JP2000197075A

JP2000197075A - 眼鏡無し立体映像表示装置

Info

Publication number: JP2000197075A
Application number: JP10371988A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Masutani; 健増谷; Masutaka Inoue; 益孝井上; Goro Hamagishi; 五郎濱岸
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2000-07-14
Anticipated expiration: 2018-12-28
Also published as: JP3583936B2

Abstract

(57)【要約】【課題】左右映像を入れ換えるための手段を必要とせ
ず、また、多人数で観察している場合でも各人が適正に
立体映像を観察することが可能な眼鏡無し立体映像表示
装置を提供する。【解決手段】複数の発光領域を有し各発光領域での発
光と消灯を切り換えることができる映像用光源１と、横
方向に並ぶ各画素に右眼映像及び左眼映像を時間的に交
互に表示させる画像表示手段１１，１２と、前記映像用
光源１の光を各画素に導くと共に、各画素内でそれより
狭い幅となる前記各発光領域に対応した光源光到達狭幅
領域を形成する第１の光学手段２１と、各画素内の光源
光到達狭幅領域からの光を観察者の左眼又は右眼に導く
第２の光学手段２２と、観察者の位置を検出するセンサ
１０の出力に基づいて前記光源１の各発光領域の発光と
消灯を制御する光源制御手段９と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、特殊な眼鏡を使
用することなく立体映像を観察することができる眼鏡無
し立体映像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特殊な眼鏡を必要とせずに立体映像表示
を実現する方法として、液晶プロジェクタを２台用いる
とともにスクリーンとしてダブルレンチキュラースクリ
ーンを用いたダブルレンチキュラー方式のものが提案さ
れている。この方式は、図４に示すように、一方の液晶
プロジェクター１００ａは左眼用映像を、他方の液晶プ
ロジェクター１００ｂは右眼用映像をそれぞれ表示し、
当該映像をその前方に配置したダブルレンチキュラース
クリーン２００に投写する方式である。ダブルレンチキ
ュラースクリーン２００は、像を結像する拡散板２００
ｂを挟むようにその前後両側にレンチキュラースクリー
ン２００ａ，２００ｃを配置した構造になっており、入
射側、即ち液晶プロジェクター１００ａ，１００ｂ側の
レンチキュラースクリーン２００ａの作用により、左眼
用映像と右眼用映像はそれぞれ縦ストライプ状の像２０
０ｂＬ，２００ｂＲとなって、交互に拡散板２００ｂ上
に結像される。そして、拡散板２００ｂの光出射側、即
ち観察者側に配置された前記レンチキュラースクリーン
２００ｃの作用により、拡散板２００ｂ上に結像した縦
ストライプ状の像のうち、右眼用ストライプ像は観察者
３００の右眼（３Ｒ）に、左眼用のストライプ像は観察
者３００の左眼（３Ｌ）にそれぞれ分離されて導かれ
る。これら左右の眼用の縦ストライプ像を左右のそれぞ
れの眼で観察する観察者は、両眼視差の働きにより、特
殊な眼鏡を装着することなしに立体像を観察することが
できる。

【０００３】ところで、この種の立体映像表示装置で
は、図５に示すように、スクリーン２００からの最適観
察距離（図中Ｄ）においては右眼用映像或いは左眼用映
像を観察できる領域が交互に存在する。図５では、Ｒと
表記された矢示範囲が右眼映像観察領域であり、Ｌと表
記された矢示範囲が左眼映像観察領域である。従って、
観察者の右眼３ＲがＲ領域、左眼３ＬがＬ領域にある場
合（図中Ａの位置）においては、立体視は可能である
が、逆の場合（図中のＢ）の位置においては、逆視とな
り、立体像を観察できなくなる。

【０００４】従来、観察者の頭部位置ずれによる逆視状
態を防止する手法として、例えば、図６及び図７に示す
ように、観察者３００の頭部の位置を検出するセンサ１
０にて観察者３００の頭部位置を検出し、逆視位置にあ
ると判断されたときには、二つの液晶プロジェクター１
００ａ，１００ｂ（図６及び図７では図示せず）の映像
を入れ換えて、表示される左右映像を入れ換えるように
したものが知られている。かかる構造であれば、図６の
ごとく観察者３００が正規の映像観察位置に位置してい
る状態から逆視位置に移動すると、図７のごとく、表示
される左右映像を入れ換えることにより、観察者の右眼
の位置に菱形で示されたＲの映像観察領域を位置させる
ことができ、観察者の左眼の位置に菱形で示されたＬの
映像観察領域を位置させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、観察者が逆視位置に移動した場合、それ
に応じて左右映像を入れ換えるための手段が必要にな
る。また、大画面ディスプレイの場合、複数人で観察す
ることが多く、この場合、一人の観察者のみが移動した
ときに、そのヘッドトラッキングにより左右映像が切り
換えられてしまうと、正規の映像観察位置にいる他の観
察者は適正な映像を観察することができなくなるという
欠点があった。

【０００６】この発明は、上記の事情に鑑み、前記左右
映像を入れ換えるための手段を必要とせず、また、多人
数で観察している場合でも各人が適正に立体映像を観察
することが可能な眼鏡無し立体映像表示装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の眼鏡無し立体
映像表示装置は、上記の課題を解決するために、複数の
発光領域を有し各発光領域での発光と消灯を切り換える
ことができる映像用光源と、横方向に並ぶ各画素に右眼
映像及び左眼映像を時間的に交互に表示させる画像表示
手段と、前記映像用光源の光を各画素に導くと共に、各
画素内でそれより狭い幅となる前記各発光領域に対応し
た光源光到達狭幅領域を形成する第１の光学手段と、各
画素内の光源光到達狭幅領域からの光を観察者の左眼又
は右眼に導く第２の光学手段と、観察者の位置を検出す
るセンサの出力に基づいて前記光源の各発光領域の発光
と消灯を制御する光源制御手段と、を備えたことを特徴
とする。

【０００８】上記の構成であれば、各画素内でそれより
狭い幅となる前記各発光領域に対応した光源光到達狭幅
領域（発光ポイント）が形成される。そして、前記の光
源制御手段によって各発光領域での発光と消灯が制御さ
れることにより、各画素内での前記光源光到達狭幅領域
（発光ポイント）が個別に移動し、観察者に対するヘッ
ドトラッキングが実現される。なお、各画素内で形成さ
れる光源光到達狭幅領域の数を多くするほど、より多く
の観察者に対応することができる。

【０００９】また、第２の光学手段と画像表示手段にお
ける画素形成面との間に拡散板を設け、この拡散板に光
源光到達狭幅領域が形成されるようにしてもよい。かか
る構成であれば、光源光到達狭幅領域を第２の光学手段
に近接させることができるので、適視距離を短くするこ
とができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
に基づいて説明する。図１は、この実施の形態の眼鏡無
し立体映像表示装置を示した説明図であり、図２は、図
１における観察者３Ｂの頭部が眼間距離だけ図に向かっ
て左方向に移動した場合を示した説明図である。

【００１１】この実施の形態の眼鏡無し立体映像表示装
置は、映像用光源１と、横方向に並ぶ各画素に右眼映像
及び左眼映像を時間的に交互に表示させる画像表示手段
（液晶表示パネル１１及び映像信号供給部１２）と、第
１の光学手段である入射側レンチキュラーレンズ２１
と、第２の光学手段である出射側レンチキュラーレンズ
２２と、光源制御部９と、センサ１０とを備えて成る。

【００１２】映像用光源１は、８個の発光領域を有し各
発光領域での発光と消灯を切り換えることができる。こ
のような光源１は、例えば８本の蛍光管を各々縦長に配
置することで構成してもよいし、或いは、複数個のＬＥ
ＤやＥＬ素子を縦方向に配列してこれを一つの発光領域
とし、これを８つ分設けることで構成してもよいもので
ある。勿論、８個には限らないものである。

【００１３】液晶表示パネル１１は、液晶層と、この液
晶層を挟むように設けられた一対の透明ガラス板と、一
方の透明電極をなすＩＴＯ画素電極部と、他方の透明電
極を成すＩＴＯベタパターンと、出射側／入射側偏光板
とを備えてなる。映像信号供給部１２は、映像信号を処
理して前記液晶パネル１１に供給するものであり、この
処理により、液晶表示パネル１１の横方向に並ぶ各画素
に左眼映像と右眼映像が時間的に交互に表示されること
になる。

【００１４】入射側レンチキュラーレンズ２１は、レン
ズ部２１ａ、…を有し、前記映像用光源１の光を液晶表
示パネル１１の映像が表示される各画素部分に各々集光
させ、各画素縦列内で画素幅より狭い幅となる前記各発
光領域に対応した光源光到達狭幅領域（発光ポイント）
を形成する。なお、図において液晶表示パネル１１の光
出射面側に描いている■と□は、物体として存在してい
るのではなく、光源１における発光している発光領域に
対応する液晶画素上での集光点（発光ポイント）を□で
示し、光源１における発光していない発光領域に対応し
て光が到達していない部分を■で示しているにすぎな
い。

【００１５】出射側レンチキュラーレンズ２２は、液晶
表示パネル１１の画素ピッチに対応したピッチで配列さ
れたレンズ部２２ａ、…を有している。このレンズ部２
２ａ、…は、図４の出射側レンチキュラーレンズのレン
ズ部の１／２のピッチを有する。

【００１６】そして、図１に示している状態では、前記
光源１において２つの発光領域が発光しており、この２
つの発光領域に対応して形成された液晶表示パネル１１
における各画素（この場合、各画素には左眼映像が表示
されている）の２つの光源光到達狭幅領域（発光ポイン
ト）からの光（左眼映像）は、２人の観察者３Ａ，３Ｂ
の各々の左眼にそれぞれ導かれる。また、前記光源１に
おいて前記２つの発光領域が消灯し、それぞれの左隣の
発光領域が発光した場合には、この２つの発光領域に対
応して形成された液晶表示パネル１１の各画素（この場
合、各画素には右眼映像が表示されている）の２つの光
源光到達狭幅領域（発光ポイント）からの光（右眼映
像）は、２人の観察者３Ａ，３Ｂの各々の右眼にそれぞ
れ導びかれる。

【００１７】光源制御部９は、前記センサ１０の出力に
基づき、観察者３、…の位置に応じて前記シャッタ領域
の透光と遮光を制御する。例えば、観察者が２人（３
Ａ，３Ｂ）の場合を示した図１においては、光源１は、
液晶パネル１１の各画素に左眼映像が表示されるのと同
期して、図に向かって左から３番目と７番目の発光領域
が発光し、液晶パネル１１の各画素に右眼映像が表示さ
れるのと同期して、図に向かって左から２番目と６番目
の発光領域が発光するように時分割制御される。また、
図１の状態から観察者３Ｂの頭部が左方向に眼間距離だ
け移動した状態を示した図２においては、光源１は、液
晶パネル１１の各画素に左眼映像が表示されるのと同期
して、図に向かって左から３番目と６番目の発光領域を
発光するように制御され、液晶パネル１１の各画素に右
眼映像が表示されるのと同期して、図に向かって左から
２番目と５番目の発光領域を発光するように時分割制御
される。

【００１８】ここで、光源１の発光領域の全てを発光さ
せた場合においては、各画素の全体に光源からの光が到
達し、各画素の観察位置での像は、眼間距離よりも遙か
に大きな範囲となり、観察者は立体像を認識することは
できない。一方、光源１の一つ発光領域が発光した場合
には、各画素の一部分（光源光到達狭幅領域）が発光ポ
イントとなり、この一部分についての観察位置での像
は、眼間距離に相当する大きさとなる。上記の一部分
（光源光到達狭幅領域）の位置が一つ分ずれると、上記
一部分についての観察位置での像は眼間距離に相当する
距離だけ移動することになる。

【００１９】図１の状態から、図２に示すように、観察
者３Ｂだけが図面に向かって左方向に眼間距離移動した
とする。この観察者３Ｂの移動はセンサ１０によって検
出され、この検出情報は光源制御部９に与えられる。こ
の光源制御部９は、光源１に対して光源領域ＯＮ／ＯＦ
Ｆ信号を与える。この場合の光源１に対する光源信号Ｏ
Ｎ／ＯＦＦ信号は、液晶パネル１１の各画素に右眼映像
が表示されるときには、図に向かって左から７番目の発
光領域を消灯して６番目の発光領域を発光する、という
内容の信号となり、液晶パネル１１の各画素に左眼映像
が表示されるときには、図に向かって左から６番目の発
光領域を消灯して５番目の発光領域を発光する、という
内容の信号となる。このようにして発光する領域が移動
することで、前述した液晶表示パネル１１の各画素の一
部分（光源光到達狭幅領域）の位置が一つ分右側に移動
し、この移動した一部分についての各レンズ部２２ａに
よる観察位置での像は眼間距離に相当する距離だけ左側
に位置し、観察者３Ｂは移動した位置においても適正に
立体視を行うことができることになる。（実施の形態２）以下、この発明の第２の実施の形態を
図に基づいて説明する。

【００２０】図３は、この第２の実施の形態の眼鏡無し
立体映像表示装置を示した説明図である。説明の便宜
上、実施の形態１の構成における部材と同一の機能を有
する部材には同一の符号を付記してその説明を省略して
いる。実施の形態１との相違点は、液晶表示パネル１１
と出射側レンチキュラーレンズ２２との間に、拡散板１
３を配置するとともに、この拡散板１３に結像するよう
に入射側レンチキュラーレンズ２１や光源１の配置等を
設定したことである。前記拡散板１３を配置し、液晶表
示パネル１１の各画素の一部分（光源光到達狭幅領域）
を通過した光を拡散板１１上に結像させると、実施の形
態１よりも出射側レンチキュラーレンズ２２に近い位置
に像（発光ポイント）が形成されることになる。

【００２１】即ち、拡散板１３を備えない場合には、液
晶表示パネルの液晶層に光が集光されてこの部分が発光
ポイントとなり、液晶表示パネルにおける出射側ガラス
板（図示せず）の厚みの分だけ、発光ポイントが出射側
レンチキュラーレンズ２２から遠くなってしまうが、上
記拡散板１３を備えてこれに光を集光（結像）させるこ
とで、発光ポイントを出射側レンチキュラーレンズ２２
に密着させることができ、適視距離（適正に立体視でき
る出射側レンチキュラーレンズと観察者との間の距離）
を短くすることができる。

【００２２】尚、上記実施の形態の説明は、本発明を説
明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発
明を限定し、或いは範囲を減縮する様に解すべきではな
い。又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、
特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可
能であることは勿論である。

【００２３】例えば、以上説明した実施の形態では、第
１光学手段及び第２光学手段としてレンチキュラーレン
ズを用いたが、これに代えてパララックスバリアを用い
ることも可能である。また、観察者の位置に応じて表示
映像を異ならせる（多方向から撮影した映像を適宜切り
換えて表示する）ことで、いわゆる多眼式の眼鏡無し立
体映像表示装置を構成することもできる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、観察者が逆視位置に移動した場合に、それに応じて
左右映像を入れ換えるための手段を必要とせず、また、
多人数で観察している場合でも各人が適正に立体映像を
観察することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１の眼鏡無し立体映像表
示装置を示す説明図である。

【図２】図１の状態から一人の観察者が眼間距離移動し
たときの状態を示した説明図である。

【図３】この発明の実施の形態２の眼鏡無し立体映像表
示装置を示す説明図である。

【図４】従来の眼鏡無し立体映像表示装置を示した説明
図である。

【図５】図４の構成において、右眼用映像と左眼用映像
を観察できる領域が交互に存在することを説明するため
の説明図である。

【図６】図４の構成において、観察者の位置に応じて左
右表示映像を切り換える様子を示した説明図である。

【図７】図４の構成において、観察者の位置に応じて左
右表示映像を切り換える様子を示した説明図である。

【符号の説明】

１映像用光源９光源制御部１０センサ１１液晶表示パネル１２映像信号供給部１３拡散板２１入射側レンチキュラーレンズ２２出射側レンチキュラーレンズ

フロントページの続き (72)発明者濱岸五郎大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 2H059 AA33 5C061 AA06 AB12 AB14 AB16 AB17 AB24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の発光領域を有し各発光領域での発
光と消灯を切り換えることができる映像用光源と、横方
向に並ぶ各画素に右眼映像及び左眼映像を時間的に交互
に表示させる画像表示手段と、前記映像用光源の光を各
画素に導くと共に、各画素内でそれより狭い幅となる前
記各発光領域に対応した光源光到達狭幅領域を形成する
第１の光学手段と、各画素内の光源光到達狭幅領域から
の光を観察者の左眼又は右眼に導く第２の光学手段と、
観察者の位置を検出するセンサの出力に基づいて前記光
源の各発光領域の発光と消灯を制御する光源制御手段
と、を備えた眼鏡無し立体映像表示装置。
【請求項２】前記第２の光学手段と画像表示手段にお
ける画素形成面との間に拡散板を設け、この拡散板に光
源光到達狭幅領域が形成されるようにしたことを特徴と
する請求項１に記載の眼鏡無し立体映像表示装置。