JP2000347132A - Picture display device and method - Google Patents

Picture display device and method

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JP2000347132A
JP2000347132A JP11162261A JP16226199A JP2000347132A JP 2000347132 A JP2000347132 A JP 2000347132A JP 11162261 A JP11162261 A JP 11162261A JP 16226199 A JP16226199 A JP 16226199A JP 2000347132 A JP2000347132 A JP 2000347132A
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image
parallax
image display
display device
dimensional
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JP11162261A
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Japanese (ja)
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Tsutomu Ozaka
勉 尾坂
Toshiyuki Sudo
敏行 須藤
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MR SYSTEM KENKYUSHO KK
MR System Kenkyusho KK
Original Assignee
MR SYSTEM KENKYUSHO KK
MR System Kenkyusho KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a device capable of observing a natural three-dimensional picture and also displaying a two-dimensional picture and the three-dimensional picture or switching and observing both pictures by displaying a monocular parallactic picture in a lateral direction and displaying a monocular parallactic picture in a longitudinal direction by acting synchronously with a picture display unit. SOLUTION: The monocular parallactic picture in the lateral direction is displayed by the picture display unit displaying the parallactic picture and a deflecting control means deflecting and controlling the display directivity of the parallactic picture synchronously with the parallactic picture. Then, the device is provided with a picture separating means capable of being attached to the observer' s head or face and displaying the monocular parallactic picture in the longitudinal direction by acting synchronously with the picture display unit. In this device, a slit-shaped aperture panel 3 for scanning in order to generate monocular parallax in the lateral direction and the picture display unit 1 for displaying the parallactic picture 7 are utilized. Then, the slit-shaped picture separating means (slit spectacles 100) scanning in the longitudinal direction and provided near the observer in order to generate monocular parallax in the longitudinal direction and the picture display unit 1 are utilized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は画像表示装置および
画像表示方法に関し、例えば観察者に対して右眼と左眼
のそれぞれに単眼視差画像を観察させることによって自
然な奥行きのある像(3次元像)を提供し、3次元画像
を観察する際に好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display apparatus and an image display method, and more particularly to an image having a natural depth (three-dimensional image) by allowing an observer to observe a monocular parallax image with each of a right eye and a left eye. Image) for viewing three-dimensional images.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から奥行きのある物を奥行きの有る
ように再生する方法として様々な方式が試みられてい
る。このうち、右眼と左眼の視差を利用して立体感を表
現する立体画像表示装置(立体表示装置)は実現の容易
さから実用化されている。両眼視差を利用する立体表示
装置の構成としては、観察者に液晶シャッタ眼鏡や偏光
眼鏡を掛けさせる眼鏡方式と、パララックスバリア方式
のように眼鏡を必要としない方式がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, various methods have been tried as a method of reproducing an object having a depth so as to have a depth. Among them, a stereoscopic image display device (stereoscopic display device) that expresses a stereoscopic effect by using the parallax between the right eye and the left eye has been put into practical use because of its easy realization. As a configuration of a stereoscopic display device using binocular parallax, there are a spectacle method in which an observer wears liquid crystal shutter glasses and polarizing glasses, and a method in which no glasses are required unlike a parallax barrier method.

【0003】パララックス・バリヤ方式については、S.
H.Kalplan,”Theory of ParallaxBarriers”,J.SMPTE,V
ol.59,No.7,pp.11-21(1952)に開示されており、複数視
点からの複数の視差画像から左右画像が少なくとも交互
に配列されたストライプ画像を、この画像から所定の距
離だけ離れた位置に設けられた所定の開口部を有するス
リット(パララックス・バリヤと呼ばれる)を介して、
それぞれの眼でそれぞれの眼に対応した視差画像を観察
することにより立体視を行うことができる。
The parallax barrier method is described in
H.Kalplan, "Theory of ParallaxBarriers", J.SMPTE, V
ol.59, No. 7, pp. 11-21 (1952), a stripe image in which the left and right images are arranged at least alternately from a plurality of parallax images from a plurality of viewpoints, a predetermined distance from this image Through a slit (referred to as a parallax barrier) having a predetermined opening provided only
By observing a parallax image corresponding to each eye with each eye, stereoscopic vision can be performed.

【0004】更に、2次元画像(一視点画像)表示装置
との両立性を向上させるためにパララックス・バリヤを
透過型液晶表示装置を用いて電子的に発生させ、バリヤ
・ストライプの形状や位置などを電子的に可変制御する
ようにした立体表示装置が、特開平3−119889号
公報、特開平5−122733号公報等に開示されてい
る。
Further, in order to improve compatibility with a two-dimensional image (one-viewpoint image) display device, a parallax barrier is generated electronically using a transmission type liquid crystal display device, and the shape and position of the barrier stripe are formed. A three-dimensional display device that electronically variably controls the above is disclosed in JP-A-3-119889, JP-A-5-122733, and the like.

【0005】図10は特開平3−119889号公報に
開示されている立体画像表示装置の基本構成図である。
同図において画像表示を行う透過型液晶表示面201に
厚さdのスペーサー202を介して透過型液晶表示素子
から成る電子的なパララック・バリヤ203を配置して
いる。
FIG. 10 is a basic configuration diagram of a stereoscopic image display device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-119889.
In the figure, an electronic parallax barrier 203 composed of a transmissive liquid crystal display element is disposed on a transmissive liquid crystal display surface 201 for displaying an image via a spacer 202 having a thickness d.

【0006】透過型液晶表示面201には2方向または
多方向から撮像した視差を有する縦ストライプ画像を表
示し、電子式パララックス・バリヤ203にはXYアド
レスをマイクロコンピュータ204等の制御手段で指定
することにより、コントローラ205,Xドライバ20
6,Yドライバー207を介してバリヤ面上の任意の位
置にパララックス・バリヤパターンを形成し、前記パラ
ラックス・バリヤ方式の原理に従って立体視している。
A transmissive liquid crystal display screen 201 displays a vertical stripe image having parallax captured from two directions or multiple directions, and an electronic parallax barrier 203 specifies an XY address by a control means such as a microcomputer 204. By doing so, the controller 205 and the X driver 20
6, a parallax barrier pattern is formed at an arbitrary position on the barrier surface via the Y driver 207, and stereoscopic viewing is performed according to the principle of the parallax barrier method.

【0007】図11は特開平3−119889号公報に
開示されている液晶パネルディスプレイと電子式バリヤ
によって構成された立体画像表示装置の表示部の構成図
である。2枚の液晶層215、225をそれぞれ2枚の
偏光板211、218および偏光板221、228で挟
んだ構成になっている。
FIG. 11 is a block diagram of a display unit of a three-dimensional image display device comprising a liquid crystal panel display and an electronic barrier disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-119889. In this configuration, two liquid crystal layers 215 and 225 are sandwiched between two polarizing plates 211 and 218 and two polarizing plates 221 and 228, respectively.

【0008】この装置において、2次元画像表示を行う
際には、電子式パララックス・バリヤパターン(電子式
バリア)203の表示を停止し、画像表示領域の全域に
わたって無色透明な状態にすることで、従来のパララッ
クス・バリヤ方式を用いた立体画像表示装置とは異なっ
て2次元表示との両立性を実現している。
In this apparatus, when displaying a two-dimensional image, the display of the electronic parallax barrier pattern (electronic barrier) 203 is stopped, and the display is made colorless and transparent over the entire image display area. Unlike the stereoscopic image display device using the conventional parallax barrier method, compatibility with two-dimensional display is realized.

【0009】特開平5−122733号公報には、図1
2に示すように透過型液晶表示素子から成る電子式パラ
ラックス・バリヤ203の一部領域のみにバリア・スト
ライプのパターンを発生させることが出来る構成とし、
立体画像と2次元画像とを同一面内で混在表示すること
を可能とした例が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-122733 discloses FIG.
As shown in FIG. 2, a configuration in which a barrier stripe pattern can be generated only in a part of the electronic parallax barrier 203 composed of a transmission type liquid crystal display element,
There is disclosed an example in which a stereoscopic image and a two-dimensional image can be mixedly displayed on the same plane.

【0010】眼鏡を必要としない立体画像表示方式では
レンチキュラを用いた方式も多く提案されている。レン
チキュラ方式はディスプレイの前面にかまぼこ状のレン
ズを多数ならべたレンチキュラレンズを設け、空間的に
左右の眼に入る画像を分離して、観察者に立体画像を観
察させるものである。
As a stereoscopic image display method that does not require glasses, many methods using a lenticular have been proposed. In the lenticular system, a lenticular lens in which a large number of lens-like lenses are arranged on the front surface of a display is provided to separate images spatially entering the left and right eyes, thereby allowing a viewer to observe a stereoscopic image.

【0011】これらのうち、両眼視差を用いて観察者に
立体視を行わせる方法(眼鏡方式、パララックスバリア
方式、レンチキュラ方式など)は広く利用されている
が、眼の調節機能による3次元認識と、輻輳による立体
認識との間に矛盾が生じるため、観察者は疲労や違和感
を覚えることが少なくない。また、こうした両眼視差の
みに頼らず、眼の3次元認識機能の全てを満足する3次
元画像を再生する方法が数多く試みられている。
[0011] Of these methods, a method of causing an observer to perform stereoscopic vision using binocular parallax (eg, an eyeglass system, a parallax barrier system, a lenticular system, etc.) is widely used. Since a contradiction occurs between the recognition and the three-dimensional recognition due to the convergence, the observer often feels tired or uncomfortable. In addition, many methods for reproducing a three-dimensional image that satisfies all of the three-dimensional eye recognition functions without relying only on such binocular parallax have been attempted.

【0012】特開昭64−84993号公報には、ホロ
グラフィ技術を用いて3次元物体を再生するための方法
が開示されている。上記特許公報では、液晶ドットマト
リクス表示素子を用いたリアルタイムホログラム再生装
置が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-84793 discloses a method for reproducing a three-dimensional object using a holographic technique. The above-mentioned patent publication discloses a real-time hologram reproducing device using a liquid crystal dot matrix display element.

【0013】図13はこの装置の構成を示した図であ
る。図中、マイクロプロセッサ301および映像制御装
置302によって所望の立体画像再生を可能にする干渉
縞パターンを生成し、ドライバ回路303にて上記干渉
縞パターンを液晶ドットマトリクス素子304上に明暗
のパターンとして描画する。
FIG. 13 is a diagram showing the configuration of this device. In the figure, an interference fringe pattern enabling a desired stereoscopic image reproduction is generated by a microprocessor 301 and a video control device 302, and the interference fringe pattern is drawn as a bright and dark pattern on a liquid crystal dot matrix element 304 by a driver circuit 303. I do.

【0014】これをレーザー発光回路305より発生す
るレーザー光にて照射し、方向Aから観察すれば観察者
は立体画像を観察することが出来る。さらに、液晶ドッ
トマトリクス素子304上に描画する干渉縞パターンを
動的に変化させてゆけば立体動画像を得ることが出来
る。
By irradiating this with laser light generated from the laser light emitting circuit 305 and observing from the direction A, the observer can observe a stereoscopic image. Further, by dynamically changing the interference fringe pattern drawn on the liquid crystal dot matrix element 304, a three-dimensional moving image can be obtained.

【0015】ホログラフィは実物と同じ波面を生成する
ので、理想的な立体表示手段と言うことができる。しか
しながら、必要な干渉縞パターンを記録再生するには極
めて高解像度のデバイスが必要であり、これが実用上の
問題となっている。
Since holography generates the same wavefront as the real thing, it can be said that it is an ideal three-dimensional display means. However, recording and reproducing the necessary interference fringe pattern requires an extremely high-resolution device, which is a practical problem.

【0016】両眼視差の疲労の問題とホログラフィの実
現性の問題等に対して、単眼に2像以上の像を表示する
超多眼方式を利用した立体画像表示装置が提案されてい
る。尚、これについては、本発明の実施形態を説明する
ときに詳述する。
In order to solve the problems of binocular parallax fatigue and the problem of holography feasibility, a stereoscopic image display apparatus using a super multi-view system for displaying two or more images in a single eye has been proposed. This will be described in detail when describing an embodiment of the present invention.

【0017】また、特開平11−72744号公報に
は、単一指向性光線放射光源列とこの光線制御手段を設
けた3次元再生装置が提案されている。特願平9−36
1956号は前述の特開平11−72744号公報と同
様の原理であり、光線制御手段として表示パネルと微小
開口を走査すことで観察者の瞳に2本以上の光線、即ち
単眼視差を生成する構成について述べてある。特願平1
0−211076にも単眼視差を生成する構成と手段が
述べられている。
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-72744 proposes a three-dimensional reproducing apparatus provided with a unidirectional light radiation source array and this light control means. Japanese Patent Application No. 9-36
No. 1956 is based on the same principle as that of the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-72744, and generates two or more light rays, that is, monocular parallax, on a viewer's pupil by scanning a display panel and a minute aperture as light ray control means. The configuration is described. Japanese Patent Application No. 1
The configuration and means for generating monocular parallax are also described in 0-211076.

【0018】さらに特願平9−368961号では、一
つの観察者の瞳に2像以上を表示させ、観察時の疲労を
軽減する目的で、微小開口が走査する観察メガネを用い
る系について述べられている。
Further, Japanese Patent Application No. 9-368961 describes a system using observation glasses in which a small aperture scans in order to display two or more images on one observer's pupil and to reduce fatigue during observation. ing.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】2枚または複数の視差
画像を右眼と左眼にそれぞれ観察させる両眼視差を用い
た立体ディスプレイは表示条件によっては眼の焦点と輻
輳が合致せず、より表示条件に拘束されない立体表示方
式が望まれている。
A stereoscopic display using binocular parallax, in which two or more parallax images are observed by the right eye and the left eye, respectively, does not match the focus and convergence of the eye depending on display conditions. There is a demand for a three-dimensional display method that is not restricted by display conditions.

【0020】また、観察者に自然な立体像を提供するた
めに超多眼方式の直視型ディスプレイが提案されている
が、このディスプレイは以下の様な問題点がある。
In order to provide a natural stereoscopic image to an observer, a super-multiview direct-view display has been proposed. However, this display has the following problems.

【0021】観察者の見る位置の自由度をある程度確保
し、観察者の瞳に複数の画像(単眼視差)を表示するに
は非常に多くの視差画像が必要となり、データの再生ま
たは記録に大容量の記憶容量が必要であり、信号処理も
高速で膨大となり、装置も複雑化する傾向にあった。
In order to secure a certain degree of freedom of the observer's viewing position and to display a plurality of images (monocular parallax) on the observer's pupil, a very large number of parallax images are required, which is great for reproducing or recording data. A large storage capacity is required, the signal processing speed is enormous, and the apparatus tends to be complicated.

【0022】また、上記ホログラフィを用いて3次元表
示する立体画像表示装置に於いては干渉縞パターンを表
示する空間変調素子の解像度が、従来の感光材料の解像
度に比べてかなり低く、再生光の回折角をあまり大きく
できない。よって再生像の観察域が狭くなってしまうと
いう問題点があった。
In a three-dimensional image display apparatus for three-dimensional display using holography, the resolution of a spatial modulation element for displaying an interference fringe pattern is considerably lower than the resolution of a conventional photosensitive material. Diffraction angle cannot be too large. Therefore, there has been a problem that the observation area of the reproduced image is narrowed.

【0023】本発明は、自然な3次元画像が観察できる
とともに、2次元画像と3次元画像(両眼視差又は単眼
視差)の表示又は双方を切り替えて観察することができ
る画像表示装置又は画像表示方法の提供を目的とする。
According to the present invention, there is provided an image display device or an image display capable of observing a natural three-dimensional image and displaying a two-dimensional image and a three-dimensional image (binocular parallax or monocular parallax) or by switching between them. The purpose is to provide a method.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明の画像表
示装置は、視差画像を表示する画像表示器と、該視差画
像と同期して該視差画像の表示指向性を偏向制御する偏
向制御手段とにより横方向の単眼視差画像を表示すると
ともに、観察者の頭部または顔面に装着可能で縦方向の
単眼視差画像を該画像表示器と同期的に動作して表示す
る画像分離手段を有していることを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an image display device, comprising: an image display for displaying a parallax image; and a deflection control for deflecting the display directivity of the parallax image in synchronization with the parallax image. Means for displaying a monocular parallax image in the horizontal direction by means of the image display device, and an image separating means which can be attached to the head or face of the observer and operates and displays the monocular parallax image in the vertical direction in synchronization with the image display device. It is characterized by doing.

【0025】請求項2の発明は請求項1の発明におい
て、前記横方向および縦方向の単眼視差画像は観察者の
瞳に2像以上表示されることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, two or more images of the horizontal and vertical monocular parallax images are displayed on an observer's pupil.

【0026】請求項3の発明は請求項1の発明におい
て、前記偏向制御手段は横方向にスリット状の開口が走
査する構成の開口パネルを有していることを特徴として
いる。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the deflection control means has an aperture panel having a configuration in which a slit-shaped aperture scans in the horizontal direction.

【0027】請求項4の発明は請求項1の発明におい
て、前記偏向制御手段は横方向に振動するマイクロレン
ズアレイを有していることを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the deflection control means has a microlens array that vibrates in a lateral direction.

【0028】請求項5の発明は請求項1の発明におい
て、前記偏向制御手段は前記画像表示器からの光束を反
射偏向するポリゴンミラーを有していることを特徴とし
ている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the deflection control means has a polygon mirror for reflecting and deflecting a light beam from the image display.

【0029】請求項6の発明は請求項1の発明におい
て、前記画像表示器のフレーム周波数は、前記横方向の
視差画像数と観察者の頭部または顔面に装着可能な画像
分離手段の分離数と残像時間の逆数の積となるように設
けられていることを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the frame frequency of the image display is determined by the number of the parallax images in the horizontal direction and the number of separations of the image separating means that can be mounted on the head or face of the observer. And the reciprocal of the afterimage time.

【0030】請求項7の発明は請求項6の発明におい
て、前記残像時間内毎に表示する視差画像を同一の2次
元画像を表示して、2次元表示を行うことを特徴として
いる。
[0030] The invention of claim 7 is characterized in that, in the invention of claim 6, two-dimensional display is performed by displaying the same two-dimensional image as the parallax image to be displayed within the afterimage time.

【0031】請求項8の発明は請求項3の発明におい
て、前記横方向の視差画像を生成する偏向制御手段又は
観察者の頭部または顔面に装着可能な画像分離手段のど
ちらか一方を全て透過制御し、残像時間内毎に表示する
視差画像として同一の2次元画像を表示し、2次元画像
表示を行うことを特徴としている。
According to an eighth aspect of the present invention, in the third aspect, either one of the deflection control means for generating the horizontal parallax image or the image separating means which can be attached to the head or face of the observer is transmitted. It is characterized in that the same two-dimensional image is displayed as a parallax image to be displayed every time within the afterimage period, and two-dimensional image display is performed.

【0032】請求項9の発明は請求項3の発明におい
て、前記横方向の視差画像を生成する偏向制御手段と観
察者の頭部または顔面に装着可能な画像分離手段の両方
を全て透過制御し、残像時間内毎に表示する視差画像と
して同一の2次元画像を表示して、2次元表示を行うこ
とを特徴としている。
According to a ninth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, both the deflection control means for generating the horizontal parallax image and the image separation means which can be attached to the head or face of the observer are all controlled for transmission. The two-dimensional display is performed by displaying the same two-dimensional image as the parallax image to be displayed every afterimage time.

【0033】請求項10の発明は請求項3の発明におい
て、前記観察者の頭部または顔面に装着可能な画像分離
手段の右眼と左眼を交互に全て遮光・透過の制御を行
い、横方向の視差画像を生成する偏向制御手段を全て透
過させる制御手段を有し、該画像分離手段の遮光・透過
と同期して前記画像表示器に右眼用と左眼用の視差画像
を交互に表示して、両眼視差画像を観察者に観察させる
ことで立体像を表示することを特徴としている。
According to a tenth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the right and left eyes of the image separating means which can be attached to the observer's head or face are alternately controlled for shading and transmission. And a control unit that transmits all the deflection control units that generate the parallax images in the directions, and the parallax images for the right eye and the left eye are alternately displayed on the image display in synchronization with the shading and transmission of the image separation unit. The stereoscopic image is displayed by displaying the binocular parallax image by the observer.

【0034】請求項11の発明は請求項1の発明におい
て、前記画像表示器に表示する表示画像の種類に応じ
て、画像表示の輝度調整を行うことを特徴としている。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the brightness of the image display is adjusted according to the type of the display image displayed on the image display.

【0035】請求項12の発明は請求項1の発明におい
て、観察者の頭部または顔面に装着可能な画像分離手段
を観察者が装着しているか否かの検知手段を備え、その
検知結果に応じて前記画像表示器に2次元または3次元
画像表示を行うことを特徴としている。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided a means for detecting whether or not the observer wears an image separating means which can be worn on the head or face of the observer. A two-dimensional or three-dimensional image is displayed on the image display in response to the request.

【0036】請求項13の発明は請求項12の発明にお
いて、前記3次元表示は両眼視差の3次元像または単眼
視差の3次元像を表示することを特徴としている。
According to a thirteenth aspect, in the twelfth aspect, the three-dimensional display displays a three-dimensional image of binocular parallax or a three-dimensional image of monocular parallax.

【0037】請求項14の発明の画像表示方法は請求項
1から13のいずれか1項の画像表示装置で画像情報を
表示することを特徴としている。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided an image display method, wherein image information is displayed by the image display device according to any one of the first to thirteenth aspects.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態1,2につ
いて説明する。説明上用いる図面に付された符号の同じ
番号のものは、同一の機能を果たすものとして説明す
る。また、実施形態2の説明は実施形態1の差異につい
て説明し、実施形態1と同様な部分についての説明は割
愛する。
Next, Embodiments 1 and 2 of the present invention will be described. Elements having the same reference numerals attached to the drawings used in the description are described as having the same function. In the description of the second embodiment, differences from the first embodiment will be described, and description of the same parts as the first embodiment will be omitted.

【0039】(実施形態1)本発明の画像表示装置は左
右の眼に単眼視差画像を観察させる超多眼方式を利用し
ている。
(Embodiment 1) The image display apparatus of the present invention uses a super multi-view system in which the left and right eyes observe a monocular parallax image.

【0040】本実施形態は横方向の単眼視差を生成する
ために横方向に走査するスリット状の開口パネルと、視
差画像を表示する画像表示器とを利用している。又、縦
方向の単眼視差を生成するために観察者の近傍に設けら
れ縦方向に走査するスリット状の画像分離手段(スリッ
トメガネ)と先述の画像表示器とを利用している。
The present embodiment utilizes a slit-shaped aperture panel that scans in the horizontal direction to generate horizontal monocular parallax, and an image display that displays a parallax image. Further, in order to generate a vertical monocular parallax, a slit-shaped image separating means (slit glasses) which is provided in the vicinity of the observer and scans in the vertical direction and the above-described image display are used.

【0041】次に本発明で用いている超多眼方式につい
て説明する。
Next, the super multi-view system used in the present invention will be described.

【0042】本発明の基礎となる超多眼方式の考え方
は、梶木(通信・放送機構)らによって、「3次元画像
コンファレンス'97」において「超多眼領域の立体表
示における単眼視差の効果」(論文集P166−P17
1)として述べられている。この論文中では単眼の瞳内
に複数の視差画像が入射する領域を超多眼領域と呼んで
いる。また、一つの眼に複数の視差画像があることを単
眼視差と呼ぶ。超多眼領域では単眼内に生じる視差、即
ち単眼視差の効果により、人に自然な立体像を提供でき
る可能性を提示している。
The concept of the super multi-view system that forms the basis of the present invention is described in Kajiki (Communications and Broadcasting Corporation) et al., In "3D Image Conference '97", "Effect of monocular parallax in stereo display of super multi-view region". (Papers P166-P17
1). In this paper, a region where a plurality of parallax images enter the pupil of a single eye is referred to as a super multi-view region. In addition, the fact that one eye has a plurality of parallax images is called monocular parallax. In the super-multi-view region, there is a possibility that a natural stereoscopic image can be provided to a person by the effect of parallax generated within a single eye, that is, the effect of monocular parallax.

【0043】次に本発明の本実施形態の装置の構成につ
いて説明する。
Next, the configuration of the apparatus according to this embodiment of the present invention will be described.

【0044】図1は本発明の実施形態1の構成の概略を
示す構成図である。本実施形態では横方向と縦方向でこ
となる手段で単眼視差画像を観察者に提示している。
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, the monocular parallax image is presented to the observer by different means in the horizontal direction and the vertical direction.

【0045】まず、横方向の単眼視差生成手段について
述べる。横方向の視差画像の生成は基本的に特願平9−
361956号公報の実施例で述べられているスリット
開口をスキャンする方式と同様である。1は画像表示器
で、たとえばCRT、液晶ディスプレイ、LEDマトリ
クスアレイパネル等の電子ディスプレイがこれに相当す
る。画像表示器1の表示面上には所定の視差を有する画
像7が表示される。この画像7は適当な視野角を有して
おり、上下左右の広い範囲から観察することができる。
画像表示器1は画像情報を表示可能なデバイスであれ
ば、その他の画像生成手段を用いてもかまわない。プロ
ジェクタのスクリーン部やレーザービーム等のスキャン
による画像生成面をこれにあててもよい。
First, the horizontal monocular parallax generating means will be described. The generation of the parallax image in the horizontal direction is basically based on Japanese Patent Application
This is similar to the method of scanning a slit opening described in the embodiment of Japanese Patent No. 361956. Reference numeral 1 denotes an image display, for example, an electronic display such as a CRT, a liquid crystal display, and an LED matrix array panel. An image 7 having a predetermined parallax is displayed on the display surface of the image display 1. This image 7 has an appropriate viewing angle and can be observed from a wide range of up, down, left, and right.
The image display 1 may use other image generating means as long as the device can display image information. A screen portion of the projector or an image generation surface obtained by scanning with a laser beam or the like may be applied to this.

【0046】2は光学系、3は偏向制御手段としての開
口パネルである。図1の構成では光学系2には凸レンズ
を用いている。開口パネル3は透過型の空間光変調器で
構成されており、任意の位置の透過率を電子的に切り替
え、光学的なスリット19を形成している。偏向制御手
段としては、例えば液晶ディスプレイなどがこれに相当
する。光学系2と開口パネル3は近接して配置してい
る。画像表示器1と開口パネル3はコントローラ(制御
手段)50によって駆動・制御している。
Reference numeral 2 denotes an optical system, and reference numeral 3 denotes an aperture panel as deflection control means. In the configuration of FIG. 1, a convex lens is used for the optical system 2. The aperture panel 3 is formed of a transmission type spatial light modulator, and electronically switches the transmittance at an arbitrary position to form an optical slit 19. A liquid crystal display, for example, corresponds to the deflection control means. The optical system 2 and the aperture panel 3 are arranged close to each other. The image display 1 and the aperture panel 3 are driven and controlled by a controller (control means) 50.

【0047】スリット19は一定周期Tで開口パネル3
の全域を高速に水平方向(横方向)に移動している。ス
リット移動の順序としては開口パネル3の右端から走査
する方法や左端から走査する方法等が考えられるが、全
域を一定周期T内に重複なく走査すればどのような順序
であってもかまわない。
The slits 19 are provided at regular intervals T in the opening panel 3.
Is moving horizontally (horizontally) at high speed. As a sequence of the slit movement, a method of scanning from the right end of the aperture panel 3 or a method of scanning from the left end can be considered. However, any order may be used as long as the entire area is scanned within the fixed period T without overlap.

【0048】次に開口パネル3に発生したスリット19
と画像表示器1によって三次元像を再生する方法を図2
〜図5を用いて説明する。
Next, the slit 19 generated in the opening panel 3
FIG. 2 shows a method of reproducing a three-dimensional image by using the image display 1
This will be described with reference to FIG.

【0049】尚、図2〜図5は本装置の平面図を示して
いる。この平面図を用いて、3次元空間内の点像a〜c
を再生する方法を説明する。図2はある時刻t1におけ
る本装置の状態を示している。スリット4は図中の位置
に存在している。画像表示器1上の視差画像に基づく画
像形成光は様々な方向に発散するが、このうち観察者の
眼に到達するのはスリット4を通過した光線のみとな
る。
FIGS. 2 to 5 are plan views of the present apparatus. Using this plan view, point images a to c in a three-dimensional space
The method of playing back is explained. FIG. 2 shows the state of the apparatus at a certain time t1. The slit 4 exists at the position in the figure. Although the image forming light based on the parallax image on the image display 1 diverges in various directions, only the light rays that have passed through the slit 4 reach the eyes of the observer.

【0050】画像表示器1と光学系2は光学系の焦点距
離fまたはそれ以上の微小距離だけ離れており、スリッ
ト4を通過する光は平行光もしくはそれに準ずる収束光
のビームとなる。時刻t1において再生したい点像a〜
cの位置とスリット4、光学系2の位置は一意的に決定
しているので、スリット4通過後の光がどの方向に向か
うかは画像表示器1上の画像情報によって制御してい
る。
The image display 1 and the optical system 2 are separated from each other by a minute distance equal to or longer than the focal length f of the optical system, and the light passing through the slit 4 is a parallel light beam or a convergent light beam equivalent thereto. Point images a to be reproduced at time t1
Since the position of c, the position of the slit 4 and the position of the optical system 2 are uniquely determined, the direction of the light after passing through the slit 4 is controlled by image information on the image display 1.

【0051】たとえば、点像aを再生する光線を発生さ
せるためには、点像aから放射されスリット4を通り光
学系2で屈折するような光線を逆トレースし、その光線
と画像表示器1の表示面との交点1a'に点像aに対応
する輝度を与えれば、しかるべき光線を生成することが
できる。同様に、空間内の他の点b、cの再生について
も表示すべき情報の交点1b'、1c'の位置が一意的に
決定する。
For example, in order to generate a light beam for reproducing the point image a, the light beam radiated from the point image a and refracted by the optical system 2 through the slit 4 is inversely traced, and the light beam and the image display 1 If the luminance corresponding to the point image a is given to the intersection 1a 'with the display surface, an appropriate light ray can be generated. Similarly, for the reproduction of other points b and c in the space, the positions of the intersections 1b 'and 1c' of the information to be displayed are uniquely determined.

【0052】前述したとおり、スリット4はパネル3全
面にわたって高速に移動し、それに伴って画像表示器1
に表示する視差画像を変化させている。
As described above, the slit 4 moves at high speed over the entire surface of the panel 3, and accordingly, the image display 1
Is changed.

【0053】図3は別の時刻t2における本装置の状態
を示している。スリット4は図中の位置に移動している
ので、画像表示器1に表示すべき他の視差画像の情報の
交点1a'、1b'、1c'もそれにあわせて変化する。
ただし、交点1a'、1b'、1c'の位置の決定方法は
時刻t1の場合に準じて行えばよく、スリット4がどの
位置に存在していても画像表示器1に表示すべき情報を
一意的に決定することができる。本装置ではスリット4
が開口パネル3の全域を移動する周期Tは人間の眼の残
像許容時間(1/30〜1/50秒)以下に設定されて
おり、観察者は開口(スリット)4の移動を認識するこ
とはできない。よって、周期T以上の時間が経過した場
合、観察者は図4のように開口パネル3の全面から3次
元的な点像a、b、cを再生する光が放射されているか
のように認識する。点像a〜cをより多数の点像の集合
に拡張すれば(画像表示器1上でより多数の点像を表示
すれば)、3次元的な面の表現が可能となるので、本装
置によって一般的な3次元像8の再生が可能となる。
尚、本平面図での説明は3次元像の水平方向の結像位置
についての説明であり、垂直方向に関してはある程度光
線を集束させるような光学的手段を有する。
FIG. 3 shows the state of the apparatus at another time t2. Since the slit 4 has been moved to the position in the figure, the intersections 1a ', 1b', and 1c 'of the information of other parallax images to be displayed on the image display 1 change accordingly.
However, the method of determining the positions of the intersections 1a ', 1b', and 1c 'may be performed in accordance with the case of the time t1, and the information to be displayed on the image display 1 is unique regardless of the position of the slit 4. Can be determined. In this device, slit 4
Is set to be equal to or less than the permissible image persistence time (1/30 to 1/50 second) of the human eye, and the observer recognizes the movement of the opening (slit) 4. Can not. Therefore, when the time equal to or longer than the period T elapses, the observer recognizes as if light for reproducing the three-dimensional point images a, b, and c is emitted from the entire surface of the aperture panel 3 as shown in FIG. I do. If the point images a to c are extended to a set of a larger number of point images (if a larger number of point images are displayed on the image display 1), a three-dimensional surface can be expressed. As a result, a general three-dimensional image 8 can be reproduced.
Note that the description in this plan view is a description of the horizontal image forming position of the three-dimensional image, and has an optical means for converging light rays to some extent in the vertical direction.

【0054】ただし、上記の方法で実際の3次元物体の
観察に近い自然な状態を再現するためには再生する光線
が一定の条件を満たしていなくてはならない。本発明の
原理によれば、再生される点像はすべて複数の光線(ビ
ーム)の交点として表現されている。よってこれを認識
するには少なくとも二本以上のビームが観察者の瞳の中
に入射する必要がある。人間の眼の瞳孔径は2mm〜7
mm程度であるので、まず第一に上記のビーム径は直径
2mm以下でなくてはならない。
However, in order to reproduce a natural state close to the observation of an actual three-dimensional object by the above method, the light beam to be reproduced must satisfy certain conditions. In accordance with the principles of the present invention, all reconstructed point images are represented as intersections of a plurality of light beams. Therefore, in order to recognize this, it is necessary that at least two beams enter the pupil of the observer. Pupil diameter of human eye is 2mm ~ 7
mm, first, the beam diameter must be 2 mm or less in diameter.

【0055】また、観察者の瞳孔に少なくとも二本のビ
ームが入射するためには、隣り合うビーム間距離がある
程度小さくなくてはならない。これを幾何学的に考察す
ると、図5のような位置関係を考慮する必要がある。つ
まり、ピンホールパネル3上での隣り合うビーム間距離
をΔ、ピンホールパネル3から点像Pまでの距離をL
a、点像Pから観察者の瞳位置までの距離をLとする
と、観察者の瞳位置でのビーム間距離pは p=Δ*L
/Laと表され、距離pが2mm以内であれば、観察者
の瞳孔に二本以上のビームが入射する状態となる。
In order for at least two beams to enter the pupil of the observer, the distance between adjacent beams must be small to some extent. Considering this geometrically, it is necessary to consider the positional relationship as shown in FIG. That is, the distance between adjacent beams on the pinhole panel 3 is Δ, and the distance from the pinhole panel 3 to the point image P is L.
a, when the distance from the point image P to the pupil position of the observer is L, the inter-beam distance p at the pupil position of the observer is p = Δ * L
When the distance p is within 2 mm, two or more beams enter the pupil of the observer.

【0056】よって、ピンホールの大きさ、ピンホール
パネル3の分解能、再生される点像位置、想定される観
察者の観察位置等のパラメータが上記条件に基づいて設
定されていれば、観察者は本装置の再生像を自然な3次
元像として認識している。
Therefore, if parameters such as the size of the pinhole, the resolution of the pinhole panel 3, the point image position to be reproduced, and the assumed observation position of the observer are set based on the above conditions, Recognizes the reproduced image of this apparatus as a natural three-dimensional image.

【0057】例えば開口パネル3から再生像Pまでの距
離Laが300mm、再生像Pから観察者の瞳位置11
1までの距離Lが600mmの時、Δ≦=2La/L=
1(mm)より開口パネル3の分解能は1mm以下にす
ればよい。
For example, the distance La from the aperture panel 3 to the reproduced image P is 300 mm, and the pupil position 11 of the observer from the reproduced image P is
When the distance L to 1 is 600 mm, Δ ≦ = 2La / L =
From 1 (mm), the resolution of the aperture panel 3 may be 1 mm or less.

【0058】また、画像表示器1に表示する画像情報
(視差画像)を適切に制御することによって再生像を形
成する光に指向性を与えている。
Further, by appropriately controlling image information (parallax image) displayed on the image display 1, directivity is given to light for forming a reproduced image.

【0059】今まで説明した構成は、スリット4の位置
に対応した視差画像を画像表示器1に順次表示してい
る。これによって観察者に横方向の視差画像を提供して
いる。
In the configuration described so far, the parallax images corresponding to the positions of the slits 4 are sequentially displayed on the image display 1. This provides the observer with a parallax image in the horizontal direction.

【0060】本実施形態において、より自然な立体像を
生成するのは縦方向の視差画像が必要である。縦方向の
視差画像を表示するための方法として、例えば特願平9
−36195号公報ではピンホール状の開口を走査する
方法を開示している。
In the present embodiment, to generate a more natural stereoscopic image, a vertical parallax image is required. As a method for displaying a vertical parallax image, for example, Japanese Patent Application No.
Japanese Patent Publication No. 36195 discloses a method of scanning a pinhole-shaped opening.

【0061】この方法では画像表示器のフレームレート
が非常に高速となるが、縦方向も超多眼状態を生成で
き、より自然な立体表示装置が提供できる。本実施形態
では、若干の画像表示装置のフレームレートの上昇で縦
視差画像も表示できるよう構成している。
In this method, the frame rate of the image display becomes very high, but a super multi-view state can be generated in the vertical direction, and a more natural three-dimensional display device can be provided. In the present embodiment, the vertical parallax image can be displayed by slightly increasing the frame rate of the image display device.

【0062】次に、本実施例の特徴である縦の視差画像
の生成手段について図1を用いて説明する。視差画像生
成手段の原理は基本的に特願平9−368961号公報
で開示されている方法と同様であるが、スリットの走査
方向が異なる。図1において100は縦視差を発生させ
るためのスリットメガネである。101は観察者がスリ
ットを通して観察できる観察枠、102と103(斜線
部)は観察枠101の中で光が遮断されている遮光部、
104は光が透過可能なスリット部である。105は立
体観察眼鏡の筐体で電気回路等も納められている。この
スリット104はコントローラ50によって観察枠10
1の所定位置に発生させている。このスリット104は
液晶(LCD)などの光変調素子によって水平方向にス
リットの長手方向が構成され、光の遮断或いは透過の制
御を行っている。
Next, a means for generating a vertical parallax image, which is a feature of this embodiment, will be described with reference to FIG. The principle of the parallax image generating means is basically the same as the method disclosed in Japanese Patent Application No. 9-368961, but the scanning direction of the slit is different. In FIG. 1, reference numeral 100 denotes slit glasses for generating vertical parallax. 101 is an observation frame that can be observed by a viewer through a slit, 102 and 103 (shaded portions) are light-shielding portions where light is blocked in the observation frame 101,
104 is a slit part through which light can be transmitted. Reference numeral 105 denotes a housing of the stereoscopic observation glasses in which an electric circuit and the like are stored. The slit 104 is moved by the controller 50 to the observation frame 10.
1 at a predetermined position. The longitudinal direction of the slit 104 is formed horizontally by a light modulation element such as a liquid crystal (LCD), and the slit 104 controls light blocking or transmission.

【0063】次に本実施形態の視差画像の表示タイミン
グを説明する。ここでは視差画像の表示と縦および横ス
リットの発生タイミングについて説明する。図6,図7
はスリットのスキャンを説明する図で図6は開口パネル
の正面図であり、スリットS nがn番目にあることを示
す。
Next, the display timing of the parallax image of the present embodiment
Will be explained. Here, the display of parallax images and the vertical and horizontal
The timing at which a lit occurs will be described. Figures 6 and 7
Fig. 6 is a view for explaining slit scanning. Fig. 6 is an opening panel.
FIG. nIs the nth
You.

【0064】図7はメガネ100の観察部を示す図であ
る。説明の都合上、横方向のスリット位置(視差画像の
数)は70、縦方向のスリット位置(視差画像の数)は
5として説明する。図6のSH1,SH2,SH3,‥‥
Hn、、SH70は開口パネル3のスリット位置を示し、
これに対応して画像表示器1に各々、異なった70の示
唆画像を表示している。又、図7のSV1,SV2,SV3
V4、SV5はスリットメガネ100のスリット部の開口
位置を表し、これに対応して画像表示器1に各々異なっ
た5つの視差画像を表示している。
FIG. 7 is a diagram showing an observation unit of the glasses 100. For convenience of explanation, the horizontal slit position (the number of parallax images) is 70, and the vertical slit position (the number of parallax images) is 5 in the description. S H1 , S H2 , S H3 , の in FIG.
S Hn , S H70 indicate the slit position of the opening panel 3,
Correspondingly, 70 different suggestion images are displayed on the image display 1 respectively. Also, S V1 , S V2 , S V3 ,
SV4 and SV5 indicate the opening positions of the slits of the slit glasses 100, and correspondingly, five different parallax images are displayed on the image display 1.

【0065】本図では開口パネル3のスリット19の走
査順序をSH1からSH70の方向に走査し、スリットメガ
ネでは位置SV1から位置SV5の方向へ走査している。
In this figure, the scanning order of the slit 19 of the aperture panel 3 is scanning in the direction from S H1 to S H70 , and in the slit glasses, scanning is from the position S V1 to the position S V5 .

【0066】図8はスリットメガネ100と開口パネル
3のスリット19のタイミングを説明したタイミングチ
ャートである。スリットメガネ100のスリット部10
4の開口が位置SV1のとき、開口パネル3は位置SH1
ら位置SH70までスリットが走査される。
FIG. 8 is a timing chart for explaining the timing of the slit glasses 100 and the slit 19 of the aperture panel 3. Slit glasses 10 of slit glasses 100
When the opening 4 is at the position S V1, the slit of the opening panel 3 is scanned from the position S H1 to the position S H70 .

【0067】この時に表示される視差画像はスリットメ
ガネ100のスリット104が位置SV1の時の70個の
視差画像を有し、且つ横方向の視差を持つものである。
[0067] parallax images displayed at this time has 70 pieces of parallax images when the slit 104 is positioned S V1 of the slit glasses 100, in which and with lateral parallax.

【0068】同様にスリットメガネの開口が位置SV2
V3、SV4、SV5のとき、横視差と縦視差の異なる各々
の70の視差画素を表示し、これを繰り返すことにな
る。この繰り返し周期Tは人間の残像がある時間で、1
/50〜1/60秒程度に設定される。また、この1周
期Tに必要な視差画像数は、5×70=350枚 とな
る。また、Tを1/60秒とすれば、フレーム周波数
は、 350×60 = 21000Hz となる。
Similarly, the opening of the slit glasses is positioned at the position S V2 ,
In the case of S V3 , S V4 , and S V5 , 70 parallax pixels having different horizontal parallax and vertical parallax are displayed, and this is repeated. This repetition period T is the time when there is a human afterimage and 1
It is set to about / 50 to 1/60 seconds. Further, the number of parallax images necessary for one cycle T is 5 × 70 = 350. If T is set to 1/60 second, the frame frequency becomes 350 × 60 = 21000 Hz.

【0069】尚、参考までに特願平9−361956号
公報で述べられているピンホール状の開口を走査する方
式において縦視差を横方向と同様に生成しようとすれ
ば、フレームレートは以下のようになる。
Incidentally, if the vertical parallax is to be generated in the same manner as in the horizontal direction in the method of scanning a pinhole-shaped opening described in Japanese Patent Application No. 9-319656 for reference, the frame rate is as follows. Become like

【0070】70×70×60 = 294000Hz また、必要な視差画像は 70×70=4,900枚 となって、本実施形態に比べ遙かに高速となる。70 × 70 × 60 = 294000 Hz Further, the number of necessary parallax images is 70 × 70 = 4,900, which is much faster than in the present embodiment.

【0071】次に制御信号と画像信号について説明す
る。
Next, the control signal and the image signal will be described.

【0072】図9は本実施形態の信号の流れを説明する
ブロック図で、コントローラ50を中心に示してある。
図中、51は本装置を制御するためのシステムコントロ
ーラでコントローラ50内部の各要素や外部からのコン
トロール信号の状態によって、システム全体の動作の最
適化を図っている。
FIG. 9 is a block diagram for explaining the flow of signals according to the present embodiment, and mainly shows the controller 50.
In the figure, reference numeral 51 denotes a system controller for controlling the apparatus, which optimizes the operation of the entire system by the state of each element inside the controller 50 and the state of a control signal from the outside.

【0073】52は装置外部からの立体画像の映像ソー
スを受け取るインターフェースであり、この映像ソース
としてはコンピュータからの映像データ等がある。53
は、画像表示器1と開口パネル3とスリットメガネ10
0の同期をとる同期制御部であり、図8で説明したよう
なタイミングで画像表示器1の視差画像表示とスリット
メガネ100のスリット位置と開口パネル3のスリット
位置を制御する。54は画像表示器の表示を制御する画
像表示器駆動部、55は開口パネルの表示(スリット位
置)を表示制御する開口パネル駆動部、56はスリット
メガネのスリットを表示制御するスリットメガネ駆動部
である。
Reference numeral 52 denotes an interface for receiving a video source of a three-dimensional image from the outside of the apparatus. Examples of the video source include video data from a computer. 53
Is an image display 1, an aperture panel 3, and slit glasses 10
This is a synchronization control unit that synchronizes 0, and controls the parallax image display of the image display 1, the slit position of the slit glasses 100, and the slit position of the aperture panel 3 at the timing described with reference to FIG. 8. Reference numeral 54 denotes an image display driver for controlling the display of the image display, 55 denotes an aperture panel driver for controlling the display of the aperture panel (slit position), and 56 denotes a slit glasses driver for controlling the display of the slit of the slit glasses. is there.

【0074】以上述べてきた実施形態1の特徴をまとめ
ると以下の様になる。 ・縦方向と横方向の単眼視差画像があって、自然な立体
感がある。 ・横方向への運動視差があり、回り込み効果もあり、観
察位置が変わっても立体視ができる。 ・本実施形態のスリットメガネを用意すれば2人以上で
の立体画像の観察が可能である。
The features of the first embodiment described above are summarized as follows. -There is a monocular parallax image in the vertical direction and the horizontal direction, and there is a natural stereoscopic effect. -There is a motion parallax in the lateral direction, there is also a wraparound effect, and stereoscopic vision is possible even when the observation position changes. -If the slit glasses of the present embodiment are prepared, two or more persons can observe a stereoscopic image.

【0075】次に実施形態1の他の構成について説明す
る。
Next, another configuration of the first embodiment will be described.

【0076】以上の実施形態1では、横方向の単眼視差
を生成するために横方向に走査するスリット状の開口パ
ネル3と視差画像を表示する画像表示器1とを用い、縦
方向の単眼視差を生成するために観察者近傍に設けられ
縦方向に走査するスリット状の開口制御手段(スリット
メガネ)を用いている。
In the first embodiment, the slit-like aperture panel 3 that scans in the horizontal direction and the image display 1 that displays the parallax image are used to generate the monocular parallax in the horizontal direction. In order to generate the image, a slit-shaped opening control unit (slit glasses) provided near the observer and scanning in the vertical direction is used.

【0077】この他、横視画像差を発生する手段として
は、特願平10−211076号公報の中で述べられて
いる以下のような手段でもよい。 ・マイクロレンズアレイを機械的に振動させると共に視
差画像表示する。 ・ポリゴンミラーで表示画像を偏向し、表示デバイスを
同期させる手段。
In addition, as a means for generating a horizontal-view image difference, the following means described in Japanese Patent Application No. 10-2111076 may be used.・ Mechanical vibration of the micro lens array and display of parallax images. A means for deflecting a display image with a polygon mirror and synchronizing the display devices.

【0078】また、非常に高精細な表示デバイスとそれ
に対応したマイクレンズアレイ等で構成しても良い。
Further, it may be constituted by a very high definition display device and a microphone lens array corresponding thereto.

【0079】次に本発明の実施形態2について説明す
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0080】実施形態1では映像ソースとしては単眼視
差を有する視差画像を前提に述べてきたが、通常の2次
元画像や右眼と左眼の両眼視差画像の映像ソースに対応
することは画像表示装置として望ましい。
Although the first embodiment has been described on the premise that a video source is a parallax image having a monocular parallax, it is not possible to correspond to a video source of a normal two-dimensional image or a binocular parallax image of the right eye and the left eye. Desirable as a display device.

【0081】本実施形態ではスリットメガネ100のス
リット部と開口パネル3のスリット19および画像表示
器1の画像表示制御を適度に施すことで、従来の2次元
表示ソースや両眼表示ソースに対応している。
In the present embodiment, the slit portion of the slit glasses 100, the slit 19 of the aperture panel 3, and the image display control of the image display 1 are appropriately performed so as to correspond to a conventional two-dimensional display source or a binocular display source. ing.

【0082】次に2次元表示を行う場合を説明する。Next, the case of performing two-dimensional display will be described.

【0083】実施形態1の構成で2次元表示する為に以
下のような3通りの制御を行っている。
The following three types of control are performed for two-dimensional display in the configuration of the first embodiment.

【0084】 図8で示しいる開口パネル3のタイミ
ングで位置SH1から位置SH70までのスリット移動の
際、画像表示器1に全て同じ画像表示すれば視差のない
画像、つまり2次元表示が可能になる。
In the slit movement from the position S H1 to the position S H70 at the timing of the opening panel 3 shown in FIG. 8, if all the same images are displayed on the image display 1, an image without parallax, that is, a two-dimensional display is possible. become.

【0085】 画像表示器1は従来の2次元表示と同
様に行い、開口パネル3またはスリットメガネ100の
一方を全て透過にする。
The image display 1 performs the same as the conventional two-dimensional display, and makes either the aperture panel 3 or the slit glasses 100 all transparent.

【0086】 画像表示器1は従来の2次元表示と同
様に行い、開口パネル3とスリットメガネ100の両方
を全て透過にする。
The image display 1 performs the same as the conventional two-dimensional display, and makes both the aperture panel 3 and the slit glasses 100 all transparent.

【0087】上述したからまでの場合では観察者に
届く光量、即ち輝度が異なるので、それぞれの場合にお
いてシステムコントローラ51で画像表示器の輝度を調
整している。
In the cases described above, the amount of light reaching the observer, that is, the luminance is different. Therefore, in each case, the luminance of the image display is adjusted by the system controller 51.

【0088】尚、2次元表示される位置は本実施例の光
学系によって、画像表示器1と結像関係にある3次元空
間の1平面となる。また、2次元画像のひずみを除去す
る目的で画像表示器の表示画像に変換を加えても良い。
The position for two-dimensional display is one plane of a three-dimensional space which has an image forming relationship with the image display 1 by the optical system of this embodiment. Further, conversion may be applied to the display image of the image display for the purpose of removing the distortion of the two-dimensional image.

【0089】次にスリットメガネに装着検知を設けた場
合について説明する。
Next, the case where the slit glasses are provided with the attachment detection will be described.

【0090】スリットメガネに観察者が装着しているか
否かの検知器を設けることにより、2次元表示と3次元
表示の切換えを行うことが可能になり、本実施形態の使
い勝手が向上する。例えば、スリットメガネの観察者の
装着側に投光用の発光素子と、その発光素子の観察者か
らの反射・戻り光を受光する受光素子があれば、簡便に
観察者がスリットメガネを装着したか否かが検知でき
る。観察者がスリットメガネを装着していないと判断し
たときに、2次元表示することで操作性の良い装置が提
供できる。
By providing a detector for whether or not the observer wears the slit glasses, it is possible to switch between two-dimensional display and three-dimensional display, and the usability of the present embodiment is improved. For example, if there is a light emitting element for light projection on the side of the observer wearing slit glasses and a light receiving element for receiving reflected / return light from the observer of the light emitting element, the observer easily wears the slit glasses. Can be detected. When it is determined that the observer does not wear the slit glasses, a device with good operability can be provided by performing two-dimensional display.

【0091】次に両眼視差の立体像を再生する場合につ
いて説明する。
Next, a case where a stereoscopic image of binocular parallax is reproduced will be described.

【0092】映像ソースとして、右眼用と左眼用の両眼
視差画像信号が入力された時にはスリッとメガネの左右
をそれぞれ透過と遮光の切り替えを行い、開口パネルは
透過にし、画像表示器1にそれぞれ交互に視差画像を表
示することでシャッタメガネ方式と同様に両眼視差によ
る立体像が表示できる。
When a binocular disparity image signal for the right eye and the left eye is input as a video source, the right and left sides of the glasses are switched between light transmission and light shielding, and the aperture panel is made transparent. 3D, a stereoscopic image can be displayed by binocular parallax similarly to the shutter glasses system.

【0093】次に画像の種類を検知する場合について説
明する。
Next, the case of detecting the type of image will be described.

【0094】本実施形態の扱う映像ソースは、単眼視差
を生成する視差画像、2次元画像、両眼視差画像であ
る。これらの画像の種類を検知し、自動的に表示方法を
切り替えることによって使い勝手の良い装置となる。
The video sources handled in this embodiment are parallax images for generating monocular parallax, two-dimensional images, and binocular parallax images. By detecting the type of these images and automatically switching the display method, the device becomes easy to use.

【0095】本実施形態によれば画像表示器1と開口パ
ネル3とスリットメガネ100に所定の制御を行うこと
で、2次元表示や両眼視差による立体像を表示できるよ
うになる。
According to the present embodiment, by performing predetermined control on the image display 1, the aperture panel 3, and the slit glasses 100, it becomes possible to display a two-dimensional display or a stereoscopic image by binocular parallax.

【0096】[0096]

【発明の効果】本発明によれば、自然な3次元画像が観
察できるとともに、2次元画像と3次元画像(両眼視差
又は単眼視差)の表示又は双方を切り替えて観察するこ
とができる画像表示装置又は画像表示方法を達成するこ
とができる。
According to the present invention, a natural three-dimensional image can be observed, and an image display capable of observing by switching between displaying a two-dimensional image and a three-dimensional image (binocular parallax or monocular parallax) or both. An apparatus or an image display method can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態1の要部概略図FIG. 1 is a schematic diagram of a main part of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明における三次元再生の説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of three-dimensional reproduction in the present invention.

【図3】本発明における三次元再生の説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of three-dimensional reproduction in the present invention.

【図4】本発明における三次元再生の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of three-dimensional reproduction in the present invention.

【図5】本発明における三次元再生の説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of three-dimensional reproduction in the present invention.

【図6】本発明における開口パネルの画像の表示タイミ
ングの説明図
FIG. 6 is an explanatory diagram of display timing of an image on an aperture panel according to the present invention.

【図7】本発明におけるスリットカメラの画像の表示タ
イミングの説明図
FIG. 7 is an explanatory diagram of a display timing of an image of a slit camera according to the present invention.

【図8】本発明における開口パネルとスリットカメラの
画像の表示タイミングの説明図
FIG. 8 is an explanatory diagram of display timings of images of an aperture panel and a slit camera in the present invention.

【図9】本発明における各機能を説明したブロック図FIG. 9 is a block diagram illustrating each function in the present invention.

【図10】従来の立体画像表示装置の要部概略図FIG. 10 is a schematic view of a main part of a conventional stereoscopic image display device.

【図11】従来の立体画像表示装置の表示部の要部概略
FIG. 11 is a schematic diagram of a main part of a display unit of a conventional stereoscopic image display device.

【図12】従来の立体画像表示装置の一部分の要部概略
FIG. 12 is a schematic diagram of a main part of a part of a conventional stereoscopic image display device.

【図13】従来の立体画像表示装置の要部概略図FIG. 13 is a schematic view of a main part of a conventional stereoscopic image display device.

【符号の説明】 1 画像表示器 2 光学系 3 開口パネル 7 視差画像 8 3次元像 19 光学的なスリット 50 コントローラ 51 システムコントローラ 52 インターフェース 53 同期制御部 54 画像表示器駆動部 55 開口パネル駆動部 56 スリットメガネ駆動部 100 スリットメガネ 101 観察枠 102,103 遮光部 104 スリット部 105 筐体[Description of Signs] 1 Image display 2 Optical system 3 Aperture panel 7 Parallax image 8 3D image 19 Optical slit 50 Controller 51 System controller 52 Interface 53 Synchronization control unit 54 Image display drive unit 55 Open panel drive unit 56 Slit glasses driving unit 100 Slit glasses 101 Observation frame 102, 103 Light shielding unit 104 Slit unit 105 Housing

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 視差画像を表示する画像表示器と、該視
差画像と同期して該視差画像の表示指向性を偏向制御す
る偏向制御手段とにより横方向の単眼視差画像を表示す
るとともに、観察者の頭部または顔面に装着可能で縦方
向の単眼視差画像を該画像表示器と同期的に動作して表
示する画像分離手段を有していることを特徴とする画像
表示装置。
An image display for displaying a parallax image, and a deflection control means for deflecting and controlling the display directivity of the parallax image in synchronization with the parallax image to display and observe a monocular parallax image in a horizontal direction. An image display device comprising: an image separation unit that can be attached to the head or face of a person and that displays a vertical monocular parallax image in synchronization with the image display.
【請求項2】 前記横方向および縦方向の単眼視差画像
は観察者の瞳に2像以上表示されることを特徴とする請
求項1の画像表示装置。
2. The image display apparatus according to claim 1, wherein two or more images of the horizontal and vertical monocular parallax images are displayed on an observer's pupil.
【請求項3】 前記偏向制御手段は横方向にスリット状
の開口が走査する構成の開口パネルを有していることを
特徴とする請求項1の画像表示装置。
3. The image display device according to claim 1, wherein said deflection control means has an aperture panel configured to scan a slit-shaped aperture in a horizontal direction.
【請求項4】 前記偏向制御手段は横方向に振動するマ
イクロレンズアレイを有していることを特徴とする請求
項1の画像表示装置。
4. The image display device according to claim 1, wherein said deflection control means has a microlens array that vibrates in a lateral direction.
【請求項5】 前記偏向制御手段は前記画像表示器から
の光束を反射偏向するポリゴンミラーを有していること
を特徴とする請求項1の画像表示装置。
5. The image display device according to claim 1, wherein said deflection control means has a polygon mirror for reflecting and deflecting a light beam from said image display.
【請求項6】 前記画像表示器のフレーム周波数は、前
記横方向の視差画像数と観察者の頭部または顔面に装着
可能な画像分離手段の分離数と残像時間の逆数の積とな
るように設けられていることを特徴とする請求項1の画
像表示装置。
6. The frame frequency of the image display device is a product of the number of the parallax images in the horizontal direction, the number of separations of an image separation unit attachable to a head or face of an observer, and the reciprocal of the afterimage time. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is provided.
【請求項7】 前記残像時間内毎に表示する視差画像を
同一の2次元画像を表示して、2次元表示を行うことを
特徴とする請求項6の画像表示装置。
7. The image display device according to claim 6, wherein the same two-dimensional image is displayed as the parallax image to be displayed for each of the afterimage times, and two-dimensional display is performed.
【請求項8】 前記横方向の視差画像を生成する偏向制
御手段又は観察者の頭部または顔面に装着可能な画像分
離手段のどちらか一方を全て透過制御し、残像時間内毎
に表示する視差画像として同一の2次元画像を表示し、
2次元画像表示を行うことを特徴とする請求項3の画像
表示装置。
8. A parallax in which either one of the deflection control means for generating the parallax image in the horizontal direction or the image separation means which can be attached to the head or face of the observer is transmitted and controlled, and is displayed every afterimage time. Display the same two-dimensional image as the image,
The image display device according to claim 3, wherein a two-dimensional image is displayed.
【請求項9】 前記横方向の視差画像を生成する偏向制
御手段と観察者の頭部または顔面に装着可能な画像分離
手段の両方を全て透過制御し、残像時間内毎に表示する
視差画像として同一の2次元画像を表示して、2次元表
示を行うことを特徴とする請求項3の画像表示装置。
9. A parallax image to be displayed for each residual image time by controlling transmission of both the deflection control means for generating the horizontal parallax image and the image separating means attachable to the observer's head or face. The image display device according to claim 3, wherein the same two-dimensional image is displayed to perform two-dimensional display.
【請求項10】 前記観察者の頭部または顔面に装着可
能な画像分離手段の右眼と左眼を交互に全て遮光・透過
の制御を行い、横方向の視差画像を生成する偏向制御手
段を全て透過させる制御手段を有し、該画像分離手段の
遮光・透過と同期して前記画像表示器に右眼用と左眼用
の視差画像を交互に表示して、両眼視差画像を観察者に
観察させることで立体像を表示することを特徴とする請
求項3の画像表示装置。
10. A deflection control means for alternately controlling light shielding and transmission of all right and left eyes of an image separating means which can be worn on the observer's head or face, and generating a horizontal parallax image. The image display device has a control means for transmitting all the light, and the parallax images for the right eye and the left eye are alternately displayed on the image display in synchronization with the shading and transmission of the image separating means, and the binocular parallax image is displayed by the observer The image display device according to claim 3, wherein the image display device displays a three-dimensional image by allowing the user to observe the image.
【請求項11】 前記画像表示器に表示する表示画像の
種類に応じて、画像表示の輝度調整を行うことを特徴と
する請求項1の画像表示装置。
11. The image display device according to claim 1, wherein the brightness of the image display is adjusted according to the type of the display image displayed on the image display.
【請求項12】 観察者の頭部または顔面に装着可能な
画像分離手段を観察者が装着しているか否かの検知手段
を備え、その検知結果に応じて前記画像表示器に2次元
または3次元画像表示を行うことを特徴とする請求項1
の画像表示装置。
12. An image separating device comprising: means for detecting whether or not the observer wears an image separating means which can be worn on the head or face of the observer; 2. The display according to claim 1, wherein a two-dimensional image is displayed.
Image display device.
【請求項13】 前記3次元表示は両眼視差の3次元像
または単眼視差の3次元像を表示することを特徴とする
請求項12の画像表示装置。
13. The image display device according to claim 12, wherein the three-dimensional display displays a three-dimensional image of binocular parallax or a three-dimensional image of monocular parallax.
【請求項14】 請求項1から13のいずれか1項の画
像表示装置で画像情報を表示することを特徴とする画像
表示方法。
14. An image display method comprising displaying image information with the image display device according to claim 1. Description:
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Cited By (6)

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