JP2002221691A - Stereoscopic image display method and stereoscopic image display device using the same - Google Patents

Stereoscopic image display method and stereoscopic image display device using the same

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JP2002221691A
JP2002221691A JP2001016575A JP2001016575A JP2002221691A JP 2002221691 A JP2002221691 A JP 2002221691A JP 2001016575 A JP2001016575 A JP 2001016575A JP 2001016575 A JP2001016575 A JP 2001016575A JP 2002221691 A JP2002221691 A JP 2002221691A
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JP
Japan
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observer
image
pupil
distance
image display
Prior art date
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Application number
JP2001016575A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Sudo
敏行 須藤
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Mixed Reality Systems Laboratory Inc
Original Assignee
Mixed Reality Systems Laboratory Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stereoscopic image display method which enables an observer to well observe stereoscopic images without fatiguing when the observer observes the stereoscopic images by utilizing a super-multinocular stereoscopic display and a stereoscopic image display device using the same. SOLUTION: A luminance distribution having the minimum area in a string of the luminance distributions indicating the same object at a ray focal plane in the stereoscopic image display method of focusing the adjustment of the observer's eyes to the intersection point position of the rays with each other by making the plural rays incident on the observer's pupils is defined as the minimum object and the set of the rays radiated from the minimum object is defined as an object ray flux. The display device in the method described above is so installed that the distance L from the observer's pupils to the simultaneous intersection point position of the object ray fluxes, the distance 1 from the observer's pupils to a position where the diameter of the object ray fluxes is minimum, the spacing d of the farthest object ray fluxes with each other on the pupil surface among the object ray fluxes and the diameter ϕof the diameter when the object ray fluxes are made incident on the pupils are adequate.

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方法及
びそれを用いた立体画像表示装置に関し、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方
法及びそれを用いた立体画像表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional image display method and a three-dimensional image display device using the same, and more particularly, to reduce the burden on the eyes of an observer when observing a three-dimensional image, and to maintain a natural condition without fatigue. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a stereoscopic image display method that can be observed at a high speed and a stereoscopic image display device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、立体像(立体物,3次元物
体)を再生する方法として様々な方式が試みられてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, various methods have been tried as a method of reproducing a three-dimensional image (three-dimensional object, three-dimensional object).

【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] Among these methods, a method of causing a viewer to perform stereoscopic vision using binocular parallax (for example, a polarized glasses method or a 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。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。
However, in these methods, since inconsistency occurs between stereoscopic recognition by the accommodation function of the eyes and stereoscopic recognition by binocular parallax, the observer often feels tired and uncomfortable. Therefore, several methods of three-dimensional image reproduction satisfying other three-dimensional recognition functions of the eye without relying only on binocular parallax have been attempted.

【0005】「3次元画像コンファレンス2000」講演
論文集pp95-98「光線再現方式による3次元像再生」
では光線の交点を用いて3D映像(立体映像)を表現す
る新しい立体表示方法が開示されている。この方式では
図28に示すように,光線生成手段(Light beam produc
tion)281,光線偏向手段(Light beam deflection)2
82,光線出射点列(Emission point array)283の3
つの手段を用いて光線の交点を形成することで立体像を
表現する。光線生成手段281は微小径の平行光ビーム
を形成し,光線偏向手段282は平行光ビーム同士を3
次元空間の任意の位置で交わらせて光線交点を形成す
る。光線が偏向する点はすべて光線出射点列283とし
て高密度に配置される。上記文献によれば,交点を形成
した光線が2本以上同時に観察者284の瞳285に入
射する状態であれば,観察者の眼の焦点調節は立体像の
近傍に導かれ立体視するときの観察者の疲労や違和感が
軽減される,としている。
Proceedings of "3D Image Conference 2000", pp95-98, "3D Image Reproduction by Ray Reproduction Method"
Discloses a new stereoscopic display method for expressing a 3D image (stereoscopic image) using intersections of light rays. In this method, as shown in FIG.
tion) 281, Light beam deflection 2
82, Emission point array 283-3
A three-dimensional image is represented by forming intersections of light rays using two means. The light beam generating means 281 forms a parallel light beam having a small diameter, and the light beam deflecting means 282 converts the parallel light beams into three beams.
A ray intersection is formed by intersecting at an arbitrary position in the dimensional space. All the points where the light beam is deflected are arranged at a high density as a light beam emission point sequence 283. According to the above document, if two or more rays forming the intersection point are simultaneously incident on the pupil 285 of the observer 284, the focus adjustment of the observer's eye is guided to the vicinity of the stereoscopic image and the stereoscopic image is adjusted. It is said that fatigue and discomfort of the observer are reduced.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
ては光線の交点を1つの輝点として認識できない場合,
観察者の眼底上での像は光線の本数と同じ数だけ形成さ
れ,観察者の眼の調節(焦点調節)は光線径の最も細い
位置に合焦する。そのような状況下ではにおいて、観察
者は眼の焦点調節を立体像画形成される近傍に導いてお
らず,従来の両眼視差方式による立体画像表示方法と同
様に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。このため、観察者は疲労や
違和感を覚えるという不具合が発生する。そのため観察
者の眼の調節を正しく立体像画形成される位置近傍に誘
導するための条件をあらかじめ決めておく必要がある。
In the above-mentioned prior art, when the intersection of light rays cannot be recognized as one bright point,
An image on the fundus of the observer is formed in the same number as the number of light beams, and the adjustment (focus adjustment) of the observer's eyes is focused on the position where the light beam diameter is the smallest. In such a situation, the observer does not lead the focus adjustment of the eye to the vicinity where the stereoscopic image is formed, and the stereoscopic recognition by the eye adjustment function is performed similarly to the conventional stereoscopic image display method by the binocular parallax method. There is a contradiction between this and stereoscopic recognition by binocular parallax. For this reason, a defect that the observer feels tired or uncomfortable occurs. Therefore, it is necessary to determine in advance the conditions for guiding the adjustment of the observer's eyes to the vicinity of the position where the stereoscopic image is correctly formed.

【0007】特願2000−70289号ではそのよう
な条件を幾何光学的な手法で求める技術を開示してい
る。これは観察者の単眼(瞳)に入射する複数の光線が
眼底上に形成する像の状態を幾何光学的な解析により比
較検討して,光線交点位置に観察者の眼の調節が誘導さ
れやすくなる条件を求めている。このときの幾何学的な
解析においては眼底像のボケの状態を判断する際に画像
を構成する最小単位=画素レベルでの解析を行ってい
る。
Japanese Patent Application No. 2000-70289 discloses a technique for obtaining such conditions by a geometrical optics method. This is because the state of the image formed on the fundus by multiple light rays incident on the observer's monocular (pupil) is compared and examined by geometrical optics analysis, and the adjustment of the observer's eye is easily guided to the ray intersection position. We are looking for a certain condition. In the geometric analysis at this time, when judging the state of blurring of the fundus image, the analysis is performed at the minimum unit = pixel level constituting the image.

【0008】実際には個々の画素の眼底像同士の重なり
具合などは人間の視覚認識系の判断には大きく影響を与
えず,複数の画素が集まって構成されるひとつながりの
画像の観察者の眼底における像同士の重なり具合の方
が,奥行き知覚に影響を与えることが多い。
In practice, the degree of overlap between the fundus images of the individual pixels does not significantly affect the judgment of the human visual recognition system, and the observer of a continuous image composed of a plurality of pixels is not affected. The degree of overlap between images in the fundus often affects depth perception.

【0009】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方法及びそれを
用いた立体画像表示装置の提供を目的とする。
The present invention provides a stereoscopic image display method and a stereoscopic image display method using the supermultiple stereoscopic display, which enable the observer to observe the stereoscopic image well without fatigue when observing the stereoscopic image. An image display device is provided.

【0010】[0010]

【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
しめる立体画像表示方法において、光線焦点面における
同じ物体を表すひとつながりの輝度分布のうち最小の面
積をもつものを最小オブジェクト、該最小オブジェクト
より放射される光線の集合をオブジェクト光線束とした
とき、該観察者の瞳から該オブジェクト光線束同士の交
点位置までの距離をL、観察者の瞳から該オブジェクト
光線束の径が最小となる位置までの距離をl、該オブジ
ェクト光線束のうち瞳面上で最も離れたオブジェクト光
線束同士の間隔をd、該オブジェクト光線束の該瞳に入
射するときの径をφとするとき、距離Lと距離lの大小
関係に応じて、間隔dと径φの大小関係を設定すること
を特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a stereoscopic image display method, wherein a plurality of light beams are made incident on an observer's pupil, and the eye of the observer is adjusted at the intersection of the light beams. In a three-dimensional image display method for focusing, when one of a series of luminance distributions representing the same object on a ray focal plane has a minimum area, a minimum object is obtained, and a set of light rays emitted from the minimum object is an object light flux. , The distance from the observer's pupil to the intersection point of the object light fluxes is L, the distance from the observer's pupil to the position where the diameter of the object light flux is minimum is l, the pupil of the object light flux When the distance between the object beam bundles farthest on the plane is d and the diameter of the object beam bundle when entering the pupil is φ, the distance between the distance L and the distance l It is characterized by setting the magnitude relationship between d and the diameter phi.

【0011】請求項2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る立体画像表
示方法において、光線焦点面における同じ物体を表すひ
とつながりの輝度分布のうち最小の面積をもつものを最
小オブジェクト,最小オブジェクトより放射される光線
の集合をオブジェクト光線束としたとき,最小オブジェ
クトの大きさをΩ,瞳に入射するオブジェクト光線束の
数をn、該n個のオブジェクト光線束のうち瞳面上で最
も離れたオブジェクト光線束同士の間隔をd、該オブジ
ェクト光線束の瞳に入射するときの径をφ、観察者の瞳
から該オブジェクト光線束の径が最小となる位置までの
距離をl、観察者の瞳から該オブジェクト光線束同士の
交点位置までの距離をL、観察者の眼の角度分解能ρと
するとき、l>Lの場合は
According to a third aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional image display method in which a plurality of light beams are made incident on an observer's pupil, and adjustment of the observer's eye is focused on the intersection of the light beams. , The smallest object in a series of brightness distributions representing the same object on the ray focal plane is the smallest object, and the set of rays emitted from the smallest object is the object ray bundle. Ω, the number of object light fluxes incident on the pupil is n, the distance between the object light fluxes farthest on the pupil plane among the n object light fluxes is d, and the distance between the object light fluxes entering the pupil of the object light flux is d. Φ is the diameter, l is the distance from the observer's pupil to the position where the diameter of the object light beam is minimum, and l is the distance from the observer's pupil to the intersection of the object light beams. Is L and the angular resolution ρ of the observer's eye is:

【0012】[0012]

【数5】 (Equation 5)

【0013】L>lの場合はWhen L> l,

【0014】[0014]

【数6】 (Equation 6)

【0015】を満足するよう,再生される立体像が選択
されることを特徴としている。
The three-dimensional image to be reproduced is selected so as to satisfy the following.

【0016】請求項3の発明は請求項2の発明におい
て、表示すべき画像の生成時に,前記最小オブジェクト
の大きさΩが前記条件式を満足するよう立体像の解像度
を抑制することを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the resolution of the stereoscopic image is suppressed so that the size Ω of the minimum object satisfies the conditional expression when an image to be displayed is generated. I have.

【0017】請求項4の発明は請求項2の発明におい
て、表示すべき画像の最大空間周波数を検知し,少なく
とも前記最小オブジェクトの大きさΩが前記条件式を満
足しない領域については大きさΩが前記条件式を満足す
るレベルまで,空間周波数を下げる画像処理を行ってか
ら画像を表示することを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect, the maximum spatial frequency of the image to be displayed is detected, and the size Ω of at least the area where the minimum object size Ω does not satisfy the conditional expression is detected. An image is displayed after performing image processing for lowering the spatial frequency to a level that satisfies the conditional expression.

【0018】請求項5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る立体画像表
示方法において、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、光線焦点面における同じ物体を表すひとつなが
りの輝度分布のうち最小の面積をもつものを最小オブジ
ェクト,最小オブジェクトより放射される光線の集合を
オブジェクト光線束としたとき,最小オブジェクトの水
平方向の幅をΩh,瞳に入射するオブジェクト光線束の
水平成分の数をnh、該n個のオブジェクト光線束のう
ち瞳面上で最も離れたオブジェクト光線束同士の水平方
向間隔をd、該オブジェクト光線束の瞳に入射するとき
の水平方向幅をφh、観察者の瞳から該オブジェクト光
線束の径が最小となる位置までの距離をl、観察者の瞳
から該オブジェクト光線束同士の交点位置までの距離を
L、観察者の眼の角度分科能ρとするとき、l>Lの場
合は
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional image display method in which a plurality of light beams are made incident on an observer's pupil, and adjustment of the observer's eye is focused on an intersection of the light beams. Wherein the light beam has a diffusion characteristic only in the vertical direction, or a cross section of the light beam at the pupil position of the observer is horizontally short and vertically long, and the light beam focal plane When the smallest object in the series of luminance distributions representing the same object at is the smallest object, and the set of rays emitted from the smallest object is the object ray bundle, the horizontal width of the smallest object is Ω h , the number of n h of the horizontal component of the object light beam incident on the pupil, the horizontal distance of the most distant object light beams having on the pupil plane of the n objects ray bundle d,該O The horizontal width phi h when entering the pupil of the object light beam, the distance l from the observer's pupil to a position where the diameter of the object light beam is minimized, the observer's pupil between the object light beams Assuming that the distance to the intersection point is L and the angle subdivision function of the observer's eye is ρ,

【0019】[0019]

【数7】 (Equation 7)

【0020】L>lの場合はWhen L> l,

【0021】[0021]

【数8】 (Equation 8)

【0022】を満足するよう,再生される立体像が選択
されることを特徴としている。
A feature is that a stereoscopic image to be reproduced is selected so as to satisfy the following.

【0023】請求項6の発明は請求項5の発明におい
て、表示すべき画像の生成時に,前記最小オブジェクト
の水平方向幅Ωhが前記条件式を満足するよう立体像の
解像度を抑制することを特徴としている。
[0023] The invention of claim 6 is the invention of claim 5, when generating the image to be displayed, that the horizontal width Omega h of the minimum object to suppress the resolution of the stereoscopic image so as to satisfy the condition Features.

【0024】請求項7の発明は請求項5の発明におい
て、表示すべき画像の最大空間周波数を検知し,少なく
とも前記最小オブジェクトの水平方向の幅Ωhが前記条
件式を満足しない領域については幅Ωhが前記条件式を
満足するレベルまで,空間周波数を下げる画像処理を行
ってから画像を表示することを特徴としている。
The invention of claim 7 is the invention of claim 5 detects the maximum spatial frequency of the image to be displayed, the area horizontal width Omega h of at least the minimum object does not satisfy the conditional expression width to a level where Omega h satisfies the condition is characterized by displaying an image after performing image processing to reduce the spatial frequency.

【0025】請求項8の発明は請求項2から7のいずれ
か1項の発明において、前記各条件式において該複数の
オブジェクト光線束のうち最も離れたオブジェクト光線
束同士の間隔dを観察者の瞳孔径dpと置き換えた条件
式を満足していることを特徴としている。
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the second to seventh aspects, the distance d between the most distant object light beams among the plurality of object light beams in each of the conditional expressions is determined by an observer. It is characterized by satisfying the conditional expression replaced with the pupil diameter d p .

【0026】請求項9の発明の立体画像表示装置は、請
求項1から8のいずれか1項の立体画像表示方法を利用
して、立体画像の観察を行っていることを特徴としてい
る。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional image display apparatus wherein a three-dimensional image is observed using the three-dimensional image display method according to any one of the first to eighth aspects.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】はじめに本発明の立体画像表示方
法及びそれを用いた立体画像表示装置(立体表示装置)
の適用可能な技術分野について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a stereoscopic image display method according to the present invention and a stereoscopic image display device using the same (stereoscopic display device)
A technical field to which the present invention is applicable will be described.

【0028】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。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。
The three-dimensional image display device of the present invention can be applied to a three-dimensional display device of a type that expresses the depth of a three-dimensional image at the intersection of a plurality of light rays incident on a single eye of an observer. First, the principle of stereoscopic vision for this type of stereoscopic display device will be described.

【0029】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。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。
Many conventional stereoscopic display devices express stereoscopic images using binocular parallax. This is because when a human observes a three-dimensional object with both eyes, there is a parallax between the retinal image of the right eye and the retinal image of the left eye. The principle is that stereoscopic recognition becomes possible if two images having the following are independently presented to the left and right eyes.

【0030】図1はこの立体認識の原理の説明図であ
る。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。3は画像表
示面であり、立体2を表示している。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
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。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the principle of the three-dimensional recognition. FIG. 1 shows a state in which the depth of a point 1 on a solid (object) 2 is recognized using binocular parallax. Reference numeral 3 denotes an image display surface, on which a solid 2 is displayed. When the point 1R is displayed on the image display surface 3 and is presented only to the right eye ER, and the point 1L is displayed on the image display surface 3 and is presented only to the left eye EL, the convergence of the eye becomes point 1 And the human visual recognition system uses a straight line connecting the point 1R and the right eye ER, and a point 1L and the left eye EL
Can be three-dimensionally recognized at the intersection of the straight lines connecting.

【0031】ただし、このとき眼の水晶体の調節が点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。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。
However, at this time, the adjustment of the lens of the eye is point 1
However, there is a divergence between accommodation and convergence of the eye. It is said that if this deviation is large, an unreasonable load is imposed on the visual recognition system, which may cause fatigue and discomfort.

【0032】これに対して、従来例に示したように単眼
(瞳)に入射する複数の光線の交点で立体視を表現する
タイプの立体表示装置が種々と登場している。
On the other hand, various types of stereoscopic display devices of the type which expresses stereoscopic vision by the intersection of a plurality of light rays incident on a single eye (pupil) as shown in the conventional examples have appeared.

【0033】図2はこの立体認識の原理の説明図であ
る。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。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the principle of the three-dimensional recognition. FIG. 2 shows a state in which the depth of the point 1 on the three-dimensional object 2 similar to that of FIG. 1 is recognized using the parallax in the monocular 5.

【0034】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。(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、光源面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(瞳)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。
Reference numeral 3 'does not need to be an image display surface, and can be considered as a light beam focal plane where light beams representing a three-dimensional object are the thinnest. (Because the diameter of the light beam is the smallest at the light beam focal plane, and the light appears to diverge therefrom, the light beam cross section at the light source surface is referred to herein as the "light source.") In order to generate parallax in the monocular 5, a plurality of light rays need to be independently incident on different positions of the crystalline lens (pupil) 4 of the eye at different angles as shown.

【0035】図2では眼の瞳(水晶体)4の位置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。
In FIG. 2, the position 4L of the pupil (lens) 4 of the eye,
Light rays incident on the two positions of 4R are separated from each other and intersect at point 1.

【0036】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5
aに像点1Eを形成する可能性がある。
In such a situation, the human visual recognition system recognizes the intersection 1 of the two light beams as the divergence point of the light beam, adjusts the crystalline lens 4 so that the eye 1 is in focus, and adjusts the fundus 5.
There is a possibility that an image point 1E is formed at a.

【0037】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。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5aに2つの独立した像点3EL、3ERを形成する
可能性もある。(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。
However, the human visual recognition system does not always recognize the intersection 1 of the light beam as the divergence point of the light beam. Even in the same situation, there is a possibility that the focus is on the light beam focal plane 3 'as shown in FIG. 3 and two independent image points 3EL and 3ER are formed on the fundus 5a. (Here, for convenience, the state of FIG. 2 is referred to as an intersection focus state, and the state of FIG. 3 is referred to as a light source focus state.) In a stereoscopic display device of a type in which parallax is generated within a single eye, the intersection focus state is more than the light source focus state. Is preferentially generated.

【0038】本発明者が共に提案した特願2000−7
0289号ではこのタイプの立体表示装置において,交
点ピント状態が優先的に発生するための条件を幾何光学
的な手法で求めている。ただし,このとき観察者の眼底
上での結像状態については単一の光線の光源となる個々
の画素レベルでの結像状態について解析している。実際
には個々の画素の結像状態や重なり具合よりも複数の画
素で構成されるひとつながりの画像の眼底像同士の重な
り具合の方が観察者の奥行き知覚により大きな影響を与
えることが多い。
Japanese Patent Application No. 2000-7 proposed together by the present inventors.
In Japanese Patent No. 0289, in this type of three-dimensional display device, a condition for preferentially generating an intersection focus state is obtained by a geometric optics method. However, at this time, with respect to the image forming state on the fundus of the observer, the image forming state at the level of each pixel serving as a light source of a single light ray is analyzed. In practice, the degree of overlap between the fundus images of a series of images composed of a plurality of pixels has a greater effect on the depth perception of the observer than the state of image formation and the degree of overlap of individual pixels.

【0039】このことについて図4〜12を用いて説明
する。
This will be described with reference to FIGS.

【0040】はじめに,上記特願2000−70289
号においても解析されている画素レベルの眼底像結像状
態について説明する。
First, the aforementioned Japanese Patent Application No. 2000-70289.
The image forming state of the fundus image at the pixel level, which is also analyzed in FIG.

【0041】図4は光線の光源つまり画素に眼のピント
が合っている時の,眼のレンズ4を含む幾何光学的な関
係を図示したものである。この図4では3本の光線が交
点を形成しているが,眼のピントは光線交点ではなく画
素に合っているので,眼底上には3つの光源(画素)の像
が形成される。このときの眼底像のイメージ図は図5の
ようになる。図5では3つの画素の眼底像は互いに離れ
ており,かつピントがあっているので像の面積がいずれ
も小さいという特徴がある。
FIG. 4 shows a geometrical optical relationship including the eye lens 4 when the eye is focused on the light source of the light beam, that is, the pixel. In FIG. 4, three rays form an intersection. However, since the focus of the eye is not at the intersection of the rays but at the pixel, images of three light sources (pixels) are formed on the fundus. FIG. 5 shows an image diagram of the fundus image at this time. FIG. 5 is characterized in that the fundus images of the three pixels are separated from each other and are in focus, so that the areas of the images are all small.

【0042】図6は画素と光線交点の中間位置Bに眼の
ピントが合っている時の,眼のレンズ4を含む幾何光学
的な関係を図示したものである。この図6においても眼
底上には3つの光源(画素)の像が形成されるが,それぞ
れの像同士一部は重なって形成される。また眼のピント
が画素位置から少しずれているため個々の画素の像はボ
ケを含むものとなる。このときの眼底像のイメージ図は
図7のようになる。図7では3つの画素の眼底像は一部
が互いに重なり合っており,かつピントが少しぼけてい
るので個々の像の面積は図5よりもやや大きくなる,と
いう特徴がある。
FIG. 6 shows a geometrical optical relationship including the eye lens 4 when the eye is in focus at the intermediate position B between the pixel and the ray intersection. In FIG. 6 as well, images of three light sources (pixels) are formed on the fundus, and the images are partially overlapped. In addition, since the focus of the eye is slightly shifted from the pixel position, the image of each pixel includes blur. An image diagram of the fundus image at this time is as shown in FIG. FIG. 7 is characterized in that the fundus images of three pixels partially overlap each other and the focus is slightly blurred, so that the area of each image is slightly larger than in FIG.

【0043】図8は光線交点位置に眼のピントが合って
いる時の,眼のレンズ4を含む幾何光学的な関係を図示
したものである。この図においては眼底上には3つの光
源(画素)の像が完全に重なり合って形成されるが,眼の
ピントが画素位置からずれているためボケを含むものと
なる。このときの眼底像のイメージ図は図9のようにな
る。図9では3つの画素の眼底像は1つに重なり合って
おり,かつピントがぼけている状態である。個々の画素
の像の面積に関しては図7よりもさらに大きくなるが,
全画素の像の面積の和に関しては図7よりは小さくなる
という特徴がある。
FIG. 8 shows a geometrical optical relationship including the eye lens 4 when the eye is focused on the position of the ray intersection. In this figure, although the images of the three light sources (pixels) are completely overlapped on the fundus, they are blurred because the eye is out of focus from the pixel position. An image diagram of the fundus image at this time is as shown in FIG. FIG. 9 shows a state in which the fundus images of the three pixels overlap with one another and the focus is out of focus. The area of the image of each pixel is larger than that of FIG.
The feature is that the sum of the image areas of all the pixels is smaller than that in FIG.

【0044】特願2000−70289号では個々の画
素の眼底像のボケを含む面積の総和が最小になる条件,
および各画素の眼底像同士が図5のように分離せず,少
なくとも図7のように重なり合うための条件を導出し
て,より光線交点に眼のピントが合いやすい条件として
いる。
In Japanese Patent Application No. 2000-70289, the condition that the sum of the areas including the blur of the fundus image of each pixel is minimized,
In addition, a condition that the fundus images of the respective pixels do not separate as shown in FIG. 5 but overlap at least as shown in FIG. 7 is derived, and the condition is such that the eye is more easily focused on the ray intersection.

【0045】次に,複数の画素で構成され,同じ物体を
表すひとつながりの画像について,同様に眼底像結像状
態を考慮する場合,条件がどのように変わるかについて
説明する。
Next, a description will be given of how conditions change when a fundus image forming state is similarly considered for a series of images formed of a plurality of pixels and representing the same object.

【0046】まず図10に示すように複数の画素Pで構
成され,同じ物体を表すひとつながりの画像(輝度分布
をもつもの)をオブジェクトOと定める。
First, as shown in FIG. 10, a series of images (having a luminance distribution) constituted by a plurality of pixels P and representing the same object is defined as an object O.

【0047】例えば眼のピントが画素に合っている図4
のような状態の時,異なる3つのオブジェクトO1,O
2,O3のそれぞれの左上端の画素P1,P2,P3は図
11に示すように互いに分離した状態で結像している。
しかし,各オブジェクトに注目してみると3つのオブジ
ェクトは互いに重なり合って結像している。このような
状態の時,観察者は個々の画素同士の分離などは意識せ
ず,オブジェクト同士の重なり具合から,オブジェクト
O1〜O3はつながっていると認識するはずである。
FIG. 4 shows an example in which the eye is focused on a pixel.
, Three different objects O1, O
Pixels P1, P2, and P3 at the upper left corners of the pixels 2 and O3 are imaged separately from each other as shown in FIG.
However, paying attention to each object, the three objects overlap each other and form an image. In such a state, the observer should recognize that the objects O <b> 1 to O <b> 3 are connected based on the degree of overlap between the objects, without being conscious of separation of the individual pixels.

【0048】一方,画素同士の分離がより一層大きくな
り,図12のようにオブジェクト同士も分離されて認識
される場合もある。この場合,観察者の視覚認識系はオ
ブジェクトO1〜O3を「離れている」と認識するが,
画素同士の分離/非分離の条件よりはかなり緩い条件と
なることが図からわかる。
On the other hand, the separation between pixels is further increased, and the objects may be separated and recognized as shown in FIG. In this case, the observer's visual recognition system recognizes the objects O1 to O3 as being "away".
It can be seen from the figure that the condition is much looser than the condition of separation / non-separation between pixels.

【0049】したがって,光線交点にピントが合いやす
くなる条件を求める場合,画素レベルの解析を行うより
も複数の画素で構成されるひとつながりの画像について
解析を行って条件を求める方が,より実践的な条件を求
めることができる。本発明ではこのような概念に基づ
き,光線交点にピントが合いやすくなる条件を求めてい
る。
Therefore, when determining the condition that makes it easy to focus on the ray intersection, it is more practical to analyze the connected image composed of a plurality of pixels to obtain the condition than to analyze at the pixel level. Conditions can be determined. In the present invention, based on such a concept, a condition that makes it easy to focus on the ray intersection is obtained.

【0050】次に,上記のような複数の画素で構成さ
れ,同じ物体を表すひとつながりの画像に間する解析の
手順を以下に示す。
Next, an analysis procedure for a series of images which are constituted by a plurality of pixels as described above and represent the same object will be described below.

【0051】まず複数の画素で構成され,同じ物体を表
すひとつながりの画像をオブジェクトと呼び,オブジェ
クトから放射される複数の光線の集合をオブジェクト光
線束と呼ぶことにする。さらに,本解析では様々な大き
さのオブジェクトのうち最も小さい大きさ(面積をもつ
もの)を有するもの(最も画素の大きさに近いもの,)
を最小オブジェクトと呼び,これについて解析を行う。
なぜなら,最小オブジェクトにおいてオブジェクト光線
束交点にピントが合いやすくなる条件を満足すればそれ
よりも大きなサイズのオブジェクトでもオブジェクト光
線束交点にピントが合いやすくなると考えるからであ
る。ある画像における最小オブジェクトの大きさΩは,
その画像の最大空間周波数υの逆数として求めることが
できる。
First, a series of images composed of a plurality of pixels and representing the same object is called an object, and a set of a plurality of rays emitted from the object is called an object ray bundle. Furthermore, in this analysis, objects with the smallest size (objects with an area) among objects of various sizes (objects closest to the pixel size)
Is called the minimum object, and this is analyzed.
This is because it is considered that, if the condition that makes it easy to focus on the object light beam intersection in the minimum object is satisfied, even an object having a larger size can be easily focused on the object light beam intersection. The size Ω of the smallest object in an image is
It can be obtained as the reciprocal of the maximum spatial frequency υ of the image.

【0052】Ω=1/υ また,単眼(瞳)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の場合,特に情
報量の低減化のためにオブジェクト光線束交点の形成を
水平方向のみに限定する場合が多い。この場合最小オブ
ジェクトの鉛直方向の大きさは条件の導出には全く関係
ないため,ある画像における最小オブジェクトの水平方
向の長さΩhのみに注目して条件を導出すればよい。
Ω = 1 / υ In the case of a three-dimensional display device of a type in which the depth of a solid is represented by the intersection of a plurality of light rays incident on a single eye (pupil), the intersection of the object light flux bundle is particularly reduced to reduce the amount of information. Is often limited only to the horizontal direction. Therefore the minimum vertical size of the object is not related at all to the derivation of the condition when, may be derived conditions by focusing only in the horizontal direction length Omega h minimum objects in an image.

【0053】以下の条件導出のための説明では,従来画
素レベルで行っていた幾何的な解析を上記最小オブジェ
クトレベルで行う。つまり,従来単一の光線および画素
について行っていた幾何的な解析をオブジェクト光線束
および最小オブジェクトについて適用する。なお,以下
の説明では特に断りのない限り「オブジェクト」は最小
オブジェクトを意味する。
In the following description for deriving the condition, the geometric analysis which has been conventionally performed at the pixel level is performed at the minimum object level. That is, the geometric analysis that has been conventionally performed on a single ray and pixel is applied to the object ray bundle and the smallest object. In the following description, “object” means a minimum object unless otherwise specified.

【0054】図13は単眼(瞳)に入射する複数のオブ
ジェクト光線束の交点で奥行きを表現するタイプの立体
表示装置の再生像を観察している単眼の様子を模しだ幾
何光学モデルである。眼のレンズと眼底は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。単
眼内に3本の異なるオブジェクト光線束が入射している
とき、3個のオブジェクト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。このときのオブジ
ェクト像はボケを生じている。さらに、3本のオブジェ
クト光線束の間隔が十分狭ければ3つのオブジェクト像
は一つのつながった像と見なされ、1つのボケだ像とし
て認識される。この全体的なボケの量は個々のオブジェ
クト像のボケ量とオブジェクト像同士の分離量によって
決定される。そこでオブジェクト像のボケ量とオブジェ
クト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。
FIG. 13 is a geometrical optics model simulating a single eye observing a reproduced image of a stereoscopic display device of a type in which the depth is expressed by the intersection of a plurality of object light beams entering the single eye (pupil). . It is assumed that the eye lens and the fundus are separated by s', and that the eye is in focus at a position conjugated with the fundus, which is separated by s from the eye lens 4 (the crystalline lens). When three different object light beams enter the single eye, light emitted from the three objects enters different positions of the lens 4 of the eye and reaches the fundus. The object image at this time is blurred. Further, if the interval between the three object light beams is sufficiently small, the three object images are regarded as one connected image, and are recognized as one blurred image. The overall amount of blur is determined by the amount of blur of each object image and the amount of separation between object images. Therefore, the amount of blur of the object image and the amount of separation between the object images are calculated, and the overall amount of blur is calculated.

【0055】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。
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、眼の水晶体調節はその位置に誘導されると考えら
れるからである。もしも距離sの値が常にオブジェクト
光線束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。
When the distance s between the focus positions of the eyes is changed, the overall blur amount also changes, but the value of the distance s at which the overall blur amount is minimum is extremely important.
This is because if there is a distance s at which the overall blur amount is minimized, it is considered that the lens accommodation of the eye is guided to that position. If a condition can be derived such that the value of the distance s always coincides with the position of the intersection of the object ray bundle, a stereoscopic display device effective for reducing the load on the visual recognition system can be configured.

【0056】また、眼底に形成される複数のオブジェク
ト像が一つにつながって認識されるか否かは個々のオブ
ジェクト像のボケ量と、単眼に入射するオブジェクト光
線束数(単眼内視差数)に依存する。よって、オブジェク
ト像が一つにつながって認識される条件から単眼に入射
させるべきオブジェクト光線束数(必要な単眼内視差数)
を求めることができる。
Whether or not a plurality of object images formed on the fundus are connected and recognized as one is determined by the blur amount of each object image and the number of object light fluxes incident on a single eye (the number of parallaxes in a single eye). Depends on. Therefore, the number of object ray bundles to be incident on a single eye from the condition that the object images are connected and recognized (the required number of intraocular disparities)
Can be requested.

【0057】まずは眼底における全体的なボケ量から求
める。図14はオブジェクト像のボケ量を導出するため
の幾何光学モデルである。計算に使用する各パラメータ
は次の通りである。
First, it is determined from the total blur amount at the fundus. FIG. 14 is a geometrical optical model for deriving the blur amount of the object image. The parameters used for the calculation are as follows.

【0058】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 : 眼レンズからオブジェクトまでの距離 l': 眼レンズからオブジェクト位置と共役な位置ま
での距離 Ω : オブジェクトの大きさ φ : 眼レンズに入射するオブジェクト光線束の直
径 h : オブジェクトからの最大画角主オブジェクト
光線束同士の間隔 δ : オブジェクト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、オブジェクト像
のボケ量σ=h+δを求める。
S: distance from the eye lens to the focus position of the eye s ': distance from the eye lens to the fundus l: distance from the eye lens to the object l': distance from the eye lens to a position conjugate with the object position Ω : The size of the object φ: The diameter of the object light beam incident on the eye lens h: The maximum angle of view from the object The distance between the main object light beams δ: The diameter of the circle of confusion of the edge of the object image When the above parameters are used , The blur amount σ = h + δ of the object image is obtained.

【0059】オブジェクト像のエッジの錯乱円直径Confusion circle diameter of edge of object image

【0060】[0060]

【数9】 (Equation 9)

【0061】近軸関係よりFrom the paraxial relationship

【0062】[0062]

【数10】 (Equation 10)

【0063】なので上式よりl'を消去してTherefore, by deleting l ′ from the above equation,

【0064】[0064]

【数11】 [Equation 11]

【0065】オブジェクトからの最大画角主オブジェク
ト光線束同士の間隔
Maximum angle of view from object Distance between main object ray bundles

【0066】[0066]

【数12】 (Equation 12)

【0067】したがってTherefore,

【0068】[0068]

【数13】 (Equation 13)

【0069】次にオブジェクト像の分離量を求める。図
15はオブジェクト像の分離量を導出するための幾何光
学モデルである。計算に使用する各パラメータは次の通
りである。
Next, the separation amount of the object image is obtained. FIG. 15 is a geometrical optical model for deriving the amount of separation of an object image. The parameters used for the calculation are as follows.

【0070】L : 眼レンズからオブジェクト光線
束交点位置までの距離 L' : 眼レンズからオブジェクト光線束交点位置と
共役な位置までの距離 D : オブジェクト同士の間隔(視差) D' : 眼のピント位置におけるオブジェクト光線束
同士の間隔 d : 眼レンズに入射するオブジェクト光線束同士
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オブジェクト光線束の
うち最も離れた2本のオブジェクト光線束による像同士
の分離量とする。
L: distance from the eye lens to the object light beam intersection point L ': distance from the eye lens to the position conjugate to the object light beam intersection point D: distance between objects (parallax) D': focus position of the eye D: distance between object light fluxes incident on the eye lens d ′: separation amount of the image center at the fundus, where d ′ is the farthest 2 of the plurality of object light fluxes incident on the eye This is the amount of separation between the images by the book object light beam.

【0071】[0071]

【数14】 [Equation 14]

【0072】各パラメータの関係を図示すると、図16
のようになる。以上をまとまると
FIG. 16 shows the relationship between the parameters.
become that way. Summarizing the above

【0073】[0073]

【数15】 (Equation 15)

【0074】となる。Is obtained.

【0075】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Σs=L
From the above equation, the overall blur amount Σ s = L when the eye is focused on the stereoscopic image is

【0076】[0076]

【数16】 (Equation 16)

【0077】眼のピントがオブジェクトに合っていると
きの全体的なボケ量ΣS=l
The total blur amount Σ S = l when the eye is in focus on the object is

【0078】[0078]

【数17】 [Equation 17]

【0079】であることがわかる。It can be seen that

【0080】本実施形態では、距離Lと距離lの大小関
係に応じて、間隔dと径φの大小関係を設定している。
In the present embodiment, the magnitude relationship between the distance d and the diameter φ is set according to the magnitude relationship between the distance L and the distance l.

【0081】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。
The above equation (1) is developed by dividing the case according to the magnitude relation of s, l, and L, and the change of the blur amount に 対 す る with respect to the change of s is graphed as follows.

【0082】[l>Lの場合][If l> L]

【0083】[0083]

【数18】 (Equation 18)

【0084】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17のようになる。
FIG. 17 shows a graph in which Σ is plotted on the vertical axis and s is plotted on the horizontal axis based on the above equation.

【0085】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=1でΣが最小値をとること
がわかる。
From the graph, it can be seen that when d> φ, s has the minimum value at s = L, and when d <φ, s = 1 and Σ has the minimum value.

【0086】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ので,Σが最
小値をとる位置が観察者の調節の位置と見なせる。つま
り,観察者の調節がオブジェクト光線束交点に合いやす
くなるためにはs=LでΣが最小値をとる必要があり,
上記グラフからd>φが満たすべき条件であることがわ
かる。(s=lでは観察者はオブジェクトそのものに調
節をあわせてしまう。) そこでl>Lの場合は、
Since the visual recognition system is considered to adjust the crystalline lens so as to minimize the spread of the image on the fundus, the position where Σ takes the minimum value can be regarded as the position of the observer's adjustment. In other words, in order for the observer's adjustment to easily match the object ray intersection, it is necessary that Σ take a minimum value with s = L,
It can be seen from the above graph that d> φ is a condition to be satisfied. (If s = 1, the observer adjusts to the object itself.) Therefore, if l> L,

【0087】[0087]

【数19】 [Equation 19]

【0088】を満足するように再生される立体像が選択
されるようにしている。
The stereoscopic image to be reproduced is selected so as to satisfy the above condition.

【0089】[l<Lの場合]l>Lの場合と同様にして
Σを求めると
[When l <L] When Σ is obtained in the same manner as when l> L,

【0090】[0090]

【数20】 (Equation 20)

【0091】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18のようになる。グラフよりd>φ
の時はs=1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。
FIG. 18 shows a graph in which Σ is the vertical axis and s is the horizontal axis based on the above equation. From the graph, d> φ
When s = 1, Σ takes the minimum value, and when d <φ, s = L
It can be seen that Σ takes the minimum value.

【0092】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ので,Σが最
小値をとる位置が観察者の調節の位置と見なせる。つま
り,観察者の調節がオブジェクト光線束交点に合いやす
くなるためにはs=LでΣが最小値をとる必要があり,
上記グラフからd<φが満たすべき条件であることがわ
かる。
Since the visual recognition system is considered to adjust the crystalline lens so as to minimize the spread of the image on the fundus, the position where Σ takes the minimum value can be regarded as the position of the observer's adjustment. In other words, in order for the observer's adjustment to easily match the object ray intersection, it is necessary that Σ take a minimum value with s = L,
It can be seen from the graph that d <φ is a condition to be satisfied.

【0093】そこでl<Lの場合はThen, if l <L,

【0094】[0094]

【数21】 (Equation 21)

【0095】を満足するように再生される立体像が選択
されるようにしている。
The stereoscopic image to be reproduced is selected so as to satisfy the following condition.

【0096】次に、瞳に入射するオブジェクト光線乗数
nの条件を求める。図19はやはり眼底での像の様子を
示している。図からわかるように像の最大分離量d'内
にn本のオブジェクト光線束による像が形成されている
とき、像と像の間隔は
Next, the condition of the multiplier n of the object light beam entering the pupil is determined. FIG. 19 also shows an image at the fundus. As can be seen, when an image is formed by n object light beams within the maximum image separation amount d ′, the distance between the images is

【0097】[0097]

【数22】 (Equation 22)

【0098】で表される。εが目の分解能ρ(単位はra
d)未満なら像はすべてつながって見えるから、複数のオ
ブジェクト光線束による像を一つのボケと認識し、オブ
ジェクト光線束再現方式による立体像再生が成立しやす
くなる。そこで、ε<ρとなるnの条件を求めると
Is represented by ε is the eye resolution ρ (unit is ra
If d is less than d), all the images appear to be connected, so that an image formed by a plurality of object light beams is recognized as one blur, and a three-dimensional image reproduction by the object light beam reproduction method is easily established. Then, when the condition of n satisfying ε <ρ is obtained,

【0099】[0099]

【数23】 (Equation 23)

【0100】d'σを代入してn−1について解くとBy substituting d′ σ and solving for n−1,

【0101】[0101]

【数24】 (Equation 24)

【0102】上式をL<s<lまたはl<s<Lの範囲
で検証すると よって上記の範囲ではs=lのとき右辺は最大値をと
る。(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
When the above equation is verified in the range of L <s <l or l <s <L, Therefore, in the above range, the right side has the maximum value when s = 1. (Although the range of s exists infinitely, it seems practically sufficient to consider only the above range.) Therefore, the condition that n must satisfy in order for the retinal image to be recognized as one blur is

【0103】[0103]

【数25】 (Equation 25)

【0104】となる。Is obtained.

【0105】しかし,一般に観察者単眼に入射する光線
数刻よ装置仕様によってあらかじめ定まるので,逆に,
(2)式のnを定数として最小オブジェクトの満足すべ
き大きさΩの条件を導出することができる。そのための
条件式は
However, since the number of rays incident on the observer's monocular is generally determined in advance by the specifications of the apparatus, conversely,
(2) The condition of the size Ω to be satisfied by the minimum object can be derived by using n in the equation as a constant. The conditional expression for that is

【0106】[0106]

【数26】 (Equation 26)

【0107】となる。この場合,画像内の最小オブジェ
クトの大きさが(3)式を満たすような立体像を選択し
て表示することが望ましい。例えば(ア−1)あらかじ
め画像生成時に立体像の解像度を抑制して空間周波数の
低い立体のみを表示する、(ア−2)表示すべき画像の
最大空間周波数を検知し,(3)式を満足しない領域に
ついては(3)式を満足するレベルまで空間周波数を下
げる画像処理を行ってから表示する、といった処理を行
って表示を行う。
Is obtained. In this case, it is desirable to select and display a stereoscopic image in which the size of the smallest object in the image satisfies the expression (3). For example, (A-1) the resolution of the stereoscopic image is suppressed in advance when the image is generated, and only the solid having a low spatial frequency is displayed. (A-2) The maximum spatial frequency of the image to be displayed is detected. For an area that is not satisfied, display is performed by performing processing such as performing image processing for lowering the spatial frequency to a level that satisfies Expression (3) and then displaying.

【0108】なお、実際に立体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。
When a stereoscopic image display device is actually constructed, the parallax information in the vertical direction is removed due to a reduction in the amount of information or a problem in the device configuration, and a stereoscopic image is reproduced only with the parallax in the horizontal direction. I often do it.

【0109】この場合、鉛直方向の観察域を確保するた
めに瞳に入射するオブジェクト光線束を図21のように
鉛直方向に広がる光とするか、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オブジェクト光線束
とすることが望ましい。
In this case, in order to secure the observation area in the vertical direction, the object light beam incident on the pupil should be light that spreads in the vertical direction as shown in FIG. 21 or it has directivity in the horizontal direction and diffuses only in the vertical direction. It is desirable that the object light beam has light characteristics.

【0110】上記条件式は図20のように瞳孔位置での
オブジェクト光線束断面が回転対称である場合を想定し
て求めているが、図21のような場合は、オブジェクト
光線束径φ、オブジェクト光線束の最小径Ωを、それぞ
れオブジェクト光線束の水平方向の幅φh、オブジェク
ト光線束の水平方向最小径Ωhで置き換えた条件式にす
れば、同様に眼のピントがオブジェクト光線束交点側に
合いやすい条件を導出することができる。
The above conditional expression is obtained assuming that the cross section of the object light beam at the pupil position is rotationally symmetric as shown in FIG. 20, but in the case of FIG. the minimum diameter Omega bundles of rays, the horizontal width phi h of each object light beam, if the conditional expression is replaced by the horizontal minimum diameter Omega h object light beam, similarly focus object light beam intersection side of the eye It is possible to derive conditions that are suitable for

【0111】即ち最小オブジェクトの水平方向の幅をΩ
h,瞳に入射するオブジェクト光線束の水平成分の数を
h、該n個のオブジェクト光線束のうち瞳面上で最も
離れたオブジェクト光線束同士の水平方向間隔をd、該
オブジェクト光線束の瞳に入射するときの水平方向幅を
φh、観察者の瞳から該オブジェクト光線束の径が最小
となる位置までの距離をl、観察者の瞳から該オブジェ
クト光線束同士の交点位置までの距離をL、観察者の眼
の角度分科能ρとするとき、l>Lの場合は
That is, the horizontal width of the smallest object is Ω.
h , the number of horizontal components of the object ray bundle incident on the pupil is n h , the horizontal distance between the object ray bundles farthest on the pupil plane among the n object ray bundles is d, The horizontal width at the time of incidence on the pupil is φ h , the distance from the observer's pupil to the position where the diameter of the object light beam becomes minimum is l, and the distance from the observer's pupil to the intersection of the object light beams is When the distance is L and the angle subdivision ρ of the observer's eye is

【0112】[0112]

【数27】 [Equation 27]

【0113】L>lの場合はWhen L> l,

【0114】[0114]

【数28】 [Equation 28]

【0115】を満足するよう,再生される立体像が選択
されるようにすることである。
That is, a stereoscopic image to be reproduced is selected so as to satisfy the following.

【0116】次に、上記条件を適用した立体表示装置の
構成例について説明する。
Next, an example of the configuration of a stereoscopic display device to which the above conditions are applied will be described.

【0117】(構成例1)特願平9−368961号では
従来例と同様の「超多眼領域」の克体表示を、液晶シャッ
ターメガネを用いて実現している。図22は上記発明の
構成ブロック図である。図中100は画像分離手段とし
ての立体観察眼鏡、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であり、200aは光
線焦点面(輝度分布形成面)に相当している。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。
(Structure Example 1) In Japanese Patent Application No. 9-368961, the same super-multi-view area display as in the prior art is realized by using liquid crystal shutter glasses. FIG. 22 is a block diagram showing the configuration of the present invention. In the figure, reference numeral 100 denotes stereoscopic spectacles as image separation means, reference numeral 200 denotes a monitor as display means for switching and displaying parallax images at a high speed, and reference numeral 200a corresponds to a light beam focal plane (luminance distribution forming plane). A controller 300 controls switching of parallax images and a slit opening of the stereoscopic observation glasses 100, and also has an interface function with a video source.

【0118】コントローラ300はモニタの駆動回路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
を有している。
The controller 300 is a monitor driving circuit 3
01, a glasses driving circuit 302 for slitting the stereoscopic observation glasses 100, a synchronization circuit 303 for synchronizing parallax image information displayed on the monitor 200 and slit formation of the stereoscopic glasses.
have.

【0119】図23は上記立体観察眼鏡の要部斜視図で
ある。図中101L、101Rは観察者が開口郎を通し
て観察できる観察手段としての観察枠、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。
FIG. 23 is a perspective view of an essential part of the stereoscopic observation glasses. In the figure, 101L and 101R are observation frames as observation means that can be observed by an observer through an aperture, and 102L and 10R.
Reference numerals 2R, 103L, and 103R denote light blocking portions in the observation frame 101 that block light, 104R and 104L denote slits through which light can pass, and TS denotes the width of the slit 104.

【0120】スリット104は水平方向に高速にスキャ
ン(走査)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。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間隔で複数のオブジェクト光線
乗が入射することになりオブジェクト光線束の交点で立
体像を表現することが可能となる。
The slit 104 is scanned (scanned) in the horizontal direction at a high speed, and a parallax image corresponding to the position of the slit is displayed on the monitor 200 in synchronization. Slit 104
If the width TS is sufficiently smaller than the pupil of the observer, a plurality of object beam powers will be incident at intervals smaller than the pupil of the observer, and a three-dimensional image can be expressed at the intersection of the object beam bundle Becomes

【0121】上記特願平9−368961号に本発明を
適用すると,観察者の単眼に入射するオブジェクト光線
乗数をもとに,(3)式から最小オブジェクトの水平方
向幅Ωhを導出することもできる。例えばl=600m
m、L=300mm、dp=4mm、最小オブジェクト
の水平方向幅Ωh=1.5mm、眼の分解能ρを1'(=
2.9*10-4rad)とし,単眼内に入射するオブジェク
ト光線乗数が2本に限定される場合,n=2を(3)式
を水平成分のみについて適用して Ωh>3.83 が得られるので,表示する画像内の最小オブジェクトの
水平方向幅が約3.9mm以上となるように立体像を選
択する。具体的には(イ−1)あらかじめ画像生成時に
立体像の解像度を抑制して最小オブジェクトの水平方向
幅が3.9mm以上となるような画像を生成する、(イ
−2)表示すべき画像の最大空間周波数を検知し,最小
オブジェクトの水平方向幅が3.9mm以下の領域につ
いては3.9mm以上となるレベルまで,空間周波数を
下げる画像処理を行ってから表示する、といった処理を
行って表示を行う。
When the present invention is applied to the above-mentioned Japanese Patent Application No. 9-368961, the horizontal width Ω h of the minimum object is derived from the equation (3) based on the multiplier of the object ray incident on the monocular of the observer. Can also. For example, l = 600m
m, L = 300 mm, d p = 4 mm, horizontal width Ω h of the smallest object = 1.5 mm, and eye resolution ρ is 1 ′ (=
2.9 * 10 -4 rad), and when the number of object light rays entering the monocular is limited to two, n = 2 is obtained by applying the equation (3) to only the horizontal component and Ω h > 3.83. Is obtained, the stereoscopic image is selected so that the horizontal width of the smallest object in the image to be displayed is about 3.9 mm or more. Specifically, (a-1) an image is generated in which the horizontal width of the minimum object is 3.9 mm or more by suppressing the resolution of the stereoscopic image at the time of image generation in advance, and (a-2) an image to be displayed. Of the maximum spatial frequency of the minimum object, and in a region where the horizontal width of the minimum object is 3.9 mm or less, image processing for lowering the spatial frequency to a level of 3.9 mm or more is performed and then displayed. Display.

【0122】(構成例2)特開平11−174377号公
報では単眼に入射する複数の光線の交点で立体の奥行き
を表現する立体表示装置を特殊な眼鏡や頭部搭載の装置
などを使用せずに実現している。
(Structural Example 2) In Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-174377, a stereoscopic display device that expresses a stereoscopic depth at the intersection of a plurality of light beams incident on a single eye without using special glasses or a device mounted on the head. Has been realized.

【0123】図24は上記特開平11−174377号
公報で開示している立体像再生装置の概略図である。図
中501は画像表示器で,表示面上には画像507が表
示される。図中502は凸レンズ(レンズ系)である。
503は開口形成手段であり、任意の位置の透過率を電
子的に切り替え、光学的な開口504を形成することが
できる。画像表示器501と開口形成手段503はそれ
ぞれ画像制御装置505と開口制御装置506によって
駆動・制御される。2つの制御装置505,506は信
号線で接続されていて相互に同期をとることができる。
開口504は一定周期Tで開口形成手段503の全域を
高速に移動する。
FIG. 24 is a schematic diagram of a three-dimensional image reproducing apparatus disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-174377. In the figure, reference numeral 501 denotes an image display, on which an image 507 is displayed. In the figure, reference numeral 502 denotes a convex lens (lens system).
Reference numeral 503 denotes an opening forming unit, which can electronically switch the transmittance at an arbitrary position to form an optical opening 504. The image display 501 and the aperture forming unit 503 are driven and controlled by an image controller 505 and an aperture controller 506, respectively. The two control devices 505 and 506 are connected by signal lines and can synchronize with each other.
The opening 504 moves at high speed over the entire area of the opening forming means 503 at a constant period T.

【0124】図25を用いて上記装置を利用して複数の
光線の交点で立体像を再生する方法を説明する。画像表
示器501上には開口504の位置に同期して対応する
画像が選択され表示される。画像の選択は次のように行
われる。立体像1を再生する場合,開口504を出射す
る光線が常に立体像1を通過するように光線の光源とな
る画像501の強度分布を制御すればよい。例えば開口
504が図中開口504aの位置にある場合,立体像1
と開口504を通る光線について凸レンズ502の屈折
作用を考慮した逆光線追跡を行い,画素501aに輝度
を与えるべきであることを求める。つまり,開口位置が
開口504aの時には画素501aに輝度を与える。開
口504が移動し図中開口504bの位置にある場合
も,同様にして画素501bに輝度を与え,立体像1を
通過する光線を生成することができる。こうした所作を
すべての開口位置について高速に繰り返せば,観察者は
立体像1から光乗が発散しているかのように認識するこ
とができる。もちろん,立体像が点像ではなく複数の点
像で構成されている場合は,複数の光線を同時に生成す
るよう複数の画素に輝度を与えればよい。
A method of reproducing a three-dimensional image at the intersection of a plurality of light beams using the above-described device will be described with reference to FIG. A corresponding image is selected and displayed on the image display 501 in synchronization with the position of the opening 504. The selection of an image is performed as follows. When reproducing the three-dimensional image 1, the intensity distribution of the image 501 serving as a light source of the light may be controlled so that the light emitted from the opening 504 always passes through the three-dimensional image 1. For example, when the opening 504 is located at the position of the opening 504a in the figure, the three-dimensional image 1
The reverse ray tracing is performed on the light passing through the aperture 504 in consideration of the refraction of the convex lens 502, and it is determined that luminance should be given to the pixel 501a. That is, when the opening position is the opening 504a, luminance is given to the pixel 501a. Even when the opening 504 is moved and is located at the position of the opening 504b in the drawing, luminance can be similarly given to the pixel 501b, and a light ray passing through the three-dimensional image 1 can be generated. If these actions are repeated at high speed for all aperture positions, the observer can perceive the stereoscopic image 1 as if the light multiplication is diverging. Of course, when the three-dimensional image is not a point image but a plurality of point images, it is only necessary to give luminance to a plurality of pixels so as to simultaneously generate a plurality of light beams.

【0125】上記特開平11−174377号公報にお
いても情報量の低減化のために鉛直方向の光線偏向を省
略する実施例が開示されている。図26はその実施例の
概略図である。開口504として図中に示すような鉛直
方向に長い矩形スリツトが採用されている。この場合,
開口の移動は水平方向のみ行われるので,光線の偏向も
水平方向のみである。図27は上記構成の側面図であ
る。画像507の鉛直方向成分は凸レンズ502によっ
て図中507'の位置に空中結像し,観察者はこの空中
像を観察することになる。
The above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-174377 also discloses an embodiment in which the light beam deflection in the vertical direction is omitted in order to reduce the amount of information. FIG. 26 is a schematic view of the embodiment. As the opening 504, a rectangular slit long in the vertical direction as shown in the figure is employed. in this case,
Since the aperture is moved only in the horizontal direction, the light beam is also deflected only in the horizontal direction. FIG. 27 is a side view of the above configuration. The vertical component of the image 507 forms an aerial image at the position 507 ′ in the figure by the convex lens 502, and the observer observes this aerial image.

【0126】上記特開平11−174377号公報に本
発明を適用すると、観察者の眼の調節をオブジェクト光
線乗交点位置に導くための最小オブジェクトの大きさの
条件を求めることができる。特に,装置の構成上観察者
の単眼に入射するオブジェクト光線乗が一定値以下に限
定されるような場合,その数をもとに(3)式から最小
オブジェクトの大きさΩhを導出することもできる。例
えばl=600mm、L=300mm、dp=4mm、
Ωh=1mm、眼の分解能ρを1'(=2.9*10-4ra
d)とし,単眼内に入射するオブジェクト光線乗数が3
本に限定されるとすると,n=3を(3)式に代入し
て,水平成分のみについて適用すると Ωh>1.83 が得られるので,あらかじめ画像内の最小オブジェクト
の水平方向幅が約1.8mm以上となるように立体像を
選択する。具体的には(ウ−1)あらかじめ画像生成時
に立体像の解像度を抑制して最小オブジェクトの水平方
向幅が1.8mm以上となるような画像を生成する、
(ウ−2)表示すべき画像の最大空間周波数を検知し,
最小オブジェクトの水平方向幅が1.8mm以下の領域
については1.8mm以上となるレベルまで,空間周波
数を下げる画像処理を行ってから表示する、といった処
理を行って表示を行う。
When the present invention is applied to the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-174377, the condition of the minimum object size for guiding the adjustment of the observer's eye to the position of the object light beam intersection can be obtained. In particular, if the power of the object ray incident on the observer's monocular is limited to a certain value or less due to the configuration of the device, derive the minimum object size Ω h from Equation (3) based on the number. Can also. For example, l = 600 mm, L = 300 mm, d p = 4 mm,
Ω h = 1 mm, and the resolution ρ of the eye is 1 ′ (= 2.9 * 10 −4 ra
d) and the multiplier of the object ray entering the monocular is 3
If it is limited to a book, by substituting n = 3 into equation (3) and applying only to the horizontal component, Ω h > 1.83 is obtained. A stereoscopic image is selected to be 1.8 mm or more. Specifically, (c-1) an image is generated such that the horizontal width of the minimum object is 1.8 mm or more by suppressing the resolution of the stereoscopic image in advance when generating the image.
(C-2) detecting the maximum spatial frequency of the image to be displayed,
For an area where the horizontal width of the smallest object is 1.8 mm or less, the image is displayed after performing image processing for lowering the spatial frequency to a level of 1.8 mm or more and then displaying.

【0127】[0127]

【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方法及
びそれを用いた立体画像表示装置を達成することができ
る。
According to the present invention, a stereoscopic image display method and a stereoscopic image display method capable of satisfactorily observing a stereoscopic image without fatigue when observing the stereoscopic image using super multi-view stereoscopic display. And a stereoscopic image display device using the same can be achieved.

【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FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of stereoscopic recognition according to the present invention.

【図2】 本発明に係る立体認識の原理説明図FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of stereoscopic recognition according to the present invention.

【図3】 本発明に係る立体認識の原理説明図FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of stereoscopic recognition according to the present invention.

【図4】 本発明に係る立体表示装置の再生像の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of a reproduced image of the stereoscopic display device according to the present invention.

【図5】 図4における画素の眼底像の説明図5 is an explanatory diagram of a fundus image of a pixel in FIG. 4;

【図6】 本発明に係る立体表示装置の再生像の説明図FIG. 6 is an explanatory diagram of a reproduced image of the stereoscopic display device according to the present invention.

【図7】 図6における画素の眼底像の説明図FIG. 7 is an explanatory diagram of a fundus image of a pixel in FIG. 6;

【図8】 本発明に係る立体表示装置の再生像の説明図FIG. 8 is an explanatory diagram of a reproduced image of the stereoscopic display device according to the present invention.

【図9】 図8における画素の眼底像の説明図9 is an explanatory diagram of a fundus image of a pixel in FIG.

【図10】 本発明に係る画素とオブジェクトとの説明
FIG. 10 is an explanatory diagram of a pixel and an object according to the present invention.

【図11】 本発明に係る画素とオブジェクトとの説明
FIG. 11 is an explanatory diagram of a pixel and an object according to the present invention.

【図12】 本発明に係る画素とオブジェクトとの説明
FIG. 12 is an explanatory diagram of a pixel and an object according to the present invention.

【図13】 本発明に係る立体表示装置の再生像の説明
FIG. 13 is an explanatory diagram of a reproduced image of the stereoscopic display device according to the present invention.

【図14】 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
FIG. 14 is an explanatory diagram of blurring of a light source image in super multi-view stereoscopic vision according to the present invention.

【図15】 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
FIG. 15 is an explanatory diagram of blurring of a light source image in super multi-view stereoscopic vision according to the present invention.

【図16】 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
FIG. 16 is an explanatory diagram of blurring of a light source image in super-multi-view stereoscopic vision according to the present invention.

【図17】 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
FIG. 17 is an explanatory diagram of a relationship between a blur amount and a distance S in the super-multi-view stereoscopic vision according to the present invention.

【図18】 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
FIG. 18 is an explanatory diagram of a relationship between a blur amount and a distance S in the super-multi-view stereoscopic vision according to the present invention.

【図19】 本発明に係る超多眼の立体視における眼底
の説明図
FIG. 19 is an explanatory diagram of a fundus in super-multi-view stereoscopic vision according to the present invention.

【図20】 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
FIG. 20 is an explanatory diagram at a pupil position in super-multi-view stereoscopic vision according to the present invention.

【図21】 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
FIG. 21 is an explanatory diagram at a pupil position in super-multi-view stereoscopic vision according to the present invention.

【図22】 本発明に係る超多眼の立体視における構成
ブロック図
FIG. 22 is a configuration block diagram of a super multi-view stereoscopic vision according to the present invention.

【図23】 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
FIG. 23 is a perspective view of a main part when the stereoscopic image display device of the present invention is applied to glasses.

【図24】 従来の立体画像再生装置の要部概略図FIG. 24 is a schematic view of a main part of a conventional stereoscopic image reproducing apparatus.

【図25】 図24の一部分の説明図FIG. 25 is an explanatory view of a part of FIG. 24;

【図26】 従来の立体画像再生装置の要部概略図FIG. 26 is a schematic view of a main part of a conventional stereoscopic image reproducing apparatus.

【図27】 図26の側面図FIG. 27 is a side view of FIG. 26;

【図28】 従来の超多眼の立体視の原理説明図FIG. 28 is a diagram illustrating the principle of a conventional super multi-view stereoscopic vision.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 物体点 2 物体(立体) 3 画像表示面 4 瞳 5 単眼 100 画像分離手段 200 モニタ 300 コントローラ 301 モニタの駆動回路 302 眼鏡駆動回路 303 同期回路 101L,101R 観察枠 102L,102R 遮光部 103L,103R 遮光部 104L,104R スリット TS スリット幅 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Object point 2 Object (solid) 3 Image display surface 4 Pupil 5 Monocular 100 Image separation means 200 Monitor 300 Controller 301 Monitor drive circuit 302 Eyeglass drive circuit 303 Synchronous circuit 101L, 101R Observation frame 102L, 102R Light shield 103L, 103R Light shield Part 104L, 104R Slit TS Slit width

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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方法において、光線焦点面における
同じ物体を表すひとつながりの輝度分布のうち最小の面
積をもつものを最小オブジェクト、該最小オブジェクト
より放射される光線の集合をオブジェクト光線束とした
とき、 該観察者の瞳から該オブジェクト光線束同士の交点位置
までの距離をL、観察者の瞳から該オブジェクト光線束
の径が最小となる位置までの距離をl、該オブジェクト
光線束のうち瞳面上で最も離れたオブジェクト光線束同
士の間隔をd、該オブジェクト光線束の該瞳に入射する
ときの径をφとするとき、距離Lと距離lの大小関係に
応じて、間隔dと径φの大小関係を設定することを特徴
とする立体像表示方法。
1. A stereoscopic image display method in which a plurality of light beams are made incident on an observer's pupil and an eye of the observer is focused on an intersection of the light beams, wherein the same object is represented on a light beam focal plane. When the object having the smallest area in the continuous luminance distribution is the minimum object and the set of light rays emitted from the minimum object is the object light flux, from the observer's pupil to the intersection of the object light fluxes L, the distance from the observer's pupil to the position where the diameter of the object light beam becomes the minimum is l, and the distance between the object light beams that are farthest on the pupil plane among the object light beams is d. When the diameter of the object ray bundle incident on the pupil is φ, the magnitude relationship between the interval d and the diameter φ is set according to the magnitude relationship between the distance L and the distance l. How to Display.
【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方法において、 光線焦点面における同じ物体を表すひとつながりの輝度
分布のうち最小の面積をもつものを最小オブジェクト,
最小オブジェクトより放射される光線の集合をオブジェ
クト光線束としたとき,最小オブジェクトの大きさを
Ω,瞳に入射するオブジェクト光線束の数をn、該n個
のオブジェクト光線束のうち瞳面上で最も離れたオブジ
ェクト光線束同士の間隔をd、該オブジェクト光線束の
瞳に入射するときの径をφ、観察者の瞳から該オブジェ
クト光線束の径が最小となる位置までの距離をl、観察
者の瞳から該オブジェクト光線束同士の交点位置までの
距離をL、観察者の眼の角度分解能ρとするとき、 l>Lの場合は 【数1】 L>lの場合は 【数2】 を満足するよう,再生される立体像が選択されることを
特徴とする立体像表示方法。
2. A stereoscopic image display method in which a plurality of light beams are made incident on an observer's pupil and the adjustment of the observer's eye is focused on an intersection point between the light beams. The object with the smallest area in the connected luminance distribution is the smallest object,
When the set of rays emitted from the smallest object is an object ray bundle, the size of the smallest object is Ω, the number of the object ray bundles incident on the pupil is n, and the n The distance between the object beam bundles farthest from each other is d, the diameter of the object beam bundle when it enters the pupil is φ, and the distance from the observer's pupil to the position where the diameter of the object beam bundle is the minimum is l. When the distance from the observer's pupil to the intersection of the object light fluxes is L and the angular resolution ρ of the observer's eye is: L> L In the case of L> l, A three-dimensional image to be reproduced is selected so as to satisfy the following.
【請求項3】表示すべき画像の生成時に,前記最小オブ
ジェクトの大きさΩが前記条件式を満足するよう立体像
の解像度を抑制することを特徴とする請求項2の立体画
像表示方法。
3. The stereoscopic image display method according to claim 2, wherein when generating an image to be displayed, the resolution of the stereoscopic image is suppressed so that the size Ω of the minimum object satisfies the conditional expression.
【請求項4】表示すべき画像の最大空間周波数を検知
し,少なくとも前記最小オブジェクトの大きさΩが前記
条件式を満足しない領域については大きさΩが前記条件
式を満足するレベルまで,空間周波数を下げる画像処理
を行ってから画像を表示することを特徴とする請求項2
の立体画像表示方法。
4. A maximum spatial frequency of an image to be displayed is detected, and at least a region where the size Ω of the minimum object does not satisfy the conditional expression is reduced to a level at which the size Ω satisfies the conditional expression. 3. An image is displayed after performing image processing for lowering image quality.
3D image display method.
【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方法において、 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、光線焦点
面における同じ物体を表すひとつながりの輝度分布のう
ち最小の面積をもつものを最小オブジェクト,最小オブ
ジェクトより放射される光線の集合をオブジェクト光線
束としたとき,最小オブジェクトの水平方向の幅を
Ωh,瞳に入射するオブジェクト光線束の水平成分の数
をnh、該n個のオブジェクト光線束のうち瞳面上で最
も離れたオブジェクト光線束同士の水平方向間隔をd、
該オブジェクト光線束の瞳に入射するときの水平方向幅
をφh、観察者の瞳から該オブジェクト光線束の径が最
小となる位置までの距離をl、観察者の瞳から該オブジ
ェクト光線束同士の交点位置までの距離をL、観察者の
眼の角度分科能ρとするとき、 l>Lの場合は 【数3】 L>lの場合は 【数4】 を満足するよう,再生される立体像が選択されることを
特徴とする立体像表示方法。
5. A three-dimensional image display method in which a plurality of light beams are made incident on an observer's pupil and the adjustment of the eyes of the observer is focused on the intersection of the light beams. Or a state in which the cross section of the light ray at the pupil position of the observer has a shape that is short in the horizontal direction and long in the vertical direction, and a series of luminance distributions representing the same object in the light ray focal plane. When the object with the smallest area is the smallest object and the set of rays emitted from the smallest object is the object ray bundle, the horizontal width of the smallest object is Ω h , and the horizontal component of the object ray bundle incident on the pupil Is the number n h , and the horizontal distance between the object beam bundles farthest on the pupil plane among the n object beam bundles is d,
The horizontal width of the object light beam when entering the pupil is φ h , the distance from the observer's pupil to the position where the diameter of the object light beam is minimized is l, Where L is the distance to the position of the intersection, and ρ is the angle division function of the observer's eye. In the case of L> l, A three-dimensional image to be reproduced is selected so as to satisfy the following.
【請求項6】表示すべき画像の生成時に,前記最小オブ
ジェクトの水平方向幅Ωhが前記条件式を満足するよう
立体像の解像度を抑制することを特徴とする請求項5の
立体画像表示方法。
6. A time of generation of the image to be displayed, the stereoscopic image display method according to claim 5 in which the horizontal width Omega h of the minimum object which comprises suppressing the resolution of the stereoscopic image so as to satisfy the condition .
【請求項7】表示すべき画像の最大空間周波数を検知
し,少なくとも前記最小オブジェクトの水平方向の幅Ω
hが前記条件式を満足しない領域については幅Ωhが前記
条件式を満足するレベルまで,空間周波数を下げる画像
処理を行ってから画像を表示することを特徴とする請求
項5の立体画像表示方法。
7. A maximum spatial frequency of an image to be displayed is detected, and at least a horizontal width Ω of the minimum object is detected.
h until the level width Omega h is the region that does not satisfy the condition satisfies the condition, the three-dimensional image display according to claim 5, characterized in that to display an image after performing image processing to reduce the spatial frequency Method.
【請求項8】前記各条件式において該複数のオブジェク
ト光線束のうち最も離れたオブジェクト光線束同士の間
隔dを観察者の瞳孔径dpと置き換えた条件式を満足し
ていることを特徴とする請求項2から7のいずれか1項
の立体画像表示方法。
8. A conditional expression in which in each of the conditional expressions, a distance d between object beam bundles farthest among the plurality of object light bundles is replaced with a pupil diameter d p of an observer. The stereoscopic image display method according to any one of claims 2 to 7.
【請求項9】請求項1から8のいずれか1項の立体画像
表示方法を利用して、立体画像の観察を行っていること
を特徴とする立体画像表示装置。
9. A three-dimensional image display apparatus, wherein a three-dimensional image is observed using the three-dimensional image display method according to claim 1.
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