JP2005102198A - 三次元映像表示装置及び三次元映像表示方法並びに三次元表示用映像データ生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 水平及び垂直面内に視差があり、且つ、高精細表示が可能な三次元映像表示装置を提供する。
【解決手段】 視差バリアの水平方向ピッチが前記画素の水平方向ピッチの整数倍であり、垂直方向はある一定視距離で集光するようにバリアの垂直方向ピッチが画素の垂直ピッチより小さく、水平方向は平行投影である画像を、前記画素列ごとに分割配置し、垂直方向は透視投影画像をインターリーブした画像を配置する。これにより、水平・垂直方向の観察者の動きに対応して自然でかつ高精細な立体像が観察される。
【選択図】 図１

Description

この発明は、画像を立体的に表示する三次元映像表示装置及び三次元映像を表示させる方法並びに三次元表示用映像データを生成する方法に係り、特に、水平及び垂直方向に対しても立体視差を与えることができる三次元映像表示装置及び三次元映像を表示させる方法並びに三次元表示用映像データを生成する方法に関する。

動画を立体的に表示することが可能な立体視画像表示装置、所謂、３次元ディスプレイは、種々の方式が知られている。近年、この立体視画像表示装置においては、特にフラットパネルタイプで、且つ、専用の眼鏡等を必要としない方式の要望が高くなっている。このようなタイプの立体動画表示装置には、ホログラフィの原理を利用しているものもあるが、実用化が難しいとされている。これに対して、直視型或いは投影型の液晶表示装置、又は、プラズマ表示装置などのような画素位置が固定されている表示パネル（表示装置）の前に光線制御素子を設置する方式が比較的容易に立体的な動画の表示を実現できる方式として知られている。

光線制御素子は、一般的にはパララクスバリア、或いは、視差バリアとも称せられ、同じ位置でも角度により異なる画像が見える構造となっている。具体的には、左右視差（水平視差）のみを与える構造にあっては、スリット或いはレンチキュラーレンズが用いられ、左右視差（水平視差）に加えて上下視差（垂直視差）をも与える構造にあっては、ピンホール或いはレンズアレイが用いられる。パララクスバリアを用いる方式は、２眼式、多眼式、超多眼式、インテグラルフォトグラフィーに分類される。インテグラルフォトグラフィーは最近ではインテグラルイメージングと呼ばれることが多い（以下ＩＩと略記することがある）。これらの基本的な原理は、１００年程前に発明され立体写真に用いられてきたものと実質的に同じである。

最も単純な２眼式は、ある視点を定め、その位置で右眼と左眼に異なる画像が見えるように、表示パネルと視差バリアとを配置している。表示パネルは、視点から表示パネルまでの距離に投影面を有し、右眼と左眼位置にそれぞれ透視中心を有する２枚の透視投影画像が表示パネルの画素１列ごとに縦に分割して交互に配置される。この２眼式の実現は、比較的容易であるが、定められた位置以外では、画像が立体的に見えず、また、視域が非常に狭い問題がある。また、この２眼式は、左右に両眼距離分だけ移動した位置から見ると逆立体視、即ち、飛び出しと奥行きが逆に見えるような異常画像になるという大きな欠点もある。２眼式は、２次元表示と３次元表示との切替も比較的簡単にできるという利点もあるが、２眼式は、小型ディスプレイなどの手軽な用途に留まっている。

多眼式では、視差数を４から８程度に増やして正常に見える位置を増やしている。運動視差、即ち、観察者が横方向に移動して、見る角度を変えた場合には、運動視差に応じて立体表示も異なる角度からの画像が見えるが、連続的ではなく、フリッピングと呼ばれるように、暗転した後に急に角度が変わる画像が現れる問題もある。また、多眼式では、視差数を増やしても逆立体視が生じる問題も依然としてある。

超多眼式では、視差画像を両眼距離毎でなく、非常に細かくして、瞳孔に複数の視差画像による光線が入るようにしている。複数の視差画像を目に入射させることによりフリッピングがなくなり、より自然な画像が表示される。しかしながら、超多眼式は、多眼に比べ画像情報処理量が飛躍的に増加するため、実現が困難となる問題がある。多眼式或いは超多眼式では、水平視差だけでなく垂直視差も入れる場合があるが、やはり画像情報処理量が飛躍的に増加するため、実現が困難となっている。

インテグラルイメージング方式（ＩＩ方式）は、インテグラルビデオグラフィー方式（ＩＶ方式）、或いは、インテグラルフォトグラフィー方式（ＩＰ方式）とも呼ばれ、視差バリアとして昆虫の複眼に似たレンズ（ハエの目レンズ）を利用し、夫々のレンズに対応した要素画素、即ち、エレメントイメージをレンズの背後に並べて表示する方式である。このインテグラルイメージング方式（ＩＩ方式）は、フリッピングがなく完全に連続的な運動視差となり、水平方向・垂直方向・斜め方向とも実物に近い光線が再現でき、顔を横にしても斜めにしても正常に立体視できる理想的な方式である。エレメントイメージを液晶表示素子のような離散的な画素の集合によって形成する場合には、画素ピッチの精細度が高いものを使用する必要があり、実際には１００×１００程度の画素数となってしまう。

これに対し、垂直視差をなくしたＩＩ方式である１次元ＩＩ方式は、水平方向は連続的な運動視差が得られるため、２眼や多眼に比較して表示品位の高い立体視が可能であり、且つ、超多眼方式よりも画像情報処理量を少なく済ますことができる。しかしながら、垂直方向には、視差がないために上下から立体像を覗き込むことはできない。

尚、多眼で視差数が多く１６眼程度の場合は、多眼で視域外とされている前後方向の領域は、画像が歪むとはいえ１次元ＩＩと実質的に同一な立体視が可能である。即ち、１次元ＩＩの特別な場合が多眼ということもできる。２次元ＩＩでは、縦方向も横方向も視距離に応じて正しい透視投影の３次元画像が見えるので歪は、発生せず、１次元ＩＩ或いは多眼に比べ前後方向の視域は広いといえる。離散画素によってエレメントイメージが構成されている１次元ＩＩは、定義の上では多眼を含んでいる。即ち、１次元ＩＩのうち、エレメントイメージが比較的少数の整数列の画素からなり、レンズ精度が高く、どのアパーチャからもｎ視差のうち特定のｍ番目の画素がきちんと見え、画素列とアパーチャを結ぶ面と視距離面との交線の収束間隔が眼間距離（６２〜６５ｍｍ）に等しいという特別な場合が、多眼に相当している。ここで、視点（片眼）の位置を標準位置に固定し、真正面の１つのアパーチャとその隣のアパーチャから見える画素の間の列数差をエレメントイメージあたりの画素列数（整数でなく端数でもよい）と定義している。このことは、例えば、非特許文献１に記述されている。エレメントイメージのピッチは、視点からスリット中心を表示素子上に投影した間隔で決まり、表示素子の画素ピッチから決まるわけではない。多眼では、両眼と全アパーチャ（例えば、スリット）の延長上にそれぞれ表示素子の画素中心がなくてはならず、高い設計精度が要求される。眼の位置を左右にずらすと、各画素間の遮光部（ブラックマトリクス）が見える位置になり、更に、ずらすと隣の画素が見える（フリッピング）。

これに対し、１次元ＩＩでは、両目と各アパーチャの延長上には、表示素子の画素が見えていたりブラックマトリクスが見えていたり、各画素の異なる位置が見えている。アパーチャピッチと画素幅とは、無関係で、要求設計精度はさほど高くなくてすむ。ここで、アパーチャピッチと画素幅とが無関係とは、理想的には写真のような画素なしベタ表示を想定している。眼の位置をずらしても、開口部が見えている画素とブラックマトリクスが見えている画素の比は同じなので、フリッピングしない。ただし、眼の位置から見た場合のアパーチャピッチと画素ピッチが整数倍でないため、特にスリットを使用するとブラックマトリクスが無視できない場合モアレが見えることがある。

本明細書において扱う三次元映像表示装置は水平方向には、多眼を含まないものとする。多眼を除く１次元ＩＩは、（１）エレメントイメージの画素列数が整数でなく、或いは、無限とみなせるほど多数で細かい、また、（２）画素列とアパーチャとを結ぶ面が交線を形成して収束する位置があってもその収束間隔が眼の間の距離（６２〜６５ｍｍ）に等しくなく、視距離とも異なっているものとの定義される。多眼の場合、左右の目は、隣接画素列を見ており、超多眼の場合は、隣接ではなくとも良いが、制約が与えられた画素を見ている。これに対して、ＩＩでは、隣接する画素列でも隣接しない画素列が観察されても良い。もともとＩＩとは、画素群としてのエレメントイメージ内に画素のないベタ画像を想定しているからである。多眼でもＩＩでも、正しい設計においては、画素群（エレメントイメージ）周期と光線を制御する瞳としてのアパーチャ或いはスリットの周期（単に、アパーチャ周期と称する。）を比べると、必ず後者（アパーチャ周期）が画素群周期に比べて短い。但し、視距離が無限遠の場合、画面が無限に小さい場合、などの実用とは無関係な極限条件においては両者は同じである。スリットと表示素子が近接し、視距離が比較的遠い場合には、両者はかなり近い値になる。例えば、視距離１ｍ、スリットピッチ０．７ｍｍ、ギャップ１ｍｍの場合、エレメントイメージ周期は、０．７００７ｍｍとなり、スリットピッチより０．１％長くなる。横方向画素数６４０とすると、スリット全幅と画素表示部全幅は、０．４４８ｍｍずれる。このずれは、比較的小さいので、画素群周期とアパーチャ周期を同じに設計してしまったとしても、中央付近しか画像を出していない場合（例えば、両端は無地の背景）や、画面サイズが小さい割に視距離が遠い場合には、一見画像は、正常に見える。しかし、画面の両端までは正しく見えない。なお、上で述べたように、多眼でもＩＩでも、正しい設計においては、エレメントイメージ周期（ピッチ）とアパーチャ周期（ピッチ）を比べると、０．１％程度のわずかな差であるが、必ず後者が短い。ＩＩ方式でも多眼方式でも、通常は視距離が有限であるため、その視距離における透視投影画像が実際に見えるように表示画像を作成すべきである。画素（画素列）とスリットを結ぶ線（面）と視距離面との交点（交線）ごと（視点と画素ごと）に透視投影画像を作成するのが一般的方法である。

多眼の場合は、画素列とスリットを結ぶ面と視距離面との交線は１６眼なら１６本に収束するので、１６枚の透視投影画像（全面）を作成するだけですむ。しかし、一般的なＩＩの場合は収束しないため、全画素列数について透視投影画像（それぞれ全面ではなく一列でよい）を作らなくてはならない。計算プログラムをうまく作成すれば計算量自体は多眼と大きく変わらないはずであるが、手順はかなり複雑となる。但し、ＩＩの中でもスリットピッチが画素ピッチの整数倍（例えば、１６倍）になっている特殊なケース（この場合でも、エレメントイメージのピッチはスリットピッチより長く、画素ピッチの整数倍ではない）では、１６枚の平行投影画像を作成して画素列ごとに振り分けることにより表示画像を作成すれば、実際に視点から見ると水平方向については透視投影画像が見える。しかし、この作成法で見える画像は、水平方向は、透視投影、垂直方向は、平行投影という奇妙な画像になってしまう。ここで、透視投影は１点（視点）に収束するような線に沿って一定面上に投影し、平行投影は収束しない平行線に沿って一定面上に投影する方法であるが、この”水平透視・垂直平行投影”では、１本の垂直線に収束する（水平方向には収束し、垂直方向には収束しない）ような線に沿って一定面上に投影していることになる。１次元ＩＩでは、水平方向は視距離に応じた透視投影画像になるが、垂直視差をなくしているため、垂直方向についてはある視距離を前提とした透視投影画像を表示しなくてはならない。したがって、垂直方向と水平方向を合わせると、あらかじめ決めた視距離以外では像が歪むという問題がある。２眼や多眼では、前後方向の視域を外れると偽像となって立体に見えなくなるのに対し、１次元ＩＩでは、立体に見える前後範囲が広いというメリットがあるが、歪が出るためにこのメリットを十分生かせない結果になっている。
J. Opt. Soc. Am. A vol. 15, p. 2059 (1998)

以上詳述したように、２次元ＩＩでは水平・垂直方向に視差があるが、高精細化は困難である。一方、１次元ＩＩでは、高精細化が比較的容易であるが、垂直視差がないため、上下からの覗き込みが出来ないという問題がある。

この発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、その目的は、水平・垂直方向の観察者の動きに対応して自然でかつ高精細な立体像を観察することができる三次元映像表示装置及び三次元映像を表示させる方法並びに三次元表示用映像データを生成する方法を提供するにある。

この発明によれば、
平面状の表示面内に画素が固定された水平及び垂直方向ピッチでマトリクス状に配置される表示部と、
この表示部前面に配置され、夫々水平及び垂直方向に第１及び第２のピッチで配置され、前記画素からの光線に対して夫々水平及び垂直方向で制御される第１及び第２の光学的アパーチャを備え、前記第１のピッチが前記画素の水平方向ピッチの整数倍に定められ、前記第２のピッチが前記画素の垂直ピッチの整数倍より小さく、垂直方向において、前記第２の光学的アパーチャがある視距離で光線を集光させている光線制御部と、及び
前記第１の光学的アパーチャ毎に対応する水平方向に沿った複数の画素群に夫々平行投影である画像から作成したエレメントイメージを与え、垂直方向には透視投影画像をインターリーブした画像セグメント与える表示駆動部と、
から構成されることを特徴とする三次元映像表示装置が提供される。

このような三次元映像表示装置においては、水平方向に観察者が移動しても自然な立体映像を観察することができ、また、垂直方向に観察者が移動した場合には、不連続的ではあるが、見る位置に略応じた３次元映像を観察することができる。

上述した三次元映像表示装置の実施の形態では、第１の光学的アパーチャは、レンチキュラーシートを含み、第１の光学的アパーチャは、スリットを含んでいる。一般に視差数の多い水平方向には、第１の光学的アパーチャとしてレンチキュラーシートを用いることで輝度の低下がほぼ生じないようにすることが出来る。垂直方向は視差数が少なくてもよいため、第２の光学的アパーチャとしてスリットを用いても輝度の低下は極端ではない。また、スリットを用いることで光線の制御部を高精度に作成することができる。このように作製法が容易でありながら優れた性能を得ることができる。

また、この発明によれば、
平面状の表示面内に画素が固定された水平及び垂直方向ピッチでマトリクス状に配置される表示部と、及び
この表示部前面に配置され、夫々水平及び垂直方向に第１及び第２のピッチで配置され、前記画素からの光線に対して夫々水平及び垂直方向で制御される第１及び第２の光学的アパーチャを備え、前記第１のピッチが前記画素の水平方向ピッチの整数倍に定められ、前記第２のピッチが前記画素の垂直ピッチの整数倍より小さく、垂直方向において、前記第２の光学的アパーチャがある視距離で光線を集光させている光線制御部と、
を具備する装置に三次元映像を表示させる方法において、
前記第１の光学的アパーチャ毎に対応する水平方向に沿った複数の画素群に夫々平行投影である画像から作成したエレメントイメージを与え、垂直方向には透視投影画像をインターリーブした画像セグメント与えることを特徴とする三次元映像を表示させる方法が提供される。

更に、この発明によれば、
水平方向は平行投影である画像を、前記画素列ごとに分割配置し、垂直方向は透視投影画像をインターリーブした画像を配置する方法として、コンピュータグラフィックスのデータとしてのオブジェクトの空間座標（ｘ、ｙ、ｚ）の点に透視投影行列を施すプロセスと、座標ｘを除いて各行列要素を（１−ｚ／ｄ）（ｄは、投影中心の座標）で除算するプロセスを視点位置に応じて複数回繰り返すことを特徴とする三次元表示用映像データを生成する方法が提供される。

このようなアルゴリズムを用いることにより非常に簡便に水平方向は平行投影であり、垂直方向は透視投影である画像を得ることができる。

尚、この明細書において、光学的アパーチャは、単なるアパーチャを意味せず、光学的に光線を制御する光学的セグメントであるスリット、アパーチャ、或いは、レンズ素子又は回折格子等を含むものとする。

以上詳述したように、この発明の立体表示装置によれば、水平・垂直方向の観察者の動きに対応して自然でかつ高精細な立体像が観察される。

以下、図面を参照してこの発明の立体表示装置の実施の形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
この発明の第１の実施の形態に係る立体表示装置を図１及び図２を参照して説明する。

図１は、この発明の第１の実施の形態に係る立体表示装置の水平面内での配置を概略的に示す平面図であり、図２は、図１に示した立体表示装置の垂直面内での配置を概略的に示す平面図である。図１及び図２に示すように、立体表示装置は、平面表示装置として立体表示すべき画像の要素画素が表示される液晶パネル１０１及び液晶パネル１０１からの光線を制御する視差バリア１０２（光線制御部）を備えている。液晶パネル１０１は、画素がマトリクス状に固定的に配置されて表示されるタイプであれば、直視型或いは投影型の液晶表示装置、プラズマ表示装置、電界放出型表示装置、又は、有機ＥＬ表示装置等であっても良い。

図１及び図２に示す立体表示装置においては、直視型で対角２０．８インチ、画素数横３２００、縦２４００である。各画素は、縦に１／３ずつ赤、緑、青（ＲＧＢ）のサブ画素（サブピクセル）に分けられている。即ち、各画素は、赤、緑、青（ＲＧＢ）のサブ画素で構成され、このサブ画素が連続して縦方向に配列されている。サブ画素は、ピッチ４４μｍであるものを使用している。視差バリアとしては、概略垂直方向に延び、概略水平方向（水平面内）に周期構造をもつスリット又はレンチキュラーレンズ（光学的アパーチャ）が使用される。この水平方向のスリットのピッチ（周期）は、正確に１６サブ画素分の０．７０４ｍｍとすることができる。表示装置である液晶パネルの表示面（ガラス基板内面）と視差バリアとの間のギャップは、ガラス基板及びレンズ材質の屈折率を考慮して実効的に約２ｍｍとすることができる。このように、視差バリアの（距離の差によって眼に見えるピッチではなく）実際のピッチが画素ピッチの整数倍となっているものは、すでに説明したように一般的に多眼ではなく１次元インテグラルイメージングに該当する。この例の配置では、光線が表示パネル１０１の近傍で収束しているが、実用上この位置に目が配置されることはなく、また、収束間隔は、眼の間の距離に等しくなっていない、更に、表示パネル１０１の近傍以外の視距離では、光線は、収束することがないため、図１に示すような水平面内の配置は、多眼には分類されず、１次元インテグラルイメージングに分類されることとなる。この１次元インテグラルイメージングでは、水平方向に視差があり視点位置に応じて画像が変わることとなる。

一方、図２に示すように垂直方向（垂直面内）では、視点位置とアパーチャ中心を結ぶ線が画素中心を通っている。即ち、垂直面内では、アパーチャの垂直ピッチが画素の整数倍ではないが、水平面内では、エレメントイメージ（画素群に与えられるイメージ）のピッチが画素の整数倍となっている。

図３に示すように水平方向（水平面内）の光線制御子としてスリットに代えてレンチキュラーシート２０２が用いられ、垂直方向（垂直面内）の光線制御子として開口部が複数設けられたスリット２０３が使用される。即ち、レンチキュラーシート２０２及びスリット２０３（光学的アパーチャ）によって視差バリア１０２が構成される。スリットの間隔（光学的アパーチャの間隔）は、例えば、４画素分の５２８μｍよりやや小さめに設定する。このように設定することで、視距離近傍にて垂直方向に関し、光線を集光させることができる。この場合、垂直方向の４箇所で集光することになるが、集光点近傍からは垂直方向に関しては１枚の画像が見えることになる。そのため観察者の頭部の垂直位置に応じて一番近い集光点からの画像が切り替わって見えることになる。このような構造の立体表示装置では、水平・垂直方向に観察者が移動しても自然な立体映像を観察することができる。

（第２の実施の形態）
表示パネル１０１に表示する画像は、コンピュータグラフィクスを用いて作成することができる。即ち、図３に示すようにオブジェクトデータ生成部３０１、例えば、グラフィックジェネレータにおいてオブジェクトデータ（ポリゴンデータ）が生成されて図示しないメモリに用意される。このオブジェクトデータは、表示データ変換部３０２に供給され、この表示データ変換部３０２において、オブジェクトデータから垂直方向透視投影・水平方向平行投影画像が視差数分だけ作成される。この表示データ変換部３０２においては、オブジェクトデータの空間上の座標（ｘ，ｙ，ｚ，１）の点を以下のように変換することで、水平方向は、平行投影、垂直方向は、透視投影した点の座標に変換したパネル表示データを生成することができる。ここで、ｘ、ｙ、ｚは直交座標であり、Ｘ軸、Ｙ軸は両方とも表示パネル１０１に対し平行であり、それぞれ、水平方向、垂直方向を表す。更に、Ｚ軸は表示パネル１０１に対し垂直である。図４を参照して、図３に示した表示データ変換部３０２における処理の手順を説明する。

処理がステップＳ１で開始されると、初めにステップＳ２において、水平面内に視域が設定され、垂直面内に複数の視点（例えば、３−４の視点）が設定される。この設定が完了すると、オブジェクトデータが表示データ変換部３０２に供給され、設定された視域におけるある１つの視点に関しての演算が開始される。即ち、ステップＳ３においてオブジェクトデータのある座標（ｘ，ｙ，ｚ，１）に下記式（１）で示される透視投影行列が掛けられる。この演算操作により（ｘ，ｙ，０，１−ｚ／ｄ）が得られる。ここで、ｄは、投影中心の座標を示している。図５は、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標軸と、この演算の対象とされるオブジェクト、投影面及び投影中心の関係を示している。

透視投影行列は具体的には次の行列である。

この演算に続いて、ステップＳ４に示すようにＸを除く各要素が（１−ｚ／ｄ）で割られる。この演算により（ｘ，ｄｙ／（ｄ−ｚ），０，１）が得られる。この演算結果は、ｘ，ｙ，ｚを水平方向（水平面内）は、平行投影、垂直方向（垂直面内）は、透視投影した点の座標に相当している。この演算データは、図示しないメモリに格納される。図６及び図７には、この演算の結果得られた点の座標が夫々Ｘ−Ｚ平面とＹ−Ｚ平面に示されている。

次に、ステップＳ５において、オブジェクトデータの座標（ｘ，ｙ，ｚ，１）の全てについてステップＳ３及びＳ４の演算が完了したかが確認される。完了していない場合には、再びステップＳ３及びＳ４が繰り返される。ステップＳ５において、全ての演算が完了している場合には、ステップＳ６において、全ての視点に関して演算が完了しているかが確認される。ステップＳ６において、演算が終わっていない視点がある場合には、新たな視点に関しての演算が開始される。即ち、垂直方向（垂直面内）の視点位置を変えながらステップＳ３〜Ｓ５の演算が繰り返される。全ての視点に関しての演算が終了している場合には、メモリに格納されている複数の画像から画素にマッピングすることでパネル１０１に表示すべき画像が得られる。即ち、表示パネル１０１上の画素に配分すべき映像データが決定され、この映像データが１枚のフレームを格納するフレームメモリ（図示せず）に格納され、この映像データが表示パネル駆動部に供給され、表示パネル１０１に立体視の為の１フレームの映像が表示される。複数枚のフレームデータを用意することによって、立体視可能な動画像がこの表示パネルに表示される。このように簡便な方法で、立体表示に必要な画像を得ることができ、立体表示装置によって立体的な動画像を表示させることができる。

尚、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、図８に示すように表示パネル１０１は平置き、例えば、机上に配置しても良い。即ち、上述した表示装置における垂直方向を互いに対向する方向としてこの対向する方向に観察者の視点が配置される場合を想定している。この図８に示される構成では、観察者Ａと観察者Ｂの異なる視点位置で光線が集光されるように設定され、観察者Ａと観察者Ｂの視点位置で同時に立体像が表示される。この場合、観察者Ａと観察者Ｂで観察される立体像は同じ立体像でも、異なる立体像でもよい。また、観察者Ａと観察者Ｂの視点位置で表示される立体像は同じ立体像であっても、それぞれ反転した（対面する場合には１８０度）立体像を表示させるようにしてもよい。このような構成では対面する二人の観察者が視点を変えることなく、同時に立体像を観察することができる。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

この発明の実施形態にかかる三次元映像表示装置の水平面内における配置を概略に示す平面図である。 この発明の実施形態にかかる三次元映像表示装置の垂直面内における配置を概略に示す平面図である。 図１及び図２に示す三次元映像表示装置を概略的に示す斜視図である。 図１〜図３に表示する表示パネルに表示すべき画像の作成手順を示すフローチャートである。 Ｘ，Ｙ，Ｚ座標軸と、オブジェクト、投影面、投影中心の関係を示説明図である。 Ｘ−Ｚ平面における演算の結果得られた点の座標を示す説明図である。 Ｙ−Ｚ平面における演算の結果得られた点の座標を示す説明図である。 表示面の垂直方向を対向方向として配置して異なる視点位置で光線が集光されるように設定される立体表示装置の変形例を示す概略図である。

符号の説明

１０１ … 液晶パネル
１０２ … 視差バリア
１０３ … 観察者
２０１ … 液晶パネル
２０２ … レンチキュラーレンズ
２０３ … スリット
３０１ … オブジェクトデータ生成部
３０２ … 表示データ変換部
３０３ … 表示パネル駆動部．

Claims (7)

1. 平面状の表示面内に画素が固定された水平及び垂直方向ピッチでマトリクス状に配置される表示部と、
   この表示部前面に配置され、夫々水平及び垂直方向に第１及び第２のピッチで配置され、前記画素からの光線に対して夫々水平及び垂直方向で制御される第１及び第２の光学的アパーチャを備え、前記第１のピッチが前記画素の水平方向ピッチの整数倍に定められ、前記第２のピッチが前記画素の垂直ピッチの整数倍より小さく、垂直方向において、前記第２の光学的アパーチャがある視距離で光線を集光させている光線制御部と、及び
   前記第１の光学的アパーチャ毎に対応する水平方向に沿った複数の画素群に夫々平行投影である画像から作成したエレメントイメージを与え、垂直方向には透視投影画像をインターリーブした画像セグメント与える表示駆動部と、
   から構成されることを特徴とする三次元映像表示装置。
2. 前記第１の光学的アパーチャは、レンチキュラーシートを含み、前記第２の光学的アパーチャは、スリットを含むことを特徴とする請求項１記載の三次元映像表示装置。
3. 前記表示駆動部は、
   表示すべきオブジェクトの空間座標（ｘ、ｙ、ｚ）の点に透視投影行列を施す第１の処理部と、
   座標ｘを除いて各行列要素を（１−ｚ／ｄ）（ここで、ｄは投影中心の座標）で除算する第２の処理部と、
   前記第１及び第２の処理部に対して前記集光位置を変更して複数回に亘って繰り返させる第３の処理部と、
   を具備することを特徴とする請求項１記載の三次元映像表示装置。
4. 平面状の表示面内に画素が固定された水平及び垂直方向ピッチでマトリクス状に配置される表示部と、及び
   この表示部前面に配置され、夫々水平及び垂直方向に第１及び第２のピッチで配置され、前記画素からの光線に対して夫々水平及び垂直方向で制御される第１及び第２の光学的アパーチャを備え、前記第１のピッチが前記画素の水平方向ピッチの整数倍に定められ、前記第２のピッチが前記画素の垂直ピッチの整数倍より小さく、垂直方向において、前記第２の光学的アパーチャがある視距離で光線を集光させている光線制御部と、
   を具備する三次元映像表示装置において、
   前記第１の光学的アパーチャ毎に対応する水平方向に沿った複数の画素群に夫々平行投影である画像から作成したエレメントイメージを与え、垂直方向には透視投影画像をインターリーブした画像セグメント与えることを特徴とする三次元映像表示方法。
5. 前記第１の光学的アパーチャは、レンチキュラーシートを含み、前記第２の光学的アパーチャは、スリットを含むことを特徴とする請求項４記載の三次元映像を表示方法。
6. 表示すべきオブジェクトの空間座標（ｘ、ｙ、ｚ）の点に透視投影行列を施し、
   座標ｘを除いて各行列要素を（１−ｚ／ｄ）（ここで、ｄは投影中心の座標）で除算し、
   前記集光位置を変更して前記演算を複数回に亘って繰り返させことを特徴とする請求項４記載の三次元映像表示方法。
7. 水平方向は平行投影である画像を、前記画素列ごとに分割配置し、垂直方向は透視投影画像をインターリーブした画像を配置する方法として、コンピュータグラフィックスのデータとしてのオブジェクトの空間座標（ｘ、ｙ、ｚ）の点に透視投影行列を施すプロセスと、座標ｘを除いて各行列要素を（１−ｚ／ｄ）（ｄは、投影中心の座標）で除算するプロセスを視点位置に応じて複数回繰り返すことを特徴とする三次元表示用映像データ生成方法。

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