JP5617624B2 - 立体画像表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は立体画像表示装置に関する。より詳しくは、いわゆる逆視に起因する不自然さや不快感を軽減することができる立体画像表示装置に関する。
視差のある2つの画像を画像観察者が観察することで立体視を実現する立体画像表示装置が、種々、知られている。立体画像表示装置の方式は、眼鏡によって視差画像を左右の眼に分離して入力する眼鏡方式と、眼鏡を使用することなく視差画像を左右の眼に入力する裸眼方式とに大別される。
裸眼方式の立体画像表示装置として、パララックスバリア(視差バリア)若しくはレンズ列を備えたレンズシートから成る光学分離部と画像表示部(2次元画像表示装置)とを組み合わせた立体画像表示装置の実用化が進められている。
例えば、光学分離部としてパララックスバリアを用いた立体画像表示装置は、通常、水平方向(横方向)及び垂直方向(縦方向)に2次元マトリクス状に配置された複数の画素を備えた表示パネル等から成る画像表示部と、実質的に垂直方向に延びる開口を備えたパララックスバリアとから構成されている。
光学分離部を備えた立体画像表示装置は、例えば特開平5−122733号公報(特許文献1)の図7に示すように光学分離部が画像表示部と画像観察者との間に配置されるものと、例えば特許3565391号公報(特許文献2)の図10に示すように、画像表示部が透過型液晶表示パネル等といった画像表示部と照明部とを備えており、光学分離部が画像表示部と照明部との間に配置されるものに大別される。
光学分離部が画像表示部と照明部との間に配置される立体画像表示装置の概念図を、図60の(A)及び(B)に示す。光学分離部は、図60の(A)にあってはパララックスバリアから成り、図60の(B)にあっては凸の円柱レンズ列を備えたレンズシート(レンチキュラーレンズ)から成る。また、光学分離部が画像表示部と画像観察者との間に配置される立体画像表示装置の概念図を、図61の(A)及び(B)に示す。光学分離部は、図61の(A)にあってはパララックスバリアから成り、図61の(B)にあってはレンチキュラーレンズから成る。
図60の(A)に示すように、符号L2,L4,L6,L8,L10を付した画素群から出射された光線群は視点1に達し、符号R1,R3,R5,R7,R9を付した画素群から出射された光線群は視点2に達する。このように、画像表示部からから所定距離をおいた位置にあっては、視点1の画像と視点2の画像とが交互に観察される。図60の(B)や図61の(A)及び(B)においても同様である。
ここで、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点1と視点2とに位置するとする。符号L2,L4,L6,L8,L10を付した画素群によって左眼用の画像を表示し、符号R1,R3,R5,R7,R9を付した画素群によって右眼用の画像を表示すれば、画像観察者は、画像を立体画像として認識する。即ち、画像観察者は、左眼に視点1の画像を受け右眼に視点2の画像を受ける領域内に位置するとき、画像を立体画像として認識する。
しかしながら、画像観察者が移動し、視点2の画像を左眼に受け視点1の画像を右眼に受ける領域内に位置すると、左眼用の画像と右眼用の画像が入れ替わって見える「逆視」といった状態が生ずる。画像観察者は手前と奥とが反転した画像を知覚することになり、不自然さや不快感を覚える。
逆視に起因する不自然さや不快感を軽減する試みとして、例えば特開2000−47139号公報(特許文献3)には、画像観察者の位置を検出して光学分離部に相当する光変調器のマスクパターンのパターン形状を変化させるといった立体画像表示装置や、画像観察者の位置を検出して画像表示部に表示する画像の内容を変化させるといった立体画像表示装置が提案されている。
特開平5−122733号公報 特許3565391号公報 特開2000−47139号公報
画像観察者の位置を検出して画像表示部や光学分離部を制御するといった構成の立体画像表示装置は、構成や制御が複雑となりコストも高い。また、複数の画像観察者が異なる位置から1つの立体画像表示装置を観察するといったときには、制御が難しくなるといった問題がある。
従って、本発明の目的は、構成や制御が複雑にならず、複数の画像観察者が異なる位置から1つの立体画像表示装置を観察するといった場合においても、逆視に起因する不自然さや不快感を支障なく軽減することができる立体画像表示装置を提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明の第1の態様に係る立体画像表示装置は、複数の観察領域のそれぞれにおいて各視点用の画像が観察可能な立体画像表示装置であって、観察領域の端部付近において逆視関係となる画像の対の双方若しくは一方を、視点用の画像データとは異なるデータを用いて表示する立体画像表示装置である。
上記の目的を達成するための本発明の第2の態様に係る立体画像表示装置は、複数の観察領域のそれぞれにおいて各視点用の画像が観察可能な立体画像表示装置であって、観察領域の端部付近において逆視関係となる画像の対の双方若しくは一方を、複数種の画像データを時分割で表示することによって形成する立体画像表示装置である。
本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る立体画像表示装置にあっては、画像観察者の位置を検出して画像表示部等を制御するといったことなく、観察領域の端部付近における逆視の程度を緩和することができる。そして、複数の画像観察者が異なる位置から1つの立体画像表示装置を観察するといった場合においても、逆視に起因する不自然さや不快感を支障なく軽減することができる。
図1は、各実施形態に用いられる立体画像表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。 図2は、立体画像表示装置における開口部と副画素との配置関係を説明するための、光学分離部及び表示領域の一部の模式的な平面図である。 図3は、図1に示す観察領域における視点A1乃至A9と、画像表示部と、光学分離部と、照明部との配置関係を説明するための模式的な平面図である。 図4は、副画素からの光が中央の観察領域の視点A1乃至A9に向かうために満たす条件を説明するための模式図である。 図5は、副画素からの光が右側の観察領域の視点A1乃至A9に向かうために満たす条件を説明するための模式図である。 図6は、中央の観察領域における視点A1乃至A9で観察される画像を説明するための模式図である。 図7は、右側の観察領域における視点A1乃至A9で観察される画像を説明するための模式図である。 図8は、各実施形態に用いられる立体画像表示装置において各視点用の画像の画素を構成する副画素を説明するための、光学分離部及び表示領域の一部の模式的な平面図である。 図9は、第(1,1)番目乃至第(M,N)番目の副画素からの光が向かう視点を示す表である。 図10は、視点A4用の画像を構成する副画素の組の配列を説明するための表である。 図11は、視点A5用の画像を構成する副画素の組の配列を説明するための表である。 図12の(A)は、視点A4において観察される画像を構成する画素の配置を説明するための模式的な平面図である。図12の(B)は、視点A5において観察される画像を構成する画素の配置を説明するための模式的な平面図である。 図13は、視点A1乃至A9のそれぞれに対応する画像データD1乃至D9に基づいて多視点画像表示データを生成する方法を説明するための模式図である。 図14は、第m列、第n行目の副画素12(m,n)に対応する画像データの選択方法を説明するための模式的なフローチャート図である。 図15は、第(1,1)番目乃至第(M,N)番目の副画素からの光が向かう視点AQにおける「Q」の値を説明するための表である。 図16は、第(1,1)番目乃至第(M,N)番目の副画素に対応する「j」の値を示す表である。 図17は、第(1,1)番目乃至第(M,N)番目の副画素に対応する「k」の値を示す表である。 図18は、逆視の軽減を行わないときに画像表示部に表示される画像データを説明するための、表示領域11の一部の模式的な平面図である。 図19は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A4と視点A5とに位置するときに左眼で観察される画像を構成する画素と右眼で観察される画像を構成する画素とを説明するための、表示領域の一部の模式的な平面図である。 図20の(A)は、左眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。図20の(B)は、右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。 図21は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに左眼で観察される画像を構成する画素と右眼で観察される画像を構成する画素とを説明するための、表示領域の一部の模式的な平面図である。 図22の(A)は、左眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。図22の(B)は、右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。 図23の(A)は、第1の実施形態におけるデータDS1(j,k)の生成方法を説明するための模式図である。図23の(B)は、第1の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。 図24の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。 図25の(A)は、第2の実施形態におけるデータDS2(j,k)の生成方法を説明するための模式図である。図25の(B)は、第2の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。 図26の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。 図27の(A)は、第3の実施形態におけるデータDC1(j,k)の生成方法を説明するための模式図である。図27の(B)は、第3の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。 図28の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。 図29の(A)は、第4の実施形態におけるデータDC2(j,k)の生成方法を説明するための模式図である。図29の(B)は、第4の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。 図30の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。 図31の(A)は、第5の実施形態におけるデータDav(j,k)の生成方法を説明するための模式図である。図31の(B)は、第5の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。 図32の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。 図33は、第6の実施形態における動作を説明するための模式図である。 図34の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼が視点A9に位置するときに観察される前半フレームの画像及び後半フレームの画像を説明するための模式的な平面図である。 図35の(A)及び(B)は、画像観察者の右眼が視点A1に位置するときに観察される前半フレームの画像及び後半フレームの画像を説明するための模式的な平面図である。 図36は、視点A1と視点A2の間および視点A8と視点A9の間における逆視の関係に伴う不自然さを軽減するときの動作を説明するための模式図である。 図37は、第6の実施形態の変形例における動作を説明するための模式図である。 図38は、インターレース走査を行う場合の例を説明する模式図である。 図39は、第7の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。 図40の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。 図41は、第8の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。 図42の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。 図43の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A1と視点A2とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。 図44の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A8と視点A9とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。 図45は、第9の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。 図46は、第10の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。 図47の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。 図48は、第11の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。 図49の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。 図50は、第12の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。 図51の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。 図52は、第13の実施形態における動作を説明するための模式図である。 図53は、第14の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。 図54の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。 図55は、立体画像表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。 図56は、変形例の立体画像表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。 図57は、開口部と副画素との配置関係を示す模式的な斜視図である。 図58は、変形例の立体画像表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。 図59は、開口部と副画素との配置関係を示す模式的な斜視図である。 図60の(A)及び(B)は、光学分離部が画像表示部と照明部との間に配置される立体画像表示装置の概念図である。 図61の(A)及び(B)は、光学分離部が画像表示部と画像観察者との間に配置される立体画像表示装置の概念図である。
以下、図面を参照して、実施形態に基づき本発明を説明する。本発明は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値や材料は例示である。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は、以下の順序で行う。
1.本発明に係る立体画像表示装置およびその駆動方法、全般に関する説明
2.各実施形態に用いられる立体画像表示装置の説明
3.逆視の軽減を行わないときの立体画像表示装置の動作の説明
4.第1の実施形態
5.第2の実施形態
6.第3の実施形態
7.第4の実施形態
8.第5の実施形態
9.第6の実施形態
10.第7の実施形態
11.第8の実施形態
12.第9の実施形態
13.第10の実施形態
14.第11の実施形態
15.第12の実施形態
16.第13の実施形態
17.第14の実施形態(その他)
[本発明の立体画像表示装置、全般に関する説明]
本発明の立体画像表示装置として、複数の視点用の画像データに基づいて各視点用の画像を表示し、複数の観察領域のそれぞれにおいて各視点用の画像を観察することができる立体画像表示装置を広く用いることができる。
上述したように、本発明の第1の態様に係る立体画像表示装置においては、観察領域の端部付近において逆視関係となる画像の対の双方若しくは一方を、視点用の画像データとは異なるデータを用いて表示する。これによって、逆視関係となる画像の対の間での視差量の絶対値を小さくすることができるので、観察領域の端部付近における逆視の程度を緩和することができる。この場合において、視点用の画像データとは異なるデータは、複数種の画像データを組み合わせたデータから成る構成とすることができる。
立体画像表示装置の構成の簡略化の観点からは、複数種の画像データのそれぞれは、異なる視点用の画像データである構成とすることが好ましいが、これに限るものではない。例えば、視点用の画像データの一部若しくは全部を改変した画像データや、仮想的な視点に対応する画像データ等を別途生成し、これらを複数種の画像データとして用いるといった構成とすることもできる。
複数種の画像データを組み合わせたデータに基づいて表示される画像は、複数種の画像の要素が交互にストライプ状に配列されて成る構成とすることができるし、あるいは又、複数種の画像の要素が市松模様状に配列されて成る構成とすることもできる。
画像の要素が交互にストライプ状に配列されて成る構成として、画像の要素が画素列単位若しくは画素行単位に交互に配列される構成や、隣接する複数の画素列から成る画素列群若しくは隣接する複数の画素行から成る画素行群単位で交互に配列される構成を例示することができる。また、画像の要素が市松模様状に配列されて成る構成として、画像の要素が画素単位で市松模様状に配列される構成や、複数の画素から成る画素群単位で市松模様状に配列される構成を例示することができる。
あるいは又、本発明の第1の態様に係る立体画像表示装置においては、視点用の画像データとは異なるデータは、複数種の画像データを平均したデータである構成することができる。複数種の画像データのそれぞれは、異なる視点用の画像データである構成とすることが好ましいが、これに限るものではない。上述したように、視点用の画像データの一部若しくは全部改変した画像データや、仮想的な視点に対応する画像データ等を別途生成し、これらを複数種の画像データとして用いるといった構成とすることもできる。尚、「複数種の画像データを平均したデータ」とは、同一の画素に対応するデータ同士を平均したデータの集合を意味する。また、「平均」とは、相加平均(算術平均)に限定するものではなく、例えば、加重平均であってもよい。加重平均を行う場合の重み係数は、立体画像表示装置の設計に応じて、適宜好適な値を選択すればよい。
あるいは又、本発明の第1の態様に係る立体画像表示装置においては、視点用の画像データとは異なるデータは、他の視点用の画像データである構成とすることができる。
上述したように、本発明の第2の態様に係る立体画像表示装置においては、観察領域の端部付近において逆視関係となる画像の対の双方若しくは一方を、複数種の画像データを時分割で表示する。複数種の画像データのそれぞれは、異なる視点用の画像データである構成とすることが好ましいが、これに限るものではない。上述したように、視点用の画像データの一部若しくは全部改変した画像データや、仮想的な視点に対応する画像データ等を別途生成し、これらを複数種の画像データとして用いるといった構成とすることもできる。
本発明の第2の態様に係る立体画像表示装置において、時分割の表示は、所謂プログレッシブ走査で行う構成であってもよいし、あるいは又、所謂インターレース走査で行う構成であってもよい。
立体画像表示装置が、多視点用画像を表示する画像表示部と、画像表示部に表示される多視点用画像を分離して各観察領域において各視点用の画像を観察可能とする光学分離部を備えている場合には、画像表示部と画像観察者との間に光学分離部が配置される構成であってもよいし、画像表示部と照明部との間に光学分離部が配置される構成であってもよい。前者の場合には、画像表示部として、液晶表示パネル、エレクトロルミネッセンス表示パネル、プラズマ表示パネル等といった、広く周知の表示装置を用いることができる。後者の場合には、画像表示部として、例えば透過型液晶表示パネルといった周知の透過型表示パネルを用いることができる。画像表示部は、モノクロ表示であってもよいし、カラー表示であってもよい。
光学分離部の構成や配置等は、立体画像表示装置の仕様等に応じて適宜設定すればよい。光学分離部としてパララックスバリアを用いる場合には、固定的なパララックスバリアを用いてもよいし、動的に切り替え可能なパララックスバリアを用いてもよい。
固定的なパララックスバリアは、アクリル系樹脂・ポリカーボネート樹脂(PC)・ABS樹脂・ポリメタクリル酸メチル(PMMA)・ポリアリレート樹脂(PAR)・ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)・ガラスなどといった周知の透明な材料から成る基材を用いて、フォトリソグラフ法とエッチング法との組合せ、スクリーン印刷法・インクジェット印刷法・メタルマスク印刷法といった各種印刷法、メッキ法(電気メッキ法や無電解メッキ法)、リフトオフ法等の周知の方法により形成することができる。一方、動的に切り替え可能なパララックスバリアは、例えば、液晶材料層を備えた電気的に切り替え可能なライトバルブによって構成することができる。液晶材料層を用いたライトバルブを構成する材料の種類や、液晶材料層の動作モードは特に限定するものではない。場合によっては、モノクロ表示の液晶表示パネルを動的なパララックスバリアとして用いることもできる。パララックスバリアの開口部の大きさや配列ピッチ等は、立体画像表示装置の仕様等に応じて適宜設定すればよい。
また、光学分離部としてレンズシートを用いる場合、レンズシートの構成や構造は特に限定するものではない。例えば、上述した周知の透明な材料等を用いて一体的に成型されているレンズシートを用いてもよいし、上述した材料等から成るシート状の基材の上に例えば感光性の樹脂材料等を用いてレンズ列が形成されているレンズシートを用いてもよい。レンズ列の光学パワーや、レンズ列のピッチ等は、立体画像表示装置の仕様等に応じて適宜設定すればよい。
立体画像表示装置が透過型表示パネルと照明部とを備えている構成にあっては、広く周知の照明部を用いることができる。照明部の構成は、特に限定するものではない。一般に、照明部は、光源、プリズムシート、拡散シート、導光板等といった周知の部材から構成することができる。
後述する各実施形態においては、アクティブマトリクス方式の透過型カラー液晶表示パネルを画像表示部として用い、固定的なパララックスバリアを光学分離部として用いる。また、実施形態にあっては、光学分離部が画像表示部と照明部との間に配置されているとして説明するが、本発明はこの構造に限るものではない。
液晶表示パネルは、例えば、透明第1電極を備えたフロント・パネル、透明第2電極を備えたリア・パネル、及び、フロント・パネルとリア・パネルとの間に配置された液晶材料から成る。
ここで、フロント・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板から成る第1の基板と、第1の基板の内面に設けられた透明第1電極(共通電極とも呼ばれ、例えば、ITO(Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物)から成る)と、第1の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。更には、カラー液晶表示パネルでは、フロント・パネルは、第1の基板の内面に、アクリル系樹脂やエポキシ系樹脂から成るオーバーコート層によって被覆されたカラーフィルターが設けられ、オーバーコート層上に透明第1電極が形成された構成を有している。透明第1電極上には配向膜が形成されている。カラーフィルターの配置パターンとして、デルタ配列、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列を挙げることができる。
一方、リア・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板から成る第2の基板と、第2の基板の内面に形成されたスイッチング素子と、スイッチング素子によって導通/非導通が制御される透明第2電極(画素電極とも呼ばれ、例えば、ITOから成る)と、第2の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。透明第2電極を含む全面には配向膜が形成されている。これらの透過型の液晶表示パネルを構成する各種の部材や液晶材料は、周知の部材、材料から構成することができる。尚、スイッチング素子として、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)などの3端子素子や、MIM(Metal Insulator Metal)素子・バリスタ素子・ダイオードなどの2端子素子を例示することができる。
尚、カラー液晶表示パネルでは、透明第1電極と透明第2電極の重複領域であって液晶セルを含む領域が1副画素(サブピクセル)に該当する。そして、赤色発光副画素は、係る領域と赤色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成され、緑色発光副画素は、係る領域と緑色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成され、青色発光副画素は、係る領域と青色を透過するカラーフィルターとの組合せから構成されている。赤色発光副画素、緑色発光副画素、及び、青色発光副画素の配置パターンは、上述したカラーフィルターの配置パターンと一致する。
更には、これらの3種の副画素に更に1種類あるいは複数種類の副画素を備えた構成であってもよい。例えば、輝度向上のために白色光を発光する副画素、色再現範囲を拡大するために補色を発光する副画素、色再現範囲を拡大するためにイエローを発光する副画素、色再現範囲を拡大するためにイエロー及びシアンを発光する副画素を備えていてもよい。
画像表示部が通常の平面画像を表示すると仮定したときの画素(ピクセル)の数M0×N0を(M0,N0)で表記したとき、(M0,N0)の値として、具体的には、VGA(640,480)、S−VGA(800,600)、XGA(1024,768)、APRC(1152,900)、S−XGA(1280,1024)、U−XGA(1600,1200)、HD−TV(1920,1080)、Q−XGA(2048,1536)の他、(1920,1035)、(720,480)、(1280,960)等、画像表示用解像度の幾つかを例示することができるが、これらの値に限定するものではない。
画像表示部を駆動する駆動手段は、例えば、画像信号処理部、タイミング制御部、データドライバ及びゲートドライバ等の種々の回路から構成することができる。これらは周知の回路素子等を用いて構成することができる。
[各実施形態に用いられる立体画像表示装置の説明]
図1は、後述する各実施形態に用いられる立体画像表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。
図1に示すように、立体画像表示装置1は、画像表示部10、画像表示部10を背面から照射する照明部20、及び、画像表示部10と照明部20との間に配置され、画像表示部10に表示される多視点用画像を分離して各観察領域WAL,WAC,WARにおいて各視点用の画像を観察可能とする光学分離部30を備えている。尚、観察領域WAL,WAC,WARを纏めて「観察領域WA」と表す場合がある。
画像表示部10は、視点A1乃至視点A9用の多視点用画像を表示する。駆動手段100は、各視点に対応する画像データD1乃至D9を基に多視点画像表示データを生成し、画像表示部10を駆動する。駆動手段100の動作については、後ほど図9乃至図14を参照して詳しく説明する。
画像表示部10の表示領域11には、水平方向(図においてX方向)にM個、垂直方向(図においてY方向)にN個、合計M×N個の副画素12が配列されている。第m列(但し、m=1,2・・・,M)、第n行目(但し、n=1,2・・・,N)の副画素12を、第(m,n)番目の副画素12あるいは副画素12(m,n)と表す。また、第m列目の副画素12を、副画素12mと表す場合がある。
画像表示部10は、アクティブマトリクス方式のカラー液晶表示パネルから成る。副画素12は、第1列目が赤色発光副画素、第2列目が緑色発光副画素、第3列目が青色発光副画素といった順で配列されており、第4列目以降も同様の順を繰り返すように配列されている。即ち、第m列目の副画素は、「m−1」を3で除したときの剰余が0であれば赤色発光副画素、剰余が1であれば緑色発光副画素、剰余が2であれば青色発光副画素である。
画像表示部10が通常の平面画像を表示すると仮定したときの画素の数(M0,N0)は、例えば(1920,1080)である。この場合において通常の平面画像の画素が水平方向に並ぶ赤色発光副画素、緑色発光副画素および青色発光副画素の組から構成されるとすれば、M=M0×3、N=N0である。即ち、上述の例では、M=5760、N=1080である。
画像表示部10は、観察領域WA側のフロント・パネル、光学分離部30側のリア・パネル、フロント・パネルとリア・パネルとの間に配置された液晶材料等から構成されている。図示の都合上、図1においては画像表示部10を1枚のパネルとして表した。
光学分離部30は、実質的に垂直方向(図においてY方向)に複数並んで配置される開口部31から成る開口列と、開口列と開口列の間に位置する遮光部32とを備えている。そして、上述した開口列が、水平方向(図においてX方向)に複数(P個)並んで配列されている。第p列目(但し、p=1,2・・・,P)の開口列を構成する開口部31を、開口部31pと表す。後で詳しく説明するように、「M」と「P」とは、M≒P×9といった関係にある。
開口列は、基本的にはN個の開口部31から構成されている。後述するように、開口列の延びる方向とY方向とは若干の角度を成している。このため、端部に位置する開口列はN個未満の開口部31から構成されている。
光学分離部30は、例えばPETフィルム上に、黒色顔料を含有した感光性材料層を形成した後、フォトリソグラフ法とエッチング法との組合せにより遮光部32を残して感光性材料層を除去することにより構成した。感光性材料層が除去された部分が、開口部31となる。
尚、後述する図3乃至図7においては、光学分離部30の基材となるPETフィルムの図示を省略し、開口部31と遮光部32とを模式的に示した。また、遮光状態と透過状態を明確化するために、遮光部32を黒く表示した。
照明部20は、光源、プリズムシート、拡散シート、導光板等といった部材(これらは図示せず)から構成されている。拡散シート等を介した拡散光が、発光面21から画像表示部10の背面に向かって照射される。光学分離部30によって、照明部20の光の一部が遮光されると、画像表示部10に表示される画像が複数の視点用の画像に分離される。
光学分離部30の開口部31を透過した照明部20の光が画像表示部10に入射する際、一部の光は反射して光学分離部30を照らす。光学分離部30を照らす光によって視差画像の指向性が低下するといった場合には、画像表示部10の光学分離部30側の面上に反射防止膜を設ければよい。あるいは又、光学分離部30の画像表示部10側の面上に反射防止膜を設けてもよい。この場合には、遮光部32に対応する部分にのみ反射防止膜を設けることが好ましい。反射防止膜の構成は特に限定するものではなく、広く周知の反射防止膜を用いることができる。
光学分離部30と画像表示部10との間の距離、図のX方向における副画素12のピッチ(以下、単に、副画素ピッチと呼ぶ場合がある)、及び、図のX方向における開口部31のピッチ(以下、単に、開口部ピッチと呼ぶ場合がある)は、立体画像表示装置1の仕様上定めた観察領域WAにおいて好ましい立体画像が観察できる条件を満たすように設定されている。この条件について具体的に説明する。
各実施形態において、立体画像表示装置に表示される画像の視点数は、図1に示す各観察領域WAL,WAC,WARにおいて、それぞれ、視点A1,A2・・・,A9の9つであるとして説明するが、これに限るものではない。観察領域の個数や視点の数は、立体画像表示装置の設計に応じて適宜設定することができる。尚、図示の都合上、図1、図3乃至図7、後述する図56及び図58においては、観察領域WAL,WARの一部の視点の図示を省略した。
図2は、立体画像表示装置における開口部と副画素との配置関係を説明するための、光学分離部及び表示領域の一部の模式的な平面図である。
図2に示すように、第n行目の副画素12に対応する開口部31に対し、第(n+1)行目の副画素12に対応する開口部31は、副画素12の略ピッチ分−X方向にシフトして配置されている。従って、開口列の延びる方向とY方向とは若干の角度を成している。尚、図示の都合上、図2にあっては開口部31のX方向の幅を副画素12のピッチの幅と同じ長さとして表したが、これは例示に過ぎない。
図2及び後述する図8にあっては、赤色発光副画素、緑色発光副画素および青色発光副画素を、それぞれ、符号R,G,Bを用いて表した。
説明の都合上、図2乃至図8を参照して行う説明にあっては、第m列、第n行目の副画素12は赤色発光副画素であり、その中点は、第p列目の開口部31pの中心を通りZ方向に延びる仮想直線上に位置するものとする。
図3は、図1に示す観察領域における視点A1乃至A9と、画像表示部と、光学分離部と、照明部との配置関係を説明するための模式的な平面図である。より具体的には、図3は、上述した仮想直線を含みX−Z平面に平行な仮想平面上における、視点A1乃至A9と、画像表示部と、光学分離部と、照明部との配置関係を示した図である。
副画素ピッチをND[mm]と表し、開口部ピッチをRD[mm]と表す。開口部31と画像表示部10との間の距離をZ1[mm]と表し、画像表示部10と観察領域WAL,WAC,WARとの間の距離をZ2[mm]と表す。また、観察領域WAL,WAC,WARにおいて隣接する視点間の距離をDP[mm]と表す。
開口部31の幅を符号PWと表し、遮光部32の幅を符号SWと表せば、開口部ピッチRD=SW+PWといった関係にある。定性的には、PW/RD=PW/(SW+PW)の値を小さくするほど、各視点用の画像の指向性は向上するが、観察される画像の輝度は低下する。PW/RDの値は、立体画像表示装置の仕様に応じて、適宜好ましい値に設定すればよい。
副画素12(m-4,n),12(m-3,n)・・・,12(m+4,n)を透過する開口部31pからの光のそれぞれが、中央の観察領域WACの視点A1,A2・・・,A9に向かう条件について考察する。説明の都合上、開口部31の幅PWは充分小さいとし、開口部31の中心を通る光の軌道に注目して説明する。
図4は、副画素からの光が中央の観察領域の視点A1乃至A9に向かうために満たす条件を説明するための模式図である。
開口部31pの中心を通りZ方向に延びる仮想直線を基準として、副画素12(m-4,n)の中心までの距離を符号X1で表し、中央の観察領域WACの視点A1までの距離を符号X2と表す。開口部31pからの光が副画素12(m-4,n)を透過して観察領域WACの視点A1に向かうとき、幾何学的な相似関係から、以下の式(1)に示す条件を満たす。
Z1:X1=(Z1+Z2):X2 (1)
ここで、X1=4×ND、X2=4×DPであるので、これらを反映すると、式(1)は、以下の式(1’)のように表される。
Z1:4×ND=(Z1+Z2):4×DP (1’)
上述した式(1’)を満たせば、副画素12(m-3,n),12(m-2,n)・・・,12(m+4,n)を透過する開口部31pからの光も、それぞれ、観察領域WACの視点A2,A3・・・,A9に向かうといったことは、幾何学的に明らかである。
図5は、副画素からの光が右側の観察領域の視点A1乃至A9に向かうために満たす条件を説明するための模式図である。
副画素12(m-4,n),12(m-3,n)・・・,12(m+4,n)を透過する開口部31p-1からの光のそれぞれが、右側の観察領域WARの視点A1,A2・・・,A9に向かう条件について考察する。
開口部31p-1の中心を通りZ方向に延びる仮想直線を基準として、副画素12(m-4,n)の中心までの距離を符号X3で表し、右側の観察領域WARの視点A1までの距離を符号X4と表す。開口部31p-1からの光が副画素12(m-4,n)を透過して観察領域WARの視点A1に向かうためには、幾何学的な相似関係から、以下の式(2)に示す条件を満たす。
Z1:X3=(Z1+Z2):X4 (2)
ここで、X3=RD−X1=RD−4×ND、X4=RD+5×DPであるので、これらを反映すると、式(2)は、以下の式(2’)のように表される。
Z1:(RD−4×ND)=(Z1+Z2):(RD+5×DP) (2’)
上述した式(2’)を満たせば、副画素12(m-3,n),12(m-2,n)・・・,12(m+4,n)を透過する開口部31p+1からの光も、それぞれ、観察領域WARの視点A2,A3・・・,A9に向かうといったことは、幾何学的に明らかである。
尚、副画素12(m-4,n),12(m-3,n)・・・,12(m+4,n)を透過する開口部31p+1からの光のそれぞれが、左側の観察領域WALの視点A1,A2・・・,A9に向かう条件は、図5をZ軸を中心として反転させたと同様であるので、説明を省略する。
距離Z2及び距離DPの値は、立体画像表示装置1の仕様に基づいて所定の値に設定される。また、副画素ピッチNDの値は、画像表示部10の構造によって定まる。式(1’)と式(2’)より、距離Z1と開口部ピッチRDについて、以下の式(3)と式(4)を得る。
Z1=Z2×ND/(DP−ND) (3)
RD=9×DP×ND/(DP−ND) (4)
例えば、画像表示部10の副画素ピッチNDが0.175[mm]、距離Z2が3000[mm]、距離DPが65.0[mm]であるとすると、距離Z1は約8.10[mm]、開口部ピッチRDは約1.58[mm]である。
尚、画像観察者が両眼の間の距離の約半分を移動したときに別の視点の画像を観察し得るように設定する場合には、DPを半分の値にすればよい。距離DPが32.5[mm]である場合には、距離Z1は約16.2[mm]、開口部ピッチRDは約1.58[mm]である。
立体画像表示装置1にあっては、画像表示部10と光学分離部30とは、上述した距離Z1で離間するように、図示せぬスペーサ等によって保持されている。
尚、照明部20の発光面21と光学分離部30との間の距離は、特に限定するものではなく、立体画像表示装置1の仕様に応じて、適宜好適な値に設定すればよい。
上述した例では、開口部ピッチRDの値は副画素ピッチNDの値の略9倍となる。従って、上述した「M」と「P」とは、M≒P×9といった関係にある。
距離Z1や開口部ピッチRDは上述の条件を満たすように設定されており、観察領域WAL,WAC,WARにおける視点A1,A2・・・,A9のそれぞれにおいて、所定の視点用の画像を観察することができる。
図6は、中央の観察領域における視点A1乃至A9で観察される画像を説明するための模式図である。図7は、右側の観察領域における視点A1乃至A9で観察される画像を説明するための模式図である。
尚、図2を参照して説明したように、第n行目の副画素12に対応する開口部31に対し、第(n+1)行目の副画素12に対応する開口部31は、−X方向に副画素12の略ピッチ分シフトして配置されている。従って、第(n+1)行目の副画素12についての説明は、上述した記載において「n」を『n+1』に置き換えると共に、「m」を『m−1』と置き換えればよい。また、第(n−1)行目の副画素12の説明については、上述した記載において「n」を『n−1』に置き換えると共に、「m」を『m+1』と置き換えればよい。
従って、それぞれ隣接する3行の副画素12に注目すると、或る視点に向かう光が透過する副画素は、後述する図9に示すように、行毎に1副画素分ずれて配列する。各視点毎の画像を構成する画素は、3行に亙る副画素12の組から構成される。
図8は、各実施形態に用いられる立体画像表示装置において各視点用の画像の画素を構成する副画素を説明するための、光学分離部及び表示領域の一部の模式的な平面図である。
画素構成行の中央に第n行が位置するとすれば、図8において、符号R,G,Bを、丸で囲った組、四角で囲った組、八角形で囲った組が、それぞれ、1画素を形成する。従って、各視点毎の画像の画素数を、水平方向にJ個、垂直方向にK個、合計J×K個と表せば、J=M/9、K=N/3である。M=5760、N=1080の場合には、J×K=640×360である。以下、図9乃至図12を参照して、各視点用の画像を構成する画素と画像表示部の副画素との関係について説明する。
図9は、第(1,1)番目乃至第(M,N)番目の副画素からの光が向かう視点を示す表である。
先ず、視点A4で観察される画像を構成する画素について考察する。視点A4で観察される画像は、図9において符号A4が付された副画素から構成される。そして、上述したように、各視点毎の画像を構成する画素は、3行に亙る副画素12の組から構成される。視点A4で観察される画像を構成する画素を符号412で表し、第j列(但し、j=1,2・・・,J)、第k行目(但し、k=1,2・・・,K)の画素412を、画素412(j,k)と表す。
図10は、視点A4用の画像を構成する副画素の組の配列を説明するための表である。
図10に示すように、画素412の水平方向の配列に注目すると、画素412は9列の副画素12毎に1つずつ配列され、その数はJ個である。一方、垂直方向の配列に注目すると、画素412は3行の副画素12毎に1つ配列され、その数はK個である。従って、画素412は、2次元マトリクス状にJ×K個配列されており、これらの画素412によって、視点A4で観察される画像が構成される。
次いで、視点A5で観察される画像を構成する画素について考察する。視点A5で観察される画像は、図9において符号A5が付された副画素から構成される。視点A5で観察される画像を構成する画素を符号512で表し、第j列、第k行目の画素512を、画素512(j,k)と表す。
図11は、視点A5用の画像を構成する副画素の組の配列を説明するための表である。
図10を参照して画素412について説明したのと同様に、画素512も、水平方向には9列の副画素12毎に1つずつ配列され、その数はJ個である。また、垂直方向には3行の副画素12毎に1つ配列され、その数はK個である。従って、画素512も、2次元マトリクス状にJ×K個配列されており、これらの画素512によって、視点A5で観察される画像が構成される。
以上説明したように、視点A4で観察される画像はJ×K個配列された画素412から構成され、視点A5で観察される画像もJ×K個配列された画素512から構成される。従って、視点A4で観察される画像を構成する画素の配列の模式的な平面図および視点A5で観察される画像を構成する画素の配列の模式的な平面図は、それぞれ、図12の(A)及び(B)のように表される。
他の視点で観察される画像を構成する画素の説明は、画素を構成する副画素の組み合わせが相違する他は上述したと同様である。従って、これらの画素およびその配列についての説明は省略する。尚、以下の説明において、視点A1で観察される画像を構成する画素、視点A2で観察される画像を構成する画素、視点A8で観察される画像を構成する画素および視点A9で観察される画像を構成する画素を、それぞれ、画素112、画素212、画素812および画素912と表す場合がある。
各視点毎の画像を構成する画素と画像表示部の副画素との関係について説明した。次いで、画像表示部に多視点画像を表示する多視点画像表示データについて説明する。
図13は、視点A1乃至A9のそれぞれに対応する画像データD1乃至D9に基づいて多視点画像表示データを生成する方法を説明するための模式図である。
図13に示すように、画像データD1は、赤色発光副画素用の画像データD1_R、緑色発光副画素用の画像データD1_Gおよび青色発光副画素用の画像データD1_Bの組から構成されている。他の画像データD2乃至D9においても同様である。
画像データD1_R,D1_G,D1_Bのそれぞれは、各視点毎の画像の画素数に対応したJ×K個のデータである。第j列、第k行目の画素に対応する画像データD1_R,D1_G,D1_Bを、画像データD1_R(j,k),D1_G(j,k),D1_B(j,k)と表す場合がある。また、これら3種類のデータを纏めて、画像データD1(j,k)と表す場合がある。他の画像データD2乃至D9や、後述するデータDS1,DS2,DC1,DC2,Davにおいても同様である。
図14は、第m列、第n行目の副画素12(m,n)に対応する画像データの選択方法を説明するための模式的なフローチャート図である。
図1に示す駆動手段100は、図14に示すフローチャートに基づいて副画素12(m,n)に対応する画像データを選択して多視点画像表示データを生成し、このデータに基づいて表示部を駆動する。図14を参照してデータの選択方法を説明する。
図9に示すように、実施形態の立体画像表示装置1にあっては、画像表示部10の第1行目の副画素12において、第1列目から第9列目の副画素12の光はそれぞれ視点A1から視点A9に向かい、第10列目以降の副画素12において同様の関係を繰り返す。また、上述したように、或る視点に向かう光が透過する副画素12は、行毎に1副画素分ずれて配列する。
従って、第m列、第n行目の副画素12(m,n)からの光が向かう視点を視点AQ(但し、「Q」は1から9までのいずれかひとつの整数)と表し、被除数を除数で除したときの剰余を「mod(被除数,除数)」と表せば、「Q」の値は、以下の式(5)で与えられる。
Q=mod(m+n−2,9)+1 (5)
図15に、上述した式(5)に基づいて計算した、第(1,1)番目乃至第(M,N)番目の副画素からの光が向かう視点AQにおける「Q」の値を示す。
また、第m列、第n行目の副画素12(m,n)が視点AQ用の画像の第j列(但し、j=1,2・・・,J)且つ第k行目(但し、k=1,2・・・,K)の画素を構成する副画素の1つであるとすれば、「j」及び「k」の値は、それぞれ、以下の式(6)及び式(7)で与えられる。尚、式(6)及び式(7)における「INT」は、引数の小数点以下を切り捨てて整数化する関数である。
j=INT([mod(n−1,3)+m−1]/9)+1 (6)
k=INT((n−1)/3)+1 (7)
図16に、上述した式(6)に基づいて計算した、第(1,1)番目乃至第(M,N)番目の副画素に対応する「j」の値を示す。また、図17に、上述した式(7)に基づいて計算した、第(1,1)番目乃至第(M,N)番目の副画素に対応する「k」の値を示す。
そして、第m列目の副画素は、「m−1」を3で除したときの剰余が0であれば赤色発光副画素、剰余が1であれば緑色発光副画素、剰余が2であれば青色発光副画素である。
従って、第m列、第n行目の副画素12(m,n)には、mod(m−1,3)=0であれば視点AQ用の赤色表示データが対応し、mod(m−1,3)=1であれば視点AQ用の緑色表示データが対応し、mod(m−1,3)=2であれば視点AQ用の青色表示データが対応する。
逆視の軽減を行わないときには、視点A1乃至A9のそれぞれには、画像データD1乃至D9がそのまま対応する。一方、各実施形態では、一部の視点に対応する画像データを、適宜他の視点の画像データを用いて置き換える等といった動作を行う。
説明の理解を助けるため、この段落では、逆視の軽減を行わないときのデータの選択について説明する。逆視の軽減を行わないとき、副画素12(m,n)には、mod(m−1,3)=0であれば、画像データDQ_R(j,k)が対応する。また、mod(m−1,3)=1であれば、画像データDQ_G(j,k)が対応する。また、mod(m−1,3)=2であれば、画像データDQ_B(j,k)が対応する。
各視点用の画像を構成する画素を斜めに配列された副画素12の組によって構成する関係上、図16に示すように、第(M−1)列目と第M列目の副画素12の一部にあっては「j」が「J(実施形態においては640)」を超える。これらの副画素12に対応する画像データはないので、例えばj=Jとして扱う等の例外処理を行って画像データを対応させればよい。尚、各視点用の画像データが(J+1)×K個のデータから成るといった構成としてもよい。このときには上述した例外処理は不要である。
上述した手順で画像データを選択することによって、画像表示部に多視点画像を表示する多視点画像表示データを生成することができる。
[逆視の軽減を行わないときの立体画像表示装置の動作の説明]
図18は、逆視の軽減を行わないときに画像表示部10に表示される画像データを説明するための、表示領域11の一部の模式的な平面図である。
図18に示す符号D1乃至D9は、各副画素12を駆動する画像データの種類を表す。図18に示す例では、第(m,n)番目の副画素12は赤色発光副画素であり符号D5が付されている。この副画素12には、画像データD5_R(j,k)が対応する。他の副画素においても同様に適宜読み替えればよい。
画像観察者の左眼と右眼とが共に1つの観察領域内にあるとき、画像観察者は画像を立体画像として認識する。例えば、図1に示す観察領域WACにおいて、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A4と視点A5とに位置する場合には、視点A4に向かって光が進む副画素12によって左眼で観察される画像が構成され、視点A5に向かって光が進む副画素12によって右眼で観察される画像が構成される。
図19は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A4と視点A5とに位置するときに左眼で観察される画像を構成する画素と右眼で観察される画像を構成する画素とを説明するための、表示領域の一部の模式的な平面図である。
図19に示す符号A4及びA5は、副画素12からの光が向かう視点を示す。符号D4及びD5については図18の説明で言及したので説明を省略する。
画像観察者は、画像データD4によって駆動される副画素によって構成される画像を左眼で観察し、画像データD5によって駆動される副画素によって構成される画像を右眼で観察する。
図20の(A)は、左眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。図20の(B)は、右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。
画像観察者は、画像データD4(1,1)乃至D4(J,K)に基づく画素412から成る画像を左眼で観察し(図20の(A)参照)、画像データD5(1,1)乃至D5(J,K)に基づく画素512から成る画像を右眼で観察する。これらの画像間の視差によって、画像観察者は画像を立体画像として認識する。
一方、画像観察者の左眼と右眼とがそれぞれ異なる観察領域内にあるとき、左眼用の画像と右眼用の画像が入れ替わって見える「逆視」といった状態が生ずる。画像観察者は手前と奥とが反転した画像を知覚することになり、不自然さや不快感を覚える。
例えば、図1に示す観察領域WALの視点A9に画像観察者の左眼が位置し、観察領域WACの視点A1に右眼が位置する場合には、視点A9に向かって光が進む副画素12によって左眼で観察される画像が構成され、視点A1に向かって光が進む副画素12によって右眼で観察される画像が構成される。
図21は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに左眼で観察される画像を構成する画素と右眼で観察される画像を構成する画素とを説明するための、表示領域の一部の模式的な平面図である。
図21に示す符号A1及びA9は、副画素からの光が向かう視点を示す。符号D1及びD9については図18の説明で言及したので説明を省略する。
画像観察者は、画像データD9によって駆動される副画素によって構成される画像を左眼で観察し、画像データD1によって駆動される副画素によって構成される画像を右眼で観察する。
図22の(A)は、左眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。図22の(B)は、右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。
画像観察者は、画像データD9(1,1)乃至D9(J,K)に基づく画素912から成る画像を左眼で観察し、画像データD1(1,1)乃至D1(J,K)に基づく画素112から成る画像を右眼で観察する。従って、左眼用の画像と右眼用の画像が入れ替わった状態で観察する「逆視」といった状態が生じ、画像観察者は不自然さや不快感を覚える。
[第1の実施形態]
第1の実施形態は、本発明の第1の態様に係る立体画像表示装置およびその駆動方法に関する。
第1の実施形態にあっては、観察領域の端部付近において逆視関係となる画像の対の双方を、視点用の画像データとは異なるデータを用いて表示する。視点用の画像データとは異なるデータは、複数種の画像データを組み合わせたデータから成る。具体的には、複数種の画像データのそれぞれは、異なる視点用の画像データである。複数種の画像データを組み合わせたデータに基づいて表示される画像は、複数種の画像の要素が交互にストライプ状に配列されて成る。
動作の概要について説明する。複数の異なる視点用の画像データ(具体的には、画像データD1と画像データD9)を組み合わせて、後述するデータDS1を生成する。そして、視点A1には、画像データD1に変えてデータDS1を対応させる。同様に、視点A9にも、画像データD9に変えてデータDS1を対応させる。尚、視点A2乃至A8については、画像データD2乃至D8をそのまま対応させる。そして、図14に示すフローチャートに基づいて、多視点画像表示データを生成する。
このようにして生成した多視点画像表示データに基づいて画像表示部10を動作させることによって、観察領域の端部付近において逆視関係となる2つの画像のそれぞれを、複数の視点用の画像に対応する画像データを組み合わせて表示することができる。
図23の(A)は、第1の実施形態におけるデータDS1(j,k)の生成方法を説明するための模式図である。図23の(B)は、第1の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。
図23の(A)に示す式から明らかなように、「j」が奇数の場合にはDS1(j,k)=D1(j,k)であり、「j」が偶数の場合にはDS1(j,k)=D9(j,k)である。即ち、データDS1(j,k)は、視点A1用と視点A9用の画像データの要素が交互にストライプ状に配列するように組み合わされて生成されている。
駆動手段100には画像データD1乃至D9がそのまま供給される。駆動手段100の内部で図23の(A)に示す動作に基づいてデータDS1を生成し、視点A1に対応する画像データをデータDS1で置き換え、視点A9に対応する画像データをデータDS1で置き換える。尚、データDS1の生成を駆動手段100の外部で行うといった構成であってもよい。
図24の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。
図24の(A)及び(B)に示すように、視点A9と視点A1で観察される2つの画像のそれぞれは、視点A1用と視点A9用の2つの画像の要素が交互にストライプ状に配列されて成る。具体的には、列方向にストライプ状に延びる画像の要素が、行方向に交互に配列されている。視点A9と視点A1で観察される2つの画像は同一の画像であるので、画像間に視差はない。このように、逆視関係となる画像の対の間での視差量の絶対値を小さくすることができる。
従って、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するとき、画像観察者は2つの視点用の画像が重なった平面的な画像を認識するので、「逆視」に伴う不自然さや不快感を覚えることがない。複数の画像観察者が異なる位置から1つの立体画像表示装置を観察するといった場合においても、逆視に起因する不自然さや不快感を支障なく軽減することができる。
視点A1及び視点A9において観察される画像には、視点A1用と視点A9用の画像成分が含まれている。従って、例えば、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A1と視点A2とに位置するとき、左眼で観察する画像に含まれる視点A9用の画像成分と、右眼で観察する視点A2用の画像とは逆視の関係である。しかしながら、左眼で観察する画像には視点A1用の画像成分も含まれており、これと右眼で観察する視点A2用の画像とは通常の立体視の関係である。従って、上述の逆視の関係に伴う不自然さが顕著に知覚されるといったことはない。また、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A8と視点A9とに位置する場合においても、左眼で観察する視点A8用の画像と、右眼で観察する画像に含まれる視点A1用の画像成分とは逆視の関係である。しかしながら、右眼で観察する画像には視点A9用の画像成分も含まれており、これと右眼で観察する視点A2用の画像とは通常の立体視の関係である。従って、上述の逆視の関係に伴う不自然さが顕著に知覚されるといったことはない。
以上の説明では、画像データD1,D9を組み合わせてデータDS1を生成したが、例えば、画像データD2,D8を組み合わせた構成や、画像データD3,D7を組み合わせた構成とすることもできる。あるいは又、画像データD1,D9を改変したデータの組み合わせ等といった構成とすることもできる。画像データの組み合わせは、立体画像表示装置の設計に応じて適宜選択すればよい。
また、3種以上の画像データを組み合わせてデータDS1を生成する構成とすることもできる。例えば、画像データD1,D5,D9を組み合わせた構成や、画像データD2,D5,D8を組み合わせた構成とすることもできる。あるいは又、画像データD1,D5,D9を改変したデータの組み合わせ等といった構成とすることもできる。
[第2の実施形態]
第2の実施形態は、第1の実施形態の変形である。第1の実施形態では、視点A1と視点A9のそれぞれに同一のデータDS1を対応させた。これに対し、第2の実施形態では、視点A1と視点A9に別の画像データを対応させる。
動作の概要について説明する。複数の異なる視点用の画像データ(具体的には、画像データD1と画像データD9)を組み合わせて、第1の実施形態において説明したデータDS1に加えて更に後述するデータDS2を生成する。そして、視点A1には、画像データD1に変えてデータDS1を対応させる。一方、視点A9には、画像データD9に変えてデータDS2を対応させる。尚、視点A2乃至A8については、画像データD2乃至D8をそのまま対応させる。そして、図14に示すフローチャートに基づいて、多視点画像表示データを生成する。
このようにして生成した多視点画像表示データに基づいて画像表示部10を動作させることによって、観察領域の端部付近において逆視関係となる2つの画像のそれぞれを、複数の視点用の画像に対応する画像データを組み合わせて表示することができる。
図25の(A)は、第2の実施形態におけるデータDS2(j,k)の生成方法を説明するための模式図である。図25の(B)は、第2の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。
データDS1(j,k)の生成方法は、第1の実施形態において図23の(A)を参照して説明したので説明を省略する。
図25の(A)と図23の(A)の対比から明らかなように、データDS1(j,k)とデータDS2(j,k)では、データの選択先が相互に入れ替わった関係にある。即ち、「j」が奇数の場合にはDS2(j,k)=D9(j,k)であり、「j」が偶数の場合にはDS2(j,k)=D1(j,k)である。データDS2(j,k)も、視点A1用と視点A9用の画像データの要素が交互にストライプ状に配列するように組み合わされて生成されている。
図26の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。
図26の(A)及び(B)に示すように、視点A9と視点A1で観察される2つの画像のそれぞれは、視点A1用と視点A9用の2つの画像の要素が交互にストライプ状に配列されて成る。具体的には、列方向にストライプ状に延びる画像の要素が、行方向に交互に配列されている。視点A9と視点A1で観察される2つの画像はストライプ配列の位相が異なるものの、実質的にほぼ同一の画像として知覚される。従って、画像間に実質的な視差はない。このように、逆視関係となる画像の対の間での視差量の絶対値を小さくすることができる。
従って、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するとき、画像観察者は2つの視点用の画像が重なった平面的な画像を認識するので、「逆視」に伴う不自然さや不快感を覚えることがない。
第1の実施形態において説明したように、画像データD2,D8の組み合わせ等といった構成とすることもできるし、3種以上の画像データの組み合わせ等といった構成とすることもできる。画像データの組み合わせは、立体画像表示装置の設計に応じて適宜選択すればよい。
[第3の実施形態]
第3の実施形態も、本発明の第1の態様に係る立体画像表示装置およびその駆動方法に関する。
第3の実施形態においても、観察領域の端部付近において逆視関係となる画像の対の双方を、視点用の画像データとは異なるデータを用いて表示する。視点用の画像データとは異なるデータは、複数種の画像データを組み合わせたデータから成る。具体的には、複数種の画像データのそれぞれは、異なる視点用の画像データである。複数種の画像データを組み合わせたデータに基づいて表示される画像は、複数種の画像の要素が市松模様状に配列されて成る。
第3の実施形態においては、複数の異なる視点用の画像データ(具体的には、画像データD1と画像データD9)を組み合わせて、後述するデータDC1を生成する。そして、視点A1には、画像データD1に変えてデータDC1を対応させる。同様に、視点A9にも、画像データD9に変えてデータDC1を対応させる。尚、視点A2乃至A8については、画像データD2乃至D8をそのまま対応させる。そして、図14に示すフローチャートに基づいて、多視点画像表示データを生成する。
このようにして生成した多視点画像表示データに基づいて画像表示部10を動作させることによって、観察領域の端部付近において逆視関係となる2つの画像のそれぞれを、複数の視点用の画像に対応する画像データを組み合わせて表示することができる。
図27の(A)は、第3の実施形態におけるデータDC1(j,k)の生成方法を説明するための模式図である。図27の(B)は、第3の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。
図27の(A)に示す式から明らかなように、「j+k」が奇数の場合にはDC1(j,k)=D1(j,k)であり、「j+k」が偶数の場合にはDC1(j,k)=D9(j,k)である。これによって、データDC1(j,k)は、視点A1用と視点A9用の画像データの要素が市松模様状に組み合わされて生成されている。
駆動手段100には画像データD1乃至D9がそのまま供給される。そして、駆動手段100の内部で図27の(A)に示す動作に基づいてデータDC1を生成し、視点A1に対応する画像データをデータDC1で置き換え、視点A9に対応する画像データをデータDC1で置き換える。尚、データDC1の生成を駆動手段100の外部で行うといった構成であってもよい。
図28の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。
図28の(A)及び(B)に示すように、視点A9と視点A1で観察される2つの画像のそれぞれは、視点A1用と視点A9用の2つの画像の要素が市松模様状に配列されて成る。具体的には、画素毎に市松模様状に配列されている。視点A9と視点A1で観察される2つの画像は同一の画像であるので、画像間には視差はない。このように、逆視関係となる画像の対の間での視差量の絶対値を小さくすることができる。
従って、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するとき、画像観察者は2つの視点用の画像が重なった平面的な画像を認識するので、「逆視」に伴う不自然さや不快感を覚えることがない。複数の画像観察者が異なる位置から1つの立体画像表示装置を観察するといった場合においても、逆視に起因する不自然さや不快感を支障なく軽減することができる。
また、第1の実施形態と異なり2つの画像の要素が市松模様状に配列されているので、画像観察者は、2つの視点用の画像が重なった平面的な画像をより滑らかな画像として認識する。第3の実施形態は、多視点画像表示データの生成が第1の実施形態よりも若干複雑になるが、画像をより滑らかにすることができるといった利点も備えている。
第3の実施形態においても、視点A1及び視点A9において観察される画像には、視点A1用と視点A9用の画像成分が含まれている。したがって、視点A1と視点A2で画像を観察する場合若しくは視点A8と視点A9で画像を観察する場合に逆視の関係に伴う不自然さが顕著に知覚されるといったことはない。
以上の説明では、画像データD1,D9を組み合わせてデータDC1を生成したが、第1の実施形態において説明したように、画像データD2,D8の組み合わせ等といった構成とすることもできるし、3種以上の画像データの組み合わせ等といった構成とすることもできる。画像データの組み合わせは、立体画像表示装置の設計に応じて適宜選択すればよい。
[第4の実施形態]
第4の実施形態は、第3の実施形態の変形である。第3の実施形態では、視点A1と視点A9のそれぞれに同一のデータDC1を対応させた。これに対し、第4の実施形態では、視点A1と視点A9に別の画像データを対応させる。
動作の概要について説明する。複数の視点用の画像データ(具体的には、画像データD1と画像データD9)を組み合わせて、第3の実施形態において説明したデータDC1に加えて更に後述するデータDC2を生成する。そして、視点A1には、画像データD1に変えてデータDC1を対応させる。一方、視点A9には、画像データD9に変えてデータDC2を対応させる。尚、視点A2乃至A8については、画像データD2乃至D8をそのまま対応させる。そして、図14に示すフローチャートに基づいて、多視点画像表示データを生成する。
このようにして生成した多視点画像表示データに基づいて画像表示部10を動作させることによって、観察領域の端部付近において逆視関係となる2つの画像のそれぞれを、複数の視点用の画像に対応する画像データを組み合わせて表示することができる。
図29の(A)は、第4の実施形態におけるデータ C2 (j,k)の生成方法を説明するための模式図である。図29の(B)は、第4の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。
データDC1(j,k)の生成方法は、第3の実施形態において図27の(A)を参照して説明したので説明を省略する。
図29の(A)と図27の(A)の対比から明らかなように、データDC1(j,k)とデータDC2(j,k)では、データの選択先が相互に入れ替わった関係にある。即ち、「j+k」が奇数の場合にはDC2(j,k)=D9(j,k)であり、「j+k」が偶数の場合にはDC2(j,k)=D1(j,k)である。データDC2(j,k)も、視点A1用と視点A9用の画像データの要素が市松模様状に組み合わされて生成されている。
図30の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。
図30の(A)及び(B)に示すように、視点A9と視点A1で観察される2つの画像のそれぞれは、視点A1用と視点A9用の2つの画像の要素が市松模様状に配列されて成る。具体的には、画素毎に市松模様状に配列されている。視点A9と視点A1で観察される2つの画像は市松模様状の配列の位相が異なるものの、実質的にほぼ同一の画像として知覚される。従って、画像間に実質的な視差はない。このように、逆視関係となる画像の対の間での視差量の絶対値を小さくすることができる。
従って、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するとき、画像観察者は2つの視点用の画像が重なった平面的な画像を認識するので、「逆視」に伴う不自然さや不快感を覚えることがない。また、第3の実施形態にあっては、視点A9と視点A1で観察される2つの画像は市松模様状の配列の位相が異なるので、画像観察者は平面的な画像をより滑らかに認識する。
第4の実施形態においても、第1の実施形態において説明したように、画像データD2,D8の組み合わせ等といった構成とすることもできるし、3種以上の画像データの組み合わせ等といった構成とすることもできる。画像データの組み合わせは、立体画像表示装置の設計に応じて適宜選択すればよい。
[第5の実施形態]
第5の実施形態も、本発明の第1の態様に係る立体画像表示装置およびその駆動方法に関する。
第5の実施形態においても、観察領域の端部付近において逆視関係となる画像の対の双方を、視点用の画像データとは異なるデータを用いて表示する。視点用の画像データとは異なるデータは、複数種の画像データを平均したデータである。具体的には、複数種の画像データのそれぞれは、異なる視点用の画像データである。以下の説明においては、相加平均(算術平均)を行うとして説明する。
図31の(A)は、第5の実施形態におけるデータDav(j,k)の生成方法を説明するための模式図である。図31の(B)は、第5の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。
動作の概要について説明する。図31の(A)に示すように、複数の異なる視点用の画像に対応する画像データ(具体的には、画像データD1および画像データD9)を相加平均したデータに基づいて、データDavを生成する。そして、視点A1には、画像データD1に変えてデータDavを対応させる。同様に、視点A9にも、画像データD9に変えてデータDavを対応させる。尚、視点A2乃至A8については、画像データD2乃至D8をそのまま対応させる。そして、図14に示すフローチャートに基づいて、多視点画像表示データを生成する。
図31の(A)に示すように、相加平均は、赤色発光副画素用、緑色発光副画素用および青色発光副画素用のデータそれぞれについて行われる。具体的には、データDav(j,k)は、Dav_R(j,k)、Dav_G(j,k)、Dav_B(j,k)の組から成る。Dav_R(j,k)は、D1_R(j,k)とD9_R(j,k)を相加平均したデータ、Dav_G(j,k)は、D1_G(j,k)とD9_G(j,k)を相加平均したデータ、Dav_B(j,k)は、D1_B(j,k)とD9_B(j,k)を相加平均したデータである。
駆動手段100には画像データD1乃至D9がそのまま供給される。駆動手段100の内部で図31の(A)に示す動作に基づいてデータDavを生成し、視点A1と視点A9に対応する画像データを共にデータDavで置き換える。尚、データDavの生成を駆動手段100の外部で行うといった構成であってもよい。
図32の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。
図32の(A)及び(B)に示すように、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するとき、共にデータDavに基づく画像を観察する。視点A9と視点A1で観察される2つの画像は同一の画像であるので、画像間には視差はない。このように、逆視関係となる画像の対の間での視差量の絶対値を小さくすることができる。
従って、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するとき、画像観察者は2つの視点用の画像が重なった平面的な画像を認識するので、「逆視」に伴う不自然さや不快感を覚えることがない。複数の画像観察者が異なる位置から1つの立体画像表示装置を観察するといった場合においても、逆視に起因する不自然さや不快感を支障なく軽減することができる。
データDavには、画像データD1,D9の値が反映されている。従って、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A1と視点A2とに位置するとき、左眼で観察する視点A 1 用の画像と右眼で観察する視点A2用の画像とで逆視の関係を生じ得る。しかしながら、データDavには画像データD1の値も反映されているので、上述の逆視の関係に伴う不自然さが顕著に知覚されるといったことはない。尚、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A8と視点A9とに位置する場合も、基本的には上述したと同様である。
以上の説明では、画像データD1,D9を用いてデータDavを生成したが、例えば、画像データD2,D8などを用いてデータDavを生成した構成や、画像データD3,D7などを用いてデータDavを生成した構成とすることもできる。どの画像データを選択して相加平均するかは、立体画像表示装置の設計に応じて適宜選択すればよい。
また、3種以上の画像データを用いてデータDavを生成する構成とすることもできる。例えば、画像データD1,D5,D9などを用いてデータDavを生成する構成や、画像データD2,D5,D8などを用いてデータDavを生成する構成とすることもできる。
[第6の実施形態]
第6の実施形態は、本発明の第2の態様に係る立体画像表示装置およびその駆動方法に関する。
第6の実施形態においては、観察領域の端部付近において逆視関係となる画像の対の双方を、複数種の画像データを時分割で表示することによって形成する。複数種の画像データのそれぞれは、異なる視点用の画像データである。
図33は、第6の実施形態における動作を説明するための模式図である。
動作について説明する。第6の実施形態では、例えばフレーム周波数を120ヘルツとし、2つのフレーム(前半フレームと後半フレーム)から成るフレームの組から構成される画像を表示する。1つのフレームの組において、視点A1と視点A9には、前半フレームと後半フレームとで異なる画像データを対応させる。具体的には、視点A1には、前半フレームと後半フレームに画像データD1とD9を対応させる。視点A9には、前半フレームと後半フレームに画像データD9とD1を対応させる。尚、視点A2乃至A8では、前半フレームと後半フレームのいずれにも、画像データD2乃至D8をそのまま対応させる。これによって、視点A1の画像と視点A9の画像が、複数の視点用の画像データを時分割で表示することによって形成される。
図34の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼が視点A9に位置するときに観察される前半フレームの画像及び後半フレームの画像を説明するための模式的な平面図である。図35の(A)及び(B)は、画像観察者の右眼が視点A1に位置するときに観察される前半フレームの画像及び後半フレームの画像を説明するための模式的な平面図である。
前半フレームと後半フレームの切り替えが画像観察者に知覚できない程度の速さで行われるので、視覚の残像現象によって、画像観察者は、前半フレームの画像と後半フレームの画像とが重畳された画像を知覚する。視点A9と視点A1で観察される2つの画像は実質的に同一の画像として知覚されるので、画像間に視差はない。このように、逆視関係となる画像の対の間での視差量の絶対値を小さくすることができる。
従って、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するとき、画像観察者は2つの視点用の画像が重なった平面的な画像を認識するので、「逆視」に伴う不自然さや不快感を覚えることがない。複数の画像観察者が異なる位置から1つの立体画像表示装置を観察するといった場合においても、逆視に起因する不自然さや不快感を支障なく軽減することができる。
第6の実施形態においても、視点A1及び視点A9において観察される画像には、視点A1用と視点A9用の画像成分が含まれている。したがって、視点A1と視点A2で画像を観察する場合若しくは視点A8と視点A9で画像を観察する場合に逆視の関係に伴う不自然さが顕著に知覚されるといったことはない。
また、上述した視点A1と視点A2、あるいは、視点A8と視点A9の逆視の関係に伴う不自然さをより軽減するために、視点A2や視点A8においても、前半フレームと後半フレームにおいて複数の視点用の画像データを時分割で表示するといった構成とすることもできる。
図36は、視点A1と視点A2の間および視点A8と視点A9の間における逆視の関係に伴う不自然さを軽減するときの動作を説明するための模式図である。
この例では、図33に示す動作に加えて、視点A2には、前半フレームと後半フレームに画像データD2とD3を対応させる。視点A8には、前半フレームと後半フレームに画像データD8とD7を対応させる。
視点A2において観察される画像には視点A2用と視点A3用の画像情報が混在しており、視点A8において観察される画像には視点A8用と視点A7用の画像情報が混在している。これによって、視点A1と視点A2の間および視点A8と視点A9の間における逆視の関係が軽減される。
以上の説明では、前半フレームと後半フレームにおいて、視点A1には画像データD1と画像データD9を対応させ、視点A9には画像データD9と画像データD1を対応させた。第6の実施形態はこれに限るものではなく、例えば、上述の説明において、画像データD1,D9を画像データD2,D8などに置き換えた構成や、画像データD3,D7などに置き換えた構成とすることもできる。あるいは又、図37に示すような構成とすることもできる。画像データの組み合わせは、立体画像表示装置の設計に応じて適宜選択すればよい。
図33乃至図37に示す動作はプログレッシブ走査を前提とする。第6の実施形態はこれに限るものではなく、インターレース走査を行う構成とすることもできる。一例として、図33を参照して説明した動作をインターレース走査で行うとした場合の動作を説明する。
図38は、インターレース走査を行う場合の例を説明する模式図である。
インターレース走査を行う構成にあっては、図38に示すように、1フレームを第1フィールドと第2フィールドから構成し、第1フィールドで奇数行を走査し第2フィールドで偶数行を走査するといった動作を行えばよい。所謂フィールド周波数は、画像表示装置の設計に応じて適宜設定すればよい。
視点A1で観察される画像は、画像データD1の奇数行と画像データD9の偶数行が重畳した画像であり、視点A9で観察される画像は、画像データD9の奇数行と画像データD1の偶数行が重畳した画像である。これらの画像は実質的に同一の画像として知覚されるので実質的な視差はなく、図33に示す動作と同様に逆視に起因する不自然さや不快感を支障なく軽減することができる。
[第7の実施形態]
第7の実施形態は、本発明の第1の態様に係る立体画像表示装置およびその駆動方法に関する。
第7の実施形態においても、観察領域の端部付近において逆視関係となる画像の対の双方を、視点用の画像データとは異なるデータを用いて表示する。具体的には、視点用の画像データとは異なるデータは、他の視点用の画像データである。
図39は、第7の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。
第7の実施形態にあっては、視点A1には、画像データD1に変えて画像データD2を対応させる。また、視点A9には、画像データD9に変えて画像データD8を対応させる。尚、視点A2乃至A8については、画像データD2乃至D8をそのまま対応させる。そして、図14に示すフローチャートに基づいて、多視点画像表示データを生成する。
従って、画像データD1と画像データD9は使用しないので、これらのデータを駆動手段100に供給する必要はなく、省略が可能である。
図40の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。
図40の(A)及び(B)に示すように、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するとき、画像観察者は左眼で視点A8用の画像を観察し、右眼で視点A2用の画像を観察する。一方、逆視の軽減を行わない場合には、画像観察者は左眼で視点A9用の画像を観察し、右眼で視点A1用の画像を観察する(図22の(A)及び(B)参照)。
このように、逆視関係となる画像の対の間での視差量の絶対値を小さくすることができる。従って、逆視の軽減を行わない場合に比べて、より逆視の程度が少ない画像を観察することになるので、逆視に起因する不自然さや不快感を軽減することができる。
画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A1と視点A2とに位置するとき、あるいは又、左眼と右眼のそれぞれが視点A8と視点A9とに位置するとき、左眼で観察する画像と右眼で観察する画像とは同じ画像となる。従って、定性的には、画像観察者が観察領域の端部に移動するにつれて、画像の立体感は減少する。
以上の説明では、視点A1には画像データD2を対応させ、視点A9には画像データD8を対応させたが、これに限るものではない。例えば、視点A1には画像データD2を改変したデータを対応させ、視点A9には画像データD8を改変したデータを対応させる等といった構成とすることもできる。
[第8の実施形態]
第8の実施形態も、本発明の第1の態様に係る立体画像表示装置およびその駆動方法に関する。第8の実施形態は、第7の実施形態の変形である。
図41は、第8の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。
第7の実施形態にあっては、視点A1には画像データD2を対応させ、視点A9には画像データD8を対応させた。これに対し、第8の実施形態にあっては、視点A1には画像データD3を対応させ、視点A9には画像データD7を対応させる。そして、図14に示すフローチャートに基づいて、多視点画像表示データを生成する。
第8の実施形態においても、画像データD1と画像データD9は使用しない。従って、これらのデータを駆動手段100に供給する必要はなく、省略が可能である。
図42の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。
図42の(A)及び(B)に示すように、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するとき、画像観察者は左眼で視点A7用の画像を観察し、右眼で視点A3用の画像を観察する。一方、逆視の軽減を行わない場合には、画像観察者は左眼で視点A9用の画像を観察し、右眼で視点A1用の画像を観察する(図22の(A)及び(B)参照)。
従って、第7の実施形態よりも更に逆視の程度が少ない画像を観察することになるので、逆視に起因する不自然さや不快感をより軽減することができる。
尚、第8の実施の形態にあっては、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A1と視点A2とに位置するとき、あるいは又、左眼と右眼のそれぞれが視点A8と視点A9とに位置するとき、左眼で観察する画像と右眼で観察する画像とが入れ替わる。
図43の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A1と視点A2とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。図44の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A8と視点A9とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。
図43や図44の状態では、画像観察者は視差のある画像を逆視することとなる。しかしながら、隣り合う視点の画像が入れ替わった程度の逆視であるので、一般には、逆視に起因する不自然さや不快感を顕著に覚えるといったことはない。
[第9の実施形態]
第9の実施形態も、本発明の第1の態様に係る立体画像表示装置およびその駆動方法に関する。第9の実施形態は、第8の実施形態の変形である。
図45は、第9の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。
第8の実施形態にあっては、視点A1には画像データD3を対応させ、視点A9には画像データD7を対応させた。第9の実施形態にあっては、これに加えて、視点A2には視点A1と同様に画像データD3を対応させ、視点 8 には視点A9と同様に画像データD7を対応させる。そして、図14に示すフローチャートに基づいて、多視点画像表示データを生成する。
第9の実施形態においては、画像データD1及び画像データD2、並びに、画像データD8及び画像データD9は使用しない。従って、これらのデータを駆動手段100に供給する必要はなく、省略が可能である。
第9の実施形態にあっては、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A1と視点A2とに位置するとき、あるいは又、左眼と右眼のそれぞれが視点A8と視点A9とに位置するとき、左眼で観察する画像と右眼で観察する画像とは同じ画像となる。従って、第8の実施形態と異なり、画像観察者は視差のある画像を逆視するといったことを生じない。
[第10の実施形態]
第10の実施形態も、本発明の第1の態様に係る立体画像表示装置およびその駆動方法に関する。第10の実施形態は、第1の実施形態の変形である。
第10の実施形態にあっては、観察領域の端部付近において逆視関係となる画像の対の一方を、視点用の画像データとは異なるデータを用いて表示する。視点用の画像データとは異なるデータは、複数種の画像データを組み合わせたデータから成る。具体的には、複数種の画像データのそれぞれは、異なる視点用の画像データである。複数種の画像データを組み合わせたデータに基づいて表示される画像は、複数種の画像の要素が交互にストライプ状に配列されて成る。
図46は、第10の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。
第1の実施形態では、視点A1と視点A9にデータDS1を対応させた。これに対し、第10の実施形態では、視点A1のみにデータDS1を対応させ、視点A2乃至A9については、画像データD2乃至D9をそのまま対応させる。そして、図14に示すフローチャートに基づいて、多視点画像表示データを生成する。
データDS1(j,k)の生成方法は、第1の実施形態において図23の(A)を参照して説明したので説明を省略する。
図47の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。
図47の(B)に示すように、視点A1で観察される画像には、視点A1用と視点A9用の2つの画像の要素が交互にストライプ状に配列されて成る。このように、逆視関係となる画像の対の間での視差量の絶対値を小さくすることができる。従って、図22の(A)及び(B)に示す画像を観察する場合に比べて、逆視の程度が軽減される。
尚、上述の説明では、視点A1のみにデータDS1を対応させたが、視点A9のみにデータDS1を対応させる構成とすることもできる。あるいは又、データDS1に変えて、第3の実施形態において説明したデータDS2を用いることもできる。
[第11の実施形態]
第11の実施形態も、本発明の第1の態様に係る立体画像表示装置およびその駆動方法に関する。第11の実施形態は、第3の実施形態の変形である。
第11の実施形態においても、観察領域の端部付近において逆視関係となる画像の対の一方を、視点用の画像データとは異なるデータを用いて表示する。視点用の画像データとは異なるデータは、複数種の画像データを組み合わせたデータから成る。具体的には、複数種の画像データのそれぞれは、異なる視点用の画像データである。複数種の画像データを組み合わせたデータに基づいて表示される画像は、複数種の画像の要素が市松模様状に配列されて成る。
図48は、第11の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。
第3の実施形態では、視点A1と視点A9にデータDC1を対応させた。これに対し、第11の実施形態では、視点A1のみにデータDC1を対応させ、視点A2乃至A9については、画像データD2乃至D9をそのまま対応させる。そして、図14に示すフローチャートに基づいて、多視点画像表示データを生成する。
データDC1(j,k)の生成方法は、第3の実施形態において図27の(A)を参照して説明したので説明を省略する。
図49の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。
図49の(B)に示すように、視点A1で観察される画像には、視点A1用と視点A9用の2つの画像の要素が市松模様状に配列されて成る。従って、図22の(A)及び(B)に示す画像を観察する場合に比べて、逆視の程度が軽減される。
尚、上述の説明では、視点A1のみにデータDC1を対応させたが、視点A9のみにデータDC1を対応させる構成とすることもできる。あるいは又、データDC1に変えて、第4の実施形態において説明したデータDC2を用いることもできる。
[第12の実施形態]
第12の実施形態も、本発明に係る立体画像表示装置およびその駆動方法に関する。第12の実施形態は、第5の実施形態の変形である。
第12の実施形態においても、観察領域の端部付近において逆視関係となる画像の対の一方を、少なくとも2つの視点用の画像データを用いて表示する。具体的には、画像の対の一方を、少なくとも2つの視点用の画像データを相加平均したデータに基づいて表示する。
図50は、第12の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。
第5の実施形態では、視点A1と視点A9にデータDavを対応させた。これに対し、第12の実施形態では、視点A1のみにデータDavを対応させ、視点A2乃至A9については、画像データD2乃至D9をそのまま対応させる。そして、図14に示すフローチャートに基づいて、多視点画像表示データを生成する。
データDav(j,k)の生成方法は、第5の実施形態において図31の(A)を参照して説明したので説明を省略する。
図51の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。
図51の(B)に示す画像には、視点A1用と視点A9用の2つの画像の要素が相加平均されている。逆視関係となる画像の対の間での視差量の絶対値を小さくすることができる。従って、図22の(A)及び(B)に示す画像を観察する場合に比べて、逆視の程度が軽減される。
尚、上述の説明では、視点A1のみにデータDavを対応させたが、視点A9のみにデータDavを対応させる構成とすることもできる。
[第13の実施形態]
第13の実施形態は、本発明の第2の態様に係る立体画像表示装置およびその駆動方法に関する。第13の実施形態は、第6の実施形態の変形である。
第13の実施形態においては、観察領域の端部付近において逆視関係となる画像の対の一方を、複数種の画像データを時分割で表示することによって形成する。複数種の画像データのそれぞれは、異なる視点用の画像データである。
図52は、第13の実施形態における動作を説明するための模式図である。
第6の実施形態では、視点A1と視点A9には、1つのフレームの組において、前半フレームと後半フレームとで異なる画像データを対応させた。これに対し、第13の実施形態では、視点A1にのみ、前半フレームと後半フレームに画像データD1とD9を対応させる。尚、視点A2乃至A9では、前半フレームと後半フレームのいずれにおいても、画像データD2乃至D9をそのまま用いる。これによって、視点A1の画像が、複数の視点用の画像データを時分割で表示することによって形成される。
実質的な効果は、第11の実施形態や第12の実施形態と概ね同様であるので説明を省略する。尚、上述の説明では、視点A1においてのみ前半フレームと後半フレームとで異なる画像データを用いたが、視点A9においてのみ前半フレームと後半フレームとで異なる画像データを用いる構成とすることもできる。また、画像データD1,D9を画像データD2,D8に置き換えた構成や、画像データD3,D7に置き換えた構成とすることもできる。更には、図38を参照して説明したように、インターレース走査を行う構成とすることもできる。
[第14の実施形態]
第14の実施形態は、本発明の第1の態様に係る立体画像表示装置およびその駆動方法に関する。第14の実施形態は、第7の実施形態の変形である。
第14の実施形態においても、観察領域の端部付近において逆視関係となる画像の対の一方を、視点用の画像データとは異なるデータを用いて表示する。具体的には、視点用の画像データとは異なるデータは、他の視点用の画像データである。
図53は、第14の実施形態における多視点画像表示データを生成する動作を説明するための模式図である。
第7の実施形態にあっては、視点A1には画像データD2を、視点A9には画像データD8を対応させた。これに対し、第14の実施形態にあっては、視点A1には、画像データD1に変えて画像データD5を対応させる。尚、視点A2乃至A9については、画像データD2乃至D9をそのまま対応させる。そして、図14に示すフローチャートに基づいて、多視点画像表示データを生成する。

従って、画像データD1は使用しないので、これらのデータを駆動手段100に供給する必要はなく、省略が可能である。
図54の(A)及び(B)は、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するときに、左眼で観察される画像及び右眼で観察される画像を説明するための模式的な平面図である。
図54の(A)及び(B)に示すように、画像観察者の左眼と右眼のそれぞれが視点A9と視点A1とに位置するとき、画像観察者は左眼で視点A9用の画像を観察し、右眼で視点A5用の画像を観察する。一方、逆視の軽減を行わない場合には、画像観察者は左眼で視点A9用の画像を観察し、右眼で視点A1用の画像を観察する(図22の(A)及び(B)参照)。このように、逆視関係となる画像の対の間での視差量の絶対値を小さくすることができる。
従って、逆視の軽減を行わない場合に比べて、より逆視の程度が少ない画像を観察することになるので、逆視に起因する不自然さや不快感を軽減することができる。
尚、上述の説明では、視点A1についてのみ他の視点用の画像データを対応させたが、視点A9についてのみ他の視点用の画像データを対応させる構成とすることもできる。また、上述の説明では、視点A1について画像データD5を対応させたが、他の画像データを対応させる構成とすることもできる。
以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、DPの値を32.5mmとした構成にあっては、図55に示すように、左眼が視点A8に位置し右眼が視点A1に位置する場合(図に示す逆視関係1)と、左眼が視点A9に位置し右眼が視点A2に位置する場合(図に示す逆視関係2)とで、逆視の関係が生ずる。この場合には、実施形態において視点A9,A1の組み合わせについて説明した動作を、視点A8,A1の組み合わせと、視点A9,A2の組み合わせのそれぞれについて、適宜読み替えて行えばよい。
また、立体画像表示装置は、例えば、図56に示すように、光学分離部の開口部が連続したスリット状である構成とすることもできる。この場合の開口部と副画素との配置関係を図57に示す。
あるいは又、図58に示すように、光学分離部の開口部が垂直方向に伸びる構成とすることもできる。この構成にあっては、各視点用の画像の画素は行方向に並ぶ3つの副画素から構成されている。この場合の開口部と副画素との配置関係を図59に示す。
1・・・立体画像表示装置、10・・・画像表示部、11・・・表示領域、12・・・副画素、20・・・照明部、21・・・発光面、30・・・光学分離部、31・・・開口部、32・・・遮光部、100・・・駆動手段、112,212,412,512,812,912・・・画素、WAL,WAC,WAR・・・観察領域、A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9・・・視点

Claims (8)

  1. 水平方向に延びる観察領域の内側における水平方向の位置に応じて複数の視点用の画像が観察可能な立体画像表示装置であって、
    前記観察領域における或る視点の画像と前記観察領域の端部から外側に延在し隣接する他の観察領域における前記或る視点とは異なる他の視点の画像とを対として視認すると逆視関係となる場合に、逆視関係となる前記画像の対の間での視差量の絶対値を小さくするように、前記或る視点の画像と前記他の視点の画像の双方若しくは一方を、前記複数の視点用の画像データのうち少なくとも2つを組み合わせたデータに基づいて表示する、
    立体画像表示装置。
  2. 前記或る視点の画像と前記他の視点の画像の双方若しくは一方を、前記或る視点用の画像データと前記他の視点用の画像データとのいずれとも異なる視点用のデータのうち少なくとも2つを組み合わせたデータに基づいて表示する、
    請求項1に記載の立体画像表示装置。
  3. 前記複数の視点用の画像データのうち少なくとも2つを組み合わせたデータに基づいて表示される画像は、組み合わせとなる画像データの要素が交互にストライプ状に配列されて成る、
    請求項1または請求項2に記載の立体画像表示装置。
  4. 前記複数の視点用の画像データのうち少なくとも2つを組み合わせたデータに基づいて表示される画像は、組み合わせとなる画像データの要素が市松模様状に配列されて成る、
    請求項1または請求項2に記載の立体画像表示装置。
  5. 水平方向に延びる観察領域の内側における水平方向の位置に応じて複数の視点用の画像が観察可能な立体画像表示装置であって、
    前記観察領域における或る視点の画像と前記観察領域の端部から外側に延在し隣接する他の観察領域における前記或る視点とは異なる他の視点の画像とを対として視認すると逆視関係となる場合に、逆視関係となる前記画像の対の間での視差量の絶対値を小さくするように、前記或る視点の画像と前記他の視点の画像の双方若しくは一方を、前記複数の視点用の画像データのうち少なくとも2つを平均したデータに基づいて表示する、
    立体画像表示装置。
  6. 前記或る視点の画像と前記他の視点の画像の双方若しくは一方を、前記或る視点用の画像データと前記他の視点用の画像データとのいずれとも異なる視点用のデータのうち少なくとも2つを平均したデータに基づいて表示する、
    請求項5に記載の立体画像表示装置。
  7. 水平方向に延びる観察領域の内側における水平方向の位置に応じて複数の視点用の画像が観察可能な立体画像表示装置であって、
    前記観察領域における或る視点の画像と前記観察領域の端部から外側に延在し隣接する他の観察領域における前記或る視点とは異なる他の視点の画像とを対として視認すると逆視関係となる場合に、逆視関係となる前記画像の対の間での視差量の絶対値を小さくするように、前記或る視点の画像と前記他の視点の画像の双方若しくは一方を、前記複数の視点用の画像データのうち少なくとも2つを時分割で表示することによって形成する、
    立体画像表示装置。
  8. 前記或る視点の画像と前記他の視点の画像の双方若しくは一方を、前記或る視点用の画像データと前記他の視点用の画像データとのいずれとも異なる視点用のデータのうち少なくとも2つを時分割で表示することによって形成する、
    請求項7に記載の立体画像表示装置。
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