JP7105173B2 - ３次元表示装置、ヘッドアップディスプレイ、移動体、およびプログラム - Google Patents

Description

本開示は、３次元表示装置、ヘッドアップディスプレイ、移動体、およびプログラムに関する。

従来、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（特許文献１参照）。

特開２００１－１６６２５９号公報

利用者の両眼それぞれに適切に画像光が到達し、利用者が３次元表示装置よって表示された３次元画像または該３次元画像の虚像を適切に視認することが望まれている。

本開示は、利用者が３次元画像または該３次元画像の虚像を適切に視認することができる３次元表示装置、ヘッドアップディスプレイシステム、通信機器、移動体、およびプログラムを提供する。

本開示の３次元表示装置は、表示パネルと、光学素子と、通信モジュールと、コントローラとを備える。前記表示パネルは、移動体に搭載され、視差画像を表示する。前記光学素子は、前記表示パネルからの画像光の伝播方向を規定する。前記通信モジュールは、前記移動体の運動のパラメータを示すモーション信号を受信する。前記コントローラは、前記モーション信号が示す前記パラメータに基づいて、前記表示パネルに前記視差画像を表示させる。前記コントローラは、高さ方向における利用者の眼の位置に基づいて、前記視差画像を表示させる。
また、本開示の３次元表示装置は、表示パネルと、光学素子と、通信モジュールと、コントローラとを備える。前記表示パネルは、移動体に搭載され、視差画像を表示する。前記光学素子は、前記表示パネルからの画像光の伝播方向を規定する。前記通信モジュールは、前記移動体の運動のパラメータを示すモーション信号を受信する。前記コントローラは、前記モーション信号が示す前記パラメータに基づいて、前記表示パネルに前記視差画像を表示させる。前記コントローラは、前記運動のパラメータの変化量が大きいほど、前記視差画像を構成する、利用者の第１眼に視認させるための第１画像および前記利用者の第２眼に視認させるための、前記第１画像に対して視差を有する第２画像それぞれを表示させる、前記表示パネルにおける位置を大きく変更する。
また、本開示の３次元表示装置は、表示パネルと、光学素子と、通信モジュールと、コントローラとを備える。前記表示パネルは、移動体に搭載され、視差画像を表示する。前記光学素子は、前記表示パネルからの画像光の伝播方向を規定する。前記通信モジュールは、前記移動体の運動のパラメータを示すモーション信号を受信する。前記コントローラは、前記モーション信号が示す前記パラメータに基づいて、前記表示パネルに前記視差画像を表示させる。前記コントローラは、利用者の高さ方向と重力方向とのずれに基づいて前記表示パネルに前記視差画像を表示させる。

本開示のヘッドアップディスプレイは、３次元表示装置と、光学部材とを備える。前記３次元表示装置は、表示パネルと、光学素子と、通信モジュールと、コントローラとを備える。前記表示パネルは、移動体に搭載され、視差画像を表示する。前記光学素子は、前記表示パネルからの画像光の伝播方向を規定する。前記通信モジュールは、前記移動体の運動のパラメータを示すモーション信号を受信する。前記コントローラは、前記モーション信号が示す前記パラメータに基づいて、前記表示パネルに前記視差画像を表示させる。前記コントローラは、高さ方向における利用者の眼の位置に基づいて、前記視差画像を表示させる。前記光学部材は、前記３次元表示装置から射出された画像光を反射させて、利用者の眼に到達させる。

本開示の移動体は、ヘッドアップディスプレイを備える。ヘッドアップディスプレイは、３次元表示装置と、光学部材とを備える。前記３次元表示装置は、表示パネルと、光学素子と、通信モジュールと、コントローラとを備える。前記表示パネルは、視差画像を表示する。前記光学素子は、前記表示パネルからの画像光の伝播方向を規定する。前記通信モジュールは、前記移動体の運動のパラメータを示すモーション信号を受信する。前記コントローラは、前記モーション信号が示す前記パラメータに基づいて、前記表示パネルに前記視差画像を表示させる。前記コントローラは、高さ方向における利用者の眼の位置に基づいて、前記視差画像を表示させる。前記光学部材は、前記３次元表示装置から射出された画像光を反射させて、利用者の眼に到達させる。

本開示のプログラムは、移動体に搭載された３次元表示装置が実行するためのプログラムである。前記３次元表示装置は、表示パネルと、光学素子と、通信モジュールと、コントローラとを備える。前記光学素子は、前記表示パネルから射出された画像光の伝播方向を規定する。前記コントローラは、前記通信モジュールに、前記移動体の運動のパラメータを示すモーション信号を受信させる。前記コントローラは、前記パラメータに基づいて、前記表示パネルに視差画像を表示させる。前記コントローラは、高さ方向における利用者の眼の位置に基づいて、前記視差画像を表示させる。

本開示の一実施形態によれば、利用者が３次元画像または該３次元画像の虚像を適切に視認することが可能となる。

移動体に搭載された通信ヘッドアップディスプレイシステムの例を示す図である。 図１に示す通信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６（ａ）は、利用者の眼の位置の水平方向への変化を示す図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す利用者より背の低い利用者の眼の位置の水平方向への変化を示す図である。 変化前後における眼間方向の眼の位置と可視領域との関係を示す図である。 高さ方向が重力方向に対してずれている場合の眼の位置の変化を説明するための図である。 図９（ａ）は、利用者の眼の位置の前後方向への変化を示す図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）に示す利用者より背の低い利用者の眼の位置の前後方向への変化を示す図である。 変化前後における前後方向の眼の位置と可視領域との関係を示す図である。 推定方式を用いたコントローラの処理フローの一例を示すフローチャートである。 実測検証方式を用いたコントローラの処理フローの一例を示すフローチャートである。 利用者が表示パネルを直接視認する場合の、３次元表示装置と利用者の眼との位置関係を示す図である。 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。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、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。

図１に示すように、本開示の一実施形態にかかる通信ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head Up Display）システム１００は、移動体２０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。

通信ＨＵＤシステム１００は、撮像装置１と、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head Up Display）２とを備えうる。

撮像装置１は、撮像範囲に利用者の顔が含まれるように配置される。通信ＨＵＤシステム１００が移動体２０に搭載される場合、撮像装置１は、ルームミラーに取り付けられてよい。撮像装置１は、インスツルメントパネル内の、例えばクラスタに取り付けられてよい。撮像装置１は、センターパネルに取り付けられてよい。撮像装置１は、ステアリングホイールの支持部に取り付けられてよい。

図２に示すように、撮像装置１は、撮像光学系１１と、撮像素子１２と、第１通信モジュール１３とを含む。

撮像光学系１１は、１つ以上のレンズを含んで構成される。撮像光学系１１は、光軸が撮像素子１２の撮像面に垂直となるように配置されている。撮像光学系１１は、被写体から入射した光を撮像素子１２において被写体像として結像させる。

撮像素子１２は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）撮像素子を含んでよい。撮像素子１２は、撮像光学系１１によって結像された像を変換することによって撮像画像を生成する。

第１通信モジュール１３は、ＨＵＤ２と通信可能である。具体的には、第１通信モジュール１３は、撮像素子１２によって生成された撮像画像をＨＵＤ２に送信する。第１通信モジュール１３とＨＵＤ２との通信において用いられる通信方式は、近距離近距離無線通信規格または携帯電話網へ接続する無線通信規格であってよいし、有線通信規格であってよい。近距離の無線通信規格は、例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、赤外線、ＮＦＣ（Near Field Communication）、等を含んでよい。携帯電話網へ接続する無線通信規格は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、第４世代移動通信システムまたは第５世代移動通信システム等を含んでよい。

図１に示したように、ＨＵＤ２は、反射器３と、光学部材４と、３次元表示装置５とを含みうる。

反射器３は、３次元表示装置５から射出された画像光を、光学部材４の所定領域に向けて反射させる。所定領域は、該所定領域で反射した画像光が利用者の眼の方に向かう領域である。所定領域は、光学部材４に対する利用者の眼の方向、および光学部材４への画像光の入射方向によって定まりうる。反射器３は、１つ以上の反射素子を含む。

反射素子それぞれは、ミラーであってよい。反射素子がミラーである場合、例えば、ミラーは凹面鏡としてよい。図１において、反射器３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、反射器３は、１つ以上のミラーとして構成してよい。

光学部材４は、３次元表示装置５から射出され、反射器３によって反射された画像光を、利用者の左眼（第１眼）および右眼（第２眼）に向けて反射させる。例えば、移動体２０のウインドシールドは、光学部材４として兼用されてよい。したがって、ＨＵＤ２は、光路Ｌに沿って、３次元表示装置５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Ｌに沿って到達した光を虚像Ｖとして視認しうる。

図２に示したように、３次元表示装置５は、照射器５１と、表示パネル５２と、光学素子としてのパララックスバリア５３と、第２通信モジュール５４と、コントローラ５５と、メモリ５６とを含むことができる。ＨＵＤ２が移動体２０に搭載される構成において、３次元表示装置５は、移動体２０のダッシュボードに収容されてよい。

照射器５１は、表示パネル５２を面的に照射しうる。照射器５１は、光源、導光板、拡散板、拡散シート等を含んでよい。照射器５１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５２の面方向に均一化する。そして、照射器５１は均一化された光を表示パネル５２の方に出射しうる。

表示パネル５２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５２としては、透過型の液晶パネルに限られず、有機ＥＬ等他の表示パネルを使用しうる。表示パネル５２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５は照射器５１を備えなくてよい。表示パネル５２を液晶パネルとして説明する。

図３に示すように、表示パネル５２は、面状に形成されたアクティブエリアＡ上に複数の区画領域を有する。アクティブエリアＡは、視差画像を表示する。視差画像は、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。区画領域は、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２から図４、図１３、および図１４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。図１、図５から図１０において、利用者の左眼および右眼を通る直線に沿う方向である眼間方向はｕ軸方向として表され、利用者の前後方向はｖ軸方向として表され、ならびにｕ軸方向およびｖ軸方向に垂直な高さ方向はｗ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Ａ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。

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。表示パネル５２としては、透過型の液晶パネルに限られず、有機ＥＬ等他の表示パネルを使用しうる。表示パネル５２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５は照射器５１を備えなくてよい。

アクティブエリアＡ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、鉛直方向に同じ位置に配列すること、および、ずらして配列することができる。例えば、サブピクセル群Ｐｇは、鉛直方向においては、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することができる。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、鉛直方向にｂ個（ｂ行）、水平方向に２×ｎ個（２×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３に示す例では、ｎ＝６、ｂ＝１である。アクティブエリアＡ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を含むサブピクセル群Ｐｇが配置される。図３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、後述するコントローラ５５が画像を表示させるための制御を行う最小単位である。サブピクセル群Ｐｇに含まれる各サブピクセルは、識別情報Ｐ１～Ｐ（２×ｎ×ｂ）で識別される。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、コントローラ５５によって同時に制御される。例えば、コントローラ５５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り替える場合、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り替えられる。

パララックスバリア５３は、図２に示したように、アクティブエリアＡに沿う平面により形成され、アクティブエリアＡから所定距離、離れて配置される。パララックスバリア５３は、表示パネル５２に対して照射器５１の反対側に位置してよい。パララックスバリア５３は、表示パネル５２の照射器５１側に位置してよい。

パララックスバリア５３は、図４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５３１ごとに、サブピクセルから射出される画像光の伝播方向を規定する。具体的には、パララックスバリア５３は、複数の、画像光を減光させる減光領域５３２を有する。複数の減光領域５３２は、互いに隣接する該減光領域５３２の間の透光領域５３１を画定する。透光領域５３１は、減光領域５３２に比べて光透過率が高い。減光領域５３２は、透光領域５３１に比べて光透過率が低い。透光領域５３１と減光領域５３２とは、アクティブエリアＡ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。所定方向は、例えばサブピクセルの対角線に沿う方向である。所定方向は、例えば、第１方向にａ個のサブピクセルを横切る間に、第２方向にｂ個のサブピクセルを横切る方向（ａ，ｂは互いの素の正の整数）としうる。また、所定方向は、第２方向としてもよい。

パララックスバリア５３は、アクティブエリアＡに配列されたサブピクセルから射出された画像光の伝播方向を規定する。これによって、アクティブエリアＡの一部のサブピクセルから出射した画像光は、透光領域５３１を透過し、反射器３および光学部材４を介して利用者の左眼に伝播する。パララックスバリア５３は、他の一部のサブピクセルから出射した画像光の伝播方向を規定する。これによって、アクティブエリアＡの一部のサブピクセルから出射した画像光は、透光領域５３１を透過し、反射器３および光学部材４を介して利用者の右眼に伝播する。

図５に示すように、利用者の各眼それぞれが視認可能な、アクティブエリアＡの虚像である第１虚像Ｖ１における領域が定まる。以降において、利用者の左眼の位置に伝播する画像光によって左眼が視認しうる第１虚像Ｖ１内の領域は左可視領域ＶａＬ（第１可視領域）と称される。利用者の右眼の位置に伝播する画像光によって右眼が視認しうる第１虚像Ｖ１内の領域は右可視領域ＶａＲ（第２可視領域）と称される。

利用者は、見かけ上、パララックスバリア５３の虚像である第２虚像Ｖ２を介して第１虚像Ｖ１を視認するかのごとく画像を認識する。

第２通信モジュール５４は、移動体２０のＥＣＵ（Engine Control UnitまたはElectric Control Unit）と通信可能である。第２通信モジュール５４は、ＣＡＮ（Controller Area Network）（登録商標）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、車載Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等の車両内のネットワークを介してＥＣＵと通信してよい。第２通信モジュール５４は、ＥＣＵからモーション信号を受信してよい。モーション信号は、移動体２０の運動を表すパラメータを示す信号である。運動のパラメータは、加速度および角加速度の少なくとも１つを含む。

第２通信モジュール５４は、撮像装置１の第１通信モジュール１３と通信可能である。第２通信モジュール５４による第１通信モジュール１３との通信において用いられる通信方式は、第１通信モジュール１３で用いられる通信方式と同じであってよい。

コントローラ５５は、ＨＵＤ２の各構成要素に接続され、各構成要素を制御しうる。コントローラ５５によって制御される構成要素は、照射器５１、表示パネル５２、および第２通信モジュール５４を含む。コントローラ５５は、１つ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、ＡＳＩＣを含んでよい。プロセッサは、ＰＬＤを含んでよい。ＰＬＤは、ＦＰＧＡを含んでよい。コントローラ５５は、１つまたは複数のプロセッサが協働するＳｏＣ、およびＳｉＰのいずれかであってよい。

メモリ５６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５６は、コントローラ５５によって処理された各種情報を記憶する。メモリ５６は、例えば、設定時の利用者の眼の位置を記憶する。メモリ５６は、設定時に利用者の左眼が視認しうる虚像サブピクセルに対応する、アクティブエリアＡ上の左表示サブピクセルを記憶する。メモリ５６は、設定時に利用者の右眼が視認しうる視認しうる虚像サブピクセルに対応する、アクティブエリアＡ上の右表示サブピクセルを記憶する。左表示サブピクセルは、左眼画像を表示するサブピクセルである。右表示サブピクセルは、右眼画像を表示するサブピクセルである。

ここで、コントローラ５５について詳細に説明する。利用者に適切な３次元画像を視認させるために、表示パネル５２のアクティブエリアＡの各サブピクセルに右眼画像および左眼画像のいずれを表示させるかは、利用者の眼の位置に応じて異なる。ＨＵＤ２の利用開始前の設定モードにおいて、コントローラ５５が、利用者の眼の位置に基づいて各サブピクセルに表示させる画像を設定することによって、利用者は設定時の位置において適切に３次元画像を視認することができる。

しかし、移動体２０の走行中において、移動体２０の加速度および角加速度、ならびに加速度および角加速度の変化に応じて、移動体２０に搭乗している利用者の眼の位置および姿勢は変化する。例えば、移動体２０がカーブしている道路を走行している場合に、利用者には遠心力がかかる。遠心力が一定である場合、利用者の姿勢は変わらずに保たれる。遠心力の変化が大きいほど、利用者の位置および姿勢は大きく変化する。遠心力が一定の値となるまで緩やかに変化する場合、利用者の位置の変化は少なく、遠心力が一定の値に近づいて変化が少なくなると、利用者の位置および姿勢の変化は収束する。遠心力が一定の値となるまで急に変化する場合、利用者の位置の変化は大きく、該変化に伴う揺れ戻しを起こしながら利用者の位置および姿勢の変化は収束する。

そこで、コントローラ５５は、モーション信号が示す、移動体２０の運動のパラメータに基づいて、表示パネル５２に視差画像を表示させる。具体的には、コントローラ５５は、表示パネルの一部のサブピクセルに左眼画像を表示させ、表示パネルの異なる一部のサブピクセルに右眼画像を表示させてよい。そのために、コントローラ５５は、移動体２０の加速度または角加速度に基づいて、利用者に適切な３次元画像を視認させるように各サブピクセルに表示させる視差画像を判定する。以降において、コントローラ５５が、加速度または角加速度に基づいて各サブピクセルに各サブピクセルに表示させる視差画像を判定するための推定方式および実測検証方式それぞれについて説明する。

＜＜推定方式＞＞
＜設定モード＞
（眼の位置の判定）
コントローラ５５は、通常モードでの表示パネル５２への画像の表示を行う前に、反射器３の位置および姿勢に基づいて、利用者の眼の位置を推定する。

具体的には、コントローラ５５は、３次元表示装置５から射出された画像光が利用者の眼に到達するように任意の方法で反射器３の位置および姿勢を設定する。例えば、コントローラ５５は、表示パネル５２に任意のテスト用画像を表示させた状態で、第２通信モジュール５４が反射器３を駆動するための駆動信号を送信するよう制御する。反射器３は、駆動信号を受信して、該駆動信号に基づいて位置および姿勢を変更する。利用者は、テスト用画像を視認したときに、第１調整が完了したことを示す情報を３次元表示装置５に入力する。コントローラ５５は、第１調整が完了したことを示す情報が入力されたときの反射器３の位置および姿勢を、通常モードにおいて設定する反射器３の位置および姿勢と判定する。

コントローラ５５は、通常モードにおいて設定する反射器３の位置および姿勢に基づいて、反射器３への画像光の入射方向、ならびに光学部材４の位置および姿勢を用いて利用者の眼の位置を推定する。コントローラ５５は、設定モードにおいて推定した利用者の眼の位置（設定時の眼の位置）をメモリ５６に記憶させる。

（画像の判定）
コントローラ５５は、移動体２０に加速度および角加速度がかかっていない状態で、利用者に３次元画像を視認させるために各サブピクセルに表示させる画像を判定する。

例えば、コントローラ５５は、表示パネル５２に左眼および右眼それぞれに視認させるための第１較正用画像および第２較正用画像を含む較正用画像を表示させる。第１較正用画像は、例えば、輝度が最高輝度に近い所定値より高い白画像であってよい。第２較正用画像は、例えば、輝度が最低輝度に近い所定値より低い黒画像であってよい。

図３を参照して説明すると、コントローラ５５は、（２×ｎ）個（図３の例では、ｎ＝６）のサブピクセルを含むサブピクセル群Ｐｇにおいて水平方向に連続するｎ個のサブピクセルに第１較正用画像を表示させる。コントローラ５５は、水平方向に連続する残りのｎ個のサブピクセルに第２較正用画像を表示させる。コントローラ５５は、パララックスバリア５３の延在方向に対応する方向に第１較正用画像および第２較正用画像それぞれを連続して表示させる。図３に示す例では、コントローラ５５は、サブピクセルＰ１からＰ６に第１較正用画像を表示させ、サブピクセルＰ７からＰ１２に第２較正用画像を表示させる。

コントローラ５５は、第１較正用画像および第２較正用画像を１サブピクセルずつ水平方向にずらして順に表示させる。図３に示す例では、コントローラ５５は、サブピクセルＰ２からＰ７に第１較正用画像を表示させ、サブピクセルＰ８からＰ１２、およびＰ１に第２較正用画像を表示させる。コントローラ５５は、その後、サブピクセルＰ３からＰ８に第１較正用画像を表示させ、サブピクセルＰ９からＰ１２、Ｐ１、およびＰ２に第２較正用画像を表示させる。このようにして、コントローラ５５は、１２パターンの較正用画像を順に表示させる。

利用者は、コントローラ５５が、複数の較正用画像を順に表示させている間に、左眼で第１較正用画像の虚像のみを視認し、右眼で第２較正用画像の虚像のみを視認すると、第２調整が完了したことを示す情報を３次元表示装置５に入力する。コントローラ５５は、第２調整が完了したことを示す情報が入力されたときに第１較正用画像を表示していたサブピクセルを左表示サブピクセルと判定し、第２較正用画像を表示していたサブピクセルを右表示サブピクセルと判定してよい。

コントローラ５５は、左表示サブピクセルおよび右表示サブピクセルを判定すると、左表示サブピクセルに左眼画像を表示し、右表示サブピクセルに右眼画像を表示させる。これにより、利用者の左眼が左眼画像の虚像を視認し、右眼が右眼画像の虚像を視認する。上述したように、左眼画像および右眼画像は互いに視差を有する視差画像であるため、利用者は３次元画像の虚像を視認する。

＜通常モード＞
（眼間方向における眼の位置の変化の推定）
移動体２０の眼間方向の加速度および加速度の変化（時間当たりの変化量および変化の方向）に応じて、図６（ａ）に示すように、移動体２０に搭乗する利用者Ｕ１の眼の位置が眼間方向に変化する。そこで、コントローラ５５は、第２通信モジュール５４がＥＣＵから受信したモーション信号が示す眼間方向の加速度を取得する。コントローラ５５は、眼間方向の加速度の変化を算出する。コントローラ５５は、眼間方向の加速度および加速度の変化に基づいて、眼間方向における眼の位置の変化（変化量および変化の方向）を推定する。例えば、コントローラ５５は、眼間方向の加速度および加速度の変化と眼間方向の眼の位置との対応を示すテーブルを用いて眼間方向の眼の位置を推定してよい。コントローラ５５は、眼間方向の加速度および加速度の変化から眼間方向の眼の位置を算出するための変換式を用いて眼間方向の眼の位置を推定してよい。

コントローラ５５は、眼の位置の変化に基づいて、表示パネル５２に視差画像を表示させる。具体的には、コントローラ５５は、眼の位置の変化と、メモリ５６に記憶されている設定時の眼の位置および設定時の左表示サブピクセルおよび右表示サブピクセルに基づいて、変化後の左表示サブピクセルおよび右表示サブピクセルを判定する。具体的には、コントローラ５５は、変化後に左眼が視認しうる虚像サブピクセルＶＰに対応するサブピクセルＰを左表示サブピクセルと判定する。コントローラ５５は、変化後に右眼が視認しうる虚像サブピクセルＶＰに対応するサブピクセルＰを右表示サブピクセルと判定する。コントローラ５５は、左表示サブピクセルと判定されたサブピクセルに左眼画像を表示させる。コントローラ５５は、右表示サブピクセルと判定されたサブピクセルに右眼画像を表示させる。

図７に示す例では、コントローラ５５は、設定時の眼の位置（変化前の眼の位置）に基づいて、左可視領域ＶａＬの虚像サブピクセルＶＰ３からＶＰ８に対応するサブピクセルＰ３からＰ８を左表示サブピクセルと判定して左眼画像を表示させていた。コントローラ５５は、右可視領域ＶａＲの虚像サブピクセルＶＰ９からＶＰ１２、ＶＰ１、およびＶＰ２に対応するサブピクセルＰ９からＰ１２、Ｐ１、およびＰ２を右表示サブピクセルと判定して右眼画像を表示させていた。変化後において、コントローラ５５は、左可視領域ＶａＬ’の虚像サブピクセルＶＰ４からＶＰ９に対応するサブピクセルＰ４からＰ９を左表示サブピクセルと判定して左眼画像を表示させる。コントローラ５５は、変化後の右可視領域ＶａＲ’の虚像サブピクセルＶＰ１０からＶＰ１２、およびＶＰ１からＶＰ３に対応するサブピクセルＰ１０からＰ１２、およびＰ１からＰ３を右表示サブピクセルと判定して右眼画像を表示させる。

コントローラ５５は、眼間方向の加速度および加速度の変化に加えて、設定モードで判定した高さ方向の眼の位置に基づいて眼の位置の変化量を推定してよい。利用者が着座している状態にある場合、図６に示すように、着座面からの眼の位置が高いほど、利用者の眼の位置が眼間方向に変化する量は大きい。図６（ａ）に示す、利用者Ｕ１の着座面からの眼の位置の高さｖ_E1は、図６（ｂ）に示す、利用者Ｕ２の着座面からの眼の位置の高さｖ_E2より高い。この場合、移動体２０における同一の加速度および加速度の変化に対して、利用者Ｕ１の眼間方向の眼の位置の変化量Δｕ_E1は、利用者Ｕ２の眼間方向の眼の位置の変化量Δｕ_E2より大きい。したがって、コントローラ５５は、高さ方向の眼の位置が高いほど、加速度に基づく眼間方向の眼の位置の変化量を大きく推定してよい。

コントローラ５５は、眼間方向の加速度および加速度の変化に加えて、重力方向と高さ方向とのずれに基づいて、眼の位置の変化量を推定してよい。例えば、図８に示すように、移動体２０が位置する路面が水平面に対して傾いている場合、重力方向と高さ方向（ｖ軸方向）は一致していない。重力方向は、重力Ｇのかかる方向である。この場合、利用者の眼間方向には、重力Ｇの眼間方向（ｕ軸方向）に対する成分Ｇ_uと、眼間方向の加速度および加速度の変化に基づく力との合計が加わる。したがって、重力の眼間方向に対する成分Ｇ_uの向きと、加速度および加速度の変化に基づく力Ｆ_Aとの向きが同じである場合、利用者には、重力方向と高さ方向とが一致している場合に比べて大きい力Ｆ_A＋Ｇ_uが加えられる。これにより、利用者の眼の位置は大きく変化しやすい。重力の眼間方向に対する成分Ｇ_uの向きと、加速度および加速度の変化に基づく力Ｆ_Bとの向きが逆である場合、利用者には、重力方向と高さ方向とが一致している場合に比べて小さい力がＦ_B－Ｇ_uが加えられる。これにより、利用者の眼の位置は小さく変化しやすい。

したがって、コントローラ５５は、重力の眼間方向の成分の向きと、眼間方向の加速度および加速度の変化に基づく力との向きが同じである場合、重力方向と高さ方向とが一致している場合に比べて、左眼画像および左右眼画像を表示させる位置を大きく変化させる。コントローラ５５は、重力の眼間方向の成分の向きと、眼間方向の加速度および角加速度の変化に基づく力との向きが逆である場合、重力方向と高さ方向とが一致している場合に比べて、左眼画像および右眼画像を表示させる位置を小さく変化させる。

（前後方向における眼の位置の変化の推定）
移動体２０の前後方向の加速度および加速度の変化に応じて、図９（ａ）に示すように、移動体２０に搭乗する利用者Ｕ１の眼の位置は、前後方向に変化する。そこで、コントローラ５５は、前後方向における眼の位置の変化に基づいて、各サブピクセルに表示させる画像を判定する。

具体的には、コントローラ５５は、第２通信モジュール５４がＥＣＵから受信したモーション信号が示す前後方向の加速度を取得する。コントローラ５５は、前後方向の加速度の変化を算出する。コントローラ５５は、前後方向の加速度および加速度の変化に基づいて、眼の位置が、設定時の眼の位置から前後方向の眼の位置の変化ΔＶｄを推定する。例えば、コントローラ５５は、前後方向の加速度および加速度の変化と前後方向の眼の位置との対応を示すテーブルを用いて前後方向の眼の位置を推定してよい。コントローラ５５は、前後方向の加速度および加速度の変化か前後方向の眼の位置を算出するための変換式を用いて前後方向の眼の位置を推定してよい。

図１０に示すように、眼の位置が前方向に変化したときの変化ΔＶｄが長くなるほど、左可視領域ＶａＬ’であって右可視領域ＶａＲ’である領域が広くなる。当該領域に含まれる虚像サブピクセルＶＰに対応するサブピクセルＰに左眼画像が表示されると、利用者の右眼は左眼画像の虚像を視認する。当該領域に含まれる虚像サブピクセルＶＰに対応するサブピクセルＰに右眼画像が表示されると、利用者の左眼は右眼画像の虚像を視認する。したがって、クロストークが発生し、利用者は適切に３次元画像を視認することができない。

このようなクロストークを低減させるために、コントローラ５５は、例えば、左眼でも右眼でも視認しうる虚像サブピクセルＶＰに対応するサブピクセルＰを黒表示サブピクセルと判定して黒画像を表示させてよい。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Ｐ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５５は、例えば、左眼が視認し、右眼が視認しえない虚像サブピクセルＶＰに対応するサブピクセルＰを左表示サブピクセルと判定し、左眼画像を表示させてよい。コントローラ５５は、例えば、左眼が視認せず、右眼が視認しうる虚像サブピクセルＶＰに対応するサブピクセルＰを右表示サブピクセルと判定し、左眼画像を表示させてよい。これにより、利用者の左眼は右眼画像を視認せず、右眼は左眼画像を視認しないため、クロストークの発生が低減されうる。

図１０に示す例では、コントローラ５５は、設定時（変化前）における眼の位置に基づいて、左眼が視認しうる虚像サブピクセルＶＰ３からＶＰ８に対応するサブピクセルＰ３からＰ８に左眼画像を表示させていた。コントローラ５５は、右眼が視認しうる虚像サブピクセルＶＰ９からＶＰ１２、ＶＰ１、およびＶＰ２に対応するサブピクセルＰ９からＰ１２、Ｐ１、およびＰ２に右眼画像を表示させていた。眼の位置が変化すると、左眼が視認しうる虚像サブピクセルＶＰは、虚像サブピクセルＶＰ４からＶＰ９となる。このときに、右眼が視認しうる虚像サブピクセルＶＰは、虚像サブピクセルＶＰ８からＶＰ１２、ＶＰ１、およびＶＰ２となる。すなわち、虚像サブピクセルＶＰ８およびＶＰ９は、左眼も右眼も視認しうるサブピクセルとなる。コントローラ５５は、虚像サブピクセルＶＰ８およびＶＰ９に対応するサブピクセルＰ８およびＰ９を黒表示サブピクセルとして黒画像を表示させてよい。コントローラ５５は、虚像サブピクセルＶＰ４からＶＰ７に対応するサブピクセルＰ４からＰ７を左表示サブピクセルと判定して左眼画像を表示させてよい。コントローラ５５は、虚像サブピクセルＶＰ１０からＶＰ１２、ＶＰ１、およびＶＰ２に対応するサブピクセルＰ１０からＰ１２、Ｐ１、およびＰ２を右表示サブピクセルと判定して右眼画像を表示させてよい。

コントローラ５５は、加速度に加えて、設定モードで判定した高さ方向の眼の位置に基づいて眼の位置の変化量を推定してもよい。利用者が着座している状態にある場合、図９に示すように、着座面からの眼の位置が高いほど、利用者の眼の位置が前後方向に変化する量は大きい。図９（ａ）に示す、利用者Ｕ１の着座面からの眼の位置の高さｖ_E1は、図９（ｂ）に示す、利用者Ｕ２の着座面からの眼の位置の高さｖ_E2より高い。この場合、同一の移動体２０の加速度および加速度の変化に対して、前後方向において、利用者Ｕ１の眼の位置の変化量Δｗ_E1は、利用者Ｕ２の眼の位置の変化量Δｗ_E2より大きい。したがって、コントローラ５５は、高さ方向の眼の位置が高いほど、加速度に基づく眼間方向の眼の位置の変化量を大きく推定してよい。

コントローラ５５は、加速度に加えて、あるいは加速度の代わりに、角加速度に基づいて眼の位置の変化量を推定してよい。

（画像の表示）
コントローラ５５は、眼間方向および前後方向における眼の位置の変化に基づいて、設定時の眼の位置、設定時の左表示サブピクセルおよび右表示サブピクセル、ならびに３次元表示装置５の特性を用いて、各サブピクセルに表示させる画像を判定する。コントローラ５５は、判定に基づいて表示パネル５２に画像を表示させる。

＜＜実測検証方式＞＞
＜設定モード＞
コントローラ５５は、推定方式と同じく、設定時における左眼および右眼の位置、ならびに左表示サブピクセルおよび右表示サブピクセルを判定する。

＜通常モード＞
（眼間方向における眼の位置の変化の推定）
コントローラ５５は、撮像装置１に撮像画像を生成させる。具体的には、コントローラ５５は、撮像制御信号を生成し、第２通信モジュール５４が撮像制御信号を撮像装置１に送信するよう制御する。コントローラ５５は、撮像制御信号を受信した撮像装置１によって生成された撮像画像を取得する。コントローラ５５が撮像装置１に撮像画像を生成させるタイミングは任意であってよい。例えば、コントローラ５５は、所定の時間間隔で撮像装置１に撮像画像を生成させてよい。例えば、コントローラ５５は、加速度が閾値以上であると判定した場合に、撮像装置１に撮像画像を生成させてよい。閾値は、加速度が該閾値以上である場合の利用者の眼の変化が、上述したテーブルまたは変換式によって推定される眼の変化と一致しない可能性が高いと見込まれる値の最低値である。閾値は、予めの実験等によって定められてよい。

コントローラ５５は、撮像画像に基づいて利用者の眼の位置を推定する。例えば、コントローラ５５は、撮像素子１２によって生成された単一の撮像画像に含まれる所定の物体の像と、眼の像との位置関係に基づいて、実空間における眼の位置を推定してよい。所定の物体は、移動体２０に対して固定して取付けられている物体であって、例えば、運転席のヘッドレスト、サイドウィンドウのフレーム等である。

コントローラ５５は、撮像素子１２によって生成された単一の撮像画像における利用者の体の少なくとも一部の像および所定の物体の像の位置と、実空間における所定の物体の位置に基づいて、実空間における眼の位置を推定してよい。身体の一部は、例えば、頭の頂部、肩、耳等であってよい。

コントローラ５５は、推定方式と同じく、眼間方向の加速度および加速度の変化に基づいて、利用者の眼の位置の変化を推定する。

コントローラ５５は、撮像画像に基づいて推定した眼の位置の設定時の眼の位置からの変化と、眼間方向の加速度および加速度の変化に基づいて推定した眼の位置の変化との差分を算出する。コントローラ５５は、差分を用いて、眼間方向の加速度および加速度の変化と眼の位置の変化との対応関係を較正する。具体的には、コントローラ５５は、差分に基づいて、眼間方向の加速度および加速度の変化と眼の位置の変化との対応を示すテーブルを較正してよい。コントローラ５５は、差分に基づいて、眼間方向の加速度および加速度の変化から眼の位置の変化を算出するための変換式を較正してよい。

その後、コントローラ５５は、次に対応関係が較正されるまで、較正された対応関係を用いて、推定方式と同じく、眼間方向の加速度に基づいて前後方向の眼の位置を判定する。

（前後方向における眼の位置の変化の推定）
コントローラ５５は、第２通信モジュール５４がＥＣＵから受信したモーション信号が示す前後方向の加速度を取得する。コントローラ５５は、前後方向の加速度に基づいて前後方向の加速度の変化を算出する。コントローラ５５は、前後方向の加速度および加速度の変化に基づいて前後方向における眼の位置の変化を抽出する。

コントローラ５５は、撮像装置１によって生成された撮像画像を取得し、撮像画像に基づいて利用者の眼の位置を推定する。

コントローラ５５は、撮像画像に基づいて推定した眼の位置の設定時からの変化と、前後方向の加速度および加速度の変化に基づいて推定した眼の位置の変化との差分を算出する。コントローラ５５は、差分を用いて、前後方向の加速度および加速度の変化と眼の位置の変化との対応関係を較正する。具体的には、コントローラ５５は、差分に基づいて、前後方向の加速度および加速度の変化と眼の位置の変化との対応を示すテーブルを較正してよい。コントローラ５５は、差分に基づいて、前後方向の加速度および加速度の変化から眼の位置の変化を算出するための変換式を較正してよい。

その後、コントローラ５５は、次に対応関係が較正されるまで、較正された対応関係を用いて、推定方式と同じく、前後方向の加速度に基づいて前後方向の眼の位置を判定する。
（画像の表示）
コントローラ５５は、推定方式と同じく、眼間方向および前後方向における眼の位置の変化に基づいて、表示パネル５２に画像を表示させる。

＜＜推定方式を用いた処理フロー＞＞
続いて、コントローラ５５が推定方式を用いて実行する通常モードでの処理について、図１１を参照して詳細に説明する。コントローラ５５は、通常モードでの処理を開始する前に、実空間における利用者の眼の位置（設定時の眼の位置）、ならびに左表示サブピクセルおよび右表示サブピクセルを判定している。コントローラ５５は、利用者の眼の位置、ならびに左表示サブピクセルおよび右表示サブピクセルをメモリ５６に記憶させている。コントローラ５５は、通常モードでの処理を開始するための開始指示がＨＵＤ２に入力されると処理を開始する。

まず、コントローラ５５は、第２通信モジュール５４がＥＣＵから受信したモーション信号が示す眼間方向の加速度を取得する（ステップＳ１１）。

ステップＳ１１で眼間方向の加速度が取得されると、コントローラ５５は、眼間方向の加速度の変化を算出する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２で加速度の変化が算出されると、コントローラ５５は、眼間方向の加速度および加速度の変化に基づいて、眼間方向における眼の位置の変化を推定する（ステップＳ１３）。

次に、コントローラ５５は、第２通信モジュール５４がＥＣＵから受信したモーション信号が示す前後方向の加速度を取得する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４で前後方向の加速度が取得されると、コントローラ５５は、前後方向の加速度の変化を算出する（ステップＳ１５）。

ステップＳ１５で前後方向の加速度の変化が算出されると、コントローラ５５は、前後方向の加速度および加速度の変化に基づいて、前後方向における眼の位置の変化を推定する（ステップＳ１６）。

コントローラ５５は、眼間方向および前後方向の眼の位置の変化に基づいて、メモリ５６に記憶されている設定時の眼の位置、ならびに設定時の左表示サブピクセルおよび右表示サブピクセルを用いて、表示パネル５２に画像を表示させる（ステップＳ１７）。

＜＜実測検証方式を用いた処理フロー＞＞
続いて、コントローラ５５が実測検証方式を用いて実行する通常モードでの処理について、図１２を参照して詳細に説明する。コントローラ５５は、通常モードでの処理を開始する前に、実空間における利用者の眼の位置（設定時の眼の位置）を推定し、ならびに左表示サブピクセルおよび右表示サブピクセルを判定している。コントローラ５５は、利用者の眼の位置、ならびに左表示サブピクセルおよび右表示サブピクセルをメモリ５６に記憶させている。コントローラ５５は、通常モードでの処理を開始するための開始指示がＨＵＤ２に入力されると処理を開始する。

まず、コントローラ５５は、第２通信モジュール５４がＥＣＵから受信したモーション信号が示す眼間方向の加速度を取得する（ステップＳ２１）。

ステップＳ２１で眼間方向の加速度が取得されると、コントローラ５５は、眼間方向の加速度の変化を算出する（ステップＳ２２）。

ステップＳ２２で眼間方向の加速度の変化が算出されると、コントローラ５５は、眼間方向の加速度および加速度の変化に基づいて眼間方向における眼の位置の変化を推定する（ステップＳ２３）。

コントローラ５５は、第１通信モジュール５４がＥＣＵから受信したモーション信号が示す前後方向の加速度を取得する（ステップＳ２４）。

ステップＳ２４で前後方向の加速度が取得されると、コントローラ５５は、前後方向の加速度の変化を算出する（ステップＳ２５）。

ステップＳ２５で前後方向の加速度の変化が算出されると、コントローラ５５は、前後方向の加速度および速度の変化に基づいて前後方向における眼の位置の変化を推定する（ステップＳ２６）。

コントローラ５５は、撮像装置１に撮像画像を生成させるタイミングであるか否かを判定する（ステップＳ２７）。

コントローラ５５は、ステップＳ２７で、撮像装置１に撮像画像を生成させるタイミングであると判定すると、撮像装置１に撮像画像を生成させて該撮像画像を取得する（ステップＳ２８）。

コントローラ５５は、撮像画像に基づいて眼間方向および前後方向における眼の位置の変化を推定する（ステップＳ２９）。

コントローラ５５は、ステップＳ２３で推定した眼間方向の眼の位置の変化と、ステップＳ２９で推定した眼間方向の眼の位置の変化との差分を用いて、眼間方向の加速度および加速度の変化と眼の位置の変化との対応関係を較正する。コントローラ５５は、ステップＳ２６で推定した前後方向の眼の位置の変化と、ステップＳ２９で推定した前後方向の眼の位置の変化との差分を用いて、前後方向の加速度および加速度の変化と眼の位置の変化との対応関係を較正する（ステップＳ３０）。

ステップＳ３０で対応関係が較正されると、コントローラ５５は、加速度および加速度の変化に基づいて、較正された対応関係を用いて利用者の眼の位置を判定する。コントローラ５５は、利用者の眼の位置に基づいて表示パネル５２に画像を表示させる。ステップＳ２７で撮像画像を生成させるタイミングでないと判定された場合、コントローラ５５は、加速度および加速度の変化に基づいて、既に設定または較正されている対応関係に基づいて利用者の眼の位置を判定する。コントローラ５５は、利用者の眼の位置に基づいて表示パネル５２に画像を表示させる（ステップＳ３１）。

本実施形態に係る３次元表示装置５として、コンピュータ等の情報処理装置が採用可能である。このような情報処理装置は、実施形態に係る３次元表示装置５の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを、情報処理装置のメモリに格納し、情報処理装置のコントローラによって当該プログラムを読み出して実行させることで実現可能である。

以上説明したように、本実施形態では、３次元表示装置５は、移動体２０の運動のパラメータを示すモーション信号を受信し、モーション信号が示すパラメータに基づいて、表示パネル５２に視差画像を表示させる。このため、３次元表示装置５は、移動体２０の動作に伴う、利用者の眼の位置の変化を推定して、該変化に基づいて、利用者が３次元画像を適切に視認するように、視差画像を表示することができる。３次元表示装置５は、撮像画像に基づいてではなく、運動のパラメータに基づいて視差画像を表示するため、撮像画像に対する処理負荷が低減されうる。

本実施形態では、３次元表示装置５は、高さ方向における利用者の眼の位置に基づいて視差画像を表示する。例えば、利用者が着座した状態にある場合、運動のパラメータの変化が同一であっても、眼の位置は、高さ方向に高いほど眼間方向に対して大きく変化する。すなわち、眼間方向の眼の位置は、運動のパラメータだけでなく、高さ方向における眼の位置によって変化する。したがって、３次元表示装置５は、高さ方向における眼の位置に応じて視差画像を表示することによって、利用者に３次元画像をより適切に視認させることができる。

コントローラ５５は、画像光を反射させる反射器３の位置および姿勢に基づいて、高さ方向における利用者の眼の位置を推定する。このため、通信ＨＵＤシステム１００は、例えば、眼の位置を推定するために利用者の眼を撮像する撮像装置を設ける必要がない。したがって、３次元表示装置５は、簡易な構成により利用者に適切に３次元画像を視認させることができる。

本実施形態では、３次元表示装置５は、利用者の高さ方向と重力方向とのずれに基づいて表示パネル５２に視差画像を表示させる。重力方向と高さ方向とがずれている場合、重力Ｇの眼間方向の成分Ｇ_uが発生する。この場合、利用者には、移動体２０の動作に基づく眼間方向の力だけでなく、重力Ｇの眼間方向の成分Ｇ_uが加わる。これにより、利用者の眼の位置の変化は、移動体２０の動作に基づく眼間方向の力だけが加わった場合の変化とは異なる。３次元表示装置５は、利用者の高さ方向と重力方向とのずれに基づいて、重力Ｇの眼間方向の成分Ｇ_uにも基づいて眼間方向における正確に眼の位置を推定することができる。したがって、３次元表示装置５は、より正確な眼の位置に基づいて、表示パネル５２に視差画像を表示させるため、利用者はより適切に３次元画像を視認することができる。

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。

例えば、上述の実施形態では、コントローラ５５は、ステップＳ１１からステップＳ１３を行った後、ステップＳ１４からステップＳ１６を行ったが、この限りではない。例えば、コントローラ５５は、ステップＳ１４からステップＳ１６を行った後、ステップＳ１１からステップＳ１３を行ってもよい。コントローラ５５は、ステップＳ１１からステップＳ１３と、ステップＳ１４からステップＳ１６とを並行して行ってもよい。

例えば、上述の実施形態では、コントローラ５５は、ステップＳ２１からステップＳ２３を行った後、ステップＳ２４からステップＳ２６を行ったが、この限りではない。例えば、コントローラ５５は、ステップＳ２４からステップＳ２６を行った後、ステップＳ２１からステップＳ２３を行ってもよい。コントローラ５５は、ステップＳ２１からステップＳ２３と、ステップＳ２４からステップＳ２６とを並行して行ってもよい。

例えば、上述の実施形態では、図１３に示すように、３次元表示装置５は、表示パネル５２から射出した画像光がパララックスバリア５３の透光領域５３１を透過して、反射器３および光学部材４を介さずに、直接、利用者の眼に到達するように、配置されてもよい。このような構成においては、コントローラ５５は、利用者の左眼が直接、視認する、アクティブエリアＡ上サブピクセルを左表示サブピクセルとする。コントローラ５５は、利用者の右眼が直接、視認する右可視領域５２ａＲに含まれるサブピクセルを右表示サブピクセルとする。

例えば、上述の実施形態では、光学素子がパララックスバリア５３であるとしたが、これに限られない。例えば、図１４に示すように、光学素子は、レンチキュラレンズ５７であってもよい。この場合、レンチキュラレンズ５７は、垂直方向に延びるシリンドリカルレンズ５７１を、平面上に水平方向に配列して構成される。レンチキュラレンズ５７は、パララックスバリア５３と同様に、一部のサブピクセルを出射した画像光を、利用者の左眼の位置に伝搬させ、他の一部のサブピクセルを出射した画像光を、利用者の右眼の位置に伝搬させる。

１ 撮像装置
２ ヘッドアップディスプレイ
３ 反射器
４ 光学部材
５ ３次元表示装置
１１ 撮像光学系
１２ 撮像素子
１３ 第１通信モジュール
２０ 移動体
５１ 照射器
５２ 表示パネル
５３ パララックスバリア
５４ 第２通信モジュール
５５ コントローラ
５３１ 透光領域
５３２ 減光領域
Ａ アクティブエリア
Ｖ１ 第１虚像
Ｖ２ 第２虚像
ＶａＬ 左可視領域
ＶａＲ 右可視領域
ＶｂＬ 左減光領域
ＶｂＲ 右減光領域
５３ａＬ 左可視領域
５３ａＲ 右可視領域
１００ 通信ヘッドアップディスプレイシステム

Claims (10)

1. 移動体に搭載された、視差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た画像光の伝播方向を規定する光学素子と、
   前記移動体の運動のパラメータを示すモーション信号を受信する通信モジュールと、
   前記モーション信号が示す前記パラメータに基づいて、前記表示パネルに前記視差画像を表示させるコントローラと、
   を備え 、
   前記コントローラは、高さ方向における利用者の眼の位置に基づいて、前記視差画像を表示させ る３次元表示装置。
2. 前記コントローラは、前記パラメータの時間当たりの変化量に基づいて、前記視差画像を表示させる、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、前記パラメータの大きさに基づいて、前記視差画像を表示させる、請求項１または２に記載の３次元表示装置。
4. 前記コントローラは、前記モーション信号が示す加速度および角加速度の少なくとも１つに基づいて、前記視差画像を表示させる、請求項１から３のいずれか一項に記載の３次元表示装置。
5. 前記コントローラは、前記画像光を反射させる反射器の位置および姿勢に基づいて、前記高さ方向における前記利用者の眼の位置を推定する請求項１～４のいずれか一項に記載の３次元表示装置。
6. 移動体に搭載された、視差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た画像光の伝播方向を規定する光学素子と、
   前記移動体の運動のパラメータを示すモーション信号を受信する通信モジュールと、
   前記モーション信号が示す前記パラメータに基づいて、前記表示パネルに前記視差画像を表示させるコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、前記運動のパラメータの変化量が大きいほど、前記視差画像を構成する、利用者の第１眼に視認させるための第１画像および前記利用者の第２眼に視認させるための、前記第１画像に対して視差を有する第２画像それぞれを表示させる、前記表示パネルにおける位置を大きく変更する３次元表示装置。
7. 移動体に搭載された、視差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た画像光の伝播方向を規定する光学素子と、
   前記移動体の運動のパラメータを示すモーション信号を受信する通信モジュールと、
   前記モーション信号が示す前記パラメータに基づいて、前記表示パネルに前記視差画像を表示させるコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、利用者の高さ方向と重力方向とのずれに基づいて前記表示パネルに前記視差画像を表示させる３次元表示装置。
8. 移動体に搭載された、視差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た画像光の伝播方向を規定する光学素子と、前記移動体の運動のパラメータを示すモーション信号を受信する通信モジュールと、前記モーション信号が示す前記パラメータに基づいて、前記表示パネルに前記視差画像を表示させるコントローラと、を含み、前記コントローラは、高さ方向における利用者の眼の位置に基づいて、前記視差画像を表示させる３次元表示装置と、
   前記３次元表示装置から射出された画像光を反射させて、利用者の眼に到達させる光学部材と、
   を備えるヘッドアップディスプレイ。
9. ヘッドアップディスプレイを備える移動体であって、
   視差画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルからの画像光の伝播方向を規定する光学素子と、前記移動体の運動のパラメータを示すモーション信号を受信する通信モジュールと、前記モーション信号が示す前記パラメータに基づいて、前記表示パネルに前記視差画像を表示させるコントローラと、を有し、前記コントローラは、高さ方向における利用者の眼の位置に基づいて、前記視差画像を表示させる３次元表示装置と、
   前記３次元表示装置から射出された画像光を反射させて、利用者の眼に到達させる光学部材と、
   を含むヘッドアップディスプレイを備える移動体。
10. 表示パネルと、前記表示パネルから射出された画像光の伝播方向を規定する光学素子と、通信モジュールと、コントローラとを備える、移動体に搭載された３次元表示装置が実行するためのプログラムであって、
    前記コントローラが、
    前記通信モジュールに、前記移動体の運動のパラメータを示すモーション信号を受信させ、
    前記パラメータに基づいて、前記表示パネルに視差画像を表示させ 、
    高さ方向における利用者の眼の位置に基づいて、前記視差画像を表示させ る
    ためのプログラム。

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