JP2002107666A - 立体画像表示装置 - Google Patents
立体画像表示装置Info
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- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
表示した際、1つの視差画像の画質劣化が免れなかっ
た。 【解決手段】 複数の視差画像N枚を表示するためのド
ットピッチがpのディスプレイ部と該視差画像を再構成
することにより立体視を可能にする光学系とからなる装
置において、観察位置からディスプレイ面までの距離を
zとしたとき、N*atan(p/W)≦(3*10-4)な
る関係をみたすようにする。
Description
ト、インターネットショッピング、携帯端末、医療、バ
ーチャルリアリティ、広告看板などで利用可能な立体画
像表示装置に関する。
れているが、一般にその原理は複数の視差画像を表示し
てそれらを再構成することにより立体感を得るようにし
たものである。
えば、複数枚の視差画像を表示する平面ディスプレイか
らの光を視差画像毎に分光し、結像レンズにより三次元
実像として空間中に結像させるものがある。
た従来の立体画像表示装置では、平面ディスプレイの表
示面積には限りがあるため、ディスプレイ面に視差画像
数を多く表示すると、それだけ1つの視差画像を構成す
るドット数が減少し全体として画質の低下を招くことと
なり、これが本格的な実用化を妨げる原因の一つになっ
ていた。
れたものであり、観察眼の分解能とディスプレイの表示
解像度とのバランスを図ることにより画質劣化の少ない
特性の優れた立体画像表示装置の堤供を目的とする。
に請求項1に係る発明は、複数の視差画像N枚を表示す
るためのドットピッチがpのディスプレイ部と該視差画
像を再構成することにより立体視を可能にする光学系と
からなる装置において、前記ディスプレイ部の横幅をW
としたとき、N×atan(p/W)≦(3×10-4)なる
関係を有することを特徴とする立体画像表示装置であ
る。
観察眼の分解能と、ディスプレイの解像度とのバランス
を図ることにより、画質の劣化を回避しつつ、ディスプ
レイの製造コストの増大を低減できる立体画像表示装置
を提供することができる。
できる2点の距離は、視細胞の直径との関係上、角度に
して約1’、即ち3×10-4(ラジアン)であり、ま
た、観察し易い画面の横の長さWと観察眼までの距離と
はほぼ等しいことが知られており、これらを整理すると
上記関係が導かれる。
の視差画像をドットピッチ1.5ミクロンの表示装置を用
いて50cmの距離から観測した場合、もともと眼の分
解能を超えた表示面に視差画像が表示されているため、
表示ドット数の減少を感じることはなく、画質の低下が
感じられない。
像表示装置では、観察眼の分解能の範囲であるため、例
えば視差画像数が2であれば、観察される視差画像を構
成するドット数は半分になり、画質の劣化を感じさせて
しまう。また、上記関係以上にピッチが細かすぎても、
もはや観察眼の分解能を超えてしまっているため、無駄
になってしまう。
立体画像表示装置において、前記ディスプレイ部は、眼
の空間周波数伝達特性の遮断周波数より高い周波数成分
を有する画像を表示可能であることを特徴とする立体画
像表示装置である。
視差画像を増やしてもコントラストの低下も少なくする
ことが可能である。
像表示装置においては、前記ディスプレイ部は、微小開
口アレイを有することが好ましい。
同程度かそれよりも小さい微細開口を設けた板に照射す
る構成からなるディスプレイを用いることによりドット
ピッチを数ミクロンにすることができ、これを使用する
ことで前述の関係式を満たすことが出来、画質劣化のな
い立体視が可能となる。
形態によって説明する。
の実施形態に係わる立体画像表示装置の構造を模式的に
示す説明図である。
本実施形態では、その画素102のピッチは40ミクロン
であり、ここに表示される視差画像数はA〜Cの3枚で
ある。この視差画像A〜Cは、横方向に微少にずらして
重ね合わされる画像であり、具体的には図2に示すよう
に、各視差画像A〜Cを縦に細分割した要素画A1〜A
n,B1〜Bn,C1〜Cnが、A,B,Cの順に繰り
返し表示されており、これらの細分割可された要素画A
1〜An,B1〜Bn,C1〜Cnを各視差画像毎に合
成して三次元実像が再構成される。
103までの観察距離Zは、50cmであり、ディスプレ
イ画面101の横幅Wは、観察距離Zと等しい50cm
である。
用いて説明する。図3は、単位面積当たりの表示ドット
数と、観察者が実際に感じるドット数(実効ドット数)
との関係を、二次元画像、2視差立体画像、3視差立体
画像について示したグラフ図である。
おける2次元画像の場合、画像サイズを一定にして単位
面積あたりのドット数を増やしたとき、ドット数D1付
近で眼の分解能を超える表示ドット数となり、実効的な
ドット数はやがて飽和する。また、3次元ディスプレイ
における2視差立体画像の場合は、単位面積当たりの表
示ドット数がD2超える付近で、実効ドット数は飽和に
達する。さらに、3視差立体画像においては、単位面積
当たりの表示ドット数D3を超える付近で実効ドット数
が飽和に達する。
イ画面101における単位面積当たりの表示ドット数を
十分大きくしておくことが意味を持つ。この場合は視差
数に応じて、矢印で示した範囲内に、単位面積当たりの
ドット数を設定しておけば立体画像を表示した場合でも
実効ドット数が低下しない。すなわち、画質の劣化がな
いといえる。
画面101には、眼の空間周波数伝達特性の遮断周波数
より高い周波数成分を有する画像を表示できるものを使
用することができる。この場合には、視差画像を増やし
てもコントラストの低下も少なくすることが可能であ
る。
実施形態について説明する。図4は、本実施形態に係わ
る立体画像表示装置の要部構造を示す図である。
プレイ201の表面には金属膜が貼り付けられており、
この金属膜には、直径1.5ミクロンの微小開口202が
多数設けられており、これらによってディスプレイ20
1の画素が形成されている。また、本実施形態では、デ
ィスプレイ201の前面にホログラフィック素子202
が設けられており、これによって微少開口202からの
光を所定方向に屈折させることができる。
る立体画像表示装置では、この微小開口202のそれぞ
れに、ディスプレイ201の背後からレーザ光をスキャ
ンすることにより、開口部202から微少光線群を射出
させることが出来る。これらの微少光線群は回折するも
のの、ホログラフィック素子202により設定した方向
に出射される。
1実施形態と同様に、ディスプレイ201から観察眼
(図示せず)までの距離Zは50cmとし、ディスプレ
イ201の横幅Wを観察距離Zと等しくした。また、本
実施形態では、視差画像数は100である。これらの関
係を整理すると、 N×atan(p/z)=100×atan(1.5μm/50cm) =3×10-4[rad] であり、 N×atan(p/z)≦(3×10-4)[rad] の関係を満たすこととなる。このため、このような簡易
な構成により高画質で自然な立体視が可能となる。
する金属膜を貼り付けたディスプレイ画面201を用い
るため、光源からの光を光源波長と同程度かそれよりも
小さい数ミクロンにすることができ、これを使用するこ
とで前述の関係式を、簡単な構成により容易に満たすこ
とが出来、画質劣化のない立体視が可能となる。
されるものではない。例えば画素は液晶で構成してもよ
いし、フィールドエミッション素子を用いてもよい。開
口を設ける板の材質は仕様に応じて適宜変更可能であ
る。
イ画面201には、眼の空間周波数伝達特性の遮断周波
数より高い周波数成分を有する画像を表示できるものを
使用することができる。この場合には、視差画像を増や
してもコントラストの低下も少なくすることが可能であ
る。
の実施形態について説明する。図5は、本実施形態に係
る立体画像表示装置の概略構成を示す構造図である。本
実施形態では、上述した第1及び第2実施形態における
立体画像表示装置の応用例である。
画像表示装置は、複数枚の視差画像を表示する平面ディ
スプレイ画面302と、フーリエ変換レンズ303と、
結像レンズ305とを、同一光軸301上に配置したも
のである。
第1実施形態及び第2実施形態で使用したものと同様の
ものを用いることができ、この平面ディスプレイ302
上には、上記実施形態と同様に、微少ピッチ(p=40
μm)で細分割化された複数の視差画像が重ね合わされ
て表示されている。
レイ画面302からの光は、フーリエ変換レンズ303
により視差画像毎に分光され、結像レンズ305により
三次元実像306として空間中に結像され、観察眼30
7に立体画像として認識される。
1及び第2実施形態と同様に、平面ディスプレイ画面3
02から観察眼307までの距離Zを50cmとし、平
面ディスプレイ画面302の横幅Wを観察距離Zと等し
くした。また、本実施形態では、視差画像数は3であ
る。これらの関係を整理すると、上記同様、 N×atan(p/z)≦(3×10-4)[rad] の関係を満たすこととなる。このため、このような簡易
な構成により高画質で自然な立体視が可能となる。
実施形態のように、ディスプレイ表面に金属微少開口を
設けることもできる。この場合には、光源からの光を光
源波長と同程度かそれよりも小さい数ミクロンにするこ
とができ、金属微少開口を使用することで前述の関係式
を、簡単な構成により容易に満たすことが出来、画質劣
化のない立体視が可能となる。
プレイ画面302とフーリエ変換レンズ303との間に
配置するようにしても良い。
されるものではない。例えば画素は液晶で構成してもよ
いし、フィールドエミッション素子を用いてもよい。開
口を設ける板の材質は仕様に応じて適宜変更可能であ
る。
イ画面301には、眼の空間周波数伝達特性の遮断周波
数より高い周波数成分を有する画像を表示できるものを
使用することができる。この場合には、視差画像を増や
してもコントラストの低下も少なくすることが可能であ
る。
察眼の分解能とディスプレイの表示解像度とのバランス
を図ることにより、必要以上に画素の密度が高くなるこ
とを回避することができ、製造コストの増大を低減しつ
つ、画質劣化の少ない特性の優れた立体画像表示装置を
提供することができる。
造を示す図である。
ける視差画像の説明図である。
図である。
造を示す図である。
造を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 複数の視差画像N枚を表示するためのド
ットピッチがpのディスプレイ部と該視差画像を再構成
することにより立体視を可能にする光学系とからなる装
置において、 前記ディスプレイ部の横幅をWとしたとき、 N×atan(p/W)≦(3×10-4) なる関係を有することを特徴とする立体画像表示装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の立体画像表示装置にお
いて、 前記ディスプレイ部は、眼の空間周波数伝達特性の遮断
周波数より高い周波数成分を有する画像を表示可能であ
ることを特徴とする立体画像表示装置。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載の立体画像表示装
置において、 前記ディスプレイ部は、微小開口アレイを有することを
特徴とする立体画像表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000295207A JP3998407B2 (ja) | 2000-09-27 | 2000-09-27 | 立体画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002107666A true JP2002107666A (ja) | 2002-04-10 |
JP3998407B2 JP3998407B2 (ja) | 2007-10-24 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2000
- 2000-09-27 JP JP2000295207A patent/JP3998407B2/ja not_active Expired - Fee Related
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