WO2021066111A1 - ３次元表示装置、３次元表示システム及び移動体 - Google Patents

３次元表示装置、３次元表示システム及び移動体 Download PDF

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WO2021066111A1
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parallax
image
display panel
eye
dimensional display
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PCT/JP2020/037464
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薫 草深
島田　卓
諒 忠内
健慈 小倉
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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

  • the present disclosure relates to a head-up display, a display device for a head-up display, and a moving body.
  • Patent Document 1 An example of the prior art is described in Patent Document 1.
  • the three-dimensional display device of the present disclosure includes a display panel configured to display a parallax image, an optical panel in which a plurality of dimming surfaces and a plurality of translucent regions are alternately and repeatedly arranged in the parallax direction, and the display panel.
  • Each first width along the parallax direction of the plurality of translucent regions is larger than each second width along the parallax direction of the plurality of dimming surfaces.
  • the controller is configured to be able to control the display panel so as to parallax-separate the parallax image by making a binocular visible region visible to the user's eyes into a black image.
  • the three-dimensional display system of the present disclosure includes a detection device that detects the position of the user's first eye and the position of the second eye different from the first eye, and a display panel configured to display a parallax image.
  • An optical panel in which a plurality of dimming surfaces and a plurality of translucent regions are alternately and repeatedly arranged in a parallax direction, and a controller configured to control the display panel are provided, and the parallax directions of the plurality of translucent regions are provided.
  • Each first width along the line is larger than each second width along the parallax direction of the plurality of dimming surfaces, and the controller converts a binocular visible region visible to both eyes of the user into a black image.
  • the configuration includes a three-dimensional display device capable of controlling the display panel so as to separate the parallax images by parallax.
  • the moving body of the present disclosure controls a display panel configured to display a parallax image, an optical panel in which a plurality of dimming surfaces and a plurality of translucent regions are alternately and repeatedly arranged in the parallax direction, and the display panel.
  • Each first width along the parallax direction of the plurality of translucent regions is larger than each second width along the parallax direction of the plurality of dimming surfaces.
  • the controller includes a three-dimensional display device capable of controlling the display panel so as to parallax-separate the parallax image by making a binocular visible region visible to the user's eyes into a black image. Is.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a three-dimensional display system in one embodiment viewed from a vertical direction.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the display panel shown in FIG. 1 viewed from the depth direction.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the parallax barrier shown in FIG. 1 viewed from the depth direction.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of an active area of the display panel shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a HUD equipped with a three-dimensional display system according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a moving body equipped with the HUD shown in FIG.
  • a display device that projects a parallax image to both eyes of a user and provides stereoscopic vision by providing a barrier that defines the direction of image light, which is a basic configuration of the three-dimensional display device of the present disclosure.
  • the barrier projects an image with parallax on each eye of the user by blocking the light, if the opening of the barrier is enlarged, the image is also projected on the unintended eye.
  • the present disclosure has been made in view of the above points, and an object of the present disclosure is to provide a head-up display, a display device for a head-up display, and a moving body capable of widening the opening of the barrier.
  • the three-dimensional display system 100 includes a detection device 1 and a three-dimensional display device 2.
  • the detection device 1 is configured to detect the position of the user's first eye.
  • the detection device 1 is configured to output the detected position of the first eye to the three-dimensional display device 2.
  • the detection device 1 may be configured to detect the position of the user's second eye.
  • the detection device 1 may be configured to output the detected position of the second eye to the three-dimensional display device 2.
  • the first eye will be referred to as the left eye and the second eye will be referred to as the right eye, but the opposite may be true.
  • the detection device 1 may include, for example, a camera.
  • the detection device 1 may be configured to capture the user's face with a camera.
  • the detection device 1 may be configured to detect the positions of the left eye and the right eye from the captured image including the image of the face of the user of the camera.
  • the detection device 1 may be configured to detect the positions of the left eye and the right eye as coordinates in three-dimensional space from an image captured by one camera.
  • the detection device 1 may be configured to detect the position of the left eye and the position of the right eye as coordinates in three-dimensional space from images taken by two or more cameras.
  • the detection device 1 is not provided with a camera and may be configured to be connected to a camera outside the device.
  • the detection device 1 may include an input terminal for inputting a signal from a camera outside the device.
  • the camera outside the device may be configured to be directly connected to the input terminal.
  • the camera outside the device may be configured to be indirectly connected to the input terminal via a shared network.
  • the detection device 1 without a camera may include an input terminal into which the camera inputs a video signal.
  • the detection device 1 without a camera may be configured to detect the positions of the left eye and the right eye from the video signal input to the input terminal.
  • the detection device 1 may include, for example, a sensor.
  • the sensor may be an ultrasonic sensor, an optical sensor, or the like.
  • the detection device 1 may be configured to detect the position of the user's head by a sensor and detect the positions of the left eye and the right eye based on the position of the head.
  • the detection device 1 may be configured to detect the positions of the left eye and the right eye as coordinates in three-dimensional space by one or more sensors.
  • the three-dimensional display system 100 does not have to include the detection device 1.
  • the three-dimensional display device 2 may include an input terminal for inputting a signal from a detection device outside the device.
  • the detection device outside the device may be configured to be connected to the input terminal.
  • the detection device outside the device may be configured to use an electrical signal and an optical signal as transmission signals to the input terminals.
  • the detection device outside the device may be configured to be indirectly connected to the input terminal via a shared network.
  • the three-dimensional display device 2 may be configured to input position coordinates indicating the positions of the left eye and the right eye acquired from a detection device outside the device.
  • the three-dimensional display device 2 may include an acquisition unit 3, an irradiator 4, a display panel 5, a parallax barrier 6 as an optical element, a controller 7, and a memory 8.
  • the acquisition unit 3 is configured to be able to input the position of the left eye and the position of the right eye detected by the detection device 1.
  • the acquisition unit 3 is configured so that the position of the left eye and the position of the right eye can be input to the controller 7.
  • the irradiator 4 may be configured to irradiate the display panel 5 in a plane.
  • the irradiator 4 may include a light source, a light guide plate, a diffusion plate, a diffusion sheet and the like.
  • the irradiator 4 is configured to emit irradiation light by a light source and make the irradiation light uniform in the surface direction of the display panel 5.
  • the irradiator 4 can substantially homogenize the irradiation light by using a light guide plate, a diffusion plate, a diffusion sheet, or the like.
  • the irradiator 4 may be configured to emit uniformed light towards the display panel 5.
  • the display panel 5 has an active area 51 that extends in a plane shape.
  • the active area 51 has a plurality of compartmentalized areas.
  • the active area 51 can operate to display a mixed image.
  • the mixed image includes a first image and a second image.
  • the second image has parallax with respect to the first image.
  • the first image can be a left eye image.
  • the second image can be a right eye image.
  • the mixed image includes a third image.
  • the plurality of compartmentalized areas are regions partitioned in the first direction and the second direction by the grid-like black matrix 52.
  • the second direction intersects the first direction.
  • the second direction can be substantially orthogonal to the first direction.
  • the second direction can be orthogonal to the first direction.
  • the first direction and the second direction form a surface.
  • the direction orthogonal to the plane formed by the first direction and the second direction is referred to as a third direction.
  • the first direction may be referred to as the horizontal direction.
  • the second direction may be referred to as the vertical direction.
  • the third direction may be referred to as the depth direction.
  • the first direction, the second direction, and the third direction are not limited to these, respectively.
  • the first direction is represented as the x-axis direction
  • the second direction is represented as the y-axis direction
  • the third direction is represented as the z-axis direction.
  • One subpixel corresponds to each of the plurality of partition areas. Each of the plurality of compartments is configured to emit image light. A mixed image is a combination of image lights.
  • the active area 51 includes a plurality of subpixels arranged in a grid along the horizontal and vertical directions. Each of the plurality of subpixels corresponds to one of the colors R (Red), G (Green), and B (Blue).
  • the three sub-pixels R, G, and B can form one pixel as a set.
  • the plurality of sub-pixels to be one pixel is not limited to three, and may be any other number including four.
  • the plurality of sub-pixels, which are one pixel are not limited to the combination of R, G, and B.
  • One pixel can be referred to as one pixel.
  • a plurality of sub-pixels constituting one pixel can be arranged in the horizontal direction, for example. Multiple subpixels of the same color can be aligned vertically, for example.
  • the transmissive display panel includes a liquid crystal display panel and the like.
  • the display panel 5 is not limited to the transmissive liquid crystal panel, and a self-luminous display panel may be adopted.
  • the self-luminous display panel may include an organic EL, an inorganic EL, and the like.
  • the display panel 5 may use another display panel.
  • the three-dimensional display device 2 does not have to include the irradiator 4.
  • a plurality of subpixels arranged in the active area 51 constitute a plurality of subpixel group Pg.
  • the plurality of sub-pixel groups Pg are repeatedly arranged in the horizontal direction.
  • the plurality of sub-pixel groups Pg are repeatedly arranged in the vertical direction with a deviation of one or a plurality of predetermined sub-pixels in the horizontal direction.
  • a plurality of subpixel groups Pg are arranged next to each other.
  • Each of the plurality of subpixel groups Pg includes a plurality of subpixels arranged in a predetermined row and a predetermined column. In the example shown in FIG.
  • some subpixel groups Pg are coded.
  • the plurality of sub-pixel groups Pg is the smallest unit that the controller 7 controls to display an image.
  • a plurality of subpixels P1 to P (2 ⁇ n ⁇ b) having the same identification information of all the subpixel groups Pg are controlled by the controller 7 at the same time.
  • the same period includes simultaneous, substantially simultaneous, control based on the generation of the same one clock, and control in the same frame. For example, when the controller 7 switches the image to be displayed on the plurality of subpixels P1 from the left eye image to the right eye image, the controller 7 displays the image to be displayed on the plurality of subpixels P1 in all the subpixel groups Pg from the left eye image to the right eye. It can be controlled to switch to the image at the same time.
  • the parallax barrier 6 may have a flat shape along the active area 51.
  • the parallax barrier 6 is separated from the active area 51 by a gap g of a predetermined distance.
  • the parallax barrier 6 may be located on the opposite side of the irradiator 4 with respect to the display panel 5.
  • the parallax barrier 6 may be located on the irradiator 4 side of the display panel 5.
  • the parallax barrier 6 is configured to define the light ray directions of a plurality of image lights emitted from a plurality of subpixels.
  • the ray direction is the propagation direction of the image light.
  • the parallax barrier 6 includes a plurality of dimming surfaces 61 and a plurality of translucent regions 62. As shown in FIG. 3, each of the plurality of translucent regions 62 is a strip-shaped region extending in the fourth direction in the plane.
  • the fourth direction is a direction forming a predetermined angle other than 0 degrees with the vertical direction.
  • the third direction is a direction that intersects the first direction and the second direction.
  • the parallax barrier 6 defines the image light emitted by the plurality of subpixels arranged in the active area 51 so that the user's eyes can see the area on the active area 51. It is decided.
  • each region in the active area 51 that emits image light propagating to the position of the user's eye is referred to as a visible region 51a.
  • a plurality of regions in the active area 51 that emits image light propagating to the position of the user's left eye are referred to as a plurality of left visible regions 51aL (first visible region).
  • a plurality of regions in the active area 51 that emits image light propagating to the position of the user's right eye are referred to as a plurality of right visible regions 51aR (second visible region).
  • the parallax barrier 6 has a plurality of dimming surfaces 61 for dimming the image light.
  • the plurality of dimming surfaces 61 define a translucent region 62 between the dimming surfaces 61 adjacent to each other.
  • the plurality of dimming surfaces 61 and the plurality of translucent regions 62 are arranged alternately in the horizontal direction.
  • the second width 62w along the horizontal direction of the light transmitting region 62 may be larger than the first width 61w along the horizontal direction of the dimming surface 61.
  • the aperture ratio of the parallax barrier 6 can exceed 50%.
  • the plurality of translucent regions 62 are portions configured to transmit light incident on the parallax barrier 6.
  • the plurality of light transmitting regions 62 have higher light transmittance than the plurality of dimming surfaces 61.
  • the plurality of dimming surfaces 61 have a lower light transmittance than the plurality of translucent regions 62.
  • the light transmitting region 62 may transmit light with a transmittance of the first predetermined value or more.
  • the first predetermined value may be, for example, approximately 100%, or may be a value less than 100%.
  • the first predetermined value may be a value of 100% or less, for example, 80% or 50%, as long as the image light emitted from the active area 51 can be satisfactorily visually recognized.
  • the plurality of dimming surfaces 61 are portions that block the light incident on the parallax barrier 6 and hardly transmit it.
  • the plurality of dimming surfaces 61 block the image displayed in the active area 51 of the display panel 5 from reaching the user's eyes.
  • the plurality of dimming surfaces 61 may block light with a transmittance of a second predetermined value or less.
  • the second predetermined value may be, for example, approximately 0%, greater than 0%, and may be a value close to 0%, such as 0.5%, 1%, or 3%.
  • the first predetermined value may be several times or more, for example, ten times or more larger than the second predetermined value.
  • the first predetermined value can be appropriately set as a public value within a range in which the contrast with the transmitted light through the dimming surface is secured.
  • the plurality of translucent regions 62 and the plurality of dimming surfaces 61 extend in a predetermined direction along the active area 51.
  • the plurality of translucent regions 62 and the plurality of dimming surfaces 61 can be arranged alternately in a direction orthogonal to a predetermined direction.
  • the translucent region 62 is configured to define the ray direction of the image light emitted from the plurality of subpixels.
  • the barrier pitch Bp which is the horizontal arrangement interval of the translucent region 62, and the gap g between the active area 51 and the parallax barrier 6 use the optimum viewing distance d and the standard distance E0. It is specified that the following equations (1) and (2) are established.
  • the suitable viewing distance d is the distance between each of the user's right eye and left eye and the parallax barrier 6.
  • the length of the visible region 51a that can be seen from each eye in the horizontal direction is n subpixels.
  • the direction of the straight line passing through the right eye and the left eye (inter-eye direction) corresponds to the horizontal direction.
  • the interocular direction can be different in the physical space.
  • the standard distance E0 is the standard of the user's inter-eye distance E.
  • the standard distance E0 may be, for example, 61.1 mm to 64.4 mm, which is a value calculated by research by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology.
  • Hp is the horizontal length of the plurality of subpixels as shown in FIG.
  • the parallax barrier 6 may be made of a film or plate-like member having a transmittance of less than the second predetermined value.
  • the dimming surface 61 is made of the film or plate-shaped member.
  • the translucent region 62 is composed of openings provided in the film or plate-like member.
  • the film may be made of resin or may be made of other materials.
  • the plate-shaped member may be made of resin, metal, or the like, or may be made of another material.
  • the parallax barrier 6 is not limited to the film or plate-shaped member, and may be composed of other types of members.
  • the parallax barrier 6 may be configured such that the base material has a dimming property or the base material contains an additive having a dimming property.
  • the parallax barrier 6 may be composed of a liquid crystal shutter.
  • the liquid crystal shutter may be configured to control the light transmittance according to the applied voltage.
  • the liquid crystal shutter is composed of a plurality of pixels, and may be configured to control the light transmittance in each pixel.
  • the liquid crystal shutter may be configured to form a region having a high light transmittance or a region having a low light transmittance in an arbitrary shape.
  • the light transmitting region 62 may be a region having a transmittance of the first predetermined value or more.
  • the dimming surface 61 may be a region having a transmittance of 2 or less predetermined values.
  • the parallax barrier 6 is configured to allow the image light emitted from a part of the subpixels of the active area 51 to pass through the translucent region 62 and propagate to the user's right eye. ..
  • the parallax barrier 6 allows the image light emitted from some of the other sub-pixels to pass through the translucent region 62 and propagate to the left eye of the user. An image that is visible to the user's eye by propagating the image light to each of the user's left eye and right eye will be described in detail with reference to FIG.
  • the plurality of left visible areas 51aL are a plurality of areas on the active area 51 visually recognized by the user's left eye.
  • the image light emitted by the plurality of subpixels in the plurality of left visible regions 51aL can reach the user's left eye through the plurality of translucent regions 62 of the parallax barrier 6.
  • the plurality of left invisible regions 51bL are a plurality of regions on the active area 51 that cannot be visually recognized by the user's left eye.
  • the image light emitted by the plurality of subpixels in the plurality of left invisible regions 51bL is blocked by the plurality of dimming surfaces 61 of the parallax barrier 6.
  • the left visible region 51aL includes half of the subpixel P1, the whole of the plurality of subpixels P2 to P5, half of the subpixel P6, half of the subpixel P7, and half of the subpixel P12.
  • the plurality of right visible areas 51aR shown in FIG. 4 are areas on the active area 51 that the user's right eye can see.
  • the image light emitted by the plurality of subpixels in the plurality of right visible regions 51aR can reach the user's right eye transmitted through the plurality of translucent regions 62 of the parallax barrier 6.
  • the plurality of right invisible regions 51bR are regions that cannot be visually recognized by the user's right eye.
  • the image light emitted by the plurality of subpixels in the plurality of right invisible regions 51bR is blocked by the plurality of dimming surfaces 61 of the parallax barrier 6.
  • the right visible region 51aR includes half of the subpixel P1, half of the subpixel P6, half of the subpixel P7, the whole of the plurality of subpixels P8 to P11, and half of the subpixel P1.
  • the plurality of binocular visible regions 51aLR are regions in which the plurality of left visible regions 51aL and the plurality of right visible regions 51aR overlap.
  • the image light emitted by the plurality of subpixels in the plurality of binocular visible regions 51aLR can reach the right eye and the left eye of the user who have passed through the plurality of translucent regions 62 of the paralux barrier 6.
  • d When the user is located at an appropriate viewing distance d, if the aperture ratio of the parallax barrier 6 is 50% or more, a plurality of binocular visible regions 51aLR will always occur.
  • the aperture ratio of the parallax barrier 6 can be calculated as the width of the opening region 62 with respect to the barrier pitch Bp.
  • the width of the binocular visible region can be shorter than the horizontal length Hp of the subpixel.
  • the left eye image is displayed on the plurality of subpixels P1 to P6 and the right eye image is displayed on the plurality of subpixels P7 to P12
  • the right eye image and the left eye image are parallax images having parallax with each other.
  • the reference numeral "L” is attached to a plurality of subpixels displaying the left eye image.
  • a plurality of subpixels displaying the right eye image are designated by the reference numeral "R”.
  • a plurality of subpixels displaying a common image common to the right eye and the left eye are designated by the reference numeral "C”. Crosstalk increases regardless of whether the left image or the right eye image is displayed as the common image.
  • the controller 7 is connected to each component of the three-dimensional display system 100 and can be configured to control each component.
  • the components controlled by the controller 7 include the detection device 1 and the display panel 5.
  • the controller 7 is configured as, for example, a processor.
  • the controller 7 may include one or more processors.
  • the processor may include a general-purpose processor that loads a specific program and performs a specific function, and a dedicated processor specialized for a specific process.
  • the dedicated processor may include an application specific integrated circuit (ASIC).
  • the processor may include a programmable logic device (PLD).
  • the PLD may include an FPGA (Field-Programmable Gate Array).
  • the controller 7 may be either a SoC (System-on-a-Chip) in which one or a plurality of processors cooperate, or a SiP (System In a Package).
  • the controller 7 includes a storage unit, and the storage unit may store various types of information, a program for operating each component of the three-dimensional display system 100, and the like.
  • the storage unit may be composed of, for example, a semiconductor memory or the like.
  • the storage unit may function as a work memory of the controller 7.
  • the memory 8 is composed of an arbitrary storage device such as a RAM (RandomAccessMemory) and a ROM (ReadOnlyMemory).
  • the memory 8 stores one or more of the first table, the second table, and the third table, which will be described in detail later.
  • the memory 8 is configured to store one or more of the fourth table, the fifth table, and the sixth table, which will be described in detail later.
  • the controller 7 can be configured to display a black image as a common image in a plurality of binocular visible regions 51aLR.
  • the controller 7 can reduce substantial crosstalk to the user. With such a configuration, a good three-dimensional image can be provided to the user even when the parallax separation by the parallax barrier 6 is incomplete, for example, when the aperture ratio is 50% or more.
  • the controller 7 can be configured to display a black image in two subpixels that are boundaries between the left visible region 51aL and the right visible region 51aR in one subpixel group Pg.
  • the binocular visible region 51aLR is at the boundary between the right visible region 51aR and the left visible region 51aL.
  • the controller 7 can reduce substantial crosstalk to the user.
  • the controller 7 can be configured to display a black image in the subpixels at both ends along the horizontal direction of the right visible region 51aR and the left visible region 51aL.
  • the controller 7 can substantially reduce crosstalk between adjacent subpixel groups Pg.
  • the three-dimensional display system 100 can be mounted on the head-up display system 400.
  • the head-up display system 400 is also referred to as a HUD (Head Up Display) 400.
  • the HUD 400 includes a three-dimensional display system 100, an optical member 410, and a projected member 420 having a projected surface 430.
  • the HUD 400 causes the image light emitted from the three-dimensional display system 100 to reach the projected member 420 via the optical member 410.
  • the HUD 400 causes the image light reflected by the projected member 420 to reach the user's left eye and right eye. That is, the HUD 400 advances the image light from the three-dimensional display system 100 to the left eye and the right eye of the user along the optical path 440 indicated by the broken line.
  • the user can visually recognize the image light that has arrived along the optical path 440 as a virtual image 450.
  • the HUD 400 including the three-dimensional display system 200 may be mounted on the moving body 10.
  • a part of the configuration of the HUD 400 may be used in combination with other devices and parts included in the moving body 10.
  • the moving body 10 may also use the windshield as the projected member 420.
  • the other configuration can be called a HUD module or a three-dimensional display component.
  • the HUD 400 and the three-dimensional display system 100 may be mounted on the moving body 10.
  • “Mobile” in the present disclosure includes vehicles, ships, and aircraft.
  • Vehicles in the present disclosure include, but are not limited to, automobiles and industrial vehicles, and may include railroad vehicles, living vehicles, and fixed-wing aircraft traveling on runways.
  • Automobiles include, but are not limited to, passenger cars, trucks, buses, motorcycles, trolley buses and the like, and may include other vehicles traveling on the road.
  • Industrial vehicles include industrial vehicles for agriculture and construction.
  • Industrial vehicles include, but are not limited to, forklifts and golf carts.
  • Industrial vehicles for agriculture include, but are not limited to, tractors, cultivators, transplanters, binders, combines, and mowers.
  • Industrial vehicles for construction include, but are not limited to, bulldozers, scrapers, excavators, cranes, dump trucks, and road rollers. Vehicles include those that run manually.
  • the classification of vehicles is not limited to the above.
  • an automobile may include an industrial vehicle capable of traveling on a road, and the same vehicle may be included in a plurality of categories.
  • Vessels in the present disclosure include marine jets, boats and tankers.
  • Aircraft in the present disclosure include fixed-wing aircraft and rotary-wing aircraft.
  • the three-dimensional display device of the present disclosure includes a display panel configured to display a parallax image, an optical panel in which a plurality of dimming surfaces and a plurality of translucent regions are alternately and repeatedly arranged in the parallax direction, and the display panel.
  • Each first width along the parallax direction of the plurality of translucent regions is larger than each second width along the parallax direction of the plurality of dimming surfaces.
  • the controller is configured to be able to control the display panel so as to parallax-separate the parallax image by making a binocular visible region visible to the user's eyes into a black image.
  • the three-dimensional display system of the present disclosure includes a detection device that detects the position of the user's first eye and the position of the second eye different from the first eye, and a display panel configured to display a parallax image.
  • An optical panel in which a plurality of dimming surfaces and a plurality of translucent regions are alternately and repeatedly arranged in a parallax direction, and a controller configured to control the display panel are provided, and the parallax directions of the plurality of translucent regions are provided.
  • Each first width along the line is larger than each second width along the parallax direction of the plurality of dimming surfaces, and the controller converts a binocular visible region visible to both eyes of the user into a black image.
  • the configuration includes a three-dimensional display device capable of controlling the display panel so as to separate the parallax images by parallax.
  • the moving body of the present disclosure controls a display panel configured to display a parallax image, an optical panel in which a plurality of dimming surfaces and a plurality of translucent regions are alternately and repeatedly arranged in the parallax direction, and the display panel.
  • Each first width along the parallax direction of the plurality of translucent regions is larger than each second width along the parallax direction of the plurality of dimming surfaces.
  • the controller includes a three-dimensional display device capable of controlling the display panel so as to parallax-separate the parallax image by making a binocular visible region visible to the user's eyes into a black image. Is.
  • the opening of the barrier can be widened.
  • Detection device 2 3D display device 3 Acquisition unit 4 Irradiator 5 Display panel 6 Paralux barrier 7 Controller 8 Memory 10 Moving object 51 Active area 51aL Left visible area 51aR Right visible area 51aLR Binocular visible area 61 Dimming surface 62 Transparent Optical region 100 Three-dimensional display system 400 Head-up display system 410 Optical member 420 Projected member 430 Projected surface 440 Optical path 450 Virtual image

Landscapes

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Abstract

３次元表示装置は、視差画像を表示するように構成される表示パネルと、複数の減光面及び複数の透光領域が視差方向に交互に繰り返し並ぶ光学パネルと、前記表示パネルを制御するように構成されるコントローラと、を備え、前記複数の透光領域の視差方向に沿った各第１幅は、前記複数の減光面の前記視差方向に沿った各第２幅より大きく、前記コントローラは、利用者の両眼から視認可能な両眼可視領域を黒画像にさせることで、前記視差画像を視差分離するように前記表示パネルを制御可能である。

Description

３次元表示装置、３次元表示システム及び移動体
　本開示は、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ用表示装置及び移動
体に関する。
　従来技術の一例は、特許文献１に記載されている。
特開平７－２８７１９６号公報
　本開示の３次元表示装置は、視差画像を表示するように構成される表示パネルと、複数の減光面及び複数の透光領域が視差方向に交互に繰り返し並ぶ光学パネルと、前記表示パネルを制御するように構成されるコントローラと、を備え、前記複数の透光領域の視差方向に沿った各第１幅は、前記複数の減光面の前記視差方向に沿った各第２幅より大きく、前記コントローラは、利用者の両眼から視認可能な両眼可視領域を黒画像にさせることで、前記視差画像を視差分離するように前記表示パネルを制御可能な構成である。
　本開示の３次元表示システムは、利用者の第１眼の位置および前記第１眼とは異なる第２眼の位置を検出する検出装置と、視差画像を表示するように構成される表示パネルと、複数の減光面及び複数の透光領域が視差方向に交互に繰り返し並ぶ光学パネルと、前記表示パネルを制御するように構成されるコントローラと、を備え、前記複数の透光領域の視差方向に沿った各第１幅は、前記複数の減光面の前記視差方向に沿った各第２幅より大きく、前記コントローラは、利用者の両眼から視認可能な両眼可視領域を黒画像にさせることで、前記視差画像を視差分離するように前記表示パネルを制御可能である、３次元表示装置と、を備える構成である。
　本開示の移動体は、視差画像を表示するように構成される表示パネルと、複数の減光面及び複数の透光領域が視差方向に交互に繰り返し並ぶ光学パネルと、前記表示パネルを制御するように構成されるコントローラと、を備え、前記複数の透光領域の視差方向に沿った各第１幅は、前記複数の減光面の前記視差方向に沿った各第２幅より大きく、前記コントローラは、利用者の両眼から視認可能な両眼可視領域を黒画像にさせることで、前記視差画像を視差分離するように前記表示パネルを制御可能である、３次元表示装置、を備える構成である。
　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。
図１は、一実施形態における３次元表示システムを鉛直方向から見た例を示す図である。 図２は、図１に示す表示パネルを奥行方向から見た例を示す図である。 図３は、図１に示すパララックスバリアを奥行方向から見た例を示す図である。 図４は、図１に示す表示パネルのアクティブエリアの例を示す図である。 図５は、一実施形態に係る３次元表示システムを搭載したＨＵＤの例を示す図である。 図６は、図５に示すＨＵＤを搭載した移動体の例を示す図である。
　本開示の３次元表示装置の基礎となる構成である、画像光の方向を規定するバリアを備えることによって、利用者の両眼に対して視差画像を投影し、立体視を提供する表示装置が知られている
バリアは、光を遮ることで利用者の各眼に視差のある画像を投影するため、バリアの開口を大きくすると意図しない側の眼にも画像が投影されてしまう。
　本開示は、上述の点に鑑みてなされたものであり、バリアの開口を広げうるヘッドアップディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ用表示装置及び移動体を提供することを目的とする。
　以下、本開示の一実施形態について、図面を参照して説明する。
　本開示の複数の実施形態にかかる３次元表示システム１００は、図１に示すように、検出装置１と、３次元表示装置２とを含んで構成される。
　検出装置１は、利用者の第１眼の位置を検出するように構成される。検出装置１は、検出した第１眼の位置を３次元表示装置２に出力するように構成される。検出装置１は利用者の第２眼の位置を検出するように構成されうる。検出装置１は、検出した第２眼の位置を３次元表示装置２に出力するように構成されうる。本開示では、第１眼を左眼とし、第２眼を右眼として説明するが逆であってよい。
　検出装置１は、例えば、カメラを備えてよい。検出装置１は、カメラによって利用者の顔を撮影するよう構成されてよい。検出装置１は、カメラの利用者の顔の像を含む撮影画像から左眼および右眼の位置を検出するよう構成されてよい。検出装置１は、１つのカメラの撮影画像から、左眼および右眼の位置を３次元空間の座標として検出するよう構成されてよい。検出装置１は、２個以上のカメラの撮影画像から、左眼の位置および右眼の位置を３次元空間の座標として検出するよう構成されてよい。
　検出装置１は、カメラを備えず、装置外のカメラに接続されるよう構成されてよい。検出装置１は、装置外のカメラからの信号を入力する入力端子を備えてよい。装置外のカメラは、入力端子に直接的に接続されるよう構成されてよい。装置外のカメラは、共有のネットワークを介して入力端子に間接的に接続されるよう構成されてよい。カメラを備えない検出装置１は、カメラが映像信号を入力する入力端子を備えてよい。カメラを備えない検出装置１は、入力端子に入力された映像信号から左眼および右眼の位置を検出するよう構成されてよい。
　検出装置１は、例えば、センサを備えてよい。センサは、超音波センサまたは光センサ等であってよい。検出装置１は、センサによって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および右眼の位置を検出するよう構成されてよい。検出装置１は、１個または２個以上のセンサによって、左眼および右眼の位置を３次元空間の座標として検出するよう構成されてよい。
　３次元表示システム１００は、検出装置１を備えなくてよい。３次元表示システム１００が検出装置１を備えない場合、３次元表示装置２は、装置外の検出装置からの信号を入力する入力端子を備えてよい。装置外の検出装置は、入力端子に接続されるよう構成されてよい。装置外の検出装置は、入力端子に対する伝送信号として、電気信号および光信号を用いるよう構成されてよい。装置外の検出装置は、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るよう構成されてよい。３次元表示装置２には、装置外の検出装置から取得した左眼および右眼の位置を示す位置座標が入力されるよう構成されてよい。
　３次元表示装置２は、取得部３と、照射器４と、表示パネル５と、光学素子としてのパララックスバリア６と、コントローラ７と、メモリ８とを含みうる。
　取得部３は、検出装置１によって検出された左眼の位置および右眼の位置を入力可能に構成される。取得部３は、左眼の位置及び右眼の位置をコントローラ７に入力可能に構成される。
　照射器４は、表示パネル５を面的に照射するよう構成されうる。照射器４は、光源、導光板、拡散板、拡散シート等を含んでよい。照射器４は、光源により照射光を射出し、照射光を表示パネル５の面方向に均一化するよう構成される。照射器４は、導光板、拡散板、拡散シート等により照射光を概ね均一化しうる。照射器４は、均一化された光を表示パネル５の方に出射するよう構成されうる。
　図２に示すように、表示パネル５は、面状に広がるアクティブエリア５１を有する。アクティブエリア５１は、複数の区画領域を有する。アクティブエリア５１は、混合画像を表示するよう動作可能である。混合画像は、第１画像と第２画像とを含む。第２画像は、第１画像に対して視差を有する。第１画像は、左眼画像としうる。第２画像は、右眼画像としうる。混合画像は、第３画像を含む。
　複数の区画領域は、格子状のブラックマトリックス５２により第１方向および第２方向に区画された領域である。第２方向は、第１方向に交わる。第２方向は、第１方向に実質的に直交しうる。第２方向は、第１方向に直交しうる。第１方向及び第２方向は、面をなす。第１方向及び第２方向がなす面に直交する方向は第３方向と称される。第１方向は水平方向と称されてよい。第２方向は鉛直方向と称されてよい。第３方向は奥行方向と称されてよい。しかし、第１方向、第２方向、および第３方向はそれぞれこれらに限られない。図面において、第１方向はｘ軸方向として表され、第２方向はｙ軸方向として表され、第３方向はｚ軸方向として表される。
　複数の区画領域の各々には、１つのサブピクセルが対応する。複数の区画領域の各々は、画像光を発するように構成される。混合画像は、画像光が合わさったものである。アクティブエリア５１は、水平方向および鉛直方向に沿って格子状に配列された複数のサブピクセルを備える。複数のサブピクセルの各々は、Ｒ（Red），Ｇ（Green），Ｂ（Blue）のいずれかの色に対応する。Ｒ，Ｇ，Ｂの３つのサブピクセルは、一組として１ピクセルを構成しうる。１ピクセルとなる複数のサブピクセルは、３つに限られず、４つを含む他の数であってよい。１ピクセルとなる複数のサブピクセルは、Ｒ，Ｇ，Ｂの組み合わせに限られない。１ピクセルは、１画素と称されうる。１ピクセルを構成する複数のサブピクセルは、例えば、水平方向に並びうる。同じ色の複数のサブピクセルは、例えば、鉛直方向に並びうる。
　表示パネル５は、例えば透過型の表示パネルを採用しうる。透過型の表示パネルは、液晶表示パネルなどを含む。表示パネル５としては、透過型の液晶パネルに限られず、自発光型の表示パネルを採用しうる。自発光型の表示パネルは、有機ＥＬ、無機ＥＬ等を含みうる。表示パネル５は、他の表示パネルを使用しうる。表示パネル５として、自発光型の表示パネルを使用した場合、３次元表示装置２は照射器４を備えなくてよい。
　アクティブエリア５１に配列された複数のサブピクセルは、複数のサブピクセル群Ｐｇを構成する。複数のサブピクセル群Ｐｇは、水平方向に繰り返して並ぶ。複数のサブピクセル群Ｐｇは、鉛直方向においては、水平方向に１または複数の所定サブピクセル分ずれて繰り返し並ぶ。複数のサブピクセル群Ｐｇは互いに隣り合って並ぶ。複数のサブピクセル群Ｐｇの各々は、所定の行および所定の列に並ぶ複数のサブピクセルを含む。図２に示す例では、複数のサブピクセル群Ｐｇは、鉛直方向にｂ個（ｂ行）、水平方向に２×ｎ個（ｎ列）、連続して配列された（２×ｎ×ｂ）個のサブピクセルＰ１～Ｐ（２×ｎ×ｂ）を含む。図２に示す例では、ｎ＝６、ｂ＝１である。アクティブエリア５１には、鉛直方向に１個、水平方向に１２個、連続して配列された１２個のサブピクセルＰ１～Ｐ１２を含む複数のサブピクセル群Ｐｇが並ぶ。図２に示す例では、一部のサブピクセル群Ｐｇに符号を付している。
　複数のサブピクセル群Ｐｇは、コントローラ７が画像を表示するための制御を行う最小単位である。全てのサブピクセル群Ｐｇの同じ識別情報を有する複数のサブピクセルＰ１～Ｐ（２×ｎ×ｂ）は、コントローラ７によって同時期に制御される。同時期は、同時、実質的同時、同一の１のクロックの発生に基づく制御、および同じフレームでの制御を含む。例えば、コントローラ７は、複数のサブピクセルＰ１に表示させる画像を左眼画像から右眼画像に切り替える場合、全てのサブピクセル群Ｐｇにおける複数のサブピクセルＰ１に表示させる画像を左眼画像から右眼画像に同時的に切り替えるように制御しうる。
　パララックスバリア６は、図１に示したように、アクティブエリア５１に沿う平面状としうる。パララックスバリア６は、アクティブエリア５１から所定距離のギャップｇで、離れている。パララックスバリア６は、表示パネル５に対して照射器４の反対側に位置してよい。パララックスバリア６は、表示パネル５の照射器４側に位置してよい。
　パララックスバリア６は、複数のサブピクセルから発される複数の画像光の光線方向を規定するよう構成される。光線方向は、画像光の伝播方向である。パララックスバリア６は、複数の減光面６１、及び複数の透光領域６２を含む。複数の透光領域６２の各々は、図３に示すように、面内の第４方向に伸びる帯状領域である。第４方向は、鉛直方向と０度でない所定角度をなす方向である。第３方向は、第１方向及び第２方向に交わる方向である。
　図１に示したように、パララックスバリア６がアクティブエリア５１に配列された複数のサブピクセルが発する画像光を規定することによって、利用者の眼は、視認可能なアクティブエリア５１上の領域が定まる。以降において、利用者の眼の位置に伝播する画像光を発するアクティブエリア５１内の各領域は可視領域５１ａと称される。利用者の左眼の位置に伝播する画像光を射出するアクティブエリア５１内の複数の領域は複数の左可視領域５１ａＬ（第１可視領域）と称される。利用者の右眼の位置に伝播する画像光を射出するアクティブエリア５１内の複数の領域は複数の右可視領域５１ａＲ（第２可視領域）と称される。
　具体的には、図３に示したように、パララックスバリア６は、画像光を減光する複数の減光面６１を有する。複数の減光面６１は、互いに隣接する該減光面６１の間の透光領域６２を画定する。複数の減光面６１および複数の透光領域６２は、水平方向に交互に並ぶ。透光領域６２の水平方向に沿った第２幅６２ｗは、減光面６１の水平方向に沿った第１幅６１ｗより大きくしうる。パララックスバリア６の開口率は、５０％を超えうる。
　複数の透光領域６２は、パララックスバリア６に入射する光を透過させるように構成される部分である。複数の透光領域６２は、複数の減光面６１に比べて光透過率が高い。複数の減光面６１は、複数の透光領域６２に比べて光透過率が低い。透光領域６２は、第１所定値以上の透過率で光を透過させてよい。第１所定値は、例えば略１００％であってよいし、１００％未満の値であってよい。アクティブエリア５１から射出される画像光が良好に視認できる範囲であれば、第１所定値は、１００％以下の値、例えば、８０％または５０％などとしうる。複数の減光面６１は、パララックスバリア６に入射する光を遮って殆ど透過させないように構成される部分である。複数の減光面６１は、表示パネル５のアクティブエリア５１に表示される画像が、利用者の眼に到達することを遮る。複数の減光面６１は、第２所定値以下の透過率で光を遮ってよい。第２所定値は、例えば略０％であってよいし、０％より大きく、０．５％、１％または３％等、０％に近い値であってよい。第１所定値は、第２所定値よりも数倍以上、例えば、１０倍以上大きい値としうる。第１所定値は、減光面を通じた透過光とのコントラストが確保される範囲において適宜公的値としうる。
　複数の透光領域６２と複数の減光面６１とは、アクティブエリア５１に沿う所定方向に伸びる。複数の透光領域６２および複数の減光面６１は、所定方向と直交する方向に交互に並びうる。透光領域６２は、複数のサブピクセルから射出される画像光の光線方向を規定するよう構成される。
　図１に示したように、透光領域６２の水平方向における配置間隔であるバリアピッチＢｐ、アクティブエリア５１とパララックスバリア６との間のギャップｇは、適視距離ｄおよび標準距離Ｅ０を用いた次の式（１）および式（２）が成り立つように規定される。
　Ｅ０：ｄ＝（ｎ×Ｈｐ）：ｇ　　　　　　　　　　　　　　　式（１）
　ｄ：Ｂｐ＝（ｄ＋ｇ）：（２×ｎ×Ｈｐ）　　　　　　　　　式（２）
　適視距離ｄは、利用者の右眼および左眼それぞれとパララックスバリア６との間の距離である。適視距離ｄでは、各眼から視ることができる可視領域５１ａの水平方向の長さがサブピクセルｎ個分となる。右眼と左眼とを通る直線の方向（眼間方向）は水平方向に対応する。眼間方向は、物理空間での方向が異なりうる。標準距離Ｅ０は利用者の眼間距離Ｅの標準である。標準距離Ｅ０は、例えば、産業技術総合研究所の研究によって算出された値である６１．１ｍｍ～６４．４ｍｍであってよい。Ｈｐは、図２に示したような、複数のサブピクセルの水平方向の長さである。
　パララックスバリア６は、第２所定値未満の透過率を有するフィルムまたは板状部材で構成されてよい。この場合、減光面６１は、当該フィルムまたは板状部材で構成される。透光領域６２は、フィルムまたは板状部材に設けられた開口で構成される。フィルムは、樹脂で構成されてよいし、他の材料で構成されてよい。板状部材は、樹脂または金属等で構成されてよいし、他の材料で構成されてよい。パララックスバリア６は、フィルムまたは板状部材に限られず、他の種類の部材で構成されてよい。パララックスバリア６は、基材が減光性を有してよいし、基材に減光性を有する添加物を含有するよう構成されてよい。
　パララックスバリア６は、液晶シャッターで構成されてよい。液晶シャッターは、印加する電圧に応じて光の透過率を制御するよう構成しうる。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するよう構成されてよい。液晶シャッターは、光の透過率が高い領域または光の透過率が低い領域を任意の形状に形成するよう構成しうる。パララックスバリア６が液晶シャッターで構成される場合、透光領域６２は、第１所定値以上の透過率を有する領域としてよい。パララックスバリア６が液晶シャッターで構成される場合、減光面６１は、第２所定値以下の透過率を有する領域としてよい。
　このように構成されることによって、パララックスバリア６は、アクティブエリア５１の一部のサブピクセルから出射した画像光を、透光領域６２を通過させ利用者の右眼に伝搬させるよう構成される。パララックスバリア６は、他の一部のサブピクセルから出射した画像光を、透光領域６２を通過させ利用者の左眼に伝搬させる。画像光が利用者の左眼および右眼のそれぞれに伝播されることによって、利用者の眼に視認される画像について、図４を参照して詳細に説明する。
　複数の左可視領域５１ａＬは、利用者の左眼が視認するアクティブエリア５１上の複数の領域である。複数の左可視領域５１ａＬ内の複数のサブピクセルが発した画像光は、パララックスバリア６の複数の透光領域６２を透過して利用者の左眼に到達しうる。複数の左不可視領域５１ｂＬは、利用者の左眼が視認することのできないアクティブエリア５１上の複数の領域である。複数の左不可視領域５１ｂＬ内の複数のサブピクセルが発した画像光は、パララックスバリア６の複数の減光面６１によって遮られる。左可視領域５１ａＬには、サブピクセルＰ１の半分と、複数のサブピクセルＰ２～Ｐ５の全体と、サブピクセルＰ６の半分と、サブピクセルＰ７の半分と、サブピクセルＰ１２の半分とが含まれる。
　図４に示す複数の右可視領域５１ａＲは、利用者の右眼が視認するアクティブエリア５１上の領域である。複数の右可視領域５１ａＲ内の複数のサブピクセルが発した画像光は、パララックスバリア６の複数の透光領域６２を透過した利用者の右眼に到達しうる。複数の右不可視領域５１ｂＲは、利用者の右眼が視認することのできない領域である。複数の右不可視領域５１ｂＲ内の複数のサブピクセルが発した画像光は、パララックスバリア６の複数の減光面６１によって遮られる。右可視領域５１ａＲには、サブピクセルＰ１の半分と、サブピクセルＰ６の半分と、サブピクセルＰ７の半分と、複数のサブピクセルＰ８～Ｐ１１の全体と、サブピクセルＰ１の半分とが含まれる。
　複数の両眼可視領域５１ａＬＲは、複数の左可視領域５１ａＬ、および複数の右可視領域５１ａＲが重なった領域である。複数の両眼可視領域５１ａＬＲ内の複数のサブピクセルが発した画像光は、パララックスバリア６の複数の透光領域６２を透過した利用者の右眼及び左眼に到達しうる。適視距離ｄに利用者が位置するとき、パララックスバリア６の開口率が５０％以上である場合、複数の両眼可視領域５１ａＬＲが常に生じるようになる。パララックスバリア６の開口率は、バリアピッチＢｐに対する開口領域６２の幅として算出されうる。両眼可視領域の幅は、サブピクセルの水平方向の長さＨｐより短くしうる。
　複数のサブピクセルＰ１～Ｐ６に左眼画像が表示され、複数のサブピクセルＰ７～Ｐ１２に右眼画像が表示されると、左眼および右眼はそれぞれ画像を視認する。右眼画像および左眼画像は互いに視差を有する視差画像である。左眼画像を表示する複数のサブピクセルには符号「Ｌ」が付されている。また、右眼画像を表示する複数のサブピクセルには符号「Ｒ」が付されている。また、右眼及び左眼に共通の共通画像を表示する複数のサブピクセルには、符号「Ｃ」が付されている。共通画像として左画像および右眼画像のいずれを表示させても、クロストークは、増加する。
　コントローラ７は、３次元表示システム１００の各構成要素に接続され、各構成要素を制御するよう構成されうる。コントローラ７によって制御される構成要素は、検出装置１および表示パネル５を含む。コントローラ７は、例えばプロセッサとして構成される。コントローラ７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７は、１つまたは複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（System-on-a-Chip）、およびＳｉＰ（System In a Package）のいずれかであってよい。コントローラ７は、記憶部を備え、記憶部に各種情報、または３次元表示システム１００の各構成要素を動作させるためのプログラム等を格納してよい。記憶部は、例えば半導体メモリ等で構成されてよい。記憶部は、コントローラ７のワークメモリとして機能してよい。
　メモリ８は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）など、任意の記憶デバイスにより構成される。メモリ８は、追って詳細に説明する第１テーブル、第２テーブル、および第３テーブルの１つ以上を記憶する。メモリ８は、追って詳細に説明する第４テーブル、第５テーブル、および第６テーブルの１つ以上を記憶するよう構成される。
　コントローラ７は、複数の両眼可視領域５１ａＬＲに共通画像として黒画像を表示するように構成されうる。複数の両眼可視領域５１ａＬＲに黒画像を表示することで、コントローラ７は、利用者への実質的なクロストークを少なくすることができる。かかる構成により、例えば、開口率５０％以上のようにパララックスバリア６による視差分離が不完全である場合にも、利用者に対して良好な３次元画像を提供しうる。
　コントローラ７は、１のサブピクセル群Ｐｇにおける左可視領域５１ａＬ及び右可視領域５１ａＲの互いの境界となる２つのサブピクセルに、黒画像を表示するように構成されうる。両眼可視領域５１ａＬＲは、右可視領域５１ａＲおよび左可視領域５１ａＬの間に境界にある。コントローラ７は、利用者への実質的なクロストークを少なくすることができる。
　コントローラ７は、右可視領域５１ａＲおよび左可視領域５１ａＬの、水平方向に沿った両端のサブピクセルに黒画像を表示するように構成されうる。コントローラ７は、隣り合うサブピクセル群Ｐｇの間におけるクロストークを実質的に少なくすることができる。
　両眼可視領域の水平方向に沿った長さがサブピクセルの水平方向に沿った長さＨｐより短いと、両眼可視領域に黒画像を表示した際に、光の回折によるクロストークを少なくしうる。
　上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本開示の趣旨および範囲内で、多くの変更および置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本開示は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形および変更が可能である。例えば、実施形態および実施例に記載の複数の構成ブロックを１つに組合せたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。
　図５に示すように、３次元表示システム１００は、ヘッドアップディスプレイシステム４００に搭載されうる。ヘッドアップディスプレイシステム４００は、ＨＵＤ（Head Up Display）４００ともいう。ＨＵＤ４００は、３次元表示システム１００と、光学部材４１０と、被投影面４３０を有する被投影部材４２０とを備える。ＨＵＤ４００は、３次元表示システム１００から射出される画像光を、光学部材４１０を介して被投影部材４２０に到達させる。ＨＵＤ４００は、被投影部材４２０で反射させた画像光を、利用者の左眼および右眼に到達させる。つまり、ＨＵＤ４００は、破線で示される光路４４０に沿って、３次元表示システム１００から利用者の左眼および右眼まで画像光を進行させる。利用者は、光路４４０に沿って到達した画像光を、虚像４５０として視認しうる。
　図６に示すように、３次元表示システム２００を含むＨＵＤ４００は、移動体１０に搭載されてよい。ＨＵＤ４００は、構成の一部を、当該移動体１０が備える他の装置、部品と兼用してよい。例えば、移動体１０は、ウインドシールドを被投影部材４２０として兼用してよい。構成の一部を当該移動体１０が備える他の装置、部品と兼用する場合、他の構成をＨＵＤモジュールまたは３次元表示コンポーネントと呼びうる。ＨＵＤ４００、３次元表示システム１００は、移動体１０に搭載されてよい。本開示における「移動体」には、車両、船舶、航空機を含む。本開示における「車両」には、自動車および産業車両を含むが、これに限られず、鉄道車両および生活車両、滑走路を走行する固定翼機を含めてよい。自動車は、乗用車、トラック、バス、二輪車、およびトロリーバス等を含むがこれに限られず、道路上を走行する他の車両を含んでよい。産業車両は、農業および建設向けの産業車両を含む。産業車両には、フォークリフト、およびゴルフカートを含むがこれに限られない。農業向けの産業車両には、トラクター、耕耘機、移植機、バインダー、コンバイン、および芝刈り機を含むが、これに限られない。建設向けの産業車両には、ブルドーザー、スクレーバー、ショベルカー、クレーン車、ダンプカー、およびロードローラを含むが、これに限られない。車両は、人力で走行するものを含む。なお、車両の分類は、上述に限られない。例えば、自動車には、道路を走行可能な産業車両を含んでよく、複数の分類に同じ車両が含まれてよい。本開示における船舶には、マリンジェット、ボート、タンカーを含む。本開示における航空機には、固定翼機、回転翼機を含む。
　本開示は次の実施の形態が可能である。
本開示の３次元表示装置は、視差画像を表示するように構成される表示パネルと、複数の減光面及び複数の透光領域が視差方向に交互に繰り返し並ぶ光学パネルと、前記表示パネルを制御するように構成されるコントローラと、を備え、前記複数の透光領域の視差方向に沿った各第１幅は、前記複数の減光面の前記視差方向に沿った各第２幅より大きく、前記コントローラは、利用者の両眼から視認可能な両眼可視領域を黒画像にさせることで、前記視差画像を視差分離するように前記表示パネルを制御可能な構成である。
　本開示の３次元表示システムは、利用者の第１眼の位置および前記第１眼とは異なる第２眼の位置を検出する検出装置と、視差画像を表示するように構成される表示パネルと、複数の減光面及び複数の透光領域が視差方向に交互に繰り返し並ぶ光学パネルと、前記表示パネルを制御するように構成されるコントローラと、を備え、前記複数の透光領域の視差方向に沿った各第１幅は、前記複数の減光面の前記視差方向に沿った各第２幅より大きく、前記コントローラは、利用者の両眼から視認可能な両眼可視領域を黒画像にさせることで、前記視差画像を視差分離するように前記表示パネルを制御可能である、３次元表示装置と、を備える構成である。
　本開示の移動体は、視差画像を表示するように構成される表示パネルと、複数の減光面及び複数の透光領域が視差方向に交互に繰り返し並ぶ光学パネルと、前記表示パネルを制御するように構成されるコントローラと、を備え、前記複数の透光領域の視差方向に沿った各第１幅は、前記複数の減光面の前記視差方向に沿った各第２幅より大きく、前記コントローラは、利用者の両眼から視認可能な両眼可視領域を黒画像にさせることで、前記視差画像を視差分離するように前記表示パネルを制御可能である、３次元表示装置、を備える構成である。
　本開示の一実施形態に係る３次元表示装置等によれば、バリアの開口を広げうる。
　本開示は、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、本開示の範囲は特許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、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本開示の範囲内のものである。
１　　　　　検出装置
２　　　　　３次元表示装置
３　　　　　取得部
４　　　　　照射器
５　　　　　表示パネル
６　　　　　パララックスバリア
７　　　　　コントローラ
８　　　　　メモリ
１０　　　　移動体
５１　　　　アクティブエリア
５１ａＬ　　左可視領域
５１ａＲ　　右可視領域
５１ａＬＲ　両眼可視領域
６１　　　　減光面
６２　　　　透光領域
１００　　　３次元表示システム
４００　　　ヘッドアップディスプレイシステム
４１０　　　光学部材
４２０　　　被投影部材
４３０　　　被投影面
４４０　　　光路
４５０　　　虚像
 

Claims (6)

  1. 　視差画像を表示するように構成される表示パネルと、
    　複数の減光面及び複数の透光領域が視差方向に交互に繰り返し並ぶ光学パネルと、
    　前記表示パネルを制御するように構成されるコントローラと、を備え、
    　前記複数の透光領域の視差方向に沿った各第１幅は、前記複数の減光面の前記視差方向に沿った各第２幅より大きく、
    　前記コントローラは、利用者の両眼から視認可能な両眼可視領域を黒画像にさせることで、前記視差画像を視差分離するように前記表示パネルを制御可能である、３次元表示装置。
  2. 　請求項１に記載の３次元表示装置であって、
    　適視距離の利用者から視た表示面において、両眼可視領域の前記視差方向に沿った幅は、前記表示素子１つ分の幅より狭い、３次元表示装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の３次元表示装置であって、
    　前記コントローラは、前記利用者の第１眼から視認可能で且つ第２眼から視認されない第２領域を黒画像にさせるように表示パネルを制御可能である、３次元表示装置。
  4. 　請求項１から３のいずれかに記載の３次元表示装置であって、
    　前記コントローラは、前記第２眼から視認可能で且つ前記第１眼から視認されない第３領域を黒画像にさせるように表示パネルを制御可能である、３次元表示装置。
  5. 　利用者の第１眼の位置および前記第１眼とは異なる第２眼の位置を検出する検出装置と、
    　視差画像を表示するように構成される表示パネルと、複数の減光面及び複数の透光領域が視差方向に交互に繰り返し並ぶ光学パネルと、前記表示パネルを制御するように構成されるコントローラと、を備え、前記複数の透光領域の視差方向に沿った各第１幅は、前記複数の減光面の前記視差方向に沿った各第２幅より大きく、前記コントローラは、利用者の両眼から視認可能な両眼可視領域を黒画像にさせることで、前記視差画像を視差分離するように前記表示パネルを制御可能である、３次元表示装置を備える３次元表示システム。
  6. 　視差画像を表示するように構成される表示パネルと、複数の減光面及び複数の透光領域が視差方向に交互に繰り返し並ぶ光学パネルと、前記表示パネルを制御するように構成されるコントローラと、を備え、前記複数の透光領域の視差方向に沿った各第１幅は、前記複数の減光面の前記視差方向に沿った各第２幅より大きく、前記コントローラは、利用者の両眼から視認可能な両眼可視領域を黒画像にさせることで、前記視差画像を視差分離するように前記表示パネルを制御可能である、３次元表示装置を備える移動体。
     
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