JP2004258594A

JP2004258594A - 広角度から鑑賞できる立体画像表示装置

Info

Publication number: JP2004258594A
Application number: JP2003098675A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nariyama; 悟司成山
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2003-02-24
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】偏光眼鏡などを装着せずに、正面以外からも複数人が同時に鑑賞できる立体画像表示装置を提供すること。
【解決手段】表示パネル１５に３以上の複数の順次視差を有する画像を順次表示または投影し、分配装置１７により、順次視差を有する画像が、それぞれ特定の空間範囲に到達する様に構成することを特徴とし、鑑賞者が右または左に移動した際も順次視差を有する画像の内、２つを得ることにより、立体画像が鑑賞できるようにすることにより、複数人においても同時に立体画像を鑑賞できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鑑賞者が自然に立体画像を鑑賞できる視差を利用した立体画像表示装置に関する表示方法についての発明である。
【０００２】
【従来の技術】
立体画像の表示方式として一般的なものとして、レンチキュラレンズ方式とパララックスバリア方式が挙げられる。どちらの方式においても視差を有する右眼用画像と左眼用画像を用い、右眼用画像と左眼用画像のそれぞれの画素列を交互に並べ同時に表示し、レンズまたはバリアで右眼と左眼に右眼用画像と左眼用画像を分離し視差により立体画像が視覚できる構成としたものである。
【０００３】
また、広角度かつ複数人が同時に立体視出来る方法として、右眼用画像と左眼用画像を９０度偏光させ、鑑賞者が偏光レンズを取り付けた眼鏡を着用することにより、右眼用画像と左眼用画像を分離する方法は映画などで実用化されている。
【０００４】
また、鑑賞者及び鑑賞者の左右眼の位置を検出して広角度から立体視できる様に構成した立体画像表示装置が多数開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
立体画像の表示方式としてな一般的なレンチキュラレンズ方式とパララックスバリア方式での立体画像の表示は、同一の被写体を正面に対して右方向および左方向の２つの異なる角度で撮影した右眼用と左眼用の２枚のモノキュラ画像から、偶数列または奇数列の画素列を交互に並べて同時に表示板に表示させ、レンズまたはバリアで右眼と左眼に右眼用画像と左眼用画像のそれぞれの画素列が見える構成を特徴としている。
【０００６】
この方法の課題として、表示装置の正面から鑑賞しないと立体画像として見ることができず、左右のどちらかに移動し、表示装置を別の角度から見ると、右目用画像と左目用画像が入れ替わり、遠くに見えるべきものと近くに見えるべきものが逆転してしまう現象が起きてしまう。また、正面から鑑賞しないといけないため、複数人が、同じ表示装置からの立体画像を鑑賞するすることは困難であるという課題がある。
【０００７】
また、偏光の特性を利用した偏光レンズ方式は、広角度且つ多人数が同時に立体画像を鑑賞出来る点では優れているが、偏光レンズを装着した眼鏡を着用せねばならず、不便であるという問題がある。
【０００８】
また、観察者の位置が変化しても良好な立体画像を得るために鑑賞者の位置を検出する検出手段を有する立体画像表示装置は、概して複雑な検出装置と制御手段を有し、コストが高くなるという欠点がある。
【０００９】
そこで、本発明は正面だけではなく右または左に移動した際も、複数人においても同時に、立体画像が鑑賞できる表示装置を眼鏡などの付属装置を着用することなく、低コストで立体画像を鑑賞できる立体画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、この発明の広角度から鑑賞可能な立体画像表示装置は、分配装置と、表示パネルと画像表示制御装置と記憶装置からなり、３以上の順次視差を有する複数の視差画像をそれぞれ特定の空間範囲に到達する様に構成し、鑑賞者は内２つの画像を得ることにより立体視することを特徴とし、正面以外からも立体画像が鑑賞できるようにした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図を用いて発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の広角度から鑑賞可能な立体画像表示装置の全体を示す好適な一実施を示しており、本発明の広角度から鑑賞可能な立体画像表示装置の上面から見た図である。本実施例は第一可視エリア６１から第六可視エリア６６まで６分割した一実施例である。
【００１２】
本発明の広角度から鑑賞可能な立体画像表示装置は、記憶装置１１と、表示パネル１５と、分配装置１７と、画像表示制御装置１９から構成される。
【００１３】
記憶装置１１は接続手段１４と演算手段１３と記憶手段１２から成り、高速に画像を表示するのに適する情報を表示パネル１５に供給する機能を有するように構成する。構成される。接続手段１４は外部記録媒体と接続し、例えばＤＶＤなどの再生装置や放送などの受信装置やビデオカメラからの画像を取り込む機能を有す。演算手段１３は、画像を表示に適するように加工する機能を有す。記憶手段１２は加工された画像を一時保管する機能を有す。
【００１４】
表示パネル１５は発色手段１６と駆動手段（図示せず）から成り、広角度表示且つ高速描画する機能を有するように構成する。発色手段１６は複数から構成され、それぞれの発色手段１６は、赤・緑・青の発色点（図示せず）を有し、各発色点の強弱を変化させる機能を有し、各発色点の強弱により、発色手段１６は人の目にあらゆる色を認知させることが出来る。発色手段１６は画像の構成単位であり、画像は各発色手段１６の発する色の点の集合として表現するため、各発色手段１６は表示パネル１５上に縦横に敷き詰められるように配置する。駆動手段は各発色手段１６の発色点の強弱を制御する駆動回路（図示せず）から構成され、記憶装置１１からの情報に基づき、それぞれの発色手段１６の発色点毎に赤・緑・青の強弱を制御する機能を有する。発色手段の構成として例えば液晶とカラーフィルターを用いた場合は駆動回路は例えば薄膜トランジスターを用いる構成となる。
【００１５】
分配装置１７は反射手段１８と第一発光手段３１から第六発光手段３６と第一遮蔽手段４１から第六遮蔽手段４６から構成される。反射手段１８は一つの凹面状の表面を有する鏡であり、発光手段の発する光束を集光しつつ表示パネル１５の背面へ供給する機能を有する。発光手段は白色光を発する複数の光源を有し、光源を水平方向に並べるように配置する。遮蔽手段は高速で各発光手段の光束を遮ることが出来る機能と光束の幅を制限する機能を有し、機械的または液晶などにより構成する。第一発光手段３１の光束は第一可視エリア６１に達し、第二発光手段３２の光束は第二可視エリア６２に達し、順次発光手段からの光束が対応する可視エリアに達する様に構成する。各可視エリアの幅は鑑賞者の位置でほぼ人の目の幅と同様になるように反射手段と発光手段と遮蔽手段の位置を可変できることが望ましい。
【００１６】
画像表示制御装置１９はタイミング発生手段を有し、記憶装置１１と分配装置１７に接続され、表示パネル１５に表示させる画像データの更新タイミングを記憶装置１１に指示し、画像を投影する方向を分配装置１７に指示し、タイミングを合わせるように制御する機能を有するように構成する。
【００１７】
次に図を用いて発明の実施の動作について説明する。図１は本発明の広角度から鑑賞可能な立体画像表示装置の全体を示す好適な一実施例を示しており、本発明の広角度から鑑賞可能な立体画像表示装置の上面から見た図である。本実施例は第一可視エリア６１から第六可視エリア６６まで６分割した一実施例である。図２は本発明の広角度から鑑賞可能な立体画像表示装置の全体を示す好適な一実施例を示しており、本発明の広角度から鑑賞可能な立体画像表示装置の側面から見た図である。図３は本発明の広角度から鑑賞可能な立体画像表示装置で使用する視差画像の撮影方法を示す好適な一実施例を示している。本実施例は第一可視エリア６１から第六可視エリア６６まで６分割した例である。
【００１８】
まず、記憶装置１１の記憶手段１２に接続手段１４を経由してＤＶＤ再生装置や放送やビデオカメラなどの媒体から、順次視差を有する第一画像５１から第六画像５６を格納する。順次視差を有する画像は、図３に示す様に、被写体２０を第一撮影装置８１から第六撮影装置８６を水平に並べ６方向から撮影し得られる。６つの順次視差を有する画像はこの他に演算手段１３により２つの視差画像から演算により視差成分を抽出し、演算によってさらなる視差を有する画像を発生させ、６つの順次視差を有する画像とし、利用することもできる。
【００１９】
記憶装置１１の記憶手段１２に格納された６つの順次視差を有する第一画像５１から第六画像５６は画像表示制御装置１９からの指示によりまず第一画像５１が表示パネル１５へ送られる。
【００２０】
一方、分配装置１７は第一可視エリア６１から第六可視エリア６６まで６分割した場合、図１に示す様に第一発光手段３１から第六発光手段３６の６つの発光手段を発光させる。図２は側面を示す図であり、発光手段３６は表示パネル１５下部に配置する。第一発光手段３１から第六発光手段３６の近傍にはそれぞれ第一遮蔽手段４１から第六遮蔽手段４６が配置され、通常は遮蔽状態にある。第一遮蔽手段４１から第六遮蔽手段４６は画像表示制御装置１９からの指示によりまず第一遮蔽装置４１のみ開放し、第一発光手段３１が発する光束を反射手段１８に導光する。第一発光手段３１からの光束は凹状面を有する反射手段１８に反射し、表示パネル１５の背面を照光する。表示パネル１５を透過した光束は第一可視エリア６１にのみに達する。この時、表示パネル１５には第一画像５１が表示されているので、第一可視エリア６１からのみ表示パネル上の第一画像５１を視覚することができる。
【００２１】
次に画像表示制御装置１９は表示パネル１５に第二画像５２を表示するように記憶装置１１へ指示を出し、同時に第一遮蔽手段４１を遮蔽し、第二遮蔽手段４２を開放するように指示を出すことにより、第二発光手段３２が発する光束は凹状面を有する反射手段１８に反射し、表示パネル１５の背面を照光し、表示パネル１５を透過した光束は第二可視エリア６２にのみに達する。この時、表示パネル１５には第二画像５２が表示されているので、第二可視エリア６２からのみ表示パネル上の第二画像５２を視覚することができる。
【００２２】
更に画像表示制御装置１９は表示パネル１５に第三画像５３を表示するように記憶装置１１へ指示を出し、同時に第二遮蔽手段４２を遮蔽し、第三遮蔽手段４３を開放するように指示を出すことにより、第三発光手段３３が発する光束は凹状面を有する反射手段１８に反射し、表示パネル１５の背面を照光し、表示パネル１５を透過した光束は第三可視エリア６３にのみに達する。この時、表示パネル１５には第三画像５３が表示されているので、第三可視エリア６３からのみ表示パネル上の第三画像５３を視覚することができる。
【００２３】
このような動作を順次、表示パネル１５に表示する第一画像５１から第六画像５６と第一遮蔽手段４１から第六遮蔽手段４６を同期させるように高速に動作させる。動作を高速に行うことにより、人間の目の残像効果によりちらつきが感じられなくなる。静止立体画像の場合は繰り返し第一画像５１から第六画像５６を表示すればよく、動画立体画像の場合は第一画像５１から第六画像５６を表示したのち、次の被写体に対する６つの画像を同様に順次表示していけばよい。
【００２４】
このような動作を行うことにより、たとえば第一鑑賞位置７１の位置から本発明の広角度から鑑賞できる立体画像表示装置を見ると、第一鑑賞位置７１の鑑賞者の左眼は第一可視エリア６１にあるため左眼は第一画像５１を視覚する。第一鑑賞位置７１の鑑賞者の右眼は第二可視エリア６２にあるため右眼は第二画像５２を視覚する。第一画像５１と第二画像５２には視差を含んでいるため、鑑賞者は奥行きを感じることができる。
【００２５】
次に第二鑑賞位置７２の位置に移動した場合は、第二鑑賞位置７２の鑑賞者の左眼は第二可視エリア６２にあるため左眼は第二画像５２を視覚する。第二鑑賞位置７２の鑑賞者の右眼は第三可視エリア６３にあるため右眼は第三画像５３を視覚する。第三画像５３は第二画像５２より右側から撮影した視差を含んでいるため、鑑賞者は同様に奥行きを感じることができる。
【００２６】
このように本発明の広角度から鑑賞できる立体画像表示装置はどの方向から鑑賞しても鑑賞者の左眼からと右眼からは視差を含む画像を見ることになり、このことは同一人が移動した場合でも、複数人が同時にも立体画像を鑑賞することができることを意味する。
【００２７】
実施の他の形態について説明する。図４は発光手段からの光束を再帰性の反射手段を用いて集光する可視エリアを６分割した場合の一実施例を示している。再帰性反射スクリーン２１は表面に極小のガラスビーズ等を用い、入射した光を入射した方向に反射する特徴を持つ。この場合は第一発光手段３１から第六発光手段３６と第一遮蔽手段４１から第六遮蔽手段４６を鑑賞者の近傍の斜め上後方に配置し、発光手段の発する光束は表示パネル１５を透過した後、再帰性反射手段２１に反射し、再び表示パネル１５を透過し、鑑賞者に達する点で異なるが、動作は前述の凹状面鏡を使用した場合と同様である。
【００２８】
図５は投影手段と再帰性の反射手段を用いた可視エリアを６分割し、スクリーンを凸状にした一実施例を示している。この場合は第一投影手段９１から第六投影手段と再帰性反射スクリーン２１と記憶装置１１から構成され、投影手段を鑑賞者の近傍の斜め上後方に配置し、第一画像５１を第一投影機９１から投影し、第二画像５２を第二投影機９２から投影し、順次視差を有する画像を対応する投影機から再帰性反射スクリーン２１に投影する。各画像の投影は時分割でも良いし、同時でもよい。各画像はスクリーン２１で再帰性反射し、各可視エリアからのみ見ることが出来、前述の実施例と同様に、広角度から立体画像を鑑賞できる。
【００２９】
応用の実施例としては、再帰性反射スクリーンを筒状にし、その周囲より各投影機から順次視差を有する画像を投影する構成とすれば、周囲のどの方向からも立体画像を鑑賞することが出来、あたかもそこに被写体があるかのごとく表示することが可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明では、複雑な制御装置を用いないため低コストで、特殊な眼鏡などを装着せずにあらゆる角度から且つ複数人が同時に立体画像を鑑賞することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】広角度から鑑賞できる立体画像表示装置の一実施例の上面図
【図２】広角度から鑑賞できる立体画像表示装置の一実施例の側面図
【図３】広角度から鑑賞できる立体画像表示装置に利用する画像の撮影方法の一実施例
【図４】再帰性反射板を用いた一実施例の上面図
【図５】再帰性反射板と投影機を用いた一実施例の上面図
【符号の説明】
１１記憶装置
１２記憶手段
１３演算手段
１４接続手段
１５表示パネル
１６発色手段
１７分配装置
１８反射手段
１９画像表示制御装置
２０被写体
２１再帰性反射手段
３１〜３６第一発光手段〜第六発光手段
４１〜４６第一遮蔽手段〜第六遮蔽手段
５１〜５６第一画像〜第六画像
６１〜６６第一可視エリア〜第六可視エリア
７１〜７２第一鑑賞位置〜第二鑑賞位置
８１〜８６第一撮影装置〜第六撮影装置
９１〜９６第一投影装置〜第六投影装置

Claims

３以上の順次視差を有する画像のそれぞれが、人の目の幅以下である特定の範囲からのみ見える様に構成し、鑑賞者はその内の２つの画像を得ることにより立体視できることを特徴とする立体画像表示装置。
３以上の順次視差を有する画像を、それぞれ一表示パネル上に時分割で表示し、３グループ以上の照明装置から方向性を持たせるため択一した一グループの発する光束を集光して表示パネルを照明するすることを特徴とする請求項１記載の立体画像表示装置。
３以上の順次視差を有する画像を、それぞれ投影装置により再帰性反射材を用いたスクリーンに投影することを特徴とする請求項１記載の立体画像表示装置。
２つの視差画像から演算により視差成分を抽出し、演算により３以上の順次視差を有する画像を発生させる機能を有する請求項１から請求項３記載の立体画像表示装置。