JP2010066511A

JP2010066511A - 無メガネ方式の３ｄディスプレイ装置

Info

Publication number: JP2010066511A
Application number: JP2008232671A
Authority: JP
Inventors: Sung Jung Lee; 性中李
Original assignee: PAVONINE KOREA Inc
Current assignee: PAVONINE KOREA Inc
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2010-03-25

Abstract

【課題】パララックスバリア方式において、モアレパターンによる光学的な拒否感を減らすことができ、ニュートンリングが発生しないようにした無メガネ方式の３Ｄディスプレイの提供。
【解決手段】パララックスバリア３０のピッチＳはパララックスバリア３０が映像パネル２０の後方に配置される場合にはＳ=２Ｐｋ(Ｖ+Ｄ)/Ｖであり、パララックスバリア３０が映像パネル２０の前方に配置される場合にはＳ=２Ｐｈ(Ｖ-Ｄ)/Ｖで構成されて、ここでＳ＝水平方向のスリットピッチ、Ｐ＝水平方向のサブ画素(Ｒ、Ｌ)のピッチ、Ｖ＝サブ画素(Ｒ、Ｌ)から観察者までの距離、Ｄ＝サブ画素(Ｒ、Ｌ)からパララックスバリア３０までの距離、Ｋはその範囲が0.98<Ｋ<1.00である相数であり、ｈはその範囲が1.00<ｈ<1.02である相数である。
【選択図】図３ａ

Description

本発明は医療用立体映像撮影装置から撮影された映像データは一般映像と立体映像に容易に区分して見ることができて、３次元立体映像でディスプレイされる場合にもニュートンリングが発生しないため３Ｄの品質を高めることができる無メガネ方式の３Ｄディスプレイ装置に関するものである。

また、本発明はオンラインゲーム機、アーケードゲーム機、パチンコ機器等のようなゲーム用機器の立体映像を3Ｄディスプレイ上に具現するパララックスバリア方式において透明スリット部分を歯型のパターン状に形成して従来のモアレパターンによる光学的な拒否感を減らすことができて３次元実感映像で再生することができる無メガネ方式の３Ｄディスプレイ装置に関するものである。

一般的に医療用立体映像の場合２次元でモニタに表示される画面の場合には深さ等の情報を示すことができなくて、映像の事実感が低下し映像の前後関係を把握しにくい場合が生じる。特に、電算化断層撮影(Computed Tomography;CT)映像と血管造影電算化断層撮影(Computed Tomography Angio;CTA)映像を用いて３次元で再構成した脳血管映像である場合には映像が複雑して前後関係の把握が難しい問題がある。

また、ゲーム用機器類、例えばオンラインゲーム機、アーケードゲーム機、パチンコ機器等のようなゲームの場合にも３次元で再構成された映像を見るために立体メガネを着用しなければならない不都合を有している。

このような立体映像を見る方式としては観察者のメガネ着用の有無によってメガネを着用するメガネ方式とメガネを着用しない無メガネ方式がある。

特に、メガネを着用しない無メガネ方式と知られている代表的なものとしては、円筒状のレンズアレイを垂直に配列したレンチキュラー(lenticular)レンズ板を映像パネルの前方に設置するレンチキュラー方式と、パララックスバリア(parallax barrier)方式がある。

パララックスバリア方式は左眼と右眼が透明スリットを通じて見ることになるそれぞれ異なる領域のサブ画素に対応する映像を見ることができるようにして立体感を感じるようにするものである。

図１はパララックスバリア方式を説明する図である。図示されたように、透明スリットと不透明部分が繰り返し配列され形成されたパララックスバリア３０が映像パネル２０の前方に配置される。

観察者１０は前記パララックスバリア３０の透明スリットを通じて映像パネル２０にディスプレイされる映像を見ることになり、観察者１０の左眼と右眼は同一な透明スリットを通じて見てもそれぞれ映像パネル２０の異なる領域を見ることになる。即ち、左眼は左眼の可視領域１２でL,L,L,L,L.....だけを見ることになり、右眼は右眼の可視領域１４でR,R,R,R,R.....だけを見ることになる。

ところが、従来の技術はニュートンリング等が発生され観察者の目に拒否感を与える短所がある。

一方、図２に示されたように、パララックスバリア３０が電子シャッター３１である場合に映像パネル２０との光学的特性が問題になって映像パネル２０の映像が電子シャッター３１によって色が変わる場合があって、これを解決するために１／４位相板２２を付ける方法を採択することもあった。しかし、映像パネル２０の表面にある偏光フィルム２１が表面反射防止処理が行っており表面に微細な屈曲があって出射光を散乱させるため立体映像を観察するのに非常に大きな問題を起こらせる問題点がある。また、１／４位相板２２の価格が高くて映像パネル２０上に付着する時も１／４位相板２２の角度を正確に合わせなければならない問題があった。また、映像パネル２０上に従来の電子シャッター３１を付着する場合、映像パネル２０上に付着された１／４位相板２２の表面と従来の電子シャッター３１の後面偏光フィルム３２の表面が密着されると、ニュートンリングが生じて一般画面の状態でも観察者の目に拒否感を与える問題がある。

本発明の目的は前記のような問題点を解決するためのもので、医療用立体映像撮影装置から撮影された映像データを一般映像と立体映像に容易に切り換えることができて、３次元立体映像でディスプレイされる場合にもニュートンリングが発生しないので３Ｄの品質を高めることができる無メガネ方式の３Ｄディスプレイ装置を提供することにある。

本発明の他の目的はオンラインゲーム機、アーケードゲーム機、パチンコ機器等のようなゲーム用機器の立体映像を３Ｄディスプレイ上に具現するパララックスバリア方式において透明スリット部分を歯型のパターン状に形成して従来のモアレパターンによる光学的な拒否感を減らすことができて３次元実感映像で再生することができる無メガネ方式の３Ｄディスプレイ装置を提供することにある。

本発明は医療用立体映像撮影装置から撮影された映像データ又はゲーム用機器類の立体映像をディスプレイされる映像パネル２０の前方又は後方に一定距離Ｄを置いて垂直方向にそれぞれ一定な周期の透明スリットを有したパララックスバリア３０が適当な距離を置いて付着される無メガネ方式の３Ｄディスプレイ装置において、
パララックスバリア３０のピッチＳはパララックスバリア３０が映像パネル２０の後方に配置される場合にはＳ=２Ｐｋ(Ｖ+Ｄ)/Ｖであり、パララックスバリア３０が映像パネル２０の前方に配置される場合にはＳ=２Ｐｈ(Ｖ-Ｄ)/Ｖで構成されて、ここでＳ＝水平方向のスリットピッチ、Ｐ＝水平方向のサブ画素(Ｒ、Ｌ)のピッチ、Ｖ＝サブ画素(Ｒ、Ｌ)から観察者までの距離、Ｄ＝サブ画素(Ｒ、Ｌ)からパララックスバリア３０までの距離、Ｋはその範囲が0.98<Ｋ<1.00である相数であり、ｈはその範囲が1.00<ｈ<1.02である相数であることを特徴とする。

好ましくは、前記パララックスバリア３０は透明スリットの形状を歯型透明部３５のように歯型の形状で設計して、透明部はピッチＳの１／２程度に設計して、上下方向もピッチＳの１／２程度に設計して、歯型の角度は約１５度程度を斜めにして上下方向に対称であることを特徴とする。

好ましくは、前記パララックスバリア形状で電子シャッター形態でパララックスバリアを製作してＯＮ／ＯＦＦすることによって、一般映像と立体映像を簡単に選んで見ることができて、前記パララックスバリアと映像パネルの間に前記映像パネル２０上に映像パネル２０から出る光を散乱されないようにするために表面に２０μm程度のマイクロスフィア４１が塗布されたＴＡＣフィルム４０が付着されており、前記映像パネル２０の前面偏光フィルム２１を互いに共用で使用するように設計されたことを特徴とする。

本発明の無メガネ方式の３Ｄディスプレイ装置は医療用立体映像撮影装置から撮影された映像データを３次元立体映像で出力させる場合ニュートンリングが発生しないので３Ｄの品質を高めることができる。

また、ゲーム用機器類、例えばオンラインゲーム機、アーケードゲーム機、パチンコ機器等のようなゲームの立体映像を３Ｄディスプレイ上に具現するパララックスバリア方式において透明スリット部分を歯型のパターン状に形成して従来のモアレパターンによる光学的な拒否感を減らすことができて３次元実感映像で再生することができる。

また、パララックスバリアパターンで従来の１／４位相板を付着しないで、価格が１／４位相板の１／３程度であるＴＡＣフィルムを使用してニュートンリングが発生しないようにするので３Ｄの品質を高めることができ一般画面と立体映像を楽に見ることができる利点がある。

以下、添付された図面を参照してより詳しく説明する。
（実施例）
本発明の無メガネ方式の３Ｄディスプレイ装置は映像がディスプレイされる映像パネル２０の前方又は後方に垂直方向にそれぞれ一定な周期の透明スリットを有したパララックスバリア３０が適当な距離を置いて付着される。

図３ａに示されたように、パララックスバリア３０は映像パネル２０の後方に所定距離Ｄを置いて配置されるか又は図３ｂに示されたように、映像パネル２０の前方に所定距離Ｄを置いて設置される。この際、透明スリットが前記映像パネル２０サブ画素２個ずつ（Ｒ、Ｌ)の中間境界部に位置されるように設置される。従って、前記透明スリットを通じて映像パネル２０のサブ画素(Ｒ、Ｌ)の像がＶの位置に現れることになり、観察者の左眼及び右眼に該当される絵が映像パネル２０にディスプレイされていると、観察者は立体映像を見ることができる。

パララックスバリア３０はパララックスバリア３０が映像パネル２０の後方に配置される場合にスリット間ピッチＳはＳ=２ＰＫ(Ｖ+Ｄ)/Ｖで計算され、パララックスバリア３０が映像パネル２０の前方に配置される場合にスリット間ピッチＳはＳ=２Ｐｈ(Ｖ-Ｄ)/Ｖで計算される。ここで、Ｓ＝水平方向のスリットピッチ、Ｐ＝水平方向のサブ画素(Ｒ、Ｌ)のピッチ、Ｖ＝サブ画素(Ｒ、Ｌ)から観察者までの距離、Ｄ＝サブ画素(Ｒ、Ｌ)からパララックスバリア３０までの距離、Ｋはその範囲が0.98<Ｋ<1.00である相数であり、ｈはその範囲が1.00<ｈ<1.02である相数であることが好ましい。

このように、スリット間ピッチＳは一般的にスリット間ピッチＳとしてパララックスバリア３０が映像パネル２０の後方に配置される場合にスリット間ピッチＳであるＳ＝２Ｐ(Ｖ＋Ｄ)／Ｖとパララックスバリア３０が映像パネル２０の前方に位置する場合にスリット間ピッチＳであるＳ＝２Ｐ(Ｖ−Ｄ)／Ｖを改良したものである。これによって従来のスリット間ピッチＳの問題点である光の回折を考慮せずに光の直進性だけを考慮して、映像パネル２０の各部分の画素と観察者１０との間の距離が各部分で差があって、透明スリット間のピッチＳが微細に差によって発生する問題点を解決することができる。

図４は従来方式の一つであるパララックスバリアのパターン図である。信号ライン２８に電気信号を印加すると、不透明部分３３が黒く変わって四角形状の透明部３４がスリットの役割をする。このように四角透明部３４を映像パネル２０に適用すると立体映像を観察する際、垂直方向の黒いモアレパターンはもちろん、水平方向の黒いモアレパターンが現れて観察者の目に拒否感を与えることになる。一般的にパララックスバリアパターンを直線形状の透明スリットで画素の１／３以下の幅で設計することを勧めている。この場合、コストは少し減少するが立体映像の明るさが低下して、垂直方向の黒いモアレパターンが濃く現れることになり観察者の目に拒否感を与える。

図５ａ及び図５ｂは本発明の無メガネ方式の３Ｄディスプレイ装置は従来技術である“開口を画素の１／３以下の幅”に設計する方法を改善して開口の幅を“対応画素２個ピッチの４５％以上”に広く設計して光透過率を従来方式より３０％以上向上させることができる。透明スリットの形状を図５ａ、図５ｂの歯型透明部３５のように歯型の形状で設計して、透明部はピッチＳの１／２程度に設計して、上下方向もピッチＳの１／２程度に設計して、歯型の角度は約１５度程度を斜めにして上下方向に対称に設計すると立体映像の品質を高めることができる。

一方、図６に示されたように、本発明はパララックスバリア方式の組み立て断面図として電子シャッター３１は１／４位相板２２の代わりにＴＡＣフィルム４０を付着して、映像パネル２０の表面にある映像パネル偏光フィルム２１を電子シャッター３１後面の偏光フィルム３２と共用するように形成する。これによって、電子シャッター偏光フィルム３２を１枚を減らすことができてさらに原価を下げることができて、ＴＡＣフィルム４０の価格が１／４位相板２２の１／３程度であるためさらに原価を下げることができる。

そして、映像パネル２０上に電子シャッター３１を付着する場合にも、映像パネル２０上に付着されたＴＡＣフィルム４０の表面の上に２０μm程度のマイクロスフィア４１を塗布した後、電子シャッター３１を密着して付着するとニュートンリングが発生しない。このパララックの形状を電子シャッター状に製作してｏｎ／ｏｆｆすると、一般画面と立体映像画面を楽に見ることができる。

このような本発明の無メガネ方式の３Ｄディスプレイ装置によって映像パネルの水平方向に奇数のサブ画素列には右眼が見た絵を、偶数のサブ画素列には左眼が見た絵が現れるようにした後、水平方向に２個のサブ画素列当り１個ずつの垂直配列透明スリット列を対応させて製作されたパララックスバリアを通じて見る時、観察者の左眼は偶数のサブ画素列が見えて、右眼は奇数のサブ画素列が見えるので両眼視差によって立体感を感じることができる。

一方、本発明は前述した典型的な好ましい実施例にだけ限定されず、本発明の要旨を外れない範囲内で多様な改良、設計変更、代替又は付加して実施することが可能なものであることは当該技術分野で通常の知識を持った者であれば容易に理解するだろう。このような改良、設計変更、代替又は付加による実施が以下の添付された特許請求範囲の範疇に属する場合その技術思想も本発明に属するものと見なされる。

パララックスバリア方式を説明するための構成図である。従来技術によるパララックスバリア方式の組み立て断面図である。パララックスバリアのピッチ計算式を説明する図である。パララックスバリアのピッチ計算式を説明する図である。従来技術によるパララックスバリアのパターン図である。本発明のパララックスバリアのパターン図である。本発明のパララックスバリアのパターン図である。本発明によるパララックスバリア方式の組み立て断面図である。

符号の説明

10 観察者
12 左眼可視領域
14 右眼可視領域
20 映像パネル
21 映像パネル偏光フィルム
22 １／４位相板
28 信号ライン
30 パララックスバリア
31 電子シャッター
32 電子シャッター偏光フィルム
33 不透明部分
34 四角透明部
35 歯型透明部
40 ＴＡＣフィルム
41 マイクロスフィア塗布層
R 右眼対応画素
L 左眼対応画素

Claims

医療用立体映像撮影装置から撮影された映像データ又はゲーム用機器類の立体映像をディスプレイされる映像パネル２０の前方又は後方に一定距離Ｄを置いて垂直方向にそれぞれ一定な周期の透明スリットを有したパララックスバリア３０が適当な距離を置いて付着される無メガネ方式の３Ｄディスプレイ装置において、
パララックスバリア３０のピッチＳはパララックスバリア３０が映像パネル２０の後方に配置される場合にはＳ=２Ｐｋ(Ｖ+Ｄ)/Ｖであり、パララックスバリア３０が映像パネル２０の前方に配置される場合にはＳ=２Ｐｈ(Ｖ-Ｄ)/Ｖで構成されて、ここでＳ＝水平方向のスリットピッチ、Ｐ＝水平方向のサブ画素(Ｒ、Ｌ)のピッチ、Ｖ＝サブ画素(Ｒ、Ｌ)から観察者までの距離、Ｄ＝サブ画素(Ｒ、Ｌ)からパララックスバリア３０までの距離、ｋはその範囲が0.98<Ｋ<1.00である相数であり、ｈはその範囲が1.00<ｈ<1.02である相数であることを特徴とする無メガネ方式の３Ｄディスプレイ装置。
請求項１において、前記パララックスバリア３０は透明スリットの形状を歯型透明部３５のように歯型の形状で設計して、透明部はピッチＳの１／２程度に設計して、上下方向もピッチＳの１／２程度に設計して、歯型の角度は約１５度程度を斜めにして上下方向に対称であることを特徴とする無メガネ方式の３Ｄディスプレイ装置。
請求項１において、前記パララックスバリア形状で電子シャッター形態でパララックスバリアを製作してＯＮ／ＯＦＦすることによって、一般映像と立体映像を簡単に選んで見ることができて、前記パララックスバリアと映像パネルの間に前記映像パネル２０上に映像パネル２０から出る光を散乱されないようにするために表面に２０μm程度のマイクロスフィア４１が塗布されたＴＡＣフィルム４０が付着されており、前記映像パネル２０の前面偏光フィルム２１を互いに共用で使用するように設計されたことを特徴とする無メガネ方式の３Ｄディスプレイ装置。