[发明专利]立体图像显示装置、立体图像显示方法及计算机程序

说明书

技术领域

本发明涉及生成显示利用观看者两眼视差而能够使观看者无论从哪个位置观看均能于视网膜上形成三维图像、并且能够自然地掌控被摄体的空间位置关系的立体图像的立体图像显示装置、立体图像显示方法及计算机程序。

背景技术

随着近年来的图像处理技术的急速进展，不仅大量开发出了能够通过使用组装了偏振透镜等光学透镜的特殊眼镜而欣赏到立体图像的立体图像显示装置，而且还大量开发出了用裸眼也能够欣赏到立体图像的立体图像显示装置。对于现有的立体图像显示装置而言，具有下述的问题：生成显示的为注视点单一时的立体图像，就空间中的部分区域而言，能够清晰地观看到，从而能够正确观看到空间的位置关系，相对于该情况，就其他区域而言，看到所谓的模糊图像，所以，难以在空间整个区域正确观看到位置关系。

图16为表示现有技术的立体图像显示的概念的示意图。在通过投影立体图像的屏幕1而观看所投影的被摄体(图16中为车辆)的注视点2时，因为在注视点2未产生视差，故而能够清晰地观看到立体图像。另一方面，对于离开注视点2的位置处的立体图像，视差越大，形成于左眼视网膜上的立体图像3和形成于右眼视网膜上的立体图像4的背离就越大，结果只能在模糊不清的状态下观看。图17为表示现有技术的立体图像显示的模糊区域的图。如图17所示，在现有技术的立体图像显示装置中，采用单焦透镜5、5、...，能够清晰观看注视点2附近的被摄体，但是，在离开注视点2的区域例如影线区域6中，则因左右图像的视差大于规定值而只能看到模糊图像。

为了解决该技术问题，例如专利文献1及2中，采用可变焦透镜，在观看者和屏幕1之间的多个不同位置设置注视点，扩大能够清晰观看的区域，从而使由于观看者位置、注视点等的不同而所见三维图像不同的情况均匀化。图18为表示采用可变焦透镜时的立体图像显示的模糊区域的图。如图18所示，通过采用可变焦透镜7、7、...，能够设置多个注视点2、2、...，通过采用多个可变焦透镜7、7、...，以进行注视点2、2、...的配置设计，从而能够缩小或消除图17的影线区域6、即左右图像的视差大于规定值而作为模糊图像被识别的区域。

专利文献1：JP特许第3064992号公报

专利文献2：JP特开2001-238229号公报

然而，为了完全消除采用了所述可变焦透镜7、7、...的立体图像显示系统中的模糊区域，需要配备多个可变焦透镜7，从而有成本增大的问题。

另外，即使在包括多个可变焦透镜7的情况下，例如对于位于从某个注视点沿纵深方向离开的位置的被摄体的图像，在某个注视点左右图像的视差仍然大于规定值，只能看到模糊的图像。因此，即使在观看者打算掌控被摄体的空间位置关系而多次改变视点的情况下，仍存在仅能够看到模糊图像，而且不能完全消除看到模糊图像的区域这样的问题。

这是因为，现有技术的立体显示图像系统没有考虑到能使观看者没有模糊地看到立体图像的视差的界限值(下称界限视差)。界限视差可以根据观看者和屏幕之间的位置关系而求得。

另外，对于现有技术的立体显示图像系统，为了从多个拍摄成的图像中提取焦点最对准的图像，需要对图像所含有的所有像素均进行比较判断处理。换言之，就所有像素而言，算出相关度，算出视差。所以，需要在多个图像间对算出的视差进行比较，故而还存在计算机的处理负荷庞大这样的问题。

发明内容

本发明鉴于所述技术问题而提出，本发明的目的在于提供一种无需采用可变焦透镜而能够正确观看立体图像的所有区域、以及能够减轻计算机处理负荷的立体图像显示装置、立体图像显示方法及计算机程序。

另外，本发明的目的还在于提供一种能够尽可能正确地算出界限视差、且多个观看者从任何位置观看图像时均能够在视网膜上形成自然三维图像的立体图像显示装置、立体图像显示方法及计算机程序。

为了实现所述目的，本发明第1方面提供一种立体图像显示装置，其生成显示在观看者视网膜上形成三维图像的立体图像，其特征在于，包括：界限视差算出机构，其算出可在观看者视网膜上形成三维图像的视差的边界即界限视差；长方体尺寸算出机构，其算出与以算出的界限视差为直径的球内接的长方体的尺寸；空间分割机构，其由算出的长方体将包含被摄体的空间分割成多个空间；注视点图像生成机构，其在每个分割空间中生成被摄体相对于单一注视点的立体图像；注视点图像合成机构，其合成所生成的多个立体图像，生成单一立体图像；图像显示机构，其显示所生成的单一立体图像。