JP3811062B2

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Publication number: JP3811062B2
Application number: JP2001400413A
Authority: JP
Inventors: 雄三平山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP2003195215A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アミューズメント、インターネットショッピング、携帯端末、医療、バーチャルリアリティ、広告看板などで使われる立体表示を可能にする立体像表示方法の１つとして、右目用、左目用の平面画像をディスプレイに表示し、偏向光等を用いて右目用の平面画像は右目に、左目用の平面画像は左目で見えるように工夫したステレオスコープ方式がある。
【０００３】
このステレオスコープ方式は、右目用の平面画像を右目に、左目用の平面画像を左目にのみ見せるために、例えば観察者が偏向めがねを用いる必要がある。また、このステレオスコープ方式は、立体的に見えるが実際に立体像を再現しているものではないので、観察者が見る位置を変えても映像は変わらない。すなわち像の側面や上面を覗き込もうとして位置を変えても立体像の側面や上面まで見えてくるというものではないのでリアリティさにかけるという問題がある。
【０００４】
また、ステレオスコープ方式は、焦点位置がディスプレイ面にあり、この焦点位置と注視物体のある輻輳位置とには、空間的ずれが生ずるため、いわゆる焦点調節と輻輳距離の不一致が生じ、観察者にとって再現される空間に違和感があり、観察者に疲労を与えやすい問題がある。
【０００５】
これらの問題を解決する立体表示方法として、非常に多くの視差画像を用いるインテグラルフォトグラフィ法或いは光線再生法と呼ばれる立体像を何らかの方法で記録しこれを立体像として再生する方法が知られている（特開平１０−２３９７８５公報、特開２００１−５６４５０公報）。ここで、インテグラルフォトグラフィ法及び光線再生法は、立体表示方法としてその用語の意味が正確には確立されていないがほぼ同一の原理に基づく。以下の説明においては、光線再生法を含む概念としてインテグラルフォトグラフィ法と称し、このインテグラルフォトグラフィ法について説明する。
【０００６】
図１３は、このインテグラルフォトグラフィ法を用いた立体像表示装置である。
【０００７】
図１３に示すように、液晶ディスプレイ等の表示装置６０１とニ次元配列されたピンホール６０７を有するアレイ板６０２からなる簡単な光学系で自然な三次元像が再生される。
【０００８】
表示装置６０１上には、見る角度により微妙に見え方の違う視差画像群に相当する多数のパターン（多視点画像）６０６が、ピンホール６０７の一つ一つに対応して表示される。
【０００９】
多視点画像６０６から発せられた光が対応するピンホール６０７を通り、この光が集光されることによって、ピンホール６０７を有するアレイ板６０２の前面に三次元実像６０４が形成される。
【００１０】
すなわち表示装置６０１上の多視点画像６０６からピンホール６０７を通して観察者６０５に向かう視差画像光線群６０８を集光することによって三次元実像６０４が形成される。
【００１１】
このようにインテグラルフォトグラフィ法は、簡単な構成で自然な立体像を形成することができる。また、インテグラルフォトグラフィ法は、実際に立体像を再生しているので、偏光めがねも必要がなく観察者の見る角度によって立体像の見える角度が変わるので、よりリアルであるといえる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インテグラルフォトグラフィ法にも以下のようないくつかの問題点がある。
【００１３】
ピンホール６０７を有するアレイ板６０２を使用した場合には簡便である代わりに、ピンホール６０７が明るく光っているために、観察者６０５の眼の焦点位置が立体像６０４ではなくピンホール６０７に合ってしまうことがある。そのため観察者６０５には、ピンホール６０７が目立って立体像６０４の立体感を損ねるという問題がある。
【００１４】
また、インテグラルフォトグラフィ法では、ピンホール６０２からでてくる視差画像光線群６０８を用いて立体像６０４を再現しているので、もともと３次元の立体像を平面に配列した多視点画像６０６を用いて表示しなければならず、光線数を十分多くとることが困難となる。このことにより立体感を損ねるといった問題や立体像そのものが暗いといった問題が生じている。
【００１５】
本発明は、上記問題を解決するために成されたもので、より立体感の増した高品位の立体像を表示できる立体像表示装置を堤供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成刷るために、本発明は、多視点画像を平面的に分割された小領域にそれぞれ表示する第1の表示状態と、第２の表示手段の多視点画像が表示された小領域に対応したピンホールを平面的にそれぞれ表示する第２の表示状態とを切り替え可能な第１の表示手段と、
前記第1の表示手段に対向して配置され、多視点画像を平面的に分割された小領域にそれぞれ表示する第1の表示状態と、前記第１の表示手段の多視点画像が表示された小領域に対応したピンホールを平面的にそれぞれ表示する第２の表示状態とを切り替え可能な第２の表示手段と、
前記第１の表示手段に第1の表示状態を表示すると同時に前記第２の表示手段に第２の表示状態を表示する状態と、前記第１の表示手段に第２の表示状態を表示すると同時に前記第２の表示手段に第１の表示状態を表示する状態とを３０Ｈｚから１２０Ｈｚの周波数で交互に切り替える切り替え手段とを具備することを特徴とする立体像表示装置を提供する。
【００１７】
こうすることにより、ピンホールが目立たなくなり、また光線数も時分割多重されるため実効的に増加するために、立体感を効果的に増すことが可能となる。
【００１８】
また、前記第１の表示手段に表示されたピンホールと、前記第２の表示手段に表示されたピンホールが、それぞれ正方格子状に互いに相反対応する市松模様状に配置されることにより、より立体感を増すことが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の立体画像表示装置について具体的に説明する。
【００２０】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１にかかる立体画像表示装置の概略図である。
【００２１】
図１（ａ）は、観察者１０５に対して後ろ側に配置された第１の液晶表示装置１０１には多視点画像１０６が表示され、前側に配置された第２の液晶表示装置１０２にはピンホール１０７が表示された状態を示している。
【００２２】
第１の液晶表示装置１０１には、見る角度により微妙に見え方の違う視差画像群に相当する多数のパターンである多視点画像１０６が表示されている。この多視点画像１０６から照射された光が、それぞれ対応したピンホール１０７を通って、多数の視差画像光線群１０８となり、これらが集光して立体像１０４が再現される。
【００２３】
この例では、第２の液晶表示装置１０２に表示されたピンホール１０７は、正方格子状に配置されその密度は２．０ｍｍピッチである。各ピンホール１０７の直径は１００μｍとなるよう表示されている。
【００２４】
また、第１の液晶表示装置１０１に表示された多視点画像１０６のピッチは、ピンホール１０７に対応して配置されている。
【００２５】
図１（ｂ）は、観察者１０５に対して後ろ側に配置された第１の液晶表示装置１０１にはピンホール１０７が表示され、前側に配置された第２の液晶表示装置１０２には多視点画像１０６が表示された状態を示している。
【００２６】
第２の液晶表示装置１０２には、見る角度により微妙に見え方の違う視差画像群に相当する多数のパターンである多視点画像１０６が表示されている。第１の液晶表示装置１０１に表示されたピンホール１０７から照射された光が、多視点画像１０６を投影し、これらが多数の視差画像光線群１０８となり、これらが集光して立体像１０４が再現される。
【００２７】
この例では、第１の液晶表示装置１０１に表示されたピンホール１０７は、正方格子状に配置されその密度は２．０ｍｍピッチである。各ピンホール１０７の直径は１００μｍとなるよう表示されている。
【００２８】
また、第２の液晶表示装置１０２に表示された多視点画像１０６のピッチは、ピンホール１０７に対応して配置されている。
【００２９】
この立体像表示装置では、図１（ａ）に示す状態と図１（ｂ）に示す状態を観察者１０５には、認識されない程度の速さで切り替えることに特徴がある。このとき図１（ａ）及び図１（ｂ）に表示される立体像１０４は、同じ大きさ形状を再現するように、多視点画像１０６の大きさ、形状、向きを制御しなければならない。
【００３０】
こうすることで、高速にピンホール１０７が、前後の表示装置を移動することとなり、ピンホール１０７の奥行き位置が前後に動いて定まらないため、観察者１０５には、ピンホール１０７が目立たなくなり立体像１０４の立体感を増すことができる。
【００３１】
また、ピンホール１０７と多視点画像１０６との位置関係が前後で変わることによって、視差画像光線群１０８の進路（角度）が変化する。このため観察者１０５には、時分割はされているが、実効的に光線数が増加するように観察されるので、立体感はさらに増加する。
【００３２】
切り替える速さは、人間が認識する程度を考慮して、３０Ｈｚから１２０Ｈｚの周波数で行うことが立体感を増す観点で好ましい。
【００３３】
次に、図２に、本実施例の立体像表示装置の概念図を示す。
【００３４】
図２（ａ）は、図１（ａ）の状態の、前面の液晶表示装置１０２にピンホールを表示させた状態を示している。
【００３５】
一方図２（ｂ）は、図１（ｂ）の状態の、前面の液晶表示装置１０２に多視点画像を表示させた状態を示している。
【００３６】
前後の液晶表示装置１０２及び１０１は、約１ｃｍの間隔となるよう重ねて配置し、図２（ａ）（ｂ）の状態を切り替える切り替え装置も兼ねる駆動装置２０３を用いて制御することで、その役割を同期して変えることができる。
【００３７】
（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態２にかかる立体画像表示装置の概略図である。
【００３８】
図３（ａ）は、観察者１０５に対して後ろ側に配置された第１の液晶表示装置１０１にはピンホール１０７が表示され、前側に配置された第２の液晶表示装置１０２には多視点画像１０６が表示された状態を示している。
【００３９】
第２の液晶表示装置１０２には、見る角度により微妙に見え方の違う視差画像群に相当する多数のパターンである多視点画像１０６が表示されている。第１の液晶表示装置１０１に表示されたピンホール１０７から照射された光が、多視点画像１０６を投影し、これらが多数の視差画像光線群１０８となり、これらが集光して立体像１０４が再現される。
【００４０】
この例では、第１の液晶表示装置１０１に表示されたピンホール１０７は、正方格子状に配置されその密度は２．０ｍｍピッチである。各ピンホール１０７の直径は１００μｍとなるよう表示されている。
【００４１】
また、第２の液晶表示装置１０２に表示された多視点画像１０６のピッチは、ピンホール１０７に対応して配置されている。
【００４２】
図３（ｂ）は、観察者１０５に対して後ろ側に配置された第１の液晶表示装置１０１には多視点画像１０６が表示され、前側に配置された第２の液晶表示装置１０２にはピンホール１０７が表示された状態を示している。
【００４３】
第１の液晶表示装置１０１には、見る角度により微妙に見え方の違う視差画像群に相当する多数のパターンである多視点画像１０６が表示されている。観察者１０５は、第２の液晶表示装置１０２に表示されたピンホール１０７を通して、多視点画像１０６から照射された視差画像光線群１０８を観察するわけだが、観察者１０５には、第１の液晶表示装置１０１の後方に、虚像の立体像１０３を観察することになる。
【００４４】
この例では、第２の液晶表示装置１０２に表示されたピンホール１０７は、正方格子状に配置されその密度は２．０ｍｍピッチである。各ピンホール１０７の直径は１００μｍとなるよう表示されている。
【００４５】
また、第１の液晶表示装置１０１に表示された多視点画像１０６のピッチは、ピンホール１０７に対応して配置されている。
【００４６】
この立体像表示装置では、図３（ａ）に示す状態と図３（ｂ）に示す状態を観察者１０５には、認識されない程度の速さで切り替えることに特徴がある。
【００４７】
こうすることで、高速にピンホール１０７が、前後の表示装置を移動することで、ピンホール１０７の奥行き位置が前後に動いて定まらないため、観察者１０５には、ピンホール１０７が目立たなくなり立体像１０４の立体感を増すことができる。
【００４８】
切り替える速さは、人間が認識する程度を考慮して、３０Ｈｚから１２０Ｈｚの周波数で行うことが立体感を増す観点で好ましい。
【００４９】
また、この実施形態では、第２の液晶表示装置１０２の前方に三次元実像の立体像１０４を再現するのみでなく、第１の液晶装置１０１の後方に三次元虚像の立体像１０３を同時に再現することが可能となる。
【００５０】
例えば、三次元実像の立体像１０４として、人体像を再現させ、三次元虚像の立体像１０３として、風景等の背景を表示させるといった使い方ができる。
【００５１】
このとき、再生する三次元像は、装置の奥から手前まで連続的に複数の物体の像を再現することができる。
【００５２】
本実施形態に示す立体像表示装置においても、実際に奥行きの広い範囲に渡ってはっきりとした立体像が認識され、また、ピンホール１０７が目立つこともなく目の焦点調節も容易に行われ自然で良質な立体像が観測された。
【００５３】
（実施形態３）
図４は、本発明の実施形態３にかかる立体画像表示装置の概略図である。
【００５４】
図４（ａ）は、観察者１０５に対して後ろ側に配置された第１の液晶表示装置１０１にはピンホール１０７が表示され、前側に配置された第２の液晶表示装置１０２には多視点画像１０６が表示された状態を示している。
【００５５】
第２の液晶表示装置１０２には、見る角度により微妙に見え方の違う視差画像群に相当する多数のパターンである多視点画像１０６が表示されている。第１の液晶表示装置１０１に表示されたピンホール１０７から照射された光は、多視点画像１０６を投影し、視差画像光線群１０８を形成する。観察者１０５は、この視差画像光線群１０８を観察するわけだが、観察者１０５には、第１の液晶表示装置１０１の後方に、虚像の立体像１０３を観察することになる。
【００５６】
この例では、第１の液晶表示装置１０１に表示されたピンホール１０７は、正方格子状に配置されその密度は２．０ｍｍピッチである。各ピンホール１０７の直径は１００μｍとなるよう表示されている。
【００５７】
また、第２の液晶表示装置１０２に表示された多視点画像１０６のピッチは、ピンホール１０７に対応して配置されている。
【００５８】
図４（ｂ）は、観察者１０５に対して後ろ側に配置された第１の液晶表示装置１０１には多視点画像１０６が表示され、前側に配置された第２の液晶表示装置１０２にはピンホール１０７が表示された状態を示している。
【００５９】
第１の液晶表示装置１０１には、見る角度により微妙に見え方の違う視差画像群に相当する多数のパターンである多視点画像１０６が表示されている。観察者１０５は、第２の液晶表示装置１０２に表示されたピンホール１０７を通して、多視点画像１０６から照射された視差画像光線群１０８を観察するわけだが、観察者１０５には、第１の液晶表示装置１０１の後方に、虚像の立体像１０３を観察することになる。
【００６０】
この例では、第２の液晶表示装置１０２に表示されたピンホール１０７は、正方格子状に配置されその密度は２．０ｍｍピッチである。各ピンホール１０７の直径は１００μｍとなるよう表示されている。
【００６１】
また、第１の液晶表示装置１０１に表示された多視点画像１０６のピッチは、ピンホール１０７に対応して配置されている。
【００６２】
この立体像表示装置では、図４（ａ）に示す状態と図４（ｂ）に示す様態を観察者１０５には、認識されない程度の速さで切り替えることに特徴がある。このとき図４（ａ）及び図４（ｂ）に表示される三次元虚像の立体像１０３は、同じ大きさ形状を再現するように、多視点画像１０６の大きさ、形状、向きを制御しなければならない。
【００６３】
こうすることで、高速にピンホール１０７が、前後の表示装置を移動することとなり、ピンホール１０７の奥行き位置が前後に動いて定まらないため、観察者１０５には、ピンホール１０７が目立たなくなり立体像１０４の立体感を増すことができる。
【００６４】
切り替える速さは、人間が認識する程度を考慮して、３０Ｈｚから１２０Ｈｚの周波数で行うことが立体感を増す観点で好ましい。
【００６５】
（実施形態４）
図５は、本発明の実施形態４にかかる立体画像表示装置の概略図である。
【００６６】
図５（ａ）は、観察者１０５に対して後ろ側に配置された第１の液晶表示装置１０１には多視点画像１０６が表示され、前側に配置された第２の液晶表示装置１０２にはピンホール１０７が表示された状態を示している。
【００６７】
第１の液晶表示装置１０１には、見る角度により微妙に見え方の違う視差画像群に相当する多数のパターンである多視点画像１０６が表示されている。この多視点画像１０６から照射された光が、それぞれ対応したピンホール１０７を通って、多数の視差画像光線群１０８となり、これらが集光して立体像１０４が再現される。
【００６８】
この例では、第２の液晶表示装置１０２に表示されたピンホール１０７は、正方格子状に配置されその密度は２．０ｍｍピッチである。各ピンホール１０７の直径は１００μｍとなるよう表示されている。
【００６９】
また、第１の液晶表示装置１０１に表示された多視点画像１０６のピッチは、ピンホール１０７に対応して配置されている。
【００７０】
図５（ｂ）は、観察者１０５に対して後ろ側に配置された第１の液晶表示装置１０１にはピンホール１０７が表示され、前側に配置された第２の液晶表示装置１０２には多視点画像１０６が表示された状態を示している。
【００７１】
第２の液晶表示装置１０２には、見る角度により微妙に見え方の違う視差画像群に相当する多数のパターンである多視点画像１０６が表示されている。第１の液晶表示装置１０１に表示されたピンホール１０７から照射された光は、多視点画像１０６を投影し、視差画像光線群１０８を形成する。観察者１０５は、この視差画像光線群１０８を観察するわけだが、観察者１０５には、第１の液晶表示装置１０１の後方に、虚像の立体像１０３を観察することになる。
【００７２】
この例では、第１の液晶表示装置１０１に表示されたピンホール１０７は、正方格子状に配置されその密度は２．０ｍｍピッチである。各ピンホール１０７の直径は１００μｍとなるよう表示されている。
【００７３】
また、第２の液晶表示装置１０２に表示された多視点画像１０６のピッチは、ピンホール１０７に対応して配置されている。
【００７４】
この立体像表示装置では、図５（ａ）に示す状態と図５（ｂ）に示す状態を観察者１０５には、認識されない程度の速さで切り替えることに特徴がある。
【００７５】
こうすることで、高速にピンホール１０７が、前後の表示装置を移動することで、ピンホール１０７の奥行き位置が前後に動いて定まらないため、観察者１０５には、ピンホール１０７が目立たなくなり立体像１０４の立体感を増すことができる。
【００７６】
切り替える速さは、人間が認識する程度を考慮して、３０Ｈｚから１２０Ｈｚの周波数で行うことが立体感を増す観点で好ましい。
【００７７】
また、この実施形態では、第２の液晶表示装置１０２の前方に三次元実像の立体像１０４を再現するのみでなく、第１の液晶装置１０１の後方に三次元虚像の立体像１０３を同時に再現することが可能となる。
【００７８】
例えば、三次元実像の立体像１０４として、人体像を再現させ、三次元虚像の立体像１０３として、風景等の背景を表示させるといった使い方ができる。
【００７９】
このとき、再生する三次元像は、装置の奥から手前まで連続的に複数の物体の像を再現することができる。
【００８０】
本実施形態に示す立体像表示装置においても、実際に奥行きの広い範囲に渡ってはっきりとした立体像が認識され、また、ピンホール１０７が目立つこともなく目の焦点調節も容易に行われ自然で良質な立体像が観測された。
【００８１】
次に、図６を用いて実施形態１における第１の液晶表示装置１０１及び第２の液晶表示装置１０２に表示する多視点画像とピンホールを示す。
【００８２】
図６（ａ）は、前面に配置された第２の液晶表示装置にはピンホールを表示し、後面に配置された第１の液晶表示装置には多視点画像を表示する。この多視点画像は、表示される立体像が球体であり、上下左右ひっくり返った倒立したパターンが表示されている。
【００８３】
図６（ｂ）は、前面に配置された第２の液晶表示装置に多視点画像を表示し、後面に配置された第１の液晶表示装置にピンホールを表示したものである。この多視点画像は、表示される立体像が球体であり、正立のパターンが表示されている。
【００８４】
図６（ｃ）は、前面に配置された第２の液晶表示装置にはピンホールを表示し、後面に配置された第１の液晶表示装置には多視点画像を表示する。この多視点画像は、表示される立体像が球体であり、上下左右ひっくり返った倒立したパターンが表示されている。
【００８５】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と表示を切り替えることによって、観察者１０５には、第２の液晶表示装置１０２の前方に三次元実像の球体が見える。
【００８６】
次に、図７を用いて実施形態２における第１の液晶表示装置１０１及び第２の液晶表示装置１０２に表示する多視点画像とピンホールを示す。
【００８７】
図７（ａ）は、前面に配置された第２の液晶表示装置にはピンホールを表示し、後面に配置された第１の液晶表示装置には多視点画像を表示する。この多視点画像は、表示される立体像が球体であり、正立のパターンが表示されている。
【００８８】
図７（ｂ）は、前面に配置された第２の液晶表示装置に多視点画像を表示し、後面に配置された第１の液晶表示装置にピンホールを表示したものである。この多視点画像は、表示される立体像が球体であり、正立のパターンが表示されている。
【００８９】
図７（ｃ）は、前面に配置された第２の液晶表示装置にはピンホールを表示し、後面に配置された第１の液晶表示装置には多視点画像を表示する。この多視点画像は、表示される立体像が球体であり、正立のパターンが表示されている。
【００９０】
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と表示を切り替えることによって、観察者１０５には、第２の液晶表示装置１０２の前面に三次元実像の球体が見え、第１の液晶表示装置１０１の後面に三次元虚像の球体が見える。
【００９１】
次に、図８を用いて実施形態３における第１の液晶表示装置１０１及び第２の液晶表示装置１０２に表示する多視点画像とピンホールを示す。
【００９２】
図８（ａ）は、前面に配置された第２の液晶表示装置にはピンホールを表示し、後面に配置された第１の液晶表示装置には多視点画像を表示する。この多視点画像は、表示される立体像が球体であり、正立のパターンが表示されている。
【００９３】
図８（ｂ）は、前面に配置された第２の液晶表示装置に多視点画像を表示し、後面に配置された第１の液晶表示装置にピンホールを表示したものである。この多視点画像は、表示される立体像が球体であり、上下左右がひっくり返った倒立したパターンが表示されている。
【００９４】
図８（ｃ）は、前面に配置された第２の液晶表示装置にはピンホールを表示し、後面に配置された第１の液晶表示装置には多視点画像を表示する。この多視点画像は、表示される立体像が球体であり、正立のパターンが表示されている。
【００９５】
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と表示を切り替えることによって、観察者１０５には、第１の液晶表示装置１０１の後方に球体が見える。
【００９６】
次に、図９を用いて実施形態４における第１の液晶表示装置１０１及び第２の液晶表示装置１０２に表示する多視点画像とピンホールを示す。
【００９７】
図９（ａ）は、前面に配置された第２の液晶表示装置にはピンホールを表示し、後面に配置された第１の液晶表示装置には多視点画像を表示する。この多視点画像は、表示される立体像が球体であり、上下左右がひっくり返った倒立したパターンが表示されている。
【００９８】
図９（ｂ）は、前面に配置された第２の液晶表示装置に多視点画像を表示し、後面に配置された第１の液晶表示装置にピンホールを表示したものである。この多視点画像は、表示される立体像が球体であり、上下左右がひっくり返った倒立したパターンが表示されている。
【００９９】
図９（ｃ）は、前面に配置された第２の液晶表示装置にはピンホールを表示し、後面に配置された第１の液晶表示装置には多視点画像を表示する。この多視点画像は、表示される立体像が球体であり、上下左右がひっくり返った倒立したパターンが表示されている。
【０１００】
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と表示を切り替えることによって、観察者１０５には、第２の液晶表示装置１０２の前方に球体が見え、第１の液晶表示装置１０１の後方に球体が見える。
【０１０１】
なお、図１２に、球体を再生するための多視点画像の倒立パターンと正立パターンを示す。このように再生すべき立体像の多視点画像を作成するためには、それぞれ各微小画像を作成し、必要に応じて反転した画像、反転しない画像を形成しなければならない。
【０１０２】
実施形態１及び実施形態３に示す方法では、反転した倒立パターンと反転しない正立パターンの両方を計算する必要があるが、実施形態２及び実施形態３に示す方法では、反転した倒立パターン及び反転しない正立パターンのいずれか一方のみを計算すればよく、簡便である。
【０１０３】
次に、図１０に、第１の液晶表示装置１０１にピンホール１０７−１が表示されかつ第２の液晶表示装置１０２に多視点画像１０６−２が表示された状態、第１の液晶表示装置１０１に多視点画像１０６−１が表示されかつ第２の液晶表示装置１０２にピンホール１０７−２が表示された状態を同時に示す。
【０１０４】
この例では、第１の液晶表示装置１０１に表示されたピンホール１０７−１と第２の液晶表示装置１０２に表示されたピンホール１０７−２が、観察者１０５からみると市松模様状に重ならないように制御されている。なお、視差画像光線群１０８（ａ）は、第１の液晶表示装置１０１に多視点画像１０６−１が表示されかつ第２の液晶表示装置１０２にピンホール１０７−２が表示された状態のもの、視差画像光線群１０８（ｂ）は、第１の液晶表示装置１０１にピンホール１０７−１が表示されかつ第２の液晶表示装置１０２に多視点画像１０６−２が表示された状態のものを示す。
【０１０５】
こうすることで観察者１０５側に照射される視差画像光線群１０８（ａ）及び１０８（ｂ）は、それぞれ照射される角度が異なるために、より立体感を増すという効果を奏し、また均一な明るさになることでピンホールもより目立たなくなる。
【０１０６】
図１１は、視差画像光線群１０８（ａ）及び１０８（ｂ）が互いに市松模様状に配列された様子を示すもので観察者１０５側から眺めたものである。
【０１０７】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではない。
【０１０８】
さらに、観察者の手の位置を検出する手段と手に装着して抵抗感を与える手段を設けることにより、三次元像に触れたことを感知して、感知した情報をフィードバックして手に抵抗感を与え、あたかも物に実際に触れているかのような感触を与えることもできる。その他、その詳細は、仕様に応じて適宜変更することもできる。
【０１０９】
【発明の効果】
より立体感の増した高品位の立体像を表示できる立体像表示装置を堤供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る立体像表示装置の概念図。
【図２】本発明の実施形態１に係る立体像表示装置の概念図。
【図３】本発明の実施形態２に係る立体像表示装置の概念図。
【図４】本発明の実施形態３に係る立体像表示装置の概念図。
【図５】本発明の実施形態４に係る立体像表示装置の概念図。
【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の実施形態１に係る立体像表示装置に用いるピンホール画像及び多視点画像を示す図。
【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の実施形態２に係る立体像表示装置に用いるピンホール画像及び多視点画像を示す図。
【図８】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の実施形態３に係る立体像表示装置に用いるピンホール画像及び多視点画像を示す図。
【図９】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の実施形態４に係る立体像表示装置に用いるピンホール画像及び多視点画像を示す図。
【図１０】本発明の立体像表示装置において、ピンホールを市松模様状に配置するように表示した様子を示す概念図。
【図１１】本発明の立体像表示装置において、ピンホールを市松模様状に配置した様子を示すピンホールの図。
【図１２】球体を再生するための多視点画像を示す倒立図及び正立図。
【図１３】従来の立体像表示装置の概念図。
【符号の説明】
１０１・・・第１の液晶表示装置
１０２・・・第２の液晶表示装置
１０３・・・三次元虚像の立体像
１０４・・・三次元実像の立体像
１０５・・・観察者
１０６・・・多視点画像
１０７・・・ピンホール
１０８・・・視差画像光線群
２０３・・・切り替え装置を兼ねる駆動装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a stereoscopic image display device.
[0002]
[Prior art]
As one of the stereoscopic image display methods that enable stereoscopic display used in amusement, internet shopping, mobile terminals, medical care, virtual reality, advertising billboards, etc., planar images for the right eye and left eye are displayed on the display and polarized light There is a stereoscope method in which the right-eye planar image is viewed with the right eye and the left-eye planar image is viewed with the left eye.
[0003]
In this stereoscope system, for example, an observer needs to use deflected glasses in order to show a right eye plane image and a left eye plane image only to the left eye. In addition, this stereoscope method looks three-dimensional, but does not actually reproduce a three-dimensional image, so that the image does not change even if the position viewed by the observer is changed. That is, there is a problem in that even if the position is changed to look into the side surface or the upper surface of the image, the side surface or the upper surface of the stereoscopic image cannot be seen, so that the reality is applied.
[0004]
In the stereoscope method, the focal position is on the display surface, and a spatial shift occurs between the focal position and the convergence position where the gaze object is located. The reproduced space has a sense of incongruity and tends to cause fatigue to the observer.
[0005]
As a stereoscopic display method for solving these problems, there is known a method of recording a stereoscopic image called an integral photography method using a large number of parallax images or a ray reproduction method by some method and reproducing this as a stereoscopic image. (Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-239785 and 2001-56450). Here, the integral photography method and the light beam reproduction method are based on almost the same principle although the meaning of the term is not accurately established as a stereoscopic display method. In the following description, the integral photography method will be described as a concept including the light beam reproduction method as an integral photography method.
[0006]
FIG. 13 shows a stereoscopic image display apparatus using this integral photography method.
[0007]
As shown in FIG. 13, a natural three-dimensional image is reproduced by a simple optical system including a display device 601 such as a liquid crystal display and an array plate 602 having pinholes 607 arranged two-dimensionally.
[0008]
On the display device 601, a large number of patterns (multi-viewpoint images) 606 corresponding to a group of parallax images that are slightly different depending on the viewing angle are displayed corresponding to each pinhole 607.
[0009]
The light emitted from the multi-viewpoint image 606 passes through the corresponding pinhole 607 and is condensed, whereby a three-dimensional real image 604 is formed on the front surface of the array plate 602 having the pinhole 607.
[0010]
That is, a three-dimensional real image 604 is formed by condensing a parallax image light beam group 608 directed from the multi-viewpoint image 606 on the display device 601 to the observer 605 through the pinhole 607.
[0011]
Thus, the integral photography method can form a natural stereoscopic image with a simple configuration. The integral photography method is more realistic because it actually reproduces a stereoscopic image and does not require polarized glasses, and the angle at which the stereoscopic image can be seen changes depending on the viewing angle of the observer.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, the integral photography method also has some problems as follows.
[0013]
When the array plate 602 having the pinhole 607 is used, the focus position of the eye of the observer 605 matches the pinhole 607 instead of the stereoscopic image 604 because the pinhole 607 shines brightly instead of being simple. May end up. Therefore, the observer 605 has a problem that the pinhole 607 is conspicuous and the stereoscopic effect of the stereoscopic image 604 is impaired.
[0014]
In the integral photography method, since the stereoscopic image 604 is reproduced using the parallax image light beam group 608 coming from the pinhole 602, a multi-viewpoint image 606 in which a three-dimensional stereoscopic image is originally arranged in a plane is used. It is difficult to obtain a sufficiently large number of light beams. This causes a problem that the stereoscopic effect is impaired and a problem that the stereoscopic image itself is dark.
[0015]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a stereoscopic image display device capable of displaying a high-quality stereoscopic image with a further enhanced stereoscopic effect.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a first display state in which multi-viewpoint images are respectively displayed in small areas divided in a plane, Of the second display means A first display means capable of switching between a second display state in which pinholes corresponding to the small areas on which the multi-viewpoint images are displayed are respectively displayed in a plane;
A first display state arranged opposite to the first display means, each displaying a multi-viewpoint image in a small area divided in a plane; Of the first display means A second display means capable of switching between a second display state in which pinholes corresponding to the small areas where the multi-viewpoint images are displayed are respectively displayed in a plane;
Simultaneously displaying the first display state on the first display means and simultaneously displaying the second display state on the second display means and simultaneously displaying the second display state on the first display means. A state in which the first display state is displayed on the second display means at a frequency of 30 Hz to 120 Hz. Alternately There is provided a stereoscopic image display device comprising switching means for switching.
[0017]
By doing so, the pinhole becomes inconspicuous, and the number of rays is also time-division multiplexed so that it effectively increases, so that the stereoscopic effect can be effectively increased.
[0018]
Further, the pinhole displayed on the first display means and the pinhole displayed on the second display means are: Each in a square lattice Each other Reciprocal By arranging in a checkered pattern, it is possible to increase the stereoscopic effect.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The stereoscopic image display device of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
[0020]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram of a stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
[0021]
In FIG. 1A, the multi-viewpoint image 106 is displayed on the first liquid crystal display device 101 arranged on the rear side with respect to the observer 105, and the second liquid crystal display device 102 arranged on the front side is displayed on the second liquid crystal display device 102. The pinhole 107 is displayed.
[0022]
The first liquid crystal display device 101 displays a multi-viewpoint image 106 that is a number of patterns corresponding to a parallax image group that looks slightly different depending on the viewing angle. The light emitted from the multi-viewpoint image 106 passes through the corresponding pinholes 107 to form a large number of parallax image light beam groups 108, which are condensed to reproduce the stereoscopic image 104.
[0023]
In this example, the pinholes 107 displayed on the second liquid crystal display device 102 are arranged in a square lattice shape, and the density thereof is 2.0 mm pitch. The diameter of each pinhole 107 is displayed to be 100 μm.
[0024]
Further, the pitch of the multi-viewpoint images 106 displayed on the first liquid crystal display device 101 is arranged corresponding to the pinhole 107.
[0025]
In FIG. 1B, pinholes 107 are displayed on the first liquid crystal display device 101 disposed on the rear side with respect to the observer 105, and many are displayed on the second liquid crystal display device 102 disposed on the front side. The viewpoint image 106 is displayed.
[0026]
The second liquid crystal display device 102 displays a multi-viewpoint image 106 that is a large number of patterns corresponding to a parallax image group that looks slightly different depending on the viewing angle. The light emitted from the pinhole 107 displayed on the first liquid crystal display device 101 projects a multi-viewpoint image 106, which becomes a large number of parallax image light beam groups 108, which are condensed to form a stereoscopic image 104. It is reproduced.
[0027]
In this example, the pinholes 107 displayed on the first liquid crystal display device 101 are arranged in a square lattice shape, and the density thereof is 2.0 mm pitch. The diameter of each pinhole 107 is displayed to be 100 μm.
[0028]
In addition, the pitch of the multi-viewpoint images 106 displayed on the second liquid crystal display device 102 is arranged corresponding to the pinhole 107.
[0029]
This stereoscopic image display device is characterized in that the state shown in FIG. 1A and the state shown in FIG. 1B are switched at a speed that is not recognized by the observer 105. At this time, the size, shape, and orientation of the multi-viewpoint image 106 must be controlled so that the stereoscopic image 104 displayed in FIGS. 1A and 1B reproduces the same size and shape.
[0030]
By doing so, the pinhole 107 moves between the front and rear display devices at a high speed, and the depth position of the pinhole 107 is not determined by moving back and forth. The stereoscopic effect of the image 104 can be increased.
[0031]
In addition, when the positional relationship between the pinhole 107 and the multi-viewpoint image 106 changes back and forth, the path (angle) of the parallax image light beam group 108 changes. For this reason, although the observer 105 is time-divisionally divided, the stereoscopic effect is further increased because the observer 105 observes the number of rays effectively.
[0032]
The speed of switching is preferably performed at a frequency of 30 Hz to 120 Hz in consideration of the degree of human recognition from the viewpoint of increasing the stereoscopic effect.
[0033]
Next, FIG. 2 shows a conceptual diagram of the stereoscopic image display apparatus of the present embodiment.
[0034]
FIG. 2A shows a state in which pinholes are displayed on the front liquid crystal display device 102 in the state of FIG.
[0035]
On the other hand, FIG. 2B shows a state in which a multi-viewpoint image is displayed on the front liquid crystal display device 102 in the state of FIG.
[0036]
The front and rear liquid crystal display devices 102 and 101 are arranged so as to have an interval of about 1 cm, and are controlled by using the driving device 203 that also serves as a switching device that switches the states of FIGS. Roles can be changed synchronously.
[0037]
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a schematic diagram of a stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
[0038]
In FIG. 3A, pinholes 107 are displayed on the first liquid crystal display device 101 disposed on the rear side with respect to the observer 105, and many are displayed on the second liquid crystal display device 102 disposed on the front side. The viewpoint image 106 is displayed.
[0039]
The second liquid crystal display device 102 displays a multi-viewpoint image 106 that is a large number of patterns corresponding to a parallax image group that looks slightly different depending on the viewing angle. The light emitted from the pinhole 107 displayed on the first liquid crystal display device 101 projects a multi-viewpoint image 106, which becomes a large number of parallax image light beam groups 108, which are condensed to form a stereoscopic image 104. It is reproduced.
[0040]
In this example, the pinholes 107 displayed on the first liquid crystal display device 101 are arranged in a square lattice shape, and the density thereof is 2.0 mm pitch. The diameter of each pinhole 107 is displayed to be 100 μm.
[0041]
Further, the pitch of the multi-viewpoint images 106 displayed on the second liquid crystal display device 102 is arranged corresponding to the pinhole 107.
[0042]
In FIG. 3B, the multi-viewpoint image 106 is displayed on the first liquid crystal display device 101 arranged on the rear side with respect to the observer 105, and the second liquid crystal display device 102 arranged on the front side is displayed on the second liquid crystal display device 102. The pinhole 107 is displayed.
[0043]
The first liquid crystal display device 101 displays a multi-viewpoint image 106 that is a number of patterns corresponding to a parallax image group that looks slightly different depending on the viewing angle. The observer 105 observes the parallax image light ray group 108 irradiated from the multi-viewpoint image 106 through the pinhole 107 displayed on the second liquid crystal display device 102. The observer 105 receives the first liquid crystal. A virtual three-dimensional image 103 is observed behind the display device 101.
[0044]
In this example, the pinholes 107 displayed on the second liquid crystal display device 102 are arranged in a square lattice shape, and the density thereof is 2.0 mm pitch. The diameter of each pinhole 107 is displayed to be 100 μm.
[0045]
Further, the pitch of the multi-viewpoint images 106 displayed on the first liquid crystal display device 101 is arranged corresponding to the pinhole 107.
[0046]
This stereoscopic image display device is characterized in that the observer 105 switches between the state shown in FIG. 3A and the state shown in FIG. 3B at a speed that is not recognized by the observer 105.
[0047]
By doing this, the pinhole 107 moves in the front and rear display devices at a high speed, so that the depth position of the pinhole 107 cannot be determined by moving back and forth. The stereoscopic effect of the image 104 can be increased.
[0048]
Considering the degree of human recognition, the switching speed is preferably performed at a frequency of 30 Hz to 120 Hz from the viewpoint of increasing the stereoscopic effect.
[0049]
In this embodiment, not only the three-dimensional real image three-dimensional image 104 is reproduced in front of the second liquid crystal display device 102 but also the three-dimensional virtual image three-dimensional image 103 is reproduced simultaneously behind the first liquid crystal device 101. It becomes possible to do.
[0050]
For example, a human body image can be reproduced as a three-dimensional real image three-dimensional image 104 and a background such as a landscape can be displayed as a three-dimensional virtual image three-dimensional image 103.
[0051]
At this time, the three-dimensional image to be reproduced can reproduce images of a plurality of objects continuously from the back to the front of the apparatus.
[0052]
Also in the stereoscopic image display device shown in the present embodiment, a clear stereoscopic image is actually recognized over a wide range of depth, the pinhole 107 is not conspicuous, and the focus adjustment of the eyes is easily performed, so that natural A good quality 3D image was observed.
[0053]
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a schematic diagram of a stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
[0054]
In FIG. 4A, pinholes 107 are displayed on the first liquid crystal display device 101 disposed on the rear side with respect to the observer 105, and many are displayed on the second liquid crystal display device 102 disposed on the front side. The viewpoint image 106 is displayed.
[0055]
The second liquid crystal display device 102 displays a multi-viewpoint image 106 that is a large number of patterns corresponding to a parallax image group that looks slightly different depending on the viewing angle. The light emitted from the pinhole 107 displayed on the first liquid crystal display device 101 projects a multi-viewpoint image 106 to form a parallax image light beam group 108. The observer 105 observes the parallax image light beam group 108, and the observer 105 observes the virtual three-dimensional image 103 behind the first liquid crystal display device 101.
[0056]
In this example, the pinholes 107 displayed on the first liquid crystal display device 101 are arranged in a square lattice shape, and the density thereof is 2.0 mm pitch. The diameter of each pinhole 107 is displayed to be 100 μm.
[0057]
Further, the pitch of the multi-viewpoint images 106 displayed on the second liquid crystal display device 102 is arranged corresponding to the pinhole 107.
[0058]
In FIG. 4B, the multi-viewpoint image 106 is displayed on the first liquid crystal display device 101 arranged on the rear side with respect to the observer 105, and the second liquid crystal display device 102 arranged on the front side is displayed on the second liquid crystal display device 102. The pinhole 107 is displayed.
[0059]
The first liquid crystal display device 101 displays a multi-viewpoint image 106 that is a number of patterns corresponding to a parallax image group that looks slightly different depending on the viewing angle. The observer 105 observes the parallax image light ray group 108 irradiated from the multi-viewpoint image 106 through the pinhole 107 displayed on the second liquid crystal display device 102. The observer 105 receives the first liquid crystal. A virtual three-dimensional image 103 is observed behind the display device 101.
[0060]
In this example, the pinholes 107 displayed on the second liquid crystal display device 102 are arranged in a square lattice shape, and the density thereof is 2.0 mm pitch. The diameter of each pinhole 107 is displayed to be 100 μm.
[0061]
Further, the pitch of the multi-viewpoint images 106 displayed on the first liquid crystal display device 101 is arranged corresponding to the pinhole 107.
[0062]
This stereoscopic image display device is characterized in that the state shown in FIG. 4A and the state shown in FIG. 4B are switched at a speed that is not recognized by the observer 105. At this time, the size, shape, and orientation of the multi-viewpoint image 106 are controlled so that the three-dimensional virtual image 103 displayed in FIGS. 4A and 4B reproduces the same size and shape. There must be.
[0063]
By doing so, the pinhole 107 moves between the front and rear display devices at a high speed, and the depth position of the pinhole 107 is not determined by moving back and forth. The stereoscopic effect of the image 104 can be increased.
[0064]
Considering the degree of human recognition, the switching speed is preferably performed at a frequency of 30 Hz to 120 Hz from the viewpoint of increasing the stereoscopic effect.
[0065]
(Embodiment 4)
FIG. 5 is a schematic diagram of a stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
[0066]
In FIG. 5A, the multi-viewpoint image 106 is displayed on the first liquid crystal display device 101 arranged on the rear side with respect to the observer 105, and the second liquid crystal display device 102 arranged on the front side is displayed on the second liquid crystal display device 102. The pinhole 107 is displayed.
[0067]
The first liquid crystal display device 101 displays a multi-viewpoint image 106 that is a number of patterns corresponding to a parallax image group that looks slightly different depending on the viewing angle. The light emitted from the multi-viewpoint image 106 passes through the corresponding pinholes 107 to form a large number of parallax image light beam groups 108, which are condensed to reproduce the stereoscopic image 104.
[0068]
In this example, the pinholes 107 displayed on the second liquid crystal display device 102 are arranged in a square lattice shape, and the density thereof is 2.0 mm pitch. The diameter of each pinhole 107 is displayed to be 100 μm.
[0069]
Further, the pitch of the multi-viewpoint images 106 displayed on the first liquid crystal display device 101 is arranged corresponding to the pinhole 107.
[0070]
In FIG. 5B, pinholes 107 are displayed on the first liquid crystal display device 101 arranged on the rear side with respect to the observer 105, and many are displayed on the second liquid crystal display device 102 arranged on the front side. The viewpoint image 106 is displayed.
[0071]
The second liquid crystal display device 102 displays a multi-viewpoint image 106 that is a large number of patterns corresponding to a parallax image group that looks slightly different depending on the viewing angle. The light emitted from the pinhole 107 displayed on the first liquid crystal display device 101 projects a multi-viewpoint image 106 to form a parallax image light beam group 108. The observer 105 observes the parallax image light beam group 108, and the observer 105 observes the virtual three-dimensional image 103 behind the first liquid crystal display device 101.
[0072]
In this example, the pinholes 107 displayed on the first liquid crystal display device 101 are arranged in a square lattice shape, and the density thereof is 2.0 mm pitch. The diameter of each pinhole 107 is displayed to be 100 μm.
[0073]
Further, the pitch of the multi-viewpoint images 106 displayed on the second liquid crystal display device 102 is arranged corresponding to the pinhole 107.
[0074]
This stereoscopic image display device is characterized in that the state shown in FIG. 5A and the state shown in FIG. 5B are switched at a speed that is not recognized by the observer 105.
[0075]
By doing this, the pinhole 107 moves in the front and rear display devices at a high speed, so that the depth position of the pinhole 107 cannot be determined by moving back and forth. The stereoscopic effect of the image 104 can be increased.
[0076]
Considering the degree of human recognition, the switching speed is preferably performed at a frequency of 30 Hz to 120 Hz from the viewpoint of increasing the stereoscopic effect.
[0077]
In this embodiment, not only the three-dimensional real image three-dimensional image 104 is reproduced in front of the second liquid crystal display device 102 but also the three-dimensional virtual image three-dimensional image 103 is reproduced simultaneously behind the first liquid crystal device 101. It becomes possible to do.
[0078]
For example, a human body image can be reproduced as a three-dimensional real image three-dimensional image 104 and a background such as a landscape can be displayed as a three-dimensional virtual image three-dimensional image 103.
[0079]
At this time, the three-dimensional image to be reproduced can reproduce images of a plurality of objects continuously from the back to the front of the apparatus.
[0080]
Also in the stereoscopic image display device shown in the present embodiment, a clear stereoscopic image is actually recognized over a wide range of depth, the pinhole 107 is not conspicuous, and the focus adjustment of the eyes is easily performed, so that natural A good quality 3D image was observed.
[0081]
Next, multi-viewpoint images and pinholes to be displayed on the first liquid crystal display device 101 and the second liquid crystal display device 102 in Embodiment 1 will be described with reference to FIG.
[0082]
In FIG. 6A, a pinhole is displayed on the second liquid crystal display device disposed on the front surface, and a multi-viewpoint image is displayed on the first liquid crystal display device disposed on the rear surface. In this multi-viewpoint image, the stereoscopic image to be displayed is a sphere, and an inverted pattern that is turned upside down and left and right is displayed.
[0083]
FIG. 6B shows a multi-viewpoint image displayed on the second liquid crystal display device arranged on the front surface and a pinhole displayed on the first liquid crystal display device arranged on the rear surface. In this multi-viewpoint image, the stereoscopic image to be displayed is a sphere, and an upright pattern is displayed.
[0084]
In FIG. 6C, a pinhole is displayed on the second liquid crystal display device disposed on the front surface, and a multi-viewpoint image is displayed on the first liquid crystal display device disposed on the rear surface. In this multi-viewpoint image, the stereoscopic image to be displayed is a sphere, and an inverted pattern that is turned upside down and left and right is displayed.
[0085]
By switching the display from FIGS. 6A, 6 </ b> B, and 6 </ b> C, the observer 105 can see a sphere of a three-dimensional real image in front of the second liquid crystal display device 102.
[0086]
Next, multi-viewpoint images and pinholes to be displayed on the first liquid crystal display device 101 and the second liquid crystal display device 102 in the second embodiment will be described with reference to FIG.
[0087]
In FIG. 7A, a pinhole is displayed on the second liquid crystal display device disposed on the front surface, and a multi-viewpoint image is displayed on the first liquid crystal display device disposed on the rear surface. In this multi-viewpoint image, the stereoscopic image to be displayed is a sphere, and an upright pattern is displayed.
[0088]
FIG. 7B shows a multi-viewpoint image displayed on the second liquid crystal display device arranged on the front surface and a pinhole displayed on the first liquid crystal display device arranged on the rear surface. In this multi-viewpoint image, the stereoscopic image to be displayed is a sphere, and an upright pattern is displayed.
[0089]
In FIG. 7C, a pinhole is displayed on the second liquid crystal display device disposed on the front surface, and a multi-viewpoint image is displayed on the first liquid crystal display device disposed on the rear surface. In this multi-viewpoint image, the stereoscopic image to be displayed is a sphere, and an upright pattern is displayed.
[0090]
By switching the display as shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C, the observer 105 can see a sphere of a three-dimensional real image on the front surface of the second liquid crystal display device 102, and the first liquid crystal display device. A sphere of a three-dimensional virtual image can be seen on the rear surface of 101.
[0091]
Next, multi-viewpoint images and pinholes to be displayed on the first liquid crystal display device 101 and the second liquid crystal display device 102 in Embodiment 3 will be described with reference to FIG.
[0092]
In FIG. 8A, a pinhole is displayed on the second liquid crystal display device disposed on the front surface, and a multi-viewpoint image is displayed on the first liquid crystal display device disposed on the rear surface. In this multi-viewpoint image, the stereoscopic image to be displayed is a sphere, and an upright pattern is displayed.
[0093]
FIG. 8B shows a multi-viewpoint image displayed on the second liquid crystal display device arranged on the front surface and a pinhole displayed on the first liquid crystal display device arranged on the rear surface. In this multi-viewpoint image, a stereoscopic image to be displayed is a sphere, and an inverted pattern in which the top, bottom, left and right are turned over is displayed.
[0094]
In FIG. 8C, a pinhole is displayed on the second liquid crystal display device disposed on the front surface, and a multi-viewpoint image is displayed on the first liquid crystal display device disposed on the rear surface. In this multi-viewpoint image, the stereoscopic image to be displayed is a sphere, and an upright pattern is displayed.
[0095]
By switching the display between FIGS. 8A, 8 </ b> B, and 8 </ b> C, the observer 105 can see a sphere behind the first liquid crystal display device 101.
[0096]
Next, multi-viewpoint images and pinholes to be displayed on the first liquid crystal display device 101 and the second liquid crystal display device 102 in Embodiment 4 will be described with reference to FIG.
[0097]
In FIG. 9A, a pinhole is displayed on the second liquid crystal display device disposed on the front surface, and a multi-viewpoint image is displayed on the first liquid crystal display device disposed on the rear surface. In this multi-viewpoint image, a stereoscopic image to be displayed is a sphere, and an inverted pattern in which the top, bottom, left and right are turned over is displayed.
[0098]
FIG. 9B shows a multi-viewpoint image displayed on the second liquid crystal display device arranged on the front surface and a pinhole displayed on the first liquid crystal display device arranged on the rear surface. In this multi-viewpoint image, a stereoscopic image to be displayed is a sphere, and an inverted pattern in which the top, bottom, left and right are turned over is displayed.
[0099]
In FIG. 9C, a pinhole is displayed on the second liquid crystal display device disposed on the front surface, and a multi-viewpoint image is displayed on the first liquid crystal display device disposed on the rear surface. In this multi-viewpoint image, a stereoscopic image to be displayed is a sphere, and an inverted pattern in which the top, bottom, left and right are turned over is displayed.
[0100]
By switching the display as shown in FIGS. 9A, 9B, and 9C, the observer 105 can see a sphere in front of the second liquid crystal display device 102 and behind the first liquid crystal display device 101. A sphere can be seen.
[0101]
FIG. 12 shows an inverted pattern and an erect pattern of a multi-viewpoint image for reproducing a sphere. In order to create a multi-view image of a stereoscopic image to be reproduced in this way, each minute image must be created, and an inverted image and an uninverted image must be formed as necessary.
[0102]
In the methods shown in the first and third embodiments, it is necessary to calculate both the inverted inverted pattern and the non-inverted upright pattern. In the methods shown in the second and third embodiments, the inverted inverted pattern and the inverted pattern are inverted. It is convenient to calculate only one of the upright patterns.
[0103]
Next, FIG. 10 shows a state in which the pinhole 107-1 is displayed on the first liquid crystal display device 101 and the multi-viewpoint image 106-2 is displayed on the second liquid crystal display device 102, the first liquid crystal display device A state in which a multi-viewpoint image 106-1 is displayed on 101 and a pinhole 107-2 is displayed on the second liquid crystal display device 102 is shown at the same time.
[0104]
In this example, the pinhole 107-1 displayed on the first liquid crystal display device 101 and the pinhole 107-2 displayed on the second liquid crystal display device 102 are overlapped in a checkered pattern when viewed from the observer 105. It is controlled not to become. The parallax image light beam group 108 (a) is a state in which the multi-viewpoint image 106-1 is displayed on the first liquid crystal display device 101 and the pinhole 107-2 is displayed on the second liquid crystal display device 102. The parallax image light beam group 108 (b) is in a state where the pinhole 107-1 is displayed on the first liquid crystal display device 101 and the multi-viewpoint image 106-2 is displayed on the second liquid crystal display device 102. Show.
[0105]
By doing so, the parallax image light beam groups 108 (a) and 108 (b) irradiated on the viewer 105 side have different effects, so that the three-dimensional effect is further increased and uniform. Pinholes become less noticeable when brightness is achieved.
[0106]
FIG. 11 shows a state in which the parallax image light beam groups 108 (a) and 108 (b) are arranged in a checkered pattern, as viewed from the viewer 105 side.
[0107]
In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above.
[0108]
Furthermore, by providing a means for detecting the position of the observer's hand and a means for giving a resistance feeling when worn on the hand, it senses that the three-dimensional image has been touched and feeds back the sensed information to resist the hand. It can also give a feeling as if it were actually touching an object. In addition, the details can be appropriately changed according to the specification.
[0109]
【The invention's effect】
A three-dimensional image display device capable of displaying a high-quality three-dimensional image with a further three-dimensional effect can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of a stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram of a stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram of a stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 4 is a conceptual diagram of a stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 5 is a conceptual diagram of a stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
6A, 6B, and 6C are diagrams showing pinhole images and multi-viewpoint images used in the stereoscopic image display apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 7A, 7B, and 7C are diagrams showing pinhole images and multi-viewpoint images used in the stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIGS. 8A, 8B, and 8C are diagrams showing pinhole images and multi-viewpoint images used in the stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
FIGS. 9A, 9B, and 9C are diagrams showing pinhole images and multi-viewpoint images used in the stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 10 is a conceptual diagram showing a state in which pinholes are displayed so as to be arranged in a checkered pattern in the stereoscopic image display device of the present invention.
FIG. 11 is a pinhole diagram illustrating a state in which pinholes are arranged in a checkered pattern in the stereoscopic image display apparatus of the present invention.
FIGS. 12A and 12B are an inverted view and an upright view showing a multi-viewpoint image for reproducing a sphere. FIGS.
FIG. 13 is a conceptual diagram of a conventional stereoscopic image display device.
[Explanation of symbols]
101. First liquid crystal display device
102: Second liquid crystal display device
103 ... 3D virtual image
104 ... 3D real image
105: Observer
106 ... Multi-viewpoint image
107 ... pinhole
108: Parallax image ray group
203... A drive device that also serves as a switching device.

Claims

A first display state in which a multi-viewpoint image is displayed in a small area divided in a plane and a pinhole corresponding to the small area in which the multi-viewpoint image of the second display unit is displayed are respectively displayed in a plane. A first display means capable of switching between a second display state;
A first display state that is arranged opposite to the first display means and displays the multi-viewpoint images in small areas divided in a plane and the multi-viewpoint image of the first display means are displayed. A second display means capable of switching between a second display state in which pinholes corresponding to the small areas are each displayed in a plane;
Simultaneously displaying the first display state on the first display means and simultaneously displaying the second display state on the second display means and simultaneously displaying the second display state on the first display means. A stereoscopic image display apparatus comprising: a switching unit that alternately switches a state in which the first display state is displayed on the second display unit at a frequency of 30 Hz to 120 Hz.

The pinholes displayed on the first display means and the pinholes displayed on the second display means are arranged in a checkered pattern in a square lattice pattern and corresponding to each other. Item 3. A stereoscopic image display device according to item 1.