JP7119086B2 - 画像表示装置、画像表示システム、ヘッドアップディスプレイ、移動体および画像表示方法 - Google Patents
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Description
に変更するように構成される。前記コントローラは、前記第1サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に第1タイミングで変更するように構成される。前記コントローラは、前記第2サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に第2タイミングで変更するように構成される。前記第1タイミングは、前記第2タイミングと異なるタイミングである。
者の第1眼に到達させ、前記第2画像を前記利用者の第2眼に到達させることを含む。前記複数のサブピクセルは、第1色の光を発するように構成される複数の第1サブピクセルと、前記第1色と異なる第2色の光を発するように構成される複数の第2サブピクセルとを含み、前記第1サブピクセルと前記第2サブピクセルとは、前記第1方向に沿う長さが異なる。前記コントローラは、複数の前記第1サブピクセルおよび複数の前記第2サブピクセルを含む複数の前記サブピクセルをグループとして制御するように構成される。前記コントローラは、前記グループに属する一つの前記第1サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に変更する際に、前記グループに属する他の一つの前記第1サブピクセルが表示する画像を前記第2画像から前記第1画像に変更するように構成される。前記コントローラは、前記第1サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に第1タイミングで変更するように構成される。前記コントローラは、前記第2サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に第2タイミングで変更するように構成される。前記第1タイミングは、前記第2タイミングと異なるタイミングである。
本開示の複数の実施形態の1つに係る画像表示システム1は、図1に示されるように、検出装置2および画像表示装置3を含んで構成される。図1は、画像表示システム1を、この画像表示装置3により画像を観察する利用者の上方から見た様子を示している。
検出装置2は、利用者の左眼の位置(第1位置)および右眼の位置(第2位置)を検出し、画像表示装置3に出力するように構成される。検出装置2は、例えば、カメラを備えてよい。検出装置2は、カメラによって利用者の顔を撮影できるように構成されてよい。検出装置2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するように構成されてよい。検出装置2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するように構成されてよい。検出装置2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するように構成されてよい。
本開示の一実施形態において、画像表示装置3は、照射器4、表示装置としての表示パネル5、光学素子としての視差バリア6、コントローラ7、および、取得部8を含んで構成される。
図4を用いて、表示パネル5のアクティブエリア51上の3次元画像の表示方法について説明する。図4では、説明のため利用者の左眼(第1眼)から見た視差バリア6の輪郭線63が、アクティブエリア51上に二点鎖線で示されている。すなわち、図4に示される視差バリア6の輪郭線63は、視差バリア6が利用者の左眼が配置される適視距離の点からアクティブエリア51上に射影されたものである。本願において「射影」とは、目的とする物体外のある基準点からその物体上の全ての点を光路に沿って直線で結び、それらの直線とその物体が射影される平面との交点により形成される図形を意味する。また、「射影する」とは、その物体の射影を平面上に形成することを意味する。基準点と物体が射影される平面との間にレンズ、ミラー等の光学素子がある場合、基準点と物体上の点とを結ぶ直線は、光学素子の有する光学効果により屈折、偏向等を受ける光路に沿うものとする。
図4において、同一のグループ54に含まれるサブピクセル11の各々には、赤色サブピクセル11R、緑色サブピクセル11Gおよび青色サブピクセル11Bのそれぞれに対して、1~14の番号を付している。図4において、ピクセルの色は図2と同様に各サブピクセル11の列の上部に示すR,G,Bの符号により示す。以下の説明において、各グループ54の個々の赤色サブピクセル11Rを、他の色のサブピクセル11と区別するため番号の前に「r」を付されているものとして、番号r1~r14の赤色サブピクセル11Rとして説明する。同様に、緑色サブピクセル11Gについて、番号の前に「g」が付された番号g1~g14の緑色サブピクセル11Gとして説明する。また、青色サブピクセル11Bについて、番号の前に「b」が付された番号b1~b14の青色サブピクセル11Bとして説明する。
図1のコントローラ7は、検出装置2により検出された利用者の両眼の眼の位置に応じて、グループ54に属するサブピクセル11に表示する画像を、左眼画像および右眼画像の何れかに決定するように構成される。図4の例において、番号r1~r7の赤色サブピクセル11R、番号g1~g7の緑色サブピクセル11Gおよび番号b1~b7の青色サブピクセル11Bは、左眼画像を表示するサブピクセル11である。番号r8~r14の赤色サブピクセル11R、番号g8~g14の緑色サブピクセル11Gおよび番号b8~b14の青色サブピクセル11Bは、右眼画像を表示するサブピクセル11である。
図4~図13では、コントローラ7は、それぞれ14個の赤色サブピクセル11R、緑色サブピクセル11Gおよび青色サブピクセル11Bを一つのグループ54として、各サブピクセル11に表示する画像を左眼画像と右眼画像との間で、切り替え処理を行った。しかしながら、本開示の画像表示装置3は、他のサブピクセル11の配置パターンを有するグループ54、および、当該グループ54に対応する視差バリア6の構成を採用することが可能である。以下に、視差バリア6の設計方法およびグループ54のサブピクセル11の配置方法について、図14を参照して説明する。
図15は、第2例に係るサブピクセル11のグループ54である。この例では、a=1、b=2、k=3Hp、2n=6と設定される。図15では、番号r1~r3の赤色サブピクセル11R、番号g1~g3の緑色サブピクセル11Gおよび番号b1~b3の青色サブピクセル11Bが、左眼画像を表示している。また、番号r4~r6の赤色サブピクセル11R、番号g4~g6の緑色サブピクセル11Gおよび番号b4~b6の青色サブピクセル11Bが、右眼用画像を表示している。この状態から、視差バリア6を相対的にx方向の負の側に移動させると、まず、コントローラ7は、番号g6の緑色サブピクセル11Gと番号g3の緑色サブピクセル11Gとの間で、左眼画像と右眼画像との切り替えを行う。次に、コントローラ7は、番号r6の赤色サブピクセル11Rと番号r3の赤色サブピクセル11R、および、番号b6の青色サブピクセル11Bと番号b3の青色サブピクセル11Bの間で、左眼画像と右眼画像との表示の切り替えを行う。以下同様に、同じ色の各2つのサブピクセル11の表示する画像が、左眼画像と右眼画像との間で順次切り替えられる。
図16は、第3例に係るサブピクセル11のグループ54である。この例では、a=1、b=4、k=5Hp/2、2n=10と設定される。図16では、番号r1~r5の赤色サブピクセル11R、番号g1~g5の緑色サブピクセル11Gおよび番号b1~b5の青色サブピクセル11Bが、左眼用画像を表示している。また、番号r6~r10の赤色サブピクセル11R、番号g6~g10の緑色サブピクセル11Gおよび番号b6~b10の青色サブピクセル11Bが、右眼用画像を表示している。この状態から、視差バリア6を相対的にx方向の負の側に移動させると、まず、コントローラ7は、番号g10の緑色サブピクセル11Gと番号g5の緑色サブピクセル11Gとの間で、左眼画像と右眼画像との切り替えを行う。次に、コントローラ7は、番号r10の赤色サブピクセル11Rと番号r5の赤色サブピクセル11R、および、番号b10の青色サブピクセル11Bと番号b5の青色サブピクセル11Bの間で、左眼画像と右眼画像との入れ替えを行う。以下同様に、同じ色の各2つのサブピクセル11の表示する画像が、左眼画像と右眼画像との間で順次入れ替えられる。
図17に、複数の実施形態の1つに係る画像表示システム1Aが示される。図17において図1の画像表示システム1と同一または類似の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略する。上述の実施形態では、画像表示装置3が光学素子として視差バリア6を有するものとした。画像表示システム1Aの画像表示装置3Aは、光学素子として、視差バリア6に代えて、レンチキュラレンズ9を有することができる。この場合、レンチキュラレンズ9は、x方向およびy方向に対して、斜め方向に延びる微細な細長い半円筒型のシリンドリカルレンズ10を配列して構成されうる。
複数の実施形態の1つにおいて、図18に示されるように、画像表示システム1Bは、ヘッドアップディスプレイ100に搭載されうる。画像表示システム1Bは、利用者が表示パネル5を直視しない点を除き、図1の画像表示システム1と同一または類似の構成を有する。画像表示システム1Bは、画像表示装置3と検出装置2とを含む。画像表示システム1Bの画像表示システム1と同一または類似する構成要素は、画像表示システム1と同一の参照符号を用い説明を省略する。ヘッドアップディスプレイ100は、HUD(Head Up Display)ともいう。HUD100は、画像表示システム1Bと、一つ以上の光学部材110と、被投影面130を有する被投影部材120とを備える。
2 検出装置
3,3A 画像表示装置
4 照射器
5 表示パネル(表示装置)
6 視差バリア(光学素子)
7 コントローラ
8 取得部
9 レンチキュラレンズ(光学素子)
10 シリンドリカルレンズ
11 サブピクセル
11R 赤色サブピクセル(第1サブピクセル)
11G 緑色サブピクセル(第2サブピクセル)
11B 青色サブピクセル
12 ピクセル
15 表示境界
51 アクティブエリア
52 第1領域
53 第2領域
54 グループ
61 減光領域(光学要素)
62 透光領域
63 輪郭線
71 表示面
100 ヘッドアップディスプレイ
110 光学部材
120 被投影部材
130 被投影面
140 光路
150 虚像
200 移動体
Claims (11)
- 利用者の視差方向に対応する第1方向および該第1方向に交わる第2方向に沿って格子配列される複数のサブピクセルを含む表示パネルと、
前記表示パネルに表示される画像の光線方向を規定するように構成される光学素子と、
前記利用者の第1眼の第1位置と該第1眼とは異なる第2眼の第2位置とを取得するように構成される取得部と、
前記第1位置および前記第2位置に基づいて、前記利用者の前記第1眼に視認させる第1画像と、前記利用者の前記第2眼に視認させる第2画像とを表示する表示位置を前記複数のサブピクセルに含まれるサブピクセルごとに切り替え可能に構成されるコントローラと、を備え、
前記複数のサブピクセルは、第1色の光を発するように構成される複数の第1サブピクセルと、前記第1色と異なる第2色の光を発するように構成される複数の第2サブピクセルとを含み、
前記第1サブピクセルと前記第2サブピクセルとは、前記第1方向に沿う長さが異なり、
前記コントローラは、
複数の前記第1サブピクセルおよび複数の前記第2サブピクセルを含む複数の前記サブピクセルをグループとして制御するように構成され、且つ、
前記グループに属する一つの前記第1サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に変更する際に、前記グループに属する他の一つの前記第1サブピクセルが表示する画像を前記第2画像から前記第1画像に変更するように構成され、
前記コントローラは、
前記第1サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に第1タイミングで変更するように構成され、且つ、
前記第2サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に第2タイミングで変更するように構成され、
前記第1タイミングは、前記第2タイミングと異なるタイミングである、画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記光学素子は、前記第1方向に沿って並ぶ、前記光線方向を規定するように構成される複数の光学要素を含む、画像表示装置。 - 請求項2に記載の画像表示装置であって、
前記光学要素は、視差バリアを構成するスリット状の減光領域である、画像表示装置。 - 請求項2または3に記載の画像表示装置であって、
前記光学要素は、前記表示パネルと対向して配置され、前記第1方向および前記第2方向と交わる第3方向に沿って延びる、画像表示装置。 - 請求項4に記載の画像表示装置であって、
前記表示パネルは、それぞれ前記第1サブピクセルおよび前記第2サブピクセルを含む所定数のサブピクセルから構成される複数のピクセルを含み、
前記第3方向は、前記第1方向にaピクセル進む間に前記第2方向にbピクセル進む方向であり、
aおよびbは互いに素となる0以外の整数である、画像表示装置。 - 請求項5に記載の画像表示装置であって、
前記利用者の眼が配置される適視距離の点から射影される前記光学要素の前記表示パネル上の前記第1方向のピッチは、前記複数のピクセルの異なる2つの頂点を通る前記第3方向に延びる2つの直線間の前記第1方向の距離により規定される、画像表示装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の画像表示装置であって、
前記グループに属する複数のサブピクセルは、前記第1方向および前記第2方向に沿って面的に拡がっている、画像表示装置。 - 利用者の視差方向に対応する第1方向および該第1方向に交わる第2方向に沿って格子配列される複数のサブピクセルを含む表示パネルと、
前記表示パネルに表示される画像の光線方向を規定するように構成される光学素子と、
前記利用者の第1眼の第1位置と該第1眼とは異なる第2眼の第2位置とを検出可能に構成される検出装置と、
前記検出装置により検出された前記第1位置および前記第2位置に基づいて、前記利用者の前記第1眼に視認させる第1画像と、前記利用者の前記第2眼に視認させる第2画像とを表示する表示位置を前記複数のサブピクセルに含まれるサブピクセルごとに切り替え可能に構成されるコントローラと、を備え、
前記複数のサブピクセルは、第1色の光を発するように構成される複数の第1サブピクセルと、前記第1色と異なる第2色の光を発するように構成される複数の第2サブピクセルとを含み、
前記第1サブピクセルと前記第2サブピクセルとは、前記第1方向に沿う長さが異なり、
前記コントローラは、
複数の前記第1サブピクセルおよび複数の前記第2サブピクセルを含む複数の前記サブピクセルをグループとして制御するように構成され、且つ、
前記グループに属する一つの前記第1サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に変更する際に、前記グループに属する他の一つの前記第1サブピクセルが表示する画像を前記第2画像から前記第1画像に変更するように構成され、
前記コントローラは、
前記第1サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に第1タイミングで変更するように構成され、且つ、
前記第2サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に第2タイミングで変更するように構成され、
前記第1タイミングは、前記第2タイミングと異なるタイミングである、画像表示システム。 - 利用者の視差方向に対応する第1方向および該第1方向に交わる第2方向に沿って格子配列される複数のサブピクセルを含む表示パネルと、
前記表示パネルに表示される画像の光線方向を規定するように構成される光学素子と、
前記利用者の第1眼の第1位置と該第1眼とは異なる第2眼の第2位置とを検出可能に構成される検出装置と、
前記検出装置により検出された前記第1位置および前記第2位置に基づいて、前記利用者の前記第1眼に視認させる第1画像と、前記利用者の前記第2眼に視認させる第2画像とを表示する表示位置を前記複数のサブピクセルに含まれるサブピクセルごとに切り替え可能に構成されるコントローラと、
前記表示パネルおよび前記光学素子の前記利用者の眼の配置される側に配置された、前記表示パネルの虚像を投影するように構成される光学系と、を備え、
前記複数のサブピクセルは、第1色の光を発するように構成される複数の第1サブピクセルと、前記第1色と異なる第2色の光を発するように構成される複数の第2サブピクセルとを含み、
前記第1サブピクセルと前記第2サブピクセルとは、前記第1方向に沿う長さが異なり、
前記コントローラは、
複数の前記第1サブピクセルおよび複数の前記第2サブピクセルを含む複数の前記サ
ブピクセルをグループとして制御するように構成され、且つ、
前記グループに属する一つの前記第1サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に変更する際に、前記グループに属する他の一つの前記第1サブピクセルが表示する画像を前記第2画像から前記第1画像に変更するように構成され、
前記コントローラは、
前記第1サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に第1タイミングで変更するように構成され、且つ、
前記第2サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に第2タイミングで変更するように構成され、
前記第1タイミングは、前記第2タイミングと異なるタイミングである、ヘッドアップディスプレイ。 - 利用者の視差方向に対応する第1方向および該第1方向に交わる第2方向に沿って格子配列される複数のサブピクセルを含む表示パネルと、前記表示パネルに表示される画像の光線方向を規定するように構成される光学素子と、前記利用者の第1眼の第1位置と該第1眼とは異なる第2眼の第2位置とを検出可能に構成される検出装置と、前記検出装置により検出された前記第1位置および前記第2位置に基づいて、前記利用者の前記第1眼に視認させる第1画像と、前記利用者の前記第2眼に視認させる第2画像とを表示する表示位置を前記複数のサブピクセルに含まれるサブピクセルごとに切り替え可能に構成されるコントローラと、前記表示パネルおよび前記光学素子の前記利用者の眼の配置される側に配置された、前記表示パネルの虚像を投影するように構成される光学系とを含み、前記複数のサブピクセルは、第1色の光を発するように構成される複数の第1サブピクセルと、前記第1色と異なる第2色の光を発するように構成される複数の第2サブピクセルとを含み、前記第1サブピクセルと前記第2サブピクセルとは、前記第1方向に沿う長さが異なり、前記コントローラは、複数の前記第1サブピクセルおよび複数の前記第2サブピクセルを含む複数の前記サブピクセルをグループとして制御するように構成され、且つ、前記グループに属する一つの前記第1サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に変更する際に、前記グループに属する他の一つの前記第1サブピクセルが表示する画像を前記第2画像から前記第1画像に変更するように構成され、前記コントローラは、前記第1サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に第1タイミングで変更するように構成され、且つ、前記第2サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に第2タイミングで変更するように構成され、前記第1タイミングは、前記第2タイミングと異なるタイミングである、ヘッドアップディスプレイを備える移動体。
- 取得部により利用者の第1眼の第1位置と該第1眼とは異なる第2眼の第2位置を取得し、
コントローラにより、前記第1位置および前記第2位置に基づいて、表示パネルに含まれる利用者の視差方向に対応する第1方向および該第1方向に交わる第2方向に沿って格子配列される複数のサブピクセルのそれぞれに、第1画像および第2画像を表示し、
光学素子により、前記第1画像を前記利用者の第1眼に到達させ、前記第2画像を前記利用者の第2眼に到達させる、画像表示方法において、
前記複数のサブピクセルは、第1色の光を発するように構成される複数の第1サブピクセルと、前記第1色と異なる第2色の光を発するように構成される複数の第2サブピクセルとを含み、前記第1サブピクセルと前記第2サブピクセルとは、前記第1方向に沿う長さが異なり、
前記コントローラは、複数の前記第1サブピクセルおよび複数の前記第2サブピクセルを含む複数の前記サブピクセルをグループとして制御するように構成され、且つ、前記グループに属する一つの前記第1サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に変更する際に、前記グループに属する他の一つの前記第1サブピクセルが表示する画像を前記第2画像から前記第1画像に変更するように構成され、
前記コントローラは、
前記第1サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に第1タイミングで変更するように構成され、且つ、
前記第2サブピクセルが表示する画像を前記第1画像から前記第2画像に第2タイミングで変更するように構成され、
前記第1タイミングは、前記第2タイミングと異なるタイミングである、画像表示方法。
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