JPH11103474A - Stereoscopic picture display device - Google Patents

Stereoscopic picture display device

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Publication number
JPH11103474A
JPH11103474A JP9263698A JP26369897A JPH11103474A JP H11103474 A JPH11103474 A JP H11103474A JP 9263698 A JP9263698 A JP 9263698A JP 26369897 A JP26369897 A JP 26369897A JP H11103474 A JPH11103474 A JP H11103474A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser light
scanning direction
laser
main scanning
deflecting
Prior art date
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Pending
Application number
JP9263698A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Matsumoto
泰夫 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba TEC Corp
Original Assignee
Toshiba TEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba TEC Corp filed Critical Toshiba TEC Corp
Priority to JP9263698A priority Critical patent/JPH11103474A/en
Publication of JPH11103474A publication Critical patent/JPH11103474A/en
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  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To display a stereoscopic dynamic picture as well as a stereoscopic still picture of multi view points with a simple structure. SOLUTION: This device is equipped with a semiconductor laser 15 for emitting a laser beam, a polygon mirror 17 and a galvano mirror 21 for scanning the laser beam from this semiconductor laser 15 in a main scanning direction and a sub-scanning direction, a first cylinder lens array 19 for deflecting in the main scanning line at a deflection angle that cyclically changes the scanned laser beam in the main scanning direction at an incident position, a second cylinder lens array 22 for spreading the laser beam deflected by this first cylinder lens array 19 in the sub-scanning direction, and a semiconductor laser beam driving circuit 13 for modulating a driving current of the semiconductor laser 15 so that plural pictures project themselves in each direction corresponding to a pickup direction on the basis of plural picture data picked up from plural view points in correspondence to the deflection angle by the first cylinder lens array 19.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、動画像を表示可能
な立体映像表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional image display device capable of displaying a moving image.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、立体映像を表示するという試
みは種々為され、例えば、ホログラムはよく知られた立
体映像表示手段であり、波面再生原理に基づいているた
め実物と同等の精緻な立体映像を得ることのできる優れ
た手段であるが、作成に手間がかかるため用途は静止画
の立体表示に限定されている。
2. Description of the Related Art Hitherto, various attempts have been made to display a stereoscopic image. For example, a hologram is a well-known stereoscopic image display means and is based on the principle of wavefront reproduction. Although it is an excellent means of obtaining a video, it is troublesome to create, and its use is limited to stereoscopic display of a still image.

【0003】このようなホログラムの欠点を補うため、
完全な波面再生を犠牲にして複数の異なる視点から撮影
した映像を使い、観察者の右目と左目に異なる視点の映
像が見えるようにして、いわゆる、両眼視差を疑似的に
生じさせ、あたかも立体映像を見ているかのような錯覚
を生じさせる方法がある。この方法では、複数の視点か
ら撮影した映像を用意する必要があるが、ホログラムに
比べてはるかに容易に映像を撮影することができるので
動画像の表示も可能である。そして、この方法には、立
体像の観察に専用眼鏡等の器具を観察者が装着しなけれ
ばならないものと装着する必要がないものの2通りがあ
る。
In order to make up for the disadvantage of such a hologram,
Using images shot from multiple different viewpoints at the expense of complete wavefront reproduction, the viewer's right and left eyes can see images from different viewpoints. There is a method to create an illusion as if watching a video. In this method, it is necessary to prepare images shot from a plurality of viewpoints. However, since images can be shot much more easily than holograms, moving images can be displayed. In addition, there are two types of this method, one in which the observer must wear instruments such as special glasses for observing a stereoscopic image, and the other in which it is not necessary.

【0004】前者の例としてよく知られているものに、
2つの視点から撮影した映像を偏光方向が直交する2つ
の偏光板をそれぞれ介して投影し、それを偏光方向が直
交する2枚の偏向板で作られた眼鏡を使って観察するも
のがあり、立体映画の上映などで実用化されている。ま
た、液晶シャッタ眼鏡を使い、右目と左目のシャッタを
交互に開き、これに同期して右目と左目用の映像を交互
に表示するものがあり、ビデオモニタとの組合わせで実
用化されている。また、ヘッドマウントディスプレイを
使用したものもあり、これは2つの小型ディスプレイを
設け、これらに別々に映像を表示して立体像を得てい
る。
A well-known example of the former is:
There are those that project images taken from two viewpoints through two polarizing plates whose polarization directions are orthogonal to each other, and observe it using glasses made of two polarizing plates whose polarization directions are orthogonal, It has been put to practical use in screening three-dimensional movies. In addition, there is a type that uses liquid crystal shutter glasses to alternately open the right-eye and left-eye shutters and alternately displays images for the right-eye and left-eye in synchronization with this, and has been put to practical use in combination with a video monitor. . There is also a type using a head-mounted display, in which two small displays are provided, and images are separately displayed on these displays to obtain a stereoscopic image.

【0005】後者の例としては、レンチキュラー方式が
よく知られている。これは、2つの視点から撮影した映
像を細長い短冊状に分解してから液晶ディスプレイ等に
互い違いに並べて表示し、ディスプレイの前に配置した
レンチキラーレンズで2つの映像が左右に分離されるよ
うにしたもので、これを観察すると右目と左目に別々の
映像が入り立体像が観察される。この方式には映像分離
手段として、レンチキュラーレンズ以外にパララックス
バリヤやホログラムを用いたものなど多数の変形例があ
る。
As an example of the latter, a lenticular system is well known. This is done by decomposing the images taken from two viewpoints into strips, displaying them alternately on a liquid crystal display, etc., and separating the two images left and right with a lenticular killer lens placed in front of the display. When this is observed, different images enter the right and left eyes and a stereoscopic image is observed. In this system, there are a number of modified examples such as those using a parallax barrier or a hologram in addition to a lenticular lens as an image separating means.

【0006】このような方式の例としては、日本光学会
設計研究グループ機関誌No.12の36頁から41頁
に記載されたものがある。また、別の方式の例として
は、同機関誌No.12の48頁から53頁に記載され
た、複数のレーザあるいは複数のLED光源から一点に
収束する光ビームを発生し、収束点をポリゴンミラーや
ガルバノミラーを用いて高速にラスタ走査するとともに
各レーザあるいは各LEDを独立に変調して光源の数に
等しい視点数の立体映像を表示するものがある。
[0006] As an example of such a system, Japanese Optical Society Design Research Group magazine No. 12, page 36 to page 41. As another example of the system, the journal No. A plurality of lasers or a plurality of LED light sources generate a light beam converging at one point described in page 12, page 48 to page 53, and a high-speed raster scan of the convergence point using a polygon mirror or a galvanometer mirror, and each laser Alternatively, there is a type in which each LED is independently modulated to display a stereoscopic image having the same number of viewpoints as the number of light sources.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の立体映
像表示技術においては、次のような問題があった。すな
わち、ホログラムは精緻な立体映像を得ることはできる
が、動画を表示することが困難であった。また、観察者
が器具を装着するものでは観察者に負担を強いるため、
長時間使用すると疲労等の健康上の問題を生じるおそれ
があった。また、レンチキュラー方式では、器具を装着
しないので観察者の負担は軽減されるが、良好な立体映
像を観察できる観測位置が極めて狭い範囲に限定される
という問題があった。さらに、収束した光ビームを走査
する方式は、視点数を増やして立体像を観察できる範囲
を広げレンチキュラー方式の欠点を改善しようとするも
のであるが、視点の数だけ光源及びそれに付随する駆動
回路等を用意しなければならず装置が複雑化する問題が
あった。
However, the conventional stereoscopic image display technology has the following problems. That is, the hologram can obtain a fine stereoscopic image, but it is difficult to display a moving image. In addition, if the observer wears the instrument, it places a burden on the observer,
If used for a long time, there is a possibility that health problems such as fatigue may occur. Further, in the lenticular method, the burden on the observer is reduced because no instrument is mounted, but there is a problem that the observation position where a good stereoscopic image can be observed is limited to an extremely narrow range. Further, the method of scanning a converged light beam is to increase the number of viewpoints to increase the range in which a stereoscopic image can be observed and to improve the disadvantage of the lenticular system. There is a problem that the apparatus must be prepared and the apparatus becomes complicated.

【0008】そこで、各請求項記載の発明は、簡単な構
成で多視点の立体静止画像は勿論、多視点の立体動画像
も表示できる立体映像表示装置を提供する。
Accordingly, the present invention provides a three-dimensional video display device capable of displaying not only a multi-view stereoscopic still image but also a multi-view stereoscopic moving image with a simple configuration.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
レーザ光を発生するレーザ光源と、このレーザ光源から
のレーザ光を主走査方向と副走査方向にラスタ走査する
走査手段と、この走査手段にて走査したレーザ光を入射
位置により主走査方向に周期的に変化する偏向角で主走
査方向に偏向する偏向手段と、この偏向手段にて偏向し
たレーザ光を副走査方向に拡散する拡散手段と、偏向手
段による偏向角に対応して複数の視点から撮影した複数
の画像又は複数の視点から撮影されたかのように合成し
た複数の画像のデータに基づいてこの複数の画像がその
撮影方向に対応したそれぞれの方向に投射するようにレ
ーザ光を変調する変調手段とからなるものである。
According to the first aspect of the present invention,
A laser light source for generating laser light, scanning means for raster-scanning the laser light from the laser light source in a main scanning direction and a sub-scanning direction, and a laser light scanned by the scanning means in the main scanning direction depending on an incident position. Deflecting means for deflecting in the main scanning direction at a deflecting angle that varies periodically, diffusing means for diffusing laser light deflected by the deflecting means in the sub-scanning direction, Modulation that modulates laser light such that the plurality of images are projected in respective directions corresponding to the shooting directions based on data of a plurality of shot images or a plurality of images synthesized as if shot from a plurality of viewpoints. Means.

【0010】請求項2記載の発明は、請求項1記載の立
体映像表示装置において、レーザ光源は、半導体レーザ
を備え、変調手段は、半導体レーザの駆動電流を変調し
てレーザ光を変調することにある。
According to a second aspect of the present invention, in the stereoscopic image display device according to the first aspect, the laser light source includes a semiconductor laser, and the modulating means modulates a driving current of the semiconductor laser to modulate the laser light. It is in.

【0011】請求項3記載の発明は、レーザ光を発生す
るレーザ光源と、このレーザ光源からのレーザ光を主走
査方向と副走査方向にラスタ走査する走査手段と、この
走査手段にて走査したレーザ光を入射位置により主走査
方向に周期的に変化する偏向角で主走査方向に偏向する
偏向手段と、この偏向手段に入射するレーザ光を収束さ
せる収束手段と、偏向手段にて偏向したレーザ光を副走
査方向に拡散する拡散手段と、偏向手段による偏向角に
対応して複数の視点から撮影した複数の画像又は複数の
視点から撮影されたかのように合成した複数の画像のデ
ータに基づいてこの複数の画像がその撮影方向に対応し
たそれぞれの方向に投射するようにレーザ光を変調する
変調手段とからなるものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a laser light source for generating laser light, scanning means for raster-scanning the laser light from the laser light source in a main scanning direction and a sub-scanning direction, and scanning by the scanning means. Deflecting means for deflecting laser light in the main scanning direction at a deflection angle periodically changing in the main scanning direction depending on the incident position; converging means for converging laser light incident on the deflecting means; and laser deflected by the deflecting means. Based on diffusion means for diffusing light in the sub-scanning direction, and data of a plurality of images taken from a plurality of viewpoints or data of a plurality of images synthesized as if taken from a plurality of viewpoints corresponding to the deflection angle by the deflecting means. And a modulating means for modulating the laser light so that the plurality of images are projected in respective directions corresponding to the photographing directions.

【0012】請求項4記載の発明は、請求項1乃至3の
いずれか1記載の立体映像表示装置において、偏向手段
は、主走査方向に複数の円筒レンズを配列した円筒レン
ズアレイからなるものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the stereoscopic image display device according to any one of the first to third aspects, the deflecting means comprises a cylindrical lens array in which a plurality of cylindrical lenses are arranged in the main scanning direction. is there.

【0013】請求項5記載の発明は、請求項1乃至3の
いずれか1記載の立体映像表示装置において、偏向手段
は、主走査方向及び副走査方向の両方に複数のレンズを
配列したマイクロレンズアレイからなり、副走査方向の
走査間隔をマイクロレンズアレイの副走査方向の配列間
隔に一致させたことにある。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the stereoscopic image display device according to any one of the first to third aspects, wherein the deflecting means comprises a plurality of lenses arranged in both the main scanning direction and the sub-scanning direction. The scanning interval in the sub-scanning direction is made equal to the array interval in the sub-scanning direction of the microlens array.

【0014】請求項6記載の発明は、異なる波長のレー
ザ光を発生する複数のレーザ光源と、この各レーザ光源
からのレーザ光をそれぞれ変調する複数の変調手段と、
この各変調手段にて変調したレーザ光を1つのレーザ光
に合成するレーザ光合成手段と、この合成手段にて合成
したレーザ光を主走査方向と副走査方向にラスタ走査す
る走査手段と、この走査手段にて走査したレーザ光を入
射位置により主走査方向に周期的に変化する偏向角で主
走査方向に偏向する偏向手段と、この偏向手段にて偏向
したレーザ光を副走査方向に拡散する拡散手段とからな
り、各変調手段は、偏向手段による偏向角に対応して複
数の視点から撮影した複数の画像又は複数の視点から撮
影されたかのように合成した複数の画像における各レー
ザ光源の発生するレーザ光のそれぞれの波長に対応する
複数の色成分毎のデータに基づいて複数の画像がその撮
影方向に対応したそれぞれの方向に投射されるようにレ
ーザ光を変調することにある。
According to a sixth aspect of the present invention, there are provided a plurality of laser light sources for generating laser lights of different wavelengths, a plurality of modulating means for respectively modulating the laser lights from the respective laser light sources,
Laser light combining means for combining the laser light modulated by each of the modulation means into one laser light; scanning means for raster-scanning the laser light combined by the combining means in a main scanning direction and a sub-scanning direction; Deflecting means for deflecting the laser light scanned by the means in the main scanning direction at a deflection angle periodically changing in the main scanning direction depending on the incident position; and diffusion for diffusing the laser light deflected by the deflecting means in the sub-scanning direction. Each modulating means generates each of the laser light sources in a plurality of images taken from a plurality of viewpoints or in a plurality of images synthesized as if taken from a plurality of viewpoints in accordance with the deflection angle by the deflecting means. The laser light is modulated based on data for each of a plurality of color components corresponding to each wavelength of the laser light so that a plurality of images are projected in respective directions corresponding to the photographing directions. In the door.

【0015】請求項7記載の発明は、複数の異なる波長
成分を含むレーザ光を発生するレーザ光源と、このレー
ザ光源からのレーザ光を波長成分毎に変調する変調手段
と、この変調手段にて変調したレーザ光を主走査方向と
副走査方向にラスタ走査する走査手段と、この走査手段
にて走査したレーザ光を入射位置により主走査方向に周
期的に変化する偏向角で主走査方向に偏向する偏向手段
と、この偏向手段にて偏向したレーザ光を副走査方向に
拡散する拡散手段とからなり、変調手段は、偏向手段に
よる偏向角に対応して複数の視点から撮影した複数の画
像又は複数の視点から撮影されたかのように合成した複
数の画像の波長成分に対応する複数の色成分毎のデータ
に基づいて複数の画像がその撮影方向に対応したそれぞ
れの方向に投射されるようにレーザ光を波長成分毎に変
調することにある。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a laser light source for generating laser light containing a plurality of different wavelength components, a modulating means for modulating the laser light from the laser light source for each wavelength component, and a modulating means. Scanning means for raster-scanning the modulated laser light in the main scanning direction and sub-scanning direction, and deflecting the laser light scanned by the scanning means in the main scanning direction at a deflection angle periodically changing in the main scanning direction depending on the incident position. Deflecting means, and a diffusing means for diffusing the laser light deflected by the deflecting means in the sub-scanning direction. The modulating means comprises a plurality of images or a plurality of images taken from a plurality of viewpoints corresponding to the deflection angles of the deflecting means. A plurality of images are projected in respective directions corresponding to the shooting directions based on data for each of a plurality of color components corresponding to wavelength components of the plurality of images synthesized as if shot from a plurality of viewpoints. It is to modulate the laser beam for each wavelength component so that.

【0016】ところで、人間が視覚により立体を認識す
る場合、両眼視差が重要な役割を果たす。すなわち、立
体物を見るとき、右目と左目とで異なる視点から立体物
を見るためそれぞれ違う映像を見ることになり、この違
いにより立体を認識する。本発明では、異なる視点から
表示装置を見たときに、異なる視点から撮影した画像又
はコンピュータグラフィック等により異なる視点から撮
影されたかのように合成した画像が見えるようにするこ
とにより、両眼視差を発生させ立体物を表示する。
When a human recognizes a three-dimensional object visually, binocular parallax plays an important role. That is, when viewing a three-dimensional object, the right eye and the left eye see the three-dimensional object from different viewpoints, so that different images are viewed, and the three-dimensional object is recognized based on this difference. In the present invention, when viewing the display device from different viewpoints, a binocular disparity is generated by displaying an image captured from a different viewpoint or an image synthesized as if captured from a different viewpoint by computer graphics or the like. To display a three-dimensional object.

【0017】ここで両眼視差を発生させる原理について
説明すると、図1に示すように、レーザ光源からのレー
ザ光LBを走査手段で走査し、偏向手段1をラスタ走査
する。この偏向手段1に入射したレーザ光LBはその入
射位置に応じて異なる角度で主走査方向に偏向されると
ともに拡散手段2にて副走査方向に拡散される。
Here, the principle of generating binocular parallax will be described. As shown in FIG. 1, a scanning means scans a laser beam LB from a laser light source, and a raster scan of the deflection means 1 is performed. The laser beam LB incident on the deflecting unit 1 is deflected in the main scanning direction at different angles according to the incident position, and is diffused in the sub-scanning direction by the diffusing unit 2.

【0018】図2は前記偏向手段1の部分を副走査方向
から見た様子を示す図で、ここでは偏向手段1として主
走査方向に複数の円筒レンズを配列した円筒レンズアレ
イを使用した場合を示しているが、主走査方向及び副走
査方向の両方に複数のレンズを配列したマイクロレンズ
アレイであっても、あるいは回折格子やホログラムなど
を用いても同等の作用を得ることができる。
FIG. 2 is a view showing the deflecting means 1 viewed from the sub-scanning direction. Here, a case where a cylindrical lens array in which a plurality of cylindrical lenses are arranged in the main scanning direction is used as the deflecting means 1 is shown. Although shown, even if it is a microlens array in which a plurality of lenses are arranged in both the main scanning direction and the sub-scanning direction, or even if a diffraction grating, a hologram, or the like is used, the same operation can be obtained.

【0019】今、A点に像が立体像として表示されると
すると、偏向手段1をレーザ光が走査する際、A点と偏
向手段1の各円筒レンズの焦点を結ぶ直線が各円筒レン
ズと交わる位置Pでレーザ光が点灯するようにレーザ光
を変調手段にて変調すると、レーザ光は偏向手段1で偏
向されてそれぞれQ1 ,Q2 ,Q3 ,Q4 ,Q5 の方向
に出射される。これはA点から発した光が向かう方向と
一致する。
Now, assuming that an image is displayed as a stereoscopic image at the point A, when a laser beam scans the deflecting means 1, a straight line connecting the point A and the focal point of each cylindrical lens of the deflecting means 1 is defined by each cylindrical lens. When the laser light is modulated by the modulating means so that the laser light is turned on at the intersection P, the laser light is deflected by the deflecting means 1 and emitted in the directions of Q1, Q2, Q3, Q4 and Q5, respectively. This coincides with the direction in which the light emitted from point A travels.

【0020】この状態で、T1 位置の観察者M1 が偏向
手段1の方向を観察すると、観察者M1 の右目(R)に
はレーザ光Q1 が入射し、左目(L)にはレーザ光Q2
が入射して両眼視差が生じA点に立体像が観察される。
また、T2 位置の観察者M2の右目(R)にはレーザ光
Q4 が入射し、左目(L)にはレーザ光Q5 が入射して
両眼視差が生じA点に立体像が観察される。さらに、拡
散手段2によりレーザ光を副走査方向に拡散しているの
で観測者M1 、M2 の位置が副走査方向に移動しても立
体像を観察することができる。
In this state, when the observer M1 at the position T1 observes the direction of the deflecting means 1, the laser light Q1 is incident on the right eye (R) of the observer M1, and the laser light Q2 is incident on the left eye (L).
Is incident, and binocular parallax occurs, and a stereoscopic image is observed at point A.
Laser light Q4 is incident on the right eye (R) of the observer M2 at the position T2, and laser light Q5 is incident on the left eye (L), so that binocular parallax occurs and a stereoscopic image is observed at point A. Further, since the laser light is diffused in the sub-scanning direction by the diffusing means 2, a three-dimensional image can be observed even if the positions of the observers M1 and M2 move in the sub-scanning direction.

【0021】なお、図ではレーザ光を直線で表わしてい
るためレーザ光Q1 〜Q5 以外の方向にはレーザ光が存
在せずこの方向の位置では像が観察されないように見え
るが、実際にはレーザ光には広がりがあり、偏向手段1
から所定の距離以上離れた位置では連続した位置で観察
ができることになる。ここでは、説明を簡単にするため
に1つの点Aを立体表示する場合について述べたが、複
数の点を立体表示する場合も同様に各々の点に対応する
位置でレーザ光が点灯するようにレーザ光を変調すれば
複数の点を立体表示することができる。また、画像は無
数の点の集まりであるから同様の原理で立体表示するこ
とができる。
In the figure, since the laser beam is represented by a straight line, no laser beam exists in a direction other than the laser beams Q1 to Q5, and no image is observed at a position in this direction. The light has a spread, and the deflection means 1
At a position apart from the camera by a predetermined distance or more, observation can be performed at a continuous position. Here, for the sake of simplicity, the case where one point A is stereoscopically displayed has been described. However, when a plurality of points are stereoscopically displayed, the laser light is similarly turned on at the position corresponding to each point. By modulating the laser light, a plurality of points can be displayed three-dimensionally. Further, since an image is a collection of countless points, it can be displayed three-dimensionally on the same principle.

【0022】複数の視点から撮影した画像又は複数の視
点から撮影されたかのように合成された複数の画像のデ
ータに基づいてレーザを変調する場合は、図3に示すよ
うに、例えば、5つの視点から撮影した画像データを表
示するには5台のカメラCA1 、CA2 、CA3 、CA
4 、CA5 を使用して異なる角度から対象物を撮影す
る。なお、図中Fは視野フレームである。
When a laser is modulated based on data of an image taken from a plurality of viewpoints or a plurality of images synthesized as if taken from a plurality of viewpoints, for example, as shown in FIG. To display image data taken from the five cameras CA1, CA2, CA3, CA
4. Capture the object from different angles using CA5. Note that F in the drawing is a visual field frame.

【0023】こうして得た画像データに基づいて図4に
示すようにレーザ光を変調する。図4の(a) はレーザ光
LBが偏向手段1上の位置(x,y)の付近を走査して
いる状態を示している。図4の(b) に示すように偏向手
段1として円筒レンズアレイを使用する場合は、個々の
円筒レンズが各カメラCA1 〜CA5 の撮影方向に対応
する偏向角を含むように円筒レンズをカメラの台数と同
じ数の区間t1 〜t5に分ける。ここでは区間t1 〜t5
がそれぞれカメラCA1 〜CA5 の撮影方向に対応し
ている。図5はカメラCA1 とCA5 により撮影した画
像データを示している。
The laser beam is modulated based on the image data thus obtained, as shown in FIG. FIG. 4A shows a state in which the laser beam LB is scanning near the position (x, y) on the deflecting means 1. When a cylindrical lens array is used as the deflecting means 1 as shown in FIG. 4 (b), the cylindrical lenses are adjusted so that each cylindrical lens includes a deflection angle corresponding to the photographing direction of each of the cameras CA1 to CA5. It is divided into sections t1 to t5 of the same number as the number. Here, the sections t1 to t5
Correspond to the shooting directions of the cameras CA1 to CA5, respectively. FIG. 5 shows image data photographed by the cameras CA1 and CA5.

【0024】レーザ光LBが区間t1 を走査していると
きは、カメラCA1 の画像データの対応する位置(x,
y)のデータに基づいてレーザ光を変調する。変調の方
法はレーザの出力を変調しても、また、区間内での点灯
時間をパルス幅変調してもよい。他の区間t2 〜t5 に
ついても同様にレーザ光を変調する。このようにしてカ
メラCA1 〜CA5 の画像データを使用して立体表示を
行うことができる。
When the laser beam LB scans the section t1, the corresponding position (x,
The laser light is modulated based on the data of y). As a modulation method, the output of the laser may be modulated, or the lighting time in the section may be pulse width modulated. The laser beam is similarly modulated in the other sections t2 to t5. In this way, stereoscopic display can be performed using the image data of the cameras CA1 to CA5.

【0025】このように複数の視点から得た画像データ
を交互に使ってレーザ光を変調するので、これらの画像
の投射方向を良好に分離するためには偏向手段上でのレ
ーザ光の径はできるだけ小さい方が望ましく、このため
には収束手段を設けて偏向手段上にレーザ光を収束させ
ることが効果的である。
Since the laser light is modulated by alternately using the image data obtained from a plurality of viewpoints as described above, the diameter of the laser light on the deflecting means must be adjusted in order to satisfactorily separate the projection directions of these images. It is desirable that the laser beam be as small as possible. For this purpose, it is effective to provide a converging means and converge the laser beam on the deflecting means.

【0026】変調手段としては、音響光学素子等の外部
変調器を用いることができるが、レーザ光源に半導体レ
ーザ発振器を使用した場合はその駆動電流を変調してレ
ーザ出力を変調でき、装置を小型化する上で利点があ
る。また、複数の波長の異なるレーザ光源、例えば、
赤、緑、青の3原色に対応するレーザ光源を用い、それ
ぞれを画像の色データに基づいて変調すればカラー立体
映像を表示することもできる。同等の効果は白色レーザ
発振器からのレーザ光を色分解プリズム、回折格子、ダ
イクロックミラー等の色分解素子を用いて複数の異なる
波長のレーザ光に分解したものを光源とし、外部変調器
により個々に変調しても得られる。また、本発明の表示
装置は、テレビジョン受像機と同様ラスタ走査式の表示
装置なので、ラスタ走査を十分に高速、例えば数十フレ
ーム/秒程度に行えば、立体動画像の表示もできる。
As a modulating means, an external modulator such as an acousto-optic element can be used. However, when a semiconductor laser oscillator is used as a laser light source, its driving current can be modulated to modulate the laser output, and the device can be made compact. There is an advantage in the conversion. Also, a plurality of laser light sources having different wavelengths, for example,
If laser light sources corresponding to the three primary colors of red, green, and blue are used, and each is modulated based on color data of an image, a color stereoscopic image can be displayed. An equivalent effect is obtained by decomposing laser light from a white laser oscillator into laser light of different wavelengths using a color separation element such as a color separation prism, diffraction grating, dichroic mirror, etc. Can be obtained even if modulated. Further, since the display device of the present invention is a display device of a raster scanning type like a television receiver, a three-dimensional moving image can be displayed by performing raster scanning at a sufficiently high speed, for example, at several tens of frames / second.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。 (第1の実施の形態)この実施の形態は請求項1乃至4
に対応した実施の形態について述べる。図6において、
11は変調信号発生器で、この変調信号発生器11は、
スタートセンサ12からの信号により主走査の開始タイ
ミングの情報を得て、5台のビデオカメラ(図示せず)
で異なる視点から撮影することにより作成した画像デー
タD1 〜D5 から適切なデータを適切なタイミングで選
択し、この選択したデータに基づいて変調信号を発生し
て半導体レーザ駆動回路13に供給するとともに副走査
位置信号をモータ制御回路14に供給している。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. (First Embodiment) This embodiment relates to claims 1 to 4.
An embodiment corresponding to FIG. In FIG.
11 is a modulation signal generator, and this modulation signal generator 11
The information of the start timing of the main scanning is obtained from the signal from the start sensor 12, and five video cameras (not shown) are obtained.
At the appropriate timing, appropriate data is selected from the image data D1 to D5 created by photographing from different viewpoints, a modulation signal is generated based on the selected data, supplied to the semiconductor laser drive circuit 13, and The scanning position signal is supplied to the motor control circuit 14.

【0028】前記半導体レーザ駆動回路13は、変調手
段を構成し、変調信号に基づいて半導体レーザ駆動電流
を変調することによりレーザ光源を構成する半導体レー
ザ15を変調駆動する。前記半導体レーザ15は前記半
導体レーザ駆動回路13により変調駆動され、複数の視
点から撮影した画像を立体表示するために必要な変調を
受けたレーザ光を発生する。
The semiconductor laser drive circuit 13 constitutes a modulating means, and modulates and drives the semiconductor laser 15 constituting the laser light source by modulating the semiconductor laser drive current based on the modulation signal. The semiconductor laser 15 is modulated and driven by the semiconductor laser drive circuit 13 and generates a modulated laser beam necessary for stereoscopically displaying images captured from a plurality of viewpoints.

【0029】前記半導体レーザ15から発生したレーザ
光はコリメータレンズ16により整形され平行なレーザ
光として主走査方向の走査手段を構成するポリゴンミラ
ー17の反射面に入射している。前記ポリゴンミラー1
7は図中矢印で示す方向に回転しレーザ光を主走査方向
に走査するようになっている。このときの主走査の開始
タイミングは主走査面内に配置した前記スタートセンサ
12によりレーザ光が検出され、その検出信号により前
記変調信号発生器11に知らされるようになっている。
The laser light generated from the semiconductor laser 15 is shaped by a collimator lens 16 and is incident as a parallel laser light on a reflection surface of a polygon mirror 17 constituting a scanning means in the main scanning direction. The polygon mirror 1
Numeral 7 rotates in the direction indicated by the arrow in the figure and scans the laser beam in the main scanning direction. At this time, the start timing of the main scanning is such that the laser beam is detected by the start sensor 12 disposed in the main scanning plane, and the modulation signal generator 11 is notified by the detection signal.

【0030】前記ポリゴンミラー17により主走査方向
に走査されるレーザ光は収束手段であるfθレンズ18
により偏向手段である第1の円筒レンズアレイ19上に
ビームウエストを形成するように収束される。前記fθ
レンズ18は、レーザ光が前記第1の円筒レンズアレイ
19に対して垂直に入射し、かつ、この円筒レンズアレ
イ19上を等速に走査するように制御する。
The laser beam scanned in the main scanning direction by the polygon mirror 17 is directed to an fθ lens 18 as a converging means.
Converges so as to form a beam waist on the first cylindrical lens array 19 which is a deflecting means. Fθ
The lens 18 controls the laser beam so as to be perpendicularly incident on the first cylindrical lens array 19 and scan the cylindrical lens array 19 at a constant speed.

【0031】前記モータ制御回路14はモータ20を駆
動制御し、このモータ20で副走査方向の走査手段を構
成するガルバノミラー21を揺動するようになってい
る。すなわち、前記変調信号発生器11から前記モータ
制御回路14に副走査位置信号が送られ、モータ制御回
路14はこの位置信号に基づいて前記ガルバノミラー2
1が適切な揺動角になるようにモータ20を制御する。
前記ガルバノミラー21は主走査面に平行な回転軸の回
りに揺動し、前記fθレンズ18からのレーザ光を副走
査方向に走査するようになっている。
The motor control circuit 14 controls the driving of a motor 20, and the motor 20 swings a galvano mirror 21 constituting a scanning means in the sub-scanning direction. That is, a sub-scanning position signal is sent from the modulation signal generator 11 to the motor control circuit 14, and the motor control circuit 14
The motor 20 is controlled so that 1 has an appropriate swing angle.
The galvanomirror 21 swings around a rotation axis parallel to the main scanning plane, and scans the laser beam from the fθ lens 18 in the sub-scanning direction.

【0032】前記第1の円筒レンズアレイ19は、複数
の円筒レンズを主走査方向に配列したもので、前記ポリ
ゴンミラー17及びガルバノミラー21によりラスタ走
査されたレーザ光を主走査方向の入射位置により主走査
方向に周期的に変化する偏向角で、すなわち、主走査方
向の位置により異なる偏向角で主走査方向に偏向するよ
うになっている。
The first cylindrical lens array 19 has a plurality of cylindrical lenses arranged in the main scanning direction. The laser light raster-scanned by the polygon mirror 17 and the galvano mirror 21 is changed according to the incident position in the main scanning direction. The deflection in the main scanning direction is performed at a deflection angle that changes periodically in the main scanning direction, that is, at a different deflection angle depending on the position in the main scanning direction.

【0033】前記第1の円筒レンズアレイ19で偏向さ
れたレーザ光を拡散手段である第2の円筒レンズアレイ
22に入射している。前記第2の円筒レンズアレイ22
は、微小な径の複数の円筒レンズを副走査方向に配列し
たもので、前記第1の円筒レンズアレイ19により偏向
されたレーザ光を副走査方向に拡散するようになってい
る。この構成により、観察者23は第2の円筒レンズア
レイ22の拡散光出射側において立体静止画像や立体動
画像を観察できることになる。
The laser light deflected by the first cylindrical lens array 19 is incident on a second cylindrical lens array 22 which is a diffusion means. The second cylindrical lens array 22
Is a plurality of small-diameter cylindrical lenses arranged in the sub-scanning direction. The laser light deflected by the first cylindrical lens array 19 is diffused in the sub-scanning direction. With this configuration, the observer 23 can observe a three-dimensional still image or a three-dimensional moving image on the diffused light emission side of the second cylindrical lens array 22.

【0034】このような構成において、半導体レーザ1
5として、例えば、発振波長が630nmの赤色半導体
レーザを使用すると、立体像は赤色に表示される。コリ
メータレンズ16はレーザ光を、例えば、直径が約6mm
のビームに整形する。ポリゴンミラー17は12面の反
射面を有する正12角柱で、例えば、36,000rp
mで回転するようになっている。従って、7,200本
/秒の主走査線が形成されることになる。
In such a configuration, the semiconductor laser 1
For example, when a red semiconductor laser having an oscillation wavelength of 630 nm is used as 5, the stereoscopic image is displayed in red. The collimator lens 16 emits a laser beam, for example, having a diameter of about 6 mm.
Into a beam. The polygon mirror 17 is a regular dodecagonal prism having twelve reflecting surfaces, for example, 36,000 rpm
m. Therefore, 7,200 lines / second main scanning lines are formed.

【0035】ポリゴンミラー17の各反射面は中心に対
して30度の角度を張るが画像形成に利用される角度は
そのうちの20度である。従って、ラスタ主走査の走査
角は40度となる。fθレンズ18の焦点距離は、例え
ば、220mmで、入射側の焦点がポリゴンミラー17の
レーザ光反射点に略一致するように設定している。ま
た、fθレンズ18の出射側での走査線の長さを160
mmにする。従って、出射側での主走査側の有効径を16
0mmより大きくする。また、fθレンズ18からの出射
後のレーザ光は第1の円筒レンズアレイ19に垂直にな
るので、表示される映像の主走査方向の大きさは160
mmである。
Each reflecting surface of the polygon mirror 17 has an angle of 30 degrees with respect to the center, of which 20 degrees is used for image formation. Therefore, the scanning angle of the raster main scanning is 40 degrees. The focal length of the fθ lens 18 is, for example, 220 mm, and the focal point on the incident side is set so as to substantially coincide with the laser light reflection point of the polygon mirror 17. Further, the length of the scanning line on the emission side of the fθ lens 18 is set to 160
mm. Therefore, the effective diameter on the main scanning side on the emission side is 16
Make it larger than 0mm. Further, since the laser beam emitted from the fθ lens 18 is perpendicular to the first cylindrical lens array 19, the size of the displayed image in the main scanning direction is 160
mm.

【0036】ガルバノミラー21は、例えば、30Hz
の振動数で揺動し副走査方向の走査を行う。従って、立
体映像は30フレーム/秒のレートで表示され動画像の
表示も可能である。主走査線は7,200本/秒で形成
されるので、1フレームは240本の走査線(水平走査
線)で形成される。また、ガルバノミラー21の揺動速
度は第1の円筒レンズアレイ19上で隣合う各々の走査
線の間隔が0.5mmになるように調整している。従っ
て、表示される映像の副走査方向の大きさは120mmで
ある。
The galvanometer mirror 21 is, for example, 30 Hz
And scans in the sub-scanning direction. Therefore, a stereoscopic video is displayed at a rate of 30 frames / second, and a moving image can be displayed. Since the main scanning lines are formed at 7,200 lines / second, one frame is formed of 240 scanning lines (horizontal scanning lines). The swing speed of the galvanomirror 21 is adjusted so that the interval between adjacent scanning lines on the first cylindrical lens array 19 is 0.5 mm. Therefore, the size of the displayed image in the sub-scanning direction is 120 mm.

【0037】第1の円筒レンズアレイ19は、例えば、
図7に示すように、幅0.5mmの円筒レンズを主走査方
向に320個配列したもので、fθレンズ18の焦点位
置に配置してある。この円筒レンズアレイ19は、屈折
率が1.48のアクリル樹脂を整形して作ったもので、
各円筒レンズの出射面の曲率半径は0.3mmで焦点距離
は0.63mmである。この円筒レンズアレイ19に入射
するレーザ光の直径は約0.03mmまで収束されてい
る。
The first cylindrical lens array 19 includes, for example,
As shown in FIG. 7, 320 cylindrical lenses each having a width of 0.5 mm are arranged in the main scanning direction, and are arranged at the focal position of the fθ lens 18. The cylindrical lens array 19 is formed by shaping an acrylic resin having a refractive index of 1.48.
The exit surface of each cylindrical lens has a radius of curvature of 0.3 mm and a focal length of 0.63 mm. The diameter of the laser beam incident on the cylindrical lens array 19 is converged to about 0.03 mm.

【0038】第1の円筒レンズアレイ19の各円筒レン
ズの境目をレーザ光が横切ると散乱光が発生して映像に
ノイズが発生するおそれがあるが、レーザ光が境目を横
切るときにレーザ光を消灯させたり、あるいは境目に遮
光手段を設けるなどによりノイズを低減することができ
る。
When the laser beam crosses the boundary between the cylindrical lenses of the first cylindrical lens array 19, scattered light may be generated and noise may be generated in the image. Noise can be reduced by turning off the light or providing a light shielding means at the boundary.

【0039】第2の円筒レンズアレイ22は、第1の円
筒レンズアレイ19の出射側近傍に配置し、この第1の
円筒レンズアレイ19と類似の形状であるが、円筒レン
ズの配列の方向は副走査方向で各々の円筒レンズの間隔
はレーザ光の直径よりも小さくしてある。このような構
成にすることにより、簡単な構成で多視点の立体静止画
像は勿論、多視点の立体動画像も表示できることにな
る。
The second cylindrical lens array 22 is arranged near the emission side of the first cylindrical lens array 19 and has a shape similar to that of the first cylindrical lens array 19, but the arrangement direction of the cylindrical lenses is The distance between the cylindrical lenses in the sub-scanning direction is smaller than the diameter of the laser beam. With such a configuration, not only a multi-viewpoint stereoscopic still image but also a multi-viewpoint stereoscopic moving image can be displayed with a simple configuration.

【0040】なお、この実施の形態では偏向手段として
円筒レンズアレイ19を使用したが必ずしもこれに限定
するものではなく、図8に示す主走査方向及び副走査方
向の両方に複数のレンズを配列したマイクロレンズアレ
イ24、あるいは回折格子やホログラム等の同等の機能
を有する手段を使用してもよい。また、拡散手段として
円筒レンズアレイ22を使用したが必ずしもこれに限定
するものではなく、回折格子やホログラム等の同等の機
能を有する手段を。なお、マイクロレンズアレイ24の
副走査方向のレンズ間隔dは副走査線間隔と等しくする
必要がある。
In this embodiment, the cylindrical lens array 19 is used as the deflecting means. However, the present invention is not limited to this. A plurality of lenses are arranged in both the main scanning direction and the sub-scanning direction shown in FIG. A microlens array 24 or a unit having an equivalent function such as a diffraction grating or a hologram may be used. In addition, although the cylindrical lens array 22 is used as the diffusing means, the present invention is not limited to this, and means having equivalent functions such as a diffraction grating and a hologram may be used. Note that the lens interval d in the sub-scanning direction of the microlens array 24 must be equal to the sub-scanning line interval.

【0041】また、この実施の形態ではfθレンズ18
を使用して第1の円筒レンズアレイ19に対しレーザ光
を垂直に入射し、かつ、等速に走査するようにしたが、
fθレンズは必ずしも必要なものではない。但し、fθ
レンズを使用しない場合は、入射角や走査速度が入射位
置によって変化するので、走査位置によりレーザ光の変
調タイミングを変えたり、第1の円筒レンズアレイ19
の各円筒レンズの間隔や形状を走査位置により変えるな
どの変更が必要となる。また、コリメータレンズ出射後
のレーザ光を収束ビームにする変更も望ましい。
In this embodiment, the fθ lens 18
The laser beam is vertically incident on the first cylindrical lens array 19 and is scanned at a constant speed.
The fθ lens is not always necessary. Where fθ
When the lens is not used, the incident angle and the scanning speed change depending on the incident position. Therefore, the modulation timing of the laser light is changed depending on the scanning position, and the first cylindrical lens array 19
It is necessary to change the interval and shape of each cylindrical lens according to the scanning position. It is also desirable to change the laser beam emitted from the collimator lens into a convergent beam.

【0042】(第2の実施の形態)この実施の形態は請
求項6に対応した実施の形態について述べる。なお、前
述した第1の実施の形態と同一の部分には同一の符号を
付し、異なる部分について述べる。
(Second Embodiment) In this embodiment, an embodiment according to claim 6 will be described. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different parts will be described.

【0043】図9に示すように、5台のカラービデオカ
メラ(図示せず)で異なる視点から撮影することにより
作成したカラー画像データCD1 〜CD5 を色信号分離
回路25に入力している。この色信号分離回路25は、
カラー画像データCD1 〜CD5 を赤、緑、青の3原色
の色信号に分離し、赤の色信号Rを変調信号発生器26
Rに供給し、緑の色信号Gを変調信号発生器26Gに供
給し、青の色信号Bを変調信号発生器26Bに供給して
いる。
As shown in FIG. 9, color image data CD1 to CD5 created by photographing from five different viewpoints with five color video cameras (not shown) are input to a color signal separation circuit 25. This color signal separation circuit 25
The color image data CD1 to CD5 are separated into three primary color signals of red, green and blue, and the red color signal R is converted into a modulation signal generator 26.
R, the green color signal G is supplied to the modulation signal generator 26G, and the blue color signal B is supplied to the modulation signal generator 26B.

【0044】前記各変調信号発生器26R、26G、2
6Bは、それぞれ色信号R、G、Bとスタートセンサ1
2からの信号に基づいて変調信号を発生し、半導体レー
ザ駆動回路27R、27G、27Bにそれぞれ供給する
とともに前記変調信号発生器26Bから副走査位置信号
をモータ制御回路14に供給している。前記各半導体レ
ーザ駆動回路27R、27G、27Bは、変調手段を構
成し、変調信号に基づいて半導体レーザ駆動電流を変調
することによりそれぞれレーザ光源を構成する半導体レ
ーザ28R、28G、28Bを変調駆動する。
Each of the modulation signal generators 26R, 26G, 2
6B are the color signals R, G, B and the start sensor 1 respectively.
A modulation signal is generated based on the signals from the second and second semiconductor laser driving circuits 27R, 27G, and 27B, and a sub-scanning position signal is supplied from the modulation signal generator 26B to the motor control circuit 14. Each of the semiconductor laser driving circuits 27R, 27G, and 27B constitutes a modulating unit, and modulates and drives the semiconductor lasers 28R, 28G, and 28B that constitute the laser light sources by modulating the semiconductor laser driving current based on the modulation signal. .

【0045】前記半導体レーザ28Rは前記半導体レー
ザ駆動回路27Rにより変調駆動され、複数の視点から
撮影した画像をカラー立体表示するために必要な変調を
受けた赤色レーザ光を発生する。前記半導体レーザ28
Gは前記半導体レーザ駆動回路27Gにより変調駆動さ
れ、複数の視点から撮影した画像をカラー立体表示する
ために必要な変調を受けた緑色レーザ光を発生する。前
記半導体レーザ28Bは前記半導体レーザ駆動回路27
Bにより変調駆動され、複数の視点から撮影した画像を
カラー立体表示するために必要な変調を受けた青色レー
ザ光を発生する。
The semiconductor laser 28R is modulated and driven by the semiconductor laser drive circuit 27R, and generates a modulated red laser beam necessary for displaying images taken from a plurality of viewpoints in three-dimensional color. The semiconductor laser 28
G is modulated and driven by the semiconductor laser driving circuit 27G, and generates green laser light which has been subjected to modulation necessary for displaying images taken from a plurality of viewpoints in three-dimensional color. The semiconductor laser 28B is connected to the semiconductor laser drive circuit 27.
B modulates and generates a modulated blue laser beam necessary for displaying an image taken from a plurality of viewpoints in a color stereoscopic manner.

【0046】前記半導体レーザ28Rから発生した赤色
レーザ光はコリメータレンズ29Rにより整形され平行
なレーザ光として反射ミラー30に入射している。前記
半導体レーザ28Gから発生した緑色レーザ光はコリメ
ータレンズ29Gにより整形され平行なレーザ光として
ダイクロイックミラー31に入射している。前記半導体
レーザ28Bから発生した青色レーザ光はコリメータレ
ンズ29Bにより整形され平行なレーザ光としてダイク
ロイックミラー32に入射している。
The red laser light generated from the semiconductor laser 28R is shaped by the collimator lens 29R and is incident on the reflection mirror 30 as parallel laser light. The green laser light generated from the semiconductor laser 28G is shaped by a collimator lens 29G and is incident on the dichroic mirror 31 as parallel laser light. The blue laser light generated from the semiconductor laser 28B is shaped by the collimator lens 29B and is incident on the dichroic mirror 32 as parallel laser light.

【0047】前記反射ミラー30は赤色レーザ光を反射
し、直角に折曲げて前記ダイクロイックミラー31に入
射している。前記ダイクロイックミラー31は緑色の光
を反射し、それ以外の光を透過するもので、半導体レー
ザ28Gからの緑色レーザ光を反射して直角に折曲げ、
また、反射ミラー30からの赤色レーザ光をそのまま透
過し、赤色レーザ光と緑色レーザ光の合成した光を前記
ダイクロイックミラー32に入射している。前記ダイク
ロイックミラー32は青色の光を透過し、それ以外の光
を反射するもので、半導体レーザ28Bからの青色レー
ザ光を透過し、また、赤色レーザ光と緑色レーザ光の合
成した光を反射して直角に折曲げ、赤色、緑色、青色の
各レーザ光を合成したレーザ光をポリゴンミラー17の
反射面に入射している。
The reflection mirror 30 reflects the red laser light, bends it at a right angle, and enters the dichroic mirror 31. The dichroic mirror 31 reflects green light and transmits other light, reflects the green laser light from the semiconductor laser 28G and bends it at a right angle.
The red laser light from the reflection mirror 30 is transmitted as it is, and the combined light of the red laser light and the green laser light is incident on the dichroic mirror 32. The dichroic mirror 32 transmits the blue light and reflects the other light, transmits the blue laser light from the semiconductor laser 28B, and reflects the combined light of the red laser light and the green laser light. The laser light obtained by bending the laser light at right angles and combining the red, green, and blue laser lights is incident on the reflection surface of the polygon mirror 17.

【0048】前記ポリゴンミラー17は入射するレーザ
光を主走査方向に走査し、この走査するレーザ光はfθ
レンズ18を通過した後、ガルバノミラー21により副
走査方向に走査され、第1の円筒レンズアレイ19上を
ラスタ走査する。そして、レーザ光は第1の円筒レンズ
アレイ19により主走査方向に偏向され、さらに第2の
円筒レンズアレイ22により副走査方向に拡散されて観
測者23の側に出射される。こうして、簡単な構成で多
視点のカラー立体静止画像やカラー立体動画像を表示で
き、観測者23はこれを見ることができる。
The polygon mirror 17 scans the incident laser light in the main scanning direction, and the scanned laser light is fθ
After passing through the lens 18, it is scanned in the sub-scanning direction by the galvanomirror 21, and raster-scans the first cylindrical lens array 19. Then, the laser light is deflected in the main scanning direction by the first cylindrical lens array 19, further diffused in the sub-scanning direction by the second cylindrical lens array 22, and emitted toward the observer 23. In this way, a multi-viewpoint color stereoscopic still image or color stereoscopic moving image can be displayed with a simple configuration, and the observer 23 can see it.

【0049】(第3の実施の形態)この実施の形態は請
求項7及び8に対応した実施の形態について述べる。な
お、前述した第1、第2の実施の形態と同一の部分には
同一の符号を付し、異なる部分について述べる。
(Third Embodiment) In this embodiment, an embodiment corresponding to claims 7 and 8 will be described. The same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and different parts will be described.

【0050】図10に示すように、複数の異なる波長成
分を含むレーザ光を発生するレーザ光源である白色レー
ザ発振器33を設けている。この白色レーザ発振器33
は、赤、緑、青のスペクトルを同時に発振するため白色
に見えるレーザ光を発生するレーザ光源である。
As shown in FIG. 10, a white laser oscillator 33 is provided as a laser light source for generating laser light containing a plurality of different wavelength components. This white laser oscillator 33
Is a laser light source that emits laser light that looks white because it simultaneously oscillates red, green, and blue spectra.

【0051】前記白色レーザ発振器33からのレーザ光
をコリメータレンズ34で平行なレーザ光に整形した
後、ダイクロイックミラー35に入射している。このダ
イクロイックミラー35は赤色の光を透過し、それ以外
の光を反射するもので、赤色のレーザ光を透過して外部
変調器38Rに入射している。
The laser light from the white laser oscillator 33 is shaped into parallel laser light by a collimator lens 34, and then enters a dichroic mirror 35. The dichroic mirror 35 transmits red light and reflects other light. The dichroic mirror 35 transmits red laser light and enters the external modulator 38R.

【0052】前記ダイクロイックミラー35で反射した
レーザ光をダイクロイックミラー36に入射している。
このダイクロイックミラー36は緑色の光を反射し、そ
れ以外の光を透過するもので、緑色のレーザ光を反射し
て外部変調器38Gに入射している。前記ダイクロイッ
クミラー36を透過したレーザ光を反射ミラー37で反
射して外部変調器38Bに入射している。
The laser light reflected by the dichroic mirror 35 is incident on the dichroic mirror 36.
The dichroic mirror 36 reflects the green light and transmits the other light, and reflects the green laser light to enter the external modulator 38G. The laser light transmitted through the dichroic mirror 36 is reflected by a reflection mirror 37 and is incident on an external modulator 38B.

【0053】前記各ダイクロイックミラー35、36は
波長分離手段を構成し、前記各外部変調器38R、38
G、38Bとともに変調手段を構成している。前記ダイ
クロイックミラー35は白色レーザ光から赤色レーザ光
を分離し、前記ダイクロイックミラー36は緑色レーザ
光を分離する。従って、前記ダイクロイックミラー36
を透過して反射ミラー37に反射する光は青色レーザ光
になる。
The dichroic mirrors 35 and 36 constitute wavelength separating means, and the external modulators 38R and 38R respectively.
G and 38B constitute a modulating means. The dichroic mirror 35 separates red laser light from white laser light, and the dichroic mirror 36 separates green laser light. Therefore, the dichroic mirror 36
Is reflected by the reflection mirror 37 to be blue laser light.

【0054】また、5台のカラービデオカメラ(図示せ
ず)で異なる視点から撮影することにより作成したカラ
ー画像データCD1 〜CD5 を色信号分離回路25に入
力している。この色信号分離回路25は、カラー画像デ
ータCD1 〜CD5 を赤、緑、青の3原色の色信号に分
離し、赤の色信号Rを変調信号発生器26Rに供給し、
緑の色信号Gを変調信号発生器26Gに供給し、青の色
信号Bを変調信号発生器26Bに供給している。
Further, color image data CD1 to CD5 created by taking images from different viewpoints with five color video cameras (not shown) are input to a color signal separation circuit 25. The color signal separation circuit 25 separates the color image data CD1 to CD5 into three primary color signals of red, green and blue, and supplies a red color signal R to a modulation signal generator 26R.
The green color signal G is supplied to the modulation signal generator 26G, and the blue color signal B is supplied to the modulation signal generator 26B.

【0055】前記各変調信号発生器26R、26G、2
6Bは、それぞれ色信号R、G、Bとスタートセンサ1
2からの信号に基づいて変調信号を発生し、それぞれ前
記各外部変調器38R、38G、38Bを駆動すること
で赤色、緑色、青色のレーザ光を変調するようになって
いる。なお、前記各外部変調器38R、38G、38B
としては音響光学素子等の光変調器を使用する。
Each of the modulation signal generators 26R, 26G, 2
6B are the color signals R, G, B and the start sensor 1 respectively.
A modulation signal is generated based on the signal from the second and the external modulators 38R, 38G, and 38B are driven to modulate the red, green, and blue laser beams. The external modulators 38R, 38G, 38B
A light modulator such as an acousto-optic device is used as the light source.

【0056】前記各外部変調器38R、38G、38B
で変調された各色のレーザ光は反射ミラー30、ダイク
ロイックミラー31、32により合成されてポリゴンミ
ラー17の反射面に入射するようになっている。前記ポ
リゴンミラー17は入射するレーザ光を主走査方向に走
査し、この走査するレーザ光はfθレンズ18を通過し
た後、ガルバノミラー21により副走査方向に走査さ
れ、第1の円筒レンズアレイ19上をラスタ走査する。
そして、レーザ光は第1の円筒レンズアレイ19により
主走査方向に偏向され、さらに第2の円筒レンズアレイ
22により副走査方向に拡散されて観測者23の側に出
射される。こうして、簡単な構成で多視点のカラー立体
静止画像やカラー立体動画像を表示でき、観測者23は
これを見ることができる。
The external modulators 38R, 38G, 38B
The laser beams of the respective colors modulated by are combined by the reflection mirror 30 and the dichroic mirrors 31 and 32 and are incident on the reflection surface of the polygon mirror 17. The polygon mirror 17 scans the incident laser light in the main scanning direction. After the scanning laser light passes through the fθ lens 18, the scanning laser light is scanned in the sub-scanning direction by the galvanometer mirror 21, and is scanned on the first cylindrical lens array 19. Is raster-scanned.
Then, the laser light is deflected in the main scanning direction by the first cylindrical lens array 19, further diffused in the sub-scanning direction by the second cylindrical lens array 22, and emitted toward the observer 23. In this way, a multi-viewpoint color stereoscopic still image or color stereoscopic moving image can be displayed with a simple configuration, and the observer 23 can see it.

【0057】なお、この実施の形態では、コリメータレ
ンズ34を白色レーザ発振器33とダイクロイックミラ
ー35との間に配置し、レーザ光の色分解の前にビーム
整形を行うようにしたが、レーザ光は収束特性が波長に
より若干異なるので、ダイクロイックミラーで色分解さ
れたレーザ光毎に個々にコリメータレンズを使用してビ
ーム整形すれば構成は若干複雑になるがより高品位の立
体映像を表示することができる。
In this embodiment, the collimator lens 34 is arranged between the white laser oscillator 33 and the dichroic mirror 35 to perform beam shaping before color separation of laser light. Since the convergence characteristics differ slightly depending on the wavelength, if the beam is shaped using a collimator lens for each laser beam that has been color-separated by a dichroic mirror, the configuration will be slightly complicated, but a higher quality stereoscopic image can be displayed. it can.

【0058】[0058]

【発明の効果】各請求項記載の発明によれば、簡単な構
成で多視点の立体静止画像は勿論、多視点の立体動画像
も表示できる。
According to the present invention, not only a multi-viewpoint stereoscopic still image but also a multi-viewpoint stereoscopic moving image can be displayed with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明における両眼視差を発生させる原理を説
明するための図。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of generating binocular parallax in the present invention.

【図2】本発明における両眼視差を発生させる原理を説
明するための図。
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of generating binocular parallax in the present invention.

【図3】本発明におけるレーザ光の変調動作を説明する
ための図。
FIG. 3 is a diagram for explaining a laser light modulation operation according to the present invention.

【図4】本発明におけるレーザ光の変調動作を説明する
ための図。
FIG. 4 is a diagram for explaining a laser light modulation operation according to the present invention.

【図5】異なる視点から撮影した画像データの内容を示
す図。
FIG. 5 is a diagram showing contents of image data photographed from different viewpoints.

【図6】本発明の第1の実施の形態を示す一部ブロック
を含む構成図。
FIG. 6 is a configuration diagram including some blocks showing the first embodiment of the present invention.

【図7】同実施の形態における第1の円筒レンズアレイ
の構成を示す部分拡大図。
FIG. 7 is a partially enlarged view showing a configuration of a first cylindrical lens array in the embodiment.

【図8】偏向手段の他の例であるマイクロレンズアレイ
の構成を示す部分斜視図。
FIG. 8 is a partial perspective view showing a configuration of a microlens array as another example of the deflecting means.

【図9】本発明の第2の実施の形態を示す一部ブロック
を含む構成図。
FIG. 9 is a configuration diagram including a partial block showing a second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第3の実施の形態を示す一部ブロッ
クを含む構成図。
FIG. 10 is a configuration diagram including a partial block illustrating a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13…半導体レーザ駆動回路(変調手段) 15…半導体レーザ(レーザ光源) 17…ポリゴンミラー(主走査方向の走査手段) 19…第1の円筒レンズアレイ(主走査方向の偏向手
段) 21…ガルバノミラー(副走査方向の走査手段) 22…第2の円筒レンズアレイ(拡散手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Semiconductor laser drive circuit (modulation means) 15 ... Semiconductor laser (laser light source) 17 ... Polygon mirror (scanning means in the main scanning direction) 19 ... First cylindrical lens array (deflecting means in the main scanning direction) 21 ... Galvano mirror (Scanning means in the sub-scanning direction) 22... Second cylindrical lens array (diffusion means)

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光を発生するレーザ光源と、この
レーザ光源からのレーザ光を主走査方向と副走査方向に
ラスタ走査する走査手段と、この走査手段にて走査した
レーザ光を入射位置により主走査方向に周期的に変化す
る偏向角で主走査方向に偏向する偏向手段と、この偏向
手段にて偏向したレーザ光を副走査方向に拡散する拡散
手段と、前記偏向手段による偏向角に対応して複数の視
点から撮影した複数の画像又は複数の視点から撮影され
たかのように合成した複数の画像のデータに基づいてこ
の複数の画像がその撮影方向に対応したそれぞれの方向
に投射するようにレーザ光を変調する変調手段とからな
ることを特徴とする立体映像表示装置。
1. A laser light source for generating a laser beam, scanning means for raster-scanning the laser light from the laser light source in a main scanning direction and a sub-scanning direction, and a laser beam scanned by the scanning means depending on an incident position. A deflecting means for deflecting in the main scanning direction at a deflection angle periodically changing in the main scanning direction, a diffusing means for diffusing the laser light deflected by the deflecting means in the sub scanning direction, and a deflection angle corresponding to the deflecting means. Then, based on data of a plurality of images taken from a plurality of viewpoints or data of a plurality of images synthesized as if taken from a plurality of viewpoints, the plurality of images are projected in respective directions corresponding to the shooting directions. A stereoscopic image display device comprising: a modulation unit that modulates a laser beam.
【請求項2】 レーザ光源は、半導体レーザを備え、変
調手段は、前記半導体レーザの駆動電流を変調してレー
ザ光を変調することを特徴とする請求項1記載の立体映
像表示装置。
2. The three-dimensional image display device according to claim 1, wherein the laser light source includes a semiconductor laser, and the modulating means modulates a driving current of the semiconductor laser to modulate the laser light.
【請求項3】 レーザ光を発生するレーザ光源と、この
レーザ光源からのレーザ光を主走査方向と副走査方向に
ラスタ走査する走査手段と、この走査手段にて走査した
レーザ光を入射位置により主走査方向に周期的に変化す
る偏向角で主走査方向に偏向する偏向手段と、この偏向
手段に入射するレーザ光を収束させる収束手段と、前記
偏向手段にて偏向したレーザ光を副走査方向に拡散する
拡散手段と、前記偏向手段による偏向角に対応して複数
の視点から撮影した複数の画像又は複数の視点から撮影
されたかのように合成した複数の画像のデータに基づい
てこの複数の画像がその撮影方向に対応したそれぞれの
方向に投射するようにレーザ光を変調する変調手段とか
らなることを特徴とする立体映像表示装置。
3. A laser light source for generating a laser beam, scanning means for raster-scanning the laser light from the laser light source in a main scanning direction and a sub-scanning direction, and a laser beam scanned by the scanning means depending on an incident position. Deflection means for deflecting in the main scanning direction at a deflection angle periodically changing in the main scanning direction; converging means for converging laser light incident on the deflecting means; and laser light deflected by the deflecting means in the sub-scanning direction. A plurality of images taken from a plurality of viewpoints corresponding to the angle of deflection by the deflecting unit, or a plurality of images based on data of a plurality of images synthesized as if taken from a plurality of viewpoints. And a modulating means for modulating the laser light so as to project in each direction corresponding to the photographing direction.
【請求項4】 偏向手段は、主走査方向に複数の円筒レ
ンズを配列した円筒レンズアレイからなることを特徴と
する請求項1乃至3のいずれか1記載の立体映像表示装
置。
4. The three-dimensional image display device according to claim 1, wherein the deflecting means comprises a cylindrical lens array in which a plurality of cylindrical lenses are arranged in the main scanning direction.
【請求項5】 偏向手段は、主走査方向及び副走査方向
の両方に複数のレンズを配列したマイクロレンズアレイ
からなり、副走査方向の走査間隔を前記マイクロレンズ
アレイの副走査方向の配列間隔に一致させたことを特徴
とする請求項1乃至3のいずれか1記載の立体映像表示
装置。
5. The deflecting means comprises a microlens array in which a plurality of lenses are arranged in both a main scanning direction and a subscanning direction, and sets a scanning interval in the subscanning direction to an arrangement interval in the subscanning direction of the microlens array. The three-dimensional image display device according to claim 1, wherein the three-dimensional image display device is matched.
【請求項6】 異なる波長のレーザ光を発生する複数の
レーザ光源と、この各レーザ光源からのレーザ光をそれ
ぞれ変調する複数の変調手段と、この各変調手段にて変
調したレーザ光を1つのレーザ光に合成するレーザ光合
成手段と、この合成手段にて合成したレーザ光を主走査
方向と副走査方向にラスタ走査する走査手段と、この走
査手段にて走査したレーザ光を入射位置により主走査方
向に周期的に変化する偏向角で主走査方向に偏向する偏
向手段と、この偏向手段にて偏向したレーザ光を副走査
方向に拡散する拡散手段とからなり、 前記各変調手段は、前記偏向手段による偏向角に対応し
て複数の視点から撮影した複数の画像又は複数の視点か
ら撮影されたかのように合成した複数の画像における前
記各レーザ光源の発生するレーザ光のそれぞれの波長に
対応する複数の色成分毎のデータに基づいて前記複数の
画像がその撮影方向に対応したそれぞれの方向に投射さ
れるようにレーザ光を変調することを特徴とする立体映
像表示装置。
6. A plurality of laser light sources for generating laser light of different wavelengths, a plurality of modulating means for modulating the laser light from each of the laser light sources, and a laser light modulated by each of the modulating means. Laser light combining means for combining with laser light, scanning means for raster-scanning the laser light combined by the combining means in the main scanning direction and sub-scanning direction, and main scanning of the laser light scanned by the scanning means according to the incident position A deflection means for deflecting in the main scanning direction at a deflection angle periodically changing in a direction, and a diffusion means for diffusing the laser light deflected by the deflection means in the sub-scanning direction. Laser light generated by each laser light source in a plurality of images taken from a plurality of viewpoints or a plurality of images synthesized as if taken from a plurality of viewpoints corresponding to the deflection angles by the means A stereoscopic image display device that modulates a laser beam based on data for each of a plurality of color components corresponding to each wavelength so that the plurality of images are projected in respective directions corresponding to the shooting directions thereof. .
【請求項7】 複数の異なる波長成分を含むレーザ光を
発生するレーザ光源と、このレーザ光源からのレーザ光
を波長成分毎に変調する変調手段と、この変調手段にて
変調したレーザ光を主走査方向と副走査方向にラスタ走
査する走査手段と、この走査手段にて走査したレーザ光
を入射位置により主走査方向に周期的に変化する偏向角
で主走査方向に偏向する偏向手段と、この偏向手段にて
偏向したレーザ光を副走査方向に拡散する拡散手段とか
らなり、 前記変調手段は、前記偏向手段による偏向角に対応して
複数の視点から撮影した複数の画像又は複数の視点から
撮影されたかのように合成した複数の画像の前記波長成
分に対応する複数の色成分毎のデータに基づいて前記複
数の画像がその撮影方向に対応したそれぞれの方向に投
射されるようにレーザ光を前記波長成分毎に変調するこ
とを特徴とする立体映像表示装置。
7. A laser light source for generating laser light containing a plurality of different wavelength components, a modulating means for modulating the laser light from the laser light source for each wavelength component, and a laser light modulated by the modulating means. Scanning means for raster-scanning in the scanning direction and sub-scanning direction; deflecting means for deflecting laser light scanned by the scanning means in the main scanning direction at a deflection angle periodically changing in the main scanning direction depending on the incident position; And a diffusing unit for diffusing the laser beam deflected by the deflecting unit in the sub-scanning direction. The plurality of images are projected in respective directions corresponding to the shooting directions based on data for a plurality of color components corresponding to the wavelength components of the plurality of images synthesized as if shot. Stereoscopic image display apparatus characterized by modulating the urchin laser beam for each of the wavelength components.
【請求項8】 変調手段は、レーザ光源からのレーザ光
を波長成分に対応する複数のレーザ光に分離する波長分
離手段と、この波長分離手段にて分離した各レーザ光を
それぞれ変調する複数の変調器と、この各変調器で変調
した複数のレーザ光を1つのレーザ光に合成する合成手
段とからなることを特徴とする請求項7記載の立体映像
表示装置。
8. A modulator, comprising: a wavelength separator for separating a laser beam from a laser light source into a plurality of laser beams corresponding to wavelength components; and a plurality of modulators for respectively modulating each of the laser beams separated by the wavelength separator. 8. The three-dimensional image display device according to claim 7, comprising a modulator and a synthesizing means for synthesizing a plurality of laser beams modulated by each modulator into one laser beam.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6932476B2 (en) 2002-09-20 2005-08-23 Canon Kabushiki Kaisha Stereoscopic image display apparatus and stereoscopic image display system
KR100667740B1 (en) * 2000-06-19 2007-01-12 삼성전자주식회사 3D projection type image display apparatus
US7375885B2 (en) 2003-03-31 2008-05-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Autostereoscopic display
JP2008219618A (en) * 2007-03-06 2008-09-18 Denso Corp Video display apparatus
US8836769B2 (en) 2005-07-25 2014-09-16 Canon Kabushiki Kaisha 3D model display apparatus with array modulator
WO2015043098A1 (en) * 2013-09-25 2015-04-02 清华大学深圳研究生院 Multi-viewing angle naked-eye three-dimensional display system and display method therefor

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