(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の表示素子を繰り返し連続して配置した表示面を有する表示装置と、前記表示装置の表示面に隣接して、前記表示素子が繰り返し連続して配置される配列方向に沿って、一方の面に突出する凸部をそなえるとともに他方の面が平面として構成された複数の平凸面レンズを、前記表示面からの距離を変化させて連続して並べて配置したレンズシートと、
表示対象についての視差点毎の立体表示用画像を複数視点毎に格納する格納部と、
人体の視覚器官の姿勢変更量を検知する検知部と、
前記検知部により検知された前記姿勢変更量に応じて、前記格納部から前記立体表示用画像を視点毎に選択する選択部と、
前記選択部によって選択された前記立体表示用画像を前記表示装置に表示させる表示制御部とをそなえ、
前記表示装置の表示面が平面形状を有し、
前記レンズシートが、前記配列方向に沿って湾曲する形状を有し、前記配列方向における中央部付近において前記表示面に最も近く、且つ、前記中央部付近から前記表示面の端部にかけて前記表示面から遠くなることを特徴とする、立体画像表示装置。
【請求項２】
前記格納部が、視差点としての左眼及び右眼のそれぞれに対応させて、互いに視差を有して作成された左眼用立体表示用画像及び右眼用立体表示用画像を、前記表示対象の外周における複数の視点毎に格納することを特徴とする、請求項１記載の立体画像表示装置。
【請求項３】
撮像部をそなえ、
前記検知部が、前記撮像部によって撮像された前記視聴者の顔面の画像に基づき、前記両眼の位置及び間隔を認識することにより、前記姿勢変更量を検知することを特徴とする、請求項１又は２に記載の立体画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
隣接した２つのカメラで撮影された画像の視差を利用して立体視が可能な画像を生成する立体画像生成装置がある。立体視画像生成装置は、例えば、隣接した２つのカメラで撮影した画像のうち、一方のカメラによる画像を左眼用画像として、他方のカメラによる画像を右眼用画像として、生成して表示する。
同一の対象物に対して、左眼用画像における位置と、右眼用画像における位置との差を、視差という。画像内に存在する２つの対象物で、視差量が異なることにより、一方の対象物が他方の対象物に対して手前又は奥に存在するように見える。視差量は、視差の大きさである。【０００３】
図３２は立体視画像の例を示す図である。この図３２において、画像９１０が左眼用画像であり、画像９２０が右眼用画像である。ここで、左眼用画像である画像９１０、及び右眼用画像である画像９２０には、それぞれ、物体Ａ、物体Ｂ、物体Ｃが存在する。画像９１０及び画像９２０との間における、これらの物体の視差により、図３２の立体画像を見る者には、手前から、物体Ａ、物体Ｂ、物体Ｃが存在するように見える。
【特許文献１】特開２００５−１７６００４号公報
【特許文献２】特開２００８−６６０８６号公報
【特許文献３】特開２００７−０４１４２５号公報
【特許文献４】特開平０６−３０１０３３号公報
【特許文献５】特開２０００−９８１１９号公報
【特許文献６】特開平０４−０３５１９２号公報
【非特許文献１】社団法人電子情報技術産業協会、ディスプレイ装置用語集
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、立体画像生成装置には、液晶ディスプレイ等の表示装置にレンチキュラー状のレンズシートを設置することにより、専用の眼鏡を使用することなく、左眼及び右眼にそれぞれ異なった映像を認識させるものもある。
図３３はレンズシートを用いた従来の立体画像生成装置の構造を模式的に示す上面図である。この図３３に示す例においては、液晶ディスプレイ９０１にレンズシート９０２を装着した従来の立体画像生成装置９００の正面に利用者（視聴者）９０３がいる。【０００５】
視聴者９０３と液晶ディスプレイ９０１の中心部９０２ａ付近におけるレンズシートまでの距離Ａと、装置正面における視聴者９０３と液晶ディスプレイ９０１の周辺部９０２ｂ付近におけるレンズシート９０２までの距離Ｂとは距離が異なる。
このような従来の立体画像生成装置９００の正面位置において、その液晶ディスプレイ９０１の中心部９０２ａ付近においては、立体映像として認識できる。しかしながら、利用者９０３がその頭頂部ＴＰを中心に頭部を左右のいずれかの方向に振って（回動させて）、周辺部９０２ｂ付近を見るとレンズシート９０２（液晶ディスプレイ９０１）までの距離が異なるため、映像はぶれて見え、立体映像として認識することは困難である。【０００６】
従来の立体画像表示装置におけるレンズシートの結像（焦点）距離について、図３４を参照しながら説明する。まず、一般的な凸レンズにおける焦点距離においては、以下の式（１）が公式として成り立つ。
１／ｆ  ＝  （ｎ−１）（１／Ｒ１  −  １／Ｒ２）
＋  （ｎ−１）ｘ（ｎ−１）／ｎ  ×  ｔ／Ｒ１Ｒ２  ・・・（１）
ただし、
ｆ：焦点距離
ｎ：レンズの屈折率
Ｒ１：画素側からみた曲率半径
Ｒ２：視聴者側からみた曲率半径
ｔ：レンズの厚さ
とする。【０００７】
ここで、平凸面レンズはカマボコ状の平凸レンズであるので、Ｒ２は無限大の数値となるため、“１／Ｒ２”はゼロとなる。
また、同様に、“ｔ／Ｒ１Ｒ２”についても、Ｒ２が無限大であるためゼロになる。従って、上記式（１）は、
１／ｆ  ＝  （ｎ−１）（１／Ｒ１）
となる。又、ここで、ｎはレンズを構成する素材による固定値となる。従って、Ｒ１に依存してｆが決定する。【０００８】
そして、焦点距離すなわちＲＧＢ各画素が結像する位置とはレンズから視聴者までの距離ａであるので、ｆ  ＝  ａである。
従って、視聴者が３Ｄ映像を結像できる位置はｆであり、そのｆの数値はＲ１によって決定され、又、このＲ１は画素からレンズまでの距離ｂに依存される。
しかしながら、図３３に示した従来の立体画像生成装置９００においては、液晶ディスプレイ９０１とレンズシート９０２との距離ｂは一定であり、従って、３Ｄ映像の結像位置を制御するためには、レンズシート９０２のレンズの曲率半径を適宜変更する必要がある。【０００９】
しかしながら、一般的な液晶ディスプレイの画素ピッチは０．４１８ｍｍ程度であり、この精度でレンズアレイをそなえたレンズシートを作成するには、１０−８ｍｍオーダでのレンズ加工精度が必要とされる。
従って、レンズの曲率半径を微細に変更してレンズシート９０２を作成することは加工精度上、困難であり、非現実的である。【００１０】
本件開示の技術は、視聴者が表示装置の前においてその姿勢変更を行なった場合においても立体画像を視認することができる立体画像生成装置を提供することを課題とする。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の1つとして位置付けることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、この立体画像表示装置は、複数種類の表示素子を繰り返し連続して配置した表示面を有する表示装置と、前記表示装置の表示面に隣接して、前記表示素子が繰り返し連続して配置される配列方向に沿って、一方の面に突出する凸部をそなえるとともに他方の面が平面として構成された複数の平凸面レンズを、前記表示面からの距離を変化させて連続して並べて配置したレンズシートと、表示対象についての視差点毎の立体表示用画像を複数視点毎に格納する格納部と、人体の視覚器官の姿勢変更量を検知する検知部と、前記検知部により検知された前記姿勢変更量に応じて、前記格納部から前記立体表示用画像を視点毎に選択する選択部と、前記選択部によって選択された前記立体表示用画像を前記表示装置に表示させる表示制御部とをそなえ、前記表示装置の表示面が平面形状を有し、前記レンズシートが、前記配列方向に沿って湾曲する形状を有し、前記配列方向における中央部付近において前記表示面に最も近く、且つ、前記中央部付近から前記表示面の端部にかけて前記表示面から遠くなる。
【発明の効果】
【００１２】
開示の立体画像表示装置は、視聴者の眼に立体表示用画像を結像させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態の一例としての立体画像表示装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】実施形態の一例としての立体画像表示装置の表示装置の表示素子の配列の例を示す図である。
【図３】実施形態の一例としての立体画像表示装置のレンズシートの構成を模式的に示す断面図である。
【図４】実施形態の一例としての立体画像表示装置における表示装置に対するレンズシートの取り付けの例を示す図である。
【図５】実施形態の一例としての立体画像表示装置の表示制御装置のハードウェア構成を模式的に示す図である。
【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ視聴者の顔の向きとその顔画像とを示す図である。
【図７】実施形態の一例としての立体画像表示装置におけるダイアログボックスを例示する図である。
【図８】実施形態の一例としての立体画像表示装置における機能構成を模式的に示すブロック図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は実施形態の一例としての立体画像表示装置における立体表示用画像を例示する図である。
【図１０】実施形態の一例としての立体画像表示装置における、表示対象の立体画像データのフォーマットイメージを示す図である。
【図１１】サイドバイサイドの立体画像フォーマットを模式的に示す図である。
【図１２】立体表示用画像のデータイメージを例示する図である。
【図１３】実施形態の一例としての立体画像表示装置における立体画像の表示イメージ図である。
【図１４】実施形態の一例としての立体画像表示装置における表示面の画素配列とレンズシートとの関係を示す図である。
【図１５】本立体画像表示装置における画素群の配列とレンズシートとの関係を説明する図である。
【図１６】実施形態の一例としての立体画像表示装置における表示装置の表示面と再生画像表示領域との関係を示す図である。
【図１７】実施形態の一例としての立体画像表示装置における立体表示用画像の表示手法を説明するフローチャートである。
【図１８】実施形態の一例としての立体画像表示装置におけるダイアログボックスを例示する図である。
【図１９】（ａ），（ｂ）は実施形態の一例としての立体画像表示装置の表示装置に対して、異なる２箇所に視聴者の頭部位置を仮定した立体表示用画像を表示した例を示す図である。
【図２０】立体表示用画像が４重に表示されている表示装置を正常な立体表示用画像として結像するための補正手法を説明するためのフローチャートである。
【図２１】実施形態の一例としての立体画像表示装置における表示装置，レンズシート及び視聴者の関係を模式的に示す図である。
【図２２】実施形態の一例としての立体画像表示装置における表示装置，レンズシート及び視聴者の関係を模式的に示す図である。
【図２３】（ａ），（ｂ）はそれぞれ視聴者の姿勢と眼及び表示装置との位置関係を示す図である。
【図２４】（ａ），（ｂ），（ｃ）は視聴者の頭の移動に伴って変化する両眼の位置と結像距離を示す図である。
【図２５】は実施形態の一例としての立体画像表示装置における左右の各眼の角度と、各眼が結像に用いるレンズシートの場所との関係図を示す図である。
【図２６】実施形態の一例としての立体画像表示装置におけるレンズシートを説明する上面図である。
【図２７】フラットなレンズシートをそなえる表示装置に、異なる２箇所に視聴者の頭部位置を仮定した立体表示用画像を表示した例を示す図である。
【図２８】表示装置及びレンズシートと視聴者の左右の眼の位置との関係を示す図である。
【図２９】結像距離を例示する図である。
【図３０】実施形態の一例としての立体画像表示装置における回頭角度と画素範囲と画素−レンズ間距離との関係を例示する図である。
【図３１】実施形態の変形例としての立体画像表示装置の構成を模式的に示す図である。
【図３２】立体視画像の例を示す図である。
【図３３】レンズシートを用いた従来の立体画像生成装置の構造を模式的に示す上面図である。
【図３４】従来の立体画像表示装置におけるレンズシートの結像距離を説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は実施形態の一例としての立体画像表示装置１の構成を模式的に示す図、図２はその表示装置１０の表示素子の配列の例を示す図である。又、図３は実施形態の一例としての立体画像表示装置１のレンズシート１１の構成を模式的に示す断面図、図４は表示装置１０に対するレンズシート１１の取り付けの例を示す図である。【００１５】
本立体画像表示装置１においては、表示面１０ａにレンズシート１１を取り付けた表示装置１０に対向するように視聴者が位置し（例えば、図２１参照）、その表示面１０ａに立体表示用画像を表示させることにより、視聴者に表示対象物の立体画像が見える。
ここで、本立体画像表示装置１で表示される立体画像（３Ｄ映像）は、動画であっても静止画像であってもよい。【００１６】
そして、視聴者がその位置において、その体の特定の部位（例えば、首や背骨）を軸に頭部を左右いずれかの方向に回動させることにより、その頭部の回動に応じて、表示対象物の側面部の立体表示用画像のデータ（回り込み映像）を表示装置１０に表示させる（図１３参照）。これにより、視聴者の頭部の回動に応じて、表示装置１０に表示された立体画像が回転して見える、回り込み３Ｄ表示機能を実現し、円形立体視聴イメージ効果を得ることができる。【００１７】
実施形態の一例としての立体画像表示装置１は、図１に示すように、表示装置１０，レンズシート１１，カメラ１２及び表示制御装置１３をそなえる。
表示装置１０は、例えば、液晶ディスプレイであり、表示制御装置１３からの制御に従って、その表示面１０ａに画像を表示する。
本実施形態においては、立体画像表示装置１が、例えば２７インチ以上の大型の液晶ディスプレイをそなえたディスクトップ型パソコンである例について示す。すなわち、表示装置１０は、２７インチ以上の液晶ディスプレイである。【００１８】
本立体画像表示装置１においては、この表示装置１０に立体画像が表示される。立体画像には左眼用画像及び右眼用画像を含む。
表示面１０ａは平面として形成され、この表示面１０ａには複数の色画素の素子（表示素子）が、表示面１０ａの水平方向及び水平方向と直交する方向に配列されている。表示面１０ａに表示される画像を構成する複数の画素は、それぞれ表示素子によって表現される。【００１９】
具体的には、各画素は複数の色画素を含む。色画素の例は、例えば、赤（Ｒ；Ｒｅｄ），緑（Ｇ；Ｇｒｅｅｎ）及び青（Ｂ；Ｂｌｕｅ）の光の三原色をなす色画素であり、表示面１０ａにおいては、これらの色画素の素子が配列方向に所定の順序で繰り返し配置されている。又、配列方向に直行する方向には、同一種類の色画素が連続して配置されている。各画素の境界部分には、ブラックマトリクスを配置してもよい。そして、表示面１０ａにおいて、連続するＲ，Ｇ，Ｂの３つの色画素の素子によって一つの画素が表される。【００２０】
図２に示す例においては、例えば、１Ｌの画素は、Ｒ１（赤），Ｇ１（緑），Ｂ１（青）の各画素を含む。２Ｒ，３Ｌ等の画素についても同様である。以下、便宜上、表示面１０ａにおいて、これらの複数種類の色画素が繰り返し配置される方向を配列方向といい、図２においては、紙面左右方向が配列方向である。
なお、図２に示す例においては、１つの画素の色画素が、画素の配列方向（本実施形態においては水平方向）に対して非平行に配置されているが、これに限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。１つの画素の色画素は、画素の配列方向に対して平行に配置されてもよい。【００２１】
レンズシート１１は、図３に示すように、複数のカマボコ状の平凸面レンズ１１１を表示面１０ａの配列方向に沿って連続してそなえるレンズアレイとして形成されている。すなわち、レンズシート１１は、細長いカマボコ状の凸レンズを同一方向に向けて連続して並べたレンチキュラーレンズ状に構成されている。
このレンズシート１１は、表示装置１０の表示面１０ａ側において、各平凸面レンズ１１１において突出する凸レンズ１１１ａとは反対側の面（以下、裏面１１１ｂという）を表示装置１０の表示面１０ａに対向させて配置されている。【００２２】
また、平凸面レンズ１１１における凸レンズ１１１ａの両側には、図３に示すように、平面状のレンズ溝部１１１ｃが形成されている。
そして、レンズシート１１において、各平凸面レンズ１１１の凸レンズ１１１ａの光軸は、互いに平行に配置されており、これにより、各平凸面レンズ１１１が同一方向を向いて形成されている。【００２３】
また、レンズシート１１において、各平凸面レンズ１１１は、その配列方向において、表示面１０ａにおける１画素に対応している。これにより、各平凸面レンズ１１１には、表示面１０ａ側において対向する各画素から照射される光がそれぞれ入射される。又、各平凸面レンズ１１１の裏面１１１ｂに入射された光は、それぞれ凸レンズ１１１ａから出射され、所定の焦点距離の位置に結像する。【００２４】
各平凸面レンズ１１１は、同一の材質で形成されるとともに、凸レンズ１１１ａの曲率や凸レンズ１１１ａから裏面１１１ｂまでの距離等、互いに同じ形状をそなえ、それぞれのｆ値が等しい。
また、図３に示すように、各平凸面レンズ１１１は、その配列方向における中央位置で表示装置１０の表示面１０ａに最も近く、又、配列方向における両端部で表示装置１０の表示面１０ａから最も遠ざかるように、表示面１０ａとの距離が変化するように階段状に配置されている。すなわち、その配列方向において、表示面１０ａの画素からレンズシート１１の裏面１１１ｂまでの距離は均一ではなく、特に、表示装置１０の配列方向における中央部から端部までの半面においては、各画素から平凸面レンズ１１１の裏面１１１ｂまでの距離は異なる。【００２５】
これにより、表示装置１０の配列方向における中央部から端部までの半面において、表示面１０ａから出力され、各平凸面レンズ１１１を通過する光は、互いに異なる位置に結像する。
このように、レンズシート１１は、平凸面レンズ１１１の突出方向（レンズアレイ方向）が一定で、表示装置１０の表示面１０ａにある画素と平凸面レンズ１１１までの距離が段階的に変化する湾曲構造（凹面構造）として構成されている。【００２６】
また、レンズシート１１は、図４に示すように、表示装置１０の表示面１０ａの前方（視聴者側）の所定位置に固定して取り付けられる。表示装置１０へのレンズシート１１の取り付けは、例えば、図示しないフック等に固定することにより行なう。又、例えば表示装置１０には、レンズシート１１の取り付けを検知するセンサ（図示省略）がそなえられており、レンズシート１１が取り付けられているか否かの情報を表示制御装置１３に通知する。更に、レンズシート１１には、当該レンズシート１１の種類等を識別するための３ＤパネルＩＤ（識別情報）をそなえる。【００２７】
例えば、レンズシート１１に３ＤパネルＩＤを格納した非接触ＩＤタグをそなえるとともに、表示装置１０にＩＤタグのリーダをそなえ、これにより、表示装置１０は３ＤパネルＩＤを取得することができる
表示装置１０は、取得した３ＤパネルＩＤを表示制御装置１３に送信する。
本立体画像表示装置１においては、表示面１０ａの１画素に１レンズアレイ（１つの平凸面レンズ１１１）を対応させるので、１画素の光線は光の強さ（光量）を落とすことなく、且つ、正確な焦点距離ａを持って結像することができる。【００２８】
カメラ１２は、視聴者の顔面を撮像する撮像装置（撮像部）であり、例えば、表示装置１０の上部等、視聴者の正面位置に対向するように取り付けられ、視聴者の顔（特に両眼）を撮影する。このカメラ１２としては、例えば、ＰＣ（Personal Computer）にそなえられるウェブカメラを用いることができる。なお、カメラ１２は、例えば、表示装置１０のフレーム（図示省略）等に埋め込まれてもよく、その配置は適宜変更して実施することができる。【００２９】
このカメラ１２によって撮影された画像は、表示制御装置１３に送信される。そして、カメラ１２は、立体画像表示に際して、撮影した画像を表示制御装置１３に対して、常時送信し続けることが望ましい。
図５は実施形態の一例としての立体画像表示装置１の表示制御装置１３のハードウェア構成を模式的に示す図である。【００３０】
表示制御装置１３は、図５に示すように、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３１，ＬＡＮ（Local Area Network）カード１３２，チューナ１３３，グラフィック・アクセラレータ１３４，チップセット１３５，メモリ１３６，オーディオコントローラ１３７，ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１３８，ブルーレイディスク（Blu-ray Disc）ドライブ１３９及びキーボードコントローラ１４０をそなえる情報処理装置（コンピュータ）として構成される。【００３１】
グラフィック・アクセラレータ１３４は、表示装置１０が接続され、この表示装置１０に対して画像表示を行なわせるための画像表示制御インタフェースである。ＬＡＮカード１３２はインターネット１４１等のネットワークに接続するためのインタフェースカードであり、チューナ１３３は外部アンテナ１４２が接続され、ＴＶ番組を受信し、デコード等の処理を行ない映像データとして表示装置１０に表示させる。【００３２】
メモリ１３６は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶装置であり、ＣＰＵ１３１が実行もしくは使用する各種プログラムやデータを格納する。
オーディオコントローラ１３７は、スピーカ１４３が接続され、このスピーカ１４３に対する音声データの出力を制御する。【００３３】
ＨＤＤ１３８は記憶装置であり、ＣＰＵ１３１が実行もしくは使用するＯＳ（Operating System）や各種プログラム、データ等を格納する。又、このＨＤＤ１３８やメモリ１３６には、表示装置１０に表示される各種画像データ（映像データ，立体画像データ）も格納される。
そして、このＨＤＤ１３８には、後述の如く、立体表示対象（表示対象）について予め作成された立体画像データが格納されている。すなわち、ＨＤＤ１３８は、表示対象についての視差点毎の立体表示用画像を複数視点毎に格納する格納部として機能する。【００３４】
ブルーレイディスクドライブ１３９は、ブルーレイディスクを再生する。なお、このブルーレイディスクに、表示装置１０に表示される各種画像データ（映像データ，立体画像データ）を格納してもよい。
キーボードコントローラ１４０はキーボード１４４やマウス１４５等の入力装置が接続され、これらのキーボード１４４やマウス１４５とＣＰＵ１３１と間のデータのやり取りを制御する。チップセット１３５には、これらの各部がバス等を介して接続され、ＣＰＵ１３１とこれら各部との通信を制御する。又、表示制御装置１３には、カメラ１２も接続され、このカメラ１２によって撮像された視聴者の顔の画像を受信する。【００３５】
ＣＰＵ１３１は、ＨＤＤ１３８やメモリ１３６に格納されたプログラムを実行することにより各種機能を実現する処理装置である。
ＣＰＵ１３１は、例えば、画像再生アプリケーション（回り込み時再生アプリ）を実行することにより、動画像や静止画像等のコンテンツ（回り込み時再生アプリ映像）を表示装置１０の表示面１０ａに表示させる。【００３６】
また、本立体画像表示装置１において、ＣＰＵ１３１は、図１に示すように、検知部３１，選択部３２及び表示制御部３３として機能する。又、上述した画像再生アプリケーションには、検知部３１，選択部３２及び表示制御部３３としての機能も含まれる。
なお、これらの検知部３１，選択部３２及び表示制御部３３としての機能を実現するためのプログラム（画像再生アプリケーション）は、例えばフレキシブルディスク，ＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ等），ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ＋ＲＷ等），磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形態で提供される。そして、コンピュータはその記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置または外部記憶装置に転送し格納して用いる。又、そのプログラムを、例えば磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等の記憶装置（記録媒体）に記録しておき、その記憶装置から通信経路を介してコンピュータに提供するようにしてもよい。【００３７】
検知部３１，選択部３２及び表示制御部３３としての機能を実現する際には、内部記憶装置（本実施形態ではメモリ１３６）に格納されたプログラムがコンピュータのマイクロプロセッサ（本実施形態ではＣＰＵ１３１）によって実行される。このとき、記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータが読み取って実行するようにしてもよい。
なお、本実施形態において、コンピュータとは、ハードウェアとオペレーティングシステムとを含む概念であり、オペレーティングシステムの制御の下で動作するハードウェアを意味している。又、オペレーティングシステムが不要でアプリケーションプログラム単独でハードウェアを動作させるような場合には、そのハードウェア自体がコンピュータに相当する。ハードウェアは、少なくとも、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み取るための手段とをそなえており、本実施形態においては、立体画像表示装置１がコンピュータとしての機能を有しているのである。【００３８】
図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、視聴者の顔の向きとその顔画像３００とを示す図であり、図６（ａ）は視聴者が正面を向いている状態の顔の向きとその顔画像３００ａを示している。又、図６（ｂ）は視聴者が右に向いた状態の顔の向きとその顔画像３００ｂを示しており、図６（ｃ）は視聴者が左に向いた状態の顔の向きとその顔画像３００ｃを示している。【００３９】
これらの図６（ａ），（ｂ），（ｃ）における顔画像３００は、カメラ１２によって撮像され、ＵＳＢケーブル等の通信手段により、表示制御装置１３に送信されたものである。
なお、以下、顔画像を示す符号としては、複数の顔画像のうち１つを特定する必要があるときには符号３００ａ，３００ｂ，３００ｃを用いるが、任意の顔画像を指すときには符号３００を用いる。又、この顔画像３００は動画像であっても静止画像であってもよい。【００４０】
検知部３１は、カメラ１２によって撮像された視聴者の顔画像３００を分析して、この顔画像３００から両眼（瞳）の位置を認識し、この両眼の位置に基づいて視聴者の顔の向きや両眼の間隔距離を判断する。
そして、検知部３１は、この両眼の位置や、間隔距離の変位を検知することにより、視聴者の首を軸とする頭部の回転量を検知する。すなわち、検知部３１は、人体の視覚器官の姿勢変更量を検知する。【００４１】
検知部３１は、視聴者の頭の回転方向が左右どちらかであるかを判断する。この際、顔認証や視聴者の視聴位置を確認する必要はない。例えば、視聴者の両眼の瞳の色を入力データとして、例えばカメラ１２によって撮像された顔画像３００における位置関係で判断することができる。
検知部３１は、顔画像３００において両眼の存在だけを対象物として認識すればよく、例えば、両眼を追尾するような高解像度でフレームレートが高いカメラをそなえる必要はなく、又は、赤外線カメラのような視聴者の視聴位置／距離を把握する高機能なシステム構成も不要である。これはカメラ１２による撮像画像において両眼が右または左に移動する判断で顔が左右どちらに傾いたかを判断すればよいからである。そして、これにより、本装置を低コストで実現することができる。【００４２】
検知部３１は、視聴者の両眼の位置の認識を、両眼の形あるいは色で行なう。例えば、色で両眼の認識を行なう場合には、黒眼であるならそのコントラスト等によって行なう。
また、両眼の位置の認識は映像認識で行なってもよい。カメラ１２によって撮像された顔画像３００に基づいて、検知部３１は、頭部の回転量やその角度を認識する。そして、検知部３１は、カメラ１２によって撮像された顔画像３００と、後述する基本感間隔距離と比較する。【００４３】
検知部３１は、視聴者の顔の向き認識を開始するに際して、図７に示すようなダイアログボックスを表示装置１０に表示させる。
図７は実施形態の一例としての立体画像表示装置１におけるダイアログボックスを例示する図である。
視聴者がこのダイアログボックスのメッセージに応じて、表示装置１０との距離が予め規定された位置において、表示装置１０（カメラ１２）に正対し、キーボード１４４やマウス１４５を操作して“ＯＫ”を選択すると、顔の向き検出が開始される。【００４４】
検知部３１は、視聴者の両眼を、顔画像３００中における一定の距離を隔てて位置する黒丸として検出し、認識する。
これにより、先ず、図６（ａ）に示すように、視聴者が正面を向いている状態の顔の画像３００ａが撮影される。このように、規定位置において視聴者が正面を向いている（正対している；回転角度０゜）状態での両眼の位置が基本位置であり、又、この状態での両眼の間隔が基本間隔距離ｄである。すなわち、検知部３１は、視聴者の正面を向いている状態の顔画像３００ａに基づき、両眼の基本位置及び基本間隔距離を認識する。【００４５】
また、検知部３１は、カメラ１２から送信される顔画像３００を常時、分析し、顔画像３００中における両眼の位置の変化や両眼間隔の変化を認識する。そして、一定量の両眼の移動と同時に両眼の間隔が短くなったことを検知すると、その検知をもって視聴者の頭部が回転したと認識する。
例えば、検知部３１は、新たに取得した顔画像３００における両眼の位置を、先に認識した両眼の基本位置と比較することにより、視聴者の顔の回転方向（左右のいずれの方向に回転しているか）を判断する。又、検知部３１は、新たに取得した顔画像３００における両眼の間隔を、先に認識した両眼の基本間隔距離と比較することにより、視聴者の顔の回転量を判断する。【００４６】
図６（ｂ），（ｃ）に示すように、視聴者の頭部が首を回転軸として左右のいずれかの方向に回転した場合には、顔画像３００ｂ，３００ｃに示すように、両眼の間隔距離ｄ′，ｄ″は、図６（ａ）の顔画像３００ａにおける基本間隔距離ｄと比較して狭くなる。そして、視聴者の頭部の回転角度が大きくなるほど、この両眼の間隔距離ｄ′，ｄ″は小さくなる。【００４７】
これにより、検知部３１は、例えば、顔画像３００において測定した両眼の間隔距離を基本間隔距離ｄと比較することにより、視聴者の頭部の回転量を把握することができる。
本実施形態においては、上述の如く、顔画像３００において測定した両眼の間隔距離を基本間隔距離ｄと比較することにより、視聴者の頭部の回転量を把握する。このように、視聴者の頭の回転方向左右どちらかであること、そして表示装置１０の正面からどれくらいの角度を持って傾いているかを表す情報をセンサ情報という。【００４８】
本実施形態においては、例えば、測定した両眼の間隔距離と基本間隔距離ｄとの比や差分を予め設定した閾値と比較することにより、視聴者の頭部の回転量をレベルで表す。
例えば、視聴者が表示面１０ａに正対している状態（回転角度０゜；レベル０）から、視聴者が左右いずれかの方向に真横を向いた状態（回転角度９０゜）までの間を、所定数ｎ（例えばｎ＝２０）のレベル（例えば、０〜１９）に分割し、検知部３１は、測定した両眼の間隔距離に基づき、視聴者の頭部の回転角度がいずれのレベルであるかを判断する。又、これらのレベル分けは、左右方向のそれぞれについて行なう。【００４９】
検知部３１は、検出した結果を、回転方向（右もしくは左）及び傾きレベルｎ（ｎは例えば、０〜１９の自然数）として、選択部３２に通知する。なお、検知部３１は、選択部３２からのデータ要求に応じてレベルを通知してもよい。選択部３２は、検知部３１から通知されるレベル情報（数値）に基づいて、表示する画素群を決定する。
また、検知部３１は、例えば、視聴者の頭部の回転の向きや、表示面１０ａの正面からどれぐらいの角度を持って回転しているかを示す情報、判断結果としてのレベル値を選択部３２に通知する。【００５０】
選択部３２は、検知部３１が視聴者の頭部が回転したと認識すると、この検知部３１によって検知されたレベル値（回転量）に応じて、ＨＤＤ１３８から、そのレベル値に応じた立体表示用画像（左眼用立体表示用画像及び右眼用立体表示用画像）を選択する。
また、ＨＤＤ１３８においては、レンズシート１１の種類（３ＤパネルＩＤ）に応じて複数種類の立体表示用画像が格納されており、選択部３２は、レンズシート１１の３ＤパネルＩＤに合った立体表示用画像を選択する。【００５１】
この選択部３２によって選択された立体表示用画像は、表示制御部３３によって表示制御装置１３に表示される。すなわち、表示装置１０に表示される画像（画素群）が視聴者の頭部の回転移動に合わせて変更される。
なお、両眼の移動は検知されたが、両眼の間隔が変更されない場合には、視聴者は表示装置１０に対向した状態で、そのまま左右のいずれか方向に移動しただけである。このような場合には、表示装置１０に表示される立体表示用画像（画素群）は変更されない。【００５２】
図８は実施形態の一例としての立体画像表示装置１における機能構成を模式的に示すブロック図である。
この図８に示すように、カメラ１２による視聴者の顔画像３００の出力が行なわれ（Ａ１０）、次に、検知部３１による視聴者の頭部の回転検知処理が行なわれる（Ａ２０）。回転検知処理においては、視聴者の両眼の基本位置及び基本間隔距離の認識が行なわれ、この基本間隔距離が両眼距離基準値として用いられる。回転検知処理の結果はレベル通知として通知され、再生処理に移行する（Ａ３０）。又、レベル通知は、選択部３２によるデータ要求に応じて行なってもよい。【００５３】
再生処理においては、選択部３２が、通知されたレベルに基づいて、ＨＤＤ１３８に格納されている立体表示用画像を選択し、表示制御部３３がその立体表示用画像の画素群を表示装置１０に表示させる（Ａ４０）。
次に、立体表示用画像としての画素群配列について説明する。本立体画像表示装置１においては、立体表示用画像はレベルに応じて切り替えられる。【００５４】
図９（ａ），（ｂ）は実施形態の一例としての立体画像表示装置１における立体表示用画像を例示する図であり、図９（ａ）はレベル０での立体表示用画像を例示する図、図９（ｂ）はレベル１の立体表示用画像を例示する図である。
ＨＤＤ１３８には、予め、図９（ａ），（ｂ）に示すような、左眼用の立体表示用画像（左眼用立体表示用画像）４０Ｌと右眼用の立体表示用画像（右眼用立体表示用画像）４０Ｒとがレベル毎（複数視点毎）に格納されている。【００５５】
左眼用立体表示用画像４０Ｌは、表示面１０ａに表示される画像であって、視聴者の左眼（第１の視点）に焦点距離が合い結像される画素の集合であり、画素群配列として構成される。又、右眼用立体表示用画像４０Ｒは、表示面１０ａに表示される画像であって、視聴者の右眼（第２の視点）に焦点距離が合い結像される画素の集合であり、画素群配列として構成される。【００５６】
これらの左眼用立体表示用画像４０Ｌと右眼用立体表示用画像４０Ｒとは、所定の視差が設けられている。これにより、視聴者においては、左眼に左眼用立体表示用画像が結像され、右眼に右眼用立体表示用画像が結像された状態で、その立体表示用画像を立体的に視認することができる。
以下、視差がある複数の視点をそれぞれ視差点という。本立体画像表示装置１においては、両眼視差による両眼視差立体視を実現し、視聴者の右眼及び左眼がそれぞれ視差点となる。すなわち、ＨＤＤ１３８は、視差点としての左眼及び右眼のそれぞれに対応させて、互いに視差を有して作成された左眼用立体表示用画像及び右眼用立体表示用画像を格納している。【００５７】
また、この立体表示用画像は、表示対象を、その外周における複数位置からそれぞれ表わす画像であり、例えば、表示対象の外周を水平面に沿って所定角度間隔で複数撮影した画像である。又、この所定角度間隔は、上述したレベルの数に応じて定められ、例えば、“所定角度＝３６０／レベルの数”で求められる。すなわち、上述したレベルの数を多くすることにより、より多くの立体表示用画像が生成される。【００５８】
立体表示用画像は、表示対象物についての、当該表示対象物の外観をその外周上における複数の位置（視点）から表す画像である。例えば、表示対象物の、正面位置（角度０゜）から見た画像と、その正面位置から表示対象の周囲を右側から２０゜，４０゜，６０゜，８０゜の各角度位置（視点）から見た画像と、表示対象の周囲を左側から２０゜，４０゜，６０゜，８０゜の各角度位置（視点）から見た画像が含まれる。【００５９】
これらの、表示対象物についての視点毎の外観の画像は、後述する選択部３２によって、検知部３１により求められたレベル値に基づいて選択され、表示装置１０に表示される。そこで、各立体表示用画像には、例えば、予め対応するレベル値を関連付けてＨＤＤ１３８に格納することが望ましい。
また、選択部３２は、表示対象物について、検知部３１により求められたレベル値に対応する立体表示用画像がない場合には、求められたレベル値の値に最も近い立体表示用画像を選択する等、適宜変更して実施することができる。【００６０】
図９（ａ），（ｂ）に示す例においては、便宜上、表示面１０ａに表示される左眼用立体表示用画像４０Ｌ及び右眼用立体表示用画像４０Ｒのうち、３×４の１２個分の表示素子の配列をそれぞれ抽出して示している。
検知部３１が視聴者の頭部の姿勢がレベル０（回転角度０゜）であると検知すると、選択部３２が、図９（ａ）に示すような、レベル０に相当する立体表示用画像を取得する。【００６１】
図９（ａ）に例示する、レベル０の左眼用立体表示用画像４０Ｌを構成する画素群の配列においては、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（Ｌ３Ｒｋ０，Ｌ３Ｇｋ０，Ｌ３Ｂｋ０）で１つの画素が示され、又、これに隣接して、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（Ｌ４Ｒｋ０，Ｌ４Ｇｋ０，Ｌ４Ｂｋ０）で１つの画素が示される。
同様に、その右眼用立体表示用画像４０Ｒを構成する画素群の配列においては、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（Ｒ３Ｒｋ０，Ｒ３Ｇｋ０，Ｒ３Ｂｋ０）で１つの画素が示され、又、この画素に隣接して、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（Ｒ４Ｒｋ０，Ｒ４Ｇｋ０，Ｒ４Ｂｋ０）で１つの画素が示される。【００６２】
そして、このようなレベル０の状態において、検知部３１が視聴者の頭部が左にレベル１だけ回転したことを検知すると、選択部３２は、図９（ｂ）に示すような、レベル１に相当する立体表示用画像を取得して、表示装置１０へ表示させる立体表示用画像の切り替えを行なう。
図９（ｂ）に例示する、レベル１の左眼用立体表示用画像４０Ｌを構成する画素群の配列においては、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（Ｌ３Ｒｌ１，Ｌ３Ｇｌ１，Ｌ３Ｂｌ１）で１つの画素が示され、又、これに隣接して、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（Ｌ４Ｒｌ１，Ｌ４Ｇｌ１，Ｌ４Ｂｌ１）で１つの画素が示される。【００６３】
同様に、その右眼用立体表示用画像４０Ｒを構成する画素群の配列においては、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（Ｒ３Ｒｌ１，Ｒ３Ｇｌ１，Ｒ３Ｂｌ１）で１つの画素が示され、又、この画素に隣接して、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（Ｒ４Ｒｌ１，Ｒ４Ｇｌ１，Ｒ４Ｂｌ１）で１つの画素が示される。
図１０は実施形態の一例としての立体画像表示装置１における、表示対象の立体画像データ（３Ｄ映像データ）のフォーマットイメージを示す図であり、視聴者が立体表示用画像として見る表示対象物のイメージを表している。この図１０においては表示対象物Ａ，Ｂをそなえた複数の立体画像データ４１ａ，４１ｂ，４１ｃを示している。これらの立体画像データ４１ａ，４１ｂ，４１ｃは時間経過に従って変化してもよい。【００６４】
立体画像データ４１ａは、視聴者が正面向き（回転角度０゜）の状態で表示される画像を示す。又、立体画像データ４１ｂは、視聴者が左に角度ａだけ回転した状態で表示される画像を示し、立体画像データ４１ｂは、視聴者が左に角度ｂだけ回転した状態で表示される画像を示す。ただし、ａ<ｂとする。
ＨＤＤ１３８には、立体表示用画像として、これらの立体画像データ４１ａ，４１ｂ，４１ｃのそれぞれについての左眼用立体表示用画像４０Ｌ及び右眼用立体表示用画像４０Ｒが格納される。【００６５】
そして、例えば、立体画像データ４１ａの視聴者正面の映像（左眼用立体表示用画像４０Ｌ及び右眼用立体表示用画像４０Ｒ）を表示している状態において、検知部３１が、視聴者が左にレベル１だけ傾いたことを検知すると、選択部３２は、レベル１に相当する立体画像データ４１ｂの左眼用立体表示用画像４０Ｌ及び右眼用立体表示用画像４０Ｒを選択して、表示制御部３３に表示させる。【００６６】
さらに、検知部３１が、視聴者が左にレベル２だけ傾いたことを検知すると、選択部３２は、レベル２に相当する立体画像データ４１ｃの左眼用立体表示用画像４０Ｌ及び右眼用立体表示用画像４０Ｒを選択して、表示制御部３３に表示させる。
また、これらの立体画像データ４１ａ，４１ｂ，４１ｃにおいて、対象物Ａは回転方向の視差情報はあるが対象物として移動はせず、又、対象物Ｂは回転方向の視差情報はないが、対象物としては移動をするため時間の経過とともに対象物は移動をする。【００６７】
立体表示用画像としては、これらの３つの立体画像データ４１ａ，４１ｂ，４１ｃを、例えば同時に１つの動画データとして持ってもよく、種々のフォーマットのデータとして用いてもよい。
図１１はサイドバイサイドの立体画像フォーマットを模式的に示す図である。サイドバイサイドの立体画像フォーマットにおいては、左眼における結像映像（以下、Ｌ側映像と記述）と右眼における結像映像（以下、Ｒ側映像と記述）とが１フレーム内に存在する。そして、これらのＬ側映像とＲ側映像とを互いに異なった映像フレームとして、視聴者は視聴する。【００６８】
図１２は立体表示用画像のデータイメージを例示する図であり、立体映像再生表示における回り込み対応の立体表示用画像のデータイメージ図を示す。この図１２に示す例においては、立体表示用画像のデータとして、視差情報と回り込み対象物の追加情報とをそなえる。すなわち、サイドバイサイドとしての視差情報を有する映像データに加えて、回り込み対象物だけの追加情報を１フレームの差分情報として持つ。そして、表示制御部３３が、この差分情報によって回り込み映像を作り出してもよい。【００６９】
この図１２に示す立体表示用画像のデータは、図１１に示すサイドバイサイドの立体表示用画像フォーマットに追加して、映像同期をする回り込み映像も入力される。視差量に応じてその立体表示用画像フォーマットは追加されるが、図１２に示すように１フレーム全てに回り込みデータは存在する必要はない。すなわち、回り込み対象の追加情報は、回り込み情報がある対象物だけが必要な情報である。【００７０】
よって、追加されるデータにおいては、回り込みが発生する対象物だけのデータでもよいため、追加されるデータのサイズは図１１に示すサイドバイサイドの立体表示用画像フォーマットに追加情報だけを追加するフォーマットとなるため、データ増分が少なくてすみ、その映像処理にかかる計算は少なく、リアルタイムでの再生が可能である。これにより、視聴者が頭部を回転させると、図１２の回り込みデータにおける対象物に関し、異なったデータを表示するため図１３に示すような映像効果が可能になる。この回り込みとは深さ方向に依存するものといえ、映像の側面データを表示することはより映像の深さ方向を感じるものである。【００７１】
次に、実施形態の一例としての立体画像表示装置１における立体画像の表示イメージを図１３に示すイメージ図を用いて説明する。
この図１３においては表示対象物Ａ，Ｂ，Ｃをそなえた複数の立体画像データ４１ａ，４１ｂ，４１ｃを示している。
立体画像データ４１ａは、視聴者が正面向き（回転角度０゜）の状態で表示される画像を示す。又、立体画像データ４１ｂは、視聴者が左に角度ａだけ回転した状態で表示される画像を示し、立体画像データ４１ｃは、視聴者が左に角度ｂだけ回転した状態で表示される画像を示す。ただし、ａ<ｂとする。
【００７２】
なお、図１３に示す例においては、対象物Ａ，対象物Ｂ，対象物Ｃ，の順で奥行きの視差量が多いものとする。
検知部３１により、視聴者の頭部の回転がない、すなわち、視聴者が正面を向いていると判断された場合は、立体画像データ４１ａを対象物Ａ，対象物Ｂ及び対象物Ｃの全てを両眼における視差量で表示する。例えば、図１２に示すサイドバイサイドの立体画像フォーマットとして表示する。【００７３】
また、検知部３１により、視聴者の頭部が回転し、例えば視聴者が左に角度ａ（ｂ）だけその頭部を回転していると判断された場合は、立体画像データ４１ｂ（４１ｃ）を、例えば、図１２に示す立体画像フォーマットにより表示し、対象物Ａを水平面上において回り込んで見た状態で表示する。
表示制御部３３は、選択部３２によって選択された立体表示用画像を表示装置１０に表示させる制御を行なう。すなわち、立体表示用画像を構成する画素を表示面１０ａの表示素子に対応させて画素の表示を行なわせる。なお、画像を表示装置１０に表示させる手法は、既知の種々の手法を用いて実現することができ、その詳細な説明は省略する。【００７４】
次に、本立体画像表示装置１における表示装置１０の表示面１０ａにおける画素配列について説明する。
図１４は実施形態の一例としての立体画像表示装置１における表示面１０ａの画素配列とレンズシート１１との関係を示す図である。
この図１４に示す例においては、レンズシート１１の凸レンズ１１１ａ及びレンズ溝部１１１ｃを表示面１０ａの画素配列の方向に対して斜めに配置する例を示す。表示装置１０の表示面１０ａ上では、色画素の素子（表示素子）は、表示面１０ａに対して水平方向（図１５の横方向；配列方向）及び、水平方向に対して直交する方向（図１４の縦方向）に配列される。図１５の例では、表示装置１０の画像素子の配列の縦方向に対して、斜め方向（非平行の方向）に凸レンズ１１１ａ及びレンズ溝部１１１ｃを配置する。凸レンズ１１１ａの方向は、レンズ溝部１１１ｃの方向に対して平行に配置される。これにともなって、表示装置１０で表示する各画素は、斜め方向に色画素を配置する。なお、この図１４に示す例においては、便宜上、同一の画素を形成する色画素に対して、同一のアルファベットを識別符号として付している。【００７５】
例えば、この図１５に示す例においては、色画素であるＲ２＿Ｃ、Ｇ２＿Ｃ、Ｂ２＿Ｃが、１つの画素（画素Ｃ）を形成する。又、他の色画素についても同様である。各画素における色画素の方向と各レンズ部の方向とは、平行である。図１４の例では、斜め方向に１つの画素が配置される。
例えば、画素Ｃから出た光は、そのほとんどが同一の凸レンズ１１１ａに入射され、当該レンズにより利用者の、予め規定された左右いずれかの眼の位置で結像される。他の画素についても同様である。又、左眼用画像の画素と右眼用画像の画素とは、交互に配置される。【００７６】
図１４の例では、横方向の画素は、２次元画像に比べて４分の３に減少する。一方、図１５の例では、縦方向の画素は、２次元画像に比べて３分の１に減少する。１つの画素のＲ、Ｇ、Ｂの色画素を横方向に配置した場合、横方向の画素が２次元画像に比べて４分の１に減少する。このとき、縦方向の画素は、減少しない。図１４のように、レンズを斜め方向に配置し、１つの画素を斜め方向に配置することにより、横方向のみ解像度が下がることを防ぐことができる。縦方向及び横方向の解像度が下がるほうが、横方向のみの解像度が下がることに比べ、画質の劣化が少なくみえる。【００７７】
また、例えば、図１４に示す画素群を表示装置１０の表示面１０ａの左上の一部とすると、色画素Ｒ４＿ＡとＲ３＿Ｂ，  Ｇ３＿Ｂ，  Ｒ１＿Ｊ，  Ｇ４＿Ｋは、同一の画素についてのＲ，Ｇ，Ｂが揃わない状態となっている。しかしながら、後述の如く、例えば、表示制御部３３が、これらのＲ，Ｇ，Ｂの色画素が揃わない表示装置１０の端部分をマスクして表示させない制御を行なうことにより、その影響を阻止することができる。【００７８】
次に、本立体画像表示装置１における画素群の配列とレンズシート１１との関係について、図１５を参照しながら説明する。
上述の如く、レンズシート１１の各平凸面レンズ１１１は同様の構成をそなえており、互いに同一の焦点距離を有する。しかしながら、レンズシート１１を構成する複数のレンズアレイ１１１を階段状に配置することにより、表示装置１０の表示面１０ａと各平凸面レンズ１１１の裏面１１１ｂとの距離がそれぞれ異なり、これにより視聴者までの焦点距離が異なる。【００７９】
そして、表示装置１０の表示面１０ａに、左眼用立体表示用の画素群２１と右眼用立体表示用の画素群２２とが表示される。
図１５に示す例においては、レンズシート１１において、焦点距離Ａのレンズアレイ１１１と焦点距離Ｂのレンズアレイ１１１があるものとする。なお、焦点距離Ａは焦点距離Ｂに対して遠いものとする。【００８０】
そして、例えば、左眼用立体表示用の画素群２１における素子Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂによって表される画素（Ｌ３Ｒ，Ｌ３Ｇ，Ｌ３Ｂ）が焦点距離Ａのレンズアレイ１１１によって視聴者の左眼に結像する。同様に、右眼用立体表示用の画素群２２における素子Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｇ，Ｒ３Ｂによって表される画素（Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｇ，Ｒ３Ｂ）が焦点距離Ｂのレンズアレイ１１１によって視聴者の右眼に結像する。【００８１】
図１６は実施形態の一例としての立体画像表示装置１における表示装置１０の表示面１０ａと再生画像表示領域との関係を示す図である。上述の如く、表示装置１０は、２７インチ以上の液晶ディスプレイであるものとする。このような２７インチ程度の液晶ディスプレイの解像度は、例えば、２５６０×１４４０である。
ここで、例えば、ブルーレイ（Blu-ray）ディスクに録画されている映像の解像度は１９２０×１０８０であるため、再生アプリケーションによりブルーレイの映像を再生しても表示装置１０全体には表示できない。【００８２】
このように表示装置１０の解像度は再生アプリによって再生されるコンテンツの解像度１９２０ｘ１０８０より大きく、このため、図１６に示すように、表示装置１０の表示面１０ａにおいては、視聴者から見て映像を表示しない視聴範囲外領域１０ｂが存在する。
そこで、本立体画像表示装置１においては、表示制御部３３は、立体表示用画像を表示面１０ａに表示させるに際して、この視聴範囲外領域１０ｂを用いて立体表示用画像を表示させる。【００８３】
すなわち、視聴者の頭部の回転角度に応じて、視聴者の眼が向いている側の視聴範囲外領域１０ｂの画像素子を用いて、表示対象物の側面部の立体表示用画像のデータ（回り込み映像）をその傾き方向に応じて表示させる。なお、このような視聴範囲外領域１０ｂの画像素子を用いた拡張表示は、視聴者が表示面１０ａに正対している状態（回転角度０゜；レベル０）では行われず、検知部３１により視聴者の頭部の回動が検知された場合に行なわれる。【００８４】
先ず、上述の如く構成された実施形態の一例としての立体画像表示装置１における立体表示用画像の表示手法を、図１７に示すフローチャート（ステップＳ１０〜Ｓ１２０）に従って説明する。又、図１８は実施形態の一例としての立体画像表示装置１におけるダイアログボックスを例示する図である。
本立体画像表示装置１において、画像再生アプリケーションが起動されると（ステップＳ１０）、画像再生アプリケーションは、先ず、表示装置１０にレンズシート１１（３Ｄシート）が取り付けられているか否かを確認する（ステップＳ２０）。例えば、画像再生アプリケーションは、表示装置１０におけるレンズシート１１の取り付けを検知するセンサの検知結果に基づき、レンズシート１１が取り付けられているか否かの判断を行なう（ステップＳ３０）。【００８５】
この判断の結果、レンズシート１１が表示装置１０に取り付けられていない場合には（ステップＳ３０のＮＯルート参照）、表示装置１０に図１８に示すような、立体画像表示を行なうことができない旨を示すダイアログボックスを表示させて（ステップＳ１２０）、処理を終了する。なお、このステップＳ１２０の後に処理を終了させる代わりに、ステップＳ２０に戻ってもよく、適宜変形して実施することができる。【００８６】
また、レンズシート１１が表示装置１０に取り付けられている場合には（ステップＳ３０のＹＥＳルート参照）、その取り付けられているレンズシート１１の３ＤパネルＩＤを確認して、レンズシート１１の種類を確認する（ステップＳ４０）。
検知部３１は、カメラ１２により撮像した視聴者の顔画像３００に基づき、両瞳の位置及び間隔のデータを取得する（ステップＳ５０）。【００８７】
ここで、取得された両眼の間隔が、画像再生アプリケーションに予め基準データとして持つ間隔範囲に入っているかを確認し（ステップＳ６０）、取得された両眼の間隔が基準データに含まれなかった場合には（ステップＳ６０のＮＯルート参照）、回り込み３Ｄ表示機能をオフにして（ステップＳ７０）、処理を終了する。
また、取得された両眼の間隔が画像再生アプリケーションに予め基準データとして持つ間隔範囲に入っている場合には（ステップＳ６０のＹＥＳルート参照）、検知部３１は、視聴者の頭部の向きが正面、右向き、左向きのどれであるかを確認し（ステップＳ８０）、又、頭部が回動している場合には、そのレベルを求める。【００８８】
選択部３２は、検知部３１によって求められたレベル値に基づいて、ＨＤＤ１３８から、レンズシート１１の３ＤパネルＩＤに対応する立体表示用画像であって、そのレベルに対応する立体表示用画像を選択する（ステップＳ９０）。選択部３２は、選択した立体表示用画像をＨＤＤ１３８から読み出し、表示制御装置１３に渡すことにより、その立体表示用画像を表示装置１０に表示させ、３Ｄ映像コンテンツを表示させる（ステップＳ１００）。【００８９】
その後、検知部３１はセンサ情報が変更されたかを確認し（ステップＳ１１０）、センサ情報が変更されない場合には（ステップＳ１１０のＮＯルート参照）、ステップＳ１１０を繰り返し行なう。又、センサ情報が変更された場合には（ステップＳ１１０のＹＥＳルート参照）、ステップＳ８０に戻る。なお、このステップＳ１１０におけるセンサ情報の確認は所定期間毎に繰り返し監視される。【００９０】
図１９（ａ），（ｂ）は実施形態の一例としての立体画像表示装置１の表示装置１０に対して、異なる２箇所に視聴者の頭部位置を仮定した立体表示用画像を表示した例を示す図である。図１９（ａ）は２箇所の仮定頭部位置のうち一方の仮定頭部位置から表示装置１０を見た状態を示す図、図１９（ｂ）は２箇所の仮定頭部位置のいずれとも異なる位置から表示装置１０を見た状態を示す図である。【００９１】
図１９（ｂ）においては、視聴者の第１の仮定頭部位置で結像するための右眼用立体表示用画像４１Ｒ′及び左眼用立体表示用画像４１Ｌ′と、視聴者の第２の仮定頭部位置で結像するための右眼用立体表示用画像４１Ｒ″及び左眼用立体表示用画像４１Ｌ″が示されている。
そして、正常視聴位置である、第１の仮定頭部位置もしくは第２の仮定頭部位置から表示装置１０を見ると、図１９（ａ）に示すように、視聴者の眼には、その視点位置に応じたいずれかの立体表示用画像が正しく結像する。【００９２】
また、正常視聴位置以外の位置、すなわち、第１の仮定頭部位置及び第２の仮定頭部位置のいずれでもない位置から表示装置１０を見ると、図１９（ｂ）に示すように、いずれの左眼用立体表示用画像４１Ｌ′，４１Ｌ″や、右眼用立体表示用画像４１Ｒ′，４１Ｒ″も結像することができず、４重の表示となる。なお、図１９（ｂ）に示すように、立体表示用画像ではない対象物については、４重にはならない。【００９３】
そして、この図１９（ｂ）に示すような、立体表示用画像が４重に表示されている表示装置１０を正常な立体表示用画像として結像するための補正手法を、図２０に示すフローチャート（ステップＢ１０〜Ｂ５０）に従って説明する。
先ず、視聴者は、表示装置１０の前に位置し、顔を任意の方向に向ける。すると表示装置１０及びレンズシート１１と視聴者の各眼までの距離も変わる。すると、図１９（ｂ）に示すように回転方向の視差情報を持つ立体映像となる対象物はその焦点距離が規定値ではなくなり４重に見える。【００９４】
ここで、視聴者の両眼の位置情報はカメラ１２により撮像され、検知部３１により判別される。
すなわち、センサ情報の変更が確認され（ステップＢ１０）、検知部３１は視聴者の両眼の移動方向を確認し（ステップＢ２０）、又、両眼の間隔距離を測定する（ステップＢ３０）。【００９５】
検知部３１は、測定した両眼の間隔距離に基づいて、視聴者の頭部の回転量をレベル値で表し、選択部３２が、このレベル値に応じた立体表示用画像（左眼用立体表示用画像及び右眼用立体表示用画像）を選択する（ステップＢ４０）。
そして、表示制御部３３が、この選択部３２によって選択された立体表示用画像を表示装置１０に表示させる（ステップＢ５０）。【００９６】
これにより、表示装置１０には、視聴者の新たな位置に応じた立体表示用画像が表示され、この視聴者の新たな位置に応じた平凸面レンズ１１１を用いて結像され、視聴者は、図１９（ａ）に示すような立体表示用画像を見ることができる。
図２１及び図２２はそれぞれ実施形態の一例としての立体画像表示装置１における表示装置１０，レンズシート１１及び視聴者の関係を模式的に示す図である。これらの図２１及び図２２を用いて、本立体画像表示装置１において視聴者において結像するレンズアレイが切り替わる処理を説明する。
【００９７】
なお、これらの図２１，図２２中において、表示装置１０やレンズシート１１は簡略化して示している。
図２１に示すように、表示面１０ａにレンズシート１１を取り付けた表示装置１０に対向するように視聴者が位置し、表示装置１０に表示される立体表示用画像が視聴者の両眼に結像し、立体画像を見ることができる。
【００９８】
レンズシート１１は複数の平凸面レンズ１１１を互いに平行に円弧状に並べて配置することにより、表示装置１０の表示面１０ａに対する距離を階段状に変化する湾曲構造をそなえる。
この視聴者の位置は、例えば、キーボード１４４やマウス１４５を操作可能な着座位置であり、視聴者の両眼と表示面１０ａとの距離が予め設定された推奨視聴距離となるように設定された推奨位置である。【００９９】
図２１，図２２におけるＨは表示面１０ａ上の画素群と、その画素群を結像するレンズシート１１の平凸面レンズ１１１の裏面１１１ｂまでの距離である。又、Ａは表示装置１０の正面から視聴者までの距離であり、この距離Ａは変わらないものとする。
図２１に示す状態においては、視聴者は、（１ａ，３ａ）の平凸面レンズ１１１の組み合わせで３Ｄ画像を結像／視聴している。すなわち、符号１ａで示す平凸面レンズ１１１の右眼立体表示用画像の画素が視聴者の右眼に結像し、符号３ａで示す平凸面レンズ１１１の左眼立体表示用画像の画素が視聴者の左眼に結像して、視聴者は立体表示用画像を認識する。【０１００】
次に、図２２に示すように、視聴者がその頭部を、首を軸に左方向に回転させる。この図２２に示す状態においては、先に、視聴者は、（１ｂ，３ｂ）の平凸面レンズ１１１の組み合わせで３Ｄ画像を結像／視聴し、更に、視聴者が頭部を左方向に回転させることにより、視聴者は、（２ｂ，４ｂ）の平凸面レンズ１１１の組み合わせで３Ｄ画像を結像／視聴する。【０１０１】
ここで、符号２ｂで示す平凸面レンズ１１１と視聴者の右眼との距離と、符号４ｂで示す平凸面レンズ１１１と視聴者の左眼との距離とは異なる。
しかしながら、レンズシート１１においては、平凸面レンズ１１１毎に表示装置１０との距離Ｈが異なるように湾曲構造をしているため、視聴者の左右の眼に、それぞれ焦点距離を合わせることができる。【０１０２】
そして、本立体画像表示装置１においては、カメラ１２及び検知部３１により視聴者の眼の結像距離が変更されたことを判断する。選択部３２がこの視聴者の頭部の角度に応じた立体表示用画像をＨＤＤ１３８から取得し、表示面１０ａに表示させることにより、新たに表示された立体表示用画像は、移動後の視聴者の眼に結像される。
すなわち、符号２ｂで示す平凸面レンズ１１１の右眼立体表示用画像の画素が視聴者の右眼に結像し、符号４ｂで示す平凸面レンズ１１１の左眼立体表示用画像の画素が視聴者の左眼に結像して、視聴者はその頭部を回動させた状態でも立体表示用画像を認識することができる。【０１０３】
そして、このような視聴者の頭部の回転動作に伴い、視聴者に結像する画像は、例えば、図１３に示すような、立体画像データ４１ａから立体画像データ４１ｂへ、更には立体画像データ４１ｃへ切り替えられ、回り込み３Ｄ表示機能が実現される。
このように、視聴者の頭部の姿勢すなわち、両眼の位置に合わせて、それに応じた画素配列の画素群を表示面１０ａに表示させることにより、奥行き感あるいは飛び出し感がある立体画像を視聴者の眼に結像させることができる。【０１０４】
なお、図２２に示す例においては、図２１に示す状態において視聴範囲外領域１０ｂとなっていた左側の部分にも立体表示用画像の画素群を表示させることにより、左側に向かって頭部を回動した視聴者にも立体表示用画像の提供を行なうことができる。
また、例えば、図２２において、視聴者が、（２ｂ，４ｂ）の平凸面レンズ１１１の組み合わせで３Ｄ画像を結像／視聴している状態においては、（２ｂ，４ｂ）以外の平凸面レンズ１１１に画素群を表示しても視聴者は結像できない。ただし、平凸面レンズ１１１と視聴者の両眼の距離が合えば結像は可能となる。【０１０５】
そこで、図２２に示す状態において、さらに視聴者の頭部の位置の次の状態（レベル）を予め予測するとともに、その予測されるレベルに対応する、表示対象物についての立体表示用画像を取得し、予測される平凸面レンズ１１１に対して、取得した立体表示用画像を表示させてもよい。
次に、レンズシート１１の形状と視聴者の頭の位置との関係について説明する。なお、以下、視聴者が左側へ頭を回動させる例について示す。【０１０６】
図２３（ａ），（ｂ）はそれぞれ視聴者の姿勢と眼及び表示装置１０との位置関係を示す図である。図２３（ａ）は視聴者が表示装置１０に正対した状態を示す上面図、図２３（ｂ）は図２３（ａ）に示した状態から左側へ頭を回動した状態を示す上面図である。
図２４（ａ），（ｂ），（ｃ）は視聴者の頭の移動に伴って変化する両眼の位置と結像距離を示す図である。図２４（ａ）表示装置１０に正対した状態を示す図、図２４（ｂ）は左側に第１の角度で頭を回動した状態を示す図、図２４（ｃ）は左側に第２の角度で頭を回動した状態を示す図である。なお、これらの図２４（ａ），（ｂ），（ｃ）中においては、レンズシート１１の図示を省略している。【０１０７】
例えば、人の両眼の間隔Ｃを７０ｍｍ（Ｃ＝７０ｍｍ）とし、又、視聴者が頭の回動を行なう際には、例えば、その背骨付近を中心軸として、両肩ごと水平に回動するものとする。これは、人が左右のいずれか一方の側（例えば左側）に向かって頭を回動するときに、その回動方向の側の眼（例えば左眼）について、表示装置１０までの距離を変えずに行なうことは、人間工学的に無理があるからである。従って、以下、図２３（ａ），（ｂ）に示すように、両肩を結ぶ線の中心（背骨と仮定）を中心軸Ｏとして回転をするものとする。【０１０８】
ここで、図２３（ａ），（ｂ）に示すように、両眼の中間位置から中心軸までの距離Ｂを１５０ｍｍ（Ｂ＝１５０ｍｍ）とするものとし、又、表示装置１０の表示面１０ａと並行な平行に対して、頭（体）を傾けた回転角度（以下、回頭角度もしくは単に角度という場合がある）をθであらわす。
例えば、角度θが、０゜、２０゜、４０゜の各場合について例示する。【０１０９】
θ＝０゜の場合は、図２３（ａ）に示すように、表示装置１０に正対する状態であるため、左右の眼は表示装置１０に対して同じ距離である。
θ＝２０゜の場合は、図２３（ｂ）に示すように、表示装置１０に対して左側に２０゜傾けた状態であるので、左眼の位置は、右眼の位置に対して、表示装置１０からＣ×ｔａｎ２０離れた状態となる。【０１１０】
Ｃ×ｔａｎ２０＝７０ｍｍ×ｔａｎ２０≒２５
すなわち、右眼に対して左眼は２５ｍｍプラスして表示装置１０から離れる。
さらに、中心軸Oを中心とする回転であるので両眼の位置は、表示装置１０からＢ−Ｂ×ｃｏｓ２０離れた状態となる
すなわち、Ｂ−Ｂ×ｃｏｓ２０＝１５０−１５０ｃｏｓ２０≒１０ｍｍが加算される。【０１１１】
従って、図２４（ｂ）に示すように、視聴者の頭を左側に２０゜回動させた場合においては（ＸＸ＝２０）、表示面１０ａと右眼との距離Ｊ３＝１０００＋１０＝１０１０であり、又、表示面１０ａと左眼との距離Ｊ３＝１０００＋１０＋２５＝１０３５である。
θ＝４０゜の場合も同様に、左眼の位置は、右眼の位置に対して、表示装置１０からＣ×ｔａｎ４０離れた状態となる。【０１１２】
Ｃ×ｔａｎ４０＝７０ｍｍ×ｔａｎ４０≒３５
すなわち、右眼に対して左眼は３５ｍｍプラスして表示装置１０から離れる。
さらに、中心軸Oを中心とする回転であるので両眼の位置は、表示装置１０からＢ−Ｂ×ｃｏｓ４０離れた状態となる
すなわち、Ｂ−Ｂ×ｃｏｓ４０＝１５０−１５０ｃｏｓ４０≒３５ｍｍが加算される。【０１１３】
これらに基づき、上記の変数（θ、Ｂ，Ｃ）と視聴者正面における結像距離Ｊによって、左眼（右眼）と表示装置１０の表示面１０ａとの距離ＸＹを、以下の式（２）で表すことができる。
ＸＹ＝Ｊ＋Ｅ（Ｃ×ｔａｎθ）＋（Ｊ−Ｃ×ｃｏｓθ）・・・（２）
ただし、Ｅ  ：∈｛０，１｝であり、例えば、０は右，１は左とする。  
また、θ≠０とする。【０１１４】
この式（２）によって、表示装置１０と各眼までの距離を視聴者の頭部の回転角度θによって表すことができる。
また、レンズシート１１から視聴者の両眼までの距離をＤ、表示装置１０の表示面１０ａの画素とレンズシート１１との距離をＧ，平凸面レンズ１１１におけるレンズの厚さをｈとすると、以下の式（３）が成立する。【０１１５】
１／Ｒ１＝１／Ｄ＋１／（Ｇ＋ｈ）  ・・・（３）
なお、この式（３）の詳細については後述する。
上記式（３）より、以下の式（４）が得られる。
１／Ｒ１＝１／ＸＹ＋１／（Ｇ＋ｈ）  ・・・（４）
なお、Ｒ１は平凸面レンズ１１１の曲率半径であり固定値である。又、ｈは平凸面レンズ１１１のレンズの厚さであり固定値である。【０１１６】
上記の２つの式（２），（４）より、画素−レンズ距離Ｇは視聴者の頭部の回転角度θで表すことができる。よって、その回転角度に応じたＧを設定することは、このＧによってレンズシートを段階的に遠ざかる湾局構造を定義するものであるため、それが回転角度で定義できるというアルゴリズムに相当する。
例えば、表示装置１０が１９２０×１０２０（ピクセル，画素）の解像度を有する液晶ディスプレイと仮定する。表示装置１０の表示面１０ａの中心において、画素とレンズアレイ１１１とは４．０２５ｍｍ離れて載置される。【０１１７】
このような構成において、視聴者の頭部が２０゜左へ傾いた状態について例示する。
図２３（ｂ）に示す例において、θ１＝θ２とする。点Ｏ，点Ｘ，点Ｙからなる三角形について、α＋θ３＝９０゜であるため、θ１＝θ３となる。
そして、視聴者が頭を左側にθ２回動させた場合には、視聴者の右眼は表示面１０ａにおけるＳ＝１０００ｍｍ×ｔａｎθ２左側の位置を見ることになる。例えば、視聴者が頭を左側に２０゜回動させた場合には、視聴者の右眼は表示面１０ａにおけるＳ＝１０００ｍｍ×ｔａｎ（２０゜）＝３６４ｍｍ左側の位置を見ることになる。【０１１８】
ここで、１９２０×１０２０の液晶ディスプレイにおいては、１画素の水平方向サイズが０．４１２ｍｍであり、又、Ｒ，Ｇ，Ｂの３種類の色画素をそなえているものとする。
表示装置１０の左側半面について考えると、その水平方向には（１９２０／２）×３＝２８８０個の画素がある。従って、その水平方向の寸法は、２８８０×０．４１２＝１１９２ｍｍとなる。【０１１９】
１１９２／３６４≒３．３となり、視聴者が左側に４０゜回動させた時の右眼は、表示装置１０の表示面１０ａの左半面について、３分割した（４０゜，６０゜，８０゜）画面の中心を見ることになる。
そして、さらに視聴者の頭部が回転すると、右眼においても表示装置１０からの焦点距離が遠ざかるため、θ＝２０゜のときに左眼で焦点距離が合うレンズアレイの範囲において、次は右眼で焦点距離が合うことになる。【０１２０】
例えば、２０゜頭を回動させる度に異なった映像を見せる立体画像表示装置１について考える。表示装置１０に正対（角度＝０゜）した視聴者が、左側に頭を２０゜，４０゜，６０゜，８０゜と回動させていく。この時、左眼の結像距離は、回頭角度０゜の時に１ｍ、回頭角度２０゜の時にＢｍ、回頭角度４０゜の時にＣｍ、回頭角度６０゜の時にＤｍ、回頭角度８０゜の時にＥｍとする。この場合において、右眼の結像距離は、回頭角度０゜の時に１ｍ、回頭角度２０゜の時にＡｍ、回頭角度４０゜の時にＢｍ、回頭角度６０゜の時にＣｍ、回頭角度８０゜の時にＤｍとなる。【０１２１】
以下、頭部の回動に伴い、焦点距離が合う眼の切り替わりが繰り返される。これにより、左右の眼が順次に焦点距離が合うレンズシート構造を提供できる。
また、図２４（ａ）に示す状態においては左右の眼はどちらも表示装置１０に対して同じ距離（結像距離）Ｊ１である。
そして、視聴者が左側に頭部を回動し、第１の角度（θ＝ＸＸ゜）となった場合には、図２４（ｂ）に示すように、左右の眼で異なる結像距離（右眼：Ｊ２，左眼：Ｊ３）になる。なお、頭部の回動により、右眼も表示装置１０から遠ざかるため、いずれの結像距離も図２４（ａ）に示す状態の焦点距離Ｊ１とは異なる。【０１２２】
さらに、左側に頭部を回動し、第２の角度（θ＝ＹＹ゜）となった場合には、図２４（ｃ）に示すように、左眼の結像距離はＪ４となり、又、その右眼の結像距離が、図２４（ｂ）の状態での左眼の結像距離Ｊ３に合った状態になる。頭部の回転はカメラ１２により検知されるため、回り込み時再生アプリはそれに応じた画素群配列をする。すなわち、視聴者の頭部の回転量に応じた立体表示用画像の表示を行なう。【０１２３】
図２５は実施形態の一例としての立体画像表示装置１における左右の各眼の角度と、各眼が結像に用いるレンズシート１１の場所との関係図を示す図である。
なお、この図２５に示す例においては、便宜上、表示装置１０の左半分について示し、視聴者の頭部を左側に回動する例について示す。本立体画像表示装置１においては、上述のごとく、視聴者の頭部の回転に応じて、レンズアレイ１１１の結像距離は変わり、又、その頭部の回転に応じて、左眼用、右眼用の各映像データの画素群配列も変わる。このため、視聴者は違和感なく、回転映像を視聴できる。【０１２４】
例えば、表示装置１０に正対（角度０゜）の状態で左眼への結像に使用するレンズシート１１の領域α１が、更に、頭部を回動させて角度ＸＸ゜となった状態の右眼への結像に用いられる。
また、この角度ＸＸ゜の状態で左眼への結像に使用したレンズシート１１の領域α２が、更に、頭部を回動させて角度ＸＸＸ゜となった状態の右眼への結像に用いられる。【０１２５】
図２６は実施形態の一例としての立体画像表示装置１におけるレンズシート１１を説明する上面図である。上述の如く、レンズシート１１は、複数のレンズアレイ１１１を、その左右の両各端部に行くほど、表示装置１０の表示面１０ａからの距離が遠くなるような湾曲構造をそなえている。
そして、このレンズシート１１を上方から見た際におけるその表面の曲面の形状Ｓ１は、図２６に示すように、視聴者が本立体画像表示装置１において、首を回動させた時に両眼が通過する軌跡Ｙ１と、同じもしくはほぼ同じ形状をそなえる。【０１２６】
これにより、例えば、図２６に示す例において、視聴者が表示装置１０に正対（回転角度０；レベル０）した状態（位置Ｐ０参照）での、その右眼とレンズシート１１との距離ＤＬ０と、視聴者が所定角度だけ右側に頭を傾けた状態（位置Ｐ１参照）での、その右眼とレンズシート１１との距離ＤＬ１とは等しくなる。
そこで、上記式（２），（４）に基づき、焦点距離が軌道Ｙ１上の各点に合うように、表示装置１０とレンズシート１１との距離Ｇ、すなわち、表示面１０ａと平凸面レンズ１１１との距離を調整することにより、本立体画像表示装置１のレンズシート１１を実現することができる。【０１２７】
次ぎに、参考までに、平凸面レンズ１１１を湾曲させずにフラットなレンズシートとして構成して、表示装置１０の表示面１０ａに沿って配置した場合において、図１９（ｂ）と同様に、異なる２箇所に視聴者の頭部位置を仮定した立体表示用画像を表示した場合について説明する。
図２７はフラットなレンズシートをそなえる表示装置に、異なる２箇所に視聴者の頭部位置を仮定した立体表示用画像を表示した例を示す図である。【０１２８】
視聴者が正面向き（回転角度０゜）の状態においては、立体画像データ４２ａが表示される。この状態において、視聴者の頭部を例えば左側に回動させると、レンズシートは湾曲していないのだから、始めに、視聴者の左眼と液晶ディスプレイの距離が遠くなり、立体画像データ４２ｂのように、結果として左眼による結像ができなく映像が二重に見える。【０１２９】
この状態のまま、さらに視聴者の頭部を回動させる、頭部の回転に応じて右眼も液晶ディスプレイから遠ざかり、その結果、立体画像データ４２ｃのように、右眼でも二重に見えるため表示イメージでは４重に見えることになる。
このように、実施形態の一例としての立体画像表示装置１によれば、表示装置１０の前で視聴者がその頭部を首を軸に回転させると、検知部３１が、カメラ１２によって撮像した視聴者の顔画像３００に基づいて、両眼の位置を認識し、視聴者の頭部の回転量を検知する。【０１３０】
そして、選択部３２が、ＨＤＤ１３８から、この頭部の回転量に応じた立体表示用画像を選択して、表示画面に表示させることにより、視聴者の眼に立体表示用画像を結像させることができる。
すなわち、表示装置１０の前において視聴者がその頭部を回動させて、表示装置１０と視聴者の眼との距離が変化した場合であっても、視聴者の眼に立体表示用画像を結像させることができ、回り込み３Ｄ表示機能を実現し、円形立体視聴イメージ効果を得ることができる。【０１３１】
視聴者の位置は変更することなく、その位置のままで頭を回動させて回り込み映像を認識するできる構成が可能である。
また、回り込み３Ｄ表示機能を実現するに際して、カメラ１２で視聴者の顔画像３００を撮影することで実現することができ、高価な光線制御部を有する光学ユニット／システム構成をそなえる必要がなく、製造コストを低減することができる。【０１３２】
つまり、３Ｄ映像をリアルタイムでかつ低コストで視聴者の見る位置によって異なる映像を正確な焦点距離をもって実現することができる。
図２８は表示装置及びレンズシートと視聴者の左右の眼の位置との関係を示す図であり、便宜上、フラットなレンズシートをそなえた例について示す。
さて、一般化されているレンズの法則によれば、図２８に示すように、視聴者の左右の眼の間の距離をＥ、表示装置１０における画素間の距離をＰ、レンズシート１１から視聴者の両眼までの距離をＤ、表示面１０ａからレンズシート１１までの距離（画素−レンズ距離）をＧとする。又、レンズシート１１において隣り合う平凸面レンズ１１１の頂点間の距離をＱとする。この場合において、
Ｅ：Ｐ  ＝  Ｄ：Ｇ
２ＰＤ  ＝  Ｑ（Ｄ＋Ｇ）
１／Ｄ＋１／Ｇ  ＝  １／ｆ  
が成立する。【０１３３】
これにより、レンズシート１１が３Ｄ映像を結像する焦点距離ｆは、既存の２Ｄ表示のパソコンで使用する液晶ディスプレイのＰ値やｆ値が変更されても、既存の表示装置１０を使用することによる低コストの構成であるため、Ｑ値もＰ値と同様に固定値である。
このときのGを変更したときの焦点距離の違いを図２８に例示する。なお、本例においては、表示面１０ａからレンズシート１１までの距離Gの値には、平凸面レンズ１１１の厚さｈが加算されるものとする。すなわち、Ｇ＝Ｇ＋ｈとなる。【０１３４】
そして、
１／ｆ = （ｎ−１）／Ｒ１
も成立し、同様にｎ＝２と仮定すると、前記式（３）が成立する。すなわち、
１／Ｒ１＝１／Ｄ＋１／（Ｇ＋ｈ）  ・・・（３）
である。ここで、平凸面レンズ１１１の厚さｈは固定値であり、仮に１ｍｍとすると、同様に第一の焦点距離Ａ、同じ０．４１８ｍｍ内の幅において、（Ａ＋０．０５ｍ）の焦点距離、及び、（Ａ＋２（０．０５ｍ））の焦点距離という複数の焦点距離をレンズの曲率半径Ｒ１を変えないとするなら、その関係は、Ｄを視聴者までの結像距離とすると、Ｇで求めることができる。【０１３５】
例えば、h=１ｍｍ, Ｒ１を約５ｍｍとするとＧ＝３．０１６ｍｍで焦点距離（結像距離）Ｄは１０００ｍｍと設定ができる。同様にしてＧを変数とした結像距離を、図２９に例示する。
この図２９に示すように、画素（表示面１０ａ）とレンズシート１１との距離Ｇの小数点以下３桁目の値を変化させることより、結像距離（焦点距離）Ｄの値を変化させることができる。【０１３６】
例えば、画面サイズが２３インチで、１９２０×１０８０の解像度（ピクセル，画素）の表示装置１０において、画素ピッチは０．４１８ｍｍとして設計される。従って、この図２９に例示する画素−レンズ距離Ｇの精度は容認できるものであり、画素−レンズ距離Ｇにより結像距離を制御する本願手法は実現できる手段であることがわかる。
すなわち、湾曲構造を有するレンズシート１１を表示装置１０の表示面１０ａに取り付けることにより、表示面１０ａにおける位置に応じて異なる焦点距離を混在させる手法を容易に実現することができ、例えば、既存のコンピュータのディスプレイ装置に容易に適用することができる。【０１３７】
次に、本立体画像表示装置１におけるレンズシート１１の形成手法について説明する。前述の如く、レンズシート１１は複数の平凸面レンズ１１１を横方向に並べることにより構成される（図３参照）。
なお、各平凸面レンズ１１１においては、ｎ本の平凸面レンズ１１１によりレンズシート１１が構成されるものとする。そして、表示装置１０の正面において、視聴者が表示面１０ａから、例えば１．００ｍ離れた位置で本立体画像表示装置１を視聴するものと仮定する。【０１３８】
先ず、レンズシート１１の横方向における中心に位置するｎ／２番目の平凸面レンズ１１１において、フラットに形成された表示面１０ａ上の画素と平凸面レンズ１１１との距離は４．０２５ｍｍである。従って、図４に示したように、レンズシート１１を表示装置１０に取り付けた場合に、端からｎ／２番目の平凸面レンズ１１１は、表示装置１０の表示面１０ａから４．０２５ｍｍ離れた位置に配置されるよう位置決めされる。【０１３９】
レンズシート１１において、当該レンズシート１１を構成する各平凸面レンズ１１１の表示装置１０からの距離は、前述した式（２），（４）に基づいて決定される。そして、レンズシート１１において、当該レンズシート１１を構成する平凸面レンズ１１１は、画素−レンズ距離が、表示面１０ａの中心位置からその両側端部に向かうに従って、表示面１０ａから徐々に遠くなるように配置される。【０１４０】
例えば、頭部を一方の側方向（左側）に２０゜頭を回動させる度に異なった映像を見せる場合について考える。すなわち、２０゜，４０゜，６０゜及び８０゜以上の５段階で回動させる場合について考える。
図３０は実施形態の一例としての立体画像表示装置１における回頭角度と画素範囲と画素−レンズ間距離との関係を例示する図である。この図３０に示す例においては、例えば、１９２０×１０８０の解像度（ピクセル，画素）の表示装置１０の表示面１０ａの左右方向における半分の領域（画素０００−９６０）について、便宜上、示している。ここで、表示面１０ａの左右方向における中心の画素を“０００”とする一方で、その端部の画素を“９６０”と表す。すなわち、この画素の値が大きいほど表示面１０ａの左右方向における端部に位置し、画素の値が小さいほど表示面１０ａの中心部に位置することを示す。【０１４１】
また、この図３０に示す例においては、表示面１０ａの水平方向において、回頭角度の段階数（５段階）に応じて５つの領域に分割し、各領域に互いに異なる画素−レンズ距離を設定している。
この図３０は、回頭角度、画素範囲及び画素−レンズ距離を示している。ここで回頭角度は、視聴者の頭部の回動角度であり、画素範囲は、その回頭角度において視聴者の視野に主に（中心的に）入ってくる表示面１０ａの画素の範囲（水平方向，左右方向）を示す。又、画素−レンズ距離は、それらの画素と、当該画素に対面するレンズシート１１の平凸面レンズ１１１との間の距離を示す。【０１４２】
また、この図３０は、表示面１０ａの左右方向における中心位置においては、画素−レンズ距離４．０２５であり、表示面１０ａの端部位置においては画素−レンズ距離４．０２６となるレンズシート１１の構成を示す。
この図３０に示す例においては、例えば、表示面１０ａに正対している状態では（回頭角度＝０゜）、表示面１０ａの中心付近の画素０００−１９１が視聴者に主に視認されることを示す。同様に、例えば、視聴者が頭部を回動させ、回頭角度が４０゜の状態においては、表示面１０ａの画素３８４−５６６が視聴者に主に視認される。そして、これらの画素３８４−５６６に対面するレンズシート１１の平凸面レンズ１１１が表示面１０ａから４．０２５５０離れていることを示す。【０１４３】
なお、この図３０に示す例において、各画素範囲での画素−レンズ距離を一定とするように構成してもよく、又、画素範囲間で連続的に変化させてもよく、適宜変更して実施することができる。
また、上述した例においては、画素とレンズシート１１との距離を１．００ｍとした場合について示しているが、例えば、表示装置１０として大型のディスプレイモニタを用いる場合には、視聴者正面の視聴位置が表示面１０ａから遠くなる。この場合、レンズシート１１の縁辺部の湾曲の度合いは大きくなり、それに応じて、表示装置１０の解像度・回転方向の視差情報が増え、これに伴い画素−レンズ距離も詳細になる。【０１４４】
そして、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述した実施形態においては、表示装置１０が２７インチ以上の液晶ディスプレイである例について説明しているが、これに限定されるものではなく、より小さいディスプレイを表示装置１０として用いてもよい。【０１４５】
図３１は実施形態の変形例としての立体画像表示装置１の構成を模式的に示す図である。
以下、立体画像表示装置１が１１．６インチ程度の液晶ディスプレイをそなえるノートブック型パソコンであって、表示装置１０が１１．６インチ程度の比較的小型の液晶ディスプレイである場合について説明する。【０１４６】
このような液晶ディスプレイは、１人で使用することを前提として設計されたパーソナル機器であるため、液晶ディスプレイのサイズが人間の一般的な視野範囲に含まれる。
このため、上述した実施形態の如く、視聴者（操作者）の頭部を首を軸に回転する動作を行なうと、視線が液晶パネルから外れてしまう。
そこで、本変形例においては、検知部３１は、視聴者の両眼の間隔距離に基づいて頭部の回転量を検知する代わりに、瞳の移動量を検知する。すなわち、検知部３１は、人体の視覚器官の姿勢変更の検知として、瞳の移動量を検知する。【０１４７】
このような、瞳の移動量の検知部も、カメラ１２により視聴者の顔画像３００を撮像することにより実現することができる。
検知部３１は、視聴者が表示面１０ａに正対し、真っ直ぐに表示面１０ａの中央部付近を見ている状態（回転角度０゜；レベル０）から、表示面１０ａの端部付近を見ている状態までの間を、所定数ｎ（例えばｎ＝１０）のレベル（例えば、０〜９）に分割し、測定した瞳の移動量がいずれのレベルであるかを判断する。【０１４８】
そして、この検知部３１によるレベル判断を行なった移行は、前述した実施形態と同様の処理を行なうことにより、立体表示用画像による回り込み３Ｄ表示機能を実現することができる。
ただし、本変形例の立体画像表示装置１においては、表示装置１０の表示面１０ａのサイズが小さいので、図１６に示すような視聴範囲外領域１０ｂは存在しない。【０１４９】
従って、本変形例においては、表示制御部３３は、立体表示用画像を表示面１０ａの全体を用いて表示させる。
本変形例においては、検知部３１が瞳の移動量を検知する。よって、上述した実施形態実施の形態１と異なり、表示面１０ａから右眼までの焦点距離Ａと左眼までの焦点距離Ｂとの数値はさほど変わらないが、表示面１０ａの周辺になるにつれて、その差は広がる。従って、湾曲構造を有するレンズシート１１により左右の眼の焦点距離を変更することができ、視聴者は正確に３Ｄ映像を認識できる。画素配列については実施の形態１と同等なため説明は省略する。【０１５０】
なお、上述した実施形態に関わらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述した実施形態においては、カメラ１２を用いて視聴者の顔画像を撮像することにより顔画像３００を生成し、この顔画像３００に基づいて視聴者の両眼の位置等の確認を行なっているが、これに限定されるものではなく、カメラ１２以外のセンサモジュールにより視聴者の両眼の位置等の確認を行なってもよい。【０１５１】
なお、本発明の各実施形態が開示されていれば、本発明の立体画像表示装置を当業者によって実施・製造することが可能である。
【符号の説明】
【０１５２】
１    立体画像表示装置
１０    表示装置
１０ａ    表示面
１１    レンズシート
１２    カメラ
１３    表示制御装置
３１    検知部
３２    選択部
３３    表示制御部
４０Ｌ    左眼用立体表示用画像
４０Ｒ    右眼用立体表示用画像
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ    立体画像データ
１１１    平凸面レンズ
１１１ａ    凸レンズ
１１１ｂ    裏面
１３２    ＬＡＮ
１３３    チューナ
１３４    グラフィックアクセラレータ
１３５    チップセット
１３６    メモリ
１３７    オーディオコントローラ
１３８    ＨＤＤ（格納部）
１３９    ブルーレイディスクドライブ
１４０    キーボードコントローラ
１４１    インターネット
１４２    外部アンテナ
１４３    スピーカ
１４４    キーボード
１４５    マウス
３００，３００ａ，３００ｂ，３００ｃ    顔画像
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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