(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表示面に画像を表示する第１の表示手段と、
この第１の表示手段と鑑賞者との間に配置され、鑑賞者の眼が並ぶ方向と略平行な第１の方向に並べられた複数の第１の透過部とこの第１の透過部以外の領域で前記第１の表示手段からの光を遮蔽する第１の遮蔽部とを有する第１のバリア手段と、
この第１のバリア手段と前記第１の表示手段との間に配置され、前記第１の透過部と対向するように並べられた複数の第２の透過部とこの第２の透過部以外の領域で前記第１の表示手段からの光を遮蔽する第２の遮蔽部とを有する第２のバリア手段と、
この第２のバリア手段と前記第１の表示手段との間に配置され、第２の表示面に画像を表示する第２の表示手段と、
前記複数の第１の透過部を前記第１の方向に連続的に変位させると共に、前記複数の第２の透過部を、前記第１の透過部の変位と同期して前記第１の方向に連続的に変位させる透過制御手段と、
視点の異なる複数のカメラから前記第１、第２の透過部を通して撮影した画像である多視点画像を視点毎および第１、第２の透過部の位置毎に生成する多視点画像生成手段と、
前記第２の表示面に前記第１の透過部と対向するように並べられた複数の第３の透過部を、前記第１の透過部の変位と同期して前記第１の方向に連続的に変位させると共に、前記多視点画像生成手段が生成した多視点画像のうち視点位置および第１、第２の透過部の位置に応じた多視点画像を前記第１、第２の表示面上に表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とする裸眼立体画像表示デバイス。
【請求項２】
請求項１記載の裸眼立体画像表示デバイスにおいて、
前記第１、第２、第３の透過部は、スリット状の透過部であることを特徴とする裸眼立体画像表示デバイス。
【請求項３】
請求項１記載の裸眼立体画像表示デバイスにおいて、
前記第１、第２、第３の透過部は、ピンホール状の透過部であり、
前記透過制御手段は、前記第１の方向の変位が終了する度に前記第１、第２の透過部を鑑賞者の眼が並ぶ方向と略直角な第２の方向に変位させることを繰り返し、
前記表示制御手段は、前記第１の方向の変位が終了する度に前記第３の透過部を前記第２の方向に変位させることを繰り返すことを特徴とする裸眼立体画像表示デバイス。
【請求項４】
第１の表示面とこの第１の表示面よりも鑑賞者側に配置された第２の表示面に画像を表示し、前記第１、第２の表示面と鑑賞者との間に配置され、鑑賞者の眼が並ぶ方向と略平行な第１の方向に並べられた複数の第１の透過部とこの第１の透過部以外の領域で前記第１、第２の表示面からの光を遮蔽する第１の遮蔽部とを有する第１のバリア手段と、第１のバリア手段と前記第１の表示面との間に配置され、前記第１の透過部と対向するように並べられた複数の第２の透過部とこの第２の透過部以外の領域で前記第１、第２の表示面からの光を遮蔽する第２の遮蔽部とを有する第２のバリア手段とを設け、前記第１、第２の透過部を通じて画像を観測することで立体感を得る裸眼立体画像表示方法であって、
前記複数の第１の透過部を前記第１の方向に連続的に変位させると共に、前記複数の第２の透過部を、前記第１の透過部の変位と同期して前記第１の方向に連続的に変位させる透過制御ステップと、
視点の異なる複数のカメラから前記第１、第２の透過部を通して撮影した画像である多視点画像を視点毎および第１、第２の透過部の位置毎に生成する多視点画像生成ステップと、
前記第２の表示面に前記第１の透過部と対向するように並べられた複数の第３の透過部を、前記第１の透過部の変位と同期して前記第１の方向に連続的に変位させると共に、前記多視点画像生成ステップで生成した多視点画像のうち視点位置および第１、第２の透過部の位置に応じた多視点画像を前記第１、第２の表示面上に表示させる表示制御ステップとを備えることを特徴とする裸眼立体画像表示方法。
【請求項５】
請求項４記載の裸眼立体画像表示方法において、
前記第１、第２、第３の透過部は、スリット状の透過部であることを特徴とする裸眼立体画像表示方法。
【請求項６】
請求項４記載の裸眼立体画像表示方法において、
前記第１、第２、第３の透過部は、ピンホール状の透過部であり、
前記透過制御ステップは、前記第１の方向の変位が終了する度に前記第１、第２の透過部を鑑賞者の眼が並ぶ方向と略直角な第２の方向に変位させることを繰り返し、
前記表示制御ステップは、前記第１の方向の変位が終了する度に前記第３の透過部を前記第２の方向に変位させることを繰り返すことを特徴とする裸眼立体画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体画像撮影伝送表示技術に係り、特に裸眼立体画像表示デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、裸眼立体画像表示の技術としては、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６に開示された技術がある。
特許文献１に開示されたパララックスバリア方式（視差バリア方式）の技術では、図１０に示すように右目用の画像Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4，Ｒ5と左目用の画像Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3，Ｌ4，Ｌ5とを交互に並べ、これらの画像の手前にパララックスバリア１００を配置することで、一定距離にて真正面から正視すると裸眼で立体視が可能となるようにしている。図１０における１０１はパララックスバリア１００に設けられたアパーチャ（スリット）である。
【０００３】
特許文献２に開示されたレンチキュラレンズ方式の技術では、図１１（Ａ）に示すように右目用の画像Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4，Ｒ5と左目用の画像Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3，Ｌ4，Ｌ5とを交互に並べ、画像手前に図１１（Ｂ）に示すようなレンチキュラレンズ１０２を並べて配置することで、一定距離にて真正面から正視すると裸眼で立体視が可能となるようにしている。
【０００４】
特許文献３、特許文献４に開示されたＤＦＤ（Depth-Fused 3D）方式の技術では、図１２に示すように奥行き情報に応じて、前方像面１０３と、後方像面１０４に二次元の濃淡画像１０５，１０６を表示することで、一定距離にて真正面から正視すると裸眼で立体視が可能となるようにしている。
【０００５】
特許文献５、特許文献６に開示されたインテグラル・イメージング方式（光線再生方式）の技術では、図１３に示すように撮影側において奥行き制御レンズ１０９とカメラ１１０との間に撮影用レンズアレイ１１１を配置すると共に、表示側においてプロジェクター１１２の前面にスクリーン１１３と表示用レンズアレイ１１４を配置し、画素毎に多視点画像を撮影表示することで、表示デバイスから任意の方向、任意の位置にて鑑賞しても立体視が可能となるようにしている。図１３における１１５は撮影側から表示側に撮影画像を送る画像補正処理装置、１１６は表示用レンズアレイ１１４に設けられた微小レンズである。図１３における１１７は被写体、１１８は再生立体像である。
【０００６】
さらに、裸眼立体視を実現する別の技術として、パララックス・パノラマグラム方式の技術が提案されている（特許文献７、特許文献８）。特許文献７に開示された技術は、図１４に示すように表示面１２０の前面に、スリット１２１を有する透過型の液晶素子１２２を配置し、スリット１２１を高速に移動させることで、画像の劣化を少なくしつつ、連続的な運動視差を持った立体画像の表示を可能にするようにしたものである。図１４における１２３は立体視可能視野角（連続的に立体視が可能な視野角（Viewing angle））、１２４はバリア角（鑑賞者からは画面が暗転等により完全に遮蔽される視野角）である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７２５５６７号公報
【特許文献２】米国特許第１１２８９７９号公報
【特許文献３】特許第３０２２５５８号公報
【特許文献４】特許第３４６０６７１号公報
【特許文献５】特許第３８３６５５０号公報
【特許文献６】特許第３６７８７９２号公報
【特許文献７】特開平１０−２５３９２６号公報
【特許文献８】米国特許第１２６０６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された技術では、一定距離にて真正面から正視しないと立体視ができないという問題点があった。また、特許文献１に開示された技術では、表示デバイスに前面にパララックスバリアを設置する必要があり、パララックスバリアの作成に微細な加工が必要になるという問題点があった。
【０００９】
同様に、特許文献２に開示された技術では、一定距離にて真正面から正視しないと立体視ができないという問題点があった。また、特許文献２に開示された技術では、表示デバイスに前面にレンチキュラレンズを設置する必要があり、レンチキュラレンズの作成に微細な加工が必要になるという問題点があった。
【００１０】
同様に、特許文献３、特許文献４に開示された技術では、一定距離にて真正面から正視しないと立体視ができないという問題点があった。特許文献３、特許文献４に開示された技術では、表示デバイスの真正面から少しでも外れると途端に、画像が二重に重なって見え、立体視が困難になる。
【００１１】
特許文献５、特許文献６に開示された技術では、表示デバイスに前面にマイクロレンズアレイを設置する必要があり、マイクロレンズアレイの作成に微細な加工が必要になるという問題点があった。また、特許文献５、特許文献６に開示された技術では、画素単位に多視点画像を撮影する必要があるため、表示デバイスに超高解像度が必要になるという問題点があった。
【００１２】
以上のように、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４に開示された裸眼立体画像表示技術では、表示デバイスを水平に設置し、一定距離にて特定方向から正視しないと立体視ができないという問題点があった。また、この裸眼立体画像表示技術では、表示デバイスの作成に微細な加工が必要になるという問題点があった。
【００１３】
特許文献７に開示された技術では、特定方向から正視しないと立体視ができないという上記の問題を軽減することができる。しかしながら、特許文献７に開示された技術では、角度当たりの画素密度を高めつつ、連続的な運動視差と、広い視野角を確保するためには、スリット数を少なくする必要があるが、一方で画像鑑賞者にチラツキを感じさせずにスリットを画面の片端から片端に高速に走査する必要があり、スリット面に用いる液晶素子等のデバイスに応答速度が高速なものが必要となり、非常に高価なデバイスが必要になるという問題点があった。
【００１４】
例えば、スリットを一つのみとすると、横ピクセル数が１０２４ピクセルのＸＧＡ（eXtended Graphics Array）の解像度で、スリット幅が２［ピクセル］のスリットを１／３０秒間隔で走査するデバイスに求められる応答速度は、１フレームの表示時間÷画面分割数＝１フレームの表示時間÷（横ピクセル数÷スリット幅ピクセル数）＝（１／３０）÷（１０２４÷１）≒６５［μｓ］となり、スリットを走査するデバイスに極めて速い応答時間が求められる。
【００１５】
また、この応答時間はデバイスの立ち上がりから立ち下がりまでの時間を指す（図１５）。つまり一般的に云われる応答時間は、「立ち上がり」もしくは「立ち下がり」のみを指すことが多いので、スリットを走査するデバイスに要求される応答時間は更に短い時間が求められることを意味し、つまり「立ち上がり」と「立ち下がり」共に極めて短い時間で応答することが求められる。したがって、図１４に示した構成のままでシステムを構成すると非常に高価となる。
【００１６】
このため、特許文献７に開示された技術では、スリット数を増やして、走査速度を下げ、応答速度が遅いデバイスでも構成できるようにする必要があるが、スリット数を増やすと、そのスリット数に応じて、立体視可能視野角が狭くなる。
スリット数を多くしつつ、立体視可能視野角を広くするためには、表示面とスリット面の間隔を狭めればよいが、間隔を狭めると、角度当たりの画素密度が低下するという問題が発生する。
【００１７】
さらに、特許文献７に開示された技術では、スリット数を増やすと、立体視可能視野角から外れた途端、本来ならば別のスリットから鑑賞者に投影されるべき画像が見えてしまう。このため、立体視可能視野角近傍の角度で鑑賞していると、少し目線や首などを振る等して視野角から外れてしまうと、不可解な画像が表示され、立体視が困難となるという問題点があった。
【００１８】
図１６においては鑑賞者Ａおよび鑑賞者Ｃから見える画像が問題の画像に相当する。鑑賞者Ａからは、本来ならばスリット１２１ｃから見えるべき画像がスリット１２１ｂから見えてしまっており、鑑賞者Ｃからは本来ならばスリット１２１ａから見えるべき画像がスリット１２１ｂから見えてしまっている。以下、あるスリットから見えるべきでない画像が見えてしまう視野角をモアレ発生角と記す。図１６の例では、１２５がモアレ発生角である。特許文献７に開示された技術では、表示面に用いるデバイスの液晶表示板とバックライトとの間にマイクロレンズアレイとピンホールアレイを配置して、不可解な画像表示を抑制するようにしているが、このような構成には微細な加工が必要であり、デバイスが高価なものになってしまうという問題点があった。
【００１９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、角度当たりの画素密度の低下を抑えつつ立体視可能視野角を広く保つことができる裸眼立体画像表示デバイスを安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の裸眼立体画像表示デバイスは、第１の表示面に画像を表示する第１の表示手段と、この第１の表示手段と鑑賞者との間に配置され、鑑賞者の眼が並ぶ方向と略平行な第１の方向に並べられた複数の第１の透過部とこの第１の透過部以外の領域で前記第１の表示手段からの光を遮蔽する第１の遮蔽部とを有する第１のバリア手段と、この第１のバリア手段と前記第１の表示手段との間に配置され、前記第１の透過部と対向するように並べられた複数の第２の透過部とこの第２の透過部以外の領域で前記第１の表示手段からの光を遮蔽する第２の遮蔽部とを有する第２のバリア手段と、この第２のバリア手段と前記第１の表示手段との間に配置され、第２の表示面に画像を表示する第２の表示手段と、前記複数の第１の透過部を前記第１の方向に連続的に変位させると共に、前記複数の第２の透過部を、前記第１の透過部の変位と同期して前記第１の方向に連続的に変位させる透過制御手段と、視点の異なる複数のカメラから前記第１、第２の透過部を通して撮影した画像である多視点画像を視点毎および第１、第２の透過部の位置毎に生成する多視点画像生成手段と、前記第２の表示面に前記第１の透過部と対向するように並べられた複数の第３の透過部を、前記第１の透過部の変位と同期して前記第１の方向に連続的に変位させると共に、前記多視点画像生成手段が生成した多視点画像のうち視点位置および第１、第２の透過部の位置に応じた多視点画像を前記第１、第２の表示面上に表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の裸眼立体画像表示デバイスの１構成例において、前記第１、第２、第３の透過部は、スリット状の透過部であることを特徴とするものである。
また、本発明の裸眼立体画像表示デバイスの１構成例において、前記第１、第２、第３の透過部は、ピンホール状の透過部であり、前記透過制御手段は、前記第１の方向の変位が終了する度に前記第１、第２の透過部を鑑賞者の眼が並ぶ方向と略直角な第２の方向に変位させることを繰り返し、前記表示制御手段は、前記第１の方向の変位が終了する度に前記第３の透過部を前記第２の方向に変位させることを繰り返すことを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明は、第１の表示面とこの第１の表示面よりも鑑賞者側に配置された第２の表示面に画像を表示し、前記第１、第２の表示面と鑑賞者との間に配置され、鑑賞者の眼が並ぶ方向と略平行な第１の方向に並べられた複数の第１の透過部とこの第１の透過部以外の領域で前記第１、第２の表示面からの光を遮蔽する第１の遮蔽部とを有する第１のバリア手段と、第１のバリア手段と前記第１の表示面との間に配置され、前記第１の透過部と対向するように並べられた複数の第２の透過部とこの第２の透過部以外の領域で前記第１、第２の表示面からの光を遮蔽する第２の遮蔽部とを有する第２のバリア手段とを設け、前記第１、第２の透過部を通じて画像を観測することで立体感を得る裸眼立体画像表示方法であって、前記複数の第１の透過部を前記第１の方向に連続的に変位させると共に、前記複数の第２の透過部を、前記第１の透過部の変位と同期して前記第１の方向に連続的に変位させる透過制御ステップと、視点の異なる複数のカメラから前記第１、第２の透過部を通して撮影した画像である多視点画像を視点毎および第１、第２の透過部の位置毎に生成する多視点画像生成ステップと、前記第２の表示面に前記第１の透過部と対向するように並べられた複数の第３の透過部を、前記第１の透過部の変位と同期して前記第１の方向に連続的に変位させると共に、前記多視点画像生成ステップで生成した多視点画像のうち視点位置および第１、第２の透過部の位置に応じた多視点画像を前記第１、第２の表示面上に表示させる表示制御ステップとを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、立体視可能視野角を広く保つために透過部の数を減らしたり、第１の表示面と第１のバリア手段の間隔を狭めたりする必要がなく、角度当たりの画素密度の低下を抑えつつ立体視可能視野角を広く保つことができる。本発明では、立体視可能視野角を広く保つために透過部の数を減らす必要がなく、透過部の移動速度を下げることができるので、第１、第２の表示手段および第１、第２のバリア手段を応答速度が遅い既存の安価なデバイスで実現することができ、またデバイスに微細な加工をする必要もないので、裸眼立体画像表示デバイスのコストを低減することができる。
【００２４】
また、本発明では、第１、第２、第３の透過部をピンホール状の透過部とし、第１の方向の変位が終了する度に第１、第２の透過部を鑑賞者の眼が並ぶ方向と略直角な第２の方向に変位させることを繰り返し、第１の方向の変位が終了する度に第３の透過部を第２の方向に変位させることを繰り返す。従来の多くの裸眼立体画像表示デバイスでは、表示デバイスを水平に設置し、画像鑑賞者は、表示デバイスを、姿勢を正して一定距離・特定方向から正視しないと、表示された立体画像が二重に見える等、立体視が困難になる場合が多かった。これに対して、本発明では、画像鑑賞者は、表示デバイスから任意の位置、任意の角度から、寛いだ姿勢で鑑賞しても自然な立体視が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の裸眼立体画像表示技術の原理を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る立体画像撮影伝送表示システムの構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における画像撮影から画像表示までの処理の流れを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る表示部およびバリア部の構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る裸眼立体画像表示デバイスの表示部の構成を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の裸眼立体画像表示技術の原理を説明する図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る立体画像撮影伝送表示システムの構成を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る表示部およびバリア部の構成を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態において鑑賞者側から見たピンホールの変位の様子を示す図である。
【図１０】従来の裸眼立体画像表示技術の原理を説明する図である。
【図１１】従来の別の裸眼立体画像表示技術の原理を説明する図である。
【図１２】従来の別の裸眼立体画像表示技術の原理を説明する図である。
【図１３】従来の別の裸眼立体画像表示技術の原理を説明する図である。
【図１４】従来の別の裸眼立体画像表示技術の原理を説明する図である。
【図１５】図１４に示す裸眼立体画像表示技術のスリット面に用いられるデバイスの応答時間を説明する図である。
【図１６】図１４に示す裸眼立体画像表示技術の問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［発明の原理］
図１（Ａ）〜図１（Ｃ）は本発明の裸眼立体画像表示技術の原理を説明する図である。本発明は、図１（Ａ）に示すように表示面を構成する液晶素子、有機ＥＬ素子またはＰＤＰ（Plasma Display Panel）等からなる板状の表示部１と、表示面と平行に配置されたスリット面を構成する透過型の液晶素子、透過型の有機ＥＬ（electroluminescence）素子または透過型のＰＤＰ等からなる板状のバリア部２とを有する。図１（Ａ）における３は透過部であるスリット、４は結像結果である立体画像である。バリア部２の面（スリット面）には、スリットと、スリット以外の領域で表示部１からの光を遮蔽する遮蔽部とが形成される。
【００２７】
本発明では、スリット３を高速で連続的に変位させ、結像面からスリット３の位置に投影される画像を背面の表示部１に表示させることで、視差／視点に応じた自然な立体視を実現する。図１（Ｂ）はスリット３の位置に応じた画像が表示部１に表示される様子を示しており、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）の状態から時間Δｔ後にスリット３が変位したときに、スリット３の位置に応じて表示部１に表示される画像も変化することを示している。
【００２８】
スリット３の移動とそれに応じた表示画像の変化とを、鑑賞者にちらつき感を与えない程度の速さで繰り返し行う。これにより、スリット３に対応する鑑賞者の位置において残像が生じ、鑑賞者は３次元画像を観測することができる。したがって、鑑賞者が図１（Ｂ）、図１（Ｃ）中を右側または左側に移動しても、スリット３を通じ形成された残像により立体画像を好ましい状態で観測することができる。
【００２９】
特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４に開示された技術では、特定方向且つ定められた距離から正視したときのみ立体視ができるが、定められた位置から少しずれた位置から画像を見るとモアレ等が生じて立体視が困難となる。これに対して、本発明では、立体視可能な位置が広く取れ、また鑑賞者の視点に応じた自然な立体視が可能となる。
【００３０】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図２は本発明の第１の実施の形態に係る立体画像撮影伝送表示システムの構成を示す図、図３（Ａ）〜図３（Ｄ）は画像撮影から画像表示までの処理の流れを示す図である。
立体画像撮影伝送表示システムは、表示部１と、バリア部２と、カメラ１１，１２と、符号化部１３と、ネットワーク１４と、復号化部１５と、多視点画像生成部１６と、透過制御部１７と、表示制御部１８とから構成される。表示部１と、バリア部２と、多視点画像生成部１６と、透過制御部１７と、表示制御部１８とは、裸眼立体画像表示デバイスを構成している。
【００３１】
まず、撮影対象１０を、従来から用いられている２つカメラ１１，１２によるステレオ撮影によって撮影する。図３（Ａ）の３００は左側のカメラ１１で撮影した左撮影画像、３０１は右側のカメラ１２で撮影した右撮影画像である。
【００３２】
続いて、符号化部１３は、カメラ１１，１２で撮影した画像を符号化して蓄積し、ネットワーク１４等を介して表示側に伝送する。本実施の形態では、符号化して伝送する技術として、サイド・バイ・サイド方式もしくはライン・バイ・ライン方式を用いる。サイド・バイ・サイド方式は、カメラ１１で撮影した１フレームの画像とカメラ１２で撮影した１フレームの画像とをそれぞれ圧縮し、圧縮した２つの画像を横に並べて１枚のフレームとして伝送する方式である。図３（Ｂ）では、サイド・バイ・サイド方式で圧縮した２つの画像を横に並べて１枚にした画像３０２を示している。ライン・バイ・ライン方式は、圧縮した２つの画像を１ラインずつ交互に縦に並べて１枚のフレームとして伝送する方式である。
【００３３】
続いて、表示側の復号化部１５は、撮影側の符号化部１３からネットワーク１４等を介して伝送された画像データを復号し、カメラ１１で撮影された左撮影画像とカメラ１２で撮影された右撮影画像の２つの画像を得る。図３（Ｃ）の３０３は表示側で受信した画像３０２を復号して得た左撮影画像、３０４は画像３０２を復号して得た右撮影画像である。
【００３４】
多視点画像生成部１６は、視点の異なる複数のカメラからスリットを通して撮影した画像である多視点画像を、左右２つの撮影画像を使って視点毎およびスリットの位置毎に生成する。図３（Ｄ）の画像３０５，３０６，３０７，３０８は左撮影画像３０３および右撮影画像３０４から生成された多視点画像である。このような多視点画像生成技術としては、「Ｈ．２６４／ＭＶＣ」関連技術を用いることが可能である。多視点画像生成技術は、例えば特開２００９−２１１３３５号公報、特開２０００−２１５３１１等に開示されている。
【００３５】
次に、透過制御部１７は、鑑賞者の眼が並ぶ方向と略平行な方向にスリット３を連続的に変位させ、表示制御部１８は、多視点画像生成部１６が生成した多視点画像のうち視点位置およびスリット３の位置に応じた多視点画像を表示部１に表示させるようにする。バリア部２は、透過型の液晶素子、透過型の有機ＥＬ素子または透過型のＰＤＰ等からなる。これらの透過型の素子によれば、光の透過率を変調することが可能である。そこで、透過制御部１７は、スリット面上（バリア部２の面上）のスリット３を形成したい領域で光の透過率を上げて光を透過させるようにし、スリット以外の領域で光の透過率を下げて光を遮断することにより、スリット面の所望の位置にスリット３を形成することができる。
【００３６】
次に、本実施の形態の特徴、すなわち特許文献７に開示された技術との相違点について説明する。図４は本実施の形態の表示部１およびバリア部２の構成を示す図である。図４における１２３は立体視可能視野角、１２４はバリア角、１２５はモアレ発生角である。本実施の形態では、応答速度の遅いデバイスでスリット面を構成した際に、スリット数を多くした際においても、角度当たりの画素密度の低下を抑えつつ立体視可能視野角を広く保つため、以下のことを特徴とする。
【００３７】
まず、本実施の形態では、表示部１を、板状の表示部１ａと、表示部１ａの前面（鑑賞者に近い方の位置）に配置される板状の表示部１ｂとから構成する。また、本実施の形態では、バリア部２を、最前面（鑑賞者に最も近い方の位置）に配置される板状のバリア部２ａと、バリア部２ａと表示部１ｂとの間に配置される板状のバリア部２ｂとから構成する。表示部１ａと表示部１ｂとバリア部２ａとバリア部２ｂとは、互いに平行に配置される。スリット３は、バリア部２ａの面上（第１のスリット面上）に形成される複数のスリット３ａと、バリア部２ｂの面上（第２のスリット面上）に形成される複数のスリット３ｂとからなる。
【００３８】
透過制御部１７は、前述のとおりバリア部２ａを制御して、バリア部２ａの面上（第１のスリット面上）に複数のスリット３ａを形成する。同様に、透過制御部１７は、バリア部２ｂを制御してスリット３ａと対向する、バリア部２ｂの面上（第２のスリット面上）の位置にそれぞれスリット３ｂを形成する。
【００３９】
表示制御部１８は、表示部１ｂを制御してスリット３ａと対向する、表示部１ｂの面上（第２の表示面上）の位置にそれぞれスリット５を形成する。透過制御部１７の場合と同様に、表示制御部１８は、第２の表示面上のスリット５を形成したい領域で光の透過率を上げて光を透過させることで、第２の表示面の所望の位置にスリット５を形成することができる。バリア部２ａ，２ｂと同様に、表示部１ｂは、透過型の液晶素子、透過型の有機ＥＬ素子または透過型のＰＤＰ等からなる。
【００４０】
そして、透過制御部１７は、鑑賞者の眼が並ぶ方向と略平行な方向（例えば図４の左から右への方向）に複数のスリット３ａを連続的に変位させると共に、この変位と同期して、スリット３ａの変位と同じ方向に複数のスリット３ｂを連続的に変位させる。また、表示制御部１８は、スリット３ａの変位と同期して、スリット３ａの変位と同じ方向に複数のスリット５を連続的に変位させる。透過制御部１７および表示制御部１８は、このようなスリット３ａ，３ｂ，５の制御を鑑賞者にちらつき感を与えない程度の速さで繰り返し行う。
【００４１】
また、表示制御部１８は、多視点画像生成部１６が生成した多視点画像のうち視点位置およびスリット３ａ，３ｂの位置に応じた多視点画像を、視点位置およびスリット３ａ，３ｂの位置に対応する、表示部１ａの面上（第１の表示面上）の領域および表示部１ｂの面上（第２の表示面上）の領域に表示させる。
【００４２】
本実施の形態では、鑑賞者Ｂの視点位置およびスリット３ａ，３ｂの位置に応じた多視点画像を、視点位置およびスリット３ａ，３ｂの位置に対応する、表示部１ａの領域（図４では不図示）に表示し、鑑賞者Ａの視点位置およびスリット３ａの位置に応じた多視点画像を、視点位置およびスリット３ａ，３ｂの位置に対応する、表示部１ａの領域２０に表示し、鑑賞者Ｃの視点位置およびスリット３ａの位置に応じた多視点画像を、視点位置およびスリット３ａ，３ｂの位置に対応する、表示部１ａの領域２１に表示する。
【００４３】
さらに、本実施の形態では、鑑賞者Ａの視点位置およびスリット３ａの位置に応じた多視点画像を、視点位置およびスリット３ａ，３ｂの位置に対応する、表示部１ｂの領域２２に表示し、鑑賞者Ｃの視点位置およびスリット３ａの位置に応じた多視点画像を、視点位置およびスリット３ａ，３ｂの位置に対応する、表示部１ｂの領域２３に表示する。なお、正面の鑑賞者Ｂの視点位置に関しては、この視点位置に対応する、表示部１ｂの領域に多視点画像を表示する必要はない。
【００４４】
以上のように、本実施の形態では、特許文献７に開示された従来の技術に相当する表示部１ａとバリア部２ａの他に、表示部１ｂとバリア部２ｂを設け、第１、第２のスリット面および第２の表示面に形成するスリット３ａ，３ｂ，５を連続的に変位させ、視点位置およびスリット３ａ，３ｂの位置に応じた多視点画像を、視点位置およびスリット３ａ，３ｂの位置に対応する、第１、第２の表示面上の領域に表示することにより、立体視可能視野角を広く保つためにスリット数を減らしたり、第１の表示面と第１のスリット面の間隔を狭めたりする必要がなく、角度当たりの画素密度の低下を抑えつつ立体視可能視野角を広く保つことができる。
【００４５】
本実施の形態では、立体視可能視野角を広く保つためにスリット数を減らす必要がなく、スリット３ａ，３ｂ，５の移動速度を下げることができるので、表示部１ａ，１ｂおよびバリア部２ａ，２ｂを応答速度が遅い既存の安価なデバイスで実現することができ、またデバイスに微細な加工をする必要もないので、裸眼立体画像表示デバイスのコストを低減することができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、表示部１ａの面（第１の表示面）とバリア部２ａの面（第１のスリット面）との間隔をｈ１としたとき、表示部１ｂの面（第２の表示面）と第１のスリット面との間隔ｈ２は（１／４）×ｈ１であり、バリア部２ｂの面（第２のスリット面）と第１のスリット面との間隔ｈ３は（１／８）×ｈ１である。
【００４７】
また、スリット３ａの幅をＷ１、スリット３ａの間隔とスリット３ｂの間隔とスリット５の間隔をＷ２とすると、スリット３ｂの端から隣接するスリット３ｂの端までの間隔Ｗ３は（Ｗ２−Ｗ１）×（１／２）であり、スリット５の端から隣接するスリット５の端までの間隔Ｗ４は（Ｗ２−Ｗ１）×（３／４）である。
【００４８】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図５は本発明の第２の実施の形態に係る表示部の構成を示す図である。第１の実施の形態では、表示部１ａ，１ｂを液晶素子、有機ＥＬ素子またはＰＤＰ等から構成しているが、本実施の形態では、表示部１ａをＤＬＰ方式超短焦点プロジェクタ３０ａと背面透過型スクリーン３１ａとから構成し、表示部１ｂをＤＬＰ方式超短焦点プロジェクタ３０ｂと背面透過型スクリーン３１ｂとから構成している。
【００４９】
ＤＬＰ方式超短焦点プロジェクタ３０ａは、背面透過型スクリーン３１ａに画像を投影し、ＤＬＰ方式超短焦点プロジェクタ３０ｂは、背面透過型スクリーン３１ｂに画像を投影する。ＤＬＰ方式超短焦点プロジェクタ３０ｂが光を投射しない位置がスリット５となる。このようにして、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は本発明の第３の実施の形態の裸眼立体画像表示技術の原理を説明する図であり、図１と同様の構成には同一の符号を付してある。第１、第２の実施の形態では、スリット３（３ａ，３ｂ）を高速に変位させ、立体画像を表示していたが、画像鑑賞者の上下方向の移動に対しての立体感の表現に乏しい。
【００５１】
そこで、本実施の形態では、スリットをピンホール６に変更する。本実施の形態では、ピンホール６を高速で連続的に変位させ、結像面からピンホール６の位置に投影される画像を背面の表示部１に表示させることで、鑑賞者の上下方向の移動についても臨場感を損なわず、視差／視点に応じた自然な立体視を実現する。図６（Ｂ）はピンホール６の位置に応じた画像が表示部１に表示される様子を示しており、図６（Ｃ）は図６（Ｂ）の状態から時間Δｔ後にピンホール６が変位したときに、ピンホール６の位置に応じて表示部１に表示される画像も変化することを示している。
【００５２】
図７は本実施の形態に係る立体画像撮影伝送表示システムの構成を示す図、図８は本実施の形態の表示部１およびバリア部２の構成を示す図である。本実施の形態においても、撮影側の構成は第１、第２の実施の形態と同じである。第１、第２の実施の形態と同様に、表示部１を、表示部１ａと表示部１ｂとから構成し、バリア部２を、バリア部２ａとバリア部２ｂとから構成する。ピンホール６は、バリア部２ａの面上（第１のピンホール面上）に形成される複数のピンホール６ａと、バリア部２ｂの面上（第２のピンホール面上）に形成される複数のピンホール６ｂとからなる。
【００５３】
多視点画像生成部１６ａは、視点の異なる複数のカメラからピンホール６ａ，６ｂを通して撮影した画像である多視点画像を、左右２つの撮影画像を使って視点毎およびピンホール６ａ，６ｂの位置毎に生成する。
【００５４】
透過制御部１７ａは、バリア部２ａを制御して、バリア部２ａの面上（第１のピンホール面上）に複数のピンホール６ａを形成する。同様に、透過制御部１７は、バリア部２ｂを制御してピンホール６ａと対向する、バリア部２ｂの面上（第２のピンホール面上）の位置にそれぞれピンホール６ｂを形成する。
表示制御部１８ａは、表示部１ｂを制御してピンホール６ａと対向する、表示部１ｂの面上（第２の表示面上）の位置にそれぞれピンホール７を形成する。
【００５５】
そして、透過制御部１７ａは、鑑賞者の眼が並ぶ方向と略平行な方向に複数のピンホール６ａを連続的に変位させると共に、この変位と同期して、ピンホール６ａの変位と同じ方向に複数のピンホール６ｂを連続的に変位させる。また、表示制御部１８ａは、ピンホール６ａの変位と同期して、ピンホール６ａの変位と同じ方向に複数のピンホール７を連続的に変位させる。
【００５６】
さらに、透過制御部１７ａおよび表示制御部１８ａは、ピンホール６ａ，６ｂ，７を例えばピンホール面の左端から右端まで移動し終えた時点で、ピンホール６ａ，６ｂ，７を鑑賞者の眼が並ぶ方向と略直角な方向（図４の紙面と垂直な方向）に変位させ、再びピンホール面の左端からピンホール６ａ，６ｂ，７の変位を開始する。こうして、水平方向の変位が終了する度にピンホール６ａ，６ｂ，７を垂直方向に変位させることを繰り返す。鑑賞者側から見たピンホール６ａ，６ｂ，７の変位の様子を図９に示す。
【００５７】
また、表示制御部１８ａは、多視点画像生成部１６ａが生成した多視点画像のうち視点位置およびピンホール６ａ，６ｂの位置に応じた多視点画像を、視点位置およびピンホール６ａ，６ｂの位置に対応する、表示部１ａの面上（第１の表示面上）の領域および表示部１ｂの面上（第２の表示面上）の領域に表示させる。その他の構成は、第１、第２の実施の形態と同様である。
【００５８】
ピンホール６ａの幅をＷ１としたとき、ピンホール６ａ，６ｂ，７の高さ（図４の紙面と垂直な方向の大きさ）はＷ１と同じでよい。また、ピンホール６ａの間隔とピンホール６ｂの間隔とピンホール７の間隔をＷ２とすると、ピンホール６ｂの端から隣接するピンホール６ｂの端までの間隔Ｗ３は（Ｗ２−Ｗ１）×（１／２）であり、ピンホール７の端から隣接するピンホール７の端までの間隔Ｗ４は（Ｗ２−Ｗ１）×（３／４）である。また、ピンホール６ａ，６ｂ，７の垂直方向の１回の変位量は例えばＷ１でよい。
【００５９】
こうして、本実施の形態では、第１、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態では、画像鑑賞者は、表示デバイスから任意の位置、任意の角度から、寛いだ姿勢で鑑賞しても自然な立体視が可能である。
【００６０】
第１〜第３の実施の形態で説明した多視点画像生成部１６，１６ａと透過制御部１７，１７ａと表示制御部１８，１８ａとは、例えばＣＰＵ、記憶装置およびインタフェースを備えたコンピュータとこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第１〜第３の実施の形態で説明した処理を実行する。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、裸眼立体画像表示技術に適用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１，１ａ，１ｂ…表示部、２，２ａ，２ｂ…バリア部、３，３ａ，３ｂ，５…スリット、４…立体画像、６，６ａ，６ｂ，７…ピンホール、１１，１２…カメラ、１３…符号化部、１４…ネットワーク、１５…復号化部、１６，１６ａ…多視点画像生成部、１７，１７ａ…透過制御部、１８，１８ａ…表示制御部、３０ａ，３０ｂ…ＤＬＰ方式超短焦点プロジェクタ、３１ａ，３１ｂ…背面透過型スクリーン。
【図３】
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【図４】
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【図５】
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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１】
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【図２】
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【図６】
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【図７】
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