KR101363244B1 - 입체 화상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 시인 위치로부터 시인할 수 있는 화상 생성 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제의 해결 수단으로서, 표시면을 갖는 표시 장치와, 상기 표시 장치의 표시면에 인접하고, 상기 표시면과 평행하게 설치되며, 한쪽의 면은 상기 표시면으로부터의 광이 제 1 결상점에서 결상하는 제 1 볼록부 및 제 1 평면부를 포함하고, 다른 쪽의 면은 평면인 제 1 광학부와, 상기 제 1 광학부에 인접하고, 상기 제 1 광학부와 평행하게 설치되며, 한쪽의 면은 상기 표시면으로부터의 광이 상기 제 1 결상점과 상이한 제 2 결상점에서 결상하는 제 2 볼록부 및 제 2 평면부를 포함하고, 다른 쪽의 면은 평면인 제 2 광학부를 구비하고, 상기 제 1 볼록부를 통과하여 상기 제 1 결상점에서 결상하는 상기 표시면으로부터의 광은 상기 제 2 평면부를 통과하고, 상기 표시면으로부터의 광은, 상기 제 1 평면부를 통과하고, 상기 제 2 볼록부를 통과하여 상기 제 2 결상점에서 결상하고, 상기 제 1 결상점과 상기 제 2 결상점은 상기 표시면으로부터 상이한 거리에 설정되어 있는, 입체 화상 표시 장치로 한다.

Description

입체 화상 표시 장치{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 입체 화상 표시 장치에 관한 것이다.
인접한 2개의 카메라에 의해 촬영된 화상의 시차(視差)를 이용해서 입체시(立體視)가 가능한 화상을 생성하는 입체시 화상 생성 장치가 있다. 입체시 화상 생성 장치는, 예를 들면, 인접한 2개의 카메라로 촬영한 화상 중, 한쪽의 카메라에 의한 화상을 좌안(左眼)용 화상으로 하고, 다른 쪽의 카메라에 의한 화상을 우안(右眼)용 화상으로 하여, 생성해서 표시한다.
동일한 대상물에 대하여, 좌안용 화상에 있어서의 위치와, 우안용 화상에 있어서의 위치의 차이를, 시차라고 한다. 화상 내에 존재하는 2개의 대상물에서, 시차량이 상이한 것에 의해, 한쪽의 대상물이 다른 쪽의 대상물에 대하여 앞 또는 안 쪽에 존재하는 것처럼 보인다. 시차량은 시차의 크기이다.
도 1은 입체시 화상의 예를 나타내는 도면이다. 도 1에 있어서, 화상(910)이 좌안용 화상이며, 화상(920)이 우안용 화상이다. 여기에서, 좌안용 화상인 화상(910) 및 우안용 화상인 화상(920)에는, 각각 물체A, 물체B, 물체C가 존재한다. 화상(910) 및 화상(920)의 사이에 있어서의, 이들 물체의 시차에 의해, 도 1의 입체시 화상을 보는 자에게는, 앞에서부터, 물체A, 물체B, 물체C가 존재하는 것처럼 보인다.
입체시 화상 생성 장치는, 이용자의 좌안에 대하여 좌안용 화상을, 우안에 대하여 우안용 화상을 표시하도록 하고, 이용자에게 입체적인 화상을 느끼게 한다. 입체 화상 생성 장치는, 예를 들면, 액정 디스플레이와, 이용자가 장착하는 전용의 안경에 의해, 좌안에 대하여 좌안용 화상, 우안에 대하여 우안용 화상을 표시함으로써, 이용자에게 입체감을 지각시킨다.
일본국 특개2006-235332호 공보 일본국 특개2008-170841호 공보 일본국 특개평06-148763호 공보 일본국 특개평10-174127호 공보 일본국 특개2003-131607호 공보
또한, 입체시 화상 생성 장치에는, 액정 디스플레이에 렌즈 시트를 설치함으로써, 전용의 안경을 사용하지 않고, 좌안 및 우안에 각각 상이한 화상을 인식시키는 것도 있다. 이때, 최적의 시인 위치(시점(視點))는, 액정 디스플레이의 화소의 크기, 렌즈 시트의 형상, 액정 디스플레이와 렌즈 시트의 위치 관계 등에 의해 결정된다. 이때, 입체시 화상을 시인하는 이용자는, 렌즈 시트의 렌즈의 형상, 재질, 렌즈 시트의 위치 등에 의해 결정되는 1개의 위치에서밖에, 입체 화상을 시인할 수 없다.
본건 개시의 기술은, 복수의 시인 위치로부터 시인할 수 있는 입체 화상 생성 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
개시의 기술은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 이하의 수단을 채용한다.
즉, 제 1 태양은,
표시면을 갖는 표시 장치와,
상기 표시 장치의 표시면에 인접하고, 상기 표시면과 평행하게 설치되며, 한쪽의 면은 상기 표시면으로부터의 광이 제 1 결상점에서 결상하는 제 1 볼록부 및 제 1 평면부를 포함하고, 다른 쪽의 면은 평면인 제 1 광학부와,
상기 제 1 광학부에 인접하고, 상기 제 1 광학부와 평행하게 설치되며, 한쪽의 면은 상기 표시면으로부터의 광이 상기 제 1 결상점과 상이한 제 2 결상점에서 결상하는 제 2 볼록부 및 제 2 평면부를 포함하고, 다른 쪽의 면은 평면인 제 2 광학부를 구비하고,
상기 제 1 볼록부를 통과하여 상기 제 1 결상점에서 결상하는 상기 표시면으로부터의 광은, 상기 제 2 평면부를 통과하고,
상기 표시면으로부터의 광은, 상기 제 1 평면부를 통과하고, 상기 제 2 볼록부를 통과하여 상기 제 2 결상점에서 결상하고,
상기 제 1 결상점과 상기 제 2 결상점은, 상기 표시면으로부터 상이한 거리에 설정되어 있는, 입체 화상 표시 장치로 한다.
개시의 실시형태에 따르면, 복수의 시인 위치로부터 시인할 수 있는 입체 화상 생성 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 입체시 화상의 예를 나타내는 도면.
도 2는 본 실시형태의 입체 화상 생성 장치의 구성예를 나타내는 도면.
도 3은 입체 화상 생성 장치의 기능 블록의 예를 나타내는 도면.
도 4는 정보 처리 장치의 하드웨어 구성예를 나타내는 도면.
도 5는 입체 화상 생성 장치(100)의 단면의 예를 나타내는 도면.
도 6은 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈와 표시 장치의 화면의 화소와의 배치의 예를 나타내는 도면.
도 7은 시점이 이동했을 때의 예를 나타내는 도면.
도 8은 입체 화상 생성 장치의 동작 플로우의 예를 나타내는 도면.
도 9는 표시 장치에 대한 렌즈 시트의 부착의 예를 나타내는 도면.
도 10은 표시 장치(102)에 있어서의, 입체 화상을 표시할 수 없다는 표시의 예.
도 11은 제 1 광학부 및 제 2 광학부의 변형예를 나타내는 도면.
도 12는 광학부 및 표시 장치의 변형예를 나타내는 도면.
도 13은 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈를 표시 장치에 대하여 경사 방향에 배치하는 예를 나타내는 도면.
도 14는 제 1 광학부 및 제 2 광학부의 변형예 (1)을 나타내는 도면.
도 15는 제 1 광학부 및 제 2 광학부의 변형예 (2)를 나타내는 도면.
도 16은 제 1 광학부 및 제 2 광학부의 변형예 (3)을 나타내는 도면.
이하, 도면을 참조해서 실시형태에 대해서 설명한다. 실시형태의 구성은 예시이며, 개시의 구성은, 개시의 실시형태의 구체적 구성에 한정되지 않는다. 개시의 구성의 실시에 있어, 실시형태에 따른 구체적 구성이 적절히 채용되어도 된다.
여기에서, 입체 화상 생성 장치에 의해 표시되는 입체 화상은, 동화상이어도, 정지 화상이어도 된다.
〔실시형태〕
도 2는 본 실시형태의 입체 화상 생성 장치의 구성예를 나타내는 도면이다. 입체 화상 생성 장치(100)는, 표시 장치(102), 제 1 광학부(104), 제 2 광학부(106)를 포함한다. 입체 화상 생성 장치(100)는, 도 2와 같이, 표시부(102), 제 1 광학부(104), 제 2 광학부(106)의 순서로 배치된다. 표시 장치(102), 제 1 광학부(104), 제 2 광학부(106)는, 거의 평행해지도록 배치된다.
표시 장치(102)는, 예를 들면 액정 디스플레이이다. 표시부(102)는, 입력되는 지시에 의해, 화상을 표시한다. 표시 장치(102)는, 제 1 광학부(104), 제 2 광학부(106)가 배치되는 측의 면에, 화상을 표시한다.
제 1 광학부(104)는, 표시 장치(102)측의 면에 렌티큘러 렌즈 형상의 복수의 제 1 렌즈와, 평면부를 포함한다. 제 1 광학부(104)의 외측의 면(표시 장치(102)측의 면의 대면)은 평면이다. 제 1 광학부(104)의 외측의 면은 제 2 광학부(106)와 접해 있어도 된다. 제 1 렌즈 및 평면부는, 표시 장치의 화면의 화소 배열(표시 소자의 배열)의 종방향과 평행해지도록 설치된다.
제 2 광학부(106)는, 외측의 면(표시 장치(102)측의 면의 대면)에 렌티큘러 렌즈 형상의 복수의 제 2 렌즈와, 평면부를 포함한다. 제 2 광학부(106)의 표시 장치(102)측의 면은 평면이다. 제 2 광학부(106)의 표시 장치(102)측의 면은 제 1 광학부(104)와 접해 있어도 된다. 제 2 렌즈 및 평면부는, 표시 장치의 화면의 화소 배열(표시 소자의 배열)의 종방향과 평행해지도록 설치된다.
제 1 광학부(104) 및 제 2 광학부(106)는, 투명한 평면판에 의해 전면(全面)을 보호받아도 된다. 제 1 광학부(104) 및 제 2 광학부(106)에서 사용되는 렌즈는, 퀀셋(Quonset) 형상의 곡면 렌즈이다. 제 1 광학부(104) 및 제 2 광학부(106)에서 사용되는 렌즈는, 제 1 광학부(104) 및 제 2 광학부(106)에 있어서의 볼록부이다. 퀀셋 형상의 곡면 렌즈의 형상은, 예를 들면, 평면상의 폐곡선(예를 들면, 타원)을 당해 평면상의 직선에서 절단했을 때의 당해 폐곡선과 당해 직선에 의해 둘러싸이는 부분의 1개를, 당해 평면의 법선 방향으로 주사했을 때에 가능한 입체 형상이다. 퀀셋 형상의 곡면 렌즈의 형상은, 예를 들면, 원기둥(또는 타원 기둥)을, 당해 원기둥(또는 타원 기둥)의 높이 방향의 직선과 평행한 평면에서 절단한 한쪽의 입체 형상이어도 된다.
제 1 광학부(104) 및 제 2 광학부(106)는, 일체화되어 있어도, 분리해 있어도 된다.
도 3은, 입체 화상 생성 장치의 기능 블록의 예를 나타내는 도면이다. 입체 화상 생성 장치(100)는, 제어부(110), 저장부(120), 송수신부(130), 표시부(140)를 포함한다. 표시부(140), 제어부(110), 저장부(120), 송수신부(130)는, 버스를 통해서 접속된다.
제어부(110)는, 저장부(120)에 저장되는 프로그램 등을 실행하고, 표시부(102)에 대하여, 소정의 화상을 표시할 것을 지시한다.
저장부(120)는, 제어부(110)에 의해 실행되는 프로그램, 당해 프로그램에 의해 이용되는 각종 데이터 등을 저장한다. 저장부(120)는, 표시 장치(102)에 의해 표시되는 입체 화상(예를 들면, 좌안용 화상의 데이터, 우안용 화상의 데이터)의 데이터를 저장한다. 저장부(120)는, 각종 렌즈 시트의 정보를 저장해도 된다.
송수신부(130)는, 제어부(110)로부터의 지시에 따라, 네트워크 등을 통해서, 외부의 장치와 통신을 행한다. 송수신부(130)는, 스위치 등에 의해 검출된 신호를 수신할 수 있다.
표시부(140)는, 제어부(110)로부터의 지시에 따라, 표시 장치(102)에 소정의 화상을 표시한다.
입체 화상 생성 장치(100)는, 퍼스널 컴퓨터(PC, Personal Computer)와 같은 범용의 컴퓨터, 워크스테이션(WS, Work Station), PDA(Personal Digital Assistant)와 같은 전용 또는 범용의 컴퓨터, 혹은, 컴퓨터를 탑재한 전자 기기를 사용해서 실현 가능하다. 또한, 입체 화상 생성 장치(100)는, 스마트폰, 휴대전화, 카 네비게이션 장치와 같은 전용 또는 범용의 컴퓨터, 혹은, 컴퓨터를 탑재한 전자 기기를 사용해서 실현 가능하다. 컴퓨터는 정보 처리 장치라고도 한다.
도 4는 정보 처리 장치의 하드웨어 구성예를 나타내는 도면이다. 입체 화상 생성 장치(100)는, 각각, 예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같은 정보 처리 장치(1000)에 의해 실현된다.
정보 처리 장치(1000)는, CPU(Central Processing Unit)(1002), 메모리(1004), 기억부(1006), 입력부(1008), 출력부(1010), 통신부(1012)를 포함한다.
정보 처리 장치(1000)는, CPU(1002)가 기록부(1006)에 기억된 프로그램을 메모리(1004)의 작업 영역에 로드해서 실행하고, 프로그램의 실행을 통해서 주변 기기가 제어됨으로써, 소정의 목적에 합치한 기능을 실현할 수 있다.
CPU(1002)는, 기억부(1006)에 저장되는 프로그램에 따라 처리를 행한다.
메모리(1004)는, CPU(1002)가 프로그램이나 데이터를 캐시(cache)하거나 작업 영역을 전개하거나 한다. 메모리(1004)는, 예를 들면, RAM(Random Access Memory)이나 ROM(Read Only Memory)을 포함한다. 메모리(1004)는, 주기억 장치이다.
기억부(1006)는, 각종 프로그램 및 각종 데이터를 판독 기입 가능하게 기록 매체에 저장한다. 기억부(1006)는, 예를 들면, EPROM(Erasable Programmable ROM), 솔리드 스테이트 드라이브(SSD, Solid State Drive) 장치, 하드 디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive) 장치이다. 기억부(1006)로서는, 예를 들면, CD(Compact Disc) 드라이브 장치, DVD(Digital Versatile Disk) 드라이브 장치, +R/+RW 드라이브 장치, HD DVD(High-Definition Digital Versatile Disk) 드라이브 장치, 또는, BD(Blu-ray Disk) 드라이브 장치가 있다. 또한, 기록 매체로서는, 예를 들면, 불휘발성 반도체 메모리(플래시 메모리)를 포함하는 실리콘 디스크, 하드 디스크, CD, DVD, +R/+RW, HD DVD, 또는, BD가 있다. CD로서는, CD-R(Recordable), CD-RW(Rewritable), CD-ROM이 있다. DVD로서는, DVD-R, DVD-RAM(Random Access Memory)이 있다. BD로서는, BD-R, BD-RE(Rewritable), BD-ROM이 있다. 또한, 기억부(1006)는, 리무버블 미디어, 즉 휴대형 기록 매체를 포함할 수 있다. 리무버블 미디어는, 예를 들면, USB(Universal Serial Bus) 메모리, 혹은, CD나 DVD와 같은 디스크 기록 매체이다. 기억부(1006)는 2차 기억 장치이다.
메모리(1004) 및 기억부(1006)는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체이다.
입력부(1008)는, 유저 등으로부터의 조작 지시 등을 접수한다. 입력부(1008)는, 키보드, 포인팅 디바이스, 와이어리스 리모트 컨트롤러, 마이크로폰, 디지털 스틸 카메라, 디지털 비디오 카메라 등의 입력 디바이스이다. 입력부(1008)로부터 입력된 정보는, CPU(1002)에 통지된다.
출력부(1010)는, CPU(1002)에서 처리되는 데이터나 메모리(1004)에 기억되는 데이터를 출력한다. 출력부(1010)는, CRT(Cathode Ray Tube) 디스플레이, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), EL(Electroluminescence) 패널, 프린터, 스피커 등의 출력 디바이스이다.
통신부(1012)는, 외부 장치와 데이터의 송수신을 행한다. 통신부(1012)는, 예를 들면, 신호선을 통해서, 외부 장치와 접속된다. 외부 장치는, 예를 들면, 다른 정보 처리 장치, 기억 장치이다. 통신부(1012)는, 예를 들면, LAN(Local Area Network) 인터페이스 보드나, 무선 통신을 위한 무선 통신 회로이다.
정보 처리 장치(1000)는, 기억부(1006)에, 오퍼레이팅 시스템, 각종 프로그램, 각종 테이블 등을 기억하고 있다.
오퍼레이팅 시스템은, 소프트웨어와 하드웨어의 중개, 메모리 공간의 관리, 파일 관리, 프로세스나 태스크의 관리 등을 행하는 소프트웨어이다. 오퍼레이팅 시스템은, 통신 인터페이스를 포함한다. 통신 인터페이스는, 통신부(1012)를 통해서 접속되는 것 외의 외부 장치 등과 데이터의 교환을 행하는 프로그램이다.
입체 화상 생성 장치(100)를 실현하는 컴퓨터는, 프로세서가 이차 기억 장치에 기억되어 있는 프로그램을 주기억 장치에 로드해서 실행함으로써, 제어부(110)로서의 기능을 실현한다. 한편, 저장부(120)는, 주기억 장치 또는 이차 기억 장치의 기억 영역에 마련된다. 송수신부(130)는, CPU(1002), 통신부(1012)로서 실현할 수 있다. 표시부(140)는, 출력부(1010)로서 실현할 수 있다.
일련의 처리는, 하드웨어에 의해 실행시킬 수도 있지만, 소프트웨어에 의해 실행시킬 수도 있다.
프로그램을 기술하는 스텝은, 기재된 순서에 따라 시계열적으로 행해지는 처리는 물론, 반드시 시계열적으로 처리되지 않아도, 병렬적 또는 개별적으로 실행되는 처리를 포함한다.
(표시 장치, 광학부의 구조)
도 5는 입체 화상 생성 장치(100)의 단면의 예를 나타내는 도면이다. 도 5와 같이, 표시 장치(102)와 제 1 광학부(104)의 제 1 렌즈의 주점(主點)과의 거리를 거리 G1, 표시 장치(102)와 제 2 광학부(106)의 제 2 렌즈의 주점과의 거리를 거리 G2라고 한다. 또한, 제 1 렌즈의 주점과 표시 장치(102)의 화상이 제 1 렌즈를 통과해서 결상하는 위치와의 거리를 거리 D1, 제 2 렌즈의 주점과 표시 장치(102)의 화상이 제 2 렌즈를 통과해서 결상하는 위치와의 거리를 거리 D2라고 한다. 제 1 렌즈의 초점 거리를 거리 f1, 제 2 렌즈의 초점 거리를 거리 f2라고 한다. 렌즈의 초점 거리는, 렌즈 소재와 곡률 반경으로부터 얻을 수 있다.
도 5와 같이, 제 1 광학부(104)의 제 1 렌즈와 제 2 광학부(106)의 평면부는, 거의 겹치도록 설치된다. 표시 장치(102)로부터 나온 광은, 제 1 광학부(104)의 제 1 렌즈를 통과하고, 제 2 광학부(106)의 평면부를 통과하여, 이용자의 눈에 이른다. 마찬가지로, 제 1 광학부의 평면부와 제 2 광학부의 제 2 렌즈는, 거의 겹치도록 설치된다. 표시 장치(102)로부터 나온 광은, 제 1 광학부(104)의 평면부를 통과하고, 제 2 광학부(106)의 제 2 렌즈를 통과하여, 이용자의 눈에 이른다. 제 1 광학부(104)의 제 1 렌즈를 통과하는 광은, 제 2 광학부(106)에 있어서의 평면부를 통과함으로써, 제 2 광학부(106)의 제 2 렌즈의 영향을 받지 않는다. 또한, 제 2 광학부(106)의 제 2 렌즈를 통과하는 광은, 제 1 광학부(104)에 있어서의 평면부를 통과함으로써, 제 1 광학부(104)의 제 1 렌즈의 영향을 받지 않는다.
도 5와 같이, 표시 장치(102)의 화상이 제 1 렌즈를 통과해서 결상하는 위치에 존재하는 이용자(전방의 이용자)의 좌안에는, 표시 장치(102)의 1L, 3L의 화상(화소)이 입사한다. 또한, 표시 장치(102)의 화상이 제 1 렌즈를 통과해서 결상하는 위치에 존재하는 이용자(전방의 이용자)의 우안에는, 표시 장치(102)의 1R, 3R의 화상이 입사한다. 마찬가지로, 표시 장치(102)의 화상이 제 2 렌즈를 통과해서 결상하는 위치에 존재하는 이용자(후방의 이용자)의 좌안에는, 표시 장치(102)의 2L, 4L의 화상이 입사한다. 또한, 표시 장치(102)의 화상이 제 2 렌즈를 통과해서 결상하는 위치에 존재하는 이용자(후방의 이용자)의 우안에는, 표시 장치(102)의 2R, 4R의 화상이 입사한다. 도 5의 안쪽 방향 및 좌우 방향에 대해서도 마찬가지이다.
1L 및 2L, 1R 및 2R, 3L 및 4L, 3R 및 4R의 화소는, 각각, 공통이어도 된다. 즉, 예를 들면, 1L의 화소와 2L의 화소는 공통이어도 된다.
도 6은 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈와 표시 장치의 화면의 화소와의 배치의 예를 나타내는 도면이다. 도 6에 나타나는 화소는, 표시 장치의 화면의 화소의 일부의 화소이다. 각 화소(1L, 2L 등)는, 각각, R(Red), G(Green), B(Blue)의 색 화소를 갖는다. 예를 들면, 도 6의 R1, G1, B1로, 1개의 화소를 형성한다. 1L, 2L 등의 화소에 의해 좌안용 화상이 표시된다. 1L, 2L 등은, 좌안용의 화소이다. 마찬가지로, 1R, 2R 등의 화소에 의해 우안용 화상이 표시된다. 1R, 2R 등은, 우안용의 화소이다. 1L, 1R의 화소로부터 나온 광은, 제 1 렌즈에 입사된다. 2L, 2R의 화소로부터 나온 광은, 제 2 렌즈에 입사된다. 각 화소는, 표시 장치의 표시면의 표시 소자에 의해 형성된다. 표시 소자는, 표시면의 수평 방향(도 6의 횡방향) 및, 수평 방향과 직각으로 교차하는 방향(도 6의 종방향)으로 배열된다. 제 1 렌즈의 방향 및 제 2 렌즈의 방향은, 수평 방향과 직각으로 교차하는 방향과 평행하다. 수평 방향 및 수평 방향에 직교하는 방향으로 배열된 표시 소자에 의해, 표시면이 형성된다.
렌즈의 공식에 의해, 거리 D1, 거리 G1, 거리 f1의 사이에는, 다음의 식이 성립한다.
[수 1]
Figure 112012034290915-pat00001
거리 D2, 거리 G2, 거리 f2의 사이에도, 마찬가지의 식이 성립한다. 따라서, 거리 G1, 거리 G2, 거리 f1, 거리 f2를 조정함으로써, 이용자의 위치인 거리 D1 및 거리 D2를 결정할 수 있다.
거리 D1 및 거리 G1의 합은, 거리 D2 및 거리 G2의 합과 상이하도록 설정된다. 이렇게 설정됨으로써, 이용자는, 복수의 위치로부터, 표시 장치(102)에 표시되는 입체 화상을 시인할 수 있다. 거리 D1 및 거리 G1의 합은, 표시 장치(102)의 표시면과 제 1 렌즈를 통과해서 입체 화상을 시인하는 이용자와의 거리이다. 거리 D2 및 거리 G2의 합은, 장치(102)의 표시면과 제 2 렌즈를 통과해서 입체 화상을 시인하는 이용자와의 거리이다.
제 1 광학부에 있어서의 각 제 1 렌즈의 간격은, 다음의 식에 의해, 결정된다. 여기에서, 도 5와 같이, 1L의 화소로부터의 광이 입사되는 제 1 렌즈와, 3L의 화소로부터의 광이 입사되는 제 1 렌즈와의 거리를, 거리 Q1이라고 한다. 1L의 화소로부터의 광이 입사되는 제 1 렌즈와 1R의 화소로부터의 광이 입사되는 제 1 렌즈와의 거리는, 거리 Q1의 절반이다. 2L의 화소로부터의 광이 입사되는 제 1 렌즈와, 4L의 화소로부터의 광이 입사되는 제 2 렌즈와의 거리를, 거리 Q2라고 한다. 2L의 화소로부터의 광이 입사되는 제 2 렌즈와 2R의 화소로부터의 광이 입사되는 제 2 렌즈와의 거리는, 거리 Q2의 절반이다. 또한, 표시 장치(102)에 있어서의 1L의 화소와 1R의 화소의 거리를, 거리 P라고 한다. 표시 장치(102)에 있어서의 1L의 화소와 2L의 화소의 거리는, 거리 P의 절반이다.
[수 2]
2P×D1=Q1(D1+G1)
2P×D2=Q2(D2+G2)
도 7은 시점이 이동했을 때의 예를 나타내는 도면이다. 도 7의 우측에서는, 이용자는, 2L 및 2R로부터의 화상이 각각 좌우의 눈에서 결상하는 위치에 있어, 좌안으로 2L의 화상을 보고 있고, 우안으로 2R의 화상을 보고 있다. 이것에 의해, 당해 이용자는, 좌안으로 좌안용 화상을, 우안으로 우안용 화상을 보는 것에 의해, 입체 화상을 인식할 수 있다.
여기에서, 도 7의 좌측과 같이, 이용자가 조금 우측으로 이동했다고 한다. 이때, 이용자의 좌안의 위치는, 우안용 화상인 2R로부터의 화상이 결상하는 위치에 있다. 그러면, 이용자의 좌안에서는, 우안용 화상이 시인된다. 한편, 이용자의 우안의 위치는, 표시 장치(102)로부터의 어느 한쪽의 화상이 결상하는 위치에 없다. 예를 들면, 3L로부터의 화상은, 이용자의 전방에서 결상하고 있기 때문에, 이용자의 우안에서는 볼 수 없다. 이용자의 우안에서는, 흐릿해진 화상밖에 볼 수 없다. 따라서, 이용자는, 좌우 어느 쪽으로 이동함으로써, 양쪽 눈에 의해 입체 화상을 볼 수 있다. 따라서, 이용자는, 역시(逆視) 상태로, 입체 화상을 시인하는 것으로 되지 않는다. 역시 상태란, 좌안으로 우안용 화상을 보고, 우안으로 좌안용 화상을 보는 상태이다.
(입체 화상 생성 장치의 동작 예)
도 8은 입체 화상 생성 장치의 동작 플로우의 예를 나타내는 도면이다. 도 8의 동작 플로우는, 예를 들면, 입체 화상 재생 프로그램이 기동됨으로써 개시된다. 입체 화상 재생 프로그램은, 저장부(120)에 저장된다. 입체 화상 재생 프로그램은, 표시 장치(102)에 입체 화상을 표시한다.
입체 화상 생성 장치(100)는, 제 1 광학부(104) 및 제 2 광학부(106)가 표시 장치(102)에 부착되어 있는지를 확인한다(S101). 제 1 광학부(104) 및 제 2 광학부(106)를, 렌즈 시트라고도 말한다. 입체 화상 생성 장치(100)는, 예를 들면, 표시 장치(102)에 부착되어 있는 스위치 등에 의해, 표시 장치(102)에 렌즈 시트가 부착되어 있는지의 여부를 확인할 수 있다. 스위치는, 예를 들면, 표시 장치(102)의 렌즈 시트를 부착하는 후크에 설치된다. 입체 화상 생성 장치(100)가 후크에 설치된 스위치에 있어서의 전기적인 신호를 검출함으로써, 렌즈 시트의 부착이 인식될 수 있다.
도 9는 표시 장치에 대한 렌즈 시트의 부착의 예를 나타내는 도면이다. 렌즈 시트는, 표시 장치의 화면에, 위치를 고정해서 부착될 수 있다.
표시 장치(102)에 렌즈 시트가 부착되어 있지 않을 경우(S101;NO), 입체 화상 생성 장치(100)는, 표시 장치(102)에, 입체 화상을 표시할 수 없음을 표시한다(S102). 입체 화상 생성 장치(100)는, 렌즈 시트가 정상적으로 부착되어 있지 않을 경우도, 렌즈 시트가 부착되어 있지 않다고 판단한다. 그 후, 입체 화상 생성 장치(100)는, 입체 화상 재생 프로그램을 종료한다.
도 10은 표시 장치(102)에 있어서의, 입체 화상을 표시할 수 없다는 취지의 표시의 예이다. 입체 화상 생성 장치(100)는, 렌즈 시트가 부착되어 있지 않다고 판단할 때, 도 10과 같은 표시를, 표시 장치(102)에 한다.
표시 장치(102)에 렌즈 시트가 부착되어 있을 경우(S101;YES), 입체 화상 생성 장치(100)는, 표시 장치(102)에 부착되어 있는 렌즈 시트의 종류를 확인한다(S103). 렌즈 시트의 초점 거리 등에 의해, 표시 장치(102)로부터의 화상이 렌즈를 통과해서 결상하는 위치가 변하기 때문이다. 입체 화상 생성 장치(100)는, 예를 들면, 표시 장치(102)에, 렌즈 시트의 종류에 대응한 최적의 시인 위치를 표시할 수 있다. 또한, 입체 화상 생성 장치(100)는, 렌즈 시트의 종류에 따른 화소 배열로 해서, 입체 화상을 표시할 수 있다.
입체 화상 생성 장치(100)는, 표시 장치(102)에, 입체 화상을 표시한다(S104). 입체 화상 생성 장치(100)는, 좌안용의 화소에 좌안용 화상을, 우안용의 화소에 우안용 화상을 표시한다. 입체 화상 생성 장치(100)는, 입체 화상의 표시가 종료하면, 입체 화상 재생 프로그램을 종료한다.
(실시형태의 작용 효과)
입체 화상 생성 장치(100)는, 복수의 렌티큘러 형상의 렌즈를 갖는 2개의 광학부를 갖는다. 입체 화상 생성 장치(100)는, 2개의 광학부가 적층되는 것에 의해, 표시 장치(102)에 표시되는 화상을, 표시 장치(102)로부터의 2개의 거리에 있어서, 결상시킨다. 표시 장치(102)의 이용자는, 복수의 위치부터, 표시 장치(102)에 표시되는 입체 화상을 시인할 수 있다.
입체 화상 생성 장치(100)는, 표시 장치(102)에 대하여 전방의 결상점 및 후방의 결상점을 갖는 것에 의해, 어느 한쪽의 결상점에 있어서 입체 화상을 시인하는 이용자가 좌우로 이동해도, 역시 상태로 되지 않도록 할 수 있다.
입체 화상 생성 장치(100)는, 내측(표시 장치측)에 제 1 렌즈를 구비하는 제 1 광학부와, 외측(표시 장치측의 반대측)에 제 2 렌즈를 구비하는 제 2 광학부를 가짐으로써, 각 렌즈와 표시 장치(100)의 거리(거리 G1, 거리 G2)를 크게 다르게 할 수 있다. 즉, 거리 G1과 거리 G2의 차이를 크게 할 수 있다. 이것에 의해, 입체 화상 생성 장치(100)는, 각 렌즈를 통과해서 화상을 결상시키는 위치(결상점; 거리 G1과 거리 D1의 합, 거리 G2와 거리 D2의 합)를, 크게 다르게 할 수 있다.
(변형예)
상기의 실시형태의 변형예에 대해서 설명한다. 변형예는, 상기의 실시형태와의 공통점을 갖는다. 따라서, 주로 상위점에 대해서 설명하고, 공통점에 대해서는, 설명을 생략한다.
도 11은 제 1 광학부 및 제 2 광학부의 변형예를 나타내는 도면이다. 상기의 실시형태에서는, 제 1 광학부(102) 및 제 2 광학부(104)는 분리하고 있었지만, 도 11의 예에서는, 제 1 광학부(102) 및 제 2 광학부(104)가 결합해서, 1개의 광학부를 형성한다. 광학부를 이렇게 형성함으로써, 부품 점수를 감소시킬 수 있다.
도 12는 광학부 및 표시 장치의 변형예를 나타내는 도면이다. 도 12의 예에서는, 입체 화상 생성 장치는, 표시 장치(202), 제 1 광학부(204), 제 2 광학부(206), 제 3 광학부(208)를 포함한다. 도 12의 입체 화상 생성 장치는, 3개의 광학부를 포함한다.
제 1 광학부(204), 제 2 광학부(206), 제 3 광학부(208)는, 제 1 광학부(104), 제 2 광학부(106)와 마찬가지의 구성을 갖는다. 본 변형예에 있어서의 각 광학부는, 다른 광학부의 렌즈를 통과하는 광을, 자기(自己)의 렌즈에는 통과하지 않도록, 평면부를 갖는다. 따라서, 본 변형예에 있어서의 각 광학부는, 상기의 실시형태의 광학부에 있어서의 평면부보다 큰 평면부를 갖는다. 각 광학부에 있어서의 렌즈가 존재하는 면은, 표시 장치측이어도 이 반대측이어도 된다.
여기에서는, 3개의 광학부를 갖는 예를 제시했지만, 3개 이상의 광학부를 갖는 구성으로 해도 된다. 이 구성에 의한 장치는, 복수의 광학부를 포함하는 구성으로 함으로써, 표시 화면으로부터의 복수의 거리에서, 표시 화면으로부터의 화상을 결상시킬 수 있다.
도 13은 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈를 표시 장치의 화소 배열에 대하여 경사 방향으로 배치하는 예를 나타내는 도면이다. 표시 장치(102)의 화면상에서는, 색 화소의 소자(표시 소자)는, 표시면에 대하여 수평 방향(도 13의 횡방향) 및, 수평 방향에 대하여 직교하는 방향(도 13의 종방향)으로 배열된다. 상기의 실시형태에서는, 도 2나 도 6과 같이, 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈는, 표시 장치(102)의 화상 소자의 배열 방향(도 6의 종방향)에 대하여, 평행하게 배치되어 있다. 이것에 대하여, 도 13의 예에서는, 표시 장치의 화상 소자의 배열의 종방향에 대하여, 경사 방향(비평행의 방향)으로 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈를 배치한다. 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈는, 다른 쪽의 렌즈의 방향에 대하여 평행하게 배치된다. 이것에 따라, 표시 장치(102)에서 표시하는 각 화소는, 경사 방향으로 색 화소를 배치한다. 예를 들면, 색 화소인 R1, G1, B1이, 1개의 화소를 형성한다. 마찬가지로, 다른 색 화소에 대해서도 마찬가지이다. 각 화소에 있어서의 색 화소의 방향과 각 렌즈의 방향은 평행하다. 도 6의 예에서는, 1개의 화소는, 횡방향으로 R, G, B의 색 화소를 배치하고 있었지만, 도 13의 예에서는, 경사 방향으로 1개의 화소가 배치된다. 1L, 1R의 화소로부터 나온 광은, 그 대부분이 제 1 렌즈에 입사된다. 2L, 2R의 화소로부터 나온 광은, 그 대부분이 제 2 렌즈에 입사된다.
도 6의 예에서는, 횡방향의 화소가 2차원 화상에 비해서 4분의 1로 감소한다. 도 13의 예에서는, 횡방향의 화소는, 2차원 화상에 비해서 4분의 3으로밖에 감소하지 않는다. 한편, 도 13의 예에서는, 종방향의 화소는, 2차원 화상에 비해서 3분의 1로 감소한다.
렌즈를 경사 방향으로 배치하고, 1개의 화소를 경사 방향으로 배치함으로써, 횡방향만 해상도가 떨어지는 것을 막을 수 있다. 종방향 및 횡방향의 해상도가 떨어지는 편이, 횡방향의 해상도만이 떨어지는 것에 비해, 화질의 열화가 적게 보인다.
도 13과 같은 경사 방향으로 배치된 렌즈 시트가 표시 장치에 설치되었을 경우, 입체 화상 생성 장치는, 도 13과 같이 각 화소의 색 화소를 배치하도록 지시한다. 예를 들면, 입체 화상 생성 장치(100)는, 도 8의 스텝 S103에서, 경사 방향으로 배치된 렌즈 시트가 설치되었음을 인식하고, 스텝 S104에서, 도 13과 같이 각 화소의 색 화소를 배치하도록 지시한다.
또한, 상기의 예(도 6, 도 13 등)에서는, 표시 장치(102)의 화면상의 좌안용 화상을 표시하는 화소, 및, 우안용 화상을 표시하는 화소는, 각각, 복수의 서로 평행한 직선상에 배치된다. 그렇지만, 화소의 배치는, 직선상에 배치되는 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 좌안용 화상을 표시하는 화소, 및, 우안용 화상을 표시하는 화소는, 각각, 복수의 톱니 형의 선상에 배치되어도 된다. 이때, 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈의 형상은, 각 화소의 배치에 맞춰서, 톱니 형의 형상을 한다. 즉, 좌안용 화상을 표시하는 화소, 우안용 화상을 표시하는 화소의 배치에 한정은 없다. 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈의 형상은, 좌안용 화상을 표시하는 화소, 우안용 화상을 표시하는 화소의 배치에 맞춘 형상으로 하면 된다.
또한, 입체 화상 생성 장치(100)는, 표시 장치(102)에 설치되는 제 1 렌즈 및 제 2 렌즈의 형상에 맞춰서, 표시 장치(102)의 화면상의 어느 표시 소자에, 좌안용 화상 또는 우안용 화상의 어느 화소를 표시할지를 결정할 수 있다.
도 14, 도 15, 도 16은 제 1 광학부 및 제 2 광학부의 변형예를 나타내는 도면이다. 상기의 실시형태에서는, 제 1 광학부(104)의 제 1 렌즈의 면은, 표시 장치측이며, 제 2 광학부(106)의 제 2 렌즈의 면은, 외측(표시 장치측과 반대측)이다.
제 1 광학부 및 제 2 광학부에 있어서의 렌즈가 존재하는 면은, 상기의 실시형태의 예에 한정되지 않고, 도 14 내지 도 16과 같은 구성이어도 된다. 제 1 광학부 또는 제 2 광학부에 있어서의 렌즈가 존재하는 면은, 표시 장치측이어도, 외측(표시 장치측과 반대측)이어도 된다. 제 1 광학부 및 제 2 광학부를 도 14 내지 도 16과 같이 배치했을 경우여도, 표시 장치(102)에 표시되는 화상을, 표시 장치(102)로부터의 2개의 거리에 있어서, 결상시킬 수 있다. 따라서, 제 1 광학부 및 제 2 광학부를 도 14 내지 도 16과 같이 배치했을 경우여도, 복수의 시인 위치로부터 입체 화상이 시인될 수 있다.
100 : 입체 화상 생성 장치
102 : 표시 장치
104 : 제 1 광학부
106 : 제 2 광학부
110 : 제어부
120 : 저장부
130 : 송수신부
140 : 표시부
202 : 표시 장치
204 : 제 1 광학부
206 : 제 2 광학부
208 : 제 3 광학부
1000 : 정보 처리 장치
1002 : CPU
1004 : 메모리
1006 : 기억부
1008 : 입력부
1010 : 출력부
1012 : 통신부

Claims (3)

  1. 표시면을 갖는 표시 장치와,
    상기 표시 장치의 표시면에 인접하고, 상기 표시면과 평행하게 설치되며, 한쪽의 면은 상기 표시면으로부터의 광이 제 1 결상점에서 결상하는 제 1 볼록부 및 제 1 평면부를 포함하고, 다른 쪽의 면은 평면인 제 1 광학부와,
    상기 제 1 광학부에 인접하고, 상기 제 1 광학부와 평행하게 설치되며, 한쪽의 면은 상기 표시면으로부터의 광이 상기 제 1 결상점과 상이한 제 2 결상점에서 결상하는 제 2 볼록부 및 제 2 평면부를 포함하고, 다른 쪽의 면은 평면인 제 2 광학부를 구비하고,
    상기 제 1 볼록부를 통과하여 상기 제 1 결상점에서 결상하는 상기 표시면으로부터의 광은 상기 제 2 평면부를 통과하고,
    상기 표시면으로부터의 광은, 상기 제 1 평면부를 통과하고, 상기 제 2 볼록부를 통과하여 상기 제 2 결상점에서 결상하고,
    상기 제 1 결상점과 상기 제 2 결상점은 상기 표시면으로부터 상이한 거리에 설정되고,
    상기 제 1 광학부의 평면인 면은 상기 제 2 광학부측이고, 상기 제 1 볼록부는 상기 표시면을 향하여 돌출하고,
    상기 제 2 광학부의 평면인 면은 상기 제 1 광학부측이고, 상기 제 2 볼록부는 상기 표시면과는 반대측으로 돌출하고 있는, 입체 화상 표시 장치.
  2. 표시면을 갖는 표시 장치와,
    상기 표시 장치의 표시면에 인접하고, 상기 표시면과 평행하게 설치되며, 한쪽의 면은 상기 표시면으로부터의 광이 제 1 결상점에서 결상하는 제 1 볼록부 및 제 1 평면부를 포함하고, 다른 쪽의 면은 평면인 제 1 광학부와,
    상기 제 1 광학부에 인접하고, 상기 제 1 광학부와 평행하게 설치되며, 한쪽의 면은 상기 표시면으로부터의 광이 상기 제 1 결상점과 상이한 제 2 결상점에서 결상하는 제 2 볼록부 및 제 2 평면부를 포함하고, 다른 쪽의 면은 평면인 제 2 광학부를 구비하고,
    상기 제 1 볼록부를 통과하여 상기 제 1 결상점에서 결상하는 상기 표시면으로부터의 광은 상기 제 2 평면부를 통과하고,
    상기 표시면으로부터의 광은, 상기 제 1 평면부를 통과하고, 상기 제 2 볼록부를 통과하여 상기 제 2 결상점에서 결상하고,
    상기 제 1 결상점과 상기 제 2 결상점은 상기 표시면으로부터 상이한 거리에 설정되고,
    상기 제 1 광학부의 제 1 볼록부는, 상기 표시 장치의 표시면상의 표시 소자의 배열 방향에 대하여, 비평행이며,
    상기 제 2 광학부의 제 2 볼록부는, 상기 제 1 광학부의 제 1 볼록부와 평행인, 입체 화상 표시 장치.
  3. 삭제
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