JPH08314034A

JPH08314034A - 立体画像表示方法及び装置

Info

Publication number: JPH08314034A
Application number: JP7119870A
Authority: JP
Inventors: Takasato Taniguchi; 尚郷谷口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 1996-11-29

Abstract

(57)【要約】【目的】レンチキュラーレンズシートを用いた立体画
像表示方法及び装置において、立体視できる観察領域を
前後左右に広くすることができる方法及び装置を提供す
ることであり、特に、観察者の視点位置に追従して立体
視が可能な方法及び装置を提供することである。【構成】左眼用及び右眼用画像のそれぞれを線状に分
割して複数の線状画像とし、各画像からの各線状画像を
交互に配列してディスプレイに表示し、該ディスプレイ
に表示された画像をレンチキュラーレンズを複数配列し
てなるレンチキュラーレンズシートを介して観察する立
体画像の表示方法において、観察者の視点位置を検出す
る段階と、複数の視差画像から、前記視点位置に応じた
前記左眼用及び右眼用視差画像を選択する段階とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレンチキュラーレンズシ
ートを用いた立体画像表示方法及び装置に関し、立体視
可能な観察領域を広くすることができる方法及び装置に
関する。特に、観察者の視点位置が変わった場合でも良
好に立体視できる方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レンチキュラーレンズシートを用
いた立体画像表示装置については、１９７０年頃から盛
んに研究され、その成果は、例えばＯｐｌｕｓＥ誌１
９９３年１１月号１００〜１０４ページ等に示されてい
る。こうしたメガネなしの立体画像表示装置を図１０に
示す。レンチキュラーシート１の裏面にディスプレイ２
の画像表示面３を一致させ、左右異なった視点から撮影
された２枚の視差画像をストライプ画像（線状画像）に
分割し、これを交互に配列して合成ストライプ画像を表
示する。左右の目Ｌ、Ｒにはレンチキュラーシート１に
より、それぞれのストライプ画像からの光束が入射させ
られる。これにより観察者は元の視差画像をそれぞれの
眼で観察することになり、立体視が実現される。

【０００３】レンチキュラシート裏面に左右異なった視
点からのストライプ画像（線状画像）を交互に配列する
方法としては、様々な系が知られており、図１１は投射
型の構成例である。１つのＬＣＤプロジェクター２１
で、左右異なった視点からのストライプ画像を交互に配
列表示された合成ストライプ画像を２０の拡散面に投影
するタイプである。こうした立体表示技術は静止画、動
画いずれにも用いられている。

【０００４】しかし、この方式では左右の視点がレンチ
キュラーシートを通して最も立体視しやすい最適位置か
らずれた場合、立体画像の立体感が逆に見えたり立体視
ができなくなるなどの欠点がある。こうした欠点を解決
するために、特開昭６４−７３３３０号公報では観察者
の両眼の動きを検出し、この移動量に応じて左右それぞ
れのストライプ画像の表示位置を入れ換えることを開示
している。同様の方法として、特開平４−１２２９２２
号公報は図１１に示す光学系を用いて、プロジェクター
の位置を前後左右に移動させることにより立体視領域を
拡大する方法および視点位置が移動しても立体視できる
方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来例に示す右眼画像と左眼画像の２枚の視差画像を用
いて立体視する方法において、例えば図１０に示す光学
系の場合では観察者の視点位置に応じて右眼画像と左眼
画像の表示位置を入れ換えることで左右の観察領域を拡
大することはできても、前後の視点位置の変化には対応
できないという問題があった。また、図１１に示す方法
ではプロジェクターの位置を駆動する手段を必要とし、
装置が大きくなってしまうという問題があった。更にこ
れら従来例では、観察者の視点位置変化に応じて常にそ
れぞれの視差画像が眼に入射する様に追従させているだ
けで、観察している立体画像は常に同じであり、なめら
かな立体感を得ることができる『回り込み効果』を有し
ていない。

【０００６】本発明の目的は、レンチキュラーレンズシ
ートを用いた立体画像表示方法及び装置において、上記
課題を解決し、立体視できる観察領域を前後左右に広く
することができる方法及び装置を提供することであり、
特に、観察者の視点位置に追従して立体視が可能な方法
及び装置を提供することである。更に、『回り込み効
果』を有する立体画像表示方法及び装置を提供すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】本発明の立体
画像表示方法のある形態は、左眼用及び右眼用画像のそ
れぞれを線状に分割して複数の線状画像とし、各画像か
らの各線状画像を交互に配列してディスプレイに表示
し、該ディスプレイに表示された画像をレンチキュラー
レンズを複数配列してなるレンチキュラーレンズシート
を介して観察する立体画像の表示方法であって、観察者
の視点位置を検出する段階と、複数の視差画像から、前
記視点位置に応じた前記左眼用及び右眼用視差画像を選
択する段階とを有する事を特徴とする。

【０００８】前記各線状画像の好ましい形態は、各線状
画像の前記レンチキュラーレンズシートに対する相対的
な表示位置を、前記視点位置に応じて変更する事を特徴
とする。

【０００９】前記各線状画像の好ましい形態は、その表
示位置を前記レンチキュラーレンズシートの母線方向と
直交する方向に変更する事を特徴とする。

【００１０】前記複数の視差画像の好ましい形態は、少
なくとも２枚以上の視差画像から前記視点位置に応じて
補間されて作成される事を特徴とする。

【００１１】本発明の立体画像表示方法の他のある形態
は、左眼用及び右眼用画像のそれぞれを線状に分割して
複数の線状画像とし、各画像からの各線状画像を交互に
配列してディスプレイに表示し、該ディスプレイに表示
された画像をレンチキュラーレンズを複数配列してなる
レンチキュラーレンズシートを介して観察する立体画像
の表示方法であって、観察者の視点位置を検出する段階
と、前記視点位置に応じて、交互に配列された各線状画
像の間隔を変更する段階とを有する事を特徴とする。

【００１２】前記ピッチ変更段階の好ましい形態は、前
記各線状画像の幅を変更する段階を有することを特徴と
する。

【００１３】前記立体画像表示方法の好ましい形態は、
更に前記左眼用及び右眼用画像の視差量を、前記視点位
置に応じて変更する段階を有することを特徴とする。更
に、少なくとも２枚以上の視差画像から補間して、前記
左眼用及び右眼用画像を作成する段階を有することによ
り、前記視差量が変えられる事を特徴とする。

【００１４】本発明の立体画像表示方法の他のある形態
は、左眼用及び右眼用画像のそれぞれを線状に分割して
複数の線状画像とし、各画像からの各線状画像を交互に
配列してディスプレイに表示し、該ディスプレイに表示
された画像をレンチキュラーレンズを複数配列してなる
レンチキュラーレンズシートを介して観察する立体画像
の表示方法であって、観察者の視点位置を検出する段階
と、前記視点位置から前記レンチキュラーレンズ面への
垂線が交差するレンチキュラーレンズの光軸位置と、該
レンチキュラーレンズに対応する左眼用線状画像と右眼
用線状画像の中心位置とを一致させる段階とを有する事
を特徴とする。

【００１５】前記各線状画像の好ましい形態は、各線状
画像の前記レンチキュラーレンズシートに対する相対的
な表示位置を、前記視点位置に応じて変更する事を特徴
とする。

【００１６】

【実施例】

（実施例１）図１は本発明の立体画像表示装置の実施例
１の要部概略図である。ここでは複眼カメラやステレオ
カメラで撮影される自然画像を視差画像として用いる場
合について示すが、ＣＧ画像を用いる場合でも構わな
い。

【００１７】図中１はレンチキュラーレンズシート、２
はバックライト光源を有するＬＣＤディスプレイなどの
様なフラットパネルディスプレイであり、３はその画
像表示面である。４は観察者５の視点位置および／また
は視線方向の検出手段であり、本実施例においては２台
のカメラを用いる手段を利用している。この検出手段と
して、観察者の周囲に磁場を形成しておき、観察者の頭
部に磁気センサーを装着させ、このセンサーからの出力
を用いることも可能であり、当然のことながら従来から
公知のアイマークカメラ等の視線検出手段を用いること
もできる。

【００１８】本実施例の立体画像表示装置の動作につい
て簡単に説明する。

【００１９】２台のカメラ４で撮影された観察者５の画
像はカメラコントローラ６から視点位置検出装置／視線
方向検出装置７に入力される。視線方向検出装置７で
は、入力された２枚の画像から観察者５の眼を対応点と
して画像処理し、観察者の視点位置や視線方向を検出す
る。

【００２０】一方、立体表示する画像はカメラ１０１、
１０２、１０３、１０４からなる複眼カメラ１０やステ
レオカメラ１０’、１０”で撮影され、複数の視差画像
を得る。この視差画像は画像処理装置８において、前記
視点位置や視線方向の検出信号を基に、以下に詳しく述
べる方法により画像処理され、所定の合成ストライプ画
像を作成し、ディスプレイ２に表示する。この合成スト
ライプ画像をレンチキュラーレンズシート１を介して観
察することにより、観察者５は自分の視点位置・視線方
向に応じた立体画像を観察する事ができる。

【００２１】次に本実施例および後述する実施例で用い
る画像処理方法及び視点追従の原理について説明する。

【００２２】はじめに、本実施例における観察者の前後
方向への移動に対する視点追従の原理について説明す
る。

【００２３】通常、観察距離Ｄ0は合成ストライプ画像
のピッチＰaの分割数ｎ、観察者の両眼間隔(基線長)
Ｋ、レンチキュラーレンズのピッチＰ、および焦点距離
ｆ、とを用いると次式で与えられ、Ｄ0＝ｎＫｆ／Ｐ -------（１）なる関係が成り立つ。

【００２４】さらに、レンチキュラーレンズのピッチＰ
と合成ストライプ画像のピッチＰaとは、観察者の両眼
間隔(基線長)をＫ、合成ストライプ画像のピッチＰaの
分割数をｎとすると、次式の関係がある。Ｐa＝ｎＫＰ／（ｎＫー P） -------（２）上記関係より、観察距離D0近傍において、左右方向にn
個の視差画像が観察され、また観察位置を前後移動する
には、合成ストライプ画像の分割数ｎを変更するととも
に合成ストライプ画像のピッチ（言い換えれば、短冊状
のストライプ画像の幅）を変えて表示する必要があるこ
とが分かる。

【００２５】実施例１では、観察者の両眼間隔(基線長)
Ｋを６５ｍｍ、標準の観察距離を約3.0m（Ｄ0＝3.0m）
に設定し、レンチキュラーレンズシート１として、ピッ
チＰ＝1.0mm、曲率半径ｒ＝5.77mm、焦点距離ｆ＝11.54
mm、レンチキュラーレンズシートの屈折率Ｎ＝1.5、の
ものを使用しているので、（１）式から合成ストライプ
画像のピッチＰaの分割数ｎはｎ＝４となる。実施例１
において、合成ストライプ画像のピッチＰaの分割数と
用いる視差画像の数は必ずしも一致してはいない。（従
来のレンチキュラー方式の立体ＴＶでは、ストライプ画
像のピッチＰaの分割数と用いる視差画像の数は一致し
ていた）この点については図４を用いて後述する。

【００２６】つぎに、観察者が観察距離Ｄ0近傍でディ
スプレイに対し横方向へ移動した場合について図２、図
３、図４を用いて説明する。この時、観察者が約3.0mの
標準の観察距離にいるので、（１）式で説明した様にス
トライプ画像のピッチＰaの分割数ｎはｎ＝４となって
いる。

【００２７】図２は観察者が約3.0mの標準の観察距離に
いる時の本実施例の立体表示装置におけるディスプレイ
２の表示画面３上の画素配置とレンチキュラーレンズシ
ート１との関係を示す概略図である。この時、前述した
様にストライプ画像のピッチＰaの分割数ｎはｎ＝４と
なっており、分割された各部分の画素を図中Ａ_k、
Ｂ_k+1、Ｃ_k+2、Ｄ_k+3で示す。ディスプレイ２の水平画
素は、４画素おきにサンプリングされ、Ａ1Ｂ2Ｃ3Ｄ4、
Ａ5Ｂ6Ｃ7Ｄ8、・・・・・とストライプ状に画素が配置
される。そしてＡ_kＢ_k+1Ｃ_k+2Ｄ_k+3の４個の画素は、ほ
ぼレンチキュラーレンズの１ピッチに対応して配置され
る。図２に示す様に、レンチキュラーレンズの１ピッチ
に対応してディスプレイ２の画素を４つに分割して配置
されるが、これらの画素は常に表示されていることはな
く、図４(a)、４(b)を用いて後述する様に、隣り合う２
種類の画素のみが表示される。例えば、ディスプレイ２
として１４４０（水平）x １０２４（垂直）画素のハイ
ビジョン用のＬＣＤパネルを用いてモノクロ表示を行う
場合、片目で見る画像の水平解像度は１４４０画素／
４＝３６０画素となり、ディスプレイ２上の画素は３６
０ｘ２＝７２０画素が表示されている。また、この時の
レンチキュラーレンズ１の山の数は３６０個となる。

【００２８】しかし、この様な画素配置に限定されるも
のではなく、レンチキュラーレンズの１ピッチ内に分割
数の整数倍の画素を配置することも可能である。例えば
図２の例において、２画素ずつサンプリングして配置
し、Ａ1Ａ2Ｂ3Ｂ4Ｃ5Ｃ6Ｄ7Ｄ8からなる８画素をレンチ
キュラーレンズの１ピッチに対応して配置することも可
能である。尚、用いるディスプレイ２がカラーディスプ
レイである場合には、それぞれの画素Ａ_k、Ｂ_k+1、Ｃ
_k+2、Ｄ_k+3とはＲＧＢのフィルターを有するカラーの一
画素を単位として考えれば良い。

【００２９】図３は、観察者が観察距離Ｄ0近傍にいる
時の立体視領域を示し、図４(a),(b)は、観察者が図３
のＲ、Ｌで図示されている位置にいる場合およびＲ’、
Ｌ’で図示される位置にいる場合の、ディスプレイ２上
での合成ストライプ画像の状態、およびそのストライプ
画像の合成方法を説明する図である。図３に示す様に、
観察者５が設定された観察距離Ｄ0＝3.0mの近傍で、左
右の眼の位置がそれぞれＲ、Ｌで図示されている位置に
いる場合、図４(a)に示す様に視差の異なる左眼用画像
及び右眼用画像である視差画像４２、４１からなる合成
されたストライプ状の画素ＢkＣk+1のみをディスプレイ
２上に表示する。レンチキュラレンズを通して観察者５
のそれぞれの眼Ｒ、Ｌには視差画像４２、４１から合成
された個々のストライプ状の画素（線状画像）Ｂ_k、Ｃ
_k+1からの光束が入射し、観察者は視差画像４２、４１
のステレオペアを用いた立体画像が観察できる。次に、
この観察者がＲ’、Ｌ’で図示される様に左の位置へ移
動し、それを検知するとディスプレイ２上への表示画像
を変える。つまり、Ｒ’、Ｌ’で図示される位置では図
４(b)に示す視差の異なる視差画像４４、４３から合成
されたストライプ状の画素（線状画像）Ｃ_kＤ_k+1を表示
する。Ｒ’、Ｌ’の観察者のそれぞれの眼には視差画像
４４、４３から合成されたストライプ状の画素Ｃ_kＤ_k+1
からの光束が入射し、視差画像４４、４３のステレオペ
アによる立体画像が観察できる。このとき視差画像４
１、４２と、視差画像４３、４４とは同じ２枚の視差
画像であって、左眼画像＝４１＝４３、右眼画像＝４２
＝４４であり、図４(a)の合成ストライプ画像と図４(b)
の合成ストライプ画像は同じで、レンチキュラレンズシ
ート１に対する相対的な位置が異なっているだけであ
る。このとき観察者は視点位置を変えても、観察してい
る立体画像には何ら変化を生じる事がないが、常に同じ
立体画像を良好に観察できる。即ち、本実施例の立体表
示装置では、視点位置に応じた画素のみを発光させた
り、変調したりして画像を表示し、常に２つの視差画像
から合成されたストライプ画像をそれぞれの眼に呈示し
てやり、立体画像表示を達成している。

【００３０】また、視差画像４１、４２、４３、４４は
それぞれ異なる３枚の視差画像（４１、４２＝４３、４
４）から作成されていても良く、このとき観察者が移動
し、視点位置を変えると、観察している立体画像は異な
る方向から見た視差画像を選択して表示する事になり、
観察者は視点位置変化に応じた画像の回り込みを感じる
事ができる。この時も、視点位置に応じた画素のみが表
示され、常に２つの視差画像から合成されたストライプ
画像をそれぞれの眼に呈示して、立体画像表示を達成す
ることができる。

【００３１】更に、このとき異なる３枚の視差画像から
それらの視点間の補間処理を行ない、十分に細かい視点
間間隔の視差画像を求め、補間された複数の視差画像か
ら観察者の視点位置に応じた左眼用及び右眼用画像を選
択して、ストライプ画像に分割・合成・表示することに
よりなめらかな連続した画像の回り込み効果を実現でき
る。この画像補間の方法としては、従来より公知のエピ
ポーラプレーンイメージ（ＥＰＩ）を用いる方法、すな
わち、ＥＰＩ上で対応点を探索し補間画像を作成する方
法（例えば、R.C.Bolles et.al : Int. J. computer V
ision, Vol.1,No.1, pp.7-55 (1987)参照のこと）等を
用いることができる。例えば、横方向にわずかに頭を移
動した程度の移動の場合には、観察者の右眼Ｒ’には視
差画像４４から合成されたストライプ画像ではなく、視
差画像４３、４４から画像補間により新しく作成された
補間画像４４’を用いてストライプ画像を作成し、観察
者の右眼Ｌ’には視差画像４３から合成されたストライ
プ画像ではなく、視差画像４１、４２から画像補間によ
り新しく作成された補間画像４３’を用いてストライプ
画像を作成し、これら４４’、４３”を視点位置に応じ
て選択し、合成して表示することで、観察者は視差画像
４４’、４３”というステレオペアによる立体視を行う
ことになり、なめらかな画像の回り込みを感じることが
できる。

【００３２】以上説明した様に、本実施例の装置は、観
察者の視点位置に応じて合成ストライプ画像のレンチキ
ュラーレンズシートに対する相対的な表示位置を変える
ことにより、視点の移動に追従する立体表示を実現でき
る。従って、少なくとも２枚の視差画像を用いて、所定
の関係で合成ストライプ画像を作成すれば良く、その合
成ストライプ画像をレンチキュラレンズシートの所定の
位置になる様に、ディスプレイ２上での表示位置を制御
することで視点の横方向への移動に追従することができ
る。

【００３３】（実施例２）本実施例では、ディスプレイ
に対し観察者の視点の前後方向の移動の場合の画像処理
方法で、観察者の視点位置に応じて分割・合成する視差
画像の数を変化させている。

【００３４】図５は本発明の立体画像表示方法の実施例
２における視点追従の原理を説明する図であり、観察者
が前後方向の色々な位置にいる時の本発明の立体画像表
示方法を用いた場合の立体視域を示す図である。

【００３５】今、観察者の視点位置がＤ1からＤ2、Ｄ2
からＤ3へと移動する場合について説明する。また、こ
こでも前記実施例で用いたレンチキュラーレンズシート
１と同じ特性のピッチＰ＝1.0mm、曲率半径ｒ＝5.77m
m、焦点距離ｆ＝11.54mm、レンチキュラーレンズシート
の屈折率Ｎ＝1.5、のものを使用する。さらに、説明を
簡単にするためにＤ1＝3.0m、Ｄ2＝2.25m、Ｄ3＝1.5mと
する。この時、前述の式（１）より合成ストライプ画像
のピッチＰaの分割数ｎを求めると、それぞれｎ＝４、
ｎ＝３、ｎ＝２が得られる。従って、観察者がＤ1の位
置にいる時は４枚の視差画像を用いてストライプ画像を
合成し、この合成ストライプ画像をディスプレイ２に表
示する。そして同様に、観察者がＤ2の位置にいる時は
３枚の視差画像を用い、観察者がＤ3の位置にいる時は
２枚の視差画像を用いて、それぞれストライプ画像を合
成しそれぞれの合成ストライプ画像をディスプレイ２に
表示する。すなわち、観察者の視点位置に応じて隣り合
う線状画像の間隔を変更することにより、観察者のそれ
ぞれの位置において常に立体画像を観察することができ
る。この表示方法を用いない場合、すなわち従来の４像
表示のレンチキュラ方式立体ＴＶの場合には例えば観察
者がＤ1からＤ2へ移動した時、Ｄ2の位置では立体視領
域１６を超えてしまい立体視することはできない。

【００３６】また、本実施例の表示方法を用いると、視
点が横方向へ移動した場合においても、画像のチラツキ
が少ないという効果を有している。このことについて、
図６及び図７を用いて説明する。まず、図６(a)に４像
表示のレンチキュラ方式立体ＴＶの立体視領域１６を示
す。図中の数字はそれぞれの位置におけるそれぞれの眼
に入射するストライプ画像の要素を示し、例えば、６１
で図示する位置では、観察者が表示装置１２に対向して
左方向へ視線を向けると、視差画像１から作成されたス
トライプ画像が入射し、真正面へ視線を向けると視差画
像２から作成されたストライプ画像が、右方向へ視線を
向けると視差画像３から作成されたストライプ画像が入
射することを意味しており、図６(a)中の図中１３の線
上にある右眼Ｒの位置では観察者の右眼に表示画面全体
に渡って視差画像４から作成されたストライプ画像から
の光束が入射していることになる。つまり、観察者が視
点位置Ｄ1（図中１３で示す線上）にいる時には４枚の
視差画像１、２、３、４からなるストライプ画像をそれ
ぞれの眼で観察することになり、安定した立体画像が観
察できる。一方この状態で観察者が視点位置Ｄ2（図中
１４’で示す線上）に移動した時には、図７(a)に示す
様にこの線上の横方向の位置で呈示されている画像の領
域は非常に狭く、観察者がこの線上で横方向にわずかで
も移動すると異なった画像を見ることになり、画像のチ
ラツキを生じてしまう。

【００３７】これに対して本実施例の表示方法を用いる
と、観察者が視点位置Ｄ2に移動した時ディスプレイ２
には３枚の視差画像を用いて合成されたストライプ画像
が表示されるので、本方式の立体視領域は図６(b)に示
す１７の六角柱となる。この時の視点位置Ｄ2（図中１
４で示す線上）においては、図７(b)に示す様に３枚の
視差画像１、２、３から作成された各々のストライプ画
像をそれぞれの眼で観察することになり、安定した立体
画像が観察でき、観察画像にチラツキを生じることがな
い。

【００３８】本実施例において、観察者がＤ1とＤ2との
間やＤ2とＤ3との間にいる場合の合成ストライプ画像の
切り換えの位置としては、図５に示すＤ4、D5の位置を
用いる。ここで、Ｄ4、D5の位置の求め方について説明
する。表示装置１２の中心を原点としてｘｙ座標を考え
ると、ｎ＝４の立体視領域１６の六角柱の一辺である斜
辺ｑｒは、ｙ＝（２Ｄ1／（Ａ＋４Ｋ））ｘ + ＡＤ1／（Ａ＋４
Ｋ）と表され、ｎ＝３の立体視領域1７の六角柱の一辺であ
る斜辺ｏｐは、ｙ＝（ー２Ｄ2／（ＡーＫ））ｘ + （Ａ＋２Ｋ）Ｄ2／
（ＡーＫ）と表される。（ここで、Ａは表示装置１２の表示画面の
幅、Ｋは両眼間隔（基線長）である。）

【００３９】この２本の線分、ｑｒとｏｐとの交点がＤ
4の位置を与え、ｙ＝Ｄ4 ＝２Ｄ2（Ａ＋４Ｋ）（Ａ＋Ｋ）／（Ｄ1（Ａ
ーＫ）＋Ｄ2（Ａ＋４Ｋ））である。同様にして、Ｄ5は線分ｐｓとｔｕとの交点か
ら決定することができる。

【００４０】こうして決定したＤ4、D5の位置で、観察
者がＤ4を越えて近づくと３枚の視差画像を用いる表示
を行い、Ｄ5を越えると２枚の視差画像を用いる表示に
切り換える。これにより、図５から明らかな様にそれぞ
れの立体視領域１６、１７、１８のすべての領域をカバ
ーすることができる。本実施例におけるディスプレイの
画素配置としては、実施例１において説明したレンチキ
ュラーレンズの１ピッチ内に分割数の整数倍の画素を配
置する方法を若干変更して用いると良い。例えば、本実
施例では視差画像として４枚、３枚、２枚を用いる場合
がある。したがって、レンチキュラーレンズの１ピッチ
内に１２画素を対応させて配置する。そしてｎ＝４の時
はそれぞれ視差画像のストライプ画像の幅を３画素で形
成し、ｎ＝３のときは４画素を用い、ｎ＝２の時は６画
素を用いて表示を行う様に設定する。

【００４１】当然のことながら、本実施例においても、
前記実施例１において説明した様に、観察者のそれぞれ
の場所における左右の眼Ｒ、Ｌの位置に応じた２枚の視
差画像に対応するストライプ画像の画素部分のみをディ
スプレイに表示することも可能である。

【００４２】また、立体視の領域を拡大するとか視点位
置に追従した立体表示を行うという目的に対しては、例
えば図６(b)に用いる３枚の視差画像として図６(a)に
用いた４枚の視差画像のうちの３枚を用いることもでき
るが、用いる複数の視差画像の視差量は観察者の視点位
置に応じて変えることが望ましい。この方法としてはそ
れぞれに対応する画像をあらかじめ撮影しておき、視点
位置に応じて適切な視差画像を用いる方法が利用できる
のはもちろんのこと、前述のＥＰＩを用いて複数の視差
画像から前後に移動した視点位置に対応した視差画像を
補間して作成された視差画像を利用する事ができる。
尚、後者の方法は、本出願人が特願平５ー２７１６９
８号で提案した方法を用いるとより効果的である。

【００４３】（実施例３）図８は本発明の立体画像表示
方法の実施例３における視点追従の原理を説明する図で
あり、観察者が横方向の色々な位置にいる時の本発明の
立体画像表示方法を用いた場合のレンチキュラーレンズ
の光軸位置とストライプ画像のピッチPaの中心位置との
関係を模式的に表した概略図である。今、観察者の視点
位置が図８(a)中Ｒ、Ｌで示す位置から図８(b)中Ｒ’、
Ｌ’で示す位置へと移動する場合について説明する。

【００４４】図８(a)に示す様に、観察者の視点位置が
最適観察距離Ｄ0において、観察領域幅Ｗの中心に一致
している場合、表示画像の全幅Aのほぼ中心の位置C0
で、レンチキュラーレンズの中心位置(レンチキュラー
レンズの光軸位置)とストライプ画像のピッチPaの中心
位置（そのレンチキュラーレンズに対応した右眼用線状
画像と左眼用線状画像の中心位置）が合っており、Aの
周辺にいくにつれて（２）式で示すPとPaの長さの違い
によりレンチキュラーレンズの中心とストライプ画像の
ピッチPaの中心が徐々にずれている。この時、表示画像
の全幅Aの最端部におけるレンチキュラーレンズの中心
位置C1とストライプ画像の中心位置C2のずれ量は幾何学
的相似関係によりｆA／2D0 になる(ｆはレンチキュラ
ーレンズシートの焦点距離)。これにより、観察者は表
示面すべてにわたって画像ケラレがない立体画像を観察
できる。

【００４５】観察者の視点位置が図８（ｂ）中Ｒ’、
Ｌ’で示す位置へと移動した時、観察者の視点位置から
レンチキュラーレンズ面へ垂線を伸ばし、この垂線とレ
ンチキュラーレンズ面とが交わる位置Ｃ3で、レンチキ
ュラーレンズの中心位置(レンチキュラーレンズの光軸
位置)とストライプ画像のピッチPaの中心位置を一致さ
せる様にレンチキュラーレンズ１とＬＣＤディスプレイ
とを相対的に移動する。若しくは、本実施例ではｎ＝４
であるがレンチキュラーレンズの１ピッチ内に１２画素
を対応させて配置させ、観察者の視点位置が図８（ｂ）
中Ｒ’、Ｌ’で示す位置へと移動した時、レンチキュラ
ーレンズの中心位置とストライプ画像のピッチPaの中心
位置を実効的に一致するように図８ａの時とストライプ
画像を構成する画素を変更する。

【００４６】従来の方法では、観察者の視点位置にかか
わらず、表示画像の全幅Aのほぼ中心の位置C0でレンチ
キュラーレンズの中心位置とストライプ画像のピッチPa
の中心位置が合っていたので、観察者の視点位置が横方
向に大きくずれると画像にケラレを生じていたが、本実
施例の方法を用いるとこの問題を生じることがない。

【００４７】図９は観察者の視点位置がＤ1からＤ2、Ｄ
2からＤ3へと移動する時に、実施例２とともに本実施例
を用いた場合のそれぞれの観察位置での立体視領域を示
す図である。

【００４８】図より明らかな様に、それぞれの位置Ｄ
1、Ｄ2、Ｄ3における両眼の中心からレンチキュラーレ
ンズ面へ伸ばした垂線が交わる点、それぞれC4、C3、C0
において、レンチキュラーレンズの中心位置(レンチキ
ュラーレンズの光軸位置)とストライプ画像のピッチPa
の中心位置を一致させている。そのため、立体視領域は
これらの垂線を対称軸とする六角柱となり、図５に示す
場合よりも横方向への視域が広がり安定した立体視が可
能となる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の立体画像
表示方法によれば、複数の視差画像を所定の関係で分割
・合成することによって得られた短冊状の合成ストライ
プ画像をディスプレイに表示し、該合成ストライプ画像
をレンチキュラーレンズシートを介して観察することに
より立体視を行なう立体画像の表示方法において、スト
ライプ画像のピッチＰaの分割数ｎを変えて画像幅を変
えることにより、視点の前後方向への移動に追従させ、
合成ストライプ画像の表示位置をレンチキュラレンズシ
ートに対して相対的に変化させることで横方向への視点
の移動に追従させることができる。

【００５０】また、観察者の視点位置に応じて前記分割
・合成する視差画像の数を変える事により、観察者の視
点位置が常に最適な立体観察距離となる様に制御される
ので、画像のチラツキが少ない良好な立体画像が広い範
囲で観察できる。

【００５１】特に、本発明の立体画像表示方法におい
て、前記分割・合成する複数の視差画像の視差量を、観
察者の視点位置および／または視線方向に応じて変えた
り、前記分割・合成する複数の視差画像が、少なくとも
２枚以上の視差画像から観察者の視点位置および／また
は視線方向に応じて補間および／または再構成されて作
成される事により、『回り込み効果』を有する立体画像
表示方法を実現できる。

【００５２】更に、本発明の立体画像表示装置によれ
ば、複数の視差画像を所定の関係で分割・合成すること
によって得られた短冊状の合成ストライプ画像をディス
プレイに表示し、該合成ストライプ画像をレンチキュラ
ーレンズシートを介して観察することにより立体視を行
なう立体画像の表示装置において、観察者の視点位置を
検出する手段を有し、該視点位置に応じて前記分割・合
成する視差画像の画像処理方法を変える手段を有する事
により、小型で簡単な装置で観察者の視点位置にかかわ
らず良好な立体画像表示を行える装置を実現できる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の立体画像表示装置の実施例１の要部概
略図

【図２】実施例１のディスプレイ上での画素配置を示す
概略図

【図３】実施例１における視点追従の原理を説明する図

【図４】実施例１のそれぞれの視点位置におけるディス
プレイ上での合成ストライプ画像を示す図

【図５】実施例２における視点追従の原理を説明する図

【図６】実施例２におけるそれぞれの視点位置での立体
視領域を示す図

【図７】実施例２のある観察位置における観察幅内に呈
示されている画像を説明する図

【図８】実施例３における視点追従の原理を説明する図

【図９】実施例３におけるそれぞれの視点位置での立体
視領域を示す図

【図１０】従来のレンチキュラーレンズシートを用いた
3次元表示装置を示す図

【図１１】従来のレンチキュラーレンズシートを用いた
投射型3次元表示装置を示す図

【符号の説明】

１レンチキュラーレンズシート２ディスプレイ４視点位置および／または視線方向の検出手段５観察者８画像処理装置１０複眼カメラ１６、１７、１８立体視可能領域２０拡散板２１プロジェクターＬ左目の位置Ｒ右目の位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】左眼用及び右眼用画像のそれぞれを線状
に分割して複数の線状画像とし、各画像からの各線状画
像を交互に配列してディスプレイに表示し、該ディスプ
レイに表示された画像をレンチキュラーレンズを複数配
列してなるレンチキュラーレンズシートを介して観察す
る立体画像の表示方法において、観察者の視点位置を検
出する段階と；複数の視差画像から、前記視点位置に応
じた前記左眼用及び右眼用視差画像を選択する段階とを
有する事を特徴とする立体画像表示方法。
【請求項２】前記各線状画像の前記レンチキュラーレ
ンズシートに対する相対的な表示位置を、前記視点位置
に応じて変更する事を特徴とする請求項１の立体画像表
示方法。
【請求項３】前記各線状画像の表示位置を、前記レン
チキュラーレンズシートの母線方向と直交する方向に変
更させる事を特徴とする請求項２の立体画像表示方法。
【請求項４】前記複数の視差画像が、少なくとも２枚
以上の視差画像から前記視点位置に応じて補間されて作
成される事を特徴とする請求項１の立体画像表示方法。
【請求項５】左眼用及び右眼用画像のそれぞれを線状
に分割して複数の線状画像とし、各画像からの各線状画
像を交互に配列してディスプレイに表示し、該ディスプ
レイに表示された画像をレンチキュラーレンズを複数配
列してなるレンチキュラーレンズシートを介して観察す
る立体画像の表示方法において、観察者の視点位置を検
出する段階と；前記視点位置に応じて、交互に配列され
た各線状画像の間隔を変更する段階とを有する事を特徴
とする立体画像表示方法。
【請求項６】前記間隔変更段階は、前記各線状画像の
幅を変更する段階を有することを特徴とする請求項５の
立体画像表示方法。
【請求項７】前記左眼用及び右眼用画像の視差量を、
前記視点位置に応じて変更する段階を有することを特徴
とする請求項５の立体画像表示方法。
【請求項８】少なくとも２枚以上の視差画像から補間
して、前記左眼用及び右眼用画像を作成する段階を有す
ることにより、前記視差量が変えられる事を特徴とする
請求項７の立体画像表示方法。
【請求項９】左眼用及び右眼用画像のそれぞれを線状
に分割して複数の線状画像とし、各画像からの各線状画
像を交互に配列してディスプレイに表示し、該ディスプ
レイに表示された画像をレンチキュラーレンズを複数配
列してなるレンチキュラーレンズシートを介して観察す
る立体画像の表示方法において、観察者の視点位置を検出する段階と；前記視点位置から
前記レンチキュラーレンズ面への垂線が交差するレンチ
キュラーレンズの光軸位置と、該レンチキュラーレンズ
に対応する左眼用線状画像と右眼用線状画像の中心位置
とを一致させる段階とを有する事を特徴とする立体画像
表示方法。
【請求項１０】前記各線状画像の前記レンチキュラー
レンズシートに対する相対的な表示位置を、前記視点位
置に応じて変更する事を特徴とする請求項９の立体画像
表示方法。
【請求項１１】請求項１乃至１０の立体画像表示方法
を用いたことを特徴とする立体画像表示装置。