JP5342796B2 - 三次元画像表示方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、多視点画像を用いた三次元画像表示方法および装置に関する。

めがね無しで三次元画像を観察できる三次元画像表示装置（裸眼式三次元画像表示装置）として、多眼式、稠密多眼式、インテグラルイメージング方式（ＩＩ方式）、一次元ＩＩ方式（１Ｄ−ＩＩ方式：水平方向にのみ視差情報表示）等が知られている。これらは、液晶表示装置（ＬＣＤ）に代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の前面に、レンズアレイに代表される射出瞳を配するという共通の構造を持つ。射出瞳は一定間隔で設けられ、射出瞳ひとつに対して、複数のＦＰＤの画素が割り当てられるが、本明細書中では、このひとつの射出瞳に割り当てられた画素群を画素グループと称する。射出瞳は三次元画像表示装置の画素に相当し、観察位置に応じて射出瞳を経由して見える画素が切り替わる。すなわち、観察位置によって画素情報が変わる三次元画像表示用画素として振舞う。

このような構成の三次元画像表示装置においてはＦＰＤの画素が有限なため、画素グループを構成する画素数にも制限がある（例えば、一方向について２〜６４画素：２画素の場合、特に二眼式と呼ぶ）。このため、三次元画像が観察できる範囲（視域）が制限されることが避けられないとともに、視域を左右に逸脱すると、隣接した射出瞳に対応した画素グループを観察することが避けられない。このとき観察者が観察する光線は、対応した射出瞳に隣接した射出瞳を経由した光線による三次元画像であることから、光線方向と視差情報が一致せず、歪を含む。しかしながら、観察位置の移動に応じて視差画像が切り替わることから、これも三次元画像として見える。このため、この歪を含んだ三次元映像が見える領域をサイドローブと呼ぶ場合もある。ただし、正しい視域からサイドローブに移行する領域では、画素グループの両端の視差画像を左右逆転して見ることになるために、偽像（凹凸が逆転した像）が見えることが知られている。

偽像を防止する方法はこれまでもいくつか提案されている。まず、画素グループ境界に物理的に壁を設け、隣接した画素グループを見えなくする方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、観察者の位置を検出して、観察者の位置が視域の中に入るように射出瞳に対応した画素グループを再設定する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、視域からサイドローブに遷移する領域でなんらかの警告画像を知覚できるように表示することで、違和感を減らすことはできなくても、サイドローブが正しい画像でないことを観察者に伝えるというケアを行う手法も知られている（例えば、特許文献３参照）。

一方、射出瞳に割り当てられた画素グループを構成する画素数を調整することで、裸眼式三次元画像表示装置の視域を制御する方法が知られている（例えば、特許文献４参照）。
特開２００１−２１５４４４号公報 特開２００２−３４４９９８号公報 特許第３７８８９７４号公報 特許第３８９２８０８号公報

この特許文献４に記載の技術は、ｎを２以上の自然数としたときに画素グループを構成する画素数をｎと（ｎ＋１）との２値とし、（ｎ＋１）画素を有する画素グループの出現頻度を制御する。この特許文献４に記載の技術を用いた場合には、偽像以外に、帯状の妨害画像が発生することが明らかになった。

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、帯状の妨害画像の見え方を緩和し、自然にサイドローブに移行できる三次元画像表示方法および表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様による三次元画像表示方法は、画素がマトリクス状に配列された平面画像表示部と、前記平面画像表示部に対向して配置され、前記画素からの光線を制御する射出瞳が少なくとも一の方向に配列された光線制御素子と、を備えた表示装置に三次元画像を表示する三次元画像表示方法であって、前記射出瞳ひとつに対して、前記平面画像表示部の複数の画素が画素グループとして対応付けられた三次元画像表示用画像を生成し、ｎを２以上の自然数とすると、前記画素グループのそれぞれを、この画素グループの一の方向の画素数がｎとなる第１画素グループと、画素数が（ｎ＋１）となる第２画素グループのいずれかに設定するステップと、前記第２の画素グループを、前記第１画素グループの間に、離散的かつ略一定間隔に配置するステップと、前記第２画素グループの両端の画素の視差情報をお互いに混入させる補間処理を行うステップと、を備えていることを特徴とする。

また、本発明の他の態様による三次元画像表示装置は、画素がマトリクス状に配列された平面画像表示部と、前記平面画像表示部に対向して配置され、前記画素からの光線を制御する射出瞳が少なくとも一の方向に配列された光線制御素子と、を備えた三次元画像表示装置であって、前記射出瞳は、前記射出瞳ひとつに対して、前記平面画像表示部の複数の画素が画素グループとして対応付けられ、ｎを２以上の自然数とすると、前記画素グループのそれぞれを、この画素グループの一の方向の画素数がｎとなる第１画素グループと、画素数が（ｎ＋１）となる第２画素グループのいずれかに設定する設定部と、前記第２の画素グループを、前記第１画素グループの間に、離散的かつ略一定間隔に配置する配置部と、前記第２画素グループの両端の画素の視差情報をお互いに混入させる補間処理を行う補間処理部と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、帯状の妨害画像の見え方を緩和し、自然にサイドローブに移行できる三次元画像表示方法および表示装置を提供することができる。

本発明の実施形態を説明する前に、ＩＩ方式と多眼式との差および視域最適化について説明する。説明が容易なため、主に一次元について主に説明するが、本発明は二次元に適用が可能である。なお、以下の説明における上下左右縦横等の方向の説明は、下記の射出瞳のピッチ方向を横方向とした場合の相対的な方向を指す。従って、実空間における重力方向を下とした場合の、絶対的な上下左右縦横等とは必ずしも一致しない。

裸眼三次元画像表示装置の水平断面図を図１（ａ）に示す。三次元画像表示装置は、平面画像表示部１０と、射出瞳２０とを備えている。平面画像表示部１０は、例えば、液晶表示パネルのように、画素が縦方向および横方向にマトリクス状に配列された画素を有している。射出瞳２０は、例えば、レンズまたはスリットを用いて構成され、上記画素からの光線を制御する光線制御素子とも呼ばれる。図１（ａ）は、射出瞳２０と、平面画像表示部１０内における画素グループ１５との位置関係を示す水平断面図である。射出瞳２０から有限の距離Ｌで全射出瞳２０からの光線群が重畳するためには、Ａを射出瞳のピッチ、Ｂを射出瞳ひとつに対応した画素グループの平均幅ピッチとし、射出瞳２０と、平面表示装置１０との間の距離（ギャップ）をｇとしたときに、
Ａ＝Ｂ×Ｌ／（Ｌ＋ｇ） ・・・（１）
を満たせばよい。

二眼式の延長である多眼式や稠密多眼式は、射出瞳から有限の距離Ｌの位置で全ての射出瞳から射出した光線群が同一の領域に入射するように設計される。具体的には、全画素グループが一定数（ｎ個）の画素から構成され、射出瞳のピッチをこれより若干狭くする。画素ピッチをＰｐとすると、
Ｂ＝ｎ×Ｐｐ ・・・（２）
（１）、（２）式より
Ａ＝Ｂ×Ｌ／（Ｌ＋ｇ）＝（ｎ×Ｐｐ）×Ｌ／（Ｌ＋ｇ） ・・・（３）
と設計される。このＬを本明細書では視域最適化距離と称する。また、（３）式の設計を採用している方式を多眼式と称する。ところが、この多眼式では、距離Ｌで集光点が発生することが避けられず、自然な物体からの光線を再生できない。これは、多眼式は集光点に両眼を位置させ、両眼視差により立体視させるからである。また、三次元画像が見える範囲が広くなる距離Ｌが固定になる。

より実際の物体からの光線に近い光線を再現することを目的に、観察距離で集光点を発生させずに、かつ、観察距離を任意に制御する方法として、射出瞳のピッチを、
Ａ＝ｎ×Ｐｐ ・・・（４）
と設計する方法がある。

一方、有限の距離Ｌで画素グループを構成する画素数を、ｎと（ｎ＋１）の２値とし、（ｎ＋１）個の画素を有する画素グループの発生頻度ｍ（０≦ｍ＜１）を調節することで、（１）式を満たすことが可能である。すなわち（１）、（４）式より、
Ｂ＝（Ｌ＋ｇ）／Ｌ×（ｎ×Ｐｐ）＝（ｎ×Ｐｐ×（１−ｍ）＋（ｎ＋１）×Ｐｐ×ｍ）
すなわち
（Ｌ＋ｇ）／Ｌ＝（１−ｍ）＋（ｎ＋１）／ｎ×ｍ ・・・（５）
を満たすようにｍを決めればよい。（３）、（４）式より、観察距離Ｌより集光点を後方にするためには、射出瞳ピッチＡを
（ｎ×Ｐｐ）×Ｌ／（Ｌ＋ｇ）＜Ａ≦ｎ×Ｐｐ ・・・（６）
となるように設計すればよい。このように観察距離Ｌで集光点が発生することを防いだ方式を、本明細書中ではＩＩ方式と総称する。その最たる構成が、集光点を無限遠に設定した（４）式である。観察距離Ｌより後方で集光点が発生するＩＩ方式では、画素グループを構成する画素数をｎだけにすると、視域最適化距離が視距離Ｌより後方になる。このため、ＩＩ方式では、画素グループを構成する画素数をｎと（ｎ＋１）の２値にし、その画素グループ幅の平均値Ｂが（１）式を満たすように構成することで、有限の観察距離Ｌで視域を最大に確保することができる。以下、本明細書では、有限の観察距離Ｌで視域を最大に確保することを視域最適化を適用すると云う。

図１（ｂ）、１（ｃ）、１（ｄ）に、視距離Ｌにおける各観察位置での三次元画像の見え方の水平断面図を模式的に示している。図１（ｂ）は観察距離Ｌの右端の領域から見える画像、図１（ｃ）は観察距離Ｌの中央の領域から見える画像、図１（ｄ）は観察距離Ｌの左端の領域から見える画像を示す。以下、観察位置という表現がしばしば出てくるが、現象を簡単に記述するために、位置を一点として記載する。この点は単眼での観察や単カメラで撮影した状態に相当する。人が両眼で観察した場合については、両眼間隔に設定された二点から間隔位置の相違に相当した視差のある画像を観察していると理解すればよい。

多眼式とＩＩ方式では、視差画像の見え方が異なる。これについて以下に説明する。

（多眼式）
比較のためにまず多眼式について説明する。これまで説明したように、多眼式では、視域最適化距離Ｌで集光点が発生する。図２（ａ）、２（ｂ）に、９視差の場合の多眼式三次元画像表示装置の水平断面を示す。図２（ａ）は視差画像番号が付けられた画素グループを示し、図２（ｂ）は観察距離Ｌの位置から各射出瞳に引かれた直線の画素グループにおける入射位置を示している。図２（ａ）に示すように、射出瞳２０のひとつに対応する画素グループ（Ｇ＿０）に対応させられた画素は９個であり、−４から４まで番号付けされた視差画像が表示される。右端の視差画像番号４の画素から射出瞳２０を経由した光線は、距離Ｌで集光する。裏を返せば、視域最適化距離Ｌから観察すると、画素グループ（Ｇ＿０）を構成する画素のうち同一視差画像番号を表示した画素が射出瞳２０で拡大されて見える。

図３に、観察距離Ｌ’が視域最適化距離Ｌより短くなった場合（Ｌ’＜Ｌ）の多眼式三次元画像表示装置の水平断面を示す。観察距離Ｌ’が視域最適化距離Ｌより短いと、観察位置から射出瞳２０を経由して延びる直線の傾きの変化が大きくなり、結果的に射出瞳２０で拡大される視差画像番号が画面内で連続的に変化する。図３において、最左側の画素グループ１５_０に関しては、経由した射出瞳２０_０に対応する画素グループ１５_０の右端の画素が見えている。しかし、上記最左側の画素グループ１５_０より右の画素グループ１５_１に関しては、経由した射出瞳２０_１にとってのＧ＿０に対応する画素グループ１５_１の右端の画素と、隣接した射出瞳２０_１にとってのＧ＿１に対応し、射出瞳２０_２にとってのＧ＿０に対応する画素グループ１５_２の左端の画素との境界が見えている。１５_２、１５_３、１５_４に関しては、それぞれ経由した射出瞳２０_２、２０_３、２０_４にとってのＧ＿０に対応する画素グループ１５_２、１５_３、１５_４に隣接した画素グループ（Ｇ＿１）の左端の画素が観察される様子を示している。例えば、画素グループ１５_２の右側に隣接した画素グループ１５_３は、画素グループ１５_２が経由した射出瞳２０_２の右側に隣接した射出瞳２０_３にとってはＧ＿０に相当する。

図４（ａ）乃至４（ｊ）に、観察位置と、その位置から観察した三次元画像表示装置の表示面を構成する視差情報を示す。図４（ａ）は視差画像番号が付けられた画素グループを示す図、図４（ｂ）は画素グループ平均ピッチ（Ａ）と、射出瞳ピッチ（Ｂ）の関係を示す図、図４（ｃ）〜図４（ｇ）は観察距離Ｌから観察したときに観察される視差画像番号を示す図、図４（ｈ）〜図４（ｊ）は観察距離Ｌからはずれて観察したときに観察される視差画像番号を示す図である。距離Ｌの視域幅の中心から観察すると、全射出瞳２０越しに観察される画素は、対応した画素グループ（Ｇ＿０）の中心の画素になることから、観察される視差画像番号は０となる（図４（ｃ））。視域の右端から観察すると、全射出瞳２０越しに観察される画素は、対応した画素グループ（Ｇ＿０）の左端の画素になることから、観察される視差画像番号は−４になる（図４（ｄ））。視域幅の左端から観察すると、全射出瞳２０越しに観察される画素は、対応した画素グループ（Ｇ＿０）の右端の画素になることから、観察される視差画像番号は４になる（図４（ｅ））。このように９つの視差画像が観察位置に応じて切り替わって見え、両眼でこれらの視差画像を観察することで、図１（ｂ）乃至図１（ｃ）に示した８個の三次元画像が７回切り替わって見える。さらに、右の視域境界を超えて観察した場合は、全射出瞳２０越しに観察される画素は、対応した画素グループ（Ｇ＿０）ではなく、その左に隣接する画素グループ（Ｇ＿−１）の右端の画素になることから、観察される視差画像番号はＧ＿−１に属する４になる（図４（ｆ））。右目にＧ＿−１の視差画像番号４、左目にＧ＿０の視差画像番号−４を観察すると、逆視、すなわち、凹凸の反転した偽像を観察する。さらに右に移動すると、視差画像は再び、視差画像番号が３、２、１、・・・となる視差画像に切り替わり、立体視も可能になるが、射出瞳ひとつだけ表示位置がシフトするとともに、観察位置から見たときの画面幅が視域内の正しい観察位置から見たときに比較して画面の横幅が狭く見える。このことから、縦長の三次元画像になる。画面幅の変化に応じて縦長になった画像は２次元画像では頻繁に見られる状態であることから、観察者は歪を意識しにくい。よって、これらの歪を含んだ三次元画像の観察範囲を一般的にサイドローブと呼ぶが、これを観察範囲に含む場合もある。左に移動した場合も対称的に変化するが、ここでは割愛する。

一方、観察距離Ｌより前または後ろに移動して観察した場合は、画面を構成する視差画像番号が、同一画素グループ（Ｇ＿０）の範囲で切り替わり、例えば、視差画像番号−４〜４になったり（図４（ｈ））、視差画像番号２〜―２になったり（図４（ｉ））する。さらに、著しく観察距離が短かったり、遠かったりすると、同一画素グループ内では対応できず、隣接した画素グループの画素を観察することもある（図４（ｊ））。

以上、観察距離の変更に応じて、画面内で視差画像番号や画素グループが切り替わることを述べた。多眼式では、これまでも述べたように、観察距離Ｌにおいて両眼視差によって立体画像を知覚することから、両目のそれぞれに単一の視差画像が見えることが望ましい。射出瞳を経由して見える視差情報を単一にするためには、射出瞳を構成する例えばレンズのフォーカスを著しく絞ったり、射出瞳を構成するスリットやピンホールの開口幅を著しく狭くしたりする。

また、当然ながら、集光点の距離は眼間距離に略一致させられる。このような設計においては、観察距離より少しでも前後にシフトして、前述したように、観察される視差画像番号、すなわち観察される画素が画面内で切り替わる部分で、画素間の境界にある非画素領域が観察され、輝度が低下する。また、隣接した視差番号への切り替わりも不連続に見える。すなわち、視域最適化距離Ｌ近傍以外で三次元画像を観察することはできない。

（ＩＩ方式）
次に、本実施形態の立体画像表示装置に関係するＩＩ方式について説明する。典型的なＩＩ方式では、（４）式に従って射出瞳の間隔を画素幅のｎ倍に設定する。図５に、全ての画素グループがｎ画素から構成された場合のＩＩ方式三次元画像表示装置の水平断面図（部分）と、観察距離Ｌから各射出瞳に引かれた線の画素グループにおける入射位置を示す。図５では、ＩＩ方式の構成において、全ての画素グループをｎ個の画素で構成している（（５）式でｍ＝０にした場合に相当する）。射出瞳に対応する画素グループ（Ｇ＿０）のうち、最も左の画素グループ１５_０の右端の画素から射出瞳２０_０を経由して引いた線は、観察距離Ｌの視域の左端に入射している。すなわち, 画素グループ（Ｇ＿０）の右端の画素が観察される。

この入射位置から透視投影的に、さらに右の射出瞳２０_１を経由した線を引いたところ、射出瞳２０_１を経由して見える情報は、経由した射出瞳２０_１にとってのＧ＿０に対応する画素グループ１５_１の右端の画素と、隣接した射出瞳２０_１にとってのＧ＿１に対応し、射出瞳２０_２にとってのＧ＿０に対応する１５_２の左端の画素との境界になる。さらに右の射出瞳２０_２からは，射出瞳２０_２にとってのＧ＿１に対応するとともに射出瞳２０_３にとってのＧ＿０に対応する１５_３の左端の画素になってしまう（図５）。

図６（ａ）、６（ｂ）に視域最適化が適用された場合のＩＩ方式三次元画像表示装置の水平断面図を示す。図６（ａ）は視差画像番号が付された画素グループを示す図、図６（ｂ）は観察距離Ｌから各射出瞳に引かれた線の画素グループにおける入射位置を示す図である。

図６（ａ）、６（ｂ）では、ハードウェアはそのままに、離散的に（ｎ＋１）個の画素を有する画素グループを配した。これによって、有限の距離Ｌの左側の視域端から観察したときに、全て射出瞳２０_０〜２０_４にとってのＧ＿０に対応した画素グループ１５_０〜１５_４の右端の画素に表示された視差情報を観察できるようになった。すなわち、三次元画像を観察できる幅を最大化した。ＩＩ方式における視差画像番号は、射出瞳と画素との相対位置で定められ、同じ視差画像番号の視差画像を表示した画素から、射出瞳を経由して射出した光線同士は平行の関係になる。このため、（ｎ＋１）個の画素を有する画素グループ１５_２を設けることで、射出瞳と画素グループの相対位置が１画素分だけシフトされるとともに、画素グループを構成する視差画像番号も、−４〜４から−３〜５に変化し、射出瞳から射出する光線群の傾きが変化する（図６）。

ＩＩ方式は、距離Ｌで視域幅が最大化しうる点は多眼式と同じだが、射出瞳を経由して観察される視差情報については異なる。この様子を、図７（ａ）乃至７（ｊ）を参照して説明する。図７（ａ）は視差画像番号が付された画素グループを示す図、図７（ｂ）は画素グループ平均ピッチ（Ａ）と、射出瞳ピッチ（Ｂ）の関係を示す図、図７（ｃ）〜図７（ｇ）は観察距離Ｌから観察したときに観察される視差画像番号を示す図、図７（ｈ）〜図７（ｊ）は観察距離Ｌからはずれて観察したときに観察される視差画像番号を示す図である。

多眼式では視域最適化距離Ｌから観察したときに、射出瞳を経由して観察される視差画像番号は全画素グループで単一だったが、ＩＩ方式では画面内で視差画像番号が変動する。図６でも、（ｎ＋１）画素を有する画素グループの左側では、視差画像番号４が観察されるのに対し、（ｎ＋１）画素有する画素グループの右側では、視差画像番号５が観察されている。図７（ａ）乃至図７（ｊ）では、視域最適化距離Ｌの中央では、画面内で−３〜３の（図７（ｃ））、視域最適化距離Ｌの視域最適化距離Ｌの右よりでは、画面内で−４〜２の（図７（ｄ））、左よりでは、画面内で―２〜４の（図７（ｅ））、視差画像番号が観察される様子を示した。このように、観察される視差画像番号の組が観察位置に応じて変化し、それが両眼に入射することで、図１（ｂ）〜図１（ｃ）の見え方の変化を連続的に実現できる。

このように、ＩＩ方式の場合は、有限の観察距離から観察するときには必ず画面内で視差画像番号が切り替わることから、射出瞳を経由して画素部が見えたり画素境界部分が見えたりすることによる輝度変化は許されない。また、視差画像の切り替わりを連続的に見せる必要がある。よって、視差情報を混在させること（単一位置から複数の視差情報が見えるようにすること）、すなわちクロストークが積極的に行われる。クロストークは、同一の画素グループ（例えばＧ＿０）に所属する視差画像番号の中で切り替わりが生じる場合に、射出瞳経由で観察される位置の変動に応じて、隣接した二つの視差情報の比率が連続的に変化し、画像処理でいう線形補間のような効果をもたらす。またこのクロストークの存在により、観察距離が前後した場合の視差画像番号の入れ替わりも連続的に行われる。なお、極端に観察距離が短いときまたは遠いときには、画素グループの入れ替わりも連続的に行われる。表示面に近づくと、観察位置から射出瞳２０に向けて引かれる線の傾きの変化が大きくなり、結果的に視差画像番号の切り替わりの入れ替わりの頻度が増加する（図７（ｈ））。表示面から離れると、逆に視差画像番号の切り替わりの頻度が減少する（図７（ｉ）。すなわち、クロストークがあることにより、観察者は、視域最適化距離Ｌより近くから観察すれば、より透視度が高い三次元画像を見ることができ（図７（ｈ））、視域最適化距離より遠くから観察すれば、より透視度の低い三次元画像を連続的に違和感なく見ることができる。（図７（ｉ））。すなわち、観察距離の変動に伴う透視投影度の変化を再生できており、これは、ＩＩ方式が実物体からの光線を再生できているからに他ならない。この結果、図７（ｂ）において斜線で示す領域では三次元映像は連続的に切り替わる視域であるといえる。

ＩＩ方式において視域境界を超えて観察した場合は、全レンズ越しに観察される画素は、対応した画素グループがＧ＿−１だったり（図７（ｆ）、Ｇ＿１であったりするが（図７（ｇ））、すなわち射出瞳ひとつだけシフトして表示されるが、三次元画像が観察される。像の歪み方は多眼式と等しいので割愛する。

図８に、多眼式とＩＩ方式における観察距離と視差画像番号切り替わりの頻度を示した。本明細書中での多眼式とＩＩ方式の差は、両方式ともクロストークがあるとして、視域最適化距離Ｌの１点から観察したときに画面内が同一番号の視差画像で構成されるのが多眼式、視域最適化距離Ｌから観察したときに、画面内で視差画像番号が切り替わるのがＩＩ方式である。

以上、多眼式とＩＩ方式における、観察位置と視差画像番号の切り替わりについて述べた。ところが、ＩＩ方式の視域境界では、逆視、またはクロストークによって逆視の由来である視差画像が二重像として見えることに加えて、さらに帯状の妨害画像が発生する。この現象について図６を参照して説明する。

（ＩＩ特有の帯状の妨害画像の説明）
ＩＩ方式ではクロストークがあることを既に述べた。図６（ａ）、６（ｂ）を参照して、視域境界で観察される妨害画像を、クロストークを考慮して説明する。一番左端の画素グループ１５_０は、視差画像番号４の情報を表示した画素の中心が観察されるが、その右の画素グループ１５_１では、視差画像番４の情報を表示した画素のかなり右の部分が観察される。すなわち、さらに右の画素グループ１５_２の視差画像番号−４の情報を表示した画像も同時に見えてくる。図５に示す構成では、画素グループが右にずれるにつれて、徐々に視差画像番号４が見える割合が減少、視差画像番号−４が見える割合が増加し、二重像の第一像（例えば、視差画像番号４）と第二の像（例えば、視差画像番号−４）の濃度が連続的に切り替わる。視域最適化処理を施した図６に示す構成では、中央の（ｎ＋１）画素を有する画素グループ１５_２が設けられることで、従来、視差画像番号―４だった情報が、視差画像番号５に切り替わる。すなわち、第一の像の濃度が低下し第二の像の濃度が増加していたところが、不連続的に第一の像の濃度が増加する。この不連続な濃度変化は、（ｎ＋１）個の画素を有する画素グループ１５_２の形成位置に生じることから、等しい間隔で画面内に発生し、不自然な印象が強い。一次元ＩＩ方式なら、この濃度変化は垂直な線として、二次元ＩＩなら格子状に発生する。

これらの問題は、本発明に一実施形態による三次元画像表示装置によって解決される。以下に、本実施形態の三次元画像表示装置を説明する。

（一実施形態）
本実施形態の三次元画像表示装置は、ＩＩ方式における、視域境界で観察される妨害画像の違和感低減を実現する画像処理を行う。この画像処理について図６を参照して説明する。（ｎ＋１）画素を有する画素グループが発生することで、従来、視差画像番号−４の画像を表示していた画素に、視差画像番号５の画像を表示される。この変化が不連続なために、妨害画像として視認される。そこで、（ｎ＋１）個の画素を有する画素グループ１５_２の両側の視差画像情報（図６では視差画像番号−４と５、いずれも斜線で図示）を一定割合お互いに混入させることで、妨害画像の原因である不連続な変化が緩和される。さらに、図６では、視差画像番号―４を表示している画素を、（ｎ＋１）個の画素を有する画素グループ１５_２に属する画素から順に左側に、Ｌ１、Ｌ２、・・・と番号付けを行い、視差画像番号５を表示している画素を、（ｎ＋１）個の画素を有する画素グループ１５_２に属する画素から順に右側に、Ｒ１、Ｒ２、・・・と番号付けを行った。ｘを、本実施形態に係る画像処理を施す画素数（一方向）とすると、この処理においては、処理が施される画素数ｘは１である必要はない。これについて説明する。

多眼式では観察距離において、全ての射出瞳の視域が完全に重畳し、例えば視差数が９なら９視差分の視域が実現される。一方、ＩＩ方式の場合は、射出瞳に対対する画素位置が周期的（理想的には一定）である。よって、隣接した射出瞳の視域は射出瞳ピッチだけずれる。このずれ量が観察距離における視域の幅の１視差分に相当したとき、（ｎ＋１）個の画素の画素グループに起因する（ｎ＋１）視差の視域が発生し、視域のずれが是正される。このために、視差数が９の場合は、１視差分の視域は元々妨害画像が視認される領域となる。裏を返せば、図６に示す斜線の画素に処理を施しても、元々の視域を犠牲にしない。とはいえ、ｎ個の画素を有する画素グループから見れば、（ｎ＋１）個の画素を有する画素グループが左右のどちらにもに存在することから、左右の（ｎ＋１）個の画素の画素グループから本処理を施されると、２視差分が本実施形態に係る画像処理に消費される（図９）。よって、（ｎ＋１）個の画素を有する画素グループの発生頻度が（５）式より求められ、（ｎ＋１）個の画素を有する画素グループの間にあるｎ個の画素を有する画素グループの数をｙとしたときに、
１≦ ｘ ≦ １＋ｙ／２ ・・・（６）
を満たすことで、本画像処理を施す領域を１視差以下に抑え、視域を犠牲にしない。このように定めた画素領域において補間処理を行うが、他の視差情報を混入させる割合は、Ｒ１やＬ１で高く、（ｎ＋１）個の画素の画素グループから離れるにつれて、他の視差情報の混入する割合が減少することが望ましい。なぜなら、（ｎ＋１）個の画素を有する画素グループから離れるにつれてより視域の内側で観察されることから、視域内で観察される三次元画像に影響を及ぼすからである。混入の割合、すなわち、補間の方法は、バイリニア法やバイキュービック法といった従来からあるフィルターの適用方法を応用すればよい。

（タイル画像での処理）
以上、三次元画像表示時の画像（画素グループのアレイ）を用いて本実施形態に係る画像処理の概要を説明したが、この三次元画像表示用の画像には圧縮に向かない。なぜなら、三次元画像表示用の画像は一画素ごとに視差情報を並べたものであり、隣接画素情報の類似点を利用して圧縮すると、視差情報が失われるからである。そこで、一般的には圧縮用画像に同一視差情報をまとめたフォーマットを利用する。このフォーマットは、視差情報がタイル状に並べられた形態になることから、これをタイル画像と呼ぶ。タイル画像の状態で本実施形態の画像処理を施す場合について以下に説明する。

図１０に、比較のために９視差多眼式、または本実施形態の画像処理を施さないＩＩ方式のタイル画像の一例を示した。多眼式における９視差の三次元画像とは、図４（ａ）乃至図４（ｊ）に示したように、観察位置が水平に異動するのに応じて９枚の二次元画像が切り替わって見えることであり、各視差画像のアスペクトと表示面のアスペクトは等しく、タイル画像の構成画素数と、三次元画像表示用の画像の画素数は等しい。各視差画像は、図１における距離Ｌに発生した集光点の位置から、表示面を投影面として撮影した多視点画像に相当する。タイル画像の状態で圧縮または展開処理を施しても、画像劣化はタイル境界に生じることから、三次元画像表示時の画像劣化は画面の端に集中し、画面中央の三次元画像は劣化しない。本実施形態の画像処理を施さないＩＩ方式の場合は図５で説明したように、二重像が観察される（二重像が観察されない視域が狭い）。

図１１に、本実施形態の画像処理を施した９視差一次元ＩＩ方式のタイル画像を図示した。ＩＩ方式のタイル画像の生成方法については特開２００６−０９８７７９号公報に詳しく述べられている。ＩＩ方式は、多眼式の場合とは異なり、同一視差画像番号を振られたタイルのサイズ（幅）が異なっている。また、構成する視差画像番号の数も多い（多眼式では−４〜４だったのに対して、本実施形態では−８〜８）。

まず、このタイルのサイズ（幅）が一定でないことを説明する。タイル画像とは、同一視差画像番号の画素情報をまとめた形態で、各視差画像は各視点画像であることは多眼式のタイル画像の説明で述べた。ＩＩ方式では、同一視差画像情報を割り当てられた光線は平行の関係にあることから、平行投影画像が用いられる。そして、視域最適化処理によって（ｎ＋１）画素を有する画素グループが離散的に生じることによって、画素グループを構成する視差画像番号が変化する。タイル画像は、視差数番号間隔で画素に表示された視差画像を引き抜くことで生成できる。例えば、図２（ａ）、２（ｂ）に示す多眼式では、全ての画素グループが９画素から構成されていることから、９画素ごとに視差画像番号を選択すると、全て同一の視差画像番号になる。しかし、本実施形態に係るＩＩ方式の場合は、（ｎ＋１）個の画素を有する画素グループが形成された時点で９視差ごとに選択した視差画像番号が、元の視差画像番号に対して＋ｎまたは−ｎだけ変化する。例えば、図６（ａ）、６（ｂ）では、視域最適化前には視差画像番号−４の画像が表示されていた画素に、視差画像番号５（＝−４＋９）の画像が表示される。このことから、タイル画像もこれを反映して、視差番号だけ離れた視点画像が組み合わされた図１１に示すような形態になる。

ＩＩ方式のタイル画像には、本実施形態に係る画像処理を施しやすい。図１１には破線で示す補助線が描画されているが、補助線間の画素ｙは、三次元画像表示時の、（ｎ＋１）個の画素を有する画素グループが発生する間隔の画素グループの数ｙに等しい。タイル画像では画素単位であるのに対し、三次元画像表示用の画像では、画素グループ単位で数えられる。そして、本実施の形態に係る補間処理を施す場合は、視差画像番号が切り替わった箇所を中心に処理を行えば良いことから、図１１に示す画素境界を中心に太枠で示した、幅ｙ（片方の視差画像にとっては、ｙ／２）の領域に、隣接した視差画像情報を一定割合でお互いに混入させる補間処理を施せば良いことになる。処理を施す幅ｙは（７）式に従う。ｙ＝２のときは、３次元画像表示用画像における（ｎ＋１）画素の画素グループの両端の画素に補間処理を施すことを意味する。

（最適化）
最後に、（７）式において、ｘ＝ｙ／２とすると１視差分視域を犠牲にしてしまうが、ｘ＝ｙ／３に設定すると、帯状の阻害画像を防ぎつつ、０．６６視差分しか視域を犠牲にしない。つまり、従来の場合より視域が広がった印象を与える。一方、ｘが小さすぎると画像によって、帯状の妨害画像を緩和することはできない場合がある。すなわち、より効果的な処理適用範囲は、
ｙ／４ ≦ ｘ ≦ ｙ／３ ・・・（７）
である。

また、本実施の形態に係る補間処理については、一次元ＩＩ方式の場合、一方向（水平方向）でも効果があるが、直行方向にも補間処理を施すと、より帯状の妨害画像を緩和できる。また既に述べているが、境界線を中心に、その混入の割合を連続的に変更することはより広い視域を実現するためにも好ましい。

以上の説明で画素と表現した内容は、サブ画素と解釈してもよい。なぜなら画素がＲＧＢのトリプレットにて構成可能なことから、サブ画素ピッチで視差画像情報を表示したほうが再生できる光線の方向を増やせる、すなわち、より高品位な三次元画像が表示できるからである。また、説明および図面はともに水平方向についてのみ説明したが、これに直交する垂直方向にも視差情報を提示する場合（マイクロレンズアレイを用いた二次元ＩＩ方式など）には、本実施形態で説明した方法をそのまま垂直方向に適用可能である。

以下に、実施例として、本実施形態に係る画像処理を説明する。
まず、ＩＩ方式の立体画像表示装置の画像データ処理の一般的な構成を図１２に示し、画像処理手順を図１３に示す。ＩＩ方式の立体画像表示装置は、既に説明したように、平面表示装置と、射出瞳とを備えている（例えば、図７（ａ）参照）。平面表示装置は、例えば液晶表示装置であって、画素が縦方向および横方向にマトリクス状に配列された平面画像表示部を備えている。射出瞳は光線制御素子とも呼ばれ、上記平面画像表示部に対向して配置され、前記画素からの光線を制御する。また、立体画像表示装置は、画像データを処理するために、図１２に示すように、画像データ処理部３０と、画像データ提示部４０とを更に備えている。

画像データ処理部３０は、各視点画像記憶部３２と、提示情報入力部３４と、タイル画像生成部３６と、タイル画像記憶部３８とを備えている。また、画像データ提示部４０は三次元画像変換部４４と、三次元画像提示部４６とを備えている。この三次元画像提示部４６は上記平面表示装置の平面画像表示部と射出瞳である。

例えば、ＲＡＭを用いた各視点画像記憶部３２には、取得したまたは与えられた各視点画像が記憶される。一方、提示情報入力部３４には、立体画像表示装置のスペック（射出瞳のピッチＡ、サブ画素ピッチのＰｐ、平面画像表示部の画素数、射出瞳と平面画像表示部用画素の空気換算焦点距離など）が記憶されている。タイル画像生成部３６によって、各視点画像記憶部３２から各視点画像が読み込まれるとともに提示情報入力部３４の情報の情報が読み込まれる（図１３のステップＳ１、Ｓ２）。すると、タイル画像生成部３６によって、タイル画像が生成され、この生成されたタイル画像は、例えば、ＶＲＡＭを用いたタイル画像記憶部３８に記憶される（図１３のステップＳ３）。ここまでが画像データ処理部３０の処理になる。このタイル画像記憶部３８から読み出されたタイル画像が画像データ提示部４０の三次元画像変換部４４において並び替えられて三次元画像表示用の画像が生成される（図１３のステップＳ４）。この生成された三次元画像表示用の画像を三次元画像提示部４６において表示する（図１３のステップＳ５）。典型的には、画像データ処理部３０は例えばＰＣ（Personal Computer)から構成され、画像データ提示部４０は、平面表示装置の平面画像表示部および射出瞳である。三次元画像変換部４４での処理は、レンズごとに各視点画像の構成要素である各視点画像情報を並べ替えることに加え、各視点画像が３個のサブ画素から構成されている画素を単位にしているのに対し、三次元画像表示用の画像では視差画像をサブ画素ピッチで配置されることから、画素単位の情報をサブ画素単位で並び替える処理である。サブ画素単位の並び替えを三次元画像変換部４４で実行することで、処理速度低下を防ぐことが可能である。

（実施例１）
次に、本発明の実施例１による立体画像表示装置の画像処理を図１４および図１５を参照して説明する。図１４は実施例１の立体画像表示装置に係る画像データ処理の構成を示すブロック図、図１５はその画像処理手順を示すフローチャートである。

本実施例の立体画像表示装置は、図１４に示すように、画像データ処理部３０と、画像データ提示部４０とを備えている。画像データ処理部３０は、各視点画像記憶部３２と、提示情報入力部３４と、タイル画像生成部３６と、タイル画像記憶部３８とを備えている。また、画像データ提示部４０は、補間処理部４２と、三次元画像変換部４４と、三次元画像提示部４６とを備えている。すなわち、本実施例は、図１２に示す画像データ処理において補間処理部４２を新たに設けた構成、すなわち図１３に示すフローチャートにおいて補間処理を行うステップＳ４Ａを新たに設けた構成となっている（図１４、図１５）。この補間処理部４２は、タイル画像記憶部から読み出されたタイル画像に、例えば図１１に示した境界部分に補間処理を施す。その後、三次元画像変換部４４において、画素配列の並び替え処理が施される。

補間処理部４２の動作をより具体的に説明する。サブ画素単位に画像情報を並び替える三次元画像変換部４４の前に、タイル境界における補間処理を行う補間処理部４２の構成を、図１６に示す。補間処理部４２は、バイリニア法やバイキュービック法などを行う処理手段４２ａと、補間処理部４２で参照する画像データ数よりも１つ少ない画像データ数以上を保存する手段（メモリなど）を備えている。図１６には、４種類の画像データを参照して処理部４２ａによって補間処理を行う構成を示した。

画像データを保存する手段は、３個のＤ型フリップフロップＤＦＦ０、ＤＦＦ１、ＤＦＦ２を直列に接続して用いる。３個のフリップフロップＤＦＦ０、ＤＦＦ１、ＤＦＦ２を直列に接続することにより、画像データは、クロックに同期して、ＤＦＦ０→ＤＦＦ１→ＤＦＦ２へとシフトしていく。このため、入力された画像データ（４番目のデータＤ３）、ＤＦＦ０の出力データ（３番目のデータＤ２）、ＤＦＦ１の出力データ（２番目のデータＤ１）、ＤＦＦ２の出力データ（１番目のデータＤ０）の４種類を参照することができる。例えば、新たな２番目のデータ（Ｄ１’）を生成する際に、１つ前のデータ（Ｄ０）、そのデータ（Ｄ１）、１つ後のデータ（Ｄ２）、２つ後のデータ（Ｄ３）を参照する必要がある場合、この構成を用いれば、過不足なく生成できる。もちろん、新たなデータを生成するのに参照するデータの必要数が８であれば、同様の構成で、直列に接続するフリップフロップＤＦＦの数を７個にすれば良い。さらに、フリップフロップＤＦＦの数が、参照データ数より１個少ないことは、最低個数であるので、参照データ数と同数以上であっても構わない。これらのデータを用いて、処理部４２ａにおいて補間処理が行われ、その後、三次元画像変換部４４によって、並べ替え処理が行われる。

なお、図１１に示したように、全ての画像データに対し、同様の補間処理を行うわけでなく、全く補間処理を行わない画像データもある。つまり、入力された画像データの順番（位置）により、補間処理の内容が異なる。その異なる処理内容を正しい位置の画像データに行うために、入力されたデータの位置を参照する手段も必要となる。図１６に示す構成では、入力されたデータの位置を参照する手段としてアップカウンタ４２ｂを用いる。このアップカウンタ４２ｂを水平同期信号に同期させて動作させれば、データの位置の参照は簡単に行える。

なお、補間処理をサブ画素単位に画像情報を並び替えた後に実施する場合、すなわち図１４に示す三次元画像変換部４４の後に補間処理部４２が設けられる場合（図１５に示すフローチャートでは、タイル画像の画素配列を並び替えた後に補間処理を行うステップがくる場合）は、参照するデータが時系列的に並んでいない。そのため、参照するデータを保持するための手段、例えばＤＦＦの個数が、サブ画素単位に画像情報を並び替える前に実施する場合に比べ、多くなる。

三次元画像表示装置の特性により、利用する補間処理の内容が異なることがある。そのため、どの処理内容を利用するかを決める手段を有する必要がある。プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）などを使用していれば、パネル毎に処理内容を書き換えることで対応できるが、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuits)などの書き換え不可のデバイスを用いた場合、このような対応はできない。そのため、利用する予定の処理内容を予め用意し、例えば、提示情報入力部３４に記録されたパネルの特性ごとに処理内容を選択する方法がある。この選択方法は種々あり、スイッチや抵抗などを利用するのは広く知られた手段である。それらの方法と異なり、画像出力装置（ＰＣなど）から選択する方法もある。図１７に、液晶パネルの信号入力手段として広く用いられているＬＶＤＳのコネクタのピンアサインを示す（The Standard Panels Working Group (SPWG)発行：SPWG Notebook Panel Specification Version 3。0）。この３０ピンの中で、ピン番号４（ＥＤＩＤ Ｖ）、ピン番号５（ＴＰ）、ピン番号６（ＥＤＩＤ ＣＬＯＣＫ）、ピン番号７（ＥＤＩＤ ＤＡＴＡ）は、画像データや制御信号（垂直同期信号、水平同期信号、データイネーブル）に関係ない信号であり、使用されていないことも多い。そのため、この計４ピンを利用すれば、最大１６種類の処理内容を、提示情報入力部の情報に応じて選択することが可能となる。

（実施例２）
次に、本発明の実施例２による立体画像表示装置の画像処理を図１８および図１９を参照して説明する。図１８は実施例２の立体画像表示装置に係る画像データ処理の構成を示すブロック図、図１９はその画像処理手順を示すフローチャートである。

本実施例の立体画像表示装置は、図１８に示すように、補間処理を画像データ処理部３０のタイル画像生成部３６で行う構成となっている。すなわち、図１５に示すフローチャートにおいて、ステップＳ３とステップＳ４Ａを合併し、各視点画像に基づいて、各視点画像間で補間処理を施しながらタイル画像を生成してタイル画像記憶部３８に書き込むような構成を有している。

画像データ処理部３０のタイル画像生成部３６の中に、補間処理部３６ａが設けられる。これによって、各視点画像記憶部３２から読み出された各視点画像と、液晶パネルのプロファイルとに基づいて、図１１に示した境界部分に補間処理を施したタイル画像を直接的に生成し、タイル画像記憶部３８に書き込むことができる。このタイル画像記憶部３８から読み出されたタイル画像が画像データ提示部４０の三次元画像変換部４４において並び替えられて三次元画像表示用の画像が生成される（図１９のステップＳ４）。この生成された三次元画像表示用の画像を三次元画像提示部４６において表示する（図１９のステップＳ５）。

（実施例３）
次に、本発明の実施例３による立体画像表示装置の画像処理を図２０および図２１を参照して説明する。図２０は実施例３の立体画像表示装置に係る画像データ処理の構成を示すブロック図、図２１はその画像処理手順を示すフローチャートである。

本実施例の立体画像表示装置は、コンピュータグラフィックス（以下、ＣＧとも云う）を用いて、リアルタイム描画時における画像データ処理を行うものであって、図２０に示すように、画像データ処理部３０と、画像データ提示部４０とを備えている。画像データ処理部３０は、ＣＧデータ記憶部３１と、提示情報入力部３４と、タイル画像描画部３５と、タイル画像記憶部３８とを備えている。また、画像データ提示部４０は、補間処理部４２と、三次元画像変換部４４と、三次元画像提示部４６とを備えている。

次に、処理手順を説明する。まず、ＣＧによって生成されたＣＧデータは、例えばＲＡＭを用いたＣＧデータ記憶部３１に記憶される（図２１のステップＳ１１）。ここでＣＧデータとは、ポリゴンやテクスチャなど、ＣＧを描画するために必要な各種データである。そして、このＣＧデータ記憶部３１から読み出されたＣＧデータと、提示情報入力部３４から入力された液晶パネルのプロファイルに基づいて、タイル画像描画部３５においてタイル画像が生成される（図２１のステップＳ１２，Ｓ１３）。この生成されたタイル画像は例えば、タイル画像記憶部３８に書き込まれる（ステップＳ１３）。タイル画像記憶部３８から読み出されたタイル画像は、画像データ提示部４０内に設けられた補間処理部４２において補間処理が施される（ステップＳ１４）。補間処理された画像データは、三次元画像変換部４４において並び替えられて三次元画像表示用の画像が生成される（ステップＳ１５）。この生成された三次元画像表示用の画像を三次元画像提示部４６において表示する（ステップＳ１６）。

このように構成された本実施例によれば、画像データ処理部の処理負荷を低減し、リフレッシュレートを改善することができる。

（実施例４）
次に、本発明の実施例４による立体画像表示装置の画像処理を図２２および図２３を参照して説明する。図２２は実施例４の立体画像表示装置に係る画像データ処理の構成を示すブロック図、図２３はその画像処理手順を示すフローチャートである。

本実施例の立体画像表示装置による画像データ処理は、実施例３とは異なる、リアルタイム描画時の処理である。

本実施例の立体画像表示装置における画像データ処理は、図２２に示すように、補間処理を画像データ処理部３０のタイル画像描画部３５の処理後に行う構成となっている。すなわち、図２１に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１４をステップＳ１４Ａに置き換えた構成となっており、タイル画像描画部３５からタイル画像を読み出し、補間処理を行った後、タイル画像記憶部３８に書き込む。タイル画像記憶部３８から読み出されたタイル画像は、三次元画像変換部４４において並び替えられて三次元画像表示用の画像が生成される（ステップＳ１５）。この生成された三次元画像表示用の画像を三次元画像提示部４６において表示する（ステップＳ１６）。

補間処理が全て画像データ処理部４０にて行われる本実施例は、画像データ提示部４０の変更に対応できる汎用性を確保できる。

（実施例５）
実施例１乃至実施例４で説明した補間方法は、バイリニア法やバイキュービック法などがあるが、よく知られている面積階調処理を用いても良い。この場合は、補間処理を行うことなく、同様の効果を得ることができる。すなわち、図１４、１８、２０、２２に示す補間処理部を面積階調処理部に置き換えることで、補間を行うために必要だったメモリー領域を削減することができる。例えば、図１４に示す第１実施異例においては、補間処理部４２を面積階調処理部４３に置き換えればよい（図２４参照）。

以上説明したように、本発明の一実施形態によれば、帯状の妨害画像の見え方を緩和し、自然にサイドローブに移行することができる。このため、三次元画像の表示品位を大幅に改善することが可能となる。

三次元画像表示装置を示す図。 多眼式三次元画像表示装置を説明する図。 多眼式三次元画像表示装置を説明する図。 多眼式三次元画像表示装置を説明する図。 ＩＩ方式三次元画像表示装置を説明する図。 ＩＩ方式三次元画像表示装置を説明する図。 ＩＩ方式三次元画像表示装置を説明する図。 観察距離と表示面での視差画像番号切り替わり回数を示す図。 視域最適化適用時の、画素グループと、本発明の一実施形態に係る処理を施す画素との関係を説明する概念図。 多眼式三次元画像表示用のタイル画像を示す図。 ＩＩ方式三次元画像表示用のタイル画像を示す図。 ＩＩ方式の三次元画像表示装置の一般的な画像データ処理を示すブロック図。 ＩＩ方式の三次元画像表示装置の一般的な画像データ処理の手順を示すフローチャート。 実施例１に係る画像データ処理を示すブロック図。 実施例１に係る画像データ処理を示すフローチャート。 実施例１に係る補間処理部を示すブロック図。 実施例１のＳＰＷＧ準拠のピンアサインの一例を示す図。 実施例２に係る画像データ処理を示すブロック図。 実施例２に係る画像データ処理を示すフローチャート。 実施例３に係る画像データ処理を示すブロック図。 実施例３に係る画像データ処理を示すフローチャート。 実施例４に係る画像データ処理を示すブロック図。 実施例４に係る画像データ処理を示すフローチャート。 実施例５に係る画像データ処理を示すブロック図。

符号の説明

１０ 平面表示装置
１５ 画素グループ
２０ 射出瞳（光線制御素子）
３０ 画像データ処理部
３１ ＣＧデータ記憶部
３２ 各視点画像記憶部
３４ 提示情報入力部
３５ タイル画像描画部
３６ タイル画像生成部
３７ 補間処理部
３８ タイル画像記憶部
４０ 画像データ提示部
４２ 補間処理部
４３ 面積階調処理部
４４ 三次元画像変換部
４６ 三次元画像提示部

Claims (8)

1. 画素がマトリクス状に配列された平面画像表示部と、前記平面画像表示部に対向して配置され、前記画素からの光線を制御する射出瞳が少なくとも一の方向に配列された光線制御素子と、を備えた表示装置に三次元画像を表示する三次元画像表示方法であって、
   前記射出瞳ひとつに対して、前記平面画像表示部の複数の画素が画素グループとして対応付けられた三次元画像表示用画像を生成し、
   ｎを２以上の自然数とすると、前記画素グループのそれぞれを、この画素グループの一の方向の画素数がｎとなる第１画素グループと、画素数が（ｎ＋１）となる第２画素グループのいずれかに設定するステップと、
   前記第２の画素グループを、前記第１画素グループの間に、離散的かつ略一定間隔に配置するステップと、
   前記第２画素グループの両端の画素の視差情報をお互いに混入させる補間処理を行うステップと、
   を備えていることを特徴とする三次元画像表示方法。
2. 前記第２画素グループに隣接した二つの前記第１画素グループにおける前記第２画素グループから最も遠い画素の視差画像と、前記画素に隣接する、前記第１画素グループと異なる画素グループの画素の視差画像とを混入させる補間処理を行うステップを更に備え、
   前記第２画素グループの両端の画素において視差情報が混入される割合を最も高くし、
   前記第２画素グループから離れるにしたがって、前記第１画素グループの前記第２画素グループから最も遠い画素における視差画像の混入の割合を減少させることを特徴とする請求項１記載の三次元画像表示方法。
3. 視差情報を混入させる処理が行われる前記第１画素グループの数は、前記第２画素グループの間にある前記第１画素グループの総数の１／２以下であることを特徴とする請求項２記載の三次元画像表示方法。
4. 前記三次元画像表示用画像を、同一の視差画像番号毎にまとめてタイル状のタイル画像を生成するステップと、
   視差画像番号が異なる隣接したタイル画像の境界を中心に、前記補間処理を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の三次元画像表示方法。
5. 前記補間処理が、前記タイル画像の生成時にソフトウェア的に実施されることを特徴とする請求項４記載の三次元画像表示方法。
6. 前記補間処理が、前記三次元画像表示用画像の生成時にソフトウェア的に、または回路的に行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の三次元画像表示方法。
7. 前記補間処理は面積階調的に行われることを特徴とする請求項５または６記載の三次元画像表示方法。
8. 画素がマトリクス状に配列された平面画像表示部と、前記平面画像表示部に対向して配置され、前記画素からの光線を制御する射出瞳が少なくとも一の方向に配列された光線制御素子と、を備えた三次元画像表示装置であって、
   前記射出瞳は、前記射出瞳ひとつに対して、前記平面画像表示部の複数の画素が画素グループとして対応付けられ、
   ｎを２以上の自然数とすると、前記画素グループのそれぞれを、この画素グループの一の方向の画素数がｎとなる第１画素グループと、画素数が（ｎ＋１）となる第２画素グループのいずれかに設定する設定部と、
   前記第２の画素グループを、前記第１画素グループの間に、離散的かつ略一定間隔に配置する配置部と、
   前記第２画素グループの両端の画素の視差情報をお互いに混入させる補間処理を行う補間処理部と、
   を備えていることを特徴とする三次元画像表示装置。

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