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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 27/02 20060101ALI20241217BHJP
G09F 9/00 20060101ALI20241217BHJP
H04N 13/344 20180101ALI20241217BHJP
H04N 5/64 20060101ALI20241217BHJP
H04N 13/122 20180101ALI20241217BHJP
【ＦＩ】
G02B30/54
G02B27/02 Z
G09F9/00 313
H04N13/344
H04N5/64 511A
H04N13/122
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2021046216
(22)【出願日】2021-03-19
(65)【公開番号】P2022144984
(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２００３－３３４２２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５１５１６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－２３５８８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－２９７２８２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ３０／５４
３０／２６
２７／０２
２７／０１
３０／２２
Ｇ０９Ｇ ３／２０
５／３６
Ｈ０４Ｎ ５／６４
１３／１２２
１３／３０７
１３／３２２
１３／３４４
１３／３６６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の画素を含み、前記画素から光を照射することでユーザに画像を提供する表示部と、前記表示部を、所定の周期で移動させる駆動制御部と、
前記表示部の予測位置の情報と照射位置の情報とに基づき、前記表示部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前記画素毎に設定するタイミング設定部と、
を含み、
前記タイミング設定部は、前記画像の奥行き方向の位置を示す奥行き情報にも基づき、前記照射タイミングを設定し、
前記タイミング設定部は、前記画素からの光の光束の開き角が、その画素によって表示される前記画像の部分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に対応する前記表示部の予測位置である照射位置の情報を取得し、前記表示部の予測位置が前記照射位置に対して所定距離範囲内となるタイミングを、その画素についての前記照射タイミングとして設定する、
表示装置。
【請求項2】
前記表示部よりも前記ユーザ側に、マイクロレンズアレイが設けられる、請求項１に記載の表示装置。
【請求項3】
複数の画素を含み前記画素から光を照射する表示部を、所定の周期で移動させる駆動制御ステップと、前記表示部の予測位置の情報と照射位置の情報とに基づき、前記表示部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前記画素毎に設定するタイミング設定ステップと、
を含み、
前記タイミング設定ステップにおいては、画像の奥行き方向の位置を示す奥行き情報にも基づき、前記照射タイミングを設定し、
前記タイミング設定ステップにおいては、前記画素からの光の光束の開き角が、その画素によって表示される前記画像の部分での奥行き方向の位置からユーザに向けて前記光を照射した場合の光束の開き角に対応する前記表示部の予測位置である照射位置の情報を取得し、前記表示部の予測位置が前記照射位置に対して所定距離範囲内となるタイミングを、その画素についての前記照射タイミングとして設定する、
表示制御方法。
【請求項4】
複数の画素を含み前記画素から光を照射する表示部を、所定の周期で移動させる駆動制御ステップと、前記表示部の予測位置の情報と照射位置の情報とに基づき、前記表示部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前記画素毎に設定するタイミング設定ステップと、
を、コンピュータに実行させ、
前記タイミング設定ステップにおいては、画像の奥行き方向の位置を示す奥行き情報にも基づき、前記照射タイミングを設定し、
前記タイミング設定ステップにおいては、前記画素からの光の光束の開き角が、その画素によって表示される前記画像の部分での奥行き方向の位置からユーザに向けて前記光を照射した場合の光束の開き角に対応する前記表示部の予測位置である照射位置の情報を取得し、前記表示部の予測位置が前記照射位置に対して所定距離範囲内となるタイミングを、その画素についての前記照射タイミングとして設定する、
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、立体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、複数の画素を含み、前記画素からの光を照射することでユーザに画像を提供する表示部と、前記表示部を、所定の周期で移動させる駆動制御部と、前記表示部の予測位置の情報と照射位置の情報とに基づき、前記表示部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前記画素毎に設定するタイミング設定部と、を含み、前記タイミング設定部は、前記画像の奥行き方向の位置を示す奥行き情報にも基づき、前記照射タイミングを設定し、前記タイミング設定部は、前記画素からの光の光束の開き角が、その画素によって表示される前記画像の部分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に対応する前記表示部の予測位置である照射位置の情報を取得し、前記表示部の予測位置が前記照射位置に対して所定距離範囲内となるタイミングを、その画素についての前記照射タイミングとして設定する。
【0007】
本発明の一態様にかかる表示制御方法は、複数の画素を含み前記画素から光を照射する表示部を、所定の周期で移動させる駆動制御ステップと、前記表示部の予測位置の情報と照射位置の情報とに基づき、前記表示部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前記画素毎に設定するタイミング設定ステップと、を含み、前記タイミング設定ステップにおいては、画像の奥行き方向の位置を示す奥行き情報にも基づき、前記照射タイミングを設定し、前記タイミング設定ステップにおいては、前記画素からの光の光束の開き角が、その画素によって表示される前記画像の部分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に対応する前記表示部の予測位置である照射位置の情報を取得し、前記表示部の予測位置が前記照射位置に対して所定距離範囲内となるタイミングを、その画素についての前記照射タイミングとして設定する。
【0008】
本発明の一態様にかかる表示制御プログラムは、複数の画素を含み前記画素から光を照射する表示部を、所定の周期で移動させる駆動制御ステップと、前記表示部の予測位置の情報と照射位置の情報とに基づき、前記表示部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前記画素毎に設定するタイミング設定ステップと、を、コンピュータに実行させ、前記タイミング設定ステップにおいては、画像の奥行き方向の位置を示す奥行き情報にも基づき、前記照射タイミングを設定し、前記タイミング設定ステップにおいては、前記画素からの光の光束の開き角が、その画素によって表示される前記画像の部分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に対応する前記表示部の予測位置である照射位置の情報を取得し、前記表示部の予測位置が前記照射位置に対して所定距離範囲内となるタイミングを、その画素についての前記照射タイミングとして設定する。
【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、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１０が有する各画素Ｐは自発光するため、表示部１０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１０の各画素Ｐは、例えば有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ： Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であってもよいし、無機発光ダイオード（マイクロＬＥＤ（ｍｉｃｒｏ ＬＥＤ）であってもよい。表示部１０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、表示部１０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６０から表示部１０の画素Ｐ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、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１０が有する各画素Ｐは自発光するため、表示部１０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１０の各画素Ｐは、例えば有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ： Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であってもよいし、無機発光ダイオード（マイクロＬＥＤ（ｍｉｃｒｏ ＬＥＤ）であってもよい。表示部１０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、表示部１０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６０から表示部１０の画素Ｐを制御する制御信号を受信する。
【0017】
表示部１０は、各画素Ｐから照射（発光）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。より詳しくは、表示部１０は、左眼用画像と右眼用画像とが提供されるように、各画素Ｐの発光が制御される。各画素Ｐからの画像光Ｌのうち、左眼用画像に対応する画素Ｐからの画像光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Ｐからの画像光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。
【0018】
（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、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。表示部１０から出射された画像光Ｌは、接眼レンズ２０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、接眼レンズ２０（接眼レンズ）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。なお、本実施形態では、接眼レンズ２０は移動せず、表示装置１内での位置が固定されている。
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、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。表示部１０から出射された画像光Ｌは、接眼レンズ２０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、接眼レンズ２０（接眼レンズ）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。なお、本実施形態では、接眼レンズ２０は移動せず、表示装置１内での位置が固定されている。
【0019】
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のみが示されているが、それに限られず、接眼レンズ２０以外の光学素子が設けられていてもよい。
【0020】
（駆動部）
駆動部３０は、表示部１０をＺ方向に移動させる駆動機構であり、アクチュエータであるともいえる。なお、駆動部３０は、後述する制御装置６０から、駆動制御を行う信号を取得する。
駆動部３０は、表示部１０をＺ方向に移動させる駆動機構であり、アクチュエータであるともいえる。なお、駆動部３０は、後述する制御装置６０から、駆動制御を行う信号を取得する。
【0021】
（位置検出部）
位置検出部５０は、表示部１０のＺ方向における位置を検出するセンサである。位置検出部５０は、表示部１０のＺ方向における位置を検出可能なセンサであれば、任意のものであってよい。位置情報検出部５０は、制御装置６０へ位置の検出結果を送出する。
位置検出部５０は、表示部１０のＺ方向における位置を検出するセンサである。位置検出部５０は、表示部１０のＺ方向における位置を検出可能なセンサであれば、任意のものであってよい。位置情報検出部５０は、制御装置６０へ位置の検出結果を送出する。
【0022】
（制御装置）
制御装置６０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６０は、本実施形態ではコンピュータであり、記憶部６２と制御部６４とを有する。記憶部６２は、制御部６４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６２が記憶する制御部６４用のプログラムは、制御装置６０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６０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６０は、本実施形態ではコンピュータであり、記憶部６２と制御部６４とを有する。記憶部６２は、制御部６４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６２が記憶する制御部６４用のプログラムは、制御装置６０が読み取り可能な記録媒体に記憶されていてもよい。
【0023】
制御部６４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６４は、画像情報取得部７２と、位置情報取得部７４と、駆動制御部７６と、タイミング設定部７８と、照射制御部８０とを含む。制御部６４は、記憶部６２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７２と位置情報取得部７４と駆動制御部７６とタイミング設定部７８と照射制御部８０とを実現して、それらの処理を実行する。なお、制御部６４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７２と位置情報取得部７４と駆動制御部７６とタイミング設定部７８と照射制御部８０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。
【0024】
（画像情報取得部）
画像情報取得部７２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７２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７２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７２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Ｐ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Ｐ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７２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６２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７２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７２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７２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７２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７２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Ｐ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Ｐ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７２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６２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７２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。
【0025】
（位置情報取得部）
位置情報取得部７４は、位置検出部５０を制御して、位置検出部５０に表示部１０のＺ方向における位置を検出させ、表示部１０のＺ方向における位置の検出結果を取得する。
位置情報取得部７４は、位置検出部５０を制御して、位置検出部５０に表示部１０のＺ方向における位置を検出させ、表示部１０のＺ方向における位置の検出結果を取得する。
【0026】
（駆動制御部）
駆動制御部７６は、駆動部３０を制御して、駆動部３０に表示部１０をＺ方向に移動させる。駆動制御部７６は、表示部１０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、表示部１０を移動させる。駆動制御部７６は、表示部１０を、Ｚ方向に沿って所定の周期で移動させる。言い換えれば、駆動制御部７６は、表示部１０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（表示部１０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。
駆動制御部７６は、駆動部３０を制御して、駆動部３０に表示部１０をＺ方向に移動させる。駆動制御部７６は、表示部１０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、表示部１０を移動させる。駆動制御部７６は、表示部１０を、Ｚ方向に沿って所定の周期で移動させる。言い換えれば、駆動制御部７６は、表示部１０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（表示部１０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。
【0027】
（タイミング設定部及び照射制御部）
タイミング設定部７８は、画像光Ｌの照射タイミングを、表示部１０の画素Ｐ毎に設定する。照射制御部８０は、画像データに基づき、表示部１０の画素Ｐを制御して画素Ｐに光を照射させる。照射制御部８０は、タイミング設定部７８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８０は、表示部１０のある画素Ｐに、その画素Ｐについて設定された照射タイミングで、画像光Ｌを照射させる。タイミング設定部７８は、表示部１０のＺ方向（画像光Ｌの光軸方向）における位置に基づき、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７８は、立体画像の奥行き情報と、表示部１０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。なお、タイミング設定部７８は、画素Ｐ毎に照射タイミングを設定するが、画素Ｐ毎に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）の照射タイミングを、同じに設定してよい。以下、タイミング設定部７８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７８は、画像光Ｌの照射タイミングを、表示部１０の画素Ｐ毎に設定する。照射制御部８０は、画像データに基づき、表示部１０の画素Ｐを制御して画素Ｐに光を照射させる。照射制御部８０は、タイミング設定部７８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８０は、表示部１０のある画素Ｐに、その画素Ｐについて設定された照射タイミングで、画像光Ｌを照射させる。タイミング設定部７８は、表示部１０のＺ方向（画像光Ｌの光軸方向）における位置に基づき、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７８は、立体画像の奥行き情報と、表示部１０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。なお、タイミング設定部７８は、画素Ｐ毎に照射タイミングを設定するが、画素Ｐ毎に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）の照射タイミングを、同じに設定してよい。以下、タイミング設定部７８の設定についてより具体的に説明する。
【0028】
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の画素Ｐ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、実際に画素Ｐ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の開き角は、表示部１０（表示面１０Ａ）から眼ＥＹまでのＺ方向（光軸方向）の距離に応じて決まる。本実施形態では、表示部１０を所定周期でＺ方向に移動させているため、タイミング設定部７８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位置に表示部１０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。
【0029】
より詳しくは、タイミング設定部７８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７８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７８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表示部１０の位置である照射位置を設定する。タイミング設定部７８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からの実際の画像光Ｌの開き角が一致する際の、表示部１０のＺ方向における位置を、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７８は、表示部１０と照射位置との距離が所定距離範囲内となる位置に表示部１０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７８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。なお、タイミング設定部７８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。
【0030】
本実施形態では、タイミング設定部７８は、位置情報取得部７４から表示部１０のＺ方向の位置の情報を逐次取得し、表示部１０のＺ方向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。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、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。また、タイミング設定部７８は、奥行き方向を量子化した値を、照射位置の設定に用いる画素Ｐ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、タイミング設定部７８は、画像情報取得部７２が取得した画素Ｐ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、照射位置の設定に用いる画素Ｐの奥行き方向における位置として扱う。
【0031】
タイミング設定部７８は、このようにして画素Ｐ毎に照射タイミングを設定する。さらに、タイミング設定部７８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８０は、ある画素Ｐについて照射タイミングに到達したと判断されたら、その画素Ｐに画像光Ｌの照射を開始させる。照射制御部８０は、照射タイミングから照射停止タイミングまでの間、その画素Ｐに画像光Ｌを照射させ、照射停止タイミングに到達したら、その画素Ｐに画像光Ｌ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、表示部１０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。
【0032】
表示装置１は、このように、照射タイミングに到達したら画素Ｐに画像光Ｌを照射させ、照射停止タイミングに到達したら画像光Ｌ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、その画素Ｐが形成す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、表示部１０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６０は、表示部１０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、画素Ｐに画像光Ｌ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、表示部１０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、表示部１０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、表示部１０の往復移動の振動数（周期）は任意に設定してよい。
【0033】
以上説明した照射タイミングの設定の例を、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、家の画像の虚像Ｐ１をユーザＵに視認させる場合の例である。図５の例では、虚像Ｐ１（家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θ１Ａとする。そして、表示部１０と接眼レンズ２０とのＺ方向の距離が距離Ｄ１となる表示部１０の位置において、家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θ１Ａとなるとする。この場合、接眼レンズ２０とのＺ方向の距離が距離Ｄ１となる位置が、家の画像を構成する画素Ｐについての照射位置となり、タイミング設定部７８は、照射位置との距離が所定距離範囲内となる位置に表示部１０が到達するタイミングを、家の画像を構成する画素Ｐについての照射タイミングとして設定する。照射制御部８０は、照射タイミングとなったら、家の画像を構成する画素Ｐに画像光Ｌを照射させる。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の開き角とが近くなり、輻輳調節矛盾を小さくすることができる。なお、画像光Ｌは接眼レンズ２０で屈折されて眼ＥＹに入射するため、ここでの画像光Ｌの光束の開き角とは、接眼レンズ２０を透過した後の画像光Ｌの光束の開き角を指す。
【0035】
図６は、車の画像の虚像Ｐ２をユーザＵに視認させる場合の例である。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、表示部１０と接眼レンズ２０とのＺ方向の距離が距離Ｄ２となる表示部１０の位置において、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、距離Ｄ２は、図５の距離Ｄ１より短い。この場合、接眼レンズ２０とのＺ方向の距離が距離Ｄ２となる位置が、車の画像を構成する画素Ｐについての照射位置となり、タイミング設定部７８は、表示部１０と照射位置との距離が所定距離範囲内となる位置に表示部１０が到達するタイミングを、車の画像を構成する画素Ｐについての照射タイミングとして設定する。照射制御部８０は、照射タイミングとなったら、車の画像を構成する画素Ｐに光を照射させる。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。
【0036】
図７は、ヘリコプタの画像の虚像Ｐ３をユーザＵに視認させる場合の例である。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、表示部１０と接眼レンズ２０とのＺ方向の距離が距離Ｄ３となる表示部１０の位置において、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、距離Ｄ３は、図５の距離Ｄ１より長い。この場合、接眼レンズ２０とのＺ方向の距離が距離Ｄ３となる位置が、ヘリコプタの画像を構成する画素Ｐについての照射位置となり、タイミング設定部７８は、表示部１０と照射位置との距離が所定距離範囲内となる位置に表示部１０が到達するタイミングを、ヘリコプタの画像を構成する画素Ｐについての照射タイミングとして設定する。照射制御部８０は、照射タイミングとなったら、ヘリコプタの画像を構成する画素Ｐに画像光Ｌを照射させる。これにより、ヘリコプタの画像の虚像Ｐ３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。
【0037】
なお、表示装置１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、ヘリコプタが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７６は、１フレームの表示時間内で接眼レンズ２０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。
【0038】
また、以上の説明では、タイミング設定部７８は、位置検出部５０の検出結果から、表示部１０のＺ方向における位置の情報を逐次取得して、表示部１０が照射位置から所定距離に到達したかを判断していたが、それに限られない。例えば、表示部１０を所定の周期でＺ方向に往復運動させている場合には、位置検出部５０に検出させなくても、時刻毎の表示部１０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７８は、時刻情報から表示部１０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７８は、時刻毎の表示部１０の予測位置の情報と照射位置の情報とに基づき、表示部１０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、表示部１０が照射位置に到達したと判断して、画素Ｐに画像光Ｌを照射させてもよい。
【0039】
（処理フロー）
次に、以上説明した制御装置６０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６０は、駆動制御部７６により、表示部１０を所定周期でＺ方向に往復移動させる。制御装置６０は、タイミング設定部７８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Ｓ１０）。制御装置６０は、位置情報取得部７４により、表示部１０のＺ方向における位置を逐次取得し、表示部１０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Ｓ１２）。表示部１０が照射位置から所定距離内に到達したら（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、すなわち表示部１０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７８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８０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Ｓ１４）。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Ｓ１６；Ｎｏ）、ステップＳ１０に戻り処理を続ける。一方、表示部１０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Ｓ１２；Ｎｏ）、すなわち表示部１０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Ｓ１２に戻り、表示部１０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Ｓ１６で処理を終了する場合（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、本処理を終了する。
次に、以上説明した制御装置６０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６０は、駆動制御部７６により、表示部１０を所定周期でＺ方向に往復移動させる。制御装置６０は、タイミング設定部７８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Ｓ１０）。制御装置６０は、位置情報取得部７４により、表示部１０のＺ方向における位置を逐次取得し、表示部１０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Ｓ１２）。表示部１０が照射位置から所定距離内に到達したら（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、すなわち表示部１０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７８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８０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Ｓ１４）。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Ｓ１６；Ｎｏ）、ステップＳ１０に戻り処理を続ける。一方、表示部１０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Ｓ１２；Ｎｏ）、すなわち表示部１０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Ｓ１２に戻り、表示部１０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Ｓ１６で処理を終了する場合（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、本処理を終了する。
【0040】
（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、駆動制御部７６と、タイミング設定部７８と、照射制御部８０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。駆動制御部７６は、表示部１０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７８は、表示部１０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８０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、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、駆動制御部７６と、タイミング設定部７８と、照射制御部８０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。駆動制御部７６は、表示部１０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７８は、表示部１０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８０は、照射タイミングで、画素Ｐに画像光Ｌを照射させる。
【0041】
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、表示部１０を光軸方向に移動させておき、表示部１０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。従って、本実施形態によると、表示部１０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、表示部１０を光軸方向に移動させつつ、表示部１０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。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表示部１０をその都度移動させずに、表示部１０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画素Ｐ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。
【0042】
また、タイミング設定部７８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。
【0043】
また、タイミング設定部７８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、表示部１０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７８は、表示部１０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。
【0044】
また、表示装置１は、光軸方向において表示部１０よりもユーザＵ側に、接眼レンズが設けられる。表示装置１は、接眼レンズを設けることで、ユーザＵに立体画像を適切に提供できる。
【0045】
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。
【0046】
（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、マイクロレンズアレイを設ける点で、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、マイクロレンズアレイを設ける点で、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。
【0047】
図９は、第２実施形態に係る表示装置の模式図である。図９に示すように、第２実施形態に係る表示装置１ａ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の眼ＥＹ側に、マイクロレンズアレイ２０Ａが設けられている。マイクロレンズアレイ２０Ａは、画像光Ｌの光軸方向において、表示部１０と接眼レンズ２０との間に設けられている。マイクロレンズアレイ２０Ａは、表示面１０Ａと平行な平面に沿ってマトリクス状に複数のレンズが並ぶ光学素子である。本実施形態では、マイクロレンズアレイ２０Ａの各レンズのピッチは、すなわち隣り合うレンズの中心同士の距離は、例えば表示部１０の画素Ｐのピッチ（隣り合う画素Ｐの中心同士の距離）と同程度であり、マイクロレンズアレイ２０Ａの各レンズは、表示部１０の画素Ｐに対向する位置に設けられている。
【0048】
第２実施形態においては、表示部１０からの画像光Ｌは、マイクロレンズアレイ２０Ａ及び接眼レンズ２０を通って、ユーザＵの眼ＥＹに到達する。ここで、表示部１０のＺ方向の移動量は、すなわち１周期の往復移動での最もＺ１方向側の位置と最もＺ２方向側の位置との距離は、画像光Ｌの光束の開き角が、虚像からの虚像開き角に追従できるような長さに設定される必要がある。それに対し、マイクロレンズアレイ２０Ａを設けた場合には、マイクロレンズアレイ２０Ａによって画像光Ｌの光束の開き角を広げるため、表示部１０が単位距離移動した際の画像光Ｌの光束の開き角の変化度合い（開き角の変化度合いの感度）が大きくなる。従って、第２実施形態においては、表示部１０のＺ方向の移動量を小さくして、表示部１０の移動に伴う駆動部３０や表示部１０への負荷を低減できる。
【0049】
このように、第２実施形態に係る表示装置１ａは、光軸方向において表示部１０よりもユーザＵ側に、マイクロレンズアレイが設けられる。表示装置１ａは、マイクロレンズアレイを設けることで、表示部１０の移動量を小さくしつつ輻輳調節矛盾を小さくすることができる。
【0050】
図１０は、マイクロレンズアレイを設けた場合の表示部の移動量の違いを説明するグラフである。以降では、光学シミュレーションにより、マイクロレンズアレイを設けない場合と設ける場合とで、表示部１０の必要な移動量の違いを計算した結果を説明する。この光学シミュレーションにおいては、３．５インチのディスプレイ、接眼レンズの焦点距離を４０ｍｍ、マイクロレンズアレイの各レンズの焦点距離を４．８ｍｍ、各レンズの曲率半径を２．５ｍｍとした。なお、実際のＨＭＤのレンズ光学系は、一般に接眼レンズの構成枚数の制限から、比較的大きな像面湾曲があるが、その大きさはレンズ設計によって変わるため、このシミュレーションではフォーカス量の変化だけを見るために、収差のない理想レンズを用いて計算した。ディスプレイから出た画像光の光束は、マイクロレンズアレイを通り接眼レンズでほぼ平行光になって、アイポイントに入射する。その光束をアイポイントで折り返すと、虚像上の物点に収束する構成である。本シミュレーションでは、虚像距離１００ｍ（無限遠相当）を基準として、虚像距離を５０００ｍｍから１５００ｍｍまで変化させたときの、ディスプレイの移動量をフォーカス量として算出した。図１０の線Ｎ１が、マイクロレンズアレイを設けない場合の虚像距離毎のフォーカス量を示し、線Ｎ２が、マイクロレンズアレイを設けた場合の虚像距離毎のフォーカス量を示している。線Ｎ１、Ｎ２に示すように、マイクロレンズアレイを設けた場合には、フォーカス量が少なくなり、ディスプレイの移動量を少なくできることが分かる。
【0051】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態においては、接眼レンズ２０をＺ方向に移動させる点で、第１実施形態と異なる。第３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３実施形態について説明する。第３実施形態においては、接眼レンズ２０をＺ方向に移動させる点で、第１実施形態と異なる。第３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。
【0052】
図１１は、第３実施形態に係る表示装置の模式図である。図１１に示すように、第３実施形態に係る表示装置１ｂは、接眼レンズ２０に駆動部３０が取り付けられおり、駆動部３０が、接眼レンズ２０をＺ方向に移動させる。第３実施形態の駆動制御部７６は、接眼レンズ２０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、接眼レンズ２０を移動させる。駆動制御部７６は、接眼レンズ２０を、Ｚ方向に沿って所定の周期で移動させる。言い換えれば、駆動制御部７６は、接眼レンズ２０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。
【0053】
また、第３実施形態の位置検出部５０は、接眼レンズ２０のＺ方向における位置を検出する。第３実施形態の位置情報取得部７４は、位置検出部５０に接眼レンズ２０のＺ方向における位置を検出させ、接眼レンズ２０のＺ方向における位置の検出結果を取得する。
【0054】
第３実施形態においては、タイミング設定部７８は、接眼レンズ２０のＺ方向（画像光Ｌの光軸方向）における位置に基づき、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７８は、立体画像の奥行き情報と、接眼レンズ２０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。
【0055】
より詳しくは、タイミング設定部７８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７８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７８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接眼レンズ２０の位置である照射位置を設定する。タイミング設定部７８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からの実際の画像光Ｌの開き角が一致する際の、接眼レンズ２０のＺ方向における位置を、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７８は、接眼レンズ２０と照射位置との距離が所定距離範囲内となる位置に接眼レンズ２０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７８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。なお、タイミング設定部７８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。
【0056】
本実施形態では、タイミング設定部７８は、位置情報取得部７４から接眼レンズ２０のＺ方向の位置の情報を逐次取得し、接眼レンズ２０のＺ方向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。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、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。
【0057】
タイミング設定部７８は、このようにして画素Ｐ毎に照射タイミングを設定する。さらに、タイミング設定部７８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８０は、ある画素Ｐについて照射タイミングに到達したと判断されたら、その画素Ｐに画像光Ｌの照射を開始させる。照射制御部８０は、照射タイミングから照射停止タイミングまでの間、その画素Ｐに画像光Ｌを照射させ、照射停止タイミングに到達したら、その画素Ｐに画像光Ｌの照射を停止させる。
【0058】
なお、以上の説明では、タイミング設定部７８は、位置検出部５０の検出結果から、接眼レンズ２０のＺ方向における位置の情報を逐次取得して、接眼レンズ２０が照射位置から所定距離に到達したかを判断していたが、それに限られない。例えば、接眼レンズ２０を所定の周期でＺ方向に往復運動させている場合には、位置検出部５０に検出させなくても、時刻毎の接眼レンズ２０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７８は、時刻情報から接眼レンズ２０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７８は、時刻毎の接眼レンズ２０の予測位置の情報と照射位置の情報とに基づき、接眼レンズ２０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、接眼レンズ２０が照射位置に到達したと判断して、画素Ｐに光を照射させてもよい。
【0059】
（処理フロー）
次に、以上説明した第３実施形態の制御装置６０の処理フローを説明する。図１２は、第３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６０は、駆動制御部７６により、接眼レンズ２０を所定周期でＺ方向に往復移動させる。制御装置６０は、タイミング設定部７８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Ｓ１０ｂ）。制御装置６０は、位置情報取得部７４により、接眼レンズ２０のＺ方向における位置を逐次取得し、接眼レンズ２０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Ｓ１２ｂ）。接眼レンズ２０が照射位置から所定距離内に到達したら（ステップＳ１２ｂ；Ｙｅｓ）、すなわち接眼レンズ２０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７８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８０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Ｓ１４ｂ）。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Ｓ１６ｂ；Ｎｏ）、ステップＳ１０ｂに戻り処理を続ける。一方、接眼レンズ２０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Ｓ１２ｂ；Ｎｏ）、すなわち接眼レンズ２０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Ｓ１２ｂに戻り、接眼レンズ２０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Ｓ１６ｂで処理を終了する場合（ステップＳ１６ｂ；Ｙｅｓ）、本処理を終了する。
次に、以上説明した第３実施形態の制御装置６０の処理フローを説明する。図１２は、第３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６０は、駆動制御部７６により、接眼レンズ２０を所定周期でＺ方向に往復移動させる。制御装置６０は、タイミング設定部７８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Ｓ１０ｂ）。制御装置６０は、位置情報取得部７４により、接眼レンズ２０のＺ方向における位置を逐次取得し、接眼レンズ２０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Ｓ１２ｂ）。接眼レンズ２０が照射位置から所定距離内に到達したら（ステップＳ１２ｂ；Ｙｅｓ）、すなわち接眼レンズ２０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７８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８０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Ｓ１４ｂ）。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Ｓ１６ｂ；Ｎｏ）、ステップＳ１０ｂに戻り処理を続ける。一方、接眼レンズ２０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Ｓ１２ｂ；Ｎｏ）、すなわち接眼レンズ２０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Ｓ１２ｂに戻り、接眼レンズ２０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Ｓ１６ｂで処理を終了する場合（ステップＳ１６ｂ；Ｙｅｓ）、本処理を終了する。
【0060】
（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、光学素子と、駆動制御部７６と、タイミング設定部７８と、照射制御部８０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。光学素子（本実施形態の例では接眼レンズ２０）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側に設けられる。駆動制御部７６は、光学素子を、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７８は、光学素子の光軸方向（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８０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、光学素子と、駆動制御部７６と、タイミング設定部７８と、照射制御部８０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。光学素子（本実施形態の例では接眼レンズ２０）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側に設けられる。駆動制御部７６は、光学素子を、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７８は、光学素子の光軸方向（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８０は、照射タイミングで、画素Ｐに画像光Ｌを照射させる。
【0061】
第３実施形態の表示装置１ｂのように、光学素子を移動させた場合でも、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。さらに、光学素子は、例えば樹脂やガラス製のレンズであり、表示部１０と比べて構成が簡素であるため、移動させた場合の不具合のリスクを少なくできる。
【0062】
また、タイミング設定部７８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、光学素子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７８は、光学素子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。
【0063】
また、光学素子は、接眼レンズ２０を含み、駆動制御部７６は、接眼レンズ２０を移動させる。本実施形態によると、接眼レンズ２０を移動させることで、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。
【0064】
なお、第１実施形態においては、表示部１０を移動させ、第３実施形態においては光学素子を移動させていた。ただし、表示部１０と光学素子との両方を移動させてもよい。
【0065】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態においては、接眼レンズ２０の替わりにマイクロレンズアレイ２０ＡをＺ方向に移動させる点で、第３実施形態と異なる。第４実施形態において、第３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４実施形態について説明する。第４実施形態においては、接眼レンズ２０の替わりにマイクロレンズアレイ２０ＡをＺ方向に移動させる点で、第３実施形態と異なる。第４実施形態において、第３実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【0066】
図１３は、第４実施形態に係る表示装置の模式図である。図１３に示すように、第４実施形態に係る表示装置１ｃ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の眼ＥＹ側に、マイクロレンズアレイ２０Ａが設けられている。マイクロレンズアレイ２０Ａは、画像光Ｌの光軸方向において、表示部１０と接眼レンズ２０との間に設けられている。第４実施形態においては、マイクロレンズアレイ２０Ａに駆動部３０が取り付けられおり、駆動部３０が、マイクロレンズアレイ２０ＡをＺ方向に移動させる。第４実施形態においては、接眼レンズ２０の替わりにマイクロレンズアレイ２０Ａを移動させる以外は、第３実施形態と内容が共通するため、他の説明は省略する。すなわち、第４実施形態の内容は、第３実施形態での「接眼レンズ２０」を「マイクロレンズアレイ２０Ａ」に置き換えればよい。
【0067】
このように、第４実施形態においては、光学素子がマイクロレンズアレイ２０Ａを含み、駆動制御部７６は、マイクロレンズアレイ２０Ａを移動させる。本実施形態によると、マイクロレンズアレイ２０Ａを移動させることで、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。
【0068】
図１４は、マイクロレンズアレイを設けた場合の表示部の移動量の違いを説明するグラフである。以降では、光学シミュレーションにより、マイクロレンズアレイを設けない場合と設ける場合とで、表示部１０の必要な移動量の違いを計算した結果を説明する。この光学シミュレーションは、マイクロレンズアレイの曲率半径を２．５ｍｍ、１ｍｍと２種類準備し、ディスプレイではなくマイクロレンズアレイを動かした点以外は、第２実施形態で説明した光学シミュレーションと同内容である。図１４の線Ｎ１が、マイクロレンズアレイを設けずディスプレイを動かした場合の虚像距離毎のフォーカス量を示し、線Ｎ３が、曲率半径が２．５ｍｍのマイクロレンズアレイを設けた場合の虚像距離毎のフォーカス量を示し、線Ｎ４が、曲率半径が１ｍｍのマイクロレンズアレイを設けた場合の虚像距離毎のフォーカス量を示している。線Ｎ１、Ｎ３、Ｎ４に示すように、マイクロレンズアレイを設けた場合には、フォーカス量が少なくなり、移動量を少なくできることが分かる。
【0069】
なお、第４実施形態のようにマイクロレンズアレイ２０Ａを設けた構成において、第３実施形態のように接眼レンズ２０を移動させてもよいし、接眼レンズ２０とマイクロレンズアレイ２０Ａの両方を移動させてもよい。また、第３実施形態では接眼レンズ２０を移動させ、第４実施形態ではマイクロレンズアレイ２０Ａを移動させていたが、移動させる光学素子は、接眼レンズ２０やマイクロレンズアレイ２０Ａに限られず、表示部１０よりも光軸方向でユーザＵ側に設けられている任意の光学素子を移動させてもよい。
【0070】
（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１ｄ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２実施形態とは異なる。変形例において第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、変形例について説明する。変形例に係る表示装置１ｄ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２実施形態とは異なる。変形例において第２実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【0071】
図１５は、変形例に係る表示装置の模式図である。図１５に示すように、変形例に係る表示装置１ｄ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。
【0072】
変形例においては、第２実施形態と同様にマイクロレンズアレイ２０Ａを移動させる。変形例のような構成であっても、マイクロレンズアレイ２０Ａを移動させるため、第２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。
【0073】
なお、変形例は、他の実施例にも適用可能である。すなわち、変形例の構成において、表示部１０を移動させてもよいし、ハーフミラー２０Ｂ以外の光学素子を移動させてもよい。また、表示装置の構成は、各実施形態や図１５で挙げた変形例以外のものであってもよい。
【0074】
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】
【0075】
１ 表示装置
１０ 表示部
２０ 接眼レンズ
３０ 駆動部
５０ 位置検出部
６０ 制御装置
７２ 画像情報取得部
７４ 位置情報取得部
７６ 駆動制御部
７８ タイミング設定部
８０ 照射制御部
Ｌ 画像光
Ｐ 画素
Ｕ ユーザ
１０ 表示部
２０ 接眼レンズ
３０ 駆動部
５０ 位置検出部
６０ 制御装置
７２ 画像情報取得部
７４ 位置情報取得部
７６ 駆動制御部
７８ タイミング設定部
８０ 照射制御部
Ｌ 画像光
Ｐ 画素
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】
【図15】