(57)【要約】【課題】  立体映像表示及び２次元映像表示が可能な立体映像表示装置及び映像表示方法を提供する。【解決手段】  立体映像表示装置３０は、立体映像表示部１０に表示される立体映像の観察方向を指示する観察方向指示部１８と、指示された観察方向から立体映像を観察して得られる２次元画像を生成する２次元画像生成部と、を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる画像パターンが割り当てられた複数の要素画像を配列してなる立体表示用画像データを画像表示部に表示し、各要素画像からの光線の方向をそれぞれ独立に制限する光線方向制限部を介して、上記画像表示部の要素画像が観察されるように設けられた立体映像表示部に、立体映像が表示される立体映像表示装置において、
上記立体映像表示部に表示される立体映像の観察方向を指示する観察方向指示部と、
上記観察方向指示部によって指示された観察方向から上記立体映像を観察して得られる２次元画像を形成するための要素画像を生成する２次元画像生成部と、を備えていることを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項２】
さらに、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合に、上記画像表示部に、上記２次元画像生成部で生成された要素画像を複数配列して表示するように制御する表示制御部を備えていることを特徴とする請求項１記載の立体映像表示装置。
【請求項３】
上記２次元画像生成部で生成される要素画像は、上記立体表示用画像データをなす上記複数の要素画像の中から選ばれる１つの要素画像に基づいて生成されることを特徴とする請求項１又は２記載の立体映像表示装置。
【請求項４】
上記２次元画像生成部で生成される要素画像は、上記立体表示用画像データをなす上記複数の要素画像の中から選ばれる１つの要素画像であることを特徴とする請求項３記載の立体映像表示装置。
【請求項５】
上記２次元画像生成部で生成される要素画像は、上記立体表示用画像データをなす上記複数の要素画像の中から選ばれる１つの要素画像をなす１画素を、画像パターンとして割り当ててなることを特徴とする請求項３記載の立体映像表示装置。
【請求項６】
さらに、上記２次元画像生成部で生成された要素画像を格納する２次元画像記憶部を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の立体映像表示装置。
【請求項７】
上記表示制御部は、上記２次元画像記憶部に格納された要素画像を読み出すとともに、読み出された要素画像を上記画像表示部に表示するように制御を行うことを特徴とする請求項６記載の立体映像表示装置。
【請求項８】
さらに、上記立体表示用画像データを格納する立体データ記憶部を備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の立体映像表示装置。
【請求項９】
上記表示制御部は、上記立体データ記憶部に格納された立体表示用画像データを読み出すとともに、読み出された立体表示用画像データを上記画像表示部に表示するように制御を行うことを特徴とする請求項９記載の立体映像表示装置。
【請求項１０】
さらに、上記２次元画像記憶部に格納された要素画像を外部機器に出力するための出力部を備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の立体映像表示装置。
【請求項１１】
互いに異なる画像パターンが割り当てられた複数の要素画像を配列してなる立体表示用画像データを画像表示部に表示し、各要素画像からの光線の方向をそれぞれ独立に制限する光線方向制限部を介して、上記画像表示部の要素画像が観察されるように設けられた立体映像表示部に、立体映像が表示される立体映像表示装置を用いた映像表示方法であって、
立体映像から２次元映像に切換えて表示を行う場合には、上記画像表示部に、上記立体映像表示部に表示される立体映像を任意の観察方向から観察することによって得られる２次元画像を表示することを特徴とする映像表示方法。
【請求項１２】
上記立体映像を観察する任意の観察方向は、少なくとも２つであることを特徴とする請求項１１記載の映像表示方法。
【請求項１３】
上記立体映像を観察する任意の観察方向は、あらかじめ設定されていることを特徴とする請求項１１又は１２記載の映像表示方法。
【請求項１４】
上記立体映像を観察する任意の観察方向は、立体映像から２次元映像に切換えて表示を行う際に、指定されることを特徴とする請求項１１又は１２記載の映像表示方法。
【請求項１５】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の立体映像表示装置を動作させる映像表示プログラムであって、コンピュータを上記の各部として機能させるための映像表示プログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の映像表示プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元映像の表示が可能な立体映像表示装置及び映像表示方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、人間が物体を立体的に知覚する際には、輻輳、両眼視差、運動視差、調節といった知覚作用が働いていると考えられている。上記輻輳とは、物体を見る際に、人間の左右の眼球が内向きになる運動をいう。この運動の際に生じる眼球に輻輳角を与える筋肉の緊張が、脳によって認識されることにより、物体の立体感が知覚される。また、上記両眼視差は、注視位置の前後で、一方の目の網膜に映る映像と他方の目の網膜に映る映像との間にズレが生じることをいい、このズレが物体の立体感として知覚される。一方、上記運動視差とは、物体を見る視点を変えた場合に、視点の移動に伴って物体の見え方が変化することをいう。この見え方の変化によって、物体の立体感を知覚する。また、上記調節による立体感の知覚は、見ている物体の距離に応じて、眼の水晶体の厚みを変化させる筋肉の緊張を、脳が認識することによって行われる。
【０００３】
映像表示分野では、上記の知覚作用に着目して、該知覚作用を与えるような映像を表示する立体表示装置の実用化が図られている。このような立体表示装置は、(1)２眼式、(2)多眼式、(3)体積表示式、(4)空間像再生式の４種類に大別される。
【０００４】
上記(1)の２眼式の立体映像装置は、知覚作用として主に、輻輳と両眼視差とを利用して、立体表示を実現している。すなわち、２眼式の立体映像装置では、２つの視点からの映像を用意し、これらの映像を、左眼で見たときの映像（左眼用映像）と、右眼で見たときの映像（右眼用映像）とする。そして、観察者の左眼には左眼用映像を、右眼には右眼用映像を、それぞれ独立して提示する。
【０００５】
このように、両眼にそれぞれ独立して映像を提示するためには、左眼用映像と右目用映像とを分離するためのメガネが用いられる。例えば、右目用映像を赤で表示し、左眼用映像を青で表示し、観察者が、青／赤のレンズを有するメガネを通してこれらの映像を見ることによって、両眼に映像を独立して提示することができる（アナグリフ式）。あるいは、メガネに時分割シャッタを設け、左眼用映像を表示しているときには、観察者の左眼に映像を提示し、右目用映像を表示しているときには、観察者の右目に映像を提示するようにしてもよい。
【０００６】
これに対し、上記２眼式の立体映像装置にて、メガネを用いることなく、観察者の左右の眼に異なる映像を提示することもできる。すなわち、パララックスバリアやレンチキュラレンズを利用すれば、表示映像を、左眼用映像と右目用映像とに分離することができる。
【０００７】
一方、上記(2)の多眼式の立体映像装置は、上記２眼式の立体映像装置における２つの視点からの映像に加え、さらなる視点での映像に基づいて、観察者の左眼に左眼用映像を、右眼に右眼用映像を、それぞれ独立して提示する。すなわち、多眼式の立体映像装置では、複数のカメラ等によって撮影された３つ以上の２次元画像を用意し、パララックスバリアやレンチキュラレンズを利用して、観察位置に応じて左眼用映像及び右目用映像を切換えながら、観察者の両眼にそれぞれ独立して提示する。
【０００８】
この多眼式の立体映像装置では、観察位置の移動に伴って、左眼用映像及び右目用映像が切替わって観察者に投影されるので、２眼式の立体映像装置にて利用された輻輳及び両眼視差に加えて、運動視差を与えることができる。
【０００９】
また、上記(3)の体積表示式の立体映像装置は、奥行き方向に複数の表示面を用意する、あるいは、表示面を回転させる等によって、奥行き方向にも表示面を用意し、奥行きに応じた位置に映像を表示する。この体積表示式の立体映像装置では、知覚作用として、輻輳及び両眼視差に加え、調節を利用することができる。
【００１０】
さらに、上記(4)の空間像再生式の立体映像装置としては、特許文献１・２に開示された光線再生法や、ホログラフィ法が知られている。この空間像再生式の立体映像装置は、被写体の光線そのものを再生するため、被写体の実像を見る場合と同じ効果を得ることができる。それゆえ、空間像再生式の立体映像装置では、輻輳、両眼視差、運動視差及び調節の知覚作用による効果を得ることができる優れた方式となっている。
【特許文献１】特開２００２−１９９４１７号公報（２００２年７月１２日公開）
【特許文献２】特開２００３−４３４１３号公報（２００３年２月１３日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来の立体映像装置は、立体映像表示に関して種々の課題を有しており、より一層自然な立体表現を実現するために、さらなる改良が望まれる。
【００１２】
すなわち、上記(1)の２眼式の立体映像装置は、特殊なメガネが必要であるとともに、メガネを使用する煩わしさから逃れることができない。また、メガネを使用しない場合にも、物体を立体的に知覚するためには、観察者の位置や視野範囲に制限があるという問題がある。さらに、２眼式の立体映像装置にて、立体映像を見る場合、該立体映像に応じて輻輳角が生じる一方、左眼用映像及び右眼用映像を表示する表示面に合わせて、眼の水晶体の厚みを変化させる調節が行われない。そのため、輻輳と調節との間で、生理的な不整合が発生することになり、立体映像を観察する観察者に疲労を与えることが指摘されている。
【００１３】
また、上記(2)の多眼式の立体映像装置は、観察位置に応じて、左眼用映像及び右目用映像が切換えられながら、観察者に投影される。そのため、撮影数や表示眼数が少ない場合、映像の切換えによって、立体映像に不連続感が生じる。また、２眼式の立体映像装置と同様に、立体映像の観察時に、疲労を伴うという問題もある。
【００１４】
さらに、上記(3)の体積表示式の立体映像装置は、装置自体が大掛かりになるという問題がある。また、奥行き方向にも映像を表示しているため、後面の映像が透けて見えることになる。この映像の透けを防止するためには、立体映像の観察者の位置を検出して、奥行き方向の表示画像を制御する必要があり、装置自体に複雑な構成が必要となってしまう。
【００１５】
また、上記(4)の空間像再生式の立体映像装置は、例えば、ホログラフィ法では、静止画に対する記録・再生は実現されている一方、現状では、動画に対する記録・再生に際して、十分な解像度を提供する素子が得られていない。また、動画の記録・再生に要する情報量が膨大となるため、動画への対応が困難となるという問題もある。
【００１６】
これに対し、上記空間像再生式の立体映像装置の光線再生法は、近年、実験室レベルでの実現が報告されており、比較的自然な立体表現を実現し得る手法として、注目を集めている。しかしながら、上記光線再生法を利用した立体映像装置においても、実用上の利便性については、改良の余地が残されている。すなわち、例えば、上記特許文献１・２には、光線再生法で映像を再生する立体映像装置にて、２次元映像を表示する方法については、開示されていない。立体映像装置にて、立体映像及び２次元映像の両者を表示することができれば、立体映像装置としての用途や実用性を飛躍的に向上することができると考えられる。
【００１７】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、立体映像表示と２次元映像表示との切換が可能、あるいは、立体映像及び２次元映像の双方を同時表示が可能な立体映像表示装置及び映像表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係る立体映像表示装置は、上記課題を解決するために、互いに異なる画像パターンが割り当てられた複数の要素画像を配列してなる立体表示用画像データを画像表示部に表示し、各要素画像からの光線の方向をそれぞれ独立に制限する光線方向制限部を介して、上記画像表示部の要素画像が観察されるように設けられた立体映像表示部に、立体映像が表示される立体映像表示装置において、上記立体映像表示部に表示される立体映像の観察方向を指示する観察方向指示部と、上記観察方向指示部によって指示された観察方向から上記立体映像を観察して得られる２次元画像を形成するための要素画像を生成する２次元画像生成部と、を備えていることを特徴としている。
【００１９】
また、本発明に係る立体映像表示装置は、上記の立体映像表示装置において、さらに、上記画像表示部に、上記２次元画像生成部で生成された要素画像を複数配列して表示するように制御する表示制御部を備えていることが好ましい。
【００２０】
また、本発明に係る立体映像表示装置は、上記の立体映像表示装置において、上記２次元画像生成部で生成される要素画像は、上記立体表示用画像データをなす上記複数の要素画像の中から選ばれる１つの要素画像に基づいて生成されることが好ましい。
【００２１】
また、本発明に係る立体映像表示装置は、上記の立体映像表示装置において、上記２次元画像生成部で生成される要素画像は、上記立体表示用画像データをなす上記複数の要素画像の中から選ばれる１つの要素画像であってもよい。
【００２２】
また、本発明に係る立体映像表示装置は、上記の立体映像表示装置において、上記２次元画像生成部で生成される要素画像は、上記立体表示用画像データをなす上記複数の要素画像の中から選ばれる１つの要素画像をなす１画素を、画像パターンとして割り当ててなるものであってもよい。
【００２３】
また、本発明に係る立体映像表示装置は、上記の立体映像表示装置において、さらに、上記２次元画像生成部にて生成された要素画像を格納する２次元画像記憶部を備えていてもよい。
【００２４】
また、本発明に係る立体映像表示装置は、上記の立体映像表示装置において、上記表示制御部は、上記２次元画像記憶部に格納された要素画像を読み出すとともに、読み出された要素画像を上記画像表示部に表示するように制御を行うものであってもよい。
【００２５】
また、本発明に係る立体映像表示装置は、上記の立体映像表示装置において、さらに、上記立体表示用画像データを格納する立体データ記憶部を備えていてもよい。
【００２６】
また、本発明に係る立体映像表示装置は、上記の立体映像表示装置において、上記表示制御部は、上記立体データ記憶部に格納された立体表示用画像データを読み出すとともに、読み出された立体表示用画像データを上記画像表示部に表示するように制御を行うものであってもよい。
【００２７】
また、本発明に係る立体映像表示装置は、上記の立体映像表示装置において、さらに、上記２次元画像記憶部に格納された要素画像を外部機器に出力するための出力部を備えていてもよい。
【００２８】
また、本発明に係る映像表示方法は、上記課題を解決するために、互いに異なる画像パターンが割り当てられた複数の要素画像を配列してなる立体表示用画像データを画像表示部に表示し、各要素画像からの光線の方向をそれぞれ独立に制限する光線方向制限部を介して、上記画像表示部の要素画像が観察されるように設けられた立体映像表示部に、立体映像が表示される立体映像表示装置を用いた映像表示方法であって、立体映像から２次元映像に切換えて表示を行う場合には、上記画像表示部に、上記立体映像表示部に表示される立体映像を任意の観察方向から観察することによって得られる２次元画像を表示することを特徴としている。
【００２９】
また、本発明に係る映像表示方法は、上記の映像表示方法において、上記立体映像を観察する任意の観察方向は、少なくとも２つであってもよい。
【００３０】
また、本発明に係る映像表示方法は、上記の映像表示方法において、上記立体映像を観察する任意の観察方向は、あらかじめ設定されていることが好ましい。
【００３１】
また、本発明に係る映像表示方法は、上記の映像表示方法において、上記立体映像を観察する任意の観察方向は、立体映像から２次元映像に切換えて表示を行う際に、指定されてもよい。
【００３２】
また、本発明に係る映像表示プログラムは、上記課題を解決するために、上記立体映像表示装置を動作させる映像表示プログラムであって、コンピュータを上記の各部として機能させることを特徴としている。
【００３３】
また、本発明に係る記録媒体は、上記課題を解決するために、上記映像表示プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係る立体映像表示装置は、以上のように、立体映像表示部に表示される立体映像の観察方向を指示する観察方向指示部と、上記観察方向指示部によって指示された観察方向から上記立体映像を観察して得られる２次元画像を形成するための要素画像を生成する２次元画像生成部と、を備えているので、２次元映像の表示に必要な２次元画像をなす要素画像生成することができる。また、上記の構成によれば、立体映像の観察方向を指示する観察方向指示部を備えているので、２次元画像生成部では、所望する観察方向から観察された立体映像の２次元画像をなす要素画像を生成することができる。これにより、立体映像の表示と、所望する観察方向の２次元映像の表示との双方を行うことができるので、立体映像装置としての用途や実用性を飛躍的に向上することができるという効果を奏する。
【００３５】
また、本発明に係る立体映像表示装置は、上記の立体映像表示装置において、さらに、上記画像表示部に、上記２次元画像生成部で生成された要素画像を複数配列して表示するように制御する表示制御部を備えている。それゆえ、上記２次元画像生成部で生成された要素画像を所定の配列で画像表示部に配置して表示することにより、立体映像表示部に２次元映像を表示することができる。これにより、所望する観察方向から立体映像を観察した２次元映像を表示する立体映像表示装置を提供することができる。
【００３６】
また、本発明に係る立体映像表示装置は、上記の立体映像表示装置において、上記２次元画像生成部で生成される要素画像は、上記立体表示用画像データをなす上記複数の要素画像の中から選ばれる１つの要素画像に基づいて生成される。具体的には、上記２次元画像生成部で生成される要素画像は、上記立体表示用画像データをなす上記複数の要素画像の中から選ばれる１つの要素画像である。又は、上記２次元画像生成部で生成される２次元画像は、上記２次元画像生成部で生成される要素画像は、上記立体表示用画像データをなす上記複数の要素画像の中から選ばれる１つの要素画像をなす１画素を、画像パターンとして割り当ててなるものである。
【００３７】
このように、立体映像表示装置にて立体映像を表示するために用いられる要素画像に基づいて、２次元画像を形成する要素画像を生成している。そのため、観察者が画像表示部に上記要素画像を配列して表示された２次元画像を観察しても、輻輳、両眼視差、調節といった知覚作用は生じないので、立体映像表示部に表示される映像を２次元映像として認識することができる。
【００３８】
また、本発明に係る立体映像表示装置は、上記の立体映像表示装置において、さらに、上記２次元画像生成部にて生成された要素画像を格納する２次元画像記憶部を備えていてもよい。そして、上記表示制御部は、上記２次元画像記憶部に格納された要素画像を読み出すとともに、読み出された要素画像を上記画像表示部に表示するように制御を行ってもよい。
【００３９】
上記の各構成によれば、２次元画像記憶部から２次元画像を形成する要素画像を読み出し、読み出された要素画像を所定の配列で、画像表示部に表示することによって、２次元映像の表示を行うことができる。これにより、２次元映像を行う毎に２次元画像をなす要素画像を生成する必要がなくなる。また、２次元映像の表示が要求された場合に、要素画像を読み出して表示することによって、２次元映像表示を即座に行うことができるので、２次元映像表示も可能な立体映像表示装置としての利便性を向上することができる。
【００４０】
また、本発明に係る立体映像表示装置は、上記の立体映像表示装置において、さらに、上記立体表示用画像データを格納する立体データ記憶部を備えている。そして、上記表示制御部は、上記立体データ記憶部に格納された立体表示用画像データを読み出すとともに、読み出された立体表示用画像データを上記画像表示部に表示するように制御を行う。
【００４１】
上記の各構成によれば、立体データ記憶部を備えているので、立体映像の表示に必要な立体表示用画像データを格納することができる。これにより、上記立体データ記憶部から立体表示用画像データを読み出し、読み出された立体表示用画像データを画像表示部に表示することによって、立体映像の表示を行うことができる。また、上記立体データ記憶部に格納された立体表示用画像データを読み出して、所定の観察方向からの２次元画像を形成する要素画像を生成することができる。
【００４２】
また、本発明に係る立体映像表示装置は、上記の立体映像表示装置において、さらに、さらに、上記２次元画像記憶部に格納された要素画像を外部機器に出力するための出力部を備えている。上記の構成によれば、出力部を備えているので、２次元画像をなす要素画像を外部機器に出力して、一般の２次元画像表示装置や出力装置等の外部機器で利用することができる。また、上記したように、立体映像を所定の観察方向から観察して得られる２次元画像をなす要素画像を生成する２次元画像生成部を備えているので、上記立体映像表示装置を用いれば、立体映像を２次元画像に変換することができる。これにより、立体映像のデータと、２次元画像との互換性を向上することができる。
【００４３】
また、本発明に係る映像表示方法は、以上のように、立体映像から２次元映像に切換えて表示を行う場合には、上記画像表示部に、上記立体映像表示部に表示される立体映像を任意の観察方向から観察することによって得られる２次元画像を表示する方法である。それゆえ、２次元映像の表示に必要な２次元画像を表示して、立体映像表示部に２次元映像を表示することができる。また、観察方向を指示しているので、所望する観察方向から観察された立体映像の２次元映像を生成することができる。
【００４４】
また、本発明に係る映像表示方法は、上記の映像表示方法において、上記立体映像を観察する任意の観察方向は、少なくとも２つであってもよい。これにより、少なくとも２つの観察方向が指示された場合には、上記観察方向から上記立体映像を観察して得られる２次元画像に基づいて、少なくとも２つの２次元映像を表示することができる。
【００４５】
また、本発明に係る映像表示方法は、上記の映像表示方法において、上記立体映像を観察する任意の観察方向は、あらかじめ設定されていれば、立体映像表示部に表示される映像が、立体映像から２次元映像に切換わった場合に、指定された観察方向から観察された２次元映像を表示することができる。また、立体映像表示部に表示される映像が、立体映像から２次元映像に切換わった場合に、指定された複数の観察方向から観察された、複数の２次元映像を表示することができる。
【００４６】
また、本発明に係る映像表示方法は、上記の映像表示方法において、上記立体映像を観察する任意の観察方向は、立体映像から２次元映像に切換えて表示を行う際に、指定されてもよい。該方法によれば、観察者が観察方向を指定することによって、所望する観察方向の２次元映像を得ることができる。
【００４７】
また、本発明に係る映像表示プログラムは、以上のように、上記立体映像表示装置を動作させる映像表示プログラムであって、コンピュータを上記の各部として機能させることを特徴としている。この構成により、コンピュータで上記立体映像表示装置の各部を実現することによって、上記立体映像表示装置を実現することができる。
【００４８】
また、本発明に係る記録媒体は、上記課題を解決するために、上記映像表示プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを特徴としている。この構成により、上記記録媒体から読み出された映像表示プログラムによって、上記立体映像表示装置をコンピュータ上に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１ないし図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００５０】
図１に、本実施の形態の立体映像表示装置３０のブロック図を示す。上記立体映像表示装置３０は、図１に示すように、立体映像表示部１０と、表示制御部１３と、立体データ記憶部１５と、映像信号入力部１６と、立体／２次元切換指示部１７と、観察方向指示部１８と、２次元画像生成部１９とを備えた、立体映像（３次元映像）及び２次元映像の表示が可能な表示装置である。
【００５１】
上記立体映像表示部１０は、立体映像や２次元映像を観察者に提供するための表示部である。該立体映像表示部１０は、図１に示すように、画像表示部１１と、光線方向制限部１２と、光源１４とを備えている。
【００５２】
上記画像表示部１１は、液晶ディスプレイやＣＲＴディスプレイ、プラズマディスプレイ等の２次元での画像表示が可能な表示部である。該画像表示部１１は、図２（ｂ）に示すように、ｍ×ｎ（ｍ，ｎは、任意の自然数）個の表示画素を有し、該ｍ×ｎの表示画素数以下の２次元画像を表示することができる。なお、本実施の形態では、図中、横方向の画素数をｍで表し、縦方向の画素数をｎで表すものとする。
【００５３】
上記画像表示部１１には、２次元の表示用画像データが表示される。画像表示部１１に表示される要素画像は、後述する光線方向制限部１２に対応するように配置され、各要素画像からの光線が、それぞれ独立に光線方向制限部１２によって制限される。なお、詳細は後述するが、例えば、立体映像表示部１０に立体映像を表示する場合、上記画像表示部１１には、立体像を異なる角度から観察した、相互に異なる画像パターンを有する複数の要素画像が表示される。これに対し、立体映像表示部１０に２次元映像を表示する場合、上記画像表示部１１には、同じ画像パターンを有する要素画像が複数表示される。あるいは、任意に選ばれた１つの要素画像の各画素を、画像パターンとして割り当てた複数の要素画像が表示される。
【００５４】
また、上記光線方向制限部１２は、上記画像表示部１１上に表示される要素画像から放たれる光線の拡散方向（要素画像からの光線の方向）を制限する。上記光線方向制限部１２としては、例えば、ピンホールアレイ、マイクロレンズアレイ、回折格子、ミラー等の光線方向を制限することができるものを用いればよい。なお、マイクロレンズアレイを用いれば、ピンホールアレイを用いた場合よりも立体映像を明るく表示することができるが、レンズ周辺で画像の歪みが発生する可能性があるので注意を要する。
【００５５】
また、光線方向制限部１２は、各要素画像からの光線をそれぞれ独立に制限するようになっている。従って、上記光線方向制限部１２としてピンホールアレイやマイクロレンズアレイを用いた場合には、ピンホールの数やマイクロレンズの数に応じて、画像表示部１１に表示される要素画像の数が決定される。言い換えれば、立体映像表示装置３０では、画像表示部１１に表示される要素画像の数に応じた数の、光線の通過口であるピンホールやマイクロレンズ等を備えた光線方向制限部１２が用いられる。これにより、光線方向制限部１２を通る光線が、それぞれ独立に、画像表示部１１に表示される要素画像の１つに対応することになる。
【００５６】
さらに、上記光源１４は、上記画像表示部１１が液晶等の自発光性ではない非自発光性素子からなる場合に、画像表示部１１上に表示される要素画像を光線方向制限部１２に拡散投影する。従って、画像表示部１１がＣＲＴディスプレイや、有機ＥＬ素子等の自発光素子からなる場合には、光源１４は備えられていなくてもよい。
【００５７】
また、図１に示す表示制御部１３は、後述する画像データ生成部１４にて生成された表示用画像データを、画像表示部１１に表示するように制御を行う。
【００５８】
上記立体データ記憶部１５は、映像信号入力部１６に入力される映像信号に基づいて、上記画像表示部１１に表示する表示用画像データを生成し、生成された表示用画像データを格納する。具体的には、まず、上記映像信号入力部１６に入力される映像信号に基づいて、図２（ａ）に示すように、ａ×ｂ（ａ，ｂは、任意の自然数であり、ａ＜ｍ，ｂ＜ｎを満たす）個の画素に変換して、要素画像を生成する。次いで、生成された要素画像に基づいて、立体映像表示用の表示用画像データである立体用データを生成する。そして、生成された要素画像、及び、立体用データを格納する。なお、上記立体用データは、立体表示が可能となるように、相互に異なる画像パターンを有する要素画像が複数配列されてなるものである。
【００５９】
上記映像信号入力部１６には、上記立体映像表示部１０に表示する立体映像の元となる映像信号が、図示しない外部機器から入力される。ここで、外部機器とは、カメラ等の撮影装置や、コンピュータ等の端末装置である。上記映像信号は、立体表示が可能となるように、互いに異なる画像パターンを有する複数のデータ信号として入力される。
【００６０】
例えば、外部機器がカメラ等の撮影装置である場合には、まず、図３（ａ）（ｂ）に示すように、ピンホールアレイ２等の光線方向の制御が可能な光学素子によって、結像される立体像１の記録像４を、図３（ｂ）中の矢印方向から記録面３上に記録する。より具体的には、図３（ａ）に示すように、立体像１は、ピンホールアレイ２のピンホールを通して観察されることにより、記録面３上に、各ピンホールの位置から観察して得られる立体像１を反転した２次元の画像パターンである記録像４が得られる。ここで、図３（ｂ）に示すように、記録面３上には、上記ピンホールアレイ２に設けられたピンホール数と同数の記録像４ａ1〜４ａi（ｉは、ピンホール数）が得られる。この記録像４ａ1〜４ａiは、立体像である立体像１を、異なる角度で観察した２次元の画像パターン群となっている。
【００６１】
続いて、立体映像表示部１０に表示される立体映像の凹凸が反転しないように、記録像４ａ1〜４ａiを点対称に変換する処理を行う。すなわち、図３（ｃ）に示すように、ピンホールアレイ２に対して、記録面３とは対称の位置に変換記録面５を配置する。そして、上記記録面３上の記録像４ａ1〜４ａiを、再びピンホールアレイ２を通して、変換記録面５上に投影して、得られる変換記録像４ｂ1〜４ｂiを撮影装置で撮影する。この変換記録像４ｂ1〜４ｂiが、上記映像信号入力部１６に映像信号として入力される。
【００６２】
なお、上記撮影装置は、図３（ｂ）中の矢印方向から、記録像４ａ1〜４ａiを撮影するものであってもよい。この場合には、撮影装置が撮影した記録像４ａ1〜４ａiを、図示しない計算機等で点対称に変換し、該変換によって得られた変換記録像４ｂ1〜４ｂiを、映像信号として、上記映像信号入力部１６に入力すればよい。
【００６３】
上記立体／２次元切換指示部１７は、上記立体映像表示部１０に、立体映像あるいは２次元映像のいずれの映像の表示を行うかの選択や切換を行う。上記立体／２次元切換指示部１５としては、立体／２次元切換キー又はスイッチを用いればよい。
【００６４】
上記観察方向指示部１８は、立体映像表示部１０に表示された立体映像の観察方向を、任意に指示するために設けられている。上記観察方向指示部１８は、例えば、キーボードやマウス、タッチパネル等の入力手段であり、これらの入力手段を操作することによって、立体映像の観察方向を指定する。
【００６５】
上記２次元画像生成部１９は、上記観察方向指示部１８にて指定された観察方向に基づいて、２次元映像を表示する場合に、画像表示部１１に表示する２次元画像を形成するための要素画像の選択、又は、生成を行う。ここで、２次元画像は、同じ画像パターンを有する要素画像が複数配列されてなるもの、あるいは、指定された観察方向にある１つの要素画像の１画素を画像パターンとして割り当ててなる要素画像が複数配列されてなるものである。そのため、上記２次元画像生成部１９では、詳細は後述するが、立体データ記憶部１５に格納された要素画像の選択、又は、選択された要素画像の各画素の表示に基づいて、新たな要素画像を生成する。
【００６６】
次に、上記構成を備えた立体映像表示装置３０での立体映像の表示及び２次元映像の表示について、図４に基づいて説明する。図４は、上記立体映像表示装置３０にて行われる立体映像又は２次元映像の表示動作を説明するフローチャートである。
【００６７】
すなわち、図４のＳ１にて、図示しない外部機器から、図１に示す映像信号入力部１６に映像信号が入力される。Ｓ２では、該映像信号に基づいて、立体データ記憶部１５にて、ａ×ｂの画素からなる要素画像（図２（ａ））が生成される。すなわち、映像信号入力部１６に入力される映像信号が、互いに異なる画像パターンを有する複数のデータ信号として入力されると、相互に異なる画像パターンが割り当てられた複数の要素画像が生成される。
【００６８】
そして、Ｓ３では、立体／２次元切換指示部１５にて、上記立体映像表示部１０に表示する映像として、立体映像又は２次元映像が選択される。Ｓ３で選択された映像が、表示制御部１３を介して立体データ記憶部１５、又は、観察方向指示部１８を介して２次元画像生成部１５に送信されることにより、立体データ記憶部１５又は２次元画像生成部１５では、画像表示部１１に表示する表示用画像データが生成される。
【００６９】
例えば、Ｓ３にて、立体／２次元切換指示部１５によって立体映像が選択されると、Ｓ４に進む。Ｓ４では、立体データ記憶部１５にて、相互に異なる画像パターンが割り当てられた２次元の複数の要素画像が、立体表示可能に配列された立体用データが表示用画像データとして生成される。つまり、立体用データは、上記立体映像を少しずつ異なる角度で観察した場合の２次元の画像パターンが割り当てられた要素画像が配置された表示用画像データとなっている。
【００７０】
そして、Ｓ５にて、画像表示部１１に上記立体用データを表示して、光線方向制限部１２を介して観察すると、立体映像表示部１０に立体映像が表示される。つまり、立体用データとして、相互に異なる画像パターンが割り当てられた複数の要素画像を、上記光線方向制限部１２を介して観察することにより、複数の要素画像が投影された映像を、立体映像として認識することになる。
【００７１】
より具体的には、上記した図３（ｃ）に示す変換記録像４ｂ1〜４ｂiを要素画像として用いた場合には、図３（ｄ）に示すように、画像表示部１１には、変換記録像４ｂ1〜４ｂiを所定の順序で配列してなる立体用データが表示される。この立体用データの変換記録像４ｂ1〜４ｂiを、光線方向制限部１２であるピンホールアレイを通して観察すると、該光線方向制限部１２を介して対向する画像表示部１１に表示された変換記録像４ｂ1〜４ｂiに向かう光線（図中、破線）によって、立体映像６が得られる。該立体映像６は、画像表示部１１の、光線方向制限部１２に対向する側とは反対側に形成される。図３（ｄ）に示すように、上記立体映像６は、図３（ｂ）で立体像１がピンホールアレイ２を通って、記録面３上に到達する光線（図中、破線）と同じ光線によって形成される。
【００７２】
そのため、立体データ記憶部１５は、上記光線方向制限部１２を介して、画像表示部１１上の要素画像を観察した場合に、該要素画像によって立体表示が可能となるように、立体用データにおける要素画像の配置を制御する。
【００７３】
なお、ピンホールアレイ２や光線方向制限部１２を通る光線を増やすことにより、より立体像１に、忠実でリアルな立体映像６を得ることができる。つまり、観察者の左右の目には、通常、立体像１を見るように光線が映るので、知覚作用として、輻輳、両眼視差、調節を伴うことになる。また、観察位置が変わると観察される光線も変化するので、運動視差が得られる。従って、よりリアルな立体映像を観察することができる。
【００７４】
また、光線方向制限部１２や画像表示部１１等の表示光学系を工夫することによって、上記光線方向制限部１２の、画像表示部１１に対向する側とは反対側、すなわち光線方向制限部１２の観察方向側に、立体映像を表示することも可能である。
【００７５】
一方、Ｓ３にて、立体／２次元切換指示部１５によって２次元映像が選択されると、Ｓ６に進む。Ｓ５にて、立体映像表示部１０に表示された立体映像を任意の方向から観察した場合の２次元映像を表示するために、Ｓ６では、観察方向指示部１８によって、上記立体映像の観察方向を指定する。すなわち、２次元映像を立体映像表示部１０に表示する場合には、立体映像の観察方向を指定すれば、所望する方向から立体映像を観察した場合の２次元映像を表示することができる。従って、本実施の形態では、Ｓ６にて指定された立体映像の観察方向に基づいて、Ｓ７にて、２次元画像を形成する要素画像の選択又は生成を行う。
【００７６】
上記Ｓ６で行われる観察方向の指定は、例えば、画像表示部１１に表示される各要素画像に対して付与された座標に基づいて、指定すればよい。この理由を、図５に基づいて説明する。図５は、図３（ｄ）に示す立体映像６を、光線方向制限部１２を介して、種々の方向から観察した場合の図である。図５に示す観察方向１〜４は、光線方向制限部１２に設けられたピンホールの位置に対応している。
【００７７】
図５に示すように、画像表示部１１には、それぞれ異なる２次元の画像データを有する要素画像である変換記録像４ｂ1〜４ｂ4が表示されている。従って、図５に示す観察方向１〜４のそれぞれの位置から、立体映像表示部１０に表示された立体映像６を観察した場合、観察方向１〜４の位置に応じて、少しずつ異なった角度の立体映像６が観察されることになる。つまり、観察方向１〜４の画像表示部１１上に表示されている変換記録像４ｂ1〜４ｂ4を選ぶことにより、立体映像６を観察方向１〜４で観察した場合の２次元の画像データを有する要素画像を指定することができる。
【００７８】
それゆえ、立体映像の表示を行う際に、画像表示部１１上に表示される立体用データを構成する要素画像に対して、それぞれ座標を付与しておくことにより、所望する観察方向を指定することができる。各要素画像の座標は、例えば、図６に示すように、ｍ×ｎの表示画素数を有する画像表示部１１にて、全ての表示画素を用いてｘ×ｙ個の要素画像を表示する場合の各要素画像の座標は、図中、最も左側の最も下側となる位置に配置される要素画像の座標を（１，１）とし、最も右側の最も上側となる位置に配置される要素画像の座標が（ｘ，ｙ）とする。これにより、最も左側の最も上側に配置される要素画像の座標は（１，ｙ）となり、最も右側の最も下側となる位置に配置される要素画像の座標が（ｘ，１）となる。
【００７９】
ここで、要素画像は、図２（ａ）に示すように、ａ×ｂの画素からなるので、上記ｘ，ｙは、それぞれ、ｍ／ａ，ｎ／ｂとなる。つまり、画像表示部１１の各要素画像に対しては、左下の座標である（１，１）から、縦横方向に１ずつ増加しながら、右上の座標である（ｍ／ａ，ｎ／ｂ）まで順に変化する座標が付与される。従って、Ｓ６では、観察方向指示部１８にて、上記の座標を用いて、画像表示部１１における各要素画像の座標を指定することにより、立体映像の観察方向を指定することができる。
【００８０】
あるいは、上記Ｓ６での観察方向の指定は、図７に示すように、立体映像表示部１０の立体映像が表示される空間の所定の位置に対する水平角及び仰角によって行ってもよい。すなわち、例えば、図７に示すように、立体映像６の任意の位置である点Ｏを中心として、該点Ｏに対する水平角及び仰角を指定することによって、観察方向を指定することができる。具体的には、図７に示すように、変換記録像４ｂ1〜４ｂ4は、点Ｏに対して、同じ水平角（水平角＝０）を有し、仰角が異なっているとする。この場合、観察方向として、観察方向２を選ぶ場合には、水平角＝０、仰角＝θを指示すれば、要素画像である変換記録像４ｂ2が選択される。
【００８１】
従って、Ｓ６では、観察方向指示部１８にて、上記の水平角及び仰角を用いて、画像表示部１１における各要素画像の座標を指定することにより、立体映像の観察方向を指定することができる。ここで、水平角及び仰角を用いて、各要素画像の座標を指定する場合には、指定された水平角及び仰角から演算によって、座標を算出すればよい。あるいは、あらかじめ、水平角及び仰角と、各要素画像の座標との対応関係を定めておき、この対応関係に基づいて、上記座標を算出するようにしてもよい。
【００８２】
このようにして、図４に示すＳ７では、２次元画像生成部１９にて、Ｓ６にて指定された観察方向の要素画像を、立体データ記憶部１５から選択する。続いて、Ｓ８にて、表示制御部１３の制御により、Ｓ７で選択された要素画像を複数配列して画像表示部１１に表示する。これにより、画像表示部１１には、同じ画像パターンを有する要素画像が複数個配列された２次元画像が表示される。
【００８３】
それゆえ、上記画像表示部１１に表示された２次元画像を、光線方向制限部１２を介して観察すると、立体映像表示部１０には、２次元映像が表示される。つまり、観察者の左右の眼に映る光線は、いずれも同じとなるため、両眼視差、運動視差、調節という知覚作用は生じない。従って、観察者は、上記光線方向制限部１２を介して、上記画像表示部１１に表示される複数の要素画像が投影されて得られた映像を、２次元映像として認識することになる。
【００８４】
なお、立体映像表示部１０に２次元映像を表示する場合、Ｓ７にて、画像表示部１１には、選択された要素画像を複数配列した２次元画像（以下、第１の２次元画像）が表示されてもよいが、選択された要素画像をなす１つの画素が、画像パターンとして割り当てられた要素画像を複数配列した２次元画像（以下、第２の２次元画像）が表示されてもよい。以下では、説明の便宜上、第１の２次元画像を構成する要素画像を、第１の要素画像と記載し、第２の２次元画像を構成する要素画像を、第２の要素画像と記載する。また、立体表示用に用いる要素画像を立体用要素画像と記載する。
【００８５】
上記画像表示部１１に第２の２次元画像を表示する場合には、２次元画像生成部１９では、Ｓ６にて指定された観察方向に基づいて選択された立体用要素画像を、まず立体データ記憶部１５から選択する。続いて、選択された立体用要素画像をなす各画素を、それぞれ、画像表示部１１に表示される１つの要素画像の画素数で表現された第２の要素画像を生成する。
【００８６】
例えば、画像表示部１１には、ａ×ｂの画素数からなる要素画像（図２（ａ））がｐ×ｑ個配置される画像データ表示領域８（図２（ｂ））が設けられているとする。この場合、２次元画像生成部１９では、立体データ記憶部１５から選択された立体要素画像の１つの画素の表示を、ａ×ｂの画素で表現した第２の要素画像が生成される。つまり、第２の要素画像は、立体要素画像の各画素の表示が、画像パターンとして割り当てられてなり、立体要素画像の各画素に対応してａ×ｂ個生成される。
【００８７】
そのため、立体要素画像の画素数ａ×ｂと、画像データ表示領域８に表示される要素画像数ｐ×ｑと、が同じ値、すなわち、ａとｐとが同じ値であり、ｂとｑとが同じ値であれば、画像データ表示領域８に表示可能な要素画素数の第２の要素画像が生成されることになる。
【００８８】
なお、立体用要素画像の画素数と、画像表示部１１の画像データ表示領域８に表示可能な要素画像数とが異なる場合には、例えば、２次元画像生成部１９にて、立体用要素画像を、画像データ表示領域８に表示可能な要素画像数と同じ画素数からなる画像データに変換すればよい。その後、変換された画像データを用いて、上記にて説明したように、該画像データの１画素の表示を画像パターンとして割り当てた第２の要素画像を複数生成すればよい。
【００８９】
従って、図４に示すＳ８では、表示制御部１３の制御によって、上記第２の要素画像を所定の配列で配列させることにより、上記画像表示部１１に第２の２次元画像が表示される。第２の２次元画像は、複数の第２の要素画像が全体として、上記にて選択された立体用要素画像の画像パターンを表している。従って、観察者が光線方向制限部１２を介して、上記第２の２次元画像を観察した場合に、両眼視差、運動視差、調節を知覚することはない。それゆえ、観察者は、画像表示部１１に表示された第２の２次元画像が投影されて得られる立体映像表示部１０に表示される映像を、２次元映像として認識する。
【００９０】
なお、本実施の形態では、立体／２次元切換指示部１７によって、２次元映像表示が選択された場合に、観察方向指示部１８にて、立体映像を観察する観察方向を指示しているが、この制御フローに限定されない。すなわち、立体映像表示部１０に立体映像を表示している際に、観察方向指示部１８から、立体映像を観察する観察方向が指示されると、立体／２次元切換指示部１７を切換えて、指示された観察方向に応じた２次元映像を立体映像表示部１０に表示するようにしてもよい。
【００９１】
また、２次元画像を形成するための要素画像の生成は、立体／２次元切換指示部１７にて、２次元映像が選択される際に行ってもよいが、これに限定されず、例えば、立体用データの生成とともに行ってもよい。さらに、Ｓ２では、ａ×ｂの要素画像の生成を行っているが、立体用データを生成するタイミングや、第１の要素画像や第２の要素画像を生成するタイミングで行ってもよい。
【００９２】
さらに、表示する映像を選択する（Ｓ３）前に、観察方向を指定する（Ｓ６）ようにしてもよい。つまり、先に２次元映像を表示する際の観察方向を指定しておき、２次元映像の表示が選択された場合には、先に指定された観察方向に基づいた２次元映像を表示するようにしてもよい。
【００９３】
このように、本実施の形態では、立体映像表示部１０に２次元映像を表示する際には、観察方向指示部１８によって、立体映像の観察方向を指定しているが、あらかじめ、観察方向指示部１８によって指定される観察方向を設定しておいてもよい。すなわち、立体／２次元切換指示部１７の切換によって、立体映像表示から２次元映像表示に切換わった場合に、観察方向指示部１８に初期設定されている観察方向に応じた２次元映像を表示するようにしてもよい。これにより、立体／２次元切換指示部１７の切換に際して、観察者が観察方向を入力しなくても、２次元映像を表示することができる。初期設定の観察方向としては、特に限定されないが、例えば、立体映像を正面から観察した場合の観察方向等、指定される頻度が多いと考えられる観察方向を設定すればよい。
【００９４】
また、本実施の形態の上記光線方向制限部１２として、画像表示部１１上に表示される要素画像から放たれる光線の拡散方向を、電気的に制限する、例えば、液晶や液晶マイクロレンズアレイを用いてもよい。例えば、光線方向制限部１２として液晶を用いる場合には、上記光線の透過及び遮光を行うことができるので、ピンホール状に光線を透過させるピンホールスクリーン状態と、光線を全て透過させる全光量透過状態とを電気的に作り出すことができる。つまり、立体／２次元切換指示部１７から立体映像を表示することが指示されると、表示制御部１３の制御によって、光線がピンホール状に拡散されるように、液晶を配列させてピンホールスクリーン状態とする。これにより、光線方向制限部１２としてピンホールアレイを用いた場合と同じ原理で、立体映像を得ることができる。
【００９５】
一方、２次元映像を表示する場合には、表示制御部１３によって、全光線が透過するように液晶の配列を制御して、全光量透過状態とする。全光量透過状態にて、光線方向制限部１２を介して画像表示部１１を観察した場合には、上記ピンホールアレイを介さずに、画像表示部１１を観察した状態となる。そのため、画像表示部１１には、該画像表示部１１の表示画素数の範囲内の画素数で表される１つの２次元の画像データである２次元表示データを表示すればよい。なお、２次元映像を高解像度で表示するためには、画像表示部１１の全ての表示画素を用いて表示することが好ましい。つまり、図２（ｂ）に示すように、ｍ×ｎの表示画素を有する画像表示部１１では、ｍ×ｎ画素からなる２次元表示データを表示することが好ましい。これにより、画像表示部１１に表示された２次元表示データを、全光量透過状態の光線方向制限部１２を介して観察することにより、立体映像表示部１０に２次元映像を得ることができる。
【００９６】
あるいは、液晶マイクロレンズアレイを用いれば、上記光線方向制限部１２として、マイクロレンズアレイを用いた場合に類似する効果を得ることができる。すなわち、光線の透過及び遮光を行うことにより、マイクロレンズアレイを介して画像表示部１１を観察した状態と、マイクロレンズアレイを介さずに画像表示部１１を観察した状態とを得ることができる。従って、光線方向制限部１２として、液晶マイクロレンズアレイを用いれば、上記液晶を用いた場合と同様の原理で、立体映像と２次元映像とを表示し得る立体映像表示装置を得ることができる。
【００９７】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図８及び図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９８】
図８に、本実施の形態の立体映像表示装置３１のブロック図を示す。図８に示す立体映像表示装置３１は、前記実施の形態１で説明した図１に示す立体映像表示装置３０の構成に、さらに、２次元画像記憶部２０を備えてなるものである。該２次元画像記憶部２０は、立体映像表示部１０に２次元映像を表示するために用いられる２次元画像を形成する第１又は第２の要素画像を格納する。また、上記の立体映像表示装置３１で行われる立体映像表示及び２次元映像表示は、図９に示すフローチャートに基づいて行われる。
【００９９】
すなわち、図４のＳ１１では、前記実施の形態１にて説明したように、図示しない外部機器から、図８に示す映像信号入力部１６に映像信号が入力される。これにより、Ｓ１２では、上記映像信号に基づいて、表示制御部１３にて、ａ×ｂの画素からなる複数の要素画像（第１の要素画像に相当）が生成され、該要素画像が立体データ記憶部１５に格納される。さらに、Ｓ１２では、図１に示すＳ４で説明したように、立体データ記憶部１５にて、相互に異なる画像パターンが割り当てられた２次元の複数の要素画像が、立体表示可能に配列された立体用データが表示用画像データとして生成される。そして、生成された立体用データを立体データ記憶部１５に格納する。
【０１００】
続いて、Ｓ１３では、２次元画像の生成を行う。すなわち、Ｓ１３では、まず、２次元画像生成部１９によって、Ｓ１２で生成された立体用データを構成する要素画像に対して付与された前記実施の形態１で説明した座標を選択する。選択された座標は、表示制御部１３に入力され、該表示制御部１３は、該座標に基づいて、立体データ記憶部１５から要素画像を読み出す。次いで、２次元画像生成部１９は、読み出した要素画像を第１の要素画像として、２次元画像記憶部２０に送信する。あるいは、２次元画像生成部１９は、読み出した要素画像に基づいて、前記実施の形態１で説明したように、第２の要素画像を生成して、該第２の要素画像を２次元画像記憶部２０に送信する。そして、Ｓ１４にて、上記第１の要素画像又は第２の要素画像を、２次元画像記憶部２０に格納する。
【０１０１】
なお、２次元画像生成部１９によって、選択される第１の要素画像は、１つに限らず、２つ以上であってもよい。２つ以上の第１の要素画像が選択されれば、各座標の第１要素画像に基づいた２次元画像が得られる。従って、あらかじめ、各座標の第１要素画像毎に、２次元画像を生成しておけば、後述するＳ１７にて、指定されるあらゆる観察方向に対応する２次元画像を用意しておくことができる。
【０１０２】
続いて、Ｓ１５では、立体／２次元切換指示部１５にて、上記立体映像表示部１０に表示する映像として、立体映像又は２次元映像が選択される。Ｓ１５で選択された情報に基づいて、表示制御部１３の制御によって、画像表示部１１に表示用画像データが表示される。すなわち、Ｓ１５にて、立体／２次元切換指示部１７によって立体映像が選択された場合には、Ｓ１２で生成された立体用データを、表示制御部１３の制御によって、立体データ記憶部１５から読み出して、画像表示部１１に表示する。
【０１０３】
一方、Ｓ１５にて、立体／２次元切換指示部１７によって２次元映像が選択されると、Ｓ１７に進み、前記実施の形態１で説明したように、観察方向指示部１８によって、上記立体映像の観察方向を指定する。続いて、Ｓ１８では、表示制御部１３の制御によって、Ｓ６にて指定された観察方向に応じて、２次元画像記憶部２０に格納された第１の要素画像又は第２の要素画像を選択する。そして、Ｓ１９にて、表示制御部１３の制御によって、複数の第１の要素画像又は複数の第２の要素画像を配列させて画像表示部１１に表示する。これにより、画像表示部１１には、第１の２次元画像又は第２の２次元画像が表示される。
【０１０４】
このように、本実施の形態の立体映像表示装置３１では、立体／２次元切換指示部１７によって、２次元映像表示が選択された場合に、表示制御部１３にて画像処理を行うことなく、あらかじめ画像表示部１１に第１又は第２の２次元画像を表示するために、観察方向に応じた第１又は第２の要素画像を２次元画像記憶部２０から読み出している。従って、立体／２次元切換指示部１７の切換によって、立体映像表示と２次元映像表示との間の切換えを即座に行うことができるので、利便性が向上する。
【０１０５】
なお、本実施の形態では、観察方向指示部１８にて、観察方向を１つ指定しているが、２つ以上の複数の観察方向を指示して、２つ以上の観察方向からの複数の２次元映像を表示するようにしてもよい。すなわち、例えば、指定された観察方向に応じて、２次元画像記憶部２０から読み出した第１又は第２の要素画像を組み合わせて、画像表示部１１に表示してもよい。この場合、画像表示部１１に、複数の２次元画像を同時に表示することが可能となるように、２次元画像生成部１９にて、第１又は第２の２次元画像を構成する要素画像の数を調整する。これにより、立体映像表示部１０に観察方向に応じた複数の２次元映像を表示することができる。
【０１０６】
また、上記立体映像表示装置３１を用いれば、立体映像表示部１０に、立体映像及び２次現映像の双方を同時に表示することができる。立体映像と２次元映像とを同時に表示するためには、画像表示部１１に、立体映像用の立体用データ及び２次元映像用の２次元画像を表示する領域を、それぞれ任意に指示するための図示しない領域指示部を設ければよい。そして、この領域指示部にて指定された画像表示部１１内の立体映像用の領域に、立体データ記憶部１５から読み出された立体用データを表示する。また、上記領域指示部にて指定された画像表示部１１内の２次元映像用の領域に、２次元画像記憶部２０から読み出された第１又は第２の要素画像を配列して表示することによって、画像表示部１１に２次元画像を表示する。これにより、立体映像及び２次現映像の双方を同時に、立体映像表示部１０に表示することが可能になる。
【０１０７】
上記のように、複数の２次元映像を表示する場合や、立体映像及び２次元映像の双方の映像を表示する場合にも、前記実施の形態１にて説明したように、２次元映像を表示する際の、観察方向をあらかじめ設定しておいてもよい。すなわち、立体／２次元切換指示部１７にて、２次元映像の表示が要求された場合には、観察方向指示部１８は、初期設定された観察方向で、２次元映像を表示することを要求するようにしてもよい。
【０１０８】
なお、上記２次元画像生成部１９で行われる第１又は第２の要素画像の生成、及び、第１又は第２の要素画像の２次元画像記憶部２０への格納のタイミングは、図９に示す制御フローに限定されず、例えば、２次元映像表示が要求された場合に生成された第１又は第２の要素画像を、２次元画像記憶部２０に格納するようにしてもよい。あるいは、上記あらかじめ設定される観察方向の第１又は第２の要素画像を生成して２次元画像記憶部２０に格納し、その後、２次元映像表示が要求された場合に指定された観察方向に応じて生成された第１又は第２の要素画像を順次、２次元画像記憶部２０に格納するようにしてもよい。
【０１０９】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について図１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１・２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１０】
図１０に、本実施の形態の立体映像表示装置３２のブロック図を示す。図１０に示す立体映像表示装置３２は、前記実施の形態２で説明した図８に示す立体映像表示装置３１の構成に、さらに、出力部２１を備えてなるものである。該出力部２１は、立体データ記憶部１５に格納されている要素画像や、２次元画像記憶部２０に格納されている第１又は第２の要素画像を読み出して、画像印刷機器や画像表示機器等の外部機器に出力する。
【０１１１】
このように、出力部２１を設ければ、立体映像表示部１０に表示された２次元映像や、立体映像を所定の観察方向から観察した場合の２次元の画像パターンを有する要素画像を、上記外部機器に出力することができる。これにより、外部機器は、立体映像表示装置３２にて表示された立体映像をなす立体用要素画像や２次元映像をなす第１又は第２の要素画像等（以下、出力データと総称する）を取得して、これらを印刷あるいは表示することができる。
【０１１２】
なお、出力部２１から外部機器に出力される出力データは、例えば、観察方向指示部１８にて観察方向を指示することによって選択すればよい。つまり、観察方向指示部１８にて指示された観察方向に応じた要素画像や第２の２次元画像を、立体データ記憶部１５又は２次元画像記憶部２０から読み出して、出力部２１に転送すればよい。これにより、所望する要素画像の画像パターンを出力データとして、外部機器に出力することができる。
【０１１３】
また、上記立体映像表示装置３１では、立体映像用のデータである入力された映像信号を、２次元画像生成部１９にて、２次元映像用の２次元画像等に変換することができる。従って、上記立体映像表示装置３１を用いれば、立体映像用のデータと、２次元映像用のデータとの互換性を向上することができる。
【０１１４】
最後に、上記した実施の形態１〜３に記載の立体映像表示装置の各部は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１１５】
すなわち、上記立体映像表示装置は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit ）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）等を備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである立体映像表示装置の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記立体映像表示装置に供給し、そのコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【０１１６】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク類、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード類、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ類等を用いることができる。
【０１１７】
また、立体映像表示装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された搬送波あるいはデータ信号列の形態でも実現され得る。
【０１１８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明の立体映像表示装置は、娯楽施設、インターネット、家庭用ゲーム機、携帯端末、医療、バーチャルリアリティ、広告看板等にて、映像表示を行う場合に、立体映像の表示とともに、２次元映像の表示も実現することができる。従って、立体映像が必要とされる表示装置のみならず、立体映像及び２次元映像の双方の表示が必要となる表示装置として、用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明における立体映像表示装置の実施の一形態を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は、要素画像を説明するための説明図であり、（ｂ）は、上記立体映像表示装置に備えられている画像表示部の平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、光線再生法の原理を説明する説明図である。
【図４】上記立体映像表示装置にて行われる立体映像及び２次元映像の表示動作を説明するフローチャートである。
【図５】上記立体映像表示装置にて、立体映像の観察方向を指示する方法を説明する説明図である。
【図６】上記立体映像表示装置に備えられている画像表示部に表示される表示要素画像の座標を説明する平面図である。
【図７】上記立体映像表示装置にて、立体映像の観察方向を指示する他の方法を説明する説明図である。
【図８】本発明における立体映像表示装置の他の実施の形態を示すブロック図である。
【図９】上記立体映像表示装置にて行われる立体映像及び２次元映像の表示動作を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明における立体映像表示装置のさらに他の実施の形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１    立体像
２    ピンホールアレイ
３    記録面
４    記録像
４ａ1〜４ａi    記録像
４ｂ1〜４ｂi    変換記録像
５    変換記録面
６    立体映像
８    画像データ表示領域
１０    立体映像表示部
１１    画像表示部
１２    光線方向制限部
１３    表示制御部
１４    光源
１５    立体データ記憶部
１６    映像信号入力部
１７    立体／２次元切換指示部
１８    観察方向指示部
１９    ２次元画像生成制御部（２次元画像生成部）
２０    ２次元画像記憶部
２１    出力部
３０    立体映像表示装置
３１    立体映像表示装置
３２    立体映像表示装置
【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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