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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-16
(45)【発行日】2024-12-24
(54)【発明の名称】表示装置、表示制御方法、及び表示制御プログラム
(51)【国際特許分類】
G02B 30/54 20200101AFI20241217BHJP
G02B 30/26 20200101ALI20241217BHJP
G02B 27/02 20060101ALI20241217BHJP
G09G 5/00 20060101ALI20241217BHJP
G09F 9/00 20060101ALI20241217BHJP
H04N 13/344 20180101ALI20241217BHJP
H04N 13/366 20180101ALI20241217BHJP
H04N 5/64 20060101ALI20241217BHJP
H04N 13/122 20180101ALI20241217BHJP
【ＦＩ】
G02B30/54
G02B30/26
G02B27/02 Z
G09G5/00 550C
G09F9/00 313
G09F9/00 366G
H04N13/344
H04N13/366
H04N5/64 511A
H04N13/122
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021046052
(22)【出願日】2021-03-19
(65)【公開番号】P2022144863
(43)【公開日】2022-10-03
【審査請求日】2023-12-28
(73)【特許権者】
【識別番号】308036402
【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 文彦
【審査官】近藤 幸浩
(56)【参考文献】
【文献】特開平０６－２３５８８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－２９７２８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－３３４２２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５１５１６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】HU, Xinda , et al.，High-resolution optical see-through multi-focal-plane head-mounted display using freeform optics，Optics Express，米国，2014年，Vol.22, No.11，13896-13903，DOI: 10.1364/OE.22.013896
【文献】陶山史朗，液晶可変焦点レンズを利用した体積型三次元表示，光学，日本，2011年，第４０巻、第１２号，６１６－６２１
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ３０／５４
Ｇ０２Ｂ ３０／２６
Ｇ０２Ｂ ２７／０２
Ｇ０２Ｂ ２７／０１
Ｇ０９Ｇ ５／３６
Ｇ０９Ｇ ５／００
Ｇ０９Ｆ ９／００
Ｈ０４Ｎ １３／１２２
Ｈ０４Ｎ １３／３４４
Ｈ０４Ｎ １３／３６６
Ｈ０４Ｎ ５／６４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光を照射することでユーザに画像を提供する表示部と、前記表示部よりも前記ユーザ側に設けられ、焦点を変更可能なレンズと、
前記ユーザの視線の検出結果を取得する視線情報取得部と、
前記ユーザの視線の検出結果と前記画像の奥行き方向の位置を示す奥行き情報とに基づき、前記レンズの焦点を設定する焦点位置設定部と、
を含み、
前記視線情報取得部は、前記視線の検出結果に基づき、前記画像のうちで前記ユーザが注視している注視位置を検出し、
前記焦点位置設定部は、前記注視位置の奥行き情報に基づき、前記光の光束の開き角と、前記注視位置での奥行き方向の位置から前記ユーザに向けて前記光を照射した場合の光束の開き角との差分が所定範囲内となる前記レンズの焦点の位置を、前記レンズの焦点の位置として設定し、
前記レンズの焦点の位置を、所定の周期で移動させる駆動制御部と、前記レンズの焦点の位置に基づき、前記光の照射タイミングを、画素毎に設定するタイミング設定部と、
をさらに含む、
表示装置。
【請求項2】
表示部から光を照射することでユーザに画像を提供する表示ステップと、前記ユーザの視線の検出結果を取得する視線情報取得ステップと、
前記ユーザの視線の検出結果と前記画像の奥行き方向の位置を示す奥行き情報とに基づき、前記表示部よりも前記ユーザ側に設けられ焦点を変更可能なレンズの焦点を設定する焦点位置設定ステップと、
を含み、
前記視線情報取得ステップにおいては、前記視線の検出結果に基づき、前記画像のうちで前記ユーザが注視している注視位置を検出し、
前記焦点位置設定ステップにおいては、前記注視位置の奥行き情報に基づき、前記光の光束の開き角と、前記注視位置での奥行き方向の位置から前記ユーザに向けて前記光を照射した場合の光束の開き角との差分が所定範囲内となる前記レンズの焦点の位置を、前記レンズの焦点の位置として設定し、
前記レンズの焦点の位置を、所定の周期で移動させるステップと、
前記レンズの焦点の位置に基づき、前記光の照射タイミングを、画素毎に設定するステップと、
をさらに含む、
表示制御方法。
【請求項3】
表示部から光を照射することでユーザに画像を提供する表示ステップと、前記ユーザの視線の検出結果を取得する視線情報取得ステップと、
前記ユーザの視線の検出結果と前記画像の奥行き方向の位置を示す奥行き情報とに基づき、前記表示部よりも前記ユーザ側に設けられ焦点を変更可能なレンズの焦点を設定する焦点位置設定ステップと、
を、コンピュータに実行させ、
前記視線情報取得ステップにおいては、前記視線の検出結果に基づき、前記画像のうちで前記ユーザが注視している注視位置を検出し、
前記焦点位置設定ステップにおいては、前記注視位置の奥行き情報に基づき、前記光の光束の開き角と、前記注視位置での奥行き方向の位置から前記ユーザに向けて前記光を照射した場合の光束の開き角との差分が所定範囲内となる前記レンズの焦点の位置を、前記レンズの焦点の位置として設定し、
前記レンズの焦点の位置を、所定の周期で移動させるステップと、
前記レンズの焦点の位置に基づき、前記光の照射タイミングを、画素毎に設定するステップと、
をさらに含む、
表示制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表示装置、表示制御方法、及び表示制御プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
ユーザの右眼と左眼に異なる視差の画像を視認させて、輻輳の違いを利用して立体画像を表示させる表示装置が知られている。このような表示装置としては、ユーザの頭部に搭載されるいわゆるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）がある。例えば特許文献１には、ディスプレイと光学系との間にマイクロレンズアレイを配置するヘッドマウントディスプレイが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開２０１９／０４４５０１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、画像を表示する表示装置においては、ユーザに適切に画像を提供することが求められている。
【0005】
本発明は、上記課題に鑑み、ユーザに適切に画像を提供可能な表示装置、表示制御方法、及び表示制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様にかかる表示装置は、光を照射することでユーザに画像を提供する表示部と、前記表示部よりも前記ユーザ側に設けられ、焦点を変更可能なレンズと、前記ユーザの視線の検出結果を取得する視線情報取得部と、前記ユーザの視線の検出結果と前記画像の奥行き方向の位置を示す奥行き情報とに基づき、前記レンズの焦点を設定する焦点位置設定部と、を含み、前記視線情報取得部は、前記視線の検出結果に基づき、前記画像のうちで前記ユーザが注視している注視位置を検出し、前記焦点位置設定部は、前記注視位置の奥行き情報に基づき、前記光の光束の開き角と、前記注視位置での奥行き方向の位置から前記ユーザに向けて前記光を照射した場合の光束の開き角との差分が所定範囲内となる前記レンズの焦点の位置を、前記レンズの焦点の位置として設定し、前記レンズの焦点の位置を、所定の周期で移動させる駆動制御部と、前記レンズの焦点の位置に基づき、前記光の照射タイミングを、画素毎に設定するタイミング設定部と、をさらに含む。
【0007】
本発明の一態様にかかる表示制御方法は、表示部から光を照射することでユーザに画像を提供する表示ステップと、前記ユーザの視線の検出結果を取得する視線情報取得ステップと、前記ユーザの視線の検出結果と前記画像の奥行き方向の位置を示す奥行き情報とに基づき、前記表示部よりも前記ユーザ側に設けられ焦点を変更可能なレンズの焦点を設定する焦点位置設定ステップと、を含み、前記視線情報取得ステップにおいては、前記視線の検出結果に基づき、前記画像のうちで前記ユーザが注視している注視位置を検出し、前記焦点位置設定ステップにおいては、前記注視位置の奥行き情報に基づき、前記光の光束の開き角と、前記注視位置での奥行き方向の位置から前記ユーザに向けて前記光を照射した場合の光束の開き角との差分が所定範囲内となる前記レンズの焦点の位置を、前記レンズの焦点の位置として設定し、前記レンズの焦点の位置を、所定の周期で移動させるステップと、前記レンズの焦点の位置に基づき、前記光の照射タイミングを、画素毎に設定するステップと、をさらに含む。
【0008】
本発明の一態様にかかる表示制御プログラムは、表示部から光を照射することでユーザに画像を提供する表示ステップと、前記ユーザの視線の検出結果を取得する視線情報取得ステップと、前記ユーザの視線の検出結果と前記画像の奥行き方向の位置を示す奥行き情報とに基づき、前記表示部よりも前記ユーザ側に設けられ焦点を変更可能なレンズの焦点を設定する焦点位置設定ステップと、を、コンピュータに実行させ、前記視線情報取得ステップにおいては、前記視線の検出結果に基づき、前記画像のうちで前記ユーザが注視している注視位置を検出し、前記焦点位置設定ステップにおいては、前記注視位置の奥行き情報に基づき、前記光の光束の開き角と、前記注視位置での奥行き方向の位置から前記ユーザに向けて前記光を照射した場合の光束の開き角との差分が所定範囲内となる前記レンズの焦点の位置を、前記レンズの焦点の位置として設定し、前記レンズの焦点の位置を、所定の周期で移動させるステップと、前記レンズの焦点の位置に基づき、前記光の照射タイミングを、画素毎に設定するステップと、をさらに含む。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、ユーザに適切に画像を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。
【0012】
（輻輳調節矛盾）
図１は、輻輳調節矛盾を説明するための模式図である。立体画像を表示する表示装置は、ユーザの右眼と左眼に異なる視差の画像を視認させて、輻輳の違いを利用して立体画像を表示させる。立体画像を表示する場合には、実際に画像が表示される表示面がユーザの眼の焦点位置となり、左右の眼の視線が交差する位置が輻輳位置となる。しかし、図１の例に示すように、立体画像においては、立体画像の奥行き方向であるＺ方向における焦点位置ＰＯ１と輻輳位置ＰＯ２との位置がずれることがある。焦点位置ＰＯ１と輻輳位置ＰＯ２との位置がずれると、いわゆる輻輳調節矛盾が起こり、眼精疲労やいわゆる３Ｄ酔いなどの原因となる。そのため、輻輳調節矛盾を抑制することが求められている。なお、図１の（Ａ）は、焦点位置ＰＯ１が輻輳位置ＰＯ２よりもユーザの眼ＥＹ側にあり、図１の（Ｂ）は、輻輳位置ＰＯ２が焦点位置ＰＯ１よりもユーザの眼ＥＹ側にある例を示している。
図１は、輻輳調節矛盾を説明するための模式図である。立体画像を表示する表示装置は、ユーザの右眼と左眼に異なる視差の画像を視認させて、輻輳の違いを利用して立体画像を表示させる。立体画像を表示する場合には、実際に画像が表示される表示面がユーザの眼の焦点位置となり、左右の眼の視線が交差する位置が輻輳位置となる。しかし、図１の例に示すように、立体画像においては、立体画像の奥行き方向であるＺ方向における焦点位置ＰＯ１と輻輳位置ＰＯ２との位置がずれることがある。焦点位置ＰＯ１と輻輳位置ＰＯ２との位置がずれると、いわゆる輻輳調節矛盾が起こり、眼精疲労やいわゆる３Ｄ酔いなどの原因となる。そのため、輻輳調節矛盾を抑制することが求められている。なお、図１の（Ａ）は、焦点位置ＰＯ１が輻輳位置ＰＯ２よりもユーザの眼ＥＹ側にあり、図１の（Ｂ）は、輻輳位置ＰＯ２が焦点位置ＰＯ１よりもユーザの眼ＥＹ側にある例を示している。
【0013】
（第１実施形態）
（表示装置の全体構成）
図２は、第１実施形態に係る表示装置の模式図である。第１実施形態に係る表示装置１は、立体画像を表示する表示装置である。図２に示すように、表示装置１は、ユーザＵの頭部に装着される、いわゆるＨＭＤ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）である。例えば、表示装置１は、ユーザＵの眼ＥＹに面した位置に表示部１０が装着される。そして、表示装置１は、表示部１０に画像を表示させて、ユーザＵにコンテンツを提供する。なお、図２に示した表示装置１の構成は一例である。例えば、表示装置１は、ユーザＵの耳に装着される音声出力部（スピーカ）を備えていてもよい。
（表示装置の全体構成）
図２は、第１実施形態に係る表示装置の模式図である。第１実施形態に係る表示装置１は、立体画像を表示する表示装置である。図２に示すように、表示装置１は、ユーザＵの頭部に装着される、いわゆるＨＭＤ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）である。例えば、表示装置１は、ユーザＵの眼ＥＹに面した位置に表示部１０が装着される。そして、表示装置１は、表示部１０に画像を表示させて、ユーザＵにコンテンツを提供する。なお、図２に示した表示装置１の構成は一例である。例えば、表示装置１は、ユーザＵの耳に装着される音声出力部（スピーカ）を備えていてもよい。
【0014】
表示装置１は、このようにユーザＵに装着されるため、ユーザＵの眼ＥＹに対する位置が固定される。表示装置１は、ユーザＵに装着されるＨＭＤであることに限られず、設備に固定された表示装置などであってもよい。このような場合でも、表示装置１は、例えばユーザＵの座席に対する位置が固定されるなど、ユーザＵの眼ＥＹに対する位置が固定されることが好ましい。
【0015】
【0016】
（表示部）
表示部１０は、立体画像を表示する装置である。表示部１０は、表示パネル１２と光源部１４とを有する。表示パネル１２は、マトリクス状に並ぶ複数の画素を有するディスプレイである。本実施形態の例では、表示パネル１２は、マトリクス状に並ぶ複数の画素電極と、液晶素子が充填される液晶層とを有する液晶表示パネルである。表示パネル１２で画像が表示される面を表示面１０Ａとする。以下、表示面１０ＡからユーザＵの眼ＥＹへ向かう方向を、方向Ｚ１とし、方向Ｚ１と反対方向を、すなわちユーザＵの眼ＥＹから表示面１０Ａに向かう方向を、方向Ｚ２とする。方向Ｚ１、Ｚ２を区別しない場合は、方向Ｚと記載する。なお、図３では、表示パネル１２のユーザＵの眼ＥＹ側の表面を表示面１０Ａとしているが、表示面１０Ａは、ユーザＵの眼ＥＹ側の表面であることに限られず、ユーザＵの眼ＥＹ側の表面よりも内側にあってもよい。なお、表示部１０は、後述する制御装置５０から表示パネル１２を駆動させる駆動信号や光源部１４の光の照射タイミングを制御する制御信号を受信する。
表示部１０は、立体画像を表示する装置である。表示部１０は、表示パネル１２と光源部１４とを有する。表示パネル１２は、マトリクス状に並ぶ複数の画素を有するディスプレイである。本実施形態の例では、表示パネル１２は、マトリクス状に並ぶ複数の画素電極と、液晶素子が充填される液晶層とを有する液晶表示パネルである。表示パネル１２で画像が表示される面を表示面１０Ａとする。以下、表示面１０ＡからユーザＵの眼ＥＹへ向かう方向を、方向Ｚ１とし、方向Ｚ１と反対方向を、すなわちユーザＵの眼ＥＹから表示面１０Ａに向かう方向を、方向Ｚ２とする。方向Ｚ１、Ｚ２を区別しない場合は、方向Ｚと記載する。なお、図３では、表示パネル１２のユーザＵの眼ＥＹ側の表面を表示面１０Ａとしているが、表示面１０Ａは、ユーザＵの眼ＥＹ側の表面であることに限られず、ユーザＵの眼ＥＹ側の表面よりも内側にあってもよい。なお、表示部１０は、後述する制御装置５０から表示パネル１２を駆動させる駆動信号や光源部１４の光の照射タイミングを制御する制御信号を受信する。
【0017】
光源部１４は、表示パネル１２に光を照射する光源である。本実施形態では、光源部１４は、表示パネル１２の表示面１０Ａとは反対側の表面に設けられる、いわゆるバックライドである。光源部１４の設けられる位置はこれに限られず任意であり、例えば表示パネル１２の横にあるサイドライトであってもよい。本実施形態では、光源部１４は、表示パネル１２の全ての画素に対して一様に光を照射するものであり、言い換えれば、画素毎に個別に光の照射を制御するものではない。ただし、光源部１４は、表示パネル１２の全ての画素に一様に光を照射するものに限られず、例えば複数の画素毎に光の照射を調整可能な、例えば画面全体をいくつかの区画に分け区画ごとに光の強度を調整可能な、いわゆるローカルディミングの方式のものであってもよい。
【0018】
このように、表示部１０は、表示パネル１２と光源部１４とを有する。表示部１０は、光源部１４から表示パネル１２に照射された光である画像光ＬをユーザＵの眼ＥＹに到達させることで、ユーザＵに立体画像を提供する。本実施形態の例では、光源部１４から照射された光は、表示パネル１２の各画素を透過して、画像光ＬとしてユーザＵの眼ＥＹに入射する。より詳しくは、表示パネル１２は、左眼用画像と右眼用画像とが提供されるように、例えば画素電極の電圧が制御されつつ、表示パネル１２に向けて光源部１４からの光が照射される。光源部１４からの光のうち、左眼用画像に対応する画素を透過した画像光ＬがユーザＵの左眼に入射し、右眼用画像に対応する画素を透過した画像光ＬがユーザＵの左眼に入射することで、ユーザＵに立体画像が提供される。
【0019】
なお、表示部１０の構成は以上のものに限られず、例えば、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やいわゆるマイクロＬＥＤなど、画素毎に点灯制御が可能な自発光型のディスプレイであってよい。また、表示部１０が反射型の液晶表示装置であってもよい。
【0020】
（接眼レンズ）
接眼レンズ２０は、表示部１０のＺ１方向側に設けられる。接眼レンズ２０は、光（画像光）を透過する光学素子である。さらに言えば、接眼レンズ２０は、レンズ３０を除き、表示装置１で最もユーザＵの眼ＥＹ側にある光学素子（レンズ）である。表示パネル１２から出射された画像光Ｌは、接眼レンズ２０及びレンズ３０を通って、ユーザＵの眼ＥＹに入射する。なお、本実施形態では、レンズ３０からユーザＵの眼ＥＹまでの画像光Ｌの光路における光軸方向が、方向Ｚともいえる。
接眼レンズ２０は、表示部１０のＺ１方向側に設けられる。接眼レンズ２０は、光（画像光）を透過する光学素子である。さらに言えば、接眼レンズ２０は、レンズ３０を除き、表示装置１で最もユーザＵの眼ＥＹ側にある光学素子（レンズ）である。表示パネル１２から出射された画像光Ｌは、接眼レンズ２０及びレンズ３０を通って、ユーザＵの眼ＥＹに入射する。なお、本実施形態では、レンズ３０からユーザＵの眼ＥＹまでの画像光Ｌの光路における光軸方向が、方向Ｚともいえる。
【0021】
なお、図３の例では、表示部１０のＺ１方向側の光学素子として、接眼レンズ２０とレンズ３０のみが示されているが、それに限られず、それら以外の光学素子が設けられていてもよい。
【0022】
（レンズ）
レンズ３０は、画像光Ｌの光軸方向において、表示部１０よりもユーザＵ側に設けられている。さらに言えば、レンズ３０は、接眼レンズ２０よりもユーザＵ側に設けられている。ただしそれに限られず、レンズ３０は、接眼レンズ２０よりも表示部１０側に設けられてもよい。レンズ３０は、Ｚ方向（画像光Ｌの光軸方向）における焦点の位置（レンズ３０から焦点までの距離）を変化可能な、いわゆる可変焦点レンズである。レンズ３０は、任意の構造であってよいが、例えば電圧の印加によりレンズ３０の厚みを変化させることで、焦点の位置を変化可能なものであってよい。より詳しくは、例えば、レンズ３０は、弾性ポリマー膜で封入された光学リキッドで構成されるレンズコアと、レンズコアに取り付けられる電磁式のアクチュエータとを有し、アクチュエータへの電圧印加によりアクチュエータが駆動し、アクチュエータによりレンズコアが圧力を受けて変形することで、レンズ３０の厚みを変化させて、焦点の位置を変化させるものであってよい。なお、レンズ３０のアクチュエータは、後述する制御装置５０から、焦点の位置の制御を行う信号を取得する。
レンズ３０は、画像光Ｌの光軸方向において、表示部１０よりもユーザＵ側に設けられている。さらに言えば、レンズ３０は、接眼レンズ２０よりもユーザＵ側に設けられている。ただしそれに限られず、レンズ３０は、接眼レンズ２０よりも表示部１０側に設けられてもよい。レンズ３０は、Ｚ方向（画像光Ｌの光軸方向）における焦点の位置（レンズ３０から焦点までの距離）を変化可能な、いわゆる可変焦点レンズである。レンズ３０は、任意の構造であってよいが、例えば電圧の印加によりレンズ３０の厚みを変化させることで、焦点の位置を変化可能なものであってよい。より詳しくは、例えば、レンズ３０は、弾性ポリマー膜で封入された光学リキッドで構成されるレンズコアと、レンズコアに取り付けられる電磁式のアクチュエータとを有し、アクチュエータへの電圧印加によりアクチュエータが駆動し、アクチュエータによりレンズコアが圧力を受けて変形することで、レンズ３０の厚みを変化させて、焦点の位置を変化させるものであってよい。なお、レンズ３０のアクチュエータは、後述する制御装置５０から、焦点の位置の制御を行う信号を取得する。
【0023】
（視線検出部）
視線検出部４０は、ユーザＵの眼ＥＹが向いている方向、すなわちユーザＵの視線を検出する。視線検出部４０は、ユーザＵの視線を検出可能な任意のセンサであってよいが、例えば、ユーザＵの眼ＥＹを撮像するカメラであってよい。視線検出部４０は、制御装置５０へ視線の検出結果を送出する。
視線検出部４０は、ユーザＵの眼ＥＹが向いている方向、すなわちユーザＵの視線を検出する。視線検出部４０は、ユーザＵの視線を検出可能な任意のセンサであってよいが、例えば、ユーザＵの眼ＥＹを撮像するカメラであってよい。視線検出部４０は、制御装置５０へ視線の検出結果を送出する。
【0024】
（制御装置）
制御装置５０は、表示装置１の各部を制御する装置である。図４は、第１実施形態に係る制御装置の模式的なブロック図である。制御装置５０は、本実施形態ではコンピュータであり、記憶部５２と制御部５４とを有する。記憶部５２は、制御部５４の演算内容やプログラムなどの各種情報を記憶するメモリであり、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）のような主記憶装置と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの外部記憶装置とのうち、少なくとも１つ含む。記憶部５２が記憶する制御部５４用のプログラムは、制御装置５０が読み取り可能な記録媒体に記憶されていてもよい。
制御装置５０は、表示装置１の各部を制御する装置である。図４は、第１実施形態に係る制御装置の模式的なブロック図である。制御装置５０は、本実施形態ではコンピュータであり、記憶部５２と制御部５４とを有する。記憶部５２は、制御部５４の演算内容やプログラムなどの各種情報を記憶するメモリであり、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）のような主記憶装置と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの外部記憶装置とのうち、少なくとも１つ含む。記憶部５２が記憶する制御部５４用のプログラムは、制御装置５０が読み取り可能な記録媒体に記憶されていてもよい。
【0025】
制御部５４は、演算装置であり、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの演算回路を含む。制御部５４は、画像情報取得部６０と、視線情報取得部６２と、照射制御部６４と、焦点位置設定部６６と、駆動制御部６８とを含む。制御部５４は、記憶部５２からプログラム（ソフトウェア）を読み出して実行することで、画像情報取得部６０と視線情報取得部６２と照射制御部６４と焦点位置設定部６６と駆動制御部６８とを実現して、それらの処理を実行する。なお、制御部５４は、１つのＣＰＵによってこれらの処理を実行してもよいし、複数のＣＰＵを備えて、それらの複数のＣＰＵで、処理を実行してもよい。また、画像情報取得部６０と視線情報取得部６２と照射制御部６４と焦点位置設定部６６と駆動制御部６８との少なくとも１つを、ハードウェア回路で実現してもよい。
【0026】
（画像情報取得部）
画像情報取得部６０は、表示部１０が表示する立体画像の画像データを取得する。すなわち、画像情報取得部６０は、左眼用画像の画像データと、右眼用画像の画像データとを取得する。また、画像情報取得部６０は、立体画像の奥行き方向における位置を示す奥行き情報を取得する。立体画像の奥行き方向における位置とは、表示面１０Ａに画像を表示した際にユーザＵに視認される虚像の、奥行き方向における位置を指す。奥行き方向とは、表示部１０の表示面１０Ａに直交する方向であるとも言え、本実施形態ではＺ方向である。奥行き情報は、画像データに関連付けられている。さらに言えば、立体画像は、１フレームに含まれる各画像について、奥行き方向における位置が設定されており、言い換えれば、表示面１０Ａ上の位置毎に、奥行き方向における位置が設定されている。そのため、画像情報取得部６０は、立体画像についての、表示面１０Ａ上の位置毎の奥行き情報を取得するといえる。なお、立体画像は、画素毎に奥行き方向における位置が設定されているが、１つの画像を構成する複数の画素に対しては、奥行き方向における位置が同じとなるように設定されていてもよい。画像情報取得部６０は、任意の方法で画像データ及び奥行き情報を取得してよく、記憶部５２に予め記憶されていた画像データ及び奥行き情報を読み出してもよいし、図示しない通信部を介して画像データ及び奥行き情報を受信してもよい。また、画像情報取得部６０は、画像データに基づき奥行き方向の位置を算出することで、奥行き情報を取得してもよい。
画像情報取得部６０は、表示部１０が表示する立体画像の画像データを取得する。すなわち、画像情報取得部６０は、左眼用画像の画像データと、右眼用画像の画像データとを取得する。また、画像情報取得部６０は、立体画像の奥行き方向における位置を示す奥行き情報を取得する。立体画像の奥行き方向における位置とは、表示面１０Ａに画像を表示した際にユーザＵに視認される虚像の、奥行き方向における位置を指す。奥行き方向とは、表示部１０の表示面１０Ａに直交する方向であるとも言え、本実施形態ではＺ方向である。奥行き情報は、画像データに関連付けられている。さらに言えば、立体画像は、１フレームに含まれる各画像について、奥行き方向における位置が設定されており、言い換えれば、表示面１０Ａ上の位置毎に、奥行き方向における位置が設定されている。そのため、画像情報取得部６０は、立体画像についての、表示面１０Ａ上の位置毎の奥行き情報を取得するといえる。なお、立体画像は、画素毎に奥行き方向における位置が設定されているが、１つの画像を構成する複数の画素に対しては、奥行き方向における位置が同じとなるように設定されていてもよい。画像情報取得部６０は、任意の方法で画像データ及び奥行き情報を取得してよく、記憶部５２に予め記憶されていた画像データ及び奥行き情報を読み出してもよいし、図示しない通信部を介して画像データ及び奥行き情報を受信してもよい。また、画像情報取得部６０は、画像データに基づき奥行き方向の位置を算出することで、奥行き情報を取得してもよい。
【0027】
（視線情報取得部）
視線情報取得部６２は、視線検出部４０を制御して、視線検出部４０にユーザＵの視線を検出させ、視線検出部４０による視線の検出結果を取得する。本実施形態では、視線情報取得部６２は、視線の検出結果に基づき、ユーザＵが注視している注視位置を検出する。注視位置とは、立体画像のうちでユーザＵが注視している画像の表示面１０Ａ上での位置を指し、言い換えれば、表示面１０Ａの全域のうちでユーザＵが注視している位置を指す。本実施形態では、視線情報取得部６２は、ユーザＵの視線の検出結果からユーザＵの輻輳位置を検出し、輻輳位置と重なる位置にある虚像に対応する画像の、表示面１０Ａでの位置を、注視位置として検出する。すなわち例えばユーザＵの輻輳位置が、立体画像における車の虚像に重なっている場合には、その車の画像の表示面１０Ａでの位置が、注視位置とされる。ただし、注視位置の検出方法はそれに限られず、ユーザＵの視線の検出結果から任意の方法で検出してよい。
視線情報取得部６２は、視線検出部４０を制御して、視線検出部４０にユーザＵの視線を検出させ、視線検出部４０による視線の検出結果を取得する。本実施形態では、視線情報取得部６２は、視線の検出結果に基づき、ユーザＵが注視している注視位置を検出する。注視位置とは、立体画像のうちでユーザＵが注視している画像の表示面１０Ａ上での位置を指し、言い換えれば、表示面１０Ａの全域のうちでユーザＵが注視している位置を指す。本実施形態では、視線情報取得部６２は、ユーザＵの視線の検出結果からユーザＵの輻輳位置を検出し、輻輳位置と重なる位置にある虚像に対応する画像の、表示面１０Ａでの位置を、注視位置として検出する。すなわち例えばユーザＵの輻輳位置が、立体画像における車の虚像に重なっている場合には、その車の画像の表示面１０Ａでの位置が、注視位置とされる。ただし、注視位置の検出方法はそれに限られず、ユーザＵの視線の検出結果から任意の方法で検出してよい。
【0028】
（照射制御部）
照射制御部６４は、画像データに基づき、表示部１０からユーザＵに向けて画像光Ｌを照射させる。本実施形態においては、照射制御部６４は、画像データに基づいて表示パネル１２の各画素を駆動しつつ、光源部１４から光を照射させることで、各画素からユーザＵに向けて画像光Ｌを照射させて、ユーザＵに立体画像を提供する。さらに言えば、照射制御部６４は、画像データに基づいて、表示パネル１２の画素電極毎の印加電圧を制御して液晶素子を配向させつつ、光源部１４から光を照射させる。これにより、光源部１４からの光が液晶層を透過して、立体画像用の画像光ＬとしてユーザＹの眼ＥＹに向けて出射される。なお、例えば表示部１０が自発光式である場合、照射制御部６４は、画像データに基づき各画素を発光させて、各画素から画像光Ｌを照射させる。
照射制御部６４は、画像データに基づき、表示部１０からユーザＵに向けて画像光Ｌを照射させる。本実施形態においては、照射制御部６４は、画像データに基づいて表示パネル１２の各画素を駆動しつつ、光源部１４から光を照射させることで、各画素からユーザＵに向けて画像光Ｌを照射させて、ユーザＵに立体画像を提供する。さらに言えば、照射制御部６４は、画像データに基づいて、表示パネル１２の画素電極毎の印加電圧を制御して液晶素子を配向させつつ、光源部１４から光を照射させる。これにより、光源部１４からの光が液晶層を透過して、立体画像用の画像光ＬとしてユーザＹの眼ＥＹに向けて出射される。なお、例えば表示部１０が自発光式である場合、照射制御部６４は、画像データに基づき各画素を発光させて、各画素から画像光Ｌを照射させる。
【0029】
(焦点位置設定部)
焦点位置設定部６６は、ユーザＵの視線の検出結果に基づき、画像光Ｌの光軸方向（方向Ｚ）におけるレンズ３０の焦点の位置とする設定焦点位置を設定する。さらに言えば、焦点位置設定部６６は、ユーザＵの視線の検出結果と立体画像の奥行き情報とに基づき、設定焦点位置を設定する。以下、設定焦点位置の設定についてより具体的に説明する。
焦点位置設定部６６は、ユーザＵの視線の検出結果に基づき、画像光Ｌの光軸方向（方向Ｚ）におけるレンズ３０の焦点の位置とする設定焦点位置を設定する。さらに言えば、焦点位置設定部６６は、ユーザＵの視線の検出結果と立体画像の奥行き情報とに基づき、設定焦点位置を設定する。以下、設定焦点位置の設定についてより具体的に説明する。
【0030】
図５から図７は、照射タイミングの設定を説明するための模式図である。例えば図５に示すように、表示部１０から出射された画像光Ｌは、所定の開き角をもつ光束として、ユーザＵの眼ＥＹに入射する。この場合、ユーザＵは、この光束の開き角に合うように、眼球の水晶体の厚さを無意識に変えて、網膜に焦点が合うように調節している。輻輳調節矛盾は、左右の眼の輻輳度合い（左右の眼のより度合い）と、光束の開き角に焦点を合わせた状態とが、合致していないことを指す。それに対して、本実施形態の表示装置１は、虚像（輻輳位置）から光が出射されて眼ＥＹに入射したと仮定した場合の開き角である虚像開き角（図５の例では角度θ１Ａ）と、実際に表示部１０から画像光Ｌが出射されて眼ＥＹに入射した場合の画像光Ｌの開き角との差分が小さくなるように、画像光Ｌを出射させる。ここで、画像光Ｌは、レンズ３０を通る際に光束の開き角が変化するため（すなわち屈折するため）、光束の開き角の変化度合いは、レンズ３０の焦点の位置に応じて決まる。従って、焦点位置設定部６６は、虚像開き角と画像光Ｌの開き角との差分が小さくなるレンズ３０の焦点位置を、設定焦点位置として設定する。
【0031】
より詳しくは、焦点位置設定部６６は、視線情報取得部６２が検出した注視位置における、奥行き情報を取得する。すなわち、焦点位置設定部６６は、注視位置の奥行き方向（Ｚ方向）における位置の情報を取得する。言い換えれば、焦点位置設定部６６は、ユーザＵが注視している虚像のＺ方向における位置の情報を取得する。そして、焦点位置設定部６６は、注視位置における奥行き情報に基づき、設定焦点位置を設定する。焦点位置設定部６６は、注視位置での奥行き方向の位置（ユーザＵが注視している虚像の位置）から眼ＥＹに光が照射された場合の光束の開き角（注視位置からの虚像開き角）に、画像光Ｌの開き角が一致する際の、Ｚ方向におけるレンズ３０の焦点の位置を、設定焦点位置として設定する。ただし、虚像開き角と実際の画像光Ｌの開き角が厳密に一致する位置を、設定焦点位置とすることに限られない。例えば、虚像開き角と実際の画像光Ｌの開き角との差分が所定範囲内となる際のレンズ３０の焦点位置を、設定焦点位置としてよい。ここでの所定範囲は任意に設定してよいが、輻輳調節矛盾を小さくするために、虚像開き角と画像光Ｌの開き角との差分が小さくなるような値に、設定されることが好ましい。また、焦点位置設定部６６は、奥行き方向を量子化した値を、設定焦点位置の設定に用いる注視位置の奥行き方向における位置として用いてよい。すなわち例えば、奥行き方向を複数の数値範囲に区分し、それぞれの数値範囲に対して、その数値範囲内にある所定値を基準位置として設定しておく。そして、焦点位置設定部６６は、取得した注視位置の奥行き方向における位置が含まれる数値範囲を抽出し、その数値範囲に対する基準位置を、設定焦点位置の設定に用いる注視位置の奥行き方向における位置として扱う。
【0032】
駆動制御部６８は、レンズ３０を制御して、レンズ３０の焦点の位置をＺ方向に移動させる。駆動制御部６８は、例えば、レンズ３０が有するアクチュエータに対する電圧の印加を制御することで、レンズ３０の焦点の位置をＺ方向に移動させる。駆動制御部６８は、レンズ３０の焦点のＺ方向の位置を、設定焦点位置に移動させる。そのため、眼ＥＹに入射する画像光Ｌの光束の開き角は、注視位置（ユーザＵが注視している虚像）からの虚像開き角に近くなり、輻輳調節矛盾を小さくすることができる。
【0033】
以上説明した設定焦点位置の設定の例を、図５から図７を用いて説明する。以下では、家の画像と車の画像とヘリコプタの画像とが立体画像として表示され、車の画像、家の画像、ヘリコプタの画像の順で、奥行き方向（Ｚ方向）の位置がユーザＵの眼ＥＹから遠くなる場合を例にする。すなわち、車の画像の虚像Ｐ２は、家の画像の虚像Ｐ１よりもＺ１方向側に位置し、ヘリコプタの画像の虚像Ｐ３は、家の画像の虚像Ｐ１よりもＺ２方向側に位置する。
【0034】
図５は、ユーザＵが家の画像の虚像Ｐ１を注視している場合の例である。図５の例では、虚像Ｐ１（注視位置の奥行き方向の位置）から眼ＥＹに光が照射された場合の光束の開き角（注視位置からの虚像開き角）を、角度θ１Ａとする。そして、Ｚ方向におけるレンズ３０の焦点の位置が第１位置である場合に、家の画像を構成する画素からの画像光Ｌの光束の開き角が、角度θ１Ａとなるとする。この場合、第１位置が設定焦点位置となり、焦点位置設定部６６は、レンズ３０の焦点を第１位置に移動させる。これにより、家の画像の虚像Ｐ１からの虚像開き角と、実際にユーザＵの眼ＥＹに入射する画像光Ｌの開き角とが一致し、輻輳調節矛盾を小さくすることができる。なお、本実施形態では、表示パネル１２の全体に光が照射されるため、車の画像の虚像Ｐ２やヘリコプタの画像の虚像Ｐ３もユーザＵに視認される。この場合、虚像Ｐ２、Ｐ３に対する虚像開き角と、実際にユーザＵの眼ＥＹに入射する画像光Ｌの開き角とが一致しないこととなる。しかし、虚像Ｐ２、Ｐ３はユーザＵの注視している領域の範囲外であるためユーザＵへの影響が少なく、ユーザＵの注視している領域の範囲内である虚像Ｐ１の虚像開き角とは一致しているため、ユーザＵへの負担を小さくできる。なお、以上の説明では、虚像開き角と画像光Ｌの開き角が一致する第１位置を設定焦点位置としていたが、それに限られず、虚像開き角と画像光Ｌの開き角との差分が所定範囲となる位置を設定焦点位置としてよい。
【0035】
図６は、ユーザＵが車の画像の虚像Ｐ２を注視している場合の例である。図６の例では、虚像Ｐ２（車の画像を構成する画素Ｐの奥行き方向の位置）から眼ＥＹに光が照射された場合の光束の開き角（虚像開き角）を、角度θ２Ａとする。そして、Ｚ方向におけるレンズ３０の焦点の位置が第２位置である場合に、車の画像を構成する画素Ｐからの画像光Ｌの光束の開き角が、角度θ２Ａとなるとする。なお、虚像Ｐ２は虚像Ｐ１よりもＺ１方向に視認されるため、角度θ２Ａは図５の角度θ１Ａより大きく、第１位置が焦点である場合よりも第２位置が焦点である場合の方が、レンズ３０による光束の開き角の拡大度合いが大きくなる（又は縮小度合いが小さくなる）。この場合、第２位置が設定焦点位置となり、焦点位置設定部６６は、レンズ３０の焦点を第２位置に移動させる。これにより、車の画像の虚像Ｐ２からの虚像開き角と、実際にユーザＵの眼ＥＹに入射する画像光Ｌの開き角とが一致し、輻輳調節矛盾を小さくすることができる。なお、以上の説明では、虚像開き角と画像光Ｌの開き角が一致する第２位置を設定焦点位置としていたが、それに限られず、虚像開き角と画像光Ｌの開き角との差分が所定範囲となる位置を設定焦点位置としてよい。
【0036】
図７は、ユーザＵがヘリコプタの画像の虚像Ｐ３を注視している場合の例である。図７の例では、虚像Ｐ３（ヘリコプタの画像を構成する画素Ｐの奥行き方向の位置）から眼ＥＹに光が照射された場合の光束の開き角（虚像開き角）を、角度θ３Ａとする。そして、Ｚ方向におけるレンズ３０の焦点の位置が第３位置である場合に、ヘリコプタの画像を構成する画素Ｐからの画像光Ｌの光束の開き角が、角度θ３Ａとなるとする。なお、虚像Ｐ３は虚像Ｐ１よりもＺ２方向に視認されるため、角度θ３Ａは、図５の角度θ１Ａより小さく、第１位置が焦点である場合よりも第３位置が焦点である場合の方が、レンズ３０による光束の開き角の拡大度合いが小さくなる(又は縮小度合いが大きくなる)。この場合、第３位置が設定焦点位置となり、焦点位置設定部６６は、レンズ３０の焦点を第３位置に移動させる。これにより、車の画像の虚像Ｐ２からの虚像開き角と、実際にユーザＵの眼ＥＹに入射する画像光Ｌの開き角とが近くなり、輻輳調節矛盾を小さくすることができる。この場合、第３位置が設定焦点位置となり、焦点位置設定部６６は、レンズ３０の焦点を第３位置に移動させる。
【0037】
（処理フロー）
次に、以上説明した制御装置５０の処理フローを説明する。図８は、本実施形態に係る制御装置の処理フローを説明するフローチャートである。制御装置５０は、照射制御部６４により、画像データに基づき表示パネル１２の画素を駆動しつつ、光源部１４から光を照射させる。制御装置５０は、視線情報取得部６２により、ユーザＵの視線の検出結果を取得し（ステップＳ１０）、視線の検出結果に基づき、注視位置を検出する（ステップＳ１２）。そして、制御装置５０は、焦点位置設定部６６により、注視位置の奥行き情報から、設定焦点位置を設定する（ステップＳ１４）。制御装置５０は、駆動制御部６８により、レンズ３０の焦点の位置を、設定焦点位置とする（ステップＳ１６）。処理を終了しない場合は（ステップＳ１８；Ｎｏ）、ステップＳ１０に戻り処理を続け、処理を終了する場合（ステップＳ１８；Ｙｅｓ）、本処理を終了する。
次に、以上説明した制御装置５０の処理フローを説明する。図８は、本実施形態に係る制御装置の処理フローを説明するフローチャートである。制御装置５０は、照射制御部６４により、画像データに基づき表示パネル１２の画素を駆動しつつ、光源部１４から光を照射させる。制御装置５０は、視線情報取得部６２により、ユーザＵの視線の検出結果を取得し（ステップＳ１０）、視線の検出結果に基づき、注視位置を検出する（ステップＳ１２）。そして、制御装置５０は、焦点位置設定部６６により、注視位置の奥行き情報から、設定焦点位置を設定する（ステップＳ１４）。制御装置５０は、駆動制御部６８により、レンズ３０の焦点の位置を、設定焦点位置とする（ステップＳ１６）。処理を終了しない場合は（ステップＳ１８；Ｎｏ）、ステップＳ１０に戻り処理を続け、処理を終了する場合（ステップＳ１８；Ｙｅｓ）、本処理を終了する。
【0038】
（効果）
以上説明したように、本実施形態に係る表示装置１は、ユーザＵに立体画像を提供するものであって、表示部１０と、レンズ３０と、視線情報取得部６２と、焦点位置設定部６６と、駆動制御部６８とを含む。表示部１０は、複数の画素を含み、画像光ＬをユーザＵに到達させることでユーザＵに立体画像を提供する。視線情報取得部６２は、ユーザＵの視線の検出結果を取得する。焦点位置設定部６６は、ユーザＵの視線の検出結果と立体画像の奥行き方向の位置を示す奥行き情報とに基づき、画像光Ｌの光軸方向におけるレンズ３０の焦点の位置とする設定焦点位置を設定する。駆動制御部６８は、レンズ３０の焦点の位置を設定焦点位置に移動させる。
以上説明したように、本実施形態に係る表示装置１は、ユーザＵに立体画像を提供するものであって、表示部１０と、レンズ３０と、視線情報取得部６２と、焦点位置設定部６６と、駆動制御部６８とを含む。表示部１０は、複数の画素を含み、画像光ＬをユーザＵに到達させることでユーザＵに立体画像を提供する。視線情報取得部６２は、ユーザＵの視線の検出結果を取得する。焦点位置設定部６６は、ユーザＵの視線の検出結果と立体画像の奥行き方向の位置を示す奥行き情報とに基づき、画像光Ｌの光軸方向におけるレンズ３０の焦点の位置とする設定焦点位置を設定する。駆動制御部６８は、レンズ３０の焦点の位置を設定焦点位置に移動させる。
【0039】
ここで、立体画像を表示する場合には、ユーザに適切に立体画像を提供することが求められている。それに対し、本実施形態においては、ユーザＵの視点と立体画像の奥行き方向の位置とに基づき設定した設定焦点位置に、レンズ３０の焦点位置を移動させる。従って、本実施形態によると、ユーザＵの視線と立体画像の奥行き方向の位置に基づいた適切な光束の開き角でユーザＵに画像光Ｌを到達させることが可能となり、ユーザＵに立体画像を適切に提供できる。さらに言えば、上述のように、立体画像を表示する際には、輻輳調節矛盾が起こる場合がある。それに対して、本実施形態においては、画像光Ｌの光束の開き角を適切に調整して、輻輳調節矛盾を小さくすることができる。
【0040】
また、視線情報取得部６２は、視線の検出結果に基づき、立体画像のうちでユーザＵが注視している注視位置を検出する。そして、焦点位置設定部６６は、注視位置の奥行き情報に基づき、画像光Ｌの光束の開き角と、注視位置の奥行き方向の位置からユーザＵに向けて画像光Ｌを照射した場合の光束の開き角（注視位置からの虚像開き角）との差分が所定範囲内となるような、画像光Ｌの光軸方向におけるレンズ３０の焦点の位置を、設定焦点位置として設定する。本実施形態によると、画像光Ｌの光束の開き角を、ユーザＵが注視している虚像からの虚像開き角に近づけることができるため、輻輳調節矛盾を適切に小さくすることができる。
【0041】
また、表示装置１は、ヘッドマウントディスプレイである。そのため、ヘッドマウントディスプレイにより立体画像を適切に提供できる。
【0042】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、レンズ３０の焦点位置を所定周期で変化させる点で、第１実施形態とは異なる。第２実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、レンズ３０の焦点位置を所定周期で変化させる点で、第１実施形態とは異なる。第２実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【0043】
図９は、第２実施形態に係る制御装置の模式的なブロック図である。図９に示すように、第２実施形態に係る制御装置５０ａの制御部５４ａは、画像情報取得部６０と、視線情報取得部６２と、照射制御部６４ａと、タイミング設定部６６ａと、駆動制御部６８ａとを含む。制御部５４ａは、記憶部５２からプログラム（ソフトウェア）を読み出して実行することで、画像情報取得部６０と視線情報取得部６２と照射制御部６４ａとタイミング設定部６６ａと駆動制御部６８ａとを実現して、それらの処理を実行する。なお、制御部５４ａは、１つのＣＰＵによってこれらの処理を実行してもよいし、複数のＣＰＵを備えて、それらの複数のＣＰＵで、処理を実行してもよい。また、画像情報取得部６０と視線情報取得部６２と照射制御部６４ａとタイミング設定部６６ａと駆動制御部６８ａとの少なくとも１つを、ハードウェア回路で実現してもよい。
【0044】
（駆動制御部）
第２実施形態においては、駆動制御部６８ａは、レンズ３０の焦点の位置を、Ｚ方向に沿って所定の周期で移動させる。駆動制御部６８ａは、レンズ３０の焦点の位置がＺ１方向に所定距離移動した後にＺ２方向に所定距離移動するＺ方向の往復移動（振動）を繰り返し行うように、レンズ３０の焦点の位置を移動させる。言い換えれば、駆動制御部６８ａは、レンズ３０の焦点のＺ方向の往復移動を、所定の周期で行わせる。本実施形態では、Ｚ方向の往復移動の周期（焦点がＺ方向において元の位置に戻ってくるまでの時間）は一定であるが、一定であることに限られず、周期を変化させてもよい。
第２実施形態においては、駆動制御部６８ａは、レンズ３０の焦点の位置を、Ｚ方向に沿って所定の周期で移動させる。駆動制御部６８ａは、レンズ３０の焦点の位置がＺ１方向に所定距離移動した後にＺ２方向に所定距離移動するＺ方向の往復移動（振動）を繰り返し行うように、レンズ３０の焦点の位置を移動させる。言い換えれば、駆動制御部６８ａは、レンズ３０の焦点のＺ方向の往復移動を、所定の周期で行わせる。本実施形態では、Ｚ方向の往復移動の周期（焦点がＺ方向において元の位置に戻ってくるまでの時間）は一定であるが、一定であることに限られず、周期を変化させてもよい。
【0045】
（タイミング設定部及び照射制御部）
タイミング設定部６６ａは、光源部１４の光の照射タイミングを設定する。照射制御部６４ａは、タイミング設定部６６ａが設定した照射タイミングで、光源部１４に光を照射させる。タイミング設定部６６ａは、ユーザＵの視線の検出結果と、レンズ３０の焦点のＺ方向（画像光Ｌの光軸方向）における位置とに基づき、照射タイミングを設定する。さらに言えば、タイミング設定部６６ａは、ユーザＵの視線の検出結果と、立体画像の奥行き情報と、レンズ３０の焦点のＺ方向における位置とに基づき、照射タイミングを設定する。以下、タイミング設定部６６ａの設定についてより具体的に説明する。
タイミング設定部６６ａは、光源部１４の光の照射タイミングを設定する。照射制御部６４ａは、タイミング設定部６６ａが設定した照射タイミングで、光源部１４に光を照射させる。タイミング設定部６６ａは、ユーザＵの視線の検出結果と、レンズ３０の焦点のＺ方向（画像光Ｌの光軸方向）における位置とに基づき、照射タイミングを設定する。さらに言えば、タイミング設定部６６ａは、ユーザＵの視線の検出結果と、立体画像の奥行き情報と、レンズ３０の焦点のＺ方向における位置とに基づき、照射タイミングを設定する。以下、タイミング設定部６６ａの設定についてより具体的に説明する。
【0046】
タイミング設定部６６ａは、注視位置からの虚像開き角と画像光Ｌの開き角との差分が小さくなる位置にレンズ３０の焦点が到達したタイミングを、照射タイミングとして設定する。より詳しくは、タイミング設定部６６ａは、視線情報取得部６２が検出した注視位置における、奥行き情報を取得する。すなわち、タイミング設定部６６ａは、注視位置の奥行き方向（Ｚ方向）における位置の情報を取得する。そして、タイミング設定部６６ａは、注視位置の奥行き情報に基づき、光源部１４に光の照射を開始させる際のレンズ３０の焦点の位置である照射位置を設定する。タイミング設定部６６ａは、注視位置での奥行き方向の位置（ユーザＵが注視している虚像の位置）から眼ＥＹに光が照射された場合の光束の開き角（虚像開き角）に、その画素Ｐからレンズ３０を通って眼ＥＹに実際に入射する画像光Ｌの開き角が一致する際の、Ｚ方向におけるレンズ３０の焦点の位置を、照射位置として設定する。そして、タイミング設定部６６ａは、照射位置との距離が所定距離範囲内となる位置にレンズ３０の焦点が到達するタイミングを、照射タイミングとして設定する。ここでの所定距離は任意に設定してよいが、輻輳調節矛盾を小さくするために、注視位置からの虚像開き角と画像光Ｌの開き角との差分が小さくなるような距離に、設定されることが好ましい。
【0047】
本実施形態では、タイミング設定部６６ａは、Ｚ方向におけるレンズ３０の焦点の位置の情報を逐次取得し、Ｚ方向におけるレンズ３０の焦点の位置が照射位置に対して所定距離まで近づいたら、照射タイミングとなったと判断する。タイミング設定部６６ａは、Ｚ方向におけるレンズ３０の焦点の位置の情報を任意の方法で取得してよい。例えば、レンズ３０の焦点を所定の周期でＺ方向に往復運動させている場合には、時刻毎のレンズ３０の焦点のＺ方向における位置（予測位置）を把握できる。従って、タイミング設定部６６ａは、時刻情報からレンズ３０の焦点のＺ方向における位置の情報を取得してもよい。この場合、タイミング設定部６６ａは、時刻毎のレンズ３０の焦点の予測位置の情報と照射位置の情報とに基づき、レンズ３０の焦点が照射位置から所定距離に到達する時刻を照射タイミングとして設定し、現在の時刻が照射タイミングに達したら、レンズ３０の焦点が照射位置に到達したと判断して、光源部１４に画像光Ｌを照射させてもよい。
【0048】
タイミング設定部６６ａは、このようにして照射タイミングを設定する。さらに、タイミング設定部６６ａは、照射タイミングより後のタイミングを照射停止タイミングとして設定する。照射制御部６４ａは、タイミング設定部６６ａによって照射タイミングに到達したと判断されたら、光源部１４に光の照射を開始させる。照射制御部６４ａは、照射タイミングから照射停止タイミングまでの間、光源部１４に光を照射させ、照射停止タイミングに到達したら、光源部１４に光の照射を停止させる。なお、照射停止タイミングは任意に設定してよく、例えば照射タイミングから所定時間後を照射停止タイミングとして設定してもよいし、照射タイミングの直後に、レンズ３０の焦点と照射位置との距離が所定距離範囲外となるタイミングを、照射停止タイミングとして設定してもよい。
【0049】
第２実施形態では、このように、照射タイミングに到達したら光源部１４に光を照射させ、照射停止タイミングに到達したら光の照射を停止させる。画像光Ｌは、照射タイミングから照射停止タイミングの間に、ユーザＵの眼ＥＹに入射する。従って、眼ＥＹに入射する画像光Ｌの光束の開き角は、注視位置（ユーザＵが注視している虚像）からの虚像開き角に近くなり、輻輳調節矛盾を小さくすることができる。なお、レンズ３０の焦点は、Ｚ方向に往復運動するため、照射位置との距離が所定距離範囲内になることと所定距離範囲外になることとを繰り返す。制御装置５０ａは、レンズ３０の焦点と照射位置との距離が所定距離範囲となる度に、すなわち照射タイミングに到達する度に、光源部１４に光を照射させる。そのため、ユーザＵには、立体画像が動画像として視認される。また、レンズ３０の焦点はＺ方向に往復移動するため、往復移動の１周期で、照射位置との距離が所定距離になるタイミングが２回ある。そのため、レンズ３０の焦点の往復移動の振動数は、立体画像のフレームレートの１／２倍以上にすることが望ましい。ただし、レンズ３０の焦点の往復移動の振動数（周期）は任意に設定してよい。
【0050】
（処理フロー）
次に、以上説明した制御装置５０ａの処理フローを説明する。図１０は、本実施形態に係る制御装置の処理フローを説明するフローチャートである。制御装置５０ａは、照射制御部６４ａにより、画像データに基づき表示パネル１２の画素を駆動しつつ、駆動制御部６８ａにより、レンズ３０の焦点を所定周期でＺ方向に往復移動させる。制御装置５０ａは、画素を駆動させつつレンズ３０の焦点を往復移動させながら、視線情報取得部６２により、ユーザＵの視線の検出結果を取得し（ステップＳ２０）、視線の検出結果に基づき、注視位置を検出する（ステップＳ２２）。そして、制御装置５０ａは、タイミング設定部６６ａにより、注視位置の奥行き情報から、照射位置を設定する（ステップＳ２４）。制御装置５０ａは、レンズ３０の焦点のＺ方向における位置を逐次取得し、レンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達したかを判断する（ステップＳ２６）。レンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達したら（ステップＳ２６；Ｙｅｓ）、タイミング設定部６６ａは、照射タイミングに到達したと判断し、照射制御部６４ａは、光源部１４に光を照射させる（ステップＳ２８）。その後、照射停止タイミングで光の照射を停止させ、処理を終了しない場合は（ステップＳ３０；Ｎｏ）、ステップＳ２０に戻り処理を続ける。一方、レンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達していない場合には（ステップＳ２６；Ｎｏ）、ステップＳ２６に戻り、レンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達するまで光源部１４に光を照射させない。なお、レンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達していない場合、すなわちステップＳ２６でＮｏの場合も、ステップＳ２０に戻ってよい。ステップＳ３０で処理を終了する場合（ステップＳ３０；Ｙｅｓ）、本処理を終了する。
次に、以上説明した制御装置５０ａの処理フローを説明する。図１０は、本実施形態に係る制御装置の処理フローを説明するフローチャートである。制御装置５０ａは、照射制御部６４ａにより、画像データに基づき表示パネル１２の画素を駆動しつつ、駆動制御部６８ａにより、レンズ３０の焦点を所定周期でＺ方向に往復移動させる。制御装置５０ａは、画素を駆動させつつレンズ３０の焦点を往復移動させながら、視線情報取得部６２により、ユーザＵの視線の検出結果を取得し（ステップＳ２０）、視線の検出結果に基づき、注視位置を検出する（ステップＳ２２）。そして、制御装置５０ａは、タイミング設定部６６ａにより、注視位置の奥行き情報から、照射位置を設定する（ステップＳ２４）。制御装置５０ａは、レンズ３０の焦点のＺ方向における位置を逐次取得し、レンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達したかを判断する（ステップＳ２６）。レンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達したら（ステップＳ２６；Ｙｅｓ）、タイミング設定部６６ａは、照射タイミングに到達したと判断し、照射制御部６４ａは、光源部１４に光を照射させる（ステップＳ２８）。その後、照射停止タイミングで光の照射を停止させ、処理を終了しない場合は（ステップＳ３０；Ｎｏ）、ステップＳ２０に戻り処理を続ける。一方、レンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達していない場合には（ステップＳ２６；Ｎｏ）、ステップＳ２６に戻り、レンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達するまで光源部１４に光を照射させない。なお、レンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達していない場合、すなわちステップＳ２６でＮｏの場合も、ステップＳ２０に戻ってよい。ステップＳ３０で処理を終了する場合（ステップＳ３０；Ｙｅｓ）、本処理を終了する。
【0051】
（効果）
以上説明したように、第２実施形態に係る表示装置１ａは、ユーザＵに立体画像を提供するものであって、表示部１０と、レンズ３０と、視線情報取得部６２と、駆動制御部６８ａと、タイミング設定部６６ａと、照射制御部６４ａとを含む。表示部１０は、複数の画素を含む表示パネル１２と、表示パネル１２に光を照射する光源部１４とを有し、光源部１４から表示パネル１２に照射された光である画像光ＬをユーザＵに到達させることで、ユーザＵに立体画像を提供する。レンズ３０は、画像光Ｌの光軸方向において表示部１０よりもユーザＵ側に設けられ、焦点を変更可能である。視線情報取得部６２は、ユーザＵの視線の検出結果を取得する。駆動制御部６８ａは、レンズ３０の焦点を、画像光Ｌの光軸方向（本実施形態ではＺ方向）に沿って所定の周期で移動させる。タイミング設定部６６ａは、ユーザＵの視線の検出結果と、レンズ３０の焦点の光軸方向（本実施形態ではＺ方向）における位置とに基づき、光源部１４の光の照射タイミングを設定する。照射制御部６４ａは、照射タイミングで、光源部１４に光を照射させる。
以上説明したように、第２実施形態に係る表示装置１ａは、ユーザＵに立体画像を提供するものであって、表示部１０と、レンズ３０と、視線情報取得部６２と、駆動制御部６８ａと、タイミング設定部６６ａと、照射制御部６４ａとを含む。表示部１０は、複数の画素を含む表示パネル１２と、表示パネル１２に光を照射する光源部１４とを有し、光源部１４から表示パネル１２に照射された光である画像光ＬをユーザＵに到達させることで、ユーザＵに立体画像を提供する。レンズ３０は、画像光Ｌの光軸方向において表示部１０よりもユーザＵ側に設けられ、焦点を変更可能である。視線情報取得部６２は、ユーザＵの視線の検出結果を取得する。駆動制御部６８ａは、レンズ３０の焦点を、画像光Ｌの光軸方向（本実施形態ではＺ方向）に沿って所定の周期で移動させる。タイミング設定部６６ａは、ユーザＵの視線の検出結果と、レンズ３０の焦点の光軸方向（本実施形態ではＺ方向）における位置とに基づき、光源部１４の光の照射タイミングを設定する。照射制御部６４ａは、照射タイミングで、光源部１４に光を照射させる。
【0052】
ここで、立体画像を表示する場合には、ユーザに適切に立体画像を提供することが求められている。それに対し、本実施形態においては、レンズ３０の焦点を光軸方向に移動させておき、ユーザＵの視点とレンズ３０の焦点の光軸方向の位置とに基づき、光の照射タイミングを設定する。従って、本実施形態によると、ユーザＵの視点とレンズ３０の焦点の光軸方向の位置とに基づいて、適切なタイミングでユーザＵに画像光Ｌを到達させることが可能となり、ユーザＵに立体画像を適切に提供できる。さらに言えば、本実施形態においては、レンズ３０の焦点を光軸方向に移動させつつ、ユーザＵの視点とレンズ３０の焦点の位置とに基づき、光の照射タイミングを設定することで、画像光Ｌの光束の開き角を適切に調整して、輻輳調節矛盾を小さくすることができる。さらに言えば、本実施形態においては、画像光Ｌの光束の開き角が適切となる位置にレンズ３０の焦点をその都度移動させずに、レンズ３０の焦点は所定周期で移動させておき、画像光Ｌの光束の開き角が適切となるタイミングで光源部１４の光照射を制御している。このように光照射を制御することで、制御遅れが抑制されて、画像光Ｌの光束の開き角を適切に調整できる。
【0053】
また、タイミング設定部６６ａは、立体画像の奥行き方向（本実施形態ではＺ方向）の位置を示す奥行き情報にも基づき、照射タイミングを設定する。本実施形態によると、奥行き情報も用いて照射タイミングを設定するため、表示される立体画像に合わせて画像光Ｌの光束の開き角を適切に調整することが可能となり、輻輳調節矛盾を小さくすることができる。
【0054】
また、視線情報取得部６２は、視線の検出結果に基づき、立体画像のうちでユーザが注視している注視位置を検出する。タイミング設定部６６ａは、注視位置の奥行き情報に基づき、画像光Ｌの光束の開き角が、注視位置での奥行き方向の位置からユーザＵに向けて画像光Ｌを照射した場合の光束の開き角（虚像開き角）に対応するような、レンズ３０の焦点の光軸方向における位置である、照射位置の情報を取得する。タイミング設定部６６ａは、レンズ３０の焦点が照射位置に対して所定距離範囲内となるタイミングを、照射タイミングとして設定する。本実施形態によると、画像光Ｌの光束の開き角を、ユーザＵが注視している虚像からの虚像開き角に近づけることができるため、輻輳調節矛盾を適切に小さくすることができる。
【0055】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態は、表示部が自発光型である点で、第２実施形態とは異なる。第３実施形態において第２実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態は、表示部が自発光型である点で、第２実施形態とは異なる。第３実施形態において第２実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【0056】
図１１は、第３実施形態に係る表示装置の各構成の模式図である。図１１に示すように、第３実施形態に係る表示装置１ｂは、表示部１０ｂを有する。なお、表示装置１ｂには、視線検出部４０が設けられてない。表示部１０ｂは、マトリクス状に並び自発光する複数の画素Ｐ（表示素子）を有するディスプレイである。表示部１０ｂが有する各画素Ｐは自発光するため、表示部１０ｂは、画素Ｐ毎に個別に発光（光の照射）の制御が可能である。表示部１０ｂの各画素Ｐは、例えば有機発光ダイオードであってもよいし、無機発光ダイオードであってもよい。第３実施形態においては、表示部１０ｂは、制御装置５０ｂから画素Ｐの光の照射タイミングを制御する制御信号を受信する。また、レンズ３０のアクチュエータは、制御装置５０ｂから、焦点の位置の制御を行う信号を取得する。
【0057】
図１２は、第３実施形態に係る制御装置の模式的なブロック図である。図１２に示すように、第３実施形態に係る制御装置５０ｂの制御部５４ｂは、画像情報取得部６０と、照射制御部６４ｂと、タイミング設定部６６ｂと、駆動制御部６８ｂとを含む。第３実施形態においては、視線情報取得部６２が含まれない。
【0058】
（駆動制御部）
駆動制御部６８ｂは、第２実施形態と同様に、レンズ３０の焦点の位置を、Ｚ方向に沿って所定の周期で移動させる。
駆動制御部６８ｂは、第２実施形態と同様に、レンズ３０の焦点の位置を、Ｚ方向に沿って所定の周期で移動させる。
【0059】
（タイミング設定部及び照射制御部）
タイミング設定部６６ｂは、画像光Ｌの照射タイミングを、画素Ｐ毎に設定する。照射制御部６４ｂは、画像データに基づき、画素Ｐを制御して画素Ｐに画像光Ｌを照射させる。照射制御部６４ｂは、タイミング設定部６６ｂが設定した画素Ｐ毎の照射タイミングで、画素Ｐ毎に画像光Ｌを照射させる。すなわち、照射制御部６４ｂは、画素Ｐについて設定された照射タイミングで、その画素Ｐに画像光Ｌを照射させる。タイミング設定部６６ｂは、Ｚ方向（画像光Ｌの光軸方向）におけるレンズ３０の焦点の位置に基づき、照射タイミングを設定する。さらに言えば、タイミング設定部６６ｂは、立体画像の奥行き情報と、Ｚ方向におけるレンズ３０の焦点の位置とに基づき、照射タイミングを設定する。以下、より詳しく説明する。
タイミング設定部６６ｂは、画像光Ｌの照射タイミングを、画素Ｐ毎に設定する。照射制御部６４ｂは、画像データに基づき、画素Ｐを制御して画素Ｐに画像光Ｌを照射させる。照射制御部６４ｂは、タイミング設定部６６ｂが設定した画素Ｐ毎の照射タイミングで、画素Ｐ毎に画像光Ｌを照射させる。すなわち、照射制御部６４ｂは、画素Ｐについて設定された照射タイミングで、その画素Ｐに画像光Ｌを照射させる。タイミング設定部６６ｂは、Ｚ方向（画像光Ｌの光軸方向）におけるレンズ３０の焦点の位置に基づき、照射タイミングを設定する。さらに言えば、タイミング設定部６６ｂは、立体画像の奥行き情報と、Ｚ方向におけるレンズ３０の焦点の位置とに基づき、照射タイミングを設定する。以下、より詳しく説明する。
【0060】
タイミング設定部６６ｂは、画素Ｐ毎の奥行き情報を取得する。すなわち、タイミング設定部６６ｂは、画素Ｐ毎の奥行き方向（Ｚ方向）における位置の情報を取得する。そして、タイミング設定部６６ｂは、画素Ｐの奥行き情報に基づき、その画素Ｐに画像光Ｌの照射を開始させる際のレンズ３０の焦点の位置である照射位置を設定する。タイミング設定部６６ｂは、画素Ｐによって表示される立体画像の部分の奥行き方向の位置（その画素Ｐによって形成される虚像の位置）から眼ＥＹに光が照射された場合の光束の開き角（虚像開き角）に、その画素Ｐからレンズ３０を通って眼ＥＹに実際に入射する画像光Ｌの開き角が一致する際の、Ｚ方向におけるレンズ３０の焦点の位置を、その画素Ｐについての照射位置として設定する。そして、タイミング設定部６６ｂは、照射位置との距離が所定距離範囲内となる位置にレンズ３０の焦点が到達するタイミングを、その画素Ｐについての照射タイミングとして設定する。タイミング設定部６６ｂは、画素Ｐ毎に照射位置を設定し、画素Ｐ毎に照射タイミングを設定する。このように、タイミング設定部６６ｂは、画素Ｐ毎に照射位置や照射タイミングを設定するが、画素Ｐ毎に照射位置や照射タイミングが異なることに限られず、例えば１つの画像を構成する一群の画素Ｐ（例えば図５の家の画像を表示する一群の画素Ｐなど）の照射位置や照射タイミングを、同じに設定してよい。
【0061】
なお、第３実施形態では、画素Ｐ毎に照射タイミングを設定するため、１フレームでは一部の画素Ｐしか点灯しない場合もあり、例えば図５のタイミングでは家の画像のみが表示され、図６のタイミングでは車の画像のみが表示され、図７のタイミングではヘリコプタの画像のみが表示される。ただし、複数フレームを連続させることによる残像効果で、ユーザＵには家、車、ヘリコプタの一つの画像に写っていると認識される。また、１フレームの表示時間内で画像全体（ここでは家、車、ヘリコプタの全て）を表示する構成にしてもよい。この場合、駆動制御部６８ｂは、１フレームの表示時間内でレンズ３０の焦点の位置を少なくとも往復移動の半周期分移動させればよい。これにより、１フレームの表示時間内で、往復移動内における全ての焦点の位置を網羅することができ、画像全体を表示することが可能となる。
【0062】
（処理フロー）
次に、以上説明した制御装置５０ｂの処理フローを説明する。図１３は、本実施形態に係る制御装置の処理フローを説明するフローチャートである。制御装置５０ｂは、駆動制御部６８ｂにより、レンズ３０の焦点の位置を所定周期でＺ方向に往復移動させる。制御装置５０ｂは、タイミング設定部６６ｂにより、画素Ｐ毎の奥行き情報から、画素Ｐ毎の照射位置を設定する（ステップＳ４０）。制御装置５０ｂは、レンズ３０の焦点のＺ方向における位置を逐次取得し、レンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達したかを、画素Ｐ毎に判断する（ステップＳ４２）。レンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達したら（ステップＳ４２；Ｙｅｓ）、すなわちレンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達したと判断される画素Ｐがある場合には、タイミング設定部６６ｂは、その画素Ｐが照射タイミングに到達したと判断し、照射制御部６４ｂは、画像データに基づき、その画素Ｐに画像光Ｌを照射させる（ステップＳ４４）。その後、照射停止タイミングで画像光Ｌの照射を停止させ、処理を終了しない場合は（ステップＳ４６；Ｎｏ）、ステップＳ４０に戻り処理を続ける。一方、レンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達していない場合には（ステップＳ４２；Ｎｏ）、すなわちレンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達したと判断される画素Ｐが無い場合には、ステップＳ４２に戻り、レンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達するまで画素Ｐに光を照射させない。ステップＳ４６で処理を終了する場合（ステップＳ４６；Ｙｅｓ）、本処理を終了する。
次に、以上説明した制御装置５０ｂの処理フローを説明する。図１３は、本実施形態に係る制御装置の処理フローを説明するフローチャートである。制御装置５０ｂは、駆動制御部６８ｂにより、レンズ３０の焦点の位置を所定周期でＺ方向に往復移動させる。制御装置５０ｂは、タイミング設定部６６ｂにより、画素Ｐ毎の奥行き情報から、画素Ｐ毎の照射位置を設定する（ステップＳ４０）。制御装置５０ｂは、レンズ３０の焦点のＺ方向における位置を逐次取得し、レンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達したかを、画素Ｐ毎に判断する（ステップＳ４２）。レンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達したら（ステップＳ４２；Ｙｅｓ）、すなわちレンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達したと判断される画素Ｐがある場合には、タイミング設定部６６ｂは、その画素Ｐが照射タイミングに到達したと判断し、照射制御部６４ｂは、画像データに基づき、その画素Ｐに画像光Ｌを照射させる（ステップＳ４４）。その後、照射停止タイミングで画像光Ｌの照射を停止させ、処理を終了しない場合は（ステップＳ４６；Ｎｏ）、ステップＳ４０に戻り処理を続ける。一方、レンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達していない場合には（ステップＳ４２；Ｎｏ）、すなわちレンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達したと判断される画素Ｐが無い場合には、ステップＳ４２に戻り、レンズ３０の焦点が照射位置から所定距離内に到達するまで画素Ｐに光を照射させない。ステップＳ４６で処理を終了する場合（ステップＳ４６；Ｙｅｓ）、本処理を終了する。
【0063】
（効果）
以上説明したように、第３実施形態に係る表示装置１ｂは、ユーザＵに立体画像を提供するものであって、表示部１０と、レンズ３０と、駆動制御部６８ｂと、タイミング設定部６６ｂと、照射制御部６４ｂとを含む。表示部１０は、自発光する複数の画素Ｐを含み、画素Ｐからの画像光ＬをユーザＵに到達させることで、ユーザＵに立体画像を提供する。レンズ３０は、画像光Ｌの光軸方向において表示部１０よりもユーザＵ側に設けられ、焦点を変更可能である。駆動制御部６８ｂは、レンズ３０の焦点の位置を、画像光Ｌの光軸方向（本実施形態ではＺ方向）に沿って所定の周期で移動させる。タイミング設定部６６ｂは、レンズ３０の焦点の光軸方向（本実施形態ではＺ方向）における位置に基づき、画像光Ｌの照射タイミングを画素Ｐ毎に設定する。照射制御部６４ｂは、照射タイミングで、画素Ｐに画像光Ｌを照射させる。
以上説明したように、第３実施形態に係る表示装置１ｂは、ユーザＵに立体画像を提供するものであって、表示部１０と、レンズ３０と、駆動制御部６８ｂと、タイミング設定部６６ｂと、照射制御部６４ｂとを含む。表示部１０は、自発光する複数の画素Ｐを含み、画素Ｐからの画像光ＬをユーザＵに到達させることで、ユーザＵに立体画像を提供する。レンズ３０は、画像光Ｌの光軸方向において表示部１０よりもユーザＵ側に設けられ、焦点を変更可能である。駆動制御部６８ｂは、レンズ３０の焦点の位置を、画像光Ｌの光軸方向（本実施形態ではＺ方向）に沿って所定の周期で移動させる。タイミング設定部６６ｂは、レンズ３０の焦点の光軸方向（本実施形態ではＺ方向）における位置に基づき、画像光Ｌの照射タイミングを画素Ｐ毎に設定する。照射制御部６４ｂは、照射タイミングで、画素Ｐに画像光Ｌを照射させる。
【0064】
ここで、立体画像を表示する場合には、ユーザに適切に立体画像を提供することが求められている。それに対し、本実施形態においては、レンズ３０の焦点を光軸方向に移動させておき、焦点の位置に基づき、画像光Ｌの照射タイミングを設定する。従って、本実施形態によると、焦点の光軸方向の位置に基づいた適切なタイミングでユーザＵに画像光Ｌを到達させることが可能となり、ユーザＵに立体画像を適切に提供できる。さらに言えば、上述のように、立体画像を表示する際には、輻輳調節矛盾が起こる場合がある。それに対して、本実施形態においては、レンズ３０の焦点を光軸方向に移動させつつ、焦点の光軸方向の位置に基づき、画像光Ｌの照射タイミングを設定することで、画像光Ｌの光束の開き角を適切に調整して、輻輳調節矛盾を小さくすることができる。
【0065】
また、タイミング設定部６６ｂは、立体画像の奥行き方向（本実施形態ではＺ方向）の位置を示す奥行き情報にも基づき、照射タイミングを設定する。本実施形態によると、奥行き情報も用いて照射タイミングを設定するため、表示される立体画像に合わせて画像光Ｌの光束の開き角を適切に調整することが可能となり、輻輳調節矛盾を小さくすることができる。
【0066】
また、タイミング設定部６６ｂは、画素Ｐからの画像光Ｌの光束の開き角が、その画素Ｐによって表示される立体画像の部分での奥行き方向の位置からユーザＵに向けて画像光Ｌを照射した場合の光束の開き角（虚像開き角）に対応するような、レンズ３０の焦点の光軸方向における位置である、照射位置の情報を取得する。タイミング設定部６６ｂは、レンズ３０の焦点が照射位置に対して所定距離範囲内となるタイミングを、その画素Ｐについての照射タイミングとして設定する。本実施形態によると、光束の開き角と虚像開き角とが近い画素Ｐに発光させて、光束の開き角と虚像開き角とが遠い画素Ｐに発光させないことが可能となるため、輻輳調節矛盾を適切に小さくすることができる。
【0067】
（変形例）
次に、変形例について説明する。変形例に係る表示装置１ｃは、接眼レンズ２０の替わりに凹面鏡２０Ｃでディスプレイを拡大する点で、第１実施形態とは異なる。変形例において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
次に、変形例について説明する。変形例に係る表示装置１ｃは、接眼レンズ２０の替わりに凹面鏡２０Ｃでディスプレイを拡大する点で、第１実施形態とは異なる。変形例において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【0068】
図１４は、変形例に係る表示装置の模式図である。図１４に示すように、変形例に係る表示装置１ｃは、接眼レンズ２０が設けられておらず、画像光Ｌの光軸方向において表示部１０よりもユーザＵの眼ＥＹ側に、ハーフミラー２０Ｂと凹面鏡２０Ｃとが設けられている。ハーフミラー２０Ｂと凹面鏡２０Ｃも、光学素子であるといえる。変形例においては、表示部１０から出射された画像光Ｌは、ハーフミラー２０Ｂで反射されて凹面鏡２０Ｃに入射する。凹面鏡２０Ｃに入射した画像光Ｌは、凹面鏡２０Ｃで若干の広がり角を持ちつつほぼ平行光になって、ハーフミラー２０Ｂを透過してユーザＵの眼ＥＹに入射する。
【0069】
変形例においては、第１実施形態と同様にレンズ３０の焦点位置を制御する。そのため、変形例のような構成であっても、第１実施形態と同様に、ユーザＵに立体画像を適切に提供でき、画像光Ｌの光束の開き角を適切に調整して、輻輳調節矛盾を小さくすることができる。
【0070】
なお、変形例は、第２実施形態及び第３実施形態にも適用可能である。また、表示装置の構成は、各実施形態や図１２で挙げた変形例以外のものであってもよい。
【0071】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これら実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、各実施形態の構成を組み合わせることも可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【符号の説明】
【0072】
１ 表示装置
１０ 表示部
２０ 接眼レンズ
３０ レンズ
５０ 制御装置
６０ 画像情報取得部
６２ 視線情報取得部
６４ 照射制御部
６６ 焦点位置設定部
６８ 駆動制御部
Ｌ 画像光
Ｕ ユーザ
１０ 表示部
２０ 接眼レンズ
３０ レンズ
５０ 制御装置
６０ 画像情報取得部
６２ 視線情報取得部
６４ 照射制御部
６６ 焦点位置設定部
６８ 駆動制御部
Ｌ 画像光
Ｕ ユーザ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】