JPH08201726A - 三次元映像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 一次元の開口（スリット）または二次元の開
口（ピンホール）などの開口により、複数の方向視野の
画像画素からの光路を、方向選択的に遮蔽・透過させ、
異なる観察点から所定の視野映像を視ることのできる三
次元映像装置である。この映像装置は画像表示部の各画
素に直交する偏光性を持たせるとともに、対応する開口
板の各開口に直交する偏光フィルターを持たせ、所定の
画素偏光のみを遮断・透過させる機能を有する。 【効果】 解像度の高い、明るい三次元映像を表示でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は三次元映像装置に係り、
特に眼鏡が不要の高解像度の三次元映像装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、三次元映像装置において、二次元
配置のピンホール式（蝿の眼レンズ式の開口タイプ）、
あるいは、一次元配置のグリッドバリヤ式とよばれる、
複数の方向視野の映像からの光路を所定の開口により、
方向選択的に遮蔽・透過させ、異なる観察点からの所定
の視野映像を視ることのできる眼鏡が不要の三次元映像
装置があった。

【０００３】従来のグリッドバリヤ式三次元映像装置を
図６でもって説明する。これは、画像表示部３と、その
前面に置かれた開口板３２とからなり、画像表示部には
左眼画像Ｌと右眼画像Ｒとが、縦格子状に分割され、表
示されている。３は観察眼を示し、開口板は画素ピッチ
に対応する縦格子状の開口をもっていることにより、図
６の光路から分かるように、各左右画像の画素の光路は
それぞれ左右眼３Ｌ，３Ｒにのみ投影する。

【０００４】かくして、左右画像が分離して、それぞれ
左右眼に投影されていることにより立体映像として観察
される。図６では左右の２方向の画像の場合であるが、
一般に開口の開口比を１／ｎとすればｎ方向数に増すこ
とができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の、ピンホール
式、あるいはグリッドバリヤ式とよばれる三次元映像装
置においては、視る映像の単位画素は単位開口により決
まるため、映像の解像度は開口の密度により、その明る
さは開口の面積によって決まる。そして、開口自体を確
保するため、開口の周囲には当然遮蔽部分の存在が不可
欠で、これが解像度並びに明るさの低下を招いていた。

【０００６】そこで、本発明は開口に偏光フィルター機
能を持たせ、直交する偏光性の開口を配置することによ
り、従来の２倍の開口密度および開口面積を得る三次元
映像装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を実現するため
に、本発明による三次元映像装置は、左右画素が直交す
る偏光画素を形成する画像表示手段と、前記偏光画素の
領域に対応する開口部が直交する偏光フィルターで構成
され、所定の画素偏光のみを遮断または透過する開口板
とを具えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明による三次元映像装置は、従来の開口に
対して、直交する偏光開口を重ねても、その遮断・透過
性はそれぞれの直交する偏光に対して独立に作用する性
質に基づき、直交する偏光開口のそれぞれに対応する直
交する偏光画素領域を密着あるいは重層可能な２組並存
できるため、開口密度、開口面積を増加できる。

【０００９】

【実施例】本発明の第１の実施例を図１でもって説明す
る。第１の実施例は画像表示部１とその前面に配置され
た偏光開口板（スリット）２からなる三次元映像装置で
ある。画像表示部１は２系統の液晶表示器１１ａ，１１
ｂからなる立体画像投影器１１と、それぞれの投影器の
直前に置かれた直交する２つの偏光板１３ａ，１３ｂか
らなる直交偏光板１３ならびに偏光を維持できる偏光ス
クリーン１５からなり、偏光開口板２は偏光スクリーン
１５の直前に置かれている。なお、液晶映像表示器と位
相板の組合せなどで立体画像投影器自体でそれぞれ直交
する偏光画像を得ているときには、直交偏光板１３は除
かれる。

【００１０】ここで、２つの画像投影器１１ａ，１１ｂ
により、偏光スクリーン１５に、それぞれ予め立体画像
の左画像と右画像を縦縞状に構成させた画像を投影す
る。一つの画像投影器１１ａでは左右画像を縦縞（図１
にＬ＋Ｒと表記）に構成し、他の投影器１１ｂでは左右
画像を先の配置と逆の順序の縦縞（図１にＲ＋Ｌと表
記）に構成する。すなわち、偏光スクリーン１５には同
一位置に左右画像が重ねて投影される。

【００１１】さらに、２つの直交偏光板１３ａ，１３ｂ
により、上記の２つの投影画像は、それぞれ直交する偏
光画像となる。すなわち、偏光スクリーン１５には、同
一位置から左右画像の直交する画素偏光が発する縦縞状
の画素領域１４１および１４２が形成され、画素領域１
４１は画素Ｒ偏光ａ，画素Ｌ偏光ｂの領域、画素領域１
４２は画素Ｒ偏光ｂ，画素Ｌ偏光ａの領域である。

【００１２】直交偏光板１３は、直交する偏光板１３
ａ，１３ｂの２枚１組で構成され、各偏光板１３ａ，１
３ｂは１枚の偏光フィルターで構成され、２つの画像投
影器１１ａ，１１ｂの前にそれぞれ配置される。

【００１３】偏光スクリーン１５は、偏光性を維持する
背面投影スクリーンで、例えば、フネレルレンズで構成
される。

【００１４】偏光開口板２の偏光膜は、１枚の延伸した
ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）膜にヨード系あるい
は２色性の色素で格子縞を印刷塗布したものである。

【００１５】偏光開口板（スリット）２は、一次元の開
口で、縦縞の直交する偏光フィルタ２ａ（偏光開口
ａ），２ｂ（偏光開口ｂ）を交互に配置したものであ
る。それぞれの偏光フィルターの領域では透過偏光以外
の偏光に対しては遮断することから、これを偏光開口と
呼ぶ。これはステポグラフィと呼ばれる縦縞の直交する
偏光膜が印刷されたものを２層重ねたもの、あるいは一
層の偏光板に縦縞１／２波長位相板を重ねたものであ
る。さらに、液晶板を用いても同様に作成できる。

【００１６】次に、この装置の作用を図２をもって説明
する。図２は、観察者が観察しているところを上から見
た上面図で、画像表示部１の偏光スクリーン１５から偏
光開口板２を経て、眼３（右眼３Ｒ，左眼３Ｌ）に至る
光路を示す。

【００１７】図中、上端縞の点Ｒ−ａ−Ｌ−ｂでは、右
画像Ｒの偏光ａと、左画像Ｌの直交する偏光ｂが発す
る。次の縞の点Ｒ−ｂ−Ｌ−ａでは、右画像Ｒの偏光ｂ
と左画像Ｌの直交する偏光ａが発する。以下これらの条
件の偏光が交互に発する。いま、偏光ａは偏光開口板２
の偏光フィルターにより、偏光開口ａのみしか透過せ
ず、偏光開口ｂでは遮断される。偏光ｂは偏光開口ｂし
か透過せず、偏光開口ａでは遮断される。そこで、各画
像の光についてみると、Ｒ−ａ−Ｌ−ｂの光のうち、Ｒ
画像の光Ｒ−ａは偏光開口ａを通過し、右眼３Ｒに入
り、Ｌ画像の光Ｌ−ｂは偏光開口ｂを通過し、左眼３Ｌ
に入る。Ｒ−ｂ−Ｌ−ａの光のうち、Ｒ画像の光Ｒ−ｂ
は偏光開口ｂを通過し、右眼Ｒに入り、Ｌ画像の光Ｌ−
ａは偏光開口ａを通過し、左眼Ｌに入る。従って、右眼
で見ると、Ｒ−ａとＲ−ｂとの光が入るため、偏光開口
ａ，ｂいずれからも右画像Ｒが観察できる。すなわち、
全面にわたり右画像を得ることになる。同様に、左眼で
見ると、Ｌ−ｂとＬ−ａとの光が入るため、偏光開口
ｂ，ａいずれからも左画像Ｌが観察できる。すなわち、
全面にわたり左画像を得ることになる。

【００１８】この結果、各開口の周りに遮蔽部がなく、
隙間なく全面に表示される一次元の視差を有する立体映
像を観察出来る三次元映像装置を得る。

【００１９】第２の実施例を図３でもって説明する。図
３は画像表示部１Ａと偏光開口板（スリット）２からな
る三次元映像装置である。画像表示部１Ａは立体画像よ
り予め立体画像の左画像と右画像の画素１Ｌ，１Ｒを格
子状に構成させた画像を表示した表示面１６に画素ピッ
チの横縞の直交する偏光フィルター１７ａ（偏光素
ａ），１７ｂ（偏光素ｂ）からなる画素用偏光板１７を
密着させたものである。

【００２０】表示される画像は投影器による画像でも、
プラズマなどの発光型、ＬＣＤなどの透過制御型の直視
表示器による画像でも同様である。

【００２１】画素用偏光板１７により、ある縦縞画素列
では、右画像Ｒの偏光ａ、左画像Ｌの偏光ｂ、その横隣
の縦縞画素列では、右画像Ｒの偏光ｂ、左画像Ｌの偏光
ａの画素配列を得る。その結果、上から見ると、各縦縞
画素列において、図２と同様な画素偏光が発し、第１の
実施例と同様な作用で、各開口の周りに遮蔽部がなく、
立体映像が全面に観察される三次元映像装置を得る。

【００２２】第３の実施例を図４でもって説明する。図
４は画像表示部１Ｂと偏光開口板２の部分の上面部で、
三次元映像表示装置を構成する偏光開口板２の開口ａ，
ｂの間隔に対して、画像表示部１Ｂは十分な密度の画素
を有する。すなわち、本実施例では画像表示部は図示す
るように対応画素領域１Ｂａ，１Ｂｂを有している。図
２では各偏光開口ａ，ｂに対して２画素Ｒ，Ｌが対応し
たのに比べて、各偏光開口ａ，ｂに対応し、開口と同じ
間隔で配置された対応画素領域１Ｂａ，１Ｂｂ内には、
各方向の画像画素が十分な密度でもって表示される。

【００２３】これにより、各開口より多方向の視野像が
表示観察されることになり、より自由な観察位置からの
立体映像が表示される。

【００２４】ここで、一つの開口に対する対応画素領域
は同じ偏光の画素同士で重ならないように配置さえすれ
ば、直交する偏光の画素領域はそれぞれ重層は許され
る。

【００２５】直交する偏光の画素領域を重ねても、その
遮断・透過性はそれぞれの直交する偏光に対して独立に
作用する性質に基づき、直交する偏光開口それぞれに対
応する直交する偏光画素領域を密着あるいは重層可能な
２組並存できるため、開口密度、開口面積を増加でき、
第１ならびに第２の実施例で説明した通り、各開口の周
りに遮蔽部がなく、隙間なく全面に立体映像を観察出来
る三次元映像装置を得る。

【００２６】第４の実施例を図５でもって説明する。こ
れは、本発明の三次元映像装置を構成する偏光開口板２
２の開口形状と配置を図４の一次元配置のスリット２か
ら図５のような二次元配置のピンホールに変えたもので
ある。

【００２７】そして、直交する各偏光開口部２２ａ（偏
光開口ａ），２２ｂ（偏光開口ｂ）に対応する表示画素
領域１２ａ，１２ｂを同様に二次元配置にする。ここ
で、一つの開口に対する対応画素領域は同じ偏光の画素
同士で重ならないように配置さえすれば、直交する偏光
の画素領域はそれぞれ重層を許される。

【００２８】この結果、各開口の周りに遮蔽部が少なく
全面に表示される二次元の（観察者が顔を傾けた場合も
含めた）視差を有する立体映像を観察出来る三次元映像
装置を得る。

【００２９】上記いずれの実施例においても、画像表示
部がカラー画像の場合も同様の動作を得る。あるいは表
示画素の三原色に対応して、開口も偏光三原色フィルタ
ーを持たせることによっても、同様な作用を得る。

【００３０】

【発明の効果】従来の、グリッドバリヤ式あるいはピン
ホール式とよばれる三次元映像装置においては、開口自
体を確保するため、開口の周囲は当然遮蔽部分の存在が
不可欠で、これが解像度ならびに明るさの低下を招いて
いた。

【００３１】本発明の三次元映像装置では、直交する偏
光性を有する開口それぞれに対応する直交する偏光画素
領域を密着あるいは重層可能な２組並存できるため、従
来の２倍の開口密度、開口面積を得ることにより、高解
像度かつ明るい三次元映像を提供できる。

【００３２】レンチキュラ板による立体画像装置と比べ
ても、２倍の解像度が得られ、レンズの収差ボケがない
分、立体画像の分離が良く、画質が良くなるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の三次元映像装置の第１の実施例の構成
を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施例の画像表示部から偏光開
口板を経て眼に至る光路の概略図である。

【図３】本発明の第２の実施例の構成を示す図である。

【図４】本発明の第３の実施例の偏光開口板の偏光開口
と画像表示部の対応画素領域との関係を示す光路の概略
図である。

【図５】本発明の第４の実施例の偏光開口板（ピンホー
ル）と対応画素領域の配置を示す図である。

【図６】従来の三次元画像装置を説明する図である。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ 画像表示部 １Ｌ 左眼画像画素 １Ｒ 右眼画像画素 １Ｂａ，１Ｂｂ 直交する偏光対応画素領域（一次元配
置） ２ 偏光開口板（スリット） ２ａ，２ｂ 直交する偏光開口（スリット） ３Ｌ 左眼 ３Ｒ 右眼 １１ 立体画像投影器 １２ａ，１２ｂ 直交する偏光対応画素領域（二次元配
置） １３ 直交偏光板 １５ 偏光スクリーン １７ 画素用偏光板 １７ａ，１７ｂ 直交する偏光素 ２２ 偏光開口板（ピンホール） ２２ａ，２２ｂ 直交する偏光開口（ピンホール） １４１ 画素Ｒ偏光ａと画素Ｌ偏光ｂの領域 １４２ 画素Ｒ偏光ｂと画素Ｌ偏光ａの領域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の方向視野の映像を表示する画像表
   示部と、該画像表示部の画像からの光路を方向選択的に
   遮蔽または透過させ、異なる観察点から所定の視野映像
   を視ることのできる開口板とからなる三次元映像装置に
   おいて、 左右画素が直交する偏光画素を形成する画像表示手段
   と、前記偏光画素の領域に対応する開口部が直交する偏
   光フィルターで構成され、所定の画素偏光のみを遮断ま
   たは透過する開口板とを具えたことを特徴とする三次元
   映像装置。