JP2016212308A - Three-dimensional image displaying device - Google Patents

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直人 岡市
Naoto Okaichi
直人 岡市
三科 智之
Tomoyuki Mishina
智之 三科
洗井 淳
Jun Arai
淳 洗井
三浦 雅人
Masato Miura
雅人 三浦
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-dimensional image displaying device that restrains unevenness of images.SOLUTION: A three-dimensional image displaying device 1 is equipped with multiple backlights 10 arranged on the same plane, multiple display panels 20 that display divided three-dimensional images and are so arranged on the same plane as to match the backlights 10, an expanded optical system 30 that has a prescribed spread angle and expands three-dimensional images displayed on the display panels 20, a diffuser panel 40 that has a prescribed diffusion angle and combines the divided three-dimensional images from the expanded optical system 30, and a displaying lens array 50. The working distance from the expanded optical system 30 to the diffuser panel 40 is not shorter than a preset distance.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本願発明は、立体映像を表示する立体映像表示装置に関する。   The present invention relates to a stereoscopic video display apparatus that displays a stereoscopic video.

インテグラル立体テレビは、特殊な眼鏡が不要で裸眼による立体視が可能な3次元映像システムである(例えば、特許文献1)。図16に示すように、従来のインテグラル立体テレビ9は、液晶パネルなどの画像表示パネルPと、その画像表示パネルPの前面に配置されたレンズアレイLとを備える。このレンズアレイLは、要素レンズLが2次元状に配列されたものである。また、要素レンズLと要素画像Gとが対応しており、要素レンズLにより要素画像Gが空間中に投影され、立体像Zが形成される。 Integral stereoscopic television is a 3D video system that does not require special glasses and enables stereoscopic viewing with the naked eye (for example, Patent Document 1). As shown in FIG. 16, a conventional integral solid TV 9 includes an image display panel P such as a liquid crystal panel, and a lens array L A which is arranged in front of the image display panel P. The lens array L A are those elements lens L P are arrayed two-dimensionally. Further, corresponds and the element lenses L P and the element image G, the element lenses L P element image G is projected in the space, stereoscopic image Z is formed.

特許第4741395号公報(図22〜図24)Japanese Patent No. 4741395 (FIGS. 22 to 24)

従来のインテグラル立体テレビ9において、立体映像の画素数、視域及び奥行き再現範囲を向上させるため、画像表示パネルPで非常に多くの画素を表示する必要がある。しかし、現時点では、スーパーハイビジョンを超える画素数の画像表示パネルPが存在せず、単体の画像表示パネルPによるインテグラル立体映像の品質向上は困難である。そこで、インテグラル立体テレビ9において、複数の画像表示パネルPを用いて、多画素化する技術が必要となる。   In the conventional integral stereoscopic television 9, it is necessary to display a very large number of pixels on the image display panel P in order to improve the number of pixels, the viewing area, and the depth reproduction range of the stereoscopic video. However, at present, there is no image display panel P having a number of pixels exceeding the super high-definition, and it is difficult to improve the quality of the integral stereoscopic video by the single image display panel P. Therefore, in the integral 3D television 9, a technique for increasing the number of pixels using a plurality of image display panels P is required.

インテグラル立体テレビ9の多画素化に際して、以下のような課題がある。
複数の画像表示パネルPをそのまま並べただけでは、各画像表示パネルPにベゼル部分(枠)が存在するため、そのベゼル部分で表示映像の切れ目が生じ、再生される立体映像にも同様の切れ目が生じる。現時点では、ベゼル部分が存在しない画像表示パネルPを製造することは難しいため、複数の表示映像を切れ目が無いように結合する必要がある。
When the integral stereoscopic television 9 has a large number of pixels, there are the following problems.
If the plurality of image display panels P are arranged as they are, a bezel portion (frame) is present in each image display panel P. Therefore, a break in the displayed video occurs in the bezel portion, and a similar break is also generated in the reproduced stereoscopic video. Occurs. At present, it is difficult to manufacture the image display panel P having no bezel portion, so it is necessary to combine a plurality of display images so that there is no break.

このため、各画像表示パネルPの表示映像を拡大結像させて結合する拡大光学系(不図示)を導入する。具体的には、各画像表示パネルPの前面に配置された拡大光学系で表示映像を拡大し、結像位置に配置された拡散板(不図示)で各拡大映像を結合する。この場合、拡大光学系で表示映像を拡大することで光が広がるため、拡散板上に結像した光が、その位置に応じた異方性を有し、この異方性が輝度むらとなって表れる。そして、この輝度むらが立体映像の画質劣化の原因となる。
なお、輝度むらとは、各画素の輝度値が同じ映像を入力しても、各画素が異なった輝度で表示され、輝度にばらつきが生じることである。
For this purpose, an enlargement optical system (not shown) that introduces and enlarges the images displayed on the respective image display panels P is introduced. Specifically, the display image is enlarged by an enlargement optical system arranged in front of each image display panel P, and the enlargement images are combined by a diffusion plate (not shown) arranged at the imaging position. In this case, since the light spreads by enlarging the display image with the magnifying optical system, the light imaged on the diffusion plate has anisotropy corresponding to the position, and this anisotropy becomes uneven brightness. Appear. This uneven brightness causes deterioration of the image quality of the stereoscopic video.
Note that the luminance unevenness means that even if an image having the same luminance value of each pixel is input, each pixel is displayed with a different luminance, and the luminance varies.

本願発明は、輝度むらを抑制する立体映像表示装置を提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide a stereoscopic video display device that suppresses uneven luminance.

前記した課題に鑑みて、本願発明に係る立体映像表示装置は、立体映像を多画素化して立体表示する立体映像表示装置であって、同一平面上に複数配置され、立体映像が分割された分割立体映像のそれぞれを表示する表示パネルと、表示パネルに対応して配置され、対応する表示パネルの枠が表示されないように、表示パネルで表示された分割立体映像のそれぞれを拡大する拡大光学系と、拡大光学系からの分割立体映像を結合することで、立体映像を多画素化する拡散板と、を備える構成とした。   In view of the above-described problems, the stereoscopic video display device according to the present invention is a stereoscopic video display device that stereoscopically displays a stereoscopic video by dividing the stereoscopic video into a plurality of pixels, and is divided into a plurality of stereoscopic video images arranged on the same plane. A display panel that displays each of the stereoscopic images, and a magnifying optical system that is arranged corresponding to the display panel and that enlarges each of the divided stereoscopic images displayed on the display panel so that the frame of the corresponding display panel is not displayed. And a diffuser plate that combines the divided stereoscopic video from the magnifying optical system to increase the number of pixels of the stereoscopic video.

かかる構成によれば、立体映像表示装置は、表示パネルによって、立体映像が分割された分割立体映像のそれぞれを表示する。そして、立体映像表示装置は、拡大光学系において、拡大用レンズアレイの組に対応する表示パネルの枠が表示されないように、表示パネルで表示された分割立体映像のそれぞれを拡大する。   According to such a configuration, the stereoscopic video display device displays each of the divided stereoscopic videos obtained by dividing the stereoscopic video by the display panel. Then, the stereoscopic image display device enlarges each of the divided stereoscopic images displayed on the display panel so that the frame of the display panel corresponding to the set of the magnifying lens array is not displayed in the magnifying optical system.

また、立体映像表示装置は、拡散板上で、拡大光学系からの分割立体映像を結合することで、立体映像を多画素化する。そして、立体映像表示装置は、表示用レンズアレイによって、拡散板で多画素化された立体映像を立体表示する。   In addition, the stereoscopic video display device multiplies the stereoscopic video by combining the split stereoscopic video from the magnifying optical system on the diffusion plate. Then, the stereoscopic video display device stereoscopically displays the stereoscopic video having a large number of pixels on the diffusion plate by the display lens array.

ここで、輝度むらは、拡大光学系により光が広げられ、拡散板上での位置に応じた異方性を持って拡散するために生じる。このため、拡大光学系から拡散板までの作動距離を長くし、拡大光学系における光の広がりを小さくすることで、輝度むらを抑制できる。そこで、立体映像表示装置は、拡大光学系において、輝度むらを抑制できるように予め設定された角度(例えば、6.75°)以下の広がり角を有し、輝度むらを抑制できるように予め設定された距離(例えば、99mm)以上の作動距離を有することした。   Here, uneven brightness occurs because light is spread by the magnifying optical system and diffuses with anisotropy corresponding to the position on the diffusion plate. For this reason, luminance unevenness can be suppressed by increasing the working distance from the magnifying optical system to the diffusion plate and reducing the spread of light in the magnifying optical system. Therefore, the stereoscopic image display device has a spread angle that is not more than a preset angle (for example, 6.75 °) so that luminance unevenness can be suppressed in the magnifying optical system, and is set in advance so as to suppress luminance unevenness. Has a working distance greater than or equal to a given distance (eg 99 mm).

また、立体映像表示装置は、拡散板において、輝度むらを抑制できるように予め設定された角度(例えば、100°)以上の拡散角を有するので、異方性を持った光の拡散をある程度平滑化し、輝度むらを抑制できる。   In addition, since the stereoscopic image display device has a diffusion angle that is greater than or equal to a preset angle (for example, 100 °) so that luminance unevenness can be suppressed in the diffusion plate, the diffusion of anisotropic light is smoothed to some extent. And uneven brightness can be suppressed.

本願発明によれば、以下のような優れた効果を奏する。
本願発明によれば、複数の拡大光学系を用いたときに発生する輝度むらを抑制し、立体映像の画質劣化を抑制することができる。
According to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
According to the present invention, it is possible to suppress luminance unevenness that occurs when a plurality of magnifying optical systems are used, and to suppress deterioration in image quality of a stereoscopic image.

本願発明の第1実施形態に係る立体映像表示装置の構成を表す概略図である。It is the schematic showing the structure of the three-dimensional image display apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1の拡大光学系の構成を表す概略図である。It is the schematic showing the structure of the expansion optical system of FIG. 図1のバックライトの指向性を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the directivity of the backlight of FIG. (a)〜(d)は立体映像の拡大を説明する説明図である。(A)-(d) is explanatory drawing explaining expansion of a three-dimensional image. 輝度むらの発生を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining generation | occurrence | production of brightness irregularity. 作動距離及び広がり角を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a working distance and a divergence angle. 輝度むらの抑制を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining suppression of a brightness nonuniformity. 本願発明の第2実施形態に係る立体映像表示装置において、補正段階での構成を表す概略図である。In the three-dimensional image display apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention, it is the schematic showing the structure in a correction | amendment step. 本願発明の第2実施形態に係る立体映像表示装置において、表示段階での構成を表す概略図である。In the three-dimensional image display apparatus concerning 2nd Embodiment of this invention, it is the schematic showing the structure in a display step. 図8の歪み補正装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the distortion correction apparatus of FIG. (a)及び(b)はレンズ歪みの補正を説明する説明図である。(A) And (b) is explanatory drawing explaining correction | amendment of a lens distortion. (a)は補正段階での動作を示すフローチャートであり、(b)は表示段階での動作を示すフローチャートである。(A) is a flowchart showing the operation in the correction stage, and (b) is a flowchart showing the operation in the display stage. (a)は右方向から観察した場合の比較例の画像であり、(b)は(a)の輝度グラフであり、(c)は右方向から観察した場合の実施例の画像であり、(d)は(c)の輝度グラフである。(A) is an image of a comparative example when observed from the right direction, (b) is a luminance graph of (a), (c) is an image of an example when observed from the right direction, ( d) is a luminance graph of (c). (a)は正面方向から観察した場合の比較例の画像であり、(b)は(a)の輝度グラフであり、(c)は正面方向から観察した場合の実施例の画像であり、(d)は(c)の輝度グラフである。(A) is an image of a comparative example when observed from the front direction, (b) is a luminance graph of (a), (c) is an image of the example when observed from the front direction, ( d) is a luminance graph of (c). (a)は左方向から観察した場合の比較例の画像であり、(b)は(a)の輝度グラフであり、(c)は左方向から観察した場合の実施例の画像であり、(d)は(c)の輝度グラフである。(A) is an image of a comparative example when observed from the left direction, (b) is a luminance graph of (a), (c) is an image of an example when observed from the left direction, ( d) is a luminance graph of (c). (a)及び(b)は従来のインテグラル立体テレビを説明する説明図である。(A) And (b) is explanatory drawing explaining the conventional integral three-dimensional television.

以下、本願発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する手段には同一の符号を付し、説明を省略した。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In each embodiment, means having the same function are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

(第1実施形態)
[立体映像表示装置の構成]
図1を参照し、本願発明の第1実施形態に係る立体映像表示装置1の構成について、説明する。
図1のように、立体映像表示装置1は、インテグラルフォトグラフィ方式で立体映像を多画素化して表示するものであり、バックライト10と、表示パネル20と、拡大光学系30と、拡散板40と、表示用レンズアレイ50とを備える。
(First embodiment)
[Configuration of stereoscopic display device]
With reference to FIG. 1, the structure of the three-dimensional image display apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
As shown in FIG. 1, a stereoscopic video display device 1 displays a stereoscopic video with multiple pixels using an integral photography system, and includes a backlight 10, a display panel 20, an enlargement optical system 30, and a diffusion plate. 40 and a display lens array 50.

バックライト10は、同一平面上に複数配置され、高い指向性で光を表示パネル20に照射するものである。例えば、バックライト10は、上下左右に並ぶように4個配置される。このバックライト10としては、前面にフレネルレンズが配置されたLED(Light Emitting Diode)光源があげられる(例えば、パイフォトニクス株式会社、製品名「ホロライト」)。
なお、バックライト10の指向性は、詳細を後記する。また、バックライト10は、後記する表示パネル20から任意の距離に配置することができる。
A plurality of backlights 10 are arranged on the same plane and irradiate the display panel 20 with light with high directivity. For example, four backlights 10 are arranged in the vertical and horizontal directions. Examples of the backlight 10 include an LED (Light Emitting Diode) light source having a Fresnel lens disposed on the front surface (for example, Phiphotonics Corporation, product name “Hololite”).
The directivity of the backlight 10 will be described later in detail. Moreover, the backlight 10 can be arrange | positioned in arbitrary distances from the display panel 20 mentioned later.

表示パネル20は、バックライト10に対応するように同一平面上に複数配置され、バックライト10からの光により、立体映像が分割された分割立体映像のそれぞれを表示する非発光型の表示素子である。例えば、表示パネル20は、バックライト10に正対させて、上下左右に並ぶように4個配置される。また、表示パネル20は、後記する拡大用レンズアレイ32A,32Bの間に表示パネル20の光を集光できる位置に配置される。   A plurality of display panels 20 are arranged on the same plane so as to correspond to the backlight 10, and are non-light-emitting display elements that display each of the divided stereoscopic images obtained by dividing the stereoscopic images by the light from the backlight 10. is there. For example, four display panels 20 are arranged so as to face the backlight 10 and to be aligned vertically and horizontally. Further, the display panel 20 is disposed at a position where the light of the display panel 20 can be condensed between the magnifying lens arrays 32A and 32B described later.

また、表示パネル20は、分割立体映像を表示する表示画面22と、その構造上、分割立体映像が表示されないベゼル部分(枠)24とを有している。この表示パネル20としては、スーパーハイビジョン(7680×4320画素)の透過型液晶ディスプレイがあげられる。   The display panel 20 includes a display screen 22 that displays the divided stereoscopic video and a bezel portion (frame) 24 that does not display the divided stereoscopic video because of its structure. An example of the display panel 20 is a super high vision (7680 × 4320 pixel) transmissive liquid crystal display.

ここで、表示パネル20が表示する分割立体映像について、簡単に説明する。
例えば、一般的なIP立体カメラで被写体を撮影し、その立体映像(要素画像群)を表示パネル20と同数(4個)に分割する。分割した立体映像を表示パネルの大きさに合わせて拡大することで、分割立体映像(分割要素画像群)を生成できる。そして、各表示パネル20は、それぞれの位置に対応した分割立体映像を表示する。
Here, the divided stereoscopic video displayed on the display panel 20 will be briefly described.
For example, a subject is photographed with a general IP stereoscopic camera, and the stereoscopic video (element image group) is divided into the same number (four) as the display panel 20. A divided stereoscopic video (divided element image group) can be generated by enlarging the divided stereoscopic video according to the size of the display panel. Each display panel 20 displays a divided stereoscopic video corresponding to each position.

拡大光学系30は、表示パネル20に対応するように同一平面上に複数配置され、対応する表示パネル20のベゼル部分24が表示されないように、表示パネル20で表示された分割立体映像のそれぞれを拡大するものである。例えば、拡大光学系30は、表示パネル20と正対させて、上下左右に並ぶように4個配置される。   A plurality of magnifying optical systems 30 are arranged on the same plane so as to correspond to the display panel 20, and each of the divided stereoscopic images displayed on the display panel 20 is displayed so that the bezel portion 24 of the corresponding display panel 20 is not displayed. It is something that expands. For example, the four magnifying optical systems 30 are arranged to face the display panel 20 so as to be aligned vertically and horizontally.

拡大光学系30は、図2のように、一組の拡大用レンズアレイ32A,32Bと、凹レンズ36とを備える。
拡大用レンズアレイ32A,32Bは、2次元に配列された要素レンズ34で構成される。また、拡大用レンズアレイ32A,32Bは、互いに対向するように2個配置される。さらに、拡大用レンズアレイ32A,32Bは、輝度むらを抑制するため、後記する広がり角を予め設定された角度以上にする。
凹レンズ36は、拡大用レンズアレイ32Bに対向するように1個配置され、拡大用レンズアレイ32Bからの出射光を拡大するものである。
ここで、拡大用レンズアレイ32Aが表示パネル20の側に位置し、凹レンズ36が拡散板40の側に位置し、拡大用レンズアレイ32Bが拡大用レンズアレイ32Aと凹レンズ36との間に位置する。
The magnifying optical system 30 includes a pair of magnifying lens arrays 32A and 32B and a concave lens 36 as shown in FIG.
The magnifying lens arrays 32A and 32B are composed of element lenses 34 arranged two-dimensionally. Two magnifying lens arrays 32A and 32B are arranged so as to face each other. Further, in the magnifying lens arrays 32A and 32B, in order to suppress luminance unevenness, a divergence angle described later is set to be equal to or larger than a preset angle.
One concave lens 36 is arranged so as to face the magnifying lens array 32B, and expands the light emitted from the magnifying lens array 32B.
Here, the magnifying lens array 32A is located on the display panel 20 side, the concave lens 36 is located on the diffusing plate 40 side, and the magnifying lens array 32B is located between the magnifying lens array 32A and the concave lens 36. .

このような構成により、拡大光学系30は、被写体の正立等倍像βを拡大する正立拡大光学系として機能する。
なお、拡大光学系30として、「特開2000−284217号公報」に記載された正立変倍アレイレンズ装置を用いることもできる。
With such a configuration, the magnifying optical system 30 functions as an erecting magnifying optical system that magnifies the erecting equal-magnification image β of the subject.
In addition, as the magnifying optical system 30, an erecting variable magnification array lens device described in "JP 2000-284217 A" can also be used.

図1に戻り、立体映像表示装置1の構成について、説明を続ける。
拡散板40は、拡大光学系30からの分割立体映像を結合することで、立体映像を多画素化するものである。この拡散板40は、後記する作動距離が予め設定された距離以上となるように、拡大光学系30(凹レンズ36)の結像位置に1個配置される。また、拡散板40は、後記する拡散角を、予め設定された角度以上とする。例えば、拡散板40としては、拡大光学系30からの出射光を拡散させるホログラフィックディフューザがあげられる。
なお、多画素化とは、IP立体カメラで撮影された立体映像の画素数を増加させることを言う。
Returning to FIG. 1, the description of the configuration of the stereoscopic video display device 1 will be continued.
The diffuser plate 40 joins the divided stereoscopic video from the magnifying optical system 30 to increase the number of pixels of the stereoscopic video. One diffusing plate 40 is disposed at the imaging position of the magnifying optical system 30 (concave lens 36) so that the working distance described later is equal to or greater than a preset distance. Further, the diffusion plate 40 sets a diffusion angle described later to be equal to or larger than a preset angle. For example, examples of the diffusing plate 40 include a holographic diffuser that diffuses light emitted from the magnifying optical system 30.
Note that the increase in the number of pixels refers to increasing the number of pixels of a stereoscopic video captured by an IP stereoscopic camera.

表示用レンズアレイ50は、2次元に配列された要素レンズ52で構成され、拡散板40で多画素化された立体映像を立体表示するものである。例えば、表示用レンズアレイ50は、表示用レンズアレイ50の焦点距離に拡散板40が位置するように、1個配置される。   The display lens array 50 is configured by two-dimensionally arranged element lenses 52, and three-dimensionally displays a three-dimensional image having a plurality of pixels by the diffusion plate 40. For example, one display lens array 50 is arranged so that the diffusion plate 40 is positioned at the focal length of the display lens array 50.

<バックライトの指向性>
図3を参照し、バックライト10の指向性について、説明する。
バックライト10は、拡大光学系30のクロストークを少なくするために、指向性を高くする必要がある。図3のように、バックライト10の指向性は、直線L1と、拡大用要素レンズ32Aの光軸L2とのなす角θ以下であればよい。この直線L1は、拡大用要素レンズ32Aで入射面側のレンズ中心Cと、出射面側のレンズ外縁Oとを結んだものである。例えば、バックライト10の指向性は、10°以下である。このようにして、バックライト10は、拡大用レンズアレイ32A,32Bにおいて隣接する要素レンズ34への迷光を抑え、クロストークを減少させることができる。
<Direction of backlight>
The directivity of the backlight 10 will be described with reference to FIG.
The backlight 10 needs to have high directivity in order to reduce the crosstalk of the magnifying optical system 30. As shown in FIG. 3, the directivity of the backlight 10 may be equal to or smaller than the angle θ formed by the straight line L1 and the optical axis L2 of the magnifying element lens 32A. This straight line L1 is formed by connecting the lens center C on the incident surface side and the lens outer edge O on the output surface side in the magnifying element lens 32A. For example, the directivity of the backlight 10 is 10 ° or less. In this way, the backlight 10 can suppress stray light to the adjacent element lenses 34 in the magnifying lens arrays 32A and 32B and reduce crosstalk.

<立体映像の拡大>
図4を参照し、立体映像表示装置1における立体映像の拡大について、説明する。
図4(a)のように、拡大用レンズアレイ32A,32Bは、拡大用レンズアレイ32A,32Bの間に表示パネル20の光が集光される位置を中心として、被写体90の反対側に被写体90の正立等倍像92を形成する。そこで、図4(b)のように、拡大用レンズアレイ32Bの側に凹レンズ36を配置する。すると、凹レンズ36は、被写体90を拡大して、被写体90の正立拡大像94を形成できる。
<Enlargement of stereoscopic images>
With reference to FIG. 4, the expansion of the stereoscopic video in the stereoscopic video display device 1 will be described.
As shown in FIG. 4A, the magnifying lens arrays 32A and 32B have a subject on the opposite side of the subject 90 around the position where the light of the display panel 20 is condensed between the magnifying lens arrays 32A and 32B. 90 erecting equal-magnification images 92 are formed. Therefore, as shown in FIG. 4B, a concave lens 36 is arranged on the side of the magnifying lens array 32B. Then, the concave lens 36 can enlarge the subject 90 and form an upright enlarged image 94 of the subject 90.

従って、図4(c)及び(d)のように、拡大光学系30は、表示パネル20の表示画面22から出射された分割立体映像を、表示パネル20のベゼル部分24が表示されないように拡大し、拡散板40の位置に結像させる。このとき、拡散板40では、ある拡大光学系30で拡大された分割立体映像と、隣接する他の拡大光学系30で拡大された分割立体映像との境界が一致する。このようにして、立体映像表示装置1は、拡大光学系30からの各分割立体映像を隙間なく結合させて、立体映像を多画素化できる。   Therefore, as shown in FIGS. 4C and 4D, the magnifying optical system 30 enlarges the divided stereoscopic image emitted from the display screen 22 of the display panel 20 so that the bezel portion 24 of the display panel 20 is not displayed. Then, an image is formed at the position of the diffusion plate 40. At this time, in the diffusing plate 40, the boundary between the divided stereoscopic image enlarged by a certain magnifying optical system 30 and the divided stereoscopic image enlarged by another adjacent magnifying optical system 30 coincide. In this manner, the stereoscopic image display apparatus 1 can combine the divided stereoscopic images from the magnifying optical system 30 without any gaps, thereby increasing the number of pixels of the stereoscopic image.

<輝度むらの抑制>
図5〜図7を参照し、立体映像表示装置1における輝度むらの抑制について、説明する。
図5には、輝度むらが発生している立体映像表示装置1を図示した。また、図5では、1個目の表示パネル20及び拡大光学系30を通過する光を実線矢印で図示し、2個目の表示パネル20及び拡大光学系30を通過する光を破線矢印で図示した。
<Suppression of uneven brightness>
With reference to FIGS. 5 to 7, suppression of luminance unevenness in the stereoscopic video display device 1 will be described.
FIG. 5 illustrates the stereoscopic video display device 1 in which uneven brightness occurs. Further, in FIG. 5, the light shown the light passing through the one first display panel 201 and the enlarging optical system 30 1 by solid arrows, passes through the two eyes of the display panel 20 2 and the magnifying optical system 30 2 Illustrated with dashed arrows.

図5のように、拡大光学系30,30の図面上側を通過する光は、拡散板40で図面上側に偏って拡散される。一方、拡大光学系30,30の図面下側を通過する光は、拡散板40で図面下側に偏って拡散される。このように、拡散板40で拡散された光は、位置によって異方性を持ち、輝度むらとなって表れる。そこで、立体映像表示装置1は、2種類の手法を組み合わせて、この輝度むらを抑制する。 As shown in FIG. 5, the light passing through the upper side of the magnifying optical systems 30 1 and 30 2 is diffused by the diffusion plate 40 while being biased toward the upper side of the drawing. On the other hand, the light passing through the lower side of the magnifying optical systems 30 1 and 30 2 is diffused by the diffusion plate 40 while being biased toward the lower side of the drawing. Thus, the light diffused by the diffusion plate 40 has anisotropy depending on the position, and appears as luminance unevenness. Therefore, the stereoscopic image display device 1 suppresses this luminance unevenness by combining two kinds of methods.

まず、1種類目の手法について説明する。
図6のように、作動距離WDを長くし、光の広がり角θを小さくすることで、輝度むらを抑制できる。本実施形態では、広がり角θを6.75°以下とした。さらに、拡大用レンズアレイ32A,32BのF値を6.4以上にすることで、作動距離WDを99mm以上とした。
First, the first method will be described.
As shown in FIG. 6, uneven brightness can be suppressed by increasing the working distance WD and decreasing the light spread angle θ. In the present embodiment, the spread angle θ is set to 6.75 ° or less. Furthermore, the working distance WD was set to 99 mm or more by setting the F value of the magnifying lens arrays 32A and 32B to 6.4 or more.

なお、作動距離WDとは、拡大光学系30から拡散板40までの距離のことである。より具体的には、作動距離WDは、拡大用レンズアレイ32Bにおける凹レンズ36側のレンズ面から、拡散板40における凹レンズ36側の平坦面までの距離である。
また、広がり角θとは、分割立体映像の光が広がる角度のことである。より具体的には、広がり角θは、拡大光学系30の光軸と、拡大光学系30で拡大された光線との角度である。
The working distance WD is a distance from the magnifying optical system 30 to the diffusion plate 40. More specifically, the working distance WD is a distance from the lens surface on the concave lens 36 side in the magnifying lens array 32B to the flat surface on the concave lens 36 side in the diffusion plate 40.
Further, the spread angle θ is an angle at which the light of the divided stereoscopic video spreads. More specifically, the spread angle θ is an angle between the optical axis of the magnifying optical system 30 and the light beam magnified by the magnifying optical system 30.

次に、2種類目の手法について説明する。
拡大光学系30,30で拡大された光は、拡大された方向を中心に拡散板40で拡散する。そこで、この拡散板40の拡散角φを大きくすることで、異方性を持つ光の拡散をある程度平滑化し、輝度むらを抑制できる。本実施形態では、拡散板40として、拡散角φが100°以上になるホログラフィックディフューザを用いた。
Next, the second type of method will be described.
The light magnified by the magnification optical systems 30 1 and 30 2 is diffused by the diffusion plate 40 around the magnified direction. Therefore, by increasing the diffusion angle φ of the diffusing plate 40, the diffusion of light having anisotropy can be smoothed to some extent and luminance unevenness can be suppressed. In the present embodiment, a holographic diffuser having a diffusion angle φ of 100 ° or more is used as the diffusion plate 40.

図6のように、拡散角φとは、拡散板40で光が拡散される角度のことである。より具体的には、拡散角φは、拡散板40における中心照度の半値を全角表示したものである(FWHM)。   As shown in FIG. 6, the diffusion angle φ is an angle at which light is diffused by the diffusion plate 40. More specifically, the diffusion angle φ is a full-width display of the half value of the central illuminance at the diffusion plate 40 (FWHM).

2種類の手法を組み合わせた結果、図7のように、拡大光学系30,30の図面上側を通過する光は、拡散板40で図面下側に拡散される。また、拡大光学系30,30の図面下側を通過する光は、拡散板40で図面上側に拡散される。このようにして、立体映像表示装置1は、輝度むらを抑制できる。 As a result of combining the two kinds of methods, as shown in FIG. 7, the light passing through the upper side of the magnifying optical systems 30 1 and 30 2 is diffused by the diffusion plate 40 to the lower side of the drawing. Further, the light passing through the lower side of the magnifying optical systems 30 1 and 30 2 is diffused by the diffusion plate 40 to the upper side of the drawing. In this way, the stereoscopic video display device 1 can suppress luminance unevenness.

[作用・効果]
以上説明したように、立体映像表示装置1は、立体映像を多画素化し、輝度むらを抑制できるので、IP立体映像の品質を向上させることができる。
さらに、立体映像表示装置1は、表示パネル20の個数に制限がないため、上限なく多画素化することが可能である。
さらに、立体映像表示装置1は、指向性の高いバックライト10を用いることで、拡大光学系30でのクロストークを減少させ、クロストークによる解像度劣化が発生せず、立体映像の画質劣化を抑制することができる。
[Action / Effect]
As described above, the stereoscopic video display device 1 can increase the quality of the IP stereoscopic video because the stereoscopic video can be multi-pixeled and luminance unevenness can be suppressed.
Furthermore, since the number of display panels 20 is not limited, the stereoscopic image display device 1 can be increased in number of pixels without an upper limit.
Furthermore, the stereoscopic image display apparatus 1 uses the backlight 10 with high directivity to reduce crosstalk in the magnifying optical system 30, so that resolution degradation due to crosstalk does not occur, and the degradation of stereoscopic image quality is suppressed. can do.

(第2実施形態)
図8を参照し、本願発明の第2実施形態に係る立体映像表示装置1Bの構成について、第1実施形態と異なる点を説明する。
立体映像表示装置1Bは、拡大光学系30に起因したレンズ歪みを補正する点が、第1実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
With reference to FIG. 8, differences from the first embodiment will be described regarding the configuration of the stereoscopic video display apparatus 1 </ b> B according to the second embodiment of the present invention.
The stereoscopic image display apparatus 1B is different from the first embodiment in that lens distortion caused by the magnifying optical system 30 is corrected.

立体映像表示装置1Bでレンズ歪みを補正する手順について、簡単に説明する。
図8のように、リファレンスシート42を拡散板40Bに取り付ける。また、表示用レンズアレイ50を立体映像表示装置1Bから取り外す(一点鎖線で図示)。そして、歪み補正装置(歪み補正手段)60は、後記するリファレンス画像に射影変換及びアフィン変換を施して、表示パネル20Bに出力する。このとき、観察者(不図示)が、レンズ歪みを補正できたか否かを目視で判定し、その判定結果を歪み補正装置60に入力する。
なお、立体映像表示装置1Bがレンズ歪みを補正する段階を「補正段階」と呼ぶ。
A procedure for correcting lens distortion in the stereoscopic image display apparatus 1B will be briefly described.
As shown in FIG. 8, the reference sheet 42 is attached to the diffusion plate 40B. Further, the display lens array 50 is detached from the stereoscopic image display device 1B (illustrated by a one-dot chain line). Then, the distortion correction device (distortion correction means) 60 performs projective transformation and affine transformation on a reference image described later, and outputs the result to the display panel 20B. At this time, an observer (not shown) visually determines whether or not lens distortion has been corrected, and inputs the determination result to the distortion correction device 60.
The stage in which the stereoscopic image display apparatus 1B corrects lens distortion is referred to as a “correction stage”.

レンズ歪みを補正した後、図9のように、拡散板40Bからリファレンスシート42を取り外し(一点鎖線で図示)、表示用レンズアレイ50を配置する。そして、歪み補正装置60は、入力された立体映像に射影変換及びアフィン変換を施して、表示パネル20Bに出力する。
このようにして、立体映像表示装置1Bは、レンズ歪みが補正された立体映像を表示することができる。
なお、レンズ歪みを補正した後、立体映像表示装置1Bが立体映像を表示する段階を「表示段階」と呼ぶ。
After correcting the lens distortion, as shown in FIG. 9, the reference sheet 42 is removed from the diffusion plate 40B (shown by a one-dot chain line), and the display lens array 50 is disposed. Then, the distortion correction device 60 performs projective transformation and affine transformation on the input stereoscopic video and outputs the result to the display panel 20B.
In this way, the stereoscopic video display device 1B can display a stereoscopic video with lens distortion corrected.
The stage in which the stereoscopic video display device 1B displays a stereoscopic video after correcting the lens distortion is referred to as a “display stage”.

[立体映像表示装置の構成]
立体映像表示装置1Bの構成について、第1実施形態と異なる点を説明する(適宜図8,図9参照)。
表示パネル20Bは、補正段階において、歪み補正装置60からリファレンス画像が入力され、入力されたリファレンス画像を表示する。ここで、全ての表示パネル20Bは、同一のリファレンス画像を表示する。このリファレンス画像は、所定のパターン、例えば、同一の直角三角形がメッシュ状に描かれた画像である。この他、リファレンス画像は、各要素レンズ52の中心を点で表したドットパターンが描かれてもよい。
表示段階では、表示パネル20Bは、第1実施形態と同様である。
[Configuration of stereoscopic display device]
The configuration of the stereoscopic video display device 1B will be described with respect to differences from the first embodiment (see FIGS. 8 and 9 as appropriate).
In the correction stage, the display panel 20B receives the reference image from the distortion correction device 60 and displays the input reference image. Here, all the display panels 20B display the same reference image. This reference image is an image in which a predetermined pattern, for example, the same right triangle is drawn in a mesh shape. In addition, the reference image may have a dot pattern in which the center of each element lens 52 is represented by a point.
At the display stage, the display panel 20B is the same as in the first embodiment.

拡散板40Bは、補正段階において、リファレンスシート42が出射面側(表示用レンズアレイ50の側)に取り付けられる。このリファレンスシート42は、リファレンス画像と同一パターンが描かれたシートである。ここで、リファレンスシート42に描かれた直角三角形又は点の数は、全ての表示パネル20Bに表示されたリファレンス画像の直角三角形又は点を合計した数と等しくなる。
なお、表示段階では、拡散板40Bは、第1実施形態と同様である。
In the diffusing plate 40B, the reference sheet 42 is attached to the emission surface side (the display lens array 50 side) at the correction stage. The reference sheet 42 is a sheet on which the same pattern as the reference image is drawn. Here, the number of right triangles or points drawn on the reference sheet 42 is equal to the total number of right triangles or points of the reference images displayed on all the display panels 20B.
In the display stage, the diffusion plate 40B is the same as that in the first embodiment.

歪み補正装置60は、補正段階において、予め設定された画像設定パラメータに基づいてリファレンス画像を生成し、生成したリファレンス画像を表示パネル20Bに出力するものである。また、歪み補正装置60は、リファレンス画像の立体像がリファレンスシート42に一致するように射影変換及びアフィン変換を施す。
なお、観察者が、リファレンス画像の立体像がリファレンスシート42に一致したか否かを目視で判定し、その判定結果を歪み補正装置60に入力することとする。
In the correction stage, the distortion correction device 60 generates a reference image based on preset image setting parameters, and outputs the generated reference image to the display panel 20B. In addition, the distortion correction device 60 performs projective transformation and affine transformation so that the stereoscopic image of the reference image matches the reference sheet 42.
It is assumed that the observer visually determines whether or not the three-dimensional image of the reference image matches the reference sheet 42 and inputs the determination result to the distortion correction device 60.

また、歪み補正装置60は、表示段階において、リファレンス画像の立体像をリファレンスシート42に一致させたときの射影変換行列及びアフィン変換行列を用いて、立体映像に射影変換及びアフィン変換を施し、レンズ歪みを補正する。   Further, the distortion correction device 60 performs projection transformation and affine transformation on the stereoscopic image using the projection transformation matrix and the affine transformation matrix when the stereoscopic image of the reference image is matched with the reference sheet 42 in the display stage, and the lens Correct distortion.

[歪み補正装置の構成]
図10を参照し、歪み補正装置60の構成について、説明する。
図10のように、歪み補正装置60は、リファレンス画像生成手段62と、射影変換手段64と、アフィン変換手段66と、制御手段68とを備える。
[Configuration of distortion correction device]
With reference to FIG. 10, the structure of the distortion correction apparatus 60 is demonstrated.
As illustrated in FIG. 10, the distortion correction apparatus 60 includes a reference image generation unit 62, a projective conversion unit 64, an affine conversion unit 66, and a control unit 68.

リファレンス画像生成手段62は、外部から画像設定パラメータが入力され、入力された画像設定パラメータに基づいて、リファレンス画像を生成するものである。この画像設定パラメータは、例えば、三角形メッシュの数や大きさといった、リファレンス画像の生成に必要なパラメータである。   The reference image generation means 62 is configured to receive an image setting parameter from outside and generate a reference image based on the input image setting parameter. This image setting parameter is a parameter necessary for generating a reference image, for example, the number and size of triangular meshes.

射影変換手段64は、リファレンス画像生成手段62からリファレンス画像が入力され、入力されたリファレンス画像の制御点がリファレンスシート42に一致するように、リファレンス画像を射影変換するものである。   The projective transformation means 64 receives the reference image from the reference image generation means 62 and performs projective transformation on the reference image so that the control points of the inputted reference image coincide with the reference sheet 42.

具体的には、射影変換手段64は、図11(a)のように、リファレンス画像の4隅を制御点Ptとして、リファレンス画像の制御点Ptがリファレンスシート42の4隅に一致するように平面射影変換する。
なお、図11では、リファレンス画像の三角形メッシュを破線で図示し、リファレンスシート42の三角形メッシュを実線で図示した。また、図11(a)では、リファレンス画像及びリファレンスシート42の右下部分のみを図示した。
Specifically, as shown in FIG. 11A, the projective transformation means 64 uses the four corners of the reference image as control points Pt, and the control points Pt of the reference image coincide with the four corners of the reference sheet 42. Projective transformation.
In FIG. 11, the triangular mesh of the reference image is illustrated by a broken line, and the triangular mesh of the reference sheet 42 is illustrated by a solid line. Further, in FIG. 11A, only the lower right portion of the reference image and the reference sheet 42 is illustrated.

アフィン変換手段66は、射影変換手段64からリファレンス画像が入力され、入力されたリファレンス画像とリファレンスシート42との三角形メッシュが一致するように、リファレンス画像をアフィン変換するものである。   The affine transformation unit 66 receives the reference image from the projection transformation unit 64 and affine transforms the reference image so that the input reference image and the triangular mesh of the reference sheet 42 coincide.

具体的には、アフィン変換手段66は、図11(b)のように、リファレンス画像の各三角形メッシュの頂点を制御点Ptとして、全ての三角形メッシュで個別にアフィン変換を施す。
なお、図11(b)では、制御点Pt、リファレンス画像及びリファレンスシート42の三角形メッシュの一部のみを図示した。
Specifically, as shown in FIG. 11B, the affine transformation means 66 performs affine transformation individually on all the triangular meshes with the vertex of each triangular mesh of the reference image as the control point Pt.
In FIG. 11B, only a part of the control point Pt, the reference image, and the triangular mesh of the reference sheet 42 are illustrated.

制御手段68は、観察者から判定結果が入力され、入力された判定結果に基づいて、射影変換手段64及びアフィン変換手段66に指令するものである。この制御手段68による指令は、歪み補正装置60の動作で説明する。   The control means 68 inputs a determination result from the observer and instructs the projection conversion means 64 and the affine conversion means 66 based on the input determination result. The command by the control means 68 will be described in the operation of the distortion correction device 60.

ここで、制御手段68は、図示を省略したマウス、キーボードを観察者が操作することで、判定結果が入力される。
観察者は、リファレンス画像の立体像がリファレンスシート42に一致した場合、制御手段68に“一致”を入力する。
また、観察者は、リファレンス画像の立体像がリファレンスシート42に一致していない場合、制御手段68に“不一致”を入力する。
Here, the control unit 68 inputs a determination result by an observer operating a mouse and a keyboard (not shown).
When the stereoscopic image of the reference image matches the reference sheet 42, the observer inputs “match” to the control means 68.
In addition, when the stereoscopic image of the reference image does not match the reference sheet 42, the observer inputs “mismatch” to the control unit 68.

[歪み補正装置の動作]
<補正段階>
図12を参照し、歪み補正装置60における補正段階及び表示段階の動作を順に説明する(適宜図10参照)。
図12(a)のように、リファレンス画像生成手段62は、画像設定パラメータに基づいて、リファレンス画像を生成する(ステップS1)。
射影変換手段64は、ステップS1で生成したリファレンス画像の4隅を制御点Ptとして、リファレンス画像の制御点Ptがリファレンスシート42の4隅に一致するように射影変換する(ステップS2)。
[Operation of distortion corrector]
<Correction stage>
With reference to FIG. 12, the operations of the correction stage and the display stage in the distortion correction apparatus 60 will be described in order (see FIG. 10 as appropriate).
As shown in FIG. 12A, the reference image generation unit 62 generates a reference image based on the image setting parameter (step S1).
The projective transformation means 64 performs projective transformation with the four corners of the reference image generated in step S1 as control points Pt so that the control points Pt of the reference image coincide with the four corners of the reference sheet 42 (step S2).

アフィン変換手段66は、ステップS2で射影変換したリファレンス画像の各三角形メッシュの頂点を制御点Ptとして、全ての三角形メッシュがリファレンスシート42の三角形メッシュに一致するように、アフィン変換する(ステップS3)。
アフィン変換手段66は、ステップS3でアフィン変換したリファレンス画像を表示パネル20Bに出力する(ステップS4)。
The affine transformation means 66 performs affine transformation so that all the triangular meshes coincide with the triangular meshes of the reference sheet 42 using the vertices of the triangular meshes of the reference image projectively transformed in step S2 as control points Pt (step S3). .
The affine transformation means 66 outputs the reference image affine transformed in step S3 to the display panel 20B (step S4).

観察者は、表示パネル20Bに出力されたリファレンス画像が、リファレンスシート42に一致したか否かを目視で判定する。そして、観察者は、その判定結果を制御手段68に入力する。
制御手段68は、観察者から入力された判定結果が“一致”であるか“不一致”であるかを判定する(ステップS5)。
The observer visually determines whether or not the reference image output to the display panel 20B matches the reference sheet 42. Then, the observer inputs the determination result to the control means 68.
The control means 68 determines whether the determination result input from the observer is “match” or “mismatch” (step S5).

判定結果が“一致”の場合(ステップS5でYes)は、制御手段68は、射影変換手段64及びアフィン変換手段66にステップS6の実行を指令する。
射影変換手段64は、ステップS2で射影変換したときの射影変換行列を、図示を省略したメモリに記憶する。
アフィン変換手段66は、ステップS3でアフィン変換したときのアフィン変換行列を、図示を省略したメモリに記憶し(ステップS6)、補正段階の処理を終了する。
When the determination result is “match” (Yes in step S5), the control unit 68 instructs the projection conversion unit 64 and the affine conversion unit 66 to execute step S6.
The projective transformation means 64 stores the projective transformation matrix when the projective transformation is performed in step S2 in a memory not shown.
The affine transformation means 66 stores the affine transformation matrix when the affine transformation is performed in step S3 in a memory (not shown) (step S6), and ends the correction stage processing.

判定結果が“不一致”の場合(ステップS5でNo)は、制御手段68は、射影変換手段64及びアフィン変換手段66にステップS7の実行を指令する。
射影変換手段64は、ステップS2で射影変換したときの射影変換行列を予め設定された値だけ変更する。
アフィン変換手段66は、ステップS3でアフィン変換したときのアフィン変換行列を予め設定された値だけ変更し(ステップS7)、ステップS2の処理に戻る。
つまり、判定結果が“一致”になるまで、射影変換手段64及びアフィン変換手段66は、メモリに記憶された射影変換行列及びアフィン変換行列を変更しながら、リファレンス画像に繰り返し射影変換及びアフィン変換を施す。
When the determination result is “mismatch” (No in step S5), the control unit 68 instructs the projection conversion unit 64 and the affine conversion unit 66 to execute step S7.
The projective transformation means 64 changes the projective transformation matrix when the projective transformation is performed in step S2 by a preset value.
The affine transformation means 66 changes the affine transformation matrix when the affine transformation is performed in step S3 by a preset value (step S7), and returns to the processing in step S2.
That is, until the determination result is “match”, the projective transformation unit 64 and the affine transformation unit 66 repeatedly perform the projective transformation and the affine transformation on the reference image while changing the projection transformation matrix and the affine transformation matrix stored in the memory. Apply.

<表示段階>
図12(b)のように、射影変換手段64は、外部から立体映像が入力される(ステップS10)。
射影変換手段64は、ステップS10で入力された立体映像に、ステップS6で記憶した射影変換行列を用いて、射影変換を施す(ステップS11)。
<Display stage>
As shown in FIG. 12B, the projection conversion means 64 receives a stereoscopic video from the outside (step S10).
The projective transformation means 64 performs projective transformation on the stereoscopic video input in step S10 using the projective transformation matrix stored in step S6 (step S11).

アフィン変換手段66は、ステップS11で射影変換した立体映像に、ステップS6で記憶したアフィン変換行列を用いて、アフィン変換を施す(ステップS12)。
アフィン変換手段66は、ステップS12でアフィン変換した立体映像を表示パネル20Bに出力する(ステップS13)。
このようにして、歪み補正装置60は、レンズ歪みが補正された立体映像を表示することができる
The affine transformation means 66 performs affine transformation on the stereoscopic video obtained by projective transformation in step S11 using the affine transformation matrix stored in step S6 (step S12).
The affine transformation means 66 outputs the 3D image affine transformed in step S12 to the display panel 20B (step S13).
In this way, the distortion correction device 60 can display a stereoscopic image in which lens distortion is corrected.

なお、レンズ歪みの補正方法は、下記の参考文献1に記載されているため、これ以上の説明を省略する。
参考文献1:岡市、日浦、三浦、洗井:“歪み補正手法を用いた複数のプロジェクタによるインテグラル立体映像表示,”映情学年次大,11-5(2013)
Since the lens distortion correction method is described in Reference Document 1 below, further explanation is omitted.
Reference 1: Oka City, Hiura, Miura, Senrai: “Integral 3D image display by multiple projectors using distortion correction method,” Eiji University of Science, 11-5 (2013)

[作用・効果]
以上説明したように、立体映像表示装置1Bは、第1実施形態と同様の効果に加え、射影変換とアフィン変換とを組み合わせて、レンズ歪みを補正することができる。これによって、立体映像表示装置1Bは、拡大像を精緻に補正し、複数の拡大像を正確に結合することができる。
[Action / Effect]
As described above, the stereoscopic video display apparatus 1B can correct lens distortion by combining projective transformation and affine transformation in addition to the same effects as those of the first embodiment. Accordingly, the stereoscopic video display device 1B can accurately correct the enlarged image and accurately combine the plurality of enlarged images.

以上、本願発明の各実施形態を詳述してきたが、本願発明は前記した実施形態に限られるものではなく、本願発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
前記した各実施形態では、立体映像表示装置がIP方式の立体映像を表示することとして説明したが、これに限定されない。例えば、立体映像表示装置は、2眼方式の立体映像を表示してもよい。
As mentioned above, although each embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to above-described embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are also included.
In each of the above-described embodiments, the stereoscopic video display device has been described as displaying IP stereoscopic video. However, the present invention is not limited to this. For example, the stereoscopic video display device may display a binocular stereoscopic video.

以下、図1、図13〜図15を参照し、本願発明の実施例について説明する。
第1実施形態と同様、立体映像表示装置1は、4個のバックライト10、表示パネル20及び拡大光学系30と、1個の拡散板40及び表示用レンズアレイ50を備える構成とした。この構成で作動距離及び拡散角が異なる2種類の立体映像表示装置1を準備した。以下、輝度むらを抑制した立体映像表示装置1を実施例とし、輝度むらが発生した立体映像表示装置1を比較例として説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 13 to 15.
Similar to the first embodiment, the stereoscopic image display device 1 is configured to include four backlights 10, the display panel 20, the magnifying optical system 30, one diffusion plate 40, and a display lens array 50. Two types of stereoscopic image display devices 1 having different working distances and diffusion angles in this configuration were prepared. Hereinafter, a stereoscopic video display device 1 in which uneven luminance is suppressed will be described as an example, and the stereoscopic video display device 1 in which uneven luminance has occurred will be described as a comparative example.

実施例では、拡大光学系30の広がり角θが6.75°であり、作動距離WDが99.0mmであった。また、実施例では、表示画面22の幅が106.56mmであり、拡大光学系30の拡大率が1.22倍であった。また、実施例では、拡散板40の拡散角が100°であった。   In the example, the divergence angle θ of the magnifying optical system 30 was 6.75 °, and the working distance WD was 99.0 mm. In the example, the width of the display screen 22 was 106.56 mm, and the magnification ratio of the magnification optical system 30 was 1.22 times. In the example, the diffusion angle of the diffusion plate 40 was 100 °.

比較例では、拡大光学系30の広がり角θが29.4°であり、作動距離WDが20.8mmであった。また、比較例では、表示画面22の幅及び拡大光学系30の拡大率が実施例と同じであった。また、比較例では、拡散板40の拡散角が60°であった。   In the comparative example, the expansion angle θ of the magnifying optical system 30 was 29.4 °, and the working distance WD was 20.8 mm. In the comparative example, the width of the display screen 22 and the magnification ratio of the magnification optical system 30 were the same as those in the example. In the comparative example, the diffusion angle of the diffusion plate 40 was 60 °.

そして、実施例及び比較例の立体映像表示装置1に全面白色の分割立体映像を入力し、立体映像を表示させた。この状態で輝度むらを視認すると共に、輝度むら指標値を算出した。この輝度むら指標値は、後記する輝度グラフの最大輝度max及び最小輝度minを用いて、下記の式(1)で表される。つまり、輝度むら指標値が大きくなる程、輝度むらが大きくなる。
輝度むら指標値=(max−min)/(max+min) …式(1)
Then, the entire white divided stereoscopic video was input to the stereoscopic video display devices 1 of the example and the comparative example, and the stereoscopic video was displayed. In this state, the brightness unevenness was visually recognized, and the brightness unevenness index value was calculated. This luminance unevenness index value is expressed by the following formula (1) using a maximum luminance max and a minimum luminance min of a luminance graph described later. That is, as the luminance unevenness index value increases, the luminance unevenness increases.
Brightness unevenness index value = (max−min) / (max + min) (1)

図13(a)のように、右方向から観察した場合、比較例では、画面左側が見えなくなると共に、画面中央に位置する分割立体映像の結合部分が暗くなった。また、図13(a)の水平線における輝度グラフを図13(b)に図示した。輝度グラフは、縦軸が256階調の輝度値を表し、横軸が水平線上での位置を表す。この図13(b)からも、比較例では、画面左側と画面中央の結合部分で輝度が低下したことがわかった。そして、比較例では、輝度むら指標値が0.94となった。   As shown in FIG. 13A, when viewed from the right direction, in the comparative example, the left side of the screen is not visible, and the combined portion of the divided stereoscopic images located in the center of the screen is dark. Moreover, the luminance graph in the horizontal line of Fig.13 (a) was illustrated in FIG.13 (b). In the luminance graph, the vertical axis represents the luminance value of 256 gradations, and the horizontal axis represents the position on the horizontal line. From FIG. 13B as well, in the comparative example, it was found that the luminance decreased at the joint portion between the left side of the screen and the center of the screen. In the comparative example, the luminance unevenness index value was 0.94.

図13(c)のように、右方向から観察した場合、実施例では、画面左側が多少暗くなるが、画面中央の結合部分では暗くならなかった。また、図13(c)の水平線における輝度グラフを図13(d)に図示した。この図13(d)からも、実施例では、画面全体で輝度むらが少ないことがわかった。そして、実施例では、輝度むら指標値が0.44となった。   When observed from the right direction as shown in FIG. 13C, in the example, the left side of the screen is somewhat dark, but it is not dark at the joint portion at the center of the screen. Moreover, the luminance graph in the horizontal line of FIG.13 (c) was illustrated in FIG.13 (d). Also from FIG. 13D, it was found that in the example, the luminance unevenness was small over the entire screen. In the example, the luminance unevenness index value is 0.44.

図14(a)のように、正面方向から観察した場合、比較例では、画面両端が見えなくなると共に、画面中央の結合部分が暗くなった。また、図14(a)の水平線における輝度グラフを図14(b)に図示した。この図14(b)からも、比較例では、画面両端と画面中央の結合部分で輝度が低下したことがわかった。そして、比較例では、輝度むら指標値が0.81となった。   As shown in FIG. 14A, when observed from the front direction, in the comparative example, both ends of the screen became invisible and the joint portion at the center of the screen became dark. Moreover, the luminance graph in the horizontal line of Fig.14 (a) was illustrated in FIG.14 (b). Also from FIG. 14B, it was found that in the comparative example, the luminance was reduced at the joint between the both ends of the screen and the center of the screen. In the comparative example, the luminance unevenness index value was 0.81.

図14(c)のように、正面方向から観察した場合、実施例では、画面両端が多少暗くなるが、画面中央の結合部分では暗くならなかった。また、図14(c)の水平線における輝度グラフを図14(d)に図示した。この図14(d)からも、実施例では、画面全体で輝度むらが少ないことがわかった。そして、実施例では、輝度むら指標値が0.46となった。   As shown in FIG. 14C, when observed from the front direction, both ends of the screen are slightly darkened in the embodiment, but are not darkened at the joint portion at the center of the screen. Moreover, the luminance graph in the horizontal line of FIG.14 (c) was illustrated in FIG.14 (d). Also from FIG. 14D, it was found that there was little luminance unevenness in the entire screen in the example. In the example, the luminance unevenness index value is 0.46.

図15(a)のように、左方向から観察した場合、比較例では、画面右側が見えなくなると共に、画面中央の結合部分が暗くなった。また、図15(a)の水平線における輝度グラフを図15(b)に図示した。この図15(b)からも、比較例では、画面右側と画面中央の結合部分で輝度が低下したことがわかった。そして、比較例では、輝度むら指標値が0.94となった。   When observed from the left direction as shown in FIG. 15A, in the comparative example, the right side of the screen became invisible and the joint portion at the center of the screen became dark. Further, FIG. 15B shows a luminance graph on the horizontal line in FIG. Also from FIG. 15B, it was found that in the comparative example, the luminance was reduced at the joint portion between the right side of the screen and the center of the screen. In the comparative example, the luminance unevenness index value was 0.94.

図15(c)のように、左方向から観察した場合、実施例では、画面全体が多少暗くなった。また、図15(c)の水平線における輝度グラフを図15(d)に図示した。この図15(d)からも、実施例では、画面全体で輝度むらが少ないことがわかった。そして、実施例では、輝度むら指標値が0.55となった。
以上のように、実施例は、比較例と比べて、輝度むら指標値が約半分になることから、輝度むらを抑制できることがわかった。
As shown in FIG. 15C, when observed from the left direction, in the example, the entire screen was somewhat darkened. Moreover, the luminance graph in the horizontal line of FIG.15 (c) was illustrated in FIG.15 (d). Also from FIG. 15D, it was found that in the example, the luminance unevenness was small over the entire screen. In the example, the luminance unevenness index value is 0.55.
As described above, it was found that the brightness unevenness can be suppressed in the example because the brightness unevenness index value is about half that of the comparative example.

1,1B 立体映像表示装置
10 バックライト
20,20B 表示パネル
30 拡大光学系
40,40B 拡散板
42 リファレンスシート
50 表示用レンズアレイ
60 歪み補正装置(歪み補正手段)
62 リファレンス画像出力手段
64 射影変換手段
66 アフィン変換手段
68 制御手段
1,1B stereoscopic image display device 10 backlight 20, 20B display panel 30 magnifying optical system 40, 40B diffuser plate 42 reference sheet 50 display lens array 60 distortion correction device (distortion correction means)
62 Reference image output means 64 Projective transformation means 66 Affine transformation means 68 Control means

Claims (3)

立体映像を多画素化して立体表示する立体映像表示装置であって、
同一平面上に複数配置され、前記立体映像が分割された分割立体映像のそれぞれを表示する表示パネルと、
前記表示パネルに対応して配置され、対応する当該表示パネルの枠が表示されないように、当該表示パネルで表示された分割立体映像のそれぞれを拡大する拡大光学系と、
前記拡大光学系からの分割立体映像を結合することで、前記立体映像を多画素化する拡散板と、を備え、
前記拡大光学系は、前記分割立体映像の光が広がる角度を表す広がり角が、輝度むらを抑制できるように予め設定した角度以下であり、
前記拡散板は、前記立体映像の光が拡散される角度を表す拡散角が、前記輝度むらを抑制できるように予め設定した角度以上であり、
前記拡大光学系から前記拡散板までの作動距離が、前記輝度むらを抑制できるように予め設定した距離以上であることを特徴とする立体映像表示装置。
A stereoscopic image display device for stereoscopically displaying a stereoscopic image by increasing the number of pixels,
A plurality of display panels arranged on the same plane and displaying each of the divided stereoscopic images obtained by dividing the stereoscopic images;
An enlarged optical system that is arranged corresponding to the display panel and that enlarges each of the divided stereoscopic images displayed on the display panel so that the corresponding frame of the display panel is not displayed;
A diffusion plate for combining the three-dimensional video from the magnifying optical system to increase the number of pixels of the three-dimensional video,
In the magnifying optical system, a spread angle that represents an angle at which the light of the divided stereoscopic image spreads is equal to or smaller than a preset angle so that luminance unevenness can be suppressed,
The diffusion plate has a diffusion angle representing an angle at which the light of the stereoscopic image is diffused is an angle set in advance so as to suppress the luminance unevenness,
A stereoscopic image display device, wherein a working distance from the magnifying optical system to the diffusion plate is equal to or greater than a preset distance so as to suppress the luminance unevenness.
前記表示パネルに対応して配置され、前記表示パネルに光を照射するバックライトと、
要素レンズが2次元に配列され、前記拡散板で多画素化された立体映像を立体表示する表示用レンズアレイと、をさらに備え、
前記表示パネルは、インテグラルフォトグラフィ方式の前記分割立体映像をそれぞれ表示し、
前記拡大光学系は、前記表示パネルに対応して配置された、要素レンズを2次元に配列した拡大用レンズアレイの組を有し、
前記バックライトは、照射する前記光の指向性が、前記表示パネルの側に位置する前記拡大用レンズアレイの要素レンズにおける入射面側のレンズ中心と出射面側のレンズ外縁とを結ぶ直線と、当該拡大用要素レンズの光軸とのなす角以下であることを特徴とする請求項1に記載の立体映像表示装置。
A backlight that is arranged corresponding to the display panel and irradiates the display panel with light;
A display lens array in which element lenses are two-dimensionally arranged and three-dimensionally display a three-dimensional image with a plurality of pixels on the diffusion plate;
The display panel displays the divided stereoscopic video of the integral photography system,
The magnifying optical system has a set of magnifying lens arrays arranged corresponding to the display panel and in which element lenses are two-dimensionally arranged,
The backlight has a directivity of the light to be irradiated, a straight line connecting the lens center on the incident surface side and the outer edge of the lens on the output surface side in the element lens of the magnifying lens array located on the display panel side, and The stereoscopic image display device according to claim 1, wherein the stereoscopic image display device has an angle less than or equal to an optical axis of the magnification element lens.
前記拡大光学系は、前記広がり角が6.75°以下であり、
前記拡散板は、前記拡散角が100°以上であり、
前記作動距離は、99mm以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2に立体映像表示装置。
The magnifying optical system has the divergence angle of 6.75 ° or less,
The diffusion plate has a diffusion angle of 100 ° or more,
The stereoscopic image display apparatus according to claim 1, wherein the working distance is 99 mm or more.
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