JP2012063724A - Stereoscopic image display device and stereoscopic vision confirmation sheet - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は裸眼式の立体像表示装置及び立体視確認シートに関する。 Embodiments described herein relate generally to a naked-eye stereoscopic image display device and a stereoscopic confirmation sheet.
特殊な眼鏡を使用することなく立体像を知覚可能な裸眼式の立体像表示技術は様々な分類が可能であるが、一般には、両眼視差を用いる両眼視差方式と実際に空間像を形成する空間像再生方式とに分類される。 Autostereoscopic display technology that can perceive stereoscopic images without using special glasses can be classified in various ways, but in general, binocular parallax using binocular parallax and actually forming aerial images And aerial image reproduction method.
両眼視差方式は2眼式と多眼式とに分類される。2眼式は、左眼と右眼とに対応して撮影位置を2箇所とすることにより得られる左眼用の画像と右眼用の画像とを左眼と右眼とでそれぞれ見えるようにした方式である。また、多眼式は映像撮影時の観察位置を複数にすることで情報量を増加し、より観察できる範囲を広げた方式である。 The binocular parallax system is classified into a binocular system and a multi-lens system. In the twin-lens system, an image for the left eye and an image for the right eye, which are obtained by setting the photographing positions to two positions corresponding to the left eye and the right eye, can be seen by the left eye and the right eye, respectively. This is the method. The multi-view method is a method in which the amount of information is increased by using a plurality of observation positions at the time of video shooting, and the range that can be observed is expanded.
空間像再生方式はホログラフィ方式とインテグラル・フォトグラフィ方式(以下、インテグラル方式と称するが、光線再生法とも称される)に分類される。インテグラル方式は両眼視差方式として分類されている場合もあるが、光線の経路が撮影時と再生時とで全く逆の経路を辿るので、光線数を十分多くし且つ画素サイズを十分小さくできた場合には完全な立体像が再生されるため、理想的なインテグラル方式については空間像再生方式に分類される。 The aerial image reproduction method is classified into a holography method and an integral photography method (hereinafter referred to as an integral method, but also referred to as a light ray reproduction method). Although the integral method may be classified as a binocular parallax method, the light path follows exactly the opposite path between shooting and playback, so the number of rays can be increased sufficiently and the pixel size can be reduced sufficiently. In this case, since a complete stereoscopic image is reproduced, the ideal integral method is classified as an aerial image reproduction method.
ところで、多眼式やインテグラル方式のように眼鏡無しで立体像を知覚するには、通常、以下の構成が採用される。2次元的に配列した複数の2次元画像表示用画素で個々の立体像表示用画素を構成し、その前面側に立体像表示用画素からの光線を制御する機能を有するマスク(光線制御素子とも称される)を配置する。マスクには、立体像表示用画素よりも遥かに小さな(典型的には2次元画像表示用画素とほぼ同じ大きさの)窓部が立体像表示用画素に対応した位置に設けられている。マスクとしては、微小なレンズが2次元的に配列されてなるフライアイレンズ、垂直方向に光学的開口が直線状に延び水平方向に周期的に配列される形状のレンチキュラーシート、またはスリットも用いられる。 By the way, in order to perceive a stereoscopic image without glasses like the multi-view type or the integral type, the following configuration is usually adopted. A plurality of two-dimensional image display pixels arranged two-dimensionally constitute individual stereoscopic image display pixels, and a mask having a function of controlling light rays from the stereoscopic image display pixels on the front side thereof (also called a light beam control element) Place). The mask is provided with a window portion that is much smaller than the stereoscopic image display pixel (typically substantially the same size as the two-dimensional image display pixel) at a position corresponding to the stereoscopic image display pixel. As the mask, a fly-eye lens in which minute lenses are two-dimensionally arranged, a lenticular sheet having a shape in which optical apertures extend linearly in the vertical direction and are periodically arranged in the horizontal direction, or slits are also used. .
このような構成によると、個々の立体像表示用画素により表示される要素画像はマスクによって部分的に遮られ、観察者は窓部を透過したもののみを視認することとなる。したがって、或る窓部を介して視認される2次元画像表示用画素を観察位置毎に異ならしめることができ、メガネを使用することなく立体像を知覚することができる。 According to such a configuration, the element images displayed by the individual stereoscopic image display pixels are partially blocked by the mask, and the observer visually recognizes only those transmitted through the window. Therefore, the two-dimensional image display pixels visually recognized through a certain window can be made different for each observation position, and a stereoscopic image can be perceived without using glasses.
しかしながら、この構成を採用した場合、正しい位置から観察したときには本来の立体像,すなわち真の立体像,が知覚されるものの、観察位置をずらすと、偽立体像が知覚される。これは、観察位置をずらすと、広視野角側では、或る立体像表示用画素に対向した窓部から、その隣の立体像表示用画素によって表示される要素画像の一部が視認されるためである。この場合、観察者は知覚している立体像が真の立体像か偽立体像かを識別することは困難である。 However, when this configuration is adopted, an original stereoscopic image, that is, a true stereoscopic image is perceived when observed from the correct position, but a pseudo stereoscopic image is perceived when the observation position is shifted. This is because, when the observation position is shifted, on the wide viewing angle side, a part of the element image displayed by the adjacent stereoscopic image display pixel is visually recognized from the window portion facing a certain stereoscopic image display pixel. Because. In this case, it is difficult for the observer to distinguish whether the perceived stereoscopic image is a true stereoscopic image or a pseudo stereoscopic image.
従来の裸眼式の立体像表示装置では、観察者は真の立体像を知覚しているか否かを認識することが困難であるという課題がある。 In a conventional autostereoscopic display device, there is a problem that it is difficult for an observer to recognize whether or not a true stereoscopic image is perceived.
本発明の目的は、真の立体像を知覚しているか否かを観察者に知らせることができる立体像表示装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a stereoscopic image display device capable of notifying an observer whether or not a true stereoscopic image is perceived.
本発明の他の目的は、真の立体像を知覚しているか否かを観察者に知らせることができる立体視確認シートを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a stereoscopic confirmation sheet that can inform an observer whether or not a true stereoscopic image is perceived.
実施形態によれば、所定の観察位置から観察すると本来の立体像として知覚され、所定の観察位置以外から観察すると偽立体像として知覚されるような映像を表示する裸眼式の立体像表示装置において、画面前面にシート部材が取り付けられ、該シート部材は前記所定の観察位置以外から観察すると所定のメッセージを呈示するように構成されている。 According to the embodiment, in the naked-eye type stereoscopic image display device that displays an image that is perceived as an original stereoscopic image when observed from a predetermined observation position and perceived as a false stereoscopic image when observed from other than the predetermined observation position. A sheet member is attached to the front surface of the screen, and the sheet member is configured to present a predetermined message when observed from other than the predetermined observation position.
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
先ず、立体像表示の原理を説明する。図1は、実施形態に係る立体像表示装置の一例を概略的に示す断面図である。実施形態はインテグラル方式による立体視の例を説明するが、立体視の方式はインテグラル方式に限定されず、裸眼式であれば何でも良い。図1に示す立体像表示装置1は、縦横に配列した多数の立体像表示用画素11と、それらから離間するとともにそれら立体像表示用画素11に対応して多数の窓部22が設けられたマスク装置20とを備えている。マスク装置20は光学的開口を有し、上記画素からの光線を制御する機能を有し、視差バリアまたは光線制御素子とも呼ばれる。マスク装置20は透明基板上に多数の窓部22に対応した多数の開口を有する遮光体パターンを形成したものや、遮光板に多数の窓部22に対応した多数の貫通孔を設けたものなどを使用することができる。あるいは、マスク装置20の他の例としては、多数の微小なレンズを2次元的に配列してなるフライアイレンズ、光学的開口が垂直方向に直線状に延び水平方向に周期的に配列される形状のレンチキュラーレンズも使用可能である。さらに、マスク装置20として、透過型の液晶表示装置のように窓部22の配置、寸法、形状などを任意に変更可能なものを使用してもよい。
First, the principle of stereoscopic image display will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of a stereoscopic image display apparatus according to the embodiment. The embodiment describes an example of stereoscopic viewing by the integral method, but the stereoscopic viewing method is not limited to the integral method, and any naked eye method may be used. The stereoscopic image display device 1 shown in FIG. 1 includes a large number of stereoscopic
静止画の立体視の場合は、立体像表示用画素11は画像が印刷された紙でも良いが、動画像を立体視するために、液晶表示装置を用いて立体像表示用画素11を実現した一例の断面図を図2に示す。図2では、透過型の液晶表示装置10の多数の画素が多数の立体像表示用画素11を構成し、液晶表示装置10の背面側には面光源であるバックライト30を配置している。液晶表示装置10の前面側には、マスク装置20を配置している。
In the case of stereoscopic viewing of a still image, the stereoscopic
透過型の液晶表示装置10を使用する場合、マスク装置20はバックライト30と液晶表示装置10との間に配置してもよい。液晶表示装置10及びバックライト30の代わりに有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置や陰極線管表示装置やプラズマ表示装置などのように自発光型の表示装置を使用しても良い。その場合、マスク装置20は自発光型表示装置の前面側に配置する。
When the transmissive liquid
図3(a)は図1に示す立体像表示装置1と観察位置A,B1,B2,…との関係を概略的に示す図である。観察位置は画面(あるいはマスク装置)との距離を一定に保ったまま表示画面の水平方向に平行移動した位置である。図3(b)は図3(a)に示す各観察位置A,B1,B2,…から観察した場合に知覚される立体像を概略的に示す図である。図3(a)において、破線51は隣接する立体像表示用画素11間の境界とマスク装置20の窓部22とを結ぶ直線である。図3(a)において、破線52は真の立体像(本来の立体像)のみが知覚される観察位置B1,B2と偽立体像が知覚される観察位置C1,C2との境界を示しており、2本の破線52で囲まれた領域が真の立体像のみが知覚される観察位置に対応している。以下、真の立体像のみが知覚される観察位置を「視域」と称する。
FIG. 3A is a diagram schematically showing the relationship between the stereoscopic image display device 1 shown in FIG. 1 and the observation positions A, B1, B2,. The observation position is a position translated in the horizontal direction of the display screen while maintaining a constant distance from the screen (or mask device). FIG. 3B is a diagram schematically showing a stereoscopic image perceived when observed from the observation positions A, B1, B2,... Shown in FIG. In FIG. 3A, a
立体像表示用画素11から発せられた光線には本来通過すると仮定したマスク装置20の窓部22のみを通過する所定方向の光線のみでなく、それ以外の、特に、隣接した窓部を通過する不所望の光線をも含む。不所望の光線は本来知覚されるべき真の立体像には必要の無い光線であることから、真の立体像の知覚を阻害すると同時に、この不所望の光線が真の立体像とは異なる偽立体像を知覚させる。偽立体像は、真の立体像と似通ってはいるものの、通常、設計値のずれが反映されて歪んだ像として知覚される。また、不所望の光線が真の立体像の知覚を阻害する場合には、真の立体像と偽立体像とが混在して知覚される。
The light beam emitted from the stereoscopic
図3(b)に示すように、観察位置A,B1,B2では、真の立体像61aのみが知覚される。これらの視域内で観察した場合でも、観察位置に応じて真の立体像61aの見え方は変化する。
As shown in FIG. 3B, only the true
観察位置C1,C2,D1,D2では、真の立体像61aと偽立体像61bとの混在像が知覚される。知覚される混在像に占める偽立体像61bの割合は、広視野角側ほど大きくなる。
At the observation positions C1, C2, D1, and D2, a mixed image of the true
観察位置E1,E2では、全ての窓部22について、隣りの立体像表示用画素11により表示される要素画像の一部が観察されるため、偽立体像61bのみが知覚されることとなる。偽立体像61bは真の立体像61bに対して深さ方向が逆になっている。偽立体像61bを含む立体像(観察位置C1,C2,D1,D2,E1,E2で知覚される)は逆視像とも称され、真の立体像61a(観察位置A,B1,B2で知覚される)は正視像とも称される。
At the observation positions E1 and E2, a part of the element image displayed by the adjacent stereoscopic
上述の説明は観察位置を表示画面の水平方向に平行移動した場合に関するが、観察位置を表示画面の垂直方向に平行移動した場合でも同様に、観察位置に依存して立体像の真偽が変わる。ただし、レンチキュラーレンズ、あるいは画面垂直方向に伸びるスリットをマスク装置20として用いた場合は、観察位置を垂直方向に移動しても知覚される立体像は変わらない。このようなマスク装置20は水平視差のみを利用して立体視を実現するからである。フライアイレンズや開口部が2次元的に配列されるマスク装置20を用いる場合は、水平、垂直の両方向の視差を利用して立体視を実現する。また、観察位置を画面に直交する距離方向に移動する場合、あるいは平行移動と距離方向への移動とが混在した場合、あるいは画面までの距離は不変で、画面の中心を中心とする円周上に移動する場合も同様に、観察位置に応じて立体像の真偽が変わる。しかし、観察者は立体像の真偽を識別することは困難である。
The above description relates to the case where the observation position is translated in the horizontal direction of the display screen. Similarly, even when the observation position is translated in the vertical direction of the display screen, the true / false of the stereoscopic image changes depending on the observation position. . However, when a lenticular lens or a slit extending in the vertical direction of the screen is used as the
以上説明したように、裸眼式の立体像表示装置では、限られた視域以外に観察者が移動した場合は、逆視像(偽立体像を含む)を知覚してしまう。すなわち、裸眼式の立体像表示装置では、知覚される画像は観察位置に応じて異なる。観察者が正視像を知覚する位置、逆視像を知覚する位置は表示装置(画面サイズ、立体視の原理等)に固有であり、予め求めておくことが出来る。このような立体像表示装置の知覚画像の位置依存性に連動して観察位置に応じて異なる文字、シンボル、マーク等からなるメッセージを観察者に呈示するように構成されたシール或いはシートを立体像表示装置の画面表面に設けることにより、視域内にいるか、視域からずれているかを観察者に知らせることができる。 As described above, in the autostereoscopic display device, when an observer moves outside the limited viewing area, a reverse viewing image (including a pseudo stereoscopic image) is perceived. That is, in the naked-eye type stereoscopic image display device, the perceived image differs depending on the observation position. The position at which the observer perceives the normal image and the position at which the reverse image is perceived are specific to the display device (screen size, principle of stereoscopic vision, etc.) and can be obtained in advance. A stereoscopic image of a sticker or sheet configured to present to a viewer a message composed of characters, symbols, marks, etc. that differ depending on the observation position in conjunction with the position dependency of the perceived image of such a stereoscopic image display device. By providing it on the screen surface of the display device, it is possible to inform the observer of whether it is within the viewing zone or deviated from the viewing zone.
実施形態によれば、図4に示すように、立体像表示装置1の画面の枠体(上側あるいは下側の横枠)に立体視確認シート72が貼られている。シート72は、図1に示す立体像表示装置1と同様に構成される。立体像表示用画素を紙あるいはプラスチックシート上に形成し、その上にマスク装置を配置してなる。ただし、立体像表示用画素は立体像を表示するためのものではなく、マークや文字を呈示する2次元静止画像表示用の画素である。シート72は表示装置の製造後、出荷前等に製造者により枠体に貼られるシールとして構成されてもよいし、直に枠体、あるいは画面の一部(上下端部等)に印刷、埋め込む等の方法で直に形成されてもよい。
According to the embodiment, as shown in FIG. 4, the stereoscopic
シート72は立体像表示装置1と同様に、図5に示すように、観察者の位置に応じて異なる画像を呈示する。真の立体像61aのみが知覚される観察位置A,B1,B2では何もアラートを呈示しない。それ以外の観察位置C1,C2,D1,D2,E1,E2では「逆視像」という文字と、矢印が呈示される。なお、立体像表示装置1は視域外の観察位置から観察した場合は、歪んだり凹凸が反転した立体像を知覚させるが、シート72(の2次元静止画像表示用の画素)はどの位置から観察した場合でも歪みのない鮮明な文字やマークを呈示するように構成されている。矢印は視域とのずれ(言い換えると、視域に戻るために観察位置を移動する方向と距離)を示すもので、視域の右側にずれた観察位置C1,D1,E1では左向き、左側にずれた観察位置C2,D2,E2では右向きである。矢印の長さは視域に最も近い観察位置C1,C2が最も短く、視域から最も遠い観察位置E1,E2が最も長い。
As in the stereoscopic image display device 1, the
これにより、観察者はシートに何も文字が呈示されていない場合は、観察位置は視域内であり、知覚している立体像は真の立体像であることを認識できる。シートに文字が呈示されている場合は、観察位置は視域からずれており、知覚している立体像は真の立体像以外であることを認識できる。さらに、矢印の向きと長さとから、観察位置を視域内に戻すためには観察者がどの方向へどれだけ移動すればよいかも認識できる。このため、観察者は知覚している立体像の真偽を容易に知ることが出来るとともに、偽の場合は真の立体像を知覚できるように観察位置を視域に容易に戻すことも出来る。従って、常に真の立体像を知覚できる。 Thus, when no character is presented on the sheet, the observer can recognize that the observation position is within the viewing zone and that the perceived stereoscopic image is a true stereoscopic image. When characters are presented on the sheet, the observation position is deviated from the viewing area, and it can be recognized that the perceived stereoscopic image is other than a true stereoscopic image. Further, from the direction and length of the arrow, it is also possible to recognize how much the observer should move in order to return the observation position to the viewing zone. For this reason, the observer can easily know the true / false of the perceived stereoscopic image, and in the case of false, the observer can easily return the observation position to the viewing area so that the true stereoscopic image can be perceived. Therefore, a true stereoscopic image can always be perceived.
なお、図5に示すシートが提示する表示する画像はあくまでも一例であり、立体像表示装置の表示する立体像を観察者がどのように知覚するかの変化状況を提示できれば何でも良い。例えば、図5の文字のみ、あるいは矢印のみでもよい。または、視域からずれるに連れて色を変えてずれの程度を表してもよい。 Note that the image displayed on the sheet shown in FIG. 5 is merely an example, and any image may be used as long as the change state of how the observer perceives the stereoscopic image displayed on the stereoscopic image display device can be presented. For example, only the characters in FIG. 5 or only the arrows may be used. Alternatively, the degree of deviation may be expressed by changing the color as it deviates from the viewing zone.
図6は視域(観察位置A,B1,B2)は無表示で、それ以外の観察位置では「逆視像」という文字の少なくとも一部、及び図5と同様な長さ・向きの矢印を表示する例を示す。視域から離れるにつれて、より斜めから画面をみるので文字の端は見えにくいので、それにつれて逆視像の文字の一部を表示しないようにしている。 In FIG. 6, the viewing zones (observation positions A, B1, and B2) are not displayed, and at the other observation positions, at least a part of the characters “reverse view image” and an arrow having the same length and direction as those in FIG. An example of display is shown. Since the screen is viewed from an oblique angle as the distance from the viewing zone increases, the end of the character is difficult to see, and accordingly, a part of the reverse-viewed character is not displayed.
図7は視域(観察位置A,B1,B2)は無表示で、それ以外の観察位置では真の立体像と偽立体像の境界に縦線、及び図5と同様な長さ・向きの矢印を表示する例を示す。 In FIG. 7, the viewing zones (observation positions A, B1, and B2) are not displayed, and at other observation positions, a vertical line is formed at the boundary between the true stereoscopic image and the pseudo stereoscopic image, and the length and direction are the same as those in FIG. An example of displaying an arrow is shown.
これらの図6、図7のような表示をするシートによっても、図5と同様な効果を奏する。 The same effect as in FIG. 5 can be obtained by the sheets that display as shown in FIGS.
また、図5、図6、図7における矢印の向きは、表示装置は固定で観察者が動くことを想定しているが、ゲーム機等のポータブルの立体像表示装置の場合は、手でゲーム機側を動かして視域と観察者の目の位置を一致させることが多いので、その場合は表示装置を動かす方向を示すことになる。 The directions of the arrows in FIGS. 5, 6, and 7 are based on the assumption that the display device is fixed and the observer moves. In the case of a portable stereoscopic image display device such as a game machine, Since the machine side is often moved to match the position of the viewing zone and the observer's eyes, in this case, the direction in which the display device is moved is indicated.
立体視確認シート72は立体像表示装置と同じ構造を説明したが、同じ構造である必要は無い。立体視確認シート72に要求されることは、見る位置、見る方向に応じて見える内容が変化し、観察者の位置が立体像表示装置の視域外の場合、それを警告する内容を呈示できれば良い。例えば、見る方向により表示する内容が変化するリップマン型ホログラムを用いても良い。
The stereoscopic
立体視確認シート72は視域から水平方向の観察位置のずれを警告したが、垂直方向の視差も利用する立体視の場合は、視域から垂直方向への観察位置のずれも警告するようにしてもよい。その場合は、画面の枠体の右側あるいは左側の横枠にシート72を貼り付ける。
The
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…立体像表示装置、10…液晶表示装置、11…立体像表示用画素、20…マスク装置、22…窓部、30…バックライト、72…立体視確認シート。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stereoscopic image display device, 10 ... Liquid crystal display device, 11 ... Stereoscopic image display pixel, 20 ... Mask device, 22 ... Window part, 30 ... Backlight, 72 ... Stereoscopic confirmation sheet.
Claims (16)
画面前面にシート部材が設けられ、該シート部材は前記所定の観察位置以外から観察すると所定のメッセージを呈示するように構成されている立体像表示装置。 In an autostereoscopic image display device that displays an image that is perceived as an original stereoscopic image when observed from a predetermined observation position and is perceived as a false stereoscopic image when observed from other than the predetermined observation position,
A stereoscopic image display device, wherein a sheet member is provided on a front surface of the screen, and the sheet member is configured to present a predetermined message when observed from a position other than the predetermined observation position.
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JP2010210005A JP2012063724A (en) | 2010-09-17 | 2010-09-17 | Stereoscopic image display device and stereoscopic vision confirmation sheet |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017125906A (en) * | 2016-01-13 | 2017-07-20 | 日本放送協会 | Stereoscopic image display device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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