JPH09329762A - 立体画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 立体視用眼鏡を着用することなく簡単な装置
構成により複数の観察者の立体視を可能とする。 【解決手段】 順次点滅する複数の光源１２と、これら
光源１２の光を観察者１０の視点位置付近に結像させる
フレネルレンズ１４と、このフレネルレンズ１４を挟ん
で光源１２とは反対側に配置され、前記複数の光源１２
の中で、点灯している光源１２に応じた視差画像１８を
表示する空間光変調素子（ＬＣＤ１５）とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特殊な立体視用の
眼鏡なしで立体視を可能とする立体画像表示装置に関す
る。

【０００２】［発明の概要］本発明は、多数の視差画像
のうち、２つの画像（右眼用と左眼用）を特殊な眼鏡
（以下、立体視用眼鏡という）なしで、観察者の左右の
眼に入射させる多眼の立体画像表示装置に関するもので
あり、空間光変調素子の背面にレンズを配置して、観察
者の視点位置の前記レンズの結像点に、点滅するストラ
イプ状の光源を配置することにより、画素数の少ない空
間光変調素子を用いた多眼立体画像表示を可能にしたも
のである。

【０００３】

【従来の技術】立体視用眼鏡を必要とせずに立体視を可
能とする立体画像表示装置の従来例としては、例えば、
特開平７−１５９７２３号公報に記載されたもの（第１
の従来例）や、特開平７−３１８８５８号公報に記載さ
れたもの（第２の従来例）が知られている。

【０００４】＜第１の従来例＞図８は立体画像表示装置
の第１の従来例の構成を示している。

【０００５】この立体画像表示装置は、観察者１０１の
前方に配置され観察者１０１の右顔を照射する赤外ＬＥ
Ｄ１０２と、この赤外ＬＥＤ１０２で照射された観察者
１０１の右顔を撮像するＣＣＤカメラ１０３と、信号処
理回路１０４と、白黒ＣＲＴディスプレイ１０５と、こ
のＣＲＴディスプレイ１０５の前方に配置されたレンズ
１０６と、このレンズ１０６の前方に配置された液晶デ
ィスプレイ１０７と、ステレオ画像出力装置１０８とを
備えている。

【０００６】上記構成の立体画像表示装置において、先
ず、観察者１０１の顔の右半分が赤外ＬＥＤ１０２で照
明され、これがＣＣＤカメラ１０３で撮影されて、観察
者１０１の右顔面像が得られる。この右顔面像は白黒Ｃ
ＲＴディスプレイ１０５上に倒立表示され、この倒立表
示された右顔面像の光が、観察者１０１の右眼に到達す
るように、レンズ１０６の位置、白黒ＣＲＴディスプレ
イ１０５上の右顔面像の表示位置及び大きさが調整され
る。

【０００７】これにより、観察者１０１の右眼には、白
黒ＣＲＴディスプレイ１０５の右顔面像を表示する部分
の光が到達する一方、白黒ＣＲＴディスプレイ１０５上
に表示されている観察者１０１の左顔面に相当する部分
は、赤外ＬＥＤ１０２で照明されていないため、暗く表
示されている。したがって、観察者１０１の左眼には、
白黒ＣＲＴディスプレイ１０５から出射した光は到達し
ない。

【０００８】ここで、レンズ１０６と観察者１０１の間
に配置された液晶ディスプレイ１０７上に右眼画像を表
示すれば、この右眼画像は右眼だけに入射する。

【０００９】次に、右顔面像をネガポジ反転させた像を
白黒ＣＲＴディスプレイ１０５上に表示すると、上述し
た右眼画像の場合と同様に、白黒ＣＲＴディスプレイ１
０５から出射した光は観察者１０１の左眼だけに届き、
右眼には入射しない。このとき、液晶ディスプレイ１０
７上に左眼用画像を表示すれば、この左眼用画像は左眼
だけに入射する。

【００１０】このように、右眼画像が右眼だけに入射す
る状態と、左眼画像が左眼だけに入射する状態を時間的
に切り替えることにより、立体視が可能となる。

【００１１】しかしながら、上記第１の従来例によれ
ば、観察者１０１を照明するための赤外ＬＥＤ１０２
と、この赤外ＬＥＤで照明された観察者１０１の右また
は左顔面像を撮影するＣＣＤカメラ１０３等の撮像手段
を必要とする。

【００１２】また、観察者が多数の場合、例えば図９に
示すように、第１観察者１０１Ａと、第２観察者１０１
Ｂとが並んでいる場合、第１観察者１０１Ａは、第２観
察者１０１Ｂの影となって照明されないので、白黒ＣＲ
Ｔディスプレイ１０５上には第２観察者の右顔面像のみ
が表示され、第１観察者１０１Ａの右顔面像は表示され
ない。その結果、第２観察者１０１Ｂは立体視すること
ができるが、第１観察者１０１Ａは立体視することがで
きない。

【００１３】＜第２の従来例＞図１０は、立体画像表示
装置の第２の従来例の構成を示している。

【００１４】この立体画像表示装置は、光源１１１とし
て４つの光源１１１Ａ〜１１１Ｄを備え、この光源１１
１Ａ〜１１１Ｄの前方に各光源の光が平行に出射される
ように配置されたレンズ１１２と、このレンズ１１２の
前方に配置された液晶パネル１１３と、光源１１１Ａ〜
１１１Ｄと液晶パネル１１３との同期を制御する同期制
御回路１１４とを備えている。

【００１５】上記の構成において、４つの光源１１１Ａ
〜１１１Ｄのうちどの光源が発光しても、レンズ１１２
から前面に出射する光は平行光となるが、光った光源の
位置に応じて平行光の進行方向は異なる。

【００１６】今、第４の光源１１１Ｄが発光したとする
と、この第４の光源１１１Ｄから出射された光は、レン
ズ１１２によって、平行光１１５Ｄとなって出射され
る。このとき、液晶パネル１１３上に適当な画像を表示
すれば、液晶パネル１１３の位置から上述の光の進行方
向に出射される平行光１１５Ｄの強さを、液晶パネル１
１３の画素毎に制御することが可能となる。

【００１７】同様に、光源１１１Ａが光ったときには、
液晶パネル１１３上に適当な画像を表示すれば、液晶パ
ネル１１３の位置から平行光１１５Ａの強さを、液晶パ
ネル１１３の画素毎に制御することが可能となる。この
ように、光源１１１Ａ〜１１１Ｄの内で光らせる光源を
順次変えていき、それに同期して液晶パネル１１３に表
示する画像を変化させれば、液晶パネル１１３の各画素
から任意の方向に進む光の強さを制御することが可能と
なる。

【００１８】これにより、表示物体が発生する光の強さ
と進む方向を再現することができ、表示物体の実像また
は虚像が生成されるので、立体視用眼鏡なしで立体視が
可能となる。

【００１９】しかしながら、上記第２の従来例によれ
ば、液晶パネル１１３上の各画素を通過する光の強さと
進む方向の情報を把握して同期をとらなければならな
い。この光の強さと進む方向の情報を得るためには、一
画面分の画像を一度に撮影するのではなく、小部分の画
像を順番に撮影する方法がとられるので、撮影が煩雑で
膨大な時間を要すばかりでなく、動く物体の撮影が困難
である。さらに、上述のようにして撮影された像から液
晶パネル上に表示する画像を合成する信号処理が必要で
ある。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
第１の従来例では、観察者１０１を照明するための赤外
ＬＥＤ１０２と、この赤外ＬＥＤで照明された観察者１
０１の右または左顔面像を撮影するＣＣＤカメラ１０３
等の撮像手段を必要とし、装置構成が大掛かりになると
いう問題があった。

【００２１】また、観察者が多数の場合、例えば図９に
示すように、第１観察者１０１Ａと、第２観察者１０１
Ｂとが並んでいる場合に、第１観察者１０１Ａは、第２
観察者１０１Ｂの影となって照明されないので、第１観
察者１０１Ａは、立体視することができないという問題
があった。

【００２２】一方、上記第２の従来例では、液晶パネル
１１３上の各画素を通過する光の強さと進む方向の情報
を把握して同期をとらなければならない。この光の強さ
と進む方向の情報を得るためには、一画面分の画像を一
度に撮影するのではなく、小部分の画像を順番に撮影す
る方法がとられるので、撮影が煩雑で膨大な時間を要
し、動く物体の撮影が困難であるという問題があった。
さらに、上述のようにして撮影された像から液晶パネル
上に表示する画像を合成する信号処理が必要であり、装
置構成が複雑になるという問題があった。

【００２３】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、立体視用眼鏡を着用することなく
簡単な装置構成により複数の観察者の立体視を可能とす
る立体画像表示装置を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１の発明は、順次点滅する複数の光源と、こ
れら光源の光を観察者の視点位置付近に結像させる結像
レンズと、この結像レンズを挟んで前記光源とは反対側
に配置され、前記複数の光源の中で、点灯している光源
に応じた視差画像を表示する空間光変調素子と、を具備
することを特徴としている。

【００２５】上記の構成によれば、順次点滅する複数の
光源の実像は、結像レンズによって観察者の視点位置付
近に結像する。１つの光源の結像点とこの光源の間には
空間光変調素子が配置されているので、結像点付近で観
察すると、この光源が光っている間だけ、空間光変調素
子上に表示された画像がそのまま見える。他の光源につ
いても同様である。これにより、光源を順次点滅させ、
これに同期して相異なる視差画像を空間光変調素子上に
表示すれば、全ての光源の結像点で相異なる画像が観察
されるため、立体視が可能となる。

【００２６】請求項２の発明は、請求項１記載の立体画
像表示装置において、前記光源は縦長の長方形状であ
り、これらを水平方向に複数並べたことを特徴としてい
る。

【００２７】上記の構成によれば、光源の実像は結像レ
ンズによって水平方向に並ぶ。これにより、垂直視差の
ない立体画像を表示することが可能となる。

【００２８】請求項３の発明は、請求項１記載の立体画
像表示装置において、前記光源を水平及び垂直の２次元
的に複数並べたことを特徴としている。

【００２９】上記の構成によれば、光源の実像は、レン
ズによって２次元的に並ぶので、垂直視差のある立体画
像を表示することが可能となる。

【００３０】請求項４の発明は、請求項１記載の立体画
像表示装置において、前記光源は、１つまたは複数の画
像表示装置で構成され、この画像表示装置の一部を光ら
せて成ることを特徴としている。

【００３１】上記の構成によれば、順次点滅する複数の
光源を、１つまたは複数の画像表示装置で置き換えたも
のであり、光源を順次点滅させる代わりに、画像表示装
置に光源の形と同一の図形を高輝度で表示することで、
複数の順次点滅させる光源と同一の機能をなすので、装
置構成がより一層簡易なものとなる。

【００３２】請求項５の発明は、請求項１乃至４のいず
れかに記載の立体画像表示装置において、前記空間光変
調素子は、前記結像レンズを介して入射される光源光の
透過量を制御する素子であることを特徴としている。

【００３３】上記の構成によれば、視差画像をそのまま
空間光変調素子の入力信号とすることができるので、空
間光変調素子を制御するための特別な装置を要すること
なく立体画像を表示することができる。

【００３４】請求項６の発明は、請求項１乃至４のいず
れかに記載の立体画像表示装置において、前記空間光変
調素子は、前記結像レンズを介して入射される光源光の
反射量を制御する素子であることを特徴としている。

【００３５】上記の構成によれば、請求項５と同様、視
差画像をそのまま空間光変調素子の入力信号とすること
ができるので、空間光変調素子を制御するための特別な
装置を要することなく立体画像を表示することができ
る。

【００３６】請求項７の発明は、請求項１乃至６のいず
れかに記載の立体画像表示装置において、前記空間光変
調素子に表示される視差画像は、被写体を複数の異なる
方向から撮影する多眼カメラから得られる複数の視差画
像の中から、発光している光源の位置に対応する視差画
像を選択したものであることを特徴としている。

【００３７】上記の構成によれば、煩雑な画像合成処理
等をすることなく、発光中の光源と同期した視差画像を
そのまま表示することによって立体視が可能となる。

【００３８】

【発明の実施の形態】

＜第１の実施の形態＞図１は本発明に係る立体画像表示
装置の第１の実施の形態を示す構成図である。

【００３９】図１に示す立体画像表示装置は、第１カメ
ラ１１Ａ、第２カメラ１１Ｂ、第３カメラ１１Ｃ、及び
第４カメラ１１Ｄから成り４つの異なる方向から被写体
を撮影する４眼カメラ１１と、第１光源１２Ａ、第２光
源１２Ｂ、第３光源１２Ｃ、及び第４光源１２Ｄから成
る光源１２と、これら第１光源１２Ａ〜第４光源１２Ｄ
が順次に点滅するように制御する発光制御装置１３と、
光源１２の前方に配置され光源１２から出射された光を
前方に位置する観察者１０の視点位置付近に結像させる
フレネルレンズ１４と、このフレネルレンズ１４と観察
者１０との間に配置された空間光変調素子としての液晶
ディスプレイ（ＬＣＤ）１５と、４眼カメラ１１からの
視差画像１６と発光制御装置１３からの発光した光源番
号１７とを入力して光源番号１７に基づいた１つの視差
画像１８を選択してＬＣＤ１５に出力する映像切替器１
９とを備えている。

【００４０】この実施の形態における光源１２は、図３
に示すように、それぞれ縦に長いストライプ状（長方形
状）に形成され、各光源１２Ａ〜１２Ｄは、それぞれ適
宜の間隔ｐを有しフレネルレンズ１４の光軸に垂直な平
面上に並んで配置されている。また、ＬＣＤ１５は、フ
レネルレンズ１４の前面に近接して配置されている。次
に、図２を参照しつつ光源１２Ａ〜１２Ｄの点滅、及び
映像切替器１９の動作を中心にこの実施の形態の作用を
説明する。

【００４１】先ず、発光制御装置１３は、４つの光源１
２Ａ〜１２Ｄの中で最右端の第１光源１２Ａのみを発光
させ、第２光源１２Ｂ〜第４光源１２Ｄを消光状態にす
る（図２（Ａ））。次の時点では、左隣の第２光源１２
Ｂのみを発光させ、第１光源１２Ａは消光させ、第３光
源１２Ｃ、第４光源１２Ｄは共に消光したままとする
（図２（Ｂ））。以下同様に、第１光源１２Ａから第４
光源１２Ｄまでを順番に発光させた後、再び第１光源１
２Ａから第４光源１２Ｄまで順次発光させる処理を繰り
返す（図２（Ｃ），（Ｄ））。このとき、現在発光中の
光源番号１７は逐次、映像切替器１９に供給される。

【００４２】映像切替器１９は、光源番号１７を逐次入
力すると、この光源番号１７に基づいて４眼カメラ１１
から供給される視差画像１６の１つを選択する。すなわ
ち、図２（Ｅ）に示すように、第１光源１２Ａが発光し
ている時には第１カメラ１１Ａの画像を選択し、第２光
源１２Ｂが発光している時には第２カメラ１１Ｂの画像
を選択する。以下同様に、第３光源１２Ｃが発光中には
第３カメラ１１Ｃの画像を，第４光源１２Ｄが発光中に
は第４カメラ１１Ｄの画像を選択する。映像切替器１９
で選択された画像は視差画像１８としてＬＣＤ１５に供
給され、このＬＣＤ１９上に表示される。

【００４３】このように、光源光の発光に対応した視差
画像がＬＣＤ１５に順次表示されるので、観察者１０
は、立体視用眼鏡を装着することなく、立体視が可能と
なる。

【００４４】次に、図３を参照して光源の結像と視差画
像の再生について説明する。隣り合う第１光源１２Ａ〜
第４光源１２Ｄのピッチをｐ、第１光源１２Ａ〜第４光
源１２Ｄが配置された平面とフレネルレンズ１４との間
隔をｄ、第１光源１２Ａ〜第４光源１２Ｄのフレネルレ
ンズ１４による実像３１Ａ〜３１Ｄの結像面とフレネル
レンズ１４との距離をＤとすると、第１光源１２Ａ〜第
４光源１２Ｄの結像面上で、それぞれの光源の実像３１
Ａ〜３１Ｄが、ピッチｐＤ／ｄで並ぶ。上述したよう
に、光源１２は、最右端の第１光源１２Ａから順次に点
灯するので、結像面での光源１２の実像３１Ａ〜３１Ｄ
は、図中の最左端の実像３１Ａから最右端の実像３１Ｄ
まで順次に結像し、順次に消える。最左端の実像３１Ａ
が結像している瞬間、すなわち第１の光源１２Ａが発光
しているときには、映像切替器１９は４眼カメラ１１を
構成する最左端の第１カメラ１１Ａの映像を選択してい
るので、最左端の実像３１Ａの付近に観察者１０の眼が
位置する場合には、最左端の第１カメラ１１Ａの映像だ
けが見える。他の光源の実像の付近でも、それぞれの光
源に応じた別々のカメラの映像が観察される。人間の両
眼の間隔は約６．５ｃｍであることから、光源の実像３
１Ａ〜３１ＤのピッチｐＤ／ｄが６．５ｃｍ以下のと
き、観察者の左右の眼は、それぞれ別々のカメラの映像
を観察することになり、その結果、立体視用眼鏡なしで
表示画像の立体視が可能となるのである。

【００４５】＜第２の実施の形態＞図４は本発明に係る
立体画像表示装置の第２の実施の形態を示す構成図であ
る。第２の実施の形態では、水平に４個、垂直に３個、
合計１２個のカメラにより異なる１２方向から被写体を
撮影する（４×３）眼カメラ４９（４９Ａ〜４９Ｌ）
と、カメラ４９の数と配置に対応して、水平に４個、垂
直に３個、合計１２個の正方形の光源４１（４１Ａ〜４
１Ｌ）と、１２個の光源４１が順次に点滅するように制
御する発光制御装置４２と、光源４１を観察者の視点位
置付近に結像させるフレネルレンズ４３と、どの光源４
１が発光したかを示す光源番号４８に応じて（４×３）
眼カメラ４９の出力する１２個の視差画像４６の中から
適当な１つを選択する映像切替器４５と、フレネルレン
ズ４３と観察者との間に位置し、映像切替器４５が選択
した視差画像４７を表示するＬＣＤ（液晶ディスプレ
イ）４４とを備えている。

【００４６】この実施の形態における光源４１は、フレ
ネルレンズ４３の光軸に垂直な平面上に２次元的に整列
配置されている。また、ＬＣＤ４４は、フレネルレンズ
４３の前面に近接して配置されている。

【００４７】発光制御装置４２は、第１の実施の形態の
発光制御装置１３と同様に動作し、１２個の光源４１を
１つずつ順次に発光させる。発光させる順番は、上の段
から下の段に向かい、同じ段の中では右の光源から左の
光源に向かう。すなわち、光源４１Ａ，４１Ｂ，４１
Ｄ，……，４１Ｌの順番で、全ての光源を発光させた
後、再び光源４１Ａから順番に発光させる。発光制御装
置４２は映像切替器４５に対してどの光源４１が発光し
ているかを示す番号４８を通知する。

【００４８】最も右上の光源４１Ａが発光しているとき
に、最も左下のカメラ４９Ａが選択され、以下同様に光
源４１Ｂ，４１Ｃ，……，４１Ｌが発光するときにはそ
れぞれカメラ４９Ｂ，４９Ｃ，……，４９Ｌが選択され
る。選択された視差画像４７はＬＣＤ４４上に表示され
る。

【００４９】このように、この実施の形態によれば、光
源４１の実像が観察者の付近に順次に結像され、それに
応じて切り替えた水平方向のみならず垂直方向にも視差
のある画像がＬＣＤ４４に表示されるので、観察者はそ
れぞれの光源の実像の位置で、別々の視差画像を観察で
き、これにより、立体視用眼鏡なしで表示画像の立体視
が可能となるのである。

【００５０】＜第３の実施の形態＞図５は本発明に係る
立体画像表示装置の第３の実施の形態を示す構成図であ
る。この第３の実施の形態では、第１の実施の形態にお
ける光源１２Ａ〜１２ＤをＣＲＴディスプレイ５１に、
発光制御装置１３を光源図形発生装置５２に置き換えた
ものである。第１の実施の形態では、図３に示す４つの
光源１２Ａ〜１２Ｄを順次に発光させたが、この第３の
実施の形態では、図６に示すように、前記光源１２Ａ〜
１２Ｄと同一形状（縦に細長いストライプ状）の光源図
形６１Ａ〜６１ＤをＣＲＴディスプレイ５１上に順次に
高輝度で表示するようにしたものである。

【００５１】すなわち、図５に示す立体画像表示装置
は、第１カメラ５９Ａ、第２カメラ５９Ｂ、第３カメラ
５９Ｃ、及び第４カメラ５９Ｄから成り４つの異なる方
向から被写体を撮影する４眼カメラ５９と、第１光源１
２Ａ、第２光源１２Ｂ、第３光源１２Ｃ、及び第４光源
１２Ｄに相当する各光源画像６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，
６１Ｄを高輝度で表示するＣＲＴディスプレイ５１と、
ＣＲＴディスプレイ５１に光源画像６１Ａ，６１Ｂ，６
１Ｃ，６１Ｄが順次に表示されるように制御する光源図
形発生装置５２と、ＣＲＴディスプレイ５２の前方に配
置されＣＲＴディスプレイ５１から出射された光源画像
の光を前方に位置する観察者の視点位置付近に結像させ
るフレネルレンズ５３と、このフレネルレンズ５３と観
察者との間に配置された空間光変調素子としての液晶デ
ィスプレイ（ＬＣＤ）５４と、４眼カメラ５９からの視
差画像５６と光源図形発生装置５２からの光源図形の表
示位置の情報５８とを入力して表示位置情報５８に基づ
いた１つの視差画像５７を選択してＬＣＤ５４に出力す
る映像切替器５５とを備えている。

【００５２】次に、この第３の実施の形態の作用を説明
する。図６に示すように、ＣＲＴディスプレイ５１上に
は、第１光源１２Ａと同一形状の光源図形６１Ａが第１
光源と同一位置に表示される。また、この時に、映像切
替器５５では４眼カメラ５９の視差画像５６の中から第
１カメラ５９Ａの画像が選択され視差画像５７としてＬ
ＣＤ５４に供給される。次に、光源図形６１Ａは消去さ
れ、光源図形６１Ｂが第２光源１２Ｂと同一位置に表示
される。この時、映像切替器５５では第２カメラ５９Ｂ
の画像が選択されＬＣＤ５４に供給される。以下同様に
光源図形６１Ｃ，６１Ｄが表示され、これに同期してＬ
ＣＤには第３カメラ５９Ｃ，５９Ｄの画像が表示され
る。その結果、図１に示した第１の実施の形態と同様
に、立体視用眼鏡なしで表示画像の立体視が可能となる
のである。

【００５３】＜第４の実施の形態＞図７は本発明に係る
立体画像表示装置の第４の実施の形態を示す構成図であ
る。この第４の実施の形態では、図１に示した第１の実
施の形態におけるＬＣＤ（液晶ディスプレイ）１５の代
わりにＤＭＤ素子７４を設けたことを特徴とするもので
ある。

【００５４】図７に示す立体画像表示装置は、第１カメ
ラ７９Ａ、第２カメラ７９Ｂ、第３カメラ７９Ｃ、及び
第４カメラ７９Ｄから成り４つの異なる方向から被写体
を撮影する４眼カメラ７９と、第１光源７１Ａ、第２光
源７１Ｂ、第３光源７１Ｃ、及び第４光源７１Ｄから成
る光源７１と、これら第１光源７１Ａ〜第４光源７１Ｄ
が順次に点滅するように制御する発光制御装置７２と、
光源７１の前方に配置され光源７１から出射された光を
前方に位置する観察者７０の視点位置付近に結像させる
フレネルレンズ７３と、このフレネルレンズ７３と観察
者７０との間に配置された空間光変調素子としてのＤＭ
Ｄ素子７４と、４眼カメラ７９からの視差画像７６と発
光制御装置７２からの発光した光源番号７８とを入力し
て光源番号７８に基づいた１つの視差画像７７を選択し
てＤＭＤ素子７４に出力する映像切替器７５とを備えて
いる。

【００５５】また、前記光源７１は、図３に示したと同
様に、それぞれ縦に長いストライプ状に形成され、各光
源７１Ａ〜７１Ｄは、それぞれ適宜の間隔ｐを有しフレ
ネルレンズ７３の光軸に垂直な平面上に並んで配置され
ている。

【００５６】ＤＭＤ素子７４は、米国ＴＩ社製のもの
で、画素毎に光を所定の方向に全反射させるかさせない
かを制御できる光学素子である。全画素で光が全反射さ
せるように制御した場合には、平面鏡と等価となる。こ
こで、ＤＭＤ素子７４の入射方向をフレネルレンズ７３
の光軸と一致させ、これに対する出射光が観察者７０の
方向に向かうように、ＤＭＤ素子７４を配置すると、観
察者７０から見た場合、ＤＭＤ素子７０の向こう側にフ
レネルレンズ７３と、光源７１Ａ〜７１Ｄが配置されて
いるのと等価になる。従って、光源７１Ａ〜７１Ｄ、フ
レネルレンズ７３及び観察者７０の位置関係を第１の実
施の形態と同様にすれば、第１の実施の形態と同様な立
体視が可能となる。

【００５７】以上、上述した各実施の形態によれば、第
１の従来例のような観察者を赤外光で照明する照明手段
や、照明された観察者の右または左顔画像を撮像する撮
像手段が不要であるので、装置構成を大幅に簡略化する
ことができる。しかも観察者が図９に示すような位置関
係で並んでいる場合にも各観察者は立体視用眼鏡なしで
立体視が可能となる。

【００５８】また、上述した各実施の形態によれば、光
源光が平行光とはならず、フレネルレンズによって特定
の位置に結像するので、ＬＣＤやＤＭＤ素子等の空間光
変調素子に入力する画像は、適当な選んだ視差画像がそ
のまま利用できる。すなわち、被写体を複数の異なる方
向から撮影する多眼カメラから得られる複数の視差画像
の中から、発光している光源の位置に応じた適当な１つ
を同期して選択し表示するようにした多眼式の立体画像
表示装置であるため、第２の従来例ように、液晶パネル
上の各画素を通過する光の強さと進む方向の情報を得る
ために、小部分の画像を順番に撮影する作業や、撮影さ
れた画像から液晶パネル上に表示される画像を合成する
信号処理が一切不要となる。

【００５９】＜他の実施の形態＞以上前記各実施の形態
では、光源及びカメラの台数を４台としたが、２台以上
の任意の台数であれば立体視可能である。同様に第２に
実施の形態の光源とカメラの台数を水平４台、垂直３
台、計１２台としたが、これも水平、垂直ともに２台以
上の任意の台数であれば良い。

【００６０】また、前記各実施の形態によれば、光源の
発光順番を第１光源から第４光源まで順番に発光するよ
うにしたが、発光した光源と映像切替器の選択する視差
画像との対応が保持されている限りにおいては、光源の
発光順番は任意であって良い。

【００６１】なお、上述した各実施の形態において、全
ての光源を発光させると共に、ＬＣＤやＤＭＤ素子等の
空間光変調素子上に複数のカメラの中のいずれか１台の
カメラの画像を表示するようにすれば、現行の立体でな
い画像を表示するディスプレイとして使用することがで
きる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、順次点滅する複数の光源の実像を結像レンズによ
って観察者の視点位置付近に結像させ、光源の結像点と
光源の間に配置された空間光変調素子上に光源の順次点
滅に同期した視差画像を表示するようにしたので、簡単
な装置構成でかつ複雑な信号処理をすることなく眼鏡な
しの立体視が可能となる。

【００６３】請求項２の発明によれば、光源は縦長の長
方形状であり、光源の実像は結像レンズによって水平方
向に並ぶので、垂直視差のない立体画像を表示すること
が可能となる。

【００６４】請求項３の発明によれば、光源の実像はレ
ンズによって２次元的に並ぶので、垂直視差のある立体
画像を表示することが可能となる。

【００６５】請求項４の発明によれば、順次点滅する複
数の光源を１つまたは複数の画像表示装置で構成するよ
うにしたので、光源を順次点滅させる代わりに、画像表
示装置に光源の形と同一の図形を高輝度で表示すること
で、複数の順次点滅させる光源と同一の機能をなすため
装置構成がより一層簡易なものとなる。

【００６６】請求項５記載の発明によれば、視差画像を
そのまま空間光変調素子の入力信号とすることができる
ので、空間光変調素子を制御するための特別な装置を要
することなく立体画像を表示することができる。

【００６７】請求項６の発明によれば、請求項５の発明
と同様、視差画像をそのまま空間光変調素子の入力信号
とすることができるので、空間光変調素子を制御するた
めの特別な装置を要することなく立体画像を表示するこ
とができる。

【００６８】請求項７の発明によれば、空間光変調素子
には、被写体を複数の異なる方向から撮影する多眼カメ
ラから得られる複数の視差画像の中から、発光している
光源の位置に対応する視差画像を選択して表示するよう
にしたので、煩雑な画像合成処理等をすることなく、発
光中の光源と同期した視差画像をそのまま表示すること
によって立体視が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る立体画像表示装置の第１の実施の
形態を示す構成説明図である。

【図２】図１に示した第１の実施の形態の作用を示す説
明図である。

【図３】図１に示した第１の実施の形態の作用を示す説
明図である。

【図４】本発明に係る立体画像表示装置の第２の実施の
形態を示す構成説明図である。

【図５】本発明に係る立体画像表示装置の第３の実施の
形態を示す構成説明図である。

【図６】図５に示した第３の実施の形態の作用を示す説
明図である。

【図７】本発明に係る立体画像表示装置の第４の実施の
形態を示す構成説明図である。

【図８】立体画像表示装置の第１の従来例を示す構成説
明図である。

【図９】図９に示した第１の従来例の課題を示す説明図
である。

【図１０】立体画像表示装置の第２の従来例を示す構成
説明図である。

【符号の説明】

１０，７０ 観察者 １１，５９，７９ ４眼カメラ １２，４１，７１ 光源 １３，４２，７２ 発光制御装置 １４，４３，５３，７３ フレネルレンズ １５，４４，５４ ＬＣＤ（空間光変調素子） １９，４５，５５，７５ 映像切替器 ３１Ａ〜３１Ｄ 実像 ４９ （４×３）眼カメラ ５１ ＣＲＴディスプレイ ５２ 光源図形発生装置 ６１Ａ〜６１Ｄ 光源図形 ７４ ＤＭＤ素子

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 順次点滅する複数の光源と、 これら光源の光を観察者の視点位置付近に結像させる結
   像レンズと、 この結像レンズを挟んで前記光源とは反対側に配置さ
   れ、前記複数の光源の中で、点灯している光源に応じた
   視差画像を表示する空間光変調素子と、 を具備することを特徴とする立体画像表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の立体画像表示装置におい
   て、 前記光源は縦長の長方形状であり、前記光源を水平方向
   に複数並べたことを特徴とする立体画像表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の立体画像表示装置におい
   て、 前記光源を水平方向及び垂直方向の２次元的に複数並べ
   たことを特徴とする立体画像表示装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の立体画像表示装置におい
   て、 前記光源は、１つまたは複数の画像表示装置で構成さ
   れ、この画像表示装置の一部に高輝度の画像を表示させ
   て成ることを特徴とする立体画像表示装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の立体
   画像表示装置において、 前記空間光変調素子は、前記結像レンズを介して入射さ
   れる光源光の透過量を制御する素子であることを特徴と
   する立体画像表示装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至４のいずれかに記載の立体
   画像表示装置において、 前記空間光変調素子は、前記結像レンズを介して入射さ
   れる光源光の反射量を制御する素子であることを特徴と
   する立体画像表示装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかに記載の立体
   画像表示装置において、 前記空間光変調素子に表示される視差画像は、被写体を
   複数の異なる方向から撮影する多眼カメラから得られる
   複数の視差画像の中から、発光している光源の位置に対
   応する視差画像を選択したものであることを特徴する立
   体画像表示装置。