(57)【要約】      （修正有）【課題】同時に多数の人が他方向から立体視を観察できるような立体画像を生成する。【解決手段】表示対象を同時に多方向から捉えた動画像（静止画像を含む）を、一定の表示継続期間を持ち、かつ視野角に適切な異方性を持たせながら、短時間に多方向へ該当する画像を切り替え表示することにより、人間の目に立体動画像（静止像含む）であると認識させて立体表示する。一定の継続表示時間を持ち、他方向への表示を連続的に切り替えることにより同時に他方向への画像提供し、多数の人が同時に立体視ができることを可能とする。【選択図】図１
2010148080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示対象を同時に多方向から捉えた動画像（静止画像を含む）を、一定の表示継続期間を持ち、かつ視野角に適切な異方性を持たせながら、短時間に多方向へ該当する画像を切り替え表示することにより、人間の目に立体動画像（静止像含む）であると認識させることを特徴とする立体表示方法。
【請求項２】
２枚ないし３枚の画面を互いに垂直に組み合わせ（図３）、また必要に応じ各パネルの表裏両面に同時に画像を表示することにより、一時に多方向への画像表示が可能であることを特徴とする請求項１の立体表示方法。
【請求項３】
請求項１の方法による立体表示装置を多数連結・制御することで１つのつながった立体画像を生成することを特徴とする立体表示方法。
【請求項４】
請求項１の方法による立体表示装置で、見る方向に応じ別内容の立体画像を表示することを特徴とする立体表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】    本発明は画面の多方向表出を用いた立体表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】３次元画像の表示方法としては、対象物を同時に多数の方向から撮った映像を、立体表示装置上で再現するという方法が考えられる。しかし、異なった映像（多数の方向から撮っているので）を同一点から同時に多方向に表示することは物理的に困難であり、多くの視聴者（本発明では音声は関係していないが便宜上以下「視聴者」とする）が様々な方向から対象を同時に観察できるような立体画像を再現したり、更にはリアルタイムにその種の立体動画を表示することは非常に困難である。【０００４】画面形成においては、各種素子を使う場合、現状では、一般的に表示画面と異なる方向から見た場合、不透明になる。表示方向以外から見たときに透明になる画面パネルがあれば、上記の各方向用画面を必要な枚数だけ用意し、常時点灯状態にしておくことができるため（表示方向以外透明な為、該当視聴方向への画像が他の方向用の画像で遮られることが無い）、上記のような立体画像は容易に実現できる。しかし、現在このような画像パネルは無い。【０００５】ここでは、表示方向以外から見て不透明になる現行タイプの画面を用いて、いかに上記のような立体像を実現するかを示す。「画面パネル」は、一枚の物理的なパネルでも、透明な立体中の平面な領域に電圧印加するなどして、一時的に任意の方向に画面を生成するようなもの（以下これを「３次元立体パネル」と呼ぶ）でもよい。ただし、物理的なパネルでは制限があり、請求項３の方法においては、３次元立体パネルを前提としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】請求項１は、画面を短時間で連続的に切り替えて生成し、結果的に多方向に画像表出する方法である。その際、単純に高速に切り替え表示しても、人間の目で像としては認識できないため、１方向の１回の表示において一定の時間（数十分の１秒レベル）継続表示する。また複数の方向に断続的に表示しているため、該当視聴者に対し見えるべき画像以外の画像が混ざると像がブレてしまう為、他の方向用の画像が入り込まぬよう画面の視野角を適切に狭めるのがポイントである。ただし、立体視を提供する方向に対してのみ視野角を狭め、それ以外の方向に対しては視野角を狭めない。【０００７】請求項２は、請求項１の方法を用いるに際して、より多くの方向ないし頻度で、画像表示を可能にする方法である。【０００８】請求項３は、請求項１の方法による立体表示装置を多数連結・制御することで１つのつながった画像を生成する方法である。【０００９】請求項４は、特に課題を解決するための手段ではないが、請求項１方法を利用した表示方法である。
【発明の効果】
【００１０】請求項１の発明によれば、現行の不透明タイプの画面を用いて、多方向に画像を表出し、多数の人が様々な方向から対象を同時に観察できるような立体動画ないし静止画を表示することができる。【００１１】請求項２の発明によれば、請求項１の立体表示方法において、各瞬間に複数方向への画像表示が可能になるため表示処理に余裕をもたせることができ、１方向への表示継続時間の設定に柔軟性を持たせられる、ないし表示方向の密度を増すことで、視聴者の移動に対してより滑らかに立体像を遷移させて見せることができる、ないし動画を扱った場合の１秒間のコマ数を増やす、等が可能となる。【００１２】請求項３の発明によれば、請求項１の立体表示方法において、より広い視野の立体画像を形成し、また平面のようなコンパクトなサイズでの立体動画表示を可能とする。【００１３】請求項４の発明によれば、立体表示において、見る方向に応じて表示対象物を変えることで、１つのスペース内に多種のものを立体的に表示・展示することができる。もちろん展示するものの種類が多いほど、１個について立体視できる角度は狭くなるが、用途によってはこのような形式の表示でも十分なケースもあると考えられる。またそのような場合でも、元のオリジナル本体を回転させるなどして全方向の画像を用意しておき、限られた立体視角度ながら徐々に見せる角度を変えて対象全体を見わたせるようにすることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】ここでは、物理的画面パネルを使用した場合について述べる。【００１５】物理的画面パネルの場合は回転を用いる（図１）。ここでは請求項２の方法に基づき２つの画面パネルを直交して配置してある。表示対象は円周上に沿って配置されたカメラで撮影される。静止画の場合は、１台のカメラを周回させてもよい。カメラ台数を増やして、多数の角度から撮影した画があった方が滑らかな立体像が生成できると思われるが、後で述べるように１回の継続表示時間と表示の切り替えが入るため、いくらでも増やせるわけではない。画面パネルは回転しながら、立体視を実現するために回転位置に応じた画像（その角度から撮影された画像）に表示を切り替えてゆく。またパネルの表裏では反対側から撮影した画像を表示することになる（図２）。【００１６】各方向へ表出させる画面は、視聴者の移動角度のみに応ずる必要は無い。対象物に対して水平方向以外にもカメラを配置ないし撮影しておいて、それらの中から円周方向を形成する画像を自由に選び出すことで、対象物の水平円周以外の円周に沿った立体像を表示したり、撮影角度と表示角度を徐々にずらしてゆくことで、視聴者が止まっていても対象物の全体像を見渡すような表示も可能である。【００１７】上記のような表示構造物を単純に高速回転させても、人間の目で像としては認識できない。視聴者には高速で通過するカメラ映像がブレて見えるだけである。そのため、各方向の１回の表示において、画面パネルは一瞬静止し、その間継続表示（数十分の１秒レベル）する必要がある。１回の表示持続時間を減少させれば、更に多方向への表示が可能（もちろんその分のカメラを用意する必要がある）で、視聴者の移動による立体画像の遷移を滑らかにすると考えられるが、表示継続時間の減少は、人間の目で認識する上での限度があると思われる。【００１８】ただしまだこれだけでは、立体視を与えない。視聴者からは、その方向から見た時に見えるべき画像だけしか見えてはいけないが、このままでは他のパネルの画像も視野に入り画像がブレて見えてしまう。そのため画面の視野角を、特定方向だけ適当な角度に狭める必要がある。基本的には、視聴者が移動するにつれて、次の用意された映像に切り替わる場所（次の近傍撮影位置に対応する領域の境）を視野角の境界とする。あまりに視野角を狭めすぎると、視聴者が隣の画像を認識する前に画像が途切れてしまい、何も見えない空白域ができると考えられる。図４において、視聴者は、位置Ａに画面パネルが来たときに表示されるカメラ２の映像だけが見えなければいけない。視野角を狭くするのは立体視表現が可能（その方向用画像が用意されていて遷移できる）な方向のみで、今の場合円周に沿った水平方向である。垂直方向へは、移動しても立体視を生成する一連の画像は表示できないので、視野角を制限するのは逆効果である（制限すると目線の高さを変えただけで画像が消えてしまうことになる）。視野角制御方法についてはここでは述べないが、画素周辺に物理的な障壁のようなものをパネルの表面層形成時に生成することが考えられる。【００１９】動画を表示においては、３０コマ／秒程度の映像を提供するのが理想である。ただし請求項１の方法においては、他の方向への切り替えが存在するため、基本的に他の方向へ映像出力している間はその方向へは表示はできない。例えば、１方向の映像表示持続時間を０．０１秒とすると、３０回／ｓｅｃ表示で０．３秒費やすため、他の方向への表示は０．７秒（切り替え時間等は考慮せずとも）しかない。大雑把に全部で３方向にしか表示できなくなると考えられるが、実際には、請求項２の方法により、画面の表裏を使用し、さらに表示画面を垂直に交差させることでその４倍（計１２方向）の方向へ同時に映像表示できる。また、静止画重視か動画重視かの用途に応じてコマ数や使用する表示方向の数、映像持続時間とのバランスをケースバイケースに決めてゆくことになる。【００２０】パネルの高速回転と停止が構造上のネックになる可能性があるが、図５は請求項２を採用した場合、画面パネルが１回転しなくても９０度回転するだけで同一方向の次回の表示ができることを示す。これにより回転数を１／４に落とせる。【００２１】なお、この実施方法において、垂直方向と同様、視聴者の表示装置方向への距離の変化に対しても立体視を与えることはできない。
【実施例】
【００２２】以下、いくつかの実施例を掲げる。【００２３】〔実施例１〕
ここでは、３次元立体パネルの場合を説明する。３次元立体パネルは、通常透明状態で、電圧印加等により任意の時に、任意の特定の平面領域のみに画像を生成できるものとする（図６）。図では、複数画面描かれているが、基本的には請求項１の方法により、各瞬間に表示できる画面は“一方向”（と裏面と垂直方向）のみである。ただ、後で実施例３で述べるように、このような基本構造を持つものを連結したものも１つの３次元立体パネルとみなすならば、その中においては各時点において多方向に画面を表出できると言える。【００２４】３次元立体パネルの場合は、先に述べた物理パネルの回転という方法に較べて、回転を一時的に止めるというような物理機構的な負荷が発生しないのはもちろんであるが、回転軸による制限がない為、画面の表示方向が自由であり、原理的には球面に沿ったあらゆる移動に対して立体視を与えることが可能である。撮影用カメラも円周上に配置するのでなく、表示対象に対し自由に３次元的に配置することになる。また１方向への画面を多数の異なる画面に分割して表出することも可能であり、用途に応じてサイズや形状にも自由度が出てくる。また、使用目的により周囲３６０度全部を立体視させる必要が無いならば、その方向への表示処理分を、立体視する側へ表示方向密度の増加にまわすようなこともできる。【００２５】３次元立体パネルにおける視野角制御では、多方向へ自由に視野角制御することになるので（水平・垂直共に立体視する前提）、物理的に固定されたものでなく調光ガラスのように電圧印加で制御することになろう（画素を取り巻く必要な位置の障壁を電圧印加で生成・消滅させる等）。【００２６】この実施例でも、表示装置への距離の変化に対しては、立体視を与えない。【００２７】〔実施例２〕
請求項３の実施例である。請求項１の方法による立体表示装置を２次元方向に多数連結する。図８では一例として直線状に並べている。またこの図中に示された画面の位置を見れば明らかなように、固定した回転軸を持つ物理パネルではこれは不可能なので３次元立体パネルの使用を前提とする。【００２８】この方法では、視聴者により広い視野の立体像を提供することができ、また一枚の画面で一方向の画像を表出する場合に比べ、装置サイズをコンパクトにすることができる。ただし、装置の側面や背面に回りこむ際の立体視は提供しない（装置背面でまた独立して立体像を表示することは可能である）。視聴者は連結方向に対し平行に移動することで立体視を得る。【００２９】各１個の装置はセルのような役割を担う（以降セルと呼ぶ）。セルは、各瞬間において同一方向の画面（場合により更に垂直方向画面も）を表出する、隣り合った領域をグループ化した単位と考えられる（つまり１方向画面が複数の画面から構成されていてもよい）。【００３０】図８では横方向の連結しか示していないが、タテ方向にもセルを連結し縦方向の立体視を与えることも可能である。撮影点は２次元状に広がり、動画像ならばそれだけのカメラを用意する（図７）。また各カメラは、立体視生成に必要なすべての画像が得られるよう広角ないし超広角のものを用いる必要がある。視聴者が移動により立体視できる方向は基本的にカメラの配列方向であり、連結面に対し平行な方向ということになる。【００３１】図８において図中視聴者に対する画面表出角度がセルごとに異なることに注意。また、隣接セルの画像が重なり、この視聴者には見えない無効部分が存在する（セルＣで表示）。この部分は表示してもしなくても構わないが、他の方向（他の位置にいる視聴者）への表出用に使用し、他方向への表示回数を稼ぐのに使うこともできる。【００３２】装置の奥行きを更に薄くし、図８の位置Ａのところまでセルの背面を持ってくると、セル内の１画面はサイズ的にそのセル内に収まらなくなる。その場合、折り返して複数画面で該当画面を形成することになる。その様子を図中のセルＢに示す。【００３３】連結セルの１つの制御方法として、各セルは、自身が表出する画面の種類と方向だけを管理し、他のセルとのタイミングの連動はしないやり方が考えられる。１個のセル内では、様々な方向へ適切な画像を表出するサイクルを高速に繰り返しているが、この方法は、立体視画像としての連続性はセル間で維持されているが、表出サイクルにおける個々の方向への表示タイミングについては同期管理しないということである。つまり、ある瞬間においてセルＡは図中の視聴者用の画像を表出しているが、隣のセルＢは他の視聴者位置用の画像を表出している最中ということもある。（図ではセル内の画面は１視聴者方向に同期された状態になっている）【００３４】〔実施例３〕
請求項４の実施例である。見る方向や表裏で表示する対象を変える。複数の対象物をリアルタイムにカメラで捕らえるか、それを記録したものを使用する。単に画面位置により映像ソースを変更するだけなので容易である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】物理的画面パネルを用いた場合の立体像を生成するための映像ソースから立体像生成装置までの概念図。
【図２】画面の回転に伴い表示する画像を切り替えることを示す図である（物理画面パネル回転の場合）。
【図３】請求項２の方法により、各瞬間において多方向への画面表出ができることを示す図である。
【図４】立体視方向において視野角を狭める必要性を示す図である。
【図５】請求項２の方法により、９０度回転で次回の映像が出せることを示す図である（物理画面パネル回転の場合）。
【図６】３次元立体パネルを使用する場合を示す図である。
【図７】請求項３の方法を実施する場合の対象物映像の取り込みを示す図である。
【図８】請求項３の方法を実施する場合のセルの結合とセル内部の画面を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
【図１】
2010148080.tif 000003
【図２】
2010148080.tif 000004
【図３】
2010148080.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010148080.tif 000007
【図６】
2010148080.tif 000008
【図７】
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【図８】
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