JPH09318911A - Stereoscopic image display device - Google Patents

Stereoscopic image display device

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JPH09318911A
JPH09318911A JP8154968A JP15496896A JPH09318911A JP H09318911 A JPH09318911 A JP H09318911A JP 8154968 A JP8154968 A JP 8154968A JP 15496896 A JP15496896 A JP 15496896A JP H09318911 A JPH09318911 A JP H09318911A
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JP
Japan
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display device
image
lens array
image display
light emitting
Prior art date
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Pending
Application number
JP8154968A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazutaka Inoguchi
和隆 猪口
Hideki Morishima
英樹 森島
Hiroyasu Nose
博康 能瀬
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To switch and display a three-dimensional image and a two-dimensional image and to display without resolution deterioration at the time of two-dimensional image display by adjusting the interval of a light source means and a micro optical element in accordance with an image displayed on a display device. SOLUTION: A control part emits a changeover signal or the like for a mode so as to display the two-dimensional image to a lenticular moving circuit 7, and moves the second lenticular lens 32 of the micro optical element 3H from a position where it is closely stuck to a mask 2 to the position where it is separated by a specified distance in the optical axis direction of a cylindrical lens. Then, an image processing means 5 does not perform the synthetic processing of a stripe image, so that a normal two-dimensional image is displayed on the display device 4. Thus, light passing each picture element on an image display surface advances in both right and left directions toward scanning lines respectively displaying horizontal stripe picture elements Li and Ri at the time of three-dimensional image display, and is led to both eyes, so that all picture elements of the two-dimensional image are viewed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は立体画像表示装置に
関し、特に3 次元画像と2 次元画像とを切り換えて表示
する際に好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stereoscopic image display device, and is particularly suitable for switching between a three-dimensional image and a two-dimensional image for display.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、メガネを使用しない立体画像表示
装置として、レンチキュラレンズ方式やパララックス・
バリア方式が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a lenticular lens system or a parallax system has been used as a stereoscopic image display device without using glasses.
A barrier method is known.

【0003】これら方式は、2 枚の視差画像から交互に
配列されたストライプ画像を合成し、表示しなければな
らない。そのため立体画像表示装置の解像度は画像表示
手段の有する解像度に対して1/2 以下に低下する。
In these systems, two parallax images must be combined and displayed as stripe images alternately arranged. Therefore, the resolution of the stereoscopic image display device is reduced to 1/2 or less of the resolution of the image display means.

【0004】特に、2 次元の画像を表示する際にも、そ
の画像表示手段自身の持つ解像度に対して1/2 以下の解
像度に低下してしまうという問題があった。
In particular, when displaying a two-dimensional image, there is a problem that the resolution is reduced to 1/2 or less of the resolution of the image display means itself.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、パララックス
・バリア方式ではパララックス・バリアが目障りである
という問題があった。又、従来のレンチキュラレンズ方
式ではレンチキュラレンズが画像表示手段 (ディスプレ
イデバイス )より観察者側に配置されているため、画面
表面がぎらつく等して、レンチキュラレンズが目障りで
あった。
However, the parallax barrier system has a problem that the parallax barrier is an obstacle to eyesight. Further, in the conventional lenticular lens system, since the lenticular lens is arranged closer to the observer than the image display means (display device), the lenticular lens is annoying because the screen surface glares.

【0006】本発明の目的は、簡易な構成により3 次元
画像 (ストライプ画像) と2 次元画像を切り替えて表示
でき、且つ、2 次元画像表示の際に画像表示手段の持つ
解像度に対して解像度劣化のない表示ができ、画面表面
のぎらつきを防ぎ、見えの良い立体画像表示装置の提供
である。
An object of the present invention is to enable switching between a three-dimensional image (striped image) and a two-dimensional image with a simple structure, and to reduce resolution with respect to the resolution of the image display means when the two-dimensional image is displayed. The object of the present invention is to provide a stereoscopic image display device capable of displaying images without glare, preventing glare on the screen surface, and having good visibility.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の立体画像表示装
置は、 (1−1) 所定の形状の光束を射出させる光源手段
と、水平方向と垂直方向とで光学作用の異なるマイクロ
光学素子と、透過型のディスプレイデバイスとを有し、
該ディスプレイデバイスに右眼用の視差画像と左眼用の
視差画像の夫々を多数のストライプ状の画素に分割して
得た右ストライプ画素と左ストライプ画素を所定の順序
で交互に並べて1 つの画像としたストライプ画像を表示
し、該光源手段より射出する光束に該マイクロ光学素子
で指向性を与えて該ストライプ画像を照射し、該光束を
少なくとも2 つの領域に分離させて該ストライプ画像を
立体画像として観察者に視認せしめる立体画像表示装置
において、該ディスプレイデバイスに表示する画像に応
じて該光源手段と該マイクロ光学素子との間隔を調整す
ること等を特徴としている。
A stereoscopic image display device according to the present invention comprises: (1-1) a light source means for emitting a light beam having a predetermined shape, and a micro-optical element having different optical functions in the horizontal and vertical directions. , Having a transmissive display device,
On the display device, a right-eye parallax image and a left-eye parallax image are divided into a large number of stripe-shaped pixels, respectively, and a right stripe pixel and a left stripe pixel are alternately arranged in a predetermined order to form a single image. A stripe image is displayed, and the light beam emitted from the light source means is directed by the micro optical element to irradiate the stripe image, and the light beam is separated into at least two regions to form a stereoscopic image of the stripe image. As a characteristic, in a stereoscopic image display device that can be visually recognized by an observer, the distance between the light source means and the micro optical element is adjusted according to the image displayed on the display device.

【0008】特に、 (1−1−1) 前記光源手段は面光源とマスク基板又
は自発光型の表示素子を有し、該光源手段は該マスク基
板の上に所定の形状の開口部と遮光部より成るマスクパ
ターンを形成し、該面光源により該マスクパターンを照
明して該開口部より光束を射出させる又は該自発光型の
表示素子の発光面上に所定の形状の発光部と非発光部よ
り成る発光パターンを形成して該発光部より光束を射出
させ、前記マイクロ光学素子は少なくとも垂直方向に長
い縦シリンドリカルレンズを水平方向に周期的に並べて
成る縦シリンドリカルレンズアレイ、若しくは垂直方向
と水平方向に異なる焦点距離を有するトーリックレンズ
を垂直、水平方向に2次元的に配置して成るトーリック
レンズアレイを有し、前記ディスプレイデバイスにスト
ライプ画像と2 次元画像を切り替えて表示する際、該光
源手段のマスクパターン又は発光面と該マイクロ光学素
子との間隔を変化させる。 (1−1−2) 前記光源手段のマスクパターン又は発
光面と前記マイクロ光学素子との間隔を変化させる際
に、前記自発光型の表示素子又は前記マスク基板を移動
させる。 (1−1−3) 前記光源手段のマスクパターン又は発
光面と前記マイクロ光学素子との間隔を変化させる際
に、前記マイクロ光学素子又は該マイクロ光学素子の一
部を移動させる。 (1−1−4) 前記ストライプ画像は前記右眼用の視
差画像と前記左眼用の視差画像の夫々を多数の横ストラ
イプ状の画素に分割して得た右ストライプ画素と左スト
ライプ画素を所定の順序で交互に並べて1 つの画像とし
た横ストライプ画像であり、前記マスクパターンの開口
部と遮光部又は前記発光パターンの発光部と非発光部の
形状を市松状に形成する。 (1−1−5) 前記マイクロ光学素子を前記縦シリン
ドリカルレンズアレイと水平方向に長い横シリンドリカ
ルレンズを上下方向に周期的に並べて成る横シリンドリ
カルレンズアレイとから構成する。 (1−1−6) 前記縦シリンドリカルレンズアレイと
前記横シリンドリカルレンズアレイを一つの基板上に成
形している。 (1−1−7) 前記立体画像表示装置においてストラ
イプ画像を表示する際に、前記横シリンドリカルレンズ
アレイの前記光源手段側の主平面から前記マスクパター
ン又は前記発光面までの距離を略ゼロに設定する。 (1−1−8) 前記立体画像表示装置においてスト
ライプ画像を表示する際に、前記マスクパターンの開口
部又は前記発光パターンの発光部上の1点より射出する
光束は前記マイクロ光学素子により水平断面では略平行
光束に、垂直断面では該ディスプレイデバイス上に略集
光する集光光束に変換される。 (1−1−9) 前記立体画像表示装置においてスト
ライプ画像を表示する際に、前記マスクパターン又は前
記発光パターンの垂直断面内の開口のピッチをPm、前記
横シリンドリカルレンズアレイ又は前記トーリックレン
ズアレイの垂直方向のピッチをPt、ディスプレイデバイ
スの画像表示面の上下方向の画素ピッチをI 、ディスプ
レイデバイスの画像表示面から観察位置までの距離をC
、ディスプレイデバイスの画像表示面から該横シリン
ドリカルレンズアレイ又は該トーリックレンズアレイの
垂直方向の観察者側の主平面までの距離をt 、該横シリ
ンドリカルレンズアレイの光源手段側の主平面から該マ
スクパターン又は前記発光面までの距離をt0とすると
き、これらの諸元が I:Pm=C:(C+t+t0) I:Pm=t:t0 I:Pt=C:(C+t) なる関係を略満足している。 (1−1−10) 前記立体画像表示装置において2 次
元画像を表示する際に、前記横シリンドリカルレンズア
レイ又は前記トーリックレンズアレイの前記光源手段側
の主平面から前記マスクパターン又は前記発光面までの
距離を該横シリンドリカルレンズアレイを構成するシリ
ンドリカルレンズ又は該トーリックレンズアレイを構成
するトーリックレンズの垂直方向の焦点距離の2 倍より
大きく設定する。 (1−1−11) 前記ストライプ画像は前記右眼用の
視差画像と前記左眼用の視差画像の夫々を多数の縦スト
ライプ状の画素に分割して得た右ストライプ画素と左ス
トライプ画素を所定の順序で交互に並べて1 つの画像と
した縦ストライプ画像であり、前記マスクパターンの開
口部と遮光部又は前記発光パターンの発光部と非発光部
の形状を縦ストライプ状に形成する。 (1−1−12) 前記立体画像表示装置において2 次
元画像を表示する際に、前記縦シリンドリカルレンズア
レイの焦点距離をf、該縦シリンドリカルレンズアレイ
の前記光源手段側の主平面から前記マスクパターン、又
は前記発光面までの距離をt0'、該縦シリンドリカルレ
ンズアレイの観察者側主平面と前記ディスプレイデバイ
スとの間の距離をt'とするとき、これらの諸元が t'/t0'>f/(t0'-f) なる関係を略満足している。 (1−1−13) 前記立体画像表示装置において3次
元画像を表示する際に、前記縦シリンドリカルレンズア
レイの前記光源手段側の主平面から前記マスクパター
ン、或は前記発光面までの距離を該縦シリンドリカルレ
ンズアレイを構成するシリンドリカルレンズの焦点距離
に略等しくする。こと等を特徴としている。
In particular, (1-1-1) the light source means has a surface light source and a mask substrate or a self-luminous display element, and the light source means has an opening of a predetermined shape and a light shield on the mask substrate. Forming a mask pattern, and illuminating the mask pattern with the surface light source to emit a light beam from the opening, or a light emitting portion having a predetermined shape and non-light emission on the light emitting surface of the self-luminous display element. A vertical cylindrical lens array in which a vertical direction cylindrical lens long at least in the vertical direction is periodically arranged in the horizontal direction, or a vertical cylindrical horizontal lens array is formed. The display device has a toric lens array in which toric lenses having different focal lengths are arranged two-dimensionally in the vertical and horizontal directions. When displaying by switching stripe image and a two-dimensional image, varying the spacing between the mask pattern or the light emitting surface and the micro-optical element of the light source means. (1-1-2) When changing the distance between the mask pattern or the light emitting surface of the light source means and the micro optical element, the self-luminous display element or the mask substrate is moved. (1-1-3) When changing the distance between the mask pattern or the light emitting surface of the light source means and the micro optical element, the micro optical element or a part of the micro optical element is moved. (1-1-4) The stripe image includes right stripe pixels and left stripe pixels obtained by dividing each of the right-eye parallax image and the left-eye parallax image into a large number of horizontal stripe pixels. It is a horizontal stripe image which is alternately arranged in a predetermined order to form one image, and the openings and the light shielding portions of the mask pattern or the light emitting portions and the non-light emitting portions of the light emitting pattern are formed in a checkered pattern. (1-1-5) The micro optical element includes the vertical cylindrical lens array and a horizontal cylindrical lens array in which horizontal horizontal cylindrical lenses are periodically arranged in the vertical direction. (1-1-6) The vertical cylindrical lens array and the horizontal cylindrical lens array are formed on a single substrate. (1-1-7) When displaying a stripe image in the stereoscopic image display device, the distance from the main plane on the light source means side of the lateral cylindrical lens array to the mask pattern or the light emitting surface is set to substantially zero. To do. (1-1-8) When displaying a stripe image in the stereoscopic image display device, a light flux emitted from one point on the opening portion of the mask pattern or the light emitting portion of the light emitting pattern has a horizontal cross section by the micro optical element. Is converted into a substantially parallel light beam, and in a vertical section, it is converted into a condensed light beam that is substantially condensed on the display device. (1-1-9) When displaying a stripe image in the stereoscopic image display device, the pitch of the openings in the vertical cross section of the mask pattern or the light emitting pattern is Pm, and the lateral cylindrical lens array or the toric lens array is Pt is the vertical pitch, I is the vertical pixel pitch of the image display surface of the display device, and C is the distance from the image display surface of the display device to the observation position.
, The distance from the image display surface of the display device to the observer side main plane in the vertical direction of the lateral cylindrical lens array or the toric lens array is t, the mask pattern from the main plane of the lateral cylindrical lens array on the light source means side Or, when the distance to the light emitting surface is t0, these specifications are I: Pm = C: (C + t + t0) I: Pm = t: t0 I: Pt = C: (C + t) I am almost satisfied with the relationship. (1-1-10) When displaying a two-dimensional image in the stereoscopic image display device, from the main plane on the light source means side of the lateral cylindrical lens array or the toric lens array to the mask pattern or the light emitting surface. The distance is set to be larger than twice the focal length in the vertical direction of the cylindrical lens forming the lateral cylindrical lens array or the toric lens forming the toric lens array. (1-1-11) The stripe image includes right stripe pixels and left stripe pixels obtained by dividing each of the right-eye parallax image and the left-eye parallax image into a large number of vertical stripe pixels. In the vertical stripe image, which is alternately arranged in a predetermined order to form one image, the openings of the mask pattern and the light shielding portions or the light emitting portions and non-light emitting portions of the light emitting pattern are formed in a vertical stripe shape. (1-1-12) When displaying a two-dimensional image in the stereoscopic image display device, the focal length of the vertical cylindrical lens array is f, and the mask pattern is from the main plane of the vertical cylindrical lens array on the light source means side. Or, when the distance to the light emitting surface is t0 'and the distance between the viewer-side principal plane of the vertical cylindrical lens array and the display device is t', these specifications are t '/ t0'> The relation f / (t0'-f) is almost satisfied. (1-1-13) When displaying a three-dimensional image in the three-dimensional image display device, the distance from the main plane of the vertical cylindrical lens array on the light source means side to the mask pattern or the light emitting surface is set as follows. The focal length of the cylindrical lenses forming the vertical cylindrical lens array is set to be substantially equal to the focal length. It is characterized by

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1 は本発明の立体画像表示装置
の実施形態1 の要部概略図である。本実施形態は3 次元
画像 (3D画像、立体画像) と2 次元画像 (2D画像) を切
り替えて表示できる立体画像表示装置である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic view of a main part of a stereoscopic image display apparatus according to a first embodiment of the present invention. The present embodiment is a stereoscopic image display device capable of switching and displaying a three-dimensional image (3D image, stereoscopic image) and a two-dimensional image (2D image).

【0010】図中1 はバックライト光源 (面光源) 、2
は市松状の開口部8 及び遮光部を有するマスクパターン
9 を形成したマスク基板 (マスク )であり、マスクパタ
ーンはガラスやプラスチックなどの基板の上にクロムや
光吸収材をパターンニングして作製する。バックライト
光源1 、マスク基板2 は光源手段の一要素を構成してい
る。4 はディスプレイデバイス (画像表示手段) であ
り、ここでは2 枚のガラス基板の間に表示画素部 (画像
表示面) を形成した透過型の液晶素子を用いている。
In the figure, 1 is a backlight light source (area light source), 2
Is a mask pattern having a checkered opening 8 and a light shielding part
9 is a mask substrate (mask) on which a mask pattern is formed by patterning chromium or a light absorbing material on a substrate such as glass or plastic. The backlight light source 1 and the mask substrate 2 constitute one element of the light source means. Reference numeral 4 denotes a display device (image display means), which uses a transmissive liquid crystal element in which a display pixel portion (image display surface) is formed between two glass substrates.

【0011】マスク2 とディスプレイデバイス4 の間に
は、透明樹脂またはガラス製の第1のレンチキュラレン
ズ31及び第2 のレンチキュラレンズ32を配置している。
第1のレンチキュラレンズ31は垂直方向に長い縦シリン
ドリカルレンズを左右方向に並べて構成した縦シリンド
リカルレンズアレイであり、第2 のレンチキュラレンズ
32は水平方向に長い横シリンドリカルレンズを上下方向
に並べて構成した横シリンドリカルレンズアレイであ
る。なお、第1 のレンチキュラレンズ31及び第2のレン
チキュラレンズ32は夫々マイクロ光学素子3Hの一要素を
形成している。
A first lenticular lens 31 and a second lenticular lens 32 made of transparent resin or glass are arranged between the mask 2 and the display device 4.
The first lenticular lens 31 is a vertical cylindrical lens array configured by arranging vertically long vertical cylindrical lenses in the left-right direction, and the second lenticular lens 31.
Reference numeral 32 is a horizontal cylindrical lens array configured by vertically arranging horizontal cylindrical lenses that are long in the horizontal direction. The first lenticular lens 31 and the second lenticular lens 32 each form one element of the micro optical element 3H.

【0012】まず、本実施形態で3 次元(3D)画像表示を
行う際の構成及び作用について説明する。図2 は実施形
態1 が3 次元画像表示モードの際の水平断面図である。
図1中、線A-A で示す水平面に沿った断面図が図1(A)、
線B-B (ここでは線A-A で示す走査線から1走査線下の
走査線に相当する走査線である)で示す水平面に沿った
断面図が図1(B)である。 図1、2 ではその画像表示面の
表示画像の状態を模式的に表している。
First, the configuration and operation when a three-dimensional (3D) image is displayed in this embodiment will be described. FIG. 2 is a horizontal sectional view when the first embodiment is in the three-dimensional image display mode.
In Fig. 1, the cross-sectional view along the horizontal plane indicated by line AA is shown in Fig. 1 (A),
FIG. 1B is a cross-sectional view taken along a horizontal plane indicated by a line BB (here, a scan line corresponding to a scan line one scan line below the scan line indicated by the line AA). 1 and 2 schematically show the state of the display image on the image display surface.

【0013】ここでは視差画像としてCG画像などのコン
ピュータ上で作成された画像を用いる場合について示す
が、複眼カメラやステレオカメラで撮影される自然画像
を視差画像として用いることもできる。
Although a case where an image created on a computer such as a CG image is used as the parallax image is shown here, a natural image taken by a compound eye camera or a stereo camera can also be used as the parallax image.

【0014】液晶ディスプレイ4 に表示する画像につい
て説明する。図3 はその画像 (横ストライプ画像) の説
明図である。図3(A)に示すように右眼用の視差画像R と
左眼用の視差画像L は画像処理手段5 により夫々多数の
横ストライプ状のストライプ画素Ri及びLiに分割され、
それらを例えば画面上端から1 走査線毎にR1L2R3L4R5L6
・・・・(又はL1R2L3R4L5R6・・・・)と交互に並べて1 枚の横
ストライプ画像 (3 次元画像) を作成する (これを第1
の合成ストライプ画像とする) 。
An image displayed on the liquid crystal display 4 will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram of the image (horizontal stripe image). As shown in FIG. 3 (A), the parallax image R for the right eye and the parallax image L for the left eye are each divided into a large number of horizontal stripe-shaped stripe pixels R i and L i by the image processing means 5,
R 1 L 2 R 3 L 4 R 5 L 6 for each scanning line from the top of the screen
・ ・ ・ ・ (Or L 1 R 2 L 3 R 4 L 5 R 6・ ・ ・ ・) are alternately arranged to create one horizontal stripe image (three-dimensional image).
Of the composite stripe image).

【0015】この様にして作成した横ストライプ画像の
画像データは、ディスプレイ駆動回路6 に入力され、デ
ィスプレイデバイス4 に該横ストライプ画像を表示する
のである。
The image data of the horizontal stripe image thus created is input to the display drive circuit 6 and the horizontal stripe image is displayed on the display device 4.

【0016】液晶ディスプレイ4 には図示マスクパター
ン9 の一つの開口に対応して右眼用の横ストライプ画素
Ri、左眼用の横ストライプ画素Li+1が上下に対となるよ
う交互に配置している。
The liquid crystal display 4 has horizontal stripe pixels for the right eye corresponding to one opening of the illustrated mask pattern 9.
R i and the left-eye horizontal stripe pixels L i + 1 are alternately arranged so as to be paired vertically.

【0017】図1(A)に示す様に、バックライト光源1 か
ら射出された光は、第1 のレンチキュラレンズ31のシリ
ンドリカルレンズの光軸に対して所定の距離だけずれた
位置に開口部8 の中心を有するマスク2 と第1 のレンチ
キュラレンズ31のシリンドリカルレンズにより、マスク
2の透過光束が観察者の右眼ERに分離されて入射する。
この右眼ERに入射する光束は、第1 のレンチキュラレン
ズ31と観察者との間に設けたディスプレイデバイス4 に
表示されたストライプ画素(ここでは右ストライプ画素
Ri)で変調されて右眼ERに入射する。
As shown in FIG. 1 (A), the light emitted from the backlight light source 1 has an opening 8 at a position displaced by a predetermined distance from the optical axis of the cylindrical lens of the first lenticular lens 31. The transmitted light flux of the mask 2 is separated and made incident on the right eye E R of the observer by the mask 2 having the center of 1 and the cylindrical lens of the first lenticular lens 31.
The light flux incident on the right eye E R is a stripe pixel (here, a right stripe pixel here) displayed on the display device 4 provided between the first lenticular lens 31 and the observer.
It is modulated by R i ) and enters the right eye E R.

【0018】同様に、図1(A)の1走査線下の走査線に相
当する断面に沿った光束に対しても、図1(B)に示す様に
左視差画像を構成する横ストライプ画素Liで変調された
光束が左眼ELに入射する。この時、図1 から分かる様
に、マスク2 のマスクパターンは市松状に開口部・遮光
部を形成しており、図1(A)の断面でのマスク開口部8 と
図1(B)の断面でのマスク開口部8 とはそれぞれ相補的に
形成している。従って、観察者は1走査線毎に左又は右
の眼でそれぞれの眼に対応したストライプ画素を見るこ
とになり、夫々のストライプ画素で構成される視差画像
を視認することにより立体画像を観察することができ
る。
Similarly, for a light beam along a section corresponding to a scanning line one scanning line below in FIG. 1A, horizontal stripe pixels forming a left parallax image as shown in FIG. 1B. The light flux modulated by L i enters the left eye E L. At this time, as can be seen from FIG. 1, the mask pattern of the mask 2 has openings and light-shielding portions formed in a checkered pattern, and the mask opening 8 in the cross section of FIG. 1 (A) and the mask opening 8 of FIG. 1 (B). The mask openings 8 in the cross section are formed so as to be complementary to each other. Therefore, the observer sees the stripe pixel corresponding to each eye with the left or right eye for each scanning line, and observes the stereoscopic image by visually recognizing the parallax image composed of each stripe pixel. be able to.

【0019】このとき、第2 のレンチキュラレンズ32を
構成するシリンドリカルレンズはその凸面頂点をマスク
2 に密着している。即ち、第2 のレンチキュラレンズ32
の主平面がマスクパターンと一致しているため、その屈
折力の影響をほぼ無視することができ、第2 のレンチキ
ュラレンズ32による光学作用は水平断面内では考えなく
て良い。
At this time, the cylindrical lens forming the second lenticular lens 32 masks the convex vertex of the lens.
It sticks to 2. That is, the second lenticular lens 32
Since the main plane of (1) coincides with the mask pattern, the influence of its refracting power can be almost ignored, and the optical action of the second lenticular lens 32 need not be considered in the horizontal section.

【0020】次に本実施形態において2 次元画像(2D)表
示を行う際の構成及び作用について説明する。
Next, the configuration and operation when a two-dimensional image (2D) is displayed in this embodiment will be described.

【0021】図4 は本実施形態が2 次元画像表示モード
の際の垂直断面図である。不図示の制御部は、2 次元画
像を表示するモードへの切り換え信号等をレンチキュラ
移動回路7 へ発し、第2 のレンチキュラレンズ32を図2
のマスク2 に密着させた位置から、所定距離離れた位置
にシリンドリカルレンズの光軸方向に移動させる。
FIG. 4 is a vertical sectional view when the present embodiment is in the two-dimensional image display mode. The control unit (not shown) issues a signal for switching to a mode for displaying a two-dimensional image to the lenticular moving circuit 7, and causes the second lenticular lens 32 to move to the state shown in FIG.
It is moved in the optical axis direction of the cylindrical lens from a position in close contact with the mask 2 to a position separated by a predetermined distance.

【0022】このとき、画像処理手段5 はストライプ画
像の合成処理を行わず、ディスプレイデバイス4 には、
通常の2 次元の画像を表示する。
At this time, the image processing means 5 does not perform the stripe image synthesizing process, and the display device 4 displays
Display a normal 2D image.

【0023】本実施形態においては第2 のレンチキュラ
レンズ32のマスク2 に対向したシリンドリカル面3bのピ
ッチPtとマスクパターン9 の上下断面内のピッチPmとは
等しく、ディスプレイデバイス4 の画素ピッチIより若
干大きく構成している。
In this embodiment, the pitch Pt of the cylindrical surface 3b of the second lenticular lens 32 facing the mask 2 is equal to the pitch Pm in the vertical cross section of the mask pattern 9, which is slightly smaller than the pixel pitch I of the display device 4. It has a large structure.

【0024】そして2 次元画像表示の際には、第2 のレ
ンチキュラレンズ32のシリンドリカル面3bのレンズ頂点
H'とマスクパターン9 との間隔ttは、シリンドリカル面
3bより構成されるシリンドリカルレンズの焦点距離をfb
として、 tt>2fb とする。
When displaying a two-dimensional image, the lens apex of the cylindrical surface 3b of the second lenticular lens 32 is displayed.
The distance tt between H'and the mask pattern 9 is the cylindrical surface.
The focal length of the cylindrical lens composed of 3b is fb.
As a result, tt> 2fb.

【0025】このとき、第2 のレンチキュラレンズ32の
観察者側の主平面H からディスプレイデバイス4 の画像
表示面までの距離tt' を予め 1/tt'≧1/fb-1/tt と設定しておれば、マスク2 の開口部8 はディスプレイ
デバイス4 の画像表示面と第2 のレンチキュラレンズ32
の間に縮小されて結像される。従って、3 次元画像表示
時にそれぞれ横ストライプ画素Li、Ri を表示していた走
査線に対し、第1のレンチキュラレンズ31の各シリンド
リカルレンズによりそれぞれ左又は右方向に指向性を与
えるべき開口の両方の像が観察者が走査線を通して見込
める範囲内に結像されることになり、画像表示面上の各
走査線 (各画素) を通過する光は左右両方向へ進み、両
眼に導かれ、両眼で2 次元画像の全ての画素を視認でき
ることになり、ディスプレイデバイス4 の解像度に対し
て、解像度劣化のない表示が可能になる。以上が2 次元
画像表示の場合の作用である。
At this time, the distance tt 'from the main plane H on the observer side of the second lenticular lens 32 to the image display surface of the display device 4 is set in advance as 1 / tt' ≧ 1 / fb-1 / tt. If so, the opening 8 of the mask 2 is aligned with the image display surface of the display device 4 and the second lenticular lens 32.
The image is reduced in size during. Therefore, with respect to the scanning lines displaying the horizontal stripe pixels L i and R i at the time of displaying the three-dimensional image, the respective cylindrical lenses of the first lenticular lens 31 are used to provide the apertures to be directed in the left or right direction. Both images will be formed within the range that the observer can see through the scanning lines, and the light passing through each scanning line (each pixel) on the image display surface travels in both left and right directions and is guided to both eyes. All the pixels of the two-dimensional image can be visually recognized with both eyes, and display can be performed without deterioration of the resolution of the display device 4. The above is the operation in the case of two-dimensional image display.

【0026】本実施形態は観察者から見て各レンチキュ
ラレンズがディスプレイデバイス4の後ろにあるため、
レンチキュラレンズが目立たず、画面表面がぎらつくこ
とがなくなる。
In this embodiment, since each lenticular lens is behind the display device 4 as seen from the observer,
The lenticular lens is inconspicuous and the screen surface does not flicker.

【0027】なお、実施形態1 では横ストライプ画像を
左右の横ストライプ画素を1走査線毎に交互に並べて合
成したが、1 つのストライプ画素を複数の走査線の幅で
表示して合成することもできる。
In the first embodiment, the horizontal stripe image is composed by arranging the left and right horizontal stripe pixels alternately for each scanning line, but one stripe pixel may be displayed with a width of a plurality of scanning lines and combined. it can.

【0028】又、実施形態1 では立体画像の表示に際し
て第1 の合成ストライプ画像を用いたが、図3(B)に示す
様に、第1走査線に左ストライプ画素L1、第2走査線に
右ストライプ画素R2、第3走査線に左ストライプ画素L3
・・・・、と合成した横ストライプ画像(第2の合成ストラ
イプ画像)を用いることも可能である。但し、その場合
はマスクパターンとして図3(A)に示す第1の合成ストラ
イプ画像を用いる場合に対して市松状の開口部・遮光部
とが互いに相補的なマスクパターンを用いれば良い。
In the first embodiment, the first composite stripe image is used for displaying a stereoscopic image. However, as shown in FIG. 3B, the left stripe pixel L 1 and the second scan line are included in the first scan line. To the right stripe pixel R 2 and the 3rd scan line to the left stripe pixel L 3
It is also possible to use a horizontal stripe image (second composite stripe image) combined with ... However, in that case, a mask pattern in which the checkered opening portion and the light shielding portion are complementary to each other may be used as compared with the case where the first combined stripe image shown in FIG. 3A is used as the mask pattern.

【0029】尚、本実施形態においてはマイクロ光学素
子3Hとして夫々片面が平面のレンチキュラレンズ31、32
を用いたが、第1 のレンチキュラレンズ31については、
これを形成するシリンドリカルレンズの両面に適切な曲
率をもたせる構成としても良い。
In this embodiment, the lenticular lenses 31, 32 each having a flat surface on one side are used as the micro optical element 3H.
Was used, but for the first lenticular lens 31,
It is also possible to adopt a configuration in which both surfaces of the cylindrical lens forming this have appropriate curvatures.

【0030】また、実施形態1 においては2 つのレンチ
キュラレンズ31、32 を夫々別体とし、第2 のレンチキュ
ラレンズ32のみを移動させる構成としたが、両者を一体
的に移動させても良いし、一つの透明基板の両面に互い
に直交する周期性を有するシリンドリカルレンズアレイ
を成形した一体構造として構成し、これを移動させても
良い。
Further, in the first embodiment, the two lenticular lenses 31 and 32 are separately provided, and only the second lenticular lens 32 is moved, but they may be moved integrally. It is also possible to form a cylindrical lens array having periodicity orthogonal to each other on both surfaces of one transparent substrate as an integrated structure and move the same.

【0031】また、レンチキュラレンズを移動させる代
わりに、マスク2 を移動させる機構を設け、3 次元画像
表示の際にはマスク基板2 とバックライト光源1 との間
に空間を設けておき、2 次元画像表示の際にはマスク基
板2 を上述の関係式を満たすように移動させるように構
成してもよい。
Further, instead of moving the lenticular lens, a mechanism for moving the mask 2 is provided, and a space is provided between the mask substrate 2 and the backlight light source 1 when displaying a three-dimensional image, and a two-dimensional image is provided. When displaying an image, the mask substrate 2 may be configured to move so as to satisfy the above relational expression.

【0032】図5 は実施形態1 の派生例の説明図であ
る。実施形態1 ではバックライト光源1 と、マスクパタ
ーン9 を有するマスク2 とを個別の素子から構成した
が、本派生例はこれを一体化したものである。図5 中、
14は蛍光灯などの光源、10は反射ミラー、11はPMMAなど
の透明なプラスチック材からなる導光体、13は導光体11
の表面に反射材をパターンニングして作製したマスクパ
ターンである。以上の諸要素は夫々光源手段の一要素を
構成している。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a derivative example of the first embodiment. In the first embodiment, the backlight light source 1 and the mask 2 having the mask pattern 9 are composed of separate elements, but this derivation is one in which they are integrated. In Figure 5,
14 is a light source such as a fluorescent lamp, 10 is a reflection mirror, 11 is a light guide made of a transparent plastic material such as PMMA, and 13 is a light guide 11.
It is a mask pattern produced by patterning a reflective material on the surface of. Each of the above elements constitutes one element of the light source means.

【0033】本派生例において、光源14からの光は反射
ミラー10からの反射光と共に導光体11にその端面から入
射し、その内部を導波していく。そして、この導波光は
マスクパターン9 を透過してマイクロ光学素子3H及びデ
ィスプレイデバイス4 を介して観察者の瞳へ入射する。
このようにすれば光の利用効率の高い立体画像表示装置
を構成できる。なお、このとき導光体11の裏面12に反射
体を形成しておくことも可能である。
In this derived example, the light from the light source 14 is incident on the light guide 11 from its end face together with the light reflected from the reflection mirror 10, and is guided inside thereof. Then, the guided light passes through the mask pattern 9 and enters the observer's pupil through the micro optical element 3H and the display device 4.
In this way, a stereoscopic image display device with high light utilization efficiency can be constructed. At this time, a reflector may be formed on the back surface 12 of the light guide body 11.

【0034】図6 は本発明の立体画像表示装置の実施形
態2 の要部概略図である。本実施形態は実施形態1 のバ
ックライト光源1 と、マスクパターン9 の代わりにCRT
等の自発光型表示素子23を用いて、その表示面に前記マ
スクパターン9 と同じ形状の発光部と非発光部より成る
発光パターンを形成し、この発光部からの射出光束にマ
イクロ光学素子3Hで指向性を与えて立体画像表示を行な
うのである。3D画像表示、2D画像表示の際の作用は実施
形態1 と同じである。なお、自発光型表示素子23は光源
手段の一要素を構成している。
FIG. 6 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 2 of the stereoscopic image display device of the present invention. In this embodiment, the backlight source 1 of the first embodiment and a CRT instead of the mask pattern 9 are used.
A self-luminous display element 23 such as the above is used to form a light-emitting pattern composed of a light-emitting portion and a non-light-emitting portion of the same shape as the mask pattern 9 on its display surface, and the micro-optical element 3H That is, stereoscopic image display is performed by giving directivity. The operation at the time of 3D image display and 2D image display is the same as that of the first embodiment. The self-luminous display element 23 constitutes one element of the light source means.

【0035】なお、この時、自発光型表示素子23とディ
スプレイデバイス4 とは1画素毎又は1走査線毎に同期
して表示することが望ましい。
At this time, it is desirable that the self-luminous display element 23 and the display device 4 display in synchronization with each pixel or each scanning line.

【0036】図7 は本発明の立体画像表示装置の実施形
態3 の要部概略図である。
FIG. 7 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 3 of the stereoscopic image display device of the present invention.

【0037】実施形態1 では、ディスプレイデバイス4
に横ストライプ画像を表示したが、本実施形態では右視
差画像R 及び左視差画像L を夫々縦ストライプ状の多数
の縦ストライプ画素Ri,Li に分割し、これら左右のスト
ライプ画素を例えば1画素毎に左右方向に交互に配列し
て合成する縦ストライプ画像を用いる点、レンチキュラ
レンズを1 枚使用する点、マスクパターンの開口部と遮
光部の形状を縦ストライプ状にした点、及び2 次元画像
表示に際してマスク2 を移動する点が異なっている。そ
の他の構成は実施形態1 と同じである。なお、実施形態
1 で説明した要素と同一要素には同符番を付している。
In the first embodiment, the display device 4
Although a horizontal stripe image is displayed in FIG. 3, the right parallax image R 1 and the left parallax image L are divided into a large number of vertical stripe pixels R i and L i , respectively, and the left and right stripe pixels are, for example, 1 A vertical stripe image that is composed by alternately arranging each pixel in the left-right direction is used, a single lenticular lens is used, the shape of the mask pattern opening and light shield is vertical stripe, and two-dimensional The difference is that the mask 2 is moved when displaying the image. Other configurations are the same as those in the first embodiment. Note that the embodiment
The same elements as those explained in 1 are given the same reference numerals.

【0038】即ち、実施形態1 では、互いに直交した2
つのレンチキュラレンズ31、32 を用いていたが、本実施
形態においては多数の縦シリンドリカルレンズを左右方
向に周期的に並べたレンチキュラレンズ (縦シリンドリ
カルレンズアレイ) 33のみを用いている。
That is, in the first embodiment, two
Although one lenticular lens 31 and 32 are used, in the present embodiment, only a lenticular lens (vertical cylindrical lens array) 33 in which a large number of vertical cylindrical lenses are periodically arranged in the left-right direction is used.

【0039】図8 は本実施形態が3 次元画像を表示する
際の構成及び作用の説明図であり、水平断面図である。
これについて説明する。バックライト光源(面光源)1
から射出した光は、レンチキュラレンズ33を構成する個
々のシリンドリカルレンズの光軸に対して所定の位置だ
けずれた位置に開口部8 の中心を有するマスク2 とレン
チキュラレンズ33により指向性を与えられ、観察者の右
眼ER及び左眼ELの位置に対応する領域に分かれて集光す
る。
FIG. 8 is a horizontal sectional view for explaining the configuration and operation when the present embodiment displays a three-dimensional image.
This will be described. Backlight light source (area light source) 1
The light emitted from is directed by the lenticular lens 33 and the mask 2 having the center of the opening 8 at a position displaced by a predetermined position with respect to the optical axis of each cylindrical lens that constitutes the lenticular lens 33, The light is divided into regions corresponding to the positions of the right eye E R and the left eye E L of the observer and condensed.

【0040】この左右の眼に入射する光束は、レンチキ
ュラレンズ33と観察者との間に設けた透過型のディスプ
レイデバイス4 に表示された縦のストライプ画素Ri、Li
でそれぞれ変調されて、それぞれの眼に入射する。これ
により立体画像を観察する事ができる。
The luminous fluxes incident on the left and right eyes are the vertical stripe pixels R i and L i displayed on the transmissive display device 4 provided between the lenticular lens 33 and the observer.
Are modulated respectively and are incident on each eye. Thereby, a stereoscopic image can be observed.

【0041】本実施形態における各パラメータの設定条
件について説明する。図8 に示す様に、右又は左ストラ
イプ画素の幅をI 、ディスプレイデバイス4 から前記集
光領域(観察者の瞳位置)までの距離(観察距離)をC
、前記2 つの集光領域の中心間の距離(両眼間隔)をE
、及びレンチキュラレンズ33のディスプレイデバイス4
側主平面からディスプレイデバイス4 までの距離をt
とする時、これらが下記の関係式を満たす様に設定す
る。
The setting conditions of each parameter in this embodiment will be described. As shown in Fig. 8, the width of the right or left stripe pixel is I, and the distance (observation distance) from the display device 4 to the condensing area (observer's pupil position) is C.
, The distance (between eyes) between the centers of the two condensing areas is E
, And the display device 4 of the lenticular lens 33
Set the distance from the side principal plane to display device 4 by t
Then, set them so that they satisfy the following relational expressions.

【0042】t=I・C/(E/2-I) 更に、レンチキュラレンズ33のピッチP と縦ストライプ
画素の幅I とは、次式の関係を満足する。
T = I · C / (E / 2-I) Furthermore, the pitch P of the lenticular lens 33 and the width I of the vertical stripe pixel satisfy the following equation.

【0043】P=E・I/(E-2I) また、マスク2 の開口部8 の周期をPAP 、片方の開口、
例えば右眼用開口HRのピッチをPR、左眼用開口HLのピッ
チをPLとすると、その大きさは等しく PAP=PR=PL であり、PAP と縦ストライプ画素の幅I とは、レンチキ
ュラレンズ33のマスク2側主平面からマスク2 までの間
隔をt0とするとき、次式の関係がある。
P = E · I / (E-2I) Further, the period of the opening 8 of the mask 2 is P AP , one opening is
For example, if the pitch of the right-eye opening H R is P R and the pitch of the left-eye opening H L is P L , then the sizes are equal, P AP = P R = P L , and P AP and the vertical stripe pixel The width I has the following relationship when the distance from the main surface of the lenticular lens 33 on the mask 2 side to the mask 2 is t0.

【0044】PAP =2I{E/(E-2I)+t0/C} そして、それぞれの開口部HR及びHLは互いにΔだけずれ
ており、次式の関係がある。
P AP = 2I {E / (E-2I) + t0 / C} Then, the respective openings H R and H L are deviated from each other by Δ, and the following relationship is established.

【0045】Δ=(PAP/2)-2I・t0/t 本実施形態は以上のように構成しているので、右ストラ
イプ画素と左ストライプ画素のクロストークが無く、良
好な立体画像を表示することができる。
Δ = (P AP / 2) -2I · t0 / t Since this embodiment is configured as described above, there is no crosstalk between the right stripe pixel and the left stripe pixel, and a good stereoscopic image is displayed. can do.

【0046】図9 は本実施形態において、2 次元画像を
表示する際の構成及び作用の説明図である。尚、本実施
形態においても、ディスプレイデバイス4 には通常の2
次元画像S が表示されている。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the configuration and operation when displaying a two-dimensional image in this embodiment. In this embodiment also, the display device 4 has a normal 2
The three-dimensional image S is displayed.

【0047】レンチキュラレンズ33を構成するシリンド
リカルレンズの焦点距離をf 、2 次元画像表示時の構成
において、レンチキュラレンズ33のマスク2側主平面と
マスク2 との間隔をt0' 、レンチキュラレンズ33のディ
スプレイデバイス4側主平面からマスク2のレンチキュ
ラレンズ33による像までの距離t1として、これらの間に
は 1/t1=1/f-1/t0' の関係がある。
The focal length of the cylindrical lens that constitutes the lenticular lens 33 is f, and in the configuration for displaying a two-dimensional image, the interval between the mask 2 side main plane of the lenticular lens 33 and the mask 2 is t0 ', and the display of the lenticular lens 33 is As the distance t1 from the principal plane of the device 4 side to the image of the lenticular lens 33 of the mask 2, there is a relation of 1 / t1 = 1 / f-1 / t0 'between them.

【0048】本実施形態では、レンチキュラレンズ33の
ディスプレイデバイス4 側主平面からディスプレイデバ
イス4までの距離をt'として、これとt1とが t'>t1 の関係を満足させるように設定している。
In this embodiment, the distance from the main plane of the lenticular lens 33 on the display device 4 side to the display device 4 is t ', and t1 and t1 are set so as to satisfy the relationship of t'> t1. .

【0049】特にディスプレイデバイス4の中心よりi
番目の画素Siに対する、前記レンチキュラレンズ33によ
りマスク2の開口部8の中心Tiの像Ti'の位置をディスプ
レイデバイス4の中心よりxとするとき、以下の関係 {I(i-1)-E/2}/{C-(t'-t1)}<(x-E/2)/C<{I(i+1)-E/2}/{C
-(t'-t1)} {I(i-1)+E/2}/{C-(t'-t1)}<(x+E/2)/C<{I(i+1)+E/2}/{C
-(t'-t1)} を満たすことが好ましい。
Especially from the center of the display device 4, i
When the position of the image Ti ′ of the center Ti of the opening 8 of the mask 2 by the lenticular lens 33 with respect to the th pixel Si is x from the center of the display device 4, the following relation (I (i-1) -E / 2} / {C- (t'-t1)} <(xE / 2) / C <{I (i + 1) -E / 2} / {C
-(t'-t1)} {I (i-1) + E / 2} / {C- (t'-t1)} <(x + E / 2) / C <{I (i + 1) + E / 2} / {C
It is preferable that-(t'-t1)} is satisfied.

【0050】上記関係を満たすことで、左右の眼から画
素Siを通してTi'を見ることができる。ディスプレイデ
バイス4上の任意の画素Siに対して上記関係を満たせ
ば、任意のTi'からの光は画素Siにより変調されて左右
の眼に導かれ、ディスプレイデバイス4の解像度に対し
て、解像度劣化のない2次元の画像として認識される。
By satisfying the above relationship, Ti 'can be seen from the left and right eyes through the pixel Si. If the above relationship is satisfied for any pixel Si on the display device 4, light from any Ti 'is modulated by the pixel Si and guided to the left and right eyes, and the resolution deteriorates with respect to the resolution of the display device 4. It is recognized as a two-dimensional image without.

【0051】本実施形態でも実施形態1 と同じ理由によ
りレンチキュラレンズが目立たず、画面表面がぎらつく
ことがなくなる。
In the present embodiment, for the same reason as in the first embodiment, the lenticular lens is inconspicuous and the screen surface does not glare.

【0052】尚、上式は開口中心Tiについて述べたが、
実際には開口が大きさを持つため、上式が厳密に成り立
つ必要はなく、開口の大きさやレンチキュラレンズ33の
収差などを考慮して適切に定めれば良い。
In the above equation, the center Ti of the opening is described.
In reality, since the aperture has a size, the above equation does not need to be strictly established, and may be appropriately determined in consideration of the size of the aperture, the aberration of the lenticular lens 33, and the like.

【0053】本実施形態でも、図6 に示したCRT 等の自
発光型表示素子23を用いて、その表示面に前記マスクパ
ターンと同じ発光パターンを形成し、このパターン化し
た射出光にレンチキュラレンズ33で指向性を与えること
も可能である。なお、この時、自発光型表示素子23とデ
ィスプレイデバイス4 とは1画素毎又は1走査線毎に同
期して表示することが望ましい。
Also in this embodiment, the self-luminous display element 23 such as the CRT shown in FIG. 6 is used to form the same light emitting pattern as the mask pattern on the display surface, and the lenticular lens is used for the patterned emitted light. It is also possible to give directionality with 33. At this time, it is desirable that the self-luminous display element 23 and the display device 4 display images in synchronization with each pixel or each scanning line.

【0054】又、本実施形態においてはマイクロ光学素
子3Hとして片面が平面のレンチキュラレンズ33を用いた
が、これを形成するシリンドリカルレンズの両面に適切
な曲率をもたせる構成としても良い。
Further, in the present embodiment, the lenticular lens 33 having a flat surface on one side is used as the micro-optical element 3H, but it is also possible to adopt a configuration in which both surfaces of the cylindrical lens forming this have appropriate curvatures.

【0055】また、マスク基板2 を移動させる代わりに
レンチキュラレンズ33を移動させる機構とし、実施形態
1 に示したようにレンチキュラレンズ33を移動させ、本
実施形態の上述の関係式を満たすようにしてもよい。
In addition, instead of moving the mask substrate 2, a mechanism for moving the lenticular lens 33 is used.
The lenticular lens 33 may be moved as shown in 1 to satisfy the above relational expression of the present embodiment.

【0056】図10は実施形態3 の派生例の要部概略図で
ある。本派生例はカラー画像を表示する。本実施形態に
おいては視差画像を縦ストライプの画像として表示する
際に、この縦ストライプのそれぞれの画素(Li画素・Ri
画素)の上には図10(B) の部分拡大図 (図10(A) のディ
スプレイデバイス4 の楕円で囲った部分の拡大図) に示
す様に、各色フィルタR、G、B を縦方向に交互に配列して
いる。こうすることで、色ずれのない良好な立体画像を
観察することができる。
FIG. 10 is a schematic view of a main part of a derivative example of the third embodiment. This derived example displays a color image. In the present embodiment, when the parallax image is displayed as a vertical stripe image, each pixel (L i pixel / R i pixel) of this vertical stripe is displayed.
Pixels), the color filters R, G, and B are arranged in the vertical direction as shown in the partial enlarged view of FIG. 10 (B) (enlarged view of the portion surrounded by an ellipse of the display device 4 in FIG. 10 (A)). Are arranged alternately. By doing so, it is possible to observe a good stereoscopic image without color shift.

【0057】図11は本発明の立体画像表示装置の実施形
態4 の要部概略図である。本実施形態は実施形態1 に対
してレンチキュラーレンズ31、32 の配置順序を変えてい
ること、3D/2D の切り替え表示に際してレンチキュラー
レンズではなくマスク基板2を移動させるようにしてい
る点が異なっている。その他の構成は同じである。
FIG. 11 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 4 of the stereoscopic image display apparatus of the present invention. The present embodiment is different from the first embodiment in that the arrangement order of the lenticular lenses 31 and 32 is changed, and that the mask substrate 2 is moved instead of the lenticular lens during 3D / 2D switching display. . Other configurations are the same.

【0058】図中、1 は照明光源となるバックライト
(面光源) であり、その観察者側には、光が透過する市
松状の開口を有するマスクパターンを形成したマスク基
板2 を配置している。4 はディスプレイデバイスであ
る。マスク基板2 とディスプレイデバイス4 の間には、
マイクロ光学素子3Hとして透明樹脂またはガラス製の母
線の方向が互いに直交する2 つのレンチキュラーレンズ
31、32 を配置している。
In the figure, 1 is a backlight as an illumination light source.
(A surface light source), and a mask substrate 2 on which a mask pattern having a checkered opening through which light is transmitted is formed on the observer side. 4 is a display device. Between the mask substrate 2 and the display device 4,
Two lenticular lenses made of transparent resin or glass with their generatrix directions orthogonal to each other as the micro optical element 3H
31 and 32 are arranged.

【0059】まず、本実施形態で3 次元(3D)画像表示を
行う際の構成及び作用について説明する。図12は本実施
形態が3 次元画像を表示している際の水平断面図であ
る。マスク基板2 はバックライト光源1 により照明さ
れ、その開口8 から光が出射する。マスク基板2 の観察
者側には第1 のレンチキュラーレンズ (縦シリンドリカ
ルレンズレンズアレイ) 31を配置しており、その各シリ
ンドリカルレンズのほぼ焦点位置にマスクパターン9 が
くるようにレンズ曲率を設計している。
First, the configuration and operation when performing three-dimensional (3D) image display in this embodiment will be described. FIG. 12 is a horizontal sectional view when the present embodiment displays a three-dimensional image. The mask substrate 2 is illuminated by the backlight light source 1, and light is emitted from the opening 8. A first lenticular lens (longitudinal cylindrical lens lens array) 31 is arranged on the viewer side of the mask substrate 2, and the lens curvature is designed so that the mask pattern 9 is located at approximately the focal position of each cylindrical lens. There is.

【0060】マスクパターン9 の水平断面内の一対の開
口部と遮光部が略レンチキュラーレンズ31を構成するシ
リンドリカルレンズの1ピッチに対応するようにしてい
る。図に示す開口部と遮光部のパターンでは、ディスプ
レイデバイス4 に表示した横ストライプ画像のうちの左
ストライプ画素Liが対応しており、開口部8 から出射し
た発散光束は第1 のレンチキュラーレンズ31を通って略
平行光束に変換され、ディスプレイデバイス4 上の左ス
トライプ画素Liを照明して、これによって変調された
後、図中の実線で示すような範囲に指向性をもって集ま
る。図中のELは観察者の左眼を示しており、画面の全幅
にわたって、開口部8 からの光が一様に左眼ELに集ま
る。
The pair of openings and the light-shielding portion in the horizontal cross section of the mask pattern 9 correspond to one pitch of the cylindrical lens forming the substantially lenticular lens 31. In the pattern of the opening and the light-shielding part shown in the figure, the left stripe pixel L i of the horizontal stripe image displayed on the display device 4 corresponds, and the divergent light flux emitted from the opening 8 is the first lenticular lens 31. After being converted into a substantially parallel light flux, the left stripe pixel L i on the display device 4 is illuminated and modulated by this, the light is converged in the range shown by the solid line in the figure with directivity. E L in the figure shows the left eye of the observer, and the light from the opening 8 uniformly gathers in the left eye E L over the entire width of the screen.

【0061】この時、第1 のレンチキュラーレンズ31の
ピッチはマスクパターンの一対の開口部と遮光部のピッ
チよりもわずかに小さくしており、これにより、ディス
プレイデバイス4 に表示された左ストライプ画素は左眼
EL付近の範囲のみで観察される。
At this time, the pitch of the first lenticular lens 31 is made slightly smaller than the pitch of the pair of openings and the light-shielding portion of the mask pattern, whereby the left stripe pixels displayed on the display device 4 are left eye
It is observed only in the range near E L.

【0062】また、右眼ERに関しては、マスクパターン
9 の開口部と遮光部のパターンは図とは逆になり、ディ
スプレイデバイス4 に表示されたストライプ画像のうち
右ストライプ画素Riに対応するようになり、開口部8 か
ら出射した発散光束は第1 のレンチキュラーレンズ31を
通って略平行光束に変換され、右ストライプ画素Riを照
明して、これによって変調された後、図中の点線で示す
ような範囲に指向性をもって集まる。これにより、ディ
スプレイデバイスに表示された右ストライプ画素Riは右
眼ER付近の範囲のみで観察され、左右の視差画像が水平
方向に左眼、右眼に分離して観察される。
For the right eye E R , the mask pattern
The pattern of the opening and the light-shielding part of 9 is opposite to the figure, and it corresponds to the right stripe pixel R i in the stripe image displayed on the display device 4, and the divergent light flux emitted from the opening 8 is The light is converted into a substantially parallel light flux through the first lenticular lens 31, illuminates the right stripe pixel R i , is modulated by this, and then converges in the range shown by the dotted line in the figure with directivity. As a result, the right stripe pixel R i displayed on the display device is observed only in the range near the right eye E R , and the left and right parallax images are horizontally observed separately for the left eye and the right eye.

【0063】図13は本実施形態が3 次元画像表示をして
いる際の垂直方向の断面図である。これによって上下方
向の観察領域の説明を行う。マスク基板2 のマスクパタ
ーン9 の開口8 は図11に示すように市松状に形成してお
り、上下方向にはディスプレイデバイス4 に表示する左
又は右のストライプ画素に対応している。
FIG. 13 is a vertical cross-sectional view when the present embodiment displays a three-dimensional image. Thus, the observation region in the vertical direction will be described. The openings 8 of the mask pattern 9 of the mask substrate 2 are formed in a checkered pattern as shown in FIG. 11, and correspond to the left or right stripe pixels displayed on the display device 4 in the vertical direction.

【0064】ここで、マスクパターンのある垂直断面内
の開口のピッチをPm、第2 のレンチキュラレンズ (横シ
リンドリカルレンズアレイ) 32を構成するシリンドリカ
ルレンズのピッチをPt、ディスプレイデバイス4 の上下
方向の画素ピッチをI 、ディスプレイデバイス4 の画像
表示面から観察位置までの距離をC 、ディスプレイデバ
イス4 の画像表示面から第2 のレンチキュラレンズ32の
観察者側の主平面H までの距離をt 、第2 のレンチキュ
ラレンズ32のマスク側の主平面H'からマスクパターン9
までの距離をt0とするとき、 I:Pm=C:(C+t+t0) I:Pm=t:t0 I:Pt=C:(C+t) の関係をみたすように設定している。
Here, the pitch of the openings in the vertical cross section having the mask pattern is Pm, the pitch of the cylindrical lenses forming the second lenticular lens (horizontal cylindrical lens array) 32 is Pt, and the vertical pixels of the display device 4 are The pitch is I, the distance from the image display surface of the display device 4 to the observation position is C, the distance from the image display surface of the display device 4 to the observer side principal plane H of the second lenticular lens 32 is t, the second From the main surface H'of the lenticular lens 32 on the mask side to the mask pattern 9
When the distance to is t0, I: Pm = C: (C + t + t0) I: Pm = t: t0 I: Pt = C: (C + t) .

【0065】このときマスクパターン9 の開口8 はそれ
ぞれ対応する画素付近に集光しており、集光時の角度範
囲に渡って画像を観察することができ、観察者の所定の
眼の高さから画面の上下方向の全幅にわたって左右の視
差画像が一様に分離して見える観察領域が得られる。
At this time, the apertures 8 of the mask pattern 9 are focused near the corresponding pixels respectively, so that the image can be observed over the angular range at the time of focusing, and the eye height of the observer can be adjusted to a predetermined value. Thus, an observation region in which the left and right parallax images are uniformly separated can be obtained over the entire width in the vertical direction of the screen.

【0066】次に、本実施形態において2 次元画像を表
示する際の構成及び作用について説明する。尚、この場
合、ディスプレイデバイス4 には通常の2 次元画像S を
表示する。
Next, the configuration and operation when displaying a two-dimensional image in this embodiment will be described. In this case, the normal two-dimensional image S is displayed on the display device 4.

【0067】図14は本実施形態で2 次元画像S を表示し
ている際の垂直断面図である。この時、マスク基板2 は
第2 のレンチキュラレンズ32のレンズの焦点距離をfb、
第2のレンチキュラレンズ32のシリンドリカル面とマス
ク2 との間隔をt0' として、 t0'>2fb を満たす位置に移動している。
FIG. 14 is a vertical sectional view when the two-dimensional image S is displayed in this embodiment. At this time, the mask substrate 2 sets the focal length of the second lenticular lens 32 to fb,
The distance between the cylindrical surface of the second lenticular lens 32 and the mask 2 is t0 ', and the mask is moved to a position satisfying t0'> 2fb.

【0068】このとき、第2 のレンチキュラレンズ32の
観察者側の主平面H からディスプレイデバイス4 の画像
表示面までの距離t を予め 1/t≧1/fb-1/t0' と設定しておけば、マスク2 の開口部8 は画像表示面よ
り第2 のレンチキュラレンズ32側に縮小されて結像され
る。従って、3 次元画像表示時にはレンチキュラレンズ
32によりそれぞれ横ストライプ画素Li又はRiのみを照明
していた1 つの開口が2 次元画像表示の際には上下隣り
合う走査線から見込める部分に結像することになり、画
像表示面上の各走査線を通過する光は左眼、右眼両方向
へ進んで、両眼に導かれ、両眼で2 次元画像の全ての画
素を視認できることになり、ディスプレイデバイス4 の
解像度に対して、解像度劣化のない表示が可能になる。
以上が2 次元画像表示の場合の作用である。
At this time, the distance t from the observer-side principal plane H of the second lenticular lens 32 to the image display surface of the display device 4 is set in advance to 1 / t ≧ 1 / fb-1 / t0 ′. In other words, the opening 8 of the mask 2 is reduced in size toward the second lenticular lens 32 side of the image display surface to form an image. Therefore, when displaying 3D images, the lenticular lens
By 32, one aperture that illuminates only the horizontal stripe pixel L i or R i, respectively, is imaged in a part that can be expected from vertically adjacent scanning lines when a two-dimensional image is displayed. The light passing through each scanning line travels to both the left and right eyes, is guided to both eyes, and both pixels can see all the pixels of the two-dimensional image. It is possible to display without deterioration.
The above is the operation in the case of two-dimensional image display.

【0069】本実施形態でも実施形態1 と同じ理由によ
りレンチキュラレンズが目立たず、画面表面がぎらつく
ことがなくなる。
In the present embodiment, for the same reason as in the first embodiment, the lenticular lens is inconspicuous and the screen surface does not glare.

【0070】尚、本実施形態においてはマイクロ光学素
子3Hとして片側が平面のレンチキュラレンズ31、32 を用
いたが、シリンドリカルレンズの両面に適切な曲率をも
たせる構成としても良い。
In this embodiment, the lenticular lenses 31 and 32 each having a flat surface on one side are used as the micro-optical element 3H, but both surfaces of the cylindrical lens may have an appropriate curvature.

【0071】また、本実施形態においてはレンチキュラ
レンズ31、32 は別体としたが、一つの透明基板の両面に
互いに直交する周期性を有するシリンドリカルレンズア
レイを形成した一体構造としても良い。
Further, although the lenticular lenses 31 and 32 are separate bodies in this embodiment, they may have an integral structure in which cylindrical lenses arrays having periodicity orthogonal to each other are formed on both surfaces of one transparent substrate.

【0072】また、本実施形態においてはマイクロ光学
素子3Hの構成を、図15に示すように垂直方向と水平方向
とで曲率の異なるトーリックレンズ35を垂直、水平方向
に2次元的に多数配置してなるトーリックレンズアレイ3
4としても良い。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 15, the micro-optical element 3H has a structure in which a large number of toric lenses 35 having different curvatures in the vertical and horizontal directions are two-dimensionally arranged in the vertical and horizontal directions. Toric lens array 3
Good as 4.

【0073】即ち、トーリックレンズレンズアレイ34を
構成するトーリックレンズ35の垂直方向のピッチをPt、
垂直断面内でディスプレイデバイス4からトーリックレ
ンズアレイ34の観察者側の主平面までの距離をt、トー
リックレンズアレイ34のマスク側主平面からマスクパタ
ーン9までの距離をt0として、前述の関係式を満たすよ
うに設定すれば良い。
That is, the vertical pitch of the toric lens 35 forming the toric lens lens array 34 is Pt,
In the vertical cross section, the distance from the display device 4 to the observer-side main plane of the toric lens array 34 is t, and the distance from the mask-side main plane of the toric lens array 34 to the mask pattern 9 is t0. It should be set so as to satisfy.

【0074】また、マスク基板を移動させる機構の代わ
りにレンチキュラレンズを移動させる機構とし、実施形
態1 に示したようにレンチキュラレンズを移動させ、本
実施形態の上述の関係式を満たすようにしてもよい。
Further, even if the mechanism for moving the lenticular lens is used instead of the mechanism for moving the mask substrate and the lenticular lens is moved as shown in the first embodiment, the above relational expression of the present embodiment is satisfied. Good.

【0075】[0075]

【発明の効果】本発明は以上の構成により、簡易な構成
により3 次元画像 (ストライプ画像)と2 次元画像を切
り替えて表示でき、且つ、2 次元画像表示の際に画像表
示手段の持つ解像度に対して解像度劣化のない表示がで
き、画面表面のぎらつきを防ぎ、見えの良い立体画像表
示装置を達成する。
EFFECTS OF THE INVENTION With the above-described structure, the present invention can switch and display a three-dimensional image (striped image) and a two-dimensional image with a simple structure, and has the resolution of the image display means when displaying the two-dimensional image. On the other hand, it is possible to perform display without resolution deterioration, prevent glare on the screen surface, and achieve a stereoscopic image display device with good visibility.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の立体画像表示装置の実施形態1 の要
部概略図
FIG. 1 is a schematic diagram of a main part of a first embodiment of a stereoscopic image display device of the present invention.

【図2】 実施形態1 が3 次元画像表示モードの際の水
平断面図
FIG. 2 is a horizontal sectional view when the first embodiment is in a three-dimensional image display mode.

【図3】 実施形態1 における横ストライプ画像の説明
FIG. 3 is an explanatory diagram of a horizontal stripe image according to the first embodiment.

【図4】 実施形態1 が2 次元画像表示モードの際の垂
直断面図
FIG. 4 is a vertical sectional view when the first embodiment is in a two-dimensional image display mode.

【図5】 実施形態1 の派生例の説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of a derivative example of the first embodiment.

【図6】 本発明の立体画像表示装置の実施形態2 の要
部概略図
FIG. 6 is a schematic view of a main part of a stereoscopic image display device according to a second embodiment of the invention.

【図7】 本発明の立体画像表示装置の実施形態3 の要
部概略図
FIG. 7 is a schematic view of a main part of a stereoscopic image display device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】 実施形態3 において3 次元画像を表示する際
の構成及び作用の説明図
FIG. 8 is an explanatory diagram of a configuration and an action when a three-dimensional image is displayed in the third embodiment.

【図9】 実施形態3 において2 次元画像を表示する際
の構成及び作用の説明図
FIG. 9 is an explanatory diagram of a configuration and an operation when displaying a two-dimensional image in the third embodiment.

【図10】 実施形態3 の派生例の要部概略図FIG. 10 is a schematic diagram of a main part of a derivative example of the third embodiment.

【図11】 本発明の立体画像表示装置の実施形態4 の
要部概略図
FIG. 11 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 4 of the stereoscopic image display device of the present invention.

【図12】 実施形態4 が3 次元画像を表示している際
の水平断面図
FIG. 12 is a horizontal sectional view when the fourth embodiment displays a three-dimensional image.

【図13】 実施形態4 が3 次元画像表示をしている際
の垂直断面図
FIG. 13 is a vertical sectional view when the fourth embodiment displays a three-dimensional image.

【図14】 実施形態4 で2 次元画像を表示している際
の垂直断面図
FIG. 14 is a vertical sectional view when a two-dimensional image is displayed in the fourth embodiment.

【図15】 実施形態4 の別構成例の要部概略図FIG. 15 is a schematic diagram of a main part of another configuration example of the fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・バックライト (面光源) 2・・・マスク基板 31・・・第1 のレンチキュラレンズ (縦シリンドリカル
レンズアレイ) 32・・・第2 のレンチキュラレンズ (横シリンドリカル
レンズアレイ) 4・・・ディスプレイデバイス 5・・・画像処理手段 6・・・ディスプレイ駆動回路 7・・・レンチキュラ移動回路 17・・・マスク基板移動回路 8・・・開口部( 開口) 9・・・マスクパターン 33・・・レンチキュラレンズ (縦シリンドリカルレンズ
アレイ) 34・・・トーリックレンズアレイ
1 ... Backlight (surface light source) 2 ... Mask substrate 31 ... First lenticular lens (vertical cylindrical lens array) 32 ... Second lenticular lens (horizontal cylindrical lens array) 4 ... Display device 5 ... Image processing means 6 ... Display drive circuit 7 ... Lenticular moving circuit 17 ... Mask substrate moving circuit 8 ... Opening (opening) 9 ... Mask pattern 33 ... Lenticular lens (vertical cylindrical lens array) 34 ... Toric lens array

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の形状の光束を射出させる光源手段
と、水平方向と垂直方向とで光学作用の異なるマイクロ
光学素子と、透過型のディスプレイデバイスとを有し、 該ディスプレイデバイスに右眼用の視差画像と左眼用の
視差画像の夫々を多数のストライプ状の画素に分割して
得た右ストライプ画素と左ストライプ画素を所定の順序
で交互に並べて1 つの画像としたストライプ画像を表示
し、 該光源手段より射出する光束に該マイクロ光学素子で指
向性を与えて該ストライプ画像を照射し、該光束を少な
くとも2 つの領域に分離させて該ストライプ画像を立体
画像として観察者に視認せしめる立体画像表示装置にお
いて、 該ディスプレイデバイスに表示する画像に応じて該光源
手段と該マイクロ光学素子との間隔を調整することを特
徴とする立体画像表示装置。
1. A light source means for emitting a light beam having a predetermined shape, a micro-optical element having different optical functions in a horizontal direction and a vertical direction, and a transmissive display device, the display device for the right eye. Each of the parallax image and the parallax image for the left eye is divided into a large number of striped pixels, and the right and left stripe pixels are alternately arranged in a predetermined order to display a striped image. A stereoscopic image which is directed to the light beam emitted from the light source means by the micro-optical element to illuminate the stripe image, and the light beam is divided into at least two regions so that the stripe image can be visually recognized by a viewer as a stereoscopic image. In the image display device, the distance between the light source means and the micro optical element is adjusted according to the image displayed on the display device. Three-dimensional image display apparatus.
【請求項2】 前記光源手段は面光源とマスク基板又は
自発光型の表示素子を有し、該光源手段は該マスク基板
の上に所定の形状の開口部と遮光部より成るマスクパタ
ーンを形成し、該面光源により該マスクパターンを照明
して該開口部より光束を射出させる又は該自発光型の表
示素子の発光面上に所定の形状の発光部と非発光部より
成る発光パターンを形成して該発光部より光束を射出さ
せ、前記マイクロ光学素子は少なくとも垂直方向に長い
縦シリンドリカルレンズを水平方向に周期的に並べて成
る縦シリンドリカルレンズアレイ、若しくは垂直方向と
水平方向に異なる焦点距離を有するトーリックレンズを
垂直、水平方向に2次元的に配置して成るトーリックレ
ンズアレイを有し、 前記ディスプレイデバイスにストライプ画像と2 次元画
像を切り替えて表示する際、該光源手段のマスクパター
ン又は発光面と該マイクロ光学素子との間隔を変化させ
ることを特徴とする請求項1の立体画像表示装置。
2. The light source means includes a surface light source and a mask substrate or a self-luminous display element, and the light source means forms a mask pattern having an opening and a light shielding portion of a predetermined shape on the mask substrate. Then, the surface light source illuminates the mask pattern to emit a light beam from the opening, or a light emitting pattern having a predetermined shape of a light emitting portion and a non-light emitting portion is formed on the light emitting surface of the self-luminous display element. Then, a light beam is emitted from the light emitting portion, and the micro-optical element has a vertical cylindrical lens array in which vertical cylindrical lenses long in the vertical direction are periodically arranged in the horizontal direction, or has a focal length different in the vertical direction and the horizontal direction. It has a toric lens array in which toric lenses are two-dimensionally arranged in the vertical and horizontal directions, and a stripe image and a two-dimensional image are displayed on the display device. 2. The stereoscopic image display device according to claim 1, wherein a gap between the mask pattern or the light emitting surface of the light source means and the micro optical element is changed when the images are switched and displayed.
【請求項3】 前記光源手段のマスクパターン又は発光
面と前記マイクロ光学素子との間隔を変化させる際に、
前記自発光型の表示素子又は前記マスク基板を移動させ
ることを特徴とする請求項2の立体画像表示装置。
3. When changing the distance between the mask pattern or the light emitting surface of the light source means and the micro-optical element,
The stereoscopic image display device according to claim 2, wherein the self-luminous display element or the mask substrate is moved.
【請求項4】 前記光源手段のマスクパターン又は発光
面と前記マイクロ光学素子との間隔を変化させる際に、
前記マイクロ光学素子又は該マイクロ光学素子の一部を
移動させることを特徴とする請求項2の立体画像表示装
置。
4. When changing the distance between the mask pattern or the light emitting surface of the light source means and the micro optical element,
The stereoscopic image display device according to claim 2, wherein the micro optical element or a part of the micro optical element is moved.
【請求項5】 前記ストライプ画像は前記右眼用の視差
画像と前記左眼用の視差画像の夫々を多数の横ストライ
プ状の画素に分割して得た右ストライプ画素と左ストラ
イプ画素を所定の順序で交互に並べて1 つの画像とした
横ストライプ画像であり、 前記マスクパターンの開口部と遮光部又は前記発光パタ
ーンの発光部と非発光部の形状を市松状に形成すること
を特徴とする請求項3又は4の立体画像表示装置。
5. The right and left stripe pixels obtained by dividing each of the right-eye parallax image and the left-eye parallax image into a large number of horizontal stripe-shaped pixels are defined as the striped image. It is a horizontal stripe image that is alternately arranged in order to form a single image, and the openings of the mask pattern and the light shielding portions or the light emitting portions and non-light emitting portions of the light emitting pattern are formed in a checkered pattern. Item 3 or 4 stereoscopic image display device.
【請求項6】 前記マイクロ光学素子を前記縦シリンド
リカルレンズアレイと水平方向に長い横シリンドリカル
レンズを上下方向に周期的に並べて成る横シリンドリカ
ルレンズアレイとから構成することを特徴とする請求項
5の立体画像表示装置。
6. The three-dimensional structure according to claim 5, wherein the micro optical element comprises the vertical cylindrical lens array and a horizontal cylindrical lens array in which horizontal cylindrical lenses long in the horizontal direction are periodically arranged vertically. Image display device.
【請求項7】 前記縦シリンドリカルレンズアレイと前
記横シリンドリカルレンズアレイを一つの基板上に成形
していることを特徴とする請求項6の立体画像表示装
置。
7. The stereoscopic image display device according to claim 6, wherein the vertical cylindrical lens array and the horizontal cylindrical lens array are formed on a single substrate.
【請求項8】 前記立体画像表示装置においてストライ
プ画像を表示する際に、前記横シリンドリカルレンズア
レイの前記光源手段側の主平面から前記マスクパターン
又は前記発光面までの距離を略ゼロに設定することを特
徴とする請求項6又は7の立体画像表示装置。
8. When displaying a stripe image in the stereoscopic image display device, a distance from the main plane of the lateral cylindrical lens array on the light source means side to the mask pattern or the light emitting surface is set to substantially zero. The stereoscopic image display device according to claim 6 or 7.
【請求項9】 前記立体画像表示装置においてストライ
プ画像を表示する際に、前記マスクパターンの開口部又
は前記発光パターンの発光部上の1点より射出する光束
は前記マイクロ光学素子により水平断面では略平行光束
に、垂直断面では該ディスプレイデバイス上に略集光す
る集光光束に変換されることを特徴とする請求項6〜8
のいずれか1項に記載の立体画像表示装置。
9. When displaying a stripe image in the stereoscopic image display device, a light flux emitted from one point on the opening of the mask pattern or the light emitting portion of the light emitting pattern is substantially horizontal in a horizontal section by the micro optical element. 9. The parallel light flux is converted into a condensed light flux that is substantially condensed on the display device in a vertical section.
The stereoscopic image display device according to any one of 1.
【請求項10】 前記立体画像表示装置においてストラ
イプ画像を表示する際に、前記マスクパターン又は前記
発光パターンの垂直断面内の開口のピッチをPm、前記横
シリンドリカルレンズアレイ又は前記トーリックレンズ
アレイの垂直方向のピッチをPt、ディスプレイデバイス
の画像表示面の上下方向の画素ピッチをI 、ディスプレ
イデバイスの画像表示面から観察位置までの距離をC 、
ディスプレイデバイスの画像表示面から該横シリンドリ
カルレンズアレイ又は該トーリックレンズアレイの垂直
方向の観察者側の主平面までの距離をt 、該横シリンド
リカルレンズアレイの光源手段側の主平面から該マスク
パターン又は前記発光面までの距離をt0とするとき、こ
れらの諸元が I:Pm=C:(C+t+t0) I:Pm=t:t0 I:Pt=C:(C+t) なる関係を略満足していることを特徴とする請求項9の
立体画像表示装置。
10. When displaying a stripe image in the stereoscopic image display device, a pitch of openings in a vertical cross section of the mask pattern or the light emitting pattern is Pm, and a vertical direction of the lateral cylindrical lens array or the toric lens array. , Pt, the vertical pixel pitch of the image display surface of the display device is I, the distance from the image display surface of the display device to the observation position is C,
The distance from the image display surface of the display device to the main plane of the horizontal cylindrical lens array or the toric lens array on the observer side in the vertical direction is t, and the mask pattern or the mask pattern from the main plane of the horizontal cylindrical lens array on the light source means side. When the distance to the light emitting surface is t0, these specifications are I: Pm = C: (C + t + t0) I: Pm = t: t0 I: Pt = C: (C + t) The three-dimensional image display device according to claim 9, wherein
【請求項11】 前記立体画像表示装置において2 次元
画像を表示する際に、前記横シリンドリカルレンズアレ
イ又は前記トーリックレンズアレイの前記光源手段側の
主平面から前記マスクパターン又は前記発光面までの距
離を該横シリンドリカルレンズアレイを構成するシリン
ドリカルレンズ又は該トーリックレンズアレイを構成す
るトーリックレンズの垂直方向の焦点距離の2 倍より大
きく設定することを特徴とする請求項6〜10のいずれ
か1項に記載の立体画像表示装置。
11. When displaying a two-dimensional image in the three-dimensional image display device, a distance from a main plane of the lateral cylindrical lens array or the toric lens array on the light source means side to the mask pattern or the light emitting surface is set. 11. The cylindrical lens forming the lateral cylindrical lens array or the toric lens forming the toric lens array is set to be larger than twice the vertical focal length of the toric lens array. Stereoscopic image display device.
【請求項12】 前記ストライプ画像は前記右眼用の視
差画像と前記左眼用の視差画像の夫々を多数の縦ストラ
イプ状の画素に分割して得た右ストライプ画素と左スト
ライプ画素を所定の順序で交互に並べて1 つの画像とし
た縦ストライプ画像であり、 前記マスクパターンの開口部と遮光部又は前記発光パタ
ーンの発光部と非発光部の形状を縦ストライプ状に形成
することを特徴とする請求項3又は4の立体画像表示装
置。
12. The striped image has predetermined right and left stripe pixels obtained by dividing each of the right-eye parallax image and the left-eye parallax image into a large number of vertical stripe pixels. A vertical stripe image in which the images are alternately arranged in order to form one image, and the openings of the mask pattern and the light-shielding portions or the light emitting portions and non-light emitting portions of the light emitting pattern are formed in a vertical stripe shape. The stereoscopic image display device according to claim 3 or 4.
【請求項13】 前記立体画像表示装置において2 次元
画像を表示する際に、前記縦シリンドリカルレンズアレ
イの焦点距離をf、該縦シリンドリカルレンズアレイの
前記光源手段側の主平面から前記マスクパターン、又は
前記発光面までの距離をt0'、該縦シリンドリカルレン
ズアレイの観察者側主平面と前記ディスプレイデバイス
との間の距離をt'とするとき、これらの諸元が t'/t0'>f/(t0'-f) なる関係を略満足していることを特徴とする請求項12
の立体画像表示装置。
13. When displaying a two-dimensional image in the three-dimensional image display device, the focal length of the vertical cylindrical lens array is f, the mask pattern from the main plane of the vertical cylindrical lens array on the light source means side, or When the distance to the light emitting surface is t0 'and the distance between the viewer-side principal plane of the vertical cylindrical lens array and the display device is t', these specifications are t '/ t0'> f / 13. The relation (t0'-f) is substantially satisfied.
Stereoscopic image display device.
【請求項14】 前記立体画像表示装置において3次元
画像を表示する際に、前記縦シリンドリカルレンズアレ
イの前記光源手段側の主平面から前記マスクパターン、
或は前記発光面までの距離を該縦シリンドリカルレンズ
アレイを構成するシリンドリカルレンズの焦点距離に略
等しくすることを特徴とする請求項2〜13のいずれか
1項に記載の立体画像表示装置。
14. The mask pattern from the main plane of the vertical cylindrical lens array on the light source means side when displaying a three-dimensional image in the stereoscopic image display device.
14. The stereoscopic image display device according to claim 2, wherein a distance to the light emitting surface is made substantially equal to a focal length of a cylindrical lens forming the vertical cylindrical lens array.
JP8154968A 1996-01-23 1996-05-27 Stereoscopic image display device Pending JPH09318911A (en)

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