(57)【要約】【課題】水平・垂直方向について高い解像度を得ることができる立体画像表示装置を提供する。【解決手段】１水平ライン毎に右眼用画像と左眼用画像とが交互に出現し、かつフレーム順位に奇数フィールドと偶数フィールドとを入れ替えたプログレッシブ画像を液晶表示パネル３４に表示する。一方、互いに直交する偏光方向の２つの光を照射する第１の光源２７と、第１の光源２７とは逆の偏光方向の２つの光を照射する第２の光源２８とを交互に点灯させ、フレネルレンズ３３とライン型偏光フィルタ３５と液晶表示パネル３４と偏光フィルタ３６とを介して、観察者の左右の眼に集光させる。ライン型偏光フィルタ３５には互いに直交する偏光方向のフィルタライン部が水平ラインごと交互に配設されている。プログレッシブ画像が変わるごとに、光源２７、２８を切替えることより、水平方向だけでなく垂直方向の解像度を上げることができる。【選択図】図５
2008245068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右方向の異なる位置に置かれた右眼用カメラと左眼用カメラを用いて被写体を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で得られた右眼用カメラのインターレース画像と左眼用カメラのインターレース画像とをそれぞれ入力して立体画像を表示する立体画像表示装置とを備えた立体画像撮像表示システムであって、
前記立体画像表示装置は、
右眼用カメラのインターレース画像信号の偶数フィールドと、左眼用カメラのインターレース画像信号の奇数フィールドとを合成して、第１のプログレッシブ画像を生成し、次に右眼用カメラのインターレース画像信号の奇数フィールドと、左眼用カメラのインターレース画像信号の偶数フィールドとを合成して、第２のプログレッシブ画像を生成し、以下同様にして、右眼用カメラと左眼用カメラの各インターレース画像の偶数フィールドと奇数フィールドとを合成したプログレッシブ画像を生成する画像合成手段と、
立体画像を表示するための透過型の液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面側に左右の異なる位置に配置され、第１の偏光方向の光を前記液晶表示パネルに照射する右眼用光照射手段と、前記右眼用光照射手段とは偏光方向が異なる第２の偏光方向の光を前記液晶表示パネルに照射する左眼用光照射手段とからなる第１の光源と、
前記液晶表示パネルの背面側に左右の異なる位置に配置され、前記第１の光源の偏光方向を入れ替えた光、即ち前記第２の偏光方向の光を前記液晶表示パネルに照射する右眼用光照射手段と、前記第１の偏光方向の光を前記液晶表示パネルに照射する左眼用光照射手段とからなる第２の光源と、
前記各光源の右眼用光照射手段から照射された光を前記液晶表示パネルの前面側に居る観察者の右眼に向けるとともに、前記各光源の左眼用光照射手段から照射された光を前記観察者の左眼に向ける光学手段と、
前記液晶表示パネルの入光側と出光側にそれぞれ配置される偏光フィルタと、前記偏光フィルタのうち、少なくとも前記液晶表示パネルの入光側に配置される偏光フィルタは、前記液晶表示パネルの水平ラインに対応した多数のフィルタライン部を有し、これらのフィルタライン部は、前記第１の偏光方向の光を透過する第１のフィルタライン部と、前記第２の偏光方向の光を透過する第２のフィルタライン部とが交互に並設されているライン型偏光フィルタであり、
前記プログレッシブ画像の切替に同期して、前記第１の光源からの光と前記第２の光源からの光を交互に前記液晶表示パネルに照射させる光源制御手段と
を備えたことを特徴とする立体画像撮像表示システム。
【請求項２】
請求項１記載の立体画像撮像表示システムにおいて、
前記右眼用カメラと左眼用カメラに共通の垂直同期信号を与える垂直同期信号発生手段を備えている立体画像撮像表示システム。
【請求項３】
請求項２記載の立体画像撮像表示システムにおいて、
前記立体画像表示装置は、前記垂直同期信号発生手段からの垂直同期信号に同期させて、前記右眼用カメラと左眼用カメラの各インターレース画像の偶数フィールドと奇数フィールドとを合成したプログレッシブ画像を生成するとともに、前記第１の光源からの光と前記第２の光源からの光を交互に前記液晶表示パネルに照射させる立体画像撮像表示システム。
【請求項４】
請求項１記載の立体画像撮像表示システムにおいて、
前記右眼用カメラからインターレース画像の偶数フィールドが出力されているときは、前記左眼用カメラからインターレース画像の奇数フィールドが出力され、一方、前記右眼用カメラからインターレース画像の奇数フィールドが出力されているときは、前記左眼用カメラからインターレース画像の偶数フィールドが出力されるように、フィールド同期用信号を前記右眼用カメラと左眼用カメラに与えるフィールド同期用信号発生手段を備えている立体画像撮像表示システム。
【請求項５】
請求項４記載の立体画像撮像表示システムにおいて、
前記立体画像表示装置は、前記フィールド同期用信号発生手段からのフィールド同期用信号に同期させて、前記右眼用カメラと左眼用カメラの各インターレース画像の偶数フィールドと奇数フィールドとを合成したプログレッシブ画像を生成するとともに、前記第１の光源からの光と前記第２の光源からの光を交互に前記液晶表示パネルに照射させる立体画像撮像表示システム。    
【請求項６】
請求項１記載の立体画像撮像表示システムにおいて、
前記右眼用カメラと左眼用カメラは非同期のインターレース画像を前記立体画像表示装置に与え、
前記立体画像表示装置は、
右眼用カメラから与えられた、少なくとも２フィールドのインターレース画像を格納する第１の先入れ先出し記憶手段と、
左眼用カメラから与えられた、少なくとも２フィールドのインターレース画像を格納する第２の先入れ先出し記憶手段と、
垂直同期信号を発生する垂直同期信号発生手段とを備え、
かつ、前記垂直同期信号に同期して、前記第１及び第２の先入れ先出し記憶手段から右眼用カメラのインターレース画像と左眼用カメラのインターレース画像とを読み出して、右眼用カメラと左眼用カメラの各インターレース画像の偶数フィールドと奇数フィールドとを合成したプログレッシブ画像を生成するとともに、前記第１の光源からの光と前記第２の光源からの光を交互に前記液晶表示パネルに照射させる立体画像撮像表示システム。
【請求項７】
請求項１記載の立体画像撮像表示システムにおいて、
前記光学手段は、前記各光源の右眼用光照射手段から照射された光を前記観察者の右眼に向けて、前記各光源の左眼用光照射手段から照射された光を前記観察者の左眼に向けて、それぞれ集光する機能を有する立体画像撮像表示システム。
【請求項８】
請求項５記載の立体画像撮像表示システムにおいて、
前記ライン型偏光フィルタは、第１のフィルタライン部と第２のフィルタライン部との間に帯状の遮光部を備える立体画像撮像表示システム。
【請求項９】
請求項１記載の立体画像撮像表示システムにおいて、
前記光学手段は、前記各光源の右眼用光照射手段から照射された光を平行光にして前記観察者の右眼に向けるとともに、前記各光源の左眼用光照射手段から照射された光を平行光にして前記観察者の左眼に向ける立体画像撮像表示システム。
【請求項１０】
請求項７から請求項９のいずれかに記載の立体画像撮像表示システムにおいて、
前記液晶表示パネルの入光側と出光側にそれぞれ配置される偏光フィルタのうち、前記液晶表示パネルの出光側に配置される偏光フィルタは、全面が同じ偏光方向であって、前記偏光方向は、前記ライン型偏光フィルタの第１及び第２のフィルタライン部のうちのいずれか一方に一致しており、
かつ、前記プログレッシブ画像は、水平ラインごとに階調が反転する立体画像撮像表示システム。
【請求項１１】
請求項９記載の立体画像撮像表示システムにおいて、
前記液晶表示パネルの入光側と出光側にそれぞれ配置される偏光フィルタのうち、前記液晶表示パネルの出光側に配置される偏光フィルタは、前記液晶表示パネルの入光側に配置される前記ライン型偏光フィルタとはフィルタライン部の配置が逆になった別のライン型偏光フィルタで構成されている立体画像撮像表示システム。
【請求項１２】
左右方向の異なる位置に置かれた右眼用カメラと左眼用カメラを用いて被写体を撮像する撮像装置で得られた、又は前記右眼用カメラと左眼用カメラとの間の視差と同等の視差を有するようにそれぞれ合成によって得られた右眼用カメラのインターレース画像と左眼用カメラのインターレース画像とをそれぞれ入力して立体画像を表示する立体画像表示装置であって、
右眼用カメラのインターレース画像信号の偶数フィールドと、左眼用カメラのインターレース画像信号の奇数フィールドとを合成して、第１のプログレッシブ画像を生成し、次に右眼用カメラのインターレース画像信号の奇数フィールドと、左眼用カメラのインターレース画像信号の偶数フィールドとを合成して、第２のプログレッシブ画像を生成し、以下同様にして、右眼用カメラと左眼用カメラの各インターレース画像の偶数フィールドと奇数フィールドとを合成したプログレッシブ画像を生成する画像合成手段と、
立体画像を表示するための透過型の液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面側に左右の異なる位置に配置され、第１の偏光方向の光を前記液晶表示パネルに照射する右眼用光照射手段と、前記右眼用光照射手段とは偏光方向が異なる第２の偏光方向の光を前記液晶表示パネルに照射する左眼用光照射手段とからなる第１の光源と、
前記液晶表示パネルの背面側に左右の異なる位置に配置され、前記第１の光源の偏光方向を入れ替えた光、即ち前記第２の偏光方向の光を前記液晶表示パネルに照射する右眼用光照射手段と、前記第１の偏光方向の光を前記液晶表示パネルに照射する左眼用光照射手段とからなる第２の光源と、
前記各光源の右眼用光照射手段から照射された光を前記液晶表示パネルの前面側に居る観察者の右眼に向けるとともに、前記各光源の左眼用光照射手段から照射された光を前記観察者の左眼に向ける光学手段と、
前記液晶表示パネルの入光側と出光側にそれぞれ配置される偏光フィルタと、前記偏光フィルタのうち、少なくとも前記液晶表示パネルの入光側に配置される偏光フィルタは、前記液晶表示パネルの水平ラインに対応した多数のフィルタライン部を有し、これらのフィルタライン部は、前記第１の偏光方向の光を透過する第１のフィルタライン部と、前記第２の偏光方向の光を透過する第２のフィルタライン部とが交互に並設されているライン型偏光フィルタであり、
前記プログレッシブ画像の切替に同期して、前記第１の光源からの光と前記第２の光源からの光を交互に前記液晶表示パネルに照射させる光源制御手段と
を備えたことを特徴とする立体画像表示装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の立体画像表示装置において、
前記右眼用カメラのインターレース画像と左眼用カメラのインターレース画像は、前記右眼用カメラと左眼用カメラとから直接に入力される立体画像表示装置。
【請求項１４】
請求項１２記載の立体画像表示装置において、
前記右眼用カメラのインターレース画像と左眼用カメラのインターレース画像は、前記右眼用カメラと左眼用カメラで得られた各画像を記憶媒体に保存しておき、この記憶媒体を介して入力される立体画像表示装置。
【請求項１５】
請求項１２記載の立体画像表示装置において、
前記第１の光源からの光と前記第２の光源からの光とがほぼ同じ高さで照射されるように各光の光路の高さを揃える光学要素を備える立体画像表示装置。
【請求項１６】
請求項１２記載の立体画像表示装置において、
光源制御手段は、前記プログレッシブ画像の切替に同期して前記第１の光源と前記第２の光源とを交互に点灯させることにより、前記第１の光源からの光と前記第２の光源からの光を交互に前記液晶表示パネルに照射させる立体画像表示装置。
【請求項１７】
請求項１２記載の立体画像表示装置において、
前記第１の光源と前記第２の光源とは常時点灯しており、
かつ、前記第１の光源からの光を任意に遮る第１の光遮蔽手段と、
前記第２の光源からの光を任意に遮る第２の光遮蔽手段とを備え、
光源制御手段は、前記プログレッシブ画像の切替に同期して前記第１及び第２の光遮蔽手段を交互に作動させることにより、前記第１の光源からの光と前記第２の光源からの光を交互に前記液晶表示パネルに照射させる立体画像表示装置。
【請求項１８】
請求項１２に記載の立体画像表示装置において、
前記第１の光源と前記第２の光源とは、
特定の偏光方向の光を照射する光照射手段と、
左右に分かれた右眼用光透過領域と左眼用光透過領域とを有し、前記各光透過領域は電圧印加の有無によって偏光方向が９０°捻られて透過する状態と、偏光方向がそのままで透過する状態とに任意に切替えられる偏光方向切替用液晶素子とで構成されており、
前記光源制御手段は、前記プログレッシブ画像の切替に同期して、偏光方向切替用液晶素子の前記２つの光透過領域に印加する電圧を、一方が電圧印加状態のときに他方が非印加状態になるように交互に切替える立体画像表示装置。
【請求項１９】
請求項１２記載の立体画像表示装置において、
前記光学手段は、前記各光源の右眼用光照射手段から照射された光を前記観察者の右眼に向けて、前記各光源の左眼用光照射手段から照射された光を前記観察者の左眼に向けて、それぞれ集光する機能を有する立体画像撮像表示システム。
【請求項２０】
請求項１９記載の立体画像表示装置において、
前記ライン型偏光フィルタは、第１のフィルタライン部と第２のフィルタライン部との間に帯状の遮光部を備える立体画像撮像表示システム。
【請求項２１】
請求項１２記載の立体画像表示装置において、
前記光学手段は、前記各光源の右眼用光照射手段から照射された光を平行光にして前記観察者の右眼に向けるとともに、前記各光源の左眼用光照射手段から照射された光を平行光にして前記観察者の左眼に向ける立体画像表示装置。
【請求項２２】
請求項１９から請求項２１のいずれかに記載の立体画像表示装置において、
前記液晶表示パネルの入光側と出光側にそれぞれ配置される偏光フィルタのうち、前記液晶表示パネルの出光側に配置される偏光フィルタは、全面が同じ偏光方向であって、前記偏光方向は、前記ライン型偏光フィルタの第１及び第２のフィルタライン部のうちのいずれか一方に一致しており、
かつ、前記プログレッシブ画像は、水平ラインごとに階調が反転する立体画像撮像表示システム。
【請求項２３】
請求項２１記載の立体画像撮像表示システムにおいて、
前記液晶表示パネルの入光側と出光側にそれぞれ配置される偏光フィルタのうち、前記液晶表示パネルの出光側に配置される偏光フィルタは、前記液晶表示パネルの入光側に配置される前記ライン型偏光フィルタとはフィルタライン部の配置が逆になった別のライン型偏光フィルタで構成されている立体画像撮像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特殊なメガネを用いることなく両眼視差のある画像を観察者の左右の目に分離して入力し、立体画像として見ることができる立体画像撮像表示システム及び立体画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の立体画像表示方式の代表的なものにパララックスバリア方式やレンチキュラ方式がある。これらの方式は、いずれも立体視可能範囲が制限されるため、観察者の見る位置が多少でも左右にずれると立体画像を認識できなくなるという問題がある。また、両方式は液晶表示素子の画素を右眼と左眼とで二分割しているため、本来の液晶表示装置の解像度が半分になってしまい、このため立体画像精度が低下するといった問題もある。
【０００３】
そこで、上記の問題を解決するために次のような液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。以下、この液晶表示装置を図１１を参照して説明する。
【０００４】
光源１の前面左右に偏光方向が直交する右眼用偏光フィルタ部２ａと左眼用偏光フィルタ部２ｂとを配置し、この各フィルタ部２ａ，２ｂを通過した各光をフレネルレンズ３で平行光として液晶表示パネル４に照射し、この液晶表示パネル４の両面の偏光フィルタ５ａ、５ｂのそれぞれを１水平ライン毎に、互いに直交する直線偏光フィルタライン部Ｌa、Ｌbを交互に配置し、且つ、光源側と観察側の対向する直線偏光フィルタライン部Ｌa、Ｌbを直交する偏光方向とし、液晶表示パネル４には２枚の偏光フィルタ５ａ、５ｂの透光ラインに合わせて１水平ライン毎に右眼用と左眼用の画像情報を交互に表示する。
【０００５】
このように構成された液晶表示装置によると、右眼用偏光フィルタ部２ａからの光は、フレネルレンズ３を経て平行光となって液晶表示パネル４に達し、この光は右眼用の画像が映出される１ライン置きの水平ラインのみを通過して観察者の右眼に入光し、左眼用偏光フィルタ部２ｂからの光は、フレネルレンズ３を経て平行光となって液晶表示パネル４に達し、この光は左眼用の画像が映出される１ライン置きの水平ラインのみを通過して観察者の左眼に入光して両眼視差に基づく３次元知覚により立体画像として見ることができる。右眼用偏光フィルタ部２ａからの光と左眼用偏光フィルタ部２ｂからの光は、それぞれ明視距離において所定のゾーン幅を有するためにそのゾーンの範囲内であれば正常な立体画像が見える。また、液晶表示パネル４の１ライン置きの水平ラインには右眼用の画像と左眼用の画像が映出され、この右眼用の画像と左眼用の画像が全てそのまま観察者の右眼と左眼に選択的に入光するため水平解像度が損なわれない。
【特許文献１】特開平１０−６３１９９号公報（段落００１３〜００２２、図１〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置によると水平解像度は損なわれないが、液晶表示パネル４には各フィールドにおいて１水平ライン毎に右眼用と左眼用の映像情報が固定的に表示されるので、垂直方向の本来の解像度は半分になってしまうという問題点がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、観察者の見る位置が多少左右にずれても立体映像が損なわれることなく、しかも、水平方向及び垂直方向について高い解像度を得ることができる立体画像撮像表示システム及び立体画像表示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】
【０００８】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明（請求項１記載の発明）は、左右方向の異なる位置に置かれた右眼用カメラと左眼用カメラを用いて被写体を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で得られた右眼用カメラのインターレース画像と左眼用カメラのインターレース画像とをそれぞれ入力して立体画像を表示する立体画像表示装置とを備えた立体画像撮像表示システムであって、
前記立体画像表示装置は、
右眼用カメラのインターレース画像信号の偶数フィールドと、左眼用カメラのインターレース画像信号の奇数フィールドとを合成して、第１のプログレッシブ画像を生成し、次に右眼用カメラのインターレース画像信号の奇数フィールドと、左眼用カメラのインターレース画像信号の偶数フィールドとを合成して、第２のプログレッシブ画像を生成し、以下同様にして、右眼用カメラと左眼用カメラの各インターレース画像の偶数フィールドと奇数フィールドとを合成したプログレッシブ画像を生成する画像合成手段と、
立体画像を表示するための透過型の液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面側に左右の異なる位置に配置され、第１の偏光方向の光を前記液晶表示パネルに照射する右眼用光照射手段と、前記右眼用光照射手段とは偏光方向が異なる第２の偏光方向の光を前記液晶表示パネルに照射する左眼用光照射手段とからなる第１の光源と、
前記液晶表示パネルの背面側に左右の異なる位置に配置され、前記第１の光源の偏光方向を入れ替えた光、即ち前記第２の偏光方向の光を前記液晶表示パネルに照射する右眼用光照射手段と、前記第１の偏光方向の光を前記液晶表示パネルに照射する左眼用光照射手段とからなる第２の光源と、
前記各光源の右眼用光照射手段から照射された光を前記液晶表示パネルの前面側に居る観察者の右眼に向けるとともに、前記各光源の左眼用光照射手段から照射された光を前記観察者の左眼に向ける光学手段と、
前記液晶表示パネルの入光側と出光側にそれぞれ配置される偏光フィルタと、前記偏光フィルタのうち、少なくとも前記液晶表示パネルの入光側に配置される偏光フィルタは、前記液晶表示パネルの水平ラインに対応した多数のフィルタライン部を有し、これらのフィルタライン部は、前記第１の偏光方向の光を透過する第１のフィルタライン部と、前記第２の偏光方向の光を透過する第２のフィルタライン部とが交互に並設されているライン型偏光フィルタであり、
前記プログレッシブ画像の切替に同期して、前記第１の光源からの光と前記第２の光源からの光を交互に前記液晶表示パネルに照射させる光源制御手段と
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、右眼用カメラと左眼用カメラの各インターレース画像の偶数フィールドと奇数フィールドとを合成したプログレッシブ画像が順次に生成される。ここで留意すべきは、プログレッシブ画像を構成している右眼用カメラと左眼用カメラの各インターレース画像は、プログレッシブ画像が切り替わるごとに奇数と偶数の各水平ラインが入れ替わっていることである。即ち、第１のプログレッシブ画像では奇数番目の水平ラインで左眼用カメラの画像が映し出され、偶数番目の水平ラインで右眼用カメラの画像が映し出されるのに対して、次の第２のプログレッシブ画像では奇数番目の水平ラインで右眼用カメラの画像が映し出され、偶数番目の水平ラインで左眼用カメラの画像が映し出される。
【００１０】
上記のようなプログレッシブ画像が液晶表示パネルに順に表示される。第１のプログレッシブ画像が液晶表示パネルに表示されているとき、第１の光源の右眼用光照射手段から照射された第１の偏光方向の光が光学手段を介してライン型偏光フィルタに入射して第１のフィルタライン部を選択的に透過する。第１のフィルタライン部を透過した光は、液晶表示パネルの背面から入射し、この液晶表示パネルを透過し、さらに液晶表示パネルの出光側の偏光フィルタを透過し、観察者の右眼に向かう。その結果、液晶表示パネルに表示されている第１のプログレッシブ画像中の偶数番目の水平ラインに映し出された右眼用画像が観察者の右眼に入射する。
【００１１】
一方、第１の光源の左眼用光照射手段から照射された第２の偏光方向の光が光学手段を介してライン型偏光フィルタに入射して第２のフィルタライン部を選択的に透過する。第２のフィルタライン部を透過した光は、液晶表示パネルの背面から入射し、この液晶表示パネルを透過し、さらに液晶表示パネルの出光側の偏光フィルタを透過し、観察者の左眼に向かう。その結果、液晶表示パネルに表示されている第１のプログレッシブ画像中の奇数番目の水平ラインに映し出された左眼用画像が観察者の左眼に入射する。
【００１２】
観察者の左右の眼に視差のある左眼用画像と右眼用画像が分離して入射することにより、観察者は立体画像を認識することができる。また、右眼用光照射手段からの光と左眼用光照射手段からの光は、それぞれ観察者の明視距離において所定のゾーン幅を有するので、そのゾーンの範囲内であれば正常な立体画像を見ることができる。さらに、液晶表示パネルの各水平ラインには、右眼用画像又は左眼用画像が映し出され、各水平ラインの全ての画像が観察者の右眼又は左眼に入射するので、液晶表示パネルの本来の水平解像度が損なわれることなく表示される。
【００１３】
第１のプログレッシブ画像から第２のプログレッシブ画像に切替わると、これに同期して、光源制御手段が、第１の光源からの光に替えて第２の光源からの光を液晶表示パネルに照射させる。第２の光源の右眼用光照射手段から照射された第２の偏光方向の光が光学手段を介してライン型偏光フィルタに入射して第２のフィルタライン部を透過する。第２のフィルタライン部を透過した光は、液晶表示パネルの背面から入射し、この液晶表示パネルを透過し、さらに液晶表示パネルの出光側の偏光フィルタを透過し、観察者の右眼に向かう。その結果、液晶表示パネルに表示されている第２のプログレッシブ画像中の奇数番目の水平ラインに映し出された右眼用画像が観察者の右眼に入射する。
【００１４】
一方、第２の光源の左眼用光照射手段から照射された第１の偏光方向の光が光学手段を介してライン型偏光フィルタに入射して第１のフィルタライン部を選択的に透過する。第１のフィルタライン部を透過した光は、液晶表示パネルの背面から入射し、この液晶表示パネルを透過し、さらに液晶表示パネルの出光側の偏光フィルタを透過し、観察者の左眼に向かう。その結果、液晶表示パネルに表示されている第２のプログレッシブ画像中の偶数番目の水平ラインに映し出された左眼用画像が観察者の左眼に入射する。
【００１５】
第２のプログレッシブ画像を見る場合も、第１のプログレッシブ画像を見る場合と同様に、観察者の見る位置が多少左右にずれても立体映像が損なわれることなく、また、液晶表示パネルの本来の水平解像度が損なわれることもない。そして、さらに本発明によれば、
第１のプログレッシブ画像と第２のプログレッシブ画像とで、左眼用画像と右眼用画像を映し出す水平ラインの位置を入れ替えているので、例えば、第１のプログレッシブ画像では左眼用画像が奇数番目の水平ラインを使って映し出された場合、次の第２のプログレッシブ画像では左眼用画像は偶数番目の水平ラインを使って映し出される。つまり、左眼用及び右眼用の各画像は、前後のプログレッシブ画像にわたって見れば、垂直方向の全ての水平ラインを使って表示されることになるので、垂直方向についても解像度の低下を極力避けることができる。
【００１６】
本発明に係る立体画像撮像表示システムにおいて、好ましくは、前記右眼用カメラと左眼用カメラに共通の垂直同期信号を与える垂直同期信号発生手段を備えている（請求項２記載の発明）。また、好ましくは、前記立体画像表示装置は、前記垂直同期信号発生手段からの垂直同期信号に同期させて、前記右眼用カメラと左眼用カメラの各インターレース画像の偶数フィールドと奇数フィールドとを合成したプログレッシブ画像を生成するとともに、前記第１の光源からの光と前記第２の光源からの光を交互に前記液晶表示パネルに照射させる（請求項３記載の発明）。このように構成すれば、右眼用カメラと左眼用カメラから伝送されるインターレース画像が同期するので、立体画像表示装置におけるプログレッシブ画像を生成するための画像合成を容易に行うことができるとともに、第１の光源からの光と第２の光源からの光の切り替えを簡単、かつ精度良く行うことができる。なお、垂直同期信号発生手段は、撮像装置側に備えていても良いし、あるいは立体画像表示装置側に備えていても良い。
【００１７】
本発明に係る立体画像撮像表示システムにおいて、更に好ましくは、前記右眼用カメラからインターレース画像の偶数フィールドが出力されているときは、前記左眼用カメラからインターレース画像の奇数フィールドが出力され、一方、前記右眼用カメラからインターレース画像の奇数フィールドが出力されているときは、前記左眼用カメラからインターレース画像の偶数フィールドが出力されるように、フィールド同期用信号を前記右眼用カメラと左眼用カメラに与えるフィールド同期用信号発生手段を備えている（請求項４記載の発明）。このとき立体画像表示装置は、前記フィールド同期用信号発生手段からのフィールド同期用信号に同期させて、前記右眼用カメラと左眼用カメラの各インターレース画像の偶数フィールドと奇数フィールドとを合成したプログレッシブ画像を生成するとともに、前記第１の光源からの光と前記第２の光源からの光を交互に前記液晶表示パネルに照射させる（請求項５記載の発明）。このように構成すれば、右眼用カメラと左眼用カメラから偶数・奇数の互いに異なるフィールドのインターレース画像が同期して出力されるので、立体画像表示装置における画像合成を容易に行うことができる。
【００１８】
また、本発明に係る立体画像撮像表示システムにおいて、前記右眼用カメラと左眼用カメラは非同期のインターレース画像を前記立体画像表示装置に与え、前記立体画像表示装置は、右眼用カメラから与えられた、少なくとも２フィールドのインターレース画像を格納する第１の先入れ先出し記憶手段と、左眼用カメラから与えられた、少なくとも２フィールドのインターレース画像を格納する第２の先入れ先出し記憶手段と、垂直同期信号を発生する垂直同期信号発生手段とを備え、かつ、前記垂直同期信号に同期して、前記第１及び第２の先入れ先出し記憶手段から右眼用カメラのインターレース画像と左眼用カメラのインターレース画像とを読み出して、右眼用カメラと左眼用カメラの各インターレース画像の偶数フィールドと奇数フィールドとを合成したプログレッシブ画像を生成するとともに、前記第１の光源からの光と前記第２の光源からの光を交互に前記液晶表示パネルに照射させるように構成してもよい（請求項６記載の発明）。このように構成すれば、右眼用カメラと左眼用カメラとを同期させる必要がなくなるので、撮像装置の構成が簡単になる。
【００１９】
さらに、本発明（請求項１２記載の発明）は、
左右方向の異なる位置に置かれた右眼用カメラと左眼用カメラを用いて被写体を撮像する撮像装置で得られた、又は前記右眼用カメラと左眼用カメラとの間の視差と同等の視差を有するようにそれぞれ合成によって得られた右眼用カメラのインターレース画像と左眼用カメラのインターレース画像とをそれぞれ入力して立体画像を表示する立体画像表示装置であって、
右眼用カメラのインターレース画像信号の偶数フィールドと、左眼用カメラのインターレース画像信号の奇数フィールドとを合成して、第１のプログレッシブ画像を生成し、次に右眼用カメラのインターレース画像信号の奇数フィールドと、左眼用カメラのインターレース画像信号の偶数フィールドとを合成して、第２のプログレッシブ画像を生成し、以下同様にして、右眼用カメラと左眼用カメラの各インターレース画像の偶数フィールドと奇数フィールドとを合成したプログレッシブ画像を生成する画像合成手段と、
立体画像を表示するための透過型の液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの背面側に左右の異なる位置に配置され、第１の偏光方向の光を前記液晶表示パネルに照射する右眼用光照射手段と、前記右眼用光照射手段とは偏光方向が異なる第２の偏光方向の光を前記液晶表示パネルに照射する左眼用光照射手段とからなる第１の光源と、
前記液晶表示パネルの背面側に左右の異なる位置に配置され、前記第１の光源の偏光方向を入れ替えた光、即ち前記第２の偏光方向の光を前記液晶表示パネルに照射する右眼用光照射手段と、前記第１の偏光方向の光を前記液晶表示パネルに照射する左眼用光照射手段とからなる第２の光源と、
前記各光源の右眼用光照射手段から照射された光を前記液晶表示パネルの前面側に居る観察者の右眼に向けるとともに、前記各光源の左眼用光照射手段から照射された光を前記観察者の左眼に向ける光学手段と、
前記液晶表示パネルの入光側と出光側にそれぞれ配置される偏光フィルタと、前記偏光フィルタのうち、少なくとも前記液晶表示パネルの入光側に配置される偏光フィルタは、前記液晶表示パネルの水平ラインに対応した多数のフィルタライン部を有し、これらのフィルタライン部は、前記第１の偏光方向の光を透過する第１のフィルタライン部と、前記第２の偏光方向の光を透過する第２のフィルタライン部とが交互に並設されているライン型偏光フィルタであり
前記プログレッシブ画像の切替に同期して、前記第１の光源からの光と前記第２の光源からの光を交互に前記液晶表示パネルに照射させる光源制御手段と
を備えたことを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る立体画像表示装置によれば、観察者の見る位置が多少左右にずれても立体映像が損なわれることなく、しかも、水平方向及び垂直方向について高い解像度を得ることができる。
【００２１】
本発明において、右眼用カメラのインターレース画像と左眼用カメラのインターレース画像は、右眼用カメラと左眼用カメラとから直接に入力されてもよいし（請求項１３記載の発明）、右眼用カメラと左眼用カメラで得られた各画像を記憶媒体に保存しておき、この記憶媒体を介して入力されてもよい（請求項１４記載の発明）。
【００２２】
本発明に係る立体画像表示装置において、好ましくは、前記第１の光源からの光と前記第２の光源からの光とがほぼ同じ高さで照射されるように各光の光路の高さを揃える光学要素を備える（請求項１５記載の発明）。このように構成すれば、第１の光源からの光と第２の光源からの光とがほぼ同じ高さで液晶表示パネルに入射するので、各光の集光位置が上下に変動することが防止され、それだけ観察者は立体画像を見やすくなる。
【００２３】
本発明において、プログレッシブ画像の切替に同期して、第１の光源からの光と第２の光源からの光を交互に液晶表示パネルに照射させる手法は特に限定されない。例えば、プログレッシブ画像の切替に同期して第１の光源と第２の光源とを交互に点灯させることにより、第１の光源からの光と第２の光源からの光を交互に液晶表示パネルに照射させることができる（請求項１６記載の発明）。
【００２４】
あるいは、第１の光源と前記第２の光源とは常時点灯しており、かつ、前記第１の光源からの光を任意に遮る第１の光遮蔽手段と、前記第２の光源からの光を任意に遮る第２の光遮蔽手段とを備え、光源制御手段は、前記プログレッシブ画像の切替に同期して前記第１及び第２の光遮蔽手段を交互に作動させることにより、前記第１の光源からの光と前記第２の光源からの光を交互に前記液晶表示パネルに照射させるようにしてもよい（請求項１７記載の発明）。
【００２５】
さらに、本発明において、前記第１の光源と前記第２の光源とは、特定の偏光方向の光を照射する光照射手段と、左右に分かれた右眼用光透過領域と左眼用光透過領域とを有し、前記各光透過領域は電圧印加の有無によって偏光方向が９０°捻られて透過する状態と、偏光方向がそのままで透過する状態とに任意に切替えられる偏光方向切替用液晶素子とで構成されており、前記光源制御手段は、前記プログレッシブ画像の切替に同期して、偏光方向切替用液晶素子の前記２つの光透過領域に印加する電圧を、一方が電圧印加状態のときに他方が非印加状態になるように交互に切替えるように構成してもよい（請求項１８記載の発明）。このように構成すれば、単一の光照射手段でもって、第１の光源と第２の光源とを実現することができるので、構成を簡素化することができる。
【００２６】
本発明において、光学手段は、前記各光源の右眼用光照射手段から照射された光を前記観察者の右眼に向けて、前記各光源の左眼用光照射手段から照射された光を前記観察者の左眼に向けて、それぞれ集光する機能を有するの好ましい（請求項７及び請求項１９記載の発明）。このように構成すれば、光の利用効率が向上する。
【００２７】
光学手段によって光を集光させた場合に、ライン型偏光フィルタは、第１のフィルタライン部と第２のフィルタライン部との間に帯状の遮光部を備えるように構成するのが好ましい（請求項６及び請求項１８記載の発明）。このように構成すれば、光学手段によって上下に集光されてライン型偏光フィルタの各フィルタライン部を透過した光が、液晶表示パネルの隣接ライン（各フィルタライン部に対応する水平ラインに隣接した水平ライン）に漏れることが抑制されるので、クロストークの悪化や左右画像の反転を避けることができる。
【００２８】
本発明において、光学手段は、各光源の右眼用光照射手段から照射された光を平行光にして観察者の右眼に向けるとともに、各光源の左眼用光照射手段から照射された光を平行光にして観察者の左眼に向けるようにしてもよい（請求項９及び請求項２１記載の発明）。このように構成すれば、液晶表示パネルの入光側のライン型偏光フィルタの各フィルタライン部を透過した光は、各フィルタライン部に対応する液晶表示パネルの各水平ラインに精度良く入射するので、クロストークの悪化や左右画像の反転を防止することができる。
【００２９】
さらに、光学手段によって光を集光させた場合や、光を平行光にした場合のいずれにおいても、液晶表示パネルの入光側と出光側にそれぞれ配置される偏光フィルタのうち、前記液晶表示パネルの出光側に配置される偏光フィルタは、全面が同じ偏光方向であって、前記偏光方向は、前記ライン型偏光フィルタの第１及び第２のフィルタライン部のうちのいずれか一方に一致しており、かつ、前記プログレッシブ画像は、水平ラインごとに階調が反転することが好ましい（請求項１０及び請求項２２記載の発明）。このように構成すれば、液晶表示パネルの出光側にライン型偏光フィルタを設置する必要がなくなるので、視点の上下移動に伴う輝度の低下を避けることができる。ただし、液晶表示パネルの出光側に全面が同じ偏光方向の偏光フィルタを配置すると、液晶表示パネルの入光側のライン型偏光フィルタの特性に起因して、液晶表示パネルにおける光を透過する特性が、水平ライン毎に反転する。そこで、水平ラインごとに階調が反転するプログレッシブ画像を液晶表示パネルに与えることにより、左右でそれぞれ正常な画像として視認することができる。
【００３０】
上記のように平行光を照射するようにした場合、液晶表示パネルの入光側と出光側にそれぞれ配置される偏光フィルタのうち、液晶表示パネルの出光側に配置される偏光フィルタは、前記液晶表示パネルの入光側に配置される前記ライン型偏光フィルタとはフィルタライン部の配置が逆になった別のライン型偏光フィルタで構成するのが好ましい（請求項１１及び請求項２３記載の発明）。このように構成すれば、プログレッシブ画像は、水平ラインごとに階調を反転させる必要はなく、全ての水平ラインについて同じ極性でよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、右眼用光照射手段からの光と左眼用光照射手段からの光は、それぞれ観察者の明視距離において所定のゾーン幅を有するので、そのゾーンの範囲内であれば正常な立体画像を見ることができる。したがって、観察者の見る位置が多少左右にずれても立体映像が損なわれることがない。また、液晶表示パネルの各水平ラインには、右眼用画像又は左眼用画像が映し出され、各水平ラインの全ての画像が観察者の右眼又は左眼に入射するので、液晶表示パネルの本来の水平解像度を損なうことなく表示することができる。さらに、右眼用及び左眼用の各画像は、前後のプログレッシブ画像にわたって見れば、垂直方向の全ての水平ラインを使って表示されることになるので、垂直方向についても解像度の低下を極力避けることができる。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明に係る立体画像撮像表示システム及び立体画像表示装置の実施例を、図面を参照して説明する。
【００３３】
図１は、本発明に係る立体画像撮像表示システムの一実施例の概略構成を示したブロック図である。この立体画像撮像表示システムは、左右の異なる位置に置かれた右眼用カメラ１０Ｒと左眼用カメラ１０Ｌを用いて被写体を撮像する撮像装置１０と、この撮像装置１０から伝送された右眼用カメラ１０Ｒのインターレース画像と左眼用カメラ１０Ｌのインターレース画像とをそれぞれ入力して立体画像を表示する立体画像表示装置２０とを備えている。
【００３４】
立体画像表示装置２０は、右眼用カメラ１０Ｒのインターレース画像を復号する復号化部２１Ｒと、同じく左眼用カメラ１０Ｌのインターレース画像を復号する復号化部２１Ｒとを備えている。復号された右眼用インターレース画像と左眼用インターレース画像は合成器２２に与えられる。この合成器２２は、右眼用カメラ１０Ｒのインターレース画像信号の偶数フィールドと、左眼用カメラ１０Ｌのインターレース画像信号の奇数フィールドとを合成して、第１のプログレッシブ画像を生成し、次に右眼用カメラ１０Ｒのインターレース画像信号の奇数フィールドと、左眼用カメラ１０Ｌのインターレース画像信号の偶数フィールドとを合成して、第２のプログレッシブ画像を生成し、以下同様にして、右眼用カメラ１０Ｒと左眼用カメラ１０Ｌの各インターレース画像の偶数フィールドと奇数フィールドとを合成したプログレッシブ画像を生成する。この合成器２２は、本発明における画像合成手段に相当する。
【００３５】
立体画像表示装置２０は、右眼用カメラ１０Ｒと左眼用カメラ１０Ｌに共通の垂直同期信号を与える垂直同期信号発生器２３を備えている。この垂直同期信号は、合成器２２及びバックライト制御器２４に与えられる。合成器２２は、垂直同期信号に同期させて、右眼用カメラ１０Ｒと左眼用カメラ１０Ｌの各インターレース画像の偶数フィールドと奇数フィールドとを合成したプログレッシブ画像を生成する。バックライト制御器２４の構成は後に詳しく説明する。
【００３６】
合成器２２で得られたプログレッシブ画像は液晶表示器２５に与えられる。液晶表示器２５の構成を図２及び図５を参照して説明する。図２は、液晶表示器の構成を模式的に示した平面図、図５は、液晶表示器の構成を模式的に示した斜視図である。
【００３７】
液晶表示器２５は、透過型の液晶表示パネル３４を供える。液晶表示パネル３４の背面側にバックライトとして機能する第１の光源２７と第２の光源２８とが光軸ＯＡを挟んで上下（図２では紙面の垂直方向）に配置されている。図２及び図５には、第１の光源２７と第２の光源２８は光学的な等価位置に示してあり、実際には図示しない反射ミラーなどの組み合わせにより、光路が折り曲げられて、液晶表示器２５の薄型化が図られている。
【００３８】
第１の光源２７は、右眼用発光部２９Ｒと左眼用発光部２９Ｌ、及びこれらに対向して配置された右眼用偏光フィルタ部３０Ｒと左眼用偏光フィルタ部３０Ｌを備える。右眼用発光部２９Ｒと左眼用発光部２９Ｌは、液晶表示パネル３４の背面側に光軸ＯＡを挟んで左右の異なる位置に配置されている。右眼用発光部２９Ｒと左眼用発光部２９Ｌは、冷陰極管、発光ダイオード、エレクトロルミネセンスなどで構成される。左右の発光部２９Ｒ、２９Ｌは独立した個別の光源である必要はなく、単一の面状発光部を２分割して使用することができる。右眼用偏光フィルタ部３０Ｒと左眼用偏光フィルタ部３０Ｌとは異なる偏光方向を有し、本実施例では偏光方向が直交している。右眼用発光部２９Ｒと右眼用偏光フィルタ部３０Ｒとの組み合わせは、本発明における第１の光源における右眼用光照射手段に相当し、左眼用発光部２９Ｌと左眼用偏光フィルタ部３０Ｌとの組み合わせは、本発明における第１の光源における左眼用光照射手段に相当する。
【００３９】
第２の光源２８も第１の光源２７と同様に、右眼用発光部３１Ｒと左眼用発光部３１Ｌ、及びこれらに対向して配置された右眼用偏光フィルタ部３２Ｒと左眼用偏光フィルタ部３２Ｌを備える。ただし、右眼用偏光フィルタ部３２Ｒと左眼用偏光フィルタ部３２Ｌは、偏光方向が第１光源のものとは左右逆になっている。即ち、第２の光源２８の右眼用偏光フィルタ部３２Ｒは、第１の光源２７の左眼用偏光フィルタ部３０Ｌと同じ偏光方向を持ち、第２の光源２８左眼用偏光フィルタ部３２Ｌは、第１の光源２７の右眼用偏光フィルタ部３０Ｒと同じ偏光方向を持っている。右眼用発光部３１Ｒと右眼用偏光フィルタ部３２Ｒとの組み合わせは、本発明における第２の光源における右眼用光照射手段に相当し、左眼用発光部３１Ｌと左眼用偏光フィルタ部３２Ｌとの組み合わせは、本発明における第２の光源における左眼用光照射手段に相当する。
【００４０】
各光源２７、２８の右眼用光照射手段（右眼用発光部２９Ｒと右眼用偏光フィルタ部３０Ｒ、及び右眼用発光部３１Ｒと右眼用偏光フィルタ部３２Ｒ）から照射された光は、フレネルレンズ（凸レンズ）３３の作用により、液晶表示パネル３４の前面側に居る観察者の右眼ＥＲに向けて集光する。また、各光源２７、２８の左眼用光照射手段（左眼用発光部２９Ｌと左眼用偏光フィルタ部３０Ｌ、及び左眼用発光部３１Ｌと左眼用偏光フィルタ部３２Ｌ）から照射された光は、フレネルレンズ３３の作用により、液晶表示パネル３４の前面側に居る観察者の左眼ＥＬに向けて集光する。各光源２７、２８からの光をフレネルレンズ３３で集光させて観察者の左右の眼にそれぞれ向かわせることにより、光の利用効率を向上させることができる。フレネルレンズ３３は、本発明における光学手段に相当する。
【００４１】
液晶表示パネル３４は透過型である。この液晶表示パネル３４の入光側に、液晶表示パネル３４の水平ラインに対応した多数のフィルタライン部を有するライン型偏光フィルタ３５が配設されている。これらのフィルタライン部は、第１の光源２７の右眼用偏光フィルタ部３０Ｒ又は第２の光源２８の左眼用偏光フィルタ部３２Ｌから出射した光（以下、「第１の偏光方向の光」ともいう）を透過する第１のフィルタライン部３５Ａと、第１の光源２７の左眼用偏光フィルタ部３０Ｌ又は第２の光源２８の右眼用偏光フィルタ部３２Ｒから出射した光（以下、「第２の偏光方向の光」ともいう）を透過する第２のフィルタライン部３５Ｂとが交互に並設されている。つまり、第１のフィルタライン部３５Ａと第２のフィルタライン部３５Ｂとは異なる偏光方向を有し、本実施例では偏光方向が直交している。図３に拡大して示したように、第１のフィルタライン部３５Ａと第２のフィルタライン部３５Ｂとの間に、帯状の遮光部（ブラックマスク）３５Ｃが設けられている。遮光部３５Ｃの機能は後に説明する。
【００４２】
液晶表示パネル３４の出光側に、全面が同じ偏光方向の偏光フィルタ３６が配設されている。この偏光フィルタ３６の偏光方向は、ライン型偏光フィルタ３５の第１のフィルタライン部３５Ａ及び第２のフィルタライン部３５Ｂのうちのいずれか一方に一致するように設定される。本実施例では、第１のフィルタライン部３５Ａの偏光方向に一致させてある。
【００４３】
図１に戻って、バックライト制御器２４は、合成器２２から出力されるプログレッシブ画像の切替に同期して、第１の光源２７からの光と第２の光源２８からの光を交互に液晶表示パネル３４に向けて照射させるものである。本実施例において、バックライト制御器２４は垂直同期信号発生器２３から与えられた垂直同期信号に基づき、第１の光源２７と第２の光源２８とを交互に点灯させるように構成されている。
【００４４】
次に、上述した構成の立体画像撮像表示システムの動作を説明する。
図４を参照する。右眼用カメラ１０Ｒは、垂直同期信号発生器２３から与えられた垂直同期信号に同期して、図４（ａ）に示すようなインターレース画像を出力する。一方、左眼用カメラ１０Ｌは、同じく垂直同期信号に同期して、図４（ｂ）に示すようなインターレース画像を出力する。右眼用及び左眼用の各インターレース画像は、立体画像表示装置２０の復号化部２１Ｒ、２１Ｌでそれぞれ復号された後に合成器２２に与えられ、図４（ｃ）に示すようなプログレッシブ画像が生成される。即ち、右眼用カメラ１０Ｒのインターレース画像信号の偶数フィールドと、左眼用カメラ１０Ｌのインターレース画像信号の奇数フィールドとが合成されて、第１のプログレッシブ画像を生成され、次に右眼用カメラ１０Ｒのインターレース画像信号の奇数フィールドと、左眼用カメラ１０Ｌのインターレース画像信号の偶数フィールドとが合成されて、第２のプログレッシブ画像が生成され、以下同様にして、右眼用カメラ１０Ｒと左眼用カメラ１０Ｌの各インターレース画像の偶数フィールドと奇数フィールドとを合成したプログレッシブ画像が、垂直同期信号発生器２３から与えられた垂直同期信号に同期して順に生成される。
【００４５】
上述したように本実施例では、液晶表示パネル３４の入光側に、第１のフィルタライン部３５Ａと第２のフィルタライン部３５Ｂとの間に、帯状の遮光部（ブラックマスク）３５Ｃを設けたライン型偏光フィルタ３５を配設する一方、液晶表示パネル３４の出光側には、全面の偏光方向が均一な（第１のフィルタライン部３５Ａの偏光方向に一致させた）偏光フィルタを配設した。液晶表示パネル３４の両面の偏光フィルタの構成を上記のようにしたのは、次のような理由による。
【００４６】
本実施例では、光の利用効率を高めるために、第１の光源２７や第２の光源２８からの光を集光させているので、図１１に示した従来装置と同様に液晶表示パネル３４の両面にライン型偏光フィルタを配設すると、液晶表示パネル３４の隣接水平ライン間におけるクロストークの悪化や、視線の上下移動による左右の画像の反転が懸念される。そこで、本実施例では、ライン型偏光フィルタ３５の第１のフィルタライン部３５Ａと第２のフィルタライン部３５Ｂとの間に、帯状の遮光部（ブラックマスク）３５Ｃを設けることにより、各フィルタライン部３５Ａ、３５Ｂを透過する光が多少上下方向に変位しても、液晶表示パネル３４の不所望な隣接水平ラインに入射しないようにして、クロストークを回避している。
【００４７】
同様に、液晶表示パネル３４の出光側に、ライン型偏光フィルタに代えて全面に均一な偏光方向を有する偏光フィルタ３６を用いると、ライン型偏光フィルタを用いたときのようなクロストークの悪化や視線の上下移動に伴う左右画像の反転を回避することができる。ただし、この場合、液晶表示パネル３４の入光側にライン型偏光フィルタ３５を配設してあるので、液晶表示パネル３４に入射する光は水平ラインごとに偏光方向が９０°変位する。その結果、液晶表示パネル３４に印加されるプログレッシブ画像信号が各水平ラインについて同じ極性であると、液晶表示パネル３４から出射される光の透過特性が水平ラインごとに反転する（水平ラインごとに白黒が反転する）。その結果、例えば右眼用画像は、いわゆるポジ画像に認識されるのに対して、左眼用画像はネガ画像に認識されるという不都合が生じる。そこで、本実施例では、図４（ｃ）に示したプログレッシブ画像の階調（信号の極性）を水平ラインごとに反転させることにより、左右の画像が正常に視認されるようにしている。
【００４８】
以上のように、水平ラインごとに階調を反転させた、図４（ｃ）の第１のプログレッシブ画像と第２のプログレッシブ画像が垂直同期信号に同期して交互に液晶表示器２５に与えられる。以下、図５及び図６を参照して液晶表示器２５の動作を説明する。図５は第１のプログレッシブ画像が液晶表示パネル３４に表示されたときの動作説明図である。また、図６は第２のプログレッシブ画像が液晶表示パネル３４に表示されたときの動作説明図である。
【００４９】
第１のプログレッシブ画像が液晶表示パネル３４に表示されているとき、バックライト制御器２４は第１の光源２７を点灯させる。その結果、図５に示すように、第１の光源２７の右眼用発光部２９Ｒから出射した光は右眼用偏光フィルタ部３０Ｒを透過して第１の偏光方向の直線偏光になる。この第１の偏光方向の光は、フレネルレンズ３３で集光された後、ライン型偏光フィルタ３５に入射する。そして、第１の偏光方向の光を透過する第１のフィルタライン部３５Ａを透過した光が、液晶表示パネル３４の偶数の水平ラインに選択的に入射する。このとき液晶表示パネル３４の偶数フィールドには右眼用カメラ画像の画像信号が印加されているので、この右眼用カメラ画像の情報で偏光方向が変調された光が液晶表示パネル３４から出射される。この出射光が偏光フィルタ３６を透過することにより偏光方向に応じた明度に変換される。このようにして得られた第１のプログレッシブ画像の偶数フィールドの右眼用カメラの画像が観察者の右眼ＥＲに入射する。
【００５０】
一方、第１の光源２７の左眼用発光部２９Ｌから出射した光は左眼用偏光フィルタ部３０Ｌを透過して第２の偏光方向の直線偏光になる。この第２の偏光方向の光は、フレネルレンズ３３で集光された後、ライン型偏光フィルタ３５に入射する。そして、第２の偏光方向の光を透過する第２のフィルタライン部３５Ｂを透過した光が、液晶表示パネル３４の奇数の水平ラインに選択的に入射する。このとき液晶表示パネル３４の奇数フィールドには、階調が反転している左眼用カメラ画像の画像信号が印加されているので、この左眼用カメラ画像の情報で偏光方向が変調された光が液晶表示パネル３４から出射される。この出射光が偏光フィルタ３６を透過することにより偏光方向に応じた明度に変換される。このようにして得られた第１のプログレッシブ画像の奇数フィールドの左眼用カメラの画像が観察者の左眼ＥＬに入射する。
【００５１】
以上のようにして、第１のプログレッシブ画像中の右眼用カメラ画像と左眼用カメラ画像がそれぞれ独立して観察者の右眼と左眼ＥＬに入射するので、観察者は両眼視差に基づく三次元知覚により第１のプログレッシブ画像を立体画像として見ることができる。
【００５２】
次に、液晶表示パネル３４の表示画像が第１のプログレッシブ画像から第２のプログレッシブ画像に切替わると、バックライト制御器２４は第１の光源２７を消灯する一方、第２の光源２７を点灯させる。その結果、図６に示すように、第２の光源２８の右眼用発光部３１Ｒから出射した光は右眼用偏光フィルタ部３２Ｒを透過して第２の偏光方向の直線偏光になる。この第２の偏光方向の光は、フレネルレンズ３３で集光された後、ライン型偏光フィルタ３５に入射する。そして、第２の偏光方向の光を透過する第２のフィルタライン部３５Ｂを透過した光が、液晶表示パネル３４の奇数の水平ラインに選択的に入射する。このとき液晶表示パネル３４の奇数フィールドには、第２のプログレッシブ画像の階調が反転している右眼用カメラ画像の画像信号が印加されている。液晶表示パネル３４で偏光方向が変調されて出射された光が偏光フィルタ３６を透過して観察者の右眼ＥＲに入射する。その結果、第２のプログレッシブ画像の奇数フィールドの右眼用カメラの画像が観察者に視認される。
【００５３】
一方、第２の光源２８の左眼用発光部３１Ｌから出射した光は左眼用偏光フィルタ部３２Ｌを透過して第１の偏光方向の直線偏光になる。この第１の偏光方向の光は、フレネルレンズ３３で集光された後、ライン型偏光フィルタ３５に入射する。そして、第１の偏光方向の光を透過する第１のフィルタライン部３５Ａを透過した光が、液晶表示パネル３４の偶数の水平ラインに選択的に入射する。このとき液晶表示パネル３４の偶数フィールドには、第２のプログレッシブ画像の左眼用カメラ画像の画像信号が印加されている。液晶表示パネル３４で偏光方向が変調されて出射された光が偏光フィルタ３６を透過して観察者の左眼ＥＬに入射する。その結果、第２のプログレッシブ画像の偶数フィールドの左眼用カメラの画像が観察者に視認される。
【００５４】
以上のようにして、第２のプログレッシブ画像中の右眼用カメラ画像と左眼用カメラ画像がそれぞれ独立して観察者の右眼と左眼ＥＬに入射するので、観察者は両眼視差に基づく三次元知覚により第２のプログレッシブ画像を立体画像として見ることができる。
【００５５】
また、第１の光源２７及び第２の光源２８の各々の右眼用偏光フィルタ部３０Ｒ、３２Ｒや、左眼用偏光フィルタ部３０Ｌ、３２Ｌから出射した光は、それぞれ観察者の明視距離において所定のゾーン幅を有するので、そのゾーンの範囲内であれば正常な立体画像を見ることができる。さらに、液晶表示パネル３４の各水平ラインには、右眼用画像又は左眼用画像が映し出され、各水平ラインの全ての画像が観察者の右眼又は左眼ＥＬに入射するので、液晶表示パネル３４の本来の水平解像度が損なわれることなく表示される。また、第１のプログレッシブ画像と第２のプログレッシブ画像とで、左眼用画像と右眼用画像を映し出す水平ラインの位置を入れ替えているので、左眼用及び右眼用の各画像は、前後のプログレッシブ画像にわたって見れば、垂直方向の全ての水平ラインを使って表示されることになるので、垂直方向についても解像度の低下を極力避けることができる。
【００５６】
本発明は、上述の実施例に限らず次のように変形実施することもできる。
（１）上記実施例では、右眼用カメラ１０Ｒと左眼用カメラ１０Ｌでそれぞれ得られたインターレース画像を立体画像表示装置に伝送して直接に入力するように構成したが、必ずしも各インターレース画像を伝送する必要はなく、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤなどの記憶媒体に保存しておいた各インターレース画像を立体画像表示装置に入力するように構成してもよい。
【００５７】
（２）右眼用カメラ１０Ｒからインターレース画像の偶数フィールドが出力されているときは、左眼用カメラ１０Ｌからインターレース画像の奇数フィールドが出力され、一方、右眼用カメラ１０Ｒからインターレース画像の奇数フィールドが出力されているときは、左眼用カメラ１０Ｌからインターレース画像の偶数フィールドが出力されるように、フィールド同期用信号を右眼用カメラ１０Ｒと左眼用カメラ１０Ｌに与えるフィールド同期用信号発生器を備えてもよい。このようなフィールド同期用信号発生器は、撮像装置１０（右眼用カメラ１０Ｒ及び左眼用カメラ１０Ｌ）に備えてもよいし、あるいは立体画像表示装置２０に備えるように構成してもよい。例えば、図１に示した垂直同期信号発生器２３から与えられる垂直同期信号を計数するカウンタ（フィールド同期用信号発生器に相当する）を撮像装置１０側に設け、その計数値が奇数のときは右眼用カメラ１０Ｒから偶数フィールド、左眼用カメラ１０Ｌから奇数フィールドをそれぞれ出力し、前記係数値が偶数のといはその逆を出力するというように構成する。別の例としては、立体画像表示装置２０に垂直同期信号の極性を一つ置きに反転させる極性反転器（フィールド同期用信号発生器に相当する）を備えおき、例えば、撮像装置１０に正極性の垂直同期信号を与えられたときは、右眼用カメラ１０Ｒから偶数フィールド、左眼用カメラ１０Ｌから奇数フィールドをそれぞれ出力し、負極性の垂直同期信号を与えられたときはその逆を出力するというように構成する。このように構成すれば、右眼用カメラと左眼用カメラから偶数・奇数の互いに異なるフィールドのインターレース画像が同期して出力されるので、立体画像表示装置における画像合成を容易に行うことができる。
【００５８】
（３）図１に示した実施例では、右眼用カメラ１０Ｒと左眼用カメラ１０Ｌに共通の垂直同期信号を与えて、各カメラから同期したインターレース画像を取り出せるように構成した。これに対して、図７に示した変形例において、右眼用カメラ４０Ｒと左眼用カメラ４０Ｌは非同期のインターレース画像を出力する。そして、立体画像表示装置５０は、右眼用カメラ４０Ｒから与えられた、少なくとも２フィールドのインターレース画像を格納する第１の先入れ先出し記憶部５１Ｒと、左眼用カメラ４０Ｌから与えられた、少なくとも２フィールドのインターレース画像を格納する第２の先入れ先出し記憶部５１Ｌと、垂直同期信号を発生する垂直同期信号発生器２３とを備えている。この垂直同期信号に同期して、第１及び第２の先入れ先出し記憶部５１Ｒ、５１Ｌから右眼用カメラ４０Ｒのインターレース画像と左眼用カメラのインターレース画像とを読み出す。以下、図１に示した実施例と同様に、合成器２２は、右眼用カメラ４０Ｒと左眼用カメラ４０Ｌの各インターレース画像の偶数フィールドと奇数フィールドとを合成したプログレッシブ画像を生成し、バックライト制御器２４は、垂直同期信号に同期して、第１の光源からの光と第２の光源からの光を交互に液晶表示パネルに照射させる。このように構成すれば、右眼用カメラと左眼用カメラとを同期させる必要がなくなるので、撮像装置の構成が簡単になる。
【００５９】
（４）図５及び図６に示した実施例では、第１の光源２７と第２の光源２８とを光軸ＯＡを挟んで上下に配置したので、第１の光源２７と第２の光源２８とが切替わるごとに光源の位置が上下動する。その結果、観察者に両眼に入射する光も上下に変位する。このような光の上下動は極力抑えるのが好ましい。図８に示した例では、上下に配置した第１の光源２７と第２の光源２８との間に、光学要素（例えばプリズム、反射ミラーなど）５５を配置して、第１の光源２７からの光と第２の光源２８からの光とがほぼ同じ高さで照射されるように各光の光路の高さを揃えている。このように構成すれば、第１の光源２７からの光と第２の光源２８からの光とがほぼ同じ高さで液晶表示パネルに入射するので、各光の集光位置が上下に変動することが防止され、それだけ観察者は立体画像を見やすくなる。
【００６０】
（５）上述した実施例では、プログレッシブ画像の切替えに同期して第１の光源２７と第２の光源２８とを交互に点灯させたが、第１の光源２７と第２の光源２８とを常時点灯させておく代わりに、第１の光源２７からの光を任意に遮る第１の光遮蔽機構と、第２の光源２８からの光を任意に遮る第２の光遮蔽機構とを設け、光源制御手段が、プログレッシブ画像の切替に同期して第１及び第２の光遮機構を交互に作動させることにより、第１の光源２７からの光と第２の光源２８からの光を交互に液晶表示パネルに照射させるようにしてもよい。
【００６１】
図９に示した例では、第１の光源２７は、冷陰極管などの棒状発光部２９を囲い、軸方向にスリット５６ａが形成された遮蔽筒５６と、この遮蔽筒５６を回転駆動するモータ５７とからなる第１の光遮断機構５８を備えている。第２の光源２８も同様の第２の光遮断機構５９を備えている。第１の光遮断機構５８と第２の光遮断機構５９の各スリット５６ａの位相を１８０°ずらせて、２つの遮蔽筒５６を同期して回転させれば、各光源の棒状発光部２９からの光を交互に液晶表示パネルに照射させることができる。
【００６２】
（６）図１０に示した例は、第１の光源からの光と第２の光源からの光を交互に液晶表示パネルに照射させる構成を、特定の偏光方向の光を照射する単一の光照射部６０と、偏光方向切替用液晶素子７０とで構成している。光照射部６０は、面状光源６１と、特定の偏光方向（第１の偏光方向）の光を透過させる偏光フィルタ６２とを含む。偏光方向切替用液晶素子７０は、左右に分かれた右眼用光透過領域７０Ｒと左眼用光透過領域７０Ｌとを有し、各光透過領域７０Ｒ及び７０Ｌは、バックライト制御器２４からの与えられる印加電圧の有無によって偏光方向が９０°捻られて透過する状態（電圧非印加状態）と、偏光方向がそのままで透過する状態（電圧印加状態）とに任意に切替えられるようになっている。
【００６３】
図１０に示した例によると、第１のプログレッシブ画像が液晶表示パネル３４に表示されているとき、偏光方向切替用液晶素子７０の右眼用光透過領域７０Ｒが「電圧印加状態」に、左眼用光透過領域７０Ｌが「電圧非印加状態」にされる結果、右眼用光透過領域７０Ｒに入射した偏光フィルタ６２からの第１の偏光方向の光はそのまま透過する。一方、左眼用光透過領域７０Ｌに入射した偏光フィルタ６２からの第１の偏光方向の光は、偏光方向が９０°捻られた第２の偏光方向の光として出射される。その結果、右眼用光透過領域７０Ｒから出射した第１の偏光方向の光は、フレネルレンズ３３で集光された後、ライン型偏光フィルタ３５の第１のフィルタライン分３５Ａを選択的に透過して液晶表示パネル３４に入射し、この液晶表示パネル３４を出射した光は偏光フィルタ３６を透過して観察者の右眼ＥＲに集光する。これにより液晶表示パネル３４に映し出された第１のプログレッシブ画像中の偶数フィールドの右眼用画像が観察者の右眼ＥＲに入射する。一方、左眼用光透過領域７０Ｌから出射した第２の偏光方向の光は、フレネルレンズ３３、ライン型偏光フィルタ３５の第２のフィルタライン分３５Ｂ及び液晶表示パネル３４を透過し、さらに偏光フィルタ３６透過して観察者の左眼ＥＬに集光する。これにより液晶表示パネル３４に映し出された第１のプログレッシブ画像中の奇数フィールドの左眼用画像が観察者の左眼ＥＲに入射する。
【００６４】
液晶表示パネル３４の表示画像が第２のプログレッシブ画像に切替わると、これに同期して偏光方向切替用液晶素子７０の各光透過領域７０Ｒ、７０Ｌへの印加電圧が切替えられる。即ち、右眼用光透過領域７０Ｒが「電圧非印加状態」に、左眼用光透過領域７０Ｌが「電圧印加状態」にされる結果、右眼用光透過領域７０Ｒから第２の偏光方向の光が、左眼用光透過領域７０Ｌから第１の偏光方向の光が、それぞれ出射される。右眼用光透過領域７０Ｒから出射された第２の偏光方向の光が、フレネルレンズ３３、ライン型偏光フィルタ３５の第２のフィルタライン分３５Ｂ、及び液晶表示パネル３４を透過し、さらに偏光フィルタ３６を透過して観察者の右眼ＥＲに集光する。これにより液晶表示パネル３４に映し出された第２のプログレッシブ画像中の奇数フィールドの右眼用画像が観察者の右眼ＥＲに入射する。一方、左眼用光透過領域７０Ｌから出射した第１の偏光方向の光は、フレネルレンズ３３、ライン型偏光フィルタ３５の第１のフィルタライン分３５Ａ、及び液晶表示パネル３４を透過し、さらに偏光フィルタ３６を透過して観察者の左眼ＥＬに集光する。これにより液晶表示パネル３４に映し出された第２のプログレッシブ画像中の偶数フィールドの左眼用画像が観察者の右眼ＥＲに入射する。
【００６５】
以上のように図１０に示した例によれば、単一の面状光源６１と偏光フィルタ６２と偏光方向切替用液晶素子７０でもって、第１の光源と第２の光源とを実現することができるので、構成を簡素化することができる。
【００６６】
（７）上述した実施例では、光の利用効率を上げるために第１の光源２７及び第２の光源２８からの光をフレネルレンズ３で集光した関係で、視点が上下に変動すると左右画像の反転などの問題が懸念されるので、液晶表示パネル３４の入光側にライン型偏光フィルタ３５を配設する一方、液晶表示パネル３４の出光側に、全面に偏光方向が均一な通常の偏光フィルタ３６を配設することにより、できるだけ上下の視野角が広くなるようにした。これに加えて、偏光フィルタ３６の後段に垂直拡散板３７（図２で鎖線で示す）を設けると、上下の視野角を大幅に改善することができる。
【００６７】
（８）本発明は、第１の光源２７及び第２の光源２８からの光を集光させるものに限らず、図１１で説明した従来装置と同様に、第１の光源２７及び第２の光源２８からの光をフレネルレンズでそれぞれ平行光にして、観察者の左眼及び右眼に向かわせるように構成してもよい。この場合、クロストークや視線の上下移動に伴う左右画像の反転は余り問題にならないので、液晶表示パネル３４の入光側に置かれるライン型偏光フィルタ３５において、第１のフィルタライン分３５Ａと第２のフィルタライン分３５Ｂとの間に図３に示したような遮光部３５Ｃを設けなくても良い。また、液晶表示パネル３４の出光側に置かれる、全面が同じ偏光方向の偏光フィルタ３６に代えて、ライン型偏光フィルタ３５とはフィルタライン部の配置が逆になった別のライン型偏光フィルタを配設するようにしてもよい。この場合、プログレッシ部画像の階調を水平ラインごとに反転させる必要はなく、全ての水平ラインについては同じ極性に設定すればよい。
【００６８】
（９）上述した実施例では、右眼用カメラのインターレース画像と左眼用カメラのインターレース画像は、左右方向の異なる位置に置かれた右眼用カメラと左眼用カメラを用いて被写体を撮像する撮像装置で得られるとして説明した。しかし、右眼用カメラのインターレース画像と左眼用カメラのインターレース画像は、必ずしも撮像装置で得られるものに限らず、合成された画像であってもよい。この場合、２つの合成画像は、右眼用カメラと左眼用カメラとの間の視差と同等の視差を有するようにそれぞれ合成される。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係る立体画像撮像表示システムの一実施例の概略構成を示したブロック図である。
【図２】立体画像表示装置の構成を模式的に示した平面図である。
【図３】ライン型偏光フィルタの一部拡大図である。
【図４】（ａ）は右眼用カメラのインターレース画像、（ｂ）は左眼用カメラのインターレース画像、（ｃ）は合成されたプログレッシブ画像である。
【図５】第１のプログレッシブ画像が液晶表示パネルに表示されたときの動作説明図である。
【図６】第２のプログレッシブ画像が液晶表示パネルに表示されたときの動作説明図である。
【図７】変形例に係る立体画像撮像表示システムの概略構成を示したブロック図である。
【図８】第１の光源及び第２の光源の変形例である。
【図９】第１の光源及び第２の光源の別の変形例である。
【図１０】第１の光源及び第２の光源のさらに別の変形例である。
【図１１】従来装置の概略構成を示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０  …  撮像装置
１０Ｒ…  右眼用カメラ
１０Ｌ…  左眼用カメラ
２０  …  立体画像表示装置
２２  …  合成器
２３  …  垂直同期信号発生器
２４  …  バックライト制御器
２５  …  液晶表示器
２７  …  第１の光源
２８  …  第２の光源
ＯＡ  …  光軸
２９Ｒ…  右眼用発光部
２９Ｌ…  左眼用発光部
３０Ｒ…  右眼用偏光フィルタ部
３０Ｌ…  左眼用偏光フィルタ部
３１Ｒ…  右眼用発光部
３１Ｌ…  左眼用発光部
３２Ｒ…  右眼用偏光フィルタ部
３２Ｌ…  左眼用偏光フィルタ部
３３  …  フレネルレンズ
３４  …  液晶表示パネル
３５  …  偏光フィルタ
３５Ａ…  第１のフィルタライン部
３５Ｂ…  第２のフィルタライン部
３５Ｃ…  遮光部
３６  …  偏光フィルタ
３７  …  垂直拡散板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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