CN116235241A - 三维显示装置、三维显示方法、三维显示系统以及移动体 - Google Patents

Abstract

三维显示装置具备显示面板、视差屏障、取得部以及控制器。控制器将表示透光区域相对于多个子像素的每一个的偏移的偏移量设为I，将第一眼以及第二眼的视差方向的移动距离为L，将第一图像与第二图像的切换周期设为T，以及将有效区域的表示第一图像与第二图像的切换位置的索引值的变化数设为V时，基于I+{L/(T×V)}，分配多个子像素各自显示第一图像以及第二图像中的哪一个。

Description

三维显示装置、三维显示方法、三维显示系统以及移动体

技术领域

本公开涉及三维显示装置、三维显示方法、三维显示系统以及移动体。

背景技术

以往，为了不使用眼镜地进行三维显示，已知具备使从显示面板射出的光的一部分到右眼并使从显示面板射出的光的另一部分到达左眼的光学元件的三维显示装置。

射出的光被反射镜等反射构件反射。此时，产生反射构件的反射面导致的失真。使用其他的光学构件等来除去该失真。

发明内容

本公开的三维显示装置具备显示面板、光学元件、取得部以及控制器。显示面板通过多个子像素来显示第一图像和相对于所述第一图像具有视差的第二图像。显示面板具有被划分为多个显示区域的有效区域。光学元件具有规定图像光的光线方向的多个透光区域。图像光从所述多个子像素的每一个射出。取得部取得观察者的第一眼的位置和与所述第一眼不同的第二眼的位置。控制器基于所述第一眼的位置以及所述第二眼的位置，使所述第一图像和所述第二图像交替地切换显示于所述有效区域。将表示所述透光区域相对于所述多个子像素的每一个的偏移的偏移量设为I，将所述第一眼以及所述第二眼的视差方向的移动距离设为L，将所述第一图像与所述第二图像的切换周期设为T，以及将有效区域的表示所述第一图像与所述第二图像的切换位置的索引值的变化数设为V。控制器构成为，基于I+{L/(T×V)}，分配所述多个子像素各自显示所述第一图像以及所述第二图像中的哪一个。

在本公开的三维显示方法中，第一图像和相对于所述第一图像具有视差的第二图像由显示面板的被划分为多个显示区域的有效区域中的多个子像素来显示。在该三维显示方法中，从所述多个子像素分别射出的图像光通过光学元件的多个透光区域，来规定光线方向。在该三维显示方法中，通过取得部取得观察者的第一眼的位置和与所述第一眼不同的第二眼的位置。在该三维显示方法中，通过控制器，基于所述第一眼的位置以及所述第二眼的位置，使所述第一图像和所述第二图像交替地切换显示于所述有效区域。将表示所述透光区域相对于所述多个子像素的每一个的偏移的偏移量设为I，将所述第一眼以及所述第二眼的视差方向的移动距离设为L，将所述第一图像与所述第二图像的切换周期设为T，以及将表示所述第一图像与所述第二图像的切换位置的索引值的变化数设为V。在该三维显示方法中，所述控制器基于I+{L/(T×V)}，分配所述多个子像素各自显示所述第一图像以及所述第二图像中的哪一个。

本公开的三维显示系统构成为具备所述三维显示装置。

本公开的移动体构成为具备所述三维显示装置。

附图说明

根据下述的详细说明和附图，本公开的目的、特色以及优点将变得更加清楚。

图1是表示从铅垂方向观察本公开的实施方式中的三维显示系统的例子的图。

图2是表示从纵深方向观察图1所示的显示面板的例子的图。

图3是表示从纵深方向观察图1所示的视差屏障的例子的图。

图4是用于说明图1所示的显示面板中的第一可视区域的图。

图5是用于说明图1所示的显示面板中的第二可视区域的图。

图6是用于说明图1所示的三维显示系统中的两眼可视区域的图。

图7是表示透光区域位于显示面板的所有子像素时的相位的图。

图8是表示距从适视距离以第一眼观察到的透光区域的中央的相位的图。

图9是表示第一眼移动时的相位的图。

图10是表示假定相对于显示面板的子像素配设有理想的视差屏障时的相位的图。

图11是表示从理想的视差屏障偏移的相位的图。

图12是表示眼睛的位置移动时的相位的图。

图13是表示搭载了本实施方式所涉及的三维显示系统的HUD的例子的图。

图14是表示搭载了图13所示的HUD的移动体的例子的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。

图1是从铅垂方向观察本公开的实施方式的三维显示系统的示意图。本实施方式的三维显示系统100构成为包含检测装置1和三维显示装置2。

检测装置1构成为检测观察者的第一眼以及第二眼的位置。第一眼可能是左眼或者右眼。第二眼可能是与第一眼不同的眼睛。在以下的说明中，将第一眼作为左眼、将第二眼作为右眼进行说明，但不限于此。构成为将表示检测出的第一眼以及第二眼的位置的信息输出到三维显示装置2。检测装置1例如可以具备相机。检测装置1可以构成为通过相机拍摄观察者的面部。检测装置1可以构成为根据包含观察者的面部的像的相机的摄影图像来检测第一眼以及第二眼的位置。检测装置1可以构成为，根据一个相机的摄影图像，将第一眼以及第二眼的位置检测为三维空间的坐标。检测装置1可以构成为，根据2个以上的相机的摄影图像，将第一眼的位置以及第二眼的位置检测为三维空间的坐标。

检测装置1可以不具备相机，而与装置外的相机连接。检测装置1可以具备能够输入来自装置外的相机的信号的输入端子。装置外的相机可以与输入端子直接地连接。装置外的相机可以经由共用的信息通信网络而间接地与输入端子连接。不具备相机的检测装置1可以具备能够输入来自装置外的相机的影像信号的输入端子。不具备相机的检测装置1可以构成为，根据输入到输入端子的影像信号检测第一眼以及第二眼的位置。

检测装置1例如可以具备传感器。传感器可以是超声波传感器或者光传感器等。检测装置1可以构成为通过传感器来检测观察者的头部的位置，并基于头部的位置来检测第一眼以及第二眼的位置。检测装置1可以构成为，通过1个或者2个以上的传感器，将第一眼以及第二眼的位置检测为三维空间的坐标。

三维显示系统100可以不具备检测装置1。在三维显示系统100不具备检测装置1的情况下，三维显示装置2可以具备能够输入来自装置外的检测装置的信号的输入端子。装置外的检测装置可以与输入端子连接。装置外的检测装置可以使用电信号以及光信号来作为针对输入端子的传输信号。装置外的检测装置可以经由共用的网络而间接地连接于输入端子。在三维显示装置2中，可以输入从装置外的检测装置取得的表示第一眼以及第二眼的位置的位置坐标。

三维显示装置2构成为包含取得部3、照射器4、显示面板5、作为光学元件的视差屏障6、控制器(控制器，controller)7以及存储器8。

取得部3构成为取得由检测装置1检测出的第一眼的位置以及第二眼的位置。

照射器4构成为对显示面板5进行面状照射。照射器4可以构成为包含光源、导光板、扩散板、扩散片等。照射器4构成为通过光源射出照射光，通过导光板、扩散板、扩散片等使照射光在显示面板5的面方向上均匀化。照射器4构成为将均匀化后的光向显示面板5射出。

显示面板5能采用例如透射型的液晶显示面板等显示面板。如图2所示，显示面板5在形成为面状的有效区域51上具有多个划分区域。有效区域51构成为显示混合图像。混合图像包含后述的第一图像和相对于第一图像具有视差的第二图像。混合图像包含后述的第三图像。划分区域是由格子状的黑色矩阵52在与第一方向以及第一方向相交的第二方向进行划分的区域。与第一方向以及第二方向相交的方向被称为第三方向。第一方向可以称为水平方向。第二方向可以称为铅垂方向。第三方向可以称为纵深方向。但是，第一方向、第二方向以及第三方向分别不限于这些。在附图中，第一方向表示为x轴方向，第二方向表示为y轴方向，第三方向表示为z轴方向。

划分区域的每一个，对应于一个子像素。因此，有效区域51具备沿着水平方向以及铅垂方向排列成格子状的多个子像素。

各子像素与R(Red)、G(Green)、B(Blue)中的任意一个颜色对应，能够将R、G、B这三个子像素作为一组而构成1个像素。1个像素可以被称为1个像元。水平方向例如是构成1个像素的多个子像素排列的方向。铅垂方向例如是相同颜色的子像素排列的方向。作为显示面板5，不限于透射型的液晶面板，能使用有机EL等其他显示面板。作为显示面板5，在使用自发光型的显示面板的情况下，三维显示装置2可以不具备照射器4。

如上所述，排列在有效区域51中的多个子像素构成子像素群Pg。子像素群Pg在水平方向上重复排列。子像素群Pg在铅垂方向上与在水平方向上错开1个子像素的位置相邻地重复排列。子像素群Pg包含给定的行以及列的子像素。具体而言，子像素群Pg包含在铅垂方向上连续排列b个(b行)、在水平方向上连续排列2×n个(n列)的(2×n×b)个子像素P1～P(2×n×b)。在图2所示的例子中，n＝6、b＝1。在有效区域51中，配置有包含在铅垂方向上排列1个、在水平方向上连续排列12个的12个子像素P1～P12的子像素群Pg。在图2所示的例子中，对一部分子像素群Pg标注附图标记。

子像素群Pg是后述的控制器7进行用于显示图像的控制的最小单位。所有子像素群Pg的具有相同识别信息的子像素P1～P(2×n×b)由控制器7同时控制。例如，控制器7构成为，在将显示于子像素P1的图像从第一图像切换为第二图像的情况下，将显示于所有子像素群Pg中的子像素P1的图像从第一图像同时切换为第二图像。

如图1所示，视差屏障6具有沿着有效区域51的平面形状。视差屏障6与有效区域51相距给定距离(间隙)g。视差屏障6可以相对于显示面板5位于照射器4的相反一侧。视差屏障6可以位于显示面板5的照射器4侧。

如图3所示，视差屏障6构成为针对作为在面内的给定方向上延伸的多个带状区域的每个透光区域62，规定从子像素射出的图像光的传播方向即光线方向。给定方向是与铅垂方向成非0度的给定角度的方向。如图1所示，通过规定视差屏障6从在有效区域51中排列的子像素射出的图像光，来确定观察者的眼睛能够视觉辨认的有效区域51上的区域。以下，将向观察者的眼睛的位置传播的图像光射出的有效区域51内的区域称为可视区域51a。将射出向观察者的第一眼的位置传播的图像光的有效区域51内的区域称为第一可视区域51aL。将射出向观察者的第二眼的位置传播的图像光的有效区域51内的区域称为第二可视区域51aR。另外，在本公开中，将第一眼作为左眼，将第二眼作为右眼进行了说明，因此对第一可视区域51aL的附图标记利用了L，对第二可视区域51aR的附图标记利用了R，但并不限定于此。例如，第一可视区域51aL对应于第一眼，但第一眼可以是左眼以及右眼中的任一个。

具体而言，如图3所示，视差屏障6具有多个遮挡图像光的遮光面61。多个遮光面61划分相互相邻的该遮光面61之间的透光区域62。透光区域62的透光率比遮光面61的透光率高。遮光面61与透光区域62相比透光率低。

透光区域62是构成为使入射到视差屏障6的光透射的部分。透光区域62可以以第一给定值以上的透射率使光透射。第一给定值例如可以是大致100％，也可以是小于100％的值。只要是从有效区域51射出的图像光能够良好地视觉辨认的范围，则第一给定值可以设为100％以下的值，例如80％或者50％等。遮光区域61是构成为遮挡入射到视差屏障6的光而使其几乎不透射的部分。换言之，遮光区域61构成为遮挡显示于显示面板5的有效区域51的图像到达观察者的眼睛。遮光区域61可以以第二给定值以下的透射率遮挡光。第二给定值例如可以为大致0％，也可以为大于0％且为0.5％、1％或者3％等接近0％的值。第一给定值可以设为比第二给定值大数倍以上、例如10倍以上的值。

透光区域62和遮光面61在沿着有效区域51的给定方向上延伸，在与给定方向正交的方向上重复交替地排列。透光区域62构成为规定从子像素射出的图像光的光线方向。

如图1所示，作为透光区域62的水平方向上的配置间隔的屏障间距Bp、有效区域51与视差屏障6之间的间隙g被规定为，使用了适视距离d以及标准距离E0的下式(1)以及式(2)成立。

E0：d＝(n×Hp)：g...(1)

d：Bp＝(d+g)：(2×n×Hp)...(2)

适视距离d是可视区域51a在水平方向的长度为子像素n个量那样的观察者的第一眼以及第二眼各自与视差屏障6之间的距离。通过第一眼和第二眼的直线的方向(眼间方向)为水平方向。标准距离E0是观察者的眼间距离E的标准。标准距离E0例如可以是通过工业技术综合研究所的研究而计算出的值即61.1mm～64.4mm。Hp是图2所示的子像素的水平方向的长度。

视差屏障6可以由具有小于第二给定值的透射率的膜或者板状构件构成。在这种情况下，遮光面61由该膜或者板状构件构成。透光区域62由设置于膜或者板状构件的开口构成。膜既可以由树脂构成，也可以由其他材料构成。板状构件既可以由树脂或者金属等构成，也可以由其他材料构成。视差屏障6不限于膜或者板状构件，可以由其他种类的构件构成。视差屏障6的基材既可以具有遮光性，也可以在基材中含有具有遮光性的添加物。

视差屏障6可以由液晶快门构成。液晶快门能根据施加的电压控制光的透射率。液晶快门也可以由多个像素构成，控制各像素中的光的透射率。液晶快门可以将光的透射率高的区域或者光的透射率低的区域形成为任意的形状。在视差屏障6由液晶快门构成的情况下，透光区域62可以是具有第一给定值以上的透射率的区域。在视差屏障6由液晶快门构成的情况下，遮光面61可以是具有第二给定值以下的透射率的区域。

通过这样构成，视差屏障6构成为能够使从有效区域51的一部分子像素射出的图像光通过透光区域62后传播到观察者的第二眼。视差屏障6构成为能够使从另一部分子像素射出的图像光通过透光区域62后传播到观察者的第一眼。参照图4以及图5对通过图像光分别传播到观察者的第一眼以及第二眼而被观察者的眼睛视觉辨认的图像进行详细说明。

如上所述，图4所示的第一可视区域51aL是透射视差屏障6的透光区域62后的图像光到达观察者的第一眼，从而观察者的第一眼视觉辨认的有效区域51上的区域。第一难视区域51bL是由于图像光被视差屏障6的遮光面61遮挡而使得观察者的第一眼难以视觉辨认的区域。第一可视区域51aL包含子像素P1的一半、子像素P2～P6的整体以及子像素P7的一半。

图5所示的第二可视区域51aR是透射来自视差屏障6的透光区域62后的另一部分的子像素的图像光到达观察者的第二眼，从而观察者的第二眼视觉辨认的有效区域51上的区域。第二难视区域51bR是由于图像光被视差屏障6的遮光面61遮挡而使得观察者的第二眼难以视觉辨认的区域。第二可视区域51aR包含子像素P7的一半、子像素P8～P12的整体以及子像素P1的一半。另外，在本公开中，将第一眼作为左眼，将第二眼作为右眼进行了说明，因此对第一难视区域51bL的附图标记利用了L，对第二难视区域51bR的附图标记利用了R，但并不限定于此。例如，第一难视区域51bL对应于第一眼，但第一眼可以是左眼以及右眼中的任一个。

在子像素P1～P6显示第一图像，在子像素P7～P12显示第二图像，第一眼以及第二眼分别视觉辨认图像。第一图像以及第二图像是相互具有视差的视差图像。具体而言，第一眼视觉辨认子像素P1所显示的第一图像的一半、子像素P2～P6所显示的第一图像的整体、以及子像素P7所显示的第二图像的一半。第二眼视觉辨认子像素P7所显示的第二图像的一半、子像素P8～P12所显示的第二图像的整体、以及子像素P1所显示的第一图像的一半。在图4以及图5中，对显示第一图像的子像素标注附图标记“L”，对显示第二图像的子像素标注附图标记“R”。另外，在本公开中，将第一眼作为左眼，将第二眼作为右眼进行了说明，因此，作为与第一图像对应的附图标记而采用了“L”，作为与第二图像对应的附图标记而采用了“R”，但并不限定于此。

在该状态下，观察者的第一眼视觉辨认的第一图像的区域为最大，第二图像的面积为最小。观察者的第二眼视觉辨认的第二图像的区域为最大，第一图像的面积为最小。因此，观察者在串扰最减少的状态下视觉辨认三维图像。

在如上述那样构成的三维显示装置2中，若相互具有视差的第一图像和第二图像被显示于第一可视区域51aL以及第二可视区域51aR各自所包含的子像素，则眼间距离E为标准距离E0的观察者能够适当地视觉辨认三维图像。在上述的结构中，在由第一眼视觉辨认到一半以上的子像素中显示第一图像，在由第二眼视觉辨认到一半以上的子像素中显示第二图像。不限定于此，用于显示第一图像以及第二图像的子像素也可以根据有效区域51、视差屏障6等的设计，基于第一可视区域51aL以及第二可视区域51aR适当判定，使得串扰成为最小。例如，也可以根据视差屏障6的开口率等，使第一图像显示于由第一眼视觉辨认给定比例以上的子像素，使第二图像显示于由第二眼视觉辨认给定比例以上的子像素。

控制器7与三维显示系统100的各结构要素连接，能够控制各结构要素。由控制器7控制的结构要素包含检测装置1以及显示面板5。控制器7例如构成为处理器。控制器7可以包含1个以上的处理器。处理器可以包含读入特定的程序来执行特定的功能的通用处理器、以及专用于特定的处理的专用处理器。专用处理器可以包含面向特定用途的IC(ASIC：Application Specific Integrated Circuit)。处理器可以包含可编程逻辑器件PLD(PLD：Programmable Logic Device)。PLD可以包含FPGA(Field-Programmable Gate Array)。控制器7可以是一个或者多个处理器协作的SoC(System-on-a-Chip)、以及SiP(System In aPackage)中的任意一个。控制器7具备存储部，可以在存储部中保存各种信息、或者用于使三维显示系统100的各结构要素动作的程序等。存储部例如可以由半导体存储器等构成。存储部可以作为控制器7的工作存储器发挥功能。

存储器8例如由RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)以及ROM(ReadOn1y Memory：只读存储器)等任意的存储器件构成。

在观察者的眼间距离E为与标准距离E0不同的眼间距离E1的情况下，如图6所示，有时存在第一可视区域51aL的一部分与第二可视区域51aR的一部分重叠的两眼可视区域51aLR。因此，存在既是基于第一可视区域51aL判定为应该显示第一图像的左子像素(第一子像素)、又是基于第二可视区域51aR判定为应该显示第二图像的右子像素(第二子像素)的子像素。左子像素例如是在第一可视区域51aL中包含给定比例(例如，一半)以上的子像素。右子像素例如是在第二可视区域51aR中包含给定比例以上的子像素。

在这样的结构中，当在既是左子像素、又是右像素的子像素中显示第二图像时，第一眼视觉辨认的第二图像增加。当在既是左子像素、又是右像素的子像素中显示第一图像时，第二眼视觉辨认的第一图像增加。因此，即使在重叠的子像素中显示左图像以及第二图像中的任一个，串扰也会增加。因此，控制器7为了降低具有眼间距离E1的观察者在视觉辨认基于标准距离E0构成的三维显示装置2时产生的串扰而进行控制。以下，对控制器7进行详细说明。

控制器7构成为能够执行如下控制：将观察者的眼睛的移动距离除以切换周期T而得到的数再除以索引值的变化数所得的余数的值的量，作为偏移量从初始相位开始增减，并使子像素显示第一图像以及第二图像。以下，对基于三维显示装置的初始相位的增减的子像素的控制进行说明。

本实施方式的三维显示装置具备显示面板5、视差屏障6、取得部3以及控制器7。显示面板5构成为通过多个子像素显示第一图像和相对于第一图像具有视差的第二图像。显示面板5具有划分为多个显示区域的有效区域51。视差屏障6是具有多个透光区域62的光学元件，该光学元件构成为规定从多个子像素的每一个射出的图像光的光线方向。取得部3构成为取得观察者的第一眼的位置和与第一眼不同的第二眼的位置。控制器7构成为，基于第一眼的位置以及第二眼的位置，在有效区域51交替地切换显示第一图像和第二图像。

将表示透光区域62相对于多个子像素的各个子像素的偏移的相位即偏移量设为I，将第一眼以及第二眼的视差方向的移动距离设为L，将第一图像与第二图像的切换周期设为T，以及将有效区域51的表示第一图像与第二图像的切换位置的索引值的变化数设为V。此时，控制器7构成为，决定相位、以使得下式(3)成立。

I+{L/(T×V)}...(3)

控制器7被设为基于所决定的相位来分配多个子像素分别显示第一图像以及第二图像中的哪一个的结构。

存储器8存储表示第一眼的位置以及距第一眼的位置为标准距离的第二眼的位置、和显示于排列在有效区域51的子像素的图像的对应的表。控制器7可以是以下结构：基于第一眼的位置，使用表来判定第一子像素，基于第二眼的位置，使用表来判定第二子像素。

控制器7可以基于观察者的特性，将第一图像或者第二图像显示为第三图像。控制器7可以在第三子像素中例如将黑图像显示为第三图像。黑色图像例如是黑色那样的具有给定亮度的图像。给定亮度可以是与子像素的能显示的灰度等级中最低灰度的亮度或者与之相应的灰度的亮度对应的值。控制器7可以在第三子像素中显示黑色图像。

控制器7例如可以基于观察者的特性，在第三子像素中显示第一图像以及第二图像中的任一个图像作为第三图像。观察者的特性例如是与观察者的优势眼相关的特性。具体而言，控制器7可以基于预先设定的或者从外部输入的表示观察者的优势眼的信息，显示与优势眼对应的第一图像以及第二图像中的任一个图像。控制器7可以在观察者的优势眼为第一眼的情况下，作为第三图像显示第一图像，在观察者的优势眼为第二眼的情况下，作为第三图像显示第二图像。

控制器7可以在第三子像素中将具有成为第一图像以及第二图像的亮度值的平均值的亮度值的平均图像显示为第三图像。

控制器可以将具有成为第一图像以及第二图像的亮度值的平均值的亮度值的平均图像显示为第三图像。

控制器7可以将投影到与有效区域51平行且距视差屏障6处于适视距离d的面的第一投影位置作为第一眼的位置，将第二眼的位置投影到所述面的第二投影位置作为第二眼的位置，显示第一图像以及第二图像。

控制器7可以构成为，使用有效区域51的中心部、沿着视差方向距中心部最远的第一眼侧的第一外缘部、和沿着视差方向距中心部最远的第二眼侧的第二外缘部的至少3个部位的偏移量I，分配多个子像素各自显示第一图像以及第二图像中的哪一个。

在成为本公开的基础的结构中，如图7所示，由于光学系统的失真的影响等，难以实现透光区域62位于显示面板5的所有子像素的视差屏障6。在显示面板5的中央部A1和周缘部B1、B2中，视差屏障6与子像素的位置关系变得不相同，成为串扰的原因。虽然能测定视差屏障6的与设为理想的位置的偏移，来修整视差屏障6的位置，但评价数微米的位置偏移并进行修整是极其困难的。对显示面板5的有效区域51进行9分割在减少串扰方面是有意义的，但例如即使每隔15.75mm对显示面板5整体进行更新，改善的范围也被限定。

因此，本公开所涉及的三维显示装置将距从适视距离d以第一眼(例如，左眼)观察到的透光区域62的中央部的距离设为相位，将单位设为子像素宽度。例如，如图8所示，每个子像素的相位被确定为“5、6、7、0、...”。这样在理想的视差屏障6的情况下，在整个显示面板5中确定固有的周期性相位。

当第一眼(例如，左眼)移动时，如图9所示，相位如“5.2，6.2，7.2，0，...”那样变化。此外，即使第一眼(或者第二眼)的位置不移动，在实际的视差屏障6中越是显示面板5的端部、相位也越偏移。为了解决该问题，例如，通过将第一眼(或者第二眼)用的第一图像(或者第二图像)分配给相位6.5～1.5的子像素，按每个瞳孔的位置局部地更新合成图像。

图10是表示假定理想的视差屏障6配置在显示面板5的子像素时的相位的图，图11是表示从理想的视差屏障6偏移的相位的图。图12是表示眼睛的位置移动时的相位的图。在视差屏障6的透光区域62全部对应地位于显示面板5的全部子像素的理想状态、即处于设计那样的配置关系的情况下，如图10所示，相位由周期性的值表示。在视差屏障6层叠在显示面板5的组装状态下，现实中可能给产生机械尺寸误差。

当眼睛以适视距离d在x方向、y方向上移动时，如图12所示，视差屏障6和像素被控制成取相同的值，但在产生间距偏移的情况下，各子像素相对于各透光区域62成为不同的相位变化。

因此，当将视差屏障6安装在显示面板5时，可以测定视差屏障6的各透光区域62相对于理想状态的偏移量作为相位，将每个子像素的值保存在前述表中。在这种情况下，保存在表中的值被保存为实数。在实数超过周期T的量的情况下，实数能以用周期单位减去的值保存。该实数并不限定于整数，也可以设为小数。

叙述本公开的三维显示方法的实施方式。本实施方式的三维显示方法通过显示面板5的被划分为多个显示区域的有效区域51中的多个子像素，显示第一图像和相对于第一图像具有视差的第二图像，通过作为光学元件的视差屏障6的多个透光区域62，规定从多个子像素的每一个射出的图像光的光线方向，通过取得部3取得观察者的第一眼(例如，左眼)的位置和与第一眼不同的第二眼(例如，右眼)的位置，通过控制器7，基于第一眼的位置以及第二眼的位置，在有效区域51交替地切换显示第一图像和第二图像。

控制器7在将表示透光区域62相对于多个子像素的每一个的偏移的偏移量设为I，将第一眼以及第二眼的视差方向的移动距离设为L，将第一图像与第二图像的切换周期设为T，以及将表示第一图像与第二图像的切换位置的索引值的变化数设为V时，基于前述的式(3)(即，I+{L/(T×V)})，执行分配多个子像素分别显示第一图像以及第二图像中的哪一个的处理。这样的本实施方式的三维显示方法能够通过由控制器7能够执行的计算机程序来实现。

如图13所示，三维显示系统100能够搭载于平视显示器系统400。平视显示器系统400也称为HUD(Head Up Display)400。HUD400具备三维显示系统100、光学构件410、以及具有被投影面430的被投影构件420。HUD400使从三维显示系统100射出的图像光经由光学构件410到达被投影构件420。HUD400使由被投影构件420反射的图像光到达观察者的第一眼以及右眼。换句话说，HUD400使图像光沿着虚线所示的光路440从三维显示系统100行进至观察者的第一眼以及右眼。观察者能够视觉辨认沿着光路440到达的图像光作为虚像450。

如图14所示，包含三维显示系统200的HUD400可以搭载于移动体10。HUD400可以将结构的一部分兼用作该移动体10所具备的其他装置、部件。例如，移动体10可以将挡风玻璃兼用作被投影构件420。在将结构的一部分兼用作该移动体10所具备的其他装置、部件的情况下，能够将其他结构称为HUD模块或者三维显示组件。HUD400、三维显示系统100可以搭载于移动体10。本公开中的“移动体”包含车辆、船舶、飞机。本公开中的″车辆″包含汽车以及工业车辆，但并不限定于此，可以包含铁道车辆以及生活车辆、在滑行路上行驶的固定翼机。

汽车包含乘用车、卡车、公共汽车、两轮车以及无轨电车等，但是并不限于此，可以包含在道路上行驶的其他车辆。工业车辆包含面向农业及建设的工业车辆。工业车辆包含叉车以及高尔夫车，但是并不限定于此。在面向农业的工业车辆中包含拖拉机、耕耘机、移植机、割捆机(binder)、联合收割机以及割草机，但是并不限定于此。在面向建设的工业车辆中包含推土机、铲土机(scraper)、挖土机、起重机车、翻斗车以及压路机，但是并不限定于此。车辆包含通过人力而行驶的车辆。另外，车辆的分类不限定于上述。例如，在汽车中可以包含能够在道路上行驶的工业车辆，可以在多个分类中包含相同的车辆。在本公开中的船舶中包含海上喷气机、船只、油轮。在本公开中的飞机中包含固定翼机、旋转翼机。

在本公开中的“车辆”中包含汽车以及工业车辆，但是并不限于此，也可以包含铁道车辆以及生活车辆、在滑行路上行驶的固定翼机。汽车包含乘用车、卡车、公共汽车、两轮车以及无轨电车等，但是并不限于此，也可以包含在道路上行驶的其他车辆。工业车辆包含面向农业以及建设的工业车辆。工业车辆包含叉车以及高尔夫车，但是并不限于此。在面向农业的工业车辆中包含拖拉机、耕耘机、移植机、割捆机(binder)、联合收割机以及割草机，但是并不限于此。在面向建设的工业车辆中包含推土机、铲土机(scraper)、挖土机、起重机车、翻斗车以及压路机，但是并不限于此。车辆包含通过人力而行驶的车辆。另外，另外，车辆的分类并不限于上述。例如，在汽车中可以包含能够在道路上行驶的工业车辆，也可以在多个分类中包含相同的车辆。在本公开中的船舶中包含海上喷气机、船只、油轮。在本公开中的飞机中包含固定翼机、旋转翼机。

本公开能够实现以下的实施方式。

本公开的三维显示装置具备：

显示面板，其通过多个子像素来显示第一图像和相对于所述第一图像具有视差的第二图像，具有被划分为多个显示区域的有效区域；

光学元件，其具有多个透光区域，所述多个透光区域对从所述多个子像素分别射出的图像光的光线方向进行规定；

取得部，其取得观察者的第一眼的位置和与所述第一眼不同的第二眼的位置；以及

控制器，其基于所述第一眼的位置以及所述第二眼的位置，使所述第一图像和所述第二图像交替地切换显示于所述有效区域，

所述控制器构成为，

将表示所述透光区域相对于所述多个子像素的每一个的偏移的偏移量设为I，

将所述第一眼以及所述第二眼的视差方向的移动距离设为L，

将所述第一图像与所述第二图像的切换周期设为T，以及

将有效区域的表示所述第一图像与所述第二图像的切换位置的索引值的变化数设为V，

此时，基于I+{L/(T×V)}，分配所述多个子像素各自显示所述第一图像以及所述第二图像中的哪一个。

本公开的三维显示方法是如下的三维显示方法：通过显示面板的被划分为多个显示区域的有效区域中的多个子像素，显示第一图像和相对于所述第一图像具有视差的第二图像，通过光学元件的多个透光区域，规定从所述多个子像素分别射出的图像光的光线方向，通过取得部取得观察者的第一眼的位置和与所述第一眼不同的第二眼的位置，通过控制器，基于所述第一眼的位置以及所述第二眼的位置，使所述第一图像和所述第二图像交替地切换显示于所述有效区域，

将表示所述透光区域相对于所述多个子像素的每一个的偏移的偏移量设为I，将所述第一眼以及所述第二眼的视差方向的移动距离设为L，将所述第一图像与所述第二图像的切换周期设为T，以及将表示所述第一图像与所述第二图像的切换位置的索引值的变化数设为V，此时所述控制器基于I+{L/(T×V)}，分配所述多个子像素各自显示所述第一图像以及所述第二图像中的哪一个。

本公开的三维显示系统构成为具备所述三维显示装置。

本公开的移动体构成为具备所述三维显示装置。

根据本公开的实施方式，能够使观察者适当地视觉辨认三维图像。

以上，对本公开的实施方式进行了详细说明，此外，本公开并不限定于上述的实施方式，在不脱离本公开的主旨的范围内，能够进行各种变更、改良等。当然能够将分别构成上述各实施方式的全部或者一部分适当地在不矛盾的范围内组合。

-附图标记说明-

1 检测装置

2 三维显示装置

3 取得部

4 照射器

5 显示面板

6 视差屏障

7 控制器

8 存储器

10 移动体

51 有效区域

51aL 第一可视区域

51aR 第二可视区域

51bL 第一难视区域

51bR 第二难视区域

51aLR 两眼可视区域

51bLR 两眼难视区域

60 视差屏障

61 遮光面

62 透光区域

100 三维显示系统

400 平视显示器系统

410 光学构件

420 被投影构件

430 被投影面

440 光路

450 虚像。

Claims (9)

1.一种三维显示装置，具备：

显示面板，其构成为通过多个子像素来显示第一图像和相对于所述第一图像具有视差的第二图像，具有被划分为多个显示区域的有效区域；

光学元件，其具有多个透光区域，所述多个透光区域构成为对从所述多个子像素分别射出的图像光的光线方向进行规定；

取得部，其构成为取得观察者的第一眼的位置和与所述第一眼不同的第二眼的位置；以及

控制器，其构成为基于所述第一眼的位置及所述第二眼的位置，使所述第一图像和所述第二图像交替地切换显示于所述有效区域，

所述控制器构成为，

将表示所述透光区域相对于所述多个子像素的每一个的偏移的偏移量设为I，

将所述第一眼及所述第二眼的视差方向的移动距离设为L，

将所述第一图像与所述第二图像的切换周期设为T，以及

将有效区域的表示所述第一图像与所述第二图像的切换位置的索引值的变化数设为V，

此时，基于I+{L/(T×V)}，分配所述多个子像素各自显示所述第一图像及所述第二图像中的哪一个。

2.根据权利要求1所述的三维显示装置，其中，

还具备：

存储器，其构成为存储表，所述表表示所述第一眼的位置及距所述第一眼的位置处于标准距离的所述第二眼的位置与在排列在所述有效区域中的子像素显示的图像之间的对应，

所述控制器构成为，

基于所述第一眼的位置，使用所述表来判定所述第一子像素，

基于所述第二眼的位置，使用所述表来判定所述第二子像素。

3.根据权利要求1或2所述的三维显示装置，其中，

所述控制器构成为，基于所述观察者的特性，使所述第一图像或者所述第二图像显示为第三图像。

4.根据权利要求3所述的三维显示装置，其中，

所述控制器构成为，将具有成为所述第一图像以及所述第二图像的亮度值的平均值的亮度值的平均图像显示为所述第三图像。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的三维显示装置，其中，

所述控制器构成为，将投影到与所述有效区域平行且距所述光学元件处于适视距离的面的第一投影位置作为所述第一眼的位置，将所述第二眼的位置投影到所述面的第二投影位置作为所述第二眼的位置，显示所述第一图像以及所述第二图像。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的三维显示装置，其中，

所述控制器构成为，使用透光区域相对于所述有效区域的中心部、沿着所述视差方向距所述中心部最远的所述第一眼侧的第一外缘部、和沿着所述视差方向距所述中心部最远的所述第二眼侧的第二外缘部的至少3个部位的子像素的偏移量I，来分配所述多个子像素各自显示所述第一图像以及所述第二图像中的哪一个。

7.一种三维显示方法，

通过显示面板的被划分为多个显示区域的有效区域中的多个子像素，显示第一图像和相对于所述第一图像具有视差的第二图像，

根据光学元件的多个透光区域，规定从所述多个子像素分别射出的图像光的光线方向，

通过取得部，取得观察者的第一眼的位置和与所述第一眼不同的第二眼的位置，

通过控制器，基于所述第一眼的位置及所述第二眼的位置，使所述第一图像和所述第二图像交替地切换显示于所述有效区域，

将表示所述透光区域相对于所述多个子像素的每一个的偏移的偏移量设为I，将所述第一眼以及所述第二眼的视差方向的移动距离设为L，将所述第一图像与所述第二图像的切换周期设为T，以及将表示所述第一图像与所述第二图像的切换位置的索引值的变化数设为V，此时所述控制器基于I+{L/(T×V)}，分配所述多个子像素各自显示所述第一图像以及所述第二图像中的哪一个。

8.一种三维显示系统，其中，

具备权利要求1～6中任一项所述的三维显示装置。

9.一种移动体，其中，

具备权利要求1～6中任一项所述的三维显示装置。

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