JP2013117586A - 表示装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像の視距離の変化に対して、画像の輝度変化を抑え、クロストークがない立体像を提供する。
【解決手段】 パネル102は、複数の視点それぞれに対応する画像を表示する。パララックスバリア103、104は、パネル102と画像の観察者の間に、パネル102との距離が異なるように配置される。CPU208は、パネル102に対する観察者の位置を示す情報を取得し、観察者の位置を示す情報に基づき、パララックスバリア103、104のうち少なくとも一つのパララックスバリアのバリアパターンを制御する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、裸眼立体視を提供する表示装置に関する。

観察者が眼鏡を用いることなく立体映像を観察する裸眼立体視として、パララックスバリア方式やレンチキュラ方式が提案されている。

パララックスバリア方式は、表示画面の手前にスリットを備えたパララックスバリア（視差障壁）を配置し、左右の目に別々の画像を分離して提示することで立体像を表示する。しかし、パララックスバリア方式の裸眼立体視ディスプレイは、映像表示部とバリアの距離によって、最適観察距離が固定になり、所定の視距離から観察した場合に立体映像が観察される。この問題を解決するために、以下のような方法がとられている。

特許文献1は、視距離に応じて、バリアパターンが固定の複数のパララックスバリアから一つのバリアを選択することで、パララックスバリアと表示部の距離を可変にする技術を開示する。しかし、任意の距離に対して適切な立体像の表示を提供するには無数のバリアが必要になり、非現実的である。また、機械的にバリアと表示部の距離を変更するとしても、バリアの移動機構が必要な上、対応可能な視距離の範囲には制限がある。

また、特許文献2は、バリアパターンが可変なパララックスバリアを一枚用いて、バリア遮光部の幅および位置を視距離に応じて変化させる技術を開示する。つまり、バリアパターンが変更可能なパララックスバリアのスリット幅を、観察者の視距離に応じて変化させる。しかし、観察者の視距離が適正視距離から離れるにつれて、画像の輝度が低下する問題がある。

特開平7-270745号公報 特開2005-092103号公報

本発明は、画像の視距離の変化に対して、画像の輝度変化を抑え、クロストークがない立体像を提供することを目的とする。

本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。

本発明にかかる表示装置は、複数の視点それぞれに対応する画像を表示する表示手段と、前記表示手段と前記画像の観察者の間に、前記表示手段との距離が異なるように配置された複数のパララックスバリアと、前記表示手段に対する前記観察者の位置を示す情報を取得する取得手段と、前記観察者の位置を示す情報に基づき、前記複数のパララックスバリアのうち少なくとも一つのパララックスバリアのバリアパターンを制御する制御手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、画像の視距離の変化に対して、画像の輝度変化を抑え、クロストークがない立体像を提供することができる。

実施例の立体映像表示装置の概観例と構成例を説明する図。 制御部の構成例を説明するブロック図。 パララックスバリアのバリアパターンの制御の概略を説明する図。 バリアコードの算出を説明するフローチャート。 バリアコードCRnの計算を説明する模式図。 Rn_HとRn_Lを用いてバリアコードCRnを算出する方法を説明するフローチャート。 バリアコードCRn、Rn_HおよびRn_Lの関係を示す図。 バリアコードCLnの計算を説明する模式図。 観察位置が図3に示す状態から移動した場合のパララックスバリアとのバリアパターンの変化を説明する模式図。 実施例2の制御部の構成例を説明するブロック図。 実施例2のパララックスバリアの制御を説明する模式図。 制御バリアの選択処理を説明するフローチャート。 クロストークがない立体像を提供可能な制御範囲の計算を説明する図。 バリアパターンの制御の概略を説明する模式図。 バリアコードテーブルの一例を示す図。 観察位置を示す情報を入力するためのユーザインタフェイスを備える制御部の構成例を説明するブロック図。 UIの一例を説明する図。 実施例3におけるパララックスバリアとのバリアパターンの制御の概略を説明する図。 バリアコードの算出を説明するフローチャート。 実施例4のパララックスバリアとのバリアパターンの制御の概略を説明する図。 近似バリアコードC'の算出を説明するフローチャート。 実施例5のパララックスバリアの制御の概要を説明する図。 各視点用の画素の別の配置例を説明する図。

以下、本発明にかかる実施例の表示装置とその制御を図面を参照して詳細に説明する。

［装置の構成］
図1により実施例の立体映像表示装置（以下、表示装置）101の概観例と構成例を説明する。図1(a)は表示装置を正面から観た図、図1(b)は表示装置を上から観た図である。

制御部105は、外部から入力される右目用の画像（以下、右画像）と左目用の画像（以下、左画像）をパネル102に表示する。パネル102に表示される画像は、縦のストライプ状の右画像と縦のストライプ状の左画像を交互に並べた画像である。

図1(b)に示すように、パネル102の前方には、パララックスバリア103と104が配置され、それらのバリアパターンは可変である。なお、このようなパララックスバリアは、例えば液晶パネルを用いて実現される。パララックスバリア103と104は、列ごとに制御され、ストライプ状の遮光部と透過部が交互に配置される。

位置検出装置106は、表示装置101に対する観察者の位置を検出する。位置検出装置106は、表示装置101を観察する観察者の左右の眼の瞳孔の位置、および、パネル102から観察者の眼の瞳孔までの距離を検出する。以下では、瞳孔の位置と瞳孔までの距離を合わせて「観察位置」と表現する。制御部105は、位置検出装置106から観察位置を示す情報を受け取り、パララックスバリア103と104を制御して、観察位置と左右画像の視点位置が一致するようにパララックスバリア103と104のバリアパターンを適応的に制御する。

なお、以下の説明において、パネル102に対して水平方向にx軸、パネル102に対して垂直方向にy軸、パネル102に対して奥行き方向に-z軸をとる。

［制御部］
図2のブロック図により制御部105の構成例を説明する。

入力端子201は、地上ディジタルテレビ放送、衛星ディジタル放送などのディジタル放送信号を入力する。入力端子202は、HDMI (high-definition multimedia interface)などのディジタル映像信号を入力する。

ディジタルチューナ203は、ディジタル放送信号を映像信号に変換する。デコーダ204は、MPEGなどによって符号化された映像信号を復号する。セレクタ205は、デコーダ204によって復号された映像信号と入力端子202からのディジタル映像信号の何れかを選択し出力する。

立体映像変換部206は、サイドバイサイド方式やフレームシーケンシャル方式などの立体映像信号の方式に基づき、右画像と左画像を画素単位に縦ストライプ状に並べ替えて、パネル102に表示する映像信号に変換する。パネル駆動部207は、映像信号に基づきパネル102を駆動する。

CPU208は、RAM210をワークメモリとして、ROM209やハードディスクドライブ(HDD)211に格納されたプログラムを実行し、システムバス217を介して接続された各構成を制御し、後述する様々な処理を実行する。また、CPU208は、HDD211に格納されたデータを読み出し、HDD211へデータを書き込むことが可能である。さらに、CPU208は、HDD211に格納されたデータをRAM210にロードし、RAM210が記憶するデータをHDD211に保存することが可能である。そして、CPU208は、RAM210にロードしたデータをプログラムと見做して実行することができる。

操作部212は、表示装置101の本体に配置され、ユーザ指示を入力するボタンやタッチパネルなどである。リモコン受光センサ213は、リモコン218からの信号を受信する。リモコン218は、ユーザが表示装置101を操作するための、赤外線通信などを利用する遠隔制御装置である。

位置検出インタフェイス(I/F)214は、CPU208と位置検出装置106をインタフェイスし、CPU208は、位置検出I/F 214を介して位置検出装置106から観察位置を示す情報を入力する。バリア駆動部215と216はそれぞれ、パララックスバリア103と104を駆動する。

［パララックスバリアの制御］
●バリアパターンの制御の概略
図3によりパララックスバリア103と104のバリアパターンの制御の概略を説明する。

図3(a)において、右画像の画素列R（ストライプ）と右目の観察位置を結んだ領域A_Rは、画素列Rから射出された光が右目に入る光路を示す。同様に、左画像の画素列L（ストライプ）と左目の観察位置を結んだ領域A_Lは、画素列Lから射出された光が左目に入る光路を示す。

パララックスバリア103と104のバリアパターンは、領域A_RとA_Lがパネル102の直近で重なる領域（以下、OR領域）以外を遮光するようにそれぞれ制御される。つまり、画素列Rの光路A_Rのパネル102に向かって右端はパララックスバリア104により遮光され、左端はパララックスバリア103により遮光される。同様に、画素列Lの光路A_Lのパネル102に向かって右端はパララックスバリア103により遮光され、左端はパララックスバリア104により遮光される。

このように、パララックスバリア103、104単体は、クロストークを生じる遮光パターンである。これら二つのパララックスバリア103と104を組み合わせると、右目には画素列Rの画像のみを、左目には画素列Lの画像のみを観察させることができる。さらに、右目からは画素列Rのすべてが、左目からは画素列Lのすべてが観察されるようにパララックスバリア103と104を制御すれば、観察者の頭部の位置が変化、つまり観察位置が変化しても、輝度の低下は生じない。

●パララックスバリアの制御処理
CPU208は、位置検出I/F 214を介して、位置検出装置106から観察位置を示す情報を取得する。そして、観察位置を示す情報に基づき、観察者の左目に画素列Rの光が入らないようにするためのバリアコードを算出し、当該バリアコードをバリア駆動部215に出力してパララックスバリア103を制御する。同様に、観察位置を示す情報に基づき、観察者の右目に画素列Lの光が入らないようにするためのバリアコードを算出し、当該バリアコードをバリア駆動部216に出力してパララックスバリア104を制御する。

バリア駆動部215、216は、入力されたバリアコードに従いパララックスバリア103、104の遮光部と開口部を制御して、バリアコードに対応する遮光パターンにする。

●バリアコード
バリアコードは、パララックスバリアにおける遮光部と開口部（透過部）を設定するためのコードである。バリアコードの算出は、バリアによって遮光すべき領域を算出し、パララックスバリアの画素ピッチを考慮して遮光領域を近似することでバリアコードを算出する。

図3(b)によりバリアコードを説明する。パララックスバリアには、画素列に対して、左側から順にインデックスが割り当てられ、当該インデックスとバリアコードのビットを対応させることで遮光パターンを制御する。バリアコードのビット‘0’は対応する画素列の遮光状態を示し、ビット‘1’は対応する画素列の開口状態（透過状態）を示す。

図3(b)を参照してバリアコードとパララックスバリア制御の関係を説明する。図3(b)に示すように、バリアコードの1ビット目の‘1’に対応してパララックスバリアの左端の画素列は開口状態になり、4ビット目の‘0’に対応してパララックスバリアの四列目の画素列は遮光状態になる。つまり、バリアコードを算出して、図3(b)に示すストライプ状の遮光パターンを制御する。

●バリアコードの算出
図4のフローチャートによりバリアコードの算出を説明する。なお、図4に示す処理は、定期的に実行されるか、位置検出装置106から観察位置が変化した旨を示す信号が出力された場合に実行される。

CPU208は、観察位置を示す情報を取得する(S501)。具体的には、CPU208は、システムバス217と位置検出I/F 214を介して、位置検出装置106にアクセスし、観察位置を示す情報を取得する。

次に、CPU208は、パララックスバリア103、104の位置（以下、バリア位置）を示す情報を取得する(S502)。バリア位置は、パネル102の表示面と各パララックスバリアの間の距離である。バリア位置を示す情報はHDD211に格納されたテーブルに記録されており、CPU208は、システムバス217を介してHDD211にアクセスし、バリア位置を示す情報を取得する。

次に、CPU208は、バリアコードCの各ビットを‘0’に初期化（すべて遮光状態）し(S503)、カウンタnを1に初期化する(S504)。

次に、CPU208は、画素列Rの一列Rnに対応するバリアコードCRnを求め(S504)、画素列Lの一列Lnに対応するバリアコードCLnを求める(S505)。なお、画素列Rn、Lnは、パネル102に向かって左側からn番目に位置する画素列を表す。また、バリアコードCRn、CLnの具体的な求め方は後述する。

次に、CPU208は、式(1)により、バリアコードCRn、CLnからバリアコードCを更新し(S506)、カウンタnをインクリメントする(S507)。
C = C ∪ CRn ∪ CLn …(1)
ここで、∪は和集合を表す。

次に、CPU208は、パネル102のすべての画素列に対して処理を行ったか否かを判定し(S509)、未了であれば処理をステップS505に戻す。パネル102の横方向の画素数をWとすると、カウンタnのカウント値がW/2を超える（n＞W/2）と、すべての画素列に対する処理が終了したことになる。

次に、CPU208は、全パララックスバリアのバリアコードCを求めたか否かを判定し(S510)、バリアコードが未決定のパララックスバリアがあれば処理をステップS502に戻す。また、全パララックスバリアのバリアコードCを求めた場合は、各パララックスバリアのバリアコードC1、C2をバリア駆動部215、216に出力して(S511)処理を終了する。

●バリアコードCRnの計算
図5の模式図によりバリアコードCRnの計算を説明する。

図5(a)は画素列Rn、パララックスバリア、観察者の右眼の幾何関係を示す。図5(a)において、zはパネル102の面からの距離を表し、xはパネル102に向かって最左端の画素列からの水平方向の距離を表す。

画素列R1のzx座標を(0, 0)とし、観察位置を示す情報が表す右目のzx座標を(d_R, w_R)、左目のzx座標を(d_L, w_L)とする。また、画素列Rnのx座標値をD_Rnとする。なお、画素列Rの各列のD_Rn値はHDD211に格納されたテーブルに記録されている。

また、図5(a)に示すzx座標(d, Rn_H)と(d, Rn_L)は、画素列Rnから射出された光が右目に入る光路とパララックスバリアの交点を表す。交点のRn_Hは、図5(b)に示す二つの三角形の相似関係から次のように表される。
(dr - d)：dr = (Rn_H - w_R)：(D_Rn + p - w_R)
∴ Rn_H = w_R + p + (1 - d/D_Rn)(D_Rn + p - w_R) …(2)
ここで、pはパネル102の画素ピッチ（上記テーブルに記録されている）。

同様に、交点のRn_Lは次のように表される。
(dr - d)：dr = (Rn_L - w_R)：(D_Rn - p - w_R)
∴ Rn_L = w_R + (1 - d/D_Rn)(D_Rn - w_R) …(3)

図6のフローチャートによりRn_HとRn_Lを用いてバリアコードCRnを算出する方法を説明する。また、図7によりバリアコードCRn、Rn_HおよびRn_Lの関係を示す。なお、領域[Rn_L, Rn_H]を包含する最少の領域のバリアコードを‘1’に、それ以外を‘0’にするCRnを決定する。

CPU208は、バリアコードCRnのビットカウンタmを1に初期化し(S801)、mビット目のコードを‘0’にした場合のパララックスバリアの遮光領域[Bm_L, Bm_H]を取得する(S802)。ここで、パララックスバリアを液晶で構成する場合、遮光領域[Bm_L, Bm_H]は、パララックスバリアにおける当該画素のピッチ範囲に相当する。

次に、CPU208は、mビット目のコードを‘0’にするか‘1’にするかを判定する(S803)。ここでは、図7に示すように、領域[Rn_L, Rn_H]を包含する最少の領域のバリアコードを‘1’に、それ以外を‘0’にする判定を行う。具体的には、Bm_H＜Rn_LかつBm_L＜Rn_Hの条件を満たす場合はバリアコードCRnのmビット目を‘1’にする(S804)。また、上記条件を満たさない場合はバリアコードCRnのmビット目を‘0’にする(S805)。

次に、CPU208はビットカウンタmをインクリメントし(S806)、バリアコードCRnのビット長とビットカウンタmのカウント値を比較する(S807)。m＞ビット長であればバリアコードCRnの全ビットの値を決定したことになりバリアコードCRnの算出を終了する。また、m≦ビット項であれば処理をステップS802に戻す。

●バリアコードCLnの計算
図8の模式図によりバリアコードCLnの計算を説明する。

図8は画素列Ln、パララックスバリア、観察者の右眼の幾何関係を示す。図8に示すzx座標(d, Ln_H)と(d, Ln_L)は、画素列Lnから射出された光が左目に入る光路とパララックスバリアの交点を表す。

図5(a)と比べると、目の位置が(d_L, w_L)に、画素列Lnの位置が(0, D_Ln)になるだけで、幾何関係は図5(a)の場合と同様である。なお、画素列Lの各列のD_Ln値はHDD211に格納されたテーブルに記録されている。従って、交点のLn_H、Ln_Lは、二つの三角形の相似関係から次のように表されれる。
Ln_H = w_L + p + (1 - d/D_Ln)(D_Ln + p - w_L) …(4)
Ln_L = w_L + (1 - d/D_Ln)(D_Ln - w_L) …(5)

バリアコードCLnは、Ln_HとLn_Lを用いて、図6と同様の方法で算出することができる。

●バリアパターンの制御例
図9の模式図により観察位置が図3に示す状態から移動した場合のパララックスバリア103と104のバリアパターンの変化を説明する。

図9(a)は、観察位置が図3の状態からz軸方向に移動(D→D')した場合のパララックスバリア103と104のバリアパターンを示す。右目は画素列Rの画像のみを、左目は画素列Lの画像のみを観察する。つまり、視距離が変化しても、右画像と左画像は正しく分離され、クロストークがない立体像を提供することができる。さらに、右目からは画素列Rのすべてが、左目からは画素列Lのすべてが観察され、観察位置がz軸方向に移動して輝度の低下は生じない。

図9(b)は、観察位置が図3の状態からx軸方向に移動した場合のパララックスバリア103と104のバリアパターンを示す。この場合も、右目は画素列Rの画像のみを、左目は画素列Lの画像のみを観察する。つまり、観察位置がx軸方向に変化しても、右画像と左画像は正しく分離され、クロストークがない立体像を提供することができる。さらに、右目からは画素列Rのすべてが、左目からは画素列Lのすべてが観察され、観察位置がz軸方向に移動して輝度の低下は生じない。

●パララックスバリアの間隔
パララックスバリア103の最適視距離をD1、パララックスバリア104の最適視距離をD2とすると、視距離D1-D2の範囲で適切に立体視を提供することができる。ただし、二つのパララックスバリア103と104の間隔Δ=|d1-d2|が大きくするとクロストークが発生する。クロストークの発生を防ぐには次を満たすように、パララックスバリア103と104を配置する。
Δ ＜ pD'/W …（6)
ここで、pはパネル102の画素ピッチ、
D'はパララックスバリア104と観察位置の間の距離、
Wは左目と右目の間の距離。

このように、パネル102と観察位置の間に配置した複数のパララックスバリアのバリアパターンを、観察位置に応じて制御することで、観察者（観察位置）が移動した場合に、輝度の変化を防いで、クロストークがない立体像を提供することができる。

以下、本発明にかかる実施例2の表示装置の制御を説明する。なお、実施例2において、実施例1と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。

前述したように、二つのパララックスバリアで対処できる視距離の範囲には制限がある。従って、観察者がz軸方向に大きな移動を行った場合、二つのパララックスバリアのバリアパターンの制御では対応しきれない場合がある。実施例2においては、三つ以上のパララックスバリアを用いて、より広い範囲の視距離に対応する例を説明する。

なお、実施例2では、三つ以上のパララックスバリアから二つのパララックスバリアを選択する制御バリア選択機能が追加される。以下、四つのパララックスバリアを用いる例を説明する。

［制御部］
図10のブロック図により実施例2の制御部105の構成例を説明する。実施例2の制御部105は、実施例1の構成にバリア駆動部219、220、パララックスバリア107、108を追加した構成を有する。

［パララックスバリアの制御］
図11の模式図により実施例2のパララックスバリアの制御を説明する。

CPU208は、位置検出装置106から得られる観察位置を示す情報に応じて、制御対象のパララックスバリア（以下、制御バリア）を選択する。図11は、パララックスバリア104と107が選択された様子を示す。次に、CPU208は、パララックスバリア104、107を制御するバリアコードC2、C3を実施例1と同様に決定し、決定したバリアコードC2、C3をバリア駆動部216、219に出力する。また、制御対象として選択しなかったパララックスバリア103、108のバリア駆動部215、220には、全開口状態を示すバリアコードC1、C4を出力する。

これにより、図11に示すように、パララックスバリア103、108は光を遮蔽することなくすべての光を透過し（全開口状態）、パララックスバリア104、107はバリアコードC2、C3に従うバリアパターンに制御される。

図12のフローチャートにより制御バリアの選択処理を説明する。制御バリアの選択処理は、観察位置を示す情報と、各パララックスバリアの位置情報から二つのパララックスバリアを選択する。なお、パネル102に近い方から順にパララックスバリアをB1、B2、B3、B4で表し、パララックスバリアBnの位置をd_Bnとする。

CPU208は、観察位置を示す情報を取得する(S301)。なお、取得した観察位置が示す観察者の右目のzx座標を(d_R, w_R)、左目のzx座標を(d_L, w_L)とする。

次に、CPU208は、カウンタnを1に初期化し(S302)、パララックスバリアB_nの位置d_BnとパララックスバリアB_n+1の位置d_Bn+1を取得する(S303)。なお、各パララックスバリアの位置d_BnはHDD211に格納されたテーブルに記録されている。

次に、CPU208は、パララックスバリアB_nとB_n+1の組み合わせにより、クロストークがない立体像を提供可能な視距離の範囲である制御範囲[D_n, D_n+1]を取得する(S304)。なお、D_n、D_n+1は実験的に測定してHDD211に格納されたテーブルに記録しておいてもよいし、以下のように幾何学的な方法で計算してもよい。

図13によりクロストークがない立体像を提供可能な制御範囲の計算を説明する。図13(a)は観察位置を示す情報が表す視距離がD_nの場合のB_n、B_n+1のバリアパターンを、図13(b)は当該視距離がD_n+1の場合のB_n、B_n+1のバリアパターンを示す。

図13に示すパララックスバリアの位置と視距離の関係から、次の関係が成り立つ。
p：d_Bn = (D_n - d_Bn)：(w_R - w_L)
p：d_Bn+1 = (D_n+1 - d_Bn+1)：(w_R - w_L) …(7)

従って、視距離D_n、D_n+1は次のようになる。
D_n = d_Bn + (w_R - w_L)×p/d_Bn)
D_n+1 = d_Bn+1 + (w_R - w_L)×p/d_Bn+1 …(8)

次に、CPU208は、観察位置が制御範囲内か否かを判定し(S305)、観察位置が制御範囲外の場合はカウンタnのカウント値とパララックスバリアの数N（この例ではN=4）を比較する(S306)。n＜N-1であれば、カウンタnをインクリメントし(S307)、処理をステップS303に戻す。

また、CPU208は、観察位置が制御範囲内の場合、または、n=N-1の場合は、パララックスバリアB_nとB_n+1を制御バリアとして選択する。

●バリアコードの出力
CPU208は、制御バリアとして選択したパララックスバリアのバリアコードC_n、C_n+1を、実施例1で説明した方法により決定する。そして、選択バリアの場合はパララックスバリアを示す信号B_nとバリアコードC_nの組み合わせをバリア駆動部に出力する。また、非選択バリアの場合はパララックスバリアを示す信号B_nと全ビットが‘1’(全開口）のバリアコードCを出力する。

バリア駆動部は、信号B_nが、自身が駆動するパララックスバリアに一致する場合、信号B_nに組み合わされたバリアコードCに従い当該パララックスバリアを駆動する。従って、制御バリアは決定されたバリアコードCによって駆動され、非制御バリアは全開口状態になる。

［変形例1］
実施例1、2においては、観察位置とパララックスバリアの位置に基づきパララックスバリアのバリアコードを決定する例を説明した。パララックスバリアのバリアコードを予め算出しておき、テーブル化しておけばバリアコードを決定する計算量の削減を図ることができる。

図14の模式図によりバリアパターンの制御の概略を説明する。図14に示すように、制御範囲[D_n, D_n+1]を所定ピッチの複数の領域Am（m=1, 2, …, N）に分割する。CPU208は、観察位置どの領域に属すかを判断し、その領域に応じたバリアコードを出力する。例えば、図14において観察位置は領域Amに属する。従って、CPU208は、領域Amに対応するパララックスバリア103のバリアコードC1_Amと、領域Amに対応するパララックスバリア104のバリアコードC2_Amを出力する。

バリアコードC1_AmやC2_Amなどは、実施例1で説明した方法により、バリア位置および領域Amの代表点の座標に基づき予め算出し、ROM209やHDD211に格納されるバリアコードテーブルに記録する。

図15によりバリアコードテーブルの一例を示す。バリアコードテーブルには、領域Amをキーとして、各パララックスバリアに対する制御情報としてバリアコードが記録されている。なお、図15にはパララックスバリアが二つの例を示す。実施例2のように、三つ以上のパララックスバリアを使用する場合は各領域に対応して三つ以上のバリアコードを制御情報として記録すればよい。

つまり、CPU208は、観察位置を含む領域Amを判定し、判定した領域かつ使用するパララックスバリアに対応するバリアコードをバリアコードテーブルから取得することで、バリアパターンの制御を実行する。

［変形例2］
実施例1、2においては、位置検出装置106から観察位置を示す情報を取得してバリアコードを決定する例を説明した。しかし、ユーザ（観察者）が観察位置を示す情報を入力することもできる。

図16のブロック図により観察位置を示す情報を入力するためのユーザインタフェイス(UI)を備える制御部105の構成例を説明する。図16に示す構成には、位置検出装置106、位置検出I/F 214がなく、UI表示部221を備える。

CPU208は、ユーザから観察位置の設定を指示されると、UI表示部221を制御して、パネル102にUIを表示する。その際、HDD211などから読み込んだ画像や映像をUI表示部221を介してUIの一部に表示する。UI表示部221は、CPU208によって起動されると、パネル102にUIを表示する。

図17によりUIの一例を説明する。UIには、HDD211などから読み込まれた立体像2201と、スライドバー2202が表示される。ユーザは、所望する観察位置から当該UIを観察し、リモコン218または操作部212のボタンなどを操作して、スライドバー2202上のスライダの位置を調整する（以下、スライダ操作）。CPU208は、スライダの位置を示す情報を取得し、スライダの位置を示す情報を観察位置を示す情報としてバリアコードを決定し、パララックスバリアのバリアパターンを制御する。

スライダ操作と、それに伴うバリアパターンの制御が繰り返されると、ユーザは、立体像2201が最も良好に観察されるスライダの位置を探索することができる。ユーザは、立体像2201が最も良好に観察される状態になると、リモコン218または操作部212のボタンなどを操作して、観察位置の設定が終了した旨をCPU208に伝える。観察位置の設定が終了すると、CPU208は、UI表示部221を制御してUIの表示を終了し、パネル102は通常の映像を再生する。

また、変形例1で説明した領域ごとのバリアコードを格納するバリアコードテーブルと、変形例2のUIを組み合わせることもできる。この場合、CPU208は、UIのスライダ操作に伴い、バリアコードテーブルから読み出したバリアコードにより各パララックスバリアのバリアパターンを制御する。ユーザは、UIに表示された立体像2201が最も良好に観察される状態になると観察位置の設定を終了する。

以下、本発明にかかる実施例3の表示装置の制御を説明する。なお、実施例3において、実施例1、2と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。

実施例1、2では、視点が二点の場合を説明した。実施例3では、視点が三点以上の場合について説明する。実施例3では、パララックスバリアのバリアコードを視点ごとに算出する。

［パララックスバリア制御］
図18により実施例3におけるパララックスバリア103と104のバリアパターンの制御の概略を説明する。なお、視点数が「4」の場合を例に挙げて説明する。

図18に示すように、パララックスバリア103と104は、全視点のうち中央の二視点（視点βおよび視点γ）から対応する画素列（パネル102の画素列2と3）への光路のOR領域以外を遮光するように制御される。このような制御により、パネル102を観察した場合、視点βからは画素列2の全領域のみが観察され、視点γからは画素列3の全領域のみが観察され、輝度の低下がなく、クロストークがない立体像を提供される。

また、視点αついては画素列1の全領域は観察されず、視点δついては画素列4の全領域は観察されず、輝度は低下するが、クロストークがない立体像が提供される。

このように、多視点の立体映像表示においても、バリアパターンを変更可能な複数のパララックスバリアを用いて、観察位置がz軸方向に変化しても、輝度の低下が少なく、クロストークがない立体像を提供することができる。

［バリアコードの算出］
バリアコードの算出は、まず、パララックスバリアによって遮光すべき領域を算出した後、パララックスバリアの画素ピッチを考慮して、その領域を近似することでバリアコードを算出する。

図19のフローチャートによりバリアコードの算出を説明する。

CPU208は、位置検出装置106から観察位置を示す情報を取得する(S401)。なお、観察位置を示す情報としてパネル102の表示面と観察者の目（例えば図18における視点α-δ）の間の距離Dを取得する。

次に、CPU208は、パララックスバリアのバリア位置を示す情報を取得する(S402)。なお、バリア位置は、パネル102の表示面と各パララックスバリアの間の距離dである。

次に、CPU208は、全視点のうち中央の二視点R、Lのx座標x_R、x_Lを算出する(S403)。なお、各視点のx座標はHDD211に格納されたテ−ブルに記録されている。例えば、中央の二視点のx座標がパネル102の中心付近になるように配置する場合、二視点のx座標は次の値になる。
x_R = W_Disp/2 + w/2
x_L = W_Disp/2 - w/2 …(9)
ここで、W_Dispはパネル102の横幅、
wは観察者の両目の間隔。

次に、CPU208は、バリアコードCの各ビットを‘0’に初期化（すべて遮光状態）し(S404)、カウンタnを1に初期化する(S405)。

次に、CPU208は、視点R用画素列Rnの一列のみを考慮した場合のパララックスバリアのバリアコードCRnを求める(S406)。ここで、画素列Rnは、視点R用の画像を構成する画素列において、パネル102に向かって左側からn番目に位置する画素列を表す。なお、遮光領域の決定方法は実施例1と同様である。

次に、CPU208は、視点L用画素列Lnの一列のみを考慮した場合のパララックスバリアのバリアコードCLnを求める(S407)。ここで、画素列Lnは、視点L用の画像を構成する画素列において、パネル102に向かって左側からn番目に位置する画素列を表す。なお、遮光領域の具体的な決定方法は実施例1と同様である。

次に、CPU208は、式(10)により、バリアコードCRn、CLnからバリアコードCを更新し(S408)、カウンタnをインクリメントする(S409)。
C = C ∪ CRn ∪ CLn …(10)
ここで、∪は和集合を表す。

次に、CPU208は、パネル102のすべての画素列に対して処理を行ったか否かを判定し(S410)、未了であれば処理をステップS406に戻す。パネル102の横方向の画素数をWとすると、カウンタnのカウント値がW/視点数を超える（n＞W/視点数）と、すべての画素列に対する処理が終了したことになる。

次に、CPU208は、全パララックスバリアのバリアコードCを求めたか否かを判定し(S411)、バリアコードが未決定のパララックスバリアがあれば処理をステップS402に戻す。また、全パララックスバリアのバリアコードCを求めた場合は、各パララックスバリアのバリアコードC1、C2をバリア駆動部215、216に出力して(S412)処理を終了する。

以下、本発明にかかる実施例4の表示装置の制御を説明する。なお、実施例4において、実施例1-3と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。

実施例4では、近似的なバリアコードを算出して計算量の削減を図る例を説明する。つまり、バリアコードが同じパターンcの繰り返しと見做して、パターンcを複成することで近似バリアコードC'を算出する。

図20により実施例4のパララックスバリア103と104のバリアパターンの制御の概略を説明する。

図20に示すように、パネル102は画素列Lと画素列Rを繰り返し表示する。従って、パララックスバリア103と104のバリアパターンは、二画素のピッチ長ごとの所定のパターンcの繰り返しにより構成されると見做すことができる。以下では、近似バリアコードC'を算出する処理を説明する。

図21のフローチャートにより近似バリアコードC'の算出を説明する。

CPU208は、位置検出装置106から観察位置を示す情報を取得し(S601)、パララックスバリアのバリア位置を取得し(S602)、繰り返しパターンcを算出する(S603)。つまり、所定の画素列、例えば視点位置の正面（視点からの垂線がパネル102と交差する位置）にある画素列Lと画素列Rに対するバリアコードをパターンcとして算出する。なお、バリアコードの算出は、実施例1のバリアコードCRn、CLnの算出処理を適用する。

次に、CPU208は、式(11)により、算出したパターンcをバリアコードC'の最初のビットから繰り返して近似バリアコードC'にする(S604)。
C'(n) = c(n mod N) …(11)
ここで、C'(n)は近似バリアコードC'のnビット目の値、
c(n)はパターンcのnビット目の値、
Nはパターンcのビット長。

次に、CPU208は、全パララックスバリアの近似バリアコードC'を求めたか否かを判定し(S605)、近似バリアコードが未決定のパララックスバリアがあれば処理をステップS602に戻す。また、全パララックスバリアの近似バリアコードC'を求めた場合は、各パララックスバリアの近似バリアコードC'1、C'2をバリア駆動部215、216に出力して(S606)処理を終了する。

以下、本発明にかかる実施例5の表示装置の制御を説明する。なお、実施例5において、実施例1-4と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。

実施例5では、パララックスバリアの一つのバリアパターンを固定して、構成の簡略化とコストの削減を図る。つまり、片方のパララックスバリアのバリアパターンのみを制御して、観察位置の前後方向（z軸方向）の移動に対して、クロストークのない立体像を提供する。

図22により実施例5のパララックスバリアの制御の概要を説明する。図22において、パララックスバリア103のバリアパターンは固定、パララックスバリア104のバリアパターンが可変である。

図22(a)は、パララックスバリア103の固定バリアパターンに対して、観察位置が最適な場合を示す。図27(a)に示す観察位置（視距離）に観察者の目がある場合、観察者は、クロストークおよび輝度の低下がない最適な立体像を観ることができる。

図22(b)は、図22(a)の状態から、観察者が後方に移動した場合を示す。この場合、パララックスバリア103の遮蔽部（非開口部）は、図に示す領域A_RとA_LのOR領域の一部と重なり、一部の光を遮蔽する。つまり、パララックスバリア104のバリアパターンを実施例1と同様に制御すれば、図22(a)の状況に比べて輝度は低下するが、クロストークは発生しない。

このように、実施例5では、バリアパターンが制御可能な一方のパララックスバリアを実施例1と同様に制御する。バリアコードの算出をパララックスバリア104に対してのみ行う点で実施例1と異なるが、パララックスバリア104のバリアコードの算出は実施例1と同様である。

［変形例3］
上記の各実施例においては、各視点用の画素をストライプ状に配置する例を説明したが、これに限定されるわけではない。図23により各視点用の画素の別の配置例を説明する。

図23(a)は各視点用の画素を市松模様に配置した例である。この場合、バリアパターンの制御は、以下のように実現する。まず、上記の各実施例において画素列ごとに設定したバリアコードを画素ごとに設定する。これにより、画素行ごとに異なる各視点用の画素の配置に対応して、バリアパターンを設定することができる。さらに、バリアパターンは、バリアパターンの算出を画素行ごとに繰り返すことで算出される。

図23(b)は各視点用の画素を階段状に配置した例である。この場合も、図23(b)に示す階段状のバリアパターンとして、バリアパターンの算出を上記と同様に行えばよい。

［その他の実施例］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（又はCPUやMPU等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (8)

1. 複数の視点それぞれに対応する画像を表示する表示手段と、
   前記表示手段と前記画像の観察者の間に、前記表示手段との距離が異なるように配置された複数のパララックスバリアと、
   前記表示手段に対する前記観察者の位置を示す情報を取得する取得手段と、
   前記観察者の位置を示す情報に基づき、前記複数のパララックスバリアのうち少なくとも一つのパララックスバリアのバリアパターンを制御する制御手段とを有することを特徴とする表示装置。
2. さらに、前記画像の観察者の位置を検出する検出手段を有し、
   前記取得手段は、前記検出手段から前記観察者の位置を示す情報を取得することを特徴とする請求項1に記載された表示装置。
3. 前記取得手段は、前記表示手段に所定の立体像を含むユーザインタフェイスを表示し、前記ユーザインタフェイスから前記観察者の位置を示す情報を取得することを特徴とする請求項1に記載された表示装置。
4. 前記制御手段は、前記複数のパララックスバリアのバリアパターンによって決まる前記画像の視点位置が、前記観察者の位置を示す情報が示す位置に一致するように前記バリアパターンを制御することを特徴とする請求項2または請求項3に記載された表示装置。
5. さらに、前記表示手段と前記観察者の間の領域ごとに、前記複数のパララックスバリアのバリアパターンの制御情報を格納するメモリを有し、
   前記取得手段は、前記表示手段に所定の立体像を含むユーザインタフェイスを表示し、
   前記制御手段は、前記ユーザインタフェイスの操作に従い前記メモリから取得した制御情報により前記バリアパターンを制御することを特徴とする請求項1に記載された表示装置。
6. さらに、前記複数のパララックスバリアのうち前記バリアパターンを制御するパララックスバリアの組み合わせによって決まる、前記表示手段に対する視距離の範囲を記憶するメモリを有し、
   前記制御手段は、前記観察者の位置を示す情報、および、前記視距離の範囲に基づき、前記バリアパターンを制御するパララックスバリアの組み合わせを選択することを特徴とする請求項1から請求項4の何れか一項に記載された表示装置。
7. 複数の視点それぞれに対応する画像を表示する表示手段、および、前記表示手段と前記画像の観察者の間に、前記表示手段との距離が異なるように配置された複数のパララックスバリアを有する表示装置の制御方法であって、
   前記表示手段に対する前記観察者の位置を示す情報を取得し、
   前記観察者の位置を示す情報に基づき、前記複数のパララックスバリアのうち少なくとも一つのパララックスバリアのバリアパターンを制御することを特徴とする制御方法。
8. 表示装置に請求項7に記載された制御を実行させるためのプログラム。

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