CN102630022B - 三维影像显示装置及三维影像显示方法 - Google Patents

三维影像显示装置及三维影像显示方法 Download PDF

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Abstract

本实施方式提供一种三维影像显示装置及三维影像显示方法。三维影像显示装置，具备：显示部，沿着第1方向和与上述第1方向正交的第2方向矩阵状排列像素；以及光线控制元件，与上述显示部相对置设置，作为多个光学开口部发挥作用，该多个光学开口部沿着上述第2方向近似直线状延伸并在上述第1方向排列，若令M为1以上的整数，则上述像素被分割为在第1方向排列的具有M色分量的M个子像素，若令上述光学开口部的第1方向的周期为P，上述光学开口部的第2方向的周期为Q，像素的第1方向的周期为A，像素的第2方向的周期为B，则Q/B为整数N，M×P/A为非整数，(Q/B)/(P/A)为非整数。

Description

三维影像显示装置及三维影像显示方法
相关申请的交叉引用
本申请基于2011年2月4日提交的日本专利申请号No.2011-23197并要求其优先权，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明的实施方式涉及三维影像显示装置及三维影像显示方法。
背景技术
在能够动画显示的三维影像显示装置、所谓的三维显示器中已知有各种方式。近年，尤其对平板类型且不需要专用眼镜等的方式的要求正在提高。该类型的三维影像显示装置中，已知有如下方式：在如类似直视型或者投影型的液晶显示装置、等离子显示装置等这样的像素位置被固定的显示面板(以下，也称为显示装置)正前面设置控制来自显示面板的光线以朝向观察者的光线控制元件。
光线控制元件控制光线，使得即使在光线控制元件上的同一位置也因角度不同而观察到不同图像。具体地说，在仅仅赋予左右视差(水平视差)的情况，采用狭缝阵列或者双凸透镜片(圆柱透镜阵列)，在还包含上下视差(垂直视差)的情况，采用针孔阵列或者复眼透镜阵列。采用光线控制元件的方式进一步分类为双眼式、多眼式、超多眼式(多眼式的超多眼条件)、全感式成像。这些基本原理与100年前左右发明的用于立体照相的原理实质上相同。
其中，全感式成像方式具有视点位置的自由度高，可轻松地立体观察的特征，在仅有水平视差而无垂直视差的类型中，比较容易实现分辨率高的显示装置。相对地，双眼方式、多眼方式中，存在可立体观察的视点位置的范围即视域狭小而难以观察的问题，但是作为三维影像显示装置的构成，其最简单，也可以简单作成显示图像。
在采用这样的狭缝阵列、双凸透镜片的直视型裸眼三维影像显示装置中，由于光线控制元件的开口部的周期构造和平面显示装置的像素的周期构造发生干涉而容易发生莫尔条纹、彩色莫尔条纹。作为其对策，已知有使光线控制元件的开口部延伸方向倾斜的方法。但是，仅仅对光线控制元件的开口部提供倾斜，无法完全消除莫尔条纹，因此，还建议了追加扩散分量来消除莫尔条纹的方法。但是，该方法使视差信息(因观察的角度不同而视度发生变化的图像信息)的分离劣化，因此无法避免画质的降低。在使光线控制元件的开口部倾斜了的情况下，如果光线控制元件和像素的位置关系的周期性高，则莫尔条纹容易发生，如果周期性低则莫尔条纹难以发生。在周期性低的情况下，为了进行三维影像显示，存在对影像数据进行重排配置的处理变得复杂，电路规模、所需的存储器变大的问题。另外，已知有削减存储器的重排的映射。
如上所述，在光线控制元件的开口部倾斜地设置的以往的三维影像显示装置中存在莫尔条纹的消除和图像处理的效率化难以两全的问题。
发明内容
本发明为了解决上述问题，而提供了一种三维影像显示装置，其特征在于，具备：显示部，沿着第1方向和与上述第1方向正交的第2方向矩阵状排列像素；以及光线控制元件，与上述显示部相对置设置，作为多个光学开口部发挥作用，该多个光学开口部沿着上述第2方向近似直线状延伸并在上述第1方向排列，若令M为1以上的整数，则上述像素被分割为在第1方向排列的具有M色分量的M个子像素，若令上述光学开口部的第1方向的周期为P，上述光学开口部的第2方向的周期为Q，上述像素的第1方向的周期为A，上述像素的第2方向的周期为B，则Q/B为整数N，M×P/A为非整数，(Q/B)/(P/A)为非整数。
本发明为了解决上述问题，而提供了一种三维影像显示方法，采用所述的三维影像显示装置来显示三维影像，其特征在于，具备进行将视点数为2以上的多视点影像重排为向上述显示部输出的影像的映射的步骤，进行该映射的步骤是为了针对多视点影像的视点编号和上述第1方向中的座标，在输出的影像中成为以N个像素行为周期。
本发明为了解决上述问题，而提供了一种三维影像显示方法，采用所述的三维影像显示装置来显示三维影像，其特征在于，具备进行将视点数为N的多视点影像重排为向上述显示部输出的影像的映射的步骤，进行该映射的步骤是为了对多视点影像的视点编号和上述第1方向中的座标，在输出的影像中成为以N个像素行为周期。
附图说明
图1是概略地示出一个实施方式的三维影像显示装置的立体图。
图2(a)、2(b)是概略地示出有关一个实施方式的光线控制元件的立体图。
图3(a)至3(c)是示出一个实施方式的三维影像显示装置中的要素图像间距Pe、光线控制元件的光学开口部间距Ps、光线控制元件间隙d、视距L和视域宽W的关系的示意图。
图4(a)至4(c)是示出一个实施方式的具有平行光线组的条件的1维全感式成像方式、以及多眼方式的视差图像和立体图像的构成方法的图。
图5是示出第1实施方式中所采用的像素和光线控制元件的位置关系的图。
图6是示出第2实施方式的三维影像显示装置中所采用的像素和光线控制元件的位置关系的一个例子的图。
图7是示出第3实施方式中所采用的像素和光线控制元件的位置关系的一个例子的图。
图8是示出第4实施方式中所采用的像素和光线控制元件的位置关系的一个例子的图。
图9是示出比较例中所采用的像素和光线控制元件的位置关系的图。
图10是示出第5实施方式中所采用的像素和光线控制元件的位置关系的一个例子的图。
图11是示出一个实施方式中所采用的像素和光线控制元件的位置关系、角度、周期的组合的例子和各个情况下的映射尺寸(所需列数)及莫尔条纹仿真结果的图。
图12是示出比较例中所采用的像素和光线控制元件的位置关系、角度、周期的组合的例子和各个情况下的映射尺寸(所需列数)及莫尔条纹仿真结果的图。
图13是示出一个实施方式中所采用的像素和光线控制元件的位置关系以及向各子像素分配的视差编号的一个例子的图。
图14是示出一个实施方式中所采用的像素和光线控制元件的位置关系以及向各子像素分配的视差编号的其他例子的图。
图15(a)、15(b)是示出一个实施方式中的从多视点影像向输出影像重排处理的映射的例子的图。
具体实施方式
本实施方式的三维影像显示装置，其特征在于，具备：显示部，沿着第1方向和与上述第1方向正交的第2方向矩阵状排列像素；以及光线控制元件，与上述显示部相对置设置，并具有多个光学开口部，该多个光学开口部沿着上述第2方向近似直线状延伸并在上述第1方向排列，若令M为1以上的整数，则上述像素被分割为在第1方向排列的具有M色分量的M个子像素，若令上述光学开口部的第1方向的周期为P，上述光学开口部的第2方向的周期为Q，上述像素的第1方向的周期为A，上述像素的第2方向的周期为B，则Q/B为整数N，M×P/A为非整数，(Q/B)/(P/A)为非整数。
以下，参照附图，详细说明一个实施方式的三维影像显示装置。
参照图1至图4(c)说明各实施方式的三维影像显示装置的概要。在全感式成像方式中，还有在多眼方式中，通常视距都有限，因此以可实际看得见该视距下的透视投影图像的方式作成显示图像。
图1是概略地示出各实施方式的三维影像显示装置整体的立体图。图1所示的显示三维影像的显示装置具备平面影像显示部331，该平面影像显示部331显示作为平面影像的视差合成图像。该平面影像显示部331的前面设置有控制来自该显示部331的光线的光线控制元件332。作为该光线控制元件332，存在图2(a)所示双凸透镜片334、图2(b)所示狭缝阵列板333、或可电气地使透镜效应、狭缝导通或截止的可开关控制型(主动型)的光线控制元件。这里，光线控制元件332具备光学开口，光线控制元件若是双凸透镜片334，则光学开口相当于各圆柱透镜，光线控制元件若是狭缝阵列板333，则光学开口相当于设置在狭缝阵列板333上的各狭缝。该光线控制元件332的光学开口实质上限制朝向显示三维影像的视域的来自显示部331的光线，与构成显示部331上显示的2维影像的各要素图像对应地设置。因而，显示部331上显示的输出影像由与光线控制元件332的光学开口数量对应的数量的要素图像构成。其结果，要素图像分别经由光线控制元件332的光学开口向视域内的空间投影，从而在三维影像显示装置的前面或者背面显示三维影像。另外，在以下的实施方式中，该光学开口被配置成开口(透镜或狭缝)延伸的方向相对于平面影像显示装置的纵向的像素列倾斜。另外，图2(a)、2(b)中，Ps表示光学开口部的水平间距，图2(b)中，Pp表示狭缝的宽度。另外，可开关控制型的光线控制元件例如有：由一对基板挟持液晶层，通过在一对基板中的一方基板上周期地排列的电极和另一方的基板上形成的电极之间施加电压，在液晶层生成电场分布，改变液晶层的取向，生成用作透镜的折射率分布的元件，或者是，由其他的液晶单元更换向由液晶等构成的双折射透镜输入的偏振光的元件等。
图3(a)至3(c)是概略地示出三维影像显示装置整体的立体图。根据需要，间隔物(玻璃基板、树脂基板、膜、扩散片等或者其组合)设置在平面图像显示部331和光线控制元件332之间。图3(a)是示出三维影像显示装置的前面和包含驱动部310、多视点图像存储/输入部312及图像处理部314的控制部的正面图。图3(b)是示出三维影像显示装置的图像配置的平面图，图3(c)是三维影像显示装置的侧面图。如图1至图2(b)所示，三维影像显示装置具备液晶显示元件等平面影像显示部331以及具有光学开口的光线控制元件332。
在该三维影像显示装置中，在水平方向的视角341及垂直方向的视角342的范围内，从眼睛的位置经由光线控制元件332观察平面影像显示部331，可在平面影像显示部331的前面及背面观察立体像。这里，平面影像显示部331的像素数是用正方形的最小单位的像素群计数时的个数。作为一个例子，横向(水平方向)为3840像素，纵向(垂直方向)为2160像素，各最小单位的像素群包含红(R)、绿(G)、蓝(B)子像素。
在图3(b)中，若光线控制元件332和视距面343之间的视距L、光线控制元件的光学开口部的水平方向的间距Ps、光线控制元件和平面影像显示部的间隙d被确定，则要素图像的间距Pe由从视距面343上的视点将光学开口中心投影在显示面上的间隔所决定。符号346表示将视点位置和各光学开口中心连接起来的线，视域宽W根据显示装置的显示面上要素图像彼此不重合的条件而被决定。如已说明的那样，所谓要素图像相当于2维合成图像(最终输出影像即视差合成图像的一部分)，该2维合成图像由产生通过光线控制元件332的某光学开口并朝向光线控制元件332和视距面343之间的视域的光线束的子像素的集合所显示的图像。多个要素图像在显示部331显示，通过投影它们而显示三维影像。
由来自驱动部310的显示信号驱动平面影像显示部331，从而在平面影像显示部331显示该视差合成图像。该驱动部310具备将多视点影像群或者由其构成的连结图像等压缩后作为立体图像数据存储或输入的多视点图像存储/输入部312，作为其周边装置。另外，驱动部310具备将来自该多视点图像存储/输入部312的影像数据变换为视差合成图像并抽出像素数据的图像处理部314，作为其周边装置。
在光学开口的水平间距Ps或者其整数倍被确定为子像素间距Pp的整数倍的平行光线1维全感式成像方式中，对与各光学开口对应确定的立体图像的显示有利的要素图像的平均间距Pe或者其整数倍，不是子像素间距Pp的整数倍，而是伴随有比整数稍大的尾数。即使是光学开口的水平间距Ps或者其整数倍未确定为子像素间距Pp的整数倍的(不形成平行光线群)广义的1维全感式成像方式，一般地说，要素图像的平均间距Pe或者其整数倍同样也伴随有偏离于子像素间距Pp的整数倍的尾数。相反地，在多眼方式中，要素图像的平均间距Pe或者其整数倍被确定为子像素间距Pp的整数倍。在光线控制元件的光学开口相对于像素列以tan-1(1/S)的角度倾斜地设置的1维全感式成像方式中，将光学开口的水平间距Ps除以子像素水平间距Pp的值与S之积进一步除以颜色分量数(通常为3)而得到的值(整数)称为「视差数」。例如在tan-1(1/4)的角度下，若Ps/Pp＝12，则视差数为12×4/3＝16，在tan-1(1/6)的角度下，若Ps/Pp＝4.5，则视差数为4.5×6/3＝9。
图4(a)至4(c)示出了具有平行光线组的条件的1维全感式成像方式及多眼方式的视差图像和立体图像的构成方法。所显示的物体(被摄体)421向实际上与三维影像显示装置的放置有光线控制元件的面相同位置的投影面422投影。此时，如图4(a)所示，1维全感式成像方式中，为了形成垂直方向透视投影、水平方向平行投影，沿着朝向与投影面平行、处于正面(上下方向的中央)且处于视距面内的投影中心线423的投影线425进行投影。投影线在水平方向上互不相交，而与垂直方向在投影中心线相交。各投影方向与视差编号对应，各方向不是等角度而在视距面(投影中心线)上等间隔。即相当于使摄像机在投影中心线上等间隔地平行移动(方向一定)来进行拍摄。在多眼的情况下的投影法中，对投影中心点进行透视投影。另外，不管是1维全感式成像方式，还是与多眼的情况一样为通常的透视投影，除了在立体像上稍微产生失真这一点外，没有实质的问题。这样被投影的各视差分量图像426按每个像素列被分割，根据需要进行内插处理，如图4(c)所示隔着与光线控制元件的水平间距Ps对应的间隔，相互分离地配置在视差合成图像427上。由于各光学开口为斜向，所以视差分量图像426上的同一列虽然在视差合成图像上大概在垂直方向配置，但是在各部分中为了配合光学开口而倾斜配置。各视差分量图像在视差合成图像上交织状配置，形成要素图像阵列。
(第1实施方式)
在图5中示出第1实施方式的三维影像显示装置中所采用的像素和光线控制元件的位置关系的一个例子。斜线表示光线控制元件的光学开口的中间线，即光线控制元件为透镜阵列的情况下表示透镜边界，为狭缝阵列的情况下表示狭缝的中间线。光线控制元件的光学开口部的倾斜角度相对于像素列为tan-1(1.6/9)(＝tan-1(1/5.625))。各像素被分割为横向上排列的具有3色分量(R，G，B)的3个子像素，光学开口部的横周期P、即图5所示的斜线的横向间隔相对于像素的横向间距(横周期)A不是整数倍，而是1.6倍，光学开口部的纵周期Q、即图5所示斜线的纵向间隔相对于像素的纵向间距(纵周期)B是整数倍即9倍(N＝(Q/B)＝9)。另外，(N/(P/A))、即9/1.6(＝5.625)不是整数，即非整数，2×9/1.6也不是整数，即非整数。这样，通过使光学开口部的纵周期为像素的纵周期的整数倍(9倍)，将输入的多视点影像重排为向平面影像显示部输出的影像的映射涉及多视点影像的视点编号和座标，在输出的影像中为9个像素行大小的周期，映射所必需的存储器为9行大小即可。另外，关于映射将在后详细说明。
另外，本实施方式中，光学开口部的横周期Ps不是像素的横周期Pp的整数倍，因此，光线控制元件和像素的位置关系的周期性低至消除莫尔条纹的程度。而且，光学开口部中，光学开口部的横周期P的5倍与像素的横周期A的8倍一致。即，将P/A进行整数倍处理时成为整数的最小值为8。该值满足9/2(＝N/2)以上、9×10(＝N×10)以下的条件。
这样，通过将光学开口部的横周期的整数倍与像素的横周期的整数倍一致的周期设为不过小也不过大的像素的整数列大小，并且将光学开口部的纵周期设为像素的整数行大小，从而具有使周期性低至消除莫尔条纹的程度，图像重排处理的映射所必需的存储器为像素的整数(9)行×整数(8)列大小即可的优点。
通过采用以上的构成，可以同时实现莫尔条纹消除和图像处理的高效。将M设为1以上的整数，像素设为具有在水平方向(横向)具有M色分量的M个子像素。该第1实施方式以及后述的第2至第5实施方式中，M为3。这样，在横向为光学开口部的1个横周期，纵向为(N/(P/A))像素行的范围内，存在N×M即9×3＝27个子像素。因而，若向1视点大小分配3个颜色分量，则可进行9个视点大小的分配，在该范围中映射9个视点的图像的各1个像素量(具有3个颜色分量)的信息是恰当的。在仅为2个视点大小的输入图像的情况下，将2个视点的图像适当地变换处理为9个视点大小，可以与9个视点的情况同样地进行映射。
另外，第1实施方式中，在平面影像显示装置中设置的滤色镜根据图5可知为纵条形排列，该情况在以下的第2至第4实施方式中也是同样的。
(第2实施方式)
在图6中示出第2实施方式的三维影像显示装置中所采用的像素和光线控制元件的位置关系。在该第2实施方式中，与第1实施方式的情况一样，光线控制元件的光学开口部其纵向是像素为9行大小的周期，但是与第1实施方式相比，光学开口部的倾斜角度不同，并且横周期不同。光线控制元件的光学开口部的倾斜角度相对于像素列为tan-1(1.56522/9)(＝tan- 1(1/5.75))。像素被分割为横向排列的具有3色分量(R，G，B)的3个子像素，光学开口部的横周期P、即图6所示斜线的横向的间隔相对于像素的横周期A不是整数倍，而是1.56522倍，光学开口部的纵周期Q、即图6所示斜线的纵向的间隔相对于像素的纵周期B是整数倍即9倍(N＝(Q/B)＝9)。另外，N/(P/A)即9/1.56522(＝5.75)不是整数，其2倍即2×9/1.56522也不是整数。另外，光学开口部中，光学开口部的横周期P的23倍与像素的横周期A的36倍一致。即，将P/A进行整数倍处理时成为整数的最小值为36。该值满足9/2(＝N/2)以上、9×10(＝N×10)以下的条件。
这样，通过将光学开口部的横周期的整数倍与像素的横周期的整数倍一致的周期设为不过小也不过大的像素的整数列大小，并且将光学开口部的纵周期设为像素的纵周期的整数倍，从而具有使周期性低至消除莫尔条纹的程度，图像重排处理的映射所必需的存储器为像素的整数(9)行×整数(36)列即可的优点。
通过采用以上那样的构成，可以同时实现莫尔条纹消除和图像处理的高效。在横向为光学开口部的1个横周期，纵向为(N/(P/A))像素行的范围内，存在N×M即9×3＝27个子像素。因而，若向1个视点大小分配3个色分量，则可进行9个视点大小的分配，在该范围映射9个视点的图像的各1个像素大小(具有3色分量)的信息是恰当的。在仅为2个视点大小的输入图像的情况下，将2个视点的图像恰当地变换处理为9个视点大小，可以与9视点的情况同样地进行映射。
(第3实施方式)
在图7中示出第3实施方式的三维影像显示装置中所采用的像素和光线控制元件的位置关系。在该第3实施方式中，与第1及第2实施方式的情况一样，光线控制元件的光学开口部其纵向是像素为9行大小的周期，但是与第1及第2实施例相比，光学开口部的倾斜角度不同，并且横周期不同。光线控制元件的光学开口部的倾斜角度相对于像素列为tan-1(1.55172/9)(＝tan-1(1/5.8))。像素被分割为横向排列的具有3色分量(R，G，B)的3个子像素，光学开口部的横周期P，即图7所示的斜线的横向间隔相对于像素的横周期A不是整数倍，而是1.55172倍，光学开口部的纵周期Q，即图7所示斜线的纵向间隔相对于像素的纵周期B是整数倍，即9倍(N＝(Q/B)＝9)。另外，N/(P/A)，即9/1.55172(＝5.8)不是整数，其2倍也不是整数。另外，光学开口部中，光学开口部的横周期的29倍与像素的横周期的45倍一致。即，将P/A进行整数倍处理时成为整数的最小值为45。该值满足9/2(＝N/2)以上、9×10(＝N×10)以下的条件。
这样，通过将光学开口部的横周期的整数倍与像素的横周期的整数倍一致的周期设为不过小也不过大的像素的整数列大小，并且将光学开口部的纵周期设为像素的纵周期的整数倍，从而具有使周期性低至消除莫尔条纹的程度，图像重排处理的映射所必需的存储器为像素的整数(9)行×整数(45)列大小即可的优点。
通过采用以上那样的构成，可以同时实现莫尔条纹消除和图像处理的高效。在横向为光学开口部的1个横周期，纵向为(N/(P/A))像素行的范围内，存在N×M即9×3＝27个子像素。因而，若向1个视点大小分配3色分量，则可进行9个视点大小的分配，在该范围映射9个视点的图像的各1个像素大小(具有3色分量)的信息是恰当的。在仅为2个视点大小的输入图像的情况下，将2个视点的图像适当地变换处理为9个视点大小，可以与9个视点的情况同样地进行映射。
(第4实施方式)
在图8中示出第4实施方式的三维影像显示装置中所采用的像素和光线控制元件的位置关系。该第4实施方式中，与第1至第3实施方式的情况同样地，光线控制元件的光学开口部的纵向具有像素为9行大小的周期，但是与第1至第3实施方式的情况相比，光学开口部的倾斜角度不同，并且横周期不同。光学开口部的倾斜角度相对于像素列为tan-1(1.54286/9)(＝tan-1(1/5.833))。像素被分割为横向排列的具有3色分量(R，G，B)的3个子像素，光学开口部的横周期P、即图8所示的斜线的横向的间隔相对于像素的横周期A不是整数倍，而是1.54286倍，光学开口部的纵周期Q、即图8所示的斜线的纵向的间隔相对于像素的纵周期B是整数倍，即9倍(N＝(Q/B)＝9)。另外，N/(P/A)即9/1.54286(＝5.833)不是整数，其2倍也不是整数。另外，光学开口部中，光学开口部的横周期的35倍与像素的横周期的54倍一致。即，将P/A进行整数倍处理时成为整数的最小值为54。该值满足9/2(＝N/2)以上、9×10(＝N×10)以下的条件。
这样，通过将光学开口部的横周期的整数倍与像素的横周期的整数倍一致的周期设为不过小也不过大的像素的整数列大小，并且将光学开口部的纵周期设为像素的纵周期的整数倍，具有使周期性低至消除莫尔条纹的程度，图像重排处理的映射所必需的存储器为像素的整数(9)行×整数(54)列大小即可的优点。
通过采用以上那样的构成，可以同时实现莫尔条纹消除和图像处理的高效。在横向为光学开口部的1个横周期，纵向为(N/(P/A))像素大小的范围内，存在N×M即9×3＝27个子像素。因而，若向1个视点大小分配3色分量，则可进行9个视点大小的分配，在该范围内映射9个视点的图像的各1个像素大小(具有3色分量)的信息是恰当的。在仅为2个视点大小的输入图像的情况下，将2个视点的图像恰当地变换处理为9个视点大小，可以与9个视点的情况同样进行映射。
(比较例)
在图9中示出比较例的三维影像显示装置中所采用的像素和光线控制元件的位置关系。在该比较例中，与第1至第4实施方式的情况同样地，光线控制元件的光学开口部的纵向具有像素为9行大小的周期，但是与第1至第4实施方式的情况相比，光学开口部的倾斜角度不同，并且横周期不同。光学控制元件的光学开口部的倾斜角度相对于像素列为tan-1(1.5/9)(＝tan1(1/6))。像素被分割为横向排列的具有3色分量(R，G，B)的3个子像素，光学开口部的横周期P、即图9所示的斜线的横向间隔相对于像素的横周期A不是整数倍，而是1.5倍，光学开口部的纵周期Q、即图9所示的斜线的纵向间隔相对于像素的纵周期B是整数，即9倍(N＝(Q/B)＝9)。但是，N/(P/A)，即9/1.5(＝6)是整数，其2倍也是整数。另外，在光学开口部中，光学开口部的横周期的2倍与像素的横周期的3倍一致。即，将P/A进行整数倍处理时成为整数的最小值为3。
该值不满足9/2(＝N/2)以上、9×10(＝N×10)以下的条件。这样，若周期性过高则发生莫尔条纹，因此并不理想。
(第5实施方式)
在图10中示出第5实施方式的三维影像显示装置中所采用的像素和光线控制元件的位置关系。该第5实施方式中，与第1至第4实施方式的情况不同，光线控制元件的光学开口部的纵向具有像素为4行大小的周期。光学开口部的倾斜角度相对于像素列为tan-1(0.70588/4)(＝tan-1(1/5.667))。像素被分割为横向排列的具有3色分量(R，G，B)的3个子像素，光学开口部的横周期P、即图10所示的斜线的横向间隔相对于像素的横周期A不是整数倍，而是0.70588倍，光学开口部的纵周期Q、即图10所示的斜线的纵向间隔相对于像素的纵周期B是整数倍即4倍(N＝(Q/B)＝4)。另外，N/(P/A)，即4/0.70588(＝5.667)不是整数，其2倍也不是整数。另外，光学开口部的横周期的3倍与像素的横周期的3倍一致。即，将P/A进行整数倍处理时成为整数的最小值为3。该值满足4/2(＝N/2)以上、4×10(＝N×10)以下的条件。
这样，通过将光学开口部的横周期的整数倍与像素的横周期的整数倍一致的周期设为不过小也不过大的像素的整数列大小，并且将光学开口部的纵周期设为像素的纵周期的整数倍，具有使周期性低至消除莫尔条纹的程度，图像重排处理的映射所必需的存储器为像素的整数(4)行×整数(3)列大小即可的优点。
通过采用以上的构成，可以同时实现莫尔条纹消除和图像处理的高效。在横向为光学开口部的1个横周期，纵向为(N/(P/A))像素行的范围内，存在N×M即4×3＝12个子像素。因而，若向1个视点大小分配3色分量，则可进行4个视点大小的分配，在该范围中映射4个视点的图像的各1个像素大小(具有3色分量)的信息是恰当的。在仅为2个视点的输入图像的情况下，将2个视点的图像恰当地变换处理为4个视点大小，可以与4个视点的情况同样地进行映射。
(仿真结果)
在图11中示出一个实施方式的三维影像显示装置中所采用的像素和光线控制元件的周期、位置关系、角度(倾斜角度)的组合的例子和各个情况下的映射尺寸(所需列数)及莫尔条纹仿真结果。其中，LCM(P，A)的列表示将P/A进行整数倍处理时成为整数的最小值，为了抑制莫尔条纹的发生，优选为N/2以上，为了节约映射所必需的存储器容量，更优选为10×N以下。映射尺寸小，而又特别合适的情况在[map size]的列用双圈表示，在存储器尺寸没有特别限制的情况下，用圆来表示也没有问题。在右端的[moire]的列中，莫尔条纹的抑制效果特别好的情况下用双圈表示，与双圈的情况相比莫尔条纹有剩余但为容许范围以下的情况用圆表示。在莫尔条纹受到特别抑制的构成中，(Q/B)/(P/A)的值在视差数×(0.55～0.8)的范围、或者在视差数×(1.25～1.45)左右的范围。尤为理想的是在视差数×(0.6～0.65)的范围、或者在视差数×(1.4～1.45)的范围。视差数为大的值的情况下，对于将视差数除以适当的整数后得到的值，上述范围是优选的范围。
图12是比较例的三维影像显示装置中所采用的像素和光线控制元件的周期、位置关系、角度(倾斜角度)的组合的例子和各个情况的映射尺寸(所需列数)及莫尔条纹仿真结果。这些中，(P/A)/(Q/B)或者2×(P/A)/(Q/B)为整数，因此周期性过高，容易发生莫尔条纹，并不理想。右端的[moire]的列中，特别容易发生莫尔条纹的情况用「×」表示，容易发生莫尔条纹的情况用「Δ」表示。在特别容易发生莫尔条纹的构成中，(Q/B)/(P/A)的值在视差数×(0.8～1.2)左右的范围。视差数为大的值的情况下，就将视差数除以适当的整数后得到的值而言，上述范围不是优选的范围。
图13及图14是示出一个实施方式的三维影像显示装置中所采用的像素和光线控制元件的位置关系及向各子像素分配的视差编号(视点编号)的例子的图。图13及图14所示的光线控制元件的倾斜角度、间距分别与图7及图5相同。用箭头示出的点是光线控制元件的各光学开口部的中间线位于纵向邻接排列的2个绿色的子像素的实质上中点的地方。对该2个绿色的子像素中，分配了9个视差的从0到8为止的视差编号中的两端0和8。向子像素分配的视差编号为整数的情况，仅仅根据多视点影像中单独视点的影像，映射并分配像素。对其他多个的子像素分配非整数的视差编号，而在非整数的情况下，根据多视点影像中2个邻接视点的影像，与视差编号的数字的比例相应地平均化像素并分配。对来自2个视点的像素进行平均化会在视差图像间的插补处理时使影像稍微变差，因此，最好是不进行插补处理、即分配整数的视差编号的子像素多。但是在分配整数的视差编号的子像素过多的情况下，周期性过高，容易发生莫尔条纹。为了抑制莫尔条纹，在将周期性降低了某程度的构成中，分配整数的视差编号的子像素为有限的比例。在图14所示的例子中，分配了整数的视差编号的子像素以RGB各色均等地出现，而在图13所示的例子中，RGB中仅1色成为整数的视差编号。这样的情况下，将分配了整数的视差编号的子像素的颜色构成为RGB中视认性高且是重要的颜色分量的绿色(G)，将带来画质的提高。在图13、14所示的情况下也都是至少一部分的绿色的子像素仅根据单独视点的影像的像素进行映射的结构。
图15(a)、15(b)是示出在一个实施方式的三维影像显示装置中所采用的将多视点影像重排处理为输出影像的映射的概略图。基本的映射方法与日本专利第4476905号公报的方法类似。在图15(a)所示的N＝9的例子中，左侧所示的9个视点的多视点影像的分别施加了斜线的3行区域映射到右侧所示的输出影像的9行区域。向输出图像的各子像素映射的多视点影像的视点编号和座标成为以9行为周期的配置。由于映射是以9行为周期，因此映射所必需的存储器为9行大小即可。进而，如图11所示，映射的列周期LCM(P，A)小时，通过周期性地采用9行×LCM(P，A)列大小的映射，可以进一步削减所必需的存储器。另外，9个视点的多视点图像也可以是根据输入的2个视点以上的多视点影像进行变换处理来生成的。
在图15(b)所示的N＝4的例子中，左侧所示的4个视点的多视点影像的分别施加了斜线的2行区域被映射到右侧所示的输出影像的4行区域。向输出图像的各子像素映射的多视点影像的视点编号和座标成为以4行为周期的配置。由于映射是以4行为周期，因此映射所必需的存储器为4行大小即可。另外，4个视点的多视点图像也可以是根据输入的2个视点以上的多视点影像进行变换处理来生成的。
通过以上的方法，在将光线控制元件倾斜地设置的三维影像显示装置中，光线控制元件和像素的位置关系的周期性低至消除莫尔条纹的程度，高至图像重排处理的映射所必需的存储器为N行大小即可的程度，因此可同时实现莫尔条纹消除和图像处理的高效。
虽然说明了本发明的几个实施方式，这些实施方式作为例子而示出，并不是意图限定发明的范围。这些实施方式可以通过其他各种各样的方式来实施，在不脱离发明的要旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形与被包含在发明的范围和要旨中的内容同样地，是被包含在权利要求所记载的发明及其同等的范围中的内容。

Claims (6)

1.一种三维影像显示装置，其特征在于，具备：
显示部，沿着第1方向和与上述第1方向正交的第2方向矩阵状排列像素；以及
光线控制元件，与上述显示部相对置设置，作为多个光学开口部发挥作用，该多个光学开口部以开口延伸方向相对于上述第2方向的像素列倾斜的方式直线状延伸并在上述第1方向排列，
若令M为1以上的整数，则上述像素被分割为在第1方向排列的具有M色分量的M个子像素，若令上述光学开口部的第1方向的周期为P，上述光学开口部的第2方向的周期为Q，上述像素的第1方向的周期为A，上述像素的第2方向的周期为B，则Q/B为整数N，M×P/A为非整数，(Q/B)/(P/A)为非整数。
2.权利要求1所述的三维影像显示装置，其特征在于，
2×(Q/B)/(P/A)为非整数。
3.权利要求1所述的三维影像显示装置，其特征在于，
对P/A进行整数倍处理时成为整数的最小值在N/2以上、N×10以下。
4.权利要求2所述的三维影像显示装置，其特征在于，
上述显示部的上述像素由R子像素、G子像素、B子像素组成，上述光学开口部发挥作用，使分配给G子像素的视差编号成为整数。
5.一种三维影像显示方法，采用权利要求1所述的三维影像显示装置来显示三维影像，其特征在于，
具备进行将视点数为2以上的多视点影像重排为向上述显示部输出的影像的映射的步骤，所述映射以针对多视点影像的视点编号和上述第1方向中的座标，在输出的影像中成为以N个像素行大小为周期的方式来进行。
6.一种三维影像显示方法，采用权利要求1所述的三维影像显示装置来显示三维影像，其特征在于，
具备进行将视点数为N的多视点影像重排为向上述显示部输出的影像的映射的步骤，所述映射以针对多视点影像的视点编号和上述第1方向中的座标，在输出的影像中成为以N个像素行大小为周期的方式来进行。
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