二次元パララックスバリアを用いた画像表示装置
【課題】一度に表示する単一画像の数が増加しても、観察者が視認する画像の画質の低下を抑制することができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】画像表示装置１は、水平方向にＲＧＢの各サブ画素が繰り返し連続して配置され、垂直方向にＲＧＢのうち同一のサブ画素が連続して配置されるディスプレイ２と、ディスプレイ２の水平方向に連続する４個のサブ画素からなる１サブ画素群における各サブ画素の光を４個の視点位置のそれぞれ到達させる開口部が複数個形成された遮光パネル３と、４枚の視差画像から生成され合成画像データをディスプレイ２に表示させる画像処理装置４とを備える。ディスプレイ２は、三角形状に配置される３つの開口部で構成される１画素開口部群を通過する各サブ画素の光により、各視点位置において各視差画像における１つの画素をそれぞれ表示させる。
【解決手段】画像表示装置１は、水平方向にＲＧＢの各サブ画素が繰り返し連続して配置され、垂直方向にＲＧＢのうち同一のサブ画素が連続して配置されるディスプレイ２と、ディスプレイ２の水平方向に連続する４個のサブ画素からなる１サブ画素群における各サブ画素の光を４個の視点位置のそれぞれ到達させる開口部が複数個形成された遮光パネル３と、４枚の視差画像から生成され合成画像データをディスプレイ２に表示させる画像処理装置４とを備える。ディスプレイ２は、三角形状に配置される３つの開口部で構成される１画素開口部群を通過する各サブ画素の光により、各視点位置において各視差画像における１つの画素をそれぞれ表示させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、肉眼のみで、表示された画像を立体的に観察者に視認させる画像表示装置として、レンチキュラ方式およびパララックスバリア方式を用いた画像表示装置がある。
【０００３】
レンチキュラ方式を用いる画像表示装置では、例えば、レンチキュラレンズと、画像データ表示装置と、画像処理装置とを備える。レンチキュラレンズは、一方向に延在するシリンドリカルレンズを複数個並列に配置することにより構成されている。各シリンドリカルレンズは、集光作用を有する。画像データ表示装置は、レンチキュラレンズに対してシリンドリカルレンズによる光の集光方向と反対側に配置される。画像データ表示装置は、例えば液晶ディスプレイであり、一方向（例えば、水平方向）に画素を構成するＲＧＢのサブ画素データをそれぞれ表示するＲＧＢのサブ画素が繰り返し連続して配置され、一方向と直交する直交方向（例えば、垂直方向）に同一色のサブ画素が連続して配置されているものである（図２参照）。画像処理装置は、複数の単一画像ごとにレンチキュラレンズのレンズ配置方向に分割された複数の分割画像データが所定の配列方法により配列され、生成された合成画像データを画像データ表示装置に表示させるものである。
【０００４】
一方、パララックスバリア方式を用いる画像表示装置では、特許文献１に示すように、パララックスバリアと、画像データ表示装置と、画像処理装置とを備える。パララックスバリアは、一方向に延在するスリットと遮光部とが交互にストライプ状に配置されることにより構成されている。画像データ表示装置は、上記レンチキュラ方式における画像データ表示装置と同様である。また、画像処理装置は、複数の単一画像ごとにパララックスバリアのスリット配置方向に分割された複数の分割画像データが所定の配列方法により配列され、生成された合成画像データを画像データ表示装置に表示させるものである。
【０００５】
ここで、複数の単一画像データから合成画像データを生成する配列方法は、基本的に、各単一画像をレンズ配置方向あるいはスリット配置方向に分割することで複数の分割画像データを生成し、生成した各分割画像データを単一画像データの分割位置に応じた複数の分割画像グループに分配し、各分割画像グループをそれぞれに分配された分割画像データの順番が同一となるように生成し、この分割画像グループを単一画像データの分割位置に応じて配列することで合成画像データを生成する。
【０００６】
例えば、対象物を人間の視差同一の方向から見た２つ単一画像データを画像データ表示装置に表示する場合、従来のレンチキュラ方式およびパララックスバリア方式を用いた画像表示装置では、レンズ配置方向あるいはスリット配置方向の画素（画像データ表示装置を構成する単色サブ画素ごとに表示できる３種類のサブ画素データ）単位に分割した分割画像データを交互に表示する（特許文献１の図９参照）。これにより、観察者は、レンチキュラレンズあるいはパララックスバリアを介して画像データ表示装置を視認することで、画像表示装置によって表示される画像を両眼の視差により立体的に視認することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−５４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来から、レンチキュラ方式あるいはパララックスバリア方式の画像表示装置において、観察者が視認する画像の画質の向上および多く単一画像（視差画像）から生成された合成画像データの表示が要望されている。観察者が視認する画像の画質を向上させるためには、シリンドリカルレンズあるいはスリットのレンズ配置方向あるいはスリット配置方向における幅を狭くすることで解決することができる。そこで、従来のレンチキュラ方式およびパララックスバリア方式を用いた画像表示装置では、レンズ配置方向あるいはスリット配置方向にサブ画素データ単位に分割した分割サブ画素データを交互に表示するものがある（特許文献１の図１０参照）。
【０００９】
しかしながら、上記従来のレンチキュラ方式あるいはパララックスバリア方向の画像表示装置では、合成画像データを生成するための単一画像データの数を増加すると、１つのシリンドリカルレンズあるいはスリットから観察者が視認すべき、一方向である水平方向に配置されたサブ画素が増加する。一方、合成画像データを生成するための単一画像データの数を増加しても、１つのシリンドリカルレンズあるいはスリットから観察者が視認すべき、直交方向である垂直方向に配置された単色サブ画素は同じである。つまり、合成画像データを生成するための単一画像の数を増加により、一方向における分解能は低下するが、直交方向における分解能は変化しない。例えば、１６枚の視差画像を画像表示装置で表示する場合は、一方向の分解能が１／１６となり、直交方向の分解能が１となる。これにより、観察者が視認する画像の画質が低下するという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、一度に表示する単一画像データの数が増加しても、観察者が視認する画像の画質の低下を抑制することができる画像表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる画像表示装置では、一方向にＲＧＢの各サブ画素が繰り返し連続して配置され、一方向と直交する直交方向に前記ＲＧＢのうち同一色のサブ画素が連続して配置される画像データ表示手段と、画像データ表示手段の観察者と画像データ表示手段との間に配置され、かつ画像データ表示手段の一方向に連続するＫ個のサブ画素からなる１サブ画素群の光を観察者側に通過せるとともに、１サブ画素群における各サブ画素の光を観察者のＫ個の視点位置のそれぞれ到達させる開口部が複数個形成された遮光手段と、Ｋ枚の単一画像から生成され、かつ各サブ画素群における各サブ画素にそれぞれ表示されるＫ個のサブ画素データからなるサブ画素データ群により構成される合成画像データを画像データ表示手段に表示させる画像処理手段と、を備える画像表示装置であって、複数個の開口部は、一方向において隣接する開口部がＫサブ画素分離れたサブ画素の光および直交方向において最短距離で隣接する開口部が一方向に√Ｋサブ画素分離れたサブ画素の光を各視点位置にそれぞれ到達するように形成され、合成画像データは、少なくとも２つ開口部が前記直交方向に異なって位置する３つの開口部で構成される１画素開口部群を通過する各サブ画素の光により、各視点位置において各単一画像における１つの画素をそれぞれ表示させるように、サブ画素データ群を配列して構成されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明では、上記画像表示装置において、合成画像データは、各単一画像からＲＧＢのサブ画素データからなる複数の画素データを生成し、各画素データのうち、単一画像に対応する表示位置が同一の画素データからなる複数の画素グループを生成し、各画素グループにおける各サブ画素データを、画素データごとの各サブ画素データがそれぞれ異なるサブ画素データ群に分配されるように３つのサブ画素データ群に分配し、各サブ画素データ群を、それぞれに分配された各サブ画素データの順番が同一となるように生成し、画素グループごとの３つのサブ画素データ群を、各１画素開口部群に対応する３つのサブ画素群に表示できるように配列して構成されることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、各単一画像の１画素は、少なくとも２つ開口部が前記直交方向に異なって位置する３つの開口部を介して、各視点位置において表示される。従って、一方向および直交方向における分解能を低下するので、単一画像の数が増加しても、表示バランスを向上するができる。これにより、一度に表示する単一画像の数が増加しても、観察者が視認する画像の画質の低下を抑制することができる。
【００１４】
また、本発明では、上記画像表示装置において、１画素開口部群は、一方向において隣接する２つ開口部と、２つの開口部の間で２つの開口部に対して直交方向に形成される開口部とにより構成されることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、一画素開口部群は、３つの開口部が三角形状に配置されることとなる。従って、表示バランスをさらに向上することができる。これにより、一度に表示する単一画像の数が増加しても、観察者が視認する画像の画質の低下をさらに抑制することができる。
【００１６】
また、本発明では、上記画像表示装置において、１画素開口部群は、一方向および直交方向を除いた他方向において隣接する３つの開口部により構成されることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明では、上記画像表示装置において、１画素開口部群は、他方向において最短距離で連続して隣接する３つの開口部により構成されることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、一画素開口部群は、３つの開口部が他方向に直線状に配置されることとなる。従って、表示バランスをさらに向上することができる。これにより、一度に表示する単一画像の数が増加しても、観察者が視認する画像の画質の低下をさらに抑制することができる。
【００１９】
また、本発明では、上記画像表示装置において、開口部の直行方向における長さは、サブ画素の直行方向における長さよりも狭いことを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、観察者の各視点位置において、直交方向において隣接するサブ画素の光が含まれることを抑制することができる。これにより、表示される画像のノイズを抑制することができる。
【００２１】
また、本発明では、上記画像表示装置において、少なくとも開口部を覆い、かつ各サブ画素の光を各視点位置に集光する集光手段をさらに備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、集光手段により、各サブ画素の光が各視点位置に集光するので、表示される画像の輝度を向上することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明にかかる画像表示装置は、一度に表示する単一画像の数が増加しても、観察者が視認する画像の画質の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。また、下記の実施の形態では、単一画像として４つの視差画像（Ｋ＝４）から生成された合成画像データを画像表示装置により表示する場合について説明する。
【００２５】
［実施の形態］
図１は、この発明にかかる画像表示装置の構成例を示す図である。図２は、ディスプレイの構成例を示す図である。図３は、遮光パネルの構成例を示す図である。図４は、図３のＩ−Ｉ断面図である。図５は、サブ画素を示す図である。図６は、視差画像を示す図である。図７は、画素グループを示す図である。図８は、分割サブ画素データ群を示す図である。図９は、合成画像データを示す図である。図１０は、合成画像データが表示されたディスプレイを示す図である。図１１は、観察者による画像表示装置の視認状態を示す図である。
【００２６】
図１に示すように、本発明にかかる画像表示装置１は、ディスプレイ２と、遮光パネル３と、画像処理装置４と、駆動回路５とにより構成されている。
【００２７】
ディスプレイ２は、画像データ表示手段である。ディスプレイ２は、ディスプレイ２を駆動する駆動電力を供給する駆動回路５を介して、画像処理装置４に接続されている。ディスプレイ２は、画像処理装置４により後述する視差画像Ａ〜Ｄから生成された合成画像データ１０（図９参照）を表示するものである。ディスプレイ２は、図２に示すように、ＲＧＢのサブ画素、すなわち赤色であるＲサブ画素２１、緑色であるＧサブ画素２２、青色であるＢサブ画素２３が複数配置されている。ディスプレイ２は、一方向、すなわち水平方向にＲＢＧの各サブ画素、すなわちＲサブ画素２１、Ｇサブ画素２２、Ｂサブ画素２３が繰り返し連続して配置されている。また、ディスプレイ２は、一方向と直交する直交方向、すなわち垂直方向に、ＲＧＢのうち同一色のサブ画素、すなわちＲサブ画素２１、Ｇサブ画素２２、Ｂサブ画素２３がそれぞれ連続して配置されている。
【００２８】
また、ディスプレイ２には、ＲＧＢの各サブ画素であるＲサブ画素２１，Ｇサブ画素２２，Ｂサブ画素２３から構成されるサブ画素群Ｔが複数配置される（同図点線で囲まれた範囲）。各サブ画素群Ｔは、水平方向に連続する４個（Ｋ＝４）のサブ画素により構成されている。また、各サブ画素群Ｔは、水平方向に対して隣り合って連続して配置されている。また、各サブ画素群Ｔは、垂直方向において水平方向に連続して配置される２つのサブ画素群Ｔの間に配置されている。つまり、各行の各サブ画素群Ｔは、隣り合って連続して配置されており、各列のサブ画素群Ｔは、各行で連続して配置される２つのサブ画素群Ｔの間に配置されている。なお、垂直方向において最短距離で隣接するサブ画素群Ｔは、２サブ画素（√Ｋ＝２）分離れて配置されている。
【００２９】
遮光パネル３は、遮光手段である。遮光パネル３は、図１に示すように、観察者１００とディスプレイ２との間に配置されるものである。遮光パネル３は、図３および図４に示すように、遮光本体３１と、開口部３２と、集光レンズ３３とにより構成されている。遮光本体３１は、上記ディスプレイ２を覆うことができるものである。遮光本体３１は、光を遮光するものであり、複数の開口部３２が形成されている。各開口部３２は、ディスプレイ２の後述する各サブ画素データ群が表示されるサブ画素群Ｔごとに対向して形成されている。各開口部３２は、図１１に示すように、１サブ画素群Ｔの光を観察者側に通過させるものである。また、各開口部３２は、１サブ画素群Ｔにおける４つのサブ画素の光を観察者１００の４個（Ｋ＝４）の視点位置１００ａ〜１００ｄのそれぞれに到達させるものである。
【００３０】
ここで、図１に示すように、垂直方向において隣接する開口部３２，３２の間の間隔Ｗ１は、ディスプレイ２の垂直方向に連続して配置される単色サブ画素の間隔と同一となるように形成されている。また、水平方向において隣接する開口部３２，３２の間の間隔Ｗ２は、４サブ画素（Ｋ＝４）分離れたディスプレイ２のサブ画素の光が観察者１００の各視点位置１００ａ〜１００ｄにそれぞれ到達するように形成されている。さらに、垂直方向において隣接する開口部３２，３２が水平方向に２サブ画素（√Ｋ＝２）分離れたディスプレイ２のサブ画素の光が観察者１００の各視点位置１００ａ〜１００ｄにそれぞれ到達するように形成されている。
【００３１】
また、複数個の開口部３２は、図３に示すように、３つの開口部３２，３２，３２で１画素開口部群Ｓを形成する。１画素開口部群Ｓは、１画素開口部群Ｓを通過するサブ画素群Ｔの各サブ画素の光により、観察者１００の各視点位置１００ａ〜１００ｄにおいて各視差画像における１画素をそれぞれ表示させるものである。各１画素開口部群Ｓは、少なくとも２つの開口部３２，３２が垂直方向に異なって位置する３つに開口部３２，３２，３２により構成されている。実施の形態では、各１画素開口部群Ｓは、水平方向において隣接する２つの開口部３２，３２と、２つの開口部３２，３２の間で、２つの開口部３２，３２に対して垂直方向に形成される開口部３２とにより構成される。ここでは、水平方向において隣接する２つの開口部３２，３２と、２つの開口部３２，３２の間で２つの開口部３２，３２と垂直方向において隣接する開口部３２と各１画素開口部群Ｓが構成される。従って、各１画素開口部群Ｓは、３つの開口部３２，３２，３２が三角形状（図に示すＰ１，Ｐ２）に配置されるので、各１画素開口部群Ｓを通過するサブ画素群Ｔの各サブ画素の光は、観察者１００の各視点位置１００ａ〜１００ｄにおいて三角形状に位置することとなり、各視差画像における１画素の表示バランスを向上することができる。
【００３２】
なお、各１画素開口部Ｓは、水平方向において隣接する１画素開口部Ｓごとの３つの開口部３２，３２，３２の形状が互いに垂直方向において反転するように構成されている。実施の形態では、各１画素開口部Ｓは、同図に示すＰ１およびＰ２のように、水平方向において隣接する１画素開口部Ｓごとの３つの開口部３２，３２，３２の三角形状が垂直方向において反転するように構成されている。
【００３３】
ここで、各開口部３２は、その水平方向における長さがディスプレイ２の各サブ画素２１，２２，２３の水平方向における長さよりも狭く設定されていることが好ましい。
【００３４】
また、各開口部３２は、それぞれ集光手段として集光レンズ３３が設けられている。各集光レンズ３３は、各開口部３２をそれぞれ覆うものである。各集光レンズ３３は、ディスプレイ２のサブ画素（Ｒサブ画素２１、Ｇサブ画素２２、Ｂサブ画素２３）の光を観察者１００の各視点位置１００ａ〜１００ｄに集光、すなわち各視点位置に向かって集光するものである。各集光レンズ３３は、水平方向に対して曲面が構成されるシリンドリカルレンズであり、水平方向に対して光を集光するものである。これにより、画像表示装置１により表示される画像の輝度を向上することができる。
【００３５】
ここで、各集光レンズ３３は、上述のように、各開口部３２の水平方向における長さがディスプレイ２の各サブ画素２１，２２，２３の水平方向における長さよりも狭く設定されているので、図５に示すように、水平方向における長さが各サブ画素２１，２２，２３の水平方向における長さよりも狭くなる。従って、遮光パネル３からディスプレイ２側と反対側、すなわち観察者側へ各開口部３２を介して通過する光に、観察者１００の視点位置１００ａ〜１００ｄにおいて視認できるサブ画素に水平方向において隣接するサブ画素の光が含まれることを抑制することができる。これにより、画像表示装置１により表示される画像のノイズを抑制することができる。
【００３６】
なお、各集光レンズ３３は、シリンドリカルレンズに限定されるものではなく、水平方向および垂直方向に対して曲面が構成されるレンズ、例えば凸レンズなであっても良い。この場合は、水平方向および垂直方向に対して光を集光することができるので、画像表示装置１により表示される画像の輝度をさらに向上することができる。
【００３７】
また、集光手段は、上記各開口部３２にそれぞれに対応したものでなくても良い。例えば、水平方向に一列に形成される各開口部３２に対して、それぞれ集光レンズを設けても良い。この場合は、各集光レンズは、シリンドリカルレンズであり、垂直方向に対して光を集光するものである。これにより、部品点数を削減することができる。また、既存の複数シリンドリカルレンズが一体となったレンズを用いることができる。
【００３８】
画像処理装置４は、画像処理手段である。画像処理装置４は、図１に示すように、複数の視差画像から生成された合成画像データ１０をディスプレイ２に表示させるものである。画像処理装置４は、例えば、図示しない入出力部（Ｉ／Ｏ）と、処理部と、記憶部とにより構成されている。
【００３９】
次に、この画像処理装置４により、複数の視差画像から合成画像データ１０を生成する方法について説明する。まず、画像処理装置４は、複数の視差画像を図６に示す視差画像データＡ〜Ｄをして取得する。各視差画像は、例えば対象物を４の方向（観察者の両眼の視差を考慮した方向）から見た際の画像であり、画像処理部４は、各視差画像を複数の画素データにより構成された視差画像データＡ〜Ｄとして取得する。なお、各視差画像から複数の画素データにより構成された視差画像データを取得する方法としては、紙などの媒体に印刷などされた各視差画像をスキャナ装置で読み込んだり、デジタルカメラで撮像したりする方法がある。また、画像処理装置４を有するコンピュータのアプリケーションを用いて直接視差画像データＡ〜Ｄを生成しても良い。
【００４０】
ここで、各視差画像データＡ〜Ｄを構成する１画素データは、ディスプレイ２の３種類のサブ画素（Ｒサブ画素２１、Ｇサブ画素２２、Ｂサブ画素２３）により表示することができるデータであり、ＲＧＢのサブ画素データ、すなわち赤色に対応したＲサブ画素データと、緑色に対応したＧサブ画素データと、青色に対応したＢサブ画素データとにより構成されている。つまり、各視差画像データＡ〜Ｄは、ディスプレイ２のサブ画素ごとに表示できるサブ画素データからなる画素データごとにそれぞれ構成されている。従って、各視差画像からＲＧＢのサブ画素データからなる複数の画素データを生成することとなる。実施の形態では、視差画像データＡ〜Ｄがｍ×ｎの画素データにより構成されている。従って、視差画像データＡが画素データＡ１１〜Ａｍｎに、視差画像データＢが画素データＢ１１〜Ｂｍｎに、視差画像データＣが画素データＣ１１〜Ｃｍｎに、視差画像データＤが画素データＤ１１〜Ｄｍｎにより構成されている。
【００４１】
次に、画像処理装置４は、各視差画像データＡ〜Ｄの各画素データのうち、視差画像に対応する表示位置が同一の画素データからなる複数の画素グループを生成する。実施の形態では、画像処理装置４は、視差画像データＡ〜Ｄの各画素データＡ１１〜Ｄｍｎを視差画像データＡ〜Ｄにおける位置（ｍ×ｎ）が同一となる第１１画素グループ〜第ｍｎ画素グループに分配することで、第１１画素グループ〜第ｍｎ画素グループを生成する。例えば、図７に示すように、第１１画素グループには、各視差画像データＡ〜Ｄの各画素データＡ１１〜Ｄｍｎのうち、視差画像データＡの１画素データＡ１１、視差画像データＢの１画素データＢ１１、視差画像データＣの１画素データＣ１１、視差画像データＤの１画素データＤ１１が分配される。また、第１２画素グループには、１画素データＡ１２、１画素データＢ１２、１画素データＣ１２、１画素データＤ１２が分配される。また、第２１画素グループには、１画素データＡ２１、１画素データＢ２１、１画素データＣ２１、１画素データＤ２１が分配される。また、第２２画素グループには、１画素データＡ２２、１画素データＢ２２、１画素データＣ２２、１画素データＤ２２が分配される。
【００４２】
次に、画像処理装置４は、図８に示すように、各画素グループにおける各サブ画素データを、画素データごとの各サブ画素データがそれぞれ異なるサブ画素データ群に分配されるように３つのサブ画素データ群に分配する。実施の形態では、第１１画素グループ〜第ｍｎ画素グループにおける各サブ画素データを画素グループごとに、第１サブ画素データ群、第２サブ画素データ群、第３サブ画素データ群に分配する。つまり、各サブ画素データ群は、４個（Ｋ＝４）のサブ画素データにより構成され、生成される合成画像データ１０は、サブ画素データ群により構成される。これにより、第１サブ画素データ群と、第２サブ画素データ群と、第３サブ画素データ群とにより構成されるとともに、第１１画素グループ〜第ｍｎ画素グループにそれぞれ対応するからなる第１１画素サブ画素データ群〜第ｍｎ画素サブ画素データ群を生成する。
【００４３】
ここで、画像処理装置４は、各画素グループおける各サブ画素データを３つのサブ画素データ群に分配する際には、画素データごとの各サブ画素データをそれぞれ異なるサブ画素データ群に分配する。実施の形態では、第１１画素グループ〜第ｍｎ画素グループから第１１画素サブ画素データ群〜第ｍｎ画素サブ画素データ群を生成する際には、画素データＡ１１〜Ｄｍｎごとの各サブ画素データ（Ａ１１Ｒサブ画素データ、Ａ１１Ｇサブ画素データ、Ａ１１Ｂサブ画素データ、…ＤｍｎＲサブ画素データ、ＤｍｎＧサブ画素データ、ＤｍｎＢサブ画素データ）をそれぞれ異なるサブ画素データ群に分配する。つまり、各サブ画素データ群には、１画素データを構成する３ＲＧＢのサブ画素データ（Ｒサブ画素データ、Ｇサブ画素データ，Ｂサブ画素データ）を２つ以上分配しない。
【００４４】
また、画像処理装置４は、各画素グループおける各サブ画素データが分配された３つのサブ画素データ群に生成する際には、各サブ画素データ群を、それぞれに分配された各サブ画素データの順番が同一となるように生成する。実施の形態では、第１１画素グループ〜第ｍｎ画素グループから第１１画素サブ画素データ群〜第ｍｎ画素サブ画素データ群を生成する際には、各サブ画素データ群に分配された各サブ画素データ（Ａ１１Ｒサブ画素データ、Ａ１１Ｇサブ画素データ、Ａ１１Ｂサブ画素データ、…ＤｍｎＲサブ画素データ、ＤｍｎＧサブ画素データ、ＤｍｎＢサブ画素データ）を、その順番が視差画像データＡ〜Ｄの順番となるように配列し、各サブ画素データ群を生成する。従って、各サブ画素データ群において一番目に配列されるサブ画素データは、１画素データを構成するサブ画素データとなる。
【００４５】
例えば、第１１画素グループにおける各サブ画素データは、第１サブ画素データ群にＡ１１Ｒサブ画素データ、Ｂ１１Ｇサブ画素データ、Ｃ１１Ｂサブ画素データ、Ｄ１１Ｒサブ画素データが、第２サブ画素データ群にＡ１１Ｇサブ画素データ、Ｂ１１Ｂサブ画素データ、Ｃ１１Ｒサブ画素データ、Ｄ１１Ｇサブ画素データが、第３サブ画素データ群にＡ１１Ｂサブ画素データ、Ｂ１１Ｒサブ画素データ、Ｃ１１Ｇサブ画素データ、Ｄ１１Ｂサブ画素データが分配され、第１サブ画素データ群がＡ１１Ｒサブ画素データ、Ｂ１１Ｇサブ画素データ、Ｃ１１Ｂサブ画素データ、Ｄ１１Ｒサブ画素データの順番で、第２サブ画素データ群がＡ１１Ｇサブ画素データ、Ｂ１１Ｂサブ画素データ、Ｃ１１Ｒサブ画素データ、Ｄ１１Ｇサブ画素データの順番で、第３サブ画素データ群がＡ１１Ｂサブ画素データ、Ｂ１１Ｒサブ画素データ、Ｃ１１Ｇサブ画素データ、Ｄ１１Ｂサブ画素デーの順番で配列されることで、第１１画素サブ画素データ群が生成される。
【００４６】
次に、画像処理装置４は、図９に示すように、画素グループごとの３つのサブ画素データ群を、上述した各１画素開口部群Ｓの３つ開口部３２，３２，３２にそれぞれ対応する３つのサブ画素群Ｔに表示できるように配列することで合成画像データ１０を生成する。実施の形態では、第１１画素グループ〜第ｍｎ画素グループから生成された第１１画素サブ画素データ群〜第ｍｎ画素サブ画素データ群の第１サブ画素データ群、第２サブ画素データ群、第３サブ画素データ群を、各１画素開口部群に対応するＳの３つ開口部３２，３２，３２にそれぞれ対応する３つのサブ画素群Ｔに表示できるように配列することで、合成画像データ１０を生成する。つまり、各画素サブ画素データ群の第１サブ画素データ群、第２サブ画素データ群、第３サブ画素データ群は、少なくとも２つのサブ画素データ群が垂直方向に異なって配置されて合成画像データ１０が生成される。実施の形態では、各画素サブ画素データ群の第１サブ画素データ群、第２サブ画素データ群、第３サブ画素データ群は、水平方向において隣接して２つのサブ画素データ群が配列され、２つのサブ画素データ群の間で、２つのサブ画素データ群に対して垂直方向に１つのサブ画素データ群が配列されて合成画像データ１０が生成される。
【００４７】
また、画像処理装置４は、画素グループごとの３つのサブ画素データ群のうち、水平方向において隣接する画素グループごとの３つのサブ画素データ群を、互いの配列形状が垂直方向において反転するように配列することで、合成画像データ１０を生成する。つまり、画像処理装置４は、各画素グループにそれぞれ対応する画素サブ画素データ群のうち、水平方向において隣接する画素サブ画素データ群の各サブ画素データ群を配置される三角形状の向きが垂直方向で反転する２種類の３つのサブ画素群Ｔによりそれぞれ表示できるように配列することで、合成画像データ１０を生成する。ここでは、画像処理装置４は、水平方向において隣接する画素サブ画素データ群のうち一方を、ディスプレイ２において水平方向に連続して配置される２つのサブ画素群Ｔと、この２つのサブ画素群Ｔとの間でこの２つのサブ画素群Ｔに対して垂直方向のうち一方に配置される１つのサブ画素群Ｔとによりそれぞれ表示できるように配列し、他方を、ディスプレイ２において水平方向に連続して配置される２つのサブ画素群Ｔと、この２つのサブ画素群Ｔとの間でこの２つのサブ画素群Ｔに対して垂直方向のうち他方に配置される１つのサブ画素群Ｔとによりそれぞれ表示できるように配列することで、合成画像データ１０を生成する。実施の形態では、第１１画素グループ〜第ｍｎ画素グループから生成された第１１画素サブ画素データ群〜第ｍｎ画素サブ画素データ群のうち、水平方向において隣接する第１１画素サブ画素データ群〜第ｍｎ画素サブ画素データ群が、配置される三角形状の向きが垂直方向で反転する２種類の３つのサブ画素群Ｔにより表示できるように配列することで、合成画像データ１０を生成する。
【００４８】
また、画像処理装置４は、画素グループごとの３つのサブ画素データ群のうち、垂直方向において隣接する画素グループごとの３つのサブ画素データ群を、同一配列形状となるように配列することで、合成画像データ１０を生成する。つまり、画像処理装置４は、各画素グループにそれぞれ対応する分割サブ画素データ群のうち、垂直方向において隣接する画素サブ画素データ群の各サブ画素データ群を、同一の三角形状に配置される３つのサブ画素群Ｔにより表示できるように配列することで、合成画像データ１０を生成する。実施の形態では、第１１画素グループ〜第ｍｎ画素グループから生成された第１１画素サブ画素データ群〜第ｍｎ画素サブ画素データ群のうち、垂直方向において隣接する第１１画素サブ画素データ群〜第ｍｎ画素サブ画素データ群が、同一三角形状に配置される３つのサブ画素群Ｔにより表示できるように配列することで、合成画像データ１０を生成する。これらにより、各画素グループ（各画素サブ画素データ群）の３つのサブ画素データ群が一方向および直交方向において隙間なく配列された合成画像データ１０を生成することができる。
【００４９】
画像処理装置４は、視差画像データＡ〜Ｄから生成された合成画像データ１０を駆動回路５に出力する。駆動回路５は、合成画像データ１０に基づいた電力をディスプレイ２に供給する。そして、このディスプレイ２は、図１０に示すように、合成画像データ１０を表示する。合成画像データ１０の各サブ画素データは、上述した配列に基づいてディスプレイ２のサブ画素により表示される。各視差画像データＡ〜Ｄの１画素データを構成する３種類のサブ画素データは、ディスプレイ２のサブ画素のうち、視差画像における画素の表示位置に応じた位置に配置されており、三角形状（同図に示すＸ１，Ｘ２）に配置されている３つのサブ画素により表示される。観察者１００は、遮光パネル３を介して、ディスプレイ２に表示された合成画像データ１０を視認する。つまり、観察者１００は、遮光パネル３の集光レンズ３３（同図二点差線）からこのディスプレイ２に表示された合成画像データ１０を視認する。
【００５０】
例えば、図１１に示すように、視点位置１００ａから遮光パネル３の集光レンズ３３からディスプレイ２に表示される合成画像データ１０を視認すると、視点位置１００ａの観察者１００は、視差画像データＡ〜Ｄのうち視差画像Ａにおける各画素データＡ１１〜Ａｍｎを構成する３つのサブ画素データのみを視認することができる（同図では、実線）。視点位置１００ｂから遮光パネル３の集光レンズ３３からディスプレイ２に表示される合成画像データ１０を視認すると、視点位置１００ｂの観察者は、視差画像データＡ〜Ｄのうち視差画像Ｂにおける各画素データＢ１１〜Ｂｍｎを構成する３つのサブ画素データのみを視認することができる（同図では、細かい点線）。視点位置１００ｃから遮光パネル３の集光レンズ３３からディスプレイ２に表示される合成画像データ１０を視認すると、視点位置１００ｃの観察者１００は、視差画像データＡ〜Ｄのうち視差画像Ｃにおける各画素データＣ１１〜Ｃｍｎを構成する３つのサブ画素データのみを視認することができる（同図では、荒い点線）。視点位置１００ｄから遮光パネル３の集光レンズ３３からディスプレイ２に表示される合成画像データ１０を視認すると、視点位置１００ｄの観察者１００は、視差画像データＡ〜Ｄのうち視差画像Ｄにおける各画素データＤ１１〜Ｄｍｎを構成する３つのサブ画素データのみを視認することができる（同図では、一点鎖線）。これにより、観察者１００は、ディスプレイ２を視認する際の位置を移動することで、各視点位置１００ａ〜１００ｄにおいてディスプレイ２に表示される合成画像データ１０から各視差画像データＡ〜Ｄをそれぞれ視認することができる。従って、観察者１００の両眼は、ディスプレイ２に表示される合成画像データ１０から異なる各視差画像データＡ〜Ｄをそれぞれ視認することができるので、この画像表示装置１によって表示される画像を両眼の視差により立体的に視認することができる。
【００５１】
以上のように、本発明にかかる画像表示装置１では、各視差画像の１画素は、少なくとも２つ開口部３２，３２が垂直方向に異なって位置する３つの開口部３２，３２，３２を介して、各視点位置１００ａ〜１００ｄにおいてそれぞれ表示される。従って、合成画像データ１０を生成するための視差画像の数を増加しても、一方向および直交方向における分解能を低下させるので、一方向の分解能のみが低下することを抑制することができる。これにより、視差画像の数が増加しても、表示バランスを向上するができ、一度に表示する視差画像の数が増加しても、観察者が視認する画像の画質の低下を抑制することができる。
【００５２】
なお、上記実施の形態では、対象物を４つの方向から見た視差画像を単一画像として用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各単一画像にそれぞれ全く異なる画像を用いても良い。この場合は、観察者１００がディスプレイ２に表示された合成画像データ１０を視認する位置によって、すなわち各視点位置１００ａ〜１００ｄにおいて異なる画像を画像表示装置１により表示させることができる。また、各単一画像に一連の動作に基づいた画像を用いても良い。この場合は、観察者１００がディスプレイ２に表示された合成画像データ１０を視認する位置を移動させることで、すなわち各視点位置１００ａ〜１００ｂに視点を連続的に移動することで、一連の動作に基づいた画像を画像表示装置１により表示させることができ、観察者１００が動画を視認することができる。
【００５３】
また、上記実施の形態では、画像処理装置４が複数の視差画像から合成画像データ１０を生成する機能を有するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、複数の視差画像から合成画像データ１０を生成する機能を有する図示しない処理装置が、画像表示装置１とは、別個にあっても良い。この場合は、画像表示装置１は、この図示しない処理装置により予め生成された合成画像データ１０を画像処理装置４に入力することで、ディスプレイ２に合成画像データ１０を表示するようにしても良い。
【００５４】
また、上記実施の形態では、ディスプレイ２においてＲサブ画素２１，Ｇサブ画素２２，Ｂサブ画素２３が繰り返し連続して配置されている一方向を水平方向としたが、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、ディスプレイ２においてＲサブ画素２１，Ｇサブ画素２２，Ｂサブ画素２３が繰り返し連続して配置されている一方向を垂直方向とし、同一単色サブ画素が連続して配置されている方向を水平方向としても良い。
【００５５】
また、上記実施の形態では、４つの視差画像から合成画像データ１０を生成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、合成画像データ１０を生成するための視差画像データの数が４つを超えても良い。図１２および図１３は、他の合成画像データが表示されたディスプレイを示す図である。図１２および図１３に示すように、１６の視差画像から画素データにより構成される視差画像データＡ〜Ｐを生成し、視差画像データＡ〜Ｐから合成画像データを生成し、合成画像データをディスプレイ２に表示しても良い。合成画像データを生成するための視差画像の数が増加した場合、一方向である水平方向に連続するサブ画素により構成されるサブ画素群の幅は、水平方向に長くなる。従って、各視差画像データＡ〜Ｐ１画素データを表示する三角形状に配置されている３つのサブ画素、すなわち各画素グループの３つのサブ画素データ群を表示する三角形状に配置されている３つのサブ画素群は、合成画像データを生成するための視差画像の数が増加した場合、水平方向に対する間隔のみが広くなり、表示バランスが低下する虞がある。
【００５６】
１６の視差画像から生成された合成画像データ１０をディスプレイ２で表示する場合、各サブ画素群Ｔは、水平方向に連続する１６個（Ｋ＝１６）のサブ画素により構成される。また、各サブ画素群Ｔは、水平方向に対して隣り合って連続して配置されている。また、各サブ画素群Ｔは、垂直方向において水平方向に連続して配置される２つのサブ画素群Ｔの間に配置されている。つまり、各行の各サブ画素群Ｔは、隣り合って連続して配置されており、各列のサブ画素群Ｔは、各行で連続して配置される２つのサブ画素群Ｔの間に配置されている。なお、垂直方向において最短距離で隣接するサブ画素群Ｔは、４サブ画素（√Ｋ＝４）分離れて配置されている。
【００５７】
１６の視差画像から生成された合成画像データ１０をディスプレイ２で表示する場合、画像処理装置４は、各視差画像データＡ〜Ｐの各画素データのうち、視差画像に対応する表示位置が同一の画素データからなる画素グループごとの３つのサブ画素データ群を、視差画像に対応する表示位置に応じて配列することで合成画像データ１０を生成する。このとき、画像処理装置４は、画素グループごとの３つのサブ画素データ群を、ディスプレイ２において一方向である水平方向に連続して配置される上記２つのサブ画素群Ｔ（１６のサブ画素から構成される）と、この２つのサブ画素群Ｔとの間で、２つのサブ画素群Ｔに対して他の画素グループの３つのサブ画素データ群のいずれかを表示するサブ画素群Ｔを挟んで、直交方向である垂直方向に配置される１つのサブ画素群Ｔとによりそれぞれ表示できるように配列することで合成画像データ１０を生成する。つまり、１画素グループの３つのサブ画素データ群を表示する２つのサブ画素群Ｔと１つの単色サブ画素群Ｔとの間に、直交方向である垂直方向に隣接する画素グループの３つのサブ画素データ群のいずれかを表示するサブ画素群Ｔを配置する。例えば、図１２に示すように、第１１画素グループの第１サブ画素データ群（Ａ１１Ｒサブ画素データ、…Ｐ１１Ｒサブ画素データ）および第２サブ画素データ群（Ａ１１Ｇサブ画素データ、…Ｐ１１Ｇサブ画素データ）を表示する２つのサブ画素群Ｔと、第３サブ画素データ群（Ａ１１Ｂサブ画素データ、…Ｐ１１Ｂサブ画素データ）を表示する１つのサブ画素群Ｔとの間に、第２１画素グループの第１サブ画素データ群（Ａ２１Ｇサブ画素データ、…Ｐ２１Ｇサブ画素データ）および第２サブ画素データ群（Ａ２１Ｂサブ画素データ、…Ｐ１１Ｂサブ画素データ）を表示する２つのサブ画素群Ｔを配置する。
【００５８】
ここで、遮光パネル３の各１画素開口部群Ｓは、水平方向に隣接する２つ開口部３２，３２と、２つの開口部３２，３２の間で２つの開口部３２，３２と垂直方向において開口部３２の１つ分離れた開口部３２とにより構成される。
【００５９】
以上のように、各画素グループの３つのサブ画素データ群を表示する三角形状（同図に示すＹ１１〜Ｙ４３）に配置されている３つのサブ画素群Ｔのうち、２つのサブ画素群Ｔに対して他の画素グループの３つのサブ画素データ群のいずれかを表示するサブ画素群Ｔを挟んで配置されるサブ画素群Ｔを１つのサブ画素群Ｔとして用いる。従って、各画素グループの３つのサブ画素データ群を表示する三角形状に配置されている３つのサブ画素群Ｔの垂直方向における間隔を広げることができる。つまり、１画素データを表示する三角形状に配置されている３つのサブ画素は、水平方向に対する間隔を広げることができる。従って、遮光パネル３の各１画素開口部群Ｓを通過するサブ画素群Ｔの各サブ画素の光は、観察者１００の１６の各視点位置においてバランスの良い三角形状に位置する。これにより、合成画像データを生成するための視差画像の数が増加した際における表示バランスの低下を抑制することができ、一度に表示する視差画像の数が増加しても、観察者が視認する画像の画質の低下を抑制することができる。
【００６０】
また、１６の視差画像から生成された合成画像データ１０をディスプレイ２で表示する場合、画像処理装置４は、画素グループごとの３つのサブ画素データ群を、ディスプレイ２において一方向および直交方向を除いた他方向に連続して隣接する上記３つのサブ画素群Ｔ（１６のサブ画素から構成される）によりそれぞれ表示できるように配列することで合成画像データ１０を生成しても良い。例えば、画素グループの３つのサブ画素データ群をそれぞれ表示する３つのサブ画素群Ｔを水平方向において最短距離で垂直方向に連続して隣接する３つのサブ画素群Ｔとする。例えば、図１３に示すように、第１１画素グループの第１サブ画素データ群（Ａ１１Ｒサブ画素データ、…Ｐ１１Ｒサブ画素データ）を表示するサブ画素群Ｔ、第２サブ画素データ群（Ａ１１Ｇサブ画素データ、…Ｐ１１Ｇサブ画素データ）を表示するサブ画素群Ｔ、第３サブ画素データ群（Ａ１１Ｂサブ画素データ、…Ｐ１１Ｂサブ画素データ）を表示するサブ画素群Ｔを水平方向において最短距離で垂直方向に連続して隣接する３つのサブ画素群Ｔとする。
【００６１】
ここで、遮光パネル３の各１画素開口部群Ｓは、他方向において最短距離で垂直方向に連続して隣接する３つ開口部３２，３２，３２により構成される。
【００６２】
以上のように、各画素グループの３つのサブ画素データ群を他方向に直線形状（同図に示すＺ１１〜Ｙ２５）に配置されている３つのサブ画素群Ｔで表示する。つまり、１画素データを構成する３つのサブ画素を他方向に直線状に表示することができる。従って、遮光パネル３の各１画素開口部群Ｓを通過するサブ画素群Ｔの各サブ画素の光は、観察者１００の１６の各視点位置においてバランスの良い直線状に位置する。これにより、合成画像データを生成するための視差画像の数が増加した際における表示バランスの低下を抑制することができ、一度に表示する視差画像の数が増加しても、観察者が視認する画像の画質の低下を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、本発明にかかる画像表示装置は、複数の単一画像を観察者の観察位置ごとに表示する画像表示装置に有用であり、特に、一度に表示する単一画像の数が増加しても、観察者が視認する画像の画質の低下を抑制するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明にかかる画像表示装置の構成例を示す図である。
【図２】ディスプレイの構成例を示す図である。
【図３】遮光パネルの構成例を示す図である。
【図４】図３のＩ−Ｉ断面図である。
【図５】サブ画素を示す図である。
【図６】視差画像を示す図である。
【図７】画素グループを示す図である。
【図８】分割サブ画素データ群を示す図である。
【図９】合成画像データを示す図である。
【図１０】合成画像データが表示されたディスプレイを示す図である。
【図１１】観察者による画像表示装置の視認状態を示す図である。
【図１２】他の合成画像データが表示されたディスプレイを示す図である。
【図１３】他の合成画像データが表示されたディスプレイを示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 画像表示装置
２ ディスプレイ（画像データ表示手段）
２１ Ｒサブ画素
２２ Ｇサブ画素
２３ Ｂサブ画素
３ 遮光パネル（遮光手段）
３１ 遮光本体
３２ 開口部
３３ 集光レンズ（集光手段）
４ 画像処理装置（画像処理手段、配列手段）
５ 駆動回路
１０ 合成画像データ
１００ 観察者
１００ａ〜１００ｄ 観察位置
Ａ〜Ｄ 視差画像
Ａ１１〜Ｄｎｎ 画像データ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、肉眼のみで、表示された画像を立体的に観察者に視認させる画像表示装置として、レンチキュラ方式およびパララックスバリア方式を用いた画像表示装置がある。
【０００３】
レンチキュラ方式を用いる画像表示装置では、例えば、レンチキュラレンズと、画像データ表示装置と、画像処理装置とを備える。レンチキュラレンズは、一方向に延在するシリンドリカルレンズを複数個並列に配置することにより構成されている。各シリンドリカルレンズは、集光作用を有する。画像データ表示装置は、レンチキュラレンズに対してシリンドリカルレンズによる光の集光方向と反対側に配置される。画像データ表示装置は、例えば液晶ディスプレイであり、一方向（例えば、水平方向）に画素を構成するＲＧＢのサブ画素データをそれぞれ表示するＲＧＢのサブ画素が繰り返し連続して配置され、一方向と直交する直交方向（例えば、垂直方向）に同一色のサブ画素が連続して配置されているものである（図２参照）。画像処理装置は、複数の単一画像ごとにレンチキュラレンズのレンズ配置方向に分割された複数の分割画像データが所定の配列方法により配列され、生成された合成画像データを画像データ表示装置に表示させるものである。
【０００４】
一方、パララックスバリア方式を用いる画像表示装置では、特許文献１に示すように、パララックスバリアと、画像データ表示装置と、画像処理装置とを備える。パララックスバリアは、一方向に延在するスリットと遮光部とが交互にストライプ状に配置されることにより構成されている。画像データ表示装置は、上記レンチキュラ方式における画像データ表示装置と同様である。また、画像処理装置は、複数の単一画像ごとにパララックスバリアのスリット配置方向に分割された複数の分割画像データが所定の配列方法により配列され、生成された合成画像データを画像データ表示装置に表示させるものである。
【０００５】
ここで、複数の単一画像データから合成画像データを生成する配列方法は、基本的に、各単一画像をレンズ配置方向あるいはスリット配置方向に分割することで複数の分割画像データを生成し、生成した各分割画像データを単一画像データの分割位置に応じた複数の分割画像グループに分配し、各分割画像グループをそれぞれに分配された分割画像データの順番が同一となるように生成し、この分割画像グループを単一画像データの分割位置に応じて配列することで合成画像データを生成する。
【０００６】
例えば、対象物を人間の視差同一の方向から見た２つ単一画像データを画像データ表示装置に表示する場合、従来のレンチキュラ方式およびパララックスバリア方式を用いた画像表示装置では、レンズ配置方向あるいはスリット配置方向の画素（画像データ表示装置を構成する単色サブ画素ごとに表示できる３種類のサブ画素データ）単位に分割した分割画像データを交互に表示する（特許文献１の図９参照）。これにより、観察者は、レンチキュラレンズあるいはパララックスバリアを介して画像データ表示装置を視認することで、画像表示装置によって表示される画像を両眼の視差により立体的に視認することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−５４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来から、レンチキュラ方式あるいはパララックスバリア方式の画像表示装置において、観察者が視認する画像の画質の向上および多く単一画像（視差画像）から生成された合成画像データの表示が要望されている。観察者が視認する画像の画質を向上させるためには、シリンドリカルレンズあるいはスリットのレンズ配置方向あるいはスリット配置方向における幅を狭くすることで解決することができる。そこで、従来のレンチキュラ方式およびパララックスバリア方式を用いた画像表示装置では、レンズ配置方向あるいはスリット配置方向にサブ画素データ単位に分割した分割サブ画素データを交互に表示するものがある（特許文献１の図１０参照）。
【０００９】
しかしながら、上記従来のレンチキュラ方式あるいはパララックスバリア方向の画像表示装置では、合成画像データを生成するための単一画像データの数を増加すると、１つのシリンドリカルレンズあるいはスリットから観察者が視認すべき、一方向である水平方向に配置されたサブ画素が増加する。一方、合成画像データを生成するための単一画像データの数を増加しても、１つのシリンドリカルレンズあるいはスリットから観察者が視認すべき、直交方向である垂直方向に配置された単色サブ画素は同じである。つまり、合成画像データを生成するための単一画像の数を増加により、一方向における分解能は低下するが、直交方向における分解能は変化しない。例えば、１６枚の視差画像を画像表示装置で表示する場合は、一方向の分解能が１／１６となり、直交方向の分解能が１となる。これにより、観察者が視認する画像の画質が低下するという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、一度に表示する単一画像データの数が増加しても、観察者が視認する画像の画質の低下を抑制することができる画像表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる画像表示装置では、一方向にＲＧＢの各サブ画素が繰り返し連続して配置され、一方向と直交する直交方向に前記ＲＧＢのうち同一色のサブ画素が連続して配置される画像データ表示手段と、画像データ表示手段の観察者と画像データ表示手段との間に配置され、かつ画像データ表示手段の一方向に連続するＫ個のサブ画素からなる１サブ画素群の光を観察者側に通過せるとともに、１サブ画素群における各サブ画素の光を観察者のＫ個の視点位置のそれぞれ到達させる開口部が複数個形成された遮光手段と、Ｋ枚の単一画像から生成され、かつ各サブ画素群における各サブ画素にそれぞれ表示されるＫ個のサブ画素データからなるサブ画素データ群により構成される合成画像データを画像データ表示手段に表示させる画像処理手段と、を備える画像表示装置であって、複数個の開口部は、一方向において隣接する開口部がＫサブ画素分離れたサブ画素の光および直交方向において最短距離で隣接する開口部が一方向に√Ｋサブ画素分離れたサブ画素の光を各視点位置にそれぞれ到達するように形成され、合成画像データは、少なくとも２つ開口部が前記直交方向に異なって位置する３つの開口部で構成される１画素開口部群を通過する各サブ画素の光により、各視点位置において各単一画像における１つの画素をそれぞれ表示させるように、サブ画素データ群を配列して構成されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明では、上記画像表示装置において、合成画像データは、各単一画像からＲＧＢのサブ画素データからなる複数の画素データを生成し、各画素データのうち、単一画像に対応する表示位置が同一の画素データからなる複数の画素グループを生成し、各画素グループにおける各サブ画素データを、画素データごとの各サブ画素データがそれぞれ異なるサブ画素データ群に分配されるように３つのサブ画素データ群に分配し、各サブ画素データ群を、それぞれに分配された各サブ画素データの順番が同一となるように生成し、画素グループごとの３つのサブ画素データ群を、各１画素開口部群に対応する３つのサブ画素群に表示できるように配列して構成されることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、各単一画像の１画素は、少なくとも２つ開口部が前記直交方向に異なって位置する３つの開口部を介して、各視点位置において表示される。従って、一方向および直交方向における分解能を低下するので、単一画像の数が増加しても、表示バランスを向上するができる。これにより、一度に表示する単一画像の数が増加しても、観察者が視認する画像の画質の低下を抑制することができる。
【００１４】
また、本発明では、上記画像表示装置において、１画素開口部群は、一方向において隣接する２つ開口部と、２つの開口部の間で２つの開口部に対して直交方向に形成される開口部とにより構成されることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、一画素開口部群は、３つの開口部が三角形状に配置されることとなる。従って、表示バランスをさらに向上することができる。これにより、一度に表示する単一画像の数が増加しても、観察者が視認する画像の画質の低下をさらに抑制することができる。
【００１６】
また、本発明では、上記画像表示装置において、１画素開口部群は、一方向および直交方向を除いた他方向において隣接する３つの開口部により構成されることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明では、上記画像表示装置において、１画素開口部群は、他方向において最短距離で連続して隣接する３つの開口部により構成されることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、一画素開口部群は、３つの開口部が他方向に直線状に配置されることとなる。従って、表示バランスをさらに向上することができる。これにより、一度に表示する単一画像の数が増加しても、観察者が視認する画像の画質の低下をさらに抑制することができる。
【００１９】
また、本発明では、上記画像表示装置において、開口部の直行方向における長さは、サブ画素の直行方向における長さよりも狭いことを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、観察者の各視点位置において、直交方向において隣接するサブ画素の光が含まれることを抑制することができる。これにより、表示される画像のノイズを抑制することができる。
【００２１】
また、本発明では、上記画像表示装置において、少なくとも開口部を覆い、かつ各サブ画素の光を各視点位置に集光する集光手段をさらに備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、集光手段により、各サブ画素の光が各視点位置に集光するので、表示される画像の輝度を向上することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明にかかる画像表示装置は、一度に表示する単一画像の数が増加しても、観察者が視認する画像の画質の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。また、下記の実施の形態では、単一画像として４つの視差画像（Ｋ＝４）から生成された合成画像データを画像表示装置により表示する場合について説明する。
【００２５】
［実施の形態］
図１は、この発明にかかる画像表示装置の構成例を示す図である。図２は、ディスプレイの構成例を示す図である。図３は、遮光パネルの構成例を示す図である。図４は、図３のＩ−Ｉ断面図である。図５は、サブ画素を示す図である。図６は、視差画像を示す図である。図７は、画素グループを示す図である。図８は、分割サブ画素データ群を示す図である。図９は、合成画像データを示す図である。図１０は、合成画像データが表示されたディスプレイを示す図である。図１１は、観察者による画像表示装置の視認状態を示す図である。
【００２６】
図１に示すように、本発明にかかる画像表示装置１は、ディスプレイ２と、遮光パネル３と、画像処理装置４と、駆動回路５とにより構成されている。
【００２７】
ディスプレイ２は、画像データ表示手段である。ディスプレイ２は、ディスプレイ２を駆動する駆動電力を供給する駆動回路５を介して、画像処理装置４に接続されている。ディスプレイ２は、画像処理装置４により後述する視差画像Ａ〜Ｄから生成された合成画像データ１０（図９参照）を表示するものである。ディスプレイ２は、図２に示すように、ＲＧＢのサブ画素、すなわち赤色であるＲサブ画素２１、緑色であるＧサブ画素２２、青色であるＢサブ画素２３が複数配置されている。ディスプレイ２は、一方向、すなわち水平方向にＲＢＧの各サブ画素、すなわちＲサブ画素２１、Ｇサブ画素２２、Ｂサブ画素２３が繰り返し連続して配置されている。また、ディスプレイ２は、一方向と直交する直交方向、すなわち垂直方向に、ＲＧＢのうち同一色のサブ画素、すなわちＲサブ画素２１、Ｇサブ画素２２、Ｂサブ画素２３がそれぞれ連続して配置されている。
【００２８】
また、ディスプレイ２には、ＲＧＢの各サブ画素であるＲサブ画素２１，Ｇサブ画素２２，Ｂサブ画素２３から構成されるサブ画素群Ｔが複数配置される（同図点線で囲まれた範囲）。各サブ画素群Ｔは、水平方向に連続する４個（Ｋ＝４）のサブ画素により構成されている。また、各サブ画素群Ｔは、水平方向に対して隣り合って連続して配置されている。また、各サブ画素群Ｔは、垂直方向において水平方向に連続して配置される２つのサブ画素群Ｔの間に配置されている。つまり、各行の各サブ画素群Ｔは、隣り合って連続して配置されており、各列のサブ画素群Ｔは、各行で連続して配置される２つのサブ画素群Ｔの間に配置されている。なお、垂直方向において最短距離で隣接するサブ画素群Ｔは、２サブ画素（√Ｋ＝２）分離れて配置されている。
【００２９】
遮光パネル３は、遮光手段である。遮光パネル３は、図１に示すように、観察者１００とディスプレイ２との間に配置されるものである。遮光パネル３は、図３および図４に示すように、遮光本体３１と、開口部３２と、集光レンズ３３とにより構成されている。遮光本体３１は、上記ディスプレイ２を覆うことができるものである。遮光本体３１は、光を遮光するものであり、複数の開口部３２が形成されている。各開口部３２は、ディスプレイ２の後述する各サブ画素データ群が表示されるサブ画素群Ｔごとに対向して形成されている。各開口部３２は、図１１に示すように、１サブ画素群Ｔの光を観察者側に通過させるものである。また、各開口部３２は、１サブ画素群Ｔにおける４つのサブ画素の光を観察者１００の４個（Ｋ＝４）の視点位置１００ａ〜１００ｄのそれぞれに到達させるものである。
【００３０】
ここで、図１に示すように、垂直方向において隣接する開口部３２，３２の間の間隔Ｗ１は、ディスプレイ２の垂直方向に連続して配置される単色サブ画素の間隔と同一となるように形成されている。また、水平方向において隣接する開口部３２，３２の間の間隔Ｗ２は、４サブ画素（Ｋ＝４）分離れたディスプレイ２のサブ画素の光が観察者１００の各視点位置１００ａ〜１００ｄにそれぞれ到達するように形成されている。さらに、垂直方向において隣接する開口部３２，３２が水平方向に２サブ画素（√Ｋ＝２）分離れたディスプレイ２のサブ画素の光が観察者１００の各視点位置１００ａ〜１００ｄにそれぞれ到達するように形成されている。
【００３１】
また、複数個の開口部３２は、図３に示すように、３つの開口部３２，３２，３２で１画素開口部群Ｓを形成する。１画素開口部群Ｓは、１画素開口部群Ｓを通過するサブ画素群Ｔの各サブ画素の光により、観察者１００の各視点位置１００ａ〜１００ｄにおいて各視差画像における１画素をそれぞれ表示させるものである。各１画素開口部群Ｓは、少なくとも２つの開口部３２，３２が垂直方向に異なって位置する３つに開口部３２，３２，３２により構成されている。実施の形態では、各１画素開口部群Ｓは、水平方向において隣接する２つの開口部３２，３２と、２つの開口部３２，３２の間で、２つの開口部３２，３２に対して垂直方向に形成される開口部３２とにより構成される。ここでは、水平方向において隣接する２つの開口部３２，３２と、２つの開口部３２，３２の間で２つの開口部３２，３２と垂直方向において隣接する開口部３２と各１画素開口部群Ｓが構成される。従って、各１画素開口部群Ｓは、３つの開口部３２，３２，３２が三角形状（図に示すＰ１，Ｐ２）に配置されるので、各１画素開口部群Ｓを通過するサブ画素群Ｔの各サブ画素の光は、観察者１００の各視点位置１００ａ〜１００ｄにおいて三角形状に位置することとなり、各視差画像における１画素の表示バランスを向上することができる。
【００３２】
なお、各１画素開口部Ｓは、水平方向において隣接する１画素開口部Ｓごとの３つの開口部３２，３２，３２の形状が互いに垂直方向において反転するように構成されている。実施の形態では、各１画素開口部Ｓは、同図に示すＰ１およびＰ２のように、水平方向において隣接する１画素開口部Ｓごとの３つの開口部３２，３２，３２の三角形状が垂直方向において反転するように構成されている。
【００３３】
ここで、各開口部３２は、その水平方向における長さがディスプレイ２の各サブ画素２１，２２，２３の水平方向における長さよりも狭く設定されていることが好ましい。
【００３４】
また、各開口部３２は、それぞれ集光手段として集光レンズ３３が設けられている。各集光レンズ３３は、各開口部３２をそれぞれ覆うものである。各集光レンズ３３は、ディスプレイ２のサブ画素（Ｒサブ画素２１、Ｇサブ画素２２、Ｂサブ画素２３）の光を観察者１００の各視点位置１００ａ〜１００ｄに集光、すなわち各視点位置に向かって集光するものである。各集光レンズ３３は、水平方向に対して曲面が構成されるシリンドリカルレンズであり、水平方向に対して光を集光するものである。これにより、画像表示装置１により表示される画像の輝度を向上することができる。
【００３５】
ここで、各集光レンズ３３は、上述のように、各開口部３２の水平方向における長さがディスプレイ２の各サブ画素２１，２２，２３の水平方向における長さよりも狭く設定されているので、図５に示すように、水平方向における長さが各サブ画素２１，２２，２３の水平方向における長さよりも狭くなる。従って、遮光パネル３からディスプレイ２側と反対側、すなわち観察者側へ各開口部３２を介して通過する光に、観察者１００の視点位置１００ａ〜１００ｄにおいて視認できるサブ画素に水平方向において隣接するサブ画素の光が含まれることを抑制することができる。これにより、画像表示装置１により表示される画像のノイズを抑制することができる。
【００３６】
なお、各集光レンズ３３は、シリンドリカルレンズに限定されるものではなく、水平方向および垂直方向に対して曲面が構成されるレンズ、例えば凸レンズなであっても良い。この場合は、水平方向および垂直方向に対して光を集光することができるので、画像表示装置１により表示される画像の輝度をさらに向上することができる。
【００３７】
また、集光手段は、上記各開口部３２にそれぞれに対応したものでなくても良い。例えば、水平方向に一列に形成される各開口部３２に対して、それぞれ集光レンズを設けても良い。この場合は、各集光レンズは、シリンドリカルレンズであり、垂直方向に対して光を集光するものである。これにより、部品点数を削減することができる。また、既存の複数シリンドリカルレンズが一体となったレンズを用いることができる。
【００３８】
画像処理装置４は、画像処理手段である。画像処理装置４は、図１に示すように、複数の視差画像から生成された合成画像データ１０をディスプレイ２に表示させるものである。画像処理装置４は、例えば、図示しない入出力部（Ｉ／Ｏ）と、処理部と、記憶部とにより構成されている。
【００３９】
次に、この画像処理装置４により、複数の視差画像から合成画像データ１０を生成する方法について説明する。まず、画像処理装置４は、複数の視差画像を図６に示す視差画像データＡ〜Ｄをして取得する。各視差画像は、例えば対象物を４の方向（観察者の両眼の視差を考慮した方向）から見た際の画像であり、画像処理部４は、各視差画像を複数の画素データにより構成された視差画像データＡ〜Ｄとして取得する。なお、各視差画像から複数の画素データにより構成された視差画像データを取得する方法としては、紙などの媒体に印刷などされた各視差画像をスキャナ装置で読み込んだり、デジタルカメラで撮像したりする方法がある。また、画像処理装置４を有するコンピュータのアプリケーションを用いて直接視差画像データＡ〜Ｄを生成しても良い。
【００４０】
ここで、各視差画像データＡ〜Ｄを構成する１画素データは、ディスプレイ２の３種類のサブ画素（Ｒサブ画素２１、Ｇサブ画素２２、Ｂサブ画素２３）により表示することができるデータであり、ＲＧＢのサブ画素データ、すなわち赤色に対応したＲサブ画素データと、緑色に対応したＧサブ画素データと、青色に対応したＢサブ画素データとにより構成されている。つまり、各視差画像データＡ〜Ｄは、ディスプレイ２のサブ画素ごとに表示できるサブ画素データからなる画素データごとにそれぞれ構成されている。従って、各視差画像からＲＧＢのサブ画素データからなる複数の画素データを生成することとなる。実施の形態では、視差画像データＡ〜Ｄがｍ×ｎの画素データにより構成されている。従って、視差画像データＡが画素データＡ１１〜Ａｍｎに、視差画像データＢが画素データＢ１１〜Ｂｍｎに、視差画像データＣが画素データＣ１１〜Ｃｍｎに、視差画像データＤが画素データＤ１１〜Ｄｍｎにより構成されている。
【００４１】
次に、画像処理装置４は、各視差画像データＡ〜Ｄの各画素データのうち、視差画像に対応する表示位置が同一の画素データからなる複数の画素グループを生成する。実施の形態では、画像処理装置４は、視差画像データＡ〜Ｄの各画素データＡ１１〜Ｄｍｎを視差画像データＡ〜Ｄにおける位置（ｍ×ｎ）が同一となる第１１画素グループ〜第ｍｎ画素グループに分配することで、第１１画素グループ〜第ｍｎ画素グループを生成する。例えば、図７に示すように、第１１画素グループには、各視差画像データＡ〜Ｄの各画素データＡ１１〜Ｄｍｎのうち、視差画像データＡの１画素データＡ１１、視差画像データＢの１画素データＢ１１、視差画像データＣの１画素データＣ１１、視差画像データＤの１画素データＤ１１が分配される。また、第１２画素グループには、１画素データＡ１２、１画素データＢ１２、１画素データＣ１２、１画素データＤ１２が分配される。また、第２１画素グループには、１画素データＡ２１、１画素データＢ２１、１画素データＣ２１、１画素データＤ２１が分配される。また、第２２画素グループには、１画素データＡ２２、１画素データＢ２２、１画素データＣ２２、１画素データＤ２２が分配される。
【００４２】
次に、画像処理装置４は、図８に示すように、各画素グループにおける各サブ画素データを、画素データごとの各サブ画素データがそれぞれ異なるサブ画素データ群に分配されるように３つのサブ画素データ群に分配する。実施の形態では、第１１画素グループ〜第ｍｎ画素グループにおける各サブ画素データを画素グループごとに、第１サブ画素データ群、第２サブ画素データ群、第３サブ画素データ群に分配する。つまり、各サブ画素データ群は、４個（Ｋ＝４）のサブ画素データにより構成され、生成される合成画像データ１０は、サブ画素データ群により構成される。これにより、第１サブ画素データ群と、第２サブ画素データ群と、第３サブ画素データ群とにより構成されるとともに、第１１画素グループ〜第ｍｎ画素グループにそれぞれ対応するからなる第１１画素サブ画素データ群〜第ｍｎ画素サブ画素データ群を生成する。
【００４３】
ここで、画像処理装置４は、各画素グループおける各サブ画素データを３つのサブ画素データ群に分配する際には、画素データごとの各サブ画素データをそれぞれ異なるサブ画素データ群に分配する。実施の形態では、第１１画素グループ〜第ｍｎ画素グループから第１１画素サブ画素データ群〜第ｍｎ画素サブ画素データ群を生成する際には、画素データＡ１１〜Ｄｍｎごとの各サブ画素データ（Ａ１１Ｒサブ画素データ、Ａ１１Ｇサブ画素データ、Ａ１１Ｂサブ画素データ、…ＤｍｎＲサブ画素データ、ＤｍｎＧサブ画素データ、ＤｍｎＢサブ画素データ）をそれぞれ異なるサブ画素データ群に分配する。つまり、各サブ画素データ群には、１画素データを構成する３ＲＧＢのサブ画素データ（Ｒサブ画素データ、Ｇサブ画素データ，Ｂサブ画素データ）を２つ以上分配しない。
【００４４】
また、画像処理装置４は、各画素グループおける各サブ画素データが分配された３つのサブ画素データ群に生成する際には、各サブ画素データ群を、それぞれに分配された各サブ画素データの順番が同一となるように生成する。実施の形態では、第１１画素グループ〜第ｍｎ画素グループから第１１画素サブ画素データ群〜第ｍｎ画素サブ画素データ群を生成する際には、各サブ画素データ群に分配された各サブ画素データ（Ａ１１Ｒサブ画素データ、Ａ１１Ｇサブ画素データ、Ａ１１Ｂサブ画素データ、…ＤｍｎＲサブ画素データ、ＤｍｎＧサブ画素データ、ＤｍｎＢサブ画素データ）を、その順番が視差画像データＡ〜Ｄの順番となるように配列し、各サブ画素データ群を生成する。従って、各サブ画素データ群において一番目に配列されるサブ画素データは、１画素データを構成するサブ画素データとなる。
【００４５】
例えば、第１１画素グループにおける各サブ画素データは、第１サブ画素データ群にＡ１１Ｒサブ画素データ、Ｂ１１Ｇサブ画素データ、Ｃ１１Ｂサブ画素データ、Ｄ１１Ｒサブ画素データが、第２サブ画素データ群にＡ１１Ｇサブ画素データ、Ｂ１１Ｂサブ画素データ、Ｃ１１Ｒサブ画素データ、Ｄ１１Ｇサブ画素データが、第３サブ画素データ群にＡ１１Ｂサブ画素データ、Ｂ１１Ｒサブ画素データ、Ｃ１１Ｇサブ画素データ、Ｄ１１Ｂサブ画素データが分配され、第１サブ画素データ群がＡ１１Ｒサブ画素データ、Ｂ１１Ｇサブ画素データ、Ｃ１１Ｂサブ画素データ、Ｄ１１Ｒサブ画素データの順番で、第２サブ画素データ群がＡ１１Ｇサブ画素データ、Ｂ１１Ｂサブ画素データ、Ｃ１１Ｒサブ画素データ、Ｄ１１Ｇサブ画素データの順番で、第３サブ画素データ群がＡ１１Ｂサブ画素データ、Ｂ１１Ｒサブ画素データ、Ｃ１１Ｇサブ画素データ、Ｄ１１Ｂサブ画素デーの順番で配列されることで、第１１画素サブ画素データ群が生成される。
【００４６】
次に、画像処理装置４は、図９に示すように、画素グループごとの３つのサブ画素データ群を、上述した各１画素開口部群Ｓの３つ開口部３２，３２，３２にそれぞれ対応する３つのサブ画素群Ｔに表示できるように配列することで合成画像データ１０を生成する。実施の形態では、第１１画素グループ〜第ｍｎ画素グループから生成された第１１画素サブ画素データ群〜第ｍｎ画素サブ画素データ群の第１サブ画素データ群、第２サブ画素データ群、第３サブ画素データ群を、各１画素開口部群に対応するＳの３つ開口部３２，３２，３２にそれぞれ対応する３つのサブ画素群Ｔに表示できるように配列することで、合成画像データ１０を生成する。つまり、各画素サブ画素データ群の第１サブ画素データ群、第２サブ画素データ群、第３サブ画素データ群は、少なくとも２つのサブ画素データ群が垂直方向に異なって配置されて合成画像データ１０が生成される。実施の形態では、各画素サブ画素データ群の第１サブ画素データ群、第２サブ画素データ群、第３サブ画素データ群は、水平方向において隣接して２つのサブ画素データ群が配列され、２つのサブ画素データ群の間で、２つのサブ画素データ群に対して垂直方向に１つのサブ画素データ群が配列されて合成画像データ１０が生成される。
【００４７】
また、画像処理装置４は、画素グループごとの３つのサブ画素データ群のうち、水平方向において隣接する画素グループごとの３つのサブ画素データ群を、互いの配列形状が垂直方向において反転するように配列することで、合成画像データ１０を生成する。つまり、画像処理装置４は、各画素グループにそれぞれ対応する画素サブ画素データ群のうち、水平方向において隣接する画素サブ画素データ群の各サブ画素データ群を配置される三角形状の向きが垂直方向で反転する２種類の３つのサブ画素群Ｔによりそれぞれ表示できるように配列することで、合成画像データ１０を生成する。ここでは、画像処理装置４は、水平方向において隣接する画素サブ画素データ群のうち一方を、ディスプレイ２において水平方向に連続して配置される２つのサブ画素群Ｔと、この２つのサブ画素群Ｔとの間でこの２つのサブ画素群Ｔに対して垂直方向のうち一方に配置される１つのサブ画素群Ｔとによりそれぞれ表示できるように配列し、他方を、ディスプレイ２において水平方向に連続して配置される２つのサブ画素群Ｔと、この２つのサブ画素群Ｔとの間でこの２つのサブ画素群Ｔに対して垂直方向のうち他方に配置される１つのサブ画素群Ｔとによりそれぞれ表示できるように配列することで、合成画像データ１０を生成する。実施の形態では、第１１画素グループ〜第ｍｎ画素グループから生成された第１１画素サブ画素データ群〜第ｍｎ画素サブ画素データ群のうち、水平方向において隣接する第１１画素サブ画素データ群〜第ｍｎ画素サブ画素データ群が、配置される三角形状の向きが垂直方向で反転する２種類の３つのサブ画素群Ｔにより表示できるように配列することで、合成画像データ１０を生成する。
【００４８】
また、画像処理装置４は、画素グループごとの３つのサブ画素データ群のうち、垂直方向において隣接する画素グループごとの３つのサブ画素データ群を、同一配列形状となるように配列することで、合成画像データ１０を生成する。つまり、画像処理装置４は、各画素グループにそれぞれ対応する分割サブ画素データ群のうち、垂直方向において隣接する画素サブ画素データ群の各サブ画素データ群を、同一の三角形状に配置される３つのサブ画素群Ｔにより表示できるように配列することで、合成画像データ１０を生成する。実施の形態では、第１１画素グループ〜第ｍｎ画素グループから生成された第１１画素サブ画素データ群〜第ｍｎ画素サブ画素データ群のうち、垂直方向において隣接する第１１画素サブ画素データ群〜第ｍｎ画素サブ画素データ群が、同一三角形状に配置される３つのサブ画素群Ｔにより表示できるように配列することで、合成画像データ１０を生成する。これらにより、各画素グループ（各画素サブ画素データ群）の３つのサブ画素データ群が一方向および直交方向において隙間なく配列された合成画像データ１０を生成することができる。
【００４９】
画像処理装置４は、視差画像データＡ〜Ｄから生成された合成画像データ１０を駆動回路５に出力する。駆動回路５は、合成画像データ１０に基づいた電力をディスプレイ２に供給する。そして、このディスプレイ２は、図１０に示すように、合成画像データ１０を表示する。合成画像データ１０の各サブ画素データは、上述した配列に基づいてディスプレイ２のサブ画素により表示される。各視差画像データＡ〜Ｄの１画素データを構成する３種類のサブ画素データは、ディスプレイ２のサブ画素のうち、視差画像における画素の表示位置に応じた位置に配置されており、三角形状（同図に示すＸ１，Ｘ２）に配置されている３つのサブ画素により表示される。観察者１００は、遮光パネル３を介して、ディスプレイ２に表示された合成画像データ１０を視認する。つまり、観察者１００は、遮光パネル３の集光レンズ３３（同図二点差線）からこのディスプレイ２に表示された合成画像データ１０を視認する。
【００５０】
例えば、図１１に示すように、視点位置１００ａから遮光パネル３の集光レンズ３３からディスプレイ２に表示される合成画像データ１０を視認すると、視点位置１００ａの観察者１００は、視差画像データＡ〜Ｄのうち視差画像Ａにおける各画素データＡ１１〜Ａｍｎを構成する３つのサブ画素データのみを視認することができる（同図では、実線）。視点位置１００ｂから遮光パネル３の集光レンズ３３からディスプレイ２に表示される合成画像データ１０を視認すると、視点位置１００ｂの観察者は、視差画像データＡ〜Ｄのうち視差画像Ｂにおける各画素データＢ１１〜Ｂｍｎを構成する３つのサブ画素データのみを視認することができる（同図では、細かい点線）。視点位置１００ｃから遮光パネル３の集光レンズ３３からディスプレイ２に表示される合成画像データ１０を視認すると、視点位置１００ｃの観察者１００は、視差画像データＡ〜Ｄのうち視差画像Ｃにおける各画素データＣ１１〜Ｃｍｎを構成する３つのサブ画素データのみを視認することができる（同図では、荒い点線）。視点位置１００ｄから遮光パネル３の集光レンズ３３からディスプレイ２に表示される合成画像データ１０を視認すると、視点位置１００ｄの観察者１００は、視差画像データＡ〜Ｄのうち視差画像Ｄにおける各画素データＤ１１〜Ｄｍｎを構成する３つのサブ画素データのみを視認することができる（同図では、一点鎖線）。これにより、観察者１００は、ディスプレイ２を視認する際の位置を移動することで、各視点位置１００ａ〜１００ｄにおいてディスプレイ２に表示される合成画像データ１０から各視差画像データＡ〜Ｄをそれぞれ視認することができる。従って、観察者１００の両眼は、ディスプレイ２に表示される合成画像データ１０から異なる各視差画像データＡ〜Ｄをそれぞれ視認することができるので、この画像表示装置１によって表示される画像を両眼の視差により立体的に視認することができる。
【００５１】
以上のように、本発明にかかる画像表示装置１では、各視差画像の１画素は、少なくとも２つ開口部３２，３２が垂直方向に異なって位置する３つの開口部３２，３２，３２を介して、各視点位置１００ａ〜１００ｄにおいてそれぞれ表示される。従って、合成画像データ１０を生成するための視差画像の数を増加しても、一方向および直交方向における分解能を低下させるので、一方向の分解能のみが低下することを抑制することができる。これにより、視差画像の数が増加しても、表示バランスを向上するができ、一度に表示する視差画像の数が増加しても、観察者が視認する画像の画質の低下を抑制することができる。
【００５２】
なお、上記実施の形態では、対象物を４つの方向から見た視差画像を単一画像として用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各単一画像にそれぞれ全く異なる画像を用いても良い。この場合は、観察者１００がディスプレイ２に表示された合成画像データ１０を視認する位置によって、すなわち各視点位置１００ａ〜１００ｄにおいて異なる画像を画像表示装置１により表示させることができる。また、各単一画像に一連の動作に基づいた画像を用いても良い。この場合は、観察者１００がディスプレイ２に表示された合成画像データ１０を視認する位置を移動させることで、すなわち各視点位置１００ａ〜１００ｂに視点を連続的に移動することで、一連の動作に基づいた画像を画像表示装置１により表示させることができ、観察者１００が動画を視認することができる。
【００５３】
また、上記実施の形態では、画像処理装置４が複数の視差画像から合成画像データ１０を生成する機能を有するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、複数の視差画像から合成画像データ１０を生成する機能を有する図示しない処理装置が、画像表示装置１とは、別個にあっても良い。この場合は、画像表示装置１は、この図示しない処理装置により予め生成された合成画像データ１０を画像処理装置４に入力することで、ディスプレイ２に合成画像データ１０を表示するようにしても良い。
【００５４】
また、上記実施の形態では、ディスプレイ２においてＲサブ画素２１，Ｇサブ画素２２，Ｂサブ画素２３が繰り返し連続して配置されている一方向を水平方向としたが、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、ディスプレイ２においてＲサブ画素２１，Ｇサブ画素２２，Ｂサブ画素２３が繰り返し連続して配置されている一方向を垂直方向とし、同一単色サブ画素が連続して配置されている方向を水平方向としても良い。
【００５５】
また、上記実施の形態では、４つの視差画像から合成画像データ１０を生成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、合成画像データ１０を生成するための視差画像データの数が４つを超えても良い。図１２および図１３は、他の合成画像データが表示されたディスプレイを示す図である。図１２および図１３に示すように、１６の視差画像から画素データにより構成される視差画像データＡ〜Ｐを生成し、視差画像データＡ〜Ｐから合成画像データを生成し、合成画像データをディスプレイ２に表示しても良い。合成画像データを生成するための視差画像の数が増加した場合、一方向である水平方向に連続するサブ画素により構成されるサブ画素群の幅は、水平方向に長くなる。従って、各視差画像データＡ〜Ｐ１画素データを表示する三角形状に配置されている３つのサブ画素、すなわち各画素グループの３つのサブ画素データ群を表示する三角形状に配置されている３つのサブ画素群は、合成画像データを生成するための視差画像の数が増加した場合、水平方向に対する間隔のみが広くなり、表示バランスが低下する虞がある。
【００５６】
１６の視差画像から生成された合成画像データ１０をディスプレイ２で表示する場合、各サブ画素群Ｔは、水平方向に連続する１６個（Ｋ＝１６）のサブ画素により構成される。また、各サブ画素群Ｔは、水平方向に対して隣り合って連続して配置されている。また、各サブ画素群Ｔは、垂直方向において水平方向に連続して配置される２つのサブ画素群Ｔの間に配置されている。つまり、各行の各サブ画素群Ｔは、隣り合って連続して配置されており、各列のサブ画素群Ｔは、各行で連続して配置される２つのサブ画素群Ｔの間に配置されている。なお、垂直方向において最短距離で隣接するサブ画素群Ｔは、４サブ画素（√Ｋ＝４）分離れて配置されている。
【００５７】
１６の視差画像から生成された合成画像データ１０をディスプレイ２で表示する場合、画像処理装置４は、各視差画像データＡ〜Ｐの各画素データのうち、視差画像に対応する表示位置が同一の画素データからなる画素グループごとの３つのサブ画素データ群を、視差画像に対応する表示位置に応じて配列することで合成画像データ１０を生成する。このとき、画像処理装置４は、画素グループごとの３つのサブ画素データ群を、ディスプレイ２において一方向である水平方向に連続して配置される上記２つのサブ画素群Ｔ（１６のサブ画素から構成される）と、この２つのサブ画素群Ｔとの間で、２つのサブ画素群Ｔに対して他の画素グループの３つのサブ画素データ群のいずれかを表示するサブ画素群Ｔを挟んで、直交方向である垂直方向に配置される１つのサブ画素群Ｔとによりそれぞれ表示できるように配列することで合成画像データ１０を生成する。つまり、１画素グループの３つのサブ画素データ群を表示する２つのサブ画素群Ｔと１つの単色サブ画素群Ｔとの間に、直交方向である垂直方向に隣接する画素グループの３つのサブ画素データ群のいずれかを表示するサブ画素群Ｔを配置する。例えば、図１２に示すように、第１１画素グループの第１サブ画素データ群（Ａ１１Ｒサブ画素データ、…Ｐ１１Ｒサブ画素データ）および第２サブ画素データ群（Ａ１１Ｇサブ画素データ、…Ｐ１１Ｇサブ画素データ）を表示する２つのサブ画素群Ｔと、第３サブ画素データ群（Ａ１１Ｂサブ画素データ、…Ｐ１１Ｂサブ画素データ）を表示する１つのサブ画素群Ｔとの間に、第２１画素グループの第１サブ画素データ群（Ａ２１Ｇサブ画素データ、…Ｐ２１Ｇサブ画素データ）および第２サブ画素データ群（Ａ２１Ｂサブ画素データ、…Ｐ１１Ｂサブ画素データ）を表示する２つのサブ画素群Ｔを配置する。
【００５８】
ここで、遮光パネル３の各１画素開口部群Ｓは、水平方向に隣接する２つ開口部３２，３２と、２つの開口部３２，３２の間で２つの開口部３２，３２と垂直方向において開口部３２の１つ分離れた開口部３２とにより構成される。
【００５９】
以上のように、各画素グループの３つのサブ画素データ群を表示する三角形状（同図に示すＹ１１〜Ｙ４３）に配置されている３つのサブ画素群Ｔのうち、２つのサブ画素群Ｔに対して他の画素グループの３つのサブ画素データ群のいずれかを表示するサブ画素群Ｔを挟んで配置されるサブ画素群Ｔを１つのサブ画素群Ｔとして用いる。従って、各画素グループの３つのサブ画素データ群を表示する三角形状に配置されている３つのサブ画素群Ｔの垂直方向における間隔を広げることができる。つまり、１画素データを表示する三角形状に配置されている３つのサブ画素は、水平方向に対する間隔を広げることができる。従って、遮光パネル３の各１画素開口部群Ｓを通過するサブ画素群Ｔの各サブ画素の光は、観察者１００の１６の各視点位置においてバランスの良い三角形状に位置する。これにより、合成画像データを生成するための視差画像の数が増加した際における表示バランスの低下を抑制することができ、一度に表示する視差画像の数が増加しても、観察者が視認する画像の画質の低下を抑制することができる。
【００６０】
また、１６の視差画像から生成された合成画像データ１０をディスプレイ２で表示する場合、画像処理装置４は、画素グループごとの３つのサブ画素データ群を、ディスプレイ２において一方向および直交方向を除いた他方向に連続して隣接する上記３つのサブ画素群Ｔ（１６のサブ画素から構成される）によりそれぞれ表示できるように配列することで合成画像データ１０を生成しても良い。例えば、画素グループの３つのサブ画素データ群をそれぞれ表示する３つのサブ画素群Ｔを水平方向において最短距離で垂直方向に連続して隣接する３つのサブ画素群Ｔとする。例えば、図１３に示すように、第１１画素グループの第１サブ画素データ群（Ａ１１Ｒサブ画素データ、…Ｐ１１Ｒサブ画素データ）を表示するサブ画素群Ｔ、第２サブ画素データ群（Ａ１１Ｇサブ画素データ、…Ｐ１１Ｇサブ画素データ）を表示するサブ画素群Ｔ、第３サブ画素データ群（Ａ１１Ｂサブ画素データ、…Ｐ１１Ｂサブ画素データ）を表示するサブ画素群Ｔを水平方向において最短距離で垂直方向に連続して隣接する３つのサブ画素群Ｔとする。
【００６１】
ここで、遮光パネル３の各１画素開口部群Ｓは、他方向において最短距離で垂直方向に連続して隣接する３つ開口部３２，３２，３２により構成される。
【００６２】
以上のように、各画素グループの３つのサブ画素データ群を他方向に直線形状（同図に示すＺ１１〜Ｙ２５）に配置されている３つのサブ画素群Ｔで表示する。つまり、１画素データを構成する３つのサブ画素を他方向に直線状に表示することができる。従って、遮光パネル３の各１画素開口部群Ｓを通過するサブ画素群Ｔの各サブ画素の光は、観察者１００の１６の各視点位置においてバランスの良い直線状に位置する。これにより、合成画像データを生成するための視差画像の数が増加した際における表示バランスの低下を抑制することができ、一度に表示する視差画像の数が増加しても、観察者が視認する画像の画質の低下を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、本発明にかかる画像表示装置は、複数の単一画像を観察者の観察位置ごとに表示する画像表示装置に有用であり、特に、一度に表示する単一画像の数が増加しても、観察者が視認する画像の画質の低下を抑制するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明にかかる画像表示装置の構成例を示す図である。
【図２】ディスプレイの構成例を示す図である。
【図３】遮光パネルの構成例を示す図である。
【図４】図３のＩ−Ｉ断面図である。
【図５】サブ画素を示す図である。
【図６】視差画像を示す図である。
【図７】画素グループを示す図である。
【図８】分割サブ画素データ群を示す図である。
【図９】合成画像データを示す図である。
【図１０】合成画像データが表示されたディスプレイを示す図である。
【図１１】観察者による画像表示装置の視認状態を示す図である。
【図１２】他の合成画像データが表示されたディスプレイを示す図である。
【図１３】他の合成画像データが表示されたディスプレイを示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 画像表示装置
２ ディスプレイ（画像データ表示手段）
２１ Ｒサブ画素
２２ Ｇサブ画素
２３ Ｂサブ画素
３ 遮光パネル（遮光手段）
３１ 遮光本体
３２ 開口部
３３ 集光レンズ（集光手段）
４ 画像処理装置（画像処理手段、配列手段）
５ 駆動回路
１０ 合成画像データ
１００ 観察者
１００ａ〜１００ｄ 観察位置
Ａ〜Ｄ 視差画像
Ａ１１〜Ｄｎｎ 画像データ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向にＲＧＢの各サブ画素が繰り返し連続して配置され、当該一方向と直交する直交方向に前記ＲＧＢのうち同一色のサブ画素が連続して配置される画像データ表示手段と、
前記画像データ表示手段の観察者と当該画像データ表示手段との間に配置され、かつ前記画像データ表示手段の前記一方向に連続するＫ個のサブ画素からなる１サブ画素群の光を前記観察者側に通過させるとともに、当該１サブ画素群における各サブ画素の光を前記観察者のＫ個の視点位置のそれぞれ到達させる開口部が複数個形成された遮光手段と、
Ｋ枚の単一画像から生成され、かつ前記各サブ画素群における各サブ画素にそれぞれ表示されるＫ個のサブ画素データからなるサブ画素データ群により構成される合成画像データを画像データ表示手段に表示させる画像処理手段と、
を備える画像表示装置であって、
前記複数個の開口部は、前記一方向において隣接する前記開口部がＫサブ画素分離れた前記サブ画素の光および当該直交方向において最短距離で隣接する当該開口部が当該開口部における一方向に√Ｋサブ画素分離れたサブ画素の光を前記各視点位置にそれぞれ到達するように形成され、
前記合成画像データは、少なくとも２つ開口部が前記直交方向に異なって位置する３つの開口部で構成される１画素開口部群を通過する各サブ画素の光により、前記各視点位置において前記各単一画像における１つの画素をそれぞれ表示させるように、前記サブ画素データ群を配列して構成されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記１画素開口部群は、前記一方向において隣接する２つ開口部と、当該２つの開口部の間で当該２つの開口部に対して前記直交方向に形成される開口部とにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記１画素開口部群は、前記一方向および前記直交方向を除いた他方向において隣接する３つの開口部により構成されることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記１画素開口部群は、前記他方向において最短距離で連続して隣接する３つの開口部により構成されることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記開口部の前記直行方向における長さは、前記サブ画素の当該直行方向における長さよりも狭いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記合成画像データは、
各単一画像からＲＧＢのサブ画素データからなる複数の画素データを生成し、
前記各画素データのうち、前記単一画像に対応する表示位置が同一の画素データからなる複数の画素グループを生成し、
前記各画素グループにおける各サブ画素データを、前記画素データごとの各サブ画素データがそれぞれ異なるサブ画素データ群に分配されるように３つのサブ画素データ群に分配し、
前記各サブ画素データ群を、それぞれに分配された各サブ画素データの順番が同一となるように生成し、
前記画素グループごとの３つのサブ画素データ群を、前記各１画素開口部群に対応する３つのサブ画素群に表示できるように配列して構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項７】
少なくとも前記開口部を覆い、かつ前記各サブ画素の光を前記各視点位置に集光する集光手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項１】
一方向にＲＧＢの各サブ画素が繰り返し連続して配置され、当該一方向と直交する直交方向に前記ＲＧＢのうち同一色のサブ画素が連続して配置される画像データ表示手段と、
前記画像データ表示手段の観察者と当該画像データ表示手段との間に配置され、かつ前記画像データ表示手段の前記一方向に連続するＫ個のサブ画素からなる１サブ画素群の光を前記観察者側に通過させるとともに、当該１サブ画素群における各サブ画素の光を前記観察者のＫ個の視点位置のそれぞれ到達させる開口部が複数個形成された遮光手段と、
Ｋ枚の単一画像から生成され、かつ前記各サブ画素群における各サブ画素にそれぞれ表示されるＫ個のサブ画素データからなるサブ画素データ群により構成される合成画像データを画像データ表示手段に表示させる画像処理手段と、
を備える画像表示装置であって、
前記複数個の開口部は、前記一方向において隣接する前記開口部がＫサブ画素分離れた前記サブ画素の光および当該直交方向において最短距離で隣接する当該開口部が当該開口部における一方向に√Ｋサブ画素分離れたサブ画素の光を前記各視点位置にそれぞれ到達するように形成され、
前記合成画像データは、少なくとも２つ開口部が前記直交方向に異なって位置する３つの開口部で構成される１画素開口部群を通過する各サブ画素の光により、前記各視点位置において前記各単一画像における１つの画素をそれぞれ表示させるように、前記サブ画素データ群を配列して構成されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記１画素開口部群は、前記一方向において隣接する２つ開口部と、当該２つの開口部の間で当該２つの開口部に対して前記直交方向に形成される開口部とにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記１画素開口部群は、前記一方向および前記直交方向を除いた他方向において隣接する３つの開口部により構成されることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記１画素開口部群は、前記他方向において最短距離で連続して隣接する３つの開口部により構成されることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記開口部の前記直行方向における長さは、前記サブ画素の当該直行方向における長さよりも狭いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記合成画像データは、
各単一画像からＲＧＢのサブ画素データからなる複数の画素データを生成し、
前記各画素データのうち、前記単一画像に対応する表示位置が同一の画素データからなる複数の画素グループを生成し、
前記各画素グループにおける各サブ画素データを、前記画素データごとの各サブ画素データがそれぞれ異なるサブ画素データ群に分配されるように３つのサブ画素データ群に分配し、
前記各サブ画素データ群を、それぞれに分配された各サブ画素データの順番が同一となるように生成し、
前記画素グループごとの３つのサブ画素データ群を、前記各１画素開口部群に対応する３つのサブ画素群に表示できるように配列して構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【請求項７】
少なくとも前記開口部を覆い、かつ前記各サブ画素の光を前記各視点位置に集光する集光手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−３０４５７１（Ｐ２００８−３０４５７１Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４９７８２（Ｐ２００７−１４９７８２）
【出願日】平成１９年６月５日（２００７．６．５）
【出願人】（５９２２５４５２６）学校法人五島育英会 (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月５日（２００７．６．５）
【出願人】（５９２２５４５２６）学校法人五島育英会 (28)
【Ｆターム（参考）】
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