(57)【要約】【課題】モアレの発生を抑制し開口率を確保しながらクロストークを低減することができる。【解決手段】３次元表示装置３は、水平方向および垂直方向に沿って格子状に配列された複数のサブピクセルを備える表示面５１と、表示面５１上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、サブピクセル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、を備え、帯状領域の端部は、複数のサブピクセル上を横切り、水平方向に沿って１画素分の区間の長さが垂直方向に沿って１画素分の区間の長さに比べて短い。【選択図】図５
2018120189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向および垂直方向に沿って格子状に配列された複数のサブピクセルを備える表示面と、
前記表示面上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、前記サブピクセル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、
を備え、
前記帯状領域の端部は、
複数の前記サブピクセル上を横切り、
水平方向に沿って１画素分の区間の長さが垂直方向に沿って１画素分の区間の長さに比べて短い
３次元表示装置。
【請求項２】
前記光学素子は、一部の前記帯状領域のサブピクセルを出射した光を、利用者の右眼の位置に伝搬させ、他の一部の前記帯状領域のサブピクセルを出射した光を、利用者の左眼の位置に伝搬させる請求項１に記載の３次元表示装置。
【請求項３】
前記光学素子は、前記表示面から所定距離離れて設けられ、スリット状に配列された遮光面を含み、前記複数の帯状領域は前記利用者の右眼および左眼の一方から視認可能な前記表示面上の領域である請求項１または２に記載の３次元表示装置。
【請求項４】
前記光学素子は、前記表示面から所定距離離れて設けられたレンチキュラレンズであり、前記複数の帯状領域は前記利用者の右眼および左眼の一方から視認可能な前記表示面上の領域である請求項１または２に記載の３次元表示装置。
【請求項５】
水平方向および垂直方向に沿って格子状に配列された複数のサブピクセルを備える表示面と、
前記表示面上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、前記サブピクセルから射出される画像光の光線方向を規定する光学素子であって、前記帯状領域の端部は、複数の前記サブピクセル上を横切り、水平方向に沿って１画素分の区間の長さが垂直方向に沿って１画素分の区間の長さに比べて短く、一部の前記帯状領域のサブピクセルを出射した光を、利用者の右眼の位置に伝搬させ、他の一部の前記帯状領域のサブピクセルを出射した光を、利用者の左眼の位置に伝搬させる光学素子と、
利用者の右眼および左眼を撮像するカメラと、
前記カメラが撮像した画像に基づいて、利用者の前記右眼および前記左眼の３次元位置を判定し、前記右眼および前記左眼の前記３次元位置に基づいて、前記表示面に表示する画像を制御するコントローラと、
を備える３次元表示システム。
【請求項６】
前記コントローラは、前記画像のクロストークの値が、前記帯状領域の端部を形成する直線の傾きと、前記帯状領域の水平方向の距離である開口幅と、前記帯状領域の水平方向の配置間隔である画像ピッチと、前記３次元位置とに基づいて決まるクロストークが最大値を超えないように前記画像を構成するサブピクセルを決定する請求項５に記載の３次元表示システム。
【請求項７】
前記サブピクセルの水平方向の長さがＨｐ、垂直方向の長さがＶｐであり、
前記帯状領域を画定する前記直線の傾きは、２以上の整数ａ及びｂ（ｂ＞ａ，ｂ≧２）を用いてｂ×Ｖｐ／（ａ×Ｈｐ）と表され、前記水平方向に連続して配置される前記サブピクセルの数をｎとすると、前記画像ピッチは２×ｎ×Ｈｐであり、前記帯状領域の水平方向の幅は（（ｎ×ｂ）−２）×Ｈｐ／ｂ以下である請求項６に記載の３次元表示システム。
【請求項８】
前記コントローラは、眼間距離をＥとしたとき、前記利用者の眼が前記光学素子から適視距離にあり、前記眼が、クロストークが最大値となる位置の１つである第１の位置及び該第１の位置から変位方向にＥ／（ｎ×ｂ）、移動する位置ごとに、前記画像に含まれるサブピクセルを、前記眼の移動前におけるサブピクセルそれぞれに対して、前記眼の移動方向とは逆方向に隣接するサブピクセルとする請求項５から７のいずれか一項に記載の３次元表示システム。
【請求項９】
前記光学素子は、前記表示面から所定距離離れて設けられ、スリット状に配列された遮光面を含み、前記複数の帯状領域は前記利用者の右眼および左眼から視認可能な前記表示面上の領域であり、
前記サブピクセルの水平方向の長さがＨｐ、垂直方向の長さがＶｐであり、
前記帯状領域の端部を形成する直線の傾きは、２以上の整数ａ及びｂを用いてｂ×Ｖｐ／（ａ×Ｈｐ）と表され、前記水平方向に連続するｎ個のサブピクセルごとに前記右眼および前記左眼に表示する画像を交互に表示するとき、
前記光学素子のバリア開口率は、実質的に、
（（ｎ×ｂ）−２）／（２ｎ×ｂ）
である請求項５に記載の３次元表示システム。
【請求項１０】
前記光学素子は、前記表示面から所定距離離れて設けられ、スリット状に配列された遮光面を含み、前記複数の帯状領域は前記利用者の右眼および左眼から視認可能な前記表示面上の領域であり、
前記サブピクセルの水平方向の長さがＨｐ、垂直方向の長さがＶｐであり、
前記帯状領域の端部を形成する直線の傾きは、２以上の整数ａ及びｂを用いてｂ×Ｖｐ／（ａ×Ｈｐ）と表され、
前記水平方向に連続するｎ個のサブピクセルごとに前記右眼および前記左眼に表示する画像を交互に表示するとき、
前記ｎは、ｎ≧ａ＋ｂ＋１の式を満たす、請求項５に記載の３次元表示システム。
【請求項１１】
前記光学素子のバリア開口幅は、前記ｎに１を加えた値から、前記帯状領域の端部と重なり得るサブピクセルの最大数に１を加えた値を引いた値に、Ｈｐを乗じた、ｂを除した値である、請求項１０に記載の３次元表示システム。
【請求項１２】
水平方向および垂直方向に沿って格子状に配列された複数のサブピクセルを備える表示面と、
前記表示面上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、前記サブピクセルから射出される画像光の光線方向を規定する光学素子であって、前記帯状領域の端部は、複数の前記サブピクセル上を横切り、水平方向に沿って１画素分の区間の長さが垂直方向に沿って１画素分の区間の長さに比べて短く、一部の前記帯状領域のサブピクセルを出射した光を、利用者の右眼の位置に伝搬させ、他の一部の前記帯状領域のサブピクセルを出射した光を、利用者の左眼の位置に伝搬させる光学素子と、
利用者の右眼および左眼を撮像するカメラと、
前記カメラが撮像した画像に基づいて、利用者の前記右眼および前記左眼の３次元位置を判定し、前記右眼および前記左眼の前記３次元位置に基づいて、前記表示面に表示する画像を制御するコントローラと、
前記表示面にから射出した前記画像光を、利用者の視野に虚像を結像するように投影する光学系と
を備えるヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項１３】
水平方向および垂直方向に沿って格子状に配列された複数のサブピクセルを備える表示面と、前記表示面上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、前記サブピクセルから射出される画像光の光線方向を規定する光学素子であって、前記帯状領域の端部は、複数の前記サブピクセル上を横切り、水平方向に沿って１画素分の区間の長さが垂直方向に沿って１画素分の区間の長さに比べて短く、一部の前記帯状領域のサブピクセルを出射した光を、利用者の右眼の位置に伝搬させ、他の一部の前記帯状領域のサブピクセルを出射した光を、利用者の左眼の位置に伝搬させる光学素子と、利用者の右眼および左眼を撮像するカメラと、前記カメラが撮像した画像に基づいて、利用者の前記右眼および前記左眼の３次元位置を判定し、前記右眼および前記左眼の前記３次元位置に基づいて、前記表示面に表示する画像を制御するコントローラと、前記表示面にから射出した前記画像光を、利用者の視野に虚像を結像するように投影する光学系とを含むヘッドアップディスプレイシステムを備える移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元表示装置、３次元表示システム、ヘッドアップディスプレイシステム、及び移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、眼鏡を用いずに３次元表示を行うために、画像表示パネルから射出された画像光の一部を右眼に到達させ、画像表示パネルから射出された画像光の他の一部を左眼に到達させる光学素子を備える３次元表示装置が知られている。通常、左右の眼を結ぶ線に沿う方向を水平方向とし、これに直交する方向を垂直方向とするとき、画像表示パネルのサブピクセルは、水平および垂直方向に配列された矩形形状を有する。従来、左右の眼に到達する画像光を制御するために、光学素子として垂直方向に延びる複数の帯状の開口を有する視差バリアを用いている。しかし、垂直方向に延びる視差バリアを水平方向に配列すると、モアレの発生等のために画像が見難くなるという問題点があった。そこで、特許文献１では、表示面のサブピクセルの対角線方向に延びる複数の帯状の視差バリアが配列された光学素子を備える３次元表示装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／０３６２７４０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、視差バリアの開口をサブピクセルの対角線方向に配列すると、観察者の眼の位置に応じて、右眼に左眼用の画像光が混じって到達し、左眼に右眼用の画像光が混じって到達するクロストークが発生し易い。クロストークを避けるために、視差バリアの開口を狭くすると画像が暗くなってしまう。
【０００５】
本開示は、モアレの発生を抑制し開口率を確保しながらクロストークを低減させることができる３次元表示装置、３次元表示システム、ヘッドアップディスプレイシステム、及び移動体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の３次元表示装置は、水平方向および垂直方向に沿って格子状に配列された複数のサブピクセルを備える表示面と、前記表示面上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、前記サブピクセル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、を備え、前記帯状領域の端部は、複数の前記サブピクセル上を横切り、水平方向に沿って１画素分の区間の長さが垂直方向に沿って１画素分の区間の長さに比べて短い。
【０００７】
本開示の３次元表示システムは、水平方向および垂直方向に沿って格子状に配列された複数のサブピクセルを備える表示面と、前記表示面上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、前記サブピクセルから射出される画像光の光線方向を規定する光学素子であって、前記帯状領域の端部は、複数の前記サブピクセル上を横切り、水平方向に沿って１画素分の区間の長さが垂直方向に沿って１画素分の区間の長さに比べて短く、一部の前記帯状領域のサブピクセルを出射した光を、利用者の右眼の位置に伝搬させ、他の一部の前記帯状領域のサブピクセルを出射した光を、利用者の左眼の位置に伝搬させる光学素子と、利用者の右眼および左眼を撮像するカメラと、前記カメラが撮像した画像に基づいて、利用者の前記右眼および前記左眼の３次元位置を判定し、前記右眼および前記左眼の前記３次元位置に基づいて、前記表示面に表示する画像を制御するコントローラと、を備える。
【０００８】
本開示のヘッドアップディスプレイシステムは、水平方向および垂直方向に沿って格子状に配列された複数のサブピクセルを備える表示面と、前記表示面上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、前記サブピクセルから射出される画像光の光線方向を規定する光学素子であって、前記帯状領域の端部は、複数の前記サブピクセル上を横切り、水平方向に沿って１画素分の区間の長さが垂直方向に沿って１画素分の区間の長さに比べて短く、一部の前記帯状領域のサブピクセルを出射した光を、利用者の右眼の位置に伝搬させ、他の一部の前記帯状領域のサブピクセルを出射した光を、利用者の左眼の位置に伝搬させる光学素子と、利用者の右眼および左眼を撮像するカメラと、前記カメラが撮像した画像に基づいて、利用者の前記右眼および前記左眼の３次元位置を判定し、前記右眼および前記左眼の前記３次元位置に基づいて、前記表示面に表示する画像を制御するコントローラと、前記表示面にから射出した前記画像光を、利用者の視野に虚像を結像するように投影する光学系と、を備える。
【０００９】
本開示の移動体は、水平方向および垂直方向に沿って格子状に配列された複数のサブピクセルを備える表示面と、前記表示面上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、前記サブピクセルから射出される画像光の光線方向を規定する光学素子であって、前記帯状領域の端部は、複数の前記サブピクセル上を横切り、水平方向に沿って１画素分の区間の長さが垂直方向に沿って１画素分の区間の長さに比べて短く、一部の前記帯状領域のサブピクセルを出射した光を、利用者の右眼の位置に伝搬させ、他の一部の前記帯状領域のサブピクセルを出射した光を、利用者の左眼の位置に伝搬させる光学素子と、利用者の右眼および左眼を撮像するカメラと、前記カメラが撮像した画像に基づいて、利用者の前記右眼および前記左眼の３次元位置を判定し、前記右眼および前記左眼の前記３次元位置に基づいて、前記表示面に表示する画像を制御するコントローラと、前記表示面にから射出した前記画像光を、利用者の視野に虚像を結像するように投影する光学系とを含むヘッドアップディスプレイシステムを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の一実施形態によれば、モアレの発生を抑制し開口率を確保しながらクロストークを低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る３次元表示システムの概略構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る３次元表示システムを搭載したＨＵＤの例を示す図である。
【図３】図２に示すＨＵＤを搭載した車両の例を示す図である。
【図４】図１に示す表示パネル及び光学素子を、光学素子側から見た図である。
【図５】第１の実施形態に係る３次元表示装置の表示装置の模式図であり、図５（ａ）は基準位置における表示面の可視領域を示す模式図であり、図５（ｂ）は変位位置における表示面の可視領域を示す模式図である。
【図６】眼間距離、適視距離、ギャップ、バリアピッチ、及び画像ピッチの関係を説明するための模式図である。
【図７】眼の位置の変位量と画像を表示するサブピクセルとの関係を説明するための模式図である。
【図８】従来技術に係る３次元表示装置の模式図であり、図８（ａ）は基準位置における表示面の可視領域を示す模式図であり、図８（ｂ）は変位位置における表示面の可視領域を示す模式図である。
【図９】第２の実施形態に係る３次元表示装置の模式図であり、図９（ａ）は基準位置における表示面の可視領域を示す模式図であり、図９（ｂ）は変位位置における表示面の可視領域を示す模式図である。
【図１０】第３の実施形態に係る３次元表示装置の模式図であり、図１０（ａ）は基準位置における表示面の可視領域を示す模式図であり、図１０（ｂ）は変位位置における表示面の可視領域を示す模式図である。
【図１１】第４の実施形態に係る３次元表示装置の模式図であり、図１１（ａ）は基準位置における表示面の可視領域を示す模式図であり、図１０（ｂ）は変位位置における表示面の可視領域を示す模式図である。
【図１２】第５の実施形態に係る３次元表示装置模式図であり、図１２（ａ）は基準位置におけるにおける表示面の可視領域を示す模式図であり、図１２（ｂ）は、変位位置における表示面の可視領域を示す模式図である。
【図１３】第６の実施形態に係る３次元表示装置の模式図であり、図１３（ａ）は基準位置におけるにおける表示面の可視領域を示す模式図であり、図１３（ｂ）は、変位位置における表示面の可視領域を示す模式図である。
【図１４】光学素子をレンチキュラレンズとした場合の３次元表示装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
本開示の一実施形態にかかる３次元表示システム１は、図１に示されるように、検出装置２及び３次元表示装置３を含んで構成される。
【００１４】
図２に示されるように、３次元表示システム１は、ヘッドアップディスプレイ１００に搭載されうる。ヘッドアップディスプレイ１００は、ＨＵＤ（Head Up Display）ともいう。ＨＵＤ１００は、３次元表示システム１と、光学部材１１０と、被投影面１３０を有する被投影部材１２０とを備える。ＨＵＤ１００は、３次元表示システム１から射出される画像光を、光学部材１１０を介して被投影部材１２０に到達させる。ＨＵＤ１００は、被投影部材１２０で反射させた画像光を、利用者の左眼及び右眼に到達させる。つまり、ＨＵＤ１００は、破線で示される光路１４０に沿って、３次元表示システム１から利用者の左眼及び右眼まで画像光を進行させる。利用者は、光路１４０に沿って到達した画像光を、虚像１５０として視認しうる。３次元表示システム１は、利用者の左眼及び右眼の位置に応じて表示を制御することによって、利用者の動きに応じて立体視を提供しうる。
【００１５】
図３に示されるように、ＨＵＤ１００及び３次元表示システム１は、移動体に搭載されてよい。ＨＵＤ１００及び３次元表示システム１は、構成の一部を、当該移動体が備える他の装置、部品と兼用してよい。例えば、移動体は、ウインドシールドをＨＵＤ１００及び３次元表示システム１の一部として兼用してよい。構成の一部を当該移動体が備える他の装置、部品と兼用する場合、他の構成をＨＵＤモジュールまたは３次元表示コンポーネントと呼びうる。３次元表示システム１及び３次元表示装置３は、移動体に搭載されてよい。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。なお、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。
【００１６】
検出装置２は、利用者の左眼及び右眼のいずれか一方の位置を検出し、コントローラ７に出力する。検出装置２は、例えば、カメラを備えてよい。検出装置２は、カメラによって利用者の顔を撮影してよい。検出装置２は、カメラの撮影画像から左眼及び右眼の少なくとも一方の位置を検出してよい。検出装置２は、１個のカメラの撮影画像から、左眼及び右眼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２は、２個以上のカメラの撮影画像から、左眼及び右眼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。
【００１７】
検出装置２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２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、共有のネットワークを介して入力端子に間接的に接続されてよい。カメラを備えない検出装置２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２は、入力端子に入力された映像信号から左眼及び右眼の少なくとも一方の位置を検出してよい。
【００１８】
検出装置２は、例えば、センサを備えてよい。センサは、超音波センサ又は光センサ等であってよい。検出装置２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及び右眼の少なくとも一方の位置を検出してよい。検出装置２は、１個又は２個以上のセンサによって、左眼及び右眼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。
【００１９】
検出装置２は、左眼及び右眼の少なくとも一方の位置の検出結果に基づいて、眼球配列方向に沿った、左眼及び右眼の移動距離を検出してもよい。
【００２０】
３次元表示システム１は、検出装置２を備えなくてよい。３次元表示システム１が検出装置２を備えない場合、コントローラ７は、装置外の検出装置からの信号を入力する入力端子を備えてよい。装置外の検出装置は、入力端子に接続されてよい。装置外の検出装置は、入力端子に対する伝送信号として、電気信号及び光信号を用いてよい。装置外の検出装置は、共有のネットワークを介して入力端子に間接的に接続されてよい。コントローラ７は、装置外の検出装置から取得した左眼及び右眼の少なくとも一方の位置を示す位置座標が入力されてもよい。また、コントローラ７は、位置座標に基づいて、水平方向に沿った、左眼及び右眼の移動距離を算出してよい。
【００２１】
３次元表示装置３は、照射器４、表示パネル５、光学素子としてのパララックスバリア６、コントローラ７を含んで構成される。
【００２２】
照射器４は、表示パネル５の一方の面側に配置され、表示パネル５を面的に照射する。照射器４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４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表示パネル５の面方向に均一化する。そして、照射器４は均一化された光を表示パネル５の方に出射する。
【００２３】
表示パネル５は、例えば透過型の液晶表示パネルなどの表示パネルを採用しうる。表示パネル５は、板状の面上に、図４に示されるように、格子状のブラックマトリックス５２により水平方向及び垂直方向に区画された複数の区画領域を有する。複数の区画領域は、表示面５１という場合がある。区画領域の各々には、１つのサブピクセルが対応する。ブラックマトリックス５２は、垂直方向に延びる第１ブラックライン５２ａと、水平方向に延びる第２ブラックライン５２ｂとにより、複数の区画領域を区画している。ブラックマトリックス５２では、複数の第１ブラックライン５２ａが水平方向に例えば一定のピッチで配列され、複数の第２ブラックライン５２ｂが垂直方向に例えば一定のピッチで配列されている。複数のサブピクセルは、水平方向及び垂直方向にマトリクス状に配列されている。各サブピクセルはＲ，Ｇ，Ｂの各色に対応し、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つのサブピクセルを一組として１ピクセルを構成することができる。１ピクセルは、１画素と呼びうる。水平方向は、例えば、１ピクセルを構成する複数のサブピクセルが並ぶ方向である。垂直方向は、例えば、同じ色のサブピクセルが並ぶ方向である。表示パネル５としては、透過型の液晶パネルに限られず、有機ＥＬ等他の表示パネルを使用することもできる。表示パネル５として、自発光型の表示パネルを使用した場合は、照射器４は不要となる。
【００２４】
パララックスバリア６は、サブピクセルから射出される画像光の光線方向を規定する。パララックスバリア６は、図４に示されるように、表示装置上の所定方向に伸びる複数の開口領域６２ごとに、サブピクセルから射出される画像光の伝播方向である光線方向を変更する。サブピクセルから射出される画像光は、パララックスバリア６によって、視認可能な範囲が定まる。パララックスバリア６は、図１に示されるように、表示パネル５に対して照射器４の反対側に位置する。パララックスバリア６は、表示パネル５の照射器４側に位置しうる。
【００２５】
具体的には、パララックスバリア６は、複数の、画像光を遮光する遮光面６１を有する。複数の遮光面６１は、互いに隣接する該遮光面６１の間の開口領域６２を画定する。開口領域６２は、遮光面６１に比べて光透過率が高い。遮光面６１は、開口領域６２に比べて光透過率が低い。
【００２６】
開口領域６２は、パララックスバリア６に入射する光を透過させる部分である。開口領域６２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６１は、パララックスバリア６に入射する光を遮って透過させない部分である。言い換えれば、遮光面６１は、表示装置１０に表示される画像を遮る。遮光面６１は、第２所定値以下の透過率で光を遮ってよい。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。
【００２７】
開口領域６２と遮光面６１とは、水平方向および垂直方向に交互に並ぶ。開口領域６２の端部は、表示面５１上の所定方向に延びる複数の帯状領域ごとに、サブピクセルから射出される画像光の光線方向を規定する。帯状領域の端部は、複数のサブピクセル上を横切り、水平方向に沿って１画素分の区間の長さが垂直方向に沿って１画素分の区間の長さに比べて短い。
【００２８】
仮に、開口領域６２の端部を示す線が鉛直方向に沿う場合、サブピクセル１１の配置又は開口領域６２の寸法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。開口領域６２の端部を示す線が鉛直方向に対して所定の角度を有する方向に延在する場合、サブピクセル１１の配置又は開口領域６２の寸法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。
【００２９】
パララックスバリア６は、第２所定値未満の透過率を有するフィルム又は板状部材で構成されてよい。この場合、遮光面６１は、当該フィルム又は板状部材で構成される。開口領域６２は、フィルム又は板状部材に設けられた開口で構成される。フィルムは、樹脂で構成されてよいし、他の材料で構成されてよい。板状部材は、樹脂又は金属等で構成されてよいし、他の材料で構成されてよい。パララックスバリア６は、フィルム又は板状部材に限られず、他の種類の部材で構成されてよい。パララックスバリア６は、基材が遮光性を有してよいし、基材に遮光性を有する添加物が含有されてよい。
【００３０】
パララックスバリア６は、液晶シャッターで構成されてよい。液晶シャッターは、印加する電圧に応じ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又は光の透過率が低い領域を任意の形状に形成してうる。パララックスバリア６が液晶シャッターで構成される場合、開口領域６２は、第１所定値以上の透過率を有する領域としてよい。パララックスバリア６が液晶シャッターで構成される場合、遮光面６１は、第２所定値以下の透過率を有する領域としてよい。
【００３１】
パララックスバリア６は、一部の開口領域６２のサブピクセルを出射した画像光を、利用者の右眼の位置に伝搬させ、他の一部の開口領域６２のサブピクセルを出射した画像光を、利用者の左眼の位置に伝搬させる。パララックスバリア６は、表示面５１から所定距離、離れて位置する。パララックスバリア６は、スリット状に配列された遮光面６１を含む。
【００３２】
パララックスバリア６の開口領域６２を透過した画像光が利用者の眼に到達することによって、利用者の左眼は、開口領域６２に対応する、図５（ａ）に示すような帯状領域としての可視領域５３ａを視認しうる。パララックスバリア６の遮光面６１によって画像光が遮られることによって、利用者の左眼は、遮光面６１に対応する不可視領域５４ａを視認できない。
【００３３】
コントローラ７は、３次元表示システム１の各構成部に接続され、各構成部を制御する。コントローラ７は、例えばプロセッサとして構成される。コントローラ７は、１以上のプロセッサを含んでよい。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、及び特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）を含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）を含んでよい。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を含んでよい。コントローラ７は、１つ又は複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（System-on-a-Chip）、及びＳｉＰ（System In a Package）のいずれかであってよい。コントローラ７は、記憶部を備え、記憶部に各種情報、又は３次元表示システム１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７のワークメモリとして機能してよい。
【００３４】
コントローラ７は、利用者の眼の位置と、表示パネル５及びパララックスバリア６の構成に応じて、左眼画像を表示するサブピクセルと、右眼画像を表示するサブピクセルとを決定する。ここで、コントローラ７が各画像を表示するサブピクセルを決定する方法を説明するために、まず、表示パネル５及びパララックスバリア６について詳細に説明する。
【００３５】
図５に示されるように、表示パネル５の表示面５１に表示されるサブピクセルＰの水平方向の長さをＨｐ、垂直方向の長さをＶｐとする。この場合、開口領域６２を透過して左眼で視認することができる画像上の領域である可視領域５３の端部が形成する直線の傾きの絶対値は、整数ａ及びｂ（ｂ≧２かつｂ＞ａ）を用いてｂ×Ｖｐ／（ａ×Ｈｐ）と表される。図５（ａ）に示す例では、ａ＝１、ｂ＝２である。すなわち、表示面５１の開口領域６２を画定する２つの直線の、水平方向に対する傾きは２×Ｖｐ／（１×Ｈｐ）である。
【００３６】
また、表示面５１には、水平方向にｎ個、垂直方向にｂ個、連続して配列された（ｎ×ｂ）個（以降において、ｎ×ｂ＝ｍとする）のサブピクセルＰ１〜Ｐｍを含む第１のサブピクセル群Ｐｇｌに左眼画像が表示される。ｍは、ｍ≧ａ＋ｂ＋１を満たす値である。また、表示面５１には、第１のサブピクセル群Ｐｇｌの鉛直方向に隣接し、且つ、水平方向に１サブピクセル分ずれた位置に、同様に配列された第１のサブピクセル群Ｐｇｌが配置され、左眼画像が表示される。
【００３７】
さらに、表示面５１には、第１のサブピクセル群Ｐｇｌに水平方向に隣接する、同様に水平方向にｎ個連続して配列されたｍ個のサブピクセルＰ（ｍ＋１）〜Ｐ（２×ｍ）を含む第２のサブピクセル群Ｐｇｒに右眼画像が表示される。このように、水平方向にｎ個連続して左目画像が表示され、左目画像に隣接して水平方向にｎ個連続して右眼画像が表示されるため、可視領域５３の水平方向の配置間隔である画像ピッチｋは、２ｎ×Ｈｐと表される。
【００３８】
図５（ａ）に示す例では、表示面５１には、水平方向に３個、垂直方向に２個、連続して配列された６個のサブピクセルＰ１〜Ｐ６を含む第１のサブピクセル群Ｐｇｌに左眼画像が表示される。また、表示面５１には、第１のサブピクセル群Ｐｇｌの鉛直方向に隣接して水平方向に１サブピクセル分ずれて、同様に配列されたサブピクセル群Ｐｇｌに異なる左眼画像が表示される。また、表示面５１には、第１のサブピクセル群Ｐｇｌの水平方向に隣接して、水平方向に３個、垂直方向に２個ずつ連続して配置された６個のサブピクセルＰ７〜Ｐ１２を含む第２のサブピクセル群Ｐｇｒに右眼画像が表示される。
【００３９】
また、図６に示されるように、パララックスバリア６の開口領域６２の配置間隔であるバリアピッチＢｐ、表示面５１とパララックスバリア６との間のギャップｇは、適視距離をｄ、利用者の眼間距離をＥとした場合に、次の式（１）及び式（２）が成り立つように規定される。
Ｅ：ｄ＝（ｎ×Ｈｐ）：ｇ                                              式（１）
ｄ：Ｂｐ＝（ｄ＋ｇ）：（２×ｎ×Ｈｐ）                                 式（２）
【００４０】
バリア開口幅Ｂｗは、開口領域６２の幅である。上述のようにｍ＝ｎ×ｂとしたとき、バリア開口幅Ｂｗは、可視領域５３の水平方向の幅が（ｍ−２）×Ｈｐ／ｂとなるように適視距離ｄ、ギャップｇに応じて規定される。
【００４１】
図５（ａ）に示す例では、左眼画像及び右眼画像は水平方向にそれぞれ３個ずつ、垂直方向に２個ずつ配列されているため、ｎ＝３、ｂ＝２であり、ｍ＝３×２＝６である。バリアピッチＢｐ及びバリア開口幅Ｂｗは、画像ピッチｋが（２ｍ×Ｈｐ）／ｂ＝２×６×Ｈｐ／２＝６×Ｈｐ、可視領域５３の幅が（ｍ−２）×Ｈｐ／ｂ＝（６−２）×Ｈｐ／２＝２×Ｈｐとなるように規定される。
【００４２】
画像ピッチｋに対する可視領域５３の幅の比率であるバリア開口率は、（（ｍ−２）×Ｈｐ／ｂ）／（（２ｎ×Ｈｐ）／ｂ）＝（ｍ−２）／（２ｍ）である。図５（ａ）に示す例では、バリア開口率は、（２×Ｈｐ／（６×Ｈｐ））×１００＝３３％である。
【００４３】
コントローラ７は、検出装置２によって検出された左眼及び右眼それぞれの位置座標に基づく基準位置からの変位を用いて、左眼画像を表示するサブピクセル、及び右眼画像を表示するサブピクセルをそれぞれ決定する。以降の説明においては、コントローラ７が左眼の位置座標に基づく基準位置からの変位を用いて左眼画像を表示するサブピクセルを決定する方法について説明する。コントローラ７が右眼の位置座標に基づく基準位置からの変位を用いて右眼画像を表示するサブピクセルを決定する方法も同様である。
【００４４】
ここで、利用者の左眼が基準位置から変位方向上の変位位置にある場合に利用者の左眼が認識する画像について説明する。変位方向とは、利用者が表示面５１を該表示面５１の法線方向から見た場合における、左右の眼を結ぶ線に沿う方向である。また、変位位置は、利用者の眼が基準位置から変位した位置である。
【００４５】
既に図５（ａ）を参照して説明したように、基準位置においては、左眼画像はサブピクセルＰ１〜Ｐ６に表示され、右眼画像はサブピクセルＰ７〜Ｐ１２に表示されている。このとき、図５（ｂ）に示されるように、変位位置での可視領域５３ｂは、基準位置での可視領域５３ａとは異なる。具体的には、変位位置での可視領域５３ｂに含まれるサブピクセルＰ１の部分は、基準位置での可視領域５３ａに含まれるＰ１の部分より小さい。また、変位位置での可視領域５３ｂには、基準位置での可視領域５３ａに含まれないサブピクセルＰ７の部分が含まれる。そのため、変位位置においては、利用者の左眼には右眼画像と左眼画像とが混在するクロストークが発生している。具体的には、可視領域５３ｂに含まれるサブピクセルＰ７の部分は、サブピクセルＰ７全体の１／１６であり、可視領域５３ｂ全体に含まれるサブピクセルは４個分であるため、左眼に発生しているクロストーク値は１／１６／４＝１．６％である。
【００４６】
コントローラ７は、可視領域５３が、図５（ｂ）に示す可視領域５３ｂより右側である場合、サブピクセルＰ７に左眼画像を表示し、サブピクセルＰ１に右眼画像を表示する。利用者が開口領域６２を介して参照する表示面５１上の位置が図５（ｂ）に示す状態より左側である場合、サブピクセルＰ１に左眼画像を表示し、サブピクセルＰ７に右眼画像を表示する。これにより、いずれの場合も左眼についてのクロストーク値は１．６％を超えることがない。すなわち、クロストークの最大値は１．６％である。
【００４７】
言い換えれば、コントローラ７は、クロストークが最大値を超えないように、左眼画像を表示するサブピクセルを決定する。具体的には、コントローラ７は、可視領域５３が、図５（ｂ）に示す状態より左側である場合、左眼画像を表示するサブピクセルＰ１〜Ｐ６とし、図５（ｂ）に示す状態より右側である場合、左眼画像を表示するサブピクセルＰ２〜Ｐ７とする。
【００４８】
コントローラ７は、検出装置２が検出した左眼の変位方向への変位量と、変位閾値とに基づいて左眼画像を表示するサブピクセルを決定する。変位閾値は、利用者の両眼の間の距離である眼間距離をＥとした場合に、Ｅ／（ｎ×ｂ）である。利用者の眼が変位方向にＥ／（ｎ×ｂ）、移動すると、左眼画像に含まれるサブピクセルは、移動前に左目画像に含まれるサブピクセルの１つ右に隣接するサブピクセルとなる。利用者の眼の変位量は、利用者の眼の位置座標に基づいて算出される。コントローラ７は左眼の変位量が閾値以上となると、左目画像を表示させるサブピクセルを１つ右に隣接するサブピクセルとする。
【００４９】
上述したように、表示面５１の各行には、左眼画像を表示する３個のサブピクセルが連続して配置され、これらの３個のサブピクセルに隣接して右眼画像を表示する３個のサブピクセルが連続して配置されている。このため、図７に示されるように、左眼が第１の位置Ｅｙｅ１にあるとき、第１のサブピクセルの所定の行を構成するサブピクセルＰ２、Ｐ４、Ｐ６から射出される画像光は、開口領域６２を透過して左眼に到達する。第１の位置Ｅｙｅ１は、図５（ｂ）に示すような、クロストークが最大値となる位置である。
【００５０】
コントローラ７は、検出装置２が検出した変位量が右方向にＥ／（３×２）になる（図７の第２の位置Ｅｙｅ２に相当）と、左眼画像を表示するサブピクセルをサブピクセルＰ２，Ｐ４，Ｐ６のそれぞれ左に隣接するサブピクセルＰ１２，Ｐ２，Ｐ４とする。同様にして、コントローラ７は、変位量が右方向に２×Ｅ／（３×２）になる（図７の第３の変位位置Ｅｙｅ３に相当）と、左眼画像を表示するサブピクセルをサブピクセルＰ１０，Ｐ１２，Ｐ２のそれぞれ左に隣接するサブピクセルＰ１０，Ｐ１２，Ｐ２とする。図５等に示すように２行のサブピクセルを一緒に制御している場合、コントローラ７は、２行にある１２個のサブピクセルにおいて１つずつ変更する。コントローラ７は、Ｅｙｅ１に相当する位置で、サブピクセルＰ１〜６に左眼画像を表示させ、Ｅｙｅ２に相当する位置で、サブピクセルＰ１２，Ｐ１〜５に左眼画像を表示させ、場合、Ｅｙｅ３に相当する位置で、サブピクセルＰ１１，１２，Ｐ１〜４に左眼画像を表示させる。
【００５１】
以上説明したように、第１の実施形態においては、光学素子の帯状領域６１の端部は、水平方向にサブピクセルの１画素の長さＨｐ、横切る区間が、表示面５１をサブピクセルの垂直方向の１画素の長さＶｐより長く垂直方向に横切るように構成される。すなわち、可視領域５３の端部が形成する直線の傾きの絶対値は１×Ｖｐ／（１×Ｈｐ）より大きい。
【００５２】
従来の技術においては、可視領域５３の端部が形成する直線の傾きの絶対値は１×Ｖｐ／（１×Ｈｐ）である。上述の第１の実施形態と同様に、バリア開口率を３３％とし、基準位置においてクロストークが発生しないように設計された、従来技術の表示面５１は、図８（ａ）に示されるように、左目画像を表示する１行３列のサブピクセルが配列された第１のサブピクセル群Ｐｇｌと、右眼画像を表示する１行３列のサブピクセルが配置された第２のサブピクセル群Ｐｇｒとを含む。
【００５３】
この場合、図８（ｂ）に示される、クロストークが最大となる変位位置での可視領域５３ｂには、右眼画像を表示するサブピクセルＰ４の部分が含まれるため、利用者の左眼には、右眼画像と左眼画像とが混在するクロストークが発生している。具体的には、可視領域５３ｂに含まれるサブピクセルＰ４の部分は、サブピクセルＰ４全体の１／８であり、可視領域５３ｂ全体に含まれるサブピクセルは２個分であるため、左眼に発生しているクロストーク値は１／８／２＝６．２５％である。上述したように、第１の実施形態におけるクロストーク値は１．６％であり、同様の開口率を有する従来技術のクロストーク値６．２５％に比べて低減される。
【００５４】
可視領域５３の端部が形成する直線の傾きの絶対値は１×Ｖｐ／（１×Ｈｐ）より大きいため、利用者の眼に発生させるクロストークの原因となる画像を表示するサブピクセルにおけるブラックマトリックス５２の占める割合が大きくなるため、クロストークはさらに低減される。具体的には、本実施形態におけるクロストークの最大値は１．６％であるが、クロストークの原因となるサブピクセルＰ７のうち可視領域５３ｂに含まれる部分の一部はブラックマトリックス５２であるため、実際には、クロストークの最大値は１．６％より小さくなる。
【００５５】
＜第２の実施形態（バリア開口率が２５％の場合）＞
次に、本開示の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。第２の実施形態の概略構成図は第１の実施形態の概略構成図と同様であるため説明を省略する。その他、第１の実施形態と同様の説明は省略する。
【００５６】
図９に示すように、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、第１のサブピクセル群Ｐｇｌ及び第２のサブピクセル群Ｐｇｒは、それぞれ２行３列に配置された複数のサブピクセルを含む。すなわちｎ＝３、ｂ＝２であり、ｍ＝ｎ×ｂ＝３×２＝６である。第１の実施形態においては、バリア開口幅Ｂｗは、可視領域５３ａが（ｍ−２）×Ｈｐ／ｂの幅となるような幅としたが、第２の実施形態ではバリア開口幅Ｂｗは、可視領域５３ａの幅が（ｍ−２）×Ｈｐ／ｂ未満とする。具体的には、バリアピッチＢｐ及びバリア開口幅Ｂｗは、画像ピッチｋが２ｎ×Ｈｐ＝２×３×Ｈｐ＝６×Ｈｐ、可視領域５３の幅が（ｍ−２）×Ｈｐ／ｂ＝（６−２）×Ｈｐ／２＝２×Ｈｐ未満となるように規定される。ここでは、他方の眼のサブピクセルの開始位置とすべく、一方の眼のサブピクセル数に１を加えた値（ｍ＋１）から、可視領域５３の端部と重なり得るサブピクセルの最大数に１を加えた値（ａ＋ｂ＋１）を引いた数にＨｐ／ｂを乗じた数（（ｍ＋１）−（ａ＋ｂ＋１））Ｈｐ／ｂ＝（（６＋１）−（１＋２＋１））Ｈｐ／２＝１．５Ｈｐをバリア開口幅Ｂｗとした。このため、第２の実施形態においてバリア開口率は、（１．５×Ｈｐ／（６×Ｈｐ））×１００＝２５％である。
【００５７】
図９（ａ）に示されるように、基準位置においては、左眼画像はサブピクセルＰ１〜Ｐ６に表示され、右眼画像はサブピクセルＰ７〜Ｐ１２に表示されている。図９（ａ）に示されるように、変位位置での可視領域５３ｂは、基準位置での可視領域５３ａとは異なる。具体的には、基準位置の可視領域５３ａに含まれるサブピクセルＰ１の部分は、変位位置の可視領域５３ｂには含まれなくなる。また、基準位置で可視領域５３ａに含まれるサブピクセルＰ５及びＰ６の部分が、変位位置の可視領域５３ｂでは大きくなる。このとき、左眼の可視領域５３ｂに含まれるサブピクセルの全てには左眼画像が表示されているため、クロストーク値は０％である。
【００５８】
図９（ｂ）に示される状態から利用者の眼がさらに変位することによって、可視領域５３ｂがさらに右側にずれた場合、サブピクセルＰ７の一部が含まれ、サブピクセルＰ１が全く含まれなくなる。このとき、コントローラ７は、サブピクセルＰ７に左眼画像を表示させ、サブピクセルＰ１に右眼画像を表示させる。これにより、左眼で参照されるサブピクセルＰ２〜Ｐ７にはいずれも左眼画像が表示され、クロストーク値は０％に保たれる。
【００５９】
以上説明したように、第２の実施形態においては、可視領域５３の端部が形成する直線の傾きの絶対値は１×Ｖｐ／（１×Ｈｐ）より大きいため、クロストーク値は、同様の開口率を有する従来技術のクロストーク値に比べて低減されるという第１の実施形態と同様の効果を奏する。また、第２の実施形態においては、利用者の眼に発生させるクロストークの原因となる画像を表示するサブピクセルにおけるブラックマトリックス５２の占める割合が大きくなるため、クロストークが低減されるという第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００６０】
また、第２の実施形態においては、バリア開口幅Ｂｗは、可視領域５３が（ｍ−２）×Ｈｐ／ｂの幅未満となる幅であるため、第１の実施形態に比べてクロストークの最大値を低減させることができる。
【００６１】
＜第３の実施形態（サブピクセル群が２行２列である場合）＞
次に、本開示の第３の実施形態について、図面を参照して説明する。第３の実施形態の概略構成図は第１の実施形態の概略構成図と同様であるため説明を省略する。その他、第１の実施形態と同様の説明は省略する。
【００６２】
第１の実施形態においては、第１のサブピクセル群Ｐｇｌ及び第２のサブピクセル群Ｐｇｒは、それぞれ２行３列に配置された複数のサブピクセルを含んだが、第３の実施形態においては、図１０に示されるように、第１のサブピクセル群Ｐｇｌ及び第２のサブピクセル群Ｐｇｒは、それぞれ２行２列に配置された複数のサブピクセルを含む。すなわちｎ＝２、ｂ＝２であり、ｍ＝ｎ×ｂ＝２×２＝４である。バリアピッチＢｐ及びバリア開口幅Ｂｗは、画像ピッチｋが２ｎ×Ｈｐ＝２×２×Ｈｐ＝４×Ｈｐ、可視領域５３の幅が（ｍ−２）×Ｈｐ／ｂ＝（４−２）×Ｈｐ／２＝１×Ｈｐとなるように規定される。このため、第３の実施形態においてバリア開口率は、（１×Ｈｐ／（４×Ｈｐ））×１００＝２５％である。
【００６３】
図１０（ａ）に示されるように、基準位置においては、左眼画像はサブピクセルＰ１〜Ｐ４に表示され、右眼画像はサブピクセルＰ５〜Ｐ８に表示されている。このとき、左眼で参照されるサブピクセルはサブピクセルＰ１〜Ｐ４のそれぞれ一部であるため、クロストーク値は０％である。
【００６４】
ここで、左眼の位置が変位すると、図１０（ｂ）に示されるように、左眼の可視領域５３ｂに含まれるサブピクセルは、基準位置における可視領域５３ａとは異なる。具体的には、変位位置の可視領域５３ｂに含まれるサブピクセルＰ１の部分は、基準位置の可視領域５３ａに含まれるサブピクセルＰ１の部分より小さくなる。また、変位位置の可視領域５３ｂには、基準位置の可視領域５３ａに含まれなかったサブピクセルＰ５の部分が参照される。サブピクセルＰ５には右眼画像が表示されているため、変位位置においては、利用者の左眼には左眼画像と右眼画像とが混在するクロストークが発生している。具体的には、変位位置において可視領域５３ｂに含まれるサブピクセルＰ５の部分は、サブピクセルＰ５全体の１／１６であり、可視領域５３ｂ全体に含まれるサブピクセルは２個分であるため、左眼に発生しているクロストーク値は１／１６／２＝３．１２５％である。
【００６５】
図１０（ｂ）に示す可視領域５３ｂがさらに右側にずれた場合、可視領域５３ｂに含まれるサブピクセルＰ５の部分はさらに大きくなり、サブピクセルＰ１の部分はさらに小さくなる。このとき、コントローラ７は、サブピクセルＰ５に左眼画像を表示させ、サブピクセルＰ１に右眼画像を参照させる。これにより、いずれの場合も左眼についてのクロストーク値は３．１２５％を超えることがない。
【００６６】
言い換えれば、コントローラ７は、クロストークが最大値を超えないように、左眼画像を表示するサブピクセルを決定する。図１０に示す例では、コントローラ７は、図１０（ｂ）に示す状態より左側である場合、左眼画像を表示するサブピクセルＰ１〜Ｐ４とし、図１０（ｂ）に示す状態より右側である場合、左眼画像を表示するサブピクセルＰ２〜Ｐ５とする。
【００６７】
以上説明したように、第３の実施形態においては、可視領域５３の端部が形成する直線の傾きの絶対値は１×Ｖｐ／（１×Ｈｐ）より大きいため、クロストーク値は、同様の開口率を有する従来技術のクロストーク値に比べて低減されるという第１の実施形態と同様の効果を奏する。また、第３の実施形態においては、利用者の眼に発生させるクロストークの原因となる画像を表示するサブピクセルにおけるブラックマトリックス５２の占める割合が大きくなるため、クロストークが低減されるという第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００６８】
＜第４の実施形態（ａ＝１、ｂ＝３、サブピクセル群が３行２列の場合）＞
次に、本開示の第４の実施形態について、図面を参照して説明する。第４の実施形態の概略構成図は第１の実施形態の概略構成図と同様であるため説明を省略する。その他、第１の実施形態と同様の説明は省略する。
【００６９】
第１の実施形態においては、ａ＝１及びｂ＝２、すなわちバリア傾斜角の傾きが２×Ｖｐ／（１×Ｈｐ）である場合について説明したが、第４の実施形態では、図１１に示されるように、ａ＝１及びｂ＝３、すなわちバリア傾斜角の傾きが３×Ｖｐ／（１×Ｈｐ）である。また、第１のサブピクセル群Ｐｇｌ及び第２のサブピクセル群Ｐｇｒは、それぞれ３行２列に配置された複数のサブピクセルを有する。すなわちｎ＝２、ｂ＝３であり、ｍ＝ｎ×ｂ＝２×３＝６である。バリアピッチＢｐ及びバリア開口幅Ｂｗは、画像ピッチｋが２ｎ×Ｈｐ＝２×２＝４×Ｈｐ、可視領域５３の幅が（ｍ−２）×Ｈｐ／ｂ＝（６−２）×Ｈｐ／３＝（４／３）×Ｈｐ未満の１×Ｈｐとなるように規定される。このため、第２の実施形態においてバリア開口率は、（１×Ｈｐ／（４×Ｈｐ））×１００＝２５％である。
【００７０】
図１１（ａ）に示されるように、基準位置においては、左眼画像はサブピクセルＰ１〜Ｐ６に表示され、右眼画像はサブピクセルＰ７〜Ｐ１２に表示されている。このとき、左眼の可視領域５３ａは、左眼画像を表示するサブピクセルＰ１〜Ｐ６のそれぞれ一部であるため、クロストーク値は０％である。
【００７１】
ここで、左眼の位置が変位すると、図１１（ｂ）に示されるように、左眼の可視領域５３ｂは、基準位置における左眼の可視領域５３ａとは異なる。具体的には、変位位置では、可視領域５３ｂに含まれるサブピクセルＰ１の部分が小さくなり、基準位置では可視領域５３ａに含まれていなかったサブピクセルＰ７の一部が可視領域５３ｂに含まれる。サブピクセルＰ７には右眼画像が表示されているため、変位位置においては、利用者の左眼には左眼画像と右眼画像とが混在するクロストークが発生している。具体的には、変位位置における左眼の可視領域５３ｂに含まれるサブピクセルＰ７の部分は、サブピクセルＰ７全体の１／２４である。また、左眼の可視領域５３ｂに含まれるサブピクセルは３個分であるため、左眼に発生しているクロストーク値は１／２４／３＝１．３９％である。
【００７２】
図１１（ｂ）に示される可視領域５３ｂがさらに右側にずれた場合、左眼の可視領域５３ｂに含まれるサブピクセルＰ７の部分はさらに大きくなり、サブピクセルＰ１の部分が小さくなる。このとき、コントローラ７は、サブピクセルＰ７に左眼画像を表示させ、サブピクセルＰ１に右眼画像を参照させる。これにより、いずれの場合も左眼についてのクロストーク値は１．３９％を超えることがない。
【００７３】
言い換えれば、コントローラ７は、クロストークが最大値を超えないように、左眼画像を表示するサブピクセルを決定する。図１１に示す例では、コントローラ７は、図１１（ｂ）に示す状態より左側である場合、左眼画像を表示するサブピクセルＰ１〜Ｐ６とし、図１１（ｂ）に示される状態より右側である場合、左眼画像を表示するサブピクセルＰ２〜Ｐ７とする。
【００７４】
以上説明したように、第４の実施形態においては、可視領域５３の端部が形成する直線の傾きの絶対値は１×Ｖｐ／（１×Ｈｐ）より大きいため、クロストーク値は、同様の開口率を有する従来技術のクロストーク値に比べて低減されるという第１の実施形態と同様の効果を奏する。また、第４の実施形態においては、利用者の眼に発生させるクロストークの原因となる画像を表示するサブピクセルにおけるブラックマトリックス５２の占める割合が大きくなるため、クロストークが低減されるという第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００７５】
＜第５の実施形態（バリア開口率が５０％、サブピクセル群が２行６列の場合＞
次に、本開示の第５の実施形態について、図面を参照して説明する。第５の実施形態の概略構成図は第１の実施形態の概略構成図と同様であるため説明を省略する。その他、第１の実施形態と同様の説明は省略する。
【００７６】
第１の実施形態においては、バリア開口幅Ｂｗは、可視領域５３が（ｍ−２）×Ｈｐ／ｂの幅となるような幅としたが、第５の実施形態ではバリア開口幅Ｂｗは、可視領域５３が（ｍ−２）×Ｈｐ／ｂの幅より大きい幅とする。具体的には、図１２に示されるように、第５の実施形態では第１のサブピクセル群Ｐｇｌ及び第２のサブピクセル群Ｐｇｒは、それぞれ２行３列に配置された複数のサブピクセルを含む。すなわちｎ＝３、ｂ＝２であり、ｍ＝ｎ×ｂ＝３×２＝６である。バリアピッチＢｐ及びバリア開口幅Ｂｗは、画像ピッチｋが２ｎ×Ｈｐ＝６×Ｈｐ、可視領域５３の幅が（ｍ−２）×Ｈｐ／ｂ＝（６−２）×Ｈｐ／２＝２×Ｈｐより大きい３×Ｈｐとなるように規定される。このため、第２の実施形態においてバリア開口率は、（３×Ｈｐ／（６×Ｈｐ））×１００＝５０％である。
【００７７】
この場合、可視率は、バリア開口率に対応して５０％である。図１２（ａ）に示されるように、基準位置においては、左眼画像はサブピクセルＰ１〜Ｐ６に表示され、右眼画像はサブピクセルＰ７〜Ｐ１２に表示されている。このとき、左眼の可視領域５３ａに含まれるサブピクセルはサブピクセルＰ１〜Ｐ６のそれぞれ少なくとも一部と、サブピクセルＰ１２及びＰ７の一部とである。サブピクセルＰ１２及びＰ７には右眼画像が表示されるため、利用者の左眼にはクロストークが発生している。サブピクセルＰ１２のうち左眼の可視領域５３ａに含まれる部分のサブピクセＰ１２全体に対する比率は１/４である。同様にして、サブピクセルＰ７のうち可視領域５３ａに含まれる部分のサブピクセルＰ７全体に対する比率は１/４である。また、左眼の可視領域５３ａ全体に含まれるサブピクセルは６個分であるため、左眼に発生しているクロストーク値は（１／４＋１／４）／６＝８．３％である。
【００７８】
ここで、左眼の位置が変位すると、図１２（ｂ）に示されるように、左眼の可視領域５３ｂは、基準位置における左眼の可視領域５３ａとは異なる。具体的には、変位位置において左眼の可視領域５３ｂに含まれるサブピクセルＰ１及びＰ１２の部分は、基準位置における左眼の可視領域５３ａに含まれるサブピクセルＰ１及びＰ１２の部分より小さくなる。また、変位位置における左眼の可視領域５３ｂに含まれるサブピクセルＰ７の領域が大きくなる。さらに、変位位置の可視領域５３ｂには、基準位置における可視領域５３ａに含まれなかったサブピクセルＰ８が含まれる。サブピクセルＰ１２、Ｐ７、及びＰ８には右眼画像が表示されているため、変位位置においては、利用者の左眼には左眼画像と右眼画像とが混在するクロストークが発生している。具体的には、左眼に発生しているクロストーク値は１０．４％である。
【００７９】
図１２（ｂ）に示す可視領域５３ｂがさらに右側にずれた場合、左眼で参照されるサブピクセルＰ７の領域は大きくなり、サブピクセルＰ１の領域が小さくなる。このとき、コントローラ７は、サブピクセルＰ７に左眼画像を表示させ、サブピクセルＰ１に右眼画像を表示させる。これにより、いずれの場合も左眼についてのクロストーク値は１０．４％を超えることがない。
【００８０】
言い換えれば、コントローラ７は、クロストークが最大値を超えないように、左眼画像を表示するサブピクセルを決定する。図１２に示す例では、コントローラ７は、図１２（ｂ）に示す状態より左側である場合、左眼画像を表示するサブピクセルＰ１〜Ｐ６とし、図１２（ｂ）に示す状態より右側である場合、左眼画像を表示するサブピクセルＰ２〜Ｐ７とする。
【００８１】
以上説明したように、第５の実施形態においては、可視領域５３の端部が形成する直線の傾きの絶対値は１×Ｖｐ／（１×Ｈｐ）より大きいため、クロストーク値は、同様の開口率を有する従来技術のクロストーク値に比べて低減されるという第１の実施形態と同様の効果を奏する。また、第５の実施形態においては、利用者の眼に発生させるクロストークの原因となる画像を表示するサブピクセルにおけるブラックマトリックス５２の占める割合が大きくなるため、クロストークが低減されるという第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００８２】
また、第５の実施形態においては、可視領域５３が（ｍ−２）×Ｈｐ／ｂの幅より大きい。このため、バリア開口率は、第１の実施形態のバリア開口率より大きい。そのため、表示面５１から射出されて光学素子５によって伝播される画像光の量は多くなる。したがって、利用者はより多くの画像光を認識することができる。
【００８３】
＜第６の実施形態（バリア開口率が５０％、サブピクセル群が２行６列の場合）＞
次に、本開示の第６の実施形態について、図面を参照して説明する。第５の実施形態の概略構成図は第１の実施形態の概略構成図と同様であるため説明を省略する。その他、第１の実施形態と同様の説明は省略する。
【００８４】
第６の実施形態では第５の実施形態と同様にバリア開口率が５０％である場合の例について説明する。第５の実施形態では、サブピクセル群には２行３列に配置されたサブピクセルが含まれたが、第６の実施形態では、サブピクセル群には２行６列に配置されたサブピクセルが含まれる。すなわちｎ＝６、ｂ＝２であり、ｍ＝ｎ×ｂ＝６×２＝１２である。バリアピッチＢｐ及びバリア開口幅Ｂｗは、画像ピッチｋが２ｎ×Ｈｐ＝１２×Ｈｐ、可視領域５３の幅が（ｍ−２）×Ｈｐ／ｂ＝（１２−２）×Ｈｐ／２＝５×Ｈｐより大きい６×Ｈｐとなるように規定される。このため、第６の実施形態においてバリア開口率は、（６×Ｈｐ／（１２×Ｈｐ））×１００＝５０％である。
【００８５】
図１３（ａ）に示されるように、基準位置においては、左眼画像はサブピクセルＰ１〜Ｐ１２に表示され、左眼画像はサブピクセルＰ１３〜Ｐ２４に表示されている。このとき、左眼の可視領域５３ａにはサブピクセルＰ１〜Ｐ１２のそれぞれ少なくとも一部と、サブピクセルＰ２４及びＰ１３の一部とが含まれる。サブピクセルＰ１〜１２には左目画像が表示され、サブピクセルＰ２４及びＰ１３には右眼画像が表示されるため、利用者の左眼にはクロストークが発生している。サブピクセルＰ２４のうち左眼の可視領域５３ａに含まれる部分の、サブピクセＰ２４全体に対する比率は１／４である。同様にして、サブピクセルＰ１３のうち可視領域５３ｂに含まれる部分のサブピクセＰ１３全体に対する比率は１／４である。また、可視領域５３に含まれるサブピクセルは１２個分であるため、左眼に発生しているクロストーク値は（１／４＋１／４）／１２＝４．２％である。
【００８６】
ここで、左眼の位置が変位すると、図１３（ｂ）に示されるように、変位位置における左眼の可視領域５３ｂは、基準位置における左眼の可視領域５３ａとは異なる。具体的には、変位位置において左眼の可視領域５３ｂに含まれるサブピクセルＰ１及びＰ２の部分は、基準位置において左眼の可視領域５３ａに含まれるサブピクセルＰ１及びＰ２より小さくなる。また、変位位置において左眼の可視領域５３に含まれるサブピクセルＰ１２及びＰ１３の部分は、基準位置において左眼の可視領域５３ａに含まれるサブピクセルＰ１２及びＰ１３より大きくなる。さらに、基準位置において左眼の可視領域５３ａに含まれなかったサブピクセルＰ１４が変位位置の可視領域５３ｂには含まれる。サブピクセルＰ１３及びＰ１４には右眼画像が表示されているため、変位位置においては、利用者の左眼には左眼画像と右眼画像とが混在するクロストークが発生している。具体的には、左眼に発生しているクロストーク値は８．３％である。
【００８７】
図１３（ｂ）に示す可視領域５３ｂがさらに右側にずれた場合、コントローラ７は、サブピクセルＰ１３に左眼画像を表示させ、サブピクセルＰ１に右眼画像を参照させる。これにより、いずれの場合も左眼についてのクロストーク値は８．３％を超えることがない。
【００８８】
言い換えれば、コントローラ７は、クロストークが最大値を超えないように、左眼画像を表示するサブピクセルを決定する。図１１に示す例では、コントローラ７は、図１３（ｂ）に示す状態より左側である場合、左眼画像を表示するサブピクセルＰ１〜Ｐ１２とし、図１３（ｂ）に示す状態より右側である場合、左眼画像を表示するサブピクセルＰ２〜Ｐ１３とする。
【００８９】
以上説明したように、第６の実施形態においては、可視領域５３の端部が形成する直線の傾きの絶対値は１×Ｖｐ／（１×Ｈｐ）より大きいため、クロストーク値は、同様の開口率を有する従来技術のクロストーク値に比べて低減されるという第１の実施形態と同様の効果を奏する。また、第６の実施形態においては、利用者の眼に発生させるクロストークの原因となる画像を表示するサブピクセルにおけるブラックマトリックス５２の占める割合が大きくなるため、クロストークが低減されるという第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００９０】
また、第６の実施形態においては、バリア開口幅Ｂｗは、可視領域５３が（ｍ−２）×Ｈｐ／ｂの幅より大きくし、これによりバリア開口率は、第１の実施形態のバリア開口率より大きい。そのため、表示面５１から射出されて光学素子５によって伝播される画像光の量は多くなる。したがって、利用者はより多くの画像光を認識することができる。
【００９１】
また、第６の実施形態においては、画像ピッチｋは、第５の実施形態における画像ピッチｋより大きい。そのため、利用者の眼の位置が移動することによって、クロストーク発生の原因となる画像を表示するピクセルが可視領域５３ｂに含まれても、可視領域に含まれるピクセル全体の数が大きいため、クロストーク値を低減させることができる。
【００９２】
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態及び実施例に記載の複数の構成ブロックを１つに組合せたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。
【００９３】
上述の各実施形態では、光学素子５がパララックスバリア６であるとしたが、これに限られない。例えば、３次元表示装置１が備える光学素子５は、レンチキュラレンズ８としてもよい。この場合、レンチキュラレンズ９は、図１４に示されるように、垂直方向に延びるシリンドリカルレンズ１０を、平面上に水平方向に配列して構成される。
【００９４】
レンチキュラ−レンズ９は、パララックスバリア６と同様に、可視領域５３のサブピクセルを出射した画像光を、利用者の右眼の位置に伝搬させ、他の一部の可視領域５３のサブピクセルを出射した画像光を、利用者の左眼の位置に伝搬させる。
【符号の説明】
【００９５】
１      ３次元表示システム
２      検出装置
３      ３次元表示装置
４      照射器
５      表示パネル
６      パララックスバリア
７      コントローラ
８      移動体
９      レンチキュラレンズ
１０    シリンドリカルレンズ
５１    表示面
５２    ブラックマトリックス
５２ａ  第１ブラックライン
５２ｂ  第２ブラックライン
５３    可視領域
５４    不可視領域
６１    遮光面
６２    開口領域
１００  ヘッドアップディスプレイシステム
１１０  光学部材
１２０  被投影部材
１３０  被投影面
１４０  光路
１５０  虚像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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