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WO2015145934A1 - 虚像表示装置、ヘッドアップディスプレイシステム及び乗物 - Google Patents

虚像表示装置、ヘッドアップディスプレイシステム及び乗物 Download PDF

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WO2015145934A1
WO2015145934A1 PCT/JP2015/000456 JP2015000456W WO2015145934A1 WO 2015145934 A1 WO2015145934 A1 WO 2015145934A1 JP 2015000456 W JP2015000456 W JP 2015000456W WO 2015145934 A1 WO2015145934 A1 WO 2015145934A1
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WO
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pitch
display device
eye
virtual image
pixel
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真弘 笠野
市橋　宏基
陽介 淺井
林　克彦
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Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/64—Constructional details of receivers, e.g. cabinets or dust covers

Definitions

  • the present disclosure relates to a virtual image display device, a head-up display system including the virtual image display device, and a vehicle including the head-up display system.
  • a head-up display displays an image in which auxiliary information for supporting driving is drawn on a foreground of a driver on a vehicle such as an automobile as a virtual image.
  • Patent Document 1 discloses a virtual image display device that changes the display distance of a virtual image by changing the amount of parallax between the left-eye virtual image and the right-eye virtual image to be visually recognized by both the left and right eyes and fusing them. ing.
  • the present disclosure provides a virtual image display device, a head-up display system, and a vehicle that appropriately distribute a spatially divided parallax image to the left and right eyes of a user.
  • the virtual image display device of the present disclosure includes a display device that outputs a right-eye image and a left-eye image by spatially dividing the first-eye image and the left-eye image, and light based on the output of the display device in the right-eye direction and the left-eye direction.
  • a first optical member periodically arranged at a second pitch, and a first optical member that reflects or refracts light distributed in the right eye direction and left eye direction by the first optical member with positive power. 2 optical members, and the first pitch is narrower than the second pitch.
  • the virtual image display device of the present disclosure it is possible to appropriately distribute the spatially divided parallax image to the left and right eyes of the user.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a head-up display system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the display device, the parallax barrier, and the control unit according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between the image for the left eye, the image for the right eye, and the stereoscopic image according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a first diagram illustrating the relationship between the pixel pair pitch P1 and the parallax barrier pitch P2.
  • FIG. 5 is a second diagram illustrating the relationship between the pixel pair pitch P1 and the parallax barrier pitch P2.
  • FIG. 6 is a third diagram illustrating the relationship between the pixel pair pitch P1 and the parallax barrier pitch P2.
  • FIG. 7 is a fourth diagram illustrating the relationship between the pixel pair pitch P1 and the parallax barrier pitch P2.
  • Embodiment 1 [1. Head-up display system configuration]
  • the head-up display system described in the present embodiment is provided, for example, in a driver's seat of an automobile.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of a head-up display system 100 according to the first embodiment.
  • the head-up display system 100 is provided in the automobile 10.
  • the head-up display system 100 includes a virtual image display device 200 and a combiner 400.
  • the virtual image display device 200 includes a display device 220, a parallax barrier 230, and a control unit 250 such as a microcomputer.
  • the virtual image display device 200 is disposed, for example, inside the dashboard of the automobile 10, reflects an image displayed by the display device 220 via the combiner 400, and guides the observer D inside the automobile 10 to display the virtual image I.
  • a liquid crystal display Liquid Crystal Display
  • an organic EL display Organic Electroluminescence Display
  • a plasma display Plasma Display
  • the display device 220 displays various kinds of information such as road progress guidance, a distance to a preceding vehicle, a remaining battery level of the automobile 10, and a current vehicle speed according to control from the control unit 250.
  • the combiner 400 is an optical member having a positive power, and is composed of a concave mirror.
  • the combiner 400 has a half mirror structure, and reflects part of the light projected from the display device 220 in the direction of the observer D. Then, by making the distance between the combiner 400 and the display device 220 smaller than the focal length, the observer D recognizes the virtual image I through the combiner 400.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the display device 220, the parallax barrier 230, and the control unit 250.
  • the display device 220 has pixels composed of R (RED), G (Green), and B (Blue).
  • each pixel of the display device 220 is spatially divided as a left-eye pixel 221 and a right-eye pixel 222.
  • Each pixel of the display device 220 is assigned alternately as a left-eye pixel 221 and a right-eye pixel 222.
  • a pixel pair in which the left-eye pixel 221 and the right-eye pixel 222 are paired is arranged at a predetermined pixel pitch P1. That is, the unit period of each pixel of the right eye pixel 221 and the left eye pixel 222 is (P1) / 2.
  • the parallax barrier 230 is formed in a one-dimensional stripe shape on a glass substrate by depositing a light shielding material such as chromium on a glass substrate (not shown). A portion where a light shielding material such as chromium is not deposited becomes the opening 231.
  • a light shielding material such as chromium is not deposited becomes the opening 231.
  • light shielding portions and openings 231 are provided alternately and periodically, and the openings 231 are formed at a predetermined pitch P2.
  • the width of the opening 231 of the parallax barrier 230 and the width of the light shielding portion may not be the same.
  • the light emitted from the display device 220 is controlled by the aperture 231, and after being reflected by the combiner 400, the light emitted from the left-eye pixel 221 passes to the left eye of the observer D and the right-eye pixel.
  • the light emitted from 222 reaches the right eye of the observer D.
  • the display device 220 and the parallax barrier 230 can present the parallax image with parallax to the observer D.
  • the control unit 250 controls an image displayed on the display device 220.
  • the display device 220 outputs an image to be displayed according to control from the control unit 250.
  • FIG. 3 is a diagram showing a relationship among the virtual image image IL for the left eye, the virtual image IR for the right eye, and the stereoscopic image S of the observer D.
  • the left-eye virtual image IL and the right-eye virtual image IR which are virtual images I of parallax images, are displayed at predetermined positions.
  • the observer D perceives that the stereoscopic image S obtained by stereoscopic viewing of the left-eye virtual image image IL and the right-eye virtual image image IR is far from a predetermined position.
  • the inventors set the pitch P2 of the parallax barrier 230 to the left eye pixel 221 and the right eye pixel 222. It has been found that it is good if it is larger than the pixel pitch P1 of the pixel pair.
  • FIG. 4 is a first diagram illustrating the relationship between the pixel pair pitch P1 and the parallax barrier 230 pitch P2.
  • the distance between the observer D and the combiner 400 is Z
  • the distance between the combiner 400 and the display device 220 is a
  • the distance between the combiner 400 and the virtual image I is b.
  • the focal length f is 1 / ⁇ .
  • the observer D can recognize the virtual image I.
  • the distance b is
  • magnification M of the combiner 400 is
  • the right eye pixel size and the left eye pixel size of the display device 220 are (P1) / 2)
  • the right eye pixel size and the left eye pixel size of the virtual image I are (M * P1) / 2. It is.
  • FIG. 5 is a second diagram illustrating the relationship between the pixel pair pitch P1 and the parallax barrier 230 pitch P2.
  • the distance from the virtual image barrier to the observer D is Y
  • the distance between the eyes of the observer D is PD.
  • the virtual image barrier is a barrier existing at a virtual virtual image position of the parallax barrier 230.
  • the distance L between the display device 220 and the parallax barrier 230 is determined from the power ⁇ of the combiner 400, the distance a between the combiner 400 and the display device 220, the distance Y between the combiner 400 and the observer D, and the pixel pair pitch P1. It is determined.
  • the total number of pixels in the horizontal direction of the right eye pixel 221 and the left eye pixel 222 is N. Since the right-eye pixel size and the left-eye pixel size of the display device 220 are (P1) / 2, the right-eye pixel size and the left-eye pixel size of the virtual image I are (M * P1) / 2. Therefore, the size of the virtual image I of the display device 220 is N * (M * P1) / 2.
  • the emission angle ⁇ of the light beam reaching the eyebrows of the viewer D from the pixel at the lateral end of the display device 220 is
  • the distance PD between the eyes of the observer D is 65 mm
  • the lens power ⁇ of the combiner 400 is 1/180 (1 / mm)
  • the focal length f is 180 mm
  • the distance a from the display device 220 to the combiner 400 is Assuming 130 mm
  • the distance b from the combiner 400 to the virtual image I is 468 mm. That is, the magnification M is 3.6.
  • the pixel size of the right eye pixel 222 and the pixel size of the left eye pixel 221 of the display device 220 are 0.0875 mm
  • the right eye pixel size and the left eye pixel size of the virtual image I are 0.315 mm.
  • the pair pitch P1 is 0.175 mm.
  • the distance from the combiner 400 to the observer D is 840 mm
  • the distance from the virtual image I to the observer D is 1308 mm.
  • the emission angle ⁇ of the light beam directed from the virtual image barrier toward the observer D is calculated, it is 1.43 °. That is, the emission angle ⁇ of the light beam reaching the observer D from the display device 220 may be 5.15 °, and the distance from the display device 220 to the parallax barrier 230 is 0.485 mm.
  • the magnification M is 3.6 times, so the width of the display device 220 of the virtual image I is 42 mm. Therefore, the distance Q between AB is 48.55 mm.
  • the emission angle ⁇ of the light beam reaching the eyebrows of the viewer D from the pixel at the lateral end of the display device 220 is 11.966 °
  • the width of the parallax barrier 230 is 42.21 mm. Therefore, the pitch P2 of the parallax barrier 230 is 0.1759 mm.
  • the parallax barrier has been described, but the present invention is not limited to this. That is, any other configuration may be used as long as it can control the light distribution of the light projected from the display device, such as a lenticular lens or a liquid crystal lens.
  • the pitch P1 of the pixel pair of the left eye pixel and the right eye pixel of the display device is configured to be narrower than the pitch P2 of the lenticular lens or the pitch P2 of the liquid crystal lens.
  • a head-up display system using a combiner has been described.
  • the present invention is not limited to this.
  • a mirror having a positive power or a convex lens may be used for displaying a virtual image.

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Abstract

　本開示は、空間分割方式の視差画像を、使用者の左右の眼に適切に振り分ける虚像表示装置、ヘッドアップディスプレイシステム及び乗物を提供する。本開示の虚像表示装置は、右眼用画像と左眼用画像とを、第１のピッチにより空間分割して出力する表示デバイスと、表示デバイスの出力に基づく光を右眼方向および左眼方向に振り分ける、第２のピッチで周期的に配列された第１の光学部材と、第１の光学部材により右眼方向および左眼方向に振り分けられた光を、正のパワーにより反射もしくは屈折させる第２の光学部材と、を備え、第１のピッチは、前記第２のピッチよりも狭い。

Description

虚像表示装置、ヘッドアップディスプレイシステム及び乗物
　本開示は、虚像表示装置、虚像表示装置を備えたヘッドアップディスプレイシステム及びヘッドアップディスプレイシステムを備えた乗物に関する。
　ヘッドアップディスプレイ（Ｈｅａｄ－Ｕｐ　Ｄｉｓｐｌａｙ：ＨＵＤ）は、自動車等の車両に乗った運転手の前景に、運転を支援するための補助情報を描画した画像を虚像として重畳表示する。特許文献１には、左眼用虚像と右眼用虚像の視差量を変更して左右両眼のそれぞれで視認させ、融像させることにより、虚像の表示距離を変更する虚像表示装置が開示されている。
特開２００５－３０１１４４号公報
　虚像表示において、立体視するためには使用者の左右の目に視差画像を適切に振り分ける必要がある。
　本開示は、空間分割方式の視差画像を、使用者の左右の眼に適切に振り分ける虚像表示装置、ヘッドアップディスプレイシステム及び乗物を提供する。
　本開示の虚像表示装置は、右眼用画像と左眼用画像とを、第１のピッチにより空間分割して出力する表示デバイスと、表示デバイスの出力に基づく光を右眼方向および左眼方向に振り分ける、第２のピッチで周期的に配列された第１の光学部材と、第１の光学部材により右眼方向および左眼方向に振り分けられた光を、正のパワーにより反射もしくは屈折させる第２の光学部材と、を備え、第１のピッチは、前記第２のピッチよりも狭い。
　本開示の虚像表示装置によれば、空間分割方式の視差画像を、使用者の左右の眼に適切に振り分けることができる。
図１は、実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイシステムの構成を示す図である。 図２は、実施の形態１に係る表示デバイスと視差バリアと制御部の構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１に係る観察者の左眼用画像と右眼用画像と立体像の関係を示す図である。 図４は、画素対のピッチＰ１と視差バリアのピッチＰ２の関係を説明する第１の図である。 図５は、画素対のピッチＰ１と視差バリアのピッチＰ２の関係を説明する第２の図である。 図６は、画素対のピッチＰ１と視差バリアのピッチＰ２の関係を説明する第３の図である。 図７は、画素対のピッチＰ１と視差バリアのピッチＰ２との関係を説明する第４の図である。
　以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
　なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
　（実施の形態１）
　［１．ヘッドアップディスプレイシステムの構成］
　本実施の形態で説明するヘッドアップディスプレイシステムは、例えば、自動車の運転席に備えつけられる。
　図１は、実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイシステム１００の構成を説明する図である。ヘッドアップディスプレイシステム１００は、自動車１０に備えつけられている。ヘッドアップディスプレイシステム１００は、虚像表示装置２００と、コンバイナー４００を備えている。
　虚像表示装置２００は、表示デバイス２２０と、視差バリア２３０と、マイコン等の制御部２５０を備えている。虚像表示装置２００は、例えば自動車１０のダッシュボード内部に配置され、表示デバイス２２０が表示する画像を、コンバイナー４００を介して反射させ、自動車１０内部の観察者Ｄに導いて虚像Ｉを表示する。
　表示デバイス２２０には液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機ＥＬディスプレイ（Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　Ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマディスプレイ（Ｐｌａｓｍａ　Ｄｉｓｐｌａｙ）などが用いられる。表示デバイス２２０は、制御部２５０からの制御に従って、道路進行案内や、前方車両までの距離、自動車１０のバッテリー残量、現在の車速など、各種の情報を表示する。
　コンバイナー４００は、正のパワーをもつ光学部材であり、凹面ミラーで構成されている。また、コンバイナー４００は、ハーフミラー構造であり、表示デバイス２２０から投射された光の一部を観察者Ｄの方向に反射する。そして、コンバイナー４００と表示デバイス２２０の距離を、焦点距離よりも小さくすることで、コンバイナー４００越しに観察者Ｄは虚像Ｉを認識する。
　［２．表示デバイスと視差バリアの構成］
　次に、表示デバイス２２０と視差バリア２３０の構成について詳細に説明する。図２は、表示デバイス２２０と視差バリア２３０と制御部２５０の構成図である。
　表示デバイス２２０は、Ｒ（ＲＥＤ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）からなる画素を有している。実施の形態１では、表示デバイス２２０の各画素は、左眼用画素２２１及び右眼用画素２２２として、空間分割されている。表示デバイス２２０の各画素は、左眼用画素２２１と右眼用画素２２２として交互に割り当てられる。左眼用画素２２１及び右眼用画素２２２を一対とした画素対は、所定の画素ピッチＰ１で配列される。つまり、右眼用画素２２１と左眼用画素２２２の各画素の単位の周期は（Ｐ１）／２となる。
　視差バリア２３０は、図示しないガラス基板に、例えば、クロムなどの遮光材料を蒸着させ、ガラス基板上に１次元的にストライプ状に形成される。クロムなどの遮光材料が蒸着されない部分が開口２３１となる。視差バリア２３０は、遮光部分と開口２３１が交互にかつ周期的に設けられ、所定のピッチＰ２で開口２３１が形成されている。視差バリア２３０の開口２３１の幅と遮光部分の幅は同じ幅でなくてもよい。開口２３１によって、表示デバイス２２０から出射した光は、配光を制御され、コンバイナー４００による反射がなされた後に、左眼用画素２２１から出射した光は観察者Ｄの左眼に、右眼用画素２２２から出射した光は観察者Ｄの右眼に到達する。これにより、表示デバイス２２０と視差バリア２３０は、観察者Ｄに視差のある視差画像を提示することができる。
　制御部２５０は、表示デバイス２２０の表示する画像を制御する。表示デバイス２２０は、制御部２５０からの制御に従って、表示する画像を出力する。
　図３は、観察者Ｄの左眼用虚像画像ＩＬと右眼用虚像画像ＩＲと立体像Ｓの関係を示す図である。観察者Ｄは、ヘッドアップディスプレイシステム１００を用いると、所定の位置に視差画像の虚像Ｉである左眼用虚像画像ＩＬ及び、右眼用虚像画像ＩＲが表示される。観察者Ｄは、左眼用虚像画像ＩＬ及び、右眼用虚像画像ＩＲを見ることで、これらを立体視して融像した立体像Ｓが所定の位置より遠方にあるように知覚する。
　［３．画素対のピッチと視差バリアのピッチとの関係］
　ヘッドアップディスプレイシステム１００において、立体視するために、左右の目に、異なる映像を表示する。つまり、右眼用画素２２２から出射した光はすべて観察者Ｄの右眼に入射し、左眼用画素２２１から出射した光はすべて観察者Ｄの左眼に入射する必要がある。
　発明者らは、表示デバイス２２０の各画素から出射された光線を右眼、左眼に適切に振り分けるためには、視差バリア２３０のピッチＰ２を、左眼用画素２２１及び右眼用画素２２２の画素対の画素ピッチＰ１よりも大きくとすると良好であることを見出した。
　ヘッドアップディスプレイシステム１００における画素対のピッチＰ１と視差バリア２３０のピッチＰ２の関係について詳細に説明する。
　まず視差バリア２３０と表示デバイス２２０との距離Ｌについて説明する。図４は、画素対のピッチＰ１と視差バリア２３０のピッチＰ２の関係を説明する第１の図である。図４において、観察者Ｄとコンバイナー４００の距離をＺとし、コンバイナー４００と表示デバイス２２０の距離をａとし、コンバイナー４００と虚像Ｉの距離をｂとする。
　コンバイナー４００のレンズパワーをΦとすると、焦点距離ｆは、１／Φである。距離ａが焦点距離ｆより小さい場合には、観察者Ｄは虚像Ｉを認識できる。ここで、距離ｂは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
で表される。
　また、コンバイナー４００の倍率Ｍは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
で表される。
　ここで、表示デバイス２２０の右眼用画素サイズ及び左眼用画素サイズは（Ｐ１）／２であるので、虚像Ｉの右眼用画素サイズ及び左眼用画素サイズは（Ｍ＊Ｐ１）／２である。
　図５は、画素対のピッチＰ１と視差バリア２３０のピッチＰ２の関係を説明する第２の図である。図５において、虚像バリアから観察者Ｄまでの距離をＹとし、観察者Ｄの目と目の間の距離をＰＤとする。ここで、虚像バリアとは、視差バリア２３０の仮想的な虚像位置に存在するバリアである。虚像バリアから虚像Ｉまでの距離（ｂ＋Ｚ－Ｙ）と距離Ｙの関係を、虚像Ｉの右眼用画素サイズ及び左眼用画素サイズと距離ＰＤを用いると、三角形の相似の関係から、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
が、成り立つ。従って、虚像バリアから観察者Ｄまでの距離Ｙは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
となる。虚像バリアから観察者Ｄの目へと到達する光線の出射角αは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
で表すことができる。
　図６は、画素対のピッチＰ１と視差バリア２３０のピッチＰ２との関係を説明する第３の図である。図６において、表示デバイス２２０から観察者Ｄの目へと到達する光線の出射角βは、虚像Ｉの倍率がＭであるので、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
で表される。
　ここで、表示デバイス２２０の右眼用画素のサイズ及び左眼用画素サイズ（Ｐ１）／２なので、
出射角βで出射するための、視差バリア２３０と表示デバイス２２０の距離Ｌは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
となる。
　このように距離Ｌを設定することで、観察者Ｄの右眼には表示デバイス２２０の右眼用画素のみが表示され、観察者Ｄの左眼には表示デバイス２２０の左眼用画素のみが表示される。
　以上のように、コンバイナー４００のパワーΦと、コンバイナー４００と表示デバイス２２０の距離ａ、コンバイナー４００と観察者Ｄの距離Ｙ、画素対のピッチＰ１から、表示デバイス２２０と視差バリア２３０の距離Ｌが決定される。
　次に、画素対のピッチＰ１と視差バリア２３０のピッチＰ２の関係について説明する。図７は、画素対のピッチＰ１と視差バリア２３０のピッチＰ２の関係を説明する第４の図である。
　右眼用画素２２１と左眼用画素２２２の横方向の合計画素数をＮとする。表示デバイス２２０の右眼用画素サイズ及び左眼用画素サイズは（Ｐ１）／２であるので、虚像Ｉの右眼用画素サイズ及び左眼用画素サイズは（Ｍ＊Ｐ１）／２である。従って、表示デバイス２２０の虚像Ｉのサイズは、Ｎ＊（Ｍ＊Ｐ１）／２となる。
　虚像Ｉの横方向の一端から観察者Ｄの眉間の位置を結ぶ直線とコンバイナー４００とが交わる点をＡとし、虚像Ｉの中心と観察者Ｄの眉間の位置を結ぶ直線とコンバイナー４００が交わる点をＢとすると、点Ａと点Ｂの距離Ｑは、三角形の相似関係から、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
が成り立つ。従って、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
となる。
　従って、表示デバイス２２０の横方向の端の画素から観察者Ｄの眉間に到達する光線の出射角θは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
となる。
　そして、視差バリア２３０の幅は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
となる。
　視差バリア２３０の幅を右眼用画素２２２と左眼用画素２２１の合計画素数Ｎの半分Ｎ／２、すなわち、右眼用画素２２２の合計画素数または左眼用画素２２１の合計画素で割ると、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
となり、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
が得られる。
　Ｌ、ｔａｎθ、Ｎは正数であるので、Ｐ２＞Ｐ１となる。従って、正のパワーをもつコンバイナー４００を光路上に介在させたとき、観察者Ｄの目に対して的確に左右画像を振り分けるためには、Ｐ２＞Ｐ１とするとよい。
　例えば、観察者Ｄの目と目の間の距離ＰＤを６５ｍｍ、コンバイナー４００のレンズパワーΦを１／１８０（１／ｍｍ）、焦点距離ｆを１８０ｍｍ、表示デバイス２２０からコンバイナー４００までの距離ａを１３０ｍｍ、とすると、コンバイナー４００から虚像Ｉまでの距離ｂは４６８ｍｍとなる。つまり、倍率Ｍが３．６となる。表示デバイス２２０の右眼用画素２２２の画素サイズ及び左眼用画素２２１の画素サイズを０．０８７５ｍｍとすると、虚像Ｉの右眼用画素サイズ及び左眼用の画素サイズは０．３１５ｍｍとなり、画素対のピッチＰ１は、０．１７５ｍｍとなる。
　ここで、コンバイナー４００から観察者Ｄまでの距離を８４０ｍｍとすると、虚像Ｉから観察者Ｄまでの距離は１３０８ｍｍとなる。虚像バリアから観察者Ｄに向けた光線の出射角αを計算すると、１．４３°となる。つまり、表示デバイス２２０から観察者Ｄの目へ到達する光線の出射角βは５．１５°にすればよく、表示デバイス２２０から視差バリア２３０までの距離は０．４８５ｍｍとなる。
　また、右眼用画素２２１と左眼用画素２２２の横方向の合計画素数Ｎが４８０画素のとき、倍率Ｍは３．６倍なので、虚像Ｉの表示デバイス２２０の幅は４２ｍｍとなる。したがって、ＡＢ間の距離Ｑは４８．５５ｍｍとなる。
　よって、表示デバイス２２０の横方向の端の画素から観察者Ｄの眉間に到達する光線の出射角θは１１．９６６°となり、視差バリア２３０の幅は４２．２１ｍｍとなる。したがって、視差バリア２３０のピッチＰ２は、０．１７５９ｍｍとなる。
　［４．効果等］
　以上のように、視差バリア２３０のピッチＰ２を、左眼用画素２２１及び右眼用画素２２２の画素対のピッチＰ１よりも大きくすることにより、空間分割方式の視差画像を、観察者Ｄの左右の眼に適切に振り分けることができる。
　なお、本実施の形態では視差バリアを用いて説明したが、これに限定されない。すなわち、レンチキュラーレンズや、液晶レンズなど、表示デバイスから投射された光の配光を制御できる構成であれば、他の構成であっても構わない。他の構成の場合であっても同様に、表示デバイスの左眼用画素と右眼用画素の画素対のピッチＰ１は、レンチキュラーレンズのピッチＰ２或いは、液晶レンズのピッチＰ２よりも狭く構成する。
　なお、本実施の形態では、コンバイナーを用いたヘッドアップディスプレイシステムについて説明したが、これに限定されない。例えば、虚像表示のために、正のパワーのあるミラー或いは、凸レンズを用いてもよい。
　本開示の虚像表示装置、虚像表示装置を備えたヘッドアップディスプレイシステムは、自動車等の車両の用途だけでなく、飛行機や船舶の操縦席や、ゲーム機等の操縦をユーザに体感させるようなシミュレーションシステム等にも適用可能である。
　１０　自動車
　１００　ヘッドアップディスプレイシステム
　２００　虚像表示装置
　２２０　表示デバイス
　２３０　視差バリア
　２５０　制御部
　４００　コンバイナー

Claims (4)

  1. 　右眼用画像と左眼用画像とを、第１のピッチにより空間分割して出力する表示デバイスと、
    　前記表示デバイスの出力に基づく光を右眼方向および左眼方向に振り分ける、第２のピッチで周期的に配列された第１の光学部材と、
    　前記第１の光学部材により右眼方向および左眼方向に振り分けられた光を、正のパワーにより反射もしくは屈折させる第２の光学部材と、を備え、
    　前記第１のピッチは、前記第２のピッチよりも狭い、虚像表示装置。
  2. 　前記第１のピッチと前記第２のピッチの関係は、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
     である、請求項１記載の虚像表示装置。
  3. 　請求項１に記載の虚像表示装置を備えるヘッドアップディスプレイシステム。
  4. 　請求項３に記載のヘッドアップディスプレイシステムを搭載する乗物。
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