三维影像显示装置的制作方法

专利名称：三维影像显示装置的制作方法
技术领域：
实施方式涉及ー种三维影像显示装置。
背景技术：
在能够进行动态图像显示的三维影像显示装置、所谓的三维显示器中公知有各种方式。近年来，特别是希望开发平板类型且不需要专用眼镜等方式下的三维显示器。在不需要专用眼镜的类型的三维影像显示装置中，有如下方式在如直视型或者投影型的液晶显示装置或者等离子体显示装置等那样地固定了像素位置的显示面板(显示装置)的正前方设置光线控制元件，控制来自显示面板的光线的射出方而朝向观察者。该方式的光线控制元件具有如下功能控制光线使得即使看光线控制元件上的同 一部位也会根据看的角度而看到不同的影像。具体地说，在只提供左右视差(所谓水平视差)的情况下，作为光线控制元件而使用狭缝的阵列(视差栅栏)或者半圆锥透镜的阵列(凹凸片)，在还提供上下视差(垂直视差)的情况下，作为光线控制元件而使用针孔阵列或者透镜阵列。使用光线控制元件的三维显示器的方式还分类为2眼式、多眼式、超多眼式(多眼式的超多眼条件)、积分/成像(Integral Imaging)方式(下面,还简单称为II方式。)等。在2眼式中，在事先确定的观察位置(视点位置)向两眼提供两眼视差来观察立体视。在多眼式、超多眼式等方式(简单称为多眼方式。)中，通过将视点位置设为多个，使得在扩大可看到的范围的同时能够看到侧面(提供运动视差)。II方式是在100年左右前发明的，其基于应用于三维照片的积分/照相(IP)的原理，II方式的三维影像显示装置通过下述专利文献I而公知。以多眼方式、II方式观察的三维影像虽然有程度之差但是伴随有运动视差，因此与2眼式的立体影像区别而称为三维影像。专利文献I :日本特许第3892808号

发明内容
在组合了光线控制元件和平面显示装置的三维影像显示装置中，一般采用假定视点位置而进行设计的方法。但是，在这样地假定视点位置而进行设计的方法中，存在视点位置受到限制的问题。另外，在不假定视点位置而进行设计的方法中，存在视域略微变窄的问题。因而，希望通过对所显示的图像下功夫来消除视点位置的制约，并且最大限度地确保视域。根据实施方式，提供ー种图像显示方法，在具备显示部以及光线控制元件的三维图像显示装置中，通过在子像素中显示经由光学开ロ部观察的视差图像信息，能够在观察位置视觉辨认三维图像，其中所述显示部沿着第I方向和与所述第I方向正交的第2方向以矩阵状排列子像素，所述光线控制元件与所述显示部对置设置，控制来自所述显示部的光线，所述光线控制元件由在所述第I以及第2方向以矩阵状设置的多个第I类型的光学开ロ部、或者沿着所述第2方向以大致直线状延伸并沿着所述第I方向排列的多个第2类型的光学开ロ部的某ー个构成，在该图像显示方法中，根据所述观察位置，确定分配给所述光学开ロ部的子像素区域，确定包含在所述子像素区域中的、以相互邻接的所述子像素区域的边界划分了所述子像素的子像素片段，在构成与相互邻接的所述子像素区域相对应、经由相互邻接的光学开ロ部观察的所述子像素片段的子像素中，生成混合了属于相互邻接的所述子像素区域的视差信息的子像素显示信息。


图I是概要性地表示能够通过实施方式的裸眼式(无眼镜方式)来观察三维图像的三维图像显示装置的结构的立体图。图2是概要性地表示一般的三维图像显示装置中的能够观察三维图像的光线轨迹的示意图。图3是图2所示的三维图像显示装置，且是用于说明观察三维图像的多眼方式的第I比较例的示意图。 图4是图2所示的三维图像显示装置，且是用于说明观察三维图像的II方式的第2比较例的示意图。图5是概要性地表示图4的II方式的三维图像显示装置中的光线轨迹的示意图。图6是图2所示的三维图像显示装置，且是用于说明观察三维图像的II方式的第3比较例的示意图。图7是图6所示的三维图像显示装置，且是用于说明观察三维图像的II方式的第3比较例的示意图。图8是表示第I或者第2比较例的子像素与开ロ间距的关系的示意图。图9是说明第3比较例的子像素的分配的示意图。图10是说明应用于该实施方式的三维图像显示装置的子像素的分配以及提供给所分配的子像素的子像素信息的示意图。图11是说明应用于该实施方式的三维图像显示装置的子像素的分配以及提供给所分配的子像素的子像素信息的示意图。图12A是表示在该实施方式的三维图像显示装置中，观察者位于以某个视距确定的基准面时的水平面内的子像素区域的示意图。图12B是表示在该实施方式的三维图像显示装置中，观察者位于以某个视距确定的基准面时的垂直面内的子像素区域的示意图。图12C是表示观察者位于如图12A以及图12B所示那样的位置时的显示面板以及在该显示面板中显示的某个子像素区域的示意图。图13A是表示在该实施方式的三维图像显示装置中，观察者位于比图12的视距还远的位置时的水平面内的子像素区域的示意图。图13B是表示在该实施方式的三维图像显示装置中，观察者位于比图12的视距还远的位置时的垂直面内的子像素区域的示意图。图13C是表示观察者位于如图13A以及图13B所示那样的位置时的显示面板以及在该显示面板中扩展显示的某个子像素区域的示意图。图14A是表示表示在该实施方式的三维图像显示装置中，观察者在以图12的视距确定的基准面上移动时的水平面内的子像素区域的示意图。图14B是表示在该实施方式的三维图像显示装置中，观察者在以图12的视距确定的基准面上移动时的垂直面内的子像素区域的示意图。图14C是表示如图14A以及图14B所示那样地观察者在基准面上移动时移动到该显示面板而显示的某个子像素区域的示意图。图15是概要性地表示能够以其它实施方式的裸眼式(无眼镜方式)来观察三维图像的三维图像显示装置的结构的立体图。图16A是表示在图15所示的三维图像显示装置中，观察者位于以某个视距确定的基准面时的水平面内的子像素区域的示意图。图16B是表示在图15所示的三维图像显示装置中，观察者位于以某个视距确定的 基准面时的垂直面内的子像素区域的示意图。图16C是观察者位于如图16A以及图16B所示那样的位置时的显示面板以及在该显示面板中倾斜显示的某个子像素区域的示意图。图17A是表示在图15所示的三维图像显示装置中，观察者位于比以图16的视距确定的基准面远的位置时的水平面内的子像素区域的示意图。图17B是表示在图15所示的三维图像显示装置中观察者位于比以图16的视距确定的基准面远的位置时的垂直面内的子像素区域的示意图。图17C是表示观察者位于如图17A以及图17B所示那样的位置时的显示面板以及在该显示面板中扩展显示的某个子像素区域的示意图。图18A是表示在图15所示的三维图像显示装置中，观察者比以图16的视距确定的基准面更接近显示面板时的垂直面内的子像素区域的示意图。图18B是表示观察者位于如图18A所示那样的位置时,在显示面板中显示区域变化的某个子像素区域的示意图。图19A是表示在图15所示的三维图像显示装置中，观察者在以图16的视距确定的基准面上移动时的水平面内的子像素区域的示意图。图19B是表示在图15所示的三维图像显示装置中，观察者在以图16的视距确定的基准面上移动时的垂直面内的子像素区域的示意图。图19C是表示如图19A以及图19B所示那样地观察者在基准面上移动时移动到该显示面板而显示的某个子像素区域的示意图。图20A是表示在图15所示的三维图像显示装置中，观察者在以图16的视距确定的基准面上移动时的水平面内的子像素区域的示意图。图20B是表示在图15所示的三维图像显示装置中，观察者在以图16的视距确定的基准面上移动时的垂直面内的子像素区域的示意图。图20C是表示如图20A以及图20B所示那样地观察者在基准面上移动时移动到该显示面板而显示的某个子像素区域的示意图。图21A是表示在图15所示的三维图像显示装置中，观察者在以图16的视距确定的基准面上在垂直方向移动时的垂直面内的子像素区域的示意图。图21B是表示如图21A所示那样地观察者进行移动时在显示面板中显示区域变化的某个子像素区域的示意图。
图22是表示图15所示的三维图像显示装置的显示面板的某个子像素区域以及该子像素区域中的像素信息混合的比例的示意图。图23是概要性地表示图I以及图15所示的三维图像显示装置的实施方式的显示面板驱动器的图像处理部的框图。图24是概要性地表示图I以及图15所示的三维图像显示装置的其它实施方式的显示面板驱动器的图像处理部的框图。
具体实施例方式下面，參照

与实施方式有关的三维影像显示装置。

图I概要性地表示能够通过一般的裸眼式(无眼镜方式)、即多眼方式、II方式观察三维图像的三维图像显示装置的结构。该三维图像显示装置具备如直视型或者投影型的液晶显示装置或者等离子体显示装置等那样固定了像素位置的显示面板(2维图像显示装置)1，该显示面板I的正前方隔着间隙(gap) g设置光线控制元件2，整体构成为平板的面板类型。在该平板类型的三维图像显示装置中，从显示面板I射出光线，通过光线控制元件2控制该光线的射出方向而朝向观察者。在显示面板I中，如众所周知的那样，子像素(RGB的子像素)排列为矩阵状(矩阵)。光线控制元件2例如图2所示那样在光学开ロ部3的背面设置各自由多个子像素构成的子像素区域4，使得即使看光线控制元件上的同一部位也会根据看的角度而看到不同的影像。由此，如以标记Vla、Vlb以及Vlc表示的那样，根据观察位置经由光学开ロ部3而视觉辨认出不同的子像素，观察者经由光线控制元件2视觉辨认与观察位置相应的显示图像，从而能够在显示装置的前方或者后方观察三维图像。附帯地，当在子像素区域4的子像素中显示相同的图像时，即使观察位置变化，显示图像也不会变化，能够观察ニ维图像。像这样的三维图像显示装置的视域被规定为关于全部的光学开ロ部3能够视觉辨认与观察位置相应的显示图像的范围、即经由光学开ロ部3来观察像素区域4的视域重叠了的范围6。即，如果确定了子像素区域4，则三维图像显示装置的视域就确定了。图I所示的三维影像显示装置是只提供左右视差(所谓水平视差)来观察三维影像的方式，因此作为光线控制元件2使用凹凸片。如众所周知的那样，凹凸片由半圆锥透镜的阵列构成。各半圆锥透镜在物理光学上控制光线并允许其通过，因此能够称为光学开ロ部3。该多个半圆锥透镜(光学开ロ部3)分别大致向第2方向、更具体地说向大致垂直方向(与图I的平板的短边相当的方向)以直线延伸，多个半圆锥透镜(光学开ロ部3)沿着与第2方向正交的第I方向(与图I的平板的长边相当的方向)、更具体地说沿着水平方向排列为阵列状。这里，在只提供左右视差(所谓水平视差)的方式中，也可以代替凹凸片，在光学开ロ部3中也作为某个视差栅栏而采用狭缝阵列。该狭缝阵列(视差栅栏)向第2方向、更具体地说向大致垂直方向以直线延伸作为光学开ロ部3的狭缝，多个狭缝沿着第I方向、更具体地说沿着水平方向排列为阵列状。另外，在不仅提供左右视差(所谓水平视差)而且还提供上下视差(垂直视差)从而从上下方向也能够提供与方向相应的立体视的三维影像显示装置中，作为光线控制元件而使用排列了多个针孔(光学开ロ部3)的针孔阵列或者排列了多个透片段(光学开ロ部3)的透镜阵列。基于针孔阵列或者透镜阵列的垂直方向视差的赋予与水平方向视差的赋予相同，因此在下面的说明中设为水平方向视差的赋予的说明还兼作垂直方向视差的赋予的说明，从而省略其说明。图I、图2所示的三维影像显示装置能够通过II方式或者多眼方式来显示三维影像。其中，在參照图3说明的多眼方式或者參照图4 图7说明的II方式中，如下面说明的那样需要注意设计方法以及图像显示方法不同的情況。此外，在下面的说明中，多眼方式不只是表示简单的多眼的方式，而是设为除了排除2眼式的多眼式以外还包括超多眼式(在多眼式中具备超多眼条件的方式)。另外，參照图8 图24说明的该实施方式的三维影像显示装置以及显示三维影像的方法，获取从以视差编号确定的多个视点位置拍摄的多视点图像而转换为用于三维影像的像素信息(要素图像)，向显示面板I的子像素区域提供该像素信息进行显示。因而，从显示该多视点图像的观点考虑，需要注意能够不明确地区别多眼方式以及II方式进行应用的点。因而，在图8 图24所示的实施方式中，需要注意不区别多眼方式以及II方式进行记载的点。 图I所示的三维影像显示装置优选具备位置传感器5，该位置传感器5获取检测显示面板I的前方的观察者(未图示)的位置的观察位置。来自该位置传感器5的传感器信号提供给显示面板驱动器8并转换为确定观察者的位置的由X、I、z坐标提供的观察者坐标。并且，显示面板驱动器8根据观察者的位置确定子像素显示区域4，并据此生成提供给子像素的像素信息并向显示面板I的像素区域提供该像素信息，对观察者提供最适合于观察三维影像的视域。当设观察者的位置(x，y，z)的基准位置为(0，0，L)时，不限于观察者在以观察距离L为基准的面内(z = L)移动视点(X O、或者yデO)的情况，即使z比L朝向前方(z < L)或者朝向后方(z > L)移动，另外在移动后的位置的面内移动视点的(X O、或者yデO)情况下,也与在Z = L处观察者观察三维影像的情况相同地,根据观察者的位置来确定子像素区域4，能够将最适合于观察三维影像的视域提供给平面面板I。显示驱动器8设置显示面板I的子像素区域4，使得基于位置传感器5的观察者的位置成为最优观察位置。更详细地说，向该子像素区域的子像素提供以视差编号确定的视差信息而使最优图像显示在显示面板I中。混合如后面叙述那样提供给邻接的子像素区域的子像素的两个视差信息并提供给属于子像素区域的边界的子像素。这里，混合的比例是根据以属于子像素区域的边界的子像素属于邻接的子像素区域方式划分而产生的两个片段的面积或者宽度而确定的。这里，在属于子像素区域的边界的子像素只属于邻接的子像素区域的一方的情况下，提供给另一方的子像素区域的子像素的一个视差信息的混合比例为零。此外，需要注意如下的点上述的子像素的片段不是确定为明确划分的区域，而是简单地根据子像素区域的宽度或者大小来确定的概念上的区域。另外，位置传感器5不是实施方式的必要的结构要素，也可以代替该位置传感器5，从外部通过输入装置、例如三维影像显示装置的遥控器(未图示)将固定位置(距离显示面板I的最优距离或者观察者信息)提供为位置信息，也可以根据该输入位置信息向该子像素区域的子像素提供以视差编号确定的视差信息而使最优图像显示在显示面板I中。在图2中，以实线表示图I所示的一般的三维图像显示装置中的水平面内的光线轨迹的ー个例子，以虚线表示中央和两端的光学开ロ部3的视域。因为作为ー个例子才描绘为在相应的位置存在物理的像素的情况，在本申请中，根据观察位置来设置子像素区域4，因此在子像素区域3的相应的位置有时存在子像素有时不存在子像素。在图2所示的三维图像显示装置中，表示以某个开ロ间距Pe排列的光学开ロ部3和子像素区域4配置在水平平面内的情況。显示面板I由在显示面板I中确定的像素间距配置的多个子像素(例如多个R、G、B的子像素)构成，与各光学开ロ部3相对应而划分为各子像素区域4。这里，分配给某个光学开ロ部3的某个子像素区域4是由设定在以与邻接配置的光学开ロ部3相对应的方式邻接的某个范围(在第I比较例I以及第2比较例2中，各子像素区域4如图3、图4那样为整数η个、例如5个)中的子像素构成。在參照图6以及图7的第3比较例3中，以某个周期或者带有规则性地插入有由(η+1)个子像素构成的特异子像素区域4Ρ，使得各子像素区域4如图3所示那样在由以与开ロ间距Pe相当的区域间距P出现的整数η个子像素构成的多个子像素区域4中打乱区域间距P。如后面说明那样，为了与比较例进行对比，在该实施方式中，以使得能够与如图9所示那样以某个周期或者带有规则性地插入实际上由(η+1)个子像素构成的特异子像素区域4Ρ相同地扩大视域的方式，子像素区域4的边界的子像素分为子像素的一部分(一方的片段)以及剩余的部分(残留片段)。另外，进行分配使得该子像素的一部分(一方的片段)属于一方的子像素区域4，进行分配使得剰余的部分(残留片段)属于另一方的子像素区域4。因而，如图9所示那样在该实施方式中，与光 学开ロ部3的开ロ间距Pe (固定间距)相对应而以固定的子像素区域间距P配置有子像素区域4。如參照图12Α 图14C说明的那样，当观察者在与平面面板I大致平行的面内移动(shift)时，该子像素区域4相对于光学开ロ部3相对地移动。另外，当观察者以向平面面板I靠近的方式或者从平面面板I远离的方式移动时，该子像素区域4的间距P与观察者位置相应地其宽度可变。该子像素的一部分(一方的片段)以及剩余的部分(残留片段)的宽度的比率例如设定为子像素的1/4、且当构成子像素的子像素的基本的数量设为5吋，以固定的周期、例如每(5X4+1)个子像素表示出相同的子像素的一部分(一方的片段)以及剰余的部分(残留片段)的宽度的比率。图3表示用于帮助理解该实施方式的一般的多眼方式的第I比较例I。在图3所示的第I比较例I中，各子像素区域4由具有视差编号(-2 2)的η个子像素构成，在显示面板I的显示面上的区域中重复配置有由该η个子像素构成的通常的子像素区域4。在这样的比较例I的多眼方式的三维影像显示装置中，如下面那样地设定各尺寸(dimension)。如图2所示那样设为从显示面板(显示装置)I的显示面到光学开ロ部3的主点(凹凸透镜的主点)的距离g以及从光学开ロ部3的主点到视域基准面(视域面)的距离し这里，如图2中所示那样，为了在有限的距离L处来自全部透镜的光线群在视域基准面(视域面)上重叠，通过子像素宽度(PP = D进行归一化的光学开ロ部的间距Pe(固定值)和与某ー个光学开ロ部3相对应的子像素区域4的平均宽度P的关系，需要满足如下Pe = PXL/(L+g) ... (I)在从ニ眼式发展来的多眼式或者稠密多眼式中，设计如下在有限的距离L处，由从全部的光学开ロ部3射出的相互对应的光线构成的光线群隔着眼间间隔(IPD)或者眼间间隔的l/χ倍的间隔入射(聚光)到同一区域。例如在图2中由通过光学开ロ部3的主点的主光线(以实线表示。)构成的光线群聚光在视域基准面(视域面)。
在比较例I中，视域基准面(视域面)被固定，与此相对，在相对于该比较例的后面详述的实施方式中，在观察者以该视域基准面(视域面)为基准而前后移动(shift)并与该移动对应地改变观察位置的系统中，在(I)式中，导入移动量Az而(I)式变形为Pe = PX (Lref+ Δ z) / {(Lref+ Δ z) +g}…(1-1)。因而，在后面详述的实施方式中，与到观察者的距离(Lref+Λ z)对应地使子像素区域4的宽度P可变。距离Lref是到视域基准面的基准距离。在比较例I中，宽度P在距离Lref中确定为像素间距(还与像素宽度相当。)PP的整数倍，而在实施方式中，宽度P不限于像素间距(还与像素宽度相当。)ΡΡ的整数倍，以非整数倍来确定。这里，当设为像素间距(还与像素宽度相当。)是PP (归ー化为PP = I)吋，ρρ : g = IPD/x : L (1 ≤ x)…(2)P = η · ρρ (η 为整数)P = η(η为整数、归ー化为ρρ = 1)…(3)因而，根据(I)以及(3)式，成为Pe = PXL/(L+g) = nXL/(L+g)…(4)。即在比较例I的多眼方式中，子像素区域的宽度P设为像素宽度ρρ (归ー化ρρ =I)的η倍(η为整数)，将光学开ロ部的间距Pe设计成比具有归ー化了的像素宽度的子像素的η倍宽度(P = η)狭窄lV(L+g)倍(PeホP)。该距离L与视域最优化距离相当，采用(2) (4)的设计的方式称为多眼方式。在该设计中，因为在距离L处在眼间距离产生聚光点，所以即使分配给开ロ部的像素数η比较少(例如是2( = η))，也能够通过两眼视差进行立体视。然而，在如图3所示那样以在显示面板I中只显示仅由整数个子像素构成的子像素区域4为前提的多眼方式中，产生扩展了视域的观察距离L固定的问题。但是，按照(1-1)式，如參照图9以及图10详细说明的那样，在像素区域4由非整数个子像素区域形成来确定子像素宽度P的本申请的实施方式中，能够解决该多眼方式中的视域最优距离被固定的问题。作为与多眼方式相比对更接近来自实际物体的光线的光线进行再现的方式有II方式。在II方式中，为了再现来自物体的光而设置有主眼，所以如图4以及图5所示那样不会在观察距离L的视域面产生聚光点，但是能够任意地控制扩大了视域的观察距离し在图4以及图5所示的第2比较例2的II方式中，与各光学开ロ部3相对应而同样地确定各子像素区域4 (作为ー个例子由具有视差编号_2 2的子像素构成。)，该子像素区域4作为子像素区域在显示面板I上划分并显示。光学开ロ部3同样地以一定(固定)的间距Pe配置，通过子像素的宽度PP进行归一化(PP = I)后的光学开ロ部的间距Pe,如专利文献I所述那样，例如设定为Pe = η · ρρPe = η (ρρ = I)…(5)。在该II方式的设计方法的一个例子中，光学开ロ部3的间距Pe基本上设定为子像素的宽度PP的整数倍。通过该设定子像素区域的宽度P也与多眼方式同样地，当设为P=η = 5时,视域窄,但是如图5中标记Vld表示的那样与观察位置对应地观察三维影像。另ー方面，与上述的多眼方式的说明相同地，如图6以及图7所示那样，将构成通常的子像素区域4以及特异子像素区域4Ρ的像素的数量设定为η以及(η+1)这2个值，通过调节由(η+1)像素构成的子像素区域4的产生频度m(0<m< I)，能够针对有限的距离L满足⑴式。在该第3比较例3中，与上述相同地，向由η像素构成的通常的子像素区域4的重复区域插入(η+1)像素，ー对相互邻接的特异子像素区域4Ρ以某个周期或者某个确定的配置而配置在显示面板I上。即根据⑴以及(5)式，P = (L+g) /LXPe= (L+g) /LXn= nX (l-m) + (n+l) Xm
这里，当两边除以η吋，只要设定m使得满足如下即可。(L+g)/L= (n+m)/n…(6)根据(4)以及(5)式，当将子像素区域的宽度P设计为P デ η…(7)时，通过满足⑴式或者(1-1)式，如图7所示那样，与图5相比扩大了视域。在该扩大了的视域内的观察位置如标记VlcUVle以及Vlf表示那样能够看到不同的三维影像。这样，在观察距离L不设计聚光点的方式(作为ー个例子，聚光点设定为无限远。)，在本说明书中称为II方式。如与多眼方式的比较可明确的那样，在多眼方式中由通过光学开ロ部3的光线构成的光线群聚光在视域基准面，与此相对，在II方式中，通过光学开ロ部3的光线构成的光线群不聚光在视域基准面(在根据(5)式而将聚光点设定为无限远的情况下，如图4那样平行射出。)。这里，如作为第2比较例2记载的那样，当将构成子像素区域的像素数只设为η时，从全部透镜射出的光线重叠的距离与观察距离L不同，成为无限远，因此观察距离L的视域变窄。由此，如作为比较例3记载的那样，通过设定为η和(η+1)这2个值、即设定为满足(6)式而使该子像素区域的平均值P满足(I)式，能够在有限的观察距离L处使视域(能够看到3D图像的范围)为最大。这里，视域角度2 Θ、观察距离L处的视域的宽度VWL通过以下进行定义。2 Θ = 2 X atan (P X pp/2/g)= 2 X atan (VWL/2/L)...(8)但是，在应用了视域最优化的状态下，可知视域宽度比由(8)式提供的值变窄一些。该比较例3中的问题，能够在后面说明的实施方式中消除该视域的狭窄。下面说明在II方式中通过该视域最优化使视域变窄的现象。首先，说明多眼方式的视域。在图3中，针对多眼方式的装置中的P = η = 5的情况，放大一部分透镜和子像素来表示光线轨迹。通过与区域宽度P相比将开ロ间距Pe设为小一些的值，在观察距离L处从像素发出的光线进行聚光。针对子像素区域4的右端的像素(视差图像编号2)表示出该光线进行聚光的情況。这里，分配相同的视差图像编号、例如视差图像编号2的子像素意味着来自单ー的视点图像(从某个视点拍摄的图像)。在视点图像为平行投影图像的情况下，分配相同的视差图像编号意味着是从同一方向拍摄的图像。在视点图像为透视投影图像的情况下，分配同一视差图像编号意味着是从同一位置拍摄的图像。总之，连接分配了同一视差图像编号的子像素和光学开ロ部3的主点的方向的交点基本与视点图像的获取位置相当。然而，需要注意在实施各种图像处理时也有时有意地使交点从获取位置错开的情況。虽然未图示，但是分配了其它视差图像编号的光线也同样地分别在观察距离L处以(2)式确定的间隔形成有聚光点。另ー方面，在图4中，针对在满足了(5)式的II方式的装置中P = η = 5的情况示出放大了一部分透镜和子像素的光线轨迹。来自子像素区域的右端的像素(视差图像编号2)的光线在观察距离L处也维持间隔Pe不变地入射到基准面。该光线轨迹意味着需要通过平行光线获 取视点图像。如图8所示那样，分配了其它视差图像编号的光线也分别在观察距离L处以间隔Pe入射到视域基准面。即、来自透镜的光线在观察距离L处入射的范围相互错开间隔Pe而入射到基准面，其结果是如图5所示那样视导致域VA变得非常狭窄。保持与图4相同的结构不变，实施视域最优化，在图7中表示如图6那样插入了由(η+1)像素构成的特异子像素区域的光线轨迹。在由(η+1)像素构成的特异子像素区域4的两侧，能够错开从子像素区域射出的光线的方向。在图7中表示出与来自由(η+1)像素构成的特异子像素区域4的左侧的子像素区域4的光线相比来自右侧的子像素区域4的光线(以虚线表示。)更向左射出的情況。作为结果，能够如图7所示那样扩大视域。当基本的子像素区域4由η像素(例如视差编号-2 2的5像素)构成时，来自子像素区域4的光线入射到视域基准面的入射范围逐渐移动光学开ロ部3的间隔Pe。这里，在视域基准面上的离入射位置范围离设计值(VWL)的偏差的绝对值(IVWLshiftI)为VffLshift > PXppX (L/g) X 1/2的情况下，当产生由(η+1)像素(这里为6像素)构成的子像素区域时，在观察距离L处向抵消由光学开ロ部3的间隔Pe导致的入射范围的移动的方向移动与I像素相当的范围(PPXIVg)。通过重复该移动能够扩大视域，相反地在光线的入射范围的移动中消耗了 I视差，剰余的(η-l)视差部被利用为视域。即、以(8)式定义的视域宽度VWL中被有效地利用为视域的宽度为VWLX (n-l)/n。发明人在明确了以上的视域变窄的机理的基础上，确认了加上以下对策的实施方式有效防止视域狭小的情況。即，不是以子像素単位来控制来自全部透镜的光线向视域基准面的入射范围，而是着眼于通过显示在子像素的图像信息来进行控制，作为结果能够以更高的精度来控制视域。更详细地说，如已经说明的那样，将子像素分离为像素片段，并对由该片段构成的像素提供混合后的亮度(图像信息)。为了明确应用该想法的实施方式与现有方法的差异，在图8 图10中示意性地表示出根据图I和(I)式确定的子像素区域4的宽度P与子像素间距PP的关系。如目前为止说明的那样，即使固定观察距离Lref、并假如通过多眼方式进行设计，观察者将观察距离Lref前后偏移时在该观察距离L下使视域为最大仍无法满足(3)式。由此，以后不论多眼方式、II方式，叙述用于在不满足(3)式的观察位置使视域为最大的处理。图8表示子像素区域4的宽度P通过子像素间距pp的整数倍构成的典型的图像显示装置中的光线轨迹。子像素区域4的边界与子像素的边界一致。来自子像素区域4的光线几乎都朝向相对置的光学开ロ部3，并经由该光学开ロ部3朝向观察者。全部的子像素区域4与光学开ロ部3的各个处于对应关系，在图8中设定为光学开ロ部的间距Pe比子像素间距PP的η倍稍微窄ー些，因此认为在有限的距离光线聚光，但是这不限于与观察位置L 一致。图9以及图10表示出在比通过图8所示的结构确定的聚光的距离、即以P = η确定的视域为最大的距离短的观察距离L应用了视域最优化的实施方式(在II方式的设计的一个例子中，聚光点设定为无限远，因此有限的距离全部与此相当。再将聚光点设置在有限的距离的多眼方式中，比该距离靠近跟前的距离与此相当)。为了说明的简化，在该实施方式中，以虚线来表示子像素区域4的宽度P为P = 5. 25 (为了说明的方便而设为无单位。)时的区域宽度和基于此的每个光学开ロ部的理想的视域。与设定为P = 5的情况相比，子像素区域4的宽度P变得比开ロ间距Pe更大(成为P > Pe。)，在更近的距离使视域为最大。此时，各子像素区域4不是如图8所示那样地由整数个子像素构成，而是通过视域最优化处理，通过在图9中在通常子像素区域4中实际上周期地插入特异子像素区域4P，显示面板I的区域实现如以实线表示那样的特性，接近以虚线表示的特性。另ー方面，在本申请中，如图10所示那样地在子像素宽度P的非整数倍的子像素区域4中通过由除了五个子像素之外加上一个子像素的一部分(片段)、或者由除了四个子像素之外加上一个子像素的一部分(片段)以及剩余的部分(残留的片段)构成以虚线20表示的划分，从而实现等 间距P下的配置、即以虚线表示的特性。由此，与周期性地插入特异子像素区域4P时相比能够更高精度地在近的距离扩大视域。关于位于子像素区域4的边界的子像素Xa，物理上无法进一歩分割，但是假定能够进行分割(片段)，提供以片段的比例混合了存在该片段时应该显示的像素信息后的像素信息并进行显示。更具体地说，在图9中，当关注以标记Xa2确定的子像素时，理想的是子像素的一半的像素片段(O. 5的比例)包含在以标记24表示的子像素区域4中。这里分配视差编号-2。另ー方面，剩下的一半的像素片段(剩下的O. 5的比例)包含在以标记23表示的邻接的子像素区域4中，这里分配视差图像编号3。但是，在视域最优化处理中，以在Sb >Sc的情况下判断为包含在子像素区域23中，在Sb < Sc的情况下判断为包含在子像素区域24中的方式判断包含在某一个子像素区域中(也可以与图9不同，但是分为Sb > S和Sb< Sc情况即可)。在图9中，位于左端的子像素区域4的左端确定为子像素区域的宽度P的起点，子像素区域4的宽度P确定为P = 5. 25。參照该图9所示的例子来具体地进行说明。位于子像素区域的边界的子像素中附图最左的第I像素Xal是以Sb Sc = 0.25 O. 75进行划分的，因此该第I子像素Xal属于右侧的子像素区域4(right)。其接着下来的第2像素Xa2如上述那样是以Sb Sc = O. 5 O. 5进行划分的，因此该第2像素Xa2属于右侧的子像素区域4 (right)。进而，其接下来的第3像素Xa划分为Sb Sc = O. 75 O. 25，距离Sb以及距离Sc的大小关系逆转，因此该第3像素Xa3属于左侧的子像素区域4 (left)。这样选定子像素区域4的结果是光线的入射范围在距离L处确定的视域基准面中大致ー致。相对于上述的实施方式根据子像素的边界P的位置而2值化判定属于哪个子像素区域，实施方式的图10表示出将如下方法一般化而用于说明的示意图以与子像素的边界P的位置相应的比例混合属于两方的子像素区域的视差信息来进行显示。在与图8以及图9相同的结构中，在该实施方式中对比根据结构确定的视域为最大的距离短的距离L应用实施方式的方法。为了简化參照图10的说明，该子像素区域P设定为P = 5. 25。在图10中，关于位于子像素区域4的边界的子像素Xa，根据子像素区域4的边界与相应的子像素Xa的相对关系，关于属于两个子像素区域4的每ー个时的子像素Xa中的图像如图9中说明的那样确定进行混合的比例。即、设为子像素Xa属于两个子像素区域4的每ー个，其混合的比例确定为进ー步分割子像素的子像素Xa的片段的宽度或者面积。在图10所示的分配例中，位于左端的子像素区域4的左端被确定为子像素区域的宽度P的起点，子像素区域4的宽度P被确定为P = 5.25。在图10中，示出光学的开ロ 3(h) 3 (m)，并且存在与该光学的开ロ 3(h) 3(m)相对应的子像素区域4。另外，在子像素区域4的边界存在子像素Xal Xa6。并且，在子像素Xal Xa6中，如下述说明那样在括弧内表示混合了视差信息(这里，数字表示视差编号，脚标表示相对应的光学开ロ部。)的意思。作为ー个例子，在子像素Xal(3h+(-2i))中，意味着以视差编号3的视差信息经由光学开ロ3(h)为前提，并且以视差编号(-2)的视差信息经由光学开ロ 3 (i)为前提。同样地，子像素Xa5(41+(-lm))意味着视差编号4的视差信息经由光学开ロ 3(1)为前提，并且以视差编号(-1)的视差信息经由光学开ロ 3(m)为前提。在该图10所示的实施方式中，位于子像素区域的边界的子像素Xa中附图最左的第I像素Xal (3h+(-2i))以Sb Sc = O. 25 O. 75进行划分，因此将设为该第I子像素Xal属于左侧的子像素区域4(left)时在子像素区域4(left)内应该提供给第I子像素Xal 的视差信息3(以经由开ロ 3h为前提的信息)、与设为属于右侧的子像素区域4(right)时在子像素区域4 (right)内应该提供给第I子像素Xal的视差信息-2 (以经由开ロ 3i为前提的信息)的比例设定为O. 25 O. 75、或者对其考虑了可见度等的比例，并以该比例进行混合。其接下来的第2像素Xa2(3i+(-2j))以Sb Sc = O. 5 O. 5进行划分，因此同样地，将设为该第2子像素Xa2属于左侧的子像素区域4(left)时在子像素区域4(left)内应该提供给第2子像素Xa2的视差信息3(以经由开ロ i为前提的信息)、与设为属于右侧的子像素区域4 (right)时在子像素区域4 (right)内应该提供给第2子像素Xa2的视差信息-2(以经由开ロ j为前提的信息)的比例设定为0.5 O. 5、或者对其考虑了可见度等的比例，并以该比例进行混合。通过这种设定，光线的入射范围在距离L处一致，并且还能够避免视域最优化应用时视域宽度变窄为(n-l)/n倍的现象如从图9可明确的那样，视域最优化时越接近与由(η+1)像素构成的子像素区域4相当的位置，子像素区域4的边界与实际像素的边界越背离(子像素区域4的边界趋近子像素的中央)，因此使视域变窄的影响大。当考虑该事实时，即使在应用了视域最优化的情况下只对离产生由(η+1)像素构成的子像素区域4的位置极附近的子像素Xa，反映子像素区域4的边界与相应的子像素Xa的相对关系，且只混合属于两个子像素区域的每ー个时的图像，也能够获得扩大视域的效果。如图8 图10中说明的那样，不仅能该实施方式的II方式(具有(7)式的关系的方式)，还能够应用于多眼方式(具有(3)式的关系的方式)。即，在多眼方式时，由结构确定的设定距离与视距一致，而在II式中不同，但是在从由这些结构确定的设定距离偏差了的观察距离L，能够通过实施方式的方法来扩大视域。另外，在由(3)式确定的关系中位于观察距离L的观察者向左右移动，并要与此相应地连续地(比子像素単位更细)移动视域的情况下，本申请的方法在多眼方式中有用。为了与图8中η = 5的情况相比较，还设为η = 5不变，在图11中表示将子像素区域的宽度P移动O. 5子像素宽度的状态。在图11中附加与图10所示相同的标记，因此省略关于图11所示的实施方式的说明。
在图I 图11的实施方式的说明中，只关注第I方向(水平方向、或者显示器长边方向)的面内(水平面内)而说明了子像素区域中的图像显示。但是，如图I所示，实际的光学开ロ部3在与第I方向大致正交的第2方向(垂直方向、或者显不器短边方向)延伸。另外，有时光学开ロ部3的延伸方向与子像素的形成方向形成某个角度。详细地说明考虑了光学开ロ部3这样地延伸的实施方式。在图I所示的装置中，光学开ロ部3在第2方向(垂直方向)上延伸。在一般的平板显示器中，子像素的形成方向也在第2方向上延伸，子像素区域4也在第2方向上延伸。在考虑第2方向的延伸的情况下，只要将已经叙述的与第I方向有关的概念应用于第2方向而在子像素区域4显示像素信息即可。在图12A 12C中，在具备具有垂直延伸的光学开ロ部3的光线控制元件2的显示装置中，概要性地表示出子像素区域3。如图12A以及12B所示，观察者30位于从显示装置离开基准距离LO的面内的基准位置。这里，在图12A中示意性地表示出水平截面内(沿着第I方向的截面内)的光线轨迹，图12B示意性地表示出垂直截面内(沿着第2方向的 截面内)的光线轨迹。另外，在图12C中透视地表示出去除装置前面的光线控制元件2的状态的子像素区域3的形状。与一个光线控制元件2相当的子像素区域3形成为在第2方向上延伸的长方形状。关于在第2方向延伸的子像素区域3，只在使视域为最大的距离LO处满足(3)式的关系、且该子像素区域3与像素边界一致的情况下，不需要应用上述的实施方式。要使视域为最大的位置，包含从已经由结构确定的聚光点的形成范围左右错开的情况，其它情况下能够通过应用上述的实施方式中的处理而使视域为最大。图13A 图13C表示要在更近的观察位置使视域为最大的情况下、即观察者30靠近装置而观察距离LI变得比观察距离LO短的情况下的光线轨迹。该观察者30的位置通过图I所示的位置传感器5来检测，按照(I)式如图13C所示那样地将子像素区域3的宽度P设定得大。因而，子像素区域4的边界变得与实际的子像素的边界不一致，在要使视域为最大的情况下，如上述那样地将子像素区域4的边界像素分割为片段而扩大子像素区域4的宽度P。在图14A 图14C中表示出例如位于图12A的观察者在图14A的水平截面图中向右移动的情況。同样地，观察者30向右的移动通过图I所示的位置传感器5来检测。相对于该观察者离开基准位置的移动Λχ，子像素区域4的移动Λχρ是由Δ xp = g/LX Δ X…(9)来提供，如图14C所示那样地，子像素区域4的移动方向与观察者的移动方向为反方向。在多眼方式中，即使设定为P = Π，通过该观察者30的移动，如在图11中已经说明的那样，子像素区域4的边界变得与实际的子像素的边界不一致，将子像素区域4的边界像素分割为片段，并由上述的(I)式设定子像素区域4的宽度P。图15表示另ー个其它实施方式的三维图像显示装置。在该图15所示的装置中，光线控制元件2的光学开ロ部3排列成相对于第I方向(水平方向)形成角度Φ。在图16A以及图16B中，表示出在图15所示的装置中来自具有相对于第I方向(水平方向)形成角度Φ而延伸的光学开ロ部3的光线控制元件2的光线轨迹。在该图16A以及16B所示的装置中，子像素区域4以如图16C所示那样地相对于第I方向形成某个角度的方式延伸。这里，图16A表示来自水平截面图内的显示装置的光线轨迹，图16B表示来自垂直截面图内的显示装置的光线轨迹，图16C透视地表示去掉显示装置前面的光线控制元件2的状态下的子像素区域4的形状。与一个光线控制元件2相对应的子像素区域4形成平行四边形，因此子像素区域4决不会与像素边界一致。由此，将子像素区域4的边界像素分割为片段，使用通过上述的(I)式根据子像素区域4的宽度P导出的面积S来实现视域的最大化。对此，使用图22通过后段更详细地进行叙述。在图17A 17C中表示出要在更近的观察位置使视域为最大时、即观察者30靠近装置而观察距离LI变得比观察距离LO短时的光线轨迹。该观察者30的位置通过图I所示的位置传感器5来检测，根据(I)式而子像素区域4的宽度P变大，并且如图17C所示那样地使子像素区域4的傾斜度也变化，从而能够使视域为最大。图18A以及18B表示出用于更详细地说明图17C所示的子像素区域4的变化的示意图。图18A表示显示的垂直面内的光线轨迹，图18B放大子像素区域4而示意性地进行表示。图18A以及18B中的白圆表示观察者30位于无限远的时的在显示面板I中观察的某个子像素区域的位置，其下方的双方向箭头表示用于以确定了白圆时的观察位置为中心而使视域为最大的子像素区域的范围。黑圆表示如图17A以及图17B所示那样地观察者30 移动到以实线表示的位置时经由同一光学开ロ部3观察的显示面板I中的位置，其下方的双方向箭头表示用于以该观察位置为中心使视域为最大的子像素区域的范围。这里，当透镜的傾斜度设为Φ、视距设为L时，如下地求出子像素区域4的傾斜度α。在不考虑透视度的情况下(观察者30位于无限远的位置的情況)，傾斜度α与Φ 一致，但是在从有限的观察距离进行观察的情况下，当考虑透视度时，不是观察所经由的光学开ロ部的正后面，而是观察向上或者下错开了的位置。在从有限的距离L进行观察的情况下，为了从假定的光学开ロ部考虑透视度而使视域为最大，考虑观察位置的y方向的偏差s，应该设定的子像素区域3的范围成为黑圆之下所示的箭头的范围。此时，(yd+s) : yd = (L+g) : L = tan α : tan Φ …(10)的关系成立。按照该关系，通过使子像素区域变形，在短视距下也能够抑制在垂直方向(第2方向)视域变窄的现象。在距离L大的情况下，成为s NO,且成为び—命。在距离L小的情况下，成为s >0，且成为α < Φ(变得更垂直)。这里，将子像素区域的倾斜度的初始值计算为从无限远看时的角度Φ，但是也可以根据有限的观察距离し微调透镜的傾斜度使得在傾斜度Φ的子像素区域中视域成为最大，之后从此处开始使视距前后变化时的α通过(10)式来提供。如图18Β所示，相应的子像素区域不仅向第I方向(水平方向)而且还向第2方向(垂直方向)移动距离S，因此也可以根据该移动而使视差图像移动距离S，但是在第2方向上本来没有提供视差，因此即使移动不协调感也少。在图19C中表示出例如观察者在图19Α所示的水平截面内向右移动了时的子像素区域4移动箭头shift(x)的情況。这里，如图19Β所示那样地设为观察者在垂直方向上不移动。图19C所示的子像素区域4的移动shift(x)是由(9)式来提供的。在图20Α 20C中，表示观察者30在包含第2方向(垂直方向)的面内如以箭头所示那样地移动时的显示面板I上的子像素区域4的移动。图20Α表示包含第I方向的面内(水平面内)的光线轨迹，图20Β表示包含第2方向(垂直方向)的面内(垂直面内)的光线轨迹。当如图20Β所示那样地观察者30在第2方向上移动时，要使视域为最大化的位置，如图20C所示那样地在第I方向(水平方向)上移动子像素区域4。图21A以及21B表示用于更详细地说明图20C所示的子像素区域4的变化的示意图。图21A表示显示的垂直面内的光线轨迹，图21B放大并示意性地表示子像素区域4。图21A以及21B中的白圆表示如图20B以及图21A所示那样地观察者30位于以虚线表示的基准位置时，在显示面板I中观察的某个子像素区域的位置，其下的双方向箭头表示用于以确定白圆时的观察位置为中心使视域为最大的子像素区域的范围。黑圆表示如图20B以及图21A所示那样地观察者30移动到以实线表示的位置时经由同一光学开ロ部3观察的显示面板I中的位置，沿着该显示面板I表示的双方向的箭头表示用于以该观察位置为中心使视域为最大的子像素区域的范围。这里，当将透镜的傾斜度设为Φ、视距设为L时，如下地求出子像素区域的移动量U。在从图21B以及图21A所示的基准坐标位置的观察中，将移动量u设为O。这里，在观察位置从基准坐标位置在第二方向(垂直方向)上移动了距离Ay的情况下，观察者 30观察的与白圆相当的图像，不是以黑圆表示那样地进行移动而经由的光学开ロ部3的正后面，而是在向上或者下(这里为下)错开了的位置观察图像。这里，以白圆之下所示的箭头36来表示与观察以白圆表示的位置(y坐标=0)的光学开ロ部3相对应的初始的子像素区域3的范围。在有限的距离L从观察位置错开了 Ay的位置进行观察的情况下，从先前的光学开ロ部3考虑透视度而应该设定的子像素区域3的宽度，从以箭头36表示的宽度成为黑圆以下所示的箭头的范围38。当设y方向的偏差为t时，移动量u由t : yo = g : L... (11)u = t/tan Φ …(12)来提供。按照该关系，通过使子像素区域4在第I方向上移动，能够抑制观察位置在第2方向上错开时视域变窄的现象。在图22中表示有子像素区域4中的具体的映射的ー个例子。子像素与通常的平面面板相同地排列在沿着矩阵的水平以及垂直方向(第I以及第2方向上)上，第I方向与第2方向的边的长度之比确定为I : 3。当将光学开ロ部的傾斜度α设为a = atan(1/2)时，在图22中，与光学开ロ部h和光学开ロ部i相应地对像素分配4视差。从相对于光学开ロ部3的相对位置起，视差编号以非整数(视差编号O. 00000 视差编号3. 66670)来表示，但是这是因为与Pe = 6相対，视差是4，因此每次错开4/6 = 2/3地分配视差编号。另夕卜，由粗线包围的区域是因为子像素区域的边界跨像素而应该应用本申请的实施方式的区域，在图22中，通过视域最优化处理来唯一地确定子像素以及子像素的片段区域属于以标记h或者标记i指定的光学开ロ部3中的哪ー个。在图22中放大并表示出应用了上述实施方式的方法的例子，两个子像素42、44的边界与子像素区域的边界不一致，如以虚线表示那样，子像素区域的边界在子像素42、44上横切。这里，根据以该边界划分的面积，将属于以标记h表不的光学开ロ部3的视差编号的图像信息、属于以标记i表不的光学开ロ部3的视差编号的图像信息进行混合并显示。添加于数字上的字母表示该视差编号属于哪个光学开ロ部3。另外,标记So、Sp、Sq、Sr表不面积。作为一个例子,通过以标记So以及Sp表示的片段区域构成的像素，表示出以面积So、Sp的比例对属于以视差编号h表示的光学开ロ部3的视差编号的图像信息和属于以视差编号i表示的光学开ロ部3的视差编号的图像信息进行混合并显示的情況。
这里简单地以面积表示，但是优选考虑可见度。而且，在因为设为需要更多的视差信息(这里分配给面积q的视差编号4. 3333等)的点而存在图像处理负荷变高这样的课题的情况下，即使代用邻接的视差编号3. 6670也能够获得一定的效果。以上叙述了ー个例子，但是在如图I所示那样地设置在第2方向延伸的光学开ロ部、且子像素例如德尔塔(delta)排列那样在每行中错开第I方向的坐标那样的情况下，应用该实施方式也是有效的。即、在子像素区域3和子像素的物理的边界不一致的情况下全部有用。如图23或者图24所示那样，图I所示的显示面板驱动器8构成为具备图像处理部。在图23中，不具备图24所示的获取观察位置的观察位置获取部52这点上不同，因此參照图24来说明该图像处理部。观察者30的位置由观察位置获取部52处理来自图I所示的位置传感器5的信号而转换为X、y以及Z的坐标信号。该观察者30的坐标信号提供给保持观察位置的信号的观察位置保持部54。在图23所示的监察位置保持部54中，预先从外部通过遥控器等将多 个位置、例如在生活中将沙发的位置登记为标准位置，除此之外例如登记从用餐的椅子的位置收看等的不同的位置，能够将这些位置选择为坐标信号的信息。另外，图像处理部设置有三维显示装置信息保持部56，该三维显示装置信息保持部56保持确定三维显示装置的特性的各种參数、例如间隙g、开ロ间距Pe、像素间距pp以及光学开ロ的傾斜度Φ或者与这些类似的參数信息。根据确定保持在观察位置保持部54中的观察者的位置信息以及保持在三维显示装置信息保持部56的三维图像显示装置的特性的參数信息，从式(I)、更具体地说从式(1-1)在子像素区域计算部58中计算出分配给光学开ロ部3的子像素区域4的宽度P，另外，计算參照图12A 图14C以及图16A 图22说明了的子像素区域4的傾斜度以及移动量等參数。子像素区域信息计算部58计算出的与子像素区域有关的子像素区域4的宽度P等的參数提供给三维图像信息生成部62，该三维图像信息生成部62生成显示在各子像素上的视差图像信息。在该三维图像信息生成部62中，提供从保持视差图像的视差图像保持部60提供的视差图像数据，该视差图像数据通过參数进行处理，如图22所示那样地变换为实际显示为子像素的像素信息而作为像素信号提供给显示部2。其结果是与观察者30的位置相应地使最优的影像显示在显示面板2中，能够通过三维影像装置观察地显示三维影像。位置信息既可以是由传感器5检测的实时测量的位置信息，在多人观察的情况下既可以多人进入视域内，或者也可以进入被称为旁瓣的、从邻接的光学开ロ部观察子像素区域的图像信息的模拟的视域。总之，优选反映检测出的位置信息，并实现对多人来说确保视域的状态。这里，优选将多人收看的意思提供给监察位置保持部54而确定子像素区域4的宽度P，另外在三维图像生成部62中，在对位于像素区域4的边界的像素Xa中，以反映了子像素区域的边界与像素的中心的相对关系的比例来混合假定了经由邻接的光学开ロ部3的信息。本发明不限于上述实施方式本身，在实施阶段中能够在不超出其精神的范围内将结构要素进行变形并具体化。特别是，包含图只对ー维的方向进行了说明，但是也可以ニ维地展开。另外，能够通过上述实施方式公开的多个结构要素的适当组合来形成各种发明。例如也可以从实施方式所示的全部结构要素中删除几个结构要素。而且，也可以适当阻挡不同实施方式的结构要素。如上述那样，在组合了光线控制元件和平面显示装置的、能够无眼镜地观察三维影像的三维影像显示装置中，通过对显示图像下功夫，能够提供消除视点位置的制约而且 还最大限度地确保了视域的三维影像显示装置。
权利要求
1.ー种图像显示方法，在具备显示部以及光线控制元件的三维图像显示装置中，通过在子像素中显示经由光学开ロ部观察的视差图像信息，能够在观察位置视觉辨认三维图像，其中所述显示部沿着第I方向和与所述第I方向正交的第2方向以矩阵状排列子像素，所述光线控制元件与所述显示部对置设置，控制来自所述显示部的光线，所述光线控制元件由在所述第I以及第2方向以矩阵状设置的多个第I类型的光学开ロ部、或者沿着所述第2方向以大致直线状延伸并沿着所述第I方向排列的多个第2类型的光学开ロ部的某一个构成，该图像显示方法的特征在干，根据所述观察位置，确定分配给所述光学开ロ部的子像素区域，确定包含在所述子像素区域中的、以相互邻接的所述子像素区域的边界划分了所述子像素的子像素片段，在构成与所述相互邻接的子像素区域相对应、经由相互邻接的光学开ロ部观察的所述子像素片段的子像素中，生成混合了属于所述相互邻接的子像素区域的视差信息的子像素显不彳目息。
2.根据权利要求I所述的图像显示方法，其特征在干，所述子像素区域由沿着所述第I方向的整数个子像素以及子像素片段的组合构成，在该第I方向具有该子像素区域的宽度的非整数倍的宽度。
3.根据权利要求2所述的图像显示方法，其特征在干，所述子像素片段以某个周期重复，使得沿着所述第I方向或者所述第I以及第2方向具有固定宽度。
4.根据权利要求I所述的图像显示方法，其特征在干，所述子像素区域具有所述子像素的宽度的整数倍的区域宽度，相互邻接的所述子像素区域的边界确定在所述子像素中。
5.根据权利要求I所述的图像显示方法，其特征在干，所述光学开ロ部沿着所述第2方向以大致直线状延伸，使得相对于所述第I方向或者所述第2方向形成某个角度，形成该角度的延伸方向倾斜地横切所述子像素。
6.根据权利要求I所述的图像显示方法，其特征在干，以所述子像素宽度对分配给所述光学开ロ部的所述子像素区域的宽度进行归ー化后的值P，通过从所述观察位置到光线控制元件的距离L、以子像素宽度对所述开ロ部的间距进行归ー化而表示的Pe、所述显示部的面与所述光线控制元件的面之间的距离g来确定，使得满足L (L+g) = Pe : P。
7.根据权利要求I所述的图像显示方法，其特征在干，在将所述子像素间距设为PP、将在观察距离L的视域宽度设为VW吋，由tan Θ = (ppXP/2)/g = (VW/2/L)来提供看得到三维图像的范围的角度2 Θ，在位于两个所述子像素区域的边界的所述子像素中混合并显示视差图像信息，使得从离开角度2 Θ的方向进行观察。
8.一种三维图像显示装置，具备显示部，沿着第I方向和与所述第I方向正交的第2方向以矩阵状排列子像素；以及光线控制元件，与所述显示部对置设置，控制来自所述显示部的光线，所述光线控制元件由在所述第I以及第2方向以矩阵状设置的多个第I类型的光学开ロ部、或者沿着所述第2方向以大致直线状延伸并沿着所述第I方向排列的多个第2类型的光学开ロ部的某一个构成；以及生成部，根据观察位置确定分配给所述光学开ロ部的子像素区域，子像素区域包含以相互邻接的子像素区域的边界划分了子像素的子像素片段，所述子像素片段与所述相互邻接的子像素区域相对应、经由相互邻接的光学开ロ部被进行观察，在构成所述子像素片段的子像素中生成子像素显示信息，使得混合并显示属于所述相互邻接的子像素区域的视差信息，其中，通过在所述子像素中显示经由所述光学开ロ部而观察的视差图像信息，能够在所述观察位置视觉辨认三维图像。
9.根据权利要求8所述的三维图像显示装置，其特征在干，所述子像素区域由沿着所述第I方向的整数个子像素以及子像素片段的组合构成，在该第I方向上具有该子像素区域的宽度的非整数倍的宽度。
10.根据权利要求9所述的三维图像显示装置，其特征在干，所述子像素片段以某个周期重复，使得沿着所述第I方向或者所述第I以及第2方向具有固定宽度。
11.根据权利要求8所述的三维图像显示装置，其特征在干，所述子像素区域具有所述子像素的宽度的整数倍的区域宽度，相互邻接的所述子像素区域的边界确定在所述子像素中。
12.根据权利要求8所述的三维图像显示装置，其特征在干，所述光学开ロ部沿着所述第2方向以大致直线状延伸，使得相对于所述第I方向或者所述第2方向形成某个角度，形成该角度的延伸方向倾斜地横切所述子像素。
13.根据权利要求8所述的三维图像显示装置，其特征在干，以所述子像素宽度对分配给所述光学开ロ部的所述子像素区域的宽度进行归ー化后的值P，通过从所述观察位置到光线控制元件的距离L、以子像素宽度对所述开ロ部的间距进行归ー化而表示的Pe、所述显示部的面与所述光线控制元件的面之间的距离g来确定，使得满足L (L+g) = Pe : P。
14.根据权利要求8所述的三维图像显示装置，其特征在干，在将所述子像素间距设为PP、在观察距离L的视域宽度设为VW吋，由tan Θ = (ppXP/2)/g = (VW/2/L)来提供看得到三维图像的范围的角度2 Θ，在位于两个所述子像素区域的边界的所述子像素中，混合并显示视差图像信息，使得从离开角度2 Θ的方向进行观察。
全文摘要
本发明提供一种三维影像显示装置及图像显示方法。在三维图像显示装置中，根据观察者的位置来确定分配给光学开口部的子像素区域，子像素区域包含以相互邻接的子像素区域的边界来划分子像素的子像素片段，与相互邻接的子像素区域相对应，经由相互邻接的光学开口部来进行观察前述子像素片段，在构成前述子像素片段的子像素中，混合并显示属于相互邻接的子像素区域的视差信息。
文档编号G02B27/22GK102822724SQ20118000244
公开日2012年12月12日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者福岛理惠子, 平山雄三, 中村德裕 申请人:株式会社东芝