JP2022020434A - ３次元表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 観察者に３次元画像を適切に視認させることができる３次元表示装置を提供する。【解決手段】 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５１を含む表示パネル５と、アクティブエリア５１から出射される画像光の光線方向を規定する視差バリア６と、観察者の第１眼の位置と第１眼とは異なる第２眼の位置とを取得する位置取得部と、第１眼の位置および第２眼の位置に基づいて、アクティブエリア５１に混合画像を表示させる制御部７と、を備える。アクティブエリア５１は、複数のサブピクセルを含み、制御部７は、表示パネル５の画面を複数の領域に分割し、分割された個々の領域は個別の基準インデックスを有し、基準インデックスのそれぞれを基準として視差画像の変更処理を行う。【選択図】 図１

Description

本開示は、３次元表示装置に関する。

従来から、眼鏡を用いずに３次元表示を行うために、表示パネルから出射された光の一部を右眼に到達させ、表示パネルから出射された光の他の一部を左眼に到達させる光学素子を備える３次元表示装置が知られている。

出射された光は、ミラーなどの反射部材で反射される。このときに反射部材の反射面による歪が発生する。この歪は、別の光学部材などを用いて取り除かれる。

観察者に３次元画像を適切に視認させることができる３次元表示装置が望まれている。

本開示は、観察者に３次元画像を適切に視認させることができる３次元表示装置を提供することができる。

本開示の３次元表示装置は、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表示パネルと、前記表示パネルから出射される画像光の光線方向を規定する光学素子と、観察者の第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位置取得部と、前記第１眼の位置および前記第２眼の位置に基づいて、前記第１画像および前記第２画像の並びを変更した前記混合画像を、前記表示パネルに表示させる制御部と、を備える。前記制御部は、前記表示パネルのアクティブエリア内で分かれている複数の表示領域ごとに、複数の基準インデックスのいずれか、ならびに前記第１眼および前記第２眼の少なくとも一方の位置に基づいて、前記第１画像および前記第２画像の並びを変更して前記混合画像を合成し、合成した前記混合画像を、前記表示パネルに表示させ、前記複数の基準インデックスの各々は、複数の表示領域のいずれかに対応するように構成される。

また本開示の３次元表示装置は、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表示パネルと、前記表示パネルから出射される画像光の光線方向を規定する光学素子と、観察者の第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位置取得部と、前記位置取得部によって取得された前記第１眼の位置および前記第２眼の位置に基づいて、前記表示パネルに混合画像を表示させる制御部と、を備える。前記制御部は、前記表示パネルのアクティブエリア内で分かれている複数の表示領域の各々で、複数の切換え原点のいずれかを基準として前記第１画像および前記第２画像の並びを変更して前記混合画像を合成し、合成した前記混合画像を前記表示パネルに表示させ、前記複数の切換え原点の各々は、複数の表示領域のいずれかに対応するように構成される。

本開示の３次元表示装置によれば、画像光の投影面が反射部材の１つであるウインドシールドなどのフリーカーブの曲面であっても、複数の表示領域ごとに基準インデックスを原点として曲面に応じて修正した視差画像を表示し、観察者に歪のない適切な３次元画像を視認させることが可能となる。

一実施形態における３次元表示装置を備えた３次元表示システムを上下方向から見た例を示す図である。 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１に示す視差バリアを奥行方向から見た例を示す図である。 図１に示す表示パネルにおける左可視領域を説明するための図である。 図１に示す表示パネルにおける右可視領域を説明するための図である。 図１に示す３次元表示システムにおける両眼可視領域を説明するための図である。 左眼の位置に応じた、表示パネル上の左可視領域について詳細に説明するための図である。 左眼の位置および右眼の位置を識別するための情報を説明するための図である。 眼間距離が標準距離である場合における、左眼および右眼の位置と、各サブピクセルに表示させる画像との対応を示す画像テーブルの例を示す図である。 眼間距離が標準距離でない場合の３次元表示装置の処理フローの一例を示すフローチャートである。 光学素子をレンチキュラレンズとした場合の３次元表示装置の概略構成を示す図である。 本実施形態に係る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１１に示すＨＵＤを搭載した移動体の例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本開示の３次元表示装置の実施形態について説明する。

図１は、一実施形態における３次元表示装置２を備えた３次元表示システム１００を上方から見た例を示す図である。まず、本実施形態が基礎とする構成について述べる。本開示の一実施形態に係る３次元表示システム１００は、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、観察者の左眼（第１眼）および右眼（第２眼）の位置を検出し、３次元表示装置２に出力する。検出装置１は、例えば、カメラを備えてよい。検出装置１は、カメラによって観察者の顔を撮影してよい。検出装置１は、カメラの観察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してよい。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してよい。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してよい。

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ていてよい。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してよい。

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、センサによって観察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してよい。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次元空間の座標値として検出してよい。

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、共有の通信ネットワークを介して入力端子に間接的に接続されてもよい。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構成であってもよい。

３次元表示装置２は、位置取得部３と、照射器４と、表示パネル５と、光学素子としての視差バリア６と、制御部７と、メモリ８とを含んで構成される。表示パネル５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。視差バリア６は、表示パネル５から出射される画像光の光線方向を規定する。位置取得部３は、観察者の第１眼である右眼の位置と第２眼である左眼の位置とを取得する。制御部７は、左眼の位置および右眼の位置に基づいて、左眼画像および右眼画像の並びを変更して混合画像を合成する。

制御部７は、混合画像を表示パネル５に表示させる。表示パネル５は、複数の表示領域をアクティブエリア内に有する。複数の表示領域の個々は複数の基準インデックスのいずれかが対応する。制御部７は、当該表示領域の基準インデックスを基準として、当該表示領域に表示する混合画像を合成する。このような混合画像の合成手順の詳細については、後述する。

位置取得部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取得する。

照射器４は、表示パネル５に光を面的に照射しうる。照射器４は、光源、導光板、拡散板、拡散シート等を含んで構成されてよい。照射器４は、光源により照射光を出射し、導光板、拡散板、拡散シート等により照射光を表示パネル５の面方向に均一化する。そして、照射器４は均一化された光を表示パネル５の方に出射しうる。

表示パネル５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。図２に示すように、表示パネル５は、面状に形成されたアクティブエリア５１上に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。混合画像は、後述する左眼画像（第１画像）と左眼画像に対して視差を有する右眼画像（第２画像）とを含む。混合画像は、後述する、第３画像を含みうる。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１方向に直交する第２方向に区画された領域である。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方向は上下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。

区画領域の各々には、１つのサブピクセルが対応する。したがって、アクティブエリア５１は、水平方向および上下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。

各サブピクセルは、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）のいずれかの色に対応し、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つのサブピクセルを一組として１ピクセルを構成することができる。１ピクセルは、１画素と称されうる。水平方向は、例えば、１ピクセルを構成する複数のサブピクセルが並ぶ方向である。上下方向は、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５としては、透過型の液晶パネルに限られず、有機ＥＬ等他の表示パネル５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。

上述のようにアクティブエリア５１に配列された複数のサブピクセルは、サブピクセル群Ｐｇを構成する。サブピクセル群Ｐｇは、水平方向に繰り返して配列される。サブピクセル群Ｐｇは、上下方向においては、水平方向に１サブピクセル分ずれた位置に隣接して繰り返して配列される。サブピクセル群Ｐｇは、所定の行および列のサブピクセルを含む。具体的には、サブピクセル群Ｐｇは、上下方向に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～Ｐ（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、上下方向に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を含むサブピクセル群Ｐｇが配置される。図２に示す例では、一部のサブピクセル群Ｐｇに符号を付している。

サブピクセル群Ｐｇは、後述する制御部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サブピクセルＰ１～Ｐ（２×ｎ×ｂ）は、制御部７によって同時に制御される。例えば、制御部７は、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換える場合、全てのサブピクセル群Ｐｇにおけるサブピクセル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換えられる。

（視差バリア）
視差バリア６は、図１に示したように、アクティブエリア５１に沿う平面により形成され、アクティブエリア５１から所定距離（ギャップ）ｇ、離れて配置される。視差バリア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。視差バリア６は、表示パネル５の照射器４側に位置してよい。

視差バリア６は、図３に示すように、面内の所定方向に伸びる複数の帯状領域である透光領域６２ごとに、サブピクセルから出射される画像光の伝播方向である光線方向を規定する。所定方向は、上下方向と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、視差バリア６がアクティブエリア５１に配列されたサブピクセルから出射された画像光を規定することによって、観察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、観察者の眼の位置に伝播する画像光を出射するアクティブエリア５１内の領域は可視領域５１ａと称される。観察者の左眼の位置に伝播する画像光を出射するアクティブエリア５１内の領域は左可視領域５１ａＬ（第１可視領域）と称される。観察者の右眼の位置に伝播する画像光を出射するアクティブエリア５１内の領域は右可視領域５１ａＲ（第２可視領域）と称される。

具体的には、図３に示したように、視差バリア６は、複数の、画像光を遮光する遮光領域６１を有する。複数の遮光領域６１は、互いに隣接する該遮光領域６１の間の透光領域６２を画定する。透光領域６２は、遮光領域６１に比べて光透過率が高い。遮光領域６１は、透光領域６２に比べて光透過率が低い。

透光領域６２は、視差バリア６に入射する光を透過させる部分である。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から出射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。遮光領域６２は、視差バリア６に入射する光を遮って殆ど透過させない部分である。言い換えれば、遮光領域６２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、観察者の眼に到達することを遮る。遮光領域６２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％であってもよく、あるいは０％より大きく、０．５％、１％または３％等、０％に近い値であってもよい。第１所定値は、第２所定値よりも数倍以上、例えば、１０倍以上大きい値としうる。

透光領域６２と遮光領域６１とは、アクティブエリア５１に沿う所定方向に延び、所定方向と直交する方向に繰り返し交互に配列される。透光領域６２は、サブピクセルから出射される画像光の光線方向を規定する。

図１に示したように、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、アクティブエリア５１と視差バリア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。

適視距離ｄは、可視領域５１ａの水平方向の長さがサブピクセルｎ個分となるような観察者の右眼および左眼のそれぞれと視差バリア６との間の距離である。右眼と左眼とを通る直線の方向（眼間方向）は水平方向である。標準距離Ｅ０は観察者の眼間距離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に示すような、サブピクセルの水平方向の長さである。

視差バリア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によって構成されてよい。この場合、遮光領域６１は、当該フィルムまたは板状部材によって構成される。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によって構成される。フィルムは、樹脂によって構成されてよいし、他の材料によって構成されてよい。板状部材は、樹脂または金属等によって構成されてよいし、他の材料によって構成されてよい。視差バリア６は、フィルムまたは板状部材に限られず、他の種類の部材によって構成されてよい。視差バリア６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。

視差バリア６は、液晶シャッタによって構成されてよい。液晶シャッタは、印加する電圧に応じて光の透過率を制御しうる。液晶シャッタは、複数の画素によって構成され、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しうる。視差バリア６が液晶シャッタによって構成される場合、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。視差バリア６が液晶シャッタによって構成される場合、遮光領域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、視差バリア６は、アクティブエリア５１の一部のサブピクセルから出射した画像光を、透光領域６２を通過させ観察者の右眼に伝搬させる。視差バリア６は、他の一部のサブピクセルから出射した画像光を、透光領域６２を通過させ観察者の左眼に伝搬させる。画像光が観察者の左眼および右眼のそれぞれに伝播されることによって、観察者の眼に視認される画像について、図４および図５を参照して詳細に説明する。

（視差画像）
図４に示す左可視領域５１ａＬは、上述のように、視差バリア６の透光領域６２を透過した画像光が観察者の左眼に到達することによって、観察者の左眼が視認するアクティブエリア５１上の領域である。左不可視領域５１ｂＬは、視差バリア６の遮光領域６１によって画像光が遮られることによって、観察者の左眼が視認することのできない領域である。左可視領域５１ａＬには、サブピクセルＰ１の半分と、サブピクセルＰ２～Ｐ６の全体と、サブピクセルＰ７の半分とが含まれる。

図５に示す右可視領域５１ａＲは、視差バリア６の透光領域６２を透過した他の一部のサブピクセルからの画像光が観察者の右眼に到達することによって、観察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。右不可視領域５１ｂＲは、視差バリア６の遮光領域６１によって画像光が遮られることによって、観察者の右眼が視認することのできない領域である。右可視領域５１ａＲには、サブピクセルＰ７の半分と、サブピクセルＰ８～Ｐ１２の全体と、サブピクセルＰ１の半分とが含まれる。

サブピクセルＰ１～Ｐ６に左眼画像が表示され、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。具体的には、左眼は、サブピクセルＰ１に表示された左眼画像の半分と、サブピクセルＰ２～Ｐ６に表示された左眼画像の全体と、サブピクセルＰ７に表示された右眼画像の半分とを視認する。右眼は、サブピクセルＰ７に表示された右眼画像の半分と、サブピクセルＰ８～Ｐ１２に表示された右眼画像の全体と、サブピクセルＰ１に表示された左眼画像の半分とを視認する。図４および図５において、左眼画像を表示するサブピクセルには符号「Ｌ」が付され、右眼画像を表示するサブピクセルには符号「Ｒ」が付されている。

この状態において、観察者の左眼が視認する左眼画像の領域は最大となり、右眼画像の面積は最小となる。観察者の右眼が視認する右眼画像の領域は最大となり、左眼画像の面積は最小となる。したがって、観察者は、クロストークが最も低減された状態で３次元画像を視認する。

上述のように構成された３次元表示装置２で、互いに視差を有する左眼画像と右眼画像とが左可視領域５１ａＬおよび右可視領域５１ａＲのそれぞれに含まれるサブピクセルに表示されると、眼間距離Ｅが標準距離Ｅ０である観察者は３次元画像を適切に視認しうる。上述した構成では、左眼によって半分以上が視認されるサブピクセルに左眼画像が表示され、右眼によって半分以上が視認されるサブピクセルに右眼画像が表示される。これに限られず、左眼画像および右眼画像を表示させるサブピクセルは、アクティブエリア５１、視差バリア６等の設計に応じて、クロストークが最小になるように左可視領域５１ａＬおよび右可視領域５１ａＲに基づいて適宜判定されてよい。例えば、視差バリア６の開口率等に応じて、左眼によって所定割合以上が視認されるサブピクセルに左眼画像を表示させ、右眼によって所定割合以上が視認されるサブピクセルに右眼画像を表示させてよい。

（制御部の構成）
制御部７は、３次元表示システム１００の各構成要素に接続され、各構成要素を制御しうる。制御部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。制御部７は、例えばプロセッサとして構成される。制御部７は、１以上のプロセッサを含んでもよい。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もよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣ（Application Specific Integrated Circuit；ＡＳＩＣ）を含んでもよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device；ＰＬＤ）を含んでもよい。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を含んでもよい。制御部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もよい。制御部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によって構成されてもよい。記憶部は、制御部７のワークメモリとして機能してもよい。

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、追って詳細に説明する第１テーブル、第２テーブルの１つ以上を記憶する。

（眼間距離が標準距離でない場合）
観察者の眼間距離Ｅが標準距離Ｅ０とは異なる眼間距離Ｅ１である場合、図６に示すように左可視領域５１ａＬの一部が右可視領域５１ａＲの一部と重なった両眼可視領域５１ａＬＲが存在することがある。したがって、左可視領域５１ａＬに基づいて左眼画像を表示させるべきと判定された左サブピクセル（第１サブピクセル）であって、右可視領域５１ａＲに基づいて右眼画像を表示させるべきと判定された右サブピクセル（第２サブピクセル）であるサブピクセルが存在することがある。左サブピクセルは、例えば、左可視領域５１ａＬに所定割合（例えば、半分）以上が含まれるサブピクセルである。右サブピクセルは、例えば、右可視領域５１ａＲに所定割合以上が含まれるサブピクセルである。

このような構成において、左サブピクセルであって右ピクセルであるサブピクセルに右眼画像が表示されると、左眼が視認する右眼画像が増加する。左サブピクセルであって右ピクセルであるサブピクセルに左眼画像が表示されると、右眼が視認する左眼画像が増加する。そのため、重なったサブピクセルに左画像および右眼画像のいずれを表示させても、クロストークが増加することがある。そこで、制御部７は、眼間距離Ｅ１を有する観察者が、標準距離Ｅ０に基づいて構成された３次元表示装置２を視認したときに発生するクロストークを低減すべく制御を行う。以降において、制御部７について詳細に説明する。

（第３サブピクセルの判定）
制御部７は、観察者の眼の水平方向の位置に基づいて第３サブピクセルを判定する。第３サブピクセルは、左可視領域５１ａＬに所定割合以上が含まれる左サブピクセルであって、右可視領域５１ａＲに所定割合以上が含まれる右サブピクセルである。以下に、第３サブピクセルの判定方法の例を説明する。

（第１例）
制御部７は、検出装置１が左眼の位置を検出すると、左眼の位置と、ギャップｇ、適視距離ｄ、および透光領域６２の位置とに基づいて演算を行うことによって、左可視領域５１ａＬを判定してよい。

例えば、図７に示すように、左眼が「６」で示される位置にある場合、制御部７は、ギャップｇ、適視距離ｄ、および透光領域６２の位置に基づいて演算を行うことによって、左可視領域５１ａＬが左可視領域５１ａＬ６であると判定する。制御部７は、左可視領域５１ａＬ６に所定割合以上が含まれる左サブピクセルを判定する。図７に示す例では、制御部７は、左可視領域５１ａＬにサブピクセルＰ９～Ｐ１２、Ｐ１、およびＰ２を左サブピクセルと判定してよい。制御部７は、左可視領域５１ａＬに基づいて、左眼が視認する左眼画像が最大となるような任意の方法で左サブピクセルを判定してよい。

左眼が「７」で示される位置にある場合、制御部７は、ギャップｇ、適視距離ｄ、および透光領域６２の位置に基づいて演算を行うことによって、左可視領域５１ａＬが左可視領域５１ａＬ７であると判定する。制御部７は、左可視領域５１ａＬ７に所定割合以上が含まれる左サブピクセルを判定する。図７に示す例では、制御部７は、サブピクセルＰ１０～Ｐ１２、およびＰ１～Ｐ３を左サブピクセルと判定してよい。

上述したように、バリアピッチＢｐ、ギャップｇ、および適視距離ｄは、眼間距離Ｅが標準距離Ｅ０である場合に左可視領域５１ａＬと右可視領域５１ａＲとが重ならないように予め構成されている。したがって、従来において、制御部７は、例えば、左眼の位置のみを取得し、左眼の位置に基づいて左可視領域５１ａＬを判定し、左可視領域５１ａＬではない領域を右可視領域５１ａＲと判定している。本実施形態においては、制御部７は、検出装置１によって検出された、観察者の右眼の位置と、バリア開口領域の位置、ギャップｇ、および適視距離ｄとに基づいて演算を行うことによって、右可視領域５１ａＲを判定する。制御部７は、右可視領域５１ａＲに基づいて右眼画像を表示させるべき右サブピクセルを判定してよい。制御部７が右可視領域５１ａＲに基づいて右サブピクセルを判定する方法は、左可視領域５１ａＬに基づいて左サブピクセルを判定する方法と同じである。

制御部７は、左サブピクセルおよび右サブピクセルを判定すると、左サブピクセルであって右サブピクセルである第３サブピクセルを判定する。

制御部７は、予めメモリ８に記憶されている第１テーブルを用いて第３サブピクセルを判定してよい。本例の説明においては、図８に示すように、右眼および左眼の水平方向における位置はそれぞれ情報０～１１で識別される。眼間距離が標準距離である場合の右眼の位置を識別する情報は、左眼の位置を識別する情報と同一に付されている。

図９に示すように、第１テーブルには、眼間距離Ｅが標準距離Ｅ０である場合の左眼および右眼の位置と、左可視領域５１ａＬおよび右可視領域５１ａＲそれぞれに所定割合以上が含まれる左サブピクセルおよび右サブピクセルとが対応して記憶されている。図９に示す例では、列方向に眼の位置を識別する情報０～１１が示され、行方向にはサブピクセルを識別する情報Ｐ１～Ｐ１２が示されている。第１テーブルには、眼が各位置にあるときに、各サブピクセルが左サブピクセルであるか、右サブピクセルであるかが示されている。図９では、左サブピクセルに「左」が示され、右サブピクセルに「右」が示されている。図８を参照して説明したように、眼間距離が標準距離であるとき、左眼が「０」で示す位置にある場合、右眼は「０」で示す位置にある。この場合、図９に示す例では、サブピクセルＰ１～Ｐ６が左サブピクセルであり、サブピクセルＰ７～Ｐ１２が右サブピクセルであることが示されている。左眼が「１」で示す位置にある場合、右眼は「１」で示す位置にある。この場合、サブピクセルＰ２～Ｐ７が左サブピクセルであり、Ｐ１、およびＰ８～Ｐ１２が右サブピクセルであることが示されている。

眼間距離Ｅが標準距離Ｅ０ではない場合、右眼の位置に基づいて図９の第１テーブルに従い画像を表示させると、左眼に対して左眼画像を表示すべきサブピクセルに右画像が表示される。具体的には、左眼が「１１」で示す位置にあり、右眼が「０」で示す位置にある場合、制御部７が、右眼の位置「０」に基づいてサブピクセルＰ１～Ｐ６に左眼画像を表示させ、サブピクセルＰ７～Ｐ１２に右眼画像を表示させる。この場合、第１テーブルに示されるように、左眼の位置「１１」に基づいては、サブピクセルＰ１～Ｐ５、およびＰ１２に左眼画像が表示されるべきである。したがって、右眼の位置に基づいて各サブピクセルに画像が表示されると、サブピクセルＰ１２に表示された右眼画像を視認する。このため、左眼が視認する右眼画像が増加してクロストークが増加する。

そこで、制御部７は、右眼の位置に基づく右可視領域５１ａＲに所定割合以上が含まれる右サブピクセルであって、かつ左眼の位置に基づく左可視領域５１ａＬに所定割合以上が含まれる左サブピクセルであるサブピクセルを第３サブピクセルと判定する。

例えば、検出装置１によって右眼が「０」に示す位置にあると検出された場合、制御部７は、第１テーブルを用いて、右眼の位置「０」に基づいてサブピクセルＰ７～Ｐ１２を右サブピクセルと判定する。このとき、左眼が「１１」に示す位置にあると検出された場合、制御部７は、第１テーブルを用いて、左眼の位置に基づいてサブピクセルＰ１～Ｐ５、およびＰ１２を左サブピクセルと判定する。したがって、制御部７は、第３サブピクセルがサブピクセルＰ１２であると判定する。

制御部７は、予めメモリ８に記憶されている右眼の位置および左眼の位置と第３サブピクセルとの対応を示す第２テーブル（図示せず）を用いて第３サブピクセルを判定してよい。

上述したように、左眼の位置および右眼の位置に基づいて左可視領域５１ａＬおよび右可視領域５１ａＲが判定されうる。そして、左可視領域５１ａＬおよび右可視領域５１ａＲに基づいて、それぞれ左サブピクセルおよび右サブピクセルが判定されうる。

次に、眼間距離Ｅが標準距離Ｅ０でない場合に３次元表示装置２が行う処理の一例について図１０を参照して説明する。

図１０は眼間距離が標準距離でない場合の３次元表示装置の処理フローの一例を示すフローチャートである。制御部７は、検出装置１から利用者の左眼および右眼の位置を示す情報を検出装置１から取得する（ステップＳ１１）。

ステップＳ１１で左眼の位置を示す情報が取得されると、制御部７は、左眼の位置に基づいて左可視領域５１ａＬを判定し、左可視領域５１ａＬに基づいて左サブピクセルを判定する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２で左可視領域５１ａＬが判定されると、制御部７は、ステップＳ１１で取得された情報が示す右眼の位置に基づいて右可視領域５１ａＲを判定し、右可視領域５１ａＲに基づいて右サブピクセルを判定する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１２およびステップＳ１３で、それぞれ左サブピクセルおよび右サブピクセルが判定されると、制御部７は、左サブピクセルおよび右サブピクセルに基づいて第３サブピクセルを判定する（ステップＳ１４）。制御部７は、ステップＳ１１で取得された右眼および左眼の位置を示す情報に基づいて、第３サブピクセルを判定してよい。

ステップＳ１４で第３サブピクセルが判定されると、制御部７は、左サブピクセルおよび右サブピクセルに基づいて第４サブピクセルを判定する（ステップＳ１５）。制御部７は、ステップＳ１１で取得された右眼および左眼の位置を示す情報に基づいて第４サブピクセルを判定してよい。

ステップＳ１５で第４サブピクセルが判定されると、制御部７は、左サブピクセルであって右サブピクセルではないサブピクセルに左眼画像を表示する（ステップＳ１６）。

ステップＳ１６で左眼画像が表示されると、制御部７は、右サブピクセルであって左サブピクセルではないサブピクセルに右眼画像を表示する（ステップＳ１７）。

ステップＳ１７で右眼画像が表示されると、制御部７は、第３サブピクセルに第３画像を表示する（ステップＳ１８）。

ステップＳ１８で第３サブピクセルに第３画像が表示されると、制御部７は、第４サブピクセルに黒画像を表示する（ステップＳ１９）。

（画像分割アイトラッキング）
アイコンの位置と深度情報を元にアイトラッキング（視線計測）の画面切換え位置を調整する。アイコンは、例えば、車速表示、シフトポジション、車内温度、ライトの点灯、方向指示、および、種々の警告を含みうる。画面を垂直方向に複数の領域に分けて切換え位置の原点取得を行う。例えば、表示領域を撮影するカメラを移動させて取得した画像と最も頻度が高く表示されるホーム画面の表示構成をもとに領域の分割数を決定する。各領域にアイコンが表示されているかを判定する。アイコンが表示されている領域が1つの場合は、その領域の原点に基づくアイトラッキングを実施する。アイコンが表示されている領域が複数ある場合は、各アイコンの深度情報を比較し最大深度となるアイコンが表示されている領域の原点に基づくアイトラッキングを実施する。１つのアイコンが複数の領域にまたがる場合は、対象領域の原点の平均値に基づくアイトラッキングを実施する。各領域の境界の全体にわたって一定幅の黒表示領域がある場合は、各領域の原点に基づき、独立したアイトラッキングを実施する。

制御部７は、左眼の位置に基づいて左可視領域５１ａＬを判定し、右眼の位置に基づいて右可視領域５１ａＲを判定する。このように、左可視領域５１ａＬは、右眼の位置と標準距離Ｅ０とに基づいてではなく、左眼の位置に基づいて判定される。右可視領域５１ａＲは、左眼の位置と標準距離Ｅ０とに基づいてではなく、右眼の位置に基づいて判定される。このため、眼間距離Ｅが標準距離Ｅ０でない場合も、正確に右眼および左眼がそれぞれ視認される領域が判定される。

制御部７は、左可視領域５１ａＬおよび右可視領域５１ａＲに基づいて、それぞれ左サブピクセルおよび右サブピクセルを判定する。制御部７は、左サブピクセルであって右サブピクセルでないサブピクセルに左眼画像を表示し、右サブピクセルであって左サブピクセルでないサブピクセルに右眼画像を表示する。制御部７は、第３サブピクセルに第３画像を表示する。したがって、眼間距離が標準距離でない場合に、観察者の両眼が視認する画像を、クロストークが低減されるように制御することができ、観察者は適切に３次元画像を視認することが可能となる。

（基準インデックスによる表示領域の切り換え）
制御部７は、前述したように、混合画像を表示パネル５に表示させる。表示パネル５は、複数の表示領域をアクティブエリア５１内に有する。複数の表示領域の個々は複数の基準インデックスのいずれかが対応する。制御部７は、当該表示領域の基準インデックスを基準として、当該表示領域に表示する混合画像を合成するように構成される。

視差画像の左眼画像および右眼画像の切り換えを、一つの座標を基準に固定して行う技術がある。しかしながら、画像光の反射装置の一つであるウインドシールドは、フリーカーブであり、空気抵抗を低減するため、鉛直方向に上方から俯瞰すると弧を描いている。後述するヘッドアップディスプレイ（Head Up Display；ＨＵＤ）は、運転席側に位置しているため、左右の曲率が異なり、上下にも曲率が異なる。そのため、均一な面となっていない。光学的な水準からすると、曲率は左右、上下ともに製造上のばらつきが大きく、個体差も大きい。３次元表示装置２と観察者の眼との間に存在する凹面鏡である程度の歪を矯正するものの、観察者が観測する画像には歪が残っている。当然に、視差画像の分離にも影響を与えている。

そこで、本実施形態では、視差画像の切り換えをおこなう単位を画面全体から画面の複数の領域で独立させることに着目した。各表示領域で原点が異なることを換言すると、原点を統一した際に、各表示領域の基準となるインデックスが異なることとなる。これは、個々に異なる原点から、統一した原点まで移動させることによってインデックスが変化するため、統一した原点でのインデックスを基準とすることで原点を統一できるからである。要するに、画面を複数の表示領域に分けて、個々の表示領域で別々の基準インデックスを有し、当該基準インデックスを基準として視差画像の変更処理を行う、または画面を複数の表示領域に分けて、個々の表示領域で別々の切り換え原点を有し、当該原点からずれによって切り換えを行うことによって実現することができる。

例えば、アクティブエリア５１は、例えば第１表示領域および第２表示領域を含む。このとき、第１表示領域が第１基準インデックスに対応し、第２表示領域が第２基準インデックスに対応しうる。なお、１つの基準インデックスが複数の表示領域に対応してよい。例えば、第１基準インデックスが、第１表示領域および第２表示領域に対応してよい。言い替えると、複数の基準インデックスの各々は、１または複数の表示領域に対応する。

基準インデックスは、具体例としては、図９に示される眼の位置になり、基準となる基準インデックスは０となる。図９の例では、第１表示領域および第２表示領域の各々は、１２個のインデックス０～１１；６～１１，０～５が有るので、例えば、左眼をＬ、右眼をＲとしたとき、ＬＬＬＲＲＲＲＲＲＬＬのような組み合わせの合成画像が生成される。本実施形態では、表示領域ごとに基準インデックスが変更され、第１表示領域Ｆ１では“０”、第２表示領域Ｆ２では“６”のように、表示領域ごとに独立した基準インデックスが設定される。眼の位置が移動した際、その移動を基準インデックスの変化として検出する。例えば、左眼の位置の移動量がサブピクセル３個分であれば、“＋３”、右眼の位置の移動量がサブピクセル６個分であれば、“＋６”となる。“＋３”の場合には、第１表示領域の基準インデックスＦ１は“０”から“３”に変更され、第２表示領域の基準インデックスＦ２は“６”から“９”に変更される。また、左眼の位置の移動量が“＋６”の場合には、第１表示領域の基準インデックスＦ１は“０”から“６”に変更され、第２表示領域の基準インデックスＦ２は“６”から“０”（１２進数であるため、０に循環）に変更される。このとき、合成画像は、基準インデックス“０”はＬＬＬＲＲＲＲＲＲＬＬ、基準インデックス“３”はＲＲＲＲＲＲＬＬＬＬＬＬ、基準インデックス“６”はＲＲＲＬＬＬＬＬＬＲＲＲとなる。

本実施形態の３次元表示装置２は、第１画像と第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表示パネル５と、表示パネル５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、観察者の第１眼の位置と第１眼とは異なる第２眼の位置とを取得する位置取得部３と、第１眼の位置および第２眼の位置に基づいて、第１画像および第２画像の並びを変更した混合画像を、表示パネル５に表示させる制御部と、を備える。制御部は、表示パネル５のアクティブエリア５１内で分かれている複数の表示領域ごとに、複数の基準インデックスのいずれか、ならびに第１眼の位置および第２眼の少なくとも一方の位置に基づいて、第１画像および第２画像の並びを変更して混合画像を合成し、合成した混合画像を表示パネル５に表示させ、複数の基準インデックスの各々は、複数の表示領域のいずれかに対応する構成としてよい。

３次元表示装置２は、第１画像と第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表示パネル５と、表示パネル５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、観察者の第１眼の位置と第１眼とは異なる第２眼の位置とを取得する位置取得部３と、位置取得部３によって取得された第１眼の位置および第２眼の位置に基づいて、表示パネル５に混合画像を表示させる制御部と、を備える。制御部は、表示パネル５のアクティブエリア５１内で分かれている複数の表示領域の各々で、複数の切換え原点のいずれかを基準として第１画像および第２画像の並びを変更して混合画像を合成し、合成した混合画像を表示パネル５に表示させ、複数の切換え原点の各々は、複数の表示領域のいずれかに対応する構成としてよい。

制御部７は、位置取得部３によって取得された第１眼の位置に基づいて第１可視領域を決定し、位置取得部３によって取得された第２眼の位置に基づいて第２可視領域を決定する構成としてよい。

制御部７は、表示パネル５の画面に平行であって上下方向における第１眼の位置に基づいて第１可視領域を決定し、上下方向における第２眼の位置に基づいて第２可視領域を決定する構成としてよい。

位置取得部３は、観察者の第１眼の位置を表示パネル５の画面に平行で、光学素子から適視距離にある面に投影した投影第１位置を第１眼の位置とし、観察者の第２眼の位置を面に投影した投影第２位置を第２眼の位置として取得する構成としてよい。

次に、眼間距離Ｅが標準距離Ｅ０でない場合に３次元表示装置２が行う処理の一例について図１１を参照して説明する。

制御部７は、検出装置１から観察者の左眼および右眼の位置を示す情報を検出装置１から取得する（ステップＳ１１）。

ステップＳ１１で左眼の位置を示す情報が取得されると、制御部７は、左眼の位置に基づいて左可視領域５１ａＬを判定し、左可視領域５１ａＬに基づいて左サブピクセルを判定する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２で左可視領域５１ａＬが判定されると、制御部７は、ステップＳ１１で取得された情報が示す右眼の位置に基づいて右可視領域５１ａＲを判定し、右可視領域５１ａＲに基づいて右サブピクセルを判定する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１２およびステップＳ１３でそれぞれ左サブピクセルおよび右サブピクセルが判定されると、制御部７は、左サブピクセルおよび右サブピクセルに基づいて第３サブピクセルを判定する（ステップＳ１４）。制御部７は、ステップＳ１１で取得された右眼および左眼の位置を示す情報に基づいて、第３サブピクセルを判定してもよい。

ステップＳ１４で第３サブピクセルが判定されると、制御部７は、左サブピクセルおよび右サブピクセルに基づいて第４サブピクセルを判定する（ステップＳ１５）。制御部７は、ステップＳ１１で取得された右眼および左眼の位置を示す情報に基づいて第４サブピクセルを判定してもよい。

ステップＳ１５で第４サブピクセルが判定されると、制御部７は、左サブピクセルであって右サブピクセルではないサブピクセル群に、基準インデックス（に対応するサブピクセル）Ｐ_Ａを原点として、左眼画像を表示する（ステップＳ１６）。

ステップＳ１６で左眼画像が表示されると、制御部７は、右サブピクセルであって左サブピクセルではないサブピクセル群に、基準インデックスＰ_Ｂを原点として、右眼画像を表示する（ステップＳ１７）。

ステップＳ１７で右眼画像が表示されると、制御部７は、第３サブピクセル群に、基準インデックスＰ_Ｃを原点として、第３画像を表示する（ステップＳ１８）。

ステップＳ１８で第３サブピクセルに第３画像が表示されると、制御部７は、第４サブピクセル群に、基準インデックスＰ_Ｄを原点として、黒画像を表示する（ステップＳ１９）。

本実施形態の３次元表示装置２によれば、画像光の投影面が反射部材の１つであるウインドシールドなどのフリーカーブの曲面であっても、複数の表示領域ごとに基準インデックスを原点として曲面に応じて修正した視差画像を表示し、観察者に歪のない適切な３次元画像を視認させることが可能となる。

本実施形態では、制御部７は、左眼の位置、および左眼から標準距離にある場合の右眼の位置と、サブピクセルに表示させるべき画像との対応を示す第１テーブルを用いて、左眼の位置に基づいて左サブピクセルを判定することができる。制御部７は、第１テーブルを用いて、右眼の位置に基づいて右サブピクセルを判定することができる。このため、制御部７は、各眼の位置を示す情報を取得するたびに、各眼の位置と、視差バリア６および表示パネル５の構成とに基づいて、左可視領域５１ａＬおよび右可視領域５１ａＲを演算する処理を行わなくてもよい。したがって、制御部７の処理負荷が軽減されうる。

本実施形態では、制御部７は、観察者の特性に基づいて、左眼画像または右眼画像を第３画像として両眼可視領域５１ａＬＲに表示することができる。このため、例えば利き目が、利き目に対応する画像のみを視認することによって観察者の違和感が低減されうる。

本実施形態では、制御部７は、左眼画像および右眼画像の輝度値の平均値となる輝度値を有する画像を第３画像とし表示することができる。このため、観察者の左眼は、右眼画像よりは左眼画像の輝度に近い輝度を有する画像を視認する。観察者の右眼は、左眼画像よりは右眼画像の輝度に近い輝度を有する画像を視認する。したがって、左眼が右眼画像を視認する場合、あるいは、右眼が左眼画像を視認する場合に比べて違和感の少ない画像が視認されうる。

本実施形態では、制御部７は、輝度値が所定値以下である黒画像を第３画像として表示することができる。このため、観察者の左眼および右眼のいずれの眼も、異なる眼に対応する画像を視認することを回避することができる。したがって、クロストークが低減され、歪みのない３次元画像を視認することができる。

本実施形態では、３次元表示装置２は、左眼の位置および右眼の位置と第３サブピクセルとの対応を示す第２テーブルを記憶するメモリ８を備えることができる。制御部７は、左眼の位置および右眼の位置に基づいて第２テーブルを用いて第３サブピクセルを判定することができる。このため、制御部７は、各眼の位置を示す情報を取得するたびに、各眼の位置と、視差バリア６および表示パネル５の構成とに基づいて、左可視領域５１ａＬおよび右可視領域５１ａＲを演算しなくてもよい。制御部７は、左可視領域５１ａＬおよび右可視領域５１ａＲに基づいて、それぞれ左サブピクセルおよび右サブピクセルを判定する処理を行わなくてもよい。したがって、制御部７の処理負荷が軽減されうる。

本実施形態では、制御部７は、第４サブピクセルに黒画像を表示する。このため、第４サブピクセルから画像光が出射されない。したがって、第４サブピクセルから出射された画像光が視差バリア６を構成する部材等に２次反射されることによって発生した迷光が観察者の眼に到達するのを防ぐことができる。したがって、観察者の左眼および右眼は、迷光によって干渉されることなく、それぞれ左眼画像および右眼画像を明確に視認することができる。

本実施形態では、制御部７は、左眼の水平方向の位置と上下方向の位置とに基づいて左サブピクセルを判定する。制御部７は、右眼の水平方向の位置と上下方向の位置とに基づいて右サブピクセルを判定する。このため、眼間方向が水平方向でない場合も、制御部７は、眼間方向が水平方向であるとして構成した視差バリア６および表示パネル５を用いて３次元画像を表示させるにあたって、クロストークを低減することができる。

本実施形態では、制御部７は、投影左眼位置に基づいて左サブピクセルを判定する。制御部７は、投影右眼位置に基づいて右サブピクセルを判定する。このため、眼間距離Ｅの水平方向の成分が標準距離Ｅ０でない場合も、制御部７は、標準距離Ｅ０に基づいて構成した視差バリア６および表示パネル５を用いて３次元画像を表示させるに際のクロストークを低減することができる。

他の実施形態の３次元表示装置２では、右眼画像（第１画像）と右眼画像に対して視差を有する左眼画像（第２画像）とを含む混合画像を表示する表示パネル５と、表示パネル５から出射される画像光の光線方向を規定する光学素子と、観察者の第１眼の位置と第１眼とは異なる第２眼の位置とを取得する位置取得部と、第１眼の位置および第２眼の位置に基づいて、表示パネル５に混合画像を表示させる制御部７と、を備える。制御部７は、表示パネル５の画面を複数の領域に分割し、分割された個々の領域は、個別の切換え原点を有し、前記切換え原点からのずれに基づいて、領域の切換えを行い、領域の画像を表示パネル５に表示させるように構成されてもよい。

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。

上述の実施形態では、制御部７は、左サブピクセルを判定した後に右サブピクセルを判定したが、この限りではない。制御部７は、右サブピクセルを判定した後に左サブピクセルを判定してよい。

上述の実施形態では、制御部７は、左眼画像、右眼画像、第３画像、および黒画像の順に画像を表示させる構成について述べたが、本開示はこれに限るものではなく、左眼画像、右眼画像、第３画像、および黒画像を任意の順で表示させる構成であってもよい。また制御部７は、左眼画像、右眼画像、第３画像、および黒画像の２つ以上を同時に表示させてもよい。

上述の実施形態では、制御部７は、左可視領域５１ａＬおよび右可視領域５１ａＲに基づいて第４サブピクセルを判定し、第４サブピクセルに黒画像を表示させたが、この限りではない。例えば、制御部７は、左サブピクセル、右サブピクセル、第３サブピクセルにそれぞれ左眼画像、右眼画像、および第３画像を表示させ、いずれの画像も表示されないサブピクセルに黒画像を表示させてよい。

上述の実施形態では、光学素子が視差バリア６であるとしたが、これに限られない。例えば、図１１に示すように、３次元表示装置２が備える光学素子は、レンチキュラレンズ９１としてよい。レンチキュラレンズ９１は、垂直方向に延びる複数のシリンドリカルレンズ９２を水平方向に配列して構成される。レンチキュラレンズ９１は、視差バリア６と同様に、左可視領域５１ａＬのサブピクセルから出射した画像光を、観察者の左眼の位置に到達させるように伝播させる。レンチキュラレンズ９１は、右可視領域５１ａＲのサブピクセルから出射した画像光を、観察者の右眼の位置に到達させるように伝播させる。

図１２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から出射される画像光を、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、観察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から観察者の左眼および右眼まで画像光を進行させる。観察者は、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１３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。

本実施形態では、視差画像の切換えを行う単位を、画面全体から画面の複数の領域で独立させる。各領域で原点が異なること、換言すると、原点を統一した際に、各領域の基準となる基準インデックスが異なることになる。これは、個々に異なる原点から統一した原点まで移動することで基準インデックスが変化するため、統一した原点での基準インデックスを基準とすることによって、原点を統一することができる。

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もよい。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。

以上、本開示の実施形態について詳細に説明したが、また、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。上記各実施形態をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。

１ 検出装置
２ ３次元表示装置
３ 位置取得部
４ 照射器
５ 表示パネル
６ 視差バリア
７ 制御部
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
５１ｂＬ 左不可視領域
５１ｂＲ 右不可視領域
５１ａＬＲ 両眼可視領域
５１ｂＬＲ 両眼不可視領域
６０ 視差バリア
６１ 遮光領域
６２ 透光領域
９１ レンチキュラレンズ
９２ シリンドリカルレンズ
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 (5)

1. 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表示パネルと、
   前記表示パネ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、
   観察者の第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位置取得部と、
   前記第１眼の位置および前記第２眼の位置に基づいて、前記第１画像および前記第２画像の並びを変更した前記混合画像を、前記表示パネルに表示させる制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記表示パネルのアクティブエリア内で分かれている複数の表示領域ごとに、複数の基準インデックスのいずれか、ならびに前記第１眼の位置および前記第２眼の少なくとも一方の位置に基づいて、前記第１画像および前記第２画像の並びを変更して前記混合画像を合成し、
   合成した前記混合画像を前記表示パネルに表示させ、
   前記複数の基準インデックスの各々は、複数の表示領域のいずれかに対応する、３次元表示装置。
2. 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表示パネルと、
   前記表示パネ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、
   観察者の第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位置取得部と、
   前記位置取得部によって取得された前記第１眼の位置および前記第２眼の位置に基づいて、前記表示パネルに混合画像を表示させる制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記表示パネルのアクティブエリア内で分かれている複数の表示領域の各々で、複数の切換え原点のいずれかを基準として前記第１画像および前記第２画像の並びを変更して前記混合画像を合成し、
   合成した前記混合画像を前記表示パネルに表示させ、
   前記複数の切換え原点の各々は、複数の表示領域のいずれかに対応する、３次元表示装置。
3. 前記制御部は、
   前記位置取得部によって取得された前記第１眼の位置に基づいて前記第１可視領域を決定し、
   前記位置取得部によって取得された前記第２眼の位置に基づいて前記第２可視領域を決定する、請求項１または２に記載の３次元表示装置。
4. 前記制御部は、
   前記表示パネルの画面に平行であって上下方向における前記第１眼の位置に基づいて前記第１可視領域を決定し、
   前記上下方向における前記第２眼の位置に基づいて前記第２可視領域を決定する、請求項１～３のいずれか１項に記載の３次元表示装置。
5. 前記位置取得部は、
   観察者の第１眼の位置を前記表示パネルの画面に平行で、前記光学素子から適視距離にある面に投影した投影第１位置を前記第１眼の位置とし、前記観察者の第２眼の位置を前記面に投影した投影第２位置を前記第２眼の位置として取得する、請求項１～４のいずれか１項に記載の３次元表示装置。

Images