JP5763208B2 - 立体画像表示装置、画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、立体画像表示装置、画像処理装置および画像処理方法に関する。

立体画像表示装置では、視聴者は特殊なメガネを使用せずに裸眼で立体画像を観察することができる。このような立体画像表示装置は、視点の異なる複数の画像（視差画像）を表示し、これらの光線を、例えばパララックスバリア、レンチキュラーレンズなどの光線制御素子によって制御する。制御された光線は、視聴者の両眼に導かれ、視聴者は立体画像を認識できる。このように視聴者が立体画像を観察可能な領域を視域という。

従来、画素からの光線を所定方向に向けて出射させるために光線制御素子に形成された開口部のピッチを変化させることにより、視域を動的に変化させる技術が知られている。

特開２００８−１８５６２９号公報

しかしながら、従来技術では、各視差画像の光線間の距離（光線間隔）を変化させることはできない。このため、立体画像表示装置と視聴者との間の距離を示す視聴距離が大きい場合は、立体画像表示装置から当該視聴距離だけ離れた位置における光線間隔が、視聴者が立体画像を観察可能な値（例えば視聴者の両眼の間の距離を示す眼間距離）を超えてしまい、立体画像を観察できないという問題がある。本発明が解決しようとする課題は、視聴距離が大きい場合であっても、視聴者が立体画像を観察可能な立体画像表示装置、画像処理装置および画像処理方法を提供することである。

実施形態の立体画像表示装置は、表示部と決定部と生成部と表示制御部と第１取得部と第２取得部とを備える。表示部は、互いに視差を有する複数の視差画像を含む立体画像を表示可能であり、画素がマトリクス状に配列された表示素子と、表示素子から出射される光線の進行方向を制御する光線制御素子とを含む。決定部は、表示装置と視聴者との間の視聴距離が大きい場合ほど、表示部から出射される各視差画像の光線間の間隔が狭くなるように、視差数を決定する。生成部は、視差数に応じた数の視差画像を生成する。表示制御部は、視差画像を表示部に表示させる。第１取得部は、表示素子と光線制御素子との相対的な傾きを示す傾き情報を取得する。第２取得部は視聴距離を取得する。決定部は、傾き情報および視聴距離に基づいて視差数を決定する。

実施形態の立体画像表示装置の一例を示す図。 表示制御部による制御の概念図。 画素ピッチと光線間隔との関係を説明するための図。 光線間隔が変更可能になるための条件を説明するための図。 斜め方向の見かけ上の画素ピッチを説明するための図。 光線間隔の算出方法を説明するための図。 実施形態の制御部の構成例を示す図。 視差画像の生成方法の一例を説明するための図。 視差画像の生成方法の一例を説明するための図。 視差画像を表示する画素の割り当て方法の一例を説明するための図。 視差画像を表示する画素の割り当て方法の一例を説明するための図。 決定された視差数が３の場合の表示例を示す図。 決定された視差数が６の場合の表示例を示す図。 制御部の処理の一例を示すフローチャート。

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る立体画像表示装置、画像処理装置および画像処理方法の実施の形態を詳細に説明する。

本実施形態の立体画像表示装置１は、互いに視差を有する複数の視差画像を表示することにより、視聴者に立体画像を観察させることが可能なものである。立体画像表示装置１は、例えば、インテグラル・イメージング方式（ＩＩ方式）や多眼方式等の３Ｄディスプレイ方式を採用したものであってよい。立体画像表示装置１の例としては、例えば視聴者が裸眼で立体画像を観察可能なＴＶ、ＰＣ、スマートフォン、デジタルフォトフレームなどが挙げられる。

図１は、本実施形態の立体画像表示装置１の概略図である。立体画像表示装置１は、制御部１０と、表示部２０とを備える。制御部１０は、表示部２０の表示を制御するデバイスであり、本発明の画像処理装置に対応する。この詳細な内容については後述する。

表示部２０は、互いに視差を有する複数の視差画像を含む立体画像を表示可能なデバイスである。図１に示すように、表示部２０は、表示素子２１と光線制御素子２２とを含む。

視差画像は、立体画像を視聴者に観察させるのに用いる画像であり、立体画像を構成する個々の画像である。立体画像は、視聴者の視点位置から、光線制御素子２２を通して表示素子２１を観察した場合、視聴者の一方の眼には一の視差画像が観察され、もう一方の眼には他の視差画像が観察されるように、視差画像の各画素を割り当てたものである。すなわち、各視差画像の画素が並べ替えられることにより、立体画像が生成される。なお、視差画像の一画素は複数のサブ画素を含む。

表示素子２１は、色成分を有する複数のサブ画素（例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂ）が、第１方向（行方向）と第２方向（列方向）とに、マトリクス状に配列された液晶パネルである。表示素子２１は、有機ＥＬパネルやプラズマパネル等のフラットパネルでも構わない。図１に示す表示素子２１は、バックライト等の光源を含んでいるものとする。図１の例では、ひとつの画素はＲＧＢ各色のサブ画素から構成される。各サブ画素は、第１方向にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の順で繰り返し配列され、第２方向に同一の色成分が配列される。

光線制御素子２２は、表示素子２１の各サブ画素からの光線の出射方向を制御する。光線制御素子２２は、光線を出射するための光学的開口が直線状に延伸し、当該光学的開口が第１方向に複数配列されたものである。図１の例では、光線制御素子２２は、シリンドリカルレンズ（光学的開口として機能）が複数配列されたレンチキュラーシートであるが、これに限らず、例えば光線制御素子２２は、スリットが複数配列されたパララックスバリアであってもよい。表示素子２１と光線制御素子２２とは、一定の距離（ギャップ）を有する。また、光線制御素子２２は、その光学的開口の延伸方向が表示素子２１の第２方向（列方向）に対して、所定の傾きを有するように配置されるので、光学的開口と表示画素との行方向の位置がずれることにより、高さごとに視域（立体画像を観察可能な領域）が異なる。

図２は、本実施形態の制御部１０による制御の概念図である。図２に示すように、本実施形態の制御部１０は、視聴距離Ｄが大きい場合ほど視差数が多くなるように、視差数を設定する。これにより、視聴距離Ｄが大きい場合ほど光線間隔（表示部２０から出射される各視差画像の光線間の間隔）が狭くなるので、視聴距離Ｄが大きい場合であっても、表示部２０から当該視聴距離Ｄだけ離れた位置における光線間隔が、視聴者が立体画像を観察可能な値を超えることを抑制できる。以下、制御部１０の具体的な内容を説明する。

まず、制御部１０の具体的な説明に先立ち、光線間隔を変更できるようにするための条件を説明する。光線間隔は、光学的開口（本実施形態の例ではレンズ（シリンドリカルレンズ））と画素ピッチによって決定される。図３（ａ）に示すように、画素ピッチが大きい場合には光線間隔は大きくなる。また、図３（ｂ）に示すように、画素ピッチが小さい場合には光線間隔は小さくなる。なお、図３における画素の番号は視差画像の番号（視差番号）を表す。図３（ａ）の例では、視差数は３視差（視差番号０〜２）であり、図３（ｂ）の例では、視差数は５視差（視差番号０〜４）である。

ここで、レンズの延伸方向が、表示素子２１の列方向と平行になるように、光線制御素子２２が配置された場合（表示素子２１に対して光線制御素子２２が垂直に配置された場合）には、画素ピッチに応じて光線間隔は一意に決まってしまうが、表示素子２１に対して光線制御素子２２が斜めに配置された場合には、表示素子２１に対する光線制御素子２２の相対的な傾きを示す角度（この例では、表示素子２１の第２方向とレンズの延伸方向とのなす角度）によって、光線間隔が変わる可能性がある。

図４を参照しながら、表示素子２１に対する光線制御素子２２の相対的な傾きを示す角度θと光線間隔との関係について説明する。この例では、画素サイズ（ｐｘ，ｐｙ）＝（ｐｘ，３ｐｘ）とする。つまり、画素の縦方向（第２方向）のサイズｐｙは、横方向（第１方向）のサイズｐｘの３倍である。また、図４における画素の番号は、視差画像の番号を表し、同一番号の画素は、同一の視差画像を表示する画素である。

図４（ａ）の例では、ｔａｎθ＝ｐｘ／３ｐｘ＝１／３となる。以下では、表示素子２１に対する光線制御素子２２の相対的な傾きを１／ｔａｎθで表現し、１／ｔａｎθ＝ａｔａｎと表記する。図４（ａ）の例では、ａｔａｎ＝３となる。この場合は、光線間隔は画素ピッチのみで決定される。

一方、図４（ｂ）の例では、ａｔａｎ＝６となる。この場合は、視差数を「３」に設定することもできるし、「６」に設定することもできる。視差数を「３」に設定する場合は、例えば視差番号０、１、２の視差画像を表示することにより、３視差を実現できる。また、視差数を「６」に設定する場合は、例えば視差番号０、０．５．１、１．５、２、２．５の視差画像を表示することにより、６視差を実現できる。この場合は、視差数が「３」の場合に比べて、斜めのレンズ方向における見かけ上の画素ピッチが半分となる。すなわち、図４（ｂ）の例では、視差数を２倍にすることで、光線間隔を１／２に変化させることができる。

また、図４（ｃ）の例では、ａｔａｎ＝９となる。この場合は、視差数を「３」に設定することもできるし、「６」に設定することもできるし、「９」に設定することもできる。視差数を「３」に設定する場合は、例えば視差番号０、１、２の視差画像を表示することにより、３視差を実現できる。また、視差数を「６」に設定する場合は、例えば視差番号０、０．３３（あるいは０．６６でもよい）、１、１．３３（あるいは１．６６でもよい）、２、２．３３（あるいは２．６６でもよい）の視差画像を表示することにより、６視差を実現できる。さらに、視差数を「９」に設定する場合は、例えば視差番号０、０．３３、０．６６、１、１．３３、１．６６、２、２．３３、２．６６の視差画像を表示することにより、９視差を実現できる。この場合は、視差数が「３」の場合に比べて、斜めのレンズ方向における見かけ上の画素ピッチが１／３となる。すなわち、図４（ｃ）の例では、視差数を３倍にすることで、光線間隔を１／３に変化させることができる。以上より、光線間隔を変更できるようにするためには、表示素子２１に対する光線制御素子２２の相対的な角度θが重要となる。すなわち、角度θを、光線間隔を変更することができるような値に設定する必要がある。

図５に示すように、斜め方向の見かけ上の画素ピッチｐ_{ｓｌａｎｔ}は、三角形の相似関係から以下の式１により求めることができる。

そして、１ライン・１画素当たりの光線数はｐｘ／ｐ_{ｓｌａｎｔ}＝ａｔａｎ／３と求めることができる。

ここで、ｐ_{ｓｌａｎｔ}×Ｔが整数（もしくは整数に近い値）となるＴを最大周期と呼ぶ。また、設定される視差数に応じた数の視差画像を表示するのに必要な画素の最小ライン数（以下、「縦ライン数」と呼ぶ）ｙ_３ｄとレンズ下の幅方向（第１方向）の画素数Ｘ_ｎを乗算したものが光線数Ｎ_Ｌであり、光線数Ｎ_Ｌは以下の式２により表すことができる。
Ｎ_Ｌ＝Ｘ_ｎ×ｙ_３ｄ （２）

ここで、縦ライン数ｙ_３ｄの範囲は、１≦ｙ_３ｄ≦Ｔである。図４（ａ）の例では、最大周期Ｔ＝１であり、視差番号０、１、２の視差画像を表示するのに必要な画素の最小ライン数（行数）は「１」であるので、縦ライン数ｙ_３ｄは１しか取り得ない。レンズ下の幅方向の画素数Ｘ_ｎは３であるので、光線数Ｎ_Ｌ＝３×１＝３となる。

図４（ｂ）の例では、最大周期Ｔ＝２であり、縦ライン数ｙ_３ｄの範囲は、１≦ｙ_３ｄ≦２となる。設定される視差数が「３」の場合は、３つの視差画像（視差番号０、１、２の視差画像）を表示するのに必要な画素の最小ライン数は「１」であるので、縦ライン数ｙ_３ｄは１となり、光線数Ｎ_Ｌ＝３×１＝３となる。設定される視差数が「６」の場合は、６つの視差画像（視差番号０、０．５、１、１．５、２、２．５の視差画像）を表示するのに必要な画素の最小ライン数は「２」であるので、縦ライン数ｙ_３ｄは２となる。したがって、光線数Ｎ_Ｌ＝３×２＝６となる。

図４（ｃ）の例では、最大周期Ｔ＝３であり、縦ライン数ｙ_３ｄの範囲は、１≦ｙ_３ｄ≦３となる。設定される視差数が「３」の場合は、３つの視差画像（視差番号０、１、２の視差画像）を表示するのに必要な画素の最小ライン数は「１」であるので、縦ライン数ｙ_３ｄは１となり、光線数Ｎ_Ｌ＝３×１＝３となる。設定される視差数が「６」の場合は、６つの視差画像（視差番号０、０．３３（０．６６）、１、１．３３（１．６６）、２、２．３３（２．６６）の視差画像）を表示するのに必要な画素の最小ライン数は「２」であるので、縦ライン数ｙ_３ｄは２となる。したがって、光線数Ｎ_Ｌ＝３×２＝６となる。設定される視差数が「９」の場合は、９つの視差画像（視差番号０、０．３３、０．６６、１、１．３３、１．６６、２、２．３３、２．６６の視差画像）を表示するのに必要な画素の最小ライン数は「３」であるので、縦ライン数ｙ_３ｄは３となる。したがって、光線数Ｎ_Ｌ＝３×３＝９となる。

いま、図６に示すように、視聴距離をＤ、画素とレンズとのギャップ（隙間）をｇと表記する場合、視聴距離Ｄにおける視域幅Ｗは、以下の式３により表すことができる。
Ｗ＝（Ｄ×Ｘ_ｎ×ｐｘ）／ｇ （３）

上述の視域幅Ｗを光線数Ｎ_Ｌで除算したものが、視聴距離Ｄにおける光線間隔ｒである。視聴距離Ｄにおける光線間隔ｒは、以下の式４により表すことができる。
ｒ＝Ｗ／Ｎ_Ｌ＝Ｄｐｘ／ｇｙ_３ｄ （４）
すなわち、縦ライン数ｙ_３ｄが大きいほど（設定される視差数が多いほど）、光線間隔ｒは狭くなる。

次に、制御部１０の具体的な内容を説明する。図７は、制御部１０の構成例を示すブロック図である。図７に示すように、制御部１０は、第１取得部１１と、第２取得部１２と、決定部１３と、生成部１４と、表示制御部１５とを備える。

第１取得部１１は、表示素子２１と光線制御素子２２との相対的な傾きを示す傾き情報を取得する。本実施形態では、第１取得部１１は、傾き情報として、前述のａｔａｎを取得するが、これに限られるものではない。例えば第１取得部１１は、光線制御素子２２の傾きを示す角度（例えば表示素子２１の第２方向とレンズの延伸方向とのなす角度）や画素およびレンズの寸法に関する情報を傾き情報として取得してもよい。要するに、第１取得部１１は、表示素子２１と光線制御素子２２との相対的な傾きを示す情報を取得するものであればよい。なお、傾き情報の取得方法は任意である。例えば第１取得部１１は、外部装置にアクセスして、当該外部装置から傾き情報を取得することもできる。また、例えば第１取得部１１は、傾き情報が記憶されたメモリにアクセスして、当該メモリから傾き情報を読み出すこともできる。

第２取得部１２は、前述の視聴距離Ｄを取得する。視聴距離Ｄの取得方法は任意であり、例えば表示部２０にカメラなどの撮像装置が取り付けられ、第２取得部１２は、撮像装置で撮像された画像を受け取り、その画像に基づいて視聴距離Ｄを算出することもできる。例えば、撮像された画像内における視聴者の顔位置を検出し、その検出した顔位置から、視聴距離Ｄを算出することもできる。また、例えば第２取得部１２は、視聴者もしくはオペレータによる視聴距離Ｄの指定入力を受け付けることで、視聴距離Ｄを取得することもできる。また、例えば第２取得部１２は、外部装置にアクセスして、当該外部装置から視聴距離Ｄを取得することもできるし、視聴距離Ｄが記憶されたメモリにアクセスして、当該メモリから視聴距離Ｄを読み出すこともできる。

決定部１３は、第２取得部１２で取得された視聴距離Ｄの値が大きい場合ほど、表示部２０から出射される各視差画像の光線間の間隔（光線間隔）が狭くなるように、視差数を決定する。より具体的には、決定部１３は、第２取得部１２で取得された視聴距離Ｄの値が大きい場合ほど視差数が多くなるように、視差数を決定する。決定部１３の詳細な内容については後述する。

生成部１４は、決定部１３で決定された視差数に応じた数の視差画像を生成する。より具体的には、生成部１４は、外部から入力される入力画像と、決定部１３で決定された視差数とに基づいて、必要な枚数の視差画像を生成する。例えばＮ枚（Ｎ≧２）の視差画像を生成する場合、図８に示すように、生成部１４は、視差量に応じて入力画像をずらすことで、Ｎ枚の視差画像を生成する。なお、視差画像の生成方法は任意であり、公知の様々な技術を利用することができる。

一例として、図９を参照しながら、視差数が「２」の場合における視差画像の生成方法を説明する。図９の例では、視聴者の左目（一方の視点）に対応する視差画像を左視差画像と呼び、視聴者の右目（他方の視点）に対応する視差画像を右視差画像と呼ぶ。入力画像は、左視差画像と右視差画像との間の中央に位置するとし、左視差画像と右視差画像との間の視差量を示す視差ベクトルをｄとすると、右視差画像は、入力画像と、右視差画像との間の視差量を示す視差ベクトルｄ_Ｒ＝０．５ｄから生成することでき、右視差画像は、入力画像と、左視差画像との間の視差量を示す視差ベクトルｄ_Ｌ＝−０．５ｄから生成することができる。すなわち、左視差画像は、入力画像の画素値Ｉ（ｘ，ｙ）をｄ_Ｌに従って移動させることにより生成できる。右視差画像も同様である。なお、視差ベクトルに従って単純に移動させるだけでは、穴が空いてしまう可能性もあるので、穴の領域には周辺の視差ベクトルから補間して映像を埋めればよい。ここでは、２視差の場合を例に挙げたが、多視差の場合も同様に処理すればよい。また、入力画像と奥行きマップが与えられた場合についても同様である。この場合、生成部１４は、まず奥行き値を視差ベクトルｄに変換し、その変換した視差ベクトルｄを用いて、視差数に応じた数の視差画像を生成する。さらには、生成部１４は、ＣＧのモデリングデータやボリュームデータなどから視差画像を直接生成することもできる。

再び図７に戻って説明を続ける。制御部１０は、生成部１４で生成された視差画像を表示部２０に表示させる。より具体的には、制御部１０は、生成部１４で生成された視差画像を表示素子２１の各画素に割り当てて表示させる。本実施形態では、図１０に示すように、画素の上に斜めにレンズが配置されるので、レンズを通して視認される画素は、例えば図の点線に沿ったものとなる。すなわち、表示素子２１内の複数の画素は、水平方向および垂直方向に沿って配置されるが、レンズは斜めに配置されるため、視差画像を表示する画素の割り当て（ピクセルマッピング）を行う場合は、レンズの延伸方向に合わせて画素の割り当てを行う必要がある。図１０の例では、７つの視差画像（視差番号１〜７）の各々を表示する画素の割り当てが行われている。同一番号の画素は、同一の視差画像を表示する画素である。表示素子２１に配列された複数の画素のうち、ピクセルマッピングが行われた画素（ｋ，ｌ）の視差番号ｖは、以下の式６により求めることができる。

式６において、koffsetとは、画像とレンズとの位相ずれを表すものであり、単位はピクセルである。図１１の例では、画像の左上端を基準点（原点）とし、その基準点とレンズの左上端とのずれ量がkoffsetとなる。

視差番号ｖは連続値であるが、視差画像は離散的であるので、ｖにそのまま視差画像を割り当てることはできない。そこで、線形補間や３次内挿などの補間を用いる。このようにして、表示制御部１５は、生成部１４で生成された視差画像を表示部２０に表示させる。

次に、決定部１３の詳細な内容を説明する。本実施形態では、決定部１３は、第１取得部１１で取得された傾き情報、および、第２取得部１２で取得された視聴距離Ｄに基づいて視差数を決定する。より具体的には以下のとおりである。決定部１３は、第１取得部１１で取得された傾き情報、および、第２取得部１２で取得された視聴距離Ｄを用いて、表示部２０から当該視聴距離Ｄだけ離れた位置における光線間隔ｒを算出する。より具体的には、決定部１３は、第１取得部１１で取得された傾き情報（この例ではａｔａｎ）から、想定される縦ライン数ｙ_３ｄを求める。そして、その求めた縦ライン数ｙ_３ｄと、第２取得部１２で取得された視聴距離Ｄとを用いて、表示部２０から当該視聴距離Ｄだけ離れた位置における光線間隔ｒ＝Ｄｐｘ／ｇｙ_３ｄ（前述の式４参照）を求める。

ここで、視聴距離Ｄの位置において、視聴者が立体画像を観察できるためには、視聴距離Ｄにおける光線間隔ｒが、視聴者が立体画像を観察できるように設定された基準値以下であることが必要である。一例として、本実施形態では、視聴者の両眼の間の距離を示す眼間距離ｂを基準値として用いる。この例では、決定部１３は、予め設定された眼間距離ｂの値を保持しており、視聴距離Ｄにおける光線間隔ｒが眼間距離ｂ以下となるように、視差数を決定する。視聴距離Ｄにおける光線間隔ｒが眼間距離ｂ以下となる条件は、以下の式５により表すことができる。
Ｄｐｘ／ｇｙ_３ｄ≦ｂ （５）

前述したように、縦ライン数ｙ_３ｄの範囲は、１≦ｙ_３ｄ≦Ｔであり、決定部１３は、この範囲内において、前述の式５を変形したｙ_３ｄ≧Ｄｐｘ／ｇｂを満たすような縦ライン数ｙ_３ｄを選択する。条件を満たす縦ライン数ｙ_３ｄが複数存在する場合は、そのうちの最小の縦ライン数ｙ_３ｄを選択する。そして、その選択した縦ライン数ｙ_３ｄを用いて、視差数（光線数Ｎ_Ｌ）＝Ｘ_ｎ×ｙ_３ｄを決定すればよい。

いま、第１取得部１１で取得された傾き情報がａｔａｎ＝６である場合（図４（ｂ）の場合）を例に挙げて説明する。第２取得部１２で取得された視聴距離はＤ１であるとする。この場合、設定可能な視差数は３または６であるので、最大周期Ｔ＝２、想定される縦ライン数ｙ_３ｄは１または２である。前述したように、決定部１３は、想定される縦ライン数ｙ_３ｄのうち、ｙ_３ｄ≧Ｄ１ｐｘ／ｇｂを満たすような縦ライン数ｙ_３ｄを選択する。この例では、視聴距離Ｄ１が所定値未満の場合は、縦ライン数ｙ_３ｄが１および２の何れであっても、ｙ_３ｄ≧Ｄ１ｐｘ／ｇｂが満たされるので、決定部１３は、条件を満たす縦ライン数ｙ_３ｄのうち、最小の縦ライン数ｙ_３ｄ「１」を選択して、視差数を決定する。ここでは、レンズ下の幅方向（第１方向）の画素数Ｘ_ｎは３であるので、視差数（光線数）は、１×３＝３となる。この場合は、例えば図１２に示すように、視差番号０、１、２の視差画像が生成され、これらの視差画像を表示する画素の割り当てが行われる。

一方、この例では、視聴距離Ｄ１が所定値以上の場合は、ｙ_３ｄ≧Ｄ１ｐｘ／ｇｂを満たす縦ライン数ｙ_３ｄは「２」のみとなるので、決定部１３は、縦ライン数ｙ_３ｄ「２」を選択して、視差数を決定する。この場合の視差数は、２×３＝６となる。この場合は、例えば図１３に示すように、視差番号０、０．５、１、１．５、２、２．５の視差画像が生成され、これらの視差画像を表示する画素の割り当てが行われる。この場合の光線間隔ｒ２は、視差数が３の場合における光線間隔ｒ１（図１２参照）の１／２となる。すなわち、決定部１３は、視聴距離Ｄが大きい場合ほど光線間隔ｒが狭くなるように、視差数を決定している。

図１４は、制御部１０の処理の一例を示すフローチャートである。第２取得部１２は視聴距離を取得する（ステップＳ１）。第１取得部１１は傾き情報を取得する（ステップＳ２）。なお、第２取得部１２による視聴距離の取得よりも先に第１取得部１１による傾き情報の取得が行われてもよい。決定部１３は、第１取得部１１で取得された傾き情報、および、第２取得部１２で取得された視聴距離に基づいて視差数を決定する（ステップＳ３）。生成部１４は、決定部１３により決定された視差数に応じた数の視差画像を生成する（ステップＳ４）。表示制御部１５は、生成部１４により生成された視差画像を表示部２０に表示させる（ステップＳ５）。

以上に説明したように、本実施形態では、視聴距離Ｄが大きい場合ほど光線間隔ｒが狭くなるように視差数が決定されるので、視聴距離Ｄが大きい場合であっても、当該視聴距離Ｄにおける光線間隔ｒが、視聴者が立体画像を観察可能な値を超えることを抑制できる。すなわち、本実施形態によれば、視聴距離Ｄが大きい場合であっても、視聴者が立体画像を観察可能な立体画像表示装置を提供できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。例えば上述の実施形態では、表示素子２１に対して光線制御素子２２が斜めに配置されているが、これに限らず、例えば光学的開口の延伸方向が、図１の第２方向（列方向）と平行になるように光線制御素子２２が配置され、当該光線制御素子２２に対して表示素子２１が斜めに配置されてもよい。要するに、表示部は、高さごとに視域が異なるように、複数の視差画像を表示するものであればよい。なお、表示部は、例えば光学的開口の延伸方向が、表示素子２１の列方向と平行になるように光線制御素子２２が配置される構成（言い換えれば、光学的開口の延伸方向が表示素子２１の列方向に対して所定の傾きを有しないように光線制御素子２２が配置される構成）であってもよく、視聴距離Ｄが大きい場合ほど光線間隔ｒが狭くなるように視差数が決定されるものであればよい。

上述の実施形態の制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、および、通信Ｉ／Ｆ装置などを含んだハードウェア構成となっている。上述した各部の機能は、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムをＲＡＭ上で展開して実行することにより実現される。また、これに限らず、各部の機能のうちの少なくとも一部を個別の回路（ハードウェア）で実現することもできる。

また、上述の実施形態の制御部１０で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するようにしてもよい。また、上述の実施形態の制御部１０で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するようにしてもよい。また、上述の実施形態の制御部１０で実行されるプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するようにしてもよい。

１ 立体画像表示装置
１０ 制御部
１１ 第１取得部
１２ 第２取得部
１３ 決定部
１４ 生成部
１５ 表示制御部
２０ 表示部
２１ 表示素子
２２ 光線制御素子

Claims (6)

1. 互いに視差を有する複数の視差画像を含む立体画像を表示可能であり、画素がマトリクス状に配列された表示素子と、前記表示素子から出射される光線の進行方向を制御する光線制御素子とを含む表示部と、
   前記表示部と視聴者との間の視聴距離が大きい場合ほど、前記表示部から出射される各前記視差画像の光線間の間隔が狭くなるように、視差数を決定する決定部と、
   前記視差数に応じた数の前記視差画像を生成する生成部と、
   前記視差画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、
   前記表示素子と前記光線制御素子との相対的な傾きを示す傾き情報を取得する第１取得部と、
   前記視聴距離を取得する第２取得部と、を備え、
   前記決定部は、前記傾き情報および前記視聴距離に基づいて前記視差数を決定する、
   立体画像表示装置。
2. 前記決定部は、前記傾き情報および前記視聴距離を用いて、前記表示部から当該視聴距離だけ離れた位置における各前記視差画像の光線間の間隔を算出し、算出した前記間隔が、前記視聴者が前記立体画像を観察できるような値となるように、前記視差数を決定する、
   請求項１の立体画像表示装置。
3. 前記決定部は、算出した前記間隔が、前記視聴者の両眼の間の距離を示す眼間距離以下となるように、前記視差数を決定する、
   請求項２の立体画像表示装置。
4. 前記決定部は、前記視聴距離が大きい場合ほど前記視差数が多くなるように、前記視差数を決定する、
   請求項１の立体画像表示装置。
5. 互いに視差を有する複数の視差画像を含む立体画像を表示可能であり、画素がマトリクス状に配列された表示素子と、前記表示素子から出射される光線の進行方向を制御する光線制御素子とを含む表示部と、視聴者との間の視聴距離が大きい場合ほど、前記表示部から出射される各前記視差画像の光線間の間隔が狭くなるように、視差数を決定する決定部と、
   前記視差数に応じた数の前記視差画像を生成する生成部と、
   前記視差画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、
   前記表示素子と前記光線制御素子との相対的な傾きを示す傾き情報を取得する第１取得部と、
   前記視聴距離を取得する第２取得部と、を備え、
   前記決定部は、前記傾き情報および前記視聴距離に基づいて前記視差数を決定する、
   画像処理装置。
6. 互いに視差を有する複数の視差画像を含む立体画像を表示可能であり、画素がマトリクス状に配列された表示素子と、前記表示素子から出射される光線の進行方向を制御する光線制御素子とを含む表示部と、視聴者との間の視聴距離が大きい場合ほど、前記表示部から出射される各前記視差画像の光線間の間隔が狭くなるように、視差数を決定する決定ステップと、
   前記決定ステップで決定した前記視差数に応じた数の前記視差画像を生成する生成ステップと、
   前記生成ステップで生成した前記視差画像を前記表示部に表示させる表示制御ステップと、
   前記表示素子と前記光線制御素子との相対的な傾きを示す傾き情報を取得する第１取得ステップと、
   前記視聴距離を取得する第２取得ステップと、を含み、
   前記決定ステップでは、前記傾き情報および前記視聴距離に基づいて前記視差数を決定する、
   画像処理方法。

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