JP2820496B2 - 立体投影型ディスプレイ方法 - Google Patents

立体投影型ディスプレイ方法

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JP2820496B2
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  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この装置は、立体を必要とする分野,立体テレビ,立
体ビデオ,遠隔地間で相互に通信する立体テレビ電話,
眼鏡店,床屋,衣類の販売店等で、自分の姿を確認する
ために使用する装置等に使用可能な立体投影型ディスプ
レイ方法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、3次元画像を表示する手段は、偏光眼鏡または
時分割シャッタ眼鏡を使用し、ディスプレイ上にフィー
ルド毎に表示された映像と同期して左目,右目に入射す
る映像信号を選択することによっていた。この方法で
は、眼鏡が不可欠で煩わしいだけでなく、相互に観察者
の姿を見ながら会話するテレビ電話では眼鏡を掛けた相
手の映像が表示されるため、自然性が著しく損なわれる
欠点があった。
これを解決するために、眼鏡を用いずに3次元画像を
表示するレンティキュラレンズ方式が提案されている
(大越孝敬:三次元画像工学,産業図書)。
第4図はその構成を示す図である。異なる4方向から
のカメラ3(3−1,3−2,3−3,3−4)の出力を4台の
撮像用のプロジェクタ2(2−1,2−2,2−3,2−4)に
入力させてレンティキュラレンズシート1に向けて投影
し、レンティキュラレンズシート1は透過型スクリーン
を使用しているので、レンティキュラレンズシート1を
挟んでプロジェクタ2と観察者Mは反対側に位置するこ
とになる。なお、Oは対象物を示す。
第5図は立体に見える原理を示したもので、異なる4
方向の画像をプロジェクタ2でレンティキュラレンズシ
ート1に向けて投影する。レンティキュラレンズシート
1は2枚のレンティキュラレンズシート1A,1Bを張り合
せて、その間に拡散層4を設けてある。拡散層4の位置
はレンティキュラレンズシート1の概ね焦点面になるよ
うにしてある。レンティキュラレンズシート1の特徴
は、投影した像がプロジェクタ2でレンティキュラレン
ズシート1に投影した距離と同じ距離に、投影したその
ままの像が再現されることである。プロジェクタ2を両
眼間隔に並べてあると再現像5(5−1,5−2,5−3,5−
4)も観察距離で両眼間隔に再現される。その位置に観
察者Mがいると、第5図の例ではプロジェクタ2−2,2
−3の像を見ている。投影された再現像5−2と5−3
に映像視差があるので、観察者Mは立体像を見ることが
できる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記に示す従来型の投影タイプは、拡大率に応じて画
像が暗くなる問題がある。2次元像を再現する場合は、
その問題を解決する手段として、第6図(a),(b)
に示すような画像の繋ぎ合わせで、投影する画像を分割
して、複数のプロジェクタ2を用いて明るくする手段を
取っている。投影像は透過型の拡散スクリーン6で拡散
されるため、観察者Mは画像全体を見ることができる。
一方、レンティキュラレンズシート1を用いた立体表示
の場合は、投影された画像がレンティキュラレンズシー
ト1を通ると、その画像は指向性を持って観察者Mの方
に進む。そのため、全投影器による全体像の一部しか見
えず、大部分は各投影像が重なって見えるという問題点
があった。すなわち、立体像の場合には単にプロジェク
タ2を増加させただけでは不可であった。
この発明は、上記の問題点を解決し、眼鏡を使用せ
ず、明るい画像で安定した立体像の確保を可能とする立
体投影型ディスプレイ方法を提供することを目的とす
る。
〔課題を解決するための手段〕
この発明にかかる立体投影型ディスプレイ方法は、水
平方向に並べたM個のカメラと、M個のカメラの各入力
画像を水平方向にp個、垂直方向にq個の画像に分割
し、分割された1つの画像を1台のプロジェクタにそれ
ぞれ対応させ、M個のカメラの入力画像の分割された内
の同一の位置のものを1つのグループG(p,q)とし、
グループG(p,q)のM個の画像を水平方向に並べたM
個のプロジェクタに対応させ、水平方向に並んだ隣り合
うグループの位置をプロジェクタの投影距離でレンティ
キュラレンズシートのメインローブを第1サイドローブ
の間隔に合わせ、各グループの投影器をレンティキュラ
レンズシートに向けて投影するようにしたものである。
さらに、レンティキュラレンズシートを2枚張り合わ
せたダブルレンティキュラレンズシートを使用する場合
に、第1のレンティキュラレンズシートと第2のレンテ
ィキュラレンズシートに対して異なる焦点距離、異なる
ピッチのものを用いるものである。
〔作用〕
この発明においては、複数個のカメラで撮影された画
像はそれぞれ分割され、分割された画像はそれぞれのプ
ロジェクタから所定の条件を満たすようにして投影さ
れ、レンティキュラレンズシートを介して観察者に立体
像を与える。
レンティキュラレンズシートとして2枚のレンティキ
ュラレンズシートを合わせたダブルレンティキュラレン
ズシートを使用し、その焦点距離とピッチを変えること
で投影距離と観察距離の自由度が増す。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例を示す斜視図である。4
個のカメラ(図示せず)を使用して、その1つのカメラ
入力を4分割して、その最小に分割した画像に1台のプ
ロジェクタをあてがう。プロジェクタの全台数として
は、4(カメラの方向数)×4(分割数)=16台のプロ
ジェクタを使用することになる。各カメラの画像は、こ
の例では4分割されるが、左上,右上,左下,右下をそ
れぞれ(1),(2),(3),(4)の位置とし、各
カメラの分割画像の同一の位置を担当するプロジェクタ
を1つの群としてプロジェクタ群8を一般的に表現する
とG(p,q)となる。1つのカメラ3の入力は、図中の
各プロジェクタ群G(1,1),G(1,2),G(2,1),G(2,
2)の(1)の位置で4分割して投影されている。プロ
ジェクタ群G(1,1),G(1,2),G(2,1),G(2,2)の繋
ぎ合わせ投影で全体図を表現する。この原理を第2図に
示す。
第2図(a)はこの明細書で使用する言葉の定義を説
明する図であり、レンティキュラレンズシート11を単レ
ンズに置き換えて示したもので、交点9から射出した光
は光点9の真上のレンズを通るものを主ローブ、その左
右のレンズを通るものを第1ローブ、さらにその左右を
通るものを第2ローブとする。
第2図(b)は4方向からの画像を各4分割して表し
て、レンティキュラレンズシート11,11′を通して分割
された画像を1つに繋ぎ合わせて4方向の画像に変換す
るものである。第2図(b)は、第1図の4分割の内、
上部の2分割のものを示している。プロジェクタの投影
画角をθとし、プロジェクタ群G(1,1)の(4)の位
置投影画角θの最大を線(光線)13,13′で表し、同様
にプロジェクタ群G(1,2)の(4)の位置投影画角θ
の最大を線(光線)14,14′で表している。プロジェク
タ群G(1,1)の(4)の位置とプロジェクタ群G(1,
2)の(4)の位置で投影した像の繋ぎ目である端部12
は、前記2台のプロジェクタから投影された画像の端部
を表しており、端部12を通る光線13,14は主ローブ(真
下にないが特に定義だけの問題である)と第1ローブの
関係にあるようにする。投影サイズと投影画角θが決ま
れば、前記の条件を満足するようにレンティキュラレン
ズシート11のレンズの焦点距離とピッチを決めればよ
い。
具体的には、第2図(c)から求めることができる。
投影画角をθ、投影サイズをW、レンティキュラレンズ
シート11の焦点距離をf,ピッチをPとしたとき、 P/2:f=W/2:W/2tan(θ/2) の式より求めることができる。
また、レンティキュラレンズシート11′の設計におい
て、観察者Mの立体視域10を設定すれば、レンティキュ
ラレンズシート11′の主ローブと第1サイドローブ(例
えば光線15,16)が観察距離Sでの立体視域10の幅Zに
なるようにレンズのピッチP′と焦点距離f′を求めれ
ばよい。具体的には、第2図(c)から以下の式を満足
すればよい。
S:Z=f′:P′ レンティキュラレンズシート11と11′との焦点距離f,
f′およびピッチP,P′は異なる値を用いても良い。異な
る焦点距離を用いることで、投影距離f,f′と観察距離
Sの設計に自由度が増す。第2図(b)において、観察
者Mは(3)と(4)の位置の画像を見て立体視を行っ
ている。
なお、上記の説明では、4方向の説明であったが、2
方向以上であれば幾つでもよい。さらに、画像分割を4
分割にしたが、2分割以上であれば全て適用できる。
第3図は反射型のレンティキュラレンズシート18を用
いた例である。レンティキュラレンズシート18の裏面に
は反射型拡散層17を設けてある。プロジェクタ群8とし
て、プロジェクタ群G(1,1)とG(1,2)との関係は第
2図の場合と同様に主ローブと第1ローブの関係を保つ
ようにレンズの焦点距離とピッチを決める。この場合図
示はしてないが、観察者Mの立体視の見る位置は、概ね
投影位置と同じ距離から見ることになる。
〔発明の効果〕
この発明は、以上説明したように、水平方向に並べた
M個のカメラと、M個のカメラの各入力画像を水平方向
にp個、垂直方法にq個の画像に分割し、分割された1
つの画像を1台の映像プロジェクタにそれぞれ対応さ
せ、M個のカメラの入力画像の分割された内の同一の位
置のものを1つのグループG(p,q)とし、グループG
(p,q)のM個の画像を水平方向に並べたM個のプロジ
ェクタに対応させ、水平方向に並んだ隣り合うグループ
の位置をプロジェクタの投影距離でレンティキュラレン
ズシートのメインローブを第1サイドローブの間隔に合
わせ、各グループの投影器をレンティキュラレンズシー
トに向けて投影するようにしたので、従来のレンティキ
ュラレンズシートを用いる方法のように投影距離が大き
くて装置の全体が大きくなり、投影像が暗くなるという
ことがなく、画像を分割して投影距離を短くして装置を
小さくでき、サイドローブを考慮した適当な投影位置を
選択することによりノイズのないクリアな立体像を見る
ことができる。
また、ダブルレンティキュラレンズシートを用いる場
合には、張り合せる第1,第2のレンティキュラレンズシ
ートの焦点距離とピッチを異ならせることによって投影
距離と観察距離の自由度が増す利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の要部の斜視図、第2図
(a)〜(c)はこの発明の原理説明図、第3図はこの
発明の他の実施例を示す要部の平面図、第4図は従来方
式を説明する斜視図、第5図は従来方式の立体像が得ら
れることを説明する平面図、第6図(a),(b)は従
来方式における問題点を説明するための図である。 図中、1はレンティキュラレンズシート、2はプロジェ
クタ、3はカメラ、4は拡散層、5は再現像、6は透過
型スクリーン、8はプロジェクタ群、9は光点、10は立
体視域、11はレンティキュラレンズシート、15,16は光
線、17は反射型拡散層、18はレンティキュラレンズシー
ト、Mは観察者、Oは対象物である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】かまぼこ状の構成からなるレンティキュラ
    レンズシートを用いて立体画像を表示する方法におい
    て、水平方向に並べたM個のカメラと、前記M個のカメ
    ラの各入力画像を水平方向にp個、垂直方向にq個の画
    像に分割し、分割された1つの画像を1台のプロジェク
    タにそれぞれ対応させ、M個のカメラの入力画像の分割
    された内の同一の位置のものを1つのグループG(p,
    q)とし、前記グループG(p,q)のM個の画像を水平方
    向に並べたM個のプロジェクタに対応させ、水平方向に
    並んだ隣り合うグループの位置をプロジェクタの投影距
    離でレンティキュラレンズシートのメインローブを第1
    サイドローブの間隔に合わせ、各グループの投影器を前
    記レンティキュラレンズシートに向けて投影することを
    特徴とする立体投影型ディスプレイ方法。
  2. 【請求項2】請求項(1)に記載の立体投影型ディスプ
    レイ方法において、レンティキュラレンズシートとし
    て、第1と第2のレンティキュラレンズシートを2枚張
    り合わせたダブルレンティキュラレンズシートを使用す
    る場合に、前記第1のレンティキュラレンズシートと第
    2のレンティキュラレンズシートに対して異なる焦点距
    離、異なるピッチのものを用いることを特徴とする立体
    投影型ディスプレイ方法。
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