JP2019145967A - ヘッドアップディスプレイ、ヘッドアップディスプレイシステム、および移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】クロストークを抑制。【解決手段】ヘッドアップディスプレイ３は表示面と光学素子と投影光学系１１０とコントローラ８を備える。表示面は、直交する二方向に沿って格子状に配列された複数サブピクセルを有する。光学素子は、表示面上の所定方向に延びる複数の帯状領域毎に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。投影光学系１１０は、表示面に表示される画像の虚像が形成されるよう画像光を反射する。コントローラ８は、表示面を制御する。帯状領域は、光学素子により利用者の第１、２眼に到達する画像光をそれぞれ射出する第１、２可視領域を含む。コントローラ８は、第１可視領域に少なくとも一部が含まれる第１サブピクセルに黒画像を表示させると共に、第２可視領域に少なくとも一部が含まれる第２サブピクセルの一部に表示させる画像を任意の輝度を有す観察用画像と黒画像との間で切り替え可能に制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドアップディスプレイシステム、および移動体に関する。

従来、車両を運転する運転者が、遠方の外界像と同時に、ヘッドアップディスプレイによって表示された表示像を視認しようとする場合に、外界像と表示像との奥行き方向の位置が異なるために視認しにくいことがある。利用者に外界像と表示像とを視認しやすくさせるために、ヘッドアップディスプレイから射出された画像光を利用者の一方の眼のみに投影することが知られている（例えば、特許文献１）。これにより、表示像の奥行き位置があいまいになるため、外界像と表示像との奥行き方向の位置が異なることによる視認しにくさが低減されている。

特開２０１０−０７６５３３号公報

しかしながら、利用者の一方の眼にのみ画像光を到達させようとする場合、該画像光が漏れて他方の眼に到達することがある。これにより、クロストークが発生し、利用者が適切に画像を視認することが困難となることがある。

本開示は、利用者に適切な画像を視認させ、クロストークを抑制することができるヘッドアップディスプレイ、ヘッドアップディスプレイシステム、および移動体を提供する。

本開示のヘッドアップディスプレイは、表示面と、光学素子と、投影光学系と、コントローラとを備える。前記表示面は、第１方向および前記第１方向に略直交する第２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有する。前記光学素子は、前記表示面上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、前記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。前記投影光学系は、前記表示面に表示される画像の虚像が形成されるように前記画像光を反射する。前記コントローラは、前記表示面を制御する。前記帯状領域は、前記光学素子により、利用者の第１眼に到達する画像光を射出する第１可視領域と、前記利用者の前記第１眼とは異なる第２眼に到達する画像光を射出する第２可視領域とを含む。前記コントローラは、前記第１可視領域に少なくとも一部が含まれる第１サブピクセルに黒画像を表示させる。前記コントローラは、前記第２可視領域に少なくとも一部が含まれる第２サブピクセルの一部に表示させる画像を、任意の輝度を有する観察用画像と前記黒画像との間で切り替え可能に制御する。

本開示のヘッドアップディスプレイは、表示面と、光学素子と、投影光学系と、コントローラとを備える。前記表示面は、第１方向および前記第１方向に略直交する第２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有する。前記光学素子は、前記表示面上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、前記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。前記投影光学系は、前記表示面に表示される画像の虚像が形成されるように前記画像光を反射する。前記コントローラは、前記表示面を制御する。前記帯状領域は、前記光学素子により、利用者の第１眼に到達する画像光を射出する第１可視領域と、前記利用者の前記第１眼とは異なる第２眼に到達する画像光を射出する第２可視領域とを含む。前記コントローラは、前記第１可視領域に少なくとも一部が含まれる第１サブピクセルに黒画像を表示させる。前記コントローラは、前記第２可視領域に少なくとも一部が含まれる第２サブピクセルのうち、前記第１サブピクセルに接するサブピクセルに表示させる画像を、任意の輝度を有する観察用画像と前記黒画像との間で切り替え可能に制御する。

本開示のヘッドアップディスプレイは、表示面と、光学素子と、投影光学系と、コントローラとを備える。前記表示面は、第１方向および前記第１方向に略直交する第２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有する。前記光学素子は、前記表示面上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、前記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。前記投影光学系は、前記表示面に表示される画像の虚像が形成されるように前記画像光を反射する。前記コントローラは、前記表示面を制御する。前記帯状領域は、前記光学素子により、利用者の第１眼に到達する画像光を射出する第１可視領域と、前記利用者の前記第１眼とは異なる第２眼に到達する画像光を射出する第２可視領域とを含む。前記コントローラは、前記第１可視領域に少なくとも一部が含まれる第１サブピクセルと、前記第２可視領域に少なくとも一部が含まれる第２サブピクセルとの繰り返し単位において第１表示状態と第２表示状態との間で切り替え可能に制御する。前記第１表示状態は、前記黒画像を表示するサブピクセルの数が前記観察用画像を表示するサブピクセルの数より多い状態である。前記第２表示状態は、前記黒画像を表示するサブピクセルの数が前記観察用画像を表示するサブピクセルの数と同一の状態である。

本開示のヘッドアップディスプレイシステムは、照度計測器と、ヘッドアップディスプレイとを備える。前記照度計測器は、照度を計測する。前記ヘッドアップディスプレイは、表示面と、光学素子と、投影光学系と、コントローラとを含む。前記表示面は、第１方向および前記第１方向に略直交する第２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有する。前記光学素子は、前記表示面上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、前記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。前記投影光学系は、前記表示面に表示される画像の虚像が形成されるように前記画像光を反射する。前記コントローラは、前記表示面を制御する。前記帯状領域は、前記光学素子により、利用者の第１眼に到達する画像光を射出する第１可視領域と、前記利用者の前記第１眼とは異なる第２眼に到達する画像光を射出する第２可視領域とを含む。前記コントローラは、前記第１可視領域に少なくとも一部が含まれる第１サブピクセルに黒画像を表示させる。前記コントローラは、前記第２可視領域に少なくとも一部が含まれる第２サブピクセルの一部に表示させる画像を、任意の輝度を有する観察用画像と前記黒画像との間で切り替え可能に制御する。

本開示の移動体は、ヘッドアップディスプレイを備える。前記ヘッドアップディスプレイは、表示面と、光学素子と、投影光学系と、コントローラとを含む。前記表示面は、第１方向および前記第１方向に略直交する第２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有する。前記光学素子は、前記表示面上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、前記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。前記投影光学系は、前記表示面に表示される画像の虚像が形成されるように前記画像光を反射する。前記コントローラは、前記表示面を制御する。前記帯状領域は、前記光学素子により、利用者の第１眼に到達する画像光を射出する第１可視領域と、前記利用者の前記第１眼とは異なる第２眼に到達する画像光を射出する第２可視領域とを含む。前記コントローラは、前記第１可視領域に少なくとも一部が含まれる第１サブピクセルに黒画像を表示させる。前記コントローラは、前記第２可視領域に少なくとも一部が含まれる第２サブピクセルの一部に表示させる画像を、任意の輝度を有する観察用画像と前記黒画像との間で切り替え可能に制御する。

本開示の一実施形態によれば、利用者に適切な画像を視認させ、クロストークを抑制することが可能となる。

図１は、本開示の第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイシステムの概略構成を示す図である。 図２は、図１に示すヘッドアップディスプレイの概略構成を示す図である。 図３は、図２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４は、図２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５は、図２に示す表示パネルおよびパララックスバリアをパララックスバリア側から左眼で見た例を示す図である。 図６は、図２に示す表示パネルおよびパララックスバリアをパララックスバリア側から右眼で見た例を示す図である。 図７は、図１に示す虚像と利用者の眼との関係を説明するための図である。 図８は、利用者の左眼に視認される第１虚像を説明するための図である。 図９は、利用者の右眼に視認される第１虚像を説明するための図である。 図１０は、利用者の左眼および右眼それぞれが視認する虚像の例を説明するための図である。 図１１は、図５に示す例において黒画像を表示させるサブピクセルを増やし、パララックスバリアの位置を変更した場合の例を説明するための図である。 図１２は、利用者の左眼および右眼それぞれが視認する虚像の他の例を説明するための図である。 図１３は、本開示の第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイシステムの概略構成を示す図である。

以下、本開示の第１実施形態について、図面を参照して説明する。

本開示の第１実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明で用いられる図は模式的なものである。したがって、図面上の寸法比率等は現実のものと必ずしも一致していない。

第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイシステム１は、図１に示すように、照度計測器２とヘッドアップディスプレイ３とを含んで構成される。ヘッドアップディスプレイ３は、ＨＵＤ（Head Up Display）３ともいう。ヘッドアップディスプレイシステム１は、図１に示したように、移動体１００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。

照度計測器２は、ヘッドアップディスプレイ３が形成する、追って詳細に説明される投影光学系１１０の近傍に配置される。照度計測器２は、投影光学系１１０の周囲環境の照度を検出する。

図２に示すように、ＨＵＤ３は、表示装置４と、投影光学系１１０とを含んで構成される。ＨＵＤ３の構成の一部は、移動体１００が備える他の装置または部品と兼用されてよい。ＨＵＤ３の構成の一部として兼用される、該移動体１００が備える他の装置または部品は、ＨＵＤモジュールと称されることがある。

投影光学系１１０は、第１光学部材１１１と第２光学部材１１２とを含んで構成することができる。第１光学部材１１１は、表示装置４から射出された画像光を反射して、第２光学部材１１２の所定領域に到達させる。第１光学部材１１１は、１つ以上のミラーおよびレンズを備えてよい。第１光学部材１１１がミラーを備える場合、例えば、第１光学部材１１１が備えるミラーは凹面鏡としてよい。図２において、第１光学部材１１１は１つのミラーとして表示している。しかし、これに限られず、第１光学部材１１１は、１つ以上のミラー、レンズおよびその他の光学素子を組み合わせて構成してよい。

第２光学部材１１２は、表示装置４から射出され、第１光学部材１１１によって反射された画像光を反射し、利用者の左眼（第１眼）および右眼（第２眼）に到達させる。例えば、移動体１００のウインドシールドは、ＨＵＤ３の第２光学部材１１２として兼用されてよい。したがって、ＨＵＤ３は、光路Ａに沿って、表示装置４から射出された光を、利用者の左眼および右眼まで進行させる。利用者は、光路Ａに沿って到達した光を、虚像１２０として視認しうる。

表示装置４は、図２に示したように、照射器５と、表示パネル６と、光学素子としてのパララックスバリア７と、コントローラ８とを含んで構成される。表示装置４は、例えば、移動体１００のダッシュボードに収容される。

照射器５は、表示パネル６の一方の面側に配置され、表示パネル６を面的に照射する。照射器５は、光源、導光板、拡散板、拡散シート等を含んで構成されてよい。照射器５は、光源により照射光を射出し、導光板、拡散板、拡散シート等により照射光を表示パネル６の面方向に均一化する。そして、照射器５は均一化された光を表示パネル６の方に射出する。

表示パネル６は、例えば透過型の液晶表示パネルなどの表示パネルを採用しうる。表示パネル６は、板状の表示面６１を有する。表示面６１は、図３に示すように、第１方向および第１方向に略直交する第２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有する。第１方向および第２方向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。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方向はｘ軸方向として表され、第２方向はｙ軸方向として表され、第３方向はｚ軸方向として表される。

各サブピクセルは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ピクセルを構成することができる。１ピクセルは、１画素と呼びうる。水平方向は、例えば、１画素を構成する複数のサブピクセルが並ぶ方向である。垂直方向は、例えば、同じ色のサブピクセルが並ぶ方向である。表示パネル６としては、透過型の表示パネルに限られず、自発光型の表示パネルを使用することもできる。透過型の表示パネルは、液晶パネルの他に、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）シャッター式の表示パネルを含む。自発光型の表示パネルは、有機ＥＬ（electro-luminescence）、および無機ＥＬの表示パネルを含む。表示パネル６が自発光型の表示パネルである場合、表示装置４は照射器５を備えなくてよい。

表示面６１には、第１サブピクセル群Ｐｇ１および第２サブピクセル群Ｐｇ２が水平方向に交互に繰り返して配列される。第１サブピクセル群Ｐｇ１は、水平方向にｎ個、垂直方向にｂ個、連続して配列された（ｎ×ｂ）個（以降において、ｎ×ｂ＝ｍとする）のサブピクセルＰ１〜Ｐｍを含む。第２サブピクセル群Ｐｇ２は、第１サブピクセル群Ｐｇ１に水平方向に隣接する。第２サブピクセル群Ｐｇ２は、水平方向にｎ個、垂直方向にｂ個、連続して配列されたｍ個のサブピクセルＰ（ｍ＋１）〜Ｐ（２×ｍ）を含む。このため、サブピクセルの水平方向の長さをＨｐ、垂直方向の長さをＶｐとすると、第１サブピクセル群Ｐｇ１および第２サブピクセル群Ｐｇ２の水平方向の配置間隔である画像ピッチｋは、ｋ＝２×ｎ×Ｈｐと表される。

図３に示した例では、第１サブピクセル群Ｐｇ１には、水平方向に２個、垂直方向に２個、連続して配列された４個のサブピクセルＰ１〜Ｐ４が含まれる。第２サブピクセル群Ｐｇ２には、水平方向に２個、垂直方向に２個、連続して配列された４個のサブピクセルＰ５〜Ｐ８が含まれる。したがって、ｎ＝２であり、画像ピッチｋは、ｋ＝２×ｎ×Ｈｐ＝２×２×Ｈｐ＝４×Ｈｐである。

パララックスバリア７は、図２に示したように、表示パネル６の、照射器５とは反対側に所定距離、離れて位置する。パララックスバリア７は、画像光を遮光する、図４に示すような帯状の遮光面７１を有する。パララックスバリア７は、複数の遮光面７１を有する。パララックスバリア７は、複数の遮光面７１のうちの、互いに隣接する２つの遮光面７１の間の透光領域７２を画定する。透光領域７２と遮光面７１とは、該透光領域７２および該遮光面７１が延びる方向に直交する方向に交互に並ぶ。透光領域７２の端部は、表示面６１上のｙ軸に対して傾きを有する所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、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。帯状領域の端部は、複数のサブピクセル上を横切り、水平方向に沿って１画素分の区間の長さが垂直方向に沿って１画素分の区間の長さに比べて短い。

仮に、透光領域７２の端部を示す線が鉛直方向に沿う場合、サブピクセルの配置又は透光領域７２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７２の端部を示す線が鉛直方向に対して所定の角度を有する方向に延在する場合、サブピクセルの配置又は透光領域７２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。

透光領域７２は、遮光面７１に比べて光透過率が高い。遮光面７１は、透光領域７２に比べて光透過率が低い。透光領域７２は、パララックスバリア７に入射する光を透過させる。透光領域７２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。表示面６１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。遮光面７１は、パララックスバリア７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、遮光面７１は、表示装置１０に表示される画像を遮る。遮光面７１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。

遮光面７１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。透光領域７２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。パララックスバリア７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。パララックスバリア７は、基材が遮光性を有してよいし、基材に遮光性を有する添加物が含有されてよい。パララックスバリア７は、透光性を有する基材の上に、遮光性を有する部材が部分的に重なった構成としうる。パララックスバリア７は、透光性を有する基材の一部に、遮光性を有する部材が添加された構成としうる。

パララックスバリア７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。パララックスバリア７が液晶シャッターで構成される場合、透光領域７２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７が液晶シャッターで構成される場合、遮光面７１は、第２所定値以下の透過率を有する領域としてよい。パララックスバリア７は、微小領域ごとに透光状態と遮光状態とで可変可能なシャッターパネルを含む。当該シャッターパネルは、液晶シャッターの他に、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）シャッターを採用したＭＥＭＳシャッターパネルを含む。

これにより、パララックスバリア７は、表示面６１内の所定方向に伸びる複数の帯状領域ごとに、サブピクセルから射出される画像光の伝播方向である光線方向を変更する。具体的には、パララックスバリア７は、表示面６１から射出された画像光の一部に透光領域７２を透過させることによって、該画像光を利用者の左眼の位置に到達させるよう第２光学部材１１２に伝播させる。パララックスバリア７は、表示面６１から射出された画像光の他の一部に透光領域７２を透過させることによって、該画像光を利用者の右眼の位置に到達させるよう第２光学部材１１２に伝搬させる。第２光学部材１１２は、パララックスバリア７によって光線方向が規定された画像光を、表示パネル６の虚像が形成されるように利用者の各眼に到達させる。

具体的には、図５に示す表示面６１の左眼可視領域６１Ｌ（第１可視領域）に含まれるサブピクセルＰ１〜Ｐ４の部分から射出された画像光が、パララックスバリア７および投影光学系１１０を介して利用者の左眼に到達する。左眼可視領域６１Ｌ以外の領域である左眼遮光領域６２Ｌに含まれるサブピクセルＰ５〜Ｐ８から射出された画像光は、利用者の左眼に到達しない。図６に示す表示面６１の、左眼可視領域６１Ｌとは異なる右眼可視領域６１Ｒ（第２可視領域）に含まれるサブピクセルＰ５〜Ｐ８の部分から射出された画像光は、利用者の右眼に到達する。右眼可視領域６１Ｒ以外の領域である右眼遮光領域６２Ｒに含まれるサブピクセルＰ１〜Ｐ４から射出された画像光は、利用者の右眼に到達しない。したがって、図７に示すように、利用者は、見かけ上、パララックスバリア７の虚像である第２虚像７００が存在して第１虚像６００からの画像光の方向を規定しているかのごとく、画像を認識する。本実施形態において前方は、利用者からみて第２光学部材１１２の方向である。前方は、移動体１００が通常、移動する方向である。

図８は、利用者の左眼に視認される第１虚像６００を説明するための図である。図９は、利用者の右眼に視認される第１虚像６００を説明するための図である。図８および図９において、遮光面７１で画像光が遮られることによって第１虚像６００を視認しない部分は斜線で示され、以降において遮光面７１の虚像７０１と称する。第１虚像６００には、表示面６１のサブピクセルＰ１〜Ｐ８の虚像である虚像サブピクセルＰ’１〜Ｐ’８の一部が含まれる。本実施形態では、虚像サブピクセルＰ’１〜Ｐ’８の水平方向の長さをＶＨｐ、垂直方向の長さをＶＶｐとする。

表示面６１から射出された画像光の一部は、パララックスバリア７の透光領域７２を透過して、上述のように投影光学系１１０に反射されて左眼に到達する。これにより、利用者の左眼は、図８に示すように、見かけ上、第１虚像６００の一部である左眼可視領域６１Ｌの虚像６０１Ｌを視認する。表示面６１から射出された、左眼に到達する画像光以外の画像光は、パララックスバリア７の遮光面７１によって遮光される。これにより、理想的には、左眼は、第１虚像６００における左眼可視領域６１Ｌの虚像６０１Ｌ以外の領域である左眼遮光領域６２Ｌの虚像６０２Ｌを視認しない。

表示面６１から射出された、左眼に到達する画像光とは異なる画像光が、パララックスバリア７の透光領域７２を透過して、上述のように投影光学系１１０に反射されて右眼に到達する。これにより、利用者の右眼は、図９に示すように、見かけ上、第１虚像６００の一部であって左眼可視領域６１Ｌの虚像６０１Ｌとは異なる右眼可視領域６１Ｒの虚像６０１Ｒを視認する。表示面６１から射出された右眼に到達する画像光以外の画像光は、パララックスバリア７の遮光面７１によって遮光される。これにより、右眼は、第１虚像６００における右眼可視領域６１Ｒの虚像６０１Ｒ以外の領域である右眼遮光領域６２Ｒの虚像６０２Ｒを視認しない。

ここで、表示装置４の画像ピッチｋ、バリアピッチＢｐ、バリア開口幅Ｂｗ、およびギャップｇの大きさおよび位置関係について説明する。図４に示したように、バリアピッチＢｐは、パララックスバリア７の水平方向における配置間隔である。バリア開口幅Ｂｗは、透光領域７２の水平方向の長さである。図２に示したように、ギャップｇは、表示パネル６とパララックスバリア７との間の距離である。

そのために、まず、第１虚像６００、第２虚像７００、および適視距離ＶＤの関係について説明する。適視距離ＶＤは、第２虚像７００と利用者の眼との間の距離である。説明の便宜上、図７を用いて以降の説明がなされるが、実際の、第１虚像６００と第２虚像７００との距離に対する、第２虚像７００と利用者との眼との距離の比は、図７に示される距離の比より遥かに大きい。

図７に示したように、虚像バリアピッチＶＢｐ、虚像ギャップＶｇ、および利用者の右眼と左眼と間の眼間距離Ｅを用いて、次の式（１）および式（２）が成り立つように設計される。虚像バリアピッチＶＢｐは、遮光面７１の虚像７０１の、第１方向に対応する方向の配置間隔である。虚像ギャップＶｇは、第２虚像７００と第１虚像６００との間の距離である。虚像ピッチＶｋは、第１サブピクセル群Ｐｇ１の虚像および第２サブピクセル群Ｐｇ２の虚像の水平方向の配置間隔である。
Ｅ：ＶＤ＝（Ｖｋ／２）：Ｖｇ 式（１）
ＶＤ：ＶＢｐ＝（ＶＤ＋Ｖｇ）：Ｖｋ 式（２）

虚像バリア開口幅ＶＢｗは、左眼可視領域６１Ｌの虚像６０１Ｌと右眼可視領域６１Ｒの虚像６０１Ｒとが重ならないように、適視距離ＶＤ、虚像ギャップＶｇ、虚像ピッチＶｋに基づいて適宜規定される。虚像バリア開口幅ＶＢｗは、第２虚像７００における透光領域７２の幅に対応する幅である。

表示装置４における画像ピッチｋ、バリアピッチＢｐ、バリア開口幅Ｂｗ、およびギャップｇは、虚像バリアピッチＶＢｐ、虚像ギャップＶｇ、虚像バリア開口幅ＶＢｗ、および虚像ピッチＶｋが上述の条件を満たすように規定される。これらの値は、投影光学系１１０の性能、および表示装置４との位置関係も鑑みて規定される。

コントローラ８は、表示装置４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８は、例えばプロセッサとして構成される。コントローラ８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８は、１つ又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８は、記憶部を備え、記憶部に各種情報、又は表示装置４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。

ここで、コントローラ８が実行する処理について詳細に説明する。コントローラ８は、表示装置４が受信した、あるいはユーザの操作によって表示装置４に入力された制御信号に基づいて、表示パネル６に表示させる画像を制御する。具体的には、表示装置４は、制御信号に基づいて、単眼画像を表示する。表示装置４は、単眼画像に加え２次元画像および３次元画像の少なくとも一方を表示可能に構成されてよい。表示装置４は、制御信号に基づいて単眼画像と２次元画像および／または３次元画像との間で表示画像の切り替えを行いうる。

まず、コントローラ８が単眼画像を表示させる制御について詳細に説明する。

コントローラ８は、透光領域７２を透過して利用者の左眼に到達する画像光を射出する左眼可視領域６１Ｌに少なくとも一部が含まれるサブピクセル（第１サブピクセル）に黒画像を表示させる。黒画像は、例えば、黒色のような、所定輝度を有する画像である。所定輝度は、サブピクセルの表示可能な階調レベルのうち、最も低い階調の輝度またはこれに準じる階調の輝度に対応する値とすることができる。コントローラ８は、透光領域７２を透過して右眼に到達する画像光を射出する右眼可視領域６１Ｒに少なくとも一部が含まれるサブピクセル（第２サブピクセル）に観察用画像を表示させる。観察用画像は、利用者の右眼によって観察されるための、任意の輝度を有する画像である。第１サブピクセルは、上述の第１サブピクセル群Ｐｇ１に含まれるサブピクセルに相当する。第２サブピクセルは、上述の第２サブピクセル群Ｐｇ２に含まれるサブピクセルに相当する。

具体的には、コントローラ８は、図５に示したような、左眼可視領域６１Ｌに少なくとも一部が含まれるサブピクセルＰ１〜Ｐ４に黒画像を表示させる。図面において、黒画像を表示するサブピクセルには、記号Ｐ１〜Ｐ８とともに記号「（Ｂ）」が付されている。これにより、図８に示したように、利用者の左眼は、虚像サブピクセルＰ’１〜Ｐ’４の位置に虚像を視認しない。図面において、黒画像を表示するサブピクセルＰ１〜Ｐ８それぞれに対応する虚像サブピクセルには記号Ｐ’１〜Ｐ’８とともに記号「（Ｂ）」が付されている。上述したように、黒画像は、サブピクセルの表示可能な階調レベルのうち、最も低い階調の輝度またはこれに準じる階調の輝度に対応する値である。そのため、実際には、利用者が、第２光学部材１１２を介して黒画像に対応する方向を見たとき、利用者には第２光学部材１１における該利用者と反対側に位置する物体のみが見える。すなわち、利用者は黒画像を表示するサブピクセルに対応する位置で虚像を視認しない。本実施形態では、説明を簡便にするために、黒画像を表示するサブピクセルに対応する位置を虚像サブピクセルの位置として説明する。

コントローラ８は、図５に示したような、左眼遮光領域６２Ｌに少なくとも一部が含まれるサブピクセルＰ５〜Ｐ８に観察用画像を表示させる。これにより、図６に示したように、右眼可視領域６１Ｒに少なくとも一部が含まれるサブピクセルＰ５〜Ｐ８に観察用画像が表示されることになる。したがって、図９に示したように、利用者の右眼は右眼可視領域６１Ｒの虚像６０１Ｒの虚像サブピクセルＰ’５〜Ｐ’８に形成された観察用画像の虚像を視認する。

したがって、利用者は右眼のみで観察用画像の虚像を視認することになる。そのため、該利用者は、観察用画像の虚像の奥行方向を認識しにくくなり、虚像より遠方にある物体と同時に該虚像を視認しやすくなる。

このとき、理想的には、利用者の左眼は左眼遮光領域６２Ｌに表示された観察用画像の虚像を視認しない。しかし、実際には、表示面６１の左眼遮光領域６２Ｌからの画像光がパララックスバリア７の遮光面７１から漏れることがある。この場合、左眼は左眼遮光領域６２Ｌの虚像６０２Ｌに含まれる虚像サブピクセルＰ’５〜Ｐ’８に形成された観察用画像の虚像を視認することがある。したがって、左眼は、右眼のみが視認すべき観察用画像を視認することになり、クロストークが発生することが発明者らによって見出された。特に、左眼遮光領域６２Ｌにおける、左眼可視領域６１Ｌに近接したサブピクセルからの画像光であるほど、遮光面７１から漏れやすいことが発明者らによって見出された。利用者の左眼は、周囲環境の照度が低いほど、左眼遮光領域６２Ｌから漏れた画像光による虚像を視認しやすく、クロストークの発生に大きく影響することが発明者らによって見出された。

そこで、コントローラ８は、第１サブピクセルに黒画像を表示させるとともに、照度計測器２によって計測された照度を取得し、該照度に基づいて第２サブピクセルを制御する。具体的には、コントローラ８は、右眼可視領域６１Ｒに少なくとも一部が含まれる第２サブピクセルの一部に表示させる画像を、観察用画像と黒画像との間で切り替え可能に制御する。このとき、コントローラ８は、第２サブピクセルのうち黒画像を表示させないサブピクセルに観察用画像を表示させる。

言い換えれば、コントローラ８は、表示面６１の表示状態を第１表示状態と第２表示状態との間で切り替え可能に制御する。第１表示状態は、第１サブピクセルと、第２サブピクセルとの繰り返し単位において、黒画像を表示するサブピクセルの数が観察用画像を表示するサブピクセルの数より多い状態である。第２表示状態は、黒画像を表示するサブピクセルの数が観察用画像を表示するサブピクセルの数と同一の状態である。

以降において、コントローラ８による切り替えの制御を詳細に説明する。

（照度が第１照度以上である場合）
照度計測器２によって計測された照度が第１照度以上である場合、コントローラ８は、上述したように、第１サブピクセルに黒画像を表示させる。第１照度は、観察用画像からの画像光の漏れによるクロストークが、利用者により認識されないとみなされる照度範囲のうちの最低照度である。コントローラ８は、第２サブピクセルに観察用画像を表示させる。

（照度が第１照度未満、第２照度以上である場合）
照度計測器２によって計測された照度が第１照度未満で、第１照度より低い第２照度以上である場合、コントローラ８は、上述したように、第１サブピクセルに黒画像を表示させる。第２照度は、第１照度より低い照度である。第２照度は、観察用画像の画像光の漏れに伴う、観察用画像からの画像光の漏れによるクロストークが、利用者により認識されるとみなされる照度範囲の照度である。第２照度は、観察用画像の一部を黒画像に変更した場合に観察用画像からの画像光の漏れによるクロストークが、利用者により認識されないとみなされる照度範囲のうちの最低照度である。

コントローラ８は、第１サブピクセルおよび第２サブピクセルの最小繰り返し単位における、第２サブピクセルのうちの少なくとも１つに黒画像を表示させる。最小繰り返し単位は、第１サブピクセルおよび第２サブピクセルが繰り返し配置される最小の単位であり、図５および図６に示すような、連続して配置されるサブピクセルＰ１〜Ｐ８を１つずつ含む範囲である。

具体的には、コントローラ８は、第２サブピクセルのうち、第１サブピクセルに接するサブピクセルに表示させる画像に黒画像を表示させてよい。コントローラ８は、第２サブピクセルのうち、左眼可視領域６１Ｌに最も近接したサブピクセルに黒画像を表示させてよい。第２サブピクセルのうち、左眼可視領域６１Ｌに最も近接した複数のサブピクセルがある場合、コントローラ８は、該複数のサブピクセルのうち、右眼に近い方のサブピクセルに黒画像を表示させてよい。第２サブピクセルのうち、左眼可視領域６１Ｌに最も近接した複数のサブピクセルがある場合、コントローラ８は、該複数のサブピクセルに黒画像を表示してよい。

図５および図６に示した例では、コントローラ８は、サブピクセルＰ１〜Ｐ４に加えてサブピクセルＰ５に黒画像を表示させてよい。これにより、利用者の左眼は、図１０に示すように、虚像サブピクセルＰ’１〜Ｐ’４の位置に虚像を視認しない。仮に、このとき左眼遮光領域６２Ｌから画像光が漏れたとしても、利用者の左眼は、虚像サブピクセルＰ’５の位置に虚像を視認しない。このため、観察用画像の画像光が漏れることによって利用者の左眼に観察用画像の虚像が視認されることが抑制されうる。したがって、クロストークの発生が抑制されうる。

このとき、コントローラ８は、第２サブピクセルのうち黒画像を表示させないサブピクセルに観察用画像を表示させる。図５および図６に示した例では、コントローラ８は、サブピクセルＰ５〜Ｐ８のうち、サブピクセルＰ６〜Ｐ８に観察用画像を表示させてよい。これにより、図１０に示したように、利用者の右眼は、虚像サブピクセルＰ’６〜Ｐ’８に形成された観察用画像の虚像を視認する。利用者の右眼は、虚像サブピクセルＰ’５の位置に虚像を視認しない。この場合、利用者の右眼が視認する観察用画像の虚像が減少することによる視認性の低下が懸念される。しかし、利用者の眼は、周囲環境の照度が低いほど、画像光の量が少なくても観察用画像を視認しやすい。このため、観察用画像の虚像の視認性の低下は抑制されうる。

さらに、パララックスバリア７が上述した液晶シャッターである場合、コントローラ８は、パララックスバリア７を制御してよい。具体的には、コントローラ８は、図１１に示すように、黒画像が表示されている領域の水平方向における中心に左眼可視領域６１Ｌの中心が位置するように、パララックスバリア７を配置してよい。これにより、観察用画像を表示する、左眼可視領域６１Ｌに最も近いサブピクセルが、該左眼可視領域６１Ｌから離れることになる。したがって、観察用画像の漏れによるクロストークがさらに低減されうる。

（照度が第２照度未満である場合）
照度計測器２によって計測された照度が第２照度未満である場合、コントローラ８は、上述したように、第１サブピクセルに黒画像を表示させる。コントローラ８は、第２サブピクセルのうち、照度が第２照度以上で第１照度未満である場合に比べて多くのサブピクセルに黒画像を表示させる。

図５および図６に示した例では、コントローラ８は、サブピクセルＰ１〜Ｐ４に加えてサブピクセルＰ５およびＰ８に黒画像を表示させてよい。これにより、利用者の左眼は、図１２に示すように、虚像サブピクセルＰ’１〜Ｐ’４の位置に虚像を視認しない。仮に、このとき左眼遮光領域６２Ｌから画像光が漏れたとしても、利用者の左眼は、虚像サブピクセルＰ’５およびＰ’８の位置に虚像を視認しない。このため、観察用画像の画像光が漏れることによって利用者の左眼に観察用画像の虚像が視認されることがさらに抑制されうる。したがって、クロストークの発生がさらに抑制されうる。

このとき、コントローラ８は、第２サブピクセルのうち黒画像を表示させないサブピクセルに観察用画像を表示させる。例えば、コントローラ８は、図５および図６に示した例では、サブピクセルＰ５〜Ｐ８のうち、サブピクセルＰ６およびＰ７に観察用画像を表示させてよい。これにより、図１２に示したように、利用者の右眼は、左遮光領域の虚像６０２Ｌの虚像サブピクセルＰ’６およびＰ’７に形成された観察用画像の虚像を視認する。利用者の右眼は、虚像サブピクセルＰ’５およびＰ’８の位置に虚像を視認しない。この場合、利用者の右眼が視認する観察用画像の虚像が減少することによる視認性の低下が懸念される。しかし、利用者の眼は、周囲環境の照度が低いほど、画像光の量が少なくても該画像を視認しやすい。このため、観察用画像の虚像の視認性の低下は抑制されうる。

次に、コントローラ８が２次元画像を表示させる制御について説明する。

表示装置４が、単眼画像と２次元画像とを切り替えて表示することができる場合、パララックスバリア７は、コントローラ８によって制御されうる液晶シャッターによって構成される。コントローラ８は、視差を有さない２次元画像を表示パネル６に表示させる。コントローラ８は、パララックスバリア７に遮光面７１を設けないようにする。具体的には、コントローラ８は、パララックスバリア７を構成する液晶シャッターの透過率を一様に透光領域７２の透過率と同程度にする。これにより、表示面６１から射出された２次元画像の画像光は、利用者の右眼と左眼との両方に到達する。したがって、利用者の右眼と左眼とはそれぞれ同一の２次元画像を視認する。

次に、コントローラ８が３次元画像を表示させる制御について説明する。

コントローラ８は、左眼可視領域６１Ｌに少なくとも一部が含まれる第１サブピクセルに左眼画像を表示させる。コントローラ８は、右眼可視領域６１Ｒに少なくとも一部が含まれる第２サブピクセルに右眼画像を表示させる。左眼画像および右眼画像は互いに視差を有する画像である。左眼画像が左眼によって視認され、右眼画像が右眼によって視認されることによって、立体感のある画像が利用者に認識される。

以上説明したように、第１の実施形態での単眼画像の表示において、コントローラ８は、左眼可視領域６１Ｌに少なくとも一部が含まれる第１サブピクセルに黒画像を表示させる。コントローラ８は、右眼可視領域６１Ｒに少なくとも一部が含まれる第２サブピクセルの一部に表示させる画像を観察用画像と黒画像との間で切り替え可能に制御する。このため、遮光面７１から漏れる、観察用画像の画像光の量が制御されうる。したがって、利用者の左眼に伝播される観察用画像の画像光の量が制御されて、左眼が黒画像とともに視認する観察用画像が抑制されうる。これにより、クロストークの発生が抑制されうる。

クロストークの発生を抑制するために、バリアピッチＢｐに対するバリア開口幅Ｂｗの比率であるバリア開口率を低くすることが考えられる。しかし、バリア開口率を低くするためには、パララックスバリア７が精緻に制御されることが必要となる。具体的には、バリア開口幅Ｂｗをサブピクセルの水平方向の長さＨｐ以下の精度で制御することが必要となる。これに対して、第１の実施形態では、左眼遮光領域６２Ｌに含まれる第２サブピクセルのいずれかに観察用画像を表示させたり、黒画像を表示させたりすればよく、バリア開口幅Ｂｗを変更する場合に比べて精緻な制御は必要とされない。したがって、簡易にクロストークの発生が抑制されうる。

また、第１の実施形態において、コントローラ８は、照度計測器２によって計測された照度に基づいて、第２サブピクセルに表示させる画像を制御する。人間の眼は、周囲環境の照度が低いほど観察用画像を視認しやすい。したがって、照度に基づいて、第２サブピクセルに黒画像を表示させたり、観賞用画像を表示させたりすることによって、クロストークを適切に抑制しつつ、確実に右眼に観賞用画像を視認させることができる。

また、第１の実施形態において、コントローラ８は、照度が第１照度未満である場合、第１サブピクセルおよび第２サブピクセルの最小繰り返し単位における、第２サブピクセルのうちの少なくとも１つに黒画像を表示させる。コントローラ８は、第２サブピクセルのうち黒画像を表示させないサブピクセルに観察用画像を表示させる。このため、観察用画像の画像光が漏れることによって利用者の左眼に観察用画像の虚像が視認されることが抑制されうる。したがって、クロストークの発生が抑制されうる。さらに、周囲環境の照度が低いほど、画像光の量が少なくても画像を視認しやすいため、観察用画像の画像光の量が減っても右眼による観察用画像の虚像の視認性が低下されることが防がれうる。

また、第１の実施形態において、コントローラ８は、第２サブピクセルのうち、左眼可視領域６１Ｌに最も近接したサブピクセルに黒画像を表示させる。左眼遮光領域６２Ｌのサブピクセルが左眼可視領域６１Ｌに近接しているほど、該サブピクセルからの画像光は遮光面７１から漏れやすい。そのため、左眼可視領域６１Ｌの他のサブピクセルに黒画像を表示させる場合に比べて、よりいっそう利用者の左眼に観察用画像の虚像が視認されることが抑制されうる。したがって、クロストークの発生が抑制されうる。

また、第１の実施形態において、コントローラ８は、照度が第１照度より低い第２照度未満である場合、第２サブピクセルのうちの、照度が前記第２照度以上である場合に比べて多くのサブピクセルに黒画像を表示させる。観察用画像の画像光が漏れることによって利用者の左眼に観察用画像の虚像が視認されることがより一層、抑制されうる。したがって、クロストークの発生がより一層、抑制されうる。周囲環境の照度が低いほど、画像光の量が少なくても該画像を視認しやすいため、観察用画像の画像光の量が減っても右眼による観察用画像の虚像の視認性が低下されることが防がれうる。

続いて、本開示の第２実施形態について、図面を参照して説明する。

本開示の第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイシステム１は、図１３に示すように、照度計測器２と、ヘッドアップディスプレイ３とを含んで構成される。第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイシステム１は、検出装置９をさらに備える点で第１実施形態と異なる。第２実施形態においては、第１実施形態と異なる構成のみについて説明する。第２実施形態において説明を省略する構成については第１実施形態と同一である。

検出装置９は、利用者の左眼および右眼のいずれか一方の位置を検出し、コントローラ８に出力する。検出装置９は、例えば、カメラを備えてよい。検出装置９は、カメラによって利用者の顔を撮影してよい。検出装置９は、カメラの撮影画像から左眼および右眼の少なくとも一方の位置を検出してよい。検出装置９は、１個のカメラの撮影画像から、左眼および右眼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９は、２個以上のカメラの撮影画像から、左眼および右眼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９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９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９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９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少なくとも一方の位置を検出してよい。

検出装置９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９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少なくとも一方の位置を検出してよい。検出装置９は、１個又は２個以上のセンサによって、左眼および右眼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９は、左眼および右眼の少なくとも一方の位置の検出結果に基づいて、両眼の配列方向に沿った、左眼および右眼の移動距離を検出してよい。

ヘッドアップディスプレイシステム１は、検出装置９を備えなくてよい。表示装置４が検出装置９を備えない場合、コントローラ８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、電気信号およ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８は、装置外の検出装置から取得した左眼および右眼の少なくとも一方の位置が入力されてもよい。

コントローラ８は、照度計測器２によって計測された照度、および検出装置９によって検出された利用者の眼の位置に基づいて左眼可視領域６１Ｌおよび右眼可視領域６１Ｒの位置を判定する。

コントローラ８は、検出装置９によって利用者の眼の位置が検出されると、該位置に基づいて左眼可視領域６１Ｌの虚像６０１Ｌおよび右眼可視領域６１Ｒの虚像６０１Ｒの位置を判定してよい。そして、コントローラ８は、左眼可視領域６１Ｌの虚像６０１Ｌおよび右眼可視領域６１Ｒの虚像６０１Ｒの位置に基づいて左眼可視領域６１Ｌおよび右眼可視領域６１Ｒの位置を判定してよい。

コントローラ８が照度に基づいて各サブピクセルに表示させる画像を制御する方法は、第１実施形態と同一である。第１実施形態では、コントローラ８は、利用者の眼が基準位置にあるとした場合の左眼可視領域６１Ｌの位置に基づいて、左眼遮光領域６２Ｌに少なくとも一部が含まれる第２サブピクセルを制御する。これに対して、第２実施形態では、コントローラ８は、検出装置９によって検出された利用者の眼の位置に基づいて判定された左眼可視領域６１Ｌの位置に基づいて第２サブピクセルを制御する。このため、利用者の眼の位置が基準位置から変位した場合においても、左眼可視領域６１Ｌの虚像６０１の位置が正確に判定される。これに伴い、左眼可視領域６１Ｌの位置に基づいて、利用者の左眼および右眼のそれぞれに対して適切に黒画像および観察用画像が表示されうる。

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。

上述の各実施形態では、表示装置４は、光学素子としてのパララックスバリア７を備えるとしたが、これに限られない。例えば、表示装置４は、光学素子としてのレンチキュラレンズを備えてもよい。この場合、レンチキュラレンズは、パララックスバリア７と同様に、左眼可視領域６１Ｌに含まれるサブピクセルＰ１〜Ｐ４の部分から射出された画像光の進行方向を規定し、投影光学系１１０を介して利用者の左眼に到達させる。レンチキュラレンズは、パララックスバリア７と同様に、右眼可視領域６１Ｒに含まれるサブピクセルＰ５〜Ｐ８の部分から射出された画像光の進行方向を規定し、投影光学系１１０を介して利用者の右眼に到達させる。

１，１０ ヘッドアップディスプレイシステム
２ 照度計測器
３ ヘッドアップディスプレイ
４ 表示装置
５ 照射器
６ 表示パネル
７ パララックスバリア
８ コントローラ
９ 検出装置
６１ 表示面
６１Ｌ 左眼可視領域
６１Ｒ 右眼可視領域
６２Ｌ 左眼遮光領域
６２Ｒ 右眼遮光領域
７１ 遮光面
７２ 透光領域
１００ 移動体
１１０ 投影光学系
１１１ 第１光学部材
１１２ 第２光学部材
１２０ 虚像
６００ 第１虚像
６０１Ｌ 左眼可視領域の虚像
６０１Ｒ 右眼可視領域の虚像
６０２Ｌ 左眼遮光領域の虚像
６０２Ｒ 右眼遮光領域の虚像
７００ 第２虚像
７０１ 遮光面の虚像

Claims (13)

1. 第１方向および前記第１方向に略直交する第２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有する表示面と、
   前記表示面上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、前記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光学素子と、
   前記表示面に表示される画像の虚像が形成されるように前記画像光を反射する投影光学系と、
   前記表示面を制御するコントローラと、
   を備え、
   前記帯状領域は、前記光学素子により、利用者の第１眼に到達する画像光を射出する第１可視領域と、前記利用者の前記第１眼とは異なる第２眼に到達する画像光を射出する第２可視領域とを含み、前記コントローラは、前記第１可視領域に少なくとも一部が含まれる第１サブピクセルに黒画像を表示させ、前記第２可視領域に少なくとも一部が含まれる第２サブピクセルの一部に表示させる画像を、任意の輝度を有する観察用画像と前記黒画像との間で切り替え可能に制御するヘッドアップディスプレイ。
2. 前記コントローラは、前記投影光学系の周囲環境の照度を取得し、前記照度に基づいて前記第２サブピクセルを制御する請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ。
3. 前記コントローラは、前記照度が第１照度未満である場合、前記第１サブピクセルおよび前記第２サブピクセルの最小繰り返し単位における、前記第２サブピクセルのうちの少なくとも１つに前記黒画像を表示させ、前記第２サブピクセルのうち前記黒画像を表示させないサブピクセルに前記観察用画像を表示させる請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ。
4. 前記コントローラは、前記第２サブピクセルのうち、前記第１可視領域に最も近接したサブピクセルに前記黒画像を表示させる請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ。
5. 前記コントローラは、第２サブピクセルのうちに、前記第１可視領域最も近接した複数のサブピクセルがある場合、前記複数のサブピクセルのうち、前記第２眼に近い方のサブピクセルに黒画像を表示させる請求項４に記載のヘッドアップディスプレイ。
6. 前記コントローラは、第２サブピクセルのうちに、前記第１可視領域に最も近接した複数のサブピクセルがある場合、前記複数のサブピクセルに黒画像を表示させる請求項４に記載のヘッドアップディスプレイ。
7. 前記コントローラは、前記照度が前記第１照度より低い第２照度未満である場合、前記第２サブピクセルのうち、前記照度が前記第２照度以上で前記第１照度未満である場合に比べて多くのサブピクセルに前記黒画像を表示させる請求項３から６のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ。
8. 前記コントローラは、前記第１可視領域の第１方向における中心が、前記黒画像を表示するサブピクセルからなる領域の第１方向における中心となるように、前記光学素子を制御する請求項１から７のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ。
9. 前記コントローラは、前記利用者の眼の位置に基づいて前記第１可視領域を判定し、前記第１可視領域の位置に基づいて、前記第１サブピクセルに黒画像を表示し、前記第２サブピクセルを制御する請求項８に記載のヘッドアップディスプレイ。
10. 第１方向および前記第１方向に略直交する第２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有する表示面と、
    前記表示面上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、前記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光学素子と、
    前記表示面に表示される画像の虚像が形成されるように前記画像光を反射する投影光学系と、
    前記表示面を制御するコントローラと、
    を備え、
    前記帯状領域は、前記光学素子により、利用者の第１眼に到達する画像光を射出する第１可視領域と、前記利用者の前記第１眼とは異なる第２眼に到達する画像光を射出する第２可視領域とを含み、前記コントローラは、前記第１可視領域に少なくとも一部が含まれる第１サブピクセルに黒画像を表示させ、前記第２可視領域に少なくとも一部が含まれる第２サブピクセルのうち、前記第１サブピクセルに接するサブピクセルに表示させる画像を、任意の輝度を有する観察用画像と前記黒画像との間で切り替え可能に制御するヘッドアップディスプレイ。
11. 第１方向および前記第１方向に略直交する第２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有する表示面と、
    前記表示面上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、前記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光学素子と、
    前記表示面に表示される画像の虚像が形成されるように前記画像光を反射する投影光学系と、
    前記表示面を制御するコントローラと、
    を備え、
    前記帯状領域は、前記光学素子により、利用者の第１眼に到達する画像光を射出する第１可視領域と、前記利用者の前記第１眼とは異なる第２眼に到達する画像光を射出する第２可視領域とを含み、前記コントローラは、前記第１可視領域に少なくとも一部が含まれる第１サブピクセルと、前記第２可視領域に少なくとも一部が含まれる第２サブピクセルとの繰り返し単位において、黒画像を表示するサブピクセルの数が観察用画像を表示するサブピクセルの数より多い第１表示状態と、前記黒画像を表示するサブピクセルの数が前記観察用画像を表示するサブピクセルの数と同一である第２表示状態との間で切り替え可能に制御するヘッドアップディスプレイ。
12. 照度を計測する照度計測器と、
    第１方向および前記第１方向に略直交する第２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有する表示面と、前記表示面上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、前記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光学素子と、前記表示面に表示される画像の虚像が形成されるように前記画像光を反射する投影光学系と、前記表示面を制御するコントローラと、を備え、前記帯状領域は、前記光学素子により、利用者の第１眼に到達する画像光を射出する第１可視領域と、前記利用者の前記第１眼とは異なる第２眼に到達する画像光を射出する第２可視領域とを含み、前記コントローラは、前記第１可視領域に少なくとも一部が含まれる第１サブピクセルに黒画像を表示させ、前記第２可視領域に少なくとも一部が含まれる第２サブピクセルの一部に表示させる画像を、任意の輝度を有する観察用画像と前記黒画像との間で切り替え可能に制御するヘッドアップディスプレイと、
    を備えるヘッドアップディスプレイシステム。
13. 第１方向および前記第１方向に略直交する第２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有する表示面と、前記表示面上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、前記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光学素子と、前記表示面に表示される画像の虚像が形成されるように前記画像光を反射する投影光学系と、前記表示面を制御するコントローラと、を備え、前記帯状領域は、前記光学素子により、利用者の第１眼に到達する画像光を射出する第１可視領域と、前記利用者の前記第１眼とは異なる第２眼に到達する画像光を射出する第２可視領域とを含み、前記コントローラは、前記第１可視領域に少なくとも一部が含まれる第１サブピクセルに黒画像を表示させ、前記第２可視領域に少なくとも一部が含まれる第２サブピクセルの一部に表示させる画像を、任意の輝度を有する観察用画像と前記黒画像との間で切り替え可能に制御するヘッドアップディスプレイ
    を備える移動体。

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