專利名稱：立體顯示裝置及圖像顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及立體顯示裝置及圖像顯示方法。
背景技術(shù)：
在能夠顯示運動圖像的立體視覺圖像顯示裝置、即所謂的三維顯示器中，已知有各種方式。近年來，特別是平板類型中，希望不使用專用眼鏡的方式的要求增高。已知，在這種類型的立體運動圖像顯示裝置中，有利用全息攝影術(shù)原理的顯示裝置，但是難于實用化，在直視型或者投影型的液晶顯示裝置或者等離子體顯示裝置那樣的像素位置固定的顯示面板(顯示裝置)正前方設(shè)置控制從顯示面板來的光線使其朝向觀察者的光線控制元件的方式，比較容易實現(xiàn)。
光線控制元件，一般也稱為視差障板，它能控制光線使得即使在光線控制元件上的同一位置使依據(jù)不同的角度看到不同的圖像。具體說，在只有左右視差(水平視差)的場合，使用狹縫或者雙凸透鏡片(柱面透鏡陣列)，在還包含上下視差(垂直視差)的場合，使用針孔陣列或者透鏡陣列。在使用視差障板的方式中，進(jìn)一步分為二眼式、多眼式、超多眼式(多眼式的超多眼條件)、集成攝影(以下也稱為IP)。它們的基本原理，和100年左右前發(fā)明的立體照相用的裝置實質(zhì)上相同。
一般，IP方式和LS(雙凸透鏡片)方式的不同之處在于，像素在像面上還是焦點平面上的不同。但是現(xiàn)實設(shè)計，特別是在像素多的場合，像面和焦點平面的不同，即使沒有像差也在0.1mm以下，精度上難于區(qū)別，此外，也難于區(qū)別在觀察距離上光線有無會聚。在本說明書中所稱的IP方式不區(qū)別像面和焦點平面的位置，取在觀察距離上可以看到正常的立體圖像的橫方向的視點位置為任意(連續(xù)的)的結(jié)構(gòu)。另外，本說明書中所稱的多眼方式和LS不等價(不管光線有無會聚)，取在觀察距離上可以看到正常的立體圖像的橫方向的視點位置基于眼間距離確定的結(jié)構(gòu)。
無論是IP方式還是多眼方式，因為通常觀察距離有限，因此以實際上能看到在該觀察距離上的透視投影圖像的方式制作顯示圖像。
在IP方式中，因為從眼的位置看的場合的視差障板間距Ps不是像素間間距Pp的整數(shù)倍，因此在不能忽視黑矩陣的場合，有時可以看到波紋。特別是，如果使用水平方向的開口率小的狹縫或者雙凸透鏡片的話，容易可見波紋。即使在觀察距離上眼能看見的視差障板間距Ps是像素間間距Pp的整數(shù)倍的多眼式的場合，把觀察距離在前后離開的話，由于同樣的原理也能看見波紋，但是公知像素的水平方向的開口率為50％且三角形排列的話，可以消除波紋，即使其他的像素形狀也可以消除波紋(例如參照日本專利申請?zhí)亻_平7-15752號公報)。另外，還公知通過把雙凸透鏡片傾斜9.5度左右消除波紋(例如參照特表2001-501073號公報)。通過利用三角形排列或者斜方向的雙凸透鏡片，可以把水平方向的視差分配在垂直方向即2行以上，使縱橫的分辨率的差變小，有能夠贏得視差數(shù)這樣的優(yōu)點。此外，還公知通過擴(kuò)散膜或者散焦也可以減低波紋或色波紋(例如參照特開平8-149502號公報)。
在顯示立體圖像的場合，來自多個攝像機(jī)拍攝的影像等、作為基礎(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)，因為和通常的平面顯示用圖像數(shù)據(jù)同樣，像素排列是正方形排列，像素形狀是正方形，所以為通過高速圖像處理變換為立體圖像，即使在立體顯示裝置側(cè)也希望有效像素是正方形排列而且是正方形形狀。在立體顯示裝置中，為要使水平方向和垂直方向的分辨率一致，即為使有效像素的縱橫比為1，在條紋狀排列色過濾器的場合，需要使視差數(shù)為3的倍數(shù)。但是在這樣設(shè)定視差數(shù)的場合，因為在沿水平方向的色過濾器的色的周期和視差障板周期接近，所以存在看見色波紋的問題。作為其應(yīng)對措施，有把視差數(shù)從3的倍數(shù)錯開的方法，但是有效像素的縱橫比不為1，需要變換圖像。作為其他的應(yīng)對措施，提議把色過濾器作成鑲嵌圖案排列的方法。
再有，已知公開了可以把立體顯示裝置在立體顯示方式和平面顯示方式之間切換的方式，用液晶元件構(gòu)成視差障板開關(guān)、切換離雙凸透鏡片的顯示面的距離、利用液晶透鏡等的方法。
如上所述，在現(xiàn)有的立體顯示裝置中，對于消除波紋的方法，在上述幾個文獻(xiàn)中進(jìn)行了公開。但是，對于在抑制波紋或者色波紋、而且要適合高速圖像處理那樣使像素的縱橫比為1的同時使正方形排列，存在難于使每一視差的顏色信息不缺失或者顏色分布不偏離的問題。
另外，在現(xiàn)有的立體顯示裝置中，在切換平面圖像(二維)顯示和立體圖像(三維)顯示時分辨率變化大，由于顏色分布偏離等使平面顯示時的圖像質(zhì)量降低這樣的問題仍然存在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是鑒于這樣的問題提出的，其目的是提供一種立體顯示裝置，該裝置能夠抑制波紋或者色波紋、而且在像素的縱橫比為1的同時使正方形排列，每一視差的顏色信息不缺失，即使切換平面圖像顯示和立體圖像顯示分辨率或者圖像質(zhì)量也不會有大的變化。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的立體顯示裝置，其特征在于包括在顯示面內(nèi)排列有呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)中的任一顏色的像素的顯示裝置，和在上述顯示裝置的前面設(shè)置的、具有光學(xué)開口部在縱方向成直線狀延伸的多個孔或者多個透鏡的光線控制元件，該光線控制元件通過控制從上述像素來的光線方向把所述顯示裝置的所述顯示面分割為對應(yīng)所述光線控制元件的所述孔或者所述透鏡的每一個的要素圖像，由在橫方向并置成1行的所述像素組成的像素行的縱周期是所述像素的橫周期的3倍，在同一行內(nèi)在橫方向使呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)的所述像素交互并置地排列，在縱方向上相鄰的兩行中的其中一行的所述像素，相對于另一行的所述像素的橫方向位置錯開所述像素的橫周期的1/2來排列，相隔一行在同一列中相鄰的行的所述像素是呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)中的不同顏色的所述像素，所述要素圖像的間距等于18n(n＝1，2，3...)個所述像素的寬度，且所述光線控制元件的橫間距比18n個所述像素的寬度小。
根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的立體顯示裝置，其特征在于包括在顯示面內(nèi)排列有呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)中的任一顏色的像素的顯示裝置，和在上述顯示裝置的前面設(shè)置的、具有光學(xué)開口部在縱方向成直線狀延伸的多個孔或者多個透鏡的光線控制元件，該光線控制元件通過控制從上述像素來的光線方向把所述顯示裝置的所述顯示面分割為對應(yīng)所述光線控制元件的所述孔或者所述透鏡的每一個的要素圖像，由在橫方向并置成1行的所述像素組成的像素行的縱周期是所述像素的橫周期的3倍，在同一行內(nèi)在橫方向使呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)的所述像素交互并置地排列，在縱方向上相鄰的兩行中的其中一行的所述像素，相對于另一行的所述像素的橫方向位置錯開所述像素的橫周期的1/2來排列，相隔一行在同一列中相鄰的行的所述像素是呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)中的不同顏色的所述像素，所述要素圖像的間距的平均值比18n(n＝1，2，3...)個所述像素的寬度大，且所述光線控制元件的橫間距等于18n個所述像素的寬度。
根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的立體顯示裝置，其特征在于包括在顯示面內(nèi)排列有呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)中的任一顏色的像素的顯示裝置，和在上述顯示裝置的前面設(shè)置的、具有光學(xué)開口部在縱方向成直線狀延伸的多個孔或者多個透鏡的光線控制元件，該光線控制元件通過控制從上述像素來的光線方向把所述顯示裝置的所述顯示面分割為對應(yīng)所述光線控制元件的所述孔或者所述透鏡的每一個的要素圖像，在所述顯示裝置的像素面和所述光線控制元件之間的具有≥20且≤70的光學(xué)霧值的擴(kuò)散層，由在橫方向并置成1行的所述像素組成的像素行的縱周期是所述像素的橫周期的3倍，在同一行內(nèi)在橫方向使呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)的所述像素交互并置地排列，在同一列內(nèi)在縱方向上使呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)的所述像素交互并置地排列，所述要素圖像的間距等于9n(n＝1，2，3...)個所述像素的寬度，且所述光線控制元件的橫間距比9n個所述像素的寬度小。
根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的立體顯示裝置，其特征在于包括在顯示面內(nèi)排列有呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)中的任一顏色的像素的顯示裝置，和在上述顯示裝置的前面設(shè)置的、具有光學(xué)開口部在縱方向成直線狀延伸的多個孔或者多個透鏡的光線控制元件，該光線控制元件通過控制從上述像素來的光線方向把所述顯示裝置的所述顯示面分割為對應(yīng)所述光線控制元件的所述孔或者所述透鏡的每一個的要素圖像，在所述顯示裝置的像素面和所述光線控制元件之間的具有≥20且≤70的光學(xué)霧值的擴(kuò)散層，由在橫方向并置成1行的所述像素組成的像素行的縱周期是所述像素的橫周期的3倍，在同一行內(nèi)在橫方向使呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)的所述像素交互并置地排列，在同一列內(nèi)在縱方向上使呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)的所述像素交互并置地排列，所述要素圖像的間距的平均值比9n(n＝1，2，3...)個所述像素的寬度大，且所述光線控制元件的橫間距等于9n個所述像素的寬度此外，也可以這樣構(gòu)成，使所有的要素圖像的邊界設(shè)定在在縱方向上相鄰的行的斜方向上最接近的2個所述像素的像素中心的中間，而且所述要素圖像的總數(shù)是偶數(shù)、在整個顯示面內(nèi)配置成左右對稱。
此外，也可以這樣構(gòu)成，使所述要素圖像的總數(shù)是偶數(shù)、在整個顯示面內(nèi)所述要素圖像左右對稱配置的、位于所述整個顯示面內(nèi)的橫方向的中心位置處的所述要素圖像的邊界設(shè)定在在縱方向上相鄰的行的斜方向上最接近的2個所述像素的像素中心的中間。
此外，也可以這樣構(gòu)成，使呈現(xiàn)同一色的像素在斜方向只連續(xù)相鄰2個排列。
此外，也可以這樣構(gòu)成，包括在立體圖像顯示時，通過由縱橫6n×18n(n＝1，2，3...)個像素組成的近似正方形的有效像素，向以和光線控制元件的開口部的延伸方向相同的一直線狀在縱方向上并置且在橫方向位于同一位置的3n個像素賦予同一視差圖像信息，作為合計36n視差來顯示圖像信號的單元；和在取出所述光線控制元件或者使功能無效的狀態(tài)下進(jìn)行平面圖像顯示時，通過由在橫方向上并置的紅、綠、藍(lán)個3像素組成的近似正方形的有效像素，忽略每行1/6的有效像素寬度的橫位置偏離，把有效像素視為正方形排列來顯示圖像信號的單元。
此外，也可以這樣構(gòu)成，包括在立體圖像顯示時，通過由縱橫3n×9n(n＝1，2，3...)個像素組成的近似正方形的有效像素，向以和光線控制元件的開口部的延伸方向相同的一直線狀在縱方向上并置且在橫方向上位于同一位置的3n個像素賦子同一視差圖像信息，作為合計9n視差來顯示圖像信號的單元；和在取出所述光線控制元件或者使功能無效的狀態(tài)下進(jìn)行平面圖像顯示時，通過由在橫方向上并置的紅、綠、藍(lán)3個像素組成的近似正方形的有效像素，顯示圖像信號的單元。
此外，在縱方向的像素數(shù)不是6的倍數(shù)的場合，或者立體顯示時的縱方向的有效像素數(shù)與VGA、XGA等的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不一致的場合，也可以把剩余的像素行部分上下均等配置或者在上或者下匯總配置，在剩余部分上顯示作為立體視覺的導(dǎo)引的模式圖形。
此外，在縱方向的像素數(shù)不是3的倍數(shù)的場合，或者立體顯示時的縱方向的有效像素數(shù)與VGA、XGA等的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不一致的場合，也可以把剩余的像素行部分上下均等配置或者在上或者下匯總配置，在剩余部分上顯示作為立體視覺的導(dǎo)引的模式圖形。
此外，在橫方向的像素數(shù)不是18的倍數(shù)的場合，或者立體顯示時的橫方向的有效像素數(shù)與VGA、XGA等的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不一致的場合，也可以把剩余的像素列部分左右均等配置，在剩余部分上顯示作為立體視覺的導(dǎo)引的模式圖形或者丟棄了兩端部的圖像的圖像。
此外，在橫方向的像素數(shù)不是9的倍數(shù)的場合，或者立體顯示時的橫方向的有效像素數(shù)與VGA、XGA等的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不一致的場合，也可以把剩余的像素列部分左右均等配置，在剩余部分上顯示作為立體視覺的導(dǎo)引的模式圖形或者丟棄了兩端部的圖像的圖像。
此外，也可以這樣構(gòu)成，使所述顯示裝置的相鄰行的最近的同色的像素，在同一場中用不同極性的圖像信號驅(qū)動。
此外，也可以這樣構(gòu)成，使所述顯示裝置的同一列內(nèi)最近的同色的像素，在同一場中用不同極性的圖像信號驅(qū)動。
根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的圖像顯示方法的特征在于，在立體圖像顯示時，通過由縱橫6n×18n(n＝1，2，3...)個像素組成的近似正方形的有效像素，對以和所述光線控制元件的開口部的延伸方向相同的一直線狀在縱方向上并置且在橫方向同一位置的3n個像素賦予同一視差圖像信息，作為合計36n視差來顯示圖像信號，在取出所述光線控制元件或者使功能無效的狀態(tài)下進(jìn)行平面圖像顯示時，通過由在橫方向并置的紅、綠、藍(lán)3個像素組成的近似正方形的有效像素，忽略每行1/6的有效像素寬度的橫位置偏離，把有效像素視為正方形排列來顯示圖像信號。
根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的圖像顯示方法的特征在于，在立體圖像顯示時，通過由縱橫3n×9n(n＝1，2，3...)個像素組成的近似正方形的有效像素，對以和所述光線控制元件的開口部的延伸方向相同的一直線狀對在縱方向上并置且在橫方向上位于同一位置的3n個像素賦予同一視差圖像信息，作為合計9n視差來顯示圖像信號，在取出所述光線控制元件或者使功能無效的狀態(tài)下進(jìn)行平面圖像顯示時，通過由在橫方向并置的紅、綠、藍(lán)3個像素組成的正方形的有效像素，顯示圖像信號。
根據(jù)本發(fā)明，可以同時滿足下面的條件抑制波紋或者色波紋，使像素的縱橫比為1且同時正方形排列使得適合高速圖像處理，每一視差的顏色信息不丟失，在切換平面圖像(二維)顯示和立體圖像(三維)顯示時分辨率或者圖像質(zhì)量無大的變化。


圖1是概略表示適用根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的立體顯示裝置的第一像素配置例子的像素排列的斜視圖。
圖2是概略表示適用根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的立體顯示裝置的第二像素配置例子的像素排列的斜視圖。
圖3是概略表示適用第一實施例的第一比較例的某一像素配置方法的像素排列的斜視圖。
圖4是概略表示適用第一實施例的第二比較例的某一像素配置方法的像素排列的斜視圖。
圖5是概略表示適用根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的立體顯示裝置的顯示面中的像素配置的像素排列的平面圖。
圖6是概略表示適用根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的立體顯示裝置的顯示面中的像素配置的像素排列的平面圖。
圖7是概略表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例以及比較例的平面顯示時的直線形狀的例子的圖。
圖8是概略表示本發(fā)明的第一實施例涉及的光線控制元件的斜視圖。
圖9是概略表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的立體顯示裝置的斜視圖。
圖10是表示在圖9所示的顯示裝置中要素圖像間距Pe和視差障板間距Ps和視差障板間隙d和觀察距離L和視域?qū)挾萕的關(guān)系的概念圖。
圖11是表示集成攝影方式的像素和要素圖像和視差障板的位置關(guān)系的概念圖。
圖12是表示本發(fā)明的第一實施例涉及的集成攝影方式的像素和要素圖像和視差障板的位置關(guān)系的概念圖。
圖13是表示本發(fā)明的第一實施例涉及的集成攝影方式的立體顯示裝置的圖像配置方法的概念圖。
圖14是表示多眼方式的像素和要素圖像和視差障板的位置關(guān)系的概念圖。
圖15表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的多眼方式的立體顯示裝置的圖像配置方法的概念圖。
圖16表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的立體顯示裝置的圖像構(gòu)成方法的概念圖。
圖17是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的立體顯示裝置的視差圖像分配的一例的表。
圖18是表示在本發(fā)明的第一實施例中的立體顯示和平面顯示的切換處理的流程圖。
圖19是表示在本發(fā)明的第一實施例中的像素和要素圖像邊界的位置關(guān)系的概念圖。
圖20是概略表示適用根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的立體顯示裝置的某像素配置方法的像素排列的斜視圖。
圖21是概略表示適用根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的立體顯示裝置的像素配置的像素排列的斜視圖。
圖22是概略表示適用根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的立體顯示裝置的顯示面中的像素配置的像素排列的平面圖。
圖23是表示集成攝影方式的像素和要素圖像和視差障板的位置關(guān)系的概念圖。
圖24是表示本發(fā)明的第二實施例涉及的集成攝影方式的像素和要素圖像和視差障板的位置關(guān)系的概念圖。
圖25是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的集成攝影方式的立體顯示裝置的圖像配置的概念圖。
圖26是表示多眼方式的像素和要素圖像和視差障板的位置關(guān)系的概念圖。
圖27表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的多眼方式的立體顯示裝置的圖像配置的概念圖。
圖28是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的立體顯示裝置的視差圖像分配的一例的表。
圖29是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的立體顯示和平面顯示的切換處理的流程圖。
圖30是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例以及比較例的立體顯示裝置的特性比較表。
圖31是表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的立體顯示裝置的像素數(shù)分配的一例的表。
圖32是概略表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的立體顯示裝置的剩余行和剩余列區(qū)域中的顯示方法的圖。
圖33是概略表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的立體顯示裝置的同一場內(nèi)的每一像素的信號極性的圖。
圖34是概略表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的立體顯示裝置的同一場內(nèi)的每一像素的信號極性的圖。
圖35是概略表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的立體顯示裝置的同一場內(nèi)的每一像素的信號極性的圖。
圖36是概略表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的立體顯示裝置的同一場內(nèi)的每一像素的信號極性的圖。
圖37是概略表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的立體顯示裝置的同一場內(nèi)的每一像素的信號極性的圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例所涉及的立體顯示裝置。
圖1是概略表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的立體顯示裝置的結(jié)構(gòu)的斜視圖。
在圖1所示那樣的立體顯示裝置中，在液晶面板等平面狀視差圖像顯示部的顯示面的前面，作為光線控制元件配置由光學(xué)開口在垂直方向上延伸的柱面透鏡組成的雙凸透鏡片334。因為光學(xué)開口不是斜的或者階梯狀，而是豎直方向上的一直線，因此容易把立體顯示時的像素排列作成正方形排列。在顯示面上，縱橫比是3∶1的像素34在橫方向上以直線狀在一行中排列，各像素34在同一行內(nèi)以紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)交互并置地排列。作為像素排列的平面圖，在圖5以及圖6中表示其例。在圖5以及圖6中，從-18到+18的數(shù)字表示視差號碼，相鄰視差號碼分配給相鄰行。像素行的縱周期是像素34的橫周期Pp的3倍，縱方向相鄰的行的像素34，像素34的橫方向位置錯開像素34的橫周期的1/2排列。相鄰行的像素34一部分相鄰?fù)活伾南袼?4，但是相隔的一行中同一列內(nèi)相鄰的行的像素34，配置呈現(xiàn)不同顏色的像素34。
各像素34以一定的面積比率具有開口部或者發(fā)光部，其開口部用黑矩陣35包圍。這樣，在像素相鄰的行中排列被移位，列形成曲折狀。因此，顯示畫面可以抵消全部波紋或者色波紋，顯示圖像。
開口部的水平方向的寬度，和遮光部的水平方向的寬度為相同程度，但是在透鏡的散焦或者像差、顯示面和雙凸透鏡片之間的(液晶面板的構(gòu)成要素)偏振板上存在附帶的擴(kuò)散膜等的場合，考慮以不發(fā)生水平波紋的方式設(shè)計水平像素開口寬度。
此外，在顯示彩色圖像的彩色圖像顯示裝置中，RGB的3個像素34構(gòu)成1個有效像素，即可以任意設(shè)定亮度和顏色的最小單位。一個一個的RGB一般多稱為子像素。在本說明書中，下面把包含一般稱為子像素及像素的概念簡單地作為像素34進(jìn)行說明。
再次返回圖1，在該圖1所示的顯示畫面中，以18列6行的像素34構(gòu)成1個有效像素43(該1個有效像素43在圖1中用黑框表示)。因為在2行的組內(nèi)像素的水平位置偏離，因此在2行內(nèi)有36個不同的水平位置的像素群，在有效像素43內(nèi)每一水平位置在縱向每隔1行排列3像素。因此，這樣的顯示部的結(jié)構(gòu)，成為在水平方向可以給出36個視差的立體顯示。此外，在垂直方向也有視差的場合，把水平方向的有效像素43的邊界看作垂直方向的要素圖像邊界，在垂直方向分配2個視差，和水平方向相乘也可以給出總計72個視差。
此外，圖1表示顯示面全部的中央附近的部分，光線控制元件位于要素圖像(有效像素43)的大約正面。
在該顯示結(jié)構(gòu)中，是可以在水平方向上有36個視差的立體顯示，在多眼式的場合，成為36眼，要素圖像間距為18像素間距，而且光線控制元件的橫間距比18像素間距小。
在IP(集成攝影)方式的場合，例如在18像素間距等于視差障板間距Ps、可以成為平行光線組那樣的設(shè)計中，因為以只比18像素寬度稍微大的間隔(例如18.02)生成要素圖像邊界，因此有效圖像的寬度由于顯示面內(nèi)的位置而成為36列或者37列。即，要素圖像間距的平均值比18像素寬度大，而且光線控制元件334的橫間距為18像素寬。因為有效像素43縱橫比為1且正方形排列，因此在垂直方向上可以以和水平方向?qū)嵸|(zhì)上同樣的有效分辨率顯示。因此，顯示圖像的制作變得容易，可以比較高速地求得賦予各像素的顯示信息。垂直方向的分辨率不一定需要和水平分辨率一致，而根據(jù)像素行間距決定最大分辨率，實質(zhì)上也可以以比水平方向高的分辨率顯示。在這樣的顯示中，實際感受的分辨率也變得比有效水平分辨率高。
在圖18所示的流程圖中，展示了立體顯示方式和平面顯示方式的切換處理。在立體圖像顯示時，通過由作為有效像素43的范圍的縱橫6×18的像素組成的近似正方形的有效像素，以和光線控制元件的開口部的延伸方向同一直線對在縱方向上一列橫方向同一位置的3像素賦予同一視差圖像信息，作為合計36視差賦予圖像信號顯示。在把光線控制元件取出或者使其功能無效的狀態(tài)下進(jìn)行平面圖像顯示時，通過由橫向一行的紅、綠、藍(lán)3像素組成的近似正方形的有效像素，忽略每行的1/6有效像素寬度的橫位置的偏離，把有效像素看作正方形排列，給出圖像信號顯示。
這樣，根據(jù)顯示的形式也可以改變分辨率。作為切換方法，有通過手動開關(guān)或者使雙凸透鏡片離合的運動的自動檢測，向視差圖像處理部發(fā)送選擇信號的方法。視差圖像處理部可以置于立體顯示裝置本體內(nèi)，也可以置于別的圖像處理裝置內(nèi)。
此外，在多眼方式的場合，作為36眼，要素圖像間距Pe變得與18像素間間距Pp相同，但是在IP方式的場合，一般不是像素間間距Pp的整數(shù)倍。在IP方式中，即使在視差障板間距Ps是像素間間距Pp的18倍稱為36視差的場合，要素圖像間距Pe成為比18像素間間距Pp稍微大的值(18.02)。因此，嚴(yán)格地說，水平方向的分辨率和垂直方向的分辨率稍有不同，但是作為相同對待在實用上也幾乎沒有問題。
在圖2所示的顯示畫面例子中，和圖1的例子不同，構(gòu)成為由相同顏色的像素34斜著形成一直線。在該場合也能大體實現(xiàn)本發(fā)明的目的，但是立體實現(xiàn)時的視差圖像間的顏色的分布、或者平面顯示切換時的圖像質(zhì)量的方面圖1的例子更適合。在平面顯示切換時，橫的直線顯示在任何場合都沒有問題，但是縱的直線顯示會產(chǎn)生圖7(a)、(b)那樣的差別，會產(chǎn)生在相當(dāng)于圖7(b)的圖2的結(jié)構(gòu)中看見有階段差的斜線的問題。此外，在圖7中，W表示白，R表示紅，G表示綠，B表示藍(lán)。
圖3所示的顯示畫面例是比較例，像素34的縱橫比是3對4，是一般稱為三角形排列的像素形狀的排列，但是因為使立體顯示時的視差圖像(由每隔一行縱向一列的3像素構(gòu)成)具有均等的顏色成分，所以構(gòu)成為不使同樣顏色的像素斜著形成一直線。在該場合，如果要素圖像間距或者視差障板間距是4、5像素間距的倍數(shù)的話，則可以滿足立體實現(xiàn)時的正方像素、正方排列、顏色分布、水平視差垂直分配等。但是，在圖3所示的顯示畫面中，如圖7(c)所示，因為在切換到平面圖像顯示的場合的直線的粗度無論縱橫方向都特別顯眼，不適合高精細(xì)信息顯示器，不符合本發(fā)明的目的。
圖4所示的顯示畫面例是比較例，要素圖像間距Pe或者視差障板間距Ps是像素間距Pp的9倍，視差數(shù)是18。在該場合，因為使有效像素43那樣是正方形，視差圖像間的顏色成分以及像素數(shù)交互為2或者1，因此為使顏色成分不缺失不能使有效像素在縱向為2倍的尺寸，不符合本發(fā)明的目的。Pe或者Ps不是18的倍數(shù)而是9的倍數(shù)(例如27)的場合等也一樣。
圖6所示的顯示畫面例，和圖5比較，是像素的中心位置不變、開口部的形狀變化的例子。這樣，在像素的中心(重心)位置不變的范圍內(nèi)，開口部的形狀變化很少不違反本發(fā)明的主旨。同樣，光線控制元件的光學(xué)開口的形狀在對于各像素的中心(重心)的相對位置不變的范圍內(nèi)，開口部的形狀變化很少不違反本發(fā)明的主旨。
包含上述實施例以及比較例，在圖30中，表示根據(jù)視差數(shù)(1行內(nèi))、顏色排列、光線控制元件光學(xué)開口方向的特性的不同的匯總比較表。表中的n是任意的自然數(shù)，這里，只列出不發(fā)生波紋的組合。另外，三角形排列限定于從在圖3的說明中敘述的那樣的平面圖像顯示時的圖像質(zhì)量的點出發(fā)縱橫比為3對1的場合。所謂“鑲嵌三角形”，意味著三角形排列而且在1行中相鄰像素是不同的顏色(即，每隔1行看的話，成鑲嵌排列方式)，圖1到圖6的顏色排列都和這相當(dāng)。所謂不是鑲嵌三角形而只是三角形排列，如所熟知的那樣，在縱向1行中的相鄰像素顏色相同。在圖30的表中，○表示特性良好，△表示特性稍差，×表示特性不良。1行中的視差數(shù)在具有平行光線組的IP的場合對應(yīng)Ps/Pp，在多眼的場合對應(yīng)Pe/Pp。根據(jù)該比較表，在無波紋這樣的前提下，決定適合高速圖像處理的正方形像素、正方形排列和圖像質(zhì)量的顏色分布限于所有都是良好的組合。
在參照圖1、圖5、圖6的例子中，像素間距的18n倍的要素圖像43或者視差障板間距、和在垂直方向具有延伸的光學(xué)開口的光線控制元件334和縱橫比3對1的像素成三角形排列而且在相隔一行同一列內(nèi)相鄰的行的像素34是呈現(xiàn)不同顏色的像素(鑲嵌三角形)，而且同一色不連續(xù)形成直線。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在立體顯示以及在平面顯示的任何一個場合中有效的像素的縱橫比都為1，而且有效的像素成正方形排列，可以容易地進(jìn)行高速圖像處理。在圖30的比較表中，顯示出這是最優(yōu)選的結(jié)構(gòu)之一。
再有，在液晶顯示裝置中為抑制閃爍或者色度亮度干擾，多在每一場(field)進(jìn)行極性反轉(zhuǎn)驅(qū)動，但是在像本實施例這樣的顏色排列和通常不同的場合，有時特別在使光線控制元件無效化的平面顯示時用單一顏色顯示的場合會發(fā)生顏色閃爍。另外，在立體顯示時，因為取決于視點的位置看見的像素列的組變化，只用信號線反轉(zhuǎn)驅(qū)動(V線反轉(zhuǎn)驅(qū)動)等有時會發(fā)生部分閃爍。為防止這一點，希望在同一場中用不同極性的圖像信號驅(qū)動相鄰行的最近的同色的像素，或者在同一場中用不同極性的圖像信號驅(qū)動同一列內(nèi)的最近的同色的像素，最好兩者都進(jìn)行。即，使色排列的斜方向和同一極性排列的斜方向交叉那樣的配置是適合的。作為展示同一場中的信號極性的配置的例子，有圖33到35那樣的圖形。
下面使用圖8到圖17說明通過多眼方式以及IP方式的視差圖像配置的立體顯示。圖8～圖17所示的立體顯示，通過參照圖1～圖7說明的顯示裝置實現(xiàn)。
在IP方式中也好，在多眼方式中也好，通常因為觀察距離有限，所以在該觀察距離的透視投影圖像如實際上能看見的那樣制作顯示圖像。一般，在連接像素和狹縫的線和觀察距離面上的水平線(視點高度位置)的每一交點進(jìn)行圖像處理(計算機(jī)圖形學(xué)的場合透視圖)制作透視投影圖像。這里，代替像素，也可以在連接像素列和狹縫的面和觀察距離面上的水平線的交點(視點)和每一像素處制作透視投影圖像。
圖8(a)是作為光線控制元件或者視差障板的雙凸透鏡片334的斜視圖。圖8(b)是作為光線控制元件或者視差障板的狹縫333的斜視圖。
圖9是概略表示立體顯示裝置全體的斜視圖。在該圖9中表示的立體顯示裝置中，獨立的擴(kuò)散板301不一定必要設(shè)置在平面圖像顯示部331和視差障板332之間，在平面圖像顯示部331是液晶顯示裝置的場合，也可以用偏振板表面的擴(kuò)散層代用，在代替視差障板332而使用雙凸透鏡片的場合，雙凸透鏡片背面也可以具有擴(kuò)散特性。
圖10是概略表示以圖9所示的立體顯示裝置的顯示部為基準(zhǔn)在垂直面內(nèi)及水平面內(nèi)的光線軌跡的展開圖。圖10(a)是表示平面圖像顯示部331、視差障板332的正面圖，圖10(b)是表示立體顯示裝置的圖像配置的平面圖，圖10(c)是表示立體顯示裝置的側(cè)面圖。如圖9及圖10所示，立體顯示裝置包括液晶顯示元件等平面圖像顯示部331、及具有光學(xué)開口的視差障板332。視差障板332相當(dāng)于一種光學(xué)開口，由在如圖8(a)、(b)所示那樣在垂直方向上光學(xué)開口以直線狀延伸、在水平方向周期排列的形狀的雙凸透鏡片334或者狹縫333構(gòu)成。在該立體顯示裝置中，在水平方向的視角341以及垂直方向的視角342的范圍內(nèi)，從眼的位置通過視差障板332觀察顯示裝置331，可以觀察平面圖像顯示部331的前面及背面上的立體圖像。這里，平面圖像顯示部331的像素數(shù)，作為以是正方形的最小單位的像素群計數(shù)的場合的一例，在橫方向(水平方向)是1920，在縱方向(垂直方向)是1200，各最小單位的像素群包含紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的像素。
圖11或者圖12概略表示立體顯示裝置的顯示部的水平剖面。如圖所示，狹縫333或者雙凸透鏡片334的水平方向的間距Ps(周期)被正確地確定為整數(shù)像素數(shù)目。即，通過各狹縫333間的中心的中心軸351(參照圖11)或者通過雙凸透鏡片334相鄰的雙凸透鏡的邊界的基準(zhǔn)軸352(參照圖12)，通過奇數(shù)行的像素(圖中用實線表示的像素)的中心和偶數(shù)行的像素(圖中用虛線表示的像素)的中心的中間。在相當(dāng)于中心軸351或者基準(zhǔn)軸352之間的區(qū)域中，配置整數(shù)個像素，中心軸351或者基準(zhǔn)軸352的水平方向的間距Ps(周期)被定為一定。
圖13概略表示立體顯示裝置的顯示部的正面。在這里所示的例子中，水平方向的間距Ps被定為18像素數(shù)量。顯示裝置的水平圖像顯示部331和視差障板332之間的間隙d(參照圖10(b))考慮玻璃底板或者透鏡材質(zhì)的折射率而有效地定為2mm。這樣，視差障板332的間距Ps(不是由于距離的差眼看見的間距Ps，是視差障板的實際間距Ps)為像素間間距Pp的整數(shù)倍這一事實，如已經(jīng)說明的那樣一般不分類為多眼方式，而分類為一維集成攝影，因為可以是平行光線組，所以具有立體圖像的制作效率高這樣的特征。與此不同，如圖14的水平剖面圖那樣的要素圖像間距Pe為像素間間距Pp的整數(shù)倍的結(jié)構(gòu)一般被分類為多眼方式。
在圖10中，視差障板332和觀察距離面343之間的觀察距離L、視差障板間距Ps、視差障板間隙d被確定的話，則通過從觀察距離面343上的視點向顯示元件上投影孔中心的間隔來決定要素圖像的間距Pe。符號346表示連接視點位置和各孔中心的線，視域?qū)挾萕由在顯示裝置的顯示面上要素圖像彼此不重合這樣的條件來決定。
此外，要注意在一維IP方式中，直線346不限于通過顯示裝置的顯示面上各像素的中心。對此，在多眼方式中，連接視點位置和各孔的中心的線通過像素中心，和光線軌跡一致。在孔的水平間距Ps是像素間距Pp的整數(shù)倍的場合，要素圖像的間距Pe伴有從像素間距Pp的整數(shù)倍向大偏離的小數(shù)。即使孔的水平間距Ps不是像素間距Pp的整數(shù)倍，一般在一維IP中，要素圖像的間距Pe也伴有從像素間距Pp的整數(shù)倍偏離的小數(shù)。與此不同，在多眼方式中，要素圖像的間距Pe是像素間距Pp的整數(shù)倍。
圖13及圖15分別是表示在IP方式以及多眼方式中的顯示裝置的顯示面內(nèi)的圖像的配置方法、從正面看去的立體顯示裝置的顯示部的概念圖。顯示裝置的顯示面，分為對應(yīng)各孔(視差障板的開口部)的要素圖像370，要素圖像370在IP方式中分別由36列或者37列的像素列(因為是三角形排列，所以是相鄰2行1組的像素組成的列)構(gòu)成(本來要素圖像寬度比像素寬度Pp的18倍稍大一個小數(shù)，但是因為數(shù)字方式的分配取決于位置，成為36列或者37列)。視差分配可能的像素列的合計數(shù)，因為像素由3個子像素組成，而且在兩行中水平位置偏離，所以是11520列，孔數(shù)為320(在圖13及圖15中，在用符號364表示的區(qū)域中記載的孔號碼的范圍為#-160～#-1，#1～#160)，孔間距Ps等于18像素寬度。
在圖13以及圖15中，在各像素列365中，對應(yīng)的視差號碼(在該例中視差號碼-37～-1，1～37這74個方向)作為用符號363表示的區(qū)域中的項目表示?？滋柎a#1的要素圖像由視差號碼-18～-1、1～18這36個視差的列組成，孔號碼#-159的要素圖像由視差號碼-37～-2這36個視差的列組成。因為要素圖像寬度比18像素列的寬度稍大，所以使要素圖像邊界和最近的像素列邊界吻合(通常的A-D變換方法)的話，則對于孔的像素列數(shù)在大部分的孔中是36列，但是也產(chǎn)生成為37列的孔。把成為37列的孔號碼向邊界對孔內(nèi)的視差號碼范圍每次移位一個。成為37列的孔號碼為#5、#13、#21、#30、#38、#46、#55、#63、#71、#80、#96、#105、#113、#121、#130、#138、#146、#155(及其負(fù)的號碼)(在觀察距離700mm的場合)。
在圖17中，表示出各方向的視差圖像的配置開始、結(jié)束的孔號碼(表中的SlitNumber)。在該表中，也表示出對應(yīng)的3D顯示時的像素列號碼、平面顯示裝置的列號碼以及像素列號碼和該行的偶奇(奇數(shù)行0，偶數(shù)行1)。
此外，在多眼方式的場合和IP方式的場合不同，如圖15所示，要素圖像寬度總共由18像素列的寬度組成，-18～-1、1～18的視差號碼在所有的要素圖像中都同樣配置。
圖16表示具有平行光線組的條件的一維IP方式的視差圖像和立體圖像的構(gòu)成方法。被顯示的物體(被放映體)421向?qū)嶋H上在和設(shè)置立體顯示裝置的光線控制元件的面相同位置的投影面422投影。此時，以成為垂直方向透視投影、水平方向平行投影的方式，沿著朝向在和投影面平行且位于正面(上下方向的中央)而且在觀察距離內(nèi)的某消失線423的投影線425投影。投影線，水平方向互相不相交，但是垂直方向在消失線處相交。根據(jù)該投影方法，在投影面上，制成垂直方向透視投影、水平方向平行投影的被放映體的像424。該方法，除在垂直方向和水平方向投影方法不同這一點外，和市售的三維計算機(jī)圖形學(xué)制作軟件的ラスダライズ、透視圖操作相同。在投影面上垂直方向透視投影、水平方向平行投影的一個方向數(shù)量的圖像(視差圖像)426在垂直方向被分割為每一像素列，在顯示裝置的顯示面427上在孔間距Ws的間隔(一定數(shù)目的像素列間隔)處分割配置。在其他投影方向428也分別重復(fù)以上的操作，完成顯示面427的全體。投影方向428，在該圖中只表示出-4、-3、-2、-1、1、2、3、4共8個方向，但是根據(jù)觀察距離需要數(shù)十個方向，在圖17的例子中是74方向。但是，投影的圖像426，也可以只制作各自需要的范圍的列。需要的范圍在圖17中表示。各投影方向?qū)?yīng)視差號碼，但是各方向不是等角度，使在觀察距離面(消失線)上成為等間隔。即，相當(dāng)于使攝像機(jī)在消失線上等間隔平行移動(方向一定)進(jìn)行攝影。
圖31上側(cè)的表(三角形，鑲嵌三角形，視差數(shù)36)，是表示在取要素圖像間距或者視差障板間距是像素間距的18倍、在平面圖像顯示部上使用具有通常規(guī)格的像素數(shù)的液晶面板的場合，有時發(fā)生剩余的行或者列的表。特別是，在使立體顯示時的像素數(shù)與VGA、SVGA、XGA或其1/4等的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格符合的場合，有時行、列一起發(fā)生剩余。為在周圍邊緣均等分配剩余的行或列，首先取畫面全體左右對稱，最好使要素圖像數(shù)為偶數(shù)。在畫面全體的中央位置的要素圖像邊界，希望圖19所示那樣的位置。即，在多眼的場合，要素圖像邊界在相鄰縱方向的行的像素的像素中心的中間設(shè)定，而且希望在平面圖像顯示部201的橫方向的中心位置203設(shè)定要素圖像邊界，在IP的場合，希望在縱方向相鄰的行的像素的像素中心的中間設(shè)定在顯示面的橫方向的中心位置203處的要素圖像邊界。圖17中的分配表是適用該方法的結(jié)果。在該方法不適用的場合，在顯示面的中央部不是配置要素圖像邊界而是要素圖像中心，剩余列數(shù)成為奇數(shù)會產(chǎn)生左右不均等分配的不適當(dāng)。像素分配左右均等的話，視差分配也變得左右對稱，在高速圖像處理這一點上也希望這樣。
圖32是表示在平面圖像顯示部201的上下均等地配置或者在上或者下匯總配置剩余的像素行部分206、在剩余部分顯示作為立體視覺的導(dǎo)引(guide)的模式圖形204的例子(參照圖32(a)、(b))；表示左右均等配置剩余的像素列部分205、在剩余部分顯示作為立體視覺的導(dǎo)引的模式圖形204的例子(參照圖32(c))；表示丟棄兩端部的圖像的例子(參照圖32(a))，合計表示3個例子。此外，在圖32中，符號202表示立體圖像顯示區(qū)域，符號203表示平面圖像顯示部201的顯示面的中心線。作為導(dǎo)引模式204，在觀察者正好在觀察距離的中央位置的場合，有像左右眼分別看見明線那樣，在光線控制元件的各開口部每次顯示兩根等的方法。由此，觀察者自身可以知道是否在適當(dāng)?shù)挠^察位置，容易成為立體視覺。左右兩端部，通過丟棄圖像顯示部和非顯示部的邊緣，可以減輕妨害畫框效果等立體視覺的重要原因。
(第二實施例)圖21是概略表示本發(fā)明的第二實施例涉及的立體顯示裝置的結(jié)構(gòu)的斜視圖。
在圖21所示那樣的立體顯示裝置中，在液晶面板等平面狀的視差圖像顯示部的顯示面的前面，作為光線控制元件配置由光學(xué)開口在垂直方向延伸的柱面透鏡組成的雙凸透鏡片334。因為光學(xué)開口不是斜的或者階梯狀而是直線，所以把立體顯示時的像素排列作成正方形排列容易。在顯示面上，縱橫比3∶1的像素34，在橫方向以及縱方向分別以直線狀以矩陣狀排列，各像素在同一行以及列內(nèi)在橫方向上以紅、綠、藍(lán)交互排成一排那樣排列。這一顏色排列一般稱為鑲嵌排列。作為像素排列的平面圖，在圖22中表示其例。從-9到9的數(shù)字，表示視差號碼，把相鄰視差號碼分配給相鄰列。像素行的縱周期，是像素的橫周期Pp的3倍。
各像素以一定的面積比率具有開口部或者發(fā)光部，該開口部用黑矩陣35圍起來。這樣像素開口部和黑矩陣35在水平方向成周期，而且因為使大約整數(shù)倍的水平周期的雙凸透鏡片重合，所以在顯示畫面全體上發(fā)生波紋或色波紋。為減弱該波紋，把偏振板的表面的擴(kuò)散層的光學(xué)霧值取為20～70的范圍，在相鄰像素不混合的程度上丟棄像素的圖像。擴(kuò)散層在通常的液晶顯示裝置的偏振板表面作為防止鏡面反射用而設(shè)置，但是，比它稍強的光學(xué)霧值的擴(kuò)散層適合波紋的消除。在光學(xué)霧值比20小的場合，降低波紋的效果不充分，在光學(xué)霧值比70大的場合，因為相鄰像素混合，顯示變得感覺模糊，因此需要光學(xué)霧值≥20且≤70，35左右最好。為實現(xiàn)此目的，因為最好需要在橫方向的擴(kuò)散適度，縱方向沒有擴(kuò)散，因此也可以在縱方向和橫方向擴(kuò)散特性或者光學(xué)霧值為各向異性，可以使雙凸透鏡片的背面一體化，也可以是獨立的擴(kuò)散片。
在圖21所示的顯示畫面中，由18列6行的像素34構(gòu)成1個有效像素43(該1個有效像素43在圖21中用黑框表示)。在這樣的顯示部的結(jié)構(gòu)中，可以進(jìn)行在水平方向賦予18視差的立體顯示。此外，在垂直方向也有視差的場合，把水平方向的有效像素邊界43視為要素圖像邊界，在垂直方向分配2視差，與水平方向相乘，也可以給出合計36視差。
此外，圖21表示顯示面全體的中央部附近的部分，光線控制元件在要素圖像(有效像素)的大約正面。
在該顯示結(jié)構(gòu)中，多眼方式的場合為18眼，要素圖像間距是18像素間距，而且光線控制元件的橫間距比18像素間距小。
在IP方式的場合，因為例如在使18像素間距等于視差障板間距Ps、可以形成平行光線的組那樣的設(shè)計中，以比18像素寬度稍大的間隔(例如18.02)生成要素圖像邊界，因此，有效像素的寬度，根據(jù)在顯示面內(nèi)的位置成為18列或者19列。即，要素圖像的間距的平均值比18像素寬度大，而且光線控制元件的橫間距是18像素寬。因為有效像素43縱橫比為1且正方形排列，因此在垂直方向可以以和水平方向?qū)嵸|(zhì)上相同的有效分辨率顯示。因此，顯示圖像的制作變得容易，可以比較高速地求得賦予各像素的顯示信息。和第一實施例相同，垂直方向的分辨率，沒有必要一定和水平分辨率一致。
在圖29的流程圖中，表示切換立體顯示方式和平面顯示方式的處理。在立體圖像顯示時，通過由作為有效像素43的范圍的縱橫6×18的像素組成的正方形的有效像素，對以和光線控制元件的開口部的延伸方向相同直線狀在縱方向一列在橫方向同一位置的6像素，賦予同一視差信息，作為合計18視差給出圖像信號顯示。在把光線控制元件取出或者使其功能無效的狀態(tài)下進(jìn)行平面圖像顯示時，通過橫方向一排的紅、綠、藍(lán)的3像素組成的正方形的有效像素，給出圖像信號顯示。這樣，也可以對應(yīng)顯示的形態(tài)變化分辨率。
在圖20所示的顯示畫面例子中，以9列3行的像素34構(gòu)成1有效像素43(該1個有效像素43在圖20中用黑框表示)。在這樣的顯示部的結(jié)構(gòu)中，可以進(jìn)行賦予水平方向9視差的立體顯示。
在圖30的比較表中，如圖20、圖21所示，在像素排列不是三角形的場合，像素間距的9n倍的要素圖像或者視差障板間距、在垂直方向具有延伸的光學(xué)開口的光線控制元件、和在鑲嵌排列中縱橫比3對1的像素的組合是最優(yōu)選的構(gòu)成的一個。
再有，為抑制液晶顯示裝置中閃爍或者色度亮度干擾，多在每一場上進(jìn)行極性反轉(zhuǎn)驅(qū)動，但是像本實施例這樣在顏色排列和通常不同的場合，特別在使光線控制元件無效化的平面顯示時以單一色顯示的場合，有時會發(fā)生顏色閃爍。另外，在立體顯示時，因為根據(jù)視點的位置看見的像素列的組變化，在只用信號線反轉(zhuǎn)驅(qū)動(V線反轉(zhuǎn)驅(qū)動)等有時會部分地發(fā)生閃爍。為防止這一點，希望在同一場中使用不同極性的圖像信號驅(qū)動在相鄰行的最近的同色的像素，或者在同一場中使用不同極性的圖像信號驅(qū)動同一列內(nèi)的最近的像素，更希望雙方都進(jìn)行。即，使顏色排列的斜方向和同一極性排列的斜方向交叉，或者適合使掃描線反轉(zhuǎn)驅(qū)動(H線反轉(zhuǎn)驅(qū)動)那樣配置。作為表示在同一區(qū)域中的信號極性的配置的例子有圖36到圖37那樣的圖形。在圖37中，在同一列內(nèi)最近的像素每兩個成為同一極性，但是即使在該場合，在同一列內(nèi)最近的同色的像素成為反極性，有某種程度的效果。
在本實施例中，作為平面顯示裝置的像素數(shù)目是以成為正方形的最小單位的像素群計數(shù)的場合的例子，對在橫方向(水平方向)為1920、縱方向(垂直方向)為1200、各最小單位的像素群包含紅、綠、藍(lán)(RGB)的像素進(jìn)行了說明。圖23或者圖24是概略表示立體顯示裝置的顯示部的水平剖面的圖。如在這里所示，狹縫333或者雙凸透鏡片334的雙凸透鏡的水平方向的間距Ps(周期)被確定為正確的整數(shù)像素數(shù)量。即，通過各狹縫332間的中心的中心軸351或者通過相鄰的雙凸透鏡的邊界的基準(zhǔn)軸352通過像素邊界。在相當(dāng)于中心軸351和基準(zhǔn)軸352之間的區(qū)域中，配置整數(shù)個像素，中心軸351和基準(zhǔn)軸352的水平方向的間距Ps(周期)被確定為一定。圖25是概略表示立體顯示裝置的顯示部正面的圖。在此所示的例子中，該間距Ps被定為18像素。顯示裝置的顯示面331和視差障板332、334之間的間隙d考慮玻璃底板或者透鏡材質(zhì)的折射率有效地確定為約2mm。這樣，視差障板的間距Ps(不是根據(jù)距離的差眼能看見的間距Ps，而是視差障板的實際間距Ps)為像素間間距Pp的整數(shù)倍這一點如已經(jīng)說明的那樣，是一維集成攝影。與此不同，如圖26的水平剖面所示，要素圖像間距Pe是像素間間距Pp的整數(shù)倍的一般分類為多眼方式。
圖25以及圖27，作為從正面看立體顯示裝置的顯示部的概念圖，分別表示IP方式及多眼方式中的顯示裝置的顯示面中的圖像的配置方法。顯示裝置的顯示面分為對應(yīng)各孔(視差障板的開口部)的要素圖像370，要素圖像在IP方式中分別由18列或者19列的像素列構(gòu)成。可能進(jìn)行視差分配的像素列的合計數(shù)，因為像素由3個子像素組成，所以是5760列，孔數(shù)是320(在圖25及圖27中，在用符號364表示的區(qū)域中記載的孔號碼的范圍，#-160～#-1，#1～#160)，孔間距Ps等于18像素寬。在圖25及圖27中，對于各像素列365，對應(yīng)的視差號碼(在該例中，視差號碼-17～-1，1～17共34方向)在用符號363表示的區(qū)域中作為項表示?？滋柎a#1的要素圖像由視差號碼-9～-1，1～9共18視差的列組成，孔號碼#-159的要素圖像由視差號碼-17～-1，1共18視差的列組成。因為要素圖像寬度比18像素列的寬度稍大，所以假設(shè)使要素圖像邊界與最近的像素列邊界符合(通常的A-D變換方法)的話，則對于孔的像素列數(shù)，在大部分的孔中是18列，但是也會產(chǎn)生成為19列的孔。以成為19列的孔號碼向邊界把孔內(nèi)的視差號碼范圍每次移位一個。成為19列的孔號碼為#10、#30、#49、#69、#88、#107、#127、#146(以及其負(fù)的號碼)(觀察距離700mm的場合)。
在圖28中表示各方向的視差圖像的配置的開始、結(jié)束的孔號碼(表中SlitNumber)。在該表中，還表示對應(yīng)的立體顯示時的像素列號碼、平面顯示圖像顯示部的列號碼以及像素列號碼。
此外，在多眼方式的場合，和IP方式的場合不同，如圖27所示，要素圖像寬度都由18像素列的寬度組成，-9～-1、1～9的視差號碼在所有的要素圖像中同樣配置。
圖31下方的表(鑲嵌和視差數(shù)18)，是表示在要素圖像間距或者視差障板間距取像素間距的18倍，在平面圖像顯示部中使用具有通常規(guī)格的像素數(shù)的液晶板的場合有時發(fā)生剩余的行或列的表，和第一實施例同樣，也可以在左右對稱分配剩余區(qū)域的基礎(chǔ)上，如圖32那樣利用剩余區(qū)域。為使左右對稱，在多眼的場合，也可以在縱方向上在相鄰的行的斜方向上最接近的2個像素的像素中心的中間設(shè)定所有的要素圖像的邊界，而且要素圖像的總數(shù)是偶數(shù)。另外，在IP的場合，也可以在縱方向上相鄰的行的斜方向上在作為最接近的2個像素的像素中心的中間設(shè)定要素圖像的總數(shù)是偶數(shù)且位于在整個顯示面內(nèi)的橫方向的中心的要素圖像的邊界。但是因為在本實施例的場合不是三角形排列，所謂“斜方向上在作為最接近的2個像素的像素中心的中間”和“橫方向上在作為最接近的2個像素的像素中心的中間”相同。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施例涉及的立體顯示裝置，可以同時滿足抑制波紋或者色波紋，而且取像素的縱橫比為1且同時正方形排列，每一視差的顏色信息不丟失，在平面圖像顯示和立體圖像顯示切換時分辨率或者圖像質(zhì)量無大的變化這樣的條件。
此外，本發(fā)明不限定于在上述實施例中原樣記述的方式，在實施階段，可以在不脫離其要義的范圍內(nèi)改變構(gòu)成要素來具體實現(xiàn)。
此外，通過適當(dāng)組合在上述實施例中公開的多個構(gòu)成要素可以形成多種發(fā)明。例如，也可以從實施例中所示的全構(gòu)成要件中刪除幾個構(gòu)成要件。再有，也可以適當(dāng)組合在不同實施例中使用的構(gòu)成要件。
權(quán)利要求
1.一種立體顯示裝置，其特征在于包括在顯示面內(nèi)排列有呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)中的任一顏色的像素的顯示裝置，和在上述顯示裝置的前面設(shè)置的、具有光學(xué)開口部在縱方向成直線狀延伸的多個孔或者多個透鏡的光線控制元件，該光線控制元件通過控制從上述像素來的光線方向把所述顯示裝置的所述顯示面分割為對應(yīng)所述光線控制元件的所述孔或者所述透鏡的每一個的要素圖像，由在橫方向并置成1行的所述像素組成的像素行的縱周期是所述像素的橫周期的3倍，在同一行內(nèi)在橫方向使呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)的所述像素交互并置地排列，在縱方向上相鄰的兩行中的其中一行的所述像素，相對于另一行的所述像素的橫方向位置錯開所述像素的橫周期的1/2來排列，相隔一行在同一列中相鄰的行的所述像素是呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)中的不同顏色的所述像素，所述要素圖像的間距等于18n(n＝1，2，3...)個所述像素的寬度，且所述光線控制元件的橫間距比18n個所述像素的寬度小。
2.一種立體顯示裝置，其特征在于包括在顯示面內(nèi)排列有呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)中的任一顏色的像素的顯示裝置，和在上述顯示裝置的前面設(shè)置的、具有光學(xué)開口部在縱方向成直線狀延伸的多個孔或者多個透鏡的光線控制元件，該光線控制元件通過控制從上述像素來的光線方向把所述顯示裝置的所述顯示面分割為對應(yīng)所述光線控制元件的所述孔或者所述透鏡的每一個的要素圖像，由在橫方向并置成1行的所述像素組成的像素行的縱周期是所述像素的橫周期的3倍，在同一行內(nèi)在橫方向使呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)的所述像素交互并置地排列，在縱方向上相鄰的兩行中的其中一行的所述像素，相對于另一行的所述像素的橫方向位置錯開所述像素的橫周期的1/2來排列，相隔一行在同一列中相鄰的行的所述像素是呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)中的不同顏色的所述像素，所述要素圖像的間距的平均值比18n(n＝1，2，3...)個所述像素的寬度大，且所述光線控制元件的橫間距等于18n個所述像素的寬度。
3.一種立體顯示裝置，其特征在于包括在顯示面內(nèi)排列有呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)中的任一顏色的像素的顯示裝置，在上述顯示裝置的前面設(shè)置的、具有光學(xué)開口部在縱方向成直線狀延伸的多個孔或者多個透鏡的光線控制元件，該光線控制元件通過控制從上述像素來的光線方向把所述顯示裝置的所述顯示面分割為對應(yīng)所述光線控制元件的所述孔或者所述透鏡的每一個的要素圖像，和在所述顯示裝置的像素面和所述光線控制元件之間的具有≥20且≤70的光學(xué)霧值的擴(kuò)散層，由在橫方向并置成1行的所述像素組成的像素行的縱周期是所述像素的橫周期的3倍，在同一行內(nèi)在橫方向使呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)的所述像素交互并置地排列，在同一列內(nèi)在縱方向上使呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)的所述像素交互并置地排列，所述要素圖像的間距等于9n(n＝1，2，3...)個所述像素的寬度，且所述光線控制元件的橫間距比9n個所述像素的寬度小。
4.一種立體顯示裝置，其特征在于包括在顯示面內(nèi)排列有呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)中的任一顏色的像素的顯示裝置，在上述顯示裝置的前面設(shè)置的、具有光學(xué)開口部在縱方向成直線狀延伸的多個孔或者多個透鏡的光線控制元件，該光線控制元件通過控制從上述像素來的光線方向把所述顯示裝置的所述顯示面分割為對應(yīng)所述光線控制元件的所述孔或者所述透鏡的每一個的要素圖像，和在所述顯示裝置的像素面和所述光線控制元件之間的具有≥20且≤70的光學(xué)霧值的擴(kuò)散層，由在橫方向并置成1行的所述像素組成的像素行的縱周期是所述像素的橫周期的3倍，在同一行內(nèi)在橫方向使呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)的所述像素交互并置地排列，在同一列內(nèi)在縱方向上使呈現(xiàn)紅、綠、藍(lán)的所述像素交互并置地排列，所述要素圖像的間距的平均值比9n(n＝1，2，3...)個所述像素的寬度大，且所述光線控制元件的橫間距等于9n個所述像素的寬度。
5.權(quán)利要求1或者3所述的立體顯示裝置，其特征在于，使所有的要素圖像的邊界設(shè)定在在縱方向上相鄰的行的斜方向上最接近的兩個所述像素的像素中心的中間，且所述要素圖像的總數(shù)是偶數(shù)，在整個顯示面內(nèi)配置成左右對稱。
6.權(quán)利要求2或者4所述的立體顯示裝置，其特征在于，所述要素圖像的總數(shù)是偶數(shù)，在整個顯示面內(nèi)所述要素圖像配置成左右對稱，位于所述整個顯示面內(nèi)的橫方向的中心位置處的所述要素圖像的邊界設(shè)定在在縱方向上相鄰的行的斜方向上最接近的2個所述像素的像素中心的中間。
7.權(quán)利要求1或者2所述的立體顯示裝置，其特征在于，使呈現(xiàn)同一色的像素在斜方向只連續(xù)相鄰排列2個。
8.權(quán)利要求1或者2所述的立體顯示裝置，其特征在于包括在立體圖像顯示時，通過由縱橫6n×18n(n＝1，2，3...)個像素組成的近似正方形的有效像素，向以和光線控制元件的開口部的延伸方向相同的一直線狀在縱方向上并置且在橫方向位于同一位置的3n個像素賦予同一視差圖像信息，作為合計36n視差來顯示圖像信號的單元；和在取出所述光線控制元件或者使功能無效的狀態(tài)下進(jìn)行平面圖像顯示時，通過由在橫方向上并置的紅、綠、藍(lán)個3像素組成的近似正方形的有效像素，忽略每行1/6的有效像素寬度的橫位置偏離，把有效像素視為正方形排列來顯示圖像信號的單元。
9.權(quán)利要求3或者4所述的立體顯示裝置，其特征在于包括在立體圖像顯示時，通過由縱橫3n×9n(n＝1，2，3...)個像素組成的正方形的有效像素，向以和光線控制元件的開口部的延伸方向相同的一直線狀在縱方向上并置且在橫方向上位于同一位置的3n個像素賦予同一視差圖像信息，作為合計9n視差來顯示圖像信號的單元；和在取出所述光線控制元件或者使功能無效的狀態(tài)下進(jìn)行平面圖像顯示時，通過由在橫方向上并置的紅、綠、藍(lán)3個像素組成的近似正方形的有效像素，顯示圖像信號的單元。
10.權(quán)利要求1或者2所述的立體顯示裝置，其特征在于，在縱方向的像素數(shù)不是6的倍數(shù)的場合，或者立體顯示時的縱方向的有效像素數(shù)與VGA、XGA等的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不一致的場合，把剩余的像素行部分上下均等配置或者在上或下匯總配置，在剩余部分上顯示作為立體視覺的導(dǎo)引的模式圖形。
11.權(quán)利要求3或者4所述的立體顯示裝置，其特征在于，在縱方向的像素數(shù)不是3的倍數(shù)的場合，或者立體顯示時的縱方向的有效像素數(shù)與VGA、XGA等的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不一致的場合，把剩余的像素行部分上下均等配置或者在上或下匯總配置，在剩余部分上顯示作為立體視覺的導(dǎo)引的模式圖形。
12.權(quán)利要求1或者2所述的立體顯示裝置，其特征在于，在橫方向的像素數(shù)不是18的倍數(shù)的場合，或者立體顯示時的橫方向的有效像素數(shù)與VGA、XGA等的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不一致的場合，把剩余的像素列部分左右均等配置，在剩余部分上顯示作為立體視覺的導(dǎo)引的模式圖形或者丟棄了兩端部的圖像的圖像。
13.權(quán)利要求3或者4所述的立體顯示裝置，其特征在于，在橫方向的像素數(shù)不是9的倍數(shù)的場合，或者立體顯示時的橫方向的有效像素數(shù)與VGA、XGA等的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不一致的場合，把剩余的像素列部分左右均等配置，在剩余部分上顯示作為立體視覺的導(dǎo)引的模式圖形或者丟棄了兩端部的圖像的圖像。
14.權(quán)利要求1到4中任何一項所述的立體顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置的相鄰行的最近的同色的像素，在同一場中用不同極性的圖像信號驅(qū)動。
15.權(quán)利要求1到4中任何一項所述的立體顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置的同一列內(nèi)最近的同色的像素，在同一場中用不同極性的圖像信號驅(qū)動。
16.一種圖像顯示方法，其特征在于，在權(quán)利要求1或者2所述的立體顯示裝置中，在立體圖像顯示時，通過由縱橫6n×18n(n＝1，2，3...)個像素組成的近似正方形的有效像素，對以和所述光線控制元件的開口部的延伸方向相同的一直線狀在縱方向上并置且在橫方向同一位置的3n個像素賦予同一視差圖像信息，作為合計36n視差來顯示圖像信號，在取出所述光線控制元件或者使功能無效的狀態(tài)下進(jìn)行平面圖像顯示時，通過由在橫方向并置的紅、綠、藍(lán)3個像素組成的近似正方形的有效像素，忽略每行1/6的有效像素寬度的橫位置偏離，把有效像素視為正方形排列來顯示圖像信號。
17.一種圖像顯示方法，其特征在于，在權(quán)利要求3或者4所述的立體顯示裝置中，在立體圖像顯示時，通過由縱橫3n×9n(n＝1，2，3...)個像素組成的近似正方形的有效像素，對以和所述光線控制元件的開口部的延伸方向相同的一直線狀對在縱方向上并置且在橫方向上位于同一位置的3n個像素賦予同一視差圖像信息，作為合計9n視差來顯示圖像信號，在取出所述光線控制元件或者使功能無效的狀態(tài)下進(jìn)行平面圖像顯示時，通過由在橫方向并置的紅、綠、藍(lán)3個像素組成的正方形的有效像素，顯示圖像信號。
全文摘要
提供一種立體顯示裝置及圖像顯示方法，能夠抑制波紋或者色波紋，使高速圖像處理變得容易，且在平面圖像顯示時和立體圖像顯示時都可以得到充分的圖像質(zhì)量。該立體顯示裝置包括在顯示面內(nèi)排列有像素的顯示裝置，和在上述顯示裝置的前面設(shè)置的、具有光學(xué)開口部在縱方向成直線狀延伸的多個孔或者多個透鏡的光線控制元件，該光線控制元件通過控制從上述像素來的光線方向把所述顯示裝置的所述顯示面分割為對應(yīng)所述光線控制元件的所述孔或者所述透鏡的每一個的要素圖像。
文檔編號G02B27/22GK1619358SQ200410103869
公開日2005年5月25日 申請日期2004年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月8日
發(fā)明者最首達(dá)夫, 福島理惠子, 平和樹, 平山雄三 申請人:株式會社東芝