JPH10170866A - 立体映像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多眼式的に映像表示する場合にも２眼式と同
程度の水平解像度を確保でき、更に観察者の移動に応じ
て立体視画像をなめらかに変化させることのできる立体
映像表示装置を提供する。 【解決手段】 液晶パネル１ｂに縦ストライプ状の映像
表示列が交互に形成されるとともに、各映像表示列から
の映像光をパララックスバリア１ｃにて分離して表示画
面から所定の距離の位置に各映像光の集光点を形成する
ようにした立体映像表示装置であり、ペアとなる二集光
点が眼間距離に対応して形成され、他の二集光点が前記
二集光点に対して眼間距離の１／３の距離ずれて形成さ
れ、眼間距離の１／３ピッチで配置された８つの撮像カ
メラ５ａ〜５ｈのうち５ｃ，５ｄに対応する位置に観察
者が位置する場合に、撮像カメラ５ａ〜５ｈの映像
（ｃ）（ｆ）を前記映像表示列において交互に表示する
ことにより、撮像カメラ５ａ〜５ｈの全ての映像を映像
表示列において順繰りに表示する場合の水平方向解像度
の低下を回避する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、観察者が移動する
と、その移動に従って認識する映像が変化する所謂多眼
式の立体映像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特殊な眼鏡を用いない立体映像表示装置
として、例えば、図７に示すように、バックライト１１
と液晶パネル１２とパララックスバリア１３とからなる
パララックスバリア方式のものがある。この図７の立体
映像表示装置は、８眼式（視点数８個）であり、８つの
映像（ａ′）（ｂ′）（ｃ′）（ｄ′）（ｅ′）
（ｆ′）（ｇ′）（ｈ′）が図９に示しているように、
液晶パネ１２上に順繰りに表示される構成を有するもの
であり、観察者２０が移動することによって観察者２０
の目には移動前とは異なる映像が入り込み、表示されて
いる被写体を回り込んで見るような感覚が得られるよう
になっている。このような構成の立体映像表示装置で
は、液晶パネル１２の表示画面から出射される光の集光
点位置の間隔は、眼間距離Ｅにほぼ等しくなっており、
観察者が眼間距離Ｅと同じ距離移動するごとに観察する
映像が変わるようになっている。なお、かかる立体映像
表示装置の画面上（液晶パネル１２上）に表示され前記
る映像（ａ′）〜（ｈ′）は、図８に示しているよう
に、眼間距離Ｅに対応した間隔で配置された８台のカメ
ラ１５ａ〜１５ｈによりそれぞれ撮影されたものであ
る。

【０００３】また、特殊な眼鏡を用いない他の多眼式の
立体映像表示装置としては、図１０に示すように、バッ
クライト１１と液晶パネル１２とレンチキュラーレンズ
１４とからなるパララックスバリア方式のものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の多眼式の立体映像表示装置では、視点の数を増加さ
せるほど観察する映像の画素ピッチが水平方向に大きく
なり、水平解像度が低下する。例えば、液晶パネル１１
として画素ピッチが０．０８ｍｍのものを用いた場合に
は、片目が観察する映像の画素ピッチは、０．０８ｍｍ
の８倍の０．６４ｍｍとなる。また、液晶パネル１２の
表示画面から出射される光の集光点位置の間隔は眼間距
離Ｅにほぼ等く、前記眼間距離Ｅごとの映像では、映像
の変化がぎこちないものとなり、不自然さが生じる。

【０００５】この発明は、上記の事情に鑑み、多眼式的
に映像表示する場合にも２眼式と同程度の水平解像度を
確保でき、更に観察者の移動に応じて立体視画像をなめ
らかに変化させることのできる立体映像表示装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の立体映像表示
装置は、上記の課題を解決するために、表示画面上に縦
ストライプ状の映像表示列が交互に形成されるととも
に、各映像表示列からの映像光を分離して表示画面から
所定の距離の位置に各映像光の集光点を形成するように
した立体映像表示装置において、ペアとなる二集光点が
眼間距離に対応して形成され、他のペアとなる二集光点
が前記二集光点に対して眼間距離に満たない距離ずれて
形成されるとともに、観察者の頭部位置の検出結果に基
づいて観察者の眼がどの集光点ペアに対応した位置に在
るかを判断し、この判断に基づいて前記各映像表示列の
表示映像を切り換えるように構成されていることを特徴
とする。

【０００７】上記の構成であれば、観察者の頭部位置が
前記二集光点に対応した位置から前記他の二集光点に対
応した位置にずれた場合に、それに応じて前記各映像表
示列の表示映像が切り換えられるので、観察者の左眼に
は左眼用映像を、右眼には右眼用映像をそれぞれ導く状
態を常に維持することが可能となり、観察者が多少頭を
動かしても良好な立体映像を常に認識させることができ
る。

【０００８】Ｎを３以上の奇数とし、隣り合う集光点の
間隔が眼間距離のＮ分の１とされていてもよい。そし
て、前記隣り合う集光点の間隔に対応した映像（カメラ
撮映像やコンピュータ生成映像）が供給されるととも
に、観察者が移動してその眼の位置が集光点を移ってい
くのに応じて、当該集光点に対応した映像を前記各映像
表示列にて表示するようになっていてもよい。

【０００９】これによれば、観察者の頭部位置が前記二
集光点に対応した位置から前記他の二集光点に対応した
位置にずれると、そのずれに応じた配置の前記カメラか
らの映像が前の映像と切り換えられて表示され、観察者
は、その移動によって画面上に表示されている被写体を
回り込んで見る感覚を得ることができる。そして、かか
る構成の場合、表示画面上には観察位置に対応した映像
だけが表示され、前記複数のカメラからの映像の全てを
映像表示列に対応させて表示する場合の各映像の解像度
の低下を回避できるとともに、観察者における眼間距離
に満たない距離の移動でその位置に対応した立体映像を
認識するから、観察者が認識する立体映像の変化は滑ら
かになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
に基づいて説明する。

【００１１】図１は、この発明の実施の形態の立体映像
表示装置に与えるための動画映像を撮像する撮像カメラ
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ，５ｇ，５ｈを示
した説明図である。撮像カメラ５ａ，５ｄ間、撮像カメ
ラ５ｂ，５ｅ間、撮像カメラ５ｃ，５ｆ間、撮像カメラ
５ｄ，５ｇ間、及び撮像カメラ５ｅ，５ｈ間は、眼間距
離Ｅに一致されている。

【００１２】図２は、この発明の実施の形態の立体映像
表示装置１０及び観察者２を示した斜視図である。立体
映像表示装置１０は、映像表示部１と、観察者２の頭部
位置を検出する例えばＣＣＤカメラなどから成る検出手
段３と、前記検出手段３の検出結果に基づいて前記映像
表示部１に与える映像信号を切替え制御する制御部４と
から成る。

【００１３】図３は、映像表示部１の構成と、映像表示
部１から観察者２に向かう映像光の光路（集光点）と、
観察者２の両眼位置と撮像カメラ５ａ〜５ｈとの位置対
応関係と、映像表示部１の縦ストライプ状の映像表示列
に表示されている映像がどの撮像カメラによる映像か
（図では各撮像カメラの映像を各々の撮像カメラに付さ
れた符号における英小文字で表記している）を示してい
る。

【００１４】映像表示部１は、バックライト１ａと、映
像表示用の液晶パネル１ｂと、パララックスバリア１ｃ
とから成る。液晶パネル１ｂには、縦ストライプ状の映
像表示列が交互に形成されるようになっている。図３で
は、右眼用映像として撮像カメラ５ｃにて撮像された映
像（ｃ）が選択されており、左眼用映像として撮像カメ
ラ５ｆにて撮像された映像（ｆ）が選択されている。即
ち、液晶パネル１ｂの画面上には、映像（ｃ）と映像
（ｆ）が交互に形成され、他の撮像カメラ５ａ，５ｂ，
５ｄ，５ｅ，５ｇ，５ｈの映像は表示されていない。

【００１５】前記パララックスバリア１ｃには、縦方向
に延びるスリット状の開口部６ａが多数形成されてお
り、各開口部６ａの間には垂直方向に延びる遮光部６ｂ
が形成されている。パララックスバリア１ｃは、前記各
映像表示列からの映像光を分離して表示画面から所定の
距離の位置に各映像光の集光点を形成するものである
が、この実施の形態では、ペアとなる二集光点の間隔を
眼間距離Ｅに対応させるとともに、他のペアとなる二集
光点を前記二集光点に対して眼間距離Ｅに満たない距離
（図ではＥ／３の距離）ずれて形成するように構成され
ている。

【００１６】液晶パネル１ｂの各映像表示列において
は、前述したように、右眼用映像として映像（ｃ）が、
左眼用映像として映像（ｆ）がそれぞれ選択されている
が、これは観察者２の右眼と左眼が撮像カメラ５ｃ，５
ｆにそれぞれ対応した位置にあるためであり、観察者が
図のＩ方向或いはＩＩ方向に移動してその移動量が前記
検出手段３にて検出されると、前記制御部４は、前記各
映像表示列で表示すべき映像を、検出手段３の検出値に
基づいて切り換えるようになっている。

【００１７】図４は、制御部４の構成を簡略的に示した
構成図である。スイッチ部４ｂは、８つの映像（ａ）乃
至映像（ｈ）のうち、眼間距離に対応した一対の映像を
選択して図示しない液晶駆動部へ出力するようになって
いる。操作部４ａは、前記検出手段３からの信号に基づ
き観察者の頭部位置に応じた映像が選択されるように前
記スイッチ４ｂを操作する。

【００１８】図５の（ａ）乃至（ｅ）は、観察者２の位
置と各映像表示列において表示される映像との関係を示
した説明図である。同図（ａ）に示すように、観察者の
右眼が撮像カメラ５ａに対応する位置にあれば、前記８
つの映像のうち映像（ａ）と映像（ｄ）が選択され、映
像（ａ）が観察者の右眼に、映像（ｄ）が観察者の左眼
にそれぞれ導かれるように、これら映像（ａ）と映像
（ｄ）が交互に液晶パネル１ｂ上に形成される。そし
て、同図（ｂ）に示すように、観察者が移動して観察者
の右眼が撮像カメラ５ｂに対応した位置に位置すると、
前記８つの映像のうち映像（ｂ）と映像（ｅ）が選択さ
れ、映像（ｂ）が観察者の右眼に、映像（ｅ）が観察者
の左眼にそれぞれ導かれるように、これら映像（ｂ）と
映像（ｅ）が交互に液晶パネル１ｂ上に形成される。更
に観察者が移動すれば、同図（ｃ）乃至同図（ｅ）に示
すように、表示映像が切り換えられていくことになる。

【００１９】このように、観察者２の頭部位置が当初の
二集光点に対応した位置から他の二集光点に対応した位
置にずれると、そのずれに応じた配置の前記撮像カメラ
５ａ〜５ｈからの映像が適宜選択されて表示され、観察
者は、その移動によって液晶パネル１ｂの画面上に表示
されている被写体を回り込んで見る感覚を得ることがで
きる。そして、かかる構成の場合、表示画面上には観察
者の両眼に対応した二つの映像だけが表示されるように
しているから、前記複数の撮像カメラからの映像の全て
を映像表示列に対応させて表示する場合の各映像の水平
解像度の低下を回避できるとともに、観察者２における
眼間距離Ｅに満たない距離の移動でその位置に対応した
立体映像を認識できるようにしているから、観察者が認
識する立体映像の変化は滑らかになる。更に、適視距離
も短くなる。

【００２０】なお、隣り合う集光点の間隔を眼間距離Ｅ
のＮ分の１（Ｎは３以上の奇数）とし、この実施の形態
のＥ／３の他、Ｅ／５、或いはＥ／７のごとく設定して
してもよいものである。前記Ｎを大きくすれば、それだ
け映像が切り替わる間隔が小さくなり、認識される立体
映像の移り変わりが一層滑らかになる。また、この実施
の形態では視点数（撮像カメラの数）を８個としたが、
これに限るものではなく、かかる視点数を多くすればす
るほど、広い角度からの映像を得て大きな回り込みの感
覚を得ることができる。

【００２１】また、映像表示部１における左右眼映像の
分離形態については問わないものであり、図３で示した
パララックスバリア方式の他、図６に示すように、レン
チキュラーレンズ１ｄを用いたレンチキュラーレンズ方
式の映像表示部１′を採用してもよく、また、これら図
３や図６に示した直視タイプの他、プロジェクションタ
イプの装置でもよいものである。

【００２２】ところで、上記の例では、図１に示した８
つの撮像カメラ５ａ〜５ｈを用いて多眼式的な立体映像
表示装置を構成しているが、例えば、二つの撮像カメラ
５ｃ，５ｆから得られる二つの映像のみ用い、液晶パネ
ル１ｂの画面上に映像（ｃ）と映像（ｆ）とを交互に形
成する２眼式とするとともに、観察者２が右方向又は左
方向にＥ／３の距離ずれるごとに、前記制御部４によっ
て映像（ｃ）と映像（ｆ）とを入れ換える制御を行う構
成も考えられる。かかる構成であれば、観察者２の頭部
移動が生じても常に良好な立体映像を観察者に認識させ
ることができるという利点がある。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、多眼式的に映像表示を行う場合にも２眼式と同程度
の水平方向解像度を確保でき、観察者の移動に応じて立
体視画像をなめらかに変化させることができる。また、
２眼式とする場合には、観察者が頭部を移動させても常
に良好に立体映像を認識させ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】この発明の実施の形態の立体映像表示装置に与
える映像を撮像する撮像カメラ群を示した説明図であ
る。

【図２】この発明の実施の形態の立体映像表示装置の概
略を示す構成図である。

【図３】この発明の実施の形態のパララックスバリアを
採用する構造における原理図である。

【図４】この発明の制御部の概略の構成図である。

【図５】この発明の表示映像の切替えの説明図である。

【図６】この発明の実施の形態のレンチキュラーレンズ
を採用する構造における原理図である。

【図７】従来の多眼式の立体映像表示装置を示す構成図
である。

【図８】従来の多眼式の立体映像表示装置に与える映像
を撮像する撮像カメラ群を示した説明図である。

【図９】従来の多眼式の立体映像表示装置の表示画面を
示す説明図である。

【図１０】従来の他の多眼式の立体映像表示装置を示す
構成図である。

【符号の説明】

１ 映像表示部 ２ 観察者 ３ 検出手段 ４ 制御部 ５ａ〜５ｈ 撮像カメラ １０ 立体映像表示装置

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年２月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】特殊な眼鏡を用いない立体映像表示装置
として、例えば、図７に示すように、バックライト１１
と液晶パネル１２とパララックスバリア１３とからなる
パララックスバリア方式のものがある。この図７の立体
映像表示装置は、８眼式（視点数８個）であり、８つの
映像（ａ′）（ｂ′）（ｃ′）（ｄ′）（ｅ′）
（ｆ′）（ｇ′）（ｈ′）が図９に示しているように、
液晶パネル１２上に順繰りに表示される構成を有するも
のであり、観察者２０が移動することによって観察者２
０の目には移動前とは異なる映像が入り込み、表示され
ている被写体を回り込んで見るような感覚が得られるよ
うになっている。このような構成の立体映像表示装置で
は、液晶パネル１２の表示画面から出射される光の集光
点位置の間隔は、眼間距離Ｅにほぼ等しくなっており、
観察者が眼間距離Ｅと同じ距離移動するごとに観察する
映像が変わるようになっている。なお、かかる立体映像
表示装置の画面上（液晶パネル１２上）に表示される前
記映像（ａ′）〜（ｈ′）は、図８に示しているよう
に、眼間距離Ｅに対応した間隔で配置された８台のカメ
ラ１５ａ〜１５ｈによりそれぞれ撮影されたものであ
る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】また、特殊な眼鏡を用いない他の多眼式の
立体映像表示装置としては、図１０に示すように、バッ
クライト１１と液晶パネル１２とレンチキュラーレンズ
１４とからなるレンチキュラーレンズ方式のものがあ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示画面上に縦ストライプ状の映像表示
   列が交互に形成されるとともに、各映像表示列からの映
   像光を分離して表示画面から所定の距離の位置に各映像
   光の集光点を形成するようにした立体映像表示装置にお
   いて、 ペアとなる二集光点が眼間距離に対応して形成され、他
   のペアとなる二集光点が前記二集光点に対して眼間距離
   に満たない距離ずれて形成されるとともに、観察者の頭
   部位置の検出結果に基づいて観察者の眼がどの集光点ペ
   アに対応した位置に在るかを判断し、この判断に基づい
   て前記各映像表示列の表示映像を切り換えるように構成
   されていることを特徴とする立体映像表示装置。
2. 【請求項２】 Ｎを３以上の奇数とし、隣り合う集光点
   の間隔が眼間距離のＮ分の１とされていることを特徴と
   する請求項１に記載の立体映像表示装置。
3. 【請求項３】 前記隣り合う集光点の間隔に対応した映
   像が供給されるとともに、観察者が移動してその眼の位
   置が集光点を移っていくのに応じて、当該集光点に対応
   した映像を前記各映像表示列にて表示するようになって
   いることを特徴とする請求項２に記載の立体映像表示装
   置。