WO2012046655A1 - 裸眼立体ディスプレイ装置 - Google Patents

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WO2012046655A1
WO2012046655A1 PCT/JP2011/072608 JP2011072608W WO2012046655A1 WO 2012046655 A1 WO2012046655 A1 WO 2012046655A1 JP 2011072608 W JP2011072608 W JP 2011072608W WO 2012046655 A1 WO2012046655 A1 WO 2012046655A1
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parallax
lens
parallax image
pitch
dimensional display
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PCT/JP2011/072608
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Inventor
齋藤　敦
Original Assignee
株式会社Ｊｖｃケンウッド
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    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
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    • H04N13/317—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using slanted parallax optics

Definitions

  • the present invention relates to an autostereoscopic display device having parallax in a one-dimensional direction.
  • the right eye and the left eye are set so that different display images (parallax images) having specific parallax are input to the same object.
  • a stereoscopic video display device hereinafter referred to as “naked-eye stereoscopic display device” that allows stereoscopic viewing without wearing glasses.
  • the direction of dividing the parallax image is mainly one-dimensional in the horizontal direction.
  • the idea is that the viewpoint is divided as much as possible, and the viewer sees one of them, rather than dividing the viewpoint assuming the viewer's eye position in space. It is valid.
  • it is effective to increase the lens pitch with respect to the pixel pitch of the display device.
  • the resolution of the parallax image in the lens pitch direction is significantly reduced. This causes a problem that the resolution of the parallax image is different between the horizontal direction and the vertical direction.
  • Patent Document 1 by tilting the lenticular lens with respect to the pixel arrangement, not only horizontal pixels but also vertical pixels are used to form one three-dimensional pixel. As a result, it has been reported that the reduction in the resolution in the horizontal direction of the three-dimensional display can be suppressed and the balance between the resolution in the horizontal direction and the vertical direction can be improved.
  • Patent Document 2 and Patent Document 3 the inclination angle of the lenticular lens with respect to the display device is devised, and three types of color pixels are used uniformly in all horizontal directions. Accordingly, even when using a display device in which different color pixels in the horizontal direction, for example, R (red), G (green), and B (blue) are vertically arranged in a stripe shape, color unevenness and luminance unevenness are generated. It has been reported that it can be reduced.
  • FIG. 1 of Patent Document 2 introduces a configuration in which the pitch of the lenticular lens is 7/2 times the pixel pitch and seven parallax images are divided in the horizontal direction across the two lenses. Thus, by shifting the lens pitch from an integer multiple of the pixel pitch, the parallax image can be finely divided in many directions even if the lens pitch is small, so that the above-described problems and requirements can be met.
  • FIG. 16A shows the corresponding positional relationship between the arrangement pattern (rectangular shape) of the color pixels 53 provided in the display device and the lenticular lenses 52a and 52b, and the oblique lines indicate the adjacent lenticular lenses 52a, 52b,.
  • the boundary lines are bl1 to bl3.
  • the numbers (1 to 7) given to the respective pixels 53 indicate the numbers of the parallax images, and the numbers correspond to the directions when being divided and presented in the horizontal direction.
  • FIG. 16B shows the autostereoscopic display device 50, the directions of the parallax images SP1 to SP7, and the corresponding lenticular lenses 52a and 52b.
  • the horizontal lens pitch is 7/2 times the horizontal pixel pitch
  • the lenticular lens 52a corresponds to the parallax images SP2, SP4 and SP6
  • the lenticular lens 52b corresponds to the parallax images SP1, SP3, SP5 and SP7.
  • the parallax images SP1 to SP7 are divided across the two lenticular lenses 52a and 52b.
  • the color pixels 53 corresponding to each parallax image appear to expand to the full lens pitch in the lens pitch direction. Therefore, when observing the parallax image SP1, as shown in FIG.
  • the color pixel 53 corresponding to the parallax image SP1 exists in the lenticular lens 52b but does not exist in the lenticular lens 52a. Therefore, although the parallax image SP1 can be viewed through the lenticular lens 52b, the parallax image SP1 cannot be viewed through the lenticular lens 52a.
  • FIG. 17 (a) shows a parallax image that simulates the situation when the parallax image is observed from a certain point.
  • the tilt angle of the lenticular lens at this time is 9.46 °, and the horizontal lens pitch is 8 times the pixel pitch.
  • FIG. 17B shows a parallax image reconstructed considering the expansion of the lenticular lens in the same manner as FIG. 17A when the lens pitch expands by 0.5% due to a temperature change.
  • FIG. 17 (b) after the reconstruction, it is possible to confirm diagonal noise that was not present before the reconstruction (FIG. 17 (a)).
  • the present invention has been made in view of the above problems. That is, according to the present invention, a two-dimensional display in which color pixels are arranged in each of a horizontal direction and a vertical direction, and a color pixel that is arranged on the two-dimensional display and observed through the two-dimensional display are arranged in parallel to each other.
  • the present invention relates to an autostereoscopic display device that includes a plurality of cylindrical lenses and divides and displays a plurality of parallax images in the horizontal direction.
  • the pixel pitch in the horizontal direction of the color pixel is set to px
  • the pixel pitch in the vertical direction is set to py
  • the lens pitch in the horizontal direction of the cylindrical lens is set to Lx
  • the inclination angle of the boundary line of the cylindrical lens with respect to the vertical direction is set to ⁇
  • Ax and Bx are the smallest natural number in which the numerical value GF shown in equation (2) is an integer
  • px, py, Lx, and ⁇ are (1)
  • the relational expressions shown in Expressions (3) to (3) are satisfied.
  • the autostereoscopic display device includes a temperature sensor that measures the ambient temperature of the cylindrical lens, and a parallax image changing unit that changes the parallax image based on the ambient temperature measured by the temperature sensor. And further comprising.
  • the parallax video change unit includes a parallax video storage unit that stores a plurality of ambient temperatures and a plurality of types of parallax videos corresponding to the plurality of ambient temperatures in association with each other, and the parallax video change unit May refer to the parallax video storage unit, select a parallax video corresponding to the ambient temperature measured by the temperature sensor, and display the selected parallax video on the two-dimensional display.
  • the parallax image changing unit obtains the expansion amount of the lens pitch of the cylindrical lens based on the ambient temperature measured by the temperature sensor, and reconstructs the reconstructed parallax image based on the expansion amount of the lens pitch.
  • the parallax image may be displayed on the two-dimensional display.
  • the autostereoscopic display device includes a manufacturing error storage unit that stores a manufacturing error of the lens pitch of the cylindrical lens and a manufacturing error of the tilt angle of the boundary line of the cylindrical lens, and a manufacturing error storage.
  • the gist of the invention is to further include a parallax video changing unit that changes the parallax video based on the manufacturing error stored in the unit.
  • the parallax video changing unit includes a parallax video saving unit that stores a plurality of manufacturing errors and a plurality of types of parallax videos corresponding to the plurality of manufacturing errors in association with each other, and the parallax video changing unit May refer to the parallax video storage unit, select a parallax video corresponding to the manufacturing error stored in the manufacturing error storage unit, and display the selected parallax video on the two-dimensional display.
  • the parallax image changing unit may reconstruct the parallax image based on the manufacturing error stored in the manufacturing error storage unit, and display the reconstructed parallax image on the two-dimensional display.
  • the autostereoscopic display device changes the parallax image based on the distance measurement unit that measures the distance from the cylindrical lens to the viewer and the distance measured by the distance measurement unit.
  • the gist is to further include a parallax video changing unit.
  • the parallax image changing unit calculates an appropriate lens pitch of the cylindrical lens based on the distance measured by the distance measuring unit, and the parallax image changing unit includes a plurality of appropriate lens pitches and a plurality of appropriate lens pitches.
  • a parallax image storage unit that stores a plurality of types of parallax images corresponding to the appropriate lens pitch in association with each other, and the parallax image change unit refers to the parallax image storage unit to determine the parallax corresponding to the calculated appropriate lens pitch
  • An image may be selected, and the selected parallax image may be displayed on a two-dimensional display.
  • the parallax image changing unit calculates an appropriate lens pitch of the cylindrical lens based on the distance measured by the distance measuring unit, and reconstructs the parallax image based on the calculated appropriate lens pitch.
  • a parallax image may be displayed on a two-dimensional display.
  • the autostereoscopic display device includes a plurality of types of parallax images constructed based on a plurality of lens pitches of a cylindrical lens and a plurality of inclination angles of boundary lines of the cylindrical lens.
  • the parallax video selection unit that receives the parallax video selected by the viewer, the lens parameter storage unit that stores the lens pitch and the inclination angle corresponding to the parallax video received by the parallax video selection unit, and the lens parameter storage unit
  • the gist of the invention is to further include a parallax video changing unit that changes the parallax video displayed on the two-dimensional display based on the lens pitch and the tilt angle.
  • D color pixels of different colors are periodically arranged in the horizontal direction, color pixels of the same color are arranged in the vertical direction, and D is 3
  • ⁇ and ⁇ that minimize GH shown in equation (5) are ⁇ 0 and ⁇ 0 .
  • ⁇ ⁇ px + ⁇ ⁇ py ⁇ tan ⁇ Lx (4)
  • GH ( ⁇ ⁇ px) 2 + ( ⁇ ⁇ py) 2 (5) It is desirable that ⁇ 0 is not a multiple of D.
  • the linear noise can be suppressed.
  • FIG. 1A is a block diagram showing the overall configuration of the autostereoscopic display device according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is the parallax image storage unit 32 of FIG. 6 is a table showing the relationship between the parallax images S1 to S3 and the temperature range.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view of the two-dimensional display 11 and the plurality of cylindrical lenses 12 in the region ME of FIG.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining conditions that each parameter should satisfy in order to suppress color unevenness.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a parallax video changing operation in the autostereoscopic display device.
  • FIG. 8 is a plan view illustrating the configuration of the autostereoscopic display device according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a table showing introduction of each parameter of the autostereoscopic display device of FIG.
  • FIG. 10 is a simulated image showing a state where the parallax image divided into 61 pieces is observed from one point through the cylindrical lens 12, and FIG. 10 (a) shows a state before reconstruction, FIG. ) Indicates after reconstruction.
  • FIG. 11A is a block diagram showing the overall configuration of the autostereoscopic display device according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 11B is the parallax image storage unit 34 of FIG. 11C is a table showing the relationship between the parallax images stored in FIG. 11 and manufacturing errors
  • FIG. 11C shows parameters of the cylindrical lens 12 used when creating the parallax images S1 to S9 in FIG. It is a table which shows.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a parallax image changing operation in the autostereoscopic display device according to the second embodiment.
  • FIG. 13A is a block diagram showing an overall configuration of an autostereoscopic display device according to the third embodiment of the present invention
  • FIG. 13B is a parallax image storage unit 36 of FIG. Is a table showing the relationship between the parallax images S1 to S3 stored in the table and the appropriate lens pitch L ′.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of a parallax video changing operation in the autostereoscopic display device according to the third embodiment.
  • FIG. 15 is a block diagram showing an overall configuration of an autostereoscopic display device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16A to 16C are diagrams for explaining the occurrence of diagonal noise parallel to the boundary lines bl1 to bl3 of the lenticular lenses 52a and 52b.
  • FIG. 17A is a perspective view showing a parallax image before reconstruction in which diagonal noise is not generated
  • FIG. 17B is a parallax after reconstruction in which diagonal noise is generated. It is a perspective view which shows an image
  • the configuration of the autostereoscopic display device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the autostereoscopic display device according to the first embodiment is a device that divides and displays a plurality of parallax images in the horizontal direction, and color pixels are arranged at a predetermined pitch in each of the horizontal direction and the vertical direction.
  • a two-dimensional display 11 and a lenticular sheet 14 disposed on the display surface of the two-dimensional display 11 are provided.
  • the lenticular sheet 14 includes a plurality of cylindrical lenses 12 arranged in parallel to each other.
  • the boundary lines of the cylindrical lens 12 form straight lines parallel to each other and are inclined with respect to the vertical direction of the two-dimensional display 11.
  • a liquid crystal display (LCD) panel As the two-dimensional display 11, a liquid crystal display (LCD) panel, a cathode ray tube (CRT), a plasma display, or the like can be used.
  • the cylindrical lens 12 can be manufactured using, for example, a synthetic resin (including a plastic) having at least high transparency to visible light.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view of the two-dimensional display 11 and the plurality of cylindrical lenses 12 in the region ME of FIG.
  • the two-dimensional display 11 includes color pixels 13 arranged at a predetermined pitch in each of the vertical direction and the horizontal direction.
  • a plurality of rectangles arranged in the vertical direction and the horizontal direction in FIG. 2 indicate the color pixels 13 of the two-dimensional display 11.
  • color pixels 13 of three different colors R (red), G (green), and B (blue) are periodically arranged in the horizontal direction, and color pixels of the same color are arranged in the vertical direction.
  • R, G, and B described in the rectangle of FIG. 2 indicate these color types.
  • the plurality of cylindrical lenses 12a, 12b, 12c,... are arranged in parallel in a one-dimensional direction.
  • the color pixel 13 is visually recognized through the plurality of cylindrical lenses 12.
  • the boundary lines BL1 to BL4 of the cylindrical lenses 12a, 12b, and 12c form straight lines parallel to each other and are inclined with respect to the vertical direction VL of the two-dimensional display 11.
  • the inclination angle of the boundary lines BL1 to BL4 is “ ⁇ ”.
  • the lens pitch in the direction perpendicular to the boundary lines BL1 to BL4 of the cylindrical lenses 12a, 12b, 12c (hereinafter simply referred to as “lens pitch”) is “L”, and the horizontal lens pitch of the cylindrical lens 12 (hereinafter referred to as “lens pitch”). “Lx” is simply referred to as “horizontal lens pitch”. Further, the pixel pitch in the horizontal direction of the color pixel 13 (hereinafter referred to as “horizontal pixel pitch”) is “px”, and the pixel pitch in the vertical direction of the color pixel 13 (hereinafter referred to as “vertical pixel pitch”) is “py”.
  • py / px 3 but py / px may be a numerical value other than 3.
  • the cylindrical lenses 12a, 12b, and 12c refract light only in the direction perpendicular to the boundary lines BL1 to BL4.
  • the color pixels of the two-dimensional display 11 are viewed through the cylindrical lens 12 from a certain direction, only the color pixels that are equidistant from the boundary lines bl1 and bl2 of the cylindrical lens 12 are visible.
  • the distances from the boundary lines bl1 and bl2 of the color pixels that can be seen vary depending on the viewing direction.
  • Three kinds of color pixels of R, G, and B appear periodically along the boundary lines bl1, bl1, and as a result, the color pixels are uniformly used in the display surface of the two-dimensional display 11.
  • the horizontal lens pitch Lx is an integral multiple of the horizontal pixel pitch px
  • the relative position between the boundary lines bl1 and bl2 and the color pixels of the two-dimensional display 11 is equal to or less than the horizontal pixel pitch px. Can not be divided into.
  • the relative position with the color pixels of the two-dimensional display 11 is divided into the horizontal pixel pitch px or less.
  • a plurality of parallax images are divided across the plurality of cylindrical lenses 12, and can be divided into a large number of parallax images without increasing the resolution of the two-dimensional display 11.
  • the numbers described in each color pixel indicate the numbers of the 13 divided parallax images. Thirteen parallax images are divided across four cylindrical lenses 52a to 52b.
  • the cylindrical lenses 52a and 52c correspond to only odd-numbered parallax images
  • the cylindrical lenses 52b and 52d correspond to only even-numbered parallax images. Therefore, the odd-numbered parallax images are not displayed on the cylindrical lenses 52b and 52d, and the even-numbered parallax images are not displayed on the cylindrical lenses 52a and 52c. Therefore, when the parallax images SP1 to SP13 having a parallax in the horizontal direction are sequentially associated, diagonal noise parallel to the boundary lines bl1 to bl5 of the cylindrical lenses 52a to 52d is generated. Further, if the horizontal lens pitch Lx is adjusted and the parallax image is further finely divided, the proportion of the viewpoints that are not displayed increases when the single cylindrical lens is viewed, and thus the oblique noise becomes noticeable.
  • the parallax images SP1 to SP13 are always set to one cylindrical lens 52a to 52d by appropriately setting the inclination angle ⁇ of the cylindrical lenses 52a to 52b.
  • the degree can be displayed.
  • the parallax image as a whole Occurrence of diagonal noise parallel to the boundary lines bl1 to bl5 of the cylindrical lenses 52a to 52d can be suppressed.
  • ⁇ is changed from 9.46 ° to 10.23 °.
  • the boundary line of the cylindrical lens is changed from the boundary line bl1 to the boundary line BL1.
  • all the parallax images 1 to 13 appear on all the cylindrical lenses 12a to 12d. Thereby, the diagonal noise in the 2nd comparative example shown in FIG. 4 can be suppressed.
  • the horizontal pixel pitch px, the vertical pixel pitch py, the horizontal lens pitch Lx of the cylindrical lenses 12a to 12d, and the inclination angles ⁇ of the boundary lines BL1 to BL5 of the cylindrical lenses 12a to 12d are expressed by the following equations (1), (2) ) And the relational expressions shown in the expression (3) need only be satisfied.
  • Ax and Ay are relatively prime natural numbers
  • Bx is the smallest natural number for which the numerical value GF shown in Equation (2) is an integer.
  • V ⁇ Bx, Ay ⁇ ⁇ Lx / px (6)
  • the horizontal lens pitch Lx can be shifted from an integral multiple of the horizontal pixel pitch px. Accordingly, since the image can be divided into parallax images across the plurality of cylindrical lenses 12a to 12d, the number of divisions of the parallax images is increased without increasing the horizontal lens pitch Lx with respect to the horizontal pixel pitch px. Further, if the condition of Ay ⁇ Bx is satisfied, all the parallax images are always displayed once on all the cylindrical lenses 12a to 12d.
  • the cylindrical lens 12a as a whole parallax image is obtained. It is possible to suppress the occurrence of diagonal noise parallel to the boundary lines BL1 to BL5 of .about.12d.
  • the autostereoscopic display device in which the size of the display surface of the two-dimensional display 11 is infinite is assumed.
  • the color pixels of the two-dimensional display 11 are observed through the cylindrical lenses 12a to 12d, the color pixels are enlarged and the resolution of the parallax image is impaired.
  • the size of the enlarged color pixel is proportional to the lens pitch L and 1 / tan ⁇ . As ⁇ decreases, the size of the color pixel increases and the resolution of the parallax image decreases. By setting Ax ⁇ 2, ⁇ does not become too small even when Bx and Ay increase. Therefore, a reduction in resolution can be suppressed.
  • each parameter (px, py, Lx, ⁇ ) should satisfy in order to suppress color unevenness.
  • the inclination angle ⁇ is set so that the two color pixels described above are color pixels of different colors over substantially the entire display surface of the two-dimensional display 11.
  • ⁇ and ⁇ that minimize GH in equation (5) are ⁇ 0 and ⁇ 0 , so that ⁇ 0 is not a multiple of D.
  • D is the color type of the color pixel provided in the two-dimensional display 11.
  • ⁇ 0 may not be a multiple of 3.
  • Equations (4) and (5) will be described with reference to FIG.
  • FIG. 6 shows two color pixels 13 f and 13 g, and boundary lines BL 1 and BL 2 of the cylindrical lens 12.
  • the boundary line BL1 passes through the center A of the color pixel 13f
  • the boundary line BL2 passes through the center B of the color pixel 13g. Focusing on the triangles BAC and BCD, it can be seen that the equation (4) must be satisfied for the natural numbers ⁇ and ⁇ . Further, it can be seen that ⁇ 0 may not be a multiple of 3 in order for the color pixels 13f and 13g to have different colors.
  • the two-dimensional display 11 in which the color pixels of three colors R, G, and B are periodically arranged in the horizontal direction has been described.
  • the value of ⁇ 0 is set to the number of colors (D). If it is not a multiple, color unevenness can be suppressed.
  • the autostereoscopic display device includes a temperature sensor 31 that measures the ambient temperature T of the cylindrical lens 12, and a two-dimensional display 11 that is based on the ambient temperature T measured by the temperature sensor 31.
  • a parallax video changing unit 22 that changes the displayed parallax video is further provided.
  • the parallax image changing unit 22 includes a parallax image storage unit 32 that stores a plurality of ambient temperatures and a plurality of types of parallax images corresponding to the plurality of ambient temperatures in association with each other.
  • the parallax video storage unit 32 for example, a table indicating the relationship between a plurality of types of parallax videos S1 to S3 and the ambient temperature T as shown in FIG.
  • the parallax image S1 corresponds to 0 to 20 ° C.
  • the parallax image S2 corresponds to 20 to 40 ° C.
  • the parallax image S3 corresponds to 40 to 60 ° C., respectively.
  • the parallax image S1 corresponds to the case where the temperature is 20 ° C. lower than the parallax image S2.
  • the parallax video changing unit 22 refers to the parallax video storage unit 32, selects a parallax video corresponding to the ambient temperature T measured by the temperature sensor 31, and displays the selected parallax video on the two-dimensional display 11.
  • the parallax image changing unit 22 selects and selects a parallax image corresponding to the ambient temperature T measured by the temperature sensor 31 from the plurality of types of parallax images S1 to S3 illustrated in FIG.
  • the parallax image thus obtained may be output to the two-dimensional display 11.
  • the parallax image changing unit 22 is a function executed by a microprocessing unit (MPU) including a data arithmetic device, a register or memory device that temporarily stores data, and an input / output device that interfaces with peripheral devices.
  • MPU microprocessing unit
  • a typical configuration is shown.
  • the parallax image storage unit 32 is configured as the above-described register or memory device.
  • the parallax image storage unit 32 may be configured as an external storage device such as a semiconductor memory.
  • the detected temperature T detected by the temperature sensor 31 is input to the parallax image changing unit 22 (S01), it is determined whether or not the detected temperature T is lower than the lower limit temperature T1 (S03).
  • the parallax image S1 is read from the parallax image storage unit 32 and output to the two-dimensional display 11 (S07).
  • the detected temperature T is equal to or higher than the lower limit temperature T1
  • the parallax image S2 is read from the parallax image storage unit 32 and output to the two-dimensional display 11 (S09).
  • the parallax image S3 is read from the parallax image storage unit 32 and output to the two-dimensional display 11 (S11).
  • the actual lens pitch of the cylindrical lens 12 or the actual inclination angle of the boundary line of the cylindrical lens 12 may change from the initial values L and ⁇ due to a change in the ambient temperature of the cylindrical lens 12.
  • the parallax image is changed based on the initial values of the lens pitch and the tilt angle, that is, the amount of change from the lens pitch L and the tilt angle ⁇ before the temperature change.
  • the horizontal pixel pitch px, the vertical pixel pitch py, the horizontal lens pitch Lx, and the inclination angle ⁇ satisfy the relational expressions shown in the expressions (1) to (5). Therefore, linear noise and color unevenness are less likely to occur in the parallax image after the change based on the temperature change.
  • each color pixel 13 takes various relative positions with respect to the cylindrical lens 12 and has a certain randomness.
  • the parallax video changing unit 22 calculates the lens pitch L of the cylindrical lens 12 in advance for a plurality of assumed ambient temperatures T, and calculates the parallax video to be displayed on the two-dimensional display 11 with respect to the calculated lens pitch L. To do.
  • the parallax image changing unit 22 stores the calculated plural types of parallax images S1 to S3 in the parallax image storage unit 32 in association with a plurality of assumed ranges of the ambient temperature T as shown in FIG. Save it. Thereby, according to the ambient temperature T measured by the temperature sensor 31, the calculation burden which calculates the lens pitch L or rebuilds a parallax image
  • the parallax image changing unit 22 may not include the parallax image storage unit 32 that stores data of a plurality of types of parallax images S1 to S3 in association with the detected temperature T.
  • the parallax image changing unit 22 obtains the amount of expansion / contraction of the lens pitch L of the cylindrical lens as needed according to the ambient temperature T measured by the temperature sensor 31, and based on the amount of expansion / contraction of the lens pitch L, parallax It is only necessary to reconstruct the video and display the reconstructed parallax video on the two-dimensional display 11. Thereby, the temperature correction of the parallax image can be performed with higher accuracy.
  • JP 2008-67095 A A technique for reconstructing a parallax image to be displayed on the two-dimensional display 11 in accordance with the relative position between the cylindrical lens 12 and the color pixel 13 is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-67095. This is a commonly known technique, so-called common sense. The content of JP 2008-67095 A is incorporated herein by reference.
  • FIG. 8 is a plan view illustrating the configuration of the autostereoscopic display device according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a table showing introduction of each parameter of the autostereoscopic display device of FIG. As shown in FIG. 8, color pixels of the same color are arranged in the vertical direction, and color pixels of R (red), G (green), and B (blue) are periodically arranged in the horizontal direction.
  • the plurality of cylindrical lenses 12a, 12b, 12c,... are arranged in a one-dimensional direction in parallel with each other. Each color pixel is observed through a plurality of cylindrical lenses 12a, 12b, 12c.
  • the boundary lines BL1 to BL4 of the cylindrical lenses 12a to 12c are inclined at an inclination angle ⁇ with respect to the vertical direction VL of the two-dimensional display 11.
  • FIG. 10 is a simulated image showing a state in which the parallax image divided into 61 pieces is observed from one point through the cylindrical lens 12.
  • FIG. 10B shows a case where a parallax image reconstructed according to the relative position between the cylindrical lens 12 and the color pixel is observed through the cylindrical lens 12 in consideration of the lens pitch L expanding by 0.5%. Indicates. Despite reconstructing the parallax image, it can be seen that the hatched noise appearing in FIG. 17B does not occur in FIG. 10B. At the same time, the inventors have confirmed that the occurrence of uneven color is also suppressed.
  • the amount of change in the lens pitch L that occurs in the assumed change range of the ambient temperature T (0 ° C. to 60 ° C.) is ⁇ 20 ⁇ ⁇ ⁇ 0.14%. This is smaller than the change amount 0.5% of the lens pitch L shown in FIG. Therefore, in the temperature range of 0 ° C. to 60 ° C. exemplified in the first embodiment, diagonal noise and color unevenness do not occur in the reconstructed parallax image.
  • the parallax image displayed by the autostereoscopic display device is generally produced when the angle error of the boundary line BL of the cylindrical lens 12 with respect to the pixel pitch of the two-dimensional display 11 and when the cylindrical lens 12 is bonded to the two-dimensional display 11. Susceptible to error. Further, it is also affected by a manufacturing error that occurs in the manufacturing stage of the cylindrical lens 12 alone. Therefore, the second embodiment of the present invention describes an autostereoscopic display device that corrects variations in the lens pitch L of the cylindrical lens 12 due to manufacturing errors and errors in the mounting angle of the lenticular sheet 14 to the two-dimensional display 11. To do.
  • the autostereoscopic display device includes a two-dimensional display 11, a lenticular sheet 14 composed of a plurality of cylindrical lenses 12, and a lens pitch L of the cylindrical lenses 12.
  • the manufacturing error storage unit 33 that stores the manufacturing error ⁇ L and the manufacturing error ⁇ of the tilt angle ⁇ of the boundary line BL of the cylindrical lens 12, and the parallax image is changed based on the manufacturing error stored in the manufacturing error storage unit 33.
  • a parallax video changing unit 22 Since the configurations of the two-dimensional display 11 and the lenticular sheet 14 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the “manufacturing error” is an error from a design value or a target value that occurs when the autostereoscopic display device is manufactured.
  • the “manufacturing error” includes an error that occurs when a plurality of cylindrical lenses 12 are bonded to the two-dimensional display 11 and an error that occurs in the manufacturing stage of the cylindrical lens 12 alone.
  • a manufacturing error that occurs at the time of pasting or manufacturing the cylindrical lens 12 alone is stored in the manufacturing error storage unit 33 when the autostereoscopic display device is shipped.
  • the manufacturing error ⁇ of the tilt angle ⁇ includes both an error that occurs in the cylindrical lens 12 alone and an error that occurs when the cylindrical lens 12 is attached to the two-dimensional display 11. Therefore, the manufacturing error storage unit 33 stores the sum of both errors as the manufacturing error ⁇ of the tilt angle ⁇ .
  • a method for detecting an error of the cylindrical lens 12 there is a method of preparing data indicating a one-to-one error for each of the cylindrical lenses 12.
  • the error which arises at the time of bonding can be detected by the following method.
  • an alignment mark is attached to each of the two-dimensional display 11 and the cylindrical lens 12.
  • the amount of deviation between the alignment marks is detected by observing with a CCD camera, for example.
  • the method for detecting the manufacturing error ⁇ L of the lens pitch L and the manufacturing error ⁇ of the tilt angle ⁇ is not limited to this, and may be detected by other methods.
  • the parallax image changing unit 22 includes a parallax image storage unit 34 that stores a plurality of manufacturing errors and a plurality of types of parallax images corresponding to the plurality of manufacturing errors in association with each other.
  • a parallax image storage unit 34 that stores a plurality of manufacturing errors and a plurality of types of parallax images corresponding to the plurality of manufacturing errors in association with each other.
  • an error table as illustrated in FIG. 11B is stored in the parallax image storage unit 34.
  • the manufacturing error ⁇ L of the lens pitch L is divided into three stages of ⁇ 0.5 ⁇ m or less, in the range of ⁇ 0.5 ⁇ m to +0.5 ⁇ m, and +0.5 ⁇ m or more.
  • the manufacturing error ⁇ of the inclination angle ⁇ is divided into three steps of ⁇ 0.05 ° or less, in the range of ⁇ 0.05 ° to + 0.05 °, and + 0.05 ° or more.
  • parallax images S1 to S9 corresponding to combinations of three stages of manufacturing error ⁇ L and three stages of manufacturing error ⁇ are stored in the parallax image storage unit.
  • the division of the manufacturing errors ⁇ L and ⁇ is not limited to the above example. For example, it may be divided in more detail.
  • FIG. 11C shows lens parameters of the cylindrical lens 12 used when creating the parallax images S1 to S9 shown in FIG. 11B.
  • the lens parameters include the lens pitch L and the tilt angle ⁇ of the cylindrical lens 12.
  • the design value or target value of the lens pitch L is 0.779 mm, and the lens pitch L is assumed to be 0.778 mm and 0.780 mm.
  • the design value or target value of the inclination angle ⁇ is 11.77 °, and 11.67 ° and 11.87 ° are assumed as the inclination angle ⁇ .
  • the parallax images S1 to S9 in FIG. 11B are created from the relative positions of the cylindrical lens 12 and the color pixels 13 of the two-dimensional display 11 using the lens parameters shown in FIG. 11C.
  • color unevenness may occur in the parallax images S1 to S9 within the range of manufacturing errors stored in the parallax image storage unit 34.
  • the parallax image changing unit 22 selects the parallax corresponding to the manufacturing error ⁇ L and the manufacturing error ⁇ stored in the manufacturing error storage unit 33 from among a plurality of types of parallax images S1 to S9 stored in the parallax video storage unit 34. It is only necessary to select an image and output the selected parallax image to the two-dimensional display 11.
  • the manufacturing error ⁇ L and the manufacturing error ⁇ stored in the manufacturing error storage unit 33 are input to the parallax image changing unit 22 (S21), the manufacturing error ⁇ L and the manufacturing error ⁇ are compared with the error table of FIG. Then, a parallax image corresponding to the manufacturing error ⁇ L and the manufacturing error ⁇ is selected from the parallax images S1 to S9 in the error table (S25). The selected parallax image is output to the two-dimensional display 11 (S27).
  • the parallax image is changed based on the manufacturing error ⁇ L of the lens pitch of the cylindrical lens 12 and the manufacturing error ⁇ of the inclination angle of the boundary line BL of the cylindrical lens 12.
  • the horizontal pixel pitch px, the vertical pixel pitch py, the horizontal lens pitch Lx, and the inclination angle ⁇ satisfy the relational expressions shown in the expressions (1) to (5). This makes it difficult for oblique-line noise and color unevenness to occur in the changed parallax image. Therefore, even when there is a manufacturing error, a good stereoscopic image can be viewed.
  • the parallax image changing unit 22 calculates the parallax images S1 to S9 to be displayed on the two-dimensional display 11 in advance for the range of manufacturing errors assumed in advance.
  • the parallax video changing unit 22 saves the calculated plural types of parallax videos S1 to S9 in the parallax video saving unit 34 in association with a plurality of assumed ranges of manufacturing errors, as shown in FIG. 11B. Keep it. Thereby, according to the manufacturing error preserve
  • the parallax video changing unit 22 may not include the parallax video storage unit 34 that stores data of a plurality of types of parallax videos S1 to S9 in association with a plurality of ranges of manufacturing errors.
  • the parallax image changing unit 22 may reconstruct the parallax image as needed according to the manufacturing error stored in the manufacturing error storage unit 33 and display the reconstructed parallax image on the two-dimensional display 11. Good. Thereby, the manufacturing error correction of the parallax image can be performed with higher accuracy.
  • the distance C is not constant. Therefore, the relationship between the distance C, the appropriate lens pitch L ', and the focal length f is dynamically changed. It is desirable to calculate the appropriate lens pitch L ′ and reconstruct the parallax image as needed according to the changing distance C.
  • an autostereoscopic display device that reconstructs a parallax image according to the distance C viewed by the viewer will be described.
  • the autostereoscopic display device includes a two-dimensional display 11, a lenticular sheet 14 made up of a plurality of cylindrical lenses 12, and a viewer made up of a plurality of cylindrical lenses 12.
  • a distance measuring unit 21 that measures the distance C to P
  • a parallax image changing unit 22 that changes the parallax image displayed on the two-dimensional display 11 based on the distance C measured by the distance measuring unit 21 are provided. Since the configurations of the two-dimensional display 11 and the lenticular sheet 14 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the distance measuring unit 21 includes a CCD camera 35 that captures an image of the face of the viewer P.
  • the distance measuring unit 21 performs face recognition using a face image captured by the CCD camera 35.
  • the distance measuring unit 21 calculates the spatial coordinates of the viewing position of the viewer P based on the position and size of the face.
  • the distance measuring unit 21 then calculates a distance C from the cylindrical lens 12 to the viewer P.
  • the distance measuring unit 21 may directly measure the distance C using a TOF (Time of Flight) camera instead of the CCD camera 35.
  • TOF Time of Flight
  • the parallax image changing unit 22 calculates an appropriate lens pitch L ′ of the cylindrical lens 12 according to the equation (7) based on the distance C measured by the distance measuring unit 21.
  • the parallax image changing unit 22 includes a parallax image storage unit 36 that stores a plurality of appropriate lens pitches L ′ and a plurality of types of parallax images S1 to S3 corresponding to the plurality of appropriate lens pitches L ′ in association with each other.
  • the parallax image storage unit 36 for example, a table indicating the relationship between a plurality of types of parallax images S1 to S3 and an appropriate lens pitch L ′ as illustrated in FIG. 13B is stored.
  • the parallax video changing unit 22 refers to the parallax video storage unit 36, selects a parallax video corresponding to the appropriate lens pitch L ′ calculated according to the equation (7), and causes the two-dimensional display 11 to display the selected parallax video. .
  • the parallax image changing unit 22 selects a parallax image corresponding to the calculated appropriate lens pitch L ′ from the plurality of types of parallax images S1 to S3 shown in FIG. 13B, and selects the selected parallax image. May be output to the two-dimensional display 11.
  • an appropriate lens pitch L ' is calculated according to the equation (7) based on the distance C (S33). It is determined whether the appropriate lens pitch L 'is smaller than the lower limit lens pitch L1 (S35). When the appropriate lens pitch L ′ is smaller than the lower limit lens pitch L1, the parallax video S1 is read from the parallax video storage 36 and output to the two-dimensional display 11 (S39). If the appropriate lens pitch L ′ is greater than or equal to the lower limit lens pitch L1, it is determined whether or not the appropriate lens pitch L ′ is smaller than the upper limit lens pitch L2 (S37).
  • the parallax image S2 is read from the parallax image storage unit 36 and output to the two-dimensional display 11 (S41).
  • the parallax image S3 is read from the parallax image storage unit 36 and output to the two-dimensional display 11 (S43).
  • the appropriate lens pitch L ′ of the cylindrical lens 12 may change depending on the distance C from the autostereoscopic display device to the viewer P.
  • the parallax video changing unit 22 changes the parallax video displayed on the two-dimensional display 11 based on the appropriate lens pitch L ′.
  • the horizontal pixel pitch px, the vertical pixel pitch py, the horizontal lens pitch Lx, and the inclination angle ⁇ satisfy the relational expressions shown in the expressions (1) to (5). Therefore, linear noise and color unevenness are less likely to occur in the parallax image changed based on the appropriate lens pitch L ′.
  • the parallax image changing unit 22 previously calculates a plurality of types of parallax images S1 to S3 to be displayed on the two-dimensional display 11 with respect to a plurality of appropriate lens pitches L ′.
  • the parallax image changing unit 22 associates the calculated plural types of parallax images S1 to S3 with the assumed range of the appropriate lens pitch L ′ as shown in FIG. Save it. Thereby, according to the distance C measured by the distance measurement part 21, the calculation burden which rebuilds a parallax image
  • the parallax video changing unit 22 may not include the parallax video storage unit 36.
  • the parallax image changing unit 22 calculates an appropriate lens pitch L ′ at any time according to the distance C measured by the distance measuring unit 21, and the calculated appropriate lens pitch L ′ is displayed on the two-dimensional display 11. What is necessary is just to reconstruct the parallax image to be displayed. Thereby, the correction of the parallax image by the distance C can be performed with higher accuracy.
  • the change amount of the appropriate lens pitch L ′ is 4 ⁇ m, which is approximately the same as the change amount 0.5% of the lens pitch L when the parallax image is reconstructed in the first embodiment. . Therefore, within the range of the change of the appropriate lens pitch L ′ with the distance C in the third embodiment, diagonal noise and color unevenness do not occur in the reconstructed parallax image.
  • the viewer P of the autostereoscopic display device has individual differences and subjectivity regarding how to see and feel stereoscopic vision. Therefore, the viewer P is made to select what is most preferable from a plurality of types of parallax images created corresponding to various lens parameters (lens pitch L and inclination angle ⁇ of the cylindrical lens 12). Then, based on the lens parameter for which the selected parallax image is created, a parallax image to be displayed later is created. Thereby, a preferable stereoscopic image suitable for the viewer P and the viewing situation can be displayed.
  • the autostereoscopic display device includes a two-dimensional display 11, a lenticular sheet 14 composed of a plurality of cylindrical lenses 12, a plurality of lens pitches L and a cylindrical lens of the cylindrical lens 12.
  • a parallax video selection unit 37 that receives a parallax video selected by the viewer P from a plurality of types of parallax video constructed based on a plurality of inclination angles ⁇ of the boundary line BL of the lens 12, and a parallax video selection unit 37 Is stored in the two-dimensional display 11 on the basis of the lens pitch L and the tilt angle ⁇ stored in the lens parameter storage unit 39.
  • a parallax video changing unit 22 for changing the displayed parallax video. Since the configurations of the two-dimensional display 11 and the lenticular sheet 14 are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
  • the parallax image changing unit 22 includes a parallax image storage unit 40 that stores a plurality of types of parallax images corresponding to a plurality of lens pitches L and a plurality of inclination angles ⁇ . For example, nine types of parallax images S1 to S9 corresponding to combinations of three lens pitches L and three inclination angles ⁇ as illustrated in FIG. 11C are stored in the parallax image storage unit 40.
  • the lens parameters are limited to a range in which the shaded noise as shown in FIG. 17B does not occur in the generated parallax images S1 to S9.
  • the parallax video selection unit 37 receives the parallax video selected by the viewer P using the mouse 38 and the graphical user interface (GUI). For example, first, nine types of parallax images S1 to S9 shown in FIG. 11C are displayed on the two-dimensional display 11 in order.
  • the viewer P operates the mouse 38 to input the determination of the parallax video when the parallax video that can most appropriately view the stereoscopic image is displayed from among the parallax videos S1 to S9 taught in order.
  • the determination input may be performed based on a remote control operation by the viewer P.
  • the parallax video selection unit 37 receives the parallax video displayed when the decision input by the viewer P is received as the parallax video selected by the viewer P.
  • the parallax video selection unit 37 repeatedly displays the parallax videos S1 to S9 on the two-dimensional display 11 until a decision input is made by the viewer P.
  • the method for causing the viewer P to select the parallax image is not limited to this.
  • the identification numbers of the parallax images S1 to S9 are displayed together with the parallax images S1 to S9 taught in order. And you may make the viewer P input an identification number.
  • the parallax images S1 to S9 may be displayed on the two-dimensional display 11 at the same time, and the cursor may be moved up, down, left, and right to the desired parallax image for decision input.
  • the lens parameter storage unit 39 stores the lens pitch L and the inclination angle ⁇ when the parallax image received by the parallax image selection unit 37 is constructed.
  • the parallax image changing unit 22 stores the parallax image managed by the same number as the lens parameter number indicating the lens pitch L and the inclination angle ⁇ stored in the lens parameter storage unit 39 and stored in the parallax image storage unit 40. Read from the images S1 to S9 and display on the two-dimensional display 11. Alternatively, the parallax video changing unit 22 may reconstruct the parallax video to be displayed on the two-dimensional display 11 at any time according to the lens pitch L and the tilt angle ⁇ stored in the lens parameter storage unit 39. Accordingly, the parallax video changing unit 22 can create a parallax video to be displayed thereafter based on the lens parameters (lens pitch L and inclination angle ⁇ ) when the selected parallax video is created.
  • the lens pitch L and the inclination angle ⁇ are changed to the most appropriate one including the temperature change and the like, and the subsequent parallax images are created.
  • the horizontal pixel pitch px, the vertical pixel pitch py, the horizontal lens pitch Lx, and the inclination angle ⁇ satisfy the relational expressions shown in the expressions (1) to (5). Therefore, since it is possible to display a parallax image with little oblique noise and color unevenness by changing the lens pitch L and the inclination angle ⁇ , it is possible to always obtain a good stereoscopic image.
  • An autostereoscopic display device includes a two-dimensional display in which color pixels are arranged in each of a horizontal direction and a vertical direction, a two-dimensional display, the color pixels being observed through the two-dimensional display, and And a plurality of cylindrical lenses arranged in parallel to each other.
  • Ax and Ay are relatively prime natural numbers, Ax is 2 or more, and Bx is the smallest natural number in which the numerical value GF shown in Equation (2) is an integer, the pixel pitch px in the horizontal direction of the color pixel is vertical.
  • the autostereoscopic display device further includes a temperature sensor that measures the ambient temperature of the cylindrical lens, and a parallax image changing unit that changes the parallax image based on the ambient temperature measured by the temperature sensor.

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Abstract

　裸眼立体ディスプレイ装置は、水平・垂直方向に色画素が配列された二次元ディスプレイ１１と、色画素がそれを通して観察され、互いに平行に配列された複数のシリンドリカルレンズ１２と、シリンドリカルレンズ１２の周辺温度を測定する温度センサ３１と、測定された周辺温度に基づいて視差映像を変更する視差映像変更部２２とを備える。水平画素ピッチpx、垂直画素ピッチpy、水平レンズピッチLx、垂直方向に対するシリンドリカルレンズ１２の境界線の傾斜角θとし、Ax及びAyが互いに素な自然数であり、Axが２以上であり、Bxが（２）式に示す数値GFが整数となる最小の自然数である場合、px、py、Lx、及びθは、（１）～（３）式の関係式を満たす。θ＝arctan{(Ax・px)/(Ay・py)}・・・（１）　GF＝Bx・Lx/px・・・（２）　Ay≧Bx≧2　かつ　Ax≧2・・・（３）

Description

裸眼立体ディスプレイ装置
　本発明は、１次元方向に視差を持つ裸眼立体ディスプレイ装置に関する。
　レンチキュラーレンズ、スリット型のバリア、レンズアレイ等の特殊な光学部材を用いて、印刷面や液晶パネル等の表示装置の映像を複数の視点方向に分割させ、視聴位置によって表示映像を変化させる技術が知られている。特に、右目と左目に、同一のオブジェクトに対し特定の視差を持った異なる表示映像（視差映像）が入力されるように設定する。これにより、眼鏡をかけずに立体視が可能な立体映像表示装置（以後、「裸眼立体ディスプレイ装置」という）が実現可能である。なお、本出願において、視差映像を分割する方向は主に水平方向に１次元とする。
　裸眼立体ディスプレイ装置にて立体視を行う場合は、立体視可能な視聴範囲を拡大するため、また、長時間の視聴に耐えうる自然な立体感、滑らかな運動視差を得るために、視差映像をより多くの方向に細かく分割して、視点の数を増やす要求がある。
　また、最近では視差映像による立体視を、アイキャッチ、視認性向上を目的としてデジタルサイネージ、カーナビゲーション等に応用することが検討されている。これらの応用を考えた場合、低解像度の表示装置を用いた場合であっても、できるだけ細かく視差映像を分割して、自然な立体視を実現することが求められる。
　これに対しては、空間上に視聴者の目の位置を想定し視点を分割するのではなく、なるべく細かく視点を分割し、視聴者はその何れかを見る、という考え方（多眼式）が有効である。視差映像の分割数を増やすには、表示装置の画素ピッチに対してレンズピッチを大きくすることが有効である。しかし、レンズの拡大効果でレンズピッチに比例して色画素が大きく見えるため、レンズのピッチ方向の視差映像の解像感が著しく低下してしまう。これにより、水平方向と垂直方向で視差映像の解像度が異なるという課題が発生する。
　これに対し、特許文献１では、レンチキュラーレンズを画素配列に対して傾けることで、水平方向の画素のみではなく、垂直方向の画素も用いて一つの３次元画素を構成している。これにより、３次元表示の水平方向の解像度の低下を抑え、水平方向及び垂直方向の解像度のバランスを向上できることが報告されている。
　一方、二次元表示との共存やコストの面で、すでに広く普及しているＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の色画素からなり、同色の色画素が垂直方向に規則正しく配列している表示装置を用いた裸眼立体ディスプレイ装置が必要とされている。
　特許文献２及び特許文献３では、レンチキュラーレンズの表示装置に対する傾斜角を工夫し、全ての水平方向に対して３種類の色画素を均等に使用している。これにより、水平方向に異なる色画素、例えばＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)がストライプ状に垂直配列された表示装置を利用する場合であっても、色ムラ、輝度ムラが低減できることが報告されている。また、特許文献２の第１図では、レンチキュラーレンズのピッチを画素ピッチの７／２倍とし、２本のレンズにまたがって水平方向に７つの視差映像を分割する構成が紹介されている。このように、レンズピッチを画素ピッチの整数倍からずらすと、レンズのピッチが小さくても、視差映像を多くの方向に細かく分割できるので、前述の課題や要求に応えることができる。
特開平９－２３６７７７号公報 特開２００５－３０９３７４号公報 特開２００６－４８６５９号公報
　しかし、水平方向のレンズピッチを画素ピッチの整数倍からずらすと、複数の視差映像が複数のレンズにまたがって分割され、以下に示すように、レンズ境界線に平行な斜線状のノイズが発生するという課題がある。
　図１６（ａ）は、表示装置が備える色画素５３の配置パターン(矩形)とレンチキュラーレンズ５２ａ、５２ｂとの対応位置関係を示しており、斜線は隣接するレンチキュラーレンズ５２ａ、５２ｂ、・・・の境界線ｂｌ１～ｂｌ３である。また、各画素５３に付された数字（１～７）は、視差映像の番号を示し、番号は、水平方向に分割して提示する際の方向に対応する。また、図１６（ｂ）は、裸眼立体ディスプレイ装置５０と視差映像ＳＰ１～ＳＰ７の方向、及び対応するレンチキュラーレンズ５２ａ、５２ｂを示している。
　図１６では、水平レンズピッチは水平画素ピッチの７／２倍となっており、レンチキュラーレンズ５２ａは視差映像ＳＰ２、ＳＰ４、ＳＰ６に対応し、レンチキュラーレンズ５２ｂは視差映像ＳＰ１、ＳＰ３、ＳＰ５、ＳＰ７に対応する。つまり、視差映像ＳＰ１～ＳＰ７が２本のレンチキュラーレンズ５２ａ、５２ｂにまたがって分割されている。ここで、レンチキュラーレンズ５２ａ、５２ｂを通して見ると、各視差映像に対応する色画素５３は、レンズピッチ方向に、レンズピッチいっぱいに広がって見える。よって、視差映像ＳＰ１を観察する場合、図１６（ｃ）のように、視差映像ＳＰ１に対応する色画素５３は、レンチキュラーレンズ５２ｂには存在するが、レンチキュラーレンズ５２ａには存在しない。このため、レンチキュラーレンズ５２ｂを通して視差映像ＳＰ１を見ることができるが、レンチキュラーレンズ５２ａを通して視差映像ＳＰ１を見ることはできない。
　したがって、視差画像全体として、レンチキュラーレンズ５２ａ、５２ｂの境界線ｂｌ１～ｂｌ３に平行な斜線状のノイズが発生する。実際には、レンチキュラーレンズ５２ａには、視差映像ＳＰ７と、視差映像ＳＰ２の中間像が少しずつ見えることになる。しかし、視差映像ＳＰ１と視差映像ＳＰ２、ＳＰ７とで対応するする色画素が異なる場合は、斜線状のノイズが発生してしまう。さらに、多くのレンチキュラーレンズにまたがって視差映像を分割する場合は、対応する色画素が存在せず、視差映像が見えないレンチキュラーレンズが増えるので、斜線状のノイズがさらに顕著に発生する。
　ただし、特許文献１及び２に従ってレンチキュラーレンズの表示装置に対する傾斜角を適切に設計して、色画素とレンチキュラーレンズとを設計通りに組み立てれば、線状のノイズが無い良好な視差映像が得られる場合がある。しかし、この場合であっても、例えば、レンチキュラーレンズが周辺温度の変化により収縮或いは膨張してしまったり、製造誤差があったりすると、レンチキュラーレンズと画素との相対位置が初期値から変化してしまう。この変化に従って視差映像を再構築すると、線状のノイズが発生してしまう、という課題があった。
　図１７（ａ）は、視差映像をある一点より観察した時の様子をシミュレートした視差映像を示す。なお、この時のレンチキュラーレンズの傾斜角を９．４６°とし、水平方向のレンズピッチを画素ピッチの８倍とする。また、図１７（ｂ）は、温度変化によりレンズピッチが０．５％膨張した場合、レンチキュラーレンズの膨張を考慮して再構築した視差映像を、図１７（ａ）と同様にして示す。図１７（ｂ）に示すように、再構築後は、再構築前（図１７（ａ））には無かった斜線状のノイズが確認できる。
　本発明は上記課題に鑑みて成されたものである。すなわち、本発明は、水平方向及び垂直方向の各々に色画素が配列された二次元ディスプレイと、二次元ディスプレイの上に配置され、色画素がそれを通して観察され、且つ、互いに平行に配列された複数のシリンドリカルレンズとを備え、水平方向に複数の視差映像に分割して表示する裸眼立体ディスプレイ装置に関する。色画素の水平方向の画素ピッチをpxとし、垂直方向の画素ピッチをpyとし、シリンドリカルレンズの水平方向のレンズピッチをLxとし、垂直方向に対するシリンドリカルレンズの境界線の傾斜角をθとし、Ax及びAyが互いに素な自然数であり、Axが２以上であり、Bxが（２）式に示す数値GFが整数となる最小の自然数である場合、px、py、Lx、及びθは、（１）式～（３）式に示す関係式を満たしている。
　　　θ＝arctan{(Ax・px)/(Ay・py)}　　　　　　　　・・・（１）
　　　GF＝Bx・Lx/px　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（２）
　　　Ay≧Bx≧２　かつ　Ax≧2　　　　　　　　　　・・・（３）
　本発明は、その第１の態様として、裸眼立体ディスプレイ装置が、シリンドリカルレンズの周辺温度を測定する温度センサと、温度センサにより測定された周辺温度に基づいて、視差映像を変更する視差映像変更部とをさらに備えることを要旨とする。
　本発明の第１の態様において、視差映像変更部は、複数の周辺温度と複数の周辺温度に対応する複数種類の視差映像とを関連づけて保存する視差映像保存部を有し、視差映像変更部は、視差映像保存部を参照して、温度センサにより測定された周辺温度に対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を二次元ディスプレイに表示させてもよい。
　或いは、視差映像変更部は、温度センサにより測定された周辺温度に基づいて、シリンドリカルレンズのレンズピッチの伸縮量を求め、レンズピッチの伸縮量に基づいて、視差映像を再構築し、再構築された視差映像を二次元ディスプレイに表示させても構わない。
　本発明は、その第２の態様として、裸眼立体ディスプレイ装置が、シリンドリカルレンズのレンズピッチの製造誤差、及びシリンドリカルレンズの境界線の傾斜角の製造誤差を保存する製造誤差保存部と、製造誤差保存部に保存された製造誤差に基づいて、視差映像を変更する視差映像変更部とをさらに備えることを要旨とする。
　本発明の第２の態様において、視差映像変更部は、複数の製造誤差と複数の製造誤差に対応する複数種類の視差映像とを関連づけて保存する視差映像保存部を有し、視差映像変更部は、視差映像保存部を参照して、製造誤差保存部に保存された製造誤差に対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を前記二次元ディスプレイに表示させてもよい。
　或いは、視差映像変更部は、製造誤差保存部に保存された製造誤差に基づいて、視差映像を再構築し、再構築された視差映像を二次元ディスプレイに表示させても構わない。
　本発明は、その第３の態様として、裸眼立体ディスプレイ装置が、シリンドリカルレンズから視聴者までの距離を測定する距離測定部と、距離測定部により測定された距離に基づいて、視差映像を変更する視差映像変更部とをさらに備えることを要旨とする。
　本発明の第３の態様において、視差映像変更部は、距離測定部により測定された距離に基づいて、シリンドリカルレンズの適正レンズピッチを計算し、視差映像変更部は、複数の適正レンズピッチと複数の適正レンズピッチに対応する複数種類の視差映像とを関連づけて保存する視差映像保存部を有し、視差映像変更部は、視差映像保存部を参照して、計算した適正レンズピッチに対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を二次元ディスプレイに表示させてもよい。
　或いは、視差映像変更部は、距離測定部により測定された距離に基づいて、シリンドリカルレンズの適正レンズピッチを計算し、計算した適正レンズピッチに基づいて、視差映像を再構築し、再構築された視差映像を二次元ディスプレイに表示させても構わない。
　本発明は、その第４の態様として、裸眼立体ディスプレイ装置が、シリンドリカルレンズの複数のレンズピッチ及びシリンドリカルレンズの境界線の複数の傾斜角に基づいて構築された複数種類の視差映像の中から、視聴者により選択された視差映像を受け付ける視差映像選択部と、視差映像選択部が受け付けた視差映像に対応するレンズピッチ及び傾斜角を保存するレンズパラメータ保存部と、レンズパラメータ保存部に保存されたレンズピッチ及び傾斜角に基づいて、二次元ディスプレイに表示される視差映像を変更する視差映像変更部とをさらに備えることを要旨とする。
　本発明の第１乃至第４の態様に係わる二次元ディスプレイにおいて、Ｄ種類の異なる色の色画素が水平方向に周期的に配列され、同じ色の色画素が垂直方向に配列され、Ｄは３以上の自然数であり、（４）式を満たす自然数α及びβのうち、（５）式に示すGHが最小となるα、βをα０及びβ０とした場合、
　　　α・px＋β・py・tanθ＝Lx　　　　　　　　　　　・・・（４）
　　　GH＝(α・px)２＋(β・py)２　　　　　　　　　　　　・・・（５）
　α０がＤの倍数でないことが望ましい。
　本発明の裸眼立体ディスプレイ装置によれば、シリンドリカルレンズのレンズピッチや傾斜角が初期値から変化して、レンズピッチや傾斜角の変化に従って視差映像を変更した場合であっても、線状のノイズの発生を抑制することができる。
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置の全体構成を示すブロック図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の視差映像保存部３２に保存されている視差映像Ｓ１～Ｓ３と温度範囲との関係を示すテーブルである。 図２は、図１の領域ＭＥの二次元ディスプレイ１１及び複数のシリンドリカルレンズ１２を拡大した平面図である。 図３は、シリンドリカルレンズの傾斜角θを、θ＝arctan(px/(2・py))＝９．４６°とし、水平レンズピッチLxを、Lx＝7・pxとした第１の比較例を示す平面図である。 図４は、θ＝９．４６°とし、水平レンズピッチLx＝L/cosθを、13・px/4=3.25・pxとした第２の比較例を示す平面図である。 図５は、θ＝１０．２３°とし、Lx＝3.25・pxとした本発明の第１の実施の形態を示す平面図である。 図６は、色むらを抑制するために各パラメータが満たすべき条件を説明するための模式図である。 図７は、裸眼立体ディスプレイ装置における視差映像の変更動作の一例を示すフローチャートである。 図８は、実施例１に係わる裸眼立体ディスプレイ装置の構成を示す平面図である。 図９は、図８の裸眼立体ディスプレイ装置の各パラメータの緒言を示すテーブルである。 図１０は、６１個に分割された視差映像を、シリンドリカルレンズ１２を通して１点から観測した時の様子を示したシミュレート画像であって、図１０（ａ）は再構築前、図１０（ｂ）は再構築後を示す。 図１１（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置の全体構成を示すブロック図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の視差映像保存部３４に保存されている視差映像と製造誤差との関係を示すテーブルであり、図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）の各視差映像Ｓ１～Ｓ９を作成する際に用いられるシリンドリカルレンズ１２のパラメータを示すテーブルである。 図１２は、第２の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置における視差映像の変更動作の一例を示すフローチャートである。 図１３（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置の全体構成を示すブロック図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の視差映像保存部３６に保存されている視差映像Ｓ１～Ｓ３と適正レンズピッチL’との関係を示すテーブルである。 図１４は、第３の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置における視差映像の変更動作の一例を示すフローチャートである。 図１５は、本発明の第４の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置の全体構成を示すブロック図である。 図１６（ａ）～図１６（ｃ）は、レンチキュラーレンズ５２ａ、５２ｂの境界線ｂｌ１～ｂｌ３に平行な斜線状のノイズが発生することを説明するための図である。 図１７（ａ）は、斜線状のノイズが発生していない再構築前の視差映像を示す斜視図であり、図１７（ｂ）は、斜線状のノイズが発生している再構築後の視差映像を示す斜視図である。
　以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付している。
（第１の実施の形態）
＜二次元ディスプレイ１１及びレンチキュラーシート１４の構成＞
　図１（ａ）を参照して、本発明の第１の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置の構成を説明する。第１の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置は、水平方向に複数の視差映像に分割して表示する装置であって、水平方向及び垂直方向の各々に所定のピッチで色画素が配列された二次元ディスプレイ１１と、二次元ディスプレイ１１の表示面上に配置されたレンチキュラーシート１４とを備える。レンチキュラーシート１４は、互いに平行に配列された複数のシリンドリカルレンズ１２からなる。シリンドリカルレンズ１２の境界線は、互いに平行な直線を成し、二次元ディスプレイ１１の垂直方向に対して傾斜している。二次元ディスプレイ１１として、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル、ブラウン管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイなどを用いることができる。シリンドリカルレンズ１２は、例えば、少なくとも可視光に対して高い透過性を有する合成樹脂（プラスティックを含む）を用いて製造することができる。
　図２を参照して、図１の二次元ディスプレイ１１及び複数のシリンドリカルレンズ１２の詳細な構成を説明する。図２は、図１の領域ＭＥの二次元ディスプレイ１１及び複数のシリンドリカルレンズ１２を拡大した平面図である。二次元ディスプレイ１１は、垂直方向及び水平方向の各々に所定のピッチで配列された色画素１３を備える。図２の垂直方向及び水平方向に配列された複数の矩形は、二次元ディスプレイ１１の色画素１３を示している。二次元ディスプレイ１１において、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の３種類の異なる色の色画素１３が水平方向に周期的に配列され、同じ色の色画素が垂直方向に配列されている。図２の矩形内に記載されているＲ、Ｇ及びＢは、これらの色の種類を示す。
　複数のシリンドリカルレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、・・・は、互いに平行に一次元方向に配列されている。色画素１３は、複数のシリンドリカルレンズ１２を通して視認される。シリンドリカルレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの境界線ＢＬ１～ＢＬ４は、互いに平行な直線を成し、二次元ディスプレイ１１の垂直方向ＶＬに対して傾斜している。境界線ＢＬ１～ＢＬ４の傾斜角を「θ」とする。
　なお、シリンドリカルレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの境界線ＢＬ１～ＢＬ４に垂直な方向のレンズピッチ（以後、単に「レンズピッチ」という）を「L」とし、シリンドリカルレンズ１２の水平方向のレンズピッチ（以後、単に「水平レンズピッチ」という）を「Lx」とする。また、色画素１３の水平方向の画素ピッチ（以後、「水平画素ピッチ」という）を「px」とし、色画素１３の垂直方向の画素ピッチ（以後、「垂直画素ピッチ」という）を「py」とする。以後の説明において、py/px＝３とするが、py/pxは３以外の数値であってもよい。シリンドリカルレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、境界線ＢＬ１～ＢＬ４に垂直な方向にのみ光を屈折させる。
　次に、二次元ディスプレイ１１の解像度を上げずに視差映像をより細かく分割する方法について説明する。
　図３は、シリンドリカルレンズ１２の傾斜角θを、θ＝arctan(px/(2・py))＝９．４６°とし、水平レンズピッチLxを、Lx＝7・pxとした第１の比較例を示す。ある方向から、シリンドリカルレンズ１２を通して二次元ディスプレイ１１の色画素を見ると、シリンドリカルレンズ１２の境界線ｂｌ１、ｂｌ２から等距離にある色画素のみが見える。見ることができる色画素の境界線ｂｌ１、ｂｌ２からの距離は、見る方向に応じて変化する。境界線ｂｌ１、ｂｌ１に沿ってＲ、Ｇ及びＢの３種類の色画素が周期的に現れ、結果的に二次元ディスプレイ１１の表示面内で各色画素が均一に使用される。
　しかし、図３の第１の比較例では水平レンズピッチLxが水平画素ピッチpxの整数倍であるため、境界線ｂｌ１、ｂｌ２と二次元ディスプレイ１１の色画素との相対位置を水平画素ピッチpx以下に分割することができない。
　そこで、前述したように、水平レンズピッチLxを水平画素ピッチpxの整数倍からずらすことにより、二次元ディスプレイ１１の色画素との相対位置を水平画素ピッチpx以下に分割する。これにより、複数の視差映像が複数のシリンドリカルレンズ１２にまたがって分割され、二次元ディスプレイ１１の解像度を上げずに、多数の視差映像に分割することができる。
　図４は、θ＝９．４６°とし、水平レンズピッチLx＝L/cosθを、13・px/4=3.25・pxとした第２の比較例を示す。各色画素に記載された数字は、１３分割された視差映像の番号を示している。１３個の視差映像が、４本のシリンドリカルレンズ５２ａ～５２ｂにまたがって分割されている。
　しかし、第２の比較例では、シリンドリカルレンズ５２ａ～５２ｄの境界線ｂｌ１～ｂｌ５に平行な斜線状のノイズが発生するという課題がある。
　図４を見ると、シリンドリカルレンズ５２ａ、５２ｃは奇数番号の視差映像のみに対応し、シリンドリカルレンズ５２ｂ、５２ｄは偶数番号の視差映像のみに対応している。よって、シリンドリカルレンズ５２ｂ、５２ｄには奇数番号の視差映像は表示されず、シリンドリカルレンズ５２ａ、５２ｃには偶数番号の視差映像は表示されない。よって、水平方向に視差を持つ視差画像ＳＰ１～ＳＰ１３を順次対応させた場合に、シリンドリカルレンズ５２ａ～５２ｄの境界線ｂｌ１～ｂｌ５に平行な斜線状のノイズが発生する。また、水平レンズピッチLxを調整し、さらに細かく視差映像を分割すると、シリンドリカルレンズ１本を見たときに、表示されない視点の割合が増えるため、斜線状のノイズは顕著となる。
　これに対して、第１の実施の形態では、シリンドリカルレンズ５２ａ～５２ｂの傾斜角θを適切に設定することにより、総ての視差画像ＳＰ１～ＳＰ１３を１本のシリンドリカルレンズ５２ａ～５２ｄに必ず１度は表示させることができる。これにより、水平レンズピッチLxが水平画素ピッチpxの整数倍からずれていて、複数本のシリンドリカルレンズ５２ａ～５２ｄにまたがって視差映像の提示方向を分割する場合であっても、視差画像全体として、シリンドリカルレンズ５２ａ～５２ｄの境界線ｂｌ１～ｂｌ５に平行な斜線状のノイズの発生を抑制することができる。
　図５は、θ＝１０．２３°とし、Lx＝3.25・pxとした本発明の第１の実施の形態を示す。図４の第２の比較例に比べて、θを９．４６°から１０．２３°へ変更している。これにより、シリンドリカルレンズの境界線が、境界線ｂｌ１から境界線ＢＬ１へ変更している。他の境界線ＢＬ２～ＢＬ５についても同様である。図５に示す例では、総てのシリンドリカルレンズ１２ａ～１２ｄに総ての視差映像１～１３が現れている。これにより、図４に示した第２の比較例における斜線状のノイズを抑制することができる。
　具体的には、水平画素ピッチpx、垂直画素ピッチpy、シリンドリカルレンズ１２ａ～１２ｄの水平レンズピッチLx、シリンドリカルレンズ１２ａ～１２ｄの境界線ＢＬ１～ＢＬ５の傾斜角θが、（１）式、（２）式及び（３）式に示す関係式を総て満たしていればよい。ここで、Ax及びAyは互いに素な自然数であり、Bxは（２）式に示す数値GFが整数となる最小の自然数である。
　　　θ＝arctan{(Ax・px)/(Ay・py)}　　　　　　　　・・・（１）
　　　GF＝Bx・Lx/px　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（２）
　　　Ay≧Bx≧２　かつ　Ax≧2　　　　　　　　　　・・・（３）
　また、px、py、Lx、θが（１）式～（３）式に示す関係式を満たす場合、分割される視差映像の数Ｖは、（６）式により表される。ここで、{Bx,Ay}は、BxとAyの最小公倍数を示す。
　　　V={Bx,Ay}・Lx/px　　　　　　　　　　　　　　・・・（６）
　（３）式におけるBx≧2の条件を満たすことにより、水平レンズピッチLxを水平画素ピッチpxの整数倍からずらすことができる。これにより、複数のシリンドリカルレンズ１２ａ～１２ｄにまたがって視差映像に分割できるので、水平画素ピッチpxに対して水平レンズピッチLxを大きくすることなく、視差映像の分割数が増加する。さらに、Ay≧Bxの条件を満たせば、総てのシリンドリカルレンズ１２ａ～１２ｄに総ての視差映像が必ず１度は表示されることになる。これにより、水平レンズピッチLxが水平画素ピッチpxの整数倍からずれていて、複数本のシリンドリカルレンズ１２ａ～１２ｄにまたがって視差映像を分割する場合であっても、視差画像全体として、シリンドリカルレンズ１２ａ～１２ｄの境界線ＢＬ１～ＢＬ５に平行な斜線状のノイズの発生を抑制することができる。但し、二次元ディスプレイ１１の表示面の大きさが無限である裸眼立体ディスプレイ装置を仮定している。
　また、シリンドリカルレンズ１２ａ～１２ｄを通して二次元ディスプレイ１１の色画素を観察すると、色画素が拡大されて視差映像の解像感を損ねる。拡大された色画素の大きさは、レンズピッチLと1/tanθに比例する。θが小さくなると色画素の大きさが大きくなり、視差映像の解像度が低下する。Ax≧２とすることで、Bx、Ayが大きくなった場合であっても、θが小さくなりすぎることはない。よって、解像度の低下を抑制することができる。
　次に、色むらを抑制するために各パラメータ（px、py、Lx、θ）が満たすべき条件について説明する。同一の視差映像を表示する色画素のうち、隣り合う２本のシリンドリカルレンズ１２を通してそれぞれ観察され、かつ最も相対距離の小さい２つの色画素は、互いに異なる色の色画素である。二次元ディスプレイ１１の表示面の略全域にわたって、上記した２つの色画素が互いに異なる色の色画素となるように、傾斜角θを設定する。これにより、同色の画素が偏って分布することを抑制することができるので、この色分布による色むらを抑制することができる。
　具体的には、（４）式を満たす自然数α及びβのうち、（５）式のGHが最小となるα、βをα０及びβ０とした場合、α０がＤの倍数ではないように、px、py、Lx、θの各数値を設定する。ここで、Ｄは、二次元ディスプレイ１１が備える色画素の色の種類である。ここでは、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の色画素が周期的に配列した構成を有するので、α０が３の倍数ではなければよい。
　　　α・px＋β・py・tanθ＝Lx　　　　　　　　　　　・・・（４）
　　　GH＝(α・px)２＋(β・py)２　　　　　　　　　　　・・・（５）
　（４）式及び（５）式について、図６を用いて説明する。図６は、ある２つの色画素１３ｆ及び色画素１３ｇと、シリンドリカルレンズ１２の境界線ＢＬ１、ＢＬ２を示す。境界線ＢＬ１は色画素１３ｆの中心Ａを、境界線ＢＬ２は色画素１３ｇの中心Ｂを通る。三角形ＢＡＣ、ＢＣＤに着目すると、自然数α、βに対して（４）式を満たす必要があることがわかる。さらに、色画素１３ｆと色画素１３ｇの色が異なるためには、α０が３の倍数でなければよいことがわかる。
　シリンドリカルレンズ１２を通して二次元ディスプレイ１１の表示面を見ると、直線ＬＡＢに沿って、常にＲ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、・・・もしくはＲ、Ｂ、Ｇ、Ｒ、・・・と異なる色が順に並んで見えることになる。中心Ａ及び中心Ｂを結ぶ線分の長さ（GH1/2）は、色画素１３ｆ、１３ｇの相対距離である。α０及びβ０はこの相対距離を最小にするように選ばれている。よって、直線ＡＢの方向に、小さい周期（３×GH1/2）でＲ、Ｇ、Ｂの色画素が順に配列する。よって、色ムラを抑制することができる。
　なお、本発明の第１の実施の形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の色画素が水平方向に周期的に配列された二次元ディスプレイ１１を用いた場合を説明した。しかし、さらにＹ（黄）を加えた４色、或いはそれ以上の異なる種類の色画素を、水平方向に周期的に配列した場合においても、上記のα０の数値を色の数（Ｄ）の倍数でなければ、色むらを抑制することができる。
＜温度センサ３１及び視差映像変更部２２の構成及び動作＞
　図１（ａ）に示すように、裸眼立体ディスプレイ装置は、シリンドリカルレンズ１２の周辺温度Ｔを測定する温度センサ３１と、温度センサ３１により測定された周辺温度Ｔに基づいて、二次元ディスプレイ１１に表示される視差映像を変更する視差映像変更部２２とをさらに備える。視差映像変更部２２は、複数の周辺温度と複数の周辺温度に対応する複数種類の視差映像とを関連づけて保存する視差映像保存部３２を有する。
　視差映像保存部３２には、例えば、図１（ｂ）に示すような、複数種類の視差映像Ｓ１からＳ３と周辺温度Ｔとの関係を示すテーブルが保存されている。例えば、視差映像保存部３２に保存する視差映像Ｓ１～Ｓ３は、以下のようにして作成される。裸眼立体ディスプレイ装置は、およそ０℃～６０℃の範囲で使用され、主に使用される中心温度は３０℃であることを想定している。よって、下限温度Ｔ１＝２０℃、上限温度Ｔ２＝４０℃と設定する。このとき、視差映像Ｓ１は０～２０℃、視差映像Ｓ２は２０～４０℃、視差映像Ｓ３は４０～６０℃にそれぞれ対応する。シリンドリカルレンズ１２の線膨張係数を、γ=7.0×10-5[1/℃]とする。中心温度３０℃におけるレンズピッチLをL2=0.779mmとして、視差映像Ｓ２を作成する。一方、視差映像Ｓ１は、視差映像Ｓ２よりも温度が２０℃低い場合に対応している。よって、レンズピッチLをL1＝(1－20・γ)・L2=0.778mmとして、視差映像Ｓ１を作成する。また、視差映像Ｓ３は、視差映像Ｓ２よりも温度が２０℃高い場合に対応している。よって、レンズピッチLをL3＝(1＋20・γ)・L2=0.780mmとして、視差映像Ｓ３を作成する。
　視差映像変更部２２は、視差映像保存部３２を参照して、温度センサ３１により測定された周辺温度Ｔに対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を二次元ディスプレイ１１に表示させる。例えば、視差映像変更部２２は、図１（ｂ）に示された複数種類の視差映像Ｓ１～Ｓ３の中から、温度センサ３１により測定された周辺温度Ｔに対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を二次元ディスプレイ１１へ出力すればよい。
　なお、視差映像変更部２２は、データの演算装置、データを一時的に記憶するレジスタやメモリ装置、及び周辺機器とのインターフェースを行う入出力装置を備えるマイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）によって実行される機能的な構成を示している。この場合、視差映像保存部３２は、上記したレジスタやメモリ装置として構成される。或いは、視差映像保存部３２を、半導体メモリなどの外部記憶装置として構成しても構わない。
　次に、図７を参照して、裸眼立体ディスプレイ装置における視差映像変更部２２の変更動作について説明する。
　温度センサ３１により検出された検出温度Ｔが視差映像変更部２２に入力されると（Ｓ０１）、検出温度Ｔが、下限温度Ｔ１よりも低いか否か（Ｓ０３）を判断する。検出温度Ｔが下限温度Ｔ１よりも低い場合、視差映像Ｓ１を視差映像保存部３２から読み出して、二次元ディスプレイ１１へ出力する（Ｓ０７）。検出温度Ｔが下限温度Ｔ１以上である場合、検出温度Ｔが、上限温度Ｔ２よりも低いか否か（Ｓ０５）を判断する。検出温度Ｔが上限温度Ｔ２よりも低い場合、視差映像Ｓ２を視差映像保存部３２から読み出して、二次元ディスプレイ１１へ出力する（Ｓ０９）。一方、検出温度Ｔが上限温度Ｔ２以上である場合、視差映像Ｓ３を視差映像保存部３２から読み出して、二次元ディスプレイ１１へ出力する（Ｓ１１）。
　以上説明したように、シリンドリカルレンズ１２の周辺温度の変化によってシリンドリカルレンズ１２の実際のレンズピッチ、又はシリンドリカルレンズ１２の境界線の実際の傾斜角が、その初期値L及びθから変化する場合がある。この場合、レンズピッチや傾斜角の初期値、すなわち温度変化前のレンズピッチLや傾斜角θからの変化量に基づいて視差映像を変更する。水平画素ピッチpx、垂直画素ピッチpy、水平レンズピッチLx、及び傾斜角θは、（１）式～（５）式に示す関係式を満たしている。したがって、温度変化に基づいて変更した後の視差映像にも線状のノイズ及び色むらが発生しにくくなる。これは、各色画素１３がシリンドリカルレンズ１２に対してさまざまな相対位置を取り、一定のランダム性を有するためである。前述のAx,Ayが大きいほど、このランダム性は強くなり、線状のノイズがより発生しにくくなる。よって、温度変化があった場合でも、良好な立体画像を見ることができる。
　視差映像変更部２２は、予め、想定される複数の周辺温度Ｔについて、シリンドリカルレンズ１２のレンズピッチLを計算し、計算されたレンズピッチLについて、二次元ディスプレイ１１に表示する視差映像をそれぞれ演算する。視差映像変更部２２は、演算された複数種類の視差映像Ｓ１～Ｓ３を、図１（ｂ）に示すように、想定される複数の周辺温度Ｔの範囲に対応づけて視差映像保存部３２に保存しておく。これにより、温度センサ３１により測定された周辺温度Ｔに応じて、随時、レンズピッチLを計算したり、視差映像を再構築したりする演算負担を軽減することができる。
　もちろん、視差映像変更部２２は、複数種類の視差映像Ｓ１～Ｓ３のデータを検出温度Ｔに対応付けて保存する視差映像保存部３２を備えていなくても構わない。この場合、視差映像変更部２２は、温度センサ３１により測定された周辺温度Ｔに応じて、随時、前記シリンドリカルレンズのレンズピッチLの伸縮量を求め、レンズピッチLの伸縮量に基づいて、視差映像を再構築し、再構築された視差映像を二次元ディスプレイ１１に表示させればよい。これにより、視差映像の温度補正をより高精度に行うことができる。なお、シリンドリカルレンズ１２と色画素１３との相対位置に従って、二次元ディスプレイ１１に表示する視差映像を再構築する技術は、例えば、特開２００８－６７０９５号公報に記載されているように、当業者に一般的に知られている技術、いわゆる技術常識である。特開２００８－６７０９５号公報の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
（実施例１）
　第１の実施の形態に係わる実施例１を以下に説明する。図８は、実施例１に係わる裸眼立体ディスプレイ装置の構成を示す平面図である。また、図９は、図８の裸眼立体ディスプレイ装置の各パラメータの緒言を示すテーブルである。図８に示すように、垂直方向に同色の色画素が配列され、水平方向にはＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の色画素が周期的に配列されている。複数のシリンドリカルレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、・・・は、互いに平行に一次元方向に配列されている。各色画素は複数のシリンドリカルレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ・・・を通して観察される。シリンドリカルレンズ１２ａ～１２ｃの境界線ＢＬ１～ＢＬ４は、二次元ディスプレイ１１の垂直方向ＶＬに対して傾斜角θで傾斜している。なお、水平画素ピッチは、px＝0.1mmであり、垂直画素ピッチは、py＝0.3mmである。
　ここで、傾斜角θ、レンズピッチLは、図９に示すように、θ＝11.77°、L＝0.779mmに設定されている。（１）式において、Ax＝5、Ay＝8を満たし、また、レンズピッチに関する定数Bxは、Bx＝8を満たす。つまり、Bx＝Ay＝8を満たす。よって、斜線状のノイズの発生を抑制することができる。
　図１０は、６１個に分割された視差映像を、シリンドリカルレンズ１２を通して１点から観測した時の様子を示したシミュレート画像である。図１０（ａ）は、レンズピッチがL＝0.779mmに対する視差映像をシリンドリカルレンズ１２を通して観測した場合を示しており、斜線状のノイズが表れていないことがわかる。また、図１０（ｂ）は、レンズピッチLが０．５％膨張したことを考慮して、シリンドリカルレンズ１２と色画素との相対位置に従って再構築した視差映像を、シリンドリカルレンズ１２を通して観測した場合を示す。視差映像を再構築したにもかかわらず、図１７（ｂ）に現れた斜線状のノイズが図１０（ｂ）には発生していないことがわかる。また同時に、色むらの発生も抑制することも発明者により確認されている。
　また、想定される周辺温度Ｔの変化範囲（０℃～６０℃）において発生するレンズピッチLの変化量は±20×α≒±0.14%である。これは、図１０に示したレンズピッチLの変化量0.5%よりも小さい。よって、第１の実施の形態において例示した０℃～６０℃の温度範囲では、再構築した後の視差映像に斜線状のノイズ及び色むらは発生しない。
（第２の実施の形態）
　裸眼立体ディスプレイ装置によって表示される視差映像は、一般に、二次元ディスプレイ１１の画素ピッチに対するシリンドリカルレンズ１２の境界線ＢＬの角度誤差、及びシリンドリカルレンズ１２を二次元ディスプレイ１１に貼り合わせる際に発生する製造誤差の影響を受けやすい。また、シリンドリカルレンズ１２単体の製造段階で発生する製造誤差にも影響を受ける。そこで、本発明の第２の実施の形態は、製造誤差によるシリンドリカルレンズ１２のレンズピッチLのばらつきや、レンチキュラーシート１４の二次元ディスプレイ１１への取り付け角度の誤差を補正する裸眼立体ディスプレイ装置について説明する。
　図１１（ａ）に示すように、第２の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置は、二次元ディスプレイ１１と、複数のシリンドリカルレンズ１２からなるレンチキュラーシート１４と、シリンドリカルレンズ１２のレンズピッチLの製造誤差ΔL、及びシリンドリカルレンズ１２の境界線ＢＬの傾斜角θの製造誤差Δθを保存する製造誤差保存部３３と、製造誤差保存部３３に保存された製造誤差に基づいて、視差映像を変更する視差映像変更部２２とを備える。二次元ディスプレイ１１及びレンチキュラーシート１４の構成は第１の実施の形態と同じであるため、説明を省略する。
　ここで、「製造誤差」とは、裸眼立体ディスプレイ装置を製造する時に生じる設計値又は目標値からの誤差である。「製造誤差」には、二次元ディスプレイ１１に複数のシリンドリカルレンズ１２を貼り合わせる際に生じる誤差、及びシリンドリカルレンズ１２単体の製造段階で生じる誤差が含まれる。貼り合わせ時やシリンドリカルレンズ１２単体の製造時に発生する製造誤差は、裸眼立体ディスプレイ装置の出荷時に製造誤差保存部３３に保存される。
　傾斜角θの製造誤差Δθには、シリンドリカルレンズ１２単体で生じる誤差と、二次元ディスプレイ１１に取り付ける際に生じる誤差の両方が含まれる。よって、製造誤差保存部３３は、両方の誤差の和を傾斜角θの製造誤差Δθとして保存する。
　シリンドリカルレンズ１２単体の誤差を検出する方法の一例として、シリンドリカルレンズ１２の各々について１対１の誤差を示すデータを用意しておく方法がある。また、貼り合わせ時に生じる誤差は、次に示す方法で検出することができる。先ず、二次元ディスプレイ１１とシリンドリカルレンズ１２のそれぞれに、位置合わせ用マークを付す。そして、両者の位置合わせ用マークのずれ量を、たとえばＣＣＤカメラによって観測することで検出する。なお、レンズピッチLの製造誤差ΔL、傾斜角θの製造誤差Δθを検出する方法はこれに限定されるものではなく、その他の方法によって検出しても構わない。
　視差映像変更部２２は、複数の製造誤差と複数の製造誤差に対応する複数種類の視差映像とを関連づけて保存する視差映像保存部３４を有する。視差映像保存部３４には、例えば、図１１（ｂ）に示すような、誤差テーブルが保存されている。レンズピッチLの製造誤差ΔLは-0.5um以下、-0.5um～+0.5umの範囲内、+0.5um以上の３段階に分けられている。また、傾斜角θの製造誤差Δθは、-0.05°以下、-0.05°～+0.05°の範囲内、+0.05°以上の３段階に分けられている。製造誤差ΔLの３段階及び製造誤差Δθの３段階の組み合わせに対応した９種類の視差映像Ｓ１～Ｓ９が、視差映像保存部３４に保存されている。なお、製造誤差ΔL及びΔθの分割は上記例に限らない。例えば、さらに詳細に分割しても構わない。
　図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）の各視差映像Ｓ１～Ｓ９を作成する際に用いられるシリンドリカルレンズ１２のレンズパラメータを示す。レンズパラメータには、シリンドリカルレンズ１２のレンズピッチL及び傾斜角θが含まれる。レンズピッチLの設計値或いは目標値は0.779mmであり、その他にレンズピッチLとして0.778mm、0.780mmを想定している。また、傾斜角θの設計値或いは目標値は11.77°であり、その他に、傾斜角θとして11.67°、11.87°を想定している。図１１（ｂ）の各視差映像Ｓ１～Ｓ９は、図１１（ｃ）に記載のレンズパラメータを用いて、シリンドリカルレンズ１２と二次元ディスプレイ１１の色画素１３との相対位置から作成される。
　ただし、視差映像保存部３４に保存されている製造誤差の範囲において、視差映像Ｓ１～Ｓ９に色むらが発生する場合がある。視差映像保存部３４に保存されている製造誤差の範囲において、総ての視差映像Ｓ１～Ｓ９について、色むらが少なく、均一な画質が得られることを事前に確認しておくことが望ましい。なお、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）に示した誤差範囲において、総ての視差映像Ｓ１～Ｓ９で、色むらが少なく均一な画質が得られることは発明者により確認されている。よって、図１１（ｂ）に示したシリンドリカルレンズ１２の誤差範囲内では、再構築した視差映像に斜線状のノイズは発生せず、さらに、色ムラも少ない均一な画質が得られる。
　図１１（ａ）の視差映像変更部２２は、視差映像保存部３４を参照して、製造誤差保存部３３に保存された製造誤差に対応する視差映像Ｓ１～Ｓ９を選択し、選択した視差映像を二次元ディスプレイ１１に表示させる。例えば、視差映像変更部２２は、視差映像保存部３４に保存された複数種類の視差映像Ｓ１～Ｓ９の中から、製造誤差保存部３３に保存された製造誤差ΔL及び製造誤差Δθに対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を二次元ディスプレイ１１へ出力すればよい。
　次に、図１２を参照して、裸眼立体ディスプレイ装置における視差映像変更部２２の変更動作について説明する。
　製造誤差保存部３３に保存された製造誤差ΔL及び製造誤差Δθが視差映像変更部２２に入力されると（Ｓ２１）、製造誤差ΔL及び製造誤差Δθと図１１（ｂ）の誤差テーブルとを比較し（Ｓ２３）、製造誤差ΔL及び製造誤差Δθに対応する視差映像を、誤差テーブルの視差映像Ｓ１～Ｓ９の中から選択する（Ｓ２５）。選択した視差映像を二次元ディスプレイ１１へ出力する（Ｓ２７）。
　以上説明したように、シリンドリカルレンズ１２のレンズピッチの製造誤差ΔL及びシリンドリカルレンズ１２の境界線ＢＬの傾斜角の製造誤差Δθに基づいて、視差映像を変更する。水平画素ピッチpx、垂直画素ピッチpy、水平レンズピッチLx、及び傾斜角θは、（１）式～（５）式に示す関係式を満たしている。これにより、変更後の視差映像にも斜線状のノイズ及び色むらが発生しにくくなる。よって、製造誤差があった場合でも、良好な立体画像を見ることができる。
　視差映像変更部２２は、予め、想定される製造誤差の範囲について、二次元ディスプレイ１１に表示する視差映像Ｓ１～Ｓ９をそれぞれ演算する。視差映像変更部２２は、演算された複数種類の視差映像Ｓ１～Ｓ９を、図１１（ｂ）に示すように、想定される複数の製造誤差の範囲に対応づけて視差映像保存部３４に保存しておく。これにより、製造誤差保存部３３に保存された製造誤差に応じて、随時、視差映像を再構築する演算負担を軽減することができる。
　また、視差映像変更部２２は、複数種類の視差映像Ｓ１～Ｓ９のデータを複数の製造誤差の範囲に対応づけて保存する視差映像保存部３４を備えていなくても構わない。この場合、視差映像変更部２２は、製造誤差保存部３３に保存された製造誤差に応じて、随時、視差映像を再構築し、再構築された視差映像を二次元ディスプレイ１１に表示させればよい。これにより、視差映像の製造誤差補正をより高精度に行うことができる。
（第３の実施の形態）
　裸眼立体ディスプレイ装置から視聴者までの距離Ｃに応じて、シリンドリカルレンズ１２の適正レンズピッチL’は、実際のレンズピッチLから変化する。裸眼立体ディスプレイ装置の表示面全面に渡り同一視点の視差映像を視聴するためには、適正レンズピッチL’を（７）式にしたがって設定することが有効である。なお、fはシリンドリカルレンズ１２の焦点距離である。距離Ｃが、レンズの焦点距離ｆに対して十分長ければ、L=L’としてかまわないが、距離Ｃが短い場合、適正レンズピッチL’と実際のレンズピッチLとの差は無視できない。
　また、距離Ｃは一定ではないことが考えられる。そこで、上記の距離Ｃと適正レンズピッチL’及び焦点距離ｆとの関係を動的に変化させる。変化する距離Ｃに応じて、随時、適正レンズピッチL’を計算し、視差映像を再構築することが望ましい。
　そこで、本発明の第３の実施の形態では、視聴者が視聴する距離Ｃに応じて視差映像を再構築する裸眼立体ディスプレイ装置について説明する。
　図１３（ａ）に示すように、第３の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置は、二次元ディスプレイ１１と、複数のシリンドリカルレンズ１２からなるレンチキュラーシート１４と、複数のシリンドリカルレンズ１２から視聴者Ｐまでの距離Ｃを測定する距離測定部２１と、距離測定部２１により測定された距離Ｃに基づいて、二次元ディスプレイ１１に表示する視差映像を変更する視差映像変更部２２とを備える。二次元ディスプレイ１１及びレンチキュラーシート１４の構成は第１の実施の形態と同じであるため、説明を省略する。
　距離測定部２１は、視聴者Ｐの顔の映像を撮像するＣＣＤカメラ３５を備える。距離測定部２１は、ＣＣＤカメラ３５により撮像された顔の映像による顔認識を行う。そして、距離測定部２１は、顔の位置と大きさによって視聴者Ｐの視聴位置の空間的な座標を算出する。距離測定部２１は、その後、シリンドリカルレンズ１２から視聴者Ｐまでの距離Ｃを算出する。距離測定部２１はＣＣＤカメラ３５の代わりに、TOF(Time of Flight)カメラを用いて、距離Ｃを直接測定しても構わない。
　視差映像変更部２２は、距離測定部２１により測定された距離Ｃに基づいて、（７）式に従って、シリンドリカルレンズ１２の適正レンズピッチL’を計算する。
　　　L’=L*C/(C +f) 　 　 　 　 　 　 　・・・（７）
　視差映像変更部２２は、複数の適正レンズピッチL’と複数の適正レンズピッチL’に対応する複数種類の視差映像Ｓ１～Ｓ３とを関連づけて保存する視差映像保存部３６を有する。
　視差映像保存部３６には、例えば、図１３（ｂ）に示すような、複数種類の視差映像Ｓ１～Ｓ３と適正レンズピッチL’との関係を示すテーブルが保存されている。例えば、視差映像Ｓ３はL’=0.779mmに対応して作成され、視差映像Ｓ２はL’=0.777mmに対応して作成され、視差映像Ｓ１はL’=0.775mmに対応して作成されている。よって、下限レンズピッチL1は、L’=0.776mmとし、上限レンズピッチL2は、L’=0.778mmとすればよい。
　視差映像変更部２２は、視差映像保存部３６を参照して、（７）式に従って計算した適正レンズピッチL’に対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を二次元ディスプレイ１１に表示させる。例えば、視差映像変更部２２は、図１３（ｂ）に示された複数種類の視差映像Ｓ１～Ｓ３の中から、計算した適正レンズピッチL’に対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を二次元ディスプレイ１１へ出力すればよい。
　次に、図１４を参照して、第３の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置における視差映像変更部２２の変更動作について説明する。
　距離測定部２１により測定された距離Ｃが視差映像変更部２２に入力されると（Ｓ３１）、距離Ｃに基づいて、（７）式に従って、適正レンズピッチL’を算出する（Ｓ３３）。適正レンズピッチL’が下限レンズピッチL1よりも小さいか否か（Ｓ３５）を判断する。適正レンズピッチL’が下限レンズピッチL1よりも小さい場合、視差映像Ｓ１を視差映像保存部３６から読み出して、二次元ディスプレイ１１へ出力する（Ｓ３９）。適正レンズピッチL’が下限レンズピッチL1以上である場合、適正レンズピッチL’が上限レンズピッチL2よりも小さいか否か（Ｓ３７）を判断する。適正レンズピッチL’が上限レンズピッチL2よりも小さい場合、視差映像Ｓ２を視差映像保存部３６から読み出して、二次元ディスプレイ１１へ出力する（Ｓ４１）。一方、適正レンズピッチL’が上限レンズピッチL2以上である場合、視差映像Ｓ３を視差映像保存部３６から読み出して、二次元ディスプレイ１１へ出力する（Ｓ４３）。
　以上説明したように、裸眼立体ディスプレイ装置から視聴者Ｐまでの距離Ｃによってシリンドリカルレンズ１２の適正レンズピッチL’が変化する場合がある。この場合、視差映像変更部２２は、適正レンズピッチL’に基づいて、二次元ディスプレイ１１に表示する視差映像を変更する。水平画素ピッチpx、垂直画素ピッチpy、水平レンズピッチLx、及び傾斜角θは、（１）式～（５）式に示す関係式を満たしている。したがって、適正レンズピッチL’に基づいて変更した視差映像にも線状のノイズ及び色むらが発生しにくくなる。
　視差映像変更部２２は、予め、想定される複数の適正レンズピッチL’について、二次元ディスプレイ１１に表示する複数種類の視差映像Ｓ１～Ｓ３をそれぞれ演算する。視差映像変更部２２は、演算された複数種類の視差映像Ｓ１～Ｓ３を、図１３（ｂ）に示すように、想定される適正レンズピッチL’の範囲に対応づけて視差映像保存部３６に保存しておく。これにより、距離測定部２１により測定された距離Ｃに応じて、随時、視差映像を再構築する演算負担を軽減することができる。
　或いは、視差映像変更部２２は、視差映像保存部３６を備えていなくても構わない。この場合、視差映像変更部２２は、距離測定部２１により測定された距離Ｃに応じて、随時、適正レンズピッチL’を計算し、計算された適正レンズピッチL’について、二次元ディスプレイ１１に表示する視差映像を再構築すればよい。これにより、距離Ｃによる視差映像の補正をより高精度に行うことができる。
　また、第３の実施の形態における、適正レンズピッチL’の変化量は４μｍであり、実施例１で視差映像を再構築したときのレンズピッチLの変化量０．５％と同程度である。よって、第３の実施の形態における、距離Ｃよる適正レンズピッチL’の変化の範囲内では、再構築後の視差映像に斜線状のノイズ及び色むらは発生しない。
（第４の実施の形態）
　通常、裸眼立体ディスプレイ装置の視聴者Ｐは、立体視の見え方や感じ方について個人差や主観を有している。そこで、様々なレンズパラメータ(シリンドリカルレンズ１２のレンズピッチLと傾斜角θ)に対応して作成された複数種類の視差画像から、視聴者Ｐに最も好ましいと思うものを選択させる。そして、選択された視差画像が作成されたレンズパラメータに基づいて、以後表示する視差映像を作成する。これにより、視聴者Ｐ及び視聴状況に適した好ましい立体像を表示することが出来る。
　そこで、本発明の第４の実施の形態では、様々なレンズピッチLや傾斜角θに対応する複数種類の視差映像の中から、視聴者が最も適切と思われる視差映像を選択することにより、以後適切な立体像を視聴することができる裸眼立体ディスプレイ装置について説明する。
　図１５に示すように、第４の実施の形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置は、二次元ディスプレイ１１と、複数のシリンドリカルレンズ１２からなるレンチキュラーシート１４と、シリンドリカルレンズ１２の複数のレンズピッチL及びシリンドリカルレンズ１２の境界線ＢＬの複数の傾斜角θに基づいて構築された複数種類の視差映像の中から、視聴者Ｐにより選択された視差映像を受け付ける視差映像選択部３７と、視差映像選択部３７が受け付けた視差映像に対応するレンズピッチL及び傾斜角θを保存するレンズパラメータ保存部３９と、レンズパラメータ保存部３９に保存されたレンズピッチL及び傾斜角θに基づいて、二次元ディスプレイ１１に表示される視差映像を変更する視差映像変更部２２とを備える。二次元ディスプレイ１１及びレンチキュラーシート１４の構成は第１の実施の形態と同じであるため、説明を省略する。
　視差映像変更部２２は、複数のレンズピッチL及び複数の傾斜角θに対応する複数種類の視差映像を保存する視差映像保存部４０を有する。視差映像保存部４０には、例えば、図１１（ｃ）に示すような、３つのレンズピッチL及び３つの傾斜角θの組み合わせに対応した９種類の視差映像Ｓ１～Ｓ９が保存されている。ただし、レンズパラメータは、作成される視差映像Ｓ１～Ｓ９に、図１７（ｂ）のような斜線状のノイズが発生しない範囲に制限される。
　視差映像選択部３７は、マウス３８及びグラフィカル・ユーザー・インターフェース（ＧＵＩ）を用いて、視聴者Ｐにより選択された視差映像を受け付ける。例えば、先ず、図１１（ｃ）に示した９種類の視差映像Ｓ１～Ｓ９を順番に二次元ディスプレイ１１に表示させる。視聴者Ｐは、順番に教示される視差映像Ｓ１～Ｓ９の中から、最も適切に立体像が視聴できる視差映像が表示されたときに、マウス３８を操作して視差映像の決定を入力する。決定の入力は、視聴者Ｐによるリモコン操作に基づいて行っても構わない。
　視差映像選択部３７は、視聴者Ｐによる決定入力を受け付けた時に表示されている視差映像を、視聴者Ｐにより選択された視差映像として受け付ける。視聴者Ｐによる決定入力があるまで、視差映像選択部３７は、視差映像Ｓ１～Ｓ９を繰り返し二次元ディスプレイ１１に表示させる。視聴者Ｐに視差映像を選択させる方法はこれに限定されない。例えば、順番に教示される視差映像Ｓ１～Ｓ９に併せて視差映像Ｓ１～Ｓ９の識別番号を表示する。そして、視聴者Ｐに識別番号を入力させてもよい。或いは、視差映像Ｓ１～Ｓ９を同時に、二次元ディスプレイ１１にダイジェスト表示させ、所望の視差映像まで上下左右方向にカーソルを移動させ決定入力をさせてもよい。
　レンズパラメータ保存部３９は、視差映像選択部３７が受け付けた視差映像を構築した際のレンズピッチL及び傾斜角θを保存する。
　視差映像変更部２２は、レンズパラメータ保存部３９に保存されたレンズピッチL及び傾斜角θを示すレンズパラメータ番号と同じ番号で管理されている視差映像を、視差映像保存部４０に保存された視差映像Ｓ１～Ｓ９から読み出して、二次元ディスプレイ１１に表示する。或いは、視差映像変更部２２は、レンズパラメータ保存部３９に保存されたレンズピッチL及び傾斜角θに応じて、随時、二次元ディスプレイ１１に表示する視差映像を再構築してもよい。これにより、視差映像変更部２２は、選択された視差映像を作成したときのレンズパラメータ（レンズピッチL及び傾斜角θ）に基づいて、以後表示する視差映像を作成することができる。
　以上説明したように、最も適切に立体像が視聴できる視差映像を視聴者Ｐに選択させることにより、視聴者Ｐの立体視の見え方や感じ方についての個人差や主観、視聴位置、製造誤差や温度変化等を含め、そのとき最も適切なレンズピッチL及び傾斜角θに変更して、以後の視差映像を作成する。水平画素ピッチpx、垂直画素ピッチpy、水平レンズピッチLx、及び傾斜角θは、（１）式～（５）式に示す関係式を満たしている。よって、レンズピッチL及び傾斜角θの変更による斜線状のノイズや色むらが少ない視差映像を表示することができるので、常に良好な立体像を得ることができる。
　本出願は、２０１０年１０月７日に出願された日本国特許願第２０１０－２２７６３７号に基づく優先権を主張しており、この出願の内容が参照により本発明の明細書に組み込まれる。
　本発明の実施形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置は、水平方向及び垂直方向の各々に色画素が配列された二次元ディスプレイと、二次元ディスプレイの上に配置され、色画素がそれを通して観察され、且つ、互いに平行に配列された複数のシリンドリカルレンズと、を備える。Ax及びAyが互いに素な自然数であり、Axが２以上であり、Bxが（２）式に示す数値GFが整数となる最小の自然数である場合、色画素の水平方向の画素ピッチpx、垂直方向の画素ピッチpy、シリンドリカルレンズの水平方向のレンズピッチLx、垂直方向に対するシリンドリカルレンズの境界線の傾斜角θが、前記した（１）式～（３）式に示す関係式を満たす。そして、裸眼立体ディスプレイ装置は、シリンドリカルレンズの周辺温度を測定する温度センサと、温度センサにより測定された周辺温度に基づいて、視差映像を変更する視差映像変更部とをさらに備える。これにより、シリンドリカルレンズのレンズピッチや傾斜角が初期値から変化して、レンズピッチや傾斜角の変化に従って視差映像を変更した場合であっても、線状のノイズの発生を抑制することができる。したがって、本発明の実施形態に係わる裸眼立体ディスプレイ装置は、産業上利用可能である。
　１１　　二次元ディスプレイ
　１２、１２ａ～１２ｄ　　シリンドリカルレンズ
　１３　　色画素
　２１　　距離測定部
　２２　　視差映像変更部
　３１　　温度センサ
　３２、３４、３６、４０　　視差映像保存部
　３３　　製造誤差保存部
　３７　　視差映像選択部
　３９　　レンズパラメータ保存部
　ＢＬ、ＢＬ１～ＢＬ５　　境界線
　ＨＬ　　水平方向
　L　　レンズピッチ
　Lx　　水平レンズピッチ（水平方向のレンズピッチ）
　L'　　適正レンズピッチ
　px　　水平画素ピッチ（水平方向の画素ピッチ）
　py　　垂直画素ピッチ（垂直方向の画素ピッチ）
　ＶＬ　　垂直方向
　θ　　傾斜角
　ΔL、Δθ　　製造誤差
　Ｃ　　距離
　Ｐ　　視聴者
　Ｔ　　周辺温度
　Ｓ１～Ｓ９　　視差映像

Claims (11)

  1. 　水平方向に複数の視差映像に分割して表示する裸眼立体ディスプレイ装置であって、
    　水平方向及び垂直方向の各々に色画素が配列された二次元ディスプレイと、
    　前記二次元ディスプレイの上に配置され、前記色画素がそれを通して観察され、且つ、互いに平行に配列された複数のシリンドリカルレンズと、
    　前記シリンドリカルレンズの周辺温度を測定する温度センサと、
    　前記温度センサにより測定された前記周辺温度に基づいて、前記視差映像を変更する視差映像変更部と、を備え、
    　前記色画素の水平方向の画素ピッチをpxとし、垂直方向の画素ピッチをpyとし、前記シリンドリカルレンズの水平方向のレンズピッチをLxとし、前記垂直方向に対する前記シリンドリカルレンズの境界線の傾斜角をθとし、Ax及びAyが互いに素な自然数であり、Axが２以上であり、Bxが（２）式に示す数値GFが整数となる最小の自然数である場合、
    　　　θ＝arctan{(Ax・px)/(Ay・py)}　　　　　　・・・（１）
    　　　GF＝Bx・Lx/px　　　　　　　　　　　　　　・・・（２）
    　　　Ay≧Bx≧２　かつ　Ax≧2　　　　　　　　　・・・（３）
    　前記px、py、Lx、及びθは、前記（１）式～（３）式に示す関係式を満たしていることを特徴とする裸眼立体ディスプレイ装置。
  2. 　前記視差映像変更部は、複数の周辺温度と前記複数の周辺温度に対応する複数種類の視差映像とを関連づけて保存する視差映像保存部を有し、
    　前記視差映像変更部は、前記視差映像保存部を参照して、前記温度センサにより測定された前記周辺温度に対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を前記二次元ディスプレイに表示させる
    　ことを特徴とする請求項１に記載の裸眼立体ディスプレイ装置。
  3. 　前記視差映像変更部は、前記温度センサにより測定された前記周辺温度に基づいて、前記シリンドリカルレンズのレンズピッチの伸縮量を求め、前記レンズピッチの伸縮量に基づいて、視差映像を再構築し、再構築された視差映像を前記二次元ディスプレイに表示させることを特徴とする請求項１に記載の裸眼立体ディスプレイ装置。
  4. 　水平方向に複数の視差映像に分割して表示する裸眼立体ディスプレイ装置であって、
    　水平方向及び垂直方向の各々に色画素が配列された二次元ディスプレイと、
    　前記二次元ディスプレイの上に配置され、前記色画素がそれを通して観察され、且つ、互いに平行に配列された複数のシリンドリカルレンズと、
    　前記シリンドリカルレンズのレンズピッチの製造誤差、及びシリンドリカルレンズの境界線の傾斜角の製造誤差を保存する製造誤差保存部と、
    　前記製造誤差保存部に保存された製造誤差に基づいて、前記視差映像を変更する視差映像変更部と、を備え、
    　前記色画素の水平方向の画素ピッチをpxとし、垂直方向の画素ピッチをpyとし、前記シリンドリカルレンズの水平方向のレンズピッチをLxとし、前記垂直方向に対する前記シリンドリカルレンズの境界線の傾斜角をθとし、Ax及びAyが互いに素な自然数であり、Axが２以上であり、Bxが（２）式に示す数値GFが整数となる最小の自然数である場合、
    　　　θ＝arctan{(Ax・px)/(Ay・py)}　　　　　　・・・（１）
    　　　GF＝Bx・Lx/px　　　　　　　　　　　　　　・・・（２）
    　　　Ay≧Bx≧２　かつ　Ax≧2　　　　　　　　・・・（３）
    　前記px、py、Lx、及びθは、前記（１）式～（３）式に示す関係式を満たしていることを特徴とする裸眼立体ディスプレイ装置。
  5. 　前記視差映像変更部は、複数の製造誤差と前記複数の製造誤差に対応する複数種類の視差映像とを関連づけて保存する視差映像保存部を有し、
    　前記視差映像変更部は、前記視差映像保存部を参照して、前記製造誤差保存部に保存された製造誤差に対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を前記二次元ディスプレイに表示させる
    　ことを特徴とする請求項４に記載の裸眼立体ディスプレイ装置。
  6. 　前記視差映像変更部は、前記製造誤差保存部に保存された製造誤差に基づいて、視差映像を再構築し、再構築された視差映像を前記二次元ディスプレイに表示させることを特徴とする請求項４に記載の裸眼立体ディスプレイ装置。
  7. 　水平方向に複数の視差映像に分割して表示する裸眼立体ディスプレイ装置であって、
    　水平方向及び垂直方向の各々に色画素が配列された二次元ディスプレイと、
    　前記二次元ディスプレイの上に配置され、前記色画素がそれを通して観察され、且つ、互いに平行に配列された複数のシリンドリカルレンズと、
    　前記シリンドリカルレンズから視聴者までの距離を測定する距離測定部と、
    　前記距離測定部により測定された距離に基づいて、前記視差映像を変更する視差映像変更部と、を備え、
    　前記色画素の水平方向の画素ピッチをpxとし、垂直方向の画素ピッチをpyとし、前記シリンドリカルレンズの水平方向のレンズピッチをLxとし、前記垂直方向に対する前記シリンドリカルレンズの境界線の傾斜角をθとし、Ax及びAyが互いに素な自然数であり、Axが２以上であり、Bxが（２）式に示す数値GFが整数となる最小の自然数である場合、
    　　　θ＝arctan{(Ax・px)/(Ay・py)}　　　　　　　・・・（１）
    　　　GF＝Bx・Lx/px　　　　　　　　　　　　　　 ・・・（２）
    　　　Ay≧Bx≧２　かつ　Ax≧2　　　　　　　　　　・・・（３）
    　前記px、py、Lx、及びθは、前記（１）式～（３）式に示す関係式を満たしていることを特徴とする裸眼立体ディスプレイ装置。
  8. 　前記視差映像変更部は、前記距離測定部により測定された前記距離に基づいて、前記シリンドリカルレンズの適正レンズピッチを計算し、
    　前記視差映像変更部は、複数の適正レンズピッチと前記複数の適正レンズピッチに対応する複数種類の視差映像とを関連づけて保存する視差映像保存部を有し、
    　前記視差映像変更部は、前記視差映像保存部を参照して、計算した適正レンズピッチに対応する視差映像を選択し、選択した視差映像を前記二次元ディスプレイに表示させる
    　ことを特徴とする請求項７に記載の裸眼立体ディスプレイ装置。
  9. 　前記視差映像変更部は、前記距離測定部により測定された前記距離に基づいて、前記シリンドリカルレンズの適正レンズピッチを計算し、計算した適正レンズピッチに基づいて、視差映像を再構築し、再構築された視差映像を前記二次元ディスプレイに表示させることを特徴とする請求項７に記載の裸眼立体ディスプレイ装置。
  10. 　水平方向に複数の視差映像に分割して表示する裸眼立体ディスプレイ装置であって、
    　水平方向及び垂直方向の各々に色画素が配列された二次元ディスプレイと、
    　前記二次元ディスプレイの上に配置され、前記色画素がそれを通して観察され、且つ、互いに平行に配列された複数のシリンドリカルレンズと、
    　前記シリンドリカルレンズの複数のレンズピッチ及び前記シリンドリカルレンズの境界線の複数の傾斜角に基づいて構築された複数種類の視差映像の中から、視聴者により選択された視差映像を受け付ける視差映像選択部と、
    　前記視差映像選択部が受け付けた視差映像に対応する前記レンズピッチ及び前記傾斜角を保存するレンズパラメータ保存部と、
    　前記レンズパラメータ保存部に保存された前記レンズピッチ及び前記傾斜角に基づいて、前記二次元ディスプレイに表示される視差映像を変更する視差映像変更部と、を備え、
    　前記色画素の水平方向の画素ピッチをpxとし、垂直方向の画素ピッチをpyとし、前記シリンドリカルレンズの水平方向のレンズピッチをLxとし、前記垂直方向に対する前記シリンドリカルレンズの境界線の傾斜角をθとし、Ax及びAyが互いに素な自然数であり、Axが２以上であり、Bxが（２）式に示す数値GFが整数となる最小の自然数である場合、
    　　　θ＝arctan{(Ax・px)/(Ay・py)}　　　　　　　・・・（１）
    　　　GF＝Bx・Lx/px　　　　　　　　　　　　　　 ・・・（２）
    　　　Ay≧Bx≧２　かつ　Ax≧2　　　　　　　　　　・・・（３）
    　前記px、py、Lx、及びθは、前記（１）式～（３）式に示す関係式を満たしていることを特徴とする裸眼立体ディスプレイ装置。
  11. 　前記二次元ディスプレイにおいて、Ｄ種類の異なる色の色画素が水平方向に周期的に配列され、同じ色の色画素が垂直方向に配列され、Ｄは３以上の自然数であり、
    　（４）式を満たす自然数α及びβのうち、（５）式に示すGHが最小となるα、βをα０及びβ０とした場合、
    　　　α・px＋β・py・tanθ＝Lx　　　　　　　　・・・（４）
    　　　GH＝(α・px)２＋(β・py)２　　　　　　　　・・・（５）
    　前記α０が前記Ｄの倍数でないことを特徴とする請求項１～１０のいずれか一項に記載の裸眼立体ディスプレイ装置。
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