。カメラ装置５０は、有線又は無線を介して撮像した画像を外部装置へ出力するように構成してよい。外部装置は、有線又は無線を介して撮像した画像を３次元投影装置１２へ出力するように構成してよい。有線は、例えばＣＡＮ等を含みうる。

３次元投影装置１２の位置は、移動体１０の内部及び外部において任意である。例えば、３次元投影装置１２は、移動体１０のダッシュボード内に位置してよい。３次元投影装置１２は、ウインドシールド１５に向けて画像光を射出するように構成される。画像光は、例えば、筐体１２０に設けられた開口を通って射出されてよい。

ウインドシールド１５は、３次元投影装置１２から射出された画像光を反射するように構成される。ウインドシールド１５で反射された画像光は、アイボックス１６に到達する。アイボックス１６は、例えば運転者１３の体格、姿勢、及び姿勢の変化等を考慮して、運転者１３の眼５が存在しうると想定される実空間上の領域である。アイボックス１６の形状は任意である。アイボックス１６は、平面的又は立体的な領域を含んでよい。図１に示されている実線の矢印は、３次元投影装置１２から射出される画像光の少なくとも一部がアイボックス１６まで到達する経路を示す。画像光が進む経路は、光路とも称される。運転者１３の眼５がアイボックス１６内に位置する場合、運転者１３は、アイボックス１６に到達する画像光によって、虚像１４を視認可能である。虚像１４は、ウインドシールド１５から眼５に到達する経路を前方に延長した、一点鎖線で示されている線の上に位置する。３次元投影装置１２は、運転者１３に虚像１４を視認させることによって、ヘッドアップディスプレイとして機能しうる。図１において、運転者１３の眼５が並ぶ方向は、ｘ軸方向に対応する。鉛直方向は、ｙ軸方向に対応する。カメラ１１の撮像範囲は、アイボックス１６を含む。

図２に示されるように、３次元投影装置１２は、３次元表示装置１７と、光学素子１８とを備える。３次元投影装置１２は、画像表示モジュールとも称されうる。３次元表示装置１７は、バックライト１９と、表示面２０ａを有する表示部２０と、バリア部２１と、制御部２４とを備えうる。３次元表示装置１７は、通信部２２をさらに備えてよい。３次元表示装置１７は、記憶部２３をさらに備えてよい。３次元投影装置１２は、例えば、筐体１２０を備えてよい。筐体１２０内には、３次元表示装置１７と、光学素子１８とが収容される。

光学素子１８は、第１ミラー１８ａと、第２ミラー１８ｂとを含んでよい。第１ミラー１８ａ及び第２ミラー１８ｂの少なくとも一方は、光学的なパワーを有してよい。本実施形態において、第１ミラー１８ａは、光学的なパワーを有する凹面鏡であるとする。第２ミラー１８ｂは、平面鏡であるとする。光学素子１８は、３次元表示装置１７に表示された画像を拡大する拡大光学系として機能してよい。図３に示される一点鎖線の矢印は、３次元表示装置１７から射出される画像光の少なくとも一部が、第１ミラー１８ａ及び第２ミラー１８ｂによって反射され、３次元投影装置１２の外部に射出される際の経路を示す。３次元投影装置１２の外部に射出された画像光は、ウインドシールド１５に到達し、ウインドシールド１５で反射されて運転者１３の眼５に到達する。その結果、運転者１３は、３次元表示装置１７に表示された画像を視認できる。

光学素子１８とウインドシールド１５とは、３次元表示装置１７から射出させる画像光を運転者１３の眼５に到達させうるように構成される。光学素子１８とウインドシールド１５とは、光学系３０を構成してよい。言い換えれば、光学系３０は、光学素子１８とウインドシールド１５とを含む。光学系３０は、３次元表示装置１７から射出される画像光を一点鎖線で示されている光路に沿って運転者１３の眼５に到達させるように構成される。光学系３０は、運転者１３に視認させる画像が拡大したり縮小したりするように、画像光の進行方向を制御するように構成してよい。光学系３０は、運転者１３に視認させる画像の形状を所定の行列に基づいて変形させるように、画像光の進行方向を制御するように構成してよい。

光学素子１８は、例示される構成に限られない。ミラーは、凹面鏡であってよいし、凸面鏡であってよいし、平面鏡であってよい。ミラーが凹面鏡又は凸面鏡である場合、その形状は、少なくとも一部に球面形状を含んでよいし、少なくとも一部に非球面形状を含んでよい。光学素子１８を構成する要素の数は、２つに限られず、１つであってよいし、３つ以上であってよい。光学素子１８は、ミラーに限られずレンズを含んでよい。レンズは、凹面レンズであってよいし、凸面レンズであってよい。レンズの形状は、少なくとも一部に球面形状を含んでよいし、少なくとも一部に非球面形状を含んでよい。

バックライト１９は、画像光の光路上において、運転者１３から見て、表示部２０及びバリア部２１よりも遠い側に位置する。バックライト１９は、バリア部２１と表示部２０とに向けて光を射出する。バックライト１９が射出した光の少なくとも一部は、一点鎖線で示されている光路に沿って進行し、運転者１３の眼５に到達する。バックライト１９は、ＬＥＤ（Light Emission Diode）又は有機ＥＬ若しくは無機ＥＬ等の発光素子を含んでよい。バックライト１９は、発光強度、及び、その分布を制御可能に構成されてよい。

表示部２０は、表示パネルを含む。表示部２０は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の液晶デバイスであってよい。本実施形態において、表示部２０は、透過型の液晶表示パネルを含むとする。表示部２０は、この例に限られず、種々の表示パネルを含んでよい。

表示部２０は、複数の画素を有し、各画素においてバックライト１９から入射する光の透過率を制御し、運転者１３の眼５に到達する画像光として射出するように構成される。運転者１３は、表示部２０の各画素から射出される画像光によって構成される画像を視認する。

バリア部２１は、入射してくる光の進行方向を規定するように構成される。バリア部２１が表示部２０よりもバックライト１９に近い側に位置する場合、バックライト１９から射出される光は、バリア部２１に入射し、さらに表示部２０に入射する。この場合、バリア部２１は、バックライト１９から射出される光の一部を遮ったり減衰させたりし、他の一部を表示部２０に向けて透過させるように構成される。表示部２０は、バリア部２１によって規定された方向に進行する入射光を、同じ方向に進行する画像光としてそのまま射出する。表示部２０がバリア部２１よりもバックライト１９に近い側に位置する場合、バックライト１９から射出される光は、表示部２０に入射し、さらにバリア部２１に入射する。この場合、バリア部２１は、表示部２０から射出される画像光の一部を遮ったり減衰させたりし、他の一部を運転者１３の眼５に向けて透過させるように構成される。

表示部２０とバリア部２１とのどちらが運転者１３の近くに位置するかにかかわらず、バリア部２１は、画像光の進行方向を制御できるように構成される。バリア部２１は、表示部２０から射出される画像光の一部を運転者１３の左眼５Ｌ及び右眼５Ｒ（図４参照）のいずれかに到達させ、画像光の他の一部を運転者１３の左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの他方に到達させるように構成される。つまり、バリア部２１は、画像光の少なくとも一部の進行方向を運転者１３の左眼５Ｌと右眼５Ｒとに分けるように構成される。左眼５Ｌ及び右眼５Ｒはそれぞれ、第１眼及び第２眼ともいう。本実施形態において、バリア部２１は、バックライト１９と表示部２０との間に位置する。つまり、バックライト１９から射出される光は、先にバリア部２１に入射し、次に表示部２０に入射する。

バリア部２１によって画像光の進行方向が規定されることによって、運転者１３の左眼５Ｌ及び右眼５Ｒそれぞれに異なる画像光が到達しうる。その結果、運転者１３は、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒそれぞれで異なる画像を視認しうる。

図４に示されるように、表示部２０は、表示面２０ａ上に、運転者１３の左眼５Ｌで視認される左眼視認領域２０１Ｌと、運転者１３の右眼５Ｒで視認される右眼視認領域２０１Ｒとを含む。表示部２０は、運転者１３の左眼５Ｌに視認させる左眼画像と、運転者１３の右眼５Ｒに視認させる右眼画像とを含む視差画像を表示するように構成される。視差画像は、運転者１３の左眼５Ｌ及び右眼５Ｒそれぞれに投影される画像であって、運転者１３の両眼に視差を与える画像であるとする。表示部２０は、左眼視認領域２０１Ｌに左眼画像を表示し、右眼視認領域２０１Ｒに右眼画像を表示するように構成される。つまり、表示部２０は、左眼視認領域２０１Ｌと右眼視認領域２０１Ｒとに視差画像を表示するように構成される。左眼視認領域２０１Ｌと右眼視認領域２０１Ｒとは、視差方向を表すｕ軸方向に並んでいるとする。左眼視認領域２０１Ｌ及び右眼視認領域２０１Ｒは、視差方向に直交するｖ軸方向に沿って延在してよいし、ｖ軸方向に対して所定角度で傾斜する方向に延在してよい。つまり、左眼視認領域２０１Ｌ及び右眼視認領域２０１Ｒは、視差方向の成分を含む所定方向に沿って交互に並んでいてよい。左眼視認領域２０１Ｌと右眼視認領域２０１Ｒとが交互に並ぶピッチは、視差画像ピッチともいう。左眼視認領域２０１Ｌと右眼視認領域２０１Ｒとは、間隔をあけて位置していてよいし、互いに隣接していてよい。表示部２０は、表示面２０ａ上に、平面画像を表示する表示領域をさらに有していてよい。平面画像は、運転者１３の眼５に視差を与えず、立体視されない画像であるとする。

図４に示されるように、バリア部２１は、開口領域２１ｂと、遮光面２１ａとを有する。バリア部２１が、画像光の光路上において、運転者１３から見て表示部２０よりも近い側に位置する場合、バリア部２１は、表示部２０から射出される画像光の透過率を制御するように構成される。開口領域２１ｂは、表示部２０からバリア部２１に入射する光を透過させるように構成される。開口領域２１ｂは、第１所定値以上の透過率で光を透過させてよい。第１所定値は、例えば１００％であってよいし、１００％に近い値であってよい。遮光面２１ａは、表示部２０からバリア部２１に入射する光を遮るように構成される。遮光面２１ａは、第２所定値以下の透過率で光を透過させてよい。第２所定値は、例えば０％であってよいし、０％に近い値であってよい。第１所定値は、第２所定値より大きい。

開口領域２１ｂと遮光面２１ａとは、視差方向を表すｕ軸方向に交互に並ぶとする。開口領域２１ｂと遮光面２１ａとの境界は、図４に例示されているように視差方向に直交するｖ軸方向に沿ってよいし、ｖ軸方向に対して所定角度で傾斜する方向に沿ってよい。言い換えれば、開口領域２１ｂと遮光面２１ａとは、視差方向の成分を含む所定方向に沿って交互に並んでよい。

本実施形態では、バリア部２１は、画像光の光路上において、運転者１３から見て表示部２０よりも遠い側に位置している。バリア部２１は、バックライト１９から表示部２０に向けて入射する光の透過率を制御するように構成される。開口領域２１ｂは、バックライト１９から表示部２０に向けて入射する光を透過させるように構成される。遮光面２１ａは、バックライト１９から表示部２０に入射する光を遮るように構成される。このようにすることで、表示部２０に入射する光の進行方向は、所定方向に限定される。その結果、画像光の一部は、バリア部２１によって運転者１３の左眼５Ｌに到達するように制御されうる。画像光の他の一部は、バリア部２１によって運転者１３の右眼５Ｒに到達するように制御されうる。

バリア部２１は、液晶シャッターで構成されてよい。液晶シャッターは、印加する電圧に基づいて光の透過率を制御しうる。液晶シャッターは、複数の画素で構成され、各画素における光の透過率を制御してよい。液晶シャッターは、光の透過率が高い領域又は光の透過率が低い領域を任意の形状に形成しうる。バリア部２１が液晶シャッターで構成される場合、開口領域２１ｂは、第１所定値以上の透過率を有してよい。バリア部２１が液晶シャッターで構成される場合、遮光面２１ａは、第２所定値以下の透過率を有してよい。第１所定値は、第２所定値より高い値に設定されてよい。第１所定値に対する第２所定値の比率は、一例では、１／１００に設定されてよい。第１所定値に対する第２所定値の比率は、他の例では、１／１０００に設定されてもよい。開口領域２１ｂと遮光面２１ａとの形状が変更可能に構成されるバリア部２１は、アクティブバリアとも称される。

制御部２４は、表示部２０を制御するように構成される。バリア部２１がアクティブバリアである場合、制御部２４は、バリア部２１を制御するように構成してよい。制御部２４は、バックライト１９を制御するように構成してよい。制御部２４は、カメラ１１から運転者１３の眼５の位置に関する位置情報を取得し、その位置情報に基づいて表示部２０を制御するように構成される。制御部２４は、位置情報に基づいてバリア部２１、及びバックライト１９の少なくとも一方を制御するように構成されうる。制御部２４は、カメラ１１から出力された画像を受信し、受信した画像から運転者１３の眼５を検出してよい。制御部２４は、検出した眼５の位置に基づいて表示部２０を制御するように構成されてよい。制御部２４は、検出した眼５の位置に基づいて、バリア部２１及びバックライト１９の少なくとも一報を制御するように構成されうる。制御部２４は、例えばプロセッサとして構成される。制御部２４は、１以上のプロセッサを含んでよい。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、及び特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）を含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）を含んでよい。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を含んでよい。制御部２４は、１つ又は複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（System-on-a-Chip）、及びＳｉＰ（System In a Package）のいずれかであってよい。

通信部２２は、外部装置と通信可能なインタフェースを含んでよい。外部装置は、例えばカメラ１１を含んでよい。通信部２２は、カメラ１１から情報を取得し、制御部２４に出力してよい。本開示における「通信可能なインタフェース」は、例えば物理コネクタ、及び無線通信機を含んでよい。物理コネクタは、電気信号による伝送に対応した電気コネクタ、光信号による伝送に対応した光コネクタ、及び電磁波による伝送に対応した電磁コネクタを含んでよい。電気コネクタは、ＩＥＣ６０６０３に準拠するコネクタ、ＵＳＢ規格に準拠するコネクタ、又はＲＣＡ端子に対応するコネクタを含んでよい。電気コネクタは、ＥＩＡＪ ＣＰ－１２１ａＡに規定されるＳ端子に対応するコネクタ、又はＥＩＡＪ ＲＣ－５２３７に規定されるＤ端子に対応するコネクタを含んでよい。電気コネクタは、ＨＤＭＩ（登録商標）規格に準拠するコネクタ、又はＢＮＣ（British Naval Connector又はBaby-series N Connector等）を含む同軸ケーブルに対応するコネクタを含んでよい。光コネクタは、ＩＥＣ ６１７５４に準拠する種々のコネクタを含んでよい。無線通信機は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、及びＩＥＥＥ８０２１ａを含む各規格に準拠する無線通信機を含んでよい。無線通信機は、少なくとも１つのアンテナを含む。

記憶部２３は、各種情報、又は３次元表示装置１７の各構成部を動作させるためのプログラム等を格納するように構成されてよい。記憶部２３は、例えば半導体メモリ等で構成されてよい。記憶部２３は、制御部２４のワークメモリとして機能してよい。記憶部２３は、制御部２４に含まれてよい。

図４に示されるように、バックライト１９から射出された光は、バリア部２１と表示部２０とを透過して運転者１３の眼５に到達する。バックライト１９から射出された光が眼５に到達するまでの経路は、破線で表されている。バリア部２１の開口領域２１ｂを透過して右眼５Ｒに到達する光は、表示部２０の右眼視認領域２０１Ｒを透過する。つまり、右眼５Ｒは、開口領域２１ｂを透過した光によって右眼視認領域２０１Ｒを視認できる。バリア部２１の開口領域２１ｂを透過して左眼５Ｌに到達する光は、表示部２０の左眼視認領域２０１Ｌを透過する。つまり、左眼５Ｌは、開口領域２１ｂを透過した光によって左眼視認領域２０１Ｌを視認できる。

表示部２０は、右眼視認領域２０１Ｒ及び左眼視認領域２０１Ｌに、それぞれ右眼画像及び左眼画像を表示するように構成される。これによって、バリア部２１は、左眼画像に係る画像光を左眼５Ｌに到達させ、右眼画像に係る画像光を右眼５Ｒに到達させるように構成される。つまり、開口領域２１ｂは、左眼画像に係る画像光を運転者１３の左眼５Ｌに到達させ、右眼画像に係る画像光を運転者１３の右眼５Ｒに到達させるように構成される。このようにすることで、３次元表示装置１７は、運転者１３の両眼に対して視差画像を投影できる。運転者１３は、左眼５Ｌと右眼５Ｒとで視差画像を見ることによって、画像を立体視できる。

バリア部２１の開口領域２１ｂを透過し、表示部２０の表示面２０ａから射出された画像光の少なくとも一部は、光学素子１８を介してウインドシールド１５に到達する。画像光は、ウインドシールド１５で反射されて運転者１３の眼５に到達する。これにより、運転者１３の眼５はウインドシールド１５よりもｚ軸の負の方向の側に位置する第１虚像１４ａを視認できる。第１虚像１４ａは、表示面２０ａが表示している画像に対応する。バリア部２１の開口領域２１ｂと遮光面２１ａとは、ウインドシールド１５の前方であって第１虚像１４ａのウインドシールド１５側に第２虚像１４ｂをつくる。図３に示すように、運転者１３は、見かけ上、第１虚像１４ａの位置に表示部２０が存在し、第２虚像１４ｂの位置にバリア部２１が存在するかのように、画像を視認しうる。

表示面２０ａに表示される画像に係る画像光は、バリア部２１によって規定される方向に向けて、３次元表示装置１７から射出される。光学素子１８は、ウインドシールド１５に向けて射出するように構成される。光学素子１８は、画像光を反射したり屈折させたりするように構成されうる。ウインドシールド１５は、画像光を反射し、運転者１３の眼５に向けて進行させるように構成される。画像光が運転者１３の眼５に入射することによって、運転者１３は、視差画像を虚像１４として視認する。運転者１３は、虚像１４を視認することによって立体視できる。虚像１４のうち視差画像に対応する画像は、視差虚像とも称される。視差虚像は、光学系３０を介して投影される視差画像であるともいえる。虚像１４のうち平面画像に対応する画像は、平面虚像とも称される。平面虚像は、光学系３０を介して投影される平面画像であるともいえる。

３次元投影装置１２は、カメラ装置５０とウインドシールド１５以外の光学系が独立している。カメラ装置５０の光学系は、ウインドシールド１５以外が視差虚像を投影する光学系から独立している。カメラ装置５０は、ウインドシールド１５以外の光学系を３次元投影装置１２から独立させることで自由度を高めることができる。

カメラ１１は、３次元投影装置１２の光学系において視差虚像が反射するウインドシールド１５上の反射領域より、重力方向（ｙ方向）下側を撮像して運転者の眼を撮像するように構成されている。かかる構成によれば、カメラ装置５０は、運転者が帽子などを身に着けて下を向いた場合でも運転者の眼を撮像しやすい。

図５は、ウインドシールド１５の他の例を示す概略図である。本例に示すように、ウインドシールド１５の減光部１５０が、他の部分より相対的にウインドシールド１５の内側に向かって延びている第１部分１５１を含んでいてよい。第１部分１５１は、内側に向かって延びていることで、他の部分に比べて広くなっている。カメラ１１は、第１部分１５１で反射した光を撮像するように構成されている。減光部１５０の第１部分１５１は、カメラ１１から視て、運転者１３の顔が映り込むであろう想定領域となる。例えば、運転者１３の体格、姿勢、及び姿勢の変化等に応じて、ウインドシールド１５に運転者１３の顔が映り込むであろう想定領域が変化する。減光部１５０が、他の部分より広い第１部分１５１を含んでいれば、このような変化があっても、映り込む顔の眼５の部分が減光部１５０の第１部分１５１内に位置する可能性が高くなる。減光部１５０が第１部分１５１を含むことで、カメラ１１が、運転者１３の眼５を容易に撮像することができる。第１部分１５１は、運転者１３の眼５が映り込み易くするために、運転席側の下部に位置していてよい。図５に示す例は、第１部分１５１が、ウインドシールド１５の下側で右側に位置しており、車両の運転席が右側である場合の例である。車両の運転席が左側である場合は、第１部分１５１が、ウインドシールド１５の下側で左側に位置すればよい。

図６は、カメラ装置５０が搭載された移動体１０の概略構成の他の例を示す図である。カメラ装置５０は、さらに鏡４０を備えてよい。鏡４０は、ウインドシールド１５の減光部１５０で反射した光を反射するように取り付けられる。カメラ１１は、撮像方向が移動体１０の前方に向いて取り付けられ、鏡４０で反射した光を撮像するように構成されている。カメラ１１は、鏡４０と減光部１５０とを介して少なくとも移動体１０の運転者１３の眼５を撮像するように構成される。カメラ１１の取り付け位置は、移動体１０の内部及び外部において任意である。鏡４０の取り付け位置は、移動体１０の内部及び外部において任意である。例えば、鏡４０は、移動体１０のダッシュボード内に位置してよい。鏡４０は、凹面鏡であってよいし、凸面鏡であってよいし、平面鏡であってよい。

カメラ１１は、鏡４０で反射された光を撮像すれば、運転者１３の眼５を撮像することができる。鏡４０の取り付け位置を変えれば、それに応じてカメラ１１の取り付け位置を調節すればよい。カメラ１１の取り付け位置を変えれば、それに応じて鏡４０の取り付け位置を調節すればよい。すなわち、カメラ１１と鏡４０とを組み合わせることで、本実施形態のカメラ１１は、撮像方向が移動体１０の前方に向くように取り付けられるので、取り付け位置の自由度がさらに向上しうる。

図７は、３次元投影システム１００の概略構成の他の例を示す図である。３次元投影装置１２は、図２に示した例と同様に、３次元表示装置１７と、光学素子１８とを備える。３次元表示装置１７は、バックライト１９と、表示部２０と、バリア部２１と、制御部２４とを備える。３次元表示装置１７は、通信部２２をさらに備えてよい。３次元表示装置１７は、記憶部２３をさらに備えてよい。３次元投影装置１２は、筐体１２０を備える。筐体１２０内には、３次元表示装置１７と、光学素子１８とが収容される。３次元投影装置１２は、カメラ１１と鏡４１とをさらに備える。カメラ１１と鏡４１とは、筐体１２０内に収容される。

鏡４１は、筐体１２０内に位置しており、筐体１２０に設けられた開口を介して、運転者１３の顔が映り込むように設けられる。筐体１２０に設けられた開口は、画像光を射出するための開口であってよい。筐体１２０に設けられた開口は、画像光を射出するための開口とは異なる開口であってよい。鏡４１は、凹面鏡であってよいし、凸面鏡であってよいし、平面鏡であってよい。

カメラ１１は、筐体１２０内で、撮像方向が移動体の前方に向くように取り付けられる。カメラ１１は、鏡４１を介して少なくとも運転者１３の眼５を撮像するように構成される。３次元投影装置１２は、カメラ１１が検出した運転者１３の眼５の位置に関する情報に基づいて、投影する画像を制御することができる。

カメラ１１および鏡４１は、筐体１２０内で、画像光の光路を妨げない位置に取り付ければよい。カメラ１１は、可視光カメラまたは赤外線カメラであってよい。カメラ１１は、可視光カメラと赤外線カメラの両方の機能を有していてよい。カメラ１１が、赤外線カメラである場合、カメラ１１から鏡を介して運転者１３までの光路上に、赤外線フィルタを設けてよい。赤外線フィルタは、可視光領域の光を遮断し、赤外領域の光を透過させる。赤外線フィルタは、フィルム状部材であってよく、板状部材であってよい。例えば、赤外線フィルタを鏡４１の表面に設けてよい。赤外線フィルタは、可視光をカットするので、運転者１３は、光路上で赤外線フィルタの先の視認性が低下する。すなわち、赤外線フィルタを設けることで、カメラ１１の視認性を低下させることができる。カメラ１１が、赤外線カメラであれば、赤外線フィルタを透過した赤外線を撮像することができる。

本開示に係る構成は、以上説明してきた実施形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形又は変更が可能である。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

本開示に係る構成を説明する図は、模式的なものである。図面上の寸法比率等は、現実のものと必ずしも一致しない。

本開示において「第１」及び「第２」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第１」及び「第２」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第１眼は、第２眼と識別子である「第１」と「第２」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第１」及び「第２」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。

本開示において、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸は、説明の便宜上設けられたものであり、互いに入れ替えられてよい。本開示に係る構成は、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸によって構成される直交座標系を用いて説明されてきた。本開示に係る各構成の位置関係は、直交関係にあると限定されるものではない。

５ 眼（５Ｌ：左眼、５Ｒ：右眼）
１０ 移動体
１１ カメラ
１２ ３次元投影装置（画像表示モジュール）
１３ 運転者
１４ 虚像（１４ａ：第１虚像、１４ｂ：第２虚像）
１５ ウインドシールド
１６ アイボックス
１７ ３次元表示装置
１８ 光学素子（１８ａ：第１ミラー、１８ｂ：第２ミラー）
１９ バックライト
２０ 表示部（２０ａ：表示面）
２０１Ｌ 左眼視認領域
２０１Ｒ 右眼視認領域
２１ バリア部（２１ａ：遮光面、２１ｂ：開口領域）
２２ 通信部
２３ 記憶部
２４ 制御部
３０ 光学系
４０，４１ 鏡
５０ カメラ装置
１００ ３次元投影システム

Claims (5)

1. ウインドシールドと、
   前記ウインドシールドを介して移動体の運転者の眼を撮像するように構成されるカメラと、
   前記運転者の両眼に対して前記ウインドシールドを介して投影される視差画像を表示する表示部と、を備え、
   前記ウインドシールドは、視差画像の画像光が反射する反射領域と、透過光を減光するように構成される減光部とを含み、
   前記減光部は、前記反射領域より鉛直方向下方に位置し、前記反射領域と重ならず、
   前記カメラは、前記減光部を介して運転者の眼を撮像するように構成される、画像表示モジュール。
2. 請求項１に記載の画像表示モジュールであって、
   前記減光部は、前記ウインドシールドの周囲に位置し、他の部分より相対的に鉛直方向上方に向かって延びている第１部分を含み、
   前記カメラは、前記第１部分で反射した光を撮像するように構成されている、画像表示モジュール。
3. 請求項１または２に記載の画像表示モジュールであって、
   前記減光部で反射した光を反射する鏡をさらに備え、
   前記カメラは、前記鏡で反射した光を撮像するように構成されている、画像表示モジュール。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の画像表示モジュールであって、
   前記カメラから出力された画像から運転者の眼を検出するように構成される制御部を備える、画像表示モジュール。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の画像表示モジュールであって、
   前記視差画像の画像光を前記運転者の両眼に投影する光学系を備え、
   前記光学系は、前記ウインドシールドと、光学素子とを含み、
   前記カメラは、前記光学系と前記ウインドシールドのみを共用している、画像表示モジュール。