JPH0777668A

JPH0777668A - 画像出力方法

Info

Publication number: JPH0777668A
Application number: JP5248884A
Authority: JP
Inventors: Nobumoto Momochi; 伸元百地
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-09-09
Filing date: 1993-09-09
Publication date: 1995-03-20
Anticipated expiration: 2018-05-26
Also published as: JP3409810B2; US5528420A

Abstract

(57)【要約】【目的】レンチキュラレンズを通して複数個の視差画
像を観察するときに、最適の立体表示が得られるような
画像の出力方法を提供する。【構成】所定のピッチｐで並べられた複数個のレンチ
キュラレンズを介して画像を立体視するようにするため
に、レンチキュラレンズの１ピッチ当たりに、異なる視
点から撮影した状態のｎ個の画素データを１組として順
次出力するようにする方法である。すなわち、レンチキ
ュラレンズの一つを通して両眼で別々に観察するレンチ
キュラレンズ下の１対の微小画像部分の間隔をΔ、観察
者の両眼間隔（眼幅）をＷとするとき、１つのレンチキ
ュラレンズに対応する１組の画像のピッチの増分εを、
ほぼε／ｐ＝Δ／Ｗなる量にして、１つのレンチキュラ
レンズに対応する１組の画像データのピッチｑを、レン
チキュラレンズの配列ピッチｐより大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レンチキュラレンズ
を通して画像を表示するための、画像出力方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】眼鏡なしで多方向の視点から立体像が観
察できる、いわゆる多眼式の３次元画像表示を実現する
方法として、レンチキュラレンズ方式が提案されてい
る。

【０００３】例えば、（ａ）米国特許第３，８９５，８
６７号では、視差分だけ離れた複数像をカメラによりネ
ガフィルムに撮影し、そのネガフィルムを複数個のレン
チキュラレンズを並べたレンズ板を通して印画紙にプリ
ントすることにより、立体視覚効果のある、いわゆるレ
ンチキュラプリントを得ている。

【０００４】また、（ｂ）テレビジョン装置にレンチキ
ュラレンズを組合せ、立体テレビを実現しようとする試
みも行なわれ、特開平３−９７３９０の方法のように、
所定のピッチｐで並べられた複数個のレンチキュラレン
ズの背面にテレビジョン画像を合成して出力する方法が
考案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
（ａ）の方式では、フィルムを用いてカメラで撮影し、
さらにレンチキュラレンズを通して印画紙に焼き付ける
必要がある。また現像、焼き付けには暗室も必要とな
る。

【０００６】また、この（ａ）の方式において、レンチ
キュラレンズ下に作られる像をどのように構成すれば両
眼立体視ができるかということについては、視差だけ離
したネガの像をレンチキュラレンズを通して結像・焼き
付け、同じレンチキュラレンズを通して焼き付けられた
像を見ると、もとの視差のある異なる画像が両眼に見え
るという結像の相反性に依存しているもので、直接レン
ズ下に置く像を生成する方法が、（ａ）の方式により提
起されているわけではない。

【０００７】なお、この（ａ）の方式のように、レンズ
を介して投影した像の幾何学的性質に関しては、「生産
研究」４１巻１１号（１９８９、１１）『連続視域レン
ズ板三次元像の幾何学的性質』に記載されており、投影
して得られる画像のピッチがレンチキュラレンズの並び
方向のピッチｐよりわずかに大きくなることが報告され
ている。

【０００８】（ｂ）の方式については、テレビジョン学
会誌Ｖｏｌ．４５，Ｎｏ．１１『５０インチ多眼式眼鏡
なし３次元テレビジョン』の方法が報告されている。こ
の報告によるレンチキュラレンズの背面への画像の配列
方法では、異なる視点から撮像するｎ台のカメラの像を
合成する場合、レンチキュラレンズの１ピッチ当たりに
１台のカメラからの画素を割り当てて、計ｎ個の異なる
カメラの画素を順次並べ、１台当たり、他の（ｎ−１）
個の画素は捨てるという方法が用いられている。そし
て、この方法によりレンチキュラレンズによって１ピッ
チあたり、ｎ個の画素の内、１個の画素が１つの視点に
対し選択的に表示され、両眼に異なる像が表示されると
報告されている。

【０００９】さらに、より詳細な画像の構成方法につい
ては、特開平３−９７３９０号『立体表示装置』に画素
の並べ方が述べられている。これによれば、上記『５０
インチ多眼式…』と同様の、間引きにより元のｎ枚の画
像データを１／ｎずつ集めて１枚の元のサイズの画像を
合成する方法の他に、間引きを行なわず横方向に１つの
レンチキュラレンズ、すなわち、レンチキュラレンズの
１ピッチ当たりｎ個の異なるデータを並べ、かつレンチ
キュラレンズの長手方向には画素をｎ回繰り返して、サ
イズをｎ×ｎとする方法が紹介されている。

【００１０】しかし、上記の（ｂ）の方式に関する資料
のいずれにも、上記の『連続視域レンズ板三次元像の幾
何学的性質』に述べられているようなピッチのずれにつ
いては示されていない。

【００１１】図１６は、レンチキュラレンズの１ピッチ
に３つの画素を対応させ、３画素分のピッチをレンチキ
ュラレンズピッチにちょうど一致させて並べた場合の、
各画素からレンチキュラレンズの球面の中央を通る光線
の軌跡を表わしている（図では、レンチキュラレンズの
ピッチを０．５ｍｍとして、また、スケール１００：１
で拡大図している）。この場合、どの位置で観察したと
しても単眼で、画素Ａからなる画像を観察することがで
きない。

【００１２】また、実際の表示画像の観察時に、このよ
うなレンチキュラ画像表示の適切性を判断する方法は従
来考案されてはおらず、直接立体視覚効果があるかどう
かで判断するしかない。

【００１３】さらに、合成画像の信号として、上記『５
０インチ多眼式…』ではハイビジョン信号を用いて動画
を表示しているため、出力画像のレンチキュラレンズ背
面での走査方向（走査線）が、画面の横方向（水平方
向）となり、レンチキュラレンズの並びも同じに決まっ
てしまう。したがって、最適な走査方向については、従
来は、考えられていない。

【００１４】例えば画像出力装置として、ライン感熱ヘ
ッドを持った熱昇華型の画像プリンタを用いる場合、ヘ
ッドの並び方向の分解能は良いが、送り方向には分解能
が悪い。このため、ライン感熱ヘッドの送り方向をレン
チキュラレンズの並び方向にすると、レンチキュラレン
ズを用いた立体視覚表示の場合のように、隣り合う画素
から１つを選択して観察する場合には、隣の画素、すな
わち違った視差のある画像成分が混じって、立体視覚に
悪影響を及ぼすおそれがある。

【００１５】一方、ライン感熱ヘッド場合、出力画素の
ピッチが決まってしまい、ヘッドのライン配列方向にレ
ンチキュラレンズを並べる場合は、ヘッドの配列ピッチ
に対応したピッチでレンズを形成しなければならず、調
整ができない。

【００１６】この発明は、かかる従来の実情に鑑みて提
案されたものであって、複数個の視差の異なる画像を合
成して出力し、レンチキュラレンズを通して表示する場
合に、レンチキュラレンズのピッチやレンズ焦点距離、
視差の異なる画像の数、眼幅、画像の観察距離等に対し
て最適の立体表示が得られるような画像の出力方法を提
供することを目的とする。

【００１７】また、表示状態が適切かどうかを、簡単に
見ることができるようにする方法を提供することも目的
とする。

【００１８】さらに、出力装置の特性に合わせてレンチ
キュラレンズによる視差画像の選択の分解能が上がるよ
うに、あるいはレンズピッチと画像出力ピッチが調整で
きるようにすることを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明においては、視
差のある複数の画像を、所定のピッチｐで並べられた複
数個のレンチキュラレンズを通して表示するための出力
として、レンチキュラレンズのピッチｐに対応する１組
の画像のピッチを、レンチキュラレンズのピッチｐより
わずかに大きくして、画像を出力する。この増分は、ピ
ッチｐ、レンズ焦点距離、視差の異なる画像の数、眼
幅、画像の観察距離等に対して最適化され、両眼各々に
視差の異なるＮ組の中から１組ずつが選択的に観察でき
るようにする。

【００２０】また、実際の表示画像の観察時に、レンチ
キュラ画像表示の適切性を判断するためのものとして、
出力画像中にレンチキュラレンズピッチに対応した周期
の画像を加える。

【００２１】さらに、画像出力の走査方向を異なる視差
画像からの影響を受けにくい方向で走査する。あるいは
画像出力の走査方向を、レンズピッチと画像出力ピッチ
が調整できるような方向とする。

【００２２】

【作用】視差のある複数の画像をレンチキュラレンズを
通して表示するための出力として、レンチキュラレンズ
のピッチｐに対応する１組の画像のピッチを、レンチキ
ュラレンズのピッチｐよりわずかに大きく出力すること
により、ピッチｐ、レンズ焦点距離、視差の異なる画像
の数、眼幅、画像の観察距離等に対して、画素出力が最
適化され、両眼各々に視差の異なるＮ組の中から１組ず
つが選択的に観察できるようになる。

【００２３】また、出力画像中にレンチキュラレンズピ
ッチに対応した周期の画像を加えることにより観察時に
表示状態の適否を判断できる。

【００２４】さらに、画像出力の走査方向を隣の、異な
る視差画像からの影響を受けにくい方向で走査し、レン
チキュラレンズによる像の選択的分離方向の、画像出力
の分解能を上げる。

【００２５】画像出力の走査方向を、レンズピッチと画
像出力ピッチが調整できるような方向とし、レンズや観
察距離に対して調整可能とする。

【００２６】

【実施例】以下、この発明による画像出力方法の一実施
例を、図を参照しながら説明する。図２は、レンチキュ
ラレンズ表示に適した画像を出力するための画像出力装
置の一例の構成を示すブロック図である。この例では、
出力装置としてラインタイプの感熱ヘッドをもった熱昇
華式プリンタを用いている。

【００２７】１０６は感熱ヘッド、１１６はレンチキュ
ラレンズシートである。レンチキュラレンズシート１１
６は、幅ｐのかまぼこ型のレンチキュラレンズが、多数
個、ピッチｐで幅方向に並べられて形成されている。こ
のレンチキュラレンズシート１１６は、プリントされる
背面平面側が感熱ヘッド１０６に向けられた状態で、レ
ンズ並び方向を移送方向として、図示しない供給手段に
より、プラテン１１３に供給される。

【００２８】このとき、感熱ヘッド１０６と、レンチキ
ュラレンズ１１６の背面平面との間には、昇華染料を含
浸させたリボン１０８が挟持される。リボン１０８は、
例えばリール１０９Ｓから繰り出され、感熱ヘッド１０
６の両側でリボンガイド１１２によりレンチキュラレン
ズ１１６の背面側に保持され、リール１０９Ｔにより巻
き取られる。このリボン１０８の巻き取りは、モータド
ライバ１１１を通じてモータ１１０により行なわれる。
モータドライバ１１１のドライブ制御は、システム全体
の制御を司るシステム制御回路１０７により行われる。

【００２９】一方、プラテン１１３は、モータドライバ
１１５を介してプラテンモータ１１４により駆動され
る。システム制御回路１０７により、モータドライバ１
１４が制御され、レンチキュラレンズシート１６の１画
素当たりの送り量が制御され、レンチキュラレンズ１１
６のピッチｐに対して調整される。

【００３０】この送り制御ために、レンチキュラレンズ
シート１１６上のレンチキュラレンズの並びピッチｐを
測定するレンズピッチ検出手段１２１が設けられる。こ
のレンズピッチ検出手段１２１は、光源１１７と、スリ
ット１１８と、レンズ１１９と、フォトセンサ１２０と
で構成される。そして、光源１１７から発せられた光
が、スリット１１８で光束が狭められた後、レンズ１１
９で平行な光束とされてレンチキュラシート１１６の背
面に当てられる。レンチキュラレンズシート１１６の背
面に入射した平行光は、レンチキュラレンズで集光され
てフォトセンサ１２０に入射する。

【００３１】この際、フォトセンサ１２０の中心がレン
チキュラレンズ中心に一致するときに最も光量が多くな
り、フォトセンサ１２０の出力も大きくなる。したがっ
て、フォトセンサ１２０の出力を監視することによっ
て、シート１６上の各レンチキュラレンズの位置を知る
ことができる。

【００３２】そして、この場合、フォトセンサ１２０と
感熱ヘッド１０６の設置位置の距離は装置により決まっ
ているので、これにより異なるピッチでレンチキュラレ
ンズが並べられたレンチキュラレンズシートにも、ピッ
チを合わせて、後述するようにして、画素を出力するこ
とができる。

【００３３】感熱ヘッド１０６への画素出力は、次のよ
うにして行われる。１０１は、外部の画像データを扱う
計算機とのインターフェースで、外部の計算機から送ら
れてくる、レンチキュラレンズ画像表示用に並べ換えを
行なった画像データや、プリントピッチ等のデータが、
このインターフェ−ス１０１を介して取り込まれる。ま
た、逆に、外部に対して使用中のレンチキュラレンズ１
１６のピッチや、感熱ヘッド１０６のピッチが、このイ
ンターフェース１０１を介して外部の計算機に出力され
る。

【００３４】インターフェース１０１を介して取り込ま
れた外部から送られて来た画像データは、画像メモリ１
０２に格納される。画像メモリコントロール回路１０３
は、画像メモリ１０２の読み出し制御を行うもので、プ
リントの走査方向や信号処理回路１０４の信号処理に必
要な順に、画像メモリ１０２からのデータの読み出しを
行なう。

【００３５】信号処理回路１０４では、色信号の変換
（Ｒ、Ｇ、Ｂ→Ｙ、ＭＣ）や、ガンマγの変換などを行
なう。信号処理回路１０４からの画素データは、Ｄ／Ａ
変換部１０５でアナログデータに変換され、昇華式プリ
ンタの感熱ヘッド１０６に出力される。

【００３６】インターフェース１０１、画像メモリ１０
２、画像メモリコントロール部１０３、信号処理部１０
４、Ｄ／Ａ変換部１０５の各部は、システム制御部１０
７により制御され、上述したように、プラテン１１３に
よるレンチキュラレンズシート１１６の送り制御との関
連を持って、画素出力タイミングが制御される。

【００３７】図３は、上述した図２の画像出力装置とし
ての画像プリンタ装置を用いて、立体視覚効果のある画
像を撮影したものの出力を行なうシステムの一例であ
る。この例は、上記のように、レンチキュラレンズシー
ト１１６に、直接、画像をプリントするようにした図２
の構成の画像プリンタ装置１００を用いて、立体視覚効
果のある画像プリントができるようにしたシステムであ
る。

【００３８】すなわち、ＩＣメモリカード２１に撮影画
像を記憶する電子スチルカメラ２２を、１台あるいは複
数台、用意する。この複数台の電子スチルカメラ２２
を、被写体２０に対して適当な視差が得られるように設
置して、被写体２０を複数枚撮影する。ＩＣメモリカー
ド２１に記憶された複数枚の撮影画像のデータを、コン
ピュータ２３で読み取り、レンチキュラレンズを通して
立体視できるような画像を出力するための処理（画像デ
ータの並べ換えなどの詳細内容は特願平５−０６９８２
８号を参照）を行ない、画像プリンタ装置１００に出力
する。

【００３９】この際、レンチキュラレンズのレンズピッ
チは、光源１１７〜フォトセンサ１２０からなるレンズ
ピッチ検出手段１２１によって検出され、この検出され
たレンズピッチに対して、後述するこの発明の方法によ
る画像ピッチで画像が出力される。

【００４０】図４及び図５は、上記画像データが並べ換
えられ、レンチキュラレンズ下に出力された状態を表わ
す概念図で、図面スペースの関係上、２図に分けたもの
である。このように、出力画像は、複数枚（ｎ枚）の画
像データから短冊状に切り出した画像がレンズの母線方
向にｎ個並べられ、その１組がレンチキュラレンズ１つ
に対応し、繰り返されるものである。

【００４１】図４及び図５はｎ＝４の場合の例で、画素
Ａij（i,j ＝1,2,3,…）からなる画像ＰＡと、画素Ｂij
からなる画像ＰＢと、画素Ｃijからなる画像ＰＣと、画
素Ｄijからなる画像ＰＤとの、４枚の画像からレンチキ
ュラレンズ表示のための１枚の画像を構成する。

【００４２】この例では、各画像ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、Ｐ
Ｄから、そのそれぞれ水平方向の互いに位相が異なる４
個おきの画素を抽出し、それらを図４、図５のように順
次並べて目的の画像を構成する。図４及び図５の各画像
ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，ＰＤにおいて、斜線や網点を付した
画素が抽出される画素であり、その他の画素は、この例
の場合には、画像構成に使用されずに捨てられることに
なる。

【００４３】この発明においては、レンチキュラレンズ
のピッチに対応する１組の画像のピッチを、レンチキュ
ラレンズのピッチより、わずかに大きくして出力する。
すなわち、この例においては、レンチキュラレンズの１
ピッチｐ（つまり、レンチキュラレンズの１つの幅）に
対応する４画素Ａij、Ｂij、Ｃij、Ｄijからなる１組の
画素のピッチｑをわずかに大きくする。

【００４４】この場合、レンチキュラレンズ表面からの
観察距離をＤ、レンチキュラレンズの焦点距離をｆとす
ると、レンチキュラレンズのピッチｐに対応する１組の
画素のピッチｑの増分ε（＝ｑ−ｐ）は、ほぼ、 ε＝ｐ・ｆ／Ｄ … （１）とされる。

【００４５】図１は、このような増分εを持って画像出
力ピッチをレンチキュラレンズｐより大きくした場合
に、レンチキュラレンズ表示に与える効果を説明する図
である。図１Ａに示すように、レンチキュラレンズの焦
点距離をｆとする時、レンズの厚さは、ほぼｎ・ｆとし
て形成され、レンズの背面平面側に観察される像が、ほ
ぼ、上記のように配置される。ｎはレンチキュラレンズ
の屈折率である。

【００４６】図１Ｂに示すように、焦点面に置かれ、光
軸からｘだけ離れた点から発する近軸光線は、光軸と、
θ＝ｘ／ｆなる角度をもつ平行光束となることが知られ
ている。すなわち、ｓｉｎθ＝ｎ・ｓｉｎψ であって、近軸光線では、角度θ、ψは微小であるの
で、 θ≒ｎ・ψ である。このため、ｘ＝ｎ・ｆ・ｔａｎψ ≒ｎ・ｆ・ψ ≒ｆ・θ となる。

【００４７】そして、レンズから観察距離Ｄだけ離れた
位置では、光軸からＤ・θだけ離れた光束となる。

【００４８】さらに、図１Ａに示すように、１つのレン
チキュラレンズ５３の光軸５１と、注目画素と観察者の
片方の眼とが同一直線上にあり、この画素と同じ撮影画
像ＰＡから得られた次の画素がピッチｑだけ離れて出力
されている。

【００４９】このピッチｑは，レンチキュラレンズピッ
チｐよりわずかだけ大きく、隣のレンチキュラレンズ５
４の光軸５２と、次の画素とのずれをεとすると、ε＝
ｑ−ｐである。

【００５０】このずれεだけ光軸から離れた位置から発
する光線は、光軸５２に対し、 θ＝ε／ｆなる角度をもつ光束となり、レンチキュラレンズから距
離Ｄだけ離れた観察位置では、レンチキュラレンズの光
軸５２に対し、Ｌ＝Ｄ・θ＝Ｄ・ε／ｆだけ離れた位置で観察される。

【００５１】したがって、ここで、εが上記（１）式 ε＝ｆ・ｐ／Ｄとなるよう画像が配置されていれば、上記Ｌが、Ｌ＝ｐ
となる。すなわち、観察距離Ｄで、レンズ５３の光軸５
１と、レンズ５４を通じた注目画素からの光線が交わ
る。

【００５２】このことは、観察距離Ｄでは、２つのレン
ズ５３、５４で、同じ撮影画像、例えば画像ＰＡが観察
されることを意味し、レンチキュラレンズを通して、１
つの視点から短冊状に切り出して順次に配置した複数画
像中から、１枚の画像を復元観察できることを意味す
る。

【００５３】また、この例においては、レンチキュラレ
ンズの１つを通して両眼で別々に観察するレンチキュラ
レンズ下の１対の微小画像部分の間隔をΔとしたとき
（図Ｘの例では、隣合う微小画像を両眼視するものとし
ているため、Δは隣合う画素間隔に等しい）、この間隔
Δを、ほぼ Δ＝ｆ・Ｗ／Ｄ … （２）とするように画素の出力ピッチを制御する。

【００５４】図６は、このようにした画素の出力ピッチ
による立体観察効果を説明する原理図である。このと
き、各々の画素から発した光線は、観察距離Ｄでは、Ｄ・θ＝Ｄ・Δ／ｆ＝Ｗだけ離れた光束となる。すなわち、この位置から眼幅Ｗ
で観察すれば各々の画素を両眼別々に観察できる。

【００５５】このような画素間隔を設定するために、図
３に示した実施例のシステムにおいて、眼幅Ｗ、観察距
離Ｄ、レンチキュラレンズ焦点距離ｆを、コンピュータ
２３よりパラメータとして設定できる。

【００５６】また、この例においては、レンチキュラレ
ンズの一つを通して両眼で別々に観察するレンチキュラ
レンズ下の１対の微小画像部分の間隔をΔ、観察者の両
眼間隔（眼幅）をＷとするとき、上記１つのレンチキュ
ラレンズに対応する上記１組の画像のピッチの増分ε
を、ほぼ ε／ｐ＝Δ／Ｗ … （３）なる量にして、１つのレンチキュラレンズに対応する上
記１組の画像データのピッチを、レンチキュラレンズの
配列ピッチｐより大きくする。

【００５７】図７は、このようにした画像出力ピッチ
が、レンチキュラレンズ表示に与える効果を説明する図
である。

【００５８】今、ピッチｑで配置された同一画像からの
画素は、距離Ｄだけ離れた観察位置で単眼で観察されね
ばならないため、図８に示すように、距離Ｄではレンチ
キュラレンズピッチｐだけ光線が集まる必要がある。こ
のとき、レンズ焦点距離ｆ、観察距離Ｄとの間に、 ε＝ｆ・ｐ／Ｄの比例関係が成り立つが、ここで、上記の（３）式の関
係が満たされていれば、同様にして、 Δ＝ｆ・Ｗ／Ｄが成立する。このことは、Δだけ離れた画素からの光線
が、距離Ｄでは眼幅Ｗだけ分かれることを意味し、両眼
で所期の視差のある異なる画像が観察できる。

【００５９】上記の式（３）の関係は、上記の式
（１）、（２）から導くことができ、３つの関係式のう
ち２つが独立で、２つが満たされれば、残る１つは自動
的に満たされる。しかし、式（３）中には、レンチキュ
ラレンズの性質（焦点距離など）や観察距離などが含ま
れておらず、この式（３）は、レンチキュラレンズを用
いた画像表示により汎用性のある条件である。

【００６０】すなわち、この式（３）の関係さえ満たし
ていれば、レンズ焦点などレンズが変わっても、ある観
察位置では各々の眼に所期の異なる画像を各レンズを通
して観察することができることを意味している。例えば
製法により、レンズ焦点距離がレンズ板ごとに異なって
できてしまう場合でも、レンズ及び画像出力ピッチと視
差画像からの画素配置間隔さえ式（３）を満たせば、あ
る距離からは立体視が可能となる。

【００６１】実際の例で、この数値がどの程度かをみて
みると、レンズピッチｐ＝０．２ｍｍのレンチキュラレ
ンズに４枚の視差画像から１画素ずつ４画素を対応させ
て配置し、この内、隣合う２画素を両眼視するものとす
ると、、Δ＝ｐ／４＝０．０５ｍｍとなる。眼幅Ｗを、
Ｗ＝６５ｍｍとすると、 ε＝Δ・ｐ／Ｗ＝１．５３８×１０^-4（ｍｍ）となる。レンチキュラレンズシート全体の表示幅を２０
０ｍｍとすると、レンチキュラレンズ本数はこの間で１
０００本となり、累積の出力画像ピッチ増分は約０．１
５ｍｍである。

【００６２】図８は、上記のようにしてプリントピッチ
を補正して構成したレンチキュラレンズプリントの一例
で、レンズピッチｐ＝０．５のレンズ板の１つのレンズ
に対し視差の異なる３方向から撮影した３枚の画像Ｐ
Ａ，ＰＢ，ＰＣの各画素Ａｉ，Ｂｉ，Ｃｉを配置してい
る。

【００６３】この発明による方法のピッチの補正量をε
とし、３画素のうち隣合う２つを両眼で観察するものと
すると、Δは Δ＝（ｐ＋ε）／（ｋ／ｍ）となる。式（３）と合わせると ε＝ｋ・ｐ²／（ｍ・Ｗ−ｋ・ｐ） … （４）により、画像出力ピッチが定まる。但し、ｍは１つのレ
ンチキュラレンズ下に配置する画素数を、ｋはその中の
何画素離れた画素を観察するかを表わす数で、この場
合、ｍ＝３、ｋ＝１である。

【００６４】ここで、眼幅Ｗを６５ｍｍとすると，上式
から ε≒１．２８５×１０^-3 となる。

【００６５】さらに、上記（１）式の関係から、ｆ／Ｄ＝ε／ｐ≒２．５７１×１０^-3 となり、観察距離ＤをＤ＝２５０とすると、レンズ焦点
距離ｆは、ｆ≒０．６４３となる（このようにｐ，ｍ，ｋが決まると対応する画像
出力ピッチが定まってしまう）。

【００６６】図８ではレンチキュラレンズ総数は４００
であり、画面の幅は２００ｍｍとなっていて、左の眼が
画面中央に位置しており、真下にあるレンチキュラレン
ズがレンズと３つの画素がちょうど中心で重なりあって
いる。

【００６７】図９は、図８中のの部分の拡大図、図１
０がの部分の拡大図で、式（４）の画素出力ピッチに
よって、両眼から所期の画素が観察されていることがわ
かる。図９、図１０及び後述の図１１、図１２におい
て、数字は、レンズシート１６の中央のレンチキュラレ
ンズを０番としたときの、この中央のレンズからのレン
ズ番号を示している。

【００６８】また、図１１は右眼真下のレンチキュラレ
ンズ部分の画素対応の拡大図で、この図ではちょうど中
央部と１画素ずれた画素とレンズ中心が対応している。
これは、式（３）を変形したＷ／ｐ＝Δ／ε からもわかるように、眼幅Ｗだけ離れたレンズ数と、両
眼視する画素間隔だけ出力ピッチがずれるレンズ数とが
一致しているためで、このことも、式（１）の正当性を
示しているものである。

【００６９】しかし、図１０を更に拡大した図１２で
は、画素の中心とレンチキュラレンズ中央を通る光線と
のずれがあることがわかる。これは、以上説明した画像
出力方法が、レンズの近軸光線を前提としていたためで
ある。このずれを補正して、さらに精度良くピッチを合
わせる手法を以下に示す。

【００７０】図１３は、その方法の考え方を説明するた
めの図で、ある視点からレンズ中央に入射する光線の経
路を表わしている。図のように、入射角θと屈折角φと
をとり、視点とレンズ間の鉛直距離をＤ、それと垂直な
方向の距離をｘ、レンチキュラレンズ内でｘと同じ方向
に進む距離をｓとすると、それぞれ sin θ＝ｎ・ｓｉｎφ ｘ＝Ｄ・ｔａｎθ ｓ＝ｎ・ｆ・ｔａｎφ の関係となる。

【００７１】ここで、距離ｘの微小変化に対する距離ｓ
の変化を調べると、ｄｓ／ｄｘ＝ｄｓ／ｄφ・ｄφ／ｄθ・ｄθ／ｄｘ＝ｎ・ｆ／ｃｏｓ²φ・ｃｏｓθ／ｎ・ｃｏｓφ・ｃｏｓ²θ／Ｄ＝（ｆ／Ｄ）・（ｃｏｓθ／ｃｏｓφ）^{3 ■} の関係が成り立つ。距離ｘの微小変化としてレンチキュ
ラレンズの１ピッチｐをとると、距離ｓの微小変化ｄｓ
は必要な画像出力ピッチ変化、すなわちεを表わす。す
なわち、 ε＝（ｆ・ｐ／Ｄ）・（ｃｏｓθ／ｃｏｓφ）³ … （５）の関係が、近軸近似ではない（θが大）範囲まで、正確
なピッチ補正を行える範囲を広げるものである。

【００７２】式（５）で、θが小さいときは、補正量ε
₀は、 ε₀＝ｆ・ｐ・Ｄとなり、式（２）と一致する。

【００７３】さらに、θが０から大きくなるにつれてε
の値は徐々に小さくなる。レンチキュラ画像は、正面の
中央から観察することが多いと考えられ、画像の中央付
近でレンズと画像の中心を合わせるものとし、画像ピッ
チをレンチキュラレンズピッチより僅かに大きく出力す
るその補正量を、式（５）の値とすればより正確なピッ
チ合わせができる。

【００７４】レンチキュラレンズシート１６を観察距離
Ｄから見込む角度を２・θ₀とすると、画像の両端では
観察距離Ｄの画像中央からのレンズ中央への入射角がθ
₀となり、これに対する屈折角をφ₀とすると、両端で
のピッチ補正量ε_eは、 ε_e＝（ｆ・ｐ／Ｄ）・（ｃｏｓθ₀／ｃｏｓφ₀）³ であり、中間のピッチ補正量はε₀とε_eの中間の値と
なる。この範囲の適当な値の一定値で画面全体を補正す
れば、ピッチが一定でありながら最もずれの少ないレン
チキュラレンズ表示をすることもできる。

【００７５】図１４の表は、図８のレンチキュラレンズ
観察系で上記３つのピッチ補正量とレンズ中央を通る光
線の厳密値Ａを数値解析により求めて比較した結果で、
Ｂが式（２）による補正量、Ｄが式（５）による補正
量、Ｆがε₀とε_eの中間の値の補正量を、それぞれ用
いた場合のものである。

【００７６】この結果を見れば、可変ピッチ補正により
ほぼ誤差のない補正がなされていることが分かる。ま
た、式（５）による補正量の、周辺ピッチずれを見込ん
だ補正により、近軸光線による補正より誤差の少ない補
正ができることが分かる。

【００７７】図２の例のようなラインタイプの感熱ヘッ
ドを使用した画像プリンタで、このような画素出力ピッ
チを補正した出力を得るためには、ヘッド送り方向をレ
ンチキュラレンズの並び方向にすることが必要である。

【００７８】また、逆に上記一定のピッチ補正量で出力
できる場合、すなわち、常に同じ、もしくは一定のピッ
チのレンチキュラレンズを使う場合は、画像出力の走査
方向をレンチキュラレンズの並び方向として、例えば感
熱ヘッドの画素ピッチとレンチキュラレンズピッチを合
わせこんでしまえば、常に正確なピッチ合わせが可能と
なる。

【００７９】実際に出来上がったレンチキュラ画像出力
を見て、正確にピッチが合っているかを確認する方法
は、この例では次のようにして行う。すなわち、図１５
に示すように、この例では、目的の表示画像ＯＢは、レ
ンチキュラレンズ下のほぼ中央部にプリントアウトす
る。そして、ピッチ確認のための規則的な模様ＲＥＦ
を、その画像ＯＢの上下の位置にプリントアウトする。
この規則的な模様ＲＥＦは、図８及びその拡大図である
図９にも示すように、レンチキュラレンズに対応する画
像出力ピッチにあわせて変化する規則的な模様とする。

【００８０】例えば図９の画像出力Ａ、Ｂ、Ｃに対応し
て、模様ＲＥＦの部分では、Ａは赤、Ｂは緑、Ｃは青の
均一画像を出力する。このようにすると、レンチキュラ
レンズ下に、図９のように、レンチキュラレンズピッチ
に対応して、赤、緑、青と変化する規則的な模様ＲＥＦ
が形成される。

【００８１】このようにすれば、所定の観察距離Ｄから
模様ＲＥＦを観察すると、もし画像出力ピッチがレンズ
ピッチと正しく対応していれば、片眼では均一色に見え
る。また、ピッチがずれている場合にも、模様ＲＥＦの
色が変わる周期を読み取ることで、どれだけのピッチず
れかがわかる。このようなピッチチェック画像は、出力
画像全面になくても、この例のように、周囲に配置して
おけば、本来のレンチキュラレンズ鑑賞と合わせて利用
できる。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、視差のある複数の画像をレンチキュラレンズを通し
て表示するための出力として、レンチキュラレンズのピ
ッチｐに対応する１組の画像のピッチを、レンチキュラ
レンズのピッチｐよりわずかに大きく出力することによ
り、ピッチｐ、レンズ焦点距離、視差の異なる画像の
数、眼幅、画像の観察距離等に対して、画素出力が最適
化され、両眼各々に視差の異なるＮ組の中から１組ずつ
が選択的に観察できるようになる。

【００８３】また、出力画像中にレンチキュラレンズピ
ッチに対応した周期の画像を加えることにより観察時に
表示状態の適否を判断できる。

【００８４】さらに、画像出力の走査方向を、隣接する
異なる視差画像からの影響を受けにくい方向で走査する
ことにより、レンチキュラレンズによる像の選択的分離
方向の画像出力の分解能を上げることができる。

【００８５】画像出力の走査方向を、レンズピッチと画
像出力ピッチが調整できるような方向とすることによ
り、レンズや観察距離に対して画像出力の走査を調整可
能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の要部を説明するための図である。

【図２】この発明による方法を実施するための画像出力
装置の一実施例のブロック図である。

【図３】この発明による方法を実施するための画像出力
システムの一実施例のブロック図である。

【図４】レンチキュラレンズの１ピッチに対する１組の
画像出力の関係を説明するための図の一部を示す図であ
る。

【図５】レンチキュラレンズの１ピッチに対する１組の
画像出力の関係を説明するための図の一部を示す図であ
る。

【図６】この発明による方法を説明するための図であ
る。

【図７】この発明による方法を説明するための図であ
る。

【図８】この発明による方法により得た出力画像を観察
する状態を説明するための図である。

【図９】図８のの部分の拡大図である。

【図１０】図８のの部分の拡大図である。

【図１１】図８のの部分の拡大図である。

【図１２】図１０の拡大図である。

【図１３】この発明の他の例の要部を説明するための図
である。

【図１４】この発明の効果を確認する実験結果の表を示
す図である。

【図１５】この発明による方法の一実施例を説明するた
めの図である。

【図１６】レンチキュラレンズを用いて画像表示を行う
場合の従来例を説明するための図である。

【符号の説明】

１００画像出力プリント装置１０６感熱ヘッド１０７システム制御部１０８リボン１１０リボンを送るためのモータ１１３プラテン１１４プラテンを駆動するモータ１１６レンチキュラレンズシート１２１レンズ位置検出手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定のピッチｐで並べられた複数個のレ
ンチキュラレンズを介して画像を立体視するようにする
ために、上記レンチキュラレンズの１ピッチ当たりに、
異なる視点から撮影した状態のｎ個の画素データを１組
として順次出力するようにする方法において、上記１つのレンチキュラレンズに対応する上記１組の画
像データのピッチを、上記レンチキュラレンズの配列ピ
ッチｐより大きくすることを特徴とする画像出力方法。
【請求項２】請求項１に記載の画像出力方法におい
て、上記レンチキュラレンズの一つを通して両眼で別々に観
察するレンチキュラレンズ下の１対の微小画像部分の間
隔をΔ、観察者の両眼間隔（眼幅）をＷとするとき、上
記１つのレンチキュラレンズに対応する上記１組の画像
のピッチの増分εを、ほぼ ε／ｐ＝Δ／Ｗなる量にして、上記１つのレンチキュラレンズに対応す
る上記１組の画像データのピッチを、上記レンチキュラ
レンズの配列ピッチｐより大きくすることを特徴とする
画像出力方法。
【請求項３】請求項１に記載の画像出力方法におい
て、レンチキュラレンズの１つを通して両眼で別々に観察す
るレンチキュラレンズ下の１対の微小画像部分の間隔Δ
を、レンチキュラレンズ表面からの観察距離をＤ、レン
チキュラレンズの焦点距離をｆとしたとき、ほぼ Δ＝ｆ・Ｗ／Ｄとするようにしたことを特徴とする画像出力方法。
【請求項４】所定のピッチｐで並べられた複数個のレ
ンチキュラレンズを介して画像を立体視するようにする
ために、上記レンチキュラレンズの１ピッチ当たりに、
異なる視点から撮影した状態のｎ個の画素データを１組
として順次出力するようにする方法において、上記レンチキュラレンズの１ピッチに対応する１組の画
像のピッチを、画像出力のレンチキュラレンズ並び方向
の中央部での値に対し、周辺部ではその値を小さくする
ようにしたことを特徴とする画像出力方法。
【請求項５】請求項４に記載の画像出力方法におい
て、上記レンチキュラレンズのレンズ並び方向の中央部に対
する周辺部の画像出力ピッチの比ｒを、ほぼｒ＝｛ｃｏｓ³θ／ｃｏｓ³ψ｝とすることを特徴とする画像出力方法。但し、θはレン
チキュラレンズのレンズ並び方向の中央部の鉛直情報観
察距離Ｄから注目部分を見るときに鉛直方向となす角、
ψは、レンチキュラレンズの材料の屈折率をｎとすると
き、ｓｉｎθ＝ｎｓｉｎψなる角である。
【請求項６】レンチキュラレンズの並び方向の画像範
囲を距離Ｄから見込む角度を２・θ₀とし、ｓｉｎψ₀＝（ｓｉｎθ₀）／ｎとするとき、上記レンチキュラレンズのレンズ並び方向
の周辺部の上記１組の画像出力ピッチを、請求項１または請求項２または請求項３に表わした画像
ピッチ以下で、かつ、そのｒ₀倍以上の一定値の画像ピ
ッチとすることを特徴とする請求項４に記載の画像出力
方法。但しｒ₀＝｛ｃｏｓ³θ₀／ｃｏｓ³ψ₀｝である。
【請求項７】所定のピッチｐで並べられた複数個のレ
ンチキュラレンズを介して画像を立体視するようにする
ために、上記レンチキュラレンズの１ピッチ当たりに、
異なる視点から撮影した状態のｎ個の画素データを１組
として順次出力するようにする方法において、表示画像の１部にレンチキュラレンズのピッチに対応し
た周期の規則的な画像を加えるようにしたことを特徴と
する画像出力方法。
【請求項８】画像出力を走査する方向が、レンチキュ
ラレンズの長手方向とされてなる請求項１、２、３、
４、５、６のいずれかに記載の画像出力方法。
【請求項９】画像出力を走査する方向が、レンチキュ
ラレンズの並び方向とされてなる請求項１、２、３、
４、５、６のいずれかに記載の画像出力方法。