WO2022030366A1

WO2022030366A1 - 表示素子、表示装置および電子機器

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Publication number: WO2022030366A1
Application number: PCT/JP2021/028184
Authority: WO
Inventors: 誠一郎甚田; 佳明神山; 延雄岩崎
Original assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp; Sony Group Corp
Current assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp; Sony Group Corp
Priority date: 2020-08-05
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2023-02-05
Also published as: JPWO2022030366A1; JP7826206B2

Abstract

［課題］計算コストの増大や画質の劣化を低減することができる表示素子、係る表示素子を備えた表示装置、および、係る表示装置を備えた電子機器を提供する。［解決手段］本開示に係る表示素子は、輝度変調された可干渉性の光から成る画像を表示する画像表示部と、画像表示部からの光に対して位相変調を施す位相変調部とを有している。位相変調部は、マトリクス状に配置された第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、第１基板と第２基板との間に配置された液晶材料層とを含んでおり、第１電極と第２電極との間に印加される電圧に基づいて、画像表示部から入射する光に対して位相変調を施す。

Description

表示素子、表示装置および電子機器

　本開示は、表示素子、表示装置および電子機器に関する。より詳しくは、光の強度と相とを個別に変調することができる表示素子、係る表示素子を備えた表示装置、および、係る表示装置を備えた電子機器に関する。

　一般的なディスプレイにおいて画像が表示されているとき、観察者は、輝度変調された画素そのものを観察することによって画像を認識する。これに対して、光の位相の空間分布を制御することによって光の伝搬を再現し、結像の距離を制御して画像を表示するといった方法も知られている。この場合、観察者は、結像距離が一定であれば二次元の画像として認識し、結像距離が複数あれば立体画像として認識する。例えば特許文献１には、液晶材料を用いたパネルを用いて位相変調を行うといったことが開示されている。

特開２００２－２３１０７号公報

　位相変調のみで画像を表示する場合、反復計算による最適化や近似が必要となり、計算コストの増大や画質の劣化が生ずる。

　従って、本開示の目的は、計算コストの増大や画質の劣化を低減することができる表示素子、係る表示素子を備えた表示装置、および、係る表示装置を備えた電子機器を提供することにある。

　上記の目的を達成するための本開示に係る表示素子は、
　輝度変調された可干渉性の光から成る画像を表示する画像表示部と、
　画像表示部からの光に対して位相変調を施す位相変調部と、
を有している表示素子である。

　上記の目的を達成するための本開示に係る表示装置は、
　輝度変調された可干渉性の光から成る画像を表示する画像表示部と、
　画像表示部からの光に対して位相変調を施す位相変調部と、
を有している表示素子を含む表示装置である。

　上記の目的を達成するための本開示に係る電子機器は、
　輝度変調された可干渉性の光から成る画像を表示する画像表示部と、
　画像表示部からの光に対して位相変調を施す位相変調部と、
を有している表示素子を含む表示装置を用いた電子機器である。

図１は、第１の実施形態に係る表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。図２は、第１の実施形態に用いられる表示素子の構成図である。図３は、表示素子の構造を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。図４は、表示素子を構成する光学要素の配置関係を示す模式的な構成図である。図５は、輝度変調と位相変調とを組み合わせることによって完全位相変調が得られることを示す図である。図６は、第１の変形例に係る表示素子を構成する光学要素の配置を示す模式的な構成図である。図７は、第１の変形例に係る表示素子の構造を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。図８は、第２の変形例に係る表示素子を構成する光学要素の配置を示す模式的な構成図である。図９は、第２の変形例に係る表示素子の構造を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。図１０は、第３の変形例に係る表示素子の構造を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。図１１は、第４の変形例に係る表示素子の構造を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。図１２は、第５の変形例に係る表示素子の構造を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。図１３は、第６の変形例に係る表示素子の構造を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。図１４は、第７の変形例に係る表示素子の構造を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。図１５は、第８の変形例を説明するための図であって、３個の表示素子を用いてカラー表示をする表示装置の構成を示す概念図である。図１６は、図１５に引き続き、第８の変形例を説明するための図であって、１個の表示素子を用いてカラー表示をする表示装置の構成を示す概念図である。図１７は、カラーフィルタの配列を説明するための模式的な一部平面図である。図１８は、図１７に引き続き、カラーフィルタの配列を説明するための模式的な一部平面図である。図１９は、第９の変形例に係る表示素子を用いた表示装置の構成を説明するための模式図である。図２０は、第２の実施形態に係る表示装置の構成を説明するための模式図である。図２１は、表示素子を構成する光学要素の配置関係を示す模式的な構成図である。図２２は、図２１に引き続き、表示素子を構成する光学要素の配置関係を示す模式的な構成図である。図２３は、表示素子の構造を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。図２４は、第３の実施形態に係る表示装置の概念図である。図２５は、第３の実施形態の第１の変形例を説明するための概念図である。図２６は、第３の実施形態の第２の変形例を説明するための概念図である。図２７は、投射型の表示装置の構成例を説明するための概念図である。図２８は、３板式を採用した投射型の表示装置の構成例を説明するための概念図である。図２９は、車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。図３０は、車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。図３１は、手術室システムの全体構成を概略的に示す図である。図３２は、集中操作パネルにおける操作画面の表示例を示す図である。図３３は、手術室システムが適用された手術の様子の一例を示す図である。図３４は、図３３に示すカメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。

　以下、図面を参照して、実施形態に基づいて本開示を説明する。本開示は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値や材料は例示である。以下の説明において、同一要素または同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は、以下の順序で行う。
　１．本開示に係る、表示素子、表示装置および電子機器、全般に関する説明
　２．第１の実施形態とその変形例
　３．第２の実施形態
　４．第３の実施形態とその変形例
　５．電子機器の説明
　６．応用例１
　７．応用例２
　８．その他

［本開示に係る、表示素子、表示装置および電子機器、全般に関する説明］
　以下の説明において、本開示に係る表示装置および本開示に係る電子機器に用いられる表示装置を、単に、「本開示の表示装置」と呼ぶ場合がある。また、本開示に係る表示素子および本開示の表示装置に用いられる表示装置を、単に、「本開示の表示素子」と呼ぶ場合がある。また、本開示の表示素子、本開示の表示装置および本開示に係る電子機器を、単に「本開示」と呼ぶ場合がある。

　上述したように、本開示の表示素子は、
　輝度変調された可干渉性の光から成る画像を表示する画像表示部と、
　画像表示部からの光に対して位相変調を施す位相変調部と、
を有している。

　この場合において、位相変調部は、
　マトリクス状に配置された第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、第１基板と第２基板との間に配置された液晶材料層とを含んでおり、
　第１電極と第２電極との間に印加される電圧に基づいて、画像表示部から入射する光に対して位相変調を施す構成とすることができる。

　この場合において、画像表示部は、
　マトリクス状に配置された画素電極を有する第３基板と、共通電極を有する第４基板と、第３基板と第４基板との間に配置された液晶材料層とを含んでおり、
　画像表示部に入射する可干渉性の光に対して、画素電極と共通電極との間に印加される電圧に基づいて、輝度変調を施す構成とすることができる。

　本開示の表示素子にあっては、光の振幅Ａと位相φとを個別に変調した出力を得ることができる。ここでは、光の振幅Ａと位相φとが個別に変調できることを、完全位相変調と呼ぶ。そして、本開示の表示素子を用いた表示装置にあっては、光の位相の空間分布を制御することによって光の伝搬を再現し、結像の距離を制御して画像を表示する。観察者は、画像表示部からの光が更に適宜位相変調された光に基づいて画像を認識する。

　上述した好ましい構成の本開示の表示素子において、
　画像表示部は透過型または反射型であり、
　画像表示部と位相変調部とは積層されている、
　構成とすることができる。

　画像表示部と位相変調部とを接合して積層する場合、接合方法として、例えば、接着剤用いた接合方法や塗布したガラスペーストなどをレーザで溶着する接合方法、あるいは又、表面を活性化した後に張り合わせて原子間力によって接合する方法や反応液を塗布した状態で化学結合により接合する方法を用いることができる。定性的には、表示素子の特性上、接合部分をできるだけ狭くすることが好ましい。接合対象の材質にもよるが、基本的には、原子間力による接合や化学結合により接合することが好ましい。

　この場合において、位相変調部の第１基板および第２基板のうちいずれか一方と、画像示部の第３基板と第４基板のうちいずれか一方とが対向するように積層されている構成とすることができる。あるいは又、位相変調部の第１基板および第２基板のうちいずれか一方と、画像表示部の第３基板と第４基板のうちいずれか一方とが共通化されている構成とすることができる。あるいは又、画像表示部と位相変調部との間には、マトリクス状に配置されたマイクロレンズが配置されている構成とすることができる。

　上述した各種の好ましい構成の本開示の表示素子において、画像表示部および位相変調部の少なくとも一方にはカラーフィルタが配されている構成とすることができる。この場合において、カラーフィルタは、透過色の種類毎にストライプ状に配置されている構成とすることができる。

　この場合において、カラーフィルタは、同一の透過色のストライプが隣接しないように配置されている構成とすることができる。あるいは又、カラーフィルタは、隣接する複数本のストライプが同一の透過色となるように配置されている構成とすることができる。

　本開示の表示素子を用いた表示装置にあっては、光の位相の空間分布を制御することによって光の伝搬を再現し、結像の距離を制御して画像を表示する。従って、観察者は、画像表示部が表示する画像が更に適宜位相変調された画像を認識する。このため、表示素子の表示領域が所定色毎に大別されていても、位相変調部の制御によって支障なく画像を表示することが可能である。

　本開示にあっては、液晶材料層を含む上述した画像表示部に替えて、
　画像表示部は、マトリクス状に配置された、可干渉性の光を発光する発光素子を有しており、
　発光素子の輝度を制御することによって可干渉性の光から成る画像を表示する、構成とすることができる。この場合において、画像表示部と位相変調部とは積層されている構成とすることができる。

　本開示の実施に支障が生じない限り、発光素子の構成は特に限定するものではない。発光素子として、例えば、半導体レーザ素子、ＬＥＤ素子および有機エレクトロルミネッセンス素子を挙げることができる。例えば、発光部と共振器構造などを組み合わせることによって、可干渉性の光を発光する発光素子を構成することができる。平面型の表示素子を構成する観点からは、中でも、発光素子は有機エレクトロルミネッセンス素子から成る構成とすることが好ましい。

　あるいは又、この場合において、画像表示部と位相変調部との間には偏光子が配置されている構成とすることができる。

　上述した各種の好ましい構成の本開示の表示素子において、位相変調部の出射側には偏光子が配置されている構成とすることができる。

　上述したように、本開示の表示装置は、
　輝度変調された可干渉性の光から成る画像を表示する画像表示部と、
　画像表示部からの光に対して位相変調を施す位相変調部と、
を有している表示素子を含む。

　この場合において、表示装置は、画像表示部に可干渉性の光を照射する光源部を有する構成とすることができる。可干渉性の光を照射する光源部として例えば、半導体レーザ素子を用いた光源を挙げることができる。

　表示素子に用いられる基板として、例えばガラスや石英などの透明材料から成る透明基板や、例えばシリコンから成る半導体基板を用いることができる。あるいは又、ポリイミドから成るフィルムを基板として用いることもできる。基板の材料は、表示素子に求められる透光性などに鑑みて、適宜好適な材料を選択して用いればよい。

　位相変調部が、マトリクス状に配置された第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、第１基板と第２基板との間に配置された液晶材料層とを含む構成の場合、第１電極および第２電極は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料を用いて形成することができる。尚、場合によっては、光透過性を有するほどに薄膜化した金属膜を用いることもできる。

　画像表示部が、マトリクス状に配置された画素電極を有する第３基板と、共通電極を有する第４基板と、第３基板と第４基板との間に配置された液晶材料層とを含む構成である場合、共通電極は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料を用いて形成することができる。尚、場合によっては、光透過性を有するほどに薄膜化した金属膜を用いることもできる。画像表示部が透過型の場合、画素電極は、共通電極と同様の材料を用いて形成することができる。画像表示部が反射型の場合、画素電極は、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）などの金属材料を用いて形成することができる。

　位相変調部や画像表示部において、液晶材料層と接する面には、液晶分子の初期配向を規定するための配向膜が設けられる。配向膜は、有機化合物や無機化合物などの周知の材料を用いて構成することができる。光源部から強い光が照射される表示装置にあっては、耐光性に優れた無機材料から成る配向膜も用いることが好ましい。無機材料から成る配向膜は、例えば、シリコン酸化物などの無機材料を基板に対して斜め方向から蒸着することにより形成することができる。

　表示素子に用いられる偏光子の構成は特に限定するものではなく、例えば延伸処理を施した樹脂等で形成される吸収型の偏光子や、ワイヤグリッド偏光子などの反射型の偏光子を用いることができる。ワイヤグリッド偏光子は、耐熱性に優れ、また、位相変調部や画像表示部にインセルで配置することができるといった利点を有する。

　マトリクス状に配置された第１電極やマトリクス状に配置された画素電極は、例えば、スイッチング素子を構成するトランジスタを用いて駆動することができる。トランジスタとして、所謂薄膜トランジスタの他、半導体基板のウェル領域に設けられたトランジスタを用いることができる。

　本開示に用いられる各種の配線やコンタクトを構成する材料は特に限定するものではなく、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、Ａｌ－ＣｕやＡｌ－Ｓｉ等のアルミニウム合金、タングステン（Ｗ）、タングステンシリサイド（ＷＳｉ_x）などのタングステン合金といった金属材料を用いることができる。

　本開示に用いられる絶縁層や絶縁膜を構成する材料は、本開示の実施に支障がない限り、特に限定するものではない。例えば、シリコン酸化物などの無機材料や、ポリイミドなどの有機材料を用いることができる。

　表示装置は、モノクロ画像を表示する構成であってもよいし、カラー画像を表示する構成であってもよい。液晶表示装置の画素（ピクセル）の値として、Ｕ－ＸＧＡ（１６００，１２００）、ＨＤ－ＴＶ（１９２０，１０８０）、Ｑ－ＸＧＡ（２０４８，１５３６）の他、（３８４０，２１６０）、（７６８０，４３２０）等、画像用解像度の幾つかを例示することができるが、これらの値に限定するものではない。

　また、本開示の表示装置として、直視型や投射型の表示装置を例示することができる。また、本開示の表示装置を用いた電子機器として、画像表示機能を備えた各種の電子機器を例示することができる。

　本明細書における各種の条件は、厳密に成立する場合の他、実質的に成立する場合にも満たされる。設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。また、以下の説明において用いる各図面は模式的なものであり、実際の寸法やその割合を示すものではない。

［第１の実施形態］
　第１の実施形態は、本開示に係る、表示素子、表示装置および電子機器に関する。

　図１は、第１の実施形態に係る表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。

　第１の実施形態に係る表示装置１は、可干渉性の光を照射する光源部２と、表示素子３とを備えている。光源部２は、例えば垂直共振器型面発光レーザを用いた光源であって、可干渉性の光を表示素子３に照射する。

　表示素子３は、輝度変調された可干渉性の光から成る画像を表示する画像表示部３０と、画像表示部３０からの光に対して位相変調を施す位相変調部４０とを有している。表示素子３は、対角寸法が例えば１インチ程度のパネル状である。表示装置１は、図示せぬ画像制御回路からの信号に基づいて動作し、結像の距離を制御して２Ｄや３Ｄの画像を表示する。

　図２は、第１の実施形態に用いられる表示素子の構成図である。表示素子３に用いられる位相変調部４０は、所謂透過型のアクティブマトリクス型液晶パネルとして構成されている。図２に示すように、位相変調部４０は、マトリクス状に配置されている画素ＰＸ、画素ＰＸを駆動するための水平駆動回路４１および垂直駆動回路４２といった各種回路を備えている。符号ＳＣＬは画素ＰＸを走査するための走査線であり、符号ＤＴＬは画素ＰＸに種の電圧を供給するための信号線である。画素ＰＸは、例えば水平方向にＭ個、垂直方向にＮ個、合計Ｍ×Ｎ個が、マトリクス状に配置されている。

　尚、画像表示部３０も、所謂透過型のアクティブマトリクス型液晶パネルとして構成されている。表示装置１において画像表示部３０は透過型であり、水平駆動回路３１や図示せぬ垂直駆動回路などによって駆動される。後述するように、液晶材料層の厚さが相違する他、基本的に、画像表示部３０は位相変調部４０と同様の構成である。

　図３は、表示素子の構造を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。

　表示素子３は、画像表示部３０と位相変調部４０とが積層されて構成されている。本開示の表示素子にあっては、位相変調部の第１基板および第２基板のうちいずれか一方と、画像表示部の第３基板と第４基板のうちいずれか一方とが対向するように積層されている構成とすることができる。図３に示す例では、位相変調部４０の第２基板４１０と、画像表示部３０の第３基板３００とが対向するように積層されている。符号ＢＤは、画像表示部３０と位相変調部４０との接合部分を示す。

　画像表示部３０は、マトリクス状に配置された画素電極３０４を有する第３基板３００と、共通電極３１３を有する第４基板３１０と、第３基板３００と第４基板３１０との間に配置された液晶材料層３２０とを含んでいる。そして、光源部２から画像表示部３０に入射する可干渉性の光に対して、画素電極３０４と共通電極３１３との間に印加される電圧に基づいて、輝度変調を施す。

　位相変調部４０は、マトリクス状に配置された第１電極４０４を有する第１基板４００と、第２電極４１３を有する第２基板４１０と、第１基板４００と第２基板４１０との間に配置された液晶材料層４２０とを含んでいる。第１電極４０４と第２電極４１３との間に印加される電圧に基づいて、画像表示部３０から入射する光に対して位相変調を施す。

　引き続き、画像表示部３０と位相変調部４０の他の構成要素について説明する。

　先ず、位相変調部４０について説明する。第１基板４００は、例えば石英から成る基板４０１を含んでいる。基板４０１の液晶材料層４２０側の面には、トランジスタを構成する半導体材料層４０２、配線や電極などから成る遮光部４０３、第１電極４０４、第１電極４０４や遮光部４０３上を含む全面に設けられた平坦化膜４０５が配置されている。更に、配向膜４０６が平坦化膜４０５上に設けられている。

　第２基板４１０は、例えば石英から成る基板４１１を含んでいる。基板４１１は例えば遮光部４０３に対応する遮光部４１２を挟むように複数の基板が積層されて形成されている。尚、遮光部４１２は省略されていてもよい。基板４１１の液晶材料層４２０側の面には、共通の第２電極４１３が配置されている。更に、配向膜４１４が第２電極４１３上に設けられている。

　第１基板４００と第２基板４１０とは、液晶材料層４２０を挟んだ状態で封止されている。符号４３０は封止部を示す。配向膜４０６，４１４によって、液晶材料層４２０の液晶分子４２１の初期配向方向が設定される。液晶材料層４２０に電界が印加されていない状態で、液晶分子４２１は所定のチルト角を成して略垂直方向に配向する。位相変調部４０は、所謂垂直配向型（ＶＡモード）の液晶装置である。液晶材料層４２０の厚さｄ₂は、設計中心の光の波長をλ、液晶分子４２１の複屈折率をΔｎとするとき、Δｎ・ｄ₂＝λを満たし、位相差が最大２πとなるように設定されている。

　次いで、画像表示部３０について説明する。第３基板３００は、例えば石英から成る基板３０１を含んでいる。基板３０１の液晶材料層３２０側の面には、トランジスタを構成する半導体材料層３０２、配線や電極などから成る遮光部３０３、画素電極３０４、画素電極３０４や遮光部３０３上を含む全面に設けられた平坦化膜３０５が配置されている。更に、配向膜３０６が平坦化膜３０５上に設けられている。

　第４基板３１０は、例えば石英から成る基板３１１を含んでいる。基板３１１は例えば遮光部３０３に対応する遮光部３１２を挟むように複数の基板が積層されて形成されている。尚、遮光部３０３は省略されていてもよい。基板３１１の液晶材料層３２０側の面には、共通電極３１３が配置されている。更に、配向膜３１４が共通電極３１３上に設けられている。

　第３基板３００と第４基板３１０とは、液晶材料層３２０を挟んだ状態で封止されている。符号３３０は封止部を示す。配向膜３０６，３１４によって、液晶材料層３２０の液晶分子３２１の初期配向方向が設定される。液晶材料層３２０に電界が印加されていない状態で、液晶分子３２１は所定のチルト角を成して略垂直方向に配向する。画像表示部３０は、所謂垂直配向型（ＶＡモード）の液晶装置である。液晶材料層３２０の厚さｄ₁は、設計中心の光の波長をλ、液晶分子３２１の複屈折率をΔｎとするとき、Δｎ・ｄ₂＝λ／２を満たし、位相差が最大πとなるように設定されている。

　画像表示部３０には、例えばクロスニコルの状態となるように配置された一対の偏光子３４１，３４２が配置されている。偏光子３４１は第４基板３１０側に配置されており、偏光子３４２は第３基板３００側に配置されている。

　尚、図３においては、偏光子３４１，３４２が基板とは独立した所謂フィルム状の偏光子である場合の配置を示したが、これは一例に過ぎない。例えば、偏光子３４１，３４２をワイヤグリッド偏光子から構成し、第３基板３００や第４基板３１０にインセルで配置されている構成とすることもできる。

　以上、画像表示部３０と位相変調部４０の他の構成要素について説明した。

　次いで、輝度変調と位相変調とを組み合わせることによって完全位相変調が得られることを説明する。

　図４は、表示素子を構成する光学要素の配置関係を示す模式的な構成図である。図５は、輝度変調と位相変調とを組み合わせることによって完全位相変調が得られることを示す図である。

　図４に示すように、光源部２からの可干渉性の光は、画像表示部３０の偏光子３４１に入射し、所定の方向の直線偏光が液晶材料層３２０に入射する。画素電極３０４と共通電極３１３との間の電圧によって、画素電極３０４と共通電極３１３とに挟まれる液晶材料３２０のリタデーションは変化する。液晶材料層３２０に電圧が印加されない状態では、直線偏光はそのまま液晶材料層３２０を透過し、偏光子３４２に達する。偏光子３４１，３４２はクロスニコルの状態であるため、液晶材料層３２０を透過する光は偏光子３４２によって遮られ、黒表示となる。

　一方、液晶材料層３２０に充分な電圧が印加されている状態では、液晶材料層３２０を透過する光の偏光方向は略９０度変化し、偏光子３４２に達する。したがって、液晶材料層３２０を透過する光は偏光子３４２を透過するので、白表示となる。偏光子３４２を透過する光の強度は、画素電極３０４に印加される電圧によって制御される。即ち、画素電極３０４に印加される電圧によって、輝度変調の程度が制御される。

　画像表示部３０を透過した可干渉性の光は、位相変調部４０の液晶材料層４２０に入射する。第１電極４０４と第２電極４１３との間の電圧によって、第１電極４０４と第２電極４１３とに挟まれる液晶材料層４２０のリタデーションは変化する。即ち、液晶材料層４２０を透過する光の位相は、第１電極４０４に印加される電圧によって、０ないし２πの範囲で変化する。換言すれば、第１電極４０４に印加される電圧によって、位相変調の程度が制御される。尚、図において配向膜３１４，３０６に付した矢印は、配向膜上に位置する液晶分子３２１の配向方向を表している。同様に、配向膜４１４，４０６に付した矢印は、配向膜上に位置する液晶分子４２１の配向方向を表している。

　図５に示すように、画像表示部３０にあっては、所定の位相関係にある光について、その強度が制御される。そして、位相変調部４０にあっては、０ないし２πの範囲で位相が制御される。したがって、画像表示部３０と位相変調部４０とを組み合わせた表示素子３を用いることによって、光の振幅Ａと位相φとを個別に変調した出力を得ることができる。

　以上、輝度変調と位相変調とを組み合わせることによって完全位相変調が得られることを説明した。

　表示素子３を用いた表示装置１にあっては、光の位相の空間分布を制御することによって光の伝搬を再現し、結像の距離を制御して画像を表示する。観察者は、画像表示部からの光が更に適宜位相変調された光に基づいて画像を認識する。位相変調のみで画像を表示する場合、反復計算による最適化や近似が必要となるが、表示素子３を用いた表示装置１にあっては完全位相変調が可能であるため、計算コストの増大や画質の劣化を低減することができる。

　尚、画像表示部３０の画素の位相変調部４０の画素は一対一の対となり、開口の形状は同形状となるのが基本である。但し、画像表示部３０と位相変調部４０との位置合わせずれや、画像表示部３０の開口から出る光の回折などによって迷光が生ずることが考えられる。

　迷光による影響を低減するといった観点からは、画像表示部３０と位相変調部４０とはできるだけ接近して積層することが好ましい。あるいは又、画像表示部３０と位相変調部４０のいずれか一方の開口を相対的に小さくすることが好ましい。定性的には、位相変調部４０の出射側において開口を相対的に小さくすることが好ましい。

　表示素子３や表示素子３を用いた表示装置１については、種々の変形が可能である。以下、変形例について説明する。

（第１の変形例）
　図６は、第１の変形例に係る表示素子を構成する光学要素の配置を示す模式的な構成図である。図７は、第１の変形例に係る表示素子の構造を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。

　図６に示す表示素子３Ａは、画像表示部３０の偏光子３４２を省略し、代替として、位相変調部４０の出射側に偏光子４４２を配置したといった構成である。画像表示部３０側の偏光子３４１と位相変調部４０側の偏光子４４２とはクロスニコルの状態で配置されている。

　尚、図７においては、偏光子４４２は、基板とは独立した所謂フィルム状の偏光子である場合の配置を示したが、これは一例に過ぎない。例えば、偏光子４４２をワイヤグリッド偏光子から構成し、第１基板４００にインセルで配置されている構成とすることもできる。後述する他の変形例においても同様である。

（第２の変形例）
　図８は、第２の変形例に係る表示素子を構成する光学要素の配置を示す模式的な構成図である。図９は、第２の変形例に係る表示素子の構造を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。

　図８に示す表示素子３Ｂは、表示素子３に対して位相変調部４０の出射側に更に偏光子４４２を配置したといった構成である。画像表示部３０側の偏光子３４１，３４２はクロスニコルの状態で配置されている。位相変調部４０の出射側の偏光子４４２は、画像表示部３０側の偏光子３４２とパラレルニコルの状態で配置されている。

　この構成は、位相変調部４０を透過する際に所望の偏光方向以外の光が生ずる場合に、これをノイズとして除去することができるといった利点を有する。

（第３の変形例）
　図１０は、第３の変形例に係る表示素子の構造を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。

　図３に示す表示素子３にあっては、位相変調部４０の第２基板４１０と、画像表示部３０の第３基板３００とが対向するように積層されていた。これに対し、図１０に示す第３の変形例に係る表示素子３Ｃにあっては、位相変調部４０の第１基板４００Ｃと、画像表示部３０の第３基板３００とが対向するように積層されている。

　半導体材料層の遮光の観点から、位相変調部４０の第１基板４００Ｃにあっては、遮光部４０３と半導体材料層４０２との位置関係が入れ替わっている。

（第４の変形例）
　図１１は、第４の変形例に係る表示素子の構造を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。

　第４の変形例に係る表示素子３Ｄにおいて、画像表示部３０と位相変調部４０との間には、マトリクス状に配置されたマイクロレンズＭＬが配置されている。

　画像表示部３０の出射側の光は、第３基板３００の遮光部３０３と遮光部３０３との間の開口を透過する際に、回折によって光の一部が遮光部３０３の裏に回り込む。画像表示部３０と位相変調部４０とが接近して積層できない場合、遮光部３０３の裏に回り込む光は迷光となって画質を損ねる原因となる。このような場合に、画像表示部３０と位相変調部４０との間にマトリクス状に配置されたマイクロレンズＭＬを配置することによって、遮光部３０３の裏に回り込む光の進行方向を本来の進行方向に向かわせることができる。

（第５の変形例）
　図１２は、第５の変形例に係る表示素子の構造を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。

　第５の変形例に係る表示素子３Ｅにあっては、位相変調部の遮光部に、Ｚ方向に延びる遮光壁が更に設けられている。

　第４の変形例において説明したように、画像表示部３０の出射側の光は、第３基板３００の遮光部３０３と遮光部３０３との間の開口を透過する際に、回折によって光の一部が遮光部３０３の裏に回り込む。表示素子３Ｅにあっては、位相変調部４０の遮光部４１２にＺ方向に延びる遮光壁が更に設けられている。これによって、回折による迷光が位相変調部４０に入射することを防ぐことができる。

（第６の変形例）
　図１３は、第６の変形例に係る表示素子の構造を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。

　画像表示部３０と位相変調部４０とを接近して積層するために、位相変調部の第１基板および第２基板のうちいずれか一方と、画像表示部の第３基板と第４基板のうちいずれか一方とを共通化するといったことが考えられる。図１３に示す表示素子３Ｆにあっては、位相変調部４０の第２基板と画像表示部の第１基板とが共通化されている。より具体的には、図３に示す画像表示部３に示す基板４１１と基板３０１とが基板３０１Ｆによって共通化されたといった構成である。この構成によれば、図３に示す接合部ＢＤを省略することができ、また、全体として基板の厚さを薄くできるので、画像表示部３０と位相変調部４０とをより接近して積層することができる。

（第７の変形例）
　図１４は、第７の変形例に係る表示素子の構造を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。

　第６の変形例と同様に、表示素子３Ｇにおいても、位相変調部と画像表示部とにおいて基板が共通化されている。表示素子３Ｇにあっては、位相変調部４０の第２基板と画像表示部の第２基板とが基板３１１Ｇによって共通化されている。尚、半導体材料層の遮光の観点から、位相変調部４０の第１基板４００にあっては、遮光部４０３と半導体材料層４０２との位置関係が入れ替わっている。

（第８の変形例）
　第８の変形例は、カラー表示を行うための表示素子および表示装置に関する。

　図１５は、第８の変形例を説明するための図であって、３個の表示素子を用いてカラー表示をする表示装置の構成を示す概念図である。

　表示装置１Ａは、所謂３板式の構成である。即ち、赤色光を発光する光源部２_R、緑色光を発光する光源部２ G、青色光を発光する光源部２_Bを個別に用意し、また、各光源部に対応してそれぞれ独立に表示素子３_R，３_G，３_Bを配置して、各色の加法混色によってカラー表示を行う。

　図１６は、図１５に引き続き、第８の変形例を説明するための図であって、１個の表示素子を用いてカラー表示をする表示装置の構成を示す概念図である。

　表示装置１Ｂは、所謂単板式の構成である。光源部２_RGBは赤色光、緑色光および青色光を含む光を発光する。表示素子３Ｈは、表示素子３にカラーフィルタを更に加えたといった構成である。尚、カラーフィルタＣＦの位置は特に限定するものではない。画像表示部および位相変調部の少なくとも一方にはカラーフィルタが配されている構成であればよい。また、複数のカラーフィルタＣＦが配置されていてもよい。図１６に示す例では、画像表示部３０と位相変調部４０との間にカラーフィルタＣＦが配置されている。

　図１７は、カラーフィルタの配列を説明するための模式的な一部平面図である。

　図１７に示すカラーフィルタＣＦは、透過色の種類毎にストライプ状に配置されている例を示す。符号Ｒ、符号Ｇ、符号Ｂは、それぞれ、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタの領域を示す。カラーフィルタＣＦは、同一の透過色のストライプが隣接しないように配置されている。

　図１８は、図１７に引き続き、カラーフィルタの配列を説明するための模式的な一部平面図である。

　図１８に示すカラーフィルタＣＦも、透過色の種類毎にストライプ状に配置されている。但し、図１７とは異なり、カラーフィルタＣＦは、隣接する複数本のストライプが同一の透過色となるように配置されている。より具体的には、カラーフィルタＣＦは、赤色フィルタが連続して配置される領域、緑色フィルタが連続して配置される領域、青色フィルタが連続して配置される領域に３分割されている。

　図１７に示すカラーフィルタＣＦでは、同一の透過色のストライプが隣接しないように配置されている。このため、図１８に示すカラーフィルタＣＦに比べて、画素の狭ピッチ化が図りにくい。定性的には、画素の狭ピッチ化を図るほど回折角が広くなり視域が拡大する。したがって、視域を拡大する観点からは図１８に示すカラーフィルタＣＦを採用することが好ましい。

（第９の変形例）
　上述した各変形例を含めて、画像表示部３０は所謂透過型のアクティブマトリクス型液晶パネルとして構成されている。しかしながら、画像表示部３０は反射型の構成とすることもできる。

　図１９は、第９の変形例に係る表示素子を用いた表示装置の構成を説明するための模式図である。

　表示装置１Ｃは、偏光ビームスプリッタＰＢＳに、光源部２と表示素子３Ｊとを組み合わせたといった構成である。表示装置３Ｊは、反射型のアクティブマトリクス型液晶パネルから成る画像表示部３０Ｊと、位相変調部４０Ｊとを組み合わせた構成である。光源部２は偏光ビームスプリッタＰＢＳの底面に配置され、偏光ビームスプリッタＰＢＳの界面で反射したＰ波光が位相変調部４０Ｊに入射する。そして、反射型の画像表示部３０Ｊにて反射した光が位相変調部４０Ｊを透過し、Ｓ波光が偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過するといった構成である。透過型とは光路長が異なるが、液晶材料層の厚さなどを適宜調整すればよい。一般的に、同じ液晶材料を用いるならば、反射型の液晶材料層の厚さ（所謂セルギャップ）は、透過型の約半分となる。

［第２の実施形態］
　第２の実施形態も、本開示に係る、表示素子、表示装置および電子機器に関する。

　図２０は、第２の実施形態に係る表示装置の構成を説明するための模式図である。

　第１の実施形態において、表示素子を構成する画像表示部は自発光ではない液晶パネルから構成されていた。これに対し、第２の実施形態に係る表示装置１Ｄに用いられる表示素子３Ｋにおいて、画像表示部２０は、マトリクス状に配置された、可干渉性の光を発光する発光素子を有している。そして、画像表示部２０は、発光素子の輝度を制御することによって可干渉性の光から成る画像を表示する。画像表示部２０と位相変調部４０との間には偏光子が配置されている。画像表示部２０からの可干渉性の光は、偏光子５０を介して位相変調部４０に入射するといった構成である。

　図２１は、表示装置を構成する光学要素の配置関係を示す模式的な構成図である。

　画像表示部２０は発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子を有している。発光素子の光は共振器構造などを介することによって可干渉性の光として出射する。画像表示部２０からの光は、偏光子５０に入射し、所定の方向の直線偏光が位相変調部４０に入射する。

　画像表示部３０を透過した可干渉性の光は、位相変調部４０の液晶材料層４２０に入射する。第１電極４０４と第２電極４１３との間の電圧によって、第１電極４０４と第２電極４１３とに挟まれる液晶材料層４２０のリタデーションは変化する。即ち、液晶材料層４２０を透過する光の位相は、第１電極４０４に印加される電圧によって、０ないし２πの範囲で変化する。換言すれば、第１電極４０４に印加される電圧によって、位相変調の程度が制御される。

　偏光子５０を透過する光は、画像表示部２０によってその強度が制御される。そして、位相変調部４０にあっては、０ないし２πの範囲で位相が制御される。したがって、画像表示部２０と位相変調部４０とを組み合わせた表示素子３は、光の振幅Ａと位相φとを個別に変調した出力を得ることが可能である。尚、実施に支障が生じない限り、偏光子５０の配置位置については、種々の構成を取り得る。例えば、図２２に示すように、位相変調部４０の表示面側に偏光子を配置する構成とすることもできる。

　図２３は、表示素子の構造を説明するための基板などの模式的な一部断面図である。

　画像表示部２０について説明する。基板２０１は例えば石英から成り、基板２０１の面には、配線２０１やトランジスタを構成する半導体材料層２０２、トランジスタの一端に接続された画素電極２１１が設けられている。符号２１２は、画素電極間を区画するための隔壁部である。隔壁部２１２や画素電極２１１上を含む全面には、発光層を含む有機層２１３が形成されており、その上に共通電極２１４が形成されている。画素電極２１１と共通電極２１４とで挟まれた部分の有機層２１３は、画素電極２１１と共通電極２１４との間の電圧に応じて発光する。

　共通電極２１４上には保護層２２１が形成されている。保護層２２１上の構成は、図１を参照して説明した表示装置３Ｇの構成と略同様である。このように、画像表示部２０と位相変調部４０とは積層されている。尚、符号２３０は封止部である。

［第３の実施形態］
　第３の実施形態も、本開示に係る、表示装置および電子機器に関する。

　上述した第１の実施形態および第２の実施形態にあっては、画像表示部において光の強度を制御し、位相変調部において位相を制御することで完全位相変調を行うといった構成であった。

　光の振幅Ａと位相φとを個別に変調した出力は数式でＡ・ｅｘｐ（ｉφ）と表すことができるが、この式は、変数θ 1及びθ 2を適宜選択することによって、ｅｘｐ（ｉθ₁）＋ｅｘｐ（ｉθ₂）と表すこともできる。これは、位相変調部の出力を２つ適宜重畳することで、完全位相変調が行えることを表している。第３の実施形態の表示装置は、位相変調部の出力を２つ適宜重畳するといった構成である。

　図２４は、第３の実施形態に係る表示装置の概念図である。

　表示装置１Ｅは、キューブ型のハーフミラーＭＲの一対の入射面の双方に、可干渉性の光を照射する光源部と透過型の位相変調部との組を配置したといった構成である。即ち、ハーフミラーＭＲの底面には、光源部２Ａと位相変調部４０Ａが配置されている。また、ハーフミラーＭＲの底面には左側面には光源部２Ｂと位相変調部４０Ｂが配置されている。光源部光源部２Ａと位相変調部４０Ａとの間には偏光子５０Ａが配置されており、光源部２Ｂと位相変調部４０Ｂとの間には偏光子５０Ｂが配置されている。

　表示装置１Ｅにおいて、位相変調部４０Ａ，４０Ｂを透過する光はいずれもＰ波光あるいはＳ波光となるように設定される。位相変調部４０Ｂからの光はハーフミラーＭＲの反射面ＲＰをそのまま透過する。一方、位相変調部４０Ａからの光は反射面ＲＰで反射し、位相変調部４０Ｂからの光と重畳される。

　　表示装置１Ｅについても、種々の変形が可能である。以下、変形例について説明する。

　図２５は、第３の実施形態の第１の変形例を説明するための概念図である。

　図２５に示す例では、偏光子５０Ａ，５０Ｂの位置が変更されている。偏光子５０Ａは、位相変調部４０ＡとハーフミラーＭＲとの間に配置されている。また、偏光子５０Ｂは、位相変調部４０ＢとハーフミラーＭＲとの間に配置されている。

　図２６は、第３の実施形態の第２の変形例を説明するための概念図である。

　図２６に示す例では、偏光子５０ＣはハーフミラーＭＲの出射面に配置されている。位相変調部４０Ａからの光と位相変調部４０Ｂからの光は、偏光子を介さない状態で、ハーフミラーＭＲに入射するといった構成である。

　以上、第１の実施形態ないし第３の実施形態について説明した。本開示によれば、光の振幅Ａと位相φとを個別に変調した出力を得ることができる。位相変調のみで画像を表示する場合、反復計算による最適化や近似が必要となるが、本開示の表示素子を用いた表示装置などにあっては完全位相変調が可能であるため、計算コストの増大や画質の劣化を低減することができる。

［電子機器の説明］
　以上説明した本開示の表示素子は、光の振幅Ａと位相φとを個別に変調することができる素子として利用することができる。また、本開示の表示装置は、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示部（表示装置）として用いることができる。一例として、例えば、投射型の表示装置や、ヘッドマウントディスプレイ（頭部装着型ディスプレイ）等の表示部として用いることができる。

　本開示の表示素子は、封止された構成のモジュール形状のものをも含む。モジュールには、外部からの信号等を入出力するための回路部やフレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）などが設けられていてもよい。以下、本開示の表示装置を用いた電子機器の具体例として、投射型の表示装置を例示する。但し、ここで例示する具体例は一例に過ぎず、これに限られるものではない。

　図２７は、本開示の表示素子を用いた投射型の表示装置の概念図である。投射型の表示装置は、光源部２、照明光学系５１０、表示素子３、表示素子３を駆動する画像制御回路５２０、および投射光学系５３０などから構成されている。光源部２は、例えば、半導体レーザなどの半導体発光素子から構成することができる。照明光学系５１０は光源部２からの光を表示素子３に導くために用いられ、必要に応じてプリズムやダイクロイックミラーなどが適宜選択される。表示素子３は光の位相の空間分布を制御することによって光の伝搬を再現し、結像の距離を制御して画像を表示する。

　図２８は、３板式を採用した投射型の表示装置の構成例を説明するための概念図である。

　図に示す表示装置は、赤色表示用の表示素子３_R、緑色表示用の表示素子３_Gおよび青色表示用の表示素子３_Bを備えている。これらは、クロスプリズム５１５の３つの入射面に配置されている。クロスプリズム５１５の出射面には、投射光学系５３０としてのレンズが配置されている。尚、表示素子においてカラーフィルタは不要である。例えば、図４、図６ないし図１４を参照して説明した構成の表示素子を用いることができる。

　表示装置は赤色光、緑色光および青色光の３色のレーザ光源を備えた光源部２を備えている。図に示すように、光源部２からの光は、照明光学系５１０を構成する、コンデンサレンズ５１１、ダイクロイックミラー５１２Ａ，５１２Ｂ、リレーレンズ５１３、ミラー５１４Ａ，５１４Ｂ，５１４Ｃによって、各色に分離される。

　ダイクロイックミラー５１２Ａによって分離される青色光は、ミラー５１４Ａによって反射され、青色表示用の表示素子３_Bに入射する。ダイクロイックミラー５１２Ａを透過した赤色光および緑色光は、ダイクロイックミラー５１２Ｂによって分離され、反射した緑色光は緑色表示用の表示素子３_Gに入射する。ダイクロイックミラー５１２Ｂを透過した赤色光は、リレーレンズ５１３、ミラー５１４Ｂ，５１４Ｃを介して、赤色表示用の表示素子３_Rに入射する。

　表示素子３ R，３ G，３ Bを透過した光は、クロスプリズム５１５によって重畳され、投射光学系５３０を介して外部に出射する。

［応用例１］
　本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械（トラクター）などのいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。

　図２９は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システム７０００の概略的な構成例を示すブロック図である。車両制御システム７０００は、通信ネットワーク７０１０を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図２９に示した例では、車両制御システム７０００は、駆動系制御ユニット７１００、ボディ系制御ユニット７２００、バッテリ制御ユニット７３００、車外情報検出ユニット７４００、車内情報検出ユニット７５００、及び統合制御ユニット７６００を備える。これらの複数の制御ユニットを接続する通信ネットワーク７０１０は、例えば、ＣＡＮ（Controller　Area　Network）、ＬＩＮ（Local　Interconnect　Network）、ＬＡＮ（Local　Area　Network）又はＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の任意の規格に準拠した車載通信ネットワークであってよい。

　各制御ユニットは、各種プログラムにしたがって演算処理を行うマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータにより実行されるプログラム又は各種演算に用いられるパラメータ等を記憶する記憶部と、各種制御対象の装置を駆動する駆動回路とを備える。各制御ユニットは、通信ネットワーク７０１０を介して他の制御ユニットとの間で通信を行うためのネットワークＩ／Ｆを備えるとともに、車内外の装置又はセンサ等との間で、有線通信又は無線通信により通信を行うための通信Ｉ／Ｆを備える。図２９では、統合制御ユニット７６００の機能構成として、マイクロコンピュータ７６１０、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０、音声画像出力部７６７０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０及び記憶部７６９０が図示されている。他の制御ユニットも同様に、マイクロコンピュータ、通信Ｉ／Ｆ及び記憶部等を備える。

　駆動系制御ユニット７１００は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット７１００は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。駆動系制御ユニット７１００は、ＡＢＳ（Antilock　Brake　System）又はＥＳＣ（Electronic　Stability　Control）等の制御装置としての機能を有してもよい。

　駆動系制御ユニット７１００には、車両状態検出部７１１０が接続される。車両状態検出部７１１０には、例えば、車体の軸回転運動の角速度を検出するジャイロセンサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、あるいは、アクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、ステアリングホイールの操舵角、エンジン回転数又は車輪の回転速度等を検出するためのセンサのうちの少なくとも一つが含まれる。駆動系制御ユニット７１００は、車両状態検出部７１１０から入力される信号を用いて演算処理を行い、内燃機関、駆動用モータ、電動パワーステアリング装置又はブレーキ装置等を制御する。

　ボディ系制御ユニット７２００は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット７２００は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット７２００には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット７２００は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。

　バッテリ制御ユニット７３００は、各種プログラムにしたがって駆動用モータの電力供給源である二次電池７３１０を制御する。例えば、バッテリ制御ユニット７３００には、二次電池７３１０を備えたバッテリ装置から、バッテリ温度、バッテリ出力電圧又はバッテリの残存容量等の情報が入力される。バッテリ制御ユニット７３００は、これらの信号を用いて演算処理を行い、二次電池７３１０の温度調節制御又はバッテリ装置に備えられた冷却装置等の制御を行う。

　車外情報検出ユニット７４００は、車両制御システム７０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット７４００には、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０のうちの少なくとも一方が接続される。撮像部７４１０には、ＴｏＦ（Time　Of　Flight）カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラ及びその他のカメラのうちの少なくとも一つが含まれる。車外情報検出部７４２０には、例えば、現在の天候又は気象を検出するための環境センサ、あるいは、車両制御システム７０００を搭載した車両の周囲の他の車両、障害物又は歩行者等を検出するための周囲情報検出センサのうちの少なくとも一つが含まれる。

　環境センサは、例えば、雨天を検出する雨滴センサ、霧を検出する霧センサ、日照度合いを検出する日照センサ、及び降雪を検出する雪センサのうちの少なくとも一つであってよい。周囲情報検出センサは、超音波センサ、レーダ装置及びＬＩＤＡＲ（Light　Detection　and　Ranging、Laser　Imaging　Detection　and　Ranging）装置のうちの少なくとも一つであってよい。これらの撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０は、それぞれ独立したセンサないし装置として備えられてもよいし、複数のセンサないし装置が統合された装置として備えられてもよい。

　ここで、図３０は、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０の設置位置の例を示す。撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６，７９１８は、例えば、車両７９００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部のうちの少なくとも一つの位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部７９１０及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として車両７９００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部７９１２，７９１４は、主として車両７９００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部７９１６は、主として車両７９００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部７９１８は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。

　なお、図３０には、それぞれの撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲ａは、フロントノーズに設けられた撮像部７９１０の撮像範囲を示し、撮像範囲ｂ，ｃは、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部７９１２，９１４の撮像範囲を示し、撮像範囲ｄは、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部７９１６の撮像範囲を示す。例えば、撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両７９００を上方から見た俯瞰画像が得られる。

　車両７９００のフロント、リア、サイド、コーナ及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２２，７９２４，７９２６，７９２８，７９３０は、例えば超音波センサ又はレーダ装置であってよい。車両７９００のフロントノーズ、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２６，７９３０は、例えばＬＩＤＡＲ装置であってよい。これらの車外情報検出部７９２０.７９３０は、主として先行車両、歩行者又は障害物等の検出に用いられる。

　図２９に戻って説明を続ける。車外情報検出ユニット７４００は、撮像部７４１０に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像データを受信する。また、車外情報検出ユニット７４００は、接続されている車外情報検出部７４２０から検出情報を受信する。車外情報検出部７４２０が超音波センサ、レーダ装置又はＬＩＤＡＲ装置である場合には、車外情報検出ユニット７４００は、超音波又は電磁波等を発信させるとともに、受信された反射波の情報を受信する。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、降雨、霧又は路面状況等を認識する環境認識処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、車外の物体までの距離を算出してもよい。

　また、車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等を認識する画像認識処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに対して歪補正又は位置合わせ等の処理を行うとともに、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを合成して、俯瞰画像又はパノラマ画像を生成してもよい。車外情報検出ユニット７４００は、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを用いて、視点変換処理を行ってもよい。

　車内情報検出ユニット７５００は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部７５１０が接続される。運転者状態検出部７５１０は、運転者を撮像するカメラ、運転者の生体情報を検出する生体センサ又は車室内の音声を集音するマイク等を含んでもよい。生体センサは、例えば、座面又はステアリングホイール等に設けられ、座席に座った搭乗者又はステアリングホイールを握る運転者の生体情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００は、運転者状態検出部７５１０から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。車内情報検出ユニット７５００は、集音された音声信号に対してノイズキャンセリング処理等の処理を行ってもよい。

　統合制御ユニット７６００は、各種プログラムにしたがって車両制御システム７０００内の動作全般を制御する。統合制御ユニット７６００には、入力部７８００が接続されている。入力部７８００は、例えば、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチ又はレバー等、搭乗者によって入力操作され得る装置によって実現される。統合制御ユニット７６００には、マイクロフォンにより入力される音声を音声認識することにより得たデータが入力されてもよい。入力部７８００は、例えば、赤外線又はその他の電波を利用したリモートコントロール装置であってもよいし、車両制御システム７０００の操作に対応した携帯電話又はＰＤＡ（Personal　Digital　Assistant）等の外部接続機器であってもよい。入力部７８００は、例えばカメラであってもよく、その場合搭乗者はジェスチャにより情報を入力することができる。あるいは、搭乗者が装着したウェアラブル装置の動きを検出することで得られたデータが入力されてもよい。さらに、入力部７８００は、例えば、上記の入力部７８００を用いて搭乗者等により入力された情報に基づいて入力信号を生成し、統合制御ユニット７６００に出力する入力制御回路などを含んでもよい。搭乗者等は、この入力部７８００を操作することにより、車両制御システム７０００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。

　記憶部７６９０は、マイクロコンピュータにより実行される各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read　Only　Memory）、及び各種パラメータ、演算結果又はセンサ値等を記憶するＲＡＭ（Random　Access　Memory）を含んでいてもよい。また、記憶部７６９０はＨＤＤ（Hard　Disc　Drive）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等によって実現してもよい。

　汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、外部環境７７５０に存在する様々な機器との間の通信を仲介する汎用的な通信Ｉ／Ｆである。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、ＧＳＭ（登録商標）（Global　System　of　Mobile　communications）、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ（Long　Term　Evolution）若しくはＬＴＥ－Ａ（LTE－Advanced）などのセルラー通信プロトコル、又は無線ＬＡＮ（Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）ともいう）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのその他の無線通信プロトコルを実装してよい。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えば、基地局又はアクセスポイントを介して、外部ネットワーク（例えば、インターネット、クラウドネットワーク又は事業者固有のネットワーク）上に存在する機器（例えば、アプリケーションサーバ又は制御サーバ）へ接続してもよい。また、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えばＰ２Ｐ（Peer　To　Peer）技術を用いて、車両の近傍に存在する端末（例えば、運転者、歩行者若しくは店舗の端末、又はＭＴＣ（Machine　Type　Communication）端末）と接続してもよい。

　専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、車両における使用を目的として策定された通信プロトコルをサポートする通信Ｉ／Ｆである。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、例えば、下位レイヤのＩＥＥＥ８０２．１１ｐと上位レイヤのＩＥＥＥ１６０９との組合せであるＷＡＶＥ（Wireless　Access　in　Vehicle　Environment）、ＤＳＲＣ（Dedicated　Short　Range　Communications）、又はセルラー通信プロトコルといった標準プロトコルを実装してよい。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、典型的には、車車間（Vehicle　to　Vehicle）通信、路車間（Vehicle　to　Infrastructure）通信、車両と家との間（Vehicle　to　Home）の通信及び歩車間（Vehicle　to　Pedestrian）通信のうちの１つ以上を含む概念であるＶ２Ｘ通信を遂行する。

　測位部７６４０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global　Navigation　Satellite　System）衛星からのＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ（Global　Positioning　System）衛星からのＧＰＳ信号）を受信して測位を実行し、車両の緯度、経度及び高度を含む位置情報を生成する。なお、測位部７６４０は、無線アクセスポイントとの信号の交換により現在位置を特定してもよく、又は測位機能を有する携帯電話、ＰＨＳ若しくはスマートフォンといった端末から位置情報を取得してもよい。

　ビーコン受信部７６５０は、例えば、道路上に設置された無線局等から発信される電波あるいは電磁波を受信し、現在位置、渋滞、通行止め又は所要時間等の情報を取得する。なお、ビーコン受信部７６５０の機能は、上述した専用通信Ｉ／Ｆ７６３０に含まれてもよい。

　車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、マイクロコンピュータ７６１０と車内に存在する様々な車内機器７７６０との間の接続を仲介する通信インタフェースである。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Near　Field　Communication）又はＷＵＳＢ（Wireless　USB）といった無線通信プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。また、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、図示しない接続端子（及び、必要であればケーブル）を介して、ＵＳＢ（Universal　Serial　Bus）、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition　Multimedia　Interface）、又はＭＨＬ（Mobile　High-definition　Link）等の有線接続を確立してもよい。車内機器７７６０は、例えば、搭乗者が有するモバイル機器若しくはウェアラブル機器、又は車両に搬入され若しくは取り付けられる情報機器のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、車内機器７７６０は、任意の目的地までの経路探索を行うナビゲーション装置を含んでいてもよい。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、これらの車内機器７７６０との間で、制御信号又はデータ信号を交換する。

　車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、マイクロコンピュータ７６１０と通信ネットワーク７０１０との間の通信を仲介するインタフェースである。車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、通信ネットワーク７０１０によりサポートされる所定のプロトコルに則して、信号等を送受信する。

　統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、各種プログラムにしたがって、車両制御システム７０００を制御する。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット７１００に対して制御指令を出力してもよい。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced　Driver　Assistance　System）の機能実現を目的とした協調制御を行ってもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行ってもよい。

　マイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、車両と周辺の構造物や人物等の物体との間の３次元距離情報を生成し、車両の現在位置の周辺情報を含むローカル地図情報を作成してもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される情報に基づき、車両の衝突、歩行者等の近接又は通行止めの道路への進入等の危険を予測し、警告用信号を生成してもよい。警告用信号は、例えば、警告音を発生させたり、警告ランプを点灯させたりするための信号であってよい。

　音声画像出力部７６７０は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図２９の例では、出力装置として、オーディオスピーカ７７１０、表示部７７２０及びインストルメントパネル７７３０が例示されている。表示部７７２０は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。表示部７７２０は、ＡＲ（Augmented　Reality）表示機能を有していてもよい。出力装置は、これらの装置以外の、ヘッドホン、搭乗者が装着する眼鏡型ディスプレイ等のウェアラブルデバイス、プロジェクタ又はランプ等の他の装置であってもよい。出力装置が表示装置の場合、表示装置は、マイクロコンピュータ７６１０が行った各種処理により得られた結果又は他の制御ユニットから受信された情報を、テキスト、イメージ、表、グラフ等、様々な形式で視覚的に表示する。また、出力装置が音声出力装置の場合、音声出力装置は、再生された音声データ又は音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して聴覚的に出力する。

　なお、図２９に示した例において、通信ネットワーク７０１０を介して接続された少なくとも二つの制御ユニットが一つの制御ユニットとして一体化されてもよい。あるいは、個々の制御ユニットが、複数の制御ユニットにより構成されてもよい。さらに、車両制御システム７０００が、図示されていない別の制御ユニットを備えてもよい。また、上記の説明において、いずれかの制御ユニットが担う機能の一部又は全部を、他の制御ユニットに持たせてもよい。つまり、通信ネットワーク７０１０を介して情報の送受信がされるようになっていれば、所定の演算処理が、いずれかの制御ユニットで行われるようになってもよい。同様に、いずれかの制御ユニットに接続されているセンサ又は装置が、他の制御ユニットに接続されるとともに、複数の制御ユニットが、通信ネットワーク７０１０を介して相互に検出情報を送受信してもよい。

　本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置の表示部に適用され得る。

［応用例２］
　本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、手術室システムに適用されてもよい。

　図３１は、本開示に係る技術が適用され得る手術室システム５１００の全体構成を概略的に示す図である。図３１を参照すると、手術室システム５１００は、手術室内に設置される装置群が視聴覚コントローラ（AV　Controller）５１０７及び手術室制御装置５１０９を介して互いに連携可能に接続されることにより構成される。

　手術室には、様々な装置が設置され得る。図３１では、一例として、内視鏡下手術のための各種の装置群５１０１と、手術室の天井に設けられ術者の手元を撮像するシーリングカメラ５１８７と、手術室の天井に設けられ手術室全体の様子を撮像する術場カメラ５１８９と、複数の表示装置５１０３Ａ.５１０３Ｄと、レコーダ５１０５と、患者ベッド５１８３と、照明５１９１と、を図示している。

　ここで、これらの装置のうち、装置群５１０１は、後述する内視鏡手術システム５１１３に属するものであり、内視鏡や当該内視鏡によって撮像された画像を表示する表示装置等からなる。内視鏡手術システム５１１３に属する各装置は医療用機器とも呼称される。一方、表示装置５１０３Ａ.５１０３Ｄ、レコーダ５１０５、患者ベッド５１８３及び照明５１９１は、内視鏡手術システム５１１３とは別個に、例えば手術室に備え付けられている装置である。これらの内視鏡手術システム５１１３に属さない各装置は非医療用機器とも呼称される。視聴覚コントローラ５１０７及び／又は手術室制御装置５１０９は、これら医療機器及び非医療機器の動作を互いに連携して制御する。

　視聴覚コントローラ５１０７は、医療機器及び非医療機器における画像表示に関する処理を、統括的に制御する。具体的には、手術室システム５１００が備える装置のうち、装置群５１０１、シーリングカメラ５１８７及び術場カメラ５１８９は、手術中に表示すべき情報（以下、表示情報ともいう）を発信する機能を有する装置（以下、発信元の装置とも呼称する）であり得る。また、表示装置５１０３Ａ.５１０３Ｄは、表示情報が出力される装置（以下、出力先の装置とも呼称する）であり得る。また、レコーダ５１０５は、発信元の装置及び出力先の装置の双方に該当する装置であり得る。視聴覚コントローラ５１０７は、発信元の装置及び出力先の装置の動作を制御し、発信元の装置から表示情報を取得するとともに、当該表示情報を出力先の装置に送信し、表示又は記録させる機能を有する。なお、表示情報とは、手術中に撮像された各種の画像や、手術に関する各種の情報（例えば、患者の身体情報や、過去の検査結果、術式についての情報等）等である。

　具体的には、視聴覚コントローラ５１０７には、装置群５１０１から、表示情報として、内視鏡によって撮像された患者の体腔内の術部の画像についての情報が送信され得る。また、シーリングカメラ５１８７から、表示情報として、当該シーリングカメラ５１８７によって撮像された術者の手元の画像についての情報が送信され得る。また、術場カメラ５１８９から、表示情報として、当該術場カメラ５１８９によって撮像された手術室全体の様子を示す画像についての情報が送信され得る。なお、手術室システム５１００に撮像機能を有する他の装置が存在する場合には、視聴覚コントローラ５１０７は、表示情報として、当該他の装置からも当該他の装置によって撮像された画像についての情報を取得してもよい。

　あるいは、例えば、レコーダ５１０５には、過去に撮像されたこれらの画像についての情報が視聴覚コントローラ５１０７によって記録されている。視聴覚コントローラ５１０７は、表示情報として、レコーダ５１０５から当該過去に撮像された画像についての情報を取得することができる。なお、レコーダ５１０５には、手術に関する各種の情報も事前に記録されていてもよい。

　視聴覚コントローラ５１０７は、出力先の装置である表示装置５１０３Ａ.５１０３Ｄの少なくともいずれかに、取得した表示情報（すなわち、手術中に撮影された画像や、手術に関する各種の情報）を表示させる。図示する例では、表示装置５１０３Ａは手術室の天井から吊り下げられて設置される表示装置であり、表示装置５１０３Ｂは手術室の壁面に設置される表示装置であり、表示装置５１０３Ｃは手術室内の机上に設置される表示装置であり、表示装置５１０３Ｄは表示機能を有するモバイル機器（例えば、タブレットＰＣ（Personal　Computer））である。

　また、図３１では図示を省略しているが、手術室システム５１００には、手術室の外部の装置が含まれてもよい。手術室の外部の装置は、例えば、病院内外に構築されたネットワークに接続されるサーバや、医療スタッフが用いるＰＣ、病院の会議室に設置されるプロジェクタ等であり得る。このような外部装置が病院外にある場合には、視聴覚コントローラ５１０７は、遠隔医療のために、テレビ会議システム等を介して、他の病院の表示装置に表示情報を表示させることもできる。

　手術室制御装置５１０９は、非医療機器における画像表示に関する処理以外の処理を、統括的に制御する。例えば、手術室制御装置５１０９は、患者ベッド５１８３、シーリングカメラ５１８７、術場カメラ５１８９及び照明５１９１の駆動を制御する。

　手術室システム５１００には、集中操作パネル５１１１が設けられており、ユーザは、当該集中操作パネル５１１１を介して、視聴覚コントローラ５１０７に対して画像表示についての指示を与えたり、手術室制御装置５１０９に対して非医療機器の動作についての指示を与えることができる。集中操作パネル５１１１は、表示装置の表示面上にタッチパネルが設けられて構成される。

　図３２は、集中操作パネル５１１１における操作画面の表示例を示す図である。図３２では、一例として、手術室システム５１００に、出力先の装置として、２つの表示装置が設けられている場合に対応する操作画面を示している。図３２を参照すると、操作画面５１９３には、発信元選択領域５１９５と、プレビュー領域５１９７と、コントロール領域５２０１と、が設けられる。

　発信元選択領域５１９５には、手術室システム５１００に備えられる発信元装置と、当該発信元装置が有する表示情報を表すサムネイル画面と、が紐付けられて表示される。ユーザは、表示装置に表示させたい表示情報を、発信元選択領域５１９５に表示されているいずれかの発信元装置から選択することができる。

　プレビュー領域５１９７には、出力先の装置である２つの表示装置（Monitor1、Monitor2）に表示される画面のプレビューが表示される。図示する例では、１つの表示装置において４つの画像がＰｉｎＰ表示されている。当該４つの画像は、発信元選択領域５１９５において選択された発信元装置から発信された表示情報に対応するものである。４つの画像のうち、１つはメイン画像として比較的大きく表示され、残りの３つはサブ画像として比較的小さく表示される。ユーザは、４つの画像が表示された領域を適宜選択することにより、メイン画像とサブ画像を入れ替えることができる。また、４つの画像が表示される領域の下部には、ステータス表示領域５１９９が設けられており、当該領域に手術に関するステータス（例えば、手術の経過時間や、患者の身体情報等）が適宜表示され得る。

　コントロール領域５２０１には、発信元の装置に対して操作を行うためのＧＵＩ（Graphical　User　Interface）部品が表示される発信元操作領域５２０３と、出力先の装置に対して操作を行うためのＧＵＩ部品が表示される出力先操作領域５２０５と、が設けられる。図示する例では、発信元操作領域５２０３には、撮像機能を有する発信元の装置におけるカメラに対して各種の操作（パン、チルト及びズーム）を行うためのＧＵＩ部品が設けられている。ユーザは、これらのＧＵＩ部品を適宜選択することにより、発信元の装置におけるカメラの動作を操作することができる。なお、図示は省略しているが、発信元選択領域５１９５において選択されている発信元の装置がレコーダである場合（すなわち、プレビュー領域５１９７において、レコーダに過去に記録された画像が表示されている場合）には、発信元操作領域５２０３には、当該画像の再生、再生停止、巻き戻し、早送り等の操作を行うためのＧＵＩ部品が設けられ得る。

　また、出力先操作領域５２０５には、出力先の装置である表示装置における表示に対する各種の操作（スワップ、フリップ、色調整、コントラスト調整、２Ｄ表示と３Ｄ表示の切り替え）を行うためのＧＵＩ部品が設けられている。ユーザは、これらのＧＵＩ部品を適宜選択することにより、表示装置における表示を操作することができる。

　なお、集中操作パネル５１１１に表示される操作画面は図示する例に限定されず、ユーザは、集中操作パネル５１１１を介して、手術室システム５１００に備えられる、視聴覚コントローラ５１０７及び手術室制御装置５１０９によって制御され得る各装置に対する操作入力が可能であってよい。

　図３３は、以上説明した手術室システムが適用された手術の様子の一例を示す図である。シーリングカメラ５１８７及び術場カメラ５１８９は、手術室の天井に設けられ、患者ベッド５１８３上の患者５１８５の患部に対して処置を行う術者（医者）５１８１の手元及び手術室全体の様子を撮影可能である。シーリングカメラ５１８７及び術場カメラ５１８９には、倍率調整機能、焦点距離調整機能、撮影方向調整機能等が設けられ得る。照明５１９１は、手術室の天井に設けられ、少なくとも術者５１８１の手元を照射する。照明５１９１は、その照射光量、照射光の波長（色）及び光の照射方向等を適宜調整可能であってよい。

　内視鏡手術システム５１１３、患者ベッド５１８３、シーリングカメラ５１８７、術場カメラ５１８９及び照明５１９１は、図３１に示すように、視聴覚コントローラ５１０７及び手術室制御装置５１０９（図３３では図示せず）を介して互いに連携可能に接続されている。手術室内には、集中操作パネル５１１１が設けられており、上述したように、ユーザは、当該集中操作パネル５１１１を介して、手術室内に存在するこれらの装置を適宜操作することが可能である。

　以下、内視鏡手術システム５１１３の構成について詳細に説明する。図示するように、内視鏡手術システム５１１３は、内視鏡５１１５と、その他の術具５１３１と、内視鏡５１１５を支持する支持アーム装置５１４１と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート５１５１と、から構成される。

　内視鏡手術では、腹壁を切って開腹する代わりに、トロッカ５１３９ａ.５１３９ｄと呼ばれる筒状の開孔器具が腹壁に複数穿刺される。そして、トロッカ５１３９ａ.５１３９ｄから、内視鏡５１１５の鏡筒５１１７や、その他の術具５１３１が患者５１８５の体腔内に挿入される。図示する例では、その他の術具５１３１として、気腹チューブ５１３３、エネルギー処置具５１３５及び鉗子５１３７が、患者５１８５の体腔内に挿入されている。また、エネルギー処置具５１３５は、高周波電流や超音波振動により、組織の切開及び剥離、又は血管の封止等を行う処置具である。ただし、図示する術具５１３１はあくまで一例であり、術具５１３１としては、例えば攝子、レトラクタ等、一般的に内視鏡下手術において用いられる各種の術具が用いられてよい。

　内視鏡５１１５によって撮影された患者５１８５の体腔内の術部の画像が、表示装置５１５５に表示される。術者５１８１は、表示装置５１５５に表示された術部の画像をリアルタイムで見ながら、エネルギー処置具５１３５や鉗子５１３７を用いて、例えば患部を切除する等の処置を行う。なお、図示は省略しているが、気腹チューブ５１３３、エネルギー処置具５１３５及び鉗子５１３７は、手術中に、術者５１８１又は助手等によって支持される。

　（支持アーム装置）
　支持アーム装置５１４１は、ベース部５１４３から延伸するアーム部５１４５を備える。図示する例では、アーム部５１４５は、関節部５１４７ａ、５１４７ｂ、５１４７ｃ、及びリンク５１４９ａ、５１４９ｂから構成されており、アーム制御装置５１５９からの制御により駆動される。アーム部５１４５によって内視鏡５１１５が支持され、その位置及び姿勢が制御される。これにより、内視鏡５１１５の安定的な位置の固定が実現され得る。

　（内視鏡）
　内視鏡５１１５は、先端から所定の長さの領域が患者５１８５の体腔内に挿入される鏡筒５１１７と、鏡筒５１１７の基端に接続されるカメラヘッド５１１９と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒５１１７を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡５１１５を図示しているが、内視鏡５１１５は、軟性の鏡筒５１１７を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。

　鏡筒５１１７の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡５１１５には光源装置５１５７が接続されており、当該光源装置５１５７によって生成された光が、鏡筒５１１７の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者５１８５の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡５１１５は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。

　カメラヘッド５１１９の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：Camera　Control　Unit）５１５３に送信される。なお、カメラヘッド５１１９には、その光学系を適宜駆動させることにより、倍率及び焦点距離を調整する機能が搭載される。

　なお、例えば立体視（３Ｄ表示）等に対応するために、カメラヘッド５１１９には撮像素子が複数設けられてもよい。この場合、鏡筒５１１７の内部には、当該複数の撮像素子のそれぞれに観察光を導光するために、リレー光学系が複数系統設けられる。

　（カートに搭載される各種の装置）
　ＣＣＵ５１５３は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）やＧＰＵ（Graphics　Processing　Unit）等によって構成され、内視鏡５１１５及び表示装置５１５５の動作を統括的に制御する。具体的には、ＣＣＵ５１５３は、カメラヘッド５１１９から受け取った画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。ＣＣＵ５１５３は、当該画像処理を施した画像信号を表示装置５１５５に提供する。また、ＣＣＵ５１５３には、図３１に示す視聴覚コントローラ５１０７が接続される。ＣＣＵ５１５３は、画像処理を施した画像信号を視聴覚コントローラ５１０７にも提供する。また、ＣＣＵ５１５３は、カメラヘッド５１１９に対して制御信号を送信し、その駆動を制御する。当該制御信号には、倍率や焦点距離等、撮像条件に関する情報が含まれ得る。当該撮像条件に関する情報は、入力装置５１６１を介して入力されてもよいし、上述した集中操作パネル５１１１を介して入力されてもよい。

　表示装置５１５５は、ＣＣＵ５１５３からの制御により、当該ＣＣＵ５１５３によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。内視鏡５１１５が例えば４Ｋ（水平画素数３８４０×垂直画素数２１６０）又は８Ｋ（水平画素数７６８０×垂直画素数４３２０）等の高解像度の撮影に対応したものである場合、及び／又は３Ｄ表示に対応したものである場合には、表示装置５１５５としては、それぞれに対応して、高解像度の表示が可能なもの、及び／又は３Ｄ表示可能なものが用いられ得る。４Ｋ又は８Ｋ等の高解像度の撮影に対応したものである場合、表示装置５１５５として５５インチ以上のサイズのものを用いることで一層の没入感が得られる。また、用途に応じて、解像度、サイズが異なる複数の表示装置５１５５が設けられてもよい。

　光源装置５１５７は、例えばＬＥＤ（light　emitting　diode）等の光源から構成され、術部を撮影する際の照射光を内視鏡５１１５に供給する。

　アーム制御装置５１５９は、例えばＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、所定のプログラムに従って動作することにより、所定の制御方式に従って支持アーム装置５１４１のアーム部５１４５の駆動を制御する。

　入力装置５１６１は、内視鏡手術システム５１１３に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置５１６１を介して、内視鏡手術システム５１１３に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、入力装置５１６１を介して、患者の身体情報や、手術の術式についての情報等、手術に関する各種の情報を入力する。また、例えば、ユーザは、入力装置５１６１を介して、アーム部５１４５を駆動させる旨の指示や、内視鏡５１１５による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示、エネルギー処置具５１３５を駆動させる旨の指示等を入力する。

　入力装置５１６１の種類は限定されず、入力装置５１６１は各種の公知の入力装置であってよい。入力装置５１６１としては、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、スイッチ、フットスイッチ５１７１及び／又はレバー等が適用され得る。入力装置５１６１としてタッチパネルが用いられる場合には、当該タッチパネルは表示装置５１５５の表示面上に設けられてもよい。

　あるいは、入力装置５１６１は、例えばメガネ型のウェアラブルデバイスやＨＭＤ（Head　Mounted　Display）等の、ユーザによって装着されるデバイスであり、これらのデバイスによって検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。また、入力装置５１６１は、ユーザの動きを検出可能なカメラを含み、当該カメラによって撮像された映像から検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。更に、入力装置５１６１は、ユーザの声を収音可能なマイクロフォンを含み、当該マイクロフォンを介して音声によって各種の入力が行われる。このように、入力装置５１６１が非接触で各種の情報を入力可能に構成されることにより、特に清潔域に属するユーザ（例えば術者５１８１）が、不潔域に属する機器を非接触で操作することが可能となる。また、ユーザは、所持している術具から手を離すことなく機器を操作することが可能となるため、ユーザの利便性が向上する。

　処置具制御装置５１６３は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具５１３５の駆動を制御する。気腹装置５１６５は、内視鏡５１１５による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者５１８５の体腔を膨らめるために、気腹チューブ５１３３を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ５１６７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ５１６９は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。

　以下、内視鏡手術システム５１１３において特に特徴的な構成について、更に詳細に説明する。

　（支持アーム装置）
　支持アーム装置５１４１は、基台であるベース部５１４３と、ベース部５１４３から延伸するアーム部５１４５と、を備える。図示する例では、アーム部５１４５は、複数の関節部５１４７ａ、５１４７ｂ、５１４７ｃと、関節部５１４７ｂによって連結される複数のリンク５１４９ａ、５１４９ｂと、から構成されているが、図３３では、簡単のため、アーム部５１４５の構成を簡略化して図示している。実際には、アーム部５１４５が所望の自由度を有するように、関節部５１４７ａ～５１４７ｃ及びリンク５１４９ａ、５１４９ｂの形状、数及び配置、並びに関節部５１４７ａ～５１４７ｃの回転軸の方向等が適宜設定され得る。例えば、アーム部５１４５は、好適に、６自由度以上の自由度を有するように構成され得る。これにより、アーム部５１４５の可動範囲内において内視鏡５１１５を自由に移動させることが可能になるため、所望の方向から内視鏡５１１５の鏡筒５１１７を患者５１８５の体腔内に挿入することが可能になる。

　関節部５１４７ａ～５１４７ｃにはアクチュエータが設けられており、関節部５１４７ａ～５１４７ｃは当該アクチュエータの駆動により所定の回転軸まわりに回転可能に構成されている。当該アクチュエータの駆動がアーム制御装置５１５９によって制御されることにより、各関節部５１４７ａ～５１４７ｃの回転角度が制御され、アーム部５１４５の駆動が制御される。これにより、内視鏡５１１５の位置及び姿勢の制御が実現され得る。この際、アーム制御装置５１５９は、力制御又は位置制御等、各種の公知の制御方式によってアーム部５１４５の駆動を制御することができる。

　例えば、術者５１８１が、入力装置５１６１（フットスイッチ５１７１を含む）を介して適宜操作入力を行うことにより、当該操作入力に応じてアーム制御装置５１５９によってアーム部５１４５の駆動が適宜制御され、内視鏡５１１５の位置及び姿勢が制御されてよい。当該制御により、アーム部５１４５の先端の内視鏡５１１５を任意の位置から任意の位置まで移動させた後、その移動後の位置で固定的に支持することができる。なお、アーム部５１４５は、いわゆるマスタースレイブ方式で操作されてもよい。この場合、アーム部５１４５は、手術室から離れた場所に設置される入力装置５１６１を介してユーザによって遠隔操作され得る。

　また、力制御が適用される場合には、アーム制御装置５１５９は、ユーザからの外力を受け、その外力にならってスムーズにアーム部５１４５が移動するように、各関節部５１４ａ～５１４７ｃのアクチュエータを駆動させる、いわゆるパワーアシスト制御を行ってもよい。これにより、ユーザが直接アーム部５１４５に触れながらアーム部５１４５を移動させる際に、比較的軽い力で当該アーム部５１４５を移動させることができる。従って、より直感的に、より簡易な操作で内視鏡５１１５を移動させることが可能となり、ユーザの利便性を向上させることができる。

　ここで、一般的に、内視鏡下手術では、スコピストと呼ばれる医師によって内視鏡５１１５が支持されていた。これに対して、支持アーム装置５１４１を用いることにより、人手によらずに内視鏡５１１５の位置をより確実に固定することが可能になるため、術部の画像を安定的に得ることができ、手術を円滑に行うことが可能になる。

　なお、アーム制御装置５１５９は必ずしもカート５１５１に設けられなくてもよい。また、アーム制御装置５１５９は必ずしも１つの装置でなくてもよい。例えば、アーム制御装置５１５９は、支持アーム装置５１４１のアーム部５１４５の各関節部５１４７ａ～５１４７ｃにそれぞれ設けられてもよく、複数のアーム制御装置５１５９が互いに協働することにより、アーム部５１４５の駆動制御が実現されてもよい。

　（光源装置）
　光源装置５１５７は、内視鏡５１１５に術部を撮影する際の照射光を供給する。光源装置５１５７は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成される。このとき、ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置５１５７において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド５１１９の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。

　また、光源装置５１５７は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド５１１９の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。

　また、光源装置５１５７は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Narrow　Band　Imaging）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察するもの（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ICG）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得るもの等が行われ得る。光源装置５１５７は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。

　（カメラヘッド及びＣＣＵ）
　図３４を参照して、内視鏡５１１５のカメラヘッド５１１９及びＣＣＵ５１５３の機能についてより詳細に説明する。図３４は、図３３に示すカメラヘッド５１１９及びＣＣＵ５１５３の機能構成の一例を示すブロック図である。

　図３４を参照すると、カメラヘッド５１１９は、その機能として、レンズユニット５１２１と、撮像部５１２３と、駆動部５１２５と、通信部５１２７と、カメラヘッド制御部５１２９と、を有する。また、ＣＣＵ５１５３は、その機能として、通信部５１７３と、画像処理部５１７５と、制御部５１７７と、を有する。カメラヘッド５１１９とＣＣＵ５１５３とは、伝送ケーブル５１７９によって双方向に通信可能に接続されている。

　まず、カメラヘッド５１１９の機能構成について説明する。レンズユニット５１２１は、鏡筒５１１７との接続部に設けられる光学系である。鏡筒５１１７の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド５１１９まで導光され、当該レンズユニット５１２１に入射する。レンズユニット５１２１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。レンズユニット５１２１は、撮像部５１２３の撮像素子の受光面上に観察光を集光するように、その光学特性が調整されている。また、ズームレンズ及びフォーカスレンズは、撮像画像の倍率及び焦点の調整のため、その光軸上の位置が移動可能に構成される。

　撮像部５１２３は撮像素子によって構成され、レンズユニット５１２１の後段に配置される。レンズユニット５１２１を通過した観察光は、当該撮像素子の受光面に集光され、光電変換によって、観察像に対応した画像信号が生成される。撮像部５１２３によって生成された画像信号は、通信部５１２７に提供される。

　撮像部５１２３を構成する撮像素子としては、例えばＣＭＯＳ（Complementary　Metal　Oxide　Semiconductor）タイプのイメージセンサであり、Ｂａｙｅｒ配列を有するカラー撮影可能なものが用いられる。なお、当該撮像素子としては、例えば４Ｋ以上の高解像度の画像の撮影に対応可能なものが用いられてもよい。術部の画像が高解像度で得られることにより、術者５１８１は、当該術部の様子をより詳細に把握することができ、手術をより円滑に進行することが可能となる。

　また、撮像部５１２３を構成する撮像素子は、３Ｄ表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成される。３Ｄ表示が行われることにより、術者５１８１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部５１２３が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット５１２１も複数系統設けられる。

　また、撮像部５１２３は、必ずしもカメラヘッド５１１９に設けられなくてもよい。例えば、撮像部５１２３は、鏡筒５１１７の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。

　駆動部５１２５は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部５１２９からの制御により、レンズユニット５１２１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部５１２３による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。

　通信部５１２７は、ＣＣＵ５１５３との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部５１２７は、撮像部５１２３から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル５１７９を介してＣＣＵ５１５３に送信する。この際、術部の撮像画像を低レイテンシで表示するために、当該画像信号は光通信によって送信されることが好ましい。手術の際には、術者５１８１が撮像画像によって患部の状態を観察しながら手術を行うため、より安全で確実な手術のためには、術部の動画像が可能な限りリアルタイムに表示されることが求められるからである。光通信が行われる場合には、通信部５１２７には、電気信号を光信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。画像信号は当該光電変換モジュールによって光信号に変換された後、伝送ケーブル５１７９を介してＣＣＵ５１５３に送信される。

　また、通信部５１２７は、ＣＣＵ５１５３から、カメラヘッド５１１９の駆動を制御するための制御信号を受信する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。通信部５１２７は、受信した制御信号をカメラヘッド制御部５１２９に提供する。なお、ＣＣＵ５１５３からの制御信号も、光通信によって伝送されてもよい。この場合、通信部５１２７には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられ、制御信号は当該光電変換モジュールによって電気信号に変換された後、カメラヘッド制御部５１２９に提供される。

　なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ５１５３の制御部５１７７によって自動的に設定される。つまり、いわゆるＡＥ（Auto　Exposure）機能、ＡＦ（Auto　Focus）機能及びＡＷＢ（Auto　White　Balance）機能が内視鏡５１１５に搭載される。

　カメラヘッド制御部５１２９は、通信部５１２７を介して受信したＣＣＵ５１５３からの制御信号に基づいて、カメラヘッド５１１９の駆動を制御する。例えば、カメラヘッド制御部５１２９は、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報及び／又は撮像時の露光を指定する旨の情報に基づいて、撮像部５１２３の撮像素子の駆動を制御する。また、例えば、カメラヘッド制御部５１２９は、撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報に基づいて、駆動部５１２５を介してレンズユニット５１２１のズームレンズ及びフォーカスレンズを適宜移動させる。カメラヘッド制御部５１２９は、更に、鏡筒５１１７やカメラヘッド５１１９を識別するための情報を記憶する機能を備えてもよい。

　なお、レンズユニット５１２１や撮像部５１２３等の構成を、気密性及び防水性が高い密閉構造内に配置することで、カメラヘッド５１１９について、オートクレーブ滅菌処理に対する耐性を持たせることができる。

　次に、ＣＣＵ５１５３の機能構成について説明する。通信部５１７３は、カメラヘッド５１１９との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部５１７３は、カメラヘッド５１１９から、伝送ケーブル５１７９を介して送信される画像信号を受信する。この際、上記のように、当該画像信号は好適に光通信によって送信され得る。この場合、光通信に対応して、通信部５１７３には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。通信部５１７３は、電気信号に変換した画像信号を画像処理部５１７５に提供する。

　また、通信部５１７３は、カメラヘッド５１１９に対して、カメラヘッド５１１９の駆動を制御するための制御信号を送信する。当該制御信号も光通信によって送信されてよい。

　画像処理部５１７５は、カメラヘッド５１１９から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。当該画像処理としては、例えば現像処理、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ（Noise　reduction）処理及び／又は手ブレ補正処理等）、並びに／又は拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の公知の信号処理が含まれる。また、画像処理部５１７５は、ＡＥ、ＡＦ及びＡＷＢを行うための、画像信号に対する検波処理を行う。

　画像処理部５１７５は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサによって構成され、当該プロセッサが所定のプログラムに従って動作することにより、上述した画像処理や検波処理が行われ得る。なお、画像処理部５１７５が複数のＧＰＵによって構成される場合には、画像処理部５１７５は、画像信号に係る情報を適宜分割し、これら複数のＧＰＵによって並列的に画像処理を行う。

　制御部５１７７は、内視鏡５１１５による術部の撮像、及びその撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部５１７７は、カメラヘッド５１１９の駆動を制御するための制御信号を生成する。この際、撮像条件がユーザによって入力されている場合には、制御部５１７７は、当該ユーザによる入力に基づいて制御信号を生成する。あるいは、内視鏡５１１５にＡＥ機能、ＡＦ機能及びＡＷＢ機能が搭載されている場合には、制御部５１７７は、画像処理部５１７５による検波処理の結果に応じて、最適な露出値、焦点距離及びホワイトバランスを適宜算出し、制御信号を生成する。

　また、制御部５１７７は、画像処理部５１７５によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部の画像を表示装置５１５５に表示させる。この際、制御部５１７７は、各種の画像認識技術を用いて術部画像内における各種の物体を認識する。例えば、制御部５１７７は、術部画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具５１３５使用時のミスト等を認識することができる。制御部５１７７は、表示装置５１５５に術部の画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させる。手術支援情報が重畳表示され、術者５１８１に提示されることにより、より安全かつ確実に手術を進めることが可能になる。

　カメラヘッド５１１９及びＣＣＵ５１５３を接続する伝送ケーブル５１７９は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。

　ここで、図示する例では、伝送ケーブル５１７９を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド５１１９とＣＣＵ５１５３との間の通信は無線で行われてもよい。両者の間の通信が無線で行われる場合には、伝送ケーブル５１７９を手術室内に敷設する必要がなくなるため、手術室内における医療スタッフの移動が当該伝送ケーブル５１７９によって妨げられる事態が解消され得る。

　以上、本開示に係る技術が適用され得る手術室システム５１００の一例について説明した。なお、ここでは、一例として手術室システム５１００が適用される医療用システムが内視鏡手術システム５１１３である場合について説明したが、手術室システム５１００の構成はかかる例に限定されない。例えば、手術室システム５１００は、内視鏡手術システム５１１３に代えて、検査用軟性内視鏡システムや顕微鏡手術システムに適用されてもよい。

［その他］
　なお、本開示の技術は以下のような構成も取ることができる。

［Ａ１］
　輝度変調された可干渉性の光から成る画像を表示する画像表示部と、
　画像表示部からの光に対して位相変調を施す位相変調部と、
を有している表示素子。
［Ａ２］
　位相変調部は、
　マトリクス状に配置された第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、第１基板と第２基板との間に配置された液晶材料層とを含んでおり、
　第１電極と第２電極との間に印加される電圧に基づいて、画像表示部から入射する光に対して位相変調を施す、上記［Ａ１］に記載の表示素子。
［Ａ３］
　画像表示部は、
　マトリクス状に配置された画素電極を有する第３基板と、共通電極を有する第４基板と、第３基板と第４基板との間に配置された液晶材料層とを含んでおり、
　画像表示部に入射する可干渉性の光に対して、画素電極と共通電極との間に印加される電圧に基づいて、輝度変調を施す、上記［Ａ２］に記載の表示素子。
［Ａ４］
　画像表示部は透過型または反射型であり、
　画像表示部と位相変調部とは積層されている、上記［Ａ３］に記載の表示素子。
［Ａ５］
　位相変調部の第１基板および第２基板のうちいずれか一方と、画像表示部の第３基板と第４基板のうちいずれか一方とが対向するように積層されている、上記［Ａ４］に記載の表示素子。
［Ａ６］
　位相変調部の第１基板および第２基板のうちいずれか一方と、画像表示部の第３基板と第４基板のうちいずれか一方とが共通化されている、上記［Ａ４］に記載の表示素子。
［Ａ７］
　画像表示部と位相変調部との間には、マトリクス状に配置されたマイクロレンズが配置されている、上記［Ａ４］ないし［Ａ６］のいずれかに記載の表示素子。
［Ａ８］
　画像表示部および位相変調部の少なくとも一方にはカラーフィルタが配されている、上記［Ａ３］ないし［Ａ８］のいずれかに記載の表示素子。
［Ａ９］
　カラーフィルタは、透過色の種類毎にストライプ状に配置されている、上記［Ａ８］に記載の表示素子。
［Ａ１０］
　カラーフィルタは、同一の透過色のストライプが隣接しないように配置されている、上記［Ａ９］に記載の表示素子。
［Ａ１１］
　カラーフィルタは、隣接する複数本のストライプが同一の透過色となるように配置されている、上記［Ａ９］に記載の表示素子。
［Ａ１２］
　画像表示部は、マトリクス状に配置された、可干渉性の光を発光する発光素子を有しており、
　発光素子の輝度を制御することによって可干渉性の光から成る画像を表示する、上記［Ａ２］に記載の表示素子。
［Ａ１３］
　画像表示部と位相変調部とは積層されている、上記［Ａ１２］に記載の表示素子。
［Ａ１４］
　発光素子は有機エレクトロルミネッセンス素子から成る、上記［Ａ１２］または［Ａ１３］に記載の表示素子。
［Ａ１５］
　画像表示部と位相変調部との間には偏光子が配置されている、上記［Ａ１２］ないし［Ａ１４］のいずれかに記載の表示素子。
［Ａ１６］
　位相変調部の出射側には偏光子が配置されている、上記［Ａ２］ないし［Ａ１５］のいずれかに記載の表示素子。

［Ｂ１］
　輝度変調された可干渉性の光から成る画像を表示する画像表示部と、
　画像表示部からの光に対して位相変調を施す位相変調部と、を有している表示素子を含む表示装置。
［Ｂ２］
　位相変調部は、
　マトリクス状に配置された第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、第１基板と第２基板との間に配置された液晶材料層とを含んでおり、
　第１電極と第２電極との間に印加される電圧に基づいて、画像表示部から入射する光に対して位相変調を施す、上記［Ｂ１］に記載の表示装置。
［Ｂ３］
　画像表示部は、
　マトリクス状に配置された画素電極を有する第３基板と、共通電極を有する第４基板と、第３基板と第４基板との間に配置された液晶材料層とを含んでおり、
　画像表示部に入射する可干渉性の光に対して、画素電極と共通電極との間に印加される電圧に基づいて、輝度変調を施す、上記［Ｂ２］に記載の表示装置。
［Ｂ４］
　可干渉性の光を画像表示部に照射する光源部を有する、上記［Ｂ３］に記載の表示装置。
［Ｂ５］
　画像表示部は透過型または反射型であり、
　画像表示部と位相変調部とは積層されている、上記［Ｂ３］または［Ｂ４］に記載の表示装置。
［Ｂ６］
　位相変調部の第１基板および第２基板のうちいずれか一方と、画像表示部の第３基板と第４基板のうちいずれか一方とが対向するように積層されている、上記［Ｂ５］に記載の表示装置。
［Ｂ７］
　位相変調部の第１基板および第２基板のうちいずれか一方と、画像表示部の第３基板と第４基板のうちいずれか一方とが共通化されている、上記［Ｂ５］に記載の表示装置。
［Ｂ８］
　画像表示部と位相変調部との間には、マトリクス状に配置されたマイクロレンズが配置されている、上記［Ｂ５］ないし［Ｂ７］のいずれかに記載の表示装置。
［Ｂ９］
　画像表示部および位相変調部の少なくとも一方にはカラーフィルタが配されている、上記［Ｂ３］ないし［Ｂ８］のいずれかに記載の表示装置。
［Ｂ１０］
　カラーフィルタは、透過色の種類毎にストライプ状に配置されている、上記［Ｂ９］に記載の表示装置。
［Ｂ１１］
　カラーフィルタは、同一の透過色のストライプが隣接しないように配置されている、上記［Ｂ１０］に記載の表示装置。
［Ｂ１２］
　カラーフィルタは、隣接する複数本のストライプが同一の透過色となるように配置されている、上記［Ｂ１０］に記載の表示装置。
［Ｂ１３］
　画像表示部は、マトリクス状に配置された、可干渉性の光を発光する発光素子を有しており、
　発光素子の輝度を制御することによって可干渉性の光から成る画像を表示する、上記［Ｂ２］に記載の表示装置。
［Ｂ１４］
　画像表示部と位相変調部とは積層されている、上記［Ｂ１３］に記載の表示装置。
［Ｂ１５］
　発光素子は有機エレクトロルミネッセンス素子から成る、上記［Ｂ１３］または［Ｂ１４］に記載の表示装置。
［Ｂ１６］
　画像表示部と位相変調部との間には偏光子が配置されている、上記［Ｂ１３］ないし［Ｂ１５］のいずれかに記載の表示装置。
［Ｂ１７］
　位相変調部の出射側には偏光子が配置されている、上記［Ｂ２］ないし［Ｂ１６］のいずれかに記載の表示装置。

［Ｃ１］
　輝度変調された可干渉性の光から成る画像を表示する画像表示部と、
　画像表示部からの光に対して位相変調を施す位相変調部と、を有している表示素子を含む表示装置を用いた電子機器。
［Ｃ２］
　位相変調部は、
　マトリクス状に配置された第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、第１基板と第２基板との間に配置された液晶材料層とを含んでおり、
　第１電極と第２電極との間に印加される電圧に基づいて、画像表示部から入射する光に対して位相変調を施す、上記［Ｃ１］に記載の電子機器。
［Ｃ３］
　画像表示部は、
　マトリクス状に配置された画素電極を有する第３基板と、共通電極を有する第４基板と、第３基板と第４基板との間に配置された液晶材料層とを含んでおり、
　画像表示部に入射する可干渉性の光に対して、画素電極と共通電極との間に印加される電圧に基づいて、輝度変調を施す、上記［Ｃ２］に記載の電子機器。
［Ｃ４］
　可干渉性の光を画像表示部に照射する光源部を有する、上記［Ｃ３］に記載の電子機器。
［Ｃ５］
　画像表示部は透過型または反射型であり、
　画像表示部と位相変調部とは積層されている、上記［Ｃ３］または［Ｃ４］に記載の電子機器。
［Ｃ６］
　位相変調部の第１基板および第２基板のうちいずれか一方と、画像表示部の第３基板と第４基板のうちいずれか一方とが対向するように積層されている、上記［Ｃ５］に記載の電子機器。
［Ｃ７］
　位相変調部の第１基板および第２基板のうちいずれか一方と、画像表示部の第３基板と第４基板のうちいずれか一方とが共通化されている、上記［Ｃ５］に記載の電子機器。
［Ｃ８］
　画像表示部と位相変調部との間には、マトリクス状に配置されたマイクロレンズが配置されている、上記［Ｃ５］ないし［Ｃ７］のいずれかに記載の電子機器。
［Ｃ９］
　画像表示部および位相変調部の少なくとも一方にはカラーフィルタが配されている、上記［Ｃ３］ないし［Ｃ８］のいずれかに記載の電子機器。
［Ｃ１０］
　カラーフィルタは、透過色の種類毎にストライプ状に配置されている、上記［Ｃ９］に記載の電子機器。
［Ｃ１１］
　カラーフィルタは、同一の透過色のストライプが隣接しないように配置されている、上記［Ｃ１０］に記載の電子機器。
［Ｃ１２］
　カラーフィルタは、隣接する複数本のストライプが同一の透過色となるように配置されている、上記［Ｃ１０］に記載の電子機器。
［Ｃ１３］
　画像表示部は、マトリクス状に配置された、可干渉性の光を発光する発光素子を有しており、
　発光素子の輝度を制御することによって可干渉性の光から成る画像を表示する、上記［Ｃ２］に記載の電子機器。
［Ｃ１４］
　画像表示部と位相変調部とは積層されている、上記［Ｃ１３］に記載の電子機器。
［Ｃ１５］
　発光素子は有機エレクトロルミネッセンス素子から成る、上記［Ｃ１３］または［Ｃ１４］に記載の電子機器。
［Ｃ１６］
　画像表示部と位相変調部との間には偏光子が配置されている、上記［Ｃ１３］ないし［Ｃ１５］のいずれかに記載の電子機器。
［Ｃ１７］
　位相変調部の出射側には偏光子が配置されている、上記［Ｃ２］ないし［Ｃ１６］のいずれかに記載の電子機器。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ・・・表示装置、２，２_R，２_G，２_B，２
RGB，２Ａ，２Ｂ・・・光源部、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ，３Ｈ，３Ｋ，３_R，３_G，３_B・・・表示素子、２０，３０・・・画像表示部、３１・・・水平駆動回路、４０，４０Ａ，４０Ｂ・・・位相変調部、４１・・・水平駆動回路、４２・・・垂直駆動回路、５０，５０Ａ，５０Ｂ・・・偏光子、２０１・・・基板、２０２・・・半導体材料層、２１１・・・画素電極、２１２・・・隔壁部、２１３・・・有機層、２１４・・・共通電極、２２１・・・保護層、２３０・・・封止部、３００・・・第３基板、３０１，３０１Ｆ・・・基板、３２・・・半導体材料層、３０３・・・遮光部、３０４・・・画素電極、３０５・・・平坦化膜、３０６・・・配向膜、３１０・・・第４基板、３１１，３１１Ｇ・・・基板、３１２・・・遮光部、３１３・・・共通電極、３１４・・・配向膜、３２０・・・液晶材料層、３２１・・・液晶分子、３３０・・・封止部、３４１・・・偏光子、３４２・・・偏光子、４００・・・第１基板、４０１・・・基板、４０２・・・半導体材料層、４０３・・・遮光部、４０４・・・第１電極、４０５・・・平坦化膜、４０６・・・配向膜、４１０・・・第２基板、４１１・・・基板、４１２・・・遮光部、４１３・・・第２電極、４１４・・・配向膜、４２０・・・液晶材料層、４２１・・・液晶分子、４３０・・・封止部、４４２・・・偏光子、５１０・・・照明光学系、５１１・・・コンデンサレンズ、５１２Ａ，５１２Ｂ・・・ダイクロイックミラー、５１３・・・リレーレンズ、５１４Ａ，５１４Ｂ，５１４Ｃ，５１４Ｄ・・・ミラー、５１５・・・クロスプリズム、５２０・・・画像制御回路、５３０・・・投射光学系、ＣＦ・・・カラーフィルタ、ＰＢＳ・・・偏光ビームスプリッタ、ＭＲ・・・ハーフミラー、ＲＰ・・・反射面

Claims

　輝度変調された可干渉性の光から成る画像を表示する画像表示部と、
　画像表示部からの光に対して位相変調を施す位相変調部と、
を有している表示素子。
　位相変調部は、
　マトリクス状に配置された第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、第１基板と第２基板との間に配置された液晶材料層とを含んでおり、
　第１電極と第２電極との間に印加される電圧に基づいて、画像表示部から入射する光に対して位相変調を施す、請求項１に記載の表示素子。
　画像表示部は、
　マトリクス状に配置された画素電極を有する第３基板と、共通電極を有する第４基板と、第３基板と第４基板との間に配置された液晶材料層とを含んでおり、
　画像表示部に入射する可干渉性の光に対して、画素電極と共通電極との間に印加される電圧に基づいて、輝度変調を施す、請求項２に記載の表示素子。
　画像表示部は透過型または反射型であり、
　画像表示部と位相変調部とは積層されている、請求項３に記載の表示素子。
　位相変調部の第１基板および第２基板のうちいずれか一方と、画像表示部の第３基板と第４基板のうちいずれか一方とが対向するように積層されている、請求項４に記載の表示素子。
　位相変調部の第１基板および第２基板のうちいずれか一方と、画像表示部の第３基板と第４基板のうちいずれか一方とが共通化されている、請求項４に記載の表示素子。
　画像表示部と位相変調部との間には、マトリクス状に配置されたマイクロレンズが配置されている、請求項４に記載の表示素子。
　画像表示部および位相変調部の少なくとも一方にはカラーフィルタが配されている、請求項３に記載の表示素子。
　カラーフィルタは、透過色の種類毎にストライプ状に配置されている、請求項８に記載の表示素子。
　カラーフィルタは、同一の透過色のストライプが隣接しないように配置されている、請求項９に記載の表示素子。
　カラーフィルタは、隣接する複数本のストライプが同一の透過色となるように配置されている、請求項９に記載の表示素子。
　画像表示部は、マトリクス状に配置された、可干渉性の光を発光する発光素子を有しており、
　発光素子の輝度を制御することによって可干渉性の光から成る画像を表示する、請求項２に記載の表示素子。
　画像表示部と位相変調部とは積層されている、請求項１２に記載の表示素子。
　発光素子は有機エレクトロルミネッセンス素子から成る、請求項１２に記載の表示素子。
　画像表示部と位相変調部との間には偏光子が配置されている、請求項１２に記載の表示素子。
　位相変調部の出射側には偏光子が配置されている、請求項２に記載の表示素子。
　輝度変調された可干渉性の光から成る画像を表示する画像表示部と、
　画像表示部からの光に対して位相変調を施す位相変調部と、を有している表示素子を含む表示装置。
　可干渉性の光を画像表示部に照射する光源部を有する、請求項１７に記載の表示装置。
　輝度変調された可干渉性の光から成る画像を表示する画像表示部と、
　画像表示部からの光に対して位相変調を施す位相変調部と、を有している表示素子を含む表示装置を用いた電子機器。