JPH0549044A

JPH0549044A - ３次元表示装置

Info

Publication number: JPH0549044A
Application number: JP3206752A
Authority: JP
Inventors: Yukio Takahashi; 幸男高橋; Takayuki Okimura; 隆幸沖村
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1991-08-19
Filing date: 1991-08-19
Publication date: 1993-02-26

Abstract

(57)【要約】【目的】プロジェクタの大きさに左右されず、幾何学
的な歪みを伴わない、レンチキュラレンズの収差による
画質劣化の少ない３次元表示装置を提供する。【構成】複数方向から撮影した物体の像を複数台のプ
ロジェクタを用いて、複数方向から撮影した画像を、シ
リンドリカル状レンズの光軸を観視側で交差するように
該レンズを凹面状に配列したレンチキュラ板に投写して
３次元画像を得る３次元表示装置であって、前記レンチ
キュラ板の各レンズ毎の後焦点面に、複数列の光ファイ
バの一端を配置したことを最も主要な特徴とする。【効果】プロジェクタの大きさに左右されず、幾何学
的な歪みを伴わない、レンチキュラレンズの収差による
画質劣化が少ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンチキュラ板を用い
た投写形３次元表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の３次元表示装置として、
例えば、テレビジョン学会技術報告書（ＶＶＩ６９−
３，昭和６０年）に記載されている「多眼式カラー立体
テレビジョン」及びテレビジョン学会技術報告書（ＶＶ
Ｉ８８−４２，昭和６３年）に記載されている「多眼式
三次元映像の視域拡大光学系の実験」に開示されている
ような装置が知られている。このような３次元表示装置
は、左右方向の両眼視差による奥行き知覚を利用した３
次元表示装置であり、その原理は、例えば、刊行物「奥
行き知覚と多眼式ディスプレイ、Vol17,No.7,1988」に
詳述されている。

【０００３】図８は、２眼式立体表示装置の原理を示す
原理図である。３次元画像は、図８に示すような２方向
から撮影した物体の像を２台のプロジェクタ１Ｌ，１Ｒ
を用いて指向性スクリーンに投写して得られる。指向性
スクリーンとして、シリンドリカルレンズを左右方向に
配列したレンチキュラ板４が用いられている。レンチキ
ュラ板４の後焦点面には、拡散性反射膜が貼ってある。
従って、図９に示すように、各プロジェクタ１Ｌ，１Ｒ
からの光線は、各々のプロジェクタ１Ｌ，１Ｒの方向に
反射され、プロジェクタ１Ｌ，１Ｒ付近で立体像が視認
される。より自然な３次元像は、両眼間隔より細かいピ
ッチで多数のプロジェクタ１Ｌ，１Ｒを配置し、多方向
の画像を投写するいわゆる多眼式にすることにより得ら
れることが前述の文献等で知られている。また、図１０
は、レンチキュラ板の後焦点面の右目用，左目用画像が
どのようにして両眼に達するかを示した光線図である。
レンチキュラ板４の全画面を立体視させるには、レンチ
キュラレンズのピッチＰ２を画素のピッチＰ１より短く
して画面外側の右目用，左目用画素がそれぞれ右目，左
目に見えるようにする必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プロジ
ェクタの代表例であるＣＲＴプロジェクタは、極めて大
きな装置であるため、両眼間隔より細かいピッチで多数
配置することは困難である。また、プロジェクタはスク
リーンを中心とした同心円上に配置しているので、投写
画面が台形となり、この幾何学的歪みを補正する手段が
必要となる。特に、ＣＲＴプロジェクタより小型化にで
きる液晶プロジェクタでは、画素構成がマトリスク状に
なっているため、この幾何学的歪みを除去することは一
層困難となる。さらに、図１０のように、レンチキュラ
レンズのピッチＰ２を画素のピッチＰ１より短くする
と、画面外側の画素はレンズの光軸から大きくずれるの
で、レンズ収差の影響により画面外側の画質が劣化す
る。また、レンズを斜めから見るので輝度低下がある。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、本発明の目的は、プロジェクタの大き
さに左右されない３次元表示装置を提供することにあ
る。

【０００６】本発明の他の目的は、幾何学的な歪みを伴
わない３次元表示装置を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、レンチキュラレンズ
の収差による画質劣化の少ない３次元表示装置を提供す
ることにある。

【０００８】本発明の前記ならびにその他の目的及び新
規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明ら
かにする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、複数方向から撮影した物体の像を複数台
のプロジェクタを用いて、複数方向から撮影した画像
を、シリンドリカル状レンズの光軸を観視側で交差する
ように該レンズを凹面状に配列したレンチキュラ板に投
写して３次元画像を得る３次元表示装置であって、前記
レンチキュラ板の各レンズ毎の後焦点面に、複数列の光
ファイバの一端を配置したことを最も主要な特徴とす
る。

【００１０】

【作用】前述の手段によれば、レンチキュラ板の各レン
ズ毎の後焦点面に、複数列の光ファイバの一端を配置
し、該光ファイバの他端より多方向から撮像した画像を
入射して、該レンチキュラ板に多方向画像を表示するこ
とにより、プロジェクタとレンチキュラ板間の光路は光
ファイバであるため、光路を自由に曲げられるので、プ
ロジェクタの大きさに左右されずにプロジェクタを自由
に配置できる。また、幾何学的な歪みを伴わないので、
レンチキュラレンズの収差による画質劣化を少くするこ
とができる。したがって、プロジェクタの大きさに制限
されることがないので、多眼式の３次元表示装置が容易
に可能となる。

【００１１】また、プロジェクタの投写距離は光ファイ
バの長さで決まるので、全ての光ファイバの長さを同一
にしておけば、たとえ多数のプロジェクタを同心円状に
配置しても投写画面に幾何学的歪みが生じることはな
い。

【００１２】また、シリンドリカル状レンズの光軸を観
視側で交差するようにレンズを凹面状に配列したレンチ
キュラ板としているので、レンチキュラ板の外側の画像
もレンチキュラレンズの光軸上にあり、レンズ収差によ
る画質劣化が少なく、輝度低下がない。また、前述のよ
うにプロジェクタの投写距離は光ファイバの長さで決る
ので、外側の画像がぼけることはない。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

【００１４】図１は、本発明の一実施例の３次元表示装
置の全体斜視図である。説明を簡単にするために２眼式
の３次元表示装置を用いて説明する。図１において、１
Ｌ，１Ｒはプロジェクタであり、プロジェクタ１Ｌは、
図２（多方向画像を得るためのカメラの配置図）に示す
ように、両眼間隔に配置された２台のカメラ５Ｌ，５Ｒ
のうち、左側のカメラ５Ｌで撮像した像を投写するプロ
ジェクタである。これに対して、プロジェクタ１Ｒは、
図２の右側のカメラ５Ｒで撮像した像を投写するプロジ
ェクタである。プロジェクタ１Ｌ，１Ｒは、それぞれ光
ファイバ３Ｌ，３Ｒの入力端面２Ｌ，２Ｒへ画像を照射
する。入力端面２Ｌ，２Ｒは、図３に示すように、多数
本の光ファイバ３Ｌを口金６Ｌの内部孔に規則正しく配
列して束ねられた端面である。なお、図３中３Ｌｉ（ｉ
＝１，２，…ｎ）は、光ファイバ３Ｌのｉ番列の光ファ
イバ列を示す。入力端面２Ｌ，２Ｒは、入射光の乱反射
を防ぐため、平面状に揃えられる。光ファイバ３Ｌ，３
Ｒは、可撓性に優れ、開口数の大きいプラスチック光フ
ァイバが好ましい。入力端面２Ｒの構造も図３と同一で
ある。各光ファイバ３Ｌ，３Ｒの他端はレンチキュラ板
４に接続している。レンチキュラ板４は、塩化ビニルあ
るいはアクリル樹脂などの透明樹脂からなり、シリンド
リカルレンズを左右方向に規則正しく配列した構造とな
っている。レンチキュラ板４の後焦点面は、図４に示す
ように、拡散シート７を貼り付け、各レンズ毎に互いに
両眼視差像が入射される光ファイバ列３Ｌｉ，３Ｒｉの
出力端を接続している。

【００１５】図５は、レンチキュラ板後焦点面４の斜視
図である。光ファイバ列３Ｌｉ，３Ｒｉの出力端はレン
チキュラレンズの縦方向に規則正しく接続される。レン
チキュラ板４の後焦点面は、図６に示すように、拡散シ
ート７の代りに端面を光が拡散するように処置した光フ
ァイバ列を接続しても良い。入力端面２Ｌ，２Ｒに入射
されたプロジェクタ１Ｌ，１Ｒからの画像は、光ファイ
バ３Ｌ，３Ｒで伝送されて拡散シート７に結像される。
したがって、光ファイバ列３Ｌｉ，３Ｒｉの出力端に
は、それぞれ左眼、右眼の画像が結像され、レンチキュ
ラ板４の指向特性により、観察者には両眼視差像が提示
され、立体像が認識される。

【００１６】図７は、レンチキュラ板４の拡大図とレン
チキュラ板の後焦点面の右目用，左目用画像がどのよう
にして両眼に達するかを示した光線図である。図７中、
レンチキュラレンズのピッチと一対の光ファイバ３Ｌ
ｉ，３Ｒｉのピッチは同一である。また、レンチキュラ
板４は、各レンチキュラレンズの光軸を観視者の両眼中
心付近の点Ｐで交差するようにレンチキュラレンズを凹
面状に配列した構造である。光ファイバ３Ｌｉ，３Ｒｉ
に伝播された両眼視差像は、レンチキュラ板４の後焦点
面に結像し、右目用，左目用画素は、レンチキュラレン
ズのレンズ作用により分離され、それぞれ右目，左目で
観視されて立体像が認識される。レンチキュラ板４の外
側の画像も同様である。

【００１７】以上の説明からわかるように、本実施例に
よれば、シリンドリカル状のレンズを配列したレンチキ
ュラ板４の各レンズ毎の後焦点面に、複数列の一対の光
ファイバ３Ｌｉ，３Ｒｉの一端を配置し、該光ファイバ
３Ｌｉ，３Ｒｉの他端より多方向から撮影した画像を入
射して、レンチキュラ板４の背面に２方向画像を表示し
ていることから、プロジェクタ１Ｌ，１Ｒとレンチキュ
ラ板４間の光路は、光ファイバ３Ｌｉ，３Ｒｉであるの
で、光路を自由に曲げられる。したがって、プロジェク
タを自由に配置できるのでプロジェクタの大きさに制限
されることがない。

【００１８】また、プロジェクタ１Ｌ，１Ｒの投写距離
は、光ファイバ３Ｌｉ，３Ｒｉの長さで決まるので、全
ての光ファイバ３Ｌｉ，３Ｒｉの長さを同一にしておけ
ば、たとえ多数のプロジェクタを同心円状に配置しても
投写画面に幾何学的歪みが生じることはない。

【００１９】また、シリンドリカル状レンズの光軸を観
視側で交差するようにレンズを凹面状に配列したレンチ
キュラ板４としているので、レンチキュラ板４の外側の
画像もレンチキュラレンズの光軸上にあり、レンズ収差
による画質劣化が少なく、輝度低下がない。また、前述
のようにプロジェクタ１Ｌ，１Ｒの投写距離は、光ファ
イバ３Ｌｉ，３Ｒｉの長さで決るので、外側の画像がぼ
けることはない。

【００２０】なお、前記実施例の３次元表示装置を２眼
以上の多眼式にするには、レンチキュラ板の各レンズに
多数列の光ファイバを配置し、各々の光ファイバ列に多
方向の画像を入射すれば良い。

【００２１】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し得
ることはいうまでもない。

【００２２】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、プロジェクタとレンチキュラ板間の光路は光ファイ
バであるので、光路を自由に曲げられる。これにより、
プロジェクタを自由に配置できるのでプロジェクタの大
きさに制限されることがない。

【００２３】また、プロジェクタの投写距離は、光ファ
イバの長さで決まるので、全ての光ファイバの長さを同
一にしておけば、たとえ多数のプロジェクタを同心円状
に配置しても投写画面に幾何学的歪みが生じることはな
い。

【００２４】また、シリンドリカル状レンズの光軸を観
視側で交差するようにレンズを凹面状に配列したレンチ
キュラ板としているので、レンチキュラ板の外側の画像
もレンチキュラレンズの光軸上にあり、レンズ収差によ
る画質劣化が少なく、輝度低下がない。また、前述のよ
うにプロジェクタの投写距離は光ファイバの長さで決る
ので、外側の画像がぼけることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の３次元表示装置の全体斜
視図、

【図２】多方向画像を得るためのカメラの配置図、

【図３】入力端面の拡大斜視図、

【図４】本実施例のレンチキュラ板面の拡大図、

【図５】本実施例のレンチキュラ板面の拡大斜視図、

【図６】本実施例の他の例のレンチキュラ板面の拡大
図、

【図７】本実施例のレンチキュラ板面の拡大図と光線
図、

【図８】２眼式立体表示装置の原理図、

【図９】２眼式立体表示装置の原理図、

【図１０】２眼式立体表示装置の光線図。

【符号の説明】

１Ｌ，１Ｒ…プロジェクタ、２Ｌ，２Ｒ…入力端面、３
Ｌ，３Ｒ…光ファィバ、４…レンチキュラ板、５Ｌ，５
Ｒ…カメラ、６Ｌ…口金、７…拡散シート。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数方向から撮影した物体の像を複数台
のプロジェクタを用いて、複数方向から撮影した画像
を、シリンドリカル状レンズの光軸を観視側で交差する
ように該レンズを凹面状に配列したレンチキュラ板に投
写して３次元画像を得る３次元表示装置であって、前記
レンチキュラ板の各レンズ毎の後焦点面に、複数列の光
ファイバの一端を配置したことを特徴とする３次元表示
装置。