CN102455520A - 立体显示装置和立体显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了立体显示装置和立体显示方法，所述立体显示装置包括：显示单元，所述显示单元通过顺次显示在时间上划分的q个显示模式将在空间上划分的p个视点影像合成在一个屏幕内，这里，p是2以上的整数，q是2以上p以下的整数；以及光学分离装置，所述光学分离装置将构成显示在所述显示单元上的所述q个显示模式的各者的所述p个视点影像光学分离。根据本发明，在使用多个视点影像进行立体显示的情况下能够抑制分辨率的劣化，同时又不降低分辨率平衡。

Description

立体显示装置和立体显示方法

相关申请的交叉参考

本申请包含与2010年10月19日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-234798所公开的内容相关的主题，因此将该日本优先权申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及能够利用视差屏障(parallax barrier)系统进行立体显示的立体显示装置和立体显示方法。

背景技术

近年来，能够实现立体像的显示装置(立体显示装置)已经引起了人们的注意。在立体像的显示中，显示的是彼此存在视差(不同视点)的左眼影像和右眼影像。因此，当观察者用他(她)的左眼和右眼观看左眼影像和右眼影像时，就能够识别出具有深度的立体影像。另外，已经开发出了能够通过显示三个以上彼此存在视差的影像向观察者提供更加自然的立体影像的显示装置。

这样的立体显示装置大致可以被分为必须使用专用眼镜的类型和不必使用专用眼镜的类型。由于对于观察者来说使用眼镜不方便，所以不必使用专用眼镜的类型(换言之，能够形成裸眼可看的立体像的类型)是更优选的。作为能够形成裸眼可看的立体像的立体显示装置，例如，利用视差屏障系统或透镜系统的立体显示装置是已知的。在利用这样的系统的立体显示装置中，同时显示彼此存在视差的多个影像(视点影像)，并且看见的影像根据显示装置与观察者的视点之间的相对位置关系(角度)而不同。在立体显示装置显示具有多个视点的影像的情况下，影像的实质分辨率为通过以视点的数量来划分显示装置(例如阴极射线管(CathodeRay Tube，CRT)或者液晶显示装置等)的分辨率而获得的分辨率。因此，存在图像质量劣化的问题。

为了解决这样的问题，已经进行了各种探讨。例如，在专利文献JP-A-2005-157033中，提出了用于等效地提高分辨率的方法，在该方法中，通过在视差屏障系统中以分时的方式转换各屏障的透过状态和遮蔽状态来进行分时显示。

然而，在视差屏障在屏幕垂直方向上延伸的情况下，尽管能够提高屏幕水平方向上的分辨率，但难以提高屏幕垂直方向上的分辨率。因此，作为用于改善屏幕水平方向上的分辨率与屏幕垂直方向上的分辨率之间的平衡(分辨率平衡)的技术，已经开发出了阶梯屏障(step barrier)系统。在这样的阶梯屏障系统中，视差屏障的开口的排列方向(或延伸方向)或者双凸透镜(lenticular lens)的轴线方向被设定为屏幕的对角线方向，并且一个单位像素是这样构成的：多个颜色(例如，R(红色)、G(绿色)和B(蓝色))的子像素邻近对角线方向排列成一排。

然而，近年来，需要无论视点的数量多少都能够提高分辨率并且改善分辨率平衡。

发明内容

因此，期望提供一种立体显示装置和立体显示方法，所述立体显示装置和立体显示方法在使用多个视点影像进行立体显示的情况下能够抑制分辨率的劣化，同时又不降低分辨率平衡。

本发明实施方案提供了一种立体显示装置，其包括：显示单元，所述显示单元通过顺次显示在时间上划分的q个显示模式将在空间上划分的p个视点影像合成在一个屏幕内，这里，p是2以上的整数，q是2以上p以下的整数；和光学分离装置，所述光学分离装置将构成显示在所述显示单元上的所述q个显示模式的各者的所述p个视点影像光学分离。这里，所述显示单元包括多个单位像素，各所述单位像素是由显示彩色影像显示所必需的r种颜色的多个子像素所形成的，这里，r是3以上的整数，在屏幕垂直方向上的同一列中布置的是相同颜色的所述子像素，在屏幕水平方向上的同一列中顺次布置的是不同颜色的所述子像素。另外，在构成所述q个显示模式中的所述p个视点影像的排列模式中，对于每p个列，在屏幕水平方向上显示有分别由多个在对角线方向上排列的所述子像素形成的多个子像素列。合成在一个屏幕中的所述q个显示模式被布置在这样的位置：当所述显示模式在屏幕垂直方向上被平行相对移动时，彼此对应的所述单位像素彼此重叠。所述光学分离装置例如是这样的可变式视差屏障：所述可变式视差屏障包括多个透光部和多个遮光部，所述多个透光部透过从所述显示单元发出的光或者透过向所述显示单元行进的光，所述多个遮光部遮蔽从所述显示单元发出的光或者遮蔽向所述显示单元行进的光，并且所述可变式视差屏障设置成能够根据所述q个显示模式来改变所述多个透光部和所述多个遮光部的布置状态。

本发明另一实施方案提供了一种立体显示装置，其包括：显示单元，所述显示单元按照在时间上被划分的多个显示模式顺次显示在空间上被划分的多个视点影像；以及光学分离装置，所述光学分离装置将所述多个视点影像光学分离。这里，所述显示单元包括多个单位像素，各所述单位像素由在对角线方向上排列的多个子像素形成，并且多个所述显示模式被布置在这样的位置：当所述显示模式在屏幕垂直方向上被平行相对移动时，彼此对应的所述单位像素彼此重叠。

本发明的又一实施方案提供了一种立体显示方法，其包括：通过顺次显示在时间上划分的q个显示模式将在空间上划分的p个视点影像合成在显示单元的一个屏幕内，这里，p是2以上的整数，q是2以上p以下的整数；并且通过使用光学分离装置将构成显示在所述显示单元上的所述q个显示模式的各者的所述p个视点影像光学分离。这里，作为所述显示单元使用的单元包括多个单位像素，各所述单位像素由显示彩色影像显示所必需的r种颜色的多个子像素所形成，这里，r是3以上的整数，在屏幕垂直方向上的同一列中布置相同颜色的所述子像素，在屏幕水平方向上的同一列中顺次布置不同颜色的所述子像素。另外，在构成所述q个显示模式中的所述p个视点影像的排列模式中，对于每p个列，在屏幕水平方向上显示分别由多个在对角线方向上排列的所述子像素形成的多个子像素列。此外，所述q个显示模式布置在这样的位置处：当所述显示模式在屏幕垂直方向上被平行相对移动时，彼此对应的所述单位像素彼此重叠。可以使用这样的可变式视差屏障作为所述光学分离装置：所述可变式视差屏障包括多个透光部和多个遮光部，所述多个透光部透过从所述显示单元发出的光或者透过向所述显示单元行进的光，所述多个遮光部遮蔽从所述显示单元发出的光或者遮蔽向所述显示单元行进的光，并且配置所述可变式视差屏障使得能够根据所述q个显示模式来改变所述多个透光部和所述多个遮光部的布置状态。

在本发明实施方案的立体显示装置和立体显示方法中，在多个显示模式中的构成被空间划分的各视点影像的排列模式中，在屏幕水平方向上以预定间隔显示有在对角线方向上排列的多个子像素列。通过以分时的方式顺次显示多个显示模式，形成了这样的一个合成影像：其中，多个显示模式在各视点处关于时间被整合。另外，在多个显示模式中，由于相互对应的单位像素位于在屏幕垂直方向上被彼此平行相对移动的位置处，所以能够提高在屏幕垂直方向上的分辨率。

在本发明实施方案的立体显示装置和立体显示方法中，通过顺次显示在时间上划分的多个显示模式将在空间上划分的多个视点影像合成在一个屏幕里。因此，与通过仅使用一个显示模式以在空间上划分的方式显示各视点影像的情况相比，能够抑制进行立体显示时分辨率的降低。另外，由于合成在一个屏幕内的多个显示模式被布置在这样的位置处：当所述显示模式在屏幕垂直方向上被彼此平行相对移动时，相互对应的单位像素能够相互重叠，所以能够进一步提高各视点影像处在垂直方向上的分辨率。这里，通过适当选择子像素的颜色种类、视点影像的数量以及显示模式的数量，能够改善在屏幕垂直方向上的分辨率与屏幕水平方向上的分辨率之间的平衡。

附图说明

图1是图示了本发明第一实施方案的立体显示装置的结构的结构图。

图2是图示了与第一实施方案的立体显示装置的显示控制相关的电路的框图。

图3是第一实施方案的立体显示装置的液晶显示面板的子像素布置的平面图。

图4A和图4B是图示了在图1等中所示的液晶显示面板上显示的第一显示模式和第二显示模式的示例的平面图。

图5A和图5B是图示了在图1等中所示的转换液晶面板上形成的第一屏障模式和第二屏障模式的示例的平面图。

图6A和图6B示意性地图示了在第一显示期间和第二显示期间内的立体像的状态。

图7A和图7B是图示了第一实施方案的构成第一视点影像的子像素的布置模式的平面图。

图8是图示了第一实施方案的被识别为第一视点影像的合成影像的平面图。

图9是图示了本发明第二实施方案的第一显示模式的示例的平面图。

图10是图示了本发明第二实施方案的第二显示模式的示例的平面图。

图11是图示了本发明第二实施方案的第三显示模式的示例的平面图。

图12是图示了第二实施方案的被识别为第一视点影像的合成影像的平面图。

图13A和图13B是图示了本发明第三实施方案的第一显示模式和第二显示模式的示例的平面图。

图14是图示了本发明实施例的立体显示装置的视点数量与分辨率平衡之间的关系的特性图。

具体实施方式

下面，将参照附图详细说明本发明的各实施方案。

一、第一实施方案

立体显示装置的构成

图1图示了本发明第一实施方案的立体显示装置的整体构成。图2图示了立体显示装置的与显示控制相关的电路。如图1中所示，该立体显示装置包括液晶显示面板2、布置于液晶显示面板2后侧的背光源3和面对着液晶显示面板2的显示面侧布置的转换液晶面板1。另外，如图2中所示，该立体显示装置包括时序控制器21和视点影像数据输出单元23，时序控制器21用于控制液晶显示面板2的显示操作。此外，该立体显示装置包括时序控制器22和屏障像素数据输出单元24，时序控制器22用于控制转换液晶面板1的转换操作。

图3图示了液晶显示面板2的像素布置的示例。液晶显示面板2具有这样的像素结构：其中，包括彩色显示所必需的R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)这三种颜色的多个子像素以二维的方式布置。如图3中所示，像素布置是这样形成的：其中，各颜色的子像素在屏幕水平方向(X轴方向)上的同一列中周期性地出现，而在屏幕垂直方向(Y轴方向)上的同一列中排列的是相同颜色的子像素。具有这样的像素结构的液晶显示面板2对各子像素调节从背光源3发出的光，从而进行二维图像显示。液晶显示面板2显示用于立体显示的视差图像，所述视差图像是在时序控制器21的控制下从视点影像数据输出单元23输出的。

另外，为了实现立体像，通过左眼10L和右眼10R必须看见不同的视点影像。因此，至少需要用于右眼影像和左眼影像的两个视点影像。在使用三个以上的视点影像的情况下，能够实现多眼像。在本实施方案中，将要说明如下情况：形成有四个视点影像(第一视点影像至第四视点影像)(换言之，视点的个数为4)，并且通过使用其中的两个视点影像(这里是第一视点影像和第二视点影像)进行观察。

在液晶显示面板2中，包括右眼用视点影像(第一视点)和左眼用视点影像(第二视点)的四个视点影像是空间划分的，并且顺次显示按时间划分的q个(这里，q是2以上p以下的整数)显示模式，因此四个视点影像和q个显示模式被合成，从而显示在一个屏幕内。这里，液晶显示面板2交替显示(分时显示)两种类型的显示模式，从而四个视点影像的显示位置在两种状态间周期性地转换。从视点影像数据输出单元23输出对应于各显示模式的图像数据。这里，通过时序控制器21控制用于显示各显示模式的时序。

图4A和图4B图示了第一显示模式20A和第二显示模式20B作为分时显示的显示模式的两种类型的示例。如图4A和图4B中所示，例如，由指定为R1、G1和B 1的附图标记的子像素形成的第一子像素列、由指定为R2、G2和B2的附图标记的子像素形成的第二子像素列、由指定为R3、G3和B3的附图标记的子像素形成的第三子像素列和由指定为R4、G4和B4的附图标记的子像素形成的第四子像素列与对角线方向平行地延伸，从而周期性地布置在屏幕水平方向上。子像素R1、G1和B 1是显示第一视点影像(例如，右眼用影像)的单位像素4A的构成元素，子像素R2、G2和B2是显示第二视点影像(例如，左眼用影像)的单位像素4B的构成元素。另外，由子像素R3、G3和B3形成的单位像素4C构成了第三视点影像，由子像素R4、G4和B4形成的单位像素4D构成了第四视点影像。这样，在对角线方向上延伸的条纹状的第一视点影像至第四视点影像在屏幕水平方向上周期性地排列。

在图4A中所示的第一显示模式20A和图4B中所示的第二显示模式20B中，显示第一视点影像至第四视点影像的单位像素的位置彼此不同。例如，在第一显示模式20A中的被指定为第一视点影像的由子像素R1、G1和B1形成的单位像素4A在第二显示模式20B中成为被指定为第三视点影像的由子像素R3、G3和B3形成的单位像素4C。相似地，在第一显示模式20A中的被指定为第二视点影像、第三视点影像和第四视点影像的单位像素4B、单位像素4C和单位像素4D在第二显示模式20B中成为被指定为第四视点影像、第一视点影像和第二视点影像的单位像素4D、单位像素4A和单位像素4B。

转换液晶面板1包括二维布置的多个像素，并且能够对各像素进行在透光状态与非透光状态之间转换的转换操作。转换液晶面板1实现可变式视差屏障的功能。为了形成立体像，转换液晶面板1形成用于将显示在液晶显示面板2上的视差图像光学分离的屏障模式。转换液晶面板1通过周期性地在两种状态间转换来形成与图4A所示的第一显示模式20A和图4B所示的第二显示模式20B对应的两种类型的屏障模式。

图5A和图5B图示了两种屏障模式(第一屏障模式10A和第二屏障模式10B)的示例。第一屏障模式10A和第二屏障模式10B均是由遮蔽来自液晶显示面板2的显示图像光的遮蔽部(遮光部)11和透过上述显示图像光的开口(透光部)12形成的。图5A是与图4A中所示的第一显示模式20A相对应的第一屏障模式10A，图5B是与图4B中所示的第二显示模式20B相对应的第二屏障模式10B。换言之，当以第一显示模式20A显示各视点影像时，第一屏障模式10A光学分离显示图像光，从而能够形成立体像。另一方面，当以第二显示模式20B显示各视点影像时，第二屏障模式10B光学分离显示图像光，从而能够形成立体像。设定开口12在第一屏障模式10A和第二屏障模式10B中的布置位置和形状，使得当观察者从预定的位置以预定的方向观看立体显示装置时，不同视点影像的光分别入射到观察者的左眼10L和右眼10R中。另外，在图5A和图5B中，开口12具有与第一子像素列至第四子像素列对应的在对角线方向上延伸的阶梯形状。

用于在转换液晶面板1上形成第一屏障模式10A和第二屏障模式10B的像素数据是从屏障像素数据输出单元24输出的。另外，用于形成转换液晶面板1中的各屏障模式的时序(用于在透过从各子像素发出的光的状态与不透过上述光的状态之间进行转换的时序)是由时序控制器22控制的。显示在液晶显示面板2上的各显示模式的图像数据是从视点影像数据输出单元23输出的，并且在此时，当各显示模式改变时获得的帧信号通过屏障像素数据输出单元24输出至时序控制器22。时序控制器22基于上述帧信号进行控制，使得用于改变各屏障模式的时序与用于改变液晶显示面板2上的各显示模式的时序是同步的。

立体显示装置的操作

根据本立体显示装置，在液晶显示面板2上，在一个屏幕内以空间划分的方式以第一显示模式20A和第二显示模式20B显示各视点影像，并且第一显示模式20A和第二显示模式20B是周期变化地进行显示的。换言之，各视点影像在空间上和时间上是被分开地显示在液晶显示面板2上。在转换液晶面板1上，周期性地形成第一屏障模式10A和第二屏障模式10B，从而能够与第一显示模式20A和第二显示模式20B之间的转换同步地形成立体像。

图6A示意性地图示了立体显示装置中在第一显示期间T1内的立体像的状态。图6B示意性地图示了在与第一显示期间T1不同的第二显示期间T2内的立体像的状态。这里，第一显示期间T1和第二显示期间T2都等于或小于1/60秒(60Hz以上)是优选的。在第一显示期间T1内，在液晶显示面板2上显示第一显示模式20A(图4A)，在转换液晶面板1上形成第一屏障模式10A(图5A)。另一方面，在第二显示期间T2内，在液晶显示面板2上显示第二显示模式20B(图4B)，在转换液晶面板1上形成第二屏障模式10B(图5B)。

在图6A和图6B中，将观察者的右眼10R设定为第一视点，并将左眼10L设定为第二视点。在第一显示期间T1内，第一视点影像至第四视点影像被顺次指定为由子像素R1、G1和B 1形成的子像素列、由子像素R2、G2和B2形成的子像素列、由子像素R3、G3和B3形成的子像素列和由子像素R4、G4和B4形成的子像素列，从而按照第一显示模式20A显示在液晶显示面板2上。这样的显示通过形成在转换液晶面板1上的第一屏障模式10A(图5A)被观察到。因此，如图6A中所示，只有从形成第一视点影像的子像素R1、G1和B1发出的光被右眼10R识别。另一方面，只有从形成第二视点影像的子像素R2、G2和B2发出的光被左眼10L识别。因此，在第一显示期间T1内，观察到基于第一视点影像和第二视点影像的立体图像。图6A是图示了与图4A中所示的被虚线包围着的区域VIA中的屏幕(XY平面)垂直的横截面的结构的示意图。

另外，在接着第一显示期间T1的第二显示期间T2内，第一视点影像至第四视点影像被顺次指定为由子像素R1、G1和B1形成的子像素列、由子像素R2、G2和B2形成的子像素列、由子像素R3、G3和B3形成的子像素列和由子像素R4、G4和B4形成的子像素列，从而按照第二显示模式20B显示在液晶显示面板2上。这样的显示通过形成在转换液晶面板1上的第二屏障模式10B(图5B)被观察到。因此，如图6B中所示，只有从形成第一视点影像的子像素R1、G1和B1发出的光被右眼10R识别。另一方面，只有从形成第二视点影像的子像素R2、G2和B2发出的光被左眼10L识别。因此，同样，在第二显示期间T2内，观察到基于第一视点影像和第二视点影像的立体图像。图6B是图示了与图4B中所示的被虚线包围着的区域VIB中的屏幕(XY平面)垂直的横截面的结构的示意图。

图7A图示了构成在第一显示期间T1内能够被右眼10R视觉识别的第一视点影像的子像素的排列模式20A1。另一方面，图7B图示了构成在第二显示期间T2内能够被右眼10R视觉识别的第一视点影像的子像素的排列模式20B1。这里，彼此相对应的排列模式20A1的单位像素和排列模式20B1的单位像素按如下方式布置：当在屏幕垂直方向上平行地相对移动时彼此重叠。在一个排列模式20A1中显示的子像素列位于在另一个排列模式20B1中显示的子像素列之间。例如，排列模式20A1的像素4A1与排列模式20B1的像素4A2处于这样的位置关系：当在屏幕垂直方向上移动两个子像素的位置时，排列模式20A1的像素4A1与排列模式20B1的像素4A2重叠。

由于第一显示期间T1和第二显示期间T2都极短，所以排列模式20A1和排列模式20B1被观察者识别为彼此重叠的一个影像。换言之，如图8中所示，通过将图7A中所示的子像素的排列模式20A1与图7B中所示的子像素的排列模式20B1合成获得的合成影像20R被观察者识别为从右眼10R所获得的第一视点影像。于是，经过第一显示期间T1和第二显示期间T2，通过使用布置在液晶显示面板2上的全部子像素的一半显示出第一视点影像。因此，第一视点影像的显示的空间分辨率提高到不进行分时显示的情况下(以空间划分的方式按照仅一个显示模式显示第一视点影像的情况)的分辨率的两倍。这里，由于彼此相对应的排列模式20A1的单位像素和排列模式20B1的单位像素位于在屏幕垂直方向上被彼此平行相对移动的位置处，所以第一视点影像在屏幕垂直方向上的分辨率提高了一倍。

在本实施方案中，通过右眼10R观察第一视点影像，通过左眼10L观察第二视点影像，从而观察到立体图像。然而，能够通过第一视点影像至第四视点影像中的任意两个的组合观察到立体图像。

第一实施方案的优点

如上所述，根据第一实施方案，通过顺次显示在时间上划分的第一显示模式20A和第二显示模式20B，将在空间上划分的第一视点影像至第四视点影像合成在一个屏幕内。于是，与通过仅使用一个显示模式以在空间上划分的方式显示各视点影像的情况相比，能够提高立体显示的分辨率。这里，由于第一显示模式20A和第二显示模式20B的构成各视点影像的单位像素位于在屏幕垂直方向上被彼此平行相对移动的位置处，所以能够进一步提高各视点影像在屏幕垂直方向上的分辨率。因此，在改善屏幕水平方向上的分辨率与屏幕垂直方向上的分辨率间的平衡的同时，能够显示高精确度的立体影像。另外，根据本实施方案，由于在一个显示模式20A中显示的子像素列位于在另一个显示模式20B中显示的子像素列之间，所以能够获得合成影像20R的分辨率在屏幕内的均匀性。

二、第二实施方案

接着，将说明本发明第二实施方案的立体显示装置。对与上述的第一实施方案的立体显示装置的组成部分实质上相同的组成部分使用相同的附图标记，并且将适当地省略对它们的说明。

在上述的第一实施方案中，液晶显示面板2交替地显示(分时显示)两种类型的显示模式(第一显示模式20A和第二显示模式20B)，从而第一视点影像的显示位置至第四视点影像的显示位置在两种状态间周期性地转换。与此相对地，根据本实施方案，如图9至图11所示，液晶显示面板2顺次显示(分时显示)三种类型的显示模式，从而第一视点影像的显示位置至第六视点影像的显示位置在三种状态间周期性地转换。三种类型的显示模式按照第一显示期间T1、第二显示期间T2和第三显示期间T3的顺序显示在液晶显示面板2上。

图9至图11代表着以分时的方式显示在液晶显示面板2上的三种类型的显示模式(第一显示模式25A至第三显示模式25C)。如图9至图11所示，构成第一视点影像至第六视点影像的第一子像素列至第六子像素列延伸得在对角线方向上相互平行，并且上述的第一子像素列至上述的第六子像素列在X轴方向上周期性的布置。第一子像素列是由子像素R1、G1和B 1构成的。类似地，第二子像素列是由子像素R2、G2和B2构成的，第三子像素列是由子像素R3、G3和B3构成的，第四子像素列是由子像素R4、G4和B4构成的，第五子像素列是由子像素R5、G5和B5构成的，第六子像素列是由子像素R6、G6和B6构成的。这样，在X轴方向上周期性地布置有在对角线方向上延伸的条纹状的第一视点影像至第六视点影像。

在图9中所示的第一显示模式25A、图10中所示的第二显示模式25B和图11中所示的第三显示模式25C中，显示第一视点影像至第六视点影像的单位像素的位置互不相同。这里，在第一显示期间T1内显示第一显示模式25A，在第二显示期间T2内显示第二显示模式25B，在第三显示期间T3内显示第三显示模式25C。

在图9至图11中，在图示时仅对构成第一视点影像的子像素R1、G1和B1加上了阴影。在第一显示模式25A、第二显示模式25B和第三显示模式25C中，彼此相对应的单位像素按如下方式布置：当在Y轴方向上平行相对移动时彼此重叠。例如，第一显示模式25A的像素4A1、第二显示模式25B的像素4A2与第三显示模式25C的像素4A3具有这样的位置关系：第一显示模式25A的像素4A1在Y轴方向上移动两个子像素位置或四个子像素位置就与第二显示模式25B的像素4A2或第三显示模式25C的像素4A3重叠。

同样，在本实施方案中，由于第一显示期间T1至第三显示期间T3都是极短的时间期间，所以以分时的方式显示的第一显示模式25A、第二显示模式25B和第三显示模式25C被观察者识别为由重叠上述显示模式而获得的一个影像。换言之，例如，如图12中所示的合成影像25R被识别为从右眼10R获得的第一视点影像。于是，经过第一显示期间T1至第三显示期间T3，通过使用布置在液晶显示面板2上的全部子像素的一半显示出第一视点影像。因此，第一视点影像的显示的空间分辨率提高到不进行分时显示的情况下(以空间划分的方式按照仅一个显示模式显示第一视点影像的情况)的分辨率的两倍。这里，在第一显示模式25A、第二显示模式25B和第三显示模式25C中，由于彼此相对应的单位像素位于在屏幕垂直方向上被彼此平行相对移动的位置处，所以第一视点影像在屏幕垂直方向上的分辨率提高了一倍。这对于第二视点影像至第六视点影像也同样适用。

如上所述，根据本实施方案，通过顺次显示在时间上划分的第一显示模式25A、第二显示模式25B和第三显示模式25C，将在空间上划分的第一视点影像至第六视点影像合成在一个屏幕内。于是，与通过使用一个显示模式以在空间上划分的方式显示各视点影像的情况相比，能够提高显示立体像时的分辨率。这里，由于第一显示模式25A至第三显示模式25C的构成各视点影像的单位像素位于在屏幕垂直方向上被彼此平行相对移动的位置处，所以能够进一步提高各视点影像在屏幕垂直方向上的分辨率。因此，在改善屏幕水平方向上的分辨率与屏幕垂直方向上的分辨率间的平衡的同时，能够显示高精确度的立体影像。

三、第三实施方案

接着，将说明本发明第三实施方案的立体显示装置。对与上述的第一实施方案的立体显示装置的组成部分实质上相同的组成部分使用相同的附图标记，并且将适当地省略对它们的说明。

在上述的第一实施方案中，液晶显示面板2交替地显示(分时显示)两种类型的显示模式(第一显示模式20A和第二显示模式20B)，从而第一视点影像的显示位置至第四视点影像的显示位置在两种状态间周期性地转换。与此相对地，根据本实施方案，如图13A和图13B中所示，液晶显示面板2顺次显示(分时显示)两种类型的显示模式，从而第一视点影像的显示位置和第二视点影像的显示位置在两种状态间周期性地转换。

图13A和图13B代表着以分时的方式显示在液晶显示面板2上的两种类型的显示模式(第一显示模式26A和第二显示模式26B)。如图13A和图13B所示，构成第一视点影像和第二视点影像的第一子像素列和第二子像素列延伸得在对角线方向上彼此平行，并且上述的第一子像素列和上述的第二子像素列在X轴方向上以重复的形式交替布置。第一子像素列是由子像素R1、G1和B1构成的，第二子像素列是由子像素R2、G2和B2构成的。这样，在X轴方向上交替布置有在对角线方向上延伸的条纹状的第一视点影像和第二视点影像。

在图13A中所示的第一显示模式26A和图13B中所示的第二显示模式26B中，显示第一视点影像的单位像素的位置与显示第二视点影像的单位像素的位置是互换的。这里，在第一显示期间T1内显示第一显示模式26A，并在第二显示期间T2内显示第二显示模式26B。

同样，在本实施方案中，由于第一显示期间T1和第二显示期间T2都是极短的时间期间，所以以分时的方式显示的第一显示模式26A和第二显示模式26B被观察者识别为由重叠上述两个显示模式而获得的一个影像。于是，经过第一显示期间T1和第二显示期间T2，通过使用布置在液晶显示面板2上的全部子像素分别显示出第一视点影像和第二影像视点。因此，第一视点影像和第二视点影像的显示的空间分辨率不会降低。

四、实施例

将详细说明本发明的具体实施例。

通常，上述阶梯屏障系统存在着这样的情况：在改善了特定数量的视点的分辨率平衡的同时，其它数量的视点难以获得足够的分辨率平衡。例如，相比于原先的二维显示图像，在条纹状的视点影像的情况下，发生了如下面的等式(1)和等式(2)所示的分辨率劣化，该条纹状的视点影像是由在对角线方向上顺次布置的多种颜色的子像素形成的并且在空间上和时间上被划分。这里，D表示以分时方式显示的显示模式的数量，C表示子像素的颜色种类的数量，RV表示垂直方向上的分辨率劣化指数，RH表示水平方向上的分辨率劣化指数，OP表示视点的数量。这里，假设二维显示面板具有这样的结构：其中，在垂直方向上排列着同色的子像素，在水平方向上以重复的方式顺次排列着不同色的子像素。

RV＝D/OP        (1)

RH＝C/OP        (2)

这里，当分辨率平衡指数K如等式(3)所定义时，在垂直方向上的分辨率劣化指数RV与水平方向上的分辨率劣化指数RH相同的情况下，换言之，在K＝0的情况下，获得最佳的分辨率平衡。这可以陈述为：分辨率平衡随着分辨率平衡指数K的增大而劣化。

K＝|log(RH/RV)|  (3)

通过根据等式(1)和等式(2)重写等式(3)，形成了下面的等式：

K＝|log(C/D)|    (4)

因此，在本实施例中，在通过三种颜色的子像素显示立体影像的情况下，可算出相对于原先的二维显示图像的分辨率平衡的变化。更加具体地，对于满足下面的条件的比较例、实施例1和实施例2，获得了根据视点的数量的分辨率平衡指数K的变化。图14图示了结果。另外，在分时的显示模式中，彼此相对应的单位像素按如下方式设置：当在屏幕垂直方向上平行相对移动时彼此重叠。

比较例：仅进行空间划分显示而不进行分时显示的情况(D＝1)。

实施例1：进行空间划分显示，同时进行具有是视点影像数量(视点数量OP)的一半的划分数(OP/2)的分时显示的情况。

实施例2：进行空间划分显示，同时进行具有与视点数量相同的划分数的分时显示的情况。

如图14中所示，在仅进行空间划分的显示的比较例中，在视点的数量OP为9的情况下能够获得完全的分辨率平衡，并且当视点的数量OP从9变得更大时，分辨率平衡指数K也进一步增大(换言之，分辨率平衡劣化)。与此相对地，能够知晓：在视点的数量OP是显示模式的数量的两倍的情况(实施例1)下，当视点的数量OP为4或6时，分辨率平衡好于比较例的分辨率平衡；并且在视点的数量OP与显示模式的数量相同的情况(实施例2)下，当视点的数量OP为2、3或4时，分辨率平衡好于比较例的分辨率平衡。

上面已经说明了本发明的实施方案。然而，本发明不限于上述的实施方案，能够进行各种变化。例如，在上述实施方案中，已经说明的是二维显示单元的单位像素是由R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)这三色的子像素构成的。然而，在本发明中，单位像素可以由四种以上颜色(R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)与W(白色)的组合或者R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)与Y(黄色)的组合等)的子像素构成。

另外，在本发明的实施方案中，视点影像的数量、显示模式的数量以及它们的组合不限于在上述的实施例等中说明的情况。换言之，本发明实施方案的显示单元通过顺次显示分时的q个(这里，q是大于等于2且小于等于p的整数)显示模式可以在一个屏幕内合成空间划分的p个(这里，p是2以上的整数)视点影像。因此，这样构造本发明实施方案的可变式视差屏障是优选的：多个透光部和多个遮光部的布置状态能够根据q个显示模式而改变，并且构成在显示单元上显示的q个显示模式的每一者的p个视点影像是光学分离的，从而能够在p个视点处形成立体像。

另外，在上述实施方案中，作为光学分离装置的可变式视差屏障、作为二维显示单元的液晶显示面板和作为光源的背光源是从观察者侧依次布置的。然而，本发明不限于此，例如可以从观察者侧依次布置二维显示单元、光学分离装置和光源。在此情况下，例如可以使用透射型液晶显示器作为二维显示单元。

此外，在上述实施方案中，已经说明了将使用背光源的彩色液晶显示器作为显示单元的示例。然而，本发明不限于此。例如，可以使用采用有机EL装置的显示器或者等离子显示器。

另外，在上述实施方案中，尽管在屏障模式中的开口的形状被构造成阶梯形状，但本发明不限于此。例如，开口的形状可以是在对角线方向上延伸的条纹形状。

此外，在上述实施方案中，尽管将可变式视差屏障作为光学分离装置，但本发明不限于此。例如，可以使用对透过的光进行光学分离的液晶透镜或双凸透镜作为光学分离装置。液晶透镜是这样形成的：在中间具有预定的间隔的彼此相对布置的一对透明电极基板之间注入液晶层，并且根据施加在上述一对透明电极基板上的电压的状态能够在不具有透镜效果的状态与具有透镜效果的状态间进行电转换。这里，通过根据在显示单元上显示的显示模式适当地调节平面内方向上的施加电压，就能够获得与可变式视差屏障的效果相同的效果。双凸透镜是通过在一维方向上排列多个柱状透镜形成的。通过改变双凸透镜在屏幕水平方向上相对显示单元的位置，就能够获得与可变式视差屏障的效果相同的效果。

本领域技术人员应当理解，依据设计要求和其他因素，可以在本发明所附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合以及改变。

Claims (10)

1.一种立体显示装置，其包括：

显示单元，所述显示单元通过顺次显示在时间上划分的q个显示模式将在空间上划分的p个视点影像合成在一个屏幕内，这里，p是2以上的整数，q是2以上p以下的整数；以及

光学分离装置，所述光学分离装置将构成显示在所述显示单元上的所述q个显示模式的各者的所述p个视点影像光学分离，

其中，所述显示单元包括多个单位像素，各所述单位像素是由显示彩色影像显示所必需的r种颜色的多个子像素所形成的，这里，r是3以上的整数，在屏幕垂直方向上的同一列中布置的是相同颜色的所述子像素，在屏幕水平方向上的同一列中顺次布置的是不同颜色的所述子像素，

其中，在构成所述q个显示模式中的所述p个视点影像的排列模式中，对于每p个列，在屏幕水平方向上显示有分别由多个在对角线方向上排列的所述子像素形成的多个子像素列，并且

其中，合成在一个屏幕中的所述q个显示模式被布置在这样的位置：当所述显示模式在屏幕垂直方向上被平行相对移动时，彼此对应的所述单位像素彼此重叠。

2.根据权利要求1所述的立体显示装置，其中，

有三种颜色的所述子像素，即r＝3，并且

所述视点影像的数量与所述显示模式的数量是相同的，并且都是2以上4以下的整数。

3.根据权利要求1所述的立体显示装置，其中，

有三种颜色的所述子像素，即r＝3，并且

所述视点影像的数量是所述显示模式的数量的两倍，并且所述视点影像的数量为4或6。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的立体显示装置，其中，

所述光学分离装置是这样的可变式视差屏障：所述可变式视差屏障包括多个透光部和多个遮光部，所述多个透光部透过从所述显示单元发出的光或者透过向所述显示单元行进的光，所述多个遮光部遮蔽从所述显示单元发出的光或者遮蔽向所述显示单元行进的光，并且所述可变式视差屏障设置成能够根据所述q个显示模式来改变所述多个透光部和所述多个遮光部的布置状态。

5.根据权利要求4所述的立体显示装置，其中，所述可变式视差屏障的所述多个透光部具有根据所述子像素列在所述对角线方向上延伸的阶梯形状或条纹形状。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的立体显示装置，其中，

所述q个显示模式的显示时间间隔为1/60秒以下。

7.根据权利要求1所述的立体显示装置，其中，

所述显示模式的数量为2，即，q＝2，并且在一个所述显示模式中显示的所述子像素列位于在另一个所述显示模式显示的所述子像素列之间。

8.一种立体显示装置，其包括：

显示单元，所述显示单元按照在时间上被划分的多个显示模式顺次显示在空间上被划分的多个视点影像；以及

光学分离装置，所述光学分离装置将所述多个视点影像光学分离，

其中，所述显示单元包括多个单位像素，各所述单位像素由在对角线方向上排列的多个子像素形成，并且

其中，所述多个显示模式被布置在这样的位置：当所述显示模式在屏幕垂直方向上被平行相对移动时，彼此对应的所述单位像素彼此重叠。

9.一种立体显示方法，其包括步骤：

通过顺次显示在时间上划分的q个显示模式将在空间上划分的p个视点影像合成在显示单元的一个屏幕内，这里，p是2以上的整数，q是2以上p以下的整数；并且

通过使用光学分离装置将构成显示在所述显示单元上的所述q个显示模式的各者的所述p个视点影像光学分离，

其中，作为所述显示单元使用的单元包括多个单位像素，各所述单位像素由显示彩色影像显示所必需的r种颜色的多个子像素所形成，这里，r是3以上的整数，在屏幕垂直方向上的同一列中布置相同颜色的所述子像素，在屏幕水平方向上的同一列中顺次布置不同颜色的所述子像素，

其中，在构成所述q个显示模式中的所述p个视点影像的排列模式中，对于每p个列，在屏幕水平方向上显示分别由多个在对角线方向上排列的所述多个子像素形成的多个子像素列，并且

其中，所述q个显示模式布置在这样的位置处：当所述显示模式在屏幕垂直方向上被平行相对移动时，彼此对应的所述单位像素彼此重叠。

10.根据权利要求9所述的立体显示方法，其中，

使用这样的可变式视差屏障作为所述光学分离装置：所述可变式视差屏障包括多个透光部和多个遮光部，所述多个透光部透过从所述显示单元发出的光或者透过向所述显示单元行进的光，所述多个遮光部遮蔽从所述显示单元发出的光或者遮蔽向所述显示单元行进的光，并且配置所述可变式视差屏障使得能够根据所述q个显示模式来改变所述多个透光部和所述多个遮光部的布置状态。

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