WO2020196052A1 - 画像表示モジュール、画像表示システム、移動体、画像表示方法及び画像表示プログラム - Google Patents

画像表示モジュール、画像表示システム、移動体、画像表示方法及び画像表示プログラム Download PDF

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WO2020196052A1
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薫 草深
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京セラ株式会社
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    • G02B2027/0187—Display position adjusting means not related to the information to be displayed slaved to motion of at least a part of the body of the user, e.g. head, eye

Definitions

  • This disclosure relates to an image display module, an image display system, a moving body, an image display method, and an image display program.
  • Patent Document 1 Conventionally, a configuration for correcting distortion of an optical system is known in an image display device that provides stereoscopic vision (for example, Patent Document 1 and the like).
  • the image display module includes a display unit, a barrier unit, and a control unit.
  • the display unit is configured to display a parallax image projected via an optical system on the first eye and the second eye of the user.
  • the barrier portion is configured to give parallax to the first eye and the second eye by defining the traveling direction of the image light of the parallax image.
  • the control unit controls the display unit.
  • the control unit divides the display unit into a plurality of display control regions based on the magnitude of distortion of the parallax image projected via the optical system.
  • the control unit controls the minimum repeating unit and the index of the parallax image for each display control region.
  • the image display system includes an image pickup device and an image display module.
  • the imaging device is configured to detect eye position information indicating the positions of the first eye and the second eye of the user.
  • the image display module includes a display unit, a barrier unit, and a control unit.
  • the display unit is configured to display a parallax image projected via an optical system on the first eye and the second eye of the user.
  • the barrier portion is configured to give parallax to the first eye and the second eye by defining the traveling direction of the image light of the parallax image.
  • the control unit controls the display unit based on the eye position information.
  • the control unit divides the display unit into a plurality of display control regions based on the magnitude of distortion of the parallax image projected via the optical system.
  • the control unit controls the minimum repeating unit and the index of the parallax image for each display control region.
  • the moving body is equipped with an image display system.
  • the image display system includes an image pickup device and an image display module.
  • the imaging device is configured to detect eye position information indicating the positions of the first eye and the second eye of the user.
  • the image display module includes a display unit, a barrier unit, and a control unit.
  • the display unit is configured to display a parallax image projected via an optical system on the first eye and the second eye of the user.
  • the barrier portion is configured to give parallax to the first eye and the second eye by defining the traveling direction of the image light of the parallax image.
  • the control unit controls the display unit based on the eye position information.
  • the control unit divides the display unit into a plurality of display control regions based on the magnitude of distortion of the parallax image projected via the optical system.
  • the control unit controls the minimum repeating unit and the index of the parallax image for each display control region.
  • the moving body includes a windshield that forms a part of the optical system.
  • the parallax image is displayed based on the magnitude of distortion of the parallax image projected on the first eye and the second eye of the user via the optical system.
  • the display unit to be displayed is divided into a plurality of display control areas.
  • the minimum repeating unit and the index of the parallax image are controlled for each display control region.
  • An image display program is based on the magnitude of distortion of a parallax image projected onto a processor via an optical system with respect to a user's first eye and second eye.
  • the display unit that displays an image is divided into a plurality of display control areas.
  • the image display program causes the processor to control a minimum repeating unit and an index of the parallax image for each display control area.
  • FIG. 1 It is a figure which shows an example of the schematic structure of the moving body which concerns on one Embodiment of this disclosure. It is a figure which shows the schematic structure of the 3D projection apparatus of FIG. It is a top view which shows the structural example of the display surface. It is a top view which shows the structural example of a barrier. It is a schematic diagram which shows the relationship between a user's eyes, a display part, and a barrier part. It is a figure which shows an example of the distortion of a virtual image projected through an optical system. It is a figure which shows an example of the image displayed on the display surface based on the inverse conversion of the distortion of FIG.
  • the moving body 10 includes a three-dimensional projection system 100 and an optical member 15.
  • the three-dimensional projection system 100 includes a three-dimensional projection device 12. It can be said that the moving body 10 is equipped with the three-dimensional projection system 100 and the three-dimensional projection device 12.
  • the three-dimensional projection system 100 is also referred to as an image display system.
  • the position of the three-dimensional projection device 12 is arbitrary inside and outside the moving body 10.
  • the 3D projection device 12 may be located within the dashboard of the moving body 10.
  • the three-dimensional projection device 12 is configured to emit image light toward the optical member 15.
  • the optical member 15 is configured to reflect the image light emitted from the three-dimensional projection device 12.
  • the image light reflected by the optical member 15 reaches the eye box 16.
  • the eye box 16 is an area in real space where the eyes 5 of the user 13 are assumed to exist in consideration of, for example, the physique, posture, and changes in the posture of the user 13.
  • the shape of the eye box 16 is arbitrary.
  • the eyebox 16 may include a planar or three-dimensional region.
  • the solid arrow shown in FIG. 1 indicates a path through which at least a part of the image light emitted from the three-dimensional projection device 12 reaches the eye box 16.
  • the path through which image light travels is also called an optical path.
  • the optical member 15 may include a windshield, a combiner, or the like. In the present embodiment, the optical member 15 is a windshield.
  • the direction in which the eyes 5 of the user 13 are lined up corresponds to the x-axis direction.
  • the vertical direction corresponds to the y-axis direction.
  • the directions orthogonal to the x-axis direction and the y-axis direction correspond to the z-axis direction.
  • Industrial vehicles for construction may include, for example, bulldozers, scrapers, excavators, crane trucks, dump trucks, road rollers and the like.
  • the vehicle may include a vehicle that runs manually.
  • the classification of vehicles is not limited to the above examples.
  • automobiles may include industrial vehicles that can travel on the road.
  • the same vehicle may be included in multiple categories.
  • Vessels may include, for example, marine jets, boats, tankers and the like.
  • Aircraft may include, for example, fixed-wing aircraft, rotorcraft, and the like.
  • the three-dimensional projection system 100 may further include a detection device 11 that detects the position of the eye 5 of the user 13.
  • the detection device 11 is configured to detect the position of the eye 5 of the user 13.
  • the detection device 11 is configured to output information regarding the detected position of the eye 5 to the three-dimensional projection device 12.
  • the detected information regarding the position of the eye 5 is also referred to as eye position information.
  • the three-dimensional projection device 12 may be configured to control the projected image based on the position of the eye 5 of the user 13 detected by the detection device 11.
  • the position of the detection device 11 is arbitrary inside and outside the moving body 10.
  • the detection device 11 may be located within the dashboard of the moving body 10.
  • the detection device 11 may output information regarding the position of the eye 5 to the three-dimensional projection device 12 via, for example, wired, wireless, CAN (Controller Area Network), or the like.
  • the detection device 11 may include an image pickup device.
  • the image pickup device may include, for example, a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor.
  • the imaging device can image the face of the user 13.
  • the imaging range of the imaging device includes the eye box 16.
  • the user 13 may include, for example, the driver of the moving body 10.
  • the detection device 11 may be configured to detect the positions of both eyes of the user 13 in the real space based on the captured image generated by the image pickup device.
  • the detection device 11 does not include the image pickup device and may be connected to the image pickup device.
  • the detection device 11 may include an input terminal for inputting a signal from the image pickup device.
  • the imaging device may be directly connected to the input terminal.
  • the detection device 11 may be indirectly connected to the input terminal via a shared network.
  • the detection device 11 may be configured to detect the position of the eye 5 of the user 13 from the video signal input to the input terminal.
  • the detection device 11 may include, for example, a sensor.
  • the sensor may be an ultrasonic sensor, an optical sensor, or the like.
  • the detection device 11 may be configured to detect the position of the head of the user 13 by a sensor and detect the position of the eye 5 of the user 13 based on the position of the head.
  • the detection device 11 may be configured to detect the position of the eye 5 of the user 13 as coordinates in three-dimensional space by two or more sensors.
  • the three-dimensional projection device 12 includes a three-dimensional display device 17 and an optical element 18.
  • the three-dimensional projection device 12 is also referred to as an image display module.
  • the three-dimensional display device 17 includes a backlight 19, a display unit 20 having a display surface 20a, a barrier unit 21, and a control unit 24.
  • the three-dimensional display device 17 may further include a communication unit 22.
  • the three-dimensional display device 17 may further include a storage unit 23.
  • the optical element 18 may include a first mirror 18a and a second mirror 18b. At least one of the first mirror 18a and the second mirror 18b may have optical power. In the present embodiment, the first mirror 18a is a concave mirror having optical power. It is assumed that the second mirror 18b is a plane mirror.
  • the optical element 18 may function as a magnifying optical system for enlarging the image displayed on the three-dimensional display device 17.
  • the arrow of the alternate long and short dash line shown in FIG. 2 indicates that at least a part of the image light emitted from the three-dimensional display device 17 is reflected by the first mirror 18a and the second mirror 18b and emitted to the outside of the three-dimensional projection device 12. Indicates the route to be performed.
  • the image light emitted to the outside of the three-dimensional projection device 12 reaches the optical member 15, is reflected by the optical member 15, and reaches the eye 5 of the user 13. As a result, the user 13 can visually recognize the image displayed on the three-dimensional display device 17.
  • the optical element 18 and the optical member 15 are configured so that the image light emitted from the three-dimensional display device 17 reaches the eye 5 of the user 13.
  • the optical element 18 and the optical member 15 may form an optical system 30.
  • the optical system 30 includes an optical element 18 and an optical member 15.
  • the optical system 30 is configured so that the image light emitted from the three-dimensional display device 17 reaches the eye 5 of the user 13 along the optical path indicated by the alternate long and short dash line.
  • the optical system 30 may be configured to control the traveling direction of the image light so that the image visually recognized by the user 13 is enlarged or reduced.
  • the optical system 30 may be configured to control the traveling direction of the image light so as to deform the shape of the image to be visually recognized by the user 13 based on a predetermined matrix.
  • the optical element 18 is not limited to the illustrated configuration.
  • the mirror may be a concave mirror, a convex mirror, or a plane mirror.
  • the shape may include at least a spherical shape or at least a part aspherical shape.
  • the number of elements constituting the optical element 18 is not limited to two, and may be one or three or more.
  • the optical element 18 is not limited to the mirror and may include a lens.
  • the lens may be a concave lens or a convex lens.
  • the shape of the lens may include at least a spherical shape or at least a part aspherical shape.
  • the backlight 19 is located on the side far from the display unit 20 and the barrier unit 21 along the optical path when viewed from the user 13.
  • the backlight 19 is configured to emit light toward the barrier unit 21 and the display unit 20. At least a part of the light emitted by the backlight 19 travels along the optical path indicated by the alternate long and short dash line and reaches the eye 5 of the user 13.
  • the backlight 19 may include a light emitting element such as an LED (Light Emission Diode) or an organic EL or an inorganic EL.
  • the backlight 19 may be configured so that the emission intensity and its distribution can be controlled.
  • the display unit 20 includes a display panel.
  • the display unit 20 may be, for example, a liquid crystal device such as an LCD (Liquid Crystal Display).
  • the display unit 20 includes a transmissive liquid crystal display panel.
  • the display unit 20 is not limited to this example, and may include various display panels.
  • the display unit 20 has a plurality of pixels, controls the transmittance of light incident from the backlight 19 in each pixel, and is configured to emit as image light reaching the eye 5 of the user 13.
  • the user 13 visually recognizes an image composed of image light emitted from each pixel of the display unit 20.
  • the barrier portion 21 is configured to define the traveling direction of the incident light.
  • the barrier unit 21 is located closer to the backlight 19 along the optical path than the display unit 20, the light emitted from the backlight 19 is incident on the barrier unit 21 and further incident on the display unit 20.
  • the barrier unit 21 is configured to block or attenuate a part of the light emitted from the backlight 19 and transmit the other part toward the display unit 20.
  • the display unit 20 is configured to emit incident light traveling in the direction defined by the barrier unit 21 as it is as image light traveling in the same direction.
  • the barrier unit 21 is configured to block or attenuate a part of the image light emitted from the display unit 20 and transmit the other part toward the eye 5 of the user 13.
  • the barrier unit 21 is configured to be able to control the traveling direction of the image light.
  • the barrier unit 21 causes a part of the image light emitted from the display unit 20 to reach either the left eye 5L or the right eye 5R (see FIG. 5) of the user 13, and uses the other part of the image light. It is configured to reach the other of the left eye 5L and the right eye 5R of the person 13. That is, the barrier unit 21 divides at least a part of the traveling direction of the image light into the left eye 5L and the right eye 5R of the user 13.
  • the left eye 5L and the right eye 5R are also referred to as the first eye and the second eye, respectively.
  • the barrier unit 21 is located between the backlight 19 and the display unit 20. That is, the light emitted from the backlight 19 first enters the barrier portion 21, and then enters the display portion 20.
  • the barrier unit 21 By defining the traveling direction of the image light by the barrier unit 21, different image lights can reach the left eye 5L and the right eye 5R of the user 13. As a result, the user 13 can visually recognize different images for each of the left eye 5L and the right eye 5R.
  • the display unit 20 has a first display area 201 and a second display area 202 on the display surface 20a.
  • the first display area 201 includes a left eye viewing area 201L visually recognized by the left eye 5L of the user 13 and a right eye viewing area 201R visually recognized by the right eye 5R of the user 13.
  • the display unit 20 displays a parallax image including a left eye image visually recognized by the left eye 5L of the user 13 and a right eye image visually recognized by the right eye 5R of the user 13.
  • the parallax image is an image projected on each of the left eye 5L and the right eye 5R of the user 13, and is an image that gives parallax to both eyes of the user 13.
  • the display unit 20 is configured to display the left eye image in the left eye viewing area 201L and display the right eye image in the right eye viewing area 201R. That is, the display unit 20 is configured to display the parallax image in the left eye viewing area 201L and the right eye viewing area 201R. It is assumed that the left eye viewing area 201L and the right eye viewing area 201R are aligned in the u-axis direction representing the parallax direction.
  • the left-eye viewing area 201L and the right-eye viewing area 201R may extend along the v-axis direction orthogonal to the parallax direction, or may extend in a direction inclined at a predetermined angle with respect to the v-axis direction.
  • the left-eye viewing area 201L and the right-eye viewing area 201R may be alternately arranged along a predetermined direction including a component in the parallax direction.
  • the pitch in which the left eye viewing area 201L and the right eye viewing area 201R are alternately arranged is also referred to as a parallax image pitch.
  • the left eye viewing area 201L and the right eye viewing area 201R may be located at intervals or may be adjacent to each other.
  • the display unit 20 is configured to display a flat image in the second display area 202. It is assumed that the planar image is an image that does not give parallax to the eyes 5 of the user 13 and is not stereoscopically viewed.
  • the barrier portion 21 has a first barrier region 211 and a second barrier region 212.
  • the barrier unit 21 is configured to control the transmittance of the image light emitted from the display unit 20. ..
  • the first barrier region 211 corresponds to the first display region 201 and is configured to control the transmittance of image light related to the parallax image emitted from the first display region 201.
  • the first barrier region 211 has an opening region 21b and a light shielding surface 21a.
  • the opening region 21b is configured to transmit light incident on the barrier portion 21 from the display portion 20.
  • the opening region 21b may transmit light with a transmittance of the first predetermined value or more.
  • the first predetermined value may be, for example, 100%, or may be a value close to 100%.
  • the light-shielding surface 21a is configured to block the light incident on the barrier unit 21 from the display unit 20.
  • the light-shielding surface 21a may transmit light at a transmittance of a second predetermined value or less.
  • the second predetermined value may be, for example, 0% or a value close to 0%.
  • the first predetermined value is larger than the second predetermined value.
  • the opening region 21b and the light-shielding surface 21a are alternately arranged in the u-axis direction representing the parallax direction.
  • the boundary between the opening region 21b and the light-shielding surface 21a may be along the v-axis direction orthogonal to the parallax direction as illustrated in FIG. 4, or along a direction inclined at a predetermined angle with respect to the v-axis direction.
  • the opening region 21b and the light-shielding surface 21a may be arranged alternately along a predetermined direction including a component in the parallax direction.
  • the shapes of the opening region 21b and the light-shielding surface 21a may be determined based on the shapes of the left eye viewing region 201L and the right eye viewing region 201R. Conversely, the shapes of the left eye viewing area 201L and the right eye viewing area 201R may be determined based on the shapes of the opening area 21b and the light shielding surface 21a.
  • the second barrier region 212 corresponds to the second display region 202, and is configured to control the transmittance of image light related to the plane image emitted from the second display region 202.
  • the second barrier region 212 is configured to transmit light incident on the barrier portion 21 from the display unit 20.
  • the second barrier region 212 may transmit light with a transmittance of a third predetermined value or more.
  • the third predetermined value may be, for example, 100%, or may be a value close to 100%.
  • the barrier unit 21 is located on the side farther from the display unit 20 along the optical path when viewed from the user 13.
  • the barrier unit 21 is configured to control the transmittance of light incident from the backlight 19 toward the display unit 20.
  • the opening region 21b is configured to transmit light incident from the backlight 19 toward the display unit 20.
  • the light-shielding surface 21a is configured to block the light incident on the display unit 20 from the backlight 19. By doing so, the traveling direction of the light incident on the first display region 201 is limited to a predetermined direction.
  • a part of the image light can be controlled by the barrier portion 21 to reach the left eye 5L of the user 13.
  • the other part of the image light can be controlled by the barrier portion 21 to reach the right eye 5R of the user 13.
  • the barrier portion 21 may be composed of a liquid crystal shutter.
  • the liquid crystal shutter can control the light transmittance based on the applied voltage.
  • the liquid crystal shutter is composed of a plurality of pixels, and the light transmittance in each pixel may be controlled.
  • the liquid crystal shutter can form a region having a high light transmittance or a region having a low light transmittance in an arbitrary shape.
  • the opening region 21b may have a transmittance of the first predetermined value or more.
  • the light-shielding surface 21a may have a transmittance of 2 or less predetermined values.
  • the first predetermined value may be set to a value higher than the second predetermined value.
  • the ratio of the second predetermined value to the first predetermined value may be set to 1/100 in one example.
  • the ratio of the second predetermined value to the first predetermined value may be set to 1/1000 in another example.
  • the barrier portion 21 having a shape-changeable shape of the opening region 21b and the light-shielding surface 21a is also referred to as an active barrier.
  • the control unit 24 is configured to control the display unit 20.
  • the control unit 24 may be configured to control the barrier unit 21.
  • the control unit 24 may be configured to control the backlight 19.
  • the control unit 24 may be configured to acquire information about the position of the eye 5 of the user 13 from the detection device 11 and control the display unit 20, the barrier unit 21, or the backlight 19 based on the information.
  • the control unit 24 is configured as, for example, a processor.
  • the control unit 24 may include one or more processors. Processors may include general purpose processors that are configured to load specific programs and perform specific functions, as well as dedicated processors that are specialized for specific processing.
  • the dedicated processor may include an application specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application specific integrated circuit
  • the processor may include a programmable logic device (PLD: Programmable Logic Device).
  • PLD Programmable Logic Device
  • the PLD may include an FPGA (Field-Programmable Gate Array).
  • the control unit 24 may be either a SoC (System-on-a-Chip) configured so that one or a plurality of processors cooperate with each other, or a SiP (System In a Package).
  • the communication unit 22 may include an interface capable of communicating with an external device.
  • the external device may include, for example, a detection device 11.
  • the communication unit 22 may be configured to acquire information from the detection device 11 and output it to the control unit 24.
  • the "communicable interface" in the present disclosure may include, for example, a physical connector and a wireless communication device.
  • the physical connector may include an electric connector corresponding to transmission by an electric signal, an optical connector corresponding to transmission by an optical signal, and an electromagnetic connector corresponding to transmission by an electromagnetic wave.
  • the electrical connector may include an IEC60603 compliant connector, a USB standard compliant connector, or a connector corresponding to an RCA terminal.
  • the electric connector may include a connector corresponding to the S terminal specified in EIAJ CP-121aA or a connector corresponding to the D terminal specified in EIAJ RC-5237.
  • the electrical connector may include a connector conforming to the HDMI (registered trademark) standard or a connector corresponding to a coaxial cable including a BNC (British Naval Connector or Baby-series N Connector, etc.).
  • the optical connector may include various connectors conforming to IEC 61754.
  • the wireless communication device may include a wireless communication device conforming to each standard including Bluetooth (registered trademark) and IEEE8021a.
  • the wireless communication device includes at least one antenna.
  • the storage unit 23 may store various information, a program for operating each component of the three-dimensional display device 17, and the like.
  • the storage unit 23 may be composed of, for example, a semiconductor memory or the like.
  • the storage unit 23 may function as a work memory of the control unit 24.
  • the storage unit 23 may be included in the control unit 24.
  • the light emitted from the backlight 19 passes through the barrier unit 21 and the display unit 20 and reaches the eye 5 of the user 13.
  • the path of the light emitted from the backlight 19 to reach the eye 5 is represented by a broken line.
  • the light that passes through the opening region 21b of the barrier portion 21 and reaches the right eye 5R passes through the right eye viewing region 201R of the display unit 20. That is, the right eye 5R can visually recognize the right eye viewing region 201R by the light transmitted through the opening region 21b.
  • the light that passes through the opening region 21b of the barrier portion 21 and reaches the left eye 5L passes through the left eye viewing region 201L of the display unit 20. That is, the left eye 5L can visually recognize the left eye viewing area 201L by the light transmitted through the opening region 21b.
  • the display unit 20 is configured to display a right eye image and a left eye image in the right eye viewing area 201R and the left eye viewing area 201L, respectively.
  • the barrier unit 21 is configured so that the image light related to the left eye image reaches the left eye 5L and the image light related to the right eye image reaches the right eye 5R.
  • the opening region 21b is configured so that the image light related to the left eye image reaches the left eye 5L of the user 13 and the image light related to the right eye image reaches the right eye 5R of the user 13. It is composed of.
  • the three-dimensional display device 17 can be configured to project a parallax image onto both eyes of the user 13.
  • the image light related to the right eye image is incident on the left eye 5L, or the image light related to the left eye image is incident on the right eye 5R. May lose stereoscopic vision.
  • the phenomenon that the image light related to the right eye image is incident on the left eye 5L and the image light related to the left eye image is incident on the right eye 5R is also called crosstalk. Crosstalk deteriorates the image quality of stereoscopic vision provided to the user 13.
  • the barrier unit 21 functions so that the image light related to the left eye image does not reach the right eye 5R and the image light related to the right eye image does not reach the left eye 5L.
  • the light-shielding surface 21a is configured so that the image light related to the left eye image does not reach the right eye 5R of the user 13 and the image light related to the right eye image does not reach the left eye 5L of the user 13. ..
  • the user 13 can visually recognize only the left eye image with the left eye 5L and only the right eye image with the right eye 5R. As a result, crosstalk is less likely to occur.
  • the light transmitted through the opening region 21b of the barrier unit 21 is emitted from the display surface 20a of the display unit 20 to become image light, and reaches the optical member 15 via the optical element 18.
  • the image light is reflected by the optical member 15 and reaches the eye 5 of the user 13.
  • the second virtual image 14b corresponds to the image displayed by the display surface 20a.
  • the opening region 21b and the light-shielding surface 21a of the barrier portion 21 are configured to form a first virtual image 14a in front of the optical member 15 and on the side in the negative direction of the z-axis from the second virtual image 14b.
  • the user 13 visually recognizes the image as if the display unit 20 exists at the position of the second virtual image 14b and the barrier unit 21 exists at the position of the first virtual image 14a. Can be done.
  • the image light related to the image displayed on the display surface 20a is emitted from the three-dimensional display device 17 in the direction defined by the barrier unit 21.
  • the optical element 18 is configured to reflect or refract image light and emit it toward the optical member 15.
  • the optical member 15 is configured to reflect the image light and advance it toward the eye 5 of the user 13.
  • the image corresponding to the parallax image among the virtual images 14 is also referred to as a parallax virtual image. It can be said that the parallax virtual image is a parallax image projected via the optical system 30.
  • the image corresponding to the plane image among the virtual images 14 is also referred to as a plane virtual image. It can be said that the plane virtual image is a plane image projected via the optical system 30.
  • the parallax virtual image visually recognized by the user 13 is projected onto the eye 5 of the user 13 via the optical system 30.
  • the optical system 30 may be required to project an image input by the incident of image light by enlarging or reducing it while maintaining a similar relationship.
  • the optical system 30 may not be able to maintain a similar relationship between the input image and the projected image. That is, distortion may occur between the parallax image before it is incident on the optical system 30 and the parallax image (parallax virtual image) projected through the optical system 30.
  • the image displayed on the rectangular display surface 20a is projected onto the eye 5 of the user 13 via the optical system 30 so as to go in the positive direction of the v-axis.
  • the virtual image 14 may have a distorted shape so as to expand in the u-axis direction.
  • the shape of the display surface 20a is represented by a solid line.
  • the shape of the virtual image 14 is represented by a broken line.
  • the virtual image 14 may have distortion with respect to the image displayed on the display surface 20a.
  • the control unit 24 is configured to control the image displayed on the display surface 20a so that the virtual image 14 projected via the optical system 30 becomes a rectangular image.
  • the virtual image 14 is represented by a broken line.
  • the display surface 20a of the image is represented by a solid line and is distorted from the rectangle.
  • the shape of the display surface 20a corresponds to the shape obtained by inversely converting the rectangular shape to be displayed as the virtual image 14 by a matrix representing the distortion of the optical system 30. In the example of FIG.
  • the region on the positive side of the v-axis of the display surface 20a is projected via the optical system 30, so that the region on the negative side of the v-axis of the display surface 20a is the u-axis. It is greatly expanded in the direction. That is, the control unit 24 is configured to reduce the image displayed in the region on the positive side of the v-axis of the display surface 20a in the u-axis direction.
  • the pitch at which the left eye viewing area 201L and the right eye viewing area 201R repeat is represented by k.
  • k is also referred to as the smallest repeating unit.
  • the minimum repeating unit corresponds to the length in which 12 subpixels 20p are arranged in the u-axis direction.
  • the control unit 24 sets the length of 10 subpixels 20p arranged in the u-axis direction as the minimum repeating unit, as illustrated in FIG. By doing so, the minimum repeating unit in the virtual image 14 becomes the length of 12 subpixels 20p. As a result, the user 13 can see stereoscopically. In other words, the control unit 24 sets the minimum repeating unit on the display surface 20a so that the minimum repeating unit in the virtual image 14 has a length of 12 subpixels 20p.
  • the magnification of the virtual image 14 in the u-axis direction may change along the u-axis.
  • the control unit 24 is configured to divide the first display area 201 into a plurality of areas along the u-axis direction and set a minimum repeating unit in each area. ..
  • the minimum repeating unit is represented by k1 and corresponds to the length of 10 subpixels 20p.
  • the minimum repeating unit is represented by k2 and corresponds to the length of eight subpixels 20p.
  • the control unit 24 divides the area in the first display area 201 so that the minimum repeating unit of the virtual image 14 corresponding to each area has a length of 12 subpixels 20p, and sets the minimum repeating unit of each area. It is configured as follows.
  • the area divided to set the minimum repeating unit is also referred to as the minimum repeating unit control area.
  • the display unit 20 includes a left eye viewing area 201L on which the left eye image is displayed and a right eye viewing area 201R on which the right eye image is displayed.
  • the left eye viewing area 201L and the right eye viewing area 201R are separated by a display boundary 20b, and include four subpixels 20p arranged in the u-axis direction.
  • Each of the eight subpixels 20p has a number from 1 to 8.
  • the number of each subpixel 20p is also referred to as the number of the subpixel 20p.
  • the left eye viewing area 201L includes subpixels 20p having numbers 5 to 8.
  • the right eye viewing area 201R includes subpixels 20p having numbers 1 to 4.
  • the left eye image and the right eye image are repeatedly displayed with eight subpixels 20p as a cycle.
  • the number of the left eye viewing area 201L and the number of the right eye viewing area 201R are the same. It can be said that the period of the number of the subpixel 20p is twice the number in which the left eye viewing area 201L or the right eye viewing area 201R is lined up.
  • the number in which the left eye viewing area 201L and the right eye viewing area 201R are lined up may be a predetermined number.
  • the predetermined number is not limited to 4, and may be 3 or less, or 5 or more.
  • the left eye image and the right eye image may be repeatedly displayed with a period of 20p of subpixels, which is twice a predetermined number.
  • the barrier unit 21 is included in the display surface 20a of the display unit 20. It is assumed that the gap between the display unit 20 and the barrier unit 21 is sufficiently smaller than d, which represents the distance from the left eye 5L and the right eye 5R to the display surface 20a of the display unit 20, and is ignored. It is assumed that d corresponds to an appropriate viewing distance.
  • an area corresponding to the left eye viewing area 201L and the right eye viewing area 201R on the display surface 20a of the display unit 20 is virtually provided.
  • the area virtually provided at the positions of the left eye 5L and the right eye 5R is also referred to as a dot area 51.
  • the dot region 51 is provided according to the distance between the eyes. In FIG. 11, the left eye image and the right eye image are displayed with eight subpixels 20p as a cycle. In this case, four dot regions 51 are assigned to each of the left eye 5L and the right eye 5R.
  • the width of the dot region 51 in the u-axis direction is calculated as 1/4 of the intereye distance.
  • the period in which the left eye image and the right eye image are displayed is not limited to eight.
  • the number of dot regions 51 assigned to each of the left eye 5L and the right eye 5R is not limited to four.
  • the width of the dot region 51 in the u-axis direction is calculated by dividing the intereye distance by the number of dot regions 51 assigned to each of the left eye 5L and the right eye 5R.
  • the dot area 51 has a number corresponding to the number of each subpixel 20p.
  • the dot region 51 shown in FIG. 11 has numbers 1 to 8.
  • the right eye 5R is located between the 2nd and 3rd dot areas 51
  • the 1st, 2nd, 3rd and 4th subpixels 20p are included in the right eye viewing area 201R for displaying the right eye image. Is done.
  • the left eye 5L is located between the 6th and 7th dot areas 51
  • the 5th, 6th, 7th and 8th subpixels 20p are included in the left eye viewing area 201L for displaying the left eye image. Is done. That is, the dot region 51 corresponds to the number of the sub-pixel 20p included in the right eye viewing region 201R and the left eye viewing region 201L.
  • a control boundary 52 indicated by a cross is set at the center of the dot region 51 in the u-axis direction.
  • the area separated by the control boundary 52 is referred to as a control area 53. While the left eye 5L is in the same control area 53, the numbers of the subpixels 20p included in the left eye viewing area 201L are the same. Similarly, while the right eye 5R is in the same control area 53, the numbers of the subpixels 20p included in the right eye viewing area 201R are the same.
  • the control unit 24 changes the number of the subpixel 20p included in the left eye viewing area 201L. That is, the control unit 24 is configured to change the range of the left eye visual recognition area 201L.
  • control unit 24 is configured to change the number of the subpixel 20p included in the right eye viewing area 201R. That is, the control unit 24 is configured to change the range of the right eye visual recognition area 201R.
  • the right eye 5R moves from the control area 53 including between the 2nd and 3rd dot areas 51 to the control area 53 including between the 3rd and 4th dot areas 51.
  • the left eye 5L moves from the control area 53 including between the 6th and 7th dot areas 51 to the control area 53 including between the 7th and 8th dot areas 51.
  • the control unit 24 moves the position of the display boundary 20b and assigns the numbers of the subpixels 20p included in the left eye viewing area 201L and the right eye viewing area 201R. Configured to change.
  • the second, third, fourth, and fifth subpixels 20p are included in the right eye visual recognition area 201R.
  • Subpixels 20p of Nos. 6, 7, 8 and 1 are included in the left eye visual recognition area 201L.
  • the number of the subpixel 20p included in the right eye viewing area 201R is specified by the number of the subpixel 20p located at the end in the positive direction of the u-axis.
  • the number of the subpixel 20p located at the positive end of the u-axis is also referred to as the index.
  • the index is No. 1.
  • the number of the subpixel 20p included in the left eye viewing area 201L can be specified by an index when specified by the number of the subpixel 20p included in the right eye viewing area 201R.
  • the index is No. 1
  • the number of the subpixel 20p included in the left eye visual recognition area 201L can be specified from No. 5 to No. 8.
  • the dot region 51 and the control region 53 are shown as line segments extending in the u-axis direction.
  • the dot region 51 and the control region 53 extend to the front side and the back side of the paper surface. That is, the dot region 51 and the control region 53 are surfaces that extend in the u-axis and v-axis directions.
  • the control boundary 52 is shown as the midpoint of the line segment indicating the dot region 51 or the end point of the line segment indicating the control region 53.
  • the control boundary 52 also extends to the front side and the back side of the paper surface. That is, the control boundary 52 is a line having a component in the v-axis direction.
  • the left eye 5L and the right eye 5R are separated from the display surface 20a of the display unit 20 by an appropriate viewing distance and can move in a surface perpendicular to the Z-axis direction.
  • a surface that is separated from the display surface 20a by an appropriate viewing distance and is perpendicular to the Z-axis direction is also referred to as an appropriate viewing distance surface.
  • the dot region 51, the control boundary 52, and the control region 53 extend in the same direction as the end line of the opening region 21b of the barrier portion 21 extends on the suitable viewing distance surface.
  • the numbers of the subpixels 20p included in the left eye viewing area 201L are all arranged in the u-axis direction. It is repeated in the subpixel 20p of.
  • the numbers of the subpixels 20p included in the right eye viewing area 201R are all arranged in the u-axis direction. It is repeated in the subpixel 20p of. That is, the numbers of all the subpixels 20p arranged in the u-axis direction are specified by one index.
  • the relationship between the position of the barrier portion 21 visually recognized by the user 13 and the position of the display surface 20a is that the user 13 directly looks at the display surface 20a and the virtual image 14 projected through the optical system 30 is visually recognized. Can change with.
  • the control unit 24 is configured to set the index of the image to be displayed in the first display area 201 by calculating back from the index in the virtual image 14 so that the user 13 can view the virtual image 14 in stereoscopic manner.
  • the control unit 24 may be configured to divide the first display region 201 into regions and set the index of the image to be displayed in each region based on the distortion of the virtual image 14 via the optical system 30.
  • the area divided for setting the index is also called the index control area.
  • the control unit 24 can be configured to set the minimum repeating unit and the index independently.
  • the control unit 24 may be configured to further divide the minimum repeating unit control area into an index control area.
  • the area obtained by further dividing the minimum repeating unit control area into the index control area is also referred to as a display control area.
  • the control unit 24 may be configured to be stored in the storage unit 23 after determining in advance what kind of region the control unit 24 is divided into according to the optical system 30.
  • the image element is a left-eye image so that the image elements commonly included in the left-eye image and the right-eye image are stereoscopically viewed at a predetermined depth. And the right eye image are displayed with a predetermined distance.
  • the predetermined distance at which the image elements are shifted is also called the parallax amount.
  • the control unit 24 may be configured to control the parallax amount of the image displayed in the first display area 201 based on the distortion of the virtual image 14 projected through the optical system 30.
  • the amount of parallax may be controlled to correspond to the smallest repeating unit.
  • the control unit 24 may be configured to set the parallax amount for each minimum repeating unit control region.
  • the control unit 24 may be configured to set the parallax amount for each display control area.
  • the control unit 24 may be configured to control the brightness of the image displayed in the first display area 201 in order to correct the brightness unevenness of the virtual image 14.
  • Luminance may be controlled to correspond to the smallest repeating unit. Luminance unevenness can also be caused by the distribution of magnification in the v-axis direction.
  • the control unit 24 may further divide the minimum repeating unit control region based on the distribution of the magnification in the v-axis direction, and control the brightness of the image in each of the divided regions.
  • the distortion of the virtual image 14 projected through the optical system 30 can change according to the position of the eye 5 of the user 13.
  • the control unit 24 may be configured to divide the first display area 201 into the minimum repeating unit control area based on the information regarding the position of the eye 5 of the user 13.
  • the control unit 24 may divide the first display area 201 into an index control area based on the information regarding the position of the eye 5 of the user 13.
  • the control unit 24 may be configured to determine in advance the relationship between the position of the eye 5 of the user 13 and the division pattern of the area, and store the user 13 as a table in the storage unit 23, for example.
  • the control unit 24 may be configured to change the index according to the change in the position of the eye 5 of the user 13.
  • the control unit 24 may be configured to change only the index without changing the division pattern of the area, or may be configured to change the division pattern of the area and also change the index together.
  • the shape of the opening region 21b of the barrier portion 21 in the virtual image 14 projected via the optical system 30 may have distortion with respect to the shape when the user 13 directly looks at it.
  • the repeating pitch of the opening region 21b and the light-shielding surface 21a is represented by Bp.
  • Bp is also called a barrier pitch.
  • the barrier pitch corresponds to the length of 12 compartments.
  • the barrier portion 21 appears to be magnified 1.2 times in the u-axis direction.
  • the barrier portion 21 may be configured so that the barrier pitch is the length of 10 compartments, as illustrated in FIG. By doing so, it seems that the barrier pitch in the virtual image 14 corresponds to the length of 12 compartments. As a result, the user 13 can see stereoscopically.
  • the actual barrier pitch of the barrier portion 21 may be determined so that the barrier pitch in the virtual image 14 is the length of 12 sections.
  • the magnification of the virtual image 14 in the u-axis direction may change along the u-axis.
  • the barrier portion 21 may be configured to divide the first barrier region 211 into a plurality of regions along the u-axis direction and have different barrier pitches in each region, as illustrated in FIG. ..
  • the barrier pitch is represented by Bp1 and corresponds to the length of 10 compartments.
  • the barrier pitch is represented by Bp2 and corresponds to the length of eight compartments.
  • the barrier portion 21 divides the region in the first barrier region 211 so that the barrier pitch looks like the length of 12 sections in the virtual image 14 corresponding to each region, and the barrier pitch is different in each region. It may be configured.
  • the area divided to determine the barrier pitch is also referred to as the barrier pitch control area.
  • the distortion of the virtual image 14 projected through the optical system 30 can change according to the position of the eye 5 of the user 13. That is, the distortion of the virtual image 14 of the barrier portion 21 can change according to the position of the eye 5 of the user 13.
  • the barrier portion 21 When the barrier portion 21 is configured as a fixed barrier, the barrier portion 21 may be configured on the assumption that the eyes 5 of the user 13 are present at a predetermined position. The barrier portion 21 may be configured based on the result of averaging the configurations of the barrier portions 21 at each of a plurality of positions where the eyes 5 of the user 13 may exist.
  • the control unit 24 divides the first barrier region 211 into a barrier pitch control region based on the position of the eye 5 of the user 13, and barriers for each barrier pitch control region. It may be configured to determine the pitch.
  • the control unit 24 may be configured to determine in advance the relationship between the position of the eye 5 of the user 13 and the division pattern of the area, and store the user 13 as a table in the storage unit 23, for example.
  • the control unit 24 may be configured to move the position of the opening region 21b in the u-axis direction in response to a change in the position of the eye 5 of the user 13.
  • the control unit 24 may be configured to change only the position of the opening region 21b without changing the division pattern of the region, or change the division pattern of the region and also change the position of the opening region 21b. It may be configured to do so.
  • the distortion of the parallax image projected via the optical system 30 is corrected with high accuracy.
  • the stereoscopic image quality provided to the user 13 can be improved.
  • the configuration according to the present embodiment can also be realized as an image display method.
  • the image display method may include the following steps.
  • Step 1) The control unit 24 divides the display unit 20 or the display surface 20a into a plurality of display control regions based on the magnitude of distortion of the parallax image projected via the optical system 30.
  • Step 2) The control unit 24 controls the minimum repeating unit and the index of the parallax image for each display control area.
  • the image display method may be realized as an image display program to be executed by the processor.
  • the configuration according to the present disclosure is not limited to the embodiments described above, and can be modified or changed in many ways.
  • the functions and the like included in each component and the like can be rearranged so as not to be logically inconsistent, and a plurality of components and the like can be combined or divided into one.
  • the descriptions such as “first” and “second” are identifiers for distinguishing the configuration.
  • the configurations distinguished by the descriptions such as “first” and “second” in the present disclosure can exchange numbers in the configurations.
  • the first eye can exchange the identifiers “first” and “second” with the second eye.
  • the exchange of identifiers takes place at the same time.
  • the configuration is distinguished.
  • the identifier may be deleted.
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  • the X-axis, Y-axis, and Z-axis are provided for convenience of explanation and may be interchanged with each other.
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Abstract

本開示の画像表示モジュールは、利用者の眼に投影される視差画像を表示する表示部と、視差画像の画像光の進行方向を規定することによって、眼に視差を与えるバリア部と、表示部を制御する制御部とを備える。制御部は、投影される視差画像の歪みに基づいて、表示部を複数の表示制御領域に分割し、表示制御領域ごとに、視差画像の最小繰り返し単位とインデックスとを制御する。

Description

画像表示モジュール、画像表示システム、移動体、画像表示方法及び画像表示プログラム
　本開示は、画像表示モジュール、画像表示システム、移動体、画像表示方法及び画像表示プログラムに関する。
　従来、立体視を提供する画像表示装置において光学系の歪みを補正する構成が知られている（例えば、特許文献１等）。
　利用者に提供する立体視の画質をより一層向上することが求められる。
特開２０１９－１５８２３号公報
　本開示の一実施形態に係る画像表示モジュールは、表示部と、バリア部と、制御部とを備える。前記表示部は、利用者の第１眼及び第２眼に対して光学系を介して投影される視差画像を表示するように構成される。前記バリア部は、前記視差画像の画像光の進行方向を規定することによって、前記第１眼及び前記第２眼に視差を与えるように構成される。前記制御部は、前記表示部を制御する。前記制御部は、前記光学系を介して投影される前記視差画像の歪みの大きさに基づいて、前記表示部を複数の表示制御領域に分割する。前記制御部は、前記表示制御領域ごとに、前記視差画像の最小繰り返し単位とインデックスとを制御する。
　本開示の一実施形態に係る画像表示システムは、撮像装置と、画像表示モジュールとを備える。前記撮像装置は、利用者の第１眼及び第２眼の位置を表す眼位置情報を検出するように構成される。前記画像表示モジュールは、表示部と、バリア部と、制御部とを備える。前記表示部は、利用者の第１眼及び第２眼に対して光学系を介して投影される視差画像を表示するように構成される。前記バリア部は、前記視差画像の画像光の進行方向を規定することによって、前記第１眼及び前記第２眼に視差を与えるように構成される。前記制御部は、前記眼位置情報に基づいて前記表示部を制御する。前記制御部は、前記光学系を介して投影される前記視差画像の歪みの大きさに基づいて、前記表示部を複数の表示制御領域に分割する。前記制御部は、前記表示制御領域ごとに、前記視差画像の最小繰り返し単位とインデックスとを制御する。
　本開示の一実施形態に係る移動体は、画像表示システムを搭載する。前記画像表示システムは、撮像装置と、画像表示モジュールとを備える。前記撮像装置は、利用者の第１眼及び第２眼の位置を表す眼位置情報を検出するように構成される。前記画像表示モジュールは、表示部と、バリア部と、制御部とを備える。前記表示部は、利用者の第１眼及び第２眼に対して光学系を介して投影される視差画像を表示するように構成される。前記バリア部は、前記視差画像の画像光の進行方向を規定することによって、前記第１眼及び前記第２眼に視差を与えるように構成される。前記制御部は、前記眼位置情報に基づいて前記表示部を制御する。前記制御部は、前記光学系を介して投影される前記視差画像の歪みの大きさに基づいて、前記表示部を複数の表示制御領域に分割する。前記制御部は、前記表示制御領域ごとに、前記視差画像の最小繰り返し単位とインデックスとを制御する。前記移動体は、前記光学系の一部を構成するウィンドシールドを備える。
　本開示の一実施形態に係る画像表示方法において、利用者の第１眼及び第２眼に対して光学系を介して投影される視差画像の歪みの大きさに基づいて、前記視差画像を表示する表示部が複数の表示制御領域に分割される。前記画像表示方法において、前記表示制御領域ごとに、前記視差画像の最小繰り返し単位とインデックスとが制御される。
　本開示の一実施形態に係る画像表示プログラムは、プロセッサに、利用者の第１眼及び第２眼に対して光学系を介して投影される視差画像の歪みの大きさに基づいて、前記視差画像を表示する表示部を複数の表示制御領域に分割させる。前記画像表示プログラムは、前記プロセッサに、前記表示制御領域ごとに、前記視差画像の最小繰り返し単位とインデックスとを制御させる。
　本開示の目的、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。
本開示の一実施形態に係る移動体の概略構成の一例を示す図である。 図１の３次元投影装置の概略構成を示す図である。 表示面の構成例を示す平面図である。 バリアの構成例を示す平面図である。 利用者の眼と表示部とバリア部との関係を示す模式図である。 光学系を介して投影された虚像の歪みの一例を示す図である。 図６の歪みの逆変換に基づいて表示面に表示された画像の一例を示す図である。 利用者が立体視できるように構成された最小繰り返し単位を有する表示面の例を示す図である。 光学系を介して拡大されて投影された場合に利用者が立体視できるように最小繰り返し単位が設定されている表示面の例を示す図である。 光学系を介して拡大されて投影された場合に利用者が立体視できるようにｕ軸方向に沿って最小繰り返し単位が変更されている表示面の例を示す図である。 適視距離面におけるドット領域及び制御領域の例を示す図である。 利用者が立体視できるように構成されたバリアピッチを有するバリア部の例を示す図である。 光学系を介して拡大されて投影された場合に利用者が立体視できるようにバリアピッチが決定されているバリア部の例を示す図である。 光学系を介して拡大されて投影された場合に利用者が立体視できるようにｕ軸方向に沿ってバリアピッチが変更されているバリア部の例を示す図である。
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明がされる。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必ずしも一致していない。
　図１に示されるように、本開示の一実施形態に係る移動体１０は、３次元投影システム１００と、光学部材１５とを備える。３次元投影システム１００は、３次元投影装置１２を含む。移動体１０は、３次元投影システム１００及び３次元投影装置１２を搭載しているといえる。３次元投影システム１００は、画像表示システムとも称される。
　３次元投影装置１２の位置は、移動体１０の内部及び外部において任意である。例えば、３次元投影装置１２は、移動体１０のダッシュボード内に位置してよい。３次元投影装置１２は、光学部材１５に向けて画像光を射出するように構成される。
　光学部材１５は、３次元投影装置１２から射出された画像光を反射するように構成される。光学部材１５で反射された画像光は、アイボックス１６に到達する。アイボックス１６は、例えば利用者１３の体格、姿勢、及び姿勢の変化等を考慮して、利用者１３の眼５が存在しうると想定される実空間上の領域である。アイボックス１６の形状は任意である。アイボックス１６は、平面的又は立体的な領域を含んでよい。図１に示されている実線の矢印は、３次元投影装置１２から射出される画像光の少なくとも一部がアイボックス１６まで到達する経路を示す。画像光が進む経路は、光路とも称される。利用者１３の眼５がアイボックス１６内に位置する場合、利用者１３は、アイボックス１６に到達する画像光によって、虚像１４を視認可能である。虚像１４は、光学部材１５から眼５に到達する経路を前方に延長した、一点鎖線で示されている線の上に位置する。３次元投影装置１２は、利用者１３に虚像１４を視認させることによって、ヘッドアップディスプレイとして機能しうる。光学部材１５は、ウィンドシールド又はコンバイナ等を含んでよい。本実施形態において、光学部材１５は、ウィンドシールドであるとする。図１において、利用者１３の眼５が並ぶ方向は、ｘ軸方向に対応する。鉛直方向は、ｙ軸方向に対応する。ｘ軸方向及びｙ軸方向に直交する方向は、ｚ軸方向に対応する。
　本開示における「移動体」は、例えば車両、船舶、及び航空機等を含んでよい。車両は、例えば自動車、産業車両、鉄道車両、生活車両、及び滑走路を走行する固定翼機等を含んでよい。自動車は、例えば乗用車、トラック、バス、二輪車、及びトロリーバス等を含んでよい。産業車両は、例えば農業及び建設向けの産業車両等を含んでよい。産業車両は、例えばフォークリフト及びゴルフカート等を含んでよい。農業向けの産業車両は、例えばトラクター、耕耘機、移植機、バインダー、コンバイン、及び芝刈り機等を含んでよい。建設向けの産業車両は、例えばブルドーザー、スクレーバー、ショベルカー、クレーン車、ダンプカー、及びロードローラ等を含んでよい。車両は、人力で走行するものを含んでよい。車両の分類は、上述した例に限られない。例えば、自動車は、道路を走行可能な産業車両を含んでよい。複数の分類に同じ車両が含まれてよい。船舶は、例えばマリンジェット、ボート、及びタンカー等を含んでよい。航空機は、例えば固定翼機及び回転翼機等を含んでよい。
　３次元投影システム１００は、利用者１３の眼５の位置を検出する検出装置１１をさらに含んでよい。検出装置１１は、利用者１３の眼５の位置を検出するように構成される。検出装置１１は、検出した眼５の位置に関する情報を３次元投影装置１２に出力するように構成される。検出した眼５の位置に関する情報は、眼位置情報とも称される。３次元投影装置１２は、検出装置１１が検出した利用者１３の眼５の位置に基づいて、投影する画像を制御するように構成してよい。検出装置１１の位置は、移動体１０の内部及び外部において任意である。例えば、検出装置１１は、移動体１０のダッシュボード内に位置しうる。検出装置１１は、例えば有線、無線、及びＣＡＮ（Controller Area Network）等を介して眼５の位置に関する情報を３次元投影装置１２へ出力してよい。
　検出装置１１は、撮像装置を含んでよい。撮像装置は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを含んでよい。撮像装置は、利用者１３の顔を撮像可能である。撮像装置の撮像範囲は、アイボックス１６を含む。利用者１３は、例えば移動体１０の運転者等を含んでよい。検出装置１１は、撮像装置によって生成された撮像画像に基づいて、実空間における利用者１３の両眼の位置を検出するように構成してよい。
　検出装置１１は、撮像装置を含まず、撮像装置に接続されてよい。検出装置１１は、撮像装置からの信号を入力する入力端子を含んでよい。この場合、撮像装置は、入力端子に直接的に接続されてよい。検出装置１１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。検出装置１１は、入力端子に入力された映像信号から利用者１３の眼５の位置を検出するように構成してよい。
　検出装置１１は、例えば、センサを含んでよい。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１１は、センサによって利用者１３の頭部の位置を検出し、頭部の位置に基づいて、利用者１３の眼５の位置を検出するように構成してよい。検出装置１１は、２つ以上のセンサによって、利用者１３の眼５の位置を三次元空間の座標として検出するように構成してよい。
　図２に示されるように、３次元投影装置１２は、３次元表示装置１７と、光学素子１８とを備える。３次元投影装置１２は、画像表示モジュールとも称される。３次元表示装置１７は、バックライト１９と、表示面２０ａを有する表示部２０と、バリア部２１と、制御部２４とを備える。３次元表示装置１７は、通信部２２をさらに備えてよい。３次元表示装置１７は、記憶部２３をさらに備えてよい。
　光学素子１８は、第１ミラー１８ａと、第２ミラー１８ｂとを含んでよい。第１ミラー１８ａ及び第２ミラー１８ｂの少なくとも一方は、光学的なパワーを有してよい。本実施形態において、第１ミラー１８ａは、光学的なパワーを有する凹面鏡であるとする。第２ミラー１８ｂは、平面鏡であるとする。光学素子１８は、３次元表示装置１７に表示された画像を拡大する拡大光学系として機能してよい。図２に示される一点鎖線の矢印は、３次元表示装置１７から射出される画像光の少なくとも一部が、第１ミラー１８ａ及び第２ミラー１８ｂによって反射され、３次元投影装置１２の外部に射出される経路を示す。３次元投影装置１２の外部に射出された画像光は、光学部材１５に到達し、光学部材１５で反射されて利用者１３の眼５に到達する。その結果、利用者１３は、３次元表示装置１７に表示された画像を視認できる。
　光学素子１８と光学部材１５とは、３次元表示装置１７から射出させる画像光を利用者１３の眼５に到達させるように構成される。光学素子１８と光学部材１５とは、光学系３０を構成してよい。言い換えれば、光学系３０は、光学素子１８と光学部材１５とを含む。光学系３０は、３次元表示装置１７から射出される画像光を一点鎖線で示されている光路に沿って利用者１３の眼５に到達させるように構成される。光学系３０は、利用者１３に視認させる画像が拡大したり縮小したりするように、画像光の進行方向を制御するように構成してよい。光学系３０は、利用者１３に視認させる画像の形状を所定の行列に基づいて変形させるように、画像光の進行方向を制御するように構成してよい。
　光学素子１８は、例示される構成に限られない。ミラーは、凹面鏡であってよいし、凸面鏡であってよいし、平面鏡であってよい。ミラーが凹面鏡又は凸面鏡である場合、その形状は、少なくとも一部に球面形状を含んでよいし、少なくとも一部に非球面形状を含んでよい。光学素子１８を構成する要素の数は、２つに限られず、１つであってよいし、３つ以上であってよい。光学素子１８は、ミラーに限られずレンズを含んでよい。レンズは、凹面レンズであってよいし、凸面レンズであってよい。レンズの形状は、少なくとも一部に球面形状を含んでよいし、少なくとも一部に非球面形状を含んでよい。
　バックライト１９は、利用者１３から見て、表示部２０及びバリア部２１より光路に沿って遠い側に位置する。バックライト１９は、バリア部２１と表示部２０とに向けて光を射出するように構成される。バックライト１９が射出した光の少なくとも一部は、一点鎖線で示されている光路に沿って進行し、利用者１３の眼５に到達する。バックライト１９は、ＬＥＤ（Light Emission Diode）又は有機ＥＬ若しくは無機ＥＬ等の発光素子を含んでよい。バックライト１９は、発光強度、及び、その分布を制御可能に構成されてよい。
　表示部２０は、表示パネルを含む。表示部２０は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の液晶デバイスであってよい。本実施形態において、表示部２０は、透過型の液晶表示パネルを含むとする。表示部２０は、この例に限られず、種々の表示パネルを含んでよい。
　表示部２０は、複数の画素を有し、各画素においてバックライト１９から入射する光の透過率を制御し、利用者１３の眼５に到達する画像光として射出するように構成される。利用者１３は、表示部２０の各画素から射出される画像光によって構成される画像を視認する。
　バリア部２１は、入射してくる光の進行方向を規定するように構成される。バリア部２１が表示部２０よりバックライト１９に光路に沿って近い側に位置する場合、バックライト１９から射出される光は、バリア部２１に入射し、さらに表示部２０に入射する。この場合、バリア部２１は、バックライト１９から射出される光の一部を遮ったり減衰させたりし、他の一部を表示部２０に向けて透過させるように構成される。表示部２０は、バリア部２１によって規定された方向に進行する入射光を、同じ方向に進行する画像光としてそのまま射出するように構成される。表示部２０がバリア部２１よりバックライト１９に光路に沿って近い側に位置する場合、バックライト１９から射出される光は、表示部２０に入射し、さらにバリア部２１に入射する。この場合、バリア部２１は、表示部２０から射出される画像光の一部を遮ったり減衰させたりし、他の一部を利用者１３の眼５に向けて透過させるように構成される。
　表示部２０とバリア部２１とのどちらが利用者１３の近くに位置するかにかかわらず、バリア部２１は、画像光の進行方向を制御できるように構成される。バリア部２１は、表示部２０から射出される画像光の一部を利用者１３の左眼５Ｌ及び右眼５Ｒ（図５参照）のいずれかに到達させ、画像光の他の一部を利用者１３の左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの他方に到達させるように構成される。つまり、バリア部２１は、画像光の少なくとも一部の進行方向を利用者１３の左眼５Ｌと右眼５Ｒとに分ける。左眼５Ｌ及び右眼５Ｒはそれぞれ、第１眼及び第２眼ともいう。本実施形態において、バリア部２１は、バックライト１９と表示部２０との間に位置する。つまり、バックライト１９から射出される光は、先にバリア部２１に入射し、次に表示部２０に入射する。
　バリア部２１によって画像光の進行方向が規定されることによって、利用者１３の左眼５Ｌ及び右眼５Ｒそれぞれに異なる画像光が到達しうる。その結果、利用者１３は、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒそれぞれで異なる画像を視認しうる。
　図３に示されるように、表示部２０は、表示面２０ａ上に、第１表示領域２０１と、第２表示領域２０２とを有する。第１表示領域２０１は、利用者１３の左眼５Ｌで視認される左眼視認領域２０１Ｌと、利用者１３の右眼５Ｒで視認される右眼視認領域２０１Ｒとを含む。表示部２０は、利用者１３の左眼５Ｌに視認させる左眼画像と、利用者１３の右眼５Ｒに視認させる右眼画像とを含む視差画像を表示する。視差画像は、利用者１３の左眼５Ｌ及び右眼５Ｒそれぞれに投影される画像であって、利用者１３の両眼に視差を与える画像であるとする。表示部２０は、左眼視認領域２０１Ｌに左眼画像を表示し、右眼視認領域２０１Ｒに右眼画像を表示するように構成される。つまり、表示部２０は、左眼視認領域２０１Ｌと右眼視認領域２０１Ｒとに視差画像を表示するように構成される。左眼視認領域２０１Ｌと右眼視認領域２０１Ｒとは、視差方向を表すｕ軸方向に並んでいるとする。左眼視認領域２０１Ｌ及び右眼視認領域２０１Ｒは、視差方向に直交するｖ軸方向に沿って延在してよいし、ｖ軸方向に対して所定角度で傾斜する方向に延在してよい。つまり、左眼視認領域２０１Ｌ及び右眼視認領域２０１Ｒは、視差方向の成分を含む所定方向に沿って交互に並んでよい。左眼視認領域２０１Ｌと右眼視認領域２０１Ｒとが交互に並ぶピッチは、視差画像ピッチともいう。左眼視認領域２０１Ｌと右眼視認領域２０１Ｒとは、間隔をあけて位置していてよいし、互いに隣接していてよい。表示部２０は、第２表示領域２０２に平面画像を表示するように構成される。平面画像は、利用者１３の眼５に視差を与えず、立体視されない画像であるとする。
　図４に示されるように、バリア部２１は、第１バリア領域２１１と、第２バリア領域２１２とを有する。バリア部２１が利用者１３から見て表示部２０より光路に沿って近い側に位置する場合、バリア部２１は、表示部２０から射出される画像光の透過率を制御するように構成される。第１バリア領域２１１は、第１表示領域２０１に対応し、第１表示領域２０１から射出される視差画像に係る画像光の透過率を制御するように構成される。第１バリア領域２１１は、開口領域２１ｂと、遮光面２１ａとを有する。開口領域２１ｂは、表示部２０からバリア部２１に入射する光を透過させるように構成される。開口領域２１ｂ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。遮光面２１ａは、表示部２０からバリア部２１に入射する光を遮るように構成される。遮光面２１ａは、第２所定値以下の透過率で光を透過させてよい。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。第１所定値は、第２所定値より大きい。
　開口領域２１ｂと遮光面２１ａとは、視差方向を表すｕ軸方向に交互に並ぶとする。開口領域２１ｂと遮光面２１ａとの境界は、図４に例示されているように視差方向に直交するｖ軸方向に沿ってよいし、ｖ軸方向に対して所定角度で傾斜する方向に沿ってよい。言い換えれば、開口領域２１ｂと遮光面２１ａとは、視差方向の成分を含む所定方向に沿って交互に並んでよい。
　開口領域２１ｂ及び遮光面２１ａの形状は、左眼視認領域２０１Ｌ及び右眼視認領域２０１Ｒの形状に基づいて決定されてよい。逆に言えば、左眼視認領域２０１Ｌ及び右眼視認領域２０１Ｒの形状は、開口領域２１ｂ及び遮光面２１ａの形状に基づいて決定されてよい。
　第２バリア領域２１２は、第２表示領域２０２に対応し、第２表示領域２０２から射出される平面画像に係る画像光の透過率を制御するように構成される。第２バリア領域２１２は、表示部２０からバリア部２１に入射する光を透過させるように構成される。第２バリア領域２１２は、第３所定値以上の透過率で光を透過させてよい。第３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。　
　本実施形態において、バリア部２１は、利用者１３から見て表示部２０より光路に沿って遠い側に位置している。バリア部２１は、バックライト１９から表示部２０に向けて入射する光の透過率を制御するように構成される。開口領域２１ｂは、バックライト１９から表示部２０に向けて入射する光を透過させるように構成される。遮光面２１ａは、バックライト１９から表示部２０に入射する光を遮るように構成される。このようにすることで、第１表示領域２０１に入射する光の進行方向が所定方向に限定される。その結果、画像光の一部は、バリア部２１によって利用者１３の左眼５Ｌに到達するように制御されうる。画像光の他の一部は、バリア部２１によって利用者１３の右眼５Ｒに到達するように制御されうる。
　バリア部２１は、液晶シャッターで構成されてよい。液晶シャッターは、印加する電圧に基づい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。バリア部２１が液晶シャッターで構成される場合、開口領域２１ｂは、第１所定値以上の透過率を有してよい。バリア部２１が液晶シャッターで構成される場合、遮光面２１ａは、第２所定値以下の透過率を有してよい。第１所定値は、第２所定値より高い値に設定されてよい。第１所定値に対する第２所定値の比率は、一例では、１／１００に設定されてよい。第１所定値に対する第２所定値の比率は、他の例では、１／１０００に設定されてよい。開口領域２１ｂと遮光面２１ａとの形状が変更可能に構成されるバリア部２１は、アクティブバリアとも称される。
　制御部２４は、表示部２０を制御するように構成される。バリア部２１がアクティブバリアである場合、制御部２４は、バリア部２１を制御するように構成してよい。制御部２４は、バックライト１９を制御するように構成してよい。制御部２４は、検出装置１１から利用者１３の眼５の位置に関する情報を取得し、その情報に基づいて表示部２０、バリア部２１、又はバックライト１９を制御するように構成してよい。制御部２４は、例えばプロセッサとして構成される。制御部２４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ように構成される汎用のプロセッサ、及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。制御部２４は、１つ又は複数のプロセッサが協働するように構成されるＳｏＣ（System-on-a-Chip）、及びＳｉＰ（System In a Package）のいずれかであってよい。
　通信部２２は、外部装置と通信可能なインタフェースを含んでよい。外部装置は、例えば検出装置１１を含んでよい。通信部２２は、検出装置１１から情報を取得し、制御部２４に出力するように構成してよい。本開示における「通信可能なインタフェース」は、例えば物理コネクタ、及び無線通信機を含んでよい。物理コネクタは、電気信号による伝送に対応した電気コネクタ、光信号による伝送に対応した光コネクタ、及び電磁波による伝送に対応した電磁コネクタを含んでよい。電気コネクタは、ＩＥＣ６０６０３に準拠するコネクタ、ＵＳＢ規格に準拠するコネクタ、又はＲＣＡ端子に対応するコネクタを含んでよい。電気コネクタは、ＥＩＡＪ　ＣＰ－１２１ａＡに規定されるＳ端子に対応するコネクタ、又はＥＩＡＪ　ＲＣ－５２３７に規定されるＤ端子に対応するコネクタを含んでよい。電気コネクタは、ＨＤＭＩ（登録商標）規格に準拠するコネクタ、又はＢＮＣ（British Naval Connector又はBaby-series N Connector等）を含む同軸ケーブルに対応するコネクタを含んでよい。光コネクタは、ＩＥＣ　６１７５４に準拠する種々のコネクタを含んでよい。無線通信機は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、及びＩＥＥＥ８０２１ａを含む各規格に準拠する無線通信機を含んでよい。無線通信機は、少なくとも１つのアンテナを含む。
　記憶部２３は、各種情報、又は３次元表示装置１７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２３は、例えば半導体メモリ等で構成されてよい。記憶部２３は、制御部２４のワークメモリとして機能してよい。記憶部２３は、制御部２４に含まれてよい。
　図５に示されるように、バックライト１９から射出された光は、バリア部２１と表示部２０とを透過して利用者１３の眼５に到達する。バックライト１９から射出された光が眼５に到達するまでの経路は、破線で表されている。バリア部２１の開口領域２１ｂを透過して右眼５Ｒに到達する光は、表示部２０の右眼視認領域２０１Ｒを透過する。つまり、右眼５Ｒは、開口領域２１ｂを透過した光によって右眼視認領域２０１Ｒを視認できる。バリア部２１の開口領域２１ｂを透過して左眼５Ｌに到達する光は、表示部２０の左眼視認領域２０１Ｌを透過する。つまり、左眼５Ｌは、開口領域２１ｂを透過した光によって左眼視認領域２０１Ｌを視認できる。
　表示部２０は、右眼視認領域２０１Ｒ及び左眼視認領域２０１Ｌに、それぞれ右眼画像及び左眼画像を表示するように構成される。これによって、バリア部２１は、左眼画像に係る画像光を左眼５Ｌに到達させ、右眼画像に係る画像光を右眼５Ｒに到達させるように構成される。つまり、開口領域２１ｂは、左眼画像に係る画像光を利用者１３の左眼５Ｌに到達させ、右眼画像に係る画像光を利用者１３の右眼５Ｒに到達させるように構成されるように構成される。このようにすることで、３次元表示装置１７は、利用者１３の両眼に対して視差画像を投影するように構成できる。利用者１３は、左眼５Ｌと右眼５Ｒとで視差画像を見ることによって、画像を立体視できる。利用者１３の両眼に視差を与える方向は、視差方向ともいう。視差方向は、利用者１３の左眼５Ｌ及び右眼５Ｒが並ぶ方向に対応する。
　利用者１３が立体視している場合において、左眼５Ｌに右眼画像に係る画像光が入射したり、右眼５Ｒに左眼画像に係る画像光が入射したりすることによって、利用者１３が立体視を失うことがある。左眼５Ｌに右眼画像に係る画像光が入射したり、右眼５Ｒに左眼画像に係る画像光が入射したりする現象は、クロストークとも称される。クロストークは、利用者１３に提供する立体視の画質を悪化させる。バリア部２１は、左眼画像に係る画像光を右眼５Ｒに到達させず、右眼画像に係る画像光を左眼５Ｌに到達させないように機能する。つまり、遮光面２１ａは、左眼画像に係る画像光を利用者１３の右眼５Ｒに到達させず、右眼画像に係る画像光を利用者１３の左眼５Ｌに到達させないように構成される。このようにすることで、利用者１３は、左眼５Ｌで左眼画像だけを視認し、右眼５Ｒで右眼画像だけを視認できる。その結果、クロストークが発生しにくくなる。
　バリア部２１の開口領域２１ｂを透過した光は、表示部２０の表示面２０ａから射出されて画像光となり、光学素子１８を介して光学部材１５に到達する。画像光は、光学部材１５で反射されて利用者１３の眼５に到達する。これにより、利用者１３の眼５は、光学部材１５よりｚ軸の負の方向の側に位置する第２虚像１４ｂを視認できる。第２虚像１４ｂは、表示面２０ａが表示している画像に対応する。バリア部２１の開口領域２１ｂと遮光面２１ａとは、光学部材１５の前方であって第２虚像１４ｂよりｚ軸の負の方向の側に第１虚像１４ａをつくるように構成される。図１に示すように、利用者１３は、見かけ上、第２虚像１４ｂの位置に表示部２０が存在し、第１虚像１４ａの位置にバリア部２１が存在するかのように、画像を視認しうる。
　表示面２０ａに表示される画像に係る画像光は、バリア部２１によって規定される方向に向けて、３次元表示装置１７から射出される。光学素子１８は、画像光を反射したり屈折させたりし、光学部材１５に向けて射出するように構成される。光学部材１５は、画像光を反射し、利用者１３の眼５に向けて進行させるように構成される。画像光が利用者１３の眼５に入射することによって、利用者１３は、視差画像を虚像１４として視認する。利用者１３は、虚像１４を視認することによって立体視できる。虚像１４のうち視差画像に対応する画像は、視差虚像とも称される。視差虚像は、光学系３０を介して投影される視差画像であるともいえる。虚像１４のうち平面画像に対応する画像は、平面虚像とも称される。平面虚像は、光学系３０を介して投影される平面画像であるともいえる。
　利用者１３が視認する視差虚像は、光学系３０を介して利用者１３の眼５に投影される。光学系３０は、画像光の入射によって入力される画像を、相似の関係を維持したまま拡大したり縮小したりして投影することが求められることがある。しかし、光学系３０は、入力される画像と投影する画像との間の相似の関係を維持できないことがある。つまり、光学系３０に入射する前の視差画像と、光学系３０を介して投影される視差画像（視差虚像）との間に歪みが生じることがある。例えば図６に示されるように、矩形の表示面２０ａに表示されている画像は、光学系３０を介して利用者１３の眼５に投影されることによって、ｖ軸の正の方向に行くほどｕ軸方向に拡大するように歪んだ形状の虚像１４になることがある。表示面２０ａの形状は、実線で表されている。虚像１４の形状は、破線で表されている。
　左眼５Ｌ及び右眼５Ｒが光学系３０を介して投影された虚像１４を視認する場合、虚像１４は、表示面２０ａに表示されている画像に対して歪みを有しうる。制御部２４は、図７に示されるように、光学系３０を介して投影された虚像１４が矩形の画像となるように、表示面２０ａに表示されている画像を制御するように構成してよい。虚像１４は、破線で表されている。画像の表示面２０ａは、実線で表されており、矩形から歪んでいる。表示面２０ａの形状は、虚像１４として表示しようとする矩形の形状を、光学系３０の歪みを表す行列で逆変換した形状に対応する。図７の例では、表示面２０ａのうちｖ軸の正の側の領域は、光学系３０を介して投影されることによって、表示面２０ａのうちｖ軸の負の側の領域より、ｕ軸方向に大きく拡大される。つまり、制御部２４は、表示面２０ａのｖ軸の正の側の領域に表示する画像をｕ軸方向に縮小するように構成される。
　光学系３０を介して投影された虚像１４において左眼視認領域２０１Ｌと右眼視認領域２０１Ｒとが図８に例示されるように見える場合に、利用者１３が立体視できると仮定する。左眼視認領域２０１Ｌと右眼視認領域２０１Ｒとが繰り返すピッチは、ｋで表されている。ｋは、最小繰り返し単位とも称される。図８の例において、最小繰り返し単位は、１２個のサブピクセル２０ｐがｕ軸方向に並んでいる長さに対応する。
　例えば、表示面２０ａに表示された画像が光学系３０を介して投影された虚像１４において、ｕ軸方向に１．２倍に拡大されるとする。この場合、制御部２４は、図９に例示されるように、ｕ軸方向に並んでいる１０個のサブピクセル２０ｐの長さを最小繰り返し単位に設定する。このようにすることで、虚像１４における最小繰り返し単位が１２個のサブピクセル２０ｐの長さとなる。その結果、利用者１３が立体視できる。言い換えれば、制御部２４は、虚像１４における最小繰り返し単位が１２個のサブピクセル２０ｐの長さになるように、表示面２０ａにおける最小繰り返し単位を設定する。
　虚像１４のｕ軸方向の倍率がｕ軸に沿って変化することがある。この場合、制御部２４は、図１０に例示されるように、第１表示領域２０１をｕ軸方向に沿って複数の領域に分割し、各領域で最小繰り返し単位を設定するように構成される。Ａ１で表される領域において、最小繰り返し単位は、ｋ１で表されており、１０個のサブピクセル２０ｐの長さに対応している。Ａ２で表される領域において、最小繰り返し単位は、ｋ２で表されており、８個のサブピクセル２０ｐの長さに対応している。制御部２４は、各領域に対応する虚像１４の最小繰り返し単位が１２個のサブピクセル２０ｐの長さとなるように、第１表示領域２０１において領域を分割し、各領域の最小繰り返し単位を設定するように構成される。最小繰り返し単位を設定するために分割された領域は、最小繰り返し単位制御領域とも称される。
　図１１に示されるように、表示部２０は、左眼画像が表示される左眼視認領域２０１Ｌと、右眼画像が表示される右眼視認領域２０１Ｒとを含む。左眼視認領域２０１Ｌと右眼視認領域２０１Ｒとは、表示境界２０ｂで分けられ、ｕ軸方向にそれぞれ４個ずつ並ぶサブピクセル２０ｐを含む。８個のサブピクセル２０ｐはそれぞれ、１番から８番までの番号を有する。各サブピクセル２０ｐが有する番号は、サブピクセル２０ｐの番号ともいう。左眼視認領域２０１Ｌは、５番から８番までの番号を有するサブピクセル２０ｐを含む。右眼視認領域２０１Ｒは、１番から４番までの番号を有するサブピクセル２０ｐを含む。左眼画像と右眼画像とは、８個のサブピクセル２０ｐを周期として繰り返し表示されるとする。左眼視認領域２０１Ｌの数と右眼視認領域２０１Ｒの数とは、同じである。サブピクセル２０ｐの番号の周期は、左眼視認領域２０１Ｌ又は右眼視認領域２０１Ｒが並ぶ数の２倍であるともいえる。左眼視認領域２０１Ｌと右眼視認領域２０１Ｒが並ぶ数は、所定数とされてよい。所定数は、４個に限られず、３個以下であってよいし、５個以上であってよい。左眼画像と右眼画像とは、所定数の２倍の数のサブピクセル２０ｐを周期として繰り返し表示されてよい。
　図１１において、バリア部２１は、表示部２０の表示面２０ａに含まれると仮定する。表示部２０とバリア部２１との間のギャップは、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒから表示部２０の表示面２０ａまでの距離を表すｄに比べて十分小さく、無視されるとする。ｄは、適視距離に対応しているとする。
　左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの位置には、表示部２０の表示面２０ａにおける左眼視認領域２０１Ｌと右眼視認領域２０１Ｒとに対応する領域が仮想的に設けられる。左眼５Ｌ及び右眼５Ｒの位置に仮想的に設けられる領域は、ドット領域５１ともいう。ドット領域５１は、眼間距離に合わせて設けられる。図１１において、左眼画像と右眼画像とは、８個のサブピクセル２０ｐを周期として表示される。この場合、ドット領域５１は、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒそれぞれに４つずつ割り当てられる。左眼５Ｌと右眼５Ｒとの間に４つのドット領域５１が位置することに基づいて、ドット領域５１のｕ軸方向の幅は、眼間距離の１／４として算出される。左眼画像と右眼画像とが表示される周期は、８個に限られない。左眼５Ｌ及び右眼５Ｒそれぞれに割り当てられるドット領域５１の数は、４つに限られない。ドット領域５１のｕ軸方向の幅は、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒそれぞれに割り当てられるドット領域５１の数で眼間距離を除算することによって算出される。
　ドット領域５１は、各サブピクセル２０ｐの番号に対応する番号を有する。図１１に示されるドット領域５１は、１番から８番までの番号を有する。右眼５Ｒが２番及び３番のドット領域５１の間に位置する場合、１番、２番、３番及び４番のサブピクセル２０ｐは、右眼画像を表示する右眼視認領域２０１Ｒに含まれる。左眼５Ｌが６番及び７番のドット領域５１の間に位置する場合、５番、６番、７番及び８番のサブピクセル２０ｐは、左眼画像を表示する左眼視認領域２０１Ｌに含まれる。つまり、ドット領域５１は、右眼視認領域２０１Ｒ及び左眼視認領域２０１Ｌに含まれるサブピクセル２０ｐの番号に対応する。
　ドット領域５１のｕ軸方向の中央には、×印で示される制御境界５２が設定される。制御境界５２によって区切られた領域は、制御領域５３という。左眼５Ｌが同一の制御領域５３の中にある間、左眼視認領域２０１Ｌに含まれるサブピクセル２０ｐの番号は同じとされる。同様に、右眼５Ｒが同一の制御領域５３の中にある間、右眼視認領域２０１Ｒに含まれるサブピクセル２０ｐの番号は同じとされる。左眼５Ｌが異なる制御領域５３に移動した場合、制御部２４は、左眼視認領域２０１Ｌに含まれるサブピクセル２０ｐの番号を変更する。つまり、制御部２４は、左眼視認領域２０１Ｌの範囲を変更するように構成される。右眼５Ｒが異なる制御領域５３に移動した場合、制御部２４は、右眼視認領域２０１Ｒに含まれるサブピクセル２０ｐの番号を変更するように構成される。つまり、制御部２４は、右眼視認領域２０１Ｒの範囲を変更するように構成される。
　例えば、右眼５Ｒが２番及び３番のドット領域５１の間を含む制御領域５３から３番及び４番のドット領域５１の間を含む制御領域５３まで移動すると仮定する。この場合、左眼５Ｌは、６番及び７番のドット領域５１の間を含む制御領域５３から７番及び８番のドット領域５１の間を含む制御領域５３まで移動する。制御部２４は、左眼５Ｌ及び右眼５Ｒが制御境界５２を通過したときに、表示境界２０ｂの位置を動かし、左眼視認領域２０１Ｌ及び右眼視認領域２０１Ｒに含まれるサブピクセル２０ｐの番号を変更するように構成される。表示境界２０ｂの移動後、２番、３番、４番及び５番のサブピクセル２０ｐが右眼視認領域２０１Ｒに含まれる。６番、７番、８番及び１番のサブピクセル２０ｐが左眼視認領域２０１Ｌに含まれる。
　右眼視認領域２０１Ｒに含まれるサブピクセル２０ｐの番号は、ｕ軸の正の方向の端に位置するサブピクセル２０ｐの番号で特定されるとする。ｕ軸の正の方向の端に位置するサブピクセル２０ｐの番号は、インデックスとも称される。例えば、右眼視認領域２０１Ｒに１番から４番までのサブピクセル２０ｐが含まれる場合、インデックスは、１番となる。左眼視認領域２０１Ｌに含まれるサブピクセル２０ｐの番号は、右眼視認領域２０１Ｒに含まれるサブピクセル２０ｐの番号によって特定される場合、インデックスで特定されうる。例えば、インデックスが１番である場合、左眼視認領域２０１Ｌに含まれるサブピクセル２０ｐの番号は、５番から８番までに特定されうる。
　図１１において、ドット領域５１及び制御領域５３は、ｕ軸方向に延在する線分として示される。ドット領域５１及び制御領域５３は、紙面の手前側及び奥側にも延在する。つまり、ドット領域５１及び制御領域５３は、ｕ軸及びｖ軸方向に広がる面である。図１１において、制御境界５２は、ドット領域５１を示す線分の中点、又は、制御領域５３を示す線分の端点として示される。制御境界５２は、紙面の手前側及び奥側にも延在する。つまり、制御境界５２は、ｖ軸方向の成分を有する線である。
　左眼５Ｌ及び右眼５Ｒは、表示部２０の表示面２０ａから適視距離だけ離れ、Ｚ軸方向に垂直な面の中で移動しうる。表示面２０ａから適視距離だけ離れ、Ｚ軸方向に垂直な面は、適視距離面とも称される。ドット領域５１、制御境界５２、及び制御領域５３は、適視距離面の上で、バリア部２１の開口領域２１ｂの端線が延在する方向と同じ方向に延在する。
　左眼５Ｌが表示面２０ａから適視距離だけ離れた位置から光学系３０を介さずに画像を視認する場合、左眼視認領域２０１Ｌに含まれるサブピクセル２０ｐの番号は、ｕ軸方向に並ぶ全てのサブピクセル２０ｐの中で繰り返される。右眼５Ｒが表示面２０ａから適視距離だけ離れた位置から光学系３０を介さずに画像を視認する場合、右眼視認領域２０１Ｒに含まれるサブピクセル２０ｐの番号は、ｕ軸方向に並ぶ全てのサブピクセル２０ｐの中で繰り返される。つまり、ｕ軸方向に並ぶ全てのサブピクセル２０ｐの番号は、１つのインデックスで特定される。
　利用者１３が視認するバリア部２１の位置と表示面２０ａの位置との関係は、利用者１３が表示面２０ａを直視する場合と、光学系３０を介して投影された虚像１４を視認する場合とで変化しうる。利用者１３が虚像１４を立体視できるように、制御部２４は、虚像１４におけるインデックスから逆算して第１表示領域２０１に表示する画像のインデックスを設定するように構成される。制御部２４は、光学系３０を介した虚像１４の歪みに基づいて、第１表示領域２０１を領域に分割し、各領域で表示する画像のインデックスを設定するように構成してよい。インデックスを設定するために分割された領域は、インデックス制御領域とも称される。
　制御部２４は、最小繰り返し単位とインデックスとをそれぞれ独立に設定するように構成できる。制御部２４は、最小繰り返し単位制御領域をさらにインデックス制御領域に分割するように構成してよい。最小繰り返し単位制御領域をさらにインデックス制御領域に分割した領域は、表示制御領域とも称される。
　制御部２４は、光学系３０に対応してどのような領域に分割するか予め決定しておき、記憶部２３に格納するように構成してよい。
　利用者１３に視差画像を立体視させる場合、視差画像に含まれる左眼画像及び右眼画像に共通に含まれる画像要素が所定深さで立体視されるように、画像要素は、左眼画像と右眼画像とで所定距離だけずらして表示される。画像要素がずらされる所定距離は、視差量とも称される。制御部２４は、光学系３０を介して投影される虚像１４の歪みに基づいて、第１表示領域２０１に表示する画像の視差量を制御するように構成してよい。視差量は、最小繰り返し単位に対応するように制御されてよい。制御部２４は、最小繰り返し単位制御領域ごとに視差量を設定するように構成してよい。制御部２４は、表示制御領域ごとに視差量を設定するように構成してよい。
　光学系３０を介して投影される虚像１４が歪みを有する場合、虚像１４に輝度むらが生じうる。制御部２４は、虚像１４の輝度むらを補正するために、第１表示領域２０１に表示する画像の輝度を制御するように構成してよい。輝度は、最小繰り返し単位に対応するように制御されてよい。輝度むらは、ｖ軸方向の倍率の分布によっても生じうる。制御部２４は、ｖ軸方向の倍率の分布に基づいて最小繰り返し単位制御領域をさらに分割し、分割した各領域で画像の輝度を制御してよい。
　光学系３０を介して投影される虚像１４の歪みは、利用者１３の眼５の位置に応じて変化しうる。制御部２４は、利用者１３の眼５の位置に関する情報に基づいて、第１表示領域２０１を最小繰り返し単位制御領域に分割するように構成してよい。制御部２４は、利用者１３の眼５の位置に関する情報に基づいて、第１表示領域２０１をインデックス制御領域に分割してよい。制御部２４は、利用者１３の眼５の位置と、領域の分割パターンとの関係を予め決定しておき、例えばテーブルとして記憶部２３に格納するように構成してよい。
　制御部２４は、利用者１３の眼５の位置の変化に応じて、インデックスを変更するように構成してよい。この場合、制御部２４は、領域の分割パターンを変更せずにインデックスだけ変更するように構成してよいし、領域の分割パターンを変更するとともにインデックスをあわせて変更するように構成してよい。
　光学系３０を介して投影される虚像１４におけるバリア部２１の開口領域２１ｂの形状は、利用者１３が直視する場合の形状に対して、歪みを有しうる。
　光学系３０を介して投影された虚像１４において開口領域２１ｂと遮光面２１ａとが図１２に例示されるように見える場合に、利用者１３が立体視できると仮定する。開口領域２１ｂと遮光面２１ａと繰り返すピッチは、Ｂｐで表されている。Ｂｐは、バリアピッチとも称される。図１２の例において、バリアピッチは、１２個の区画分の長さに対応する。
　例えば、光学系３０を介して投影された虚像１４において、バリア部２１がｕ軸方向に１．２倍に拡大されて見えるとする。この場合、バリア部２１は、図１３に例示されるように、バリアピッチが１０個の区画分の長さとなるように構成されてよい。このようにすることで、虚像１４においてバリアピッチが１２個の区画分の長さに対応するように見える。その結果、利用者１３が立体視できる。言い換えれば、虚像１４におけるバリアピッチが１２個の区画分の長さになるように、バリア部２１の実際のバリアピッチを決定してよい。
　虚像１４のｕ軸方向の倍率がｕ軸に沿って変化することがある。この場合、バリア部２１は、図１４に例示されるように、第１バリア領域２１１をｕ軸方向に沿って複数の領域に分割し、各領域で異なるバリアピッチとなるように構成されてよい。Ｂ１で表される領域において、バリアピッチは、Ｂｐ１で表されており、１０個の区画分の長さに対応している。Ｂ２で表される領域において、バリアピッチは、Ｂｐ２で表されており、８個の区画分の長さに対応している。バリア部２１は、各領域に対応する虚像１４においてバリアピッチが１２個の区画分の長さに見えるように、第１バリア領域２１１において領域を分割し、各領域で異なるバリアピッチとなるように構成されてよい。バリアピッチを決定するために分割された領域は、バリアピッチ制御領域とも称される。
　光学系３０を介して投影される虚像１４の歪みは、利用者１３の眼５の位置に応じて変化しうる。つまり、バリア部２１の虚像１４の歪みは、利用者１３の眼５の位置に応じて変化しうる。
　バリア部２１が固定バリアとして構成される場合、利用者１３の眼５が所定位置に存在するとの仮定の下で、バリア部２１が構成されてよい。利用者１３の眼５が存在しうる複数の位置それぞれにおけるバリア部２１の構成を平均化した結果に基づいて、バリア部２１が構成されてよい。
　バリア部２１がアクティブバリアとして構成される場合、制御部２４は、利用者１３の眼５の位置に基づいて、第１バリア領域２１１をバリアピッチ制御領域に分割し、バリアピッチ制御領域ごとにバリアピッチを決定するように構成してよい。制御部２４は、利用者１３の眼５の位置と、領域の分割パターンとの関係を予め決定しておき、例えばテーブルとして記憶部２３に格納するように構成してよい。
　制御部２４は、利用者１３の眼５の位置の変化に応じて、開口領域２１ｂのｕ軸方向の位置を移動するように構成してよい。この場合、制御部２４は、領域の分割パターンを変更せずに開口領域２１ｂの位置だけ変更するように構成してよいし、領域の分割パターンを変更するとともに開口領域２１ｂの位置をあわせて変更するように構成してよい。
　以上説明してきたように、本実施形態に係る３次元投影装置１２及び３次元投影システム１００によれば、光学系３０を介して投影される視差画像の歪みが高精度で補正される。その結果、利用者１３に提供する立体視の画質が向上しうる。
　本実施形態に係る構成は、画像表示方法としても実現されうる。画像表示方法は、以下のステップを含んでよい。
（ステップ１）制御部２４が、光学系３０を介して投影される視差画像の歪みの大きさに基づいて、表示部２０又は表示面２０ａを複数の表示制御領域に分割する。
（ステップ２）制御部２４が、表示制御領域ごとに、視差画像の最小繰り返し単位とインデックスとを制御する。
　画像表示方法は、プロセッサに実行させる画像表示プログラムとして実現されてよい。
　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、幾多の変形又は変更が可能である。例えば、各構成部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。
　本開示に係る構成を説明する図は、模式的なものである。図面上の寸法比率等は、現実のものと必ずしも一致しない。
　本開示において「第１」及び「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」及び「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眼は、第２眼と識別子である「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」及び「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に利用してはならない。
　本開示において、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、説明の便宜上設けられたものであり、互いに入れ替えられてよい。本開示に係る構成は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸によって構成される直交座標系を用いて説明されてきた。本開示に係る各構成の位置関係は、直交関係にあると限定されるものではない。
　５　眼（５Ｌ：左眼、５Ｒ：右眼）
　１０　移動体
　１１　検出装置
　１２　３次元投影装置（画像表示モジュール）
　１３　利用者
　１４　虚像（１４ａ：第１虚像、１４ｂ：第２虚像）
　１５　光学部材
　１６　アイボックス
　１７　３次元表示装置
　１８　光学素子（１８ａ：第１ミラー、１８ｂ：第２ミラー）
　１９　バックライト
　２０　表示部（２０ａ：表示面、２０ｂ：表示境界、２０ｐ：サブピクセル）
　２０１　第１表示領域
　２０１Ｌ　左眼視認領域
　２０１Ｒ　右眼視認領域
　２０２　第２表示領域
　２１　バリア部（２１ａ：遮光面、２１ｂ：開口領域）
　２１１　第１バリア領域
　２１２　第２バリア領域
　２２　通信部
　２３　記憶部
　２４　制御部
　３０　光学系
　５１　ドット領域
　５２　制御境界
　５３　制御領域
　１００　３次元投影システム

Claims (11)

  1. 　利用者の第１眼及び第２眼に対して光学系を介して投影される視差画像を表示するように構成される表示部と、
    　前記視差画像の画像光の進行方向を規定することによって、前記第１眼及び前記第２眼に視差を与えるように構成されるバリア部と、
    　前記表示部を制御する制御部と
    を備え、
    　前記制御部は、
    　前記光学系を介して投影される前記視差画像の歪みの大きさに基づいて、前記表示部を複数の表示制御領域に分割し、
    　前記表示制御領域ごとに、前記視差画像の最小繰り返し単位とインデックスとを制御する、画像表示モジュール。
  2. 　前記制御部は、前記表示制御領域ごとに、前記最小繰り返し単位に基づいて前記視差画像の視差量を制御する、請求項１に記載の画像表示モジュール。
  3. 　前記制御部は、前記表示制御領域ごとに、前記最小繰り返し単位に基づいて前記視差画像の輝度を制御する、請求項１又は２に記載の画像表示モジュール。
  4. 　前記制御部は、
    　前記第１眼及び前記第２眼の位置を表す眼位置情報を取得可能に構成され、
    　前記眼位置情報にさらに基づいて、前記表示部を制御する、請求項１から３までのいずれか一項に記載の画像表示モジュール。
  5. 　前記制御部は、前記眼位置情報にさらに基づいて、前記視差画像の最小繰り返し単位とインデックスとを制御する、請求項４に記載の画像表示モジュール。
  6. 　前記制御部は、前記眼位置情報にさらに基づいて、前記表示部を複数の表示制御領域に分割する、請求項４又は５に記載の画像表示モジュール。
  7. 　前記制御部は、
    　前記光学系を介して投影される前記視差画像の歪みの大きさに基づいて、前記バリア部を複数のバリア制御領域に分割し、
    　前記バリア制御領域ごとに、前記バリア部のバリアピッチを制御する、請求項１から６までのいずれか一項に記載の画像表示モジュール。
  8. 　撮像装置と、画像表示モジュールとを備え、
    　前記撮像装置は、利用者の第１眼及び第２眼の位置を表す眼位置情報を検出するように構成され、
    　前記画像表示モジュールは、
    　前記利用者の前記第１眼及び前記第２眼に対して光学系を介して投影される視差画像を表示するように構成される表示部と、
    　前記視差画像の画像光の進行方向を規定することによって、前記第１眼及び前記第２眼に視差を与えるように構成されるバリア部と、
    　前記眼位置情報に基づいて前記表示部を制御する制御部と
    を備え、
    　前記制御部は、
    　前記光学系を介して投影される前記視差画像の歪みの大きさに基づいて、前記表示部を複数の表示制御領域に分割し、
    　前記表示制御領域ごとに、前記視差画像の最小繰り返し単位とインデックスとを制御する、画像表示システム。
  9. 　撮像装置と、画像表示モジュールとを備え、
    　前記撮像装置は、利用者の第１眼及び第２眼の位置を表す眼位置情報を検出するように構成され、
    　前記画像表示モジュールは、
    　前記利用者の前記第１眼及び前記第２眼に対して光学系を介して投影される視差画像を表示するように構成される表示部と、
    　前記視差画像の画像光の進行方向を規定することによって、前記第１眼及び前記第２眼に視差を与えるように構成されるバリア部と、
    　前記眼位置情報に基づいて前記表示部を制御する制御部と
    を備え、
    　前記制御部は、
    　前記光学系を介して投影される前記視差画像の歪みの大きさに基づいて、前記表示部を複数の表示制御領域に分割し、
    　前記表示制御領域ごとに、前記視差画像の最小繰り返し単位とインデックスとを制御する、画像表示システムを搭載し、
    　前記光学系の一部を構成するウィンドシールドを備える、移動体。
  10. 　利用者の第１眼及び第２眼に対して光学系を介して投影される視差画像の歪みの大きさに基づいて、前記視差画像を表示する表示部を複数の表示制御領域に分割し、
    　前記表示制御領域ごとに、前記視差画像の最小繰り返し単位とインデックスとを制御する、画像表示方法。
  11. 　プロセッサに、利用者の第１眼及び第２眼に対して光学系を介して投影される視差画像の歪みの大きさに基づいて、前記視差画像を表示する表示部を複数の表示制御領域に分割させ、
    　前記プロセッサに、前記表示制御領域ごとに、前記視差画像の最小繰り返し単位とインデックスとを制御させる、画像表示プログラム。
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