JP4711007B2 - パララッスクスバリア、裸眼立体ディスプレイ - Google Patents

Description

本発明は、パララックスバリアを構成するスリットのそれぞれを形成する一又は複数の可視光透過領域の形状、配置に関するものである。

従来の典型的な立体映像表示装置の一種として、左右二眼分の画像を、透明性フィルムに描画ないし撮像した立体用原画を設けた原画像表示板を、その手前側に一定の間隔を置いて配置した透明板に、透明部と不透明部が交互に整列配置された視差バリアを通してみることにより、前記立体原画を三次元映像として、視点において視覚することができるようにした、視差バリア方式の立体映像表示装置が古くから知られている。（特許文献１．参照）
この種の立体映像表示装置において、前記従来例のように二台のカメラで撮像された左右二眼分の立体用原画では立体用原画を立体的に視認できる位置は限られてくるが、近年、より多くの立体視覚位置を得るために、多数台のカメラによる撮影画像やコンピュータグラフッィクスによる多視点描画、及びそれらの合成画像等により多眼分の立体用原画を作成して多数視点を得ることも可能となっている。

また、視点数を増やしたことに伴う水平解像度の低下を防止するために、Ｒ，Ｇ，Ｂのサブピクセルを水平方向に三個並べる代わりに、それらを斜め方向に三個（３行３サブピクセル）または四個（４行４サブピクセル）並べて配置する技術もある。

また、映像提示対象者が、例えば、第５の視点用の右目用映像を右目により、また左目用映像を左目により、視認し、適切な立体効果が得られている場所から、さらに例えば右方向に移動し、第５の視点用の右目用映像を左目により、また第１の視点用の左目用映像を右目により視認し、遠くにある物が近くに見え、近くにあるものが遠くに見える逆転現象が生じる現象、すなわちジャンプポイントの低減を図るため、サブピクセルを種々の方法によりブレンドし、ビューミックスを発生させるという技術もある。

また、パララックスバリアのスリットのエッジが直線状、階段状のものもあった。（特許文献２．参照）

特開平９−１８８９７ 米国特許第６０６４４２４号

しかしながら、前記従来技術のようにサブピクセルをブレンドして配置した場合、斜め方向に三個配置して最下位に位置するサブピクセルの直下に次の画素の最上位のサブピクセルを連結しても、画素を構成する三個のサブピクセルの斜め方向の角度と、スリットの摂動幅が大きく、本来、映像提示対象者に視認させるべき視点の映像とともに、本来視認させるべきではない映像を広範囲でだぶって視認させることになるため、裸眼立体映像表示装置の表示する立体映像を効果的に視覚させることができないという問題があった。

これを解決するため、垂直解像度が、１／３から１／６に低下することを犠牲にして、四〜六個のサブピクセルで１画素を構成してスリットの摂動幅が小さくする試みがなされてきた。

しかし、これらの従来技術のように、ブレンドされたサブピクセルの配置（上下のピクセル同士の連結位置を摂動させるなど）によって、ビューミックスを発生させ、ジャンプポイントの低減を図るという技術では、そのサブピクセルの横幅以下での微調整が困難であるという問題があった。

また、前端の画素が左右対称ではないため、ビューミックスが均等に発生しないという問題があった。

さらに、階段状のスリットのエッジを有するパララックスバリアを採用した裸眼立体映像表示装置は、階段状に開口部が形成され、映像提示対象者が開口部から視認可能な画素の範囲が異なるため、各開口部を通過して映像提示対象者側に進む光の強度に差が生じ、光が干渉しあってスジ状の干渉縞（モアレ）が映像提示対象者により視認され、表示画像の画質低下が低下するという問題があった。

請求項１記載の発明は、所定の視点用画像が表示された各ピクセルを覗き見る、裸眼立体ディスプレイに用いられる複数のスリットと複数のバリアからなるパララックスバリアであって、該パララックスバリアを構成する複数のスリットのそれぞれを形成する一又は複数の可視光透過領域は、前記ピクセルを構成するサブピクセルの配置、または該ピクセルの配置に対応した斜め方向の傾きから、１画素を構成する該ピクセルである画素ユニットの個数により求められる周期および、Ｄ−αＰ（Ｄ：可視光透過領域の水平方向における幅、α：１画素を表現するための水平方向の平均サブピクセル数、Ｐ：サブピクセルの幅）を超えない範囲の幅をもって摂動する形状であることを特徴とするパララックスバリアである。

前記構成によれば、裸眼立体ディスプレイの表示する立体映像を映像提示対象者に対して、特に鮮明かつ効果的に視認させることができるサブピクセルまたはピクセルの規則的な配置を維持しつつビューミックスを発生させることができ、かつ、サブピクセルをブレンドすることによりビューミックスを発生させる手法を採用していないため、適度なビューミックスを発生させるための微調整、すなわちサブピクセル単位以下でのビューミックスの調整が可能となる。

ここで、「可視光透過領域」とは、可視光を透過しない面に設けられた可視光を透過する領域であり、複数の可視光透過領域とは、パララックスバリア上に独立して複数設けられた穴である。

すなわち、「一の」可視光透過領域とは、パララックスバリアを構成するスリットのそれぞれを形成する可視光透過領域が、穴ではなく一本の連続した領域により形成されているということであり、「複数の」可視光透過領域とは、それぞれのスリットが、複数の独立した穴により形成されているということである。

なお、「裸眼立体ディスプレイ」とは、平面的な裸眼立体ディスプレイのみならず、全周囲裸眼立体ディスプレイも含まれる。

請求項２記載の発明は、前記複数の可視光透過領域は、該パララックスバリア上にそれぞれ独立して配置され、ベストビューポイントにおいて、映像提示対象者の左右いずれかの眼により該可視光透過領域を通して視認される前記サブピクセルまたはピクセルの個々に対応する有効可視領域は、所定の幅および所定の高さにより定まる矩形領域の中に、該有効可視領域の周囲が該矩形領域の上下および左右の辺に内接する形で収まる形状であることを特徴とする請求項１記載のパララックスバリアである。

前記構成によれば、ビューミックスを発生させジャンプポイントを緩和するために、映像提示対象者の左右いずれかの眼により視認すべき有効可視領域を最初に定め、そこから逆算して、パララックスバリア上の可視光透過領域を定めるので、最も適切な可視光透過領域の形状を、容易に設計できるという効果を奏する。

ここで、「有効可視領域」とは、映像提示対象者が、パララックスバリアの可視光透過領域を通して視認する画像表示面上の範囲をいう。

また、「ベストビューポイント」とは、映像提示対象者が裸眼立体効果を最も得られる位置であり、この位置では、映像提示対象者の右目に対応した矩形領域と左目に対応した矩形領域とが、接しているが重なっていない状態となる位置である。

なお、可視光透過領域は実際にパララックスバリア上に存在する部分であるのに対し、該有効可視領域は概念的に観念することのできる領域である。

請求項３記載の発明は、前記矩形領域の形状は、前記サブピクセルまたはピクセルの配置に対応して、水平方向に変形させた平行四辺形であり、前記有効可視領域の形状も、該変形に従属して変形されることを特徴とする請求項２記載のパララックスバリアである。

前記構成によれば、各視点用の画素の配置の傾き、および／または、一画素内でのサブピクセルの配置の傾きに適合した有効可視領域を形成することができる。

また、有効可視領域が複雑な形状であっても、矩形領域を縦長の長方形から平行四辺形に変形する際の座標変換を有効可視領域の変形にも用いるので、容易に複雑な形状の有効可視領域を変形することができるという効果を奏する。

請求項４記載の発明は、前記一の可視光透過領域は、該可視光透過領域を通して画像提示対象者により視認される前記サブピクセルまたはピクセルの配置に対応した一定形状の楕円弧を連続して接続した形状であることを特徴とする請求項１記載のパララックスバリアである。

すなわち、パララックスバリアを構成するスリットのそれぞれを形成する可視光透過領域が、独立した穴ではなく一の領域により形成され、該スリットのそれぞれが、一定形状の楕円弧を連続して接続した形状であることを表している。

前記構成によれば、裸眼立体ディスプレイの表示する立体映像を映像提示対象者に対して鮮明かつ効果的に視認させることができ、適度なビューミックスを発生させるための微調整が容易となるとともに、スリットのエッジ形状を楕円弧とすることにより、前端の画素を左右対称とすることができ、穏やかで適度なビューミックスを発生させ、視点の移動およびジャンプポイントの緩和を行うことができるという効果を奏する。

請求項５記載の発明は、前記複数の可視光透過領域の上下端の水平方向における位置が、前記パララックスバリアを構成するスリットのそれぞれにおいて、少なくとも１以上異なることを特徴とする請求項１記載のパララックスバリアである。

前記構成によれば、可視光透過領域から視認可能な画素の範囲を、それぞれの可視光透過領域ごとに独立して調整することが可能となり、可視光透過領域を通過して映像提示対象者側に進む光の強度に差が生じ、光が干渉しあってスジ状の干渉縞（モアレ）が視認され、表示画像の画質が低下するという問題を解決することができる。

ここで、「複数の可視光透過領域の上下端」とは、例えば当該可視光透過領域の形状が平行四辺形の穴型である場合には、該平行四辺形の上底及び下端をいう。

請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか記載のパララックスバリアを備えたことを特徴とする裸眼立体ディスプレイである。

本発明によれば、サブピクセルをブレンドすることによりビューミックスを発生させる手法よりも容易かつ微細にビューミックスの調整が可能となり、ジャンプポイント、すなわち映像提示対象者が、例えば、第５の視点用の右目用映像を右目により、また左目用映像を左目により視認し、適切な立体効果が得られている場所から、さらに例えば右方向に移動し、第５の視点用の右目用映像を左目により、また第１の視点用の左目用映像を右目により視認し、遠くにある物が近くに見え、近くにあるものが遠くに見える視点の逆転現象を低減し、特に立体映像が鮮明に視認される、規則的に配置されたサブピクセルまたはピクセルによる立体映像の表示が実現できる。

裸眼立体ディスプレイの表示面の概略を示す図である。 パララックスバリアの概略を示す図である。 裸眼立体ディスプレイの表示面の概略を示す図である。 裸眼立体ディスプレイとパララックスバリアの関係を表す図である。 有効可視領域と三次元画像表示用ピクセルとの関係を示す図である。 三次元画像表示用ピクセルの配置例を説明する図である。 可視光透過領域と三次元画像表示用ピクセルとの関係を表す図である。 隣り合う視点の映像を表示する三次元画像表示用ピクセルの中心間の距離を説明する図である。 可視光透過領域の摂動周期の一例を示す図である。 可視光透過領域の摂動周期を求める一例を示す図である。 可視光透過領域の摂動周期を求める一例を示す図である。 パララックスバリアのスリット形状の例を示す図である。 パララックスバリアのスリット形状の例を示す図である。 この発明の他の変形例を示す図である。 可視光透過領域の摂動周期の一例を示す図である。 可視光透過領域と三次元画像表示用ピクセルとの関係を表す図である。 可視光透過領域と三次元画像表示用ピクセルとの関係を表す図である。 可視光透過領域と三次元画像表示用ピクセルとの関係を表す図である。 可視光透過領域と三次元画像表示用ピクセルとの関係を表す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る裸眼立体ディスプレイ１の表示面を概略的に示す図である。また、図２は、本発明に係るパララックスバリア２を概略的に示す図である。

図１に示す裸眼立体ディスプレイ１は、赤・青・緑のサブピクセル４（Ｒ）、４（Ｇ）、４（Ｂ）からなる二次元画像表示用ピクセル６を縦横方向に繰り返し配列して表示領域を構成している。

図２に示すパララックスバリア２は、例えば遮光性の板状体により構成されるバリア８と、スリット９すなわち可視光透過領域１０を設けた構成を有している。なお、パララックスバリア２は、例えばスリット９の形状を、階段状あるいは楕円弧状にするなど、後に説明するように種々の変形が可能である。

図３は、立体映像を映像提示対象者に視認させる際のサブピクセル４の配置、すなわち三次元画像表示用ピクセル７の配置例を概略的に示す図である。

図３に示す裸眼立体ディスプレイ１は、二次元画像表示用ピクセル６を構成する赤・青・緑のサブピクセル４（Ｒ）、４（Ｇ）、４（Ｂ）を、ブレンドして三次元画像表示用ピクセル７を構成し、それを縦横方向に繰り返し配列して表示領域を構成している。

なお、特に鮮明かつ効果的に裸眼立体映像を視認させるため、三次元画像表示用ピクセル７を規則的（図３左側に示すような、三次元画像表示用ピクセルを構成するサブピクセルのうち最下に位置するサブピクセルの直下に、他の三次元画像表示用ピクセルを構成するサブピクセルのうち最上位のサブピクセルを連結するなど、所定の視点用画像を生成する複数のサブピクセルまたは三次元画像表示用ピクセルの配置を一直線上に観念できない場合を除く。）な配置とすることが望ましい。

例えば、二次元画像表示用ピクセルを構成する３つのサブピクセルを水平方向に１行垂直方向に３列配置し、三次元画像表示用ピクセルを構成すること等をいう。

図４は、裸眼立体ディスプレイ１とパララックスバリア２の関係を概略的に示す図である。パララックスバリア２のスリットは、裸眼立体ディスプレイ１の表示面を構成する三次元画像表示用ピクセルの斜め方向の傾き及び立体画像を生成する視点数に対応して設けられる。

すなわち、スリットを構成する一または複数の可視光透過領域を、三次元画像表示用ピクセルを構成する赤・青・緑のサブピクセルまたは三次元画像表示用ピクセルの配置に対応した斜め方向の傾きから、所定の周期、所定の幅をもって水平方向あるいは垂直方向にずらして配置する。

これにより、立体映像を映像提示対象者に対して、特に鮮明かつ効果的に視認させることができるサブピクセルまたはピクセルの規則的な配置を維持しつつビューミックスを発生させることができ、かつ、サブピクセルをブレンドすることによりビューミックスを発生させる手法を採用していないため、適度なビューミックスを発生させるための微調整が容易となる。さらに、微細な模様が連続することにより視認されるモアレを、各スリット領域の形状がまとまって所定の一つの大きな模様を形成させることにより低減することができる。

この可視光透過領域の形状としては、楕円を用いてもよいし、三角形、菱形などを用いてもよいし、六角形、八角形などの偶数角を持つ多角形を用いてもよいし、金平糖のような形状を用いてもよい。

図５（ａ）は、可視光透過領域の摂動に対応して視認される有効可視領域１２と、可視光透過領域を通して映像提示対象者が視認すべき三次元画像表示用ピクセルとの関係を示す図である。

すなわち、図５（ａ）は、立体映像を形成する視点数に対応した三次元画像表示用ピクセルを構成するサブピクセル４に対して、パララックスバリアの可視光透過領域を通して映像提示対象者が視認する有効可視領域１２が、可視光透過領域の摂動に対応して、所定の周期、所定の幅をもって摂動している例を示す図である。

このように、映像提示対象者にサブピクセル４の全部または一部を視認させ、立体映像を認識させながら、隣り合う視点を表示する三次元画像表示用ピクセルを構成するサブピクセル４を視認させる範囲を適度な値で視認させ、ビューミックスを発生させることでジャンプポイントを軽減する。

ここで、ジャンプポイントとは、映像提示対象者が、例えば、第５の視点用の右目用映像を右目により、また左目用映像を左目により、視認し、適切な立体効果が得られている場所から、さらに例えば右方向に移動し、第５の視点用の右目用映像を左目により、また第１の視点用の左目用映像を右目により視認し、遠くにある物が近くに見え、近くにあるものが遠くに見える視点の逆転現象をいう。

図５（ｂ）は、可視光透過領域を側面が曲線により形成される穴型形状により構成した際の有効可視領域１２と三次元画像表示用ピクセルを構成するサブピクセル４の関係を示す図であり、図５（ｃ）は、可視光透過領域を平行四辺形により構成した際の有効可視領域１２と三次元画像表示用ピクセルを構成するサブピクセル４の関係を示す図である。

この構成によれば、ビューミックスを発生させジャンプポイントを緩和するために、画像提示対象者の左右いずれかの眼により視認すべき有効可視領域１２の範囲を最初に定め、そこから逆算して、パララックスバリア上の可視光透過領域を定めるので、最も適切な可視光透過領域の形状を、容易に設計できるという効果を奏するとともに、立体映像を視認させる状況に合わせて開口率の調整をすることが可能となる。

すなわち、可視光透過領域の横幅を特に立体映像を鮮明かつ効果的に表示することのできる数値に保ったまま、各スリットにおける可視光透過領域の高さ、個数を適宜調節することができ、立体映像を視認させる状況、ディスプレイの輝度などに合わせたパララックスバリア全体における開口率の自由な調節が可能となる。

また、矩形領域を平行四辺形に変形することにより、各視点用の画素の配置の傾き、および／または、一画素内でのサブピクセルの配置の傾きにより適合した有効可視領域１２とすることができる。

また、有効可視領域１２が複雑な形状であっても、矩形領域を縦長の長方形から平行四辺形に変形する際の座標変換を有効可視領域１２の変形にも用いるので、容易に複雑な形状の有効可視領域１２を変形することができる。

図６は、種々のブレンド方法に基づくサブピクセルまたはピクセルの配置のうち、本発明において特に効果のある規則的なサブピクセル４または三次元画像表示用ピクセル７の配置の例を示す図である。

本発明によれば、サブピクセル単位での調整よりも微細にビューミックスを起こすための調整が可能となるため、図６（ａ）、（ｂ）に示すような、鮮明な立体映像を視認させることができるサブピクセル４または三次元画像表示用ピクセル７の規則的な配置、図６（ｃ）に示すような、特に鮮明かつ効果的に立体映像を視認させることができるサブピクセル４または三次元画像表示用ピクセル７の規則的な配置を維持することが可能となる。

次に、図７、図８を参照して、本発明に係るスリットの摂動の幅について説明する。

図７は、所定の幅をもって水平方向に可視光透過領域をずらして配置したパララックスバリアと三次元画像表示用ピクセルとの関係を表す図である。

図７（ａ）は、摂動し形成された可視光透過領域の中心点を結んだ線であり、（ｂ）は、本来視認させるべき三次元画像表示用ピクセルの中心点を結んだ線であり、（ｚ）は、可視光透過領域の摂動周期の中間点における（ｂ）に対しての（ａ）のずれ幅、すなわち最大摂動幅を示している。

また、Ｄは、可視光透過領域の水平方向における幅を表し、αＰは、映像提示対象者に視認させるべき水平方向における三次元画像表示用ピクセルの幅、すなわち隣り合う視点の映像を表示する三次元画像表示用ピクセルの中心間の距離を表し、本図示例では、三次元画像表示用ピクセルが３行３サブピクセルにより構成されているため、αＰ＝１Ｐとなる。

この場合、可視光透過領域のずれ幅の最大値は、Ｄ−αＰを超えない範囲において摂動させることが望ましい。

これにより、立体効果を維持しながらジャンプポイントの低減を図ることが可能となり、利便性に富んだ立体映像を提供することが可能となる。

ここで、隣り合う視点の映像を表示する三次元画像表示用ピクセルの中心間の距離αＰは、図８に例示するように、例えば、３つのサブピクセルで１つの立体用画素を構成し、サブピクセルを水平方向に１行垂直方向に規則的に３列に配置した場合（図８（１））は１Ｐとなる。

なお、αは、三次元画像表示用ピクセルのブレンド方法により変化する値であり、図８（３）に示すように、サブピクセルを水平方向に２行垂直方向に２列並べ、４つのサブピクセルで一画素を構成する場合のαの値は２となる。

次に、図９、図１０、図１１を参照して、本発明に係るスリットの摂動周期について説明する。

図９（ａ）は、可視光透過領域の摂動周期の一例を説明する図である。

すなわち、サブピクセルの配置に対応した斜め方向の傾きから、一旦波状に摂動していき、またサブピクセルの配置に対応した斜め方向の傾きに戻るまでの所定の周期を示している。

なお、可視光透過領域の摂動における所定の周期及び所定の幅は、各スリットのそれぞれにおいて独立して定めることが可能であるが、効果的に裸眼立体映像を視認させるため、水平方向における周期および摂動幅は統一させることが望ましい。

すなわち、水平方向における周期および摂動幅は、スリットそれぞれにおいて同一となるよう維持しつつ、可視光透過領域の水平方向における上下端の位置および縦横幅を異ならせることで、立体効果を維持しながら、立体映像を視認させる状況に合わせた開口率やモアレ解消等の調整を行うことが望ましい。

図９（ａ）（ｋ）は、映像提示対象者に本来視認させるべき三次元画像表示用ピクセルの中心点を結んだ線であり、図９（ａ）（Ｈ）は、三次元画像表示用ピクセルの配置に対応して設けられた可視光透過領域の摂動半周期を示す図である。

本発明に係る摂動周期は、１画素を構成するユニットにより求める方法、視点数から求める方法、解像度から求める方法など、種々の方法により求めることが可能である。

図９（ｂ）は、画素ユニットにより摂動周期を求める例を示す図である。

なお、ユニットとは、１画素を構成する三次元画像表示用ピクセルを指す。

本発明に係る可視光透過領域の摂動周期は、立体映像を視認する状況、映像提示対象者の視認位置などにより異なるが、サブピクセルまたはピクセルが規則的な配置の場合、概ね２ユニット分で半周期とすることが望ましい。

例えば、図９（ｂ）図示例に示すように三次元画像表示用ピクセル７を３行３サブピクセルの規則的な配置とした場合、１ユニットは３サブピクセルとなるため、２ユニットすなわち６個のサブピクセルを半周期として可視光透過領域が摂動することになり、１２サブピクセルを一周期として可視光透過領域を摂動させる。

なお、可視光透過領域の摂動周期はこの値に限定されず、これ以下の摂動周期であれば映像提示対象者に適切に立体映像を視認させることが可能である。

図１０は、立体映像を構成する視点の数により摂動周期を求める例を示す図である。

この場合、可視光透過領域の摂動半周期は、隣り合うスリット間の距離Ｈ（Ｈ＝視点数Ｎ×αＰ）と対応させることが望ましい。

すなわち、隣り合う視点の映像を表示する三次元画像表示用ピクセルの中心間の距離αＰと、視点数Ｎから、Ｈ＝Ｎ×αＰの式により求まる隣り合うスリット間の距離をＨとした場合において、所定の周期がスリット間の距離Ｈの値を半周期として前記可視光透過領域を摂動させた値に対応させることになる。

例えば、視点数が５、三次元画像表示用ピクセルの配置が３行３サブピクセルの規則的な配置である場合には、スリット間の距離Ｈ＝５×αＰ＝５Ｐとなり、３×５Ｐ＝１５Ｐ（サブピクセルの個数では５個）を半周期として可視光透過領域が摂動することになる。

なお、これ以下の摂動周期（サブピクセル５個間で、一旦波状に摂動していき、またサブピクセルの配置に対応した斜め方向の傾きに戻ること）であれば映像提示対象者に適切に立体映像を視認させることが可能である。

図１１は、ディスプレイの解像度から摂動周期を求める例を示す図である。

通常、人間の目が映像として適切に視認できる最低解像度は、４０インチのディスプレイでディスプレイからの距離を２メートルとした場合、垂直方向においては、２４０ピクセル程度である。すなわち、これ以下の解像度であれば、人間の目でピクセルが見えてしまい映像としての十分な品質を確保できなくなる。

そのため、可視光透過領域の摂動は、当該比を超えない範囲において行うのが望ましい。

よって、映像提示対象者に立体映像を視認させる位置がディスプレイから２メートルであるとき、１９２０×１０８０画素のフルハイビジョンの場合、１０８０÷２４０＝おおよそ５となり、縦方向５サブピクセル以下を半周期として摂動させることになる。

なお、当該摂動周期を超えない範囲であれば、映像対象者が視認できない範囲でのビューミックスの調整が可能であり、適切な立体映像を視認させることが可能となる。

上記図９（ｂ）乃至図１１によれば、人間が画素として判別できない程度のずれ幅を持って、所定の周期性により可視光透過領域を摂動させることが可能となり、効果的にビューミックスを発生させることが可能となる。

また、図９（ａ）図示例においても、垂直方向５サブピクセルを可視光透過領域の摂動半周期としており、これにより映像提示対象者が視認できない程度に微妙に摂動させることができ、ビューミックスを発生させるための微細な調節が可能となる。

図１２において、裸眼立体視のための可視光を透過する領域であるパララックスバリアのスリット形状の例を示す。

従来はスリット自体を動かさず、サブピクセルをブレンドすることによりビューミックスを発生させジャンプポイントの低減を図っていたが、本発明は、図１２図示例に示すように、スリットの形状自体をサブピクセルの配置に対応した斜め方向の傾きから微妙に摂動して設計するため、サブピクセルをブレンドすることによりビューミックスを発生させる手法よりも効果的にビューミックスを発生させ、有効にジャンプポイントを低減する。

図１２（ａ）は、スリットが直線からなる階段形状であり、スリットの配置全体の形状が波状のスリットの例である。

図１２（ｂ）は、スリットが曲線状であり、スリットの配置全体の形状が波状のスリットの例である。

図１２（ｃ）は、スリットのエッジが楕円弧状であり、スリットの配置全体の形状が波状のスリットの例である。

図１２（ｄ）は、スリットが独立した複数の可視光透過領域、すなわち穴形状により構成され、スリットの配置全体の形状が波状のスリットの例である。

本発明の特徴は、スリットのエッジを微妙に波状に摂動して設計することによって、サブピクセル単位での調整よりも微細にビューミックスを起こすための調整が可能となることである。そのため、図１２（ａ）乃至（ｄ）以外の種々の変形例を取ることが可能となる。

図１３において、スリットが独立した複数の穴である可視光透過領域の形状について説明する。

図１３（ａ）は、パララックスバリアの独立した可視光透過領域の形状が平行四辺形であるスリットの例である。

パララックスバリアのスリット部分の形状を独立した平行四辺形で構成することによって、画像提示対象者が独立した矩形領域を、三次元画像表示用ピクセルの斜め方向の傾きにおいて結合した一本の線として認識し、光が干渉しあって発生するスジ状の干渉縞（モアレ）を効果的に解決することができる。

また、独立した構成とすることによって、立体映像を視認させる状況に合わせてパララックスバリアの開口率の調整をすることが可能となる。

図１３（ｂ）は、パララックスバリアの独立した可視光透過領域の形状の高さが適宜増減されているスリットの例である。

図１３（ｃ）は、パララックスバリアの独立した可視光透過領域の形状がそれぞれ異なっているスリットの例である。

該可視光透過領域の一地点における横幅が異なっていても、一の可視光透過領域全体において横幅を積分した場合における平均値が同程度であればよい。

図１３（ｄ）は、パララックスバリアの独立した可視光透過領域のスタート位置、すなわち水平方向における可視光透過領域の配置位置が異なっているスリットの例を示す図である。

本発明の特徴は、ビューミックスを起こすための微細な調整が可能であること、および／または、規則的なサブピクセルもしくは三次元画像表示用ピクセルの配置を維持したことである。そのため、図１３（ａ）から（ｂ）のいずれのスリットのエッジ形状を用いてもよい。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変更を加え得ることができる。例えば、図１４に記載した実施例がこれに相当する。

次に、本発明のその他の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図５（ｄ）は、摂動して形成される可視光透過領域を通して視認される有効可視領域１２と、可視光透過領域を通して映像提示対象者が本来視認すべき三次元画像表示用ピクセルとの関係を示す図である。

本図示例では、先に示した実施例と異なり、可視光透過領域は波形状ではなく、ジグザグ形状に摂動しており、立体映像を形成する視点数に対応した三次元画像表示用ピクセルを構成するサブピクセル４に対して、パララックスバリアの可視光透過領域の摂動に対応して、有効可視領域１２が、所定の周期、所定の幅をもって摂動している例を示している。

このように、映像提示対象者にサブピクセル４の全部または一部を視認させ、立体映像を認識させながら、隣り合う視点を表示する三次元画像表示用ピクセル７を構成するサブピクセル４を視認させる範囲を適度な値で調整し、ビューミックスを発生させることでジャンプポイントを軽減する。

次に、図１５、図１０、図１１を参照して、本発明に係るスリットの摂動周期について説明する。

図１５（ａ）は、可視光透過領域の摂動がジグザグ形状である場合の摂動周期の一例を示す図である。

すなわち、サブピクセルの配置に対応した斜め方向の傾きから、ジグザグ状に摂動していき、またサブピクセルの配置に対応した斜め方向の傾きに戻るまでの所定の周期を示している。

なお、可視光透過領域の摂動における所定の周期及び所定の幅は、各スリットのそれぞれにおいて独立して定めることが可能であるが、効果的に裸眼立体映像を視認させるため、水平方向における周期および摂動幅は統一させることが望ましい。

すなわち、水平方向における周期および摂動幅は、スリットそれぞれにおいて同一となるよう維持しつつ、可視光透過領域の水平方向における上下端の位置および縦横幅を異ならせることで、立体効果を維持しながら、立体映像を視認させる状況に合わせた開口率やモアレ解消等の調整を行うことが望ましい。

図１５（ａ）（ｋ）は、映像提示対象者に本来視認させるべき三次元画像表示用ピクセルの中心点を結んだ線であり、図１５（ａ）（Ｈ）は、三次元画像表示用ピクセルの配置に対応して設けられた可視光透過領域の摂動半周期を示す図である。

本発明に係る摂動周期は、１画素を構成するユニットにより求める方法、視点数から求める方法、解像度から求める方法など、種々の方法により求めることが可能である。

図１５（ｂ）は、画素ユニットにより摂動周期を求める例を示す図である。

なお、ユニットとは、１画素を構成する三次元画像表示用ピクセルを指す。

本発明に係る可視光透過領域の摂動周期は、立体映像を視認する状況、映像提示対象者の視認位置などにより異なるが、サブピクセルまたはピクセルが規則的な配置の場合、概ね２ユニット分で半周期とすることが望ましい。

例えば、図１５（ｂ）図示例に示すように三次元画像表示用ピクセルを３行３サブピクセルの規則的な配置とした場合、１ユニットは３サブピクセルとなるため、２ユニットすなわち６個のサブピクセルを半周期として可視光透過領域が摂動することになり、１２サブピクセルを一周期として可視光透過領域を摂動させる。

なお、可視光透過領域の摂動周期はこの値に限定されず、これ以下の摂動周期であれば映像提示対象者に適切に立体映像を視認させることが可能である。

図１０は、立体映像を構成する視点の数により摂動周期を求める例を示す図である。

この場合、可視光透過領域の摂動半周期は、隣り合うスリット間の距離Ｈ（Ｈ＝視点数Ｎ×αＰ）と対応させることが望ましい。

すなわち、隣り合う視点の映像を表示する三次元画像表示用ピクセルの中心間の距離αＰと、視点数Ｎから、Ｈ＝Ｎ×αＰの式により求まる隣り合うスリット間の距離をＨとした場合において、所定の周期をスリット間の距離Ｈの値を半周記として前記可視光透過領域を摂動させた値に定まることが望ましい。

例えば、視点数が８、三次元画像表示用ピクセルの配置が３行３サブピクセルの規則的な配置である場合には、スリット間の距離Ｈ＝８×αＰ＝８Ｐとなり、３×８Ｐ＝２４Ｐ（サブピクセルの個数では８個）を半周期として可視光透過領域が摂動することになる。

なお、これ以下の摂動周期であれば映像提示対象者に適切に立体映像を視認させることが可能である。

図１１は、ディスプレイの解像度から摂動周期を求める例を示す図である。

通常、人間の目が映像として適切に視認できる最低解像度は、４０インチのディスプレイでディスプレイからの距離を２メートルとした場合、垂直方向においては、２４０ピクセル程度である。すなわち、これ以下の解像度であれば、人間の目でピクセルが見えてしまい映像としての十分な品質を確保できなくなる。

そのため、可視光透過領域の摂動は、当該比を超えない範囲において行うのが望ましい。

よって、映像提示対象者に立体映像を視認させる位置がディスプレイから２メートルであるとき、１９２０×１０８０画素のフルハイビジョンの場合、１０８０÷２４０＝おおよそ５となり、縦方向５サブピクセル以下を半周期として摂動させることになる。

上記図１５（ｂ）、図１０、図１１によれば、人間が画素として判別できない程度のずれ幅を持って所定の周期性により摂動させることが可能となり、効果的にビューミックスを発生させることが可能となる。

また、図１５（ａ）図示例においても、垂直方向５サブピクセルを可視光透過領域の摂動半周期としており、これにより映像提示対象者が視認できない程度に微妙に摂動させることができ、微細な調節によりビューミックスを発生させることが可能となる。

次に、図１６、図８を参照して、本発明に係るスリットの摂動の幅について説明する。

図１６は、所定の幅をもって水平方向に可視光透過領域をジグザグ形状にずらして配置したパララックスバリアと三次元画像表示用ピクセルとの関係を表す図である。

図１６（ａ）は、摂動し形成された可視光透過領域の中心点を結んだ線であり、（ｂ）は、本来視認させるべき三次元画像表示用ピクセルの中心点を結んだ線であり、（ｚ）は、可視光透過領域の摂動周期内における、（ｂ）に対しての（ａ）の最大摂動幅を表している。

また、Ｄは、可視光透過領域の水平方向における幅を表し、αＰは、映像提示対象者に視認させるべき水平方向における三次元画像表示用ピクセルの幅、すなわち隣り合う視点の映像を表示する三次元画像表示用ピクセルの中心間の距離を表す。

この場合、可視光透過領域のずれ幅の最大値は、Ｄ−αＰを超えない値であることが望ましい。

すなわち、本図示例では、三次元画像表示用ピクセルが３行３サブピクセルの規則的な配置により構成されているため、αＰ＝１Ｐ、Ｄ−Ｐ以下の値で可視光透過領域を摂動指せることが望ましい。

これにより、立体効果を維持しながらジャンプポイントの低減を図ることが可能となり、利便性に富んだ立体映像を提供することが可能となる。

ここで、隣り合う視点の映像を表示する三次元画像表示用ピクセルの中心間の距離αＰは、図８に例示するように、例えば、３つのサブピクセルで１つの立体用画素を構成し、サブピクセルを水平方向に１行垂直方向に規則的に３列に配置した場合（図８（１））は１Ｐとなる。

なお、αは、三次元画像表示用ピクセルのブレンド方法により変化する値であり、図８（３）に示すように、サブピクセルを水平方向に２行垂直方向に２列並べ、４つのサブピクセルで一画素を構成する場合のαの値は２となる。

図１７は、三次元画像表示用ピクセルを構成する１つのサブピクセル４（ブレンドの方法により、視認させるべきサブピクセルの個数は変化する）に対して、２つの可視光透過領域１０を配置した例を示す図である。

すなわち、映像提示対象者は、前記実施例とは異なり、１のサブピクセル４を、２つの可視光透過領域１０を通して視認することとなる。

これにより、前期実施例よりも、より微細にビューミックスを発生させ、ジャンプポイントを低減するための調整が可能となり、また開口率を自由に調節することが可能となる。

図１８は、サブピクセル単位ではなく、一の三次元画像表示用ピクセル７に対して、１つの可視光透過領域１０を配置した例を示す図である。

すなわち、映像提示対象者は、三次元画像表示用ピクセルを構成する赤・青・緑の３つのサブピクセル４（Ｒ）、４（Ｇ）、４（Ｂ）（ブレンドの方法によりピクセルを構成するサブピクセルの個数は変化する）を、一つの可視光透過領域１０を通して視認することとなる。

これにより、三次元画像表示用ピクセルの規則的な配置を維持しながら、適度なビューミックスを発生させ、ジャンプポイントを低減するための調整が容易となり、裸眼立体映像を視認させる状況に応じた開口率の調節が可能となる。

このように、図１７〜図１８に示すように、サブピクセルまたは三次元画像表示用ピクセルに対する可視光透過領域の個数は適宜増減させることが可能である。

図１９は、平行四辺形状の可視光透過領域１０の摂動周期および摂動幅は同一であるが、上下端の水平方向における位置がパララックスバリアを構成するスリットのそれぞれにおいて異なり、かつ可視光透過領域１０がジグザグ形状に摂動する例を示す図である。

本図示例では、先に示した実施例と異なり、可視光透過領域１０は波形状ではなく、ジグザグ形状に摂動しており、立体映像を形成する視点数に対応した三次元画像表示用ピクセルを構成するサブピクセル４に対して、パララックスバリアの可視光透過領域１０が、所定の周期、所定の幅をもって摂動している。

これにより、可視光透過領域１０から視認するサブピクセルの範囲が異なることにより生じるモアレを、映像提示対象者の視認位置を基準として、可視光透過領域の水平方向における位置および／または垂直方向における位置を調節し、可視光透過領域１０を通して視認するサブピクセル４の範囲を統一させることにより解消することが可能となる。

なお、本発明は、複数のバリアと複数のスリットを有し、前記複数のスリットの各々は、一又は複数の可視光透過領域により形成されるパララックスバリアと、各々が、赤・青・緑の表示色が互いに異なる複数の二次元画像表示用ピクセルを、所定の視点映像を表示するために斜め方向に規則的にブレンドしてなる三次元画像表示用ピクセルを縦横に配列して構成されたディスプレイ部を有する裸眼立体ディスプレイであって、前記パララックスバリアの可視光透過領域は、該可視光透過領域を通して視認される前記サブピクセルの斜め方向の傾きから、所定の周期および所定の幅をもって摂動した形状であることを特徴とする裸眼立体ディスプレイと捉えることもできる。

以上、説明したパララックスバリアによれば、以下に示す裸眼立体ディスプレイを実施することが可能となる。

第一に、所定の視点用画像が表示された各ピクセルを覗き見る、複数のスリットと複数のバリアからなるパララックスバリアを用いる裸眼立体ディスプレイであって、該パララックスバリアを構成する複数のスリットのそれぞれを形成する一又は複数の可視光透過領域は、前記ピクセルを構成するサブピクセルの配置、または該ピクセルの配置に対応した斜め方向の傾きから、所定の周期および所定の幅をもって摂動する形状であることを特徴とする裸眼立体ディスプレイ、が実施可能となる。

第二に、前記複数の可視光透過領域は、該パララックスバリア上にそれぞれ独立して配置され、ベストビューポイントにおいて、映像提示対象者の左右いずれかの眼により該可視光透過領域を通して視認される前記サブピクセルまたはピクセルの個々に対応する有効可視領域は、所定の幅および所定の高さにより定まる矩形領域の中に、該有効可視領域の周囲が該矩形領域の上下および左右の辺に内接する形で収まる形状であることを特徴とする裸眼立体ディスプレイ、が実施可能となる。

第三に、前記矩形領域の形状は、前記サブピクセルまたはピクセルの配置に対応して、水平方向に変形させた平行四辺形であり、前記有効可視領域の形状も、該変形に従属して変形されることを特徴とする裸眼立体ディスプレイ、が実施可能となる。

第四に、前記一の可視光透過領域は、該可視光透過領域を通して画像提示対象者により視認される前記サブピクセルまたはピクセルの配置に対応した一定形状の楕円弧を連続して接続した形状であることを特徴とする裸眼立体ディスプレイ、が実施可能となる。

第五に、前記複数の可視光透過領域の上下端の水平方向における位置が、前記パララックスバリアを構成するスリットのそれぞれにおいて、少なくとも１以上異なることを特徴とする裸眼立体ディスプレイ、が実施可能となる。

１ 裸眼立体ディスプレイ
２ パララックスバリア
４ サブピクセル
６ 二次元画像表示用ピクセル
７ 三次元画像表示用ピクセル
８ バリア
９ スリット
１０ 可視光透過領域
１２ 有効可視領域

Claims (6)

1. 所定の視点用画像が表示された各ピクセルを覗き見る、裸眼立体ディスプレイに用いられる複数のスリットと複数のバリアからなるパララックスバリアであって、
   該パララックスバリアを構成する複数のスリットのそれぞれを形成する一又は複数の可視光透過領域は、
   前記ピクセルを構成するサブピクセルの配置、または該ピクセルの配置に対応した斜め方向の傾きから、１画素を構成する該ピクセルである画素ユニットの個数により求められる周期および、Ｄ−αＰ（Ｄ：可視光透過領域の水平方向における幅、α：１画素を表現するための水平方向の平均サブピクセル数、Ｐ：サブピクセルの幅）を超えない範囲の幅をもって摂動する形状である
   ことを特徴とするパララックスバリア。
2. 前記複数の可視光透過領域は、
   該パララックスバリア上にそれぞれ独立して配置され、
   ベストビューポイントにおいて、映像提示対象者の左右いずれかの眼により該可視光透過領域を通して視認される前記サブピクセルまたはピクセルの個々に対応する有効可視領域は、
   所定の幅および所定の高さにより定まる矩形領域の中に、該有効可視領域の周囲が該矩形領域の上下および左右の辺に内接する形で収まる形状である
   ことを特徴とする請求項１記載のパララックスバリア。
3. 前記矩形領域の形状は、
   前記サブピクセルまたはピクセルの配置に対応して、水平方向に変形させた平行四辺形であり、前記有効可視領域の形状も、該変形に従属して変形される
   ことを特徴とする請求項２記載のパララックスバリア。
4. 前記一の可視光透過領域は、
   該可視光透過領域を通して画像提示対象者により視認される前記サブピクセルまたはピクセルの配置に対応した一定形状の楕円弧を連続して接続した形状である
   ことを特徴とする請求項１記載のパララックスバリア。
5. 前記複数の可視光透過領域の上下端の水平方向における位置が、
   前記パララックスバリアを構成するスリットのそれぞれにおいて、少なくとも１以上異なる
   ことを特徴とする請求項１記載のパララックスバリア。
6. 請求項１から５のいずれか記載のパララックスバリアを備えた
   ことを特徴とする裸眼立体ディスプレイ。

Images