JPH0254242A - 立体像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野） この発明は、立体画像を必要とする分野、立体テレビ、
立体ビデオ、遠隔地間で相互通信する立体テレビ電話、
眼鏡店、床屋、衣類の販売店等で自分の姿を確認するた
めに使用する装置等に使用可能な立体像表示装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、３次元画像を表示する手段は、偏向眼鏡または時
分割シャッタ眼鏡を使用し、デイスプレィ上にフィール
ド毎に表示された映像と同期して左目、右目に入射する
映像信号を選択することによっていた。この方式では眼
鏡が不可欠であり、わずられしいだけでなく、相互に観
察者のすがたを見ながら会話するテレビ電話では眼鏡を
かけた相手の映像が表示されるため、自然性が著しく損
なわれる欠点があった。

これを解消するために、眼鏡を用いずに３次元画像を表
示するレンティキュラレンズ方式が提案されている。こ
の方式の平面図、正面図、側面図を第５図（ａ）、（ｂ
）、（ｃ）に、また、第５図（ａ）の要部の拡大図を第
６図に示す。これらの図において、１はＣＲＴ本体、２
はＣＲＴの表面ガラス上に張り付けたレンティキュラレ
ンズシートで、多数のレンティキュラレンズ２Ａで構成
されている。３はＣＲＴを構成する厚さＤのガラス、４
は前記ガラス３の内部表面に存在し、レンティキュラレ
ンズ２Ａの焦点面に位置している表示画素、５は前記表
示画素４を形成するための電子線である。このような構
成において、電子線５により水平方向に交互に左目用画
素、右目用画素を形成すると、レンティキュラレンズ２
Ａの焦点面にある表示画素４から発生する光の大部分は
、その上面にある（断面が１つのカマボコで表わされる
）１つのレンティキュラレンズ２Ａを通過して外部に出
て、外部の適当な位置で立体視が可能となる。この方式
では立体視が可能となるが、ガラス３の厚さＤを薄くす
ることがＣＲＴの構造強度上の制約から不可能なため、
どうしても長焦点のレンティキュラレンズ２Ａを使用せ
ざる得ない。そのため、立体画像の明度が減少するとと
もに、隣接するレンティキュラレンズ２Ａを通過した光
も同時に目に入射するため、立体視の確保が難しい欠点
があった。さらに、ＣＲＴの表面が曲面であるためレン
ティキュラレンズシート２を張り付ける際に位置合せが
難しい欠点もあった。

上記の欠点を解決するために、ＣＲＴの代わりに平面デ
イスプレィを用いた例がある。第７図（ａ）、（ｂ）は
この従来技術を示す正面図と断面図である。６は液晶、
ＦＤＰ、蛍光表示管等の表示面が平面のディスプレイデ
バイスである。レンティキュラレンズシート２はディス
プレイデバイス６の表面に張り付けである。また、第８
図は、第７図（ｂ）の点線部分の拡大図である。表示画
素４はレンティキュラレンズ２Ａの焦点面に配置しであ
る。このような構成において、表示画素４に左目（Ｌ）
画素、右目（Ｒ）画素を交互に形成すると、外部の適当
な位置で立体視が可能となる。ディスプレイデバイス６
は厚さが薄いため、短焦点のレンティキュラレンズ２Ａ
の使用が可能であり、明るい画像が得られる。また、同
時に隣接するレンティキュラレンズ２Ａからの光が少な
くなり立体視の確保も容易である。さらに、表示面が平
面であるためレンティキュラレンズ２Ａと表示画素４と
の位置合せが容易である。

（発明が解決しようとする課題） しかし、この方式では立体視が可能な範囲は限られてし
まうため、広い範囲で立体視を可能とするためには、多
数の表示画素４をレンティキュラレンズ２Ａのｊピッチ
内に配置する必要があり、現実の平面デイスプレィでは
解像度が不足するため実現不可能である。

この発明の目的は、眼鏡を使用せず、広い範囲で安定し
た立体視の確保を可能とする立体像表示装置を提供する
ことである。

（課題を解決するための手段） この発明にかかる立体像表示装置は、表示面の形状が概
略平面であるディスプレイデバイスと、このディスプレ
イデバイスの表示画素２個を１ピッチに対応させたレン
ティキュラレンズからなるレンティキュラレンズシート
と、２個の表示画素のそれぞれに入力する信号を左目信
号、右目信号にするか、この逆の右目信号、左目信号に
するかを時系列的に交互に制御する左右配列制御回路と
、からなるものである。

（作用） この発明においては、ディスプレイデバイスの表示状態
を立体視可能な状態と不可能な状態を交互に制御するこ
とにより全ての視域で立体視を確保する。

（実施例） まず、第２図〜第４図によりこの発明の原理について説
明する。

第２図はこの発明の一実施例を示す説明図である。レン
ティキュラレンズ２Ａの１ヒ“ツチは右目信号による表
示画素４（Ｒ）と左目信号による表示画素４（Ｌ）の２
個の表示画素に対応している。また、表示画素４はレン
ティキュラレンズ２Ａの焦点面に配置しである。ここで
、中央のレンティキュラレンズ２Ａを通過する光線につ
いて説明する。中央のレンティキュラレンズ２Ａの真下
にあるＲ（右目用）画素４ａの右端から出た光は、レン
ティキュラレンズ２Ａに角度α１で入射する。同様に、
Ｌ（左目用）画素４ｂの左端から出た光はレンティキュ
ラレンズ２Ａに同一角度α１で入射する。これらの光線
はレンティキュラレンズ２Ａから出射するときに次式で
表される屈折の法則に従う。

ｎ−５ｉｎ（β１）冨ｓｉｎ　　（β１）ここで、β１
は出射角度、ｎはレンティキュラレンズ２Ａの屈折率で
ある。

このような構成において、法線Ａの延長線が観察者の両
眼の間を通るように観察者の位置を設定すると観察者は
立体視が可能となる。この発明では、表示画素４　（Ｒ
）　、　４　（Ｌ）を隣接するように配置しであるため
、Ｒ画素４ａ、Ｌ画素４ｂによる出射光線の外側には角
度α２で入射した隣接画素の出射光線が角度β２で分布
する。同様に、その外側には角度β３で出射した光線が
配置される。この構成を観察者を含めて描くと第３図の
ようになる。

実線で示す位置にいる観察者７は、角度β１で出射した
光線が両眼に入射するため立体視が可能となる。しかし
、点線で示す位置にいる観察者７は、右目には左目信号
が入射し、左目には右目信号が人力するため立体視が確
保できなくなる。

そこで、この発明では、第４図に示すように、表示画素
４をそれぞれ右目用画素（以下Ｒ画素という）、左目用
画素（以下り画素という）にする状態と、Ｌ画素、３画
素にする状態を矢印で示すように時系列的に交互制御す
ることにより両方の位置にいる観察者７がそれぞれ半分
の時間だけ立体視が可能となる。

このようにすると、全時間立体視可能な状態にある場合
に比べて立体視の確保は困難になると考えられるが、実
際には、被験者を集めて評価した結果、任意の位置に配
置した被験者１０人中９人までが立体視を知覚したため
、立体像表示装置として充分使用可能であった。

なお、第４図においては、説明のためレンティキュラレ
ンズ２Ａは拡大し観察者７は縮小して示している。これ
は第２図と第３図の関係を１枚の図で表したもので、説
明の便宜を図ったためである。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。この図で、２１．２２は右目、左目信号源、２３
は両眼信号重畳回路、２４は左右配列制御回路、２５は
立体表示デバイスであり、第７図のレンティキュラレン
ズシート２とディスプレイデバイス６とを一体化したも
のに相当する。なお、ディスプレイデバイス６は表示面
の形状が概略平面であればよい。

次に動作について説明する。

ＴＶカメラ、ビデオディスク、ＶＴＲ等の両眼視差信号
源から入力した右目、左目信号源２１゜２２からの信号
は両眼信号重畳回路２３で合成される。この時、両デス
プレイ上での左右画素の配列を制御する信号を左右配列
制御回路２４で作り、これを両眼信号重畳回路２３に印
加して両眼信号の合成を制御する。レンティキュラレン
ズ２Ａの１ピッチ内の画素配線をＲＬの順に配列するか
、ＬＲの順に配列するかを時系列的に制御する。画素配
列の切替えの周波数は、６０Ｈｚから０．０ＩＨｚまで
実施したが、全ての周波数で立体視が知覚された。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したように、表示面の形状が概略平
面であるディスプレイデバイスと、このディスプレイデ
バイスの表示画素２個を１ピッチに対応させたレンティ
キュラレンズからなるレンティキュラレンズシートと、
２個の表示画素のそれぞれに入力する信号を左目信号、
右目信号にするか、この逆の右目信号、左目信号にする
かを時系列的に交互に制御する左右配列制御回路とから
なるので、従来のように立体視可能な範囲は広くとも全
範囲の半分で、かつ離散的であるというようなことがな
く、立体視が可能な範囲を従来の装置に比較して大幅に
拡大することができ、自然な状態の立体感を得ることが
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図はこの発明の表示面近傍の状態を示す説明図、第
３図はこの発明の観察者近傍の状態を示す説明図、第４
図はこの発明の表示面と観察者近傍の状態を示す説明図
、第５図（ａ）。 （ｂ）、（Ｃ）は従来方式を説明するための平面図、正
面図、側面図、第６図は、第５図（ａ）の部分拡大断面
図、第７図（ａ）、（ｂ）は従来方式を示す平面図なら
びに断面図、第８図は、第７図（ｂ）の点線部分の拡大
図である。 図中、１はＣＲＴ本体、２はレンティキュラレンズシー
ト、２Ａはレンティキュラレンズ、３はガラス、４は表
示画素、６はディスプレイデバイス、７は観察者、２１
．２２は右目、左目信号源、２３は両眼信号重畳回路、
２４は左右配列制御回路、２５は立体表示デバイスであ
る。 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表示面の形状が概略平面であるディスプレイデバイスと
   、このディスプレイデバイスの表示画素２個を１ピッチ
   に対応させたレンティキュラレンズからなるレンティキ
   ュラレンズシートと、前記２個の表示画素のそれぞれに
   入力する信号を左目信号、右目信号にするか、この逆の
   右目信号、左目信号にするかを時系列的に交互に制御す
   る左右配列制御回路と、からなることを特徴とする立体
   像表示装置。