(57)【要約】【課題】特殊なメガネを用いないカラー立体映像の表示システムにおいて色モアレの目立たないカラー立体映像を表示する立体映像表示装置を提供する。【解決手段】新たな装置や部分を付加することなしに、立体映像表示装置１０ａの構成部分である、カラー液晶ディスプレイ１６上の画素配列と、パララックスバリア１５上のスリット１２等との相対配置に所定の関係を付与することで、発生するモアレ縞の間隔を狭めることを特徴とする。【選択図】　　　図１
2004118140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
色の三原色をそれぞれ発光する三つのサブピクセルからなる画素を一定の画素間隔で平面配置して、映像を表示する表示部と、この表示部のサブピクセルから発光される光の進行方向を限定する複数のパターンを一定間隔で平面配置して、前記映像を視差映像に分割するスクリーンと、を備えて前記映像を立体映像として表示する立体映像表示装置において、
前記パターンを前記画素間隔の整数倍に前記画素間隔の半分を加えたパターン間隔で配置したことを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項２】
複数個のサブピクセルを一定のサブピクセル間隔で配置して形成した画素を一定の画素間隔で平面配置して、映像を表示する表示部と、この表示部のサブピクセルから発光される光の進行方向を限定する複数のパターンを一定間隔で平面配置して、前記映像を視差映像に分割するスクリーンと、を備えて前記映像を立体映像として表示する立体映像表示装置において、
前記パターンを前記画素間隔の整数倍に前記サブピクセル間隔の整数倍を加えたパターン間隔で配置したことを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項３】
前記画素を形成するサブピクセルの個数は３であることとし、このサブピクセルのそれぞれは色の三原色をそれぞれ発光するものであることを特徴とする請求項２に記載の立体映像表示装置。
【請求項４】
特定の視点から前記表示部までの距離と、前記視点から前記スクリーンまでの距離との比率に基づいて、前記パターン間隔を補正した補正パターン間隔で、前記パターンを配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の立体映像表示装置。
【請求項５】
前記スクリーンは、前記パターンとして円筒レンズよりなるレンチキュラーシートまたは、スリット列よりなるパララックスバリアであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の立体映像表示装置。
【請求項６】
前記スクリーンは、前記パターンとしてレンズよりなるレンズ板または、ピンホールよりなるピンホール板であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の立体映像表示装置。
【請求項７】
前記表示部は、同色サブピクセルが縦方向に連続するように画素を配置した縦ストライプ構造をなすものであって、
前記同色サブピクセルが連続する縦の配列方向と、前記パターンの縦の配列方向とが一定角度を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の立体映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メガネを用いない視差映像方式による立体映像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、メガネを用いない視差映像方式のうちプロジェクション方式（投射装置を用いたもの）とホログラフイー方式を除いた多くの方式は、カラー液晶ディスプレイなどフラット面を有する表示部にレンチキュラーシート、パララックスバリア、ピンホール板もしくはレンズ板（以下、これらを総称してスクリーンという）のいずれか一つを組み合わせた視差映像方式によるものである。そして前記スクリーンはそれぞれ円筒レンズ、スリット列、ピンホールもしくはレンズ（以下、これらを総称してパターンという）を配置して構成したものである。
【０００３】
これら視差映像方式は、いずれも両眼視差にもとづいて立体映像を再生し、二眼方式から三眼以上の多眼方式まで構成することが可能である。この二眼方式によれば左右眼に、二種の視差映像が入り立体形状を知覚することができ、多眼式によれば観測位置が変わるとそれに伴い左右眼に入る映像が変化し、より現実的な三次元空間に近い映像を知覚することが可能である。
【０００４】
図６を用いて従来の視差映像方式の立体映像表示装置の構成ならびに立体表示の原理について説明する。図６は、スクリーンとしてパララックスバリアを用いた従来の立体映像表示装置１０ｃの基本構成を示す構成図である。図６は、立体映像表示装置１０ｃと立体映像を観測する観測者４を上方向から概観したもので、表示部６６とパララックスバリア６５は、ともに紙面に対して垂直にかつ両者が互いに一定の間隔で平行に配置されているものとする。そしてこの表示部６６は、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のサブピクセルが表面の縦横に多数規則的に配置して全体が構成されているものとする。またパララックスバリア６５の表面には、パターンとして紙面垂直方向を長手方向として開口したスリット６２が等間隔で刻まれている。
【０００５】
ここで、パララックスバリア６５（スクリーン）は、観測者４の左右の目に異なった映像（視差映像）が入るように表示部６６上の映像を分割するものである。この分割はパララックスバリア６５上のスリット６２（パターン）が有する前記サブピクセルからの出射光の進行方向を限定する機能により、表示部６６上の特定の画素が観測者４の左右どちらか一方の目に選択的に認識されることで実現される。
【０００６】
なお、図６は視差映像の数が三つすなわち三眼式の場合を示しており観測位置には視点ａ，ｂ，ｃの三つの視点が形成されている。ここで、表示部６６には、撮影角度の異なる三つの映像（Ａ、Ｂ、Ｃとする）が縦長の短冊状の画素（Ａ１Ａ２・・・Ａｎ，Ｂ１Ｂ２・・・Ｂｎ，Ｃ１Ｃ２・・・Ｃｎ）に分割され、これら短冊が一定の順番に繰り返されて表示部６６上に表示される。そしてスリット６２は、前記短冊状の画素がＡ、Ｂ、Ｃの原映像として一定の映像視認領域である視点ａ、ｂ、ｃに導かれるように配置されている。すなわち視点ａからは表示部６６上の映像Ａだけが、視点ｂからは表示部６６上の映像Ｂだけが、視点ｃからは表示部６６上の映像Ｃだけが見えるように、スリット６２が位置しているものとする。
【０００７】
ここで、観測者４が視点ｃを右眼でとらえ視点ｂを左眼でとらえるように位置すると、映像Ｃと映像Ｂとが視差映像として観測者４の左右眼に入り、立体形状として認識されることとなる。次にこの状態から、観測者４が左方向に体を移動すると両眼に入る映像は左眼には視点ａ、右目には視点ｂへと変化することになる。これにより、体を左右に移動することにより回り込んだ立体映像の観測を可能とし、さらに視差映像の数を増やした多眼方式に拡張することにより、回り込み立体映像をより滑らかに観測することが可能となる。
【０００８】
図７に示すのは、立体映像表示装置を構成するスクリーンとして、複数の円筒レンズ７２が配置されたレンチキュラーシート７５を用いたものである。この円筒レンズ７２は、レンズの集光作用により表示部６６上の特定の画素の観測範囲を一定の視点に限定させる点で、スリット６２（図６）と同様の機能を有する。よってレンチキュラーシート７５により構成される立体映像表示装置１０ｄは、立体視の原理面において、前記した図６のパララックスバリアによるものと同等と言えるが光量が減少しない点で優れている。
【０００９】
なお、詳細な説明は省略するが、立体映像装置を構成するスクリーンに、縦横に二次元的に配置されたピンホールまたはレンズいずれか一方をパターンとして用いたＩＰ方式（Ｉｎｔｅｇｒａｌ　Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ）と呼ばれるものがある。この方式の特徴は、図６で説明したパララックスバリア方式や図７で説明したレンチキュラーシート方式が、左右方向からの回り込み映像を観測可能とするのに対し、これに加えて上下方向からの回り込み映像も観測可能とした点にある。
【００１０】
以上述べた立体映像表示装置は、応用分野も広がりを見せてきているが画質評価の観点から見るとさまざまな課題があり色モアレ発生もその中の一つである。色モアレとは表示部上のＲＧＢの配置とスクリーン上のパターン配置との干渉により、カラー表示が規則的な縞状の濃淡を伴って表示される現象で、映像を劣化させる要因の一つである。
【００１１】
ここで、立体映像表示装置（１０ｃ，１０ｄ）の表示部６６を構成する各画素は、規則的に配置したサブピクセル構造を持ち、パララックスバリア６５、レンチキュラーシート７５、ピンホール板もしくはレンズ板上の規則的に配置されたパターンをとおして視認される。この為、表示部６６上の画素は本来ＲＧＢのサブピクセルが一括観測されて初めて所望の色が再現されるところ、観測者４と表示部６６上の画素の位置関係により、一画素を構成するＲＧＢのサブピクセルのうちいずれかが優先的に表示される場合がある。どの色のサブピクセルが優先表示されるかは、観測者４とサブピクセルとパターンとの位置関係で決定され、観測者４が静止もしくは移動しながら立体映像を観測すると、全体に周期的な縞状に変化する色モアレが観測され、画質低下の一因となる。
【００１２】
この問題に対して従来は、レンチキュラーシート上の円筒レンズを画素単位ではなくサブピクセル単位に高精細化して同一視点からＲＧＢ三色とも見える方法をとっている。これによれば、円筒レンズからの出射光はすべてＲＧＢいずれか一つの単色光とすることで、色モアレを抑制するものである。（例えば非特許文献１参照）
【００１３】
また、表示部上でＲＧＢを混合するため光学的に色を拡散する手段を用いているものもある。これによれば、表示部とスクリーンの間に光拡散板を配置することで、同一画素内の隣接するサブピクセルからの出射光は、スクリーン上のパターンに到達する前に混色される。そして混色された後にパターンの作用により光進行方向が定められるため、色モアレが発生しない。（例えば非特許文献２参照）
【００１４】
【非特許文献１】
Ｒ．Ｂｏｒｎｅｒ，Ｄｉｓｐｌａｙｓ２０（１９９９），ｐ５７−６４，Ｆｉｇ．４
【非特許文献２】
小林、洗井、奥井、岡野，「拡散板を用いたインテグラルフォトグラフィの色モアレ低減の検討」，２００１年映像情報メディア学会冬季大会，Ｐ１０３，公演番号７−６
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記したモアレ回避方法は、いずれも実施上いくつかの問題点を有している。前者のレンチキュラーシートを画素単位でなくサブピクセル単位に高精細化する方法は、円筒レンズの幅を液晶の画素寸法より小さくすることを要し、さらに加工精度も高水準のものが求められる。このようなレンズアレイの製造に用いられる金型を製造することは極めて困難といえる。後者の表示部上でＲＧＢを混合し、光学的に色を散乱させる光散乱板等を液晶表示部とスクリーンの間にはさむ方法は、作製が容易な点で前者の方法より優れるが、表示映像の解像度を低下させる問題が生じる。このように、従来法によるモアレ回避手法では、製造上の課題や他の副次的問題により対策として十分なものとはいえなかった。
【００１６】
本発明は、このような従来のモアレ回避手法が有していた問題を解決しようとするものであり、従来の立体映像表示装置に、新たな装置や部分を付加することなしに、解像度低下を招くことなく、カラー立体画像を表示する際の色モアレを低減することができる立体映像表示装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記した目的を達成するために創案されたものであり、まず請求項１に記載の立体映像表示装置は、色の三原色をそれぞれ発光する三つのサブピクセルからなる画素を一定の画素間隔で平面配置して、映像を表示する表示部と、この表示部のサブピクセルから発光される光の進行方向を限定する複数のパターンを一定間隔で平面配置して前記映像を視差映像に分割するスクリーンとを備えた立体映像表示装置において、前記パターンを前記画素間隔の整数倍に前記画素間隔の半分を加えたパターン間隔となるように配置することとした。
【００１８】
かかる構成によれば、立体映像表示装置を構成する表示部が一般的なＲＧＢサブピクセル構造を有する場合等において、発生する色モアレの周期は取り得る値として最小の、パターン間隔の２倍となる。これにより、立体映像表示装置上に発生するモアレ縞の間隔は充分狭いものとなり、色モアレが認識されにくくなる。
【００１９】
請求項２に記載の立体映像表示装置は、複数個のサブピクセルを一定のサブピクセル間隔で配置して形成した画素を一定の画素間隔で平面配置して、映像を表示する表示部と、この表示部のサブピクセルから発光される光の進行方向を限定する複数のパターンを一定間隔で平面配置して前記映像を視差映像に分割するスクリーンとを備えた立体映像表示装置において、前記パターンを前記画素間隔の整数倍に前記サブピクセル間隔の整数倍を加えたパターン間隔となるように配置することとした。
【００２０】
かかる構成によれば、表示部の表面を構成する画素がｍ個のサブピクセルからなる場合において、発生する色モアレの周期はパターン間隔のｍ倍となり、さらにｍ個のサブピクセルが色毎に順番にパターンから観測されることとなる。これにより、立体映像表示装置上に発生するモアレ縞の間隔は充分狭くなり、色モアレは認識されにくくなる。
【００２１】
請求項３に記載の立体映像表示装置は、請求項２に記載の立体映像表示装置において、前記画素を形成するサブピクセルの個数は３であることとし、このサブピクセルのそれぞれは色の三原色をそれぞれ発光するものであることとした。
【００２２】
かかる構成によれば、立体映像表示装置を構成する表示部が一般的なＲＧＢサブピクセル構造を有する場合において、発生する色モアレの周期はパターン間隔の三倍となり、さらに三個のサブピクセルが色毎に順番にパターンから観測される。これにより、立体映像表示装置上に発生するモアレ縞の間隔は充分狭くなり、色モアレは認識されにくくなる。
【００２３】
請求項４に記載の立体映像表示装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の立体映像表示装置において、特定の視点から前記表示部までの距離と、前記視点から前記スクリーンまでの距離との比率に基づいて、前記パターン間隔を補正した補正パターン間隔で、前記パターンを配置したことを特徴とする。
【００２４】
かかる構成によれば、立体映像表示装置において表示部とスクリーンとの間隔を広めに設計した場合であっても、立体映像表示装置上に発生するモアレ縞の間隔は充分狭いものとなり、色モアレが認識されにくくなる。
【００２５】
請求項５に記載の立体映像表示装置は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の立体映像表示装置において、前記スクリーンは、前記パターンとして円筒レンズよりなるレンチキュラーシートまたは、スリット列よりなるパララックスバリアであることとした。
【００２６】
かかる構成によれば、レンチキュラーシートまたはパララックスバリアをスクリーンとした立体映像表示装置において、立体映像表示装置上に発生するモアレ縞の間隔は充分狭くなり、色モアレは認識されにくくなる。
【００２７】
請求項６に記載の立体映像表示装置は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の立体映像表示装置において、前記スクリーンは、前記パターンとしてレンズよりなるレンズ板または、ピンホールよりなるピンホール板いずれか一方であることとした。
【００２８】
かかる構成によれば、レンズ板またはピンホール板をスクリーンとした立体映像表示装置において、立体映像表示装置上に発生するモアレ縞の間隔は充分狭くなり、色モアレは認識されにくくなる。
【００２９】
請求項７に記載の立体映像表示装置は、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の立体映像表示装置において、前記表示部は、同色のサブピクセルが縦方向に連続するように画素が配置する縦ストライプ構造をなすものであって、前記同色サブピクセルが連続する縦の配列方向と、前記パターンの縦の配列方向とが一定角度を有することとした。
【００３０】
かかる構成によれば、同色サブピクセルが連続して形成する縦ストライプと、スリットもしくは円筒レンズがなす角度またはレンズもしくはピンホールの縦配列がなす角度とが、一定値を有することとなる。これにより、立体映像表示装置上で形成されるモアレ縞が傾斜し、色モアレは認識されにくくなる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
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。
（第一の実施の形態）
図１乃至図４を参照して本発明における第一の実施の形態について説明する。図１は、スクリーンとしてパララックスバリアを用いた場合の立体映像表示装置１０ａの構成を示す構成図である。立体映像表示装置１０ａは、表示部としてのカラー液晶ディスプレイ１６とスクリーンとしてのパララックスバリア１５から構成され、両者を上方向から見たものである。このカラー液晶ディスプレイ１６およびパララックスバリア１５は間隔ｇで平行に位置しており、特に図示しないフレームにより固定されている。
【００３２】
パララックスバリア１５上には紙面垂直方向を長手方向とする光学的隙間で一定の開口率を有するスリット１２がパターンとして刻まれ、間隔ｓなる等間隔をもって平行に配置しているものとする。観測者４は、カラー液晶ディスプレイ１６とパララックスバリア１５の間隔ｇより充分離れた距離ｄをおいて、パララックスバリア１５のスリット１２を通じてカラー液晶ディスプレイ１６の表面を観測していることとする。
【００３３】
図２は、スクリーンとしてピンホール板を用いた場合の立体映像表示装置１０ｂの構成を示す構成図である。本図は立体映像表示装置１０ｂを構成するスクリーンとしてパララックスバリア１５（図１）に代えて、ピンホール板２５としたものを表す第一の実施の形態における他の適用例を斜視図として示した図である。ここでピンホール板２５には、光学的に貫通し一定口径を有するピンホール２２がパターンとして縦横等間隔に刻まれ、間隔ｓで二次元的に規則正しく配置しているものとする。なお、図２における、ピンホール板２５、カラー液晶ディスプレイ１６、観測者４の位置関係ならびに構成はそれぞれ図１におけるパララックスバリア１５、カラー液晶ディスプレイ１６、観測者４の関係と同じ為、構成の詳細な説明は省略することとする。
【００３４】
図３は、表示部の一例として示すカラー液晶ディスプレイ１６（図１、図２）の表面の画素構造を部分拡大して示したものである。図中Ｒ、Ｇ、Ｂとはそれぞれ赤、緑、青のカラーフィルタを表面に装着したサブピクセルであり、これら三色のサブピクセルが映像表示の基本単位である画素３１を形成する。ここで、サブピクセルの配置間隔はサブピクセル間隔ｑ、そして同色サブピクセルの配置間隔すなわち画素の配置間隔は画素間隔ｐであるとする。そしてＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のサブピクセルからなる画素３１を縦方向に同色が連続する縦ストライプ構造となるように縦横多数規則的に配置し、カラー液晶ディスプレイ１６の表面が構成されている。
【００３５】
ここでカラー液晶ディスプレイ１６（図１、図２）の表面上には、異なる複数の角度から撮影された映像が規則正しく整列して表示されているものとする。そしてこれら映像を構成するサブピクセルの出射光はパターン（スリット１２（図１）またはピンホール２２（図２））の作用により進行方向が限定され、同一撮影角度の映像毎に観測者４の近傍に視点を形成する。ここで図１においては三方向からの異なる映像がそれぞれ異なる視点ａ、ｂ、ｃを形成した状態を示している。
【００３６】
このように、パターン（スリット１２（図１）またはピンホール２２（図２））の機能はサブピクセルからの出射光の進行方向を限定し、スクリーン（パララックスバリア１５（図１）またはピンホール板２５（図２））全体としてカラー液晶ディスプレイ１６に表示された映像を右目用及び左眼用の視差映像に分割する役割を有する。
【００３７】
さらに、本実施の形態の立体映像表示装置１０ａ及び同１０ｂにおいては、カラー液晶ディスプレイ１６を構成する画素の画素間隔ｐとスクリーンを構成するパターン（スリット１２（図１）またはピンホール２２（図２））のパターン間隔ｓは次式の関係を有することとする。（以下、本実施の形態におけるｓの値をｓ１とする。）
【００３８】
ｓ１＝（ｎ＋０．５）ｐ　（ｎ：整数）　（１）
【００３９】
この（１）式に示す関係を有することにより、パターン間隔ｓ１は画素間隔ｐの整数倍にｐ／２を加えた値となり、発生する色モアレの周期をパターン間隔ｓ１の２倍にする。これにより立体映像における色モアレが目立ちにくくなり、画質低下を抑制し本発明における解決課題が達成される。このことを以下検証する。
【００４０】
最初に、図１を参照してモアレの視認性について以下、数式により検討する。まず、立体映像に発生したモアレ縞の周波数をｆとし、その周期（間隔）をｒとすると次式が得られる。
【００４１】
ｆ＝１／ｒ　　（２）
【００４２】
ところで、（２）式において周波数ｆが大きい程、すなわち周期ｒが小さい程、観測者４から見た立体映像の明暗や色変化の繰り返しである色モアレは認識されにくい。ここで、観察位置から見込んだ表示部上の間隔すなわち、観測者４からの視線の延長線がパララックスバリア１５の隣接するスリット１２を経由しカラー液晶ディスプレイ１６上に結ぶ交点の間隔をｓ´とする。すると、色モアレの周波数ｆは、（３）式に示すように、空間周波数（１／ｓ´）の任意の整数倍と同色のサブピクセルの繰り返し周波数１／ｐの差としてあらわされる。
【００４３】
【数１】
2004118140.tif 000003
【００４４】
（３）式よりｆはさまざまな値をとるわけであるが、ここでｆが取り得る最大値はパララックスバリア１５を視点よりカラー液晶ディスプレイ１６上へ投影したサンプリング周波数の１／２である。これは一定間隔をもって配置されたスリット１２によりＲＧＢのサブピクセルを観測することが一種の標本化といえるためである。
【００４５】
これにより、カラー液晶ディスプレイ１６と観測者４との距離ｄ、パララックスバリア１５との間隔ｇ、画素間隔ｐとしたとき、ｆの上限値、そのときの観察位置から見込んだ表示部上の間隔ｓ１´、ならびにパターン（スリット）間隔ｓ１の関係は次式により定まる。
【００４６】
【数２】
2004118140.tif 000004
【００４７】
ここで、立体映像表示装置１０ａにおけるほとんどのケースでｇ≪ｄの関係があることを考慮すると、パターン間隔ｓ１が画素間隔ｐの整数倍にｐ／２を加えた値を有すること、すなち（１）式の関係をみたすことで、発生する色モアレの周期はパターン間隔ｓ１の２倍となり色モアレは充分目立たなくなることが言える。そして、カラー液晶ディスプレイ１６（表示部）とパララックスバリア１５（スクリーン）との間隔ｇが無視できない場合は、観測者４の視点から表示部までの距離と、スクリーンまでの距離との比率に基づいた補正項（１−ｇ／ｄ）を有する（６）式の関係を間隔ｓ１（補正パターン間隔）が満たすことで同上の効果が得られることとなる。なお、以上の検討はパターンがスリットである前提で行ったが、他に円筒レンズ、ピンホール、またはレンズであっても同様である。
【００４８】
次に、図４（ａ）を参照して、色モアレの視認性について具体的に検証する。図４（ａ）は、画素間隔ｐとパターン（ピンホール）間隔ｓ１が（１）式の関係を満たしｎ＝２の場合、発生する色モアレを説明する図である。なお、図４（ａ）は、図３で示したカラー液晶ディスプレイ１６にスクリーンとしてピンホール板を、同色のサブピクセルの配列方向と、ピンホールの縦配列方向とが一致するように設置したものとする。そして図中、各種マーク（４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂ）は、観測者がピンホールを介してのカラー液晶ディスプレイ１６表面を観測したとき、観測者の視線が捕らえたカラー液晶ディスプレイ１６上の中心点を示したものである。
【００４９】
ここで、マーク４１Ｇに着目すると、縦方向に形成されている同色のマーク４１Ｇの列は一定の間隔２ｓ１で水平方向に繰り返し形成されていることがわかる。すなわち、（１）式を満たすことで、発生する色モアレの周期は取り得る値として最小の、パターン間隔ｓ１の２倍となる。これはモアレ縞の間隔として充分狭いものであり、これにより色モアレは認識しにくいものとなり高画質の立体映像が表示されることとなる。
【００５０】
以上、第一の実施の形態において立体映像表示装置を構成する表示部としてカラー液晶ディスプレイを例示して説明したが、これに代わりＰＤＰのようなカラーフィルタを備えた他のディスプレイ、三原色ＬＥＤを配列したカラーＬＥＤパネル、カラーフィルタを備えた液晶パネルによるプロジェクタ等であってもよい。
【００５１】
（第二の実施の形態）
次に図１及び図５（ａ）を参照して本発明における第二の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態における立体映像装置１０ａ（図１）の基本構成は、第一の実施の形態におけるものと同じであるので説明は省略する。第二の実施の形態において第一の実施の形態との装置構成上の相違点は、画素間隔ｐとパターン（スリット）間隔ｓ２が（１）式に代わり次式の関係を有する点である。
【００５２】
ｓ２＝（ｎ＋ｋ／３）ｐ　（ｋ＝１，２、ｎ：整数）　　　（７）
【００５３】
（７）式で示す関係を有することによりパターン間隔ｓ２は画素間隔ｐの整数倍にサブピクセル間隔ｑ（図３）または２ｑを加えた値となる。これにより第一の実施の形態では、スリット間隔の二倍であった色モアレの周期が、本実施形態ではスリット間隔の三倍となり、ＲＧＢの三種のサブピクセルが色ごと順番にスリット１２を通して観測者に視認されることになる。
【００５４】
以下、画素間隔ｐとパターン間隔ｓ２が（７）式をみたすことにより、前記の作用が得られることを数式にて検証する。ここで、ＲＧＢの三色のサブピクセルが色毎順番に観測される為には観測者４からの視線延長線上、隣接するスリット１２を経由してカラー液晶ディスプレイ１６上に結ぶ交点の空間周波数１／ｓ２´がその値の１／３もしくはその整数倍になればよい。よって（３）式は次式のように置き換えられる。
【００５５】
【数３】
2004118140.tif 000005
【００５６】
この（８）式は、ｇ≪ｄの関係があることを考慮すると、さらに展開され式（７）が得られることとなる。
【００５７】
次に、図５（ａ）を参照して色モアレの視認性について具体的に検証する。図５（ａ）は、画素間隔ｐとパターン間隔ｓ２が（７）式の関係を満たす場合、観測者の視点がとらえたカラー液晶ディスプレイ上の中心点をマーク（５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂ）で示し、発生する色モアレを説明する図である。図５（ａ）は（５）式がｎ＝２、ｋ＝１の場合を示しており、パターン間隔がｓ１からｓ２に変更された点を除き、図４（ａ）と同様である。図５（ａ）より明らかなように同色マークの繰り返し間隔（周期）はパターン間隔ｓ２の三倍となり、ＲＧＢのサブピクセルが色毎に順番に観測されるのがわかる。
【００５８】
本実施の形態における効果を以下述べる。先に示した第一の実施の形態（図４（ａ））の場合は、たとえば一色のサブピクセル４１Ｇに着目した場合、緑（Ｇ）色列の明暗の繰り返し間隔が取り得る値として最小の２ｓ１となるものを例示したものである。この場合、観察位置が固定されていればＧの発色によるモアレ縞の周期は最小となり色モアレは認識されにくく高画質の立体映像が得られる一方、観測位置を水平方向に移動させるとモアレ縞を構成する色が変化する現象が生じる場合がある。
【００５９】
そこで、モアレ縞の周期を若干大きくして、前記現象を回避する条件を示したのが（７）式で表すところの、画素間隔ｐとパターン間隔ｓ２の関係である。すなわちパターン間隔ｓ２が画素間隔ｐの（ｎ＋１／３）倍または（ｎ＋２／３）倍の関係を有することで色モアレの周期がパターン間隔ｓ２の三倍となる。そしてＲＧＢのサブピクセルが色毎順番にスリットから観測され、観測位置を変えた場合にモアレ縞の構成色の見え方が変化する現象がなく、さらに色モアレが目立たず高品質の立体映像が表示されることとなる。
【００６０】
以上、第二の実施の形態における、画素がＲＧＢの三つのサブピクセルで構成されている場合について説明したが、これを一般化し、一つの画素がｍ個のサブピクセルで構成されている場合について以下説明する。この場合、（３）式は次のように展開される。
【００６１】
【数４】
2004118140.tif 000006
【００６２】
ここで、立体映像表示装置１０ａにおけるほとんどのケースでｇ≪ｄの関係があることを考慮すると、パターン間隔ｓは画素間隔ｐの整数倍にサブピクセル間隔ｑの整数倍を加えた値をとる。すなち（１２）式の関係をみたすことで、表示部上の一つの画素がｍ個のサブピクセルで構成されている場合、色モアレの周期がパターン間隔ｓのｍ倍となる。そしてｍ個のサブピクセルが色毎に順番にスリットから観測され、観測位置を変えた場合にモアレ縞の構成色の見え方が変化する現象がなくさらに色モアレが目立たず、高品質の立体映像が表示されることとなる。そして、カラー液晶ディスプレイ１６（表示部）とパララックスバリア１５（スクリーン）との間隔ｇが無視できない場合は、観測者４の視点から表示部までの距離と、スクリーンまでの距離との比率に基づいた補正項（１−ｇ／ｄ）を有する（１１）式の関係をとして間隔ｓ（補正パターン間隔）が満たすことで同上の効果が得られることとなる。
【００６３】
以上、第二の実施の形態において立体映像表示装置を構成するスクリーンとしてパララックスバリアを例示して説明したが、これに代わりレンチキュラーシート、レンズ板または、ピンホール板であってもよい。また、表示部としてカラー液晶ディスプレイを例示して説明したが、これに代わりＰＤＰのようなカラーフィルタを備えた他のディスプレイ、三原色ＬＥＤを配列したカラーＬＥＤパネル、カラーフィルタを備えた液晶パネルによるプロジェクタ等であってもよい。
【００６４】
（第三の実施の形態）
次に図４（ｂ）及び図５（ｂ）を参照して本発明における第三の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態における立体映像装置の基本構成は、第一の実施の形態における図１と同じであるので説明は省略する。また図４（ｂ）及び図５（ｂ）は、本実施の形態における立体映像表示装置の表示面を示すものであり、パターン（ピンホール）配列が一定の傾きを有している点を除いて、図４（ａ）及び図５（ａ）と同じである。
【００６５】
図４（ｂ）及び図５（ｂ）では、特に同色マークの配置が斜め４５°となるようにパターンの傾きθを設定したもので、観察者の視点が捕らえたカラーディスプレイ上の中心点をマーク（４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂ、５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂ）で示したものである。図４（ｂ）は第一の実施の形態にて周期が２ｓ１である色モアレを呈する場合であって、同色サブピクセル配列方向と、ピンホール縦配列方向との間においてθ＝ｔａｎ−１（ｐ／２ｓ１）なる傾きを有している。同様に図５（ｂ）は、第二の実施の形態における、ＲＧＢ三色のサブピクセルが一画素を形成している場合（ｍ＝３）であって、同色サブピクセル配列方向と、ピンホール縦配列方向との間においてθ＝ｔａｎ−１（ｐ／３ｓ２）なる傾きを有している。これらをまとめると以下のようになる。
【００６６】
モアレ縞の傾きを４５°にする条件
・第一の実施の形態の場合
θ＝ｔａｎ−１（ｐ／２ｓ１）　　　（１３）
・第二の実施の形態の場合
θ＝ｔａｎ−１（ｋｐ／ｍｓ２）　　（ｎ，ｋ：整数）　　　（１４）
（ｍ：一画素を形成するサブピクセルの数）
【００６７】
このように、表示部の同色サブピクセル配列方向とパターンの縦の配列方向との間に一定の傾斜を与えることで、モアレ縞の傾きを変える作用を有する。そして一例として傾きが４５°となる場合を（１３）、（１４）式として示したが、この時のθ値近傍前後で値を変化させるとモアレ縞の傾きも４５°を中心に前後する。さらに、本実施の形態では、ピンホールの縦横の配列が直交していないパターン配置を示しているが、実際上ｐ／ｓの値が充分小さいことを考慮すれば、図４（ａ）または図５（ａ）に示した正方格子状パターンを有するスクリーンをわずかに傾けることで十分に同様の作用が得られる。
【００６８】
このように、モアレ縞が傾斜する作用により、モアレ周期が同じであっても縦縞の場合に比べて色モアレを認識しにくい効果が得られる。すなわち、第一の実施の形態の場合においては、水平周波数がｆ＝０．５（１／ｓ１´）の縦状パターンのモアレは避けられないわけであるが、このパターンが斜めになればさらにモアレは認識しにくくなる。
【００６９】
以上、第三の実施の形態においてピンホール板を用いた場合を一例として説明してきたが、これに代わりピンホールをレンズに置き代えたレンズ板であってもよい。また、ピンホールが縦方向に連続して配置していると考えれば、スリット列においても同様の効果が発揮されることは容易に想起でき、よって、スクリーンとしてレンチキュラーシートもしくはパララックスバリアを用いてもよい。そして、表示部としてカラー液晶ディスプレイを例示して説明したが、これに代わりＰＤＰのようなカラーフィルタを備えた他のディスプレイ、三原色ＬＥＤを配列したカラーＬＥＤパネル、カラーフィルタを備えた液晶パネルによるプロジェクタ等であってもよい。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明に係る立体撮像装置及び立体表示装置により以下に示す優れた効果を奏する。
請求項１の発明による立体映像表示装置においては、従来装置に新たな構成を付加することなしに、発生するモアレ縞の間隔を狭めることで、色モアレを目立ちにくくし、高画質の立体映像を表示することができる。
請求項２ならびに請求項３の発明による立体映像表示装置においては、請求項１における効果に加えて観測位置を移動してもモアレ縞の構成色が変化しない高画質の立体映像を表示することができる。
【００７１】
請求項４の発明による立体映像表示装置においては、装置構成上、表示部とスクリーンとの間隔が広く設計された場合であっても、発生するモアレ縞の間隔を狭め、色モアレを目立ちにくくし、高画質の立体映像を表示することができる。請求項５の発明によれば、レンチキュラーシートまたはパララックスバリアをスクリーンとして用いた立体映像表示装置において高画質の立体映像が得られる。
請求項６の発明によれば、レンズ板またはピンホール板をスクリーンとして用いた立体映像表示装置において高画質の立体映像が得られる。
請求項７の発明による立体映像表示装置においては、従来装置に対して新たな構成を付加することなしに、発生するモアレ縞を傾斜させることで視覚的に色モアレを認識しにくくする効果を与え、高画質の立体映像を表示することができる。
【００７２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において、スクリーンの一例として示す、パララックスバリアを用いた場合の立体映像表示装置の構成を示す構成図である。
【図２】本発明において、スクリーンの一例として示す、ピンホール板を用いた場合の立体映像表示装置の構成を示す構成図である。
【図３】本発明において、表示部の一例として示す、カラー液晶ディスプレイ表面の画素構造を部分拡大して示した図である。
【図４】（ａ）第一の実施の形態において、色モアレの視認性を具体的に検証する為の図である。
（ｂ）第三の実施の形態において、ｓ＝（ｎ＋０．５）ｐ、（ｎ＝２）である場合の、色モアレの視認性を具体的に検証する為の図である。
【図５】（ａ）第二の実施の形態において、色モアレの視認性を具体的に検証する為の図である。
（ｂ）第三の実施の形態において、ｓ＝（ｎ＋１／３）ｐ、（ｎ＝２）である場合の、色モアレの視認性を具体的に検証する為の図である。
【図６】従来の立体映像表示装置においてスクリーンとしてパララックスバリアを用いた場合の構成図である。
【図７】従来の立体映像表示装置においてスクリーンとしてレンチキュラーシートを用いた場合の構成図である。
【符号の説明】
４　観測者
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ　立体映像表示装置
１２１，１２２，・・・１２ｎ　スリット
１５　パララックスバリア
１６　カラー液晶ディスプレイ
２２　ピンホール
２５　ピンホール板
３１　画素
６２１，６２２，・・・６２ｎ　スリット
６５　パララックスバリア
６６　表示部
７２１，７２２，・・・７２ｎ　円筒レンズ
７５　レンチキュラーシート
【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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