CN103733118A - 立体图像显示装置 - Google Patents

Abstract

构成为具有：透镜片（11），其是与显示装置（10）的显示面（10a）相邻地沿着显示元件的配设方向，以使多个平凸透镜（111）到显示面（10a）的距离变化的方式连续地排列配置该多个平凸透镜（111）而成的；存储部（138），其按照多个视点中的每个视点来存储关于显示对象的每个视差点的立体显示用图像；检测部（31），其检测人体的视觉器官的姿势变更量；选择部（32），其根据所检测出的姿势变更量，按照每个视点从存储部（138）选择立体显示用图像；以及显示控制部，其将所选择的所述立体显示用图像显示在所述显示装置（10）中，由此，观看者在显示装置前进行其姿势变更的情况下，也能够观察到立体图像。

Description

立体图像显示装置

技术领域

本发明涉及立体图像显示装置。

背景技术

存在以下立体图像生成装置：利用由相邻的两个摄像机拍摄的图像之间的视差来生成可以实现立体视觉的图像。立体图像生成装置例如将由相邻的两个摄像机拍摄的图像中、一个摄像机拍摄的图像作为左眼用图像，另一个摄像机拍摄的图像作为右眼用图像来进行生成并显示。

视差是指对于同一对象物在左眼用图像中的位置与在右眼用图像中的位置之间的差。在图像内存在的两个对象物中，由于视差量不同，一方的物体显得相对于另一方的物体在深度方向上更近或更远。视差量是视差的大小。

图32是示出立体图像的例子的图。在该图32中，图像910是左眼用图像，图像920是右眼用图像。在此，在作为左眼用图像的图像910和作为右眼用图像的图像920中分别存在物体A、物体B以及物体C。由于图像910和图像920之间的这些物体的视差，对于观看图32中的立体图像的人而言，看起来从近到远地存在物体A、物体B以及物体C。

专利文献1：日本特开2005-176004号公报

专利文献2：日本特开2008-66086号公报

专利文献3：日本特开2007-041425号公报

专利文献4：日本特开平06-301033号公报

专利文献5：日本特开2000-98119号公报

专利文献6：日本特开平04-035192号公报

非专利文献1：社团法人电子信息技术产业协会，显示器装置用语集

发明内容

发明要解决的问题

此外，还存在以下的立体图像生成装置：该立体图像生成装置在液晶显示器等显示装置上设置柱状透镜状（lenticular）的透镜片，由此能够不使用专用的眼镜而使左眼和右眼分别识别不同的影像。

图33是示意地示出使用透镜片的现有的立体图像生成装置的结构的俯视图。在该图33所示的例中，利用者（观看者）903位于在液晶显示器901上安装有透镜片902的现有的立体图像生成装置900的正面。

观看者903到液晶显示器901的中心部902a附近的透镜片的距离A、与装置正面的观看者903到液晶显示器901的周边部902b附近的透镜片902的距离B的距离不同。

在这样的现有的立体图像生成装置900的正面位置，在该液晶显示器901的中心部902a附近，能够识别为立体影像。然而，当利用者903以其头顶部TP为中心将头部朝向左右的任意一个方向（转动）来观看周边部902b时，由于到透镜片902（液晶显示器901）的距离不同，因此影像看起来模糊，难以识别为立体影像。

参照图34对在现有的立体图像显示装置中的透镜片的成像（焦点）距离进行来说明。首先，一般的凸透镜的焦距中，作为公式，以下的式（1）成立。

1／f=（n-1）（1／R1-1／R2）

＋（n-1）×（n-1）／n×t／R1R2···（1）

其中，设为

f：焦距

n：透镜的折射率

R1：从像素侧观察到的曲率半径

R2：从观看者侧观察到的曲率半径

t：透镜的厚度。

在此，由于平凸透镜是半圆柱状的平凸透镜，因此R2成为无限大的数值，因此“1／R2”成为零。

此外，同样地，由于R2无限大，因此“t／R1R2”也成为零。因此，上述式（1）成为下式。

1／f=（n-1）（1／R1）

并且，在此，n是基于构成透镜的素材的固定值。因此，根据R1来确定f。

而且，焦距即RGB各像素成像的位置是从透镜到观看者的距离a，因此f=a。

因此，观看者能够对3D影像进行成像的位置是f，该f的数值由R1决定，并且，该R1取决于从像素到透镜的距离b。

然而，在图33所示的现有的立体图像生成装置900中，液晶显示器901与透镜片902之间的距离b是固定的，因此，为了控制3D影像的成像位置，需要适当变更透镜片902的透镜的曲率半径。

然而，一般的液晶显示器的像素间距是0.418mm左右，为了以该精度制作具有透镜阵列的透镜片，需要以10^-8mm级的透镜加工精度。

因此，细微地变更透镜的曲率半径来制作透镜片902在加工精度上是困难的，是不现实的。

本发明公开的技术的课题在于提供一种立体图像生成装置，即使在观看者在显示装置前改变了其姿势的情况下，也能够观察到立体图像。

另外，不限于所述目的，还能够将以下的目的作为本发明的其他目的之一：得到通过用于实施后述的发明的优选方式中示出的各结构而引导的作用效果，该作用效果无法通过现有技术得到。

用于解决问题的手段

为了达到上述的目的，该立体图像显示装置具有：显示装置，其具有重复且连续地配置多个种类的显示元件而得到的显示面；透镜片，其是与所述显示装置的显示面相邻地沿着重复且连续地配置所述显示元件的配设方向，以使到所述显示面的距离变化的方式连续地排列配置多个平凸透镜而形成的，该多个平凸透镜分别被构成为，在一个面上具有突出的凸部且另一个面为平面；存储部，其按照多个视点中的每个视点来存储关于显示对象的每个视差点的立体显示用图像；检测部，其检测人体的视觉器官的姿势变更量；选择部，其根据由所述检测部检测出的所述姿势变更量，按照每个视点从所述存储部选择所述立体显示用图像；以及显示控制部，其将由所述选择部选择出的所述立体显示用图像显示在所述显示装置中。

发明的效果

公开的立体图像显示装置能够使立体显示用图像在观看者的眼中成像。

附图说明

图1是示意地示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置的结构的图。

图2是示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置的显示装置的显示元件的排列的例子的图。

图3是示意地示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置的透镜片的结构的截面图。

图4是示出对作为实施方式的一例的立体图像显示装置的显示装置安装透镜片的例子的图。

图5是示意地示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置的显示控制装置的硬件结构的图。

图6的（a）、（b）、（c）是分别示出观看者的脸的朝向和其脸图像的图。

图7是示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置的对话框的例子的图。

图8是示意地示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置的功能结构的框图。

图9的（a）、（b）是示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置的立体显示用图像的例子的图。

图10是示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置的、显示对象的立体图像数据的格式图像的图。

图11是示意地示出并排左右格式（side by side）的立体图像格式的图。

图12是示出立体显示用图像的数据图像的例子的图。

图13是作为实施方式的一例的立体图像显示装置中的立体图像的显示图像的图。

图14是示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置中的显示面的像素排列与透镜片之间的关系的图。

图15是对本立体图像显示装置中的像素组的排列与透镜片之间的关系进行说明的图。

图16是示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置中的显示装置的显示面与再现图像显示区域之间的关系的图。

图17是对作为实施方式的一例的立体图像显示装置中的立体显示用图像的显示方法进行说明的流程图。

图18是示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置中的对话框的例子的图。

图19的（a）、（b）是示出针对作为实施方式的一例的立体图像显示装置的显示装置，对假定观看者的头部位置在不同的2个位置的立体显示用图像进行显示的例子的图。

图20是用于说明用于针对4重地显示立体显示用图像的显示装置成像为正常的立体显示用图像的校正方法的流程图。

图21是示意地示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置中的显示装置、透镜片以及观看者之间的关系的图。

图22是示意地示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置中的显示装置、透镜片以及观看者之间的关系的图。

图23的（a）、（b）是分别示出观看者的姿势与眼和显示装置之间的位置关系的图。

图24的（a）、（b）、（c）是示出伴随观看者的头的移动而变化的双眼的位置和成像距离的图。

图25是示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置中的左右各眼的角度、与各眼用于成像的透镜片的位置之间的关系图的图。

图26是对作为实施方式的一例的立体图像显示装置的透镜片进行说明的俯视图。

图27是示出在具有平的透镜片的显示装置中，对在不同的2个位置假定观看者的头部位置的立体显示用图像进行显示的例子的图。

图28是示出显示装置和透镜片与观看者的左右眼的位置之间的关系的图。

图29是示出成像距离的例子的图。

图30是示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置中的转头角度、像素范围、像素-透镜间距离之间的关系的例子的图。

图31是示意地示出作为实施方式的变形例的立体图像显示装置的结构的图。

图32是示出立体视图像的例子的图。

图33是示意地示出示意透镜片的现有的立体图像生成装置的结构的俯视图。

图34是用于说明现有的立体图像显示装置的透镜片的成像距离的图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。

图1是示意地示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置1的结构的图，图2是示出该显示装置10的显示元件的排列的例子的图。此外，图3是示意地示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置1的透镜片11的结构的截面图，图4是示出对显示装置10安装透镜片11的例子的图。

在本立体图像显示装置1中，观看者位于与在显示面10a上安装有透镜片11的显示装置10相对的位置（例如，参照图21），在该显示面10a上显示立体显示用图像，由此观看者能够看到显示对象物的立体图像。

在此，本立体图像显示装置1中显示的立体图像（3D影像）可以是动态图像也可以是静态图像。

而且，观看者在其位置上以其身体的特定部位（例如，脖子或椎骨）为轴使头部向左右任意一个方向转动，由此，根据其头部的转动，将显示对象物的侧面部的立体显示用图像的数据（环绕影像）显示在显示装置10中（参照图13）。由此，根据观看者的头部的转动，能够实现旋转地观看到显示装置10中显示的立体图像的环绕3D显示功能，得到圆形立体观看图像效果。

如图1所示，作为实施方式的一例的立体图像显示装置1具有显示装置10、透镜片11、摄像机12和显示控制装置13。

显示装置10例如是液晶显示器，根据来自显示控制装置13的控制，在其显示面10a上显示图像。

在本实施方式中，示出立体图像显示装置1例如是具有27英寸以上的大型液晶显示器的台式个人计算机的例子。即，显示装置10是27英寸以上的液晶显示器。

在本立体图像显示装置1中，在该显示装置10中显示立体图像。立体图像中包含左眼用图像和右眼用图像。

显示面10a形成为平面，在该显示面10a上将多个彩色像素元件（显示元件）排列在显示面10a的水平方向和与水平方向正交的方向上。构成显示面10a上所显示的图像的多个像素分别通过显示元件来表现。

具体而言，各像素包含多个彩色像素。彩色像素的例子例如是形成红色（R；Red）、绿色（G；Green）和蓝色（B；Blue）的光的三原色的彩色像素，在显示面10a中，将这些彩色像素元件在排列方向上以规定的顺序重复配置。并且，在与排列方向正交的方向上，连续地配置同一种类的彩色像素。也可以在各像素的边界部分配置黑色矩阵（black matrix）。而且，在显示面10a中，通过连续的R、G、B这3个彩色像素元件来表现一个像素。

在图2所示的例中，例如，1L的像素包含R1（红色）、G1（绿色）、B1（蓝色）各像素。2R、3L等像素也相同。以下，为了便于说明，将在显示面10a中重复配置这些多个种类的彩色像素的方向称作排列方向，在图2中纸面左右方向是排列方向。

另外，在图2所示的例中，相对于像素的排列方向（本实施方式中为水平方向）非平行地配置1个像素的彩色像素，但不限于此，能够进行各种变形并实施。也可以相对于像素的排列方向平行地配置1个像素的彩色像素。

如图3所示，透镜片11形成为沿着显示面10a的排列方向连续地具有多个半圆柱状的平凸透镜111的透镜阵列。即，透镜片11构成为将细长的半圆柱状的凸透镜朝向同一方向连续地排列的柱状透镜（lenticular lens）状。

将该透镜片11在显示装置10的显示面10a侧配置成，在各平凸透镜111中突出的凸透镜111a的相反侧的面（以下，称作背面111b）与显示装置10的显示面10a相对。

此外，如图3所示，在平凸透镜111的凸透镜111a的两侧形成有平面状的透镜槽部111c。

而且，在透镜片11中，各平凸透镜111的凸透镜111a的光轴配置成彼此平行，由此，朝向同一方向形成有各平凸透镜111。

此外，在透镜片11中，各平凸透镜111在其排列方向上与显示面10a中的1个像素对应。由此，从在显示面10a侧相对的各像素照射的光分别入射到各平凸透镜111。此外，入射到各平凸透镜111的背面111b的光分别从凸透镜111a射出，在规定的焦距的位置处成像。

各平凸透镜111由同一材质形成，并且，凸透镜111a的曲率和从凸透镜111a到背面111b的距离等彼此具有相同的形状，各自的f值相等。

此外，如图3所示，将各平凸透镜111配置成阶梯状，以使得各平凸透镜111与显示面10a的距离变化成，在各平凸透镜111的排列方向的中央位置与显示装置10的显示面10a最近，并且，在排列方向的两端部距离显示装置10的显示面10a最远。即，在该排列方向上，从显示面10a的像素到透镜片11的背面111b的距离不均匀，特别是在显示装置10的排列方向上的从中央部到端部的半面中，从各像素到平凸透镜111的背面111b的距离不同。

由此，在显示装置10的排列方向上的从中央部到端部的半面中，从显示面10a输出并通过各平凸透镜111的光在彼此不同的位置处成像。

这样，透镜片11构成为如下弯曲结构（凹面结构）：平凸透镜111的突出方向（透镜阵列方向）固定，并且显示装置10的显示面10a中的像素到平凸透镜111的距离阶梯地变化。

此外，如图4所示，透镜片11被固定安装在显示装置10的显示面10a的前方（观看者侧）的规定的位置。例如将透镜片11固定在未图示的钩（hook）等上，由此将透镜片11安装到显示装置10。此外，例如在显示装置10中具有用于检测透镜片11的安装的传感器（省略图示），将是否安装有透镜片11的信息通知给显示控制装置13。此外，在透镜片11上具有用于识别该透镜片11的种类等的3D面板ID（识别信息）。

例如，在透镜片11上具有存储有3D面板ID的非接触ID标签，并且，在显示装置10上具有ID标签的读取器，由此，显示装置10能够取得3D面板ID。

显示装置10将取得的3D面板ID发送给显示控制装置13。

在本立体图像显示装置1中，使显示面10a的1个像素与1个透镜阵列（1个平凸透镜111）对应，因此1个像素的光线不会降低光的强度（光量），并且能够以正确的焦距a成像。

摄像机12是拍摄观看者的脸面的摄像装置（摄像部），例如被安装在显示装置10的上部等，与观看者的正面位置相对，对观看者的脸（特别是双眼）进行拍摄。作为该摄像机12，例如可以使用PC（Personal Computer：个人计算机）所具有的网络摄像头。另外，摄像机12例如也可以嵌入到显示装置10的框架（省略图示）等，能够适当变更其配置并实施。

将通过该摄像机12拍摄的图像发送到显示控制装置13。而且，优选为，摄像机12在立体图像显示时始终将拍摄到的图像连续地发送给显示控制装置13。

图5是示意地示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置1的显示控制装置13的硬件结构的图。

如图5所示，显示控制装置13构成为信息处理装置（计算机），例如具有CPU（Central Processing Unit：中央处理器）131、LAN（Local Area Network：局域网）卡132、调谐器133、图形加速器134、芯片组135、存储器136、音频控制器137、HDD（Hard Disk Drive：硬盘驱动器）138、蓝光光盘（Blu-ray Disc）驱动器139以及键盘控制器140。

图形加速器134是与显示装置10连接并用于使该显示装置10进行图像显示的图像显示控制接口。LAN卡132是用于与互联网141等的网络连接的接口卡，调谐器133与外部天线142连接，接收TV节目，进行解码等处理，使显示装置10显示影像数据。

存储器136例如是RAM（Random Access Memory：随机存取存储器）、ROM（ReadOnly Memory：只读存储器）等存储装置，存储由CPU 131执行或者使用的各种程序、数据。

音频控制器137与扬声器143连接，控制对该扬声器143的声音数据的输出。

HDD 138是存储装置，存储由CPU 131执行或者使用的OS（Operating System：操作系统）、各种程序、数据等。此外，该HDD 138、存储器136中还存储显示装置10中所显示的各种图像数据（影像数据、立体图像数据）。

而且，如后所述，该HDD 138中存储有针对立体显示对象（显示对象）预先生成的立体图像数据。即，HDD 138作为存储部进行工作，该存储部按照多个视点中的每个视点来存储关于显示对象的每个视差点的立体显示用图像。

蓝光光盘驱动器139对蓝光光盘进行再现。另外，该蓝光光盘也可以存储要在显示装置10中所显示的各种图像数据（影像数据、立体图像数据）。

键盘控制器140与键盘144、鼠标145等输入装置连接，控制这些键盘144、鼠标145与CPU 131之间的数据交换。芯片组135经由总线等与这些各部连接，控制CPU 131与这些各部之间的通信。此外，显示控制装置13还与摄像机12连接，接收由该摄像机12拍摄到的观看者的脸的图像。

CPU 131是通过执行HDD 138、存储器136中所存储的程序来实现各种功能的处理装置。

CPU 131例如通过执行图像再现应用程序（环绕时再现应用），将动态图像或静态图像等的内容（环绕时再现应用影像）显示在显示装置10的显示面10a上。

此外，如图1所示，在本立体图像显示装置1中，CPU 131作为检测部31、选择部32和显示控制部33进行工作。此外，在上述的图像再现应用程序中还包含作为检测部31、选择部32和显示控制部33的功能。

另外，例如以记录在软盘、CD（CD-ROM、CD-R、CD-RW等）、DVD（DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD＋R、DVD-RW、DVD＋RW等）、磁盘、光盘、光磁盘等计算机可读取的记录介质中的方式，来提供用于实现作为这些检测部31、选择部32和显示控制部33的功能的程序（图像再现应用程序）。然后，计算机从该记录介质中读取程序并转送到内部存储装置或外部存储装置而进行使用。此外，也可以预先将该程序记录在例如磁盘、光盘、光磁盘等存储装置（记录介质）中，从该存储装置经由通信路径提供给计算机。

在实现作为检测部31、选择部32和显示控制部33的功能时，由计算机的微处理器（在本实施方式中CPU 131）来执行内部存储装置（在本实施方式中为存储器136）中所存储的程序。此时，也可以由计算机读取并执行记录介质中所记录的程序。

另外，在本实施方式中，计算机是包含硬件和操作系统在内的概念，表示在操作系统的控制下进行动作的硬件。此外，在不需要操作系统而单独地通过应用程序使硬件进行动作的情况下，该硬件本身相当于计算机。硬件至少具有CPU等微处理器、和用于读取记录介质中所记录的计算机程序的单元，在本实施方式中，立体图像显示装置1具有作为计算机的功能。

图6的（a）、（b）、（c）是示出观看者的脸的方向和该脸图像300的图，图6的（a）示出观看者朝向正面的状态的脸的方向和该脸图像300a。此外，图6的（b）示出观看者朝向右方的状态的脸的方向和该脸图像300b，图6的（c）示出观看者朝向左方的状态的脸的方向和该脸图像300c。

这些图6的（a）、（b）、（c）中的脸图像300由摄像机12拍摄，通过USB缆线等的通信单元发送到显示控制装置13。

另外，以下，作为表示脸图像的标号，在需要确定多个脸图像中的1个时使用标号300a、300b、300c，在指任意的脸图像时使用标号300。此外，该脸图像300可以是动态图像也可以是静态图像。

检测部31对由摄像机12拍摄的观看者的脸图像300进行分析，根据该脸图像300识别双眼（瞳孔）的位置，根据该双眼的位置来判断观看者的脸的方向和双眼的间隔距离。

然后，检测部31通过检测该双眼的位置和间隔距离的位移，来检测观看者以脖子为轴的头部的旋转量。即，检测部31检测人体的视觉器官的姿势变更量。

检测部31判断观看者的头的旋转方向是左右中的哪个方向。此时，需要对脸认证和观看者的观看位置进行确认。例如，能够将观看者的双眼的瞳孔的颜色作为输入数据，例如通过由摄像机12拍摄的脸图像300中的位置关系来进行判断。

检测部31在脸图像300仅将双眼的存在识别为对象物即可，不需要具有例如追踪双眼那样的高分辨率且帧率高的摄像机，或者，也不需要红外线摄像机那样的掌握观看者的观看位置／距离的高功能的系统结构。这是因为，在摄像机12的拍摄图像中通过双眼向右或左进行移动的判断来判断脸向左右哪一方倾斜即可。而且，由此能够以低成本实现本装置。

检测部31通过双眼的形状或颜色来进行观看者的双眼的位置识别。例如，在通过颜色进行双眼的识别的情况下，如果是黑色眼睛则通过其对比度等来进行。

此外，也可以通过影像识别来进行双眼的位置识别。检测部31根据由摄像机12拍摄的脸图像300来识别头部的旋转量及其角度。然后，检测部31对由摄像机12拍摄的脸图像300与后述的基本感间隔距离进行比较。

检测部31在开始观看者的脸的方向识别时，将图7所示那样的对话框显示在显示装置10中。

图7是示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置1中的对话框的例子的图。

观看者根据该对话框的消息，在与显示装置10的距离为预先规定的位置，正对显示装置10（摄像机12），操作键盘144或鼠标145并“OK”后，开始脸的方向检测。

检测部31将观看者的双眼检测为脸图像300中的位于隔开一定距离的位置处的黑圆而进行识别。

由此，首先，如图6的（a）所示，拍摄观看者朝向正面的状态的脸的图像300a。这样，观看者在规定位置朝向正面的（正对着；旋转角度0°）状态下的双眼的位置是基本位置，并且，该状态下的双眼的间隔是基本间隔距离d。即，检测部31根据观看者朝向正面的状态的脸图像300a，来识别双眼的基本位置和基本间隔距离。

此外，检测部31始终对从摄像机12发送的脸图像300进行分析，识别脸图像300中的双眼的位置的变化和双眼间隔的变化。而且，当检测到在一定量的双眼的移动的同时，双眼的间隔缩短时，根据该检测而识别出观看者的头部进行了旋转。

例如，检测部31通过将新取得的脸图像300中的双眼的位置与之前识别出的双眼的基本位置进行比较，来判断观看者的脸的旋转方向（是否向左右的任意一个方向进行了旋转）。此外，检测部31通过将新取得的脸图像300中的双眼的间隔与之前识别出的双眼的基本间隔距离进行比较，来判断观看者的脸的旋转量。

如图6的（b）、（c）所示，在观看者的头部以脖子为旋转轴向左右中的任意一个方向进行了旋转的情况下，如脸图像300b、300c所示，双眼的间隔距离d′、d″与图6的（a）的脸图像300a中的基本间隔距离d相比，变窄。而且，观看者的头部的旋转角度越大，该双眼的间隔距离d′、d″越小。

由此，检测部31例如通过将脸图像300中测定的双眼的间隔距离与基本间隔距离d进行比较，能够掌握观看者的头部的旋转量。

在本实施方式中，如上所述，将脸图像300中测定的双眼的间隔距离与基本间隔距离d进行比较，来掌握观看者的头部的旋转量。这样，将表示观看者的头的旋转方向为左右中的哪个方向、以及从显示装置10的正面倾斜了多少角度的信息称作传感器信息。

在本实施方式中，例如通过将测定出的双眼的间隔距离与基本间隔距离d之比或差分、与预先设定的阈值进行比较，以级别（level）表示观看者的头部的旋转量。

例如，将从观看者正对显示面10a的状态（旋转角度0°；级别0）到观看者朝向左右中的任意一个的方向的正侧方的状态（旋转角度90°）分割为规定的数量n（例如n=20）个级别（例如，0～19），检测部31根据测定出的双眼的间隔距离，来判断观看者的头部的旋转角度是哪个级别。此外，分别针对左右方向来进行这些级别的划分。

检测部31将检测出的结果作为旋转方向（右或左）和倾斜级别n（n例如是0～19的自然数）通知给选择部32。另外，检测部31也可以根据来自选择部32的数据请求来通知级别。选择部32根据由检测部31通知的级别信息（数值）来决定要进行显示的像素组。

此外，检测部31例如表示观看者的头部的旋转的方向和从显示面10a的正面旋转了多少角度的信息、以及作为判断结果的级别值通知给选择部32。

选择部32在检测部31识别出观看者的头部进行了旋转后，根据由该检测部31检测出的级别值（旋转量），从HDD 138中选择与该级别值对应的立体显示用图像（左眼用立体显示用图像和右眼用立体显示用图像）。

此外，在HDD 138中，根据透镜片11的种类（3D面板ID）存储有多个种类的立体显示用图像，选择部32选择与透镜片11的3D面板ID对应的立体显示用图像。

由该选择部32选择的立体显示用图像通过显示控制部33显示在显示控制装置13中。即，与观看者的头部的旋转移动对应地变更显示装置10中所显示的图像（像素组）。

另外，在虽然检测出双眼的移动但是双眼的间隔未变更的情况下，观看者仅是在与显示装置10相对的状态下，姿势不变地向左右中的任意一个方向进行了移动。该情况下，不变更显示装置10中显示的立体显示用图像（像素组）。

图8是示意地示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置1中的功能结构的框图。

如该图8所示，进行利用摄像机12的观看者的脸图像300的输出（A10），接着，进行利用检测部31的观看者的头部的旋转检测处理（A20）。在旋转检测处理中，进行观看者的双眼的基本位置和基本间隔距离的识别，使用基本间隔距离作为双眼距离基准值。通知旋转检测处理的结果作为级别通知，转移到再现处理（A30）。此外，级别通知也可以根据选择部32的数据请求而进行。

在再现处理中，选择部32根据被通知的级别来选择HDD 138中存储的立体显示用图像，显示控制部33将该立体显示用图像的像素组显示在显示装置10中（A40）。

接着，对作为立体显示用图像的像素组排列进行说明。在本立体图像显示装置1中，根据级别切换立体显示用图像。

图9的（a）、（b）是示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置1中的立体显示用图像的例子的图，图9的（a）是例示出级别0的立体显示用图像的图，图9的（b）是例示出级别1的立体显示用图像的图。

在HDD 138中预先按照每个级别（多个视点中的每个视点）存储由如图9的（a）、（b）所示那样的左眼用的立体显示用图像（左眼用立体显示用图像）40L和右眼用的立体显示用图像（右眼用立体显示用图像）40R。

左眼用立体显示用图像40L是在显示面10a中显示的图像，是进行在观看者的左眼（第1视点）对焦的成像的像素的集合，构成为像素组排列。此外，右眼用立体显示用图像40R是在显示面10a中显示的图像，是进行在观看者的右眼（第2视点）对焦的成像的像素的集合，构成为像素组排列。

这些左眼用立体显示用图像40L和右眼用立体显示用图像40R设有规定的视差。由此，对于观看者，在使左眼用立体显示用图像在左眼处成像、使右眼用立体显示用图像在右眼处成像的状态下，能够立体地观看到其立体显示用图像。

以下，将具有视差的多个视点分别称作视差点。在本立体图像显示装置1中，实现基于双眼视差的双眼视差立体视觉，观看者的右眼和左眼分别成为视差点。即，HDD 138分别与作为视差点的左眼和右眼对应地存储有彼此具有视差而生成的左眼用立体显示用图像和右眼用立体显示用图像。

此外，该立体显示用图像是从显示对象的外周的多个位置分别表示该显示对象的图像，例如是沿着水平面以规定角度间隔对显示对象的外周进行多次拍摄得到的图像。此外，根据上述的级别的数量来决定该规定角度间隔，例如根据“规定角度=360／级别的数量”来求出。即，通过增多上述的级别的数量，生成更多的立体显示用图像。

立体显示用图像是针对显示对象物的、从该显示对象物的外周上的多个位置（视点）来表示该显示对象物的外观的图像。例如包含以下图像：从正面位置（角度0°）观看显示对象物的图像；从显示对象物的正面位置，从右侧由20°、40°、60°、80°的各角度位置（视点）观看显示对象的周围的图像；以及从左侧由20°、40°、60°、80°的各角度位置（视点）观看显示对象的周围的图像。

通过后述的选择部32根据由检测部31求出的级别值来选择这些针对显示对象物的每个视点的外观的图像，并将其显示在显示装置10中。因此，希望例如预先将各立体显示用图像与对应的级别值关联起来存储在HDD 138中。

此外，在针对显示对象物，不存在与由检测部31求出的级别值对应的立体显示用图像的情况下，选择部32能够选择与所求出级别值的值最接近的立体显示用图像等，适当变更并进行实施。

在图9的（a）、（b）所示的例中，为了便于说明，从显示面10a中显示的左眼用立体显示用图像40L和右眼用立体显示用图像40R中分别提取并示出3×4即12个显示元件的排列。

当检测部31检测到观看者的头部的姿势是级别0（旋转角度0°）时，选择部32取得图9的（a）所示的相当于级别0的立体显示用图像。

在图9的（a）所例示的构成级别0的左眼用立体显示用图像40L的像素组的排列中，用（R、G、B）=（L3Rk0、L3Gk0、L3Bk0）表示1个像素，此外，与其相邻，用（R、G、B）=（L4Rk0、L4Gk0、L4Bk0）表示1个像素。

同样，在构成该右眼用立体显示用图像40R的像素组的排列中，用（R、G、B）=（R3Rk0、R3Gk0、R3Bk0）表示1个像素，此外，与该像素相邻，用（R、G、B）=（R4Rk0、R4Gk0、R4Bk0）表示1个像素。

然后，在这样的级别0的状态下，当检测部31检测到观看者的头部向左旋转了级别1时，选择部32取得图9的（b）所示的相当于级别1的立体显示用图像，进行向显示装置10显示的立体显示用图像的切换。

在图9的（b）所例示的构成级别1的左眼用立体显示用图像40L的像素组的排列中，用（R、G、B）=（L3Rl1、L3Gl1、L3Bl1）表示1个像素，此外，与其相邻，用（R、G、B）=（L4Rl1、L4Gl1、L4Bl1）表示1个像素。

同样，在构成该右眼用立体显示用图像40R的像素组的排列中，用（R、G、B）=（R3Rl1、R3Gl1、R3Bl1）1表示1个像素，此外，与该像素相邻，用（R、G、B）=（R4Rl1、R4Gl1、R4Bl1）表示1个像素。

图10是示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置1中的、显示对象的立体图像数据（3D影像数据）的格式图像的图，表示观看者观看作为立体显示用图像的显示对象物的图像。在该图10中示出了具有显示对象物A、B的多个立体图像数据41a、41b、41c。这些立体图像数据41a、41b、41c可以根据时间经过而变化。

立体图像数据41a表示观看者朝向正面（旋转角度0°）的状态下所显示的图像。此外，立体图像数据41b表示观看者向左旋转了角度a的状态下所显示的图像，立体图像数据41b表示观看者向左旋转了角度b的状态下所显示的图像。其中，设为a<b。

在HDD 138中，作为立体显示用图像，存储有分别针对这些立体图像数据41a、41b、41c的左眼用立体显示用图像40L和右眼用立体显示用图像40R。

然后，例如，在显示立体图像数据41a的观看者正面的影像（左眼用立体显示用图像40L和右眼用立体显示用图像40R）的状态下，当检测部31检测到观看者向左倾斜了级别1时，选择部32选择与级别1相当的立体图像数据41b的左眼用立体显示用图像40L和右眼用立体显示用图像40R，并使显示控制部33对其进行显示。

此外，当检测部31检测到观看者向左倾斜了级别2时，选择部32选择与级别2相当的立体图像数据41c的左眼用立体显示用图像40L和右眼用立体显示用图像40R，并使显示控制部33对其进行显示。

此外，在这些立体图像数据41a、41b、41c中，对象物A虽然具有旋转方向的视差信息，但作为对象物不进行移动，此外，对象物B虽然不具有旋转方向的视差信息，但作为对象物进行移动，因此随着时间的经过，对象物进行移动。

作为立体显示用图像，例如可以同时具有这3个立体图像数据41a、41b、41c作为1个动态图像数据，也可以将这3个立体图像数据41a、41b、41c用作各种格式的数据。

图11是示意地示出并排左右格式的立体图像格式的图。在并排左右格式的立体图像格式中，左眼的成像影像（以下，记述为L侧影像）和右眼的成像影像（以下，记述为R侧影像）在1帧内存在。而且，观看者将这些L侧影像和R侧影像作为彼此不同的影像帧进行观看。

图12是例示出立体显示用图像的数据图像的图，示出立体影像再现显示中的环绕对应的立体显示用图像的数据图像图。在该图12所示的例中，具有视差信息和环绕对象物的追加信息作为立体显示用图像的数据。即，除了具有作为并排左右格式的视差信息的影像数据以外，还具有仅环绕对象物的追加信息作为1帧的差分信息。而且，显示控制部33也可以根据该差分信息来生成环绕影像。

将该图12所示的立体显示用图像的数据追加到图11所示的并排左右格式的立体显示用图像格式中，还输入进行影像同步的环绕影像。虽然根据视差量追加该立体显示用图像格式，但是，如图12所示，不需要在全部1帧中存在环绕数据。即，环绕对象的追加信息是仅具有环绕信息的对象物所需要的信息。

因此，在所追加的数据中，可以是仅发生环绕的对象物的数据，因此，关于所追加的数据的大小，由于成为在图11所示的并排左右格式的立体显示用图像格式中仅追加追加信息的格式，所以数据增量较小即可，其影像处理所涉及的计算较少，能够实现实时的再现。由此，当观看者旋转头部时，关于图12的环绕数据中的对象物，显示不同的数据，因此能够得到图13所示那样的影像效果。该环绕可谓依赖于深度方向，通过显示影像的侧面数据而感受到影像的深度方向。

接着，使用图13所示的图像来说明作为实施方式的一例的立体图像显示装置1中的立体图像的显示图像。

在该图13中示出了具有显示对象物A、B、C的多个立体图像数据41a、41b、41c。

立体图像数据41a示出观看者朝向正面（旋转角度0°）的状态下所显示的图像。此外，立体图像数据41b示出观看者向左旋转了角度a的状态下所显示的图像，立体图像数据41b示出观看者向左旋转了角度b的状态下显示的图像。其中，设为a<b。

另外，在图13所示的例中，设为按照对象物A、对象物B、对象物C的顺序纵深的视差量从大到小。

在通过检测部31判断为观看者的头部没有旋转，即观看者朝向正面的情况下，针对立体图像数据41a，以双眼的视差量显示全部对象物A、对象物B和对象物C。例如，显示为图12所示的并排左右格式的立体图像格式。

此外，在通过检测部31判断为观看者的头部进行旋转，例如观看者将其头部向左旋转了角度a（b）的情况下，例如通过图12所示的立体图像格式来显示立体图像数据41b（41c），以在水平面上环绕而观看到的状态来显示对象物A。

显示控制部33进行使显示装置10显示由选择部32所选择的立体显示用图像的控制。即，使构成立体显示用图像的像素与显示面10a的显示元件对应并进行像素的显示。另外，作为使显示装置10显示图像的方法，可以使用已知的各种方法来实现，省略其详细说明。

接着，对本立体图像显示装置1中的显示装置10的显示面10a的像素排列进行说明。

图14是示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置1的显示面10a的像素排列与透镜片11之间的关系的图。

在该图14所示的例中，示出相对于显示面10a的像素排列的方向倾斜地配置透镜片11的凸透镜111a和透镜槽部111c的例子。在显示装置10的显示面10a上，彩色像素元件（显示元件）排列在相对于显示面10a的水平方向（图15的横向；排列方向）和与水平方向正交的方向（图14的纵向）。在图15的例中，将凸透镜111a和透镜槽部111c配置在相对于显示装置10的图像元件的排列的纵向倾斜的方向（非平行的方向）上。将凸透镜111a的方向配置成相对于透镜槽部111c的方向平行。与之相伴，显示装置10中显示的各像素在倾斜方向上配置彩色像素。另外，在该图14所示的例中，为了便于说明，对形成相同像素的彩色像素赋予相同的字母作为识别标号。

例如，在该图15所示的例中，作为彩色像素的R2_C、G2_C、B2_C形成1个像素（像素C）。此外，其他的彩色像素也相同。各像素的彩色像素的方向和各透镜部的方向平行。在图14的例中，在倾斜方向上配置1个像素。

例如，从像素C发出的光基本上入射到同一凸透镜111a，通过该透镜，在利用者的预先规定的左右任意一只眼睛的位置处成像。其他的像素也相同。此外，交替地配置左眼用图像的像素和右眼用图像的像素。

在图14的例中，横向的像素与二维图像相比减少为4分之3。另一方面，在图15的例中，纵向的像素与二维图像相比减少为3分之1。在横向配置作为1个像素的R、G、B的彩色像素的情况下，横向的像素与二维图像相比减少为4分之1。此时，纵向的像素不减少。如图14那样，将透镜配置在倾斜方向上，将1个像素配置在倾斜方向，由此能够防止仅横向分辨率下降。与仅横向的分辨率下降相比，纵向和横向的分辨率下降时的画质劣化看起来较小。

此外，例如，在将图14所示的像素组设为显示装置10的显示面10a的左上的一部分时，彩色像素R4_A、R3_B、G3_B、R1_J、G4_K成为针对同一像素的R、G、B不齐全的状态。然而，如后所述，例如，显示控制部33通过进行将这些R、G、B的彩色像素不齐全的显示装置10的端部分遮蔽（mask）而使其不显示的控制，能够阻止其影响。

接着，参照图15来说明本立体图像显示装置1中的像素组的排列与透镜片11之间的关系。

如上所述，透镜片11的各平凸透镜111具有相同的结构，具有彼此相同的焦距。然而，通过将构成透镜片11的多个透镜阵列111配置成阶梯状，显示装置10的显示面10a与各平凸透镜111的背面111b之间的距离各不相同，由此，到观看者的焦距不同。

而且，在显示装置10的显示面10a上显示左眼用立体显示用的像素组21和右眼用立体显示用的像素组22。

在图15所示的例中，设为在透镜片11中存在焦距A的透镜阵列111和焦距B的透镜阵列111。另外，设为焦距A大于焦距B。

然后，例如，由左眼用立体显示用的像素组21中的元件L3R、L3G、L3B所表示的像素（L3R、L3G、L3B）通过焦距A的透镜阵列111在观看者的左眼处成像。同样，由右眼用立体显示用的像素组22中的元件R3R、R3G、R3B所表示的像素（R3R、R3G、R3B）通过焦距B的透镜阵列111在观看者的右眼处成像。

图16是示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置1中的显示装置10的显示面10a与再现图像显示区域之间的关系的图。如上所述，假设显示装置10是27英寸以上的液晶显示器。这样的27英寸左右的液晶显示器的分辨率例如是2560×1440。

在此，例如，由于在蓝光（Blu-ray）光盘上录制的影像的分辨率是1920×1080，因此即使通过再现应用程序对蓝光的影像进行再现，也无法在显示装置10整体进行显示。

这样，显示装置10的分辨率大于由再现应用进行再现的内容的分辨率1920×1080，因此，如图16所示，由观看者看来，在显示装置10的显示面10a中存在不显示影像的观看范围外区域10b。

因此，在本立体图像显示装置1中，显示控制部33在将立体显示用图像显示在显示面10a中时，使用该观看范围外区域10b来显示立体显示用图像。

即，根据观看者的头部的旋转角度，使用观看者的眼睛朝向侧的观看范围外区域10b的图像元件，根据显示对象物的侧面部的立体显示用图像的数据（环绕影像）的倾斜方向对该数据进行显示。另外，关于这样的使用观看范围外区域10b的图像元件的扩展显示，在观看者正对显示面10a的状态（旋转角度0°；级别0）中不进行该扩展显示，在由检测部31检测到观看者的头部的转动的情况进行该扩展显示。

首先，根据图17所示的流程图（步骤S10～S120），对如上所述构成的作为实施方式的一例的立体图像显示装置1的立体显示用图像的显示方法进行说明。此外，图18是示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置1的对话框的例子的图。

在本立体图像显示装置1中，在起动图像再现应用程序后（步骤S10），首先，图像再现应用程序确认是否在显示装置10上安装有透镜片11（3D片）（步骤S20）。例如，图像再现应用程序根据对显示装置10的透镜片11的安装进行检测的传感器的检测结果，来进行是否安装有透镜片11的判断（步骤S30）。

在该判断结果为透镜片11未安装在显示装置10上的情况下（参照步骤S30的“否”路径），在显示装置10上显示图18所示那样的示出无法进行立体图像显示的情况的对话框（步骤S120），并结束处理。另外，也可以取代在该步骤S120后结束处理，而是返回步骤S20，能够适当变形并进行实施。

此外，在透镜片11安装在显示装置10上的情况下（参照步骤S30的“是”路径），确认该所安装的透镜片11的3D面板ID，确认透镜片11的种类（步骤S40）。

检测部31根据由摄像机12拍摄到的观看者的脸图像300，取得两瞳孔的位置和间隔的数据（步骤S50）。

在此，确认所取得的双眼的间隔是否进入了图像再现应用程序中预先作为基准数据而具有的间隔范围内（步骤S60），在所取得的双眼的间隔不包含在基准数据中的情况下（参照步骤S60的“否”路径），关闭环绕3D显示功能（步骤S70），结束处理。

此外，在所取得的双眼的间隔进入了图像再现应用程序中预先作为基准数据而具有的间隔范围内的情况下（参照步骤S60的“是”路径），检测部31确认观看者的头部的朝向是正面、向右、向左中的哪种情况（步骤S80），此外，在头部进行了转动的情况下，求出转动的级别。

选择部32根据由检测部31求出的级别值，从HDD138中选择与透镜片11的3D面板ID对应、并与该级别对应的立体显示用图像（步骤S90）。选择部32从HDD138中读出所选择的立体显示用图像，并交给显示控制装置13，由此，将该立体显示用图像显示在显示装置10中，对3D影像内容进行显示（步骤S100）。

然后，检测部31确认是否变更了传感器信息（步骤S110），在未变更传感器信息的情况下（参照步骤S110的“否”路径），重复进行步骤S110。此外，在变更了传感器信息的情况下（参照步骤S110的“是”路径），返回步骤S80。另外，在每个规定期间重复该步骤S110中的传感器信息的确认并进行监视。

图19的（a）、（b）是示出针对作为实施方式的一例的立体图像显示装置1的显示装置10，对假定观看者的头部位置在不同的2个位置的立体显示用图像进行显示的例子的图。图19的（a）是示出从2个位置的假定头部位置中一个假定头部位置观察显示装置10的状态的图，图19的（b）是示出从与2个位置的假定头部位置均不相同的位置观察显示装置10的状态的图。

在图19的（b）中，示出用于在观看者的第1假定头部位置成像的右眼用立体显示用图像41R′和左眼用立体显示用图像41L′、以及用于在观看者的第2假定头部位置成像的右眼用立体显示用图像41R″和左眼用立体显示用图像41L″。

而且，当从作为正常观看位置的、第1假定头部位置或第2假定头部位置观看显示装置10时，如图19的（a）所示，在观看者的眼睛上，与该视点位置对应的任意一个立体显示用图像正确地成像。

此外，当从正常观看位置以外的位置、即第1假定头部位置和第2假定头部位置以外的位置观看显示装置10时，如图19的（b）所示，左眼用立体显示用图像41L′、41L″和右眼用立体显示用图像41R′、41R″均无法成像，成为4重的显示。另外，如图19的（b）所示，对于不是立体显示用图像的对象物不会成为4重。

接下来，参照图20所示的流程图（步骤B10～B50），对用于使该图19的（b）所示那样的4重地显示立体显示用图像的显示装置10成像为正常的立体显示用图像的校正方法进行说明。

首先，观看者位于显示装置10的前方，将脸朝向任意的方向。于是，显示装置10和透镜片11到观看者的各眼的距离也变化。于是，如图19的（b）所示，作为具有旋转方向的视差信息的立体影像的对象物，其焦距不是规定值，看起来成为4重。

在此，通过摄像机12拍摄观看者的双眼的位置信息，并通过检测部31来判别该位置信息。

即，确认传感器信息的变更（步骤B10），检测部31确认观看者的双眼的移动方向（步骤B20），此外，测定双眼的间隔距离（步骤B30）。

检测部31根据测定出的双眼的间隔距离，用级别值表示观看者的头部的旋转量，选择部32选择与该级别值对应的立体显示用图像（左眼用立体显示用图像和右眼用立体显示用图像）（步骤B40）。

然后，显示控制部33将由该选择部32选择的立体显示用图像显示在显示装置10中（步骤B50）。

由此，在显示装置10中显示装置10与观看者的新的位置对应的立体显示用图像，使用与该观看者的新的位置对应的平凸透镜111进行成像，观看者能够观看到图19的（a）所示那样的立体显示用图像。

图21和图22是分别示意地示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置1中的显示装置10、透镜片11和观看者之间的关系的图。使用这些图21和图22来说明在本立体图像显示装置1中切换在观看者中成像的透镜阵列的处理。

另外，在这些图21、图22中，简略地示出显示装置10和透镜片11。

如图21所示，观看者位于与在显示面10a上安装有透镜片11的显示装置10相对的位置，显示装置10中所显示的立体显示用图像在观看者的双眼处成像，能够看到立体图像。

透镜片11将多个平凸透镜111彼此平行地排列配置成圆弧状，由此具有使相对于显示装置10的显示面10a的距离阶梯状地变化的弯曲结构。

该观看者的位置例如是能够操作键盘144和鼠标145的就座位置，是被设定为使得观看者的双眼与显示面10a之间的距离成为预先设定的推荐观看距离的推荐位置。

图21、图22中的H是显示面10a上的像素组到对该像素组进行成像的透镜片11的平凸透镜111的背面111b的距离。此外，A是从显示装置10的正面到观看者的距离，设该距离A不变。

在图21所示的状态下，观看者通过（1a、3a）的平凸透镜111的组合而对3D图像进行成像／观看。即，由标号1a所示的平凸透镜111的右眼立体显示用图像的像素在观看者的右眼处成像，由标号3a所示的平凸透镜111的左眼立体显示用图像的像素在观看者的左眼处成像，观看者对立体显示用图像进行识别。

接着，如图22所示，观看者使其头部以脖子为轴向左方向进行旋转。在该图22所示的状态下，首先，观看者通过（1b、3b）的平凸透镜111的组合而对3D图像进行成像／观看，进而，观看者使头部向左方向进行旋转，由此，观看者通过（2b、4b）的平凸透镜111的组合而对3D图像进行成像／观看。

在此，由标号2b所示的平凸透镜111与观看者的右眼之间的距离、和由标号4b所示的平凸透镜111与观看者的左眼之间的距离不同。

然而，在透镜片11中，设为每个平凸透镜111与显示装置10之间的距离H不同的弯曲结构，因此，能够使分别与观看者的左右眼睛对焦。

而且，在本立体图像显示装置1中，通过摄像机12和检测部31判断变更了观看者的眼睛的成像距离。选择部32从HDD 138中取得与该观看者的头部的角度对应的立体显示用图像，并将该图像显示在显示面10a上，由此，新显示的立体显示用图像在移动后的观看者的眼睛上成像。

即，由标号2b所示的平凸透镜111的右眼立体显示用图像的像素在观看者的右眼处成像，由标号4b所示的平凸透镜111的左眼立体显示用图像的像素在观看者的左眼处成像，观看者在使其头部进行了转动的状态下也能够识别立体显示用图像。

而且，伴随这样的观看者的头部的旋转动作，在观看者成像的图像例如图13所示，从立体图像数据41a切换为立体图像数据41b，进而切换成立体图像数据41c，从而实现环绕3D显示功能。

这样，通过配合观看者的头部的姿势、即双眼的位置，并将与其对应的像素排列的像素组显示在显示面10a上，由此，能够使具有纵深感或飞出感的立体图像在观看者的眼睛处成像。

另外，在图22所示的例中，在图21所示的状态中成为观看范围外区域10b的左侧的部分也显示立体显示用图像的像素组，由此，对朝向左侧转动了头部的观看者也能够提供立体显示用图像。

此外，例如在图22中，在观看者通过（2b、4b）的平凸透镜111的组合对3D图像进行成像／观看的状态下，即使在（2b、4b）以外的平凸透镜111上显示像素组，观看者也无法进行成像。但是，如果平凸透镜111与观看者的双眼的距离合适则能够进行成像。

因此，也可以是，在图22所示的状态下，进一步预先预测观看者的头部的位置的下一状态（级别），并且，取得与该予测的级别对应的、关于显示对象物的立体显示用图像，针对所予测出的平凸透镜111显示所取得的立体显示用图像。

接着，对透镜片11的形状与观看者的头的位置之间的关系进行说明。另外，以下示出观看者向左侧转动头的例子。

图23的（a）、（b）是分别示出观看者的姿势与眼镜和显示装置10之间的位置关系的图。图23的（a）是示出观看者与显示装置10正对的状态的俯视图，图23的（b）是示出从图23的（a）所示的状态向左侧转动了头的状态的俯视图。

图24的（a）、（b）、（c）是示出伴随观看者的头的移动而变化的双眼的位置和成像距离的图。图24的（a）是示出与显示装置10正对的状态的图，图24的（b）是示出以第1角度向左侧转动了头的状态的图，图24的（c）是示出以第2角度向左侧转动了头的状态的图。另外，在这些图24的（a）、（b）、（c）中省略了透镜片11的图示。

例如，将人的双眼的间隔C设为70mm（C=70mm），此外，假设在观看者进行头的转动时，例如将其椎骨附近作为中心轴，水平地转动两个肩。这是因为，当人朝向左右任意一侧（例如左侧）转动头时，不改变该转动方向侧的眼（例如左眼）到显示装置10的距离从人体工程学上讲是不可能的。因此，下面如图23的（a）、（b）所示，设为将连结两肩的线的中心（假定为椎骨）作为中心轴O进行旋转。

在此，如图23的（a）、（b）所示，设从双眼的中间位置到中心轴的距离B为150mm（B=150mm），此外，相对于与显示装置10的显示面10a并行的平行，用θ表示使头（身体）倾斜的旋转角度（以下，有时称作转头角度或简称为角度）。

例如，示出角度θ为0°、20°、40°的各情况。

在θ=0°的情况下，如图23的（a）所示，是与显示装置10正对的状态，因此，左右的眼睛相对于显示装置10是相同的距离。

在θ=20°的情况下，如图23的（b）所示，是相对于显示装置10向左侧倾斜了20°的状态，因此，左眼的位置相对于右眼的位置成为从显示装置10离开C×tan20的状态。

C×tan20=70mm×tan20≒25

即，相对于右眼，左眼从显示装置10多离开25mm。

此外，由于是以中心轴O为中心的旋转，因此双眼的位置成为从显示装置10离开B-B×cos20的状态，

即，加上B-B×cos20=150-150cos20≒10mm。

因此，如图24的（b）所示，在使观看者的头向左侧转动了20°的情况下（XX=20），显示面10a与右眼之间的距离J3=1000＋10=1010，并且，显示面10a与左眼之间的距离J3=1000＋10＋25=1035。

在θ=40°的情况下也同样，左眼的位置相对于右眼的位置成为从显示装置10离开C×tan40的状态。

C×tan40=70mm×tan40≒35

即，相对于右眼，左眼从显示装置10多离开35mm。

此外，由于是以中心轴O为中心的旋转，因此双眼的位置成为从显示装置10离开B-B×cos40的状态，

即，加上B-B×cos40=150-150cos40≒35mm。

基于以上内容，根据上述的变量（θ、B、C）和观看者正面的成像距离J，能够用以下的式（2）来表示左眼（右眼）与显示装置10的显示面10a之间的距离XY。

XY=J＋E（C×tanθ）＋（J-C×cosθ）···（2）

其中，E：∈｛0、1｝，例如，设0为右、1为左。

此外，设θ≠0。

根据该式（2），能够通过观看者的头部的旋转角度θ来表示显示装置10到各眼的距离。

此外，当将从透镜片11到观看者的双眼的距离设为D、显示装置10的显示面10a的像素与透镜片11之间的距离设为G、平凸透镜111的透镜的厚度设为h时，以下的式（3）成立。

1／R1=1／D＋1／（G＋h）···（3）

另外，后面对该式（3）进行详细说明。

通过上述式（3）得到以下的式（4）。

1／R1=1／XY＋1／（G＋h）···（4）

另外，R1是平凸透镜111的曲率半径，是固定值。此外，h是平凸透镜111的透镜的厚度，是固定值。

根据上述的2个式（2）、（4），能够用观看者的头部的旋转角度θ来表示像素-透镜距离G。因此，设定与该旋转角度对应的G，就是通过该G定义使透镜片阶梯地远离的弯曲结构，因此，其相当于能够用旋转角度进行定义的算法。

例如，假定显示装置10是具有1920×1020（Pixel、像素）的分辨率的液晶显示器。在显示装置10的显示面10a的中心，像素和透镜阵列111被载置成彼此离开4.025mm。

在这样的结构中，例示了观看者的头部向左倾斜20°的状态。

在图23的（b）所示的例中，设为θ1=θ2。关于由点O、点X、点Y构成的三角形，由于α＋θ3=90°，因此θ1=θ3。

然后，在观看者将头向左侧转动θ2的情况下，观看者的右眼看到显示面10a的S=1000mm×tanθ2左侧的位置。例如，在观看者将头向左侧转动20°的情况下，观看者的右眼看到显示面10a的S=1000mm×tan（20°）=364mm左侧的位置。

在此，设为在1920×1020的液晶显示器中，1个像素的水平方向大小是0.412mm，并且具有R、G、B这3种彩色像素。

考虑显示装置10的左侧半面，在其水平方向上具有（1920／2）×3=2880个像素。因此，其水平方向的尺寸为2880×0.412=1192mm。

1192／364≒3.3，观看者向左侧转动40°时的右眼针对显示装置10的显示面10a的左半面，看到分割为3份的（40°、60°、80°）画面的中心。

然后，当观看者的头部进一步旋转时，右眼到显示装置10的焦距也变远，因此，当θ=20°时在左眼对焦的透镜阵列的范围内，接下来在右眼对焦。

例如，考虑在每将头转动20°时看到不同的影像的立体图像显示装置1。与显示装置10正对（角度=0°）的观看者将头向左侧转动20°、40°、60°、80°。此时，设左眼的成像距离在转头角度0°时为1m，在转头角度20°时为Bm，在转头角度40°时为Cm，在转头角度60°时为Dm，在转头角度80°时为Em。该情况下，右眼的成像距离在转头角度0°时为1m，在转头角度20°时为Am，在转头角度40°时为Bm，在转头角度60°时为Cm，在转头角度80°时为Dm。

以下，伴随头部的转动，重复对焦的眼睛的切换。由此，能够提供左右眼依次与对焦的透镜片结构。

此外，在图24的（a）所示的状态下，左右眼相对于显示装置10均是相同的距离（成像距离）J1。

然后，在观看者向左侧转动头部，成为第1角度（θ=XX°）的情况下，如图24的（b）所示，在左右眼成为不同的成像距离（右眼：J2、左眼：J3）。另外，由于头部的转动，右眼也远离显示装置10，因此这些成像距离均与图24的（a）所示的状态的焦距J1不同。

在进一步向左侧转动头部，成为第2角度（θ=YY°）的情况下，如图24的（c）所示，左眼的成像距离为J4，此外，该右眼的成像距离成为与图24的（b）的状态下的左眼的成像距离J3一致的状态。通过摄像机12检测头部的旋转，因此在环绕时再现应用进行与其对应的像素组排列。即，进行与观看者的头部的旋转量对应的立体显示用图像的显示。

图25是示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置1中的左右各眼的角度与用于各眼处成像的透镜片11的位置之间的关系图的图。

另外，在该图25所示的例中，为了便于说明，示出显示装置10的左半部分，并示出观看者的头部向左侧转动的例子。在本立体图像显示装置1中，如上所述，根据观看者的头部的旋转，透镜阵列111的成像距离变化，此外，根据该头部的旋转，左眼用、右眼用的各影像数据的像素组排列也变化。因此，观看者能够观看旋转影像而不会有违和感。

例如，在与显示装置10正对（角度0°）的状态下在向左眼处成像时使用的透镜片11的区域α1，还用于在使头部转动而成为角度XX°的状态的向右眼的成像。

此外，在该角度XX°的状态下在向左眼处成像时使用的透镜片11的区域α2，还用于在使头部转动而成为角度XXX°的状态的向右眼的成像。

图26是对作为实施方式的一例的立体图像显示装置1中的透镜片11进行说明的俯视图。如上所述，透镜片11具有如下的弯曲结构：与靠近透镜片11左右的两各端部，多个透镜阵列111到显示装置10的显示面10a的距离越远。

而且，如图26所示，在从上方观察该透镜片11时，其表面的曲面的形状S1具有与观看者在本立体图像显示装置1中转动脖子时双眼通过的轨迹Y1相同或基本相同的形状。

由此，例如，在图26所示的例中，观看者与显示装置10正对（旋转角度0；级别0）的状态（参照位置P0）下的其右眼和透镜片11之间的距离D_L0、与观看者将头向右侧倾斜了规定角度的状态（参照位置P1）下的其右眼和透镜片11之间的距离D_L1相等。

因此，根据上述式（2）、（4），将显示装置10与透镜片11之间的距离G、即显示面10a与平凸透镜111之间的距离调整为使得在轨道Y1上的各点对焦，由此能够实现本立体图像显示装置1的透镜片11。

接着，对以下情况进行说明以供参考：在不使平凸透镜111弯曲而构成为平的透镜片，并沿着显示装置10的显示面10a配置的情况下，与图19的（b）同样，对假定观看者的头部位置在不同的2个位置的立体显示用图像进行显示。

图27是示出在具有平的透镜片的显示装置上，对假定观看者的头部位置在不同的2个位置的立体显示用图像进行显示的例子的图。

在观看者朝向正面（旋转角度0°）的状态下，显示立体图像数据42a。在该状态下，例如当观看者的头部向左侧转动时，由于透镜片未弯曲，因此，首先观看者的左眼与液晶显示器的距离变远，结果如立体图像数据42b那样，无法进行左眼的成像，影像看起来成为二重。

在该状态下，进一步转动观看者的头部，由于头部的旋转，右眼也远离液晶显示器，其结果是，如立体图像数据42c那样，在右眼也看起来成为二重，因此显示图像中看起来成为4重。

这样，根据作为实施方式的一例的立体图像显示装置1，当观看者显示装置10前面以脖子为轴使其头部旋转时，检测部31根据由摄像机12拍摄到的观看者的脸图像300识别双眼的位置，并检测观看者的头部的旋转量。

然后，选择部32从HDD 138中选择与该头部的旋转量对应的立体显示用图像，并将该图像显示在显示画面上，由此能够使立体显示用图像在观看者的眼睛处成像。

即，在观看者在显示装置10前方转动其头部而使显示装置10与观看者的眼睛之间的距离发生了变化的情况下，也能够使立体显示用图像在观看者的眼睛处成像，能够实行环绕3D显示功能，得到圆形立体观看图像效果。

能够实现以下结构：不变更观看者的位置，在该位置上转动头而能够识别环绕影像的结构。

此外，在实现环绕3D显示功能时，能够通过利用摄像机12来拍摄观看者的脸图像300而实现，不需要具备具有昂贵的光线控制部的光学单元／系统结构，能够降低制造成本。

即，能够实时且低成本地根据观看者的观看位置的不同而以正确的焦距实现不同的影像，从而实现3D影像。

图28是示出显示装置和透镜片、与观看者的左右眼的位置之间的关系的图，为了便于说明，示出具有平的透镜片的例子。

那么，根据一般的透镜法则，如图28所示，将观看者的左右眼之间的距离设为E、显示装置10的像素间的距离设为P、从透镜片11到观看者的双眼的距离为D、从显示面10a到透镜片11的距离（像素-透镜距离）为G。此外，将透镜片11中相邻的平凸透镜111的顶点间的距离设为Q。该情况下，下式成立。

E：P=D：G

2PD=Q（D＋G）

1／D＋1／G=1／f

由此，关于透镜片11对3D影像进行成像的焦距f，即使变更现有的2D显示的计算机中使用的液晶显示器的P值和f值，也是基于使用现有的显示装置10的低成本的结构，因此，Q值也与P值同样是固定值。

图28中例示出变更了此时的G时的焦距的不同。另外，在本例中，将从显示面10a到透镜片11的距离G的值与平凸透镜111的厚度h相加。即，G=G＋h。

而且，

1／f=（n-1）／R1

也成立，同样，当假定n=2时，所述式（3）成立。即，

1／R1=1／D＋1／（G＋h）···（3）

在此，平凸透镜111的厚度h是固定值，当假设为1mm时，同样地假设第一焦距A在相同的0.418mm内的宽度内为（A＋0.05m）的焦距和（A＋2（0.05m））的焦距这样的多个焦距在假设透镜的曲率半径R1不改变的情况下，其关系为，将到观看者的成像距离设为D时，能够通过G来求出。

例如，当设为h=1mm、R1约为5mm时，通过G=3.016mm，能够将焦距（成像距离）D设为1000mm。同样，图29中例示了将G设为变量而得到的成像距离。

如该图29所示，通过使像素（显示面10a）与透镜片11之间的距离G的小数点以下第3位的值变化，能够使成像距离（焦距）D的值变化。

例如，在画面大小为23英寸、分辨率（Pixel、像素）为1920×1080的显示装置10中，将像素间距设计为0.418mm。因此可知，该图29中例示的像素-透镜距离G的精度是能够接受的精度，通过像素-透镜距离G来控制成像距离的本申请方法是能够实行的手段。

即，通过将具有弯曲结构的透镜片11安装在显示装置10的显示面10a上，能够容易地实现根据显示面10a的位置而使不同的焦距混合存在的方法，例如，能够容易地在现有的计算机的显示器装置中应用。

接着，对本立体图像显示装置1的透镜片11的形成方法进行说明。如上所述，透镜片11是通过在横向排列多个平凸透镜111而构成的（参照图3）。

另外，假设在各平凸透镜111中，由n个平凸透镜111构成透镜片11。而且，假定在显示装置10的正面，观看者例如在从显示面10a离开1.00m的位置观看本立体图像显示装置1。

首先，在位于透镜片11的横向的中心的第n／2个平凸透镜111中，形成为平面的显示面10a上的像素与平凸透镜111之间的距离是4.025mm。因此，如图4所示，在将透镜片11安装到显示装置10的情况下，将从端到第n／2个平凸透镜111定位成，配置在从显示装置10的显示面10a离开4.025mm的位置。

在透镜片11中，构成该透镜片11的各平凸透镜111与显示装置10的距离是根据上述的式（2）、（4）而决定的。而且，在透镜片11中，构成该透镜片11的平凸透镜111配置成，随着从显示面10a的中心位置朝向其两侧端部，像素-透镜距离从显示面10a逐渐变远。

例如，考虑在每次将头部向一个侧方向（左侧）转动20°时看到不同的影像的情况。即，考虑以20°、40°、60°和80°以上这5个阶段进行转动的情况。

图30是例示出作为实施方式的一例的立体图像显示装置1的转头角度、像素范围、像素-透镜间距离之间的关系的图。在该图30所示的例中，为了便于说明，例如示出1920×1080的分辨率（Pixel、像素）的显示装置10的显示面10a的左右方向的一半的区域（像素000-960）。在此，将显示面10a的左右方向的中心的像素设为“000”，另一方面，将其端部的像素表示为“960”。即，该像素的值越大，位于越靠近显示面10a的左右方向的端部的位置，像素的值越小，位于越靠近显示面10a的中心部的位置。

此外，在该图30所示的例中，在显示面10a的水平方向上，根据转头角度的阶段数（5阶段）分割为5个区域，在各区域设定彼此不同的像素-透镜距离。

该图30示出转头角度、像素范围和像素-透镜距离。这里，转头角度是观看者的头部的转动角度，像素范围表示在该转头角度中，主要（中心地）进入观看者的视场的显示面10a的像素的范围（水平方向、左右方向）。此外，像素-透镜距离表示这些像素与和该像素相对的透镜片11的平凸透镜111之间的距离。

此外，该图30示出在显示面10a的左右方向的中心位置处像素-透镜距离是4.025、在显示面10a的端部位置处像素-透镜距离为4.026的透镜片11的结构。

在该图30所示的例中，示出例如在与显示面10a正对的状态下（转头角度=0°），观看者主要看到显示面10a的中心附近的像素000-191。同样，例如在观看者使头部转动且转头角度为40°的状态下，观看者主要看到显示面10a的像素384-566。而且，示出与这些像素384-566相对的透镜片11的平凸透镜111从显示面10a离开4.02550。

另外，在该图30所示的例中，也可以构成为使各像素范围内的像素-透镜距离固定，此外，也可以使像素-透镜距离在像素范围之间连续地变化，能够适当变更并实施。

此外，在上述的例中，示出将像素与透镜片11之间的距离设为1.00m的情况，但是，例如在使用大型的显示监视器作为显示装置10的情况下，观看者正面的观看位置从显示面10a远离。该情况下，透镜片11的边缘部的弯曲程度增大，相应地，显示装置10的分辨率/旋转方向的视差信息增加，与此相伴，像素-透镜距离也变得详细。

而且，本发明不限于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形并实施。

例如，在上述的实施方式中，说明了显示装置10是27英寸以上的液晶显示器的例子，但是不限于此，也可以使用更小的显示器作为显示装置10。

图31是示意地示出作为实施方式的变形例的立体图像显示装置1的结构的图。

以下，对立体图像显示装置1是具有11.6英寸左右的液晶显示器的笔记本式个人计算机、且显示装置10是11.6英寸左右的比较小型的液晶显示器的情况进行说明。

这样的液晶显示器是以1人使用作为前提而设计的个人设备，因此，液晶显示器的尺寸包含在人的一般的视场范围内。

因此，如上述的实施方式所述，当进行以脖子为轴转动观看者（操作者）的头部的动作时，视线从液晶面板脱离。

因此，在本变形例中，检测部31并非根据观看者的双眼的间隔距离来检测头部的旋转量，而是检测瞳孔的移动量。即，检测部31检测瞳孔的移动量作为人体的视觉器官的姿势变更的检测。

这样的瞳孔的移动量的检测部也能够通过由摄像机12拍摄观看者的脸图像300而实现。

检测部31将从观看者正对显示面10a且直视显示面10a的中央部附近的状态（旋转角度0°；级别0）起到观看显示面10a的端部附近状态为止分割为规定数量n（例如n=10）的级别（例如，0～9），判断所测定出的瞳孔的移动量是哪个级别。

然后，转移到该检测部31进行的级别判断，进行与前述的实施方式相同的处理，由此，能够实现基于立体显示用图像的环绕3D显示功能。

但是，在本变形例的立体图像显示装置1中，由于显示装置10的显示面10a的尺寸较小，因此不存在图16所示的观看范围外区域10b。

因此，在本变形例中，显示控制部33使用显示面10a的整体来显示立体显示用图像。

在本变形例中，检测部31检测瞳孔的移动量。因此，与上述的实施方式1不同，从显示面10a到右眼的焦距A和从显示面10a到左眼的焦距B的数值变化不大，但是随着靠近显示面10a的周边，它们的差变大。因此，通过具有弯曲结构的透镜片11能够变更左右眼的焦距，观看者能够准确地识别3D影像。像素排列与实施方式1相等，因此省略说明。

另外，不限于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形并实施。

例如，在上述的实施方式中，通过使用摄像机12拍摄观看者的脸图像来生成脸图像300，并根据该脸图像300进行观看者的双眼的位置等的确认，但不限于此，也可以通过摄像机12以外的传感器模块来进行观看者的双眼的位置等的确认。

另外，如果公开了本发明的各实施方式，则本领域技术人员能够实施、制造本发明的立体图像显示装置。

标号说明

1：立体图像显示装置

10：显示装置

10a：显示面

11：透镜片

12：摄像机

13：显示控制装置

31：检测部

32：选择部

33：显示控制部

40L：左眼用立体显示用图像

40R：右眼用立体显示用图像

41a、41b、41c：立体图像数据

111：平凸透镜

111a：凸透镜

111b：背面

132：LAN

133：调谐器

134：图形加速器

135：芯片组

136：存储器

137：音频控制器

138：HDD（存储部）

139：蓝光光盘驱动器

140：键盘控制器

141：互联网

142：外部天线

143：扬声器

144：键盘

145：鼠标

300、300a、300b、300c：脸图像

Claims (4)

1.一种立体图像显示装置，其特征在于，该立体图像显示装置具有：

透镜片，其是与显示装置的显示面相邻地、沿着重复且连续地配置多个种类的显示元件的配设方向，以使到所述显示面的距离变化的方式连续地排列配置多个平凸透镜而成的，其中，该显示装置的显示面是重复且连续地配置所述显示元件而得到的，该多个平凸透镜分别被构成为，在一个面上具有突出的凸部且另一个面为平面；

存储部，其按照多个视点中的每个视点来存储关于显示对象的每个视差点的立体显示用图像；

检测部，其检测人体的视觉器官的姿势变更量；

选择部，其根据由所述检测部检测出的所述姿势变更量，按照每个视点从所述存储部选择出所述立体显示用图像；以及

显示控制部，其将由所述选择部选择出的所述立体显示用图像显示在所述显示装置中。

2.根据权利要求1所述的立体图像显示装置，其特征在于，

所述显示装置的显示面具有平面形状，

所述透镜片具有沿着所述排列方向弯曲的形状，在所述排列方向的中央部附近，所述透镜片与所述显示面最近，并且，随着从所述中央部附近趋近所述显示面的端部，所述透镜片远离所述显示面。

3.根据权利要求1或2所述的立体图像显示装置，其特征在于，

所述存储部按照所述显示对象的外周的多个视点中的每个视点，分别与作为视差点的左眼和右眼对应地存储彼此具有视差而生成的左眼用立体显示用图像和右眼用立体显示用图像。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的立体图像显示装置，其特征在于，

所述立体图像显示装置具有摄像部，

所述检测部根据由所述摄像部拍摄到的所述观看者的脸部的图像来识别所述双眼的位置和间隔，由此检测所述姿势变更量。

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