JPS6238695A

JPS6238695A - 立体表示システム

Info

Publication number: JPS6238695A
Application number: JP60178337A
Authority: JP
Inventors: Masao Hiramoto; 政夫平本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-08-13
Filing date: 1985-08-13
Publication date: 1987-02-19

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】産業上の利用分野木光明は、観察物の形状を観察方向に対応して見ること
が出来る立体表示システムに関するものである。

従来の技術近年、被写体を出来るだ（）正確、鮮明に捉え、映像と
して見るために、撮像方式、光像デバイス、表示装置の
研究間化がさかんである。それら仙究聞ブｔの方向とし
ては、２つの方向が考えられ、１つ（よし像デバイスの
多画素化、高感度化の開発、！５よび高解像度７レビジ
ヨンの開発でり、もう１つは立体表示システムの開鎖で
ある。

曲名の方は、実用の撮像デバイスおよびテレヒ゛ジ日ン
を基に、着実に開発も進み、多画素高感度撮像デバイス
、高解像度テレビジョンも実用化の一歩手、１ｉｔまで
来ているが、後者の方は、実用化しているものも一部あ
るが、撮像方式、銀像条件、表示条件等に制約があり、
一般に広く実用化されるのは難しい状態で必る。しかし
、その中でも、ｌ１ｉｉ像方式、装置系の構成が比較的
簡易ぐある２眼式の立体表示システムが注目されてきた
。ところがこの方式でも、光像を見る場合に右と左とが
異なった色のめがねや偏光めがねをかけなければならず
、観察者を心理的に制約する形になっていた。

その他めがねをかけずに立体視出来るものはあるが、主
として静止画の立体像である。これについては、例えば
、［立体像の表示を目的としたボログラフィー技術」木
田徒人、光学技術］ンタクト、第２２巻、第８号（１９
８４）、あるいは「ホログラフィ−のディスプレイへの
応用」岩Ｅｌｌｆ１部、光学技術］ンタクト、第１９＠
、第９号（１９８２）参照。動画としては、現状の撮像
装置や表示装置を応用して立体視出来るものとして、複
数の撮像装置、複数のプロジェクタ−を用いたものがあ
る。これについては、例えば「立体テレビジョン」木谷
晃夫、テレビジョン学会誌、第３６巻、第１２号（１９
８２）参照。

しかしこの場合にしても、立体表示システムとしてかな
り大ぎいものになる上、シテスム作製上大変なコストが
かかる。さらに、１つの撮ｔ＆［ｉ置を使って立体像を
表示する方法もある。これについては、例えば「立体テ
レビジョン」木谷晃大、テレビジョン学会誌、第３６巻
、第１２号（１９８２）、あるいは、エイチ、ヒグチ、
ジエイ、ハマサキ「リアル　タイム　トランスミッショ
ン　オブ　３　ディー　イメージ　フォームド　バイ　
バララクスパノラマグラムス」アプライド　Ａブ１イク
ス。

１７．２４（１９７８）口１．ｌＩｉｇｕｃｈｉ　ａｎ
ｄ　Ｊ、１ｌａＩｌａｓａｋｉ；　　”Ｒｅａｔ−ｔｉ
ｌｌｅ　ｔｒａｎｓＩＩｌｉｓｓｉｏｎ　ｏｆ　３−Ｄ
　ｉｎａｇｅｆｏｒＩｌｅｄ　ｂｙ　ｐａｒａｌｌａｘ
　ｐａｎｏｒａｍａｇｒａｎｓ”　、＾ＤｐｌｉｅｄＯ
ｐｔｉｃｓ、１７．２４（１９７８）３　参照。しかし
、そｈ　ニ）Ｄいるイメージ反転光学系（ＩＣＯ；　Ｉ
ｌａｇｅ　ＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＯｐｔｉｃｓ）が開発
段階であることや、現状の４〜５倍高い解像度を有する
撮像デバイスや７レビジヨンが必要であるという問題が
ある。

ざｔ明が解決しようとする問題点このように従来は、現状の撮像装置やテレビジョンの解
像度で、撮像装置を１つ用いて、偏光めがね等をかけず
、動画の立体像を表示する立体表示システムは存在せず
、このような立体表示シテスムの実現が望まれていた。

本発明は上記従来の問題点を解演づるもので、現状の撮
像装置やテレビジョンの解像度で、撮像装置を１つ用い
て、偏光めがね等をかけず、裸眼で直接動画の立体像を
見ることが出来る立体表示システムを提供することを目
的とする。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決するため、本光明の立体表示システム
は、透過させる光の方向を周期的に選択する入射光選択
手段と、この入射光選択１段により透過させられた光を
集光して結像させる結像１段と、この結像手段により結
像されられた光像を光像する撮像板と、この跋像板によ
りし像され光像を表示づる表示板と、前記入射光選択手
段と１ｉｉ１期してこの入射光選択手段により透過さゼ
られた光の入Ｑ＝Ｊ方向と同方向に前記表示板からの光
を偏向８゛せるＧ向手段とをピロえた構成としたもので
ある。

作用上記構成によれば、撮像装置にあらゆる方向から入射し
て来る光から所定の方向の光のみを所定の周ＩＩＩ］で
通過させ、照像板上に結像させて光情報を取り出し、取
り出した光情報を表示板に映し出Ｊとともに、入１＝Ｊ
光選択手段に入射して来た方向へ、同一周期で光を偏光
させる。短時間に透過きぼる光の方向を変えて以上の操
作をくり返し行えば、立体的に映像を見ることが出来る
。このＪ、うにしてＩｆｒｉ像装置を１つ用いて、偏光
めがね等をかけず、ｆｊＪ画の立体象を見ることが出来
る。

実施例以下、Ａ発明の実施例を第１図〜第３図に基づいて説明
する。

第１図は木花明の第１の実施例にお（プる立体表示シス
テムの構成図である。まず銀像８置についで説明”Ｊ−
８ｏ第１図において、１は入射光をイの°）４面に集光
さけるだめの第１の平凸レンズ板で、これは平凸レンズ
肝を二次元状に配列したものである。２は第１の平凸レ
ンズ板１の裏面（焦点面）上に設けられた第１のピンホ
ール群であり、これらは前記平凸レンズ肝と１対１に対
応している。

３は第１のピンホール群２を通過して来た光を映し出す
ための拡散板、４は拡散板３上に映し出され！ζ像を撮
像板５上に結像させるための凸レンズである。次に表示
装置について説明する。６は撮像板５により撮像した像
を表示する表示板、７は表示板６の仝而に設けられた第
２のビンボール群、８は第２のピンホール群７と１対１
に対応した第２の平凸レンズ板であり。その焦点面上に
第２のビンボール群７が設けられている。前記ピンホー
ル群２．７の各ピンホール形状は矩形である。

次に動作を説明でる。まず、斜め平行光線（八）〜（Ｇ
）が第１の平凸レンズ板１に入射すると、集光され、第
１の平凸レンズ板１の裏面上に焦点を結ぶ。その焦点を
結んだ光のみを通過させるように第１のピンホール群２
を配置すると、平行光線（＾）”ｌＧ）のみを通過させ
ることが出来る。次に平行光？Ｊ　ｆＡ）〜（Ｇ）を第
１のピンホール群２の後に配置きれた拡散板３上に映し
出し、映し出された像をレンズ４を使って撮像板５でｌ
像する。但し、第１のピンホール群２を通過して来た光
が重ならないように拡散板３の位置を調整しなければな
らない。銀像した像は表示板６上に表示される。

第２の平凸レンズ板８の焦点面上に配置された第２のピ
ンホール群７の位置を次のように決める。

斜め平行光１％！（＾）〜（Ｇ）が第１の平凸レンズ板
１に入射して来た方向に、表示光が偏向される様に、第
２の平凸レンズ板８に対して第２のピンホール群７の位
置を設定する。このようにすることによって、撮像装置
に入って来た斜め光を、表示装置では同方向に出射でき
る。次に、第１のピンホール群２を同一平面内でわずか
移動させることによって、撮像装置に入射させる光の向
きをかえるとともに、表示側では第２のピンホール群７
を同一平面内で第１のピンホール群２と同期させて逆方
向に移動させ、光の出射方向を入射方向と一致させる。

さらに、光の入射方向の範囲を限定して、以上の動作を
高速の所定周期で連続して行えば、立体視出来る。

このように本実施例によれば、第１の平凸レンズ板１と
第１のピンホール群２と拡散板３と凸レンズ４と躍像板
５と表示板６と第２のピンホール群７と第２の平凸レン
ズ板８とを設（プ、第１のピンホール群２と第２のピン
ホール群７とを同期させてかつ逆相で、それぞれ同一平
面内で微動させることにより、立体視出来る。諌た撮像
板５および表示板６は従来の解保度を有づるものにを使
用でき、しかも偏光めがね等を使用する必要はない。

次に、本発明の第２の実施例について、第２図および第
３図を用いて説明する。上記第１の実施例では、所定周
期で上下左右方向からの光を麗像装置に方向別に入射さ
せ、表示装置では、入ｑ１方向に光を偏向させて出射し
たが、実際の立体視ては、左右方向からの光情報が得ら
れれば充分である。そこで、第２の実施例では、左右方
向からの光情報のみが方向別に得られるようにした。

第２図は本発明の第２の実施例における立体表示シス千
、′−＼（Ｄ構成図である。まず撮像装置について説明
する。１１．１２は第１および第二０の凸形シリンダー
レンズで、これらの形状をそれぞれ第３図（ａ）ｆＢ）
に示す。第１の凸形シリンダーレンズ１１は垂直方向に
光を集光させ、第２の凸形シリンダーレンズ１２は水平
方向に光を集光させる。１３は第１のレンティキュラー
板で、かまぼこ形のレンズが多数配列された構造であり
、一方向に光を集光させる。１４は第１のレンテイキュ
ラー板１３の各かまぼこ形レンズに対応してその焦点面
に設けられた第１のスリット群で、３，５は第１の実施
例で用いられた拡散板および撮像板である。これらによ
り層像装置が構成されている。次に表示装置について説
明する。１５は第２のレンテイキコラー板１６の焦点面
上に第２のレンテイキュラー板１６の各かまぼこ形レン
ズに対応して設けられた第２のスリット群であり、６は
第１の実施例で用いられた表示板であって、これらによ
り表示装置が構成されている。

次に動作を説明する。斜め平行光線（＾）〜（Ｆ）が第
１の凸形シリンダーレンズ１１を通過すると、垂直方向
に光が集光して来る。さらに第１のレンティキュラー板
１３により、光が各部で水平方向に集光し、第１のレン
ティキュラー板１３の焦点に設けられた第１のスリット
群１４を通過し、第１の凸形シリンダーレンズ１１の焦
点に置かれた拡散板３に像が映る。ただし、第１のスリ
ット群１４を通過して来た光の各々が重ならないように
、第１の凸形シリンダーレンズ１１と拡散板３との位置
を調整しなければならない。この場合、当然のことなが
ら、斜め平行光線（八）〜（Ｆ）のみが通過する様に、
第１のスリット群１４の位置を設定しておかなければな
らない。拡散板３に映し出された像は、水平方向に引ぎ
伸された像であるので、第２の凸形シリンダーレンズ１
２により正常な像に戻して、撮像板５に結像させる。撮
像板５に映し出された件は、表示板６に表示され、第２
のスリット群１５と第２のレンティキュラー板１６とを
通して像を見ることが出来る。但し、第２のスリット群
１５は、第２のレンティキュラー板１６の焦点面上で、
しかも平行光線（八）〜（Ｆ）が第１のレンティキュラ
ー板１３に入射した方向と同方向に偏向する球に配置し
なければならない。以上の設定の上、さらに、第１のス
リット群１４を、同一平面内で、水平方向に高速の所定
周期で微ｖＪさせると、入射させる光が方向別に得られ
、次に第２のスリット群１５を同期して逆相で微動させ
ると、入射方向と同方向に画像を連続出射できる。すな
わち、水平方向の別角度からの光情報が得られ、それら
を入射方向と同方向に出射するので、水平方向に立体像
を見ることが出来る。

このように本実施例によれば、第１の凸形シリンダーレ
ンズ１１と第１のレンティキュラー板１３と第１のスリ
ット板１４と拡散板３と第２の凸形シリンダーレンズ１
２と撮像板５と表示板６と第２のスリット群１５と第２
のレンティキュラー板１６とを設け、第１のスリット群
１４と第２のスリット群１５とを、同期してかつ逆相で
、それぞれ同一平面内で水平方向に微動させることによ
り、立体視出来る。

また撮像板５および表示板６は従来の解像度を有するも
のを使用でき、しかも偏光メガネ等を使用する必要はな
い。

なお、上記第１の実施例では、第２のピンホール群２と
第２のピンホール群７と＠肋させるとしたが、それらは
物理的に微動させることに限定されるものではなく、光
シヤツタ一群を２次元的に配列し、所定の光シヤツター
を所定周期で開口させれば良い。たとえば偏光板と液晶
とを組み合せた光シヤツタ一群を用いることが出来る。

また、上記第２の実施例でも、第１および第２のスリッ
ト群１４．１５を微動させるとしたが、同様にそれらは
物理的に微動させることに限定されるものではなく、光
シヤツタ一群を配列し、所定の光シヤツターを所定周期
で開口させれば良い。

発明の効果以上述べたごとく本発明によれば、偏光めがね等をかけ
ずに、動画の立体像を見ることが出来る。

しかも、システムに用いる撮像板や表示板などは、従来
の普通の解像度のものを使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における立体表示システ
ムの構成図、第２図は本発明の第２の実施例における立
体表示システムの構成図、第３図（ａ）（ｂ）はそれぞ
れ同立体表示システムにおける第１および第２の凸形シ
リンダーレンズの外観斜視図である。１・・・第１の平凸レンズ板、２・・・第１のピンホー
ル群、３・・・拡散板、４・・・凸レンズ、５・・・撮
像板、６・・・表示板、７・・・第２のピンホール群、
８・・・第２の平凸レンズ板、１１・・・第１の凸形シ
リンダーレンズ、１２・・・第２の凸形シリンダーレン
ズ、１３・・・第１のレンティキュラー板、１４・・・
第１のスリット群、１５・・・第２のスリット群、１６
・・・第２のレンティキュラー板代理人　　　森　　本　　義　　弘Ｓ＋Ｉシー〜へ々＼。区り樫

Claims

【特許請求の範囲】１、透過させる光の方向を周期的に選択する入射光選択
手段と、この入射光選択手段により透過させられた光を
集光して結像させる結像手段と、この結像手段により結
像されられた光像を撮像する撮像板と、この撮像板によ
り撮像された光像を表示する表示板と、前記入射光選択
手段と同期してこの入射光選択手段により透過させられ
た光の入射方向と同方向に前記表示板からの光を偏向さ
せる偏向手段とを備えた立体表示システム。２、入射光選択手段は、２次元状に配列された第１の平
凸レンズ板と、この第１の平凸レンズ板の各レンズ要素
に対応して２次元状に配置されかつ周期的に位置の変わ
る第１のピンホール群と、この第１のピンホール群を通
過して来た光を映し出す拡散板からなり、結像手段は凸
レンズからなり、偏向手段は、前記第１のピンホール群
に対応して同一周期で位置の変わる第２のピンホール群
と、この第２のピンホーネ群の各ピンホールに対応して
作られた第２の平凸レンズ板とからなる構成とした特許
請求の範囲第１項記載の立体表示システム。３、入射光選択手段は、垂直方向に光を集光させるため
の第１の凸形シリンダーレンズと、第１のレンティキュ
ラー板と、この第１のレンティキュラー板の各要素に対
応して配列されかつ周期的に位置の変わる第１のスリッ
ト群と、この第１のスリット群を通過して来た光を映し
出す拡散板とからなり、結像手段は水平方向に光を集光
させるための第２の凸形シリンダーレンズからなり、偏
向手段は、前記第１のスリット群に対応して同一周期で
位置の変わる第２のスリット群と、この第２のスリット
群の各スリットに対応して作られた第２のレンティキュ
ラー板とからなる構成とした特許請求の範囲第１項記載
の立体表示システム。