JPH03179995A - Stereoscopic picture display device - Google Patents

Stereoscopic picture display device

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JPH03179995A
JPH03179995A JP1317871A JP31787189A JPH03179995A JP H03179995 A JPH03179995 A JP H03179995A JP 1317871 A JP1317871 A JP 1317871A JP 31787189 A JP31787189 A JP 31787189A JP H03179995 A JPH03179995 A JP H03179995A
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JP
Japan
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light
dimensional
light emitting
image display
display device
Prior art date
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Application number
JP1317871A
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Japanese (ja)
Inventor
Haruo Hoshino
星野 春男
Masato Fujii
真人 藤井
Nobuyuki Hiruma
伸行 比留間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Hoso Kyokai NHK, Japan Broadcasting Corp filed Critical Nippon Hoso Kyokai NHK
Priority to JP1317871A priority Critical patent/JPH03179995A/en
Publication of JPH03179995A publication Critical patent/JPH03179995A/en
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    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/001Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes using specific devices not provided for in groups G09G3/02 - G09G3/36, e.g. using an intermediate record carrier such as a film slide; Projection systems; Display of non-alphanumerical information, solely or in combination with alphanumerical information, e.g. digital display on projected diapositive as background
    • G09G3/003Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes using specific devices not provided for in groups G09G3/02 - G09G3/36, e.g. using an intermediate record carrier such as a film slide; Projection systems; Display of non-alphanumerical information, solely or in combination with alphanumerical information, e.g. digital display on projected diapositive as background to produce spatial visual effects
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
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  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize a stereoscopic picture, for which the limit of a view point position is reduced, equipped with natural kinetic parallax without lowering resolution and without glasses by multiplexing plural pictures corresponding to the parallax in a depth direction. CONSTITUTION:Plural two-dimensional picture display means 4 are arranged and a character Q is displayed on a two-dimensional display means 41 close to an observer. Next, a character A is displayed on a two-dimensional picture display means 42. At such a time, since the means 42 is the two-dimensional picture display means at a position most apart from the observer, in picture elements not correspond to the form of the character A, a suitable background picture is displayed. Afterwards, the display in such a way is observed by both eyes. At such a time, at the left eye, the central line of the character A is set on the left side in comparison with the central line of the character Q and at the right eye, however, the central line of A is set on the right side. Thus, at such a time, the parallax of the both eyes is generated in the picture observed by the left and right eyes without fail.

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表示装置に係り、特に偏光眼鏡や液
晶シャッタ眼鏡などの不要な眼鏡なし立体画像表示装置
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a stereoscopic image display device, and particularly to a stereoscopic image display device that does not require unnecessary glasses such as polarized glasses or liquid crystal shutter glasses.

(発明の概要) この発明は眼鏡なし立体画像表示装置に関するもので、
後面からの光の透過率が制御される透過素子と自らの発
光が制御される発光素子との対を基本素子とし、この基
本素子の複数個を3次元的に配置したり、基本素子が2
次元的な平板である場合にはこれらを奥行き方向に並置
することによって立体画像を表示している。
(Summary of the Invention) This invention relates to a stereoscopic image display device without glasses,
A basic element is a pair of a transmitting element whose transmittance of light from the rear surface is controlled and a light emitting element whose own light emission is controlled, and a plurality of these basic elements can be arranged three-dimensionally, or two basic elements can be
In the case of dimensional flat plates, a three-dimensional image is displayed by arranging them side by side in the depth direction.

かくすることにより自然な運動視差をともなった視点位
置の制限が少ない眼鏡なし立体画像表示装置の提供を可
能としている。
In this way, it is possible to provide a stereoscopic image display device without glasses that has natural motion parallax and fewer restrictions on the viewpoint position.

(従来の技術) 従来の眼鏡なし立体画像表示装置には以下のようなもの
があった。
(Prior Art) Conventional stereoscopic image display devices without glasses include the following.

まず、通常のCRTなどのデイスプレィ上にかまぼこ形
のレンチキュラーレンズか、または縦格子を張り付け、
ある目の位置において、デイスプレィ上の一部の領域し
か見えないような光学的位置関係を作る。このとき、左
と右の目が存在する空間的位置が違うので、それぞれデ
イスプレィ上の異なった部分が見える。このとき、デイ
スプレィ上の左目によってみられている部分に左目用の
画像を、右目によってみられている部分に右目用の画像
を表示すれば、観察者は眼鏡なしで立体視できる。これ
は、いろいろな目の位置に対応する画像をデイスプレィ
上に多重しているともいえる。
First, a semi-cylindrical lenticular lens or a vertical grid is pasted onto a display such as an ordinary CRT.
An optical positional relationship is created in which only a part of the display can be seen at a certain eye position. At this time, since the spatial positions of the left and right eyes are different, each eye can see different parts of the display. At this time, if an image for the left eye is displayed in the portion of the display that is viewed by the left eye, and an image for the right eye is displayed in the portion of the display that is viewed by the right eye, the viewer can view the image stereoscopically without glasses. This can be said to be multiplexing images corresponding to various eye positions on the display.

上述のことを第3図、第4図を参照して説明する。第3
図はデイスプレィ面1に縦格子2を取り付けたときの位
置関係を示し、デイスプレィの真上の位置からみた図で
ある。デイスプレィ面上にa、b、c、dという4つの
画像3を第4図のように多重表示するとする。このデイ
スプレィ1を第3図のように適当な縦格子2でおおうと
、領域P、、P、、PL、P3.P、、P4.P5の各
領域はそれぞれaだけ見える領域、aとbが見える領域
、bだけが見える領域、bとCが見えるN域、Cだけが
見える領域、Cとdが見える領域、dだけが見える領域
となり、観察位置によってはa、b、c。
The above will be explained with reference to FIGS. 3 and 4. Third
The figure shows the positional relationship when the vertical grid 2 is attached to the display surface 1, and is a view seen from a position directly above the display. Assume that four images 3, a, b, c, and d, are displayed multiplexed on the display surface as shown in FIG. If this display 1 is covered with an appropriate vertical grid 2 as shown in FIG. 3, areas P, , P, , PL, P3 . P,,P4. Each area of P5 is an area where only a is visible, an area where a and b are visible, an area where only b is visible, an area N where b and C are visible, an area where only C is visible, an area where C and d are visible, an area where only d is visible. Depending on the observation position, there are a, b, and c.

dのとれか1つの画像しか見えなくなる。例えば第3図
の領域PLの位置に左目が、領域PRの位置に右目が存
在するときは、左目には画像すが右目には画像Cのみが
みえることになる。従ってあらかしめ画像す、cにそれ
ぞれ左目用、右目用の画像を表示しておけば、III鏡
なしで立体視ができることになる。以上が従来の眼鏡な
し立体画像表示の原理的な考え方である。
Only one image of d becomes visible. For example, if the left eye exists at the position of area PL in FIG. 3 and the right eye exists at the position of area PR, the left eye will see an image, but the right eye will only see image C. Therefore, if images for the left eye and right eye are displayed in preliminary images S and C, respectively, stereoscopic vision can be achieved without using the III mirror. The above is the basic idea of conventional stereoscopic image display without glasses.

(発明が解決しようとする課題) 従来の技術は次のような点で問題がある。(Problem to be solved by the invention) The conventional technology has the following problems.

第1に、いろいろな目の位置に対応する画像をデイスプ
レィ上に多重しているので、多重化した割合で解像度が
低下する。例えば、水平解像度が600本のデイスプレ
ィ上で左目用と右目用の2つの画像を多重化すると、片
目にはいる画像の水平解像度は300本になる。また、
第3図の例では画像を4つ多重化しているので150本
になる。このように、多重化すればするほど見える画像
の解像度が低下する。
First, since images corresponding to various eye positions are multiplexed on the display, the resolution decreases at the rate of multiplexing. For example, if two images for the left eye and the right eye are multiplexed on a display with a horizontal resolution of 600 lines, the horizontal resolution of the image for one eye will be 300 lines. Also,
In the example shown in FIG. 3, four images are multiplexed, resulting in 150 images. In this way, the more multiple images are multiplexed, the lower the resolution of the visible image becomes.

第2に、観察位置が限定されることである。第3図で破
線で示した点Q、の位置に左目が、Q、lの位置に右目
が存在する場合、左目には画像a。
Second, observation positions are limited. If the left eye exists at the position of point Q, indicated by the broken line in FIG. 3, and the right eye exists at the position of Q,l, then the left eye will receive image a.

bの2つが、右目には画像c、dの2つが入り、極めて
不自然な見えかたになる。
Two images (b) appear in the right eye, and two images (c and d) appear in the right eye, resulting in an extremely unnatural appearance.

以上は、デイスプレィ上に縦格子を張り付ける従来方式
の問題点であるが、レンチキュラーレンズを張り付ける
従来方式でも全く同様の問題点がある。
The above are the problems of the conventional method in which a vertical grid is pasted on the display, but the conventional method in which a lenticular lens is pasted also has exactly the same problems.

このような問題点が生じる原因は、デイスプレィ面上に
いろいろな目の位置に対応する画像を多重していること
にある。
The reason for this problem is that images corresponding to various eye positions are multiplexed on the display surface.

そこで本発明は、デイスプレィの発光部を3次元的に配
置し、観察者に対してより遠くで発光している光が、よ
り手前で発光している光によって視覚遮蔽されるように
制御することによって、観察者の目の位置に応じた画像
が眼鏡なしで観察できるようにするものである。
Therefore, the present invention arranges the light emitting parts of the display three-dimensionally and controls the display so that the light emitted further away from the viewer is visually blocked by the light emitted closer to the viewer. This allows an image to be viewed according to the position of the viewer's eyes without glasses.

(課題を解決するための手段) この目的を達成するため、本発明立体画像表示装置に係
る第1の装置は、立体画像表示装置において、当該装置
に外部制御によって後面からの光の透過率が制御される
透過手段と、外部制御によって発光輝度が制御される発
光手段とが組合わされた光発光透過手段を複数個具備す
るとともに、立体画像を表示するため、3次元的に配置
された複数の前記光発光透過手段のそれぞれについて光
の透過状態と発光状態を制御する制御手段を具備したこ
とを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve this object, a first device according to the stereoscopic image display device of the present invention provides a stereoscopic image display device in which the transmittance of light from the rear surface is adjusted by external control to the device. It is equipped with a plurality of light emitting transmitting means in which a controlled transmitting means is combined with a light emitting means whose emission brightness is controlled by external control, and a plurality of light emitting transmitting means arranged three-dimensionally in order to display a three-dimensional image. The present invention is characterized by comprising a control means for controlling the light transmission state and light emission state of each of the light emission and transmission means.

また、本発明立体画像表示装置に係る第2の装置は、立
体画像表示装置において、当該装置に外部制御によって
後面からの光の透過率が2次元的に制御される2次元透
過手段と、外部制御によって発光輝度が2次元的に制御
される2次元発光手段とを具備するとともに、立体画像
を表示するため、一定とは限らない所定の間隔で奥行き
方向に前記2次元透過手段と前記2次元発光手段とを対
とした2次元画像表示手段を所定の枚数配置した立体画
像表示手段を備え、さらにそれぞれの前記2次元画像表
示手段について、光の透過状態や発光状態を制御する制
御手段を具備したことを特徴とするものである。
Further, a second device according to the stereoscopic image display device of the present invention is a stereoscopic image display device, in which the device includes a two-dimensional transmitting means for two-dimensionally controlling the transmittance of light from the rear surface by external control; and a two-dimensional light emitting means whose luminance is two-dimensionally controlled by the control, and the two-dimensional transmitting means and the two-dimensional light emitting means are arranged in the depth direction at predetermined intervals that are not necessarily constant in order to display a three-dimensional image. A three-dimensional image display means is provided in which a predetermined number of two-dimensional image display means are arranged in pairs with a light-emitting means, and a control means is further provided for controlling the light transmission state and light-emission state of each of the two-dimensional image display means. It is characterized by the fact that

(作 用) 上述のように本発明表示装置によれば、異なる視差に相
当する複数の画像を、従来例の平面配列と異なって奥行
き方向に多重化しているので、解像度の低下もなく、自
然な運動視差をともなった、視点位置の制限が少ない眼
鏡なし立体画像の表示が可能となる。
(Function) As described above, according to the display device of the present invention, a plurality of images corresponding to different parallaxes are multiplexed in the depth direction, unlike the conventional planar array, so there is no reduction in resolution and a natural display is achieved. It becomes possible to display stereoscopic images without glasses, with motion parallax and fewer restrictions on the viewpoint position.

(実施例) 以下添付図面を参照し実施例により本発明を説明するが
、この実施例の説明にはいる前に本発明表示装置の原理
的な事項を説明する。
(Example) The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings, but before going into the description of this example, the principle of the display device of the present invention will be explained.

まず第2図を参照して2次元画像表示手段4について説
明する。2次元画像表示手段4は、外部からの制御信号
によって後面からの光7の透過状態と自らの発光8の発
光状態を画素ごとに変化させられるような画像表示装置
である。ここで、光の透過状態とは後面からの光7が前
面側に透過するか、半透過するか、または遮蔽されるか
という状態である。また発光状態とは、2次元画像表示
手段4が自ら発する光8の(色相・色の飽和度を含んだ
意味での)輝度の状態である。第2図は、2次元画像表
示装置4上に円形を表示した例であり、円形に対応する
画素は後面光を遮蔽して、自ら発光している部分6であ
る。一方、それ以外の画素では、後面光を透過している
部分5である。
First, the two-dimensional image display means 4 will be explained with reference to FIG. The two-dimensional image display means 4 is an image display device that can change the transmission state of light 7 from the rear surface and the light emission state of its own light emission 8 for each pixel by a control signal from the outside. Here, the light transmission state is a state in which the light 7 from the rear surface is transmitted to the front side, semi-transmitted, or blocked. Furthermore, the light emitting state is the state of the brightness (in the sense of including hue and color saturation) of the light 8 emitted by the two-dimensional image display means 4 itself. FIG. 2 is an example in which a circle is displayed on the two-dimensional image display device 4, and the pixels corresponding to the circle are portions 6 that block the rear light and emit light by themselves. On the other hand, in other pixels, the portion 5 transmits the rear light.

そこで、この2次元画像表示手段4を第1図のように複
数枚並べた場合を考える。理解を容易にするため、第1
図は光発光透過手段を2枚だけ並べた例であるが、さら
に多い枚数を用いた場合も同様に説明できる。また、外
部からの制御信号によって後面からの光の透過状態と自
らの発光状態を変化させられる微小な光発光透過手段を
3次元的に配置した場合も同様に説明できる。
Therefore, consider a case where a plurality of two-dimensional image display means 4 are arranged side by side as shown in FIG. For ease of understanding, the first
Although the figure shows an example in which only two light emission transmitting means are arranged, the same explanation can be given when a larger number of light emission transmitting means are used. Further, the same explanation can be given in the case where minute light emission transmitting means are three-dimensionally arranged so that the light transmission state from the rear surface and the light emission state thereof can be changed by an external control signal.

まず第1図において、観察者に近い方の2次元画像表示
手段41に文字Qを表示する。すなわち、文字Qの形に
対応する画素では自ら発光し、それ以外の画素では後面
の光を透過する。これは、透明なガラス面上に、塗料で
文字Qを描いたのと同様になる。次に、2次元画像表示
手段42に文字Aを表示する。このとき、手段42は観
察者から最も遠い位置にある2次元画像表示手段である
ので、文字Aの形に対応しない画素では、適当な背景画
像を表示しているものとする。
First, in FIG. 1, the letter Q is displayed on the two-dimensional image display means 41 that is closer to the viewer. That is, the pixels corresponding to the shape of the letter Q emit light by themselves, and the other pixels transmit light from the rear surface. This is similar to drawing the letter Q with paint on a transparent glass surface. Next, the letter A is displayed on the two-dimensional image display means 42. At this time, since the means 42 is a two-dimensional image display means located at the farthest position from the viewer, it is assumed that pixels that do not correspond to the shape of the letter A display an appropriate background image.

次に、このように表示されているデイスプレィを両眼視
する。このとき、左目においては、文字Aの中心線は文
字Qの中心線に比べて左側にあるが、右目においては右
側になる。よって、このときの左右の目で見える画像は
第1図(b)、 (C)のようになり、明らかに両眼視
差が生じている。
Next, the display thus displayed is viewed with both eyes. At this time, for the left eye, the center line of the letter A is on the left side compared to the center line for the letter Q, but for the right eye, it is on the right side. Therefore, the images seen by the left and right eyes at this time are as shown in FIGS. 1(b) and (C), and binocular parallax clearly occurs.

なお、以上の説明では、後面からの光の透過状態を単に
透過または遮蔽という2値的な状態に限っているが、実
際に向こう側が透けて見えるような被写体を表示しよう
とするときには、半透過させた上で自らも発光すればよ
い。
Note that in the above explanation, the transmission state of light from the rear surface is limited to the binary state of transmission or occlusion, but when trying to display an object where the other side can be seen through, semi-transmission is used. All you have to do is let it do that and then emit light yourself.

また、以上の説明では、左右眼の位置という2つの視点
位置に限って説明したが、実際には、こ0 のデイスプレィを観察可能な任意の視点位置において、
上述のような見えかたの変化がおこる。これは、このデ
イスプレィが運動視差を表示しているにほかならない。
In addition, in the above explanation, the explanation was limited to two viewpoint positions, namely the positions of the left and right eyes, but in reality, at any viewpoint position where this display can be observed,
A change in appearance occurs as described above. This is nothing but the display showing motion parallax.

さらに本発明の表示装置は、視差に相当する複数の画像
を奥行き方向に多重化しているので、レンチキュラ一方
式等の従来の方式で問題となった解像度の低下はおこら
ない。また、例えば第3図における点QLとQRのよう
に、ある視点位置で不自然な見えかたになるという従来
装置での問題点は、本発明、の装置では原理的に生しな
い。
Furthermore, since the display device of the present invention multiplexes a plurality of images corresponding to parallax in the depth direction, there is no reduction in resolution, which is a problem with conventional systems such as the lenticular one-way system. Further, the problem with the conventional device, such as points QL and QR in FIG. 3, where the image appears unnatural at a certain viewpoint position, does not occur in principle with the device of the present invention.

このように本発明を用いることで、解像度の低下がなく
、自然な運動視差をともない、視点位置の制限が少ない
ような眼鏡なし立体画像が実現できる。
As described above, by using the present invention, it is possible to realize a stereoscopic image without glasses, which has no reduction in resolution, has natural motion parallax, and has few restrictions on the viewpoint position.

以下実施例について説明する。Examples will be described below.

本発明の第1の実施例は、微小透明発光体と液晶型光変
調素子を重ねた形式の光発光透過手段14を用い、これ
を平面上に多数配置して2次元画像表示装置を構成し、
さらにこの2次元画像表示装置をその面の法線方向、す
なわち奥行き方向に複数枚並べたものである。
The first embodiment of the present invention uses a light emitting transmitting means 14 in the form of a superimposed microtransparent light emitter and a liquid crystal type light modulating element, and a large number of these are arranged on a plane to construct a two-dimensional image display device. ,
Further, a plurality of these two-dimensional image display devices are arranged in the normal direction of the surface, that is, in the depth direction.

この概要図である第5図を見ながら説明すると、まず、
透明で小さい発光体12を筒状のもの13で囲み、筒の
一端はそのままにし、他端に液晶型光変調素子11を取
り付ける(第5図(a))。これが光発光透過手段14
となる。なお、発光体12の発光状態と液晶型光変調素
子11の光の透過状態は外部から制御できる。ここで、
光の透過状態とは後面からの光が前面側に透過するか、
半透過するか、または遮蔽されるかという状態である。
To explain this while looking at this schematic diagram, Figure 5, first,
A small transparent light emitter 12 is surrounded by a cylindrical member 13, one end of which is left as is, and a liquid crystal light modulator 11 is attached to the other end (FIG. 5(a)). This is the light emission transmitting means 14
becomes. Note that the light emission state of the light emitter 12 and the light transmission state of the liquid crystal light modulation element 11 can be controlled from the outside. here,
The light transmission state is whether the light from the rear side is transmitted to the front side or not.
It is either semi-transparent or shielded.

また発光状態とは発光体が発する光の(色相・色の飽和
度を含んだ意味での)輝度である。次に、これを第5図
中)のように面上に並べ、各発光体を画像中の各画素に
対応づけて発光させることによって2次元画像の表示が
可能になる。さらに、この2次元画像表示装置を第5図
(C)のように複数枚並べると、微小透明発光体が3次
元的に配置されるので、液晶型光変調素子を以下で述べ
るような手段で制御することによって、3次元画像の表
示が可能になる。
Furthermore, the light emitting state is the brightness (in the sense of including hue and color saturation) of the light emitted by the light emitting body. Next, by arranging these on a surface as shown in FIG. 5) and emitting light from each light emitting body in association with each pixel in the image, a two-dimensional image can be displayed. Furthermore, when a plurality of these two-dimensional image display devices are arranged as shown in FIG. By controlling it, it becomes possible to display a three-dimensional image.

なお、第5図示の例では多数の光発光透過手段14を2
次元平面的に配設して2次元画像表示手段4を構成し、
これを何枚か奥行き方向に並べて立体画像表示手段を構
成しているが、本発明はこれに限定されることなく、手
段14を多数はしめから3次元的に任意に配設してもよ
い。
In addition, in the example shown in FIG.
The two-dimensional image display means 4 is configured by arranging it in a dimensional plane,
Although the three-dimensional image display means is constructed by arranging several of these in the depth direction, the present invention is not limited to this, and a large number of means 14 may be arbitrarily arranged three-dimensionally from side to side.

次に、液晶型光変調素子11の制御方法について述べる
Next, a method of controlling the liquid crystal light modulation element 11 will be described.

各2次元画像表示装置4において、液晶型光変調素子1
1を制御する信号は背景信号と呼ばれる。
In each two-dimensional image display device 4, a liquid crystal light modulation element 1
1 is called a background signal.

2次元画像のある部分において、その部分は被写体でな
く背景であると判断された場合に限り背景信号−1とす
る。その他の場合、すなわち背景でなく被写体である場
合は、その被写体の光の透過率を背景信号とする。半透
明のプラスチックというような特殊な被写体に限って背
景信号が0と1の間の中間値になるが、一般に被写体は
光を透過しないので、多くの場合は背景信号−〇となる
A background signal of a certain part of a two-dimensional image is set to -1 only when it is determined that the part is not a subject but a background. In other cases, that is, when the subject is not the background, the light transmittance of the subject is used as the background signal. Only for special objects such as translucent plastic, the background signal will be an intermediate value between 0 and 1, but since objects generally do not transmit light, in most cases the background signal will be -0.

この背景分離のアルゴリズムは、画像工学の分野の技術
を用いればよい(例えば、「原端、矢野、3 西谷:゛′背景分離を用いた動画像通信に関する一検討
゛°、平1信学春季全大、D−101J中で用いている
アルゴリズム)。このようにしてえられた背景信号を用
い、背景信号−0のときには光を遮蔽し、背景信号−1
のときには光を透過し、その中間の値のときは値が大き
くなるほど光をより透過するようにして、液晶型光変調
素子11を制御する。
This background separation algorithm may use technology in the field of image engineering. Zendai, algorithm used in D-101J).Using the background signal obtained in this way, when the background signal is -0, light is blocked and the background signal is -1.
The liquid crystal light modulation element 11 is controlled by transmitting light when the value is in between, and transmitting more light as the value increases when the value is in between.

次に、このような装置でいかにして3次元表示ができる
かについて述べる。
Next, we will discuss how such a device can perform three-dimensional display.

第6図(a)は、上述の装置で表示された画像を、4カ
所の視点領域A、B、C,Dにおいて観察しているとこ
ろを真上から見た図である。各領域A。
FIG. 6(a) is a diagram of an image displayed by the above-mentioned device being observed from four viewpoint areas A, B, C, and D, viewed from directly above. Each area A.

B、C,Dはそれぞれβがαの左側に離れて見える領域
、βがαの左隣に見える領域、βがαに視覚遮蔽されて
見えない領域、βがαの右隣に見える領域である。
B, C, and D are the area where β appears to be separated to the left of α, the area where β appears to the left of α, the area where β is visually occluded by α and cannot be seen, and the area where β appears to the right of α. be.

2次元画像表示装置は一般に面的に画像を表示するが、
理解を容易にするために表示装置の縦方向を考えず、横
方向の直線状の画像を表示するものとする。すなわち画
素数を横4×縦1とする。
Two-dimensional image display devices generally display images in a plane,
To facilitate understanding, it is assumed that a linear image in the horizontal direction is displayed without considering the vertical direction of the display device. That is, the number of pixels is 4 horizontally x 1 vertically.

4 またこれは、2次元画像表示装置を2枚重ねた例である
4 Also, this is an example in which two two-dimensional image display devices are stacked one on top of the other.

そこで、この装置を次のように制御した場合について考
える。2次元画像表示装置41において、発光状態は最
左端から数えて3番目の画素だけ発光し、他は発光しな
いように制御する。また、光の透過状態は、3番目の画
素だけ後面からの光を遮蔽し、他は透過するように制御
する。これを、と表わす。また、2次元画像表示手段4
2については、 となるように制御する。ここで、装置42において背景
が全て0であるのは、2次元画像表示装置の枚数を2枚
と仮定したため、装置42の後面にはもはや2次元画像
表示装置が存在しないので、その後面からの光を透過さ
せないためである。
Therefore, let us consider a case where this device is controlled as follows. In the two-dimensional image display device 41, the light emitting state is controlled so that only the third pixel counting from the leftmost pixel emits light and the others do not emit light. Further, the light transmission state is controlled so that only the third pixel blocks light from the rear surface, and the others are transmitted. This is expressed as. In addition, the two-dimensional image display means 4
Regarding 2, control is performed so that the following is true. Here, the reason why the background is all 0 in the device 42 is because the number of two-dimensional image display devices is assumed to be two, and there is no longer a two-dimensional image display device on the rear surface of the device 42. This is to prevent light from passing through.

このとき、第6図(b)に示すように、上から順次にA
−Dの各視点領域から具える画像は、視点位置が右にな
るにともなって発光体αに対する発光体βの相対位置が
右に移動する。よって、運動視差が表示されているとい
える。また、これを両眼視するとき、左右の眼は異なっ
た視点位置に存在するので、それぞれ異なった見えかた
になり、これは両眼視差となる。このようにして、眼鏡
なしで運動視差をともなった立体視ができる。
At this time, as shown in FIG. 6(b), A
In the images provided from each viewpoint area of −D, as the viewpoint position moves to the right, the relative position of the light emitter β with respect to the light emitter α moves to the right. Therefore, it can be said that motion parallax is displayed. Furthermore, when viewing this with both eyes, the left and right eyes are located at different viewpoint positions, so they see differently, which is called binocular parallax. In this way, stereoscopic vision with motion parallax can be achieved without glasses.

なお、上述の実施例では、微小透明発光体12を筒13
で囲み、この一端に液晶型光変調素子11を重ねた形式
の光発光透過手段14を用い、これを面上に多数配置し
て2次元画像表示装置4を構威し、さらにこの2次元画
像表示装置4をその面の法線方向に複数枚並べた場合の
例である。一般には、後面光7の透過状態と、自らの発
光状態を制御できるよな光発光透過手段14を3次元的
に並べることで、目的の効果かえられる。
In addition, in the above-mentioned embodiment, the minute transparent light emitter 12 is placed in the tube 13.
A two-dimensional image display device 4 is constructed by arranging a large number of light emitting transmitting means 14 on one end of which a liquid crystal light modulation element 11 is superimposed on one end of the light emitting means 14. This is an example in which a plurality of display devices 4 are arranged in the normal direction of the surface thereof. Generally, the desired effect can be changed by three-dimensionally arranging the light emitting transmitting means 14 that can control the transmitting state of the rear light 7 and the light emitting state of itself.

次に、第2の実施例を示す。Next, a second example will be shown.

本発明の第2の実施例は、画素ごとに発光状態を制御で
きるような透明な2次元発光手段Fの後面に、画素ごと
に光の透過状態を制御できるような2次元光変調手段E
を配置したものである。なお、ここでいう発光状態と透
過状態は、第1の実施例と同し意味である。
In a second embodiment of the present invention, a two-dimensional light modulating means E is provided on the rear surface of a transparent two-dimensional light emitting means F that can control the light emission state of each pixel, and a two-dimensional light modulating means E that can control the light transmission state of each pixel.
is arranged. Note that the light emitting state and the transmitting state herein have the same meanings as in the first embodiment.

第2の実施例の概要図を示す第7図を参照しながら説明
すると、まず、透明な板の中に、−面にわたってLED
を配置する。各LEDの発光状態は、外部制御によって
変えることができる。これを2次元発光装置F1とする
。次に、この2次元発光装置F、の後面に、液晶型光変
調板E、を配置する。この液晶型光変調板は市販の液晶
プロジェクタで用いられているものを用いることができ
、画素ごとに光の透過状態を制御できる機能がある。
To explain with reference to FIG. 7 showing a schematic diagram of the second embodiment, first, an LED is placed in a transparent plate across the - side.
Place. The light emitting state of each LED can be changed by external control. This is referred to as a two-dimensional light emitting device F1. Next, a liquid crystal light modulation plate E is placed on the rear surface of this two-dimensional light emitting device F. This liquid crystal type light modulation plate can be one used in commercially available liquid crystal projectors, and has a function of controlling the light transmission state for each pixel.

さらにその後面に、上述の2次元発光装置F1とは独立
に制御される別の2次元発光装置f F 2を配置し、
以下同様にして2次元発光装置F、(k−1,2,−−
−−、n)と液晶型光変調板Ek (k=1.2.−−
−−、n−1)を交互に配置する。
Furthermore, another two-dimensional light emitting device f F 2 that is controlled independently of the two-dimensional light emitting device F1 described above is arranged on the rear surface,
Similarly, two-dimensional light emitting device F, (k-1, 2, --
--, n) and liquid crystal light modulation plate Ek (k=1.2.--
--, n-1) are arranged alternately.

次に、この装置の制御方法について述べる。Next, a method of controlling this device will be described.

第2の実施例は、液晶型光変調板Eの制御に背 7− 景信号Rを用いる。これは、第1の実施例で説明した背
景信号と同しもので、画像信号から生成することもでき
る。まず、ある2次元発光装置Fkと液晶型光変調板E
kの組を考え、画像信号Skは2次元発光装置F、に、
それに対応した背景信号R5は液晶型光変調板Ekにそ
れぞれ入力する。
In the second embodiment, a background signal R is used to control the liquid crystal light modulation plate E. This is the same as the background signal explained in the first embodiment, and can also be generated from the image signal. First, a certain two-dimensional light emitting device Fk and a liquid crystal light modulation plate E
Considering a set of k, the image signal Sk is sent to the two-dimensional light emitting device F,
The corresponding background signals R5 are respectively input to the liquid crystal light modulation plate Ek.

2次元発光装置F、では通常の方法で画像を表示する。The two-dimensional light emitting device F displays images in a normal manner.

すなわち、画像信号の明るい部分については明るく、暗
い部分については暗く発光する。
That is, bright parts of the image signal emit light, and dark parts emit dark light.

方、液晶型光変調板Ekでは、背景信号Rkが1である
画素で光を透過し、0である画素で光を遮蔽し、その中
間の値のときは値が大きくなるほど光をより透過するよ
うに動作する。
On the other hand, in the liquid crystal light modulation plate Ek, light is transmitted through pixels where the background signal Rk is 1, and light is blocked at pixels where the background signal Rk is 0, and when the value is in between, the higher the value, the more light is transmitted. It works like this.

以上のように制御することによって、第1の実施例と同
様な光の発光状態及び透過状態かえられるので、第1の
実施例で説明したように、運動視差と両眼視差のある画
像が観察できる。
By controlling as described above, the light emission state and transmission state can be changed in the same way as in the first embodiment, so that images with motion parallax and binocular parallax can be observed as explained in the first embodiment. can.

なお、上述の説明では発光素子をLEDとしたが、その
他の微小な発光素子でもよい。
Note that in the above description, the light emitting element is an LED, but other small light emitting elements may be used.

8 (発明の効果) 従来の方式であるデイスプレィ上にレンチキュラーレン
ズや縦格子を張り付ける方法では、目に見える解像度が
デイスプレィの解像度に比べて(1/視点数)になり、
解像度が大きく低下する。
8 (Effects of the invention) In the conventional method of pasting lenticular lenses or vertical grids on the display, the visible resolution is (1/number of viewpoints) compared to the display resolution,
Resolution decreases significantly.

また、ある視点位置で不自然な見えかたになるため、観
察位置が限定されるという問題があった。
Furthermore, since the image appears unnatural at a certain viewpoint position, there is a problem in that observation positions are limited.

ところが本発明の方式では、視差に相当する複数の画像
を奥行き方向に多重化しているので、解像度の低下はお
こらない。また、従来の方式で問題となっていたある視
点位置において不自然な見えかたになるという現象は、
本発明の方式では原理的に生じない。
However, in the method of the present invention, since a plurality of images corresponding to parallax are multiplexed in the depth direction, the resolution does not decrease. In addition, the phenomenon of unnatural appearance at certain viewpoint positions, which was a problem with conventional methods, has been solved.
In principle, this does not occur with the method of the present invention.

このように本発明を用いることで、解像度が低下なく、
自然な運動視差をともなった、視点位置の制限が少ない
眼鏡なし立体画像が実現できる。
By using the present invention in this way, there is no reduction in resolution,
It is possible to realize stereoscopic images without glasses with natural motion parallax and fewer restrictions on the viewpoint position.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る表示装置の原理を説明するための
図、 第2図は本発明に係る2次元画像表示手段の説明図、 第3図は従来の立体視説明のための図、第4図は第3図
での画像の配置例、 第5図は第1の実施例構成の概要図、 第6図は第1の実施例での画像の見え方を説明する図、 第7図は第2の実施例構成の概要図である。 ■・・・デイスプレィ面  2・・・縦格子面3・・・
単位の4画像 4、41.42・・・2次元画像表示手段5・・・透過
している部分 6・・・発光している部分7・・・後面
光      8・・・自ら発光した光11・・・液晶
型光変調素子 12・・・透明蛍光体13・・・筒  
      14・・・光発光透過手段E・・・液晶型
光変調板  F・・・2次元発光装置R・・・背景信号
     S・・・画像信号第2図 2水元画像表示手程( 第3図 従来(0立体ネ屯説明0左め0圓 )i芝BJE1図 第5図 第 ILf′)実施イタ11構八゛ネ旺要図第6 図 
第10¥旋州1で“の画イ象の見え力(a   )  
画イ疹Q(6耘Lう;う丁σ)1」え明0Σ1第7図 範Z(r)災施昏1積成X既要図
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of a display device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining a two-dimensional image display means according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram for explaining conventional stereoscopic vision. Fig. 4 is an example of the arrangement of images in Fig. 3, Fig. 5 is a schematic diagram of the configuration of the first embodiment, Fig. 6 is a diagram explaining how the images appear in the first embodiment, and Fig. 7 The figure is a schematic diagram of the configuration of the second embodiment. ■...Display surface 2...Vertical grid surface 3...
4 images of units 4, 41. 42... Two-dimensional image display means 5... Transparent part 6... Light emitting part 7... Rear light 8... Self-emitted light 11 ...Liquid crystal light modulation element 12...Transparent phosphor 13...Cylinder
14...Light emission transmitting means E...Liquid crystal light modulation plate F...Two-dimensional light emitting device R...Background signal S...Image signal Figure 2 2 Water source image display process (3rd Figure Conventional (0 stereoscopic angle explanation 0 left 0 circle) i Shiba BJE 1 Figure Figure 5 Figure ILf') Implementation Ita 11 structure Required diagram Figure 6
In the 10th circle 1, the visual power of the image (a)
Painting Q (6耘LU; Udingσ) 1''Eming 0Σ1 Fig. 7 Range Z(r) Disaster treatment 1 Accumulation X Existing map

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、立体画像表示装置において、当該装置に外部制御に
よって後面からの光の透過率が制御される透過手段と、
外部制御によって発光輝度が制御される発光手段とが組
合わされた光発光透過手段を複数個具備するとともに、
立体画像を表示するため、3次元的に配置された複数の
前記光発光透過手段のそれぞれについて光の透過状態と
発光状態を制御する制御手段を具備したことを特徴とす
る立体画像表示装置。 2、請求項1記載の表示装置において、前記発光手段と
して発光状態が外部制御の可能な透明発光素子を、前記
透過手段として外部制御によって光の透過状態を変化さ
せられる光変調素子を用いたことを特徴とする立体画像
表示装置。 3、立体画像表示装置において、当該装置に外部制御に
よって後面からの光の透過率が2次元的に制御される2
次元透過手段と、外部制御によって発光輝度が2次元的
に制御される2次元発光手段とを具備するとともに、立
体画像を表示するため、一定とは限らない所定の間隔で
奥行き方向に前記2次元透過手段と前記2次元発光手段
とを対とした2次元画像表示手段を所定の枚数配置した
立体画像表示手段を備え、さらにそれぞれの前記2次元
画像表示手段について、光の透過状態や発光状態を制御
する制御手段を具備したことを特徴とする立体画像表示
装置。 4、請求項3記載の表示装置において、前記2次元発光
手段が画素ごとに発光状態を制御でき、前記2次元透過
手段が前記2次元発光手段の後面に位置し、かつ、画素
ごとに光の透過状態を制御できることを特徴とする立体
画像表示装置。
[Scope of Claims] 1. A stereoscopic image display device, which includes a transmitting means for controlling the transmittance of light from the rear surface by external control;
A plurality of light emission transmission means combined with a light emission means whose emission brightness is controlled by external control are provided, and
A three-dimensional image display device comprising: a control means for controlling a light transmission state and a light emission state of each of the plurality of light emission and transmission means arranged three-dimensionally in order to display a three-dimensional image. 2. In the display device according to claim 1, the light emitting means is a transparent light emitting element whose light emitting state can be externally controlled, and the transmitting means is a light modulating element whose light transmission state can be changed by external control. A stereoscopic image display device characterized by. 3. In a stereoscopic image display device, the transmittance of light from the rear surface is two-dimensionally controlled by external control of the device.
It is equipped with a dimensional transmitting means and a two-dimensional light emitting means whose emission brightness is two-dimensionally controlled by an external control, and in order to display a three-dimensional image, the two-dimensional light is transmitted in the depth direction at predetermined intervals that are not necessarily constant. A three-dimensional image display means is provided in which a predetermined number of two-dimensional image display means, each of which is a pair of a transmission means and the two-dimensional light emitting means, is arranged, and a light transmission state and a light emission state are determined for each of the two-dimensional image display means. A stereoscopic image display device characterized by comprising a control means for controlling. 4. The display device according to claim 3, wherein the two-dimensional light emitting means is capable of controlling a light emitting state for each pixel, and the two-dimensional transmitting means is located at the rear surface of the two-dimensional light emitting means, and the two-dimensional light emitting means is capable of controlling a light emitting state for each pixel. A stereoscopic image display device characterized by being able to control a transmission state.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010160362A (en) * 2009-01-09 2010-07-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Three-dimensional display apparatus, three-dimensional display method, three-dimensional display object, three-dimensional image forming device, three-dimensional image forming method, program, and recording medium
JP2018186319A (en) * 2017-04-24 2018-11-22 日本電信電話株式会社 Stereoscopic image display control device, stereoscopic image display control method and stereoscopic image display control program

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