立体显示装置及平视显示器的制作方法

本发明涉及显示立体图像的立体显示装置及平视显示器。

背景技术：

已知一种技术，其如平视显示器(以下称为“hud”)那样，在由乘坐在车辆上的驾驶员看到的前景上重叠显示描绘了用于辅助驾驶的辅助信息的图像以作为虚像。而且，公开了一种显示装置，其通过利用双眼视差等立体视觉的原理改变左眼用虚像和右眼用虚像之间的视差量，从而改变由驾驶员看到的虚像的显示距离。在这种显示装置中，通过在液晶显示器等显示设备的跟前配置选择性地遮挡光的屏障或透镜，使驾驶员的左眼仅视觉识别左眼图像、并使右眼仅视觉识别右眼图像，从而使驾驶员识别立体图像(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平7-144578号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

由于以往的显示装置如上所述地构成，因此存在如下问题：观察者能够视觉识别立体图像的区域因显示设备与屏障等之间的配置距离、以及屏障等的狭缝宽度及狭缝位置而固定。因此，当观察者的视点位置移动而偏离能够对立体图像进行视觉识别的区域时，串扰等将产生，从而导致无法正常地对立体图像进行视觉识别。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于扩大观察者能够对立体图像进行视觉识别的区域。

解决技术问题的技术方案

本发明所涉及的立体显示装置包括：图像生成部，该图像生成部将在一个方向上周期性地排列有右眼用图像和左眼用图像的图像在与该一个方向正交的方向上按每n个进行排列，从而生成立体图像，其中，将n设为2以上的整数；显示控制部，该显示控制部使显示部显示由图像生成部所生成的立体图像；以及图像分离部，该图像分离部以n个分离角度将显示部所显示的立体图像分离成n组右眼用图像和左眼用图像。

发明效果

根据本发明，以n个分离角度将显示部所显示的立体图像分离为n组右眼用图像和左眼用图像，因此，观察者能视觉识别立体图像的区域增加到n个。

附图说明

图1是示出本发明实施方式1所涉及的立体显示装置的结构例的框图。

图2是示出本发明实施方式1所涉及的立体显示装置的车辆搭载例的图。

图3a是能实现普通裸眼立体视觉的双凸透镜方式的显示部及图像分离部的构造图。

图3b是能实现普通裸眼立体视觉的双凸透镜方式的显示部及图像分离部的构造图。

图3c是能实现普通裸眼立体视觉的双凸透镜方式的图像分离部的构造图。

图4a是示出利用了普通双眼视差的hud的立体视觉识别区域的图。

图4b是示出利用了普通双眼视差的hud的立体视觉识别区域的图。

图5a是本发明实施方式1所涉及的立体显示装置的显示部及图像分离部的构造图。

图5b是本发明实施方式1所涉及的立体显示装置的显示部及图像分离部的构造图。

图5c是本发明实施方式1所涉及的立体显示装置的图像分离部的构造图。

图6是示出本发明实施方式1所涉及的立体显示装置中的立体视觉识别区域的图。

图7a及图7b是示出本发明实施方式1中的图像分离部5b的变形例的图。

图8是示出本发明实施方式2所涉及的立体显示装置的动作例的流程图。

图9a、图9b及图9c是说明本发明实施方式2中的显示控制部的动作的图。

图10a及图10b是说明本发明实施方式2中的视点位置与立体视觉识别区域的关系性的图。

图11是示出本发明实施方式3所涉及的立体显示装置的图像分离部的构造图。

图12a及图12b是说明本发明实施方式3中的显示控制部的动作的图。

图13是本发明实施方式4所涉及的立体显示装置中由视差屏障构成的图像分离部的构造图。

图14a及图14b是本发明各实施方式所涉及的立体显示装置及其周边设备的主要硬件结构图。

具体实施方式

下面，为了更详细地说明本发明，根据附图对本发明的实施方式进行说明。

实施方式1

图1是示出本发明实施方式1所涉及的立体显示装置10的结构例的框图。在图1中，实施方式1的立体显示装置10包括位置信息获取部1、车辆信息获取部2、图像生成部3、显示控制部4及图像显示部5。立体显示装置10例如搭载于后述的车辆100，并作为hud来使用。

位置信息获取部1从车内摄像头101获取表示驾驶员的视点位置的位置信息，并输出到图像生成部3和显示控制部4。驾驶员的视点位置例如指驾驶员的眼部的位置或头部的位置等。

车辆信息获取部2经由车内网络102获取车辆100的车辆信息，并输出给图像生成部3。车辆信息例如指本车位置信息、行进方向、车速、转向角、加速度、时刻、警告信息、各种控制信号以及导航信息等。各种控制信号例如指雨刷的开关信号、灯的点亮信号以及档位信号等。导航信息例如指堵塞信息、设施名、引导向导以及路线等。

图像生成部3基于位置信息获取部1获取到的位置信息、以及车辆信息获取部2获取到的车辆信息来生成显示图像，并输出到显示控制部4。显示图像例如指表示箭头引导和剩余距离信息等导航内容、以及车速和警告信息等的立体图像。立体图像由立体视觉用的右眼用和左眼用图像构成。另外，显示图像也可以包含没有视差的二维图像。

显示控制部4使图像显示部5显示图像生成部3所生成的显示图像。此外，实施方式1中，显示控制部4不使用由位置信息获取部1获取到的位置信息。显示控制部4使用位置信息的示例在后述的实施方式2中进行说明。

图像显示部5基于显示控制部4的显示控制，将图像生成部3所生成的立体图像分离成右眼用图像和左眼用图像，并投射到挡风玻璃103。

图2是示出本发明实施方式1所涉及的立体显示装置10的车辆搭载例的图。在图2中，图像显示部5由显示部5a、图像分离部5b及反射玻璃5c构成。显示部5a是液晶显示器(lcd)、有机el显示器(oeld：organicelectro-luminescencedisplay)或dlp(digitallightprocessing：数字光处理)等显示设备，基于来自显示控制部4的显示控制，对显示图像进行显示。图像分离部5b将显示部5a显示的立体图像分离为右眼用图像201r和左眼用图像201l。反射玻璃5c对图像分离部5b分离出的右眼用图像201r和左眼用图像201l进行光学失真校正和放大，并投射到挡风玻璃103上。

车内摄像头101例如设置于仪表板的计量仪器类、或者中心显示器或后视镜等的附近等能够获取驾驶员的视点位置200的场所。该车内摄像头101拍摄面部图像并进行解析，检测眼部或头部的位置，并作为位置信息输出至位置信息获取部1。另外，车内摄像头101也可以使用利用了立体摄影机的三角测量、或利用了单目摄影机的tof(timeofflight：飞行时间)等公知的技术来检测眼部或头部的位置。

另外，眼部或头部的位置检测可以由车内摄像头101进行，也可以由位置信息获取部1进行。

车内网络102是用于在与搭载于车辆100的电子控制单元(ecu)之间对车速及转向角等车辆100的信息进行收发的网络。

挡风玻璃103是被投射部，其投射有来自立体显示装置10的显示图像。由于实施方式1的hud是挡风玻璃型，因此被投射部是挡风玻璃103。在组合器型hud的情况下，被透射部是组合器。

接着，对hud的动作进行说明。

在图2中，从显示控制部4输出的立体图像显示于显示部5a。接着，图像分离部分5b将显示于显示部5a的立体图像分离成右眼用图像201r和左眼用图像201l，以使得该立体图像到达驾驶员的右眼视点200r和左眼视点200l。然后，反射玻璃5c对右眼用图像201r和左眼用图像201l进行与挡风玻璃103的形状相匹配的失真校正，将右眼用图像201r和左眼用图像201l放大到期望的虚像尺寸，并投射到挡风玻璃103上。右眼用图像201r进入驾驶员的右眼视点200r，左眼用图像201l进入驾驶员的左眼用图像201l。

当从驾驶员的视点观看时，在虚像位置202上，从左眼视点200l识别出左眼用虚像202l，从右眼视点200r识别出右眼用虚像202r。由于右眼用虚像202r和左眼用虚像202l存在视差，因此驾驶员能够在立体像识别位置203处视觉识别立体像。

图3a、图3b及图3c是能实现普通裸眼立体视觉的双凸透镜方式的显示部5a及图像分离部5b的构造图。如图3a所示，图像分离部5b配置在显示部5a的前面。一般的图像分离部5b例如是将透镜曲率半径lr0及透镜间距lp0在纵向上固定的半圆筒型的透镜在横向上排列多个而得到的双凸透镜。

如图3b所示，显示部5a配置成在透镜间距lp0内容纳右眼用像素201rpix和左眼用像素201lpix。在一个右眼用像素201rpix中，存在红绿蓝(rgb)这三个子像素。在一个左眼用像素201lpix中也存在红绿蓝这三个子像素。图像生成部3在横向上周期性地排列右眼用像素201rpix和左眼用像素201lpix，来形成横条纹状的立体图像。当显示部5a点亮时，右眼用像素201rpix和左眼用像素201lpix经由透镜被分离成右眼用像素201ar和左眼用像素201al。显示部5a上的所有像素都被图像分离部分5b分离，从而在驾驶员的视点位置200周边形成右眼用图像视觉识别区域201ar和左眼用图像视觉识别区域201al。其结果是，形成了立体视觉识别区域201a。立体视觉识别区域201a的位置及范围、即宽度及纵深由与显示部5a的像素间距相匹配的透镜曲率半径lr0及透镜间距lp0来决定。

如图3c所示，当构成图像分离部5b的双凸透镜的各透镜5b0具有相同的透镜曲率半径lr0及透镜间距lp0时，驾驶员能够视觉识别立体图像的区域仅为立体视觉识别区域201a。

图4a和图4b是示出利用了普通双眼视差的hud的立体视觉识别区域的图。如图4a所示，由图像分离部5b分离出的右眼用图像201r0、201r1、201r2和左眼用图像201l0、201l1、201l2被挡风玻璃103所反射，并到达驾驶员的右眼视点200r和左眼视点200l。具体而言，从显示部5a的左端部输出的立体图像由图像分离部5b分离，并作为左端部左眼用图像201l0和左端部右眼用图像201r0到达驾驶员的视点位置200。从显示部5a的中心部输出的立体图像由图像分离部5b分离，并作为中心部右眼用图像201r1和中心部左眼用图像201l1到达驾驶员的视点位置200。从显示部5a的右端部输出的立体图像由图像分离部5b分离，并作为右端部右眼用图像201r2和右端部左眼用图像201l2到达驾驶员的视点位置200。虽然省略了图示，但从显示部5a的左端部、中心部以及右端部以外的部分输出的立体图像也相同。

在图4a的左眼视点200l处，左端部左眼用图像201l0、中心部左眼用图像201l1和右端部左眼用图像201l2等显示部5a上的各左眼用图像聚集，以形成左眼用图像视觉识别区域201al。同样地，在图4a中的右眼视点200r处，左端部右眼用图像201r0、中心部右眼用图像201r1和右端部右眼用图像201r2等显示部5a上的各右眼用图像聚集，以形成右眼用图像视觉识别区域201ar。其结果是，形成立体视觉识别区域201a。如上所述，驾驶员的左眼和右眼分别进入左眼用图像识别区域201al和右眼用图像识别区域201ar，由此，驾驶员能够正常地视觉识别立体像识别位置203的立体图像。反之，当驾驶员的左眼和右眼偏离左眼用图像识别区域201al和右眼用图像识别区域201ar时，驾驶员无法正常地视觉识别立体图像。

如图4b所示，在双凸透镜方式和后述的视差屏障方式的情况下，在左右方向上反复形成右眼用图像视觉识别区域201ar和左眼用图像视觉识别区域201al。因此，即使驾驶员的视点位置200在左右方向上移动到右眼视点200r0、200r1、200r2和左眼视点200l0、200l1、200l2中的任意位置，驾驶员也能正常地视觉识别立体图像。反之，当驾驶员的视点位置200移动到右眼视点200r0、200r1、200r2和左眼视点200l0、200l1、200l2以外的位置时，串扰等将产生，导致无法正常地视觉识别立体图像。

接着，说明本发明实施方式1所涉及的显示部5a及图像分离部5b。图5a、图5b及图5c是本发明实施方式1所涉及的立体显示装置10的显示部5a和图像分离部5b的构造图。图6是示出本发明实施方式1所涉及的立体显示装置10的立体视觉识别区域201a、201b的图。

如图5a所示，实施方式1所涉及的图像分离部5b由透镜曲率半径lr0且透镜间距lp0的透镜5b0、以及透镜曲率半径lr1且透镜间距lp1的透镜5b1这两种透镜构成。在纵向上，透镜5b0和透镜5b1周期性地排列，在横向上，在奇数行配置有多个透镜5b0，在偶数行配置有多个透镜5b1。另外，透镜5b0和透镜5b1是至少透镜曲率半径不同的透镜即可。图示例的透镜5b0和透镜5b1的透镜曲率半径lr0、lr1不同，透镜间距lp0、lp1相同。

如图5b所示，显示部5a配置成在透镜5b0内容纳显示部5a的奇数行的右眼用像素201rpix和左眼用像素201lpix，并且配置成在透镜5b1内容纳显示部5a的偶数行的右眼用像素201rpix和左眼用像素201lpix。在一个右眼用像素201rpix中，存在红绿蓝这三个子像素。在一个左眼用像素201lpix中也存在红绿蓝这三个子像素。图像生成部3生成立体图像，该立体图像由将在横向上周期性地排列有右眼用像素201rpix和左眼用像素201lpix的图像在纵向上按每两行进行排列而得到。即，与第一行的透镜5b0对应的显示部5a所显示的图像和与第二行的透镜5b1对应的显示部5a所显示的图像相同，与第三行的透镜5b0对应的显示部5a所显示的图像和与第四行的4b1对应的显示部5a所显示的图像相同。当显示部5a点亮时，奇数行的右眼用像素201rpix和左眼用像素201lpix经由透镜5b0以分离角度θ0被分离成右眼用像素201ar和左眼用像素201al。此外，偶数行的右眼用像素201rpix和左眼用像素201lpix经由透镜5b1以分离角θ1被分离成右眼用像素201br和左眼用像素201bl。

其结果是，显示部5a上的奇数行的像素被图像分离部5b分离，在驾驶员的视点位置200周边形成由右眼用图像视觉识别区域201ar和左眼用图像视觉识别区域201al构成的立体视觉识别区域201a。同样地，显示部5a上的偶数行的像素被图像分离部5b分离，在驾驶员的视点位置200周边形成由右眼用图像视觉识别区域201br和左眼用图像视觉识别区域201bl构成的立体视觉识别区域201b。

如图5c所示，图像分离部5b具有透镜曲率半径lr0且透镜间距lp0的透镜5b0、以及透镜曲率半径lr1且透镜间距lp1的透镜5b1，因此，驾驶员能够视觉识别立体图像的区域为立体视觉识别区域201a和立体视觉识别区域201b这两个区域。因此，无论驾驶员的视点位置200移动到立体视觉识别区域201a及立体视觉识别区域201b中的哪一方，驾驶员都可以正常地视觉识别立体图像。

另外，在实施方式1的立体显示装置10中，如图4b所示，立体视觉识别区域201a也在左右方向上反复形成。同样地，立体视觉识别区域201b也在左右方向上反复形成。

如上所述，实施方式1所涉及的立体显示装置10具备图像生成部3、显示控制部4及图像分离部5b。图像生成部3将在横向上周期性地排列有右眼用图像和左眼用图像的图像在与该一个方向正交的纵向上按每两个进行排列，从而生成立体图像。显示控制部4使显示部5a显示由图像生成部3所生成的立体图像。图像分离部5b以两个分离角度θ0、θ1将显示部4a所显示的立体图像分离成奇数行的右眼用图像和左眼用图像、以及偶数行的右眼用图像和左眼用图像。由此，能够视觉识别立体图像的区域可以设为奇数行的右眼用图像和左眼用图像所形成的立体视觉识别区域201a、以及偶数行的右眼用图像和左眼用图像所形成的立体视觉识别区域201b这两个区域。以往仅为一个立体视觉识别区域201a，与此相对，在实施方式1中，区域扩大到两个立体视觉识别区域201a、201b，由此，即使驾驶员的视点位置200移动，也能够正常地对立体图像进行视觉识别。

另外，实施方式1的图像分离部5b是在纵向上周期性地排列具有不同的透镜曲率半径lr0、lr1的两种透镜5b0、5b1的双凸透镜。由于实施方式1的双凸透镜仅需要改变透镜曲率半径等，因此，与图3a、图3b及图3c所示的普通双凸透镜相比，制造成本不会增加。

另外，实施方式1的图像分离部5b是将两种透镜5b0、5b1逐行周期性地排列的结构，但不限于该结构。例如，如图7a所示，图像分离部5b也可以是将两种透镜5b0、5b1按每两行周期性地排列的结构。由此，透镜5b0、5b1只要是将n设为1以上的整数、并按每n行周期性地配置的结构即可。

另外，实施方式1的图像分离部5b由两种透镜5b0、5b1构成，但不限于该结构。例如，如图7b所示，图像分离部5b也可以是将三种透镜5b0、5b1、5b2按每n行周期性地排列的结构。由此，图像分离部5b只要是将n设为2以上的整数、并周期性地排列n种透镜的结构即可。在此情况下，图像分离部5b以n个分离角度将显示部5a所显示的立体图像分离为n组右眼用图像和左眼用图像，因此，能够形成n个立体视觉识别区域。

另外，在图7a和图7b的情况下，图像生成部3将在横向上周期性地排列有右眼用图像和左眼用图像的图像在纵向上按每n×n行进行排列，从而生成立体图像。

另外，实施方式1的图像分离部5b是将在横向上排列的透镜5b0和透镜5b1在纵向上周期性地排列的结构，但相反地，也可以是将在纵向上排列的透镜5b0和透镜5b1在横向上周期性地排列的结构。在该结构的情况下，图像生成部3将在纵向上周期性地排列有右眼用图像和左眼用图像的图像在横向上按每两列进行排列，从而生成立体图像。

另外，在实施方式1中，图像显示部5具备反射玻璃5c，反射玻璃5c向挡风玻璃103投射立体图像，从而使驾驶员视觉识别该立体图像，但在直视型的立体显示装置10的情况下，能够构成为不需要挡风玻璃103及反射玻璃5c。

另外，图像显示部5也可以具备使反射玻璃5c上下移动的驱动机构。图像显示部5控制驱动机构，使得反射玻璃5c的位置根据驾驶员的体形而上下移动。在驾驶员的视点位置200处于较高位置的情况下，挡风玻璃103中的投射立体图像的位置变高，反之，在视点位置200处于较低位置的情况下，挡风玻璃103中的投射立体图像的位置变低。由此，可以在上下方向上根据驾驶员的视点位置200对立体视觉识别区域的位置进行调整。另外，图像显示部5可以从位置信息获取部1获取视点位置200的信息。

此外，实施方式1中，构成为图像生成部3生成右眼用图像和左眼用图像，但并不限于该结构，也可以构成为图像生成部3经由车内网络102获取在立体显示装置10外部所生成的右眼用图像和左眼用图像。图像生成部3根据所获取到的右眼用图像和左眼用图像来生成立体图像。

实施方式2

实施方式1的显示控制部4采用使显示部5a的全部像素点亮的结构。与此相对，实施方式2的显示控制部4根据驾驶员的视点位置200，使相当于显示部5a中的立体视觉识别区域201a的像素和相当于立体视觉识别区域201b的像素中的某一方点亮，并使另一方熄灭。

另外，实施方式2所涉及的立体显示装置10的结构在附图上与图1～图7的实施方式1所涉及的立体显示装置10的结构相同，因此，以下引用图1～图7。

图8是示出本发明实施方式2所涉及的立体显示装置10的动作例的流程图。图像生成部3与图8的流程图并行地，基于车辆信息获取部2所获取到的车辆信息来生成立体图像。

在步骤st1中，位置信息获取部1从车内摄像头101获取表示驾驶员的视点位置200的位置信息，并输出给显示控制部4。

在步骤st2中，显示控制部4将上次获取到的位置信息所示的视点位置200与本次获取到的位置信息所示的视点位置200进行比较。在本次的视点位置200从上次的视点位置200发生了变更的情况下(步骤st2“是”)，显示控制部4前进至步骤st3，在没有变更的情况下(步骤st2“否”)，显示控制部4前进至步骤st6。

在步骤st3中，显示控制部4比较视点移动量220d和区域判定阈值dth。在视点移动量220d为区域判定阈值dth以上的情况下(步骤st3“是”)，显示控制部4前进至步骤st4，在视点移动量220d小于区域判定阈值dth的情况下(步骤st3“否”)，显示控制部4前进至步骤st5。

在步骤st4中，视点移动量220d为区域判定阈值dth以上，因此，显示控制部4选定立体视觉识别区域201a。

在步骤st5中，视点移动量220d小于区域判定阈值dth，因此，显示控制部4选定立体视觉识别区域201b。

图9a、图9b及图9c是说明本发明实施方式2中的显示控制部4的动作的图。如图9a和图9b所示，视点移动量220d并不是从上次的视点位置200到本次的视点位置200的移动量，而是从驾驶员的适眼区(eyebox)中心210到本次的视点位置200的前后方向的移动量。驾驶员的适眼区中心210是在驾驶员坐在驾驶座上的状态时设想为视点位置200存在的位置，是预先提供给显示控制部4的值。区域判定阈值dth是用于判定驾驶员的视点位置200存在于立体视觉识别区域201a、201b中的哪一个的阈值，是预先提供给显示控制部4的值。在图示例中，作为适眼区中心210的“0mm”被设定作为区域判定阈值dth。另外，“-”侧为前侧、即挡风玻璃103侧，“+”侧为后侧、即后窗玻璃侧。

如图9a和图9c所示，当视点位置200位于适眼区中心210时，或者当视点位置200位于比适眼区中心210更靠近“+”侧时，显示控制部4选定立体视觉识别区域201a。

如图9b和图9c所示，当视点位置200位于比适眼区中心210更靠近“-”侧时，显示控制部4选定立体视觉识别区域201b。

在步骤st6中，显示控制部4使显示部5a显示图像生成部3所生成的立体图像。此时，显示控制部4控制显示部5a，以使得立体图像中与步骤st4或步骤st5中所选定的立体视觉识别区域相对应的像素点亮，并使除此以外的像素熄灭。

例如，如图5c所示，考虑如下情况：图像分离部5b具有将立体视觉识别区域201a用的透镜5b0和立体视觉识别区域201b用的透镜5b1在横条纹上逐行排列的结构。在该结构中，当选定了立体视觉识别区域201a时，显示控制部4点亮与立体视觉识别区域201a相对应的像素，并熄灭与立体视觉识别区域201b相对应的像素。即，显示控制部4使显示部5a仅显示立体图像中的奇数行的右眼用图像和左眼用图像。另一方面，当选定了立体视觉识别区域201b时，显示控制部4熄灭与立体视觉识别区域201a相对应的像素，并点亮与立体视觉识别区域201b相对应的像素。即，显示控制部4使显示部5a仅显示立体图像中的偶数行的右眼用图像和左眼用图像。

在步骤st7中，图像分离部5b将显示部5a所点亮的立体视觉识别区域201a或立体视觉识别区域201b中的某一方的图像分离成右眼用图像和左眼用图像，并向挡风玻璃103进行投射。

图10a及图10b是说明本发明实施方式2中的视点位置200与立体视觉识别区域201a、201b的关系性的图。这里，设区域判定阈值dth为“0mm”。在从位置信息获取部1获取到的本次的视点位置200从适眼区中心210移动了“+15mm”的情况下，视点移动量220d为“0mm”以上，因此，显示控制部4控制显示部5a的立体图像的显示，以形成立体视觉识别区域201a。另一方面，在从位置信息获取部1获取到的本次的视点位置200从适眼区中心210移动了“-15mm”的情况下，视点移动量220d小于“0mm”，因此，显示控制部4控制显示部5a的立体图像的显示，以形成立体视觉识别区域201b。

如上所述，实施方式2所涉及的立体显示装置10具备获取驾驶员的前后方向的位置信息的位置信息获取部1。实施方式2所涉及的显示控制部4基于由位置信息获取部1所获取到的位置信息，从立体图像中在纵向上按每两个进行排列的图像中决定各两个图像中的某一个图像，并显示于显示部5a。根据该结构，在立体视觉识别区域201a和立体视觉识别区域201b有一部分重叠的情况下，即使驾驶员的视点位置200移动到该重叠的部分，也不会产生串扰等，驾驶员能够正常地对立体图像进行视觉识别。

另外，实施方式2中，举例示出了立体视觉识别区域201a和立体视觉识别区域201b的切换，但显示控制部4也可对三个以上的立体视觉识别区域进行切换。例如，如图7b所示，当是周期性地排列有n(＝3)种透镜5b0、5b1和5b2的图像分离部5b时，生成将在横向上周期性地排列有右眼用图像和左眼用图像的图像在纵向上按每n×n(＝3×2)行进行排列而得到的立体图像。显示控制部4使用值不同的2个区域判定阈值dth，切换到立体视觉识别区域201a、201b、201c(未图示)中的某一个。当切换到立体视觉识别区域201a时，显示控制部4控制显示部5a，以点亮立体图像中的各六行中的前两行的透镜5b0用的图像，并熄灭剩余四行的透镜5b1、5b2用的图像。此外，在切换到立体视觉识别区域201b的情况下，显示控制部4控制显示部5a，以点亮立体图像中的各六行中的中央两行的透镜5b1用的图像，并熄灭剩余四行的透镜5b0、5b2用的图像。此外，在切换到立体视觉识别区域201c的情况下，显示控制部4控制显示部5a，以点亮立体图像中的各六行中的后两行的透镜5b2用的图像，并熄灭剩余四行的透镜5b0、5b1用的图像。

实施方式3

实施方式1、2构成为由两种透镜5b0、5b1构成图像分离部分5b，从而在前后方向上形成立体视觉识别区域201a和立体视觉识别区域201b这两个立体视觉识别区域。与此相对，在实施方式3中，不仅在前后方向，在左右方向上也形成多个立体视觉识别区域。

另外，实施方式3所涉及的立体显示装置10的结构在附图上与图1～图10的实施方式1、2所涉及的立体显示装置10的结构相同，因此以下引用图1～图10。

图11是本发明实施方式3所涉及的立体显示装置10的图像分离部5b的构造图。图像分离部5b由透镜5b0-center、透镜5b0-rshift、透镜5b0-lshift、透镜5b1-center、透镜5b1-rshift以及透镜5b1-lshift这六种透镜构成。透镜5b0-center、透镜5b0-rshift及透镜5b0-lshift的透镜曲率半径lr0及透镜间距lp0相同。另外，透镜5b1-center、透镜5b1-rshift及透镜5b1-lshift的透镜曲率半径lr1及透镜间距lp1相同。各透镜排列成各横向一列。其中，透镜5b0-rshift、5b1-rshift被配置成透镜中心相对于透镜5b0-center、5b1-center向右偏移的状态。另外，透镜5b0-lshift、5b1-lshift被配置成透镜中心相对于透镜5b0-center、5b1-center向左偏移的状态。

图12a及图12b是说明本发明实施方式3中的显示控制部4的动作的图。如图11所示，实施方式3的图像分离部5b由六种透镜构成，由此，如图12a所示，形成前左、前中央及前右这前三个方向、以及后左、后中央、后右这后三个方向共计六个立体视觉识别区域201a、201b、201c、201d、201e、201f。这里，由透镜5b0-center形成后中央的立体视觉识别区域201a，由透镜5b0-lshift形成后左的立体视觉识别区域201c，由透镜5b0-rshift形成后右的立体视觉识别区域201d。另外，由透镜5b1-center形成前中央的立体视觉识别区域201b，由透镜5b1-lshift形成前左的立体视觉识别区域201e，由透镜5b1-rshift形成前右的立体视觉识别区域201f。

实施方式3的图像生成部3生成立体图形，该立体图形由将在横向上周期性地排列有右眼用像素201rpix和左眼用像素201lpix的图像在纵向上按每六行进行排列而得到。即，与第一行的透镜5b0-lshift对应的显示部5a所显示的图像、与第二行的透镜5b0-center对应的显示部5a所显示的图像、与第三行的透镜5b0-rshift对应的显示部5a所显示的图像、与第四行的透镜5b1-lshift对应的显示部5a所显示的图像、与第五行的透镜5b1-center对应的显示部5a所显示的图像、与第六行的透镜5b1-rshift对应的显示部5a所显示的图像全部是相同的图像。

实施方式3的显示控制部4基于驾驶员的视点位置200的前后左右的位置信息，从六个立体视觉识别区域中设定最佳的立体视觉识别区域。然后，显示控制部4控制显示部5a，以使得图像生成部3所生成的立体图像中与所设定的立体视觉识别区域相对应的图像点亮，并使除此以外的像素熄灭。

如图12a和图12b所示，视点移动量220d是从驾驶员的适眼区中心210到本次获取到的视点位置200的前后方向的移动量。区域判定阈值dth是用于判定驾驶员的视点位置200存在于前方向的立体视觉识别区域201b、201e、201f和后方向的立体视觉识别区域201a、201c、201d中的哪一个的阈值，是预先提供给显示控制部4的值。在图示例中，作为适眼区中心210的“0mm”被提供作为区域判定阈值dth。

另一方面，视点移动量220x是从适眼区中心210到本次获取到的视点位置200的左右方向的移动量。区域判定阈值xmax是用于判定驾驶员的视点位置200存在于右方向的立体视觉识别区域201d、201f和中央方向的立体视觉识别区域201a、201b中的哪一个的阈值，是预先提供给显示控制部4的值。区域判定阈值xmin是用于判定驾驶员的视点位置200存在于左方向的立体视觉识别区域201c、201e和中央方向的立体视觉识别区域201a、201b中的哪一个的阈值，是预先提供给显示控制部4的值。以作为适眼区中心210的“0mm”为基准，将“+30mm”设定为区域判定阈值xmax，将“-30mm”设定为区域判定阈值xmin。

显示控制部4比较前后方向的区域判定阈值dth和前后方向的视点移动量220d。另外，显示控制部4比较左右方向的区域判断阈值xmax、xmin与左右方向的视点移动量220x。如图12b所示，显示控制部4基于它们的比较结果，选定立体视觉识别区域201a～201f中的某一个作为立体视觉识别区域。

在图12a中，从位置信息获取部1得到的本次的视点位置200设为从适眼区中心210沿前后方向移动“-20mm”、并沿左右方向移动“+40mm”后得到的位置。由于前后方向的视点移动量220d“-20mm”小于区域判定阈值dth“0mm”，因此，立体视觉识别区域选定结果成为立体视觉识别区域201e、201b、201f中的某一个。此外，由于左右方向视点移动量220x“+40mm”为区域判定阈值xmax“+30mm”以上，因此，从立体视觉识别区域201e、201b、201f中选定立体视觉识别区域201f。显示控制部4使显示部5a显示与透镜5b1-rshift对应的右眼用图像和左眼用图像，以形成立体视觉识别区域201f。

如上所述，实施方式3所涉及的立体显示装置10具备位置信息获取部1，该位置信息获取部1获取驾驶员的前后方向及左右方向的位置信息。实施方式3所涉及的显示控制部4基于由位置信息获取部1获取到的位置信息，从立体图像中在纵向上按每六个进行排列的图像中、决定各六个图像中的某一个图像，并显示于显示部5a。根据该结构，不仅在前后方向，在左右方向上也能够扩大立体视觉识别区域。由此，即使驾驶员的视点位置200移动，也能够正常地对立体图像进行视觉识别。

另外，实施方式3的显示控制部4构成为将前后方向划分为两个立体视觉识别区域，将左右方向划分为三个立体视觉识别区域，分为合计六个区域，并将从驾驶员的适眼区中心210向视点位置200的视点移动量220d、220x与区域判定阈值dth、xmax、xmin进行比较，来选定最佳的立体视觉识别区域，但并不限于该结构。

如图4b所说明的那样，右眼用图像视觉识别区域201ar和左眼用图像视觉识别区域201al在左右方向上反复形成。当右眼视点200r0移动到左眼用图像视觉识别区域201al、并且左眼视点200l0移动到右眼用图像视觉识别区域201ar时，若将右眼用图像投射到左眼用图像视觉识别区域201al、并且将左眼用图像投射到右眼用图像视觉识别区域201ar，则驾驶员可以正常地对立体图像进行视觉识别。因此，图像生成部3也可以生成通常的立体图像、以及将右眼用图像和左眼用图像交换后得到的立体图像，显示控制部4也可以基于左右方向的视点移动量来切换是显示通常的立体图像、还是显示将右眼用图像和左眼用图像交换后得到的立体图像。由此，能够削减构成图像分离部5b的透镜的种类。

此外，如图4b所说明的那样，当右眼视点200r0从右眼用图像视觉识别区域201ar移动到相邻的右眼用图像视觉识别区域201ar、并且左眼视点200l0从左眼用图像视觉识别区域201al移动到相邻的左眼用图像识别区域201al时，不将立体视觉识别区域201a切换到相邻的立体视觉识别区域201c、201d，而保持立体视觉识别区域201a不变，即使这样驾驶员也能够正常地对立体图像进行视觉识别。因此，显示控制部4也可以基于左右方向的视点移动量，判定是从立体视觉识别区域201a、201b切换到相邻的立体视觉识别区域201c～201f、还是保持立体视觉识别区域201a、201b不变，并根据判定结果来控制显示部5a的显示。

另外，实施方式3的图像分离部5b构成为将前后方向划分为两个立体视觉识别区域，将左右方向划分为三个立体视觉识别区域，合计分为六个区域，但并不限于该结构，也可以划分为六个以外的任意数量的立体视觉识别区域。

另外，实施方式2、3的显示控制部4构成为基于位置信息获取部1从车内摄像头101获取到的视点位置200的信息来控制显示部5a的显示，但并不局限于视点位置200的信息。显示控制部4例如也可以基于来自开关等的信息来控制显示部5a的显示，该开关等根据驾驶员的操作对立体视觉识别区域201a～201f进行切换。

实施方式4

上述实施方式1～3的图像分离部5b是双凸透镜，但并不局限于此，也可以是视差屏障。图13是在本发明实施方式4所涉及的立体显示装置10中、由视差屏障构成的图像分离部5ba的构造图。图像分离部5ba由狭缝宽度不同的两种狭缝构成。在纵向上，狭缝5ba0和狭缝5ba1周期性地排列，在横向上，在奇数行上配置多个狭缝5ba0，在偶数行上配置多个狭缝5ba1。该狭缝5ba0具有与图5a、图5b及图5c中的透镜5b0相同的功能，狭缝5ba1具有与透镜5b1相同的功能。立体显示装置10中的除图像分离部件5ba以外的结构与实施方式1～3所示的相同，因此，此处省略说明。

如上所述，实施方式4的图像分离部5ba是周期性地排列有具有不同狭缝宽度的n种狭缝5ba0、5ba1的视差屏障。在该结构的情况下，也能够得到与实施方式1～3相同的效果。

最后，说明本发明实施方式1～4所涉及的立体显示装置10的硬件结构例。图14a及图14b是本发明各实施方式所涉及的立体显示装置及其周边设备的主要硬件结构图。立体显示装置10中的位置信息获取部1、图像生成部3及显示控制部4的各功能由处理电路实现。即，立体显示装置10具有用于实现上述各功能的处理电路。处理电路可以是执行存储在存储器13中的程序的处理器12，也可以是作为专用硬件的处理电路16。

如图14a所示，在处理电路是处理器12的情况下，位置信息获取部1、图像生成部3及显示控制部4的各功能通过软件、固件、或软件与固件的组合来实现。软件或固件记述为程序，存储在存储器13中。处理器12读取存储于存储器13的程序并执行，由此来实现各部分的功能。即，立体显示装置10具备用于存储程序的存储器13，该程序在由处理器12执行时最终执行图8的流程图所示的步骤。另外，该程序也可以说是使计算机执行位置信息获取部1、图像生成部3及显示控制部4的步骤或方法的程序。

如图14b所示，在处理电路为专用硬件的情况下，处理电路16对应于例如单一电路、复合电路、编程处理器、并行编程处理器、asic(applicationspecificintegratedcircuit：专用集成电路)、fpga(fieldprogrammablegatearray：现场可编程门阵列)或将它们的组合。位置信息获取部1、图像生成部3及显示控制部4的功能可以由多个处理电路16实现，也可以将各部的功能汇总而由一个处理电路16实现。

此处，处理器12也被称为cpu(centralprocessingunit：中央处理单元)、处理装置、运算装置、微处理器或微机等。

存储器13可以是ram(randomaccessmemory：随机存取存储器)、rom(readonlymemory：只读存储器)、eprom(erasableprogrammablerom：可擦除可编程只读存储器)、或闪存等非易失性或易失性半导体存储器，也可以是硬盘或软盘等磁盘，也可以是cd(compactdisc：压缩光盘)或dvd(digitalversatiledisk：数字通用光盘)等光盘。

此外，关于位置信息获取部1、图像生成部3以及显示控制部4的各功能，也可以将一部分用专用的硬件实现，将一部分用软件或固件实现。由此，立体显示装置10中的处理电路可通过硬件、软件、固件或它们的组合来实现上述各功能。

输入装置11是车内摄像头101或开关等，将驾驶员的位置信息输入到立体显示装置10。通信装置14是车辆信息获取部2，经由车内网络102从搭载于车辆100的ecu获取车辆信息。输出装置15是作为显示部5a的液晶显示器等、作为图像分离部5b、5ba的双凸透镜或视差屏障、以及挡风玻璃103或组合器。

另外，本发明可以在该发明的范围内对各实施方式进行自由组合，或对各实施方式的任意构成要素进行变形，或省略各实施方式的任意的构成要素。

此外，尽管在上述说明中说明了将立体显示装置10搭载于车辆100的示例，但立体显示装置10也可以使用在车辆100以外。在此情况下，位置信息获取部1获取使用立体显示装置10的观察者的视点位置的信息。

工业上的实用性

本发明所涉及的立体显示装置与普通双凸透镜方式或视差屏障方式相比，扩大了可以视觉识别立体图像的区域，因此，适于在车载hud等中使用的立体显示装置。

标号说明

1位置信息获取部，2车辆信息获取部，3图像生成部，4显示控制部，5图像显示部，5a显示部，5b、5ba图像分离部，5b0、5b0-center、5b0-rshift、5b0-lshift、5b1、5b1-center、5b1-rshift、5b1-lshift、5b2透镜，5ba0，5ba1狭缝，5c反射玻璃，10立体显示装置，11输入装置，12处理器，13存储器，14通信装置，15输出装置，16处理电路，100车辆，101车内摄像头，102车内网络，103挡风玻璃，200视点位置，200l、200l0～200l2左眼视点，200r、200r0～200r2右眼视点，201a～201f立体视觉识别区域，201al、201bl左眼用图像视觉识别区域，201ar、201br右眼用图像视觉识别区域，201al、201bl、201lpix左眼用像素，201l左眼用图像，201ar、201br、201rpix右眼用像素，201r右眼用图像，202虚像位置，202l左眼用虚像，202r右眼用虚像，203立体像识别位置，210适眼区中心，220d、220x视点移动量，dth、xmax、xmin区域判定阈值，lp0透镜间距，lr0透镜曲率半径，θ0、θ1分离角度。