JP3108351B2 - 投写型立体映像表示装置 - Google Patents

投写型立体映像表示装置

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JP3108351B2
JP3108351B2 JP07337189A JP33718995A JP3108351B2 JP 3108351 B2 JP3108351 B2 JP 3108351B2 JP 07337189 A JP07337189 A JP 07337189A JP 33718995 A JP33718995 A JP 33718995A JP 3108351 B2 JP3108351 B2 JP 3108351B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプロジェクタ等によ
り投写された立体映像を観察者が特殊なメガネを使用す
ること無く鑑賞することが出来る投写型立体映像表示装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の特殊なメガネを使用しな
い投写型立体映像表示装置としては、拡散板の出射側に
のみレンチキュラレンズが配置されたシングルレンチキ
ュラスクリーンを用いる方式と、拡散板の入射側と出射
側との夫々にレンチキュラレンズが配置されたダブルレ
ンチキュラスクリーンを用いる方式とがある。
【0003】前者のシングルレンチキュラスクリーンを
用いる方式は、プロジェクタにより縦ストライプ状の左
眼用の映像と縦ストライプ状の右眼用の映像とが拡散板
上に交互に結像するように投写し、この結像された左右
の映像を出射側に配置されたレンチキュラレンズの作用
により観察者の左右の眼に別々に入射するように分離集
光する方式である。
【0004】また、後者のダブルレンチキュラスクリー
ンを用いる方式は、第1のプロジェクタにより左眼用の
映像を投写し、第2のプロジェクタにより右眼用の映像
を投写し、この投写された左右の映像を入射側のレンチ
キュラレンズの作用により縦ストライプ状の左眼用の映
像と縦ストライプ状の右眼用の映像とが拡散板上に交互
に結像するように分離し、この結像された左右の映像を
出射側のレンチキュラレンズの作用により観察者の左右
の眼に別々に入射するように分離集光する方式である。
【0005】しかしながら、前者のシングルレンチキュ
ラスクリーンを用いる方式では、2眼式の場合、1つの
レンチキュラレンズに対応して左眼用の画素(画像構成
要素)と右眼用の画素(画像構成要素)とを結像し、そ
の結像された画素を左右に分離するため、水平解像度が
1/2に低下するという問題がある。また、その拡散板
上に結像される映像と出射側のレンチキュラレンズとの
位置合わせが困難である。
【0006】また、後者のダブルレンチキュラスクリー
ンを用いる方式では、拡散板上に結像される映像と出射
側のレンチキュラレンズとの位置合わせは容易である
が、必ず2台のプロジェクタが必要であるという問題が
ある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来例の
欠点に鑑み為されたものであり、少ないプロジェクタの
台数で、水平解像度の良い立体映像を表示することが出
来、またプロジェクタから投写される映像の光と、該映
像の光が結像されるスクリーンとの位置合わせが容易で
ある投写型立体映像表示装置を提供することを目的とす
るものである。
【0008】
【課題を解決する為の手段】本発明の投写型立体映像表
示装置は、互いに視差を有する二以上の映像を時間的に
交互に投写する投写手段と、該投写手段から投写される
像を縦ストライプ状に結像する結像手段と、該結像手段
に結像された映像の光を、前記結像手段から所定の距離
の位置に観察者の眼間距離の間隔を伴って順次集光させ
る分光部とからなり、前記結像手段は、縦ストライプ状
に拡散部と透過部とが交互に形成され、前記投写手段か
ら投写される前記各映像の投写タイミングに応じて前記
拡散部と透過部との領域を反転させることを特徴とす
る。
【0009】そして、このような構成によれば、結像手
段は、拡散部と透過部とが交互に形成された縦ストライ
プ状の第1領域と第2領域とが交互に位置することとな
り、ある時点では左眼用映像のみが結像手段の拡散部領
域となる第1領域に結像され、この第1領域に結像され
た左眼用映像が観察者の左眼に入射し、更に次の時点で
は右眼用映像のみが結像手段の拡散部領域となる第2領
域に結像され、この第2領域に結像された右眼用映像が
観察者の右眼に入射する。このため、観察者の眼に入射
する映像の画素情報量はその時点時点において投写手段
から投写される映像の画素情報量と実質的に等しく、立
体映像の空間解像度は低下しない。
【0010】また、前記各映像の光が結像される位置
は、前記第1、第2領域の位置により決まるので、投写
手段から投写される映像の光の位置が多少ずれても問題
は無い。
【0011】
【0012】また、前記結像手段を分散型液晶フィルム
により構成することにより、第1、第2領域の位置を電
極のパターンニングにより自由且つ正確に形成でき、し
かも拡散部の位置を電気的に高速且つ正確に移動制御す
ることが出来る。
【0013】また、前記投写手段から投写される前記各
映像を同一視点の映像とし、前記結像手段の全領域を拡
散部とすることにより、観察者は左右の眼に全く同一の
映像情報が入射し、2次元映像を認識する。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について詳細に説明する。図1は本発明を実
施した形態の投写型立体映像表示装置の構成を示す図で
ある。
【0015】図中、1は立体映像情報を有する光を投写
するプロジェクタ(投写手段)、2は前記プロジェクタ
1より投写された映像の光が結像されるスクリーン部で
ある。
【0016】前記スクリーン部2は分散型液晶フィルム
3(結像手段)と該分散型液晶フィルム3の出射側に配
置されたレンチキュラレンズ板4(分光手段)とにより
構成されている。前記分散型液晶フィルム3は、光を結
像する拡散部と光を結像せずに透過する透過部とを部分
的に切り換えることが可能である。本実施例では、前記
分散型液晶フィルム3は、図2に示すように、拡散部
(斜線部分)と透過部(斜線なし部分)との切り換えを
縦ストライプ状毎に行えるように、縦ストライプ状の第
1領域3aと第2領域3bとが交互に位置しており、図
2の(a)の状態と(b)の状態との関係のように、拡
散部と透過部との領域を反転させることが出来る。
【0017】また、前記レンチキュラレンズ板4のレン
ズピッチは、1つのレンズに1組の拡散部と透過部とが
形成されるように第1領域3aと第2領域3bとが位置
する。
【0018】従って、第1の状態では、図2(a)に示
すように、プロジェクタ1側から見た場合、1つのレン
ズ4a内の左側に位置する第1領域3aが透過部に、右
側に位置する第2領域3bが拡散部になり、第2の状態
では、図2(b)に示すように、プロジェクタ1側から
見た場合、1つのレンズ4a内の左側に位置する第1領
域3aが拡散部に、右側に位置する第2領域3bが透過
部になる。そして、この第1の状態と第2の状態とは電
気的に切り換え可能である。
【0019】前記プロジェクタ1から投写される映像
は、両眼視差により立体映像を構成する左眼用映像と右
眼用映像とがフィールド周期で交互に切り換わる。ま
た、前記プロジェクタ1からは、水平方向においてレン
チキュラレンズ板4の1つのレンズ4aに1画素分の光
量が対応するように投写される。尚、前記1画素分の光
量は、実質的には1画素分より少し多くても良い。ま
た、前記プロジェクタから投写される映像を表示する表
示デバイスとしては、高速表示の可能なCRT、LC
D、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)等が用
いられる。
【0020】次に、上記実施の形態の投写型立体映像表
示装置の動作について説明する。先ず、1フレームの映
像を構成する奇数、偶数フィールドのうち奇数フィール
ドでは、プロジェクタ1からは右眼用の映像が投写され
る。この時、分散型液晶フィルム3は図2(a)に示す
第1の状態になっており、図3に示すように、拡散部と
なる第2領域3bに右眼用の画素Rが結像する。また、
透過部となる第1領域3aには右眼用の映像の光が結像
することなく透過する。
【0021】前記第2領域3bに結像された右眼用の画
素Rからの光は、レンチキュラレンズ板4により適視位
置にいる観察者の右眼5Rに入射する。次に、1フレー
ムの映像を構成する奇数、偶数フィールドのうち偶数フ
ィールドでは、プロジェクタ1からは左眼用の映像が投
写される。この時、分散型液晶フィルム3は図2(b)
に示す第2の状態になっており、図4に示すように、拡
散部となる第1領域3aに左眼用の画素Lが結像する。
また、透過部となる第2領域3bには左眼用の映像の光
が結像することなく透過する。
【0022】前記第1領域3aに結像された左眼用の画
素Lからの光は、レンチキュラレンズ板4により適視位
置にいる観察者の左眼5Lに入射する。従って、適視位
置にいる観察者は、奇数フィールドでは分散型液晶フィ
ルム3の第2領域3bに結像された右眼用の映像を右眼
5Rで認識し、偶数フィールドでは分散型液晶フィルム
3の第1領域3aに結像された左眼用の映像を左眼5L
で認識し、これにより立体映像を鑑賞することが出来
る。
【0023】このような投写型立体映像表示装置では、
プロジェクタ1の表示パネルは、奇数フィールドでは、
全ての画素が右眼用の画素となり、また、偶数フィール
ドでは、全ての画素が左眼用の画素となり、これらの右
眼用、左眼用の画素の光は全て、第2領域あるいは第1
領域に結像するため、観察者は、奇数フィールドでは、
表示パネルの全画素に表示された右眼用映像を認識し、
また偶数フィールドでは表示パネルの全画素に表示され
た左眼用映像を認識する。即ち、観察者は、空間解像度
は、表示パネルと同じ解像度である立体映像を鑑賞する
ことが出来る。
【0024】また、この投写型立体映像表示装置では、
プロジェクタ1から投写される右眼用、左眼用の映像の
光の位置が多少ずれても、右眼用の映像の光は第2領域
3bに結像し、左眼用の映像は光は第1領域3aに結像
するので、この結像された各々の画素は夫々、右、左に
分離され、観察者は良好な立体映像を認識することが出
来る。
【0025】また、上述のような実施の形態の投写型立
体映像表示装置では、図5に示すように、分散型液晶フ
ィルム3の第1、第2領域3a、3bとも拡散状態と
し、プロジェクタ1より通常の平面映像を表示すること
により、プロジェクタ1から投写された各画素の光は第
1領域3aと第2領域3bとの両方に結像され、この結
像された画素からの光が観察者の左右の眼5L、5Rに
夫々入射し、左右の眼5L、5Rが同じ映像を認識する
ことにより、観察者は通常の2次元映像を鑑賞する。
【0026】尚、図5はプロジェクタ1から投写される
通常の平面映像が右眼用の映像である場合を示す図であ
り、分散型液晶フィルム3には右眼用の画素R1、R
2、R3、R4、R5が2個づつ結像され、観察者の左
右の眼5L、5Rには夫々、右眼用の画素R1、R2、
R3、R4、R5よりなる映像の光が同様に入射する。
【0027】尚、上述の実施の形態では、分散型液晶フ
ィルムの拡散部に結像した映像の光をレンチキュラレン
ズ板により分光したが、パララックスバリア板により分
光してもよい。
【0028】また、、上述の実施の形態では、2眼式の
立体映像について説明したが、4眼、8眼等の多眼式に
ついても同様である。即ち、n眼式立体映像の場合、プ
ロジェクタからはn個の視点の映像を時分割で投写し、
更に分散型液晶フィルムを1つのレンチキュラレンズに
対してn個の領域が対応するように分割して構成し、前
記プロジェクタから投写される映像に同期して、前記n
個の1つが拡散部になるように順に選択すればよい。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、少ない投写手段の台数
で、空間解像度の高い高精細な立体映像を表示すること
が出来、更に、投写手段と結像手段の位置関係を簡単に
調整することが出来る。
【0030】更に、本発明によれば、上述の効果に加
え、同様の空間解像度を有する2次元映像を容易に切り
換え表示することが出来る投写型立体映像表示装置を提
供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の投写型立体映像表示装置の構成を示す
平面図である。
【図2】本発明の投写型立体映像表示装置における分散
型液晶フィルムとレンチキュラレンズとの対応関係を示
す図である。
【図3】本発明の投写型立体映像表示装置において右眼
用映像を表示している時の状態を示す平面図である。
【図4】本発明の投写型立体映像表示装置において左眼
用映像を表示している時の状態を示す平面図である。
【図5】本発明の投写型立体映像表示装置において2次
元映像を表示している時の状態を示す平面図である。
【符号の説明】
1 プロジェクタ(投写手段) 2 スクリーン 3 分散型液晶フィルム(結像手段) 4 レンチキュラレンズ板(分光手段) 5L 左眼 5R 右眼 L左眼用の画素(画像構成要素) R右眼用の画素(画像構成要素)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに視差を有する二以上の映像を時間
    的に交互に投写する投写手段と、該投写手段から投写さ
    れる像を縦ストライプ状に結像する結像手段と、該結像
    手段に結像された映像の光を、前記結像手段から所定の
    距離の位置に観察者の眼間距離の間隔を伴って順次集光
    させる分光部とからなる投写型立体映像表示装置におい
    て、 前記結像手段は、縦ストライプ状に拡散部と透過部とが
    交互に形成され、前記投写手段から投写される前記各映
    像の投写タイミングに応じて前記拡散部と透過部との領
    域を反転させる ことを特徴とする投写型立体映像表示装
    置。
  2. 【請求項2】 前記結像手段を分散型液晶フィルムによ
    り構成したことを特徴とする請求項1記載の投写型立体
    映像表示装置。
  3. 【請求項3】 前記投写手段から投写される前記各映像
    を同一視点の映像とし、前記結像手段の全領域を拡散部
    とすることにより、2次元映像を表示することを特徴と
    する請求項1または2記載の投写型立体映像表示装置。
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