JPH09500456A - 立体画像生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ２つのカメラによって立体画像の生成とかなりの部分の数の電気回路の構成はよく知られている。ここにおける目的は簡単で安価な立体画像を生成できる配列を提供することである。光学ユニット（１）は対象物（０）を映し、立体画像はビームの偏光ユニット（２，３）を直接偏光することによって記録又はディスプレイ装置（４）上に生成される。特にテレビ電話に適応される。

Description

【発明の詳細な説明】 立体画像生成方法 本発明は請求の範囲第１項に記載の特徴に関する立体画像を生成する方法を提 供する。 ２つの画像装置、２つの画像信号プロセッサ及び特別な画像信号プロセッサの 機能を持つ立体画像を生成することは知られている。立体画像の映像効果が処理 されるように特別な画像信号プロセッサは２つのカメラ画像からの右と左の目に おける画素のような画像から構成する。各場合でカメラ画像からの画素の５０％ が使用される。回路が右と左の目の画像における各場合での各画素での切り替え を保証しなければならないので特別な画像信号プロセッサは大変複雑で設計が難 しい。 本発明は、画素のような表示及び／又はディスプレイを介しての立体画像が目 に見える、簡単でかつ安価な配列を提供することを目的とすることに基づくもの である。この目的は請求の範囲第１項の発明の構成要素の手段によって達成され る。本発明の効果は従属項に明示されている。 本発明に係る配列は光学的ユニットを介して対象物を示し、かつビームの異な る偏光の手段によって立体画像は画像ディスプレイ装置から及び／又は画像記録 装置に供給される。光学ユニットは対象物を示すために２つの光学ユニット である、左目における画像層を示す１つの光学ユニットと右目における画像層を 示す他の光学ユニットに分割又は細分される。各光学ユニットは第１の偏光ユニ ットを使用して直線的に偏光される。この偏光はオフセット角を用いて実行され 、この角度は好ましくは９０°である。第１の偏光ユニットからの偏光ビームは 第２の偏光ユニットに入射され、画像ディスプレイ装置から及び／又は画像記録 装置にこの偏光によって導かれる。 そして、示される対象物は２つの光学手段に示され、各光学手段はビームの偏 光として１つの目における特別に表示を可能とする。立体画像が供給されるため に、マトリクスが一画素一画素を偏光されるように偏光されたビームは画像記録 装置上に及び／又は画像ディスプレイ装置から供給される。 本発明の更なる実施例の場合で、目的は２つの光学ユニットを介して表示され 、ビームはフォーメーションユニットを介してレンズのような配列に導かれる。 このレンズのような配列は上向きの曲げられ、かつ平らな裏側を有する一方の配 列を並んで配列される複数のレンズから構成する。彎曲にした結果として、この レンズのような配列はビームを分離することが可能となり、かつ画像記録又は画 像ディスプレイ装置上に一画素一画素の表示された対象物を表示することが可能 となる。そのレンズのような配列は好ましくはプリズムのような配列によって取 り替えられることもできる。 本発明は使用される画像装置が１つのみであるという効果を有する。更に、１ つのみの画像信号プロセッサが必要とな る。画像の投影のための特別な画像信号プロセッサは必要でない。更に、カメラ における同調信号及び特別な画像信号プロセッサはもはや必要とない。画素の１ ００％が使用されている。立体画像は簡単な及び安価な方法で実現されるので配 列は一画素一画素の画像を見える。本発明は次の図面に従って説明される。 図１は本発明に係る方法を示す図である。 図２は本発明に係る方法の実施例を示す図である。 図３は本発明に係る方法の別の実施例を示す図である。 図４〜図２９は各実施例を示す図である。 図１は本発明に係る方法を示す図である。対象物０は２つの光学ユニット１ｌ ，１ｒを介して表示される。光学ユニットは各第１の偏光ユニット２ｌ，２ｒに ビーム光路を導く。偏光ユニット２ｌ，２ｒは第２の偏光ユニット３に好ましく い相互に垂直に偏光されるビームを導く。それらからビームは好ましくは画像記 録又は画像ディスプレイ装置４に垂直に通る。異なる様に左目及び右目Ｂｌ，Ｂ ｒ偏光された一画素一画素であるそれらのビームは画像化され、かつ画像記録又 は画像ディスプレイ装置４上に立体画像を生成する。伝送又は記録の目的におけ る処理が可能となるように、画像記録又は画像ディスプレイ装置４は特別なＣＣ Ｄ又はＬＣＤによって形成され得る。 図２は本発明の別の実施例を示す図である。光学ユニット１ｌ，１ｒは対象物 ０（図示せず）に合わせ、偏光ユニット ２ｌ，２ｒに鏡５を介してビームを導く。それらから、ギームは向きを変えて偏 光ユニット３に通り、画像記録又は画像ディスプレイ装置４に通らせる。 図３は本発明の別の実施例を示す図である。光学ユニット１ｌ，１ｒし得ＭＳ ＵＨ９は対象物（図示せず）に合わされる。光学ユニット１ｌは対応するユニッ ト６に関係する偏光ユニット２１を介してビーム路に導く。光学ユニット１ｒは 、関係する光学ユニット２ｒにビームを通る鏡５にビーム路を導く。光学ユニッ ト２ｒから、ビームはビーム分離器６に通過する。ビーム分離器６は偏光ユニッ ト３に光学ユニット１ｌ，１ｒからビームを導き、かつビーム通過から画像記録 又は画像ディスプレイ装置４に導く。 画像ディスプレイ装置及び画像記録装置は好ましくは三次元ディスプレイ又は 記録に対して設計される。 図４は本発明の別の実施例を示す図である。光学ユニット１ｌ，１ｒはフォー メーションユニット１３ｌ，１３ｒを介してビームを導き、かつレンズのような 配列１１にそれらを導く。フォーメーションユニット１３ｌ，１３ｒは、左側の 画像層における、かつ右側の画像層におけるビームがレンズのような配列に入射 され、代わって左目及び右目Ｂｌ，Ｂｒにおける一画素一画素の立体画像を生成 する画像記録又は画像ディスプレイ装置１０にそれらから通過する。 図５は光学ユニット１ｌ，１ｒ、レンズのような配列１１及び画像記録又は画 像ディスプレイ装置１０を示す図であ る。光学ユニット１ｌ，１ｒはそのような方法でレンズのような配列１１の上に 設けられ、光学ユニット１ｌ，１ｒから出現するビームはレンズのような配列１ １の曲面を通過し、ビームの屈折の結果として画素配列による画素は左及び右目 Ｂｌ，Ｂｒにおける画像記録又は画像ディスプレイ装置１０上に保証される。 図６は右側の光学ユニットを介して生じるビームの広がる様子である。ビーム はレンズのような配列１１を通過し、レンズのような配列１１でビームが屈折し た結果、ビームは画像記録又は画像ディスプレイ装置１０のみなされる右側の画 素Ｂｒに通過する。 図７は光学ユニット１ｌ，１ｒを介しての、ビームが鏡５及びレンズのような 配列１１を介して画像記録又は画像ディスプレイ装置１０に通過する様子を示す 図である。 図８はレンズのような配列１１に代わってのプリズムのような配列１２を示す 図である。左側の光学ユニットからのビームｌｉ及び右側の光学ユニットからの ビームｒｉはプリズムのような配列１２の前面から発生され、かつ画像記録又は 画像ディスプレイ装置１０に通過される。 図９はプリズムのような配列とみなされる様子を示す図である。ここで、３つ のビームｌｉはＸ，Ｙ，Ｚに分けられる。左側のビームＸはプリズムのサイドＵ 上に入射され、ビームの反射を大変小さくした結果、これはいわゆるレンズシー ルドｌｓを通り、その結果ビームは右側の光学ユニットに対して取り替えられる 画素フィールドに達しない。所定とし てのビームＹは屈折の結果に左側の画素層Ｂｌを達する。ビームＺはプリズムの ような配列１２の端Ｖを入射され、異なる屈折の結果もはや画像記録又は画像デ ィスプレイ装置１０にプリズムのような配列１２に出力を通過しない。 図１０は画像記録又は画像ディスプレイ装置１０に直接接続されたレンズのよ うな配列１１を示す図である。図示していない右側の光学ユニット１ｒからのビ ームｒｉは画像記録又は画像ディスプレイ装置１０の右側の画素層に屈折して通 過する。 図１１は４重の画素表示における画像記録又は画像ディスプレイ装置１０の一 部分を示す図である。その一部分は交互にａ，ｂ，ｃ，ｄである。そのビーム路 は図１２に示すことができる。光学ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは図示して いない対象物に合わせられる。ビームは光学ユニットによってレンズのような配 列１１に導かれる。ビームの屈折の結果、それらは光学ユニットの各マトリクス フォールドａ，ｂ，ｃ，ｄへ通過する。 更に、本発明の実施例は次の図面に示されている。 図１３は左側の光学ユニット１ｌ、右側の光学ユニット１ｒ、ファイバ束２１ 、画像記録又は画像ディスプレイ装置４、水平方向ｈ及び垂直方向ｖを示す。左 側の目における画像層は使用される光学ユニット１ｌに合わされる。右側の画像 層は使用される光学ユニット１ｒに合わされる。光学ユニット１ｌ，１ｒの両方 はファイバ束２１の各面にビームを導く。ファイバ束２１のファイバがそのよう な方法において画 像記録又は画像ディスプレイ装置に向かって配列された表面のサイド上に配列さ れ、図１４によれば各場合に左側の目における垂直な細長い画像層ｓｌｉと右側 の目における細長い画像層ｒｌｉは水平方向に結果として生じる。 図１４は水平方向での左目及び右目における細長い画像層ｓｌｉ，ｒｌｉの交 互に出現する様子を示す図である。 図１５は垂直方向での左目及び右目における細長い画像層ｓｌｉ，ｒｌｉの交 互の列を示す図である。もし垂直方向の配列が使用されるならば、三次元ディス プレイにおけるビデオ信号プロセッサ及びレンズのような配列の使用が必要であ る。 図１６はファイバ束ユニット２１、光学ユニット１ｌ，１ｒ、カラーフィルタ ２２及び画像記録又は画像ディスプレイ装置４を示す図である。この配列におい て、カラーフィルタ２２は好ましくは画像記録又は画像ディスプレイ装置４の前 に配列される。この方法でのみ１つのカラーフィルタが使用されなければならな いからである。 図１７は光学ユニット１ｌ、マトリクスカラーフィルタ２３、ファイバ束ユニ ット２１及び赤，緑及び青４ｒ，４ｇ，４ｂの画像記録又は画像ディスプレイ装 置を示す図である。各場合においてビーム路はそれぞれに関係づけられたマトリ クスカラーフィルタ２３に、そしてファイバ束２１を光学ユニット１ｌ，１ｒを 介して伸びており、赤，緑及び青４ｒ，４ｇ，４ｂの画像記録又は画像ディスプ レイ装置上に達する。 図１８は光学ユニット１ｌ，１ｒ、ファイバ束ユニット２１、カラーフィルタ 赤２２ｒ，緑２２ｇ，青２２ｂ及び画像記録又は画像ディスプレイ装置４を示す 図である。ビーム路はカラーフィルタ赤２２ｒ，緑２２ｇ，青２２ｂを通って画 像記録又は画像ディスプレイ装置４に、ファイバ束ユニット２１を介して更に光 学ユニット１ｌ，１ｒを介して伸びて通過する。 図１９は光学ユニット１ｌ，１ｒ、露光ユニット２３、反転ユニット２４、鏡 ５、画像記録又は画像ディスプレイ装置４、画像ディスプレイドライバユニット ２５、タイミング制御ユニット２６、増幅器２７、ビデオ信号プロセッサ２８、 画像切替器２９、立体画像のタイミング分離信号３０及び左右の画像ｌｉｓ，ｒ ｉｓを示す図である。図示していない対象物は光学ユニット１ｌ，１ｒによって 関係づけられている。各ビームは画像記録又は画像ディスプレイ装置４に露光ユ ニット２３及び鏡５を介して導かれる。 露光ユニット２３はタイミング制御ユニット２６を介して駆動される。各場合 において、反転ユニット２４は通過するために右側の光学ユニット１ｒからのビ ーム、あるいは左側の光学ユニット１ｌからのビームのみ使用され得る。その露 光ユニット２３は好ましくは機械的に設計され、又は液晶露光ユニットの形式で 設計され得る。更に、タイミング制御ユニット２６は画像記録又は画像ディスプ レイ装置駆動ユニット２５及び画像切替器２９を駆動する。駆動は任意の方法で 画像記録又は画像ディスプレイ装置４が左側の光学ユニット １ｌからのビーム又は光学ユニット１ｒからのビームのいずれかが入射される場 合に知らされることを実行される。この情報は画像切替器２９に伝送される。画 像記録又は画像ディスプレイ装置４は増幅器２７を介してビデオ信号プロセッサ ２８に信号を通過する。立体画像３０におけるタイミング分離信号がビデオ信号 プロセッサ２８に供給される。この信号は画像切替器２９に通過され、各場合に 左側の画像信号ｌｉｓと右側の画像信号ｒｉｓを介して切り替わる。 図２０は図１９の下部と同様な構成を有する。図１９と異なる構成は省略され た露光ユニット２３、反転ユニット２４及び鏡５４である。技術的には、ビーム の制御はタイミング制御ユニット２６を介して制御器３１によって駆動される可 動鏡５ｍによって行われれる。そして、可動鏡５ｍは光学ユニット１ｒからのビ ームに対する位置ａ、及び光学ユニット１ｌからのビームに対する位置ｂにそれ ぞれ配置されるようにタイミング制御ユニット２６は任意の方法で制御器３１を 駆動する。ビームの処理は図１８と同じ方法で行われる。 図２１は図１９と類似した構成を示す図である。図面の下部でのユニットは図 １９と同じである。図１９に対して変化した点は回転型露光ユニット３２を構成 する。左側の光学ユニット１ｌからのビーム及び右側の光学ユニット１ｒからの ビームがそれぞれ画像記録又は画像ディスプレイ装置４を達するようにタイミン グ制御ユニット２６は任意の方法で回転型露光ユニット３２を駆動する。タイミ ング制御ユニット２６を持って処理は図１９に関する作用に相当する。回転の方 向は矢印ｄによって示されている。 図２２は垂直方向でレンズのような配列３５、水平方向でレンズのような配列 ３６及び変調された画像記録又は画像ディスプレイ装置３７を示す図である。そ のような設計の配列において、観察者には水平方向での動きの場合であるいは目 の垂直方向での動きの場合で立体画像として見える。目の観察位置の最上位の位 置は４２で示される。目の観察位置の最下位の位置は４３で示されている。垂直 及び水平に配列されたレンズの配列として、変調された画像記録又は画像ディス プレイ装置３７上の結果は右目として１つの画像３８、左目として１つの画像３ ９、最下位の観察位置における１つの画像４０及び最上位の画像観察位置におけ る１つの画像４１である。また、フィルタパネルディスプレイによって配列３７ を構成することが可能となる。 図２３は図２２の配列を示す平面図である。この図からわかるように、左目に おける画素Ｂｅ及び右目における画素Ｂｒが変調された画像記録又は画像ディス プレイ装置３７の上に示される。 図２４は図２２の配列を示す側面図である。この図からわかるように、変調さ れた画像記録又は画像ディスプレイ装置３７は最上位の画像観察位置の画像層４ １及び最下位の画像観察位置の画像層４０を有する。垂直及び水平レンズ配列の このタイプの配列によって、そして変調された画像記録又は画像ディスプレイ装 置３７を立体的に分離された画像を観察することができる。変調された画像され た記録画像又は画像 ディスプレイ装置上での分離は、マトリクスのタイプとなるように右目及び左目 において一致する水平方向で及び画像の最上位及び最下位で垂直位置で観察位置 で、各場合で一画素一画素で実施される。 図２５はこのタイプのマトリクスを示し、垂直画像層Ｖｍ，Ｖ１，Ｖ２・・・ Ｖｍ−１，Ｖｍを有する垂直的に異なる画像４７及び水平画像層ｈｍ，ｈ１，ｈ ２・・・ｈｍ−１，ｈｍを有する水平画像層４８を示す。 図２６はレンズの水平及び垂直の配列を示す図である。ここで、異なる垂直の 画像層４７及び異なる水平の画像層４８は変調されたレンズのような配列４９を 使用するように対応されている。 図２７はレンズのような配列１１、右目４４、左目４５、左目における画素Ｂ ｌ、右目の画素Ｂｒ及びディスプレイ５０における全面ガラスを示す。レンズの ような配列１１を介して画像を観察することによって、かつ画素の形式での画像 を表示することによって、立体画像は識別され得る。 図２８は立体ディスプレイ５３、メガネなしでの立体画像層５１、メガネを用 いた立体画像層５２、偏光メガネ５４、右目４４及び左目４５を示す。もし観察 者が立体画像層５１に位置されているならば、観察者は特別な偏光メガネ５４を 用いないで立体画像を識別できる。もし観察者がその層を離れるならば、立体画 像は偏光メガネ５４を用いてのみ識別され得る。立体画像が偏光メガネを使用し て識別され得るために立体ディスプレイ５３は図２９に示すような構成をなされ る。 図２９は偏光メガネ５４、レンズのような配列１１、左画像の画素Ｂｌｉ、右 画像の画素Ｂｒｉ、右側の画像における偏光配列ｐｒｉ及び左側の画像における 偏光配列ｐｌｉを示す。この方法で構成された配列の結果、偏光メガネを使用し て多種の長さでの立体画像のインプレッションを達成できる。偏光メガネのタイ プと立体ディスプレイ５３上の偏光配列は直線的に偏光され、かつ環状に偏光さ れ得る。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年６月９日 【補正内容】 （１３頁から１５頁の差し替え） 請求の範囲 １．対象物（０）の第１の画像（左）及び第２の画像（右）の光学的に対応づ けるための光学ユニット（１）と、 光学ユニット（１）からの光信号を受信し、第１の画像に関する光信号及び第 ２の画像に関する光信号を分割し、分割された信号を受信する画像記録装置（４ ；３７）を通過する分割手段（２，３；１１；１２；２１）とを設けた立体画像 記録装置において、 分割手段が偏光器（２，３）として、レンズのような配列（１１）として、プ リズムのような配列（１２）として、あるいはファイバ束（２１）として構成さ れ、かつ任意の方法で第１の画像に関する光信号と第２の画像に関する光信号が 同時に分割手段（２，３；１１；１２；２１）によって画像記録装置（４；１０ ）に導かれるように配列されていることを特徴とする立体画像記録装置。 ２．分割手段がファイバ束（２１）として構成され、任意の方法で第１の画像 に関する光信号と第２の画像に関する光信号が水平方向で細長くなるように、あ るいは垂直方向で画像記録装置（１０）に導かれるように配列されている請求項 １記載の装置。 ３．分離手段がファイバ束（２１）として構成され、かつカラーフィルタ（２ ３；２２）はファイバ束（２１）の前又は後ろに配列される請求項１又は２記載 の装置。 ４．分割手段が垂直方向でレンズのような配列（３６）を、かつ水平方向でレ ンズのような配列（３５）を含み、任意の方法で対象物（０）の第１の画像と第 ２の画像とが加わるように配列され、更に画像が画像記録装置（３７）によって 記録される請求項１記載の装置。 ５．記録される対象物（０）の第１の画像（左）及び第２の画像（右）の光学 的に対応づけるための光学ユニット（１）と、 光学ユニット（１）からの光信号を受信し、第１の画像に関する光信号及び第 ２の画像に関する光信号を分割し、分割された信号を受信する画像記録装置（４ ）を通過する分割手段（２，３；１１；１２；２１）と、 第１の画像からの光信号又は第２の画像からの光信号を画像記録装置（４；１ ０）に通過する分離手段（２３；５ｍ；３２）とを設けた立体画像記録装置にお いて、 分離手段がタイミング制御ユニット（２６）の共通信号によって駆動される光 伝送手段（２３；５ｍ；３２）を含むことを特徴とする立体画像記録装置。 ６．反転手段（２４）がタイミング制御ユニット（２６）と分離手段（２３） の１つの間に挿入される請求項５記載の装置。 ７．多種の透視画から対象物（０）一画素一画素の複数の画像を表示する画像 ディスプレイ装置（４；３７）と、 多種の位置に表示された画面の画像情報の項目を導く分離手段とを有する立体 画像再生装置において、 分離手段が垂直方向でレンズのような配列（３６）を、かつ水平方向でレンズ のような配列（３５）を含むことを特徴とする立体画像再生装置。 ８．多種の透視画から対象物（０）一画素一画素の複数の画像を表示する画像 ディスプレイ装置（４；３７）と、 多種の位置に表示された画面の画像情報の項目を導く分離手段とを有する立体 画像再生装置において、 分離手段が偏光配列（ｐｒｉ，ｐｌｉ）と、所定の層に任意の方法で配列され たレンズのような配列（１１）を含み、立体画像は偏光メガネ（５４）を用いな いで識別されることができ、当該層の外側で立体画像は偏光メガネ（５４）を用 いて識別され得ることを特徴とする立体画像再生装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＮ，ＪＰ，ＫＲ，ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．光学ユニット（１）が対象物（０）に対応づけるために２つの光学ユニッ ト（１ｌ，１ｒ）に分割又は細分割され、異なる偏光及び／又は、レンズのよう な配列（１１）及び／又はファイバ束ユニット（２１）を介して立体画像は画像 記録装置上に及び／又は画像ディスプレイ装置（４）から生成されることを特徴 とする立体画像生成方法。 ２．各光学ユニット（１ｌ，１ｒ）が直線的に偏光され、第１の偏光ユニット （２ｌ，２ｒ）はオフセット角及び／又は９０°である各他に対するオフセット である第１の偏光ユニット（２ｌ，２ｒ）による角度で偏光を実行する請求項１ 記載の方法。 ３．第１の偏光ユニット（２ｌ，２ｒ）からの偏光されたビームは第２の偏光 ユニット（３）の上に入射され、画像記録又は画像ディスプレイ装置（４）に導 かれ、及び／又は鏡（５）を介して光学ユニット（１ｌ，１ｒ）のビーム路は第 １の偏光ユニット（２ｌ，２ｒ）上に偏光され、及び／又は第１の偏光ユニット （２ｌ，２ｒ）からの偏光ビームが第２の偏光ユニット（３）上にビームセパレ ータを介して入射されて、かつ画像記録又は画像ディスプレイ装置（４）に導か れれる請求項１記載の方法。 ４．光学ユニット（１）の後に、レンズのような配列（１１）にビームを導く 配列ユニット（１３）を配列され、 及び／又はレンズのような配列（１１）は上方に曲げられ、並列に配列された複 数のレンズを構成し、全体の配列は平らな底面を有し、レンズのような配列は水 平及び垂直方向で使用される請求項１記載の方法。 ５．光学ユニット（１ｌ，１ｒ）からのビームは、レンズのような配列（１１ ）として左目及び右目（Ｂｌ，Ｂｒ）における場合で一画素一画素に対応づけた 対象物（０）を画像化し、及び／又はレンズのような配列（１１）がプリズムの ような配列（１２）によって置き換えられる請求項１記載の方法。 ６．光学ユニット（１）の後ろには画像記録又は画像ディスプレイ装置（４） にビームを導くファイバ束ユニット（２１）が配列されている請求項１記載の方 法。 ７．カラーフィルタはファイバ束ユニット（２１）の前あるいは後ろに配列さ れている請求項１記載の方法。 ８．光学ユニット（１ｌ，１ｒ）からのビームは露光ユニット（２３）を介し て画像記録又は画像ディスプレイ装置（４）に導かれる請求項１記載の方法。 ９．露光ユニット（２３）を制御するために、反転ユニット（２４）、タイミ ング制御ユニット（２６）、画像ディスプレイ駆動ユニット（２５）、増幅器（ ２７）、ビデオ信号プロセッサ（２８）、立体画像（３０）、左側画像信号（ｌ ｉｓ）と右側画像信号（ｒｉｓ）におけるタイミング分離信号の結果からの画像 切替器（２９）を有する請求項８記載の方法。 １０．立体画像を観察するために、立体画像は偏光メガネを用いないで特有な 距離で識別され、この距離は維持されることないと同時には立体画像は偏光メガ ネ（５４）によって識別され得る請求項１記載の方法。