(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
視差画像を左右の夫々の眼によって観察させるための光指向性を生成して３次元画像を観察可能とする表示制御装置であって、
観察者の視点位置を検出する検出手段と、
表示中の３次元表示ウインドウの位置に基づいて視点追従のための基準位置を取得する取得手段と、
前記検出手段で検出された視点位置と前記取得手段で取得した基準位置とに基づいて、視点追従を行うべく前記光指向性の生成状態を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする表示制御装置。
【請求項２】
前記取得手段は、アクティブな３次元表示ウインドウの中心位置を基準位置として取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の表示制御装置。
【請求項３】
前記取得手段は、表示中の３次元表示ウインドウの重心位置を算出し、これを基準位置とする
ことを特徴とする請求項１に記載の表示制御装置。
【請求項４】
前記基準位置に対する前記視点位置が追従範囲を出た場合に、表示内容を全て２次元表示とする表示変更手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の表示制御装置。
【請求項５】
前記表示変更手段によって２次元表示がなされている状態で、視点位置が追従範囲に入った場合に、３次元表示ウインドウを２次元表示から３次元表示へ戻す
ことを特徴とする請求項４に記載の表示制御装置。
【請求項６】
前記取得手段で取得された基準位置と前記検出手段で検出された視点位置とに基づいて運動視差表示を実行する手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の表示制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記基準位置に対する前記視点位置が追従範囲を出た場合に、重心位置の計算対象とする３次元表示ウインドウの組み合わせを変更して視点追従を試みる
ことを特徴とする請求項３に記載の表示制御装置。
【請求項８】
前記検出手段は、更に視点位置と画像表示面との距離を検出し、
前記距離に基づいて光指向性を制御する第２制御手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の表示制御装置。
【請求項９】
前記制御手段は、光学部材を移動制御することにより視点追従を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の表示制御装置。
【請求項１０】
前記視点追従のために前記光学部材を移動している間は３次元の表示を禁止する
ことを特徴とする請求項９に記載の表示制御装置。
【請求項１１】
前記視点追従のために前記光学部材を移動している間は、表示画面における画像表示を禁止する
ことを特徴とする請求項９に記載の表示制御装置。
【請求項１２】
前記光指向性を除去して２次元画像表示装置として機能させる切換手段と、
前記切換手段によって２次元画像表示装置として機能している場合に、前記光学部材を待機位置へ移動する移動手段を更に備える
ことを特徴とする請求項９に記載の表示制御装置。
【請求項１３】
前記移動手段は、３次元表示が可能なウインドウを抽出し、それらの重心位置に基づいて前記待機位置を決定する
ことを特徴とする請求項１２に記載の表示制御装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記３次元ウインドウの移動速度を検出し、該移動速度が前記制御手段による視点追従の速度を越えた場合には、該３次元ウインドウを２次元表示に切換える
ことを特徴とする請求項９に記載の表示制御装置。
【請求項１５】
前記検出手段は、更に視点位置と画像表示面との距離を検出し、
前記距離に基づいて３次元ウインドウの表示幅を制限する
ことを特徴とする請求項９に記載の表示制御装置。
【請求項１６】
前記３次元ウインドウの表示幅の制限は、前記距離と観察者の眼間距離とに基づいてなされる
ことを特徴とする請求項１５に記載の表示制御装置。
【請求項１７】
グラフィカルユーザインタフェースとして、前記３次元表示ウインドウを含むオブジェクトを表示する手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の表示制御装置。
【請求項１８】
視差画像を左右の夫々の眼によって観察させるための光指向性を生成して３次元画像を観察可能とする表示制御装置の制御方法であって、
観察者の視点位置を検出する検出工程と、
表示中の３次元表示ウインドウの位置に基づいて視点追従のための基準位置を取得する取得工程と、
前記検出工程で検出された視点位置と前記取得工程で取得した基準位置とに基づいて、視点追従を行うべく前記光指向性の生成状態を制御する制御工程と
を備えることを特徴とする表示制御方法。
【請求項１９】
前記取得工程は、アクティブな３次元表示ウインドウの中心位置を基準位置として取得する
ことを特徴とする請求項１８に記載の表示制御方法。
【請求項２０】
前記取得工程は、表示中の３次元表示ウインドウの重心位置を算出し、これを基準位置とする
ことを特徴とする請求項１８に記載の表示制御方法。
【請求項２１】
前記基準位置に対する前記視点位置が追従範囲を出た場合に、表示内容を全て２次元表示とする表示変更工程を更に備える
ことを特徴とする請求項１８に記載の表示制御方法。
【請求項２２】
前記表示変更工程によって２次元表示がなされている状態で、視点位置が追従範囲に入った場合に、３次元表示ウインドウを２次元表示から３次元表示へ戻す
ことを特徴とする請求項２１に記載の表示制御方法。
【請求項２３】
前記取得工程で取得された基準位置と前記検出工程で検出された視点位置とに基づいて運動視差表示を実行する工程を更に備える
ことを特徴とする請求項１８に記載の表示制御方法。
【請求項２４】
前記制御工程は、前記基準位置に対する前記視点位置が追従範囲を出た場合に、重心位置の計算対象とする３次元表示ウインドウの組み合わせを変更して視点追従を試みる
ことを特徴とする請求項２０に記載の表示制御方法。
【請求項２５】
前記検出工程は、更に視点位置と画像表示面との距離を検出し、
前記距離に基づいて光指向性を制御する第２制御工程を更に備える
ことを特徴とする請求項１８に記載の表示制御方法。
【請求項２６】
前記制御工程は、光学部材を移動制御することにより視点追従を行う
ことを特徴とする請求項１８に記載の表示制御方法。
【請求項２７】
前記視点追従のために前記光学部材を移動している間は３次元の表示を禁止する
ことを特徴とする請求項２６に記載の表示制御方法。
【請求項２８】
前記視点追従のために前記光学部材を移動している間は、表示画面における画像表示を禁止する
ことを特徴とする請求項２６に記載の表示制御方法。
【請求項２９】
前記光指向性を除去して２次元画像表示装置として機能させる切換手段によって２次元画像表示装置として機能させている間に、前記光学部材を待機位置へ移動する移動工程を更に備える
ことを特徴とする請求項２６に記載の表示制御方法。
【請求項３０】
前記移動工程は、３次元表示が可能なウインドウを抽出し、それらの重心位置に基づいて前記待機位置を決定する
ことを特徴とする請求項２９に記載の表示制御方法。
【請求項３１】
前記制御工程は、前記３次元ウインドウの移動速度を検出し、該移動速度が前記制御工程による視点追従の速度を越えた場合には、該３次元ウインドウを２次元表示に切換える
ことを特徴とする請求項２６に記載の表示制御方法。
【請求項３２】
前記検出工程は、更に視点位置と画像表示面との距離を検出し、
前記距離に基づいて３次元ウインドウの表示幅を制限する
ことを特徴とする請求項２６に記載の表示制御方法。
【請求項３３】
前記３次元ウインドウの表示幅の制限は、前記距離と観察者の眼間距離とに基づいてなされる
ことを特徴とする請求項３２に記載の表示制御方法。
【請求項３４】
グラフィカルユーザインタフェースとして、前記３次元表示ウインドウを含むオブジェクトを表示する工程を更に備える
ことを特徴とする請求項１８に記載の表示制御方法。
【請求項３５】
請求項１８乃至３４のいずれかに記載の表示制御方法をコンピュータによって実現するための制御プログラムを格納する記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、右眼と左眼の視差を利用してユーザに立体像を観察させる表示装置の表示制御装置及びその方法に関する。特に、通常の２次元画像と３次元画像とを切換えて表示することができる、或いは２次元画像と３次元画像とを混在させて表示することができる表示装置の表示制御装置と方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、２次元表示と３次元表示の切り換えや混在表示を行うことが可能な３次元表示装置が提案されている。ディスプレイ上に立体視表示を行う方式としては、パララックス・バリヤを用いた立体画像表示方式（以下、パララックス・バリヤ方式と呼ぶ）やレンチキュラ方式が広く知られている。
【０００３】
パララックス・バリヤ方式については、Ｓ．Ｈ．Ｋａｐｌａｎ，“Ｔｈｅｏｒｙ  ｏｆ  Ｐａｒａｌｌａｘ  Ｂａｒｒｉｅｒｓ”，Ｊ．ＳＭＰＴＥ，Ｖｏｌ．５９，Ｎｏ．７，ｐｐ．１１−２１（１９５２）に開示されており、この方式によれば、複数視点からの複数の視差画像のうちの、少なくとも左右視差画像を交互に配列されたストライプ画像を、この画像から所定の距離だけ離れた位置に設けられた所定の開口部を有するスリット（パララックス・バリヤと呼ばれる）を介して、左右それぞれの眼でそれぞれの眼に対応した視差画像を観察することにより立体視を行うことができる。
【０００４】
一方、レンチキュラ方式も右眼と左眼の両眼視差を用いて立体画像を表示するものであり、ディスプレイの前面にかまぼこ状のレンズを多数ならべたレンチキュラを設け、空間的に左右の眼に入る画像を分離して、ユーザに立体像を観察させるものである。
【０００５】
しかしながら、これらの方式では、観察者が立体視できる範囲が両眼中心距離約６５ｍｍの幅でしかない。そのため、観察者は頭の位置を固定するようにして観察する必要があり、非常に使いづらいという問題があった。
【０００６】
このような問題に対処すべく、特開平２−４４９９５号では、観察者の両眼の位置を検出して、レンチキュラレンズを水平方向に可動に支持して表示素子との左右方向の相対位置を移動制御することで、立体視領域を広げる方式が提案されている。また、特開平２−５０１４５号では、観察者の両眼位置を検出して画像の表示を観察者位置に応じて入れ換えて、立体視領域を広くする方式が提案されている。更に特開平１０−２３２３６７号では、観察者と立体画像表示装置との距離の変化によるクロストークの発生を防止する立体画像表示装置が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の視点追従を行ういずれの方式においても、視点の移動量は常に表示画面に固定された座標系によって算出され、表示画面全体に３次元画像が表示されている場合しか考慮されていない。例えば、表示画面中を任意に移動可能なウインドウ内に３次元が像を表示し、このウインドウを移動すると、相対的に視点が移動することになるものの、そのような場合についての考慮はなされていない。
【０００８】
すなわち、表示画面中の任意の位置に開かれたウインドウの中に３次元画像が表示されている場合の視点追従については何等考慮されていない。また、一画面中に一つまたは複数のウインドウが表示され、この一つ又は複数のウインドウの夫々に３次元表示がなされているような場合に、どのように視点追従を制御するかについての考慮はなされていない。
【０００９】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、表示画面中の任意の位置に任意のサイズで表示することが可能なウインドウ内に３次元画像を表示する場合に、適切に視点追従制御を行うことを可能とすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明による表示制御装置は例えば以下の構成を備える。すなわち、
視差画像を左右の夫々の眼によって観察させるための光指向性を生成して３次元画像を観察可能とする表示制御装置であって、
観察者の視点位置を検出する検出手段と、
表示中の３次元表示ウインドウの位置に基づいて視点追従のための基準位置を取得する取得手段と、
前記検出手段で検出された視点位置と前記取得手段で取得した基準位置とに基づいて、視点追従を行うべく前記光指向性の生成状態を制御する制御手段とを備える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１２】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態による立体画像表示装置の概略構成を示す図である。図１において、１０１はＣＲＴ等の自発光型表示素子であり、その表面には発光部１０２と非発光部１０３を有する市松状の発光パターン１０４が表示される。１０５はレンチキュラレンズであり、発光部１０２よりの射出光に指向性を与える。レンチキュラレンズ１０５は透明樹脂又はガラス製のシリンドリカルレンズアレイであり、垂直方向に長い縦シリンドリカルレンズを左右方向に並べて構成されている。１０６はディスプレイデバイスであり、本例では２枚のガラス基板の間に表示画素部（表示面）を形成した透過型の液晶素子を用いる。
【００１３】
なお、自発光型表示素子１０１とディスプレイデバイス１０６とは１画素毎又は１走査線毎に同期して発光パターン及びストライプ画像を表示することが望ましい。
【００１４】
１１０はディスプレイ駆動回路、１１２は観察者１１３の位置を検知する位置センサ、１１１は制御ユニットである。位置センサ１１２は、観察者の水平方向の位置と光軸方向（前後方向）の位置を検知する。また、制御ユニット１１１は自発光型表示素子１０１の発光パターンの制御も行う。なお、位置センサ１１２が観察者１１３の光軸方向の位置を検知する方法としては、周知の、銀塩カメラやビデオカメラ等で用いられているオートフォーカスの手法を適用することができる。
【００１５】
図２は第１の実施形態による立体画像表示装置の立体観察を説明する図である。図は水平の断面図であり、図１中の線Ａ−Ａを含む水平面に沿った断面図が（Ａ）に、図１中の線Ｂ−Ｂを含む水平面に沿った断面図が（Ｂ）にそれぞれ示されている。
【００１６】
制御ユニット１１１は右目用の視差画像と左目用の視差画像を入力し、入力された２つの視差画像をそれぞれ多数の横ストライプ状のストライプ画像ＲｉとＬｉに分割し、図１に示すように画面上端から１走査線毎にＲ１Ｌ２Ｒ３Ｌ４Ｒ５Ｌ６…と交互に並べて１枚の横ストライプ画像を合成する。このように合成された横ストライプ画像はディスプレイ駆動回路１１０に入力され、図１に示す如く表示される。
【００１７】
このとき、Ｒ１、Ｒ３…に表示された右視差画像のストライプ（Ｒｉ）は、本立体画像表示装置の光指向性により図２の（Ａ）に示すごとく観察者の右眼に到達する。すなわち、市松パターン１０４の発光部１０２から射出された光は、レンチキュラレンズ１０５のシリンドリカルレンズにより観察者の右眼ＥＲに向かうように指向性が与えられる。この右眼ＥＲに向かう光束は、レンチキュラレンズ３と観察者との間に設けられたディスプレイデバイス１０６に表示された横長のストライプ画像（ここでは画像Ｒｉ）で変調されて右眼ＥＲに入射する。
【００１８】
同様に、Ｌ２、Ｌ４…に表示された左視差画像のストライプ（Ｌｉ）は、本立体画像表示装置の光指向性により図２の（Ｂ）に示すごとく観察者の左眼ＥＬに到達する。
【００１９】
こうして観察者は、左右の眼のそれぞれで対応する視差画像を観察することになり、立体視が可能となる。
【００２０】
図３は第１の実施形態による立体表示システムの構成を示すブロック図である。図３において３００はホストコンピュータであり、２次元画像と３次元画像の取り扱いが可能である。ホストコンピュータ３００において、３０１はＣＰＵでありメモリ３０２に格納された制御プログラムに従って各種処理を実行する。ホストコンピュータ３００は、描画用のデータがアップデートされる毎にデバイスドライバ３１０への信号を更新する。なおメモリ３０２は、ＲＯＭやＲＡＭ、あるいは磁気ディスクドライバを含む。
【００２１】
３１０は本実施形態の立体ディスプレイの描画全体を制御するディスプレイドライバであり、図１の制御ユニット１１１に相当する。３１１はオブジェクト解析部であり、描画用のデータの種類を判別・解析する。３１２はシステムコントローラであり、各種制御の中枢を担う。システムコントローラ３１２は、ＣＰＵやメモリを備え、以下に説明する視点追従制御等の各種処理を実行する。３１３は２Ｄ３Ｄ描画部であり、立体ディスプレイ上に実際に描画されるデータ、即ち従来より取り扱われてきた２次元画像やストライプ合成された３次元画像を描画制御する。
【００２２】
３１４は切換駆動部であり、３次元表示と２次元表示を切換えるために上述の自発光型表示素子１０１を制御する。すなわち、図１に示すように市松状のパターン１０４を表示すれば３次元表示が可能となり、全面を発光状態とすれば通常のバックライトとなり、２次元表示が可能となる。３１５は追従制御部であり、視点検出部３２０から入力される視点位置に基づいて市松状パターン１０４を変更し、検出された視点位置で正しく立体視が行えるようにする。この視点追従制御については、詳細を後述する。
【００２３】
視点検出部３２０は、位置センサ１１２を含み、観察者１１３の視点位置を検出して、その情報をデバイスドライバ３１０に出力する。
【００２４】
立体ディスプレイ３３０は、２Ｄ３Ｄ描画部３１３より出力された描画データに従って、２次元画像や３次元画像をディスプレイデバイス１０６上に表示する。なお、本例では、表示部３３０が、ディスプレイ駆動回路１１０とディスプレイデバイス１０６を含むものとする。
【００２５】
２Ｄ３Ｄ切換部３３２は切換駆動部３１４からの信号に応じて自発光型表示素子１０１の市松状パターン１０４の表示のオンオフを行う。また、視点追従部３３３は、追従制御部３１５の信号に応じて、市松状パターン１０４の表示位置制御や、発光部及び非発光部の表示ピッチの制御を行う。
【００２６】
なお、デバイスドライバ３１０は、ホストコンピュータ３００の外部装置として接続されてもよいし、ホストコンピュータ３００内のスロットルに実装されてもよい。また、ホストコンピュータの一つのソフトウェア或いはソフトウェアと電子回路が混在する構成として実装されてもよい。即ち、ホストコンピュータ３００はＣＰＵ３０１と、添付のフローチャートを参照して説明する処理手順を実現する制御プログラムを格納したメモリ３０２を備え、ディスプレイドライバ３１０が実現する各種機能をホストコンピュータ３００のＣＰＵ３０１が実現するようにしてもよい。
【００２７】
以上の様な構造による立体画像表示装置における、本実施形態の視点追従制御について、以下に説明する。本実施形態によれば、観察者の水平方向の位置ずれに起因するクロストークの補正は、自発光型表示素子１０１の表示面上に形成される市松状パターン１０４の移動によりなされる。また、観察者とディスプレイデバイスの距離が変化することにより発生するクロストークは、自発光型表示素子１０１乗の市松状パターン１０４における発光部と非発光部のピッチを変更することによりなされる。
【００２８】
図４は本実施形態による光学系の諸元を説明する図である。図４においては、ディスプレイデバイス１０６の右ストライプ画素を表示する水平方向の１ラインと、レンチキュラレンズ１０５と、市松状パターン１０４を表示する自発光型表示素子１０１の画面が簡略的に示されている。
【００２９】
市松状パターン１０４の表示画面とレンチキュラレンズ１０５との換算距離（ガラスなどの部材の厚みを空気換算して求めた距離）をｔ１、レンチキュラレンズ１０５とディスプレイデバイス１０６との換算距離をｔ２、ディスプレイデバイス１０６と観察者との換算距離をＬ０とし、レンチキュラレンズ１０５のピッチをＰ１、市松状パターンの発光部・非発光部のピッチをＰｍとすると、三角形の相似条件より本実施形態の光学系は以下の式を満足する。
【００３０】
【数１】
0003554257.tif 000002
【００３１】
更に、観察者の右眼がディスプレイデバイス１０６の中心Ｃ０から水平方向にｘずれた位置にある場合、画像表示面中央のレンチキュラレンズの光軸に対して市松状パターン１０４の対応する発光部１０２の中心Ｄがその基準位置Ｄ０から水平方向に以下のｄ０だけずらすことにより、適切な立体視が行える。
【００３２】
【数２】
0003554257.tif 000003
【００３３】
なお、本実施形態では、以上の様な視点位置に対応した光指向性の制御を視点追従制御と称する。
【００３４】
図５は、本実施形態による視点追従制御を説明するフローチャートである。本処理は、デバイスドライバ３１０内のシステムコントローラ３１２に実装された不図示のＣＰＵが、不図示のメモリに格納された制御プログラムを実行することにより実現されるものとする。
【００３５】
まずステップＳ１０１において、基準位置Ｘ０を決定する。この基準位置Ｘ０とは、視点検出部３２０によって検出された視点位置とのずれ量ｘを求めるための基準となる位置である。以下、ステップＳ１０１による処理について図６を参照して説明する。
【００３６】
図６は、本実施形態による基準位置Ｘ０の決定処理を説明するフローチャートである。ステップＳ２０１では、３次元画像表示を行うウインドウ（以下、３次元表示ウインドウ）を抽出する。図７は本実施形態による３次元表示ウインドウの表示状態を説明する図である。図７において、ウインドウ３３ａ、３３ｂ、３３ｃはそれぞれ３次元画像を表示するウインドウである。なお、各ウインドウが３次元表示を行うか否かは、ウインドウ内に表示される画像ファイルを調べることにより（例えば拡張子等を参照する）判断することができる。ステップＳ２０１では、これらウインドウ３３ａ、３３ｂ、３３ｃが抽出されることになる。
【００３７】
ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１で抽出されたウインドウに関して重心位置を算出する。そして、算出された重心位置に対して視点検出部３２０で検出された視点位置が追従範囲にあるか否かを判断し、追従範囲内にあればステップＳ２０８へ進み、その重心位置を基準位置Ｘ０に決定する。
【００３８】
以上の処理により、複数の３次元表示ウインドウが表示されている場合には、それらの重心位置が基準位置Ｘ０に設定されることになる。なお、図８に示すように、３次元表示用ウインドウが１つだけ表示されているような場合は、ステップＳ２０２で算出される重心位置がその３次元表示用ウインドウの中心と一致することになる。また、アクティブな３次元表示用ウインドウにおいてのみ３次元表示を行い、非アクティブな３次元表示用ウインドウにおいては２次元表示が行われるような場合は、アクティブな３次元表示用ウインドウの中心を基準位置Ｘ０とするようにしてもよい（この場合、ステップＳ２０１で３次元表示を実行している３次元表示ウインドウを抽出するようにすればよい）。
【００３９】
一方、ステップＳ２０３において、算出された重心位置と検出された視点位置との関係により、視点位置が追従範囲にないと判定された場合は、ステップＳ２０４へ進み、３次元表示ウインドウの表示内容を２次元表示とする。このとき、２次元表示が行われている旨を明示するように、ウインドウ枠等を変化させてもよい。なお、このとき、自発光型表示素子１０１の表示を市松パターンから全面発光状態に切換て、２次元表示装置として動作するようにしてもよい。そして、ステップＳ２０５、Ｓ２０６において、視点位置が追従範囲内に戻るのを監視する。視点位置が追従範囲内に戻った場合は、ステップＳ２０７において、ステップＳ２０４で２次元表示に変更したウインドウを３次元表示に戻す。その後、ステップＳ２０１へ戻り、上述のようにして基準位置Ｘ０を決定する。
【００４０】
なお、ステップＳ２０５における視点位置が追従範囲には行ったか否かの判定は例えば次のように行える。すなわち、ステップＳ２０４で２次元表示に変更したウインドウによる重心位置と視点位置の相対位置関係を監視する。ここで、ウインドウの重心位置は、ドラッグ操作によるウインドウの移動により変化する可能性があるので、少なくとも該当するウインドウに対するドラッグ操作が行われた場合には重心位置を計算しなおす。このようにして、視点位置の移動及び／或いはウインドウの移動によって視点位置が追従範囲に入ったならば、ステップＳ２０６からステップＳ２０７へ処理を進めることになる。
【００４１】
再び図５に戻り、ステップＳ１０２において観察者の視点位置とディスプレイとの距離Ｌ０を取得する。また、ステップＳ１０３では、ステップＳ１０１で決定された基準位置Ｘ０からの視点位置の水平方向のずれ量ｘを算出する。
【００４２】
ステップＳ１０４では、観察者の光軸方向の移動により生じるクロストークの補正を行う。すなわち、ステップＳ１０２で得られた距離Ｌ０を用いて自発光型表示素子１０１上の市松状パターン１０４の水平方向のピッチＰｍを上述の式（１）によって計算しなおし、そのピッチＰｍによって自発光型表示素子１０１上の市松上パターン表示を行う。
【００４３】
続いて、ステップＳ１０５以降において、ステップＳ１０３で算出されたずれ量ｘを用いて水平方向の位置ずれに起因するクロストークの補正を行う。
【００４４】
まず、ステップＳ１０５において、水平方向のずれ量ｘを予め設定されている基準の眼間距離Ｅ（たとえば６５ｍｍ）で除算し、整数である商Ｎと、その絶対値がＥ以下である余りｓを得る。すなわち、ｘ、Ｅ、Ｎ、ｓは、
ｘ＝Ｎ・Ｅ＋ｓ  （ただし、Ｎは整数、｜ｓ｜＜Ｅ）
なる関係を有する。
【００４５】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で得られたＮが奇数か偶数かを判断し、偶数ならばステップＳ１０７へ、奇数ならばステップＳ１０８へそれぞれ進む。ステップＳ１０７において、デバイスドライバ３１０は、第１の横ストライプ画像をディスプレイデバイス１０６に表示し、ステップＳ１０８においてデバイスドライバ３１０は第２の横ストライプ画像をディスプレイデバイス１０６に表示する。第１と第２の横ストライプ画像の関係は、図１において左目用のストライプ画像と右目用ストライプ画像の表示位置を入れ換えた関係にあり、左右の眼の夫々に左右の視差画像が正しく観察されるようにする。
【００４６】
ステップＳ１０９では、ｓの絶対値が予め定められた値、例えばＥ／１０より大きいか小さいかを判別する。もし、小さければステップＳ１１０へ進み、発光パターンを基準位置に戻す。また、ｓがＥ／１０よりも大きければ、ステップＳ１１１へ進み、発光パターンを基準位置より、数式（２）で与えられる分移動する。すなわち、
ｓ・ｔ１／（Ｌ０＋ｔ２）
だけ移動する。なお、本実施形態はＥ／１０をしきい値としたが、このしきい値は左右像の光学的分離状況等を加味して決定される。
【００４７】
以上のように第１の実施形態によれば、任意の位置に表示された３次元表示ウインドウに関して、適切な視点追従制御を行うことが可能となる。また、複数の３次元表示ウインドウが表示されていても、それらのウインドウに関して適切な視点追従制御を行うことが可能となる。
【００４８】
なお、上記実施形態では、３次元表示ウインドウについて算出された重心位置に対して視点位置が視点追従範囲外となった場合に、３次元表示ウインドウを２次元表示として、視点位置が追従範囲に戻るの待つが、これに限らない。例えば複数の３次元表示ウインドウのうち、検出された視点位置から遠いものから順に一つずつ２次元表示し、重心計算の対象から外すようにしてもよい。このようにすれば、例えば図７のような表示において、ウインドウ３３ａ、３３ｂ、３３ｃの重心位置を用いると視点位置が追従範囲を越える場合に、例えばウインドウ３３ｃを２次元表示として、ウインドウ３３ａと３３ｂの重心位置と視点位置の関係を調べ、視点位置が追従範囲に入った場合は、その重心位置を基準位置とするようにしてもよい。
【００４９】
なお、本実施形態では、視点追従制御において光指向性の制御を行うが、これに加えて運動視差制御を行うようにしてもよい。運動視差とは、検出された視点位置に応じて、徐々に物体の側面が見えてくるといったように、物体の表示状態を変えていくものである。この場合、検出された視点位置のずれ量に応じて立体像を更新していくので、図５、図６のフローチャートで説明した手法によって検出された視点位置のずれ量ｘに基づいて立体像の更新、描画を行う。
【００５０】
この結果、以下の運動視差制御を実現できる。
（１）観察者の移動にともなってウインドウの立体像が更新、描画される。
（２）ウインドウの移動（ドラッグ）に伴って、ウインドウの立体像が更新、描画される。
【００５１】
なお、例えばウインドウの移動中には２次元の運動視差画像を表示するようにしてもよい。この場合、ウインドウの移動終了後には、３次元表示に戻すことになる。
【００５２】
また、上記実施形態の光学系は、図１３に示すように、特開平１０−７８５６３号等に開示されているような、シリンドリカルレンズを水平方向に並べたレンチキュラ１３０１を用いた構成でもよい。
【００５３】
＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、自発光型表示素子１０１に市松状パターン１０４を表示して立体視を可能とした。本実施形態では、市松状に光透過部と非透過部を設けたマスクパターンを用いる場合を説明する。
【００５４】
図９は第２の実施形態による立体表示装置の構成を示す図である。同図において、第１の実施形態（図１）と同様の構成には同一の参照番号を付してある。
【００５５】
図９において、９０１はバックライト光源（面光源）であり、９０２は市松状の開口部９０３と遮光部９０４を有するマスク基板である。第２の実施形態では、第１の実施形態における市松状パターン１０４を表示した自発光型表示素子１０１とを、バックライト光源９０１とマスク基板９０２で置き換えた構成となっている。また、９１０は、アクチュエータであり、マスク基板９０２を水平方向に移動する。第１の実施形態では、マスクパターン１０４の表示を移動することにより水平方向の補正を行ったが、第２の実施形態では、マスク基板９０２をアクチュエータ９１０によって移動することにより水平方向の視点追従を行う。
【００５６】
以上のように、第２の実施形態では、視点追従制御を行うに際して、マスク基板９０２の移動という機械的な動作が必要となる。このような移動を視点追従のための動作を行っている最中は、光指向性が刻々と変化し、観察者にとって見苦しいものとなってしまう。第２の実施形態では、このような問題に対処する。
【００５７】
図１０は第２の実施形態による視点追従制御を説明するフローチャートである。図１０において、ステップＳ１０１、Ｓ１０３、Ｓ１０５〜Ｓ１０９は上述の第１の実施形態（図５）と同様の処理である。ただし、マスク基板９０２では、開口部と遮光部のピッチＰｍを変更することが容易ではないので、第２の実施形態では光軸方向の観察者の移動に対するクロストークの補正は実行しないものとする（すなわち、ステップＳ１０２とＳ１０４は省略される）。
【００５８】
ステップＳ１０９において、ｓ≦Ｅ／１０の場合は、ステップＳ３０１へ進み、マスク基板９０２を基準位置へ移動する。また、ｓ＞Ｅ／１０となった場合はステップＳ３０２へ進み、数式（２）で与えられる分移動する。すなわち、
ｓ・ｔ１／（Ｌ０＋ｔ２）
だけ移動する。
【００５９】
その後、ステップＳ３０３へ進み、マスク基板９０２が上記ステップＳ３０１及びＳ３０２によって移動中か否かを判断し、移動中であればステップＳ３０４で遅延処理を行う。遅延処理としては、
（１）マスク基板９０２の移動中はディスプレイデバイス１０６上に何も表示しない。
（２）マスク基板９０２の移動中は、３次元ウインドウ内の表示を禁止する。
（３）マスク基板９０２の移動中は、ディスプレイデバイス１０６上の表示を全て２次元表示とすること等が挙げられる。
【００６０】
また、図６のフローチャートで説明した処理により、観察者が追従範囲外に出てしまった場合は、
（１）３次元表示ウインドウの表示を２次元表示とし、２次元表示であることを明示するウインドウ枠に変更する。
（２）視点位置が追従範囲に戻るまで視点追従制御を中止する。
という処理が行われることになる。
【００６１】
また、第２の実施形態において、ウインドウのドラッグ操作による移動速度が、視点追従制御の追従速度を越えた場合に、すべての３次元表示ウインドウを２次元表示とするように制御してもよい。
【００６２】
なお、図９に示した構成において、光の拡散状態と透過状態の２状態の制御ができる、高分子分散型液晶で構成された光指向制御素子（ＰＤＬＣ）等をディスプレイデバイス１０６とレンチキュラレンズ１０５の間、或いはレンチキュラレンズ１０５とマスク基板９０２の間に設けて、２次元表示と３次元表示の切り換えを行えるようにしてもよい。すなわち、ＰＤＬＣを拡散状態として光指向性を打ち消すことにより２次元表示装置となり、透過状態とすることにより３次元表示装置となる。なお、ＰＤＬＣの代わりに拡散シートの挿入状態と非挿入状態を切換えるようにしてもよい。
【００６３】
また、上記のように２次元表示と３次元表示の切換を行える装置において、２次元表示状態となっている場合、マスク基板９０２の移動は表示状態に影響を及ぼさない。従って、２次元表示となっている間は、３次元表示状態に切り換わったときにマスク基板の追従遅れが少なくなるような位置にマスク基板９０２を移動しておく（以下、マスク基板のバックグランド処理という）ようにしてもよい。以下、この処理を説明する。
【００６４】
図１１は第２の実施形態によるマスク基板９０２のバックグランド処理について説明するフローチャートである。図１１に示されるフローチャートは、図１０のステップＳ１０３とステップＳ１０５の間に挿入される。
【００６５】
まず、ステップＳ４０１において、当該表示装置が３次元表示状態にあるかどうかを判断する。すなわち、ＰＤＬＣが透過状態にある場合、或いは拡散シートが挿入されていない場合は３次元表示状態であり、この場合はそのままステップＳ１０５へ進み、上述した視点追従制御を実行する。
【００６６】
一方、ＰＤＬＣが拡散状態にある場合、或いは拡散シートが挿入された状態にある場合は、２次元表示状態であり、処理はステップＳ４０２へ進む。ステップＳ４０２では、３次元表示ウインドウ（３次元表示される可能性のあるウインドウ）を抽出する。そして、ステップＳ４０３において、ステップＳ４０２で抽出されたウインドウの重心位置を求め、この重心位置と視点位置とに基づいてマスク基板を最適な位置に移動する。
【００６７】
以上のように処理することにより、２次元表示状態から３次元表示状態に切り換わった際に、マスク基板９０２が既に適切な位置に移動しているので、スムースな表示切換が可能となる。
【００６８】
なお、上記実施形態ではマスク基板９０２を移動したが、例えばレンチキュラレンズのような他の光学部材を移動するようにしてもよい。
【００６９】
＜第３の実施形態＞
上述した第１の実施形態では、光軸方向の観察者の移動に対して、市松パターンのピッチＰｍを制御することで対応した。しかしながら、第２の実施形態のようなマスク基板を用いた場合は、市松パターンのピッチを変更することは困難であり、このため第２の実施形態では光軸方向の補正を行っていない。第３の実施形態では、市松パターンのピッチを制御せずに、３次元表示ウインドウの表示サイズを制御することにより、観察者の光軸方向の移動に対する画質の維持を行う。
【００７０】
図１２は第３の実施形態による３次元表示ウインドウのサイズ決定処理を説明するフローチャートである。なお、図１２に示されるフローチャートは、図１０に示されるフローチャートのステップＳ１０１とステップＳ１０３の間に挿入されるものとする。
【００７１】
まず、ステップＳ５０１において、ディスプレイデバイス１０６と視点位置との距離Ｌ０を取得する。次に、ステップＳ５０２では、３次元表示ウインドウの幅に基づいて、立体視可能な距離範囲を算出する。ウインドウの幅と、立体視可能な距離範囲は、例えば文献「３Ｄ映像  Ｖｏｌ．７  Ｎｏ．２，  １９９３／Ｍａｒｃｈ、４〜７ページ」に記載されている立体視領域に基づいて算出される。上述の文献では、レンチキュラ方式について言及しているが、他の直視型立体ディスプレイにも適用できる。設計上の立体視最適距離をＤ０、立体視できる最近距離をＤＦ、立体視できる最遠距離をＤＳ、ウインドウの横幅をＡ（ｍｍ）、眼間距離をＫ（通常６５ｍｍ）、ｎを画像数とした場合に以下のように表わされる。
【００７２】
【数３】
0003554257.tif 000004
【００７３】
ステップＳ５０３では、上記の式のＡに処理対象の３次元表示ウインドウの幅を代入し、当該ウインドウの立体視可能範囲を求める。そして、この求まった立体視可能範囲に、ステップＳ５０１で得られた距離Ｌ０が入っているかを判断する。距離Ｌ０が立体視可能範囲に入らない場合は、この距離Ｌ０が立体視可能範囲に収まるように当該ウインドウの幅を変更する。以上の処理をすべての３次元表示ウインドウに対して行う（ステップＳ５０５）。
【００７４】
以上のように、第３の実施形態によれば、ディスプレイデバイス１０６と視点位置との距離が、立体視可能となるように３次元表示ウインドウ幅が調整されるので、観察者は多様な視点位置で、高品位な立体視を行うことができる。
【００７５】
なお、本実施形態の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００７６】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本実施形態を構成することになる。
【００７７】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
【００７８】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７９】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、表示画面中の任意の位置に任意のサイズで表示することが可能なウインドウ内に３次元画像を表示する場合に、適切な視点追従制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態による立体画像表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態による立体画像表示装置の立体観察を説明する図である。
【図３】第１の実施形態による立体表示システムの構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態による光学系の諸元を説明する図である。
【図５】本実施形態による視点追従制御を説明するフローチャートである。
【図６】本実施形態による基準位置Ｘ０の決定処理を説明するフローチャートである。
【図７】本実施形態による３次元表示ウインドウの表示状態を説明する図である。
【図８】本実施形態による３次元表示ウインドウの表示状態を説明する図である。
【図９】第２の実施形態による立体表示装置の構成を示す図である。
【図１０】第２の実施形態による視点追従制御を説明するフローチャートである。
【図１１】第２の実施形態によるマスク基板９０２のバックグランド処理について説明するフローチャートである。
【図１２】第３の実施形態による３次元表示ウインドウのサイズ決定処理を説明するフローチャートである。
【図１３】水平方向にシリンドリカルレンズを配置したレンチキュラを用いた光学系を示す図である。
【図１】
0003554257.tif 000005
【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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