(57)【要約】【課題】３次元画像と２次元画像との間での表示の切り替えが可能な表示装置を提供する。【解決手段】表示装置１１は、第１の表示パネル１４と、第２の表示パネル１５と、コントローラ１６と光学系１９とを備える。第１の表示パネル１４および第２の表示パネル１５は、利用者の左右の眼に視差を与える方向およびこれに直交する方向に、サブピクセル２１，２３が等ピッチで格子状に配置される。コントローラ１６は、第１の表示パネル１４に２次元画像を表示する第１の表示モード、および、視差画像を表示する第２の表示モードを含む複数の表示モードの間で切り替え可能に構成される。コントローラは、前記第２の表示パネルの駆動モードを、前記第１の表示モードに対応する第１の駆動モード、および、前記第２の表示モードに対する第２の駆動モードを含む複数の駆動モードの間で切り替え可能に構成される。【選択図】図１
2020017935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者の左右の眼に視差を与える方向に対応する第１の方向及び該第１の方向に略直交する第２の方向に格子状に配列された複数の第１のサブピクセルを含む第１の表示パネルと、
前記第１の方向及び前記第２の方向に沿って、前記複数の前記第１のサブピクセルと等ピッチで格子状に配列された複数の第２のサブピクセルを含む第２の表示パネルと、
画像データに基づいて、前記第１のサブピクセルおよび前記第２のサブピクセルを制御するコントローラと、
前記第１の表示パネルに表示される画像を前記利用者の視野に投影する光学系と、を備え、
前記第１の表示パネルおよび前記第２の表示パネルは、
透過型の表示領域を有し、
前記第１の表示パネルの法線方向において、前記複数の第１のサブピクセルの各々は、前記第２のサブピクセルのいずれかと重ね合わさっており、
前記コントローラは、前記第１の表示パネルに２次元画像を表示する第１の表示モード、および、視差画像を表示する第２の表示モードを含む複数の表示モードの間で切り替え可能に構成され、且つ、前記コントローラは、前記第２の表示パネルの駆動モードを、前記第１の表示モードに対応する第１の駆動モード、および、前記第２の表示モードに対する第２の駆動モードを含む複数の駆動モードの間で切り替え可能に構成される、表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置であって、
前記コントローラは、前記第２の表示モードにおいて、
前記第１のサブピクセルに含まれる複数の第３のサブピクセルに左眼用の画像を表示させ、
前記第１のサブピクセルに含まれる前記第３のサブピクセルとは異なる複数の第４のサブピクセルに右眼用の画像を表示させ、且つ、
前記第２のサブピクセルを前記第２の駆動モードで制御し、
前記コントローラは、前記第２の駆動モードにおいて、前記第２のサブピクセルの第１領域の階調を第２のサブピクセルの第２領域の階調より暗くして、前記複数の第３のサブピクセルを通り利用者の右眼に向かう画像光の少なくとも一部を前記第１領域により減光し、且つ、前記複数の第４のサブピクセルを通り利用者の左眼に向かう画像光の少なくとも一部を前記第１領域により減光するように、前記第２のサブピクセルを制御する、表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表示装置であって、
前記第２領域は、
前記第１の方向および前記第２の方向に対して斜め方向に連続的に延び、
前記第１の方向に所定の間隔で周期的に並ぶ、表示装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の表示装置であって、
前記コントローラは、前記第２の駆動モードにおいて、前記第１領域の前記階調を、前記第２のサブピクセルにおける最も暗い階調とする、表示装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか一項に記載の表示装置であって、
前記利用者の左右の眼の位置の情報の入力を受信可能な入力部を備え、
前記コントローラは、前記第２の駆動モードにおいて、前記入力部で受信した前記利用者の前記左右の眼の位置の情報に基づいて、前記第１領域の位置を変更する、表示装置。
【請求項６】
請求項２乃至４のいずれか一項に記載の表示装置であって、
前記利用者の左右の眼の位置の情報の入力を受信可能な入力部を備え、
前記コントローラは、前記第２の表示モードにおいて、前記入力部で受信した前記利用者の前記左右の眼の位置の情報に基づいて、前記第３のサブピクセル及び前記第４のサブピクセルの配置を変更する、表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の表示装置であって、
前記コントローラは、
前記第１の表示モードおよび前記第２の表示モードを部分的に切り替え、且つ、
前記第１の駆動モードおよび前記第２の駆動モードを部分的に切り替える、表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の表示装置であって、
前記コントローラは、
前記第１の表示パネルの第３領域に前記２次元画像を表示し、
前記第１の表示パネルの前記第３領域とは異なる第４領域に前記視差画像を表示し、
前記第２の表示パネルを、前記第３領域に対応する第５領域を第１の駆動モードで制御し、前記第４領域に対応する第６領域を第２の駆動モードとで制御する、表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の表示装置であって、
前記コントローラは、前記第１の表示モードにおいて、
前記画像データから画像表示領域と画像非表示領域とを検出し、
前記第１の表示パネルの前記第１のサブピクセルに前記画像データに基づく画像を表示させ、
前記非表示領域に対応する前記第２のサブピクセルを、前記第２のサブピクセルの最も暗い階調とする、表示装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の表示装置であって、
前記利用者の左右の眼の位置の情報の入力を受信可能な入力部を備え、
前記コントローラは、前記第１の駆動モードにおいて、前記入力部で受信した前記利用者の前記左右の眼の位置の情報に基づいて、前記画像非表示領域に対応する前記第２のサブピクセルの位置を変更する、表示装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の表示装置であって、
前記第１の表示パネルは、前記第１のサブピクセルに対応してカラーフィルタを備え、
前記第２の表示パネルは、カラーフィルタを有さない、表示装置。
【請求項１２】
利用者の左右の眼に視差を与える方向に対応する第１の方向及び該第１の方向に略直交する第２の方向に格子状に配列された複数の第１のサブピクセルを含む第１の表示パネルと、
前記第１の方向及び前記第２の方向に沿って、格子状に配列された複数の第２のサブピクセルを含む第２の表示パネルと、
画像データに基づいて、前記第１のサブピクセルおよび前記第２のサブピクセルを制御するコントローラと、
前記第１の表示パネルに表示される画像を前記利用者の視野に投影する光学系と、を備え、
前記第１の表示パネルおよび前記第２の表示パネルは、前記第１の表示パネルからの出力が前記第２の表示パネルに入射するか、または、前記第２の表示パネルからの出力が前記第１の表示パネルに入射するように配置され、
前記コントローラは、前記第１の表示パネルに２次元画像を表示する第１の表示モード、および、視差画像を表示する第２の表示モードを含む複数のモードの間で切り替え可能に構成され、且つ、前記コントローラは、前記第２の表示パネルの駆動モードを、前記第１の表示モードに対応する第１の駆動モード、および、前記第２の表示モードに対する第２の駆動モードを含む複数のモードの間で切り替え可能に構成され、
前記コントローラは、
前記第１の表示パネルの前記第１のサブピクセルのうちの一部を含む第３領域を、第１の表示モードとし、
前記第１の表示パネルの前記第１のサブピクセルのうち前記第３領域と異なる部分を含む第４領域を、第２の表示モードとし、
前記第２の表示パネルの前記第２のサブピクセルのうち、前記第３領域に対応する第５領域を、第１の駆動モードで制御し、
前記第２の表示パネルの前記第２のサブピクセルのうち、前記第４領域に対応する第６領域を、第２の駆動モードで制御する、表示装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の表示装置であって、
前記光学系は、前記利用者の視野内に前記第１の表示パネルを虚像として投影する光学系である、表示装置。
【請求項１４】
利用者の左右の眼に視差を与える方向に対応する第１の方向及び該第１の方向に略直交する第２の方向に格子状に配列された複数の第１のサブピクセルを含む第１の表示パネル、
前記第１の方向及び前記第２の方向に沿って、前記複数の前記第１のサブピクセルと等ピッチで格子状に配列された複数の第２のサブピクセルを含む第２の表示パネル、画像データに基づいて、前記第１のサブピクセルおよび前記第２のサブピクセルを制御するコントローラ、および、前記第１の表示パネルに表示される画像を前記利用者の視野に投影する光学系を含み、前記第１の表示パネルおよび前記第２の表示パネルは、透過型の表示領域を有し、前記第１の表示パネルの法線方向において、前記複数の第１のサブピクセルの各々は、前記第２のサブピクセルのいずれかと重ね合わさっており、前記コントローラは、前記第１の表示パネルに２次元画像を表示する第１の表示モード、および、視差画像を表示する第２の表示モードを含む複数の表示モードの間で切り替え可能に構成され、且つ、前記コントローラは、前記第２の表示パネルの駆動モードを、前記第１の表示モードに対応する第１の駆動モード、および、前記第２の表示モードに対する第２の駆動モードを含む複数の駆動モードの間で切り替え可能に構成される、表示装置と、
前記利用者の左右の眼の位置を検出する検出装置と、
を備え、
前記コントローラは、前記第２の駆動モードにおいて、前記検出装置により検出した前記利用者の前記左右の眼の位置に基づいて、前記第１の表示パネルおよび前記第２の表示パネルの少なくとも一方を制御する、表示システム。
【請求項１５】
利用者の左右の眼に視差を与える方向に対応する第１の方向及び該第１の方向に略直交する第２の方向に格子状に配列された複数の第１のサブピクセルを含む第１の表示パネル、
前記第１の方向及び前記第２の方向に沿って、前記複数の前記第１のサブピクセルと等ピッチで格子状に配列された複数の第２のサブピクセルを含む第２の表示パネル、画像データに基づいて、前記第１のサブピクセルおよび前記第２のサブピクセルを制御するコントローラ、および、前記第１の表示パネルに表示される画像を前記利用者の視野に投影する光学系、を含み、前記第１の表示パネルおよび前記第２の表示パネルは、透過型の表示領域を有し、前記第１の表示パネルの法線方向において、前記複数の第１のサブピクセルの各々は、前記第２のサブピクセルのいずれかと重ね合わさっており、前記コントローラは、前記第１の表示パネルに２次元画像を表示する第１の表示モード、および、視差画像を表示する第２の表示モードを含む複数の表示モードの間で切り替え可能に構成され、且つ、前記コントローラは、前記第２の表示パネルの駆動モードを、前記第１の表示モードに対応する第１の駆動モード、および、前記第２の表示モードに対する第２の駆動モードを含む複数の駆動モードの間で切り替え可能に構成される表示装置
を備える移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、表示装置、表示システムおよび移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル、液晶パネルの前または後ろに配置されたパララックスバリア、および、拡大虚像形成用の光学系を含み、３次元画像を拡大して表示する表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１によれば、パララックスバリアは、液晶パネルに表示される視差画像を左眼および右眼に分離し、拡大された虚像を利用者が立体視できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２８７１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パララックスバリアを有する従来の表示装置は、３次元画像の表示のみに使用される。しかしながら、３次元画像と同じ領域に２次元画像を表示することが好ましい場合が有る。同一の表示装置を用いて、３次元画像と２次元画像とを切り替えて表示することができれば、表示装置の利便性が向上する。
【０００５】
これらの点に着目してなされた本開示の目的は、３次元画像と２次元画像との間での表示の切り替えが可能な表示装置、表示システムおよび当該表示装置を備える移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一実施形態に係る表示装置は、第１の表示パネルと、第２の表示パネルと、コントローラと光学系とを備える。第１の表示パネルは、利用者の左右の眼に視差を与える方向に対応する第１の方向及び該第１の方向に略直交する第２の方向に格子状に配列された複数の第１のサブピクセルを含む。第２の表示パネルは、前記第１の方向及び前記第２の方向に沿って、前記複数の前記第１のサブピクセルと等ピッチで格子状に配列された複数の第２のサブピクセルを含む。コントローラは、画像データに基づいて、前記第１のサブピクセルおよび前記第２のサブピクセルを制御する。光学系は、前記第１の表示パネルに表示される画像を前記利用者の視野に投影する。前記第１の表示パネルおよび前記第２の表示パネルは、透過型の表示領域を有し、前記第１の表示パネルの法線方向において、前記複数の第１のサブピクセルの各々は、前記第２のサブピクセルのいずれかと重ね合わさっている。前記コントローラは、前記第１の表示パネルに２次元画像を表示する第１の表示モード、および、視差画像を表示する第２の表示モードを含む複数の表示モードの間で切り替え可能に構成される。前記コントローラは、前記第２の表示パネルの駆動モードを、前記第１の表示モードに対応する第１の駆動モード、および、前記第２の表示モードに対する第２の駆動モードを含む複数の駆動モードの間で切り替え可能に構成される。
【０００７】
本開示の一実施形態に係る表示装置は、第１の表示パネルと、第２の表示パネルと、コントローラと、光学系とを備える。第１の表示パネルは、利用者の左右の眼に視差を与える方向に対応する第１の方向及び該第１の方向に略直交する第２の方向に格子状に配列された複数の第１のサブピクセルを含む。第２の表示パネルは、前記第１の方向及び前記第２の方向に沿って、格子状に配列された複数の第２のサブピクセルを含む。コントローラは、画像データに基づいて、前記第１のサブピクセルおよび前記第２のサブピクセルを制御する。光学系は、前記第１の表示パネルに表示される画像を前記利用者の視野に投影する。前記第１の表示パネルおよび前記第２の表示パネルは、前記第１の表示パネルからの出力が前記第２の表示パネルに入射するか、または、前記第２の表示パネルからの出力が前記第１の表示パネルに入射するように配置される。前記コントローラは、前記第１の表示パネルに２次元画像を表示する第１の表示モード、および、視差画像を表示する第２の表示モードを含む複数のモードの間で切り替え可能に構成される。前記コントローラは、前記第２の表示パネルの駆動モードを、前記第１の表示モードに対応する第１の駆動モード、および、前記第２の表示モードに対する第２の駆動モードを含む複数のモードの間で切り替え可能に構成される。前記コントローラは、前記第１の表示パネルの前記第１のサブピクセルのうちの一部を含む第３領域を、第１の表示モードとし、前記第１の表示パネルの前記第１のサブピクセルのうち前記第３領域と異なる部分を含む第４領域を、第２の表示モードとする。前記コントローラは、前記第２の表示パネルの前記第２のサブピクセルのうち、前記第３領域に対応する第５領域を、第１の駆動モードで制御する。前記コントローラは、前記第２の表示パネルの前記第２のサブピクセルのうち、前記第４領域に対応する第６領域を、第２の駆動モードで制御する。
【０００８】
本開示の一実施形態に係る表示システムは、表示装置と検出装置とを備える。表示装置は、第１の表示パネル、第２の表示パネル、コントローラおよび光学系を含む。第１の表示パネルは、利用者の左右の眼に視差を与える方向に対応する第１の方向及び該第１の方向に略直交する第２の方向に格子状に配列された複数の第１のサブピクセルを含む。第２の表示パネルは、前記第１の方向及び前記第２の方向に沿って、前記複数の前記第１のサブピクセルと等ピッチで格子状に配列された複数の第２のサブピクセルを含む。コントローラは、画像データに基づいて、前記第１のサブピクセルおよび前記第２のサブピクセルを制御する。光学系は、前記第１の表示パネルに表示される画像を前記利用者の視野に投影する。前記第１の表示パネルおよび前記第２の表示パネルは、透過型の表示領域を有し、前記第１の表示パネルの法線方向において、前記複数の第１のサブピクセルの各々は、前記第２のサブピクセルのいずれかと重ね合わさっている。前記コントローラは、前記第１の表示パネルに２次元画像を表示する第１の表示モード、および、視差画像を表示する第２の表示モードを含む複数の表示モードの間で切り替え可能に構成される。前記コントローラは、前記第２の表示パネルの駆動モードを、前記第１の表示モードに対応する第１の駆動モード、および、前記第２の表示モードに対する第２の駆動モードを含む複数の駆動モードの間で切り替え可能に構成される。検出装置は、利用者の左右の眼の位置を検出する。前記コントローラは、前記第２の駆動モードにおいて、前記検出装置により検出した前記利用者の前記左右の眼の位置に基づいて、前記第１の表示パネルおよび前記第２の表示パネルの少なくとも一方を制御する。
【０００９】
本開示の一実施形態に係る移動体は、表示装置を備える。表示装置は、第１の表示パネル、第２の表示パネル、コントローラ、および、光学系を備える。第１の表示パネルは、利用者の左右の眼に視差を与える方向に対応する第１の方向及び該第１の方向に略直交する第２の方向に格子状に配列された複数の第１のサブピクセルを含む。第２の表示パネルは、前記第１の方向及び前記第２の方向に沿って、前記複数の前記第１のサブピクセルと等ピッチで格子状に配列された複数の第２のサブピクセルを含む。コントローラは、画像データに基づいて、前記第１のサブピクセルおよび前記第２のサブピクセルを制御する。光学系は、前記第１の表示パネルに表示される画像を前記利用者の視野に投影する。前記第１の表示パネルおよび前記第２の表示パネルは、透過型の表示領域を有し、前記第１の表示パネルの法線方向において、前記複数の第１のサブピクセルの各々は、前記第２のサブピクセルのいずれかと重ね合わさっている。前記コントローラは、前記第１の表示パネルに２次元画像を表示する第１の表示モード、および、視差画像を表示する第２の表示モードを含む複数の表示モードの間で切り替え可能に構成される。前記コントローラは、前記第２の表示パネルの駆動モードを、前記第１の表示モードに対応する第１の駆動モード、および、前記第２の表示モードに対する第２の駆動モードを含む複数の駆動モードの間で切り替え可能に構成される。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の実施形態によれば、３次元画像と２次元画像との間での表示の切り替えが可能な表示装置、表示システムおよび前記表示装置を備える移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係る表示装置の概略構成図である。
【図２】第１および第２の表示パネルを拡大して示す斜視図である。
【図３】第１の表示パネルの第１のサブピクセルの配置例を説明する図である。
【図４】第１の表示モードにおける第２の表示パネルの第２のサブピクセルの表示例を説明する図である。
【図５】第２の表示モードによる３次元画像の表示を説明する図である。
【図６】第２の表示モードにおける第２の表示パネルの第２のサブピクセルの表示例を説明する図である。
【図７】第２の表示モードにおける第１の表示パネルの第３のサブピクセルおよび第４のサブピクセルの配置例を説明する図である。
【図８】利用者の眼の位置に基づく、第３のサブピクセルおよび第４のサブピクセルの配置の変更を説明する図である。
【図９】利用者の眼の位置に基づく、第２の表示パネルの減光領域および透光領域の配置の変更を説明する図である。
【図１０】表示装置の表示方法の第１の例を説明する図である。
【図１１】表示装置の表示方法の第２の例を説明する図である。
【図１２】表示装置の表示方法の第３の例を説明する図である。
【図１３】画像表示領域と画像非表示領域の一例を示す図である。
【図１４】図１３に対応する第７領域および第８領域の一例を示す図である。
【図１５】移動体に搭載された表示装置の配置および構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられ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は一致していない。
【００１３】
本開示の複数の実施形態の１つに係る表示システム１０は、図１に示されるように、表示装置１１および検出装置１２を含んで構成される。図１は、表示システム１０を、この表示システム１０により画像を観察する利用者の上方から見た様子を示している。検出装置１２は、利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置を検出し、表示装置１１に利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置の情報を出力する。表示装置１１は、利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置の情報に応じて、画像を表示する。以下に表示システム１０の各部の構成をより詳細に説明する。
【００１４】
（表示装置）
本開示の一実施形態において、表示装置１１は、照射器１３、第１の表示パネル１４、第２の表示パネル１５、コントローラ１６、入力部１７、表示情報取得部１８、および光学系１９を含んで構成される。
【００１５】
一実施形態において、照射器１３、第１の表示パネル１４、および、第２の表示パネル１５は、利用者に対して表示される画像の画像光の光路に沿って、利用者から遠い側から、照射器１３、第１の表示パネル１４、および、第２の表示パネル１５の順に配置される。
【００１６】
照射器１３は、第１の表示パネル１４を面的に照射する。照射器１３は、光源、導光板、拡散板、拡散シート等を含んで構成されてよい。照射器１３は、光源により照射光を射出し、導光板、拡散板、拡散シート等により照射光を第１の表示パネル１４の面方向に均一化する。照射器１３は均一化された光を第１の表示パネル１４の方に出射する。
【００１７】
図２は、第１の表示パネル１４および第２の表示パネル１５を拡大して示す。第１の表示パネル１４は、例えば透過型の液晶表示パネルなどの表示素子を採用しうる。第１の表示パネル１４は、公知の液晶パネルの構成を有してよい。公知の液晶パネルとしては、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式、ＦＦＳ（fringe field switching）方式、ＶＡ（Vertical Alignment）方式、および、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）方式等の種々の液晶パネルを採用しうる。第１の表示パネル１４は、液晶層１４ａ、液晶層１４ａを挟むように配置される２つのガラス基板１４ｂ、１４ｃおよび、液晶層１４ａとガラス基板１４ｃとの間に配置されたカラーフィルタ１４ｄを含むことができる。第１の表示パネル１４の画像を表示する表示領域は、液晶層１４ａとカラーフィルタ１４ｄとの界面付近に位置するととみなすことができる。第１の表示パネル１４の画像を表示する表示領域は、表示装置１１のアクティブエリアと呼ぶことができる。アクティブエリアは、表示される実際の画像が表示される領域である。第１の表示パネル１４は、さらに、配光膜、透明電極、および、偏向板等を含むことができる。配光膜、透明電極、および、偏光板等の配置および構成は、一般的な液晶パネルにおいて公知なので説明を省略する。なお、第１の表示パネル１４は、カラーフィルタ１４ｄを有さず、表示装置１１をモノクロの表示装置としてもよい。
【００１８】
図３は、第２の表示パネル１５側から見た第１の表示パネル１４の一部を、拡大して示す図である。第１の表示パネル１４の表示領域は、第１の方向（ｘ方向）および第１の方向に交わる第２の方向に沿って格子配列される複数の第１のサブピクセル２１を含む。第２の方向は第１の方向に略直交する方向としうる。第１の方向（ｘ方向）は、利用者の両眼に視差を与える視差方向に対応する。第１の方向は画像光の光路に沿って利用者側から観た横方向または左右方向とすることができる。第２の方向は画像光の光路に沿って利用者側から観た縦方向または上下方向とすることができる。以下では、第１の方向をｘ方向、第２の方向をｙ方向として説明する。各図において、第２の表示パネル１５から照射器１３へ向かう方向に見て、ｘ方向は右から左へ向かう方向として示す。ｙ方向は、上から下へ向かう方向として示す。また、ｘ方向およびｙ方向に直交し、利用者の眼の側に向かう光路に沿う方向をｚ方向とする。
【００１９】
複数の第１のサブピクセル２１は、ｘ方向およびｙ方向に格子状に配列されている。一実施形態において、第１のサブピクセル２１は、ｘ方向よりもｙ方向に長い。各第１のサブピクセル２１は、カラーフィルタ１４ｄの色の配列に対応して、Ｒ（Red），Ｇ（Green），Ｂ（Blue）のいずれかの色を有する。Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの第１のサブピクセル２１は、一組として１つのピクセル２２を構成することができる。ピクセル２２の一つが、説明のため図３において破線により囲んで示される。１ピクセルのｘ方向の長さとｙ方向の長さとは、１：１に設定することができるが、これに限定されない。ｘ方向は、例えば、１つのピクセル２２を構成する複数の第１のサブピクセル２１が並ぶ方向である。ｙ方向は、例えば、同じ色の第１のサブピクセル２１が並ぶ方向である。
【００２０】
第１の表示パネル１４としては、透過型の表示パネルに加え、自発光型の表示パネル等他の表示パネルを使用することもできる。透過型の表示パネルは、液晶パネルの他に、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）シャッター式の表示パネルを含む。自発光型の表示パネルは、有機ＥＬ（electro-luminescence）、および無機ＥＬの表示パネルを含む。第１の表示パネル１４として、自発光型の表示パネルを使用した場合、照射器１３は不要となる。
【００２１】
第２の表示パネル１５は、透過型の表示領域を有する表示素子を用いることができる。第２の表示パネル１５は、第１の表示パネル１４からの出力が第２の表示パネル１５に入射するように配置される。第２の表示パネル１５としては、液晶パネルを採用しうる。図２に示すように、第２の表示パネル１５は、液晶層１５ａ、液晶層１５ａを挟むように配置されるガラス基板１５ｂおよび１５ｃを含む。第１の表示パネル１４とは異なり、第２の表示パネル１５はカラーフィルタを含まない。第２の表示パネル１５はカラーフィルタを含まないことにより、表示する画像の輝度の低下を低減できる。第２の表示パネル１５の表示領域は、液晶層１５ａとガラス基板１５ｃとの界面付近に位置するとみなすことができる。
【００２２】
図４に示すように、第２の表示パネル１５は、ｘ方向及びｙ方向に沿って、格子状に配列された複数の第２のサブピクセル２３を含む。複数の第２のサブピクセル２３は、複数の第１のサブピクセル２１と等ピッチで配列されてよい。この場合、第２のサブピクセル２３の水平ピッチＨｐおよび垂直ピッチＶｐは、第１のサブピクセル２１の水平ピッチＨｐおよび垂直ピッチＶｐと等しい。第１の表示パネル１４および第２の表示パネル１５は、第１の表示パネル１４の法線方向に見たとき、複数の第１のサブピクセル２１の各々が第２のサブピクセル２３のいずれかと重ね合わさるように、対向して配置されてよい。このようにすることにより、第１の表示パネル１４および第２の表示パネル１５に、同一の形状および寸法を有する表示パネルを使用することができるので、製造が容易となる。また、第１の表示パネル１４の第１のサブピクセル２１と第２の表示パネル１５の第２のサブピクセルとが、１対１で対応するので、画像表示の際の演算量を低減でき、コントローラ１６による制御が容易になる。しかしながら、複数の第２のサブピクセル２３は、複数の第１のサブピクセル２１と等ピッチでなくてもよい。例えば、第２のサブピクセル２３は、光学系１９による第１の表示パネル１４と第２の表示パネル１５との像倍率の差を考慮して、第１のサブピクセルと異なる大きさとすることができる。
【００２３】
第２の表示パネル１５は、第１の表示パネル１４に対してｚ方向に所定距離離れて配置される。第１の表示パネル１４と第２の表示パネル１５とは、一体として形成されてよい。例えば、第１の表示パネル１４と第２の表示パネル１５とは、光学的に透明な接着剤を用いて相互に固定される。光学的に透明な接着剤はＯＣＡ（Optical Clear Adhesive）を含む。
【００２４】
第２の表示パネル１５は、第２のサブピクセル２３ごとに画像光の透過率を変更することができる。第２の表示パネル１５は、特定の領域を通る画像光を、光強度を大きく低下させることなく透過させ、他の特定の領域を通る画像光を減光させることができる。ここで、「減光」は、ほぼ光を透過させない「遮光」をも含む。第２の表示パネル１５は、光を透過させる領域の第２のサブピクセル２３を最も明るい階調とし、減光させる領域の第２のサブピクセル２３を最も暗い階調としうる。第２のサブピクセル２３の階調は、光の透過率に対応する。最も明るい階調は、最も光の透過率が高い階調を意味する。最も暗い階調は、最も光の透過率が低い階調を意味する。第２の表示パネル１５は、光を透過させる透光領域と、減光させる減光領域との間で、可視光領域の光の透過率を、１００倍以上、例えば１０００倍程度異ならせることができる。
【００２５】
コントローラ１６は、表示システム１０の各構成要素に接続され、各構成要素を制御する。コントローラ１６は、例えばプロセッサとして構成される。コントローラ１６は、１以上のプロセッサを含んでよい。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）を含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）を含んでよい。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を含んでよい。コントローラ１６は、１つまたは複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（System-on-a-Chip）、およびＳｉＰ（System In a Package）のいずれかであってよい。コントローラ１６は、記憶部を備え、記憶部に各種情報、または表示システム１０の各構成部を動作させるためのプログラム等を格納してよい。記憶部は、例えば半導体メモリ等で構成されてよい。記憶部は、コントローラ１６のワークメモリとして機能してよい。
【００２６】
コントローラ１６は、画像データに基づいて、第１の表示パネル１４の第１のサブピクセル２１および第２の表示パネル１５の第２のサブピクセル２３を制御する。画像データは、後述する表示情報取得部１８から取得することができる。画像データは、表示情報取得部１８から取得した情報に基づいて、コントローラ１６内で生成してよい。画像データは、文字および記号等を含んでよい。画像データは、２次元画像データ、および、３次元画像を表示するための視差画像データを含む。
【００２７】
コントローラ１６は、第１の表示パネル１４に２次元画像を表示する第１の表示モード、および、視差画像を表示する第２の表示モードを含む複数の表示モードの間で切り替えることができる。コントローラ１６は、第２の表示パネル１５の駆動モードを、第１の表示モードに対応する第１の駆動モード、および、前記第２の表示モードに対する第２の駆動モードを含む複数の駆動モードの間で切り替えることができる。コントローラ１６による表示モードの切り替えについては後述する。
【００２８】
入力部１７は、利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置の情報を、検出装置１２から受信することができる。入力部１７は、電気コネクタまたは光コネクタを備え、検出装置１２からの電気信号または光信号を受信可能に構成され得る。
【００２９】
表示情報取得部１８は、他の装置から表示装置１１に表示すべき情報を取得する。例えば、表示情報取得部１８は、予め記憶された画像を再生する画像再生装置から表示すべき情報を取得してよい。表示情報取得部１８は、外部からの無線通信回線を通じて表示すべき情報を取得してよい。例えば、表示システム１０が車両に搭載される場合、表示情報取得部１８は、車両内の電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）から、表示すべき情報を取得してよい。
【００３０】
光学系１９は、第１の表示パネル１４に表示される画像を利用者の視野に投影する。光学系１９は、正の屈折力を有する反射光学素子および屈折光学素子の少なくとも何れか１つ以上を含んで構成されうる。コントローラ１６は、利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置に対する、光学系１９による第１の表示パネル１４および第２の表示パネル１５の像倍率を考慮して、第１の表示パネル１４および第２の表示パネル１５を制御する。
【００３１】
一実施形態において、光学系１９は、利用者が適視距離からみたとき、利用者の視野内で、第１のサブピクセル２１およびこれに対向して位置する第２のサブピクセル２３が互いに等しいピッチを有するように投影する。この場合、利用者からみて第１の表示パネル１４が第２の表示パネル１５より遠くに位置するのに関わらず、同じ仕様でサブピクセルが配列された第１の表示パネル１４の表示領域と第２の表示パネル１５の表示領域とは、同じ視野範囲を占める。このような要件を満たす光学系１９は、幾何光学に基づいて設計することが可能である。
【００３２】
このような光学系１９を採用することにより、第１のサブピクセル２１および第２のサブピクセル２３の対応付けが容易となる。したがって、コントローラ１６をより簡単に構成することができ、且つ、コントローラ１６の処理負荷を軽減することができる。
【００３３】
（検出装置）
検出装置１２は、利用者の眼の位置を検出し、表示装置１１の入力部１７に出力する。検出装置１２は、例えば、カメラを備えてよい。検出装置１２は、カメラによって利用者の顔を撮影してよい。検出装置１２は、カメラの撮影画像から左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの少なくとも一方の位置を検出してよい。検出装置１２は、１個のカメラの撮影画像から、左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒ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してよい。検出装置１２は、２個以上のカメラの撮影画像から、左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒ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してよい。
【００３４】
検出装置１２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。検出装置１２は、装置外のカメラからの信号を入力する入力端子を備えてよい。装置外のカメラは、入力端子に直接的に接続されてよい。装置外のカメラは、共有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。カメラを備えない検出装置１２は、カメラが映像信号を入力する入力端子を備えてよい。カメラを備えない検出装置１２は、入力端子に入力された映像信号から左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの少なくとも一方の位置を検出してよい。
【００３５】
検出装置１２は、カメラに代えて、例えば、センサを備えてよい。センサは、超音波センサまたは光センサ等であってよい。検出装置１２は、センサによって利用者の頭部の位置を検出し、頭部の位置に基づいて左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの少なくとも一方の位置を推定してよい。検出装置１２は、１個または２個以上のセンサによって、左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒ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してよい。
【００３６】
検出装置１２は、左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの一方のみの位置を検出した場合、予め記憶された利用者の眼間距離の情報または一般的な眼間距離の情報から、他方の眼の位置を推定しうる。他方の眼の位置の推定は、検出装置１２ではなく、コントローラ１６で行ってもよい。
【００３７】
表示装置１１と利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒとの相対的な位置関係が、ほぼ固定されるような表示装置では、検出装置１２は設けなくともよい。その場合、入力部１７も不要となる。
【００３８】
（第１の表示モード）
表示装置１１は、第１の表示モードにおいて、第１の表示パネル１４の第１のサブピクセル２１に２次元画像を表示する。２次元画像はカラー画像としうる。第１の表示モードのとき、第２の表示パネル１５は、コントローラ１６により、第１の表示パネル１４から射出される画像光を減光または遮光しないように、第１の駆動モードで駆動される。
【００３９】
第１の駆動モードのとき、第２の表示パネル１５は、例えば、全ての第２のサブピクセル２３を最も明るい階調またはこれに準じる階調とする。この場合、第２のサブピクセル２３の「最も明るい階調」は、第１の表示パネル１４からの画像光の透過率が最も高い階調を意味する。また、以下において、第２のサブピクセル２３の「最も暗い階調」は、第１の表示パネル１４からの画像光の透過率が最も低くなる階調を意味する。図４は、全ての第２のサブピクセル２３が最も明るい階調の状態を表示する。第２のサブピクセル２３は、第１の表示パネル１４に表示される画像の画像光を透過させる。
【００４０】
第１の表示モードにおける第２のサブピクセル２３の駆動方法は、上記のものに限られない。例えば、第２のサブピクセル２３は、第１の表示パネル１４の画像が表示される領域に対応する領域において最も明るい階調とし、第１の表示パネル１４の画像が表示されない領域に対応する領域において最も暗い階調としてよい。
【００４１】
（第２の表示モード）
第２の表示モードは、利用者に対して３次元画像と視認される画像を表示するモードである。３次元画像を適切に表示するため、第１の表示パネル１４から利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒ迄の距離は、適視距離に設定される。適視距離は、表示装置１１により視差画像を観察するとき、最もクロストークが少ない距離である。この場合、クロストークとは、右眼Ｅｒ用に表示される画像が左眼Ｅｌに入射し、および／または、左眼Ｅｌ用に表示される画像が右眼Ｅｒに入射することを意味する。
【００４２】
３次元画像を表示する第２の表示モードにおいて、第２の表示パネル１５は、コントローラ１６により、第２の駆動モードで駆動される。第２の駆動モードにおいて、第２の表示パネル１５は、第１のサブピクセル２１から射出される画像光の光線方向を規定する光学素子として機能する。図５および図６に示すように、第２の表示パネル１５の減光領域（第１領域）３１に含まれる第２のサブピクセル２３は、コントローラ１６により、透光領域（第２領域）３２に含まれる第２のサブピクセル２３よりも暗い階調に制御される。第２の表示パネル１５の減光領域３１に含まれる第２のサブピクセル２３は、最も暗い階調に設定されてよい。また、透光領域３２に含まれる第２のサブピクセル２３は、コントローラ１６により、明るい階調に設定される。透光領域３２に含まれる第２のサブピクセル２３は、最も明るい階調に設定されてよい。減光領域３１に含まれる第２のサブピクセル２３の光の透過率は、透光領域３２に含まれる第２のサブピクセル２３の光の透過率の１００分の１以下としうる。
【００４３】
図６に示すように、減光領域３１および透光領域３２は、それぞれ、一方向に延びる領域である。複数の減光領域３１および複数の透光領域３２は、交互に並ぶ。複数の減光領域３１は互いに略等しい幅を有して、ｘ方向に所定の間隔で周期的に並ぶ。複数の透光領域３２は、互いに略等しい幅を有して、ｘ方向に所定の間隔で周期的に並ぶ。第１の表示パネル１４の第１のサブピクセル２１から射出される画像光は、第２の表示パネル１５の減光領域３１および透光領域３２によって、左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒのそれぞれに対して視認可能な範囲が定まる。減光領域３１のｘ方向の幅は、透光領域３２のｘ方向の幅と同じ、または、透光領域３２のｘ方向の幅よりも広くすることができる。
【００４４】
減光領域３１および透光領域３２は、ｘ方向を除く一方向に連続的に延びてよい。減光領域３１および透光領域３２は、パララックスバリアを形成する。減光領域３１および透光領域３２が延びる方向は、ｘ方向およびｙ方向に対して斜め方向としうる。減光領域３１および透光領域３２が延びる方向のｙ方向に対する角度をバリア傾斜角とよぶことができる。バリア傾斜角は、０度より大きく９０度より小さい角度としうる。仮に、減光領域３１および透光領域３２が、ｙ方向に沿って配列される場合、第１のサブピクセル２１および／または第２のサブピクセル２３の寸法および／または配置に含まれる誤差によって、表示画像においてモアレが認識されやすくなる。減光領域３１および透光領域３２が、０度以外のバリア傾斜角を有する場合、第１のサブピクセル２１および／または第２のサブピクセル２３の寸法および／または配置に含まれる誤差にかかわらず、表示画像においてモアレが認識されにくくなる。
【００４５】
第２の表示モードにおいて、第２の表示パネル１５は、第１の表示パネル１４から出射した画像光の少なくとも一部を、該画像光が第２の表示パネル１５に入射する位置に応じて減光する。第２の表示パネル１５は、第１の表示パネル１４から出射した画像光の他の一部を、第２の表示パネル１５に入射する位置に応じて透過させる。これにより、第２の表示パネル１５は、第１の表示パネル１４から出射した画像光の光線方向を規定する。
【００４６】
表示装置１１は、３次元画像を表示する第２の表示モードにおいて、第１の表示パネル１４の第１のサブピクセル２１に、視差画像を表示する。視差画像は、互いに視差を有する左眼Ｅｌ用と右眼Ｅｒ用の画像を含む画像である。図５に示すように、第１の表示パネル１４の第１のサブピクセル２１に含まれる第３のサブピクセル３３から出射した画像光は、利用者の左眼Ｅｌに到達する。このため、図５に示される状態で、第３のサブピクセル３３に左眼Ｅｌ用の画像が表示される。また、第１の表示パネル１４の第１のサブピクセル２１に含まれる第４のサブピクセル３４から出射した画像光は、利用者の右眼Ｅｒに到達する。このため、第４のサブピクセル３４には、右眼Ｅｒ用の画像が表示される。これにより、利用者は３次元画像を認識することができる。なお、図５は光学系１９を通る画像光を直線的に描いているが、実際には光学系１９を通る画像光は光学系１９を構成する光学素子により、屈折および反射等を受ける。
【００４７】
一例において、第１の表示パネル１４上において、左眼Ｅｌ用の画像を表示する第３のサブピクセル３３、および、右眼用の画像を表示する第４のサブピクセル３４は、図７に示すように配置される。図７において、第１のサブピクセル２１には説明のための番号１〜６が付されている。同じ番号を付された第１のサブピクセル２１は、第３のサブピクセル３３または第４のサブピクセル３４の何れか同一のサブピクセルに属する。後述するように、第１のサブピクセル２１は、第３のサブピクセル３３と第４のサブピクセル３４との間で切り替え可能である。同一の番号が付された第１のサブピクセル２１は、同一のタイミングで切り替わる。図７に図示の例において、第３のサブピクセル３３は、番号１〜３が付された第１のサブピクセル２１である。第４のサブピクセル３４は、番号４〜６が付された第１のサブピクセル２１である。第３のサブピクセル３３および第４のサブピクセル３４の配列は、第２の表示パネル１５の減光領域３１および透光領域３２により形成されるパララックスバリアのバリア傾斜角に対応する角度で、ｙ方向に対して傾斜している。
【００４８】
図７において、第３のサブピクセル３３は、第２の表示パネル１５の透光領域３２を介して、利用者の左眼Ｅｌが視認可能な第１の表示パネル１４上の左眼可視領域３５に少なくとも部分的に位置する。第３のサブピクセル３３は、利用者の左眼Ｅｌが視認可能な第１の表示パネル１４上の領域に、半分以上含まれていてよい。このとき、第３のサブピクセル３３は、第２の表示パネル１５の減光領域３１により減光され、利用者の右眼Ｅｒが視認できない第１の表示パネル１４上の領域に少なくとも部分的に位置する。また、第４のサブピクセル３４は、第２の表示パネル１５の透光領域３２を介して、利用者の右眼Ｅｒが視認可能な第１の表示パネル１４上の右眼可視領域３６に少なくとも部分的に位置する。第４のサブピクセル３４は、利用者の右眼Ｅｒが視認可能な第１の表示パネル１４上の領域に、半分以上含まれていてよい。このとき、第４のサブピクセル３４は、第２の表示パネル１５の減光領域３１により減光され、利用者の左眼Ｅｌが視認できない第１の表示パネル１４上の領域に少なくとも部分的に位置する。第２の表示パネル１５の減光領域３１および透光領域３２のｘ方向に並ぶ第２のサブピクセル２３の数が等しいとき、左眼可視領域３５は、右眼Ｅｒから視認できない領域にほぼ一致する。また、右眼可視領域３６は、左眼Ｅｌから視認できない領域にほぼ一致する。
【００４９】
利用者が視差画像を観察するとき、利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置が移動することがある。利用者の眼の位置が変わると、第１の表示パネル１４上で、左眼Ｅｌにより視認可能な領域および右眼Ｅｒにより視認可能な領域の位置が変わりうる。例えば、利用者の眼が第１の表示パネル１４に対して左方向（正のｘ方向）に移動した場合、利用者の眼から見た第２の表示パネル１５上の減光領域３１および透光領域３２の位置が、見かけ上第１の表示パネル１４に対し、右方向（負のｘ方向）に変位する。
【００５０】
減光領域３１および透光領域３２が、見かけ上第１の表示パネル１４に対し右方向に変位すると、図７に番号１を付した第３のサブピクセル３３が、利用者の左眼Ｅｌから視認できなくなるとともに、利用者の右眼Ｅｒに視認されて、クロストークを発生させる。同様に、図７に番号４を付した第４のサブピクセル３４が、利用者の右眼Ｅｒから視認できなくなるとともに、利用者の左眼Ｅｌに視認されて、クロストークを発生させる。
【００５１】
この場合、コントローラ１６は、検出装置１２により検出された利用者の眼の位置を、入力部１７を介して取得し、利用者の眼の位置に基づいて、クロストークが最小となるように、第３のサブピクセル３３および第４のサブピクセル３４の配置を切り替えうる。図８は、図７の状態から、一部の第１のサブピクセル２１を、第３のサブピクセル３３および第４のサブピクセル３４の間で切り替えを行った例を示す。図８の例では、コントローラ１６は、番号１の第３のサブピクセル３３を第４のサブピクセル３４に切り替え、番号４の第４のサブピクセル３４を第３のサブピクセル３３に切り替える。すなわち、コントローラ１６は、番号２〜４の第１のサブピクセル２１を、左眼Ｅｌ用の画像を表示する第３のサブピクセル３３とする。また、コントローラ１６は、番号５，６，１の第１のサブピクセル２１を、右眼Ｅｒ用の画像を表示する第４のサブピクセル３４とする。その結果、左眼可視領域３５および右眼可視領域３６は、全体として負のｘ方向に移動する。これによって、利用者は、第１の表示パネル１４に対する眼の位置が変わった場合でも、第１の表示パネル１４上に適切な視差画像を観察することが可能になる。すなわち、利用者は３次元画像と視認される画像を見続けることができる。
【００５２】
上述の方法とは異なり、利用者が視差画像を観察するとき、利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置の変化に対応するため、コントローラ１６は、第２の表示パネル１５に表示する減光領域３１および透光領域３２の位置を変化させてよい。例えば、利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒが、第１の表示パネル１４に対して左方向（正のｘ方向）に移動した場合、図９に示すように、図６の状態から減光領域３１および透光領域３２を左方向に移動させてよい。
【００５３】
以上説明したように、本開示の表示システム１０および表示装置１１は、第１の表示パネル１４に２次元画像を表示する第１の表示モードと、視差画像を表示する第２の表示モードとを有する。また、コントローラ１６は、第１の表示モードで第２の表示パネル１５を、画像光を透過させる第１の駆動モードで駆動する。コントローラ１６は、第２の表示モードで、第２の表示パネル１５を、視差画像の画像光の進む方向を規定する第２の駆動モードで駆動する。これにより、表示システム１０および表示装置１１は、同一の装置を用いて２次元画像と３次元画像を切り替えて表示することができる。
【００５４】
（２次元画像および３次元画像の部分表示）
本開示の一実施形態において、表示システム１０および表示装置１１は、２次元画像と３次元画像とを混在させて表示することができる。２次元画像と３次元画像とは、それぞれ表示装置１１の一部に表示される。図１０は、第１の表示パネル１４および第２の表示パネル１５の表示内容の一例を説明する図である。
【００５５】
図１０において、第１の表示パネル１４は、２次元画像を表示する第３領域４１と、視差画像を表示する第４領域４２とを含んでいる。また、第２の表示パネル１５は、第３領域４１に対応し、第２のサブピクセル２３の一部からなる第５領域４３が第１の駆動モードで制御される。第２の表示パネル１５は、第４領域４２に対応し第２のサブピクセル２３の一部からなる第６領域４４が、第２の駆動モードで制御される。第５領域４３は、第２の表示パネル１５上で、第１の表示パネル１４の第３領域４１に対向する領域としうる。第６領域４４は、第２の表示パネル１５上で、第１の表示パネル１４の第４領域４２に対向する領域としうる。
【００５６】
第１の駆動モードにおいて、第５領域４３は、２次元画像を透過させるため、全ての第２のサブピクセル２３の階調を明るくさせることができる。第５領域４３は、第２のサブピクセル２３の最も明るい階調としうる。第２の駆動モードにおいて、第６領域４４は、図６を用いて説明したように、所定方向に延びる相対的に階調の暗い減光領域３１、および、相対的に階調の明るい透光領域３２を含む。第６領域４４は、第４領域４２に表示される視差画像中の第３のサブピクセル３３による画像を、利用者の左眼Ｅｌに到達させる。第６領域４４は、第４領域４２に表示される視差画像中の第４のサブピクセル３４による画像を、利用者の右眼Ｅｒに到達させる。
【００５７】
コントローラ１６は、第１の表示パネル１４の第３領域４１における第１の表示モードによる２次元画像の表示、および、第４領域４２における第２の表示モードによる視差画像の表示を制御する。また、コントローラ１６は、第２の表示パネル１５の第５領域４３の第１の駆動モードによる駆動、および、第６領域４４の第２の駆動モードによる駆動を制御する。
【００５８】
図１０の例では、車両に搭載されることを想定し、第３領域４１に車両の速度を２次元画像として表示し、第４領域４２に進行方向前方での転回方向を表す矢印を、３次元画像と認識される視差画像により表示している。利用者は、前方のどの程度の距離のところで右に転回するかを、３次元画像から知覚することができる。
【００５９】
一実施形態において、コントローラ１６は、第１の表示モードにおいて、表示情報取得部１８から取得した画像データを分析し、第３領域４１中の画像が表示される画像表示領域４５および画像が表示されていない画像非表示領域４６を検出することができる。図１１は、画像表示領域４５および画像非表示領域４６を含む例を示す。図１１において、画像表示領域４５には、速度情報「５０ｋｍ／ｈ」が表示されている。図１１において、画像非表示領域４６には、表示すべき情報が含まれていない。画像表示領域４５および画像非表示領域４６は、種々の方法で決定しうる。コントローラ１６は、第１のサブピクセル２１を単位として、画像の表示／非表示を判定し、画像表示領域４５および画像非表示領域４６を決定してよい。
【００６０】
第２の表示パネル１５の第５領域４３中の画像表示領域４５に対応する領域を第７領域４７とする。また、画像非表示領域４６に対応する領域を第８領域４８とする。コントローラ１６は、第８領域４８に含まれる第２のサブピクセル２３を暗い階調、例えば、最も暗い階調としてよい。コントローラ１６は、第７領域４７に含まれる第２のサブピクセル２３を明るい階調、例えば、最も明るい階調としてよい。これにより、利用者が視認する画像中の画像非表示領域４６は、より暗く表示され、表示される２次元画像のコントラストがより高くなる。
【００６１】
図１０および図１１において、第３領域４１と第４領域４２とは、第１の表示パネル１４上で、上下に配列されている。第３領域４１および第４領域４２の形状および配置方向は、図１０および図１１のものに限られない。第１の表示パネル１４上の任意の位置に、２次元画像を表示する第３領域４１および視差画像を表示する第４領域４２を配置することができる。また、第１の表示パネル１４上で、第３領域４１および第４領域４２の形状および配置は、動的に変化させてよい。図１２は、図１０および図１１とは異なる第３領域４１および第４領域４２の配置の例を示す。
【００６２】
コントローラ１６は、第１の表示パネル１４上での第１の表示モードで２次元画像を表表示する第３領域４１、および、第２の表示モードで３次元画像を表示する第４領域４２の間の切り替えを制御する。コントローラ１６は、第３領域４１および第４領域４２の切り替えに伴い、第１の駆動モードで駆動される第５領域４３および第２の駆動モードで駆動される第６領域４４を第２の表示パネル１５上で切り替える。コントローラ１６は、第１の表示モードおよび第２の表示モードを第１の表示パネル１４上で部分的に切り替えることができる。コントローラ１６は、第１の表示モードおよび第２の表示モードの切り替えに対応して、第１の駆動モードおよび第２の駆動モードを第２の表示パネル１５上で部分的に切り替えることができる。
【００６３】
図１２の例では、コントローラ１６は、２次元の文字情報等を第１の表示パネル１４の第３領域４１の画像表示領域４５に表示し、視差画像を第４領域４２に表示する。また、コントローラ１６は、第２の表示パネル１５の第５領域４３中の第７領域４７の階調を明るく設定し、第８領域４８の階調を暗く設定する。さらに、コントローラ１６は、第２の表示パネル１５の第６領域４４に所定方向に減光領域３１および透光領域３２が延びるパララックスバリアを表示させ、第４領域４２に表示される視差画像を利用者に３次元画像として視認させることができる。
【００６４】
図１１および図１２に示した例において、画像表示領域４５は、一纏まりの文字等の画像が含まれる矩形状の領域として図示した。しかし、画像表示領域４５は、サブピクセル単位で、所定値以上の階調を有する第１のサブピクセル２１の領域とすることができる。例えば、図１３に示すように、第１の表示パネル１４上に文字「ｏ」が存在するとき、最も暗い階調またはこれに準じる階調以外の階調を有する第１のサブピクセル２１が占める領域を画像表示領域４５とし、それ以外の領域を画像非表示領域４６としてよい。この場合、コントローラ１６は、画像データから画像表示領域４５を認識する。具体的には、コントローラ１６は、第１の表示パネル１４に画像を表示するラインバッファから、最も暗い階調またはそれに準じる階調の第１のサブピクセル２１を検索して画像非表示領域４６を決定し、それ以外を画像表示領域４５としてよい。
【００６５】
コントローラ１６は、左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置を考慮して第２の表示パネル１５上で画像表示領域４５に対応する第７領域４７および画像非表示領域４６に対応する第８領域４８を決定する。コントローラ１６は、第２の表示パネル１５上の第２のサブピクセル２３を通して左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒにより視認される第１の表示パネル１４上の領域がともに画像非表示領域４６の場合、その第２のサブピクセル２３を第８領域４８に属するものと決定してよい。コントローラ１６は、第２のサブピクセル２３を通して、左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの少なくとも一方が、画像表示領域４５を視認する場合、その第２のサブピクセル２３を第７領域４７に属するものとして決定してよい。例えば、図１４に示すように、第７領域４７は、左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの何れからも画像表示領域４５が視認できるように、画像表示領域４５よりもｘ方向に広い幅を有している。
【００６６】
このように、コントローラ１６が第７領域４７および第８領域４８を設定することにより、表示装置１１は２次元画像が表示されていない領域をより暗く表示することができるので、表示する２次元画像のコントラストが向上する。
【００６７】
（移動体）
図１５は、車両等の移動体５０に搭載される本開示の表示装置の一形態であるヘッドアップディスプレイ５１の概略構成を示す図である。ヘッドアップディスプレイ５１は、ＨＵＤ（Head Up Display）ともいう。ヘッドアップディスプレイ５１は、表示装置５２および検出装置５３を含む。検出装置５３は、移動体５０の運転者である利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置を検出して表示装置５２に送信する。表示装置５２は、照射器５４、第１の表示パネル５５、第２の表示パネル５６およびこれらの構成要素を制御するコントローラを含む。照射器５４、第１の表示パネル５５、第２の表示パネル５６およびコントローラは、図１の表示装置１１の照射器１３、第１の表示パネル１４、第２の表示パネル１５およびコントローラ１６に類似に構成されるので、説明を省略する。
【００６８】
表示装置５２は、さらに、利用者の視野内に第１の表示パネル５５に表示される画像を虚像として投影する光学系を備える。光学系は、第１の光学部材５７、第２の光学部材５８および被投影部材５９を含む。第１の光学部材５７は、第１の表示パネル５５から出射され第２の表示パネル５６を透過した画像光を反射するミラーである。第２の光学部材５８は、第１の光学部材５７により反射された画像光を、被投影部材５９に向けて反射するミラーである。第１の光学部材５７および第２の光学部材５８の双方または何れか一方は、正の屈折力を有する凹面鏡とすることができる。被投影部材５９は、入射した画像光を利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒに向けて反射するとともに、利用者の前方から入射する光を透過させる半透明の部材である。被投影部材５９として、フロントウインドシールドの一部が使用されることがある。また、被投影部材５９として、専用のコンバイナが使用されることがある。第１の光学部材５７、第２の光学部材５８および被投影部材５９は、第１の表示パネル５５の表示領域（アクティブエリア）に表示される画像を利用者の視野内に虚像６０を結像するように投影する。虚像６０の表示される面は、利用者から見た見かけ上の表示面と呼ぶことができる。なお、光学系の構成は、ミラーを組み合わせたものに限られない。光学系は、ミラーとレンズ等を組み合わせる等の種々の構成が可能である。
【００６９】
以上のような構成により、ヘッドアップディスプレイ５１は、利用者の左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒの位置に応じて、利用者の視野内に２次元画像および３次元画像を虚像６０として投影することができる。２次元画像は、利用者に虚像６０の表示位置に表示されているものと知覚される。３次元画像は、視差画像が左眼Ｅｌおよび右眼Ｅｒに与える視差により、虚像６０の表示位置からさらに奥行きを有するように知覚される。
【００７０】
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、各ステップ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。
【００７１】
例えば、表示装置１１において、第１の表示パネル１４は、照射器１３と第２の表示パネル１５との間に配置した。しかし、第１の表示パネル１４は、照射器１３との間で第２の表示パネル１５を挟むように配置してよい。この場合、照射器１３によって第２の表示パネル１５が照射され、第２の表示パネル１５から出射した第２の表示パネル１５の出力が第１の表示パネル１４に入射する。このように、第１の表示パネル１４と第２の表示パネル１５との位置を置き換えても、表示装置１１は同様の作用、効果を有することができる。同様に、表示装置５２においても、第２の表示パネル５６を照射器５４と第１の表示パネル５５の間に配置することができる。
【００７２】
また、上記実施形態では、表示装置１１の一部に２次元画像を表示し、他の一部に３次元画像を表示する例を示したが、表示装置１１に表示する画像全体を、２次元画像と３次元画像との間で切り替えることもできる。
【００７３】
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。
【００７４】
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方向は、第２方向と識別子である「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、大き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。
【符号の説明】
【００７５】
１０    表示システム
１１    表示装置
１２    検出装置
１３    照射器
１４    第１の表示パネル
１４ａ    液晶層
１４ｂ，１４ｃ    ガラス基板
１４ｄ    カラーフィルタ
１５    第２の表示パネル
１５ａ    液晶層
１５ｂ，１５ｃ    ガラス基板
１６    コントローラ
１７    入力部
１８    表示情報取得部
１９    光学系
２１    第１のサブピクセル
２２    ピクセル
２３    第２のサブピクセル
３１    減光領域（第１領域）
３２    透光領域（第２領域）
３３    第３のサブピクセル
３４    第４のサブピクセル
３５    左眼可視領域
３６    右眼可視領域
４１    第３領域
４２    第４領域
４３    第５領域
４４    第６領域
４５    画像表示領域
４６    画像非表示領域
４７    第７領域
４８    第８領域
５０    移動体
５１    ヘッドアップディスプレイ
５２    表示装置
５３    検出装置
５４    照射器
５５    第１の表示パネル
５６    第２の表示パネル
５７    第１の光学部材
５８    第２の光学部材
５９    被投影部材
６０    虚像
Ｅｌ    左眼
Ｅｒ    右眼
【図１】
2020017935.tif 000003
【図２】
2020017935.tif 000004
【図３】
2020017935.tif 000005
【図４】
2020017935.tif 000006
【図５】
2020017935.tif 000007
【図６】
2020017935.tif 000008
【図７】
2020017935.tif 000009
【図８】
2020017935.tif 000010
【図９】
2020017935.tif 000011
【図１０】
2020017935.tif 000012
【図１１】
2020017935.tif 000013
【図１２】
2020017935.tif 000014
【図１３】
2020017935.tif 000015
【図１４】
2020017935.tif 000016
【図１５】
2020017935.tif 000017