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三维显示装置、平视显示器系统、移动体以及程序

文献发布时间:2023-06-19 11:24:21


三维显示装置、平视显示器系统、移动体以及程序

相关申请的相互参照

本申请主张在2018年11月5日申请的日本专利申请2018-208331号的优先权,并为了参照,将该在先申请的公开整体引入于此。

技术领域

本公开涉及三维显示装置、平视显示器系统、移动体以及程序。

背景技术

以往,为了不使用眼镜而进行三维显示,已知有具备光学元件的三维显示装置,该光学元件使从显示面板出射的光的一部分到达右眼,并使从显示面板出射的光的另一部分到达左眼(参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2001-166259号公报

发明内容

本公开的三维显示装置具备显示面板、光学元件、控制器、通信部。所述显示面板构成为显示图像。所述光学元件构成为规定从所述显示面板射出的图像光的传播方向。所述控制器构成为控制使所述显示面板显示的图像。所述通信部构成为接收拍摄了利用者的第1眼以及与所述第1眼不同的第2眼的摄像图像。所述控制器构成为使所述显示面板显示校正用图像。所述控制器构成为基于分别对所述摄像图像中的所述校正用图像不同的一部分进行视觉辨认的、所述利用者的第1眼以及第2眼各自的角膜的像,判定所述第1眼能够视觉辨认的所述显示面板上的第1显示子像素,并判定所述第2眼能够视觉辨认的所述显示面板上的第2显示子像素。

本公开的三维显示装置具备显示面板、光学元件、控制器、通信部。所述显示面板构成为显示图像。所述光学元件构成为规定从所述显示面板射出的图像光的传播方向。所述控制器构成为控制使所述显示面板显示的图像。所述通信部构成为接收拍摄了利用者的第1眼以及与所述第1眼不同的第2眼的摄像图像。在将使所述第1眼视觉辨认的图像以及使所述第2眼视觉辨认的图像的所述显示面板上的显示位置的图案作为校正用图案时,所述控制器构成为使所述显示面板显示多个校正用图案。所述控制器构成为基于分别对所述摄像图像中的所述校正用图案的不同的一部分进行视觉辨认的所述利用者的第1眼以及第2眼各自的角膜的像,根据所述多个校正用图案来判定成为用于使三维图像显示的基准的基准图案。

本公开的平视显示器系统具备三维显示装置和光学构件。所述三维显示装置包含显示面板、光学元件、控制器、通信部。所述显示面板构成为显示图像。所述光学元件构成为规定从所述显示面板射出的图像光的传播方向。所述控制器构成为控制使所述显示面板显示的图像。所述通信部构成为接收拍摄了利用者的第1眼以及与所述第1眼不同的第2眼的摄像图像。所述控制器构成为使所述显示面板显示校正用图像。所述控制器构成为基于分别对所述摄像图像中的所述校正用图像不同的一部分进行视觉辨认的、所述利用者的第1眼以及第2眼各自的角膜的像,判定所述第1眼能够视觉辨认的所述显示面板上的第1显示子像素,并判定所述第2眼能够视觉辨认的所述显示面板上的第2显示子像素。所述光学构件构成为将从所述三维显示装置射出的所述图像光朝向所述第1眼或所述第2眼反射。

本公开的平视显示器系统具备三维显示装置和光学构件。所述三维显示装置包含显示面板、光学元件、控制器、通信部。所述显示面板构成为显示图像。所述光学元件构成为规定从所述显示面板射出的图像光的传播方向。所述控制器构成为控制使所述显示面板显示的图像。所述通信部构成为接收拍摄了利用者的第1眼以及与所述第1眼不同的第2眼的摄像图像。在将使所述第1眼视觉辨认的图像以及使所述第2眼视觉辨认的图像的所述显示面板上的显示位置的图案作为校正用图案时,所述控制器构成为使所述显示面板显示多个校正用图案。所述控制器构成为基于分别对所述摄像图像中的所述校正用图案的不同的一部分进行视觉辨认的所述利用者的第1眼以及第2眼各自的角膜的像,根据所述多个校正用图案判定成为用于使三维图像显示的基准的基准图案。

本公开的移动体具备平视显示器系统。所述平视显示器系统包含三维显示装置和光学构件。所述三维显示装置具有显示面板、光学元件、控制器、通信部。所述显示面板构成为显示图像。所述光学元件构成为规定从所述显示面板射出的图像光的传播方向。所述控制器构成为控制使所述显示面板显示的图像。所述通信部构成为接收拍摄了利用者的第1眼以及与所述第1眼不同的第2眼的摄像图像。所述控制器构成为使所述显示面板显示校正用图像。所述控制器构成为基于分别对所述摄像图像中的所述校正用图像不同的一部分进行视觉辨认的所述利用者的第1眼以及第2眼各自的角膜的像,判定所述第1眼能够视觉辨认的所述显示面板上的第1显示子像素,并判定所述第2眼能够视觉辨认的所述显示面板上的第2显示子像素。所述光学构件构成为将从所述三维显示装置射出的所述图像光朝向所述第1眼或所述第2眼反射。

本公开的移动体具备平视显示器系统。所述平视显示器系统包含三维显示装置和光学构件。所述三维显示装置具有显示面板、光学元件、控制器、通信部。所述显示面板构成为显示图像。所述光学元件构成为规定从所述显示面板射出的图像光的传播方向。所述控制器构成为控制使所述显示面板显示的图像。所述通信部构成为接收拍摄了利用者的第1眼以及与所述第1眼不同的第2眼的摄像图像。在将使所述第1眼视觉辨认的图像以及使所述第2眼视觉辨认的图像的所述显示面板上的显示位置的图案作为校正用图案时,所述控制器构成为使所述显示面板显示多个校正用图案。所述控制器构成为基于分别对所述摄像图像中的所述校正用图案的不同的一部分进行视觉辨认的所述利用者的第1眼以及第2眼各自的角膜的像,根据所述多个校正用图案判定成为用于使三维图像显示的基准的基准图案。

本公开的程序是具备显示面板、光学元件、控制器、通信部的三维显示装置所执行的程序。所述显示面板构成为显示图像。所述光学元件构成为规定从所述显示面板射出的图像光的传播方向。所述控制器构成为控制使所述显示面板显示的图像。所述通信部构成为接收拍摄了利用者的第1眼以及与所述第1眼不同的第2眼的摄像图像。所述程序是用于所述控制器使所述显示面板显示校正用图像的程序。所述程序是用于所述控制器基于分别对所述摄像图像中的所述校正用图像不同的一部分进行视觉辨认的所述利用者的第1眼以及第2眼各自的角膜的像,判定所述第1眼能够视觉辨认的所述显示面板上的第1显示子像素,并判定所述第2眼能够视觉辨认的所述显示面板上的第2显示子像素的程序。

本公开的程序是具备显示面板、光学元件、控制器、通信部的三维显示装置执行的程序。所述显示面板构成为显示图像。所述光学元件构成为规定从所述显示面板射出的图像光的传播方向。所述控制器构成为控制使所述显示面板显示的图像。所述通信部构成为接收拍摄了利用者的第1眼以及与所述第1眼不同的第2眼的摄像图像。在将使所述第1眼视觉辨认的图像以及使所述第2眼视觉辨认的图像的所述显示面板上的显示位置的图案作为校正用图案时,所述控制器构成为使所述显示面板显示多个校正用图案。所述控制器构成为基于分别对所述摄像图像中的所述校正用图案的不同的一部分进行视觉辨认的所述利用者的第1眼以及第2眼各自的角膜的像,根据所述多个校正用图案判定成为用于使三维图像显示的基准的基准图案。

附图说明

图1是示出第1实施方式的三维显示系统的概略结构的图。

图2是示出从进深方向观察了图1所示的显示面板的例子的图。

图3是示出从进深方向观察了图1所示的视差屏障的例子的图。

图4是用于说明根据眼睛的位置能够视觉辨认的子像素的图。

图5是用于说明在第1实施方式中各眼睛的像所包含的校正用图像的图。

图6是示出由摄像装置生成的摄像图像的例子的图。

图7是示出在第1实施方式中投影了校正用图像的各眼睛的像的一个例子的图。

图8是示出在第1实施方式中投影了校正用图像的各眼睛的像的其他例的图。

图9是示出第1实施方式中的三维显示装置的处理流程的一个例子的流程图。

图10是用于说明在第2实施方式中投影到各眼睛的校正用图像的图。

图11是示出在第2实施方式中投影了校正用图像的各眼睛的像的一个例子的图。

图12是示出在第2实施方式中投影了校正用图像的各眼睛的像的其他例的图。

图13是示出第2实施方式中的三维显示装置的处理流程的一个例子的流程图。

图14是将光学元件设为双凸透镜的情况下的三维显示装置的概略结构图。

图15是示出搭载了图1所示的三维显示系统的HUD的例子的图。

图16是示出搭载了图15所示的HUD的移动体的例子的图。

具体实施方式

为了利用者适当地视觉辨认由三维显示装置投影的图像,期望图像光适当地到达利用者的眼睛的位置。

本公开提供一种能够使利用者视觉辨认适当的三维图像的三维显示装置、平视显示器系统、移动体以及程序。

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

[第1实施方式]

如图1所示,本公开的第1实施方式涉及的三维显示系统100具备摄像装置1和三维显示装置2。

摄像装置1配置为在摄像范围中包含利用者的双眼。摄像装置1能够安装在能够拍摄利用者的双眼的任意的位置。在三维显示系统100被安装在移动体20的情况下,例如,摄像装置1可以被安装在移动体20的室内镜。摄像装置1也可以被安装在移动体20的仪表面板内的例如仪表(Cluster)。摄像装置1也可以被安装在中心面板。摄像装置1还可以安装在方向盘的支承部。

摄像装置1例如可以包含CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)摄像元件或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)摄像元件。摄像装置1构成为通过拍摄搭乘在移动体20的利用者,从而生成图像。摄像装置1构成为将生成的图像发送到三维显示装置2。

如图1所示,三维显示装置2能够包含通信部3、控制器4、照射器5、显示面板6、作为光学元件的视差屏障7。

通信部3能够与摄像装置1进行通信。在基于通信部3的与摄像装置1的通信中使用的通信方式可以是无线通信标准或向便携式电话网连接的无线通信标准无线通信标准,也可以是有线通信标准。近距离的无线通信标准例如可以包含WiFi(注册商标)、Bluetooth(注册商标)、红外线、NFC(Near Field Communication,近场通信)等。向便携式电话网连接的无线通信标准例如可以包含LTE(Long Term Evolution,长期演进)、第4代移动通信系统或第5代移动通信系统等。

通信部3构成为从摄像装置1接收由该摄像装置1生成的图像。

控制器4构成为与三维显示装置2的各构成要素连接,并能够控制各构成要素。由控制器4控制的构成要素包含通信部3以及显示面板6。控制器4例如构成为处理器。控制器4可以包含一个以上的处理器。处理器可以包含使其读取特定的程序而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,特定用途集成电路)。处理器可以包含可编程逻辑器件(PLD:Programmable Logic Device)。PLD可以包含FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)。控制器4可以是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 a Package,系统级封装)中的任一个。

控制器4构成为基于由摄像装置1拍摄并由通信部3接收到的图像,进行各种处理。关于控制器4的处理的详情将在后面进行说明。

照射器5构成为能够对显示面板6进行面照射。照射器5可以包含光源、导光板、扩散板、扩散片等。照射器5构成为由光源出射照射光,并由导光板、扩散板、扩散片等将照射光在显示面板6的面方向上均匀化。而且,照射器5能够将进行了均匀化的光向显示面板6出射。

显示面板6例如能够采用透射型的液晶显示面板等显示面板。作为显示面板6,并不限于透射型的液晶面板,而能够使用有机EL等其他显示面板。作为显示面板6,在使用自发光型的显示面板的情况下,三维显示装置2也可以不具备照射器5。将显示面板6作为液晶面板进行说明。

如图2所示,显示面板6在形成为面状的有效区域61上具有多个划分领域。有效区域61能够显示视差图像。视差图像包含左眼图像(第1图像)和相对于左眼图像具有视差的右眼图像(第2图像)。左眼图像是用于使利用者的左眼(第1眼)视觉辨认的图像。右眼图像是用于使利用者的左眼(第2眼)视觉辨认的图像。划分领域是在第1方向以及与第1方向正交的第2方向上划分的领域。与第1方向以及第2方向正交的方向被称为第3方向。第1方向可以称为水平方向。第2方向可以称为铅垂方向。第3方向可以称为进深方向。但是,第1方向、第2方向以及第3方向分别并不限于这些。在图中,第1方向表示为x轴方向,第2方向表示为y轴方向,第3方向表示为z轴方向。

在划分领域的每一个中,对应有一个子像素。因此,有效区域61具备沿着水平方向以及铅垂方向排列为格子状的多个子像素。

各子像素对应于R(Red,红)、G(Green,绿)、B(Blue,蓝)的任一色,并能够将R、G、B这三个子像素作为一组来构成一个像素。一个像素能够称为一个图像元素。作为显示面板6,并不限于透射型的液晶面板,而能够使用有机EL等其他显示面板。作为显示面板6,在使用自发光型的显示面板的情况下,三维显示装置2也可以不具备照射器5。

如上所述,在有效区域61排列的多个子像素构成子像素组Pg。子像素组Pg在水平方向上重复地排列。子像素组Pg能够在铅垂方向上排列在相同的位置以及偏移地排列。例如,子像素组Pg能够在铅垂方向上与在水平方向上偏移一个子像素的量的位置相邻而重复地排列。子像素组Pg包含给定的行以及列的子像素。具体地,子像素组Pg包含在铅垂方向上连续地排列b个(b行),在水平方向上连续地排列2×n个(2×n列)的(2×n×b)个子像素P1~P(2×n×b)。在图3所示的例子中,n=6,b=1。在有效区域61配置有子像素组Pg,该子像素组Pg包含在铅垂方向上连续地排列一个,在水平方向上连续地排列十二个的十二个子像素P1~P12。在图3所示的例子中,对一部分的子像素组Pg标注符号。

子像素组Pg是后述的控制器4进行用于显示图像的控制的最小单位。子像素组Pg包含的各子像素通过识别信息P1~P(2×n×b)来识别。具有全部子像素组Pg的相同的识别信息的子像素P1~P(2×n×b)由控制器4同时控制。例如,控制器4在将使显示在子像素P1的图像从左眼图像切换为右眼图像的情况下,同时将全部的子像素组Pg中的使显示在子像素P1的图像从左眼图像切换为右眼图像

如图1所示,视差屏障7由沿着有效区域61的平面形成,并从有效区域61分离给定距离(间隙)g配置。视差屏障7可以相对于显示面板6位于照射器5的相反侧。视差屏障7也可以位于显示面板6的照射器5侧。

如图3所示,视差屏障7构成为按在面内的给定方向上延伸的多个带状领域即每个透光领域71规定从子像素射出的图像光的传播方向。具体地,视差屏障7具有多个使图像光减光的减光领域72。多个减光领域72划定相互相邻的该减光领域72之间的透光领域71。透光领域71与减光领域72相比,光透射率高。减光领域72与透光领域71相比,光透射率低。透光领域71与减光领域72在沿着有效区域61的给定方向上延伸,并在与给定方向正交的方向上重复交替地排列。给定方向例如是沿着子像素的对角线的方向。给定方向例如能够设为在第1方向上横穿a个子像素之间,在第2方向上横穿b个子像素的方向(a、b是互质的正整数)。给定方向也可以设为第2方向。

视差屏障7构成为通过规定从排列在有效区域A的子像素射出的图像光的传播方向,从而使从有效区域61的一部分的子像素出射的图像光透射透光领域71传播到利用者的左眼。视差屏障7构成为使从有效区域61的其他一部分的子像素出射的图像光透射透光领域71传播到利用者的右眼。

如图1所示,利用者的各眼睛各自能够视觉辨认的有效区域A的领域基于三维显示装置2的特性以及利用者的眼睛的位置而确定。三维显示装置2的特性是间隙g、子像素组Pg的水平方向上的长度即图像间距k、透光领域71以及减光领域72的水平方向上的长度的合计即屏障间距Bp。以下,通过传播到利用者的左眼的位置的图像光而左眼能够视觉辨认的有效区域A的领域被称为左可视领域61aL(第1可视领域)。通过传播到利用者的右眼的位置的图像光而右眼能够视觉辨认的有效区域A的领域被称为右可视领域61aR(第2可视领域)。

在此,对三维显示装置2的控制器4进行详细说明。

左可视领域61aL以及右可视领域61aR根据利用者的眼睛的位置而变化。在图4所示的例子中,在眼睛的位置变化前,子像素P3~P8为左可视领域61aL,子像素P9~P12、P1以及P2为右可视领域61aR。在眼睛的位置变化后,子像素P4~P9为左可视领域61aL,子像素P10~P12以及P1~P3为右可视领域61aR。

因此,在变化前,若控制器4使子像素P3~P8显示左眼图像,使子像素P9~P12、P1以及P2显示右眼图像,则利用者能够在串扰最少的状态下视觉辨认三维图像。但是,在眼睛的位置向水平方向变化后,若控制器4与变化前相同地使显示面板6显示左眼图像以及右眼图像,则与变化前相比,左眼较多地视觉辨认右眼图像,右眼较多地视觉辨认左眼图像。由此,串扰增加而变得利用者难以适当地视觉辨认三维图像。因此,控制器4需要判定左眼能够视觉辨认的左显示子像素(第1显示子像素)和右眼能够视觉辨认的右显示子像素(第2显示子像素),使得即使在眼睛的位置变化后,串扰的产生也变少。

为此,控制器4在校正模式中使显示面板6的各子像素显示校正用图像。控制器4基于在显示校正用图像时摄像装置1生成的摄像图像中的角膜的像,在通常模式下使显示面板6显示视差图像。以下,对校正模式以及通常模式各自中的控制器4的处理的详情进行说明。

<校正模式>

在校正模式中,控制器4使显示面板6显示校正用图案。具体地,控制器4使显示面板6显示(2×n)种校正用图案之中的一个。校正用图案是用于使左眼视觉辨认的第1校正用图像以及用于使右眼视觉辨认的第2校正用图像的显示面板6上的显示位置的图案。第1校正用图像例如可以是亮度比接近最高亮度的给定值(例如,256灰度下的亮度250)高的白色图像,在图中用“W”表示。第2校正用图像例如可以是亮度比接近最低亮度的给定值(例如,256灰度下的亮度10)低的黑色图像,在图中用“BL”表示。

以下,将(2×n)种校正用图案分别作为第k校正用图案(k=1~(2×n))进行说明。如图5所示,第1校正用图案是使子像素P1~P6显示第1校正用图像,使子像素P7~P12显示第2校正用图像的图案。第2校正用图案是使子像素P2~P7显示第1校正用图像,使子像素P8~P12以及P1显示第2校正用图像的图案。这样,第k校正用图案使从子像素Pk起在一个方向上连续的n个子像素显示第1校正用图像,使剩余的子像素显示第2校正用图像。

以下,使第1校正用图像为白色图像,使第2校正用图像为黑色图像进行说明。

控制器4从由通信部3接收到的如图6所示的摄像图像提取利用者的左眼以及右眼各自的角膜的像。控制器4提取角膜的像的方法可以是任意的方法。例如,控制器4可以通过图案匹配来提取角膜的像。控制器4也可以通过图案匹配来检测利用者的人脸的像,并基于人脸的像与角膜的像的相对位置关系提取角膜的像。

控制器4基于摄像图像中的各眼睛的角膜的像,将任一校正用图案判定为基准图案。基准图案是用于控制器4对在通常模式下使显示面板6显示的图像进行控制以使得利用者能够在降低了串扰的状态下视觉辨认三维图像的图案。控制器4在判定为基准图案的校正用图案中,使显示过白色图像的子像素在通常模式下在显示面板6显示左眼图像。控制器4在判定为基准图案的校正用图案中,使显示过黑色图像的子像素在通常模式下在显示面板6显示右眼图像。

具体地,控制器4提取左眼以及右眼各自的角膜的中心领域。中心领域是以左眼的角膜形成的椭圆形的中心为中心的、比该椭圆形较小的领域。中心领域例如可以是以左眼的角膜所构成的椭圆形的长径以及短径的给定比例分别设为长边以及短边的矩形内的领域。控制器4判定在左眼以及右眼各自的角膜的中心领域内是否分别包含白色图像的像以及黑色图像的像。

控制器4判定在右眼的角膜的像的中心领域内是否分别包含白色图像的像以及黑色图像的像。更具体地,控制器4通过公知的图像处理在左眼的角膜的像的中心领域内搜索白色图像以及黑色图像各自的像的亮度值。控制器4通过公知的图像处理在右眼的角膜的像的中心领域内搜索白色图像以及黑色图像各自的像的亮度值。这样,控制器4判定在左眼以及右眼各自的角膜的像的中心领域内是否分别包含第1校正用图像的像以及第2校正用图像的像。

控制器4在使显示面板6显示第1校正用图案时使摄像装置1生成摄像图像。在图5所示的例子中,第1校正用图案是使子像素P1~P6显示白色图像、并使子像素P7~P12显示黑色图像的图案。在该例子中,在摄像图像中的左眼的角膜的像中包含显示在子像素P3~P6的白色图像的像和显示在子像素P7~P8的黑色图像的像这两者。在摄像图像中的右眼的角膜的像中包含显示在子像素P9~P12的黑色图像的像和显示在子像素P1以及P2的白色图像的像这两者。

因此,在使显示面板6显示第1校正用图案的情况下,如图7的(a)以及的(b)所示,在左眼以及右眼各自的角膜的像的中心领域内包含白色图像的像以及黑色图像的像。因此,控制器4判定为在左眼以及右眼的角膜的像的中心领域内包含白色图像的像以及黑色图像的像。使用该原理,控制器4能够将如在左眼的角膜的像的中心领域内仅包含白色图像的像、在右眼的角膜的像的中心领域内仅包含黑色图像的像那样的校正用图案决定为基准图案。

具体地,控制器4使显示面板6显示校正用图案中的一个。控制器4判定在图像的左眼的角膜的像的中心领域内是否分别包含白色图像的像以及黑色图像的像。如图7的(b)所示,控制器4若判定为在图像的左眼的角膜的像的中心领域内包含白色图像的像以及黑色图像的像,则使显示面板6显示未进行该判定的其他校正用图案。控制器4使显示面板6显示其他校正用图案,重复进行相同的判定。

控制器4在摄像图像中,如图8的(b)所示,若判定为在左眼的角膜的像的中心领域内包含白色图像的像且不包含黑色图像的像,则判定在右眼的角膜的像的中心领域内是否包含白色图像的像以及黑色图像的像。如图8的(a)所示,控制器4若判定为在右眼的角膜的像的中心领域内包含黑色图像的像且不包含白色图像的像,则将生成该摄像图像时的校正用图案决定为基准图案。

在图5所示的例子中,控制器4能够控制为使显示面板6显示第3校正用图案。第3校正用图案是使子像素P3~P8显示白色图像作为第1校正用图像、使子像素P9~P12、P1以及P2显示黑色图像作为第2校正用图像的图案。此时,控制器4判定为在左眼的角膜的像的中心领域内包含白色图像的像且不包含黑色图像的像,并且在右眼的角膜的像的中心领域内包含黑色图像的像且不包含白色图像的像。控制器4将第3校正用图案决定为基准图案。

<通常模式>

在通常模式下,控制器4使用基准图案使显示面板6显示视差图像。具体地,控制器4在基准图案中使显示了白色图像的子像素显示左眼图像。控制器4在基准图案中使显示了黑色图像的子像素显示右眼图像。

<校正处理的流程>

参照图9对在第1实施方式中控制器4执行的处理进行详细说明。

控制器4使显示面板6显示(2×n)种校正用图案中的一个(步骤S41)。

在步骤S41中,若显示校正用图案,则控制器4获取在校正用图案的显示中由摄像装置1拍摄并由通信部3接收到的摄像图像(步骤S42)。

在步骤S42中,若获取了摄像图像,则控制器4从在步骤S12中获取到的摄像图像提取左眼以及右眼各自的角膜的像(步骤S43)。

在步骤S43中,若提取了角膜的像,则控制器4提取角膜的像的中心领域(步骤S44)。

在步骤S44中,若提取了角膜的像的中心领域,则控制器4判定在步骤S44中提取的左眼的角膜的像的中心领域内是否包含白色图像的像(步骤S45)。

在步骤S45中,若判定为在左眼的角膜的像的中心领域内包含白色图像的像,则控制器4判定在左眼的角膜的像的中心领域内是否包含黑色图像的像(步骤S46)。

在步骤S46中,若判定为在左眼的角膜的像的中心领域内不包含黑色图像的像,则控制器4判定在右眼的角膜的像的中心领域内是否包含黑色图像的像(步骤S47)。

在步骤S47中,若判定为在右眼的角膜的像的中心领域内包含黑色图像的像,则控制器4判定在右眼的角膜的像的中心领域内是否包含白色图像的像(步骤S48)。

在步骤S48中,若判定为在右眼的角膜的像的中心领域内不包含白色图像的像,则控制器14将在步骤S41中显示的校正用图案决定为基准图案(步骤S49)。

在步骤S45中,若判定为在左眼的角膜的像的中心领域内不包含白色图像的像,则控制器4使显示面板6显示与已经显示的校正用图案不同的校正用图案(步骤S50)。在步骤S46中,若判定为在左眼的角膜的像的中心领域内包含黑色图像的像,则控制器4使显示面板6显示与已经显示的校正用图案不同的校正用图案(步骤S50)。在步骤S47中,若判定为在右眼的角膜的像的中心领域内不包含黑色图像的像,则控制器4使显示面板6显示与已经显示的校正用图案不同的校正用图案(步骤S50)。在步骤S48中,若判定为在右眼的角膜的像的中心领域内包含白色图像的像,则控制器4使显示面板6显示与已经显示的校正用图案不同的校正用图案(步骤S50)。

在步骤S50中,若在显示面板6显示与已经显示的校正用图案不同的校正用图案,则控制器4返回到S42重复处理。

在步骤S49中,若决定了基准图案,则控制器4结束校正模式,若被输入通常模式的开始指示,则基于所决定的基准图案显示视差图像。

[第2实施方式]

接下来,参照附图对本公开的第2实施方式进行说明。第2实施方式涉及的三维显示系统100与第1实施方式相同地具备摄像装置1和三维显示装置2。

第2实施方式的摄像装置1与第1实施方式的摄像装置1相同。第2实施方式的三维显示装置2与第1实施方式相同地包含通信部3、控制器4、照射器5、显示面板6、视差屏障7。通信部3、照射器5、显示面板6以及视差屏障7与第1实施方式相同。第2实施方式的控制器4与第1实施方式相同地与三维显示装置2的各构成要素连接,并能够控制各构成要素。第2实施方式的控制器4与第1实施方式相同地构成为处理器。第2实施方式的控制器4所进行的处理与第1实施方式不同,以下,对该处理进行详细说明。

第2实施方式的校正用图像与第1实施方式的校正用图像相同。以下,使第1校正用图像为白色图像,使第2校正用图像为黑色图像进行说明。

<校正模式>

在校正模式中,控制器4使显示面板6显示校正用图像。具体地,如图10所示,控制器4使各子像素组包含的(2×n)个子像素中的任一个显示白色图像。控制器4使各子像素组包含的(2×n)个子像素之中的不使白色图像显示的子像素显示黑色图像。

控制器4提取由通信部3接收到的摄像图像中的左眼以及右眼各自的角膜的像。控制器4提取角膜的像的方法与第1实施方式相同。

控制器4提取左眼以及右眼各自的角膜的中心领域。控制器4判定在左眼以及右眼各自的角膜的中心领域内是否包含第1校正用图像的像。

若提取角膜的像的中心领域,则控制器4基于中心领域包含的校正用图像,判定左显示子像素、右显示子像素、左视差子像素(第1视差子像素)以及右视差子像素(第2视差子像素)。左显示子像素是能够通过左眼视觉辨认的子像素。右显示子像素是能够通过右眼视觉辨认的子像素。左视差子像素是能够通过左眼视觉辨认,并且不能通过右眼视觉辨认的子像素。右视差子像素是能够通过右眼视觉辨认,并且不能通过左眼视觉辨认的子像素。

具体地,控制器4判定在左眼的角膜的像的中心领域内是否包含白色图像的像。如图11的(b)以及图12的(b)所示,控制器4若判定为在左眼的角膜的像的中心领域内包含白色图像的像,则将使白色图像显示的子像素判定为左显示子像素。

控制器4若判定为在左眼的角膜的像的中心领域内包含白色图像的像,则判定在右眼的角膜的像的中心领域内是否包含白色图像的像。如图11的(a)所示,控制器4若判定为在右眼的角膜的像的中心领域内包含白色图像的像,则将使白色显示的子像素判定为左显示子像素且右显示子像素。如图12的(a)所示,控制器4若判定为在右眼的角膜的像的中心领域内不包含白色图像的像,则将使白色图像显示的子像素判定为左视差子像素。

控制器4判定在右眼的角膜的像的中心领域内是否包含白色图像的像。如图11的(a)所示,控制器4若判定为在右眼的角膜的像的中心领域内包含白色图像的像,则将使白色图像显示的子像素判定为右显示子像素。

控制器4若判定为在右眼的角膜的像的中心领域内不包含白色图像的像,则判定在左眼的角膜的像的中心领域内是否包含白色图像的像。控制器4若判定为在左眼的角膜的像的中心领域内不包含白色图像的像,则将使白色图像显示的子像素判定为右视差子像素。

控制器4若判定为白色图像的像既不包含于左眼的角膜的像的中心领域内,也不包含于右眼的角膜的像的中心领域内,则将使白色图像显示的子像素判定为既不是左显示子像素也不是右显示子像素。

接下来,控制器4在未进行上述的判定的子像素中任一个中显示白色图像,在此时未显示白色图像的子像素中显示黑色图像。然后,控制器4相同地判定显示有白色图像的子像素是左显示子像素还是右显示子像素。控制器4相同地判定显示有白色图像的子像素是左视差子像素还是右视差子像素。控制器4对子像素组Pg包含的全部的子像素重复这些处理。若结束针对全部的子像素的每一个的判定,则控制器4结束校正模式。

在图10所示的例子中,在控制器4在子像素P1显示白色图像,在子像素P2~P12显示黑色图像作为第2校正用图像的情况下,在右眼的角膜的像的中心领域内包含白色图像。因此,控制器4将子像素P1判定为右显示子像素。在控制器4在子像素P3显示白色图像,在子像素P1、P2以及P4~P12显示白色图像的情况下,在左眼的角膜的像的中心领域内包含白色图像。因此,控制器4将子像素P3判定为左显示子像素。

<通常模式>

在通常模式下,控制器4使在校正模式下判定的左视差子像素显示左眼图像。在通常模式下,控制器4使在校正模式下判定的右视差子像素显示右眼图像。控制器4也可以使在校正模式下判定的作为左显示子像素且作为右显示子像素的子像素显示黑色图像。

<校正处理的流程>

参照图13对在第2实施方式中控制器4执行的处理进行详细说明。

控制器4使各子像素组Pg内的任一子像素显示白色图像,使显示白色图像的子像素以外的子像素显示黑色图像(步骤S51)。

在步骤S51中,若显示白色图像以及黑色图像,则控制器4获取在显示中由摄像装置1拍摄并由通信部3接收到的摄像图像(步骤S52)。

在步骤S52中,若获取了摄像图像,则控制器4从在步骤S52中获取的摄像图像提取左眼以及右眼各自的角膜的像(步骤S53)。

在步骤S53中,若提取了角膜的像,则控制器4提取角膜的像的中心领域(步骤S54)。

在步骤54中,若提取了角膜的像的中心领域,则控制器4判定在左眼的角膜的像的中心领域内是否包含白色图像(步骤S55)。

在步骤S55中,若判定为在左眼的角膜的像的中心领域内包含白色图像的像,则控制器4将使白色图像显示的子像素判定为左显示子像素(步骤S56)。

控制器4判定在右眼的角膜的像的中心领域内是否包含白色图像的像(步骤S57)。

在步骤S57中,若判定为在右眼的角膜的像的中心领域内包含白色图像的像,则控制器4将使白色图像显示的子像素判定为左显示子像素且右显示子像素(步骤S58)。

在步骤S57中,若判定为在右眼的角膜的像的中心领域内不包含白色图像的像,则控制器4将使白色图像显示的子像素判定为左视差子像素(步骤S59)。

在步骤S55中,若判定为在左眼的角膜的像的中心领域内不包含白色图像的像,则控制器4判定在右眼的角膜的像的中心领域内是否包含白色图像的像(步骤S60)。

在步骤S60中,若判定为在右眼的角膜的像的中心领域内包含白色图像的像,则控制器4将使白色图像显示的子像素判定为右视差子像素(步骤S61)。

若结束步骤S59到S61的处理,则控制器4判定是否进行了针对全部的子像素的判定(步骤S62)。

在步骤S62中,若判定为未对全部的子像素进行了判定,则控制器4使其他子像素显示白色图像(步骤S63)。

在步骤S63中,若在其他子像素显示白色图像,则控制器22返回到步骤S52并重复处理。

在步骤S62中,若判定为进行了针对全部的子像素的判定,则控制器4结束校正模式,若被输入通常模式的开始指示,则基于判定显示视差图像。

作为上述的实施方式涉及的控制器4,能够采用计算机等信息处理装置。关于这样的信息处理装置,通过将记述了实现实施方式涉及的控制器4的各功能的处理内容的程序存放在信息处理装置的存储器中,并由信息处理装置的处理器来读取并执行该程序,从而能够实现。控制器4也可以构成为从非暂时性的计算机可读介质读取并安装该程序。非暂时性的计算机可读介质包含磁存储介质、光学存储介质、磁光存储介质、半导体存储介质,但是并不限于这些。磁存储介质包含磁盘、硬盘、磁带。光学存储介质包含CD(Compact Disc,光盘)、DVD、蓝光光盘(Blu-ray(注册商标)Disc)等光盘。半导体存储介质包含ROM(ReadOnly Memory,只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory,电可擦可编程只读存储器)、闪速存储器。

如以上说明的那样,在第1实施方式中,控制器4将拍摄了在左眼的角膜的像中包含白色图像、在右眼的角膜的像中不包含白色图像、在右眼的角膜中包含黑色图像且不包含左眼的黑色图像的摄像图像时显示的校正用图像作为基准图案。控制器4在通常模式下基于基准图案控制使显示面板6显示的视差图像。因此,控制器4使显示了白色图像的子像素显示左眼图像,使显示了黑色图像的子像素显示右眼图像,利用者用左眼视觉辨认左眼图像,用右眼视觉辨认右眼图像。因此,利用者能够适当地视觉辨认三维图像。

在第1实施方式中,控制器4判定在各眼睛的像的中心领域内是否分别包含白色图像以及黑色图像。人类具有相比于投影到角膜中的周边领域的物体的像而更强烈地识别投影到中心领域的物体的像的倾向。因此,控制器4基于投影到中心领域的白色图像以及黑色图像,决定校正用图案。因此,在通常模式下,利用者能够在左眼的中心领域视觉辨认左眼图像,在右眼的中心领域视觉辨认右眼。在这样的结构中,虽然可能在利用者的左眼的周边领域视觉辨认右眼图像,但是难以强烈地识别,因此在左眼的周缘领域视觉辨认的右眼图像对串扰的产生造成的影响少。通过这样进行校正,控制器4判定是否分别包含白色图像以及黑色图像的摄像图像上的领域变小。因此,能够降低控制器4的处理负荷。

在第2实施方式中,控制器4使显示面板6显示图像。控制器4基于分别对摄像图像中的校正用图像不同的一部分进行视觉辨认的利用者的左眼以及右眼各自的角膜的像,判定左显示子像素以及右显示子像素。因此,在三维显示装置2使三维图像显示之前的校正模式中,变得利用者不需要进行确认自身的左眼以及右眼分别视觉辨认白色图像以及黑色图像的作业。因此,能够削减设定所需的利用者的劳力。

在第2实施方式中,控制器4判定左眼能够视觉辨认且右眼不能视觉辨认的左视差子像素和右眼能够视觉辨认且左眼不能视觉辨认的右视差子像素。因此,控制器4通过使左视差子像素显示左眼图像,使右视差子像素显示右眼图像,从而利用者仅通过左眼视觉辨认左眼图像,仅通过右眼视觉辨认右眼图像。因此,利用者能够在降低了串扰的状态下视觉辨认三维图像。

在第2实施方式中,控制器4判定在各眼睛的像的中心领域内是否包含白色图像。因此,控制器4基于投影到中心领域的白色图像,决定左显示子像素、右显示子像素、左视差子像素以及右视差子像素。因此,在通常模式下,利用者能够在左眼的中心领域视觉辨认左眼图像,在右眼的中心领域视觉辨认右眼。因此,能够在使对串扰的产生造成的影响降低的同时降低控制器4的处理负荷。

作为代表性的例子,说明了上述的实施方式,但是对于本领域技术人员来说,在本发明的宗旨以及范围内能够进行大量变更和置换是显而易见的。因此,本发明不应理解为通过上述的实施方式来限制,在不脱离权利要求书的情况下,能够进行各种变形以及变更。例如,能够将实施方式以及实施例所记载的多个结构块组合为一个,或者将一个结构块进行分割。

例如,在上述的实施方式中,虽然设为第1校正用图像为白色图像,第2校正用图像为黑色图像,但是并不限于此。例如,也可以是第1校正用图像为黑色图像,第2校正用图像为白色图像。第1校正用图像和第2校正用图像只要相互表示图像的特征的值不同即可,以使得能够区分摄像图像的眼睛的像中的包含第1校正用图像和第2校正用图像的部分。例如,也可以是第1校正用图像为红色,第2校正用图像为绿色。

例如,在第2实施方式中,控制器4在判定在左眼的角膜的像的中心领域内是否包含白色图像之后,判定了在右眼的角膜的像的中心领域内是否包含白色图像,但是并不限于此。例如,控制器4也可以在判定在右眼的角膜的像的中心领域内是否包含白色图像之后,判定在左眼的角膜的像的中心领域内是否包含白色图像。

在上述的各实施方式中,三维显示装置2设为具备视差屏障7,但是并不限于此。例如,三维显示装置2也可以具备作为光学元件的双凸透镜8。在该情况下,如图14所示,双凸透镜8构成为在平面上在水平方向上排列在垂直方向上延伸的柱面透镜81。双凸透镜8与视差屏障7同样地,使出射了左可视领域71aL的子像素的图像光传播到利用者的右眼的位置,使出射了可视领域71aR的子像素的图像光传播到利用者的左眼的位置。

如图15所示,三维显示系统100能够搭载在平视显示器系统400。平视显示器系统400也称为HUD(Head Up Display,平视显示器)400。HUD400具备三维显示系统100、光学构件410、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使在被投影构件420反射的图像光到达利用者的左眼以及右眼。也就是说,HUD400使图像光沿着用虚线示出的光路440从三维显示系统100行进到利用者的左眼以及右眼为止。利用者能够将沿着光路440到达的图像光视觉辨认为虚像450。

如图14所示,包含三维显示系统100的HUD400也可以搭载在移动体20。HUD400也可以将结构的一部分兼用作该移动体20具备的其他装置、部件。例如,移动体20可以将风挡兼用作被投影构件420。在将结构的一部分兼用作该移动体20具备的其他装置、部件的情况下,能够将其他结构称为HUD模块或三维显示组件。在本公开中的“移动体”中包含车辆、船舶、飞机。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,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,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。

符号说明

1 摄像装置

2 三维显示装置

3 通信部

4 控制器

5 三维显示装置

5 照射器

6 显示面板

7 视差屏障

20 移动体

61 有效区域

61aL 左可视领域

61aR 右可视领域

61bL 左遮光领域

61bR 右遮光领域

71 减光领域

72 透光领域

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

440 光路

450 虚像

Pg 子像素组

P2~P12 子像素。

相关技术
  • 三维显示装置、平视显示器系统、移动体以及程序
  • 三维显示装置、三维显示系统、平视显示器以及移动体
技术分类

06120112918992