JP2001264691A - Stereoscopic image display device and method - Google Patents

Stereoscopic image display device and method

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JP2001264691A
JP2001264691A JP2000070289A JP2000070289A JP2001264691A JP 2001264691 A JP2001264691 A JP 2001264691A JP 2000070289 A JP2000070289 A JP 2000070289A JP 2000070289 A JP2000070289 A JP 2000070289A JP 2001264691 A JP2001264691 A JP 2001264691A
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pupil
observer
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light
position
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JP2000070289A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Ozaka
Toshiyuki Sudo
Akinari Takagi
勉 尾坂
敏行 須藤
章成 高木
Original Assignee
Mixed Reality Systems Laboratory Inc
株式会社エム・アール・システム研究所
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a stereoscopic image display device which performs stereoscopic display by super-multiple lenses and enables a stereoscopic image to be observed excellently without fatigue. SOLUTION: A plurality of light beams are made incident on the pupils of an observer and the adjustment of the observer's eyes is focused at the intersecting position of the light beams by the stereo-scopic image display device. The number of light beams n which are made incident on the pupils, the interval of the most separated light beams d among the plurality of beams on the pupils, a light beam diameter ϕ when the beams are made incident on the pupils, a distance l from the pupils of the observer to a position where the light beam diameter becomes the minimum diameter, a distance L from the observer's pupils to the intersecting position of the beam, the smallest diameter Δ of the beams in the distance 1 and the angle resolution ρ of observer's eyes are properly set respectively.

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】本発明は立体画像表示装置及び立体画像表示方法に関し、特に立体画像を観察するときの観察者の目の負担を軽減し、疲れず自然な状態で良好に観察することができる立体画像表示装置及び立体画像表示方法に関する。 The present invention relates to relates to a stereoscopic image display apparatus and a stereoscopic image display method, in particular to reduce the viewer's eye burden when observing the stereoscopic image, to satisfactorily observe a natural state without fatigue about three-dimensional image display apparatus and a stereoscopic image display method capable.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来より、立体(立体物,3次元物体) Conventionally, three-dimensional (three-dimensional object, three-dimensional object)
を再生する方法として様々な方式が試みられている。 A variety of methods has been tried as a method of reproducing.

【0003】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(例えば偏光メガネ方式やレンチキュラ方式など)は広く利用されている。 [0003] The method to perform the stereoscopic viewing to the observer with binocular parallax of these (such as polarized glasses method and the lenticular method) is widely used.

【0004】しかしながらこれらの方法は眼の調節機能による立体認識と両眼視差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。 [0004] However, since a conflict between the stereoscopic recognition by steric recognition and binocular parallax these methods by modulating function of the eye occurs, the viewer is not less likely to feel fatigue or discomfort. そこで両眼視差のみに頼らず、眼のその他の立体認識機能を満足する3次元像再生の方法がいくつか試みられている。 So without relying on binocular disparity only, three-dimensional image reproducing method that satisfies the other three-dimensional recognition of the eye has been attempted several.

【0005】このうち平成9年に通信・放送機構が発行した「高度立体動画像通信プロジェクト最終成果報告書」の第3章8節「超多眼領域の立体視覚に関する研究」によれば、単眼の瞳孔に複数の視差画像が入射する程度に視差の刻み角が細かい多視点画像を表示する「超多眼領域」の立体表示下においては、観察者の眼の焦点調節が両眼視差によって誘導される擬似的な立体像の近傍に導かれ、観察者の疲労や違和感が軽減される、とされている。 [0005] According to the Chapter 3, Section 8 of the inner communication and broadcasting mechanism in 1997 issued "advanced three-dimensional moving image communication project Final Report", "A Study on the three-dimensional vision of the super multi-view region", monocular in the stereoscopic display of a incrementing angle of parallax to the extent that a plurality of parallax images is incident on the pupil to display a fine multi-viewpoint image "super multi-region" induction focusing of the observer's eyes by binocular parallax is led to the vicinity of the pseudo stereoscopic image to be fatigue and discomfort of the observer is a, is reduced. つまり、従来から行われている2視点からの視差画像を両眼に対して呈示する立体表示方法を、n視点からの視差画像をn視点に対して呈示する方法に拡張し、なおかつn個の視点の隣り合う2点間距離を観察者の瞳孔よりも小さくした場合、「単眼視差効果」により目が疲れにくい立体表示となる、という見解が示されている。 That is, the stereoscopic display method for presenting relative binocular parallax images from two viewpoints is conventional, extends the parallax images from n viewpoints to a method for presenting for n viewpoints, yet the n If smaller than the observer's pupil the distance between two points adjacent viewpoint, the eye fatigue stereoscopic display by 'monocular parallax effect ", is shown view that.

【0006】さらに同報告書第3章6節「集束化光源列 [0006] In addition the report Chapter 3, Section 6, "focusing of the light source array
(FLA)による多眼立体ディスプレイの研究開発」では上記理論を実践する具体例が示されている。 Specific examples to practice research "in the theory of multi-view stereoscopic display according to (FLA) is shown. 図17はこの具体例の構成図である。 Figure 17 is a block diagram of this embodiment.

【0007】図17中のFLAは集束化光源列(Focused Li [0007] FLA in FIG. 17 focusing of the light source array (Focused Li
ght Array)の略語であり、図18に示すような構成を有する。 Stands for ght Array), it has a configuration as shown in FIG. 18.

【0008】FLAは図18(a)のように半導体レーザーなどの光源(Light Source)の光を光学系(Beam Shapin [0008] FLA optical system light source such as a semiconductor laser as shown in FIG. 18 (a) (Light Source) (Beam Shapin
g Optics)により細い光束に整形したものを、図18 The ones that were shaped by a narrow light beam g Optics), 18
(b)のように円弧状に並べてすべての光束を円の中心に集光させたものである。 Is obtained by condensing the center of the circle of all of the light beam are arranged in an arcuate shape as shown in (b).

【0009】こうして形成された焦点(Focal Point)は光学系(Objective lens,Imaging lens)により垂直拡散板(Vertical Diffuser)に再結像し、走査系(Vertical S [0009] thus formed focus (Focal Point) is a re-imaging optical system (Objective lens, Imaging lens) by a vertical diffuser (Vertical Diffuser), scanning system (Vertical S
canner,Horizontal Scanner)により2次元的に高速走査され、2次元的な画像を形成する。 Canner, two-dimensionally fast scan by Horizontal Scanner), to form a two-dimensional image. 走査の周期が観察者の眼の残像許容時間内(約1/50秒以内)であればフリッカーのない画像観察が可能となる。 If the period of scanning the observer's eye afterimage within the allowable time (within about 1/50 seconds) it is possible to flicker-free image observation.

【0010】ある瞬間における焦点は2次元画像の個々の画素を構成しており、各画素は元の光源の数だけ異なる方向に光線を出射する輝点と考えられる。 [0010] focus in a certain moment constitutes the individual pixels of the two-dimensional image, each pixel is considered bright point emitting a light beam in only a direction different number of original light sources.

【0011】どの方向に光線を出射させるかは、発光させる光源を選択することで決定することができる。 [0011] Which direction emit light can be determined by selecting the light source to emit light. この光線の出射方向は非常に小さな角度だけ異なっているので、観察位置では観察者の瞳に2本以上の異なる光線が入射するような条件になっている。 This direction of emission are different only a very small angle, two or more different light on the pupil of the observer at the observation position is in a condition such that incident.

【0012】つまり、上記構成によれば観察者の単眼に複数の視差像が入射する「超多眼領域」の立体表示が可能となり、観察者の眼の焦点調節が立体像近傍に導かれ観察者の疲労や違和感が軽減される。 [0012] That is, a plurality of parallax images to the observer's monocular According to the above configuration enters enables stereoscopic display of "super multi region" observation focusing of the observer's eye is directed to the vicinity of the three-dimensional image fatigue and discomfort of the person is reduced.

【0013】 [0013]

【発明が解決しようとする課題】従来の技術には次のような問題点が存在する。 [Problems that the Invention is to solve the above in the prior art there are the following problems. 「超多眼領域」の立体表示において最も特徴的なのは「単眼視差効果」により観察者の眼の焦点調節が立体像近傍に導かれ観察者の疲労や違和感が軽減される、という点である。 The most distinctive of fatigue and discomfort of the observer focusing of the observer's eye is directed to the vicinity of the stereoscopic image by "monocular parallax effect" in the stereoscopic display of "super multi region" is reduced is that. 「単眼視差効果」を発生させるには単眼内に複数の視差画像を呈示する必要がある。 To generate the "monocular parallax effect" it is necessary to present the plurality of parallax images in the monocular.

【0014】しかし、単眼に対していったい何視差の画像を呈示すべきなのか、単眼に入射する光の指向性はどの程度あればよいのか、などの基本的な条件はこれまで明確にされていない。 [0014] However, if such the should present the image of what parallax exactly against monocular, whether it is sufficient extent the directivity of light incident on the monocular, basic conditions, such as are clearly far Absent.

【0015】このことは「超多眼領域」の立体表示を行う再生装置を構成するうえで、装置の基本的な仕様を決定できない、ということを意味する。 [0015] means that this is in order to constitute a reproducing apparatus for a three-dimensional display of the "super multi-view region", it can not be determined the basic specifications of the device, called.

【0016】本発明は、超多眼立体表示を利用して立体画像を観察するとき、観察者が疲労せずに良好に立体画像を観察することができる立体画像表示装置及び立体画像表示方法の提供を目的とする。 The present invention, ultra when multi-view stereoscopic display by utilizing observing the stereoscopic image, the observer of the stereoscopic image display apparatus and a stereoscopic image display method capable of satisfactorily observe a stereoscopic image without fatigue an object of the present invention to provide.

【0017】 [0017]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明の立体画像表示装置は、観察者の瞳に対して複数の光線を入射させ、該光線同士の交点位置に観察者の眼の調節を合焦せしめる立体画像表示装置において、該瞳に入射する光線の数をn、該瞳面上の複数の光線のうち最も離れた光線同士の間隔をd、該光線の該瞳に入射するときの光線径をφ、観察者の瞳から該光線の径が最小となる位置までの距離をl、観察者の瞳から該光線同士の交点位置までの距離をL、距離lでの該光線の最小径をΔ、観察者の眼の角度分解能ρとするとき、l>Lの場合は [Summary of the stereoscopic image display device of the invention of claim 1, is incident plurality of light beams with respect to the observer's pupil, if the adjustment of the observer's eyes to an intersection position of the light beam between rays when the three-dimensional image display device allowed to focus incident the number of light rays incident on the pupil n, the spacing of the rays between the farthest of the plurality of light beams on the pupil plane d, the pupil of the light beam the diameter phi, the minimum diameter of the ray of the distance from the observer's pupil to a position where the diameter of the light beam is minimized l, the distance from the observer's pupil to the intersection position between the light rays L, the distance l the delta, when the angular resolution ρ of the observer's eyes, in the case of l> L

【0018】 [0018]

【数9】 [Equation 9]

【0019】L>lの場合は [0019] L> case of l is

【0020】 [0020]

【数10】 [Number 10]

【0021】を満足していることを特徴としている。 [0021] is characterized in that it is satisfied.

【0022】請求項2の発明の立体画像表示装置は、観察者の瞳に対して複数の光線を入射させ、該光線同士の交点位置に観察者の眼の調節を合焦せしめる立体画像表示装置において、該光線は鉛直方向のみ拡散特性を有している、もしくは該光線の観察者の瞳孔位置での断面が水平方向に短く鉛直方向に長い形状となっている状態であって、該瞳に入射する光線の数をn、該瞳面上の複数の光線のうち最も離れた光線同士の水平方向間隔をd、 The stereoscopic image display device of the invention of claim 2, observer is incident a plurality of light beams with respect to the pupil, adjusting the stereoscopic image display apparatus allowed to focus the observer's eye at the intersection position of the light beam between in, in a state in which the ray has a vertically only diffusion properties, or the cross section in the observer's pupil position of the light ray has a long shape in the short vertically horizontally, the pupil the number of the incident light beam n, the horizontal spacing of the rays between the farthest of the plurality of light beams on the pupil plane d,
該光線の瞳に入射するときの水平方向幅をφ h 、観察者の瞳から該光線の水平方向幅が最小となる位置までの距離をl、観察者の瞳から該光線同士の交点位置までの距離をL、距離lでの該光線の最小水平方向幅をΔ h 、観察者の眼の角度分解能ρとするとき、l>Lの場合は The horizontal width phi h when entering the pupil of the light rays, the distance from the observer's pupil to the position where the horizontal width of the light ray is minimized l, from the observer's pupil to the intersection between the ray when the distance L, the distance l the minimum horizontal width of the light line Δ in h, the angular resolution ρ of the observer's eye, when the l> L is

【0023】 [0023]

【数11】 [Number 11]

【0024】L>lの場合は [0024] L> case of l is

【0025】 [0025]

【数12】 [Number 12]

【0026】を満足していることを特徴としている。 It is characterized in that it satisfies the [0026].

【0027】請求項3の発明は請求項1の発明において、観察者の瞳から該光線の径が最小となる位置までの距離lの情報および観察者の瞳から該光線同士の交点位置までの距離Lの情報を取得する手段と、該二種類の情報に基づいて該光線の瞳に入射するときの径φを変化させる手段を有し、l>Lの場合は d>φ L>lの場合は d<φ となるよう制御することを特徴としている。 [0027] The invention according to claim 3 in the invention according to the first, from the information and the viewer's pupil distance l from the observer's pupil to a position where the diameter of the light beam becomes minimum to the intersection position between the light rays It means for obtaining information of a distance L, and means for varying the diameter phi when entering the pupil of the light beam based on the two kinds of information, in the case of l> L d> of phi L> l It is characterized by controlling so as to be d <phi If.

【0028】請求項4の発明は請求項2の発明において、観察者の瞳から該光線の水平方向幅が最小となる位置までの距離lの情報および観察者の瞳から該光線同士の交点位置までの距離Lの情報を取得する手段と、該二種類の情報に基づいて該光線の瞳に入射するときの水平方向幅φ hを変化させる手段を有し、l>Lの場合は d>φ h L>lの場合は d<φ hとなるよう制御することを特徴としている。 [0028] claimed in the invention of claim 4 is the invention of claim 2, intersections between the ray from the information and the viewer's pupil distance l from the observer's pupil to the position where the horizontal width of the light ray is minimized a means for obtaining information of a distance L to the means for changing the horizontal width phi h when entering the pupil of the light beam based on the two kinds of information, in the case of l> L d> for φ h L> l is characterized by controlling so as to be d <φ h.

【0029】請求項5の発明の立体画像表示装置は、観察者の瞳に対して複数の光線を入射させ、該光線同士の交点位置に観察者の眼の調節を合焦せしめる立体画像表示装置において、該瞳に入射する光線の数をn、観察者の瞳孔径をd P 、該光線の該瞳に入射するときの光線径をφ、観察者の瞳から該光線の径が最小となる位置までの距離をl、観察者の瞳から該光線同士の交点位置までの距離をL、距離lでの該光線の最小径をΔ、観察者の眼の角度分解能ρとするとき、l>Lの場合は The stereoscopic image display device of the invention of claim 5, observer is incident a plurality of light beams with respect to the pupil, adjusting the stereoscopic image display apparatus allowed to focus the observer's eye at the intersection position of the light beam between in the light diameter phi, the diameter of the light beam is minimized from the observer's pupil when entering the number of light rays incident on the pupil n, the pupil diameter of the observer d P, the pupil of the light beam the distance to the position l, the distance from the observer's pupil to the intersection between the ray L, and minimum diameter of the light beam at a distance l delta, when the angular resolution ρ of the observer's eye, l> in the case of L is

【0030】 [0030]

【数13】 [Number 13]

【0031】L>lの場合は [0031] L> case of l is

【0032】 [0032]

【数14】 [Number 14]

【0033】を満足していることを特徴としている。 It is characterized in that it satisfies the [0033].

【0034】請求項6の発明の立体画像表示装置は、観察者の瞳に対して複数の光線を入射させ、該光線同士の交点位置に観察者の眼の調節を合焦せしめる立体画像表示装置において、該光線は鉛直方向のみ拡散特性を有している、もしくは該光線の観察者の瞳孔位置での断面が水平方向に短く鉛直方向に長い形状となっている状態であって、該瞳に入射する光線の数をn、観察者の瞳孔径をd P 、該光線の瞳に入射するときの水平方向幅をφ h 、観察者の瞳から該光線の水平方向幅が最小となる位置までの距離をl、観察者の瞳から該光線同士の交点位置までの距離をL、距離lでの該光線の最小水平方向幅をΔ h 、観察者の眼の角度分解能ρとするとき、l> The stereoscopic image display device of the invention of claim 6, the observer is incident a plurality of light beams with respect to the pupil, adjusting the stereoscopic image display apparatus allowed to focus the observer's eye at the intersection position of the light beam between in, in a state in which the ray has a vertically only diffusion properties, or the cross section in the observer's pupil position of the light ray has a long shape in the short vertically horizontally, the pupil the number of the incident light beam n, the observer's pupil diameter d P, to a position horizontally width phi h, the horizontal width of the light beam from the observer's pupil is minimized when entering the pupil of the light beam when the distance l, the distance from the observer's pupil to the intersection between the ray L, the distance l the minimum horizontal width of the light line Δ in h, the angular resolution ρ of the observer's eye, l >
Lの場合は In the case of L is

【0035】 [0035]

【数15】 [Number 15]

【0036】L>lの場合は [0036] L> case of l is

【0037】 [0037]

【数16】 [Number 16]

【0038】を満足していることを特徴としている。 It is characterized in that it satisfies the [0038].

【0039】請求項7の発明は請求項5の発明において、観察者の瞳から該光線の径が最小となる位置までの距離lの情報および観察者の瞳から該光線同士の交点位置までの距離Lの情報を取得する手段と、該二種類の情報に基づいて該光線の瞳に入射するときの径φを変化させる手段を有し、l>Lの場合は d P >φ L>lの場合は d P <φ となるよう制御することを特徴としている。 The invention of claim 7 characterized in that in the invention of claim 5, from the information and the viewer's pupil distance l from the observer's pupil to a position where the diameter of the light beam becomes minimum to the intersection position between the light rays a means for obtaining information of a distance L, and means for varying the diameter phi when entering the pupil of the light beam based on the two kinds of information, l> for L d P> φ L> l for it is characterized by controlling so as to be d P <phi.

【0040】請求項8の発明は請求項6の発明において、観察者の瞳から該光線の水平方向幅が最小となる位置までの距離lの情報および観察者の瞳から該光線同士の交点位置までの距離Lの情報を取得する手段と、該二種類の情報に基づいて該光線の瞳に入射するときの水平方向幅φ hを変化させる手段を有し、l>Lの場合は d P >φ h L>lの場合は d P <φ hとなるよう制御することを特徴としている。 [0040] In the invention the present invention of claim 6 according to claim 8, intersections between the ray from the information and the viewer's pupil distance l from the observer's pupil to the position where the horizontal width of the light ray is minimized a means for obtaining information of a distance L to the means for changing the horizontal width phi h when entering the pupil of the light beam based on the two kinds of information, in the case of l> L d P > for phi h L> l is characterized by controlling so as to be d Ph.

【0041】請求項9の発明の立体画像表示方法は、観察者の瞳に対して複数の光線を入射させ、該光線同士の交点位置に観察者の眼の調節を合焦せしめて立体画像を観察する立体画像表示方法において、該瞳に入射する複数の光線同士の光線交点位置と観察者の瞳位置との距離をLとし、該光線の径が最小となる光源位置と観察者の瞳位置との距離をlとするとき、距離Lと距離lの情報を入力する入力段階と、距離Lと距離lの大小を比較する比較段階と、該比較結果に応じて観察者の瞳に入射する光線径φを調整する調整段階を有することを特徴としている。 The stereoscopic image display method of the invention of claim 9 causes the incident plurality of light beams with respect to the observer's pupil, a stereoscopic image brought focus adjustment of the observer's eyes to an intersection position of the light beam between in the stereoscopic image display method of observing, the distance between the pupil position of the plurality of the ray intersection points of the rays between the viewer entering the pupil is L, the observer's pupil position and the light source position the diameter of the ray is minimized when the distance between the l, an input step for inputting information of the distance L and the distance l, a comparison step of comparing the magnitude of the distance L and the distance l, and enters the eyes of the observer in accordance with the comparison result It is characterized by having an adjustment step of adjusting a beam diameter phi.

【0042】請求項10の発明の立体画像表示方法は、 The stereoscopic image display method of the invention of claim 10,
観察者の瞳に対して複数の光線を入射させ、該光線同士の交点位置に観察者の眼の調節を合焦せしめて、立体画像を観察する立体画像表示方法において、該瞳に入射する複数の光線同士の光線交点位置と観察者の瞳位置との距離をLとし、該光線の径が最小となる光源位置と観察者の瞳位置との距離をlとし、該瞳に入射する光線の数をnとするとき、距離Lと距離lの情報を入力する入力段階と、距離Lと距離lの大小を比較する比較段階と、 Is incident a plurality of light beams with respect to the observer's pupil, and brought focus adjustment of the observer's eyes to an intersection position of the light beam between a stereoscopic image display method for observing the stereoscopic image, a plurality entering the pupil the distance between the beam intersection with the observer's pupil position of the light beam between is L, the distance between the observer's pupil position and the light source position the diameter of the ray is minimized and l, the light rays incident on the pupil of when the number is n, an input step for inputting information of the distance L and the distance l, a comparison step of comparing the magnitude of the distance L and the distance l,
該比較結果に応じて観察者の瞳に入射する光線径φを調整する調整段階と、距離Lと距離lの情報に応じて数n The number in accordance with the adjustment stage and, information of the distance L and the distance l to adjust the light beam diameter φ to enter the observer's pupil in accordance with the comparison result n
を調整する調整段階を有することを特徴としている。 It is characterized by having an adjustment step of adjusting the.

【0043】 [0043]

【発明の実施の形態】はじめに本発明の立体画像表示装置(立体表示装置)適用可能な技術分野について説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Introduction The stereoscopic image display device (stereoscopic display device) applicable technical field of the present invention will be described.

【0044】本発明の立体画像表示装置は観察者の単眼に入射する複数の光線の交点で立体の奥行きを表現するタイプの立体表示装置に適用可能である。 The stereoscopic image display device of the present invention is applicable to a stereoscopic display apparatus of the type for representing the depth of the stereoscopic at intersections of a plurality of light beams incident on the observer's monocular. まずは、このタイプの立体表示装置について立体視の原理を説明する。 First, to explain the principles of the stereoscopic for this type of stereoscopic display.

【0045】従来の多くの立体表示装置は両眼視差を用いて立体画像を表現する。 [0045] Many conventional stereoscopic display device to represent a three-dimensional image using binocular parallax. これは人間が立体を両眼で観察するときに、右眼の網膜像と左眼の網膜像に視差が生じており、立体知覚においてこの視差を大いに利用していることから、逆にこうした視差を持つ2枚の画像を左右眼に独立に呈示すれば、立体認識が可能になるという原理である。 When this is man to observe the three-dimensional with both eyes, such parallax and parallax occurs in the retinal image of the retinal image and the left eye of the right eye, from the fact that extensive use of this disparity in stereoscopy, conversely if present the two images independently to the right and left eyes with a principle that allows the three-dimensional recognition.

【0046】図1はこの立体認識の原理の説明図である。 [0046] Figure 1 is an illustration of the principles of this three-dimensional recognition. 図1は立体(物体)2上の点1の奥行きを、両眼視差を用いて認識している状態を示している。 Figure 1 shows a state in which the depth of the point 1 on the three-dimensional (object) 2 is recognized using binocular parallax. 3は画像表示面であり、立体2を表示している。 3 is an image display surface, displaying a stereoscopic 2. 画像表示面3上に点1Rを表示してこれを右眼ERのみに呈示し、画像表示面3上に点1Lを表示してこれを左眼ELのみに呈示すると、眼の輻輳が点1の位置に合い、人間の視覚認識系は点1Rと右眼ERを結ぶ直線と、点1Lと左眼EL This was presented only to the right eye ER to display the point 1R on the image display surface 3, when it displays the points 1L on the image display surface 3 presents only the left eye EL, the congestion of the eye point 1 fit position, the human visual perception system is a straight line connecting the point 1R and the right eye ER, the points 1L and the left eye EL
を結ぶ直線の交点位置に点1を立体的に認識することができる。 It can stereoscopically recognize an intersection position two points 1 of a straight line connecting.

【0047】ただし、このとき眼の水晶体の調節が点1 [0047] However, the adjustment is the point of the lens of the eye this time 1
に合うわけではなく、眼の調節と輻輳との間に乖離が発生する。 It does not mean fit, the deviation between the adjusted and congestion of the eye occurs. この乖離が大きい場合、視覚認識系に無理な負担がかかり、疲労や違和感の原因となる可能性があると言われている。 In this case the deviation is large, it takes an unreasonable burden on the visual recognition system, it is said that there is a possibility that the cause of fatigue and discomfort.

【0048】これに対して、従来例に示したように視差を単眼内で発生させるタイプの立体表示装置が種々と登場している。 [0048] In contrast, the stereoscopic display apparatus of the type generating in monocular parallax as shown in the conventional example has appeared with various.

【0049】図2はこの立体認識の原理の説明図である。 [0049] FIG. 2 is an explanatory view of the principle of the three-dimensional recognition. 図2は上記図1と同様の立体2上の点1の奥行きを、単眼5内の視差を用いて認識している状態を示している。 Figure 2 shows a state in which the depth of the point 1 on the diagram 1 similar steric and 2, is recognized using parallax in the monocular 5.

【0050】3'は画像表示面である必要はなく、立体を表現する光線が最も細くなっている光線焦点面と考えることができる。 [0050] 3 'need not be an image display surface, it can be considered that light focal plane rays representing the three-dimensional is narrowest. (光線焦点面では光線の径が最小となっており、そこから光が発散しているように見えるので、焦点位置での光線断面をここでは「光源」と呼ぶことにする。)単眼5内で視差を発生させるためには図示したように複数の光線が眼の水晶体4の異なる位置に異なる角度で独立に入射することが必要である。 (By ray focal plane it has a diameter of the light beam is minimum, since the light therefrom appear to diverge, here the beam cross-section at the focal position is referred to as a "light source".) Monocular 5 it is necessary that the plurality of light beams as shown enters independently at different angles to the lens 4 different locations of the eyes in order to generate a parallax in.

【0051】図2では眼の瞳(水晶体)4の位置4L、 [0051] In Figure 2 of the eye pupil (lens) 4 of the position 4L,
4Rの2つの位置に入射する光線がそれぞれ分離しており、かつ点1で交わっている。 Light rays incident on two positions 4R are separated respectively, and intersect at point 1.

【0052】このような状況下では、人間の視覚認識系は2つの光線の交点1を光線の発散点と認識し、点1に眼のピントが合うよう水晶体4の調節を行って、眼底に像点1Eを形成する可能性がある。 [0052] Under such circumstances, the human visual perception system is an intersection 1 of two beams recognizes that the divergence point of the light beam, by performing an adjustment of the lens 4 as the focus of the eye is focused at point 1, the fundus it may form an image point 1E.

【0053】しかし、人間の視覚認識系が常に光線の交点1を光線の発散点と認識するとは限らない。 [0053] However, not necessarily the human visual recognition system is always to recognize the intersection 1 of the light beam and the divergence point of the light beam. 同じ状況下でも図3のように光線焦点面3'にピントが合い、眼底に2つの独立した像点3EL、3ERを形成する可能性もある。 It focuses the ray focal plane 3 'as shown in FIG. 3 even under the same circumstances, two separate image points 3EL the fundus, a possibility of forming a 3ER. (ここでは便宜的に図2の状態を交点ピント状態、図3の状態を光源ピント状態と呼ぶ。)視差を単眼内で発生させるタイプの立体表示装置においては、光源ピント状態よりも交点ピント状態が優先的に発生することが望ましいが、そのために必要な条件がこれまで明確にされていなかった。 (Referred to here for convenience state intersection focus state of FIG. 2, the state of FIG. 3 and the light source focus state.) In the stereoscopic display apparatus of the type generating in monocular parallax is the intersection focus state than light focus state There it is desirable to generate preferentially, conditions necessary for its has not been clarified so far.

【0054】本発明では交点ピント状態と光源ピント状態のそれぞれにおける眼底像の状態を幾何光学的な解析により求め、眼のピントが光線交点側に合いやすい条件を導出し、これを満足するように各要素を設定し、これによって良好なる立体画像の観察が行える立体表示装置を構成している。 [0054] determined by the state of geometric optical analysis of fundus image in each of the intersections focus state and the light source focus state in the present invention, as the focus of the eye derives fit easily condition the ray intersection side, satisfied this set each element, thereby constituting a stereoscopic display device capable of performing observation of good Naru stereoscopic image.

【0055】次に本発明における上記条件の求め方を説明する。 [0055] will be explained how to determine the above-mentioned condition in the present invention. 図4は視差を単眼内で発生させるタイプの立体表示装置の再生像を観察している単眼の様子を模した幾何光学モデルである。 Figure 4 is a geometrical optics model simulating a monocular state of being viewed the reproduced image of the stereoscopic display apparatus of the type generating a parallax in the monocular.

【0056】図4では単眼の水晶体4をレンズとしてとらえている。 [0056] captures 4 monocular lens 4 in as a lens. 以下「水晶体4」を「レンズ4」又は「単眼」ともいう。 Following the "lens 4" also referred to as a "lens 4" or "monocular".

【0057】図示した例は単眼内に3つの視差が発生している。 [0057] the illustrated example three parallaxes are generated in the monocular. 眼のレンズ4と眼底は距離s'だけ離れており、眼のピントは眼のレンズ4(水晶体)から距離sだけ離れた、眼底と共役な位置に合っているものとする。 Lens 4 and the fundus of the eye are separated by a distance s', Pinto eye distance away s from the eye lens 4 (lens), it is assumed that match the fundus conjugate position.

【0058】単眼内に3つの視差が発生しているとき、 [0058] when three of the disparity has occurred in the monocular,
3個の光源から出た光が眼のレンズ4の異なる位置に入射し眼底に到達する。 Light emitted from the three light sources reaches the fundus is incident on different positions of the lens 4 of the eye. このときの光源像はボケを生じている。 Light source image at this time is caused blur. さらに、3本の光線の間隔が十分狭ければ3つの光源像は一つのつながった像と見なされ、1つのボケた像として認識される。 Furthermore, intervals of the three beams is sufficiently narrow three light source images are considered as one of connected image is recognized as one blurred image. この全体的なボケの量は個々の光源像のボケ量と光源像同士の分離量によって決定される。 The amount of the overall blur is determined by the blur amount and the light source image separation amount between the individual light source image.

【0059】そこで光源像のボケ量と光源像同士の分離量をそれぞれ求め、全体的なボケ量を求める。 [0059] Thus calculated blur amount of the light source image and the source image between the separation volume, respectively, determine the overall amount of blurring.

【0060】眼のピント位置の距離sを変化させた場合、全体的なボケ量もまた変化するが、全体的なボケ量が最小となる距離sの値はきわめて重要な意味を持つ。 [0060] when changing the distance s focal position of the eye also changes the overall amount of blurring, the value of the distance s overall blurring amount becomes the minimum has a very important meaning.
なぜなら、全体的なボケ量が最小となる距離sが存在すれば、眼の水晶体の調節はその位置に誘導されると考えられるからである。 This is because if there is a distance s overall blurring amount becomes the minimum, adjustment of the lens of the eye is believed to be induced in that position.

【0061】もしも距離sの値が常に光線交点位置に一致するような条件を導き出すことができれば、視覚認識系への負担軽減に有効な立体表示装置を構成することができる。 [0061] If it is possible to always the value of if the distance s derive conditions as to match the beam intersection, it is possible to form a valid three-dimensional display device to reduce the burden on the visual recognition system.

【0062】また、眼底に形成される複数の光源像が一つにつながって認識されるか否かは個々の光源像のボケ量と、単眼に入射する光線数(単眼内視差数)に依存する。 [0062] Further, depending on the blurring amount of each light source image is whether a plurality of light source images are recognized connected to one formed on the fundus, Rays entering the monocular (single eye in the number of parallaxes) to. よって、光源像が一つにつながって認識される条件から単眼に入射させるべき光線数(必要な単眼内視差数)を求めることができる。 Therefore, light rays number to be incident on the monocular from the condition in which the light source image is recognized connected to one (monocular the number of parallaxes required) can be obtained.

【0063】まずは眼底における全体的なボケ量から求める。 [0063] First of all determined from the overall amount of blurring in the fundus. 図5は光源像のボケ量を導出するための幾何光学モデルである。 Figure 5 is a geometrical optics model for deriving the blur amount of the light source images.

【0064】計算に使用する各パラメータは次の通りである。 [0064] each of the parameters to be used for the calculation are as follows.

【0065】s :眼レンズから眼のピント位置までの距離 s':眼レンズから眼底までの距離 l :眼レンズから光源までの距離 l':眼レンズから光源位置と共役な位置までの距離 Δ :光源の大きさ φ :眼レンズに入射する光線の直径 h :光源からの最大画角主光線同士の間隔 δ :光源像のエッジの錯乱円直径 上記のようなパラメータを用いるとき、光源像のボケ量σ=h+δを求める。 [0065] s: distance from the eye lens to the focal position of the eye s ': distance from the eye lens to a fundus l: distance from the eye lens to the light source l': distance from the eye lens to the light source position and a position conjugate Δ : the size of the light source phi: diameter of light rays entering the eye lens h: distance maximum field angle principal ray to each other from the light source [delta]: when using parameters such as the circle of confusion diameter above the edge of the light source image, the source image Request blur amount σ = h + δ.

【0066】 [0066]

【数17】 [Number 17]

【0067】近軸関係より [0067] than the near axis relationship

【0068】 [0068]

【数18】 [Number 18]

【0069】なので上式よりl'を消去して [0069] So to clear the l 'from the above equation

【0070】 [0070]

【数19】 [Number 19]

【0071】 [0071]

【数20】 [Number 20]

【0072】したがって [0072] Therefore

【0073】 [0073]

【数21】 [Number 21]

【0074】次に光源像の分離量を求める。 [0074] Then obtain the separation of light source images. 図6は光源像のボケ量を導出するための幾何光学モデルである。 6 is a geometrical optics model for deriving the blur amount of the light source images. 計算に使用する各パラメータは次の通りである。 Each parameter used for the calculation are as follows.

【0075】L :眼レンズから光線交点位置までの距離 L':眼レンズから光線交点位置と共役な位置までの距離 D :光源同士の間隔(視差) D':眼のピント位置における光線同士の間隔 d :眼レンズに入射する光線同士の間隔 d':眼底での像中心の分離量 ただし、d'は眼に複数入射する光線のうち最も離れた2本の光線による像同士の分離量とする。 [0075] L: distance from the eye lens to light intersection L ': the distance from the eye lens to light intersection position conjugate D: light between intervals (parallax) D': of light between the focal position of the eye interval d: spacing of the rays between incident on the eye lens d ': separation of the image centers of the fundus However, d' is the amount of separation of the image between by farthest two beams of rays a plurality entering the eye to.

【0076】 [0076]

【数22】 [Number 22]

【0077】各パラメータの関係を図4に示した3視差の場合について図示すると、図7のようになる。 [0077] To illustrate the case of a 3 parallax shown in FIG. 4 the relation of each parameter is as shown in FIG.

【0078】以上をまとめると [0078] To summarize the above

【0079】 [0079]

【数23】 [Number 23]

【0080】となる。 The [0080].

【0081】上式より、眼のピントが立体像に合っているときの全体的なボケ量Σ s=L [0081] From the above equation, the overall amount of blur sigma s = L when the focus of the eye matches the stereoscopic image

【0082】 [0082]

【数24】 [Number 24]

【0083】眼のピントが光源に合っているときの全体的なボケ量Σ s=l [0083] The overall amount of blur sigma s = l when the focus of the eye matches the light source

【0084】 [0084]

【数25】 [Number 25]

【0085】であることがわかる。 [0085] a it can be seen.

【0086】上記(1)式をs,l,Lの大小関係により場合分けして展開し、sの変化に対するボケ量Σの変化をグラフ化すると以下のようになる。 [0086] The above (1) was s, l, expand when divided by the magnitude relation of L, as follows and graphing the change in the blur amount Σ with respect to a change in s.

【0087】[l>Lの場合] [0087] [l> In the case of L]

【0088】 [0088]

【数26】 [Number 26]

【0089】上式をもとにΣを縦軸、sを横軸に取ったグラフを描くと図8のようになる。 [0089] The vertical axis of Σ the above equation on the basis of the draw graph took s on the horizontal axis is shown in FIG. グラフよりd>φの時はs=LでΣが最小値をとり、d<φの時はs=lでΣが最小値をとることがわかる。 When than d> phi graph takes a minimum value sigma is at s = L, sigma in s = l when d <phi it can be seen that a minimum value.

【0090】視覚認識系は眼底での像の拡がりを最小にするべく水晶体の調節を行うと考えられるから、l>L [0090] Since the visual recognition system is considered to make adjustments of the lens in order to minimize the spread of the image of the fundus, l> L
の場合はd>φの条件を満たせば、観察者の調節は光線交点に合いやすくなる。 In the case of satisfied conditions d> phi, regulation of the observer can easily fit the ray intersection. これはs=LでΣが小さくなるからである。 This is because Σ is reduced by s = L. [l<Lの場合]l>Lの場合と同様にしてΣを求めると <For L l l]> For L and the seek Σ in the same way

【0091】 [0091]

【数27】 [Number 27]

【0092】上式をもとにΣを縦軸、sを横軸に取ったグラフを描くと図9のようになる。 [0092] The vertical axis of Σ the above equation on the basis of the draw graph took s on the horizontal axis is shown in FIG. グラフよりd>φの時はs=lでΣが最小値をとり、d<φの時はs=LでΣが最小値をとることがわかる。 When than d> phi graph takes a minimum value Σ is at s = l, d <φ is Σ at s = L It is seen that the minimum value when the. 視覚認識系は眼底での像の拡がりを最小にするべく水晶体4の調節を行うと考えられるから、l<Lの場合はd<φの条件を満たせば、観察者の調節は光線交点に合いやすくなる。 Since the visual recognition system is considered to make adjustments of the lens 4 in order to minimize the spread of the image of the fundus, in the case of l <L satisfies the condition d <phi, regulation of the observer fit ray intersection It becomes easier. s=L s = L
でΣが小さくなるからである。 In is because Σ is reduced.

【0093】次に、瞳に入射する光線数nの条件を求める。 Next, determine the condition of the number of rays n entering the pupil. 図10はやはり眼底での像の様子を示している。 Figure 10 is also showing how the image of the fundus. 図からわかるように像の最大分離量d'内にn本の光線による像が形成されているとき、像と像の間隔εは When the image by n lines of light are formed on the maximum amount of separation d 'in the image as seen, the distance ε of the image and the image

【0094】 [0094]

【数28】 [Number 28]

【0095】で表される。 Represented by [0095]. εが目の分解能ρ(単位はr Resolution of ε eyes ρ (unit is r
ad)未満なら像はすべてつながって見えるから、複数の光線による像を一つのボケと認識し、光線再現方式による立体像再生が成立しやすくなる。 Since ad) than if the image appears to all connected, the image formed by the plurality of light beams and recognized as one of the blur, the stereoscopic image reproduction is easily satisfied by light reproduction method. そこで、ε/s' So, ε / s'
<ρとなるnの条件を求めると <And determine the conditions of n to be ρ

【0096】 [0096]

【数29】 [Number 29]

【0097】d',σを代入してn−1について解くと [0097] d ', by substituting σ and solving for n-1

【0098】 [0098]

【数30】 [Number 30]

【0099】上式をL<s<lまたはl<s<Lの範囲で検証すると 右辺分子はs=Lで最小(=0) s=lで最大 右辺分母はs=Lで最大 s=lで最小 よって上記の範囲ではs=lのとき右辺は最大値をとる。 [0099] The above equation L <s <l or l <s <When verifying a range of L is right molecules minimum s = L (= 0) s = the maximum right side denominator l is s = L up to s = l in Min Therefore right time in the range of the s = l takes the maximum value. (sの範囲は無限に存在するが、実用上は上記の範囲のみを考えれば十分と思われる) したがって上記検証の全ての範囲内で網膜像が一つのボケとして認識されるためにnが満たすべき条件は (Range of s is present infinitely practice seems sufficient Considering only the above range) n is met for retinal image is recognized as one of the blur in the entire range of thus said verification to conditions

【0100】 [0100]

【数31】 [Number 31]

【0101】となる。 The [0101].

【0102】なお、実際に立体画像表示装置を構成する場合、情報量の低減化や装置構成上の問題などの理由により縦方向の視差情報を除去し、水平方向視差のみで立体像を再生する方法をとることが多い。 [0102] In the case of actually constitute the stereoscopic image display device, the parallax information in the vertical direction is removed for reasons such as the amount of information reduction and device configuration problems, to reproduce the stereoscopic image only in the horizontal direction parallax often employ a method.

【0103】この場合、鉛直方向の観察域を確保するために瞳に入射する光線を図12のように鉛直方向に広がる光束とするか、水平方向には指向性があり鉛直方向のみ拡散光特性を有する光線とすることが望ましい。 [0103] In this case, vertical direction or a light beam spreading, vertical only diffused light characteristics have directivity in the horizontal direction as in the vertical direction of the observation region 12 the light rays incident on the pupil in order to ensure it is preferable that the light beam having.

【0104】上記条件式は図11のように瞳孔位置での光線断面が回転対称である場合を想定して求めているが、図12のような光線断面が長円形の場合は、光線径φ、光源=光線の最小径Δを、それぞれ光線の水平方向幅φ h 、光線の水平方向最小径Δ hで置き換えた条件式にすれば、同様に眼のピントが光線交点側に合いやすい条件を導出することができる。 [0104] The conditional expression rays cross section at the pupil position, as in FIG. 11 are calculated on the assumption that it is rotationally symmetric, but for a circular beam cross-section length as shown in FIG. 12, beam diameter φ the minimum diameter delta of the light source = light, the horizontal width phi h of each beam, if the conditional expression is replaced by the horizontal minimum diameter delta h of the light beam, as well as focus of the eye to fit easily condition the ray intersection side it can be derived.

【0105】図23は本発明の画像表示方法の実施形態1のフローチャートである。 [0105] Figure 23 is a flow chart of an embodiment 1 of the image display method of the present invention.

【0106】本実施形態では光線の本数nを調整する段階と光線の直径φや光線同士の間隔dを調整する段階の順番はどちらが先でも良い。 [0106] Both the order of steps for adjusting the distance d of the phase and the diameter φ and ray between the ray for adjusting the number n of the light beam may be ahead in this embodiment. 距離Lと距離lの情報を入力する段階と距離Lと距離lの大小を比較する段階は上記の2つの段階よりも先に行われていれば良い。 Step of comparing the magnitude of the distance L step for inputting information and distance l and the distance L and the distance l may if done before the two steps mentioned above.

【0107】次に、上記条件を適用した本発明の立体表示装置の実施形態の構成例について説明する。 [0107] Next, the configuration example of an embodiment of a stereoscopic display device of the present invention according to the above conditions.

【0108】(構成例1)従来例に示した集束化光源列(FLA)を用いる多眼立体ディスプレイでは、図18 [0108] (Configuration Example 1) In the multi-view three-dimensional display using a focused reduction light source arrays (FLA) shown in the conventional example, FIG. 18
(a)に示すように、半導体レーザーなどの光源(Light (A), the such as semiconductor laser light sources (Light
Source)からの光を光学系(Beam Shaping Optics)により細い光束に整形したビームの交点で立体像を表現することができる。 It can be expressed three-dimensional image at the intersection of beam shaping light into narrow light beam by the optical system (Beam Shaping Optics) from Source).

【0109】図19,図20は本発明に係る構成例による3次元像再生の様子の説明図である。 [0109] Figure 19, Figure 20 is an explanatory diagram showing how a three-dimensional image reproduction according to the configuration example according to the present invention. 図19はある時刻tにおける全体構成平面図である。 Figure 19 is an overall configuration plan view at the time t in. 図中の20は集束化光源列(FLA)を示しており、詳細は図17の説明で述べたとおりである。 20 in the figure shows the focusing of the light source arrays (FLA), details are as described in the description of Figure 17. 光源列のうちどれから光線を発生させるかは任意に選択することが可能である。 Whether to from which of the light source array to generate a light beam can be arbitrarily be selected. 光源列から発せられる光線の焦点は走査光学系21によって図中、 In FIG focus of the rays of light emitted from the light source row by the scanning optical system 21,
位置22に結像している。 It is focused on the position 22. このとき集束化光源列(FLA) At this time focusing of the light source arrays (FLA)
20からは図中のRay1のみが発生するように制御されている。 Only Ray1 in the figure is controlled so as to generate from 20. このときRay1は観察者の右眼に入射しており瞳孔位置での入射光線の水平方向幅は前記各式の直径φに相当する。 At this time Ray1 the horizontal width of the incident light at the pupil position are incident on the right eye of the viewer corresponds to the diameter φ of each of the formulas above. また、走査光学系21を出射して観察者の目に入射するまでのRay1の最小径は前記各式の光源の大きさΔに相当する。 Also, the minimum diameter of Ray1 of the scanning optical system 21 to be incident on the observer's eye is emitted corresponds to Δ size of each of the formulas above the light source.

【0110】図20は時刻tより微少時間δt経過後の全体構成の平面図である。 [0110] Figure 20 is a plan view of the overall configuration after short time δt elapses from time t. 光線の焦点の位置は位置22 Position of the focal point of the beam position 22
から位置22'へと移動している。 It has moved to the position 22 'from.

【0111】さらに集束化光源列(FLA)20からは図中のRay2のみが発生するように制御されている。 [0111] Only Ray2 in the figure is controlled so as to generate from the further focusing of the light source arrays (FLA) 20. 観察者にとって微少時間δtは残像の許容時間内となっており、 Short time δt to the viewer has become within afterimage allowable time,
図19の状態と図20の状態は同時に発生しているかのように認識される。 State of the state and 20 in FIG. 19 is recognized as if it occurred at the same time.

【0112】したがって、2つの状態で発生した光線Ra [0112] Therefore, light rays Ra generated in the two states
y1とRay2は図中の位置1に光線の交点が形成されているのを、右眼で観察することになる。 y1 and Ray2 is that the intersection of the light rays is formed at the position 1 in the figure will be observed by the right eye. 同様の所作を左眼側についても行えば、こうした光線の交点は左眼でも観察することができる。 If also performed for the left eye side similar gesture, the intersection of these rays can be observed by the left eye. 集束化光源列(FLA)を並列駆動してこれら光線の交点を複数発生するよう制御すれば、3次元像の再生が可能となる。 It is controlled so that multiple occurrences of intersection of these rays focused Light Source column (FLA) parallel drive to, can be reproduced in the three-dimensional image.

【0113】このときのビームと観察者瞳の関係を図示すると図13のようになる。 [0113] is shown in Figure 13 To illustrate the relationship between the beam and the observer's pupil in this time. Beam Shaping Opticsで収束光となったビームはFocal Pointで最小径となり、発散光となって観察者の瞳孔4に入射する。 Beam Shaping beam becomes convergent light by the Optics becomes minimum diameter Focal Point, is incident on the pupil 4 of the observer becomes divergent light. 観察者の瞳孔径d pは眼の虹彩6によって決定される。 Pupil diameter d p of the observer is determined by the iris 6 of the eye.

【0114】複数の光線が瞳孔4に入射する場合、最も分離した光線の間隔dは瞳孔径d pにほぼ等しいので、 [0114] If a plurality of light beams are incident on the pupil 4, since most distance d separate beams is substantially equal to the pupil diameter d p,
網膜像の全体的なボケ量を最小にする条件は、実質的には瞳孔径d pと入射光線径φとの関係によって定まる。 Conditions for the overall amount of blurring of the retinal image to a minimum, substantially determined by the relationship between the incident light beam diameter φ and pupil diameter d p.

【0115】すなわち、眼から光線交点までの距離Lと眼から光源位置までの距離lとの大小関係によって場合分けして l>Lの時 d p >φ ‥‥‥(3) l<Lの時 d p <φ ‥‥‥(4) が満たすべき条件となる。 [0115] That is, d p> φ ‥‥‥ (3 ) when the case analysis to l> L depending on the magnitude relationship between the distance l from the distance L and the eye from the eye to the light intersection to the light source position l <L- the condition to d p <φ ‥‥‥ (4) is satisfied when.

【0116】本構成例では入射光線径φは、Beam Shapi [0116] incident light beam diameter φ in this configuration example, Beam Shapi
ng Opticsによって生成するビームのN. Beam of N. generated by ng Optics A. A. に依存する。 It depends on.

【0117】φ=2l* (ビームのN.A.) であるから、網膜像の全体的なボケ量を最小にする条件は [0117] Since it is φ = 2l * (N.A. beam), conditions to minimize the overall amount of blurring of the retinal image

【0118】 [0118]

【数32】 [Number 32]

【0119】となる。 The [0119].

【0120】さらに、瞳に入射すべき光線数nの条件を求めると、(2)式より [0120] Further, when determining the condition of the number of rays n should enter the pupil and (2)

【0121】 [0121]

【数33】 [Number 33]

【0122】となる。 The [0122].

【0123】したがって、本構成例では(5)式または(6)式を満足するビームN. [0123] Thus, the beam N. In the present configuration example, thereby satisfying the expression (5) or (6) Aを生成するようなBeam Beam, such as to produce a A
Shaping Opticsを用い、かつ(7)式を満足する本数の光線を瞳に入射させるような構成を取っている。 Used Shaping Optics, and (7) taking such a configuration as to be incident on the pupil rays in the number satisfying the equation.

【0124】例えば、l=600mm、L=300m [0124] For example, l = 600mm, L = 300m
m、d p =4mm、Δ=0.5mm、眼の分解能ρを1'(=2.9*10 -4 rad)とすると ビームのN. m, d p = 4mm, Δ = 0.5mm, the resolution of the eye ρ 1 '(= 2.9 * 10 -4 rad) to the beam of N. A. A. < 0.003 n > 6.9 となるので、ビームN. Since the <0.003 n> 6.9, beam N. A. A. が0.003以下のビームを生成し、これを観察者の瞳(瞳孔径4mm)に7本以上入射させる構成としている。 There has been configured to generate a 0.003 or less of the beam to be incident on the observer's pupil (pupil diameter 4 mm) 7 or more so.

【0125】上記の条件式から、網膜像の全体的なボケ量を最小にする条件は距離lと距離Lの大小関係によって変化することがわかる。 [0125] From the above condition, a condition that minimizes the overall amount of blurring of the retinal image is seen to vary with the magnitude relationship between the distance l and the distance L. そこで、距離lの情報および距離Lの情報を取得し大小比較をする手段と上記の情報に基づいて瞳に入射するときの光線径φを変化させる手段を持ち、l>Lの場合は d p >φ L>lの場合は d p <φ となるような制御を行えば、立体像までの距離Lが大きく変化するような像再生であっても一台の装置で対応することが可能である。 Therefore, to obtain information of the distance l information and distance L on the basis of the means and the information that the magnitude comparison having a means for varying the beam diameter φ when entering the pupil, in the case of l> L d p > for phi L> l by performing the control such that d p <φ, even an image reproducing such as the distance L to the stereoscopic image is largely changed may correspond in one single apparatus is there. 例えば本構成例の場合、瞳に入射するときの光線径φはビームのN. For example, in the case of this configuration, the light beam diameter φ when entering the pupil beam N. A. A. に依存しており、ビームのN. It is dependent on the beam of N. A. A. を決定するのはBeam Shaping Opt To determine the Beam Shaping Opt
icsであることから、図14に示すようにBeam Shaping Since it is ics, Beam as shown in FIG. 14 Shaping
Opticsをズーム光学系7とし、距離lの情報および距離Lの情報検知手段9からの情報に基づき制御手段8がズーム光学系7の焦点距離を変化させるという構成をとるようにする。 The Optics and zoom optics 7, the control unit 8 on the basis of information from the information detection means 9 of the information of the distance l and the distance L is to take the configuration of changing the focal length of the zoom optical system 7.

【0126】なお、ビームのN. [0126] It should be noted that the beam of N. A. A. を変化させるには In order to change the is
Beam Shaping Opticsの有効径を変化させてもよく、上記情報に基づいて制御手段8がBeam Shaping Opticsの絞りを変化させるという構成をとってもよい。 May change the effective diameter of Beam Shaping Optics, it may take the configuration that the control unit 8 based on the information to change the aperture Beam Shaping Optics.

【0127】(構成例2)特願平9−368961号の立体表示装置では従来例同様の「超多眼領域」の立体表示を、液晶シャッターメガネを用いて実現している。 [0127] (Configuration Example 2) In the stereoscopic display apparatus of Japanese Patent Application No. Hei 9-368961 is a conventional example similar to the three-dimensional display of "super multi region" is realized by using the liquid crystal shutter glasses.

【0128】図15は上記発明の構成ブロック図である。 [0128] Figure 15 is a block diagram of the invention. 図中100は画像分離手段としての立体観察眼鏡、 Figure 100 is stereoscopic viewing glasses as an image separating means,
200は視差画像を高速に切り替え表示する表示手段としてのモニタ、300は視差画像の切り替えや立体観察眼鏡100のスリット開口を制御するコントローラであり、映像ソースとのインターフェース機能も備えている。 200 monitor as a display means for switching display parallax images at high speed, 300 is a controller for controlling the slit opening of the switch and the three-dimensional viewing glasses 100 of the parallax images, and includes also an interface function with the video source.

【0129】コントローラ300はモニタの駆動回路3 [0129] The controller 300 monitors the driving circuit 3
01、立体観察眼鏡100のスリットをする眼鏡駆動回路302、モニタ200に表示する視差画像情報と立体眼鏡のスリット形成の同期をとるための同期回路303 01, spectacle driving circuit 302, the synchronization circuit 303 for taking slitting synchronization parallax image information and stereoscopic glasses to be displayed on the monitor 200 to the slit of the three-dimensional viewing glasses 100
を有している。 have.

【0130】図16は上記立体観察眼鏡の要部斜視図である。 [0130] FIG. 16 is a partial perspective view of the stereoscopic viewing glasses. 図中101L、101Rは観察者が開口部を通して観察できる観察手段としての観察枠、102L,10 Figure 101L, 101R observation frame as the observation means observer can observe through the opening, 102L, 10
2R、103L、103Rは観察枠101の中で光が遮断されている遮光部、104R,104Lは光が透過可能なスリットであり、TSはスリット104の幅を示している。 2R, 103L, 103R light shielding portion which is cut off the light in the observation frame 101, 104R, 104L light is permeable slits, TS denotes the width of the slit 104.

【0131】スリット104は水平方向に高速にスキャンされ、スリットの位置に対応した視差画像が同期してモニタ200上に表示される。 [0131] slit 104 is scanned at a high speed in the horizontal direction, a parallax image corresponding to the positions of the slits is displayed on the monitor 200 in synchronization.

【0132】スリット104の幅TSが観察者の瞳孔よりも十分小さいとすれば、観察者の瞳孔よりも小さい視点間隔の視差画像を呈示することになり、従来例同様に「単眼視差効果」が発生する。 [0132] If the width TS of the slit 104 is sufficiently smaller than the pupil of the observer, will be presenting parallax images smaller viewpoint interval than the pupil of the viewer, conventional Similarly, "monocular parallax effect" Occur. つまり、上記発明の構成で「超多眼領域」の立体視が可能となる。 In other words, it is possible to stereoscopic "super multi-region" in the above structure.

【0133】図21,図22は本発明に係る構成例による3次元像再生の様子の説明図である。 [0133] Figure 21, Figure 22 is an explanatory diagram showing how a three-dimensional image reproduction according to the configuration example according to the present invention. 図21はある時刻tにおける全体構成平面図である。 Figure 21 is an overall configuration plan view at the time t in. 図21において視差画像を切り替え表示するモニタ200の画像表示面上の画素10に輝度が与えられ、それらから光が放射している。 Given luminance pixel 10 on the image display surface of the monitor 200 to display switching parallax images in FIG. 21, the light from which they are emitted. このときの画素の水平方向幅は前記各式の光源の大きさΔに相当する。 Horizontal width of the pixel at this time corresponds to Δ size of each of the formulas above the light source. 観察者は立体画像観察用の眼鏡1 Observer glasses 1 for stereoscopic image viewing
00を通してこれらの光を観察する。 Observing these light through 00. 時刻tにおいては立体観察用の眼鏡100の右眼に相当する領域では幅T Width T is at time t in the region corresponding to the right eye of the glasses 100 for stereoscopic viewing
Sのスリット104Rが形成され、観察者の右眼にはこのスリット104Rを通過した光線のみが入射する。 S slits 104R is formed, the right eye of the viewer only light having passed through the slits 104R is incident. このとき瞳孔に入射する光線の水平方向幅は前記各式の光線の直径φに相当する。 In this case the horizontal width of the light beam incident on the pupil corresponds to the diameter φ of the light beam of each of the formulas.

【0134】図22は時刻tより微少時間δt経過後の全体構成平面図である。 [0134] Figure 22 is an overall configuration plan view after short time δt elapses from time t. スリット104Rは位置を変え、それに伴いモニタ200の画像表示面上の画素10 Slit 104R changes the position, the pixel 10 on the image display surface of the monitor 200 with it
の分布も変化する。 Also changes in the distribution. 観察者にとっては微少時間δtは残像の許容時間内となっており、図21の状態と図22の状態は同時に発生しているかのように認識される。 Short time δt for the viewer has become within afterimage allowed time, the state of the state and 22 in FIG. 21 is recognized as if it occurred at the same time. したがって、2つの状態で発生した光線は図中の位置1に光線の交点が形成されているのを、右眼で観察することになる。 Therefore, that the intersection of the rays at the position 1 in the beam drawing generated in two states are formed, it will be observed by the right eye. 同様の所作を左眼側についても行えば、こうした光線の交点は左眼でも観察することができる。 If also performed for the left eye side similar gesture, the intersection of these rays can be observed by the left eye. モニタ2 Monitor 2
00においてより多くの画素に輝度を与え、これら光線の交点を複数発生するよう制御すれば、光線交点の集合体として3次元像を再生することが可能となる。 Giving brightness to more pixels in the 00, by controlling so that the intersection of these rays to multiple occurrences, it is possible to reproduce the three-dimensional image as a collection of rays intersections.

【0135】しかし、上記発明ではスリット104の幅TSや単眼に呈示する視差数nに根拠のある値を与えることができておらず、「単眼視差効果」が発生しやすい装置を構成することができない。 [0135] However, not able to give a certain value of the evidence to the parallax number n to present to the width TS and monocular slit 104 in the above invention, it is that the "monocular parallax effect" constitute the easy device occurs Can not.

【0136】上記発明に本発明を適用すると、スリット104の幅TSの値と単眼に呈示すべき視差画像数nの値を「単眼視差効果」が発生しやすいように設定することができる。 [0136] Applying the present invention to the above-described invention, the value of the parallax image number n to be presented to the value and monocular width TS of the slit 104 'monocular parallax effect "can be set so prone.

【0137】観察者の瞳孔径d pとすると、スリット幅TSは入射光線径φに等しいので、構成例1同様に眼から再生像の距離Lと眼から光源までの距離lとの大小関係によって場合分けして l>Lの時 d p > TS ‥‥‥(8) l<Lの時 d p < TS ‥‥‥(9) が網膜像の全体的なボケ量を最小にする条件となる。 [0137] When the pupil diameter d p of the observer, since the slit width TS is equal to the incident beam diameter phi, the magnitude relationship between the distance l from the distance L and the eye of the reproduced image from the configuration example 1 Similarly eye to the light source d p> TS ‥‥‥ (8) l <d p <TS ‥‥‥ when L (9) is a condition to minimize the overall amount of blurring retinal image when the case analysis to l> L .

【0138】一方、瞳に入射すべき光線数nの条件は(7)式がそのまま当てはまる。 [0138] On the other hand, the condition of the number of rays n be incident on the pupil (7) apply it.

【0139】これらの条件式より、「単眼視差効果」が有効となる構成を得ることができる。 [0139] From these condition, it is possible to obtain a structure in which "monocular parallax effect" is valid. 例えば、l=60 For example, l = 60
0mm、L=300mm、d p =4mm、Δ=0.5m 0mm, L = 300mm, d p = 4mm, Δ = 0.5m
m、眼の分解能ρを1′(=2.9*10 -4 rad)とすると TS < 4 n > 6.9 となるので、本構成例ではスリット幅を4mm以下とし、かつ観察者単眼(瞳孔径4mm)に7視差以上の視差画像を呈示する構成としている。 m, since the resolution of the eye ρ becomes 1 '(= 2.9 * 10 -4 rad) to the TS <4 n> 6.9, in the present configuration example the slit width and 4mm or less, and the observer monocular ( It has a configuration to present parallax images over 7 parallax pupil diameter 4 mm).

【0140】本構成例においても網膜像の全体的なボケ量を最小にするための条件を満足させるために距離lと距離Lの大小関係に応じて光線径φを変化させる方法は有効である。 The method is effective for changing the beam diameter φ in accordance with the magnitude relationship between the distance l and the distance L in order to satisfy the conditions for minimizing the overall amount of blurring retinal image also in [0140] this structural example .

【0141】例えば本構成例の場合、瞳に入射するときの光線径φはスリット幅TSに依存しており、φ=TS [0141] For example, in the case of this configuration, the light beam diameter phi when entering the pupil is dependent on the slit width TS, phi = TS
であるから、図16において距離lの情報および距離L Since it is, the information of the distance l in FIG. 16 and the distance L
の情報検知手段(不図示)からの情報に基づき眼鏡駆動手段302が立体観察眼鏡100のスリット幅TSを変化させる構成をとれば、眼から立体像までの距離Lが大きく変化するような像再生であっても一台の装置で対応することが可能である。 Taking the configuration of the information detecting means glasses driving unit 302 based on information from the (not shown) to vary the slit width TS of the stereoscopic viewing eyeglasses 100, the image reproduction, such as the distance L from the eye to the three-dimensional image is greatly changed even it is possible to correspond by a single device.

【0142】 [0142]

【発明の効果】本発明によれば、超多眼立体表示を利用して立体画像を観察するとき、観察者が疲労せずに良好に立体画像を観察することができる立体画像表示装置及び立体画像表示方法を達成することができる。 According to the present invention, super multi when stereoscopic display by utilizing observing the stereoscopic image, the stereoscopic image display apparatus and a stereoscopic capable observer to observe a satisfactory stereoscopic image without fatigue it is possible to achieve an image display method.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】 本発明に係る立体認識の原理説明図 A view for describing the principles of stereoscopic recognition according to the invention, FIG

【図2】 本発明に係る立体認識の原理説明図 A view for describing the principles of stereoscopic recognition according to the present invention; FIG

【図3】 本発明に係る立体認識の原理説明図 A view for describing the principles of stereoscopic recognition according to the present invention; FIG

【図4】 本発明に係る立体表示装置の再生像の説明図 Description of the playback image of the stereoscopic display device according to the present invention; FIG

【図5】 本発明に係る超多眼の立体視における光源像のボケの説明図 Illustration of blur of light source images in the stereoscopic view super multi according to the present invention; FIG

【図6】 本発明に係る超多眼の立体視における光源像のボケの説明図 Illustration of blur of light source images in the stereoscopic view super multi according to the present invention; FIG

【図7】 本発明に係る超多眼の立体視における光源像のボケの説明図 Illustration of blur of light source images in the stereoscopic view super multi according to [7] The present invention

【図8】 本発明に係る超多眼の立体視におけるボケ量と距離Sとの関係の説明図 Illustration of the relationship between blur amount and the distance S in the three-dimensional view of the super multi according to [8] The present invention

【図9】 本発明に係る超多眼の立体視におけるボケ量と距離Sとの関係の説明図 Illustration of the relationship between blur amount and the distance S in the three-dimensional view of the super multi according to the present invention; FIG

【図10】本発明に係る超多眼の立体視における眼底の説明図 Description of a fundus in the stereoscopic view of the super multi according to the invention; FIG

【図11】本発明に係る超多眼の立体視における瞳孔位置での説明図 Illustration at the pupil position in the stereoscopic view super multi according to [11] the present invention

【図12】本発明に係る超多眼の立体視における瞳孔位置での説明図 Illustration at the pupil position in the stereoscopic view super multi according to the present invention; FIG

【図13】本発明に係る超多眼の立体視における瞳と光源位置との説明図 Illustration of the pupil and the light source position in the stereoscopic view of the super multi according to [13] the present invention

【図14】本発明に係る超多眼の立体視におけるBeam S [14] Beam in the stereoscopic view of the super multi according to the present invention S
haping Opticsの説明図 Illustration of haping Optics

【図15】本発明に係る超多眼の立体視における構成ブロック図 A block diagram of a stereoscopic view of the super multi according to [15] the present invention

【図16】本発明の立体画像表示装置を眼鏡に適用したときの要部斜視図 Main part perspective view of a stereoscopic image display device when applied to glasses [16] The present invention

【図17】従来の立体画像表示装置の要部斜視図 [17] a main part perspective view of a conventional stereoscopic image display apparatus

【図18】従来の立体画像表示装置の要部斜視図 [18] a main part perspective view of a conventional stereoscopic image display apparatus

【図19】本発明の立体画像表示装置における3次元像の再生の説明図 Description of the playback of the 3D image in the stereoscopic image display apparatus 19 present invention

【図20】本発明の立体画像表示装置における3次元像の再生の説明図 Description of the playback of the 3D image in the stereoscopic image display device of FIG. 20 the present invention

【図21】本発明の立体画像表示装置における3次元像の再生の説明図 Figure 21 is an explanatory diagram of a reproduction of a three-dimensional image in the stereoscopic image display device of the present invention

【図22】本発明の立体画像表示装置における3次元像の再生の説明図 Description of the playback of the 3D image in the stereoscopic image display device of FIG. 22 the present invention

【図23】本発明の立体画像表示方法の実施形態1のフローチャート Flow chart of an embodiment 1 of the stereoscopic image display method of FIG. 23 the present invention

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 物体点 2 物体 3 画像表示面 4 瞳 5 単眼 20 集束化光源列(FLA) 21 走査光学系 100 立体画像観察用眼鏡 200 モニター 104 スリット開口 1 object point 2 objects 3 image screen 4 pupil 5 monocular 20 focusing of the light source arrays (FLA) 21 scanning optical system 100 three-dimensional image viewing glasses 200 monitors 104 the slit opening

───────────────────────────────────────────────────── ────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】 [Procedure amendment]

【提出日】平成12年10月13日(2000.10. [Filing date] 2000 October 13 (2000.10.
13) 13)

【手続補正1】 [Amendment 1]

【補正対象書類名】図面 [Correction target document name] drawings

【補正対象項目名】図2 [Correction target item name] FIG. 2

【補正方法】変更 [Correction method] change

【補正内容】 [Correction contents]

【図2】 [Figure 2]

【手続補正2】 [Amendment 2]

【補正対象書類名】図面 [Correction target document name] drawings

【補正対象項目名】図3 [Correction target item name] FIG. 3

【補正方法】変更 [Correction method] change

【補正内容】 [Correction contents]

【図3】 [Figure 3]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾坂 勉 神奈川県横浜市西区花咲町6丁目145番地 株式会社エム・アール・システム研究所 内 Fターム(参考) 2H059 AA35 5C061 AA01 AA06 AA21 AA23 AB14 AB18 5G435 AA01 BB01 CC11 GG26 ────────────────────────────────────────────────── ─── front page of the continuation (72) inventor Tsutomu Osaka Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Nishi-ku Hanasaki-cho 6-chome 145 address, Inc. M-Reality systems Laboratory within the F-term (reference) 2H059 AA35 5C061 AA01 AA06 AA21 AA23 AB14 AB18 5G435 AA01 BB01 CC11 GG26

Claims (10)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 観察者の瞳に対して複数の光線を入射させ、該光線同士の交点位置に観察者の眼の調節を合焦せしめる立体画像表示装置において、 該瞳に入射する光線の数をn、該瞳面上の複数の光線のうち最も離れた光線同士の間隔をd、該光線の該瞳に入射するときの光線径をφ、観察者の瞳から該光線の径が最小となる位置までの距離をl、観察者の瞳から該光線同士の交点位置までの距離をL、距離lでの該光線の最小径をΔ、観察者の眼の角度分解能ρとするとき、l> 1. A allowed with respect to the observer's pupil is incident a plurality of light beams, in the stereoscopic image display apparatus allowed to focus adjustment of the observer's eyes to an intersection position of the light beam between the number of light rays incident on the pupil the n, and the diameter of the beam diameter phi, light rays from the observer's pupil when entering the spacing of the light beam between the farthest of the plurality of light beams on the pupil plane d, the pupil of the light ray is minimized becomes the distance to the position l, the distance from the observer's pupil to the intersection between the ray L, and minimum diameter of the light beam at a distance l delta, when the angular resolution ρ of the observer's eye, l >
    Lの場合は 【数1】 In the case of L [number 1] L>lの場合は 【数2】 L> [number 2] In the case of l を満足していることを特徴とする立体画像表示装置。 Three-dimensional image display device characterized in that it satisfies the.
  2. 【請求項2】 観察者の瞳に対して複数の光線を入射させ、該光線同士の交点位置に観察者の眼の調節を合焦せしめる立体画像表示装置において、 該光線は鉛直方向のみ拡散特性を有している、もしくは該光線の観察者の瞳孔位置での断面が水平方向に短く鉛直方向に長い形状となっている状態であって、 該瞳に入射する光線の数をn、該瞳面上の複数の光線のうち最も離れた光線同士の水平方向間隔をd、該光線の瞳に入射するときの水平方向幅をφ h 、観察者の瞳から該光線の水平方向幅が最小となる位置までの距離をl、 2. A are incident multiple beams with respect to the observer's pupil, the stereoscopic image display apparatus allowed to focus adjustment of the observer's eyes to an intersection position of the light beam between, the ray only vertical diffusion properties the by which, or a state in which the cross-section at the observer's pupil position of the light ray has become elongated in short vertically horizontally has, n the number of light rays incident on the pupil, the pupil the horizontal distance of the most distant light between among the plurality of light beams on the surface d, the horizontal width of the horizontal width of phi h, the ray from the observer's pupil when entering the pupil of the light ray is minimized the distance of the position to become l,
    観察者の瞳から該光線同士の交点位置までの距離をL、 The distance from the observer's pupil to the intersection between the ray L,
    距離lでの該光線の最小水平方向幅をΔ The minimum horizontal width of the light beam at a distance l delta h 、観察者の眼の角度分解能ρとするとき、l>Lの場合は 【数3】 h, when the angular resolution ρ of the observer's eye, l> in the case of L [number 3] L>lの場合は 【数4】 L> In the case of l [number 4] を満足していることを特徴とする立体画像表示装置。 Three-dimensional image display device characterized in that it satisfies the.
  3. 【請求項3】 観察者の瞳から該光線の径が最小となる位置までの距離lの情報および観察者の瞳から該光線同士の交点位置までの距離Lの情報を取得する手段と、該二種類の情報に基づいて該光線の瞳に入射するときの径φを変化させる手段を有し、l>Lの場合は d>φ L>lの場合は d<φ となるよう制御することを特徴とする請求項1の立体画像表示装置。 3. A means the diameter of the light beam from the observer's pupil to acquire information of the distance L from the information and the viewer's pupil of the distance l to the position with the smallest to the intersection position between the light rays, the and means for varying the diameter phi when entering the pupil of the optical line based on two kinds of information, if in the case of l> L of d> φ L> l be controlled to be d <phi the stereoscopic image display apparatus according to claim 1, characterized in.
  4. 【請求項4】 観察者の瞳から該光線の水平方向幅が最小となる位置までの距離lの情報および観察者の瞳から該光線同士の交点位置までの距離Lの情報を取得する手段と、該二種類の情報に基づいて該光線の瞳に入射するときの水平方向幅φ hを変化させる手段を有し、l>L From wherein information of the distance l from the observer's pupil to the position where the horizontal width of the light beam is minimized and the viewer's pupil and means for obtaining information of a distance L to the intersection between the ray has a means for changing the horizontal width phi h when entering the pupil of the light beam based on the two kinds of information, l> L
    の場合は d>φ h L>lの場合は d<φ hとなるよう制御することを特徴とする請求項2の立体画像表示装置。 For d> φ h L> l stereoscopic image display apparatus according to claim 2, wherein the controller controls so as to be d <phi h For.
  5. 【請求項5】 観察者の瞳に対して複数の光線を入射させ、該光線同士の交点位置に観察者の眼の調節を合焦せしめる立体画像表示装置において、 該瞳に入射する光線の数をn、観察者の瞳孔径をd P 5. is incident plurality of light beams with respect to the observer's pupil, the stereoscopic image display apparatus allowed to focus adjustment of the observer's eyes to an intersection position of the light beam between the number of light rays incident on the pupil n, the pupil diameter of the observer d P,
    該光線の該瞳に入射するときの光線径をφ、観察者の瞳から該光線の径が最小となる位置までの距離をl、観察者の瞳から該光線同士の交点位置までの距離をL、距離lでの該光線の最小径をΔ、観察者の眼の角度分解能ρ It rays diameter when entering the pupil of the light ray phi, the distance of the distance from the observer's pupil to a position where the diameter of the light beam is minimized l, from the observer's pupil to the intersection of the light rays between L, and minimum diameter of the light beam at a distance l delta, angular resolution of the viewer's eyes ρ
    とするとき、l>Lの場合は 【数5】 When a, l> [number 5] In the case of L L>lの場合は 【数6】 L> In the case of l [6] を満足していることを特徴とする立体画像表示装置。 Three-dimensional image display device characterized in that it satisfies the.
  6. 【請求項6】 観察者の瞳に対して複数の光線を入射させ、該光線同士の交点位置に観察者の眼の調節を合焦せしめる立体画像表示装置において、 該光線は鉛直方向のみ拡散特性を有している、もしくは該光線の観察者の瞳孔位置での断面が水平方向に短く鉛直方向に長い形状となっている状態であって、 該瞳に入射する光線の数をn、観察者の瞳孔径をd P 6. is incident a plurality of light beams with respect to the observer's pupil, the stereoscopic image display apparatus allowed to focus adjustment of the observer's eyes to an intersection position of the light beam between, the ray only vertical diffusion properties the by which, or a state in which the cross-section at the observer's pupil position of the light ray has become elongated in short vertically horizontally has, n the number of light rays incident on the pupil, the observer the pupil diameter d P of,
    該光線の瞳に入射するときの水平方向幅をφ h 、観察者の瞳から該光線の水平方向幅が最小となる位置までの距離をl、観察者の瞳から該光線同士の交点位置までの距離をL、距離lでの該光線の最小水平方向幅をΔ h 、観察者の眼の角度分解能ρとするとき、l>Lの場合は 【数7】 The horizontal width phi h when entering the pupil of the light rays, the distance from the observer's pupil to the position where the horizontal width of the light ray is minimized l, from the observer's pupil to the intersection between the ray when the distance L, the distance l the minimum horizontal width of the light line Δ in h, the angular resolution ρ of the observer's eye, l> Equation 7] for L L>lの場合は 【数8】 L> [number 8] in the case of l を満足していることを特徴とする立体画像表示装置。 Three-dimensional image display device characterized in that it satisfies the.
  7. 【請求項7】 観察者の瞳から該光線の径が最小となる位置までの距離lの情報および観察者の瞳から該光線同士の交点位置までの距離Lの情報を取得する手段と、該二種類の情報に基づいて該光線の瞳に入射するときの径φを変化させる手段を有し、l>Lの場合は d P >φ L>lの場合は d P <φ となるよう制御することを特徴とする請求項5の立体画像表示装置。 7. A means the diameter of the light beam from the observer's pupil to acquire information of the distance L from the information and the viewer's pupil of the distance l to the position with the smallest to the intersection position between the light rays, the and means for varying the diameter phi when entering the pupil of the optical line based on two types of information, l> for L controlled to be d P <phi for d P> φ L> l the stereoscopic image display apparatus according to claim 5, characterized in that the.
  8. 【請求項8】 観察者の瞳から該光線の水平方向幅が最小となる位置までの距離lの情報および観察者の瞳から該光線同士の交点位置までの距離Lの情報を取得する手段と、該二種類の情報に基づいて該光線の瞳に入射するときの水平方向幅φ hを変化させる手段を有し、l>L From 8. observer's pupil and means for obtaining information of a distance L from the pupil of the information and the viewer distance l to the position where the horizontal width of the light ray is minimized to the intersection position between the light rays has a means for changing the horizontal width phi h when entering the pupil of the light beam based on the two kinds of information, l> L
    の場合は d P >φ h L>lの場合は d P <φ hとなるよう制御することを特徴とする請求項6の立体画像表示装置。 D P> φ h L> l stereoscopic image display apparatus according to claim 6, wherein the controller controls so as to be d Ph in the case of the case of.
  9. 【請求項9】 観察者の瞳に対して複数の光線を入射させ、該光線同士の交点位置に観察者の眼の調節を合焦せしめて立体画像を観察する立体画像表示方法において、 9. is incident a plurality of light beams with respect to the observer's pupil, the stereoscopic image display method of observing a stereoscopic image brought focus adjustment of the observer's eyes to an intersection position of the light beam between,
    該瞳に入射する複数の光線同士の光線交点位置と観察者の瞳位置との距離をLとし、該光線の径が最小となる光源位置と観察者の瞳位置との距離をlとするとき、 距離Lと距離lの情報を入力する入力段階と、 距離Lと距離lの大小を比較する比較段階と、 該比較結果に応じて観察者の瞳に入射する光線径φを調整する調整段階を有することを特徴とする立体画像表示方法。 The distance between the observer's pupil position and the light intersection of the plurality of light beams between the incident and L in pupil, the distance between the observer's pupil position and the light source position the diameter of the ray is minimized when the l , the input stage and a comparator stage for comparing the magnitude of the distance L and the distance l, adjusting step of adjusting a beam diameter φ entering the observer's pupil in response to the comparison result of inputting the information of the distance L and the distance l stereoscopic image display method characterized in that it comprises a.
  10. 【請求項10】 観察者の瞳に対して複数の光線を入射させ、該光線同士の交点位置に観察者の眼の調節を合焦せしめて、立体画像を観察する立体画像表示方法において、 該瞳に入射する複数の光線同士の光線交点位置と観察者の瞳位置との距離をLとし、該光線の径が最小となる光源位置と観察者の瞳位置との距離をlとし、 該瞳に入射する光線の数をnとするとき、 距離Lと距離lの情報を入力する入力段階と、 距離Lと距離lの大小を比較する比較段階と、 該比較結果に応じて観察者の瞳に入射する光線径φを調整する調整段階と、距離Lと距離lの情報に応じて数n 10. is incident plurality of light beams with respect to the observer's pupil, and brought focus adjustment of the observer's eyes to an intersection position of the light beam between a stereoscopic image display method for observing the stereoscopic image, the the distance between the observer's pupil position and the light intersection of the plurality of light beams with each other to be incident on the pupil is L, the distance between the observer's pupil position and the light source position the diameter of the ray is minimized and l, pupil when the number of light rays entering the n in an input step of inputting the information of the distance L and the distance l, a comparison step of comparing the magnitude of the distance L and the distance l, the observer's pupil in response to the comparison result the number n in accordance with the information of the adjustment step of adjusting the beam diameter φ of incidence, the distance L and the distance l in
    を調整する調整段階を有することを特徴とする立体画像表示方法。 Stereoscopic image display method characterized in that it comprises an adjusting step of adjusting the.
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