JP7337147B2 - 立体虚像表示モジュール、立体虚像表示システム、および移動体 - Google Patents

Description

本開示は、立体虚像表示モジュール、立体虚像表示システム、および移動体に関する。

液晶パネル、液晶パネルの前または後ろに配置されたパララックスバリア、および、拡大虚像形成用の光学系を含み、３次元画像を拡大して表示する表示装置が知られている。例えば、特許文献１によれば、パララックスバリアは、液晶パネルに表示される視差画像を左眼および右眼に分離し、拡大された虚像を利用者が立体視できるようにしている。

液晶パネルの視差画像として異なる画像を表示すると、視差画像に含まれる個々の画像は解像度が低下してしまう。

特開平７－２８７１９３号公報

本開示の一実施形態に係る立体虚像表示モジュールは、表示パネルと、第１光学デバイスセットと、第２光学デバイスと、を含む。表示パネルは、アクティブエリアを有する。アクティブエリアは、画像光を出力するように構成されている。第１光学デバイスセットは、利用者の第１眼及び第２眼に向かって画像光を反射するように構成されている。第１光学デバイスは、画像光を反射することで、利用者にアクティブエリアの虚像を視覚化するように構成されている。第２光学デバイスは、第１アクティブエリアから第１光学デバイスセットを介して利用者に向かう画像光の光線方向を変更または規制するように構成されている。第２光学デバイスは、第１画像光を第１眼に入れ、且つ第２画像光を第２眼に入れるように構成されている。第１アクティブエリアは、アクティブエリアに含まれる。立体虚像表示モジュールは、第１眼および第２眼の各々が前記第１アクティブエリアの虚像を１度あたり６０ピクセル以上の第１画素密度で視覚化可能に構成されている。

本開示の一実施形態に係る立体虚像表示モジュールは、表示パネルと、第１光学デバイスセットと、第２光学デバイスと、を含む。表示パネルは、アクティブエリアを有する。アクティブエリアは、画像光を第１方向に反射するように構成されている。第１光学デバイスセットは、画像光を第１方向に反射するように構成されている。第２光学デバイスは、第１アクティブエリアからの画像光の光線方向を変更または規制するように構成されている。第２光学デバイスは、第１画像光を第１空間に、第２画像光を第２空間に入れるように構成されている。立体虚像表示モジュールは、風防と一緒になって、第１アクティブエリアの虚像を１度あたり６０ピクセル以上の画素密度で前記利用者の各眼が視覚化できるように制御可能に構成されている。風防は、画像光を前記利用者に向かって反射するように構成されている。

本開示の一実施形態に係る立体虚像表示モジュールは、表示パネルと、第１光学デバイスセットと、第２光学デバイスと、を含む。表示パネルは、アクティブエリアを有する。アクティブエリアは、画像光を出力するように構成されている。第１光学デバイスセットは、利用者の第１眼及び第２眼に向かって画像光を反射するように構成されている。第１光学デバイスは、画像光を反射することで、利用者にアクティブエリアの虚像を視覚化するように構成されている。第２光学デバイスは、第１アクティブエリアから前記第１光学デバイスセットを介して利用者に向かう画像光を減衰または規制するように構成されている。第２光学デバイスは、第１画像光を第１眼に入力し、且つ第２画像光を第２眼に入力するよう制御可能に構成されている。第１アクティブエリアは、アクティブエリアに含まれる。立体虚像表示モジュールは、第１眼および第２眼の各々が前記第１アクティブエリアの虚像を１度あたり６０ピクセル以上の第１画素密度で視覚化可能に構成されている。

本開示の一実施形態に係る立体虚像表示モジュールは、表示パネルと、第１光学デバイスセットと、第２光学デバイスと、を含む。表示パネルは、アクティブエリアを有する。アクティブエリアは、画像光を第１方向に反射するように構成されている。第１光学デバイスセットは、画像光を第１方向に反射するように構成されている。第２光学デバイスは、第１アクティブエリアからの画像光の光線方向を変更可能または規制可能に構成されている。第２光学デバイスは、第１画像光を第１空間に、第２画像光を第２空間に入れるように制御可能に構成されている。立体虚像表示モジュールは、風防と一緒になって、第１アクティブエリアの虚像を１度あたり６０ピクセル以上の画素密度で前記利用者の各眼が視覚化できるように制御可能に構成されている。風防は、画像光を前記利用者に向かって反射するように構成されている。

本開示の一実施形態に係る立体虚像表示システムは、いずれかの立体虚像表示モジュールと、風防と、を有する。

本開示の一実施形態に係る移動体は、いずれかの立体虚像表示モジュールと、風防と、を有する。

本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。

一実施形態に係る立体虚像表示モジュールの概略構成図である。 表示パネルおよび第２光学デバイスを拡大して示す斜視図である。 表示パネルの第１のサブピクセルの配置例を説明する図である。 第１の表示モードにおける第２光学デバイスの第２のサブピクセルの表示例を説明する図である。 第２の表示モードによる３次元画像の表示を説明する図である。 第２の表示モードにおける第２光学デバイスの第２のサブピクセルの表示例を説明する図である。 第２の表示モードにおける表示パネルの第３のサブピクセルおよび第４のサブピクセルの配置例を説明する図である。 利用者の眼の位置に基づく、第３のサブピクセルおよび第４のサブピクセルの配置の変更を説明する図である。 利用者の眼の位置に基づく、第２光学デバイスの減光領域および透光領域の配置の変更を説明する図である。 表示装置の表示方法の第１の例を説明する図である。 表示装置の表示方法の第２の例を説明する図である。 表示装置の表示方法の第３の例を説明する図である。 画像表示領域と画像非表示領域の一例を示す図である。 図１３に対応する第７領域および第８領域の一例を示す図である。 移動体に搭載された表示装置の配置および構成を説明する図である。

以下、本開示の実施の形態について、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る。図面上の寸法比率等は現実のものとは一致していない。

本開示の複数の実施形態の１つに係る立体虚像表示システム１０は、図１に示されるように、立体虚像表示モジュール１１および検出装置１２を含んで構成される。図１は、立体虚像表示システム１０を、この立体虚像表示システム１０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１２は、利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置を検出しうる。検出装置１２は、立体虚像表示モジュール１１に利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置の情報を出力しうる。立体虚像表示モジュール１１は、利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置の情報に応じて、画像を表示しうる。以下に立体虚像表示システム１０の各部の構成をより詳細に説明する。

（立体虚像表示モジュール）
本開示の一実施形態において、立体虚像表示システム１０は、利用者が立体虚像を視覚化可能に構成されている。立体虚像は、利用者に立体像として知覚される虚像である。利用者は、個々の眼が視差の異なる平面的な虚像を視認することで当該虚像を立体像として知覚しうる。

立体虚像表示モジュール１１は、表示パネル１４、第１光学デバイスセット１９の少なくとも一部、および第２光学デバイス１５を含んでいる。立体虚像表示システム１０は、立体虚像表示モジュール１１に含まれない第１光学デバイスセット１９の他の一部を含みうる。立体虚像表示モジュール１１は、照射器１３、コントローラ１６、入力部１７、表示情報取得部１８を含みうる。

表示パネル１４は、透過型または自発光型の表示パネルを採用しうる。表示パネル１４として透過型の表示パネルを使用した場合、立体虚像表示モジュール１１は、照射器１３を採用しうる。表示パネル１４として、自発光型の表示パネルを使用した場合、立体虚像表示モジュール１１は、照射器１３を省略しうる。

透過型の表示パネルは、液晶パネルを含みうる。表示パネル１４は、公知の液晶パネルの構成を有してよい。公知の液晶パネルとしては、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式、ＶＡ（Vertical Alignment）方式、および、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）方式等の種々の液晶パネルを採用しうる。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。

図２は、表示パネル１４および第２光学デバイス１５を拡大して示す。表示パネル１４は、液晶層１４ａ、液晶層１４ａを挟むように配置される２つのガラス基板１４ｂ、１４ｃおよび、液晶層１４ａと一方のガラス基板１４ｃとの間に配置されたカラーフィルタ１４ｄを含むことができる。表示パネル１４は、さらに、配光膜、透明電極、および、偏光板等を含むことができる。配光膜、透明電極、および、偏光板等の配置および構成は、一般的な液晶パネルにおいて公知なので説明を省略する。なお、表示パネル１４は、カラーフィルタ１４ｄを有さず、立体虚像表示モジュール１１をモノクロの表示装置としてもよい。

表示パネル１４は、画像を表示可能に構成される。表示パネル１４において、画像を表示する表示領域は、液晶層１４ａとカラーフィルタ１４ｄとの界面付近に位置するとみなすことができる。表示パネル１４において、画像を表示する表示領域は、アクティブエリアと呼ぶことがある。言い換えると、表示パネル１４は、アクティブエリアを有する。立体虚像表示モジュール１１のアクティブエリアと呼ぶ場合がある。アクティブエリアは、表示パネル１４において実際に画像を表示することが可能な領域である。アクティブエリアは、画像光を出力するように構成される。

一実施形態において、照射器１３、表示パネル１４、第２光学デバイス１５、および、第１光学デバイスセット１９は、利用者に向かって出力される画像の画像光の光路に沿って並ぶ。立体虚像表示モジュール１１は、利用者から遠い側から、照射器１３、表示パネル１４、第２光学デバイス１５、および、第１光学デバイスセット１９の順で並びうる。表示パネル１４は、第２光学デバイス１５と並ぶ順番を代わりうる。

照射器１３は、光源、導光板、拡散板、拡散シート等を含みうる。照射器１３は、表示パネル１４に照射光を面的に照射するように構成される。照射器１３は、光源から照射光を射出するように構成される。照射器１３は、導光板、拡散板、拡散シート等により照射光を表示パネル１４の面方向に均一化するように構成されうる。照射器１３は、均一化された光を表示パネル１４の方に出射するように構成されうる。透過型の表示パネル１４を透過した照射光は、表示パネル１４が表示する画像に対応する画像光となる。透過型の表示パネル１４は、照射光を画像光に変換可能に構成される。

第１光学デバイスセット１９は、画像光を利用者の第１眼及び第２眼に向かって反射するように構成される。第１光学デバイスセット１９は、表示パネル１４のアクティブエリアに表示される画像を利用者の視野に投影する。第１光学デバイスセット１９は、利用者に向かって画像光を反射することで、当該利用者にアクティブエリアの虚像が視覚化されるように構成されている。第１光学デバイスセット１９は、正の屈折力を有する反射光学素子および屈折光学素子の少なくとも何れか１つ以上を含みうる。

図３は、第２光学デバイス１５側から見た表示パネル１４の一部を、拡大して示す図である。表示パネル１４の表示領域は、複数の第１のサブピクセル２１を含む。複数の第１のサブピクセル２１は、第１の方向および第１の方向に交わる第２の方向に沿って並ぶ。第２の方向は、第１の方向に略直交する方向としうる。第１の方向は、利用者の両眼に視差を与える視差方向に対応する。第１の方向は、利用者が視認した虚像において横方向または左右方向とすることができる。第２の方向は、利用者が視認した虚像において縦方向または上下方向とすることができる。以下では、第１の方向をｘ方向、第２の方向をｙ方向として説明する。各図において、第２光学デバイス１５から照射器１３へ向かう方向に見て、ｘ方向は右から左へ向かう方向として示す。ｙ方向は、上から下へ向かう方向として示す。ｘ方向およびｙ方向に直交し、利用者の眼の側に向かう光路に沿う方向をｚ方向とする。

複数の第１のサブピクセル２１は、ｘ方向およびｙ方向に格子状に並びうる。一実施形態において、各第１のサブピクセル２１のｙ方向の長さは、ｘ方向の長さより長い。各第１のサブピクセル２１は、カラーフィルタ１４ｄの色の配列に対応して、Ｒ（Red），Ｇ（Green），Ｂ（Blue）のいずれかの色を有しうる。Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの第１のサブピクセル２１は、一組として１つのピクセル２２を構成することができる。ピクセル２２の一つが、説明のため図３において破線により囲んで示される。１ピクセルのｘ方向の長さとｙ方向の長さとは、１：１に設定することができるが、これに限定されない。１つのピクセル２２を構成する複数の第１のサブピクセル２１は、例えば、ｘ方向に並びうる。同じ色の第１のサブピクセル２１が例えば、ｙ方向に並びうる。複数の第１のサブピクセル２１は、同じ色としうる。複数の第１のサブピクセル２１は、色を有さなくてよい。照射光は、第１のサブピクセル２１によって色成分のバランスが変更されて画像光となる。例えば、Ｒの第１のサブピクセル２１は、他色の光が減衰して赤い光が透過するように構成される。表示パネル１４が自発光型である場合、第１のサブピクセル２１から画像光が出力されるように構成される。

第２光学デバイス１５は、第１アクティブエリアから第１光学デバイスセット１９を介して利用者に向かう画像光の光線方向を変更または規制するように構成されうる。アクティブエリアは、第１アクティブエリアを含む。第２光学デバイス１５は、第１アクティブエリアから第１光学デバイスセット１９を介して利用者に向かう画像光を減衰または規制するように構成されうる。第２光学デバイス１５は、第１画像光を第１空間に入れ、且つ第２画像光を第２空間に入れるように構成される。第１空間は、第１眼があると想定される空間である。第２空間は、第２眼があると想定される空間である。第２光学デバイス１５は、第１画像光を第１眼に入れ、且つ第２画像光を第２眼に入れるように構成される。第１アクティブエリアから出る画像光は、第１画像光および第２画像光を含む。利用者は、第１眼に第１画像光が入射されることで、虚像が視覚化される。利用者は、第１眼に第１画像光が入射されることで、虚像が視覚化される。利用者は、第１画像光および第２画像光を異なる眼で視認することで、２つの虚像を１つの立体像として知覚する。

第２光学デバイス１５は、透過型の表示パネルを用いることができる。第２光学デバイス１５は、表示パネル１４からの出力が第２光学デバイス１５に入射するように構成される。第２光学デバイス１５としては、液晶パネルを採用しうる。液晶パネルを利用した第２光学デバイス１５は、画像光の減衰を制御可能に構成される。図２に示すように、第２光学デバイス１５は、液晶層１５ａ、液晶層１５ａを挟むように配置される２つのガラス基板１５ｂおよび１５ｃを含む。第２光学デバイス１５は、カラーフィルタを省略しうる。第２光学デバイス１５は、カラーフィルタを省略することで、画像光の輝度の低下を低減できる。第２光学デバイス１５の表示領域は、液晶層１５ａとガラス基板１５ｃとの界面付近に位置するとみなすことができる。

図４に示すように、第２光学デバイス１５は、ｘ方向及びｙ方向に沿って、格子状に並ぶ複数の第２のサブピクセル２３を含む。複数の第２のサブピクセル２３は、複数の第１のサブピクセル２１と等ピッチで配列されてよい。この場合、第２のサブピクセル２３の水平ピッチＨｐおよび垂直ピッチＶｐは、第１のサブピクセル２１の水平ピッチＨｐおよび垂直ピッチＶｐと等しい。表示パネル１４および第２光学デバイス１５は、表示パネル１４の法線方向に見たとき、複数の第１のサブピクセル２１の各々が第２のサブピクセル２３のいずれかと重ね合わさるように対向しうる。このようにすることにより、表示パネル１４および第２光学デバイス１５に、同一の形状および寸法を有する表示パネルを使用することができるので、製造が容易となる。立体虚像表示モジュール１１は、表示パネル１４の第１のサブピクセル２１と第２光学デバイス１５の第２のサブピクセル２３とが１対１で対応する。立体虚像表示モジュール１１は、画像表示の際の演算量を低減でき、コントローラ１６による制御が容易になる。しかしながら、複数の第２のサブピクセル２３は、複数の第１のサブピクセル２１と等ピッチでなくてもよい。例えば、第２のサブピクセル２３は、第１光学デバイスセット１９による表示パネル１４と第２光学デバイス１５との像倍率の差を考慮して、第１のサブピクセル２１と異なる大きさとすることができる。

第２光学デバイス１５は、表示パネル１４に対してｚ方向に所定距離離れている。表示パネル１４と第２光学デバイス１５とは、一体として形成されてよい。例えば、表示パネル１４と第２光学デバイス１５とは、光学的に透明な接着剤を用いて相互に固定される。光学的に透明な接着剤はＯＣＡ（Optical Clear Adhesive）を含む。

第２光学デバイス１５は、第２のサブピクセル２３ごとに画像光の透過率を制御可能に構成される。第２光学デバイス１５は、第２のサブピクセル２３ごとに画像光の減衰率を制御可能に構成される。第２光学デバイス１５は、特定の領域を通る画像光を、光強度を大きく低下させることなく透過させ、他の特定の領域を通る画像光を減光させることができる。ここで、「減光」は、ほぼ光を透過させない「遮光」をも含む。第２光学デバイス１５は、光を透過させる領域の第２のサブピクセル２３を最も明るい階調とし、減光させる領域の第２のサブピクセル２３を最も暗い階調としうる。第２のサブピクセル２３の階調は、光の透過率に対応する。最も明るい階調は、最も光の透過率が高い階調を意味する。最も暗い階調は、最も光の透過率が低い階調を意味する。第２光学デバイス１５は、光を透過させる透光領域と、減光させる減光領域との間で、可視光領域の光の透過率を、１００倍以上、例えば１０００倍程度異ならせることができる。

第２光学デバイス１５は、ＭＥＭＳシャッタパネルを採用しうる。ＭＥＭＳシャッタパネルを利用する第２光学デバイス１５は、画像光を規制可能に構成される。第２光学デバイス１５は、複数の開口が第１方向および第２方向に並びうる。複数の開口は、サブピクセル又はピクセルに対応しうる。第２光学デバイス１５は、各開口にカラーフィルタを含みうる。

第２光学デバイス１５は、パララックスバリアを採用しうる。パララックスバリアは、画像光の光線方向を規制するように構成される。パララックスバリアは、画像光が透過するように構成される領域と、画像光の透過が規制される領域とを含む。第２光学デバイス１５は、パララックスレンズを採用しうる。パララックスレンズは、画像光の光線方向を変更するように構成される。

コントローラ１６は、立体虚像表示システム１０の各構成要素に接続され、各構成要素を制御可能に構成されている。コントローラ１６は、例えばプロセッサとして構成される。コントローラ１６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１６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よい。コントローラ１６は、記憶部を備え、記憶部に各種情報、または立体虚像表示システム１０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１６のワークメモリとして機能してよい。

コントローラ１６は、画像データに基づいて、表示パネル１４の第１のサブピクセル２１を制御するように構成される。表示パネル１４は、コントローラ１６の制御によって第１のサブピクセル２１が制御可能に構成される。コントローラ１６は、第２光学デバイス１５の第２のサブピクセル２３を制御するように構成される。第２光学デバイス１５は、コントローラ１６の制御によって第２のサブピクセル２３が制御可能に構成されうる。画像データは、後述する表示情報取得部１８から取得することができる。画像データは、表示情報取得部１８から取得した情報に基づいて、コントローラ１６内で生成してよい。画像データは、文字および記号等を含んでよい。画像データは、２次元画像データ、および、３次元画像を表示するための視差画像データを含む。

コントローラ１６は、表示パネル１４に２次元画像を表示する第１の表示モード、および、視差画像を表示する第２の表示モードを含む複数の表示モードの間で切り替えることができる。コントローラ１６は、第２光学デバイス１５の駆動モードを、第１の表示モードに対応する第１の駆動モード、および、前記第２の表示モードに対応する第２の駆動モードを含む複数の駆動モードの間で切り替えることができる。コントローラ１６による表示モードの切り替えについては後述する。

入力部１７は、利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置の情報を、検出装置１２から受信することができる。入力部１７は、電気コネクタまたは光コネクタを備えうる。入力部１７は、検出装置１２からの電気信号または光信号を受信可能に構成され得る。

表示情報取得部１８は、他の装置から立体虚像表示モジュール１１に表示すべき情報を取得する。例えば、表示情報取得部１８は、予め記憶された画像を再生する画像再生装置から表示すべき情報を取得してよい。表示情報取得部１８は、外部からの無線通信回線を通じて表示すべき情報を取得してよい。例えば、立体虚像表示システム１０が車両に搭載される場合、表示情報取得部１８は、車両内の電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）から、表示すべき情報を取得してよい。

コントローラ１６は、利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置に対する、第１光学デバイスセット１９による表示パネル１４および第２光学デバイス１５の像の拡大倍率を考慮して、表示パネル１４および第２光学デバイス１５を制御する。

一実施形態において、第１光学デバイスセット１９は、利用者が適視距離からみたとき、利用者の視野内で、第１のサブピクセル２１およびこれに対向して位置する第２のサブピクセル２３が互いに異なるピッチを有するように画像光を投影する。この場合、利用者からみて表示パネル１４が第２光学デバイス１５より遠くに位置するのに関わらず、同じ仕様でサブピクセル２１，２３が配列された表示パネル１４の表示領域と第２光学デバイス１５の表示領域とは、同じ視野範囲を占める。このような要件を満たす第１光学デバイスセット１９は、幾何光学に基づいて設計することが可能である。

このような第１光学デバイスセット１９を採用することにより、第１のサブピクセル２１および第２のサブピクセル２３の対応付けが容易となる。したがって、コントローラ１６をより簡単に構成することができ、且つ、コントローラ１６の処理負荷を軽減することができる。

（検出装置）
検出装置１２は、利用者の眼の位置を検出可能に構成される。検出装置１２は、立体虚像表示モジュール１１の入力部１７に出力するように構成される。検出装置１２は、例えば、カメラを備えてよい。検出装置１２は、カメラによって利用者の顔を撮影するように構成してよい。検出装置１２は、カメラの撮影画像から左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの少なくとも一方の位置を検出するように構成してよい。検出装置１２は、１個のカメラの撮影画像から、左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒ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してよい。検出装置１２は、２個以上のカメラの撮影画像から、左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒ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してよい。

検出装置１２は、カメラを備えず、装置外のカメラに接続されるように構成してよい。検出装置１２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るように構成してよい。装置外のカメラは、共有ネットワークを介して入力端子に間接的に接続されるように構成してよい。カメラを備えない検出装置１２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１２は、入力端子に入力された映像信号から左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの少なくとも一方の位置を検出するように構成してよい。

検出装置１２は、カメラに代えて、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１２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Ｅｌおよび右眼Ｅｒの少なくとも一方の位置を推定するように構成してよい。検出装置１２は、１個または２個以上のセンサによって、左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒ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してよい。

検出装置１２は、左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒのいずれか一方のみの位置を検出した場合、予め記憶された利用者の眼間距離の情報または一般的な眼間距離の情報から、他方の眼の位置を推定しうるように構成してよい。他方の眼の位置の推定は、検出装置１２ではなく、コントローラ１６で行う構成であってもよい。

立体虚像表示モジュール１１と利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒとの相対的な位置関係が、ほぼ固定されるような表示装置では、検出装置１２は設けなくともよい。その場合、入力部１７も不要となる。

（第１の表示モード）
立体虚像表示モジュール１１は、第１の表示モードにおいて、表示パネル１４の第１のサブピクセル２１に２次元画像を表示する。２次元画像は、モノクロ画像およびカラー画像を含みうる。第１の表示モードのとき、第２光学デバイス１５は、コントローラ１６により、第１の駆動モードで駆動される。第２光学デバイス１５は、表示パネル１４から射出される画像光の減光が小さくなるように、または遮光しないように制御されうる。利用者は、第１のサブピクセル２１の虚像を両眼で視認する。本開示の立体虚像表示モジュール１１において、利用者は、第１のサブピクセル２１の虚像を１度あたり１６０ピクセル以上の画素密度で視覚化する。この１度あたり画素量をＰＰＤ（Pixels Per Degree）と呼ぶことがある。この単位角度あたりの画素量は、画素角密度と呼ばれる。利用者は、両眼で６０ＰＰＤの虚像を視認する。両眼で視認される虚像の画素密度は、第１画素密度と呼ばれうる。この画素密度は、虚像の距離、表示パネル１４の画素線密度（ＰＰＩ；Pixels Per Inch）、第１光学デバイスセット１９の拡大倍率などによって定まる。

第１の駆動モードのとき、第２光学デバイス１５は、例えば、全ての第２のサブピクセル２３を最も明るい階調またはこれに準じる階調とする。この場合、第２のサブピクセル２３の「最も明るい階調」とは、表示パネル１４からの画像光の透過率が最も高い階調を意味する。以下において、第２のサブピクセル２３の「最も暗い階調」とは、表示パネル１４からの画像光の透過率が最も低くなる階調を意味する。図４は、全ての第２のサブピクセル２３が「最も明るい階調」の状態を表示する。第２のサブピクセル２３は、表示パネル１４に表示される画像の画像光を透過させる。

第１の表示モードにおける第２のサブピクセル２３の駆動方法は、上記のものに限られない。例えば、第２のサブピクセル２３は、表示パネル１４の画像が表示される領域に対応する領域において最も明るい階調とし、表示パネル１４の画像が表示されない領域に対応する領域において最も暗い階調としてよい。

（第２の表示モード）
第２の表示モードは、利用者に対して３次元画像と視認される画像を表示するモードである。３次元画像を適切に表示するため、表示パネル１４から利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒ迄の距離は、例えば適視距離に設定される。適視距離は、立体虚像表示モジュール１１により視差画像を観察するとき、最もクロストークが少ない距離である。この場合、クロストークとは、右眼Ｅｒ用に表示される画像が左眼Ｅｌに入射し、および／または、左眼Ｅｌ用に表示される画像が右眼Ｅｒに入射することを意味する。

３次元画像を表示する第２の表示モードにおいて、第２光学デバイス１５は、コントローラ１６により、第２の駆動モードで駆動される。第２の駆動モードにおいて、第２光学デバイス１５は、第１のサブピクセル２１から射出される画像光を減光する光学素子として機能する。図５および図６に示すように、第２光学デバイス１５の減光領域（第１領域）３１に含まれる第２のサブピクセル２３は、コントローラ１６により、透光領域（第２領域）３２に含まれる第２のサブピクセル２３より暗い階調に制御される。第２光学デバイス１５の減光領域３１に含まれる第２のサブピクセル２３は、最も暗い階調に設定されてよい。また、透光領域３２に含まれる第２のサブピクセル２３は、コントローラ１６により、明るい階調に設定される。透光領域３２に含まれる第２のサブピクセル２３は、最も明るい階調に設定されてよい。減光領域３１に含まれる第２のサブピクセル２３の光の透過率は、透光領域３２に含まれる第２のサブピクセル２３の光の透過率の１００分の１以下としうる。

図６に示すように、減光領域３１および透光領域３２は、それぞれ、一方向に延びる領域である。複数の減光領域３１および複数の透光領域３２は、交互に並びうる。複数の減光領域３１は互いに略等しい幅を有して、ｘ方向に所定の間隔で周期的に並びうる。複数の透光領域３２は、互いに略等しい幅を有して、ｘ方向に所定の間隔で周期的に並びうる。表示パネル１４の第１のサブピクセル２１から射出される画像光は、第２光学デバイス１５の減光領域３１および透光領域３２によって、左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒのそれぞれに対して視認可能な範囲が定まる。減光領域３１のｘ方向の幅は、透光領域３２のｘ方向の幅と同じ、または、透光領域３２のｘ方向の幅よりも広くすることができる。

減光領域３１および透光領域３２は、ｘ方向を除く一方向に連続的に延びてよい。減光領域３１および透光領域３２は、パララックスバリアとして機能しうる。減光領域３１および透光領域３２が延びる方向は、ｘ方向およびｙ方向に対して斜め方向としうる。減光領域３１および透光領域３２が延びる方向のｙ方向に対する角度をバリア傾斜角とよぶことができる。バリア傾斜角は、０度より大きく９０度より小さい角度としうる。仮に、減光領域３１および透光領域３２が、ｙ方向に沿って配列される場合、第１のサブピクセル２１および／または第２のサブピクセル２３の寸法および／または配置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。減光領域３１および透光領域３２が、０度以外のバリア傾斜角を有する場合、第１のサブピクセル２１および／または第２のサブピクセル２３の寸法および／または配置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。

第２の表示モードにおいて、第２光学デバイス１５は、表示パネル１４から出射した画像光の少なくとも一部を、該画像光が第２光学デバイス１５に入射する位置に応じて減光する。第２光学デバイス１５は、表示パネル１４から出射した画像光の他の一部を、第２光学デバイス１５に入射する位置に応じて透過させる。これにより、第２光学デバイス１５は、表示パネル１４から出射した画像光の光線方向を規定する。

立体虚像表示モジュール１１は、３次元画像を表示する第２の表示モードにおいて、表示パネル１４の第１のサブピクセル２１に、視差画像を表示する。視差画像は、互いに視差を有する左眼Ｅｌ用と右眼Ｅｒ用の画像を含む画像である。図５に示すように、表示パネル１４の第１のサブピクセル２１に含まれる第３のサブピクセル３３から出射した第１画像光は、第２光学デバイス１５によって光線方向が規定されて利用者の左眼Ｅｌに到達する。このため、図５に示される状態で、第３のサブピクセル３３に左眼Ｅｌ用の画像が表示される。表示パネル１４の第１のサブピクセル２１に含まれる第４のサブピクセル３４から出射した第２画像光は、第２光学デバイス１５によって光線方向が規定されて利用者の右眼Ｅｒに到達する。このため、第４のサブピクセル３４には、右眼Ｅｒ用の画像が表示される。利用者は、左眼に第１画像光が入力され、右眼に第２画像光が入力される。利用者は、両眼に視差画像のうちの異なる画像が入力されることで、画像を３次元画像として認識することができる。なお、図５は第１光学デバイスセット１９を通る画像光を直線的に描いているが、実際には第１光学デバイスセット１９を通る画像光は第１光学デバイスセット１９を構成する光学素子により、屈折および反射等を受ける。

利用者は、第３のサブピクセル３３の虚像を左眼で視認し、第４のサブピクセル３４の虚像を右眼で視認する。本開示の立体虚像表示モジュール１１において、利用者は、第３のサブピクセル３３の虚像を３０ＰＰＤの画素密度で視覚化し、第４のサブピクセル３４の虚像を３０ＰＰＤの画素密度で視覚化する。この各眼で視認される虚像の画素密度は、第２画素密度と呼ばれうる。利用者は、各眼で３０ＰＰＤの虚像を視認する。利用者は、各眼で視認する３０ＰＰＤの虚像を１つの立体虚像として視認する。この立体虚像は、利用者にとって、両眼で視認する６０ＰＰＤの虚像と同程度の画素密度の画像として認識される。各眼に３０ＰＰＤで虚像を表示することで、立体虚像表示モジュール１１は、立体虚像に変更したときの解像感の低下を低減することができる。

一例において、表示パネル１４上において、左眼Ｅｌ用の画像を表示する第３のサブピクセル３３、および、右眼用の画像を表示する第４のサブピクセル３４は、図７に示すように配置される。図７において、第１のサブピクセル２１には説明のための番号１～６が付されている。同じ番号を付された第１のサブピクセル２１は、第３のサブピクセル３３または第４のサブピクセル３４の何れか同一のサブピクセルに属する。後述するように、第１のサブピクセル２１は、第３のサブピクセル３３と第４のサブピクセル３４との間で切り替え可能である。同一の番号が付された第１のサブピクセル２１は、同一のタイミングで切り替わる。図７に図示の例において、第３のサブピクセル３３は、番号１～３が付された第１のサブピクセル２１である。第４のサブピクセル３４は、番号４～６が付された第１のサブピクセル２１である。第３のサブピクセル３３および第４のサブピクセル３４の配列は、第２光学デバイス１５の減光領域３１および透光領域３２により形成されるパララックスバリアのバリア傾斜角に対応する角度で、ｙ方向に対して傾斜している。

図７において、第３のサブピクセル３３は、第２光学デバイス１５の透光領域３２を介して、利用者の左眼Ｅｌが視認可能な表示パネル１４上の左眼可視領域３５に少なくとも部分的に位置する。第３のサブピクセル３３は、利用者の左眼Ｅｌが視認可能な表示パネル１４上の領域に、半分以上含まれていてよい。このとき、第３のサブピクセル３３は、第２光学デバイス１５の減光領域３１により減光され、利用者の右眼Ｅｒが視認できない表示パネル１４上の領域に少なくとも部分的に位置する。第４のサブピクセル３４は、第２光学デバイス１５の透光領域３２を介して、利用者の右眼Ｅｒが視認可能な表示パネル１４上の右眼可視領域３６に少なくとも部分的に位置する。第４のサブピクセル３４は、利用者の右眼Ｅｒが視認可能な表示パネル１４上の領域に、半分以上含まれていてよい。このとき、第４のサブピクセル３４は、第２光学デバイス１５の減光領域３１により減光され、利用者の左眼Ｅｌが視認できない表示パネル１４上の領域に少なくとも部分的に位置する。第２光学デバイス１５の減光領域３１および透光領域３２のｘ方向に並ぶ第２のサブピクセル２３の数が等しいとき、左眼可視領域３５は、右眼Ｅｒから視認できない領域にほぼ一致する。右眼可視領域３６は、左眼Ｅｌから視認できない領域にほぼ一致する。

利用者が視差画像を観察するとき、利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置が移動することがある。利用者の眼の位置が変わると、表示パネル１４上で、左眼Ｅｌにより視認可能な領域および右眼Ｅｒにより視認可能な領域の位置が変わりうる。例えば、利用者の眼が表示パネル１４に対して左方向（正のｘ方向）に移動した場合、利用者の眼から見た第２光学デバイス１５上の減光領域３１および透光領域３２の位置が、見かけ上表示パネル１４に対し、右方向（負のｘ方向）に変位する。

減光領域３１および透光領域３２が、見かけ上表示パネル１４に対し右方向に変位すると、図７に番号１を付した第３のサブピクセル３３が、利用者の左眼Ｅｌから視認できなくなるとともに、利用者の右眼Ｅｒに視認されて、クロストークを発生させる。同様に、図７に番号４を付した第４のサブピクセル３４が、利用者の右眼Ｅｒから視認できなくなるとともに、利用者の左眼Ｅｌに視認されて、クロストークを発生させる。

この場合、コントローラ１６は、検出装置１２により検出された利用者の眼の位置を、入力部１７を介して取得し、利用者の眼の位置に基づいて、クロストークが最小となるように、第３のサブピクセル３３および第４のサブピクセル３４の配置を切り替えうる。図８は、図７の状態から、一部の第１のサブピクセル２１を、第３のサブピクセル３３および第４のサブピクセル３４の間で切り替えを行った例を示す。図８の例では、コントローラ１６は、番号１の第３のサブピクセル３３を第４のサブピクセル３４に切り替え、番号４の第４のサブピクセル３４を第３のサブピクセル３３に切り替える。すなわち、コントローラ１６は、番号２～４の第１のサブピクセル２１を、左眼Ｅｌ用の画像を表示する第３のサブピクセル３３とする。コントローラ１６は、番号５，６，１の第１のサブピクセル２１を、右眼Ｅｒ用の画像を表示する第４のサブピクセル３４とする。その結果、左眼可視領域３５および右眼可視領域３６は、全体として負のｘ方向に移動する。これによって、利用者は、表示パネル１４に対する眼の位置が変わった場合でも、表示パネル１４上に適切な視差画像を観察することが可能になる。すなわち、利用者は３次元画像と視認される画像を見続けることができる。

上述の方法とは異なり、利用者が視差画像を観察するとき、利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置の変化に対応するため、コントローラ１６は、第２光学デバイス１５に表示する減光領域３１および透光領域３２の位置を変化させてよい。例えば、利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒが、表示パネル１４に対して左方向（正のｘ方向）に移動した場合、図９に示すように、図６の状態から減光領域３１および透光領域３２を左方向に移動させてよい。

以上説明したように、本開示の立体虚像表示システム１０および立体虚像表示モジュール１１は、表示パネル１４に２次元画像を表示する第１の表示モードと、視差画像を表示する第２の表示モードとを有する。コントローラ１６は、第１の表示モードで第２光学デバイス１５を、画像光を透過させる第１の駆動モードで駆動する。コントローラ１６は、第２の表示モードで、第２光学デバイス１５を、視差画像の画像光の進む方向を規定する第２の駆動モードで駆動する。これにより、立体虚像表示システム１０および立体虚像表示モジュール１１は、同一の装置を用いて２次元画像と３次元画像を切り替えて表
示することができる。

（２次元画像および３次元画像の部分表示）
本開示の一実施形態において、立体虚像表示システム１０および立体虚像表示モジュール１１は、２次元画像と３次元画像とを混在させて表示することができる。２次元画像と３次元画像とは、それぞれ立体虚像表示モジュール１１の一部に表示される。図１０は、表示パネル１４および第２光学デバイス１５の表示内容の一例を説明する図である。

図１０において、表示パネル１４は、２次元画像を表示する第３領域４１と、視差画像を表示する第４領域４２とを含んでいる。第４領域４２は、第１アクティブエリアに対応する。第３領域４１は、第２アクティブエリアに対応する。第２光学デバイス１５は、第２アクティブエリアからの画像光を第３空間に入力するように構成される。第３空間は利用者の両眼があると想定される空間である。第２光学デバイス１５は、第３領域４１に対応し、第２のサブピクセル２３の一部からなる第５領域４３が第１の駆動モードで制御される。第２光学デバイス１５は、第４領域４２に対応し第２のサブピクセル２３の一部からなる第６領域４４が、第２の駆動モードで制御される。第２光学デバイス１５は、一部が第１の駆動モードで制御され、他の一部が第２駆動モードで制御される。第５領域４３は、第２光学デバイス１５上で、表示パネル１４の第３領域４１に対向する領域としうる。第６領域４４は、第２光学デバイス１５上で、表示パネル１４の第４領域４２に対向する領域としうる。

第１の駆動モードにおいて、第５領域４３は、２次元画像を透過させるため、全ての第２のサブピクセル２３の階調を明るくさせることができる。第５領域４３は、第２のサブピクセル２３の最も明るい階調としうる。第２の駆動モードにおいて、第６領域４４は、図６を用いて説明したように、所定方向に延びる相対的に階調の暗い減光領域３１、および、相対的に階調の明るい透光領域３２を含む。第６領域４４は、第４領域４２に表示される視差画像中の第３のサブピクセル３３による画像を、利用者の左眼Ｅｌに到達させる。第６領域４４は、第４領域４２に表示される視差画像中の第４のサブピクセル３４による画像を、利用者の右眼Ｅｒに到達させる。第３のサブピクセル３３による画像に相当する画像光は、第１画像光に対応する。第４のサブピクセル３４による画像に相当する画像光は、第２画像光に対応する。

コントローラ１６は、表示パネル１４の第３領域４１における第１の表示モードによる２次元画像の表示、および、第４領域４２における第２の表示モードによる視差画像の表示を制御する。コントローラ１６は、第２光学デバイス１５の第５領域４３の第１の駆動モードによる駆動、および、第６領域４４の第２の駆動モードによる駆動を制御する。

図１０の例では、車両に搭載されることを想定し、第３領域４１に車両の速度を２次元画像として表示し、第４領域４２に進行方向前方での転回方向を表す矢印を、３次元画像と認識される視差画像により表示している。利用者は、前方のどの程度の距離のところで右に転回するかを、３次元画像から知覚することができる。

利用者は、第３のサブピクセル３３の虚像を左眼で視認し、第４のサブピクセル３４の虚像を右眼で視認する。本開示の立体虚像表示モジュール１１において、利用者は、第３のサブピクセル３３の虚像を３０ＰＰＤの画素密度で視覚化し、第４のサブピクセル３４の虚像を３０ＰＰＤの画素密度で視覚化する。利用者は、各眼で３０ＰＰＤの虚像を視認する。利用者は、各眼で視認する３０ＰＰＤの虚像を１つの立体虚像として視認する。この立体虚像は、利用者にとって、両眼で視認する６０ＰＰＤの虚像と同程度の画素密度の画像として認識される。各眼３０ＰＰＤで虚像を表示することで、立体虚像表示モジュール１１は、立体虚像にしたときに、解像感の低下を低減することができる。立体虚像表示モジュール１１は、各眼３０ＰＰＤで虚像を表示することで、６０ＰＰＤの平面虚像との解像感の違いによる違和感の少ない画像を表示することができる。

一実施形態において、コントローラ１６は、第１の表示モードにおいて、表示情報取得部１８から取得した画像データを分析し、第３領域４１中の画像が表示される画像表示領域４５および画像が表示されていない画像非表示領域４６を検出することができる。図１１は、画像表示領域４５および画像非表示領域４６を含む例を示す。図１１において、画像表示領域４５には、速度情報「５０ｋｍ／ｈ」が表示されている。図１１において、画像非表示領域４６には、表示すべき情報が含まれていない。画像表示領域４５および画像非表示領域４６は、種々の方法で決定しうる。コントローラ１６は、第１のサブピクセル２１を単位として、画像の表示／非表示を判定し、画像表示領域４５および画像非表示領域４６を決定してよい。

第２光学デバイス１５の第５領域４３中の画像表示領域４５に対応する領域を第７領域４７とする。画像非表示領域４６に対応する領域を第８領域４８とする。コントローラ１６は、第８領域４８に含まれる第２のサブピクセル２３を暗い階調、例えば、最も暗い階調としてよい。コントローラ１６は、第７領域４７に含まれる第２のサブピクセル２３を明るい階調、例えば、最も明るい階調としてよい。これにより、利用者が視認する画像中の画像非表示領域４６は、より暗く表示され、表示される２次元画像のコントラストがより高くなる。

図１０および図１１において、第３領域４１と第４領域４２とは、表示パネル１４上で、上下に配列されている。第３領域４１および第４領域４２の形状および配置方向は、図１０および図１１のものに限られない。表示パネル１４上の任意の位置に、２次元画像を表示する第３領域４１および視差画像を表示する第４領域４２を配置することができる。表示パネル１４上で、第３領域４１および第４領域４２の形状および配置は、動的に変化させてよい。図１２は、図１０および図１１とは異なる第３領域４１および第４領域４２の配置の例を示す。

コントローラ１６は、表示パネル１４上での第１の表示モードで２次元画像を表表示する第３領域４１、および、第２の表示モードで３次元画像を表示する第４領域４２の間の切り替えを制御する。コントローラ１６は、第３領域４１および第４領域４２の切り替えに伴い、第１の駆動モードで駆動される第５領域４３および第２の駆動モードで駆動される第６領域４４を第２光学デバイス１５上で切り替える。コントローラ１６は、第１の表示モードおよび第２の表示モードを表示パネル１４上で部分的に切り替えることができる。コントローラ１６は、第１の表示モードおよび第２の表示モードの切り替えに対応して、第１の駆動モードおよび第２の駆動モードを第２光学デバイス１５上で部分的に切り替えることができる。

図１２の例では、コントローラ１６は、２次元の文字情報等を表示パネル１４の第３領域４１の画像表示領域４５に表示し、視差画像を第４領域４２に表示する。コントローラ１６は、第２光学デバイス１５の第５領域４３中の第７領域４７の階調を明るく設定し、第８領域４８の階調を暗く設定する。さらに、コントローラ１６は、第２光学デバイス１５の第６領域４４に所定方向に減光領域３１および透光領域３２が延びるパララックスバリアを表示させ、第４領域４２に表示される視差画像を利用者に３次元画像として視認させることができる。

図１１および図１２に示した例において、画像表示領域４５は、一纏まりの文字等の画像が含まれる矩形状の領域として図示した。しかし、画像表示領域４５は、サブピクセル単位で、所定値以上の階調を有する第１のサブピクセル２１の領域とすることができる。例えば、図１３に示すように、表示パネル１４上に文字「ｏ」が存在するとき、最も暗い階調またはこれに準じる階調以外の階調を有する第１のサブピクセル２１が占める領域を画像表示領域４５とし、それ以外の領域を画像非表示領域４６としてよい。この場合、コントローラ１６は、画像データから画像表示領域４５を認識する。一例としてはには、コントローラ１６は、表示パネル１４に画像を表示するラインバッファから、最も暗い階調またはそれに準じる階調の第１のサブピクセル２１を検索して画像非表示領域４６を決定し、それ以外を画像表示領域４５としてよい。

コントローラ１６は、左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置を考慮して第２光学デバイス１５上で画像表示領域４５に対応する第７領域４７および画像非表示領域４６に対応する第８領域４８を決定する。コントローラ１６は、第２光学デバイス１５上の第２のサブピクセル２３を通して左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒにより視認される表示パネル１４上の領域がともに画像非表示領域４６の場合、その第２のサブピクセル２３を第８領域４８に属するものと決定してよい。コントローラ１６は、第２のサブピクセル２３を通して、左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの少なくとも一方が、画像表示領域４５を視認する場合、その第２のサブピクセル２３を第７領域４７に属するものとして決定してよい。例えば、図１４に示すように、第７領域４７は、左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの何れからも画像表示領域４５が視認できるように、画像表示領域４５よりもｘ方向に広い幅を有している。

このように、コントローラ１６が第７領域４７および第８領域４８を設定することにより、立体虚像表示モジュール１１は２次元画像が表示されていない領域をより暗く表示することができるので、表示する２次元画像のコントラストが向上する。

（移動体）
図１５は、車両等の移動体５０に搭載される本開示の表示装置の一形態であるヘッドアップディスプレイ５１の概略構成を示す図である。ヘッドアップディスプレイ５１は、ＨＵＤ（Head Up Display）ともいう。ヘッドアップディスプレイ５１は、表示装置５２および検出装置５３を含む。ヘッドアップディスプレイ５１は、立体虚像表示システムとして機能しうる。検出装置５３は、移動体５０の運転者である利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置を検出して表示装置５２に送信する。表示装置５２は、照射器５４、表示パネル５５、第２光学デバイス５６およびこれらの構成要素を制御するコントローラを含む。照射器５４、表示パネル５５、第２光学デバイス５６およびコントローラは、図１の立体虚像表示モジュール１１の照射器１３、表示パネル１４、第２光学デバイス１５およびコントローラ１６に類似に構成されるので、説明を省略する。

立体虚像表示モジュールは、表示装置５２と、第１光学デバイスセットとを備えうる。第１光学デバイスセットは、利用者の視野内に表示パネル５５に表示される画像を虚像として投影するように構成される。第１光学デバイスセットは、第１の光学部材５７、第２の光学部材５８を含む。第１光学デバイスセットは、第１の光学部材５７および第２の光学部材５８の光学特性によって画素密度が変化する。この光学特性は、拡大倍率などと言われうる。第１光学デバイスセットは、被投影部材５９を含みうる。第１光学デバイスセットは、第１の光学部材５７、第２の光学部材５８、および被投影部材５９の光学特性によって画素密度が変化しうる。第１光学デバイスセットは、主として第１の光学部材５７および第２の光学部材５８の光学特性によって画素密度が変化しうる。立体虚像表示モジュールは、画像光を利用者に向かって反射する被投影部材５９と一緒になって、アクティブエリアの虚像を利用者の各眼が視覚化できるように制御可能に構成されうる。第１の光学部材５７は、表示パネル５５から出射され第２光学デバイス５６を透過した画像光を反射するミラーである。第２の光学部材５８は、第１の光学部材５７により反射された画像光を、被投影部材５９に向けて反射するミラーである。第１の光学部材５７および第２の光学部材５８の双方または何れか一方は、正の屈折力を有する凹面鏡とすることができる。

被投影部材５９は、入射した画像光を利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒに向けて反射するとともに、利用者の前方から入射する光を透過させる半透明の部材である。被投影部材５９として、フロントウインドシールドの一部が使用されることがある。被投影部材５９は、風防と呼ばれうる。被投影部材５９は、画像光を利用者に向かって反射するように構成される。被投影部材５９として、専用のコンバイナが使用されることがある。第１の光学部材５７、第２の光学部材５８および被投影部材５９は、表示パネル５５の表示領域（アクティブエリア）に表示される画像を利用者の視野内に虚像６０を結像するように投影する。虚像６０の表示される面は、利用者から見た見かけ上の表示面と呼ぶことができる。なお、第１光学デバイスセットの構成は、ミラーを組み合わせたものに限られない。第１光学デバイスセットは、ミラーとレンズ等を組み合わせる等の種々の構成が可能である。

以上のような構成により、ヘッドアップディスプレイ５１は、利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置に応じて、利用者の視野内に２次元画像および３次元画像を虚像６０として投影することができる。２次元画像は、利用者に虚像６０の表示位置に表示されているものと知覚される。３次元画像は、視差画像が左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒに与える視差により、虚像６０の表示位置からさらに奥行きを有するように知覚される。

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、幾多の変形また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。

例えば、立体虚像表示モジュール１１において、表示パネル１４は、照射器１３と第２光学デバイス１５との間に配置した。しかし、表示パネル１４は、照射器１３との間で第２光学デバイス１５を挟むように配置してよい。この場合、照射器１３によって第２光学デバイス１５が照射され、第２光学デバイス１５から出射した第２光学デバイス１５の出力が表示パネル１４に入射する。このように、表示パネル１４と第２光学デバイス１５との位置を置き換えても、立体虚像表示モジュール１１は同様の作用、効果を有することができる。同様に、表示装置５２においても、第２光学デバイス５６を照射器５４と表示パネル５５の間に配置することができる。

上記実施形態では、立体虚像表示モジュール１１の一部に２次元画像を表示し、他の一部に３次元画像を表示する例を示したが、立体虚像表示モジュール１１に表示する画像全体を、２次元画像と３次元画像との間で切り替えることもできる。

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。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。

本開示において「第１」および「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」および「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」および「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、大き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。

本開示の実施形態によれば、解像感のある立体画像を表示可能な立体虚像表示モジュール、立体虚像表示システムおよび当該立体虚像表示モジュールを備える移動体を提供することができる。

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。

１０ 立体虚像表示システム
１１ 立体虚像表示モジュール
１２ 検出装置
１４ 表示パネル
１９ 第１光学デバイスセット
１５ 第２光学デバイス
１３ 照射器
１４ａ 液晶層
１４ｂ，１４ｃ ガラス基板
１４ｄ カラーフィルタ
１５ａ 液晶層
１５ｂ，１５ｃ ガラス基板
１６ コントローラ
１７ 入力部
１８ 表示情報取得部
２１ 第１のサブピクセル
２２ ピクセル
２３ 第２のサブピクセル
３１ 減光領域（第１領域）
３２ 透光領域（第２領域）
３３ 第３のサブピクセル
３４ 第４のサブピクセル
３５ 左眼可視領域
３６ 右眼可視領域
４１ 第３領域
４２ 第４領域
４３ 第５領域
４４ 第６領域
４５ 画像表示領域
４６ 画像非表示領域
４７ 第７領域
４８ 第８領域
５０ 移動体
５１ ヘッドアップディスプレイ
５２ 表示装置
５３ 検出装置
５４ 照射器
５５ 表示パネル
５６ 第２光学デバイス
５７ 第１の光学部材
５８ 第２の光学部材
５９ 被投影部材
６０ 虚像
Ｅｌ 左眼
Ｅｒ 右眼

Claims (7)

1. 画像光を出力するように構成されたアクティブエリアを有する表示パネルと、
   利用者の第１眼及び第２眼に向かって前記画像光を反射することで、前記利用者に前記アクティブエリアの虚像を視覚化するように構成された第１光学デバイスセットと、
   前記利用者の前記第１眼及び前記第２眼の位置を検出可能に制御される検出装置と、
   前記アクティブエリアのうち、第１アクティブエリアから前記第１光学デバイスセットを介して前記利用者に向かう前記画像光の光線方向を変更または規制して、第１画像光を前記第１眼に入れ、且つ第２画像光を前記第２眼に入れるように構成された第２光学デバイスと、を含み、
   前記検出装置によって検出された前記第１眼及び前記第２眼の位置に基づいて、前記第１画像光を出射するサブピクセルと前記第２画像光を出射するサブピクセルの配置を切り替え、
   前記第１アクティブエリアは、図形を含む画像の画像光を出力し、
   前記第１眼および前記第２眼のそれぞれの眼によって視認される前記第１アクティブエリアの虚像の画素密度である第１画素密度を１度あたり６０ピクセル以上とするように構成されており、
   前記第２光学デバイスは、第２アクティブエリアからの前記画像光を前記第１眼および前記第２眼の両眼に入力するように構成され、
   前記第２アクティブエリアは、前記アクティブエリアのうち、前記第１アクティブエリアと異なり、
   前記第２アクティブエリアは、画像が表示される画像表示領域と、画像が表示されない画像非表示領域とを有し、
   前記第２アクティブエリアは、前記画像表示領域から文字を含む画像の画像光を出力し、
   前記第２アクティブエリアの虚像を第２画素密度で前記利用者が視覚化可能に構成され、
   前記第２画素密度は、前記第１画素密度の２倍以上であり、
   前記第２光学デバイスは、複数のサブピクセルを含み、前記画像表示領域に対応する領域に含まれるサブピクセルの階調を最も明るく設定し、前記画像非表示領域に対応する領域に含まれるサブピクセルの階調を最も暗く設定するように構成される、立体虚像表示モジュール。
2. 請求項１に記載の立体虚像表示モジュールであって、
   前記第２画素密度は、１度あたり１６０ピクセル以上の画素密度である、立体虚像表示モジュール。
3. 請求項１または２に記載の立体虚像表示モジュールであって、
   前記第１光学デバイスセットは、
   前記画像光を反射するように構成された、少なくとも１つの鏡を含む第１反射セットと、
   前記第１反射セットが反射した後に前記画像光を反射するように構成された、少なくとも１つの透明デバイスを含む第２反射セットと、を含む、立体虚像表示モジュール。
4. 請求項３に記載の立体虚像表示モジュールであって、
   前記透明デバイスは、反射によって前記画像光を利用者に入力し、透過によって他の光を利用者に入力するように構成されている、立体虚像表示モジュール。
5. 画像光を出力するように構成されたアクティブエリアを有する表示パネルと、
   利用者の第１眼及び第２眼に向かって前記画像光を反射して、前記アクティブエリアの虚像を前記利用者に視覚化させるように構成された第１光学デバイスセットと、
   前記利用者の前記第１眼及び前記第２眼の位置を検出可能に制御される検出装置と、
   前記アクティブエリアのうち、第１アクティブエリアから前記第１光学デバイスセットを介して前記利用者に向かう前記画像光を減衰または規制することで、第１画像光を前記第１眼に入力し、且つ第２画像光を前記第２眼に入力するよう制御可能に構成された第２光学デバイスと、を含み、
   前記検出装置によって検出された前記第１眼及び前記第２眼の位置に基づいて、前記第１画像光を出射するサブピクセルと前記第２画像光を出射するサブピクセルの配置を切り替え、
   前記第１アクティブエリアは、図形を含む画像の画像光を出力し、
   前記第１眼および前記第２眼のそれぞれの眼によって視認される前記第１アクティブエリアの虚像の画素密度である第１画素密度を１度あたり６０ピクセル以上とできるように制御可能に構成されており、
   前記第２光学デバイスは、第２アクティブエリアからの前記画像光を前記第１眼および前記第２眼の両眼に入力するように構成され、
   前記第２アクティブエリアは、前記アクティブエリアのうち、前記第１アクティブエリアと異なり、
   前記第２アクティブエリアは、画像が表示される画像表示領域と、画像が表示されない画像非表示領域とを有し、
   前記第２アクティブエリアは、前記画像表示領域から文字を含む画像の画像光を出力し、
   前記第２アクティブエリアの虚像を第２画素密度で前記利用者が視覚化可能に構成され、
   前記第２画素密度は、前記第１画素密度の２倍以上であり、
   前記第２光学デバイスは、複数のサブピクセルを含み、前記画像表示領域に対応する領域に含まれるサブピクセルの階調を最も明るく設定し、前記画像非表示領域に対応する領域に含まれるサブピクセルの階調を最も暗く設定するように構成される、
   立体虚像表示モジュール。
6. 請求項５に記載の立体虚像表示モジュールであって、
   前記第２光学デバイスは、
   前記第１眼に入力する前記第２画像光の減衰量を前記第１画像光の減衰量より大きくでき、
   前記第２眼に入力する前記第１画像光の減衰量を前記第２画像光の減衰量より大きくできるように制御可能に構成されている、立体虚像表示モジュール。
7. 請求項５または６に記載の立体虚像表示モジュールであって、
   前記第２画素密度は、１度あたり１６０ピクセル以上の画素密度である、立体虚像表示モジュール。