CN113614619A - 图像显示模块、图像显示系统、移动体、图像显示方法以及图像显示程序 - Google Patents

Abstract

本公开的图像显示模块具备：显示部，显示对利用者的眼睛投影的视差图像；屏障部，通过规定视差图像的图像光的行进方向，对眼睛赋予视差；以及控制部，控制显示部。控制部基于被投影的视差图像的失真，将显示部分割为多个显示控制区域，并按照每个显示控制区域，控制视差图像的最小重复单位和索引。

Description

图像显示模块、图像显示系统、移动体、图像显示方法以及图 像显示程序

技术领域

本公开涉及图像显示模块、图像显示系统、移动体、图像显示方法以及图像显示程序。

背景技术

以往，已知有在提供立体视觉的图像显示装置中对光学系统的失真进行校正的结构(例如，专利文献1等)。

要求更进一步提高提供给利用者的立体视觉的画质。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-15823号公报

发明内容

本公开的一个实施方式涉及的图像显示模块具备显示部、屏障部以及控制部。所述显示部构成为显示经由光学系统而对利用者的第1眼以及第2眼投影的视差图像。所述屏障部构成为通过规定所述视差图像的图像光的行进方向，对所述第1眼以及所述第2眼赋予视差。所述控制部控制所述显示部。所述控制部基于经由所述光学系统而投影的所述视差图像的失真的大小，将所述显示部分割为多个显示控制区域。所述控制部按照每个所述显示控制区域，控制所述视差图像的最小重复单位和索引。

本公开的一个实施方式涉及的图像显示系统具备摄像装置和图像显示模块。所述摄像装置构成为对表示利用者的第1眼以及第2眼的位置的眼睛位置信息进行检测。所述图像显示模块具备显示部、屏障部以及控制部。所述显示部构成为显示经由光学系统而对利用者的第1眼以及第2眼投影的视差图像。所述屏障部构成为通过规定所述视差图像的图像光的行进方向，对所述第1眼以及所述第2眼赋予视差。所述控制部基于所述眼睛位置信息控制所述显示部。所述控制部基于经由所述光学系统而投影的所述视差图像的失真的大小，将所述显示部分割为多个显示控制区域。所述控制部按照每个所述显示控制区域，控制所述视差图像的最小重复单位和索引。

本公开的一个实施方式涉及的移动体搭载图像显示系统。所述图像显示系统具备摄像装置和图像显示模块。所述摄像装置构成为对表示利用者的第1眼以及第2眼的位置的眼睛位置信息进行检测。所述图像显示模块具备显示部、屏障部以及控制部。所述显示部构成为显示经由光学系统而对利用者的第1眼以及第2眼投影的视差图像。所述屏障部构成为通过规定所述视差图像的图像光的行进方向，对所述第1眼以及所述第2眼赋予视差。所述控制部基于所述眼睛位置信息控制所述显示部。所述控制部基于经由所述光学系统投影的所述视差图像的失真的大小，将所述显示部分割为多个显示控制区域。所述控制部按照每个所述显示控制区域，控制所述视差图像的最小重复单位和索引。所述移动体具备构成所述光学系统的一部分的风挡。

在本公开的一个实施方式涉及的图像显示方法中，基于经由光学系统而对利用者的第1眼以及第2眼投影的视差图像的失真的大小，将显示所述视差图像的显示部分割为多个显示控制区域。在所述图像显示方法中，按照每个所述显示控制区域，控制所述视差图像的最小重复单位和索引。

本公开的一个实施方式涉及的图像显示程序使处理器基于经由光学系统而对利用者的第1眼以及第2眼投影的视差图像的失真的大小，将显示所述视差图像的显示部分割为多个显示控制区域。所述图像显示程序使所述处理器按照每个所述显示控制区域，控制所述视差图像的最小重复单位和索引。

附图说明

本公开的目的、特点以及优点，会通过下述的详细说明和附图而变得更加明确。

图1是示出本公开的一个实施方式涉及的移动体的概略结构的一个例子的图。

图2是示出图1的三维投影装置的概略结构的图。

图3是示出显示面的结构例的俯视图。

图4是示出屏障的结构例的俯视图。

图5是示出利用者的眼睛、显示部和屏障部的关系的示意图。

图6是示出经由光学系统投影的虚像的失真的一个例子的图。

图7是示出基于图6的失真的逆变换而显示在显示面的图像的一个例子的图。

图8是示出具有构成为利用者能够立体观察的最小重复单位的显示面的例子的图。

图9是示出在经由光学系统来放大并投影的情况下最小重复单位被设定为利用者能够立体观察的显示面的例子的图。

图10是示出在经由光学系统来放大并投影的情况下最小重复单位沿着u轴方向进行变更以使得利用者能够立体观察的显示面的例子的图。

图11是示出适视距离面中的点区域以及控制区域的例子的图。

图12是示出具有构成为利用者能够立体观察的屏障间距的屏障部的例子的图。

图13是示出在经由光学系统来放大并投影的情况下屏障间距被决定为利用者能够立体观察的屏障部的例子的图。

图14是示出在经由光学系统来放大并投影的情况下屏障间距沿着u轴方向进行变更以使得利用者能够立体观察的屏障部的例子的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的实施方式详细进行说明。另外，在以下的说明中使用的附图是示意性的。附图上的尺寸比率等未必一定与现实的尺寸比率等一致。

如图1所示，本公开的一个实施方式涉及的移动体10具备三维投影系统100和光学构件15。三维投影系统100包含三维投影装置12。可以说移动体10搭载有三维投影系统100以及三维投影装置12。三维投影系统100也称为图像显示系统。

三维投影装置12的位置在移动体10的内部以及外部是任意的。例如，三维投影装置12可以位于移动体10的仪表盘(dashboard)内。三维投影装置12构成为朝向光学构件15射出图像光。

光学构件15构成为对从三维投影装置12射出的图像光进行反射。由光学构件15反射的图像光到达眼箱(eye box)16。眼箱16是例如考虑利用者13的体格、姿势以及姿势的变化等来设想为利用者13的眼睛5能够存在的实际空间上的区域。眼箱16的形状是任意的。眼箱16可以包含平面或立体的区域。图1所示的实线的箭头表示从三维投影装置12射出的图像光的至少一部分到达眼箱16的路径。图像光行进的路径也称为光路。在利用者13的眼睛5位于眼箱16内的情况下，利用者13通过到达眼箱16的图像光，能够视觉辨认虚像14。虚像14位于将从光学构件15到达眼睛5的路径向前方延长的单点划线所示的线上。三维投影装置12通过使利用者13视觉辨认虚像14，能够作为平视显示器发挥功能。光学构件15也可以包含风挡或组合器(combiner)等。在本实施方式中，光学构件15为风挡。在图1中，利用者13的眼睛5排列的方向对应于x轴方向。铅垂方向对应于y轴方向。与x轴方向以及y轴方向正交的方向对应于z轴方向。

本公开中的“移动体”例如可以包含车辆、船舶以及飞机等。车辆例如可以包含汽车、工业车辆、铁道车辆、生活车辆以及在滑行路上行驶的固定翼机等。汽车例如可以包含乘用车、卡车、巴士、两轮车以及无轨电车等。工业车辆例如可以包含面向农业以及建设的工业车辆等。工业车辆例如可以包含叉车以及高尔夫车等。面向农业的工业车辆例如可以包含拖拉机、耕耘机、移植机、割捆机(binder)、联合收割机以及割草机等。面向建设的工业车辆例如可以包含推土机、铲土机(scraper)、挖土机、起重机车、翻斗车以及压路机等。车辆也可以包含通过人力行驶的车辆。车辆的分类并不限于上述的例子。例如，汽车也可以包含能够在道路行驶的工业车辆。可以在多个分类中包含相同的车辆。船舶例如可以包含海上喷气机、船只以及油轮等。飞机例如可以包含固定翼机以及旋转翼机等。

三维投影系统100也可以还包含检测利用者13的眼睛5的位置的检测装置11。检测装置11构成为检测利用者13的眼睛5的位置。检测装置11构成为将与检测到的眼睛5的位置相关的信息输出到三维投影装置12。与检测到的眼睛5的位置相关的信息也称为眼睛位置信息。三维投影装置12也可以构成为基于检测装置11所检测到的利用者13的眼睛5的位置，对投影的图像进行控制。检测装置11的位置在移动体10的内部以及外部是任意的。例如，检测装置11能够位于移动体10的仪表盘内。检测装置11例如也可以经由有线、无线以及CAN(Controller Area Network，控制器局域网)等向三维投影装置12输出与眼睛5的位置相关的信息。

检测装置11也可以包含摄像装置。摄像装置例如可以包含CCD(Charge CoupledDevice，电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器。摄像装置能够拍摄利用者13的面部。摄像装置的摄像范围包含眼箱16。利用者13例如可以包含移动体10的驾驶员等。检测装置11也可以构成为基于通过摄像装置生成的摄像图像，检测实际空间中的利用者13的双眼的位置。

检测装置11也可以不包含摄像装置而与摄像装置连接。检测装置11可以包含输入来自摄像装置的信号的输入端子。在该情况下，摄像装置可以与输入端子直接地连接。检测装置11也可以经由共享的网络而与输入端子间接地连接。检测装置11也可以构成为根据输入到输入端子的影像信号来检测利用者13的眼睛5的位置。

检测装置11例如可以包含传感器。传感器可以是超声波传感器或光传感器等。检测装置11也可以构成为通过传感器检测利用者13的头部的位置，并基于头部的位置，检测利用者13的眼睛5的位置。检测装置11也可以构成为通过两个以上的传感器，将利用者13的眼睛5的位置作为三维空间的坐标来检测。

如图2所示，三维投影装置12具备三维显示装置17和光学元件18。三维投影装置12也称为图像显示模块。三维显示装置17具备背光19、具有显示面20a的显示部20、屏障部21以及控制部24。三维显示装置17也可以还具备通信部22。三维显示装置17也可以还具备存储部23。

光学元件18可以包含第1反射镜18a和第2反射镜18b。第1反射镜18a以及第2反射镜18b中的至少一个可以具有光焦度。在本实施方式中，设为第1反射镜18a是具有光焦度的凹面镜。设为第2反射镜18b是平面镜。光学元件18可以作为对显示在三维显示装置17的图像进行放大的放大光学系统发挥功能。图2所示的单点划线的箭头表示从三维显示装置17射出的图像光的至少一部分由第1反射镜18a以及第2反射镜18b反射并向三维投影装置12的外部射出的路径。向三维投影装置12的外部射出的图像光到达光学构件15，由光学构件15反射而到达利用者13的眼睛5。其结果，利用者13能够视觉辨认显示在三维显示装置17的图像。

光学元件18和光学构件15构成为使从三维显示装置17射出的图像光到达利用者13的眼睛5。光学元件18和光学构件15可以构成光学系统30。换言之，光学系统30包含光学元件18和光学构件15。光学系统30构成为使从三维显示装置17射出的图像光沿着单点划线所示的光路到达利用者13的眼睛5。光学系统30可以构成为对图像光的行进方向进行控制以使得使利用者13视觉辨认的图像放大或缩小。光学系统30也可以构成为对图像光的行进方向进行控制，以使得基于特定的矩阵来使利用者13视觉辨认的图像的形状变形。

光学元件18不限于所例示的结构。反射镜可以是凹面镜，也可以是凸面镜，还可以是平面镜。在反射镜为凹面镜或凸面镜的情况下，其形状可以在至少一部分包含球面形状，也可以在至少一部分包含非球面形状。构成光学元件18的要素的数量并不限于两个，可以是一个，也可以是三个以上。光学元件18并不限于反射镜，也可以包含透镜。透镜可以是凹面透镜，也可以是凸面透镜。透镜的形状可以在至少一部分包含球面形状，也可以在至少一部分包含非球面形状。

从利用者13观察，背光19位于沿着光路而比显示部20以及屏障部21更远的一侧。背光19构成为向屏障部21和显示部20射出光。背光19射出的光的至少一部分沿着单点划线所示的光路行进，到达利用者13的眼睛5。背光19可以包含LED(Light Emission Diode，发光二极管)或有机EL或无机EL等的发光元件。背光19也可以构成为能够控制发光强度以及其分布。

显示部20包含显示面板。显示部20例如可以是LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)等的液晶设备。在本实施方式中，设为显示部20包含透射型的液晶显示面板。显示部20并不限于该例子，也可以包含各种显示面板。

显示部20构成为具有多个像素，在各像素中对从背光19入射的光的透射率进行控制，并作为到达利用者13的眼睛5的图像光而射出。利用者13视觉辨认由从显示部20的各像素射出的图像光构成的图像。

屏障部21构成为规定入射来的光的行进方向。在屏障部21位于沿着光路比显示部20更靠近背光19的一侧的情况下，从背光19射出的光入射到屏障部21，进而入射到显示部20。在该情况下，屏障部21构成为对从背光19射出的光的一部分进行遮挡或使其衰减，并使其他一部分朝向显示部20透射。显示部20构成为将向由屏障部21规定的方向行进的入射光作为向相同的方向行进的图像光直接射出。在显示部20位于沿着光路比屏障部21更靠近背光19的一侧的情况下，从背光19射出的光入射到显示部20，进而入射到屏障部21。在该情况下，屏障部21构成为对从显示部20射出的图像光的一部分进行遮挡或使其衰减，并使其他一部分朝向利用者13的眼睛5透射。

屏障部21构成为无论显示部20和屏障部21中的哪一个位于利用者13的附近，均能够控制图像光的行进方向。屏障部21构成为使从显示部20射出的图像光的一部分到达利用者13的左眼5L以及右眼5R(参照图5)中的任一个，使图像光的其他一部分到达利用者13的左眼5L以及右眼5R的另一个。也就是说，屏障部21将图像光的至少一部分的行进方向分为利用者13的左眼5L和右眼5R。左眼5L和右眼5R也分别称为第1眼和第2眼。在本实施方式中，屏障部21位于背光19与显示部20之间。也就是说，从背光19射出的光先入射到屏障部21，接着入射到显示部20。

通过由屏障部21来规定图像光的行进方向，能够使不同的图像光分别到达利用者13的左眼5L以及右眼5R。其结果是，利用者13能够分别通过左眼5L以及右眼5R视觉辨认不同的图像。

如图3所示，显示部20在显示面20a上具有第1显示区域201和第2显示区域202。第1显示区域201包含可通过利用者13的左眼5L视觉辨认的左眼视觉辨认区域201L和可通过利用者13的右眼5R视觉辨认的右眼视觉辨认区域201R。显示部20显示包含使利用者13的左眼5L视觉辨认的左眼图像和使利用者13的右眼5R视觉辨认的右眼图像的视差图像。设为视差图像是分别投影到利用者13的左眼5L以及右眼5R的图像，并且是对利用者13的双眼赋予视差的图像。显示部20构成为在左眼视觉辨认区域201L显示左眼图像，在右眼视觉辨认区域201R显示右眼图像。也就是说，显示部20构成为在左眼视觉辨认区域201L和右眼视觉辨认区域201R显示视差图像。设为左眼视觉辨认区域201L和右眼视觉辨认区域201R在表示视差方向的u轴方向上排列。左眼视觉辨认区域201L以及右眼视觉辨认区域201R可以沿着与视差方向正交的v轴方向延伸，也可以在相对于v轴方向以特定角度倾斜的方向上延伸。也就是说，左眼视觉辨认区域201L以及右眼视觉辨认区域201R可以沿着包含视差方向上的分量的特定方向交替地排列。左眼视觉辨认区域201L和右眼视觉辨认区域201R交替地排列的间距也称为视差图像间距。左眼视觉辨认区域201L和右眼视觉辨认区域201R可以隔开间隔地配置，也可以相互相邻。显示部20构成为在第2显示区域202显示平面图像。设为平面图像是不对利用者13的眼睛5赋予视差，并不可立体观察的图像。

如图4所示，屏障部21具有第1屏障区域211和第2屏障区域212。从利用者13观察，在屏障部21位于沿着光路比显示部20更靠近的一侧的情况下，屏障部21构成为对从显示部20射出的图像光的透射率进行控制。第1屏障区域211与第1显示区域201对应，构成为对从第1显示区域201射出的与视差图像有关的图像光的透射率进行控制。第1屏障区域211具有开口区域21b和遮光面21a。开口区域21b构成为使从显示部20入射到屏障部21的光透射。开口区域21b也可以以第1特定值以上的透射率使光透射。第1特定值例如可以为100％，也可以是靠近100％的值。遮光面21a构成为对从显示部20入射到屏障部21的光进行遮挡。遮光面21a也可以以第2特定值以下的透射率使光透射。第2特定值例如为0％，也可以是靠近0％的值。第1特定值比第2特定值大。

设为开口区域21b和遮光面21a在表示视差方向的u轴方向上交替地排列。如图4所例示的那样，开口区域21b与遮光面21a的边界可以沿着与视差方向正交的v轴方向，也可以沿着相对于v轴方向以特定角度倾斜的方向。换言之，开口区域21b和遮光面21a可以沿着包含视差方向上的分量的特定方向交替地排列。

开口区域21b以及遮光面21a的形状可以基于左眼视觉辨认区域201L以及右眼视觉辨认区域201R的形状来决定。反过来说，左眼视觉辨认区域201L和右眼视觉辨认区域201R的形状也可以基于开口区域21b以及遮光面21a的形状来决定。

第2屏障区域212与第2显示区域202对应，构成为对从第2显示区域202射出的与平面图像有关的图像光的透射率进行控制。第2屏障区域212构成为使从显示部20入射到屏障部21的光透射。第2屏障区域212可以以第3特定值以上的透射率使光透射。第3特定值例如可以是100％，也可以是靠近100％的值。

在本实施方式中，从利用者13观察，屏障部21位于沿着光路比显示部20更远的一侧。屏障部21构成为对从背光19朝向显示部20入射的光的透射率进行控制。开口区域21b构成为使从背光19朝向显示部20入射的光透射。遮光面21a构成为对从背光19入射到显示部20的光进行遮挡。通过这样，入射到第1显示区域201的光的行进方向被限定为特定方向。其结果是，图像光的一部分被屏障部21控制为能够到达利用者13的左眼5L。图像光的其他一部分被屏障部21控制为能够到达利用者13的右眼5R。

屏障部21可以包含液晶光阀(shutter)。液晶光阀能够基于施加的电压对光的透射率进行控制。液晶光阀可以包含多个像素，并对各像素中的光的透射率进行控制。液晶光阀能够将光的透射率高的区域或光的透射率低的区域形成为任意的形状。在屏障部21包含液晶光阀的情况下，开口区域21b可以具有第1特定值以上的透射率。在屏障部21包含液晶光阀的情况下，遮光面21a也可以具有第2特定值以下的透射率。第1特定值可以被设定为比第2特定值高的值。在一个例子中，第2特定值相对于第1特定值的比率可以设定为1/100。在其他例子中，第2特定值相对于第1特定值的比率也可以设定为1/1000。构成为能够变更开口区域21b和遮光面21a的形状的屏障部21也称为有效屏障。

控制部24构成为对显示部20进行控制。在屏障部21为有效屏障的情况下，控制部24也可以构成为对屏障部21进行控制。控制部24也可以构成为对背光19进行控制。控制部24也可以构成为从检测装置11获取与利用者13的眼睛5的位置相关的信息，并基于该信息对显示部20、屏障部21、或背光19进行控制。控制部24例如构成为处理器。控制部24可以包含一个以上的处理器。处理器可以包含构成为使其读入特定的程序并执行特定的功能的通用的处理器以及专用于特定的处理的专用的处理器。专用的处理器可以包含面向特定用途的IC(ASIC：Application Specific Integrated Circuit，专用用途集成电路)。处理器可以包含可编程逻辑器件(PLD：Programmable Logic Device，可编程逻辑器件)。PLD可以包含FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)。控制部24也可以是构成为一个或多个处理器协作的SoC(System-on-a-Chip，片上系统)以及SiP(System In aPackage，系统级封装)中的任一个。

通信部22可以包含能够与外部装置通信的接口。外部装置例如可以包含检测装置11。通信部22可以构成为从检测装置11获取信息，输出到控制部24。本公开中的“能够通信的接口”例如可以包含物理连接器以及无线通信机。物理连接器可以包含与基于电信号的传输对应的电连接器、与基于光信号的传输对应的光连接器以及与基于电磁波的传输对应的电磁连接器。电连接器可以包含依据IEC60603的连接器、依据USB标准的连接器、或与RCA端子对应的连接器。电连接器可以包含与EIAJCP-121aA中规定的S端子对应的连接器、或与EIAJRC-5237中规定的D端子对应的连接器。电连接器可以包含依据HDMI(注册商标)标准的连接器、或与包含BNC(英国海军连接器(British Naval Connector)或婴儿系列N连接器(Baby-series N Connector)等)的同轴电缆对应的连接器。光连接器可以包含依据IEC61754的各种连接器。无线通信机可以包含依据包含Bluetooth(注册商标)以及IEEE8021a的各标准的无线通信机。无线通信机包含至少一个天线。

存储部23可以存放各种信息、或用于使三维显示装置17的各结构部动作的程序等。存储部23例如可以包含半导体存储器等。存储部23可以作为控制部24的工作存储器发挥功能。存储部23可以包含在控制部24。

如图5所示，从背光19射出的光透射屏障部21和显示部20到达利用者13的眼睛5。从背光19射出的光到达眼睛5为止的路径用虚线表示。透射屏障部21的开口区域21b而到达右眼5R的光透射显示部20的右眼视觉辨认区域201R。也就是说，右眼5R能够通过透射了开口区域21b的光来视觉辨认右眼视觉辨认区域201R。透射屏障部21的开口区域21b而到达左眼5L的光透射显示部20的左眼视觉辨认区域201L。也就是说，左眼5L能够通过透射了开口区域21b的光来视觉辨认左眼视觉辨认区域201L。

显示部20构成为在右眼视觉辨认区域201R以及左眼视觉辨认区域201L分别显示右眼图像以及左眼图像。由此，屏障部21构成为使与左眼图像有关的图像光到达左眼5L，使与右眼图像有关的图像光到达右眼5R。也就是说，开口区域21b如以下那样构成，即，构成为使与左眼图像有关的图像光到达利用者13的左眼5L，使与右眼图像有关的图像光到达利用者13的右眼5R。通过这样，三维显示装置17能够构成为对利用者13的双眼投影视差图像。利用者13能够通过用左眼5L和右眼5R观察视差图像来立体观察图像。对利用者13的双眼赋予视差的方向也称为视差方向。视差方向对应于利用者13的左眼5L以及右眼5R排列的方向。

在利用者13立体观察的情况下，有时由于与右眼图像有关的图像光入射到左眼5L，或者与左眼图像有关的图像光入射到右眼5R，从而利用者13失去立体视觉。与右眼图像有关的图像光入射到左眼5L，或者与左眼图像有关的图像光入射到右眼5R的现象也称为串扰。串扰使提供给利用者13的立体视觉的画质劣化。屏障部21如以下那样发挥功能，即，使与左眼图像有关的图像光不到达右眼5R，并且使与右眼图像有关的图像光不到达左眼5L。也就是说，遮光面21a构成为使与左眼图像有关的图像光不到达利用者13的右眼5R，并且使与右眼图像有关的图像光不到达利用者13的左眼5L。通过这样，利用者13能够用左眼5L仅视觉辨认左眼图像，用右眼5R仅视觉辨认右眼图像。其结果是，不易产生串扰。

透射了屏障部21的开口区域21b的光从显示部20的显示面20a射出而成为图像光，经由光学元件18到达光学构件15。图像光被光学构件15反射，到达利用者13的眼睛5。由此，利用者13的眼睛5能够视觉辨认位于比光学构件15更靠z轴的负方向的一侧的第2虚像14b。第2虚像14b与显示面20a所显示的图像对应。屏障部21的开口区域21b和遮光面21a构成为在光学构件15的前方，在比第2虚像14b更靠z轴的负方向的一侧形成第1虚像14a。如图1所示，利用者13在表观上，如在第2虚像14b的位置存在显示部20并且在第1虚像14a的位置存在屏障部21那样，能够视觉辨认图像。

与显示在显示面20a的图像有关的图像光朝向由屏障部21规定的方向，从三维显示装置17射出。光学元件18构成为使图像光反射，或者折射，从而朝向光学构件15射出。光学构件15构成为反射图像光，使其朝向利用者13的眼睛5行进。通过使图像光入射到利用者13的眼睛5，利用者13将视差图像视觉辨认为虚像14。利用者13通过视觉辨认虚像14而能够立体观察。虚像14之中与视差图像对应的图像也称为视差虚像。视差虚像也可以说是经由光学系统30投影的视差图像。虚像14之中与平面图像对应的图像电称为平面虚像。平面虚像也可以说是经由光学系统30投影的平面图像。

利用者13视觉辨认的视差虚像经由光学系统30投影到利用者13的眼睛5。光学系统30有时要求将通过图像光的入射而输入的图像在维持相似的关系的状态下进行放大或缩小而投影。但是，光学系统30有时不能维持所输入的图像与投影的图像之间的相似的关系。也就是说，有时在入射到光学系统30前的视差图像与经由光学系统30投影的视差图像(视差虚像)之间产生失真。例如，如图6所示，显示在矩形的显示面20a的图像经由光学系统30投影到利用者13的眼睛5，由此，有时成为如以下那样失真的形状的虚像14，即，越朝向v轴的正方向越向u轴方向扩大。显示面20a的形状用实线表示。虚像14的形状用虚线表示。

在左眼5L以及右眼5R视觉辨认经由光学系统30投影的虚像14的情况下，虚像14相对于显示在显示面20a的图像可能具有失真。如图7所示，控制部24可以构成为对显示在显示面20a的图像进行控制，以使经由光学系统30投影的虚像14成为矩形的图像。虚像14用虚线表示。图像的显示面20a用实线表示，从矩形进行了失真。显示面20a的形状对应于用表示光学系统30的失真的矩阵对想要显示为虚像14的矩形的形状进行了逆变换的形状。在图7的例子中，显示面20a中的v轴的正侧的区域通过经由光学系统30投影，从而在u轴方向上比显示面20a中的v轴的负侧的区域大幅放大。也就是说，控制部24构成为在u轴方向上缩小显示在显示面20a的v轴的正侧的区域的图像。

在经由光学系统30投影的虚像14中的左眼视觉辨认区域201L和右眼视觉辨认区域201R看起来如图8所例示的情况下，假定利用者13能够立体观察。左眼视觉辨认区域201L和右眼视觉辨认区域201R重复的间距用k表示。k也称为最小重复单位。在图8的例子中，最小重复单位对应于12个子像素20p在u轴方向上排列的长度。

例如，设为在显示在显示面20a的图像经由光学系统30投影的虚像14中，在u轴方向上被放大1.2倍。在该情况下，如图9所例示，控制部24将在u轴方向上排列的10个子像素20p的长度设定为最小重复单位。通过这样，虚像14中的最小重复单位成为12个子像素20p的长度。其结果是，利用者13能够立体观察。换言之，控制部24对显示面20a中的最小重复单位进行设定，以使虚像14中的最小重复单位成为12个子像素20p的长度。

有时虚像14的u轴方向上的倍率沿着u轴进行变化。在该情况下，如图10所例示，控制部24构成为将第1显示区域201沿着u轴方向分割为多个区域，在各区域中设定最小重复单位。在用A1表示的区域中，最小重复单位用k1表示，与10个子像素20p的长度对应。在用A2表示的区域中，最小重复单位用k2表示，与8个子像素20p的长度对应。控制部24构成为在第1显示区域201中分割区域，并设定各区域的最小重复单位，以使与各区域对应的虚像14的最小重复单位成为12个子像素20p的长度。为了设定最小重复单位而分割的区域也称为最小重复单位控制区域。

如图11所示，显示部20包含显示左眼图像的左眼视觉辨认区域201L和显示右眼图像的右眼视觉辨认区域201R。左眼视觉辨认区域201L和右眼视觉辨认区域201R包含由显示边界20b划分并在u轴方向上分别各4个地排列的子像素20p。8个子像素20p分别具有1号至8号的编号。各子像素20p具有的编号也称为子像素20p的编号。左眼视觉辨认区域201L包含具有5号至8号的编号的子像素20p。右眼视觉辨认区域201R包含具有1号至4号的编号的子像素20p。设为一组左眼图像和右眼图像以8个子像素20p为单位而周期重复地显示。作为左眼视觉辨认区域201L的子像素20p的数量和作为右眼视觉辨认区域201R的子像素20p的数量相同。子像素20p也可以对应于作为左眼视觉辨认区域201L或右眼视觉辨认区域201R的子像素20p排列的数量的两倍而被重复地编号。左眼视觉辨认区域201L或右眼视觉辨认区域201R分别可以排列为子像素20p的特定数量。特定数量并不限于4个，也可以是3个以下，还可以是5个以上。一组左眼图像和右眼图像也可以以特定数量的两倍数量的子像素20p而重复地显示。

在图11中，假定屏障部21包含在显示部20的显示面20a。设为显示部20与屏障部21之间的间隙与表示从左眼5L以及右眼5R到显示部20的显示面20a为止的距离的d相比足够小，并且可忽视。设为d对应于适视距离。

在左眼5L以及右眼5R的位置虚拟地设置与显示部20的显示面20a中的左眼视觉辨认区域201L和右眼视觉辨认区域201R对应的区域。在左眼5L以及右眼5R的位置虚拟地设置的区域也称为点区域51。点区域51与眼间距离匹配地设置。在图11中，左眼图像和右眼图像以8个子像素20p为周期显示。在该情况下，点区域51分别各四个地被分配给左眼5L以及右眼5R。基于四个点区域51位于左眼5L与右眼5R之间，点区域51在u轴方向上的宽度被计算为眼间距离的1/4。显示左眼图像和右眼图像的周期并不限于8个。分别分配给左眼5L以及右眼5R的点区域51的数量并不限于四个。点区域51在u轴方向上的宽度通过将眼间距离除以分别分配给左眼5L以及右眼5R的点区域51的数量来计算。

点区域51具有与各子像素20p的编号对应的编号。图11所示的点区域51具有1号至8号的编号。在右眼5R位于2号以及3号点区域51之间的情况下，1号、2号、3号以及4号子像素20p包含在显示右眼图像的右眼视觉辨认区域201R。在左眼5L位于6号以及7号点区域51之间的情况下，5号、6号、7号以及8号子像素20p包含在显示左眼图像的左眼视觉辨认区域201L。也就是说，点区域51与右眼视觉辨认区域201R以及左眼视觉辨认区域201L包含的子像素20p的编号对应。

在点区域51的u轴方向上的中央设定用×标记表示的控制边界52。由控制边界52划分的区域称为控制区域53。设为在左眼5L位于同一控制区域53中的期间，左眼视觉辨认区域201L包含的子像素20p的编号相同。同样地，设为在右眼5R位于相同的控制区域53中的期间，右眼视觉辨认区域201R包含的子像素20p的编号相同。在左眼5L移动到不同的控制区域53的情况下，控制部24变更左眼视觉辨认区域201L包含的子像素20p的编号。也就是说，控制部24构成为变更左眼视觉辨认区域201L的范围。在右眼5R移动到不同的控制区域53的情况下，控制部24构成为变更右眼视觉辨认区域201R包含的子像素20p的编号。也就是说，控制部24构成为变更右眼视觉辨认区域201R的范围。

例如，假定右眼5R从包含2号以及3号点区域51之间的控制区域53移动至包含3号以及4号点区域51之间的控制区域53。在该情况下，左眼5L从包含6号以及7号点区域51之间的控制区域53移动至包含7号以及8号点区域51之间的控制区域53。控制部24构成为在左眼5L以及右眼5R通过控制边界52时，移动显示边界20b的位置，变更左眼视觉辨认区域201L以及右眼视觉辨认区域201R包含的子像素20p的编号。在显示边界20b移动后，2号、3号、4号以及5号子像素20p包含在右眼视觉辨认区域201R。6号、7号、8号以及1号子像素20p包含在左眼视觉辨认区域201L。

设为右眼视觉辨认区域201R包含的子像素20p的编号由位于u轴的正方向上的端部的子像素20p的编号来确定。位于u轴的正方向上的端部的子像素20p的编号也称为索引。例如，在右眼视觉辨认区域201R包含有1号至4号的子像素20p的情况下，索引成为1号。在左眼视觉辨认区域201L包含的子像素20p的编号可通过右眼视觉辨认区域201R包含的子像素20p的编号来确定的情况下，能够通过索引来确定。例如，在索引为1号的情况下，左眼视觉辨认区域201L包含的子像素20p的编号能够被确定为5号至8号。

在图11中，点区域51以及控制区域53表示为在u轴方向上延伸的线段。点区域51以及控制区域53也向纸面的跟前侧以及里侧延伸。也就是说，点区域51以及控制区域53是在u轴以及v轴方向上扩展的面。在图11中，控制边界52表示为表示点区域51的线段的中点或表示控制区域53的线段的端点。控制边界52也向纸面的跟前侧以及里侧延伸。也就是说，控制边界52是具有v轴方向上的分量的线。

左眼5L以及右眼5R从显示部20的显示面20a离开与适视距离对应的量，并能够在与Z轴方向垂直的面中移动。从显示面20a离开与适视距离对应的量，并与Z轴方向垂直的面也称为适视距离面。点区域51、控制边界52以及控制区域53在适视距离面上，在与屏障部21的开口区域21b的端线延伸的方向相同的方向上延伸。

在左眼5L从自显示面20a离开与适视距离对应的量的位置不经由光学系统30而视觉辨认图像的情况下，左眼视觉辨认区域201L包含的子像素20p的编号在u轴方向上排列的全部的子像素20p中重复。在右眼5R从自显示面20a离开与适视距离对应的量的位置不经由光学系统30而视觉辨认图像的情况下，右眼视觉辨认区域201R包含的子像素20p的编号在u轴方向上排列的全部的子像素20p中重复。也就是说，在u轴方向上排列的全部的子像素20p的编号由一个索引确定。

利用者13视觉辨认的屏障部21的位置与显示面20a的位置的关系，在利用者13直视显示面20a的情况下和在视觉辨认经由光学系统30投影的虚像14的情况下，能够进行变化。控制部24构成为根据虚像14中的索引进行逆运算来设定在第1显示区域201显示的图像的索引，以使利用者13能够立体观察虚像14。控制部24也可以构成为基于经由光学系统30的虚像14的失真，将第1显示区域201分割为区域，设定在各区域显示的图像的索引。为了设定索引而分割的区域也称为索引控制区域。

控制部24能够构成为分别独立地设定最小重复单位和索引。控制部24可以构成为将最小重复单位控制区域进一步分割为索引控制区域。将最小重复单位控制区域进一步分割为索引控制区域的区域也称为显示控制区域。

控制部24可以构成为预先决定与光学系统30对应地分割为怎样的区域，并存放在存储部23。

在使利用者13立体观察视差图像的情况下，图像要素在左眼图像和右眼图像中偏移与特定距离对应的量而显示，使得能够以特定深度立体观察视差图像包含的左眼图像以及右眼图像中共通包含的图像要素。图像要素偏移的特定距离也称为视差量。控制部24可以构成为基于经由光学系统30投影的虚像14的失真，控制在第1显示区域201显示的图像的视差量。视差量可以被控制为与最小重复单位对应。控制部24可以构成为按照每个最小重复单位控制区域设定视差量。控制部24可以构成为按照每个显示控制区域设定视差量。

在经由光学系统30投影的虚像14具有失真的情况下，在虚像14中可能产生亮度不均。为了校正虚像14的亮度不均，控制部24可以构成为控制显示在第1显示区域201的图像的亮度。亮度可以被控制为与最小重复单位对应。亮度不均也可能通过v轴方向上的倍率的分布而产生。控制部24也可以基于v轴方向上的倍率的分布，进一步分割最小重复单位控制区域，并在进行了分割的各区域中控制图像的亮度。

经由光学系统30投影的虚像14的失真能够根据利用者13的眼睛5的位置而变化。控制部24可以构成为基于与利用者13的眼睛5的位置相关的信息，将第1显示区域201分割为最小重复单位控制区域。控制部24也可以基于与利用者13的眼睛5的位置相关的信息，将第1显示区域201分割为索引控制区域。控制部24也可以构成为预先决定利用者13的眼睛5的位置与区域的分割图案的关系，例如作为表存放在存储部23。

控制部24可以构成为根据利用者13的眼睛5的位置的变化来变更索引。在该情况下，控制部24也可以构成为不变更区域的分割图案而仅变更索引，还可以构成为在对区域的分割图案进行变更的同时一并变更索引。

经由光学系统30投影的虚像14中的屏障部21的开口区域21b的形状相对于利用者13进行直视的情况下的形状，可能具有失真。

在经由光学系统30投影的虚像14中的开口区域21b和遮光面21a看起来如图12所例示的情况下，假定利用者13能够立体观察。开口区域21b与遮光面21a重复的间距用Bp表示。Bp也称为屏障间距。在图12的例子中，屏障间距对应于与12个区划对应的量的长度。

例如，设为在经由光学系统30投影的虚像14中，屏障部21看起来在u轴方向上被放大1.2倍。在该情况下，如图13所例示，屏障部21可以构成为屏障间距成为与10个区划对应的量的长度。通过这样，在虚像14中，屏障间距看起来对应于与12个区划对应的量的长度。其结果是，利用者13能够立体观察。换言之，也可以决定屏障部21的实际的屏障间距，以使虚像14中的屏障间距成为与12个区划对应的量的长度。

有时虚像14的u轴方向上的倍率沿着u轴进行变化。在该情况下，如图14所例示，屏障部21可以构成为将第1屏障区域211沿着u轴方向分割为多个区域，在各区域中成为不同的屏障间距。在用B1表示的区域中，屏障间距用Bp1表示，对应于与10个区划对应的量的长度。在用B2表示的区域中，屏障间距用Bp2表示，对应于与8个区划对应的量的长度。屏障部21可以构成为在第1屏障区域211中分割区域，并在各区域中成为不同的屏障间距，以使在与各区域对应的虚像14中，屏障间距看起来为与12个区划对应的量的长度。为了决定屏障间距而分割的区域也称为屏障间距控制区域。

经由光学系统30投影的虚像14的失真能够根据利用者13的眼睛5的位置而变化。也就是说，屏障部21的虚像14的失真能够根据利用者13的眼睛5的位置而变化。

在屏障部21构成为固定屏障的情况下，可以在利用者13的眼睛5存在于特定位置的假定下构成屏障部21。可以基于对利用者13的眼睛5可能存在的多个位置各自的屏障部21的结构进行了平均化的结果来构成屏障部21。

在屏障部21构成为有效屏障的情况下，控制部24可以构成为基于利用者13的眼睛5的位置，将第1屏障区域211分割为屏障间距控制区域，并按照每个屏障间距控制区域决定屏障间距。控制部24也可以构成为预先决定利用者13的眼睛5的位置与区域的分割图案的关系，例如作为表存放在存储部23。

控制部24可以构成为根据利用者13的眼睛5的位置的变化来移动开口区域21b在u轴方向上的位置。在该情况下，控制部24也可以构成为不变更区域的分割图案而仅变更开口区域21b的位置，还可以构成为在对区域的分割图案进行变更的同时一并变更开口区域21b的位置。

如以上说明的那样，根据本实施方式涉及的三维投影装置12以及三维投影系统100，可高精度地校正经由光学系统30投影的视差图像的失真。其结果是，能够提高对利用者13提供的立体视觉的画质。

本实施方式涉及的结构也能够实现为图像显示方法。图像显示方法可以包含以下的步骤。

(步骤1)控制部24基于经由光学系统30投影的视差图像的失真的大小，将显示部20或显示面20a分割为多个显示控制区域。

(步骤2)控制部24按照每个显示控制区域控制视差图像的最小重复单位和索引。

图像显示方法也可以实现为使处理器执行的图像显示程序。

本公开涉及的结构并不仅限定于以上一直说明的实施方式，能够进行多种变形或变更。例如，各结构部等包含的功能等能够在逻辑上不矛盾地进行再配置，并且能够将多个结构部等组合为一个，或者进行分割。

说明本公开涉及的结构的图是示意性的图。附图上的尺寸比率等未必与现实一致。

在本公开中，“第1”以及“第2”等的记载是用于区分该结构的识别符。本公开中的通过“第1”以及“第2”等的记载来区分的结构能够交换该结构中的编号。例如，第1眼能够与第2眼交换作为识别符的“第1”和“第2”。识别符的交换同时进行。在识别符的交换后，该结构也被区分。识别符也可以删除。删除了识别符的结构用符号进行区分。不能仅基于本公开中的“第1”以及“第2”等识别符的记载，而利用于该结构的顺序的解释、存在小的编号的识别符的依据。

在本公开中，X轴、Y轴以及Z轴是为了便于说明而设置的，也可以相互替换。本公开涉及的结构使用由X轴、Y轴以及Z轴构成的正交坐标系一直进行了说明。本公开涉及的各结构的位置关系并不限定于处于正交关系。

-符号说明-

5：眼睛(5L：左眼，5R：右眼)；

10：移动体；

11：检测装置；

12：三维投影装置(图像显示模块)；

13：利用者；

14：虚像(14a：第1虚像，14b：第2虚像)；

15：光学构件；

16：眼箱；

17：三维显示装置；

18：光学元件(18a：第1反射镜，18b：第2反射镜)；

19：背光；

20：显示部(20a：显示面，20b：显示边界，20p：子像素)；

201：第1显示区域；

201L：左眼视觉辨认区域；

201R：右眼视觉辨认区域；

202：第2显示区域；

21：屏障部(21a：遮光面，21b：开口区域)；

211：第1屏障区域；

212：第2屏障区域；

22：通信部；

23：存储部；

24：控制部；

30：光学系统；

51：点区域；

52：控制边界；

53：控制区域；

100：三维投影系统。

Claims (11)

1.一种图像显示模块，具备：

显示部，构成为显示经由光学系统而对利用者的第1眼以及第2眼投影的视差图像；

屏障部，构成为通过规定所述视差图像的图像光的行进方向，对所述第1眼以及所述第2眼赋予视差；以及

控制部，控制所述显示部，

所述控制部基于经由所述光学系统而投影的所述视差图像的失真的大小，将所述显示部分割为多个显示控制区域，

所述控制部按照每个所述显示控制区域，控制所述视差图像的最小重复单位和索引。

2.根据权利要求1所述的图像显示模块，其中，

所述控制部按照每个所述显示控制区域，基于所述最小重复单位来控制所述视差图像的视差量。

3.根据权利要求1或2所述的图像显示模块，其中，

所述控制部按照每个所述显示控制区域，基于所述最小重复单位来控制所述视差图像的亮度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的图像显示模块，其中，

所述控制部构成为能够获取表示所述第1眼以及所述第2眼的位置的眼睛位置信息，

所述控制部还基于所述眼睛位置信息，控制所述显示部。

5.根据权利要求4所述的图像显示模块，其中，

所述控制部还基于所述眼睛位置信息，控制所述视差图像的最小重复单位和索引。

6.根据权利要求4或5所述的图像显示模块，其中，

所述控制部还基于所述眼睛位置信息，将所述显示部分割为多个显示控制区域。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的图像显示模块，其中，

所述控制部基于经由所述光学系统而投影的所述视差图像的失真的大小，将所述屏障部分割为多个屏障控制区域，

所述控制部按照每个所述屏障控制区域，控制所述屏障部的屏障间距。

8.一种图像显示系统，

具备摄像装置和图像显示模块，

所述摄像装置构成为对表示利用者的第1眼以及第2眼的位置的眼睛位置信息进行检测，

所述图像显示模块具备：

显示部，构成为显示经由光学系统而对所述利用者的所述第1眼以及所述第2眼投影的视差图像；

屏障部，构成为通过规定所述视差图像的图像光的行进方向，对所述第1眼以及所述第2眼赋予视差；以及

控制部，基于所述眼睛位置信息，控制所述显示部，

所述控制部基于经由所述光学系统而投影的所述视差图像的失真的大小，将所述显示部分割为多个显示控制区域，

所述控制部按照每个所述显示控制区域，控制所述视差图像的最小重复单位和索引。

9.一种移动体，搭载图像显示系统，并具备构成光学系统的一部分的风挡，

所述图像显示系统具备摄像装置和图像显示模块，

所述摄像装置构成为对表示利用者的第1眼以及第2眼的位置的眼睛位置信息进行检测，

所述图像显示模块具备：

显示部，构成为显示经由所述光学系统而对所述利用者的所述第1眼以及所述第2眼投影的视差图像；

屏障部，构成为通过规定所述视差图像的图像光的行进方向，对所述第1眼以及所述第2眼赋予视差；以及

控制部，基于所述眼睛位置信息，控制所述显示部，

所述控制部基于经由所述光学系统而投影的所述视差图像的失真的大小，将所述显示部分割为多个显示控制区域，

所述控制部按照每个所述显示控制区域，控制所述视差图像的最小重复单位和索引。

10.一种图像显示方法，

基于经由光学系统而对利用者的第1眼以及第2眼投影的视差图像的失真的大小，将显示所述视差图像的显示部分割为多个显示控制区域，

按照每个所述显示控制区域，控制所述视差图像的最小重复单位和索引。

11.一种图像显示程序，

使处理器基于经由光学系统而对利用者的第1眼以及第2眼投影的视差图像的失真的大小，将显示所述视差图像的显示部分割为多个显示控制区域，

使所述处理器按照每个所述显示控制区域，控制所述视差图像的最小重复单位和索引。

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