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1. WO2020130047 - 3次元表示装置、3次元表示システム、ヘッドアップディスプレイ、及び移動体

Document

明 細 書

発明の名称 3次元表示装置、3次元表示システム、ヘッドアップディスプレイ、及び移動体 0001  

技術分野

0002  

背景技術

0003  

発明の概要

0004   0005   0006   0007  

図面の簡単な説明

0008  

発明を実施するための形態

0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097  

符号の説明

0098  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

明 細 書

発明の名称 : 3次元表示装置、3次元表示システム、ヘッドアップディスプレイ、及び移動体

関連出願へのクロスリファレンス

[0001]
 本出願は、日本国特許出願2018-239438号(2018年12月21日出願)の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。

技術分野

[0002]
 本開示は、3次元表示装置、3次元表示システム、ヘッドアップディスプレイ、及び移動体に関する。

背景技術

[0003]
 従来、利用者が眼鏡を用いずに3次元画像を視認できるように、表示パネルから出射される画像光を、バリアパネルを介して利用者の右眼と左眼とに分けて到達させる表示装置が知られている。例えば、特開平8-50280号公報に記載されているように、バリアパネルにおいて、対向する2枚の基材の厚みを変化させることで、適視距離を短くした3次元表示装置が開示されている。

発明の概要

[0004]
 本開示の一実施形態に係る3次元表示装置は、表示パネルと、バリアパネルと、コントローラとを備える。前記表示パネルは、複数の画像を表示するように構成される。前記バリアパネルは、前記表示パネルに重なって位置し、前記表示パネルから出射される画像光の相対的な減光量を変更可能に構成される。前記コントローラは、前記表示パネル及び前記バリアパネルを制御するように構成される。前記コントローラは、前記表示パネルに、複数の第1画像領域と、複数の第2画像領域とを設定するように構成される。前記コントローラは、前記複数の第1画像領域を第1方向に沿って第1周期で配列させるように構成される。前記コントローラは、前記表示パネルの前記複数の第1画像領域に、利用者の第1眼で視認させる第1画像を表示するように構成される。前記コントローラは、前記表示パネルの前記複数の第2画像領域に、前記利用者の第2眼で視認させる第2画像を表示するように構成される。前記コントローラは、前記バリアパネルに、前記画像光を第1透過率で透過させる複数の第1透過領域と、前記画像光を第2透過率で透過させる複数の第2透過領域とを設定するように構成される。前記コントローラは、前記複数の第1透過領域を前記第1方向に沿って第2周期で配列させるように構成される。前記コントローラは、前記第1方向に沿った第3周期で、不規則処理をするように構成される。
[0005]
 本開示の一実施形態に係る3次元表示システムは、位置検出装置と、3次元表示装置とを備える。前記3次元表示装置は、表示パネルと、バリアパネルと、コントローラとを備える。前記位置検出装置は、利用者の眼の位置を検出するように構成される。前記表示パネルは、複数の画像を表示するように構成される。前記バリアパネルは、前記表示パネルに重なって位置し、前記表示パネルから出射される画像光の相対的な減光量を変更可能に構成される。前記コントローラは、前記表示パネル及び前記バリアパネルを制御するように構成される。前記コントローラは、前記表示パネルに、複数の第1画像領域と、複数の第2画像領域とを設定するように構成される。前記コントローラは、前記複数の第1画像領域を第1方向に沿って第1周期で配列させるように構成される。前記コントローラは、前記表示パネルの前記複数の第1画像領域に、利用者の第1眼で視認させる第1画像を表示するように構成される。前記コントローラは、前記表示パネルの前記複数の第2画像領域に、前記利用者の第2眼で視認させる第2画像を表示するように構成される。前記コントローラは、前記バリアパネルに、前記画像光を第1透過率で透過させる複数の第1透過領域と、前記画像光を第2透過率で透過させる複数の第2透過領域とを設定するように構成される。前記コントローラは、前記複数の第1透過領域を前記第1方向に沿って第2周期で配列させるように構成される。前記コントローラは、前記第1方向に沿った第3周期で、不規則処理をするように構成される。
[0006]
 本開示の一実施形態に係るヘッドアップディスプレイは、3次元表示装置と、被投影部材とを備える。前記被投影部材は、被投影面を有する。前記3次元表示装置は、表示パネルと、バリアパネルと、コントローラとを備える。前記表示パネルは、複数の画像を表示するように構成される。前記バリアパネルは、前記表示パネルに重なって位置し、前記表示パネルから出射される画像光の相対的な減光量を変更可能に構成される。前記コントローラは、前記表示パネル及び前記バリアパネルを制御するように構成される。前記コントローラは、前記表示パネルに、複数の第1画像領域と、複数の第2画像領域とを設定するように構成される。前記コントローラは、前記複数の第1画像領域を第1方向に沿って第1周期で配列させるように構成される。前記コントローラは、前記表示パネルの前記複数の第1画像領域に、利用者の第1眼で視認させる第1画像を表示するように構成される。前記コントローラは、前記表示パネルの前記複数の第2画像領域に、前記利用者の第2眼で視認させる第2画像を表示するように構成される。前記コントローラは、前記バリアパネルに、前記画像光を第1透過率で透過させる複数の第1透過領域と、前記画像光を第2透過率で透過させる複数の第2透過領域とを設定するように構成される。前記コントローラは、前記複数の第1透過領域を前記第1方向に沿って第2周期で配列させるように構成される。前記コントローラは、前記第1方向に沿った第3周期で、不規則処理をするように構成される。前記3次元表示装置は、前記被投影面に前記画像光を投影するように構成され、前記利用者に前記被投影面を介して前記第1画像及び前記第2画像を視認させるように構成される。
[0007]
 本開示の一実施形態に係る移動体は、ヘッドアップディスプレイを搭載する。前記ヘッドアップディスプレイは、3次元表示装置と、被投影部材とを備える。前記被投影部材は、被投影面を有する。前記3次元表示装置は、表示パネルと、バリアパネルと、コントローラとを備える。前記表示パネルは、複数の画像を表示するように構成される。前記バリアパネルは、前記表示パネルに重なって位置し、前記表示パネルから出射される画像光の相対的な減光量を変更可能に構成される。前記コントローラは、前記表示パネル及び前記バリアパネルを制御するように構成される。前記コントローラは、前記表示パネルに、複数の第1画像領域と、複数の第2画像領域とを設定するように構成される。前記コントローラは、前記複数の第1画像領域を第1方向に沿って第1周期で配列させるように構成される。前記コントローラは、前記表示パネルの前記複数の第1画像領域に、利用者の第1眼で視認させる第1画像を表示するように構成される。前記コントローラは、前記表示パネルの前記複数の第2画像領域に、前記利用者の第2眼で視認させる第2画像を表示するように構成される。前記コントローラは、前記バリアパネルに、前記画像光を第1透過率で透過させる複数の第1透過領域と、前記画像光を第2透過率で透過させる複数の第2透過領域とを設定するように構成される。前記コントローラは、前記複数の第1透過領域を前記第1方向に沿って第2周期で配列させるように構成される。前記コントローラは、前記第1方向に沿った第3周期で、不規則処理をするように構成される。前記3次元表示装置は、前記被投影面に前記画像光を投影するように構成され、前記利用者に前記被投影面を介して前記第1画像及び前記第2画像を視認させるように構成される。

図面の簡単な説明

[0008]
[図1] 本実施形態に係る3次元表示装置の構成の一例を示す図である。
[図2] 本実施形態に係る3次元表示装置の構成の一例を示すブロック図である。
[図3] 本実施形態に係る表示パネルの構成の一例を示す図である。
[図4] 本実施形態に係るバリアパネルの構成の一例を示す図である。
[図5] 本実施形態に係る3次元表示システムが搭載されたHUDの一例を示す図である。
[図6] 図5に示すHUDが搭載された車両の一例を示す図である。
[図7] 眼間距離、適視距離、ギャップ、バリアピッチ、及び画像ピッチの関係を説明するための模式図である。
[図8] 眼間距離、適視距離、ギャップ、バリアピッチ、及び画像ピッチの関係を説明するための模式図である。
[図9] 眼間距離、適視距離、ギャップ、バリアピッチ、及び画像ピッチの関係を説明するための模式図である。
[図10] 眼間距離、適視距離、ギャップ、バリアピッチ、及び画像ピッチの関係を説明するための模式図である。
[図11] 眼間距離、適視距離、ギャップ、バリアピッチ、及び画像ピッチの関係を説明するための模式図である。

発明を実施するための形態

[0009]
 3次元表示装置において、3次元画像の画質向上のために、バリアパネルにおけるバリアピッチ、及び、表示パネルにおける画像ピッチそれぞれの値が最適値に近づけられる。バリアピッチの最適値と画像ピッチの最適値とが互いに異なる場合、表示パネルとバリアパネルとはそれぞれ、専用のパネルとして開発される必要がある。各パネルのピッチにかかわらず、画質が向上されることが求められる。
[0010]
 以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。
[0011]
<3次元表示装置の構成>
 図1及び図2に示されるように、一実施形態に係る3次元表示装置100は、表示パネル10と、バリアパネル20と、コントローラ30と、を備える。表示パネル10とバリアパネル20とは重なって位置する。
[0012]
 表示パネル10は、その材料が特に限定されず、例えば、透過型の液晶パネル、有機ELパネル、又は無機ELパネル等の表示デバイスを含んでよい。表示パネル10は、表示面10Aに視差画像を表示するように構成される。視差画像は、左眼画像と、左眼画像に対して視差を有する右眼画像と、を含む。左眼画像及び右眼画像はそれぞれ、第1画像及び第2画像とも称される。利用者の左眼5Lで視認させる左眼画像を表示するように構成される複数の領域は、複数の左眼画像領域PgLとも称される。利用者の右眼5Rで視認させる右眼画像を表示するように構成される複数の領域は、複数の右眼画像領域PgRとも称される。コントローラ30は、表示パネル10に、複数の左眼画像領域PgLと、複数の右眼画像領域PgRとを設定するように構成される。コントローラ30は、複数の左眼画像領域PgLと複数の右眼画像領域PgRとがX軸方向に沿って交互に並ぶように、表示パネル10に、複数の左眼画像領域PgLと、複数の右眼画像領域PgRとを設定するように構成される。つまり、複数の左眼画像領域PgLと複数の右眼画像領域PgRとは、X軸方向に沿って、交互に配列される。利用者の左眼5L及び利用者の右眼5Rはそれぞれ、第1眼及び第2眼とも称される。複数の左眼画像領域PgL及び複数の右眼画像領域Pgはそれぞれ、複数の第1画像領域及び複数の第2画像領域とも称される。X軸方向は、利用者の左眼5Lと右眼5Rとに対して視差を与える方向に対応する。
[0013]
 図3に示すように、表示パネル10は、表示境界15によって、利用者の左眼5Lの位置に伝播する画像光を出射する複数の左眼画像領域PgLと、利用者の右眼5Rの位置に伝播する画像光を出射する複数の右眼画像領域PgRと、に分けられる。表示パネル10は、表示境界15によって分けられる複数の左眼画像領域PgLに左眼画像を表示するように構成され、表示境界15によって分けられる複数の右眼画像領域PgRに右眼画像を表示するように構成される。利用者は、左眼5Lで複数の左眼画像領域PgLに表示される左眼画像を視認するように構成され、右眼5Rで複数の右眼画像領域PgRに表示される右眼画像を視認するように構成される。X軸方向は、利用者から見て水平方向とも称される。Y軸方向は、利用者から見て垂直方向とも称される。Z軸方向は、利用者から見て奥行方向とも称される。X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向はそれぞれ、第1方向、第2方向及び第3方向とも称される。
[0014]
 表示パネル10は、格子状のブラックマトリックス51によって区画される複数の区画領域を有する。複数の区画領域は、表示面10A上において水平方向及び垂直方向に沿って格子状に区画される。各区画領域に、1個のサブピクセル12が対応する。サブピクセル12の水平方向の長さは、Hpと表されるとする。サブピクセル12の垂直方向の長さは、Vpと表されるとする。表示パネル10における両眼画像の画像ピッチは、第1周期とも称され、kと表されるとする。表示パネル10における両眼画像の画像ピッチがkと表される場合、表示パネル10における片眼画像の画像ピッチは、k/2と表される。画像ピッチは、コントローラ30によって適宜設定される。
[0015]
 例えば、図3に示すように、複数の左眼画像領域PgLに含まれる複数のサブピクセル12は、6個のサブピクセル12を含むと仮定する。複数のサブピクセル12は、例えば、枝番として、P1、P2、P3、P4、P5及びP6がそれぞれ付されている6個のサブピクセル12であってよい。以下、枝番としてP1が付されているサブピクセル12は、サブピクセル12_P1と表されるとする。複数の左眼画像領域PgLに含まれるピクセルを構成する複数のサブピクセル12の個数は、特に限定されない。
[0016]
 例えば、図3に示すように、複数の右眼画像領域PgRに含まれる複数のサブピクセル12は、6個のサブピクセル12を含むと仮定する。複数のサブピクセル12は、例えば、サブピクセル12_7、サブピクセル12_8、サブピクセル12_9、サブピクセル12_10、サブピクセル12_11、及びサブピクセル12_12、と称される6個のサブピクセル12を含む。複数の右眼画像領域PgRに含まれるピクセルを構成するサブピクセル12の個数は、特に限定されない。
[0017]
 複数のサブピクセル12は、表示面10A上における水平方向に、ピッチをHpとして配列されるとする。図3の例において、複数の左眼画像領域PgLに含まれる複数のサブピクセル12は、サブピクセル12_P2、サブピクセル12_P4、及びサブピクセル12_P6の順に配列されている。複数の右眼画像領域PgRに含まれる複数のサブピクセル12は、サブピクセル12_P8、サブピクセル12_P10、及びサブピクセル12_P12の順に配列されている。
[0018]
 複数のサブピクセル12は、表示面10A上における垂直方向に、ピッチをVpとして配列されるとする。図3の例において、複数の左眼画像領域PgLに含まれる複数のサブピクセル12は、サブピクセル12_P2、及びサブピクセル12_P1の順に配列されている。複数の右眼画像領域PgRに含まれる複数のサブピクセル12は、サブピクセル12_P12、サブピクセル12_P11、サブピクセル12_P10、及びサブピクセル12_P9の順に配列されている。
[0019]
 サブピクセル12は、コントローラ30が制御可能な単位である。コントローラ30がサブピクセル12を制御するように構成されることによって、表示パネル10は、任意の画像を表示可能に構成される。図3では、サブピクセル12の形状が長方形である場合を一例に挙げて説明しているが、サブピクセル12の形状は、正方形、台形、などの種々の形状であってよい。
[0020]
 表示パネル10は、コントローラ30によって制御されて、表示面10A上における水平方向に沿った所定周期で不規則処理されるように構成される。所定周期は、第3周期とも称される。不規則処理の詳細は、後述の実施例1~4を参照して説明される。
[0021]
 不規則処理は、例えば、図3に示すように、複数の左眼画像領域PgLと複数の右眼画像領域PgRとの間に、黒色画像を表示するように構成される1又は複数のサブピクセル12が追加されることを意味する。不規則処理は、例えば、複数の左眼画像領域PgLと複数の右眼画像領域PgRとの間に、白色画像を表示するように構成される1又は複数のサブピクセル12が追加されることを意味する。不規則処理は、例えば、複数の左眼画像領域PgLと複数の右眼画像領域PgRとの間に、右眼画像及び左眼画像の何れにも属さない画像を表示する1又は複数のサブピクセル12が追加されることを意味する。不規則処理は、例えば、複数の左眼画像領域PgLに含まれる所定のサブピクセル12が減らされることを意味する。不規則処理は、例えば、複数の右眼画像領域PgRに含まれる所定のサブピクセル12が減らされることを意味する。
[0022]
 例えば、表示パネル10は、所定周期で、複数の左眼画像領域PgLに含まれる複数のサブピクセル12と複数の右眼画像領域PgRに含まれる複数のサブピクセル12との間の所定のサブピクセル12に黒色画像を表示するように構成される。当該所定のサブピクセル12は、不規則処理される箇所に存在する1又は複数のサブピクセル12に対応する。例えば、表示パネル10は、所定周期で、複数の左眼画像領域PgLに含まれる複数のサブピクセル12と複数の右眼画像領域PgRに含まれる複数のサブピクセル12との間の所定のサブピクセル12に白色画像を表示するように構成される。当該所定のサブピクセル12は、不規則処理される箇所に存在する1又は複数のサブピクセル12に対応する。
[0023]
 表示パネル10が、コントローラ30によって所定周期で不規則処理されるように構成されることで、バリアパネル20におけるバリアピッチと表示パネル10における画像ピッチとの最適値からのズレを小さく保つことができる。これにより、例えば、同じピッチの表示パネル10とバリアパネル20とであっても、3次元表示装置100に利用できる。
[0024]
 バリアパネル20は、例えば、液晶シャッタで構成される。液晶素子に印加される電圧が、コントローラ30によって、制御されるように構成されることで、液晶素子の光透過率は変化するように構成される。バリアパネル20は、液晶シャッタに限定されず、例えば、MEMSシャッタパネルで構成されてよい。
[0025]
 図4に示すように、バリアパネル20は、パネル面を有し、パネル面上における水平方向及び垂直方向に沿って、格子状に配列される複数のシャッタ領域Sを有する。コントローラ30は、バリアパネル20に、複数の透光領域20Aと、複数の減光領域20Bとを設定するように構成される。バリアパネル20は、複数の透光領域20Aと、複数の減光領域20Bと、を含む。複数の透光領域20A及び複数の減光領域20Bは、それぞれ複数の第1透過領域及び複数の第2透過領域とも称される。複数の透光領域20Aは、表示パネル10から出射される画像光を第1透過率以上の透過率で透過させるように構成されてよい。第1透過率は、例えば100%であってよいし、100%に近い値であってよい。複数の減光領域32は、表示パネル10からバリアパネル20に入射する光を減じるように構成される。減光領域20Bは、表示パネル10から出射される画像光を第2透過率以下の透過率で透過させるように構成されてよい。第2透過率は、例えば0%であってよいし、0%に近い値であってよい。第1透過率は、第2透過率よりも大きい。第1透過率に対する第2透過率の比率は、一例では、1/100とすることができる。第1透過率に対する第2透過率の比率は、他の例では、1/1000とすることができる。バリアパネル20は、表示パネル10から出射される画像光の相対的な減光量を変更可能であるといえる。第1透過率は、複数の減光領域20Bを透過した光と十分なコントラストが確保できる範囲であれば、50%より小さい値、例えば、10%などであってよい。第2透過率は、複数の透光領域20Aを透過した光と十分なコントラストが確保できる範囲であれば、0%近傍より大きい値、例えば、10%などであってよい。十分なコントラストの比は、例えば100:1であってよい。
[0026]
 バリアパネル20は、表示パネル10から出射される画像光の進行方向を規定する。画像光の進行方向は、光線方向ともいう。バリアパネル20が光線方向を規定することによって、利用者の右眼5R及び利用者の左眼5Lによって視認可能な表示面10A上の複数の領域が決定される。利用者の右眼5R及び利用者の左眼5Lによって視認可能な複数の領域は、それぞれ複数の右眼視認領域及び複数の左眼視認領域とも称される。例えば、バリアパネル20は、表示面10Aの一部のサブピクセル12から出射した画像光を、複数の透光領域20Aを透過させて利用者の左眼5Lに到達させる。例えば、バリアパネル20は、表示面10Aの他の一部のサブピクセル12から出射した画像光を、複数の透光領域20Aを透過させて利用者の右眼5Rに到達させる。コントローラ30は、複数の左眼視認領域に複数の左眼画像領域PgLが位置し、複数の右眼視認領域に複数の右眼画像領域PgRが位置するように表示パネル10を制御するように構成される。これにより、利用者の左眼5Lは左眼画像を視認し、利用者の右眼5Rは右眼画像を視認することができる。その結果、利用者は、3次元画像を視認することができる。
[0027]
 バリアパネル20において、各シャッタ領域Sの光透過率は、コントローラ30によって制御されるように構成される。複数のシャッタ領域Sの一部が、透光領域20Aになるように制御される。複数のシャッタ領域Sの他の一部が、減光領域20Bになるように制御される。複数の透光領域20Aと複数の減光領域20Bとは、パネル面上における水平方向に沿って、交互に配列される。各シャッタ領域Sの水平方向の長さは、長さSWと表され、各シャッタ領域Sの垂直方向の長さは、長さSHと表される。バリアパネル20におけるバリアピッチは、バリアピッチBpと表される。バリアピッチBpは、第2周期とも称される。バリアピッチBpは、コントローラ30によって適宜設定される。バリアパネル20における各シャッタ領域Sの大きさと、表示パネル10における各サブピクセル12の大きさとは、等しくてもよいし、異なっていてもよい。
[0028]
 各シャッタ領域Sは、コントローラ30が制御可能な単位である。コントローラ30は、シャッタ領域Sを制御するように構成されることによって、バリアパネル20における複数の透光領域20Aと複数の減光領域20Bとを任意の形状に変更可能に構成される。
[0029]
 バリアパネル20は、コントローラ30によって制御されて、水平方向に沿って、所定周期で、不規則処理されるように構成される。所定周期は、第3周期とも称される。不規則処理の詳細は、後述の実施例1~4を参照して説明される。
[0030]
 不規則処理は、例えば、複数の透光領域20Aに含まれる所定のシャッタ領域Sが増やされるとともに、複数の減光領域20Bに含まれる所定のシャッタ領域Sが減らされることを意味する。不規則処理は、例えば、複数の減光領域20Bに含まれる所定のシャッタ領域Sが増やされるとともに、複数の透光領域20Aに含まれる所定のシャッタ領域Sが減らされることを意味する。
[0031]
 例えば、バリアパネル20において、所定周期で、複数の透光領域20Aに含まれる複数のシャッタ領域Sが水平方向に1個分増やされるとともに、複数の減光領域20Bに含まれる複数のシャッタ領域Sが水平方向に1個分減らされてよい。例えば、バリアパネル20において、所定周期で、複数の減光領域20Bに含まれる複数のシャッタ領域Sが水平方向に1個分増やされるとともに、複数の透光領域20Aに含まれる複数のシャッタ領域Sが水平方向に1個分減らされてよい。
[0032]
 例えば、バリアパネル20において、所定周期で、複数の透光領域20Aに含まれる複数のシャッタ領域Sが水平方向に2個分増やされるとともに、複数の減光領域20Bに含まれる複数のシャッタ領域Sが水平方向に2個分減らされてよい。例えば、バリアパネル20において、所定周期で、複数の減光領域20Bに含まれる複数のシャッタ領域Sが水平方向に2個分増やされるとともに、複数の透光領域20Aに含まれる複数のシャッタ領域Sが水平方向に2個分減らされてよい。
[0033]
 コントローラ30は、バリアパネル20のバリアピッチBpを任意に制御可能に構成されることで、バリアピッチと画像ピッチとの最適値からのズレを小さく保つことができる。これにより、例えば、同ピッチの表示パネル10とバリアパネル20とであっても、3次元表示装置100に利用できる。
[0034]
 コントローラ30は、3次元表示装置100が備える各構成要素に接続され、各構成要素を制御するように構成される。コントローラ30は、例えばプロセッサとして構成される。コントローラ30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、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。コントローラ30は、1個または複数のプロセッサが協働するSoC(System-on-a-Chip)、及びSiP(System In a Package)のいずれかであってよい。コントローラ30は、記憶部を備えてよい。コントローラ30は、記憶部に各種情報、または3次元表示装置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するように構成されてよい。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30のワークメモリとして機能するように構成されてよい。
[0035]
 コントローラ30は、表示パネル10の複数の左眼画像領域PgLに位置する複数のサブピクセル12に左眼画像の一部を表示させるように構成される。例えば、コントローラ30は、表示パネル10の複数の左眼画像領域PgLに位置する複数のサブピクセル12_P1~サブピクセル12_P6に左眼画像の一部を表示させるように構成される。
[0036]
 コントローラ30は、表示パネル10の複数の右眼画像領域PgRに位置する複数のサブピクセル12に右眼画像の一部を表示させるように構成される。例えば、コントローラ30は、表示パネル10の複数の右眼画像領域PgRに位置する複数のサブピクセル12_P7~サブピクセル12_P12に右眼画像の一部を表示させるように構成される。
[0037]
 コントローラ30は、表示パネル10における所定のサブピクセル12に、黒色画像を表示させるように構成される。当該所定のサブピクセル12は、不規則処理される箇所に存在するサブピクセル12に対応する。黒色画像は、例えば、黒色のような、所定輝度を有する画像を含む。所定輝度は、サブピクセル12が表示可能な階調レベルのうち、最も低い階調の輝度又はこれに準じる階調の輝度に対応する値に設定され得る。
[0038]
 コントローラ30は、表示パネル10における所定のサブピクセル12に、白色画像を表示させるように構成される。当該所定のサブピクセル12は、不規則処理される箇所に存在するサブピクセル12に対応する。白色画像は、例えば、白色のような、所定輝度を有する画像を含む。所定輝度は、サブピクセル12の表示可能な階調レベルのうち、最も高い階調の輝度又はこれに準じる階調の輝度に対応する値に設定され得る。
[0039]
 コントローラ30は、所定周期で、不規則処理するように構成される。例えば、コントローラ30は、図3に示すように、所定周期で、所定のサブピクセル12に黒色画像を表示させることによって、不規則処理するように構成される。当該所定のサブピクセル12は、複数の左眼画像領域PgLに含まれる複数のサブピクセル12と複数の右眼画像領域PgRに含まれる複数のサブピクセル12との間に位置する。例えば、コントローラ30は、所定周期で、所定のサブピクセル12に白色画像を表示させることによって、不規則処理するように構成される。当該所定のサブピクセル12は、複数の左眼画像領域PgLに含まれる複数のサブピクセル12と複数の右眼画像領域PgRに含まれる複数のサブピクセル12との間に位置する。
[0040]
 例えば、コントローラ30は、所定周期で、所定のサブピクセル12に右眼画像及び左眼画像の何れにも属さない画像を表示させることによって、不規則処理するように構成される。当該所定のサブピクセル12は、複数の左眼画像領域PgLに含まれる複数のサブピクセル12と複数の右眼画像領域PgRに含まれる複数のサブピクセル12との間に位置する。例えば、コントローラ30は、所定周期で、複数の左眼画像領域PgLに含まれる複数のサブピクセル12の数を減らして、不規則処理するように構成される。例えば、コントローラ30は、所定周期で、複数の右眼画像領域PgRに含まれる複数のサブピクセル12の数を減らして、不規則処理するように構成される。
[0041]
 コントローラ30は、バリアパネル20における複数のシャッタ領域Sを制御して、表示パネル10から出射される画像光を第1透過率以上の光透過率で透過させる複数の透光領域20Aを形成するように構成される。コントローラ30は、バリアパネル20における複数のシャッタ領域Sを制御して、表示パネル10から出射される画像光を第2透過率以下の光透過率で透過させる複数の減光領域20Bを形成するように構成される。
[0042]
 コントローラ30は、所定周期で、不規則処理するように構成される。例えば、コントローラ30は、所定周期で、複数の透光領域20Aに含まれる所定のシャッタ領域Sの数を増やし、複数の減光領域20Bに含まれる所定のシャッタ領域Sの数を減らすように構成される。例えば、コントローラ30は、所定周期で、複数の減光領域20Bに含まれる所定のシャッタ領域Sの数を増やし、複数の透光領域20Aに含まれる所定のシャッタ領域Sの数を減らすように構成される。
[0043]
 例えば、コントローラ30は、所定周期で、複数の透光領域20Aに含まれる複数のシャッタ領域Sを水平方向に1個分増やし、複数の減光領域20Bに含まれる複数のシャッタ領域Sを1個分減らすように構成されてよい。例えば、コントローラ30は、所定周期で、複数の減光領域20Bに含まれる複数のシャッタ領域Sを水平方向に1個分増やし、複数の透光領域20Aに含まれる複数のシャッタ領域Sを水平方向に1個分減らすように構成されてよい。
[0044]
 コントローラ30は、水平方向における画像ピッチkとバリアピッチBpとのズレの累積に基づいて所定周期を算出するように構成されてよい。水平方向における画像ピッチkとバリアピッチBpとのズレの累積が所定量を超える位置でコントローラ30が不規則処理をするように、所定周期が算出されてよい。例えば、水平方向における画像ピッチkとバリアピッチBpとのズレの累積が、水平方向におけるサブピクセル12の1/2個分の長さ1/2Hpを超える位置でコントローラ30が不規則処理をするように、所定周期が算出されてよい。この場合、水平方向における画像ピッチkとバリアピッチBpとのズレの累積が、ゼロから水平方向におけるサブピクセル12の1/2個分の長さとなるまでの期間が所定周期として算出される。例えば、水平方向における画像ピッチkとバリアピッチBpとのズレの累積が、水平方向におけるサブピクセル12の1個分の長さ1Hpを超える位置でコントローラ30が不規則処理をするように、所定周期が算出されてよい。この場合、水平方向における画像ピッチkとバリアピッチBpとのズレの累積が、ゼロから水平方向におけるサブピクセル12の1個分の長さとなるまでの期間が所定周期として算出される。
[0045]
 コントローラ30は、表示パネル10に含まれるサブピクセル12の水平方向における長さを基準として、所定量を設定するように構成されてよい。例えば、コントローラ30は、水平方向におけるサブピクセル12の1/2個分の長さである長さ1/2Hpを、所定量として設定するように構成されてよい。例えば、コントローラ30は、水平方向におけるサブピクセル12の1個分の長さである長さ1Hpを、所定量として設定するように構成されてよい。
[0046]
 例えば、コントローラ30は、水平方向における画像ピッチkとバリアピッチBpとのズレの累積が、長さ1/2Hpを超える位置で不規則処理をするように構成されてよい。コントローラ30は、不規則処理として、複数の左眼画像領域PgLに含まれる複数のサブピクセル12と複数の右眼画像領域PgRに含まれる複数のサブピクセル12との間の所定のサブピクセル12に黒色画像を表示させるように構成されてよい。
[0047]
 例えば、コントローラ30は、水平方向における画像ピッチkとバリアピッチBpとのズレの累積が、長さ1/2Hpを超える位置で不規則処理をするように構成されてよい。コントローラ30は、不規則処理として、複数の左眼画像領域PgLに含まれる複数のサブピクセル12と複数の右眼画像領域PgRに含まれる複数のサブピクセル12との間の所定のサブピクセル12に白色画像を表示させるように構成されてよい。
[0048]
 例えば、コントローラ30は、水平方向における画像ピッチkとバリアピッチBpとのズレの累積が、長さ1Hpを超える位置で不規則処理をするように構成されてよい。コントローラ30は、不規則処理として、複数の透光領域20Aに含まれる複数のシャッタ領域Sを水平方向に1個分増やしたり、複数の減光領域20Bに含まれる複数のシャッタ領域Sを水平方向に1個分減らしたりするように構成されてよい。
[0049]
 例えば、コントローラ30は、水平方向における画像ピッチkとバリアピッチBpとのズレの累積が、長さ1Hpを超える位置で不規則処理をするように構成されてよい。コントローラ30は、不規則処理として、複数の透光領域20Aに含まれる複数のシャッタ領域Sを水平方向に1個分減らしたり、複数の減光領域20Bに含まれる複数のシャッタ領域Sを水平方向に1個分増やしたりするように構成されてよい。
[0050]
 上述の説明において、コントローラ30は、表示パネル10の、複数の左眼画像領域PgLと複数の右眼画像領域PgRとの間に、複数の左眼画像領域PgL及び複数の右眼画像領域PgRの何れにも属さない領域を設定しないように構成される。つまり、複数の左眼画像領域PgLと複数の右眼画像領域PgRとが隣接している。表示パネル10の構成は、この構成に限定されない。例えば、表示パネル10は、複数の左眼画像領域PgLと複数の右眼画像領域PgRとの間に、複数の左眼画像領域PgL及び複数の右眼画像領域PgRの何れにも属さない領域を含んでよい。つまり、複数の左眼画像領域PgLと複数の右眼画像領域PgRとが隣接しなくてよい。表示パネル10が複数の左眼画像領域PgLと複数の右眼画像領域PgRとの間に、複数の左眼画像領域PgL及び複数の右眼画像領域PgRの何れにも属さない領域を含む場合、コントローラ30は、当該領域を、水平方向に短くすることで、不規則処理するように構成され得る。
[0051]
 本実施形態に係る3次元表示装置100によれば、コントローラ30が所定周期で不規則処理するように構成されることによって、バリアパネル20におけるバリアピッチと表示パネル10における画像ピッチとの最適値からのズレを小さく保つことができる。これにより、例えば、同ピッチの表示パネル10とバリアパネル20とであっても、3次元表示装置100に利用できる。
[0052]
 図5に示されるように、3次元表示システム3は、位置検出装置1と、3次元表示装置100とを含んで構成される。図5に示されるように、3次元表示システム3は、ヘッドアップディスプレイ(Head Up Display)200に搭載されうる。ヘッドアップディスプレイ200は、単にHUD200とも称される。HUD200は、3次元表示システム3と、光学部材110と、被投影面130を有する被投影部材120とを備える。HUD200は、3次元表示システム3から出射される画像光を、光学部材110を介して被投影部材120に到達させるように構成される。つまり、HUD200は、被投影部材120に画像を投影するように構成される。HUD200は、被投影部材120で反射させた画像光を、利用者の左眼5L及び右眼5Rに到達させるように構成される。つまり、HUD200は、破線で示される光路140に沿って、3次元表示システム3から利用者の左眼5L及び右眼5Rまで画像光を進行させるように構成される。利用者は、光路140に沿って到達した画像光を、虚像150として視認しうる。
[0053]
 3次元表示装置100が、位置検出装置1を備える場合、位置検出装置1は、利用者の左眼5L及び右眼5Rのいずれか一方の位置を検出するように構成され、コントローラ30に出力するように構成される。位置検出装置1は、例えば、カメラを備えてよい。位置検出装置1は、カメラによって利用者の顔を撮影するように構成されてよい。位置検出装置1は、カメラの撮影画像から利用者の左眼5L及び右眼5Rの少なくとも一方の位置を検出するように構成されてよい。位置検出装置1は、1個のカメラの撮影画像から、利用者の左眼5L及び右眼5Rの少なくとも一方の位置を3次元空間の座標として検出するように構成されてよい。位置検出装置1は、2個以上のカメラの撮影画像から、利用者の左眼5L及び右眼5Rの少なくとも一方の位置を3次元空間の座標として検出するように構成されてよい。
[0054]
 位置検出装置1は、カメラを備えず、装置外のカメラに接続されていてよい。位置検出装置1は、装置外のカメラからの信号を入力するように構成され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てよい。カメラを備えない位置検出装置1は、カメラが映像信号を入力するように構成される入力端子を備えてよい。カメラを備えない位置検出装置1は、入力端子に入力された映像信号から利用者の左眼5L及び右眼5Rの少なくとも一方の位置を検出するように構成されてよい。
[0055]
 位置検出装置1は、例えば、センサを備えてよい。センサは、超音波センサ又は光センサ等であってよい。位置検出装置1は、センサによって利用者の頭部の位置を検出するように構成され、頭部の位置に基づいて利用者の左眼5L及び右眼5Rの少なくとも一方の位置を検出するように構成されてよい。位置検出装置1は、1個又は2個以上のセンサによって、利用者の左眼5L及び右眼5Rの少なくとも一方の位置を3次元空間の座標として検出するように構成されてよい。
[0056]
 位置検出装置1は、利用者の左眼5L及び右眼5Rの少なくとも一方の位置の検出結果に基づいて、第1方向に沿った、左眼5L及び右眼5Rの移動距離を検出するように構成されてもよい。
[0057]
 3次元表示システム3は、位置検出装置1を備えなくてよい。3次元表示システム3が位置検出装置1を備えない場合、コントローラ30は、装置外の検出装置からの信号を入力するように構成され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、電気信号及び光信号を用いてよい。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てよい。コントローラ30は、装置外の検出装置から取得した利用者の左眼5L及び右眼5Rの少なくとも一方の位置を示す位置座標が入力されるように構成されてもよい。コントローラ30は、位置座標に基づいて、第1方向に沿った、利用者の左眼5L及び右眼5Rの移動距離を算出するように構成されてよい。
[0058]
 図6に示されるように、3次元表示システム3を含むHUD200は、移動体8に搭載されてよい。HUD200は、構成の一部を、当該移動体8が備える他の装置、部品と兼用してよい。例えば、移動体8は、ウインドシールドを被投影部材120として兼用してよい。HUD200及び3次元表示システム3は、構成の一部を当該移動体8が備える他の装置、部品と兼用してよい。構成の一部を当該移動体8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。本開示における「移動体」には、車両、船舶、航空機を含む。本開示における「車両」には、自動車および産業車両を含むが、これに限られず、鉄道車両および生活車両、滑走路を走行する固定翼機を含めてよい。自動車は、乗用車、トラック、バス、二輪車、およびトロリーバス等を含むがこれに限られず、道路上を走行する他の車両を含んでよい。産業車両は、農業および建設向けの産業車両を含む。産業車両には、フォークリフト、およびゴルフカートを含むがこれに限られない。農業向けの産業車両には、トラクター、耕耘機、移植機、バインダー、コンバイン、および芝刈り機を含むが、これに限られない。建設向けの産業車両には、ブルドーザー、スクレーバー、ショベルカー、クレーン車、ダンプカー、およびロードローラを含むが、これに限られない。車両は、人力で走行するものを含む。車両の分類は、上述に限られない。例えば、自動車には、道路を走行可能な産業車両を含んでよく、複数の分類に同じ車両が含まれてよい。本開示における船舶には、マリンジェット、ボート、タンカーを含む。本開示における航空機には、固定翼機、回転翼機を含む。
[0059]
<実施例1>
 次に、図7を参照して、眼間距離、適視距離、ギャップ、バリアピッチ、及び画像ピッチの関係について説明する。図7では、利用者から見て、バリアパネル20が表示パネル10の前方に位置し、コントローラ30が、不規則処理するように構成される場合について説明する。
[0060]
 図7に示すように、利用者の左眼5Lと利用者の右眼5Rとの間の距離は、眼間距離とも称され、Eで表されるとする。利用者の左眼5L及び利用者の右眼5Rとバリアパネル20との間の距離は、適視距離とも称され、dで表されるとする。バリアパネル20と表示パネル10との間の距離は、ギャップとも称され、gで表されるとする。各サブピクセル12の水平方向の長さは、Hpで表されるとする。各サブピクセル12の垂直方向の長さは、Vpで表されるとする。複数の左眼画像領域PgL又は複数の右眼画像領域PgRに含まれる複数のサブピクセル12の数は、mで表されるとする。表示パネル10における両眼画像の画像ピッチは、kで表されるとする。kについて、k=2m×Hp/b(b:定数)が成立する。表示パネル10における片眼画像の画像ピッチは、k/2で表されるとする。k/2=m×Hp/b(b:定数)が成立する。バリアパネル20の傾斜角は、θで表されるとする。θについて、tanθ=a×Hp/b×Vp(a:定数、b:定数)が成立する。
[0061]
 図7において、三角形の相似関係に基づいて、E:d=(k/2):gで表される関係、及び、d:Bp=(d+g):kで表される関係が成立する。バリアパネル20におけるバリアピッチは、Bp=k×d/(d+g)=2m×Hp×d/{b×(d+g)}と表すことができる。
[0062]
 バリアピッチを表す上述の式に基づけば、バリアパネル20において、傾斜角tanθに沿って、連続する2m×d/(d+g)個の複数のシャッタ領域Sにおいて、1個の透光領域20Aと1個の減光領域20Bとのペアを形成する必要があることがわかる。1個の透光領域20Aと1個の減光領域20Bとのペアを構成する複数のシャッタ領域Sの数は、バリアピッチ数ともいう。
[0063]
 1個の透光領域20Aと1個の減光領域20Bとのペアを構成する複数のシャッタ領域Sの個数は、整数で表される。2m個のシャッタ領域Sで構成される1個の透光領域20Aと1個の減光領域20Bとのペアの個数をp個、2m-1個のシャッタ領域Sで構成される1個の透光領域20Aと1個の減光領域20Bとのペアの個数をq個とすると、以下の式(1)が成立するように、p、qが設定される。
 {2m×p+(2m-1)×q}/(p+q)=2m×d/(d+g)  (1)
[0064]
 例えば、a=1、b=1、m=6、k=12Hp、d=500、g=1、と仮定すると、2m×d/(d+g)=(12Hp×500)/(500+1)=11.98Hpとなる。この場合、p=49及びq=1に設定されることによって、上述の式(1)が成立する。つまり、12個のシャッタ領域Sで構成される1個の透光領域20Aと1個の減光領域20Bとのペアが49個並ぶとともに、11個のシャッタ領域Sで構成される1個の透光領域20Aと1個の減光領域20Bとのペアが1個並ぶ。このような構成は、12Hp:49個、且つ11Hp:1個のサイクルピッチとも称される。1Hpは、1個のシャッタ領域Sに対応する。
[0065]
 バリアピッチ数が12個となる場合、バリアパネル20は、例えば、第1方向に沿って並ぶ12個のシャッタ領域Sを1組のシャッタ領域群としてよい。バリアパネル20において、1組のシャッタ領域群のうち、連続する6個のシャッタ領域Sが透光領域20Aとされ、残りの6個のシャッタ領域Sが減光領域20Bとされてよい。
[0066]
 12Hp:49個、且つ11Hp:1個のサイクルピッチが実現される場合、12個のシャッタ領域Sで構成されるシャッタ領域群が第1方向に沿って49個並ぶとともに、11個のシャッタ領域Sで構成されるシャッタ領域群が第1方向に沿って1個並ぶ。この例において、49個並ぶ、12個のシャッタ領域Sで構成されるシャッタ領域群は、規則群とも称される。1個だけ並ぶ、11個のシャッタ領域Sで構成されるシャッタ領域群は、不規則群とも称される。つまり、コントローラ30は、バリアパネル20において、第1方向に沿って規則群を並べつつ、所定周期で不規則群を配置することによって不規則処理するように構成される。コントローラ30は、規則群と不規則群とで、それぞれの群に含まれる複数の透光領域20Aの数、又は、複数の減光領域20Bの数を変更するように構成される。
[0067]
 コントローラ30は、例えば、規則群を構成する12個のシャッタ領域Sのうち、透光領域20Aとなっているシャッタ領域S及び減光領域20Bとなっているシャッタ領域Sのいずれか1個を削除し、11個のシャッタ領域Sで構成される不規則群を配置してよい。透光領域20Aとなっているシャッタ領域Sが削除される場合、減光領域20Bとなっているシャッタ領域Sが削除される場合よりも、クロストークが発生しにくくなる。
[0068]
<実施例2>
 次に、図8を参照して、眼間距離、適視距離、ギャップ、バリアピッチ、及び画像ピッチの関係について説明する。図8では、利用者から見て、バリアパネル20が表示パネル10の後方に位置し、コントローラ30が、不規則処理するように構成される場合について説明する。
[0069]
 図8より、三角形の相似関係に基づいて、E:d=Bp:(d+g)で表される関係、及び、(k/2):g=E:(d+g)で表される関係が成立する。バリアパネル20におけるバリアピッチは、Bp=k×(d+g)/d=2m×Hp×(d+g)/{b×d}と表すことができる。
[0070]
 バリアピッチを表す上述の式に基づけば、バリアパネル20において、傾斜角tanθに沿って、連続する2m×(d+g)/d個のシャッタ領域Sにおいて、1個の透光領域20Aと1個の減光領域20Bとのペアを形成する必要があることがわかる。
[0071]
 1個の透光領域20Aと1個の減光領域20Bとのペアを構成する複数のシャッタ領域Sの個数は、整数で表される。2m個のシャッタ領域Sで構成される1個の透光領域20Aと1個の減光領域20Bとのペアの個数をp個、2m+1個のシャッタ領域Sで構成される1個の透光領域20Aと1個の減光領域20Bとのペアの個数をq個とすると、以下の式(2)が成立するように、p、qが設定される。
 {2m×p+(2m+1)×q}/(p+q)=2m×(d+g)/d  (2)
[0072]
 例えば、a=1、b=1、m=6、k=12Hp、d=500、g=1、と仮定すると、2m×(d+g)/d=(12Hp×(500+1))/500=12.024Hpとなる。この場合、p=49及びq=1に設定されることによって、上述の式(2)が成立する。つまり、12個のシャッタ領域Sで構成される1個の透光領域20Aと1個の減光領域20Bとのペアが49個並ぶとともに、13個のシャッタ領域Sで構成される1個の透光領域20Aと1個の減光領域20Bとのペアが1個並ぶ。このような構成は、13Hp:1個、且つ12Hp:49個のサイクルピッチともいう。
[0073]
 12Hp:49個、且つ13Hp:1個のサイクルピッチが実現される場合、12個のシャッタ領域Sで構成されるシャッタ領域群が第1方向に沿って49個並ぶとともに、13個のシャッタ領域Sで構成されるシャッタ領域群が第1方向に沿って1個並ぶ。この例において、49個並ぶ、12個のシャッタ領域Sで構成されるシャッタ領域群は、規則群とも称される。1個だけ並ぶ、13個のシャッタ領域Sで構成されるシャッタ領域群は、不規則群とも称される。つまり、コントローラ30は、バリアパネル20において、第1方向に沿って規則群を並べつつ、所定周期で不規則群を配置することによって不規則処理するように構成される。コントローラ30は、規則群と不規則群とで、それぞれの群に含まれる複数の透光領域20Aの数、又は、複数の減光領域20Bの数を変更するように構成される。
[0074]
 コントローラ30は、例えば、規則群を構成する12個のシャッタ領域Sに対して、透光領域20Aとなる1個のシャッタ領域S及び減光領域20Bとなる1個のシャッタ領域Sのいずれかを追加することによって、13個のシャッタ領域Sで構成される不規則群を配置するように構成されてよい。減光領域20Bとなっているシャッタ領域Sが追加される場合、透光領域20Aとなっているシャッタ領域Sが追加される場合よりも、クロストークが発生しにくくなる。
[0075]
<実施例3>
 次に、図9を参照して、眼間距離、適視距離、ギャップ、バリアピッチ、及び画像ピッチの関係について説明する。図9では、利用者から見て、バリアパネル20が表示パネル10の前方に位置し、コントローラ30が、不規則処理するように構成される場合について説明する。
[0076]
 図9より、三角形の相似関係に基づいて、E:d=(k/2):gで表される関係、及び、d:Bp=(d+g):kで表される関係が成立する。表示パネル10における両眼画像の画像ピッチは、k=Bp×(d+g)/d=2m×Hp×(d+g)/{b×d}と表すことができる。表示パネル10における片眼画像の画像ピッチは、k/2=Bp×(d+g)/2d=2m×Hp×(d+g)/2{b・d}と表すことができる。
[0077]
 画像ピッチを表す上述の式に基づけば、傾斜角tanθに沿って、連続する2m×(d+g)/d個のサブピクセル12において、1個の左眼画像と1個の右眼画像とのペアを形成する必要があることがわかる。1個の左眼画像と1個の右眼画像とのペアを構成するサブピクセル12の数は、画素ピッチ数ともいう。
[0078]
 1個の左眼画像と1個の右眼画像とのペアを構成する複数のサブピクセル12の個数は、整数で表される。2m個のサブピクセル12で構成される1個の左眼画像と1個の右眼画像とのペアの個数をp個、2m+1個のサブピクセル12で構成される1個の左眼画像と1個の右眼画像とのペアの個数をq個とすると、以下の式(3)が成立するように、p、qが設定される。
 {2m×p+(2m+1)×q}/(p+q)=2m×(d+g)/d  (3)
[0079]
 例えば、a=1、b=1、m=6、Bp=12Hp、d=500、g=1、と仮定すると、2m×(d+g)/d=(12Hp×(500+1))/500=12.024Hpとなる。この場合、p=49及びq=1に設定されることによって、上述の式(3)が成立する。つまり、12個のサブピクセル12で構成される1個の左眼画像と1個の右眼画像とのペアが49個並ぶとともに、13個のサブピクセル12で構成される1個の左眼画像と1個の右眼画像とのペアが1個並ぶ。このような構成は、13Hp:1個、且つ12Hp:49個のサイクルピッチともいう。1Hpは、1個のサブピクセル12に対応する。
[0080]
 画像ピッチ数が12個となる場合、例えば、第1方向に沿って並ぶ12個のサブピクセル12が1組のサブピクセル群とみなされてよい。表示パネル10は、1組のサブピクセル群のうち、連続する6個のサブピクセル12に1個の左眼画像を表示し、残りの6個のサブピクセル12に1個の右眼画像を表示してよい。
[0081]
 12Hp:49個、且つ13Hp:1個のサイクルピッチが実現される場合、12個のサブピクセル12で構成されるサブピクセル群が第1方向に沿って49個並ぶとともに、13個のサブピクセル12で構成されるサブピクセル群が第1方向に沿って1個並ぶ。この例において、49個並ぶ、12個のサブピクセル12で構成されるサブピクセル群は、規則群とも称される。1個だけ並ぶ、13個のサブピクセル12で構成されるサブピクセル群は、不規則群とも称される。つまり、コントローラ30は、第1方向に沿って規則群を並べつつ、所定周期で不規則群を配置することによって不規則処理するように構成される。コントローラ30は、不規則群に含まれる左眼画像を表示するサブピクセル12の数、又は、右眼画像を表示するサブピクセル12の数を変更するように構成される。
[0082]
 コントローラ30は、例えば、規則群を構成する12個のサブピクセル12に対して、左眼画像及び右眼画像のいずれかを表示する1個のサブピクセル12を追加することによって、13個のサブピクセル12で構成される不規則群を配置するように構成されてよい。コントローラ30は、規則群を構成する12個のサブピクセル12に対して、黒色画像又は白色画像を表示する1個のサブピクセル12を追加するように構成されてもよい。黒色画像を表示する1個のサブピクセル12が追加される場合、右眼画像又は左眼画像を表示する1個のサブピクセル12が追加される場合よりも、クロストークが発生しにくい。
[0083]
<実施例4>
 次に、図10を参照して、眼間距離、適視距離、ギャップ、バリアピッチ、及び画像ピッチの関係について説明する。図10では、利用者から見て、バリアパネル20が表示パネル10の後方に位置し、コントローラ30が、不規則処理するように構成される場合について説明する。
[0084]
 図10より、三角形の相似関係に基づいて、k:d=Bp:(d+g)で表される関係、及び、k/2:g=E:(d+g)で表される関係が成立する。表示パネル10における両眼画像の画像ピッチは、k=Bp×d/(d+g)=2m×Hp×d/{b×(d+g)}と表すことができる。表示パネル10における片眼画像の画像ピッチは、k/2=Bp×d/2(d+g)=2m×Hp×d/2{b×(d+g)}と表すことができる。
[0085]
 画像ピッチを表す上述の式に基づけば、傾斜角tanθに沿って、連続する2m×d/(d+g)個のサブピクセル12において、1個の左眼画像と1個の右眼画像とのペアを形成する必要があることがわかる。
[0086]
 1個の左眼画像と1個の右眼画像とのペアを構成する複数のサブピクセル12の個数は、整数で表される。2m個のサブピクセル12で構成される1個の左眼画像と1個の右眼画像とのペアの個数をp個、2m+1個のサブピクセル12で構成される1個の左眼画像と1個の右眼画像とのペアの個数をq個とすると、以下の式(4)が成立するように、p、qが設定される。
 {2m×p+(2m+1)×q}/(p+q)=2m×d/(d+g)  (4)
[0087]
 例えば、a=1、b=1、m=6、Bp=12Hp、d=500、g=1、と仮定すると、2m×d/(d+g)=(12Hp×500)/(500+1)=11.98Hpとなる。この場合、p=49及びq=1に設定されることによって、上述の式(4)が成立する。つまり、12個のサブピクセル12で構成される1個の左眼画像と1個の右眼画像とのペアが49個並ぶとともに、11個のサブピクセル12で構成される1個の左眼画像と1個の右眼画像とのペアが1個並ぶ。このような構成は、11Hp:1個、且つ12Hp:49個のサイクルピッチともいう。
[0088]
 12Hp:49個、且つ11Hp:1個のサイクルピッチが実現される場合、12個のサブピクセル12で構成されるサブピクセル群が第1方向に沿って49個並ぶとともに、11個のサブピクセル12で構成されるサブピクセル群が第1方向に沿って1個並ぶ。この例において、12個のサブピクセル12で構成されるサブピクセル群が規則群に対応づけられる。11個のサブピクセル12で構成されるサブピクセル群が不規則群に対応づけられる。
[0089]
 コントローラ30は、例えば、規則群を構成する12個のサブピクセル12のうち、左眼画像及び右眼画像のいずれかを表示する1個のサブピクセル12を削除することによって、11個のサブピクセル12で構成される不規則群を配置するように構成されてよい。コントローラ30は、規則群を構成する12個のサブピクセル12のうち、左眼画像を表示する1個のサブピクセル12と右眼画像を表示する1個のサブピクセル12とを削除するように構成されるとともに、黒色画像又は白色画像を表示する1個のサブピクセル12を追加するように構成されてもよい。左眼画像及び右眼画像をそれぞれ表示するサブピクセル12が削除され、且つ、黒色画像を表示する1個のサブピクセル12が追加される場合、左眼画像及び右眼画像のいずれかを表示する1個のサブピクセル12が削除される場合よりも、クロストークが発生しにくい。
[0090]
 図11に示すように、光線の広がりから適視距離dが定まる場合、複数の左眼画像領域PgL又は複数の右眼画像領域PgRに含まれる複数のサブピクセル12の個数mが設定された後、利用者の左眼5L及び利用者の右眼5Rとバリアパネル20との間の適視距離dが定まる。適視距離dにおける各サブピクセル12の幅w(=2E/m)が定まるとともに、各サブピクセル12の幅wに基づいて、増減させる複数のサブピクセル12の個数が定まる。例えば、複数の左眼画像領域PgL又は複数の右眼画像領域PgRに含まれる複数のサブピクセル12の個数mを用いると、画像ピッチk=2m×Hp/b、b:定数、が成立し、適視距離d=(E×g×b)/(m×Hp)、b:定数、が成立する。従って、コントローラ30は、適視距離dにおける各サブピクセル12の幅w=2E/mに基づいて、左眼画像又は右眼画像を表示する複数のサブピクセル12の個数を1個増加させるように構成されればよい。
[0091]
<実施例5>
 本実施形態では、表示パネル10の複数の左眼画像領域PgL及び複数の右眼画像領域PgRは、水平方向に繰り返して配列するように設定された。一方で、複数の左眼画像領域PgL及び複数の右眼画像領域PgRは、垂直方向において、水平方向に1個のサブピクセル12分ずれた位置に隣接して繰り返して配列された。複数の左眼画像領域PgL及び複数の右眼画像領域PgRの配列の態様は、この限りではない。例えば、表示パネル10の複数の左眼画像領域PgL及び複数の右眼画像領域PgRは、水平方向に繰り返して配列され、垂直方向にも繰り返して配列されてよい。この場合、バリアパネル20は、表示パネル10の複数の左眼画像領域PgL及び複数の右眼画像領域PgRそれぞれにおいて対応する位置にある複数のサブピクセル12からの画像光が同時に透光又は減光されるように複数の透光領域20A及び複数の減光領域20Bを構成する。具体的には、バリアパネル20において、各シャッタ領域Sは、サブピクセル12の1個分の大きさの画像からの画像光が利用者のいずれかの眼の位置に到達するように透過する大きさであってよい。このような構成において、コントローラ30は、水平方向に連続する複数のシャッタ領域Sを透光状態に制御するように構成される。コントローラ30は、透光状態である水平方向に連続する複数のシャッタ領域Sが、垂直方向において1個のシャッタ領域Sの水平方向の長さだけずれて配列されるように制御するように構成される。
[0092]
 本実施形態では、利用者から見て表示パネル10の前方にバリアパネル20を配置する場合を一例に挙げて説明したが、バリアパネル20は、表示パネル10の種類に応じて適宜配置変更することが可能である。例えば、表示パネル10がバックライト透過型の表示パネルである場合、バリアパネル20は、利用者から見て表示パネル10の前方に配置されてもよいし、利用者から見て表示パネル10の後方に配置されてもよい。例えば、表示パネル10が自発光型の表示パネルである場合、バリアパネル20は、利用者から見て表示パネル10の前方に配置されてもよい。
[0093]
 3次元表示装置100が、照射器を備える場合、照射器は、表示パネル10の一方の面側に配置され、表示パネル10を面的に照射するように構成される。照射器は、光源、導光板、拡散板、又は拡散シート等を含んで構成されてよい。照射器は、光源により照射光を射出し、導光板、拡散板、又は拡散シート等により照射光を表示パネル10の面方向に均一化するように構成される。照射器は、均一化された光を表示パネル10の方に出射するように構成される。
[0094]
 上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本開示の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。従って、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、種々の変形又は変更が可能である。例えば、実施形態及び実施例に記載の複数の構成ブロックを1個に組合せたり、あるいは1個の構成ブロックを分割したりすることが可能である。
[0095]
 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。
[0096]
 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。
[0097]
 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。

符号の説明

[0098]
1     位置検出装置
3     3次元表示システム
5L、5R 左眼、右眼
8     移動体
10    表示パネル
10A   表示面
12    サブピクセル
20    バリアパネル
20A   透光領域
20B   減光領域
30    コントローラ
50    ブラックマトリックス
100   3次元表示装置
110   光学部材
120   被投影部材
130   被投影面
140   光路
150   虚像
200   ヘッドアップディスプレイ
S     シャッタ領域

請求の範囲

[請求項1]
 複数の画像を表示するように構成される表示パネルと、
 前記表示パネルに重なって位置し、前記表示パネルから出射される画像光の相対的な減光量を変更可能に構成されるバリアパネルと、
 前記表示パネル及び前記バリア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、
 前記コントローラは、
  前記表示パネルに、複数の第1画像領域と、複数の第2画像領域とを設定するように構成され、
  前記複数の第1画像領域を第1方向に沿って第1周期で配列させるように構成され、
  前記表示パネルの前記複数の第1画像領域に、利用者の第1眼で視認させる第1画像を表示させるように構成され、
  前記表示パネルの前記複数の第2画像領域に前記利用者の第2眼で視認させる第2画像を表示させるように構成され、
  前記バリアパネルに、前記画像光を第1透過率で透過させる複数の第1透過領域と、前記画像光を第2透過率で透過させる複数の第2透過領域とを設定するように構成され、
  前記複数の第1透過領域を前記第1方向に沿って第2周期で配列させるように構成され、
  前記第1方向に沿った第3周期で、不規則処理をするように構成される、
 3次元表示装置。
[請求項2]
 前記コントローラは、前記第1方向における前記第1周期と前記第2周期とのズレの累積に基づいて前記第3周期を設定するように構成される、請求項1に記載の3次元表示装置。
[請求項3]
 前記コントローラは、前記表示パネルに含まれる複数のサブピクセルそれぞれの前記第1方向における長さと、前記ズレの累積とに基づいて前記第3周期を設定するように構成される、請求項2に記載の3次元表示装置。
[請求項4]
 前記コントローラは、
  前記表示パネルにおいて、前記複数の第1画像領域と前記複数の第2画像領域とを交互に配列するように構成され、
  前記バリアパネルにおいて、前記複数の第1透過領域と前記複数の第2透過領域とを交互に配列するように構成される、
 請求項1から3までのいずれか一項に記載の3次元表示装置。
[請求項5]
 前記バリアパネルは、前記複数の第1透過領域及び前記複数の第2透過領域のいずれかを構成する複数のシャッタ領域を有し、
 前記コントローラは、前記不規則処理として、前記バリアパネルにおいて、前記複数の第1透過領域と前記複数の第2透過領域とのペアを構成するシャッタ領域群に含まれる前記複数のシャッタ領域の個数を変更するように構成される、請求項1から4までのいずれか一項に記載の3次元表示装置。
[請求項6]
 前記コントローラは、前記利用者から見てバリアパネルが表示パネルの前方に位置する場合に、前記シャッタ領域群から、前記複数の第1透過領域を構成する複数のシャッタ領域を削除するように構成される、請求項5に記載の3次元表示装置。
[請求項7]
 前記コントローラは、前記利用者から見てバリアパネルが表示パネルの後方に位置する場合に、前記シャッタ領域群に、前記複数の第2透過領域を構成する複数のシャッタ領域を追加するように構成される、請求項5に記載の3次元表示装置。
[請求項8]
 前記表示パネルは、画像を表示するサブピクセルを有し、
 前記コントローラは、前記不規則処理として、前記表示パネルにおいて、前記第1画像を表示するように構成される複数のサブピクセルと前記第2画像を表示するように構成される複数のサブピクセルとのペアを構成するサブピクセル群に含まれる前記複数のサブピクセルの個数を変更するように構成される、請求項1から4までのいずれか一項に記載の3次元表示装置。
[請求項9]
 前記コントローラは、前記利用者から見てバリアパネルが表示パネルの前方に位置する場合に、前記サブピクセル群に、第1の画像若しくは第2の画像、又は、黒色画像を表示するように構成される複数のサブピクセルを追加するように構成される、請求項8に記載の3次元表示装置。
[請求項10]
 前記コントローラは、前記利用者から見てバリアパネルが表示パネルの後方に位置する場合に、前記サブピクセル群から、前記第1画像を表示するように構成される複数のサブピクセル又は前記第2画像を表示するように構成される複数のサブピクセルを削除するように構成される、請求項8に記載の3次元表示装置。
[請求項11]
 利用者の眼の位置を検出するように構成される位置検出装置と、3次元表示装置とを備え、
 前記3次元表示装置は、
 複数の画像を表示するように構成される表示パネルと、
 前記表示パネルに重なって位置し、前記表示パネルから出射される画像光の相対的な減光量を変更可能に構成されるバリアパネルと、
 前記表示パネル及び前記バリア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、
 前記コントローラは、
  前記表示パネルに、複数の第1画像領域と、複数の第2画像領域とを設定するように構成され、
  前記複数の第1画像領域を第1方向に沿って第1周期で配列させるように構成され、
  前記表示パネルの前記複数の第1画像領域に、利用者の第1眼で視認させる第1画像を表示させるように構成され、
  前記表示パネルの前記複数の第2画像領域に、前記利用者の第2眼で視認させる第2画像を表示させるように構成され、
  前記バリアパネルに、前記画像光を第1透過率で透過させる複数の第1透過領域と、前記画像光を第2透過率で透過させる複数の第2透過領域とを設定するように構成され、
  前記複数の第1透過領域を前記第1方向に沿って第2周期で配列させるように構成され、
  前記第1方向に沿った第3周期で、不規則処理をするように構成される、3次元表示システム。
[請求項12]
 前記コントローラは、前記第1方向における前記第1周期と前記第2周期とのズレの累積に基づいて前記第3周期を設定するように構成される、請求項11に記載の3次元表示システム。
[請求項13]
 前記コントローラは、前記表示パネルに含まれる複数のサブピクセルそれぞれの前記第1方向における長さと、前記ズレの累積とに基づいて前記第3周期を設定するように構成される、請求項12に記載の3次元表示システム。
[請求項14]
 3次元表示装置と、被投影面を有する被投影部材とを備え、
 前記3次元表示装置は、
 複数の画像を表示するように構成される表示パネルと、
 前記表示パネルに重なって位置し、前記表示パネルから出射される画像光の相対的な減光量を変更可能に構成されるバリアパネルと、
 前記表示パネル及び前記バリア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、
 前記コントローラは、
  前記表示パネルに、複数の第1画像領域と、複数の第2画像領域とを設定するように構成され、
  前記複数の第1画像領域を第1方向に沿って第1周期で配列させるように構成され、
  前記表示パネルの前記複数の第1画像領域に、利用者の第1眼で視認させる第1画像を表示させるように構成され、
  前記表示パネルの前記複数の第2画像領域に、前記利用者の第2眼で視認させる第2画像を表示させるように構成され、
  前記バリアパネルに、前記画像光を第1透過率で透過させる複数の第1透過領域と、前記画像光を第2透過率で透過させる複数の第2透過領域とを設定するように構成され、
  前記複数の第1透過領域を前記第1方向に沿って第2周期で配列させるように構成され、
  前記第1方向に沿った第3周期で、不規則処理をするように構成され、
 前記3次元表示装置は、前記被投影面に前記画像光を投影するように構成され、前記利用者に前記被投影面を介して前記第1画像及び前記第2画像を視認させるように構成される、ヘッドアップディスプレイ。
[請求項15]
 前記コントローラは、前記第1方向における前記第1周期と前記第2周期とのズレの累積に基づいて前記第3周期を設定するように構成される、請求項14に記載のヘッドアップディスプレイ。
[請求項16]
 前記コントローラは、前記表示パネルに含まれる複数のサブピクセルそれぞれの前記第1方向における長さと、前記ズレの累積とに基づいて前記第3周期を設定するように構成される、請求項15に記載のヘッドアップディスプレイ。
[請求項17]
 3次元表示装置と、被投影面を有する被投影部材とを備え、
 前記3次元表示装置は、
 複数の画像を表示するように構成される表示パネルと、
 前記表示パネルに重なって位置し、前記表示パネルから出射される画像光の相対的な減光量を変更可能に構成されるバリアパネルと、
 前記表示パネル及び前記バリア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、
 前記コントローラは、
  前記表示パネルに、複数の第1画像領域と、複数の第2画像領域とを設定するように構成され、
  前記複数の第1画像領域を第1方向に沿って第1周期で配列させるように構成され、
  前記表示パネルの前記複数の第1画像領域に、利用者の第1眼で視認させる第1画像を表示させるように構成され、
  前記表示パネルの前記複数の第2画像領域に、前記利用者の第2眼で視認させる第2画像を表示させるように構成され、
  前記バリアパネルに、前記画像光を第1透過率で透過させる複数の第1透過領域と、前記画像光を第2透過率で透過させる複数の第2透過領域とを設定するように構成され、
  前記複数の第1透過領域を前記第1方向に沿って第2周期で配列させるように構成され、
  前記第1方向に沿った第3周期で、不規則処理をするように構成され、
 前記3次元表示装置は、前記被投影面に前記画像光を投影するように構成され、前記利用者に前記被投影面を介して前記第1画像及び前記第2画像を視認させるように構成される、ヘッドアップディスプレイを搭載する移動体。
[請求項18]
 前記コントローラは、前記第1方向における前記第1周期と前記第2周期とのズレの累積に基づいて前記第3周期を設定するように構成される、請求項17に記載の移動体。
[請求項19]
 前記コントローラは、前記表示パネルに含まれる複数のサブピクセルそれぞれの前記第1方向における長さと、前記ズレの累積とに基づいて前記第3周期を設定するように構成される、請求項18に記載の移動体。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]