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公開番号2025098796
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2023215168
出願日2023-12-20
発明の名称立体画像表示装置及び画像生成装置
出願人上海中航光電子有限公司
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類G02B 30/52 20200101AFI20250625BHJP(光学)
要約【課題】立体像を表示できる範囲が広く、立体視における生理的要因の矛盾を抑制した立体画像表示装置及び画像生成装置を提供する。
【解決手段】立体画像表示装置10は、視差画像を順次に表示する表示ユニット20と、表示面102、104のそれぞれに視差画像のそれぞれの虚像Pa1、Pa2を結像させる可変焦点レンズユニット40と、立体像SIの位置に応じて立体像SIの輝度を視差画像の輝度へ分配する制御ユニット80とを備える。制御ユニット80は、立体像SIの位置が最短表示面と最遠表示面との間に位置する第1位置である場合、観察者と立体像SIとの距離に応じて立体像SIの輝度を視差画像の輝度へ分配する分配比を変え、立体像SIの位置が観察者からの距離が観察者と最短表示面との距離以下である第2位置、又は、立体像SIの位置が観察者からの距離が観察者と最遠表示面との距離以上である第3位置である場合、分配比を一定とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
立体視可能な視差画像を順次に表示する表示ユニットと、
前記視差画像のそれぞれの表示光に対する焦点距離が切り替わり、観察者から見て奥行き方向に位置する複数の表示面のそれぞれに、前記視差画像のそれぞれの虚像を結像させる可変焦点レンズユニットと、
前記視差画像の虚像から形成される立体像の位置に応じて、前記立体像の輝度を前記視差画像の輝度へ分配する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、前記立体像の輝度を少なくとも１つの前記視差画像の輝度へ分配し、
前記複数の表示面のうちの前記観察者との距離が最も短い前記表示面を最短表示面とし、前記複数の表示面のうちの前記観察者との距離が最も長い前記表示面を最遠表示面とすると、
前記制御ユニットは、
前記立体像の位置が、前記最短表示面と前記最遠表示面との間に位置する第１位置である場合、前記観察者と前記立体像との距離に応じて、前記立体像の輝度を前記視差画像の輝度へ分配する分配比を変え、
前記立体像の位置が、前記観察者からの距離が前記観察者と前記最短表示面との距離以下である第２位置、又は、前記観察者からの距離が前記観察者と前記最遠表示面との距離以上である第３位置である場合、前記分配比を一定とする、
立体画像表示装置。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
２つの立体視可能な視差画像を順次に表示する表示ユニットと、
前記２つの視差画像のそれぞれの表示光に対する焦点距離が切り替わり、観察者から見て奥行き方向に位置する２つの表示面のそれぞれに、前記視差画像のそれぞれの虚像を結像させる可変焦点レンズユニットと、
前記視差画像の虚像から形成される立体像の位置に応じて、前記立体像の輝度を前記視差画像の輝度へ分配する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、前記立体像の輝度を少なくとも１つの前記視差画像の輝度へ分配し、
前記２つの表示面のうちの前記観察者との距離が最も短い前記表示面を最短表示面とし、前記２つの表示面のうちの前記観察者との距離が最も長い前記表示面を最遠表示面とすると、
前記制御ユニットは、
前記立体像の位置が、前記最短表示面と前記最遠表示面との間に位置する第１位置である場合、前記観察者と前記立体像との距離に応じて、前記立体像の輝度を前記視差画像の輝度へ分配する分配比を変え、
前記立体像の位置が、前記観察者からの距離が前記観察者と前記最短表示面との距離以下である第２位置、又は、前記観察者からの距離が前記観察者と前記最遠表示面との距離以上である第３位置である場合、前記分配比を一定とする、
立体画像表示装置。
【請求項３】
前記立体像の位置が前記第２位置又は前記第３位置である場合、前記視差画像の輝度へ分配する比率は零よりも大きい、
請求項１又は２に記載の立体画像表示装置。
【請求項４】
前記表示ユニットは、前記視差画像と前記視差画像のそれぞれを形成する右眼用画像と前記視差画像のそれぞれを形成する左眼用画像のうちのいずれかの画像を、順次に表示する液晶表示パネルを備え、
前記画像を連続する２つのフレームにより前記液晶表示パネルに表示させる場合、前記液晶表示パネルの画素のそれぞれに書き込まれる電圧の極性は、書き込みごとに反転している、
請求項１又は２に記載の立体画像表示装置。
【請求項５】
前記表示ユニットは、前記視差画像と前記視差画像のそれぞれを形成する右眼用画像と前記視差画像のそれぞれを形成する左眼用画像のうちのいずれかの画像を、順次に表示する液晶表示パネルを備え、
前記画像のそれぞれを連続するフレームのそれぞれにより前記液晶表示パネルに順次に表示させる場合、連続する前記画像の表示において、前記液晶表示パネルの画素に書き込まれる電圧の極性は同一であり、次の連続する前記画像の表示の際に、前記液晶表示パネルの画素に書き込まれる電圧の極性は反転している、
請求項１又は２に記載の立体画像表示装置。
【請求項６】
前記複数の表示面の数が３以上の奇数であり、
前記表示ユニットは、前記視差画像と前記視差画像のそれぞれを形成する右眼用画像と前記視差画像のそれぞれを形成する左眼用画像のうちのいずれかの画像を、順次に表示する液晶表示パネルを備え、
前記画像のそれぞれを連続するフレームのそれぞれにより前記液晶表示パネルに順次に表示させる場合、前記液晶表示パネルの画素に書き込まれる電圧の極性がフレームごとに反転している、
請求項１に記載の立体画像表示装置。
【請求項７】
前記立体像の位置が前記第２位置である場合、前記制御ユニットは、前記視差画像のうちの１つを前記最短表示面に表示し、前記視差画像のうちの他の１つを、前記最短表示面を除く他の前記表示面に表示すると共に、前記最短表示面に表示される前記視差画像の輝度へ分配する比率を前記他の表示面に表示される前記視差画像の輝度へ分配する比率以上に制御し、
前記立体像の位置が前記第３位置である場合、前記制御ユニットは、前記視差画像のうちの１つを前記最遠表示面に表示し、前記視差画像のうちの他の１つを、前記最遠表示面を除く他の前記表示面に表示すると共に、前記最遠表示面に表示される前記視差画像の輝度へ分配する比率を前記他の表示面に表示される前記視差画像の輝度へ分配する比率以上に制御する、
請求項１又は２に記載の立体画像表示装置。
【請求項８】
表示対象の立体像の位置と、前記立体像を形成する視差画像の虚像のそれぞれが表示される複数の表示面のそれぞれの位置とに基づいて、前記立体像の輝度を前記視差画像の輝度へ分配する分配比を求める輝度算出部と、
前記輝度算出部によって求められた前記分配比に基づいて、前記視差画像を表す視差画像データを生成する視差画像生成部と、を備え、
前記複数の表示面のうちの観察者との距離が最も短い表示面を最短表示面とし、前記複数の表示面のうちの前記観察者との距離が最も長い表示面を最遠表示面とすると、
前記輝度算出部は、
前記立体像の位置が、前記最短表示面と前記最遠表示面との間に位置する第１位置である場合、前記観察者と前記立体像との距離に応じて、前記立体像の輝度を前記視差画像の輝度へ分配する前記分配比を変え、
前記立体像の位置が、前記観察者からの距離が前記観察者と前記最短表示面との距離以下である第２位置、又は、前記観察者からの距離が前記観察者と前記最遠表示面との距離以上である第３位置である場合、前記分配比を一定とする、
画像生成装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、立体画像表示装置及び画像生成装置に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
裸眼で視認可能な立体像（３次元画像）を表示する表示装置として、ＤＦＤ（ＤｅｐｔｈＦｕｓｅｄ３Ｄ）方式の立体画像表示装置が知られている。例えば、特許文献１は、右目用の視差像と左目用の視差像を表示する表示装置と、観察者の右目の眼前に設けられる第１の二焦点レンズと、観察者の左目の眼前に設けられる第２の二焦点レンズと、第１の二焦点レンズの焦点距離と第２の二焦点レンズの焦点距離とを切り替える同期装置とを備える、三次元表示装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００４－２９４８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の三次元表示装置は、右目用の視差像と左目用の視差像を、２つの虚像面のそれぞれに表示する。特許文献１の三次元表示装置は、一方の虚像面に表示される右目用の視差像と左目用の視差像と、他方の虚像面に表示される右目用の視差像と左目用の視差像との輝度比を、三次元立体像の奥行き位置に応じて分配することにより、２つの虚像面の間に三次元立体像を表示する。これにより、特許文献１の三次元表示装置は、立体視における生理的要因（両眼視差、輻輳、ピント調節）の矛盾を抑制して、観察者の眼精疲労などを軽減している。
【０００５】
一方、特許文献１の三次元表示装置では、立体像が２つの虚像面の間に表示されるので、立体像を表示できる範囲が狭い。
【０００６】
本開示は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、立体像を表示できる範囲が広く、立体視における生理的要因の矛盾を抑制した立体画像表示装置及び画像生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本開示の第１の観点に係る立体画像表示装置は、
立体視可能な視差画像を順次に表示する表示ユニットと、
前記視差画像のそれぞれの表示光に対する焦点距離が切り替わり、観察者から見て奥行き方向に位置する複数の表示面のそれぞれに、前記視差画像のそれぞれの虚像を結像させる可変焦点レンズユニットと、
前記視差画像の虚像から形成される立体像の位置に応じて、前記立体像の輝度を前記視差画像の輝度へ分配する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、前記立体像の輝度を少なくとも１つの前記視差画像の輝度へ分配し、
前記複数の表示面のうちの前記観察者との距離が最も短い前記表示面を最短表示面とし、前記複数の表示面のうちの前記観察者との距離が最も長い前記表示面を最遠表示面とすると、
前記制御ユニットは、
前記立体像の位置が、前記最短表示面と前記最遠表示面との間に位置する第１位置である場合、前記観察者と前記立体像との距離に応じて、前記立体像の輝度を前記視差画像の輝度へ分配する分配比を変え、
前記立体像の位置が、前記観察者からの距離が前記観察者と前記最短表示面との距離以下である第２位置、又は、前記観察者からの距離が前記観察者と前記最遠表示面との距離以上である第３位置である場合、前記分配比を一定とする。
【０００８】
本開示の第２の観点に係る立体画像表示装置は、
２つの立体視可能な視差画像を順次に表示する表示ユニットと、
前記２つの視差画像のそれぞれの表示光に対する焦点距離が切り替わり、観察者から見て奥行き方向に位置する２つの表示面のそれぞれに、前記視差画像のそれぞれの虚像を結像させる可変焦点レンズユニットと、
前記視差画像の虚像から形成される立体像の位置に応じて、前記立体像の輝度を前記視差画像の輝度へ分配する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、前記立体像の輝度を少なくとも１つの前記視差画像の輝度へ分配し、
前記２つの表示面のうちの前記観察者との距離が最も短い前記表示面を最短表示面とし、前記２つの表示面のうちの前記観察者との距離が最も長い前記表示面を最遠表示面とすると、
前記制御ユニットは、
前記立体像の位置が、前記最短表示面と前記最遠表示面との間に位置する第１位置である場合、前記観察者と前記立体像との距離に応じて、前記立体像の輝度を前記視差画像の輝度へ分配する分配比を変え、
前記立体像の位置が、前記観察者からの距離が前記観察者と前記最短表示面との距離以下である第２位置、又は、前記観察者からの距離が前記観察者と前記最遠表示面との距離以上である第３位置である場合、前記分配比を一定とする。
【０００９】
本開示の第３の観点に係る画像生成装置は、
表示対象の立体像の位置と、前記立体像を形成する視差画像の虚像のそれぞれが表示される複数の表示面のそれぞれの位置とに基づいて、前記立体像の輝度を前記視差画像の輝度へ分配する分配比を求める輝度算出部と、
前記輝度算出部によって求められた前記分配比に基づいて、前記視差画像を表す視差画像データを生成する視差画像生成部と、を備え、
前記複数の表示面のうちの観察者との距離が最も短い表示面を最短表示面とし、前記複数の表示面のうちの前記観察者との距離が最も長い表示面を最遠表示面とすると、
前記輝度算出部は、
前記立体像の位置が、前記最短表示面と前記最遠表示面との間に位置する第１位置である場合、前記観察者と前記立体像との距離に応じて、前記立体像の輝度を前記視差画像の輝度へ分配する前記分配比を変え、
前記立体像の位置が、前記観察者からの距離が前記観察者と前記最短表示面との距離以下である第２位置、又は、前記観察者からの距離が前記観察者と前記最遠表示面との距離以上である第３位置である場合、前記分配比を一定とする。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、立体像を広い範囲で表示できると共に、立体視における生理的要因の矛盾を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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