(57)【要約】【課題】  運転中に表示画像を見る際の運転者へ与える負荷を低減する。【解決手段】  車両に搭載される画像表示システムであって、車両の周囲の被写体を撮像する撮像素子１１と、撮像素子１１により撮像された第１画像を左右反転した第２画像を生成する処理回路１２と、処理回路１２により生成された第２画像を表示する表示素子１４と、表示素子１４から出射された表示光を受けるように配置され、表示光を運転者に向けて反射する反射部材１８とを含む。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される画像表示システムであって、
前記車両の周囲の被写体を撮像する第１撮像素子と、
前記第１撮像素子により撮像された第１画像を左右反転した第２画像を生成する第１処理回路と、
前記第１処理回路により生成された前記第２画像を表示する第１表示素子と、
前記第１表示素子から出射された表示光を受けるように配置され、前記表示光を運転者に向けて反射する第１反射部材と
を具備する画像表示システム。
【請求項２】
前記第１表示素子は、前記第１反射部材に映る虚像より面積の大きい画像を表示する
請求項１に記載の画像表示システム。
【請求項３】
前記第１反射部材の面積は、前記第１表示素子によって表示される画像の一部が虚像として映るように設定される
請求項１に記載の画像表示システム。
【請求項４】
前記第１反射部材は、凹面鏡である
請求項１乃至３のいずれかに記載の画像表示システム。
【請求項５】
前記第１反射部材は、平面鏡である
請求項１乃至３のいずれかに記載の画像表示システム。
【請求項６】
前記第１表示素子と前記第１反射部材との間に配置された凸レンズをさらに具備する
請求項５に記載の画像表示システム。
【請求項７】
前記第１反射部材は、運転者の前方に配置される
請求項１乃至６のいずれかに記載の画像表示システム。
【請求項８】
第２撮像素子、第２処理回路、第２表示素子、及び第２反射部材をさらに具備し、
前記第１反射部材と前記第２反射部材とは、前記車両のハンドルを挟んで両側に配置される
請求項１乃至７のいずれかに記載の画像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される画像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の後写鏡（バックミラー）に代えて、カメラで撮像した画像を表示素子に表示させる画像表示システム、いわゆるカメラモニタリングシステム（ＣＭＳ）が知られている。
【０００３】
ＣＭＳは、車両運転時の死角低減による安全性向上、車両の空力抵抗の低減による燃費性能向上、及び画像処理した画像を表示することでの後方視野の視認性向上による安全性向上などが期待されており、現在、自動車メーカー、及び電気機器メーカーなどが開発を進めている。ＣＭＳは、例えば、撮像システム（カメラ）と、撮像した画像を処理する画像処理システム、及び処理した画像を表示する表示システムとを備える。
【０００４】
また、ＣＭＳでは、速度表示メーターの上部や運転席の脇などに表示画面が設置され、その表示画面には、ＬＣＤ（liquid crystal display）モニターや有機ＥＬディスプレイモニターなどを用いることができる。
【０００５】
しかし、これらのＬＣＤモニターや有機ＥＬディスプレイモニターは、その表示画面を運転者が直視するものであるため、車両運転時の前方注視状態（遠方に焦点を合せた状態）からＣＭＳの表示画面注視状態（近方に焦点を合せた状態）に視線を切り替えると同時に、運転者が自身の視野の焦点を合せ直す必要があり、その行為が運転者への負荷となってしまう。
【０００６】
また、先述したＬＣＤモニターや有機ＥＬディスプレイモニターなどの形状を、任意の形状にすることは難しい。このため、表示画面にデザイン性を付加することは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−３９５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、運転中に表示画像を見る際の運転者へ与える負荷を低減することが可能な画像表示システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る画像表示システムは、車両に搭載される画像表示システムであって、前記車両の周囲の被写体を撮像する第１撮像素子と、前記第１撮像素子により撮像された第１画像を左右反転した第２画像を生成する第１処理回路と、前記第１処理回路により生成された前記第２画像を表示する第１表示素子と、前記第１表示素子から出射された表示光を受けるように配置され、前記表示光を運転者に向けて反射する第１反射部材とを具備する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、運転中に表示画像を見る際の運転者へ与える負荷を低減することが可能な画像表示システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る画像表示システムのブロック図。
【図２】画像表示システムを搭載した車両１の一例を示す概略図。
【図３】右側反射部材及び左側反射部材の構成を説明する模式図。
【図４】画像表示システムの模式的な断面図。
【図５】液晶表示素子及びバックライトの断面図。
【図６】凹面鏡に映る虚像を説明する模式図。
【図７】画像表示システムが表示する画像の一例を説明する模式図。
【図８】表示素子が表示する画像の一例を説明する図。
【図９】画像処理回路の動作を説明するフローチャート。
【図１０】運転者が表示素子によって表示される画像の一部を視認する様子を説明する模式的な断面図。
【図１１】表示素子によって表示される画像のうち運転者が見る画像の領域を説明する模式的な断面図。
【図１２】第２実施形態に係る画像表示システムの模式的な断面図。
【図１３】運転者が表示素子によって表示される画像の一部を視認する様子を説明する模式的な断面図。
【図１４】表示素子によって表示される画像のうち運転者が見る画像の領域を説明する模式的な断面図。
【図１５】第３実施形態に係る画像表示システムの模式的な断面図。
【図１６】平面鏡に映る虚像を説明する模式図。
【図１７】運転者が表示素子によって表示される画像の一部を視認する様子を説明する模式的な断面図。
【図１８】表示素子によって表示される画像のうち運転者が見る画像の領域を説明する模式的な断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的または概念的なものであり、各図面の寸法および比率等は必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、図面の相互間で同じ部分を表す場合においても、互いの寸法の関係や比率が異なって表される場合もある。特に、以下に示す幾つかの実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置および方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置等によって、本発明の技術思想が特定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１３】
［第１実施形態］
［１］  画像表示システム１０の構成
［１−１］  画像表示システム１０のブロック構成
画像表示システム１０は、車両に搭載される。車両は、四輪等の自動車であり、内燃機関を動力源とした自動車、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。画像表示システム１０は、カメラモニタリングシステム（ＣＭＳ）とも呼ばれる。画像表示システム１０は、後写鏡（バックミラー）に代えて、カメラで撮像した画像を間接視界として運転者に提供するものである。
【００１４】
図１は、第１実施形態に係る画像表示システム１０のブロック図である。図２は、画像表示システム１０を搭載した車両１の一例を示す概略図である。画像表示システム１０は、右側撮像素子１１−Ｒ、左側撮像素子１１−Ｌ、右側画像処理回路１２−Ｒ、左側画像処理回路１２−Ｌ、右側駆動回路１３−Ｒ、左側駆動回路１３−Ｌ、右側表示素子１４−Ｒ、左側表示素子１４−Ｌ、電圧発生回路１５、操作部１６、及び制御回路１７を備える。
【００１５】
右側撮像素子１１−Ｒは、図２に示すように、車両１の右側かつ運転席より前に取り付けられる。右側撮像素子１１−Ｒは、右側撮像領域ＩＲ１に存在する被写体を撮像する。撮像素子１１−Ｒは、カメラで構成される。
【００１６】
左側撮像素子１１−Ｌは、車両１の左側かつ運転席より前に取り付けられる。左側撮像素子１１−Ｌは、左側撮像領域ＩＲ２に存在する被写体を撮像する。左側撮像素子１１−Ｌは、カメラで構成される。
【００１７】
右側画像処理回路１２−Ｒは、右側撮像素子１１−Ｒが撮像した画像のデータを受ける。右側画像処理回路１２−Ｒは、画像データを用いて、所定の画像処理を実行する。
【００１８】
左側画像処理回路１２−Ｌは、左側撮像素子１１−Ｌが撮像した画像のデータを受ける。左側画像処理回路１２−Ｌは、画像データを用いて、所定の画像処理を実行する。
【００１９】
右側駆動回路１３−Ｒは、右側表示素子１４−Ｒを駆動する。具体的には、右側駆動回路１３−Ｒは、表示素子１４−Ｒに含まれる複数の電極に電圧を印加することで、例えば、右側表示素子１４−Ｒに含まれる液晶層の配向を制御する。左側駆動回路１３−Ｌは、左側表示素子１４−Ｌを駆動する。
【００２０】
右側表示素子１４−Ｒ及び左側表示素子１４−Ｌは、画像を表示する。右側表示素子１４−Ｒ及び左側表示素子１４−Ｌは、例えば液晶表示素子で構成される。
【００２１】
電圧発生回路１５は、外部電源を用いて、画像表示システム１０の動作に必要な複数の電圧を発生する。電圧発生回路１５により発生された電圧は、画像表示システム１０内の各モジュール、特に駆動回路１３−Ｒ、１３−Ｌに供給される。
【００２２】
操作部１６は、運転者などの操作を受け付ける。操作部１６は、運転者などの操作に対応する制御信号を生成し、この制御信号を制御回路１７に送る。操作部１６から制御回路１７に送られる制御信号は、運転者が視認する画像の領域を移動する情報などを含む。
【００２３】
制御回路１７は、画像表示システム１０の動作を統括的に制御する。制御回路１７は、操作部１６から送られた制御信号に基づいて、画像処理回路１２−Ｒ、１２−Ｌ、及び駆動回路１３−Ｒ、１３−Ｌを制御することが可能である。
【００２４】
［１−２］  画像表示システム１０の構造
次に、画像表示システム１０の構造について説明する。画像表示システム１０は、右側反射部材１８−Ｒ、及び左側反射部材１８−Ｌをさらに備える。図３は、右側反射部材１８−Ｒ及び左側反射部材１８−Ｌの構成を説明する模式図である。図３には、車両１が備えるダッシュボード３、ウインドシールド４、及びハンドル５などを図示している。
【００２５】
右側反射部材１８−Ｒは、車両１のダッシュボード３の上に配置される。また、右側反射部材１８−Ｒは、運転者から見て、ハンドル５より右側に配置される。右側反射部材１８−Ｒは、図３に示した位置に、固定部材（図示せず）を用いて固定される。右側反射部材１８−Ｒは、右側表示素子１４−Ｒから出射された表示光を運転者に向けて反射する機能を有する。
【００２６】
左側反射部材１８−Ｌは、車両１のダッシュボード３の上に配置される。また、左側反射部材１８−Ｌは、運転者から見て、ハンドル５より左側に配置される。すなわち、右側反射部材１８−Ｒと左側反射部材１８−Ｌとは、運転者から見て、ハンドル５を挟むように配置される。左側反射部材１８−Ｌは、図３に示した位置に、固定部材（図示せず）を用いて固定される。左側反射部材１８−Ｌは、左側表示素子１４−Ｌから出射された表示光を運転者に向けて反射する機能を有する。
【００２７】
図４は、画像表示システム１０の模式的な断面図である。本実施形態の説明では、左側撮像素子１１−Ｌ及び右側撮像素子１１−Ｒの共通する機能を説明する場合、“撮像素子１１”のように末尾符号を省略して番号のみを表示し、このような記載に関する説明は、左側撮像素子１１−Ｌ及び右側撮像素子１１−Ｒの各々に共通する。他の末尾符号付きの参照符号についても同様に扱われる。すなわち、図４の表示素子１４は、右側表示素子１４−Ｒ、及び左側表示素子１４−Ｌの一方に対応する。
【００２８】
表示素子１４は、車両１のダッシュボード３内に収容される。表示素子１４は、図４に示した位置に、固定部材（図示せず）を用いて固定される。
【００２９】
反射部材１８は、ダッシュボード３の上に配置される。反射部材１８は、図４に示した位置に、固定部材（図示せず）を用いて固定される。また、反射部材１８は、その向き及び角度を変えることが可能であり、その向き及び角度が調整可能なように保持される。反射部材１８は、表示素子１４から出射された表示光を、運転者２に向けて反射する。反射部材１８は、例えば凹面鏡で構成される。反射部材１８を凹面鏡で構成することで、画像を拡大することが可能となる。
【００３０】
ダッシュボード３は、表示素子１４から出射された表示光を通す開口部３Ａを有する。なお、光を透過する透明部材（例えば透明な樹脂）で開口部３Ａを塞いでもよい。
【００３１】
図４のような配置構成にすることで、運転者２は、ウインドシールド４を介して視認される背景から視線をあまり動かさずに、反射部材１８に映る虚像を視認することができる。
【００３２】
［１−３］  表示素子１４の構成
次に、表示素子１４の構成について説明する。表示素子１４は、例えば、液晶表示素子で構成される。画像表示システム１０は、液晶表示素子１４と、照明装置（バックライト）１９とを備える。図５は、液晶表示素子１４及びバックライト１９の断面図である。
【００３３】
バックライト１９は、液晶表示素子１４の背面に光を照射する面光源である。バックライト１９としては、例えば、直下型又はサイドライト型（エッジライト型）のＬＥＤバックライトが用いられる。
【００３４】
液晶表示素子１４は、ＴＦＴ及び画素電極等が形成されるＴＦＴ基板２０と、カラーフィルター及び共通電極等が形成されかつＴＦＴ基板２０に対向配置されるカラーフィルター基板（ＣＦ基板）２１とを備える。ＴＦＴ基板２０及びＣＦ基板２１の各々は、透明基板（例えば、ガラス基板、又はプラスチック基板）から構成される。ＴＦＴ基板２０は、バックライトに対向配置され、バックライトからの照明光は、ＴＦＴ基板２０側から液晶表示素子１４に入射する。液晶表示素子１４の２つの主面のうちバックライトと反対側の主面が、液晶表示素子１４の表示面である。
【００３５】
液晶層２２は、ＴＦＴ基板２０及びＣＦ基板２１間に充填される。具体的には、液晶層２２は、ＴＦＴ基板２０及びＣＦ基板２１と、シール材（図示せず）とによって包囲された領域内に封入される。液晶層２２を構成する液晶材料は、ＴＦＴ基板２０及びＣＦ基板２１間に印加された電界に応じて液晶分子の配向が操作されて光学特性が変化する。液晶モードとしては、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、及びホモジニアスモードなど種々の液晶モードを用いることができる。
【００３６】
シール材は、例えば、紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂、又は紫外線・熱併用型硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴ基板２０及びＣＦ基板２１に塗布された後、紫外線照射、又は加熱等により硬化させられる。シール材の中には、ＴＦＴ基板とＣＦ基板との間隔（ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布される。なお、シール材にギャップ材を混入させることに加えて若しくは代えて、画像表示領域の周辺に位置する周辺領域にギャップ材を配置するようにしてもよい。
【００３７】
ＴＦＴ基板２０の液晶層２２側には、複数のスイッチング素子（アクティブ素子）２３が設けられる。スイッチング素子２３としては、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）が用いられ、またｎチャネルＴＦＴが用いられる。ＴＦＴ２３は、走査線ＧＬとして機能するゲート電極と、ゲート電極上に設けられたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に設けられた半導体層（例えばアモルファスシリコン層）と、半導体層に部分的に接しかつ互いに離間して設けられたソース電極及びドレイン電極とを備える。ソース電極は、信号線ＳＬに電気的に接続される。
【００３８】
ＴＦＴ２３上には、絶縁層２４が設けられる。絶縁層２４上には、複数の画素に対応する複数の画素電極２５が設けられる。絶縁層２４内かつＴＦＴ２３のドレイン電極上には、画素電極２５に電気的に接続されたコンタクトプラグ（コンタクトホール）２６が設けられる。
【００３９】
ＣＦ基板２１の液晶層２２側には、カラーフィルター２７が設けられる。カラーフィルター２７は、複数の着色フィルター（着色部材）を備え、具体的には、複数の赤フィルター２７−Ｒ、複数の緑フィルター２７−Ｇ、及び複数の青フィルター２７−Ｂを備える。一般的なカラーフィルターは光の三原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）で構成される。隣接したＲ、Ｇ、Ｂの三色のセットが表示の単位（画素）となっており、１つの画素中のＲ、Ｇ、Ｂのいずれか単色の部分はサブピクセル（サブ画素）と呼ばれる最小駆動単位である。ＴＦＴ２３及び画素電極２５は、サブピクセルごとに設けられる。以下の説明では、画素とサブ画素との区別が特に必要な場合を除き、サブ画素を画素と呼ぶものとする。
【００４０】
赤フィルター２７−Ｒ、緑フィルター２７−Ｇ、及び青フィルター２７−Ｂの境界部分、及び画素（サブピクセル）の境界部分には、遮光用のブラックマトリクス（遮光膜）２８が設けられる。すなわち、ブラックマトリクス２８は、網目状に形成される。ブラックマトリクス２８は、例えば、着色部材間の不要な光を遮蔽し、コントラストを向上させるために設けられる。
【００４１】
カラーフィルター２７及びブラックマトリクス２８上には、共通電極２９が設けられる。共通電極２９は、液晶表示素子１４の表示領域全体に平面状に形成される。
【００４２】
ＴＦＴ基板２０の液晶層２２と反対側には、位相差板３０、及び偏光板３２が設けられる。ＣＦ基板２１の液晶層２２と反対側には、位相差板３１、及び偏光板３３が設けられる。位相差板３０及び偏光板３２は、円偏光板を構成し、位相差板３１及び偏光板３３は、円偏光板を構成する。
【００４３】
偏光板（直線偏光子）３２、３３の各々は、光の進行方向に直交する平面内において、互いに直交する透過軸及び吸収軸を有する。偏光板３２、３３の各々は、ランダムな方向の振動面を有する光のうち、透過軸に平行な振動面を有する直線偏光（直線偏光した光成分）を透過し、吸収軸に平行な振動面を有する直線偏光（直線偏光した光成分）を吸収する。偏光板３２、３３は、互いの透過軸が直交するように、すなわち直交ニコル状態で配置される。なお、偏光板３２、３３の透過軸の関係は、液晶モードに応じて適宜設定される。
【００４４】
位相差板３０、３１は、屈折率異方性を有しており、面内において互いに直交する遅相軸及び進相軸を有する。位相差板３０、３１は、遅相軸と進相軸とをそれぞれ透過する所定波長の光の間に所定のリタデーション（λを透過する光の波長としたとき、λ／４の位相差）を与える機能を有する。すなわち、位相差板３０、３１は、λ／４板から構成される。位相差板３０、３１の遅相軸はそれぞれ、偏光板３２、３３の透過軸に対して概略４５°に設定される。
【００４５】
なお、前述した偏光板及び位相差板を規定する角度は、所望の動作を実現可能な誤差、及び製造工程に起因する誤差を含むものとする。例えば、前述した概略４５°は、４５°±５°の範囲を含むものとする。例えば、前述した直交は、９０°±５°の範囲を含むものとする。
【００４６】
画素電極２５、コンタクトプラグ２６、及び共通電極２９は、透明電極から構成され、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）が用いられる。絶縁層２４としては、透明な絶縁材料が用いられ、例えば、シリコン窒化物（ＳｉＮ）が用いられる。
【００４７】
［２］  画像表示システム１０の動作
上記のように構成された画像表示システム１０の動作について説明する。図６は、凹面鏡（反射部材）１８に映る虚像を説明する模式図である。図６では、表示素子１４が表示する画像４０、及び運転者２が視認する虚像４１を矢印で例示している。図６の“ｆ”は、凹面鏡（反射部材）１８の焦点であり、図６の“ｏ”は、凹面鏡１８の曲率中心である。凹面鏡の曲率中心は、光軸と凹面鏡とが交差する極（又は極の近辺）に接する球面（曲率円）の中心である。
【００４８】
表示素子１４は、画像４０を表示する。すなわち、図６の画像４０の位置が表示素子１４の位置に対応する。表示素子１４から凹面鏡１８までの距離Ｌ１、凹面鏡１８から虚像４１までの距離Ｌ２である。虚像４１が視認される位置は、曲率中心ｏと画像４０とを通る第１直線と、焦点ｆと画像４０とを通る直線が凹面鏡１８に達する点から水平方向に延長した第２直線とが交わる点によって算出できる。
【００４９】
反射部材１８として凹面鏡を用いた場合、表示素子１４は、凹面鏡１８の焦点ｆより凹面鏡１８側に配置される。
【００５０】
表示素子１４からの表示光は、凹面鏡１８で反射された後、運転者２に届く。運転者２は、表示素子１４が表示する画像４０を、凹面鏡１８に映る虚像４１として視認する。また、運転者２は、画像４０が拡大された虚像４１を視認する。また、運転者２は、凹面鏡１８からある程度の距離を持った位置に虚像４１を認識するため、表示素子１４に表示される画像４０は、凹面鏡１８が設置された場所から奥行き感がある虚像４１として運転者２に認識される。
【００５１】
図７は、画像表示システム１０が表示する画像の一例を説明する模式図である。図８（ａ）は、左側表示素子１４−Ｌが表示する画像の一例を説明する図である。図８（ｂ）は、右側表示素子１４−Ｒが表示する画像を説明する図である。図９は、画像処理回路１２の動作を説明するフローチャートである。図９は、右側画像処理回路１２−Ｒ及び左側画像処理回路１２−Ｌで共通の動作である。
【００５２】
撮像素子１１は、車両１の後方に存在する被写体を撮像する。撮像素子１１によって撮像された画像のデータは、画像処理回路１２に送られる。画像処理回路１２は、撮像素子１１から第１画像データを受ける（ステップＳ１００）。続いて、画像処理回路１２は、第１画像データを左右反転した第２画像データを生成する（ステップＳ１０１）。続いて、画像処理回路１２は、ステップＳ１０１で生成した第２画像データに対応する画像を、表示素子１４に表示させる（ステップＳ１０２）。
【００５３】
このような制御により、画像表示システム１０は、撮像素子１１で撮像した画像を運転者２に視認させることができる。
【００５４】
図８（ａ）において、領域ＡＲ１は、左側表示素子１４−Ｌが表示可能な表示領域を示しており、領域ＡＲ２は、左側凹面鏡１８−Ｌに映る領域を示している。図８（ｂ）において、領域ＡＲ３は、右側表示素子１４−Ｒが表示可能な表示領域を示しており、領域ＡＲ４は、右側凹面鏡１８−Ｒに映る領域を示している。
【００５５】
図８に示すように、凹面鏡１８に映る虚像は、表示素子１４が表示する画像の一部である。すなわち、表示素子１４は、凹面鏡１８に映る虚像より広い範囲の画像を表示する。換言すると、凹面鏡１８の面積は、凹面鏡１８に映る虚像が表示素子１４に表示される画像より狭い範囲になるように設定される。これにより、凹面鏡１８全体に虚像を写すことができる。
【００５６】
また、凹面鏡１８の形状を表示素子１４の表示領域に合わせる必要がない。これにより、凹面鏡１８の形状を任意に設計することができるため、凹面鏡１８の形状にデザイン性を持たせることができ、また、画像表示システム１０が表示する画像の外形にデザイン性を持たせることができる。図７の例では、凹面鏡１８は、台形を有する。
【００５７】
次に、運転者２が移動した場合に、表示素子１４が表示する画像のうち、凹面鏡１８に映る虚像の領域について説明する。
【００５８】
図１０は、運転者２が表示素子１４によって表示される画像の一部を視認する様子を説明する模式的な断面図である。図１０では、運転者２が３箇所（図１０の符号２−１〜２−３で図示）で凹面鏡１８の虚像を見る例を示している。運転者２−１が見る表示光４２−１を実線、運転者２−２が見る表示光４２−２を破線、運転者２−３が見る表示光４２−３を一点鎖線で示している。
【００５９】
図１１は、表示素子１４によって表示される画像のうち運転者２が見る画像の領域を説明する模式的な断面図である。
【００６０】
表示素子１４が表示する画像のうち、領域４３−１は、表示光４２−１を出射し、領域４３−２は、表示光４２−２を出射し、領域４３−３は、表示光４２−３を出射する。すなわち、図１０に示した複数の運転者２−１〜２−３が凹面鏡１８を見た場合でも、凹面鏡１８全体に虚像を写すことができる。
【００６１】
このように、表示素子１４は、凹面鏡１８に映る虚像より広い範囲の画像を表示する。よって、運転者が移動した場合、又は身長の異なる運転者が車両を運転した場合でも、凹面鏡１８全体に虚像を写すことができる。
【００６２】
［３］  第１実施形態の効果
以上詳述したように第１実施形態では、車両に搭載される画像表示システム１０は、車両１の周囲の被写体を撮像する撮像素子１１と、撮像素子１１により撮像された第１画像を左右反転した第２画像を生成する画像処理回路１２と、画像処理回路１２により生成された第２画像を表示する表示素子１４と、表示素子１４から出射された表示光を受けるように配置され、表示光を運転者に向けて反射する凹面鏡（反射部材）１８とを備える。また、凹面鏡１８は、運転者の前方でダッシュボード上に配置される。また、画像表示システム１０は、撮像素子１１、画像処理回路１２、表示素子１４、及び凹面鏡１８からなるユニットを、車両の右用と左用との２セット備えている。
【００６３】
従って第１実施形態によれば、運転者の前方にある凹面鏡１８に映る虚像を運転者に視認させることができる。また、画像表示システム１０の表示画像に奥行き感を付加することができる。これにより、車両運転時の前方注視状態（遠方に焦点を合せた状態）と、画像表示システム１０の表示画像を見た状態とで、視野の焦点を動かす距離を小さくできる。この結果、運転者が画像表示システム１０の表示画像を見る際の負荷を低減することができる。
【００６４】
また、表示素子１４は、凹面鏡１８に映る虚像より広い範囲の画像を表示するようにしている。これにより、凹面鏡１８の形状を任意に設計することができるため、凹面鏡１８の形状にデザイン性を持たせることができ、また、画像表示システム１０が表示する画像の外形にデザイン性を持たせることができる。
【００６５】
［第２実施形態］
第２実施形態は、反射部材１８として平面鏡を用いた構成例である。図１２は、第２実施形態に係る画像表示システム１０の模式的な断面図である。
【００６６】
反射部材１８は、平面鏡で構成される。平面鏡１８は、表示素子１４から出射された表示光を、運転者２に向けて反射する。平面鏡１８は、等倍の虚像（実物大の虚像）を写す。第２実施形態の表示素子１４のサイズは、第１実施形態の表示素子のサイズより大きい。その他の構成は、第１実施形態と同じである。
【００６７】
図１３は、運転者２が表示素子１４によって表示される画像の一部を視認する様子を説明する模式的な断面図である。運転者２−１が見る表示光４２−１を実線、運転者２−２が見る表示光４２−２を破線、運転者２−３が見る表示光４２−３を一点鎖線で示している。
【００６８】
図１４は、表示素子１４によって表示される画像のうち運転者２が見る画像の領域を説明する模式的な断面図である。
【００６９】
表示素子１４が表示する画像のうち、領域４３−１は、表示光４２−１を出射し、領域４３−２は、表示光４２−２を出射し、領域４３−３は、表示光４２−３を出射する。すなわち、図１４に示した複数の運転者２−１〜２−３が凹面鏡１８を見た場合でも、凹面鏡１８全体に虚像を写すことができる。
【００７０】
第２実施形態によれば、表示素子１４によって表示される画像を運転者に反射する反射部材１８として平面鏡を用いて、画像表示システム１０を実現できる。その他の効果は、第１実施形態と同じである。
【００７１】
［第３実施形態］
第３実施形態は、反射部材１８として平面鏡を用いるとともに、表示素子１４から出射された表示光を、レンズを用いて集光するようにしている。
【００７２】
図１５は、第３実施形態に係る画像表示システム１０の模式的な断面図である。
【００７３】
反射部材１８は、平面鏡で構成される。表示素子１４と平面鏡１８との間には、凸レンズ４４が設けられる。凸レンズ４４は、図１５に示した位置に、固定部材（図示せず）を用いて固定される。凸レンズ４４は、表示素子１４から出射された光が平行光になるように集光する。表示素子１４は、凸レンズ４４の焦点付近に配置される。凸レンズ４４を透過した表示光は、平面鏡１８によって運転者２に向けて反射される。
【００７４】
図１６は、平面鏡１８に映る虚像を説明する模式図である。図１６では、表示素子１４が表示する画像４０、及び運転者２が視認する虚像４１を矢印で例示している。図６の“ｆ”は、凸レンズ４４の焦点であり、図６の“ｏ”は、凸レンズ４４の中心である。
【００７５】
表示素子１４は、画像４０を表示する。虚像４１のサイズは、凸レンズ４４の中心ｏと画像４０とを通る第１直線と、凸レンズ４４上の画像４０のサイズに対応する点ｐと焦点ｆとを通る第２直線とが交わる点によって算出される。
【００７６】
図１７は、運転者２が表示素子１４によって表示される画像の一部を視認する様子を説明する模式的な断面図である。運転者２−１が見る表示光４２−１を実線、運転者２−２が見る表示光４２−２を破線、運転者２−３が見る表示光４２−３を一点鎖線で示している。
【００７７】
図１８は、表示素子１４によって表示される画像のうち運転者２が見る画像の領域を説明する模式的な断面図である。
【００７８】
表示素子１４が表示する画像のうち、領域４３−１は、表示光４２−１を出射し、領域４３−２は、表示光４２−２を出射し、領域４３−３は、表示光４２−３を出射する。すなわち、図１８に示した複数の運転者２−１〜２−３が凹面鏡１８を見た場合でも、凹面鏡１８全体に虚像を写すことができる。
【００７９】
第３実施形態によれば、第２実施形態に比べて、表示素子１４のサイズを小さくすることができる。その他の効果は、第１実施形態と同じである。
【００８０】
［変形例］
上記各実施形態では、撮像素子を車両の両側に配置した構成例を示している。撮像素子を車両の両側以外に配置してもよく、車両の前方及び後方に取り付けてもよい。撮像素子に対応して表示素子及び反射部材が設けられ、また、表示素子及び反射部材は、最低な位置に配置される。
【００８１】
表示素子１４としては、液晶表示素子以外のディスプレイを用いてもよい。自発光型の表示素子、例えば有機ＥＬ（electroluminescence）表示素子（有機ＥＬディスプレイ）などを用いてもよい。
【００８２】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、構成要素を変形して具体化することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、１つの実施形態に開示される複数の構成要素の適宜な組み合わせ、若しくは異なる実施形態に開示される構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を構成することができる。例えば、実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、これらの構成要素が削除された実施形態が発明として抽出されうる。
【符号の説明】
【００８３】
１…車両、２…運転者、３…ダッシュボード、４…ウインドシールド、５…ハンドル、１０…画像表示システム、１１…撮像素子、１２…画像処理回路、１３…駆動回路、１４…表示素子、１５…電圧発生回路、１６…操作部、１７…制御回路、１８…反射部材、１９…バックライト、２０，２１…基板、２２…液晶層、２３…スイッチング素子、２４…絶縁層、２５…画素電極、２６…コンタクトプラグ、２７…カラーフィルター、２８…ブラックマトリクス、２９…共通電極、３０，３１…位相差板、３２，３３…偏光板、４０…画像、４１…虚像、４２…表示光、４４…凸レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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