立体显示系统、眼镜装置、显示装置和图像显示系统技术领域
本发明涉及通过眼镜实现立体视觉的立体显示系统、眼镜装置、显示
装置和图像显示系统。
背景技术
近年来，实现立体视觉的立体显示系统已引起关注。立体视觉显示彼
此具有视差的左眼图像和右眼图像(视点图像)。通过分别以左和右眼观
看这些图像，观看者可以将它们识别为具有景深(depth)的立体图像。使
用眼镜的显示系统是这样的立体显示系统之一。在该显示系统中，眼镜光
学地分离显示部上显示的左眼图像和右眼图像，允许观看者的左眼观看左
眼图像而右眼观看右眼图像。利用这种立体显示系统，例如，一些系统使
用具有独立地执行打开和关闭操作的左眼快门(shutter)和右眼快门的快
门眼镜，而另一些系统使用具有透射轴方向彼此不同的左眼偏光板和右眼
偏光板的偏光眼镜(例如，日本未审查专利申请公开第H02-233088号)。
通常，观看者以各种姿态(attitude)观看显示的图像。例如，当观看
者歪斜他/她的头时，左眼图像和右眼图像的视差方向从连接观看者的左眼
和右眼的方向偏移，导致显示图像的劣化。因此，一些立体显示系统根据
眼镜的姿态生成视点图像。例如，在日本专利第3976040号中，提出了一
种根据眼镜的倾斜而生成视点图像的立体显示系统。在该立体显示系统
中，即使当观看者倾斜他/她的头时，也会响应于该动作生成适当的视点图
像，使得可以实现适当的立体视觉。
作为生成立体图像的方法，提出了几种方式。例如，在日本未审查专
利申请公开第2010-171608号中，提出了图像处理器，其中通过将二维图
像向左和右偏移来生成左眼图像和右眼图像。
发明内容
在根据日本专利第3976040号的立体显示系统中，由于根据眼镜的倾
斜来生成视点图像，所以处理可能是复杂的。在根据日本未审查专利申请
公开第H02-233088号和日本未审查专利申请公开第2010-171608号的立
体显示系统中，完全没有对观看者以各种姿态观看视点图像的情况进行描
述。
期望提供一种利用与观看者的姿态无关的简单结构可实现立体视觉
的立体显示系统、眼镜装置、显示装置和图像显示系统。
根据本发明实施方式的一种立体显示系统包括：一个以上眼镜装置；
以及显示装置，从所提供的多视点图像选择多个视点图像以显示所选的多
个视点图像，并获得表示每个眼镜装置相对于水平方向的倾斜的姿态信
息。基于获得的姿态信息，每个眼镜装置光学地从显示装置上显示的所选
的多个视点图像分离左眼图像和右眼图像。
根据本发明实施方式的一种眼镜装置包括：姿态检测部，检测表示相
对于水平方向的倾斜的姿态信息；以及分离单元，基于获得的姿态信息，
从选自所提供的多视点图像并在显示装置上显示的多个视点图像光学地
分离左眼图像和右眼图像。
根据本发明实施方式的一种显示装置包括：显示单元，从所提供的多
视点图像选择多个视点图像以显示所选的多个视点图像；以及获取单元，
获得表示一个以上眼镜装置相对于水平方向的倾斜的姿态信息。每个眼镜
装置基于获得的姿态信息，从显示单元上显示的所选的多个视点图像光学
地分离左眼图像和右眼图像。
根据本发明实施方式的一种图像显示系统包括：图像拍摄单元，从物
体拍摄多视点图像；以及立体显示系统，基于多视点图像执行立体显示，
其中，立体显示系统包括：一个以上眼镜装置；以及显示装置，从所提供
的多视点图像选择多个视点图像以显示所选的多个视点图像，并且获得表
示每个眼镜装置相对于水平方向的倾斜的姿态信息，其中，每个眼镜装置
基于获得的姿态信息，从显示装置上显示的所选的多个视点图像光学地分
离左眼图像和右眼图像。
在根据本发明实施方式的立体显示系统、眼镜装置、显示装置和图像
显示系统中，从所提供的多视点图像选出包括左眼图像和右眼图像的视点
图像，并将它们显示在显示部上。左眼图像和右眼图像基于所获得的姿态
信息。
优选地，每个眼镜装置包括检测其自身姿态的姿态检测部，并且显示
装置从每个眼镜装置中的姿态检测部获得姿态信息。
优选地，显示装置包括检测每个眼镜装置姿态的眼镜检测部。
优选地，眼镜检测部拍摄每个眼镜装置的图像，并基于所拍摄的图像
来检测每个眼镜装置的姿态。
优选地，显示装置基于姿态信息从所提供的多视点图像选择一对视点
图像。
优选地，每个眼镜装置被配置为具有左眼快门和右眼快门的快门型眼
镜，以及显示装置以时分方式交替地显示该对视点图像，并控制快门型眼
镜以使左眼快门和右眼快门以基于姿态信息的定时打开和关闭。
优选地，每个眼镜装置被配置为具有左眼偏光板和右眼偏光板的偏光
型眼镜，左眼偏光板和右眼偏光板具有彼此交叉的透射轴，以及显示装置
基于姿态信息，在使作为该一对视点图像的左眼图像和右眼图像在彼此交
叉的方向上偏光的情况下，显示左眼图像和右眼图像。
优选地，显示装置显示左眼图像以使观看者通过左眼偏光板观看左眼
图像，并且显示右眼图像以使观看者通过右眼偏光板观看右眼图像。
优选地，每个眼镜装置被配置为具有左眼快门和右眼快门的快门型眼
镜，并且显示装置获得每个快门型眼镜的姿态信息以显示多对视点图像，
并控制每个快门型眼镜以使左眼快门和右眼快门以基于姿态信息的定时
打开和关闭。
优选地，使用两对视点图像作为该多对视点图像。
根据本发明实施方式的立体显示系统、眼镜装置、显示装置和图像显
示系统，从所提供的多视点图像选择包括基于姿态信息的左眼图像和右眼
图像的多个视点图像以显示所选的多个视点图像。因此，可以在不考虑观
看者姿态的情况下以简单结构实现立体视觉。
应该理解，上面的一般描述和下面的详细描述均是示例性的，并且旨
在提供所要求的技术的进一步说明。
附图说明
附图被包括以用来提供本公开的进一步理解，并被并入和构成该说明
书的一部分。附图示出了实施方式，以及与说明书一起用于说明本发明的
原理。
图1是表示根据本发明第一实施方式的立体显示系统的构造实例的
框图；
图2是用于示出视点图像的示意图；
图3是表示图1中所示的图像处理部的构造实例的框图；
图4是表示图1中所示的快门眼镜的构造实例的框图；
图5A至图5C是用于示出图4中所示的姿态检测部的操作的示意图；
图6是表示生成视点图像的图像拍摄单元的构造实例的构造图；
图7是表示图6中所示的图像拍摄单元的操作实例的示图；
图8A和图8B是表示图1中所示的立体显示系统的操作实例的示意
图；
图9是表示图1中所示的立体显示系统的另一操作实例的示图；
图10是表示图1中所示的立体显示系统的另一操作实例的示图；
图11是表示图1中所示的立体显示系统的另一操作实例的示图；
图12A至图12C是示出了根据第一实施方式的修改例的姿态检测部
的操作的示意图；
图13是表示根据第一实施方式的修改例的图像处理部的构造实例的
框图；
图14是示出根据第一实施方式的修改例的立体显示系统的视点图像
的示意图；
图15是表示根据第一实施方式的另一修改例的立体显示系统的构造
实例的框图；
图16是表示根据本发明第二实施方式的立体显示系统的构造实例的
框图；
图17是表示图16中所示的图像处理部的构造实例的框图；
图18是表示图16中所示的立体显示系统的操作实例的示图；
图19是表示图16中所示的立体显示系统的另一操作实例的示图；
图20是表示图16中所示的立体显示系统的另一操作实例的示图；
图21是表示根据本发明第三实施方式的立体显示系统的构造实例的
框图；
图22是表示图21中所示的图像处理部的构造实例的框图；
图23是表示图21中所示的立体显示系统的操作实例的示图；
图24是表示图21中所示的立体显示系统的另一操作实例的示图；
图25是表示图21中所示的立体显示系统的另一操作实例的示图。
具体实施方式
下面，将参照附图对本发明的实施方式进行详细描述。将以下述顺序
进行描述。
1.第一实施方式
2.第二实施方式
3.第三实施方式
[第一实施方式]
[构造实例]
[总体构造实例]
图1示出了根据本发明第一实施方式的立体显示系统的构造实例。立
体显示系统1是使用快门眼镜(快门型眼镜)的显示系统。由于根据本发
明实施方式的眼镜装置、显示装置和图像显示系统已通过本实施方式具体
实现，所以它们的描述将与之结合来进行。立体显示系统1包括显示装置
10和快门眼镜60。
[显示装置10]
显示装置10基于包括涉及两个以上视点的视点图像的视点图像信号
S来显示左眼图像L和右眼图像R，从而与左眼图像L和右眼图像R的显
示同步地控制快门眼镜60。显示装置10包括图像处理部20、显示驱动部
11、显示部12、快门眼镜控制部13和接收部14。
图2示意性地表示视点图像信号S所包括的两个以上视点图像。在
该实例中，视点图像信号S包括四个视点图像(左侧视点图像PL、右侧
视点图像PR、上侧视点图像PT和下侧视点图像PB)。这四个视点图像是
通过从不同方向观看物体可获得的图像。具体来说，左侧视点图像PL是
通过从前面稍微左边观看物体获得的图像，右侧视点图像PR是通过从前
面稍微朝右边观看物体获得的图像，上侧视点图像PT是通过从前面稍微
上侧观看物体获得的图像，以及下侧视点图像是从前面稍微下侧观看物体
获得的图像。
图像处理部20基于视点图像信号S和姿态信号Sp生成图像信号S1
以将它们提供到显示驱动部11，以及生成同步信号Sync以将它们提供到
快门眼镜控制部13。
图3示出了图像处理部20的构造实例。图像处理部20包括多路分配
器(demultiplexer)(DEMUX)21、存储器221和222、信号处理部231
至234、定时控制部26以及复用器(multiplexer)(MUX)241、242和25。
多路分配器21从视点图像信号S分离包括左侧视点图像PL和右侧
视点图像PR的图像信号SLR以将它们提供到存储器221，以及分离包括
上侧视点图像PT和下侧视点图像PB的图像信号STB以将它们提供到存
储器222。在该实例中，图像信号SLT是通过并排(side-by-side)(SBS)
方法编码的左侧视点图像PL和右侧视点图像PR。图像信号STB是通过
SBS方法编码的上侧视点图像PT和下侧视点图像PB。
存储器221和222是分别存储图像信号SLR和STB的一帧的帧存储
器。具体来说，存储器221存储图像信号SLR的一帧，其中该一帧的左
侧视点图像PL部分被延伸成一帧图像以被提供到信号处理部231，而右
侧视点图像PR部分被延伸成一帧图像以被提供到信号处理部232。类似
地，存储器222存储图像信号STB的一帧，其中该一帧的上侧视点图像
PT部分被延伸成一帧图像以被提供到信号处理部233，而下侧视点图像
PB部分被延伸成一帧图像以被提供到信号处理部234。
对于存储器221和222提供的图像信号，信号处理部231至234执行
图像信号处理，诸如解码并实现高质量图像。具体来说，信号处理部231
对存储器221提供的包括左侧视点图像PL的图像信号执行图像信号处理
以生成图像信号SL。信号处理部232对存储器221提供的包括右侧视点
图像PR的图像信号执行图像信号处理以生成图像信号SR。信号处理部
233对存储器222提供的包括上侧视点图像PT的图像信号执行图像信号
处理以生成图像信号ST。信号处理部234对存储器222提供的包括下侧
视点图像PB的图像信号执行图像信号处理以生成图像信号SB。
定时控制部26生成同步信号Sync以将其提供到复用器241和242，
也将其提供到快门眼镜控制部13。
复用器241和242基于同步信号Sync分别多路复用输入至其的信号。
具体来说，复用器241多路复用信号处理部231提供的图像信号SL和信
号处理部232提供的图像信号SR，使得左侧视点图像PL的帧图像和右侧
视点图像PR的帧图像交替地排列，并输出作为图像信号SLR1的结果。
类似地，复用器242多路复用信号处理部233提供的图像信号ST和信号
处理部234提供的图像信号SB，使得上侧视点图像PT的帧图像和下侧视
点图像PB的帧图像交替地排列，并输出作为图像信号STB1的结果。
复用器25基于姿态信号Sp选择并输出或者复用器241提供的图像
信号SLR1或者复用器242提供的图像信号STB1。具体来说，稍后将描
述的复用器25，在快门眼镜60水平的条件下选择并输出图像信号SLR1，
以及在快门眼镜60横放(lying)的条件下选择并输出图像信号STB1。
这样，如稍后将描述的，图像处理部20在快门眼镜60水平的条件下
输出左侧视点图像PL和右侧视点图像PR被多路复用的图像信号，并且
在快门眼镜60放躺的条件下输出上侧视点图像PT和下侧视点图像PB被
多路复用的图像信号。因此，图像处理部20基于快门眼镜60的姿态从视
点图像信号S选择并输出一对视点图像。
在图1中，显示驱动部11基于从图像处理部20提供的图像信号S1
来驱动显示部12。显示部12基于显示驱动部11提供的驱动信号来显示包
括左眼图像L和右眼图像R的显示图像D。具体来说，显示部12以时分
方式交替地显示左眼图像L的帧图像和右眼图像R的帧图像，使所谓的倍
速(double speed)显示成为可能。
快门眼镜控制部13基于图像处理部20提供的同步信号Sync和接收
部14提供的姿态信号Sp来控制快门眼镜60。具体来说，快门眼镜控制
部13具有准备控制快门60的快门信号CTL以及将该信号经由诸如无线
通信提供到快门眼镜60的功能。
接收部14接收快门眼镜60提供的姿态信号Sp1，并将该信号作为位
置信号Sp提供到图像处理部20和快门眼镜控制部13。
[快门眼镜60]
图4示出了快门眼镜60的构造实例。快门眼镜60是观看者佩戴的眼
镜型快门装置。快门眼镜60包括左眼快门6L、右眼快门6R、接收部61、
快门驱动部62、姿态检测部63和发送部64。
左眼快门6L和右眼快门6R可以独立地打开和关闭。它们例如由诸
如液晶快门的遮光快门制成。左眼快门6L和右眼快门6R的每个的打开和
关闭条件均由快门控制信号CTL控制。
接收部61接收显示装置10的快门眼镜控制部13提供的快门控制信
号CTL。快门驱动部62基于接收部61接收的快门控制信号CTL来驱动
左眼快门6L和右眼快门6R，以控制打开和关闭操作。左眼快门6L和右
眼快门6R基于快门驱动部62提供的驱动信号来执行快门的打开和关闭操
作。
姿态检测部63检测快门眼镜60的姿态，并例如包括重力传感器。例
如为了检测佩戴快门眼镜60的观看者是在站立或坐下时观看显示部12的
显示图像、还是在躺下时观看显示图像，姿态检测部63检测快门眼镜60
的姿态。
图5A至图5C示出了快门眼镜60的姿态。图5A示出了处于水平的
状态。图5B示出了以左方向横放的状态。图5C示出了以右方向横放的
状态。在图5A至图5C中，为了方便说明，示出了指向快门眼镜60的向
下方向的矢量V。
图5A中所示的状态对应于例如观看者在站立或坐下时观看显示图像
的状态。图5B中所示的状态对应于例如观看者在以左方向躺下时观看显
示图像的状态。图5C中所示的状态对应于例如观看者在以右方向躺下时
观看显示图像的状态。
姿态检测部63检测快门眼镜60的取向。具体来说，在该实例中，通
过检测矢量V指向预先规定作为重力方向的基准的四个区域Z1至Z4中
的哪个区域，姿态检测部63检测快门眼镜60的状态是哪一个：处于水平
的状态、以左方向横放的状态和以右方向横放的状态。然后，姿态检测部
63将检测结果(姿态信息)提供到发送部64。
通过诸如无线通信，发送部64将姿态检测部63的检测结果作为姿态
信号Sp1提供到显示部10。
基于上述结构，在显示装置10中，在如图5A中所示快门眼镜60水
平的状态下，图像处理部20的复用器25选择复用器241提供的图像信号
SLR1(包括左侧视点图像PL和右侧视点图像PR的图像信号)并将其输
出作为图像信号S1。显示部12以时分方式交替地显示左侧视点图像PL
的帧图像和右侧视点图像PR的帧图像。快门眼镜控制部13控制快门眼镜
60，使得观看者用左眼在视觉上确认左侧视点图像PL，并用右眼在视觉
上确认右侧视点图像PR。
如图5B和图5C所示在快门眼镜60横放的状态下，在显示装置10
中，图像处理部20的复用器25选择复用器242提供的图像信号STB1(包
括上侧视点图像PT和下侧视点图像PB的图像信号)并将其输出作为图
像信号S1。显示部12以时分方式交替地显示上侧视点图像PT的帧图像
和下侧视点图像PB的帧图像。如图5B中所示，在快门眼镜60以左方向
横放的条件下，快门眼镜控制部13控制快门眼镜60使得观看者用左眼在
视觉上确认下侧视点图像PB，并用右眼在视觉上确认上侧视点图像PT。
如图5C中所示，在快门眼镜60以右方向横放的条件下，快门眼镜控制部
13控制快门眼镜60使得观看者用左眼在视觉上确认上侧视点图像PT，并
用右眼在视觉上确认下侧视点图像PB。
[图像拍摄单元90]
接下来，将对图像拍摄单元90进行描述，作为生成提供到立体显示
系统1的视点图像信号S的装置的实例。
图6示出了图像拍摄单元90的总体构造实例。图像拍摄单元90拍摄
物体100的图像并对其执行图像处理以输出视点图像信号S。图像拍摄单
元90包括孔径光阑(aperture stop)91、图像拍摄透镜92、微透镜阵列93、
图像拍摄器件94、图像处理部95、图像拍摄器件驱动部96和控制部97。
孔径光阑91是图像拍摄透镜92的光学孔径光阑。图像拍摄透镜92
是用于拍摄物体图像的主透镜，并且可以是诸如视频摄像机和静态照相机
的相机中所用的通用图像拍摄透镜。
微透镜阵列93具有排列有微透镜U的构造，并被设置在图像拍摄透
镜92的焦平面(成像面)上。每个微透镜U可以是诸如固态透镜、液晶
透镜和衍射透镜的透镜。图像拍摄器件94中的两个以上像素被分配给该
微透镜U。
图像拍摄器件94接收来自微透镜阵列93的光束以生成包含两个以上
图像像素数据的图像数据(图像拍摄数据)，并被设置在微透镜阵列93的
焦平面(成像面)上。图像拍摄器件94可以是二维固态图像拍摄器件，
诸如以矩阵排列的两个以上CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属
氧化物半导体)。M×N(M和N均是整数)图像像素被设置在图像拍摄
器件94的感光面(微透镜阵列93侧的表面)上。微透镜阵列93中一个
微透镜U被分配给两个以上图像像素。例如，感光面上具有(M×N)数
量的图像像素，则一个微透镜U被分配给3×3＝9个图像像素。
图像处理部95对图像拍摄器件94获得的图像数据执行预定图像处理
以生成视点图像信号S。
图像拍摄器件驱动部96驱动图像拍摄器件94以控制其光接收操作。
控制部97控制图像处理部95和图像拍摄器件驱动部96的操作，并
可以通过例如微型计算机而构成。
图7中的部分(A)和部分(B)示意性地示出了图像拍摄单元90的
操作。图7的部分(A)示出了微透镜阵列93的微透镜U和图像拍摄单
元90的图像像素之间的关系。图7的部分(B)示出了图像拍摄单元90
生成的多个视点图像P1至P9。
在图像处理部95中，从图像拍摄器件94获得的图像数据分别提取位
于微透镜U中相同位置的图像像素的像素数据(图7的(A)中以相同数
字编号的区域中的数据)，并且这些提取的像素数据被相互合成。如此，
如图7的(B)中所示，在该实例中生成九个视点图像P1至P9。生成的
视点图像P1至P9是具有彼此不同的视点的观看图像。在该实例中，其分
辨率(像素数量)分别是36(＝6x6)。这里，视点图像P2对应于图2中
所示的上侧视点图像PT，视点图像P4对应于左侧视点图像PL，视点图
像P6对应于右侧视点图像PR，并且视点图像P8对应于下侧视点图像PB。
然后，图像处理部95输出包括这九个视点图像P1至P9的视点图像信号
S。
附带地，在该实例中，虽然图像拍摄单元90生成视点图像信号S，
但是不限于此。其他图像拍摄单元或个人计算机等可以代替其生成信号。
图像拍摄单元90生成的视点图像信号S可以直接输入到立体显示系统1
中。诸如记录蓝光光盘(注册商标)的记录介质中记录的视点图像信号S
可以通过由再生设备再生来输入。
这里，左眼快门6L和右眼快门6R对应于根据本发明的一个实施方
式的“分离单元”。接收部14对应于根据本发明的一个实施方式的“获取
单元”。快门眼镜控制部13对应于根据本发明的一个实施方式的“眼镜控
制部”。
[操作和动作]
接下来，将对本发明实施方式的立体显示系统1的操作和动作进行描
述。
[总体操作概览]
首先，将对立体显示系统1的总体操作概要进行描述。在快门眼镜
60中，姿态检测部63检测快门眼镜60的姿态。发送部64将其检测结果
提供到显示装置10作为姿态信号Sp1。在显示装置10中，接收部14接
收姿态信号Sp1并将其提供到图像处理部20和快门眼镜控制部13作为姿
态信号Sp。图像处理部20基于提供的视点图像信号S和姿态信号Sp生
成图像信号S1以将其提供到显示驱动部11，并生成同步信号Sync以将其
提供到快门眼镜控制部13。显示驱动部11基于图像信号S1驱动显示部
12。显示部12基于显示驱动部11提供的驱动信号以时分方式交替地显示
左眼图像L和右眼图像R。快门眼镜控制部13基于同步信号Sync和姿态
信号Sp生成控制信号CTL以将其提供到快门眼镜60。在快门眼镜60中，
接收部61接收快门控制信号CTL，并且快门驱动部62基于接收部61接
收的快门控制信号CTL来控制左眼快门6L和右眼快门6R的打开和关闭
操作。左眼快门6L和右眼快门6R基于快门驱动部62提供的驱动信号来
执行快门的打开和关闭操作。
图8A和图8B示意性示出了立体显示系统1的显示操作。图8A示
出了显示左眼图像L时的操作。图8B示出了显示右眼图像R时的操作。
当显示装置10显示左眼图像L时，在快门眼镜60中，左眼快门6L变为
打开状态而右眼快门6R变为关闭状态，如图8A中所示。此时，观看者9
用左眼9L观看左眼图像L。另一方面，当显示装置10显示右眼图像R时，
在快门眼镜60中，左眼快门6L变为关闭状态而右眼快门6R变为打开状
态，如图8B中所示。此时，观看者9用右眼9R观看右眼图像R。当这些
操作交替地重复时，由于左眼图像L和右眼图像R之间存在视差，所以观
看者9可以将这系列的图片图像组成的图像识别为具有景深的立体图像。
[详细操作]
接下来，将对立体系统1的详细操作进行描述。
图9至图11示出了响应于快门眼镜60的姿态的立体显示系统1的操
作实例。图9的部分(A)至部分(C)示出了快门眼镜60水平的状态下
的操作实例。图10的部分(A)至部分(C)示出了快门眼镜60以左方
向横放的状态下的操作实例。图11的部分(A)至部分(C)示出了快门
眼镜60以右方向横放的状态下的操作实例。图9至图11中的每个的部分
(A)均示出了显示部12中的显示图像D。图9至图11中的每个的部分
(B)均示出了左眼图像L。图9至图11中的每个的部分(C)均示出了
右眼图像R。
如图5A至图5C中所示，快门眼镜60的姿态检测部63检测其姿态，
并且发送部64将检测结果提供到显示装置10作为姿态信号Sp1。在显示
装置10中，接收部14接收姿态信号Sp1以将其提供到图像处理部20和
快门眼镜控制部13作为姿态信号Sp。
在快门眼镜60水平的状态下(图5A)，图像处理部20的复用器25
基于表示出该状态的姿态信号Sp选择图像信号SLR1(包括左侧视点图像
PL和右侧视点图像PR的图像信号)，并将其输出作为图像信号S1。从而，
如图9的(A)中所示，显示装置10显示包括左侧视点图像PL和右侧视
点图像PR的显示图像D。另一方面，基于姿态信号Sp，快门眼镜控制部
13使用快门控制信号CTL来控制快门眼镜60，以在显示部12上显示左
侧视点图像PL的帧图像的周期期间使快门眼镜60的左眼快门6L为打开
状态而使右眼快门6R为关闭状态，并且在显示右眼视点图像PR的周期
期间使快门眼镜60的左眼快门6L为关闭状态而使右眼快门6R为打开状
态。这使观看者可以用左眼在视觉上确认左侧视点图像PL并且用右眼在
视觉上确认右侧视点图像PR。即，在立体显示系统1中，左侧视点图像
PL被显示为左眼图像L(图9的(B))而右侧视点图像PR被显示为右眼
图像R(图9的(C))。
如此，在快门眼镜60水平的状态下，如图2中所示，在横向方向上
彼此具有视差的左侧视点图像PL和右侧视点图像PR被显示为显示图像
D。从而，观看者可以将显示图像D识别为立体图像。
在快门眼镜60以左方向横放的状态下(图5B)，图像处理部20的复
用器25基于示出该状态的姿态信号Sp选择复用器241提供的图像信号
STB1(包括上侧视点图像PT和下侧视点图像PB的图像信号)，并将其输
出作为图像信号S1。从而，如图10的(A)中所示，显示装置10显示包
括上侧视点图像PT和下侧视点图像PB的显示图像D。另一方面，基于
姿态信号Sp，快门眼镜控制部13使用快门控制信号CTL来控制快门眼镜
60，以在显示部12上显示上侧视点图像PT的帧图像的周期期间使快门眼
镜60的左眼快门6L为关闭状态而使右眼快门6R为打开状态，并且在显
示下侧视点图像PB的帧图像的周期期间使左眼快门6L为打开状态而使
右眼快门6R为关闭状态。这使观看者可以在视觉上用左眼在视觉上确认
下侧视点图像PB并且用右眼在视觉上确认上侧视点图像PT。即，在立体
系统1中，下侧视点图像PB被显示为左眼图像L(图10的(B))而上侧
视点图像PT被显示为右眼图像R(图10的(C)).
如此，在快门眼镜60以左方向横放的状态下，如图2中所示，在竖
直方向上彼此具有视差的上侧视点图像PT和下侧视点图像PB被显示为
显示图像D(图10的(A))。由于快门眼镜60以左方向横放，所以下侧
视点图像PB对应于从观看者的左侧所见的视点图像。类似地，上侧视点
图像PT对应于从观看者的右侧所见的视点图像。即，上侧视点图像PT
和下侧视点图像PB变为在观看者的横向方向上彼此具有视差的视点图
像。从而，观看者可以将视点图像D识别为立体图像。
在快门眼镜60以右方向横放的状态下(图5C)，图像处理部20的复
用器25基于示出该状态的姿态信号Sp选择复用器241提供的图像信号
STB1(包括上侧视点图像PT和下侧视点图像PB的图像信号)，并将其输
出作为图像信号S1。从而，如图11的(A)中所示，显示装置10显示包
括上侧视点图像PT和下侧视点图像PB的显示图像D。另一方面，基于
姿态信号Sp，快门眼镜控制部13使用快门控制信号CTL来控制快门眼镜
60，以在显示部12显示上侧视点图像PT的帧图像的周期期间使快门眼镜
60的左眼快门6L为打开状态而使右眼快门6R为关闭状态，并且在显示
下侧视点图像PB的帧图像的周期期间使左眼快门6L为关闭状态而使右
眼快门6R为打开状态。这使观看者可以用左眼观看上侧视点图像PT而
用右眼观看下侧视点图像PB。即，在立体系统1中，上侧视点图像PT被
显示为左眼图像L(图11的(B))而下侧视点图像PB被显示为右眼图像
R(图11的(C))。
如此，在快门眼镜60以右方向横放的状态下，如图2中所示，在竖
直方向上彼此具有视差的上侧视点图像PT和下侧视点图像PB被显示为
显示图像D(图11的(A))。由于观看者以右方向躺倒，所以上侧视点图
像PT对应于从观看者的左侧所见的视点图像。类似地，下侧视点图像PB
对应于从观看者的右侧所见的视点图像。也就是，上侧视点图像PT和下
侧视点图像PB变为在观看者的横向方向上彼此具有视差的视点图像。因
此，观看者可以将显示图像D识别为立体图像。
如上所述，在立体系统1中，可以不考虑观看者的姿态而显示在观看
者的横向方向上彼此具有视差的视点图像。从而，即使当观看者躺倒并观
看显示图像时，观看者也可以将显示图像识别为立体图像。即，以与观看
现有二维图像相同的方法，可以在不限制观看者姿态的条件下观看立体图
像。特别是，在护理照料的地方，例如，卧床的老年人可以在不考虑姿态
的条件下观看立体图像。还有，例如，在诸如太空站的失重环境中，由于
失重观看者的姿态是不确定的。即使在这样情况下，因为显示装置10根
据姿态显示视点图像，所以观看者也可以观看立体图像。
[效果]
根据本实施方式，显示基于快门眼镜的姿态的左眼图像和右眼图像。
由此，观看者可以在不考虑姿态的条件下观看立体图像。
并且，在本实施方式中，从视点图像信号的多个视点图像选择左眼图
像和右眼图像。由此，可以实现简单结构。
[修改例1-1]
在上述实施方式中，在快门眼镜60水平的状态下和快门眼镜60横放
的状态下，根据姿态显示视点图像。然而，不限于此。例如，除了这些状
态以外，在快门眼镜60斜放(slanted)的状态下，可以显示根据该姿态
的视点图像。下面将对该实施方式进行描述。
图12A至图12C示出了根据本修改例的快门眼镜60B的姿态实例。
图12A示出了快门眼镜60B水平的状态。图12B示出了快门眼镜60B以
左方向斜放的状态。图12C示出了快门眼镜60B以右方向斜放的状态。
快门眼镜60B的姿态检测部63B通过检测矢量V朝向预定八个区域
Y1至Y8中的哪个区域来检测以下中的任意一个状态，例如，快门眼镜
60水平、以左方向横放、以左方向斜放、以右方向横放和以右方向斜放。
图13示出了根据本修改例的显示装置10B的图像处理部20B的构造
实例。图像处理部20B包括多路分配器21B、存储器223和224、信号处
理部235至238以及复用器243、244和25B。
多路分配器21B从包括图14中所示的八个视点图像(左侧视点图像
PL、右侧视点图像PR、上侧视点图像PT、下侧视点图像PB、左下侧视
点图像PLB、右上侧视点图像PRT、左上侧视点图像PLT、右下侧视点图
像PRB)的视点图像信号S分离包括左侧视点图像PL和右侧视点图像PR
的图像信号SLR，以将其提供到存储器221。多路分配器21B进一步从其
分离包括上侧视点图像PT和下侧视点图像PB的图像信号STB以将其提
供到存储器222，从其分离包括左下侧视点图像PLB和右上侧视点图像
PRT的图像信号SLBRT以将其提供到存储器223，以及分离包括左上侧
视点图像PLT和右下侧视点图像PRB的图像信号SLTRB以将其提供到存
储器224。
存储器223和224是分别存储图像信号SLBRT和SLTRB的一个帧的
帧存储器。信号处理部235至238对存储器223和224提供的图像信号执
行图像信号处理。
复用器243基于同步信号Sync多路复用信号处理部235提供的图像
信号SLB和信号处理部236提供的图像信号SRT，使得左下侧视点图像
PLB的帧图像和右上侧视点图像PRT的帧图像交替地排列，并输出作为
图像信号SLBRT1的结果。复用器244基于同步信号Sync多路复用信号
处理部237提供的图像信号SLT和图像处理部238提供的图像信号SRB，
使得左上侧视点图像PLT的帧图像和右下侧视点图像PRB的帧图像交替
地排列，并输出作为图像信号SLTRB1的结果。
复用器25B基于姿态信号Sp选择复用器241提供的图像信号SLR1、
复用器242提供的图像信号STB1、复用器243提供的图像信号SLBRT1
和复用器244提供的图像信号SLTRB1中的一个并将其输出。具体来说，
如稍后将描述的，当如图12B中所示快门眼镜60以左方向斜放时，复用
器25B选择并输出图像信号SLBRT1(包括左下侧视点图像PLB和右上
侧视点图像PRT的图像信号)，并且当如图12C中所示快门眼镜60以右
方向斜放时，选择并输出图像信号SLTRB1(包括左上侧视点图像PLT和
右下侧视点图像PRB的图像信号)。
[修改例1-2]
在上述实施方式中，快门眼镜检测姿态并将检测结果提供到显示装
置，然而，不限于此。例如，显示装置可代替其检测快门眼镜的姿态。下
面将对该实施方式进行描述。
图15示出了根据本修改例的立体显示系统1C的构造实例。立体显示
系统1C包括显示装置10C。显示装置10C包括检测快门眼镜60的姿态的
眼镜检测部15。眼镜检测部15包括，例如相机(图像拍摄部)。相机基于
由相机拍摄的快门眼镜60的图像来识别快门眼镜60，并检测其姿态。利
用该构造，立体显示系统1C可以检测从显示装置10C所见的快门眼镜60
的相对姿态。如此，即使当显示装置10C被设置为使得显示屏幕竖直取向
时，无需特殊设定，也可实现立体视觉。
[第二实施方式]
接下来，将对根据本发明第二实施方式的立体显示系统2进行描述。
在本实施方式中，使用偏光眼镜(偏光型眼镜)构成立体显示系统。应注
意，与根据上述第一实施方式的立体显示系统1的部件基本相似或相同的
部件被赋予同样参考标号，并将适当省略其描述。
图16示出了立体显示系统2的构造实例。立体显示系统2包括显示
装置30、屏幕36和偏光眼镜70。
显示装置30包括图像处理部40、左眼图像投影部31、右眼图像投影
部32和接收部33。
图像处理部40基于视点图像信号S和姿态图像Sp生成左眼图像信号
SL1以将其提供到左眼图像投影部31，以及生成右眼图像信号SR1并将
其提供到右眼投影部32。
图17示出了图像处理部40的构造实例。图像处理部40包括复用器
411和412。复用器411和412基于姿态信号Sp选择并输出信号处理部231
至234提供的四个图像信号SL、SR、ST和SB中的一个。此时，复用器
411和412分别选择彼此成对的视点图像信号。具体来说，在偏光眼镜70
水平的状态下(图5A)，复用器411选择图像信号SL以将其输出作为左
眼图像信号SL1，并且复用器412选择图像信号SR并将其输出作为右眼
图像信号SR1。在偏光眼镜70以左方向横放的状态下(图5B)，复用器
411选择图像信号SB以将其输出作为左眼图像信号SL1，并且复用器412
选择图像信号ST以将其输出作为右眼图像信号SR1。在偏光眼镜70以右
方向横放的状态下(图5C)，复用器411选择图像信号ST以将其输出作
为左眼图像信号SL1，并且复用器412选择图像信号SB以将其输出作为
右眼图像信号SR1。如此，图像处理部40基于偏光眼镜70的姿态从视点
图像信号S选择并输出一对视点图像。
左眼图像投影部31基于左眼图像信号SL1将图像投影到屏幕36。右
眼图像投影部32基于右眼图像信号SR1将图像投影到屏幕36。左眼图像
投影部31和右眼图像投影部32如此投影图像以使得当左眼图像投影部31
和右眼图像投影部32均投影图像时其偏光方向彼此交叉。
接收部33接收偏光眼镜70提供的姿态信号Sp1以将它们提供到图像
处理部40作为姿态信号Sp。
偏光眼镜70包括左眼偏光板7L和右眼偏光板7R。左眼偏光板7L和
右眼偏光板7R的透射轴彼此交叉。具体来说，如图16中所示，左眼偏光
板7L的透射轴为纵向方向，而右眼偏光板7R的透射轴为横向方向。从而，
观看者可以通过左眼偏光板7L观看由左眼图像投影部31投影在屏幕36
上的图像，并通过右眼偏光板7R观看由右眼图像投影部32投影在屏幕
36上的图像。
如同在上述第一实施方式的快门眼镜60中，偏光眼镜70包括姿态检
测部63和发送部64。
这里，左眼偏光板7L和右眼偏光板7R对应于根据本发明的“分离单
元”的一个实施方式。屏幕36对应于根据本发明的“显示部”的一个实
施方式。
图18至图20示出了立体显示系统2的操作实例。图18的部分(A)
至部分(C)示出了偏光眼镜70水平的状态的操作实例。图19的部分(A)
至部分(C)示出了偏光眼镜70以左方向横放的状态的操作实例。图20
的部分(A)至部分(C)示出了偏光眼镜70以右方向横放的状态的操作
实例。图18至图20的每一个的部分(A)示出了屏幕36上的显示图像D。
图18至图20的每一个的部分(B)示出了屏幕36上的左眼图像L。图18
至图20的每一个的部分(C)示出了屏幕36上的右眼图像R。
偏光眼镜70的姿态检测部63以与图5A至图5C中所示的实施方式
相同的方法检测其姿态。发送部64将其检测结果提供到显示装置30作为
姿态信号Sp1。在显示装置30中，接收部33接收姿态信号Sp1以将其提
供到图像处理部40作为姿态信号Sp。
在快门眼镜60水平的状态下(图5A)，图像处理部40基于表示其状
态的姿态信号Sp而输出图像信号SL(包括左侧视点图像PL的图像信号)
作为左眼图像信号SL1，并且输出图像信号SR(包括右侧视点图像PR的
图像信号)作为右眼图像信号SR1。而且，左眼图像投影部31将左侧视
点图像PL投影到屏幕36上，并且右眼图像投影部32将右侧视点图像PR
投影到屏幕36上，由此这两种图像被叠加以显示为显示图像D(图18的
(A))。观看者通过左眼偏光板7L观看左侧视点图像PL，并通过右眼偏
光板7R观看右侧视点图像PR。即，立体显示系统2显示左侧视点图像
PL作为左眼图像L(图18的(B))，并显示右侧视点图像PR作为右眼图
像R(图18的(C))。从而，观看者可以将显示图像D识别为立体图像。
在快门眼镜60以左方向横放的状态下(图5B)，图像处理部40基于
示出其状态的姿态信号Sp而输出图像信号SB(包括下侧视点图像PB的
图像信号)作为左眼图像信号SL1，并输出图像信号ST(包括上侧视点
图像PT的图像信号)作为右眼图像信号SR1。而且，左眼图像投影部31
将下侧视点图像PB投影到屏幕36上，并且右眼图像投影部32将上侧视
点图像PT投影到屏幕36上，由此这两种图像被叠加以显示为显示图像D
(图19的(A))。观看者通过左眼偏光板7L观看下侧视点图像PB，并
通过右眼偏光板7R观看上侧视点图像PT。即，立体显示系统2显示下侧
视点图像PB作为左眼图像L(图19的(B))，并且同时，显示上侧视点
图像PT作为右眼图像R(图19的(C))。从而，观看者可以将显示图像
D识别为立体图像。
在快门眼镜60以右方向横放的状态下(图5C)，图像处理部40基于
示出其状态的姿态信号Sp而输出图像信号ST(包括上侧视点图像PT的
图像信号)作为左眼图像信号SL1，并输出图像信号SB(包括下侧视点
图像PB的图像信号)作为右眼图像信号SR1。而且，左眼图像投影部31
将上侧视点图像PT投影到屏幕36上，并且右眼图像投影部32将下侧视
点图像PB投影到屏幕36上，由此这两种图像被叠加以显示为显示图像D
(图20的(A))。观看者通过左眼偏光板7L观看上侧视点图像PT，并通
过右眼偏光板7R观看下侧视点图像PB。即，立体显示系统2显示上侧视
点图像PT作为左眼图像L(图20的(B))，并显示下侧视点图像PB作
为右眼图像R(图20的(C))。从而，观看者可以将显示图像D识别为
立体图像。
根据本实施方式，使用偏光眼镜来构成立体显示系统。由此，可以简
化观看者佩戴的眼镜的结构。其他优点与根据上述第一实施方式的那些类
似。
[修改例2]
在上述实施方式中，通过在彼此交叉的方向上使左眼图像L和右眼图
像R偏光以将这些图像投影到屏幕36上来显示显示图像D，然而，不限
于此。类似的功能可以使用诸如上述第一实施方式的显示部12的装置来
实现。
[第三实施方式]
接下来，将对根据本发明第三实施方式的立体显示系统3进行描述。
本实施方式被配置为使得通过使用快门眼镜，两个以上观看者观看立体显
示。下面将参照假设两个观看者的实例进行描述。应注意，与根据上述第
一实施方式的立体显示系统1的部件基本相似或相同的部件被赋予相同的
参考标号，并将适当省略其描述。
图21示出了立体显示系统3的构造实例。立体显示系统3包括显示
装置5和多个快门眼镜60A和60B。
显示装置50包括图像处理部80、快门眼镜控制部53和接收部54。
图像处理部80基于视点图像信号S生成图像信号S2以将其提供到显
示驱动部11，并生成同步信号Sync以将其提供到快门眼镜控制部53。
图22示出了图像处理部80的构造实例。图像处理部80包括定时控
制部82和复用器81。定时控制部82将同步信号Sync提供到复用器241
和242以及快门眼镜控制部53，并将控制信号提供到复用器81。复用器
81基于定时控制部82提供的控制信号，多路复用由复用器241提供的图
像信号SLR1(包括左侧视点图像PL和右侧视点图像PR的图像信号)和
由复用器242提供的图像信号STB1(包括上侧视点图像PT和下侧视点图
像PB的图像信号)，并输出作为图像信号S2的结果。具体来说，复用器
81多路复用这些图像信号，以使得在该实例中，左侧视点图像PL的帧图
像、上侧视点图像PT的帧图像、右侧视点图像PR的帧图像和下侧视点
图像PB的帧图像按上述顺序排列。如此，图像处理部80适于输出两对以
上的视点图像(一对左侧视点图像PL和右侧视点图像PR、以及一对上侧
视点图像PT和下侧视点图像PB)。
快门眼镜控制部53基于图像处理部80提供的同步信号Sync和接收
部54提供的姿态信号SpA和SpB来控制快门眼镜60A和60B。具体来说，
快门眼镜控制部53通过将控制信号CTLA提供到眼镜60A来控制快门眼
镜60A，并通过将控制信号CTLB提供到眼镜60B来控制快门眼镜60B。
接收部54接收快门眼镜60A提供的姿态信号Sp1A以将其提供到快
门眼镜控制部53作为姿态信号SpA。而且，接收部54接收快门眼镜60B
提供的姿态信号Sp1B以将其提供到快门眼镜控制部53作为姿态信号
SpB。
快门眼镜60A和60B类似于上述第一实施方式的快门眼镜60(图4)。
快门眼镜60A包括左眼快门6AL和右眼快门6AR。快门眼镜60B包括左
眼快门6BL和右眼快门6BR。
在立体显示系统3中，这些构造允许显示装置50的快门眼镜控制部
53基于快门眼镜60A和60B的各自姿态来独立地控制快门眼镜60A和
60B。
接下来，关注于一个快门眼镜时(此处，快门眼镜60A)，对立体显
示系统3的操作实例进行描述。
图23至图25示出了立体显示系统3的操作实例。图23的部分(A)
至部分(C)示出了快门眼镜60A水平的状态下的操作实例。图24的部
分(A)至部分(C)示出了快门眼镜60A以左方向横放的状态下的操作
实例。图25的部分(A)至部分(C)示出了快门眼镜60A以右方向横放
的状态下的操作实例。图23至图25的每一个的部分(A)示出了显示部
12中的显示图像D。图23至图25的每一个的部分(B)示出了显示部12
中的左眼图像L。图23至图25的每一个的部分(C)示出了显示部12中
的右眼图像R。
快门眼镜60A的姿态检测部63以与图5A至图5C中所示的实施方式
相似的方法检测其姿态。发送部64将其检测结果提供到显示装置50作为
姿态信号Sp1A。在显示装置50中，接收部54接收姿态信号Sp1A以将
其提供到快门眼镜控制部53作为姿态信号SpA。
在立体显示系统3中，如图23至图25中所示，不考虑观看者的姿态，
显示部12以循环方式和时分方式显示左侧视点图像PL的帧图像、上侧视
点图像PT的帧图像、右侧视点图像PR的帧图像和下侧视点图像PB的帧
图像作为显示图像D(图23、图24和图25的每一个的部分(A))。
在快门眼镜60A水平的状态下(图5A)，快门眼镜控制部53基于示
出其状态的姿态信号SpA而使用控制信号CTLA控制快门眼镜60A，使
得在显示部12上显示左侧视点图像PL的帧图像时的周期期间使快门眼镜
60A的左眼快门6AL为打开状态而使右眼快门6AR为关闭状态，并且在
显示右侧视点图像PR的帧图像时的周期期间使左眼快门6AL为关闭状态
而使右眼快门6AR为打开状态。如此，观看者可以用左眼观看左侧视点
图像PL，并且用右眼观看右侧视点图像PR。即，立体显示系统3显示左
侧视点图像PL作为左眼图像L(图23的(B))，并显示右侧视点图像PR
作为右眼图像R(图23的(C))。
在快门眼镜60A以左方向横放的状态下，快门眼镜控制部53基于示
出其状态的姿态信号SpA而使用快门控制信号CTLA控制快门眼镜60A，
使得在显示部12上显示下侧视点图像PB的帧图像时的周期期间使快门眼
镜60A的左眼快门6AL为打开状态而使右眼快门6AR为关闭状态，并且
在显示上侧视点图像PT的帧图像时的周期期间使左侧快门6AL为关闭状
态而右眼快门6AR为打开状态。如此，观看者可以用左眼观看下侧视点
图像PB，并且用右眼观看上侧视点图像PT。即，立体显示系统3显示下
侧视点图像PB作为左眼图像L(图24的(B))，并显示上侧视点图像PT
作为右眼图像R(图24的(C))。
在快门眼镜60A以右方向横放的状态下，快门眼镜控制部53基于示
出其状态的姿态信号SpA而使用快门控制信号CTLA控制快门眼镜60A，
使得在显示部12上显示上侧视点图像PT的帧图像时的周期期间使快门眼
镜60A的左眼快门6AL为打开状态而使右眼快门6AR为关闭状态，并且
在显示下侧视点图像PB的帧图像时的周期期间使左眼快门6Al为关闭状
态而使右眼快门6AR为打开状态。如此，观看者可以用左眼观看上侧视
点图像PT，并且用右眼观看下侧视点图像PB。即，立体显示系统3显示
上侧视点图像PT作为左眼图像L(图25的(B))，并显示下侧视点图像
PB作为右眼图像R(图25的(C))。
根据本实施方式，显示了两对以上对视点图像，并且每个快门眼镜的
打开关闭定时被独立地控制以响应于每个快门眼镜的姿态。由此，两个以
上观看者可以根据各自姿态观看立体视觉。其他效果类似于上述第一实施
方式的效果。
[修改例3]
在上述实施方式中，采用两个快门眼镜60A和60B，然后，不限于此。
可以仅使用一个快门眼镜，或可选地，可使用三个以上快门眼镜。
虽然已参照一些实施方式和修改例进行描述，但是本发明不限于此，
并且各种修改例是允许的。
例如，在上述第二和第三实施方式中，偏光眼镜或快门眼镜具有姿态
检测部以将姿态的检测结果提供到显示装置，然而，不限于此。代替上述，
显示装置可包括检测眼镜姿态的眼镜检测部，如上述第一实施方式的修改
例(图15)那样。
并且，在上述实施方式和修改例中，显示装置仅基于提供的视点图像
来显示图像，然而，不限于此。例如，这样的电视装置可以是允许的，其
具有调谐器(tuner)、从通过无线电提供的两个以上视点图像信号选择想
要的视点图像信号、并基于所选的视点图像显示图像。
本发明包含涉及于2010年12月21日向日本专利局提交的日本在先
专利申请JP 2010-284357中所公开的主题，将其全部内容结合于此作为参
考。
本领域的普通技术人员应当理解，根据设计要求和其他因素，可以进
行各种修改、组合、子组合以及变形，只要它们在所附权利要求或其等同
物的范围内。