[发明专利]三维图像显示装置和三维图像显示方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维图像显示装置和显示方法。

背景技术

存在各种已知系统用于可显示运动图像的立体视觉图像显示装置或所谓的三维显示装置。近年来，对不需要眼镜等任何专用工具的平板类型装置的需求日益增加。可以容易地实现的系统之一是以下的系统：其中用于将来自显示面板(要素图像显示单元)的光线引向观看者的光学板位于像素位置在其中固定的直视型或投影型的液晶显示装置或等离子体显示装置等装置的显示面板的前面。

光学板一般被称作视差遮障(parallax barrier)，其控制光线使得可以在不同角度从光学板上的同一位置看到不同图像。更具体来说，在只提供横向视差(水平视差)的情况下，采用狭缝或透镜板(lenticular sheet)(柱面透镜阵列)。在还提供垂直视差的情况下，采用针孔阵列或透镜阵列。使用视差遮障的系统包括双目(binocular)系统、多视点系统、超多视点系统(包括非常大量的视点的多视点系统)以及集成照相(integral photography，以下称为IP)。这些系统的基本原理与一百年前开发并用于立体视觉照相的系统的原理基本相同。

在IP系统或多视点系统中，观看距离通常受到限制，因此，要显示的图像被形成为使得可以在该观看距离实际看到透视投影图像。在只提供水平视差的IP系统(一维IP系统)中，存在平行光线的组合，其中视差遮障的水平间距等于要素图像显示单元的子像素的水平间距值的整数倍(在下文中该系统也被称为平行光线一维IP)。因此，在垂直方向上在恒定观看距离处是透视投影图像而在水平方向上是正投影图像的图像被划分为各自像素列的图像，并将划分后的图像组合以形成要显示在显示平面中的图像格式的视差交错(interleaved)图像。以这种方式可以获得正确投影的三维图像。SID04 Digest 1438(2004)中公开了具体方法。在多视点系统中，通过单一透视投影形成的图像被划分并重新排列，从而获得正确投影的三维图像。

很难生产在垂直方向和水平方向之间使用不同投影方法和不同投影中心距离的图像拍摄装置，这是因为尤其是在正投影操作中需要与要显示的对象的尺寸相同的照相机或镜头。因此，为了通过图像拍摄操作获得正投影数据，对透视投影图像的图像拍摄数据进行转换是更现实的。例如，用于进行使用EPI(epipolar plane，极线平面)插值的光线空间方法等是众所周知的。

如SID04 Digest 1438(2004)中所公开的，平行光线一维IP系统比双目系统和多视点系统具有更宽的观看区域和更连续的运动视差。因此，在平行光线一维IP系统中，可以容易地观看图像而没有不舒服的感觉。

由于双目系统和多视点系统是最简单的三维图像显示系统，所以图像格式也是简单的，并且所有视点图像都具有相同的尺寸。双目情况下的两个视差成分图像和九视点情况下的九个视差成分图像被划分为各自像素列的图像，并且划分后的图像被组合以形成要显示在要素图像显示单元上的图像格式的视差交错图像(要素图像阵列)。在平行光线一维IP系统中，视差成分图像的数量大于具有相同分辨率的多视点系统中的视差成分图像的数量，并且视差成分图像的尺寸(水平使用范围)随视差方向而变化。然而，JP-A 2006-98779(KOKAI)公开了在平行光线一维IP系统中可以仅在必要范围内对适当组合的视差成分图像有效地进行堆砌(tiling)，并且可以将视差成分图像高效地转换为在非可逆压缩时只有很小劣化的格式。

在考虑到预定的观看距离和预定的观看区域的情况下，形成该视差图像阵列格式。然而，存在这样的情况：由于镜头间距误差、镜头定位误差、镜头位置的移动、虚拟观看距离的重置等，需要重新调节观看区域。特别地，在用不同屏幕尺寸的显示装置再现针对特定屏幕尺寸的显示装置创建的内容的情况下，虚拟观看距离随缩放比例而变化。结果，在屏幕的左端和右端的小区域内观看到受损(伪)图像，或者观看到具有一些穿过图像的垂直线的缺陷图像。在发现这种问题之后再次创建该内容导致低效率。

如上所述，在传统的平行光线一维IP类型的三维图像显示装置中，除非针对为特定观看距离和特定观看区域创建的内容重新调节观看区域，否则会引起受损图像的问题。

发明内容

本发明是鉴于这些情况作出的，本发明的目的是提供一种三维图像显示装置和显示方法，通过该三维图像显示装置和显示方法可以在平行光线一维IP系统中容易地调节观看区域而不会降低处理速度。