CN101945297A - 立体显示器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种立体显示器，所述立体显示器包括：显示面板，其中以预定的排列图案设置多种颜色的子像素；以及具有屏障图案的视差屏障，所述屏障图案包括允许光透过的透光部和遮蔽光的遮光部。以如下方式配置排列图案和屏障图案，即，当显示面板和视差屏障处于第一配置状态和第二配置状态时可实现立体视觉，第一配置状态和第二配置状态具有垂直方向和水平方向彼此交换的这种位置关系。

Description

立体显示器

相关申请的交叉参考

本申请包含涉及于2009年7月7日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-160904中公开的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种视差屏障方式的立体显示器。

背景技术

在现有技术中，作为不用佩带特殊眼镜、用裸眼即可实现立体视觉的立体显示方式的一种，视差屏障方式的立体显示器(参见日本专利第3096613号)或者透镜方式的立体显示器(参见美国专利第6,064,424号)已为公众所知。图22示出了视差屏障方式的立体显示器的典型构造实例。在该立体显示器中，设置视差屏障101使其与二维显示面板102的正面相对。在视差屏障101的典型构造中，在水平方向上交替地设置遮蔽来自二维显示面板102的显示图像光的遮光部111和允许显示图像光透过的条状狭缝部112。作为二维显示面板102，使用的是具有如下像素构造的二维显示面板，其中，由多种颜色(R、G和B)的子像素构成的多个像素二维地设置。例如，使用的是不同的各颜色的子像素沿水平方向循环排列、而相同颜色的子像素沿垂直方向排列的这种像素排列。

在视差屏障方式或者透镜方式的立体显示器中，分别准备包括不同视差信息的多个视差图像，并且，例如，将每个视差图像分割成沿垂直方向延伸的多个条状的分割图像。然后，在水平方向上交替地设置多个视差图像的分割图像，从而在一个画面上产生包括多个条状的视差图像的合成图像，并且在二维显示面板102上显示该合成图像。在视差屏障方式的情况下，通过视差屏障101观看二维显示面板102上显示的合成图像。在适当地设置所要显示的分割图像的宽度、视差屏障101的狭缝宽度等时，在观看者从预定位置和预定方向观看立体显示器的情况下，来自不同视差图像的光线被允许通过狭缝部112分别进入观看者的右眼10R和左眼10L。从而，当观看者从预定位置和预定方向观看立体显示器时，可感知到立体图像。为了实现立体视觉，需要右眼10R和左眼10L分别看到不同的视差图像，从而两个或多个视差图像，即，用于右眼的图像和用于左眼的图像是必要的。在使用三个以上视差图像的情况下，可实现多视点视觉(multi-view vision)。当使用多个视差图像时，可实现响应于观看者视点位置变化的立体视觉。即，可获得运动视差(motion parallax)。

发明内容

在典型的静态显示器中，画面在纵向和横向方向上的显示状态(配置状态)是始终固定的。例如，在画面为横向(landscape-oriented)的静态显示器情况下，显示状态始终固定为横向的显示状态。然而，例如，在诸如近来的便携式电话的移动设备中，已经开发出显示部分的画面的显示状态在纵向(portrait-oriented)状态和横向状态之间可切换的显示器。例如，这种在纵向状态和横向状态之间的切换可通过在平行于显示面的平面中单独地使整个设备或显示部分旋转90°，也可通过使所显示的图像旋转90°来实现。

现在，考虑的是在允许在纵向状态和横向状态之间切换的设备中执行立体显示。在视差屏障方式和透镜方式中，都通过视差分离手段(诸如视差屏障或者双凸状透镜(lenticular lens))，在水平方向上由视差来分离显示在二维显示面板上的用于右眼的图像和用于左眼的图像，以实现立体视觉。此外，通常，作为视差分离手段的视差屏障和双凸状透镜相对于二维显示面板的显示面是固定的。因此，仅允许在纵向显示状态和横向显示状态中的一个中正确地执行立体显示。例如，在透镜方式的情况下，设置双凸状透镜以在横向显示状态中正确地执行立体显示，而在纵向显示状态中则很难正确地实现立体视觉，这是因为双凸状透镜在垂直方向上具有折射能力而在横向方向上不具有折射能力。相似地，在视差屏障方式中，例如，如图22所示，在使用包括垂直的长狭缝部112的视差屏障101的情况下，当整个显示器旋转到纵向状态时，在横向方向上无法分离光线，因此无法实现立体视觉。

期望提供一种立体显示器，其允许通过视差屏障方式在两种不同配置状态中实现立体视觉。

根据本发明的第一实施方式，提供了一种立体显示器，包括：显示面板，该显示面板包括其中以预定排列图案二维地设置多种颜色的子像素的显示面，并且显示对应于立体视觉的视点数量的多个视差图像，所述视差图像被合并到一个画面中而同时在空间上彼此分离；以及面对显示面设置的视差屏障，包括由允许来自显示面板的显示图像光透过的透光部和遮蔽显示图像光的遮光部构成的屏障图案，并且利用屏障图案使显示在显示面板上的视差图像彼此光学地分离，从而实现立体视觉。显示面板的显示面具有与其水平长度不同的垂直长度。以如下的方式配置显示面板中的子像素的预定排列图案和视差屏障中的屏障图案，即，当显示面板和视差屏障处于第一配置状态和第二配置状态时，都可以实现立体视觉，第一配置状态和第二配置状态具有垂直方向和水平方向相互交换的这种位置关系。

在根据本发明实施方式的立体显示器中，使用视差屏障光学地分离来自显示面板的显示图像光，从而在第一配置状态和第二配置状态中都实现自然立体视觉。

根据本发明的第二实施方式，提供了一种立体显示器，包括：显示面板，其中以预定的排列图案设置多种颜色的子像素；以及视差屏障，具有包括允许光透过的透光部和遮蔽光的遮光部的屏障图案。以如下方式来配置排列图案和屏障图案，即，当显示面板和视差屏障处于第一配置状态和第二配置状态时，均可以实现立体视觉，第一配置状态和第二配置状态具有垂直方向和水平方向彼此交换的这种位置关系。

在根据本发明实施方式的立体显示器中，对显示面板中子像素的预定排列图案和视差屏障中的屏障图案进行优化，从而在第一配置状态和第二配置状态中都实现立体视觉，因此在不同配置状态中通过视差屏障方式都可实现立体视觉。

根据下面的描述，本发明的其它和进一步的目的、特征和优点将变得更明显。

附图说明

图1是示出根据本发明第一实施方式的立体显示器的结构的结构图以及视点数量为3时的立体视觉状态。

图2是示例性的示图，图2中的A部分和B部分分别示出了根据第一实施方式的立体显示器中的第一配置状态的显示实例和第二配置状态的显示实例。

图3是示出显示面板的显示面中基本的像素排列的平面图。

图4是示出根据第一实施方式的立体显示器的第一配置状态中用于三个视点的像素排列的平面图。

图5是示出根据第一实施方式的立体显示器的第一配置状态中用于三个视点的屏障图案(barrier pattern)的平面图。

图6是示出根据第一实施方式的立体显示器的第二配置状态中用于三个视点的像素排列的平面图。

图7是示出根据第一实施方式的立体显示器的第二配置状态中用于三个视点的屏障图案的平面图。

图8是示出根据第一实施方式的立体显示器的第一配置状态中用于两个视点的像素排列的平面图。

图9是示出根据第一实施方式的立体显示器的第一配置状态中用于两个视点的屏障图案的平面图。

图10是示出根据本发明第一实施方式的立体显示器的第一配置状态中用于四个视点的像素排列的平面图。

图11是示出根据第一实施方式的立体显示器的第一配置状态中用于四个视点的屏障图案的平面图。

图12是示出根据第一实施方式的立体显示器的第二配置状态中用于四个视点的像素排列的平面图。

图13是示出根据第一实施方式的立体显示器的第二配置状态中用于四个视点的屏障图案的平面图。

图14是示出根据第一实施方式的立体显示器的第一配置状态中用于五个视点的像素排列的平面图。

图15是示出根据第一实施方式的立体显示器的第一配置状态中用于五个视点的屏障图案的平面图。

图16是示出根据第一实施方式的立体显示器的第二配置状态中用于五个视点的像素排列的平面图。

图17是示出根据第一实施方式的立体显示器的第二配置状态中用于五个视点的屏障图案的平面图。

图18是示出根据本发明第二实施方式的立体显示器的第一配置状态中的像素排列的平面图。

图19是示出根据第二实施方式的立体显示器的第一配置状态中的屏障图案的平面图。

图20是示出根据第二实施方式的立体显示器的第二配置状态中的像素排列的平面图。

图21是示出根据第二实施方式的立体显示器的第二配置状态中的屏障图案的平面图。

图22是示出视差屏障方式的立体显示器的典型构造实例的构成图。

具体实施方式

下面参照附图对优选实施方式进行详细的描述。

第一实施方式

立体显示器的基本结构

图1示意性地示出了根据本发明第一实施方式的立体显示器的结构以及视点数量为3的情况下的立体视觉状态。如图1所示，立体显示器包括显示面板2和设置为面向显示面板2的显示面的视差屏障1。对应于立体视觉中视点的数量，显示面板2显示多个合成到一个画面中而在空间上彼此分离的视差图像。图1示出了使用用于第一视点的像素4-1、用于第二视点的像素4-2和用于第三视点的像素4-3实现多视点(3个视点)立体视觉的状态。视差屏障1具有屏障图案，该屏障图案包括允许来自显示面板2的显示图像光透过的狭缝部12和用于遮蔽显示图像光的遮光部11。视差屏障1利用屏障图案光学地分离显示面板2上显示的视差图像从而实现立体视觉。

配置立体显示器从而在两种状态中可实现自然的立体视觉，即，一种状态是显示面板2和视差屏障1处于第一配置状态，一种状态是显示面板2和视差屏障1处于第二配置状态，其中将第二配置状态定义为这样的一种状态，即，在与显示面平行的平面中，显示面板2和视差屏障1的设置方向相对于第一配置状态中显示面板2和视差屏障1的设置方向旋转90°。第二配置状态具有垂直方向和水平方向相互交换的这种位置关系。例如，如图2中的A部分所示，将“第一配置状态”定义为这样一种状态，即，显示面的水平长度长于显示面的垂直长度(水平方向上像素的数量较多)。例如，如图2的B部分所示，将“第二配置状态”定义为这样一种状态，即，显示面的垂直长度长于显示面的水平长度(垂直方向上像素的数量较多)。

显示面板2包括显示面，其中以预定排列图案二维地设置多种颜色的子像素。例如，作为显示面板2，可使用液晶显示器、有机EL(电致发光)显示器、等离子显示面板等。

图3示出了显示面板2的显示面中的基本像素排列。显示面板2的显示面具有如下像素结构，其中二维地设置用于彩色显示的三种必要颜色R(红)、G(绿)和B(蓝)的多个子像素4R、4G和4B。在显示面板2中，在第一配置状态中，以如下像素排列方式对子像素4R、4G和4B进行设置，即，在垂直(纵向)线上设置相同颜色的子像素，而沿着水平(横向)线循环地设置不同的各颜色的子像素。在这种像素结构中，预定排列图案中的4R、4G和4B被分配作为用于显示多个视差图像(与立体视觉中的视点的数量相对应)的用于视点的像素。

在立体显示器中，对显示面板2中子像素的排列图案和视差屏障1中的屏障图案进行优化，从而在第一配置状态和第二配置状态中都可实现立体视觉。下面将描述子像素的排列图案和屏障图案的具体实例。

用于三个视点的结构

图4示出了在显示面板2处于第一配置状态的情况下用于三个视点的像素排列图案。在执行对应于视点的数量N(在这种情况下为3)的立体显示的情况下，显示面板2显示合并在一个画面中而在空间上彼此分离的N个视差图像。在图4中，像素组(R1，G1，B 1)是用于第一视点的像素4-1(显示第一视差图像的像素)。此外，像素组(R2，G2，B2)是用于第二视点的像素4-2(显示第二视差图像的像素)，像素组(R3，G3，B3)是用于第三视点的像素4-3(显示第三视差图像的像素)。

如图4所示，在第一配置状态中，沿着垂直线循环设置用于N(在这种情况下为3)个视点的相同颜色的子像素。沿着水平线循环设置用于三个视点的不同的各颜色的子像素。进一步来说，使用这样的排列图案，即，以第一水平线上的一个子像素和在紧邻第一水平线的第二水平线上且在垂直方向上与上述子像素紧邻的一个子像素被设置为用于彼此不同的各个视点的方式，来沿着水平线循环设置用于不同的各个视点的子像素。例如，当分别将最上行中的像素线和第二最上行中的像素线定义为第一水平线和第二水平线时，在第一水平线中以顺序(R1、G2、B3、R1、G2、......)循环设置用于不同的各视点的子像素。在第二水平线中，以顺序(R3、G1、B2、R3、G1、......)循环设置用于不同的各视点的子像素。在这种情况下，例如，第一水平线中最左侧的像素为R1，第二水平线最左侧的像素为R3，子像素在两条相邻的水平线上被设置成使得垂直相邻的子像素具有彼此不同的各视点。在这种像素排列中，如图4所示，将在对角线方向上彼此相邻(在对角线方向上连续设置)的三种不同的各颜色的子像素的组合用作用于彩色显示的单元像素(一个像素)，以显示用于每个视点的视差图像。换句话说，例如，将在对角线方向上彼此相邻的像素(R1，G1，B1)的组合定义为用于第一视点的像素4-1。

图5示出了在视差屏障1处于第一配置状态的情况下用于三个视点的屏障图案(对应于图4中的像素排列图案)。此外，图5示出了通过狭缝部12仅允许看到第一视点的像素组(R1，G1，B1)的状态作为实例。当从不同方向上观看时，通过狭缝12仅允许观看用于第二视点的像素组(R2，G2，B2)。此外，当从另一个不同方向上观看时，通过狭缝12仅允许观看用于第三视点的像素组(R3，G3，B3)。该屏障图案被形成为仅允许观看对应于观看方向的用于特定视点的像素组。更具体地，在第一配置状态中，以这样的方式设置狭缝部12，即，在水平方向上将一个狭缝部12分配给每N(在这种情况下为3)个子像素。此外，通过如下的方式以交错的结构来设置第一水平线和第二水平线上的狭缝部12，即，在相对于第二水平线上的相应狭缝部12移动一个子像素的偏移距离的位置上设置第一水平线上的每个狭缝部12。例如，在将对应于最上行中的像素线的狭缝部12的线和将对应于第二最上行中的像素线的狭缝部12的线分别定义为第一水平线和第二水平线时，第二水平线上的狭缝部12相对于第一水平线上的狭缝部12向右移动一个子像素。此外，可以将第二水平线中的狭缝部12不向右而是向左移动一个子像素。

图6示出了在显示面板2处于第二配置状态的情况下用于三个视点的像素排列图案。该像素排列图案是这样的一种图案，即，在平行于显示面的平面中，显示面板2的排列方向相对于如图4所示的显示面板2的排列方向向右旋转90°。此外，图7示出了在视差屏障1处于第二配置状态的情况下用于三个视点的屏障图案(对应于图6中的像素排列图案)。该屏障图案是这样的一种图案，即，在平行于显示面的平面中，视差屏障1的排列方向相对于图5所示的视差屏障1的排列方向向右旋转90°。此外，在图7中，如同图5的情况一样，示出了通过狭缝部12仅允许观看用于第一视点的像素组(R1，G1，B1)的状态作为实例。

如图6所示，同样，在第二配置状态中，使用在对角线方向上彼此相邻的三种不同的各颜色的子像素的组合作为一个像素来显示用于N(在这种情况下为3)个各视点的视差图像。从图4和图6显而易见的是，在显示面板2中，在第一配置状态和第二配置状态中，在水平方向上视差图像间的相对位置关系是相同的。例如，用于第二视点的像素4-2(R2，G2，B2)位于用于第一视点的像素4-1(R1，G1，B2)的右侧，用于第三视点的像素4-3(R3，G3，B3)位于用于第一视点的像素4-1(R1，G1，B2)的左侧。在第一配置状态和第二配置状态之间，相对位置关系并没有不同。因此，在第一配置状态和第二配置状态中，都允许在水平方向上交替显示用于视点的视差图像。此外，视差屏障1的屏障图案是允许在第一配置状态和第二配置状态中在水平方向上使用于视点的视差图像彼此分离的图案。因此，在第一配置状态和第二配置状态中，都可以实现三个视点的立体视觉。

用于两个视点的结构

图8示出了在显示面板2处于第一配置状态的情况下用于两个视点的像素排列图案作为结构实例。在该结构实例中，显示面板2显示(合并到一个画面中而同时在空间上彼此分离的)第一视差图像(例如，用于左眼的视差图像)和第二视差图像(例如，用于右眼的视差图像)。在图8中，像素组(R1，G1，B1)是用于第一视点的像素4-1(显示第一视差图像的像素)。此外，像素组(R2，G2，B2)是用于第二视点的像素4-2(显示第二视差图像的像素)。

如图8所示，在第一配置状态中，沿着垂直线循环设置用于第一视点和第二视点的相同颜色的子像素。沿着水平线循环设置用于第一视点和第二视点的不同的各颜色的子像素。此外，如在图4所示的用于三个视点的像素排列图案的情况，使用这样的排列图案，即，第一水平线上的一个子像素和在紧邻第一水平线的第二水平线上且在垂直方向上与上述子像素紧邻的一个子像素被设置用于彼此不同的各视点。在该结构实例中，用作一个像素的子像素的位置关系与如图4所示的用于三个视点的像素排列图案中的不同。在该结构实例中，如图8所示，将形成三角形的三种颜色的相邻子像素的组合用作用于彩色显示的单元像素(一个像素)，以显示用于每个视点的视差图像。换句话说，例如，当将最上行中的像素线定义为第一水平线，而将第二最上行的像素线定义为第二水平线时，组合第一水平线中的两个子像素和第二水平线中的一个子像素以形成一个像素。例如，在图8的左上角，组合第一水平线中的两个子像素(R1，B1)和第二水平线中的一个子像素(G1)以形成用于第一视点的一个像素4-1。

图9示出了在视差屏障1A处于第一配置状态的情况下具有用于两个视点的屏障图案(对应于图8中的像素排列图案)的视差屏障1A的结构。此外，在图9中，如同图5的情况一样，示出了通过狭缝部12仅允许观看用于第一视点的像素组(R1，G1，B1)的状态作为实例。当从不同方向观看时，通过狭缝部12仅允许观看用于第二视点的像素组(R2，G2，B2)。因此，如同图5的情况一样，该屏障图案被形成为仅允许观看对应于观看方向的用于特定视点的像素组。

此外，同样，在该结构实例(没有绘出)中，如同三个视点的结构实例的情况一样，在显示面板2中，在第一配置状态和第二配置状态中，水平方向上的视差图像间的相对位置关系是相同的。因此，在第一配置状态和第二配置状态中，都允许在水平方向上交替地显示用于视点的视差图像。此外，视差屏障1A的屏障图案也是在第一配置状态和第二配置状态中都允许用于视点的视差图像在水平方向上彼此分离的图案。因此，在第一配置状态和第二配置状态中，都可以实现两个视点的立体视觉。

用于四个视点的结构

图10示出了在显示面板2处于第一配置状态的情况下用于四个视点的像素排列图案作为结构实例。在该结构实例中，显示面板2显示合并到一个画面中而同时在空间上彼此分离的四个视差图像。在该结构实例中，将像素组(R4，G4，B4)作为用于第四视点的像素4-4(显示第四视差图像的像素)添加至图4中的用于三个视点的结构实例。除了添加了用于第四视点的像素4-4之外，该结构实例的基本构成与用于三个视点的结构实例的相同。

图11示出了视差屏障1B处于第一配置状态的情况下具有用于四个视点的屏障图案(对应于图10中的像素排列图案)的视差屏障1B的结构。此外，在图11中，如同图5的情况一样，示出了通过狭缝部12仅允许观看用于第一视点的像素组(R1，G1，B1)的状态。当从不同方向观看时，通过狭缝部12仅允许观看对应于该方向的不同视点的像素组。因此，如同图5的情况一样，该屏障图案被形成为仅允许观看对应于观看方向的用于特定视点的像素组。

图12示出了显示面板2处于第二配置状态的情况下用于四个视点的像素排列图案。该像素排列图案是这样的一种图案，即，在平行于显示面的平面中，显示面板2的排列方向相对于图10所示的显示面板2的排列方向向右旋转90°。此外，图13示出了视差屏障1B处于第二配置状态的情况下用于四个视点的屏障图案(对应于图12中的像素排列图案)。该屏障图案是这样的一种图案，即，在平行于显示面的平面中，视差屏障1B的排列方向相对于图11所示的视差屏障1B的排列方向向右旋转90°。此外，在图13中，如同图5的情况一样，示出了通过狭缝部12仅允许观看用于第一视点的像素组(R1，G1，B1)的状态作为实例。

如同用于三个视点的结构实例的情况一样，同样，在用于四个视点的结构实例中，在显示面板2中，在第一配置状态和第二配置状态中，水平方向上视差图像间的相对位置关系是相同的。因此，在第一配置状态和第二配置状态中，都允许在水平方向上交替显示用于视点的视差图像。此外，视差屏障1B的屏障图案是这样的一种图案，即，在第一配置状态和第二配置状态中都允许用于视点的视差图像在水平方向上彼此分离。因此，在第一配置状态和第二配置状态中，都可以实现四个视点的立体视觉。

用于五个视点的结构

图14示出了显示面板2处于第一配置状态的情况下用于五个视点的像素排列图案的结构实例。在该结构实例中，显示面板2显示合并到一个画面上而在空间上彼此分离的5个视差图像。在该结构实例中，将像素组(R4，G4，B4)和像素组(R5，G5，B5)分别作为用于第四视点的像素4-4(显示第四视差图像的像素)和用于第五视点的像素4-5(显示第五视差图像的像素)添加到图4中的用于三个视点的结构实例中。除了添加了用于第四视点的像素4-4和用于第五视点的像素4-5之外，该结构实例的基本构成与用于三个视点的结构实例的相同。

图15示出了视差屏障1C处于第一配置状态的情况下具有用于五个视点的屏障图案(对应于图14中的像素排列图案)的视差屏障1C的结构。此外，在图15中，如同图5的情况一样，示出了通过狭缝部12仅允许观看用于第一视点的像素组(R1，G1，B1)的状态作为实例。当从不同方向观看时，通过狭缝部12仅允许观看对应于该方向的用于不同视点的像素组。因此，如同图5的情况一样，该屏障图案被形成为仅允许观看对应于观看方向的用于特定视点的像素组。

图16示出了显示面板2处于第二配置状态的情况下用于五个视点的像素排列图案。该像素排列图案是这样的一种图案，即，在平行于显示面的平面中，显示面板2的排列方向相对于图14所示的显示面板2的排列方向向右旋转90°。此外，图17示出了视差屏障1C处于第二配置状态的情况下用于五个视点的屏障图案(对应于图16中的像素排列图案)。该屏障图案是这样的一种图案，即，在平行于显示面的平面上，视差屏障1C的排列方向相对于图15所示的视差屏障1C的排列方向向右旋转90°。此外，在图17中，如同图5的情况一样，示出了通过狭缝12仅允许观看用于第一视点的像素组(R1，G1，B1)的状态作为实例。

如同用于三个视点的结构实例的情况一样，同样，在用于五个视点的结构实例中，在显示面板2中，在第一配置状态和第二配置状态中，水平方向上视差图像间的相对位置关系是相同的。因此，在第一配置状态和第二配置状态中，都允许在水平方向上交替显示用于视点的视差图像。此外，视差屏障1C的屏障图案是这样的一种图案，即，在第一配置状态和第二配置状态中都允许用于视点的视差图像在水平方向上彼此分离。因此，在第一配置状态和第二配置状态中，都可以实现五个视点的立体视觉。

立体显示器的操作和效果

在立体显示器中，在显示面板2的一个画面上显示在空间上彼此分离的N个(对应于视点的数量N)视差图像。视差屏障1(或者1A、1B或者1C)对来自显示面板2的显示图像光进行光学分离从而实现立体视觉。在立体显示器中，对显示面板2中的子像素的排列图案和视差屏障1(或者1A、1B或者1C)中的屏障图案进行优化，以便在第一配置状态(参考图2中的A部分)和第二配置状态(参考图2中的B部分)中，都可以实现N个视点的立体视觉。因此，在两种不同配置状态中，都可以实现N个视点的立体视觉。

现在，下面将参照图1描述基于三个视点的立体视觉。在立体显示器中，在通过视差屏障1观看显示在显示面板2上的多视点合成图像(multi-view composite image)的情况下，当从特定观看位置观看合成图像时，仅允许左眼10L和右眼10R分别观看特定的视差图像，从而感知到立体图像。例如，当从第一观看位置P1观看合成图像时，左眼10L仅感知来自显示在用于第二视点的像素4-2上的第二视差图像的光L2，而右眼10R仅感知来自显示在用于第一视点的像素4-1上的第一视差图像的光L1。因此，在第一观看位置P1处，感知到基于第二视差图像和第一视差图像的立体图像。当从不同观看位置观看合成图像时，即，例如，第二观看位置P2，左眼10L仅感知来自显示在用于第一视点的像素4-1上的第一视差图像的光L1，而右眼10R仅感知来自显示在用于第三视点的像素4-3上的第三视差图像的光L3。因此，在第二观看位置P2处，感知到基于第一视差图像和第三视差图像的立体图像。从而，通过在从不同观看位置观看时观看不同的视差图像来获得运动视差。另一方面，当从特定观看位置观看时，遮光部11遮蔽来自视差图像的对立体视觉不起作用的光。例如，当从第一观看位置P1观看时，视差屏障1的遮光部11遮蔽来自用于第三视点的像素4-3的光L3，从而观看者不会感知到显示在像素4-3上的视差图像。

在该实施方式中，在第一配置状态(参照图2的A部分)和第二配置状态(参照图2的B部分)中都可实现这种立体视觉。

第二实施方式

接下来，下面将描述根据本发明的第二实施方式的立体显示器。此外，与根据第一实施方式的立体显示器相同的元件由相同的附图标号表示，并不作进一步描述。

在第一实施方式中，描述了这样一种结构实例，即，在该结构实例中，在第一配置状态(参照图2的A部分)和第二配置状态(参照图2的B部分)中，都可以实现基于N个视点的立体视觉。在这种情况下，在第一配置状态和第二配置状态中，都将三种颜色R、G和B的子像素用作一个像素，因此水平分辨率下降至3/N，而垂直分辨率下降至1/3。水平分辨率乘以垂直分辨率等于1/N，因此用于一个视点的像素数量是显示面板2中的总像素数量的1/N。

在该实施方式中，在第一配置状态中，实现基于数量N＝3或以上的视点的立体视觉，在第二配置状态中，实现基于两个视点的立体视觉。由于在第二配置状态(纵向显示)中水平方向上像素的数量较小，因此视点的数量减少至小于第一配置状态(横向显示)，从而降低了水平方向上分辨率的下降。相对于垂直方向上的分辨率的下降，人类视觉对水平方向上的分辨率的下降更敏感，因此当在纵向显示中进一步降低分辨率下降时，其为有效的。现在，将在第一配置状态中立体视觉中的视点数量为N＝4以及在第二配置状态中N＝2的情况作为实例在下面描述。

图18示出了显示面板2处于第一配置状态的情况下根据该实施方式的像素排列图案作为结构实例。在该结构实例中，显示面板2显示合并到一个画面中而同时在空间上彼此分离的四个视差图像。在图18中，像素组(R1，G1，B1)是用于第一视点的像素4-1(显示第一视差图像的像素)。此外，像素组(R2，G2，B2)、像素组(R3，G3，B3)和像素组(R4，G4，B4)分别是用于第二视点的像素4-2(显示第二视差图像的像素)、用于第三视点的像素4-3(显示第三视差图像的像素)以及用于第四视点的像素44(显示第四视差图像的像素)。

如图18所示，在第一配置状态中，沿着垂直线循环设置不是用于N＝4个视点而是用于N＝2个视点的相同颜色的子像素。沿着水平线循环排列用于N＝4视点的不同的各颜色的子像素。此外，使用这样的排列图案，即，第一水平线上的一个子像素和在紧邻第一水平线的第二水平线上且在垂直方向上紧邻上述子像素的一个子像素被设置用于彼此不同的各视点。例如，当将最上行的像素线和第二最上行的像素线分别定义为第一水平线和第二水平线时，在第一水平线上以(R1、G2、B3、R4、G1、......)的顺序循环设置用于不同的各视点的子像素。在第二水平线上，以(R3、G4、B1、R2、G3、......)的顺序循环设置用于不同的各视点的子像素。在这种情况下，第一水平线上最左侧的像素为R1，第二水平线上最左侧的像素为R3，子像素在两条相邻的水平线上被设置成使得垂直相邻的子像素具有彼此不同的各视点。

在这样的像素排列中，如图18所示，将形成三角形的三种颜色的子像素的组合用作用于彩色显示的单元像素(一个像素)，以显示用于每个视点的视差图像。换句话说，例如，在将最上行中的像素线定义为第一水平线，而将第二最上行中的像素线定义为第二水平线时，组合第一水平线中的两个子像素和第二水平线中的一个子像素以形成一个像素。例如，在图18的左上角，组合第一水平线中的两个子像素(R1，G1)和第二水平线中的一个子像素(B1)以形成用于第一视点的一个像素4-1。

图19示出了在视差屏障1D处于第一配置状态的情况下根据该实施方式的视差屏障1D的屏障图案(对应于图18中的像素排列图案)的结构。此外，在图19中，如同图5的情况一样，示出了通过狭缝部12仅允许观看用于第一视点的像素组(R1，G1，B1)的状态作为实例。当从不同方向观看时，通过狭缝部12仅允许观看对应于该方向的用于不同视点的像素组。从而，如同图5的情况一样，该屏障图案被形成为仅允许观看对应于观看方向的用于特定视点的像素组。更具体地，在第一配置状态中，以如下方式设置狭缝部12，即，在水平方向上将一个狭缝部12分配给每N(在这种情况下为4)个子像素。此外，通过如下的方式以交错的结构设置第一水平线和第二水平线上的狭缝部12，即，在相对于第二水平线上相应的狭缝部12在水平方向上移动两个子像素的偏移距离的位置处设置在第一水平线上的狭缝部12。例如，当将对应于最上行的像素线的狭缝部12的线和对应于第二最上行的像素线的狭缝部12的线分别定义为第一水平线和第二水平线时，第二水平线上的狭缝部12相对于第一水平线上的狭缝部12向右移动了两个子像素。此外，第二水平线上的狭缝部12可以不向右而是向左移动两个子像素。

图20示出了显示面板2处于第二配置状态的情况下根据该实施方式的像素排列图案。像素排列图案是这样的一种图案，即，在平行于显示面的平面上，显示面板2的排列方向相对于图18所示的显示面板2的排列方向向右旋转90°。此外，图21示出了视差屏障1D处于第二配置状态的情况下的屏障图案(对应于图20中的像素排列图案)。屏障图案是这样的一种图案，即，在平行于显示面的平面上，视差屏障1D的排列方向相对于图19所示的视差屏障1D的排列方向向右旋转90°。此外，在图21中，如同图5的情况一样，示出了通过狭缝部12仅允许观看用于第一视点的像素组(R1，G1，B1)的状态作为实例。

在第二配置状态中，如图20所示，使用用于第一视点的像素组(R1，G1，B1)和用于第三视点的像素组(R3，G3，B3)，实现基于两个视点的立体视觉。视差图像可以或者可以不分别显示在用于第二视点的像素组(R2，G2，B2)和用于第四视点的像素组(R4，G4，B4)上(视差屏障1D的遮光部11遮蔽视差图像)。换句话说，在第二配置状态中，通过有效地使用水平方向上的每个子像素和有效地使用每隔一条垂直线中的子像素来实现立体视觉。例如，在图20的实例中，最上行中的第一线上的像素组对立体视觉有贡献，但是在紧邻第一线的第二线上的像素组对立体视觉没有贡献，而在紧邻第二线的第三线上的像素组对立体视觉有贡献。

因此，在该实施方式中，在纵向显示的第二配置状态中，立体视觉中视点的数量比第一配置状态中的少，因此允许降低第二配置状态中的立体显示器中在水平方向上的分辨率下降。

其它实施方式

本发明不限于上述实施方式，可以有各种变形。例如，在上述实施方式中，在实现数量N＝3或以上的视点的立体视觉的情况下，存在不必准备所有N个视差图像的可能性。例如，可以考虑，尽管立体显示器具有四个视点的结构，但是用于显示的图像数据仅包括两个视差图像，即，用于左眼的视差图像L和用于右眼的视差图像R。在这种情况下，例如，分别以L/L/R/R或者L/L/L/R的顺序，将两个视差图像L和R适当地分配给用于四个视点的像素并在像素上显示。在以这种方式显示视差图像的情况下，仅当图像L/R分别进入观看者的左眼和右眼时，可实现立体视觉，另一方面，当图像L/L分别进入左眼和右眼时，在空间上分离的用于左眼的视差图像L进入两只眼睛，从而允许观看到具有高分辨率的二维图像。

本领域技术人员应该理解，根据设计要求和其它因素可存在各种变形、组合、再组合以及替换，只要其在所附权利要求或其等同物的范围内。

Claims (13)

1.一种立体显示器，包括：

显示面板，所述显示面板包括其中以预定排列图案二维地设置多种颜色的子像素的显示面，并显示对应于立体视觉的视点数量的多个视差图像，所述视差图像被合并到一个画面中而同时在空间上彼此分离；以及

视差屏障，被设置为面向所述显示面，包括由允许来自所述显示面板的显示图像光透过的透光部和遮蔽所述显示图像光的遮光部构成的屏障图案，并且利用所述屏障图案，使显示在所述显示面板上的所述视差图像彼此光学地分离，从而实现立体视觉，

其中，所述显示面板的所述显示面具有不同的水平长度和垂直长度，

以如下方式配置所述显示面板中的所述子像素的所述预定排列图案和所述视差屏障中的所述屏障图案，即，当所述显示面板和所述视差屏障处于第一配置状态和第二配置状态时，都实现立体视觉，所述第一配置状态和所述第二配置状态具有垂直方向和水平方向相互交换的位置关系。

2.根据权利要求1所述的立体显示器，其中

所述第一配置状态是横向的状态，其中所述显示面的水平方向上的长度和像素数量大于垂直方向上的长度和像素数量，而所述第二配置状态是纵向的状态，其中所述显示面的垂直方向上的长度和像素数量大于水平方向上的长度和像素数量，以及

当所述显示面板和所述视差屏障处于所述第一配置状态时，相同颜色的子像素沿着垂直线设置，而不同的各颜色的子像素沿着水平线循环设置，并且以如下方式沿所述水平线循环设置用于立体视觉的不同的各视点的子像素，即，在第一水平线上的第一子像素和在紧邻所述第一水平线的第二水平线上的第二子像素被设置用于彼此不同的各视点，所述第二子像素在垂直方向上紧邻所述第一子像素。

3.根据权利要求2所述的立体显示器，其中

当所述显示面板和所述视差屏障处于所述第一配置状态时，以如下方式设置所述视差屏障的所述透光部，即，在水平方向上将一个透光部分配给每N个子像素，其中N为2或以上的整数，其表示处于所述第一配置状态下立体视觉的视点的数量，以及

通过如下方式以交错的结构设置在所述第一水平线和所述第二水平线上的所述透光部，即，将第一水平线上的每个所述透光部设置在相对于所述第二水平线上相应的透光部移动预定个数的子像素的偏移距离的位置处。

4.根据权利要求3所述的立体显示器，其中

当所述显示面板和所述视差屏障处于所述第一配置状态时，实现基于三个或以上(即，N≥3)视点的立体视觉，以及当所述显示面板和所述视差屏障处于所述第二配置状态时，实现基于两个视点的立体视觉。

5.根据权利要求4所述的立体显示器，其中

当所述显示面板和所述视差屏障处于所述第一配置状态时，对应于两个各视点并具有相同颜色的子像素在垂直线上循环设置，而对应于三个或以上各视点并具有多种颜色的子像素在水平线上循环设置，以及

通过利用形成三角形的多种颜色的子像素的组合作为单元像素，当所述显示面板处于所述第一配置状态时，所述显示面板显示对应于三个或以上各视点的视差图像，而当所述显示面板处于所述第二配置状态时，显示对应于两个各视点的视差图像。

6.根据权利要求5所述的立体显示器，其中

当所述显示面板和所述视差屏障处于所述第一配置状态时，以将一个透光部在水平方向上分配给每三个或以上子像素的这种方式以及以将一个透光部在垂直方向上分配给每两个像素的这种方式，设置所述视差屏障的透光部。

7.根据权利要求3所述的立体显示器，其中

当所述显示面板和所述视差屏障处于所述第一配置状态时，对应于N个各视点并具有相同颜色的子像素在垂直线上循环设置，而对应于N个各视点并具有多种颜色的子像素在水平线上循环设置，以及

在所述第一和第二配置状态中，通过利用在对角线上彼此相邻的多种颜色的子像素的组合作为单元像素，所述显示面板显示对应于N个各视点的视差图像。

8.根据权利要求3所述的立体显示器，其中

当所述显示面板和所述视差屏障处于所述第一配置状态时，对应于第一和第二各视点并具有相同颜色的子像素在垂直线上循环设置，而对应于所述第一和第二各视点并具有多种颜色的子像素在水平线上循环设置，以及

在所述第一和第二配置状态中，通过利用形成三角形的多种颜色的子像素的组合作为单元像素，所述显示面板显示对应于所述第一和第二各视点的视差图像。

9.根据权利要求8所述的立体显示器，其中

当所述显示面板和所述视差屏障处于所述第一配置状态时，以在水平方向上将一个透光部分配给每N个子像素的这种方式排列所述视差屏障的所述透光部，以及

通过如下的方式以交错的结构设置在所述第一和第二水平线上的所述透光部，即，将在所述第一水平线上的每个透光部设置在相对于在第二水平线上相应的透光部移动一个子像素的偏移距离的位置处。

10.一种立体显示器，包括：

显示面板，其中以预定的排列图案设置多种颜色的子像素；以及

视差屏障，具有包括允许光透过的透光部和遮蔽光的遮光部的屏障图案，

其中，以如下方式配置所述排列图案和所述屏障图案，即，当所述显示面板和所述视差屏障处于第一配置状态和第二配置状态时，都实现立体视觉，所述第一配置状态和所述第二配置状态具有垂直方向和水平方向彼此交换的位置关系。

11.根据权利要求10所述的立体显示器，其中

当处于所述第一配置状态时，以如下方式沿着水平线循环设置用于立体视觉中不同的各视点的子像素，即，第一水平线上的第一子像素和紧邻第一水平线的第二水平线上的第二子像素被设置用于彼此不同的各视点，所述第二子像在垂直方向上紧邻所述第一子像素。

12.根据权利要求11所述的立体显示器，其中

当处于所述第一配置状态时，以在水平方向上将一个透光部分配给每多个子像素的这种方式设置所述透光部，并且通过如下方式以交错的结构设置在所述第一和第二水平线上的所述透光部，即，将第一水平线上的每个透光部设置在相对于第二水平线上相应的透光部移动预定个数的子像素的偏移距离的位置处。

13.根据权利要求12所述的立体显示器，

在所述第一和第二配置状态中，所述显示面板利用形成三角形的多种颜色的子像素的组合作为单元像素进行显示。

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