JPH06160770A

JPH06160770A - 三次元立体像表示装置

Info

Publication number: JPH06160770A
Application number: JP4339599A
Authority: JP
Inventors: Makoto Otsubo; 誠大坪
Original assignee: Nittetsu Elex Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Texeng Co Ltd
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1992-11-25
Publication date: 1994-06-07
Anticipated expiration: 2013-06-04
Also published as: JP2761829B2

Abstract

(57)【要約】【目的】広い視野角を有し、小型の画面であっても鮮
明な像を得ることが可能で、更にはその正立陽画像を得
るための処理が簡単に行え、動画も表示可能な三次元立
体像表示装置を提供する。【構成】少しずつ異なる位置から見た対象物の多数の
小画像がそれぞれ表示される画像表示パネル１３と、該
画像表示パネル１３の前方に設けられた多数の微小透光
部１１を有する非透光性の表示制御パネル１２とを有
し、しかも前記微小透光部１１は常時は透光不可能で、
単数または複数の前記微小透光部１１を逐次選択的に透
光可能とし、該選択された微小透光部の透光可能時に同
期して、該選択された微小透光部１１に対応する多数の
小画像を前記画像表示パネル１３に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、奥行感は勿論、眼の焦
点を自由に調整でき、広い視野角を有し、かつ鮮明な三
次元立体像を見ることができる三次元立体像表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】立体テレビに応用可能な従来の技術とし
ては、特殊な偏向及びシャッター眼鏡を用いるアナグ
リフ式、濃度差式、偏向及び時分割式でなされる眼鏡式
や、パララックスステレオグラム式、レンチキュラ
式、大凹面鏡式及び大凸レンズ式等の眼鏡無し式や、
パララックスステレオグラム式、及びレンチキュラ板を
用いる多眼式や、バリフォーカルミラー式、回転円筒
式、表示面積層式、ハーフミラー合成式、及び表示面振
動式等の奥行標本化式や、レーザ再生ホログラム、白
色光再生ホログラム等のホログラフィー式や、あるいは
近年提案されている空間時分割式など多くの方式が提
案され、且つ一般家庭用、業務用としてその実用化が試
みられている。一方、以前より写真の分野においては、
一般的にインテグラル・フォトグラフィ（Integral P
hotography) と呼ばれる立体像表示方式が提案されてお
り、該立体像表示方式は、不透光板に多数のマイクロレ
ンズ（あるいは、微小透光部）を配置し、背部に配置さ
れた写真乾板に視点位置の異なる倒立陰画像を撮影し、
更に、撮影されたそれぞれの小画像を反転させて正立陽
画像を形成し、該正立陽画像の前面に、該正立陽画像に
対応する多数の小孔を有する表示制御パネルを設け、該
表示制御パネルを介して前記正立陽画像を観察するよう
に構成されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
従来方式〜においては、風景画の再生、多人数の同
時観察、視点移動、眼の焦点調節等の条件を満足させる
ことができず、通常の平面テレビと同様の感覚で立体像
を鑑賞することは困難であるという問題点があった。ま
た、前記の写真を利用した立体像表示方式において
は、前記表示制御パネルの微小透光部の間隔を狭くし、
解像度を上げて鮮明な像を得ようとすると、表示される
正立陽画像の面積が小さくなるので、視野角が狭くなる
という問題点があった。また、写真方式においては、動
画を得ることが極めて困難であるという問題点があっ
た。更には、前記の写真を利用する立体像表示方式に
おいては、まず、最初に被写体の倒立陰画像を作成し、
次に正立陽画像を得るという極めて手間のかかる処理を
必要とするという問題点があった。本発明はかかる事情
に鑑みてなされたもので、広い視野角を有し、小型の画
面であっても鮮明な像を得ることが可能で、更にはその
正立陽画像を得るための処理が簡単に行え、動画も表示
可能な三次元立体像表示装置を提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の三次元立体像表示装置は、少しずつ異なる位置か
ら見た対象物の多数の小画像がそれぞれ表示される多数
の画像表示部を配置した画像表示パネルと、該画像表示
パネルの前方に設けられた前記それぞれの小画像に対応
する多数の微小透光部を有する非透光性の表示制御パネ
ルからなる三次元立体像表示装置において、前記微小透
光部は常時は透光不可能で、単数または複数の前記微小
透光部を逐次選択的に透光可能とし、該選択された微小
透光部の透光可能時に同期して、該選択された微小透光
部に対応する小画像を前記画像表示部に表示するように
構成されている。なお、前記三次元立体像表示装置にお
いては、前記表示制御パネルの面を複数の領域に分割
し、その分割された領域毎に単数または複数の微小透光
部が逐次選択的に透光可能とされ、前記微小透光部の透
光可能時に同期して、画像表示パネル上の対応する画像
表示部に前記小画像が表示されるよう構成される場合に
も本発明は適用される。また、本発明において画像表示
部に表示される画像は、単数または複数の撮像装置を少
しづつ移動させて撮影した画像でも良いし、前記三次元
立体像表示装置に用いた表示制御パネルと同様構造の撮
像制御パネルあるいは該撮像制御パネルの微小透光部に
レンズを用いた撮像制御パネルを用い、その背後に単数
または複数の撮像素子を配置し、該撮像制御パネルの単
数または複数の微小透光部を逐次瞬間的に透光可能と
し、前記撮像素子により撮像された画像でも良い。更に
は、電磁波、粒子線、磁気、音波等を使用して得られた
対象物の三次元情報をコンピュータによって画像処理し
て作成された画像でも良く、また、コンピュータグラフ
ィックスによって作成された画像であっても良い。

【０００５】

【作用】請求項１記載の三次元立体像表示装置におい
て、多数の画像表示部には対応する微小透光部の透光可
能時に同期して小画像が表示される。従って、前記表示
制御パネルの微小透光部が透光可能となった瞬間、表示
された小画像の一点を見ることができる。更に、前記表
示制御パネルに配置された単数または複数の微小透光部
は、逐次瞬間的に透光可能とされ、全小画像が眼の残像
保持時間内に表示されるので、該表示制御パネルを介し
て見た場合、画像表示パネル上の画像を立体像として見
ることができる。

【０００６】

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例に係る三次元立体
像表示装置の概略構成を示す斜視図、図２は立体画像入
力装置の側面図、図３は該立体画像入力装置の説明図、
図４は前記三次元立体像表示装置の動作を説明する斜視
図である。図１に示すように本発明の一実施例に係る三
次元立体像表示装置１０は、多数の微小透光部１１が形
成された表示制御パネル１２と、該表示制御パネル１２
の背後に設置された画像表示パネル１３と、これらを制
御する表示制御装置１４とを有して構成されている。以
下、これらについて詳しく説明する。

【０００７】前記表示制御パネル１２は透過型液晶パネ
ルからなり、該表示制御パネル１２の大きさに従って、
実際には１万〜１００万個の微小透光部１１が形成され
ているが、図１（図３、図４も同じ）は該微小透光部の
動作を明確にする為、極めて粗く表現し、更には縦横の
線で格子状に区分して解かり易く表現している。前記画
像表示パネル１３は、液晶ディスプレイパネル（または
ＣＲＴ、プラズマディスプレイパネル）からなり、表示
制御装置１４から送られる制御信号に従って、前記微小
透光部１１に対応する小画像をそれぞれの画像表示部に
表示するようになっている。

【０００８】該三次元立体像表示装置１０に入力する画
像は、図１に示すような立体画像入力装置１６によって
撮像される。該立体画像入力装置１６は、図２に示すよ
うに、前面の撮像制御パネル１７と、該撮像制御パネル
１７を介して撮像される小画像の光量を電気信号に変換
する例えばＣＣＤ等の撮像素子１８とを有して構成さ
れ、被写体ＡＢＣを微小透光部Ｐ_nを介して撮像素子１
８の表面に倒立画像Ａ_n、Ｂ_n、Ｃ_n（ｎ＝１、２、３
・・・）を結像させ、その光量を電気信号に変換してい
る。なお、この撮像素子１８の表面に結像した小画像は
それぞれ倒立画像であるので、それぞれの小画像を電気
的に反転させ、正立像の画像データとして撮像制御装置
２１のデータメモリに蓄えている。なお、複数の微小透
光部を同時に透光可能とさせる場合、該立体画像入力装
置１６の手前側には、図１に２点鎖線で示すようにフー
ド１９を設けることが好ましく、これによって個々の微
小透光部を介して形成される複数の小画像が重複して形
成されることを防止できる。

【０００９】前記撮像制御パネル１７は、例えば、透過
型の液晶パネルからなり、制御信号によって微小透光部
が開閉し、被写体の像を撮像素子１８の表面に結像させ
るようになっている。また、前記撮像制御パネル１７の
微小透光部の開口時に同期して被写体像を撮像し、その
画像データを撮像制御装置のデータメモリに蓄えるよう
に制御されている。但し、微小透光部が開閉するとは、
常時は透光不可能な微小透光部が、一旦、透光可能とな
った後、再度透光不可能となることをいう（以下、同
じ）。

【００１０】前記撮像制御パネル１７に形成されている
微小透光部の逐次的開閉方法について、図３を参照しな
がら説明すると、まず、撮像制御パネル１７の面を複数
の領域に分割し、それぞれの領域２０の微小透光部Ｐ
₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ 、・・・Ｐ_n・・を同時に開口し、該微
小透光部の背後の領域（ａ₁ ，ｐ₁)、（ａ₂ ，ｐ₁)、
（ａ₃ ，ｐ₁)、・・・に結像させて、電気信号に変換す
る。但し、前記説明において例えば（ａ₁ ，ｐ₁)は、図
３において縦帯ａ₁ と横帯ｐ₁が交叉する領域を示し、
この場合、それぞれの領域の大きさは、同時に開口した
隣合う微小透光部によって結像される小画像が重なり合
わないように定めてある。そして、実際にはこのような
正方形内に正確に小画像を嵌め込むようにして結像する
ことは困難であるので、図３に一例を示す領域（ａ₁ ，
p₁）に斜線で示す円部分に略結像される。

【００１１】そして、前記微小透光部Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ
₃ 、・・・Ｐ_n・・を閉じた後、それぞれ同一領域２０
内の次の微小透光部Ｑ₁ 、Ｑ₂ 、Ｑ₃ 、・・・Ｑ_n・・
を同時に開き、これによって撮像される多数の小画像を
背部の撮像素子１８によって電気信号に変換する。この
場合の微小透光部Ｑ₁ 、Ｑ₂ 、Ｑ₃ 、・・・Ｑ_n・・に
よって撮像される領域は（ｂ₁，ｐ₁)、（ｂ₂，ｐ₁)、
（ｂ₃，ｐ₁)・・・となる。そして、隣にある次の微小
透光部に移って同様な処理を行い、図３に太線で囲まれ
るそれぞれの領域２０の微小透光部を全て逐次開閉し
て、微小透光部によって結像される多数の小画像を逐次
撮像素子１８を用いて電気信号に変換する。前記撮像制
御パネル１７及び撮像素子１８の制御は撮像制御装置２
１ａによって行い、画像信号及び該制御信号（その他必
要な同期信号も含む）は、該撮像制御装置２１ａによっ
て処理された後、表示制御装置１４に入力される。な
お、前記撮像制御パネル１７には多数の微小透光部を設
けたが、該微小透光部にマイクロレンズを使用し、該マ
イクロレンズによって結像されるそれぞれの小画像を前
記撮像素子１８により撮像することも可能であり、これ
によって更に明るい画像を得ることができる。

【００１２】前記表示制御装置１４に入力された制御信
号と画像データとは、所定の信号処理を施され、図３に
示される順序と同様な順序で微小透光部１１を開閉し、
該微小透光部の背面の画像表示パネル１３に、前記微小
透光部１１に対応する小画像を表示する。これを図４を
参照しながら説明すると、表示制御パネル１２を、前記
立体画像入力装置１６の領域２０に対応する領域２１に
分割し、該領域２１の同一位置の微小透光部１１（例え
ば、Ｎ＝１の微小透光部）が同時に開口している状態の
微小透光部群Ａ₁のそれぞれの微小透光部１１に対応す
る前記撮像素子１８によって電気信号に変換された小画
像群Ｂ₁を画像表示パネル１３に表示する。更に、これ
らの制御を繰り返してＡ₁₆までの微小透光部群を逐次開
閉させながら、該微小透光部群（Ａ₁〜Ａ₁₆）に対応す
る小画像群（Ｂ₁〜Ｂ₁₆）の全小画像を眼の残像保持時
間内に見ることにより、全体として前記立体画像入力装
置１６によって撮影された被写体の立体像を前記三次元
立体像表示装置１０により見ることができる。

【００１３】この実施例においては、説明を容易にする
ため、撮像制御パネル１７及び表示制御パネル１２の面
を分割した一領域毎に、１６個の微小透光部を形成した
が、これより多い場合であっても少ない場合であって
も、本発明は適用される。本発明に係る三次元立体像表
示装置においては、撮像制御パネル及び表示制御パネル
の微小透光部の開閉制御は容易であるが、各微小透光部
の開口に同期して、画像表示部に小画像を表示する必要
があるので、高速応答性能を有する表示装置が必要であ
る。この為、該表示装置として、ＬＥＤディスプレイ装
置、マイクロ電子銃を多数用いた平面テレビ等を使用す
ることが好ましい。以上の実施例においては、立体画像
入力装置と三次元立体像表示装置との間を有線によって
結んでいるが、立体画像入力装置から信号及び画像デー
タを変調して電波により送信し、それらを復調して該三
次元立体像表示装置に入力することも可能であり、ま
た、ビデオレコーダー等に前記信号及び画像データを記
録しておき、該三次元立体像表示装置により再生表示す
ることも可能である。

【００１４】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、請求
項１記載の三次元立体像表示装置は、表示制御パネル上
に、多数の微小透光部を有し、その背後に該微小透光部
に対応して小画像を表示する多数の画像表示部を有する
画像表示パネルが設置され、しかも微小透光部を電気信
号によって高速度で透光可能にするよう制御されてい
る。更に、前記画像表示パネルに表示される多数の小画
像が前記微小透光部の透光可能時に同期して表示される
ので、広い視野角を得ることができる。また、微小透光
部を非常に狭い間隔で配置できるので、鮮明な立体像を
見ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る三次元立体像表示装置
の概略構成を示す斜視図である。

【図２】立体画像入力装置の側面図である。

【図３】立体画像入力装置の説明図である。

【図４】三次元立体像表示装置の動作を説明する斜視図
である。

【符号の説明】

１０三次元立体像表示装置１１微小透光部１２表示制御パネル１３画像表示パネル１４表示制御装置１６立体画像入力装置１７撮像制御パネル１８撮像素子１９フード２０領域２１領域２１ａ撮像制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少しずつ異なる位置から見た対象物の多
数の小画像がそれぞれ表示される多数の画像表示部を配
置した画像表示パネルと、該画像表示パネルの前方に設
けられた前記それぞれの小画像に対応する多数の微小透
光部を有する非透光性の表示制御パネルからなる三次元
立体像表示装置において、前記微小透光部は常時は透光不可能で、単数または複数
の前記微小透光部を逐次選択的に透光可能とし、該選択
された微小透光部の透光可能時に同期して、該選択され
た微小透光部に対応する小画像を前記画像表示部に表示
することを特徴とする三次元立体像表示装置。