JP2004144792A

JP2004144792A - Stereoscopic image display device

Info

Publication number: JP2004144792A
Application number: JP2002306307A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Masutani; 増谷　健; Goro Hamagishi; 濱岸　五郎; Fusao Terada; 寺田　房夫
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2004-05-20
Anticipated expiration: 2022-10-21
Also published as: JP3802474B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stereoscopic image display device which makes stereoscopic view possible in a position near a video screen in such a case the stereoscopic view is made in a small video screen region. <P>SOLUTION: In the stereoscopic view shown in (b) of the figure, the distance e between beam-condensing points is set at e=2E/3 and in this structure, a barrier pitch x<SB>1</SB>attains x<SB>1</SB>=4PL/3(M+2L/3). An observer eventually observes videos at a distance 2L/3 and can make the stereoscopic view in the position near the screen. In such a case, when the eye A of the observer exists in an a<SB>1</SB>position, the observer eventually perceives the stereoscopic view and when the eye A of the observer exists in an a<SB>2</SB>position, the observer eventually perceives a plan view. When the eye A shifts further, the reverse viewing (inversion of left eye image and right eye image) state is resulted but the observer eventually perceives the plan view as described above in the way of the course of transition from the stereoscopic view state to the reverse view state and the sense of incongruity decreases as compared to the case the view is suddenly reversed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、立体映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特殊な眼鏡を必要とせずに立体映像表示を実現する方法しとて、パララックスバリア方式やレンチキュラーレンズ方式等が知られているが、これらの方式は両眼視差を有する右眼用映像と左眼用映像とを、例えば縦ストライプ状に画面に交互に表示し、この表示映像をパララックスバリアやレンチキュラーレンズ等で分離して観察者の右眼と左眼に各々導くことで立体視を行わせるものである。
【０００３】
図５（ａ）は立体視の原理を示した説明図である。画面の画素ピッチをＰ、画素から分離手段までの距離をＭ、観察者の眼間距離をＥとすると、適視距離Ｌは、Ｌ＝ＭＥ／Ｐとなる。そして、集光点間距離ｅは眼間距離Ｅと一致し、立体視領域の幅及び逆視領域の幅はそれぞれＥとなり、これら領域は交互に存在することになる。
【０００４】
なお、多眼式の立体映像表示装置において、ペアとなる二集光点の間隔を眼間距離Ｅに対応させると共に、他のペアとなる二集光点を前記二集光点に対して眼間距離Ｅに満たない距離（例えばＥ／３の距離）ずれて形成するものがある（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１７０８６６号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、両眼視差映像を表示する画面には一般平面表示用の液晶表示パネル５０などが用いられており、画素ピッチＰは表示パネル５０の解像度に対応することになる。また、画素から分離手段５１までの距離Ｍは表示パネル５０のガラス基板５０ａの厚みに対応する他、前記ガラス基板５０ａと分離手段５１との間に部材（例えば、液晶表示パネル（反射型）のライトガイド５２）を介装することになる場合には当該部材の厚みに影響されることになり、或いは、分離手段５１を液晶シャッタで構成する場合には、当該液晶シャッタの厚みに影響されることになる。そして、眼間距離としては所定値（例えば６５ｍｍ）が設定され、適視距離ＬはこれらＭ，Ｅ，Ｐによって決まることになる。
【０００７】
立体映像表示装置は主に据置型のディスプレイとして開発されてきたが、携帯電話やＰＤＡといった携帯型電子機器の小型のディスプレイを用いて立体視を行わせることも可能である。この場合、適視距離Ｌを短くするのが望ましいが、画素ピッチＰや画素から分離手段までの距離Ｍを簡単には変えることができないことから、適視距離Ｌを短くするのは困難であるた。
【０００８】
この発明は、上記の事情に鑑み、特に小さな映像画面領域にて立体視を行わせる場合などに前記映像画面に近い位置で立体視が行える立体映像表示装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の立体映像表示装置は、上記の課題を解決するために、画面に表示された両眼視差を有する映像を分離手段にて分離して観察者に導くことで立体視を行わせる立体映像表示装置において、前記両眼視差を有する映像の集光点間距離をｅとし、眼間距離をＥとするとき、集光点間距離ｅをＥ＞ｅ＞Ｅ／２の範囲であって且つ観察者が立体視できると共に平面視の状態も知覚できる範囲に設定したことを特徴とする。
【００１０】
上記の構成であれば、集光点間距離ｅがＥとされる場合に比べて観察者は画面近くでの立体視が行えることになる。ここで、観察者の眼が或る位置にあるとき、観察者は立体視を知覚することになり、眼が別の或る位置にあるとき、観察者は平面視を知覚することになる。眼が更に別の或る位置にあるとき、逆視状態となるが、立体視状態から逆視状態に移行する途中で前述のごとく平面視を知覚することになり、いきなり逆視となる場合に比べて違和感が少なくなる。
【００１１】
また、この発明の立体映像表示装置は、画面に表示された両眼視差を有する映像を分離手段にて分離して観察者に導くことで立体視を行わせる立体映像表示装置において、前記両眼視差を有する映像の集光点間距離をｅとし、眼間距離をＥとし、Ｍを正の整数とするとき、集光点間距離ｅをＥ／２＞ｅ＞Ｅ／（２Ｍ＋１）の範囲とし、逆視を許容する構成としたことを特徴とする。
【００１２】
上記の構成であれば、観察者にとっては立体視範囲がとても狭いといった印象を持つことになるが、観察者は例えばＬ／３の距離において立体視でき、ディスプレイが携帯電話などの画面である場合、画面近くでの立体視が可能となる利点がある。
【００１３】
また、この発明の立体映像表示装置は、画面に表示された両眼視差を有する映像を分離手段にて分離して観察者に導くことで立体視を行わせる立体映像表示装置において、前記両眼視差を有する映像の集光点間距離をｅとし、眼間距離をＥとするとき、前記両眼視差を有する映像の表示範囲をＥ以下とし、集光点間距離ｅをＥ＞ｅに設定し、前記集光点間距離ｅが得られる位置の前後位置を観察位置として立体視するように構成されたことを特徴とする。かかる構成において、集光点間距離ｅを略Ｅ／２とするのが望ましい。また、観察者の位置を検出する手段と、検出された観察者の位置に基づいて前記両眼視差を有する映像の画面上での表示パターンを切り替える手段と、を備えてもよい。或いは、前記両眼視差を有する映像の画面上での表示パターンを手動により切り替える手段を備えてもよい。
【００１４】
また、この発明の立体映像表示装置は、画面に表示された両眼視差を有する映像を分離手段にて分離して観察者に導くことで立体視を行わせる立体映像表示装置において、前記画面は縦横比が異なるドットを有しており、前記分離手段は横が縦よりも長いドット配置の画面状態に対応した両眼視差映像を分離するように構成されたことを特徴とする。
【００１５】
上記の構成であれば、横が縦よりも長いドット配置の画面状態での立体視となるので、画面近くで観察者に立体視させることができる。
【００１６】
また、この発明の立体映像表示装置は、画面に表示された両眼視差を有する映像を分離手段にて分離して観察者に導くことで立体視を行わせる立体映像表示装置において、前記画面として反射型液晶表示パネルを用い、この反射型液晶表示パネルの映像光出射面側のガラスがライトガイドから成ることを特徴とする。
【００１７】
上記の構成であれば、画面の映像表示面から分離手段までの距離を短くできるので、画面近くで観察者に立体視させることができる。
【００１８】
また、この発明の立体映像表示装置は、画面に表示された両眼視差を有する映像を分離要素が斜め配置された分離手段にて分離して観察者に導くことで立体視を行わせる立体映像表示装置において水平方向の集光点距離と垂直方向の集光点距離とが異なるように設定されたことを特徴とする。かかる構成であれば、横縞のモアレを軽減することができる。
【００１９】
また、この発明の立体映像表示装置は、画面に表示された両眼視差を有する映像を分離要素が斜め配置された分離手段にて分離して観察者に導くことで立体視を行わせる立体映像表示装置において、前記画面は縦横比が異なるドットから成り、横が縦よりも長いドット配置の画面状態と縦が横よりも長いドット配置の画面状態とで互いの集光点距離が略等しくされて各々の状態で立体視が行えるように構成されたことを特徴とする。
【００２０】
また、この発明の立体映像表示装置は、画面に表示された両眼視差を有する映像を分離要素が斜め配置された分離手段にて分離して観察者に導くことで立体視を行わせる立体映像表示装置において、前記画面は縦横比が異なるドットから成り、横が縦よりも長いドット配置の画面状態と縦が横よりも長いドット配置の画面状態とで互いの集光点距離を異ならせて各々の状態で立体視が行えるように構成されたことを特徴とする。
【００２１】
上記構成の立体映像表示装置において、前記ドットの縦横比は縦：横を３：１としてもよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態の立体映像表示装置を図１乃至図９に基づいて説明する。
【００２３】
図１及び図２において、図１（ａ）は図２の実線で示した集光状態によって得られ、図１（ｂ）は図２の点線で示した集光状態によって得られる。図１（ａ）すなわち図２の実線で示した集光状態は通常の設計を表している。ここで、画面の画素ピッチをＰ、画素から分離手段までの距離をＭ、観察者の眼間距離をＥとすると、適視距離Ｌは、Ｌ＝ＭＥ／Ｐとなる。そして、集光点間距離ｅは眼間距離Ｅと一致し、立体視領域の幅及び逆視領域の幅はそれぞれＥとなり、これら領域は交互に存在することになる。この設計では、バリアピッチＸは、Ｘ＝２ＰＬ／（Ｍ＋Ｌ）となる。
【００２４】
一方、図１（ｂ）すなわち図２の点線で示す立体視構造では、集光点間距離ｅはｅ＝２Ｅ／３に設定されており、この構造では、バリアピッチｘ_１は、ｘ_１＝４ＰＬ／３（Ｍ＋２Ｌ／３）となる。観察者は２Ｌ／３の距離において映像を観察することになり、この場合、観察者の眼Ａがａ_１位置にあるとき、観察者は立体視を知覚することになり、眼Ａがａ_２位置にあるとき、観察者は平面視を知覚することになる。更に眼Ａがシフトすると、逆視状態となるが、立体視状態から逆視状態に移行する途中で前述のごとく平面視を知覚することになり、いきなり逆視となる場合に比べて違和感が少なくなる。この発明の立体映像表示装置の実施形態の一つは、集光点間距離ｅをＥ＞ｅ＞Ｅ／２の範囲であって且つ観察者が立体視できると共に平面視の状態も知覚できる範囲に設定したものである。
【００２５】
図１（ｄ）に示す立体視構造では、集光点間距離ｅはｅ＝Ｅ／３に設定されており、この構造では、バリアピッチｘ_２は、ｘ_２＝２ＰＬ／３（Ｍ＋Ｌ／３）となる。図３は図１（ｄ）に示す立体視構造における集光状態を示している。観察者はＬ／３の距離において映像を観察することになり、この場合、観察者の眼Ａが図の位置にあるとき、観察者は立体視を知覚することになり、眼Ａがｅ（Ｅ／３）シフトすると、逆視状態となる。観察者にとっては立体視範囲がとても狭いといった印象を持つことになるが、観察者はＬ／３の距離において映像を観察することができ、ディスプレイが携帯電話などの画面である場合、画面近くでの立体視が可能となる利点がある。この発明の立体映像表示装置の実施形態の一つは、Ｍを正の整数とするとき、集光点間距離ｅをＥ／２＞ｅ＞Ｅ／（２Ｍ＋１）の範囲とし、逆視を許容する構成としたものである。
【００２６】
図１（ｃ）に示す構造では、集光点間距離ｅはｅ＝Ｅ／２に設定されており、この構造では、バリアピッチｘ_２は、ｘ_２＝ＰＬ／（Ｍ＋Ｌ／２）となる。この構造においては、観察者がＬ／２の距離において映像を観察しても、立体視を知覚することはできない。図１（ｃ）に示す構造を利用したこの発明の立体映像表示装置の実施形態を図４に示す。この立体映像表示装置において、両眼視差を有する映像の表示範囲（立体表示を所望する幅）はＥ以下とされる。表示範囲は小型のディスプレイの全体であってもよく、大きな画面の一部であってもよい。かかる構造において、観察者はＬ／２の距離の前側或いは後ろ側で映像を観察することで、立体視を知覚できることになる。なお、集光点間距離ｅはｅ＝Ｅ／２に限定されるものではなく、集光点間距離ｅはＥ＞ｅに設定されていればよい。
【００２７】
観察者の眼Ａが図のａ_３に位置しているのであれば、図の場合、右眼映像（Ｒ）と左眼映像（Ｌ）の反転（逆視）とはならないが、観察者の眼Ａが図のａ_４に位置しているのであれば、図の場合、右眼映像（Ｒ）と左眼映像（Ｌ）の反転（逆視）が生じる。立体映像表示装置に例えば手動切替スイッチを設けておき、このスイッチが操作されたときに、右眼映像（Ｒ）と左眼映像（Ｌ）の表示切替を行うようにしておけば、観察者は手動切替スイッチの操作でＬ／２の距離の前後のどちらでも、立体視できることになる。
【００２８】
映像の切替は上述した手動切替に限るものではない。観察者の位置を検出する位置検出装置（赤外線センサやＣＣＤを利用したもの等）を立体映像表示装置に設け、検出された観察者の位置に基づいて前記両眼視差を有する映像の画面上での表示パターンを切り替えるようにしてもよい。
【００２９】
図５（ａ）に示す他の実施形態の立体映像表示装置は、同図（ｂ）に示した液晶表示パネル（反射型）５０を用いる一般的な構造に比べ、観察位置を画面近くに設定することができる。すなわち、同図（ｂ）の構造では液晶表示パネル５０のガラス基板５０ａと分離手段５１との間にライトガイド５２が介在する構造であるのに対し、図５（ａ）に示すこの発明の立体映像表示装置は、ライトガイド１２を液晶表示パネル１１のガラス基板として用いた（兼用した）ものであり、画素から分離手段１３までの距離が短くなっている。従って、かかる構造の立体映像表示装置においても、観察位置を画面近くに設定することができる。
【００３０】
図６（ｂ）は一般的な画素（ドット）形状のカラー表示パネル２１を示している。前記画素の縦横比は例えば縦（Ｐｖ）：横（Ｐｈ）が３：１とされる。同図（ｂ）は前記表示パネル２１を横配置して（９０°回転させて）用いる構造の立体映像表示装置を示している。表示パネル２１を縦配置した場合の適視距離Ｌは、Ｌ＝ＭＥ／Ｐｈとなるのに対し、表示パネル２１を横配置した場合の適視距離Ｌ′は、Ｌ′＝ＭＥ／Ｐｖとなり、Ｐｖ：Ｐｈ＝３：１であることから、Ｌ′＝Ｌ／３のごとく短くなる。なお、バリア２２における開口幅（遮光幅）はＰｖに対応したものとなる。また、バリアを例えば液晶パネルにより構成することでバリア状態と非バリア状態を形成できるようにし、非バリア状態では表示パネル２１を縦配置して平面映像を鑑賞し、バリア状態では表示パネル２１を横配置して立体視を楽しむといったことも可能となる。
【００３１】
図７にはいわゆる斜めバリア方式を採る場合の表示パネル１の画素配列及びバリア２を示している。同図（ａ）は縦配置状態を示しており、同図（ｂ）は横配置状態を示している。この斜めバリア方式の立体映像表示装置においても、以上述べたこの発明の立体映像表示装置の構造を適用することができる。
【００３２】
一般的なバリアは縦ストライプ状に形成されており、垂直方向の集光位置を設定することはできないが、斜めバリア方式では垂直方向の集光位置を設定することが可能であり、垂直方向の集光位置は水平方向の集光位置に合わせられる。ここで、小さな画面において、図１（ａ）のごとく成る設計とした場合、観察者は適視距離Ｌよりも画面に近づいた或る距離（以下、この距離を標準距離という）で映像を観察してしまうことが考えられる。このような場合において、垂直方向の集光位置が水平方向の集光位置に合わせられていると、前記標準距離での立体視において横縞のモアレが目立つことになる。その対策として、この実施形態では、垂直方向の集光位置を前記標準距離に合わた構造とし、これによって横縞のモアレを目立たなくしている。この発明の立体映像表示装置の実施形態の一つは、図８（ａ）（ｂ）に示すように、水平方向の集光点距離と垂直方向の集光点距離とが異なるように設定したものである。
【００３３】
図９（ａ）は図７（ａ）の配置に対応した視点範囲を示しており、図９（ｂ）は図７（ｂ）の配置に対応した視点範囲を示している。この発明の立体映像表示装置の実施形態の一つは、図７（ｂ）の表示パネル配置に対応する適切なバリア設計がなされると共に当該表示パネル配置に合致した両眼視差映像を供給するように構成されたものであり、立体視において図９（ｂ）に示す視点範囲が得られることになる。ここで、表示パネル１の画素の水平ピッチをＰ、垂直ピッチをＱとし、図７（ａ）の配置での視点間距離をｅとすると、図７（ｂ）の配置での視点間距離はｅＱ／Ｐとなる。通常は、Ｑ＞Ｐ（Ｑ＝３Ｐ）である場合が多く、図７（ｂ）の配置であれば、視点間距離が広くなるので、画面の近くでの立体視が行えることになる。勿論、図７（ａ）の表示パネル配置に対応する両眼視差映像も供給することで、ユーザは図７（ａ）の配置でも図７（ｂ）の配置でも立体視を楽しむことができることになる。また、Ｑ＝３Ｐの場合において、図７（ｂ）の配置での視点間距離ｅを眼間距離Ｅとした場合には、図７（ａ）の配置での視点間距離ｅはＥ／３となるため、この場合も図７（ａ）（ｂ）の両方の配置で立体視が可能となる（図１（ｄ）参照）。かかる構成は、横が縦よりも長いドット配置の画面状態と縦が横よりも長いドット配置の画面状態とで互いの集光点距離が略等しくされて各々の状態で立体視が行える構成であるが、横が縦よりも長いドット配置の画面状態と縦が横よりも長いドット配置の画面状態とで互いの集光点距離を異ならせて各々の状態で立体視が行えるように構成することもできる（図８参照）。
【００３４】
なお、以上説明した実施形態では、映像分離手段として、遮光部と開口部から成るバリア構造を示したが、レンズの効果により映像を分離することができる例えばレンチキュラレンズなど、映像を分離可能なものであればよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、小さな映像画面領域にて立体視を行わせる場合などに前記映像画面に近い位置で立体視が行えることになり、特に携帯電話やＰＤＡなどの携帯機器において立体視を行わせる場合に優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の立体映像表示装置に係わる原理を示した説明図である。
【図２】この発明の実施形態の立体映像表示装置の立体視説明図である。
【図３】この発明の実施形態の立体映像表示装置の立体視説明図である。
【図４】この発明の実施形態の立体映像表示装置の立体視説明図である。
【図５】同図（ａ）はこの発明の実施形態の立体映像表示装置の立体視説明図であり、同図（ｂ）は一般的な立体映像表示装置の立体視説明図である。
【図６】同図（ａ）はこの発明の実施形態の立体映像表示装置の立体視説明図であり、同図（ｂ）は一般的な画素形状の説明図である。
【図７】いわゆる斜めバリアを用いた実施形態の立体映像表示装置を示した図であり、同図（ａ）は縦配置状態を示し同図（ｂ）は横配置状態を示している。
【図８】この発明の実施形態の立体映像表示装置の説明図であり、同図（ａ）は水平方向の集光説明図であり、同図（ｂ）は垂直方向の集光説明図である。
【図９】この発明の実施形態の立体映像表示装置における視点範囲の説明図であり、同図（ａ）は縦配置の視点範囲説明図であり、同図（ｂ）は横配置の視点範囲説明図である。
【符号の説明】
１　　表示パネル
２　　バリア
１１　液晶表示パネル
１２　ライトガイド
１３　分離手段[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a three-dimensional image display device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a parallax barrier method, a lenticular lens method, and the like have been known as methods for achieving stereoscopic image display without requiring special glasses, but these methods are for the right eye having binocular parallax. The image and the image for the left eye are alternately displayed on the screen, for example, in the form of a vertical stripe, and the displayed image is separated by a parallax barrier, a lenticular lens, or the like, and guided to the observer's right and left eyes, respectively. This is to make the eyes visible.
[0003]
FIG. 5A is an explanatory diagram showing the principle of stereoscopic vision. Assuming that the pixel pitch of the screen is P, the distance from the pixel to the separating means is M, and the distance between the eyes of the observer is E, the suitable viewing distance L is L = ME / P. The distance e between the converging points coincides with the distance E between the eyes, and the width of the stereoscopic viewing area and the width of the reverse viewing area are each E, and these areas are present alternately.
[0004]
Note that, in the multi-view stereoscopic image display device, the interval between the two converging points that form a pair corresponds to the interocular distance E, and the other two converging points that form a pair correspond to the two converging points with respect to the two converging points. There is one formed with a distance less than the distance E (for example, a distance of E / 3) (see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-170866 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, a liquid crystal display panel 50 for general flat display is used for a screen for displaying a binocular parallax image, and the pixel pitch P corresponds to the resolution of the display panel 50. The distance M from the pixel to the separating means 51 corresponds to the thickness of the glass substrate 50a of the display panel 50, and a member (for example, a liquid crystal display panel (reflection type)) is provided between the glass substrate 50a and the separating means 51. When the light guide 52) is interposed, the thickness is affected by the thickness of the member, or when the separation unit 51 is configured by a liquid crystal shutter, the thickness is affected by the thickness of the liquid crystal shutter. Will be. Then, a predetermined value (for example, 65 mm) is set as the interocular distance, and the suitable viewing distance L is determined by M, E, and P.
[0007]
The stereoscopic image display device has been mainly developed as a stationary display, but it is also possible to perform stereoscopic viewing using a small display of a portable electronic device such as a mobile phone or a PDA. In this case, it is desirable to shorten the optimum viewing distance L, but it is difficult to shorten the optimum viewing distance L because the pixel pitch P and the distance M from the pixel to the separation unit cannot be easily changed. Was.
[0008]
In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a stereoscopic video display device capable of performing stereoscopic vision at a position close to the video screen, particularly when performing stereoscopic vision in a small video screen area.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a stereoscopic image display device according to the present invention provides a stereoscopic image in which stereoscopic viewing is performed by separating an image having binocular parallax displayed on a screen by a separation unit and guiding the separated image to an observer. In the display device, when a distance between converging points of an image having the binocular parallax is e and an interocular distance is E, the distance e between converging points is in a range of E>e> E / 2, and It is characterized in that it is set in a range in which the observer can perceive a stereoscopic view and also can perceive a state of a planar view.
[0010]
With the above configuration, the observer can perform stereoscopic viewing near the screen as compared with the case where the distance e between the light-convergent points is E. Here, when the observer's eye is at a certain position, the observer perceives stereoscopic vision, and when the observer's eye is at another certain position, the observer perceives planar view. When the eye is at another certain position, it is in a pseudoscopic state, but in the course of transition from the stereoscopic state to the pseudoscopic state, it will perceive planar view as described above, and if it becomes suddenly pseudoscopic, The feeling of incongruity is reduced as compared with that.
[0011]
Further, the stereoscopic video display device of the present invention is a stereoscopic video display device that performs stereoscopic vision by separating an image having binocular parallax displayed on a screen by a separating unit and guiding the video to an observer. When the distance between converging points of an image having parallax is e, the distance between eyes is E, and M is a positive integer, the distance e between converging points is in the range of E / 2>e> E / (2M + 1). And a configuration that allows pseudoscopy is characterized.
[0012]
With the above configuration, the viewer has the impression that the stereoscopic viewing range is very narrow, but the viewer can view stereoscopically at a distance of, for example, L / 3, and the display is a screen of a mobile phone or the like. There is an advantage that a stereoscopic view near the screen becomes possible.
[0013]
Further, the stereoscopic video display device of the present invention is a stereoscopic video display device that performs stereoscopic vision by separating an image having binocular parallax displayed on a screen by a separating unit and guiding the video to an observer. When the distance between converging points of an image having parallax is e and the distance between eyes is E, the display range of the image having binocular parallax is set to E or less and the distance e between converging points is set to E> e. In addition, the apparatus is characterized in that a stereoscopic view is made with the position before and after the position at which the distance e between the focal points is obtained as the observation position. In such a configuration, it is desirable that the distance e between the light-converging points be approximately E / 2. The image processing apparatus may further include a unit configured to detect a position of the observer, and a unit configured to switch a display pattern of a video having the binocular parallax on a screen based on the detected position of the observer. Alternatively, there may be provided a means for manually switching a display pattern of the video having the binocular parallax on the screen.
[0014]
In addition, the stereoscopic video display device of the present invention is a stereoscopic video display device that performs stereoscopic vision by separating an image having binocular parallax displayed on a screen by a separating unit and guiding it to an observer, wherein the screen is It has dots with different aspect ratios, and the separation means is configured to separate the binocular parallax image corresponding to the screen state of the dot arrangement that is longer in the horizontal direction than in the vertical direction.
[0015]
With the above configuration, stereoscopic viewing is performed in a screen state in which dots are arranged longer horizontally than vertically, so that an observer can perform stereoscopic viewing near the screen.
[0016]
In addition, the stereoscopic video display device of the present invention is a stereoscopic video display device that performs stereoscopic vision by separating an image having binocular parallax displayed on a screen by a separating unit and guiding the video to an observer, The present invention is characterized in that a reflective liquid crystal display panel is used, and the glass on the image light emitting surface side of the reflective liquid crystal display panel is formed of a light guide.
[0017]
According to the above configuration, the distance from the image display surface of the screen to the separating means can be shortened, so that the observer can make a stereoscopic view near the screen.
[0018]
In addition, the stereoscopic image display device of the present invention provides a stereoscopic image in which a stereoscopic image is displayed by separating an image having binocular parallax displayed on a screen by a separation unit in which separation elements are obliquely arranged and leading to an observer. The display device is characterized in that the horizontal focusing point distance and the vertical focusing point distance are set to be different. With such a configuration, moire of horizontal stripes can be reduced.
[0019]
In addition, the stereoscopic image display device of the present invention provides a stereoscopic image in which a stereoscopic image is displayed by separating an image having binocular parallax displayed on a screen by a separation unit in which separation elements are obliquely arranged and leading to an observer. In the display device, the screen is composed of dots having different aspect ratios, and the light-condensing point distances are substantially equal between the screen state of the dot arrangement where the horizontal is longer than the vertical and the screen state of the dot arrangement where the vertical is longer than the horizontal. And a stereoscopic view can be performed in each state.
[0020]
In addition, the stereoscopic image display device of the present invention provides a stereoscopic image in which a stereoscopic image is displayed by separating an image having binocular parallax displayed on a screen by a separation unit in which separation elements are obliquely arranged and leading to an observer. In the display device, the screen is composed of dots having different aspect ratios, and the distance between the light-condensing points is different between the screen state of the dot arrangement where the horizontal is longer than the vertical and the screen state of the dot arrangement where the vertical is longer than the horizontal. It is characterized in that stereoscopic viewing can be performed in each state.
[0021]
In the three-dimensional image display device having the above-described configuration, the aspect ratio of the dots may be 3: 1 (vertical: horizontal).
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a stereoscopic image display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0023]
1A and 1B, FIG. 1A is obtained by the light condensing state shown by the solid line in FIG. 2, and FIG. 1B is obtained by the light condensing state shown by the dotted line in FIG. FIG. 1A, that is, the light-collecting state shown by the solid line in FIG. 2 represents a normal design. Here, assuming that the pixel pitch of the screen is P, the distance from the pixel to the separation means is M, and the distance between the eyes of the observer is E, the suitable viewing distance L is L = ME / P. The distance e between the converging points coincides with the distance E between the eyes, and the width of the stereoscopic viewing area and the width of the reverse viewing area are each E, and these areas are present alternately. In this design, the barrier pitch X is X = 2PL / (M + L).
[0024]
On the other hand, in the stereoscopic structure shown in FIG. 1B, that is, the dotted line in FIG. 2, the distance e between the light-converging points is set to e = 2E / 3, and in this structure, the barrier pitch x ₁ is x ₁ = 4PL / 3 (M + 2L / 3). Observer will be observed image at a distance of 2L / 3, in this case, when the eye A of the observer is in a ₁ position, the observer would perceive a stereoscopic eye A is a ₂ When in position, the observer will perceive planar view. When the eye A further shifts, the state becomes a pseudo-vision state, but in the transition from the stereoscopic state to the pseudo-vision state, the user perceives the planar view as described above. Become. One of the embodiments of the stereoscopic video display device of the present invention is a range in which the distance e between condensing points is in the range of E>e> E / 2 and the observer can view stereoscopically and can also perceive the state of planar view. It is set to.
[0025]
The stereoscopic structure shown in FIG. 1 (d), the focal point distance e is set to e = E / 3, in this structure, the barrier pitch _{x 2} _{is, x 2 = 2PL / 3 (} M + L / 3 ). FIG. 3 shows a light focusing state in the stereoscopic structure shown in FIG. The observer observes the image at a distance of L / 3. In this case, when the observer's eye A is at the position shown in the figure, the observer perceives stereoscopic vision, and the eye A becomes e ( E / 3) When the shift is made, a pseudoscopic state is obtained. The observer will have the impression that the stereoscopic viewing range is very narrow, but the observer can observe the image at a distance of L / 3, and if the display is a screen such as a mobile phone, the viewer will be close to the screen. There is an advantage that the stereoscopic vision can be realized. In one embodiment of the stereoscopic image display device of the present invention, when M is a positive integer, the distance e between the light-converging points is in the range of E / 2>e> E / (2M + 1), and pseudoscopy is allowed. The configuration is such that:
[0026]
In the structure shown in FIG. 1 (c), the focal point distance e is set to e = E / 2, in this structure, the barrier pitch _{x 2} _becomes x 2 = PL / (M + L / 2) . In this structure, even if an observer observes an image at a distance of L / 2, stereoscopic vision cannot be perceived. FIG. 4 shows an embodiment of the stereoscopic video display device of the present invention using the structure shown in FIG. In this stereoscopic video display device, the display range (the width for which stereoscopic display is desired) of an image having binocular parallax is E or less. The display range may be the entire small display or a part of a large screen. In such a structure, the observer can perceive the stereoscopic vision by observing the image on the front side or the rear side of the distance of L / 2. Note that the distance e between the converging points is not limited to e = E / 2, and the distance e between the converging points may be set so that E> e.
[0027]
If eye A observers than it located a ₃ in Figure, in the case of FIG., But not a reversal of the right eye image (R) and the left eye image (L) (reverse view), observer If the eye a is located on a ₄ in Figure, in the case of FIG., the inversion of the right eye image (R) and the left eye image (L) (reverse view) occurs. If, for example, a manual changeover switch is provided in the stereoscopic image display device, and the switch is operated, display switching between the right-eye image (R) and the left-eye image (L) is performed, so that the observer can By operating the manual changeover switch, a stereoscopic view can be obtained either before or after the distance of L / 2.
[0028]
The video switching is not limited to the manual switching described above. A position detecting device (such as one using an infrared sensor or a CCD) for detecting the position of the observer is provided on the stereoscopic image display device, and based on the detected position of the observer, the position of the observer is displayed on the screen of the image having the binocular parallax. May be switched.
[0029]
The stereoscopic image display device of another embodiment shown in FIG. 5A sets the observation position closer to the screen as compared with the general structure using the liquid crystal display panel (reflection type) 50 shown in FIG. can do. That is, in the structure of FIG. 5B, the light guide 52 is interposed between the glass substrate 50a of the liquid crystal display panel 50 and the separating means 51, whereas the three-dimensional structure of the present invention shown in FIG. The image display device uses the light guide 12 as a glass substrate of the liquid crystal display panel 11 (also serves as a glass substrate), and the distance from the pixel to the separating means 13 is short. Therefore, even in the stereoscopic image display device having such a structure, the observation position can be set near the screen.
[0030]
FIG. 6B shows a color display panel 21 having a general pixel (dot) shape. The aspect ratio of the pixel is, for example, 3: 1 (vertical (Pv): horizontal (Ph)). FIG. 2B shows a three-dimensional image display device having a structure in which the display panel 21 is arranged horizontally (rotated by 90 °). The optimal viewing distance L when the display panel 21 is arranged vertically is L = ME / Ph, whereas the optimal viewing distance L ′ when the display panel 21 is arranged horizontally is L ′ = ME / Pv, Since Pv: Ph = 3: 1, the length becomes shorter as L '= L / 3. Note that the opening width (light shielding width) of the barrier 22 corresponds to Pv. In addition, the barrier state and the non-barrier state can be formed by forming the barrier by, for example, a liquid crystal panel. In the non-barrier state, the display panel 21 is vertically arranged to view a flat image, and in the barrier state, the display panel 21 is horizontally oriented. It is also possible to arrange them and enjoy stereoscopic viewing.
[0031]
FIG. 7 shows the pixel arrangement of the display panel 1 and the barrier 2 when the so-called oblique barrier method is employed. FIG. 1A shows a vertical arrangement state, and FIG. 1B shows a horizontal arrangement state. The above-described structure of the three-dimensional image display device of the present invention can be applied to the three-dimensional image display device of the oblique barrier method.
[0032]
A general barrier is formed in a vertical stripe shape, and it is not possible to set the light condensing position in the vertical direction, but in the oblique barrier method, it is possible to set the light condensing position in the vertical direction, and the vertical light condensing position can be set. The light condensing position is adjusted to the light condensing position in the horizontal direction. Here, when the design is made as shown in FIG. 1A on a small screen, the observer observes the image at a certain distance closer to the screen than the appropriate viewing distance L (hereinafter, this distance is referred to as a standard distance). It is possible to do it. In such a case, if the vertical light-condensing position is set to the horizontal light-condensing position, moire of horizontal stripes becomes conspicuous in stereoscopic viewing at the standard distance. As a countermeasure, in this embodiment, the vertical light condensing position is configured to match the standard distance, thereby making the moire of the horizontal stripes inconspicuous. In one embodiment of the stereoscopic video display device of the present invention, as shown in FIGS. 8A and 8B, the focal point distance in the horizontal direction is different from the focal point distance in the vertical direction. Things.
[0033]
FIG. 9A shows a viewpoint range corresponding to the arrangement of FIG. 7A, and FIG. 9B shows a viewpoint range corresponding to the arrangement of FIG. 7B. One embodiment of the stereoscopic video display device of the present invention is to provide a binocular parallax image that has an appropriate barrier design corresponding to the display panel arrangement of FIG. 7B and that matches the display panel arrangement. Thus, the viewpoint range shown in FIG. 9B can be obtained in stereoscopic vision. Here, assuming that the horizontal pitch of the pixels of the display panel 1 is P, the vertical pitch is Q, and the inter-viewpoint distance in the arrangement of FIG. 7A is e, the inter-viewpoint distance in the arrangement of FIG. eQ / P. Normally, Q> P (Q = 3P) is often the case, and the arrangement shown in FIG. 7B increases the distance between viewpoints, so that stereoscopic viewing near the screen can be performed. Of course, by supplying the binocular parallax image corresponding to the display panel arrangement of FIG. 7A, the user can enjoy the stereoscopic view regardless of the arrangement of FIG. 7A or the arrangement of FIG. 7B. Become. Further, when Q = 3P, if the inter-viewpoint distance e in the arrangement of FIG. 7B is the interocular distance E, the inter-viewpoint distance e in the arrangement of FIG. Therefore, in this case, stereoscopic viewing is possible in both the arrangements of FIGS. 7A and 7B (see FIG. 1D). In such a configuration, the distance between the light-condensing points is substantially equal between the screen state of the dot arrangement where the horizontal is longer than the vertical and the screen state of the dot arrangement where the vertical is longer than the horizontal, and stereoscopic viewing can be performed in each state. However, the distance between the light-condensing points is different between a screen state in which the dot arrangement is longer than the vertical and a screen state in which the dot arrangement is longer than the horizontal, so that stereoscopic viewing can be performed in each state. (See FIG. 8).
[0034]
In the embodiment described above, a barrier structure including a light-shielding portion and an opening is shown as an image separating unit. However, an image separating unit such as a lenticular lens that can separate an image by the effect of a lens is used. Should be fine.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, stereoscopic viewing can be performed at a position close to the video screen when stereoscopic viewing is performed in a small video screen area, and in particular, portable devices such as mobile phones and PDAs An excellent effect is exhibited when stereoscopic viewing is performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a principle relating to a stereoscopic video display device of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of stereoscopic vision of the stereoscopic video display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of stereoscopic vision of the stereoscopic video display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of stereoscopic vision of the stereoscopic video display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5A is an explanatory diagram of a stereoscopic image of a stereoscopic image display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5B is an explanatory diagram of a stereoscopic image of a general stereoscopic image display device.
FIG. 6A is an explanatory diagram of a stereoscopic image display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6B is an explanatory diagram of a general pixel shape.
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing a stereoscopic image display device according to an embodiment using a so-called oblique barrier, wherein FIG. 7A shows a vertical arrangement state and FIG. 7B shows a horizontal arrangement state.
8A and 8B are explanatory diagrams of a stereoscopic image display device according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 8A is an explanatory diagram of light collection in a horizontal direction, and FIG. 8B is an explanatory diagram of light collection in a vertical direction. is there.
9A and 9B are explanatory diagrams of a viewpoint range in the stereoscopic video display device according to the embodiment of the present invention. FIG. 9A is an explanatory diagram of a vertically arranged viewpoint range, and FIG. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Display panel 2 Barrier 11 Liquid crystal display panel 12 Light guide 13 Separation means

Claims

画面に表示された両眼視差を有する映像を分離手段にて分離して観察者に導くことで立体視を行わせる立体映像表示装置において、前記両眼視差を有する映像の集光点間距離をｅとし、眼間距離をＥとするとき、集光点間距離ｅをＥ＞ｅ＞Ｅ／２の範囲であって且つ観察者が立体視できると共に平面視の状態も知覚できる範囲に設定したことを特徴とする立体映像表示装置。In a stereoscopic video display device that performs stereoscopic vision by separating an image having binocular parallax displayed on a screen by a separation unit and guiding the image to an observer, the distance between light-converging points of the image having binocular parallax is set to When e is the distance between eyes and E is the distance between condensing points, the distance e between the light-converging points is set in a range of E> e> E / 2, and the observer can view stereoscopically and can also perceive the state of planar view. A stereoscopic video display device characterized by the above-mentioned.

画面に表示された両眼視差を有する映像を分離手段にて分離して観察者に導くことで立体視を行わせる立体映像表示装置において、前記両眼視差を有する映像の集光点間距離をｅとし、眼間距離をＥとし、Ｍを正の整数とするとき、集光点間距離ｅをＥ／２＞ｅ＞Ｅ／（２Ｍ＋１）の範囲とし、逆視を許容する構成としたことを特徴とする立体映像表示装置。In a stereoscopic video display device that performs stereoscopic vision by separating an image having binocular parallax displayed on a screen by a separation unit and guiding the image to an observer, the distance between light-converging points of the image having binocular parallax is set to When e is the distance between eyes, E is M, and M is a positive integer, the distance e between condensing points is in the range of E / 2> e> E / (2M + 1), and reverse vision is allowed. A stereoscopic video display device characterized by the following.

画面に表示された両眼視差を有する映像を分離手段にて分離して観察者に導くことで立体視を行わせる立体映像表示装置において、前記両眼視差を有する映像の集光点間距離をｅとし、眼間距離をＥとするとき、前記両眼視差を有する映像の表示範囲をＥ以下とし、集光点間距離ｅをＥ＞ｅに設定し、前記集光点間距離ｅが得られる位置の前後位置を観察位置として立体視するように構成されたことを特徴とする立体映像表示装置。In a stereoscopic video display device that performs stereoscopic vision by separating an image having binocular parallax displayed on a screen by a separation unit and guiding the image to an observer, the distance between light-converging points of the image having binocular parallax is set to e, and the interocular distance is E, the display range of the image having the binocular parallax is E or less, the inter-focus point distance e is set to E> e, and the inter-focus point distance e is obtained. A stereoscopic video display device configured to stereoscopically view a position before and after a position to be viewed as an observation position.

請求項３に記載の立体映像表示装置において、集光点間距離ｅを略Ｅ／２としたことを特徴とする立体映像表示装置。4. The three-dimensional image display device according to claim 3, wherein a distance e between converging points is substantially E / 2.

請求項３又は請求項４に記載の立体映像表示装置において、観察者の位置を検出する手段と、検出された観察者の位置に基づいて前記両眼視差を有する映像の画面上での表示パターンを切り替える手段と、を備えたことを特徴とする立体映像表示装置。5. The stereoscopic video display device according to claim 3, wherein: a means for detecting a position of an observer; and a display pattern on a screen of an image having the binocular parallax based on the detected position of the observer. 6. Switching means for switching between the three-dimensional image display apparatus.

請求項３又は請求項４に記載の立体映像表示装置において、前記両眼視差を有する映像の画面上での表示パターンを手動により切り替える手段を備えたことを特徴とする立体映像表示装置。The stereoscopic video display device according to claim 3, further comprising a unit that manually switches a display pattern of the video having the binocular parallax on a screen.

画面に表示された両眼視差を有する映像を分離手段にて分離して観察者に導くことで立体視を行わせる立体映像表示装置において、前記画面は縦横比が異なるドットを有しており、前記分離手段は横が縦よりも長いドット配置の画面状態に対応した両眼視差映像を分離するように構成されたことを特徴とする立体映像表示装置。In a stereoscopic video display device that performs stereoscopic vision by separating an image having binocular parallax displayed on a screen by a separating unit and guiding the viewer to an observer, the screen has dots with different aspect ratios, The stereoscopic image display device according to claim 1, wherein said separating means is configured to separate a binocular parallax image corresponding to a screen state of a dot arrangement in which the width is longer than the height.

画面に表示された両眼視差を有する映像を分離手段にて分離して観察者に導くことで立体視を行わせる立体映像表示装置において、前記画面として反射型液晶表示パネルを用い、この反射型液晶表示パネルの映像光出射面側のガラスがライトガイドから成ることを特徴とする立体映像表示装置。In a stereoscopic video display device that performs stereoscopic viewing by separating an image having binocular parallax displayed on a screen by a separating unit and guiding the viewer to an observer, a reflective liquid crystal display panel is used as the screen, and the reflective liquid crystal display panel is used. A three-dimensional image display device, wherein the glass on the image light emitting surface side of the liquid crystal display panel is formed of a light guide.

画面に表示された両眼視差を有する映像を分離要素が斜め配置された分離手段にて分離して観察者に導くことで立体視を行わせる立体映像表示装置において、水平方向の集光点距離と垂直方向の集光点距離とが異なるように設定されたことを特徴とする立体映像表示装置。In a stereoscopic video display device that performs stereoscopic vision by separating an image having binocular parallax displayed on a screen by a separating unit in which separation elements are obliquely arranged and guiding the viewer to a viewer, a horizontal focusing point distance is provided. And a focal point distance in the vertical direction is set to be different.

画面に表示された両眼視差を有する映像を分離要素が斜め配置された分離手段にて分離して観察者に導くことで立体視を行わせる立体映像表示装置において、前記画面は縦横比が異なるドットから成り、横が縦よりも長いドット配置の画面状態と縦が横よりも長いドット配置の画面状態とで互いの集光点距離が略等しくされて各々の状態で立体視が行えるように構成されたことを特徴とする立体映像表示装置。In a stereoscopic video display device that performs stereoscopic vision by separating an image having binocular parallax displayed on a screen by a separation unit in which separation elements are obliquely arranged and guiding the viewer to an observer, the screen has a different aspect ratio. It is made up of dots, and the screen state of the dot arrangement where the horizontal is longer than the vertical and the screen state of the dot arrangement where the vertical is longer than the horizontal, the distance of the focal points is almost equal, so that stereoscopic vision can be performed in each state A stereoscopic video display device comprising:

画面に表示された両眼視差を有する映像を分離要素が斜め配置された分離手段にて分離して観察者に導くことで立体視を行わせる立体映像表示装置において、前記画面は縦横比が異なるドットから成り、横が縦よりも長いドット配置の画面状態と縦が横よりも長いドット配置の画面状態とで互いの集光点距離を異ならせて各々の状態で立体視が行えるように構成されたことを特徴とする立体映像表示装置。In a stereoscopic video display device that performs stereoscopic vision by separating an image having binocular parallax displayed on a screen by a separation unit in which separation elements are obliquely arranged and guiding the viewer to an observer, the screen has a different aspect ratio. It is composed of dots, so that the focal point distance is different between the screen state of the dot arrangement where the width is longer than the vertical and the screen state where the dot is longer than the horizontal, so that stereoscopic vision can be performed in each state A stereoscopic video display device characterized by being performed.

請求項１０又は請求項１１に記載の立体映像表示装置において、前記ドットの縦横比は縦：横が３：１であることを特徴とする立体映像表示装置。12. The three-dimensional image display device according to claim 10, wherein an aspect ratio of the dots is 3: 1 (height: width).