JP2005331844A - 立体画像表示方法、立体画像撮像方法及び立体画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 平行光線１次元ＩＩ方式において、２眼方式用などの透視投影の画像を表示可能とする。
【解決手段】 表示装置においては、表示部の前面には、視差バリアが設置され、この視差バリアには、水平ピッチが表示部の画素幅の整数倍に等しく光学的開口部が配列されている。表示面は、観察基準視距離によって幅が定められる要素画像に分割されている。通常画像表示モードでは、垂直方向が視距離に対応した透視投影であり、水平方向が平行投影である視差成分画像が、視差合成画像の画素列ごとに分割配置されている。また、圧縮・強調表示モードでは、垂直及び水平方向とも透視投影である視差成分画像が、視差合成画像の画素列ごとに分割配置され、多眼互換表示モードでは、垂直方向及び水平方向とも透視投影である視差成分画像が、視差合成画像の隣接する複数の画素列に同一の視差成分画像を与えることにより、視差合成画像の画素列ごとに分割配置される。これら３つのモードは相互間で切り替えられる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、立体画像を表示する方法、立体画像を撮像する方法及び立体画像を表示する装置に関する。

動画表示が可能な立体画像を表示する装置、所謂、３次元ディスプレイには、種々の方式が知られている。近年、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で立体画像を表示する方式の要望が高くなっている。この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するものもあるが実用化が難しく、直視型或いは投影型の表示装置、例えば、液晶表示装置或いはプラズマ表示装置等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）の直前に表示パネルからの光線を制御して観察者に光線を向ける視差バリア（光線制御素子とも称する）を設置する方式が比較的容易に立体画像を表示することができる方式として知られている。

視差バリアは、一般的には、パララクスバリアとも称せられ、視差バリア上の同一位置でも角度により異なる画像が見えるように光線を制御している。具体的には、左右視差（水平視差）のみを与える場合には、スリット或いはレンチキュラーシート（シリンドリカルレンズアレイ）が用いられ、上下視差（垂直視差）も含める場合には、ピンホールアレイ或いはレンズアレイが用いられる。視差バリアを用いる方式にも、さらに２眼式、多眼方式、超多眼方式（多眼方式に超多眼条件が付されている方式）、インテグラルイメージング方式（以下、単にＩＩ方式と称せられる）に分類される。これらの基本的な原理は、１００年程度前に発明され立体写真に用いられる方式と実質上同一である。

尚、インテグラルイメージング方式（ＩＩ方式）は、立体写真の用語を用いて表現することから、文献によってはインテグラルフォトグラフィー（以下、ＩＰとも云う）とも称せられている場合がある。

ＩＩ方式では、視点位置の自由度が高く、楽に立体視できるという特徴があり、水平視差のみで垂直視差のないＩＩ方式（以下、１次元ＩＩ方式、１Ｄ−ＩＩ方式と略す）では、解像度の高い表示装置の実現も比較的容易である。これに対し、２眼方式或いは多眼方式では、立体視できる視点位置の範囲、即ち、視域が狭く、見にくいという問題がある。しかし、２眼方式或いは多眼方式は、立体画像表示装置としての構成としては最も単純であり、表示画像も簡単に作成できる利点がある。

一般に、ＩＩ方式とＬＳ（レンチキュラーシート）方式とは、画素が像面にあるか焦平面にあるかの相違にあるとされている。しかし、現実的な設計、特に画素数が多い場合においては、像面と焦平面との違いは、収差がないとしても０．１ｍｍ以下であり、精度上区別は難しく、視距離において光線が収束されているかも同様に精度上区別が難しい。この明細書に記載するＩＩ方式は、像面並びに焦平面上の画素位置では区別せず、視距離において正常な立体像を見ることができる横方向（略水平方向）の視点位置が任意（連続的）である方式を意味している。また、多眼方式は、ＬＳ方式とは等価ではなく（光線の収束の有無は問わず）、視距離において正常な立体像を見ることができる横方向の視点位置が眼間距離をもとに定められている方式を意味している。

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している。水平視差のみが与えられ、垂直視差が与えられていないＩＩ方式では、視差バリアの水平方向ピッチが画素の水平方向ピッチの整数倍である場合は平行光線の組が生じる（以下、平行光線ＩＩとも称せられる）。また、平行光線ＩＩ方式では、垂直方向がある一定視距離での透視投影であり、水平方向が平行投影である視差成分画像を画素列ごとに分割配置した視差合成画像を表示面に表示することにより、正しい投影の立体像が得られる。多眼方式では、単純な透視投影による視差成分画像を分割配置した視差合成画像を表示面に表示することにより、正しい投影の立体像が得られる。

尚、垂直方向と水平方向とで投影方法並びに投影中心距離を異ならせて撮影する撮像装置は、特に平行投影の場合に被写体と同サイズのカメラ、或いは、レンズが必要となるため、実現が困難である。従って、撮像によって平行投影データを得るためには、透視投影の撮像データから分割配置する画像データに変換する方法が現実的であり、ＥＰＩ（エピポーラ面）を用いて画像データを補間する方法等が知られている。

ＩＩ方式では、非特許文献１に開示されるように、立体画像表示装置の飛び出し・奥行き再現可能範囲は、比較的狭く、前後それぞれ１０ｃｍ程度が典型値であるとされている。しかし、表示したい物体の位置に制約をなくし、多様なコンテンツに対応させるため、立体画像表示装置の飛び出し・奥行き再現可能範囲の自由度を高める必要がある。透視投影画像を合成して立体像を作る多眼方式では、飛び出し・奥行きが強調される透視投影立体像（奥行き方向に圧縮されて消失点が近い立体像）を表示している例があるが、平行投影の画像から立体像を作る平行光線ＩＩでは、同様の立体像の作成例はなく、作成手法も見出されていない。

平行光線ＩＩ方式は、２眼方式に比べ見やすいというメリットがあるが、投影方法或いは分割配置方法の点において画像フォーマットが複雑である。２眼及び多眼は、最も単純な立体画像の表示であるため、画像フォーマットも単純で、実写の場合は、水平方向に並べた２台のカメラから撮像した視差成分画像をそのまま組み合わせれば良いこととなる。２眼を前提に作成されているコンテンツもあるため、平行光線ＩＩ方式用の表示装置においても、透視投影された２眼の画像フォーマットにも上位互換として対応できることが望ましい。対応方法として、２眼のデータを補間してＩＩ的に見やすく表示する方法もあるが、２眼用の少ない２つの視差成分画像から多数の視差成分画像を内挿・外挿することは困難である。平行光線ＩＩ方式用の表示装置に２眼のデータを２眼としてほぼそのまま表示する方法は従来知られていない。
J. Opt. Soc. Am. A vol.15, p. 2059 (1998)

上述のように、従来の平行光線ＩＩ方式の立体画像表示装置にあっては、多様な画像フォーマットのコンテンツ、特に、透視投影で得られたコンテンツへの対応に問題があるとされている。

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、平行光線ＩＩ方式において、２眼・多眼方式用等の透視投影の画像を表示可能とするとともに深さ方向に圧縮された立体像、或いは、飛び出し・奥行きに対し縦横方向に強調された立体像の表示が可能な立体画像表示装置を提供することにある。

この発明によれば、
所定幅を有する画素が垂直方向並びに水平方向を有する表示面内にマトリックス状に配列されている表示部と、
前記表示部の前面に設置され、夫々が略直線状に延出され、前記画素所定幅の整数倍に相当する水平ピッチで配置されている光学的開口を有し、前記画素からの光線をこの光学的開口で制御し、観察基準視距離に依存して幅が定められ且つこの光学的開口毎に対応する要素画像に前記表示面を分割する視差バリアと、
垂直方向が前記視距離或いはその近傍の視距離で定まる被写体の透視投影であり、且つ、水平方向が被写体の平行投影である視差成分画像を、画素列毎に分割し、所定範囲の前記要素画像毎に１画素列ずつ配分して前記表示部に表示し、連続視点の立体像を生成させる通常表示モード処理部と、及び
垂直方向及び水平方向ともに前記視距離或いはその近傍の視距離で定まる被写体の透視投影である視差成分画像を、画素列毎に分割し、所定範囲の前記要素画像毎に１画素列ずつ配分して前記表示部に表示し、被写体像を深さ方向に圧縮し縦横方向に強調した連続視点の立体像を生成させる圧縮・強調表示モード処理部と、
垂直方向及び水平方向ともに前記視距離或いはその近傍の視距離で定まる被写体の透視投影である視差成分画像を、画素列毎に分割し、所定範囲の前記要素画像毎に隣接複数画素列ずつ同一視差情報として配分して前記表示部に表示し、多視点の立体像を生成させる多眼互換表示モード処理部と、
を具備することを特徴とする立体画像表示装置が提供される。

また、この発明によれば、
所定幅を有する画素が垂直方向並びに水平方向を有する表示面内にマトリックス状に配列されている表示部と、
前記表示部の前面に設置され、夫々が略直線状に延出され、前記画素所定幅の整数倍に相当する水平ピッチで配置されている光学的開口を有し、前記画素からの光線をこの光学的開口で制御し、観察基準視距離に依存して幅が定められ且つこの光学的開口毎に対応する要素画像に前記表示面を分割する視差バリアと、及び
垂直方向が前記視距離或いはその近傍の視距離で定まる被写体の透視投影であり、且つ、水平方向が被写体の平行投影である視差成分画像を、画素列毎に分割し、所定範囲の前記要素画像毎に１画素列ずつ配分して前記表示部に表示し、連続視点の立体画像を生成させる通常表示モード処理部と、
を具備する立体画像表示装置に、垂直方向及び水平方向ともに前記視距離或いはその近傍の視距離で定まる被写体の透視投影である視差成分画像を、画素列毎に分割し、所定範囲の前記要素画像毎に１画素列ずつ配分して前記表示部に表示し、圧縮・強調表示モードで被写体像を深さ方向に圧縮し、縦横方向に強調して連続視点の立体像として表示する表示方法において、
前記視距離における前記視差バリアを介する前記画素の投影位置の水平間隔に依存して視差成分毎の透視投影撮影の水平間隔が定められる撮影基準条件を基に、前記基準条件の視距離に対し撮影位置と投影面の間の距離をｑ倍に設定し、しかも、視差成分毎の前記透視投影撮影の水平間隔を前記基準条件のｂ／ｑ以下にして、被写体を深さ方向にｂ倍に圧縮する広角的投影処理を施して表示することを特徴とする立体画像表示方法が提供される。

更に、この発明によれば、
所定幅を有する画素が垂直方向並びに水平方向を有する表示面内にマトリックス状に配列されている表示部と、
前記表示部の前面に設置され、夫々が略直線状に延出され、前記画素所定幅の整数倍に相当する水平ピッチで配置されている光学的開口を有し、前記画素からの光線をこの光学的開口で制御し、観察基準視距離に依存して幅が定められ且つこの光学的開口毎に対応する要素画像に前記表示面を分割する視差バリアと、及び
垂直方向が前記視距離或いはその近傍の視距離で定まる被写体の透視投影であり、且つ、水平方向が被写体の平行投影である視差成分画像を、画素列毎に分割し、所定範囲の前記要素画像毎に１画素列ずつ配分して前記表示部に表示し、連続視点の立体像を生成させる通常表示モード処理部と、
を具備する立体画像表示装置に、
垂直方向及び水平方向ともに前記視距離或いはその近傍の視距離で定まる被写体の透視投影である視差成分画像を、画素列毎に分割し、所定範囲の前記要素画像毎に１画素列ずつ配分して前記表示部に表示し、圧縮・強調表示モードで被写体像を深さ方向に圧縮し、縦横方向に強調して連続視点の立体像として表示する為に前記被写体を撮影する撮影方法において、
前記視距離における前記視差バリアを介する前記画素の投影位置の水平間隔に依存して視差毎の透視投影撮影の水平間隔が定められる撮影基準条件を基に、
前記基準条件の視距離に対し撮影位置と被写体注視点の間の距離をｑ倍に設定し、しかも、視差毎の前記透視投影撮影の水平間隔を前記基準条件のｂ／ｑ以下にして、被写体を深さ方向にｂ倍に圧縮する広角的投影処理を施すことを特徴とする立体画像撮影方法が提供される。

この発明によれば、平行光線ＩＩ方式の立体画像表示装置において、２眼・多眼方式用等の透視投影の画像を表示可能とし、また、深さ方向に圧縮された立体像、或いは、飛び出し・奥行きに対し縦横方向に強調された立体像の表示が可能となる。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態に係る立体画像表示装置及びその表示方法を詳細に説明する。

なお、本明細書中で用いる「画素列」とは、水平方向の最小単位の画素の列であり、画素が水平方向に並ぶ３色（ＲＧＢ）のサブ画素に分かれている通常の液晶表示装置ではサブ画素列をさす。

始めに図１及び図２を参照してこの発明の実施形態に係る立体画像表示装置における３つのモードにおける立体画像の表示手順を説明する。ここで、図１及び図２は、この発明の実施形態に係る立体画像表示装置及びその画像表示方法に適用されるフローチャート及びブロック図を示している。

図１に示されるフローチャートは、平行光線ＩＩ方式の表示部（ディスプレイ）において、（ａ）通常表示モード、（ｂ）圧縮・強調表示モード及び（ｃ）２眼・多眼互換表示モードのいずれかのモードでも立体像を表示することができる工程を示している。

また、図２に示されるブロック図は、図１のフローチャートに対応し、平行光線ＩＩ方式の表示部（ディスプレイ）において、（ａ）通常表示モード、（ｂ）圧縮・強調表示モード及び（ｃ）２眼・多眼互換表示モードのいずれかのモードでも立体像を表示することができる表示装置の構成を示している。

ここで、図３及び図４の表に示したように、通常表示モードとは、ＩＩ用の画像データ（平行光線ＩＩ方式に基づき作成された、水平方向が平行投影かつ垂直方向が透視投影の視差成分画像データ）をＩＩ方式の表示部にＩＩ用の視差画像配置テーブルに従って配分して立体画像を表示させるモードであり、圧縮・強調表示モードとは、視差数の多い多眼データ又は水平方向及び垂直方向がともに透視投影の視差成分画像データをＩＩ方式の表示部にＩＩ用の視差画像配置テーブルに従って配分し、飛び出し・奥行きが圧縮され縦横方向が強調された立体画像（消失点が近い立体像）を表示するモードであり、２眼・多眼互換表示モードは、視差数の少ない多眼データをＩＩ方式の表示部に多眼互換用の視差画像配置テーブルに従って配分して立体画像を表示させるモードである。また、既に説明したように、この明細書では、ＩＩ方式は、視距離において正常な立体像を見ることができる横方向（略水平方向）の視点位置が任意（連続的）であることを意味し、２眼・多眼方式は、視距離において正常な立体像を見ることができる横方向の視点位置が眼間距離をもとに定められている（多視点・離散的である）ことを意味している。

視差配置テーブルは、表示面に表示される視差合成画像（多数の要素画像からなる）の各要素画像内に、各視差成分画像がどのように配置されるかを示す配置表である。ＩＩ用及び多眼互換用の視差画像配置テーブルとは、図４に示すように、同一視差データ（視差成分画像すなわち１つのカメラ位置で投影された画像）が表示面上で配置される範囲・間隔や各要素画像内で占める画素列数が異なる。ただしＩＩ用及び多眼互換用の視差画像配置では、要素画像の位置や幅は（観察基準視距離が一定である限りは）共通であり、要素画像内の視差成分画像の配置方法のみが異なる。スリットやレンズの光学的開口が垂直にストライプ状である場合は、各行が同じ視差配置（ただし行によりカラーフィルター配列が異なる場合は色成分のみ異なる）となるため、「視差成分画像を画素列ごとに分割して視差合成画像に配置する」という手順は、１画素列まとめて（全行分まとめて）行える。光学的開口が斜めやその他の複雑な形状の場合あるいは表示面の画素配列がデルタ配列などの場合は、行により異なる視差配置となるが、光学的開口水平位置と画素位置がともに同じ垂直位置関係にある行同士は同じ視差配置となるため、「視差成分画像を画素列ごとに分割して視差合成画像に配置する」という手順は、同じ垂直位置関係の行についてまとめて行える。このようにして視差配置テーブルにより、表示部３３１の垂直方向に関しては配置すべき画素行が定まり、また、表示部３３１の水平方向に関しては配置すべき画素列が定まり、この定められた画素行及び画素列に各視差成分画像データが配分され配置される。

図４には、比較例として、一般的な多眼方式立体表示装置の視差配置テーブルについても載せているが、これはすでに述べたようにハードウェア構成（視差バリアピッチと画素幅の関係）及び要素画像の位置や幅も本発明と異なる。

図１のフローチャート及び図２のブロック図に示されるように、立体像の画像信号（３Ｄ画像信号）が信号源１０１からステップＳ１１に示すように入力されると、始めにこの画像信号に含まれる画像データが視差数の少ない２眼或いは多眼の画像データであるかが判別される（判別部１０２およびステップＳ１２）。この３Ｄ画像信号とは、表示画像１フレームを構成する各視差成分画像が何らかの形式で合成されているものであり、そのフォーマットにより判別が可能である。もし、視差数の少ない２眼或いは多眼の画像データであれば、多眼画像処理部１０５で画像データが処理（ステップＳ１３）されて視差成分画像が多眼互換用配置テーブルにより配分され（ステップＳ１３ｃ）、表示部３３１で表示される（ステップＳ２１）。即ち、後に詳述するように、複数の画素列群に同一視差成分画像が与えられ、同一視差成分画像が与えられた画素列群間の画素列に黒又は所定色の表示が表示される。また、スリットやレンズの水平ピッチで決まる水平解像度と、表示部の垂直画素ピッチで決まる垂直最高解像度が、異なっているＩＩ表示装置の場合などに、入力された２眼或いは多眼データの水平・垂直解像度がＩＩ表示装置の水平・垂直解像度と異なる場合は、必要に応じて解像度が変換される（ステップＳ１３ａ、Ｓ１３ｂ）。この視差成分画像データの配置によって表示部３３１には、視差合成画像が平面的に表示され、視差バリアを通すことにより装置前面に多眼方式の立体像が観察者によって観察される。

ここで、多眼データの視差数が多いか少ないかの目安は、本来ＩＩ表示用に設計されている立体表示装置のＩＩ表示における視差数（視差バリア水平ピッチ／（サブ）画素水平ピッチ）の１／２程度の視差数があるかないかという点である。ある場合は、視差補間による多視点化が比較的容易であるため、補間を行ったうえでＩＩ用視差配置テーブルの圧縮・強調表示モードを使うことが適し、逆に２眼・多眼互換表示モードを使うと縦帯状領域割れが目立つ場合があるため適さない。ない場合は、視差補間による多視点化が難しいため、２眼・多眼互換表示モードが適する。

ステップＳ１２において、視差数が多い多眼の画像データ或いはＩＩ方式の画像データである場合には、さらに判別部１０２内のステップＳ１６において、圧縮・強調表示で表示される必要があるか或いは透視投影の多眼データであるかが判断される。いずれでもない場合、例えば、画像データがＩＩ方式のデータであり、ＩＩ方式で通常の表示がなされる場合には、通常処理部１０３で、ステップＳ１７において通常処理が実行され、ＩＩ方式の画像データは、ステップＳ１７ａにおいて補間が必要であるかが判断される。平行光線ＩＩ方式表示装置の構成（視差バリア水平ピッチが画素列ピッチの何倍か）および想定視距離によって必要な視差数が定められるが、入力されたデータの視差数が本来必要な視差数より少ない場合など、補間やリサイズが必要とされる場合には、隣接視差からその間（内挿補間）あるいは外側（外挿補間）の視差成分画像情報が求められて視差成分が補間された画像データが作成される（ステップＳ１７ｂ）。また、スリットやレンズの水平ピッチで決まる水平解像度と、表示部の垂直画素ピッチで決まる垂直最高解像度が、異なっているＩＩ表示装置の場合などに、入力されたＩＩデータの水平・垂直解像度がＩＩ表示装置の水平・垂直解像度と異なる場合は、必要に応じて解像度が変換される（ステップＳ１７ｃ、Ｓ１７ｄ）。つづいて１Ｄ−ＩＩ用配置テーブルにより各視差成分画像が配分され（ステップＳ１７ｅ）、視差合成画像が表示部３３１に表示される（ステップＳ２１）。その結果、視差バリアを介して立体像が装置の飛び出し方向（装置の観察者側の領域）から奥行き方向（観察者とは反対側の装置の背面の領域）まで、連続視点となるように形成され、観察者によって観察される。

ステップＳ１６で圧縮・強調表示が必要とされる場合或いは透視投影の多眼データである場合には、ステップＳ１８に示すように強調処理部１０４で圧縮・強調表示処理される。ここで、圧縮・強調表示が必要とされる場合とは、後に説明するように装置前方の視距離までの空間あるいは装置後方の空間に実際に撮影時に得られた被写体画像を明瞭に表示することができない程被写体の飛び出し・奥行きがある場合が該当する。このような場合には、後に説明するように被写体画像に相当する透視投影の視差成分画像データを、カメラ間隔（撮影間隔）が基準条件より狭く広角レンズ的な撮影となるように、視差成分画像データが必要に応じ補間および解像度変換処理されて、強調・圧縮表示に適合する画像データに変換される（ステップＳ１８ａ〜Ｓ１８ｅ）。この変換された各視差成分画像が１Ｄ−ＩＩ用配置テーブルにより配分され（ステップＳ１８ｆ）、視差合成画像が表示部３３１に表示され（ステップＳ２１）、その結果、装置前後方向に飛び出し・奥行き限度距離内の空間に圧縮されて、縦横方向に強調された立体画像が明瞭に観察される。尚、この圧縮・強調処理で圧縮率を最大にすると、画像データは、被写体の奥行き方向を表示しない平面的なデータ（２次元データ）に変換される。このような変換処理された画像データが表示部３３１に与えられる場合には、立体像は表示されず、単なる平面的な像（平面投影像）が表示されるにすぎない。その意味で、圧縮・強調処理には、被写体像の長手方向を圧縮する場合に限らず、平面像に変換する場合を含むものである。この変換では、実質的に１つの視差成分画像を、すべての視差成分画像として使用することになる。

装置に入力される画像データは、ステップＳ１１に示される立体画像信号に、その被写体のオブジェクトデータや位置データが付随し参照できる場合もある（ステップＳ１９）。この場合は、表示すべき方向に応じてそのオブジェクトの範囲が検出され、そのデータが抽出され、その存在範囲情報がステップＳ１６及びＳ１８での処理に向けられる（ステップＳ２０）。

上述した処理において、ステップＳ１２における２眼・多眼データの判断は、そのデータの属性やフォーマット形式に基づいて判断しているが、この判断結果をモード切替スイッチ１１１によるモード選択指示（ステップＳ２２）によって予め定めても良い。一例としては、実際に撮影しながら表示する場合において撮影者が２眼・多眼データであることを指定しても良い。或いは、立体画像データがメディアに格納されている場合にこのメディアのドライブ装置への装填時にモード切替信号が発生され、ステップＳ１２における判断を不要としても良い。

また、ステップＳ１６における判断は、同様にモード切替スイッチ１１１によるモード選択指示（ステップＳ２２）によって予め定められても良い。また、観察者が操作可能な切替スイッチ１１１が装置に設置され、この切替スイッチが手動で切り替えられても良い。

尚、表示装置の一部としてこのようなモード切替手段を設置することなく、表示装置とは別に設けられた画像作成装置でこのような処理を行うことも可能である。

図５（ａ）及び（ｂ）は、この発明の１実施形態に係る画像表示方法に適用される投影方法を概略的に説明する為の斜視図である。また、図６（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は、図５（ａ）及び（ｂ）に示される画像表示方法に適用される立体画像撮像・投影方法を概略的に説明する為の平面図である。図５（ａ）は、通常表示モード（平行光線１Ｄ−ＩＩ方式本来の表示モード）による立体画像の形成のための、垂直方向では透視投影、並びに水平方向では平行投影された各視差成分画像を投影する方法を示し、図５（ｂ）は、圧縮・強調表示モード（ＩＩ用または多眼用画像データにおける圧縮・強調表示モード）あるいは２眼・多眼互換モードによる立体画像の形成のための、垂直方向並びに水平方向とも透視投影された各視差成分画像を投影する方法を示す。図６（ａ）は、通常表示モードにおける各視差成分画像の水平方向が平行投影で撮影・投影される撮像・投影方法（垂直方向は透視投影で撮影・投影）を示し、図６（ｂ）は、圧縮・強調表示モードにおけるカメラ４２９移動間隔を本来装置構成から決定される間隔Ｐ（以下、正規或いは基準条件のカメラ４２９位置・間隔ともいう）より小さくＰ’に設定した広角透視投影で撮影・投影される各視差成分画像の撮像・投影方法を示し、図６（ｃ）は、２眼・多眼互換モードにおけるカメラ４２９移動間隔を正規のカメラ間隔Ｐよりも広い、眼間距離間隔Ｐｍで撮影・投影される各視差成分画像の撮像・投影方法を示している。

図５（ａ）及び（ｂ）において、符号４２１は、撮影対象となる被写体（表示される物体像でもある）を示している。

通常表示モードでは、図５（ａ）に示されるように投影面４２２（視差バリア面に相当する）に投影された被写体４２１の投影像４２４が１つの視差成分画像となり、こうして得られた各視差成分画像を、視差合成画像に配置して表示面に表示し、視距離に定められた投影中心線４２３（基準線）から被写体４２１の像を観察すると、装置の背面に被写体４２１の立体像が観察される。ここで、通常表示モードでは、投影像４２４は、被写体４２１に関して垂直方向について透視投影並びに水平方向について平行投影した平面像に相当している。従って、投影像４２４の投影線４２５はすべて投影中心線４２３に収束する。

これに対して２眼・多眼互換モードでは、同様に図５（ｂ）に示されるように投影面４２２（視差バリア面に相当する）に投影された被写体４２１の投影像４２４が１つの視差成分画像となり、こうして得られた各視差成分画像を、視差合成画像に配置して表示面に表示し、視距離に定められた投影中心線４２３（基準線、各視差成分の投影中心点が並んで形成する直線）から被写体４２１の像を観察すると、装置の背面に被写体４２１の立体像が観察される。２眼・多眼互換モードでは、垂直並びに水平方向が透視投影であることから、投影中心線４２３（基準線）上にある投影中心点で投影線４２５がすべて収束する。２眼・多眼互換モードでは、観察者の一方の瞳が投影中心線４２３上のその投影中心点に位置され、また、観察者の他方の瞳が投影中心線４２３上の他の投影中心点に位置されると、両眼で一対の投影像４２４を観察することとなり、その結果、装置の背面に被写体４２１の立体像が観察される。ただし、ＩＩ表示用の立体表示装置において擬似的に多眼表示を行っているため、表示時の光線は投影中心点近傍に集まるものの厳密には１点に収束していない。

圧縮・強調表示モードでは、同様に図５（ｂ）に示されるように投影面４２２（視差バリア面に相当する）に投影された被写体４２１の投影像４２４が１つの視差成分画像となるが、表示時の各視差成分画像の配置は、図５（ａ）のような投影法で投影した場合と同じとして表示し、視距離に定められた投影中心線４２３（基準線）から被写体４２１の像を観察すると、装置の背面に被写体４２１の奥行き方向に圧縮・縦横方向に強調されて少し歪んだ立体像が観察される。圧縮・強調表示モードでは、投影時は垂直並びに水平方向が透視投影であることから、投影中心線４２３（基準線）上にある投影中心点で投影線４２５がすべて収束するが、表示時は、図５（ａ）のように投影像４２４の投影線４２５はすべて投影中心線４２３に収束し、図５（ｂ）のような投影中心点にはならない。

図５（ａ）に示される投影像は図６（ａ）、図５（ｂ）に示される投影像は図６（ｂ）または（ｃ）に示される撮影方法で獲得される。即ち、平行光線１Ｄ−ＩＩ方式の通常表示モードに相当する図６（ａ）に示す撮影方法では、被写体は垂直方向が透視投影で撮影され、水平方向が平行投影で撮影される。また、圧縮・強調表示モードに相当する図６（ｂ）に示す撮影方法および２眼・多眼互換モードに相当する図６（ｃ）に示す撮影方法では、被写体は垂直並びに水平方向共に透視投影で撮影される。

図７は、本来装置構成から決定される正規（基準条件）のカメラ間隔Ｐの説明図である。正規（基準条件）のカメラ距離（投影面とその正面のカメラとの距離）は、観察基準視距離Ｌと同じである。正規（基準条件）のカメラ間隔Ｐとは、投影面４２２に対する表示画面上の画素ピッチＰｐと観察基準視距離Ｌ、表示面と視差バリアの光学的開口とのギャップｄから決定される。なお、図７のｄは媒質がすべて空気であり主光線の屈折がないものとして作図されているが、ガラス基板やレンズを使用する場合にはその屈折率による主光線の屈折があるため、実寸のｄは換算された値となる。観察基準視距離Ｌは、後に説明するように要素画像幅（視差成分画像の分割配置テーブル）を決定する。なお、表示部の画面サイズと、実際の撮影面（投影面）範囲のサイズが異なる場合は、その比に比例してＬ及びＰを拡大・縮小させたものが、実際の撮影時における基準カメラ距離及び間隔となる。後述する飛び出し・奥行き限界距離ｚｎ、ｚｆについても同様で、表示部の画面サイズと、実際の撮影面範囲のサイズが異なる場合は、その比に比例してｚｎ及びｚｆを拡大・縮小させたものが、実際の撮影時における限界距離となる。このように、観察基準視距離における視差バリアを介する画素の投影位置の水平間隔に依存して、視差毎の投影・撮影の水平間隔が、撮影基準条件として定められる。

圧縮・強調表示モードの広角透視投影で深さ方向にｂ倍圧縮するように設定する場合には、下記の条件が必要となる。（１）垂直・水平方向とも透視投影で撮影する。即ち、図６（ｂ）に示すように通常の透視投影カメラ４２９を用いて透視投影で撮影する。（２）観察基準視距離（基準カメラ距離）Ｌに比べてｑ倍（多くの場合ｑ＜１であるがｑ＞＝１でもよい）にカメラ距離Ｌ’を短く設定する（Ｌ’＝Ｌ・ｑ）。即ち、図６（ｂ）に示すように広角レンズ的に被写体４２１が撮影される。（３）１視差成分毎のカメラ間隔Ｐ’を基準カメラ間隔Ｐのｑ／ｂ以下に狭くする（Ｐ’＜＝Ｐ・ｑ／ｂ）。この処理により表示される立体像のボケ・歪みが低減される。（４）表示面に視差成分画像を配置するテーブルは、観察基準視距離Ｌで計算された要素画像幅に基づき作成する。

ここで、これら条件に基づく条件式の導出について簡単に説明する。式の形を簡単にするため、観察基準視距離（基準カメラ距離）を１とし、正面のカメラ位置は（０，０，１）、投影面はｘｙ面として条件式を導出する。この仮定下でもこの条件式の一般性は失わない。被写体の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）は、２つの透視投影カメラ４２９により本来は、投影面上の（ｘｒ１，ｙｒ１，０）、（ｘｌ１，ｙｌ１，０）に投影されるが、強調時は、カメラ間隔をａ倍かつカメラ距離をｑ倍（ａ＜ｑ＜＝１）にすることにより、（ｘｒ２，ｙｒ２，０）、（ｘｌ２，ｙｌ２，０）に投影されるとし、これがもとのカメラ間隔Ｐとカメラ距離１で投影されたものとして再生されるため、立体像では（ｘ２，ｙ２，ｚ２）にあるように見えるとする。変換式は、透視投影カメラ４２９用光線での再生（多眼）の場合は、
ｚ２＝ａｚ１／（ｑ−ｚ１＋ａｚ１）
ｘ２＝ｑｘ１／（ｑ−ｚ１＋ａｚ１）
ｙ２＝ｑｙ１／（ｑ−ｚ１＋ａｚ１）
平行投影カメラ４２９用光線での再生（水平視差のみの平行光線ＩＩ方式：１Ｄ−ＩＩ）の場合は、
ｚ２＝ａｚ１／（ｑ−ｚ１）
ｘ２＝ｑｘ１／（ｑ−ｚ１）
ｙ２＝ｑｙ１（ｑ−ｚ１−ａｚ１）／（ｑ−ｚ１）＾２
となる。ここで、ＩＩ方式における本来の飛び出し奥行き再現域は、画素ピッチ、レンズピッチ及び光学的開口と画素間の実効ギャップにより定まる（非特許文献１）。飛び出し限界のｚ座標をｚｎ、奥行限界のｚ座標をｚｆとして、本来の飛び出し奥行き再現域のｂ倍の範囲にあるオブジェクトをｚ方向に圧縮で押し込める場合には、視距離１に対するカメラ距離ｑ（＜＝１）で飛び出し再現域ｚｎ０（＝ｚｎ／Ｌ）をｂ（＞１）倍にするため、カメラ間隔をａ（＜１）倍にすれば良いとし、ｚ１＝ｂｚｎ０、ｚ２＜＝ｚｎ０とすれば、透視投影カメラ４２９用光線で再生（多眼）の場合は、
ａ＜＝（ｑ−ｂｚｎ０）／（ｂ−ｂｚｎ０）
平行投影カメラ４２９用光線で再生（平行光線１Ｄ−ＩＩ）の場合は、
ａ＜＝（ｑ−ｂｚｎ０）／ｂ
となる。近似すれば、これはａ＜＝ｑ／ｂとみなせる。即ち、カメラ間隔Ｐ’のＰに対する比ａをｑ／ｂ以下にすれば、歪みやボケのない立体像として表示できる。ここで、カメラ間隔Ｐ’が本来の間隔Ｐより小さくなり、Ｐ’のＰに対する比ａをｑ／ｂから更に小さくしてゼロに近づけていけば、平面像に近づいていくことを意味し、ａをｑ／ｂに近い値にしておけば、立体感のある像を表示することができることを意味している。

図８（ａ）及び（ｂ）は、上記の計算に基づいた、ａ、ｂ、ｑ、ｚｎ及びｚｆ（奥行き再現域）の関係を示したグラフである。図８（ａ）及び（ｂ）において、横軸は、深さ方向圧縮率ｂ、縦軸は、カメラ間隔の係数ａを示し、太い実線は、ａ＝ｑ／ｂを示し、実線（１Ｄ−ＩＰ（ｎｅａｒ））は、飛び出し領域における曲線を示し、破線（１Ｄ−ＩＰ（ｆａｒ））は、奥行き領域における曲線を示している。図８（ａ）は、ｚｎ／Ｌ＝０．０５，ｑ＝０．３の場合を、図８（ｂ）は、ｚｎ／Ｌ＝０．０５，ｑ＝１．０の場合を示している。図８（ａ）及び（ｂ）から明らかなようにカメラ間隔を狭く（係数ａを小さく）すると、飛び出し限界のｚ座標ｚｎより奥行限界のｚ座標ｚｆのほうがより広がることがわかる。例えば、観察基準視距離０．７ｍ（＝Ｌ）、カメラ距離０．２１ｍ（＝Ｌｑ）、飛び出し再現域０．０３５ｍ（＝ｚｎ＝Ｌｚｎ０）の場合、ｑ＝０．３，ｚｎ０＝＋０．０５，ｂ＝２（飛び出し量＋０．０７ｍのものを圧縮表示したい場合）と設定すれば、図８（ａ）の破線矢印のように、ａ＜＝ｑ／ｂ＝０．１５の範囲にカメラ間隔を設定すればよく、実線矢印のようにａ＝０．１にすればより確実に飛び出し領域においてボケや歪を抑制でき立体感も損なわないことがわかる。このとき奥行き方向はｂ＝３すなわち−０．１０５ｍの範囲の奥行き領域までボケなく表示できる。別の例として、観察基準視距離０．７ｍ（＝Ｌ）、カメラ距離０．７ｍ（＝Ｌｑ）、飛び出し再現域０．０３５ｍ（＝ｚｎ＝Ｌｚｎ０）の場合、ｑ＝１，ｚｎ０＝＋０．０５，ｂ＝３（飛び出し量＋０．１０５ｍのものを圧縮表示したい場合）と設定すれば、図８（ｂ）の破線矢印のように、ａ＜＝ｑ／ｂ＝０．３３の範囲にカメラ間隔を設定すればよく、実線矢印のようにａ＝０．２９にすればより確実に飛び出し領域においてボケや歪を抑制でき立体感も損なわないことがわかる。このとき奥行き方向はｂ＝４すなわち−０．１４ｍの範囲の奥行き領域までボケなく表示できる。

観察基準視距離Ｌに対する実際のカメラ距離は任意であり、カメラ距離のＬに対する比ｑは１、或いは、１以上でもよい。尚、カメラ間隔Ｐ’をゼロにした場合もこの条件に含まれるが、これは視差なし透視投影画像を配置した２Ｄ表示モード（ｑ任意、ｂ無限大）に相当する。

以上の方法により、ＩＩ方式ディスプレイにおいて、透視投影画像データの水平方向を平行投影に変換することなく、直接表示して歪みやボケのほとんど感じられない立体像、或いは、立体感が強調された立体像を表示することができる。透視投影データをそのまま利用できる点で、実写画像の表示、特に、リアルタイム表示などに、高速処理が可能という点で適している。従って、実写データを表示する場合に常に圧縮・強調表示モードを利用するという形態も可能である。

この圧縮・強調表示モードでは、飛び出した部分は、縦横方向がより大きく、奥まった部分は縦横方向がより小さくなるように立体感が強調される。縦方向と横方向の拡大・縮小率はほぼ等しいが、厳密には飛び出し部分では横方向のほうがわずかに大きく、奥まった部分では縦方向のほうがわずかに大きくなる。したがって、飛び出した物体が多い場合は、数％〜数１０％程度縦に引き伸ばされた視差合成画像を表示し、奥まった物体のみの場合は、数％程度縦に縮められた視差合成画像を表示することにより、歪を補正することも可能である。縦方向に拡大・縮小した視差合成画像は、視差成分画像作成段階の投影面サイズ調整などによる拡大・縮小により実施してもよいし、図１のＳ１８（圧縮強調表示処理）の解像度変換とともに実施してもよい。基準カメラ間隔はＩＩ立体方式表示装置の光線間隔（光学的開口形状が垂直ストライプの場合は水平隣接画素からの２光線の間隔）にも相当するが、この光線間隔が狭いほうが、歪を防止しやすくなる。観察基準視距離を短くしても、光線間隔が密になるため、同様に歪を防止しやすくなる。ただし、光線間隔が狭い或いは密である場合は、観察者が正常な立体像を観察できる視域幅（光線間隔と視差数の積）は狭くなるため、眼間距離よりある程度広い１００〜２００ｍｍ程度（クロストークが多めの場合はそれよりやや広い幅）は最低限視域を確保する必要があり、それ以下に光線間隔を狭くすることはできない。なお、用途によっては、飛び出し限界位置の投影面（前方投影面）が常に同一サイズあるいは同一幅になるように投影面のサイズを可変にする方法もある。この場合は、被写体が飛び出してきても、画面からはみ出すことがなくなるという効果があるが、飛び出してきても大きさが変わらなくなる。

図９は、圧縮・強調表示モードから通常表示モードへの連続的切り替えの場合の、カメラ間隔Ｐ、カメラ距離Ｌ（Ｌｘは水平方向、Ｌｙは垂直方向）、被写界深度Ｄｆの変化のさせ方を示した例である。破線の左側が圧縮・強調表示モード、右側が通常表示モードであり、矢印は連続切り替えの時間ステップ（逆方向も可能）を表している。モード切替時にカメラ間隔Ｐを変えない場合は、像の変化（みかけの座標の動き）がやや大きいため、それを抑制するためにカメラ間隔Ｐをより狭くした圧縮・強調表示モード（図９（ａ）の破線の左側近傍領域）を間に入れると、そのときだけ解像度が上がってしまい、やや不自然になる。従って、このときだけカメラ４２９の被写界深度Ｄｆを浅くすることにより画像をぼかせば、連続的で自然な切替が実現できる。この方法の例は図９（ａ）に示してあり、実写の場合に適する。別の方法は、水平方向を平行投影（視距離無限の透視投影）から透視投影（視距離有限の透視投影）に連続的に（垂直方向とは独立に）変化させるカメラ４２９で投影する方法で、これは図９（ｂ）に示してあり、ＣＧの場合に適する。

図１０（ａ）は、ＩＩ方式ディスプレイでの２眼・多眼互換表示モードにおける、要素画像内の２眼データ配置幅・間隔を配分した例を示した表である。この配分は、隣接画素（光学的開口形状が垂直ストライプの場合は水平隣接画素、斜めの場合は隣接視差に相当する画素）からの光線の間隔と、眼間距離を考慮して決定される。しかし、ＩＩ方式の場合は、隣接画素間のクロストーク（１つのシリンドリカルレンズ内での隣接画素の光線の混合）があるため、２眼・多眼互換表示では、最低限３以上の画素列に同一視差成分データを与えなくてはならない。図１０（ａ）に示される表中の例２−１から２−１３では、１８視差、観察基準視距離７００ｍｍ、観察基準視距離における隣接視差光線間隔１７ｍｍの場合を想定し、それぞれ３乃至９の画素列に同一視差成分データを与えている。また、左右の視差成分画像のクロストークを防止するため、中央に黒（或いは単色）の画素列を入れることが好ましい場合がある。２眼の場合は特に、要素画像境界の不要な両端部分の画素列は黒にすると、逆立体視を防止し、視域から外れたことがわかりやすいなどの利点がある。この黒の画素列の幅は、もともとのＩＩ方式における要素画像幅が２通りある（１画素列多い要素画像が一部ある）ため、それにあわせて２通りの幅としている。ＩＩ方式立体表示装置の設計として、光線間隔が狭いほうが、２眼表示時の左右視差間クロストークを防止しやすくなる。観察基準視距離を短くしても、光線間隔が密になるため、同様にクロストークを防止しやすくなる。図１０（ａ）において黒表示部となっている部分は、黒でなくてもよく、もともと黒が基調の画像であれば白が好ましく、画像全体の基調となっている色（平均的な色）に対する補色であってもよい。図１０（ｂ）には、多眼互換の例として４眼の場合の要素画像内の画素列数配分例を示してある。

図１０（ａ）（ｂ）は、視差配置テーブルの一種であり、これに要素画像幅のデータを与えると、多眼互換用配置テーブルとして十分な情報量となる。すなわちこれをもとにすべての視差成分を全表示面に配置することができる。後述のようにＩＩ用視差配置テーブルは、配置の規則性が異なるため、図１５のように異なる形式の視差配置テーブルとなる。

レンチキュラーシートのシリンドリカルレンズの延びる方向が斜めに配置されている場合も、各行単位で図１０（ａ）（ｂ）と同様の方法をとれば、２眼・多眼互換表示モードが実現できる。斜めレンチキュラーシートでは処理が複雑になるが、縦解像度を落とす分、横解像度を縦に振り分けることができる。レンチキュラーシートのシリンドリカルレンズの延びる方向が垂直で、画素配列がデルタ配列の場合も、各行単位で同様の方法をとれば、２眼・多眼互換表示モードに適応可能である。デルタ配列では左右視差の間に黒（或いは単色）の画素列を入れることが特に望ましい。

以上の方法により、ＩＩ方式ディスプレイにおいて、２眼・多眼のデータを互換モードとして表示できるようになる。水平解像度はＩＩ方式の通常モードと同じになるが、ＩＩ方式ディスプレイを２眼・多眼ディスプレイの上位互換ディスプレイとして使用することが可能となる。

次に、ＩＩ方式の視差画像配置による立体画像表示について図１１〜図２５を参照して説明する。この図１１〜図２５に示す立体画像の表示は、図１〜図１０を参照して説明した表示装置及び表示方法と組み合わせて実現される。

ＩＩ方式においても、また、多眼方式においても、通常は、視距離が有限であるため、観察基準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すなわち視差合成画像が作成される。一般に、画素とスリットとを結ぶ直線が観察基準視距離面上の水平線（視点高さ位置）を通る交点毎に画像処理（コンピュータグラフィクスの場合レンダリング）して透視投影画像が作成される。ここで、画素に代えて画素列とスリットを結ぶ面が観察基準視距離面上の水平線に交わる交点（視点）と画素毎に透視投影画像が作成されても良い。

図１１（ａ）は、光学的開口を有する視差バリア（光線制御素子）の一例としてのレンチキュラーシート３３４の斜視図を示している。また、図１１（ｂ）は、光学的開口を有する視差バリア（光線制御素子）の一例としてのスリット３３３の斜視図を示している。

図１２は、立体画像表示装置の全体を概略的に示す斜視図である。この図１２に示す立体画像表示装置においては、独立した拡散シート３０１が平面画像を表示する表示部３３１と視差バリア３３２との間に設けられている。この拡散シート３０１は、立体画像表示装置にとって必ずしも必要ではなく、設けられなくとも良い。また、平面画像表示部３３１が液晶表示ユニットである場合には、拡散シート３０１に代えて、そのユニットの偏光板表面に設けられた拡散層が代用されても良い。更に、視差バリア３３２としてレンチキュラーシートが用いられる場合には、レンチキュラーシート裏面が光線を拡散する拡散特性を有しても良い。

図１３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、図１２に示した立体画像表示装置の表示部を基準にして垂直面内及び水平面内における位置関係を概略的に示す展開図である。図１３（ａ）には、平面画像表示部３３１及び視差バリア３３２の正面図が示され、図１３（ｂ）に立体画像表示装置の要素画像配置を示す平面図が示され、図１３（ｃ）には、立体画像表示装置の側面図が示されている。図１２及び図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、立体画像表示装置は、液晶表示素子などの平面画像表示部３３１及び光学的開口を有する視差バリア３３２を備えている。視差バリア３３２は、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すような例えば垂直方向に光学的開口が直線状に伸び水平方向に周期的に配列される形状のレンチュキュラーシート３３４或いはスリット３３３で構成される。この立体画像表示装置においては、図１２に示すように水平方向の視角３４１及び垂直方向の視角３４２の範囲内において、眼の位置から視差バリア３３２を介して表示装置３３１を観察して平面画像表示部３３１の前面（観察者側）及び背面の空間に立体像を観察することができる。

ここでは、平面画像表示部３３１の画素数は、正方形となる最小単位の画素群（ピクセル）で数えた場合、一例として横方向（水平方向）が１９２０であり、縦方向（垂直方向）が１２００であり、各最小単位の画素群は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画素（サブピクセル）を含んでいるものとする。

図１３（ｂ）において、視差バリア３３２と観察基準視距離面３４３との間の視距離Ｌ、視差バリアピッチＰｓ、視差バリアギャップｄが定められれば、要素画像のピッチＰｅが視距離面３４３上の視点から光学的開口（アパ−チャ、射出瞳、スリット或いはレンズ）の中心を表示面上に投影した間隔により決定される。符号３４６は、観察基準視距離Ｌ上の視点位置と各アパーチャ中心とを結ぶ直線を示し、視域幅Ｗは、表示装置の表示面上で要素画像が互いに重なり合わないという条件から決定される。視差バリアや表示装置の媒質の屈折率により光線が屈折する場合も、直線３４６を光線とみなし、屈折を考慮して、Ｐｅ、Ｗが同様に決定される。もちろん、Ｗをまず決定した上でｄを決定してもよい。

尚、１次元ＩＩ方式にあっては、この直線３４６は、表示装置の表示面上では各画素の中心を通るとは限らないことに注意されたい。これに対し、多眼方式では、視点位置と各アパーチャの中心とを結ぶ線は、各画素中心を通り、光線軌跡に一致している。アパーチャの水平ピッチＰｓが画素の水平ピッチＰｐの整数倍の場合では、要素画像のピッチＰｅは、画素ピッチＰｐの整数倍から大きめにずれた端数を伴っている。アパーチャの水平ピッチＰｓが画素ピッチＰｐの整数倍でなくても、一般的に１次元ＩＩでは、要素画像のピッチＰｅは、画素ピッチＰｐの整数倍からずれた端数を伴うこととなる。これに対し、多眼では要素画像のピッチＰｅは、画素ピッチＰｐの整数倍となる関係がある。

図１４（ａ）〜（ｃ）は、図１２に示される表示装置おける平行光線の組を有する条件下の１次元ＩＩ方式の視差成分画像と視差合成画像の構成方法を示している。図１４（ａ）に示すように表示されるべき物体（被写体）４２１は、立体画像表示装置の視差バリア３３２が置かれる面と同じ位置にある投影面４２２に投影される。このとき、通常モードにおいては、物体４２１は、垂直方向では透視投影(perspective projection:単にpersと図面中では記載する)され、水平方向では平行投影（orthographic projection: 単にorthoと図面中では記載する）される。従って、投影面４２４上に、垂直方向に透視投影され、水平方向に平行投影された被写体４２１の像４２４が作成される。ここで、投影線４２５は、水平方向では互いに交差せず、垂直方向では観察基準視距離面内にある投影中心線４２３において交差され、また、投影中心線４２３は、その投影方法から明らかなように投影面４２２に沿って平行に延出され、原則として投影面４２２の上下方向の中央に対向される。この投影方法は、垂直方向と水平方向とで投影方法が異なるという点以外は、市販の３次元コンピュータグラフィクス作成用ソフトウェアにおけるラスタライズ及びレンダリング操作と同様である。尚、投影面４２２の中央に位置する法線は、通常は、投影中心線４２３と交わるが、例えば投影面４２２を被写体４２１である床面と垂直にして見下ろす視線の立体像にしたい場合などは必ずしも交わらなくても良い。

投影面４２２上に垂直方向に透視投影され、水平方向に平行投影された一方向分の画像（視差成分画像）４２６は、図１４（ｂ）に示すように垂直方向に延出する画素列ごとに分割され、図１４（ｃ）に示すように表示装置の表示面４２７（視差合成画像）に、光学的開口のピッチ（アパーチャピッチ）Ｐｓの間隔（一定数の画素列間隔）を空けて分割して配置される。

以上の投影並びに画像の分配操作を図１４（ａ）に示される他の投影方向４２８についてもそれぞれ繰り返し、表示面４２７に表示する全体画像（視差合成画像）が完成される。投影方向４２８は、この図１４（ａ）においては−４，−３，−２，−１，１，２，３，４の８方向のみ示してあるが、視距離により数１０方向が必要であり、図１５には３４方向の例が示されている。尚、投影された画像４２６は、それぞれ必要な範囲の列のみ作成すれば良く、その必要とされる範囲は、図１５の表に示されている。図１５の表には、３４方向の投影方向４２８に対応する−１７〜−１及び＋１〜＋１７の視差番号が付されている。図１６には、そのうち−１７番の視差成分画像の必要最小限の投影範囲（スリットまたはレンズ番号と、３Ｄ画素番号）、および、その視差成分画像の視差合成画像における配置範囲（ＬＣＤ画素番号とＬＣＤサブ画素番号）を斜線で示してある。尚、各方向４２８は、等角度ではなく、視距離面（投影中心線４２３）上で等間隔になるように設定される。即ち、カメラ４２９が投影中心線上で等間隔に平行移動（向きは一定）されて各視差成分画像が撮影される。また、投影方向によらず、投影面４２２の向きや位置は一定である。

図１７は、本発明ではなく、比較例として、本発明と同じ視差数の典型的な多眼表示装置であって、要素画像ピッチを画素ピッチの整数倍にする一般的な構成にした場合の、視差配置テーブルの一例を示したものである。このように各視差成分画像は表示面（視差合成画像全体）にわたって均等に配置される。これに対し、本発明の２眼・多眼互換表示モード用の視差画像配置テーブルは、図４にも示したようにこれとは異なる。

図１８は、図１２〜図１６に示される立体画像表示装置の視差バリア（この場合レンチキュラーシート３３４）の配置を部分拡大図として概略的に示している。図１８に示すように液晶パネル等のような平面状に視差画像を表示する表示面の前面には、光学的開口を有する視差バリアとしてその長軸が垂直方向に延びる多数のシリンドリカルレンズから成るレンチキュラーシート３３４が配置されている。尚、光学的開口は、斜め方向に延出されても良く、また、階段状に形成されても良い。表示面には、縦横比が３：１の画素３２が横方向並びに縦方向に沿ってマトリクス状に配置され、各画素は、同一画素行及び画素列内で赤、緑、青が交互に配列されている。この画素（通常の液晶表示装置におけるサブ画素）の配列は一般にモザイク配列と呼ばれている。尚、符号４３は、立体画像表示時に１８視差成分画像を分配する単位となる実効画素（この１実効画素４３は、図１８において黒枠で示されている）を示している。なお、この例のように正方形の実効画素としてもよいし、縦解像度を最小縦周期（ＲＧＢの周期）に合わせて２倍にした長方形の実効画素（４３の正方形を縦に２分割したもの）としてもよい。

図１９は、図１８に示される実効画素４３内の画素の配置例を示している。図１５において視差番号−１０番が現れるのはレンズ番号−１０番以前、視差番号１０番が現れるのはレンズ番号１０番以降であるから、視差番号が−９から９までであるこの図１９はレンズ番号―９番〜−１番および１番から９番に相当する。隣接視差番号は、隣接列に割当てられている。画素行における縦周期は、画素列における横周期Ｐｐの３倍に定められている。各画素３４は、一定の面積比率の画素開口部、或いは、発光画素部を有し、その画素開口部は、ブラックマトリクス３５で囲まれている。このように画素開口部とブラックマトリクス３５が水平方向に画素周期をなし、かつ、この画素周期Ｐｐの整数倍の水平周期で配列された光学的開口としてレンチキュラーシート３３４が重ね合わせられている。即ち、レンチキュラーシートの各シリンドリカルレンズの光軸は、画素周期Ｐｐの整数倍で位置されるように各レンズが配列されている。レンチキュラーシートに代えて光学的開口を有する視差バリア３３２としてスリットが設けられる場合にも、光学的開口の中心軸が画素周期Ｐｐの整数倍となるように配置される。

このような整数倍の配置では、表示画面全体では、モアレ或いは色モアレが発生する虞があるが、このモアレを弱めるため、偏光板の表面に設けられた拡散層の拡散処理（ヘイズ）を、通常の液晶表示装置の偏光板表面に鏡面反射防止用として設けられているものよりやや強めのものを使用しても良い。この拡散層は、液晶表示装置の偏光板表面に一体化されていても良く、レンチキュラーシートの裏面に一体化されていてもよく、独立した拡散シートであっても良い。

図１８に示されるように１８列６行の画素３４で１実効画素４３が構成される表示部の配列では、水平方向に１８視差を与えることができる立体画像表示が可能となる。このような表示配列では、多眼方式にあっては１８眼となり、実効画素４３に表示される要素画像のピッチが１８画素ピッチであり、且つ、視差バリアの横ピッチが１８画素ピッチより小さくなる。

ＩＩ方式にあっては、同様に実効画素４３に要素画像が表示され、例えば、１８画素ピッチが視差バリアピッチＰｓに等しく平行光線の組ができるように設計される。このようなＩＩ方式の設計においては、１８画素幅よりわずかに大きい間隔（例えば１８．０２）で要素画像境界が生じる。従って、実効画素の幅は、表示面内の位置により１８列或いは１９列の幅に相当することとなる。即ち、要素画像ピッチの平均値が１８画素の幅Ｐｐより大きく、且つ、視差バリア３３２の横ピッチが１８画素幅となる。実効画素４３が縦横比１かつ正方配列であることから、垂直方向は、水平方向と実質同じ実効解像度で表示することができる。

図２０は、図１８に示される実効画素４３内の画素の配置の、図１９と異なる場所の例を示している。図１５において視差番号−１０番と視差番号９番がともに現れるのはレンズ番号−１０番のみであるから、この図１９はレンズ番号―１０番に相当し、−１０から９までの数字で視差番号を表し、隣接視差番号は、隣接列に割当てられている。すなわちこの図２０は実効画素の幅が１９列になる例である。このようにＩＩ方式では、一部の実効画素（要素画像）幅が１９列分になっており、画面の中心から左右端に向かうにつれ、要素画素内の視差番号の範囲がずれていく。これに対し、通常の多眼方式ディスプレイでは、全画面にわたって常に図１９の視差番号範囲である。

図２１は、図１８に示される実効画素４３内の画素の配置の、２眼互換モードの例を示している。これは図１０における例２−１０に相当し、視差番号−１と１はそれぞれ右眼用視差成分、左眼用視差成分をあらわし、Ｋは視差分離用の黒画像をあらわしている。

図２２は、図１９に示される実効画素４３内の画素の配置の、図２１と同様（図１０における例２−１０に相当）の２眼互換モードの例を示している。このように２眼互換モードにおいても実効画素の幅が１９列になるレンズ番号（３Ｄ画素番号）は同じである。

以下では、平面表示装置の画素数が、正方形となる最小単位の画素群で数えた場合の一例として図１５に示すように横方向（水平方向）が１９２０（ＬＣＤ画素番号１〜１９２０に相当）であり、縦方向（垂直方向）が１２００であり、各最小単位の画素群は、赤、緑、青（ＲＧＢ）のサブ画素を含んでいるものとして説明する。このサブ画素は、図１５に示すＬＣＤサブ画素番号１から５７６０に相当する。

図２３或いは図２４は、立体画像表示装置の表示部の水平断面を概略的に示したものである。図２３或いは図２４に示すようにスリット３３３の水平方向のピッチＰｓ（周期）又はレンチキュラーシート３３４のシリンドリカルレンズの水平方向のピッチＰｓ（周期）は、正確に画素の水平ピッチＰｐの整数倍に定められている。即ち、隣接するスリット３３３の光学的開口間の中心を通る中心軸３５１（表示面に対し垂直）又は隣接するシリンドリカルレンズの境界を通る基準軸３５２（表示面に対し垂直）は、画素境界を通っているものとする。中心軸３５１或いは基準軸３５２間に相当する領域には、整数個の画素が配置され、中心軸３５１或いは基準軸３５２の水平方向のピッチＰｓ（周期）は、一定に定められている。図２３或いは図２４に示す例では、このピッチＰｓは、１８画素分に定められている。表示装置の表示面３３１と視差バリア３３３、３３４の光学的開口に相当する部分との間のギャップｄ或いはｄ’は、表示装置のガラス基板やスリットが設けられたガラス基板或いはレンチュキュラーシートの材質の屈折率を考慮して実効的に約２ｍｍに定められている。このように、視差バリアのピッチＰｓ（距離の差によって眼に見えるピッチＰｓでなく、視差バリアの実際のピッチＰｓ）が画素ピッチＰｐの整数倍となっているものは、すでに説明したように１次元インテグラルイメージングである。これに対し、要素画像ピッチＰｅが画素ピッチＰｐの整数倍となっているものは、一般的に多眼方式に分類される。

図２５は、平行光線ＩＩ方式における表示装置の表示面内における画像の配置方法を表示部３３１の正面から見た概念図として示している。表示部３３１の表示面は、各アパーチャ（視差バリアの光学的開口部）に対応する要素画像３７０（太枠内）を表示する画素群に分割され、要素画像は、ＩＩ方式においてそれぞれ１８列又は１９列の画素列から構成される画素群（その幅をＰｅで示す）に表示される。視差割り当て可能な画素列の合計数は、ＬＣＤ画素が３つのＬＣＤサブ画素（サブピクセル）から成ることから５７６０列、アパーチャ数は３２０（図２５において、符号３６４で示す領域に記述されるアパーチャ番号（レンズ番号、スリット番号）の範囲は、＃−１６０〜＃−１、＃１〜＃１６０）であり、アパーチャピッチＰｓは、１８画素幅に等しい。図２５において、各画素列３６５には、対応する視差番号（この例では、図１５にも示したように視差番号−１７〜−１、１〜１７の３４方向分）が符号３６３で示す領域に項目として示されている。アパーチャ番号＃１の要素画像は、視差番号−９〜−１、１〜９の１８視差成分の列からなり、アパーチャ番号＃−１５９の要素画像は、視差番号−１７〜−１及び１から成る１８視差成分の列からなっている。要素画像の幅が１８画素列の幅よりわずかに大きいため、要素画像の境界を最も近い画素列境界に合わせる（通常のＡ−Ｄ変換方法）とすると、アパーチャに対する画素列数は、大部分のアパーチャに対しては１８列であるが、１９列の画素列数に対応するアパーチャもある。１９列に対応するアパーチャ番号を境に、アパーチャ内の視差番号範囲が１つずつシフトされている。１９列になっているアパーチャ番号は、＃１０、＃３０、＃４９、＃６９、＃８８、＃１０７、＃１２７、＃１４６（及びそのマイナスの番号）である（視距離７００ｍｍの場合）。

図１５に示すように、各方向の視差成分画像の配置が開始・終了されるアパーチャ番号（表中のスリット（レンズ）番号）が示されている。この表には、対応する立体画像表示時の水平解像度に基づく画素列番号（３Ｄ画素番号）、視差合成画像表示部のサブ画素列番号（ＬＣＤサブ画素番号）及び画素列番号（ＬＣＤ画素番号）も示されている。このように視差成分画像を割当てることによって立体画像が表示される。図１６には、そのうち−１７番の視差成分画像の必要最小限の投影範囲（スリットまたはレンズ番号と、３Ｄ画素番号）、および、その視差成分画像の視差合成画像における配置範囲（ＬＣＤ画素番号とＬＣＤサブ画素番号）を斜線で示してある。図１６左の視差成分画像では、斜線部のみを使用するが、特にこのＩＩ方式表示装置用に用意されたものではない一般的な入力データとしては、斜線部のみでなく全範囲がある場合もあり、それでも支障はない。この例における斜線部は、３Ｄ画素番号或いはスリット（レンズ）番号で１４列分（１５−２＋１或いは（−１４６）−（−１５９）＋１）の範囲である。図１６右の視差合成画像では、斜線の範囲に、１８画素列おきに分割配置される。この場合の１８とは視差数と同じ数である。視差成分画像で１４列分の範囲が、１８列おきに配置されるため、ＬＣＤサブ画素番号範囲が２３５列分（２４５−１１＋１は、１８×（１４−１）＋１に等しい）となり、ＬＣＤ画素番号としてはその約１／３（ＬＣＤサブ画素番号１１、２４５はＬＣＤ画素番号４、８２に属する）である７９列分（８２−４＋１）となる。図１６で例をあげて説明したこれらの列範囲をすべての視差番号について示したものが、図１５である。

なお、圧縮・強調表示モードにおいてだけでなく、通常表示モードや２眼・多眼互換モードにおいても、要素画像幅を決定する観察基準視距離と、透視投影の基準となる距離（投影中心線と投影面の距離）は必ずしも同じでなくてもよく、概して近い値（両者の比が１／２〜２程度）であれば特に問題を生じない。

以上のように、この発明の実施例に係る立体画像表示装置によれば、平行光線ＩＩ方式において、２眼・多眼方式用などの透視投影の画像を表示可能とし、さらに飛び出し・奥行きが圧縮され縦横に強調された立体像の表示が可能となる。

図２６は、この発明の実施形態に係る立体画像撮像方法の概略を示している。また、図２７（ａ）及び（ｂ）は、図２６に示す立体画像撮像方法における処理手順のフローチャートを示している。図２６に示すように等間隔に水平方向に並べられたカメラ４２９の中央部に、被写体位置検出器４３１が設置され、全てのカメラ４２９は、被写体４２１ａ、４２１ｂを含めて投影面４２２に投影させた像として撮像するように調整される。この場合、焦点は投影面付近にある４２１ｂに合う。飛び出し限界のｚ座標ｚｎ及び奥行限界のｚ座標ｚｆ、観察基準視距離（正規カメラ距離）Ｌ及び適正カメラ間隔（正規カメラ間隔）Ｐは、表示装置の構成により予め決定される値が入力され、これによりカメラ間隔の適正カメラ間隔に対する比ａ、深さ圧縮倍率ｂ、カメラ距離の観察基準視距離に対する比ｑ、飛び出し限界のｚ座標ｚｎ、奥行限界のｚ座標ｚｆの関係式が導出される。

図２７（ａ）の例では、検出器４３１によってカメラ４２９に最も近い被写体４２１ａの一部の位置までの距離が検出され、また、焦点を合わせる被写体４２１ｂまでの距離が検出器４３１による自動焦点機能または手動焦点機能により検出され、ズーム機能と連動して検出される画角から得られる撮影面（投影面）サイズ情報（表示面サイズに対する比）ともあわせ、これらをもとに、圧縮率ｂが決定される（ステップＳ３０、Ｓ３１及びＳ３２）。また、カメラ距離の比ｑが決定される（ステップＳ３０及びＳ３３）。その後、カメラ間隔の比ａ、倍率ｂ、カメラ距離の比ｑ、飛び出し限界のｚ座標ｚｎ、奥行限界のｚ座標ｚｆの関係式から、最適なカメラ４２９間の間隔の比ａが決定される（ステップＳ３４及びＳ３５）。最適なカメラ４２９間の間隔の比ａは、表示され、或いは、カメラ４２９間の間隔が条件から外れている警告が発せられる（ステップＳ３６及びＳ３７）。ここで、カメラ４２９間の間隔は自動的に最適間隔に調整される機能を有しても良い。カメラ４２９間の間隔の調整は、機械的に間隔を変化させてもよく、光学系、或いは、回路処理により等価的に間隔が変化されてもよく、直線上に稠密に設置された多数のカメラ４２９から最適間隔に該当するカメラ４２９が選択されてもよい。図２７（ｂ）の例では、焦点を合わせる被写体４２１ｂまでの距離が検出器４３１による自動焦点機能または手動焦点機能により検出され、ズーム機能と連動して検出される画角から得られる撮影面（投影面）サイズ情報（表示面サイズに対する比）ともあわせ、これらをもとに、カメラ距離の比ｑが決定される（ステップＳ４０及びＳ４１）。その後、予め手動などで設定されているカメラ４２９間の間隔の比ａ及び圧縮率ｂをもとに（ステップＳ４２及びＳ４３）、検出器４３１により検出される最も近い位置の被写体４２１ａの距離（ステップＳ４４）が、飛び出し・奥行き限界域ｚｎ、ｚｆから外れているかどうかの検定がなされる（ステップＳ４６）。外れている場合は警告が発せられるか、最適カメラ４２９間の間隔ａが表示される（ステップＳ４７及びＳ４８）。

このような立体画像撮像方法により、飛び出しすぎなどによる像のボケや歪が抑制され、この発明による立体画像表示装置や立体画像表示方法に適した形式での撮像が可能となる。

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。

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１実施形態に係る立体画像表示装置におけるモード切り替え処理を示すフローチャートである。 この発明の１実施形態に係る立体画像表示装置におけるモード切り替え処理を示すブロック図である。 図１及び図２に示した立体画像表示装置における各モードの比較を示す表である。 図３に示した立体画像表示装置における視差画像配置テーブル及び比較例の立体画像表示装置における視差画像配置テーブルの比較を示す表である。 （ａ）及び（ｂ）は、この発明の１実施形態に係る立体画像表示装置及び画像表示方法における視差成分画像の投影方法を示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、この発明の１実施形態に係る立体画像表示装置及び画像表示方法における視差成分画像の投影方法、及び、投影方法に関連する立体画像撮像方法を示す平面図である。 この発明の１実施形態に係る立体画像撮像方法におけるカメラ間の基準となる間隔を説明する為の平面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、この発明の１実施形態に係る立体画像表示装置、立体画像撮像方法、及び画像表示方法における飛び出し・奥行き方向の圧縮率と適正なカメラ間の間隔の係数との関係を示すグラフである。 （ａ）及び（ｂ）は、この発明の１実施形態に係る立体画像表示装置、立体画像撮像方法、及び画像表示方法における通常モードと圧縮・強調モードとの連続的な切替方法を概略的に示すグラフである。 （ａ）及び（ｂ）は、この発明の１実施形態に係る立体画像表示装置及び画像表示方法における２眼・多眼モードの視差画像配置を示す表である。 （ａ）及び（ｂ）は、夫々この発明の１実施形態に係る立体画像表示装置が備える視差バリアの例を概略的に示す斜視図である。 この発明の１実施形態に係る立体画像表示装置を概略的に示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、図１２に示した立体画像表示装置における要素画像ピッチＰｅ、視差バリアピッチＰｓ、視差バリアギャップｄ、視距離Ｌ及び視域幅Ｗの関係を示す模式図である。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、図１２に示した立体画像表示装置の通常表示モードにおける視差成分画像の投影方法及び視差合成画像内への配置配分方法を概略的に示す模式図である。 図１２に示した立体画像表示装置の通常表示モードおよび圧縮・強調表示モードにおける視差成分画像の、視差合成画像内への配置配分の一例を示す表である。 図１５に示した立体画像表示装置における視差成分画像の１つにつき、必要データ範囲と視差合成画像内への配置配分範囲の一例を示す表である。 比較例として、図１２に示した立体画像表示装置と同じ視差数の標準的な多眼式立体表示装置における視差成分画像の、視差合成画像内への配置配分の一例を示す表である。 図１２に示した立体画像表示装置の一部分における平行光線１次元インテグラルイメージング方式の画素と要素画像と視差バリアの位置関係を概略的に示す斜視図である。 図１８に示した立体画像表示装置の一部分の通常表示モードおよび圧縮・強調表示モードにおける画素配列及び視差画像配置を概略的に示す正面図である。 図１８に示した立体画像表示装置の図１９とは別の一部分の通常表示モードおよび圧縮・強調表示モードにおける画素配列及び視差画像配置を概略的に示す正面図である。 図１８に示した立体画像表示装置の図１９と同じ一部分の２眼・多眼互換表示モードにおける画素配列及び視差画像配置を概略的に示す正面図である。 図１８に示した立体画像表示装置の図２０と同じ一部分の２眼・多眼互換表示モードにおける画素配列及び視差画像配置を概略的に示す正面図である。 図１２に示した立体画像表示装置における平行光線１次元インテグラルイメージング方式の画素と要素画像と視差バリアの位置関係を示す模式図である。 図１２に示した立体画像表示装置における平行光線１次元インテグラルイメージング方式の画素と要素画像と視差バリアの位置関係を示す模式図である。 図１２に示した立体画像表示装置における平行光線１次元インテグラルイメージング方式の立体画像表示装置の視差合成画像（表示面）内の、視差成分画像の配置方法を概略的に示す模式図である。 この発明の１実施形態に係る立体画像撮像方法と投影面及び被写体との位置関係を概略的に示す平面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、この発明の１実施形態に係る立体画像撮像方法における撮影に至る間での処理を示すフローチャートである。

符号の説明

３４…画素
３５…ブラックマトリクス
４３…立体画像表示時の実効画素
３０１…拡散シート
３３１…平面画像表示部
３３２…視差バリア
３３３…スリット
３３４…レンチキュラーシート
３３５…画素
３４１…水平方向の視角
３４２…垂直方向の視角
３４３…観察基準視距離面
３４６…視点とアパーチャ中心を結ぶ線
３６３…視差成分画像の番号
３６４…アパーチャの番号
３６５…表示装置の表示面上の画素列
４２１…表示される物体（被写体）
４２２…投影面
４２３…投影中心線
４２４…投影面上に投影された被写体
４２５…投影線
４２６…投影面上に投影された一方向分の画像（視差成分画像）
４２７…一方向分の視差成分画像がアパーチャピッチＰｓごとに分割配置された、表示装置の表示面（視差合成画像）
４２８…投影方向
４２９…カメラ
４３０…カメラ正規位置と投影面中心を結ぶ線
４３１…被写体位置検出器

Claims (17)

1. 所定幅を有する画素が垂直方向並びに水平方向を有する表示面内にマトリックス状に配列されている表示部と、
   前記表示部の前面に設置され、夫々が略直線状に延出され、前記画素所定幅の整数倍に相当する水平ピッチで配置されている光学的開口を有し、前記画素からの光線をこの光学的開口で制御し、観察基準視距離に依存して幅が定められ且つこの光学的開口毎に対応する要素画像に前記表示面を分割する視差バリアと、
   垂直方向が前記視距離或いはその近傍の視距離で定まる被写体の透視投影であり、且つ、水平方向が被写体の平行投影である視差成分画像を、画素列毎に分割し、所定範囲の前記要素画像毎に１画素列ずつ配分して前記表示部に表示し、連続視点の立体像を生成させる通常表示モード処理部と、及び
   垂直方向及び水平方向ともに前記視距離或いはその近傍の視距離で定まる被写体の透視投影である視差成分画像を、画素列毎に分割し、所定範囲の前記要素画像毎に１画素列ずつ配分して前記表示部に表示し、被写体像を深さ方向に圧縮し縦横方向に強調した連続視点の立体像を生成させる圧縮・強調表示モード処理部と、
   を具備することを特徴とする立体画像表示装置。
2. 垂直方向及び水平方向ともに前記視距離或いはその近傍の視距離で定まる被写体の透視投影である視差成分画像を、画素列毎に分割し、所定範囲の前記要素画像毎に隣接複数画素列ずつ同一視差情報として配分して前記表示部に表示し、多視点の立体像を生成させる多眼互換表示モード処理部と、
   を更に具備することを特徴とする請求項１の立体画像表示装置。
3. 前記通常表示モード処理部及び前記多眼互換表示モード処理部の１つを選択する選択部を具備することを特徴とする請求項１の立体画像表示装置。
4. 前記通常表示モード処理部、前記多眼互換表示モード処理部及び圧縮・強調表示モード処理部の１つを選択する選択部を具備することを特徴とする請求項２の立体画像表示装置。
5. 前記選択部は、被写体を実写した画像を表示する際に前記通常表示モード処理部以外の前記処理部の１つを選択することを特徴とする請求項１又は請求項２の立体画像表示装置。
6. 前記圧縮・強調表示モード処理部は、前記立体画像に代えて前記被写体像を大きな圧縮率で深さ方向に圧縮して平面画像を表示することを特徴とする請求項２の立体画像表示装置。
7. 前記多眼互換表示モード処理部は、前記視差成分画像の間の画素列に黒或いは所定の色を表示することを特徴とする請求項１の立体画像表示装置。
8. 所定幅を有する画素が垂直方向並びに水平方向を有する表示面内にマトリックス状に配列されている表示部と、
   前記表示部の前面に設置され、夫々が略直線状に延出され、前記画素所定幅の整数倍に相当する水平ピッチで配置されている光学的開口を有し、前記画素からの光線をこの光学的開口で制御し、観察基準視距離に依存して幅が定められ且つこの光学的開口毎に対応する要素画像に前記表示面を分割する視差バリアと、及び
   垂直方向が前記視距離或いはその近傍の視距離で定まる被写体の透視投影であり、且つ、水平方向が被写体の平行投影である視差成分画像を、画素列毎に分割し、所定範囲の前記要素画像毎に１画素列ずつ配分して前記表示部に表示し、連続視点の立体画像を生成させる通常表示モード処理部と、
   を具備する立体画像表示装置に、
   垂直方向及び水平方向ともに前記視距離或いはその近傍の視距離で定まる被写体の透視投影である視差成分画像を、画素列毎に分割し、所定範囲の前記要素画像毎に１画素列ずつ配分して前記表示部に表示し、圧縮・強調表示モードで被写体像を深さ方向に圧縮し、縦横方向に強調して連続視点の立体像として表示する表示方法において、
   前記視距離における前記視差バリアを介する前記画素の投影位置の水平間隔に依存して視差成分毎の透視投影撮影の水平間隔が定められる撮影基準条件を基に、前記基準条件の視距離に対し撮影位置と投影面の間の距離をｑ倍に設定し、しかも、視差成分毎の前記透視投影撮影の水平間隔を前記基準条件のｂ／ｑ以下にして、被写体を深さ方向にｂ倍に圧縮する広角的投影処理を施して表示することを特徴とする立体画像表示方法。
9. 前記通常表示モード及び前記圧縮・強調表示モードを、前記垂直方向の透視投影中心距離を連続的に変化させることにより、連続的に切り替えることを特徴とする請求項８の立体画像表示方法。
10. 前記通常表示モードと前記圧縮・強調表示モードとの切り替え時に、前記透視投影撮影の間隔を狭くすると同時に被写界深度を浅くして連続的に切り替えることを特徴とする請求項８の立体画像表示方法。
11. 前記通常表示モードと前記圧縮・強調表示モードとを、被写体の位置を検出して自動的に切り替えることを特徴とする請求項７の立体画像表示方法。
12. 所定幅を有する画素が垂直方向並びに水平方向を有する表示面内にマトリックス状に配列されている表示部と、
    前記表示部の前面に設置され、夫々が略直線状に延出され、前記画素所定幅の整数倍に相当する水平ピッチで配置されている光学的開口を有し、前記画素からの光線をこの光学的開口で制御し、観察基準視距離に依存して幅が定められ且つこの光学的開口毎に対応する要素画像に前記表示面を分割する視差バリアと、及び
    垂直方向が前記視距離或いはその近傍の視距離で定まる被写体の透視投影であり、且つ、水平方向が被写体の平行投影である視差成分画像を、画素列毎に分割し、所定範囲の前記要素画像毎に１画素列ずつ配分して前記表示部に表示し、連続視点の立体像を生成させる通常表示モード処理部と、
    を具備する立体画像表示装置に、
    垂直方向及び水平方向ともに前記視距離或いはその近傍の視距離で定まる被写体の透視投影である視差成分画像を、画素列毎に分割し、所定範囲の前記要素画像毎に１画素列ずつ配分して前記表示部に表示し、圧縮・強調表示モードで被写体像を深さ方向に圧縮し、縦横方向に強調して連続視点の立体像として表示する為に前記被写体を撮影する撮影方法において、
    前記視距離における前記視差バリアを介する前記画素の投影位置の水平間隔に依存して視差毎の透視投影撮影の水平間隔が定められる撮影基準条件を基に、
    前記基準条件の視距離に対し撮影位置と被写体注視点の間の距離をｑ倍に設定し、しかも、視差毎の前記透視投影撮影の水平間隔を前記基準条件のｂ／ｑ以下にして、被写体を深さ方向にｂ倍に圧縮する広角的投影処理を施すことを特徴とする立体画像撮影方法。
13. 前記被写体のカメラに最も近い部分のカメラからの距離と、前記透視投影撮影のカメラ焦点距離とを検出して、前記透視投影撮影の水平間隔を自動的に制御することを特徴とする請求項１２の立体画像撮像方法。
14. 前記被写体のカメラに最も近い部分のカメラからの距離と、前記透視投影撮影のカメラ焦点距離とを検出して、前記透視投影撮影の適正な水平間隔範囲を表示、或いは、範囲外れを警告することを特徴とする請求項１２の立体画像撮像方法。
15. 所定幅を有する画素が垂直方向並びに水平方向を有する表示面内にマトリックス状に配列されている表示部と、
    前記表示部の前面に設置され、夫々が略直線状に延出され、前記画素所定幅の整数倍に相当する水平ピッチで配置されている光学的開口を有し、前記画素からの光線をこの光学的開口で制御し、観察基準視距離に依存して幅が定められ且つこの光学的開口毎に対応する要素画像に前記表示面を分割する視差バリアと、
    垂直方向が前記視距離或いはその近傍の視距離で定まる被写体の透視投影であり、且つ、水平方向が被写体の平行投影である視差成分画像を、画素列毎に分割し、所定範囲の前記要素画像毎に１画素列ずつ配分して前記表示部に表示し、連続視点の立体像を生成させる通常表示モード処理部と、及び
    垂直方向及び水平方向ともに前記視距離或いはその近傍の視距離で定まる被写体の透視投影である視差成分画像を、画素列毎に分割し、所定範囲の前記要素画像毎に隣接複数画素列ずつ同一視差情報として配分して前記表示部に表示し、多視点の立体像を生成させる多眼互換表示モード処理部と、
    を具備することを特徴とする立体画像表示装置。
16. 前記通常表示モード処理部及び前記多眼互換表示モード処理部の１つを選択する選択部を具備することを特徴とする請求項１５の立体画像表示装置。
17. 前記多眼互換表示モード処理部は、前記視差成分画像の間の画素列に黒或いは所定の色を表示することを特徴とする請求項１５の立体画像表示装置。

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