JP2005175538A - 立体映像表示装置及び映像表示方法 - Google Patents

立体映像表示装置及び映像表示方法 Download PDF

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Abstract

【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、入力された映像信号に基づいて、立体表示用画像データ及び２次元表示用画像データを生成する画像データ生成部１４を備えている。２次元表示用画像データは、互いに同一の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。
【選択図】 図１

Description

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
特開２００２−１９９４１７号公報（２００２年７月１２日公開） 特開２００３−４３４１３号公報（２００３年２月１３日公開）
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、互いに同一の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２次元表示用画像データを生成する画像データ生成部を備えていることを特徴としている。
また、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２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、上記２次元映像の各画素を、それぞれ画像パターンとして割り当てた複数の要素画像を配列してなる２次元表示用画像データを生成する画像データ生成部を備えていることを特徴としている。
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、上記画像データ生成部は、上記映像信号に基づいて、上記画像表示部に表示される要素画像の数に応じた画素数を有する画像データを生成し、上記画像データの各画素を、上記２次元表示用画像データをなす要素画像で表すことが好ましい。
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、上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合に、１つの要素画像を表示するために用いられる上記画像表示部内の要素画像表示領域を単位として、画像表示部内の所定の領域を指示する立体映像用表示領域指示部、及び、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合に、１つの要素画像を表示するために用いられる上記画像表示部内の要素画像表示領域を単位として、画像表示部内の所定の領域を指示する２次元映像用表示領域指示部、のうちの少なくとも一方を備え、上記立体表示用画像データは、上記立体映像用表示領域指示部によって指示された領域に表示され、上記２次元表示用画像データは、上記２次元映像用表示領域指示部によって指示された領域に表示されるものであってもよい。
また、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２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、上記画像表示部の表示画素数に応じた画素数を有する２次元表示データを生成する画像データ生成部を備え、上記光線方向制限部は、上記光線の方向の制限を電気的に制御する電気的光線方向制限部であり、上記電気的光線方向制限部は、上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合には、光線の方向を制限し、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、光線の方向を制限しないことを特徴としている。
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、上記画像データ生成部で生成される２次元表示用画像データは、上記画像表示部の画素数と同じ画素数を有することが好ましい。
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、上記画像表示部の光量を制御する光量制御部を備え、上記光量制御部は、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合よりも、上記画像表示部の光量を低減するように制御を行うものであってもよい。
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、上記画像表示部は非自発光性素子からなり、さらに、上記画像表示部を照明する表示用光源を備え、上記光量制御部は、上記表示用光源の光量を制御するものであってもよい。
また、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、上記光線方向制限部は、上記光線の方向の制限を電気的に制御する電気的光線方向制限部であり、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、所定の画素数を有する２次元表示データを生成する画像データ生成部を備えるとともに、上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合に、１つの要素画像を表示するために用いられる上記画像表示部内の要素画像表示領域を単位として、画像表示部内の所定の領域を指示する立体映像用表示領域指示部、及び、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合に、上記画像表示部内の画素を単位として、画像表示部内の所定の領域を指示する２次元映像用表示領域指示部、のうちの少なくとも一方を備え、上記立体表示用画像データは、上記立体映像用表示領域指示部によって指示された領域に表示され、上記２次元表示用画像データは、上記２次元映像用表示領域指示部によって指示された領域に表示され、さらに、上記立体映像用表示領域指示部及び２次元映像用表示領域指示部のうちの少なくとも一方によって指示された領域に基づいて、上記電気的光線方向制限部による光線の方向の制限を部分的に行うように制御する光線方向制御部を備え、上記光線方向制御部は、上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合に、上記立体映像用表示領域指示部によって指示された領域の光線の方向を制限し、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２次元映像用表示領域指示部によって指示された領域の光線の方向を制限しないように、上記電気的光線方向制限部による光線の方向の制限を制御するものであってもよい。
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、上記画像表示部の光量を部分的に制御する部分光量制御部を備え、上記部分光量制御部は、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合の、上記２次元映像用表示領域指示部によって指示された領域の光量を、上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合の、上記２次元映像用表示領域指示部によって指示された領域の光量よりも低減するように制御を行うものであってもよい。
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、上記画像表示部は非自発光性素子からなり、さらに、上記画像表示部を照明する部分表示用光源を備え、上記部分光量制御部は、上記部分表示用光源の光量を制御するものであってもよい。
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、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、互いに同一の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２次元表示用画像データを上記画像表示部に表示することを特徴としている。
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、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、上記２次元映像の各画素を、それぞれ画像パターンとして割り当てた複数の要素画像を配列してなる２次元表示用画像データを上記画像表示部に表示することを特徴としている。
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、上記光線方向制限部は、上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合には、光線の方向を制限し、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、光線の方向を制限しないように、電気的に上記光線の方向を制御し、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、上記画像表示部の表示画素数に応じた画素数を有する２次元表示データを上記画像表示部に表示することを特徴としている。
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。
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。
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２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、互いに同一の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２次元表示用画像データを生成する画像データ生成部を備えているので、立体映像の表示と、２次元映像の表示との双方を行うことができる立体映像表示装置を提供することができる。
すなわち、上記立体映像表示装置では、立体映像表示部に立体映像を表示する場合には、画像表示部に、互いに異なる画像パターンを有する要素画像が複数配置されるように、立体表示用画像データを生成する。そして、この立体表示用画像データを、光線方向制限部を介して観察するようになっている。従って、観察者が画像表示部に表示された相互に異なる画像パターンを有する複数の要素画像を観察した場合に、輻輳、両眼視差、調節といった知覚作用を伴うことになるので、上記立体表示用画像データを立体映像として認識することになる。
一方、立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、画像表示部に、同一の画像パターンを有する要素画像が複数配置されるように、画像データ生成部で２次元表示用画像データを生成する。そして、この２次元表示用画像データを、光線方向制限部を介して観察するようになっている。従って、観察者が画像表示部に表示された互いに同一の画像パターンを有する複数の要素画像を観察した場合にも、観察者の両眼には、輻輳、両眼視差、調節といった知覚作用が生じない。従って、画像表示部に表示された２次元表示用画像データを、２次元画像として認識することが可能になる。それゆえ、上記の構成によれば、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いう効果を奏する。
また、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２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、上記２次元映像の各画素を、それぞれ画像パターンとして割り当てた複数の要素画像を配列してなる２次元表示用画像データを生成する画像データ生成部を備えているので、立体映像の表示と、２次元映像の表示との双方を行うことができる立体映像表示装置を提供することができる。
すなわち、上記の構成にて、２次元映像を表示する場合には、立体映像表示部に表示される２次元映像の１画素を、１つの要素画像で表し、該要素画像が複数配置されるように、画像データ生成部で２次元表示用画像データを生成する。そのため、観察者が画像表示部に表示された２次元表示用画像データを観察した場合にも、観察者の両眼には、両眼視差、運動視差、調節といった知覚作用は生じない。従って、上記構成によっても、画像表示部に表示された２次元表示用画像データを、２次元画像として認識することが可能になる。それゆえ、上記の構成によれば、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いう効果を奏する。
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、上記画像データ生成部は、上記映像信号に基づいて、上記画像表示部に表示される要素画像の数に応じた画素数を有する画像データを生成し、上記画像データの各画素を、上記２次元表示用画像データをなす要素画像で表してもよい。該構成によれば、画像表示部に表示可能な要素画像の数に応じて、２次元用データを生成して、所望する２次元映像を表示することができる。
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、上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合に、１つの要素画像を表示するために用いられる上記画像表示部内の要素画像表示領域を単位として、画像表示部内の所定の領域を指示する立体映像用表示領域指示部、及び、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合に、１つの要素画像を表示するために用いられる上記画像表示部内の要素画像表示領域を単位として、画像表示部内の所定の領域を指示する２次元映像用表示領域指示部、のうちの少なくとも一方を備え、上記立体表示用画像データは、上記立体映像用表示領域指示部によって指示された領域に表示され、上記２次元表示用画像データは、上記２次元映像用表示領域指示部によって指示された領域に表示されるものであってもよい。
上記の構成によれば、立体映像用表示領域指示部、及び、２次元映像用表示領域指示部によって指示された画像表示部内の領域に、それぞれ、立体表示用画像データ及び２次元表示用画像データを表示することによって、立体映像表示部に立体映像及び２次元映像を表示することができる。このように、画像表示部内の領域を指定して、所望する立体映像に関する立体表示用画像データ、及び、２次元映像に関する２次元表示用画像データを表示することができるので、立体像の一部分のみが表示された立体映像や、立体像の一部分を２次元的に表示した２次元映像を形成するトリミング処理、立体映像表示部に表示される立体映像又は２次元映像の拡大や縮小、立体映像と２次元映像との双方の同時表示等を実現することができる。
また、上記画像表示部内の要素画像表示領域を単位として、立体映像用表示領域指示部及び２次元映像用表示領域指示部によって、所定の領域を指定しているので、該領域の指定を簡便に行うことができる。
また、本発明に係る立体映像表示装置は、以上のように、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、上記画像表示部の表示画素数に応じた画素数を有する２次元表示データを生成する画像データ生成部を備え、上記光線方向制限部は、上記光線の方向の制限を電気的に制御する電気的光線方向制限部であり、上記電気的光線方向制限部は、上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合には、光線の方向を制限し、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、光線の方向を制限しないものである。
上記の構成によれば、電気的光線方向制限部を用いることにより、２次元映像を表示する際に、画像表示部からの光線方向が制限されず、画像表示部全体が観察者によって観察される。そのため、画像表示部の所望する領域に、所望する画素数で２次元表示データを表示することができる。また、画像表示部からの光線方向が制限されないので、観察者の眼には、画像表示部がより明るく認識されることになる。それゆえ、観察者に対して、明るい２次元映像を提供することができる。
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、上記画像データ生成部で生成される２次元表示用画像データは、上記画像表示部の画素数と同じ画素数を有していることが好ましい。すなわち、２次元映像を表示する際には、画像表示部全体が観察者によって観察される。それゆえ、画像表示部の画素数と同数の画素を有するように２次元要素画像を生成し、該２次元要素画像を画像表示部全体に表示すれば、明るく、かつ、高解像度の２次元映像を提供することができる。
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、上記画像表示部の光量を制御する光量制御部を備え、上記光量制御部は、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合よりも、上記画像表示部の光量を低減するように制御を行うものであってもよい。
すなわち、電気的光線方向制限部を用いた場合には、観察者によって認識される立体映像の明るさと２次元映像の明るさとが異なっている認識される可能性がある。そのため、上記の構成によれば、上記光量制御部を設け、立体映像を表示する場合と、２次元映像を表示する場合とで、画像表示部の光量を制御している。具体的には、上記したように、観察者によって、２次元映像は、立体映像よりも明るく認識されるので、２次元映像を表示する場合には、立体映像を表示する場合に比較して、画像表示部の光量を低減している。これにより、２次元映像と立体映像との表示の切換えが行われた場合にも、観察者に対して、映像表示の際の明るさの違いによる違和感を与えることなく、観察しやすい映像表示を実現することができる。
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、上記画像表示部は非自発光性素子からなり、さらに、上記画像表示部を照明する表示用光源を備え、上記光量制御部は、上記表示用光源の光量を制御するものであってもよい。これにより、上記画像表示部が非自発光性素子である場合にも、２次元映像の表示時と、立体映像の表示時とで、画像表示部の明るさを制御することができる。これにより、映像表示に際して、映像の明るさの違いによる違和感を観察者に与えることのない立体映像表示装置を提供することができる。
また、本発明に係る立体映像表示装置は、以上のように、光線方向制限部は、上記光線の方向の制限を電気的に制御する電気的光線方向制限部であり、立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、所定の画素数を有する２次元表示データを生成する画像データ生成部を備えるとともに、立体映像表示部に立体映像を表示する場合に、１つの要素画像を表示するために用いられる上記画像表示部内の要素画像表示領域を単位として、画像表示部内の所定の領域を指示する立体映像用表示領域指示部、及び、立体映像表示部に２次元映像を表示する場合に、画像表示部内の画素を単位として、画像表示部内の所定の領域を指示する２次元映像用表示領域指示部、のうちの少なくとも一方を備え、上記立体表示用画像データは、上記立体映像用表示領域指示部によって指示された領域に表示され、上記２次元表示用画像データは、上記２次元映像用表示領域指示部によって指示された領域に表示され、さらに、上記立体映像用表示領域指示部及び２次元映像用表示領域指示部のうちの少なくとも一方によって指示された領域に基づいて、上記電気的光線方向制限部による光線の方向の制限を部分的に行うように制御する光線方向制御部を備え、上記光線方向制御部は、上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合に、上記立体映像用表示領域指示部によって指示された領域の光線の方向を制限し、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２次元映像用表示領域指示部によって指示された領域の光線の方向を制限しないように、上記電気的光線方向制限部による光線の方向の制限を制御するものであってもよい。
上記の構成によれば、上記電気的光線方向制限部による光線の方向の制限を部分的に行うことができる。従って、画像表示部内の指定された領域に、所望する立体映像に関する立体表示用画像データを表示する場合には、上記領域の光線の方向を制限することができる。また、画像表示部内の指定された領域に、所望する２次元映像に関する２次元表示用画像データを表示する場合には、上記領域の光線の方向を制限しないように制御することができる。これにより、電気的光線方向制限部を用いた場合にも、立体像の一部分のみが表示された立体映像や、立体像の一部分を２次元的に表示した２次元映像を形成するトリミング処理、立体映像表示部に表示される立体映像又は２次元映像の拡大や縮小、立体映像と２次元映像との双方の同時表示等を実現することができる。
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、上記画像表示部の光量を部分的に制御する部分光量制御部を備え、上記部分光量制御部は、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合の、上記２次元映像用表示領域指示部によって指示された領域の光量を、上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合の、上記２次元映像用表示領域指示部によって指示された領域の光量よりも低減するように制御を行うものであってもよい。
上記の構成によれば、画像表示部の所定の領域に立体表示用画像データが表示され、また、画像表示部の所定の領域に２次元表示用画像データが表示された場合にも、領域毎に画像表示部の明るさを異ならせることができる。これにより、観察者に対して、映像表示の際の明るさの違いによる違和感を与えることなく、観察しやすい映像表示を実現することができる。
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、上記画像表示部は非自発光性素子からなり、さらに、上記画像表示部を照明する部分表示用光源を備え、上記部分光量制御部は、上記部分表示用光源の光量を制御するものであってもよい。これにより、上記画像表示部が非自発光性素子である場合にも、画像表示部の領域毎に、明るさを制御することができる。これにより、映像表示に際して、２次元映像の表示時と立体映像の表示時とで、映像の明るさの違いによる違和感を観察者に与えることのない立体映像表示装置を提供することができる。
また、本発明に係る映像表示方法は、以上のように、立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、互いに同一の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２次元表示用画像データを上記画像表示部に表示する方法である。
また、本発明に係る映像表示方法は、以上のように、立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、上記２次元映像の各画素を、それぞれ画像パターンとして割り当てた複数の要素画像を配列してなる２次元表示用画像データを上記画像表示部に表示する方法である。
また、本発明に係る映像表示方法は、以上のように、上記光線方向制限部は、上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合には、光線の方向を制限し、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、光線の方向を制限しないように、電気的に上記光線の方向を制御し、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、上記画像表示部の表示画素数に応じた画素数を有する２次元表示データを上記画像表示部に表示する方法である。
上記の各方法によれば、立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、画像表示部に、２次元表示用画像データを表示し、この２次元表示用画像データを、光線方向制限部を介して観察するようになっている。あるいは、画像表示部に、画像表示部の表示画素数に応じた２次元表示データを表示している。これにより、観察者が画像表示部に表示された２次元表示用画像データ又は２次元表示データを観察した場合にも、観察者の両眼には、両眼視差、運動視差、調節といった知覚作用は生じないので、２次元画像として認識することが可能になる。
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。
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。
〔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４に基づいて説明すれば、以下の通りである。
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、画像データ生成部１４と、立体／２次元切換指示部１５と、映像信号入力部１６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。
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とを備えている。
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。
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。
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。
また、上記したように、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。
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。
上記画像データ生成部１４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、表示用画像データを生成する。
上記画像データ生成部１４で生成される表示用画像データには、上記立体映像表示部１０に立体映像を表示する場合に画像表示部１１に表示される立体表示用画像データ（以下、立体用データ）と、上記立体映像表示部１０に２次元映像を表示する場合に画像表示部１１に表示される２次元表示用画像データ（以下、２次元用データ）とが含まれる。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。また、上記２次元用データは、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である。
上記立体／２次元切換指示部１５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。
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又は２次元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てもよく、あるいは、２次元表示を可能とする、特定の画像パターンを有する１つのデータ信号として入力されてもよい。
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。
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。
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。
また、２次元表示を行う場合には、上記変換記録像４ｂ1〜４ｂiの１つが映像信号として入力されてもよく、あるいは、入力された変換記録像４ｂ1〜４ｂiの映像信号の中から所望する映像信号を選択するようにしてもよい。さらに、上記映像信号入力部１６に入力される映像信号は、撮影装置等で撮影されて得られる上記変換記録像に限らず、スキャナ等の画像読取装置で読み取られたデータ信号、コンピュータ等で作成された２次元画像のデータ信号等であってもよい。
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の一例を示すフローチャートである。
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、画像データ生成部１４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、例えば、映像信号入力部１６に入力される映像信号が、立体映像の表示用のデータ信号である場合には、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。また、映像信号入力部１６に入力される映像信号が、２次元映像の表示用のデータある場合には、該特定の画像パターンが割り当てられた要素画像が生成される。
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、画像データ生成部１４に送信されることにより、画像データ生成部１４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。
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、画像データ生成部１４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。
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。
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。
そのため、画像データ生成部１４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。
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。
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。
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。Ｓ６では、画像データ生成部１４にて、特定の画像パターンが割り当てられた要素画像が複数配列された２次元用データが生成される。つまり、該２次元用データは、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表示用画像データとなっている。
続いて、Ｓ７にて、画像表示部１１に上記２次元用データを表示し、該２次元用データを、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２次元映像が表示されることになる。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に表示された２次元用データを観察することにより、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。
なお、立体用データの生成及び２次元用データの生成は、立体／２次元切換指示部１５での映像表示の選択が行われたときに行ってもよいが、例えば、映像信号が入力されたときに生成するようにしてもよく、Ｓ２の要素画像の生成とともに行ってもよく、特に限定されない。
このように、本実施の形態では、立体映像表示部１０に立体映像を表示する場合、画像表示部１１に表示される立体用データは、複数の要素画像で構成され、該複数の要素画像は、互いに異なる画像パターンを有している。一方、立体映像表示部１０に２次元映像を表示する場合、画像表示部１１に表示される２次元用データは、複数の要素画像で構成されるが、該複数の要素画像は、互いに同じ画像パターンを有している。つまり、本実施の形態では、画像表示部１１に表示される複数の要素画像が有する画像パターンを相互に異ならせる、あるいは、同一にすることによって、観察者の知覚作用が変化することを利用して、立体映像又は２次元映像の双方の表示を実現している。
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図１、図２及び図４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。
本実施の形態の立体映像表示装置は、前記実施の形態１で説明した立体映像表示装置３０（図１）と同じ構成を有している。そのため、立体映像表示部１０に立体映像を表示する場合には、前記実施の形態１と同様の処理が行われるが、立体映像表示部１０に２次元映像を表示する場合には、画像表示部１１及び画像データ生成部１４にて、前記実施の形態１で行われた処理と異なる処理が行われる。つまり、本実施の形態では、前記実施の形態１にて説明した図４に示すＳ６にて、異なる処理が実行される。
具体的には、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場合には、まず、表示される２次元映像の１画素が、画像表示部１１に表示される要素画像の１つで表されるように、各要素画像に画像パターンを割り当てる。そして、この要素画像を複数配列して、２次元用データを生成する。従って、本実施の形態の２次元用データは、前記実施の形態１で説明した同じ画像パターンを有する要素画像が複数配置されてなる表示用画像データではなく、それぞれ異なる画像パターンを有する要素画像が複数配置されてなる表示用画像データとなっている。
なお、以下では、説明の便宜上、前記実施の形態で説明した２次元用データを、第１の２次元用データと記載し、本実施の形態で用いる２次元用データを、第２の２次元用データと記載する。また、第１の２次元用データ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次元用データを構成する要素画像を、第２の要素画像と記載する。
本実施の形態では、上記画像データ生成部１４は、前記実施の形態１で説明した、ａ×ｂの画素からなる要素画像の生成及び立体用データの生成とともに、第２の２次元用データの生成が行われる。第２の２次元用データを生成するためには、画像データ生成部１４にて、映像信号に基づいて、まず、立体映像表示部１０に表示される２次元映像の１画素が画像パターンとして割り当てられた第２の要素画像を、ａ×ｂの画素で生成する。そして、該第２の要素画像を配列して、第２の２次元用データを生成する。
例えば、図２（ｂ）に示すように、画像表示部１１の表示用画像データが表示される画像データ表示領域８に、画素数ａ×ｂの第２の要素画像（図２（ａ））が、ｐ×ｑ個配置されるとする。立体映像表示部１０に表示される２次元映像の１画素は、画像データ表示領域８に表示される要素画素数に相当する。言い換えれば、上記２次元映像の１画素は、光線方向制限部１２のピンホールやマイクロレンズ等の光線の通過口数に依存する。従って、画像表示部１１に、要素画像がｐ×ｑ個配置される場合、立体映像表示部１０に表示される２次元映像の画素数は、ｐ×ｑ個となる。
この場合、画像データ生成部１４では、映像信号が入力されると、該映像信号に基づいて、例えばｐ×ｑの画素数からなる画像データを生成する。続いて、生成された画像データの１画素を、画像データ表示領域８に表示される１つの要素画像で表すために、上記画像データの各画素を、ａ×ｂの画素に変換して、第２の要素画像を生成する。これにより、上記画像データの各画素を表す第２の要素画像が、ｐ×ｑ個生成されることになる。
さらに、画像データ生成部１４では、生成された第２の要素画像を２次元映像が表示可能となるように配列させて、第２の２次元用データを生成する。生成された該第２の２次元用データでは、複数の第２の要素画像が全体として、上記２次元映像の全体を表している。
上記のように生成された２次元用データは、ｐ×ｑ個の要素画像が配列してなるものであるため、画像表示部１１の画像データ表示領域８に表示することができる。つまり、上記２次元用データを画像表示部１１に表示することによって、立体映像表示部１０に２次元映像を表示することができる。
このように、上記の説明では、映像信号入力部１６に入力された映像信号に基づいて、上記第２の２次元用データを構成する第２の要素画像を生成する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、立体表示用に用いる要素画像（以下、立体用要素画像）や、前記実施の形態１で説明した第１の要素画像に基づいて、第２の要素画像を生成してもよい。すなわち、立体用要素画像や第１の要素画像を用いる場合には、これらの要素画像の各画素を、それぞれａ×ｂの画素に変換して、複数の第２の要素画像を形成すればよい。そして、該第２の要素画像を配列して、第２の２次元用データを生成すればよい。
なお、立体用要素画像や第１の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同じである場合には、立体用要素画像や第１の要素画像の各画素をそれぞれ、第２の要素画像に変換すればよい。一方、立体用要素画像や第１の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、画像データ生成部１４にて、立体用要素画像や第１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、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の要素画像を生成すればよい。
立体用要素画像や第１要素画像から、上記画像データへの変換は、一般的な画像処理技術を行えばよく、例えば、上記にて説明した解像度変換であってもよく、あるいは、拡大／縮小変換であってもよい。
従って、図４に示すＳ３では、図１に示す立体／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。本実施の形態のＳ６では、Ｓ２で生成された要素画像を、画像データ生成部１４にて、第２の要素画像に変換して、第２の２次元用データを生成する。ここでは、Ｓ２で生成された要素画像の画素数ａ×ｂと、画像データ表示領域８に表示可能な要素画像数ｐ×ｑと、が同数であるものとする。
そして、表示制御部１３の制御により、第２の２次元用データを、画像表示部１１に表示する。これにより、上記画像表示部１１に表示される第２の要素画像からなる第２の２次元用データを、観察者が光線方向制限部１２を介して観察した場合に、両眼視差、運動視差、調節を知覚することはない。従って、観察者は、画像表示部１１に表示された第２の２次元用データ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。
なお、立体映像表示部１０に立体映像を表示する場合は、前記実施の形態１で説明したように、画像表示部１１に、相互に異なる要素画像が複数配置された立体用データが表示される。また、２次元用データの生成は、立体／２次元切換指示部１５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、映像信号が入力されたときに行ってもよく、あるいは、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、これに限定されない。すなわち、上記したように、映像信号に基づいて、例えば、画像データ表示領域８に表示可能な要素画素数（ｐ×ｑ）に応じた画素数の画像データを生成する、あるいは、立体用要素画像や第２の要素画像をそれぞれ生成するようにしてもよい。また、立体用データや２次元用データを生成するタイミングで、それぞれ立体用要素画像や第２の要素画像を生成してもよい。
上記のように、本実施の形態における立体映像表示装置３０では、立体映像表示部１０に２次元映像又は立体映像を表示するために、第２の２次元用データと立体用データとを生成している。従って、画像表示部１１に表示される立体用データ又は第２の２次元用データに応じて、観察者の知覚作用が変化するので、観察者は、立体映像表示部１０に表示される映像を、立体映像又は２次元映像として認識することができる。
〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について図２及び図５ないし図７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。
図５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５に示す立体映像表示装置３１は、前記実施の形態１・２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、立体表示領域指示部（立体映像用表示領域指示部）１７及び２次元表示領域指示部（２次元映像用表示領域指示部）１８を備えてなるものである。上記立体表示領域指示部１７及び２次元表示領域指示部１８を備えることにより、画像表示部１１上の任意の領域に、立体像の一部分のみが表示された立体映像や２次元映像を形成するトリミング処理や、立体映像表示部１０に表示される立体映像又は２次元映像の拡大や縮小、立体映像と２次元映像との同時表示を実現している。
上記立体表示領域指示部１７は、立体映像表示部１０に立体映像を表示する場合に、画像表示部１１に、立体用データを表示する領域を、任意に指示するために設けられている。また、上記立体表示領域指示部１７は、上記領域内に表示した立体用データによって、立体映像表示部１０への、立体像の一部分を示す立体映像のトリミング表示や、立体映像の拡大表示又は縮小表示等の表示内容を指示する。上記立体表示領域指示部１７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、表示用画像データを表示する領域及び表示内容を指定する。
また、上記２次元表示領域指示部１８は、立体映像表示部１０に２次元映像を表示する場合に、画像表示部１１に第１又は第２の２次元用データを表示する領域を、任意に指示するために設けられている。上記２次元表示領域指示部１８は、上記領域内に表示した第１又は第２の２次元用データによって、立体映像表示部１０への、立体像の一部分を示す２次元映像のトリミング表示や、２次元映像の拡大表示又は縮小表示等の表示内容を指示する。上記２次元表示領域指示部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、第１又は第２の２次元用データを表示する領域及び表示内容を指定する。
上記立体表示領域指示部１７及び２次元表示領域指示部１８にて、立体用データや第１又は第２の２次元用データ等の表示用画像データの表示が指示される領域（以下、指示エリア）は、立体映像の表示を行う際に、画像表示部１１に表示される立体用要素画像や第１又は第２の要素画像等の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。すなわち、例えば、図２（ｂ）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）とすると、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）となる。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、上記の座標（ｘ，ｙ）は、（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、この座標を用いて、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、１つの要素画像を表示するために必要となるａ×ｂの画素数からなる画像表示部１１内の領域（要素画像表示領域）を単位として、上記指示エリアを指定することができる。つまり、立体映像表示部１０に立体映像を表示する際には、上記立体表示領域指示部１７にて、画像表示部１１における立体用データの指示エリアを、上記座標を用いて、要素画像を単位として指定することができる。また、立体映像表示部１０に２次元映像を表示する際には、上記２次元表示領域指示部１８にて、画像表示部１１における第１又は第２の２次元用データの指示エリアを、上記座標を用いて、要素画像を単位として指定することができる。
次に、上記構成を備えた立体映像表示装置３１での立体映像の表示及び２次元映像の表示について、図６に基づいて説明する。図６は、上記立体映像表示装置３１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。図６中、Ｓ１１〜Ｓ１３は、図４のＳ１〜Ｓ３と、同一のステップである。
すなわち、図１１に示すＳ１１では、図示しない外部機器から、図５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、該映像信号に基づいて、画像データ生成部１４によって、ａ×ｂの画素からなる複数の要素画像（図２（ａ））が生成される。なお、ここでは、画像データ生成部１４にて生成される要素画像は、図２（ｂ）に示すように、画像表示部１１の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要素画像が生成されるものとする。
その後、Ｓ１３にて、立体／２次元切換指示部１５により、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と、この選択内容が表示制御部１３を介して、画像データ生成部１４に送信される。これにより、画像データ生成部１４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。
すなわち、Ｓ１３にて、上記立体／２次元切換指示部１５により、立体映像の表示が選択された場合には、Ｓ１４にて、立体表示領域指示部１７によって指示された座標に基づいて、画像表示部１１内の指示エリアを指定する。また、Ｓ１４では、立体映像表示部１０に表示される立体映像の表示内容を指示する。続いて、Ｓ１５にて、画像データ生成部１４は、指定された表示内容に基づいて、上記指示エリア内に表示される立体用データを生成する。例えば、表示内容としてトリミング表示が指示され、指定された指示エリアが、図７に示すように、画像表示部１１の一部分の領域７ｂであるとすると、前記実施の形態１・２で説明した立体用データのうち、画像表示部１１内の領域７ｂ内の表示される立体用要素画像のみを表示する。そのため、画像データ生成部１４では、立体用データのうちの一部の立体用要素画像からなる表示用画像データ（以下、立体用データの部分データ）を生成する。そして、Ｓ１６にて、表示制御部１３の制御により、上記領域７ｂに立体用データの部分データが表示され、立体映像表示部１０には、領域７ｂ内に表示される立体用データによって、立体像の一部分を投影した立体映像が得られる。
一方、Ｓ１３にて、立体／２次元切換指示部１５により、２次元映像の表示が選択された場合には、Ｓ１７にて、立体表示領域指示部１７によって指示された座標に基づいて、画像表示部１１の指示エリアを指定する。また、Ｓ１７では、立体映像表示部１０に表示される２次元映像の表示内容を指示する。続いて、Ｓ１８にて、画像データ生成部１４は、指定された表示内容に基づいて、上記指示エリア内に表示される第１又は第２の２次元データを生成する。例えば、表示内容としてトリミング表示が指示され、指定された指示エリアが、上記と同様に、図７に示す画像表示部１１の一部分の領域７ｂであるとする。
上記のように、表示内容としてトリミング表示が指示されている場合には、例えば、前記実施の形態２にて説明した第２の２次元データのうち、画像表示部１１内の領域７ｂ内の表示される第２の要素画像のみを表示する。そのため、画像データ生成部１４では、第２の２次元データのうちの一部の第２の要素画像からなる表示用画像データ（以下、第２の２次元データの部分データ）を生成する。その後、Ｓ１９にて、表示制御部１３の制御により、上記領域７ｂに、第２の２次元データの部分データを表示する。これにより、立体映像表示部１０には、領域７ｂ内に表示される第２の２次元データの部分データによって、第２の２次元データによって表示される２次元映像のうちの一部分を投影した２次元映像が得られる。
あるいは、Ｓ１８では、前記実施の形態１のように、同一の画像データを有する第１の要素画像を複数用いて、２次元映像を表示するための第１の２次元データを生成してもよい。すなわち、上記画像データ生成部１４は、前記実施の形態１で説明した第１の要素画像が有する画像パターンの一部分のみを表示するように、該一部分を、ａ×ｂの画素数を有する画像データに変換する。そして、この画像データを第１の要素画像として用いて、第１の２次元データを生成し、該第１の２次元データを領域７ｂに表示してもよい。
また、上記立体表示領域指示部１７及び２次元表示領域指示部１８にて、指示エリア内に表示用画像データを表示して、立体映像表示部１０に立体像全体の立体映像又は２次元映像を表示することが指示された場合には、上記Ｓ１５及びＳ１８では、それぞれ、次のように処理を行えばよい。
例えば、図７に示す領域７ｂ内に要素画像を配置して、立体映像表示部１０に立体像を表示するためには、上記で説明した立体用データの部分データを用いることはできない。すなわち、上記したように、上記画像データ生成部１４では、画像表示部１１の全領域７ａに表示される立体用データによって立体映像が表示されるように、立体用要素画像が配列された立体用データを生成している。そのため、領域７ｂ内に表示される立体用要素画像を用いても、立体映像表示部１０に、立体像全体の立体映像を表示することはできない。
従って、指定エリアである領域７ｂに、立体像全体の立体映像を表示するための要素画像を配置するためには、領域７ｂ内に表示される要素画像（以下、指示エリア要素画像）によって立体映像が表示されるように、画像パターンを有する指示エリア要素画像を生成する必要がある。そこで、Ｓ１５では、画像データ生成部１４は、立体表示領域指示部１７にて指定された指示エリアである領域７ｂの大きさや、該領域７ｂに配置可能な要素画像の数に応じて、指示エリア要素画像を生成する。つまり、上記画像データ生成部１４では、指定された領域７ｂに表示される指示エリア要素画像によって立体映像が表示されるように、入力される映像信号又は立体用要素画像等に基づいて、相互に異なる２次元の画像パターンを有するように、指示エリア要素画像に２次元の画像データを割り当てる。
上記のようにして生成された指示エリア要素画像を、上記画像データ生成部１４は、立体表示が可能となるように配列させて、指示エリア用の立体用データを生成する。そして、Ｓ１６にて、表示制御部１３の制御により、画像表示部１１の領域７ｂに、指示エリア用の立体用データを表示すると、画像表示部１１の領域７ｂに表示される複数の指示エリア要素画像を、光線方向制限部１２を介することにより、立体映像を観察することができる。
また、例えば、図７に示す領域７ｂ内に第１の２次元データを配置して、立体映像表示部１０に２次元映像を表示するためには、Ｓ１８にて、前記実施の形態１にて説明した第１の要素画像を、領域７ｂ内に配置するように配列して、指示エリア用の第１の２次元データを生成する。そして、Ｓ１９にて、表示制御部１３の制御により、上記指示エリア用の第１の２次元データを、領域７ｂに表示する。これにより、上記画像表示部１１の領域７ｂに表示される複数の第１の要素画像を、光線方向制限部１２を介して観察した場合には、２次元映像が得られることになる。
あるいは、図７に示す領域７ｂ内に第２の２次元データを配置して、立体映像表示部１０に２次元映像を表示するためには、Ｓ１８にて、前記実施の形態２にて説明した第２の要素画像を、領域７ｂ内に配置するように配列して、指示エリア用の第２の２次元データを生成する。すなわち、画像データ生成部１４は、領域７ｂ内に表示される指示エリア要素画像に対して、立体映像表示部１０に表示される２次元映像の１画素の表示を表す画像パターンをそれぞれ割り当てる。そして、２次元映像の１画素の表示を表す画像パターンが割り当てられた各指示エリア要素画像を、２次元映像の表示が可能となるように配列させて、指示エリア用の第２の２次元データを生成する。つまり、該指示エリア用の第２の２次元データは、全体として、上記立体映像表示部１０に表示される１つの２次元映像を表すことになる。そして、Ｓ１９にて、表示制御部１３の制御によって、上記指示エリア用の第２の２次元データを領域７ｂに表示することにより、光線方向制限部１２を介して、観察者に対して、２次元映像を提供することができる。
なお、指示エリア内に、指示エリア用の立体データを表示して、立体映像表示部１０に立体像の立体映像の拡大表示又は縮小表示が指示された場合には、上記画像データ生成部１４にて、まず、映像信号に基づいて、指示エリア要素画像に割り当てられる画像パターンを、所定の倍率で拡大又は縮小する。続いて、この拡大又は縮小された画像パターン（以下、拡大／縮小画像パターン）を、ａ×ｂ個の画素に変換して、指示エリア要素画像とすればよい。
また、指示エリア内に、指示エリア用の第１の２次元データを表示して、立体映像表示部１０に立体像の２次元映像の拡大表示又は縮小表示が指示された場合には、上記拡大／縮小画像パターンに基づいて変換された後の指示エリア要素画像から選ばれる任意の１つを用いればよい。あるいは、上記画像データ生成部１４にて、上記拡大／縮小画像データに基づいて、領域７ｂの大きさに応じた指示エリア用の第２の２次元データを生成して表示するようにしてもよい。
このように、画像表示部１１内の指示エリアを指定することができれば、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も可能である。すなわち、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、立体映像用及び２次元映像用の表示用画像データを表示する領域を、それぞれ、立体表示領域指示部１７及び２次元表示領域指示部１８によって、指定すればよい。そして、この立体表示領域指示部１７及び２次元表示領域指示部１８にて指定された画像表示部１１内の指示エリアに、指示エリア用の立体用データや、指示エリア用の第１又は第２の２次元用データを表示すればよい。
〔実施の形態４〕
本発明のさらに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１〜３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。
図８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８に示す立体映像表示装置３２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に備えられた光線方向制限部１２に代えて、電気的光線方向制限部２０を有する立体映像表示部４２を備えている。すなわち、立体映像表示部４２は、立体映像表示装置３０に備えられている画像表示部１１と、電気的光線方向制限部２０とを備えている。また、図８に示す立体映像表示装置３２は、上記電気的光線方向制限部２０を駆動するドライバ（光線方向制御部）１９をさらに備えている。
上記電気的光線方向制限部２０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、電気的に制限する。上記電気的光線方向制限部２０としては、例えば液晶を用いることができる。上記液晶を用いることにより、該液晶を介して、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。
従って、図８に示す立体映像表示装置３２にて、立体映像を表示する場合には、図９に示すフローチャートに基づいて動作が行われる。図９は、立体映像表示装置３２で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。なお、図９中、Ｓ２１〜Ｓ２３の動作は、図４に示すＳ１〜Ｓ３の動作と同一であるので、その説明を省略する。
すなわち、Ｓ２３にて、立体／２次元切換指示部１５から立体映像を表示することが指示されると、前記実施の形態１等のＳ４（図４）で説明したように、Ｓ２４では、画像データ生成部１４にて、立体用データが生成される。また、Ｓ２５では、立体／２次元切換指示部１５からの指示内容を、表示制御部１３を介して、ドライバ１９に送信し、該ドライブ１９よる駆動制御を行って、電気的光線方向制限部２０をピンホールスクリーン状態とする。
そして、Ｓ２６にて、表示制御部１３の制御により、立体用データを画像表示部１１に表示する。該画像表示部１１に表示される立体用データを、ピンホールスクリーン状態の電気的光線方向制限部２０を介して観察することにより、立体映像表示部４２に立体映像を得ることができる。つまり、ピンホールスクリーン状態の電気的光線方向制限部２０は、前記実施の形態１等にて説明した光線方向制限部１２として機能するので、該光線方向制限部１２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。
一方、２次元映像を表示する場合には、電気的光線方向制限部２０を全光量透過状態とする。全光量透過状態の電気的光線方向制限部２０を介して画像表示部１１を観察した場合には、前記実施の形態１等にて説明した光線方向制限部１２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。
従って、Ｓ２７では、立体／２次元切換指示部１５から２次元映像を表示することが指示されると、画像データ生成部１４では、画像表示部１１に表示する２次元表示データを生成する。また、Ｓ２８では、表示制御部１３の制御によってドライバ１９による駆動制御を行って、電気的光線方向制限部２０を全光量透過状態とする。そして、Ｓ２９では、上記２次元表示データを画像表示部１１に表示し、全光量透過状態の電気的光線方向制限部２０を介して画像表示部１１を観察することにより、立体映像表示部４２に、２次元映像を得ることができる。上記のように、２次元映像を表示する場合に、電気的光線方向制限部２０が全光量透過状態となるので、明るい２次元映像を表示することができる。
なお、本実施の形態では、電気的光線方向制限部２０を用いて、ピンホールスクリーン状態と全光量透過状態とを作り出す場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。すなわち、電気的光線方向制限部２０として、液晶マイクロレンズアレイを用いれば、前記実施の形態１で説明した光線方向制限部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、電気的光線方向制限部２０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。
また、上記電気的光線方向制限部２０が、部分的に、ピンホールスクリーン状態と全光量透過状態を作り出せるように、ドライバ１９で駆動制御すれば、立体映像表示部４２に立体映像及び２次現映像の双方を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、図８に示す立体映像表示装置３２に、前記実施の形態３にて説明した、立体表示領域指示部１７及び２次元表示領域指示部１８（図４）を設ければよい。これにより、上記立体表示領域指示部１７及び２次元表示領域指示部１８の指示エリア及び指示内容に基づいて、画像表示部１１の指示エリア内に、立体用データ又は２次元表示データが表示される。従って、上記電気的光線方向制限部２０によって、部分的にピンホールスクリーン状態を作り出すことによって立体映像が表示され、部分的に全光量透過状態を作り出すことによって、２次元映像が表示されることになる。
〔実施の形態５〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１０ないし図１２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１〜４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。
図１０に、本実施の形態の立体映像表示装置３３のブロック図を示す。図１０に示す立体映像表示装置３３は、前記実施の形態４で説明した図８に示す立体映像表示装置３２の立体映像表示部４２に代えて、立体映像表示部４３を備え、さらに、後述する光源の駆動制御を行う光源駆動部（光量制御部）２２を備えている。上記立体映像表示部４３は、図８に示す立体映像表示部４２に備えられている電気的光線方向制御部２０を備えるとともに、画像表示部１１は、液晶等の自発光性ではない非自発光素子からなり、該表示素子を照明する光源（表示用光源）２１を備えている。すなわち、上記光源２１は、画像表示部１１上の要素画像を電気的光線方向制御部２０に拡散投影する。また、上記光源２１は、光源駆動部２２の制御によって、オン／オフを制御され、また光量が制御される。
前記実施の形態４で説明したように、立体映像表示部４３に電気的光線方向制御部２０を備える場合には、立体映像は、電気的光線方向制御部２０のピンホールスクリーン状態で表示される。一方、２次元映像は、電気的光線方向制御部２０の全光量透過状態で表示される。つまり、立体映像では、画像表示部１１の一部が観察者の眼に映るのに対し、２次元映像では、画像表示部１１全体が観察者の眼に映る。そのため、立体映像表示部４３に表示される２次元映像は、観察者の眼には、立体映像に比べて明るく認識される。
従って、立体／２次元切換指示部１５にて、立体映像と２次元映像との切換えを行う場合には、該切換えによって、観察者に違和感を与える可能性がある。そのため、立体映像と２次元映像との切換えが行われた場合には、観察者に違和感を与えないように、画像表示部１１の明るさを制御している。
すなわち、立体／２次元切換指示部１５にて、立体映像表示部４３に表示される映像が立体映像から２次元映像に切換えられた場合には、光源駆動部２２の制御によって、光源２１の光量を低減する。上記したように、２次元映像は、電気的光線方向制御部２０の全光量透過状態で表示されるため、同じ明るさの画像表示部１１に表示を行うと、観察者の眼には、立体映像よりも明るく映ることになる。それゆえ、光源駆動部２２の制御によって、光源２１の光量を低減することにより、画像表示部１１の明るさを低減して、観察者の眼に与える明るさを、立体映像と２次元映像とで同等のレベルとする。
一方、立体／２次元切換指示部１５にて、立体映像表示部４３に表示される映像が２次元映像から立体映像に切換えられた場合には、光源駆動部２２の制御によって、光源２１の光量を増加する。上記したように、立体映像は、電気的光線方向制御部２０のピンホールスクリーン状態で表示されるため、同じ明るさの画像表示部１１に表示を行うと、観察者の眼には、２次元映像よりも暗く映ることになる。それゆえ、光源駆動部２２の制御によって、光源２１の光量を増加することにより、画像表示部１１を明るくして、観察者の眼に与える明るさを、２次元映像と立体映像とで同等のレベルとする。
このように、立体映像表示部４３に表示される映像に応じて、光源２１の光量を調節することにより、立体映像と２次元映像との切換が行われた場合にも、観察者に対して、違和感を与えることなく、映像表示を行うことができる。
なお、前記実施の形態４にて説明したように、上記電気的光線方向制限部２０が、部分的に、ピンホールスクリーン状態と全光量透過状態とを作り出せるように、ドライバ１９で駆動制御する場合には、図１０に示す光源２１及び光源駆動部２２に代えて、それぞれ、図１１に示す光源（部分表示用光源）２３及び光源制御部（部分光量制御部）２４を用いればよい。上記光源２３は、画像表示部１１を部分的に照明する複数の小光源（部分表示用光源）２３ａ・２３ａ…（以下、小光源２３ａ）を備えてなる。該小光源２３ａは、光量制御部２４によって、それぞれ独立に、オン／オフを制御され、また光量が制御されることにより、画像表示部１１が部分的に照明される。つまり、上記小光源２３ａの光量をそれぞれ独立に制御することによって、画像表示部１１の明るさを部分的に異ならせることができる。
従って、前期実施の形態４にて説明したように、立体表示領域指示部１７及び２次元表示領域指示部１８（図４）を設ければ、該立体表示領域指示部１７及び２次元表示領域指示部１８によって指示された指定エリアに応じて、画像表示部１１の明るさを変化させることができる。すなわち、立体表示領域指示部１７及び２次元表示領域指示部１８に入力された情報に基づいて、表示制御部１３は、立体映像を表示するために用いられる画像表示部１１の指示エリアを照明する小光源２３ａの光量が、相対的に多くなるように制御する。また、２次元映像を表示するために用いられる画像表示部１１の指示エリアを照明する小光源２３ａの光量が、相対的に少なくなるように制御する。これにより、立体映像表示部１０に立体映像及び２次元映像の双方を表示する場合にも、同等レベルの明るさの立体映像及び２次元映像を得ることができる。
上記立体表示領域指示部１７及び２次元表示領域指示部１８によって指定される指示エリアは、あらかじめ、小光源２３ａの配置に合わせて設定することが好ましい。あるいは、指示エリアの大きさに応じて、小光源２３ａを配置するようにすることが好ましい。
なお、本実施の形態では、画像表示部１１として非自発光素子を用いた場合を例に挙げて説明したが、ＣＲＴディスプレイやプラズマディスプレイ、ＥＬ等の自発光素子を用いた場合にも、同様に適用することができる。図１２に、画像表示部１１として自発光素子を用いた場合の立体映像表示装置３４のブロック図を示す。図１２に示す立体映像表示装置３４は、前記実施の形態４で説明した図８に示す立体映像表示装置３２の構成に加えて、さらに、素子発光強度制御部（光量制御部）２５を備えている。
そのため、この素子発光強度制御部２５の制御によって、自発光素子からなる画像表示部１１の光量を制御すれば、上記にて図１０に示す立体映像表示装置３３に基づいて説明したように、立体映像と２次元映像との切換が行われた場合にも、観察者に対して、違和感を与えることなく、映像表示を行うことができる。また、画像表示部１１の各画素毎に光量を制御すれば、上記にて説明したように、画像表示部１１の指示エリア毎に、明るさを調整することができる。
最後に、上記した実施の形態１〜５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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。 （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。 （ａ）〜（ｄ）は、光線再生法の原理を説明する説明図である。 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。 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。 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。 上記立体映像表示装置の画像表示部の平面図である。 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。 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。 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。 上記立体映像表示装置に備えられる光源を示すブロック図である。 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
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 画像データ生成部
１５ 立体／２次元切換指示部
１６ 映像信号入力部
１７ 立体表示領域指示部
１８ ２次元表示領域指示部
１９ ドライバ（光線方向制御部）
２０ 電気的光線方向制限部（光線方向制限部）
２１ 光源（表示用光源）
２２ 光源駆動部（光量制御部）
２３ 光源（部分表示用光源）
２３ａ 小光源（部分表示用光源）
２４ 光源制御部（部分光量制御部）
２５ 素子発光強度制御部（光量制御部）
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
３３ 立体映像表示装置
３４ 立体映像表示装置
４２ 立体映像表示部
４３ 立体映像表示部

Claims (16)

  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２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、互いに同一の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２次元表示用画像データを生成する画像データ生成部を備えていることを特徴とする立体映像表示装置。
  2. 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２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、上記２次元映像の各画素を、それぞれ画像パターンとして割り当てた複数の要素画像を配列してなる２次元表示用画像データを生成する画像データ生成部を備えていることを特徴とする立体映像表示装置。
  3. 上記画像データ生成部は、上記映像信号に基づいて、上記画像表示部に表示される要素画像の数に応じた画素数を有する画像データを生成し、
    上記２次元表示用画像データは、上記画像データの各画素を、それぞれ画像パターンとして割り当てた要素画像を配列することによって生成されるものであることを特徴とする請求項２記載の立体映像表示装置。
  4. 上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合に、１つの要素画像を表示するために用いられる上記画像表示部内の要素画像表示領域を単位として、画像表示部内の所定の領域を指示する立体映像用表示領域指示部、及び、
    上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合に、１つの要素画像を表示するために用いられる上記画像表示部内の要素画像表示領域を単位として、画像表示部内の所定の領域を指示する２次元映像用表示領域指示部、のうちの少なくとも一方を備え、
    上記立体表示用画像データは、上記立体映像用表示領域指示部によって指示された領域に表示され、
    上記２次元表示用画像データは、上記２次元映像用表示領域指示部によって指示された領域に表示されることを特徴とする請求項１、２又は３記載の立体映像表示装置。
  5. 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２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、上記画像表示部の表示画素数に応じた画素数を有する２次元表示データを生成する画像データ生成部を備え、
    上記光線方向制限部は、上記光線の方向の制限を電気的に制御する電気的光線方向制限部であり、
    上記電気的光線方向制限部は、上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合には、光線の方向を制限し、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、光線の方向を制限しないことを特徴とする立体映像表示装置。
  6. 上記画像データ生成部で生成される２次元表示用画像データは、上記画像表示部の画素数と同じ画素数を有することを特徴とする請求項５記載の立体映像表示装置。
  7. さらに、上記画像表示部の光量を制御する光量制御部を備え、
    上記光量制御部は、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合よりも、上記画像表示部の光量を低減するように制御を行うことを特徴とする請求項５又は６記載の立体映像表示装置。
  8. 上記画像表示部は非自発光性素子からなり、
    さらに、上記画像表示部を照明する表示用光源を備え、
    上記光量制御部は、上記表示用光源の光量を制御することを特徴とする請求項７記載の立体映像表示装置。
  9. 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、
    上記光線方向制限部は、上記光線の方向の制限を電気的に制御する電気的光線方向制限部であり、
    上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、所定の画素数を有する２次元表示データを生成する画像データ生成部を備えるとともに、
    上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合に、１つの要素画像を表示するために用いられる上記画像表示部内の要素画像表示領域を単位として、画像表示部内の所定の領域を指示する立体映像用表示領域指示部、及び、
    上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合に、上記画像表示部内の画素を単位として、画像表示部内の所定の領域を指示する２次元映像用表示領域指示部、のうちの少なくとも一方を備え、
    上記立体表示用画像データは、上記立体映像用表示領域指示部によって指示された領域に表示され、
    上記２次元表示用画像データは、上記２次元映像用表示領域指示部によって指示された領域に表示され、
    さらに、上記立体映像用表示領域指示部及び２次元映像用表示領域指示部のうちの少なくとも一方によって指示された領域に基づいて、上記光線方向制限部による光線の方向の制限を部分的に行うように制御する光線方向制御部を備え、
    上記光線方向制御部は、上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合に、上記立体映像用表示領域指示部によって指示された領域の光線の方向を制限し、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２次元映像用表示領域指示部によって指示された領域の光線の方向を制限しないように、上記電気的光線方向制限部による光線の方向の制限を制御することを特徴とする立体映像表示装置。
  10. さらに、上記画像表示部の光量を部分的に制御する部分光量制御部を備え、
    上記部分光量制御部は、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合の、上記２次元映像用表示領域指示部によって指示された領域の光量を、上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合の、上記２次元映像用表示領域指示部によって指示された領域の光量よりも低減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。
  11. 上記画像表示部は非自発光性素子からなり、
    さらに、上記画像表示部を照明する部分表示用光源を備え、
    上記部分光量制御部は、上記部分表示用光源の光量を制御することを特徴とする請求項１０記載の立体映像表示装置。
  12. 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、
    上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、互いに同一の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２次元表示用画像データを上記画像表示部に表示することを特徴とする映像表示方法。
  13. 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、
    上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、上記２次元映像の各画素を、それぞれ画像パターンとして割り当てた複数の要素画像を配列してなる２次元表示用画像データを上記画像表示部に表示することを特徴とする映像表示方法。
  14. 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、
    上記光線方向制限部は、上記立体映像表示部に立体映像を表示する場合には、光線の方向を制限し、上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、光線の方向を制限しないように、電気的に上記光線の方向を制御し、
    上記立体映像表示部に２次元映像を表示する場合には、入力された映像信号に基づいて、上記画像表示部の表示画素数に応じた画素数を有する２次元表示データを上記画像表示部に表示することを特徴とする映像表示方法。
  15. 請求項１〜１１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。
  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。

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