JP2021064834A - 立体画像表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】画素情報の利用効率が高い立体画像表示システムを提供する。【解決手段】立体画像表示システム１は、視聴者の片眼を検出する瞳位置検出装置２と、平行光学系を有し、立体画像生成装置４が生成した要素画像群を視聴者の片眼毎に視域を形成して時分割表示する立体画像表示装置３と、仮想カメラアレイで撮影した多視点画像群から、瞳位置検出装置２が検出した片眼毎の要素画像群を生成する立体画像生成装置４と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、人物の片眼毎に視域を形成する立体画像表示システムに関する。

インテグラルフォトグラフィ（ＩＰ:Integral Photography）方式は、特殊な眼鏡が不要で裸眼による立体視が可能なため、従来より研究が進められている。図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、従来のＩＰ立体映像表示装置１００は、液晶や有機ＥＬなどの直視型ディスプレイ１１０と、その前面に置かれたレンズアレイ１２０とを備える。レンズアレイ１２０は、２次元方向に配列された要素レンズ１２１で構成されている。直視型ディスプレイ１１０は、各要素レンズ１２１に対応する要素画像ｅで構成される要素画像群Ｅを表示する。すると、要素レンズ１２１により要素画像ｅが空間中に投影され、立体像が形成される。

ＩＰ方式では、多くの視点で映像を再現するため、非常に多くの画素（情報量）が必要となる。ＩＰ立体映像の品質を決定づけるパラメータとして、「立体映像画素数（要素画像数）」、「視域」、「空間周波数特性（奥行再現範囲）」の３つが挙げられる。非特許文献１に記載されているように、これら３つのパラメータにはトレードオフの関係がある。つまり、「視域」を狭くすることにより、「立体映像画素数」及び「空間周波数特性」を向上させることができる。その一方、「視域」を狭くすると、立体映像の表示範囲が狭くなる。図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、視域Ｖを狭くするためには、焦点距離ｆの長い要素レンズ１２１を用いればよい。

従来のＩＰ方式において、視域追従技術により視域Ｖの方向を制御すれば、焦点距離ｆの長いレンズアレイを用いても、広い範囲で立体映像を表示できる（非特許文献２）。この場合、図１４に示すように、視聴者９の反対方向に要素画像群Ｅの表示位置を平行移動させることで、視域Ｖの方向制御が実現できる（縮小拡大でも可）。図１４（ａ）では、視聴者９が上側に移動したので、要素画像群Ｅの表示位置を下側に移動させることで、ドットで図示した視域Ｖを上方向に移動させている。また、図１４（ｂ）では、視聴者９が下側に移動したので、要素画像群Ｅの表示位置を上側に移動させることで、視域Ｖを下方向に移動させている。このようにして、ＩＰ方式では、「立体映像画素数」及び「空間周波数特性」を向上させ、かつ、視域Ｖを広くすることができる。

従来の視域追従技術では、図１５に示すように、仮想空間内に、仮想ディスプレイ２１０と、仮想レンズアレイ２２０と、複数台の仮想カメラ２３１からなる仮想カメラアレイ２３０と、被写体となる３次元モデルＯｂｊとを配置する。そして、視域追従技術では、瞳検出を行い、両眼が視域に含まれるように仮想カメラアレイ２３０の位置を設定する。さらに、視域追従技術では、仮想カメラアレイ２３０により様々な方向で３次元モデルＯｂｊの多視点画像群Ｍを撮影し、撮影した多視点画像群Ｍを要素画像群Ｅに変換する。この多視点画像群Ｍは、異なる視点の画像（多視点画像ｍ）で構成されている。

H. Hoshino, F. Okano, and I. Yuyama, "Analysis of resolution limitation of integral photography," J. Opt. Soc. Am. A 15(8), 2059-2065 (1998) 岡市、佐々木、渡邉、久富、河北、"８Kディスプレイを用いた視点追従型インテグラル３Ｄ映像表示"、２０１８年映像情報メディア学会冬季大会 講演予稿集

前記した従来技術では、図１６（ａ）に示すように、視聴者９の両眼（左眼９０_Ｌ及び右眼９０_Ｒ）を包含するサイズの視域Ｖを形成するので、左眼９０_Ｌ及び右眼９０_Ｒの間で視域Ｖが冗長となり、画素情報の利用効率が低くなるという問題がある。そこで、図１６（ｂ）に示すように、片眼９０（９０_Ｌ，９０_Ｒ）のサイズに合わせて視域Ｖ（Ｖ_Ｌ，Ｖ_Ｒ）を形成して時分割表示すれば、画素情報の利用効率が高くなり、高効率で高品質な立体映像の視聴が可能になる。なお、視域Ｖ_Ｌが左眼９０_Ｌに対応した視域であり、視域Ｖ_Ｒが右眼９０_Ｒに対応した視域である。

本発明は、画素情報の利用効率が高い立体画像表示システムを提供することを課題とする。

前記した課題に鑑みて、本発明に係る立体画像表示システムは、３次元モデルが配置された仮想空間を仮想カメラアレイで撮影した多視点画像群から、人物の片眼毎の要素画像群を生成する立体画像生成装置と、平行光学系を有し、立体画像生成装置が生成した要素画像群を片眼毎に視域を形成して時分割表示する立体画像表示装置とを備える立体画像表示システムであって、立体画像生成装置が、仮想カメラアレイ移動手段と、多視点画像群撮影手段と、要素画像群生成手段と、時分割制御手段と、を備える構成とした。

かかる立体画像生成装置によれば、仮想カメラアレイ移動手段は、片眼の位置を示す瞳位置情報が入力され、入力された瞳位置情報に基づいて、仮想カメラアレイの位置を移動させる。すなわち、仮想カメラアレイ移動手段は、片眼の位置を考慮して仮想カメラアレイの位置を移動させる。

多視点画像群撮影手段は、仮想カメラアレイ移動手段が移動させた仮想カメラアレイで多視点画像群を撮影する。
要素画像群生成手段は、多視点画像群から要素画像群を生成する。
時分割制御手段は、片眼の数を示す瞳数情報が入力され、入力された瞳数情報に基づいて時分割表示を行うように、仮想カメラアレイ移動手段と多視点画像群撮影手段と要素画像群生成手段とを制御する。
このように、立体画像表示システムでは、時分割表示により片眼毎に視域を形成するので、画素情報の利用効率を高くすることができる。

また、前記した課題に鑑みて、本発明に係る立体画像表示システムは、３次元モデルが配置された仮想空間を仮想カメラアレイで撮影した多視点画像群から、人物の片眼毎の要素画像群を生成する立体画像生成装置と、立体画像生成装置が生成した要素画像群を片眼毎に時分割表示する立体画像表示装置と、人物の頭部に装着され、要素画像群の時分割表示に同期して開閉するシャッタを有する２眼立体メガネとを備える立体画像表示システムであって、立体画像生成装置が、仮想カメラアレイ移動手段と、多視点画像群撮影手段と、要素画像群生成手段と、シャッタ制御手段と、時分割制御手段と、を備え、立体画像表示装置が、立体画像生成装置が生成した要素画像群を表示する要素画像群表示手段と、２次元状に配列された要素レンズを有し、各要素レンズの焦点位置に要素画像群表示手段が位置するように配置されたレンズアレイと、を備える構成とした。

かかる立体画像生成装置によれば、仮想カメラアレイ移動手段は、片眼の位置を示す瞳位置情報が入力され、入力された瞳位置情報に基づいて、仮想カメラアレイの位置を移動させる。すなわち、仮想カメラアレイ移動手段は、片眼の位置を考慮して仮想カメラアレイの位置を移動させる。

多視点画像群撮影手段は、仮想カメラアレイ移動手段が移動させた仮想カメラアレイで多視点画像群を撮影する。
要素画像群生成手段は、多視点画像群から要素画像群を生成する。
シャッタ制御手段は、瞳位置情報の片眼に対応したシャッタを開き、かつ、他のシャッタを閉じるようにシャッタの開閉を制御する。
時分割制御手段は、片眼の数を示す瞳数情報が入力され、入力された瞳数情報に基づいて時分割表示を行うように、仮想カメラアレイ移動手段と多視点画像群撮影手段と要素画像群生成手段とシャッタ制御手段とを制御する。
このように、立体画像表示システムでは、時分割表示により片眼毎に視域を形成するので、画素情報の利用効率を高くすることができる。

本発明によれば、画素情報の利用効率を高くすることができる。

第１実施形態に係る立体画像表示システムの構成を示すブロック図である。 従来のＩＰ立体映像表示装置におけるクロストークを説明する説明図である。 第１実施形態において、立体画像表示装置の設計及びマスク画像を説明する説明図である。 第１実施形態において、要素画像群の生成方法を説明する説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は、第１実施形態における視域追従を説明する説明図である。 第１実施形態において、要素画像群の時分割表示を説明する説明図である。 第１実施形態に係る立体画像表示システムの動作を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る立体画像表示システムの構成を示すブロック図である。 第２実施形態において、要素画像群の時分割表示による視域追従を説明する説明図である。 第３実施形態に係る立体画像表示システムの構成を示すブロック図である。 第４実施形態に係る立体画像表示システムの構成を示すブロック図である。 （ａ）及び（ｂ）は、従来のＩＰ立体映像表示装置を説明する説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は、従来技術において、視域と要素レンズの焦点距離との関係を説明する説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は、従来の視域追従技術を説明する説明図である。 従来の視域追従技術を説明する説明図である。 （ａ）は従来の両眼に対応した視域を説明する説明図であり、（ｂ）は本発明の片眼に対応した視域を説明する説明図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の各実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の手段には同一の符号を付し、説明を省略した。

［立体画像表示システムの概要］
図１を参照し、第１実施形態に係る立体画像表示システム１の概要について説明する。
図１に示すように、立体画像表示システム１は、ＩＰ方式の立体画像（要素画像群Ｅ）を表示するものであり、瞳位置検出装置２と、立体画像表示装置３と、立体画像生成装置４とを備える。

立体画像表示システム１では、クロストークが発生しない立体画像表示装置３を構築する。図２に示すように、クロストークとは、直視型ディスプレイ１１０からの光が拡散することにより、レンズアレイ１２０を通して要素画像ｅを見るとき、その要素画像ｅに隣接する要素画像ｅが見えてしまう現象のことである。従来のＩＰ立体映像表示装置１００において、このクロストークは、メインローブ（中心視域）ＭＬの外側にサイドローブＳＬとして現れる。そこで、立体画像表示システム１では、視聴の邪魔になるクロストークが発生しないように立体画像表示装置３を設計する。

また、立体画像表示システム１では、片眼９０（９０_Ｌ，９０_Ｒ）を包含できる程度の狭い視域Ｖ（Ｖ_Ｌ，Ｖ_Ｒ）を形成できるように、立体画像表示装置３の要素レンズ３３のピッチ及び焦点距離ｆを設計する。前記したように、「視域」、「立体映像画素数」及び「空間周波数特性」という３つパラメータには、トレードオフの関係がある。このため、狭い「視域」を形成することにより、「立体映像画素数」及び「空間周波数特性」を向上させることができる。
そして、立体画像表示システム１では、瞳位置検出装置２により片眼９０の位置を検出し、その位置に応じた要素画像群Ｅを片眼９０で交互に時分割表示する。

このように、立体画像表示システム１は、従来の視域追従技術（図１５、非特許文献２）に対して、片眼９０のサイズに合わせた狭い視域Ｖの形成、及び、片眼９０の個数に応じた要素画像群Ｅの時分割表示を適用したものである。そこで、従来の視域追従技術との差異に着目して、立体画像表示システム１の構成を説明する。

［立体画像表示システムの構成］
図１に示すように、瞳位置検出装置２は、視聴者９の片眼９０を検出し、検出した片眼９０の位置を示す瞳位置情報と、片眼９０の数を示す瞳数情報とを生成するものである。例えば、瞳位置検出装置２は、視聴者９の顔画像を撮影するための撮影装置（例えば、デプスカメラ、アイトラッカー、Ｗｅｂカメラ）を備える。この瞳位置検出装置２は、立体画像表示装置３の上部であって、視聴者９を向くように配置することが好ましい。そして、瞳位置検出装置２は、撮影装置が撮影した顔画像から、瞳検出技術（例えば、ＯｐｅｎＣＶ）を用いて、各視聴者９の右眼９０_Ｒ及び左眼９０_Ｌの位置と、それら右眼９０_Ｒ及び左眼９０_Ｌの合計数とをリアルタイムで検出し、瞳位置情報及び瞳数情報を生成する。その後、瞳位置検出装置２は、生成した瞳位置情報及び瞳数情報を立体画像生成装置４に出力する。

立体画像表示装置３は、平行光学系を有し、立体画像生成装置４が生成した要素画像群Ｅを視聴者９の片眼９０毎に時分割表示するものである。
立体画像生成装置４は、仮想カメラアレイ２３０（図１５）で撮影した多視点画像群Ｍから、視聴者９の片眼９０毎の要素画像群Ｅを生成するものである。そして、立体画像生成装置４は、生成した要素画像群Ｅを立体画像表示装置３に出力する。この立体画像生成装置４の詳細は、後記する。

＜立体画像表示装置＞
図１に示すように、立体画像表示装置３は、プロジェクタ（投影手段）３０と、平行光光学系としてのコリメートレンズ３１と、レンズアレイ３２と、ＬＣＤパネル（要素画像群表示手段）３４とを備える。

プロジェクタ３０は、立体画像生成装置４から入力されるマスク画像を投影するものである。このプロジェクタ３０は、マスク画像の非マスク領域（図３）に応じた光を投影する、ＬＣＤパネル３４のバックライトとして用いられる。例えば、プロジェクタ３０は、レンズシフト機能等を備える一般的なものである。

コリメートレンズ３１は、プロジェクタ３０から投影されたマスク画像の光を平行光として出射するものである。例えば、コリメートレンズ３１は、その焦点位置にプロジェクタ３０が位置するように配置された両凸レンズである。

レンズアレイ３２は、２次元状に配列された要素レンズ３３を有し、コリメートレンズ３１から出射された平行光を各要素レンズ３３の焦点位置に集光することで、点光源群を形成するものである。ここで、各要素レンズ３３の焦点位置が集光点となる。例えば、レンズアレイ３２は、要素レンズ３３としての微小な両凸レンズを有し、コリメートレンズ３１の後段に配置される。

ＬＣＤパネル３４は、レンズアレイ３２で形成された点光源群により、立体画像生成装置４が生成した要素画像群Ｅを表示するものである。例えば、ＬＣＤパネル３４は、レンズアレイ３２の後段に配置された一般的な液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）である。

＜＜立体画像表示装置の設計、マスク画像＞＞
図３を参照し、立体画像表示装置３の設計及びマスク画像について詳細に説明する。
図３（ａ）では、ある要素レンズ３３の集光点Ｆを原点（０，０，０）とし、水平方向をｘ軸、垂直方向をｙ軸、奥行方向をｚ軸とする３次元座標系で説明する。要素レンズ３３の焦点距離をｆとし、要素画像ｅのサイズをｗとする。要素レンズ３３の集光点Ｆから要素画像ｅまでの距離をｌとする。要素レンズ３３の集光点Ｆから視点位置までの距離をＬとする。なお、視点位置とは、瞳位置情報が示す片眼９０のｚ軸方向の位置のことである。
また、図３（ｂ）では、要素レンズ３３の水平サイズをｐ_ｈとし、要素レンズ３３の垂直サイズをｐ_ｖとする。

図３（ａ）に示すように、立体画像表示装置３では、集光点Ｆから広がった光の幅が、ＬＣＤパネル３４に表示されている要素画像ｅのサイズｗと同一になる。ここで、視点位置での視域Ｖのサイズが、以下の式（１）に示すように、要素画像ｅのサイズｗに距離Ｌを乗算して距離ｌで除算した値で表される。そこで、立体画像表示装置３では、式（１）で求まる視域Ｖのサイズが、予め設定された片眼９０のサイズα以上、かつ、片眼９０のサイズαに対して一定範囲内となるようにする。
ｗ×Ｌ／ｌ …式（１）

また、図３（ｂ）に示すように、マスク画像Ｊは、光が出射される非マスク領域（白色領域）Ｊ_Ｗと、光が出射されないマスク領域（黒色領域）Ｊ_Ｂとを有する。なお、図３（ｂ）では、マスク領域Ｊ_Ｂをハッチングで図示した。ここで、非マスク領域Ｊ_Ｗのサイズβは、以下の式（２）に示すように、要素画像ｅのサイズｗに要素レンズ３３の焦点距離ｆを乗算して距離ｌで除算した値から求まる。従って、式（２）により非マスク領域Ｊ_Ｗのサイズβを予め設定しておき、その非マスク領域Ｊ_Ｗを有するマスク画像Ｊを生成すればよい。
ｗ×ｆ／ｌ …式（２）

なお、図３のマスク画像Ｊは、１個の要素レンズ３３に対応したものを表している。従って、後記するマスク画像生成手段４１は、要素レンズ３３の個数に応じて、図３のマスク画像Ｊを２次元状に配列したものを生成する。また、図３では、水平方向で説明したが、垂直方向も同様である。

＜立体画像生成装置＞
図１に戻り、立体画像生成装置４について説明する。
図１に示すように、立体画像生成装置４は、時分割制御手段４０と、マスク画像生成手段４１と、仮想カメラアレイ初期設定手段４２と、仮想カメラアレイ移動手段４３と、３次元モデル設定手段４４と、多視点画像群撮影手段４５と、要素画像群生成手段４６とを備える。

時分割制御手段４０は、瞳位置検出装置２から瞳数情報が入力され、入力された瞳数情報に基づいて時分割表示を行うように、マスク画像生成手段４１と仮想カメラアレイ移動手段４３と多視点画像群撮影手段４５と要素画像群生成手段４６（以後、仮想カメラアレイ移動手段４３等）とを制御するものである。なお、図１では、時分割制御手段４０の時分割制御対象を破線で囲った。

つまり、時分割制御手段４０は、片眼９０の表示タイミングに合わせて、仮想カメラアレイ移動手段４３等を同期制御する。具体的には、時分割制御手段４０は、単位時間（例えば、１秒）を瞳数情報が示す片眼９０の個数で等分し、各片眼９０の表示タイミングを求める。そして、時分割制御手段４０は、各片眼９０の表示タイミングにおいて、その片眼９０の識別情報、及び、その片眼９０の瞳位置情報を仮想カメラアレイ移動手段４３等に出力する。例えば、片眼９０の識別情報は、左眼９０_Ｌ及び右眼９０_Ｒにそれぞれ割り当てた連番である。これにより、仮想カメラアレイ移動手段４３等は、片眼９０の表示タイミングで所定の処理を行うことが可能となり、片眼９０毎に要素画像群Ｅを時分割表示できる。なお、要素画像群Ｅの時分割表示による視域追従の詳細は、後記する。

マスク画像生成手段４１は、時分割制御手段４０から入力された瞳位置情報に基づいて、非マスク領域Ｊ_Ｗを有するマスク画像Ｊ（図３）を生成するものである。ここで、マスク画像生成手段４１は、前記式（２）に示すように、非マスク領域Ｊ_Ｗのサイズβが予め設定されていることとする。また、マスク画像生成手段４１は、プロジェクタ３０が片眼９０の位置に応じた方向の光を投影できるように、瞳位置情報に応じた位置に非マスク領域Ｊ_Ｗを形成する。
その後、マスク画像生成手段４１は、生成したマスク画像Ｊをプロジェクタ３０に出力する。

仮想カメラアレイ初期設定手段４２は、仮想カメラアレイ２３０に関するパラメータを初期設定するものである。例えば、パラメータには、仮想カメラアレイ２３０の中心位置や、仮想カメラ２３１の台数、配置、間隔及び焦点距離が含まれる。具体的には、仮想カメラアレイ初期設定手段４２は、時分割制御手段４０から入力された瞳位置情報に基づいて、仮想カメラアレイ２３０の中心位置を、片眼９０の位置に設定する。この他、立体画像の制作者が、図示を省略したマウス、キーボード等の操作手段を用いて、仮想カメラ２３１の台数、配置、間隔及び焦点距離を仮想カメラアレイ初期設定手段４２に設定してもよい。
その後、仮想カメラアレイ初期設定手段４２は、設定されたパラメータを仮想カメラアレイ移動手段４３に出力する。

仮想カメラアレイ移動手段４３は、時分割制御手段４０から瞳位置情報が入力され、入力された瞳位置情報に基づいて、仮想カメラアレイ２３０の位置を移動させるものである。すなわち、仮想カメラアレイ移動手段４３は、片眼９０の移動を考慮して、仮想カメラアレイ２３０の位置を移動させる。
その後、仮想カメラアレイ移動手段４３は、移動させた仮想カメラアレイ２３０の位置を、仮想カメラアレイ初期設定手段４２から入力されたパラメータと共に、多視点画像群撮影手段４５に出力する。

３次元モデル設定手段４４は、仮想空間内に配置する３次元モデルＯｂｊを設定するものである。この３次元モデルＯｂｊは、仮想カメラアレイ２３０の撮影対象であり、帽子をかぶった女性のように任意である（図１５）。例えば、立体画像の制作者が、操作手段を用いて、仮想空間内に配置する３次元モデルＯｂｊを３次元モデル設定手段４４に設定する。
その後、３次元モデル設定手段４４は、設定された３次元モデルＯｂｊを多視点画像群撮影手段４５に出力する。

多視点画像群撮影手段４５は、仮想カメラアレイ移動手段４３が移動させた仮想カメラアレイ２３０で多視点画像群Ｍを撮影するものである。具体的には、多視点画像群撮影手段４５は、３次元モデルＯｂｊが配置された仮想空間を、片眼９０の位置に応じて配置された仮想カメラアレイ２３０で撮影する。このようにして、多視点画像群撮影手段４５は、多視点画像群Ｍを生成（レンダリング）する。
その後、多視点画像群撮影手段４５は、生成した多視点画像群Ｍを要素画像群生成手段４６に出力する。

要素画像群生成手段４６は、多視点画像群撮影手段４５より入力された多視点画像群Ｍから要素画像群Ｅを生成するものである。この要素画像群生成手段４６は、任意の手法で多視点画像群Ｍから要素画像群Ｅを生成できる。例えば、要素画像群生成手段４６は、各多視点画像ｍから同一位置の画素を抽出し、抽出した画素で構成される要素画像ｅを生成する。
その後、要素画像群生成手段４６は、生成した要素画像群Ｅを立体画像表示装置３に出力する。

＜要素画像群の生成＞
図４を参照し、要素画像群Ｅの生成の一例について説明する。
図４（ａ）に示すように、左上視点の画像ｍ_１１、画像ｍ_１１の右側視点の画像ｍ_２１、画像ｍ_１１の下側視点の画像ｍ_１２という、３視点分の多視点画像ｍについて考える。また、説明を簡易にするため、画像ｍ_１１では、左上画素に「●１」を付し、右側画素に「●２」を付し、下側画素に「●３」を付した。これと同様、画像ｍ_２１には、「▲１」〜「▲３」を付し、画像ｍ_１２には、「■１」〜「■３」を付した。

この場合、要素画像群生成手段４６は、図４（ｂ）に示すように、画像ｍ_１１，ｍ_１２，ｍ_２１から左上画素●１，▲１，■１，…を抽出し、左上の要素画像ｅ_１１を生成する。つまり、要素画像ｅ_１１は、同一位置の左上画素●１，▲１，■１，…で構成されている。また、要素画像ｅ_１１において、左上画素●１，▲１，■１，…の並び方は、それら画素を抽出した画像ｍ_１１，ｍ_１２，ｍ_２１の視点位置に対応する。つまり、要素画像ｅ_１１では、画素●１が左上に配置され、画素▲１が画素●１の右側に配置され、画素■１が画素●１の下側に配置される。

また、要素画像群生成手段４６は、要素画像ｅ_１１と同様、画像ｍ_１１，ｍ_１２，ｍ_２１から抽出した右側画素●２，▲２，■２，…で構成される要素画像ｅ_２１を生成する。さらに、要素画像群生成手段４６は、要素画像ｅ_１１，ｅ_２１と同様、画像ｍ_１１，ｍ_１２，ｍ_２１から抽出した下側画素●３，▲３，■３，…で構成される要素画像ｅ_１２を生成する。

ここで、要素画像ｅは、その要素画像ｅを構成する各画素の画素位置に対応した位置に配置される。例えば、要素画像ｅ_１１は、左上画素●１，▲１，■１，…で構成されているので、左上に配置される。また、要素画像ｅ_２１は、右側画素●２，▲２，■２，…で構成されているので、要素画像ｅ_１１の右側に配置される。さらに、要素画像ｅ_１２は、下側画素●３，▲３，■３，…で構成されるので、要素画像ｅ_１１の下側に配置される。

なお、立体画像表示装置３の光学系の構成によっては、立体像の倒立像が表示される場合もある。この場合、要素画像群生成手段４６は、各画素の位置を上下左右に反転させて、立体像の正立像が表示されるように要素画像群Ｅを生成してもよい。

［要素画像群の時分割表示による視域追従］
図５及び図６を参照し、立体画像表示システム１における要素画像群Ｅの時分割表示による視域追従を説明する。なお、図５及び図６では、図面を見やすくするため、瞳位置検出装置２及び立体画像生成装置４の図示を省略している。

図５（ａ）に示すように、プロジェクタ３０は、マスク画像生成手段４１からマスク画像Ｊが入力され、その非マスク領域Ｊ_Ｗに応じた白色光を投影する。コリメートレンズ３１は、プロジェクタ３０が投影したマスク画像Ｊの光を平行化し、平行光として出射する。レンズアレイ３２は、要素レンズ３３の集光点Ｆに平行光を集光し、点光源群を形成する。集光点Ｆから広がる光がＬＣＤパネル３４に表示されている要素画像ｅと同じサイズになるので、要素画像群Ｅが立体表示される。

ここで、瞳位置検出装置２が片眼９０の位置を検出し、その位置に応じたマスク画像Ｊ及び要素画像群Ｅを立体画像生成装置４が生成する。つまり、立体画像表示システム１では、図５（ｂ）に示すように、要素画像群Ｅを形成する光線方向を片眼９０の位置に応じて制御するので、視域追従を実現できる。さらに、立体画像表示システム１では、平行光を出射しているため、クロストークが発生せずに視域Ｖの外で要素画像群Ｅが再生されず、片眼９０のみに要素画像群Ｅを表示できる。

図６に示すように、立体画像表示システム１では、要素画像群Ｅを時分割表示する。ここで、立体画像表示システム１では、片眼９０の数が２個なので、１フレーム間隔で要素画像群Ｅを時分割表示すればよい。例えば、立体画像表示システム１は、奇数番目のフレーム＃１，＃３，＃５，＃７，…で右眼９０_Ｒに対応した要素画像群Ｅを表示し、偶数番目のフレーム＃２，＃４，＃６，＃８，…で左眼９０_Ｌに対応した要素画像群Ｅを表示する。

なお、図６では、視聴者９が一人の場合を例示したが、立体画像表示システム１は、視聴者９が複数の場合にも対応できる。この場合、立体画像表示システム１は、瞳位置検出装置２が検出した全ての片眼９０の数に応じて、時分割表示を行えばよい。
また、図６では、図面を見やすくするために、プロジェクタ３０から出射される光線の図示を省略し、その光線により形成される視域Ｖ_Ｌ，Ｖ_Ｒのみを図示した。

［立体画像表示システムの動作］
図７を参照し、立体画像表示システム１の動作について説明する。
図７に示すように、ステップＳ１において、瞳位置検出装置２は、視聴者９の片眼９０を検出し、検出した片眼９０の位置を示す瞳位置情報と、片眼９０の数を示す瞳数情報とを生成する。
ステップＳ２において、仮想カメラアレイ初期設定手段４２は、仮想カメラアレイ２３０に関するパラメータを初期設定する。例えば、ステップＳ１で生成した瞳位置情報に基づいて、仮想カメラアレイ２３０の中心位置を、片眼９０の位置に設定する。

ステップＳ３において、マスク画像生成手段４１は、ステップＳ１で生成した瞳位置情報に基づいて、非マスク領域Ｊ_Ｗを有するマスク画像Ｊを生成する。例えば、マスク画像生成手段４１は、非マスク領域Ｊ_Ｗが所定サイズ、かつ、瞳位置情報に応じた位置となるようなマスク画像Ｊを生成する。
ステップＳ４において、仮想カメラアレイ移動手段４３は、ステップＳ１で生成した瞳位置情報に基づいて、仮想カメラアレイ２３０の位置を移動させる。つまり、仮想カメラアレイ移動手段４３は、ステップＳ１で検出された片眼９０の移動を考慮して、仮想カメラアレイ２３０の位置を移動させる。

ステップＳ５において、３次元モデル設定手段４４は、仮想空間内に配置する３次元モデルＯｂｊを設定する。
ステップＳ６において、多視点画像群撮影手段４５は、ステップＳ４で移動させた仮想カメラアレイ２３０で３次元モデルＯｂｊを撮影し、多視点画像群Ｍを生成する。
ステップＳ７において、要素画像群生成手段４６は、ステップＳ６で生成した多視点画像群Ｍから要素画像群Ｅを生成する。例えば、要素画像群生成手段４６は、各多視点画像ｍから同一位置の画素を抽出し、抽出した画素で構成される要素画像ｅを生成する。

ステップＳ８において、時分割制御手段４０は、要素画像群Ｅの時分割表示を終了するか否かを判定する。例えば、時分割制御手段４０は、要素画像群Ｅの最終フレームを表示した場合、時分割表示を終了すると判定する。
時分割表示を終了しない場合（ステップＳ８でＮｏ）、立体画像表示システム１は、ステップＳ９の処理に進む。
ステップＳ９において、時分割制御手段４０は、次に時分割表示する片眼９０の識別情報及び瞳位置情報を仮想カメラアレイ移動手段４３等に出力し、ステップＳ３の処理に戻る。
時分割表示を終了する場合（ステップＳ８でＮｏ）、立体画像表示システム１は、動作を終了する。

［作用・効果］
以上のように、立体画像表示システム１は、時分割表示により片眼９０毎に視域Ｖを形成するので、画素情報の利用効率が高くなり、高効率で高品質な要素画像群Ｅの視聴が可能になる。また、立体画像表示システム１は、ＩＰ方式で立体表示を行うため、視聴時の眼の輻輳と調節が一致し、２眼立体方式と比較して、長時間の視聴でも疲れにくくなる。さらに、立体画像表示システム１は、光線密度が高く、単眼内に複数の視差画像が入射する超多眼条件を満たすため、肉眼のピント調節が適切に機能し、長時間の視聴でも疲れにくくなる。さらに、立体画像表示システム１では、視聴者９がプロジェクタ３０の光を直接見るので、明るい要素画像群Ｅを表示することができる。

（第２実施形態）
［立体画像表示システムの構成］
図８を参照し、第２実施形態に係る立体画像表示システム１Ｂの構成について、第１実施形態と異なる点を説明する。
図８に示すように、立体画像表示システム１Ｂでは、立体画像表示装置３Ｂの構成が第１実施形態と異なっており、瞳位置検出装置２と、立体画像表示装置３Ｂと、立体画像生成装置４Ｂとを備える。
なお、瞳位置検出装置２は、第１実施形態と同様のため、説明を省略する。

＜立体画像表示装置＞
図８に示すように、立体画像表示装置３Ｂは、ＬＥＤアレイ（光源）３５と、平行光光学系としてのコリメートレンズ３６と、ＬＣＤパネル３７と、レンズアレイ３８とを備える。

ＬＥＤアレイ３５は、立体画像生成装置４Ｂから入力された瞳位置情報に基づいて、指向性を有する光を出射するものである。そして、ＬＥＤアレイ３５は、瞳位置情報に応じた高輝度ＬＥＤを点灯させる。つまり、ＬＥＤアレイ３５は、瞳位置情報に基づいて点灯する高輝度ＬＥＤを変更することで、視域Ｖの方向を制御する。

コリメートレンズ３６は、ＬＥＤアレイ３５からの光を平行光として出射するものである。例えば、コリメートレンズ３６は、その焦点位置にＬＥＤアレイ３５が位置するように配置された両凸レンズである。

ＬＣＤパネル３７は、コリメートレンズ３６からの平行光により、立体画像生成装置４Ｂが生成した要素画像群Ｅを表示するものである。例えば、ＬＣＤパネル３７は、コリメートレンズ３６の後段に配置された一般的な液晶ディスプレイである。

レンズアレイ３８は、２次元状に配列された要素レンズ３９を有し、各要素レンズ３９の焦点位置にＬＣＤパネル３７が位置するように配置されたものである。例えば、レンズアレイ３８は、要素レンズ３９としての微小な両凸レンズを有し、ＬＣＤパネル３７の後段に配置される。

＜立体画像生成装置＞
図８に示すように、立体画像生成装置４Ｂは、時分割制御手段４０Ｂと、仮想カメラアレイ初期設定手段４２と、仮想カメラアレイ移動手段４３と、３次元モデル設定手段４４と、多視点画像群撮影手段４５と、要素画像群生成手段４６と、ＬＥＤアレイ制御手段４７とを備える。
なお、時分割制御手段４０Ｂ及びＬＥＤアレイ制御手段４７以外の各手段は、第１実施形態と同様のため、説明を省略する。

時分割制御手段４０Ｂは、瞳位置検出装置２から瞳数情報が入力され、入力された瞳数情報に基づいて時分割表示を行うように、仮想カメラアレイ移動手段４３等を制御するものである。さらに、時分割制御手段４０Ｂは、片眼９０の表示タイミングに合わせて、その片眼９０の識別情報、及び、その片眼９０の瞳位置情報をＬＥＤアレイ制御手段４７に出力する。他の点、時分割制御手段４０Ｂは、第１実施形態と同様のため、これ以上の説明を省略する。

ＬＥＤアレイ制御手段４７は、時分割制御手段４０Ｂから入力された瞳位置情報に基づいて、ＬＥＤアレイ３５が点灯させる各ＬＥＤの位置を指令するものである。具体的には、ＬＥＤアレイ制御手段４７は、片眼９０の方向に視域を形成するような制御信号をＬＥＤアレイ３５に出力する。

［要素画像群の時分割表示による視域追従］
図９を参照し、立体画像表示システム１Ｂにおける要素画像群Ｅの時分割表示による視域追従を説明する。
図９に示すように、立体画像表示システム１Ｂでは、ＬＥＤアレイ３５を指向性バックライトとして用いる。コリメートレンズ３６は、ＬＥＤアレイ３５からの光を平行化して、ＬＣＤパネル３７に出射する。ＬＣＤパネル３７からの平行光がレンズアレイ３８を通過することで、要素画像群Ｅが立体表示される。

ここで、瞳位置検出装置２が片眼９０の位置を検出し、その位置に応じた要素画像群Ｅを立体画像生成装置４Ｂが生成する。さらに、ＬＥＤアレイ３５が、その片眼９０の位置に応じた高輝度ＬＥＤを点灯させるので、視域追従を実現できる。さらに、立体画像表示システム１Ｂでは、平行光を出射しているため、クロストークが発生せずに視域Ｖ_Ｌ，Ｖ_Ｒの外で要素画像群Ｅが再生されず、片眼９０のみに要素画像群Ｅを表示できる。

また、立体画像表示システム１Ｂでは、要素画像群Ｅを時分割表示する。ここで、立体画像表示システム１Ｂでは、片眼９０の数が２個なので、１フレーム間隔で要素画像群Ｅを時分割表示すればよい。例えば、立体画像表示システム１Ｂは、奇数番目のフレーム＃１，＃３，＃５，＃７，…で右眼９０_Ｒに対応した要素画像群Ｅを表示し、偶数番目のフレーム＃２，＃４，＃６，＃８，…で左眼９０_Ｌに対応した要素画像群Ｅを表示する。

［作用・効果］
以上のように、立体画像表示システム１Ｂは、第１実施形態と同様、画素情報の利用効率が高くなり、高効率で高品質な要素画像群Ｅの視聴が可能になる。また、立体画像表示システム１Ｂは、第１実施形態と同様、長時間の視聴でも疲れにくくなる。さらに、立体画像表示システム１Ｂは、立体画像表示装置３Ｂを薄型化することができる。

（第３実施形態）
［立体画像表示システムの構成］
図１０を参照し、第３実施形態に係る立体画像表示システム１Ｃの構成について、第２実施形態と異なる点を説明する。
第２実施形態に係る立体画像表示システム１Ｂ（図８）では、コリメートレンズ３６の焦点距離が長くなるので、奥行き方向のサイズが大きくなる。そこで、第３実施形態に係る立体画像表示システム１Ｃは、平行光を形成するコリメートレンズ３６ｂをアレイ化したものである。

図１０に示すように、立体画像表示システム１Ｃは、瞳位置検出装置２と、立体画像表示装置３Ｃと、立体画像生成装置４Ｂとを備える。なお、瞳位置検出装置２及び立体画像生成装置４Ｂは、第２実施形態と同様のため、説明を省略する。

＜立体画像表示装置＞
図１０に示すように、立体画像表示装置３Ｃは、ＬＥＤアレイ３５と、平行光光学系としてのコリメートレンズアレイ３６Ｂと、ＬＣＤパネル３７と、レンズアレイ３８とを備える。なお、コリメートレンズアレイ３６Ｂ以外の各手段は、第２実施形態と同様のため、説明を省略する。

コリメートレンズアレイ３６Ｂは、２次元状に配列されたコリメートレンズ３６ｂを有し、各コリメートレンズ３６ｂの焦点位置にＬＥＤアレイ３５が位置するように配置されたものである。例えば、コリメートレンズ３６ｂは、図８のコリメートレンズ３６より焦点距離が短い両凸レンズである。そして、コリメートレンズアレイ３６Ｂは、ＬＥＤアレイ３５からの光を平行光として出射する。

［作用・効果］
以上のように、立体画像表示システム１Ｃは、第２実施形態と同様、画素情報の利用効率が高くなり、高効率で高品質な要素画像群Ｅの視聴が可能になる。また、立体画像表示システム１Ｃは、第２実施形態と同様、長時間の視聴でも疲れにくくなる。さらに、立体画像表示システム１Ｃは、コリメートレンズアレイ３６Ｂの焦点距離が短いので、立体画像表示装置３Ｂを大幅な薄型化することができる。

（第４実施形態）
［立体画像表示システムの構成］
図１１を参照し、第４実施形態に係る立体画像表示システム１Ｄの構成について、第２実施形態と異なる点を説明する。
第４実施形態に係る立体画像表示システム１Ｄは、クロストークを防止するため、平行光光学系の代わりに２眼立体メガネ５を備える。
図１１に示すように、立体画像表示システム１Ｄは、瞳位置検出装置２と、立体画像表示装置３Ｄと、立体画像生成装置４Ｄと、２眼立体メガネ５とを備える。
なお、瞳位置検出装置２は、第１実施形態と同様のため、説明を省略する。

＜２眼立体メガネ＞
ここでは、２眼立体メガネ５を説明した後、立体画像表示装置３Ｄ及び立体画像生成装置４Ｄについて説明する。
２眼立体メガネ５は、２眼立体方式で用いられる一般的な立体メガネと同様、シャッタ５０（５０_Ｌ，５０_Ｒ）を有し、視聴者９の頭部に装着されるものである。例えば、シャッタ５０は、シャッタ制御手段４８から入力される制御信号に従って、要素画像群Ｅの時分割表示に同期して開閉する液晶シャッタである。ここで、左側のシャッタ５０_Ｌが視聴者９の左眼９０_Ｌに対応し、右側のシャッタ５０_Ｒが視聴者９の右眼９０_Ｒに対応する。具体的には、左眼９０_Ｌに対応した要素画像群Ｅを表示するタイミングで、左側のシャッタ５０_Ｌが開き、右側のシャッタ５０_Ｒが閉じる。一方、右眼９０_Ｒに対応した要素画像群Ｅを表示するタイミングで、右側のシャッタ５０_Ｒが開き、左側のシャッタ５０_Ｌが閉じる。

なお、図１１では、２眼立体メガネ５を１個のみ図示したが、視聴者９が複数の場合、各視聴者９が２眼立体メガネ５を装着すればよい。この場合、立体画像表示システム１Ｄは、それぞれの視聴者９が装着する２眼立体メガネ５のシャッタ５０の開閉を制御すれよい。

＜立体画像表示装置＞
立体画像表示装置３Ｄは、一般的なＩＰ立体映像表示装置１００（図１２）と同様のものであり、直視型ディスプレイ３１０と、その前面に置かれたレンズアレイ３２０とを備える。

直視型ディスプレイ３１０は、立体画像生成装置４Ｄが生成した要素画像群Ｅを表示するものである。例えば、直視型ディスプレイ３１０は、液晶や有機ＥＬなどのディスプレイである。

レンズアレイ３２０は、２次元状に配列された要素レンズ３２１（例えば、微小な両凸レンズ）を有し、各要素レンズ３２１の焦点位置に直視型ディスプレイ３１０が位置するように配置されたものである。

＜立体画像生成装置＞
立体画像生成装置４Ｄは、時分割制御手段４０Ｄと、仮想カメラアレイ初期設定手段４２と、仮想カメラアレイ移動手段４３と、３次元モデル設定手段４４と、多視点画像群撮影手段４５と、要素画像群生成手段４６と、シャッタ制御手段４８とを備える。
なお、時分割制御手段４０Ｄ及びシャッタ制御手段４８以外は、第１実施形態と同様のため、説明を省略する。

時分割制御手段４０Ｄは、瞳位置検出装置２から瞳数情報が入力され、入力された瞳数情報に基づいて時分割表示を行うように、仮想カメラアレイ移動手段４３等を制御するものである。さらに、時分割制御手段４０Ｄは、片眼９０の表示タイミングに合わせて、その片眼９０の識別情報、及び、その片眼９０の瞳位置情報をシャッタ制御手段４８に出力する。他の点、時分割制御手段４０Ｄは、第１実施形態と同様のため、これ以上の説明を省略する。

シャッタ制御手段４８は、時分割制御手段４０Ｄから入力された瞳位置情報に対応したシャッタ５０を開き、かつ、他のシャッタ５０を閉じるようにシャッタ５０の開閉を制御するものである。ここで、シャッタ制御手段４８は、時分割制御手段４０Ｄから瞳位置情報が入力されたタイミングで、シャッタ５０の開閉を制御するための制御信号を２眼立体メガネ５に出力する。具体的には、シャッタ制御手段４８は、左眼９０_Ｌに対応した要素画像群Ｅを表示するタイミングで、左側のシャッタ５０_Ｌを開き、右側のシャッタ５０_Ｒを閉じる制御信号を出力する。一方、シャッタ制御手段４８は、右眼９０_Ｒに対応した要素画像群Ｅを表示するタイミングで、右側のシャッタ５０_Ｒを開き、左側のシャッタ５０_Ｌを閉じる制御信号を出力する。

［作用・効果］
以上のように、立体画像表示システム１Ｄは、第１実施形態と同様、画素情報の利用効率が高くなり、高効率で高品質な要素画像群Ｅの視聴が可能になる。さらに、立体画像表示システム１Ｄは、第１実施形態と同様、長時間の視聴でも疲れにくくなる。

（変形例）
以上、本発明の各実施形態を詳述してきたが、本発明は前記した各実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

前記した各実施形態では、１人分の瞳位置を検出することとして説明したが、これに限定されない。つまり、複数人の瞳位置を検出し、瞳位置を検出した人数に応じて時分割表示を行えばよい。

前記した各実施形態では、全方位視差を有するＩＰ立体方式に本発明を適用することとして説明したが、これに限定されない。本発明は、ＩＰ立体方式、レンチキュラー立体方式等の光線再生型の立体方式に適用することができる。このレンチキュラー立体方式は、水平視差のみを有する光線再生型の立体方式である。

１，１Ｂ〜１Ｄ 立体画像表示システム
２ 瞳位置検出装置
３，３Ｂ〜３Ｄ 立体画像表示装置
４，４Ｂ，４Ｄ 立体画像生成装置
５ ２眼立体メガネ
９ 視聴者
３０ プロジェクタ（投影手段）
３１ コリメートレンズ（平行光光学系）
３２ レンズアレイ
３３ 要素レンズ
３４ ＬＣＤパネル（要素画像群表示手段）
３５ ＬＥＤアレイ（光源）
３６，３６ｂ コリメートレンズ（平行光光学系）
３６Ｂ コリメートレンズアレイ（平行光光学系）
３７ ＬＣＤパネル
３８ レンズアレイ
３９ 要素レンズ
４０，４０Ｂ，４０Ｄ 時分割制御手段
４１ マスク画像生成手段
４２ 仮想カメラアレイ初期設定手段
４３ 仮想カメラアレイ移動手段
４４ ３次元モデル設定手段
４５ 多視点画像群撮影手段
４６ 要素画像群生成手段
４７ ＬＥＤアレイ制御手段
４８ シャッタ制御手段
５０，５０_Ｌ，５０_Ｒ シャッタ
９０ 片眼
９０_Ｌ 左眼
９０_Ｒ 右眼
１００ ＩＰ立体映像表示装置
１１０，３１０ 直視型ディスプレイ
１２０，３２０ レンズアレイ
１２１，３２１ 要素レンズ
２１０ 仮想ディスプレイ
２２０ 仮想レンズアレイ
２３０ 仮想カメラアレイ
２３１ 仮想カメラ
Ｖ，Ｖ_Ｌ，Ｖ_Ｒ 視域

Claims (7)

1. ３次元モデルが配置された仮想空間を仮想カメラアレイで撮影した多視点画像群から、人物の片眼毎の要素画像群を生成する立体画像生成装置と、平行光学系を有し、前記立体画像生成装置が生成した要素画像群を前記片眼毎に視域を形成して時分割表示する立体画像表示装置とを備える立体画像表示システムであって、
   前記立体画像生成装置は、
   片眼の位置を示す瞳位置情報が入力され、入力された前記瞳位置情報に基づいて、前記仮想カメラアレイの位置を移動させる仮想カメラアレイ移動手段と、
   前記仮想カメラアレイ移動手段が移動させた仮想カメラアレイで前記多視点画像群を撮影する多視点画像群撮影手段と、
   前記多視点画像群から前記要素画像群を生成する要素画像群生成手段と、
   前記片眼の数を示す瞳数情報が入力され、入力された前記瞳数情報に基づいて時分割表示を行うように、前記仮想カメラアレイ移動手段と前記多視点画像群撮影手段と前記要素画像群生成手段とを制御する時分割制御手段と、
   を備えることを特徴とする立体画像表示システム。
2. 前記立体画像表示装置は、
   前記瞳位置情報に基づいて、光が出射される非マスク領域を有するマスク画像を投影する投影手段と、
   前記投影手段から投影されたマスク画像の光を平行光として出射するコリメートレンズと、
   ２次元状に配列された要素レンズを有し、前記コリメートレンズから出射された平行光を各要素レンズの焦点位置に集光することで、点光源群を形成するレンズアレイと、
   前記レンズアレイで形成された点光源群により、前記立体画像生成装置が生成した要素画像群を表示する要素画像群表示手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示システム。
3. 前記立体画像生成装置は、要素画像のサイズに前記要素レンズの焦点距離を乗算して前記要素レンズの焦点位置から前記要素画像までの距離で除算した値に基づいて、前記非マスク領域のサイズが予め設定され、当該非マスク領域を有する前記マスク画像を生成するマスク画像生成手段、をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の立体画像表示システム。
4. 前記立体画像表示装置は、
   前記瞳位置情報に基づいて、指向性を有する光を出射する光源と、
   焦点位置に前記光源が位置するように配置され、前記光源からの光を平行光として出射するコリメートレンズと、
   前記コリメートレンズからの平行光により、前記立体画像生成装置が生成した要素画像群を表示する要素画像群表示手段と、
   ２次元状に配列された要素レンズを有し、各要素レンズの焦点位置に前記要素画像群表示手段が位置するように配置されたレンズアレイと、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示システム。
5. 前記立体画像表示装置は、
   前記瞳位置情報に基づいて、指向性を有する光を出射する光源と、
   ２次元状に配列されたコリメートレンズを有し、各コリメートレンズの焦点位置に前記光源が位置するように配置され、前記光源からの光を平行光として出射するコリメートレンズアレイと、
   前記コリメートレンズアレイからの平行光により、前記立体画像生成装置が生成した要素画像群を表示する要素画像群表示手段と、
   ２次元状に配列された要素レンズを有し、各要素レンズの焦点位置に前記要素画像群表示手段が位置するように配置されたレンズアレイと、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示システム。
6. ３次元モデルが配置された仮想空間を仮想カメラアレイで撮影した多視点画像群から、人物の片眼毎の要素画像群を生成する立体画像生成装置と、前記立体画像生成装置が生成した要素画像群を前記片眼毎に時分割表示する立体画像表示装置と、前記人物の頭部に装着され、前記要素画像群の時分割表示に同期して開閉するシャッタを有する２眼立体メガネとを備える立体画像表示システムであって、
   前記立体画像生成装置は、
   片眼の位置を示す瞳位置情報が入力され、入力された前記瞳位置情報に基づいて、前記仮想カメラアレイの位置を移動させる仮想カメラアレイ移動手段と、
   前記仮想カメラアレイ移動手段が移動させた仮想カメラアレイで前記多視点画像群を撮影する多視点画像群撮影手段と、
   前記多視点画像群から前記要素画像群を生成する要素画像群生成手段と、
   前記瞳位置情報の片眼に対応したシャッタを開き、かつ、他のシャッタを閉じるように前記シャッタの開閉を制御するシャッタ制御手段と、
   前記片眼の数を示す瞳数情報が入力され、入力された前記瞳数情報に基づいて時分割表示を行うように、前記仮想カメラアレイ移動手段と前記多視点画像群撮影手段と前記要素画像群生成手段と前記シャッタ制御手段とを制御する時分割制御手段と、を備え、
   前記立体画像表示装置は、
   前記立体画像生成装置が生成した要素画像群を表示する要素画像群表示手段と、
   ２次元状に配列された要素レンズを有し、各要素レンズの焦点位置に前記要素画像群表示手段が位置するように配置されたレンズアレイと、
   を備えることを特徴とする立体画像表示システム。
7. 前記立体画像表示装置は、要素画像のサイズに前記要素レンズの焦点位置から前記片眼までの距離を乗算して前記要素レンズの焦点位置から前記要素画像までの距離で除算した値が、予め設定された前記片眼のサイズに対して一定範囲内になることを特徴とする請求項２から請求項６までの何れか一項に記載の立体画像表示システム。

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