JP4521342B2 - 三次元画像表示装置、三次元画像表示方法および三次元画像表示プログラム - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1にかかる三次元画像表示装置10の全体構成を示す図である。三次元画像表示装置10は、視差画像の配置を制御する表示画像処理部100と、視差画像を表示する二次元画像表示画面200と、二次元画像表示画面200からの光線を制御する光線制御子300とを備えている。二次元画像表示画面200は、液晶層201とカラーフィルタ層202とを有している。
H=Horiginal×3÷N÷a
V=Voriginal÷3×a ・・・ (式1)
Horiginal:Voriginal
=(Horiginal×3÷N÷a):(Voriginal÷3×a) ・・・(式2)
(式2)より(式3)が得られ、Nは、(式4)により表される。
3/(N・a)=a/3 ・・・(式3)
N=(3/a)2 ・・・(式4)
θ=arctan(1/n) ・・・(式5)
なお、(式5)においてnは任意の整数である。符号310で示された領域に対して画素中心が一致する画素が出現する周期がサブピクセル幅の1/nとなる。これによりサブピクセル単位での水平解像度がn倍になると同時に、この1/n周期で符号3で示された領域と中心が一致した、水平方向に隣接したRGBの3サブピクセル(垂直方向には一致しない)で1ピクセル(トリプレット)を構成する。したがって、垂直解像度が水平解像度に振り分けられる割合aは、(式6)で与えられる。
a=3/n ・・・(式6)
N=n2 ・・・(式7)
を満たすように設計すればよい。
xe=−(g/L)×x1 ・・・(式8)
すなわち要素画像アレイをシフト量(xe)だけx方向にシフトさせればよい。シフト量決定部130は、観察位置ずれ検出部120が検出した位置ずれ量、すなわちx1を利用して(式8)によりシフト量(xe)を決定する。
θ=atan(1/n) ・・・(式9)
xp=xsp×3/n×L/g ・・・(式10)
画素単位でシフトした場合の視域のシフト量xsの最小値は、(式11)で示される。
xs=xsp×3×L/g
=xp×n ・・・(式11)
nは任意の整数であるから、(式11)より、視差画像が提示される間隔xp単位よりも大きい単位でしか要素画像アレイをシフトさせることができないことがわかる。
xs=b×L/g …(式12)
ここで、bは、観察位置をy方向にずらした場合に、単一の射出瞳を経由して観察される二次元画像表示装置の単一画素行における水平ずれ幅の値であり、(式13)により表される。
b=a×tanθ …(式13)
a=g/tanφ …(式14)
ここで、tanφは次式により定義される。
tanφ=L/y1 …(式15)
以上より(式12)は、(式16)のように変形される。
xs=b×L/g
=(g/tanφ)×tanθ×L/g
=tanθ×L/tanφ …(式16)
VW=N×3/4×xsp×L/g …(式17)
pi=xsp×N×3/n ・・・(式18)
pii=pi×(xt/pi+1) ・・・(式19)
pii=(L+g)/L×xt ・・・(式20)
(式18)〜(式20)にこれまでの式を代入すると、(式21)が得られる。
xt=pii―pi
=3×xsp×N/n/((L+g)/L−1)) ・・・(式21)
xs=xsp×L/g ・・・(式22)
図19は、実施の形態2にかかる三次元画像表示装置10を示す図である。実施の形態2にかかる三次元画像表示装置10は、携帯型である。実施の形態2にかかる三次元画像表示装置10は、傾き検出部210を備えている。
51 CPU
52 ROM
53 RAM
57 通信I/F
62 バス
100 表示画像処理部
101 視差情報作成部
102 視差情報保持部
104 装置情報保持部
110 視差情報配置部
120 観察位置ずれ検出部
122 調整情報保持部
124 調整情報取得部
130 シフト量決定部
132 シフト方向決定部
134 要素画像アレイシフト部
140 余剰部分処理部
200 二次元画像表示画面
201 液晶層
202 カラーフィルタ層
230 画素
231,232,233 サブピクセル
210 傾き検出部
300 光線制御子
302 長軸
310,312,314 傾斜線
400 視差情報
410 要素画像
Claims (19)
- 1ピクセルを垂直方向に分割して得られるサブピクセルに各色が配置され、各サブピクセルの列には同色が配列されたカラーフィルタを有する二次元画像表示画面と、
前記二次元画像表示画面に表示された視差情報が観察される観察領域を画素ごとに異ならせるべく設けられ射出瞳であって、かつ当該射出瞳の長軸が前記二次元画像表示画面の垂直方向から角度(θ)(θ≠0,−45°<θ<45°)だけ傾けた方向に配置された前記射出瞳を有する光線制御子と、
前記二次元画像表示画面の各画素に配置された前記視差情報を垂直方向にピクセル単位でシフトすることにより、前記観察領域を前記二次元画像表示画面の水平方向にシフトする観察領域調整手段と
を備えたことを特徴とする三次元画像表示装置。 - 前記観察領域調整手段は、さらに前記二次元画像表示画面に配置された前記視差情報を前記水平方向にピクセル単位でシフトすることにより、前記観察領域を前記水平方向にシフトすることを特徴とする請求項1に記載の三次元画像表示装置。
- 前記観察領域調整手段がシフトすべき前記観察領域のシフト量に応じて、前記視差情報を前記垂直方向および前記水平方向のうちいずれの方向にシフトさせるかを決定するシフト方向決定手段をさらに備え、
前記観察領域調整手段は、前記シフト方向決定手段により決定された前記シフト方向に前記補正量に応じたピクセル数だけ前記視差情報をシフトすることを特徴とする請求項2に記載の三次元画像表示装置。 - 前記光線制御子は、前記二次元画像表示装置の垂直方向から角度(−45°<θ<0°)だけ傾けた方向に配置され、
前記観察領域調整手段は、前記二次元画像表示画面を観察者側から見た右側から左側に前記水平方向に前記観察領域をシフトする場合には、前記視差情報をピクセル単位で垂直方向において上から下にピクセル単位でシフトすることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の三次元画像表示装置。 - 前記光線制御子は、前記二次元画像表示装置の垂直方向から角度(−45°<θ<0°)だけ傾けた方向に配置され、
前記観察領域調整手段は、前記二次元画像表示画面を観察者側から見た左側から右側に前記水平方向に前記観察領域をシフトする場合には、前記視差情報をピクセル単位で垂直方向において下から上にピクセル単位でシフトすることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の三次元画像表示装置。 - 前記光線制御子は、前記二次元画像表示装置の垂直方向から角度(0°<θ<45°)だけ傾けた方向に配置され、
前記観察領域調整手段は、前記二次元画像表示画面を観察者側から見た右側から左側に前記水平方向に前記観察領域をシフトする場合には、前記視差情報をピクセル単位で垂直方向において下から上にピクセル単位でシフトすることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の三次元画像表示装置。 - 前記光線制御子は、前記二次元画像表示装置の垂直方向から角度(0°<θ<45°)だけ傾けた方向に配置され、
前記観察領域調整手段は、前記二次元画像表示画面を観察者側から見た右側から右側に前記水平方向に前記観察領域をシフトする場合には、前記視差情報をピクセル単位で垂直方向において上から下にピクセル単位でシフトすることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の三次元画像表示装置。 - 当該三次元画像表示装置に表示された三次元画像を観察させるべき観察位置と、実際の観察者の位置との間の観察位置ずれ量を検出する観察位置ずれ検出手段と、
前記観察位置ずれ検出手段により検出された前記観察位置ずれ量に基づいて、前記観察領域のシフト量を決定する観察領域シフト量決定手段と
をさらに備え、
前記観察領域調整手段は、前記観察領域シフト量決定手段により決定された前記シフト量だけ前記観察領域をシフトすることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の三次元画像表示装置。 - 前記観察位置を保持する観察位置保持手段をさらに備え、
前記観察位置ずれ検出手段は、画像認識により前記観察者の位置を認識し、認識した観察者の位置と前記観察位置保持手段が保持している前記観察位置との間の差分値を前記観察位置ずれ量として検出することを特徴とする請求項8に記載の三次元画像表示装置。 - 前記観察位置ずれ検出手段は、前記二次元画像表示画面の前記水平方向における前記観察位置ずれ量を検出し、
前記観察領域シフト量決定手段は、前記観察位置ずれ検出手段により検出された前記水平方向における前記観察位置ずれ量に基づいて、前記観察領域のシフト量を決定することを特徴とする請求項8または9に記載の三次元画像表示装置。 - 前記観察位置ずれ検出手段は、前記二次元画像表示画面の前記垂直方向における前記観察位置ずれ量を検出し、
前記観察領域シフト量決定手段は、前記観察位置ずれ検出手段により検出された前記垂直方向における前記観察位置ずれ量に基づいて、前記観察領域のシフト量を決定することを特徴とする請求項8から10のいずれか一項に記載の三次元画像表示装置。 - 前記二次元画像表示画面の傾きを検出する傾き検出手段と、
前記傾き検出手段により検出された前記傾きに基づいて、前記観察領域のシフト量を決定する観察領域シフト量決定手段と
をさらに備え、
前記観察領域調整手段は、前記観察領域シフト量決定手段により決定された前記シフト量だけ前記観察領域をシフトすることを特徴とする請求項8から11のいずれか一項に記載の三次元画像表示装置。 - 前記二次元画像表示画面と前記光線制御素子の間の光制御子位置ずれ量を外部から取得する光線制御素子位置ずれ量取得手段と、
前記光線制御素子位置ずれ量取得手段が取得した前記光線制御素子位置ずれ量に基づいて、前記観察領域のシフト量を決定する観察領域シフト量決定手段と
をさらに備え、
前記観察領域調整手段は、前記観察領域シフト量決定手段により決定された前記観察領域シフト量だけ前記観察領域をシフトすることを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の三次元画像表示装置。 - 前記観察領域調整手段が前記視差情報をシフトした後に、前記二次元表示画面に前記視差情報が配置されない画素が存在する場合に、当該画素に対して前記視差情報を配置する余剰部分処理手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の三次元画像表示装置。
- 前記観察領域調整手段が前記視差情報をシフトした後に、前記二次元画像表示画面に前記視差情報が配置されない画素が存在する場合に、当該画素に対して黒色の画像を配置する余剰部分処理手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の三次元画像表示装置。
- 前記二次元画像表示画面サイズよりも大きいサイズの前記視差情報を保持する視差情報保持手段をさらに備え、
前記二次元画像表示画面は、前記視差情報保持手段が保持する前記視差情報を表示することを特徴とする請求項1から15のいずれか一項に記載の三次元画像表示装置。 - 前記二次元画像表示画面サイズよりも大きいサイズの前記視差情報を作成する視差情報作成手段をさらに備え、
前記視差情報保持手段は、前記視差情報作成手段により作成された前記視差情報を保持することを特徴とする請求項16に記載の三次元画像表示装置。 - 1ピクセルを垂直方向に分割して得られるサブピクセルに各色が配置され、各サブピクセルの列には同色が配列されたカラーフィルタを有する二次元画像表示画面と、前記二次元画像表示画面に表示された視差情報が観察される観察領域を画素ごとに異ならせるべく設けられ射出瞳であって、かつ当該射出瞳の長軸が前記二次元画像表示画面の垂直方向から角度(θ)(θ≠0,−45°<θ<45°)だけ傾けた方向に配置された前記射出瞳を有する光線制御子とを備えた三次元画像表示装置において、前記二次元画像表示画面の各画素に配置された前記視差情報を垂直方向にピクセル単位でシフトすることにより、前記観察領域を前記二次元画像表示画面の水平方向にシフトする観察領域調整ステップを有することを特徴とする三次元画像表示方法。
- 三次元画像表示処理をコンピュータに実行させる三次元画像表示プログラムであって、
1ピクセルを垂直方向に分割して得られるサブピクセルに各色が配置され、各サブピクセルの列には同色が配列されたカラーフィルタを有する二次元画像表示画面と、前記二次元画像表示画面に表示された視差情報が観察される観察領域を画素ごとに異ならせるべく設けられ射出瞳であって、かつ当該射出瞳の長軸が前記二次元画像表示画面の垂直方向から角度(θ)(θ≠0,−45°<θ<45°)だけ傾けた方向に配置された前記射出瞳を有する光線制御子とを備えた三次元画像表示装置において、前記二次元画像表示画面の各画素に配置された前記視差情報を垂直方向にピクセル単位でシフトすることにより、前記観察領域を前記二次元画像表示画面の水平方向にシフトする観察領域調整ステップを有することを特徴とする三次元画像表示プログラム。
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