DE69512386T2

DE69512386T2 - Bildwiedergabevorrichtung

Info

Publication number: DE69512386T2
Application number: DE69512386T
Authority: DE
Inventors: Tomohiko Terumo Kabushiki Kaisha Hattori; Kunimasa Terumo Kabushiki Kaisha Katayama; Shigeru Terumo Kabushiki Kaisha Omori; Sadayuki Terumo Kabushiki Kaisha Sakuma
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1994-02-07
Filing date: 1995-02-07
Publication date: 2000-05-11
Anticipated expiration: 2015-02-08
Also published as: AU1590395A; WO1995021397A1; EP0744036B1; US5644427A; DE69512386D1; EP0744036A1; JPH07222204A

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wiedergabevorrichtung bzw. ein Wiedergabegerät zur Wiedergabe bzw. zum Anzeigen eines Bildes und, insbesondere, eine Wiedergabevorrichtung zur Wiedergabe eines stereoskopischen Bildes für industrielle Anwendungen, für den Hausgebrauch und für medizinische Verwendungen.

Technischer Hintergrund

In einem herkömmlichen stereoskopischen Wiedergabesystem trägt ein Betrachter eine Brille, um rechte und linke Bilder voneinander zu trennen, wodurch das rechte und das linke Auge des Betrachters selektiv rechte bzw. linke Bildschirmbilder sehen kann, die auf einem Bildfeld in einer Zeitmultiplexart wiedergegeben werden. In einer anderen herkömmlichen Technik wird eine linsenförmige Platte an einem Bildfeld befestigt, so daß die linsenförmige Platte rechte und linke Bilder voneinander trennen kann und somit das rechte und das linke Auge des Betrachters selektiv rechte bzw. linke Bildschirmbilder sehen können.
Fig. 1 illustriert ein Beispiel der Konfiguration des oben beschriebenen herkömmlichen stereoskopischen Bildwiedergabesystems, das eine Brille 60, die dazu in der Lage ist, rechte und linke Bilder voneinander zu trennen, Flüssigkristallverschlüsse 61a und 61b, einen Synchronisationskreis 62 und eine Farbkathodenstrahlröhre 63, die als Bildwiedergabegerät dient, einschließt.
Das obige erste Beispiel eines stereoskopischen Bildwiedergabesystems mit einer solchen Konfiguration funktioniert folgendermaßen. Die Farbkathodenstrahlröhre 63 gibt stereoskopische Bilder wieder, worin Bildschirmbilder für das rechte und das linke Auge abwechselnd in einer Zeitmultiplexart wiedergegeben werden. Unter der Kontrolle des Synchronisationskreises 62 wird der Flüssigkristallverschluß 61a der Brille 60 geöffnet und wird somit nur dann transparent, wenn Bildschirmbilder für das rechte Auge wiedergegeben werden, und der Flüssigkristallverschluß 61b wird nur dann geöffnet und transparent, wenn Bildschirmbilder für das linke Auge wiedergegeben werden. Als Folge davon kann ein die Brille 60 tragender Betrachter Bildschirmbilder für das rechte Auge mit seinem oder ihrem rechten Auge beobachten, und Bildschirmbilder für das linke Auge mit dem linken Auge. Auf diese Weise wird stereoskopisches Sehen bereitgestellt.
Fig. 2 illustriert die Konfiguration des zweiten Beispiels eines herkömmlichen stereoskopischen Bildwiedergabesystems, das eine linsenförmige Platte 71 mit einer großen Zahl von zylindrischen Linsen, die sich parallel berühren, und eine Farbkathodenstrahlröhre 72, die als eine Bildwiedergabevorrichtung dient, einschließt.
Dieses zweite Beispiel eines stereoskopischen Bildwiedergabesystems mit einer solchen Konfiguration funktioniert folgendermaßen. Die Farbkathodenstrahlröhre 72 gibt simultan beide Bildschirmbilder für das rechte und linke Auge wieder, so daß Bildschirmbilder für das rechte und das linke Auge mit der Radiusweite von jeder zylindrischen Linse (schlitzförmig) abwechselnd auf beliebigen Positionen in jeder zylindrischen Linse der linsenförmigen Platte 71 wiedergegeben werden. Das rechte Auge eines Betrachters sieht nur die auf den oben beschriebenen schlitzförmigen Zonen durch jede zylindrische Linse der linsenförmigen Platte 71 hindurch wiedergegebenen Bildschirmbilder für das rechte Auge, und das linke Auge sieht nur die auf den schlitzförmigen Zonen wiedergegebenen Bildschirmbilder für das linke Auge, wodurch man ein stereoskopisches Sehen erhält.
In dem ersten Beispiel des herkömmlichen stereoskopischen Bildwiedergabesystems hat ein Betrachter jedoch eine lästige und unbequeme Brille zu tragen, die separat Bildschirmbilder dem rechten und dem linken Auge des Betrachters liefert. Ein anderes Problem beim Beobachten stereoskopischer Bilder unter Verwendung dieser Technik ist ein Flimmern aufgrund des Umschaltens zwischen den Bildschirmbildern für das rechte und das linke Auge.
In dem zweiten Beispiel des herkömmlichen stereoskopischen Bildwiedergabesystems kann, da ein streifenförmiges stereoskopisches Bild über Zylinderlinsen beobachtet wird, stereoskopisches sehen nur erhalten werden, wenn sich ein Betrachter in einem begrenzten, schmalen Bereich befindet. Wenn sich der Betrachter bewegt, tritt eine Qualitätsverschlechterung in dem Bild auf. Außerdem können viele Betrachter in verschiedenen Positionen nicht ein Bild zur gleichen Zeit beobachten. Ferner ist eine Bildverarbeitung notwendig, um ein streifenförmiges Bild bereitzustellen, und erfordert somit eine kostspielige Apparatur.
In medizinischen Anwendungen beobachtet ein Operateur, wenn eine endoskopische Operation durchgeführt wird, normalerweise ein ebenes Bild des Inneren der Bauchhöhle eines Patienten, das auf einem Monitor über ein Endoskop wiedergegeben wird. In dem Fall hat das überwachte Bild des Inneren der Bauchhöhle wenig charakteristische Merkmale, weil die gesamte Bauchhöhle in einer einzigen Farbe wiedergegeben wird, und somit ist es schwierig, ein perspektivisches Sehen zu erhalten. Dies verursacht eine lange Operationsdauer, und verursacht sowohl für den Operateur als auch für den Patienten eine hohe Belastung. Wie oben beschrieben gibt es, wenn ein herkömmliches stereoskopisches Bildwie dergabesystem des oben beschriebenen ersten oder zweiten Typs bei der Operation verwendet wird, ernsthafte Probleme bei der praktischen Verwendung, wie etwa eine unbequeme Brille zum Separieren der rechten und linken Bilder, ein Flimmern des Bildes und eine Beschränkung in der Bewegung eines Betrachters.
Gemäß einem Gerät zum stereoskopischen Sehen, das aus dem Dokument WO-A-83 02169 bekannt ist, werden Bilder von zwei verschiedenen Wiedergabevorrichtungen auf das jeweilige rechte und linke Auge des Betrachters mittels einer Prismenanordnung gerichtet. Die letztere ist so konfiguriert, daß ein Auge sein Bild direkt durch eine Oberfläche des Prismas (der Prismen) hindurch sieht, während das andere Auge sein Bild durch Reflexion von dieser Oberfläche sieht.
Ein Überblick über stereoskopische Abbildungstechniken ist in Image Technology (Journal of the BKSTS), Bd. 75, Nr. 1, 1993, London, GB, Seiten 6-11; JR. Moore et al.: "The Implementation of Multi-view Autostereoscopic Display", beschrieben. Der Artikel diskutiert kurz stereoskopische Displays, autostereoskopische Wiedergabetechniken, Hologramm- Displays und räumliche Multiplex-Displays. Die wesentlichen Parameter für die Plazierung des Betrachters in Bezug auf die Bildquelle sind auch beschrieben.

Offenbarung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bildwiedergabegerät bereitzustellen, das dazu in der Lage ist, zwei Bilder wiederzugeben, die ohne Brille zum Separieren von Bildschirmbildern für das rechte Auge von Bildschirmbildern für das linke Auge gesehen werden, und die von vielen Betrachtern ohne Flimmern gesehen werden können.
Erfindungsgemäß wird die vorgenannte Aufgabe gelöst, indem ein Bildwiedergabegerät gemäß Anspruch 1 bereitgestellt wird.
Das Element zur räumlichen Modulation bzw. das räumliche Modulationselement steuert selektiv das Licht, das durch es hindurch transmittiert und von ihm gesperrt werden soll, und das optische Element mit Richtwirkung wählt die Lichttransmissionsflächen und die lichtsperrenden Flächen auf dem räumlichen Modulationselement selektiv aus, und somit wird das erste Bild entweder mit dem rechten oder dem linken Auge des Betrachters gesehen, und das zweite Bild wird mit dem anderen Auge des Betrachters gesehen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden, wie oben beschriebenen Erfindung transmittiert in dem Bildwiedergabegerät, das dazu in der Lage ist, ein stereoskopisches Bild wiederzugeben, worin das erste und das zweite räumliche Modulationselement für Bildschirmbilder eines stereoskopischen Bildes für das rechte Auge bzw. das linke Auge da sind, das erste räumliche Modulationselement Licht an der Position, die den rechten Gesichtshälften der Betrachter entspricht, und sperrt das Licht an der Position, die den linken Gesichtshälften der Betrachter entspricht, während das zweite räumliche Modulationselement Licht an der Position transmittiert, die den linken Gesichtshälften der Betrachter entspricht, und Licht an der Position sperrt, die den rechten Gesichtshälften der Betrachter entspricht.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bildwiedergabegerät bereit zustellen, das dazu in der Lage ist, ein stereoskopisches Bild wiederzugeben, und das die wie oben beschriebene Konstruktion enthält, das ferner wenigstens eine Bildabtastvorrichtung bzw. Bilderfassungsvorrichtung zum Aufnehmen eines Bildes von den Betrachtern umfaßt,
worin Lichttransmissionsflächen und lichtsperrende Flächen auf den ersten und zweiten räumlichen Modulationselementen in Abhängigkeit von dem mit der Bilderfassungsvorrichtung aufgenommenen Bild der Gesichter der Betrachter gesteuert werden.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bildwiedergabegerät bereit zustellen, das dazu in der Lage ist, ein stereoskopisches Bild wiederzugeben, und das die oben beschriebene Konstruktion enthält, das ferner eine Detektoreinrichtung zum Detektieren der Positionen der Betrachter umfaßt,
worin Lichttransmissionsflächen und lichtsperrende Flächen auf dem ersten und dem zweiten räumlichen Modulationselement in Abhängigkeit von den mit der Detektoreinrichtung detektierten Positionen der Betrachter gesteuert werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden, wie oben beschriebenen Erfindung ist das optische Element eine Linse oder ein Konkavspiegel.
Ferner vergrößert gemäß einem Aspekt der vorliegenden, wie oben beschriebenen Erfindung das optische Element die Fläche, die den rechten Gesichtshälften der Betrachter auf dem ersten räumlichen Modulationselement für die rechten Augen der Betrachter entspricht, und vergrößert die Fläche, die den linken Gesichtshälften der Betrachter auf dem zweiten räumlichen Modulationselement für die linken Augen der Betrachter entspricht.
Ferner ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden, wie oben beschriebenen Erfindung das optische Element zwischen der Kombiniereinrichtung und den Betrachtern bereitge stellt. Demgemäß verringert sich die Anzahl der notwendigen optischen Elemente auf eins.
Ferner sind gemäß einem Aspekt der vorliegenden, wie oben beschriebenen Erfindung die optischen Elemente ein Paar von Linsen oder Konkavspiegeln, die jeweils zwischen dem ersten und dem zweiten räumlichen Modulationselement und dem Kombinierelement bereitgestellt sind. Deshalb ist es leicht, eine optische Achse auszurichten, und es ist somit leicht, das optische Element an eine geeignete Position zu setzen.
Ferner sind gemäß einem Aspekt der vorliegenden, wie oben beschriebenen Erfindung das erste und das zweite räumliche Modulationselement monochromatische Flüssigkristall- Wiedergabegeräte bzw. -Displays vom Transmissionstyp oder elektrochrome Wiedergabegeräte bzw. Displays.
Ferner sind gemäß einem Aspekt der vorliegenden, wie oben beschriebenen Erfindung das erste und das zweite räumliche Modulationselement lichtsperrende Platten, auf denen Flächen zum Transmittieren von Licht und Flächen zum Sperren von Licht fixiert sind. In diesem Fall gibt es eine Beschränkung bei der Versetzung eines Betrachters, es ist jedoch möglich, die Kosten für die Herstellung des Geräts zu verringern.
Ferner kann gemäß einem Aspekt der vorliegenden, wie oben beschriebenen Erfindung, der ferner eine Infrarotlicht-Bestrahlungsvorrichtung zum Beleuchten entweder der rechten oder der linken Gesichtshälften der Betrachter umfaßt, die Bildabtastvorrichtung bzw. Bilderfassungsvorrichtung selektiv Bilder in Abhängigkeit von den Wellenlängen des Infrarotlichts aufnehmen.
Ferner wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden, wie oben beschriebenen Erfindung, der desweiteren ein Paar von Bestrahlungsvorrichtungen zum Beleuchten der rechten und der linken Gesichtshälften der Betrachter unter Verwendung von Licht mit zwei verschiedenen Wellenlängen umfaßt,
worin ein Paar der Bilderfassungsvorrichtungen Wellenlängenfilter besitzen, von denen jedes selektiv von dem Paar von Bestrahlungsvorrichtungen emittiertes infrarotes Licht unterschiedlicher Wellenlängen transmittiert. Demgemäß kann ein Bild der Gesichtshälfte des Betrachters durch Eliminieren von extern gestreutem Licht leicht aufgenommen werden, ohne dem Betrachter Unbehagen zu verursachen.
Ferner gibt gemäß einem Aspekt der vorliegenden, wie oben beschriebenen Erfindung das erste räumliche Modulationselement ein mit dem Paar von Bilderfassungsvorrichtungen aufgenommenes Bild der rechten Gesichtshälften der Betrachter als Lichttransmissionsfiguren wieder, und worin das zweite räumliche Modulationselement ein Bild der mit dem Paar von Bilderfassungsvorrichtungen aufgenommenen linken Gesichtshälften der Betrachter als Lichttransmissionsfiguren wiedergibt. Die Lichttransmissionsfiguren können ein Bild des Gesichts des Betrachters sein, oder sie können eine an einer Position des Gesichts des Betrachters wiedergegebene Figur mit einer vorbestimmten Gestalt sein.
Ferner werden gemäß einem Aspekt der vorliegenden, wie oben beschriebenen Erfindung Bilder mit Ausnahme der Gesichter der Betrachter eliminiert, indem eine Subtraktion auf zwei mit dem Paar von Bilderfassungselementen aufgenommene Bilder angewandt wird, und Bilder von erhaltenen linken und rechten Gesichtshälften der Betrachter werden auf dem ersten bzw. zweiten räumlichen Modulationselement als Lichttransmissionsfiguren wiedergegeben. Die Lichttransmissionsfiguren enthalten kein unerwünschtes Rauschen oder Störungen.
Ferner nimmt gemäß einem Aspekt der vorliegenden, wie oben beschriebenen Erfindung die Bilderfassungsvorrichtung ein Bild von entweder den rechten oder den linken Gesichtshälften der Betrachter auf, und das erste oder das zweite räumliche Modulationselement gibt das mit der Bilderfassungsvorrichtung aufgenommene Bild der Gesichtshälften der Betrachter wieder, und das andere räumliche Modulationselement gibt das negativ-positiv umgewandelte Bild der Gesichtshälften der Betrachter wieder. Damit ist es möglich, die Anzahl der Bildabtastvorrichtungen bzw. Bilderfassungsvorrichtungen auf eins zu verringern.
Ferner sind gemäß einem Aspekt der vorliegenden, wie oben beschriebenen Erfindung die Oberflächen des ersten und des zweiten räumlichen Modulationselements vorzugsweise außerhalb der Brennweite der Linse oder des Konkavspiegels bereitgestellt.
Ferner ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden, wie oben beschriebenen Erfindung die Bestrahlungsvorrichtung eine Lampeneinheit zum Emittieren von infrarotem Licht, oder eine LED, die dazu in der Lage ist, infrarotes Licht zu emittieren.
Ferner gibt gemäß einem Aspekt der vorliegenden, wie oben beschriebenen Erfindung die Bildwiedergabevorrichtung ein mit einem Endoskop aufgenommenes Bild wieder.
Ferner geben gemäß einem Aspekt der vorliegenden, wie oben beschriebenen Erfindung die erste und die zweite Bildwiedergabevorrichtung Standbilder wieder.
Ferner umfassen gemäß einem Aspekt der vorliegenden, wie oben beschriebenen Erfindung die erste und die zweite Bildwiedergabevorrichtung Flüssigkristall-Displays zur Wiedergabe der ersten oder zweiten Bilder und Polarisations platten, die vor den Flüssigkristall-Displays bereitgestellt sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 illustriert eine Konfiguration eines herkömmlichen stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß dem ersten Beispiel.
Fig. 2 illustriert eine Konfiguration eines herkömmlichen stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß dem zweiten Beispiel.
Fig. 3 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 illustriert eine erklärende Ansicht der Funktion des stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 illustriert graphische Darstellungen, die charakteristische Verteilungen von Wellenlängen des von LEDs emittierten Lichts in dem stereoskopischen Bildwiedergabegerät gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
Fig. 6 illustriert eine Querschnittsansicht einer Bilderfassungsvorrichtung in dem stereoskopischen Bildwiedergabegerät gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 illustriert eine erklärende Ansicht der Funktion des stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 8 illustriert eine erklärende Ansicht der Funktion des stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9 illustriert eine erklärende Ansicht der Funktion des stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 10 illustriert eine erklärende Ansicht der Funktion des stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 11 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 12 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 13 illustriert ein Diagramm, das den Vorgang der Erzeugung einer Lichttransmissionsfigur, und dergleichen, gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt.
Fig. 14 illustriert ein Diagramm, das den Vorgang der Erzeugung einer Lichttransmissionsfigur, und dergleichen, gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt.
Fig. 15 illustriert ein Diagramm, das den Vorgang der Erzeugung einer Lichttransmissionsfigur, und dergleichen, gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt.
Fig. 16 illustriert ein Diagramm, das den Vorgang der Erzeugung einer Lichttransmissionsfigur, und dergleichen, gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt.
Fig. 17 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 18 illustriert eine erklärende Ansicht der Funktion des stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 19 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 20 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 21 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 22 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 23 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 24 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 25 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 26 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 27 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 28 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 29 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß der vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 30 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 31 illustriert ein Diagramm, das eine innere Konfiguration des stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß der fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
Fig. 32 illustriert Lichtwege in dem stereoskopischen Bildwiedergabegerät gemäß der fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 33 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 34 illustriert ein Diagramm, das eine Theorie gemäß der sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
Fig. 35 illustriert eine Querschnittansicht des stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß der sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 36 illustriert ein Diagram, das eine Theorie gemäß der sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
Fig. 37 illustriert ein Diagramm, das die Theorie gemäß der sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
Fig. 38 illustriert ein Diagramm, das die Theorie gemäß der sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
Fig. 39 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer alternativen Ausführungsform, die nicht von der vorliegenden Erfindung abgedeckt wird.
Fig. 40 illustriert ein Diagramm, das eine Theorie gemäß der Ausführungsform von Fig. 39 illustriert.

Beste Art zum Ausführen der Erfindung

Erste Ausführungsform

Fig. 3 zeigt eine erste Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Gerät gemäß der ersten Ausführungsform umfaßt eine Vielzahl von Displays bzw. Anzeigevorrichtungen. Die Displays sind, wenn nicht anders spezifiziert, "normal" eingerichtet. Mit "normal" ist gemeint, daß ein Glanzabtasten (Luster Scan) an einem oberen linken Punkt des Displayschirms des "normal" eingerichteten Displays startet, wenn es aufrecht gestellt bzw. eingerichtet ist. Wenn ein Display so eingerichtet ist, daß die Bildschirmoberfläche horizontal angeordnet ist, startet ein Glanzabtasten an einem oberen linken Punkt (vom Blickpunkt des Betrachters aus) der Bildschirmoberfläche des "normal" eingerichteten Displays. In den Figuren werden Pfeile "→" und Indikatoren " " verwendet, um ein anderes Verfahren zum Einrichten der Displays zu beschreiben, was später beschrieben wird.
In Fig. 3 bezeichnen die Bezugszeichen 10a und 10b Farbkathodenstrahlröhren (Farb-CRTs) als Bildwiedergabevorrichtungen, die Bildschirmbilder wiedergeben; 11a und 11b bezeichnen Flüssigkristall-Displays vom Transmissionstyp, die als räumliche Modulationsvorrichtungen funktionieren, von denen jede zwischen der Farbkathodenstrahlröhre 10a oder 10b und den Betrachtern bereitgestellt ist; und 12a und 12b bezeichnen Fresnellinsen mit einer Brennweite von 150 mm. Jede Fresnellinse ist bei dem Abstand, der entfernter ist als die Brennweite der Fresnellinsen 12a und 12b, von dem Flüssigkristall-Display 11a oder 11b angeordnet, beispielsweise 160 mm. Ferner bezeichnen die Bezugszeichen 13a und 13b LEDs, die Licht mit einer Wellenlänge von 850 nm bzw. 950 nm emittieren und als Bildabtastvorrichtungen bzw. Bestrahlungsvorrichtungen funktionieren; 14a und 14b bezeichnen monochrome CCD-Kameras, die als Bildabtast- bzw. Bilderfassungsvorrichtungen funktionieren; 15 bezeichnet einen halbdurchlässigen Spiegel zum Kombinieren von Bildern, die auf den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b wiedergegeben werden; und 16 und 17 bezeichnen die Betrachter, die stereoskopische Bilder sehen.
In der vorliegenden Beschreibung werden Objekt- bzw. Zielbilder, die mit dem rechten oder dem linken Auge des Betrachters für das stereoskopische Sehen gesehen werden, als "Bildschirmbilder" bezeichnet. Deshalb sind "Bildschirmbilder" nicht auf Bilder beschränkt, die auf einem Bildschirm wiedergegeben werden, und sie umfassen Bilder auf Filmen.
Fig. 4 illustriert eine Situation, in der die Betrachter 16 und 17 von vorne von den LEDs 13a und 13b beleuchtet werden. Zwei Flächen 20a sind rechte Gesichtshälften der Betrachter 16 und 17, die von der LED 13a beleuchtet werden. Ähnlich sind zwei Flächen 20b die linken Gesichtshälften der Betrachter 16 und 17, die von der LED 13b beleuchtet werden.
Fig. 5 zeigt graphische Darstellungen, die eine charakteristische Verteilung von Licht, das von den LEDs 13a und 13b emittiert wird, illustrieren. Die Kurve 25a zeigt eine Wellenlängenverteilung des Lichts von der LED 13a, und die Kurve 25b zeigt eine Wellenlängenverteilung des Lichts von der LED 13b. Die schraffierten Flächen 26a und 26b in Fig. 5 sind die Wellenlängenbanden von Licht, das selektiv durch Wellenlängenfilter hindurch transmittiert wird (wird später erklärt); die an der monochromen CCD-Kamera 14a bzw. 14b befestigt sind.
Fig. 6 ist eine Querschnittansicht der CCD-Kameras 14a und 14b, die Bilder der Gesichter der Betrachter aufnehmen. In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 30 eine Objektivlinse bzw. Gegenstandslinse; 31a und 31b bezeichnen Interferenzfilter, die als Wellenlängenfilter funktionieren; 32 bezeichnet ein Bildabtastelement bzw. Bilderfassungselement, das einen CCD-Chip enthält; 33 bezeichnet einen Treiberschaltkreis zum Treiben des Bilderfassungselements; und 34 bezeichnet ein Objekt, das ein Bild der Gesichter der Betrachter 16 und 17 in der ersten Ausführungsform ist.
Fig. 7 illustriert eine Szenerie, in der die Betrachter das Bild ihrer Gesichter als ein virtuelles Bild gemäß der Ausführungsform bezüglich Fig. 3 sehen. In Fig. 7 sind von den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b, den Flüssigkristall-Displays 11a und 11b und den Fresnellinsen 12a und 12b der Einfachheit halber die Farbkathodenstrahlröhre 10a, das Flüssigkristall-Display 11a und die Fresnellinse 12a gezeigt, und der halbdurchlässige Spiegel 15 ist nicht gezeigt. Die Flächen 40R, 41R, 42R und 43R, die auf dem Flüssigkristall-Display 11a in Fig. 7 wiedergegeben sind, werden tatsächlich von den Betrachtern 16 und 17 gesehen.
Operationen bzw. Betriebsweisen des wie oben konstruierten stereoskopischen Bildwiedergabegeräts wird mit Bezug auf die Fig. 3 bis 7 beschrieben.
Hinsichtlich der in Fig. 3 gezeigten Bildschirmbilder, die von den Betrachtern 16 und 17 gesehen werden, werden Bildschirmbilder für das rechte Auge (hier als "R-Bildschirmbilder" bezeichnet) auf der Farbkathodenstrahlröhre 10a wiedergegeben, nachdem sie auf den Kopf gestellt worden sind, und Bildschirmbilder für das linke Auge (hier als "L- Bildschirmbilder" bezeichnet) werden auf der Farbkathodenstrahlröhre 10b wiedergegeben, nachdem sie auf den Kopf gestellt und in ein reflektiertes Bild bzw. Spiegelbild umgewandelt worden sind. Die auf den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b wiedergegebenen R- und L-Bildschirmbilder werden mittels dem halbdurchlässigen Spiegel 15 kombiniert. Ferner wird hinsichtlich der LEDs 13a und 13b, die in den schrägen Vorwärtsrichtungen der Betrachter 16 und 17 bereitgestellt sind, die LED 13a so eingerichtet, daß sie die Flächen 20a beleuchtet, die die rechten Gesichtshälften der Betrachter 16 und 17 sind, gleichfalls wird die LED 13b so eingerichtet, daß sie die Flächen 20b beleuchtet, die die linken Gesichtshälften der Betrachter 16 und 17 sind, wie in Fig. 4 gezeigt. Die Wellenlängen des Lichts von den LEDs 13a und 13b, wie in Fig. 5 gezeigt, haben Peaks bzw. Maxima bei etwa 850 nm bzw. 950 nm, wie von den Kurven 25a und 25b angezeigt. Da die Intensitäten der zwei Arten von Licht bei gemeinsamer Wellenlänge weniger als die halbe Stärke der Intensitäten bei den Peaks sind, können somit die zwei LEDs als Lichtquellen verwendet werden, die Licht von zwei verschiedenen Wellenlängen emittieren. Währenddessen werden in den CCD-Kameras 14a und 14b die Interferenzfilter 31a und 31b, die Licht mit Wellenlängen von 850 ± 20 nm bzw. 950 ± 20 nm transmittieren, zwischen den Bildabtast- bzw. Bilderfassungselementen 32 und den Objektivlinsen 30 bereitgestellt, und somit werden, wenn ein Bild des Objekts 34 auf das Bilderfassungselement 32 fokussiert wird, Teilbereiche, die mit zwei Arten von Licht mit Wellenlängenbereichen 26a und 26b in Fig. 5 beleuchtet werden, als ein Bild erhalten bzw. konserviert.
Deshalb nimmt gemäß der wie oben beschriebenen Konfiguration die CCD-Kamera 14a Bilder der Flächen 20a auf, die die rechten Augen der Betrachter 16 und 17 einschließen, während die CCD-Kamera 14b Bilder der Flächen 20b aufnimmt, die die linken Augen der Betrachter 16 und 17 einschließen. Die Bilder der zwei Flächen 20a, die von der Kamera 14a aufgenommen werden, werden auf dem Flüssigkristall-Display 11a als Bilder (oder Flächen) 40R bzw. 42R wiedergegeben. Man beachte, daß, wenn die Bilder 40R und 42R auf dem Flüssigkristall-Display 11a wiedergegeben werden, die Flächen, in denen die Bilder 40R und 42R wiedergegeben werden, Licht transmittieren. Wenn Bilder, die auf dem Flüssigdisplaygerät wiedergegeben werden, Licht durch die Flächen der Bilder hindurch transmittieren, werden die Bilder im folgenden "Lichttransmissionsbilder" genannt. In diesem Fall ist die Kamera 14a nicht für Licht von der LED 13b empfindlich und nimmt somit keine Bilder der Flächen 20b auf, die die linken Augen der Betrachter einschließen. Deshalb transmittie ren die Flächen 41R und 43R auf dem mit der Kamera 14a verbundenen Flüssigkristall-Display 11a kein Licht.
Fig. 8 zeigt einen Vorgang, in dem die L-Bildschirmbilder, die auf der Farbkathodenstrahlröhre 10b wiedergegeben werden, die Betrachter erreichen. Der Ausgang von der Kamera 14b wird in das Flüssigkristall-Display 11b eingegeben. Wie oben beschrieben werden auf dem Flüssigkristall-Display 11b auf den Kopf gestellte Spiegelbilder der von der CCD- Kamera 14b aufgenommenen Bilder wiedergegeben, und somit werden die von der CCD-Kamera 14b aufgenommenen Bilder in den zwei Flächen 20b als Bilder (Flächen) 40L und 42L auf dem Flüssigkristall-Display 11b wiedergegeben. Mit anderen Worten, die CCD-Kamera 14b ist nur für das Licht von der LED 13b empfindlich, und somit werden durch die von der CCD-Kamera 14b aufgenommenen reflektierten Bilder, rechtslinks, die den beleuchteten Flächen 20b entsprechenden Flächen zu den Flächen 40L und 42L auf dem Flüssigkristall- Display 11b, wie in Fig. 8 gezeigt.
Fig. 9 ist ein Diagramm, das erklärt, daß die auf der Farbkathodenstrahlröhre 10a wiedergegebenen R-Bildschirmbilder durch die Lichttransmissionsfläche 40R des Flüssigkristall-Displays 11a hindurch transmittiert werden, und von der Fresnellinse 12a zusammengeführt bzw. kondensiert werden, durch den halbdurchlässigen Spiegel 15 hindurch transmittiert werden, und die rechten Augen der Betrachter erreichen. Da die Fläche 41R Licht sperrt bzw. blockiert, wird das Licht, das die Fläche 41R von der Farbkathodenstrahlröhre 10a her erreicht, gesperrt bzw. blockiert. Deshalb können, obwohl die Fläche 41R an der Stelle ist, die den linken Augen der Betrachter entspricht, ihre linken Augen jedoch nicht die Bilder auf der Farbkathodenstrahlröhre 10a sehen.
Ähnlich werden, wie in Fig. 9 gezeigt, die auf der Farbkathodenstrahlröhre 10b wiedergegebenen L- Bildschirmbilder durch die Lichttransmissionsfläche 40L des Flüssigkristall-Displays 11b hindurch transmittiert, und werden von der Fresnellinse 12b kondensiert, werden von dem halbdurchlässigen Spiegel 15 reflektiert, und erreichen die linken Augen der Betrachter. Da die Fläche 41L Licht nicht transmittiert, wird das Licht, das die Fläche 41L von der Farbkathodenstrahlröhre 10b her erreicht, gesperrt bzw. blockiert. Deshalb können, obwohl die Fläche 41L an der Stelle ist, die den rechten Augen der Betrachter entspricht, ihre rechten Augen jedoch nicht die Bilder auf der Farbkathodenstrahlröhre 10b sehen.
Man sollte beachten, daß der Kontrast der Flüssigkristall-Displays 11a und 11b und der Irisblenden der CCD-Kameras 14a und 14b so eingestellt werden sollte, daß die Flächen 20a und 20b, die die Gesichter und andere Flächen wiedergeben, den deutlichsten Kontrast untereinander haben.
Durch Austauschen der an den CCD-Kameras 14a und 14b befestigten Interferenzfilter ist es für die CCD-Kamera 14a möglich, Bilder nur in den Flächen 20b aufzunehmen und die Bilder auf dem Flüssigkristall-Display 11a als lichtsperrende Figuren wiederzugeben, und für die CCD-Kamera 14b, Bilder nur in den Flächen 20a aufzunehmen und die Bilder auf dem Flüssigkristall-Display 11b als lichtsperrende Figuren wiederzugeben. In diesem Fall wird die selbe Aufgabe erzielt, und zusätzlich sind die Flächen der lichtsperrenden Figuren auf den Flüssigkristall-Displays 11a und 11b klein, was es einem ermöglicht, die Flächen, von denen aus die Betrachter die Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b sehen können, zu erweitern, was somit besser ist.
Als nächstes werden die Funktionen der Fresnellinsen 12a und 12b mit Bezug auf Fig. 7 beschrieben. Die Fresnellinse 12a ist so bereitgestellt, daß die Betrachter 16 und 17 die auf den Kopf gestellten Bilder von ihnen, die auf dem Flüssigkristall-Display 11a vom Transmissionstyp wiedergegeben werden, als virtuelle Bilder sehen können. Durch Einrichten der Fresnellinsen 12a und 12b an Positionen, in denen der Abstand zwischen den Positionen und dem Flüssigkristall-Display 11a größer ist als die Brennweite der Fresnellinse 12a, werden die Bilder auf den Flächen 40R (oder 40L) auf dem Flüssigkristall-Display 11a (oder 11b) vergrößert, wobei das Vergrößerungsverhältnis gemäß dem effektiven Durchmesser der Fresnellinse 12a begrenzt ist, und die vergrößerten R- (oder L-) Bildschirmbilder werden beim rechten (oder linken) Auge des Betrachters 16 fokussiert. Gleichermaßen werden die Bilder auf den Flächen 42R (oder 42L) des Flüssigkristall-Displays 11a (oder 11b) vergrößert, und die vergrößerten R- (oder L-) Bildschirmbilder werden beim rechten (oder linken) Auge des Betrachters 17 fokussiert. Deshalb funktionieren sie in dem Fall, in dem die Flächen 40 und 42 Licht transmittieren, als ein selektiv transmittierendes Lichtsteuerbild für die rechten (oder linken) Augen der Betrachter 16 und 17 innerhalb des Bereichs des effektiven Durchmessers der Fresnellinse 12a (oder 12b), und die Betrachter 16 und 17 können die Bilder, die auf der Farbkathodenstrahlröhre 10a (oder 10b), die hinter dem Flüssigkristall-Display 11a (oder 11b) bereitgestellt ist, wiedergegeben werden, durch das transmittierende Lichtsteuerbild hindurch auf dem Flüssigkristall-Display 11 als auf den Kopf gestellte Bilder sehen. Das Vergrößerungsverhältnis der auf den Kopf gestellten Bilder kann beliebig durch Wählen des Abstands zwischen der Fresnellinse 12a (oder 12b) und der Farbkathodenstrahlröhre 10a (oder 10b) und des Abstands zwischen der Fresnellinse 12a (oder 12b) und den Betrachtern 16 und 17 eingerichtet werden. Hinsichtlich der Funktion der Lichttransmissionsfigur ist die Fläche 40 wirksam für das rechte Auge des Betrachters 16, und die Fläche 42 ist wirksam für das rechte Auge des Betrachters 17. Gleichzeitig sind die Flächen 41 und 43 nicht in dem Zustand, in dem die Flächen 41 und 43 Licht durch sie hindurch transmittieren, und somit können die linken Augen der Betrachter die Bilder auf der Farbkathodenstrahlröhre 10a nicht sehen. Die Funktionen der Fresnellinse 12b sind die gleichen wie die wie oben beschriebenen Funktionen der Fresnellinse 12a, und die Bilder auf der Farbkathodenstrahlröhre 10a können mit den linken Augen der Betrachter gesehen werden.
Deshalb können, wenn die auf dem oben beschriebenen, in Fig. 4 gezeigten Flüssigkristall-Display 11a wiedergegebenen Flächen 20a von den rechten Gesichtshälften der Betrachter 16 und 17 den Flächen 40 und 42 in Fig. 7 entsprechen, nur die rechten Augen der Betrachter 16 und 17 die Bilder auf der Farbkathodenstrahlröhre 10a sehen. Ähnlich können, wenn die auf dem in Fig. 4 gezeigten Flüssigkristall-Display 11b wiedergegebenen Flächen 20b von den linken Gesichtshälften der Betrachter 16 und 17 den Flächen 41 und 43 entsprechen, nur die linken Augen der Betrachter 16 und 17 die Bilder auf der Farbkathodenstrahlröhre 10b sehen.
Man beachte, daß die Bilder auf dem Flüssigkristall- Display 11b gesehen werden, nachdem sie von dem halbdurchlässigen Spiegel 15 wie in Fig. 9 gezeigt reflektiert worden sind. Somit sollten, da der halbdurchlässige Spiegel 15 die Bilder reflektiert, die auf dem Flüssigkristall-Display 11b wiederzugebenden Bilder im voraus rechts-linksinvertiert sein, und zwar sollten die Bilder Spiegelbilder sein.
Fig. 10 erklärt, warum die Inversion der auf dem Flüssigkristall-Display 11a (11b) wiedergegebenen Bilder nötig ist. Wenn die Inversionsfunktion nicht implementiert ist, geht das Lichttransmissionsbild des Betrachters nach unten, wenn sich der Betrachter setzt, was zur Folge hat, daß das Bild auf dem Flüssigkristall-Display 11a (11b) nicht als ein Lichttransmissionsbild funktioniert. Mit anderen Worten, wenn sich der Betrachter setzt, sollte sich das Licht transmissionsbild in dem Flüssigkristall-Display nach oben bewegen, während, wenn er oder sie aufsteht, sich das Bild nach unten bewegen sollte. Siehe Fig. 10. Die Flüssigkristall-Displayvorrichtung 11a (11b) erzielt die Bewegung des Lichttransmissionsbildes durch Invertieren der Bilddaten in der vertikalen Richtung in Bezug auf den Wiedergaberaum der Vorrichtung 11a (11b). Die Inversion in der vertikalen Richtung funktioniert, um ein Bild an einer niedrigeren (oder höheren) Position zu einer höheren (oder einer niedrigeren) Position innerhalb der Wiedergabefläche des Flüssigkristall-Displays 11a (11b) zu bewegen. Das Invertieren der Bilddaten in der vertikalen Richtung kann einfach durch Drehen, um das Flüssigkristall-Display 11 auf den Kopf zu stellen, ausgeführt werden.
Das R-Bildschirmbild wird in die Farbkathodenstrahlröhre 10a eingegeben, auf den Kopf gestellt, und deshalb auch rechts-links invertiert. Ein solches umgedrehte R-Bildschirmbild wird durch die Linse 12a zum Eintreten in das rechte Auge des Betrachters geeignet korrigiert. Das R- Transmissionssteuerbild, das von dem Bild der rechten Gesichtshälfte des Betrachters hergeleitet wird, wird in einem linken Bereich der LCD 11a ohne spezielle Inversion wiedergegeben. Wie mit Bezug auf Fig. 10 dargelegt, sollte das Steuerbild der rechten Gesichtshälfte nur mit dem Kopf nach unten invertiert werden.
Das L-Bildschirmbild wird in die Farbkathodenstrahlröhre 10b eingegeben, auf den Kopf gestellt, und in das Spiegelbild umgewandelt. Ein solches L-Bildschirmbild, auf den Kopf gestellt, wird von der Linse 12b passend aufrecht gestellt, und wird dann von dem Spiegel 15 zum Eintritt in das linke Auge geeignet rechts-links invertiert. Das L- Transmissionssteuerbild, das von dem Bild der linken Gesichtshälfte des Betrachters hergeleitet wird, wird in die LCD 11b eingegeben, so daß es in einem linken Bereich der LCD 11b wiedergegeben wird. Das L-Transmissionssteuerbild an der linken Position führt das L-Bildschirmbild auf der Farbkathodenstrahlröhre 10b mittels der Linse 12b und dem Spiegel 15 geeignet in das linke Auge ein. Wie mit Bezug auf Fig. 10 dargelegt, sollte das Transmissionssteuerbild der linken Gesichtshälfte nur auf den Kopf gestellt und rechts-links invertiert werden.
Gemäß dem Betrieb bzw. der Operation des wie oben beschriebenen Bildwiedergabegeräts können die auf der in Fig. 3 gezeigten Farbkathodenstrahlröhre 10a wiedergegebenen R- Bildschirmbilder mit den rechten Augen der Betrachter 16 und 17 durch das Flüssigkristall-Display 11a hindurch gesehen werden, wohingegen die auf der Farbkathodenstrahlröhre 10b wiedergegebenen L-Bildschirmbilder mit den linken Augen durch das Flüssigkristall-Display 11b hindurch gesehen werden können. Deshalb können beide Betrachter 16 und 17 ein Paar von den R- und L-Bildschirmbildern gleichzeitig sehen, so daß stereoskopische Bilder gebildet werden. In einem Fall, in dem sich die Betrachter 16 und 17 bewegen, können sie ferner stereoskopische Bilder sehen, solange wie die in Fig. 4 gezeigte Beleuchtungsbedingung durch die LED aufrechterhalten wird.
Es sollte beachtet werden, daß in der vorgenannten Ausführungsform eine Farbkathodenstrahlröhre als eine Bildwiedergabevorrichtung verwendet wird, sie ist jedoch nicht darauf beschränkt, solange wie die Bildwiedergabevorrichtung stereoskopische Bilder wiedergeben kann, und sie kann zum Beispiel ein Flüssigkristall-Display sein. Ferner ist die mindestens erforderliche Funktion der Bildwiederbgabevorrichtung die Wiedergabe eines sich bewegenden Bildes als lichtemittierende Bilder, und somit kann die Bildwiedergabevorrichtung eine flache oder gewölbte Vorrichtung (z. B. ein Film), worauf Bilder aufgezeichnet sind, und eine Vorrichtung zum Wiedergeben der Bilder sein, anstelle von Farbkathodenstrahlröhren. Ferner kann das Flüssigkristall- Display, das als das räumliche Modulationselement verwendet wird, zum Beispiel ein elektrochromes Display sein, sofern die Vorrichtung Licht transmittieren und Figuren wiedergeben kann. Die als eine Bestrahlungsvorrichtung verwendete LED kann durch eine Vorrichtung ersetzt werden, die in der Lage ist, infrarotes Licht von zwei unterschiedlichen Wellenlängen abzustrahlen, z. B. eine Halogenlampe, an der ein Wellenlängenfilter befestigt ist, um den Bereich der Wellenlänge des zu emittierenden Lichts zu begrenzen. Ferner wird eine Fresnellinse als eine Linse verwendet, diese kann jedoch durch ein Element ersetzt werden, sofern es Orientierungscharakteristika besitzt, z. B. eine konkave Linse oder ein Konvexspiegel.
Die Farbkathodenstrahlröhren und die LCDs sind ein elektronisches Display. Sie sind in der Lage, invertierte Bilder wiederzugeben, deren Daten elektronisch in Längs- und Rechts-Links-Richtungen invertiert sind. Die Inversion kann durch bloßes Drehen des Displaykörpers um 180 Grad ausgeführt werden.
Ein anderes Beispiel dafür, wie die Wiedergabeanordnung von Bildschirmbildern und Steuerfiguren gemäß der ersten Ausführungsform erreicht wird, wird unten beschrieben.
In Fig. 3 werden die Displays 11a, 11b, 10a und 10b mit einem Indikator " " gekennzeichnet. Der Indikator bedeutet einen Startpunkt der Glanzabtastung auf den jeweiligen Displays. Zum Beispiel führt das Display 10a die Glanzabtastung von der unteren rechten Position in einer Richtung von rechts nach links durch. Die Glanzabtastung in Positionen " " zu starten, die rechts unten auf den Displays 10a, 10b liegen, bedeutet, daß die Displays 10a, 10b auf den Kopf gestellt werden, nämlich um 180 Grad gedreht. Ferner bedeuten in Fig. 3 Pfeile die Richtung der Inversion. Beispielsweise bedeutet der am Display 11a angebrachte Pfeil, daß eine elektronische Dateninversion in der durch den Pfeil angezeigten Richtung durchgeführt wird, nämlich in einer vertikalen Richtung.
Gemäß solchen Anzeigen bzw. Indikationen werden, wenn Daten des Bildschirmbildes R normal in das Display 10a eingegeben werden, diese auf dem Display 10a mit Inversion in der vertikalen und der horizontalen Richtung wiedergegeben, weil das Display 10a auf den Kopf gestellt ist. Das Display 10b steht auch auf dem Kopf. Ferner werden die Daten des Bildschirmbildes L in das Display 10b rechts-links-invertiert eingegeben, da am Display 10b ein Pfeil angebracht ist, der eine Inversion von rechts nach links anzeigt. Deshalb wird das Bildschirmbild L als nur in der vertikalen Richtung invertiert auf dem Display 10b gesehen.
Da der " "-Indikator an die obere linke Position auf dem Display 11a gesetzt ist, wird das Display 11a für die Steuerfigur aufrecht gestellt. Deshalb wird der rechte Teilbereich der Steuerfigur an einem relativ links liegenden Bereich auf dem Display 11a wiedergegeben. Der an dem Display 11a angebrachte Pfeil bedeutet, daß die Daten der Steuerfigur R in das Display 11a mit elektronischer Inversion in der vertikalen Richtung eingegeben werden. Das Display 11b wird mit den Daten der linken Steuerfigur gespeist, die elektronisch in vertikaler Richtung und in Richtung von rechts nach links invertiert sind. Deshalb erlauben die Steuerfiguren R und L, ein stereoskopisches Sehen für das rechte und das linke Auge aufrechtzuerhalten, selbst wenn sich der Betrachter in der vertikalen Richtung bewegt.

Zweite Ausführungsform

Fig. 11 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen umfaßt das Gerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Displays bzw. Anzeigevorrichtungen. Die Displays sind, wenn nicht anders spezifiziert, "normal" eingerichtet.
Das Merkmal der zweiten Ausführungsform ist, daß unerwünschte Hintergrundbilder in den Bildern, die die Betrachter einschließen, durch Anwenden eines Subtraktionsvorganges beseitigt werden.
In Fig. 11 bezeichnen die Bezugszeichen 10a und 10b Farbkathodenstrahlröhren als Bildwiedergabevorrichtungen; 11a und 11b bezeichnen Flüssigkristall-Displays vom Transmissionstyp, die als räumliche Modulationsvorrichtungen funktionieren, von denen jede zwischen der Farbkathodenstrahlröhre 10a oder 10b und den Betrachtern bereitgestellt ist; und 12a und 12b bezeichnen Fresnellinsen mit einer Brennweite von 150 mm. Jede Fresnellinse ist bei einem Abstand, der entfernter ist als die Brennweite der Fresnellinsen 12a und 12b, von dem Flüssigkristall-Display 11a oder 11b angeordnet, beispielsweise 160 mm. Ferner bezeichnen die Bezugszeichen 13a und 13b LEDs, die Licht mit einer Wellenlänge von 850 nm bzw. 950 nm emittieren und als Bestrahlungsvorrichtungen funktionieren; 14a und 14b bezeichnen monochrome CCD-Kameras, die als Bilderfassungsvorrichtungen bzw. Bildabtastvorrichtungen dienen; 15 bezeichnet einen halbdurchlässigen Spiegel zum Kombinieren von auf den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b wiedergegebenen Bildern; 16 und 17 bezeichnen Betrachter, die stereoskopische Bilder sehen; und 18 bezeichnet eine Subtrahiervorrichtung, die den Subtraktionsvorgang zwischen den zwei Arten von Bildern bewirkt.
Die Betriebsweise des wie oben konstruierten stereoskopischen Bildwiedergabegeräts ist grundsätzlich die gleiche wie die gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 3 beschriebene, und somit werden die gleichen Elemente, Vorrichtungen und dergleichen in dieser Ausführungsform wie in der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung von diesen wird weggelassen, und nur unterschiedliche Elemente, Vorrichtungen und dergleichen werden erklärt werden. Die Bildsignale, die selektiv von den CCD-Kameras 14a und 14b aufgenommen werden, werden in die Subtrahiervorrichtung 18 eingegeben, und nachdem sie mit dem Subtraktionsvorgang verarbeitet worden sind, werden sie an die Flüssigkristall-Displays 11a und 11b vom Transmissionstyp ausgegeben.
Durch das Ausführen des Subtraktionsvorganges in der Subtrahiervorrichtung 18 werden gemeinsame Teilbereiche der zwei von den Kameras 14a und 14b aufgenommenen Bilder eliminiert, und somit werden Teilbereiche, die nicht nötig zum Wiedergeben des stereoskopischen Bildes sind, eliminiert.
Fig. 11 illustriert auch ein anderes Verfahren zum Erzielen der oben beschriebenen Inversionen der Bildschirmbilder und Steuerfiguren in der zweiten Ausführungsform. Die Bedeutung von " " und "→" ist die gleiche wie in der ersten Ausführungsform.

Dritte Ausführungsform

Fig. 12 zeigt eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen umfaßt die vorliegende Ausführungsform eine Vielzahl von Displays. Die Displays sind, wenn nicht anders spezifiziert, "normal" eingerichtet.
Das Merkmal der dritten Ausführungsform ist, daß ein Lichttransmissionsbild aus einem einzigen, mit einer einzigen Kamera aufgenommenen Bild erzeugt wird.
In Fig. 12 bezeichnen die Bezugszeichen 10a und 10b Farbkathodenstrahlröhren als eine erste und eine zweite Bildwiedergabevorrichtung; 11a und 11b bezeichnen Flüssigkristall-Displays vom Transmissionstyp, die als eine erste und eine zweite räumliche Modulationsvorrichtung funktionieren, von denen jede zwischen der Farbkathodenstrahlröhre 10a oder 10b und den Betrachtern bereitgestellt ist; und 12a und 12b bezeichnen Fresnellinsen mit einer Brennweite von 150 mm. Jede Fresnellinse ist bei einem Abstand, der entfernter ist als die Brennweite der Fresnellinsen 12a und 12b, von dem Flüssigkristall-Display 11a oder 11b angeordnet, beispielsweise 160 mm. Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 13 eine LED, die Licht mit einer Wellenlänge von 850 nm emittiert, und die als eine Bestrahlungsvorrichtung funktioniert; 14 bezeichnet eine monochrome CCD-Kamera, die als eine Bildabtastvorrichtung bzw. Bilderfassungsvorrichtung dient; 15 bezeichnet einen halbdurchlässigen Spiegel zum Kombinieren von auf den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b wiedergegebenen Bildern; 16 und 17 bezeichnen Betrachter, die stereoskopische Bilder sehen; 19 bezeichnet einen Signalteiler; und 90 bezeichnet einen Negativ-Positiv-Inversionskreis.
Da die LED 13 auf der rechten Seite der Betrachter beleuchtet, nimmt die CCD-Kamera 14 Bilder der rechten Gesichtshälften der Betrachter auf. Demgemäß sind die Bilder 44a und 44b, die auf dem Flüssigkristall-Display 11a vom Transmissionstyp wiedergegeben werden, Bilder der rechten Gesichtshälften der Betrachter und funktionieren als Lichttransmissionsbilder auf dem Display 11a.
Die Betriebsweise des wie oben konstruierten stereoskopischen Bildwiedergabegeräts ist grundsätzlich die gleiche wie die gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 3 beschriebene, und somit werden die gleichen Elemente, Vorrichtungen und dergleichen in dieser Ausführungsform wie in der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung von ihnen wird weggelassen, und nur unterschiedliche Elemente, Vorrichtungen und dergleichen werden erklärt werden.
Die Signale, die die mit der monochromen CCD-Kamera 14 aufgenommenen Bilder der rechten Gesichtshälften der Betrachter 16 und 17 repräsentieren, werden durch den Signalteiler 19 in zwei Gruppen aufgeteilt, und die eine Gruppe der Signale wird in das Flüssigkristall-Display 11a vom Transmissionstyp eingegeben und als die Bilder 44a und 44b wiedergegeben. Wohingegen die andere Gruppe der Signale in den Negativ-Positiv-Inversionskreis 90 eingegeben werden, dann in das Flüssigkristall-Display 11b vom Transmissionstyp, und somit werden die Teilbereiche mit Ausnahme der Bilder 44a und 44b als Figuren auf dem Flüssigkristall-Display 11b vom Transmissionstyp wiedergegeben. Die schraffierten Flächen haben lichttransmittierende Charakteristika.
Die Charakteristika der dritten Ausführungsform sind, daß ein einziges Licht und eine einzige Kamera nötig sind, und keine Mehrzahl.
Die dritte Ausführungsform wird weiter im Detail beschrieben werden. Die mit der Kamera 14 aufgenommenen Bilder der rechten Gesichtshälften der Betrachter werden zu dem Negativ-Positiv-Inversionskreis 90 geschickt, und werden dann negativ-positiv invertiert. Mit anderen Worten, wenn die Auflösung des Bildabtastelements bzw. Bilderfassungselements 32 der Kamera 148 Bits beträgt, liegt die Dichte der von dem Bilderfassungselement 32 ausgegebenen Bildsignale in dem Bereich zwischen 0 und 255. Die Negativ-Positiv-Umwandlung in dem Negativ-Positiv- Umwandlungskreis 90 ist eine Operation, um den komplementären Wert eines von der Kamera 14 transmittierten Bildsignaldichtewertes zu finden. Wenn zum Beispiel der Dichtewert "30" ist, dann ist ein komplementärer Wert der Dichte, die "negativ-positiv-invertiert" ist, "255".
Fig. 13 zeigt den beleuchteten Teilbereich, 20R, des mit der Kamera 14 aufgenommenen Gesichts des Betrachters 16. (Der Bequemlichkeit halber wird ein direkt mit einer Kamera aufgenommenes Bild "direktes Bild" genannt.) Fig. 14 zeigt ein auf den Kopf invertiertes Bild des Bildes in Fig. 13. Das Bild in Fig. 14 wird auf dem Flüssigkristall- Display 11a gezeigt, und es funktioniert als das Lichttransmissionsbild für das rechte Auge. Der Einfachheit halber sind Bilder des Betrachters 17 in den Fig. 13 und 14 nicht gezeigt. In den Fig. 13 und 14 zeigen weiße Teilbereiche dunkle Flächen an, die nicht durch die LED 13 beleuchtet werden (Flächen hoher Dichte). Fig. 15 zeigt ein negativ-positiv invertiertes Bild des in Fig. 13 gezeigten direkten Bildes. In Fig. 15 ist der weiße Teilbereich 20R' eine dunkle Fläche (Fläche hoher Dichte), wohingegen die beleuchtete Fläche 20R in Fig. 3 negativ-positiv invertiert ist.
In Fig. 13 kennzeichnet eine Fläche 21R einen Teil der beleuchteten Fläche 20R in dem direkten Bild. In Fig. 15 zeigt eine Fläche 21L einen Teil der beleuchteten Fläche in dem invertierten Bild an. Fig. 16 ist ein Bild, das man erhält, indem man das Bild in Fig. 15 auf den Kopf stellt. Die beleuchtete Lichttransmissionsfläche 21L, die sich auf der rechten Seite in Fig. 15 befindet, wird auf die linke Seite in Fig. 16 bewegt.
Die Fläche 21R in Fig. 14 funktioniert als ein Lichttransmissionsbild für das rechte Auge, und die Fläche 21L' in Fig. 16 funktioniert als ein Lichttransmissionsbild für das linke Auge.
Es sollte beachtet werden, daß die Leuchtdichte bzw. Luminanz und der Kontrast der Flüssigkristall-Displays 11a und 11b und der Irisblende der CCD-Kamera 14 so eingestellt werden sollten, daß die den Gesichtern entsprechenden Flächen durch die Flächen, die weiß sind und eine hohe Leuchtdichte haben, wiedergegeben werden.
Als nächstes werden die Funktionen der Fresnellinsen 12a und 12b mit Bezug auf die Fig. 7 und 8 beschrieben. Die Fresnellinse 12a ist so bereitgestellt, daß die Betrachter 16 und 17 in der Lage sind, die auf dem Flüssigkristall-Display 11a vom Transmissionstyp wiedergegebenen auf den Kopf gestellten Bilder von ihnen als virtuelle Bilder zu sehen. Durch Einrichten der Fresnellinsen 12a und 12b an Positionen, wo der Abstand zwischen diesen Positionen und dem Flüssigkristall-Display 11a entfernter ist als die Brennweite der Fresnellinse 12a, werden die Bilder auf den Flächen 40R (oder 40L) auf dem Flüssigkristall-Display , 11a (oder 11b) vergrößert, wobei das Vergrößerungsverhältnis gemäß dem effektiven Durchmesser der Fresnellinse 12a begrenzt ist, und die vergrößerten R- (oder L-) Bildschirmbilder werden beim rechten (oder linken) Auge des Betrachters 16 fokussiert. Gleichermaßen werden die Bilder auf den Flächen 42R (oder 42L) des Flüssigkristall-Displays 11a (oder 11b) vergrößert, und die vergrößerten R- (oder L- Bildschirmbilder werden beim rechten (oder linken) Auge des Betrachters 17 fokussiert. Deshalb funktionieren in einem Fall, wo die Flächen 40 und 42 Licht transmittieren, diese als ein selektives transmittierendes Lichtsteuerbild für die rechten (oder linken) Augen der Betrachter 16 und 17 innerhalb des Bereichs des effektiven Durchmessers der Fresnellinse 12a (oder 12b), und die Betrachter 16 und 17 können die Bilder, die auf der hinter dem Flüssigkristall- Display 11a (oder 11b) bereitgestellten Farbkathodenstrahlröhre 10a (oder 10b) wiedergegeben werden, durch das transmittierende Lichtsteuerbild auf dem Flüssigkristall-Display 11 hindurch als auf den Kopf gestellte Bilder sehen. Das Vergrößerungsverhältnis von auf den Kopf gestellten Bildern kann beliebig eingerichtet werden, indem man den Abstand zwischen der Fresnellinse 12a (oder 12b) und der Farbkathodenstrahlröhre 10a (oder 10b) und den Abstand zwischen der Fresnellinse 12a (oder 12b) und den Betrachtern 16 und 17 auswählt. Hinsichtlich der Funktion der Lichttransmissionsfigur ist die Fläche 40 effektiv für das rechte Auge des Betrachters 16, und die Fläche 42 ist effektiv für das rechte Auge des Betrachters 17. Gleichzeitig sind die Flächen 41 und 43 nicht in dem Zustand, in dem die Flächen 41 und 43 Licht durch sie hindurch transmittieren, und somit können die linken Augen der Betrachter die Bilder auf der Farbkathodenstrahlröhre 10a nicht sehen. Die Funktionen der Fresnellinse 12b sind die gleichen, wie die oben beschriebenen Funktionen der Fresnellinse 12a, und die Bilder auf der Farbkathodenstrahlröhre 10a können mit den linken Augen der Betrachter gesehen werden.
Die Wiedergabeanordnung von Bildschirmbildern auf den Displays gemäß der dritten Ausführungsform wird unten erklärt werden.
Die R- und L-Bildschirmbilder werden in die Farbkathodenstrahlröhren 10a, 10b in der gleichen Weise eingegeben wie in der ersten Ausführungsform, nämlich auf den Kopf gestellt, und deshalb rechts-links invertiert. Die Funktionen der Linsen 12a, 12b und des Spiegels 15 sind die gleichen wie die der ersten Ausführungsform.
Fig. 12 illustriert auch ein anderes Verfahren, um die oben beschriebenen Inversionen der Bildschirmbilder und Steuerbilder in der dritten Ausführungsform zu erzielen. Die Bedeutung von " " und "→" ist die gleiche wie in der ersten Ausführungsform.

Vierte Ausführungsform

Fig. 17 zeigt eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen umfaßt das Gerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Displays. Die Displays sind, wenn nicht anders spezifiziert, "normal" eingerichtet.
Das Merkmal der vierten Ausführungsform ist, daß Positionen der Betrachter durch die Verwendung von Ultraschall erfaßt bzw. detektiert werden.
In Fig. 17 bezeichnen die Bezugszeichen 10a und 10b Farbkathodenstrahlröhren als Bildwiedergabevorrichtungen; 11a und 11b bezeichnen Flüssigkristall-Displays vom Transmissionstyp, die als räumliche Modulationsvorrichtungen funktionieren, von denen jede zwischen der Farbkathodenstrahlröhre 10a oder 10b und den Betrachtern bereitgestellt ist; und 12a und 12b bezeichnen Fresnellinsen mit einer Brennweite von 150 mm. Jede Fresnellinse ist bei einem Abstand, der entfernter ist als die Brennweite der Fresnellinsen 12a und 12b, von dem Flüssigkristall-Display 11a oder 11b angeordnet, beispielsweise 160 mm. Die Bezugszeichen 16 und 17 bezeichnen Betrachter, die stereoskopische Bilder sehen; und 27a und 27b bezeichnen Ultraschallsender, die Ultraschall mit Frequenzen von 100 kHz und 120 kHz zum Betrachter 16 bzw. 17 hin emittieren. Ferner detektieren die Ultraschalldetektoren 28a und 28b selektiv von den Ultraschallsendern 27a und 27b emittierten Ultraschall. Das Bezugszeichen 15 bezeichnet einen halbdurchlässigen Spiegel zum Kombinieren von auf den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b wiedergegebenen Bildern; 29 bezeichnet eine Bildausgabevorrichtung; und 45a und 45b bezeichnen Figuren, die auf dem Flüssigkristall-Display 11a vom Transmissionstyp an Positionen, die den rechten Gesichtshälften der Betrachter 16 und 17 entsprechen, wiedergegeben werden, und die Figuren haben lichttransmittierende Charakteristika.
Die Betriebsweise des wie oben konstruierten stereoskopischen Bildwiedergabegeräts ist grundsätzlich die gleiche wie die gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 3 beschriebene, und somit werden die gleichen Elemente, Vorrichtungen und dergleichen in dieser Ausführungsform wie in der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung von ihnen wird weggelassen, und nur unterschiedliche Elemente, Vorrichtungen und dergleichen werden erklärt werden.
Der von den Ultraschallsendern 27a und 27b emittierte Ultraschall zweier unterschiedlicher Frequenzen wird von den Betrachtern 16 und 17 reflektiert und jeweils mit den Ultraschalldetektoren 28a und 28b detektiert bzw. erfaßt. Die Bildausgabevorrichtung 29 berechnet Positionen, die den rechten und linken Gesichtshälften der Betrachter auf den Flüssigkristall-Displays 11a und 11b vom Transmissionstyp entsprechen, aus den detektierten Ultraschallsignalen, dann werden vorbestimmte Figuren, durch die hindurch das R- und das L-Bildschirmbild für das rechte und das linke Auge jeweils transmittiert werden (hier als "R"- oder "L"- transmittierende Lichtsteuerfiguren bezeichnet), ausgegeben und an den berechneten Positionen auf den Flüssigkristall- Displays 11a und 11b vom Transmissionstyp wiedergegeben.
Die Betriebsweisen der vierten Ausführungsform werden weiter im Detail mit Bezug auf Fig. 18 beschrieben werden.
Der von den Ultraschallsendern 27a und 27b emittierte Ultraschall zweier verschiedener Frequenzen wird von den Betrachtern 16 und 17 reflektiert und jeweils von den Ultraschalldetektoren 28a und 28b detektiert. In Fig. 18 emittiert der Sender 27a kontinuierlich Ultraschall in der horizontalen Richtung, und der Ultraschall, der von den Gesichtern der Betrachter reflektiert wird, wird von dem De tektor 28a als horizontale Querschnittsinformation detektiert. Gleichfalls emittiert der Sender 27b, der unterhalb dem Sender 27a bereitgestellt ist, kontinuierlich Ultraschall in der horizontalen Richtung, und der Ultraschall, der von den Gesichtern der Betrachter reflektiert wird, wird von dem Detektor 28b detektiert.
Die Ultraschallsender 27a und 27b emittieren Ultraschall, um in der horizontalen Richtung abzutasten. Dann wird der in der vertikalen Richtung getrennte Ultraschall zweier verschiedener Frequenzen, der von den Sendern 27a und 27b emittiert wird, von den Beobachtern in der Abtastlinie reflektiert, und der reflektierte Ultraschall wird jeweils von den Detektoren 28a und 28b detektiert. Dadurch ist es möglich, die Positionen der Gesichter der Betrachter zu untersuchen, indem man die Ultraschallechosignale analysiert.
Die Ausgangsgrößen der Ultraschalldetektoren 28a und 28b werden in die Bildausgabevorrichtung 29, die mit den Ultraschalldetektoren verbunden ist, eingegeben. Die Bildausgabevorrichtung 29 berechnet die Position der Gesichter der Betrachter gemäß den Echosignalen von den Detektoren 28a und 28b, gibt dann die vorbestimmten R- und L-Figuren aus und auf den Flüssigkristall-Displays 11a und 11b gemäß den berechneten Positionen der Gesichter wieder.
Die Wiedergabeanordnung der Bildschirmbilder und Steuerfiguren auf den Displays gemäß der vierten Ausführungsform wird unten erklärt werden.
Die R- und L-Bildschirmbilder werden in die Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform eingegeben, nämlich auf den Kopf gestellt, und deshalb auch rechts-links invertiert. Die Funktionen der Linsen 12a, 12b und des Spiegels 15 sind die gleichen wie die in der ersten Ausführungsform. Wie oben beschrieben wird das R-Steuerbild für das rechte Auge in einem relativ links liegenden Bereich des Displays 11a wiedergegeben. Das L-Steuerbild für das linke Auge wird in einem relativ links liegenden Bereich des Displays 11b wiedergegeben. Mit anderen Worten, das Steuerbild, das auf dem Display 11b für das linke Auge wiedergegeben wird, ist identisch mit demjenigen auf dem Display 11a für das rechte Auge. Dies ist deshalb der Fall, weil die Steuerfiguren für das rechte und das linke Auge gemäß der vierten Ausführungsform auf der Basis der detektierten Position des Gesichts des Betrachters durch die Ultraschalldetektoren erzeugt werden.
Gemäß der vierten Ausführungsform ist es einfach, so zu verarbeiten, daß andere Teilbereiche als die Teilbereiche, die den Gesichtern der Betrachter entsprechen, nicht wiedergegeben werden, und somit kommt ein Übersprechen von linken (rechten) und rechten (linken) Bildern, die durch rechte (linke) bzw. linke (rechte) Augen geringfügig erkannt werden, aufgrund von extern gestreutem Licht, nicht vor.
Fig. 17 illustriert auch ein anderes Verfahren, um die oben beschriebenen Inversionen der Bildschirmbilder und Steuerfiguren in der vierten Ausführungsform zu erzielen. Die Bedeutung von " " und "→" ist die gleiche wie in der ersten Ausführungsform.

Fünfte Ausführungsform

Fig. 19 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen umfaßt das Gerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Displays. Die Displays sind, wenn nicht anders spezifiziert, "normal" eingerichtet.
Das Merkmal der fünften Ausführungsform ist, daß Lichtquellen am Kopf von Betrachtern befestigt sind, so daß die korrekte Position der Gesichter der Betrachter gemessen werden kann.
In Fig. 19 bezeichnen die Bezugszeichen 10a und 10b Farbkathodenstrahlröhren als Bildwiedergabevorrichtungen; 11a und 11b bezeichnen Flüssigkristall-Displays vom Transmissionstyp, die als räumliche Modulationsvorrichtungen funktionieren, von denen jede zwischen der Farbkathodenstrahlröhre 10a oder 10b und den Betrachtern bereitgestellt ist; und 12a und 12b bezeichnen Fresnellinsen mit einer Brennweite von 150 mm. Jede Fresnellinse ist bei einem Abstand, der entfernter ist als die Brennweite der Fresnellinsen 12a und 12b, von dem Flüssigkristall-Display 11a oder 11b angeordnet, beispielsweise 160 mm.
Ferner bezeichnen die Bezugszeichen 35a und 35b LEDs, die an jedem Kopf der Betrachter 16 und 17 mit Kopfbändern bereitgestellt sind, und die Licht mit einer Wellenlänge von 850 nm bzw. 950 nm emittieren, und die als Bestrahlungsvorrichtungen dienen. Die LEDs 35a und 35b haben blockierende bzw. sperrende Abdeckungen. Die Bezugszeichen 14a und 14b bezeichnen monochrome CCD- Kameras, die als Bildabtastvorrichtungen bzw. Bilderfassungsvorrichtungen dienen; 15 bezeichnet einen halbdurchlässigen Spiegel zum Kombinieren von auf den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b wiedergegebenen Bildern; und 16 und 17 bezeichnen Betrachter, die stereoskopische Bilder sehen.
Die Betriebsweise des wie oben konstruierten stereoskopischen Bildwiedergabegeräts ist grundsätzlich die gleiche wie die gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 3 beschriebene, und somit werden die gleichen Elemente, Vorrichtungen und dergleichen in dieser Ausführungsform wie in der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung von ihnen wird weggelassen, und nur unterschiedliche Elemente, Vorrichtungen und dergleichen werden erklärt werden.
Die LEDs 35 sind an jedem Kopf der Betrachter 16 und 17 bereitgestellt, und somit beleuchtet von jeder LED 35 emittiertes Licht sicherlich die rechten oder linken Seiten der Betrachter. Ferner ändern sich, abweichend von dem in der ersten Ausführungsform beschriebenen Fall, die relativen Positionen der LEDs und der Betrachter nicht, und somit können sich die Betrachter frei bewegen. Die sperrende Abdeckung 36 ist dazu da, zu verhindern, daß das Licht der LED einen dem die LED tragenden Betrachter am nächsten befindlichen Betrachter beleuchtet.
Die Wiedergabeanordnung der Bildschirmbilder auf den Displays gemäß der fünften Ausführungsform wird unten beschrieben werden.
Die R- und L-Bildschirmbilder werden in die Farbkathodenstrahlröhren 10a, 10b in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform eingegeben, nämlich auf den Kopf gestellt, und deshalb auch rechts-links invertiert. Die Funktionen der Linsen 12a, 12b und des Spiegels 15 sind die gleichen wie die der ersten Ausführungsform.
Fig. 19 illustriert auch ein anderes Verfahren, um die oben beschriebenen Inversionen der Bildschirmbilder und Steuerfiguren in der fünften Ausführungsform zu erreichen. Die Bedeutung von " " "→" ist die gleiche wie in der ersten Ausführungsform.

Sechste Ausführungsform

Fig. 20 illustriert eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen umfaßt das Gerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Displays. Die Displays sind, wenn nicht anders spezifiziert, "normal" eingerichtet.
In Fig. 20 bezeichnen die Bezugszeichen 10a und 10b Farbkathodentstrahlröhren als Bildwiedergabevorrichtungen; 11a und 11b bezeichnen Flüssigkristall-Displays vom Transmissionstyp, die als räumliche Modulationsvorrichtungen funktionieren, von denen jede zwischen der Farbkathodenstrahlröhre 10a oder 10b und den Betrachtern bereitgestellt ist; und 12 bezeichnet eine Fresnellinse mit einer Brennweite von 240 mm. Die Fresnellinse ist auf ihrer optischen Achse bei einem Abstand, der entfernter ist als die Brennweite der Fresnellinse 12, von den Flüssigkristall-Display 11a und 11b angeordnet, beispielsweise 280 mm. Ferner bezeichnen die Bezugszeichen 13a und 13b LEDs, die Licht mit einer Wellenlänge von 850 nm bzw. 950 nm emittieren, und die als Bestrahlungsvorrichtungen funktionieren; 14a und 14b bezeichnen monochrome CCD-Kameras, die als Bildabtastvorrichtungen bzw. Bilderfassungsvorrichtungen dienen; 15 bezeichnet einen halbdurchlässigen Spiegel zum Kombinieren von auf den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b wiedergegebenen Bildern, der auf den optischen Achsen der Fresnellinse 12 zwischen den Flüssigkristall-Displays 11a und 11b vom Transmissionstyp und der Fresnellinse 12 bereitgestellt ist; und 16 und 17 bezeichnen Betrachter, die stereoskopische Bilder sehen.
Die Betriebsweise des wie oben konstruierten stereoskopischen Bildwiedergabegeräts ist grundsätzlich die gleiche wie die gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 3 beschriebene, und somit werden die gleichen Elemente, Vorrichtungen und dergleichen in dieser Ausführungsform wie in der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung von ihnen wird weggelassen, und nur unterschiedliche Elemente, Vorrichtungen und dergleichen werden erklärt werden.
In der sechsten Ausführungsform wird ein Paar von auf den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b wiedergegebenen Bildschirmbildern zuerst mit dem halbdurchlässigen Spiegel 15 kombiniert, und dann von den Betrachtern durch die Fresnellinse 12 hindurch gesehen. Demgemäß können die Bilder auf den effektiven Durchmesser der Fresnellinse 12 vergrößert werden, ohne von der Größe des halbdurchlässigen Spiegels 15 beschränkt zu sein.
Die Wiedergabeanordnung der Bildschirmbilder auf den Displays gemäß der sechsten Ausführungsform wird unten erklärt werden.
Die sechste Ausführungsform hat eine einzige Linse 12, während die erste Ausführungsform ein Paar von Linsen 12a, 12b einschließt. Jedoch sind die Funktionen der Linse 12 und des Spiegels 15 der sechsten Ausführungsform die gleichen wie die der ersten Ausführungsform. Deshalb werden die R- und L-Bildschirmbilder in die Farbkathodenstrahlröhren 10a, 10b in der gleichen Weise eingegeben wie in der ersten Ausführungsform, nämlich auf den Kopf gestellt, und deshalb auch rechts-links invertiert. Die Steuerbilder auf den Displays 11a, 11b werden in der gleichen Weise wiedergegeben wie in der ersten Ausführungsform.
Fig. 20 illustriert auch ein anderes Verfahren, um die oben beschriebenen Inversionen der Bildschirmbilder und Steuerfiguren in der sechsten Ausführungsform zu erzielen. Die Bedeutung von " " und "→" ist die gleiche wie in der ersten Ausführungsform.
Das Merkmal der sechsten Ausführungsform ist, daß eine einzige Linse notwendig ist.

Siebte Ausführungsform

Fig. 21 zeigt eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen umfaßt das Gerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Displays. Die Displays sind, wenn nicht anders spezifiziert, "normal" eingerichtet.
Das stereoskopische Bildwiedergabegerät in der siebten Ausführungsform besitzt beide Charakteristika, die in der sechsten Ausführungsform, wo die notwendige Anzahl der Fresnellinsen auf eins verringert ist, und in der zweiten Ausführungsform, wo die unnötigen Hintergrundbilder durch Anwenden des Subtrahiervorganges eliminiert werden, beschrieben sind.
In Fig. 21 bezeichnen die Bezugszeichen 10a und 10b Farbkathodenstrahlröhren als Bildwiedergabevorrichtungen; 11a und 11b bezeichnen Flüssigkristall-Displays vom Transmissionstyp, die als räumliche Modulationsvorrichtungen funktionieren, von denen jede zwischen der Farbkathodenstrahlröhre 10a oder 10b und den Betrachtern bereitgestellt ist; und 12 bezeichnet eine Fresnellinse mit einer Brennweite von 240 mm. Die Fresnellinse ist auf ihrer optischen Achse bei einem Abstand, der entfernter ist als die Brennweite der Fresnellinse 12, von den Flüssigkristall-Displays 11a und 11b angeordnet, beispielsweise 280 mm. Ferner bezeichnen die Bezugszeichen 13a und 13b LEDs, die Licht mit einer Wellenlängen von 850 nm bzw. 950 nm emittieren, und die als Bestrahlungsvorrichtungen dienen; 14a und 14b bezeichnen monochrome CCD-Kameras, die als Bildabtastvorrichtungen bzw. Bilderfassungsvorrichtungen dienen; 15 bezeichnet einen halbdurchlässigen Spiegel zum Kombinieren von Bildern, die auf den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b wiedergegeben werden, der auf den optischen Achsen der Fresnellinse 12 zwischen den Flüssigkristall-Displays 11a und 11b vom Transmissionstyp und der Fresnellinse 12 bereitgestellt ist; 16 und 17 bezeichnen Betrachter, die stereoskopische Bilder sehen; und 18 bezeichnet eine Subtrahiervorrichtung, die den Subtraktionsvorgang zwischen den zwei Arten von Bildern durchführt.
Die Betriebsweise der wie oben konstruierten stereoskopischen Bildwiedergabevorrichtung ist grundsätzlich die gleiche wie die gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 20 beschriebene, und somit werden die gleichen Elemente, Vorrichtungen und der gleichen in dieser Ausführungsform wie in der sechsten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung von ihnen wird weggelassen, und nur unterschiedliche Elemente, Vorrichtungen und dergleichen werden erklärt werden.
Die Bildsignale der Gesichter der Betrachter 16 und 17, die separat von den Kameras 14a und 14b aufgenommen wurden, werden in die Subtrahiervorrichtung 18 eingegeben, mit Subtraktion verarbeitet, und dann an die Flüssigkristall- Displays 11a und 11b vom Transmissionstyp ausgegeben. Durch Ausführen der vorgenannten Subtraktion werden gemeinsame Teilbereiche der zwei von den Kameras 14a und 14b aufgenommenen Bilder eliminiert, und somit werden die Teilbereiche, wie etwa Hintergrundbilder, die nicht notwendig für das Wiedergeben stereoskopischer Bilder sind, eliminiert.
Fig. 21 illustriert auch ein anderes Verfahren, um die oben beschriebenen Inversionen der Bildschirmbilder und Steuerbilder in der siebten Ausführungsform zu erreichen. Die Bedeutung von " " und "→" ist die gleiche wie in der ersten Ausführungsform.

Achte Ausführungsform

Fig. 22 zeigt eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen umfaßt das Gerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Displays. Die Displays sind, wenn nicht anders spezifiziert, "normal" eingerichtet.
Das stereoskopische Bildwiedergabegerät in der achten Ausführungsform besitzt beide Charakteristika, die in der sechsten Ausführungsform, wo die notwendige Anzahl der Fresnellinsen auf eins verringert ist, und in der dritten Ausführungsform, wo die Anzahl der notwendigen Kameras durch Ausführen der Negativ-Positiv-Umwandlung auf eins verringert wird, beschrieben sind.
In Fig. 22 bezeichnen die Bezugszeichen 10a und 10b Farbkathodenstrahlröhren als Bildwiedergabevorrichtungen; 11a und 11b bezeichnen Flüssigkristall-Displays vom Transmissionstyp, die als räumliche Modulationsvorrichtungen funktionieren, die zwischen den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b und den Betrachtern bereitgestellt sind; und 12 bezeichnet eine Fresnellinse mit einer Brennweite von 240 mm. Die Fresnellinse ist auf ihrer optischen Achse bei einem Abstand, der entfernter ist als die Brennweite der Fresnellinse 12, von den Flüssigkristall-Displays 11a und 11b angeordnet, beispielsweise 280 mm; Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 13a LEDs, die Licht mit Wellenlängen von 850 nm emittieren, und die als eine Bestrahlungsvorrichtung funktioniert; 14 bezeichnet eine monochrome CCD-Kamera, die als Bildabtastvorrichtung bzw. Bilderfassungsvorrichtung dient; 15 bezeichnet einen halbdurchlässigen Spiegel zum Kombinieren von auf den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b wiedergegebenen Bildern, der auf den optischen Achsen der Fresnellinse 12 zwischen den Flüssigkristall-Displays 11a und 11b und der Frensellinse 12 bereitgestellt ist; 16 und 17 bezeichnen Betrachter, die stereoskopische Bilder sehen; 19 bezeichnet einen Signalteiler; und 90 bezeichnet einen Negativ-Positiv-Inversionskreis. Die Flächen 45a und 45b sind die rechten Gesichtshälften der Betrachter 16 und 17, die auf dem Flüssigkristall-Display 11a vom Transmissionstyp wiedergegeben werden, und sind Lichttransmissionsteilbereiche auf dem Flüssigkristall-Display 11a vom Transmissionstyp.
Die Betriebsweise des wie oben konstruierten stereoskopischen Bildwiedergabegeräts ist grundsätzlich die gleiche wie die gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 20 beschriebene, und somit werden die gleichen Elemente, Vorrichtungen und dergleichen in der vorliegenden Ausführungsform wie in der sechsten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung von ihnen wird weggelassen, und nur unterschiedliche Elemente, Vorrichtungen und dergleichen werden erklärt werden.
Die Signale, die die mit der monochromen CCD-Kamera 14 aufgenommenen Bilder der rechten Gesichtshälften der Betrachter 16 und 17 repräsentieren, werden in zwei Gruppen von dem Signalteiler 19 aufgeteilt, und die eine Gruppe der Signale wird in das Flüssigkristall-Display 11a vom Transmissionstyp eingegeben und als die Bilder 45a und 45b wiedergegeben. Wohingegen die andere Gruppe der Signale in den Negativ-Positiv-Inversionskreis 90 und dann das Flüssigkristall-Display 11b vom Transmissionstyp eingegeben wird, und somit die Teilbereiche mit Ausnahme der Bilder 45a und 45b als Figuren auf dem Flüssigkristall-Display 11b vom Transmissionstyp wiedergegeben werden. Demgemäß transmittieren auf dem Flüssigkristall-Display 11b die Flächen mit Ausnahme der Flächen 45a und 45b Licht. Die Theorie, daß das stereoskopische Bildwiedergabegerät in der achten Ausführungsform die Betrachter ein stereoskopisches Bild sehen läßt, ist die gleiche wie die in der zweiten Ausführungsform mit Bezug auf Fig. 11 beschriebene.
In der achten Ausführungsform ist die notwendige Anzahl von Licht und Kamera jeweils eins.
Fig. 22 illustriert auch ein anderes Verfahren, um die oben beschriebenen Inversionen der Bildschirmbilder und Steuerbilder in der achten Ausführungsform zu erreichen. Die Bedeutung von " " und "→" ist die gleiche wie in der ersten Ausführungsform.

Neunte Ausführungsform

Fig. 23 ist eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen umfaßt das Gerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Displays. Die Displays sind, wenn nicht anders spezifiziert, "normal" eingerichtet.
Das stereoskopische Bildwiedergabegerät in der neunten Ausführungsform besitzt beide Charakteristika, die in der sechsten Ausführungsform, wo die notwendige Anzahl der Fresnellinsen auf eins verringert ist, und in der vierten Ausführungsform, wo die Positionen der Betrachter unter Verwendung von Ultraschall detektiert werden, beschrieben sind.
In den Fig. 23 und 24 bezeichnen die Bezugszeichen 10a und 10b Farbkathodenstrahlröhren als Bildwiedergabevorrichtungen; 11a und 11b bezeichnen Flüssigkristall-Displays vom Transmissionstyp, die als räumliche Modulationsvorrichtungen funktionieren, von denen jede zwischen der Farbkathodenstrahlröhre 10a oder 10b und den Betrachtern bereitge stellt ist; und 12 bezeichnet eine Fresnellinse mit einer Brennweite von 240 mm. Die Fresnellinse ist auf ihrer optischen Achse bei einem Abstand, der entfernter ist als die Brennweite der Fresnellinse 12, von den Flüssigkristall- Displays 11a und 11b angeordnet, beispielsweise 280 mm. Bezugszeichen 16 und 17 bezeichnen Betrachter, die stereoskopische Bilder sehen; und 27a und 27b bezeichnen Ultraschallsender, die jeweils Ultraschall mit Frequenzen von 100 kHz und 120 kHz zu den Betrachtern 16 und 17 hin emittieren. Ferner detektieren bzw. erfassen Ultraschalldetektoren 28a und 28b selektiv von den Ultraschallsendern 27a und 27b emittierten Ultraschall. Bezugszeichen 15 bezeichnet einen halbdurchlässigen Spiegel zum Kombinieren von Bildern, die auf den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b wiedergegeben werden, der auf der optischen Achse der Fresnellinse 12 zwischen den Flüssigkristall-Displays 11a und 11b vom Transmissionstyp und der Fresnellinse 12 bereitgestellt ist; 29 bezeichnet eine Bildausgabeeinrichtung; 51b bezeichnet Figuren, die den Gesichtern der Betrachter 16 und 17 entsprechen und die auf dem Flüssigkristall-Display 11a vom Transmissionstyp und auf dem Display 11b (obwohl so nicht in der Figur illustriert) wiedergegeben werden, und diese Figuren besitzen lichttransmittierende Charakteristika.
Die Betriebsweise des wie oben konstruierten stereoskopischen Bildwiedergabegeräts ist grundsätzlich die gleiche wie die gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 20 beschriebene, und somit werden die gleichen Elemente, Vorrichtungen und dergleichen in dieser Ausführungsform wie in der sechsten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung von ihnen wird weggelassen, und nur unterschiedliche Elemente, Vorrichtungen und dergleichen werden erklärt werden.
Der Ultraschall zweier unterschiedlicher Frequenzen, der von den Ultraschallsendern 27a und 27b emittiert wird, wird von den Betrachtern 16 und 17 reflektiert, und er wird jeweils von den Ultraschalldetektoren 28a und 28b detektiert. Die Bildausgabeeinrichtung 29 berechnet Positionen, die den rechten und linken Gesichtshälften der Betrachter auf den Flüssigkristall-Displays 11a und 11b vom Transmissionstyp entsprechen, aus den detektierten Ultraschallsignalen, und gibt dann die vorbestimmten R-Bildschirmbilder und L-Bildschirmbilder an das Flüssigkristall-Display 11a bzw. 11b vom Transmissionstyp aus, um wiedergegeben zu werden. Demgemäß ist es einfach, so zu verarbeiten, daß andere Teilbereiche als die Teilbereiche, die den Gesichtern der Betrachter entsprechen, nicht wiedergegeben werden, und somit kommt ein Übersprechen von linken (rechten) und rechten (linken) Bildern, die durch rechte (linke) bzw. linke (rechte) Augen geringfügig erkannt werden, aufgrund von extern gestreutem Licht, nicht vor.
Fig. 23 illustriert auch ein anderes Verfahren, um die oben beschriebenen Inversionen der Bildschirmbilder und Steuerbilder in der neunten Ausführungsform zu erreichen. Die Bedeutung von " " und "→" ist die gleiche wie in der ersten Ausführungsform.

Zehnte Ausführungsform

Fig. 24 zeigt eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen umfaßt das Gerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Displays. Die Displays sind, wenn nicht anders spezifiziert, "normal" eingerichtet.
Das stereoskopische Bildwiedergabegerät in der zehnten Ausführungsform besitzt beide Charakteristika, die in der sechsten Ausführungsform, wo die notwendige Anzahl der Fresnellinsen auf eins verringert ist, und in der fünften Ausführungsform, wo die Positionen der Betrachter genau erfaßt bzw. detektiert werden können, beschrieben sind.
In Fig. 24 bezeichnen die Bezugszeichen 10a und 10b Farbkathodenstrahlröhren als Bildwiedergabevorrichtungen; 11a und 11b bezeichnen Flüssigkristall-Displays vom Transmissionstyp, die als räumliche Modulationsvorrichtungen funktionieren, von denen jede zwischen der Farbkathodenstrahlröhre 10a oder 10b und den Betrachtern bereitgestellt ist; und 12 bezeichnet eine Fresnellinse mit einer Brennweite von 240 mm. Die Fresnellinse ist auf ihrer optischen Achse bei einem Abstand, der entfernter ist als die Brennweite der Fresnellinse 12, von den Flüssigkristall-Displays 11a und 11b angeordnet, beispielsweise 280 mm. Ferner bezeichnen die Bezugszeichen 35a und 35b LEDs, die an jedem Kopf der Betrachter 16 und 17 mit Kopfbändern bereitgestellt sind, die Licht mit einer Wellenlänge von 850 nm bzw. 950 nm emittieren, und die als Bestrahlungsvorrichtungen funktionieren. Die LEDs 35a und 35b haben blockierende bzw. sperrende Abdeckungen. Die Bezugszeichen 14a und 14b bezeichnen monochrome CCD-Kameras, die als Bildabtastvorrichtungen bzw. Bilderfassungsvorrichtungen dienen; 15 bezeichnet einen halbdurchlässigen Spiegel zum Kombinieren von Bildern, die auf den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b wiedergegeben werden, der auf der optischen Achse der Fresnellinse 12 zwischen den Flüssigkristall-Displays 101a und 101b und der Fresnellinse 12 bereitgestellt ist; und 16 und 17 bezeichnen Betrachter, die stereoskopische Bilder sehen.
Die Betriebsweise des wie oben konstruierten stereoskopischen Bildwiedergabegeräts ist grundsätzlich die gleiche wie die gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 20 beschriebene, und somit werden die gleichen Elemente, Vorrichtungen und dergleichen in dieser Ausführungsform wie in der sechsten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung von ihnen wird weggelassen, und nur unterschiedliche Elemente, Vorrichtungen und dergleichen werden erklärt werden. Die LEDs 35a und 35b sind an jedem Kopf der Betrachter 16 und 17 bereitgestellt, und somit beleuchtet Licht, das von jeder der LEDs 35a und 35b emittiert wird, sicherlich die rechten oder linken Seiten der Betrachter. Ferner ändern sich im Unterschied zu dem in der achten Ausführungsform beschriebenen Fall die relativen Positionen der LEDs und der Betrachter nicht, und somit können sich die Betrachter frei bewegen. Die sperrende Abdeckung 36 ist dazu da, zu verhindern, daß das Licht der LED einen anderen, dem die LED tragenden Betrachter am nächsten befindlichen Betrachter beleuchtet.
Fig. 24 illustriert auch ein anderes Verfahren, um die oben beschriebenen Inversionen der Bildschirmbilder und Steuerbilder in der zehnten Ausführungsform zu erreichen. Die Bedeutung von " " und "→" ist die gleiche wie in der ersten Ausführungsform.

Elfte Ausführungsform

Fig. 25 zeigt eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen umfaßt das Gerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Displays. Die Displays sind, wenn nicht anders spezifiziert, "normal" eingerichtet.
In Fig. 25 bezeichnen die Bezugszeichen 10a und 10b Farbkathodenstrahlröhren als Bildwiedergabevorrichtungen; 11a und 11b bezeichnen Flüssigkristall-Displays vom Transmissionstyp, die als räumliche Modulationsvorrichtungen funktionieren, von denen jede zwischen der Farbkathodenstrahlröhre 10a oder 10b und den Betrachtern bereitgestellt ist; 15 bezeichnet einen halbdurchlässigen Spiegel zum Kombinieren von Bildern, die auf den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b wiedergegeben werden; und 46 bezeichnet einen Konkavspiegel mit einer Brennweite von 240 mm. Der Konkavspiegel 46 ist auf seiner optischen Achse bei einem Abstand, der entfernter ist als die Brennweite des Konkavspiegels 46, von den Flüssigkristall-Displays 11a und 11b angeordnet, beispielsweise 280 mm.
Die Betriebsweise des wie oben konstruierten stereoskopischen Bildwiedergabegeräts ist grundsätzlich die gleiche wie die gemäß der ersten bis zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 3 bis 24 beschriebene, und somit werden die gleichen Elemente, Vorrichtungen und dergleichen in dieser Ausführungsform wie in der ersten bis zehnten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung von ihnen wird weggelassen, und nur unterschiedliche Elemente, Vorrichtungen und dergleichen werden erklärt werden. Ferner können die Bilderfassungsvorrichtungen bzw. Bildabtastvorrichtungen, Detektoren, Bestrahlungsvorrichtungen und so weiter in der ersten bis der zehnten Ausführungsform auf die elfte Ausführungsform angewendet werden, und somit werden diese Vorrichtungen nicht gezeigt.
In der elften Ausführungsform wird ein Paar von Bildschirmbildern, die auf den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b wiedergegeben werden, durch den halbdurchlässigen Spiegel 15 kombiniert, und nach Reflexion durch den Konkavspiegel 46 von den Betrachtern 16 und 17 gesehen. Demgemäß ist es möglich, die Bilder auf den effektiven Durchmesser zu vergrößern, ohne durch die Größe des halbdurchlässigen Spiegels 15 beschränkt zu sein. In diesem Fall vergrößert der Konkavspiegel 46 die Bildschirmbilder auf den Flüssigkristall-Displays 11a und 11b vom Transmissionstyp und die Steuerbilder der Bilder, so daß R- und L-Bildschirmbilder jeweils die rechten und linken Augen der Be trachter erreichen, und somit wird eine Linse nicht benötigt. Im Vergleich zu einer Linse ist es einfach, einen Konkavspiegel großer Abmessung herzustellen, und somit ist er dafür geeignet, um ein großes Bild zu bekommen.

Zwölfte Ausführungsform

Fig. 26 zeigt eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen umfaßt das Gerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Displays. Die Displays sind, wenn nicht anders spezifiziert, "normal" eingerichtet.
In Fig. 26 bezeichnen die Bezugszeichen 10a und 10b Farbkathodenstrahlröhren als Bildwiedergabevorrichtungen; 11a und 11b bezeichnen Flüssigkristall-Displays vom Transmissionstyp, die als räumliche Modulationsvorrichtungen funktionieren, von denen jede zwischen der Farbkathodenstrahlröhre 10a oder 10b und den Betrachtern bereitgestellt ist; 12 bezeichnet eine Fresnellinse mit einer Brennweite von 150 mm. Die Fresnellinse ist bei einem Abstand, der entfernter ist als die Brennweite der Fresnellinse 12, von den Flüssigkristall-Displays 11a und 11b, angeordnet, beispielsweise 160 mm. Ferner bezeichnet 15 einen halbdurchlässigen Spiegel zum Kombinieren von Bildern, die auf den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b wiedergegeben werden; und 46 bezeichnet einen Konkavspiegel mit einer Brennweite von 240 mm. Der Konkavspiegel 46 ist bei einem Abstand, der entfernter ist als die Brennweite des Konkavspiegels 46, von dem Flüssigkristall-Display 11a angeordnet, beispielsweise 280 mm.
Die Betriebsweise des wie oben konstruierten stereoskopischen Bildwiedergabegeräts ist grundsätzlich die gleiche wie die gemäß der ersten bis elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 3 bis 25 beschriebene, und somit werden die gleichen Elemente, Vorrichtungen und dergleichen in dieser Ausführungsform wie in der ersten bis zehnten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung von ihnen wird weggelassen, und nur unterschiedliche Elemente, Vorrichtungen und dergleichen werden erklärt werden. Ferner können die Bildabtastvorrichtungen bzw. Bilderfassungsvorrichtungen, Detektoren, Bestrahlungsvorrichtungen und so weiter in der ersten bis elften Ausführungsform auf die zwölfte Ausführungsform angewendet werden, und somit werden diese Vorrichtungen nicht gezeigt.
In der zwölften Ausführungsform werden die R- und L- Bildschirmbilder, die auf den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b jeweils wiedergegeben werden, durch Reflektieren an dem Konkavspiegel 46 getrennt. Das Paar von Bildschirmbildern wird von den Betrachtern nach dem Kombinieren durch den halbdurchlässigen Spiegel 15 gesehen.

Dreizehnte Ausführungsform

Fig. 27 ist eine Konfiguration eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen umfaßt das Gerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Displays. Die Displays sind, wenn nicht anders spezifiziert, "normal" eingerichtet.
In Fig. 27 bezeichnen die Bezugszeichen 10a und 10b Farbkathodenstrahlröhren als Bildwiedergabevorrichtungen; 11a und 11b bezeichnen Flüssigkristall-Displays vom Transmissionstyp, die als räumliche Modulationsvorrichtungen funktionieren, von denen jede zwischen der Farbkathodenstrahlröhre 10a oder 10b und den Betrachtern bereitgestellt ist; und 46 bezeichnet einen Konkavspiegel mit einer Brennweite von 240 mm. Der Konkavspiegel 46 ist bei einem Abstand, der entfernter ist als die Brennweite des Konkavspiegels 46, von den Flüssigkristall-Displays 11a und 11b angeordnet, beispielsweise 280 mm. Der halbdurchlässige Konkavspiegel 47 veranlaßt die Bilder auf der Farbkathodenstrahlröhre 10b, die linken Augen der Betrachter zu erreichen und kombiniert die Bilder auf den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b zu einem einzigen Bild.
Die Betriebsweise des wie oben konstruierten stereoskopischen Bildwiedergabegeräts ist grundsätzlich die gleiche wie die gemäß der ersten bis zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Fig. 3 bis 26 beschriebene, und somit werden die gleichen Elemente, Vorrichtungen und dergleichen in dieser Ausführungsform wie in der ersten bis zwölften Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung von ihnen wird weggelassen, und nur unterschiedliche Elemente, Vorrichtungen und dergleichen werden erklärt werden. Ferner können die Bildabtastvorrichtungen bzw. Bilderfassungsvorrichtungen, Detektoren, Bestrahlungsvorrichtungen, und so weiter, in der ersten bis zwölften Ausführungsform auf die dreizehnte Ausführungsform angewendet werden, und somit werden diese Vorrichtungen nicht gezeigt.
Gemäß der dreizehnten Ausführungsform werden die R- Bildschirmbilder, die auf der Farbkathodenstrahröhre 10a wiedergegeben wird, bei den rechten Augen der Betrachter fokussiert, indem sie durch den Konkavspiegel 46 reflektiert werden, und ähnlich werden die L- Bildschirmbilder, die auf der Farbkathodenstrahlröhre 10b wiedergegeben werden, bei den linken Augen fokussiert, indem sie durch den halbdurchlässigen Konkavspiegel 47 reflektiert werden. Das Paar von Bildschirmbildern wird durch den halbdurchlässigen Konkavspiegel 47 kombiniert, und dann von den Betrachtern gesehen.

Vierzehnte Ausführungsform

Fig. 28 und 29 zeigen Konfigurationen eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß der vierzehnten Ausführungsform angewendet auf ein Endoskop. Ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen umfaßt das Gerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Displays. Die Displays sind, wenn nicht anders spezifiziert, "normal" eingerichtet.
In den Fig. 28 und 29 bezeichnen die Bezugszeichen 50a und 50b Objektivlinsen; 51a und 51b bezeichnen Linsenspiegel, die optische Elemente zum Leiten der aufgenommenen Bilder enthalten, und die mit einem Winkel ausgestaltet werden, der dem Konvergenzwinkel eines Beobachters entspricht; 52a und 52b bezeichnen CCD-Kameras; 53 bezeichnet das in der ersten Ausführungsform mit Bezug auf Fig. 3 beschriebene stereoskopische Bildwiedergabegerät; und 54 bezeichnet das in der sechsten Ausführungsform mit Bezug auf Fig. 20 beschriebene stereoskopische Bildwiedergabegerät.
Die Betriebsweise des wie oben beschriebenen endoskopischen Geräts wird beschrieben werden. Zwei mit den Objektivlinsen 50a und 50b aufgenommene Objektbilder werden jeweils auf die CCD-Kameras 52a und 52b als R- Bildschirmbilder und L-Bildschirmbilder unter Verwendung der Linsenspiegel 51a und 51b fokussiert, die so bereitgestellt sind, daß sie einen Winkel aufweisen, der dem Konvergenzwinkel der Augen der Beobachter für stereoskopische Beobachtung entspricht, und somit ergibt sich die Funktion eines stereoskopischen Endoskops. Die beiden fokussierten Bilder werden getrennt in die Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b des stereoskopischen Bildwiedergabegeräts 53 eingegeben und als ein Paar von R- und L-Bildschirmbildern wiedergegeben. Mit den Funktionen des stereoskopischen Bildwiedergabegeräts 53 oder 54 der vorliegenden Erfindung ist eine Vielzahl von Beobachtern dazu in der Lage, die identischen Bilder zu beobachten, die mit dem stereoskopischen Endoskop als stereoskopische Bilder aufgenommen werden.
Es sollte beachtet werden, daß die Bildabtastelemente bzw. Bilderfassungselemente 52a und 52b in der vorliegenden Erfindung so bereitgestellt sind, daß sie die Objektivlinsen 50a und 50b berühren, und die Gestalt der Endoskop-Tuben kann mittels Umwandeln der von den Bilderfassungselementen aufgenommenen Bilder in elektrische Signale und Leiten der Signale in den endoskopischen Tuben 51a und 51b beliebig gewählt werden. Demgemäß kann man eine Konfiguration erhalten, die effektiver für die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist.
Es sollte beachtet werden, daß die in der ersten und der sechsten Ausführungsform beschriebenen stereoskopischen Bildwiedergabegeräte mit dem Endoskop verbunden werden, jedoch kann auch jedes der in der ersten bis dreizehnten Ausführungsform beschriebenen stereoskopischen Bildwiedergabegeräte angewendet werden.

Fünfzehnte Ausführungsform

Fig. 30 illustriert eine Außenansicht eines stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ähnlich wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen umfaßt das Gerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Displays. Die Displays sind, wenn nicht anders spezifiziert, "normal" eingerichtet.
In Fig. 30 bezeichnet das Bezugszeichen 101 ein Displayfeld zum Wiedergeben zu beobachtender stereoskopischer Bilder; 102a und 102b bezeichnen CCD-Kameras als Bildabtastvorrichtungen bzw. Bilderfassungsvorrichtungen; 103a und 103b bezeichnen Verbindungsschlitze zum Verbinden mit Aufzeichnungsträgern 105a und 105b der stereoskopischen Bilder; und 104a und 104b bezeichnen LEDs als Bestrahlungsvorrichtungen mit einer Wellenlänge von 850 nm bzw. 950 nm.
Fig. 31 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Innenkonfiguration des in Fig. 30 gezeigten stereoskopischen Wiedergabegeräts gemäß der fünfzehnten Ausführungsform illustriert.
In Fig. 31 bezeichnet das Bezugszeichen 101 ein Displayfeld in der Fig. 30; 102a und 102b bezeichnen die CCD- Kameras als Bilderfassungsvorrichtungen bzw. Bildabtastvorrichtungen; 103a und 103b bezeichnen die Verbindungsschlitze zum Verbinden der Aufzeichnungsträger 105a und 105b des stereoskopischen Bildes; 108 bezeichnet einen halbdurchlässigen Spiegel zum Kombinieren von R- und L-Bildschirmbildern; 109a und 109b bezeichnen Flüssigkristall-Displays vom Transmissionstyp als räumliche Modulationsvorrichtungen; 106 bezeichnet eine Fresnellinse mit einer Brennweite von 150 mm, die zwischen den Flüssigkristall-Displays 109a und 109b und einem Beobachter bereitgestellt ist; und 110 bezeichnet einen Spiegel zum Umbiegen von Lichtwegen von auf dem Aufzeichnungsträger 105b aufgezeichneten Bildern.
Fig. 32 illustriert Lichtwege im Inneren des stereoskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß der fünfzehnten Ausführungsform.
Unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, werden in Übereinstimmung mit Bildsignalen von Gesichtsbildern der Beobachter, die mit den CCD-Kameras 102a und 102b aufgenommen werden, Bilder in ein Lichttransmissionsbild (entweder eines der Bilder der rechten oder der linken Gesichtshälften der Betrachter) und ein lichtsperrendes Bild (die anderen Bilder der Gesichtshälften der Betrachter) umgewandelt. Die Bilder werden getrennt auf den Flüssigkristall-Displays 109a und 109b wiedergegeben.
Wenn die rechte Hälfte der Gesichter der Betrachter auf dem Flüssigkristall-Display 109b als das Lichttransmissionsbild wiedergegeben wird, sehen die rechten Augen der Betrachter Bilder auf dem Aufzeichnungsträger für das rechte Auge (abgekürzt im folgenden als "R-Aufzeichnungsträger"), 105b, der am Verbindungsschlitz 103b befestigt ist, durch die Lichttransmissionsbilder hindurch. Zur gleichen Zeit können, da die lichtsperrende Fläche für das linke Auge auf dem Flüssigkristall-Display 109b Licht sperrt, die Bilder auf dem R-Aufzeichnungsträger 105b von den linken Augen der Betrachter nicht gesehen werden.
Andererseits werden die linken Gesichtshälften der Betrachter auf dem Flüssigkristall-Display 109a als das Lichttransmissionsbild wiedergegeben, und somit kann nur das linke Auge die Bilder auf dem Aufzeichnungsträger für das linke Auge (in folgenden als "L-Aufzeichnungsträger bezeichnet), 105a, sehen.
Die Bilder auf dem R-Aufzeichnungsträger werden durch den Spiegel 110 reflektiert, und nachdem sie durch das Flüssigkristall-Display 109b hindurch transmittiert worden sind, werden sie ferner durch den halbdurchlässigen Spiegel 108 reflektiert, und können somit auf dem Displayfeld 101 von den Betrachtern gesehen werden. Ferner werden die L- Bildschirmbilder auf dem L-Aufzeichnungsträger durch das Flüssigkristall-Display 109a hindurch transmittiert, dann durch den halbdurchlässigen Spiegel 108, und können dadurch auf dem Displayfeld 101 gesehen werden. Die beiden Bilder werden kombiniert, um stereoskopische Bilder zu erhalten.
Die Bilder auf den Aufzeichnungsträgern 105a und 105b werden auf den Kopf gestellt, indem sie durch die Fresnellinse 106 hindurch transmittiert werden, und somit müssen die Aufzeichnungsträger 105a und 105b auf den Kopf gestellt angebracht werden.
Ferner ist, wenn die Bilder auf den Aufzeichnungsträgern 105a und 105b die Lichttransmissionsbilder sind, eine Gegenlichtvorrichtung hinter den Verbindungsschlitzen 103a und 103b notwendig. Wohingegen, wenn die Bilder auf den Aufzeichnungsträgern 105a und 105b die Lichtreflexionsbilder sind, wie etwa Fotografien und gedruckte Bilder, ist ein Licht notwendig, das so bereitgestellt ist, daß es die Bilder auf den Aufzeichungsträgern 105a und 105b beleuchtet.
Sind die Bilder auf den Trägen 105a und 105b die Lichttransmissionsbilder wie etwa Bilder auf einem Film, so können die Bilder jedoch auch diejenigen sein, die selbst Licht emittieren wie in der ersten bis neunten Ausführungsform. Desweiteren können sie reflektierende Typen, wie etwa Fotobilder, sein.
Weil die Träger 105a und 105b in die Schlitze 203a und 203b mit dem Kopf nach unten eingesetzt werden sollten, sind sie in den Längs- (mit dem Kopf nach unten) und Quer- (rechts-links) Richtungen invertiert. Insbesondere werden die R-Bildschirmbilder auf dem Träger 105a, die auf den Kopf gestellt sind, durch die Linse 106 zum Eintritt in das rechte Auge des Betrachters korrigiert. Die L-Bildschirmbilder auf dem Träger 105b, die auf den Kopf gestellt sind, werden durch die Spiegel 110, 108 zwei mal invertiert, und dann werden sie durch die Linse 106 zum Eintritt in das linke Auge des Betrachters korrigiert.
Die R-Steuerfigur wird in einem relativ links liegenden Bereich des Displays 109a wiedergegeben, und deshalb kann die R-Steuerfigur in die LCD 109a eingegeben werden, wenn sie nur auf den Kopf gestellt wird. Andererseits befindet sich die LCD 109b zwischen den Spiegeln 108 und 110, und somit wird die L-Figur nur durch den Spiegel 108 rechtslinks invertiert und von der Linse 106 auf den Kopf gestellt. Deshalb muß die L-Steuerfigur in die LCD 109b auf den Kopf gestellt eingegeben werden.
In der fünfzehnten Ausführungsform werden zwei Bildabtastvorrichtungen bzw. Bilderfassungsvorrichtungen bereitgestellt, und eine von ihnen nimmt Bilder der rechten Gesichtshälften der Betrachter auf und die andere nimmt Bilder der linken Gesichtshälften der Betrachter auf. Durch Verwenden einer Bilderfassungsvorrichtung zum Aufnehmen der halben Bilder der Gesichter der Betrachter und durch Wiedergeben der aufgenommenen Bilder auf einem der monochromen LCDs, dann durch Wiedergeben negativ/positiv umgewandelter Bilder der aufgenommenen Bilder auf dem anderen monochromen LCD, kann jedoch das gleiche Ziel erreicht werden.
In der wie oben beschriebenen fünfzehnten Ausführungsform wird ein Fall erklärt, in dem die Flüssigkristall-Displays 109a und 109b Licht sperren, wenn eine Spannung angelegt wird, jedoch in einem Fall, in dem die Flüssigkristall-Displays 109a und 109b Licht transmittieren, wenn keine Spannung angelegt ist, werden die wie oben beschriebenen linken und rechten Halbbilder als lichtsperrende Bilder wiedergegeben.
Fig. 31 illustriert auch ein anderes Verfahren, um die oben beschriebenen Inversionen der Bildschirmbilder und Steuerfiguren in der fünfzehnten Ausführungsform zu erzielen. Die Bedeutung von " " und "→" ist die gleiche wie in der ersten Ausführungsform.

Sechzehnte Ausführungsform

In der ersten bis vierzehnten Ausführungsform erhält man ein stereoskopisches Bild, indem man Bildschirmbilder, die auf Farbkathodenstrahlröhren wiedergegeben werden, die als Bildwiedergabevorrichtungen dienen, durch die monochromatischen Flüssigkristall-Displays vom Transmissionstyp, die als räumliche Modulationselemente dienen, hindurch sieht. In der sechzehnten Ausführungsform, in der die monochromatischen Flüssigkristall-Displays vom Transmissionstyp verwendet werden, werden jedoch farbige Flüssigkristall- Displays anstelle der Farbkathodenstrahlröhren als die Bildwiedergabevorrichtungen verwendet. Ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen umfaßt in dem Gerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Displays. Die Displays sind, wenn nicht anders spezifiziert, "normal" eingerichtet.
Fig. 33 illustriert eine Konfiguration eines sterevskopischen Bildwiedergabegeräts gemäß der sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In der sechzehnten Ausführungsform werden die Bildschirmfarbbilder auf farbigen Flüssigkristall-Displays 152a und 152b wiedergegeben. Ferner sind ein monochromes Flüssigkristall-Display 150a zum selektiven Transmittieren der R-Farbbildschirmbilder und ein monochromes Flüssigkristall- Display 150b zum selektiven Transmittieren der L-Farbbildschirmbilder bereitgestellt, und Fresnellinsen 151a und 151b sind jeweils zwischen den monochromen Displays 150a und 150b und den Betrachtern 16 und 17 bereitgestellt.
Man beachte, daß, da die LEDs 113a und 113b und die Bildabtast- bzw. Bilderfassungsvorrichtungen 114a und 114b die gleichen sind wie die in den ersten Ausführungsformen beschriebenen, der Wellenlängenbereich des von den LEDs emittierten Lichts der gleiche ist wie der in Fig. 5. Demgemäß sind die Flächen der Gesichter der Betrachter 16 und 17, die von den zwei Lichtquellen, nämlich den LEDs 113a und 113b beleuchtet werden, in Fig. 4 illustriert.
Fig. 34 zeigt eine Szenerie, wo die Betrachter Bilder ihrer Gesichter als virtuelle Bilder sehen. Der Einfachheit halber sind das farbige Flüssigkristall-Display 152a, die zirkular dichroitische Platte 119, die Fresnellinse 151a und das monochrome Flüssigkristall-Display 150a gezeigt, und das farbige Flüssigkristall-Display 152b, die Fresnellinse 151b, das monochrome Flüssigkristall-Display 150b und der halbdurchlässige Spiegel sind in Fig. 34 nicht gezeigt. Die Bezugszeichen 140, 141, 142 und 143 bezeichnen Flächen, wo die Betrachter tatsächlich aus ihren eigenen Bildern, die auf dem monochromen Flüssigkristall-Display 150a wiedergegeben werden, sehen. Insbesondere sind die Flächen 140 und 142 für die rechten Augen der Betrachter 16 und 17, und die Flächen 141 und 143 sind für die linken Augen der Betrachter 16 und 17.
In Fig. 34 sehen, falls beispielsweise das farbige Flüssigkristall-Display 152a Farbbilder für das rechte Auge wiedergibt und das monochrome Display 150a die rechten Gesichtshälften der Betrachter 16 und 17 bei den Positionen wiedergibt, die den Flächen 140 und 142 entsprechen, die Betrachter 16 und 17 die R-Bildschirmbilder, transmittiert durch die Flächen 140 und 142, auf dem farbigen Flüssigkristall-Display 152a. Ähnlich können die linken Augen der Betrachter 16 und 17 die L-Farbbildschirmbilder sehen, die von dem halbdurchlässigen Spiegel 15 reflektiert werden, und somit ist es für die Betrachter möglich, die farbigen stereoskopischen Bilder in der sechzehnten Ausführungsform wie in der ersten Ausführungsform zu sehen.
Fig. 35 zeigt eine Querschnittansicht des monochromen Flüssigkristall-Wiedergabegeräts 150, wo das Bezugszeichen 200 ein Glassubstrat bezeichnet; 201 bezeichnet eine transparente Elektrode; 202 bezeichnet einen Flüssigkristall; und 203 und 207 bezeichnen Polarisationsplatten.
Die Fig. 36 und 37 zeigen jeweils die Transmsission des polarisierten Lichts, wenn keine Spannung an den Flüssigkristall angelegt ist, und wenn eine Spannung an den Flüssigkristall des in Fig. 33 gezeigten Flüssigkristall- Displays 150 vom Transmissionstyp angelegt ist. In den Fig. 36 und 37 bezeichnen die Bezugszeichen 204 und 205 Ablenkmemblanen; 206 bezeichnet ein Flüssigkristall- Molekül; 203 und 207 bezeichnen Polarisationsplatten; 210 und 211 bezeichnen einfallendes polarisiertes Licht, dessen Polarisationsrichtungen senkrecht zueinander sind; und 212 bezeichnet transmittiertes Licht.
Als nächstes wird die Betriebsweise der zirkular dichroitischen Platten 119a und 119b mit Bezug auf Fig. 38 beschrieben werden.
Fig. 38 beschreibt eine Situation, in der durch das farbige Flüssigkristall-Display 152a (152b) hindurch transmittiertes Licht beim Hindurchgehen durch die zirkular dichroitische Platte 119a (119b) seinen Polarisationszustand ändert, und dann durch das monochrome Flüssigkristall-Display 150a (150b) bei Übereinstimmen mit den Polarisationscharakteristika des Displays 150a (150b) hindurch transmittiert wird.
Wie oben beschrieben, wird in dieser Ausführungsform ein farbiges Flüssigkristall-Display 152a (152b) als eine Bildwiedergabevorrichtung verwendet, und das monochrome Flüssigkristall-Display 150a (150b) wird als ein räumliches Modulationselement verwendet. Flüssigkristall-Displays ändern die Polarisationsrichtungen von Licht, so daß das polarisierte Licht in eine einzige Richtung zeigt. Demgemäß ist das von dem farbigen Flüssigkristall-Display 152a (152b) emittierte Licht in diesem Beispiel in der X- (Y-) Richtung polarisiert. Wie in Fig. 38 gezeigt, wird, falls die Polarisationscharakteristika des monochromen Flüssigkristall-Displays 150a (150b) in der Y- (X-) Richtung liegen, die Menge des von dem farbigen Flüssigkristall-Display 152a (152b) emittierten Lichts, das durch das monochrome Flüssigkristall-Display 150a (150b) hindurch transmittiert wird, stark verringert.
Die zirkular dichroitische Platte 119a (119b) dreht die Polarisationsrichtung des von dem farbigen Flüssigkristall- Display 152a (152b) emitterten Lichts, und indem man die zirkular dichroitische Platte so in der Winkelrichtung einstellt, daß die Polarisationsrichtung des emittierten Lichts, dessen Polarisationsrichtung durch die zirkular dichroitische Platte gedreht wird, mit der Polarisationsrichtung des monochromen Flüssigkristall-Displays 150a (150b) übereinstimmt, wird somit die Menge des durch das monochrome Flüssigkristall-Display 150a (150b) hindurch transmittierten Lichts nicht sehr verringert.
In der wie in den Fig. 36 und 37 gezeigten sechzehnten Ausführungsform ist das Licht, das durch die monochromen Flüssigkristall-Displays 150a und 150b hindurch transmittiert werden kann, polarisiert. Kann zum Beispiel das einfallende Licht 210 durch die Polarisationsplatte 207 hindurch transmittiert werden, dann wird seine Polarisationsrichtung geändert und es wird als transmittiertes Licht 212 transmittiert. Wird in Fig. 37 das einfallende Licht 210 durch die Polarisationsplatte 207 hindurch transmittiert, so wird es jedoch durch die Polarisationsplatte 203 gesperrt bzw. blockiert.
Demgemäß werden in der sechzehnten Ausführungsform die zirkular dichroitischen Platten 119a und 119b jeweils vor den farbigen Flüssigkristall-Displays 152a und 152b bereitgestellt, und somit wird das Licht der Farbbilder mit Zir kulardichroismus zustande gebracht. Deshalb wird es mit einer in Fig. 38 gezeigten Theorie für große Lichtmengen möglich, durch die monochromen Flüssigkristall-Displays 150a und 150b hindurch transmittiert zu werden, und somit kann man ein helles stereoskopisches Bild erhalten.
In der sechzehnten Ausführungsform wird die Fresnellinse als ein optisches Element mit einer Richtwirkung verwendet, jedoch kann statt dessen auch eine Konkavlinse und ein Konvexspiegel verwendet werden.
Fig. 33 illustriert auch ein anderes Verfahren, um die oben beschriebenen Inversionen der Bildschirmbilder und Steuerfiguren in der sechzehnten Ausführungsform zu erzielen. Die Bedeutung von " " und "→" ist die gleiche wie in der ersten Ausführungsform.

Alternative Ausführungsform, die nicht von der Erfindung abgedeckt wird

Die Charakteristika der ersten bis sechzehnten Ausführungsform sind, daß, wenn sich Betrachter zu einer beliebigen Position bewegen, sich das Lichttransmissionsbild (Lichttransmissionsfigur) und das lichtsperrende Bild (lichtsperrende Figur) in Übereinstimmung mit der Bewegung der Betrachter bewegen. Deshalb ist in der ersten bis sechzehnten Ausführungsform eine Einrichtung zum Detektieren bzw. Erfassen der Positionen der Betrachter nötig. In dieser alternativen Ausführungsform wird aber, obwohl die Positionen, zu denen sich der Betrachter bewegen kann, beschränkt sind, das Wiedergabegerät durch Verwendung einer lichtsperrenden Platte als ein räumliches Modulationselement anstelle eines Flüssigkristall-Displays vereinfacht. Ähnlich wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen umfaßt das Gerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Displays. Die Displays sind, wenn nicht anders spezifiziert, "normal" eingerichtet.
Fig. 39 illustriert ein stereoskopisches Bildwiedergabesystem gemäß der alternativen Ausführungsform.
In Fig. 39 bezeichnen die Bezugszeichen 10a und 10b Kathodenstrahlröhrenvorrichtungen zum Wiedergeben der R-Bildschirmbilder bzw. der L-Bildschirmbilder. Vor jeder der Kathodenstrahlröhrenvorrichtungen 10a und 10b sind eine lichtsperrende Platte für das rechte Auge (im folgenden als "R-Licht sperrende Platte" bezeichnet), 300a, und eine lichtsperrende Platte für das linke Auge (im folgenden als "L-Licht sperrende Platte" bezeichnet), 300b, bereitgestellt.
Die lichtsperrenden Platten 300a und 300b in der siebzehnten Ausführungsform können beispielsweise Glasplatten sein, die mit nichttransparenter Farbe angestrichen sind. Somit werden zum Beispiel anstelle der Lichttransmissionsbilder (Lichttransmissionsfiguren) und lichtsperrenden Bilder (lichtsperrende Figuren), die auf dem in der ersten Ausführungsform verwendeten Flüssigkristall-Display 11 wiedergegeben werden, die lichtsperrenden Platten in der Ausführungsform verwendet, wo eine transparente Fläche und eine nichttransparente Fläche auf den lichtsperrenden Platten bereitgestellt sind. In Fig. 39 sind die mit Schrägstrichen gekennzeichneten Teilbereiche die nichttransparenten Flächen.
In Fig. 39 bezeichnet das Bezugszeichen 15 einen halbdurchlässigen Spiegel zum Kombinieren von auf den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b wiedergegebenen Bildern; und 301 bezeichnet eine Gruppe von Linsen zum Vergrößern der kombinierten Bilder.
Fig. 40 zeigt Lichtwege von auf den Farbkathodenstrahlröhren 10a und 10b wiedergegebenen Bildern, die jeweils die Augen der Betrachter durch die lichtsperrenden Platten 300a und 300b hindurch erreichen. Das rechte Auge des Betrachters 16 kann die R-Bildschirmbilder, die auf der Farbkathodenstrahlröhre 10a wiedergegeben sind, durch den transparenten Teilbereich der lichtsperrenden Platte 300a hindurch als auf den Kopf stehende Bilder sehen, und gleichfalls kann das linke Auge des Betrachters 16 die L- Bildschirmbilder, die auf der Farbkathodenstrahlröhre 10b wiedergegeben sind, durch den transparenten Teilbereich der lichtsperrenden Platte 300b hindurch als auf den Kopf stehende Bilder sehen. Die lichtsperrenden Platten 300a und 300b machen eine Bilderfassungsvorrichtung und die Beleuchtungslampe unnötig.

Modifikation

Um Bilder in den verschiedenen oben beschriebenen Ausführungsformen zu invertieren, macht man sich die verschiedenen Verfahren zu eigen, zum Beispiel, Drehen des Displaykörpers um 180 Grad und/oder Manipulieren der Bilddaten. Die Inversion von Bildern kann mit anderen Verfahren verwirklicht werden. Zum Beispiel wird in einem LCD vom Transmissionstyp eine Rechts-Links-Inversion eines Bildes durch Drehen des Displays um 180 Grad um eine vertikale Achse verwirklicht. Eine Längsinversion eines Bildes wird verwirklicht, in dem man es um 180 Grad um eine horizontale Achse dreht. In Kathodenstrahlröhren-Displays verwirklichen darin befindliche, sich drehende Jochspulen eine Bildinversion in einer vertikalen oder horizontalen Richtung. Ferner wird das Verändern des Startpunktes des Glanzabtastens in Kathodenstrahlröhren-Displays eine Bildinversion in Rechts- Links-Richtung bewirken.
Desweiteren können die Spiegel durch jede Art von Strahlteilern ersetzt werden.

Industrielle Anwendbarkeit

In einem stereoskopischen Bildwiedergabegerät, das ein Paar von Bildschirmbildern für das rechte Auge und für das linke Auge verwendet, ist es möglich, ein stereoskopisches Bildwiedergabegerät bereitzustellen, das nicht erfordert, daß ein Betrachter eine Brille mit einer Funktion des Trennens von Bildschirmbildern für das rechte Auge von den Bildschirmbildern für das linke Auge trägt, und das stereoskopische Bilder erzeugt, die von einer großen Anzahl von Betrachtern zur gleiche Zeit gesehen werden können, und die von den Betrachtern gesehen werden können, während sie ihre Positionen ändern, und die flimmerfrei sind, da die bereitgestellten Bilder kontinuierlich sind. Die vorliegende Erfindung liefert einen großen Beitrag zu einem stereoskopischen Bildwiedergabegerät und einem stereoskopischen Endoskop.
Da viele augenscheinlich weitgehend unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gemacht werden können, ohne von deren Idee und deren Anwendungsbereich abzuweichen, ist es selbstverständlich, daß die Erfindung nicht auf deren spezifische Ausführungsformen beschränkt ist, außer wie in den beigefügten Ansprüchen definiert.

Claims

1. Bildwiedergabevorrichtung zum Projizieren eines ersten und eines zweiten Bildes auf das rechte bzw. das linke Auge eines Betrachters, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale umfaßt:

eine erste Bildwiedergabeeinrichtung (10a; 105a; 119a) zur Wiedergabe eines ersten Bildes und zum Bereitstellen eines ersten Lichts des wiedergegebenen ersten Bildes für einen Betrachter (16; 17);

eine zweite Bildwiedergabeeinrichtung (10b; 105b; 119b) zur Wiedergabe eines zweiten Bildes und zum Bereitstellen eines zweiten Lichts des wiedergegebenen zweiten Bildes für den Betrachter;

eine Kombiniereinrichtung (15; 47; 108; 115) zum Kombinieren von Licht des ersten und des zweiten Bildes, die auf der ersten und der zweiten Wiedergabeeinrichtung wiedergegeben werden;

dadurch gekennzeichnet,

daß die Bildwiedergabevorrichtung umfaßt:

eine Einrichtung (14a, 14b; 14; 102a, 102b; 114a, 114b; 27a, 27b; 28a, 28b) zum Abtasten eines Bildes des Gesichts des Betrachters;

eine erste Einrichtung zur räumlichen Modulation (11a; 109a; 150a), die zwischen der ersten Bildwiedergabeeinrichtung und der Kombiniereinrichtung bereitgestellt ist, zum Wiedergeben einer ersten Abbildung (20a) auf der Grundlage des abgetasteten Bildes des Gesichts des Betrachters und Transmittieren von Licht an einer ersten Fläche der ersten Einrichtung zur räumlichen Modulation, wo die erste Abbildung wiedergegeben wird; und

eine zweite Einrichtung zur räumlichen Modulation (11b; 109b; 150b), die zwischen der zweiten Bildwiedergabeeinrichtung und der Kombiniereinrichtung bereitgestellt ist, zum Wiedergeben einer zweiten Abbildung (20b) auf der Grundlage des abgetasteten Bildes des Gesichts des Betrachters und Transmittieren von Licht an einer zweiten Fläche der zweiten Einrichtung zur räumlichen Modulation, wo die zweite Abbildung wiedergegeben wird; und

wenigstens ein optisches Element (12a, 12b; 12; 46; 106; 111a, 111b; 151a), um das Licht des ersten und des zweiten Bildes, das durch die erste und zweite Einrichtung zur räumlichen Modulation transmittiert wird, zum Betrachter zu lenken,

worin die erste und die zweite Fläche so geartet sind, daß das wenigstens eine optische Element das an der ersten Fläche der ersten Einrichtung zur räumlichen Modulation transmittierte Licht auf ein Auge des Betrachters und das an der zweiten Fläche der zweiten Einrichtung zur räumlichen Modulation transmittierte Licht auf das andere Auge des Betrachters projiziert, und die erste und die zweite Einrichtung zur räumlichen Modulation das Licht, das auf die Flächen einfällt, die durch das wenigstens eine optische Element auf das andere bzw. das eine Auge des Betrachters abgebildet werden, blockieren.

2. Bildwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, worin das erste und zweite Bild Wiedergabebilder für eine stereoskopische Wiedergabe sind.

3. Bildwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin das wenigstens eine optische Element aufweist:

eine erste Optik (12a; 111a), die zwischen der ersten Einrichtung zur räumlichen Modulation (11a; 109a; 150a) und der Kombiniereinrichtung (15; 47; 108; 115) bereitgestellt ist; und

eine zweite Optik (12b; 111b), die zwischen der zweiten Einrichtung zur räumlichen Modulation (11b; 109b; 150b) und der Kombiniereinrichtung bereitgestellt ist.

4. Bildwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin das wenigstens eine optische Element eine Optik (12; 46; 106) umfaßt, die zwischen der Kombiniereinrichtung (15; 47; 108; 115) und dem Betrachter bereitgestellt ist.

5. Bildwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das optische Element eine Linse (12; 111) oder ein Konkavspiegel (46) ist.

6. Bildwiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, worin das wenigstens eine optische Element aus einem Paar von Linsen (12; 111) oder Konkavspiegeln (46) besteht, die entsprechend zwischen der ersten und zweiten Einrichtung zur räumlichen Modulation (11a; 109a; 150a; 11b; 109b; 150b) und der Kombiniereinrichtung (15; 47; 108; 115) bereitgestellt sind.

7. Bildwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die erste und zweite Einrichtung zur räumlichen Modulation (11a; 109a; 150a; 11b; 109b; 150b) monochromatische Flüssigkristall-Displays sind.

8. Bildwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die erste und zweite Einrichtung zur räumlichen Modulation monochromatische Flüssigkristall-Displays (11a; 109a; 150a und 11b; 109b; 150b) oder elektrochromatische Displays vom Transmissionstyp sind.

9. Bildwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die ferner eine Infrarotlicht-Bestrahlungsvorrichtung (13a, 13b) zum Beleuchten entweder der rechten oder der linken Gesichtshälfte der Betrachter umfaßt,

worin die Bildabtasteinrichtung (14a, 14b; 14; 10a, 102b; 114a, 114b) in Abhängigkeit von den Wellenlängen des Infrarotlichts selektiv Bilder aufnehmen kann.

10. Bildwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die ferner ein Paar von Bestrahlungsvorrichtungen (13a, 13b) zum Beleuchten der rechten und der linken Gesichtshälften der Betrachter unter Verwendung von Licht mit zwei verschiedenen Frequenzen umfaßt,

worin ein Paar der Bildabtastvorrichtungen (14a, 14b) Wellenlängenfilter (31a, 31b) besitzt, von denen jeder von dem Paar von Bestrahlungsvorrichtungen emittiertes Infrarotlicht unterschiedlicher Wellenlängen selektiv transmittiert.

11. Bildwiedergabevorrichtung nach Anspruch 10, worin die erste Einrichtung zur räumlichen Modulation (11a) ein durch das Paar von Bildabtastvorrichtungen aufgenommenes Bild der rechten Gesichtshälften der Betrachter als Lichttransmissionsabbildungen wiedergibt, und worin die zweite Einrichtung zur räumlichen Modulation (11b) ein durch das Paar von Bildabtastvorrichtungen (14a, 14b) aufgenommenes Bild der linken Gesichtshälften der Betrachter als Lichtransmissionsabbildungen wiedergibt.

12. Bildwiedergabevorrichtung nach Anspruch 10, worin Bilder mit Ausnahme der Gesichter der Betrachter durch Anwenden einer Subtraktion auf zwei durch das Paar von Bildabtastelementen (14a, 14b) aufgenommene Bilder eliminiert werden und Bilder von erhaltenen linken und rechten Gesichtshälften der Betrachter auf der ersten bzw. zweiten Einrichtung zur räumlichen Modulation (11a; 109a; 150a; 11b; 109b; 150B) als Lichttransmissionsabbildungen wiedergegeben werden.

13. Bildwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, worin die Bildabtasteinrichtung (14a, 14b; 14; 10a; 102b; 114a, 114b) ein Bild von entweder den rechten oder den linken Gesichtshälften der Betrachter aufnimmt, und eine von der ersten und zweiten Einrichtung zur räumlichen Modulation (11a; 109a; 150a; 11b; 109b; 150b) das von der Bildabtastvorrichtung (14a, 14b) aufgenommene Bild der Gesichtshälften der Betrachter wiedergibt, und das andere Element zur räumlichen Modulation das negativ-positiv umgewandelte Bild der Gesichtshälften der Betrachter wiedergibt.

14. Bildwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, worin Oberflächen der ersten und zweiten Einrichtung zur räumlichen Modulation (11a; 109a; 150a; 11b; 109b; 150b) vorzugsweise jenseits einer Brennweite des optischen Elements (12; 111; 46) bereitgestellt sind.

15. Bildwiedergabevorrichtung nach Anspruch 9, worin die Bestrahlungsvorrichtung eine Lampeneinheit für die Emission von Infrarotlicht ist, oder eine LED (13a, 13b), die in der Lage ist, Infrarotlicht zu emittieren.

16. Bildwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, die ferner umfaßt:

ein Paar von Linsengläsern (50a, 50b) zum Aufnehmen eines Bildes von einem Objekt, das als stereoskopisches Bild von den zwei Richtungen gesehen werden soll; und

ein Endoskop, das ein Paar von Bildabtastelementen (52a, 52b) zum Umwandeln der durch das Paar von Linsengläsern aufgenommenen Bilder in elektrische Signale einschließt, worin die durch die Bildabtastelemente erhaltenen Bildsignale auf der ersten und zweiten Bildwiedergabeeinrichtung (10a, 10b) wiedergegeben werden.

17. Bildwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, worin die erste und zweite Bildwiedergabeeinrichtung (10a, 105a; 119a; 10b, 105b; 119b) Standbilder wiedergeben.

18. Bildwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, worin die erste und zweite Bildwiedergabeeinrichtung Flüssigkristall-Displays zur Wiedergabe der ersten oder zweiten Bilder und vor den Flüssigkristall-Displays bereitgestellte Polarisationsplatten umfassen.

19. Bildwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, worin die Bildabtasteinrichtung (14a, 14b; 14; 10a; 102b; 114a 114b) am Kopf des Betrachters befestigt ist.

20. Bildwiedergabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, worin die Kombiniereinrichtung einen Strahlteiler umfaßt.