JP3234354B2

JP3234354B2 - 投写型映像表示装置

Info

Publication number: JP3234354B2
Application number: JP15712993A
Authority: JP
Inventors: 大祐竹森; 一弘新井
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-06-28
Filing date: 1993-06-28
Publication date: 2001-12-04
Anticipated expiration: 2016-12-04
Also published as: JPH0715752A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は眼鏡を使用しない立体映
像表示装置等の投写型映像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、視差の異なる画像が人間の左右の
眼に独立して知覚されるように電子的、光学的な手段を
用い、人間の両眼視差による立体知覚を利用して立体映
像表示を行う立体映像表示装置が提案されている。この
立体映像表示装置としては、観察者が偏光メガネ、液晶
シャッターメガネ等の特殊眼鏡を装着することにより、
観察者の左右の眼に独立した画像を認識させる眼鏡方式
と、レンチキュラ板やパララックスバリア等による光透
過時に指向性を有する光学スクリーンを配置し、観察者
の左右の眼に独立した画像を認識させる眼鏡無し方式と
がある。上記方式の中で、眼鏡無しでレンチキュラ板を
用いたものとしては、例えば、特開昭６３−２４８２９
３号公報や特開平３−６５９４３号公報等に開示されて
いる。

【０００３】図４は上述の眼鏡無しでレンチキュラ板を
用いた方式の立体映像表示装置の原理を示す図である。
これは右眼用の映像情報を表示した画素Ｒ１、Ｒ２・・
・と左眼用の映像情報を表示した画素Ｌ１、Ｌ２・・・
とを水平方向に１個ずつ交互に配列し、その前面に２画
素分のピッチにほぼ一致する間隔でストライプ状のレン
チキュラレンズを多数配列したレンチキュラ板１を配置
したものである。この場合、各画素から発した光束はレ
ンチキュラ板１のレンズ屈折作用によって、図４に示す
ように、レンチキュラ板１の前方に位置する観察者の左
右の眼Ｌ、Ｒに夫々到達する。即ち、左眼用の映像情報
を表示した画素Ｌ１から発せられた光束は左眼Ｌのみに
到達し、右眼用の映像情報を表示した画素Ｒ１から発せ
られた光束は右眼Ｒのみに到達する。尚、左眼用、右眼
用の画素Ｌ１、Ｌ２・・・、Ｒ１、Ｒ２・・・には、人
間が両眼視差によって立体知覚を行う状況と同様な場合
の視差を有する映像情報（以下、視差情報という）が表
示されており、これにより、観察者は立体映像を認識す
る。

【０００４】しかしながら、このような立体映像表示装
置では、１つの画像を視点数に応じて振り分ける必要が
あるため、視点数に比例して解像度が低下するという問
題が生じる。例えば、水平方向に１４４０の画素が存在
する画像を視点数が２である２眼式で立体表示する場
合、１４４０の画素を右眼用の７２０画素と左眼用の７
２０画素とに振り分けているため、片眼７２０画素の立
体映像しか再現できない。更に、視点数が４である４眼
式にした場合、各視点の画像に対して３６０画素しか割
り当てられないため画質劣化はより顕著になる。

【０００５】以上のような解像度の低下を解消するため
に、複数台のプロジェクタを用い、各プロジェクタから
の画素像を水平方向に交互に挿入（インターリブ）させ
た状態で拡大投写する投写型立体映像表示装置が提案さ
れている。

【０００６】図５は２台のプロジェクタを用いた２眼式
の投写型立体映像表示装置の全体の構成を示す斜視図で
ある。

【０００７】図中、２は立体映像情報発生器、３ａ、３
ｂは第１、第２の液晶プロジェクタ、４は拡散板５の出
光面側にレンチキュラ板６が設けられたレンチキュラス
クリーンである。前記第１の液晶プロジェクタ３ａに
は、上記立体映像情報発生器２より、人間の右眼に対応
するビデオカメラにより撮影された右眼の情報を有する
映像信号が入力され、前記第２の液晶プロジェクタ３ｂ
には、上記立体映像情報発生器２より、人間の左眼に対
応するビデオカメラにより撮影された左眼の情報を有す
る映像信号が入力される。前記第１、第２の液晶プロジ
ェクタ３ａ、３ｂは夫々、左右の眼の情報を有する映像
に応じた映像情報を有する光を拡散板５に投写する。こ
の時、前記拡散板５上には右眼用の第１の画素像と左眼
用の第２の画素像とが水平方向において交互になるよう
に結像され、レンチキュラ板６のレンズ結像作用により
観察者は右眼には右眼用の画素情報が入り、左眼には左
眼用の画素情報が入り、両眼視差により立体映像を認識
する。

【０００８】図６は上記２眼式の投写型立体映像表示装
置の拡散板での画素像の結像状態を示す図である。

【０００９】図６に示すように、拡散板５上での画素像
の配列は、垂直方向においては、右眼用の画素像７Ｒが
ブラックマトリクス像８を介して一列に並んで画素像列
を形成しており、また、左眼用の画素像７Ｌもブラック
マトリクス像８を介して一列に並んで画素像列を形成し
ている。また、水平方向においては、右眼用の画素像７
Ｒと左眼用の画素像７Ｌとが交互にインターリーブした
状態で配列している。しかしながら、このような場合、
左右の画素像７Ｌ、７Ｒの幅が大きいため、隣接した画
素像の境界部では互いに重複した部分９が存在する。そ
して、このような状況で視差情報を表示すると、本来認
識されるべき視差情報とは異なった映像が混入し、立体
画像の画質が損なわれ、立体視が困難になるという問題
が生じる。

【００１０】上述した問題を解決するものとして、図７
に示すように、拡散板５上における左右の画素像７Ｌ、
７Ｒの重複する部分に、予めブラックストライプ部１０
を形成しておき、該ブラックストライプ部１０によって
前記重複する部分の光を遮光する投写型立体映像表示装
置が提案されている。

【００１１】しかしながら、この投写型立体映像表示装
置では、観察者が移動した場合、視線がブラックストラ
イプ部１０の領域を横切る時が存在し、この時、観察者
は画面を黒表示として認識し、良好な立体映像を認識す
ることが出来ないという問題が生じる。

【００１２】また、図６に示す画素像の重複の問題は、
立体映像表示装置に限られた問題ではなく、解像度を向
上させるために２台のプロジェクタを用いてインターリ
ーブ表示を行う平面画像の投写型映像表示装置において
も、隣接する画素像が重なり、投写映像の画質が損なわ
れるという問題が生じる。

【００１３】

【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、眼鏡無し方式の投写型
立体映像表示装置において、２台のプロジェクタを用い
て第１の画素像と第２の画素像とをインターリーブ表示
した時に、隣接した画素像が重複するために、立体映像
の画質が損なわれるという問題を、観察者が移動した場
合においても黒表示を認識することなしに解決すること
を目的とするものである。

【００１４】また、本発明は平面画像を表示する投写型
映像表示装置において、解像度を上げるために２台のプ
ロジェクタを用いて各々からの画素像をインターリーブ
表示した時に、隣接した画素像が重複するために、投写
映像の画質が損なわれるという問題を解決することを目
的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１、第２の
プロジェクタと、該第１、第２のプロジェクタにより第
１の画素像と第２の画素像とが投影結像され、該第１、
第２の画素像を右眼用の画素情報と左眼用の画素情報と
に分離するスクリーンとからなる投写型立体映像表示装
置であって、前記スクリーンには、第１の画素像が垂直
方向にブラックマトリクス像を介して存在する第１の画
素像列と、第２の画素像が垂直方向にブラックマトリク
ス像を介して存在する第２の画素像列とが、水平方向に
交互位置し、且つ前記第２の画素像が前記第１の画素像
に対して垂直方向に画素ピッチの１／２だけずれて結像
され、前記スクリーンの上記ブラックマトリクス像が位
置する部分には、遮光部が形成されていることを特徴と
する。

【００１６】更に、本発明では、前記遮光部は上記ブラ
ックマトリクス部よりも大きく、その両側には第１ある
いは第２の画素像と重なる部分を有し、前記第１の画素
像列における遮光部の一方の側端部と、前記第２の画素
像列における遮光部の他方の側端部とが垂直方向に略一
直線上に位置することを特徴とする。

【００１７】更に、本発明は、前記スクリーンが第１、
第２の画素像が結像される拡散板と、該第１、第２の画
素像を右眼用の画素情報と左眼用の画素情報とに分離す
る分離手段とからなり、前記拡散板に上記遮光部が形成
されていることを特徴とする。

【００１８】更に、本発明は、前記拡散板は透明な板に
拡散シートが貼り付けられたものであり、該拡散シート
に上記遮光部が形成されていることを特徴とする。

【００１９】更に、本発明は、前記第１の画素像が右眼
用の画素像であり、前記第２の画素像が左眼用の画素像
であることを特徴とする。

【００２０】また、本発明は、第１、第２のプロジェク
タと、該第１、第２のプロジェクタにより第１の画素像
と第２の画素像とが投影結像されるスクリーンとを備え
る映像表示装置であって、前記スクリーンには、第１の
画素像が垂直方向にブラックマトリクス像を介して存在
する第１の画素像列と、第２の画素像が垂直方向にブラ
ックマトリクス像を介して存在する第２の画素像列と
が、水平方向に交互位置し、且つ前記第２の画素像が前
記第１の画素像に対して垂直方向に画素ピッチの１／２
だけずれて結像され、前記スクリーンの上記ブラックマ
トリクス像が位置する部分には、遮光部が形成されてい
ることを特徴とする。

【００２１】更に、本発明では、前記遮光部は上記ブラ
ックマトリクス部よりも大きく、その両側には第１ある
いは第２の画素像と重なる部分を有し、前記第１の画素
像列における遮光部の一方の側端部と、前記第２の画素
像列における遮光部の他方の側端部とが垂直方向に略一
直線上に位置することを特徴とする。

【００２２】

【作用】上記構成によれば、第２の画素像が第１の画素
像に対して垂直方向に画素ピッチの１／２だけずれてい
るので、第１の画素像と第２の画素像とが重複する部分
は無くなる。

【００２３】更に、遮光部はその両側に、第１あるいは
第２の画素像と重なる部分を有し、前記第１の画素像列
における遮光部の一方の側端部と、前記第２の画素像列
における遮光部の他方の側端部とが垂直方向に略一直線
上に位置するため、第１の画素像と第２の画素像とが垂
直方向に完全に分離され、また、垂直方向に画素像が全
く存在しないブラックストライプ部が無くなる。

【００２４】更に、拡散板を透明ないたに拡散シートを
貼り付けることにより形成し、該拡散シートに遮光部を
形成することにより、スクリーンを容易に形成すること
が出来る。

【００２５】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を
詳細に説明する。

【００２６】本実施例の２眼式の投写型立体映像表示装
置は、上述した図５の構成と基本的に同じであり、第１
の液晶プロジェクタ３ａにより右眼用の第１の画素像が
投影され、第２の液晶プロジェクタ３ｂにより左眼用の
第２の画素像が投影される。

【００２７】図１は本実施例の投写型立体映像表示装置
におけるレンチキュラスクリーンの一部である拡散板の
構成を示す図、図２は前記拡散板上での左眼用の画素像
と右眼用の画素像との結像状態を示す図である。

【００２８】本実施例では、拡散板１１は透明であるア
クリル板１２に拡散シート１３を貼り付けたものよりな
り、拡散シート１３の所望の位置には、後述するように
ブラック部（遮光部）１４が多数形成されている。

【００２９】前記拡散板１１の拡散シート１３に結像さ
れる画素像の配置は、図２に示すように、垂直方向にお
いては、第１、第３、第５・・・・・の奇数列目Ｍ１、
Ｍ３、Ｍ５・・・・・には、第１の液晶プロジェクタに
よる右眼用の画素像７Ｒがブラックマトリクス像に相当
する部分を介して一列に並んで結像されており、右眼用
の第１の画素像列を形成している。また、第２、第４、
第６・・・・・の偶数列目Ｍ２、Ｍ４、Ｍ６・・・・・
・には、前記第１の画素列のブラックマトリクス像に相
当する部分に隣接するように、前記右眼用の画素像７Ｒ
に対して垂直方向に画素ピッチＰｖの１／２だけずれ
て、第２の液晶プロジェクタによる左眼用の画素像７Ｌ
がブラックマトリクス像に相当する部分を介して一列に
並んで結像されており、左眼用の第２の画素像列を形成
している。

【００３０】また、前記拡散シート１３に結像される画
素像の水平方向における配置は、第１、第３、第５・・
・・・の奇数行目Ｎ１、Ｎ３、Ｎ５・・・・・・には、
右眼用の画素像７Ｒがブラックマトリクス像に相当する
部分を介して一行に並んで結像されており、右眼用の第
１の画素像行を形成している。また、第２、第４、第６
・・・・・・の偶数行目Ｎ２、Ｎ４、Ｎ６・・・・・に
は、前記右眼用画素列のブラックマトリクス像に相当す
る部分に隣接するように、前記右眼用の画素像７Ｒに比
べて水平方向に画素ピッチＰｈの１／２だけずれて、左
眼用の画素像７Ｌがブラックマトリクス像に相当する部
分を介して一行に並んで結像されており、左眼用の第２
の画素像行を形成している。

【００３１】前記拡散シート１３には、上述したように
画素像７Ｒ、７Ｌを結像した時に、ブラックマトリクス
像に相当する部分が位置する部分に前述のブラック部１
４が予め形成されている。即ち、前記ブラック部１４は
拡散シート１３に画素像を結像した際における奇数列目
であり、且つ偶数行目である部分と、偶数列目であり、
且つ奇数行目である部分に形成されており、市松模様を
形成するように千鳥格子状に配置されている。このた
め、奇数列目であり、且つ偶数行目である部分に形成さ
れたブラック部１４には、垂直方向の上下夫々に隣接す
るように右眼用の画素像７Ｒが結像され、水平方向の左
右夫々に隣接するように左眼用の画素像７Ｌが結像され
る。また、偶数列目であり、且つ奇数行目である部分に
形成されたブラック部１４には、垂直方向の上下夫々に
隣接するように左眼用の画素像７Ｌが結像され、水平方
向の左右夫々に隣接するように右眼用の画素像７Ｒが結
像される。

【００３２】また、前記ブラック部１４の水平方向の幅
ｌは上記ブラックマトリクス像に相当する部分の水平方
向の幅ｍに比べて少許大きい。このため、前記ブラック
部１４は水平方向における両側に上記画素像７Ｒ、ある
いは７Ｌと重なる部分１４ａを有している。また、前記
ブラック部１４の垂直方向の幅ｎは上記ブラックマトリ
クス像に相当する部分の垂直方向の幅に等しい。このた
め、前記ブラック部１４は垂直方向において、隣接する
画素像７Ｒ、あるいは７Ｌと接している。

【００３３】前記ブラック部１４の形成方法は、図３
（ａ）に示すように、拡散シート１３の表面に印刷等に
よりカーボン１５を付着することにより形成しても良い
し、図３（ｂ）に示すように、拡散シート１３の表面に
溝１６を形成し、該溝１６に黒インク１７を流し込むこ
とにより形成しても良い。

【００３４】以上のように、拡散シート１３上に結像さ
れた画素像は、アクリル板１２の背面側に配置されてい
るレンチキュラ板の結像作用により、観察者の右眼には
右眼用の画素像７Ｒによる画素情報が認識され、左眼に
は左眼用の画素像７Ｌによる画素情報が認識される。
尚、前記レンチキュラ板は右眼用の画素像７Ｒが結像さ
れている１列と左眼用の画素像７Ｌが結像されている１
列との２列分に対して、１つのストライプ状のレンチキ
ュラレンズが位置するように形成されている。尚、図
１、図２に示した画素像の配置は、観察者と反対側から
観たものであるため、右眼用の画素像７Ｒが左側に位置
し、左眼用の画素像７Ｌが右側に位置している。

【００３５】上述のような本実施例の投写型立体映像表
示装置では、拡散シート１３に結像される画素像７Ｒ、
７Ｌは、互いに垂直方向に画素ピッチＰｖの１／２だけ
ずれ、両側には遮光部１４が隣接しているので両者が重
複する部分は無い。また、ブラック部１４の両側の画素
像と重なる部分１４ａにより前記画素像７Ｒ、７Ｌの両
側は遮光され、実際にレンチキュラ板に伝わる画素像７
Ｒ、７Ｌの両端７１Ｒ、７１Ｌが垂直方向に略一直線上
に位置するため、垂直方向において左右の画素像が交互
に存在する部分は殆ど無く、しかも、垂直方向において
画素像が全く存在しないブラックストライプも無くな
る。従って、観察者には左右の画素情報は十分に分離さ
れて認識され、しかも移動した場合においても黒表示を
認識することは無い。

【００３６】上述の実施例は、第１の液晶プロジェクタ
３ａにより左眼用の画素像を投影し、第２の液晶プロジ
ェクタ３ｂにより右眼用の画素像を投影する２眼式の立
体映像表示装置であるが、それ以外にも、例えば、４眼
式の立体映像表示装置、即ち、４つの視点からの映像の
うち１番目と３番目の視点の映像を第１の液晶プロジェ
クタにより投影し、２番目と４番目の視点の映像を第２
の液晶プロジェクタにより投影し、第１番目〜第４番目
の画素像列を１組にしてレンチキュラレンズを構成した
ものにおいても適用可能である。

【００３７】また、レンチキュラレンズの代わりにパラ
ラックスバリヤを用いて右眼用の画素情報と左眼用の画
素情報とを分離しても良い。

【００３８】また、本発明は上述したような立体映像表
示装置だけに限られるものでは無く、投影画像の解像度
を向上させるために２台のプロジェクタを用いて、各々
のプロジェクタにより投影結像される画素像をスクリー
ン上で図２に示すように配置した平面映像の表示装置に
おいても、適用することが可能であり、隣接する画素像
を十分に分離して良質な平面画像を提供することが出来
る。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、２台のプロジェクタを
用いて第１の画素像と第２の画素像とをインターリーブ
表示した場合においても、前記第１の画素像と第２の画
素像とが重複する部分は無くなり、観察者の左右の眼に
は左右の画像情報が完全に分離された状態で良質な立体
画像が認識され、更に、観察者が移動した場合において
も黒表示を認識することのない投写型立体映像表示装置
を提供し得る。

【００４０】また、本発明によれば、解像度を上げるた
めに２台のプロジェクタを用いて第１の画素像と第２の
画素像とをインターリーブ表示した場合においても、前
記第１の画素像と第２の画素像とが重複する部分は無く
なり、観察者に良質な投写映像を認識させることが出来
る投写型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拡散板の構
成を示す図である。

【図２】本発明の投写型立体映像表示装置の拡散板に結
像される画素像のパターンを示す図である。

【図３】本発明の投写型立体映像表示装置の拡散板に形
成されるブラック部を示す断面図である。

【図４】立体映像表示装置の原理を示す図である。

【図５】投写型立体映像表示装置の全体構成を示す図で
ある。

【図６】従来の投写型立体映像表示装置の拡散板に結像
される画素像のパターンを示す図である。

【図７】従来の投写型立体映像表示装置の拡散板に結像
される画素像のパターンを示す図である。

【符合の説明】

３ａ第１の液晶プロジェクタ３ｂ第２の液晶プロジェクタ６レンチキュラスクリーン７Ｒ第１の画素像７Ｌ第２の画素像１１拡散板１２アクリル板１３拡散シート１４ブラック部（遮光部）１４ａ重なる部分

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 13/00 - 15/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１、第２のプロジェクタと、該第１、
第２のプロジェクタにより第１の画素像と第２の画素像
とが投影結像され、該第１、第２の画素像を右眼用の画
素情報と左眼用の画素情報とに分離するスクリーンとか
らなる投写型立体映像表示装置であって、前記スクリー
ンには、第１の画素像が垂直方向にブラックマトリクス
像を介して存在する第１の画素像列と、第２の画素像が
垂直方向にブラックマトリクス像を介して存在する第２
の画素像列とが、水平方向に交互位置し、且つ前記第２
の画素像が前記第１の画素像に対して垂直方向に画素ピ
ッチの１／２だけずれて結像され、前記スクリーンの上
記ブラックマトリクス像が位置する部分には、遮光部が
形成されていることを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２】前記遮光部は上記ブラックマトリクス像
よりも大きく、その両側には第１あるいは第２の画素像
と重なる部分を有し、前記第１の画素像列における遮光
部の一方の側端部と、前記第２の画素像列における遮光
部の他方の側端部とが垂直方向に略一直線上に位置する
ことを特徴とする請求項１記載の投写型映像表示装置。
【請求項３】前記スクリーンは第１、第２の画素像が
結像される拡散板と、該第１、第２の画素像を右眼用の
画素情報と左眼用の画素情報とに分離する分離手段とか
らなり、前記拡散板に上記遮光部が形成されていること
を特徴とする請求項１、または２記載の投写型映像表示
装置。
【請求項４】前記拡散板は透明な板に拡散シートが貼
り付けられたものであり、該拡散シートに上記遮光部が
形成されていることを特徴とする請求項１、２、または
３記載の投写型映像表示装置。
【請求項５】前記第１の画素像が右眼用の画素像であ
り、前記第２の画素像が左眼用の画素像であることを特
徴とする請求項１、２、３、または４記載の投写型映像
表示装置。
【請求項６】第１、第２のプロジェクタと、該第１、
第２のプロジェクタにより第１の画素像と第２の画素像
とが投影結像されるスクリーンとを備える映像表示装置
であって、前記スクリーンには、第１の画素像が垂直方
向にブラックマトリクス像を介して存在する第１の画素
像列と、第２の画素像が垂直方向にブラックマトリクス
像を介して存在する第２の画素像列とが、水平方向に交
互位置し、且つ前記第２の画素像が前記第１の画素像に
対して垂直方向に画素ピッチの１／２だけずれるように
結像され、前記スクリーンの上記ブラックマトリクス像
が位置する部分には、遮光部が形成されていることを特
徴とする投写型映像表示装置。
【請求項７】前記遮光部は上記ブラックマトリクス像
よりも大きく、その両側には第１あるいは第２の画素像
と重なる部分を有し、前記第１の画素像列における遮光
部の一方の側端部と、前記第２の画素像列における遮光
部の他方の側端部とが垂直方向に略一直線上に位置する
ことを特徴とする請求項６記載の投写型映像表示装置。