(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に複数の視差映像に分割して表示する裸眼立体ディスプレイ装置であって、
水平方向及び垂直方向の各々に色画素が配列された二次元ディスプレイと、
前記二次元ディスプレイの上に配置され、前記色画素がそれを通して観察され、且つ、互いに平行に配列された複数のシリンドリカルレンズと、
前記シリンドリカルレンズの周辺温度を測定する温度センサと、
前記温度センサにより測定された前記周辺温度に基づいて、前記視差映像を変更する視差映像変更部と、を備え、
前記色画素の水平方向の画素ピッチをpxとし、垂直方向の画素ピッチをpyとし、前記シリンドリカルレンズの水平方向のレンズピッチをLxとし、前記垂直方向に対する前記シリンドリカルレンズの境界線の傾斜角をθとし、Ax及びAyが互いに素な自然数であり、Axが２以上であり、Bxが（２）式に示す数値GFが整数となる最小の自然数である場合、
θ＝arctan{(Ax・px)/(Ay・py)}                ・・・（１）
GF＝Bx・Lx/px                                ・・・（２）
Ay≧Bx≧２  かつ  Ax≧2                      ・・・（３）
前記px、py、Lx、及びθは、前記（１）式〜（３）式に示す関係式を満たしていることを特徴とする裸眼立体ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記視差映像変更部は、複数の周辺温度と前記複数の周辺温度に対応する複数種類の視差映像とを関連づけて保存する視差映像保存部を有し、
前記視差映像変更部は、前記視差映像保存部を参照して、前記温度センサにより測定された前記周辺温度に対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を前記二次元ディスプレイに表示させる
ことを特徴とする請求項１に記載の裸眼立体ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記視差映像変更部は、前記温度センサにより測定された前記周辺温度に基づいて、前記シリンドリカルレンズのレンズピッチの伸縮量を求め、前記レンズピッチの伸縮量に基づいて、視差映像を再構築し、再構築された視差映像を前記二次元ディスプレイに表示させることを特徴とする請求項１に記載の裸眼立体ディスプレイ装置。
【請求項４】
水平方向に複数の視差映像に分割して表示する裸眼立体ディスプレイ装置であって、
水平方向及び垂直方向の各々に色画素が配列された二次元ディスプレイと、
前記二次元ディスプレイの上に配置され、前記色画素がそれを通して観察され、且つ、互いに平行に配列された複数のシリンドリカルレンズと、
前記シリンドリカルレンズのレンズピッチの製造誤差、及びシリンドリカルレンズの境界線の傾斜角の製造誤差を保存する製造誤差保存部と、
前記製造誤差保存部に保存された製造誤差に基づいて、前記視差映像を変更する視差映像変更部と、を備え、
前記色画素の水平方向の画素ピッチをpxとし、垂直方向の画素ピッチをpyとし、前記シリンドリカルレンズの水平方向のレンズピッチをLxとし、前記垂直方向に対する前記シリンドリカルレンズの境界線の傾斜角をθとし、Ax及びAyが互いに素な自然数であり、Axが２以上であり、Bxが（２）式に示す数値GFが整数となる最小の自然数である場合、
θ＝arctan{(Ax・px)/(Ay・py)}                ・・・（１）
GF＝Bx・Lx/px                                ・・・（２）
Ay≧Bx≧２  かつ  Ax≧2                      ・・・（３）
前記px、py、Lx、及びθは、前記（１）式〜（３）式に示す関係式を満たしていることを特徴とする裸眼立体ディスプレイ装置。
【請求項５】
前記視差映像変更部は、複数の製造誤差と前記複数の製造誤差に対応する複数種類の視差映像とを関連づけて保存する視差映像保存部を有し、
前記視差映像変更部は、前記視差映像保存部を参照して、前記製造誤差保存部に保存された製造誤差に対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を前記二次元ディスプレイに表示させる
ことを特徴とする請求項４に記載の裸眼立体ディスプレイ装置。
【請求項６】
前記視差映像変更部は、前記製造誤差保存部に保存された製造誤差に基づいて、視差映像を再構築し、再構築された視差映像を前記二次元ディスプレイに表示させることを特徴とする請求項４に記載の裸眼立体ディスプレイ装置。
【請求項７】
前記二次元ディスプレイにおいて、Ｄ種類の異なる色の色画素が水平方向に周期的に配列され、同じ色の色画素が垂直方向に配列され、Ｄは３以上の自然数であり、
（４）式を満たす自然数α及びβのうち、（５）式に示すGHが最小となるα、βをα０及びβ０とした場合、
α・px＋β・py・tanθ＝Lx                      ・・・（４）
GH＝(α・px)２＋(β・py)２                       ・・・（５）
前記α０が前記Ｄの倍数でないことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の裸眼立体ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１次元方向に視差を持つ裸眼立体ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンチキュラーレンズ、スリット型のバリア、レンズアレイ等の特殊な光学部材を用いて、印刷面や液晶パネル等の表示装置の映像を複数の視点方向に分割させ、視聴位置によって表示映像を変化させる技術が知られている。特に、右目と左目に、同一のオブジェクトに対し特定の視差を持った異なる表示映像（視差映像）が入力されるように設定する。これにより、眼鏡をかけずに立体視が可能な立体映像表示装置（以後、「裸眼立体ディスプレイ装置」という）が実現可能である。なお、本出願において、視差映像を分割する方向は主に水平方向に１次元とする。
【０００３】
裸眼立体ディスプレイ装置にて立体視を行う場合は、立体視可能な視聴範囲を拡大するため、また、長時間の視聴に耐えうる自然な立体感、滑らかな運動視差を得るために、視差映像をより多くの方向に細かく分割して、視点の数を増やす要求がある。
【０００４】
また、最近では視差映像による立体視を、アイキャッチ、視認性向上を目的としてデジタルサイネージ、カーナビゲーション等に応用することが検討されている。これらの応用を考えた場合、低解像度の表示装置を用いた場合であっても、できるだけ細かく視差映像を分割して、自然な立体視を実現することが求められる。
【０００５】
これに対しては、空間上に視聴者の目の位置を想定し視点を分割するのではなく、なるべく細かく視点を分割し、視聴者はその何れかを見る、という考え方（多眼式）が有効である。視差映像の分割数を増やすには、表示装置の画素ピッチに対してレンズピッチを大きくすることが有効である。しかし、レンズの拡大効果でレンズピッチに比例して色画素が大きく見えるため、レンズのピッチ方向の視差映像の解像感が著しく低下してしまう。これにより、水平方向と垂直方向で視差映像の解像度が異なるという課題が発生する。
【０００６】
これに対し、特許文献１では、レンチキュラーレンズを画素配列に対して傾けることで、水平方向の画素のみではなく、垂直方向の画素も用いて一つの３次元画素を構成している。これにより、３次元表示の水平方向の解像度の低下を抑え、水平方向及び垂直方向の解像度のバランスを向上できることが報告されている。
【０００７】
一方、二次元表示との共存やコストの面で、すでに広く普及しているＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の色画素からなり、同色の色画素が垂直方向に規則正しく配列している表示装置を用いた裸眼立体ディスプレイ装置が必要とされている。
【０００８】
特許文献２及び特許文献３では、レンチキュラーレンズの表示装置に対する傾斜角を工夫し、全ての水平方向に対して３種類の色画素を均等に使用している。これにより、水平方向に異なる色画素、例えばＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)がストライプ状に垂直配列された表示装置を利用する場合であっても、色ムラ、輝度ムラが低減できることが報告されている。また、特許文献２の第１図では、レンチキュラーレンズのピッチを画素ピッチの７／２倍とし、２本のレンズにまたがって水平方向に７つの視差映像を分割する構成が紹介されている。このように、レンズピッチを画素ピッチの整数倍からずらすと、レンズのピッチが小さくても、視差映像を多くの方向に細かく分割できるので、前述の課題や要求に応えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２３６７７７号公報
【特許文献２】特開２００５−３０９３７４号公報
【特許文献３】特開２００６−４８６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、水平方向のレンズピッチを画素ピッチの整数倍からずらすと、複数の視差映像が複数のレンズにまたがって分割され、以下に示すように、レンズ境界線に平行な斜線状のノイズが発生するという課題がある。
【００１１】
図１６（ａ）は、表示装置が備える色画素５３の配置パターン(矩形)とレンチキュラーレンズ５２ａ、５２ｂとの対応位置関係を示しており、斜線は隣接するレンチキュラーレンズ５２ａ、５２ｂ、・・・の境界線ｂｌ１〜ｂｌ３である。また、各画素５３に付された数字（１〜７）は、視差映像の番号を示し、番号は、水平方向に分割して提示する際の方向に対応する。また、図１６（ｂ）は、裸眼立体ディスプレイ装置５０と視差映像ＳＰ１〜ＳＰ７の方向、及び対応するレンチキュラーレンズ５２ａ、５２ｂを示している。
【００１２】
図１６では、水平レンズピッチは水平画素ピッチの７／２倍となっており、レンチキュラーレンズ５２ａは視差映像ＳＰ２、ＳＰ４、ＳＰ６に対応し、レンチキュラーレンズ５２ｂは視差映像ＳＰ１、ＳＰ３、ＳＰ５、ＳＰ７に対応する。つまり、視差映像ＳＰ１〜ＳＰ７が２本のレンチキュラーレンズ５２ａ、５２ｂにまたがって分割されている。ここで、レンチキュラーレンズ５２ａ、５２ｂを通して見ると、各視差映像に対応する色画素５３は、レンズピッチ方向に、レンズピッチいっぱいに広がって見える。よって、視差映像ＳＰ１を観察する場合、図１６（ｃ）のように、視差映像ＳＰ１に対応する色画素５３は、レンチキュラーレンズ５２ｂには存在するが、レンチキュラーレンズ５２ａには存在しない。このため、レンチキュラーレンズ５２ｂを通して視差映像ＳＰ１を見ることができるが、レンチキュラーレンズ５２ａを通して視差映像ＳＰ１を見ることはできない。
【００１３】
したがって、視差画像全体として、レンチキュラーレンズ５２ａ、５２ｂの境界線ｂｌ１〜ｂｌ３に平行な斜線状のノイズが発生する。実際には、レンチキュラーレンズ５２ａには、視差映像ＳＰ７と、視差映像ＳＰ２の中間像が少しずつ見えることになる。しかし、視差映像ＳＰ１と視差映像ＳＰ２、ＳＰ７とで対応するする色画素が異なる場合は、斜線状のノイズが発生してしまう。さらに、多くのレンチキュラーレンズにまたがって視差映像を分割する場合は、対応する色画素が存在せず、視差映像が見えないレンチキュラーレンズが増えるので、斜線状のノイズがさらに顕著に発生する。
【００１４】
ただし、特許文献１及び２に従ってレンチキュラーレンズの表示装置に対する傾斜角を適切に設計して、色画素とレンチキュラーレンズとを設計通りに組み立てれば、線状のノイズが無い良好な視差映像が得られる場合がある。しかし、この場合であっても、例えば、レンチキュラーレンズが周辺温度の変化により収縮或いは膨張してしまったり、製造誤差があったりすると、レンチキュラーレンズと画素との相対位置が初期値から変化してしまう。この変化に従って視差映像を再構築すると、線状のノイズが発生してしまう、という課題があった。
【００１５】
図１７（ａ）は、視差映像をある一点より観察した時の様子をシミュレートした視差映像を示す。なお、この時のレンチキュラーレンズの傾斜角を９．４６°とし、水平方向のレンズピッチを画素ピッチの８倍とする。また、図１７（ｂ）は、温度変化によりレンズピッチが０．５％膨張した場合、レンチキュラーレンズの膨張を考慮して再構築した視差映像を、図１７（ａ）と同様にして示す。図１７（ｂ）に示すように、再構築後は、再構築前（図１７（ａ））には無かった斜線状のノイズが確認できる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上記課題に鑑みて成されたものである。すなわち、本発明は、水平方向及び垂直方向の各々に色画素が配列された二次元ディスプレイと、二次元ディスプレイの上に配置され、色画素がそれを通して観察され、且つ、互いに平行に配列された複数のシリンドリカルレンズとを備え、水平方向に複数の視差映像に分割して表示する裸眼立体ディスプレイ装置に関する。本発明の裸眼立体ディスプレイ装置において、色画素の水平方向の画素ピッチをpxとし、垂直方向の画素ピッチをpyとし、シリンドリカルレンズの水平方向のレンズピッチをLxとし、垂直方向に対するシリンドリカルレンズの境界線の傾斜角をθとし、Ax及びAyが互いに素な自然数であり、Axが２以上であり、Bxが（２）式に示す数値GFが整数となる最小の自然数である場合、
【００１７】
θ＝arctan{(Ax・px)/(Ay・py)}                ・・・（１）
GF＝Bx・Lx/px                                ・・・（２）
Ay≧Bx≧２  かつ  Ax≧2                    ・・・（３）
【００１８】
px、py、Lx、及びθは、（１）式〜（３）式に示す関係式を満たしている。
【００１９】
本発明は、その第１の態様として、裸眼立体ディスプレイ装置が、シリンドリカルレンズの周辺温度を測定する温度センサと、温度センサにより測定された周辺温度に基づいて、視差映像を変更する視差映像変更部とをさらに備えることを要旨とする。
【００２０】
本発明の第１の態様において、視差映像変更部は、複数の周辺温度と複数の周辺温度に対応する複数種類の視差映像とを関連づけて保存する視差映像保存部を有し、視差映像変更部は、視差映像保存部を参照して、温度センサにより測定された周辺温度に対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を二次元ディスプレイに表示させてもよい。
【００２１】
或いは、視差映像変更部は、温度センサにより測定された周辺温度に基づいて、シリンドリカルレンズのレンズピッチの伸縮量を求め、レンズピッチの伸縮量に基づいて、視差映像を再構築し、再構築された視差映像を二次元ディスプレイに表示させても構わない。
【００２２】
本発明は、その第２の態様として、裸眼立体ディスプレイ装置が、シリンドリカルレンズのレンズピッチの製造誤差、及びシリンドリカルレンズの境界線の傾斜角の製造誤差を保存する製造誤差保存部と、製造誤差保存部に保存された製造誤差に基づいて、視差映像を変更する視差映像変更部とをさらに備えることを要旨とする。
【００２３】
本発明の第２の態様において、視差映像変更部は、複数の製造誤差と複数の製造誤差に対応する複数種類の視差映像とを関連づけて保存する視差映像保存部を有し、視差映像変更部は、視差映像保存部を参照して、製造誤差保存部に保存された製造誤差に対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を前記二次元ディスプレイに表示させてもよい。
【００２４】
或いは、視差映像変更部は、製造誤差保存部に保存された製造誤差に基づいて、視差映像を再構築し、再構築された視差映像を二次元ディスプレイに表示させても構わない。
【００２９】
本発明の第１乃至第２の態様に係わる二次元ディスプレイにおいて、Ｄ種類の異なる色の色画素が水平方向に周期的に配列され、同じ色の色画素が垂直方向に配列され、Ｄは３以上の自然数であり、（４）式を満たす自然数α及びβのうち、（５）式に示すGHが最小となるα、βをα０及びβ０とした場合、
【００３０】
α・px＋β・py・tanθ＝Lx                      ・・・（４）
GH＝(α・px)２＋(β・py)２                        ・・・（５）
【００３１】
α０がＤの倍数でないことが望ましい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の裸眼立体ディスプレイ装置によれば、シリンドリカルレンズのレンズピッチや傾斜角が初期値から変化して、レンズピッチや傾斜角の変化に従って視差映像を変更した場合であっても、線状のノイズの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置の全体構成を示すブロック図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の視差映像保存部３２に保存されている視差映像Ｓ１〜Ｓ３と温度範囲との関係を示すテーブルである。
【図２】図２は、図１の領域ＭＥの二次元ディスプレイ１１及び複数のシリンドリカルレンズ１２を拡大した平面図である。
【図３】図３は、シリンドリカルレンズの傾斜角θを、θ＝arctan(px/(2・py))＝９．４６°とし、水平レンズピッチLxを、Lx＝7・pxとした第１の比較例を示す平面図である。
【図４】図４は、θ＝９．４６°とし、水平レンズピッチLx＝L/cosθを、13・px/4=3.25・pxとした第２の比較例を示す平面図である。
【図５】図５は、θ＝１０．２３°とし、Lx＝3.25・pxとした本発明の第１の実施の形態を示す平面図である。
【図６】図６は、色むらを抑制するために各パラメータが満たすべき条件を説明するための模式図である。
【図７】図７は、裸眼立体ディスプレイ装置における視差映像の変更動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、実施例１に係わる裸眼立体ディスプレイ装置の構成を示す平面図である。
【図９】図９は、図８の裸眼立体ディスプレイ装置の各パラメータの緒言を示すテーブルである。
【図１０】図１０は、６１個に分割された視差映像を、シリンドリカルレンズ１２を通して１点から観測した時の様子を示したシミュレート画像であって、図１０（ａ）は再構築前、図１０（ｂ）は再構築後を示す。
【図１１】図１１（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置の全体構成を示すブロック図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の視差映像保存部３４に保存されている視差映像と製造誤差との関係を示すテーブルであり、図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）の各視差映像Ｓ１〜Ｓ９を作成する際に用いられるシリンドリカルレンズ１２のパラメータを示すテーブルである。
【図１２】図１２は、第２の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置における視差映像の変更動作の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置の全体構成を示すブロック図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の視差映像保存部３４に保存されている視差映像Ｓ１〜Ｓ３と適正レンズピッチL’との関係を示すテーブルである。
【図１４】図１４は、第３の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置における視差映像の変更動作の一例を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、本発明の第４の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６（ａ）〜図１６（ｃ）は、レンチキュラーレンズ５２ａ、５２ｂの境界線ｂｌ１〜ｂｌ３に平行な斜線状のノイズが発生することを説明するための図である。
【図１７】図１７（ａ）は、斜線状のノイズが発生していない再構築前の視差映像を示す斜視図であり、図１７（ｂ）は、斜線状のノイズが発生している再構築後の視差映像を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付している。
【００３５】
（第１の実施の形態）
＜二次元ディスプレイ１１及びレンチキュラーシート１４の構成＞
図１（ａ）を参照して、本発明の第１の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置の構成を説明する。第１の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置は、水平方向に複数の視差映像に分割して表示する装置であって、水平方向及び垂直方向の各々に所定のピッチで色画素が配列された二次元ディスプレイ１１と、二次元ディスプレイ１１の表示面上に配置されたレンチキュラーシート１４とを備える。レンチキュラーシート１４は、互いに平行に配列された複数のシリンドリカルレンズ１２からなる。シリンドリカルレンズ１２の境界線は、互いに平行な直線を成し、二次元ディスプレイ１１の垂直方向に対して傾斜している。二次元ディスプレイ１１として、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル、ブラウン管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイなどを用いることができる。シリンドリカルレンズ１２は、例えば、少なくとも可視光に対して高い透過性を有する合成樹脂（プラスティックを含む）を用いて製造することができる。
【００３６】
図２を参照して、図１の二次元ディスプレイ１１及び複数のシリンドリカルレンズ１２の詳細な構成を説明する。図２は、図１の領域ＭＥの二次元ディスプレイ１１及び複数のシリンドリカルレンズ１２を拡大した平面図である。二次元ディスプレイ１１は、垂直方向及び水平方向の各々に所定のピッチで配列された色画素１３を備える。図２の垂直方向及び水平方向に配列された複数の矩形は、二次元ディスプレイ１１の色画素１３を示している。二次元ディスプレイ１１において、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の３種類の異なる色の色画素１３が水平方向に周期的に配列され、同じ色の色画素が垂直方向に配列されている。図２の矩形内に記載されているＲ、Ｇ及びＢは、これらの色の種類を示す。
【００３７】
複数のシリンドリカルレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、・・・は、互いに平行に一次元方向に配列されている。色画素１３は、複数のシリンドリカルレンズ１２を通して視認される。シリンドリカルレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの境界線ＢＬ１〜ＢＬ４は、互いに平行な直線を成し、二次元ディスプレイ１１の垂直方向ＶＬに対して傾斜している。境界線ＢＬ１〜ＢＬ４の傾斜角を「θ」とする。
【００３８】
なお、シリンドリカルレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの境界線ＢＬ１〜ＢＬ４に垂直な方向のレンズピッチ（以後、単に「レンズピッチ」という）を「L」とし、シリンドリカルレンズ１２の水平方向のレンズピッチ（以後、単に「水平レンズピッチ」という）を「Lx」とする。また、色画素１３の水平方向の画素ピッチ（以後、「水平画素ピッチ」という）を「px」とし、色画素１３の垂直方向の画素ピッチ（以後、「垂直画素ピッチ」という）を「py」とする。以後の説明において、py/px＝３とするが、py/pxは３以外の数値であってもよい。シリンドリカルレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、境界線ＢＬ１〜ＢＬ４に垂直な方向にのみ光を屈折させる。
【００３９】
次に、二次元ディスプレイ１１の解像度を上げずに視差映像をより細かく分割する方法について説明する。
【００４０】
図３は、シリンドリカルレンズ１２の傾斜角θを、θ＝arctan(px/(2・py))＝９．４６°とし、水平レンズピッチLxを、Lx＝7・pxとした第１の比較例を示す。ある方向から、シリンドリカルレンズ１２を通して二次元ディスプレイ１１の色画素を見ると、シリンドリカルレンズ１２の境界線ｂｌ１、ｂｌ２から等距離にある色画素のみが見える。見ることができる色画素の境界線ｂｌ１、ｂｌ２からの距離は、見る方向に応じて変化する。境界線ｂｌ１、ｂｌ１に沿ってＲ、Ｇ及びＢの３種類の色画素が周期的に現れ、結果的に二次元ディスプレイ１１の表示面内で各色画素が均一に使用される。
【００４１】
しかし、図３の第１の比較例では水平レンズピッチLxが水平画素ピッチpxの整数倍であるため、境界線ｂｌ１、ｂｌ２と二次元ディスプレイ１１の色画素との相対位置を水平画素ピッチpx以下に分割することができない。
【００４２】
そこで、前述したように、水平レンズピッチLxを水平画素ピッチpxの整数倍からずらすことにより、二次元ディスプレイ１１の色画素との相対位置を水平画素ピッチpx以下に分割する。これにより、複数の視差映像が複数のシリンドリカルレンズ１２にまたがって分割され、二次元ディスプレイ１１の解像度を上げずに、多数の視差映像に分割することができる。
【００４３】
図４は、θ＝９．４６°とし、水平レンズピッチLx＝L/cosθを、13・px/4=3.25・pxとした第２の比較例を示す。各色画素に記載された数字は、１３分割された視差映像の番号を示している。１３個の視差映像が、４本のシリンドリカルレンズ５２ａ〜５２ｂにまたがって分割されている。
【００４４】
しかし、第２の比較例では、シリンドリカルレンズ５２ａ〜５２ｄの境界線ｂｌ１〜ｂｌ５に平行な斜線状のノイズが発生するという課題がある。
【００４５】
図４を見ると、シリンドリカルレンズ５２ａ、５２ｃは奇数番号の視差映像のみに対応し、シリンドリカルレンズ５２ｂ、５２ｄは偶数番号の視差映像のみに対応している。よって、シリンドリカルレンズ５２ｂ、５２ｄには奇数番号の視差映像は表示されず、シリンドリカルレンズ５２ａ、５２ｃには偶数番号の視差映像は表示されない。よって、水平方向に視差を持つ視差画像ＳＰ１〜ＳＰ１３を順次対応させた場合に、シリンドリカルレンズ５２ａ〜５２ｄの境界線ｂｌ１〜ｂｌ５に平行な斜線状のノイズが発生する。また、水平レンズピッチLxを調整し、さらに細かく視差映像を分割すると、シリンドリカルレンズ１本を見たときに、表示されない視点の割合が増えるため、斜線状のノイズは顕著となる。
【００４６】
これに対して、第１の実施の形態では、シリンドリカルレンズ５２ａ〜５２ｂの傾斜角θを適切に設定することにより、総ての視差画像ＳＰ１〜ＳＰ１３を１本のシリンドリカルレンズ５２ａ〜５２ｄに必ず１度は表示させることができる。これにより、水平レンズピッチLxが水平画素ピッチpxの整数倍からずれていて、複数本のシリンドリカルレンズ５２ａ〜５２ｄにまたがって視差映像の提示方向を分割する場合であっても、視差画像全体として、シリンドリカルレンズ５２ａ〜５２ｄの境界線ｂｌ１〜ｂｌ５に平行な斜線状のノイズの発生を抑制することができる。
【００４７】
図５は、θ＝１０．２３°とし、Lx＝3.25・pxとした本発明の第１の実施の形態を示す。図４の第２の比較例に比べて、θを９．４６°から１０．２３°へ変更している。これにより、シリンドリカルレンズの境界線が、境界線ｂｌ１から境界線ＢＬ１へ変更している。他の境界線ＢＬ２〜ＢＬ５についても同様である。図５に示す例では、総てのシリンドリカルレンズ１２ａ〜１２ｄに総ての視差映像１〜１３が現れている。これにより、図４に示した第２の比較例における斜線状のノイズを抑制することができる。
【００４８】
具体的には、水平画素ピッチpx、垂直画素ピッチpy、シリンドリカルレンズ１２ａ〜１２ｄの水平レンズピッチLx、シリンドリカルレンズ１２ａ〜１２ｄの境界線ＢＬ１〜ＢＬ５の傾斜角θが、（１）式、（２）式及び（３）式に示す関係式を総て満たしていればよい。ここで、Ax及びAyは互いに素な自然数であり、Bxは（２）式に示す数値GFが整数となる最小の自然数である。
【００４９】
θ＝arctan{(Ax・px)/(Ay・py)}                ・・・（１）
GF＝Bx・Lx/px                                ・・・（２）
Ay≧Bx≧２  かつ  Ax≧2                    ・・・（３）
【００５０】
また、px、py、Lx、θが（１）式〜（３）式に示す関係式を満たす場合、分割される視差映像の数Ｖは、（６）式により表される。ここで、{Bx,Ay}は、BxとAyの最小公倍数を示す。
【００５１】
V={Bx,Ay}・Lx/px                            ・・・（６）
【００５２】
（３）式におけるBx≧2の条件を満たすことにより、水平レンズピッチLxを水平画素ピッチpxの整数倍からずらすことができる。これにより、複数のシリンドリカルレンズ１２ａ〜１２ｄにまたがって視差映像に分割できるので、水平画素ピッチpxに対して水平レンズピッチLxを大きくすることなく、視差映像の分割数が増加する。さらに、Ay≧Bxの条件を満たせば、総てのシリンドリカルレンズ１２ａ〜１２ｄに総ての視差映像が必ず１度は表示されることになる。これにより、水平レンズピッチLxが水平画素ピッチpxの整数倍からずれていて、複数本のシリンドリカルレンズ１２ａ〜１２ｄにまたがって視差映像を分割する場合であっても、視差画像全体として、シリンドリカルレンズ１２ａ〜１２ｄの境界線ＢＬ１〜ＢＬ５に平行な斜線状のノイズの発生を抑制することができる。但し、二次元ディスプレイ１１の表示面の大きさが無限である裸眼立体ディスプレイ装置を仮定している。
【００５３】
また、シリンドリカルレンズ１２ａ〜１２ｄを通して二次元ディスプレイ１１の色画素を観察すると、色画素が拡大されて視差映像の解像感を損ねる。拡大された色画素の大きさは、レンズピッチLと1/tanθに比例する。θが小さくなると色画素の大きさが大きくなり、視差映像の解像度が低下する。Ax≧２とすることで、Bx、Ayが大きくなった場合であっても、θが小さくなりすぎることはない。よって、解像度の低下を抑制することができる。
【００５４】
次に、色むらを抑制するために各パラメータ（px、py、Lx、θ）が満たすべき条件について説明する。同一の視差映像を表示する色画素のうち、隣り合う２本のシリンドリカルレンズ１２を通してそれぞれ観察され、かつ最も相対距離の小さい２つの色画素は、互いに異なる色の色画素である。二次元ディスプレイ１１の表示面の略全域にわたって、上記した２つの色画素が互いに異なる色の色画素となるように、傾斜角θを設定する。これにより、同色の画素が偏って分布することを抑制することができるので、この色分布による色むらを抑制することができる。
【００５５】
具体的には、（４）式を満たす自然数α及びβのうち、（５）式のGHが最小となるα、βをα０及びβ０とした場合、α０がＤの倍数ではないように、px、py、Lx、θの各数値を設定する。ここで、Ｄは、二次元ディスプレイ１１が備える色画素の色の種類である。ここでは、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の色画素が周期的に配列した構成を有するので、α０が３の倍数ではなければよい。
【００５６】
α・px＋β・py・tanθ＝Lx                      ・・・（４）
GH＝(α・px)２＋(β・py)２                      ・・・（５）
【００５７】
（４）式及び（５）式について、図６を用いて説明する。図６は、ある２つの色画素１３ｆ及び色画素１３ｇと、シリンドリカルレンズ１２の境界線ＢＬ１、ＢＬ２を示す。境界線ＢＬ１は色画素１３ｆの中心Ａを、境界線ＢＬ２は色画素１３ｇの中心Ｂを通る。三角形ＢＡＣ、ＢＣＤに着目すると、自然数α、βに対して（４）式を満たす必要があることがわかる。さらに、色画素１３ｆと色画素１３ｇの色が異なるためには、α０が３の倍数でなければよいことがわかる。
【００５８】
シリンドリカルレンズ１２を通して二次元ディスプレイ１１の表示面を見ると、直線ＬＡＢに沿って、常にＲ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、・・・もしくはＲ、Ｂ、Ｇ、Ｒ、・・・と異なる色が順に並んで見えることになる。中心Ａ及び中心Ｂを結ぶ線分の長さ（GH1/2）は、色画素１３ｆ、１３ｇの相対距離である。α０及びβ０はこの相対距離を最小にするように選ばれている。よって、直線ＡＢの方向に、小さい周期（３×GH1/2）でＲ、Ｇ、Ｂの色画素が順に配列する。よって、色ムラを抑制することができる。
【００５９】
なお、本発明の第１の実施の形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の色画素が水平方向に周期的に配列された二次元ディスプレイ１１を用いた場合を説明した。しかし、さらにＹ（黄）を加えた４色、或いはそれ以上の異なる種類の色画素を、水平方向に周期的に配列した場合においても、上記のα０の数値を色の数（Ｄ）の倍数でなければ、色むらを抑制することができる。
【００６０】
＜温度センサ３１及び視差映像変更部２２の構成及び動作＞
図１（ａ）に示すように、裸眼立体ディスプレイ装置は、シリンドリカルレンズ１２の周辺温度Ｔを測定する温度センサ３１と、温度センサ３１により測定された周辺温度Ｔに基づいて、二次元ディスプレイ１１に表示される視差映像を変更する視差映像変更部２２とをさらに備える。視差映像変更部２２は、複数の周辺温度と複数の周辺温度に対応する複数種類の視差映像とを関連づけて保存する視差映像保存部３２を有する。
【００６１】
視差映像保存部３２には、例えば、図１（ｂ）に示すような、複数種類の視差映像Ｓ１からＳ３と周辺温度Ｔとの関係を示すテーブルが保存されている。例えば、視差映像保存部３２に保存する視差映像Ｓ１〜Ｓ３は、以下のようにして作成される。裸眼立体ディスプレイ装置は、およそ０℃〜６０℃の範囲で使用され、主に使用される中心温度は３０℃であることを想定している。よって、下限温度Ｔ１＝２０℃、上限温度Ｔ２＝４０℃と設定する。このとき、視差映像Ｓ１は０〜２０℃、視差映像Ｓ２は２０〜４０℃、視差映像Ｓ３は４０〜６０℃にそれぞれ対応する。シリンドリカルレンズ１２の線膨張係数を、γ=7.0×10-5[1/℃]とする。中心温度３０℃におけるレンズピッチLをL2=0.779mmとして、視差映像Ｓ２を作成する。一方、視差映像Ｓ１は、視差映像Ｓ２よりも温度が２０℃低い場合に対応している。よって、レンズピッチLをL1＝(1−20・γ)・L2=0.778mmとして、視差映像Ｓ１を作成する。また、視差映像Ｓ３は、視差映像Ｓ２よりも温度が２０℃高い場合に対応している。よって、レンズピッチLをL3＝(1＋20・γ)・L2=0.780mmとして、視差映像Ｓ３を作成する。
【００６２】
視差映像変更部２２は、視差映像保存部３２を参照して、温度センサ３１により測定された周辺温度Ｔに対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を二次元ディスプレイ１１に表示させる。例えば、視差映像変更部２２は、図１（ｂ）に示された複数種類の視差映像Ｓ１〜Ｓ３の中から、温度センサ３１により測定された周辺温度Ｔに対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を二次元ディスプレイ１１へ出力すればよい。
【００６３】
なお、視差映像変更部２２は、データの演算装置、データを一時的に記憶するレジスタやメモリ装置、及び周辺機器とのインターフェースを行う入出力装置を備えるマイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）によって実行される機能的な構成を示している。この場合、視差映像保存部３２は、上記したレジスタやメモリ装置として構成される。或いは、視差映像保存部３２を、半導体メモリなどの外部記憶装置として構成しても構わない。
【００６４】
次に、図７を参照して、裸眼立体ディスプレイ装置における視差映像変更部２２の変更動作について説明する。
【００６５】
温度センサ３１により検出された検出温度Ｔが視差映像変更部２２に入力されると（Ｓ０１）、検出温度Ｔが、下限温度Ｔ１よりも低いか否か（Ｓ０３）を判断する。検出温度Ｔが下限温度Ｔ１よりも低い場合、視差映像Ｓ１を視差映像保存部３２から読み出して、二次元ディスプレイ１１へ出力する（Ｓ０７）。検出温度Ｔが下限温度Ｔ１以上である場合、検出温度Ｔが、上限温度Ｔ２よりも低いか否か（Ｓ０５）を判断する。検出温度Ｔが上限温度Ｔ２よりも低い場合、視差映像Ｓ２を視差映像保存部３２から読み出して、二次元ディスプレイ１１へ出力する（Ｓ０９）。一方、検出温度Ｔが上限温度Ｔ２以上である場合、視差映像Ｓ３を視差映像保存部３２から読み出して、二次元ディスプレイ１１へ出力する（Ｓ１１）。
【００６６】
以上説明したように、シリンドリカルレンズ１２の周辺温度の変化によってシリンドリカルレンズ１２の実際のレンズピッチ、又はシリンドリカルレンズ１２の境界線の実際の傾斜角が、その初期値L及びθから変化する場合がある。この場合、レンズピッチや傾斜角の初期値、すなわち温度変化前のレンズピッチLや傾斜角θからの変化量に基づいて視差映像を変更する。水平画素ピッチpx、垂直画素ピッチpy、水平レンズピッチLx、及び傾斜角θは、（１）式〜（５）式に示す関係式を満たしている。したがって、温度変化に基づいて変更した後の視差映像にも線状のノイズ及び色むらが発生しにくくなる。これは、各色画素１３がシリンドリカルレンズ１２に対してさまざまな相対位置を取り、一定のランダム性を有するためである。前述のAx,Ayが大きいほど、このランダム性は強くなり、線状のノイズがより発生しにくくなる。よって、温度変化があった場合でも、良好な立体画像を見ることができる。
【００６７】
視差映像変更部２２は、予め、想定される複数の周辺温度Ｔについて、シリンドリカルレンズ１２のレンズピッチLを計算し、計算されたレンズピッチLについて、二次元ディスプレイ１１に表示する視差映像をそれぞれ演算する。視差映像変更部２２は、演算された複数種類の視差映像Ｓ１〜Ｓ３を、図１（ｂ）に示すように、想定される複数の周辺温度Ｔの範囲に対応づけて視差映像保存部３２に保存しておく。これにより、温度センサ３１により測定された周辺温度Ｔに応じて、随時、レンズピッチLを計算したり、視差映像を再構築したりする演算負担を軽減することができる。
【００６８】
もちろん、視差映像変更部２２は、複数種類の視差映像Ｓ１〜Ｓ３のデータを検出温度Ｔに対応付けて保存する視差映像保存部３２を備えていなくても構わない。この場合、視差映像変更部２２は、温度センサ３１により測定された周辺温度Ｔに応じて、随時、前記シリンドリカルレンズのレンズピッチLの伸縮量を求め、レンズピッチLの伸縮量に基づいて、視差映像を再構築し、再構築された視差映像を二次元ディスプレイ１１に表示させればよい。これにより、視差映像の温度補正をより高精度に行うことができる。なお、シリンドリカルレンズ１２と色画素１３との相対位置に従って、二次元ディスプレイ１１に表示する視差映像を再構築する技術は、例えば、特開２００８−６７０９５に記載されているように、当業者に一般的に知られている技術、いわゆる技術常識である。
【００６９】
（実施例１）
第１の実施の形態に係わる実施例１を以下に説明する。図８は、実施例１に係わる裸眼立体ディスプレイ装置の構成を示す平面図である。また、図９は、図８の裸眼立体ディスプレイ装置の各パラメータの緒言を示すテーブルである。図８に示すように、垂直方向に同色の色画素が配列され、水平方向にはＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の色画素が周期的に配列されている。複数のシリンドリカルレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、・・・は、互いに平行に一次元方向に配列されている。各色画素は複数のシリンドリカルレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ・・・を通して観察される。シリンドリカルレンズ１２ａ〜１２ｃの境界線ＢＬ１〜ＢＬ４は、二次元ディスプレイ１１の垂直方向ＶＬに対して傾斜角θで傾斜している。なお、水平画素ピッチは、px＝0.1mmであり、垂直画素ピッチは、py＝0.3mmである。
【００７０】
ここで、傾斜角θ、レンズピッチLは、図９に示すように、θ＝11.77°、L＝0.779mmに設定されている。（１）式において、Ax＝5、Ay＝8を満たし、また、レンズピッチに関する定数Bxは、Bx＝8を満たす。つまり、Bx＝Ay＝8を満たす。よって、斜線状のノイズの発生を抑制することができる。
【００７１】
図１０は、６１個に分割された視差映像を、シリンドリカルレンズ１２を通して１点から観測した時の様子を示したシミュレート画像である。図１０（ａ）は、レンズピッチがL＝0.779mmに対する視差映像をシリンドリカルレンズ１２を通して観測した場合を示しており、斜線状のノイズが表れていないことがわかる。また、図１０（ｂ）は、レンズピッチLが０．５％膨張したことを考慮して、シリンドリカルレンズ１２と色画素との相対位置に従って再構築した視差映像を、シリンドリカルレンズ１２を通して観測した場合を示す。視差映像を再構築したにもかかわらず、図１７（ｂ）に現れた斜線状のノイズが図１０（ｂ）には発生していないことがわかる。また同時に、色むらの発生も抑制することも発明者により確認されている。
【００７２】
また、想定される周辺温度Ｔの変化範囲（０℃〜６０℃）において発生するレンズピッチLの変化量は±20×α≒±0.14%である。これは、図１０に示したレンズピッチLの変化量0.5%よりも小さい。よって、第１の実施の形態において例示した０℃〜６０℃の温度範囲では、再構築した後の視差映像に斜線状のノイズ及び色むらは発生しない。
【００７３】
（第２の実施の形態）
裸眼立体ディスプレイ装置によって表示される視差映像は、一般に、二次元ディスプレイ１１の画素ピッチに対するシリンドリカルレンズ１２の境界線ＢＬの角度誤差、及びシリンドリカルレンズ１２を二次元ディスプレイ１１に貼り合わせる際に発生する製造誤差の影響を受けやすい。また、シリンドリカルレンズ１２単体の製造段階で発生する製造誤差にも影響を受ける。そこで、本発明の第２の実施の形態は、製造誤差によるシリンドリカルレンズ１２のレンズピッチLのばらつきや、レンチキュラーシート１４の二次元ディスプレイ１１への取り付け角度の誤差を補正する裸眼立体ディスプレイ装置について説明する。
【００７４】
図１１（ａ）に示すように、第２の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置は、二次元ディスプレイ１１と、複数のシリンドリカルレンズ１２からなるレンチキュラーシート１４と、シリンドリカルレンズ１２のレンズピッチLの製造誤差ΔL、及びシリンドリカルレンズ１２の境界線ＢＬの傾斜角θの製造誤差Δθを保存する製造誤差保存部３３と、製造誤差保存部３３に保存された製造誤差に基づいて、視差映像を変更する視差映像変更部２２とを備える。二次元ディスプレイ１１及びレンチキュラーシート１４の構成は第１の実施の形態と同じであるため、説明を省略する。
【００７５】
ここで、「製造誤差」とは、裸眼立体ディスプレイ装置を製造する時に生じる設計値又は目標値からの誤差である。「製造誤差」には、二次元ディスプレイ１１に複数のシリンドリカルレンズ１２を貼り合わせる際に生じる誤差、及びシリンドリカルレンズ１２単体の製造段階で生じる誤差が含まれる。貼り合わせ時やシリンドリカルレンズ１２単体の製造時に発生する製造誤差は、裸眼立体ディスプレイ装置の出荷時に製造誤差保存部３３に保存される。
【００７６】
傾斜角θの製造誤差Δθには、シリンドリカルレンズ１２単体で生じる誤差と、二次元ディスプレイ１１に取り付ける際に生じる誤差の両方が含まれる。よって、製造誤差保存部３３は、両方の誤差の和を傾斜角θの製造誤差Δθとして保存する。
【００７７】
シリンドリカルレンズ１２単体の誤差を検出する方法の一例として、シリンドリカルレンズ１２の各々について１対１の誤差を示すデータを用意しておく方法がある。また、貼り合わせ時に生じる誤差は、次に示す方法で検出することができる。先ず、二次元ディスプレイ１１とシリンドリカルレンズ１２のそれぞれに、位置合わせ用マークを付す。そして、両者の位置合わせ用マークのずれ量を、たとえばＣＣＤカメラによって観測することで検出する。なお、レンズピッチLの製造誤差ΔL、傾斜角θの製造誤差Δθを検出する方法はこれに限定されるものではなく、その他の方法によって検出しても構わない。
【００７８】
視差映像変更部２２は、複数の製造誤差と複数の製造誤差に対応する複数種類の視差映像とを関連づけて保存する視差映像保存部３４を有する。視差映像保存部３４には、例えば、図１１（ｂ）に示すような、誤差テーブルが保存されている。レンズピッチLの製造誤差ΔLは-0.5um以下、-0.5um〜+0.5umの範囲内、+0.5um以上の３段階に分けられている。また、傾斜角θの製造誤差Δθは、-0.05°以下、-0.05°〜+0.05°の範囲内、+0.05°以上の３段階に分けられている。製造誤差ΔLの３段階及び製造誤差Δθの３段階の組み合わせに対応した９種類の視差映像Ｓ１〜Ｓ９が、視差映像保存部３４に保存されている。なお、製造誤差ΔL及びΔθの分割は上記例に限らない。例えば、さらに詳細に分割しても構わない。
【００７９】
図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）の各視差映像Ｓ１〜Ｓ９を作成する際に用いられるシリンドリカルレンズ１２のレンズパラメータを示す。レンズパラメータには、シリンドリカルレンズ１２のレンズピッチL及び傾斜角θが含まれる。レンズピッチLの設計値或いは目標値は0.779mmであり、その他にレンズピッチLとして0.778mm、0.780mmを想定している。また、傾斜角θの設計値或いは目標値は11.77°であり、その他に、傾斜角θとして11.67°、11.87°を想定している。図１１（ｂ）の各視差映像Ｓ１〜Ｓ９は、図１１（ｃ）に記載のレンズパラメータを用いて、シリンドリカルレンズ１２と二次元ディスプレイ１１の色画素１３との相対位置から作成される。
【００８０】
ただし、視差映像保存部３４に保存されている製造誤差の範囲において、視差映像Ｓ１〜Ｓ９に色むらが発生する場合がある。視差映像保存部３４に保存されている製造誤差の範囲において、総ての視差映像Ｓ１〜Ｓ９について、色むらが少なく、均一な画質が得られることを事前に確認しておくことが望ましい。なお、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）に示した誤差範囲において、総ての視差映像Ｓ１〜Ｓ９で、色むらが少なく均一な画質が得られることは発明者により確認されている。よって、図１１（ｂ）に示したシリンドリカルレンズ１２の誤差範囲内では、再構築した視差映像に斜線状のノイズは発生せず、さらに、色ムラも少ない均一な画質が得られる。
【００８１】
図１１（ａ）の視差映像変更部２２は、視差映像保存部３４を参照して、製造誤差保存部３３に保存された製造誤差に対応する視差映像Ｓ１〜Ｓ９を選択し、選択した視差映像を二次元ディスプレイ１１に表示させる。例えば、視差映像変更部２２は、視差映像保存部３４に保存された複数種類の視差映像Ｓ１〜Ｓ９の中から、製造誤差保存部３３に保存された製造誤差ΔL及び製造誤差Δθに対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を二次元ディスプレイ１１へ出力すればよい。
【００８２】
次に、図１２を参照して、裸眼立体ディスプレイ装置における視差映像変更部２２の変更動作について説明する。
【００８３】
製造誤差保存部３３に保存された製造誤差ΔL及び製造誤差Δθが視差映像変更部２２に入力されると（Ｓ２１）、製造誤差ΔL及び製造誤差Δθと図１１（ｂ）の誤差テーブルとを比較し（Ｓ２３）、製造誤差ΔL及び製造誤差Δθに対応する視差映像を、誤差テーブルの視差映像Ｓ１〜Ｓ９の中から選択する（Ｓ２５）。選択した視差映像を二次元ディスプレイ１１へ出力する（Ｓ２７）。
【００８４】
以上説明したように、シリンドリカルレンズ１２のレンズピッチの製造誤差ΔL及びシリンドリカルレンズ１２の境界線ＢＬの傾斜角の製造誤差Δθに基づいて、視差映像を変更する。水平画素ピッチpx、垂直画素ピッチpy、水平レンズピッチLx、及び傾斜角θは、（１）式〜（５）式に示す関係式を満たしている。これにより、変更後の視差映像にも斜線状のノイズ及び色むらが発生しにくくなる。よって、製造誤差があった場合でも、良好な立体画像を見ることができる。
【００８５】
視差映像変更部２２は、予め、想定される製造誤差の範囲について、二次元ディスプレイ１１に表示する視差映像Ｓ１〜Ｓ９をそれぞれ演算する。視差映像変更部２２は、演算された複数種類の視差映像Ｓ１〜Ｓ９を、図１１（ｂ）に示すように、想定される複数の製造誤差の範囲に対応づけて視差映像保存部３４に保存しておく。これにより、製造誤差保存部３３に保存された製造誤差に応じて、随時、視差映像を再構築する演算負担を軽減することができる。
【００８６】
また、視差映像変更部２２は、複数種類の視差映像Ｓ１〜Ｓ９のデータを複数の製造誤差の範囲に対応づけて保存する視差映像保存部３４を備えていなくても構わない。この場合、視差映像変更部２２は、製造誤差保存部３３に保存された製造誤差に応じて、随時、視差映像を再構築し、再構築された視差映像を二次元ディスプレイ１１に表示させればよい。これにより、視差映像の製造誤差補正をより高精度に行うことができる。
【００８７】
（第３の実施の形態）
裸眼立体ディスプレイ装置から視聴者までの距離Ｃに応じて、シリンドリカルレンズ１２の適正レンズピッチL’は、実際のレンズピッチLから変化する。裸眼立体ディスプレイ装置の表示面全面に渡り同一視点の視差映像を視聴するためには、適正レンズピッチL’を（７）式にしたがって設定することが有効である。なお、fはシリンドリカルレンズ１２の焦点距離である。距離Ｃが、レンズの焦点距離ｆに対して十分長ければ、L=L’としてかまわないが、距離Ｃが短い場合、適正レンズピッチL’と実際のレンズピッチLとの差は無視できない。
【００８８】
また、距離Ｃは一定ではないことが考えられる。そこで、上記の距離Ｃと適正レンズピッチL’及び焦点距離ｆとの関係を動的に変化させる。変化する距離Ｃに応じて、随時、適正レンズピッチL’を計算し、視差映像を再構築することが望ましい。
【００８９】
そこで、本発明の第３の実施の形態では、視聴者が視聴する距離Ｃに応じて視差映像を再構築する裸眼立体ディスプレイ装置について説明する。
【００９０】
図１３（ａ）に示すように、第３の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置は、二次元ディスプレイ１１と、複数のシリンドリカルレンズ１２からなるレンチキュラーシート１４と、複数のシリンドリカルレンズ１２から視聴者Ｐまでの距離Ｃを測定する距離測定部２１と、距離測定部２１により測定された距離Ｃに基づいて、二次元ディスプレイ１１に表示する視差映像を変更する視差映像変更部２２とを備える。二次元ディスプレイ１１及びレンチキュラーシート１４の構成は第１の実施の形態と同じであるため、説明を省略する。
【００９１】
距離測定部２１は、視聴者Ｐの顔の映像を撮像するＣＣＤカメラ３５を備える。距離測定部２１は、ＣＣＤカメラ３５により撮像された顔の映像による顔認識を行う。そして、距離測定部２１は、顔の位置と大きさによって視聴者Ｐの視聴位置の空間的な座標を算出する。距離測定部２１は、その後、シリンドリカルレンズ１２から視聴者Ｐまでの距離Ｃを算出する。距離測定部２１はＣＣＤカメラ３５の代わりに、TOF(Time of Flight)カメラを用いて、距離Ｃを直接測定しても構わない。
【００９２】
視差映像変更部２２は、距離測定部２１により測定された距離Ｃに基づいて、（７）式に従って、シリンドリカルレンズ１２の適正レンズピッチL’を計算する。
【００９３】
L’=L*C/(C +f)                     ・・・（７）
【００９４】
視差映像変更部２２は、複数の適正レンズピッチL’と複数の適正レンズピッチL’に対応する複数種類の視差映像Ｓ１〜Ｓ３とを関連づけて保存する視差映像保存部３６を有する。
【００９５】
視差映像保存部３２には、例えば、図１３（ｂ）に示すような、複数種類の視差映像Ｓ１〜Ｓ３と適正レンズピッチL’との関係を示すテーブルが保存されている。例えば、視差映像Ｓ３はL’=0.779mmに対応して作成され、視差映像Ｓ２はL’=0.777mmに対応して作成され、視差映像Ｓ１はL’=0.775mmに対応して作成されている。よって、下限レンズピッチL1は、L’=0.776mmとし、上限レンズピッチL2は、L’=0.778mmとすればよい。
【００９６】
視差映像変更部２２は、視差映像保存部３６を参照して、（７）式に従って計算した適正レンズピッチL’に対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を二次元ディスプレイ１１に表示させる。例えば、視差映像変更部２２は、図１３（ｂ）に示された複数種類の視差映像Ｓ１〜Ｓ３の中から、計算した適正レンズピッチL’に対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を二次元ディスプレイ１１へ出力すればよい。
【００９７】
次に、図１４を参照して、第３の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置における視差映像変更部２２の変更動作について説明する。
【００９８】
距離測定部２１により測定された距離Ｃが視差映像変更部２２に入力されると（Ｓ３１）、距離Ｃに基づいて、（７）式に従って、適正レンズピッチL’を算出する（Ｓ３３）。適正レンズピッチL’が下限レンズピッチL1よりも小さいか否か（Ｓ３５）を判断する。適正レンズピッチL’が下限レンズピッチL1よりも小さい場合、視差映像Ｓ１を視差映像保存部３６から読み出して、二次元ディスプレイ１１へ出力する（Ｓ３９）。適正レンズピッチL’が下限レンズピッチL1以上である場合、適正レンズピッチL’が上限レンズピッチL2よりも小さいか否か（Ｓ３７）を判断する。適正レンズピッチL’が上限レンズピッチL2よりも小さい場合、視差映像Ｓ２を視差映像保存部３６から読み出して、二次元ディスプレイ１１へ出力する（Ｓ４１）。一方、適正レンズピッチL’が上限レンズピッチL2以上である場合、視差映像Ｓ３を視差映像保存部３６から読み出して、二次元ディスプレイ１１へ出力する（Ｓ４３）。
【００９９】
以上説明したように、裸眼立体ディスプレイ装置から視聴者Ｐまでの距離Ｃによってシリンドリカルレンズ１２の適正レンズピッチL’が変化する場合がある。この場合、視差映像変更部２２は、適正レンズピッチL’に基づいて、二次元ディスプレイ１１に表示する視差映像を変更する。水平画素ピッチpx、垂直画素ピッチpy、水平レンズピッチLx、及び傾斜角θは、（１）式〜（５）式に示す関係式を満たしている。したがって、適正レンズピッチL’に基づいて変更した視差映像にも線状のノイズ及び色むらが発生しにくくなる。
【０１００】
視差映像変更部２２は、予め、想定される複数の適正レンズピッチL’について、二次元ディスプレイ１１に表示する複数種類の視差映像Ｓ１〜Ｓ３をそれぞれ演算する。視差映像変更部２２は、演算された複数種類の視差映像Ｓ１〜Ｓ３を、図１３（ｂ）に示すように、想定される適正レンズピッチL’の範囲に対応づけて視差映像保存部３６に保存しておく。これにより、距離測定部２１により測定された距離Ｃに応じて、随時、視差映像を再構築する演算負担を軽減することができる。
【０１０１】
或いは、視差映像変更部２２は、視差映像保存部３６を備えていなくても構わない。この場合、視差映像変更部２２は、距離測定部２１により測定された距離Ｃに応じて、随時、適正レンズピッチL’を計算し、計算された適正レンズピッチL’について、二次元ディスプレイ１１に表示する視差映像を再構築すればよい。これにより、距離Ｃによる視差映像の補正をより高精度に行うことができる。
【０１０２】
また、第３の実施の形態における、適正レンズピッチL’の変化量は４μｍであり、実施例１で視差映像を再構築したときのレンズピッチLの変化量０．５％と同程度である。よって、第３の実施の形態における、距離Ｃよる適正レンズピッチL’の変化の範囲内では、再構築後の視差映像に斜線状のノイズ及び色むらは発生しない。
【０１０３】
（第４の実施の形態）
通常、裸眼立体ディスプレイ装置の視聴者Ｐは、立体視の見え方や感じ方について個人差や主観を有している。そこで、様々なレンズパラメータ(シリンドリカルレンズ１２のレンズピッチLと傾斜角θ)に対応して作成された複数種類の視差画像から、視聴者Ｐに最も好ましいと思うものを選択させる。そして、選択された視差画像が作成されたレンズパラメータに基づいて、以後表示する視差映像を作成する。これにより、視聴者Ｐ及び視聴状況に適した好ましい立体像を表示することが出来る。
【０１０４】
そこで、本発明の第４の実施の形態では、様々なレンズピッチLや傾斜角θに対応する複数種類の視差映像の中から、視聴者が最も適切と思われる視差映像を選択することにより、以後適切な立体像を視聴することができる裸眼立体ディスプレイ装置について説明する。
【０１０５】
図１５に示すように、第４の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置は、二次元ディスプレイ１１と、複数のシリンドリカルレンズ１２からなるレンチキュラーシート１４と、シリンドリカルレンズ１２の複数のレンズピッチL及びシリンドリカルレンズ１２の境界線ＢＬの複数の傾斜角θに基づいて構築された複数種類の視差映像の中から、視聴者Ｐにより選択された視差映像を受け付ける視差映像選択部３７と、視差映像選択部３７が受け付けた視差映像に対応するレンズピッチL及び傾斜角θを保存するレンズパラメータ保存部３９と、レンズパラメータ保存部３９に保存されたレンズピッチL及び傾斜角θに基づいて、二次元ディスプレイ１１に表示される視差映像を変更する視差映像変更部２２とを備える。二次元ディスプレイ１１及びレンチキュラーシート１４の構成は第１の実施の形態と同じであるため、説明を省略する。
【０１０６】
視差映像変更部２２は、複数のレンズピッチL及び複数の傾斜角θに対応する複数種類の視差映像を保存する視差映像保存部４０を有する。視差映像保存部４０には、例えば、図１１（ｃ）に示すような、３つのレンズピッチL及び３つの傾斜角θの組み合わせに対応した９種類の視差映像Ｓ１〜Ｓ９が保存されている。ただし、レンズパラメータは、作成される視差映像Ｓ１〜Ｓ９に、図１７（ｂ）のような斜線状のノイズが発生しない範囲に制限される。
【０１０７】
視差映像選択部３７は、マウス３８及びグラフィカル・ユーザー・インターフェース（ＧＵＩ）を用いて、視聴者Ｐにより選択された視差映像を受け付ける。例えば、先ず、図１１（ｃ）に示した９種類の視差映像Ｓ１〜Ｓ９を順番に二次元ディスプレイ１１に表示させる。視聴者Ｐは、順番に教示される視差映像Ｓ１〜Ｓ９の中から、最も適切に立体像が視聴できる視差映像が表示されたときに、マウス３８を操作して視差映像の決定を入力する。決定の入力は、視聴者Ｐによるリモコン操作に基づいて行っても構わない。
【０１０８】
視差映像選択部３７は、視聴者Ｐによる決定入力を受け付けた時に表示されている視差映像を、視聴者Ｐにより選択された視差映像として受け付ける。視聴者Ｐによる決定入力があるまで、視差映像選択部３７は、視差映像Ｓ１〜Ｓ９を繰り返し二次元ディスプレイ１１に表示させる。視聴者Ｐに視差映像を選択させる方法はこれに限定されない。例えば、順番に教示される視差映像Ｓ１〜Ｓ９に併せて視差映像Ｓ１〜Ｓ９の識別番号を表示する。そして、視聴者Ｐに識別番号を入力させてもよい。或いは、視差映像Ｓ１〜Ｓ９を同時に、二次元ディスプレイ１１にダイジェスト表示させ、所望の視差映像まで上下左右方向にカーソルを移動させ決定入力をさせてもよい。
【０１０９】
レンズパラメータ保存部３９は、視差映像選択部３７が受け付けた視差映像を構築した際のレンズピッチL及び傾斜角θを保存する。
【０１１０】
視差映像変更部２２は、レンズパラメータ保存部３９に保存されたレンズピッチL及び傾斜角θを示すレンズパラメータ番号と同じ番号で管理されている視差映像を、視差映像保存部４０に保存された視差映像Ｓ１〜Ｓ９から読み出して、二次元ディスプレイ１１に表示する。或いは、視差映像変更部２２は、レンズパラメータ保存部３９に保存されたレンズピッチL及び傾斜角θに応じて、随時、二次元ディスプレイ１１に表示する視差映像を再構築してもよい。これにより、視差映像変更部２２は、選択された視差映像を作成したときのレンズパラメータ（レンズピッチL及び傾斜角θ）に基づいて、以後表示する視差映像を作成することができる。
【０１１１】
以上説明したように、最も適切に立体像が視聴できる視差映像を視聴者Ｐに選択させることにより、視聴者Ｐの立体視の見え方や感じ方についての個人差や主観、視聴位置、製造誤差や温度変化等を含め、そのとき最も適切なレンズピッチL及び傾斜角θに変更して、以後の視差映像を作成する。水平画素ピッチpx、垂直画素ピッチpy、水平レンズピッチLx、及び傾斜角θは、（１）式〜（５）式に示す関係式を満たしている。よって、レンズピッチL及び傾斜角θの変更による斜線状のノイズや色むらが少ない視差映像を表示することができるので、常に良好な立体像を得ることができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１１    二次元ディスプレイ
１２、１２ａ〜１２ｄ    シリンドリカルレンズ
１３    色画素
２１    距離測定部
２２    視差映像変更部
３１    温度センサ
３２、３４、３６、４０    視差映像保存部
３３    製造誤差保存部
３７    視差映像選択部
３９    レンズパラメータ保存部
ＢＬ、ＢＬ１〜ＢＬ５    境界線
ＨＬ    水平方向
L    レンズピッチ
Lx    水平レンズピッチ（水平方向のレンズピッチ）
L'    適正レンズピッチ
px    水平画素ピッチ（水平方向の画素ピッチ）
py    垂直画素ピッチ（垂直方向の画素ピッチ）
ＶＬ    垂直方向
θ    傾斜角
ΔL、Δθ    製造誤差
Ｃ    距離
Ｐ    視聴者
Ｔ    周辺温度
Ｓ１〜Ｓ９    視差映像
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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