JP2018120191A - 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

Abstract

【課題】画素の縦横比が逆数となった場合にも共通の構造のバリアで立体視を提供しうる３次元表示システムを提供する。【解決手段】３次元表示システム１は、第１方向及び第２方向に沿って格子状に配列されるサブピクセル１１の中で表示境界１５によって分けられる第１サブピクセル１１Ｌ及び第２サブピクセル１１Ｒにそれぞれ左眼画像及び右眼画像を表示する表示装置１０と、左眼画像及び右眼画像を遮る遮光領域２２と、左眼画像の少なくとも一部を左眼５Ｌに到達させ、右眼画像の少なくとも一部を右眼５Ｒに到達させる透光領域２１とを有するバリア２０と、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの位置を検出する検出装置４０と、表示装置１０に表示させる左眼画像及び右眼画像の両方の向きを互いに異ならせる複数の動作モードを有するコントローラ３０とを備え、コントローラ３０は、動作モードと左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの位置の変化とに基づいて表示境界１５を移動させる。【選択図】図１

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、特許文献１等）。

特開平９−５００１９号公報

利用者の左右の目が横方向に並ぶと仮定した場合、バリアの構造は、表示装置の画素の横方向の長さに対する縦方向の長さの比（縦横比）に応じて決定されうる。表示装置が９０度回転される場合、画素の縦横比は、表示装置が回転されない場合の縦横比の逆数となる。縦横比が逆数となった場合、立体視のために異なる構造のバリアが必要とされることがある。

本開示は、上述の点に鑑みてなされたものであり、画素の縦横比が逆数となった場合にも共通の構造のバリアで立体視を提供しうる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、第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向に沿って格子状に配列されるサブピクセルを有する表示装置を備える。前記表示装置は、前記サブピクセルの中で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、前記左眼及び前記右眼の位置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、前記表示装置に表示させる前記左眼画像及び右眼画像の両方の向きを互いに異ならせる複数の動作モードを有するコントローラを備える。前記コントローラは、前記動作モードと、前記左眼及び前記右眼の位置の変化とに基づいて、前記表示境界を移動させる。

本開示の一実施形態に係る３次元表示システムは、第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向に沿って格子状に配列されるサブピクセルを有する表示装置を備える。前記表示装置は、前記サブピクセルの中で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、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を備える。前記３次元表示システムは、前記左眼及び前記右眼の位置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、前記左眼及び前記右眼の位置に応じて前記表示境界を移動させるコントローラを備える。前記コントローラは、第１モード又は第２モードで動作する。前記コントローラは、前記第１モードにおいて、前記表示装置の第１方向が前記利用者から見て横方向に見えるように前記左眼画像及び前記右眼画像を前記表示装置に表示させる。前記コントローラは、前記第２モードにおいて、前記表示装置の第２方向が前記利用者から見て横方向に見えるように前記左眼画像及び前記右眼画像を前記表示装置に表示させる。前記バリアは、前記第１モードと前記第２モードとの間で、前記所定のピッチを同じままとする。前記バリアは、前記第１モードと前記第２モードとの間で、前記第１方向及び前記第２方向に沿う面内において前記表示装置に対して９０度回転する。

本開示の一実施形態に係る３次元表示システムは、第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向に沿って格子状に配列されるサブピクセルを有する表示装置を備える。前記表示装置は、前記サブピクセルの中で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、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を備える。前記３次元表示システムは、前記左眼及び前記右眼の位置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、前記左眼及び前記右眼の位置に応じて前記表示境界を移動させるコントローラを備える。前記表示装置は、前記第１方向に沿って並ぶ複数のサブピクセルがピクセルを構成する。前記コントローラは、第１モード又は第２モードで動作する。前記コントローラは、前記第１モードにおいて、前記表示装置の第１方向が前記利用者から見て横方向に見えるように前記左眼画像及び前記右眼画像を前記表示装置に表示させる。前記コントローラは、前記第２モードにおいて、前記表示装置の第２方向が前記利用者から見て横方向に見えるように前記左眼画像及び前記右眼画像を前記表示装置に表示させる。前記バリアは、前記第１モードと前記第２モードとの間で、前記透光領域及び前記遮光領域のバリア傾斜角を同じままとする。前記第２モードの開口率は、前記第１モードの開口率に比べて小さい。前記バリアは、前記第１モードと前記第２モードとの間で、前記第１方向及び前記第２方向に沿う面内において前記表示装置に対して９０度回転する。

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、第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向に沿って格子状に配列されるサブピクセルを有する表示装置を備える。前記表示装置は、前記サブピクセルの中で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、前記左眼及び前記右眼の位置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、前記表示装置に表示させる前記左眼画像及び右眼画像の両方の向きを互いに異ならせる複数の動作モードを有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。前記コントローラは、前記動作モードと、前記左眼及び前記右眼の位置の変化とに基づいて、前記表示境界を移動させる。

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、第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向に沿って格子状に配列されるサブピクセルを有する表示装置を備える。前記表示装置は、前記サブピクセルの中で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、前記左眼及び前記右眼の位置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、前記表示装置に表示させる前記左眼画像及び右眼画像の両方の向きを互いに異ならせる複数の動作モードを有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。前記コントローラは、前記動作モードと、前記左眼及び前記右眼の位置の変化とに基づいて、前記表示境界を移動させる。

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、画素の縦横比が逆数となった場合にも共通の構造のバリアで立体視を提供しうる。

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。 目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。 ヘッドトラッキング境界と表示境界との相関例を示す図である。 ポートレートモードにおける表示装置の表示例を示す図である。 ランドスケープモードにおける表示装置の表示例を示す図である。 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、Ｘ軸方向又はＹ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検出してよい。検出装置４０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検出してよい。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。

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の移動距離を算出してよい。

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、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の横の長さに対する縦の長さの比は、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）。図３に示される表示装置１０が９０度回転する場合、ピクセル１２を構成するサブピクセル１１は利用者から見て縦に並ぶ。サブピクセル１１が利用者から見て縦に並ぶ場合、Ｘ軸方向及びＹ軸方向はそれぞれ、縦及び横に対応する。この場合、サブピクセル１１の縦横比は、Ｈｐ／Ｖｐである。Ｈｐ／Ｖｐは、１／ｘとして表される。つまり、表示装置１０が利用者に対して９０度回転することによって、サブピクセル１１の縦横比は逆数となる。

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。

コントローラ３０は、表示装置１０に表示させる左眼画像及び右眼画像の両方の向きを互いに異ならせる複数の動作モードを有する。表示装置１０に表示される左眼画像及び右眼画像の両方の向きは、画像の表示方向ともいう。画像の表示方向は、利用者から見た第１方向に対応すると仮定する。つまり、第１方向が利用者から見て横方向に見える場合、画像の表示方向は横方向であると仮定する。第１方向が利用者から見て縦方向に見える場合、画像の表示方向は縦方向であると仮定する。第１方向が利用者から見て縦方向に見える場合は、第２方向が利用者から見て横方向に見える場合ともいえる。

コントローラ３０は、動作モードとしてポートレートモードとランドスケープモードとを有する。コントローラ３０は、ポートレートモードで動作する場合、表示装置１０における画像の表示方向を横方向とする。画像の表示方向が横方向である場合、利用者から見てサブピクセル１１は、縦長に見える。コントローラ３０は、ランドスケープモードで動作する場合、表示装置１０における画像の表示方向を縦方向とする。画像の表示方向が縦方向である場合、利用者から見てサブピクセル１１は、横長に見える。ポートレートモード及びランドスケープモードはそれぞれ、第１モード及び第２モードともいう。

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。Ｘ軸及びＹ軸の方向は、表示装置１０の回転に応じて回転する。よって、透光領域２１と遮光領域２２との構成に対して、Ｘ軸及びＹ軸の方向は、変化しうる。

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、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、ポートレートモードで動作する場合、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。

ポートレートモードにおいて仮定される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_１ＨＴ＝（Ｈｐ×ｄ）／（ｇ×ｂ）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。ポートレートモードにおいて仮定されるＨＴ境界４１の間隔は、第１間隔ともいう。

ランドスケープモードにおいて仮定されるＨＴ境界４１の間隔は、図３等に示されるＶｐ、並びに、図７等に示されるｄ及びｇを用いて、Ｉ_２ＨＴ＝（Ｖｐ×ｄ）／（ｇ×ｂ×ｘ^２）と表される。ランドスケープモードにおいて仮定されるＨＴ境界４１の間隔は、第２間隔ともいう。

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、検出装置４０から取得した左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの移動距離に基づいて、表示境界１５を移動させてよい。移動距離は、ＨＴ境界４１から左眼５Ｌ及び右眼５Ｒまでの距離として検出されてよい。コントローラ３０は、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの移動距離が第１間隔に達したときに、表示境界１５を移動させてよい。

図９には、左眼５Ｌから見た場合における、サブピクセル１１の配列に対する左眼可視領域１３Ｌ及び左眼遮光領域１４Ｌの位置が示されている。左眼遮光領域１４Ｌは、網掛けのハッチングを有する領域で示される。左眼可視領域１３Ｌは、ハッチングのない領域で示される。サブピクセル１１の配列は、表示境界１５によって、第１サブピクセル１１Ｌの配列と第２サブピクセル１１Ｒの配列とに区切られる。第１サブピクセル１１Ｌの配列は、１番から６番までの番号を有するサブピクセル１１が含まれる側の配列である。第２サブピクセル１１Ｒの配列は、７番から１２番までの番号を有するサブピクセル１１が含まれる側の配列である。図９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。左眼５Ｌが右眼５Ｒに置き換えられた場合、第１サブピクセル１１Ｌと第２サブピクセル１１Ｒとは互いに置き換えられる。

左眼可視領域１３Ｌは、図４のバリア２０の透光領域２１を介して見ることができる領域に対応する。図９に示される表示装置１０は、ポートレートモードで使用される。表示装置１０は、斜線のハッチングで示される第１サブピクセル１１Ｌと、第１サブピクセル１１Ｌに対して表示境界１５で区切られた第２サブピクセル１１Ｒとを備える。コントローラ３０は、左眼可視領域１３Ｌに第１サブピクセル１１Ｌが位置するように、表示境界１５の位置を決定する。右眼可視領域１３Ｒと第２サブピクセル１１Ｒとの位置関係は、左眼可視領域１３Ｌと第１サブピクセル１１Ｌとの位置関係と同様である。この場合、第１サブピクセル１１Ｌ及び第２サブピクセル１１Ｒそれぞれから射出される画像光の少なくとも一部は、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒに到達する。

図８に示されるように、コントローラ３０は、左眼５Ｌ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１１の１個分だけ移動させる。言い換えれば、コントローラ３０は、左眼５Ｌが隣接するＨＴ領域４２に移動したときに、表示境界１５をＸ軸方向にサブピクセル１１の１個分だけ移動させる。３次元表示システム１は、左眼５Ｌの移動に応じて表示境界１５を移動させることで、左眼５Ｌに対して左眼画像を視認させ続けることができる。左眼５ＬがＸ軸の正の方向に移動した場合も同様に、３次元表示システム１は、左眼５Ｌに対して左眼画像を視認させ続けることができる。右眼５ＲがＸ軸の正又は負の方向に移動した場合も同様に、３次元表示システム１は、右眼５Ｒに対して右眼画像を視認させ続けることができる。

図７に示されるように、左眼５ＬがＸ軸の負の方向にｄ_ＨＴだけ移動することに応じて、左眼可視領域１３Ｌと、左眼遮光領域１４ＬとがＸ軸の正の方向にｄ_Ｃだけ移動すると仮定する。この場合、図９においても、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。コントローラ３０は、ｄ_Ｃがサブピクセル１１のＸ軸方向の長さであるＨｐに達したときに、表示境界１５をＸ軸方向にサブピクセル１１の１個分だけ移動させてよい。

コントローラ３０が表示境界１５を移動させる条件は、ｄ_ＣがＨｐに達するという条件で表される代わりに、左眼５Ｌ及び右眼５ＲのＸ軸方向に沿った移動距離が制御距離に達するという条件で表されうる。移動距離は、コントローラ３０が表示境界１５を最後に移動させたときの左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの位置から、コントローラ３０が取得した左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの位置までの距離であると仮定する。コントローラ３０は、サブピクセル１１の配列に応じてポートレートモードにおける制御距離を設定する。ポートレートモードにおける制御距離は、図７に示されるｄ及びｇを用いて、Ｄ_１ＨＴ＝（Ｈｐ×ｄ）／（ｇ×ｂ）と表される。ポートレートモードにおける制御距離は、第１距離ともいう。つまり、コントローラ３０は、移動距離が第１距離に達したときに、表示境界１５をＸ軸方向にサブピクセル１１の１個分移動させる。

以上説明してきた図９に示される表示装置１０においては、画像の表示方向が横方向になる。一方で、図１０に示される表示装置１０においては、画像の表示方向が縦方向になる。つまり、図１０に示される表示装置１０は、図９に示される表示装置１０に対して、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿う面内で、Ｚ軸の正の方向から見て反時計回りに９０度回転している。

図１０において、バリア２０は、利用者に対して回転していない。つまり、表示装置１０は、バリア２０に対しても、Ｚ軸の正の方向から見て反時計回りに９０度回転している。バリア２０が回転しないことで、サブピクセル１１の配列は、左眼可視領域１３Ｌに対して、Ｚ軸の正の方向から見て反時計回りに９０度回転している。つまり、バリア２０は、表示装置１０に対して、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿う面内で時計回りに９０度回転しているともいえる。

図１０には、左眼５Ｌから見た場合における、サブピクセル１１の配列に対する左眼可視領域１３Ｌ及び左眼遮光領域１４Ｌの位置が示されている。サブピクセル１１の配列は、第１サブピクセル１１Ｌの配列と第２サブピクセル１１Ｒの配列とを含む。第１サブピクセル１１Ｌの配列は、斜線のハッチングを有するサブピクセル１１の配列である。第２サブピクセル１１Ｒの配列は、斜線のハッチングを有しないサブピクセル１１の配列である。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によって区切られる。図１０において、第１サブピクセル１１Ｌの一部は、１９番から３６番までの番号を有する。第２サブピクセル１１Ｒの一部は、１番から１８番までの番号を有する。

図１０に示される表示装置１０は、ランドスケープモードで使用される。表示装置１０は、図９と同様に、第１サブピクセル１１Ｌと、第２サブピクセル１１Ｒとを備える。第１サブピクセル１１Ｌ及び第２サブピクセル１１Ｒそれぞれから射出される画像光の少なくとも一部は、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒに到達する。図１０におけるサブピクセル１１の縦横比は、図９におけるサブピクセル１１の縦横比の逆数である。

図１０において、左眼５Ｌ及び右眼５ＲがＹ軸の正又は負の方向に移動すると仮定する。ランドスケープモードで動作するコントローラ３０は、左眼５Ｌ及び右眼５ＲがＹ軸方向に第２間隔をあけて並ぶＨＴ境界４１を通過したとき、表示境界１５をＹ軸方向にサブピクセル１１の１個分移動させる。

第２間隔は、上述の通り、Ｉ_２ＨＴ＝（Ｖｐ×ｄ）／（ｇ×ｂ×ｘ^２）と表される。第１間隔に対する第２間隔の比は、Ｖｐ／Ｈｐ（＝ｘ）と表される。言い換えれば、第１間隔に対する第２間隔の比は、サブピクセル１１の第１方向の長さに対する第２方向の長さの比である。コントローラ３０は、動作モードに応じてサブピクセル１１の縦横比が逆数となる場合でも、ＨＴ境界４１の間隔を縦横比に応じて容易に変換しうる。

コントローラ３０は、図９に示されるポートレートモードにおける動作と同様に、左眼５Ｌ及び右眼５ＲのＹ軸方向に沿った移動距離に応じて、表示境界１５を移動させてよい。コントローラ３０は、ランドスケープモードにおける制御距離を設定してよい。ランドスケープモードにおける制御距離は、Ｄ_２ＨＴ＝（Ｖｐ×ｄ）／（ｇ×ｂ×ｘ^２）と表される。ランドスケープモードにおける制御距離は、第２距離ともいう。つまり、コントローラ３０は、移動距離が第２距離に達したときに、表示境界１５をＹ軸方向にサブピクセル１１の１個分移動させる。３次元表示システム１は、ランドスケープモードにおいても、ポートレートモードと同様に、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒに対してそれぞれ左眼画像及び右眼画像を視認させ続けることができる。

第１距離に対する第２距離の比は、Ｖｐ／Ｈｐ（＝ｘ）と表される。言い換えれば、第１距離に対する第２距離の比は、サブピクセル１１の第１方向の長さに対する第２方向の長さの比である。コントローラ３０は、動作モードに応じてサブピクセル１１の縦横比が逆数となる場合でも、縦横比に応じて容易に制御距離を変換しうる。

図９に示されるポートレートモードと、図１０に示されるランドスケープモードとの比較において、バリア２０は、サブピクセル１１の配列がどちらのモードに対応するかにかかわらず、共通の構造とされてよい。つまり、両方のモードにおいて、透光領域２１及び遮光領域２２の構成が同じままとされてよい。例えば、透光領域２１の幅と遮光領域２２の幅との比率、透光領域２１と遮光領域２２との繰り返しピッチ、及びバリア傾斜角等がそれぞれ同じとされるバリア２０が用いられうる。

本実施形態に係る３次元表示システム１は、表示装置１０を利用者から見て９０度回転させて、サブピクセル１１の縦横比が逆数となる場合でも、同じ構造のバリア２０を用いて利用者に立体視を提供しうる。バリア２０がフィルム又は板状部材で構成される場合、同じ構造のバリア２０が複数のモードで共通に用いられうることによって、部材が共通化されうる。バリア２０が液晶シャッターで構成される場合、液晶シャッターの各画素の透過率を制御するパターンが共通となることによって、パターンデータの格納容量が低減されうる。液晶シャッターの制御回路が簡易化されうる。結果として、コストが低減されうる。

コントローラ３０は、表示境界１５をＸ軸方向又はＹ軸方向にサブピクセル１１の１個分移動させるだけでなく、ｃ個分移動させてよい。ｃは、２以上の自然数である。ｃは、ピクセル１２を構成するサブピクセル１１の個数であってよい。例えば、ｃは、３個であってよい。この場合、ｃ＝３に対応する制御距離は、ｃ＝１に対応する制御距離の３倍とされる。コントローラ３０は、移動距離が制御距離に達したとき、表示境界１５をＸ軸方向にサブピクセル１１の３個分移動させる。このようにすることで、画像表示の制御が簡易化されうる。３個のサブピクセル１１がＲＧＢの各色を表示する場合、１個のピクセル１２によるカラー表示が一括して制御されうる。ｃは、ＨＴ制御を行う場合にサブピクセル１１の表示を切り替える単位個数を示す。ＨＴ制御を行う場合にサブピクセル１１の表示を切り替える単位個数は、ＨＴ制御単位ともいう。

以下、バリア２０において、透光領域２１の端線と、垂直方向に直交する方向との角度である所定角度θが、ｔａｎθ＝ａ×Ｈｐ／ｂ×Ｖｐ（ａ、ｂ：自然数）を満たすように決定されると仮定する。この場合、ｘ＝Ｖｐ／Ｈｐが適用されることによって、θが満たす式は、ｔａｎθ＝ａ／ｂ×ｘと表される。

ポートレートモードにおいて、可視領域ピッチであるｋは、以下の式（３）で表される。
ｋ＝ｎ×Ｈｐ／ｂ （３）

ランドスケープモードにおけるサブピクセル１１の縦の長さ及び横の長さはそれぞれ、ポートレートモードとは逆の、Ｈｐ及びＶｐとなる。バリア傾斜角が示す方向は、サブピクセル１１の横方向及び縦方向にそれぞれａ個分及び（ｂ×ｘ×ｘ）個分の長さを有する成分で表される方向に対応する。この場合、θが満たす式は、以下の式（４）で表される。
ｔａｎθ＝ａ×Ｖｐ／（ｂ×ｘ×ｘ×Ｈｐ） （４）

ランドスケープモードにおいて、連続するｐ個のサブピクセル１１に、１組の右眼画像と左眼画像とが表示されると仮定する。この場合、可視領域ピッチであるｋは、式（３）において、ｎをｐに置き換え、ＨｐをＶｐに置き換え、ｂをｂ×ｘ×ｘに置き換えることによって、以下の式（５）で表される。
ｋ＝ｐ×Ｖｐ／（ｂ×ｘ×ｘ）＝ｐ×Ｈｐ／（ｂ×ｘ） （５）

ポートレートモードとランドスケープモードとで可視領域ピッチであるｋが同じ値とされることによって、ＯＶＤが同じにされうる。ＯＶＤが同じにされる場合、バリア２０が共通化されうる。両モードでｋが同じ値とされる場合、式（３）及び（５）に基づいて、ｎ×ｘ＝ｐが成立する。言い換えれば、ポートレートモードにおいて、連続するｎ個のサブピクセル１１に、１組の右眼画像と左眼画像とが表示される場合、ランドスケープモードにおいては、連続するｎ×ｘ個のサブピクセル１１に、１組の右眼画像と左眼画像とが表示される。

図９に示される左眼可視領域１３Ｌ及び左眼遮光領域１４Ｌは、ａ＝ｂ＝１且つｘ＝３として算出されるバリア傾斜角を有するバリア２０によって形成されると仮定する。第１サブピクセル１１Ｌの少なくとも一部は、１番から６番までの番号を有する。第２サブピクセル１１Ｒの少なくとも一部は、７番から１２番までの番号を有する。つまり、連続する１２個（ｎ＝１２）のサブピクセル１１に、１組の右眼画像と左眼画像とが表示されると仮定する。この場合、可視領域ピッチは、式（３）に基づいて、ｋ＝１２×Ｈｐと表される。

図１０に示される左眼可視領域１３Ｌ及び左眼遮光領域１４Ｌは、図９に示される左眼可視領域１３Ｌ及び左眼遮光領域１４Ｌと同様である。第２サブピクセル１１Ｒの少なくとも一部は、１番から１８番までの番号を有する。第１サブピクセル１１Ｌの少なくとも一部は、１９番から３６番までの番号を有する。つまり、ポートレートモードにおいてｎ＝１２であるとされたことに対応して、ランドスケープモードにおいては、連続する３６個（ｐ＝ｎ×ｘ＝３６）のサブピクセル１１に、１組の右眼画像と左眼画像とが表示される。

ポートレートモードにおいて、連続するｎ個のサブピクセル１１に、１組の右眼画像と左眼画像とが表示される場合、ｎが少なくとも以下の式（６）を満たすことによって、クロストークが低減されうる。
ｎ≧２×（ａ＋ｂ−１） （６）

一方で、ランドスケープモードにおいては、連続するｎ×ｘ個のサブピクセル１１に、１組の右眼画像と左眼画像とが表示される。この場合、式（６）において、ｎをｎ×ｘに置き換え、ｂをｂ×ｘ×ｘに置き換えることによって以下の式（７）が得られる。ランドスケープモードにおいては、ｎが少なくとも以下の式（７）を満たすことによって、クロストークが低減されうる。
ｎ≧２×（ａ＋ｂ×ｘ×ｘ−１）／ｘ （７）

バリア傾斜角が、ｔａｎθ＝ｘ×Ｈｐ／Ｖｐ＝１を満たすように決定されると仮定する。この場合、ａ／ｂ＝ｘ及びθ＝４５度である。この場合において、表示装置１０がポートレートモード及びランドスケープモードのどちらで用いられる場合においても、バリア傾斜角は４５度となる。

例えば、ｘ＝３である場合に、ポートレートモードにおいてＨＴ制御単位を３個として画像表示が制御されると仮定する。この場合、ランドスケープモードにおけるＨＴ制御単位も３個として画像表示が制御される。つまり、ポートレートモードにおけるＨＴ制御単位がｃ個とされる場合、ランドスケープモードにおけるＨＴ制御単位もｃ個とされる。

バリア傾斜角が４５度となることによって、ポートレートモードとランドスケープモードとにおいて、それぞれ同じＨＴ制御単位によって画像表示が制御されうる。結果として、画像表示の制御が容易になりうる。

本実施形態に係る３次元表示システム１は、サブピクセル１１の縦横比が逆数となるように表示装置１０が使用される場合でも、制御距離をサブピクセル１１の縦横比に応じて変更するだけで利用者に立体視を提供しうる。制御距離をサブピクセル１１の縦横比に応じて変更するために必要とされる演算量は、表示境界１５の形状を変更するために必要とされる演算量等と比較して少ない。つまり、コントローラ３０の構成が簡易化されうる。結果として、コストが低減されうる。

図５に示す例では、透光領域２１及び遮光領域２２は、Ｘ軸方向の幅が同じであるが、これに限定されない。透光領域２１及び遮光領域２２は、Ｘ軸方向の幅が異なりうる。透光領域２１と遮光領域２２との比は、ポートレートモードとランドスケープモードとにおいて異なりうる。バリア２０の開口率は、ポートレートモードとランドスケープモードとにおいて異なりうる。例えば、ランドスケープモードの開口率は、ポートレートモードの開口率に比べて小さくてよい。バリア２０の傾斜角は、ポートレートモードとランドスケープモードとで同じ角度を採用しうる。表示境界１５の位置を変更するために必要とされる演算量は、表示境界１５の形状を変更するために必要とされる演算量等と比較して少ない。表示装置１０のサブピクセルがＹ軸方向に長い場合、ポートレートモードに比べてランドスケープモードにおけるクロストークが大きい。ポートレートモードの開口率に比べてランドスケープモードの開口率を小さくすることで、３次元表示システム１は、制御を簡素にしつつ、クロストークを削減しうる。

バリア２０の開口率がポートレートモードとランドスケープモードとにおいて異なる場合、コントローラ１０は、ポートレートモードとランドスケープモードとで光源装置１０の輝度を変更しうる。コントローラ１０は、ランドスケープモードにおける輝度をポートレートモードにおける輝度より高めうる。

図１１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
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
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
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 (9)

1. 第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向に沿って格子状に配列されるサブピクセルを有し、前記サブピクセルの中で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、
   前記左眼及び前記右眼の位置を検出する検出装置と、
   前記表示装置に表示させる前記左眼画像及び右眼画像の両方の向きを互いに異ならせる複数の動作モードを有するコントローラと
   を備え、
   前記コントローラは、前記動作モードと、前記左眼及び前記右眼の位置の変化とに基づいて、前記表示境界を移動させる、
   ３次元表示システム。
2. 前記コントローラは、前記バリアが位置する面に平行な面内にヘッドトラッキング境界を、前記透光領域の形状に基づいて仮想的に設定し、前記左眼及び前記右眼の位置が前記ヘッドトラッキング境界を通過したときに、前記表示境界を前記サブピクセルの１個分移動させる、請求項１に記載の３次元表示システム。
3. 前記コントローラは、前記動作モードとして、前記表示装置の第１方向が前記利用者から見て横方向に見えるように前記左眼画像及び前記右眼画像を前記表示装置に表示させる第１モードと、前記表示装置の第２方向が前記利用者から見て横方向に見えるように前記左眼画像及び前記右眼画像を前記表示装置に表示させる第２モードとを有し、
   前記コントローラは、前記第１モードで動作する場合、前記ヘッドトラッキング境界の間隔を第１間隔に設定し、前記第２モードで動作する場合、前記ヘッドトラッキング境界の間隔を第２間隔に設定し、
   前記第１間隔に対する前記第２間隔の比は、前記サブピクセルの前記第１方向の長さに対する前記第２方向の長さの比である、請求項２に記載の３次元表示システム。
4. 前記表示装置は、前記第１方向に沿って並ぶ複数のサブピクセルがピクセルを構成し、
   前記サブピクセルは、第１方向に沿った長さに対する第２方向に沿った長さの比がｘであり、
   前記第１間隔に対する前記第２間隔の比がｘである、請求項３に記載の３次元表示システム。
5. 第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向に沿って格子状に配列されるサブピクセルを有し、前記サブピクセルの中で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、
   前記左眼及び前記右眼の位置を検出する検出装置と、
   前記左眼及び前記右眼の位置に応じて前記表示境界を移動させるコントローラと
   を備え、
   前記コントローラは、前記表示装置の第１方向が前記利用者から見て横方向に見えるように前記左眼画像及び前記右眼画像を前記表示装置に表示させる第１モード、又は、前記表示装置の第２方向が前記利用者から見て横方向に見えるように前記左眼画像及び前記右眼画像を前記表示装置に表示させる第２モードで動作し、
   前記バリアは、前記第１モードと前記第２モードとの間で、前記透光領域及び前記遮光領域の構成を同じままとし、前記第１方向及び前記第２方向に沿う面内において前記表示装置に対して９０度回転する、
   ３次元表示システム。
6. 前記表示装置は、前記第１方向に沿って並ぶ複数のサブピクセルがピクセルを構成し、
   前記サブピクセルは、第１方向に沿った長さに対する第２方向に沿った長さの比がｘであり、
   前記コントローラは、前記バリアが位置する面に平行な面内にヘッドトラッキング境界を、前記透光領域の形状に基づいて仮想的に設定し、前記左眼及び前記右眼の位置が前記ヘッドトラッキング境界を通過したときに、前記表示境界を前記サブピクセルの１個分移動させ、
   前記第１モードにおける表示境界に対する第２モードにおける表示境界の比はｘである、請求項５に記載の３次元表示システム。
7. 第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向に沿って格子状に配列されるサブピクセルを有し、前記サブピクセルの中で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、
   前記左眼及び前記右眼の位置を検出する検出装置と、
   前記左眼及び前記右眼の位置に応じて前記表示境界を移動させるコントローラと
   を備え、
   前記表示装置は、前記第１方向に沿って並ぶ複数のサブピクセルがピクセルを構成し、
   前記コントローラは、前記表示装置の第１方向が前記利用者から見て横方向に見えるように前記左眼画像及び前記右眼画像を前記表示装置に表示させる第１モード、又は、前記表示装置の第２方向が前記利用者から見て横方向に見えるように前記左眼画像及び前記右眼画像を前記表示装置に表示させる第２モードで動作し、
   前記バリアは、
   前記第１モードと前記第２モードとの間で、前記透光領域及び前記遮光領域のバリア傾斜角を同じままとし、
   前記第２モードの開口率が第１モードの開口率に比べて小さく、
   前記第１モードと前記第２モードとの間で、前記第１方向及び前記第２方向に沿う面内において前記表示装置に対して９０度回転する、
   ３次元表示システム。
8. 第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向に沿って格子状に配列されるサブピクセルを有し、前記サブピクセルの中で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、
   前記左眼及び前記右眼の位置を検出する検出装置と、
   前記表示装置に表示させる前記左眼画像及び右眼画像の両方の向きを互いに異ならせる複数の動作モードを有するコントローラと、
   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と
   を備え、
   前記コントローラは、前記動作モードと、前記左眼及び前記右眼の位置の変化とに基づいて、前記表示境界を移動させる、
   ヘッドアップディスプレイシステム。
9. 第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向に沿って格子状に配列されるサブピクセルを有し、前記サブピクセルの中で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、
   前記左眼及び前記右眼の位置を検出する検出装置と、
   前記表示装置に表示させる前記左眼画像及び右眼画像の両方の向きを互いに異ならせる複数の動作モードを有するコントローラと、
   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と
   を含み、
   前記コントローラは、前記動作モードと、前記左眼及び前記右眼の位置の変化とに基づいて、前記表示境界を移動させる、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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