立体画像表示装置
【課題】複数の視認位置から視認できる画像生成装置を提供する。
【解決手段】表示面を有する表示装置と、前記表示装置の表示面に隣接して、前記表示面と平行に設置され、一方の面は前記表示面からの光が第１結像点で結像する第１凸部及び第１平面部を含み、他方の面は平面である第１光学部と、前記第１光学部に隣接して、前記第１光学部と平行に設置され、一方の面は前記表示面からの光が前記第１結像点と異なる第２結像点で結像する第２凸部及び第２平面部を含み、他方の面は平面である第２光学部とを備え、前記第１凸部を通り前記第１結像点で結像する前記表示面からの光は、前記第２平面部を通り、前記表示面からの光は、前記第１平面部を通り、前記第２凸部を通り前記第２結像点で結像し、前記第１結像点と前記第２結像点とは、前記表示面から異なる距離に設定されている、立体画像表示装置とする。
【解決手段】表示面を有する表示装置と、前記表示装置の表示面に隣接して、前記表示面と平行に設置され、一方の面は前記表示面からの光が第１結像点で結像する第１凸部及び第１平面部を含み、他方の面は平面である第１光学部と、前記第１光学部に隣接して、前記第１光学部と平行に設置され、一方の面は前記表示面からの光が前記第１結像点と異なる第２結像点で結像する第２凸部及び第２平面部を含み、他方の面は平面である第２光学部とを備え、前記第１凸部を通り前記第１結像点で結像する前記表示面からの光は、前記第２平面部を通り、前記表示面からの光は、前記第１平面部を通り、前記第２凸部を通り前記第２結像点で結像し、前記第１結像点と前記第２結像点とは、前記表示面から異なる距離に設定されている、立体画像表示装置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
隣接した２つのカメラで撮影された画像の視差を利用して立体視が可能な画像を生成する立体視画像生成装置がある。立体視画像生成装置は、例えば、隣接した２つのカメラで撮影した画像のうち、一方のカメラによる画像を左眼用画像として、他方のカメラによる画像を右眼用画像として、生成して表示する。
【０００３】
同一の対象物に対して、左眼用画像における位置と、右眼用画像における位置との差を、視差という。画像内に存在する２つの対象物で、視差量が異なることにより、一方の対象物が他方の対象物に対して手前または奥に存在するように見える。視差量は、視差の大きさである。
【０００４】
図１は、立体視画像の例を示す図である。図１において、画像９１０が左眼用画像であり、画像９２０が右眼用画像である。ここで、左眼用画像である画像９１０、及び、右眼用画像である画像９２０には、それぞれ、物体Ａ、物体Ｂ、物体Ｃが存在する。画像９１０及び画像９２０との間における、これらの物体の視差により、図１の立体視画像を見る者には、手前から、物体Ａ、物体Ｂ、物体Ｃが存在するように見える。
【０００５】
立体視画像生成装置は、利用者の左眼に対して左眼用画像を、右眼に対して右眼用画像を表示するようにし、利用者に立体的な画像を感じさせる。立体画像生成装置は、例えば、液晶ディスプレイと、利用者が装着する専用の眼鏡とにより、左眼に対して左眼用画像、右眼に対して右眼用画像を表示することにより、利用者に立体感を知覚させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２３５３３２号公報
【特許文献２】特開２００８−１７０８４１号公報
【特許文献３】特開平０６−１４８７６３号公報
【特許文献４】特開平１０−１７４１２７号公報
【特許文献５】特開２００３−１３１６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
また、立体視画像生成装置には、液晶ディスプレイにレンズシートを設置することにより、専用の眼鏡を使用することなく、左眼及び右眼にそれぞれ異なった画像を認識させるものもある。このとき、最適な視認位置（視点）は、液晶ディスプレイの画素の大きさ、レンズシートの形状、液晶ディスプレイとレンズシートとの位置関係等により、決定される。このとき、立体視画像を視認する利用者は、レンズシートのレンズの形状、材質、レンズシートの位置等により決定される１つの位置でしか、立体画像を視認することができない。
【０００８】
本件開示の技術は、複数の視認位置から視認できる立体画像生成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
開示の技術は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
【００１０】
即ち、第１の態様は、
表示面を有する表示装置と、
前記表示装置の表示面に隣接して、前記表示面と平行に設置され、一方の面は前記表示面からの光が第１結像点で結像する第１凸部及び第１平面部を含み、他方の面は平面である第１光学部と、
前記第１光学部に隣接して、前記第１光学部と平行に設置され、一方の面は前記表示面からの光が前記第１結像点と異なる第２結像点で結像する第２凸部及び第２平面部を含み、他方の面は平面である第２光学部とを備え、
前記第１凸部を通り前記第１結像点で結像する前記表示面からの光は、前記第２平面部を通り、
前記表示面からの光は、前記第１平面部を通り、前記第２凸部を通り前記第２結像点で結像し、
前記第１結像点と前記第２結像点とは、前記表示面から異なる距離に設定されている、立体画像表示装置とする。
【発明の効果】
【００１１】
開示の実施形態によれば、複数の視認位置から視認できる立体画像生成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、立体視画像の例を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態の立体画像表示装置の構成例を示す図である。
【図３】図３は、立体画像表示装置の機能ブロックの例を示す図である。
【図４】図４は、情報処理装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図５】図５は、立体画像生成装置１００の断面の例を示す図である。
【図６】図６は、第１レンズ及び第２レンズと表示装置の画面の画素との配置の例を示す図である。
【図７】図７は、視点が移動したときの例を示す図である。
【図８】図８は、立体画像生成装置の動作フローの例を示す図である。
【図９】図９は、表示装置に対するレンズシートの取り付けの例を示す図である。
【図１０】図１０は、表示装置１０２における、立体画像を表示できない旨の表示の例である。
【図１１】図１１は、第１光学部及び第２光学部の変形例を示す図である。
【図１２】図１２は、光学部及び表示装置の変形例を示す図である。
【図１３】図１３は、第１レンズ及び第２レンズを表示装置に対して斜め方向に配置する例を示す図である。
【図１４】図１４は、第１光学部及び第２光学部の変形例（１）を示す図である。
【図１５】図１５は、第１光学部及び第２光学部の変形例（２）を示す図である。
【図１６】図１６は、第１光学部及び第２光学部の変形例（３）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、開示の構成は、開示の実施形態の具体的構成に限定されない。開示の構成の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。
【００１４】
ここで、立体画像生成装置で表示される立体画像は、動画像であっても、静止画像であってもよい。
【００１５】
〔実施形態〕
図２は、本実施形態の立体画像表示装置の構成例を示す図である。立体画像生成装置１００は、表示装置１０２、第１光学部１０４、第２光学部１０６を含む。立体画像生成装置１００は、図２のように、表示部１０２、第１光学部１０４、第２光学部１０６の順に配置される。表示装置１０２、第１光学部１０４、第２光学部１０６は、ほぼ平行になるように配置される。
【００１６】
表示装置１０２は、例えば、液晶ディスプレイである。表示部１０２は、入力される指示により、画像を表示する。表示装置１０２は、第１光学部１０４、第２光学部１０６が配置される側の面に、画像を表示する。
【００１７】
第１光学部１０４は、表示装置１０２側の面にレンチキュラーレンズ状の複数の第１レンズと、平面部とを含む。第１光学部１０４の外側の面（表示装置１０２側の面の対面）は、平面である。第１光学部１０４の外側の面は、第２光学部１０６と接していてもよい。第１レンズ及び平面部は、表示装置の画面の画素配列（表示素子の配列）の縦方向と平行になるように設置される。
【００１８】
第２光学部１０６は、外側の面（表示装置１０２側の面の対面）にレンチキュラーレンズ状の複数の第２レンズと、平面部とを含む。第２光学部１０６の表示装置１０２側の面は、平面である。第２光学部１０６の表示装置１０２側の面は、第１光学部１０４と接していてもよい。第２レンズ及び平面部は、表示装置の画面の画素配列（表示素子の配列）の縦方向と平行になるように設置される。
【００１９】
第１光学部１０４及び第２光学部１０６は、透明の平面板によって全面を保護されてもよい。第１光学部１０４及び第２光学部１０６で使用されるレンズは、かまぼこ状の曲面レンズである。第１光学部１０４及び第２光学部１０６で使用されるレンズは、第１光学部１０４及び第２光学部１０６における凸部である。かまぼこ状の曲面レンズの形状は、例えば、平面上の閉曲線（例えば、楕円）を当該平面上の直線で切断したときの当該閉曲線と当該直線とで囲まれる部分の１つを、当該平面の法線方向に走査したときにできる立体形状である。かまぼこ状の曲面レンズの形状は、例えば、円柱（又は楕円柱）を、当該円柱（又は楕円柱）の高さ方向の直線と平行な平面で切断した一方の立体形状であってもよい。
【００２０】
第１光学部１０４及び第２光学部１０６は、一体化されていても、分離していてもよい。
【００２１】
図３は、立体画像表示装置の機能ブロックの例を示す図である。立体画像生成装置１００は、制御部１１０、格納部１２０、送受信部１３０、表示部１４０を含む。表示部１０２、制御部１１０、格納部１２０、送受信部１３０は、バスを介して接続される。
【００２２】
制御部１１０は、格納部１２０に格納されるプログラム等を実行し、表示部１０２に対し、所定の画像を表示することを指示する。
【００２３】
格納部１２０は、制御部１１０により実行されるプログラム、当該プログラムによって利用される各種のデータ等を格納する。格納部１２０は、表示装置１０２で表示される立体画像（例えば、左眼用画像のデータ、右眼用画像のデータ）のデータを格納する。格納部１２０は、各種レンズシートの情報を格納してもよい。
【００２４】
送受信部１３０は、制御部１１０からの指示に従い、ネットワーク等を介して、外部の装置と通信を行う。送受信部１３０は、スイッチ等で検出された信号を受信し得る。
【００２５】
表示部１４０は、制御部１１０からの指示に従い、表示装置１０２に、所定の画像を表示する。
【００２６】
立体画像生成装置１００は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ、Personal Computer）の
ような汎用のコンピュータ、ワークステーション（ＷＳ、Work Station）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）のような専用または汎用のコンピュータ、あるいは、コンピュータを搭載した電子機器を使用して実現可能である。また、立体画像生成装置１００は、スマートフォン、携帯電話、カーナビゲーション装置のような専用または汎用のコンピュータ、あるいは、コンピュータを搭載した電子機器を使用して実現可能である。コンピュータは、情報処理装置ともいう。
【００２７】
図４は、情報処理装置のハードウェア構成例を示す図である。立体画像生成装置１００は、それぞれ、例えば、図４に示すような情報処理装置１０００によって、実現される。
【００２８】
情報処理装置１０００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００２、メモリ１０
０４、記憶部１００６、入力部１００８、出力部１０１０、通信部１０１２を含む。
【００２９】
情報処理装置１０００は、ＣＰＵ１００２が記録部１００６に記憶されたプログラムをメモリ１００４の作業領域にロードして実行し、プログラムの実行を通じて周辺機器が制御されることによって、所定の目的に合致した機能を実現することができる。
【００３０】
ＣＰＵ１００２は、記憶部１００６に格納されるプログラムに従って処理を行う。
【００３１】
メモリ１００４は、ＣＰＵ１００２がプログラムやデータをキャッシュしたり作業領域を展開したりする。メモリ１００４は、例えば、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。メモリ１００４は、主記憶装置である。
【００３２】
記憶部１００６は、各種のプログラム及び各種のデータを読み書き自在に記録媒体に格納する。記憶部１００６は、例えば、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ソリ
ッドステートドライブ（ＳＳＤ、Solid State Drive）装置、ハードディスクドライブ（
ＨＤＤ、Hard Disk Drive）装置である。記憶部１００６としては、例えば、ＣＤ（Compact Disc）ドライブ装置、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）ドライブ装置、＋Ｒ／＋Ｒ
Ｗドライブ装置、ＨＤ ＤＶＤ（High-Definition Digital Versatile Disk）ドライブ装置、または、ＢＤ（Blu-ray Disk）ドライブ装置がある。また、記録媒体としては、例えば、不揮発性半導体メモリ（フラッシュメモリ）を含むシリコンディスク、ハードディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、＋Ｒ／＋ＲＷ、ＨＤ ＤＶＤ、または、ＢＤがある。ＣＤとしては、ＣＤ−Ｒ（Recordable）、ＣＤ−ＲＷ（Rewritable）、ＣＤ−ＲＯＭがある。ＤＶＤとしては、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Random Access Memory）がある。ＢＤとしては、ＢＤ−Ｒ、ＢＤ−ＲＥ（Rewritable）、ＢＤ−ＲＯＭがある。また、記憶部１００６は、リムーバブルメディア、即ち可搬記録媒体を含むことができる。リムーバブルメディアは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、あるいは、ＣＤやＤＶＤのようなディスク記録媒体である。記憶部１００６は、二次記憶装置である。
【００３３】
メモリ１００４及び記憶部１００６は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００３４】
入力部１００８は、ユーザ等からの操作指示等を受け付ける。入力部１００８は、キーボード、ポインティングデバイス、ワイヤレスリモコン、マイクロフォン、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の入力デバイスである。入力部１００８から入力された情報は、ＣＰＵ１００２に通知される。
【００３５】
出力部１０１０は、ＣＰＵ１００２で処理されるデータやメモリ１００４に記憶されるデータを出力する。出力部１０１０は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＥＬ（Electroluminescence）パネル、プリンタ、スピーカ等の出力デバイスである。
【００３６】
通信部１０１２は、外部装置とデータの送受信を行う。通信部１０１２は、例えば、信号線を介して、外部装置と接続される。外部装置は、例えば、他の情報処理装置、記憶装置である。通信部１０１２は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）インタフェースボードや、無線通信のための無線通信回路である。
【００３７】
情報処理装置１０００は、記憶部１００６に、オペレーティングシステム、各種プログラム、各種テーブル等を記憶している。
【００３８】
オペレーティングシステムは、ソフトウェアとハードウェアとの仲介、メモリ空間の管理、ファイル管理、プロセスやタスクの管理等を行うソフトウェアである。オペレーティングシステムは、通信インタフェースを含む。通信インタフェースは、通信部１０１２を介して接続される他の外部装置等とデータのやり取りを行うプログラムである。
【００３９】
立体画像生成装置１００を実現するコンピュータは、プロセッサが二次記憶装置に記憶されているプログラムを主記憶装置にロードして実行することによって、制御部１１０としての機能を実現する。一方、格納部１２０は、主記憶装置または二次記憶装置の記憶領域に設けられる。送受信部１３０は、ＣＰＵ１００２、通信部１０１２として実現できる。表示部１４０は、出力部１０１０として実現できる。
【００４０】
一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。
【００４１】
プログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくても、並列的または個別に実行される処理を含む。
【００４２】
（表示装置、光学部の構造）
図５は、立体画像生成装置１００の断面の例を示す図である。図５のように、表示装置１０２と第１光学部１０４の第１レンズの主点との距離を距離Ｇ１、表示装置１０２と第２光学部１０６の第２レンズの主点との距離を距離Ｇ２とする。また、第１レンズの主点と表示装置１０２の画像が第１レンズを通して結像する位置との距離を距離Ｄ１、第２レンズの主点と表示装置１０２の画像が第２レンズを通して結像する位置との距離を距離Ｄ２とする。第１レンズの焦点距離を距離ｆ１、第２レンズの焦点距離を距離ｆ２とする。レンズの焦点距離は、レンズの素材と曲率半径とから得られる。
【００４３】
図５のように、第１光学部１０４の第１レンズと第２光学部１０６の平面部とは、ほぼ重なるように、設置される。表示装置１０２から出た光は、第１光学部１０４の第１レンズを通り、第２光学部１０６の平面部を通り、利用者の眼に達する。同様に、第１光学部の平面部と第２光学部の第２レンズとは、ほぼ重なるように、設置される。表示装置１０２から出た光は、第１光学部１０２の平面部を通り、第２光学部１０６の第２レンズを通り、利用者の眼に達する。第１光学部１０４の第１レンズを通る光は、第２光学部１０６における平面部を通ることにより、第２光学部１０６の第２レンズの影響を受けない。また、第２光学部１０６の第２レンズを通る光は、第１光学部１０４における平面部を通ることにより、第１光学部１０４の第１レンズの影響を受けない。
【００４４】
図５のように、表示装置１０２の画像が第１のレンズを通して結像する位置に存在する利用者（前方の利用者）の左眼には、表示装置１０２の１Ｌ、３Ｌの画像（画素）が入射する。また、表示装置１０２の画像が第１のレンズを通して結像する位置に存在する利用者（前方の利用者）の右眼には、表示装置１０２の１Ｒ、３Ｒの画像が入射する。同様に、表示装置１０２の画像が第２のレンズを通して結像する位置に存在する利用者（後方の利用者）の左眼には、表示装置１０２の２Ｌ、４Ｌの画像が入射する。また、表示装置１０２の画像が第２のレンズを通して結像する位置に存在する利用者（後方の利用者）の右眼には、表示装置１０２の２Ｒ、４Ｒの画像が入射する。図５の奥行き方向及び左右方向についても同様である。
【００４５】
１Ｌ及び２Ｌ、１Ｒ及び２Ｒ、３Ｌ及び４Ｌ、３Ｒ及び４Ｒの画素は、それぞれ、共通であってもよい。即ち、例えば、１Ｌの画素と２Ｌの画素は、共通であってもよい。
【００４６】
図６は、第１レンズ及び第２レンズと表示装置の画面の画素との配置の例を示す図である。図６に示される画素は、表示装置の画面の画素の一部の画素である。各画素（１Ｌ、２Ｌ等）は、それぞれ、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の色画素を有する。例えば、図６のＲ１、Ｇ１、Ｂ１で、１つの画素を形成する。１Ｌ、２Ｌ等の画素によって左眼用画像が表示される。１Ｌ、２Ｌ等は、左眼用の画素である。同様に、１Ｒ、２Ｒ等の画素によって右眼用画像が表示される。１Ｒ、２Ｒ等は、右眼用の画素である。１Ｌ、１Ｒの画素から出た光は、第１レンズに入射される。２Ｌ、２Ｒの画素から出た光は、第２レンズに入射される。各画素は、表示装置の表示面の表示素子によって、形成される。表示素子は、表示面の水平方向（図６の横方向）及び、水平方向と直角に交わる方向（図６の縦方向）に配列される。第１レンズの方向及び第２レンズの方向は、水平方向と直角に交わる方向と平行である。水平方向及び水平方向に直交する方向に配列された表示素子によって、表示面が形成される。
【００４７】
レンズの公式により、距離Ｄ１、距離Ｇ１、距離ｆ１の間には、次の式が成立する。
【００４８】
【数１】
【００４９】
距離Ｄ２、距離Ｇ２、距離ｆ２の間にも、同様の式が成立する。従って、距離Ｇ１、距離Ｇ２、距離ｆ１、距離ｆ２を調整することにより、利用者の位置である距離Ｄ１及び距離Ｄ２を決定することができる。
【００５０】
距離Ｄ１及び距離Ｇ１の和は、距離Ｄ２及び距離Ｇ２の和と異なるように設定される。このように設定されることにより、利用者は、複数の位置から、表示装置１０２に表示される立体画像を、視認することができる。距離Ｄ１及び距離Ｇ１の和は、表示装置１０２の表示面と第１レンズを通じて立体画像を視認する利用者との距離である。距離Ｄ２及び距離Ｇ２の和は、装置１０２の表示面と第２レンズを通じて立体画像を視認する利用者との距離である。
【００５１】
第１光学部における各第１レンズの間隔は、次の式によって、決定される。ここで、図５のように、１Ｌの画素からの光が入射される第１レンズと、３Ｌの画素からの光が入射される第１レンズとの距離を、距離Ｑ１とする。１Ｌの画素からの光が入射される第１レンズと１Ｒの画素からの光が入射される第１レンズとの距離は、距離Ｑ１の半分である。
２Ｌの画素からの光が入射される第１レンズと、４Ｌの画素からの光が入射される第２レンズとの距離を、距離Ｑ２とする。２Ｌの画素からの光が入射される第２レンズと２Ｒの画素からの光が入射される第２レンズとの距離は、距離Ｑ２の半分である。また、表示装置１０２における１Ｌの画素と１Ｒの画素との距離を、距離Ｐとする。表示装置１０２における１Ｌの画素と２Ｌの画素との距離は、距離Ｐの半分である。
【００５２】
【数２】
【００５３】
図７は、視点が移動したときの例を示す図である。図７の右側では、利用者は、２Ｌ及び２Ｒからの画像がそれぞれ左右の眼で結像する位置におり、左眼で２Ｌの画像を見ており、右眼で２Ｒの画像をみている。これにより、当該利用者は、左眼で左眼用画像を、右眼で右眼用画像を見ることにより、立体画像を認識することができる。
【００５４】
ここで、図７の左側のように、利用者が少し右側に移動したとする。このとき、利用者の左眼の位置は、右眼用画像である２Ｒからの画像が結像する位置にある。すると、利用者の左眼では、右眼用画像が視認される。一方、利用者の右眼の位置は、表示装置１０２からのいずれかの画像が結像する位置にない。例えば、３Ｌからの画像は、利用者の前方で結像しているため、利用者の右眼では見ることができない。利用者の右眼では、ぼけた画像しか見られない。従って、利用者は、左右どちらかに移動することにより、両眼により立体画像が見られる。よって、利用者は、逆視状態で、立体画像を視認することにならない。逆視状態とは、左眼で右眼用画像を見て、右眼で左眼用画像を見る状態である。
【００５５】
（立体画像表示装置の動作例）
図８は、立体画像生成装置の動作フローの例を示す図である。図８の動作フローは、例えば、立体画像再生プログラムが起動されることにより開始される。立体画像再生プログラムは、格納部１２０に格納される。立体画像再生プログラムは、表示装置１０２に立体画像を表示する。
【００５６】
立体画像生成装置１００は、第１光学部１０４及び第２光学部１０６が表示装置１０２に取り付けられているか否かを確認する（Ｓ１０１）。第１光学部１０４及び第２光学部１０６を、レンズシートともいう。立体画像生成装置１００は、例えば、表示装置１０２に取り付けられているスイッチ等により、表示装置１０２にレンズシートが取り付けられているか否かを確認することができる。スイッチは、例えば、表示装置１０２のレンズシートを取り付けるフックに設置される。立体画像生成装置１００がフックに設置されたスイッチにおける電気的な信号を検出することで、レンズシートの取り付けが認識されうる。
【００５７】
図９は、表示装置に対するレンズシートの取り付けの例を示す図である。レンズシートは、表示装置の画面に、位置を固定して取り付けられる。
【００５８】
表示装置１０２にレンズシートが取り付けられていない場合（Ｓ１０１；ＮＯ）、立体画像生成装置１００は、表示装置１０２に、立体画像を表示できない旨を表示する（Ｓ１０２）。立体画像生成装置１００は、レンズシートが正常に取り付けられていない場合も、レンズシートが取り付けられていないと判断する。その後、立体画像生成装置１００は、立体画像再生プログラムを終了する。
【００５９】
図１０は、表示装置１０２における、立体画像を表示できない旨の表示の例である。立
体画像生成装置１００は、レンズシートが取り付けられていないと判断するとき、図１０のような表示を、表示装置１０２にする。
【００６０】
表示装置１０２にレンズシートが取り付けられている場合（Ｓ１０１；ＹＥＳ）、立体画像生成装置１００は、表示装置１０２に取り付けられているレンズシートの種類を確認する（Ｓ１０３）。レンズシートの焦点距離等によって、表示装置１０２からの画像がレンズを通して結像する位置が変わるからである。立体画像生成装置１００は、例えば、表示装置１０２に、レンズシートの種類に対応した最適な視認位置を表示することができる。また、立体画像生成装置１００は、レンズシートの種類に応じた画素配列にして、立体画像を表示することができる。
【００６１】
立体画像生成装置１００は、表示装置１０２に、立体画像を表示する（Ｓ１０４）。立体画像生成装置１００は、左眼用の画素に左眼用画像を、右眼用の画素に右眼用画像を表示する。立体画像生成装置１００は、立体画像の表示が終了したら、立体画像再生プログラムを終了する。
【００６２】
（実施形態の作用効果）
立体画像生成装置１００は、複数のレンチキュラー状のレンズを有する２つの光学部を有する。立体画像生成装置１００は、２つの光学部が積層されることにより、表示装置１０２に表示される画像を、表示装置１０２からの２つの距離において、結像させる。表示装置１０２の利用者は、複数の位置から、表示装置１０２に表示される立体画像を視認することができる。
【００６３】
立体画像生成装置１００は、表示装置１０２に対して前方の結像点及び後方の結像点を有することにより、どちらか一方の結像点において立体画像を視認する利用者が左右に移動しても、逆視状態にならないようにすることができる。
【００６４】
立体画像生成装置１００は、内側（表示装置側）に第１レンズを備える第１光学部と、外側（表示装置側の反対側）に第２レンズを備える第２光学部とを有することで、各レンズと表示装置１００との距離（距離Ｇ１、距離Ｇ２）を大きく異ならせることができる。即ち、距離Ｇ１と距離Ｇ２との差を大きくすることができる。これにより、立体画像生成装置１００は、各レンズを通して画像を結像させる位置（結像点；距離Ｇ１と距離Ｄ１との和、距離Ｇ２と距離Ｄ２との和）を、大きく異ならせることができる。
【００６５】
（変形例）
上記の実施形態の変形例について説明する。変形例は、上記の実施形態との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については、説明を省略する。
【００６６】
図１１は、第１光学部及び第２光学部の変形例を示す図である。上記の実施形態では、第１光学部１０２及び第２光学部１０４は分離していたが、図１１の例では、第１光学部１０２及び第２光学部１０４が、結合して、１つの光学部を形成する。光学部をこのように形成することにより、部品点数を減少させることができる。
【００６７】
図１２は、光学部及び表示装置の変形例を示す図である。図１２の例では、立体画像生成装置は、表示装置２０２、第１光学部２０４、第２光学部２０６、第３光学部２０８を含む。図１２の立体画像生成装置は、３つの光学部を含む。
【００６８】
第１光学部２０４、第２光学部２０６、第３光学部２０８は、第１光学部１０４、第２光学部１０６と同様の構成を有する。本変形例における各光学部は、他の光学部のレンズを通る光を、自己のレンズには通さないように、平面部を有する。従って、本変形例にお
ける各光学部は、上記の実施形態の光学部における平面部よりも大きい平面部を有する。各光学部におけるレンズが存在する面は、表示装置側であってもこの反対側であってもよい。
【００６９】
ここでは、３つの光学部を有する例を挙げたが、３つ以上の光学部を有する構成としてもよい。この構成による装置は、複数の光学部を含む構成とすることで、表示画面からの複数の距離で、表示画面からの画像を結像させることができる。
【００７０】
図１３は、第１レンズ及び第２レンズを表示装置の画素配列に対して斜め方向に配置する例を示す図である。表示装置１０２の画面上では、色画素の素子（表示素子）は、表示面に対して水平方向（図１３の横方向）及び、水平方向に対して直交する方向（図１３の縦方向）に配列される。上記の実施形態では、図２や図６のように、第１レンズ及び第２レンズは、表示装置１０２の画像素子の配列方向（図６の縦方向）、に対して、平行に配置されている。これに対し、図１３の例では、表示装置の画像素子の配列の縦方向に対して、斜め方向（非平行の方向）に第１レンズ及び第２レンズを配置する。第１レンズ及び第２レンズは、他方のレンズの方向に対して平行に配置される。これにともなって、表示装置１０２で表示する各画素は、斜め方向に色画素を配置する。例えば、色画素であるＲ１、Ｇ１、Ｂ１が、１つの画素を形成する。同様に、他の色画素についても同様である。各画素における色画素の方向と各レンズの方向とは、平行である。図６の例では、１つの画素は、横方向にＲ、Ｇ、Ｂの色画素を配置していたが、図１３の例では、斜め方向に１つの画素が配置される。１Ｌ、１Ｒの画素から出た光は、そのほとんどが第１レンズに入射される。２Ｌ、２Ｒの画素から出た光は、そのほとんどが第２レンズに入射される。
【００７１】
図６の例では、横方向の画素が２次元画像に比べて４分の１に減少する。図１３の例では、横方向の画素は、２次元画像に比べて４分の３にしか減少しない。一方、図１３の例では、縦方向の画素は、２次元画像に比べて３分の１に減少する。
【００７２】
レンズを斜め方向に配置し、１つの画素を斜め方向に配置することにより、横方向のみ解像度が下がることを防ぐことができる。縦方向及び横方向の解像度が下がるほうが、横方向のみの解像度が下がることに比べ、画質の劣化が少なく見える。
【００７３】
図１３のような斜め方向に配置されたレンズシートが表示装置に設置された場合、立体画像生成装置は、図１３のように各画素の色画素を配置するように指示する。例えば、立体画像生成装置１００は、図８のステップＳ１０３で、斜め方向に配置されたレンズシートが設置されたことを認識し、ステップＳ１０４で、図１３のように各画素の色画素を配置するように指示する。
【００７４】
また、上記の例（図６、図１３等）では、表示装置１０２の画面上の左眼用画像を表示する画素、及び、右眼用画像を表示する画素は、それぞれ、複数の互いに平行な直線上に配置される。しかしながら、画素の配置は、直線上に配置されるものに限定されない。例えば、左眼用画像を表示する画素、及び、右眼用画像を表示する画素は、それぞれ、複数ののこぎり形の線上に配置されてもよい。このとき、第１レンズ及び第２レンズの形状は、各画素の配置に合わせて、のこぎり形の形状をする。即ち、左眼用画像を表示する画素、右眼用画像を表示する画素の配置に限定はない。第１レンズ及び第２レンズの形状は、左眼用画像を表示する画素、右眼用画像を表示する画素の配置に合わせた形状とすればよい。
【００７５】
さらに、立体画像生成装置１００は、表示装置１０２に設置される第１レンズ及び第２レンズの形状に合わせて、表示装置１０２の画面上のどの表示素子に、左眼用画像または右眼用画像のどの画素を表示するかを決定することができる。
【００７６】
図１４、図１５、図１６は、第１光学部及び第２光学部の変形例を示す図である。上記の実施形態では、第１光学部１０２の第１レンズの面は、表示装置側であり、第２光学部１０４の第２レンズの面は、外側（表示装置側と反対側）である。
【００７７】
第１光学部及び第２光学部におけるレンズが存在する面は、上記の実施形態の例に限られず、図１４乃至図１６のような構成であってもよい。第１光学部または第２光学部におけるレンズが存在する面は、表示装置側であっても、外側（表示装置側と反対側）であってもよい。第１光学部及び第２光学部を図１４乃至図１６のように配置した場合であっても、表示装置１０２に表示される画像を、表示装置１０２からの２つの距離において、結像させ得る。よって、第１光学部及び第２光学部を図１４乃至図１６のように配置した場合であっても、複数の視認位置から立体画像が視認され得る。
【符号の説明】
【００７８】
１００ 立体画像生成装置
１０２ 表示装置
１０４ 第１光学部
１０６ 第２光学部
１１０ 制御部
１２０ 格納部
１３０ 送受信部
１４０ 表示部
２０２ 表示装置
２０４ 第１光学部
２０６ 第２光学部
２０８ 第３光学部
１０００ 情報処理装置
１００２ ＣＰＵ
１００４ メモリ
１００６ 記憶部
１００８ 入力部
１０１０ 出力部
１０１２ 通信部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
隣接した２つのカメラで撮影された画像の視差を利用して立体視が可能な画像を生成する立体視画像生成装置がある。立体視画像生成装置は、例えば、隣接した２つのカメラで撮影した画像のうち、一方のカメラによる画像を左眼用画像として、他方のカメラによる画像を右眼用画像として、生成して表示する。
【０００３】
同一の対象物に対して、左眼用画像における位置と、右眼用画像における位置との差を、視差という。画像内に存在する２つの対象物で、視差量が異なることにより、一方の対象物が他方の対象物に対して手前または奥に存在するように見える。視差量は、視差の大きさである。
【０００４】
図１は、立体視画像の例を示す図である。図１において、画像９１０が左眼用画像であり、画像９２０が右眼用画像である。ここで、左眼用画像である画像９１０、及び、右眼用画像である画像９２０には、それぞれ、物体Ａ、物体Ｂ、物体Ｃが存在する。画像９１０及び画像９２０との間における、これらの物体の視差により、図１の立体視画像を見る者には、手前から、物体Ａ、物体Ｂ、物体Ｃが存在するように見える。
【０００５】
立体視画像生成装置は、利用者の左眼に対して左眼用画像を、右眼に対して右眼用画像を表示するようにし、利用者に立体的な画像を感じさせる。立体画像生成装置は、例えば、液晶ディスプレイと、利用者が装着する専用の眼鏡とにより、左眼に対して左眼用画像、右眼に対して右眼用画像を表示することにより、利用者に立体感を知覚させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２３５３３２号公報
【特許文献２】特開２００８−１７０８４１号公報
【特許文献３】特開平０６−１４８７６３号公報
【特許文献４】特開平１０−１７４１２７号公報
【特許文献５】特開２００３−１３１６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
また、立体視画像生成装置には、液晶ディスプレイにレンズシートを設置することにより、専用の眼鏡を使用することなく、左眼及び右眼にそれぞれ異なった画像を認識させるものもある。このとき、最適な視認位置（視点）は、液晶ディスプレイの画素の大きさ、レンズシートの形状、液晶ディスプレイとレンズシートとの位置関係等により、決定される。このとき、立体視画像を視認する利用者は、レンズシートのレンズの形状、材質、レンズシートの位置等により決定される１つの位置でしか、立体画像を視認することができない。
【０００８】
本件開示の技術は、複数の視認位置から視認できる立体画像生成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
開示の技術は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
【００１０】
即ち、第１の態様は、
表示面を有する表示装置と、
前記表示装置の表示面に隣接して、前記表示面と平行に設置され、一方の面は前記表示面からの光が第１結像点で結像する第１凸部及び第１平面部を含み、他方の面は平面である第１光学部と、
前記第１光学部に隣接して、前記第１光学部と平行に設置され、一方の面は前記表示面からの光が前記第１結像点と異なる第２結像点で結像する第２凸部及び第２平面部を含み、他方の面は平面である第２光学部とを備え、
前記第１凸部を通り前記第１結像点で結像する前記表示面からの光は、前記第２平面部を通り、
前記表示面からの光は、前記第１平面部を通り、前記第２凸部を通り前記第２結像点で結像し、
前記第１結像点と前記第２結像点とは、前記表示面から異なる距離に設定されている、立体画像表示装置とする。
【発明の効果】
【００１１】
開示の実施形態によれば、複数の視認位置から視認できる立体画像生成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、立体視画像の例を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態の立体画像表示装置の構成例を示す図である。
【図３】図３は、立体画像表示装置の機能ブロックの例を示す図である。
【図４】図４は、情報処理装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図５】図５は、立体画像生成装置１００の断面の例を示す図である。
【図６】図６は、第１レンズ及び第２レンズと表示装置の画面の画素との配置の例を示す図である。
【図７】図７は、視点が移動したときの例を示す図である。
【図８】図８は、立体画像生成装置の動作フローの例を示す図である。
【図９】図９は、表示装置に対するレンズシートの取り付けの例を示す図である。
【図１０】図１０は、表示装置１０２における、立体画像を表示できない旨の表示の例である。
【図１１】図１１は、第１光学部及び第２光学部の変形例を示す図である。
【図１２】図１２は、光学部及び表示装置の変形例を示す図である。
【図１３】図１３は、第１レンズ及び第２レンズを表示装置に対して斜め方向に配置する例を示す図である。
【図１４】図１４は、第１光学部及び第２光学部の変形例（１）を示す図である。
【図１５】図１５は、第１光学部及び第２光学部の変形例（２）を示す図である。
【図１６】図１６は、第１光学部及び第２光学部の変形例（３）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、開示の構成は、開示の実施形態の具体的構成に限定されない。開示の構成の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。
【００１４】
ここで、立体画像生成装置で表示される立体画像は、動画像であっても、静止画像であってもよい。
【００１５】
〔実施形態〕
図２は、本実施形態の立体画像表示装置の構成例を示す図である。立体画像生成装置１００は、表示装置１０２、第１光学部１０４、第２光学部１０６を含む。立体画像生成装置１００は、図２のように、表示部１０２、第１光学部１０４、第２光学部１０６の順に配置される。表示装置１０２、第１光学部１０４、第２光学部１０６は、ほぼ平行になるように配置される。
【００１６】
表示装置１０２は、例えば、液晶ディスプレイである。表示部１０２は、入力される指示により、画像を表示する。表示装置１０２は、第１光学部１０４、第２光学部１０６が配置される側の面に、画像を表示する。
【００１７】
第１光学部１０４は、表示装置１０２側の面にレンチキュラーレンズ状の複数の第１レンズと、平面部とを含む。第１光学部１０４の外側の面（表示装置１０２側の面の対面）は、平面である。第１光学部１０４の外側の面は、第２光学部１０６と接していてもよい。第１レンズ及び平面部は、表示装置の画面の画素配列（表示素子の配列）の縦方向と平行になるように設置される。
【００１８】
第２光学部１０６は、外側の面（表示装置１０２側の面の対面）にレンチキュラーレンズ状の複数の第２レンズと、平面部とを含む。第２光学部１０６の表示装置１０２側の面は、平面である。第２光学部１０６の表示装置１０２側の面は、第１光学部１０４と接していてもよい。第２レンズ及び平面部は、表示装置の画面の画素配列（表示素子の配列）の縦方向と平行になるように設置される。
【００１９】
第１光学部１０４及び第２光学部１０６は、透明の平面板によって全面を保護されてもよい。第１光学部１０４及び第２光学部１０６で使用されるレンズは、かまぼこ状の曲面レンズである。第１光学部１０４及び第２光学部１０６で使用されるレンズは、第１光学部１０４及び第２光学部１０６における凸部である。かまぼこ状の曲面レンズの形状は、例えば、平面上の閉曲線（例えば、楕円）を当該平面上の直線で切断したときの当該閉曲線と当該直線とで囲まれる部分の１つを、当該平面の法線方向に走査したときにできる立体形状である。かまぼこ状の曲面レンズの形状は、例えば、円柱（又は楕円柱）を、当該円柱（又は楕円柱）の高さ方向の直線と平行な平面で切断した一方の立体形状であってもよい。
【００２０】
第１光学部１０４及び第２光学部１０６は、一体化されていても、分離していてもよい。
【００２１】
図３は、立体画像表示装置の機能ブロックの例を示す図である。立体画像生成装置１００は、制御部１１０、格納部１２０、送受信部１３０、表示部１４０を含む。表示部１０２、制御部１１０、格納部１２０、送受信部１３０は、バスを介して接続される。
【００２２】
制御部１１０は、格納部１２０に格納されるプログラム等を実行し、表示部１０２に対し、所定の画像を表示することを指示する。
【００２３】
格納部１２０は、制御部１１０により実行されるプログラム、当該プログラムによって利用される各種のデータ等を格納する。格納部１２０は、表示装置１０２で表示される立体画像（例えば、左眼用画像のデータ、右眼用画像のデータ）のデータを格納する。格納部１２０は、各種レンズシートの情報を格納してもよい。
【００２４】
送受信部１３０は、制御部１１０からの指示に従い、ネットワーク等を介して、外部の装置と通信を行う。送受信部１３０は、スイッチ等で検出された信号を受信し得る。
【００２５】
表示部１４０は、制御部１１０からの指示に従い、表示装置１０２に、所定の画像を表示する。
【００２６】
立体画像生成装置１００は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ、Personal Computer）の
ような汎用のコンピュータ、ワークステーション（ＷＳ、Work Station）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）のような専用または汎用のコンピュータ、あるいは、コンピュータを搭載した電子機器を使用して実現可能である。また、立体画像生成装置１００は、スマートフォン、携帯電話、カーナビゲーション装置のような専用または汎用のコンピュータ、あるいは、コンピュータを搭載した電子機器を使用して実現可能である。コンピュータは、情報処理装置ともいう。
【００２７】
図４は、情報処理装置のハードウェア構成例を示す図である。立体画像生成装置１００は、それぞれ、例えば、図４に示すような情報処理装置１０００によって、実現される。
【００２８】
情報処理装置１０００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００２、メモリ１０
０４、記憶部１００６、入力部１００８、出力部１０１０、通信部１０１２を含む。
【００２９】
情報処理装置１０００は、ＣＰＵ１００２が記録部１００６に記憶されたプログラムをメモリ１００４の作業領域にロードして実行し、プログラムの実行を通じて周辺機器が制御されることによって、所定の目的に合致した機能を実現することができる。
【００３０】
ＣＰＵ１００２は、記憶部１００６に格納されるプログラムに従って処理を行う。
【００３１】
メモリ１００４は、ＣＰＵ１００２がプログラムやデータをキャッシュしたり作業領域を展開したりする。メモリ１００４は、例えば、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。メモリ１００４は、主記憶装置である。
【００３２】
記憶部１００６は、各種のプログラム及び各種のデータを読み書き自在に記録媒体に格納する。記憶部１００６は、例えば、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ソリ
ッドステートドライブ（ＳＳＤ、Solid State Drive）装置、ハードディスクドライブ（
ＨＤＤ、Hard Disk Drive）装置である。記憶部１００６としては、例えば、ＣＤ（Compact Disc）ドライブ装置、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）ドライブ装置、＋Ｒ／＋Ｒ
Ｗドライブ装置、ＨＤ ＤＶＤ（High-Definition Digital Versatile Disk）ドライブ装置、または、ＢＤ（Blu-ray Disk）ドライブ装置がある。また、記録媒体としては、例えば、不揮発性半導体メモリ（フラッシュメモリ）を含むシリコンディスク、ハードディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、＋Ｒ／＋ＲＷ、ＨＤ ＤＶＤ、または、ＢＤがある。ＣＤとしては、ＣＤ−Ｒ（Recordable）、ＣＤ−ＲＷ（Rewritable）、ＣＤ−ＲＯＭがある。ＤＶＤとしては、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Random Access Memory）がある。ＢＤとしては、ＢＤ−Ｒ、ＢＤ−ＲＥ（Rewritable）、ＢＤ−ＲＯＭがある。また、記憶部１００６は、リムーバブルメディア、即ち可搬記録媒体を含むことができる。リムーバブルメディアは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、あるいは、ＣＤやＤＶＤのようなディスク記録媒体である。記憶部１００６は、二次記憶装置である。
【００３３】
メモリ１００４及び記憶部１００６は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００３４】
入力部１００８は、ユーザ等からの操作指示等を受け付ける。入力部１００８は、キーボード、ポインティングデバイス、ワイヤレスリモコン、マイクロフォン、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の入力デバイスである。入力部１００８から入力された情報は、ＣＰＵ１００２に通知される。
【００３５】
出力部１０１０は、ＣＰＵ１００２で処理されるデータやメモリ１００４に記憶されるデータを出力する。出力部１０１０は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＥＬ（Electroluminescence）パネル、プリンタ、スピーカ等の出力デバイスである。
【００３６】
通信部１０１２は、外部装置とデータの送受信を行う。通信部１０１２は、例えば、信号線を介して、外部装置と接続される。外部装置は、例えば、他の情報処理装置、記憶装置である。通信部１０１２は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）インタフェースボードや、無線通信のための無線通信回路である。
【００３７】
情報処理装置１０００は、記憶部１００６に、オペレーティングシステム、各種プログラム、各種テーブル等を記憶している。
【００３８】
オペレーティングシステムは、ソフトウェアとハードウェアとの仲介、メモリ空間の管理、ファイル管理、プロセスやタスクの管理等を行うソフトウェアである。オペレーティングシステムは、通信インタフェースを含む。通信インタフェースは、通信部１０１２を介して接続される他の外部装置等とデータのやり取りを行うプログラムである。
【００３９】
立体画像生成装置１００を実現するコンピュータは、プロセッサが二次記憶装置に記憶されているプログラムを主記憶装置にロードして実行することによって、制御部１１０としての機能を実現する。一方、格納部１２０は、主記憶装置または二次記憶装置の記憶領域に設けられる。送受信部１３０は、ＣＰＵ１００２、通信部１０１２として実現できる。表示部１４０は、出力部１０１０として実現できる。
【００４０】
一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。
【００４１】
プログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくても、並列的または個別に実行される処理を含む。
【００４２】
（表示装置、光学部の構造）
図５は、立体画像生成装置１００の断面の例を示す図である。図５のように、表示装置１０２と第１光学部１０４の第１レンズの主点との距離を距離Ｇ１、表示装置１０２と第２光学部１０６の第２レンズの主点との距離を距離Ｇ２とする。また、第１レンズの主点と表示装置１０２の画像が第１レンズを通して結像する位置との距離を距離Ｄ１、第２レンズの主点と表示装置１０２の画像が第２レンズを通して結像する位置との距離を距離Ｄ２とする。第１レンズの焦点距離を距離ｆ１、第２レンズの焦点距離を距離ｆ２とする。レンズの焦点距離は、レンズの素材と曲率半径とから得られる。
【００４３】
図５のように、第１光学部１０４の第１レンズと第２光学部１０６の平面部とは、ほぼ重なるように、設置される。表示装置１０２から出た光は、第１光学部１０４の第１レンズを通り、第２光学部１０６の平面部を通り、利用者の眼に達する。同様に、第１光学部の平面部と第２光学部の第２レンズとは、ほぼ重なるように、設置される。表示装置１０２から出た光は、第１光学部１０２の平面部を通り、第２光学部１０６の第２レンズを通り、利用者の眼に達する。第１光学部１０４の第１レンズを通る光は、第２光学部１０６における平面部を通ることにより、第２光学部１０６の第２レンズの影響を受けない。また、第２光学部１０６の第２レンズを通る光は、第１光学部１０４における平面部を通ることにより、第１光学部１０４の第１レンズの影響を受けない。
【００４４】
図５のように、表示装置１０２の画像が第１のレンズを通して結像する位置に存在する利用者（前方の利用者）の左眼には、表示装置１０２の１Ｌ、３Ｌの画像（画素）が入射する。また、表示装置１０２の画像が第１のレンズを通して結像する位置に存在する利用者（前方の利用者）の右眼には、表示装置１０２の１Ｒ、３Ｒの画像が入射する。同様に、表示装置１０２の画像が第２のレンズを通して結像する位置に存在する利用者（後方の利用者）の左眼には、表示装置１０２の２Ｌ、４Ｌの画像が入射する。また、表示装置１０２の画像が第２のレンズを通して結像する位置に存在する利用者（後方の利用者）の右眼には、表示装置１０２の２Ｒ、４Ｒの画像が入射する。図５の奥行き方向及び左右方向についても同様である。
【００４５】
１Ｌ及び２Ｌ、１Ｒ及び２Ｒ、３Ｌ及び４Ｌ、３Ｒ及び４Ｒの画素は、それぞれ、共通であってもよい。即ち、例えば、１Ｌの画素と２Ｌの画素は、共通であってもよい。
【００４６】
図６は、第１レンズ及び第２レンズと表示装置の画面の画素との配置の例を示す図である。図６に示される画素は、表示装置の画面の画素の一部の画素である。各画素（１Ｌ、２Ｌ等）は、それぞれ、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の色画素を有する。例えば、図６のＲ１、Ｇ１、Ｂ１で、１つの画素を形成する。１Ｌ、２Ｌ等の画素によって左眼用画像が表示される。１Ｌ、２Ｌ等は、左眼用の画素である。同様に、１Ｒ、２Ｒ等の画素によって右眼用画像が表示される。１Ｒ、２Ｒ等は、右眼用の画素である。１Ｌ、１Ｒの画素から出た光は、第１レンズに入射される。２Ｌ、２Ｒの画素から出た光は、第２レンズに入射される。各画素は、表示装置の表示面の表示素子によって、形成される。表示素子は、表示面の水平方向（図６の横方向）及び、水平方向と直角に交わる方向（図６の縦方向）に配列される。第１レンズの方向及び第２レンズの方向は、水平方向と直角に交わる方向と平行である。水平方向及び水平方向に直交する方向に配列された表示素子によって、表示面が形成される。
【００４７】
レンズの公式により、距離Ｄ１、距離Ｇ１、距離ｆ１の間には、次の式が成立する。
【００４８】
【数１】
【００４９】
距離Ｄ２、距離Ｇ２、距離ｆ２の間にも、同様の式が成立する。従って、距離Ｇ１、距離Ｇ２、距離ｆ１、距離ｆ２を調整することにより、利用者の位置である距離Ｄ１及び距離Ｄ２を決定することができる。
【００５０】
距離Ｄ１及び距離Ｇ１の和は、距離Ｄ２及び距離Ｇ２の和と異なるように設定される。このように設定されることにより、利用者は、複数の位置から、表示装置１０２に表示される立体画像を、視認することができる。距離Ｄ１及び距離Ｇ１の和は、表示装置１０２の表示面と第１レンズを通じて立体画像を視認する利用者との距離である。距離Ｄ２及び距離Ｇ２の和は、装置１０２の表示面と第２レンズを通じて立体画像を視認する利用者との距離である。
【００５１】
第１光学部における各第１レンズの間隔は、次の式によって、決定される。ここで、図５のように、１Ｌの画素からの光が入射される第１レンズと、３Ｌの画素からの光が入射される第１レンズとの距離を、距離Ｑ１とする。１Ｌの画素からの光が入射される第１レンズと１Ｒの画素からの光が入射される第１レンズとの距離は、距離Ｑ１の半分である。
２Ｌの画素からの光が入射される第１レンズと、４Ｌの画素からの光が入射される第２レンズとの距離を、距離Ｑ２とする。２Ｌの画素からの光が入射される第２レンズと２Ｒの画素からの光が入射される第２レンズとの距離は、距離Ｑ２の半分である。また、表示装置１０２における１Ｌの画素と１Ｒの画素との距離を、距離Ｐとする。表示装置１０２における１Ｌの画素と２Ｌの画素との距離は、距離Ｐの半分である。
【００５２】
【数２】
【００５３】
図７は、視点が移動したときの例を示す図である。図７の右側では、利用者は、２Ｌ及び２Ｒからの画像がそれぞれ左右の眼で結像する位置におり、左眼で２Ｌの画像を見ており、右眼で２Ｒの画像をみている。これにより、当該利用者は、左眼で左眼用画像を、右眼で右眼用画像を見ることにより、立体画像を認識することができる。
【００５４】
ここで、図７の左側のように、利用者が少し右側に移動したとする。このとき、利用者の左眼の位置は、右眼用画像である２Ｒからの画像が結像する位置にある。すると、利用者の左眼では、右眼用画像が視認される。一方、利用者の右眼の位置は、表示装置１０２からのいずれかの画像が結像する位置にない。例えば、３Ｌからの画像は、利用者の前方で結像しているため、利用者の右眼では見ることができない。利用者の右眼では、ぼけた画像しか見られない。従って、利用者は、左右どちらかに移動することにより、両眼により立体画像が見られる。よって、利用者は、逆視状態で、立体画像を視認することにならない。逆視状態とは、左眼で右眼用画像を見て、右眼で左眼用画像を見る状態である。
【００５５】
（立体画像表示装置の動作例）
図８は、立体画像生成装置の動作フローの例を示す図である。図８の動作フローは、例えば、立体画像再生プログラムが起動されることにより開始される。立体画像再生プログラムは、格納部１２０に格納される。立体画像再生プログラムは、表示装置１０２に立体画像を表示する。
【００５６】
立体画像生成装置１００は、第１光学部１０４及び第２光学部１０６が表示装置１０２に取り付けられているか否かを確認する（Ｓ１０１）。第１光学部１０４及び第２光学部１０６を、レンズシートともいう。立体画像生成装置１００は、例えば、表示装置１０２に取り付けられているスイッチ等により、表示装置１０２にレンズシートが取り付けられているか否かを確認することができる。スイッチは、例えば、表示装置１０２のレンズシートを取り付けるフックに設置される。立体画像生成装置１００がフックに設置されたスイッチにおける電気的な信号を検出することで、レンズシートの取り付けが認識されうる。
【００５７】
図９は、表示装置に対するレンズシートの取り付けの例を示す図である。レンズシートは、表示装置の画面に、位置を固定して取り付けられる。
【００５８】
表示装置１０２にレンズシートが取り付けられていない場合（Ｓ１０１；ＮＯ）、立体画像生成装置１００は、表示装置１０２に、立体画像を表示できない旨を表示する（Ｓ１０２）。立体画像生成装置１００は、レンズシートが正常に取り付けられていない場合も、レンズシートが取り付けられていないと判断する。その後、立体画像生成装置１００は、立体画像再生プログラムを終了する。
【００５９】
図１０は、表示装置１０２における、立体画像を表示できない旨の表示の例である。立
体画像生成装置１００は、レンズシートが取り付けられていないと判断するとき、図１０のような表示を、表示装置１０２にする。
【００６０】
表示装置１０２にレンズシートが取り付けられている場合（Ｓ１０１；ＹＥＳ）、立体画像生成装置１００は、表示装置１０２に取り付けられているレンズシートの種類を確認する（Ｓ１０３）。レンズシートの焦点距離等によって、表示装置１０２からの画像がレンズを通して結像する位置が変わるからである。立体画像生成装置１００は、例えば、表示装置１０２に、レンズシートの種類に対応した最適な視認位置を表示することができる。また、立体画像生成装置１００は、レンズシートの種類に応じた画素配列にして、立体画像を表示することができる。
【００６１】
立体画像生成装置１００は、表示装置１０２に、立体画像を表示する（Ｓ１０４）。立体画像生成装置１００は、左眼用の画素に左眼用画像を、右眼用の画素に右眼用画像を表示する。立体画像生成装置１００は、立体画像の表示が終了したら、立体画像再生プログラムを終了する。
【００６２】
（実施形態の作用効果）
立体画像生成装置１００は、複数のレンチキュラー状のレンズを有する２つの光学部を有する。立体画像生成装置１００は、２つの光学部が積層されることにより、表示装置１０２に表示される画像を、表示装置１０２からの２つの距離において、結像させる。表示装置１０２の利用者は、複数の位置から、表示装置１０２に表示される立体画像を視認することができる。
【００６３】
立体画像生成装置１００は、表示装置１０２に対して前方の結像点及び後方の結像点を有することにより、どちらか一方の結像点において立体画像を視認する利用者が左右に移動しても、逆視状態にならないようにすることができる。
【００６４】
立体画像生成装置１００は、内側（表示装置側）に第１レンズを備える第１光学部と、外側（表示装置側の反対側）に第２レンズを備える第２光学部とを有することで、各レンズと表示装置１００との距離（距離Ｇ１、距離Ｇ２）を大きく異ならせることができる。即ち、距離Ｇ１と距離Ｇ２との差を大きくすることができる。これにより、立体画像生成装置１００は、各レンズを通して画像を結像させる位置（結像点；距離Ｇ１と距離Ｄ１との和、距離Ｇ２と距離Ｄ２との和）を、大きく異ならせることができる。
【００６５】
（変形例）
上記の実施形態の変形例について説明する。変形例は、上記の実施形態との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については、説明を省略する。
【００６６】
図１１は、第１光学部及び第２光学部の変形例を示す図である。上記の実施形態では、第１光学部１０２及び第２光学部１０４は分離していたが、図１１の例では、第１光学部１０２及び第２光学部１０４が、結合して、１つの光学部を形成する。光学部をこのように形成することにより、部品点数を減少させることができる。
【００６７】
図１２は、光学部及び表示装置の変形例を示す図である。図１２の例では、立体画像生成装置は、表示装置２０２、第１光学部２０４、第２光学部２０６、第３光学部２０８を含む。図１２の立体画像生成装置は、３つの光学部を含む。
【００６８】
第１光学部２０４、第２光学部２０６、第３光学部２０８は、第１光学部１０４、第２光学部１０６と同様の構成を有する。本変形例における各光学部は、他の光学部のレンズを通る光を、自己のレンズには通さないように、平面部を有する。従って、本変形例にお
ける各光学部は、上記の実施形態の光学部における平面部よりも大きい平面部を有する。各光学部におけるレンズが存在する面は、表示装置側であってもこの反対側であってもよい。
【００６９】
ここでは、３つの光学部を有する例を挙げたが、３つ以上の光学部を有する構成としてもよい。この構成による装置は、複数の光学部を含む構成とすることで、表示画面からの複数の距離で、表示画面からの画像を結像させることができる。
【００７０】
図１３は、第１レンズ及び第２レンズを表示装置の画素配列に対して斜め方向に配置する例を示す図である。表示装置１０２の画面上では、色画素の素子（表示素子）は、表示面に対して水平方向（図１３の横方向）及び、水平方向に対して直交する方向（図１３の縦方向）に配列される。上記の実施形態では、図２や図６のように、第１レンズ及び第２レンズは、表示装置１０２の画像素子の配列方向（図６の縦方向）、に対して、平行に配置されている。これに対し、図１３の例では、表示装置の画像素子の配列の縦方向に対して、斜め方向（非平行の方向）に第１レンズ及び第２レンズを配置する。第１レンズ及び第２レンズは、他方のレンズの方向に対して平行に配置される。これにともなって、表示装置１０２で表示する各画素は、斜め方向に色画素を配置する。例えば、色画素であるＲ１、Ｇ１、Ｂ１が、１つの画素を形成する。同様に、他の色画素についても同様である。各画素における色画素の方向と各レンズの方向とは、平行である。図６の例では、１つの画素は、横方向にＲ、Ｇ、Ｂの色画素を配置していたが、図１３の例では、斜め方向に１つの画素が配置される。１Ｌ、１Ｒの画素から出た光は、そのほとんどが第１レンズに入射される。２Ｌ、２Ｒの画素から出た光は、そのほとんどが第２レンズに入射される。
【００７１】
図６の例では、横方向の画素が２次元画像に比べて４分の１に減少する。図１３の例では、横方向の画素は、２次元画像に比べて４分の３にしか減少しない。一方、図１３の例では、縦方向の画素は、２次元画像に比べて３分の１に減少する。
【００７２】
レンズを斜め方向に配置し、１つの画素を斜め方向に配置することにより、横方向のみ解像度が下がることを防ぐことができる。縦方向及び横方向の解像度が下がるほうが、横方向のみの解像度が下がることに比べ、画質の劣化が少なく見える。
【００７３】
図１３のような斜め方向に配置されたレンズシートが表示装置に設置された場合、立体画像生成装置は、図１３のように各画素の色画素を配置するように指示する。例えば、立体画像生成装置１００は、図８のステップＳ１０３で、斜め方向に配置されたレンズシートが設置されたことを認識し、ステップＳ１０４で、図１３のように各画素の色画素を配置するように指示する。
【００７４】
また、上記の例（図６、図１３等）では、表示装置１０２の画面上の左眼用画像を表示する画素、及び、右眼用画像を表示する画素は、それぞれ、複数の互いに平行な直線上に配置される。しかしながら、画素の配置は、直線上に配置されるものに限定されない。例えば、左眼用画像を表示する画素、及び、右眼用画像を表示する画素は、それぞれ、複数ののこぎり形の線上に配置されてもよい。このとき、第１レンズ及び第２レンズの形状は、各画素の配置に合わせて、のこぎり形の形状をする。即ち、左眼用画像を表示する画素、右眼用画像を表示する画素の配置に限定はない。第１レンズ及び第２レンズの形状は、左眼用画像を表示する画素、右眼用画像を表示する画素の配置に合わせた形状とすればよい。
【００７５】
さらに、立体画像生成装置１００は、表示装置１０２に設置される第１レンズ及び第２レンズの形状に合わせて、表示装置１０２の画面上のどの表示素子に、左眼用画像または右眼用画像のどの画素を表示するかを決定することができる。
【００７６】
図１４、図１５、図１６は、第１光学部及び第２光学部の変形例を示す図である。上記の実施形態では、第１光学部１０２の第１レンズの面は、表示装置側であり、第２光学部１０４の第２レンズの面は、外側（表示装置側と反対側）である。
【００７７】
第１光学部及び第２光学部におけるレンズが存在する面は、上記の実施形態の例に限られず、図１４乃至図１６のような構成であってもよい。第１光学部または第２光学部におけるレンズが存在する面は、表示装置側であっても、外側（表示装置側と反対側）であってもよい。第１光学部及び第２光学部を図１４乃至図１６のように配置した場合であっても、表示装置１０２に表示される画像を、表示装置１０２からの２つの距離において、結像させ得る。よって、第１光学部及び第２光学部を図１４乃至図１６のように配置した場合であっても、複数の視認位置から立体画像が視認され得る。
【符号の説明】
【００７８】
１００ 立体画像生成装置
１０２ 表示装置
１０４ 第１光学部
１０６ 第２光学部
１１０ 制御部
１２０ 格納部
１３０ 送受信部
１４０ 表示部
２０２ 表示装置
２０４ 第１光学部
２０６ 第２光学部
２０８ 第３光学部
１０００ 情報処理装置
１００２ ＣＰＵ
１００４ メモリ
１００６ 記憶部
１００８ 入力部
１０１０ 出力部
１０１２ 通信部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面を有する表示装置と、
前記表示装置の表示面に隣接して、前記表示面と平行に設置され、一方の面は前記表示面からの光が第１結像点で結像する第１凸部及び第１平面部を含み、他方の面は平面である第１光学部と、
前記第１光学部に隣接して、前記第１光学部と平行に設置され、一方の面は前記表示面からの光が前記第１結像点と異なる第２結像点で結像する第２凸部及び第２平面部を含み、他方の面は平面である第２光学部とを備え、
前記第１凸部を通り前記第１結像点で結像する前記表示面からの光は、前記第２平面部を通り、
前記表示面からの光は、前記第１平面部を通り、前記第２凸部を通り前記第２結像点で結像し、
前記第１結像点と前記第２結像点とは、前記表示面から異なる距離に設定されている、立体画像表示装置。
【請求項２】
前記第１光学部の平面である面は前記第２光学部側であり、
前記第２光学部の平面である面は前記第１光学部側である
請求項１に記載の立体画像表示装置。
【請求項３】
前記第１光学部の第１凸部は、前記表示装置の表示面上の表示素子の配列方向に対して、非平行であり、
前記第２光学部の第２凸部は、前記第１光学部の第１凸部と、平行である、
請求項１または２に記載の立体画像表示装置。
【請求項１】
表示面を有する表示装置と、
前記表示装置の表示面に隣接して、前記表示面と平行に設置され、一方の面は前記表示面からの光が第１結像点で結像する第１凸部及び第１平面部を含み、他方の面は平面である第１光学部と、
前記第１光学部に隣接して、前記第１光学部と平行に設置され、一方の面は前記表示面からの光が前記第１結像点と異なる第２結像点で結像する第２凸部及び第２平面部を含み、他方の面は平面である第２光学部とを備え、
前記第１凸部を通り前記第１結像点で結像する前記表示面からの光は、前記第２平面部を通り、
前記表示面からの光は、前記第１平面部を通り、前記第２凸部を通り前記第２結像点で結像し、
前記第１結像点と前記第２結像点とは、前記表示面から異なる距離に設定されている、立体画像表示装置。
【請求項２】
前記第１光学部の平面である面は前記第２光学部側であり、
前記第２光学部の平面である面は前記第１光学部側である
請求項１に記載の立体画像表示装置。
【請求項３】
前記第１光学部の第１凸部は、前記表示装置の表示面上の表示素子の配列方向に対して、非平行であり、
前記第２光学部の第２凸部は、前記第１光学部の第１凸部と、平行である、
請求項１または２に記載の立体画像表示装置。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−２５５９８３（Ｐ２０１２−２５５９８３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３００７０（Ｐ２０１１−１３００７０）
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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