JPS62217790A

JPS62217790A - 立体画像撮像表示システム

Info

Publication number: JPS62217790A
Application number: JP61059555A
Authority: JP
Inventors: Shojiro Osada; 長田　昌次郎; Ichiro Yuyama; 湯山　一郎
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1986-03-19
Filing date: 1986-03-19
Publication date: 1987-09-25
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: JPH0748878B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は両眼式立体画像を表示し、あるいは撮像する方
式に関し、特に左右１対の画像を単一の画像表示面で表
示し得る立体画像方式に関する。

し従来の技術］両眼式立体画像装置は左右２筒所から撮られた１対の画
像を何んらかの方法で視聴者の左右の眼に選択的に分け
て見えるように与えることによつで立体像を得ている。

したがって、従来は２色（例えば赤と青）で左画像と右
画像を分離したり、左右の画像を駒毎に交互に切換えて
表示し、その表示に同期してめがねにとりつけたシャッ
ターを駆動して、分離する方法がとられていた。

また、あるいは左右画像の表示面を縦格子状に細かく分
けて配置し、それに合せて、レンチキュラレンズを配置
し、左右の画像を特定の光路領域でのみ分離されて出現
するようにして、それに適応した位置で観察し、立体画
像を見えるようにしていた。

一方、光の偏光特性を用いて、左右像を分離する方法が
ある。一般には直交した位置に２つの画像表示面を配置
し、それに偏光フィルターを張り、ハーフミラ−によっ
て一つの方向に左右画像を合成し、偏光めがねを着用す
ることにより、立体像を観察する方法である。

第９図にこの場合の左右画像を合成する方法を示しであ
る。

図において、２１．２２は画像表示のブラウン管、２１
’　　、　２２’　　は偏光板、２３はハーフミラ−１
２４は偏光めがねである。

さらにまた、２つの画像表示面を、単一の画像表示面に
して、左右画像の表示を可能としたものとして、画像表
示面を空間分割して、各画素または各画素列毎に左右画
像を割り当て、それぞれ該当する領域に偏光フィルター
を交互に置いて観察するものがある。例えば特開昭５８
−２１８２９２　（西ドイツ）はライン毎または縦格子
毎に分割して交互に配Ｈしている。

いずれにおいても、その配置は固定されているので、そ
れぞれの画素もしくは画素列は割り当てられた左あるい
は右の画像のみしか表示しない。

また、さらに、一定時間毎に交互に分割して、シャッタ
ー付めがねで選択して分離する方法は、めがねに動的な
（電子的なものも含む）装置を必要とし、一方各左およ
び右の画像の表示が、半分の駒数にな、す、現行のテレ
ビジョン方式の規格と対比して、駒（フィールド）の交
替周期が半分の３０１１２となり、見た目にちらつきを
感じさせる。

そして、これをなくすため表示装置を改造して駒数を倍
にすることは装置が膨大となり、経費の負担も増すと共
に、従来の非立体画像（現行のテレビジョン方式による
画像）と規格が合わないという欠点がある。

また、レンチキュラーレンズか、偏光フィルターのいず
れかを用いる方法においても、単一の画像表示面に左右
の画像を空間的に分割する方法では、時間分解能の低下
はないが、当然ながら、空間分解能が半分に低下すると
いう欠点があ、る。

特に、動画像を目的とするテレビジョン画像においては
、空間分解能を保ち、しかもさらに時間分解能（毎秒あ
たりの交替駒数、ただし、同じ画像のくり返しでなく、
撮影に合せて画像のかわっていく駒数）を高くする必要
がある。

［発明が解決しようとする問題点］そこで、本発明の目的は、２つの画像面を用いずに、牟
−の画像面を用いて、しかも左眼および右眼用の画像を
分離して、立体画像を表示させるようにし、しかもｌ）　非立体画像（従来の平面画像のこと）も表示でき
ること（両立性）。

２）立体画像の伝送情報１ｔ（毎秒あたりの駒数）を非
立体画像のそれと同等にすること。

３）　立体画像の時間分解能を低下させないこと。

４）　空間分解能を低下させないこと。

をすべて満足する極めてすぐれた方式を提供することで
ある。

また、本発明による画像表示の方式は、立体画像を撮像
するのに、２台のカメラを用いずに、一台のカメラで、
すなわち、単一の結像面に左および右の２つの画像を結
像させて撮像し、これを左・右２つの画像に分離して、
上記１）　、２）　、３）および４）の各項を満足して
いる映像信号をとり出しうることも可能とするものであ
る。

［問題点を解決するための手段］そこで本発明は、両眼立体画像の一対の左および右の画
像を単一の結像面に表示するに当り、結像面を空間的に
画素の単位領域に分割し、その隣接した画素の単位領域
に、左および右の画像を交互に配置して表示し、しかも
ある画素の単位領域についてみると、左画像の画素から
次に右画像の画素というように、所定時間毎に切換表示
されるような光学的手段を用いたことを特徴とする。

すなわち、左右方向の異なる２位置において得た１対の
左および右画像より成る両眼式立体画像を表示あるいは
撮像する立体画像装置において、空間的に分割された複
数の画素領域を有し、左および右の画像を表示あるいは
受光する単一の結像面を有し、単一の結像面は複数の画
素領域に空間的に分割されており、画素領域のうち隣接
した画素領域に左および右の画像を交互に割り当て、画
素領域に対する左および右の画像の割当てを所定時間毎
に切換えることを特徴とする。

［作　用］本発明によれば、両眼式立体画像の一対の左・右画像を
画素領域に分割して、隣り合った画素領域に左・右の画
像を交互に表示するように配置し、しかも所定時間毎に
、左と右の画像が入れ換わるようにしている。このよう
にすれば、人間の視覚の空間分解能に限界があるため、
前記所定時間後に、隣接する画素領域に表示される右お
よび左画像の画素をその画素領域の間隔では区別τきず
、あたかも一定時間毎に連続して表示されているのと同
等のように感じられ、時間分解能は、低下しない。また
一枚の画像では、空間的に並んだ画素領域の一つに、右
（左）画像、左（右）画像が一定時間間隔毎に表示され
るが、人間の視覚の時間分解能にも限界があるため、次
の画像（例えば１フレーム後の画像）が、同時に提示さ
れているのと同等になり、空間分解能も余り低下しない
。従って、極めてすぐれた画質の立体テレビジョン画像
方式を提供することができる。

［実施例］次に本発明の実施例について、図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の立体画像方式を用いて画像を表示し、
観察するための一実施例を示す構成図である。１は８像
用テレビジョン撮像機、２は左像用テレビジョン撮像機
、３は分割映像信号合成回路、３Ａは分割切換信号発生
器３Ｂは同期信号付加回路、４はテレビジョン撮像機の
フレーム周期で切換えるための切換信号回路、５は単一
の画像表示面、６は画像表示面５に対向して設けられる
分割切換偏光板、７は偏光めがね、８および８′　はそ
れぞれ画素の単位領域に対面する偏光フィルターである
。

まず、被写体を８像用テレビジョン撮像機１および左像
用テレビジョン撮像機２によって得られた各左および右
の画像信号は、画素の単位領域毎に分割するための、分
割映像信号合成回路３に入力される。ここで、左画像信
号と右画像信号とは、分割切換信号発生器３Ａからの制
御信号により、画素の単位領域に相当する時間間隔で切
換えられて、左、右の画像信号が交互にとり出される。

すなわち、ここで時間間隔は例えば、１水平走査有効期
間が７５０個の単位領域であれば、５３μｓを７５０で
割った７０ｎｓｅｃであり、これは約１４　Ｍ　１１　
ｚ周期で切換えられることに相当する。

そして左と右画像との切換えの位相を合わせるために、
テレビジョン撮像機の同期信号が使われる。

かくして、とり出された交互に連続する左、右画像信号
と、テレビジョン同期信号とが、同期信号付加回路３Ｂ
で合成されて、分割映像信号がつくり出されて出力され
る。

一方受信側では、分割映像信号合成回路３から送られて
来た分割映像信号に含まれる垂直同期信号を切換信号回
路４により分高１ｔシ・、それに同期して得られた切換
信号を分割切換偏光板６に供給する。

分割切換偏光板６は、画素表示面５の直前におかれ、画
像表示面５の各画素の単位領域に対応して、偏光特性を
持つ偏光フィルター８が、多数集合したものから成った
フており、隣り合った偏光フィルター８と８′　との偏
光特性は互いに直交したもので配置さねている。しかも
この各々の偏光フィルター８と８′　との偏光特性を上
述した切換信号回路４からの切換信号により切換えるこ
とができるものである。

このようにして、画像表示面５の画素の単位領域に逐次
表示された左、右画像を分割切換偏光板６を通して、偏
光めがね７を用いて観察するようにしたものである。そ
して、左、右画像は分割切換偏光板６によりテレビジョ
ンのフレーム周期で画素領域が変換して表示されるが、
偏光めがわ７によりつねに芹、右画像を選択・分離し２
て観察できる。

第２図は、画像表示面５のＲ，Ｇ、１３３原色からなる
画素の単位領域の一実施例を示すブロック図である。９
．ｌＯは隣り合った画素の単位領域で、左画像りと、右
画像Ｒが表示されるのを示している。

第３図は、画像表示面５と、それに対応する分割切換偏
光板の構造の一実施例を示す部分図である。

８と８′はお互いに隣接し／、かつ直交した偏光特性を
持つ偏光フィルターであり、９と１０とは、８と８′の
偏光フィルタ・−が重ね合わされた画像表示面の隣接し
た画素の単位領域を示している。

分割切換偏光板６は、８と８′の一対になる偏光フィル
ターの集合から成り立っており、各偏光フィルターの表
裏両面は透明電極になっており、これに加わる電圧を切
換えることにより、偏光フィルターの偏光特性が制御さ
れる。

かくして、受信側で上述した分割映像信号は画像表示を
するための駆動装Ｗ（図示されない）に送られて順次画
像表示面５の画素を駆動し、左右画像を同一表示面上に
表示する。

これをさらに画像表示面の全面にわたって、どのように
配置されるかを以下の図で説明する。まず、第４図〜第
６図に画像表示面５および分割切換偏光板６の時間的空
間的画素切換選択の態様を示す。

第４図は１フレームの順次走査の信号の画素切換の態様
を示す一実施例である。

この場合は、画素の単位領域毎に隣接して左像（Ｌで示
す）と左像（Ｒで示す）とが、交互に表示され、それに
対応する偏光フィルターは直線偏光フィルターを用いた
場合、その偏光角が互いに直交する状態に配置され、一
つのフレーム周期［ｔｘｙＴ１］では、図の左方に示し
たようなしとＲとの配列が得られ、次の周期［ｔ２．　
Ｔ２］では、その偏光角が切換えられて図の右方に示し
たようなＬとＲどの配列になり、フレーム周期毎に左・
右の画像が画素の単位領域で交互に表示される。

この分割切換偏光板６は、Ｐｌ、ｚＴセミラック、ある
いは液晶で形成し、切換信号の電気的駆動により、その
偏光角を切り換えることが出来る。各偏光フィルタの電
極は透明電極あるいは画素の単位領域９および１０など
の蛍光体をさけて配置され、それらの電極はＲ領域はＲ
領域同志、Ｌ領域はＬ領域同志を接続される。

第５図は１フレームがインターレースで走査される場合
の画素切換の態様を示す他の実施例である。

この場合はフィールド周期［Ｔ１．Ｔ２］では、左右画
像の水平方向の分割のタイミングは全ての水平走査線で
同じであり、すなわち縦方向で左像あるいは左像のいず
れかを表示する。つまり、第５図において、Ｔｌフィー
ルド期間の各画素領域の表示は、奇数列の■、■・・・
の順に走査されるから、いずれの場合もＬＲＬ・・・の
順に表示される。この場合縦方向には（１）行目はＬの
み、（２）行目はＲのみが表示されることが分る。

次のＴ２２フイールド間も同様に、偶数列の■。

■・・・の順に走査されるから、ＲＬＲ・・・の順に表
示される。この場合も縦方向には（１）行目はＲのみ、
（２）行目はＬのみが表示されることが分る。

かくして、第１フレームｔ１周期が終了して、次の第２
フレームｔ２周期では偏光フィルターの特性が切換えら
れて、Ｔ３３フイールド間は、上述のＴｌフィールド期
間と画素領域の表示は、ＲとＬが逆転して、奇数列の■
、■・・・は、ＲＬＲ・・・の順に表示される。同様に
Ｔ４４フイールド間の場合も、Ｔ２フィールドの場合と
はＬとＲとが逆転して偶数列の■、■・・・は、ＬＲＬ
・・・の順に表示される。

この場合の偏光フィルタの電極は、斜め方向にしあるい
はＲの同じ偏光角の領域同志を接続するようにする。

第６図は同じインターレース走査の場合の画像切換の態
様を示すもう一つの他の実施例である。

この場合は１つのフィールド内で左右画像を千鳥配列に
しである。

この場合も同様に電極は千鳥型に、同じ偏光角を持つ領
域のもの同志を接続すればよい。

第７図は画素領域の一列全部を左あるいは右いずれかの
像として表示する場合の画像切換の態様を示すもう一つ
の他の実施例である。順次走査の場合はＴ１のフレーム
期間１列■、■、■、■・・・はＬＲＬＲの順で切り換
え、Ｔ２のフレーム期間はＲＬＲＬの順に逆転して切り
換えて表示する。

インターレース走査の場合はＴ、のフィールド期間で奇
数列■、■、■にＬＲＬ、Ｔ２−のフィールド期間で偶
数列■、■・・・にＬＲ，次の７３．Ｔ、のフレーム期
間ではＬＲを逆転して切り換えて表示される。

以上の実施例では、分割切換偏光板６を構成している偏
光フィルターの偏光特性を、切換信号回路４よりの切換
信号で切換えているが、偏光フィルタの偏光特性を切換
えるかわりに、観察者が着用している偏光メガネの偏光
特性を上述した切換信号で切換えても良いことは言うま
でもない。

第８図は左・右画像を分割するテレビジョン信号として
、１台のテレビジョン撮像機でとり出すための一実施例
を示すブロック図である。

１２はテレビジョン撮像機、１３．１４は偏光板、１５
．１６，１７．１８は鏡、１９は結像レンズである。

第８図では、分割切換偏光板６を用いて、１台のテレビ
ジョン撮像機１２のみで左・右分割映像信号を得ること
ができる。すなわち、撮像機１２の光電変換面５の前に
、分割切換偏光板６を置き、切換信号回路４の出力で、
画素の単位領域の偏光特性を制御、する。この撮像機１
２には異なる視方向からの像が、それぞれ、直交する偏
光性を有して、重ねて結像するように、光学系を配置す
る。例えば第８図に示すように左右の異なる位置に鏡１
５、ｉ６，１７．１８を相対して置く。そして各視点か
らの像が光電変換面５に結像するようにし、さらに各視
点の開口部に偏光特性が直交する偏光板１３．１４をそ
れぞれ置くようにする。これにより、左右像が空間分割
され、かつ、フレーム毎に切換わった分割映像信号が撮
像機１２によりとり出される。

以上の実施例では、分割切換偏光板６を構成している偏
光フィルター８および８′の偏光特性を切換信号回路４
よりの切換信号で切換えているが、その代りに偏光板１
３．１４の偏光特性を上述した切換信号で切換えても良
いことは言うまでもない。

以上の実施例では、左右画像を分離する手段としての偏
光フィルターには、直線形偏光フィルターを使って、偏
波面の角度を互いに直交せるものとして用いたが、他に
偏光フィルターとしては、円偏波の回転方向を時計方向
と、反時計方向とに切換えるものを用いても良い。

また、本発明による立体画像方式は、テレビ画像信号に
より表示あるいは撮像されるものであって、ｃｎＴｔｆ
ｆｉ像管の他、プラズマディスプレー。

ＣＣＤ液晶等のディスクリート型の表示あるいは撮像装
置、または投写型表示装置でも利用できるものである。

［発明の効果］本発明によれば、両眼式立体画像の一対の左右画像を単
一の結像面に表示するに当り、結像面を空間的に画素領
域に分割し、その画素領域に左右画像を交互に配置して
表示し、あわせて例えばある画素領域が左画像の画素、
次に、右画像の画素となるように一定時間毎に切換表示
し、光学的手段を用いて、左右像を選択し、分離するよ
うにしている。そのため、ある−組の隣り合った画素領
域には、前記一定時間（例えば１フレーム）毎に、８像
および左像を交互に表示されるが、人間の視覚の空間分
解能に限界があるため、前記一定時間後に、隣接する画
素領域に表示される右および左画像の画素をその画素領
域の間隔では区別できず、あたかも一定時間毎に連続し
て表示されているのと同等のように感じられ、時間分解
能は、低下しない。また一枚の画像では、空間的に並ん
だ画素領域の一つに、右（左）画像、左（右）画像が一
定時間間隔毎に表示されるが、人間の視覚の時間分解能
にも限界があるため、次の画像（例えば１フレーム後の
画像）が、同時に提示されているのと同等になり、空間
分解能も余り低下しない。

このように左右画像共に、フィールド周期毎に表示され
ているのと同等になるため、動画像も自然の動きで再現
される効果がある。

また、偏光フィルターの偏光特性の切換周期は、フレー
ム周期の比較的長い周期であるので、用いられる偏光フ
ィルター（例えば液晶）に高速応答性を必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の立体画像方式の一実施例を示す構成図
、第２図は本発明の画像表示面における画素の単位領域の
一実施例を示す図、第３図は本発明の画像表示面と分割切換偏光板の構造の
一実施例を示す部分図、第４図は１フレ一ム順次走査信号の画素切換の態様を示
す一実施例の図、第５図は１フレームがインターレース走査される場合の
画素切換の態様を示す他の実施例の図、第６図は第５図
のインターレース走査の場合の画素切換の態様を示すも
う一つの他の実施例の図、第７図（Ａ）および（Ｂ）は１フレ一ム順次走査信号（
八）および１フレーム１″ンターレース走査信号（Ｂ）
の場合の画素切換の態様を示すもう一つの他の実施例の
図、第８図は１台のテレビジョン撮像機で左右画像信号を分
割してとり出すための一実施例を示すブロック図、第９図は従来の技術のハーフミラ−で左右画像を合成す
る方法を示す図である。１・・・左像用テレビジョン撮像機、２・・・左像用テレビジョン撮像機、３・・・分割映像信号合成回路、３八・・・分割切換信号発生器、３Ｂ・・・同期信号付加回路、４・・・フレーム周期で切換える切換信号回路、５・・・単一・画像表示面、６・・・画像表示面５と対向して設けられる分割切換偏
光板、７・・・偏光めがね、８．８′・・・画素領域に対面する偏光フィルター、９．１０・・・隣り合った画素の単位領域、１２・・・
テレビジョン撮像機、１３．１４・・・偏光板、１５．１６，１７．１８・・・鏡、１９・・・結像レンズ、２１．２２・・・ブラウン管、２１’　　、２２’　・・・偏光板、２３・・・ハーフミラ−１２４・・・偏光メガネ。４；冒：出願人　　日本放送協会

Claims

【特許請求の範囲】１）左右方向の異なる２位置において得た１対の左およ
び右画像より成る両眼式立体画像を表示あるいは撮像す
る立体画像装置において、空間的に分割された複数の画
素領域を有し、前記左および右の画像を表示あるいは受
光する単一の結像面を有し、該単一の結像面は複数の画
素領域に空間的に分割されており、前記画素領域のうち
隣接した画素領域に前記左および右の画像を交互に割り
当て、前記画素領域に対する前記左および右の画像の割
当てを所定時間毎に切換えることを特徴とする立体画像
方式。２）特許請求の範囲第１項記載の立体画像方式において
、前記結像面に対向して、前記複数の画素領域の各々に
対応して２種類の偏光特性をとり得る偏光領域を交互に
配置した分割偏光板を配設し、前記偏光領域の２種類の
偏光特性を前記所定時間毎に切換えうるようにしたこと
を特徴とする立体画像方式。