第158回：CES特別編 ソニーが新方式の裸眼立体視テレビ

　前回に引き続き、今回も、International CES 2012での映像機器関連の展示で興味深かったものを技術テーマ別に括って紹介していく。今回のテーマは「3D」だ。そして筆者が見つけた変わり種(ネタ?)的なものも紹介していきたいと思う。

■ 3D立体視に新方式? ～ソニーが視差バリアでもレンチキュラーでもない裸眼立体視TV

　3D立体視のブームは、一時ほどの盛り上がりはないが、依然と関心は強く、3D立体視対応のテレビ製品はハイエンド機だけでなく中級機にまで製品展開が及ぶほどになりつつある。テレビ放送としての3D放送を楽しむ機会はまだまだ限られているが、Blu-ray 3Dソフトは洋画を中心にラインナップ拡充が急速に進んでいるし、3D対応ゲームもソニーのPlayStation3(PS3)が昨年末までに全55タイトルを用意するなど、徐々にコンテンツ不足は解消されつつある。「次回テレビを購入するならば3D対応機もいいかな」……くらいの気持ちになっているユーザーも少なくないのではないだろうか。

　ただ、立体視の実現に関して、3Dメガネを掛けることに抵抗感を示すユーザーも多く、裸眼立体視こそ本命…と考えている人は多いようだ。

　裸眼立体視に対応する3Dテレビ製品としては、東芝が2011年12月にCELL REGZAの直系後継機である55X3を発売しているが、各メーカーもこれに続くべきか様子を覗っているような状況となっている。

　独自技術開発に定評のあるソニーも、そのうちの1社で、昨年からことあるごとに裸眼立体視3Dテレビ(ディスプレイ)の展示を各所で行なってきている。今回のCES2012においても、24インチと46インチの裸眼立体視テレビの試作機を展示していた。

　24インチ試作機はフルHD(1,920×1,080ドット)の液晶パネルを採用し、SD解像度前後(640×360ドット相当と予想)の3D像が得られるスペックと発表され、一方、46インチ試作機は、4K2K(3,840×2,160ドット)の液晶パネルを採用し、HD解像度相当(1,280×720ドット相当と予想)の3D像が得られるとされる。

位置を変えて見ても立体像が得られ、さらに移動しながら見てもジャンピングが起こらず安定した立体像が得られていたソニーの裸眼立体視テレビ試作機。写真は24インチモデルのデモ

　この裸眼立体視テレビの試作機だが、実際に見てみるとあることに気がつく。いわゆるジャンピングポイントが殆ど無いのだ。

　裸眼立体視は、映像パネル側の画素を「左目には見えるが右目には見えない」「右目には見えるが左目には見えない」という"絶妙な間合い"で表示することで「裸眼の3D立体視」を実現する。この"絶妙な間合い"を作り出す手段として、スリット状のマスクを利用するのが「視差バリア方式」の裸眼立体視で、一方で微細光学系を用いて光路制御で実現するのが「レンチキュラーレンズ」(MLA:マイクロレンズアレイ)方式だ。

　この2方式のいずれにおいても、スイートスポットとなる「立体像がよく見える位置」という場所が存在し(というか、この位置を元に視差バリアやレンチキュラーレンズを設計する)、ここからずれると二重像(いわゆるクロストーク現象)が見えるようになり正確な立体像が見えない。

　この問題に対し、任天堂3DSは、「ほとんどのユーザーが決まった位置で見ることになる」という携帯機の使用スタイルを逆手にとって、視位置を固定化しても問題ない状況を作り出した。

　一方東芝の55X3は、ユーザーの顔面位置をビルトインカメラで検出し、複数の視位置(最大9視点)に対応できるように画素駆動を最適化する贅沢な仕組みを内蔵させてこの問題に取り組んだ。

東芝レグザ55X3が採用した広い視位置を確保するための工夫

　ただ、多視点とはいえ、視位置は離散的なもので、最適化された視位置からずれれば二重像になってしまうし、フェイストラッキング(顔面位置追従)もリアルタイム動作ではなく、着座してからのキャリブレーションに相当するので移動しながら見れば二重像になってしまう。

　この問題に対して、フェイストラッキングをリアルタイムにするという方策も考えられるが、全ての視位置のユーザーに映像をブレさせずに有限個の画素を新たな視位置用にリアルタイムに再割り当てを行なうのは困難だ。

　説明が長くなったが、こうした最適化された視位置からずれてに二重像が見えてしまい、さらに移動して再び立体像が正しく見えるような現象をジャンピング現象といい、その二重像状態と正しい立体像が見える境界をジャンピングポイントという。

　ソニーはこのジャンピングポイントに対して強健な手法で取り組んだことがあった。

　それは視位置を360度全周に確保してしまうというとんでもないアイディアだ。

　ソニーはSIGGRAPH2010で、360度どこから見ても裸眼立体視が実現出来る筒型のLEDディスプレイを発表している。そう、発光画素そのものが微細なRGB-LEDだったのだが、これは丁度、本稿でもレポートしたソニーの「Crystal LED Display」と同じだ。

　RayModelerと名付けられたこの全周型3D立体視ディスプレイは、外観はジュースミキサーのような円筒状の形をしていて、透明パーツで覆われた箇所が表示面になる。寸法的には高さ約27cm、幅約13cmで、大きさ的にもジュースミキサー程度。表示面は360度分あり、本体の表から裏に至るまで全外周面に映像が表示される。360度に対して1度ずつ、各視線方向に対応して、個別の映像表示ができるため、結果として裸眼立体視の効果が得られる。視覚体験としては円筒形の内部に立体物が閉じ込められていて、それを見ているような感じになる。

SIGGRAPH2010で発表された360度立体視に対応したLEDディスプレイの「RayModeler」。表示されている女性の映像を幾つかの角度から撮影

PS3とHDMI接続して360度立体視に対応したゲームがプレイ出来るようになっていた

　表示映像解像度的には横96ドット×縦128ドット×360度分の解像度で、リフレッシュレートは30Hz。SIGGRAPH2010では、HDMI入力に対応し、PS3と接続して、360度立体的に並べられたブロックを崩していくゲームのデモなどが行なわれ、その新感覚な3D映像表現にドギモを抜かれたものだ。

　RayModelerでは、360度分の立体像を1度ずつ用意することで、ジャンピングポイントを解消したわけだが、今回、CESで展示された裸眼立体視テレビの試作機は、こういった方法ではない。

　今回の試作機では、視差バリアもレンチキュラレンズも用いないで裸眼立体視を実現した。

　この方式では、液晶パネルのすぐ後ろに微細な縦ライン上のバックライトを配置し、ここから液晶パネルへと光を照射する。その際に光を広範囲に拡散させるのがミソだ。

　ユーザーの立場から見た概念的なことを言えば、立体像が得られる仕組みは視差バリア方式に近い。

　視差バリアはスリットマスクから溢れ出た光を液晶画素に通して映像を見せるが、ソニーの新方式は「スリットを通ってきたような縦線状の光を、光の照射段階で作り出してしまう」という点が新しい。スリットマスクを使うとスリットから抜け出た指向性の強い(あるいは拡散範囲の狭い)光しか目に届かないため、ジャンピングポイントが起きやすい。これに対し新方式では、スリットマスクに邪魔されることのない拡散光を出すのでジャンピングポイントを劇的に低減できるというわけだ。

　実際には、縦ライン状のバックライトは、導光板で実現されており、実体光源となる白色LEDはディスプレイパネルの外辺部にあるのだという。つまり、導光板によって導かれた白色光が縦型のライン状の導光板によって液晶パネルに照射されるようなイメージだ。

　また、この縦型ライン状の導光板には、特殊な拡散パターンがあしらわれており、これもジャンピングポイント低減のミソになっているようだ。

　では、続いて気になるのが、2Dディスプレイととしては使えるのかという疑問だ。

　これについては、問題がない。裸眼立体視時はライン状にバックライトを光らせることになるが、2D表示時は、バックライトを全面照射すればいいからだ。

　2D/3D表示切り替えは裸眼立体視ディスプレイの実現様式においては重要なテーマで、コストが高く付きやすい。

　例えば、レンチキュラーレンズ方式の55X3では、液晶パネルとレンチキュラーレンズの間に電気的に切り替えが可能なアクティブ偏光切換パネルがサンドイッチされる構造だ。

東芝55X3では、液晶パネルとレンチキュラーレンズの間にアクティブ偏光切換パネルを挟むことで2D/3D切換を実現していた

　視差バリア方式のニンテンドー3DSは液晶パネルに組み合わされる視差バリア自体を白黒液晶パネル(ただしセグメントパネル)で構成し、オン/オフ出来る仕組みを採用していた。解像度がそれほど高くなく、画面サイズも小さいからそれほどのコストアップになっていないが、これを大画面テレビで実現しようとすると、いわば二枚の液晶パネルを使うことになるので結構なコストアップとなる。

　ソニーの今回の方式はバックライトの照射方式を切り換えるだけでいいので、構造的にもそれほど複雑ではなく、コスト的にもそれほど掛かりそうな雰囲気もない。

　ソニーは試作機に関して、具体的な発売時期や価格に対する明言は避けたが、展示コーナーにいた開発スタッフに筆者が、「ソニー・コンピュータエンタテインメントがアクティブシャッター方式の3D液晶ディスプレイ(CECH-ZED1J)を実勢価格3万円台で出しましたよ」と提言すると「さすがにその値段は正直厳しい(笑)」としていた。

　いずれにせよ、日本の技術力を再び誇示するためにも、実際の発売を早期にお願いしたいものだ。

ソニーの46インチ、裸眼立体視テレビ試作機。解像感もそれなりにある。ただし、立体感はやや控え気味だ

■ フレームシーケンシャルを偏光式に変換するグッズなど

　3Dテレビや3Dプロジェクタに広く採用される3D立体視の主流は偏光方式とアクティブシャッター方式(フレームシーケンシャル方式)の2タイプだ。

　前者は、3D映像としての左右の映像を偏光方向の違う光で出力し、メガネ側の偏光フィルタで適宜振り分けて見せる手法になる。後者は、左右の目に向けた映像を交互に表示して、3Dメガネでは、その表示タイミングに合わせて高速に液晶シャッターを切り換えて立体視を実現する。

　LGエレクトロニクスの「CF3D」を除けば、ほとんどの単体3Dプロジェクタ製品はフレームシーケンシャル方式を採用しており、この方式では使用する液晶シャッター機構付きの3Dメガネは高価なので、多人数で見ようとするとコストが嵩む。ただ、設置するプロジェクタは1台で済み映像投射側の機材は現実的な出費で済む。

VOLFONIのブース

　一方、偏光方式は、前出のCF3Dのような例外を除けば、左目用、右目用のプロジェクタを2台並べて設置し、それぞれのプロジェクタの投射レンズに偏光板をあてがって運用する形態になる。こちらはプロジェクタを2台用意することと、左右の目の映像を振り分けるそれぞれのプロジェクタに伝送する映像プロセッサが必要になって機材側の出費が嵩む。しかし、3Dメガネは偏光フィルタを付けるだけで済むので、3Dメガネ自体はとても安く、さらに言えば互換性が高い。

　「両者のいいとこ取りができないか」と立ち上がったのがフランスのVOLFONI社だ。彼らが開発した「SMART CRYSTAL PRO」は、フレームシーケンシャル方式の3Dプロジェクタを偏光方式に変換してしまう製品。

　製品本体はフレームに覆われた透明なガラス板を支柱が支えているようなシンプルなデザインで、これを3Dプロジェクタの投射レンズの前に置くことになる。

「SMART CRYSTAL PRO」の化粧箱。展示されていたモデルは白だったが、販売モデルは黒になるという	フレームシーケンシャル3Dを偏光式3Dに変換できる「SMART CRYSTAL PRO」。このように3Dプロジェクタの投射レンズの前に設置して利用する

　実は、この透明なガラス板のような物体は液晶を用いたアクティブポラライザ(電気駆動型偏光板)で、入射してきた光の偏向方向を動的に変えることができる装置になっている。具体的には、フレームシーケンシャルにおいて、左目の映像が表示されている時には偏光方式の3Dメガネの左目の偏光フィルタを通る特性の円偏光にしてやり、右目の映像が表示されているときも同様で、アクティブポラライザで逆方向の円偏光に変調して右目の偏光方式の3Dメガネの右目の偏光フィルタを通る特性の光に変えている。つまり、スクリーンに映し出される映像が、交互に偏光方式の3Dメガネの左目レンズを通る映像、右目レンズを通る映像に切り替わってくれるので、偏光方式の安価な3Dメガネが利用出来るのである。

　ちなみに同種製品はDepthQ社からも出ているが、原理は基本的には同じで、液晶を用いたアクティブポラライザを応用しているようだ。

今回の展示では、同期用の3Dエミッタを接続する端子から直接同期信号を引き込む設置ケースとなっていた

　なお、プロジェクタ側の左右の映像の表示タイミングは3Dエミッタの端子を直接引き込むパターンと、プロジェクタ側の3Dエミッタからの赤外光を認識する2パターンが選べるという。

　現状は北米でユーザーの多いDLPプロジェクタの各社主要製品との組み合わせに対応しており、SXRDやD-ILAのようなLCOSプロジェクタへの対応モデルは追って発売を計画中だとのことだ。VOLFONIブースにいた技術者によれば組み合わせるプロジェクタの出力光特性にアクティブポラライザの動作を最適化する必要があり、DLPプロジェクタに最適化してしまったものをLCOS機に流用しても、画質的にあまり良くならないのだという。

　価格は北米で1,500ドルを予定しており、日本ではミックスウェーブが販売を手がける予定だそうだ。

　日本円にして12万円はやや高い気もするが、やや大きなホームシアターや企業の会議室、あるいは飲食店などの宴会場などにおいて、大人数分の3Dメガネを用意しなければならないケースなどにおいては、有用なソリューションとなるかも知れない。

　それにしても、このアイディアはメーカー側で3Dプロジェクタ製品側の光学系にビルトインの形で組み込んでしまい、偏光方式の3Dメガネ、アクティブシャッターの3Dメガネの両方が使える3Dプロジェクタを製品化しても面白そうだ。

デモの様子。フレームシーケンシャル方式の3D映像を偏光方式の3Dメガネで見られるが、3Dプロジェクタ側は左右の映像を交互に出力しているので、本当の偏光方式のように両目で左右の眼用の映像を見ているわけではない	業務用の「SMART CRYSTAL CINEMA」も発売される。こちらは「PRO」と比較してアクティブポラライザの開口部が大きい

■ 3Dメガネもハイブリッド時代へ!?～ 偏光とフレームシーケンシャル両対応の3Dメガネ

　「AV機材がありすぎてリモコンが一杯。機器の操作にどのリモコンを手にとっていいか迷ってしまう」なんていう人は、本誌読者ならば結構いそうだ。

　前出の仏VOLFONIはその先の未来? を予想して、またとんでもないオモシロ3D製品を開発してしまった。

　それはどんな未来かと言えば、「うちには複数の3Dテレビがあるんだけどさ、偏光方式3Dとフレームシーケンシャル方式3Dのテレビがあって3Dメガネの使い分けが面倒なんだよね」というような未来。

偏光方式の3Dテレビとフレームシーケンシャル方式の3Dテレビを同時に3Dに見ることができる! 意味があるのかはともかく!

　VOLFONIが開発した「世界初!ハイブリッド3Dメガネ」というキャッチコピーが付いた「ACTIVEYES」という3Dメガネは、なんと同時に偏光方式の3Dテレビとフレームシーケンシャル方式の3Dテレビの両方に対応したものだ。

　両方に対応しているどころか、偏光方式の3Dテレビとフレームシーケンシャル方式の3Dテレビの3D映像を"同時に見てもちゃんと正しい3D映像が見られる"のだ。

　これは基本的な発想としては単純で、アクティブシャッター付きの3Dメガネのレンズに円偏光フィルタをも適用しているだけだったりする。

　ただ、フレームシーケンシャル方式の3D映像用の同期信号は共通化の動きはあるものの、現状はまだまだで、メーカーごとに幾つかの"互換"傾向はあるが、基本的には相互互換性はない。

　「ACTIVEYES」では、電源を入れると入ってきたフレームシーケンシャル方式の3Dテレビの赤外線の同期信号を自動認識して正しいタイミングでの3Dメガネレンズの液晶シャッター駆動を自動的に行なってくれる。なので、「うちには複数メーカーのフレームシーケンシャル方式3Dのテレビが何台かあってさ、3Dメガネの使いわけが大変なんだよ」という未来(!?)にも自動的に対応可能だ。

　ブースでは、ACTIVEYESを用いて、偏光方式のLG製の3D液晶テレビとフレームシーケンシャル方式のパナソニック製の3Dプラズマテレビを同時に視聴して双方がちゃんと3Dに見えることが確認できる体験コーナーが設けられていた。

「ACTIVEYES」。価格はUS$220を予定。日本でもMIXWAVEでの発売が予定されている	次期モデルのコンセプトも展示。次期モデルではプロセッサ部がメガネと一体化される。現行モデルは有線接続の別体型となっている

　さらに、もう一つ別の解決策をVOLFONI社は用意している。それは3Dテレビ、3Dプロジェクタの3D同期信号を他機種の3Dメガネ用に相互変換してしまおうというソリューションだ。

　3Dメガネの共通仕様化は欧米地区から強く望まれており、実際「フルHD 3Dグラス･イニシアチブ」がこの問題について取り組んでいるが、出足は遅い。

　「3Dメガネはもうそのままにして、3Dエミッタの方を各メーカーの3Dメガネに適合せさよう」という発想にしたというわけだ。

　VOLFONIが開発した「ACTIVHUB PRO」は赤外線ベース、電波ベース、DLP-LINKベース、VESAベースの各種3D同期信号を、任意のメーカーの3Dテレビ、3Dプロジェクタ用の3Dメガネに適合した同期信号に変換(VOLFONIスタッフは翻訳という表現を用いていた)するもので、設置の仕方によっては、あるメーカーの3Dテレビ/3Dプロジェクタの映像を、複数メーカーの3Dメガネを同時に使用して見ることを可能にしてくれる。

あるメーカーの3Dテレビ/3Dテレビからの3D同期信号を各社の3Dメガネに適合した3D信号に"翻訳"してくれる「ACTIVHUB PRO」	異なるメーカーの3Dメガネを使って3Dテレビ/3Dプロジェクタが見られるようになる	「ACTIVHUB PRO」は近日発売予定。価格はUS$490を予定。こちらもMIXWAVEからの発売を検討中

　盛り上がりには欠けたが、地道に進化を見せた感のある2011年の3D立体視事情。2012年は普及期、あるいは成長期に差し掛かって欲しいものだが、果たして…。