JP6714347B2 - Stereoscopic image display device - Google Patents
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Images
Description
本発明は、インテグラル立体方式により立体像を表示する立体像表示装置に関する。 The present invention relates to a stereoscopic image display device that displays a stereoscopic image by an integral stereoscopic method.
一般に、任意の視点から立体像を視認することが可能な立体像表示方式の一つとして、インテグラルフォトグラフィ（Integral Photography）と呼ばれる立体写真技術の原理に基づいた方式（インテグラル立体方式）が知られている（特許文献１等参照）。このインテグラル立体方式は、例えば、ディスプレイの観察者側にレンズアレイまたはピンホールアレイを配置し、ディスプレイ面に視点位置の異なる複数の要素画像を表示することで立体像を表示する。
しかし、特許文献１に記載の手法のように、ディスプレイの観察者側にレンズアレイを配置する構成では、レンズアレイの表面形状、反射特性等の影響を受けやすく、立体像の画質が低下してしまう。
In general, as one of three-dimensional image display methods capable of visually recognizing a three-dimensional image from an arbitrary viewpoint, there is a method based on the principle of a three-dimensional photography technique called integral photography (Integral three-dimensional method). It is known (see
However, in the configuration in which the lens array is arranged on the viewer side of the display as in the method described in
一方、インテグラル立体方式の他の手法として、レンズアレイを介さずに、ディスプレイを直接観察者に視認させる手法が存在する（非特許文献１参照）。図１８に示すように、非特許文献１に記載の立体像表示装置１００は、透過型のディスプレイ（液晶パネル）１０１の背面にピンホールアレイ１０２と、その背面にさらに、バックライトユニット１０３を備える構成としている。
そして、立体像表示装置１００は、ディスプレイ１０１に複数の要素画像を表示し、バックライトユニット１０３から照射される光を、ピンホールアレイ１０２を介して点光源の光として、ディスプレイ１０１の背面から照射することで観察者Ｍに立体像Ｔを視認させる。
しかし、特許文献１、非特許文献１に記載の手法のように、ピンホールアレイを用いる手法は、利用できる光量が少なくなるため、表示される立体像が暗くなってしまう。
On the other hand, as another method of the integral stereoscopic method, there is a method of allowing a viewer to directly see the display without using a lens array (see Non-Patent Document 1). As shown in FIG. 18, the stereoscopic
Then, the stereoscopic
However, as in the methods described in
これに対し、ピンホールアレイを用いずに、点光源をバックライトとして使用する手法が存在する（非特許文献２参照）。図１９に示すように、非特許文献２に記載の立体像表示装置２００は、透過型のディスプレイ（液晶パネル）２０１の背面にレンズアレイ２０２と、その背面にさらに、ＬＥＤアレイ２０３を備える構成としている。
そして、立体像表示装置２００は、ディスプレイ２０１に複数の要素画像を表示し、ＬＥＤアレイ２０３から照射される光を、レンズアレイ２０２によって集光して点光源（点光源アレイ）とし、ディスプレイ２０１の背面から照射することで観察者Ｍに立体像Ｔを視認させる。
これによって、非特許文献２に記載の手法は、ピンホールアレイを用いず、かつ、レンズアレイよりも前面にディスプレイを配置することで、利用できる光量の低下を抑えるとともに、表示する立体像の画質低下を抑えることができる。
On the other hand, there is a method of using a point light source as a backlight without using a pinhole array (see Non-Patent Document 2). As shown in FIG. 19, the stereoscopic
Then, the stereoscopic
Accordingly, the method described in Non-Patent
前記した非特許文献２に記載の手法は、レンズアレイ２０２（図１９）の焦点距離と、ディスプレイ２０１（図１９）に表示する要素画像の大きさとによって、視域が決まってしまう。例えば、レンズアレイの焦点距離をｆ、要素画像の大きさ（例えば、幅）をｗとしたとき、視域角（水平視域角）θは、以下の式（１）で特定される。
In the method described in
このように視域は、レンズアレイの焦点距離を短くすることで大きくすることができる。しかし、この場合、レンズの焦点距離を短くすると視域は広がるが、焦点距離を短くすることで単位視域角度あたりの要素画像の画素数が減少する場合は、立体像の奥行き再現性能が低下し、深い奥行きの立体像が表示できなくなる。もしくは、レンズの焦点距離を短くすることで要素画像の総数が少なくなる場合には、立体像の解像度が低下してしまうという問題がある。 Thus, the viewing zone can be increased by shortening the focal length of the lens array. However, in this case, if the focal length of the lens is shortened, the viewing range is expanded, but if the number of pixels of the elemental image per unit viewing zone angle is reduced by shortening the focal length, the depth reproduction performance of the stereoscopic image is deteriorated. However, it becomes impossible to display a deep stereoscopic image. Alternatively, when the total number of elemental images is reduced by shortening the focal length of the lens, there is a problem that the resolution of the stereoscopic image is reduced.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、立体像の画質を保持しつつ、視域を拡大することが可能な立体像表示装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a stereoscopic image display device capable of enlarging the viewing area while maintaining the image quality of the stereoscopic image.
前記課題を解決するため、本発明に係る立体像表示装置は、インテグラル立体方式により立体像を表示する立体像表示装置であって、透過型の空間光変調器で構成された表示手段と、表示手段を背面から照射する複数の点光源で構成された照明手段と、照明手段の前面に配置され、予め定めた複数の点光源の組ごとに、照射方向を広げる方向に当該組に含まれる点光源のそれぞれの照射方向を変更する照射方向変更手段と、表示手段への要素画像群の表示と照明手段における点光源の点灯とを時分割で同期して行う表示制御手段と、を備え、表示制御手段は、要素画像切り替え手段と、点光源切り替え手段と、を備える構成とした。 In order to solve the above problems, a stereoscopic image display device according to the present invention is a stereoscopic image display device that displays a stereoscopic image by an integral stereoscopic method, and a display unit configured by a transmissive spatial light modulator, illumination means including a plurality of point light sources for irradiating a display hand stage from the back, is disposed in front of the illumination means, the set to a predetermined plurality of point source sets your capital, in a direction to widen the direction morphism irradiation display performed in synchronization with each projection direction changing means for changing an irradiating direction of the point light source included, the lighting of put that point light source to the display and lighting means element images on the display unit a time-sharing in The display control means includes an element image switching means and a point light source switching means.
かかる構成において、立体像表示装置は、照射方向変更手段によって、予め定めた数の点光源の組に含まれる各点光源の照射方向を変更することで、１つの点光源の広がりよりも光の広がりを大きくして表示手段に照射することができる。 In such a configuration, the stereoscopic image display device changes the irradiation direction of each point light source included in the set of point light sources of a predetermined number by the irradiation direction changing unit, so that the irradiation of the light is larger than the spread of one point light source. The display can be illuminated with a large spread.
また、立体像表示装置は、要素画像切り替え手段によって、照射方向ごとに対応する要素画像群を切り替えて表示手段に表示することで、異なる照射方向、すなわち、異なる表示方向で立体像を表示する要素画像群を時分割で表示することができる。 Further, the stereoscopic image display device displays the stereoscopic image in different irradiation directions, that is, different display directions, by switching the element image group corresponding to each irradiation direction by the element image switching unit and displaying the same on the display unit. Images can be displayed in time division.
また、立体像表示装置は、点光源切り替え手段によって、表示対象の要素画像群に含まれる要素画像に対応する点光源のみを点灯するように、表示手段における要素画像群の表示と同期して、照明手段における点灯対象の点光源の点灯と他の点光源の消灯との切り替えを行うことで、表示手段に対して、表示対象となる要素画像群の個々の要素画像の領域を照射することができる。 Further, the stereoscopic image display device is synchronized with the display of the element image group on the display unit so that only the point light source corresponding to the element image included in the element image group to be displayed is turned on by the point light source switching unit, By switching between turning on the point light source to be turned on and turning off the other point light source in the lighting means, it is possible to illuminate the area of each element image of the element image group to be displayed on the display means. it can.
これによって、立体像表示装置は、表示手段における点光源からの照射方向が異なる要素画像群の表示切り替えと、その要素画像群の表示に対応して、各要素画像を点光源により照射する動作を時分割で繰り返すことで、表示手段において、視域を広げて要素画像群を表示することができる。 As a result, the stereoscopic image display device performs the operation of switching the display of the element image group in which the irradiation direction from the point light source in the display unit is different and irradiating each element image with the point light source in response to the display of the element image group. By repeating in a time-division manner, it is possible to display the elemental image group with the viewing area widened on the display means.
なお、本発明に係る立体像表示装置は、表示手段を反射型の空間光変調器とし、照射方向変更手段と表示手段との間に、照明手段の点光源からの光を表示手段に反射し、表示手段の空間光変調器からの反射光を透過する偏光ビームスプリッタを備える構成としてもよい。 In the stereoscopic image display device according to the present invention, the display means is a reflective spatial light modulator, and the light from the point light source of the illumination means is reflected on the display means between the irradiation direction changing means and the display means. The configuration may include a polarization beam splitter that transmits reflected light from the spatial light modulator of the display means.
本発明は、以下に示す優れた効果を奏するものである。
本発明によれば、表示方向の異なる複数の要素画像群を時分割で切り替えて表示するため、要素画像の数が表示手段の画素数により制限されず、要素画像同士を一部重複した位置に表示することができる。
これによって、本発明は、点光源アレイを使用したインテグラル立体方式において、表示手段が従来と同一の画素数であっても、異なる視域の要素画像を表示することができ、画質を保持して視域を拡大させることができる。
The present invention has the following excellent effects.
According to the present invention, since a plurality of element image groups having different display directions are switched and displayed in a time-division manner, the number of element images is not limited by the number of pixels of the display means, and the element images are placed at positions where they partially overlap each other. Can be displayed.
As a result, according to the present invention, in the integral three-dimensional system using the point light source array, even when the display means has the same number of pixels as the conventional one, it is possible to display the elemental images in different viewing zones and maintain the image quality. The viewing area can be expanded.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
〔立体像表示装置の構成〕
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る立体像表示装置１の構成について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of stereoscopic image display device]
First, the configuration of the stereoscopic
立体像表示装置１は、インテグラル立体方式により、観察者Ｍに立体像Ｔを視認させるものである。この立体像表示装置１は、表示パネル２と、点光源パネル３と、プリズムアレイ４と、表示制御手段５と、を備える。
The stereoscopic
表示パネル（表示手段）２は、インテグラル立体方式における複数の要素画像ｅ（要素画像群）を表示するものである。この表示パネル２は、背面透過型ディスプレイであって、透過型の空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）で構成することができる。
この表示パネル２には、表示制御手段５によって、複数の要素画像ｅからなる要素画像群が表示される。このとき、表示パネル２には、時分割で、異なる要素画像群（第１要素画像群、第２要素画像群、第３要素画像群）が順次表示される。ここでは、要素画像ｅは、単色画像、例えば、白黒画像とする。
The display panel (display means) 2 displays a plurality of element images e (element image group) in the integral stereoscopic system. The
On the
第１要素画像群は、個々の要素画像ｅが、後記する第１点光源群Ｌ１，Ｌ１，…によって照射される位置に表示される画像である。第２要素画像群は、個々の要素画像ｅが、後記する第２点光源群Ｌ２，Ｌ２，…によって照射される位置に表示される画像である。また、第３要素画像群は、個々の要素画像ｅが、後記する第３点光源群Ｌ３，Ｌ３，…によって照射される位置に表示される画像である。
なお、要素画像ｅの配列は、ここでは、正方配列の例で説明するが、任意の配列（例えば、俵積み配列等）であればよい。また、要素画像ｅの形状は、矩形である必要はなく、円等であっても構わない。
The first element image group is an image displayed in a position where each element image e is illuminated by a first point light source group L 1 , L 1 ,... The second element image group is an image displayed at a position where each element image e is illuminated by a second point light source group L 2 , L 2 ,... The third element image group is an image displayed at the position where each element image e is illuminated by a third point light source group L 3 , L 3 ,...
Note that the array of the element images e is described here as an example of a square array, but any array (for example, a bales stacking array) may be used. The shape of the element image e does not have to be rectangular, and may be circular or the like.
点光源パネル（照明手段）３は、表示パネル２の背面に配置され、表示パネル２を照射するもの（バックライト）である。この点光源パネル３は、複数の点光源Ｌ（点光源群）で構成される。個々の点光源Ｌは、高輝度で微細な光源であって、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）、エレクトロルミネセンス（ＥＬ：Electro Luminescence）光源等である。ここでは、点光源Ｌは、単色光を発光する光源、例えば、白色光を発光する白色点光源とする。なお、点光源Ｌの光は表示パネル２のＳＬＭで変調されるため、点光源Ｌは、例えば、偏光フィルム等によって、ＳＬＭに対応して偏光方向が揃えられた光（例えば、Ｓ偏光）を発光するものとする。
The point light source panel (illuminating means) 3 is arranged on the back surface of the
この点光源パネル３の個々の点光源Ｌは、表示パネル２に表示されるインテグラル立体方式における要素画像ｅの表示位置を照射する位置に配置されている。なお、点光源Ｌと要素画像ｅとの位置関係については後で説明する。
The individual point light sources L of the point
また、個々の点光源Ｌは、点灯タイミングの異なる第１点光源群Ｌ１，Ｌ１，…と、第２点光源群Ｌ２，Ｌ２，…と、第３点光源群Ｌ３，Ｌ３，…とに区分され、表示制御手段５の制御によって、時分割で点灯される。なお、第１点光源群Ｌ１，Ｌ１，…は、共通の電源ライン（不図示）に接続され、表示制御手段５の制御によって一度にＯＮ／ＯＦＦが制御される。また、第２点光源群Ｌ２，Ｌ２，…および第３点光源群Ｌ３，Ｌ３，…についても、それぞれ独立した電源ライン（不図示）に接続され、表示制御手段５の制御によって一度にＯＮ／ＯＦＦが制御される。
Further, the individual point light sources L include a first point light source group L 1 , L 1 ,... With different lighting timings, a second point light source group L 2 , L 2 ,..., And a third point light source group L 3 , L. 3, is divided into ... and the control of the
プリズムアレイ（照射方向変更手段）４は、点光源パネル３の点光源群ごとに光路を変更するものである。このプリズムアレイ４は、複数のプリズムＰで構成され、点光源パネル３の前面に配置される。また、個々のプリズムＰは、予め定めた数（ここでは３個）の点光源の組に対して、当該組に含まれる点光源の照射方向を広げる方向にそれぞれ変更する。
また、プリズムＰは、平面視で台形（等脚台形）形状であって、特定の屈折率を有するガラス（台形ガラス）等で構成される。
The prism array (irradiation direction changing means) 4 changes the optical path for each point light source group of the point
The prism P has a trapezoidal (isopodal trapezoidal) shape in a plan view and is made of glass having a specific refractive index (trapezoidal glass) or the like.
ここで、図２を参照して、プリズムＰと点光源Ｌとの位置関係について説明する。
図２（ａ）の側面図、（ｃ）の平面図に示すように、点光源パネル３上の点光源Ｌは、プリズムアレイ４のプリズムＰの台形底面から、光を照射する位置に配置される。
また、図２（ｂ）の正面図、（ｃ）の平面図に示すように、プリズムＰは、照射方向を変更する各面に、第１点光源Ｌ１と第２点光源Ｌ２と第３点光源Ｌ３とがそれぞれ対応する位置に配置される。
また、第１点光源Ｌ１および第３点光源Ｌ３は、それぞれ、プリズムＰの別の斜面部に光を照射し、第２点光源Ｌ２は、プリズムＰの上面部に光を照射する位置に配置される。
これによって、第１点光源Ｌ１、第２点光源Ｌ２および第３点光源Ｌ３からの光は、水平方向に広がる方向に照射されることになる。
なお、各点光源間には、他の光の照射を防止するため、遮蔽板（不図示）を備えることが望ましい。
図１に戻って、立体像表示装置１の構成について説明を続ける。
Here, the positional relationship between the prism P and the point light source L will be described with reference to FIG.
As shown in the side view of FIG. 2A and the plan view of FIG. 2C, the point light source L on the point
Further, as shown in the front view of FIG. 2B and the plan view of FIG. 2C, the prism P has a first point light source L 1 , a second point light source L 2 and a second point light source L 2 on each surface for changing the irradiation direction. The three point light sources L 3 are arranged at positions corresponding to each other.
Further, the first point light source L 1 and the third point light source L 3 respectively irradiate light on different slopes of the prism P, and the second point light source L 2 irradiates light on the upper surface of the prism P. Placed in position.
As a result, the light from the first point light source L 1 , the second point light source L 2 and the third point light source L 3 is emitted in the direction that spreads in the horizontal direction.
A shield plate (not shown) is preferably provided between each point light source to prevent irradiation of other light.
Returning to FIG. 1, the description of the configuration of the stereoscopic
表示制御手段５は、要素画像の表示パネル２への表示と点光源パネル３における点光源の点灯とを同期して行うものである。
ここで、図３を参照（適宜図１参照）して、表示制御手段５の詳細な構成について説明する。
図３に示すように、表示制御手段５は、切り替え信号生成手段５０と、要素画像切り替え手段５１と、点光源切り替え手段５２と、を備える。
The display control means 5 synchronizes the display of the elemental image on the
Here, the detailed configuration of the display control means 5 will be described with reference to FIG. 3 (see FIG. 1 as appropriate).
As shown in FIG. 3, the
切り替え信号生成手段５０は、所定時間を計時し、要素画像群の表示切り替え、および、点光源群の点光切り替えを行う切り替え信号を生成するものである。
ここでは、切り替え信号生成手段５０は、要素画像切り替え信号生成手段５０１と、点光源切り替え信号生成手段５０２と、を備える。
The switching signal generating means 50 generates a switching signal for timing display of a predetermined time and switching between display of the element image group and switching of point light of the point light source group.
Here, the switching signal generation unit 50 includes an element image switching
要素画像切り替え信号生成手段５０１は、第１要素画像群、第２要素画像群および第３要素画像群の表示を所定時間で切り替えるタイミングを示す要素画像切り替え信号を生成するものである。
この要素画像切り替え信号生成手段５０１は、図示を省略したタイマによって所定時間を計時し、要素画像切り替え信号を生成する。
ここでは、要素画像切り替え信号生成手段５０１は、図４に示すように、予め定めたフレームＦの時間内で、第１要素画像群と第２要素画像群と第３要素画像群とを切り替えて表示する要素画像切り替え信号を生成する。
この要素画像切り替え信号生成手段５０１は、生成した要素画像切り替え信号を要素画像切り替え手段５１に出力する。
なお、要素画像切り替え信号生成手段５０１が計時する所定時間（周期）は、要素画像群を切り替える際に、観察者Ｍにフリッカを視認させない程度のフレームレート（３０ｆｐｓ以上）となる１／９０秒以下が望ましい。
The element image switching signal generation means 501 generates an element image switching signal indicating the timing of switching the display of the first element image group, the second element image group, and the third element image group within a predetermined time.
The element image switching
Here, the element image switching
The element image switching
Note that the predetermined time (cycle) measured by the element image switching
点光源切り替え信号生成手段５０２は、第１点光源群、第２点光源群および第３点光源群の点灯と消灯とを所定時間で切り替えるタイミングを示す点光源切り替え信号を生成するものである。
この点光源切り替え信号生成手段５０２は、図示を省略したタイマによって所定時間を計時し、点光源切り替え信号を生成する。
ここでは、点光源切り替え信号生成手段５０２は、図４に示すように、予め定めたフレームＦの時間内で、第１点光源群と第２点光源群と第３点光源群とを順番に点灯する点光源切り替え信号を生成する。
この点光源切り替え信号生成手段５０２は、生成した点光源切り替え信号を点光源切り替え手段５２に出力する。
The point light source switching signal generation means 502 generates a point light source switching signal indicating the timing of switching on and off of the first point light source group, the second point light source group and the third point light source group within a predetermined time.
The point light source switching
Here, as shown in FIG. 4, the point light source switching
The point light source switching
なお、点光源切り替え信号生成手段５０２は、要素画像切り替え信号生成手段５０１との間で同期をとり、第１要素画像群の表示タイミングと第１点光源群の点灯タイミングとを合わせている。また、点光源切り替え信号生成手段５０２は、同様に、第２要素画像群の表示タイミングと第２点光源群の点灯タイミングとを合わせている。また、点光源切り替え信号生成手段５０２は、同様に、第３要素画像群の表示タイミングと第３点光源群の点灯タイミングとを合わせている。
The point light source switching
要素画像切り替え手段５１は、異なる視点位置の複数の要素画像で構成された要素画像群と、その複数の要素画像とはさらに異なる視点位置の要素画像で構成された要素画像群とを、所定時間で切り替えて表示パネル２に表示するものである。
The element
ここでは、要素画像切り替え手段５１は、３つの要素画像群として、第１要素画像群と、第２要素画像群と、第３要素画像群とを所定時間で切り替えて表示パネル２に表示する。このとき、要素画像切り替え手段５１は、切り替え信号生成手段５０から入力される要素画像切り替え信号に同期して、第１要素画像群の表示と、第２要素画像群の表示と、第３要素画像群の表示とを順次繰り返す。これによって、表示パネル２には、第１要素画像群と第２要素画像群と第３要素画像群とが、一定周期で順番に表示されることになる。
Here, the element image switching means 51 switches the first element image group, the second element image group, and the third element image group as the three element image groups at a predetermined time and displays them on the
なお、ここでは、要素画像切り替え手段５１は、図示を省略した記録媒体、伝送経路等から要素画像群（第１要素画像群、第２要素画像群、第３要素画像群）を入力する。もちろん、表示制御手段５にハードディスク等の記憶装置を備え、予めその記憶装置に記憶されている要素画像群（第１要素画像群、第２要素画像群、第３要素画像群）を読み出すこととしてもよい。
Here, the element
ここで、図５を参照して、立体像表示装置１で表示する要素画像群について説明する。
図５では、従来の立体像撮像装置３００（３００１，３００２，３００３）を、水平方向に３台並べて配置している（ただし、レンズアレイＬａは共用）。なお、図５では、立体像撮像装置３００を上面視した状態を示している。
個々の立体像撮像装置３００は、レンズアレイＬａを介して被写体Ｏをそれぞれ撮像面Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に撮像することで、要素画像群を取得するものである。
図５に示すように、それぞれの要素画像群（第１要素画像群Ｅ１、第２要素画像群Ｅ２、第３要素画像群Ｅ３）は、それぞれの立体像撮像装置３００（３００１，３００２，３００３）で撮像された要素画像群とする。
Here, the element image group displayed on the stereoscopic
In FIG. 5, three conventional stereoscopic image pickup devices 300 (300 1 , 300 2 , 300 3 ) are arranged side by side in the horizontal direction (however, the lens array La is shared). Note that FIG. 5 illustrates a state in which the stereoscopic image capturing apparatus 300 is viewed from above.
Each of the three-dimensional image pickup devices 300 picks up the object O on the image pickup surfaces D 1 , D 2 , and D 3 via the lens array La to obtain a group of elemental images.
As shown in FIG. 5, each of the element image groups (the first element image group E 1 , the second element image group E 2 , and the third element image group E 3 ) has its own three-dimensional image capturing device 300 (300 1 , 300 2 and 300 3 ) as the element image group.
これによって、中央の立体像撮像装置３００２で撮像された第２要素画像群Ｅ２に対して、立体像撮像装置３００１，３００３で撮像された第１要素画像群Ｅ１、第３要素画像群Ｅ３は、視点位置をさらに左右に移動して撮像した要素画像群となる。
なお、ここでは、立体像撮像装置３００を用いて被写体Ｏを撮像し、要素画像群（第１要素画像群Ｅ１、第２要素画像群Ｅ２、第３要素画像群Ｅ３）として取得することとしたが、被写体ＯをＣＧとした場合、仮想的なレンズアレイを仮想空間上に配置して、計算により要素画像群（第１要素画像群Ｅ１、第２要素画像群Ｅ２、第３要素画像群Ｅ３）を生成することとしてもよい。
図３に戻って、表示制御手段５の構成について説明を続ける。
As a result, the first elemental image group E 1 and the third elemental images captured by the stereoscopic image capturing apparatuses 300 1 and 300 3 are compared with the second elemental image group E 2 captured by the central stereoscopic image capturing apparatus 300 2. The image group E 3 is an element image group obtained by moving the viewpoint position further left and right.
Note that, here, the object O is imaged using the stereoscopic image pickup device 300, and is acquired as an element image group (first element image group E 1 , second element image group E 2 , third element image group E 3 ). However, when the object O is CG, a virtual lens array is arranged in the virtual space, and the element image group (first element image group E 1 , second element image group E 2 , The three-element image group E 3 ) may be generated.
Returning to FIG. 3, the description of the configuration of the display control means 5 will be continued.
点光源切り替え手段５２は、表示対象の要素画像群に含まれる要素画像に対応する点光源のみを点灯するように、要素画像群の表示と同期して、点灯対象の点光源の点灯と他の点光源の消灯との切り替えを行うものである。
The point light
ここでは、点光源切り替え手段５２は、点光源パネル３において、第１点光源群Ｌ１，Ｌ１，…と、第２点光源群Ｌ２，Ｌ２，…、第３点光源群Ｌ３，Ｌ３，…とを所定時間で切り替えて点灯する。このとき、点光源切り替え手段５２は、切り替え信号生成手段５０から入力される点光源切り替え信号に同期して、第１点光源群を点灯する場合、第２点光源群および第３点光源群を消灯し、第２点光源群を点灯する場合、第１点光源群および第３点光源群を消灯し、第３点光源群を点灯する場合、第１点光源群および第２点光源群を消灯する処理を順次繰り返す。
Here, the point light
なお、点光源切り替え手段５２は、点光線群を点灯する場合、外部電源（不図示）から入力される電流を点光源群ごとの電源ラインに供給し、点光線群を消灯する場合、電流の電源ラインへの供給を停止すればよい。
これによって、点光源パネル３では、第１点光源群の点灯と他の点光源群の消灯、第２点光源群の点灯と他の点光源群の消灯、第３点光源群の点灯と他の点光源群の消灯が一定周期で切り替えられることになる。
The point light source switching means 52 supplies a current input from an external power source (not shown) to the power supply line for each point light source group when turning on the point light beam group, and supplies a current when turning off the point light beam group. It suffices to stop the supply to the power line.
Thus, in the point
このように、表示制御手段５は、要素画像切り替え手段５１による要素画像群の切り替えと、点光源切り替え手段５２による点光線群の切り替えとを、時分割して行うことができる。
In this way, the
以上説明したように立体像表示装置１（図１）を構成することで、１つの点光源に対応する要素画像の画素数を変えずに、時分割で点灯する点光源の位置と、要素画像の表示位置とを切り替えることで、表示パネル２上において、水平方向に視点位置の異なる要素画像の数を増やすことができる。
By configuring the stereoscopic image display device 1 (FIG. 1) as described above, the position of the point light source that is turned on in a time division manner and the element image without changing the number of pixels of the element image corresponding to one point light source. It is possible to increase the number of element images having different viewpoint positions in the horizontal direction on the
なお、点光源の数は、立体像の解像度に相当し、１つの点光源に対応する要素画像の画素数が多いほど、奥行き再現性が高い立体像として観察者に視認させることができる。すなわち、立体像表示装置１は、表示パネル２の画素数が従来と同じであっても、水平方向の要素画像の数を増やすことができるため、奥行き再現性を維持したまま、立体像を視認する視域を広げることができる。
Note that the number of point light sources corresponds to the resolution of the stereoscopic image, and the larger the number of pixels of the element image corresponding to one point light source, the more visually reproducible the stereoscopic image can be made by the observer. That is, even if the number of pixels of the
〔立体像表示装置の動作〕
次に、図６を参照（適宜図１，図３参照）して、本発明の第１実施形態に係る立体像表示装置１の動作について説明する。
[Operation of stereoscopic image display device]
Next, the operation of the stereoscopic
立体像表示装置１は、表示制御手段５の切り替え信号生成手段５０によって、逐次、一定周期で要素画像群の表示を切り替えるための切り替え信号を生成する。
ここでは、切り替え信号生成手段５０の要素画像切り替え信号生成手段５０１と点光源切り替え信号生成手段５０２とが、同期をとり、要素画像切り替え信号と点光源切り替え信号とを生成する。
In the stereoscopic
Here, the element image switching
そして、立体像表示装置１は、表示制御手段５の要素画像切り替え手段５１によって、要素画像切り替え信号の第１要素画像群を表示するタイミングで、図６（ａ）に示すように、表示パネル２に点光源Ｌの第１点光源群Ｌ１，Ｌ１，…のプリズムアレイ４を介して照射される予め定めた照射位置に対応する位置に要素画像ｅ（第１要素画像群ｅ１，ｅ１，…）を表示する。
Then, the stereoscopic
さらに、立体像表示装置１は、表示制御手段５の点光源切り替え手段５２によって、点光源切り替え信号の第１点光源を点灯するタイミングで、図６（ａ）に示すように、点光源パネル３の点光源Ｌのうちで、第１点光源群Ｌ１，Ｌ１，…を点灯し、第２点光源群Ｌ２，Ｌ２，…および第３点光源群Ｌ３，Ｌ３，…を消灯する。
これによって、表示パネル２において、第１点光源群Ｌ１，Ｌ１，…が点灯されている時間内に、第１要素画像群ｅ１，ｅ１，…が表示されることになる。
なお、図６（ａ）に示すように、プリズムＰの傾斜角度をθとし、プリズムＰの屈折率をｎとすると、プリズムＰに水平に入射した光線がプリズムＰを通過後に表示パネル２を照射する角度φは、以下の式（２）で特定される。
Further, in the stereoscopic
As a result, the first elemental image group e 1 , e 1 ,... Is displayed on the
As shown in FIG. 6A, assuming that the tilt angle of the prism P is θ and the refractive index of the prism P is n, a light beam that is horizontally incident on the prism P passes through the prism P and then illuminates the
よって、プリズムアレイ４には、式（２）により、予め所望の方向に光の方向を制御するように角度θを求め、その求めた角度を傾斜角度としたプリズムＰを用いればよい。
Therefore, for the
そして、立体像表示装置１は、表示制御手段５の要素画像切り替え手段５１によって、要素画像切り替え信号の第２要素画像群を表示するタイミングで、図６（ｂ）に示すように、表示パネル２に点光源Ｌの第２点光源群Ｌ２，Ｌ２，…のプリズムアレイ４を介して照射される予め定めた照射位置に対応する位置に要素画像ｅ（第２要素画像群ｅ２，ｅ２，…）を表示する。
Then, the stereoscopic
さらに、立体像表示装置１は、表示制御手段５の点光源切り替え手段５２によって、点光源切り替え信号の第２点光源を点灯するタイミングで、図６（ｂ）に示すように、点光源パネル３の点光源Ｌのうちで、第２点光源群Ｌ２，Ｌ２，…を点灯し、第１点光源群Ｌ１，Ｌ１，…および第３点光源群Ｌ３，Ｌ３，…を消灯する。
これによって、表示パネル２において、第２点光源群Ｌ２，Ｌ２，…が点灯されている時間内に、第２要素画像群ｅ２，ｅ２，…が表示されることになる。
Further, in the stereoscopic
As a result, the second elemental image group e 2 , e 2 ,... Is displayed on the
そして、立体像表示装置１は、表示制御手段５の要素画像切り替え手段５１によって、要素画像切り替え信号の第３要素画像群を表示するタイミングで、図６（ｃ）に示すように、表示パネル２に点光源Ｌの第３点光源群Ｌ３，Ｌ３，…のプリズムアレイ４を介して照射される予め定めた照射位置に対応する位置に要素画像ｅ（第３要素画像群ｅ３，ｅ３，…）を表示する。
Then, the stereoscopic
さらに、立体像表示装置１は、表示制御手段５の点光源切り替え手段５２によって、点光源切り替え信号の第３点光源を点灯するタイミングで、図６（ｃ）に示すように、点光源パネル３の点光源Ｌのうちで、第３点光源群Ｌ３，Ｌ３，…を点灯し、第１点光源群Ｌ１，Ｌ１，…および第２点光源群Ｌ２，Ｌ２，…を消灯する。
これによって、表示パネル２において、第３点光源群Ｌ３，Ｌ３，…が点灯されている時間内に、第３要素画像群ｅ３，ｅ３，…が表示されることになる。
Further, in the stereoscopic
As a result, the third element image group e 3 , e 3 ,... Is displayed on the
立体像表示装置１は、以上の動作を順次繰り返すことで、水平方向に視点位置の異なる要素画像の数を増やして表示することができる。
なお、ここでは、立体像表示装置１は、表示パネル２に表示する要素画像ｅを単色画像（白黒画像）、点光源パネル３の点光源Ｌを単色光（白色光）光源とし、単色の立体像を表示する構成であった。
しかし、立体像表示装置１は、カラーの立体像を表示することも可能である。以下、立体像表示装置１のカラー化について説明する。
The stereoscopic
Here, in the stereoscopic
However, the stereoscopic
〔立体像表示装置のカラー化（その１）〕
まず、図７を参照（適宜図１，図３参照）して、立体像をカラー表示する本発明の第２実施形態である立体像表示装置１Ｂについて説明する。
[Colorization of 3D image display device (1)]
First, with reference to FIG. 7 (see FIGS. 1 and 3 as appropriate), a stereoscopic image display apparatus 1B that is a second embodiment of the present invention that displays a stereoscopic image in color will be described.
図７に示した立体像表示装置１Ｂは、立体像表示装置１の表示パネル２を、表示パネル２Ｂに替えて構成している。すなわち、立体像表示装置１Ｂは、表示パネル２Ｂと、点光源パネル３と、プリズムアレイ４と、表示制御手段５と、を備える。なお、図７では、表示制御手段５の記載を省略し、図１に比べ、要素画像ｅを拡大して表している。
The stereoscopic image display device 1B shown in FIG. 7 is configured by replacing the
表示パネル（表示手段）２Ｂは、表示パネル２と同様、背面透過型ディスプレイである。この表示パネル２Ｂは、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）のカラーフィルタを備えた３つのサブピクセルｓｐを１つの画素ｇとして構成された空間光変調器（ＳＬＭ）である。
Like the
この表示パネル２Ｂには、表示パネル２と同様、表示制御手段５（図３）によって、複数の要素画像ｅからなる要素画像群が表示される。このとき、表示パネル２Ｂには、時分割で、異なる視点位置の要素画像群（第１要素画像群、第２要素画像群、第３要素画像群）が順次表示される。また、第１要素画像群、第２要素画像群および第３要素画像群は、それぞれ画素ごとにＲ，Ｇ，Ｂの各階調を有するカラーの要素画像ｅで構成された画像群である。
なお、点光源パネル３、プリズムアレイ４および表示制御手段５は、図１および図３で説明した立体像表示装置１と同じものであるため、説明を省略する。
これによって、立体像表示装置１Ｂは、立体像表示装置１と同様の効果を奏するとともに、立体像をカラーで表示することができる。
Similar to the
The point
Thereby, the stereoscopic image display device 1B can achieve the same effect as the stereoscopic
なお、図７では、Ｒ，Ｇ，Ｂのサブピクセルを１画素とする画素構造を有した表示パネル２Ｂを用いたが、図８に示すように、Ｇを斜め方向のＧ１（第１緑色）、Ｇ２（第２緑色）としたＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのサブピクセルを１画素とする画素構造を有した表示パネル２Ｃを用いた立体像表示装置１Ｃ（本発明の第３実施形態）として構成してもよい。
このとき、要素画像群（第１要素画像群、第２要素画像群、第３要素画像群）は、表示パネル２Ｃに対応したＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのカラーの要素画像ｅとすればよい。
In FIG. 7, the
At this time, the element image group (the first element image group, the second element image group, and the third element image group) may be the element images e of R, G1, G2, and B colors corresponding to the
このＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの各色で画素を構成する手法は、一般的にデュアルグリーン方式と呼ばれている。このデュアルグリーン方式は、光の３原色の中で視覚の解像度に最も寄与している緑色を、ＲおよびＢに対して斜め方向に半画素ずらして配置することで、視覚的に解像度を高める方式である。
これによって、立体像表示装置１Ｃは、立体像表示装置１Ｂと同様の効果を奏するとともに、視覚的に解像度を向上させた立体像を表示することができるため、立体像の奥行き再現性をさらに高めることができる。
The method of forming a pixel with each color of R, G1, G2, and B is generally called a dual green method. This dual green method is a method of visually increasing the resolution by arranging the green color, which contributes most to the visual resolution among the three primary colors of light, in a diagonal direction with respect to R and B by half a pixel. Is.
As a result, the stereoscopic image display device 1C has the same effect as the stereoscopic image display device 1B and can display a stereoscopic image with visually improved resolution, so that the depth reproducibility of the stereoscopic image is further enhanced. be able to.
〔立体像表示装置のカラー化（その２）〕
次に、図９を参照（適宜図１，図３参照）して、立体像をカラー表示する本発明の第４実施形態である立体像表示装置１Ｄについて説明する。
[Colorization of 3D image display device (2)]
Next, with reference to FIG. 9 (see FIGS. 1 and 3 as appropriate), a stereoscopic image display device 1D that is a fourth embodiment of the present invention that displays a stereoscopic image in color will be described.
図９に示した立体像表示装置１Ｄは、立体像表示装置１の点光源パネル３を、点光源パネル３Ｂに替えて構成している。すなわち、立体像表示装置１Ｄは、表示パネル２と、点光源パネル３Ｂと、プリズムアレイ４と、表示制御手段５Ｂ（図１１参照）と、を備える。なお、図９では、表示制御手段５Ｂの記載を省略し、図１に比べ、要素画像ｅを拡大して表している。
表示パネル２およびプリズムアレイ４は、図１で説明した立体像表示装置１と同じものであるため、説明を省略する。すなわち、この実施形態では、表示パネル２の空間光変調器（ＳＬＭ）には、カラーフィルタを備える必要はない。
The stereoscopic image display device 1D shown in FIG. 9 is configured by replacing the point
The
点光源パネル（照明手段）３Ｂは、点光源パネル３と同様、表示パネル２の背面に配置され、表示パネル２を照射するバックライトである。この点光源パネル３Ｂは、複数の点光源Ｌ（点光源群）で構成される。個々の点光源Ｌは、高輝度で微細な光源であって、例えば、発光ダイオード、エレクトロルミネセンス光源等である。ここでは、点光源Ｌは、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の各色を発光する点光源の組で構成されたカラー点光源Ｌｃである。
The point light source panel (illuminating means) 3</b>B is a backlight that is arranged on the back surface of the
個々のカラー点光源Ｌｃは、点灯タイミングの異なる第１点光源群（第１カラー点光源群Ｌｃ１，Ｌｃ１，…）と、第２点光源群（第２カラー点光源群Ｌｃ２，Ｌｃ２，…）と、第３点光源群（第３カラー点光源群Ｌｃ3，Ｌｃ3，…）に区分され、表示制御手段５Ｂの制御によって、順次、時分割で点灯される。
さらに、第１カラー点光源群の個々のカラー点光源Ｌｃ１を構成するＲＧＢの各色の光源は、表示制御手段５Ｂの制御によって、第１カラー点光源群が点灯される発光時間において、当該発光時間を３分割した時間で、順次、点灯される。
Each color point light source Lc includes a first point light source group (first color point light source group Lc 1 , Lc 1 ,...) And a second point light source group (second color point light source group Lc 2 , Lc) which are different in lighting timing. 2, and ...), the third point light source group (third color point light source group Lc 3, Lc 3, is divided into ...), the control of the
Further, the light sources of the respective colors RGB that compose the individual color point light sources Lc 1 of the first color point light source group emit light in the light emission time during which the first color point light source group is turned on by the control of the display control means 5B. The time is divided into three, and the lights are sequentially turned on.
同様に、第２カラー点光源群の個々のカラー点光源Ｌｃ２を構成するＲＧＢの各色の光源は、表示制御手段５Ｂの制御によって、第２カラー点光源群が点灯される発光時間において、当該発光時間を３分割した時間で、順次、点灯される。 Similarly, the light sources of the respective colors of RGB forming the individual color point light sources Lc 2 of the second color point light source group are controlled by the display control means 5B during the light emission time when the second color point light source group is turned on. The light emission time is divided into three, and the lights are sequentially turned on.
同様に、第３カラー点光源群の個々のカラー点光源Ｌｃ３を構成するＲＧＢの各色の光源は、表示制御手段５Ｂの制御によって、第３カラー点光源群が点灯される発光時間において、当該発光時間を３分割した時間で、順次、点灯される。 Similarly, the light sources of the respective colors RGB that compose the individual color point light sources Lc 3 of the third color point light source group are controlled by the display control means 5B during the light emission time when the third color point light source group is turned on. The light emission time is divided into three, and the lights are sequentially turned on.
なお、第１カラー点光源群Ｌｃ１，Ｌｃ１，…は、色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）ごとに共通の電源ライン（不図示）に接続され、表示制御手段５Ｂの制御によって一度にＯＮ／ＯＦＦが制御される。また、第２カラー点光源群Ｌｃ２，Ｌｃ２，…は、色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）ごとに共通の電源ライン（不図示）であって、第１カラー点光源群Ｌｃ１，Ｌｃ１，…の電源ラインとは異なる電源ラインに接続され、表示制御手段５Ｂの制御によって一度にＯＮ／ＯＦＦが制御される。また、第３カラー点光源群Ｌｃ３，Ｌｃ３，…は、色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）ごとに共通の電源ライン（不図示）であって、第１カラー点光源群Ｌｃ１，Ｌｃ１，…および第２カラー点光源群Ｌｃ２，Ｌｃ２，…の電源ラインとは異なる電源ラインに接続され、表示制御手段５Ｂの制御によって一度にＯＮ／ＯＦＦが制御される。 The first color point light source groups Lc 1 , Lc 1 ,... Are connected to a common power supply line (not shown) for each color (R, G, B), and are turned ON/ON at once by the control of the display control means 5B. OFF is controlled. The second color point light source groups Lc 2 , Lc 2 ,... Are common power lines (not shown) for each color (R, G, B), and the first color point light source groups Lc 1 , Lc 1 , Are connected to power supply lines different from the power supply lines, and ON/OFF is controlled at once by the control of the display control means 5B. Further, the third color point light source groups Lc 3 , Lc 3 ,... Are common power lines (not shown) for each color (R, G, B), and the first color point light source groups Lc 1 , Lc 1 , And the second color point light source groups Lc 2 , Lc 2 ,... Are connected to power supply lines different from the power supply lines, and ON/OFF is controlled at once by the control of the display control means 5B.
表示制御手段５Ｂは、要素画像の表示パネル２への表示と点光源パネル３Ｂにおける点光源の点灯とを同期して行うものである。
ここで、図１１を参照（適宜図１参照）して、表示制御手段５Ｂの構成について説明する。
図１１に示すように、表示制御手段５Ｂは、切り替え信号生成手段５０Ｂと、要素画像切り替え手段５１Ｂと、点光源切り替え手段５２Ｂと、を備える。
The display control means 5B synchronizes the display of the element image on the
Here, the configuration of the display control means 5B will be described with reference to FIG. 11 (see FIG. 1 as appropriate).
As shown in FIG. 11, the
切り替え信号生成手段５０Ｂは、所定時間を計時し、要素画像群の表示切り替え、および、点光源群の点光切り替えを行う切り替え信号を生成するものである。
ここでは、切り替え信号生成手段５０Ｂは、要素画像切り替え信号生成手段５０１Ｂと、点光源切り替え信号生成手段５０２Ｂと、を備える。
The switching signal generating means 50B generates a switching signal for timing display of a predetermined time, switching display of the element image group, and switching point light of the point light source group.
Here, the switching signal generation unit 50B includes an element image switching
要素画像切り替え信号生成手段５０１Ｂは、第１要素画像群、第２要素画像群および第３要素画像群の表示を所定時間で切り替えるタイミングを示す要素画像切り替え信号を生成するものである。
この要素画像切り替え信号生成手段５０１Ｂは、図示を省略したタイマによって所定時間を計時し、要素画像切り替え信号を生成する。
The element image switching signal generation means 501B is for generating an element image switching signal indicating the timing of switching the display of the first element image group, the second element image group, and the third element image group within a predetermined time.
The element image switching
ここでは、要素画像切り替え信号生成手段５０１Ｂは、図１２に示すように、予め定めたフレームＦの時間内で、第１要素画像群と第２要素画像群と第３要素画像群とを切り替えて表示する要素画像切り替え信号を生成する。このとき、要素画像切り替え信号生成手段５０１Ｂは、図１２に示すように、第１要素画像群を表示する時間区間をさらに３等分し、Ｒ用の要素画像群を表示する区間（Ｒ表示）と、Ｇ用の要素画像群を表示する区間（Ｇ表示）と、Ｂ用の要素画像群を表示する区間（Ｂ表示）とを示す要素画像切り替え信号を生成する。
この要素画像切り替え信号生成手段５０１Ｂは、生成した要素画像切り替え信号を要素画像切り替え手段５１Ｂに出力する。
Here, as shown in FIG. 12, the element image switching
The element image switching
点光源切り替え信号生成手段５０２Ｂは、第１点光源群、第２点光源群および第３点光源群の点灯と消灯とを所定時間で切り替えるタイミングを示す点光源切り替え信号を生成するものである。
この点光源切り替え信号生成手段５０２Ｂは、図示を省略したタイマによって所定時間を計時し、点光源切り替え信号を生成する。
The point light source switching signal generation means 502B is for generating a point light source switching signal indicating the timing of switching on and off of the first point light source group, the second point light source group and the third point light source group within a predetermined time.
The point light source switching signal generation means 502B measures a predetermined time by a timer (not shown) and generates a point light source switching signal.
ここでは、点光源切り替え信号生成手段５０２Ｂは、図１２に示すように、予め定めたフレームＦの時間内で、第１点光源群と第２点光源群と第３点光源群とを順番に点灯する点光源切り替え信号を生成する。このとき、点光源切り替え信号生成手段５０２Ｂは、図１２に示すように、第１点光源群を点灯する時間区間をさらに３等分し、Ｒ用の点光源群を表示する区間（Ｒ点灯）と、Ｇ用の点光源群を点灯する区間（Ｇ点灯）と、Ｂ用の点光源群を点灯する区間（Ｂ点灯）とを示す点光源切り替え信号を生成する。
この点光源切り替え信号生成手段５０２Ｂは、生成した点光源切り替え信号を点光源切り替え手段５２Ｂに出力する。
Here, as shown in FIG. 12, the point light source switching signal generation unit 502B sequentially sets the first point light source group, the second point light source group, and the third point light source group within the time of the predetermined frame F. A point light source switching signal to be turned on is generated. At this time, as shown in FIG. 12, the point light source switching signal generation means 502B further divides the time period in which the first point light source group is lit into three equal parts, and displays the R point light source group (R lit). And a point light source switching signal indicating a section in which the point light source group for G is turned on (G lighting) and a section in which the point light source group for B is turned on (B lighting).
The point light source switching signal generation unit 502B outputs the generated point light source switching signal to the point light source switching unit 52B.
なお、点光源切り替え信号生成手段５０２Ｂは、要素画像切り替え信号生成手段５０１Ｂとの間で同期をとり、第１要素画像群の各色の要素画像群の表示タイミングと第１点光源群の各色の点光源群の点灯タイミングとを合わせている。また、点光源切り替え信号生成手段５０２Ｂは、同様に、第２要素画像群の各色の要素画像群の表示タイミングと第２点光源群の各色の点光源群の点灯タイミングとを合わせている。また、点光源切り替え信号生成手段５０２Ｂは、同様に、第３要素画像群の各色の要素画像群の表示タイミングと第３点光源群の各色の点光源群の点灯タイミングとを合わせている。
The point light source switching signal generation unit 502B is synchronized with the element image switching
要素画像切り替え手段５１Ｂは、異なる視点位置の複数の要素画像で構成された要素画像群と、その複数の要素画像とはさらに異なる視点位置の要素画像で構成された要素画像群とを、所定時間で切り替えて表示パネル２に表示するものである。
The element
ここでは、要素画像切り替え手段５１Ｂは、３つの要素画像群として、第１要素画像群と、第２要素画像群と、第３要素画像群とを所定時間で切り替えて表示パネル２に表示する。このとき、要素画像切り替え手段５１Ｂは、表示対象の要素画像群を表示する時間区間において、当該要素画像群を構成するＲ，Ｇ，Ｂの各色の要素画像群を時分割で切り替えて表示する。
これによって、表示パネル２には、カラーの第１要素画像群と第２要素画像群と第３要素画像群とが、一定周期で順番に表示されることになる。
Here, the element
As a result, the color first element image group, the second element image group, and the third element image group are sequentially displayed on the
点光源切り替え手段５２Ｂは、表示対象の要素画像群に含まれる要素画像に対応する点光源のみを点灯するように、要素画像群の表示と同期して、点灯対象の点光源の点灯と他の点光源の消灯との切り替えを行うものである。 The point light source switching unit 52B synchronizes with the display of the element image group so that only the point light source corresponding to the element image included in the element image group to be displayed is turned on, and the point light source to be turned on and other The point light source is switched off.
ここでは、点光源切り替え手段５２Ｂは、点光源パネル３Ｂにおいて、第１点光源群と、第２点光源群と、第３点光源群とを所定時間で切り替えて点灯する。このとき、点光源切り替え手段５２Ｂは、切り替え信号生成手段５０Ｂから入力される点光源切り替え信号に同期して、第１点光源群における各色の点光源群の時分割の点灯と、第２点光源群における各色の点光源群の時分割の点灯と、第３点光源群における各色の点光源群の時分割の点灯とを順次繰り返す。すなわち、点光源切り替え手段５２Ｂは、各色の要素画像群の表示時に、当該要素画像群を構成する要素画像の位置に対応する点光源のうちで、表示対象の要素画像群と同じ色の光源のみを点灯する。
Here, the point light source switching means 52B switches the first point light source group, the second point light source group, and the third point light source group in the point
なお、点光源切り替え手段５２Ｂは、点光線群を点灯する場合、外部電源（不図示）から入力される電流を各色に対応した点光源群ごとの電源ラインに供給し、点光線群を消灯する場合、電流の電源ラインへの供給を停止すればよい。
これによって、点光源パネル３Ｂでは、第１点光源群の点灯と他の点光源群の消灯、第２点光源群の点灯と他の点光源群の消灯、第３点光源群の点灯灯と他の点光源群の消灯が、一定周期で切り替えられることになる。
When the point light source switching means 52B is turned on, the point light source group is turned on by supplying a current input from an external power source (not shown) to the power supply line for each point light source group corresponding to each color. In that case, the supply of current to the power supply line may be stopped.
Thus, in the point
このように、立体像表示装置１Ｄは、画素をサブピクセルに区分してサブピクセルごとに異なる色のカラーフィルタを用いた立体像表示装置１Ｂに対して、画素全体の色を切り替えることでサブピクセルの区分がなくなり、高精細な要素画像による高精細なカラー立体像を表示することができる。 As described above, the stereoscopic image display device 1D divides a pixel into subpixels and switches the color of the entire pixel to the stereoscopic image display device 1B that uses a color filter having a different color for each subpixel. Is eliminated, and a high-definition color stereoscopic image can be displayed by a high-definition element image.
なお、図９では、ＲＧＢの各色を発光する点光源を組としたカラー点光源を備えた点光源パネル３Ｂを用いたが、図１０に示すように、さらにＧの点光源を増やし、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの各色を発光する点光源を組としたカラー点光源を備えた点光源パネル３Ｃを用いた立体像表示装置１Ｅ（本発明の第５実施形態）として構成してもよい。
In FIG. 9, the point
この場合、表示制御手段５Ｂ（図１１参照）は、図１２で示した要素画像群（第１要素画像群、第２要素画像群、第３要素画像群）の表示区間を、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂに４等分して、要素画像群の表示を制御し、点光源群（第１点光源群、第２点光源群、第３点光源群）の点灯区間を、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂに４等分して、点光源群の点灯を制御すればよい。
これによって、立体像表示装置１Ｅは、立体像表示装置１Ｄと同様の効果を奏するとともに、視覚的に解像度を向上させたカラー立体像を表示することができるため、カラー立体像の奥行き再現性をさらに高めることができる。
In this case, the display control means 5B (see FIG. 11) sets the display sections of the element image group (first element image group, second element image group, third element image group) shown in FIG. The display of the element image group is controlled by being divided into four parts G2 and B, and the lighting section of the point light source group (first point light source group, second point light source group, third point light source group) is divided into R, G1, and The lighting of the point light source group may be controlled by dividing into G2 and B into four equal parts.
As a result, the stereoscopic image display device 1E has the same effect as the stereoscopic image display device 1D, and can display a color stereoscopic image with a visually improved resolution, so that the depth reproducibility of the color stereoscopic image is improved. It can be further increased.
以上、本発明の実施形態に係る立体像表示装置１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅについて説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
以下、本発明の変形例について説明する。
Although the stereoscopic
Hereinafter, modified examples of the present invention will be described.
〔変形例１〕
ここでは、立体像表示装置１（図１）は、照射方向変更手段であるプリズムアレイ４を構成するプリズムＰを、図２に示すように、平面視（図２（ｃ））で台形形状とし、水平方向の視域を拡大する構成とした。
しかし、図１３に示すように、側面視（ａ）および平面視（ｃ）の両方で台形形状となる、例えば、四角錐台のプリズムＰＢを用いてもよい。
その場合、表示制御手段５（図３）が、プリズムＰＢの出射面の数（図１３の場合は“５”）に応じて、第１要素画像群から第５要素画像群を順次切り替えるとともに、それらに対応する第１点光源群から第５点光源群の点灯を順次切り替えることとすればよい。
これによって、立体像表示装置１（図１），１Ｂ（図７），１Ｃ（図８），１Ｄ（図９），１Ｅ（図１０）は、水平のみならず、垂直方向においても視域を拡大させることができる。
もちろん、垂直方向にのみ視域を拡大したい場合は、図２に示したプリズムＰを側面視で台形形状となるように、水平方向と垂直方向とが逆になるように回転させて用いればよい。
[Modification 1]
Here, in the stereoscopic image display device 1 (FIG. 1), the prisms P constituting the
However, as shown in FIG. 13, a prism P B having a trapezoidal pyramid shape, which has a trapezoidal shape in both the side view (a) and the plan view (c), may be used.
In that case, the display control means 5 (FIG. 3) sequentially switches the first element image group to the fifth element image group according to the number of exit surfaces of the prism P B (“5” in FIG. 13). The lighting of the first point light source group and the fifth point light source group corresponding thereto may be sequentially switched.
As a result, the stereoscopic image display devices 1 (FIG. 1), 1B (FIG. 7), 1C (FIG. 8), 1D (FIG. 9), and 1E (FIG. 10) not only have a horizontal view field but also a vertical view field. Can be expanded.
Of course, when it is desired to expand the viewing area only in the vertical direction, the prism P shown in FIG. 2 may be used by rotating it so that the horizontal direction and the vertical direction are reversed so that the prism P has a trapezoidal shape in a side view. ..
〔変形例２〕
また、ここでは、立体像表示装置１（図１）は、照射方向変更手段としてプリズムアレイ４を用いたが、この照射方向変更手段は、照射方向を変更するものであれば、プリズムアレイに限定されるものではない。例えば、図１４に示すようにレンズアレイ４Ｂを用いてもよい。
すなわち、図１４に示すように、点光源パネル３とレンズアレイ４Ｂとを、点光源パネル３（より詳細には、点光源の位置）からレンズアレイ４Ｂを構成する凸レンズ（集光レンズ）Ｌｅの焦点距離だけ離間して配置する。さらに、表示パネル２とレンズアレイ４Ｂとを、レンズＬｅの焦点距離よりも離して、予め定めた要素画像の大きさの領域を照射するように配置する。
[Modification 2]
Further, here, the stereoscopic image display apparatus 1 (FIG. 1) uses the
That is, as shown in FIG. 14, the point
そして、表示制御手段５（図３）が、図１４の（ａ）から（ｃ）に示すように、第１点光源群Ｌ１，Ｌ１，…の点灯および他の点光源群の消灯と、第２点光源群Ｌ２，Ｌ２，…の点灯および他の点光源群の消灯と、第３点光源群Ｌ３，Ｌ３，…の点灯および他の点光源群の消灯とを時分割で切り替え、それに同期して、第１要素画像群ｅ１，ｅ１，…、第２要素画像群ｅ２，ｅ２，…、および、第３要素画像群ｅ３，ｅ３，…を照射位置に対応する位置に切り替えて表示する。 Then, the display control means 5 (FIG. 3) turns on and off the first point light source groups L 1 , L 1 ,... And turns off the other point light source groups as shown in (a) to (c) of FIG. , Turning on the second point light source group L 2 , L 2 ,... And turning off the other point light source group, and turning on the third point light source group L 3 , L 3 ,... And turning off the other point light source group. Switching by division, and in synchronization with it, the first element image group e 1 , e 1 ,..., The second element image group e 2 , e 2 ,..., And the third element image group e 3 , e 3 ,. The display is switched to the position corresponding to the irradiation position.
立体像表示装置１Ｂ（図７），１Ｃ（図８），１Ｄ（図９），１Ｅ（図１０）においても同様に、レンズアレイ４Ｂを用いることができる。
なお、図２に示したプリズムＰを図１４に示すレンズアレイ４Ｂとする場合、使用するレンズは、水平方向にのみ曲率を有するシンドリカルレンズを用いればよい。また、図１３に示したプリズムＰＢを図１４に示すレンズアレイ４Ｂとする場合、使用するレンズは、円形凸レンズまたは水平と垂直の長さが同じ矩形凸レンズを用いればよい。
The
When the prism P shown in FIG. 2 is used as the
〔変形例３〕
また、本発明は、図１５に示すように、点光源パネル３とプリズムアレイ４との間に、開口部（アパーチャ）Ｈを備えた開口アレイ（アパーチャアレイ）６を備えて構成してもよい（立体像表示装置１Ｆ）。
[Modification 3]
Further, as shown in FIG. 15, the present invention may be configured to include an aperture array (aperture array) 6 having an aperture (aperture) H between the point
開口アレイ６は、点光源Ｌ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）ごとに開口部Ｈを設け、開口部Ｈの範囲で光を通過（透過）させ、それ以外の範囲で光を遮断することで、点光源Ｌの照射範囲を限定するものである。
開口部Ｈは、点光源Ｌが表示パネル２に照射する領域を、対応する要素画像ｅのみに限定する。すなわち、図１５に示すように、開口部Ｈは、点光源Ｌの光の広がり角度θが大きい場合でも、点光源Ｌに対応する要素画像ｅの領域のみに照射する。
この開口部Ｈの形状は、要素画像に照射する領域の形状であればよく、矩形、円等である。
このように、開口部Ｈによって、対応する要素画像以外の要素画像への漏れ光を防ぐことで、クロストークやサイドローブの立体像の発生を抑えることがきる。
The
The opening H limits the area that the point light source L illuminates the
The shape of the opening H may be any shape as long as it is the shape of the area irradiated to the element image, and is rectangular, circular, or the like.
In this way, the opening H prevents leakage of light to element images other than the corresponding element images, and thus it is possible to suppress the occurrence of crosstalk and side lobe stereoscopic images.
また、立体像表示装置１は、図１６に示すように、点光源パネル３とプリズムアレイ４との間に、透過率分布を持つ開口部（透過率分布開口部ＨＢ）を備えた開口アレイ（透過率分布アパーチャアレイ）６Ｂを備えて構成してもよい（立体像表示装置１Ｇ）。
Further, as shown in FIG. 16, the stereoscopic
透過率分布開口部ＨＢは、異なる透過率の分布を有する部材であって、例えば、ガラス、フィルム等である。ここでは、透過率分布開口部ＨＢは、開口中心から周辺にいくほど透過率が高いものを用いることとする。
点光源Ｌは、光の配光角により、照射される要素画像の周辺ほど輝度が暗くなる。そこで、開口中心から離れるにつれて透過率が高い透過率分布開口部ＨＢを用いることで、要素画像に照射する輝度をほぼ一定に保つことができる。
これによって、開口アレイ６Ｂを備えた立体像表示装置１Ｇは、観察者が立体像を正面や斜め方向から観察しても、一定の輝度分布の立体像を表示することができる。
The transmittance distribution opening H B is a member having a different transmittance distribution, and is, for example, glass, a film, or the like. Here, it is assumed that the transmittance distribution opening H B has a higher transmittance from the center of the opening toward the periphery.
Depending on the light distribution angle of the point light source L, the brightness becomes darker toward the periphery of the element image to be irradiated. Therefore, by using the transmittance distribution opening portion H B whose transmittance increases as the distance from the center of the opening increases, the luminance with which the element image is irradiated can be kept substantially constant.
As a result, the stereoscopic
ここでは、立体像表示装置１（図１）に対して、開口アレイ６，６Ｂ（図１５，図１６）を備えた例を説明したが、立体像表示装置１Ｂ（図７），１Ｃ（図８），１Ｄ（図９），１Ｅ（図１０）に、開口アレイ６，６Ｂを備えることとしてもよい。
なお、立体像表示装置１Ｄ（図９）、１Ｅ（図１０）のように、各色を発光する点光源の組で構成されたカラー点光源Ｌｃを用いる場合、カラー点光源Ｌｃに対して１つの開口部Ｈ，ＨＢを割り当てることとする。
Here, the example in which the
When using a color point light source Lc composed of a set of point light sources emitting each color as in the stereoscopic image display devices 1D (FIG. 9) and 1E (FIG. 10), one color point light source Lc is used. opening H, and assigning a H B.
〔変形例４〕
以上説明した立体像表示装置では、表示パネル２に透過型の空間光変調器で構成されたディスプレイを用いた。しかし、この表示パネル２を、反射型の空間光変調器で構成されたディスプレイとしてもよい（立体像表示装置１Ｈ）。
[Modification 4]
In the stereoscopic image display device described above, the
この場合、図１７に示すように、立体像表示装置１Ｈは、表示パネル２とプリズムアレイ４との間における点光源Ｌの光路上に偏光ビームスプリッタ（Polarization Beam Splitter：以下、ＰＢＳ）７を備える構成とすればよい。
In this case, as shown in FIG. 17, the stereoscopic
ＰＢＳ７は、入射光をその偏光成分に応じて分離するものである。ここでは、ＰＢＳ７は、点光源からの光（ここでは、Ｓ偏光とする）については反射させて対向する表示パネル２の要素画像ｅを表示するＳＬＭ（空間光変調器：不図示）に照射する。また、ＰＢＳ７は、ＳＬＭからの反射光（Ｐ偏光）については透過させて観察者Ｍ方向に出射する。
The
このように、立体像表示装置１Ｈを構成しても、表示制御手段５（図１）の制御は同じである。すなわち、立体像表示装置１Ｈは、図１７（ａ）に示すように、点光源パネル３の点光源Ｌのうちで、第１点光源群Ｌ１，Ｌ１，…を点灯し、第２点光源群Ｌ２，Ｌ２，…および第３点光源群Ｌ３，Ｌ３，…を消灯している間に、表示パネル２に第１要素画像群ｅ１，ｅ１，…を表示する。
Thus, even if the stereoscopic
また、立体像表示装置１Ｈは、図１７（ｂ）に示すように、点光源パネル３の点光源Ｌのうちで、第２点光源群Ｌ２，Ｌ２，…を点灯し、第１点光源群Ｌ１，Ｌ１，…および第３点光源群Ｌ３，Ｌ３，…を消灯している間に、表示パネル２に第２要素画像群ｅ２，ｅ２，…を表示する。
Further, as shown in FIG. 17B, the stereoscopic
また、立体像表示装置１Ｈは、図１７での図示を省略するが、点光源パネル３の点光源Ｌのうちで、第３点光源群Ｌ３，Ｌ３，…を点灯し、第１点光源群Ｌ１，Ｌ１，…および第２点光源群Ｌ２，Ｌ２，…を消灯している間に、表示パネル２に第３要素画像群を表示する。
これによって、立体像表示装置１Ｈは、視域を拡大した立体像を表示することができる。
In the stereoscopic
As a result, the stereoscopic
なお、ここでは、立体像表示装置１（図１）の表示パネル２を、反射型の空間光変調器で構成されたディスプレイとする変形例で説明したが、立体像表示装置１Ｂ（図６），１Ｃ（図７），１Ｄ（図８），１Ｅ（図９），１Ｆ（図１５），１Ｇ（図１６）についても同様である。
In addition, here, although the
１ 立体像表示装置
２ 表示パネル（表示手段）
３ 点光源パネル（照明手段）
４ プリズムアレイ（照射方向変更手段）
５ 表示制御手段
５０ 切り替え信号生成手段
５０１ 要素画像切り替え信号生成手段
５０２ 点光源切り替え信号生成手段
５１ 要素画像切り替え手段
５２ 点光源切り替え手段
６ 開口アレイ
７ ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）
Ｈ 開口部
1 stereoscopic
3 point light source panel (illumination means)
4 Prism array (irradiation direction changing means)
5 display control means 50 switching signal generation means 501 element image switching signal generation means 502 point light source switching signal generation means 51 element image switching means 52 point light source switching means 6
H opening
Claims (8)
透過型の空間光変調器で構成された表示手段と、
前記表示手段を背面から照射する複数の点光源で構成された照明手段と、
前記照明手段の前面に配置され、予め定めた数の点光源の組ごとに、照射方向を広げる方向に当該組に含まれる点光源のそれぞれの照射方向を変更する照射方向変更手段と、
前記表示手段への要素画像群の表示と前記照明手段における点光源の点灯とを時分割で同期して行う表示制御手段と、を備え、
前記表示制御手段は、
前記照射方向ごとに対応する要素画像群を切り替えて前記表示手段に表示する要素画像切り替え手段と、
表示対象の要素画像群に対応する照射方向の点光源のみを点灯するように、前記要素画像群の表示と同期して、前記点光源の組ごとの前記照射方向に対応する点光源の点灯と他の点光源の消灯との切り替えを行う点光源切り替え手段と、
を備えることを特徴とする立体像表示装置。 A stereoscopic image display device for displaying a stereoscopic image by an integral stereoscopic method,
Display means composed of a transmissive spatial light modulator,
Illumination means including a plurality of point light sources for illuminating said display means from the back surface,
Is disposed in front of said illuminating means, to a predetermined number of point source sets your capital, the projection direction changing means for changing each radiation direction of point light source included in the set in a direction to widen the direction morphism irradiation,
And a display control unit for performing synchronization in a time division display of the element image group and the lighting of put that point light source to the illumination means to said display means,
The display control means,
Element image switching means for switching the element image group corresponding to each of the irradiation directions to display on the display means,
To light only of a point light source of the irradiating direction corresponding to the element images to be displayed in synchronization with the display of the element images, a point light source corresponding to the irradiation direction of each set of the point light source Point light source switching means for switching between turning on and turning off other point light sources,
A stereoscopic image display device comprising:
反射型の空間光変調器で構成された表示手段と、
複数の点光源で構成された照明手段と、
前記照明手段の前面に配置され、予め定めた数の点光源の組ごとに、照射方向を広げる方向に当該組に含まれる点光源のそれぞれの照射方向を変更する照射方向変更手段と、
前記照射方向変更手段で照射方向が変更された光を入射して前記表示手段に反射するとともに、前記表示手段の空間光変調器からの反射光を透過する偏光ビームスプリッタと、
前記表示手段への要素画像群の表示と前記照明手段における点光源の点灯とを時分割で同期して行う表示制御手段と、を備え、
前記表示制御手段は、
前記照射方向ごとに対応する要素画像群を切り替えて前記表示手段に表示する要素画像切り替え手段と、
表示対象の要素画像群に対応する照射方向の点光源のみを点灯するように、前記要素画像群の表示と同期して、前記点光源の組ごとの前記照射方向に対応する点光源の点灯と他の点光源の消灯との切り替えを行う点光源切り替え手段と、
を備えることを特徴とする立体像表示装置。 A stereoscopic image display device for displaying a stereoscopic image by an integral stereoscopic method,
Display means composed of a reflective spatial light modulator,
An illumination means composed of a plurality of point light sources,
Is disposed in front of said illuminating means, to a predetermined number of point source sets your capital, the projection direction changing means for changing each radiation direction of point light source included in the set in a direction to widen the direction morphism irradiation,
A polarization beam splitter which transmits the light whose irradiation direction is changed by the irradiation direction changing means and reflects the light on the display means, and transmits the reflected light from the spatial light modulator of the display means,
And a display control unit for performing synchronization in a time division display of the element image group and the lighting of put that point light source to the illumination means to said display means,
The display control means,
Element image switching means for switching the element image group corresponding to each of the irradiation directions to display on the display means,
To light only of a point light source of the irradiating direction corresponding to the element images to be displayed in synchronization with the display of the element images, a point light source corresponding to the irradiation direction of each set of the point light source Point light source switching means for switching between turning on and turning off other point light sources,
A stereoscopic image display device comprising:
前記表示制御手段が前記表示手段に表示する前記要素画像群を構成する要素画像は、画素ごとに赤色、緑色および青色の各階調を有するカラー要素画像であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立体像表示装置。 The spatial light modulator has a pixel structure having one sub-pixel including red, green and blue color filters,
The element image forming the element image group displayed by the display control unit on the display unit is a color element image having each gradation of red, green and blue for each pixel. Item 3. The stereoscopic image display device according to item 2.
前記表示制御手段が前記表示手段に表示する前記要素画像群を構成する要素画像は、画素ごとに赤色、第１緑色、第２緑色および青色の各階調を有するカラー要素画像であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立体像表示装置。 The spatial light modulator has a pixel structure in which one subpixel includes red, first green, second green and blue color filters,
The element images constituting the element image group displayed by the display control unit on the display unit are color element images having respective gradations of red, first green, second green and blue for each pixel. The stereoscopic image display device according to claim 1 or 2.
前記要素画像切り替え手段は、
前記表示対象の要素画像群を表示する時間区間において、当該要素画像群を構成する赤色、緑色および青色の各色の要素画像群を時分割で切り替えて表示し、
前記点光源切り替え手段は、
前記各色の要素画像群の表示時に、当該要素画像群を構成する要素画像の位置に対応する点光源のうちで、表示対象の要素画像群と同じ色の光源のみを点灯することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立体像表示装置。 The point light source is composed of a red light source, a green light source and a blue light source,
The element image switching means,
In the time period for displaying the element image group of the display target, the element images of the respective colors of red, green and blue that constitute the element image group are displayed by switching in a time division manner,
The point light source switching means,
When displaying the element image group of each color, among the point light sources corresponding to the positions of the element images forming the element image group, only the light source of the same color as the element image group to be displayed is turned on. The stereoscopic image display device according to claim 1 or 2.
前記要素画像切り替え手段は、
前記表示対象の要素画像群を表示する時間区間において、当該要素画像群を構成する赤色、第１緑色、第２緑色および青色の各色の要素画像群を時分割で切り替えて表示し、
前記点光源切り替え手段は、
前記各色の要素画像群の表示時に、当該要素画像群を構成する要素画像の位置に対応する点光源のうちで、表示対象の要素画像群と同じ色の光源のみを点灯することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立体像表示装置。 The point light source comprises a set of a red light source, a first green light source, a second green light source and a blue light source,
The element image switching means,
In the time interval for displaying the element image group to be displayed, the element images of the respective colors of red, the first green, the second green and the blue, which constitute the element image group, are switched and displayed by time division,
The point light source switching means,
When displaying the element image group of each color, among the point light sources corresponding to the positions of the element images forming the element image group, only the light source of the same color as the element image group to be displayed is turned on. The stereoscopic image display device according to claim 1 or 2.
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