CN103562775A

CN103562775A - 影像显示装置及影像显示方法

Info

Publication number: CN103562775A
Application number: CN201280024497.XA
Authority: CN
Inventors: 渡边辰巳; 国枝伸行; 增谷健
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Corp of America
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2032-06-20
Also published as: US20140078268A1; CN103562775B; US9781407B2; WO2012176443A1; JP6061852B2; JPWO2012176443A1

Abstract

影像显示装置具备：影像显示机构（100），将与立体视觉的视点数相应的多个视差图像合成并显示到显示面板（100a）的画面上；视差屏障（101），对置于上述画面而配置，将显示在上述画面上的各视差图像光学地分离；适应间距调整机构（103），根据每个区域的面板变形控制各区域的视差屏障（101）的间距量。

Description

影像显示装置及影像显示方法

技术领域

本发明涉及能够不使用特殊的眼镜而观察立体影像的影像显示装置。

背景技术

以往，作为不使用特殊的眼镜而显示立体影像的装置，已知有在液晶面板或PDP（Plasma Display Panel：等离子显示面板）等的显示装置的观察者侧配置视差屏障(parallax barrier)或双凸透镜(lenticular lens)等（分光机构）、由此将来自显示在显示面板上的左眼用的图像和右眼用的图像的光分别分离为针对左眼用和针对右眼用来显示立体影像的装置。

图14是表示使用视差屏障的无眼镜方式的影像显示装置的原理的图。图中，1是影像显示面板，2是视差屏障。在影像显示面板1上，交替地形成有左眼用像素L在垂直方向上排列的列和右眼用像素R在垂直方向上排列的列。此外，视差屏障2形成有许多在垂直方向上延伸的缝隙状的开口部2a，在各开口部2a之间形成有在垂直方向上延伸的遮光部2b。另外，在由上述左眼用像素L构成的左眼用影像与由右眼用像素构成的右眼用影像之间，有人感知立体影像那样的程度的两眼视差。想要观察立体影像的观察者通过使头部位于适视位置（观察位置4），使左眼用影像3L经由开口部2a入射到左眼4L中、使右眼用影像3R经由开口部2a入射到右眼4R中，从而能够识别立体影像。另外，此时，右眼用影像光被遮光部2b遮断而不入射到左眼4L中，左眼用影像光被遮光部2b遮断而不入射到右眼4R中（非专利文献1记载）。此外，图15是表示提示了4视差图像的例子的图，相当于提示了A、B、C、D的多个视差图像。此外，10表示适视位置，10a、10b、10c、10d分别表示视差图像A（9a）、B（9b）、C（9c）、D（9d）可看到的位置。例如，如果使头部位于观察位置11，则视差图像C（9c）入射到左眼11L中，视差图像D（9d）入射到右眼中。

如图15所示，将多个视差图像在相对于面板的平行面中以规定的间隔反复提示视差图像可看到的位置。并且，通过使处于该间隔的两点的影像在右眼和左眼的正确的位置入射，能够识别多视点的立体影像。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：“イメージスプリッタ方式メガネなし3Ｄディスプレイ”，映像情報メディア学会誌Vol.51，No.7，pp.1070－1078（1997）

发明概要

发明要解决的问题

在这样的影像显示装置中，为了能够在适视位置实现立体视觉，当在适视位置观察时，需要分别使适当的视差图像入射到左眼和右眼中，使得观察者能够将两个视差图像融像。

发明内容

所以，本发明的目的是提供一种能够在适视位置良好地融像的影像显示装置。

用于解决问题的手段

有关本发明的影像显示装置具备：影像显示机构，将多个视差图像合成并显示到显示面板的画面上；影像分离机构，对置于上述画面而配置，将显示在上述画面上的各视差图像光学地分离；以及适应间距调整机构，根据每个区域的面板变形，控制各区域的影像分离机构的间距量。

发明效果

根据有关本发明的影像显示装置，通过根据面板变形调整各区域中的影像分离机构的间距量，能够抑制适视（即，适合观看）距离的变动，当从适视位置观看时能够在画面内减少难以融像的区域。

附图说明

图1是表示有关第1实施方式的影像显示装置的结构的图。

图2是表示有关第1实施方式的影像显示装置的变型例的结构的图。

图3是表示在图2的影像显示装置的面板变形检测中使用的变形评价图像例的图。

图4是示意地表示在有关第1实施方式的影像显示装置的变型例中、在面板上是否有变形的图。

图5是在有关第1实施方式的影像显示装置的变型例中、使用规定的变形评价图像表示有面板变形的区域和规定距离下的外观的关联的图。

图6是示意地表示有关第1实施方式的影像显示装置的屏障间距调整的例子的图。

图7是示意地表示有关第1实施方式的影像显示装置的屏障间距调整与面板变形（通过规定变形评价图像推测出的区域的变形）的关联的图。

图8A是表示有关第2实施方式的影像显示装置的结构的图。

图8B是表示有关第2实施方式的影像显示装置的结构的图。

图9是示意地表示有关第2实施方式的影像显示装置的像素间距调整与面板变形（通过规定变形评价图像推测出的区域的变形）的关联的图。

图10是表示有关第3实施方式的影像显示装置的结构的图。

图11是示意地表示有关第3实施方式的影像显示装置的屏障间距调整判断的图。

图12是表示有关第3实施方式的影像显示装置的变型例的结构的图。

图13是表示有关第4实施方式的影像显示装置的结构的图。

图14是表示以往的由使用2视差的屏障控制实现的影像显示装置的结构的图。

图15是表示以往的由使用多视差的屏障控制实现的影像显示装置的结构的图。

图16是表示对于面板变形的对策的图。

图17是表示在使用面板变形的情况下发生的问题的图。

图18是表示有关第5实施方式的影像显示装置的双凸透镜方式的图。

图19是示意地表示有关第5实施方式的影像显示装置中的曲率半径调整与面板变形（通过规定变形评价图像推测出的区域的变形）的关联的图。

图20是表示有关第1实施方式的图，是示意地表示将屏障间距缩小的例子的图。

图21是表示有关第2实施方式的图，是示意地表示使虚拟像素间距扩大的例子的图。

图22是表示有关第2实施方式的图，是示意地表示将虚拟像素间距调整为像素间距的整数倍的例子的图。

具体实施方式

<得到有关本发明的一形态的过程>

在以往的影像显示装置中，如图16（a）那样，因面板变形（挠曲），面板与视差屏障间的间隔根据画面位置而变化，有适视距离因画面位置而变化的问题。特别是，有画面尺寸越大则面板变形越大的趋势。在液晶面板的情况下，其液晶部的厚度是1、2mm左右（也有比1mm小的结构），容易发生面板变形。例如，在画面中心位置调整了屏障与面板间的间隙的情况下，特别在大画面面板时，常发生画面端部不融像的情况。

作为解决该问题的方法，可以举出如图16（b）那样在面板与视差屏障间放入具有均匀的厚度的透射率较高的玻璃板等，将面板与玻璃、屏障相互粘接而推压面板，使面板与屏障间的间隙为一定，由此来抑制面板的变形的方法。

但是，在面板与视差屏障间放入均匀的厚度和透射率较高的玻璃板等进行了矫正的情况下，需要根据适视距离来变更向面板与视差屏障间放入的玻璃板的厚度。此外，受到放入在面板与视差屏障间的玻璃板等的透射率的影响而导致助长了光明亮度的下降及因扩散而带来的模糊、串扰。进而，如图16（b）所示，即使放入透射率较高的玻璃板等并推压面板，当最端部的像素和开口部处于图17那样的关系时，也发生在适视距离的画面中心处中心视差图像不聚光的现象。

所以，在以下说明的各实施方式中，对即使发生了面板变形、通过进行适应性的控制也能够在适视位置正确地融像的影像显示装置进行说明。

首先，在第1实施方式中，对基于使用规定的变形评价图像推测出的、或者使用规定的传感器测量出的面板的区域内的面板变形来适应性地控制影像分离机构即视差屏障的间距的方法进行说明。

在第2实施方式中，对基于使用规定的变形评价图像推测出的、或者使用规定的传感器测量出的面板的区域内的面板变形来适应性地控制包括影像显示机构的像素间距的视差图像配置的方法进行说明。

在第3实施方式中，对基于使用规定的变形评价图像推测出的、或者使用规定的传感器测量出的面板的区域内的面板变形进行变形是否是规定的容许水平的判断、在超过了容许水平的情况下适应性地控制影像分离机构即视差屏障的间距的方法进行说明。

在第4实施方式，对基于使用规定的变形评价图像推测出的、或者使用规定的传感器测量出的面板的区域内的面板变形进行变形是否是规定的容许水平的判断、在超过了容许水平的情况下适应性地控制影像显示机构的像素间距的方法进行说明。

在第5实施方式中，对作为影像分离机构而使用双凸透镜方式、代替调整透镜间距或像素间距而调整透镜曲率的例子也进行说明。

［第1实施方式］

使用图1至图7对第1实施方式进行说明。图1表示有关第1实施方式的影像显示装置的结构，图2表示有关第1实施方式的影像显示装置的变型例的结构。此外，图3表示在图2的影像显示装置中、在使用摄影装置检测面板变形时使用的变形评价图像例。图4是示意地表示在具有5视差的图像中将仅相当于正中间的位置的第3视差为全白图像而其他视差图像为全黑图像作为评价图像的情况下是否有显示面板的变形的图。图5是在与图4同样具有5视差的图像中仅相当于正中间的位置的第3视差为全白图像而其他视差图像使用全黑图像的情况下表示有面板变形的区域与规定距离下的外观的关联的图。此外，图6是示意地表示屏障间距调整的例子的图（画面端部相对于画面中央被从观察者向更里侧拉入的情况），图7是示意地表示屏障间距调整与面板变形（通过规定变形评价图像推测出的区域的变形）的关联的图。

如图1所示，本实施方式的影像显示装置具备初始调整机构105、影像显示机构100、影像分离机构101、显示电路107、多视差图像108、屏障控制电路106、面变形传感器104、适应间距调整机构103。

初始调整机构105基于视听信息（适视距离、视差数、子像素间距、屏障与面板间距离、眼间距离、设计屏障间距、开口部宽度等）决定影像分离机构101的初始调整值（包括影像分离机构101的位置、开口宽度及遮光宽度等的值）。

影像显示机构100包括显示面板100a而构成，显示多视差图像。

显示电路107使多视差图像108显示到影像显示机构100的显示面板100a的画面上。

影像分离机构101具有使来自影像显示机构100的显示面板100a的图像的光透过的透过部和将光遮断的遮光部。

影像分离机构101对置于显示面板100a而配置，使来自显示面板的光透过或将其遮蔽（光学地分离），观察者在适视位置能够将入射到左眼中的视差图像和入射到右眼中的视差图像进行融像观看。另外，视差屏障也称作“视差障壁”或单称作“屏障”。

屏障控制电路106基于初始调整机构105或适应间距调整机构103的指示，控制影像分离机构101与显示面板100a间的距离、影像分离机构101的位置、影像分离机构101的开口宽度及遮光宽度等。由此，也控制相邻的开口部的中心间的距离（屏障间距）。

面变形传感器104检测显示面板100a的每个区域的变形。

适应间距调整机构103以面变形传感器104检测出的每个区域的面板变形为输入，根据输入的每个区域的面板变形Δdi将对应的区域的屏障间距phi修正。

另外，作为面变形传感器104的例子，既可以通过能够3维地检测面变形的激光计测来测量，也可以采用对条纹等的投影图案进行摄影、根据对应于面板面变形而发生的图案的失真来测量变形的图案图像解析。此外，也可以采用通过计测将LED光源那样的照明光照射在对象物体上而返回来的时间TOF（Time Of Flight）来测量距离的TOF距离测量、或采用使用电磁力等进行3维位置测量的距离测量。

相对于这样的图1的影像显示装置，图2的影像显示装置具备使用由照相机摄影的图像检测面板变形的结构这一点不同。

图2的照相机301将显示在影像显示装置上的规定的变形评价图像在所设计的适视位置和该适视位置的前后的位置摄影。面板变形检测机构102基于摄影的图像来检测面板变形。

图3至图5示意地表示使用照相机检测面板变形的情况下的面板变形检测的机制。

图3表示使用的视差评价用图像例。这里，变形评价图像在n视差的情况下，仅规定的第k（k是1以上n以下的整数）个视差图像被用全白图像（画面整体具有相当于高光区域的亮度。该高光区域例如在RGB用8比特表现的情况下具有亮度255）表现，其他视差图像j（j是1以上n以下的整数中的除了k以外的全部整数）被用全黑图像（画面整体具有相当于暗影区域的亮度，例如在RGB用8比特表现的情况下具有亮度0）表现。

除此以外，也可以采用仅第k个视差图像的画面整体用具有R=0，G=255，B=0的值的像素表现、其他视差图像j的画面整体用具有R=0，G=0，B=0的值的像素表现的例子，也可以使彩度或色相具有这两个差（仅第k个视差图像的画面整体用具有R=0，G=0，B=255的值的像素表现、其他视差图像j的画面整体用具有R=255，G=0，B=0的值的像素表现的例子）。这样，将由在规定的适视距离Dc容易知道在能够观察k视差图像的适视位置C应能看到的图像与在其以外的位置能看到的图像的差、那样的图像所构成的变形评价图像，用于面板变形检测用。

图4是示意地表示在面板上是否有变形的图，这里，使用在图3的变形评价图像中设为n=5（5视差），k=3，j=1，2，4，5、仅第3视差图像为全白图像、其他视差图像为全黑图像的例子。

在图4上图那样、在5视差中仅正中间的第3视差图像是全白图像的情况下，如下图那样，在设计的适视距离Dc，在将面板中心与视差屏障中心连结的轴向上配置能够分离观察第3视差图像的适视位置C。

这里，间隙dc表示设计的面板与视差屏障间的间隙，如果在面板上没有变形，则在面板整面中成为均匀的值。在此情况下，在观察位置C如右上图那样观察到整面接近于白色的图像。

相对于此，在有面板变形的情况下，在该区域中面板与屏障间的间隙呈现与dc不同的值，观察到处于该区域中的第3视差图像没有达到C、或与其他视差图像混合的图像，观察到灰图像或黑区域。

右下图示意地表示在左右有变形的例子。即，使用图4那样的变形评价图像。如果面板与屏障间的间隙如本来的设计那样是均匀的，则存在仅能够分离、观察1个视差方向（第3视差）的位置。能够基于在该位置能看到的图像来判断面板变形的有无。

进而，图5使用规定的变形评价图像表示有面板变形的区域与规定距离下的外观的关联。作为变形评价图像而使用与图4相同的图像。在图5中，区域C表示没有面板变形、以如设计那样的间隙dc配置的面板区域，区域3表示比位置C的区域C向前翘曲、以比设计的间隙小的间隙d3=dc+Δd3（Δd3<0.0）配置的面板区域，并且，区域2表示比位置C的区域C向后翘曲、间隙d2比设计的dc大（d2=dc+Δd2）的面板区域。

并且，如果设对于间隙dc设计的适视距离为Dc，则在图4的变形评价图像中，在将面板中心与屏障中心连结的轴向上，在相当于距离Dc的位置C配置1个适视距离。如图4所示，在没有面板变形的情况下，在C观察的图像为整面接近于白色的图像，但在有面板变形的情况下不为那样。

在如图5那样有面板变形的情况下，由于包含在区域C中的第3视差图像的像素在C达到眼睛，所以如右方正中图那样，在位置C，成为画面中心变白、左右接近于黑的图像。

相对于此，在区域2中，由于间隙d2变得比设计值dc大，所以包含在区域2中的第3视差图像部分在位置C不聚光，而在处于比其靠后的位置的位置C2（适视距离Dc2=Dc+ΔD2）聚光。此外，在区域3中，由于间隙d3变得比设计值dc小，所以包含在区域3中的第3视差图像部分在位置C不聚光，而在处于比其靠前的位置的位置C3（适视距离Dc3=Dc+ΔD3，ΔD3<0.0）聚光。结果，在位置C2观察的图像如右下图那样有仅左侧变白、其他部分变黑的趋势，在位置C3观察的图像如右上图那样有仅右侧变白、其他部分变黑的趋势。这样，在通过面板变形Δd而间隙变得比所设计的面板与屏障间的间隙dc小的情况下，对应的区域的适视距离变短，在通过面板变形Δd而间隙变得比设计的面板与屏障间的间隙dc大的情况下，对应的区域的适视距离变长。并且，根据这样的面板变形的趋势，在使用仅特定的视差图像为高光（白）的变形评价图像（作为例子有图3、图4）的情况下，在所设计的适视距离在该视差图像应该能分离看到的位置C观察的情况下，在该观察图像中，能看到白色的区域因变形而变化。该变化为，在因面板变形Δd3而间隙变小的情况下，如果在比适视距离Dc靠前的观察距离Dc3=Dc+ΔD3（ΔD3<0.0）观察，则对应的区域变白。并且，在因面板变形Δd2而间隙变大的情况下，如果在比适视距离Dc靠后的观察距离Dc2=Dc+ΔD2观察，则对应的区域变白。这样，能够采用变形评价图像，用在以规定适视距离Dc应分离确认的视差图像的适视位置的1个C和其前后距离下的对应的位置C2、C3观察的图像，检测存在面板变形的区域的有无及该面板变形量。

图6是示意地表示根据得到的面板变形使视差屏障间距适应性地变化、控制的方法的图，在该图中，表示画面的左右端与面板的正中相比更向里侧拉入、随着从面板的正中向左右端前进、面板与屏障间的间隙变大的情况。在此情况下，在画面中心采用设计的间隙dc及屏障间距phc。相对于此，在画面的端部，相对于比设计的间隙大的间隙d，根据式（1），适视距离D为D>Dc变长。为了使适视距离成为D→Dc，根据式（2），需要使画面端的屏障间距ph变小（phc>ph）。另外，在下述式（1）、式（2）中，E表示没有面板变形的情况下的眼间距离，E’表示通过面板变形而变化的眼间距离，sh表示子像素间距，n表示视差数。另外，对于为phc>ph的屏障间距ph，如果在式（1）中使得D→Dc，则眼间距离E’如E’<E那样变化，但在本发明中，容许眼间距离也对应于面板变形变化，通过将聚光距离（或聚光位置）的变动用屏障间距变化（和眼间距离变化）抑制而变得容易观看。

［数式1］

D=E′×d/sh Dc=E×dc/sh……(1)

［数式2］

ph=n×sh×D/(D+d) phc=n×sh×Dc/(Dc+dc)……(2)

在图6中，从中心的间隙dc朝向画面端的间隙d，间隙缓缓增加。考虑到这一点，使屏障间距也从画面中央的设计值phc朝向画面端的修正后的屏障间距ph缓缓缩小。

在图20中，示意地表示在画面端间隙增加的情况下使屏障间距缩小的例子。

图7是使该该控制步骤明确化的图，表示图5中的显示面板具有3个区域的情况。在具有设计值的间隙dc、适视距离Dc的区域C中，屏障间距采用设计的屏障间距phc。对于适视距离比Dc靠前的区域3，根据该适视距离Dc3=Dc+ΔD3，ΔD3<0.0，求出变化量ΔD3，根据式（3），求出区域3中的间隙的变化量Δd3（Δd3<0.0）。并且，根据式（4）求出屏障间距的变化量Δph3，以使对应的区域3中的适视距离成为Dc。在区域3中，由于适视距离D<Dc，所以对应的间隙d3<dc，对应的屏障间距ph3为ph3>phc。

另一方面，对于适视距离比Dc靠后的区域2，根据该适视距离Dc2=Dc+ΔD2，ΔD2>0.0，求出变化量ΔD2，根据式（3），求出区域2中的间隙的变化量Δd2（Δd2>0.0）。并且，根据式（4）求出屏障间距的变化量Δph2，以使对应的区域2中的适视距离成为Dc。在区域2中，由于适视距离D>Dc，所以对应的间隙d2>dc，对应的屏障间距ph2为ph2<phc。

［数式3］Δdk≌ΔDk×sh/E,k=2,3……(3)

［数式4］

Δphk=-n×sh×Δdk×Dc/(Dc+dc)²,k=2,3……(4)

这样，根据对应的面板区域i求出适视距离的变化量ΔDi，首先根据式（3）求出推测的间隙的变化量Δdi，使用设计适视距离Dc、设计间隙dc、推测出的间隙变化量Δdi，根据式（4）求出屏障间距变化量Δphi及屏障间距修正量phi，以使区域i的适视距离Di成为Dc。

该屏障间距修正处理通过基于规定适视位置处的观察图像的变化较大的部分将面板切分，将面板分割为多个区域。并且，对分割后的区域分别进行屏障间距的修正。在该屏障间距的修正中，例如将对于变形修正后的屏障间距进行插补或线性近似（也可以是通过保持平滑的连续性的函数的近似），以使屏障间距在分割后的区域间平滑地变化。

但是，也可以预先将显示面板以规定的区域数kkk在水平方向上分割，求出各区域中的适视距离的变动量ΔDi，进行各区域中的屏障间距修正而进行其近似处理。此外，也可以如面板画面中心、面板画面的左右端的3处那样，进行大致的求出。另外，分割后的各区域中的适视距离的变动量ΔDi既可以对区域中心计算，也可以将各区域内的变动量的平均值设为该区域i中的适视距离的变动量ΔDi。此外，也可以将各区域内的变动量的最大值设为该区域i中的适视距离的变动量ΔDi。

另外，也可以代替图2那样的面板变形检测机构102进行基于照相机301摄影的规定的变形评价图像的根据图像的所见的判断，而采用使用激光计测等的能够3维地检测面变形的传感器，预先求出面板表面上的变形的变型例。此时，在变型例中，在激光计测以外也可以使用通过图像或红外线的距离测量数据。

此外，在本实施方式中，作为影像显示机构100（显示面板100a）也可以使用等离子显示器、液晶显示器或EL显示器等。进而，以将影像分离机构（视差屏障）配置在影像显示机构100的前面的方式为例进行了说明，但在液晶显示器面板的情况下，如果是采用在该面板与背光灯之间配置作为影像分离机构的视差屏障的方式的情况，也同样能够采用。

［第2实施方式］

在图8A、8B、图9中表示有关第2实施方式的影像显示装置。图8A、图8B表示第2实施方式的影像显示装置的结构。图9在第2实施方式中示意地表示像素间距调整与面板变形（通过规定变形评价图像推测出的区域的变形）的关联。

相对于在第1实施方式中是根据面板区域i的变形Δdi来控制与该区域对应的屏障间距，该实施方式的特征是根据Δdi来控制对应的显示面板100a的子像素间距sh。在图8A、图8B中，虚拟像素间距计算机构202或图像间距调整机构200实施该处理。

另外，图8A、图8B的差异只是检测面板变形的机制不同，图8A与图1同样，面变形传感器104检测面板变形。相对于此，图8B与图2同样，面板变形检测机构102使用由照相机301摄影的变形评价图像检测面板变形。

虚拟像素间距计算机构202基于检测出的每个区域的面板变形，计算对应的区域中的适当的虚拟像素间距。该计算出的虚拟像素间距是理想的值的像素间距，但在有显示面板100a的构造上制约的情况下，并不一定能够调整为如所计算的那样的像素间距。

图像间距调整机构200基于计算出的虚拟像素间距，对照显示面板100a的构造上的规格求出可设定的像素间距，将所求出的像素间距向视差配置控制机构201发送。

视差配置控制机构201基于接受到的像素间距，对显示电路107进行在显示面板100a的各像素中应配置哪个视差图像的控制。

图9与图7同样，表示显示面板具有图5中的3个区域的情况。在具有设计值的间隙dc、适视距离Dc的区域C中，虚拟像素间距sshc采用所设计的子像素间距shc。对于适视距离比Dc靠前的区域3，根据该适视距离Dc3=Dc+ΔD3，ΔD3<0.0求出变化量ΔD3，根据式（3）求出区域3中的间隙的变化量Δd3（Δd3<0.0）。

并且，通过下述式（5）求出虚拟像素间距的变化量Δssh3，以使对应的区域3中的适视距离成为Dc。在区域3中，由于适视距离Dc3<Dc，所以对应的间隙d3<dc，对应的虚拟像素间距ssh3为ssh3<sshc。另外，在为ssh3<sshc的情况下，如果设为D→Dc，则相对于sshc时的眼间距离Ec，ssh3时的眼间距离E’根据下述式（6）而如E’>E那样变化，但与第1实施方式的情况同样，通过容许眼间距离也根据面板变形变化、将聚光距离（或聚光位置）的变动用像素间距变化（和眼间距离变化）抑制，使得容易观看。

另一方面，对于适视距离比Dc靠后的区域2，根据该适视距离Dc2=Dc+ΔD2，ΔD2>0.0求出变化量ΔD2，根据式（3）求出区域2中的间隙的变化量Δd2（Δd2>0.0）。并且，根据式（5）求出虚拟像素间距的变化量Δssh2，以使对应的区域2中的适视距离成为Dc。在区域2中，由于适视距离D>Dc，所以对应的间隙d2>dc，对应的虚拟像素间距ssh2为ssh2>sshc。在此情况下，通过在式（6）中使ssh3→ssh2，相对于sshc的眼间距离Ec，ssh2的眼间距离E’如E’<E那样变化。

［数式5］

Δsshk=phc×Δdk/(n+Dc),k=2,3……(5)

［数式6］

E′=(phc×ssh3)/(n×ssh3-phc),E=(phc×sshc)/(n×sshc-phc)……(6)

这样，根据对应的面板区域i求出适视距离的变化量ΔDi，首先根据式（3）求出推测的间隙的变化量Δdi，使用设计适视距离Dc、设计间隙dc、推测出的间隙变化量Δdi，根据式（5），求出虚拟像素间距变化量Δsshi及虚拟像素间距修正量sshi，以使区域i的适视距离Di成为Dc。

该虚拟像素间距修正处理也与第1实施方式同样，通过基于规定适视位置处的观察图像的变化较大的部分将面板切分，将面板分割为多个区域。并且，对于分割后的区域，分别进行虚拟像素间距的修正。在该虚拟像素间距的修正中，例如，将对于变形进行了修正后的虚拟像素间距进行插补或线性近似（也可以是通过保持有平滑的连续性的函数的近似），以使得在分割的区域间虚拟像素间距平滑地变化。

在图21中，示意地表示在画面端视差屏障2与显示面板100a的间隙增加的情况下使虚拟像素间距扩大的例子。

但是，也可以预先将显示面板以规定的区域数kkk在水平方向上分割，求出各区域中的适视距离的变动量ΔDi，进行各区域中的虚拟像素间距修正，进行其近似处理。此外，也可以如面板画面中心、面板画面的左右端的3处那样大体地求出。另外，分割后的各区域中的适视距离的变动量ΔDi既可以对区域中心计算，也可以将各区域内的变动量的平均值设为该区域i中的适视距离的变动量ΔDi。此外，也可以将各区域内的变动量的最大值设为该区域i中的适视距离的变动量ΔDi。

但是，由于作为显示机构的面板的子像素间距sh通常为固定的，所以对由虚拟像素间距计算机构202得到的虚拟像素间距ssh进行调整。

例如，在虚拟像素间距计算机构202中，假设在某个区域i中得到了虚拟像素间距sshi=sh×1.8。在此情况下，图像间距调整机构200将1.8的小数点四舍五入为2，调整为

虚拟像素间距（调整后）sshi=sh×2

在图22中表示这样的调整例。

这样，图像间距调整机构200将由虚拟像素间距计算机构202得到的各区域i中的虚拟像素间距sshi与子像素间距sh比较，调整为sshi=sh×t（t：整数）。

并且，将该sshi作为将各区域i中的子像素进行视差图像配置时的单位，用视差配置控制机构201实施视差配置控制。

由视差配置控制机构201进行的视差图像配置通常以子像素单位将相同的像素位置处的颜色成分（R，G，B）按照视差图像的顺序配置来进行。

在该实施方式中，由于将进行通过变形而分割的区域i中的视差图像配置的子像素单位以对于该区域i进行了修正、调整后的子像素间距sshi实施，所以在该子像素间距sshi非常大的情况下，有可能导致对应的画面区域中的视差图像的像素数（分辨率）下降，但通过加以限制以使sshi相对于本来的子像素间距sh不大过规定值，能够将该下降在某种程度上抑制。

另外，与第1实施方式同样，也可以代替面板变形检测机构102进行基于照相机301（参照图2）摄影的规定的变形评价图像的根据图像的观感的判断，而使用激光计测等的能够3维地检测面变形的传感器预先求出面板表面上的变形。此时，在变型例中，在激光计测以外也可以使用通过图像或红外线的距离测量数据。

［第3实施方式］

在图10、图11、图12中表示有关第3实施方式的影像显示装置。图10表示有关第3实施方式的影像显示装置的结构，图12表示其变型。此外，图11示意地表示有关第3实施方式的影像显示装置中的屏障间距调整判断。本实施方式添加了使用在第1实施方式中由面板变形检测机构102得到的面板变形量进行间距调整判断的间距调整判断机构300。

基于图11进行说明。在图11中，表示5视差的例子，表示使用如图5那样仅第3视差图像是全白图像、其他视差图像为全黑图像的视差评价用图像的例子。在图11中，表示面板区域4中的面板与视差屏障间的间隙d4比设计为适视距离Dc的面板与视差屏障间的间隙dc小的情况。

在此情况下，如图5所示，在处于本来设计的适视距离Dc的位置C观察的图像如右下那样右侧变黑，另一方面，在作为适视距离Dc<D4的观察距离D4的位置C4，如右上那样观察到右侧变白的图像。这里，假设位置C、C4位于将面板与屏障的中心连结的轴向上。这样，在区域4中发生面板变形Δd4<0.0，但如果在满足下述式（7）的情况下判断为进行间距调整处理。这里，Th表示该判断阈值，在相对于设计的间隙dc的面板变形Δd4的绝对值的大小比规定值大的情况下，可认为该区域中的变形给处于区域4中的图像的融像带来影响。相反，在相对于设计的间隙dc的面板变形Δd4的绝对值的大小是规定值以下的情况下，可认为该区域中的变形给处于区域4中的图像的融像带来影响的可能性较小。例如，假设该判断阈值Th为0.1。将该判断对面板内的发生的全部变形区域实施。

［数式7］

|Δd4/dc|＞Th……(7)

通过添加这样的间距调整判断机构300，具有在变形较小的情况下能够省略适应性的间距调整处理的优点。

另外，该处理也可以仅在满足式（7）的区域中实施。此外，也可以将画面内的变形区域的大小的最大值Δdmax在式（8）中与规定的阈值比较，在满足式（8）的情况下判断为在画面内不实施间距调整，在其以外仅满足式（8）的区域实施适应性的间距调整处理。

［数式8］

|Δd max/dc|≤Th……(8)

另外，在图12中表示该变型例，但与第1实施方式的情况同样，也可以代替面板变形检测机构102进行基于照相机301（参照图2）摄影的规定的变形评价图像的根据图像的观感的判断，而使用激光计测等能够3维地检测的面变形传感器104那样的传感器预先求出面板表面上的变形。并且，进行是否使用式（7）或式（8）对该值相对于设计的间隙dc的比例进行间距调整的判断。

另外，在变型例中，在激光计测以外也可以使用通过图像或红外线的距离测量数据。

［第4实施方式］

在图13中表示本发明的第4实施方式。图13表示有关第4实施方式的影像显示装置的结构。

面板变形检测机构102与在第1实施方式的图2中说明的同样，面板变形检测机构102基于由照相机301摄影的变形评价图像，通过图像的外观检测面板变形。

另外，虽然在图13中没有图示，但也可以如在图1中说明那样使用激光计测等的能够3维地检测面变形的传感器预先求出面板表面上的变形。该实施方式的特征是，对第2实施方式的影像显示装置添加了使用由面板变形检测机构102得到的面板变形量来进行虚拟像素间距调整机构202是否进行实施的判断的配置调整判断机构400。该判断与第3实施方式同样，如图11那样实施。即，根据使用规定的视差评价用图像得到的面板的特定区域4中的面板与视差屏障间的间隙d4是否比设计为适视距离Dc的面板与视差屏障间的间隙dc小来进行判断。该判断按照式（7）进行，在相对于设计的间隙dc的规定区域的面板变形Δd4的绝对值的大小比规定值大的情况下，可认为该区域中的变形给处于区域4中的图像的融像带来影响。相反，在相对于设计的间隙dc的规定区域的面板变形Δd4的绝对值的大小为规定值以下的情况下，可认为该区域中的变形给处于区域4中的图像的融像带来影响的可能性较小。

通过添加这样的配置调整判断机构400，具有在变形较小的情况下能够将适应性的像素间距调整处理（以及像素间距调整机构和视差配置控制机构也）省略的优点。该判断处理与第3实施方式同样，也可以仅在满足式（7）的区域中实施。此外，也可以在画面内的变形区域的大小d的最大值Δdmax是规定阈值以下的情况下，判断为在画面内不实施间距调整，在其以外仅对满足式（8）的区域实施适应性的像素间距调整处理。

另外，与第2实施方式的情况同样，也可以代替面板变形检测机构102进行基于照相机301摄影的规定的变形评价图像的根据图像的观感的判断，而使用激光计测等的能够3维地检测面变形的传感器预先求出面板表面上的变形。此时，在此情况下，在激光计测以外也可以使用通过图像或红外线的距离测量数据。

［第5实施方式］

在到此为止叙述的各实施方式中，作为影像分离机构的例子而说明了使用视差屏障的例子，但也可以采用双凸透镜方式。

在双凸透镜方式中，分别在规定的方向上排列多个用来射出光的双凸透镜。例如，在第1实施方式中采用双凸透镜方式的情况下，可以通过使载置有各个双凸透镜的载置台滑动移动来调整透镜间距。此外，也可以使用液晶等构成透镜，通过施加电压而主动地控制间距及透镜曲率。

另外，在双凸透镜方式中，当应对面板变形时，除了调整透镜间距及像素间距以外，通过控制透镜曲率也能够对应。例如，在分离机构中使用图18（a）那样的双凸透镜的情况下，在双凸透镜部分的厚度t、双凸透镜部分的材料的树脂的折射率η、曲率半径r之间如（式9）那样设计的情况较多。

进而，在合成后的图像的观察者与配置在双凸透镜的1个间距内的多个n张视差图像间，图18（b）那样的几何学的关系成立。并且，根据该图18（b），以下的（式10）和（式11）成立。由于将这些式子代入到（式9）中，所以曲率半径r可以如（式12）那样求出。这里，p表示透镜间的间距，E表示眼间距离。此外，Δp如图19所示，表示在1个透镜中相邻的视差像素间的距离。

通过利用该式20，通过如图19那样根据面板变形程度控制曲率半径r，能够应对面板变形。

［数式9］

t=η/(η-1)×r……(9)

［数式10］

Δp=t×E/(η×D)……(10)

［数式11］

n=p/Δp……(11)

［数式12］

r=(η-1)×p×D/(n×E)……(12)

例如，在适视距离为D3的部分中，面板与透镜间的距离变得比设计值小，适视距离如ΔD3那样变小（ΔD3<0）。在此情况下，控制透镜的曲率半径rh3以修正-ΔD3的量。该情况下的曲率半径修正量Δrh3如图20的上图那样为正。另一方面，在如下图那样适视距离为D2的部分中，面板与透镜间的距离变得比设计大，适视距离如ΔD2那样变大（ΔD2>0）。在此情况下也控制透镜的曲率半径rh3以修正-ΔD2的量，如下图那样，该修正量Δrh2为负。通过以上这样，在因面板变形带来的面板与透镜间的距离不是一定的情况下，通过部分地控制透镜的曲率半径，能够使适视距离变均匀。

另外，根据该面板变形部分地改变r的方法不仅能用于如本实施方式那样应对面板变形，例如对于在向柱的外周面附加那样的曲面面板的情况下发生的适视距离的变动也能够采用。

［其他］

（1）在上述实施方式中说明的本发明的影像显示装置中，显示视差图像的影像显示机构100既可以是使用背光灯光源的液晶面板，也可以是自发光的PDP或有机EL面板，只要是能够显示视差图像的像素序列的显示机构就可以使用。

（2）此外，也可以与使用1张照相机图像或两个以上的多照相机图像检测头部位置的结果组合。通过与这些头部跟踪或眼睛跟踪组合，能够动态地进行屏障间间距、及面板与屏障间距离等的调整。此外，除了使用图像以外，也能够进行通过计测将LED光源那样的照明光照射在对象物体上并返回来的时间TOF（Time Of Flight：飞行时间）来测量距离的TOF法、或使用电磁力等进行3维位置测量的有线连接的方法的跟踪。

（3）此外，也可以使用将规定的测试图案总是包含在视听者摄影内来显示，并基于该测试图案部分的大小及像素值的波纹(moire)变化等进行几何学测量而跟踪的方法。

（4）此外，在进行位置检测时，以人物头部的检测为前提，但如果是人物整体像，也可以进行瞳孔或眼区域提取而使用该结果。

（5）当根据头部位置控制多视差图像的像素序列配置时，既可以使用CPU或GPU等实时计算控制，此外也可以从预先准备的LUT表选择而进行控制。

（6）此外，这里假设屏障形成位置或间距间隔在初始调整以外为固定而进行了说明，但也可以主动地使屏障位置或屏障间距变化。在此情况下，使用通过施加电压等能够使遮蔽和开口（光的透射率）变化的设备（例如TFT液晶面板等）作为屏障，但在多个视听者的进深方向同时变化的情况下也能够对应。此外，在将本发明的面板设置到视听的起居室等的空间中的时点的调整时也使用固定的屏障位置及屏障间距的情况下也能够采用。

（7）进而，表示了基于将来自上述多个图像序列的光分离以便能够在适视位置进行视听的屏障的实施方式，但如果采用使用排列了圆柱透镜的双凸透镜板、通过控制该透镜的折射角度而在适视位置提示各视差图像的双凸透镜形成机构，也能够实现相同的效果。

（8）在上述实施方式中，假设将变形评价图像从不同的摄影位置摄影来判断面板变形而进行了说明，但也可以代替从不同的摄影位置摄影，而是观察者从不同的位置观察图像，定性地判断面板的变形。

［补充］

本实施方式包括以下的技术方案。

（1）有关实施方式的影像显示装置具备：影像显示机构，将多个视差图像合成并显示到显示面板的画面上；影像分离机构，对置于上述画面而配置，将显示在上述画面上的各视差图像光学地分离；以及适应间距调整机构，根据每个区域的面板变形，控制各区域的影像分离机构的间距量。

（2）也可以是，在（1）的影像显示装置中，还具备间距调整判断机构，该间距调整判断机构基于检测出的上述每个区域的面板变形的大小，进行在各区域中是否进行间距的调整的判断；上述适应间距调整机构对由上述间距调整判断机构判断为进行调整的区域进行上述调整，对判断为不进行调整的区域不进行上述调整。

根据该结构，例如通过在面板变形的大小超过了规定的容许水平的情况下进行间距的调整，而在该容许水平以下的情况下则不进行间距的调整，从而能够减少关于间距的调整的处理。

（3）也可以是，在（1）的影像显示装置中，上述影像分离机构是沿着一方向交替地配置将光遮断的遮光部和使光透过的开口部而形成的视差屏障；上述适应间距调整机构所控制的间距量，是在影像分离机构中相邻的开口部的中心间的距离。

（4）此外，有关实施方式的影像显示装置具备：影像显示机构，将多个视差图像合成并显示到显示面板的画面上；影像分离机构，对置于上述画面而配置，将显示在上述画面上的各视差图像光学地分离；虚拟像素间距计算机构，根据每个区域的面板变形，计算各区域中的显示面板的虚拟像素间距量；以及像素间距调整机构，基于计算出的虚拟像素间距，调整各区域中的显示面板的像素间距量。

根据该结构，特别是通过根据面板变形调整各区域中的影像分离机构的像素间距量，能够抑制适视距离的变动，当从适视位置观看时能够在画面内减少难以融像的区域。

（5）也可以是，在（4）的影像显示装置中，还具备间距调整判断机构，该间距调整判断机构基于检测出的上述每个区域的面板变形的大小，进行在各区域中是否进行间距的调整的判断；上述像素间距调整机构对由上述间距调整判断机构判断为进行调整的区域进行上述调整，对判断为不进行调整的区域不进行上述调整。

根据该结构，例如通过在面板变形的大小超过了规定的容许水平的情况下进行间距的调整，而在该容许水平以下的情况下不进行间距的调整，从而能够减少关于间距的调整的处理。

（6）也可以是，在（1）～（5）的任一种影像显示装置中，具有测量上述显示面板的每个区域的变形的面变形传感器。

（7）也可以是，在（1）～（5）的任一种影像显示装置中，具有基于在不同的摄影位置对显示在上述画面上的变形评价图像进行摄影而得到的多个图像来检测上述面板变形的面板变形检测机构。

（8）有关实施方式的影像显示方法也可以包括：影像显示步骤，将多个视差图像合成并显示到显示面板的画面上；影像分离步骤，使用对置于上述画面而配置的影像分离机构，将显示在上述画面上的各视差图像光学地分离；以及适应间距调整步骤，根据每个区域的面板变形，控制各区域的影像分离机构的间距量。

（9）也可以是，在（8）的影像显示方法中，还具备间距调整判断步骤，该间距调整判断步骤基于检测出的上述每个区域的面板变形的大小，进行在各区域中是否进行间距的调整的判断；上述适应间距调整步骤对由上述间距调整判断步骤判断为进行调整的区域进行上述调整，对判断为不进行调整的区域不进行上述调整。

（10）也可以是，在（8）的影像显示方法中，上述影像分离机构是沿着一方向交替地配置将光遮断的遮光部和使光透过的开口部而形成的视差屏障；上述适应间距调整步骤所控制的间距量，是在影像分离机构中相邻的开口部的中心间的距离。

（11）有关实施方式的影像显示方法包括：影像显示步骤，将多个视差图像合成并显示到显示面板的画面上；影像分离步骤，使用对置于上述画面而配置的影像分离机构，将显示在上述画面上的各视差图像光学地分离；虚拟像素间距计算步骤，根据每个区域的面板变形，计算各区域中的显示面板的虚拟像素间距量；以及像素间距调整步骤，基于计算出的虚拟像素间距，调整各区域中的显示面板的像素间距量。

（12）也可以是，在（11）的影像显示方法中，还具备间距调整判断步骤，该间距调整判断步骤基于检测出的上述每个区域的面板变形的大小，进行在各区域中是否进行间距的调整的判断；上述像素间距调整步骤对在上述间距调整判断步骤中判断为进行调整的区域进行上述调整，对判断为不进行调整的区域不进行上述调整。

（13）也可以是，在（8）到（12）的任一种影像显示方法中，还包括使用测量上述显示面板的每个区域的变形的面变形传感器检测上述面板变形的面板变形检测步骤；在上述适应间距调整步骤中，根据检测出的每个区域的面板变形进行上述控制。

（14）也可以是，在（8）到（12）的任一种影像显示方法中，还包括基于在不同的摄影位置对显示在上述画面上的变形评价图像进行摄影而得到的多个图像来检测上述面板变形的面板变形检测步骤。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供一种装置及方法，能够消除因为在面板变大时的制造过程等中容易发生的面板变形而产生由图像显示面板和视差图像分离机构（视差屏障等）间的间隙变动带来的不融像的部分的问题，且能够进行高画质的立体影像显示。

标号说明

1 影像显示面板

2 视差屏障

2a 开口部

2b 遮光部

3L 左眼用影像

3R 右眼用影像

4 观察位置

4L 左眼位置

4R 右眼位置

9a 视差图像A

9b 视差图像B

9c 视差图像C

9d 视差图像D

10 能看到视差图像的位置

10a 能看到视差图像A的位置

10b 能看到视差图像B的位置

10c 能看到视差图像C的位置

10d 能看到视差图像D的位置

11 视听者的位置

11L 左眼位置

11R 右眼位置

100 影像显示机构

101 影像分离机构

102 面板变形检测机构

103 适应间距调整机构

104 面变形传感器

105 初始调整机构

106 屏障控制电路（分离部控制电路）

107 显示电路

108 多视差图像

200 图像间距调整机构

201 视差配置控制机构

202 虚拟像素间距计算机构

300 间距调整判断机构

301 照相机

400 配置调整判断机构

Claims

1.一种影像显示装置，其特征在于，具备：

影像显示机构，将多个视差图像合成并显示到显示面板的画面上；

影像分离机构，对置于上述画面而配置，将显示在上述画面上的各视差图像光学地分离；以及

适应间距调整机构，根据每个区域的面板变形，控制各区域的影像分离机构的间距量。

2.如权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，

还具备间距调整判断机构，该间距调整判断机构基于检测出的上述每个区域的面板变形的大小，进行在各区域中是否进行间距的调整的判断；

上述适应间距调整机构对由上述间距调整判断机构判断为进行调整的区域进行上述调整，对判断为不进行调整的区域不进行上述调整。

3.如权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，

上述影像分离机构是沿着一方向交替地配置将光遮断的遮光部和使光透过的开口部而形成的视差屏障；

上述适应间距调整机构所控制的间距量，是在影像分离机构中相邻的开口部的中心间的距离。

4.一种影像显示装置，其特征在于，具备：

影像分离机构，对置于上述画面而配置，将显示在上述画面上的各视差图像光学地分离；

虚拟像素间距计算机构，根据每个区域的面板变形，计算各区域中的显示面板的虚拟像素间距量；以及

像素间距调整机构，基于计算出的虚拟像素间距，调整各区域中的显示面板的像素间距量。

5.如权利要求4所述的影像显示装置，其特征在于，

上述像素间距调整机构对由上述间距调整判断机构判断为进行调整的区域进行上述调整，对判断为不进行调整的区域不进行上述调整。

6.如权利要求1～5中任一项所述的影像显示装置，其特征在于，具有测量上述显示面板的每个区域的变形的面变形传感器。

7.如权利要求1～5中任一项所述的影像显示装置，其特征在于，具有基于在不同的摄影位置对显示在上述画面上的变形评价图像进行摄影而得到的多个图像来检测上述面板变形的面板变形检测机构。

8.一种影像显示方法，其特征在于，包括：

影像显示步骤，将多个视差图像合成并显示到显示面板的画面上；

影像分离步骤，使用对置于上述画面而配置的影像分离机构，将显示在上述画面上的各视差图像光学地分离；以及

适应间距调整步骤，根据每个区域的面板变形，控制各区域的影像分离机构的间距量。

9.如权利要求8所述的影像显示方法，其特征在于，

还具备间距调整判断步骤，该间距调整判断步骤基于检测出的上述每个区域的面板变形的大小，进行在各区域中是否进行间距的调整的判断；

上述适应间距调整步骤对由上述间距调整判断步骤判断为进行调整的区域进行上述调整，对判断为不进行调整的区域不进行上述调整。

10.如权利要求8所述的影像显示方法，其特征在于，

上述适应间距调整步骤所控制的间距量，是在影像分离机构中相邻的开口部的中心间的距离。

11.一种影像显示方法，其特征在于，包括：

影像分离步骤，使用对置于上述画面而配置的影像分离机构，将显示在上述画面上的各视差图像光学地分离；

虚拟像素间距计算步骤，根据每个区域的面板变形，计算各区域中的显示面板的虚拟像素间距量；以及

像素间距调整步骤，基于计算出的虚拟像素间距，调整各区域中的显示面板的像素间距量。

12.如权利要求11所述的影像显示方法，其特征在于，

还具备间距调整判断步骤，该间距调整判断步骤基于检测出的上述面板变形结果，进行是否进行间距的调整的判断；

上述像素间距调整步骤对在上述间距调整判断步骤中判断为进行调整的区域进行上述调整，对判断为不进行调整的区域不进行上述调整。

13.如权利要求8～12中任一项所述的影像显示方法，其特征在于，

还包括使用测量上述显示面板的每个区域的变形的面变形传感器检测上述面板变形的面板变形检测步骤；

在上述适应间距调整步骤中，根据检测出的每个区域的面板变形进行上述控制。

14.如权利要求8～12中任一项所述的影像显示方法，其特征在于，

还包括基于在不同的摄影位置对显示在上述画面上的变形评价图像进行摄影而得到的多个图像来检测上述面板变形的面板变形检测步骤。