特開 2024-169581 表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024169581

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/04815 20220101AFI20241128BHJP

   G06F 3/01 20060101ALI20241128BHJP

   G09G 5/37 20060101ALI20241128BHJP

   G09G 5/00 20060101ALI20241128BHJP

   G09G 5/377 20060101ALI20241128BHJP

   G09G 5/36 20060101ALI20241128BHJP

   G09G 5/14 20060101ALI20241128BHJP

   G09G 5/373 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

G06F3/04815

G06F3/01 510

G09G5/37 320

G09G5/00 530M

G09G5/377

G09G5/36 500

G09G5/14 A

G09G5/373 100

【審査請求】有

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024161529

(22)【出願日】2024-09-18

(62)【分割の表示】P 2020088397の分割

【原出願日】2020-05-20

(71)【出願人】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075557

【弁理士】

【氏名又は名称】西教 圭一郎

(72)【発明者】

【氏名】草深 薫

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 昭典

(72)【発明者】

【氏名】橋本 直

(57)【要約】

【課題】利用者に提供する立体画像の画質を、より一層向上することができる表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置１７は、左眼視認領域２０１Ｌおよび右眼視認領域２０１Ｒを有する第１表示領域２０１と、平面画像を表示する第２表示領域２０２と、を含む表示部２０と、利用者１３から見て、表示部２０よりも遠い側に位置するバックライト１９と、表示部２０のバックライト１９の側または表示部２０の利用者１３の側に位置し、第１表示領域２０１に対応する第１バリア領域２１１および第２表示領域２０２に対応する第２バリア領域２１２を有するバリア部２１と、画像光を利用者１３に向けて反射し、利用者１３に虚像１４を視認させる光学部材１５と、を備える。虚像１４は相対的に歪が小さい小歪領域と、相対的に歪が大きい大歪領域と、を有し、第１バリア領域２１１は、小歪領域に対応し、第２バリア領域２１２は、大歪領域に対応している。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

利用者の左眼に視認させる左眼画像を表示する左眼視認領域および前記利用者の右眼に視認させる右眼画像を表示する右眼視認領域を有する第１表示領域と、平面画像を表示する第２表示領域と、を含む表示部と、
前記利用者から見て、前記表示部から出射される画像光の光路に沿って前記表示部よりも遠い側に位置するバックライトと、
前記表示部の前記バックライトの側または前記表示部の前記利用者の側に位置し、前記第１表示領域に対応する第１バリア領域および前記第２表示領域に対応する第２バリア領域を有するバリア部と、
前記画像光を前記利用者に向けて反射し、前記利用者に虚像を視認させる光学部材と、を備え、
前記虚像は相対的に歪が小さい小歪領域と、相対的に歪が大きい大歪領域と、を有し、
前記第１バリア領域は、前記小歪領域に対応し、前記第２バリア領域は、前記大歪領域に対応している、表示装置。

【請求項2】

前記虚像は、前記利用者の視線軸方向において互いに異なる位置にある、前記表示部に対応する第１虚像と前記バリア部に対応する第２虚像と、から構成され、
前記バリア部は、前記バックライトと前記表示部との間に位置することによって、前記第２虚像の倍率が前記第１虚像の倍率よりも大きく、前記第２虚像が前記第１虚像をカバーしている、請求項１に記載の表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、視点検出装置および表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来技術の視点検出装置および表示装置は、例えば特許文献１に記載されている。この従来技術では、制御部によって、移動体の運転者等の利用者の眼の位置に関する情報を取得し、制御部による眼の位置に応じてパララックスバリアを動的に制御して、表示画像の歪を低減する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１５８２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

利用者に提供する立体画像の画質を、より一層向上することができる視点検出装置および表示装置が求められる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の視点検出装置は、利用者の眼を撮像し、撮像した撮像画像を出力するように構成される撮像部と、撮像された前記撮像画像に基づいて、利用者の視点を検出するように構成される制御部と、を含み、前記制御部は、前記撮像画像から前記視点の位置を検出し、前記検出された検出視点の位置を、変換テーブルによって補正視点の位置に補正するように構成される。

【0006】

本開示の表示装置は、前記視点検出装置と、前記撮像部が収容され、前記利用者が装着するためのアイボックスを構成する筐体と、前記筐体に収容され、前記撮像画像を表示するための表示部と、を含み、前記撮像部は、前記筐体を装着した利用者の両眼の視点を撮像するように構成される。

【発明の効果】

【0007】

本開示の視点検出装置および表示装置によれば、利用者に提供する立体画像の画質を、より一層向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本開示の一実施形態の視線検出装置を備えた３次元投影システムおよび３次元表示装置を装備した移動体を示す図である。

【図2】図２は、図１の３次元表示装置の概略的構成を示す図である。

【図3】図３は、表示面の構成例を示す平面図である。

【図4】図４は、バリアの構成例を示す平面図である。

【図5】図５は、利用者の眼と表示部とバリア部との関係を模式的に示す図である。

【図6】図６は、本開示の他の実施形態の視線検出装置を備えた３次元投影システムおよび３次元表示装置を装備した移動体を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して、本開示の発光装置の実施形態について説明する。なお、以下の説明で用いられる各図は、模式的に示されている。

【0010】

図１は本開示の一実施形態の視線検出装置を備えた３次元投影システムおよび３次元表示装置を装備した移動体を示す図である。本実施形態において、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次元表示装置１２を含んでよい。移動体１０は、３次元投影システム１００および３次元表示装置１２を搭載している。

【0011】

３次元表示装置１２の位置は、移動体１０の内部および外部の任意の位置に搭載され、例えば、移動体１０のダッシュボード内に搭載されてよい。このような３次元表示装置１２は、光学部材１５に向けて画像光を射出する。

【0012】

光学部材１５は、３次元表示装置１２から射出された画像光を反射する。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、および姿勢の変化等を考慮して、利用者１３の眼５が存在し得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、平面的または立体的に任意の形状の領域として設定可能である。図１に示されている矢印Ｌ１は、３次元表示装置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。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、後述の図２に示す虚像１４を視認可能である。

【0013】

図２は、図１の３次元表示装置の概略的構成を示す図である。虚像１４は、光学部材１５の反射点から眼５に到達する経路を前方に延長した、延長線Ｌ２上に位置する。３次元表示装置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（Head Up Display；ＨＵＤ）として機能する。

【0014】

光学部材１５は、ウィンドシールドまた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。図１および図２において、利用者１３の眼５が並ぶ方向は、Ｘ軸方向に対応し、鉛直方向はＹ軸方向に対応し、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交する方向は、Ｚ軸方向に対応する。

【0015】

本開示における「移動体」は、例えば車両、船舶、およ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、およ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、およびトロリーバス等を含んでよい。産業車両は、例えば農業およ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およ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、およ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、およ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、上述した例に限らず、例えば、自動車は、道路を走行可能な産業車両を含み、複数の分類に同じ車両が含まれてよい。船舶としては、例えばマリンジェット、ボート、およびタンカー等を含み、航空機としては、例えば固定翼機および回転翼機等を含んでよい。

【0016】

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の位置を検出し、検出した眼５の位置を３次元表示装置１２に出力する。このような検出装置１１を含んで、視線検出装置が構成される。３次元表示装置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。検出装置１１の位置は、移動体１０の内部およ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てよい。検出装置１１は、例えば有線、無線、およびＣＡＮ（Controller Area Network）等を介して眼５の位置を示す情報を３次元表示装置１２へ出力してよい。

【0017】

検出装置１１は、撮像装置１１ａを備える。撮像装置１１ａは、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサによって実現されてよい。撮像装置１１ａは、利用者１３の顔を撮像可能な撮像範囲として設定されている。このような撮像範囲は、利用者１３の頭部に装着されたアイボックス１６を含んでよい。利用者１３は、例えば移動体１０の運転者等であってよい。検出装置１１は、撮像装置１１ａによって撮像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５の位置を検出することができるように構成されている。このような検出装置１１は、撮像装置１１ａを含まず、外部機器としての撮像装置１１ａに接続されていてよい。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の位置を検出してよい。

【0018】

検出装置１１は、例えば、センサを含んでよい。センサは、超音波センサまた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してよい。

【0019】

図２に示されるように、３次元表示装置１２は、３次元表示装置１７と、光学素子１８とを備える。３次元表示装置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。

【0020】

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および第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および第２ミラー１８ｂによって反射され、３次元表示装置１２の外部に射出される経路を示す。３次元表示装置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に表示された虚像１４を視認できる。

【0021】

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。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とを含んでよい。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。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してよい。

【0022】

光学素子１８は、例示される構成に限られない。ミラーは、凹面鏡であってよく、凸面鏡であってよく、平面鏡であってよい。ミラーが凹面鏡また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もよく、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つであってもよく、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。

【0023】

バックライト１９は、利用者１３から見て、光路に沿って表示部２０およびバリア部２１よりも遠い側に位置する。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。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）または有機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、および、その分布を制御可能に構成されてよい。

【0024】

表示部２０は、表示パネルを含んでよい。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んでよい。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。

【0025】

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。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虚像１４を視認する。

【0026】

バリア部２１は、入射してくる光の進行方向を規定する。バリア部２１が表示部２０よりもバックライト１９に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。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。表示部２０がバリア部２１よりもバックライト１９に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。

【0027】

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。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および右眼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および右眼５Ｒの他方に到達させる。したがって、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に向かう方向と右眼５Ｒに向かう方向とに分ける。左眼５Ｌおよび右眼５Ｒはそれぞれ、第１眼および第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。したがって、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。

【0028】

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および右眼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および右眼５Ｒそれぞれで異なる虚像１４を視認しうる。

【0029】

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とを含んでよい。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および右眼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。

【0030】

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。したがって、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。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および右眼視認領域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。したがって、左眼視認領域２０１Ｌおよび右眼視認領域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よく、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。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。

【0031】

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よりも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。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。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。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。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所定値よりも大きい。

【0032】

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いてよい。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いてよい。

【0033】

開口領域２１ｂおよび遮光面２１ａの形状は、左眼視認領域２０１Ｌおよび右眼視認領域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および右眼視認領域２０１Ｒの形状は、開口領域２１ｂおよび遮光面２１ａの形状に基づいて決定されてよい。

【0034】

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。

【0035】

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よりも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。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。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。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。

【0036】

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また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。

【0037】

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。

【0038】

制御部２４は、表示部２０を制御する。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を制御してよい。制御部２４は、バックライト１９を制御してよい。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、またはバックライト１９を制御してよい。

【0039】

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。制御部２４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。

【0040】

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に出力してよい。本開示における「通信インタフェース」は、例えば物理コネクタ、およ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、およ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、または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、または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、またはＢＮＣ（British Naval Connectorまたは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）、および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つのアンテナを含んでよい。

【0041】

記憶部２３は、各種情報、または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。

【0042】

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。したがって、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。したがって、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。

【0043】

表示部２０は、右眼視認領域２０１Ｒおよび左眼視認領域２０１Ｌに、それぞれ右眼画像および左眼画像を表示する。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。したがって、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。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および右眼５Ｒが並ぶ方向に対応する。

【0044】

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する。したがって、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。

【0045】

表示部２０の表示面２０ａから射出された画像光の少なくとも一部は、バリア部２１の開口領域２１ｂを透過し、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よりもＺ軸の負の方向の側に位置する第１虚像１４ａを視認できる。第１虚像１４ａ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１虚像１４ａの光学部材１５側に第２虚像１４ｂをつくる。図５に示すように、利用者１３は、見かけ上、第１虚像１４ａの位置に表示部２０が存在し、第２虚像１４ｂの位置にバリア部２１が存在するかのように、虚像１４を視認しうる。

【0046】

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。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。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。

【0047】

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。したがって、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。虚像１４は、視差虚像と平面虚像とを含んでよい。視差虚像の歪みが大きい場合、クロストークが発生しやすくなる。一方で、平面虚像の歪みは、クロストークに無関係である。利用者１３は、虚像１４の歪みよりも、クロストークの発生を認識しやすい。したがって、視差虚像の歪みは、平面虚像の歪みよりも、利用者１３に提供する立体視の画質を低下させやすい。

【0048】

光学系３０の歪みを完全に無くすことは困難である。しかし、光学系３０の歪みの分布を変更することは、歪みを無くすことに比べれば容易である。そこで、本実施形態に係る３次元表示装置１２において、光学系３０を介して投影される視差画像の歪みが、光学系３０を介して投影される平面画像の歪みよりも小さくなるように、光学系３０が設計される。したがって、光学系３０は、歪みが所定値以上の範囲を平面画像の画像光が通過する範囲に分布させ、歪みが所定値未満の範囲を視差画像の画像光が通過する範囲に分布させてよい。例えば、光学系３０は、第１表示領域２０１に対応する範囲の歪みを小さくし、第２表示領域２０２に対応する範囲の歪みを大きくするように設計されてよい。このようにすることで、光学系３０の歪みがあったとしても、利用者１３に提供する立体視の画質が向上されうる。

【0049】

視差画像は、視差方向に沿って交互に並ぶ、右眼画像と左眼画像とを含んでよい。表示部２０は、表示面２０ａにおいて、右眼視認領域２０１Ｒに右眼画像を表示し、左眼視認領域２０１Ｌに左眼画像を表示する。光学系３０を介して投影される視差画像（視差虚像）が視差方向に歪む場合、視差虚像において、右眼画像が左眼視認領域２０１Ｌに入ったり、左眼画像が右眼視認領域２０１Ｒに入ったりする可能性が高まる。したがって、視差方向の歪みは、クロストークを発生させやすくなる。

【0050】

光学系３０の歪みは、視差方向に沿って歪む成分と、視差方向に交差する方向に沿って歪む成分との合成によって表される。光学系３０の歪みの方向を制御することは、歪みを無くすことに比べれば容易である。そこで、光学系３０の歪みのうち、視差方向に沿って歪む成分が視差方向に交差する方向に沿って歪む成分よりも小さくなるように、光学系３０が設計されてよい。このようにすることで、光学系３０の歪みがあったとしても、利用者１３に提供する立体視の画質が向上されうる。

【0051】

光学系３０が１枚の凹面鏡で表されると仮定する。この場合、被投影物を凹面鏡で投影することによって利用者１３が視認できる虚像１４の倍率は、凹面鏡の焦点距離は、ｆで表されるとする。被投影物と凹面鏡との距離が０である場合、すなわち被投影物が凹面鏡上に位置する場合、虚像１４の倍率は１倍（等倍）となる。被投影物と凹面鏡との距離がｆである場合、すなわち被投影物が凹面鏡の焦点上に位置する場合、虚像１４の倍率は無限大に発散する。被投影物と凹面鏡との距離がｆに近づくほど、虚像１４の倍率が大きくなるとともに、距離の変化に対する虚像１４の倍率の変化率も大きくなる。

【0052】

本実施形態において、バリア部２１は、光学系３０に対して、表示面２０ａよりも遠い側に位置する。したがって、バリア部２１と光学系３０との距離は、表示面２０ａと光学系３０との距離よりも長い。表示面２０ａと光学系３０との距離がＤ１で表されるとする。

【0053】

バリア部２１と光学系３０との距離がＤ２で表されるとする。したがって、Ｄ２＞Ｄ２が成立する。被投影物と凹面鏡との距離がＤ１およびＤ２である場合の倍率は、それぞれＡ１およびＡ２とすると、Ａ２＞Ａ１が成立している。したがって、バリア部２１に対応する第２虚像１４ｂの倍率は、表示面２０ａに対応する第１虚像１４ａの倍率よりも大きい。バリア部２１の面積と、表示面２０ａの面積とが同じである場合、第２虚像１４ｂの面積は、第１虚像１４ａの面積よりも大きくなる。

【0054】

これによって、第２虚像１４ｂは、第１虚像１４ａをカバーできる。したがって、利用者１３が視認する視差虚像において、バリア部２１は、表示面２０ａに表示される画像をカバーできる。仮に、バリア部２１が表示面２０ａに表示される画像の一部をカバーできない場合、カバーできていない部分がクロストークを生じさせる。バリア部２１が表示面２０ａに表示される画像をカバーすることによって、クロストークが生じにくくなる。その結果、利用者１３に提供する立体視の画質が向上されうる。

【0055】

光学系３０が１枚の凹面鏡で表されると仮定した場合において、被投影物である３次元表示装置１７が光学系３０を介して投影された虚像１４の歪みは、被投影物から光学系３０までの距離に応じて異なる。例えば、第１距離に位置する被投影物の虚像１４の歪みは、第２距離に位置する被投影物の虚像１４の歪みと異なる。光学系３０は、所定距離に位置する被投影物の虚像１４の歪みが極小となるように設計することができる。

【0056】

表示面２０ａとバリア部２１とは、図５において参照符ｇによって表されている所定のギャップを介して位置している。したがって、表示面２０ａから光学系３０までの距離と、バリア部２１から光学系３０までの距離とは、異なる。この場合、表示面２０ａに対応する第１虚像１４ａの歪みと、バリア部２１に対応する第２虚像１４ｂの歪みとが異なる。第２虚像１４ｂの歪みは、第１虚像１４ａ上における右眼視認領域２０１Ｒおよび左眼視認領域２０１Ｌを変形させる。右眼視認領域２０１Ｒおよび左眼視認領域２０１Ｌが変形することによって、右眼画像が左眼視認領域２０１Ｌに入ったり、左眼画像が右眼視認領域２０１Ｒに入ったりする可能性が高まる。一方で、第１虚像１４ａの歪みは、表示部２０に表示する画像を、光学系３０の歪みを表す行列を逆変換した行列に基づいて歪ませることによって補正可能である。したがって、第２虚像１４ｂの歪みは、第１虚像１４ａの歪みよりもクロストークを発生させる原因となりやすくなる。

【0057】

バリア部２１の歪みが表示面２０ａの歪みより小さくなるように、光学系３０が設計されてよい。バリア部２１の歪みが表示面２０ａの歪みより小さくなるように、光学系３０に対する３次元表示装置１７の位置が決定されてよい。言い換えれば、光学系３０の歪みが極小となる位置に、バリア部２１が配置されてよい。このようにすることで、光学系３０の歪みがあったとしても、利用者１３に提供する立体視の画質が向上されうる。制御部は、撮像画像から視点の位置を検出し、検出された検出視点の位置を、変換テーブルによって補正視点の位置に補正する。変換テーブルは、撮像画像の歪を補正する歪補正テーブルを含んでいる。変換テーブルは、撮像画像の原点と、その撮像画像に対応する表示画像の原点とのオフセットを補正する原点補正テーブルを含んでいる。

【0058】

本開示に係る構成は、以上説明してきた実施形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、各構成部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。

【0059】

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。

【0060】

本開示において「第１」および「第２」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第１」および「第２」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第１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」および「第２」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。

【0061】

本開示において、Ｘ軸、Ｙ軸、および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、および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。

【0062】

本開示の他の実施形態では、図６に示されるように、検出装置１１が３次元表示装置１２の筐体内に設けられてよい。このような検出装置１１の取付け位置が変更されても、制御部２４によって、撮像装置１１ａから光学部材１５の背後に設けられている光反射部１５ａへの光経路の入射角度に応じて光学部材１５の動作を制御し、正確に利用者１３の視点を検出し、その検出情報に基づいて投影画像を制御し、高品位の３次元画像を投影することができる。
本開示は、以下の構成（１）～（２）で実施可能である。
（１）利用者の左眼に視認させる左眼画像を表示する左眼視認領域および前記利用者の右眼に視認させる右眼画像を表示する右眼視認領域を有する第１表示領域と、平面画像を表示する第２表示領域と、を含む表示部と、
前記利用者から見て、前記表示部から出射される画像光の光路に沿って前記表示部よりも遠い側に位置するバックライトと、
前記表示部の前記バックライトの側または前記表示部の前記利用者の側に位置し、前記第１表示領域に対応する第１バリア領域および前記第２表示領域に対応する第２バリア領域を有するバリア部と、
前記画像光を前記利用者に向けて反射し、前記利用者に虚像を視認させる光学部材と、を備え、
前記虚像は相対的に歪が小さい小歪領域と、相対的に歪が大きい大歪領域と、を有し、
前記第１バリア領域は、前記小歪領域に対応し、前記第２バリア領域は、前記大歪領域に対応している、表示装置。
（２）前記虚像は、前記利用者の視線軸方向において互いに異なる位置にある、前記表示部に対応する第１虚像と前記バリア部に対応する第２虚像と、から構成され、
前記バリア部は、前記バックライトと前記表示部との間に位置することによって、前記第２虚像の倍率が前記第１虚像の倍率よりも大きく、前記第２虚像が前記第１虚像をカバーしている、上記構成（１）に記載の表示装置。

【0063】

以上、本開示の実施形態について詳細に説明したが、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。上記各実施形態をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。

【符号の説明】

【0064】

５ 眼
５Ｌ 左眼
５Ｒ 右眼
１０ 移動体
１２ ３次元表示装置（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
２１ バリア部
２１ａ 遮光面
２１ｂ 開口領域
２２ 通信部
２３ 記憶部
２４ 制御部
３０ 光学系
１００ ３次元投影システム
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
２１１ 第１バリア領域
２１２ 第２バリア領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】