JP6821453B2 - ３次元表示システム、ヘッドアップディスプレイシステム、及び移動体 - Google Patents

Description

本開示は、３次元表示システム、ヘッドアップディスプレイシステム、及び移動体に関する。

従来、特殊なめがね等を必要とせずに立体視を提供するために、利用者の左右の目に対して異なる画像光を到達させるためのバリアを備える表示装置が知られている。例えば、利用者が表示装置に対して近づいたり遠ざかったりする場合、バリアを１／４ピッチ移動可能とすることによって、利用者に立体視を継続させうる構成が知られている（例えば、特許文献１等）。

特開２００１−１６６２５９号公報

バリアを移動可能にする構成は、装置の複雑化、及び、コストアップにつながる。近づいたり遠ざかったりして観察距離を変化させる利用者に対して、画像処理によって、立体視が提供し続けられることが求められる。

本開示は、上述の点に鑑みてなされたものであり、利用者の観察距離の変化にかかわらず、画像処理によって立体視が提供し続けられうる３次元表示システム、ヘッドアップディスプレイシステム、及び移動体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３次元表示システムは、表示装置を備える。前記表示装置は、水平方向及び垂直方向に沿って格子状に配列されるサブピクセルを含む表示面を有する。前記表示装置は、前記サブピクセルの中で前記表示面上の表示境界によって分けられる第１サブピクセル及び第２サブピクセルにそれぞれ左眼画像及び右眼画像を表示する。前記３次元表示システムは、バリアを備える。前記バリアは、前記左眼画像及び右眼画像を遮る遮光領域を有する。前記バリアは、前記左眼画像の少なくとも一部を利用者の左眼に到達させ、前記右眼画像の少なくとも一部を利用者の右眼に到達させる透光領域を有する。前記３次元表示システムは、前記表示装置から前記左眼及び右眼の少なくとも一方までの観察距離を検出する検出装置を備える。前記３次元表示システムは、前記観察距離に応じて前記表示装置を前記水平方向に並ぶ複数の分割領域に分割するコントローラを備える。前記表示境界は、同一の前記分割領域の中で、前記水平方向に第１位相で周期的に位置する。前記表示境界は、隣接する前記分割領域の中で、前記水平方向に、前記第１位相と異なる第２位相で周期的に位置する。

本開示の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイシステムは、表示装置を備える。前記表示装置は、水平方向及び垂直方向に沿って格子状に配列されるサブピクセルを含む表示面を有する。前記表示装置は、前記サブピクセルの中で前記表示面上の表示境界によって分けられる第１サブピクセル及び第２サブピクセルにそれぞれ左眼画像及び右眼画像を表示する。前記ヘッドアップディスプレイシステムは、バリアを備える。前記バリアは、前記左眼画像及び右眼画像を遮る遮光領域を有する。前記バリアは、前記左眼画像の少なくとも一部を利用者の左眼に到達させ、前記右眼画像の少なくとも一部を利用者の右眼に到達させる透光領域を有する。前記ヘッドアップディスプレイシステムは、前記表示装置から前記左眼及び右眼の少なくとも一方までの観察距離を検出する検出装置を備える。前記ヘッドアップディスプレイシステムは、前記観察距離に応じて前記表示装置を前記水平方向に並ぶ複数の分割領域に分割するコントローラを備える。前記ヘッドアップディスプレイシステムは、前記左眼画像及び右眼画像を、前記利用者に虚像として視認させる光学部材を備える。前記表示境界は、同一の前記分割領域の中で、前記水平方向に第１位相で周期的に位置する。前記表示境界は、隣接する前記分割領域の中で、前記水平方向に、前記第１位相と異なる第２位相で周期的に位置する。

本開示の一実施形態に係る移動体は、ヘッドアップディスプレイシステムを備える。前記ヘッドアップディスプレイシステムは、表示装置を備える。前記表示装置は、水平方向及び垂直方向に沿って格子状に配列されるサブピクセルを含む表示面を有する。前記表示装置は、前記サブピクセルの中で前記表示面上の表示境界によって分けられる第１サブピクセル及び第２サブピクセルにそれぞれ左眼画像及び右眼画像を表示する。前記ヘッドアップディスプレイシステムは、バリアを備える。前記バリアは、前記左眼画像及び右眼画像を遮る遮光領域を有する。前記バリアは、前記左眼画像の少なくとも一部を利用者の左眼に到達させ、前記右眼画像の少なくとも一部を利用者の右眼に到達させる透光領域を有する。前記ヘッドアップディスプレイシステムは、前記表示装置から前記左眼及び右眼の少なくとも一方までの観察距離を検出する検出装置を備える。前記ヘッドアップディスプレイシステムは、前記観察距離に応じて前記表示装置を前記水平方向に並ぶ複数の分割領域に分割するコントローラを備える。前記ヘッドアップディスプレイシステムは、前記左眼画像及び右眼画像を、前記利用者に虚像として視認させる光学部材を備える。前記表示境界は、同一の前記分割領域の中で、前記水平方向に第１位相で周期的に位置する。前記表示境界は、隣接する前記分割領域の中で、前記水平方向に、前記第１位相と異なる第２位相で周期的に位置する。

本開示の一実施形態に係る３次元表示システム、ヘッドアップディスプレイシステム、及び移動体によれば、利用者の観察距離の変化にかかわらず、画像処理によって立体視が提供し続けられうる。

一実施形態に係る３次元表示システムの例を示す機能ブロック図である。 一実施形態に係る３次元表示システムの構成例を示す図である。 表示装置の構成例を示す図である。 バリアの構成例を示す図である。 眼がバリアからの適視距離に位置する例を示す図である。 表示装置上に位置する可視領域及び遮光領域の例を示す図である。 表示装置上に位置する可視領域及び遮光領域の例を示す図である。 ＨＴ境界と表示境界との相関例を示す図である。 適視距離面におけるドット領域及び制御領域の例を示す図である。 観察距離が適視距離より近い場合の右眼表示同一領域の例を示す図である。 観察距離が適視距離より近い場合の右眼表示同一領域の幅を示す図である。 観察距離が適視距離より遠い場合の右眼表示同一領域の例を示す図である。 観察距離が適視距離より遠い場合の右眼表示同一領域の幅を示す図である。 観察距離が適視距離より近い場合の右眼表示同一境界の決定方法の一例を示す図である。 観察距離が適視距離より遠い場合の右眼表示同一境界の決定方法の一例を示す図である。 一実施形態に係る３次元表示システムのＨＵＤ搭載例を示す図である。

図１及び図２に示されるように、一実施形態に係る３次元表示システム１は、表示装置１０と、バリア２０と、コントローラ３０と、検出装置４０とを備える。３次元表示システム１は、表示装置１０に画像を表示させ、バリア２０に画像光の一部を遮光させることによって、利用者の左眼５Ｌと利用者の右眼５Ｒとにそれぞれ異なる画像を見せうる。利用者は、左眼５Ｌと右眼５Ｒとで両眼視差画像を見ることによって、画像を立体視できる。３次元表示システム１は、検出装置４０によって利用者の頭の位置を検出し、頭の位置に応じて画像表示を制御するヘッドトラッキング制御を実行する。ヘッドトラッキングは、ＨＴ（Head Tracking）ともいう。以下、表示装置１０において画像を表示する表示面１０ａの法線がＺ軸方向に沿うものと仮定する。利用者は、表示装置１０に対してＺ軸の正の方向に位置すると仮定する。

表示装置１０は、利用者の左眼５Ｌに向けて左眼画像を表示し、利用者の右眼５Ｒに向けて右眼画像を表示する。表示装置１０は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の液晶デバイスであってよい。表示装置１０は、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）又は無機ＥＬ等の自発光デバイスであってよい。

バリア２０は、利用者と表示装置１０との間に位置する。バリア２０は、表示装置１０に表示される左眼画像が利用者の左眼５Ｌから見えて、利用者の右眼５Ｒから見えないようにする。バリア２０は、表示装置１０に表示される右眼画像が利用者の右眼５Ｒから見えて、利用者の左眼５Ｌから見えないようにする。バリア２０は、表示装置１０の表示面１０ａに一体に設けられてよい。バリア２０は、表示装置１０から所定距離をおいて設けられてよい。

コントローラ３０は、３次元表示システム１の各構成部に接続され、各構成部を制御する。コントローラ３０は、例えばプロセッサとして構成される。コントローラ３０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。コントローラ３０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。コントローラ３０は、記憶部を備え、記憶部に各種情報、又は３次元表示システム１の各構成部を動作させるためのプログラム等を格納してよい。記憶部は、例えば半導体メモリ等で構成されてよい。記憶部は、コントローラ３０のワークメモリとして機能してよい。

検出装置４０は、利用者の左眼５Ｌ及び右眼５Ｒのいずれか一方の位置を検出し、コントローラ３０に出力する。検出装置４０は、例えば、カメラを備えてよい。検出装置４０は、カメラによって利用者の顔を撮影してよい。検出装置４０は、カメラの撮影画像から左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの少なくとも一方の位置を検出してよい。検出装置４０は、１個のカメラの撮影画像から、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの少なくとも一方の位置を３次元空間の座標として検出してよい。検出装置４０は、２個以上のカメラの撮影画像から、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの少なくとも一方の位置を３次元空間の座標として検出してよい。

検出装置４０は、カメラを備えず、装置外のカメラに接続されていてよい。検出装置４０は、装置外のカメラからの信号を入力する入力端子を備えてよい。装置外のカメラは、入力端子に直接的に接続されてよい。装置外のカメラは、共有のネットワークを介して入力端子に間接的に接続されてよい。カメラを備えない検出装置４０は、カメラが映像信号を入力する入力端子を備えてよい。カメラを備えない検出装置４０は、入力端子に入力された映像信号から左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの少なくとも一方の位置を検出してよい。

検出装置４０は、例えば、センサを備えてよい。センサは、超音波センサ又は光センサ等であってよい。検出装置４０は、センサによって利用者の頭部の位置を検出し、頭部の位置に基づいて左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの少なくとも一方の位置を検出してよい。検出装置４０は、１個又は２個以上のセンサによって、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの少なくとも一方の位置を３次元空間の座標として検出してよい。

検出装置４０は、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの少なくとも一方の位置の検出結果に基づいて、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒと、表示装置１０の表示面１０ａ又はバリア２０との間の距離を検出する。左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの少なくとも一方と、表示装置１０の表示面１０ａ又はバリア２０との間の距離は、観察距離ともいう。観察距離は、左眼５Ｌ及び右眼５ＲのＺ軸方向の座標と、表示装置１０の表示面１０ａ又はバリア２０のＺ軸方向の座標との差として算出される。

３次元表示システム１は、検出装置４０を備えなくてよい。３次元表示システム１が検出装置４０を備えない場合、コントローラ３０は、装置外の検出装置からの信号を入力する入力端子を備えてよい。装置外の検出装置は、入力端子に接続されてよい。装置外の検出装置は、入力端子に対する伝送信号として、電気信号及び光信号を用いてよい。装置外の検出装置は、共有のネットワークを介して入力端子に間接的に接続されてよい。コントローラ３０は、装置外の検出装置から取得した左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの少なくとも一方の位置の検出結果に基づいて、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの少なくとも一方の移動距離を算出してよい。コントローラ３０は、Ｚ軸方向に沿った、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの少なくとも一方の移動距離を算出してよい。検出装置４０は、移動距離を検出する起点と終点とをそれぞれ、所定点としてよい。移動距離を検出する起点は、例えばＨＴ制御の実行によって表示装置１０に表示される画像が変更されたときの左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの少なくとも一方の位置であってよい。移動距離を検出する終点は、移動距離を検出するときの左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの少なくとも一方の位置であってよい。

表示装置１０は、例えば図３に示されるように、複数のサブピクセル１１を有する。サブピクセル１１は、格子状に配列される。サブピクセル１１の配列を表す格子軸は、Ｘ軸及びＹ軸であると仮定する。Ｘ軸及びＹ軸の原点は、表示面１０ａの中心点であるとされてよい。サブピクセル１１は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向それぞれに長さを有する。サブピクセル１１のＸ軸方向及びＹ軸方向の長さは、それぞれＨｐ及びＶｐと表される。以下、Ｖｐ＞Ｈｐが成立すると仮定する。Ｘ軸方向は、水平方向又は第１方向ともいう。Ｙ軸方向は、垂直方向又は第２方向ともいう。

サブピクセル１１は、ピクセル１２を構成してよい。図３において、ピクセル１２は、破線で囲まれる３個のサブピクセル１１で構成される。ピクセル１２は、例えば、ＲＧＢの各色を表示するサブピクセル１１で構成されてよい。ピクセル１２を構成するサブピクセル１１の数は、３個に限られず、２個であってよいし、４個以上であってよい。表示装置１０がＬＣＤ又は有機ＥＬ若しくは無機ＥＬである場合、各画素は、サブピクセル１１又はピクセル１２に対応してよい。本実施形態において、ピクセル１２は、水平方向に並ぶサブピクセル１１で構成されると仮定する。言い換えれば、本実施形態において、水平方向は、ピクセル１２を構成する複数のサブピクセル１１が並ぶ方向であると仮定する。

図３に示されるように、表示装置１０は、ピクセル１２を構成するサブピクセル１１が利用者から見て横に並ぶように使用されると仮定する。この場合、Ｘ軸方向及びＹ軸方向はそれぞれ、横及び縦に対応する。利用者から見たサブピクセル１１の縦及び横の長さの比は、サブピクセル１１の縦横比ともいう。この場合、縦横比は、Ｖｐ／Ｈｐである。以下、Ｖｐ／Ｈｐは、ｘとして表される（ｘ＞１）。

サブピクセル１１の配列は、太線の階段形状で示される表示境界１５によって分けられる。表示境界１５によって分けられた一方の配列に含まれるサブピクセル１１は、第１サブピクセル１１Ｌともいう。表示境界１５によって分けられた他方の配列に含まれるサブピクセル１１は、第２サブピクセル１１Ｒともいう。表示境界１５は、図３に示される形状に限られず、他の形状であってよい。表示装置１０は、第１サブピクセル１１Ｌに左眼画像を表示させ、第２サブピクセル１１Ｒに右眼画像を表示させる。表示境界１５は、コントローラ３０によって決定される。表示境界１５は、第１サブピクセル１１Ｌが配列する範囲を示す第１表示境界と、第２サブピクセル１１Ｒが配列する範囲を示す第２表示境界とを含んでよい。このようにすることで、第１サブピクセル１１Ｌ及び第２サブピクセル１１Ｒのいずれでもないサブピクセル１１が表されうる。

バリア２０は、例えば図４に示されるように、透光領域２１と、遮光領域２２とを備える。図４に示されるＸ軸及びＹ軸は、図３に示されるＸ軸及びＹ軸の方向に対応する。

透光領域２１は、バリア２０に入射する光を透過させる部分である。透光領域２１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。遮光領域２２は、バリア２０に入射する光を遮って透過させない部分である。言い換えれば、遮光領域２２は、表示装置１０に表示される画像を遮る。遮光領域２２は、第２所定値以下の透過率で光を遮ってよい。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。

図４において、透光領域２１と遮光領域２２とは、水平方向及び垂直方向に交互に並ぶ。透光領域２１の端部を示す線は、垂直方向に対して所定角度θで傾斜する方向に延在する。透光領域２１の端部を示す線は、透光領域２１の端線ともいう。所定角度θは、バリア傾斜角ともいう。θは、０度より大きく９０度より小さい角度であってよい。θは、例えば、ｔａｎθ＝ａ×Ｈｐ／ｂ×Ｖｐ（ａ、ｂ：自然数）を満たすように決定されてよい。仮に、透光領域２１の端線が図４におけるＹ軸方向に沿い、サブピクセル１１の配列方向に一致する場合、サブピクセル１１の配置又は透光領域２１の寸法に含まれる誤差によって、表示画像においてモアレが認識されやすくなる。透光領域２１の端線が図４におけるＹ軸方向に対して所定の角度を有する方向に延在する場合、サブピクセル１１の配置又は透光領域２１の寸法に含まれる誤差にかかわらず、表示画像においてモアレが認識されにくくなる。

バリア２０は、第２所定値未満の透過率を有するフィルム又は板状部材で構成されてよい。この場合、遮光領域２２は、当該フィルム又は板状部材で構成される。透光領域２１は、フィルム又は板状部材に設けられた開口で構成される。フィルムは、樹脂で構成されてよいし、他の材料で構成されてよい。板状部材は、樹脂又は金属等で構成されてよいし、他の材料で構成されてよい。バリア２０は、フィルム又は板状部材に限られず、他の種類の部材で構成されてよい。バリア２０は、遮光性を有する基材で構成されてよい。バリア２０は、遮光性を有する添加物を含有する基材で構成されてよい。

バリア２０は、液晶シャッターで構成されてよい。液晶シャッターは、印加する電圧に応じ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２０が液晶シャッターで構成される場合、透光領域２１は、第１所定値以上の透過率を有する領域としてよい。バリア２０が液晶シャッターで構成される場合、遮光領域２２は、第２所定値以下の透過率を有する領域としてよい。

図５に示されるように、利用者の左眼５Ｌと右眼５Ｒとは、バリア２０から、ｄとして示される適視距離をおいて位置すると仮定する。適視距離は、ＯＶＤ（Optical Viewing Distance）ともいう。左眼５Ｌと右眼５Ｒとは、バリア２０を介して、表示装置１０に表示される画像を見ることができる。バリア２０は、白抜きで表される透光領域２１と、斜線のハッチングで表される遮光領域２２とを備える。透光領域２１と遮光領域２２とは、Ｘ軸方向に交互に繰り返して並ぶ。透光領域２１と遮光領域２２とが繰り返されるピッチは、Ｂｐとして示される。左眼５Ｌと右眼５Ｒとの間の距離は、眼間距離ともいい、Ｅとして示される。バリア２０から表示装置１０までの距離は、ｇとして示される。

表示装置１０は、利用者の左眼５Ｌ及び右眼５Ｒそれぞれから、透光領域２１を介して視認可能な左眼可視領域１３Ｌ及び右眼可視領域１３Ｒを有する。表示装置１０は、遮光領域２２によって利用者の左眼５Ｌ及び右眼５Ｒそれぞれからの視認を妨げられる左眼遮光領域１４Ｌ及び右眼遮光領域１４Ｒを有する。左眼可視領域１３Ｌ及び右眼可視領域１３Ｒの端部を示す線は、透光領域２１の端部を示す線に対応する。左眼遮光領域１４Ｌ及び右眼遮光領域１４Ｒの端部を示す線は、遮光領域２２の端部を示す線に対応する。表示境界１５は、左眼可視領域１３Ｌ及び右眼可視領域１３Ｒの端部を示す線に沿って位置しうる。つまり、表示境界１５は、透光領域２１の端線に沿って位置しうる。

図５に示される例において、以下の仮定がさらに与えられる。透光領域２１及び遮光領域２２はそれぞれ、Ｘ軸方向にＢｐ／２で示される同じ幅を有する。ポートレートモードにおいて、透光領域２１及び遮光領域２２のＸ軸方向における幅に対する、透光領域２１のＸ軸方向における幅の比は、開口率と言いうる。図５に示される例において、バリア２０の開口率は、（Ｂｐ／２）／Ｂｐ、つまり、５０％である。ランドスケープモードにおいて、透光領域２１及び遮光領域２２のＸ軸方向における幅に対する、透光領域２１のＸ軸方向における幅の比は、開口率と言いうる。
左眼可視領域１３Ｌと右眼可視領域１３Ｒとが繰り返されるピッチは、ｋとして示される。左眼可視領域１３Ｌと右眼可視領域１３Ｒとはそれぞれ、Ｘ軸方向にｋ_Ｌ及びｋ_Ｒで示される幅を有する。ポートレートモードにおいて、左眼可視領域１３Ｌは、水平方向に沿って連続するｍ個のサブピクセルを含む。ポートレートモードにおいて、右眼可視領域１３Ｒは、連続するｍ個のサブピクセルを含む。ｔａｎθ＝ａ×Ｈｐ／ｂ×Ｖｐを満たすとき、ｋは、ｋ＝２ｍＨｐ／ｂで示される式を満たす。ランドスケープモードにおいて、左眼可視領域１３Ｌは、連続するｊ個のサブピクセルを含む。ポートレートモードにおいて、右眼可視領域１３Ｒは、連続するｊ個のサブピクセルを含む。ｔａｎθ＝（ａ×Ｈｐ）／（ｂ×Ｖｐ）＝（ａ×Ｖｐ）／（ｂ×ｘ^２×Ｈｐ）を満たすとき、ｋは、ｋ＝２×ｊ×Ｖｐ／（ｂ×ｘ^２）で示される式を満たす。ＯＶＤにおいてｋ_Ｌ及びｋ_Ｒは、共にｋ／２で示される。ＯＶＤにおいて左眼可視領域１３Ｌと右眼可視領域１３Ｒとは、間隔をあけずに交互に繰り返して並ぶ。ＯＶＤにおいて左眼可視領域１３Ｌと右眼遮光領域１４Ｒとは、互いに重複する。ＯＶＤにおいて右眼可視領域１３Ｒと左眼遮光領域１４Ｌとは、互いに重複する。

図５に示される、Ｅとｋとｄとｇとの関係は、幾何学的に決定される。Ｅとｋ／２との比は、ｄとｇとの比に等しい。等式で表せば、式（１）の関係が成り立つ。
Ｅ：ｋ／２＝ｄ：ｇ （１）

図５に示される、Ｂｐとｋとｄとｇとの関係は、幾何学的に決定される。Ｂｐとｋとの比は、ｄと（ｄ＋ｇ）との比に等しい。等式で表せば、式（２）の関係が成り立つ。
Ｂｐ：ｋ＝ｄ：（ｄ＋ｇ） （２）

透光領域２１と遮光領域２２とが互いに異なる幅を有する場合、ｋ_Ｌ及びｋ_Ｒは、ｋ／２とは異なる値になる。透光領域２１が遮光領域２２より狭い幅を有する場合、ｋ_Ｌ及びｋ_Ｒは、ｋ／２より小さくなる。この場合、左眼可視領域１３Ｌと右眼可視領域１３Ｒとは、間隔を空けて並ぶ。左眼可視領域１３Ｌと右眼可視領域１３Ｒとが間隔を空けて並ぶことによって、左眼５Ｌに右眼画像が到達したり、右眼５Ｒに左眼画像が到達したりするクロストークが低減されうる。透光領域２１が遮光領域２２より広い幅を有する場合、ｋ_Ｌ及びｋ_Ｒは、ｋ／２より大きくなる。この場合、左眼可視領域１３Ｌと右眼可視領域１３Ｒとは、一部で重複する。左眼可視領域１３Ｌと右眼可視領域１３Ｒとが一部で重複することによって、クロストークが発生する。ｋは、左眼可視領域１３Ｌ又は右眼可視領域１３Ｒが繰り返して位置するピッチを表すともいえる。以下、左眼可視領域１３Ｌ又は右眼可視領域１３Ｒが繰り返して位置するピッチは、可視領域ピッチともいう。

左眼５Ｌ及び右眼５Ｒとバリア２０との距離が適視距離とは異なる場合、ｋ_Ｌ及びｋ_Ｒはそれぞれ、ｋ／２で示されるとは限られない。例えば、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒとバリア２０との距離が適視距離より長い場合、ｋ_Ｌ及びｋ_Ｒはそれぞれ、ｋ／２より小さい。この場合、左眼可視領域１３Ｌと右眼可視領域１３Ｒとは、間隔を空けて並びうる。例えば、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒとバリア２０との距離が適視距離より短い場合、ｋ_Ｌ及びｋ_Ｒはそれぞれ、ｋ／２より大きい。この場合、左眼可視領域１３Ｌと右眼可視領域１３Ｒとは、一部で重複しうる。

図６に示されるように、左眼５Ｌから見た表示装置１０には、左眼可視領域１３Ｌと、左眼遮光領域１４Ｌとが位置する。左眼５Ｌは、左眼可視領域１３Ｌに表示される画像を視認できる。一方で、左眼５Ｌは、網掛けハッチングで示されるように遮光領域２２によって遮られる左眼遮光領域１４Ｌに表示される画像を視認できない。図６において、左眼５Ｌ、左眼可視領域１３Ｌ及び左眼遮光領域１４Ｌは、それぞれ右眼５Ｒ、右眼可視領域１３Ｒ及び右眼遮光領域１４Ｒに置き換えられうる。右眼５Ｒから見た表示装置１０には、右眼可視領域１３Ｒと、右眼遮光領域１４Ｒとが位置する。右眼５Ｒは、右眼可視領域１３Ｒに表示される画像を視認できる。一方で、右眼５Ｒは、網掛けハッチングで示されるように遮光領域２２によって遮られる右眼遮光領域１４Ｒに表示される画像を視認できない。

図７に示されるように、左眼５ＬがＸ軸の負の方向にｄ_ＨＴだけ移動した場合、表示装置１０に位置する左眼可視領域１３Ｌと左眼遮光領域１４Ｌとは、Ｘ軸の正の方向にｄ_Ｃだけ移動する。図７において、左眼５Ｌは右眼５Ｒに置き換えられうる。右眼５ＲがＸ軸の負の方向にｄ_ＨＴだけ移動した場合、表示装置１０に位置する右眼可視領域１３Ｒと右眼遮光領域１４Ｒとは、Ｘ軸の正の方向にｄ_Ｃだけ移動する。

コントローラ３０は、図８に示されるように、所定の面内に、バリア２０の透光領域２１の形状に基づいて、Ｘ軸方向に並ぶヘッドトラッキング境界４１を仮想的に設定する。所定の面は、バリア２０が位置する面に対して平行であり、バリア２０からＯＶＤだけ離れて位置すると仮定する。ヘッドトラッキング境界４１は、ＨＴ境界４１ともいう。左眼５Ｌ又は右眼５Ｒは、ＨＴ境界４１で区分される複数のヘッドトラッキング領域４２のいずれかに位置する。ヘッドトラッキング領域４２は、ＨＴ領域４２ともいう。

左眼可視領域１３Ｌに含まれる第１サブピクセル１１Ｌは、左眼５Ｌが位置するＨＴ領域４２に応じて決定される。例えば、左眼５ＬがＨＴ領域４２ａに位置する場合、実線の矢印で示される左眼可視領域１３Ｌには、サブピクセル１１ａ、１１ｂ及び１１ｃが含まれる。つまり、サブピクセル１１ａ、１１ｂ及び１１ｃが第１サブピクセル１１Ｌとなる。左眼５ＬがＨＴ領域４２ｂに位置する場合、破線の矢印で示される左眼可視領域１３Ｌには、サブピクセル１１ｂ、１１ｃ及び１１ｄが含まれる。つまり、サブピクセル１１ｂ、１１ｃ及び１１ｄが第１サブピクセル１１Ｌとなる。

ＨＴ境界４１の間隔は、図３等に示されるＨｐ、並びに、図７等に示されるｄ及びｇを用いて、Ｉ_ＨＴ＝Ｈｐ×ｄ／ｇと表される。図８において、左眼５Ｌは右眼５Ｒに置き換えられうる。ＨＴ境界４１は、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒそれぞれに対して仮定される。ＨＴ領域４２は、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒそれぞれに対して仮定される。

左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの移動に応じて左眼可視領域１３Ｌ及び右眼可視領域１３Ｒが移動した場合、３次元表示システム１は、表示装置１０に表示される画像を移動させて、利用者に対して立体視を提供し続ける。コントローラ３０は、検出装置４０から、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの位置を取得する。コントローラ３０は、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの位置に基づいて、第１サブピクセル１１Ｌ及び第２サブピクセル１１Ｒそれぞれが左眼可視領域１３Ｌ及び右眼可視領域１３Ｒに位置するように、表示境界１５を決定する。言い換えれば、コントローラ３０は、左眼５Ｌ及び右眼５ＲがＨＴ境界４１を通過するときに、表示境界１５をＸ軸方向にサブピクセル１個分移動させる。

コントローラ３０は、左眼可視領域１３Ｌ及び右眼可視領域１３Ｒが左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの移動に応じて移動した距離であるｄ_Ｃがサブピクセル１１の水平方向の長さであるＨｐに達した場合に、表示装置１０に表示される左眼画像及び右眼画像をサブピクセル１１の１個分移動させてよい。言い換えれば、コントローラ３０は、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの移動距離が、表示境界１５を移動させる条件を示す制御距離に達した場合に、表示境界１５をサブピクセル１１の１個分移動させてよい。この場合、コントローラ３０は、移動距離として、ＨＴ境界４１から左眼５Ｌ及び右眼５Ｒまでの距離を取得してよい。制御距離は、図５及び図７に示されるｄ及びｇを用いて、Ｄ_ＨＴ＝（Ｈｐ×ｄ）／（ｇ×ｂ）と表される。

図９に示されるように、表示装置１０は、左眼画像が表示される第１サブピクセル１１Ｌと、右眼画像が表示される第２サブピクセル１１Ｒとを含む。第１サブピクセル１１Ｌと第２サブピクセル１１Ｒとは、表示境界１５で分けられ、Ｘ軸方向にそれぞれ４個ずつ並ぶ。８個のサブピクセル１１はそれぞれ、１番から８番までの番号を有する。各サブピクセル１１が有する番号は、サブピクセル１１の番号ともいう。第１サブピクセル１１Ｌは、５番から８番までの番号を有する。第２サブピクセル１１Ｒは、１番から４番までの番号を有する。左眼画像と右眼画像とは、８個のサブピクセル１１を周期として繰り返し表示される。第１サブピクセル１１Ｌの数と第２サブピクセル１１Ｒの数とは、同じである。サブピクセル１１の番号の周期は、第１サブピクセル１１Ｌ又は第２サブピクセル１１Ｒが並ぶ数の２倍であるともいえる。第１サブピクセル１１Ｌと第２サブピクセル１１Ｒが並ぶ数は、所定数とされてよい。所定数は、４個に限られず、３個以下であってよいし、５個以上であってよい。左眼画像と右眼画像とは、所定数の２倍の数のサブピクセル１１を周期として繰り返し表示されてよい。

図９において、バリア２０は、表示装置１０の表示面１０ａに含まれると仮定する。表示装置１０とバリア２０との間隔を示すｇ（図５及び図７参照）は、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒから表示装置１０の表示面１０ａまでの距離を示すｄに比べて十分小さく、無視されると仮定する。以下、この仮定に基づく説明がなされる。

図９において、観察距離は、適視距離を示すｄと等しいと仮定する。左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの位置には、表示装置１０の表示面１０ａにおける第１サブピクセル１１Ｌと第２サブピクセル１１Ｒとに対応する領域が仮想的に設けられる。左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの位置に仮想的に設けられる領域は、ドット領域５１ともいう。ドット領域５１は、眼間距離に合わせて設けられる。図９において、左眼画像と右眼画像とは、８個のサブピクセル１１を周期として表示される。この場合、ドット領域５１は、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒそれぞれに４つずつ割り当てられる。左眼５Ｌと右眼５Ｒとの間に４つのドット領域５１が位置することに基づいて、ドット領域５１のＸ軸方向の幅は、眼間距離の１／４として算出される。左眼画像と右眼画像とが表示される周期は、８個に限られない。左眼５Ｌ及び右眼５Ｒそれぞれに割り当てられるドット領域５１の数は、４つに限られない。ドット領域５１のＸ軸方向の幅は、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒそれぞれに割り当てられるドット領域５１の数で眼間距離を除算することによって算出される。

ドット領域５１は、各サブピクセル１１の番号に対応する番号を有する。図９に示されるドット領域５１は、１番から８番までの番号を有する。右眼５Ｒが２番及び３番のドット領域５１の間に位置する場合、１番、２番、３番及び４番のサブピクセル１１は、右眼画像を表示する第２サブピクセル１１Ｒとなる。左眼５Ｌが６番及び７番のドット領域５１の間に位置する場合、５番、６番、７番及び８番のサブピクセル１１は、左眼画像を表示する第１サブピクセル１１Ｌとなる。つまり、ドット領域５１は、右眼可視領域１３Ｒ及び左眼可視領域１３Ｌに含まれるサブピクセル１１の番号に対応する。右眼５Ｒが位置するドット領域５１の番号に対応する番号を有するサブピクセル１１は、右眼可視領域１３Ｒに含まれる。左眼５Ｌが位置するドット領域５１の番号に対応する番号を有するサブピクセル１１は、左眼可視領域１３Ｌに含まれる。

ドット領域５１のＸ軸方向の中央には、×印で示される制御境界５２が設定される。制御境界５２によって区切られた領域は、制御領域５３という。左眼５Ｌが同一の制御領域５３の中にある間、第１サブピクセル１１Ｌとなるサブピクセル１１の番号は同じとされる。同様に、右眼５Ｒが同一の制御領域５３の中にある間、第２サブピクセル１１Ｒとなるサブピクセル１１の番号は同じとされる。左眼５Ｌが異なる制御領域５３に移動した場合、コントローラ３０は、第１サブピクセル１１Ｌとなるサブピクセル１１の番号を変更する。同様に、右眼５Ｒが異なる制御領域５３に移動した場合、コントローラ３０は、第２サブピクセル１１Ｒとなるサブピクセル１１の番号を変更する。

例えば、右眼５Ｒが２番及び３番のドット領域５１の間を含む制御領域５３から３番及び４番のドット領域５１の間を含む制御領域５３まで移動すると仮定する。この場合、左眼５Ｌは、６番及び７番のドット領域５１の間を含む制御領域５３から７番及び８番のドット領域５１の間を含む制御領域５３まで移動する。コントローラ３０は、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒが制御境界５２を通過したときに、表示境界１５の位置を動かし、第１サブピクセル１１Ｌ及び第２サブピクセル１１Ｒとなるサブピクセル１１の番号を変更する。表示境界１５の移動後、２番、３番、４番及び５番のサブピクセル１１が第２サブピクセル１１Ｒとなる。６番、７番、８番及び１番のサブピクセル１１が第１サブピクセル１１Ｌとなる。

図９において、ドット領域５１及び制御領域５３は、Ｘ軸方向に延在する線分として示される。ドット領域５１及び制御領域５３は、紙面の手前側及び奥側にも延在する。つまり、ドット領域５１及び制御領域５３は、Ｘ軸及びＹ軸方向に広がる面である。図９において、制御境界５２は、ドット領域５１を示す線分の中点、又は、制御領域５３を示す線分の端点として示される。制御境界５２は、紙面の手前側及び奥側にも延在する。つまり、制御境界５２は、Ｙ軸方向の成分を有する線である。

左眼５Ｌ及び右眼５Ｒは、表示装置１０の表示面１０ａから適視距離だけ離れ、Ｚ軸方向に垂直な面の中で移動しうる。表示面１０ａから適視距離だけ離れ、Ｚ軸方向に垂直な面は、適視距離面５４（図１４参照）ともいう。ドット領域５１、制御境界５２、及び制御領域５３は、適視距離面５４の上で、バリア２０の透光領域２１の端線が延在する方向と同じ方向に延在する。

左眼５Ｌが表示面１０ａから適視距離だけ離れて位置する場合、第１サブピクセル１１Ｌとなるサブピクセル１１の番号は、表示面１０ａの全てのサブピクセル１１にわたって繰り返される。同様に、右眼５Ｒが表示面１０ａから適視距離だけ離れて位置する場合、第２サブピクセル１１Ｒとなるサブピクセル１１の番号は、表示面１０ａの全てのサブピクセル１１にわたって繰り返される。

図１０に示されるように、観察距離が適視距離より近い場合、表示装置１０の表示面１０ａ上に右眼画像同一領域１７が設けられる。右眼画像同一領域１７は、表示面１０ａを水平方向に分割した分割領域であるともいえる。言い換えれば、コントローラ３０は、表示面１０ａを水平方向に並ぶ複数の分割領域に分割する。右眼画像同一領域１７は、右眼画像同一境界１６によって区切られる。右眼画像同一境界１６は、各ドット領域５１に含まれる制御境界５２から右眼５Ｒを通って延長された線が表示装置１０の表示面１０ａと交差する点として特定される。例えば、２番及び３番のドット領域５１に含まれる制御境界５２からの延長線で特定される右眼画像同一境界１６で区切られる領域は、右眼画像同一領域１７ａとして示される。１番及び２番のドット領域５１に含まれる制御境界５２からの延長線で特定される右眼画像同一境界１６で区切られる領域は、右眼画像同一領域１７ｂとして示される。

図１０の右眼５Ｒは、左眼５Ｌに置き換えられうる。図１０の右眼５Ｒが左眼５Ｌに置き換えられた場合、右眼画像同一境界１６及び右眼画像同一領域１７はそれぞれ、左眼画像同一境界及び左眼画像同一領域に置き換えられる。右眼画像同一領域１７と左眼画像同一領域とは、表示面１０ａの上で重複して存在しうる。水平方向に沿った右眼画像同一境界１６の間隔、又は、左眼画像同一境界の間隔は、所定のピッチともいう。

右眼画像同一領域１７ａに位置する右眼可視領域１３Ｒは、１番、２番、３番及び４番のサブピクセル１１を含む。したがって、コントローラ３０は、右眼画像同一領域１７ａにおいて、１番、２番、３番及び４番のサブピクセル１１を第２サブピクセル１１Ｒとする。右眼画像同一領域１７ｂに位置する右眼可視領域１３Ｒは、８番、１番、２番及び３番のサブピクセル１１を含む。したがって、コントローラ３０は、右眼画像同一領域１７ｂにおいて、８番、１番、２番及び３番のサブピクセル１１を第２サブピクセル１１Ｒとする。つまり、右眼画像同一領域１７ａ及び１７ｂそれぞれにおいて、第２サブピクセル１１Ｒとなるサブピクセル１１の番号が異なる。

右眼５Ｒから表示面１０ａを見る場合に、表示面１０ａの上に右眼画像同一領域１７が位置する。左眼５Ｌから表示面１０ａを見る場合、表示面１０ａの上に左眼画像同一領域が位置する。左眼画像同一領域は、右眼画像同一領域１７と同様に、左眼５Ｌの位置に応じて特定される。左眼画像同一領域は、右眼画像同一領域１７と同様に、分割領域であるともいえる。

右眼画像同一領域１７ａ及び１７ｂには、右眼可視領域１３Ｒと左眼可視領域１３Ｌとが位置する。右眼画像同一領域１７ａ及び１７ｂに位置する左眼可視領域１３Ｌは、同時に左眼画像同一領域に位置する。左眼可視領域１３Ｌに含まれるサブピクセル１１の番号は、左眼画像同一領域に対応するドット領域５１の番号に応じて決定される。

左眼可視領域１３Ｌに含まれるサブピクセル１１の番号は、右眼可視領域１３Ｒに含まれるサブピクセル１１の番号と重複しうる。つまり、コントローラ３０は、１つのサブピクセル１１に左眼画像を表示することと右眼画像を表示することとを同時に指示する状態になりうる。コントローラ３０は、１つのサブピクセル１１に左眼画像の表示と右眼画像の表示とを同時に指示する状態において、当該サブピクセル１１を優先的に第１サブピクセル１１Ｌとしてよいし、優先的に第２サブピクセル１１Ｒとしてよい。コントローラ３０は、１つのサブピクセル１１に左眼画像の表示と右眼画像の表示とを同時に指示する状態において、当該サブピクセル１１に左眼画像及び右眼画像のいずれも表示しなくてよい。

一方で、右眼可視領域１３Ｒ及び左眼可視領域１３Ｌのいずれにも含まれないサブピクセル１１が存在しうる。コントローラ３０は、右眼可視領域１３Ｒ及び左眼可視領域１３Ｌのいずれにも含まれないサブピクセル１１に、右眼５Ｒ及び左眼５Ｌが適視距離に位置すると仮定した場合に表示される画像を表示してよい。コントローラ３０は、右眼可視領域１３Ｒ及び左眼可視領域１３Ｌのいずれにも含まれないサブピクセル１１に、右眼画像及び左眼画像のいずれも表示しなくてよい。

右眼画像同一領域１７ａにおいて、第２サブピクセル１１Ｒの位置を示す第２表示境界は、８番と１番のサブピクセル１１の間、及び、４番と５番のサブピクセル１１の間に位置する。８番と１番のサブピクセル１１の間に位置する第２表示境界は、８個のサブピクセル１１を周期として、水平方向に周期的に位置する。４番と５番のサブピクセル１１の間に位置する第２表示境界は、８個のサブピクセル１１を周期として、水平方向に周期的に位置する。第２表示境界を含む表示境界１５は、所定数の２倍の数を周期として位置するといえる。表示境界１５の周期的な配置は、何番のサブピクセル１１の間に位置するかを示す位相によって区別されうる。８番と１番のサブピクセル１１の間に位置する表示境界１５の位相は、１番であると仮定する。同様に、４番と５番のサブピクセル１１の間に位置する表示境界１５の位相は、５番であると仮定する。

右眼画像同一領域１７ｂにおいて、第２サブピクセル１１Ｒの位置を示す第２表示境界は、７番と８番のサブピクセル１１の間、及び、３番と４番のサブピクセル１１の間に位置する。つまり、右眼画像同一領域１７ｂにおいて、第２表示境界を含む表示境界１５の位相は、８番又は４番である。

右眼画像同一領域１７ｂにおける表示境界１５の位相は、右眼画像同一領域１７ａにおける表示境界１５の位相に対して、Ｘ軸の負の方向にサブピクセル１１の１個分だけ移動している。右眼画像同一領域１７ａにおける表示境界１５の位相は、第１位相ともいう。右眼画像同一領域１７ａに隣接する右眼画像同一領域１７ｂにおける表示境界１５の位相は、第２位相ともいう。第２位相は、第１位相と異なるといえる。第２位相は、第１位相に対してサブピクセル１１の１個分だけ移動しているといえる。

観察距離が適視距離より近い場合における右眼画像同一領域１７のＸ軸方向の大きさは、図１１に示されるように、観察距離と適視距離とによって表される。ドット領域５１及び右眼画像同一領域１７のＸ軸方向の大きさは、それぞれｆ及びｓとして示される。観察距離及び適視距離はそれぞれ、ｈ及びｄとして示される。この場合、右眼画像同一領域１７のＸ軸方向の大きさは、以下の式（３）で表される。
ｓ＝ｆ×ｈ／（ｄ−ｈ） （３）

図１２に示されるように、観察距離が適視距離より遠い場合も、図１０に示される例と同様に、表示装置１０の表示面１０ａ上に右眼画像同一領域１７が設けられる。図１２において、右眼画像同一境界１６は、右眼５Ｒから各ドット領域５１に含まれる制御境界５２を通って延長された線が表示装置１０の表示面１０ａと交差する点として特定される。例えば、右眼５Ｒから２番及び３番のドット領域５１に含まれる制御境界５２を通る延長線で特定される右眼画像同一境界１６で区切られる領域は、右眼画像同一領域１７ａとして示される。右眼５Ｒから３番及び４番のドット領域５１に含まれる制御境界５２を通る延長線で特定される右眼画像同一境界１６で区切られる領域は、右眼画像同一領域１７ｃとして示される。

右眼画像同一領域１７ａの範囲内では、右眼５Ｒは、１番、２番、３番及び４番のサブピクセル１１を視認しうる。したがって、コントローラ３０は、右眼画像同一領域１７ａの範囲内において、１番、２番、３番及び４番のサブピクセル１１を第２サブピクセル１１Ｒとする。右眼画像同一領域１７ｃの範囲内では、右眼５Ｒは、２番、３番、４番及び５番のサブピクセル１１を視認しうる。したがって、コントローラ３０は、右眼画像同一領域１７ａの範囲内において、２番、３番、４番及び５番のサブピクセル１１を第２サブピクセル１１Ｒとする。

右眼画像同一領域１７ｃにおいて、第２サブピクセル１１Ｒの位置を示す第２表示境界は、１番と２番のサブピクセル１１の間、及び、５番と６番のサブピクセル１１の間に位置する。つまり、右眼画像同一領域１７ｂにおいて、第２表示境界を含む表示境界１５の位相は、２番又は６番である。右眼画像同一領域１７ｃにおける表示境界１５の位相は、右眼画像同一領域１７ａにおける表示境界１５の位相に対して、Ｘ軸の正の方向にサブピクセル１１の１個分だけ移動している。右眼画像同一領域１７ａに隣接する右眼画像同一領域１７ｃにおける表示境界１５の位相が第２位相であるとされてもよい。観察距離が適視距離より近い場合と遠い場合とで、第２位相は、第１位相に対して互いに逆方向に移動する。

図１０に示される右眼画像同一領域１７ｂにおける第２サブピクセル１１Ｒの番号は、右眼画像同一領域１７ａにおける第２サブピクセル１１Ｒの番号に対して、１つ減少している。一方で、図１２に示される右眼画像同一領域１７ｃにおける第２サブピクセル１１Ｒの番号は、右眼画像同一領域１７ａにおける第２サブピクセル１１Ｒの番号に対して、１つ増加している。つまり、観察距離が適視距離より近い場合と遠い場合とにおいて、隣接する右眼画像同一領域１７における第２サブピクセル１１Ｒの番号の変化の向きが異なる。

観察距離が適視距離より遠い場合における右眼画像同一領域１７のＸ軸方向の大きさは、図１３に示されるように、観察距離と適視距離とによって表される。ドット領域５１及び右眼画像同一領域１７のＸ軸方向の大きさは、それぞれｆ及びｓとして示される。観察距離及び適視距離はそれぞれ、ｈ及びｄとして示される。この場合、右眼画像同一領域１７のＸ軸方向の大きさは、以下の式（４）で表される。
ｓ＝ｆ×ｈ／（ｈ−ｄ） （４）

式（３）において、（ｄ−ｈ）＞０が成り立つ。式（４）において、（ｈ−ｄ）＞０が成り立つ。式（３）及び（４）における（ｄ−ｈ）及び（ｈ−ｄ）を、｜ｈ−ｄ｜に置き換えることによって、観察距離が適視より近い場合及び遠い場合における右眼画像同一領域１７のＸ軸方向の大きさは、以下の式（５）で共通に表される。
ｓ＝ｆ×ｈ／｜ｈ−ｄ｜ （５）

本実施形態に係る３次元表示システム１は、観察距離が適視距離と異なる場合に、各分割領域で表示境界１５を決定する。このようにすることで、観察距離が適視距離と異なる場合でも、バリア２０を移動可能とすることなく、画像表示を制御するだけで、左眼画像及び右眼画像が、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒそれぞれに到達するように表示されうる。結果として、利用者の眼の移動に対する追従（ヘッドトラッキング）が容易に、且つ、低コストで実現されうる。観察距離の変化にかかわらず立体視が提供されうることによって、利用者に対して２視点立体視を提供できる範囲が広げられうる。

表示装置１０の表示面１０ａから適視距離だけ離れたＸ−Ｙ平面上に基準ポイントが位置すると仮定する。基準ポイントが仮想的に設けられることによって、右眼画像同一領域１７又は左眼画像同一領域の、表示装置１０の表示面１０ａ上における分布が決定されやすくなる。

基準ポイントは、利用者が表示装置１０の表示面１０ａを観察するための最適な位置に応じて決定されてよい。利用者が表示装置１０の表示面１０ａを観察するための最適な位置は、最適観察位置ともいう。

コントローラ３０は、表示装置１０に所定内容を表示し、利用者に所定内容を観察させる。所定内容は、例えば、右眼画像及び左眼画像として、それぞれ全白及び全黒となる画像であってよい。コントローラ３０は、利用者自身が所定内容を観察するために最適と考える位置にいるときに検出装置４０から左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの位置を取得する。最適観察位置は、検出された左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの位置に対応する。最適観察位置は、図９等に示される制御境界５２と一致しうる。

基準ポイントは、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒそれぞれに対応して決定されてよい。この場合、基準ポイントは、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒそれぞれに対応する最適観察位置とされる。基準ポイントは、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒに共通する１点とされてよい。この場合、基準ポイントは、例えば、左眼５Ｌに対応する最適観察位置と右眼５Ｒに対応する最適観察位置との間に位置する点、又は、中点等とされてよい。

観察距離が適視距離より近い場合、コントローラ３０は、図１４においてＡで示される基準ポイントを用いて、右眼画像同一境界１６を決定しうる。図１４の下方には、Ｘ−Ｙ平面に沿って広がる表示装置１０の表示面１０ａが示される。図１４の上方には、表示装置１０の表示面１０ａからＺ軸の正の方向に適視距離だけ離れ、Ｘ−Ｙ平面に平行に広がる適視距離面５４が示される。適視距離面５４は、ドット領域５１を含む。適視距離面５４は、各ドット領域５１を通り、Ｙ軸に対してバリア傾斜角だけ傾く方向に延びる制御境界５２を含む。ドット領域５１は、適視距離面５４の上で、制御境界５２に沿う方向に延在する。右眼５Ｒは、Ｚ軸方向において、表示面１０ａと適視距離面５４との間に位置する。

図１４において、コントローラ３０は、基準ポイントから右眼５Ｒを通って延長される破線と表示面１０ａとの交点としてｑを算出する。コントローラ３０は、ｑからＸ軸方向の正の方向にｓ／２だけ離れた点としてｑ１を算出する。ｓは、上述の式（５）によって算出される。コントローラ３０は、Ｙ軸に対してバリア傾斜角だけ傾く方向にｑ１から延びる一点鎖線とＸ軸との交点としてｒを算出する。コントローラ３０は、ｑ１とｒとを通る直線を右眼画像同一境界１６とする。コントローラ３０は、ｒからＸ軸の正及び負の方向にｓずつ離れた点として、ｒ１、ｒ２及びｒ３を算出する。コントローラ３０は、ｒ１、ｒ２及びｒ３を通り、ｑ１とｒとを通る直線に平行な線を右眼画像同一境界１６とする。右眼画像同一境界１６は、バリア２０の透光領域２１の端線に沿って延在するともいえる。

観察距離が適視距離より遠い場合、コントローラ３０は、図１５においてＡで示される基準ポイントを用いて、右眼画像同一境界１６を決定しうる。図１５の下方及び上方には、図１４と同様に、表示装置１０の表示面１０ａ及び適視距離面５４がそれぞれ示される。右眼５Ｒは、Ｚ軸方向において、表示面１０ａ及び適視距離面５４よりも正の方向に位置する。

図１５において、コントローラ３０は、右眼５Ｒから基準ポイントを通って延長される破線と表示面１０ａとの交点としてｑを算出する。コントローラ３０は、ｑからＸ軸方向の正の方向にｓ／２だけ離れた点としてｑ１を算出する。ｓは、上述の式（５）によって算出される。コントローラ３０は、Ｙ軸に対してバリア傾斜角だけ傾く方向にｑ１から延びる一点鎖線とＸ軸との交点としてｒを算出する。コントローラ３０は、ｑ１とｒとを通る直線を右眼画像同一境界１６とする。コントローラ３０は、ｒからＸ軸の正及び負の方向にｓずつ離れた点として、ｒ１、ｒ２及びｒ３を算出する。コントローラ３０は、ｒ１、ｒ２及びｒ３を通り、ｑ１とｒとを通る直線に平行な線を右眼画像同一境界１６とする。

図１４及び１５を参照して、基準ポイントを用いて右眼５Ｒに対応する右眼画像同一境界１６を決定する方法が説明された。右眼画像同一境界１６が決定されることによって、右眼画像同一領域１７が決定される。コントローラ３０は、右眼画像同一領域１７の範囲内で右眼画像を表示する第２サブピクセル１１Ｒとなるサブピクセル１１の番号を決定する。基準ポイントが用いられることによって、利用者の観察距離が適視距離と異なる場合にも、第２サブピクセル１１Ｒとなるサブピクセル１１の番号が容易に決定されうる。結果として、利用者に対する立体視の提供が容易にされうる。左眼５Ｌについても同様に、左眼画像同一境界及び左眼画像同一領域が決定されうる。コントローラ３０は、左眼画像同一領域の範囲内で左眼画像を表示する第１サブピクセル１１Ｌとなるサブピクセル１１の番号を決定する。

本実施形態に係る３次元表示システム１は、利用者が表示装置１０に対して移動した場合でも、表示装置１０に表示する画像を制御することによって、利用者に継続して立体視を提供しうる。

図１６に示されるように、３次元表示システム１は、ヘッドアップディスプレイ１００に搭載されうる。ヘッドアップディスプレイ１００は、ＨＵＤ（Head Up Display）１００ともいう。ＨＵＤ１００は、ヘッドアップディスプレイシステムともいう。ＨＵＤ１００は、３次元表示システム１と、光学部材１１０と、被投影面１３０を有する被投影部材１２０とを備える。ＨＵＤ１００は、３次元表示システム１から射出される画像光を、光学部材１１０を介して被投影部材１２０に到達させる。ＨＵＤ１００は、被投影部材１２０で反射させた画像光を、利用者の左眼５Ｌ及び右眼５Ｒに到達させる。つまり、ＨＵＤ１００は、破線で示される光路１４０に沿って、３次元表示システム１から利用者の左眼５Ｌ及び右眼５Ｒまで画像光を進行させる。利用者は、光路１４０に沿って到達した画像光を、虚像１５０として視認しうる。３次元表示システム１は、検出装置４０で検出した利用者の左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの位置に応じて表示を制御することによって、利用者の動きに応じて立体視を提供しうる。

ＨＵＤ１００及び３次元表示システム１は、移動体に構築されてよい。ＨＵＤ１００及び３次元表示システム１は、構成の一部を、当該移動体が備える他の装置、部品と兼用してよい。例えば、移動体は、ウインドシールドをＨＵＤ１００及び３次元表示システム１の一部として兼用してよい。構成の一部を当該移動体が備える他の装置、部品と兼用する場合、他の構成をＨＵＤモジュールまたは３次元表示コンポーネントと呼びうる。３次元表示システム１及び表示装置１０は、移動体に搭載されてよい。本開示における「移動体」には、車両、船舶、航空機を含む。本開示における「車両」には、自動車および産業車両を含むが、これに限られず、鉄道車両および生活車両、滑走路を走行する固定翼機を含めてよい。自動車は、乗用車、トラック、バス、二輪車、およびトロリーバス等を含むがこれに限られず、道路上を走行する他の車両を含んでよい。産業車両は、農業および建設向けの産業車両を含む。産業車両には、フォークリフト、およびゴルフカートを含むがこれに限られない。農業向けの産業車両には、トラクター、耕耘機、移植機、バインダー、コンバイン、および芝刈り機を含むが、これに限られない。建設向けの産業車両には、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、およびロードローラを含むが、これに限られない。車両は、人力で走行するものを含む。なお、車両の分類は、上述に限られない。例えば、自動車には、道路を走行可能な産業車両を含んでよく、複数の分類に同じ車両が含まれてよい。本開示における船舶には、マリンジェット、ボート、タンカーを含む。本開示における航空機には、固定翼機、回転翼機を含む。

本開示に係る３次元表示システム１は、複数の利用者に対して同時に立体視を提供するものではなく、１人の利用者に対して立体視を提供するものであってよい。

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、各ステップ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方向は、第２方向と識別子である「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。

１ ３次元表示システム
５Ｌ 左眼
５Ｒ 右眼
１０ 表示装置
１０ 表示面
１１ サブピクセル
１１Ｌ 第１サブピクセル
１１Ｒ 第２サブピクセル
１２ ピクセル
１３Ｌ 左眼可視領域
１３Ｒ 右眼可視領域
１４Ｌ 左眼遮光領域
１４Ｒ 右眼遮光領域
１５ 表示境界
１６ 右眼画像同一境界
１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ） 右眼画像同一領域
２０ バリア
２１ 透光領域
２２ 遮光領域
３０ コントローラ
４０ 検出装置
４１ ヘッドトラッキング境界
４２（４２ａ、４２ｂ） ヘッドトラッキング領域
５１ ドット領域
５２ 制御境界
５３ 制御領域
５４ 適視距離面
１００ ＨＵＤ
１１０ 光学部材
１２０ 被投影部材
１３０ 被投影面
１４０ 光路
１５０ 虚像

Claims (11)

1. 水平方向及び垂直方向に沿って格子状に配列されるサブピクセルを含む表示面を有し、前記サブピクセルの中で前記表示面上の表示境界によって分けられる第１サブピクセル及び第２サブピクセルにそれぞれ左眼画像及び右眼画像を表示する表示装置と、
   前記左眼画像及び右眼画像を遮る遮光領域と、前記左眼画像の少なくとも一部を利用者の左眼に到達させ、前記右眼画像の少なくとも一部を利用者の右眼に到達させる透光領域とを有するバリアと、
   前記表示装置から前記左眼及び右眼の少なくとも一方までの観察距離を検出する検出装置と、
   前記観察距離に応じて前記表示面を前記水平方向に並ぶ複数の分割領域に分割するコントローラと
   を備え、
   前記表示境界は、同一の前記分割領域の中で、前記水平方向に第１位相で周期的に位置し、隣接する前記分割領域の中で、前記水平方向に、前記第１位相と異なる第２位相で周期的に位置する、
   ３次元表示システム。
2. 前記透光領域の端線は、前記垂直方向に対して所定角度で傾斜する方向に延在し、
   前記表示境界は、前記透光領域の端線に沿って位置する、請求項１に記載の３次元表示システム。
3. 前記第１サブピクセル及び第２サブピクセルは、所定数ずつ前記水平方向に繰り返して並ぶ、請求項１又は２に記載の３次元表示システム。
4. 前記所定数のサブピクセルは、水平方向に複数列、前記垂直方向に複数行で広がり、
   前記表示境界は、前記所定数を前記複数行で除した数を周期として位置する、請求項３に記載の３次元表示システム。
5. 前記所定のピッチは、前記表示面に対する前記バリアの配置及び形状で決定される適視距離と、前記左眼と前記右眼との間の眼間距離と、前記所定数と、前記観察距離とに基づいて算出される、請求項３又は４に記載の３次元表示システム。
6. 前記第１位相及び第２位相は、前記利用者の最適観察位置に応じて決定される基準ポイントに基づいて決定される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の３次元表示システム。
7. 前記利用者の最適観察位置は、前記表示装置に表示させた所定内容を前記利用者が最適に観察するときの前記利用者の位置であり、
   前記所定内容は、右眼画像の色と左眼画像の色とが異なる、請求項６に記載の３次元表示システム。
8. 前記第２位相は、前記第１位相に対してサブピクセル１個分だけ異なる、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の３次元表示システム。
9. 前記第２位相は、前記観察距離が前記適視距離より遠い場合と、前記観察距離が前記適視距離より近い場合とで、前記第１位相に対して前記水平方向に沿って逆方向に移動する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の３次元表示システム。
10. 水平方向及び垂直方向に沿って格子状に配列されるサブピクセルを含む表示面を有し、前記サブピクセルの中で前記表示面上の表示境界によって分けられる第１サブピクセル及び第２サブピクセルにそれぞれ左眼画像及び右眼画像を表示する表示装置と、
    前記左眼画像及び右眼画像を遮る遮光領域と、前記左眼画像の少なくとも一部を利用者の左眼に到達させ、前記右眼画像の少なくとも一部を利用者の右眼に到達させる透光領域とを有するバリアと、
    前記表示装置から前記左眼及び右眼の少なくとも一方までの観察距離を検出する検出装置と、
    前記観察距離に応じて前記表示面を前記水平方向に並ぶ複数の分割領域に分割するコントローラと、
    前記表示装置から射出される画像光を、前記利用者に虚像として視認させる光学部材と
    を備え、
    前記表示境界は、同一の前記分割領域の中で、前記水平方向に第１位相で周期的に位置し、隣接する前記分割領域の中で、前記水平方向に、前記第１位相と異なる第２位相で周期的に位置する、
    ヘッドアップディスプレイシステム。
11. 水平方向及び垂直方向に沿って格子状に配列されるサブピクセルを含む表示面を有し、前記サブピクセルの中で前記表示面上の表示境界によって分けられる第１サブピクセル及び第２サブピクセルにそれぞれ左眼画像及び右眼画像を表示する表示装置と、
    前記左眼画像及び右眼画像を遮る遮光領域と、前記左眼画像の少なくとも一部を利用者の左眼に到達させ、前記右眼画像の少なくとも一部を利用者の右眼に到達させる透光領域とを有するバリアと、
    前記表示装置から前記左眼及び右眼の少なくとも一方までの観察距離を検出する検出装置と、
    前記観察距離に応じて前記表示面を前記水平方向に並ぶ複数の分割領域に分割するコントローラと、
    前記表示装置から射出される画像光を、前記利用者に虚像として視認させる光学部材と
    を含み、
    前記表示境界は、同一の前記分割領域の中で、前記水平方向に第１位相で周期的に位置し、隣接する前記分割領域の中で、前記水平方向に、前記第１位相と異なる第２位相で周期的に位置する、ヘッドアップディスプレイシステムを備える、
    移動体。
    
    

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