JPH01317091A

JPH01317091A - 多方向立体映像装置

Info

Publication number: JPH01317091A
Application number: JP63149540A
Authority: JP
Inventors: Shojiro Osada; 長田　昌次郎
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1988-06-17
Filing date: 1988-06-17
Publication date: 1989-12-21

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、多方向立体映像装置に係り、特に観察位置が
自由な立体映像が１９られる眼鏡不要の多方向立体映像
装置に関する。

（発明の以東）本ブで明は、レンズ板と画像との相対的ＩＱ置を変える
ことにより、非観察域が観察域に変わるという原理に基
づき、ｌＩ！京者のｌｉｄの位置を検出し、その位置に
応じて方向像を選択し、画像表示位置を移！ｌＪさせる
ことにより、立体映像の解像Ｌαを減少さＵずに、観察
前が眼の位置庖自由に移動しで、多くの方向像を観察で
き、かつ正しい前後の立体映像を見ることができる。し
かも、カラー表示は、フィールド順次または線順次によ
り実現される多方向立体映像装置である。

（従来の技術）立体映像は、対象を左右・鵠に並んだ２点から児ｌζ２
方向の左右像を、左右の眼にそれぞれ分離して（２映し
、立体像どして観察覆るものである。実際空間では、串
に２点から見るのみでなく、頭・眼を移動させて、対象
の側面または隠れた対象を見ることができる。実際空間
と同様な立体映像を再現するには、２つ以上の視線方向
の像を立体映像として観察し１ｑる多方向立体映像方式
が必要である。また、ＱＩＨｔｔを必要としない立体映
像は、多方向立体映像方式に基づいて可能でおる。

また、蜆察者が特定の位置に左右眼を位置して、立体翻
庖見るのではなく、自由な位置で観察できる多方向立体
映像方式が必要である。

従来、この種の多方向立体映＠装置は、空間分割法であ
るグリッドバリＶ一方式あるいはレンチキュラー板方式
と呼ばれるものであった。

これらの方法は、写真等の光学系では、フィルムにレン
チキュラー板（シリンドリカルレンズの翫）を重ねて目
映し、テレビ系では対象の各方向陸を分割し、方向清報
を位置情報に変換した画像を表示し、グリッドバリせ（
間口格子）またはレンチキュラー板を手ね、特定の位置
に映像を投映し、その位置に観察考の眼を位置覆ること
により、立体映像どして観察するものである。この際、
テレビ映像による場合も立体写真の場合と同様に、各方
向像の各画木酊を、方向の順番にレンチキュラー板の各
レンズ木石に対応させでいた。

（光間が解決しようとする問題点）ところが、各方向像の左右眼に対でる分離は、クリッド
バリヤまたはレンチキュラー板でｆｉなわれるために、
立体像がＫｌ寮される眼の位置（観察域という）は特定
の場所に限られていた。なＪり、この多方向立体映像と
は別に、左右象の分離を特別の眼鏡（行なう立体方式は
、観察域に制限はない代りに、目映の視点範囲（視域と
いう）は常に同一の倣で・ある。

従来の方式における方向ｖ１４のときの表示画素と、レ
ンチキュラー板の各レンズ基との位置関係Ｊｊ」、ひ観
察域の状態を示す第２図において、４は画像表示器、６
はレンチ１ニラ−仮で、このレンチキュラー板６のレン
ズ素子ＧＡ内で黒丸と黒丸の間に表示された４方向＠（
ｍ＝４）の画素をｉ　−１，ｉ−２，ｉ−３，ｉ−４と
する。また、ｎｔｔ瞳孔瞳孔間通常的６・５　ｃｔｎ　
）に投映される画素の数で、実用可能な数はコないし２
であるが、図ではｎ＝１の場合を示す。レンズ基６Δに
対応して、方向Ｐ４、Ｐ３．Ｐ２．Ｐｉの順で画素ｉ−
４，ｉ−３，！−２，！−１が表示され、両１１ｆＪの
位置Ｐ７とＰ２）Ｐ２どＰ３、Ｐ３とＰｉの３ｆＩ！］
所は観察域で、ＰｉとＰｌは非観察域になる。また、第
３図は瞳孔間ａに投映される画素Ｂ２　ｎ　＝　２の場
合を示し、両眼の位置かＰｌとＰ３、Ｐ２とＰｉは観察
域、Ｐ３とＰｌ、ＰｉどＰ２は非観察域になる。

まＩζ、第６図にポリように左右２方向Ｐ１どＰ２のみ
の画像の場合には、観察域は所定の視距離Ｃ゛、横方向
に誦孔間隔ａごとに繰り返し発生する。この際、両眼の
位置Ｐ１とＰ２が観察域で゛、このＬＱ奈域Ｐ１とＰ２
）次の観察域Ｐ１と１〕２の間には、左右□□□が逆転
して奥行きが萌後する非観察域Ｐ２どＰｌか存在Ｊる。

一般に、中央の観察域の中心を零として、左右眼の中央
の位置を×とすると、次式（１）の範囲が観察域になる
。

（ｍ−ｂ　、’ｎ　−（ｍ／　ｒ）−１）　／’　：’
）　・ａ＜ｘ＜　（ｒｒ＋−ｂ　／ｎ＋　（ｍ／ｎ　−
１）　／２）　・ａ・・・・・・　　（１）ここで、ｂは観察域の繰り返し数でＯからの自然数であ
る。

これにより、観察域の節回は（ｒｎ、／ｎ−１）　ａ、
非観察域は常にａであることが求められ、従ってｉＪ＋
！奈域を広く取ろうどすれば、方向数を増加しなければ
ならず、立体間で観察した映像の単位である１桧木内の
画素数を多くする必要がある。しかし、表示装置の画素
密度が決っていると、その解像度が低下ケる。解像度は
表示能力／′方向数で表わされ、解像度を向上させるた
めに方向数を減少すれば、非ＮＡ寮域が度々生じ、眼の
位置を自由に選定でさデ、観察に不便を生じ、特定の場
所に眼を限定ツることは、眼鏡不要の利点が失われる。

本発明は、上述の点に鑑み、従来技（ｈの問題点を（７
効に解決し、解陸度を低下さけることなく、多方向の立
体像を観察することが可能で、非観察域を排除して、方
向数を観察の条件に応じて容易に変更可能な多方向立体
映像装置を提供す゛ることを目的とする。

（問題点を解決（るための手段）このような目的を達成するために、本発明は、多方向か
ら［１した立体映像用方向像信号を選択する方向像選択
器とこの方向像選択器により選択された方向１象イム号
を眼の位置に合わせてり賛える表示位置切替器とからな
る方向位置変換回路と、この方向位置変換回路からの出
力画像を表示する画像表示器と、この画像表示器に表示
された画像を見る眼の位置を検出する眼位置検出器とを
備え、前記眼位置検出器により検出された眼の位置に応
じて前記方向像選択器と前記表示位置切替器とを制御１
１−Ｊることを特徴とする。

本発明の他の形態によれば、画像表示器は、３原色の各
映像信号を高速にフィールド順次または線順次で表示す
ることを特徴とする。

（作用）このような技術手段により、眼の位置が非観察域にきた
ときには、表示条件が変り、観察域に変化でることによ
り、眼の位置に拘らず、常に観察域になり、多方向の正
しい前後の立体像を見ることが（′きるのである。ゴな
わら、本発明によれば、前述した第２図、第３図、第６
図のように、各方向画素を方向の順番に各レンズ木６Ａ
毎に対応させること、換言すれば１つのレンズ木６Ａ内
に１・・・・・・ｍの順で方向像を収納させることは必
要でなく、全体として各方向画素の順序が変らなければ
、レンズ素６Ａと画素とが相対的に横座標（位相）でず
れで、方向Ｐ１・・・ｐｌの画像が２つのレンズ素６Ａ
ｔ、：跨ってし、先の１１！奈域が移動するのみＣ１立
体映像が成立する。第２図の場合のＰ４とＰｌに眼が位
置したとき、第４図のように画素の表示位置が変ると正
しい立体像を観察Ｃ・さ゛る。

また、第３図の場合には第５図のように画素の表示位置
が変ればよく、第６図の場合には画素ｉ−２とｉ−１と
が入れ替ればよい。

だれ故、レンチキュラー仮位置または画像表示位置を動
かして、非に京成を観察域にすることができる。レンチ
キュラー仮位置に比較して、画像表示位置の電子的操作
は容易であるから、観察者の眼が非観察域に入ったとき
、この表示位置を勅かし、観察域に変更ダる。

（実施例）次に、本発明の実施例を図面に基づき、詳細に説明する
。

第１図（よ本発明の一実施例の概略＠成因を示１．。

図において多方両立体映＠装置１０は、主として多数の
テレビカメラ１−１．１−２．１−３．・・・１−ｋ、
方向位置変換回路２）表示位置制御回路３、画像表示器
４、眼位置検出器５、レンチキュラー仮６および同期回
路９から構成される。テレビカメラ１−１．１−２．・
・・１−ｋによる各方向映像信号は、方向位置変換回路
２を経て、マトリックス型またはインデックス型の画像
表示器４に表示きれる。

方向位置変換回路２は、方向＠選択器７および表示位置
切替器８からなり、各方向映像信号が並列に入力し、方
向［択器７で２（１！］以上のどの方向像を選ぶか選択
して、表示位置切替器８で連環し切替えながら出力し、
画像表示ｉＷ４に表示する。

すなわち、水平走査期間を表示画面の分割数Ｆに合せ標
本化して、さらに方向像数ｍで時間分割した標本ｔＩＪ
間で順次方向像信号＋７１．・・・３．２．１゜ｒｎ、
・・・３．２．１の順に取出づ。これと同時に、表示位
置制御回路３の制御信号の切替える位相を遅らせること
により、表示画像が遅れた位相の画素分だけ右方向に移
ｖＪ１ノ表示される。

表示位置制御回路３は、観察者の位置、正確には眼の位
置を眼位置検出器５、例えば充電センサーによる額部の
輝点の計測あるいは頭部に反０１ツ゛る超音波の伝播時
間の計測等により、検出した位置信号を入力して、方向
位置変換回路２における方向＠選択器７ど表示位置切替
器８を制御するための４を号を発生する。すなわち、眼
の位置に応じて、方向選択器７にＪ５いて表示する方向
像の内のどの方向像を選択するかの方向選択信丹召出力
し、かつ内臓された演算顆能により眼の位置が非観察域
に入ったかどうか判断して、表示位置切替器８の制ｉｌ
Ｏ（８号を出力するのである。

画像表示器４は、画面満幅に水平走査期量分のｒｘｍ個
の画素数があるとして、方向位置変換回路２の変換され
た出力信号をｉ項次表示する。

レンチキュラー板６は、画像表示器４に重ねて設けられ
、各レンズ木６Ａのピッチが画像表示器４の画素ピッチ
のおよそｍ倍として、各レンズピッチにｍ叫の画素か対
応して、各方向像の画素が表示される。

次に、第２図および第３図において、各方向像の画Ｘ　
ｉ　−１，ｉ−２・・・か各レンズ素６Ａ内に表示され
る。例えば、第２図において、入力方向＠数Ｋ・４で、
選択方向像ｖｌｌ＝２．瞳孔間ａの画素数ｎ・１の場合
、方向Ｐ１とＰ２．Ｐ２どＰ３あるいはＰ３とＰ４の各
組の映像を両眼に投映覆る。また、第３図にてｎ・２の
場合に、ＰｌとＰ３あるいはＰ２と２４の映像を両１１
＆’に投映する。

第２図では眼のＩＱ置がＰ４どＰｌて、第３図ではＰ３
とＰｌのときは、表示位置制御回路３からの信号により
、第４図および第５図に示すように、表示位置が変化し
、正しい立体像が観察される。

さらに、眼の位置に応じて、方向像の選択をし、ｉ−１
〜ｉ−４の代りにｉ−４〜ｉ−７の画素を表示すると、
第４図において眼の位置に合った方向Ｐ４どＰ５の像が
投映され、また第５図にＪｉいてはＰ３とＰ５の像が投
映される。

第７図は本発明の他の実施例の慨略構成図を示す。本例
にＪｊいては、レンチキュラー板６の各レンズ木ＯＡに
表示する象の方向数を２とし、この２方向像を２台のカ
ラー投映表示器”ｉｏＡ、１０Ｂで、シン１キユラー板
６に投映覆る。カラー投映表示器１０Ａ、１０Ｂの後に
（よ、それぞれ１ｑ光角が芹いに直交する２枚の偏ｉ光
板１１をＡｔ置し、レンチキュラー板６の前には、各レ
ンズ素子６Ａに偏光板１１ど同保に、Ω光用が互いにＩ
Ｃ１交する隔光面を２面舵列σる縦状の漏光格子８装百
した品光格Ｔ付スクリーン１２を配置４る。

方向位置変換回路２Ａの方向像）ハ択器７Ａにて−にか
ら方向像Ｓ３どＳ４を選択し、表示位置切替器８Ａにて
カラー投映表示器１０Ａに方向像Ｓ４が入力し、カラー
投映表示器１０Ｂに方向像３が入力するように切替え、
さらに偏光板１１および錨光格子付スクリーン１２によ
り鵠光分離゛することにより、両眼の位置Ｐ１と２２に
おいてイれぞれ方向像Ｓ４と８３が映り、正しい立体像
が観察される。次に、両眼の位置がＰ２−とＰ３とに移
動したどきには、方向＠選択器７Ａにて上から方向像Ｓ
２と＄３を）双択し、表示位置切替器８にてカラー投映
表示器１０Ａに方向像Ｓ２４・入力し、カラー投映表示
器１０Ｂに方向ＤＳ３を入力することにより、両眼の位
置Ｐ２′とＰ３にそれぞれ方向像Ｓ３と８２が映り、■
Ｌい立体像がｉＩｌ！京される。以上、眼が移０するご
とに、所定の方向像と表示位置とをυ＋ａｔ＋−するこ
とにより、眼の位置に対１芯した方向の立体像が観察さ
れる。

また、４＼映（象方式でのカラー表示は、第１図におい
ては通常の偵方向の色配列が取れないので、電界発光（
エレクトロルミネセンス、ＥＬ）のように透過発光体の
赤（Ｒ）、縁（Ｇ）、青（８）の３層を重ねる方法、あ
るいはＲ，Ｇ、Ｂの各３原色の映像＜２号について、上
述の回路Ｍ４成を行ない、各色の画像についてフィール
ド順次あるいは線順次に表示することにより可能である
。

曲者のフィールド順次方法は、Ｒの画像の１フイールド
、Ｇ画像の１フイールド、８画像の１ノイールドという
ｉｆｆに高速て切替λて表示りろごとによって、カラー
映像の立体映像を４５１７）ａ白色表示器のレンチキュ
ラー板に、３枚の３原色鵠光フィルタを挟／υた２枚の
隔光旋回仮（１／２偉（Ｕす」−り）ヲ・さらに重ねて
、これを上述のフィールド切替えと組合せて制ｔ１１′
？ｊることにより、カラー立体映像が得られる。この際
に、高速な走査を必要とするが、カラー化のための垂直
解像度の劣化は生じない。ここで、Ｒ，Ｇ、Ｂの各色画
像のフィールド周波数は、理想的には３ｘ６０１１ｚ・
１８０１１ｚであるが、３ｘ４０Ｈｚ・１２０ｔｌｚに
してし、混色画像のときにはＲ，Ｇ、Ｂ画像に各輝度成
分が適当に混合し、単色のときにはＩｆｆが低いので、
フリッカ−による妨害は少ない。

後者の線順次方法は、画素の色配列をＭ１方向にＲ，Ｇ
、Ｂ線順次配列とした表示器で、各色映像信号を水平走
査線３本毎に順次走査して表示器る。

この際、標準の垂直解像度を保持するには、３倍の走査
線と走査速度が必要である。標準の走査線数を使用する
と、垂直解像度は低下するが水平解像度と見合うから問
題はない。また、本光明の他の実施例である第７図にＪ
’＞いては、漏光分離と組合じたため、従来のカラー投
映表示でよい。

なｊ＞、本Ｊｔ明の他の実施例によれば、方向位置変換
回路２内で各方向映像をテジタルメしりに記ｌしで、読
み出し番地を方向選択信号と位置制御信号との合成した
番地で読み出すことにより、方向像選択器７よメよび表
示位置切替器８を一体とすることて同（１の別能が臂ら
れる。

さらに、上述θ１において、眼の位置検出器５の代わり
に、例えば可変抵抗器にＡ　／　Ｄ変換器を組合ねＵた
回路あるいはロータリエンコーダにカウンタを組合わせ
た回路とすることにより、頭をＣｓかさないで、手動で
上記回路を操作勺ることにより、あたかも頭を初かした
と同様に、各方向像が順次観察することができ、立体感
の強い立体映像が観察される。

（発明の効果）以上に説明するように、本発明によれば、従来立体像の
解像度を向上させるには、方向数を減少覆る必要があり
、少なくづれば立体映像を観察できる観察域が限定され
、自由な観察が困難であった従来技術の問題点が有効に
解決され、観京名が眼を自由な位置に置くも多方向の立
体像を観察でき、その回路構成が筒中で、解像度を低下
８せず、多方りの立体像の観察が可能で、非観察域が除
かれ、方面数を観察条件に応じて変更ｄることが容易で
ある笠の効果を秦する。

【図面の簡単な説明】

第１図は木光明の一実施例の慨略嵩成因、第２図は従来
方１（にｄｊ　Ｃ）る方向数ｍ＝／Ｉのと３の表示画素
とレンチキユラー板の各レンス木どのＩＶ装関係および
瞳孔間に投映される両ぶ↓′１７１−１の場合の観察域
および非観察域の状態図、第３図は第２図と同じ方向数
で画素数「１−２の場合のｉＩ＋！察域Ｊ京成び非観察
域の状態図、第１１図は本発明の実施例にＪ５いて、第
２図にお（プる眼の位置の移動に応じて切替えられる画
素位置と観察域との状態図、第５図は本発明の実施例において、第３図における眼の
位置の移ａに応じて切替えられる画素１ヶ置と観察域と
の状態図、第６図は従来方式にＪ５いて方向数ｍ＝２の場合の両県
位置と観察域との状態図、第７図（ユ木光明の他の実施例の概略構成図である。２．２Ａ：方向位置変換回路、３：表示（１２置制御回路、４：画像表示器、５：眼位置検出器、６：レンチキユラー仮、７．７Ａ：方向像選択器、８：、８Ａ：表示位置切替器、９：同期回路、１０；多乃向立体映１象装置、１０Ａ、１０Ｂ：カラー投映表示器、１１：偏光膜、１２：隔光洛子飼スクリーン。（らＡ訂韓鎗家りχ 篤　　　　図第２１２１＼、第５図

Claims

【特許請求の範囲】１）多方向から撮像した立体映像用方向像信号を選択す
る方向像選択器とこの方向像選択器により選択された方
向像信号を眼の位置に合わせて切替える表示位置切替器
とからなる方向位置変換回路と、この方向位置変換回路
からの出力画像を表示する画像表示器と、この画像表示
器に表示された画像を見る眼の位置を検出する眼位置検
出器とを備え、前記眼位置検出器により検出された眼の
位置に応じて前記方向像選択器と前記表示位置切替器と
を制御することを特徴とする多方向立体映像装置。２）特許請求の範囲第１項に記載の多方向立体映像装置
において、画像表示器は、３原色の各映像信号を高速に
フィールド順次または線順次で表示することを特徴とす
る多方向立体映像装置。