JP2007256964A - 立体画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示面から離れた位置に立体画像を再現しても解像度を低下させることなく、かつ観測者を基準にして画面から離れる方向に視域が狭くなるのを防止することを可能にする。
【解決手段】観測者からみて凹面状または凸面状の表示面内に位置が定められた画素がマトリクス状に配置される表示部と、2次元パターンを前記表示部の前記表示面に表示する2次元パターン表示手段と、複数の開口部または複数のレンズを有し前記画素からの光線を制御する光線制御部とを備え、前記表示部の表示面が曲面形状であり、前記光線制御部の開口部またはレンズの中心から、前記表示面に下ろした垂線と前記表示面が交差する位置と視差画像の中心の位置が、前記表示面の傾き角度に応じてずれており、該ずれ量が前記表示部の端部と中央部とでは異なっている。
【選択図】図1
【解決手段】観測者からみて凹面状または凸面状の表示面内に位置が定められた画素がマトリクス状に配置される表示部と、2次元パターンを前記表示部の前記表示面に表示する2次元パターン表示手段と、複数の開口部または複数のレンズを有し前記画素からの光線を制御する光線制御部とを備え、前記表示部の表示面が曲面形状であり、前記光線制御部の開口部またはレンズの中心から、前記表示面に下ろした垂線と前記表示面が交差する位置と視差画像の中心の位置が、前記表示面の傾き角度に応じてずれており、該ずれ量が前記表示部の端部と中央部とでは異なっている。
【選択図】図1
Description
本発明は、立体画像表示装置に関する。
多数の視差画像を表示するインテグラルフォトグラフィー法(以下、IP法ともいう)あるいは光線再生法と呼ばれる、立体像を何らかの方法で記録しこれを立体像として再生する方法が知られている。人は、図24に示すように左右の眼32、33から物体を見たときに、近い距離A点にある物体34をみた時の左右の眼と成す角度をα、遠い距離B点にある物体35をみた時の左右の眼となす角度をβとすると、角度αとβはその物体と観察者の位置関係に応じて異なる。この(α―β)を両眼視差と呼び、人はこの両眼視差に敏感で立体視をすることができる。
近年、眼鏡無しの立体ディスプレイの開発が進んでいる。これらの多くは通常の2次元(以下、2Dともいう)ディスプレイが用いられる。このディスプレイは先に述べた両眼視差を利用するものであって、上記ディスプレイの前面、あるいは背面に何らかの光線制御素子を置き、観察者から見た時、あたかもディスプレイから前後数cmの距離に置かれた物体から光線が出ているようにディスプレイからの光線の角度を上記光線制御素子によって制御する。これにより立体視が可能となる。この背景には、ディスプレイの高精細化により、ディスプレイの光線を数種類の角度(視差と呼ぶ)に振り分けても、ある程度高精細の画像を得ることができるようになったためである。
眼鏡無しの立体ディスプレイのうち、水平方向に関して視差を与える場合のディスプレイの構成概略図について図25に示す。図25は、ディスプレイ面1と観測者4と光線制御素子8の関係を上側からみた概略図である。図25において、ある観察方向からみた場合の画像情報を2次元画像表示装置のディスプレイ面1に多数表示しておき、表示面の前面に設けた光線制御素子8(例えば、スリット、ピンホール、マイクロレンズ、あるいはレンチキュラーレンズなどであって、例えば開口部2と遮断部3とを有するアレイ板)越しに画像を観測者4が観測することで,観測方向に応じた立体画像が表示されるものである。図25において、αの位置にいる観察者は視差番号p3の画像をみることができ、βの位置にいる観察者は視差番号p2の画像をみることができ、同様に、γの位置にいる観察者は視差番号p1の画像をみることができる。IP法は多視差表示が可能なため,観察者が動いても、その位置に応じた画像をみることができるという運動視差の表示が可能であるため、自然な立体視が可能である。また、立体像を再生する光線が、実物体が実際に配置された場合と同様の経路をたどるため、視野闘争の問題も生じない点で優れている。
ところで、視差画像を作成し、開口部越しに各画素情報として視差画像を表示する方法には、大別して立体像を再生する光線を画素側から発生させることによって画像マッピングを行う方法と、観測者の視点位置から画素に向けて光線を逆にたどることにより画像マッピングを行う方法の2種類がある。ここでは、前者の方法を用いて画像マッピングを行う方法をIP法とし、後者の方法を多視差のステレオスコープ、パララックスバリア法と呼んで区別する。
IP法の光線束は観測者の目の位置に向かっているのではなく、観測者の方向に向かって視差数分、すべての開口部からほぼ等間隔に射出している。そのため、観測者が動いた時の運動視差に優れる分、本来の2次元表示のディスプレイに比べてある角度における構成画素数が少なく、観察者の目の位置に向かって光線を射出している立体ディスプレイに比べて解像度が落ちる。そこで、解像度を上げるための工夫が試みられている。
例えば、振動や回転機構を用いること無く、高速に光路の切換えによる画素シフトを行い、見かけ上の画素を増倍するための画像表示装置を知られている(例えば、特許文献1参照)。この装置においては、ポリマー分散液晶構造を有するブラッグ回折素子を用いた光路偏向手段をスクリーンの直前に配置することによって、画像光を画素の配列方向に任意の距離だけシフトする。シフト量は画素ピッチの整数分の1とする。画素の配列方向に対して2倍の画像増倍を行う場合は画素ピッチの1/2にする。シフト量に応じて液晶パネルを駆動する画像信号をシフト量分だけ補正することで、見かけ上高精細な画像の表示を可能としている。上記装置においては、光路偏向手段が必要なため、装置として大掛かりになるという問題点がある。
一方、ディスプレイを曲げるか、あるいは観測者を取り囲むようにして、3D(3次元)ディスプレイの視野角を広げようとする例もみられる。例えば、円筒状の表示面に10°以上の視差を有する画像データから形成される画像シートが取り付けられた装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。これにより広い領域で、観察者に対して可変画像を提供する。上記装置は視域を拡大するために作成されたディスプレイで、解像度を向上させる手段については講じていない。
また、液晶ディスプレイなどの表示装置は正面からは良く見えるが、斜めから見ると液晶分子の立ち上がりの方向性などで、視野角が狭くなる場合があるので、視野角を向上させるための工夫もなされている。例えば、コントラスト、動作速度などは従来と同様に良好なままで、視角特性も良好なVA方式の液晶表示装置が知られている(例えば、特許文献3参照)。この液晶表示装置は、基板表面に垂直配向処理を施した第1及び第2の基板間に誘電率異方性が負の液晶を挟持し、液晶の配向が、電圧無印加時にはほぼ垂直に、所定の電圧を印加した時にはほぼ水平となり、所定の電圧より小さい電圧を印加した時には斜めになるように構成され、第1及び第2の基板に液晶の配向方向を規制する第1及び第2のドメイン規制手段を備え、第1及び第2のドメイン規制手段は所定のサイクルでジグザグに屈曲した複数の突起又は窪み又はスリットを所定のピッチで平行に配列された構成となっている。上記液晶表示装置は、液晶分子のチルト角を斜めにしているが、狭い範囲で液晶分子の立ち上がり方向を異なった方向に向けることにより視角特性を向上させるもので、解像度を向上するものではない。
また、3次元ディスプレイ装置を、複数の視差像が同時に表示されているフラットパネルディスプレイと、同一形状のシリンドリカルレンズのアレイとで構成し、かつ該フラットパネルディスプレイの表面に装着されるレンチキュラーレンズとを備えて、上記フラットパネルディスプレイと上記レンチキュラーレンズが同一の曲率中心をもって、湾曲している3次元ディスプレイ装置が知られている(例えば、特許文献4参照)。この装置は、容易な構造でサイドローブ光の発生を抑えて、異常な立体像を見ることもなく正常な立体視を可能にしている。上記ディスプレイ装置は、光線制御素子による光の射出する方向が観測者に向かって集光していることが望ましい。
特殊な眼鏡を着用することなく、両眼視差を用いた立体視を可能にすると同時に複数の観察者が映像を観察できるようにする表示装置が知られている(例えば、特許文献5参照)。この表示装置は、観測者に対して、水平方向の集光手段として合わせ鏡群を有する指向性反射スクリーンと立体画像投影手段とを組み合わせ、上記合わせ鏡群の挟角の少なくとも一部を非直角とした指向性反射スクリーンSを用いる。したがって、上記スクリーンは鏡面反射により、観察者の位置に応じてスクリーン上の画像を振り分けることにより、視域を広くするものであり、解像度向上については何ら処置を行っていない。
IP法において、表示面から離れた位置に立体を再現するようにすると、開口部あるいはレンズを介して割り当てられた光線束が広がることにより、解像度が急激に低下するという問題点がある(例えば、非特許文献1参照)。
特開2002−156617
特開平11−109287号公報
特開平11−16335号公報
特開平6−289320号公報
特開平9−189884号公報
H. Hoshino, F. Okano, H. Isono and I. Yuyama "Analysis of resolution limitation of integral photography",J. Opt. Soc. Am, A15 (1998) 2059-2065.
IP法において、表示面から離れた位置に立体を再現するようにした場合に、解像度が急激に低下するという問題点を、以下に説明する。
立体ディスプレイの解像度を表す尺度として、β(cycle per radian: cpr)を用いる。βは1radianあたり光線の明暗を何サイクル表示できるかという指標である。非特許文献1に示すように、IP法において、ディスプレイ近傍の立体像における解像度βnyqはナイキスト周波数と呼ばれ、観測者4から開口部2までの距離と、開口部2のピッチで決定される(図26参照)。開口部2のピッチをpe、観測者と開口部あるいはレンズまでの距離をLとすると、開口部2のピッチpeで制限される解像度βnyqは、
βnyq =L/(2pe ) (1)
となる。
βnyq =L/(2pe ) (1)
となる。
次に、図27に示すように、表示面から離れた位置、すなわち観測者4からzi離れた位置に物体13を再現するようにすると、開口部2あるいはレンズを通して割り当てられた光線束が広がることにより、解像度が急激に低下する。図27において、βは開口部のピッチあるいはレンズピッチより決まる解像度であり、αはひとつの開口部、あるいはレンズから出る光線密度、すなわち、画素ピッチ、視差数から決まる解像度を示す。物体13をディスプレイ1から飛び出した領域(前面の領域)、あるいは奥行き領域(後面に位置する領域)に再現する場合、その像を再現するためにひとつのスリットから出ている光線群より計算される解像度の最大値をαimaxとおくと、観測点からみた物体の空間周波数βimaxは
βimax =αimax ×zi/ |L−zi| (2)
となる。
βimax =αimax ×zi/ |L−zi| (2)
となる。
また、スリット部で光線の回折が起こることによる画像の破綻を防ぐために、開口部2のMTF(modulation transfer function)が0となる最初の周波数をαcとおくと、そのαcを最大にする時の開口部の幅wopt、開口部での視域角度の最大値αimaxを決めることができる。スリット8と表示面1の距離をg、光線7の波長をλとすると、最適な開口部の幅wopt、最適なαimaxは特許文献1より、次のようになる。
αimax=(g/λ)1/2 (3)
wopt=2(g×λ)1/2 (4)
とすると(2)式は、
βcopt =(g/λ)1/2 zi/|L−zi| (5)
となる。実際の解像度Βimaxは上記βnyqと、βimaxを比較した場合の低い方となるため、
Βimax=min(βimax, βnyq ) (6)
と表される。
αimax=(g/λ)1/2 (3)
wopt=2(g×λ)1/2 (4)
とすると(2)式は、
βcopt =(g/λ)1/2 zi/|L−zi| (5)
となる。実際の解像度Βimaxは上記βnyqと、βimaxを比較した場合の低い方となるため、
Βimax=min(βimax, βnyq ) (6)
と表される。
ここで、(1)式より開口部のピッチpeが小さくなるほど、すなわち表示面の精細度が高いほど立体像の解像度が増加することがわかる。しかし、表示面自体の画素ピッチを狭くすることは、プロセス変更などが生じ、容易に実現はできないという問題点がある。
また、物体の像13が表示面1の近傍の場合はβnyqがβimaxより小さくなるため、支配的である。また、物体の像13が表示面1から離れるほど、(5)式のziが小さくなるため、βimax の解像度が支配的である。(5)式より、スリット8と表示面1の距離gを大きくすることにより、βimaxが大きくなることがわかる。
図28に2次元平面ディスプレイ1と、開口部2を有する平面8あるいはレンズアレイを上側から見た概略図を示す。画面の左端からも、右端からも正常な視差が見える領域を視域5と呼ばれ、図28においては斜線で示す。図28の斜線で示す領域以外は、偽像と呼ばれ、スリット越しに本来意図した光線以外の表示面を見ることになる。図28においては、視距離を決めるとそれより表示面から遠ざかる領域はすべて正しい光線束が見えるようになる。
視域を狭くする、すなわちスリット8と表示面1の距離gを大きくすることにより、βimaxを大きくし、解像度を増加させた場合のディスプレイ1の上側からみた光線束と視域(斜線部)の概略図を図29に示す。図29から分かるように、視域5を狭くすると、観測者4を基準にして画面から離れる方向に視域5が狭くなるという問題点が生じる。
本発明は上記事情を考慮してなされたものであって、表示面から離れた位置に立体画像を再現しても解像度を低下させることなく、かつ観測者を基準にして画面から離れる方向に視域が狭くなるのを防止することができる立体画像表示装置を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様による立体画像表示装置は、観測者からみて凹面状または凸面状の表示面内に位置が定められた画素がマトリクス状に配置される表示部と、2次元パターンを前記表示部の前記表示面に表示する2次元パターン表示手段と、複数の開口部または複数のレンズを有し前記画素からの光線を制御する光線制御部とを備え、前記表示部の表示面が曲面形状であり、前記光線制御部の開口部またはレンズの中心から、表示面に下ろした垂線と表示面が交差する位置と視差画像の中心の位置が、表示面の傾き角度に応じてずれており、該ずれ量が前記表示部の端部と中央部とでは異なっていることを特徴とする。
なお、前記表示部の端部での前記視差画像群は、前記開口部の中心に対して前記表示部の端部方向にずれていることが好ましい。
なお、前記表示部が液晶表示装置である場合に、前記表示部の前記表示面上の任意の点の接線と視距離面と平行な面と成す傾き角をθY、任意の開口部と視距離面の中心とを結んだ線と前記開口部と視距離面とを最短距離で結んだ線とが成す角度をθZとすると、液晶分子の最大チルト角θMが
θM=θY−θZ
であるように構成されていることが好ましい。
θM=θY−θZ
であるように構成されていることが好ましい。
以上述べたように、本発明によれば、表示面から離れた位置に立体画像を再現しても解像度を低下させることなく、かつ観測者を基準にして画面から離れる方向に視域が狭くなるのを防止することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による立体画像表示装置の構成を図1に示す。図1は、本実施形態による立体画像表示装置を観測者からみた水平面で切断した水平断面図である。この実施形態による立体画像表示装置は、2枚の平面状の表示面が観測者4に向かって凹面状に形成された表示部(ディスプレイ)1と、表示部1の前面に置かれた光線制御部8と、2次元パターンを上記表示部に表示する2次元パターン表示手段(図示せず)を備えている。表示部1は、2枚の平面状の表示面が継ぎ目なく接続された構成となっている。各平面状の表示面には画素がマトリクス状に配置されている。そして、2枚の表示面は、観測者4からみた鉛直面100に対してそれぞれ角度θYだけ傾いている。光線制御部8は表示部1と同様に、2枚の平面状の光線制御素子が観測者4に向かって凹面状に形成され、これらの2枚の平面状の光線制御素子は、観測者4からみた鉛直面100に対してそれぞれ角度θYだけ傾いている。各光線制御素子は、複数の開口部を有するか、または複数のレンズがアレイ状に形成されている。なお、本実施形態においては、光線制御部8は観測者4から観てディスプレイ1の前面に設けられているが背面に設けても良い。
本発明の第1実施形態による立体画像表示装置の構成を図1に示す。図1は、本実施形態による立体画像表示装置を観測者からみた水平面で切断した水平断面図である。この実施形態による立体画像表示装置は、2枚の平面状の表示面が観測者4に向かって凹面状に形成された表示部(ディスプレイ)1と、表示部1の前面に置かれた光線制御部8と、2次元パターンを上記表示部に表示する2次元パターン表示手段(図示せず)を備えている。表示部1は、2枚の平面状の表示面が継ぎ目なく接続された構成となっている。各平面状の表示面には画素がマトリクス状に配置されている。そして、2枚の表示面は、観測者4からみた鉛直面100に対してそれぞれ角度θYだけ傾いている。光線制御部8は表示部1と同様に、2枚の平面状の光線制御素子が観測者4に向かって凹面状に形成され、これらの2枚の平面状の光線制御素子は、観測者4からみた鉛直面100に対してそれぞれ角度θYだけ傾いている。各光線制御素子は、複数の開口部を有するか、または複数のレンズがアレイ状に形成されている。なお、本実施形態においては、光線制御部8は観測者4から観てディスプレイ1の前面に設けられているが背面に設けても良い。
表示部1の2枚の表示面の接合部から上記鉛直面100に対して直角方向に延びた線19上の点PAに観測者4が位置していると仮定する。すなわち、この位置PAから光線制御部8の中心までの距離Lが視距離となる。なお、線19は、観測者4がディスプレイ1を左右対称に眺められる位置に立った場合にこの位置からディスプレイ1の中心に向かって引いた線となる。
光線制御部8の中心の開口部における視域角度を2θとすると、光線制御部8の両端8a、8bでの開口部における視域角度も2θとなる。そして、光線制御部8の両端8a、8bの開口部と点PAとを結ぶそれぞれの線から外側に角度θをなす光線7a、7bが、鉛直面100に平行な、観測者4が位置している視距離面102と交わる点間の距離11が視距離Lでの偽像の見られない領域となる。
次に、本実施形態の解像度向上の原理について説明する。まず、表示面が傾斜していることにより、画素の水平方向の大きさが見かけ上小さくなっていることによる解像度向上の原理について、図3(a)、(b)を参照して説明する。
図2(a)、(b)は、ディスプレイ1と、開口部2および遮光部3を有する光線制御部8とを上部からみた図である。図2(a)に示すように画素14を正面から開口部越しにみた場合と、図2(b)に示すように正面から角度θYだけ傾けて斜めから開口部越しにみた場合の画素14のサイズを比較する。一般に、IP法による立体画像作成において、開口部、あるいはレンズのピッチは画素ピッチ×視差数となる。そこで、斜めからみることにより、見かけ上のレンズピッチが小さくなるので(1)式での開口部2のピッチpeを小さくすることが可能となり、βnyqが増大する。次に、画素ピッチが見かけ上小さくなることにより、ひとつの開口部からの光線密度が高くなるので、(5)式のβimaxが高くなる。実際の画素のサイズをwpとすると、斜めからみた見かけの画素の画素ピッチ、はwp×cosθYとなり、画素14を正面から開口部越しにみた場合に較べて小さくなる。
次に、光線制御部8の開口部2を通して配置する画素配列について、述べる。先ず図3に、ディスプレイ1と、開口部2を有する光線制御部8を備えた本実施形態による立体画像表示装置を上方から見た場合の、各開口部から射出される視差画像群21の光線軌跡を示す。図3において、8視差の場合を例にとり、説明する。それぞれの開口部2から射出される視差画像群21を構成する視差画像を、ディスプレイ1の中央では左右対称に割り振る。すなわち、視差画像の視差番号が−4,−3,−2,−1,1,2,3,4となるように割り振る。なお、各視差番号には一つの視差画像が対応している。この時、視差とは、観測者の位置によらず、ディスプレイ1から視距離方向に射出している絶対的な角度によって決まる値であり、今回はディスプレイ1の中央部から視距離方向に最短距離で引いた線19を基準とし、そこから何度ずれているかという角度で決める。例えば、視差番号kの視差画像の視差(視差角度)αは、視域角度を2θ、視差数をn(図3では8)とすると、
α=θ・(2k−1)/n (k>0)
α=θ・(2k+1)/n (k<0)
と表される。また、視差数nが奇数の場合は、
α=2θ・k/n
と表される。なお、視差角αは、時計回転方向を正としてある。
α=θ・(2k−1)/n (k>0)
α=θ・(2k+1)/n (k<0)
と表される。また、視差数nが奇数の場合は、
α=2θ・k/n
と表される。なお、視差角αは、時計回転方向を正としてある。
また、視差数nは自由に決めることができるが、表示面での精細度や、解像度がある閾値より下回らない飛び出し量、奥行き量の範囲などの仕様で決定するとよい。ディスプレイ1の右端17では、観測者4の位置がディスプレイ1の中央にいる場合が多いことを想定し、ディスプレイ1の右端の開口部から射出される光線がディスプレイ1の中央を向くようにするため、視差番号が1,2,3,4,5,6,7,8の視差画像群を射出するとよい。またディスプレイ1の左端18では、右端17とは対称に、視差番号−8,−7,−6,−5,−4,−3,−2,−1の視差画像を射出するとよい。
次に、観測者がディスプレイの中央部付近をみた場合の視差画像とスリット開口部の関係について図4を参照して説明する。図4は、視差画像群の中央部でのディスプレイ1と開口部2と表示画像の光線を上方から見た図である。ここで、ディスプレイ1と光線制御部8との最短間隔をd、ディスプレイ1の傾き角度をθYとすると、視差画像群21の中心から観測者4の位置する点PAに向かって光線が最短距離で射出されるようにするためには、視差画像群21の中心を、開口部2の直下の、ディスプレイ1の位置PDから
t=d×tan(θY) (7)
だけ、ディスプレイ1の中央側に寄せる必要がある。開口部2の幅woptは(4)式のように決めるとよいが、通常画素サイズと同一サイズ程度であり、視差画素の中心の光線が最も効果的に射出されるように決定する。なお、視距離面102における視差画像群の広がり23は図4に示すようになる。
t=d×tan(θY) (7)
だけ、ディスプレイ1の中央側に寄せる必要がある。開口部2の幅woptは(4)式のように決めるとよいが、通常画素サイズと同一サイズ程度であり、視差画素の中心の光線が最も効果的に射出されるように決定する。なお、視距離面102における視差画像群の広がり23は図4に示すようになる。
次に、ディスプレイ1の左端での視差画像と開口部との関係を上方からみた図を図5に示す。図3に示したようにディスプレイ1の左端18では視差番号を−8から−1と選択することにより、開口部から射出される光線7を中央に寄せ、これにより正常な視差画像を見ることが可能な領域が広くなる。そこで、ディスプレイ1の左端での開口部越しでみる視差画像群21の中心と、開口部2を結んだ光線の延長線が、観測者4が位置する点PAに最短距離で到達するようにする。開口部2のディスプレイ1上への投影点PDとディスプレイでの視差画像群21の中心とのずれ量tは、ディスプレイ1と光線制御部8との距離をd、ディスプレイ1の傾き角をθY、観測者4がディスプレイ1を左右対称に眺められる位置に立った場合にこの位置からディスプレイ1の中心に向かって引いた線19と、観測者4が現在いる位置PAから開口部2に向かう直線とのなす角をθZとすると、
t=d×tan(θY−θZ ) (8)
となる。このように、ディスプレイ1の中央部でのずれ量は(7)式で表され、端部でのずれ量は(8)式で表され、ずれ量が異なる。このため、ディスプレイ1の中央部と端部で開口部ピッチを異ならせる必要があり、開口部を持つ光線制御素子、あるいはレンズアレイの汎用性が無くなる。
t=d×tan(θY−θZ ) (8)
となる。このように、ディスプレイ1の中央部でのずれ量は(7)式で表され、端部でのずれ量は(8)式で表され、ずれ量が異なる。このため、ディスプレイ1の中央部と端部で開口部ピッチを異ならせる必要があり、開口部を持つ光線制御素子、あるいはレンズアレイの汎用性が無くなる。
そこで、本実施形態においては、表示する視差画像の位置を変えることにより、開口部ピッチが一定であっても、正常な位置に視差画像が射出されるようにすることができる。すなわち、ディスプレイ端部の視差画像群21の中心部と開口部とのずれ量tに関して、中央部と同様のずれ量になる位置に視差画像群をディスプレイ端方向にずらすことにより、ディスプレイ中央もディスプレイ端も、同じ開口部ピッチ、あるいはレンズピッチになるようにする。図6にディスプレイ1の中央部と端部のそれぞれの開口部と、視差画像群との位置関係を示す。ディスプレイ1の中央部と端部での開口部の視差画像群の中心とのずれ量を場所によって変えた場合、すなわちずれ量を(8)式によって規定される値とした場合を図6(a)に示し、ディスプレイ1の中央部と端部のずれ量を場所によって変えない場合、すなわちずれ量を(7)式によって規定される値とした場合を図6(b)に示す。なお、図6(a)においては、開口部2のピッチは光線制御部8の中央部と端部で変えてあるが、図6(b)においては、光線制御部8の中央部と端部での開口部2のピッチは一定である。図6(b)における破線60は、図6(a)に示す光線制御部8の端部の開口部2から射出される最外側の光線60に対応する線である。したがって、図6(b)に示すように、ディスプレイ端では、開口部に対して視差画像をディスプレイ端に寄って作成することにより、開口部ピッチをディスプレイ中央と端部で一定にすることができる。これにより、傾きを持たない通常のディスプレイでの開口部を持つ平面、あるいはレンズアレイと同様の光線制御素子を用いても、表示画像とのずれ量を(7)式のようにすることにより、解像度が高く、臨場感の高い立体画像表示装置を得ることができる。
図7に、図6の視差画像群のずれを考慮した時のディスプレイ1から射出される角度に応じて、ディスプレイ上での視差番号の割り振り方について示す。視距離でかつ中央に位置する観測者4とディスプレイ1の中心とを結んだ線19と、光線制御部8の任意の開口部と観測者4を結んだ線62との成す角度をθZとし、1視差の角度をθNとすると
θN=視域角度/視差数=2θ/視差数
となる。θZが1視差画像の角度θNより大きくなった場合、視差番号を一つずつ、ずらすとよい。視差画像をずらすとずらした視差画像の境界でどの視差番号にも属さないピクセルが生じるが、その場合、何らかの視差画像を置くことにより、境界での画像の移り変わりを認識しにくくなる。
θN=視域角度/視差数=2θ/視差数
となる。θZが1視差画像の角度θNより大きくなった場合、視差番号を一つずつ、ずらすとよい。視差画像をずらすとずらした視差画像の境界でどの視差番号にも属さないピクセルが生じるが、その場合、何らかの視差画像を置くことにより、境界での画像の移り変わりを認識しにくくなる。
例えば、8視差で立体像を作成する場合について実施例を示す。図7中、8視差の場合について、A、B、C、D領域でのθZとθNの関係が以下であるとする。左右対称として、左半分のみ説明する。
A; 0≦|θZ|<θN/2
B; θN /2≦|θZ|<3θN /2
C; 3θN /2≦|θZ|<5θN /2
D; 5θN /2≦|θZ|<7θN /2
E; 7θN /2≦|θZ|
とすると、
A領域では −4視差から4視差まで
B領域では −5視差から3視差まで
C領域では −6視差から2視差まで
D領域では −7視差から1視差まで
E領域では −8視差から−1視差まで
のように、振り分けるとよい。
A; 0≦|θZ|<θN/2
B; θN /2≦|θZ|<3θN /2
C; 3θN /2≦|θZ|<5θN /2
D; 5θN /2≦|θZ|<7θN /2
E; 7θN /2≦|θZ|
とすると、
A領域では −4視差から4視差まで
B領域では −5視差から3視差まで
C領域では −6視差から2視差まで
D領域では −7視差から1視差まで
E領域では −8視差から−1視差まで
のように、振り分けるとよい。
以上、傾斜したディスプレイ1と、平面に線状の開口部2を有する光線制御部8と備えた立体画像表示装置の場合について述べたが、光線制御部として、レンズアレイを用い、レンズアレイの中心部を平面の開口部、レンズ幅を開口部ピッチに置き換えても、輝度が落ちない良好な立体ディスプレイを得ることができる。
また、傾斜したディスプレイは2個の液晶モジュールをそれぞれ角度θYだけ傾けることにより、既存のディスプレイで得られ、スリットの設計も既存のものをずらすだけで得られるため、簡単である。
本実施形態では、継ぎ目のない傾斜したディスプレイについて述べた。しかし、通常の平面のディスプレイを2枚組み合わせた状態では、ディスプレイの額縁の影響で光線を射出しない領域ができ、画像が不連続となる。そこで、図8(a)に示すように額縁部において、表面を疎化した鏡40を置き、鏡40に近いディスプレイ1の光線制御に寄与しない部分に背景、あるいは視差をつけなくてもよい画像を表示し、それをすべての方向に射出することにより、不連続部分での画像の欠落が目立たなくなる。図8(b)は、ディスプレイ1と鏡40との接合部41の拡大図である。
また、本実施形態による立体画像表示装置の第1の変形例として、図9に示すように、表示部1として、本実施形態に用いられた2枚の平面状の表示面からなる表示部を複数個組み合わせても良い。この場合、図9に示すように光線制御部8も同じ形状となる。
また、継ぎ目を目立たなくする方法として、凹曲面ディスプレイを用いることが考えられる。凹曲面ディスプレイを用いた例を本実施形態の第2の変形例として図10を参照して説明する。図10に示すように、ディスプレイ1を凹曲面にすることにより、継ぎ目がない高解像度のディスプレイを得ることができる。この場合、凹曲面ディスプレイ1と光線制御部8は同じ曲率半径Rを有することになる。凹曲面ディスプレイを用いた場合、ディスプレイ1の中心ではディスプレイが傾斜していないため、通常の平面ディスプレイと同じ解像度であるが、ディスプレイ1の端の場合、傾斜があるため、見かけの画素ピッチが小さくなり、解像度が増加する。ディスプレイの大型化がされた場合、画像の端が観測者から遠くなることが多い。この場合は、凹曲面ディスプレイを用いれば、ディスプレイ端での解像度の増加を行うことができる。
また、凹曲面ディスプレイ、あるいは傾斜ディスプレイにすることにより、画像端が前に出てくることにより、従来の平面ディスプレイに比べて、飛び出し量の大きな立体画像の表示ができる。
一般に、解像度は開口部のある平面、あるいはレンズアレイの位置と像との距離で決まる。そこで、図11を参照して平面ディスプレイと凹曲面ディスプレイでの飛び出し量方向での解像度限界の概念を説明する。図11(a)は凹面ディスプレイを用いた場合、図11(b)は、平面ディスプレイを用いた場合の水平断面図である。図11(a)において、符号64は、凹曲面ディスプレイ1と同じ曲率を有する曲面であり、符号42は、解像度が一定であると計算される線である。
視距離面102と画像端との最短距離をLA、視距離面102とディスプレイ中心との最短距離をLBとすると、同じ解像度であっても、凹曲面ディスプレイを用いた場合は、平均でLB―LAだけ解像度の限界から決まる飛び出し量を大きくできる。しかし、奥行き量に関しては、平均でLB―LAだけ解像度から決まる奥行き量から小さくなる。画像端が前に出ている効果とは独立に、先に述べたディスプレイが斜めになっていることによる解像度増加(図11中の符号26に相当する量)は生じており、ディスプレイ端ではより、解像度の大きな表示をすることができる。
図10に示す凹曲面ディスプレイを用いた場合において、ディスプレイ1の端と視距離面102との距離LA=1.11m、ディスプレイ中心と視距離面102との距離LB=1.15m、視域角2θ=18°、凹曲面ディスプレイ1の曲率半径R=0.45m、 光線制御部8とディスプレイ1の間のギャップをg=2.5mmとし、凹曲面ディスプレイ1を上部からみたときの表示領域の曲率中心に対して張る角2θMの半分をθM=24.5°とした場合の解像度を計算する。視距離面の中央からみた、ディスプレイ1の端と中央における、それぞれ(1)式によって計算されるナイキスト周波数βnyqによって決まる解像度と、(5)式によって計算される、開口部を最適化した場合の立体画像の解像度βcoptの計算結果を図12に示す。なお、図12の横軸zは、図10に示すように、視距離面102から立体表示画像までの距離を示す。
図12より、ディスプレイ1を凹曲面状にしたことにより、例えば、600cprを実現できる領域はディスプレイ1の中央ではz=1.05m、ディスプレイ1の端からの光線ではz=1mまで観測者に近づけることができる。これらは、言い直すと、ディスプレイ1の中央における開口部からの表示限界までの距離は10cm(=1.15m−1.05m)である。ディスプレイ1の端における開口部から表示限界までの距離は11cm(=1.11m−1m)となる。この1cmがディスプレイ1を傾斜させたことによる見かけ上の画素サイズ縮小による解像度の向上分である。ディスプレイ1の傾斜をより傾けることにより、解像度の向上はより増加する。また、この5cmの表示限界の向上は、画素サイズを縮小するプロセス変更により実現するのはかなり困難である。このため、凹曲面ディスプレイによる解像度向上は有効である。
次に、図13に、ディスプレイの左右対称にみられる視距離の中心にいる観測者からディスプレイ端をみる時、従来の平面ディスプレイを用いた場合と、凹曲面ディスプレイを用いた本実施形態の場合の解像度を示す。なお、本実施形態の曲面ディスプレイ1のサイズは、図12の計算で用いた曲面ディスプレイのサイズである。また、図12の横軸zは、図10に示すように、視距離面102から画像までの距離を示す。
図13から、画像がディスプレイ1と観測者との間、すなわちディスプレイ1の飛び出し領域に形成される場合(z≦1.15)は、本実施形態の方が従来の場合よりも解像度が高くなっている。
先に述べたように、凹曲面ディスプレイではディスプレイ端の方が、ディスプレイ中央より見かけ上の画素ピッチの縮小、および画面が前方に出ていることにより解像度が向上するため、解像度がある範囲を持つことになる。図13より、凹曲面ディスプレイを用いた本実施形態の方が平面ディスプレイを用いた従来の場合より、飛び出し量に関しては、解像度が向上することがわかる。
立体ディスプレイ設計する上で、平面ディスプレイを凹曲面ディスプレイにした場合の変更点を述べる。まず、ディスプレイを曲面にする必要がある。
曲面ディスプレイ上の光線制御素子であるスリットやレンズアレイの設計については、凹曲面ディスプレイと光線制御素子の間の距離を一定にする、あるいは場所により変更しても設計どおりにし、曲面ディスプレイとほぼ同様の曲面をもつ必要がある。そうしないと表示面の画素が適正な方向に射出されないため、クロストーク、2重像などの画像劣化が生じる。スリット等の開口部、あるいはレンズアレイの中心のピッチについては、傾斜ディスプレイと異なり、場所ごとに傾き角度が異なる。そこで、ディスプレイと光線制御素子と間隔をd、図10中に示すように凹曲面ディスプレイ1の中央部からの凹曲面ディスプレイ1上の任意の位置Pxまでの距離をxとすると、観測者4がいる位置PAからみた場合の、ディスプレイ1の中心から上記位置Pxまでの弧が張る角度θZをx/L、ディスプレイ1の曲率中心からみた場合の上記弧が張る角度θxをx/Rと表すことができるので、上記位置Pxにおける画像中心の開口部のずれ量は(8)式を変形して、
t=d×tan(θx−θz)
=d×tan(x/R−x/L) (9)
となる。さらに、傾斜ディスプレイのところで述べたと同様に、ディスプレイの端から射出される視差を中央に寄せることにより、本来通るべき光線制御素子を通らなかった偽像をみないようにする視域と呼ばれる領域を広くするために、視差番号を画面端に行くに従い、徐々に変更していく。また、凹曲面ディスプレイの曲率角や曲率半径を変えても開口部ピッチが変わらないようにできれば望ましい。
t=d×tan(θx−θz)
=d×tan(x/R−x/L) (9)
となる。さらに、傾斜ディスプレイのところで述べたと同様に、ディスプレイの端から射出される視差を中央に寄せることにより、本来通るべき光線制御素子を通らなかった偽像をみないようにする視域と呼ばれる領域を広くするために、視差番号を画面端に行くに従い、徐々に変更していく。また、凹曲面ディスプレイの曲率角や曲率半径を変えても開口部ピッチが変わらないようにできれば望ましい。
傾斜ディスプレイの場合、図7に示すように、ディスプレイが端にいくにつれて、視差番号を内側に向くように変化させていくことを述べた。この場合、ディスプレイの傾き角度がθYと一定のため、視距離面の中央部に視差番号の中心の光線が開口部から射出されるようにするための角度θZは視差表示位置zのみの関数となる。しかし、(7)式に示すように、凹曲面ディスプレイの場合、傾き角度であるθYも表示位置xの関数となっている。そのため、開口部ピッチを一定にすると、次に述べる条件ではひとつの視差番号に隣り合う2種類の開口部から射出されるように設計されるため、クロストークが生じる。その場合は、開口部ピッチをxの関数として、場所により変化させるか、あらかじめ、射出する視差番号が変化する境界領域では、クロストークが生じる視差番号を削除するか、どちらか支配的な視差番号を選択するなどの対処が必要である。
例えば、図14を参照してクロストークが起きないための条件について説明する。図14は8視差の場合を示している。ディスプレイ1上の視差番号と開口部を通って広がるそれぞれの視差番号の光線について示す。まず、−4視差から4視差まで表示する領域から−5視差から3視差まで表示する領域の境界39において、視差番号の割り当て方法と曲率角と視域角の関係について説明する。
曲率角はディスプレイ1上の中央からの距離xで決まり、x/Rと表され、xの関数である。Nを視差数としたときの1視差画像あたりの角度をθNとし、凹曲面ディスプレイ1の曲率角をθMとすると、図7に示すように視差番号を振り分けるとすると、境界は、図15に示すようになる。
上記の境界で、視差番号の切り替えを行う際に、同じピクセルに隣接開口部どうしの視差番号が重複してマッピングされない条件として、
θx−θZ>0
すなわち、図15より、
θN/2−θM/視差数>0 (10)
である。上記の条件を満たす時にはクロストークのない視差番号の割り当てができ、例えば、視差数が多いほど上記の条件を満たすことが容易になる。また、平面ディスプレイや傾斜ディスプレイの場合、視差番号の割り当てを変更した境界では、どちらの視差にも属さない画素が生じるが、凹曲面ディスプレイの場合、そのような画素が生じないようにすることができる。
θx−θZ>0
すなわち、図15より、
θN/2−θM/視差数>0 (10)
である。上記の条件を満たす時にはクロストークのない視差番号の割り当てができ、例えば、視差数が多いほど上記の条件を満たすことが容易になる。また、平面ディスプレイや傾斜ディスプレイの場合、視差番号の割り当てを変更した境界では、どちらの視差にも属さない画素が生じるが、凹曲面ディスプレイの場合、そのような画素が生じないようにすることができる。
また、光線制御素子とディスプレイ1の位置合わせも重要である。光線制御素子とディスプレイ1を一体に作製すれば位置合わせは容易であるが、後で貼り付ける場合は位置合わせ用の画像を容易するとよい。光線制御素子の位置はディスプレイ1の背後でも前面でもよい。また、プロジェクタ方式のように曲面のスクリーンに投影してもよい。
曲面ディスプレイの形状であるが、図10では曲率半径、曲率角を持つ円弧の一部として形状を述べたが、図16に示すように楕円の一部を利用したディスプレイ1を用いてもよい。傾き角度の変化度合いが少ない。図16において、楕円の二つの焦点をF、F’とすると楕円の軌跡Pは
FP+F’P=一定
となる。そこで、楕円の焦点F、F’を結んだ線を最適視距離とし、ふたつの焦点を視差画像のそれぞれの端部とすると、ディスプレイ1の中心の両端の視差画像、すなわち8視差の場合、−4視差と4視差の光線の距離の和と、ディスプレイ端部の両端の視差画像、すなわち−8視差と−1視差の光線の距離の和は同一となる。このようにすると、視距離での中央と端部の光線の強度が平均化するため、良い。
FP+F’P=一定
となる。そこで、楕円の焦点F、F’を結んだ線を最適視距離とし、ふたつの焦点を視差画像のそれぞれの端部とすると、ディスプレイ1の中心の両端の視差画像、すなわち8視差の場合、−4視差と4視差の光線の距離の和と、ディスプレイ端部の両端の視差画像、すなわち−8視差と−1視差の光線の距離の和は同一となる。このようにすると、視距離での中央と端部の光線の強度が平均化するため、良い。
図17に、1開口部あたりの光線密度による決まる解像度αimaxにおいて、光線ディスプレイ1と光線制御素子の間の距離であるギャップdと、画素サイズとの解像度依存性を示す。図17においてPpは画素サイズを示すが、画素サイズが小さくなった場合、開口部のピッチpeが小さくなるので、光線制御素子近傍の解像度は向上する。
ここで、図13より、ギャップdが大きくなると解像度が向上することがわかるが、ギャップdが大きくなると視域角が狭くなるという問題点がある。凹曲面ディスプレイの場合、もともと見える範囲が小さくなっているので、視域角2θが小さくなっても、図18に示すように、視域範囲5が狭くなることが自然である。そこで、視域角を狭くして、解像度を向上させることが凹曲面ディスプレイでは可能となる。
以上より、解像度が上がる主な要因として
1)ディスプレイ端が前方に出ていることによる効果
2)ディスプレイが傾斜していることにより、画素の水平方向の大きさが小さくなっている効果
3)ディスプレイの画角が小さくなったことにより、ディスプレイの端の光線束が観測者の画面を望む角度と同一サイズに割り当てられるようになり、ディスプレイから離れる方向の視域領域が増加した効果が上げられる。
1)ディスプレイ端が前方に出ていることによる効果
2)ディスプレイが傾斜していることにより、画素の水平方向の大きさが小さくなっている効果
3)ディスプレイの画角が小さくなったことにより、ディスプレイの端の光線束が観測者の画面を望む角度と同一サイズに割り当てられるようになり、ディスプレイから離れる方向の視域領域が増加した効果が上げられる。
図19に示すように、ディスプレイ1がLCD(Liquid Crystal Display)の場合、表示面を真正面に見る方向に液晶分子36の立ち上がり角度θmが最大になるように設計されている。例えば、ノーマリホワイトの場合、ディスプレイ1を正面から見た場合、最も暗くなるように設計されている。なお、図19において、符号15は画素を示し、符号37は液晶層を示す。
このため、本実施形態の場合、ディスプレイ1が傾斜していることを前提としているので、その傾斜角度θYで、コントラストが最大になるように設計すると、より良い画質となる。そこで、液晶分子の立ち上がり角度であるチルト角θmは、傾斜ディスプレイおよび凹曲面ディスプレイの傾き角度をθYとし、視差画像群の中央の視差画像と観測者とディスプレイ1を正面にみた時との角度をθZとすると、図19より、
θm =θY−θZ
であることが望ましい。
θm =θY−θZ
であることが望ましい。
また、液晶層37にかける電圧を最大値ではなく低くすることによっても、液晶分子36の立ち上がり角度を斜めにすることができ、凹曲面ディスプレイ、あるいは傾斜ディスプレイの観測者からみた場合のコントラストを最大にするように設計できる。
以上説明したように、本実施形態によれば、ディスプレイを凹曲面にするか、観測者の方を向くように複数の傾斜ディスプレイを並べることにより、水平方向の画素サイズを変更しなくても、見かけ上の水平方向の画素サイズを小さくすることができ、しかも、図18に示すように、ディスプレイから離れる方向での視域領域を増加させることができる。
図20に本実施形態の第3の変形例の構成を示す。図20に示すように、ディスプレイ1および光線制御部8が観測者4からみて複数の平面状の表示面が多角形の一部を形成するように形成され、それら表示面郡が継ぎ目なく接続されているように構成された場合においても解像度増加の効果がみられる。
(第2実施形態)
次に、図21に本発明の第2実施形態による立体画像表示装置の構成を示す。この実施形態は、第1実施形態の立体画像表示装置において、ディスプレイ1および光線制御部8が観測者4からみて凸曲面状に形成された構成となっている。このため、中央部の方が端に較べて位置が前にあるので、中央部の解像度が上がる。端に関しては、位置が後ろにあるので、前方へ立体像を表示した場合、端の開口部あるいはレンズアレイを通した画像の解像度が低下する。しかし、端に表示したものは、観測者4が画像を斜め方向から観るため、前述した効果により、解像度が上がる。そのため、立体表示が正常に見える解像度の限界の境界42は、図11に示す境界42に比べて、画面全体で同位置に設定することが可能となり、立体表示画像も作りやすいというメリットがある。
次に、図21に本発明の第2実施形態による立体画像表示装置の構成を示す。この実施形態は、第1実施形態の立体画像表示装置において、ディスプレイ1および光線制御部8が観測者4からみて凸曲面状に形成された構成となっている。このため、中央部の方が端に較べて位置が前にあるので、中央部の解像度が上がる。端に関しては、位置が後ろにあるので、前方へ立体像を表示した場合、端の開口部あるいはレンズアレイを通した画像の解像度が低下する。しかし、端に表示したものは、観測者4が画像を斜め方向から観るため、前述した効果により、解像度が上がる。そのため、立体表示が正常に見える解像度の限界の境界42は、図11に示す境界42に比べて、画面全体で同位置に設定することが可能となり、立体表示画像も作りやすいというメリットがある。
(第3実施形態)
図22に本発明の第3実施形態による立体画像表示装置3の構成を示す。この実施形態は、第1実施形態による立体画像表示装置において、ディスプレイ1および光線制御部8が観測者4からみて凸面状に複数枚(この実施形態では2枚)の平面状の表示面が多角形の一部を形成するように形成されている。そして、それら表示面群が継ぎ目なく接続されている表示面を有する場合においても解像度増加の効果がみられる。また、図21に示す第2実施形態のように、中央部での解像度を重視したい場合に有効である。
図22に本発明の第3実施形態による立体画像表示装置3の構成を示す。この実施形態は、第1実施形態による立体画像表示装置において、ディスプレイ1および光線制御部8が観測者4からみて凸面状に複数枚(この実施形態では2枚)の平面状の表示面が多角形の一部を形成するように形成されている。そして、それら表示面群が継ぎ目なく接続されている表示面を有する場合においても解像度増加の効果がみられる。また、図21に示す第2実施形態のように、中央部での解像度を重視したい場合に有効である。
(第4実施形態)
図23に、本発明の立体画像表示装置に用いられる曲面ディスプレイ1の断面図を示し、作成方法を第4実施形態として簡単に述べる。例えば、従来の液晶表示装置などは、厚いガラス基板で液晶層をはさむため、曲面上に曲げることはできない。
図23に、本発明の立体画像表示装置に用いられる曲面ディスプレイ1の断面図を示し、作成方法を第4実施形態として簡単に述べる。例えば、従来の液晶表示装置などは、厚いガラス基板で液晶層をはさむため、曲面上に曲げることはできない。
そこで、ガラス基板43上にTFT(Thin Film Transistor)45を通常のプロセスで形成した後、ガラス基板を適切な研磨材で薄くし、その後、支持基板44であるPES基板、あるいはプラスチック基板を接着させ、柔軟性を持たせる構造をとることができる。曲げることによる液晶層の厚みの変化がTN液晶の場合、液晶の透過率を決めるための電圧値に影響を大きく及ぼすので、厚みは均一にするべきである。そこで、スペーサ51の挿入により、液晶層52の厚みをいたるところで一定にする。また、カラーフィルタを、対向電極47を有する対向基板48に塗布すると曲げた時の位置ずれなどが生じるので、カラーフィルタ46はTFT側の基板43上に形成するとよい。液晶層52としては、開口部あるいはレンズアレイ50からの射出方向を観測者に向けるため、斜め方向が最大の明るさになる方が良い場合がある。そこで、液晶のチルト角を観測者の方向にあらかじめ傾けて置くか、視野角の高い液晶材料を選択するとよい。次に、レンズアレイ50、または開口部を持つ光線制御部とディスプレイの間のギャップは一定に保つことが、光線制御上必要であるため、透明で厚さが均一である程度の曲げが可能なプラスチック基板を用いるか、フィルム上のプラスチック基板(49)、あるいは薄くしたアクリル基板をある一定のスペーサを介して置くとよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、画面を視点から見て凹面、あるいは凸面に曲げるかあるいは観測者からみて傾斜して複数のディスプレイを配置することにより、画素配列を斜めから観測することにより、見かけ上の画素ピッチを向上させることができ、飛び出し領域の解像度を向上させることができる。また、同一視差数で視域角を狭くしても、上記構造により画面から離れる方向の視域を無限大まで広げることができる。スリット間隔、曲率半径、曲率角、多角形の傾き角度の最適化により、所望の飛び出し解像度の向上を設計できる。
1 2次元画像表示装置(ディスプレイ)
2 開口部
3 遮閉部
4 観測者
5 正常な画像が見える視域
7 光線
8 光線制御部
11 視距離での偽像の見られない領域
13 立体表示しようとする物体像
14 画素
17 ディスプレイの右端
18 ディスプレイの左端
19 2面のディスプレイを左右対称に眺められる位置に観測者が立った場合、そこからディスプレイ中心に向かって引いた線
21 ひとつの開口部から射出される視差画像群
23 視差距離での視差画像の広がり
25 視差画像群の端と開口部とのずれ量
100 視距離面に鉛直な面
102 視距離面
2 開口部
3 遮閉部
4 観測者
5 正常な画像が見える視域
7 光線
8 光線制御部
11 視距離での偽像の見られない領域
13 立体表示しようとする物体像
14 画素
17 ディスプレイの右端
18 ディスプレイの左端
19 2面のディスプレイを左右対称に眺められる位置に観測者が立った場合、そこからディスプレイ中心に向かって引いた線
21 ひとつの開口部から射出される視差画像群
23 視差距離での視差画像の広がり
25 視差画像群の端と開口部とのずれ量
100 視距離面に鉛直な面
102 視距離面
Claims (3)
- 観測者からみて凹面状または凸面状の表示面内に位置が定められた画素がマトリクス状に配置される表示部と、2次元パターンを前記表示部の前記表示面に表示する2次元パターン表示手段と、複数の開口部または複数のレンズを有し前記画素からの光線を制御する光線制御部とを備え、
前記表示部の表示面が曲面形状であり、
前記光線制御部の開口部またはレンズの中心から、前記表示面に下ろした垂線と前記表示面が交差する位置と視差画像の中心の位置が、前記表示面の傾き角度に応じてずれており、該ずれ量が前記表示部の端部と中央部とでは異なっていることを特徴とする立体画像表示装置。 - 前記表示部の端部での前記視差画像群は、前記開口部の中心に対して前記表示部の端部方向にずれていることを特徴とする請求項1記載の立体画像表示装置。
- 前記表示部が液晶表示装置であり、前記表示部の前記表示面上の任意の点の接線と視距離面と平行な面と成す傾き角をθY、任意の開口部と視距離面の中心とを結んだ線と前記開口部と視距離面とを最短距離で結んだ線とが成す角度をθZとすると、液晶分子の最大チルト角θMが
θM=θY−θZ
であるように構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の立体画像表示装置。
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- 2007-04-23 JP JP2007113374A patent/JP2007256964A/ja not_active Abandoned
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A762 | Written abandonment of application |
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