(57)【要約】      （修正有）【課題】軽くて簡単で廉価な偏光眼鏡をかけるだけで、迫力ある立体映像が長時間観賞できるようにする。【解決手段】２次元映像データを構成する各画素には、座標データに近景から遠景方向に数値が変化した奥行きデータを持たせる。この奥行きデータの所定の値を左右の目の光軸が交差する基本位置Ｐとして入力装置により設定する。この基本位置より奥行きデータが小さい領域を正領域Ｂ１、Ｂ２とし、奥行きデータが一定となるこの位置を基本領域Ｐとし、この基本位置Ｐより奥行きデータが大きい領域Ｂ３、Ｂ４を負領域として、３分割して分割メモリ１７に格納する。この３つの領域を読み出して左目用、右目用のデータを作成し、それぞれメモリに格納する。これら区分されたデータを順番に互に組み合わせて混合メモリ４０に格納する。【選択図】  図１０
2004159271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子式表示画面に左右の眼に対応した左眼用映像と右眼用映像とを交互に表示し、眼鏡を通してこれら映像をみることで、観察者が立体映像を認識する立体映像表示装置に提供される立体映像データを発生する方法において、
２次元映像データを構成する各画素には、座標データに加えて近景から遠景方向に数値が変化した奥行きデータを持たせ、この奥行きデータの所定の値を左右の目の光軸が交差する基本位置として入力装置により設定し、中央演算装置がこの基本位置より前記奥行きデータが小さい領域を正領域とし、奥行きデータが一定となるこの基本位置を基本領域とし、この基本位置より前記奥行きデータが大きい領域を負領域として３分割して分割メモリに格納し、この分割メモリから前記正領域を読み出して左及び右目用の正方向比例データをシフト装置で発生し、
前記基本領域を読み出して左及び右目用のデータを発生し、更に前記負領域を読み出して左及び右目用の逆方向反比例データを前記シフト装置で発生し、
この際、前記正領域の左及び右目用の正方向比例データは、奥行きデータが小さいほど座標データの右及び左への変移量を大きくし、且つ奥行きデータが大きいほど座標データの右及び左への変移量を小さくし、前記基本領域の左及び右目用のデータについては変移量が無いものにし、前記負領域の左及び右目用の逆方向反比例データは奥行きデータが小さいほど座標データの左及び右への変移量を小さくし、且つ奥行きデータが大きいほど座標データの左及び右への変移量を大きくするようにし、
これら左及び右目用のデータを左及び右目用のメモリにそれぞれ格納し、
前記電子式表示画面の解像度を水平走査線の本数により設定し、前記左及び右目用のデータを前記本数でそれぞれ区分し、前記本数で区分された左目用のデータに関して前記水平走査線の偶数又は奇数番目にある区分データを間引き消去し、且つ右目用のデータに関しては奇数又は偶数番目にある区分データを間引き消去し、これら偶数又は奇数番目にのみある区分データからなる左目用のデータと奇数又は偶数番目にのみある区分データからなる右目用のデータとを水平走査線の順番に互いに組み合わせて混合メモリに格納したことを特徴とする偏光フィルター式立体映像データの発生方法。
【請求項２】
電子式表示画面に左右の眼に対応した左眼用映像と右眼用映像とを交互に表示し、眼鏡を通してこれら映像をみることで、観察者が立体映像を認識する立体映像装置において、
２次元映像データを構成する各画素には、座標データに加えて近景から遠景方向に数値が変化した奥行きデータを持たせ、この奥行きデータの所定の値を左右の目の光軸が交差する基本位置として設定する入力装置と、この基本位置より前記奥行きデータが小さい領域を正領域とし、奥行きデータが一定となるこの基本位置を基本領域とし、この基本位置より前記奥行きデータが大きい領域を負領域として３分割する中央演算装置と、これら各領域を区別して格納する分割メモリと、
前記中央演算装置の指令により、この分割メモリから前記正領域を読み出して左及び右目用の正方向比例データを発生し、次に前記基本領域を読み出して左及び右目用のデータを発生し、更に前記負領域を読み出して左及び右目用の逆方向反比例データを発生するシフト装置と、
この際、前記正領域の左及び右目用の正方向比例データが、奥行きデータが小さいほど座標データの右及び左への変移量を大きくし且つ奥行きデータが大きいほど座標データの右及び左への変移量を小さくし、前記基本領域の左及び右目用のデータについては変移量が無いようにし、前記負領域の左及び右目用の逆方向反比例データは奥行きデータが小さいほど座標データの左及び右への変移量を小さくし且つ奥行きデータが大きいほど座標データの左及び右への変移量を大きくするように発生するようにし、
前記左及び右目用のデータをそれぞれ格納する左及び右目用のメモリと、
前記電子式表示画面の解像度を水平走査線の本数により設定し、前記中央演算装置は前記左及び右目用のデータを前記本数でそれぞれ区分し、
前記本数で区分された左目用のデータに関して前記水平走査線の偶数又は奇数番目にある区分データを間引き消去する偶数又は奇数マスク部と、右目用のデータに関しては奇数又は偶数番目にある区分データを間引き消去する奇数又は偶数マスク部と、前記中央演算装置がこれら偶数又は奇数番目にのみある区分データからなる左目用のデータと奇数又は偶数番目にのみある区分データからなる右目用のデータとを水平走査線の順番に互いに組み合わせた合成データを格納する混合メモリと、
前記電子式表示画面に貼られるとともに、前記解像度に対応して水平走査線の奇数及び偶数番目に対応した互いに偏光方向が異なる複数の線条フィルターを備えた偏光シートと、前記混合メモリから前記合成データを読み出し前記電子式表示画面に表示させる読み出し制御部と、前記眼鏡の左右の目に対応する位置にそれぞれ取り付けられ互いに偏光方向が異なる一対の面状フィルターとからなることを特徴とする偏光フィルター式立体映像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、偏光フィルター式立体映像システムに関し、詳しくは偏光フィルター式眼鏡を使用して観賞する立体映像データの発生方法と立体映像を表示する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のコンピュータ作図の発展とパソコンやテレビゲームの普及により超現実の様々な映像が鑑賞できるようになった。
更には左右の目に入る映像を、左右データとして分離し、交互に表示画面上に表示し、これらを左右の目で交互・独立に見ることで、３次元の立体映像を映し出すことができるようになった。
この際、液晶シャッター付きの眼鏡を使って左右の映像を左右の目で交互・独立に見ることで３次元の立体映像を認識していた。
立体映像テレビの原理と構造については、特開平８−２０５５１と特開平９−２００８０４とＵＳＰ５５１０８３２にそれぞれ詳しく開示されているが説明は省略する。
【０００３】
一方株式会社有沢製作所のインターネット上のホームページ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｒｉｓａｗａ．ｃｏ．ｊｐ）には偏光眼鏡を利用した立体画像が開示されている。
有沢製作所の偏光素子（シート状フイルム商品名：マイクロポール）は１走査線毎に入射光をそのまま通過させる部分と、偏光面を垂直面に対して右又は左に４５度回転させる部分とから構成される。
さて、コンピュータやテレビの表示装置、ＣＲＴや液晶ディスプレイの表示面は、大きさの国際規格が９インチ、１１、１３、１５、…５１インチ等と決まっているので、その解像度（１画面での走査線数）に従って走査線（ライン）の幅が規定される。
【０００４】
このような各表示装置の表示規格に合わせたマイクロポールが製作されて市販されている。各表示装置の前面にライン幅が合致するマイクロポールで偏光面を垂直に対して右に４５度回転させた１枚目を貼り付ける、次に左に４５度回転させた２枚目を（１ラインずらして製作されたもの）を貼り付ける。
この結果、表示装置の画面からは、１ライン毎に互いに９０度偏光した光が放射される。表示装置の画面には、１ライン毎に交互に左・右の目に対応した左・右画像を表示し、これを観察者が偏光メガネでみることで、立体映像を認識させることが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の液晶シャッター付きの眼鏡は、電子シャッターの開閉動作をするために制御回路を内蔵するので、耳と鼻にかけるとやはり重さがあり、長時間かけると煩わしくなるという欠点があった。
また立体映像表示装置側では、液晶シャッターを同期させるために精密な同期制御回路が必要であり、部品点数が多くなり、故障発生やコストの面で問題があった。
有沢製作所の偏光メガネを使用する方法では、目の左・右画像データは単純な視差や輻輳角に基づいて発生されているので、迫力のある立体映像を得る事が出来なかった。
この発明は、軽くて簡単で廉価な偏光眼鏡をかけるだけで、迫力ある立体映像が長時間観賞できる偏光フィルター式立体映像システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記問題を解決するためになされたもので、第１の発明では、電子式表示画面に左右の眼に対応した左眼用映像と右眼用映像とを交互に表示し、眼鏡を通してこれら映像をみることで、観察者が立体映像を認識する立体映像表示装置に提供される立体映像データを発生する方法を利用する。２次元映像データを構成する各画素には、座標データに加えて近景から遠景方向に数値が変化した奥行きデータを持たせる。この奥行きデータの所定の値を左右の目の光軸が交差する基本位置として入力装置により設定し、中央演算装置がこの基本位置より前記奥行きデータが小さい領域を正領域とし、奥行きデータが一定となるこの基本位置を基本領域とし、この基本位置より前記奥行きデータが大きい領域を負領域として３分割して分割メモリに格納する。この分割メモリから前記正領域を読み出して左及び右目用の正方向比例データをシフト装置で発生し、前記基本領域を読み出して左及び右目用のデータを発生し、更に前記負領域を読み出して左及び右目用の逆方向反比例データを前記シフト装置で発生し、この際、前記正領域の左及び右目用の正方向比例データは、奥行きデータが小さいほど座標データの右及び左への変移量を大きくし、且つ奥行きデータが大きいほど座標データの右及び左への変移量を小さくし、前記基本領域の左及び右目用のデータについては変移量が無いものにし、前記負領域の左及び右目用の逆方向反比例データは奥行きデータが小さいほど座標データの左及び右への変移量を小さくし、且つ奥行きデータが大きいほど座標データの左及び右への変移量を大きくするようにする。これら左及び右目用のデータを左及び右目用のメモリにそれぞれ格納し、前記電子式表示画面の解像度を水平走査線の本数により設定し、前記左及び右目用のデータを前記本数でそれぞれ区分する。前記本数で区分された左目用のデータに関して前記水平走査線の偶数又は奇数番目にある区分データを間引き消去し、且つ右目用のデータに関しては奇数又は偶数番目にある区分データを間引き消去する。これら偶数又は奇数番目にのみある区分データからなる左目用のデータと奇数又は偶数番目にのみある区分データからなる右目用のデータとを水平走査線の順番に互いに組み合わせて混合メモリに格納したことを特徴とする。
【０００７】
第２の発明では、２次元映像データを構成する各画素には、座標データに加えて近景から遠景方向に数値が変化した奥行きデータを持たせる。この奥行きデータの所定の値を左右の目の光軸が交差する基本位置として設定する入力装置と、この基本位置より前記奥行きデータが小さい領域を正領域とし奥行きデータが一定となるこの基本位置を基本領域としこの基本位置より前記奥行きデータが大きい領域を負領域として３分割する中央演算装置と、これら各領域を区別して格納する分割メモリと、前記中央演算装置の指令によりこの分割メモリから前記正領域を読み出して左及び右目用の正方向比例データを発生し次に前記基本領域を読み出して左及び右目用のデータを発生し更に前記負領域を読み出して左及び右目用の逆方向反比例データを発生するシフト装置とを設ける。この際、前記正領域の左及び右目用の正方向比例データが奥行きデータが小さいほど座標データの右及び左への変移量を大きくし且つ奥行きデータが大きいほど座標データの右及び左への変移量を小さくし、前記基本領域の左及び右目用のデータについては変移量が無いようにし、前記負領域の左及び右目用の逆方向反比例データは奥行きデータが小さいほど座標データの左及び右への変移量を小さくし且つ奥行きデータが大きいほど座標データの左及び右への変移量を大きくするように発生するようにする。また前記左及び右目用のデータをそれぞれ格納する左及び右目用のメモリと、前記電子式表示画面の解像度を水平走査線の本数により設定すると前記中央演算装置は前記左及び右目用のデータを前記本数でそれぞれ区分する。更に前記本数で区分された左目用のデータに関して前記水平走査線の偶数又は奇数番目にある区分データを間引き消去する偶数又は奇数マスク部と、右目用のデータに関しては奇数又は偶数番目にある区分データを間引き消去する奇数又は偶数マスク部と、前記中央演算装置がこれら偶数又は奇数番目にのみある区分データからなる左目用のデータと奇数又は偶数番目にのみある区分データからなる右目用のデータとを水平走査線の順番に互いに組み合わせた合成データを格納する混合メモリと、前記電子式表示画面に貼られるとともに前記解像度に対応して水平走査線の奇数及び偶数番目に対応した互いに偏光方向が異なる複数の線条フィルターを備えた偏光シートと、前記混合メモリから前記合成データを読み出し前記電子式表示画面に表示させる読み出し制御部と、前記眼鏡の左右の目に対応する位置にそれぞれ取り付けられ互いに偏光方向が異なる一対の面状フィルターとを備えることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
まず、迫力のある立体映像データの発生方法を説明し、次に偏光メガネを使用する装置について説明する。
さて、人間において、左右の眼に同一の物体であっても両眼の並んだ水平方向に位置がずれた視差を有して結像している。図１に示すように人間が太陽や遠くの山や川等の無限遠を見ている時には、眼球が動いて左右の眼の光軸が平行になり、左の眼に見えるものは右に移動し、右の眼に見える同一のものは左に移動した状態で見える。図２において光軸が平行な状態では、眼に近い位置の物体の視差Ｓ１は遠い物体の視差Ｓ２、Ｓ３より大きくなっている。遠くになればなるほど視差は次第に小さくなるＳ１＞Ｓ２＞Ｓ３。
【０００９】
また目先から１００メートル先までの物体を見ると、図３において眼球がその方向を向くように動き、左右の眼は、見ている物体に対して輻輳角Ｔを形成する。眼に近い位置の物体の輻輳角Ｔ１は遠い物体の輻輳角Ｔ２より大きくなっているＴ１＞Ｔ２。人間の脳はこれら図３の輻輳角Ｔと図２の視差Ｓにより当該物体の立体像を認識し且つ遠近を判断している。
さて、図４において、人間の顔の前から次第に離れる位置に、物体Ｂ１、Ｂ２、次に文字が描かれた透明板Ｐ、物体Ｂ３、Ｂ４が順に並べたものを見る場合を考察する。
【００１０】
両目が透明板Ｐの文字に焦点を合わせると、その物体（透明板）Ｐ上で左右の眼の光軸が交差するが、透明板Ｐの手前にある物体Ｂ１、Ｂ２では左右の視差について、左の眼に見えるものは右に移動し、右の眼に見える同一のものは左に移動した状態で見える。
図４ではまず、左目を覆い右目でこれらを見る場合の状態を示し、透明板Ｐの前にある物体Ｂ１、Ｂ２では、図２の目の光軸が互いに平行の場合と同様に、右の眼に見える同一の物体Ｂ１、Ｂ２は夫々左に移動した状態で見え、且つ眼に近い位置の物体Ｂ１の変移量Ｌ１は遠い物体Ｂ２の変移量Ｌ２より大きくなっている。遠くになればなるほど変移量（視差の一要素）は次第に小さくなる（Ｌ１＞Ｌ２、これを正比例と定義）。
【００１１】
図４でその後、右目を覆い左目でこれらを見ると、透明板Ｐの前にある物体Ｂ１、Ｂ２では、左の眼に見える同一の物体Ｂ１、Ｂ２は夫々右に移動した状態で見え、且つ眼に近い位置の物体Ｂ１の変移量は遠い物体Ｂ２の変移量より大きくなることが図示しないが容易に推測できる。
左の眼に見える同一の物体Ｂ１の変移量と、右の眼に見える同一の物体Ｂ１の変移量との和が視差となるが以後の説明では以下左又は右目単独の変移量も視差として説明する。
【００１２】
さて、図４においてこの交差点（透明板Ｐ）より以遠では、右の眼に見える同一物体Ｂ３、Ｂ４は夫々逆に右に移動した状態で見える。更に、同じくこの交差点より以遠では、逆に右眼（透明板Ｐ）に近い位置の物体Ｂ３の変移量Ｌ３は、遠い物体Ｂ４の変移量Ｌ４より小さくなっている。眼から（交差点・透明板Ｐ）より遠くになればなるほど視差は次第に大きくなる（Ｌ３＜Ｌ４反比例となる）。
図示しないが、同様に左の眼に見える同一物体Ｂ３、Ｂ４は夫々左に移動して見え、変移量についても反比例となることが容易に推測できる。従来の立体映像データではこの重要な点が考慮されたソフトデータではなっかた。
【００１３】
即ち、交差点（透明板Ｐ）を境にして、前と以遠とでは、変移方向と変移量が逆転するのである、なおこの以遠では輻輳角は定義できなくなる。
これはパソコン画面等を正面にして自分の指を見つめて、画面側から指を目に近づけて指に目の焦点を合わせていくと、動かないパソコン画面は焦点がぼけてくるが大きく視野一杯に広がって見えてくることで、理解できる。
【００１４】
次にコンピュータで描かれた映像は、デジタル画像データであり、このデータがパソコンの画面に表示されたとして、各画素のうち代表として図５に示す画素Ｐｋについて考察する。
画素Ｐｋは両面上での通常の２次元の位置データＸｋ，Ｙｋと、色データＣｋ（諧調も含む）と、奥行き遠近のデータＺｋと、周囲画素との関連データＷとから構成される。関連データＷは上下左右の隣接する４方の画素との連続絵の関係を示し、例えばＷ＝００００なら左右上下とも関係無し、Ｗ＝１１１１なら上下左右と連続した絵素である。
【００１５】
１画面のデジタル画像データは画素Ｐｋ（Ｘｋ，Ｙｋ、Ｃｋ、Ｚｋ、Ｗ）の総和と定義できる。
図７に示す遠近法で描いた２次元の自転車の映像では、座席部４０を観察者から見て表示画面位置（基本位置）に、ハンドル４１を手前に飛び出した映像、後輪４２を画面奥の映像とした３次元の立体映像を生成するものとして以下説明する。
さて、日常人間が注視する領域を基本位置として所定値の例えばＺｋ＝″０“に設定し、この基本位置Ｚｋ＝″０“から目前に見る映像の位置を正に、この基本位置Ｚｋ＝″０“から遠ざかる奥の映像を負に定義する。手前映像の正値に対応して、映像のバランスを考慮し、奥の負値（有限値）を決定し、これを無限遠とする。奥行き遠近のデータＺｋは理論上では無限遠にとれるが、表示上意味がなく演算に時間を浪費するので、所定の有限値に制限する。
【００１６】
本発明は、上記人間の目と上記デジタル画像データとの特性に着目して、２次元の映像に対して、この人間の目の特性を生かすようにデータ処理を施して、３次元の映像データを生成する。
３次元の映像データを表示するには、立体映像表示装置上で、電子的に表示映像中に輻輳角と視差とを発生させるようにして、観察者に立体映像を認識させるものである。
【００１７】
実施の形態１．
以下、この発明の偏光フィルター式立体映像システムを偏光フィルター式眼鏡を使用して観賞する立体映像データの発生方法とその表示装置について説明する。
以下使用する装置が卓上コンピュータ（パソコン）であり、発生した立体映像を表示する立体映像表示装置にもなる場合を例に説明する。
図６において、パソコン（立体映像表示装置）は、表示装置２と眼鏡４とキーボード５とマウス６と論理回路部１とから構成される。
論理回路部１は本体部であり、ＣＤ−ＲＯＭ（円盤状高密度読出用記憶媒体）やＦＤ（フロッピーディスク）やＤＶＤやＶＴＲ等の読み取り装置である映像入力部を備え、内部には大容量の記憶装置であるＨＤ（ハードディスク）等を備えている。
【００１８】
これらＣＤ−ＲＯＭ等には、２次元の各種観賞用ソフトが予め記憶されており、立体映像生成プログラムは内部ＨＤに予め記憶されている。
図８において、論理回路部１は第１立体映像発生部１１と第２立体映像発生部３とを備えている。
まず第１立体映像発生部１１について説明し、次に１０図では第２立体映像発生部３について説明する。
第１立体映像発生部１１は、ＣＰＵ２３とプログラムメモリ９と左メモリ１４と右メモリ１５と基本メモリ１６と分割メモリ１７と写しメモリ１８とワークメモリ２６と蓄積メモリ２９を備えている。
【００１９】
プログラムメモリ９と蓄積メモリ２９は読み出し頻度が少ないので内部ＨＤを使用し、プログラムメモリ９には作業毎に繰り返し使用する立体映像生成プログラムが予め記憶されている。
左メモリ１４と右メモリ１５と基本メモリ１６と分割メモリ１７と写しメモリ１８とワークメモリ２６とは半導体メモリが望ましく、作業中はＣＰＵ２３によりこれらの記憶内容は高速に読み出し書き込みが繰り返して行われる。蓄積メモリ２９には左メモリ１４と右メモリ１５からその内容が移され蓄積される。
【００２０】
更に第１立体映像発生部１１は、切り替えスイッチ７とデジタル画像発生部８とシフト回路２０と左シフト設定器１９と右シフト設定器２０と分配スイッチ２５と読み出しスイッチ１０と映像供給部２７とから構成される。
シフト回路２０と左シフト設定器１９と右シフト設定器２０とは前述の変移量／左右の位置ズレ（シフト）を創り出すものであり、人により左右の目の間隔が多少相違するので、左・右シフト設定器１９、２１を使用して量を調整する。
デジタル画像発生部８はアナログデジタルコンバーター（Ａ／Ｄ）を含み、アナログビデオ映像の１画面を、上記デジタル画像データである画素Ｐｋ（Ｘｋ，Ｙｋ、Ｃｋ、Ｚｋ、Ｗ）の総和に変換する。
【００２１】
映像供給力部２７から切り替えスイッチ７がＶＴＲ側のデジタル画像発生部８を選択すると市販のビデオテープ等（通常の２Ｄの映画やスポーツ映像）からデジタル画像データが再生される。映像入力部２７から切り替えスイッチ７がＤＶＤ等を選択するとそこから直接デジタル画像データが読み出される。
【００２２】
１画面単位のデジタル画像データ（画素Ｐｋ（Ｘｋ，Ｙｋ、Ｃｋ、Ｚｋ、Ｗ）の総和）は基本メモリ１６に一時的に移される。次にその映像データは立体映像生成プログラムに従いＣＰＵ２３により分割され、分割メモリ１７内で所定区分に分割され格納される。その後分割映像データは分割された部分データが、個別に順次写しメモリ１８に一時的に移される。
【００２３】
図７に示す２次元の自転車の映像を例に立体映像データの発生方法を図９のフローに従って説明する。図７の２次元の自転車の映像はデジタル画像データにより構成されており、上記画素Ｐｋ（Ｘｋ，Ｙｋ、Ｃｋ、Ｚｋ、Ｗ）データを備えている。
ステップＳ１でＣＰＵ２３は映像供給部２７から最初の画面を読み出し、基本メモリ１６にデータを移動して、そこから表示装置２に２次元デジタル映像を表示させる。
【００２４】
この２次元デジタル映像を観察する操作人は、ステップＳ２ではこの映像中にマウス６やキーボード５を使用して上記基本位置を例えば座席部４０に指定する。
するとＣＰＵ２３はプログラムメモリ９から読み出された生成プログラムに従い、ステップＳ３で、前記画素Ｐｋ（Ｘｋ，Ｙｋ、Ｃｋ、Ｚｋ、Ｗ）データに関し座席部４０を基準にして規格化し、即ちこのデジタル画像データに関し座席部４０近傍をＺｋ＝″０“領域とし、手前のハンドル部４１近傍を″正”領域とし、奥の後輪部４２近傍を″負“の領域として３分割する。
【００２５】
ハンドル部４１近傍の″正”領域と後輪部４２近傍の″負“領域とは、所定の面積とともに奥行きデータとを持ち、一方座席部４０近傍のＺｋ＝″０“領域は面積を持つが、奥行きデータを持たない。
３分割された１個のデジタル画像データは分割コードを伴って分割メモリ１７に移される。
ステップＳ４では発生する映像を右又は左かに決定する（いずれが先でもよい）。
ステップＳ５では手前のハンドル部４１近傍の″正”領域を分割メモリ１７から読み出し写しメモリ１８に移し、ステップＳ６では例えば右目用、右に変移する正方向正比例の前記変移量の算出をシフト回路２０により行う。
【００２６】
ハンドル部４１近傍のＺｋ＝″正”領域において、右眼により近い位置の物体（映像）データに関して、図４と同様に左方への変移量Ｌ１は遠い物体の変移より大きくし、遠くになればなるほど（座席部４１近くでは）変移量Ｌ２を次第に小さくしているＬ１＞Ｌ２。なお、遠近による変移量の比例常数は左シフト設定器１９により設定変更可能とし、立体効果が最良になるように経験的に設定する。ステップＳ７では発生した右目用手前データをＣＰＵ２３は分配スイッチ２５により右メモリ１５に格納する。
ステップＳ８ではハンドル部４１近傍の″正”領域について、全画素Ｐｋ（Ｘｋ，Ｙｋ、Ｃｋ、Ｚｋ、Ｗ）データの奥行きに関して処理が終了したか調べ、残っていたらステップＳ６に戻り同様な処理をする。終了していたらステップＳ９で座席部４０近傍の個本位置Ｚｋ＝″０“領域について無変移処理（視差無し）を行い、ステップＳ１０でこのデータも右メモリ１５に格納する。個本位置″０“領域では遠近データは一定であるが、面積データを有する。
【００２７】
ステップＳ１１では奥の後輪部４２近傍のＺｋ＝″負“領域を分割メモリ１７から読み出し写しメモリ１８に移し、ステップＳ１２では右目用に右方変移、逆方向反比例の前記変移量の算出をシフト回路２０により行う。
後輪部４２近傍の″負“領域において、右眼により近い位置の物体（映像）データに関して、右方への変移量Ｌ３は遠い物体の変移より小さくし、遠くになればなるほど（後輪の後方）変移量Ｌ４を次第に大きくしているＬ３＜Ｌ４。ここでも、遠近による変移量の反比例常数は右シフト設定器２１により設定変更可能とし、立体効果が最良になるように経験的に設定する。
【００２８】
ステップＳ１３では発生した右目用奥行き（負領域）データは分配スイッチ２５を介して右メモリ１５に格納する。ステップＳ１４では後輪部４２近傍の″負“領域について、全画素Ｐｋ（Ｘｋ，Ｙｋ、Ｃｋ、Ｚｋ、Ｗ）データの奥行きに関して処理が終了したか調べ、残っていたらステップＳ１２に戻り同様な処理をする。
終了していたらステップＳ１５に進み、今度は左目用変移データの生成処理を行う。この処理は前記ステップＳ５〜ステップＳ１４までを、対応処理において、右を左（また左を右）に、変移方向を反対にし、且つデータの格納位置を左メモリ１４にするだけであり、同様な処理を行うので説明を省略する。
【００２９】
かくして１枚目の静止映像についての左目、右目用のデータが演算作業用の左メモリ１４，右メモリ１５にページ付けでそれぞれ格納された状態になる。ステップＳ１６ではＣＰＵ２３は左メモリ１４，右メモリ１５のデータを蓄積メモリ２９に移す。ステップＳ１７では次のページの映像について上記ステップＳ２〜ステップＳ１６を行う。
この動作を繰り返すことで必要なページ分の第１立体映像データを発生し蓄積メモリ２９に格納できる。動画の場合はこのページ数が物語の長さに応じて枚（ページ）数が多くなる。
【００３０】
図１０において、蓄積メモリ２９内の両第１立体映像データから第２立体映像を発生する第２立体映像発生部３について説明する。なお、左メモリ１４，右メモリ１５から直接左目、右目用のデータを第２立体映像発生部３に移して処理してもよい。
第２立体映像発生部３は、第２左メモリ３２と第２右メモリ３３と偶数マスク部３４と奇数マスク部３５と偶数マスクメモリ３６と奇数マスクメモリ３７と合成器３８と切り替えスイッチ３９と混合メモリ４３（ビデオメモリ）と読み出し制御部とから構成される。
第２左メモリ３２には、ＣＰＵ２３により蓄積メモリ２９から前述の左目用の第１立体映像データが、第２右メモリ３３には同様に右目用の第１立体映像データがそれぞれ移される。
【００３１】
この時ＣＰＵ２３は、プログラムメモリ９から読み出した発生プログラムに従い、１画面のこれら左・右の第１立体映像データに関して、表示装置２の解像度に応じた走査線数を割り当てる、即ち１画面を走査線数で水平方向に分割する。
例えばＮＴＳＣのテレビ型なら５６２や、パソコン表示装置の水平解像度７２０なら、５６２区分や７２０区分する。
偶数マスク部３４には第２左メモリ３２から左目用の映像データが取り込まれ、例えば走査線の偶数番２，４，６、…７１８、７２０にはそこに該当する左目用映像データ部分の書き込みを禁止する。
【００３２】
従って、偶数マスク部３４では走査線の奇数番１，３，５…７１７、７１９に、順番にそこに該当する左目用映像データの部分がそれぞれ書き込まれ、第２左立体データが発生される。
奇数マスク部３５には第２右メモリ３３から右目用映像データが取り込まれ、走査線の奇数番１，３，５…７１７、７１９にはそこに該当する右目用映像データ部分の書き込みを禁止する。
【００３３】
従って、奇数マスク部３５では走査線の偶数番２，４，６、…７１８、７２０に、順番にそこに該当する右目用映像データの部分がそれぞれ書き込まれ、第２右立体データが発生される。
偶数マスクメモリ３６には偶数マスク部３４からの第２左立体データが、奇数マスクメモリ３７には奇数マスク部３５からの第２右立体データがそれぞれ記憶される。
合成器３８では偶数マスクメモリ３６からの第２左立体データと、奇数マスクメモリ３７からの第２右立体データとが合成される。
【００３４】
従って、合成器３８では１フレーム（画面）について走査線の奇数番１，３，５…７１７、７１９には第２左立体データを、走査線の偶数番２，４，６、…７１８、７２０には第２右立体データをそれぞれ保持する合成立体映像データが発生される。
合成器３８からの合成立体映像データは切り替えスイッチ３９を介して蓄積メモリ２９に蓄積したり、又は表示のために混合メモリ４３に移される。
【００３５】
表示装置２の部分拡大図を図１１と図１２に示す。ＣＲＴ型の表示装置２では電子ビームＨは細い線となって画面２２の裏側に照射されて、正面から見ると、図１１において左上から右上に僅かに右肩下がりに走査し、例えば７２０本で画面２２を上から下まで埋め尽くす。この走査線は上から下まで合計７２０本あり、上から順に１，２，３，４、…７１８、７１９，７２０と下に番号付けされる。
【００３６】
画面２２が物理的に広いほど各走査線は均等に幅広になる。表示装置２の画面２２の面積規格は国内及び国際間で一定の定めがあり、画面２２対角線の長さをインチで現わすようになっている。例えば９，１０，１１，１２，１３，１４、…、２０，２１インチなどとなっている。従って標準的な１４インチ画面で、走査線数７２０本の解像度の表示装置２であれば、１本の走査線の幅は正方形画面ならｓｉｎ縦横比×１４インチ／７２０である。ちなみに走査線数が多くなるほど、走査線の幅が細くなり解像度が向上する。
さて、偏光フィルター５１は株式会社有沢製作所が製造しているもので、常時インターネットのホームページ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｒｉｓａｗａ．ｃｏ．ｊｐ）で公開されている。
図１１、図１２において偏光フィルター５１は走査線対応奇数番目線条の正（又は負）フィルター５２と偶数番目線条の負（又は正）フィルター５３とから構成される。
【００３７】
複数の正フィルター５２は例えば垂直方向の光のみを通過させ、複数の負フィルター５３これと９０度回転した水平方向の光のみを通過させる。これらは互いに９０度回転した偏光関係であればよい。勿論奇数番目の各正フィルター５２の偏光方向は互いに平行であり、且つ偶数番目の各負フィルター５３の偏光方向も互いに平行である。
例えば画面１４インチで解像度７２０の偏光フィルター５１を指定すれば、画面の走査線幅に一致した各正・負フィルター５２、５３幅を備えた製品が提供されている。
有沢製作所の偏光素子（シート状フイルム商品名：マイクロポール）は１走査線毎に入射光をそのまま通過させる部分と、偏光面を垂直面に対して右又は左に４５度回転させる部分とから構成される。
【００３８】
表示装置２の前画面２２にライン幅が合致するマイクロポールで偏光面を垂直面に対して右に４５度回転させる１枚目を貼り付ける、次に左に４５度回転させるを２枚目を（１ラインずらして製作されたもの）を貼り付ける。
この結果、表示装置２の画面２２からは、各正・負フィルター５２、５３を通過した１ライン毎に互いに９０度偏光した光が放射される。
【００３９】
図６において、眼鏡４は左の部分に偏光面を垂直面に対して右に４５度回転させる面状の正フィルターを貼り付ける。
次に右の部分には偏光面を垂直面に対して左に４５度回転させる面状の負フィルターをそれぞれ貼り付ける（図６、１１、１２では便宜上垂直と水平偏光で図示）。
混合メモリ４２にある合成立体映像データは、表示装置２の読み出し制御部により、走査線の順番に１，２，３、…７１９，７２０と読み出されて画面２２に表示される。
【００４０】
表示装置２の画面２２には、１ライン毎に交互に左・右の目に対応した左・右画像を表示し、これを観察者が偏光メガネ４で見ることで、立体映像を認識させることが開示されている。
図１３において、立てた卵の立体映像を見る場合を走査線を拡大誇張して説明する。左の映像は、奇数走査線１，３，５…で、右の映像は、偶数走査線２，４，６…でそれぞれほぼ同時にノンインターレース式で順次に表示される。眼鏡４無しで見るとだぶった映像に見えるが眼鏡４を掛けると左の目には左映像が、右の目には右映像がそれぞれ見える。図１３では左右の映像は説明のため分離して示すが、画面２２では重なり部分を多く持つダブり像である。
【００４１】
インターレース式の場合は１／（６０〜１２０）毎に左の映像の奇数走査線１，３，５…と右映像の偶数走査線２，４，６…とが交互に表示される。偏光メガネ４で見ると、人間の目の残像効果でこれらは殆ど同時に見えて立体映像が認識される。
蓄積メモリ２９から左右の立体映像データをＣＤ−ＲＯＭやデジタル磁気テープにデジタル信号として記録できる。
【００４２】
別の一般的なパソコンにおいても、同様に表示装置２の前画面２２にライン幅が合致するマイクロポールを入手して、偏光面を垂直面に対して右に４５度回転させる１枚目と、次に左に４５度回転させるを２枚目を順に貼り付ける。貼り付ける順番は逆順でもよいことはいうまでもない。
このような一般的なパソコンで前記ＣＤ−ＲＯＭを再生すると、軽い偏光メガネ４を掛けるだけで、立体映像を見ることができる。
また、図８と図１０の機能回路は、一般的なパソコンで既存の記憶装置や演算素子や、その他回路素子を使用して、プログラムソフト上で構成できる。
このため図９の第１立体映像の発生過程と第２立体映像発生過程を連続して行うことができる。その場合は既存の２Ｄゲームの映像を連続的に３Ｄ映像化しながら、パソコン画面で眼鏡４を使用して、ゲームを実行できる。
このように映し出された映像（図７の自転車）を裸眼の左右の目で同時に観測すると左右にずれた２重映像として見える。
【００４３】
かくして立体映像表示装置２の画面には、左眼用の映像と右眼用の映像とが時間的に交互に表示される。
脳ではこれらの左右の眼から入った映像を合成して表示装置２上に３Ｄ映像を認識する、左右の眼にはそれぞれ左右画面が独立に見えるので、滑らかな立体映像として無理なく認識される。
【００４４】
左目では奇数番目の表示画面のみの左映像を、右目では偶数番目の表示画面のみの右映像をそれぞれ独立見ることになり、人間の脳では立体映像が生成される。
なお、左・右メモリ１４、１５と第２左・右メモリ３２、３３とは夫々同一の記憶装置でもいい。
以上静止画の場合について説明したが、動画の場合はフィルム映写機のように、互いに少しずつ変動した静止画を前述同様に処理して、これらを連続して表示することで、立体動画を生成し、且つ再生できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明してきたようにこの発明によれば、軽くて、廉価で安い偏光眼鏡と既製の偏光フイルムを使用するだけで一般のパソコンでも立体映像が手軽に観賞できる。２次元のゲームソフトを一般のパソコン上で連続的に３次元化して迫力のある映像でゲームが実行できる。
アクションの大きいゲームでは、基本位置を基準に表示画面から思い切り手前に飛び出した部分と、表示画面からその奥に深く・遠くなった部分とが鮮やかに表示され、場面の展開が更に生き生きとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】人間の目が無限縁を見た時の光軸の平衡状態を示す図である。
【図２】人間の目の光軸が平衡になった時に視差の発生状態を示す図である。
【図３】人間の目が近くの物体を見た時の光軸の交差状態を示す図である。
【図４】人間の目の光軸が交差した時に視差の発生状態を示す図である。
【図５】画像データの各画素が表示画面上で備える各種データを説明する図である。
【図６】この発明の立体映像発生装置について全体の外観を示す図である。
【図７】この発明の前段の原理を説明するための自転車の図である。
【図８】この発明の立体映像発生装置の全体電子回路構成を示す図である。
【図９】この発明の立体映像発データを生成する過程のフローチャートである。
【図１０】この発明の立体映像発生装置の要部の電子回路構成を示す図である。
【図１１】この発明に係る表示画面を説明するための部分拡大正面図である。
【図１２】この発明に係る表示画面を説明するための部分拡大断面図である。
【図１３】この発明の立体映像を表示する動作を説明するための誇張した模式図である。
【符号の説明】
１  論理回路部
２  表示装置
３  第２立体映像発生部
４  偏光眼鏡
５  キーボード
６  マウス
７、３９  切り替えスイッチ
８  デジタル画像発生部
９  プログラムメモリ
１１  第１立体映像発生部
１４  左メモリ
１５  右メモリ
１６  基本メモリ
１７  分割メモリ
１８  写しメモリ
１９  左シフト設定器
２０  シフト回路
２１  右シフト設定器
２２  画面
２３  ＣＰＵ
２５  分配スイッチ
２６  ワークメモリ
２７  映像供給部
２９  蓄積メモリ
３２  第２左メモリ
３３  第２右メモリ
３４  偶数マスク部
３５  奇数マスク部
３６  偶数マスクメモリ
３７  奇数マスクメモリ
３８  合成器
４３  混合メモリ
５１  偏光フィルター
５２  正フィルター
５３  負フィルター
【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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