JP7227116B2 - ３次元表示装置、コントローラ、３次元表示方法、３次元表示システム、及び、移動体 - Google Patents

Description

本開示は、３次元表示装置、コントローラ、３次元表示方法、３次元表示システム、及び、移動体に関する。

従来、利用者の左右の眼に対して互いに視差を有する視差画像を投影し、立体視を提供する３次元表示装置が知られている（例えば、特許文献１等）。

特開平７－２８７１９６号公報

３次元表示装置において、左眼に投影されるべき画像の一部が右眼に投影され、右眼に投影されるべき画像の一部が左眼に投影されることを、クロストークとよぶ。クロストークが発生すると、画像が見づらくなることがある。クロストークは、できるだけ少ない方が好ましい。

本開示は、上述の点に鑑みてなされたものであり、クロストークの発生を低減しうる３次元表示装置、コントローラ、３次元表示方法、３次元表示システム、及び、移動体を提供することを目的とする。

本開示の３次元表示装置は、表示パネルと、光学パネルと、コントローラとを含む。前記表示パネルは、複数の表示素子を含み、当該複数の表示素子が視差画像を表示するように構成される。前記光学パネルは、前記複数の表示素子から射出される画像光の光線方向を規定するように構成される。前記コントローラは、利用者の眼の位置に基づいて前記視差画像を制御するように構成される。前記視差画像は、前記利用者の第１眼に対応する複数の第１画素を含む第１画像、及び前記利用者の第２眼に対応する複数の第２画素を含む第２画像を含む。前記視差画像は、前記複数の第１画素および前記複数の第２画素が視差方向に沿って複数回交互に並ぶ。前記コントローラは、所定割合の画素に黒画像を表示するように構成される。前記所定割合は、前記利用者の眼が所定の基準位置にあるとき前記利用者の第１眼から視認可能で且つ第２眼から視認されない複数の第１領域及び前記第２眼から視認可能で且つ前記第１眼から視認されない複数の第２領域それぞれの前記視差に対応する方向の一端又は両端の画素に黒画像を表示させるように決定される。

本開示のコントローラは、利用者の第１眼の位置と前記第１眼とは異なる第２眼の位置とに基づいて、複数のサブピクセルを含むアクティブエリアに、第１画像と前記第１画像に対して視差を有する第２画像とを含む混合画像を表示させるように構成されている。前記コントローラは、所定割合のサブピクセルに黒画像を表示させるように構成される。前記第１眼の位置に伝播し前記第２眼の位置に伝播しない画像光を射出する前記アクティブエリア内の複数のサブピクセルは複数の第１サブピクセルとする。前記第２眼の位置に伝播し前記第１眼の位置に伝播しない画像光を射出する前記アクティブエリア内の複数のサブピクセルは複数の第２サブピクセルとする。前記所定割合は、前記利用者の眼の所定の基準位置において前記複数の第１サブピクセル及び前記複数の第２サブピクセルそれぞれの前記視差に対応する方向の一端又は両端に黒画像を表示させるように決定される。

本開示の表示方法は、表示パネルと、光学素子と、取得部と、コントローラとを備える３次元表示装置が実行する３次元表示方法である。前記表示パネルは、第１画像と前記第１画像に対して視差を有する第２画像とを含む混合画像を表示する、複数のサブピクセルを含むアクティブエリアを含む。前記光学素子は、前記アクティブエリアから射出される画像光の光線方向を規定する。前記取得部は、利用者の第１眼の位置と前記第１眼とは異なる第２眼の位置とを取得する。前記コントローラは、前記第１眼の位置と前記第２眼の位置とに基づいて、前記アクティブエリアに混合画像を表示させる。前記コントローラは、利用者の第１眼の位置と前記第１眼とは異なる第２眼の位置とに基づいて、以下を実行する。前記コントローラは、前記第１眼の位置に伝播し前記第２眼の位置に伝播しない画像光を射出する前記アクティブエリア内の複数の第１サブピクセルを判定する。前記コントローラは、前記第２眼の位置に伝播し前記第１眼の位置に伝播しない画像光を射出する前記アクティブエリア内の複数の第２サブピクセルを判定する。前記コントローラは、前記複数の第１サブピクセルの前記視差に対応する方向の一端又は両端及び前記複数の第２サブピクセルの前記視差に対応する方向の一端又は両端に黒画像を表示させうる。

本開示の３次元表示システムは、検出装置と、表示パネルと、光学素子と、取得部と、コントローラとを備える。前記検出装置は、利用者の第１眼の位置および前記第１眼とは異なる第２眼の位置を検出するように構成されている。前記表示パネルは、第１画像と前記第１画像に対して視差を有する第２画像とを含む混合画像を表示するアクティブエリアを含む。前記光学素子は、前記アクティブエリアから射出される画像光の光線方向を規定するように構成されている。前記取得部は、利用者の第１眼の位置と前記第１眼とは異なる第２眼の位置とを取得するように構成されている。前記コントローラは、前記第１眼の位置および前記第２眼の位置に基づいて、前記アクティブエリアに混合画像を表示させるように構成されている。前記アクティブエリアは複数のサブピクセルを含む。前記コントローラは、所定割合のサブピクセルに黒画像を表示するように構成される。前記第１眼の位置に伝播し前記第２眼の位置に伝播しない画像光を射出する前記アクティブエリア内の複数のサブピクセルは複数の第１サブピクセルとする。前記第２眼の位置に伝播し前記第１眼の位置に伝播しない画像光を射出する前記アクティブエリア内の複数のサブピクセルは複数の第２サブピクセルとする。前記所定割合は、前記利用者の眼の所定の基準位置において前記複数の第１サブピクセル及び前記複数の第２サブピクセルそれぞれの前記視差に対応する方向の一端又は両端に黒画像を表示させるように決定される。

本開示の移動体は、３次元表示装置を備える。前記３次元表示装置は、表示パネルと、光学素子と、取得部と、コントローラとを備える。前記表示パネルは、第１画像と前記第１画像に対して視差を有する第２画像とを含む混合画像を表示するアクティブエリアを含む。前記光学素子は、前記アクティブエリアから射出される画像光の光線方向を規定するように構成されている。前記取得部は、利用者の第１眼の位置と前記第１眼とは異なる第２眼の位置とを取得するように構成されている。前記コントローラは、前記第１眼の位置および前記第２眼の位置に基づいて、前記アクティブエリアに混合画像を表示させるように構成されている。前記アクティブエリアは複数のサブピクセルを含む。前記コントローラは、所定割合のサブピクセルに黒画像を表示するように構成される。前記第１眼の位置に伝播し前記第２眼の位置に伝播しない画像光を射出する前記アクティブエリア内の複数のサブピクセルは複数の第１サブピクセルとする。前記第２眼の位置に伝播し前記第１眼の位置に伝播しない画像光を射出する前記アクティブエリア内の複数サブピクセルは複数の第２サブピクセルとする。前記所定割合は、前記利用者の眼の所定の基準位置において前記複数の第１サブピクセル及び前記複数の第２サブピクセルそれぞれの前記視差に対応する方向の一端又は両端に黒画像を表示させるように決定される。

本開示の一実施形態に係る３次元表示装置等によれば、クロストークの発生を低減しうる。

図１は、一実施形態における３次元表示システムを鉛直方向から見た例を示す図である。 図２は、図１に示す表示パネルを奥行方向から見た例を示す図である。 図３は、図１に示すパララックスバリアを奥行方向から見た例を示す図である。 図４は、図１に示す表示パネルのアクティブエリアの左眼から見ることができる領域の例を示す図である。 図５は、図１に示す表示パネルのアクティブエリアの右眼から見ることができる領域の例を示す図である。 図６は、図４及び図５で示す状態のとき、従来例に係る表示パネルのアクティブエリアの複数のサブピクセルに表示する画像の種別の一例を説明する図である。 図７は、図４及び図５で示す状態のとき、本開示の一実施形態に係る３次元表示装置が、表示パネルのアクティブエリアの複数のサブピクセルに表示する画像の種別の一例を説明する図である。 図８は、図７の状態から、見かけ上表示パネルに対してパララックスバリアが右へ移動した場合の複数のサブピクセルの切り替えの例を示す図である。 図９は、従来例に係る開口率３７．５％の３次元表示装置における表示パネルの複数のサブピクセルの表示する画像の種別を示す図である。 図１０は、一実施形態に係る３次元表示装置の基準位置における表示パネルの複数のサブピクセルの表示する画像の種別を示す図である。 図１１は、一実施形態に係る３次元表示装置の基準位置における表示パネルの複数のサブピクセルの表示する画像の種別を示す図である。 図１２は、一実施形態に係る３次元表示装置による３次元画像の表示方法を説明するフローチャートである。 図１３は、利用者の眼の位置に応じた表示パネルの複数のサブピクセルの表示する画像の種別の例を示す図である。 図１４は、利用者の眼の位置に応じた表示パネルの複数のサブピクセルの表示する画像種別の例を示す図である。 図１５は、バリア開口率に対するクロストーク率を示す図である。 図１６は、一実施形態に係る３次元表示システムを搭載したＨＵＤの例を示す図である。 図１７は、図１２に示すＨＵＤを搭載した移動体の例を示す図である。

以下、本開示の一実施形態について、図面を参照して説明する。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。

本開示の複数の実施形態にかかる３次元表示システム１００は、図１に示すように、検出装置１と、３次元表示装置２とを含んで構成される。

検出装置１は、利用者の第１眼の位置を検出するように構成される。検出装置１は、検出した第１眼の位置を３次元表示装置２に出力するように構成される。検出装置１は利用者の第２眼の位置を検出するように構成されうる。検出装置１は、検出した第２眼の位置を３次元表示装置２に出力するように構成されうる。本開示では、第１眼を左眼とし、第２眼を右眼として説明する。第１眼と第２眼とは、これと逆であってよい。

検出装置１は、例えば、カメラを備えてよい。検出装置１は、カメラによって利用者の顔を撮影するよう構成されてよい。検出装置１は、カメラの利用者の顔の像を含む撮影画像から左眼および右眼の位置を検出するよう構成されてよい。検出装置１は、１つのカメラの撮影画像から、左眼および右眼の位置を３次元空間の座標として検出するよう構成されてよい。検出装置１は、２個以上のカメラの撮影画像から、左眼の位置および右眼の位置を３次元空間の座標として検出するよう構成されてよい。

検出装置１は、カメラを備えず、装置外のカメラに接続されるよう構成されてよい。検出装置１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るよう構成されてよい。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るよう構成されてよい。カメラを備えない検出装置１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１は、入力端子に入力された映像信号から左眼および右眼の位置を検出するよう構成されてよい。

検出装置１は、例えば、センサを備えてよい。センサは、超音波センサまたは光センサ等であってよい。検出装置１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および右眼の位置を検出するよう構成されてよい。検出装置１は、１個または２個以上のセンサによって、左眼および右眼の位置を３次元空間の座標として検出するよう構成されてよい。

３次元表示システム１００は、検出装置１を備えなくてよい。３次元表示システム１００が検出装置１を備えない場合、３次元表示装置２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るよう構成されてよい。装置外の検出装置は、入力端子に対する伝送信号として、電気信号および光信号を用いるよう構成されてよい。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るよう構成されてよい。３次元表示装置２には、装置外の検出装置から取得した左眼および右眼の位置を示す位置座標が入力されるよう構成されてよい。

３次元表示装置２は、取得部３と、照射器４と、表示パネル５と、光学素子または光学パネルとしてのパララックスバリア６と、コントローラ７と、メモリ８とを含みうる。

取得部３は、検出装置１によって検出された左眼の位置および右眼の位置を入力可能に構成される。取得部３は、左眼の位置及び右眼の位置をコントローラ７に入力可能に構成される。

照射器４は、表示パネル５を面的に照射するよう構成されうる。照射器４は、光源、導光板、拡散板、拡散シート等を含んでよい。照射器４は、光源により照射光を射出し、照射光を表示パネル５の面方向に均一化するよう構成される。照射器４は、導光板、拡散板、拡散シート等により照射光を概ね均一化しうる。照射器４は、均一化された光を表示パネル５の方に出射するよう構成されうる。

図２に示すように、表示パネル５は、面状に広がるアクティブエリア５１を有する。アクティブエリア５１は、複数の区画領域を有する。アクティブエリア５１は、混合画像を表示するよう動作可能である。混合画像は、第１画像と第２画像とを含む。第２画像は、第１画像に対して視差を有する。第１画像は、左眼画像としうる。左眼画像は、左眼に対して視認させるための画像である。第２画像は、右眼画像としうる。右眼画像は、右眼に対して視認させるための画像である。第１画像は、右眼画像としてよい。第２画像は、左眼画像としてよい。

複数の区画領域は、格子状のブラックマトリックス５２により第１方向および第２方向に区画された領域である。第２方向は、第１方向に交わる。第２方向は、第１方向に実質的に直交しうる。第２方向は、第１方向に直交しうる。第１方向及び第２方向は、面をなす。第１方向及び第２方向がなす面に直交する方向は第３方向と称される。第１方向は水平方向と称されてよい。水平方向は、利用者の視差に対応する方向である。第２方向は鉛直方向と称されてよい。第３方向は奥行方向と称されてよい。しかし、第１方向、第２方向、および第３方向はそれぞれこれらに限られない。図面において、第１方向、第２方向及び第３方向は、それぞれｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向として表される。

複数の区画領域の各々には、１つのサブピクセルが対応する。１つのサブピクセルは、１つの表示素子である。複数の区画領域の各々は、画像光を発するように構成される。混合画像は、画像光が合わさったものである。アクティブエリア５１は、水平方向および鉛直方向に沿って格子状に配列された複数のサブピクセルを備える。複数のサブピクセルの各々は、Ｒ（Red），Ｇ（Green），Ｂ（Blue）のいずれかの色に対応する。Ｒ，Ｇ，Ｂの３つのサブピクセルは、一組として１ピクセルを構成しうる。１ピクセルとなる複数のサブピクセルは、３つに限られず、４つを含む他の数であってよい。１ピクセルとなる複数のサブピクセルは、Ｒ，Ｇ，Ｂの組み合わせに限られない。１ピクセルは、１画素と称されうる。１ピクセルを構成する複数のサブピクセルは、例えば、水平方向に並びうる。同じ色の複数のサブピクセルは、例えば、鉛直方向に並びうる。

表示パネル５は、例えば透過型の表示パネルを採用しうる。透過型の表示パネルは、液晶表示パネルなどを含む。表示パネル５としては、透過型の液晶パネルに限られず、自発光型の表示パネルを採用しうる。自発光型の表示パネルは、有機ＥＬ、無機ＥＬ等を含みうる。表示パネル５は、他の表示パネルを使用しうる。表示パネル５として、自発光型の表示パネルを使用した場合、３次元表示装置２は照射器４を備えなくてよい。

アクティブエリア５１に配列された複数のサブピクセルは、複数のサブピクセル群Ｐｇを構成する。複数のサブピクセル群Ｐｇは、水平方向に繰り返して並ぶ。複数のサブピクセル群Ｐｇは、鉛直方向においては、水平方向に１または複数の所定サブピクセル分ずれて繰り返し並ぶ。複数のサブピクセル群Ｐｇは互いに隣り合って並ぶ。複数のサブピクセル群Ｐｇの各々は、所定の行および所定の列に並ぶ複数のサブピクセルを含む。図２に示す例では、複数のサブピクセル群Ｐｇは、鉛直方向にｂ個（ｂ行）、水平方向に２×ｎ個（ｎ列）、連続して配列された（２×ｎ×ｂ）個のサブピクセルＰ１～ＰＮ（Ｎ＝２×ｎ×ｂ）を含む。図２に示す例では、ｎ＝６、ｂ＝１である。アクティブエリア５１には、鉛直方向に１個、水平方向に１２個、連続して配列された１２個のサブピクセルＰ１～Ｐ１２を含む複数のサブピクセル群Ｐｇが並ぶ。図２に示す例では、一部の複数のサブピクセル群Ｐｇに符号を付している。

複数のサブピクセル群Ｐｇは、コントローラ７が画像を表示するための制御を行う最小単位である。全てのサブピクセル群Ｐｇの同じ識別情報を有する複数のサブピクセルＰ１～ＰＮ（Ｎ＝２×ｎ×ｂ）は、コントローラ７によって同時期に制御される。同時期は、同時、実質的同時、同一の１のクロックの発生に基づく制御、および同じフレームでの制御を含む。例えば、コントローラ７は、複数のサブピクセルＰ１に表示させる画像を左眼画像から右眼画像に切り替える場合、全てのサブピクセル群Ｐｇにおける複数のサブピクセルＰ１に表示させる画像を左眼画像から右眼画像に同時的に切り替えるように制御しうる。

パララックスバリア６は、図１に示したように、アクティブエリア５１に沿う平面状としうる。パララックスバリア６は、アクティブエリア５１から所定距離のギャップｇで、離れている。パララックスバリア６は、表示パネル５に対して照射器４の反対側に位置してよい。パララックスバリア６は、表示パネル５の照射器４側に位置してよい。

パララックスバリア６は、複数のサブピクセルから発される複数の画像光の光線方向を規定するよう構成される。光線方向は、画像光の伝播方向である。パララックスバリア６は、複数の減光面６１、及び複数の透光領域６２を含む。複数の減光面６１は、減光領域を形成する。複数の透光領域６２の各々は、図３に示すように、面内の第４方向に延びる帯状領域である。第４方向は、鉛直方向と０度でない所定角度をなす方向である。

図１に示したように、パララックスバリア６がアクティブエリア５１に配列された複数のサブピクセルが発する画像光の光線方向を規定することによって、利用者の眼が、視認可能なアクティブエリア５１上の領域が定まる。以降において、利用者の眼の位置に伝播する画像光を発するアクティブエリア５１内の各領域は可視領域５１ａと称される。利用者の左眼の位置に伝播する画像光を射出するアクティブエリア５１内の複数の領域は複数の左可視領域５１ａＬと称される。利用者の右眼の位置に伝播する画像光を射出するアクティブエリア５１内の複数の領域は複数の右可視領域５１ａＲと称される。複数の左可視領域５１ａＬと複数の右可視領域５１ａＲとの何れか一方は、第１領域である。複数の左可視領域５１ａＬと複数の右可視領域５１ａＲとの上記何れか一方と異なる方は、第２領域である。本実施形態では、複数の左可視領域５１ａＬを第１領域とする。複数の右可視領域５１ａＲを第２領域とする。

具体的には、図３に示したように、パララックスバリア６は、画像光を減光する複数の減光面６１を有する。複数の減光面６１は、互いに隣接する該複数の減光面６１の間の複数の透光領域６２を画定する。複数の減光面６１および複数の透光領域６２は、水平方向に交互に並ぶ。１つの透光領域６２の水平方向に沿った第２幅６２ｗは、１つの減光面６１の水平方向に沿った第１幅６１ｗより小さくしうる。バリアピッチＢｐに対する第２幅６２ｗの比率は、パララックスバリア６の開口率を表す。パララックスバリア６の開口率は、５０％未満としうる。パララックスバリア６の開口率は、左眼及び右眼がそれぞれ視認可能なアクティブエリア５１上の領域の割合に等しい。

複数の透光領域６２は、パララックスバリア６に入射する光を透過させるように構成される部分である。複数の透光領域６２は、複数の減光面６１に比べて光透過率が高い。複数の減光面６１は、複数の透光領域６２に比べて光透過率が低い。透光領域６２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、例えば略１００％であってよいし、１００％未満の値であってよい。アクティブエリア５１から射出される画像光が良好に視認できる範囲であれば、第１所定値は、１００％以下の値、例えば、８０％または５０％などとしうる。複数の減光面６１は、パララックスバリア６に入射する光を遮って殆ど透過させないように構成される部分である。複数の減光面６１は、表示パネル５のアクティブエリア５１に表示される画像が、利用者の眼に到達することを遮る。複数の減光面６１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、例えば略０％であってよいし、０％より大きく、０．５％、１％または３％等、０％に近い値であってよい。第１所定値は、第２所定値よりも数倍以上、例えば、１０倍以上、１００倍以上又は１０００倍以上大きい値としうる。第１所定値は、複数の減光面６１を通じた透過光とのコントラストが確保される範囲において適宜公的な値としうる。

複数の透光領域６２と複数の減光面６１とは、アクティブエリア５１に沿う所定方向に延びる。複数の透光領域６２および複数の減光面６１は、所定方向と直交する方向に交互に並びうる。透光領域６２は、複数のサブピクセルから射出される画像光の光線方向を規定するよう構成される。

図１に示す透光領域６２の水平方向における配置間隔であるバリアピッチＢｐ、及びアクティブエリア５１とパララックスバリア６との間のギャップｇは、適視距離ｄおよび標準距離Ｅ０を用いた次の式（１）および式（２）が成り立つように規定される。

Ｅ０：ｄ＝（ｎ×Ｈｐ）：ｇ 式（１）
ｄ：Ｂｐ＝（ｄ＋ｇ）：（２×ｎ×Ｈｐ） 式（２）
適視距離ｄは、利用者の右眼および左眼それぞれとパララックスバリア６との間の距離である。開口率が５０％の場合、適視距離ｄでは、各眼から視ることができるそれぞれの可視領域５１ａの水平方向の長さがサブピクセルｎ個分となる。右眼と左眼とを通る直線の方向（眼間方向）は水平方向に対応する。眼間方向は、物理空間での方向が異なりうる。標準距離Ｅ０は利用者の眼間距離Ｅの標準である。標準距離Ｅ０は、例えば、産業技術総合研究所の研究によって算出された値である６１．１ｍｍ～６４．４ｍｍであってよい。Ｈｐは、図２に示したような、複数のサブピクセルの水平方向の長さである。

パララックスバリア６は、第２所定値未満の透過率を有するフィルムまたは板状部材で構成されてよい。この場合、複数の減光面６１は、当該フィルムまたは板状部材で構成される。透光領域６２は、フィルムまた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、樹脂また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。パララックスバリア６は、フィルムまた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。パララックスバリア６は、基材が減光性を有してよいし、基材に減光性を有する添加物を含有するよう構成されてよい。

パララックスバリア６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するよう構成しうる。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するよう構成されてよい。液晶シャッターは、光の透過率が高い領域または光の透過率が低い領域を任意の形状に形成するよう構成しうる。パララックスバリア６が液晶シャッターで構成される場合、透光領域６２は、第１所定値以上の透過率を有する領域としてよい。パララックスバリア６が液晶シャッターで構成される場合、複数の減光面６１は、第２所定値以下の透過率を有する領域としてよい。

このように構成されることによって、パララックスバリア６は、アクティブエリア５１の複数のサブピクセルの一部から出射した画像光を、透光領域６２を通過させ利用者の右眼に伝播させるよう構成される。パララックスバリア６は、複数のサブピクセルの他の一部から出射した画像光を、透光領域６２を通過させ利用者の左眼に伝播させるように構成される。

コントローラ７は、３次元表示システム１００の各構成要素に接続され、各構成要素を制御するよう構成されうる。コントローラ７によって制御される構成要素は、検出装置１および表示パネル５を含む。コントローラ７は、例えばプロセッサとして構成される。コントローラ７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、およ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７は、１つまたは複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（System-on-a-Chip）、およびＳｉＰ（System In a Package）のいずれかであってよい。コントローラ７は、記憶部を備え、記憶部に各種情報、または３次元表示システム１００の各構成要素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７のワークメモリとして機能してよい。

メモリ８は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）など、任意の記憶デバイスにより構成される。メモリ８は、取得部３により取得した左眼及び右眼の位置情報、コントローラ７が表示パネル５に表示させる画像情報等種々の情報を記憶することができるように構成される。

コントローラ７は、利用者の眼の位置に基づいて表示パネル５に表示される視差画像を制御するように構成される。以下において、コントローラ７による表示パネル５の制御方法の一例が、図４から図８を用いて説明される。

図４は、表示パネル５、パララックスバリア６及び利用者の左右の眼が所定の位置関係にある場合、利用者の左眼から視認することが可能な表示パネル５のアクティブエリア５１の領域を示す。網掛けされているアクティブエリア５１上の複数の減光面６１により遮られる領域からの画像光は、利用者の左眼に視認されない。複数の左可視領域５１ａＬは、利用者の左眼が視認するアクティブエリア５１上の複数の領域である。複数の左可視領域５１ａＬ内の複数のサブピクセルが発した画像光は、パララックスバリア６の複数の透光領域６２を透過して利用者の左眼に到達しうる。複数の左不可視領域５１ｂＬは、利用者の左眼が視認することのできないアクティブエリア５１上の複数の領域である。複数の左不可視領域５１ｂＬ内の複数のサブピクセルが発した画像光は、パララックスバリア６の複数の減光面６１によって遮られる。

図４の状態において、複数の左可視領域５１ａＬには、複数のサブピクセルＰ１の半分と、複数のサブピクセルＰ２～Ｐ５の全体と、複数のサブピクセルＰ６の半分とが含まれる。複数の左不可視領域５１ｂＬには、複数のサブピクセルＰ６の半分と、複数のサブピクセルＰ７～Ｐ１２の全体と、複数のサブピクセルＰ１の半分とが含まれている。

図５は、表示パネル５、パララックスバリア６及び利用者の左右の眼が、図４と同じ所定の位置関係にある場合、利用者の右眼から視認することが可能な表示パネル５のアクティブエリア５１の領域を示す。網掛けされているアクティブエリア５１上の複数の減光面６１により遮られる領域からの画像光は、利用者の右眼に視認されない。複数の右可視領域５１ａＲは、利用者の右眼が視認するアクティブエリア５１上の領域である。複数の右可視領域５１ａＲ内の複数のサブピクセルが発した画像光は、パララックスバリア６の複数の透光領域６２を透過して利用者の右眼に到達しうる。複数の右不可視領域５１ｂＲは、利用者の右眼が視認することのできないアクティブエリア５１上の複数の領域である。複数の右不可視領域５１ｂＲ内の複数のサブピクセルが発した画像光は、パララックスバリア６の複数の減光面６１によって遮られる。

図５の状態において、複数の右可視領域５１ａＲには、複数のサブピクセルＰ７の半分と、複数のサブピクセルＰ８～Ｐ１１の全体と、複数のサブピクセルＰ１２の半分とが含まれる。右不可視領域５１ｂＲには、複数のサブピクセルＰ１２の半分と、複数のサブピクセルＰ１～Ｐ６の全体と、複数のサブピクセルＰ７の半分とが含まれている。

図４及び図５に示すように、少なくとも部分的に複数の左可視領域５１ａＬに属している複数のサブピクセルＰ１～Ｐ６は、何れも複数の右可視領域５１ａＲに含まれていない。サブピクセルＰ１～Ｐ６は、利用者の左眼から視認可能で且つ右眼から視認されない複数の左可視領域５１ａＬの水平方向に沿って並ぶサブピクセルである。少なくとも部分的に複数の右可視領域５１ａＲに属している複数のサブピクセルＰ７～Ｐ１２は、何れも複数の左可視領域５１ａＬに含まれていない。サブピクセルＰ７～Ｐ１２は、利用者の右眼から視認可能で且つ左眼から視認されない複数の右可視領域５１ａＲの水平方向に沿って並ぶサブピクセルである。したがって、図６に示すように、複数のサブピクセルＰ１～Ｐ６に左眼画像が表示され、複数のサブピクセルＰ７～Ｐ１２に右眼画像が表示されると、左眼および右眼はそれぞれ左眼画像および右眼画像を視認する。右眼画像および左眼画像は互いに視差を有する視差画像である。図６は、従来技術に従う右眼画像及び左眼画像の表示方法を示す。

図６において、二点鎖線は、左眼により視認される複数の減光面６１と複数の透光領域６２との複数の境界線６３Ｌ、及び、右眼により視認される複数の減光面６１と複数の透光領域６２との複数の境界線６３Ｒとを示す。複数の境界線６３Ｌ及び６３Ｒは、それぞれ、左眼及び右眼からみたパララックスバリア６の複数の減光面６１の複数のエッジの位置を表す。左眼画像を表示する複数のサブピクセルには符号「Ｌ」が付されている。また、右眼画像を表示する複数のサブピクセルには符号「Ｒ」が付されている。左眼画像を表示する複数のサブピクセルＰ１～Ｐ６は、複数の第１サブピクセルまたは複数の第１画素とよぶことができる。右眼画像を表示する複数のサブピクセルＰ７～Ｐ１２は、複数の第２サブピクセルまたは複数の第２画素とよぶことができる。「第１」および「第２」は、入れ替えてもよい。複数の第１サブピクセル及び複数の第２サブピクセルは、複数回交互に並んで配置される。

図４及び図５に示した表示パネル５、パララックスバリア６及び利用者の左右の眼の位置関係において、図６のように複数の左眼画素及び複数の右眼画素を配置した場合、画像光が直線的に伝播するとするならば、クロストークは生じない。しかしながら、実際の３次元表示装置２では、このような位置関係において、クロストークが発生しうる。本願の発明者らが鋭意検討したところによれば、パララックスバリア６の複数の減光面６１の複数のエッジによる画像光の散乱又は回折が、クロストークを発生させる原因となることが分かった。このため、コントローラ７は、左眼から視認可能で且つ右眼から視認されない複数のサブピクセルのうち、奥行方向に見て何れかのエッジの近くに位置する複数のサブピクセルに、左眼画像に代えて黒画像を表示させる制御を行うように構成される。コントローラ７は、右眼から視認可能で且つ左眼から視認されない複数のサブピクセルのうち、奥行方向に見て何れかのエッジの近くに位置する複数のサブピクセルに、右眼画像に代えて黒画像を表示する制御を行うるように構成される。

一例として、図７に示すように、コントローラ７は、複数のサブピクセルＰ１～Ｐ６のうち、両端に位置するそれぞれ２つのサブピクセルＰ１及びＰ６に、黒画像を表示させるように構成される。コントローラ７は、複数のサブピクセルＰ７～Ｐ１２のうち、両端に位置するそれぞれ２つのサブピクセルＰ７及びＰ１２に、黒画像を表示させるように構成される。これにより、コントローラ７は、隣り合う複数のサブピクセル群Ｐｇの間におけるクロストークを実質的に少なくすることができる。コントローラ７は、視差方向に並ぶ複数のサブピクセルのうち、一方の端に位置する１つのサブピクセルのみを黒画像にするように制御可能に構成されることも可能である。

表示パネル５及びパララックスバリア６に対する利用者の眼の位置が変化すると、利用者の左眼及び右眼から視認することができる表示パネル５上の複数の左可視領域５１ａＬ及び複数の右可視領域５１ａＲの範囲が変化する。コントローラ７は、利用者の眼の位置に応じて、それぞれの複数のサブピクセル群Ｐｇの複数のサブピクセルＰ１からＰ１２の中から左眼画像を表示する複数のサブピクセルと、右眼画像を表示する複数のサブピクセルとを決定するように構成される。コントローラ７は、利用者の眼の位置の変化に応じて、複数のサブピクセルＰ１～Ｐ１２の表示する画像を、左眼画像、右眼画像及び黒画像の間で切り替えを行うように構成される。

例えば、利用者の左右の眼が表示パネル５に対して相対的に左に移動した場合、パララックスバリア６は、見かけ上右へ移動する。このため、図７と比べて、図８では複数の境界線６３Ｌ、６３Ｒが右に移動している。図８のように複数の境界線６３Ｌ、６３Ｒが右に移動した場合、複数の左可視領域５１ａＬ及び複数の右可視領域５１ａＲも右に移動する。図８では、複数のサブピクセルＰ２～Ｐ６から出射した画像光は、左眼の位置に伝播し右眼の位置に伝播しない。複数のサブピクセルＰ２～Ｐ６は、複数の第１サブピクセルとしうる。複数のサブピクセルＰ８～Ｐ１２から出射した画像光は、右眼の位置に伝播し左眼の位置に伝播しない。複数のサブピクセルＰ８～Ｐ１２は複数の第２サブピクセルとしうる。複数のサブピクセルＰ１及びＰ７は、少なくとも部分的に複数の左可視領域５１ａＬ及び複数の右可視領域５１ａＲに含まれている。複数のサブピクセルＰ１及びＰ７に、左眼画像又は右眼画像を表示すると、クロストークが生じうる。このため、コントローラ７は、複数のサブピクセルＰ１及びＰ７に黒画像を表示するように構成される。

コントローラ７は、左眼画像を表示する複数のサブピクセルＰ２～Ｐ６の両端に位置する複数のサブピクセルＰ２及びＰ６のうち、何れかの境界線６３Ｌとの重なりの大きい複数のサブピクセルＰ２に黒画像を表示するように構成されてよい。コントローラ７は、右眼画像を表示する複数のサブピクセルＰ８～Ｐ１２の両端に位置する複数のサブピクセルＰ８及びＰ１２のうち、何れかの境界線６３Ｒとの重なりの大きい複数のサブピクセルＰ８に黒画像を表示するように構成されてよい。その結果、図７と比べると、図８では、複数のサブピクセルＰ２の表示する画像が、左眼画像から黒画像に切り替わる。複数のサブピクセルＰ６の表示する画像が、黒画像から左眼画像に切り替わる。複数のサブピクセルＰ８の表示する画像が、右眼画像から黒画像に切り替わる。複数のサブピクセルＰ１２の表示する画像が、黒画像から右眼画像に切り替わる。

利用者の左眼及び右眼の位置がさらに変化し、複数の境界線６３Ｌ、６３Ｒの位置がさらに変化すると、当該変化に応じて、コントローラ７は順次複数のサブピクセルＰ１～Ｐ１２の表示する画像を切り替えるように構成される。

本実施形態によれば、画像光がパララックスバリア６の複数のエッジにより散乱又は回折されることにより生じるクロストークを低減することができる。このような効果は、左眼画像又は右眼画像を表示する複数のサブピクセルの一端又は両端に位置する複数のサブピクセルに黒画像を表示することにより生じる。これら黒画像を表示する複数のサブピクセルは、複数のエッジによる散乱又は回折が無ければ、クロストークを生じない位置に位置する複数のサブピクセルを含む。本発明は、従来技術では除去することができなかったクロストークを低減できる。

図９から図１４を用いて本開示の３次元表示装置２の他の実施形態について説明する。図９から図１４は、アクティブエリア５１の１つのサブピクセル群Ｐｇが８ピクセルにより構成さる。１つのサブピクセル群Ｐｇの複数のサブピクセルＰ１～Ｐ８は、水平方向に一列に並ぶ。すなわち、この例ではｎ＝４、ｂ＝１である。複数のサブピクセル群Ｐｇは、水平方向に繰り返して並ぶ。複数のサブピクセル群Ｐｇは、鉛直方向においては、水平方向に１または複数の所定サブピクセル分ずれて繰り返し並ぶ。左眼により視認される複数の減光面６１と複数の透光領域６２との複数の境界線６３Ｌは、２つのサブピクセルＰ１及びＰ４を対角線方向に斜めに横切る。右眼により視認される複数の減光面６１と複数の透光領域６２との複数の境界線６３Ｒは、２つのサブピクセルＰ５及びＰ８を対角線方向に斜めに横切る。図９から図１４の境界線６３Ｌ及び６３Ｒは、３サブピクセルに相当する開口があることを示す。パララックスバリア６の開口率は３７．５％である。これらの図９から図１４の表記方法は、図６及び図７に類似する。

図９は、基準位置における従来技術の３次元表示装置のアクティブエリア５１を示す。本願において、基準位置は、図９に示すようにクロストークを生じる複数のサブピクセルの数が、最も少なくなる位置に定められる。基準位置において、複数のサブピクセルＰ１からＰ４は利用者の左眼のみから視認可能な複数の左可視領域５１ａＬと重なり、複数の右可視領域５１ａＲとは重なっていない。複数のサブピクセルＰ１からＰ４は、左眼に伝播し右眼に伝播しない画像光を射出する複数の第１サブピクセルである。複数のサブピクセルＰ５からＰ８は利用者の右眼のみから視認可能な複数の右可視領域５１ａＲと重なり、複数の左可視領域５１ａＬとは重なっていない。複数のサブピクセルＰ５からＰ８は、右眼に伝播し左眼に伝播しない画像光を射出する複数の第２サブピクセルである。この状態で、図９に示す３次元表示装置では、パララックスバリア６の複数のエッジでの散乱又は回折等を考慮しなければ、クロストークは生じないか又は小さいクロストークが生じるのみである。

図１０は、基準位置における、本開示の複数の実施形態の一つに係る３次元表示装置２のアクティブエリア５１を示している。図１０に示す３次元表示装置２では、コントローラ７は、複数の第１サブピクセルＰ１～Ｐ４の一端に位置する複数のサブピクセルＰ１に黒画像を表示させる。コントローラ７は、複数の第２サブピクセルＰ５～Ｐ８の一端に位置する複数のサブピクセルＰ５に黒画像を表示させる。これにより、１つのサブピクセル群Ｐｇの８つのサブピクセルのうち、２つのサブピクセルに黒画像が表示される。よって、黒画像が表示される割合である黒画像率は２５％となる。

図１１は、基準位置における、本開示の複数の実施形態の他の一つに係る３次元表示装置２のアクティブエリア５１を示している。図１１に示す３次元表示装置２では、コントローラ７は、複数の第１サブピクセルＰ１～Ｐ４の両端に位置する複数のサブピクセルＰ１及びＰ４に黒画像を表示させる。コントローラ７は、複数の第２サブピクセルＰ５～Ｐ８の両端に位置する複数のサブピクセルＰ５及びＰ８に黒画像を表示させる。これにより、１つのサブピクセル群Ｐｇの８つのサブピクセルＰ１～Ｐ８のうち、４つのサブピクセルＰ１、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ８に黒画像が表示される。よって、黒画像が表示される割合である黒画像率は５０％となる。

図１０及び図１１にアクティブエリア５１の複数のサブピクセルの配置を示す３次元表示装置２は、パララックスバリア６の複数のエッジに近い側の複数のサブピクセルに、黒画像を表示させることにより、クロストークが低減することが期待される。また、表示パネル５と利用者の右眼及び左眼の位置関係が変化したとき、３次元表示装置２は、上記のように基準位置において決定した黒画像率を維持しながら複数のサブピクセルの画像表示を順次切り替える。

以下に、利用者の左眼及び右眼が任意の位置にあるときの、本開示の３次元表示方法が、図１２～図１４を参照して説明される。以下に説明する処理は、３次元表示装置２のコントローラ７が実行する。

コントローラ７は、取得部３を介して検出装置１から利用者の第１眼及び第２眼の位置を取得する（ステップＳ０１）。図１２～図１４では、利用者の左眼及び右眼の位置は、図１０及び図１１で示した基準位置からずれている。

コントローラ７は、ステップＳ０１で取得した第１眼及び第２眼の位置に基づいて、第１眼の位置に伝播し第２眼の位置に伝播しない画像光を射出する複数の第１サブピクセルを判定する（ステップＳ０２）。図１３に示す例では、複数のサブピクセルＰ３～Ｐ５は、複数の左可視領域５１ａＬに少なくとも部分的に含まれ複数の右可視領域５１ａＲに含まれないので、複数の第１サブピクセルであると判定される。複数のサブピクセルＰ２及びＰ６は、複数の左可視領域５１ａＬに部分的に含まれるが、複数の右可視領域５１ａＲにも部分的に含まれるので、複数の第１サブピクセルではないと判定される。

コントローラ７は、ステップＳ０１で取得した第１眼及び第２眼の位置に基づいて、第２眼の位置に伝播し第１眼の位置に伝播しない画像光を射出する複数の第２サブピクセルを判定する（ステップＳ０３）。図１３に示す例では、複数のサブピクセルＰ７、Ｐ８及びＰ１は、複数の右可視領域５１ａＲに少なくとも部分的に含まれ複数の左可視領域５１ａＬに含まれないので、複数の第２サブピクセルであると判定される。複数のサブピクセルＰ２及びＰ６は、複数の右可視領域５１ａＲに部分的に含まれるが、複数の左可視領域５１ａＬにも部分的に含まれるので、複数の第２サブピクセルではないと判定される。ステップＳ０３は、ステップＳ０２よりも先に実行されてよい。ステップＳ０３は、ステップＳ０２と並行して実行されてよい。

コントローラ７は、ステップＳ０２及びステップＳ０３で判定した複数の第１サブピクセル及び複数の第２サブピクセルの視差に対応する方向の一端又は両端の複数のサブピクセルを、黒画像にすることを決定する（ステップＳ０４）。例えば、基準位置において、図１０に示したように、黒画像率が２５％と決定されている場合、コントローラ７は、黒画像率が２５％となるように各サブピクセルの表示画素を制御する。コントローラ７は、ステップＳ０３およびステップＳ０４で、複数の第１サブピクセル及び複数の第２サブピクセルに含まれず、複数の第１サブピクセル及び複数の第２サブピクセルの間に位置する複数のサブピクセルＰ２及びＰ６に黒画像を表示する。複数のサブピクセルＰ２及びＰ６を黒画像にすることにより黒画像率が２５％になるので、コントローラ７は、複数の第１サブピクセル及び複数の第２サブピクセルを、さらに黒画像には変更しない。

基準位置において、図１１に示したように、黒画像率が５０％と決定されている場合、コントローラ７は、黒画像率が５０％となるように各サブピクセルの表示画素を制御する。コントローラ７は、複数のサブピクセルＰ２及びＰ６に加えて、１つのサブピクセル群Ｐｇ当たりさらに２つの黒画像を表示する複数のサブピクセルを決定する。図１４に示すように、コントローラ７は、第１サブピクセルであると判定された複数のサブピクセルＰ３～Ｐ５のうち、視差に対応する方向の一端に位置する複数のサブピクセルＰ３を黒画像にすることを決定する。コントローラ７は、両端に位置する複数のサブピクセルＰ３とＰ５とを比較し、何れかの境界線６３Ｌとより大きく交差する複数のサブピクセルＰ３を黒画像にすることを決定することができる。言い換えれば、コントローラ７は、両端に位置する複数のサブピクセルＰ３とＰ５とを比較し、左眼で見たとき減光面６１とより大きく重なっている側の複数のサブピクセルＰ３を黒画像にすることを決定することができる。コントローラ７は、複数の第１サブピクセルと同様に、複数の第２サブピクセルであると判定された複数のサブピクセルＰ７、Ｐ８及びＰ１のうち、視差に対応する方向の一端に位置する複数のサブピクセルＰ７を黒画像にすることを決定する。その結果、コントローラ７は、複数の第１サブピクセルのうち黒画像を表示しない複数のサブピクセルＰ４及びＰ５に左眼画像を表示することを決定する。コントローラ７は、複数の第２サブピクセルのうち黒画像を表示しない複数のサブピクセルＰ８、Ｐ１に右眼画像を表示することを決定する。

コントローラ７は、ステップＳ０４で決定されたように、各サブピクセルＰ１～Ｐ８に視差画像を表示する（ステップＳ０５）。すなわち、図１４に示す例では、コントローラ７は、複数のサブピクセルＰ４及びＰ５に左眼画像を表示する。コントローラ７は、複数のサブピクセルＰ８及びＰ１に右眼画像を表示する。コントローラ７は、複数のサブピクセルＰ２、Ｐ３、Ｐ６、Ｐ７に黒画像を表示する。

図１２から図１４を用いて説明した３次元表示方法によれば、パララックスバリア６の開口率は３７．５％である。また、８つのサブピクセルから構成される複数のサブピクセル群Ｐｇ中で、左眼及び右眼がある瞬間にそれぞれ見ることができるのは、３つ又は２つのサブピクセルである。利用者の左眼及び右眼の位置が変化しても、図１３及び図１４に示したそれぞれの場合で、パララックスバリア５１の黒画像率は、それぞれ、２５％と５０％で維持される。黒画像率が一定に維持されるので、利用者は眼の位置が変化しても画像の輝度が変化することが無く、自然に画像を見続けることができる。

上記表示方法のステップＳ０４の図１４に示した例において、コントローラ７は、複数の第１サブピクセルと判定された複数のサブピクセルＰ３～Ｐ５のうち、視差に対応する方向の一端に位置する複数のサブピクセルＰ３を黒画像にすることを決定した。コントローラ７は、複数の第２サブピクセルであると判定された複数のサブピクセルＰ７、Ｐ８及びＰ１のうち、視差に対応する方向の一端に位置する複数のサブピクセルＰ７を黒画像にすることを決定した。コントローラ７は、複数の第１サブピクセルと複数の第２サブピクセルのそれぞれ両端に位置する複数のサブピクセルＰ３、Ｐ５、Ｐ７、Ｐ１を黒画像にしてもよい。その場合、左眼画像を表示するのは、複数のサブピクセルＰ４のみとなる。右眼画像を表示するのは、複数のサブピクセルＰ８のみとなる。両端に位置する複数のサブピクセルＰ３、Ｐ５、Ｐ７、Ｐ１を黒画像にすることにより、さらにクロストークを低減させることができる。

本願発明者らは、８つのサブピクセルを１つのサブピクセル群Ｐｇとし、１つのサブピクセル群Ｐｇ中の左眼画像及び右眼画像をそれぞれ表示するサブピクセルの数を２及び３とする３次元表示装置２において、バリア開口率を変えてクロストーク率を測定した。左眼画像及び右眼画像をそれぞれ表示するサブピクセルの数が２のとき、黒画像率は５０％である。左眼画像及び右眼画像をそれぞれ表示するサブピクセルの数が３のとき、黒画像率は２５％である。図１５は、黒画像率が２５％及び５０％のときのバリア開口率に対するクロストーク率を示すグラフである。黒画像率が５０％で、バリア開口率が４５．６％未満の場合、クロストーク率は、約１．５％の値に低減された。また、黒画像率が２５％以上で、バリア開口率が３７．５%の場合、クロストーク率は１．５％以下となった。特に黒画像率が５０％でバリア開口率が３７．５％の場合、クロストーク率は約１％となり、特に良好な結果が得られた。

クロストークを低減する観点からは、黒画像率は高い方がのぞましく、バリア開口率は小さい方が好ましい。バリア開口率は３７．５％以下であり前記黒画像率２５％以上であるか、又は、バリア開口率は４５．６％以下であり且つ黒画像率は５０％以上である
と、クロストーク率は１．５％以下に低減することができることが確認された。

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨および範囲内で、多くの変更および置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形および変更が可能である。例えば、実施形態および実施例に記載の複数の構成ブロックを１つに組合せたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。本開示に係る実施形態は装置が備えるプロセッサにより実行される方法、プログラム、又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものである。本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

図１６に示すように、３次元表示システム１００は、ヘッドアップディスプレイシステム４００に搭載されうる。ヘッドアップディスプレイシステム４００は、ＨＵＤ（Head Up Display）４００ともいう。ＨＵＤ４００は、３次元表示システム１００と、光学部材４１０と、被投影面４３０を有する被投影部材４２０とを備える。ＨＵＤ４００は、３次元表示システム１００から射出される画像光を、光学部材４１０を介して被投影部材４２０に到達させる。ＨＵＤ４００は、被投影部材４２０で反射させた画像光を、利用者の左眼および右眼に到達させる。つまり、ＨＵＤ４００は、破線で示される光路４４０に沿って、３次元表示システム１００から利用者の左眼および右眼まで画像光を進行させる。利用者は、光路４４０に沿って到達した画像光を、虚像４５０として視認しうる。

図１７に示すように、３次元表示システム２００を含むＨＵＤ４００は、移動体１０に搭載されてよい。ＨＵＤ４００は、構成の一部を、当該移動体１０が備える他の装置、部品と兼用してよい。例えば、移動体１０は、ウインドシールドを被投影部材４２０として兼用してよい。構成の一部を当該移動体１０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。ＨＵＤ４００、３次元表示システム１００は、移動体１０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。

１ 検出装置
２ ３次元表示装置
３ 取得部
４ 照射器
５ 表示パネル
６ パララックスバリア
７ コントローラ
８ メモリ
１０ 移動体
５１ アクティブエリア
５１ａＬ 左可視領域
５１ａＲ 右可視領域
５１ａＬＲ 両眼可視領域
６１ 減光面
６２ 透光領域
６３Ｌ 境界線
６３Ｒ 境界線
１００ ３次元表示システム
４００ ヘッドアップディスプレイシステム
４１０ 光学部材
４２０ 被投影部材
４３０ 被投影面
４４０ 光路
４５０ 虚像

Claims (9)

1. 複数の表示素子を含み、当該複数の表示素子が視差画像を表示するように構成される表示パネルと、
   前記複数の表示素子から射出される画像光の光線方向を規定するように構成される光学パネルと、
   利用者の眼の位置に基づいて前記視差画像を制御するコントローラと、を含み、
   前記視差画像は、
   前記利用者の第１眼に対応する複数の第１画素を含む第１画像、及び
   前記利用者の第２眼に対応する複数の第２画素を含む第２画像、
   を含み、
   前記視差画像は、前記複数の第１画素および前記複数の第２画素が視差方向に沿って複数回交互に並び、
   前記コントローラは、所定割合の画素に黒画像を表示するように構成され、
   前記所定割合は、前記利用者の眼が所定の基準位置にあるとき前記利用者の第１眼から視認可能で且つ第２眼から視認されない複数の第１領域及び前記第２眼から視認可能で且つ前記第１眼から視認されない複数の第２領域それぞれの前記視差に対応する方向の一端又は両端の画素に黒画像を表示させるように決定され、
   前記コントローラは、前記利用者の眼が前記基準位置にない場合、前記利用者の第１眼から視認可能で且つ第２眼から視認されない複数の第１領域及び前記第２眼から視認可能で且つ前記第１眼から視認されない複数の第２領域それぞれの前記視差に対応する方向の一端又は両端の画素に前記所定割合の黒画像を表示させるように構成される、３次元表示装置。
2. 前記光学パネルを介して前記利用者の前記第１眼及び前記第２眼がそれぞれ視認可能な前記表示パネル上の領域の割合を開口率とし、前記表示パネル上の前記黒画像を表示する画素の割合を黒画像率とするとき、前記開口率は３７．５％以下であり且つ前記黒画像率は２５％以上であるか、又は、前記開口率は４５．６％以下であり且つ前記黒画像率は５０％以上である請求項１に記載の３次元表示装置。
3. 前記コントローラは、前記第１領域及び前記第２領域の前記視差に対応する方向の一端の画素に前記黒画像を表示させる場合、前記黒画像を表示させる画素は前記光学パネルの減光面と大きな領域で重なっている画素とするように構成される請求項１または２に記載の３次元表示装置。
4. 利用者の第１眼の位置と前記第１眼とは異なる第２眼の位置とに基づいて、複数のサブピクセルを含むアクティブエリアに、第１画像と前記第１画像に対して視差を有する第２画像とを含む混合画像を表示させるコントローラであって、
   前記コントローラは、所定割合のサブピクセルに黒画像を表示させるように構成され、
   前記第１眼の位置に伝播し前記第２眼の位置に伝播しない画像光を射出する前記アクティブエリア内の複数のサブピクセルを複数の第１サブピクセルとし、
   前記第２眼の位置に伝播し前記第１眼の位置に伝播しない画像光を射出する前記アクティブエリア内の複数のサブピクセルを複数の第２サブピクセルとし、
   前記所定割合は、前記利用者の眼の所定の基準位置において前記複数の第１サブピクセル及び前記複数の第２サブピクセルそれぞれの前記視差に対応する方向の一端又は両端に黒画像を表示させるように決定され、
   前記利用者の眼が前記基準位置にない場合、前記複数の第１サブピクセル及び前記複数の第２サブピクセルそれぞれの前記視差に対応する方向の一端又は両端に前記所定割合の黒画像を表示させるように構成される、コントローラ。
5. 前記利用者の前記第１眼及び前記第２眼がそれぞれ視認可能な前記アクティブエリア上の領域の割合を開口率とし、前記アクティブエリア上の前記黒画像を表示するサブピクセルの割合を黒画像率とするとき、前記開口率は３７．５％以下であり且つ前記黒画像率２５％以上であるか、又は、前記開口率は４５．６％以下であり且つ前記黒画像率は５０％以上である請求項４に記載のコントローラ。
6. 前記複数の第１サブピクセル及び前記複数の第２サブピクセルそれぞれの前記視差に対応する方向の一端の画素に前記黒画像を表示させる場合、前記黒画像を表示させる画素は前記複数のサブピクセルから射出される画像光の光線方向を規定するように構成される光学パネルの減光面と大きな領域で重なっている画素とするように構成される請求項４または５に記載のコントローラ。
7. 第１画像と前記第１画像に対して視差を有する第２画像とを含む混合画像を表示する、複数のサブピクセルを含むアクティブエリアを含む表示パネルと、前記アクティブエリアから射出される画像光の光線方向を規定する光学素子と、利用者の第１眼の位置と前記第１眼とは異なる第２眼の位置とを取得する取得部と、前記第１眼の位置と前記第２眼の位置とに基づいて、前記アクティブエリアに混合画像を表示させるコントローラとを備える３次元表示装置が実行する３次元表示方法であって、
   前記コントローラが、利用者の第１眼の位置と前記第１眼とは異なる第２眼の位置とに基づいて、
   所定割合のサブピクセルに黒画像を表示させ、
   前記第１眼の位置に伝播し前記第２眼の位置に伝播しない画像光を射出する前記アクティブエリア内の複数の第１サブピクセルを判定し、
   前記第２眼の位置に伝播し前記第１眼の位置に伝播しない画像光を射出する前記アクティブエリア内の複数の第２サブピクセルを判定し、
   前記利用者の眼が所定の基準位置にあるとき前記複数の第１サブピクセルの前記視差に対応する方向の一端又は両端及び前記複数の第２サブピクセルの前記視差に対応する方向の一端又は両端に黒画像を表示させ、
   前記所定割合を、前記利用者の眼の所定の基準位置において前記複数の第１サブピクセル及び前記複数の第２サブピクセルそれぞれの前記視差に対応する方向の一端又は両端に黒画像を表示させるように決定し、
   前記利用者の眼が前記基準位置にない場合、前記複数の第１サブピクセル及び前記複数の第２サブピクセルそれぞれの前記視差に対応する方向の一端又は両端に前記所定割合の黒画像を表示させうる、表示方法。
8. 利用者の第１眼の位置および前記第１眼とは異なる第２眼の位置を検出する検出装置と、
   第１画像と前記第１画像に対して視差を有する第２画像とを含む混合画像を表示するアクティブエリアを含む表示パネルと、前記アクティブエリアから射出される画像光の光線方向を規定する光学素子と、利用者の第１眼の位置と前記第１眼とは異なる第２眼の位置とを取得する取得部と、前記第１眼の位置および前記第２眼の位置に基づいて、前記アクティブエリアに混合画像を表示させるコントローラと、を備え、前記アクティブエリアは複数のサブピクセルを含み、前記コントローラは、所定割合のサブピクセルに黒画像を表示するように構成され、前記第１眼の位置に伝播し前記第２眼の位置に伝播しない画像光を射出する前記アクティブエリア内の複数のサブピクセルを複数の第１サブピクセルとし、前記第２眼の位置に伝播し前記第１眼の位置に伝播しない画像光を射出する前記アクティブエリア内の複数のサブピクセルを複数の第２サブピクセルとし、前記所定割合は、前記利用者の眼の所定の基準位置において前記複数の第１サブピクセル及び前記複数の第２サブピクセルそれぞれの前記視差に対応する方向の一端又は両端に黒画像を表示させるように決定され、前記コントローラは、前記利用者の眼が前記基準位置にない場合、前記複数の第１サブピクセル及び前記複数の第２サブピクセルそれぞれの前記視差に対応する方向の一端又は両端に前記所定割合の黒画像を表示させるように構成される、３次元表示装置と、
   を備える３次元表示システム。
9. 第１画像と前記第１画像に対して視差を有する第２画像とを含む混合画像を表示するアクティブエリアを含む表示パネルと、前記アクティブエリアから射出される画像光の光線方向を規定する光学素子と、利用者の第１眼の位置と前記第１眼とは異なる第２眼の位置とを取得する取得部と、前記第１眼の位置および前記第２眼の位置に基づいて、前記アクティブエリアに混合画像を表示させるコントローラと、を備え、前記アクティブエリアは複数のサブピクセルを含み、前記コントローラは、所定割合のサブピクセルに黒画像を表示するように構成され、前記第１眼の位置に伝播し前記第２眼の位置に伝播しない画像光を射出する前記アクティブエリア内の複数のサブピクセルを複数の第１サブピクセルとし、前記第２眼の位置に伝播し前記第１眼の位置に伝播しない画像光を射出する前記アクティブエリア内の複数のサブピクセルを複数の第２サブピクセルとし、前記所定割合は、前記利用者の眼の所定の基準位置において前記複数の第１サブピクセル及び前記複数の第２サブピクセルそれぞれの前記視差に対応する方向の一端又は両端に黒画像を表示させるように決定され、前記コントローラは、前記利用者の眼が前記基準位置にない場合、前記複数の第１サブピクセル及び前記複数の第２サブピクセルそれぞれの前記視差に対応する方向の一端又は両端に前記所定割合の黒画像を表示させるように構成される、３次元表示装置、
   を備える移動体。

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