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JP7684716B2 - Image display device and image display method - Google Patents
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Description

本発明は、画像表示装置、及び画像表示方法に関する。
本願は、2020年12月2日に、日本に出願された特願2020-200263号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
The present invention relates to an image display device and an image display method.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-200263, filed on December 2, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.

近年、眼鏡を使用せずに画像を立体視させる画像表示装置についての研究や開発が行われている。両眼立体視においては、輻輳調節矛盾(Vergence-accomodation conflict)が眼の疲労の原因の一つとして知られている。現実世界において物体を見るとき、焦点を合わせる位置と両眼輻輳によって両眼の視線が交わる位置とが一致している。一方、裸眼立体視の技術においては、焦点は表示画面上の画像に合わせられるのに対して、両眼輻輳による両眼の視線は、表示画面から離れた立体画像の位置を向くように調整される。輻輳調節矛盾とは、このように焦点位置と両眼輻輳による両眼の視線が交わる位置とがずれることである。In recent years, research and development has been conducted on image display devices that allow a user to see a stereoscopic image without using glasses. In binocular stereoscopic vision, vergence-accommodation conflict is known as one of the causes of eye fatigue. When viewing an object in the real world, the position at which the focus is set coincides with the position at which the lines of sight of both eyes intersect due to binocular convergence. On the other hand, in the technology of naked eye stereoscopic vision, the focus is set to the image on the display screen, whereas the lines of sight of both eyes due to binocular convergence are adjusted to face the position of a stereoscopic image away from the display screen. The vergence-accommodation conflict is a deviation between the focus position and the position at which the lines of sight of both eyes intersect due to binocular convergence.

輻輳調節矛盾を緩和するために、時分割に基づく表示によって焦点調節応答を刺激する技術が知られている(非特許文献1、2)。非特許文献1、2に記載される技術では、片方の眼の複数の視点の位置にそれぞれ光線を入射させる。このとき、対象が二重に見えてしまうことを避ける焦点調節応答によって、焦点位置は複数の光線の交点に合うように調整される。In order to alleviate the convergence accommodation conflict, a technique is known that stimulates the focus accommodation response by displaying images based on time division (Non-Patent Documents 1 and 2). In the technique described in Non-Patent Documents 1 and 2, light rays are incident on multiple viewpoint positions of one eye. At this time, the focus position is adjusted to match the intersection of the multiple light rays by the focus accommodation response that avoids the object being seen double.

T.Ueno、Y.Takaki、「Super muliti-view near-eye display to solve vergence-accomodation conflict」、Optics Express、Optical Society of America、2018年11月7日、26巻、23号、p.30703-30715T. Ueno, Y. Takaki, “Super multi-view near-eye display to solve vergence-accommodation conflict”, Optics Express, Optical Society of America, November 7, 2018, Volume 26, Issue 23, p. 30703-30715 Y.Watanabe、H.Kakeya、「A super-Multiview Display with Horizontal and Vertical Parallax by Time Division and Color Multiplexing」、SID Digest、John Wiley & Sons, Inc.、2020年9月25日、51巻、1号、p.1017-1020Y. Watanabe, H. Kakeya, "A super-Multiview Display with Horizontal and Vertical Parallel by Time Division and Color Multiplexing", SID Digest, John Wiley & Sons, Inc., September 25, 2020, Vol. 51, No. 1, pp. 1017-1020

しかしながら、非特許文献1に記載の技術では、単色しか表示できなかった。非特許文献2に記載の技術では、多少の色を表示することはできても、焦点調節応答を誘導するための刺激が不十分であった。非特許文献1、2に記載の技術では、自然な立体視が実現できていなかった。
このように裸眼立体視においてより自然な立体視ができることが求められていた。より自然な立体視には、例えば、十分な焦点調節応答を刺激して輻輳調節矛盾を緩和することや、遠近感を増大させることが含まれる。
However, the technology described in Non-Patent Document 1 was only able to display a single color. The technology described in Non-Patent Document 2 was able to display some color, but the stimulation for inducing a focus accommodation response was insufficient. The technologies described in Non-Patent Documents 1 and 2 did not realize natural stereoscopic vision.
Thus, there is a need for more natural stereoscopic vision in naked eye stereoscopic vision, which includes, for example, stimulating a sufficient accommodative response to alleviate convergence accommodation conflict and increasing the sense of depth.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、裸眼立体視においてより自然な立体視ができる画像表示装置、及び画像表示方法を提供する。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned points, and provides an image display device and an image display method that enable more natural stereoscopic viewing with naked eyes.

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、立体視画像を表示する画像表示装置であって、透過型の画像表示面にマトリクス状に配置された複数の表示素子と、前記画像表示面の背面から前記画像表示面に対して照射される照明光の前記画像表示面に対する配置を可変に制御する照明配置面にマトリクス状に配置された複数の照明配置制御素子と、前記照明配置面の実像を生成するレンズと、視差に基づいて生成される画像データである視差画像データに基づいて前記表示素子を制御するとともに、前記複数の照明配置制御素子を、マトリクス状の配置において所定のサイズのマトリクスを単位として所定の時分割に基づいて前記複数の前記照明配置制御素子のうち、いずれかより3色の照明光のうちいずれかを前記画像表示面に照射させる制御部と、を備え、前記時分割では、前記照明配置制御素子が照射する照明光の色として、前記時分割の各フレームにおいて前記マトリクスに含まれる前記照明配置制御素子のうち3つに前記3色がそれぞれ割り当てられ、前記時分割の周期毎に前記マトリクスに含まれる前記照明配置制御素子それぞれには前記3色がそれぞれ1回ずつ割り当てられ、前記視差画像データは、前記時分割の各フレームにおいて前記マトリクスに含まれる前記照明配置制御素子のうち前記照明光を照射する3つの照明配置制御素子の前記マトリクスの前記レンズによる結像位置それぞれ、及び当該3つの照明配置制御素子に割り当てられた色それぞれに基づく3種類の画像からなる画像表示装置である。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and one aspect of the present invention is an image display device for displaying a stereoscopic image, comprising: a plurality of display elements arranged in a matrix on a transmissive image display surface; a plurality of illumination arrangement control elements arranged in a matrix on an illumination arrangement surface for variably controlling an arrangement of illumination light, which is irradiated onto the image display surface from a rear side thereof, on the image display surface; a lens for generating a real image on the illumination arrangement surface; and a lens for controlling the display elements based on parallax image data which is image data generated based on parallax, and controlling the plurality of illumination arrangement control elements to output three-color illumination light from any of the plurality of illumination arrangement control elements based on a predetermined time division with a matrix of a predetermined size as a unit in the matrix arrangement. and a control unit for irradiating one of the three colors onto the image display surface, wherein in the time division, the three colors are respectively assigned to three of the lighting arrangement control elements included in the matrix in each frame of the time division as the colors of the illumination light irradiated by the lighting arrangement control elements, and the three colors are respectively assigned once to each of the lighting arrangement control elements included in the matrix for each period of the time division, and the parallax image data is an image display device comprising three types of images based on each of the imaging positions by the lens of the matrix of three lighting arrangement control elements that irradiate the illumination light among the lighting arrangement control elements included in the matrix in each frame of the time division, and each of the colors assigned to the three lighting arrangement control elements.

また、本発明の一態様は、上記の画像表示装置において、前記立体視画像は、左右方向及び上下方向についての視差に基づいて、高解像度かつフルカラーの超多眼表示の立体視画像として表示される。In one aspect of the present invention, in the image display device, the stereoscopic image is displayed as a high-resolution, full-color, super multi-view stereoscopic image based on parallax in the left-right and up-down directions.

また、本発明の一態様は、上記の画像表示装置において、前記レンズは、色消しレンズを含む。In one aspect of the present invention, in the image display device described above, the lens includes an achromatic lens.

また、本発明の一態様は、上記の画像表示装置において、前記画像表示装置とは、前記画像表示装置の観察者の頭部に装着されるディスプレイ装置である。In one aspect of the present invention, in the image display device, the image display device is a display device that is worn on the head of an observer of the image display device.

また、本発明の一態様は、上記の画像表示装置において、前記画像表示装置とは、据え置き型の立体ディスプレイ装置である。In addition, according to one aspect of the present invention, in the image display device, the image display device is a stationary three-dimensional display device.

また、本発明の一態様は、立体視画像を表示する画像表示装置であって、透過型の画像表示面にマトリクス状に配置された複数の表示素子と、前記画像表示面の背面から前記画像表示面に対して照射される照明光の前記画像表示面に対する配置を可変に制御する照明配置面にマトリクス状に配置された複数の照明配置制御素子と、前記照明配置面の実像を生成するレンズと、視差に基づいて生成される画像データである視差画像データに基づいて前記表示素子を制御するとともに、前記複数の照明配置制御素子を、マトリクス状の配置において所定のサイズのマトリクスを単位として所定の時分割に基づいて前記複数の前記照明配置制御素子のうち、いずれかより3色の照明光のうちいずれかを前記画像表示面に照射させる制御部と、を備える前記画像表示装置の画像表示方法であって、前記時分割において、前記照明配置制御素子が照射する照明光の色として、前記時分割の各フレームにおいて前記マトリクスに含まれる前記照明配置制御素子のうち3つに前記3色がそれぞれ割り当てられ、前記時分割の周期毎に前記マトリクスに含まれる前記照明配置制御素子それぞれには前記3色がそれぞれ1回ずつ割り当てられる照明光配置ステップと、前記視差画像データとして、前記時分割の各フレームにおいて前記マトリクスに含まれる前記照明配置制御素子のうち前記照明光を照射する3つの照明配置制御素子の前記マトリクスの前記レンズによる結像位置それぞれ、及び当該3つの照明配置制御素子に割り当てられた色それぞれに基づく3種類の画像を生成する視差画像生成ステップと、を有する画像表示方法である。Another aspect of the present invention is an image display device that displays a stereoscopic image, the image display device comprising: a plurality of display elements arranged in a matrix on a transmissive image display surface; a plurality of illumination arrangement control elements arranged in a matrix on an illumination arrangement surface that variably controls an arrangement of illumination light, which is irradiated onto the image display surface from a rear surface thereof, on the image display surface; a lens that generates a real image on the illumination arrangement surface; and a control unit that controls the display elements based on parallax image data that is image data generated based on parallax, and causes any of the plurality of illumination arrangement control elements to irradiate the image display surface with any of three colors of illumination light from any of the plurality of illumination arrangement control elements based on a predetermined time division with a matrix of a predetermined size as a unit in the matrix arrangement. an illumination light arrangement step in which, in the time division, three colors are respectively assigned to three of the illumination arrangement control elements included in the matrix in each frame of the time division as colors of illumination light irradiated by the illumination arrangement control elements, and the three colors are respectively assigned once to each of the illumination arrangement control elements included in the matrix for each period of the time division; and a parallax image generation step in which, as the parallax image data, three types of images are generated based on each of imaging positions by the lens of the matrix of three illumination arrangement control elements that irradiate the illumination light among the illumination arrangement control elements included in the matrix in each frame of the time division, and on each of the colors assigned to the three illumination arrangement control elements.

また、本発明の一態様は、立体視画像を表示する画像表示装置であって、透過型の画像表示面にマトリクス状に配置された複数の表示素子と、前記画像表示面の背面から前記画像表示面に対して照射される照明光の前記画像表示面に対する配置を可変に制御する照明配置面にマトリクス状に配置された複数の照明配置制御素子と、前記照明配置面の実像を生成するレンズと、視差に基づいて生成される画像データである視差画像データに基づいて前記表示素子を制御するとともに、前記複数の照明配置制御素子を、マトリクス状の配置において所定のサイズのマトリクスを単位として所定の時分割に基づいて前記複数の前記照明配置制御素子のうち、いずれかより4以上色の照明光のうちいずれかを前記画像表示面に照射させる制御部と、を備え、前記時分割では、前記照明配置制御素子が照射する照明光の色として、前記時分割の各フレームにおいて前記マトリクスに含まれる前記照明配置制御素子のうち4つ以上に前記4色以上がそれぞれ割り当てられ、前記時分割の周期毎に前記マトリクスに含まれる前記照明配置制御素子それぞれには前記4色以上がそれぞれ1回ずつ割り当てられ、前記視差画像データは、前記時分割の各フレームにおいて前記マトリクスに含まれる前記照明配置制御素子のうち前記照明光を照射する4つ以上の照明配置制御素子の前記マトリクスの前記レンズによる結像位置それぞれ、及び当該4つ以上の照明配置制御素子に割り当てられた色それぞれに基づく4種類以上の画像からなる画像表示装置である。One aspect of the present invention is an image display device for displaying a stereoscopic image, comprising: a plurality of display elements arranged in a matrix on a transmissive image display surface; a plurality of illumination arrangement control elements arranged in a matrix on an illumination arrangement surface for variably controlling an arrangement of illumination light, which is irradiated from a rear surface of the image display surface onto the image display surface, on the image display surface; a lens for generating a real image on the illumination arrangement surface; and a lens for controlling the display elements based on parallax image data, which is image data generated based on parallax, and controlling the plurality of illumination arrangement control elements to irradiate illumination light of four or more colors onto the image display surface from any of the plurality of illumination arrangement control elements based on a predetermined time division with a matrix of a predetermined size as a unit in the matrix arrangement. and a control unit for irradiating light to the lighting arrangement control elements, wherein in the time division, the four or more colors are respectively assigned to four or more of the lighting arrangement control elements included in the matrix in each frame of the time division as colors of illumination light irradiated by the lighting arrangement control elements, and the four or more colors are respectively assigned once to each of the lighting arrangement control elements included in the matrix for each period of the time division, and the parallax image data is composed of four or more types of images based on each of imaging positions by the lens of the matrix of four or more lighting arrangement control elements that irradiate the illumination light among the lighting arrangement control elements included in the matrix in each frame of the time division and each of the colors assigned to the four or more lighting arrangement control elements.

本発明によれば、裸眼立体視においてより自然な立体視ができる。According to the present invention, more natural stereoscopic vision can be achieved with the naked eye.

本発明の実施形態に係る画像表示装置の構成の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of a configuration of an image display device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るカラーパターンの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a color pattern according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るカラーパターンと瞳孔上の照明光の入射位置との関係の一例を示す図である。5A and 5B are diagrams illustrating an example of a relationship between a color pattern and an incident position of illumination light on a pupil according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るカラーパターンの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a color pattern according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の比較例に係るカラーパターンの一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a color pattern according to a comparative example of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の比較例に係るカラーパターンの一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a color pattern according to a comparative example of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の比較例に係るカラーパターンの一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a color pattern according to a comparative example of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る画像表示装置の機能構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of an image display device according to an embodiment of the present invention. 本発明の第1実施例に係る画像表示装置の構成の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of a configuration of an image display device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施例に係る焦点調節応答の測定結果の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a measurement result of a focus accommodation response in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施例の比較例に係る焦点調節応答の測定結果の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a measurement result of a focus accommodation response according to a comparative example of the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施例の比較例に係る焦点調節応答の測定結果の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a measurement result of a focus accommodation response according to a comparative example of the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施例の比較例に係る焦点調節応答の測定結果の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a measurement result of a focus accommodation response according to a comparative example of the first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施例に係る画像表示装置の構成の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of the configuration of an image display device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3実施例に係る画像表示装置の構成の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of the configuration of an image display device according to a third embodiment of the present invention.

(実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。なお、図面には、説明の便宜上、三次元直交座標系であるXYZ直交座標系を示してある。当該XYZ直交座標系において、Y軸の向きは、鉛直上向きである。以下の説明において、Y軸に平行な方向を上下方向ともいう。Y軸の向きを上向きともいう。Y軸の向きと逆の向きを下向きともいう。Y軸の方向の正の側を上側ともいい、Y軸の方向の負の側を下側ともいう。Z軸に平行な方向を奥行方向ともいう。Z軸の方向の正の側を手前側ともいい、Z軸の方向の負の側を奥側ともいう。X軸に平行な方向を左右方向ともいう。X軸の方向の正の側を右側ともいい、X軸の方向の負の側を左側ともいう。
(Embodiment)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. For convenience of explanation, an XYZ orthogonal coordinate system, which is a three-dimensional orthogonal coordinate system, is shown in the drawings. In the XYZ orthogonal coordinate system, the direction of the Y axis is vertically upward. In the following explanation, the direction parallel to the Y axis is also referred to as the up-down direction. The direction of the Y axis is also referred to as the upward direction. The direction opposite to the direction of the Y axis is also referred to as the downward direction. The positive side of the direction of the Y axis is also referred to as the upper side, and the negative side of the direction of the Y axis is also referred to as the lower side. The direction parallel to the Z axis is also referred to as the depth direction. The positive side of the direction of the Z axis is also referred to as the front side, and the negative side of the direction of the Z axis is also referred to as the back side. The direction parallel to the X axis is also referred to as the left-right direction. The positive side of the direction of the X axis is also referred to as the right side, and the negative side of the direction of the X axis is also referred to as the left side.

[画像表示装置の構成]
図1は、本実施形態に係る画像表示装置1の構成の一例を示す図である。画像表示装置1は、左右方向及び上下方向についての視差に基づいて、高解像度かつフルカラーの超多眼表示の立体視画像を表示する画像表示装置である。超多眼表示とは、瞳孔内の複数点に同時に複数本の光線を入射させることによって画像を表示する技術である。
[Configuration of image display device]
1 is a diagram showing an example of the configuration of an image display device 1 according to this embodiment. The image display device 1 is an image display device that displays a high-resolution, full-color, super multi-view display stereoscopic image based on parallax in the left-right and up-down directions. Super multi-view display is a technology that displays an image by simultaneously directing multiple light beams to multiple points within the pupil.

画像表示装置1は、第1表示部11と、照明部12と、レンズL1と、レンズL2とを備える。第1表示部11、照明部12、レンズL1、及びレンズL2は、照明部12、レンズL1、レンズL2、第1表示部11の順に奥側から手前側に画像表示装置1に備えられる。観察者は、第1表示部11を手前側から観察する。図1に示す眼E1は、観察者の左眼と右眼とのいずれかである。The image display device 1 includes a first display unit 11, an illumination unit 12, a lens L1, and a lens L2. The first display unit 11, the illumination unit 12, the lens L1, and the lens L2 are provided in the image display device 1 from the back side to the front side in the order of the illumination unit 12, the lens L1, the lens L2, and the first display unit 11. An observer observes the first display unit 11 from the front side. An eye E1 shown in FIG. 1 is either the left eye or the right eye of the observer.

照明部12は、第1表示面D1の背面から第1表示面D1を経由して照射される照明光が瞳孔P1に入射されるように可変に制御する第2表示面D2を備える。第2表示面D2には、複数の照明配置制御素子がマトリクス状に配置される。照明部12は、一例として、透過型のLCDを含んで構成される。The illumination unit 12 includes a second display surface D2 that variably controls illumination light irradiated from the rear surface of the first display surface D1 through the first display surface D1 so that the illumination light is incident on the pupil P1. A plurality of illumination arrangement control elements are arranged in a matrix on the second display surface D2. The illumination unit 12 includes, as an example, a transmissive LCD.

ここで画像表示装置1は、照明部12の奥側に光源部(図1において不図示)を備える。照明部12と光源部とを合わせて照射部ともいう。当該光源部は、第2表示面D2の背面を経由して瞳孔P1に照明光を照射する。光源部は、例えば、LED(Light Emitting Diode)を用いたバックライトである。光源部は、第2表示面D2にマトリクス状に配置される複数の照明配置制御素子それぞれに、赤色、緑色、青色の3色のいずれかの照明光を照射する。複数の照明配置制御素子それぞれは、照射された照明光の色の照明光を第1表示面D1を経由して瞳孔P1に照射する。
なお、光源部は、LEDに代えて、他の光源を用いたバックライトであってもよい。またなお、照明部12は、透過型のLCD及び光源部を備える代わりに、照明光を照射する機能を備える自発光型のLCDを備えてもよい。
Here, the image display device 1 includes a light source unit (not shown in FIG. 1) on the rear side of the illumination unit 12. The illumination unit 12 and the light source unit are collectively referred to as an irradiation unit. The light source unit irradiates illumination light to the pupil P1 via the back surface of the second display surface D2. The light source unit is, for example, a backlight using an LED (Light Emitting Diode). The light source unit irradiates illumination light of one of three colors, red, green, and blue, to each of a plurality of illumination arrangement control elements arranged in a matrix on the second display surface D2. Each of the plurality of illumination arrangement control elements irradiates illumination light of the color of the irradiated illumination light to the pupil P1 via the first display surface D1.
The light source unit may be a backlight using other light sources instead of an LED. The illumination unit 12 may be a self-luminous LCD having a function of emitting illumination light, instead of the transmissive LCD and the light source unit.

照明部12は、複数の照明配置制御素子を制御することによって第2表示面D2に視点生成画像IM2を表示する。視点生成画像IM2は、第2表示面D2上の複数の照明配置制御素子のマトリクス状の配置において所定のサイズのマトリクス状に配置された画素によって構成される。図1に示すように、本実施形態では一例として、視点生成画像IM2は、3行3列のマトリクス状に配置された画素によって構成される。
図1では、視点生成画像IM2に対して、XYZ直交座標系とは別に、二次元直交座標系であるxy直交座標系が示されている。当該xy直交座標系において、x軸の向き、及びy軸の向きはそれぞれ、XYZ直交座標系のX軸の向き、及びY軸の向きに一致している。
The illumination unit 12 displays a viewpoint generated image IM2 on the second display surface D2 by controlling a plurality of illumination arrangement control elements. The viewpoint generated image IM2 is composed of pixels arranged in a matrix of a predetermined size in the matrix arrangement of the plurality of illumination arrangement control elements on the second display surface D2. As shown in Fig. 1, as an example in this embodiment, the viewpoint generated image IM2 is composed of pixels arranged in a matrix of 3 rows and 3 columns.
1, an xy Cartesian coordinate system, which is a two-dimensional Cartesian coordinate system, is shown for the viewpoint generated image IM2 in addition to the XYZ Cartesian coordinate system. In the xy Cartesian coordinate system, the directions of the x-axis and the y-axis respectively correspond to the directions of the X-axis and the Y-axis of the XYZ Cartesian coordinate system.

視点生成画像IM2では、画素(つまり、照明配置制御素子)のそれぞれが眼E1の複数の視点に対応する。そのため、視点生成画像IM2を構成する画素を視点ともいう。視点生成画像IM2を構成する画素のそれぞれは、赤色、緑色、青色の3色のいずれかの照明光によって照射される。視点生成画像IM2を構成する画素のそれぞれに照射される照明光の色の配置のパターンをカラーパターンともいう。カラーパターンでは、所定の時分割のパターンに基づいて色が配置される。カラーパターンの詳細は後述する。In the viewpoint generated image IM2, each pixel (i.e., illumination arrangement control element) corresponds to a plurality of viewpoints of the eye E1. Therefore, the pixels constituting the viewpoint generated image IM2 are also called viewpoints. Each pixel constituting the viewpoint generated image IM2 is illuminated with illumination light of one of three colors, red, green, and blue. The pattern of the arrangement of the colors of the illumination light illuminated on each pixel constituting the viewpoint generated image IM2 is also called a color pattern. In the color pattern, colors are arranged based on a predetermined time-division pattern. The color pattern will be described in detail later.

視点生成画像IM2を構成する複数の照明配置制御素子それぞれから照射される照明光は、瞳孔P1上の複数の位置に入射し、その結果複数の視点が生成される。当該複数の視点は、上下方向及び左右方向の視差を伴って生成される。上下方向の視差、及び左右方向の視差はそれぞれ、眼E1に対して上下方向及び左右方向について焦点を合わせようとする焦点調節応答を誘導する。The illumination light emitted from each of the multiple illumination arrangement control elements that compose the viewpoint generation image IM2 is incident on multiple positions on the pupil P1, resulting in the generation of multiple viewpoints. The multiple viewpoints are generated with parallax in the up-down and left-right directions. The parallax in the up-down direction and the parallax in the left-right direction induce a focusing response in the eye E1 that attempts to focus in the up-down and left-right directions, respectively.

上下方向の視差は、上下方向について焦点を合わせようとするため、上下方向の線の画像に対しては焦点を合わせる効果をもたない。同様に、左右方向の視差は、左右方向について焦点を合わせようとするため、左右方向の線の画像に対しては焦点を合わせる効果をもたない。画像表示装置1では、視点生成画像IM2に含まれる複数の視点によって上下方向及び左右方向の視差が生成されるため、上下方向及び左右方向について焦点を合わせることができる。Up-down parallax has no effect on focusing on an image of lines in the up-down direction because it tries to focus on the up-down direction. Similarly, left-right parallax has no effect on focusing on an image of lines in the left-right direction because it tries to focus on the left-right direction. In the image display device 1, up-down and left-right parallax are generated by the multiple viewpoints included in the viewpoint generation image IM2, so it is possible to focus on the up-down and left-right directions.

第1表示部11は、複数の表示素子がマトリクス状に配置された透過型の第1表示面D1を備える。第1表示部11は、例えば、透過型の液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display:LCD)を含んで構成される。第1表示部11は、複数の表示素子を制御することによって第1表示面D1に視差画像IM1を表示する。視差画像IM1は、視差に基づいて生成される画像データである。The first display unit 11 includes a transmissive first display surface D1 on which a plurality of display elements are arranged in a matrix. The first display unit 11 includes, for example, a transmissive liquid crystal display (LCD). The first display unit 11 displays a parallax image IM1 on the first display surface D1 by controlling the plurality of display elements. The parallax image IM1 is image data generated based on parallax.

視差画像IM1は、各フレームにおいて、第2表示面D2に表示される視点生成画像IM2の実像が生成される瞳孔P1付近の各視点(画素に表示される色)に対応する3種類の画像(視点画像IV1という)から構成される。当該視点画像IV1は、視点生成画像IM2の実像が生成される瞳孔P1付近の各視点で観察される画像である。視点画像IV1は、視差に基づく所定の方向から第1表示面D1を見た場合の画像が、視点生成画像IM2において当該視点画像IV1が対応する画素に表示される色を用いて描画される。The parallax image IM1 is composed of three types of images (referred to as viewpoint images IV1) corresponding to each viewpoint (colors displayed in pixels) near the pupil P1 where the real image of the viewpoint generated image IM2 displayed on the second display surface D2 is generated in each frame. The viewpoint images IV1 are images observed from each viewpoint near the pupil P1 where the real image of the viewpoint generated image IM2 is generated. The viewpoint image IV1 is an image when the first display surface D1 is viewed from a predetermined direction based on the parallax, and is drawn using the colors displayed in the pixels in the viewpoint generated image IM2 to which the viewpoint image IV1 corresponds.

図1に示す例では、視差画像IM1において青色、緑色、赤色のそれぞれの画素は、上下方向について下側、中央、上側にそれぞれ配置されている。この場合、当該青色の画素(視点)に対応する視点画像IV1-1は、所定の角度から第1表示面D1を見下ろした場合の画像が青色を用いて描画された画像である。同様に、赤色の画素(視点)に対応する視点画像IV1-3は、所定の角度から第1表示面D1を見上げた場合の画像が赤色を用いて描画された画像である。緑色の画素(視点)に対応する視点画像IV1-2は、正面から第1表示面D1を見た場合の画像が緑色を用いて描画された画像である。In the example shown in FIG. 1, the blue, green, and red pixels in the parallax image IM1 are arranged at the bottom, center, and top in the vertical direction, respectively. In this case, the viewpoint image IV1-1 corresponding to the blue pixel (viewpoint) is an image drawn using blue when looking down on the first display surface D1 from a predetermined angle. Similarly, the viewpoint image IV1-3 corresponding to the red pixel (viewpoint) is an image drawn using red when looking up on the first display surface D1 from a predetermined angle. The viewpoint image IV1-2 corresponding to the green pixel (viewpoint) is an image drawn using green when looking at the first display surface D1 from the front.

視点生成画像IM2のカラーパターンでは、所定の時分割のパターンに基づいて各画素に表示される色は変更される。これに同期して、視点生成画像IM2の各視点(画素に表示される色)に対応する視点画像IV1は、フレーム毎に更新される。
上述したように視点画像IV1は、視点生成画像IM2の画素に表示される色に対応して描画されているため、視点画像IV1自体は単色の画像である。眼E1の網膜には青色、緑色、赤色の複数の光線が投影されるため、各色に対応する複数の視点画像IV1を含む視点生成画像IM2はカラー画像として観察される。
In the color pattern of the viewpoint generated image IM2, the color displayed in each pixel is changed based on a predetermined time-division pattern. In synchronization with this, the viewpoint image IV1 corresponding to each viewpoint (color displayed in each pixel) of the viewpoint generated image IM2 is updated for each frame.
As described above, the viewpoint image IV1 is drawn corresponding to the colors displayed in the pixels of the viewpoint generated image IM2, so the viewpoint image IV1 itself is a monochromatic image. Since multiple light rays of blue, green, and red are projected onto the retina of the eye E1, the viewpoint generated image IM2, which includes multiple viewpoint images IV1 corresponding to each color, is observed as a color image.

上述したように、視差画像IM1は、時分割の各フレームにおいて所定のサイズのマトリクスに含まれる照明配置制御素子のうち照明光を照射する3つの照明配置制御素子の当該マトリクスにおける位置それぞれ、及び当該3つの照明配置制御素子に割り当てられた色それぞれに基づく3種類の視点画像IV1(視点画像IV1-1、視点画像IV1-2、視点画像IV1-3)からなる。As described above, the parallax image IM1 is composed of three types of viewpoint images IV1 (viewpoint image IV1-1, viewpoint image IV1-2, viewpoint image IV1-3) based on the positions in a matrix of a predetermined size in each frame of the time division of three lighting arrangement control elements that emit illumination light, and the colors assigned to the three lighting arrangement control elements.

レンズL1及びレンズL2は、一例として平凸レンズである。レンズL1及びレンズL2の焦点距離をそれぞれ、焦点距離f1及び焦点距離f2とする。第2表示面D2からレンズL1までの距離は、焦点距離f1に等しい。レンズL2から第1表示面D1までの距離を距離d1とする。第1表示面D1から眼E1までの距離を距離d2とする。この場合、距離d1と距離d2との和は焦点距離f2に等しい。第2表示面D2に表示される画像は、焦点距離f2を焦点距離f1で除算した値に等しい倍率で眼E1の瞳孔に投影される。
なお、レンズL1及びレンズL2は、焦点距離について上記した条件を満たせば、平凸レンズ以外のレンズであってもよい。例えば、大型の表示面よりなる装置を製作する場合は、画像表示装置1の奥行方向の厚みを薄くするために、レンズL1及びレンズL2はフレネルレンズであることが好ましい。
The lenses L1 and L2 are plano-convex lenses, for example. The focal lengths of the lenses L1 and L2 are respectively f1 and f2. The distance from the second display surface D2 to the lens L1 is equal to the focal length f1. The distance from the lens L2 to the first display surface D1 is equal to the distance d1. The distance from the first display surface D1 to the eye E1 is equal to the distance d2. In this case, the sum of the distances d1 and d2 is equal to the focal length f2. The image displayed on the second display surface D2 is projected onto the pupil of the eye E1 at a magnification equal to the focal length f2 divided by the focal length f1.
In addition, the lenses L1 and L2 may be lenses other than plano-convex lenses as long as they satisfy the above-mentioned conditions for the focal length. For example, when manufacturing a device having a large display screen, it is preferable that the lenses L1 and L2 are Fresnel lenses in order to reduce the thickness of the image display device 1 in the depth direction.

[カラーパターン]
ここで図2を参照し、本実施形態に係るカラーパターンであるカラーパターンC1について説明する。図2は、本実施形態に係るカラーパターンC1の一例を示す図である。カラーパターンC1では、時分割の各フレームにおいて所定のサイズのマトリクスに含まれる3つの画素に赤色、緑色、青色の3色がそれぞれ割り当てられ、かつ、時分割の周期毎に当該マトリクスに含まれる画素それぞれには赤色、緑色、青色の3色がそれぞれ1回ずつ割り当てられる。
[Color Pattern]
Here, a color pattern C1 according to this embodiment will be described with reference to Fig. 2. Fig. 2 is a diagram showing an example of the color pattern C1 according to this embodiment. In the color pattern C1, the three colors red, green, and blue are respectively assigned to three pixels included in a matrix of a predetermined size in each frame of the time division, and the three colors red, green, and blue are each assigned once to each pixel included in the matrix for each period of the time division.

カラーパターンC1では、時分割の分割数は9であり、9つの視点が含まれる。カラーパターンC1-1からカラーパターンC1-9は、カラーパターンC1の時分割の各フレームにおけるカラーパターンをそれぞれ示す。カラーパターンC1は、一例として、カラーパターンC1-1からカラーパターンC1-9の時系列の順に変化する。カラーパターンC1-1からカラーパターンC1-9のそれぞれにおいて、赤色、緑色、青色の3色がx軸の方向に並んで配置されている。In color pattern C1, the number of divisions in time division is nine, and nine viewpoints are included. Color patterns C1-1 to C1-9 indicate color patterns in each frame of the time division of color pattern C1, respectively. As an example, color pattern C1 changes in the chronological order of color patterns C1-1 to C1-9. In each of color patterns C1-1 to C1-9, three colors, red, green, and blue, are arranged side by side in the x-axis direction.

上述したように、カラーパターンC1は、第2表示面D2に配置される複数の照明配置制御素子によって実現されている。本実施形態では、一例として、第2表示面D2上の所定のサイズのマトリクス状の複数の照明配置制御素子の配置における当該マトリクスにおいて、当該照明配置制御素子は縦及び横にそれぞれ3つ配置される。As described above, the color pattern C1 is realized by a plurality of illumination arrangement control elements arranged on the second display surface D2. In the present embodiment, as an example, in a matrix arrangement of a plurality of illumination arrangement control elements of a predetermined size on the second display surface D2, three illumination arrangement control elements are arranged vertically and three horizontally in the matrix.

複数の照明配置制御素子が高いリフレッシュレート(例えば、180Hz)において制御される場合、各フレームにおいて表示されるカラーパターンC1-1からカラーパターンC1-9は、照明光として眼E1に照射された後、眼E1の網膜上に残像として残る。残像画像A1-1、残像画像A1-2、及び残像画像A1-3は、カラーパターンC1によって照明光が眼E1に照射された場合の、眼E1の網膜上の残像に対応する。カラーパターンC1では、時分割の各フレームにおいては3つの視点に対応する色しか配置されないが、上述したような残像の効果によって合計で9つの視点を生成する。When a plurality of illumination arrangement control elements are controlled at a high refresh rate (e.g., 180 Hz), the color patterns C1-1 to C1-9 displayed in each frame remain as afterimages on the retina of the eye E1 after being irradiated as illumination light to the eye E1. Afterimage images A1-1, A1-2, and A1-3 correspond to afterimages on the retina of the eye E1 when illumination light is irradiated to the eye E1 by the color pattern C1. In the color pattern C1, only colors corresponding to three viewpoints are arranged in each time-division frame, but a total of nine viewpoints are generated by the effect of afterimages as described above.

上述したように、カラーパターンC1では、時分割の周期毎に画素それぞれには赤色、緑色、青色の3色がそれぞれ1回ずつ割り当てられる。網膜上に投影される赤色、緑色、青色の3色の照明光の時間平均によって白色が再現される。As described above, in color pattern C1, each pixel is assigned one of the three colors red, green, and blue once per time division period. White color is reproduced by the time average of the three colors of illumination light red, green, and blue projected onto the retina.

図3は、本実施形態に係るカラーパターンC1と瞳孔P1上の照明光の入射位置との関係の一例を示す図である。図3では、図2に示したカラーパターンC1のうちカラーパターンC1-1、カラーパターンC1-2、及びカラーパターンC1-3と、それらに対応する照明光が瞳孔P1に入射する瞳孔P1上の位置とが示されている。カラーパターンC1には、xy直交座標系が示され、瞳孔P1には、XYZ直交座標系が示されている。Fig. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the color pattern C1 according to the present embodiment and the incident position of the illumination light on the pupil P1. Fig. 3 shows color patterns C1-1, C1-2, and C1-3 of the color pattern C1 shown in Fig. 2, and the corresponding positions on the pupil P1 where the illumination light is incident on the pupil P1. An xy orthogonal coordinate system is shown for the color pattern C1, and an XYZ orthogonal coordinate system is shown for the pupil P1.

カラーパターンC1-1が第2表示面D2に表示されている場合、瞳孔P1上では、光線入射位置V1-1によって示される位置に、赤色、緑色、青色の3色の照明光がそれぞれ入射する。カラーパターンC1-1では、所定のサイズのマトリクスの上側、つまり1行目の画素に、色が表示されている。この場合、光線入射位置V1-1では、瞳孔P1の中央よりも下側において左右方向に並んだ位置に各色の照明光が入射している。同様に、カラーパターンC1-2では、所定のサイズのマトリクスの中央、つまり2行目の画素に、色が表示されている。この場合、光線入射位置V1-2では、瞳孔P1の中央において左右方向に並んだ位置に各色の照明光が入射している。カラーパターンC1-3では、所定のサイズのマトリクスの下側、つまり3行目の画素に、色が表示されている。この場合、光線入射位置V1-3では、瞳孔P1の中央よりも上側において左右方向に並んだ位置に各色の照明光が入射している。When the color pattern C1-1 is displayed on the second display surface D2, illumination light of three colors, red, green, and blue, is incident on the pupil P1 at a position indicated by the light beam incidence position V1-1. In the color pattern C1-1, the colors are displayed on the upper side of a matrix of a predetermined size, that is, on the pixels in the first row. In this case, at the light beam incidence position V1-1, the illumination light of each color is incident on positions aligned in the left-right direction below the center of the pupil P1. Similarly, in the color pattern C1-2, the colors are displayed on the center of a matrix of a predetermined size, that is, on the pixels in the second row. In this case, at the light beam incidence position V1-2, the illumination light of each color is incident on positions aligned in the left-right direction at the center of the pupil P1. In the color pattern C1-3, the colors are displayed on the lower side of a matrix of a predetermined size, that is, on the pixels in the third row. In this case, at the light beam incidence position V1-3, the illumination light of each color is incident on positions aligned in the left-right direction above the center of the pupil P1.

ここで照明部12から照射される照明光は、レンズL1及びレンズL2によって実像として瞳孔P1上に結像する。そのため、光線入射位置V1-1、光線入射位置V1-2、及び光線入射位置V1-3それぞれにおいて瞳孔P1上の入射する照明光の色の配置は、カラーパターンC1-1、カラーパターンC1-2、及びカラーパターンC1-3がそれぞれ示す色の配置から上下方向及び左右方向についてそれぞれ反転した配置となる。Here, the illumination light emitted from the illumination unit 12 is focused as a real image on the pupil P1 by the lenses L1 and L2. Therefore, the color arrangement of the illumination light incident on the pupil P1 at the light ray incidence positions V1-1, V1-2, and V1-3 is inverted in the vertical and horizontal directions from the color arrangements shown by the color patterns C1-1, C1-2, and C1-3, respectively.

なお、第2表示面D2上の所定のサイズのマトリクスに配置される複数の照明配置制御素子の配置は、各視点に対応する各色の照明光が瞳孔P1に入射する光が、瞳孔P1の大きさを覆うような配置とすることが好ましい。複数の照明配置制御素子の配置は、所定のサイズのマトリクスのサイズ、及び複数の照明配置制御素子同士の間隔によって指定される。It is preferable that the arrangement of the plurality of illumination arrangement control elements arranged in a matrix of a predetermined size on the second display surface D2 is such that the illumination light of each color corresponding to each viewpoint that enters the pupil P1 covers the size of the pupil P1. The arrangement of the plurality of illumination arrangement control elements is specified by the size of the matrix of the predetermined size and the intervals between the plurality of illumination arrangement control elements.

時分割の分割数は、9に限らない。当該分割数は、視点生成画像IM2に含まれる画素(視点)の数に応じて決められてよい。例えば、当該分割数は、視点の数に一致するように決められてよい。残像効果によって赤色、緑色、青色の3色を混合させて白色を再現することに応じて、時分割の分割数は、3の倍数が選択されてもよい。The number of divisions in the time division is not limited to 9. The number of divisions may be determined according to the number of pixels (viewpoints) included in the viewpoint generation image IM2. For example, the number of divisions may be determined to match the number of viewpoints. In accordance with reproducing white by mixing three colors, red, green, and blue, by the afterimage effect, the number of divisions in the time division may be selected as a multiple of 3.

図4を参照し、分割数が6の場合のカラーパターンの別の一例を示す。図4は、本実施形態に係るカラーパターンC2の一例を示す図である。カラーパターンC2では、時分割の分割数は6であり、6つの視点が含まれる。カラーパターンC2は、カラーパターンC2-1からカラーパターンC2-6の時系列の順に変化する。残像画像A2-1、及び残像画像A2-2、及び残像画像A2-3は、カラーパターンC2によって照明光が眼E1に照射された場合の、眼E1の網膜上の残像に対応する。カラーパターンC2においても、時分割の周期毎に画素それぞれには赤色、緑色、青色の3色がそれぞれ1回ずつ割り当てられる。Referring to FIG. 4, another example of a color pattern when the number of divisions is 6 is shown. FIG. 4 is a diagram showing an example of a color pattern C2 according to the present embodiment. In the color pattern C2, the number of divisions in the time division is 6, and six viewpoints are included. The color pattern C2 changes in the time series order from the color pattern C2-1 to the color pattern C2-6. The residual image A2-1, the residual image A2-2, and the residual image A2-3 correspond to the residual image on the retina of the eye E1 when the illumination light is irradiated to the eye E1 by the color pattern C2. In the color pattern C2, each pixel is assigned one of the three colors, red, green, and blue, once for each time division period.

上述したように、本実施形態に係る時分割では、第2表示面D2に配置された照明配置制御素子が照射する照明光の色として、時分割の各フレームにおいて所定のサイズのマトリクスに含まれる照明配置制御素子のうち3つに赤色、緑色、青色の3色がそれぞれ割り当てられ、時分割の周期毎に所定のサイズのマトリクスに含まれる照明配置制御素子それぞれには当該3色がそれぞれ1回ずつ割り当てられる。As described above, in the time division of this embodiment, the three colors of red, green, and blue are assigned to three of the lighting arrangement control elements included in a matrix of a predetermined size in each frame of the time division as the colors of the illumination light emitted by the lighting arrangement control elements arranged on the second display surface D2, and each of the three colors is assigned once to each of the lighting arrangement control elements included in the matrix of a predetermined size for each time division period.

ここで図5から図7を参照し、本実施形態の比較例のカラーパターンについて説明する。
図5は、本実施形態の比較例に係るカラーパターンC10の一例を示す図である。カラーパターンC10では、時分割の分割数は3であり、9つの視点が含まれる。カラーパターンC10は、カラーパターンC10-1からカラーパターンC10-3の時系列の順に変化する。残像画像A10は、カラーパターンC10によって照明光が眼E1に照射された場合の、眼E1の網膜上の残像に対応する。
カラーパターンC10では、時分割の周期毎に画素それぞれには赤色、緑色、青色の3色のうち1色が1回ずつ割り当てられる。
Now, with reference to FIG. 5 to FIG. 7, a color pattern of a comparative example of this embodiment will be described.
5 is a diagram showing an example of a color pattern C10 according to a comparative example of this embodiment. In the color pattern C10, the number of time divisions is three, and nine viewpoints are included. The color pattern C10 changes in chronological order from color pattern C10-1 to color pattern C10-3. The afterimage image A10 corresponds to an afterimage on the retina of the eye E1 when illumination light is irradiated onto the eye E1 by the color pattern C10.
In color pattern C10, each pixel is assigned one of three colors, red, green, and blue, once per time division period.

図6は、本実施形態の比較例に係るカラーパターンC20の一例を示す図である。カラーパターンC20では、時分割の分割数は6であり、9つの視点が含まれる。カラーパターンC20は、カラーパターンC20-1からカラーパターンC20-6の時系列の順に変化する。残像画像A20-1及び残像画像A20-2は、カラーパターンC20によって照明光が眼E1に照射された場合の、眼E1の網膜上の残像に対応する。6 is a diagram showing an example of a color pattern C20 according to a comparative example of this embodiment. In the color pattern C20, the number of time divisions is six, and nine viewpoints are included. The color pattern C20 changes in chronological order from color pattern C20-1 to color pattern C20-6. The afterimage image A20-1 and afterimage image A20-2 correspond to afterimages on the retina of the eye E1 when illumination light is irradiated onto the eye E1 by the color pattern C20.

カラーパターンC20では、時分割の周期毎に画素それぞれには赤色、緑色、青色の3色のうち2色が1回ずつ割り当てられる。つまり、カラーパターンC20では、時間平均によって各画素には、赤色、緑色、青色の3色のうち2色が混合して、シアン、マゼンタ、イエローのいずれかが表示されたように見える。In color pattern C20, two of the three colors red, green, and blue are assigned to each pixel once for each time division period. In other words, in color pattern C20, two of the three colors red, green, and blue are mixed in each pixel by time averaging, so that it appears as if either cyan, magenta, or yellow is displayed.

カラーパターンC10またはカラーパターンC20のように、時分割の周期毎に画素それぞれに3色のうち1色または2色しか割り当てられない場合、焦点調節応答は本実施形態に係るカラーパターンC1に比べて十分に誘導されない。また、カラーパターンC10またはカラーパターンC20では、網膜上に投影される照明光は、時間平均しても白色とならないため、それらカラーパターンC10またはカラーパターンC20を用いた場合の映像解像度は、本実施形態に係るカラーパターンC1に比べて低くなってしまう。When only one or two of the three colors are assigned to each pixel for each time division period, as in color pattern C10 or color pattern C20, the focusing response is not sufficiently induced compared to color pattern C1 according to the present embodiment. Also, in color pattern C10 or color pattern C20, the illumination light projected onto the retina does not become white even when averaged over time, so that the image resolution when color pattern C10 or color pattern C20 is used is lower than that of color pattern C1 according to the present embodiment.

図7は、本実施形態の比較例に係るカラーパターンC30の一例を示す図である。カラーパターンC30では、時分割の分割数は9であり、9つの視点が含まれる。カラーパターンC30は、カラーパターンC30-1からカラーパターンC30-9の時系列の順に変化する。カラーパターンC30-1からカラーパターンC30-9では、それぞれ所定のサイズのマトリクスのいずれか1つの画素に白色が割り当てられている。残像画像A30は、カラーパターンC30によって照明光が眼E1に照射された場合の、眼E1の網膜上の残像に対応する。7 is a diagram showing an example of a color pattern C30 according to a comparative example of this embodiment. In the color pattern C30, the number of divisions in the time division is nine, and nine viewpoints are included. The color pattern C30 changes in the time series order of color pattern C30-1 to color pattern C30-9. In each of the color patterns C30-1 to C30-9, white is assigned to any one pixel of a matrix of a predetermined size. The residual image A30 corresponds to a residual image on the retina of the eye E1 when illumination light is irradiated onto the eye E1 by the color pattern C30.

カラーパターンC30では、各画素に白色が表示されるため、網膜上に投影される照明光は、時間平均しても白色である。カラーパターンC30では、本実施形態に係るカラーパターンC1に比べて、ちらつきが目立ってしまう。In the color pattern C30, white is displayed at each pixel, so the illumination light projected onto the retina is white even when averaged over time. In the color pattern C30, flickering is more noticeable than in the color pattern C1 according to the present embodiment.

[画像表示装置1の構成]
ここで図8を参照し、画像表示装置1の機能構成の詳細について説明する。図8は、本実施例に係る画像表示装置1の機能構成の一例を示す図である。画像表示装置1は、第1表示部11と、照射部13と、制御装置14とを備える。
照射部13は、照明部12と、光源部15とを備える。第1表示部11、照明部12、及び光源部15の各機能は、図1において説明したとおりである。以下では、制御装置14の機能構成を中心に説明する。
[Configuration of image display device 1]
Here, the detailed functional configuration of the image display device 1 will be described with reference to Fig. 8. Fig. 8 is a diagram showing an example of the functional configuration of the image display device 1 according to the present embodiment. The image display device 1 includes a first display unit 11, an irradiation unit 13, and a control device 14.
The irradiation unit 13 includes an illumination unit 12 and a light source unit 15. The functions of the first display unit 11, the illumination unit 12, and the light source unit 15 are as described in Fig. 1. The following description will focus on the functional configuration of the control device 14.

制御装置14は、画像表示装置1の全体を制御する。制御装置14は、第1表示面D1に視差画像IM1を表示するとともに、第2表示面D2に視点生成画像IM2を表示する。制御装置14は、制御部140と、記憶部145とを備える。The control device 14 controls the entire image display device 1. The control device 14 displays a parallax image IM1 on the first display surface D1, and displays a viewpoint generation image IM2 on the second display surface D2. The control device 14 includes a control unit 140 and a storage unit 145.

制御部140は、制御装置14の全体を制御する。制御部140は、読取部141と、画像生成部142と、照明配置面制御部143と、画像表示面制御部144とを備える。制御部140が備えるこれらの機能部は、例えば、図示しないCPU(Central Processing Unit)が、後述する記憶部145に記憶された各種のプログラムを実行することにより実現される。また、当該機能部のうちの一部又は全部は、ASSP(Application Specific Standard Product)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェア機能部であってもよい。The control unit 140 controls the entire control device 14. The control unit 140 includes a reading unit 141, an image generating unit 142, an illumination arrangement surface control unit 143, and an image display surface control unit 144. These functional units included in the control unit 140 are realized, for example, by a central processing unit (CPU) (not shown) executing various programs stored in a storage unit 145 (described later). In addition, some or all of the functional units may be hardware functional units such as an application specific standard product (ASSP) or an application specific integrated circuit (ASIC).

読取部141は、記憶部145に予め記憶された各種の情報を読み出す。各種の情報には、視差画像データや時分割のパラメータセットが含まれる。視差画像データは、視差画像IM1の画像データである。視差画像データは、動画像の画像データであってもよく、静止画像の画像データであってもよい。時分割のパラメータセットには、時分割の分割数、視点生成画像IM2を生成するためのカラーパターンを示す情報が含まれる。The reading unit 141 reads out various information pre-stored in the storage unit 145. The various information includes parallax image data and a parameter set for time division. The parallax image data is image data of a parallax image IM1. The parallax image data may be image data of a moving image or may be image data of a still image. The parameter set for time division includes information indicating the number of divisions in time division and a color pattern for generating a viewpoint generation image IM2.

画像生成部142は、読取部141により記憶部145から読み出された視差画像データと、時分割のパラメータセットが示す分割数及びカラーパターンを示す情報とに基づいて、視差画像IM1を生成する。The image generating unit 142 generates a parallax image IM1 based on the parallax image data read from the storage unit 145 by the reading unit 141 and information indicating the number of divisions and the color pattern indicated by the time-division parameter set.

照明配置面制御部143は、光源部223及び第2表示部221を制御して第2表示面D2に視点生成画像IM2を表示させる。照明配置面制御部143は、第2表示面D2に配置された複数の照明配置制御素子を介して、光源部223に備えられる複数のLEDを制御することによって、第2表示面D2に視点生成画像IM2を表示させる。ここで照明配置面制御部143は、第2表示面D2に視点生成画像IM2を表示させる制御において、読取部141により記憶部145から読み出された時分割のパラメータセットが示す分割数と、カラーパターンを示す情報とを用いる。The illumination arrangement surface control unit 143 controls the light source unit 223 and the second display unit 221 to display the viewpoint generated image IM2 on the second display surface D2. The illumination arrangement surface control unit 143 controls a plurality of LEDs provided in the light source unit 223 via a plurality of illumination arrangement control elements arranged on the second display surface D2 to display the viewpoint generated image IM2 on the second display surface D2. Here, the illumination arrangement surface control unit 143 uses the number of divisions indicated by the time-division parameter set read out from the storage unit 145 by the reading unit 141 and information indicating the color pattern in controlling the display of the viewpoint generated image IM2 on the second display surface D2.

ここで照明配置面制御部143は、時分割において、照明配置制御素子が照射する照明光の色として、時分割の各フレームにおいて所定のサイズのマトリクスに含まれる照明配置制御素子のうち3つに赤色、緑色、青色の3色がそれぞれ割り当てられ、時分割の周期毎に所定のサイズのマトリクスに含まれる照明配置制御素子それぞれには当該3色をそれぞれ1回ずつ割り当てる。Here, in time division, the lighting arrangement surface control unit 143 assigns the three colors of red, green, and blue to three of the lighting arrangement control elements included in a matrix of a predetermined size in each frame of the time division as the colors of the lighting light emitted by the lighting arrangement control elements, and assigns each of the three colors once to each of the lighting arrangement control elements included in the matrix of a predetermined size for each time division period.

画像表示面制御部144は、第1表示部21を制御して第1表示面D1に視差画像IM1を表示させる。画像表示面制御部144は、第1表示面D1に配置された複数の表示素子を制御することによって、第1表示面D1に視差画像IM1を表示させる。ここで画像表示面制御部144は、第1表示面D1に視差画像IM1を表示させる制御において、読取部141により記憶部145から読み出されたカラーパターンを示す情報を用いる。画像表示面制御部144は、カラーパターンが示すマトリクスにおける複数の視点の位置に応じて、当該複数の視点にそれぞれ配置された色に対応する複数の視点画像IV1を生成する。The image display surface control unit 144 controls the first display unit 21 to display the parallax image IM1 on the first display surface D1. The image display surface control unit 144 controls a plurality of display elements arranged on the first display surface D1 to display the parallax image IM1 on the first display surface D1. Here, the image display surface control unit 144 uses information indicating a color pattern read out from the storage unit 145 by the reading unit 141 in controlling the display of the parallax image IM1 on the first display surface D1. The image display surface control unit 144 generates a plurality of viewpoint images IV1 corresponding to the colors respectively arranged at the plurality of viewpoints according to the positions of the plurality of viewpoints in the matrix indicated by the color pattern.

上述の構成を備えることによって、制御部140は、視差画像IM1に基づいて第1表示面D1に配置された表示素子を制御するとともに、第2表示面D2に配置された複数の照明配置制御素子を、マトリクス状の配置において所定のサイズのマトリクスを単位として所定の時分割に基づいて当該複数の照明配置制御素子のうち、いずれかより3色の照明光のうちいずれかを第1表示面D1に照射させる。With the above-mentioned configuration, the control unit 140 controls the display elements arranged on the first display surface D1 based on the parallax image IM1, and also controls a plurality of lighting arrangement control elements arranged on the second display surface D2 to irradiate one of three colors of illumination light onto the first display surface D1 from any of the plurality of lighting arrangement control elements based on a predetermined time division, with a matrix of a predetermined size as a unit in the matrix arrangement.

以上に説明したように、本実施形態に係る画像表示装置1は、立体視画像を表示する画像表示装置であって、複数の表示素子と、複数の照明配置制御素子と、制御部140とを備える。
複数の表示素子は、透過型の画像表示面(本実施形態において、第1表示面D1)にマトリクス状に配置される。
複数の照明配置制御素子は、画像表示面(本実施形態において、第1表示面D1)の背面から当該画像表示面(本実施形態において、第1表示面D1)に対して照射される照明光の当該画像表示面(本実施形態において、第1表示面D1)に対する配置を可変に制御する照明配置面(本実施形態において、第2表示面D2)にマトリクス状に配置される。
制御部140は、視差に基づいて生成される画像データである視差画像データ(本実施形態において、視差画像IM1)に基づいて表示素子を制御するとともに、複数の照明配置制御素子を、マトリクス状の配置において所定のサイズのマトリクスを単位として所定の時分割に基づいて複数の前記照明配置制御素子のうち、いずれかより3色(本実施形態において、赤色、緑色、青色)の照明光のうちいずれかを画像表示面(本実施形態において、第1表示面D1)に照射させる。
時分割では、照明配置制御素子が照射する照明光の色として、時分割の各フレームにおいて所定のサイズのマトリクスに含まれる照明配置制御素子のうち3つに3色(本実施形態において、赤色、緑色、青色)がそれぞれ割り当てられ、時分割の周期毎に所定のサイズのマトリクスに含まれる照明配置制御素子それぞれには3色(本実施形態において、赤色、緑色、青色)がそれぞれ1回ずつ割り当てられる。
視差画像データ(本実施形態において、視差画像IM1)は、時分割の各フレームにおいて所定のサイズのマトリクスに含まれる照明配置制御素子のうち照明光を照射する3つの照明配置制御素子の所定のサイズのマトリクスにおける位置それぞれ、及び当該3つの照明配置制御素子に割り当てられた色それぞれに基づく3種類の画像(本実施形態において、視点画像IV1-1、視点画像IV1-2、視点画像IV1-3)からなる。
As described above, the image display device 1 according to this embodiment is an image display device that displays a stereoscopic image, and includes a plurality of display elements, a plurality of illumination arrangement control elements, and the control unit 140.
The plurality of display elements are arranged in a matrix on a transmissive image display surface (first display surface D1 in this embodiment).
The multiple lighting arrangement control elements are arranged in a matrix on a lighting arrangement surface (in this embodiment, the second display surface D2) that variably controls the arrangement of illumination light relative to an image display surface (in this embodiment, the first display surface D1) that is irradiated from the back of the image display surface (in this embodiment, the first display surface D1).
The control unit 140 controls the display element based on parallax image data (in this embodiment, parallax image IM1), which is image data generated based on parallax, and causes a plurality of lighting arrangement control elements to irradiate one of three colors (in this embodiment, red, green, and blue) of illumination light onto an image display surface (in this embodiment, first display surface D1) from any of the plurality of lighting arrangement control elements based on a predetermined time division with a matrix of a predetermined size as a unit in a matrix arrangement.
In time division, three colors (red, green, and blue in this embodiment) are assigned to three of the lighting arrangement control elements included in a matrix of a predetermined size in each frame of the time division as the colors of the lighting light emitted by the lighting arrangement control elements, and each of the three colors (red, green, and blue in this embodiment) is assigned once to each of the lighting arrangement control elements included in a matrix of a predetermined size per time division period.
The parallax image data (in this embodiment, parallax image IM1) is composed of three types of images (in this embodiment, viewpoint image IV1-1, viewpoint image IV1-2, viewpoint image IV1-3) based on the positions in a matrix of a predetermined size of three lighting arrangement control elements that irradiate illumination light among the lighting arrangement control elements included in a matrix of a predetermined size in each frame of time division, and the colors assigned to the three lighting arrangement control elements.

この構成により、本実施形態に係る画像表示装置1は、赤、緑、青の3色の照明光が時分割の各フレームについての時間平均によって混合して白色を再現することができるため、裸眼立体視においてより自然な立体視ができる。より自然であるとは、照明光として白色を再現しない場合に比べて自然であるという意味である。
自然な立体視には、輻輳調節矛盾を緩和することや、焦点ぼけによる奥行き感を増大させることが含まれる。本実施形態に係る画像表示装置1では、十分な焦点調節応答を刺激して輻輳調節矛盾を緩和することができる。本実施形態に係る画像表示装置1では、時間平均によって照明光として白色を再現できるため映像解像度が向上し奥行き感を増大させることができる。
With this configuration, the image display device 1 according to this embodiment can reproduce white color by mixing the three colors of illumination light, red, green, and blue, by time averaging for each frame of time division, and therefore can provide more natural stereoscopic vision with naked eyes. By more natural, we mean more natural than when white color is not reproduced as illumination light.
Natural stereoscopic vision includes alleviating convergence accommodation conflict and increasing the sense of depth due to focus blur. In the image display device 1 according to the present embodiment, it is possible to stimulate a sufficient focus accommodation response and alleviate the convergence accommodation conflict. In the image display device 1 according to the present embodiment, it is possible to improve the image resolution and increase the sense of depth because white light can be reproduced as illumination light by time averaging.

[第1実施例]
図9から図13を参照し、本実施形態に係る第1実施例として、画像表示装置による焦点調節応答の測定結果を、比較例と比較しながら説明する。以下に示す結果では、図9に示す画像表示装置1aを用いて得られた結果を図10から図13に示す。
[First embodiment]
9 to 13, the measurement results of the focus adjustment response of an image display device according to a first example of the present embodiment will be described in comparison with a comparative example. In the results shown below, the results obtained using the image display device 1a shown in FIG. 9 are shown in FIG. 10 to 13.

図9は、本実施例1に係る画像表示装置1aの構成の一例を示す図である。画像表示装置1aは、図1に示した画像表示装置1に備えられたレンズL1及びレンズL2の代わりに色消しレンズL3を備える。第2表示面D2から第1表示面D1に照射される照明光には、赤色、緑色、青色の3色が含まれているため、第1表示面D1から照射される照明光は、レンズL1及びレンズL2によって屈折すると、色収差によって出射方向がばらつき焦点調節応答が弱くなってしまう場合があった。画像表示装置1aでは、色消しレンズL3を備えるため、第1表示面D1から照射される照明光の色収差は抑制される。9 is a diagram showing an example of the configuration of the image display device 1a according to the present embodiment 1. The image display device 1a includes an achromatic lens L3 instead of the lens L1 and the lens L2 included in the image display device 1 shown in FIG. 1. Since the illumination light irradiated from the second display surface D2 to the first display surface D1 includes three colors, red, green, and blue, when the illumination light irradiated from the first display surface D1 is refracted by the lens L1 and the lens L2, the emission direction may vary due to chromatic aberration, and the focusing response may become weak. In the image display device 1a, since the achromatic lens L3 is included, the chromatic aberration of the illumination light irradiated from the first display surface D1 is suppressed.

図10、図11、図12、及び図13はそれぞれ、上述したカラーパターンC1、カラーパターンC10、カラーパターンC20、及びカラーパターンC30を用いた場合の焦点調節応答の測定結果の一例を示す図である。図10、図11、図12、及び図13ではそれぞれ、4名の観察者(観察者H1~H4)がそれぞれ、画像表示装置1aに備えられる第2表示面D2を観察した場合の焦点調節応答が時間に対して示されている。図10、図11、図12、及び図13では、縦軸は、目のレンズ(水晶体)の屈折率(ディオプタ値)を示す。
上述したように、本実施形態に係るカラーパターンC1を用いた場合に、最も高い焦点調節応答がみられた。
Figures 10, 11, 12, and 13 are diagrams showing examples of measurement results of the focusing response when the above-mentioned color patterns C1, C10, C20, and C30 are used, respectively. Figures 10, 11, 12, and 13 each show the focusing response versus time when four observers (observers H1 to H4) each observe the second display surface D2 provided in the image display device 1a. In Figures 10, 11, 12, and 13, the vertical axis shows the refractive index (diopter value) of the lens (crystalline lens) of the eye.
As described above, the highest focus accommodation response was observed when the color pattern C1 according to this embodiment was used.

[第2実施例]
本実施形態の第2実施例について説明する。本実施例では、画像表示装置が据え置き型の立体ディスプレイ装置である場合の一例について説明する。
図14は、本実施例に係る画像表示装置2の構成の一例を示す図である。画像表示装置2は、据え置き型の立体ディスプレイ装置である。据え置き型の立体ディスプレイ装置とは、例えば、ヘッドアップディスプレイや、パブリックビューイングに用いられる大型のディスプレイ装置である。図14に示す一例では、画像表示装置2は、大型のディスプレイ装置である。観察者は、画像表示装置2を所定の距離離れた位置から観察する。つまり、画像表示装置2と、観察者の眼E2とは、所定の距離以上離れている。
[Second embodiment]
A second example of the present embodiment will be described below. In this example, an example in which the image display device is a stationary three-dimensional display device will be described.
Fig. 14 is a diagram showing an example of the configuration of an image display device 2 according to this embodiment. The image display device 2 is a stationary three-dimensional display device. The stationary three-dimensional display device is, for example, a head-up display or a large display device used for public viewing. In the example shown in Fig. 14, the image display device 2 is a large display device. The observer observes the image display device 2 from a position at a predetermined distance. In other words, the image display device 2 and the observer's eye E2 are separated by a predetermined distance or more.

画像表示装置2は、第1表示部21と、照射部22と、レンズ部23と、制御装置24とを備える。第1表示部21の構成は、図1に示した第1表示部11の構成と同様である。第1表示部21は、第1表示面211を備える。
照射部22は、第2表示部221と光源部223とを備える。第2表示部221は、図1に示した照明部12の構成と同様である。第2表示部221は、第2表示面222を備える。光源部223の構成は、図1において説明した光源部の構成と同様である。
レンズ部23は、図1に示したレンズL1及びレンズL2の構成と同様である。つまり、レンズ部23は、奥行方向に重ねられた2枚のフレネルレンズを備える。
The image display device 2 includes a first display unit 21, an irradiation unit 22, a lens unit 23, and a control device 24. The configuration of the first display unit 21 is similar to the configuration of the first display unit 11 shown in Fig. 1. The first display unit 21 includes a first display surface 211.
The irradiation unit 22 includes a second display unit 221 and a light source unit 223. The second display unit 221 has the same configuration as the illumination unit 12 shown in Fig. 1. The second display unit 221 includes a second display surface 222. The configuration of the light source unit 223 is the same as the configuration of the light source unit described in Fig. 1.
The lens unit 23 has the same configuration as the lenses L1 and L2 shown in Fig. 1. That is, the lens unit 23 includes two Fresnel lenses stacked in the depth direction.

画像表示装置2によれば、観察者の眼E2の網膜に投影される照明光として、赤、緑、青の3色が時分割の各フレームについての時間平均によって混合して白色が再現されるため、映像解像度が向上し遠近感を増大させることができるため、照明光として白色を再現しない場合に比べてより自然な立体視ができる。According to the image display device 2, the illumination light projected onto the retina of the observer's eye E2 is a mixture of the three colors of red, green, and blue, which are averaged over time for each frame of time division, to reproduce white light. This improves the image resolution and increases the sense of perspective, allowing for a more natural stereoscopic view than when white light is not reproduced as illumination light.

[第3実施例]
本実施形態の第2実施例について説明する。本実施例では、画像表示装置がヘッドマウントディスプレイ装置である場合の一例について説明する。
図15は、本実施例に係る画像表示装置3の構成の一例を示す図である。画像表示装置3は、画像表示装置3の観察者の頭部に装着されるディスプレイ装置(ヘッドマウントディスプレイ)である。当該ディスプレイ装置には、ヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display:HMD)が含まれる。
[Third Example]
A second example of the present embodiment will be described below. In this example, an example in which the image display device is a head mounted display device will be described.
15 is a diagram showing an example of the configuration of an image display device 3 according to this embodiment. The image display device 3 is a display device (head mounted display) that is worn on the head of an observer of the image display device 3. The display device includes a head mounted display (HMD).

観察者は、画像表示装置3を頭部に装着して至近距離から画像表示装置3を観察する。つまり、画像表示装置3と、観察者の眼E3とは、所定の距離以下離れている。また、画像表示装置3と観察者の眼E3との距離、及び画像表示装置3の観察者の眼E3に対する方向は、画像表示装置3は観察者の頭部に装着されているため変化しないものとする。The observer wears the image display device 3 on his/her head and observes the image display device 3 from a close distance. In other words, the image display device 3 and the observer's eye E3 are separated by a predetermined distance or less. In addition, the distance between the image display device 3 and the observer's eye E3 and the direction of the image display device 3 with respect to the observer's eye E3 do not change because the image display device 3 is worn on the observer's head.

画像表示装置3は、第1表示部31と、照射部32と、レンズ部33と、制御装置34と、レンズ部35とを備える。本実施例に係る画像表示装置3(図15)と第2実施例に係る画像表示装置2(図14)とを比較すると、レンズ部35が異なる。ここで、第1表示部31、照射部32、レンズ部33、及び制御装置34が持つ機能は、画像表示装置2(図14)が備える第1表示部21、照射部22、レンズ部23、及び制御装置24が持つ機能とそれぞれ同じである。The image display device 3 includes a first display unit 31, an irradiation unit 32, a lens unit 33, a control device 34, and a lens unit 35. Comparing the image display device 3 according to this embodiment (FIG. 15) with the image display device 2 according to the second embodiment (FIG. 14), the lens unit 35 is different. Here, the functions of the first display unit 31, the irradiation unit 32, the lens unit 33, and the control device 34 are the same as the functions of the first display unit 21, the irradiation unit 22, the lens unit 23, and the control device 24 included in the image display device 2 (FIG. 14), respectively.

上述したように画像表示装置3は観察者の頭部に装着されるため、第2表示部321と眼E3との距離は所定の距離以下となる。レンズ部35は、第2表示部321よりも手前側に備えられる。レンズ部35は、目の近くに配置された第1表示面311の虚像を目から遠く離れた位置に生成するために用いられる。As described above, since the image display device 3 is worn on the observer's head, the distance between the second display unit 321 and the eye E3 is equal to or less than a predetermined distance. The lens unit 35 is provided in front of the second display unit 321. The lens unit 35 is used to generate a virtual image of the first display surface 311 arranged near the eye at a position far away from the eye.

画像表示装置3によれば、観察者の眼E3に対して焦点調節応答を誘導できるため、輻輳調節矛盾による眼E3の疲労感や違和感を緩和し、焦点調節応答が誘導されない場合に比べてより自然な立体視ができる。According to the image display device 3, a focus accommodation response can be induced in the observer's eye E3, thereby alleviating the fatigue and discomfort of the eye E3 caused by convergence accommodation conflict, and enabling a more natural stereoscopic vision than when a focus accommodation response is not induced.

なお、上述した実施形態では、赤色、緑色、青色の3色のいずれかの照明光が画像表示面(上述した実施形態において、第1表示面D1)に照射される場合の一例について説明したが、これに限られない。画像表示面には、4色以上の照明光のうちいずれかが照射されてもよい。例えば、画像表示面には、4色の照明光のうちいずれかが照射されてもよい。4色の照明光とは、例えば、赤色、緑色、青色、黄色の4色(4原色ともいう)の照明光である。赤色、緑色、青色、黄色の4原色の照明光は、立体視画像において自然界の色を再現するために好適である。なお、4色の照明光は、赤色、緑色、青色、シアンの4色の照明光であってもよい。また、画像表示面には、例えば、赤色、緑色、青色、黄色、シアンの5色の照明光のうちいずれかが照射されてもよい。In the above embodiment, an example of the case where any of the three colors of illumination light, red, green, and blue, is irradiated onto the image display surface (in the above embodiment, the first display surface D1) has been described, but the present invention is not limited to this. Any of four or more colors of illumination light may be irradiated onto the image display surface. For example, any of four colors of illumination light may be irradiated onto the image display surface. The four colors of illumination light are, for example, illumination light of four colors, red, green, blue, and yellow (also called four primary colors). The four primary colors of illumination light, red, green, blue, and yellow, are suitable for reproducing the colors of the natural world in a stereoscopic image. The four colors of illumination light may be illumination light of four colors, red, green, blue, and cyan. In addition, any of five colors of illumination light, for example, red, green, blue, yellow, and cyan, may be irradiated onto the image display surface.

画像表示面に4色以上の照明光のうちいずれかが照射される場合、画像表示装置は、立体視画像を表示する画像表示装置であって、複数の表示素子と、複数の照明配置制御素子と、レンズと、制御部とを備える。
当該複数の表示素子は、透過型の画像表示面にマトリクス状に配置される。当該複数の照明配置制御素子は、当該画像表示面の背面から当該画像表示面に対して照射される照明光の当該画像表示面に対する配置を可変に制御する照明配置面にマトリクス状に配置される。当該レンズは、当該照明配置面の実像を生成する。当該制御部は、視差に基づいて生成される画像データである視差画像データに基づいて当該表示素子を制御するとともに、当該複数の照明配置制御素子を、マトリクス状の配置において所定のサイズのマトリクスを単位として所定の時分割に基づいて当該複数の当該照明配置制御素子のうち、いずれかより4色の照明光のうちいずれかを当該画像表示面に照射させる。
当該時分割では、当該照明配置制御素子が照射する照明光の色として、当該時分割の各フレームにおいて当該マトリクスに含まれる当該照明配置制御素子のうち4つ以上に当該4色以上がそれぞれ割り当てられ、当該時分割の周期毎に当該マトリクスに含まれる当該照明配置制御素子それぞれには当該4色以上がそれぞれ1回ずつ割り当てられる。
当該視差画像データは、当該時分割の各フレームにおいて当該マトリクスに含まれる当該照明配置制御素子のうち当該照明光を照射する4つ以上の照明配置制御素子の当該マトリクスの当該レンズによる結像位置それぞれ、及び当該4つ以上の照明配置制御素子に割り当てられた色それぞれに基づく4種類以上の画像からなる。
When any one of four or more colors of illumination light is irradiated onto the image display surface, the image display device is an image display device that displays a stereoscopic image, and is equipped with a plurality of display elements, a plurality of illumination arrangement control elements, a lens, and a control unit.
The plurality of display elements are arranged in a matrix on a transmissive image display surface. The plurality of illumination arrangement control elements are arranged in a matrix on an illumination arrangement surface that variably controls an arrangement of illumination light, which is irradiated onto the image display surface from the rear side of the image display surface, on the image display surface. The lens generates a real image on the illumination arrangement surface. The control unit controls the display elements based on parallax image data, which is image data generated based on parallax, and causes any of the plurality of illumination arrangement control elements to irradiate the image display surface with any of four colors of illumination light from any of the plurality of illumination arrangement control elements based on a predetermined time division with a matrix of a predetermined size as a unit in the matrix arrangement.
In this time division, the four or more colors are assigned to four or more of the lighting arrangement control elements included in the matrix in each frame of the time division as the colors of the illumination light emitted by the lighting arrangement control elements, and the four or more colors are assigned once to each of the lighting arrangement control elements included in the matrix for each period of the time division.
The parallax image data consists of four or more types of images based on the imaging positions of the lens of the matrix of four or more lighting arrangement control elements that irradiate the illumination light among the lighting arrangement control elements included in the matrix in each frame of the time division, and based on the colors assigned to the four or more lighting arrangement control elements.

なお、上述した実施形態における画像表示装置1の一部、例えば、制御部140をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、画像表示装置1に内蔵されたコンピュータシステムであって、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
また、上述した実施形態における画像表示装置1の一部、または全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現してもよい。画像表示装置1の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
In addition, a part of the image display device 1 in the above-mentioned embodiment, for example, the control unit 140, may be realized by a computer. In that case, a program for realizing this control function may be recorded in a computer-readable recording medium, and the program recorded in the recording medium may be read into a computer system and executed to realize the control function. In addition, the "computer system" here refers to a computer system built into the image display device 1, and includes hardware such as an OS and peripheral devices. In addition, the "computer-readable recording medium" refers to portable media such as a flexible disk, an optical magnetic disk, a ROM, a CD-ROM, and a storage device such as a hard disk built into a computer system. Furthermore, the "computer-readable recording medium" may include a medium that dynamically holds a program for a short time, such as a communication line when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, and a medium that holds a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that is a server or client in that case. In addition, the above-mentioned program may be a program for realizing a part of the above-mentioned function, and may further be a program that can realize the above-mentioned function in combination with a program already recorded in the computer system.
In addition, a part or the whole of the image display device 1 in the above-mentioned embodiment may be realized as an integrated circuit such as an LSI (Large Scale Integration). Each functional block of the image display device 1 may be individually made into a processor, or a part or the whole may be integrated into a processor. The integrated circuit method is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. In addition, when an integrated circuit technology that replaces LSI appears due to the advancement of semiconductor technology, an integrated circuit based on that technology may be used.

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。Although one embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes, etc. are possible within the scope that does not deviate from the gist of the present invention.

1、1a、2、3…画像表示装置、140…制御部、D1、211、311…第1表示面、D2、222、322…第2表示面、IM1…視差画像、IV1…視点画像Reference Signs List 1, 1a, 2, 3... image display device, 140... control unit, D1, 211, 311... first display surface, D2, 222, 322... second display surface, IM1... parallax image, IV1... viewpoint image

Claims (6)

立体視画像を表示する画像表示装置であって、
透過型の画像表示面にマトリクス状に配置された複数の表示素子と、
前記画像表示面の背面から前記画像表示面に対して照射される照明光の前記画像表示面に対する配置を可変に制御する照明配置面にマトリクス状に配置された複数の照明配置制御素子と、
前記照明配置面の実像を瞳孔上に結像するように生成するレンズと、
左右方向及び上下方向についての視差に基づいて生成される画像データである視差画像データに基づいて前記表示素子を制御するとともに、マトリクス状の配置において所定のサイズのマトリクスを単位として所定の時分割に基づいて前記複数の前記照明配置制御素子を介して、3色の照明光のうちいずれかを前記画像表示面に照射させるよう前記複数の前記照明配置制御素子を制御する制御部と、
を備え、
前記時分割の分割数は、前記所定のサイズのマトリクスに含まれる前記複数の前記照明配置制御素子の数に一致し、
前記時分割では、前記照明配置制御素子が照射する照明光の色として、前記時分割の各フレームにおいて前記マトリクスに含まれる前記照明配置制御素子のうち前記左右方向または前記上下方向に並んで配置される3つのみに前記3色がそれぞれ割り当てられ、前記時分割の周期毎に前記マトリクスに含まれる前記照明配置制御素子それぞれには前記3色がそれぞれ1回ずつ割り当てられ、
前記制御部は、前記時分割の各フレームにおいて前記複数の前記照明配置制御素子それぞれから照射される照明光を、前記瞳孔上の複数の位置に入射するように前記画像表示面に照射させ、
前記視差画像データは、前記時分割の各フレームにおいて前記マトリクスに含まれる前記照明配置制御素子のうち前記照明光を照射する3つの照明配置制御素子の前記マトリクスの前記レンズによる前記瞳孔上の複数の結像位置それぞれ、及び当該3つの照明配置制御素子に割り当てられた色それぞれに基づく3種類の画像からなり、
前記視差画像データは、前記視差に基づいて高解像度かつフルカラーの超多眼表示の立体視画像として表示される
画像表示装置。
An image display device for displaying a stereoscopic image,
A plurality of display elements arranged in a matrix on a transmission type image display surface;
a plurality of illumination arrangement control elements arranged in a matrix on an illumination arrangement surface for variably controlling an arrangement of illumination light, which is irradiated onto the image display surface from a rear surface of the image display surface, with respect to the image display surface;
a lens that generates a real image of the illumination arrangement plane so as to form an image on a pupil;
a control unit that controls the display elements based on parallax image data, which is image data generated based on parallax in the left-right and up-down directions, and controls the illumination arrangement control elements so that one of three colors of illumination light is irradiated onto the image display surface via the illumination arrangement control elements based on a predetermined time division, with a matrix of a predetermined size as a unit in a matrix arrangement;
Equipped with
the number of divisions of the time division is equal to the number of the plurality of the lighting arrangement control elements included in the matrix of the predetermined size;
In the time division, as colors of illumination light emitted by the illumination arrangement control elements, the three colors are respectively assigned to only three of the illumination arrangement control elements included in the matrix that are arranged side by side in the left-right direction or the up-down direction in each frame of the time division, and the three colors are respectively assigned once to each of the illumination arrangement control elements included in the matrix for each cycle of the time division,
the control unit causes the illumination light emitted from each of the plurality of illumination arrangement control elements in each frame of the time division to be incident on a plurality of positions on the pupil, and
the parallax image data is composed of three types of images based on a plurality of image-forming positions on the pupil by the lenses of the matrix of three illumination arrangement control elements that irradiate the illumination light among the illumination arrangement control elements included in the matrix in each frame of the time division, and based on the colors assigned to the three illumination arrangement control elements,
The parallax image data is displayed as a high-resolution, full-color, super multi-view stereoscopic image based on the parallax.
前記レンズは、色消しレンズを含む
請求項1に記載の画像表示装置。
The image display device according to claim 1 , wherein the lens includes an achromatic lens.
前記画像表示装置とは、前記画像表示装置の観察者の頭部に装着されるディスプレイ装置である
請求項1または請求項3に記載の画像表示装置。
The image display device according to claim 1 or 3, wherein the image display device is a display device that is worn on the head of an observer of the image display device.
前記画像表示装置とは、据え置き型の立体ディスプレイ装置である
請求項1、請求項3または請求項4のいずれか一項に記載の画像表示装置。
The image display device according to claim 1 , wherein the image display device is a stationary three-dimensional display device.
立体視画像を表示する画像表示装置であって、
透過型の画像表示面にマトリクス状に配置された複数の表示素子と、
前記画像表示面の背面から前記画像表示面に対して照射される照明光の前記画像表示面に対する配置を可変に制御する照明配置面にマトリクス状に配置された複数の照明配置制御素子と、
前記照明配置面の実像を瞳孔上に結像するように生成するレンズと、
左右方向及び上下方向についての視差に基づいて生成される画像データである視差画像データに基づいて前記表示素子を制御するとともに、マトリクス状の配置において所定のサイズのマトリクスを単位として所定の時分割に基づいて前記複数の前記照明配置制御素子を介して、3色の照明光のうちいずれかを前記画像表示面に照射させるよう前記複数の前記照明配置制御素子を制御する制御部と、
を備える前記画像表示装置の画像表示方法であって、
前記時分割の分割数は、前記所定のサイズのマトリクスに含まれる前記複数の前記照明配置制御素子の数に一致し、
前記時分割において、前記照明配置制御素子が照射する照明光の色として、前記時分割の各フレームにおいて前記マトリクスに含まれる前記照明配置制御素子のうち前記左右方向または前記上下方向に並んで配置される3つのみに前記3色がそれぞれ割り当てられ、前記時分割の周期毎に前記マトリクスに含まれる前記照明配置制御素子それぞれには前記3色がそれぞれ1回ずつ割り当てられる照明光配置ステップと、
前記時分割の各フレームにおいて前記複数の前記照明配置制御素子それぞれから照射される照明光を、前記瞳孔上の複数の位置に入射するように前記画像表示面に照射させる照射ステップと、
前記視差画像データとして、前記時分割の各フレームにおいて前記マトリクスに含まれる前記照明配置制御素子のうち前記照明光を照射する3つの照明配置制御素子の前記マトリクスの前記レンズによる前記瞳孔上の複数の結像位置それぞれ、及び当該3つの照明配置制御素子に割り当てられた色それぞれに基づく3種類の画像を生成する視差画像生成ステップと、
前記視差画像データを、前記視差に基づいて高解像度かつフルカラーの超多眼表示の立体視画像として表示する表示ステップと、
を有する画像表示方法。
An image display device for displaying a stereoscopic image,
A plurality of display elements arranged in a matrix on a transmission type image display surface;
a plurality of illumination arrangement control elements arranged in a matrix on an illumination arrangement surface for variably controlling an arrangement of illumination light, which is irradiated onto the image display surface from a rear surface of the image display surface, with respect to the image display surface;
a lens that generates a real image of the illumination arrangement plane so as to form an image on a pupil;
a control unit that controls the display elements based on parallax image data, which is image data generated based on parallax in the left-right and up-down directions, and controls the illumination arrangement control elements so that one of three colors of illumination light is irradiated onto the image display surface via the illumination arrangement control elements based on a predetermined time division, with a matrix of a predetermined size as a unit in a matrix arrangement;
An image display method of the image display device comprising:
the number of divisions of the time division is equal to the number of the plurality of the lighting arrangement control elements included in the matrix of the predetermined size;
an illumination light arrangement step in which, in the time division, the three colors are assigned as colors of illumination light irradiated by the illumination arrangement control elements to only three of the illumination arrangement control elements included in the matrix that are arranged side by side in the left-right direction or the up-down direction in each frame of the time division, and the three colors are assigned once to each of the illumination arrangement control elements included in the matrix for each cycle of the time division;
an illumination step of irradiating the image display surface with illumination light irradiated from each of the plurality of illumination arrangement control elements in each frame of the time division so as to be incident on a plurality of positions on the pupil;
a parallax image generating step of generating, as the parallax image data, three types of images based on a plurality of imaging positions on the pupil by the lenses of the matrix of three illumination arrangement control elements that irradiate the illumination light among the illumination arrangement control elements included in the matrix in each frame of the time division, and based on the colors assigned to the three illumination arrangement control elements;
a display step of displaying the parallax image data as a high-resolution, full-color, super multi-view stereoscopic image based on the parallax;
An image display method comprising:
立体視画像を表示する画像表示装置であって、
透過型の画像表示面にマトリクス状に配置された複数の表示素子と、
前記画像表示面の背面から前記画像表示面に対して照射される照明光の前記画像表示面に対する配置を可変に制御する照明配置面にマトリクス状に配置された複数の照明配置制御素子と、
前記照明配置面の実像を瞳孔上に結像するように生成するレンズと、
左右方向及び上下方向についての視差に基づいて生成される画像データである視差画像データに基づいて前記表示素子を制御するとともに、マトリクス状の配置において所定のサイズのマトリクスを単位として所定の時分割に基づいて前記複数の前記照明配置制御素子を介して、4色以上である色の数の照明光のうちいずれかを前記画像表示面に照射させるよう前記複数の前記照明配置制御素子を制御する制御部と、
を備え、
前記時分割の分割数は、前記所定のサイズのマトリクスに含まれる前記複数の前記照明配置制御素子の数に一致し、
前記時分割では、前記照明配置制御素子が照射する照明光の色として、前記時分割の各フレームにおいて前記マトリクスに含まれる前記照明配置制御素子のうち前記左右方向または前記上下方向に並んで配置される前記色の数の照明配置制御素子のみに前記色の数の色がそれぞれ割り当てられ、前記時分割の周期毎に前記マトリクスに含まれる前記照明配置制御素子それぞれには前記色の数の色がそれぞれ1回ずつ割り当てられ、
前記制御部は、前記時分割の各フレームにおいて前記複数の前記照明配置制御素子それぞれから照射される照明光を、前記瞳孔上の複数の位置に入射するように前記画像表示面に照射させ、
前記視差画像データは、前記時分割の各フレームにおいて前記マトリクスに含まれる前記照明配置制御素子のうち前記照明光を照射する前記色の数の照明配置制御素子の前記マトリクスの前記レンズによる前記瞳孔上の複数の結像位置それぞれ、及び前記色の数の照明配置制御素子に割り当てられた色それぞれに基づく前記色の数の種類の画像からなり、
前記視差画像データは、前記視差に基づいて高解像度かつフルカラーの超多眼表示の立体視画像として表示される
画像表示装置。
An image display device for displaying a stereoscopic image,
A plurality of display elements arranged in a matrix on a transmission type image display surface;
a plurality of illumination arrangement control elements arranged in a matrix on an illumination arrangement surface for variably controlling an arrangement of illumination light, which is irradiated onto the image display surface from a rear surface of the image display surface, with respect to the image display surface;
a lens that generates a real image of the illumination arrangement plane so as to form an image on a pupil;
a control unit that controls the display elements based on parallax image data, which is image data generated based on parallax in the left-right and up-down directions, and controls the plurality of illumination arrangement control elements to irradiate the image display surface with any of illumination lights of a number of colors, which is four or more, via the plurality of illumination arrangement control elements based on a predetermined time division, with a matrix of a predetermined size as a unit in a matrix arrangement;
Equipped with
the number of divisions of the time division is equal to the number of the plurality of the lighting arrangement control elements included in the matrix of the predetermined size;
In the time division, as colors of illumination light to be irradiated by the illumination arrangement control elements, the colors are respectively assigned to only the lighting arrangement control elements of the number of colors that are arranged side by side in the left-right direction or the up-down direction among the lighting arrangement control elements included in the matrix in each frame of the time division, and the colors are respectively assigned once to each of the lighting arrangement control elements included in the matrix for each cycle of the time division,
the control unit causes the illumination light emitted from each of the plurality of illumination arrangement control elements in each frame of the time division to be incident on a plurality of positions on the pupil, and
the parallax image data is composed of images of the number of colors based on each of a plurality of image formation positions on the pupil by the lenses of the matrix of lighting arrangement control elements of the number of colors that irradiate the illumination light among the lighting arrangement control elements included in the matrix in each frame of the time division, and each of colors assigned to the lighting arrangement control elements of the number of colors;
The parallax image data is displayed as a high-resolution, full-color, super multi-view stereoscopic image based on the parallax.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080273005A1 (en) 2007-05-03 2008-11-06 Novatek Microelectronics Corp. Mixed color sequential controlling method and back ligh module and display device using the same
JP2011508906A (en) 2007-12-20 2011-03-17 リアルディー インコーポレイテッド In-pixel lighting system and method
JP2012521015A (en) 2009-03-17 2012-09-10 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ How to drive a color sequential display
WO2013047100A1 (en) 2011-09-30 2013-04-04 シャープ株式会社 Stereoscopic image display apparatus
US20190122618A1 (en) 2017-10-23 2019-04-25 Varjo Technologies Oy Display apparatus and method of displaying using means for providing visual cues
JP2020118963A (en) 2019-01-22 2020-08-06 国立大学法人東京農工大学 Head mount display

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08240788A (en) * 1995-03-01 1996-09-17 Canon Inc Stereoscopic image display device and stereoscopic image display system using the same
JP2002072980A (en) * 2000-08-31 2002-03-12 Nec Corp Color video display method and device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080273005A1 (en) 2007-05-03 2008-11-06 Novatek Microelectronics Corp. Mixed color sequential controlling method and back ligh module and display device using the same
JP2011508906A (en) 2007-12-20 2011-03-17 リアルディー インコーポレイテッド In-pixel lighting system and method
JP2012521015A (en) 2009-03-17 2012-09-10 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ How to drive a color sequential display
WO2013047100A1 (en) 2011-09-30 2013-04-04 シャープ株式会社 Stereoscopic image display apparatus
US20190122618A1 (en) 2017-10-23 2019-04-25 Varjo Technologies Oy Display apparatus and method of displaying using means for providing visual cues
JP2020118963A (en) 2019-01-22 2020-08-06 国立大学法人東京農工大学 Head mount display

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