JPH09329763A

JPH09329763A - 立体画像表示装置

Info

Publication number: JPH09329763A
Application number: JP8152348A
Authority: JP
Inventors: Haruo Hoshino; 春男星野; Haruo Isono; 春雄磯野
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1996-06-13
Filing date: 1996-06-13
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】立体視用眼鏡を着用することなく簡単な装置
構成により複数の観察者の立体視を可能とする。【解決手段】順次点滅する複数の光源１２Ａ〜１２Ｃ
と、これら光源１２Ａ〜１２Ｃの光を観察者の視点位置
付近に結像させるフレネルレンズ１４と、このフレネル
レンズ１４を挟んで光源１２Ａ〜１２Ｃとは反対側に配
置され、前記複数の光源１２Ａ〜１２Ｃの中で、点灯し
ている光源１２Ａ〜１２Ｃに応じた視差画像を表示する
ＬＣＤ１５と、このＬＣＤ１５を構成する各画素の前面
または背面に近接して配置され、光の進行方向を変える
プリズム１６とを具備する．

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特殊な立体視用の
眼鏡なしで立体視を可能とする立体画像表示装置に関す
る。

【０００２】［発明の概要］本発明は、多数の視差画像
のうち、２つの画像（右眼用と左眼用）を特殊な眼鏡
（以下、立体視用眼鏡という）なしで、観察者の左右の
眼に入射させる多眼の立体画像表示装置に関するもので
あり、空間光変調素子を構成する各画素の前面または背
面に、光の進行方向を変えるプリズム等の光学素子を配
置することにより、光源の実像を複数存在させ、応答速
度の遅い空間光変調素子を使用した場合にあっても多視
点の画像を生成することができる時分割多眼式の立体画
像表示装置を実現するものである。

【０００３】

【従来の技術】立体視用眼鏡を必要とせずに立体視を可
能とする多眼方式の立体画像表示装置の従来例として
は、例えば、図７に示す装置が知られている。

【０００４】図７に示すように、この立体画像表示装置
は、第１カメラ１０１Ａ、第２カメラ１０１Ｂ、第３カ
メラ１０１Ｃ、及び第４カメラ１０１Ｄから成り４つの
異なる方向から被写体を撮影して４つの視差画像を生成
する４眼カメラ１０１と、この４眼カメラ１０１から得
られる４つの視差画像１０２を縦ストライプ状に多重化
するための空間多重装置１０３と、この空間多重装置１
０３の生成した画像を表示する液晶ディスプレイ（ＬＣ
Ｄ）１０４と、このＬＣＤ１０４の４画素分よりもやや
狭い幅を有するレンチキュラーレンズ１０５とを備えて
いる。ＬＣＤ１０４は背面から拡散光で照明されてい
る。なお、図７では、理解を容易にするために、レンチ
キュラーレンズ１０５を構成するレンズの個数は２個と
して図示しているが、実際にはカメラ１０１Ａ〜１０１
Ｄの各画像を表示するのに十分な個数（数百から千数
百）が必要である。

【０００５】上記の構成において、第１カメラ１０１Ａ
により撮影された画像は、ＬＣＤ１０４の画素１０４
Ｄ，１０４Ｈに表示されると共に、レンチキュラーレン
ズ１０５を構成する個々のレンズ１０５Ａ，１０５Ｂに
よって点Ｐ_Aの位置に結像される。同様に、第２カメラ
１０１Ｂが撮影した画像は、ＬＣＤ１０４の画素１０４
Ｃ，１０４Ｇに表示されると共に、レンズ１０５Ａ，１
０５Ｂによって点Ｐ_Bの位置に結像される。さらに、第
３カメラ１０１Ｃが撮影した画像は、画素１０４Ｂ，１
０４Ｆに表示されると共に点Ｐ_Cに結像され、第４カメ
ラ１０１Ｄが撮影した画像は画素１０４Ａ，１０４Ｅに
表示されると共に点Ｐ_Dに結像される。ここで、点Ｐ_B
の付近で観察すると、図７に示すように、点Ｐ_Bと結像
関係にある画素１０４Ｃ，１０４Ｇを出射した光しか見
えず、しかも画素１０４Ｃ，１０４Ｇはカメラ１０１Ｂ
で撮影された画像を表示しているので、結果的に、点Ｐ
_Bの付近では第２カメラ１０１Ｂで撮影された画像がそ
のまま見える。同様に、点Ｐ_A、点Ｐ_C、及び点Ｐ_Dの
付近では、それぞれ第１カメラ１０４Ａ、第３カメラ１
０４Ｃ、及び第４カメラ１０４Ｄで撮影された画像がそ
のまま見える。点Ｐ_A〜点Ｐ_Dの各点の間隔が人間の両
眼の間隔約６５ミリメートルより小さければ、左右の眼
は異なるカメラで撮影された画像を見るので、これが立
体感となって観察される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例によれば、視点数を増やした場合には、ＬＣＤ１０
４上に表示する１画素のピッチは視点数に反比例して小
さくする必要がある。ＬＣＤ１０４のピッチは製造上の
限界によりある程度以上小さくできないため、視点数が
数十にも及ぶ多眼立体表示装置を実現するのは困難であ
る。しかも、この場合、ＬＣＤの前面に配置されたレン
チキュラーレンズ１０５の解像度も、ＬＣＤの画素ピッ
チに応じた解像度が必要になるので、この面からも視点
数を増やすことはできない。

【０００７】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、立体視用眼鏡を着用することなく
簡単な装置構成により複数の観察者の立体視を可能とす
る立体画像表示装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１の発明は、順次点滅する複数の光源と、こ
れら光源の光を観察者の視点位置付近に結像させる結像
レンズと、この結像レンズを挟んで前記光源とは反対側
に配置され、前記複数の光源の中で、点灯している光源
に応じた視差画像を表示する空間光変調素子と、この空
間光変調素子を構成する各画素の前面または背面に近接
して配置され、光の進行方向を変える光学素子と、を具
備することを特徴とするものである。

【０００９】上記構成によれば、空間光変調素子を構成
する各画素の前面または背面に、光の進行方向を変える
光学素子を配置したので、１つの光源が点灯している瞬
間において、この光学素子がない場合の光源のレンズに
よる実像は１つであるが、この光学素子がある場合の光
源のレンズよる実像は、光の進行方向を光学素子により
変更することができるため、複数存在させることができ
る。これにより、一度に複数の視点をもつ画像を生成す
ることができ、また、発光する光源の位置を順次変更す
ることにより、時分割でさらに多くの視点の画像を生成
することができる。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１記載の立体画
像表示装置において、前記光の進行方向を変える光学素
子はプリズムであることを特徴とするものである。

【００１１】また、請求項３の発明は、請求項１記載の
立体画像表示装置において、前記光の進行方向を変える
光学素子は回折格子であることを特徴とするものであ
る。

【００１２】請求項１に記載の光学素子として、結像作
用を持たず単に光の進行方向を変化させる性質をもつ素
子を使用した場合には、生成される光源の実像の大きさ
を全て光源の大きさの定数倍に揃えることができる。こ
のための素子としてはプリズムや回折格子が好適であ
る。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１記載の立体画
像表示装置において、前記光の進行方向を変える光学素
子は、単レンズの一部であることを特徴とするものであ
る。

【００１４】上記の構成によれば、光源の大きさが小さ
い場合には、結像作用を持つ光学素子、すなわち凹レン
ズのようなレンズを使用しても実用上問題がない。この
レンズを使用する場合、光源の実像はボケて広がるが、
広がった実像が隙間なく観察者の付近に並ぶようにすれ
ば、観察者は自由に視点を移動させて立体画像を観察す
ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】

＜第１の実施の形態＞図１は本発明に係る立体画像表示
装置の第１の実施の形態を示す構成図である。

【００１６】図１に示す立体画像表示装置は、６眼の視
差画像を時間軸上で３多重、空間の横方向に２多重の合
計６多重（３×２多重）する６眼メガネなしの立体画像
表示装置であり、第１カメラ１１Ａ、第２カメラ１１
Ｂ、第３カメラ１１Ｃ、第４カメラ１１Ｄ、第５カメラ
１１Ｅ、及び第６カメラ１１Ｆから成り６つの異なる方
向から被写体を撮影して６つの視差画像を生成する６眼
カメラ１１と、３つの光源、すなわち第１光源１２Ａ、
第２光源１２Ｂ、及び第３光源１２Ｃと、これら第１光
源１２Ａ〜第３光源１２Ｃが順次に点滅するように制御
する発光制御装置１３と、光源１２Ａ〜１２Ｃの前方に
配置され光源１２Ａ〜１２Ｃから出射された光を前方に
位置する観察者の視点位置付近に結像させるフレネルレ
ンズ１４と、このフレネルレンズ１４と観察者との間に
配置された空間光変調素子としての液晶ディスプレイ
（ＬＣＤ）１５と、このＬＣＤ１５の前面側に近接して
配置され、ＬＣＤ１５の各画素１５Ａ〜１５Ｈ毎に光の
進行方向を変更するプリズム１６（プリズム１６Ａ〜１
６Ｈ）とを備えている。

【００１７】また、この立体画像表示装置は、発光制御
装置１３から供給される発光した光源番号１７に基づい
て、６眼カメラ１１の６つの視差画像の中からいずれか
２つの視差画像を選択する画像選択器１８と、選択され
た視差画像１９Ａ，１９Ｂを画素インターリーブ多重、
すなわち入力された２つの視差画像１９Ａ，１９Ｂを画
素毎に交互に切り替えることにより画面上で空間的に多
重された画像を生成して前記ＬＣＤ１５に供給する空間
多重装置２０とを備えている。

【００１８】この実施の形態における各光源１２Ａ〜１
２Ｃは、それぞれ縦に長いストライプ状に形成され、適
宜の間隔を有しフレネルレンズ１４の光軸に垂直な平面
上に並んで配置されている。また、ＬＣＤ１５は、フレ
ネルレンズ１４の前面に近接して配置されている。な
お、図中２１Ａ〜２１Ｆは、光源１２Ａ〜１２Ｃの実像
の位置を示している。

【００１９】次に、図２を参照しつつ光源１２Ａ〜１２
Ｃの点滅、及び画像選択器１８の動作を中心にこの実施
の形態の作用を説明する。

【００２０】先ず、発光制御装置１３は、３つの光源１
２Ａ〜１２Ｃの中で最右端の第１光源１２Ａのみを発光
させ、第２光源１２Ｂと第３光源１２Ｃは消光状態にす
る（図２（ａ））。次の時点では、中央の第２光源１２
Ｂのみを発光させ、第１光源１２Ａは消光させ、第３光
源１２Ｃは消光したままとする（図２（ｂ））。さらに
次の時点では、最左端の第３光源１２Ｃのみを発光さ
せ、第１光源１２Ａと第２光源１２Ｂは消光状態にする
（図２（ｃ））。以下同様に、第１光源１２Ａから第３
光源１２Ｃまでを順番に発光させた後、再び第１光源１
２Ａから第３光源１２Ｃまで順次発光させる処理を繰り
返す。このとき、現在発光中の光源番号１７は逐次、画
像選択器１８に供給される。

【００２１】画像選択器１８は、光源番号１７を逐次入
力すると、この光源番号１７に基づいて６眼カメラ１１
から供給される６つの視差画像の中から２つを選択す
る。すなわち、図２（ｄ）に示すように、第１光源１２
Ａが発光している時には第１カメラ１１Ａと第２カメラ
１１Ｂの画像を選択し、第２光源１２Ｂが発光している
時には第３カメラ１１Ｃと第４カメラ１１Ｄの画像を選
択する。同様に、第３光源１２Ｃが発光中には第５カメ
ラ１１Ｅと第６カメラ１１Ｆの画像を選択する。画像選
択器１８で選択された視差画像１９Ａ，１９Ｂは、空間
多重装置２０に供給される。

【００２２】空間多重装置２０に入力される２つの視差
画像１９Ａ，１９Ｂは、上述のように、第１カメラ１１
Ａと第２カメラ１１Ｂとの組み合わせ、第３カメラ１１
Ｃと第４カメラ１１Ｄとの組み合わせ、及び第５カメラ
１１Ｅと第６カメラ１１Ｆとの組み合わせの３種類であ
る。これは、３つの光源１２Ａ〜１２Ｃのうちでどの光
源が発光しているかの状態数３に等しい。空間多重装置
２０は、入力された２つの視差画像１９Ａ，１９Ｂのう
ち、より左の位置から撮影された視差画像がＬＣＤ１５
上の画素１５Ａ，１５Ｃ，１５Ｅ，１５Ｇ上に表示さ
れ、同時に他方の視差画像（より右の位置から撮影され
た視差画像）がＬＣＤ１５上の画素１５Ｂ，１５Ｄ，１
５Ｆ，１５Ｈ上に表示されるように２つの視差画像を画
素インターリーブ多重する。すなわち、図３に示すよう
に、第１光源１２Ａが発光している時には、ＬＣＤ１５
の画素１５Ａ，１５Ｃ，１５Ｅ，１５Ｇ上には、第１カ
メラ１１Ａの画像ａが表示されると共に、画素１５Ｂ，
１５Ｄ，１５Ｆ，１５Ｈ上には、第２カメラ１１Ｂの画
像ｂが表示される。また、第２光源１２Ｂが発光してい
る時には、ＬＣＤ１５の画素１５Ａ，１５Ｃ，１５Ｅ，
１５Ｇ上には、第３カメラ１１Ｃの画像ｃが表示される
と共に、画素１５Ｂ，１５Ｄ，１５Ｆ，１５Ｈ上には、
第４カメラ１１Ｄの画像ｄが表示される。さらに、第３
光源１２Ｃが発光している時には、ＬＣＤ１５の画素１
５Ａ，１５Ｃ，１５Ｅ，１５Ｇ上には、第５カメラ１１
Ｅの画像ｅが表示されると共に、画素１５Ｂ，１５Ｄ，
１５Ｆ，１５Ｈ上には、第６カメラ１１Ｆの画像ｆが表
示される。このように、ＬＣＤ１５の隣り合う各画素に
は、光源１２Ａ〜１２Ｃの発光に対応した視差画像１９
Ａと視差画像１９Ｂとが交互に表示され、これが繰り返
される。

【００２３】次に図４を参照して最右端の第１光源１２
Ａが発光しているときの光源の実像２１Ａ，２１Ｂの結
像と、実像２１Ａ，２１Ｂの結像位置でどうような画像
が観察されるかについて説明する。図４（ａ）は第１光
源１２Ａから出射された光のうちプリズム１６Ａ，１６
Ｃ，１６Ｅ，１６Ｇを通るもの、図４（ｂ）は第１光源
１２Ａから出射された光のうちプリズム１６Ｂ，１６
Ｄ，１６Ｆ，１６Ｈを通るものにそれぞれ注目したもの
で、図面を見易くするために便宜上分けて図示したもの
である。

【００２４】図４（ａ）に示すように、プリズム１６が
全くない場合、第１光源１２Ａのフレネルレンズ１４に
よる実像は点Ｐの位置にできる。しかし実際にはプリズ
ム１６Ａ，１６Ｃ，１６Ｅ，１６Ｇによって進行方向を
変えられるので、第１光源１２Ａは実像２１Ａの位置に
結像する。実像２１Ａの位置で観察される光は、ＬＣＤ
１５の画素１５Ａ，１５Ｃ，１５Ｅ，１５Ｇによって光
の強さが変調されており、これらの画素に入力されてい
る画像が第１カメラ１１Ａの画像であることから、実像
２１Ａの位置では第１カメラ１１Ａの画像が観察され
る。

【００２５】次に、図４（ｂ）に示すように、第１光源
１２Ａを出射してプリズム１６Ｂ，１６Ｄ，１６Ｆ，１
６Ｈを通る光は、これらのプリズム１６Ｂ，１６Ｄ，１
６Ｆ，１６Ｈによって進行方向が変えられ、実像２１Ｂ
の位置に結像する。実像２１Ｂの位置で観察される光
は、ＬＣＤ１５の画素１５Ｂ，１５Ｄ，１５Ｆ，１５Ｈ
によって光の強さが変調されており、これらの画素１５
Ｂ，１５Ｄ，１５Ｆ，１５Ｈに入力されている画像がカ
メラ１１Ｂの画像であることから、実像２１Ｂの位置で
はカメラ１１Ｂの画像が観察される。

【００２６】このように、第１光源１２Ａの光がプリズ
ム１６によって振り分られ、プリズム１６がないときの
第１光源１２Ａの実像位置Ｐの左右に２つの実像２１
Ａ，２１Ｂを生成することができ、この実像位置で２つ
の異なるカメラ１１Ａ，１１Ｂの画像を観察することが
できる。

【００２７】第１光源１２Ａの代わりに、第２光源１２
Ｂを発光させると、上述したのと同様に、第２光源１２
Ｂの光がプリズム１６によって振り分られ、プリズム１
６がないときの第２光源１２Ｂの実像位置Ｑの左右に２
つの実像２１Ｃ，２１Ｄを生成することができる。この
とき、画像選択器１８は第３カメラ１１Ｃと第４カメラ
１１Ｄとを選択しているので、この実像の位置で２つの
異なるカメラ１１Ｃ，１１Ｄの画像を観察することがで
きる。

【００２８】同様に、第３光源１２Ｃが発光していると
きには、実像２１Ｅ，２１Ｆの位置で２つの異なるカメ
ラ１１Ｅ，１１Ｆの画像を観察することができる。

【００２９】ここで、これら６つの光源の実像２１Ａ〜
２１Ｆのピッチを人間の両眼の間隔約６５ミリメートル
以下になるようにすれば、人間の左右の眼は異なる方向
から撮影された画像を見ることになり、これが立体感と
して観察できるのである。

【００３０】また、上述したプリズム１６がない場合に
おいて、ｎ眼の立体画像表示装置を実現しようとする
と、空間光変調素子であるＬＣＤ１５の応答速度は毎秒
６０×ｎヘルツが要求される。例えば、２０眼立体画像
表示装置を実現しようとするとＬＣＤ１５の応答速度は
１２００ヘルツ／秒となり、現在の技術では実現不可能
である。したがって、プリズム１６がない場合には、視
点数が数十にも及ぶ多眼式の立体画像表示装置を構成す
ることはできない。この点、この実施の形態によれば、
上述したように、プリズム１６により光の進行方向を変
え、光源の実像を複数存在させることができるので、低
速度のＬＣＤ１５であっても多視点の画像を生成するこ
とができる。

【００３１】《第２の実施の形態》図５は本発明に係る
立体画像表示装置の第２の実施の形態を示している。な
お、前記第１の実施の形態と同一構成部分には同一符号
を付してその説明は省略する。

【００３２】この第２の実施の形態は、第１の実施の形
態で使用されたプリズム１６に代えて、回折格子５６を
配置したことを特徴としている。この回折格子５６は、
ＬＣＤ１５の各画素１５Ａ〜１５Ｈに対応する複数の格
子５６Ａ〜５６Ｈから構成され、ＬＣＤ１５から出射さ
れた光の進行方向を変更することができる。その作用効
果は第１の実施の形態で使用されたプリズム１６と同様
である。

【００３３】すなわち、第１光源１２Ａを出射して回折
格子５６Ａ，５６Ｃ，５６Ｅ，５６Ｇを通る光は、これ
らの回折格子５６Ａ，５６Ｃ，５６Ｅ，５６Ｇによって
進行方向を変えられるので、フレネルレンズ１４により
実像２１Ａの位置に結像される。実像２１Ａの位置で観
察される光は、ＬＣＤ１５の画素１５Ａ，１５Ｃ，１５
Ｅ，１５Ｇによって光の強さが変調されており、これら
の画素に入力されている画像が第１カメラ１１Ａの画像
であることから、実像２１Ａの位置では第１カメラ１１
Ａの画像が観察される。

【００３４】また、第１光源１２Ａを出射して回折格子
５６Ｂ，５６Ｄ，５６Ｆ，５６Ｈを通る光は、これらの
回折格子５６Ｂ，５６Ｄ，５６Ｆ，５６Ｈによって進行
方向が変えられ、実像２１Ｂの位置に結像する。実像２
１Ｂの位置で観察される光は、ＬＣＤ１５の画素１５
Ｂ，１５Ｄ，１５Ｆ，１５Ｈによって光の強さが変調さ
れており、これらの画素１５Ｂ，１５Ｄ，１５Ｆ，１５
Ｈに入力されている画像がカメラ１１Ｂの画像であるこ
とから、実像２１Ｂの位置ではカメラ１１Ｂの画像が観
察される。

【００３５】このように、第１光源１２Ａの光が回折格
子５６によって振り分られ、２つの実像２１Ａ，２１Ｂ
を生成することができ、この実像位置で２つの異なるカ
メラ１１Ａ，１１Ｂの画像を観察することができる。

【００３６】第１光源１２Ａの代わりに、第２光源１２
Ｂを発光させた場合も同様に、第２光源１２Ｂの光が回
折格子５６によって振り分られ、２つの実像２１Ｃ，２
１Ｄを生成することができる。このとき、画像選択器１
８は第３カメラ１１Ｃと第４カメラ１１Ｄとを選択して
いるので、この実像の位置で２つの異なるカメラ１１
Ｃ，１１Ｄの画像を観察することができる。

【００３７】同様に、第３光源１２Ｃが発光していると
きには、実像２１Ｅ，２１Ｆの位置で２つの異なるカメ
ラ１１Ｅ，１１Ｆの画像を観察することができる。

【００３８】したがって、これら６つの光源の実像２１
Ａ〜２１Ｆのピッチを人間の両眼の間隔約６５ミリメー
トル以下になるようにすれば、人間の左右の眼は異なる
方向から撮影された画像を見ることになり、前記第１の
実施の形態と同様に、立体感として観察できるのであ
る。

【００３９】《第３の実施の形態》図５は本発明に係る
立体画像表示装置の第３の実施の形態を示している。な
お、前記第１の実施の形態と同一構成部分には同一符号
を付してその説明は省略する。

【００４０】この第３の実施の形態は、第１の実施の形
態で使用されたプリズム１６に代えて、４つの凹レンズ
６６（第１凹レンズ６６Ａ、第２凹レンズ６６Ｂ、第３
凹レンズ６６Ｃ、及び第４凹レンズ６６Ｄ）を配置した
ことを特徴としている。第１凹レンズ６６Ａがプリズム
１６Ａ，１６Ｂに、第２凹レンズ６６Ｂがプリズム１６
Ｃ，１６Ｄに、第３凹レンズ６６Ｃがプリズム１６Ｅ，
１６Ｆにそれぞれ対応する。

【００４１】第１凹レンズ６６Ａに着目すると、この凹
レンズ６６Ａの外形を直線で近似すると第１の実施の形
態で使用されたプリズム１６Ａ，１６Ｂと同形となるこ
とは明らかである。但し、このとき、近似の誤差によ
り、光源１２Ａ〜１２Ｃの実像は第１の実施の形態ほど
には明瞭には結像しない。例えば、実像２１Ｃの位置で
は第３カメラだけでなく隣接する第２カメラ１６Ｂや第
４カメラ１６Ｄの画像がクロストークする問題が生じる
が、６眼カメラ１の間隔が小さい場合には実用上問題は
ない。また光源１２Ａ〜１２Ｃの大きさを小さくするこ
とで、クロストークを改善することができる。

【００４２】以上各実施の形態によれば、従来例のよう
に、全ての多眼情報を空間方向に多重化する必要がない
ので、超高精細な空間光変調素子や高精度のレンチキュ
ラーレンズを要することなく多眼の眼鏡なし立体画像表
示装置を提供することができる。また、レンチキュラー
レンズでは、その解像度に物理的な限界があり、ある視
点数以上の多眼式立体画像表示装置は実現できないが、
前記各実施の形態によれば、上述の物理的な限界まで空
間方向に多重化した上で、さらに時間方向にも多重化す
ることができるので、従来例に比し、さらに視点数の多
い多眼の立体画像表示装置を実現することができる。な
お、全ての多眼情報を時間軸上に多重化することも考え
られるが、このようにすると、応答速度の極めて速い高
価な空間光変調素子が必要となる。この点において、前
記各実施の形態では、低速度で比較的安価な空間光変調
素子を使用しても、多眼の立体画像表示装置を実現する
ことができるのである。

【００４３】＜その他の実施の形態＞以上各実施の形態
では、６眼カメラ１１の画像を時間軸上及び空間の横方
向に多重化したが、空間の縦方向への多重化も可能であ
る。また、前述した各実施の形態では、時間軸上の３多
重、空間の横方向に２多重の合計３×２＝６多重とした
が、時間軸、空間横方向、空間縦方向のそれぞれについ
てどれだけ多重するかは任意である。

【００４４】また、第１の実施の形態において、プリズ
ム１６Ａとプリズム１６Ｂを、プリズム１６Ｃとプリズ
ム１６Ｄを、プリズム１６Ｅとプリズム１６Ｆをそれぞ
れ入れ替えるように構成しても良い。また、第２の実施
の形態において、回折格子５６Ａと回折格子５６Ｂを、
回折格子５６Ｃと回折格子５６Ｄを，回折格子５６Ｅと
回折格子５６Ｆをそれぞれ入れ替えても良い。また、第
３の実施の形態において、凹レンズ６６の代わりに凸レ
ンズを用いても良い。これらの場合、空間多重装置２０
の動作は、より右の位置から撮影された視差画像がＬＣ
Ｄ１５上の画素１５Ａ，１５Ｃ，１５Ｅ，１５Ｇ上に表
示され、同時に他方の視差画像がＬＣＤ１５上の画素１
５Ｂ，１５Ｄ，１５Ｆ，１５Ｈに表示されるように、画
素インターリーブ多重の方法を変更すれば良い。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、空間光変調素子を構成する各画素の前面または背
面に、光の進行方向を変える光学素子を配置した。この
ため、１つの光源が点灯している瞬間において、この光
学素子がない場合の光源のレンズによる実像は１つであ
るが、この光学素子がある場合の光源のレンズよる実像
は、光の進行方向を光学素子により変更することができ
るので、複数存在させることができる。これにより、一
度に複数の視点をもつ画像を生成することができ、ま
た、発光する光源の位置を順次変更することにより、時
分割でさらに多くの視点の画像を生成することができ
る。

【００４６】請求項２の発明によれば、光の進行方向を
変える光学素子としてプリズムを使用し、また、請求項
３の発明によれば、光の進行方向を変える光学素子とし
て回折格子を使用した。このため、請求項１の発明と同
様の効果を奏すると共に、生成される光源の実像の大き
さを全て光源の大きさの定数倍に揃えることができると
いう効果を奏する。

【００４７】請求項４の発明によれば、結像作用を持つ
光学素子、すなわち凹レンズのようなレンズを使用して
も光源の大きさが小さい場合には、実用上問題がなく立
体視を可能にする。そして、各光源の実像が隙間なく観
察者の付近に並ぶようにすれば、観察者は自由に視点を
移動させて立体画像を観察することができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る立体画像表示装置の第１の実施の
形態を示す構成説明図である。

【図２】図１に示した第１の実施の形態の作用を示す説
明図である。

【図３】図１に示した第１の実施の形態の作用を示す説
明図である。

【図４】図１に示した第１の実施の形態の作用を示す説
明図である。

【図５】本発明に係る立体画像表示装置の第２の実施の
形態を示す構成説明図である。

【図６】本発明に係る立体画像表示装置の第２の実施の
形態を示す構成説明図である。

【図７】立体画像表示装置の従来例を示す構成説明図で
ある。

【符号の説明】

１１６眼カメラ１２Ａ〜１２Ｃ光源１３発光制御装置１４フレネルレンズ１５ＬＣＤ（空間光変調素子）１５Ａ〜１５Ｈ画素１６プリズム１８画像選択器２０空間多重装置２１Ａ〜２１Ｆ実像５６回折格子６６凹レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】順次点滅する複数の光源と、これら光源の光を観察者の視点位置付近に結像させる結
像レンズと、この結像レンズを挟んで前記光源とは反対側に配置さ
れ、前記複数の光源の中で、点灯している光源に応じた
視差画像を表示する空間光変調素子と、この空間光変調素子を構成する各画素の前面または背面
に近接して配置され、光の進行方向を変える光学素子
と、を具備することを特徴とする立体画像表示装置。
【請求項２】請求項１記載の立体画像表示装置におい
て、前記光の進行方向を変える光学素子はプリズムであるこ
とを特徴とする立体画像表示装置。
【請求項３】請求項１記載の立体画像表示装置におい
て、前記光の進行方向を変える光学素子は回折格子であるこ
とを特徴とする立体画像表示装置。
【請求項４】請求項１記載の立体画像表示装置におい
て、前記光の進行方向を変える光学素子は、単レンズの一部
であることを特徴とする立体画像表示装置。