(57)【要約】【課題】多眼式の立体表示を行う場合における電力消費を抑制することができるようにした立体表示装置および方法を提供する。【解決手段】検出手段としてのカメラ４Ａ，４Ｂおよび視点位置算出部５によって観察者の視点位置を検出する。表示制御部６は、検出された視点位置に基づいて、観察者に認識されない視差画像を特定し、信号処理部３に、多視点合成画像における認識されない視差画像に対応する画像部分が所定の画像に変換されるような画像変換処理を行わせる。この画像変換処理は、２次元表示パネル２における、認識されない視差画像の表示位置に対応する画素での電力消費が抑制されるように行われる。例えば２次元表示パネル２が自発光型の表示パネルである場合、認識されない視差画像に対応する画像部分を黒画像に変換することで、発光に要する電力消費を抑制させる。【選択図】図１
2010273013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が２次元的に配列された２次元表示パネルと、
多眼視用の３つ以上の視差画像を合成して多視点合成画像を生成し、その多視点合成画像を前記２次元表示パネルに表示させる信号処理部と、
前記２次元表示パネルに表示された前記多視点合成画像に含まれる各視差画像を、多眼視が可能となるように光学的に分離する分離手段と、
観察者の視点位置を検出する検出手段と、
検出された前記視点位置に基づいて、観察者に認識されない視差画像を特定し、前記信号処理部に対して、前記多視点合成画像における前記認識されない視差画像に対応する画像部分が所定の画像に変換されるような画像変換処理を行わせる表示制御部と
を備え、
前記表示制御部は、前記２次元表示パネルにおける、前記認識されない視差画像の表示位置に対応する画素での電力消費が抑制されるような画像変換処理を行わせる
立体表示装置。
【請求項２】
前記信号処理部は、
入力された多眼視用の各視差画像から、垂直方向に延在する複数のストライプ状の分割画像を切り出す処理を行う画像分割部と、
前記分割画像を、前記各視差画像ごとに水平方向に交互に配列して前記多視点合成画像を生成する画像合成部と、
前記画像合成部から出力された前記多視点合成画像に基づいて前記２次元表示パネルの駆動信号を生成する駆動処理部と
を有し、
前記表示制御部は、前記画像合成部において前記多視点合成画像を生成するときに、前記認識されない視差画像に対応する画像部分が所定の画像に変換されるような画像変換処理を行わせる
ようになされている請求項１に記載の立体表示装置。
【請求項３】
前記信号処理部は、
入力された多眼視用の各視差画像から、垂直方向に延在する複数のストライプ状の分割画像を切り出す処理を行う画像分割部と、
前記分割画像を、前記各視差画像ごとに水平方向に交互に配列して前記多視点合成画像を生成する画像合成部と、
前記画像合成部から出力された前記多視点合成画像に基づいて前記２次元表示パネルの駆動信号を生成する駆動処理部と
を有し、
前記表示制御部は、前記画像分割部に前記多眼視用の各視差画像を入力するときに、前記認識されない視差画像に代えて前記所定の画像が入力されるような画像変換処理を行わせる
ようになされている請求項１に記載の立体表示装置。
【請求項４】
前記検出手段は、複数の観察者のそれぞれの視点位置を検出することが可能なものであり、
前記表示制御部は、検出された前記複数の観察者の視点位置に基づいて、前記複数の観察者のいずれにも認識されない視差画像を特定し、その認識されない視差画像に対応する画像部分が所定の画像に変換されるような画像変換処理を行わせる
ようになされている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の立体表示装置。
【請求項５】
前記２次元表示パネルは、自発光型の表示パネルであり、
前記表示制御部は、前記認識されない視差画像に対応する画像部分が、前記所定の画像として黒画像に変換されるような画像変換処理を行わせる
ようになされている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の立体表示装置。
【請求項６】
前記２次元表示パネルは、バックライトとパネル部とを含み、前記バックライトからの光を前記パネル部で画素ごとに変調させることで画像表示を行うノーマリブラック型またはノーマリホワイト型の表示パネルであり、
前記表示制御部は、前記２次元表示パネルがノーマリブラック型である場合には前記認識されない視差画像に対応する画像部分が前記所定の画像として黒画像に変換されるような画像変換処理を行わせ、ノーマリホワイト型である場合には前記所定の画像として白画像に変換されるような画像変換処理を行わせる
ようになされている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の立体表示装置。
【請求項７】
前記分離手段は、前記２次元表示パネルからの表示画像光を遮蔽する遮蔽部と、前記２次元表示パネルからの表示画像光を透過するストライプ状のスリット部とが水平方向に交互に設けられたパララックスバリアである
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の立体表示装置。
【請求項８】
前記分離手段は、前記２次元表示パネルからの表示画像光を前記各視差画像ごとに異なる方向に偏向して出射するレンチキュラレンズである
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の立体表示装置。
【請求項９】
信号処理部によって、多眼視用の３つ以上の視差画像を合成して多視点合成画像を生成し、その多視点合成画像を、複数の画素が２次元的に配列された２次元表示パネルに表示させるステップと、
前記２次元表示パネルに表示された前記多視点合成画像に含まれる各視差画像を、多眼視が可能となるように光学的な分離手段によって分離するステップと、
検出手段によって、観察者の視点位置を検出するステップと、
検出された前記視点位置に基づいて表示制御部によって、観察者に認識されない視差画像を特定し、前記信号処理部に対して、前記多視点合成画像における前記認識されない視差画像に対応する画像部分が所定の画像に変換されるような画像変換処理を行わせるステップと
を含み、
前記表示制御部が、前記２次元表示パネルにおける、前記認識されない視差画像の表示位置に対応する画素での電力消費が抑制されるような画像変換処理を行わせる
立体表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多眼式の立体表示が可能な立体表示装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特殊な眼鏡を装着する必要がなく、裸眼で立体視が可能な立体表示方式の一つとして、パララックスバリア方式やレンチキュラ方式の立体表示装置が知られている。パララックスバリア方式は、２次元表示パネルの前面に、光を透過するストライプ状のスリット部が複数設けられたパララックスバリアと呼ばれる構造物を対向配置したものである。レンチキュラ方式は、２次元表示パネルの前面に、レンチキュラレンズを対向配置したものである。レンチキュラレンズは、一次元方向にのみ屈折力を持つシリンドリカル状のレンズ（円筒レンズ）を一次元方向に多数並列配置したものである。
【０００３】
これらの方式の立体表示装置では、互いに視差情報が異なる複数の視差画像を用意し、各視差画像から、垂直方向に延在する複数のストライプ状の分割画像を切り出す。そして、その分割画像を、各視差画像ごとに水平方向に交互に配列することにより１画面内にストライプ状の複数の視差画像が含まれる合成画像を生成し、その合成画像を２次元表示パネルに表示する。パララックスバリア方式の場合、２次元表示パネルに表示された合成画像がパララックスバリアを介して観察される。表示する分割画像の幅やパララックスバリアのスリット幅などを適切に設定することで、所定の位置、所定の方向から観察者が立体表示装置を見た場合に、スリット部を介して、観察者の左右の眼に異なる視差画像の光を別々に入射させることができる。レンチキュラ方式の場合は、２次元表示パネルに表示された合成画像がレンチキュラレンズを介して観察される。この場合、表示する分割画像の幅やシリンドリカル状のレンズピッチなどを適切に設定することで、所定の位置、所定の方向から観察者が立体表示装置を見たときに、レンチキュラレンズを介して、観察者の左右の眼に異なる視差画像の光を別々に入射させることができる。このようにして、所定の位置および方向から観察者が立体表示装置を見た場合に、立体像が知覚される。
【０００４】
立体視を実現するためには、左眼と右眼とに異なる視差画像を見せる必要があるため、少なくとも２つの視差画像が必要となる。３つ以上の視差画像を用いた場合には、多眼視を実現できる。視差画像の数が多いほど、観察者の視点位置の変化に応じた立体視を実現することができる。すなわち、運動視差が得られる。
【０００５】
特許文献１ないし４には、観察者の視点位置の変化に応じた立体視を実現するための立体表示装置に関する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３２７９４８号公報
【特許文献２】特開平１０−１５３９９０号公報
【特許文献３】特開２００７−１８９４８９号公報
【特許文献４】特開平９−９６７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、４つの視差画像を用いて多眼式の立体表示を実現する場合について考察する。この場合、２次元表示パネルに表示する合成画像には、第１ないし第４の視差画像からそれぞれ切り出されたストライプ状の分割画像が、例えば第１、第２、第３および第４の視差画像の順に交互に循環的に配列される。そして例えばパララックスバリア方式の場合、パララックスバリアを介して観察することで、ある特定の視点位置から見たときに、左眼と右眼とにある特定の視差画像のみが見える状況となることで立体像が知覚される。例えばある特定の第１の視点位置から見たときに、例えば左眼には第３の視差画像のみが見え、右眼には第２の視差画像のみが見える状況となることで立体像が知覚される。また別の第２の視点位置から見たときに、例えば左眼には第１の視差画像のみが見え、右眼には第４の視差画像のみが見える状況となることで立体像が知覚される。このように異なる視点位置から見たときに異なる視差画像が見えることによって運動視差が得られる。一方で、ある特定の視点位置から見たときに、立体視に寄与していない視差画像による光はパララックスバリアによって遮蔽される。例えば上記第１の視点位置から見たときには、第１の視差画像による光と第４の視差画像による光とがパララックスバリアによって遮蔽され、観察者には認識されない。すなわち、観察者の視点位置がある特定の位置にある限りにおいては、立体表示を行う上で観察者には認識されずにロスとなる光がある。この光のロスは、視差画像の数が多いほど大きくなる。
【０００８】
レンチキュラ方式で多眼式の立体表示を行う場合にも、基本的には上記したパララックスバリア方式と同様の光のロスが発生する。レンチキュラ方式の場合、パララックスバリアによって光が遮蔽されることは無い。しかしながら、ある特定の視点位置から見たときに、立体視に寄与していない視差画像による光が、レンチキュラレンズによって視点位置とは別の方向に偏向されて出射されている。すなわち、観察者の眼には立体視している視差画像以外の光は到達しないので、事実上、光のロスが発生する。
【０００９】
このような光のロスは、２次元表示パネルの電力消費にも影響を与える。すなわち、上記した方法により多眼式の立体表示を行う場合、視点位置の移動の有無に関わらず、２次元表示パネル上では、常にすべての視差画像の情報が含まれる合成画像を表示している。しかしながら、観察者の視点位置がある特定の位置にある限りにおいては、立体視に寄与していない視差画像の情報を表示する必要はなく、無駄な表示を行っていることになる。これは、２次元表示パネルとして例えば自発光型の表示パネルを用いている場合、常に立体視に寄与していない画素の発光を行っていることになり、無駄な電力を消費していることになる。
【００１０】
上記特許文献１ないし４には、立体表示を行う上で、観察者の視点位置の変化に応じて種々の処理を行う発明が開示されている。しかしながら、上記したような多眼式の立体表示を行う場合における、光のロスによって生ずる無駄な電力消費の問題を解決する手段については何ら開示されていない。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、多眼式の立体表示を行う場合における電力消費を抑制することができるようにした立体表示装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による立体表示装置は、複数の画素が２次元的に配列された２次元表示パネルと、多眼視用の３つ以上の視差画像を合成して多視点合成画像を生成し、その多視点合成画像を２次元表示パネルに表示させる信号処理部と、２次元表示パネルに表示された多視点合成画像に含まれる各視差画像を、多眼視が可能となるように光学的に分離する分離手段と、観察者の視点位置を検出する検出手段と、検出された視点位置に基づいて、観察者に認識されない視差画像を特定し、信号処理部に対して、多視点合成画像における認識されない視差画像に対応する画像部分が所定の画像に変換されるような画像変換処理を行わせる表示制御部とを備えたものである。そして、表示制御部が、２次元表示パネルにおける、認識されない視差画像の表示位置に対応する画素での電力消費が抑制されるような画像変換処理を行わせるようにしたものである。
【００１３】
本発明による立体表示方法は、信号処理部によって、多眼視用の３つ以上の視差画像を合成して多視点合成画像を生成し、その多視点合成画像を、複数の画素が２次元的に配列された２次元表示パネルに表示させるステップと、２次元表示パネルに表示された多視点合成画像に含まれる各視差画像を、多眼視が可能となるように光学的な分離手段によって分離するステップと、検出手段によって、観察者の視点位置を検出するステップと、検出された視点位置に基づいて表示制御部によって、観察者に認識されない視差画像を特定し、信号処理部に対して、多視点合成画像における認識されない視差画像に対応する画像部分が所定の画像に変換されるような画像変換処理を行わせるステップとを含むものである。そして、表示制御部が、２次元表示パネルにおける、認識されない視差画像の表示位置に対応する画素での電力消費が抑制されるような画像変換処理を行わせるようにしたものである。
【００１４】
本発明による立体表示装置または立体表示方法では、検出手段によって観察者の視点位置が検出され、検出された視点位置に基づいて表示制御部によって、観察者に認識されない視差画像が特定される。信号処理部は、多視点合成画像における認識されない視差画像に対応する画像部分が所定の画像に変換されるような画像変換処理を行う。この画像変換処理は、２次元表示パネルにおける、認識されない視差画像の表示位置に対応する画素での電力消費が抑制されるように行われる。例えば２次元表示パネルが自発光型の表示パネルである場合、認識されない視差画像に対応する画像部分を黒画像に変換することで、発光に要する電力消費を抑制させる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の立体表示装置または方法によれば、観察者の視点位置に基づいて観察者に認識されない視差画像を特定し、２次元表示パネルにおける、認識されない視差画像の表示位置に対応する画素での電力消費が抑制されるような所定の画像変換処理を行うようにしたので、多眼式の立体表示を行う場合における電力消費を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る立体表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態に係る立体表示装置におけるパララックスバリアの構成の概略を示す構成図である。
【図３】第１の実施の形態に係る立体表示装置における多眼視の基本概念を示す説明図である。
【図４】第１の実施の形態に係る立体表示装置において、視点位置に基づいて一部の視差画像を黒画像に変換した場合の表示状態を示す説明図である。
【図５】第１の実施の形態に係る立体表示装置において、複数の視差画像から多視点合成画像を生成する通常の過程を示す説明図である。
【図６】第１の実施の形態に係る立体表示装置において、視点位置に基づいて一部の視差画像を黒画像に変換する場合の多視点合成画像の生成過程を示す説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る立体表示装置の構成を示すブロック図である。
【図８】第２の実施の形態に係る立体表示装置において、視点位置に基づいて一部の視差画像を黒画像に変換する場合の多視点合成画像の生成過程を示す説明図である。
【図９】第３の実施の形態に係る立体表示装置におけるレンチキュラレンズの構成例を示す構成図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る立体表示装置における立体視の概念を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
＜第１の実施の形態＞
［立体表示装置の構成］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る立体表示装置の構成例を示している。この立体表示装置は、２次元表示パネル２と、２次元表示パネル２の表示面側に対向するように配置されたパララックスバリア１とを備えている。この立体表示装置はまた、信号処理部３と、カメラ４Ａ，４Ｂと、視点位置算出部５と、表示制御部６とを備えている。
【００１９】
本実施の形態において、カメラ４Ａ，４Ｂおよび視点位置算出部５が、本発明における「検出手段」の一具体例に対応する。また、パララックスバリア１が、本発明における「分離手段」の一具体例に対応する。
【００２０】
２次元表示パネル２は、複数の画素が２次元的に配列されて２次元的に画像表示を行うものである。２次元表示パネル２は、信号処理部３から出力された多視点合成画像の表示を行うようになっている。２次元表示パネル２は、自発光型の表示パネルであり、例えば有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイで構成されている。２次元表示パネル２は、例えば発光素子に流す電流量を制御することにより、画素ごとに発光量を制御可能となっている。従って、黒表示を行う場合が電力消費が最も少ないものとなっている。
【００２１】
パララックスバリア１は、２次元表示パネル２に表示された多視点合成画像に含まれる各視差画像を、多眼視が可能となるように光学的に分離するためのものである。パララックスバリア１は、図２ないし図４に示したように、２次元表示パネル２からの表示画像光を遮蔽する遮蔽部１１と、２次元表示パネル２からの表示画像光を透過するストライプ状のスリット部１２とが水平方向に交互に設けられたものである。スリット部１２の幅は、所定の位置、所定の方向から観察者が立体表示装置を見たときに、観察者の左右の眼に異なる視差画像の光が別々に入射されるような、適切な大きさに設定されている。
【００２２】
信号処理部３は、互いに異なる視差の情報が含まれた多眼視用のＮ（Ｎ＝３以上の整数）個の視差画像を合成して多視点合成画像を生成し、その多視点合成画像を２次元表示パネル２に表示させるものである。
【００２３】
信号処理部３は、画像分割部３１と、画像合成部３２と、駆動処理部３３とを有している。画像分割部３１は、入力された多眼視用の各視差画像から、垂直方向に延在する複数のストライプ状の分割画像を切り出す処理を行うものである。画像合成部３２は、画像分割部３１から出力された分割画像を、各視差画像ごとに水平方向に交互に配列して多視点合成画像を生成するものである。駆動処理部３３は、画像合成部３２から出力された多視点合成画像に基づいて２次元表示パネル２の駆動信号を生成して２次元表示パネル２に多視点合成画像を表示させるものである。
【００２４】
カメラ４Ａ，４Ｂは、例えばＣＣＤカメラ（Charge Coupled Device）であり、主に観察者の顔を撮影するようになっている。視点位置算出部５は、カメラ４Ａ，４Ｂの撮影情報に基づいて、パララックスバリア１に対する観察者の相対的な視点位置を算出するようになっている。視点位置算出部５は、例えば、カメラ４Ａ，４Ｂで撮影したそれぞれの画像を個々に画像処理して、それぞれの画像内での観察者の左眼および右眼の位置を算出する。次に、それぞれの画像内での観察者の眼の位置と、２台のカメラ４Ａ，４Ｂの特性と位置関係とから、観察者の左眼および右眼の位置を算出する。なお、具体的な位置検出手法は、上記した手法に限らず、従来から知られている種々の検出方法を用いることが可能である。
【００２５】
表示制御部６は、カメラ４Ａ，４Ｂおよび視点位置算出部５によって検出された視点位置に基づいて、２次元表示パネル２に表示された多視点合成画像における、観察者に認識されない視差画像を特定するようになっている。表示制御部６はまた、信号処理部３に対して、多視点合成画像における認識されない視差  画像に対応する画像部分が所定の画像に変換されるような画像変換処理を行わせるようになっている。この画像変換処理は、２次元表示パネル２における、認識されない視差画像の表示位置に対応する画素での電力消費が抑制されるように行われる。具体的には、２次元表示パネル２は、上記したように黒表示を行う場合が最も電力消費が少ないので、表示制御部６は、所定の画像として黒画像に変換されるような画像変換処理を信号処理部３に対して行わせるようになっている。この黒画像への変換は、後述するように、画像合成部３２において多視点合成画像を生成するときに行われるようになっている。
【００２６】
［立体表示装置の動作］
この立体表示装置の表示動作の大まかな流れを以下に記す。
（１）  画像分割部３１に多眼視用のＮ個の視差画像を入力し、各視差画像から、垂直方向に延在する複数のストライプ状の分割画像を切り出し、画像合成部３２に出力する。画像合成部３２は、分割画像を、各視差画像ごとに水平方向に交互に配列して多視点合成画像を生成する。
（２）  駆動処理部３３が、画像合成部３２から出力された多視点合成画像に基づいて２次元表示パネル２の駆動信号を生成して２次元表示パネル２に多視点合成画像を表示させる。
（３）  処理（１），（２）と平行して、カメラ４Ａ，４Ｂおよび視点位置算出部５によって、パララックスバリア１に対する観察者の相対的な視点位置を算出する。
（４）  検出された視点位置に基づいて、表示制御部６が、２次元表示パネル２に表示された多視点合成画像における、観察者に認識されない視差画像を特定する。
（５）  表示制御部６が、信号処理部３に対して、多視点合成画像における認識されない視差画像に対応する画像部分が所定の画像（黒画像）に変換されるような画像変換処理を行わせる。
（６）  処理（１）に戻って、処理（１）から処理（５）の動作を繰り返す。
なお、処理（１）から処理（５）の全体の繰り返しループの回数に対して、処理（３）と処理（４）の処理回数は間引いても構わない。
【００２７】
以下、図面を参照して上記した各処理の具体例を説明する。なお、以下では観察者は一人であるものとして説明する。
【００２８】
図５は、信号処理部３において多視点合成画像が生成されるまでの過程を模式的に示している（上記処理（１）に対応）。図５では、第１ないし第４の４つの視差画像を用いた例を示している。画像分割部３１には、図５上段に示したような第１ないし第４の視差画像が入力される。画像分割部３１では、図５中段に示したように、第１ないし第４の視差画像からそれぞれストライプ状の分割画像を切り出す。画像合成部３２では、分割画像を、各視差画像ごとに水平方向に交互に配列して、図５下段に示したような多視点合成画像を生成する。結果的に、多視点合成画像は、第１ないし第４の視差画像からそれぞれ切り出されたストライプ状の分割画像が、第１、第２、第３および第４の視差画像の順に水平方向に交互に循環的に配列された合成画像となる。
【００２９】
図３は、この立体表示装置において、図５に示した多視点合成画像を２次元表示パネル２に表示することで、多眼式の立体表示をしている状態を示している（上記処理（２）に対応）。この立体表示装置では、２次元表示パネル２に表示された多視点合成画像を、パララックスバリア１を介して観察することで、ある特定の視点位置から見たときに、左眼１０Ｌと右眼１０Ｒとにある特定の視差画像のみが見える状況となることで立体像が知覚される。例えば中央の第１の視点位置から見たときには、左眼１０Ｌには第３の視差画像からの光Ｌ３のみが認識され、右眼１０Ｒには第２の視差画像からの光Ｌ２のみが認識される状況となることで、第３の視差画像と第２の視差画像とに基づく立体像が知覚される。視点が左側に移動して第２の視点位置から見たときには、左眼１０Ｌには第１の視差画像からの光Ｌ１のみが認識され、右眼１０Ｒには第４の視差画像からの光Ｌ４のみが認識される状況となることで、第１の視差画像と第４の視差画像とに基づく立体像が知覚される。
【００３０】
このように異なる視点位置から見たときに異なる視差画像が見えることによって運動視差が得られる。一方で、ある特定の視点位置から見たときに、立体視に寄与していない視差画像による光はパララックスバリア１の遮蔽部１１によって遮蔽される。例えば中央の第１の視点位置から見たときには、第１の視差画像からの光Ｌ１と第４の視差画像からの光Ｌ４とがパララックスバリア１の遮蔽部１１によって遮蔽され、観察者には認識されない。すなわち、観察者の視点位置がある特定の位置にある限りにおいては、立体表示を行う上で観察者には認識されずにロスとなる光がある。表示制御部６は、このような観察者に認識されない視差画像を、検出された視点位置に基づいて特定し、信号処理部３に対して、その認識されない視差画像に対応する画像部分が黒画像に変換されるような画像変換処理を行わせる（上記処理（４），（５））。
【００３１】
図６は、視点位置に基づいて一部の視差画像を黒画像に変換する場合の多視点合成画像の生成過程を示している（上記処理（５）に対応）。図６では、第１の視差画像と第４の視差画像とが観察者に認識されない視差画像として特定され、それらを黒画像に変換する例を示している。画像分割部３１に第１ないし第４の視差画像が入力され、それらからストライプ状の分割画像を切り出す処理は図５の例と同様である（図６上段および図６中段）。次に、画像合成部３２では、分割画像を各視差画像ごとに水平方向に交互に配列して多視点合成画像を生成するが、このときに、観察者に認識されない第１の視差画像と第４の視差画像とに対応する分割画像を、表示制御部６の制御に基づいて黒画像に変換する。結果的に、多視点合成画像は、第１の視差画像から変換された黒画像、第２および第３の視差画像、第４の視差画像から変換された黒画像の順に、水平方向に交互に循環的に配列された合成画像となる（図６下段）。
【００３２】
図４は、この立体表示装置において、図６に示した多視点合成画像を２次元表示パネル２に表示して立体表示している状態を示している。２次元表示パネル２上では、第１の視差画像と第４の視差画像とに対応する部分が、黒画像に変換されて表示される。このような表示状態であっても、中央の第１の視点位置から見たときには、左眼１０Ｌには第３の視差画像からの光Ｌ３のみが認識され、右眼１０Ｒには第２の視差画像からの光Ｌ２のみが認識される状況となる。これにより、第３の視差画像と第２の視差画像とに基づく立体像が知覚される。
【００３３】
同様にして、視点が左側の第２の視点位置に移動したときには、第３の視差画像と第２の視差画像とを黒画像に変換すれば良い。この場合、第２の視点位置において、第１の視差画像と第４の視差画像とに基づく立体像が知覚される。
【００３４】
［第１の実施の形態による効果］
本実施の形態によれば、観察者の視点位置に基づいて観察者に認識されない視差画像を特定して、多視点合成画像を部分的に黒画像に変換する処理を行うようにしたので、自発光型の表示パネルを用いて多眼式の立体表示を行う場合における電力消費を抑制することができる。自発光型の表示パネルは、一般に発光素子を発光させる時間とともに性能劣化があり、それに伴い使用時間に限りがあり、寿命がある。本実施の形態によれば、部分的に発光素子の発光時間が減少するので、黒画像への変換を行わない場合に比べて性能劣化が抑えられ、立体表示装置として長寿命化を図れる。
【００３５】
また、本実施の形態の立体表示装置によれば、結果的に、観察者の視点位置に対応する方向以外には光が出射されないので、観察者以外には、画面を見えなくすることが可能となり、例えば横から覗き込んだ他の観察者に対しては映像を見えなくすることできる。これにより、パーソナル性の向上やセキュリティの向上が図れるという効果もある。
【００３６】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る立体表示装置について説明する。なお、上記第１の実施の形態に係る立体表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００３７】
図７は、本実施の形態に係る立体表示装置の構成例を示している。図１に示した立体表示装置では、表示制御部６が、黒画像への変換処理を信号処理部３の画像合成部３２に対して行わせる。すなわち、各視差画像から分割画像を切り出した後、合成するときに黒画像への変換を行う。これに対して、本実施の形態に係る立体表示装置では、表示制御部６Ａが、画像分割部３１に対して画像変換処理を行わせる。すなわち、画像分割部３１に多眼視用の各視差画像を入力するときに、観察者に認識されない視差画像に代えて黒画像が入力されるような画像変換処理を行わせる。
【００３８】
図８は、本実施の形態において、視点位置に基づいて一部の視差画像を黒画像に変換する場合の多視点合成画像の生成過程を示している（上記処理（５）に対応）。図８では、図６の場合と同様、第１の視差画像と第４の視差画像とが観察者に認識されない視差画像として特定され、それらを黒画像に変換する例を示している。図８上段に示したように、画像分割部３１に第１ないし第４の視差画像を入力する段階で、表示制御部６の制御に基づいて第１の視差画像と第４の視差画像とを黒画像に変換する。画像分割部３１では、図８中段に示したように、第１の視差画像から変換された黒画像と、第２および第３の視差画像と、第４の視差画像から変換された黒画像とからそれぞれストライプ状の分割画像を切り出す。画像合成部３２では、分割画像を、各視差画像ごとに水平方向に交互に配列して、図８下段に示したような多視点合成画像を生成する。結果的に、多視点合成画像は、図６下段の場合と同様、第１の視差画像から変換された黒画像、第２および第３の視差画像、第４の視差画像から変換された黒画像の順に、水平方向に交互に循環的に配列された合成画像となる。
【００３９】
本実施の形態においても、最終的に出力される多視点合成画像は、上記第１の実施の形態と同様であり、上記第１の実施の形態と同様の省電力化等の効果が得られる。
【００４０】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係る立体表示装置について説明する。なお、上記第１または第２の実施の形態に係る立体表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４１】
上記第１および第２の実施の形態では、パララックスバリア方式の立体表示装置の例について説明したが、本実施の形態は、レンチキュラ方式の立体表示装置に関する。本実施の形態に係る立体表示装置は、図９および図１０に示したように、本発明における「分離手段」として、パララックスバリア１に代えてレンチキュラレンズ１Ａを２次元表示パネル２の表示面側に対向配置したものである。レンチキュラレンズ１Ａを配置したことを除いて、上記第１または第２の実施の形態に係る立体表示装置と同様の構成となっている。
【００４２】
レンチキュラレンズ１Ａは、例えば垂直方向に延在し、水平方向にのみ屈折力を持つシリンドリカル状のレンズ（円筒レンズ）１３を、水平方向に多数並列配置したものである。シリンドリカル状のレンズ１３のレンズピッチは、多眼視で表示する視差数に応じて適切に設定されている。例えば４視差での多眼視を行う場合、１つのシリンドリカル状のレンズ１３に対して視差の異なる４つの分割画像が対応するように設定されている。このように設定することで、２次元表示パネル２からの表示画像光を、各視差画像ごとに異なる方向に偏向して出射させる。
【００４３】
図１０は、この立体表示装置において、図５に示した多視点合成画像を２次元表示パネル２に表示することで、多眼式の立体表示をしている状態を示している（上記処理（２）に対応）。この立体表示装置では、２次元表示パネル２に表示された多視点合成画像を、レンチキュラレンズ１Ａを介して観察することで、ある特定の視点位置から見たときに、左眼１０Ｌと右眼１０Ｒとにある特定の視差画像のみが見える状況となることで立体像が知覚される。図１０では、中央の第１の視点位置から見たときの状態を示している。この場合、左眼１０Ｌには第３の視差画像からの光Ｌ３のみが認識され、右眼１０Ｒには第２の視差画像からの光Ｌ２のみが認識される状況となることで、第３の視差画像と第２の視差画像とに基づく立体像が知覚される。
【００４４】
レンチキュラ方式で多眼式の立体表示を行う場合にも、基本的にはパララックスバリア方式と同様の光のロスが発生する。図１０では光線の図示を省略しているが、例えば中央の第１の視点位置から見たときには、第１の視差画像からの光と第４の視差画像からの光とがレンチキュラレンズ１Ａによって視点位置とは別の方向に偏向されて出射され、観察者には認識されない。本実施の形態では、上記第１または第２の実施の形態と同様にして、観察者に認識されない視差画像を視点位置に基づいて特定し、信号処理部３において、その認識されない視差画像に対応する画像部分を黒画像に変換する処理を行う。
【００４５】
本実施の形態においても、最終的に出力される多視点合成画像は、上記第１の実施の形態と同様であり、上記第１の実施の形態と同様の省電力化等の効果が得られる。
【００４６】
＜第４の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係る立体表示装置について説明する。なお、上記第１ないし第３の実施の形態に係る立体表示装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４７】
上記各実施の形態では、２次元表示パネル２を自発光型の表示パネルであるものとして説明したが、２次元表示パネル２をバックライト型の表示パネルで構成しても良い。バックライト型の表示パネルでは、バックライトとパネル部とを含み、バックライトからの光をパネル部で画素ごとに変調させることで画像表示を行う。
【００４８】
このようなバックライト型の表示パネルとしては、例えば液晶ディスプレイがある。液晶ディスプレイでは、パネル部が液晶層を含み、液晶層に電圧印加を行うことで液晶分子の配列を変化させて光の変調を行う。一般的な液晶ディスプレイでは、バックライトは常時点灯状態にあるが、パネル部は表示する画像に応じて画素ごとに液晶層に電圧を印加するか否かが制御される。ここで、液晶ディスプレイには、表示タイプとして、ノーマリブラック型とノーマリホワイト型とがある。ノーマリブラック型は、液晶層に電圧を印加しない通常の状態で黒表示を行い、液晶層に電圧を印加することで白表示を行うタイプである。これとは逆に、ノーマリホワイト型では、液晶層に電圧を印加しない通常の状態では白表示となり、液晶層に電圧を印加することで黒表示となるタイプである。ここで、液晶層に電圧を印加するか否かをオン／オフ制御するスイッチング素子として、例えばトランジスタ素子を用いるものとすると、オフ状態に比べてオン状態にする場合の方が、トランジスタ素子を駆動するための駆動電流を多く消費する。
【００４９】
このため、ノーマリブラック型では、白表示を行う場合に比べて黒表示の方が、電力消費が少ない。逆に、ノーマリホワイト型では、黒表示を行う場合に比べて白表示の方が、電力消費が少ない。従って、２次元表示パネル２としてノーマリブラック型の液晶ディスプレイを用いる場合には、上記各実施の形態と同様、観察者に認識されない視差画像を適宜、黒画像に変換することで電力消費を抑えることができる。逆に、ノーマリホワイト型の液晶ディスプレイを用いる場合には、黒画像ではなく白画像に変換することで電力消費を抑えることができる。この場合、変換する画像が黒画像ではなく白画像になることを除いて、表示制御の動作は上記各実施の形態と同様である。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態に係る立体表示装置によれば、バックライト型の表示パネルを用いて多眼式の立体表示を行う場合における電力消費を抑制することができる。
【００５１】
＜その他の実施の形態＞
本発明は、上記各実施の形態に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば上記各実施の形態では、観察者が一人である場合を想定して説明したが、本発明は、観察者が複数いる場合にも適用可能である。この場合、視点位置の検出手段を、複数の観察者のそれぞれの視点位置を検出することが可能なものとする。例えば、カメラ４Ａ，４Ｂの設置台数を増やしたり、また、視点位置算出部５における画像認識のプログラムを複数の観察者の視点を算出することが可能なアルゴリズムにする。表示制御部６，６Ａは、検出された複数の観察者の視点位置に基づいて、複数の観察者のいずれにも認識されない視差画像を特定すれば良い。そして、その認識されない視差画像に対応する画像部分が所定の画像に変換されるような画像変換処理を信号処理部３に対して行わせるようにすれば良い。
【符号の説明】
【００５２】
１…パララックスバリア、１Ａ…レンチキュラレンズ、２…２次元表示パネル、３…信号処理部、４Ａ，４Ｂ…カメラ、５…視点位置算出部、６，６Ａ…表示制御部、１０Ｌ…左眼、１０Ｒ…右眼、１１…遮蔽部、１２…スリット部、１３…シリンドリカルレンズ、３１…画像分割部、３２…画像合成部、３３…駆動処理部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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