JP2000069504A - Stereoscopic image display device - Google Patents
Stereoscopic image display deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、観察者の左右の目
に視差の付いた異なる画像を表示することの出来る立体
画像表示装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional image display device capable of displaying different images having parallax between left and right eyes of an observer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、種々の分野で立体画像を表示する
技術の確立が求められている。例えば、医療の分野で
は、ＭＲＩやＣＴ等を用いて検査部位の断面を観察する
画像診断技術が進歩しているが、さらなる診断精度の向
上を図る目的で、これらの検査部位を立体視する技術の
確立か望まれている。2. Description of the Related Art In recent years, it has been required to establish a technique for displaying a stereoscopic image in various fields. For example, in the field of medicine, image diagnostic technology for observing a cross section of an inspection site using MRI, CT, or the like has been advanced, but a technology for stereoscopically viewing these inspection sites for the purpose of further improving diagnostic accuracy. It is hoped that it will be established.
【０００３】現在まで、平面上に描かれた画像情報を三
次元的に立体視する手法としては、ホログラフィによる
画像再生技術、パララックスバリア方式、レンティキュ
ラ方式、時分割眼鏡方式などが知られている。Until now, as a technique for three-dimensionally viewing image information drawn on a plane, holographic image reproduction technology, parallax barrier method, lenticular method, time-division eyeglass method and the like have been known. I have.
【０００４】しかしながら、ホログラムを作成するには
多大な手間を要するとともにホログラム立体画像を再生
するための装置が複雑となり、コストも高いという問題
があった。また、パララックスバリア方式、レンティキ
ュラ方式では立体視が可能となる観察者の位置が制限さ
れ、観察者が移動した場合に画像が劣化するといった問
題が発生していた。また、時分割眼鏡方式では観察時に
眼鏡が不可欠になるという問題があった。[0004] However, there is a problem in that a great deal of labor is required to create a hologram, and a device for reproducing a hologram three-dimensional image is complicated and the cost is high. Further, in the parallax barrier method and the lenticular method, there is a problem that the position of an observer who can perform stereoscopic viewing is limited, and the image deteriorates when the observer moves. In addition, the time-division glasses method has a problem that glasses are indispensable at the time of observation.
【０００５】このような問題を解決した立体画像表示装
置、すなわち、簡単な装置でありながら、広い立体視可
能な観察域を有し、また眼鏡を必要としない立体画像表
示装置として、画像表示デバイスに液晶パネルを用い、
このバックライトに指向性をもたせることで左右画像の
選別を行わせるシステムが知られている。例えば、本願
出願人による特開平８−２４５１５２号を参照。[0005] A stereoscopic image display device which solves such a problem, that is, an image display device as a stereoscopic image display device which is a simple device, has a wide observation area capable of stereoscopic viewing, and does not require glasses. Using a liquid crystal panel for
A system is known in which left and right images are selected by giving the backlight directivity. For example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-245152 by the present applicant.
【０００６】図１は、この装置の原理を示しており、観
察者の目の位置を含む水平平面を表している。１(a)に
おいて、観察者とバックライト光源（以下、バックライ
ト光源）は、凸レンズを介して共役な位置関係にある。
このとき、バックライト光源上の点Ａを発光させると、
点Ａから出射された光は凸レンズに達した後にレンズ作
用を受け、観察者の右目にのみ入射する。つまり、点Ａ
から出射された光は、観察者の右目のみにレンズ径大の
照明として作用する。言い換えれば、右目にのみ指向性
を持つバックライト光源として作用する。また、図１
(b)のように、この位置から観察者を前後に移動させた
場合にも、観察者右目と共役な関係にある点Ａと等価な
バックライト平面内の領域Ｂを発光させることで、同様
に指向性バックライトを構成することができる。FIG. 1 shows the principle of this device, and shows a horizontal plane including the position of the observer's eyes. In 1 (a), the observer and the backlight light source (hereinafter, backlight light source) are in a conjugate positional relationship via a convex lens.
At this time, when the point A on the backlight light source emits light,
The light emitted from the point A is subjected to a lens action after reaching the convex lens, and enters only the right eye of the observer. That is, point A
The light emitted from acts as illumination with a large lens diameter only to the right eye of the observer. In other words, it acts as a backlight source having directivity only to the right eye. FIG.
As shown in (b), even when the observer is moved back and forth from this position, the area B in the backlight plane equivalent to the point A in a conjugate relationship with the observer's right eye emits light. A directional backlight can be configured.
【０００７】また、このような観察者の目と共役な関係
を有するバックライト平面内の発光領域を作成するに
は、バックライトにマトリクス表示可能な光源を用い、
これにカメラで撮影した観察者の二値化半面像を表示す
ればよい。観察者の二値化半面像は、簡単には、側方か
ら照明された観察者の顔面映像をＣＣＤカメラで撮影
し、その映像を二値化すれば得ることができる。このよ
うに構成されたバックライト光源を用いると、観察者が
左右に移動した場合でも、その移動に合わせて発光領域
が変化し、バックライトの指向性を常に維持することが
できる。即ち、指向性バックライトは観察者追従性を持
ち、広い範囲での立体視が可能となる。In order to form a light emitting area in a backlight plane having a conjugate relationship with the eyes of the observer, a light source capable of displaying a matrix in the backlight is used.
A binarized half-plane image of the observer photographed by the camera may be displayed on this. The binarized half-plane image of the observer can be obtained simply by taking a face image of the observer illuminated from the side with a CCD camera and binarizing the image. When the backlight light source configured as described above is used, even when the observer moves left and right, the light emitting area changes in accordance with the movement, and the directivity of the backlight can be always maintained. That is, the directional backlight has observer tracking properties, and enables stereoscopic viewing in a wide range.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上記従来例では凸レン
ズのレンズ作用を用いてバックライトに指向性を付与し
ている。通常、この凸レンズは、大口径になるほど厚
く、重く、高価になるため、大口径凸レンズが必要な場
合には屈折面が連続した球面ではなく、階段状に屈折角
が異なった同心円状形態をしているフレネルレンズが用
いられることが多い。図２は、このようなフレネルレン
ズを説明するための横断面を示す斜視図である。しかし
ながら、このようなフレネルレンズは、図３及び図４の
如く、同心円状に構成される輪帯の境界部において、無
用の散乱や屈折、反射が生じ、指向性付与に関与しない
光線が発生することになる。In the above conventional example, directivity is given to the backlight by using the lens function of the convex lens. Usually, this convex lens becomes thicker, heavier and more expensive as the diameter becomes larger, so that when a large-diameter convex lens is required, it does not have a continuous spherical surface but a concentric shape with different refraction angles stepwise. Fresnel lenses are often used. FIG. 2 is a perspective view showing a cross section for explaining such a Fresnel lens. However, in such a Fresnel lens, as shown in FIGS. 3 and 4, unnecessary scattering, refraction, and reflection occur at the boundary between concentric annular zones, and light rays that do not contribute to directivity are generated. Will be.
【０００９】図１（ａ）に示したように、バックライト
平面光源上のＡ点を発した光は、凸レンズのレンズ作用
により観察者の右目へと向かう指向性を付与される。よ
って、左目には表示装置１０３から発せられた光は届か
ないことになる。しかし、この凸レンズにフレネルレン
ズを用いた場合、フレネルレンズを構成する各輪帯の境
界部に入射した光は、図３に示した如く指向性を持たな
い光を発するため、本来届かないはずの左目にも光が入
射してしまう。立体映像を観察する際、これらの指向性
を持たない光は、観察者にクロストークとして認識さ
れ、画質を大きく劣化させる原因となる。As shown in FIG. 1A, the light emitted from point A on the backlight flat light source is given directivity toward the right eye of the observer by the lens action of the convex lens. Therefore, the light emitted from the display device 103 does not reach the left eye. However, when a Fresnel lens is used as the convex lens, the light incident on the boundary between the orbicular zones constituting the Fresnel lens emits light having no directivity as shown in FIG. Light also enters the left eye. When observing a stereoscopic image, these lights having no directivity are recognized as crosstalk by an observer, and cause significant deterioration in image quality.
【００１０】これは、フレネルレンズの代わりに、図５
の如きシリンドリカルレンズ屈折面を光軸を対称軸とし
て階段状に分割した帯状のプリズム集合体を用いた場合
も同様である。[0010] This is shown in FIG. 5 instead of the Fresnel lens.
The same applies to the case where a band-shaped prism assembly in which a cylindrical lens refracting surface is divided in a stepwise manner with the optical axis as a symmetric axis is used.
【００１１】本発明は、このような事態に鑑みてなされ
たもので、フレネルレンズの輪帯境界部で発生する無用
の散乱や反射、屈折を減じ、ひいては立体映像観察時の
クロストーク像を減じた立体映像表示装置を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in view of such a situation, and reduces unnecessary scattering, reflection and refraction generated at the boundary of the annular zone of the Fresnel lens, and further reduces the crosstalk image at the time of stereoscopic image observation. It is an object to provide a three-dimensional image display device.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は下記（１）〜（６）の構成からなるもので
ある。Means for Solving the Problems To solve the above problems, the present invention comprises the following constitutions (1) to (6).
【００１３】（１）第一の画像と第二の画像を表示する
透過型の画像表示手段と、該画像表示手段の方向に光を
発し、該画像表示手段の後方に配設され、該第一の画像
のバックライトとして機能する第一の光源と、該第二の
画像のバックライトとして機能する第二の光源と、該第
一の光源と該第二の光源を用いて、該第一の画像と該第
二の画像に、夫々観察者の左または右の目のどちらか一
方へ向かう排他的な指向性を与える指向性付与手段を備
える画像表示装置において、該指向性付与手段がフレネ
ルレンズであり、該フレネルレンズを構成する同心円状
の隣り合う輪帯の境界部に遮光帯を設けたことを特徴と
する立体画像表示装置。(1) Transmissive image display means for displaying a first image and a second image, and emits light in the direction of the image display means, and is disposed behind the image display means. A first light source that functions as a backlight for one image, a second light source that functions as a backlight for the second image, the first light source and the second light source, An image display apparatus comprising: a directivity-imparting means for giving exclusive directivity toward either the left or right eye of an observer to each of the image and the second image. A stereoscopic image display device, comprising: a lens, wherein a light-shielding band is provided at a boundary between adjacent concentric annular zones constituting the Fresnel lens.
【００１４】（２）第一の画像と第二の画像を表示する
透過型の画像表示手段と、該画像表示手段の方向に光を
発し、該画像表示手段の後方に配設され、該第一の画像
のバックライトとして機能する第一の光源と、該第二の
画像のバックライトとして機能する第二の光源と、該第
一の光源と該第二の光源を用いて、該第一の画像と該第
二の画像に、夫々観察者の左または右の目のどちらか一
方へ向かう排他的な指向性を与える指向性付与手段を備
える画像表示装置において、該指向性付与手段がシリン
ドリカルレンズ屈折面を光軸を対称軸として階段状に分
割した帯状のプリズム集合体であり、該プリズム集合体
を構成するプリズム同士の境界部に遮光帯を設けたこと
を特徴とする立体画像表示装置。(2) Transmission-type image display means for displaying the first image and the second image, and emits light in the direction of the image display means, and is disposed behind the image display means. A first light source that functions as a backlight for one image, a second light source that functions as a backlight for the second image, the first light source and the second light source, An image display apparatus comprising: a directivity-imparting means for giving exclusive directivity toward either the left or right eye of the observer to the image of the second direction and the second image, respectively. A stereoscopic image display device, comprising: a band-shaped prism assembly in which a lens refraction surface is divided in a stepwise manner with an optical axis as a symmetry axis, wherein a light-shielding band is provided at a boundary between prisms constituting the prism assembly. .
【００１５】（３）第一の画像と第二の画像を表示する
画像表示手段と、該画像表示手段の前方に配設され、該
第一の画像の透過あるいは遮断を制御する第一の透過領
域選択手段と、該第二の画像の透過あるいは遮断を制御
する第二の透過領域選択手段と、該第一の透過領域選択
手段と該第二の透過領域選択手段を用いて、該第一の画
像と該第二の画像に、夫々観察者の左または右の目のど
ちらか一方へ向かう排他的な指向性を与える指向性付与
手段を備える画像表示装置において、該指向性付与手段
がフレネルレンズであり、該フレネルレンズを構成する
同心円状の隣り合う輪帯の境界部に遮光帯を設けたこと
を特徴とする立体画像表示装置。(3) An image display means for displaying the first image and the second image, and a first transmission disposed in front of the image display means for controlling transmission or blocking of the first image. Area selecting means, second transmitting area selecting means for controlling transmission or blocking of the second image, the first transmitting area selecting means and the second transmitting area selecting means, An image display apparatus comprising: a directivity-imparting means for giving exclusive directivity toward either the left or right eye of an observer to each of the image and the second image. A stereoscopic image display device, comprising: a lens, wherein a light-shielding band is provided at a boundary between adjacent concentric annular zones constituting the Fresnel lens.
【００１６】（４）第一の画像と第二の画像を表示する
画像表示手段と、該画像表示手段の前方に配設され、該
第一の画像の透過あるいは遮断を制御する第一の透過領
域選択手段と、該第二の画像の透過あるいは遮断を制御
する第二の透過領域選択手段と、該第一の透過領域選択
手段と該第二の透過領域選択手段を用いて、該第一の画
像と該第二の画像に、夫々観察者の左または右の目のど
ちらか一方へ向かう排他的な指向性を与える指向性付与
手段を備える画像表示装置において、該指向性付与手段
がシリンドリカルレンズ屈折面を光軸を対称軸として階
段状に分割した帯状のプリズム集合体であり、該プリズ
ム集合体を構成するプリズム同士の境界部に遮光帯を設
けたことを特徴とする立体画像表示装置。(4) An image display means for displaying the first image and the second image, and a first transmission disposed in front of the image display means for controlling transmission or blocking of the first image. Area selecting means, second transmitting area selecting means for controlling transmission or blocking of the second image, the first transmitting area selecting means and the second transmitting area selecting means, An image display apparatus comprising: a directivity-imparting means for giving exclusive directivity toward either the left or right eye of the observer to the image of the second direction and the second image, respectively. A stereoscopic image display device, comprising: a band-shaped prism assembly in which a lens refraction surface is divided in a stepwise manner with an optical axis as a symmetry axis, wherein a light-shielding band is provided at a boundary between prisms constituting the prism assembly. .
【００１７】（５）前記第一の画像と第二の画像が、夫
々所定の視差を有して撮影された立体画像であることを
特徴とする上記（１）ないし（４）に記載の立体画像表
示装置。(5) The three-dimensional image according to (1) to (4), wherein the first image and the second image are three-dimensional images photographed with a predetermined parallax. Image display device.
【００１８】（６）前記指向性付与手段が、アレイ状に
構成されていることを特徴とする上記（１）ないし
（５）に記載の立体画像表示装置。(6) The three-dimensional image display device according to any one of (1) to (5), wherein the directivity providing means is configured in an array.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した好適な実
施形態に係わる立体画像表示装置について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a three-dimensional image display device according to a preferred embodiment to which the present invention is applied will be described.
【００２０】＜第一実施形態＞図６は、本発明の第一の
実施形態における立体画像表示装置の構成図であり、観
察者が右目用観察画像を観察している瞬間の様子を表し
ている。観察者１００の右脇にはＬＥＤ等による赤外照
明１０１Ｒ、左脇には１０１Ｒとは波長の異なる赤外照
明１０１Ｌを設置しており、図６に示すように観察者１
００の顔の右半面、左半面をそれぞれ照明している。こ
れにより観察者１００の右半面だけ明るくなった顔画像
を１０１Ｒの赤外光に感度を有するカメラ１０２Ｒで撮
影し、観察者１００の左半面だけ明るくなった顔画像を
１０１Ｌの赤外光に感度を有するカメラ１０２Ｌで撮影
する。カメラ１０２Ｒで撮影された画像を二値化後にモ
ノクロ画像表示装置１０３に映し出すと、右顔半面が発
光領域となったバックライト制御画像１０４が得られ
る。この発光領域からの光に、凸レンズ１０６を用いて
指向性を付与することで、指向性バックライトを構成で
きる。このように構成された指向性バックライトは、凸
レンズ１０６近傍に設けられ凸レンズ１０６より小径の
カラー液晶などの空間変調素子１０５に表示された右目
用のカラー視差画像を、観察者１００の右目のみへ観察
させるための照明として作用する。左目用のカラー視差
画像は空間変調素子１０５に時分割で交互に表示され、
それに同期させてモノクロ画像表示装置１０３は左顔半
面領域１０７を発光させる。左顔半面領域１０７はカメ
ラ１０２Ｌで撮影された顔画像を二値化したものを用い
ればよい。<First Embodiment> FIG. 6 is a block diagram of a stereoscopic image display apparatus according to a first embodiment of the present invention, showing a state at the moment when an observer observes a right-eye observation image. I have. On the right side of the observer 100, an infrared illumination 101R such as an LED is provided, and on the left side, an infrared illumination 101L having a different wavelength from the 101R is installed. As shown in FIG.
The right half and the left half of the face of 00 are respectively illuminated. As a result, the face image of the observer 100, which is brightened only on the right half, is captured by the camera 102R having sensitivity to the infrared light of 101R, and the face image of the observer 100, which is bright only on the left half, is sensitive to the infrared light of 101L. Is taken by the camera 102L having When the image captured by the camera 102R is binarized and displayed on the monochrome image display device 103, a backlight control image 104 in which the right half of the face is a light emitting area is obtained. By providing directivity to the light from the light emitting region using the convex lens 106, a directional backlight can be configured. The directional backlight configured in this manner is provided near the convex lens 106, and transfers the color parallax image for the right eye displayed on the spatial modulation element 105 such as a color liquid crystal having a smaller diameter than the convex lens 106 to only the right eye of the observer 100. Acts as illumination for observation. The color parallax image for the left eye is alternately displayed on the spatial light modulator 105 in a time-division manner,
In synchronization with this, the monochrome image display device 103 causes the left face half surface area 107 to emit light. The left face half surface area 107 may be obtained by binarizing a face image captured by the camera 102L.
【００２１】このような構成によれば、バックライト制
御画像１０４が観察者自身の撮影像であるため、観察者
が左右に移動した場合でも、その移動距離に応じて発光
領域も右左に移動することになり、指向性バックライト
を構成する光学条件を常に維持することが可能となる。
また、モノクロ画像表示装置上の像を上下反転した像に
すると、観察者の上下の移動にも追従が可能となる。更
に、観察位置が立体視域内であれば、複数の観察者が同
時に同一の立体画像を認識することも可能となる。尚、
上述したような観察者追従性を持つ指向性バックライト
を成立させるためには、バックライト制御画像の大ささ
および表示位置を予め調整しておくことが必要である。
このため、バックライトの大きさとバックライト−凸レ
ンズ間距離とにより決まる上下左右方向の立体視域と、
カメラの観察範囲が略等しくなるように、カメラの設置
位置、焦点距離等を調整する必要がある。According to such a configuration, since the backlight control image 104 is a photographed image of the observer himself, even if the observer moves right and left, the light emitting area also moves right and left according to the moving distance. As a result, it is possible to always maintain the optical conditions constituting the directional backlight.
Further, when the image on the monochrome image display device is turned upside down, it is possible to follow up and down movement of the observer. Furthermore, if the observation position is within the stereoscopic viewing area, a plurality of observers can simultaneously recognize the same stereoscopic image. still,
In order to establish the above-described directional backlight having observer tracking, it is necessary to adjust the size and display position of the backlight control image in advance.
Therefore, a stereoscopic viewing area in the vertical and horizontal directions determined by the size of the backlight and the distance between the backlight and the convex lens,
It is necessary to adjust the installation position of the camera, the focal length, and the like so that the observation range of the camera becomes substantially equal.
【００２２】ここで、本発明に用いられる凸レンズは、
上述の通り、空間変調素子１０５よりも大きくする必要
がある。このように、空間変調素子１０５の大画面化に
伴い、凸レンズには安価で、軽量で、薄いフレネルレン
ズが用いられる。このフレネルレンズには、フレネルレ
ンズを構成する各輪帯の境界部分に遮光帯が設けられて
おり、これによりレンズ作用を受けない光を遮断する。
図７（ａ）〜（ｇ）は、フレネルレンズの各輪帯に設け
られる遮光帯の構成パターンを示す図であり、太線部が
遮光帯を示している。図７（ａ）はフレネルレンズの平
面側に遮光帯を設けたものである。このため、遮光帯
は、印刷技術、フォトリソグラフィーや蒸着技術等を用
いて作製することが可能である。図７（ａ）〜（ｇ）
は、レンズの凹凸面側に遮光帯を設けている。このよう
に凹凸が存在する面では、印刷で遮光帯を設けることは
難しいが、フォトリソグラフィーや蒸着技術を用いるこ
とで作製することが可能となる。但し、図７（ｅ）の様
に各輪帯における最凸部の高さを揃え、また、望ましく
は最凸部を平面状にすることで、簡単な印刷技術を用い
て遮光帯を形成することが可能である。また、レンズ成
型時に予め表面処理を行い、遮光帯を形成しやすくする
ことも可能である。Here, the convex lens used in the present invention is:
As described above, it is necessary to make it larger than the spatial modulation element 105. As described above, with the enlargement of the screen of the spatial modulation element 105, an inexpensive, lightweight, and thin Fresnel lens is used for the convex lens. This Fresnel lens is provided with a light-shielding band at the boundary between the orbicular zones constituting the Fresnel lens, thereby blocking light that is not affected by the lens action.
FIGS. 7A to 7G are diagrams showing a configuration pattern of a light shielding band provided in each ring zone of the Fresnel lens, and a bold line portion indicates the light shielding band. FIG. 7A shows a Fresnel lens in which a light-shielding band is provided on the plane side. For this reason, the light-shielding band can be manufactured using a printing technique, photolithography, a vapor deposition technique, or the like. FIGS. 7A to 7G
Is provided with a light-shielding band on the uneven surface side of the lens. It is difficult to provide a light-shielding band by printing on a surface having such irregularities, but it can be manufactured by using photolithography or vapor deposition technology. However, as shown in FIG. 7 (e), the height of the most protruding portion in each ring zone is made uniform, and preferably, the most protruding portion is made flat to form a light-shielding band using a simple printing technique. It is possible. In addition, it is also possible to perform a surface treatment in advance at the time of molding a lens to facilitate formation of a light-shielding band.
【００２３】凸レンズには、フレネルレンズの代わり
に、図５に示したようなシリンドリカルレンズ屈折面を
光軸を対称軸として階段状に分割した帯状のプリズム集
合体を用いることも可能である。その際も、フレネルレ
ンズの場合と同様に、該プリズム集合体を構成するプリ
ズム同士の境界部に遮光帯を設ける。Instead of the Fresnel lens, it is possible to use a belt-shaped prism assembly in which a cylindrical lens refraction surface is divided in a stepwise manner with the optical axis as a symmetry axis as shown in FIG. In this case, as in the case of the Fresnel lens, a light-shielding band is provided at the boundary between the prisms constituting the prism assembly.
【００２４】本発明の画像表示装置は上記実施形態に限
られるものではなく、その他種々の態様の変更が可能で
ある。例えば、赤外照明１０１Ｒ、１０１Ｌは、右左の
画像の切替に同期して交互に点滅させれば同一の波長特
性をもつ光源を用いても良い。その際、カメラには赤外
照明１０１Ｒ、１０１Ｌの発光波長に感度のあるものを
使用し、赤外照明１０１Ｒが点灯している際の映像を右
目用制御画像として、赤外照明１０１Ｌが点灯している
際の映像を左目用制御画像として用いてもよい。The image display device of the present invention is not limited to the above embodiment, and various other changes can be made. For example, as the infrared lights 101R and 101L, light sources having the same wavelength characteristics may be used as long as they are alternately turned on and off in synchronization with switching between the right and left images. At this time, a camera having sensitivity to the emission wavelengths of the infrared lights 101R and 101L is used, and the image when the infrared light 101R is turned on is used as a right-eye control image, and the infrared light 101L is turned on. May be used as the left-eye control image.
【００２５】また、バックライト光源は、時分割に切り
替え可能であれば、液晶、ＣＲＴ、プラスマディスプレ
イなど様々なディスプレイを用いることが可能である。
また、固体発光素子などの種々の光源をアレイ状にする
ことでバックライト光源として使用することも可能であ
る。As the backlight light source, various displays such as a liquid crystal display, a CRT, and a plasma display can be used as long as they can be switched in a time-division manner.
In addition, various light sources such as solid-state light-emitting elements can be arrayed and used as a backlight light source.
【００２６】更に、凸レンズは、周辺部のケラレの影響
を受けることなく焦点距離を短くするため、あるいは収
差の影響を低減するために、複数の組レンズで構成する
ことも可能である。また、凸レンズは、図８のように複
数の凸レンズユニットから成る凸レンズアレイ２０５に
より構成し、各凸レンズユニットの焦点距離を短く設定
することで小型化をはかることも可能である。その場
合、凸レンズユニット数と同じ数だけバックライト上の
表示領域２０３を分割し、それぞれの表示領域毎に観察
者像を表示せねばならない。なお、それぞれの表示領域
２０３に表示される観察者像は、観察者を物点として凸
レンズアレイ２０５によりバックライト平面に結像する
像とほぼ同じ位置・大きさとなるように表示せねばなら
ない。また、この際の凸レンズユニット２０５の数、形
状は任意である。Further, the convex lens can be composed of a plurality of lens groups in order to shorten the focal length without being affected by vignetting in the peripheral portion or to reduce the influence of aberration. Further, the convex lens is constituted by a convex lens array 205 composed of a plurality of convex lens units as shown in FIG. 8, and it is possible to reduce the size by setting the focal length of each convex lens unit to be short. In that case, the display area 203 on the backlight must be divided by the same number as the number of convex lens units, and an observer image must be displayed for each display area. It should be noted that the observer images displayed in the respective display areas 203 must be displayed so as to have almost the same position and size as the image formed on the backlight plane by the convex lens array 205 using the observer as the object point. In this case, the number and shape of the convex lens units 205 are arbitrary.
【００２７】更に、上述したＣＣＤカメラは、ハーフミ
ラー等を用いて、上述の凸レンズの光軸上に配設しても
よい。観察者像を、凸レンズを用いて、凸レンズからバ
ックライト光源と等距離の位置に設置したディフューザ
ー上に結像させ、その後にこの像を撮影するような構成
を取ることもできる。この時、凸レンズとディフューザ
ーによる結像系の被写界深度を広くとるため、可視光を
透過し光軸近傍を除く領域の赤外光を遮断するフィル
タ、即ち赤外光についてのみ作用する絞りを光路中に設
置してもよい。さらには、照明光源は赤外線発光のもの
に限られず、可視光や紫外線発光のものでもよく、赤外
ＣＣＤカメラもＭＯＳ型カメラや他の撮像管に置き換え
ることも可能である。所定の画像後処理を施す場合に
は、カメラの代わりにそれらの画像が得られるシステム
を用いることにより、マイクロウエーブや超音波を媒体
とすることも可能である。Further, the above-mentioned CCD camera may be arranged on the optical axis of the above-mentioned convex lens using a half mirror or the like. It is also possible to adopt a configuration in which an observer image is formed on a diffuser installed at a position equidistant from the backlight lens with the convex lens by using a convex lens, and then the image is taken. At this time, in order to widen the depth of field of the imaging system formed by the convex lens and the diffuser, a filter that transmits visible light and blocks infrared light in a region excluding the vicinity of the optical axis, that is, a diaphragm that acts only on infrared light is used. It may be installed in the optical path. Further, the illumination light source is not limited to an infrared light source, but may be a visible light or ultraviolet light source. The infrared CCD camera may be replaced with a MOS camera or another image pickup tube. When performing predetermined image post-processing, it is possible to use microwaves or ultrasonic waves as a medium by using a system capable of obtaining those images instead of a camera.
【００２８】また、本実施形態では画像描出可能なバッ
クライト光源の代わりに平面均一光源を用いることも可
能である。この場合、観察者追従性を持たせるために
は、画像抽出装置により求められた観察者中心位置情報
を利用して光源位置を機械的に制御する必要がある。あ
るいは、観察者追従性は、光源と観察画像表示デバイス
の間に設置したミラーの設置条件を制御することでも実
現可能である。In this embodiment, it is also possible to use a flat light source instead of a backlight light source capable of displaying an image. In this case, in order to provide observer tracking, it is necessary to mechanically control the light source position using the observer center position information obtained by the image extraction device. Alternatively, observer tracking can also be realized by controlling the installation conditions of a mirror installed between the light source and the observation image display device.
【００２９】また、バックライト光源および観察画像表
示デバイスの設置位置、大きさは、上述した指向性バッ
クライトを成立させる条件を満たす限り任意である。例
えば、立体視域を広げるために、バックライト光源の中
心位置と凸レンズ光軸をずらしたり、バックライト光源
を観察画像表示デバイスに比べて大きく設定したりする
ことも可能である。The installation position and size of the backlight light source and the observation image display device are arbitrary as long as the conditions for establishing the above-described directional backlight are satisfied. For example, in order to widen the stereoscopic viewing area, the center position of the backlight light source and the optical axis of the convex lens can be shifted, or the backlight light source can be set larger than the observation image display device.
【００３０】＜第二実施形態＞上記第一実施形態におい
ては、指向性バックライトは時分割で左目用と右目用が
交互に切り替わり、これと同期して観察画像も左目用と
右目用が切り替わることになり、観察者の左目は常に左
目用観察画像を、観察者の右目は常に右目用観察画像を
観察可能となる。従って、例えばバックライト光源に左
目用制御画像が表示されている際には、観察画像表示デ
バイスには常に左目用観察画像のみが表示されていなけ
ればならず、バックライト光源として用いる画像表示デ
バイスや観察画像表示デバイスは十分な応答速度を持っ
ていなくてはならない。<Second Embodiment> In the first embodiment, the directional backlight is switched alternately between left-eye and right-eye in a time-division manner, and in synchronization with this, the observed image is switched between left-eye and right-eye. That is, the left eye of the observer can always observe the observation image for the left eye, and the right eye of the observer can always observe the observation image for the right eye. Therefore, for example, when the left-eye control image is displayed on the backlight light source, only the left-eye observation image must always be displayed on the observation image display device. The observation image display device must have a sufficient response speed.
【００３１】図９に本発明の第二実施形態である画像表
示装置の外観図を示す。本実施形態においては、バック
ライト用画像表示装置２０３Ｒ、２０３Ｌ、凸レンズ２
０５Ｒ、２０５Ｌ、カラー液晶パネル２０４Ｒ、２０４
Ｌをそれぞれ２つずつ設置しており、これらの光学系は
互いに垂直に配置され、それぞれの光学系をハーフミラ
ー２１０で合成することで、左右目用の視差画像を、そ
れぞれ独立かつ同時に観察者に提示可能となっている。
尚、２００Ｒ、２００Ｌは視差画像を得るためのカメラ
を示すものであるが、これは例えばビデオテープレコー
ダ等の画像出力装置で代替することができる。上述した
図６に示した例は時分割で表示するものであったため、
観察者にちらつきを感じさせないためには応答速度の速
い表示デバイスを用いる必要があったが、本方式であれ
ば標準的な応答速度の表示デバイスを用いることが出来
る。また、図６に示した例では観察者側方に赤外照明を
配置したが、図９に示した本実施形態においては観察者
を正面から照明するように赤外照明２０１を配置してい
る。これは、観察位置の前後方向の移動に伴って照明条
件を変化させないためであり、これにより観察者の顔面
全体が明るく照明される。このように照明された観察者
の像は、赤外照明２０１の赤外線波長のみに感度を持つ
１台のＣＣＤカメラ２０２により撮影され、画像抽出装
置２１１により処理された後にモノクロＣＲＴ２０３
Ｒ、２０３Ｌにバックライト制御画像として表示され
る。ここで、赤外照明２０１は、不図示の点灯回路によ
りＣＣＤカメラ２０２の露光タイミングに同期して交互
に点灯／消灯を繰り返しているため、ＣＣＤカメラ２０
２により得られる画像は、１フレーム毎に赤外照明され
た画像と赤外照明されない画像が交互に得られることに
なる。両画像は、画像抽出装置２１１にて減算処理する
ことにより、背景の影響を取り除いた観察者像を得るこ
とができる。更に画像抽出装置２１１は、二値化回路と
半面像回路を有しており、得られた背景の影響を受けな
い観察者の正面像を、後述する手順により、左右の観察
者二値化半面像に加工し出力する。FIG. 9 is an external view of an image display device according to a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the backlight image display devices 203R and 203L, the convex lens 2
05R, 205L, color liquid crystal panels 204R, 204
L are arranged two by two, these optical systems are arranged perpendicular to each other, and by combining the respective optical systems with the half mirror 210, the parallax images for the left and right eyes can be obtained independently and simultaneously by the observer. Can be presented.
Note that 200R and 200L indicate cameras for obtaining a parallax image, which can be replaced by an image output device such as a video tape recorder. Since the example shown in FIG. 6 described above is displayed in a time-sharing manner,
Although it was necessary to use a display device with a high response speed in order to prevent the observer from feeling flickering, a display device with a standard response speed can be used in this system. In the example shown in FIG. 6, the infrared illumination is arranged on the side of the observer, but in the present embodiment shown in FIG. 9, the infrared illumination 201 is arranged so as to illuminate the observer from the front. . This is because the illumination condition is not changed in accordance with the movement of the observation position in the front-back direction, whereby the entire face of the observer is brightly illuminated. The image of the observer illuminated in this way is captured by one CCD camera 202 having sensitivity only to the infrared wavelength of the infrared illumination 201, processed by the image extracting device 211, and then processed by the monochrome CRT 203.
A backlight control image is displayed on R and 203L. Here, the infrared illumination 201 is alternately turned on and off in synchronization with the exposure timing of the CCD camera 202 by a lighting circuit (not shown).
In the image obtained in step 2, an image illuminated with infrared light and an image not illuminated with infrared light are obtained alternately for each frame. By subjecting both images to subtraction processing by the image extraction device 211, an observer image from which the influence of the background has been removed can be obtained. Further, the image extraction device 211 has a binarization circuit and a half-surface image circuit, and converts the obtained front images of the observer unaffected by the background into left and right observer binarization half-surfaces according to a procedure described later. Process into an image and output.
【００３２】観察者二値化半面像を求める手順を図１０
を用いて説明する。まず、観察者像を適当な閾値により
二値化して観察者二値化像を求め、その輪郭を決定す
る。次に、各走査線毎に、画面左端から観察者二値化像
の輪郭の右端迄の時間および輪郭の右端から左端迄の時
間、即ち水平同期信号ＨＳＹＮＣから輝度信号のリーデ
ィングエッジ迄の時間ｔ１とリーディングエッジからト
レーリングエッジ迄の時間ｔ２を求める。このｔ２の半
分の時間を計算し、各走査線のｔ１〜ｔ１＋ｔ２／２の
領域を発光させることで図１１の如き観察者二値化右半
面像を、ｔ１＋ｔ２／２〜ｔ１＋ｔ２の領域を発光させ
ることで図１２の如き観察者二値化左半面像を得ること
ができる。FIG. 10 shows a procedure for obtaining the binarized half-plane image of the observer.
This will be described with reference to FIG. First, an observer image is binarized by an appropriate threshold to obtain an observer binarized image, and its outline is determined. Next, for each scanning line, the time from the left end of the screen to the right end of the contour of the observer binarized image and the time from the right end to the left end of the contour, that is, the time t1 from the horizontal synchronization signal HSYNC to the leading edge of the luminance signal. And the time t2 from the leading edge to the trailing edge. The half time of t2 is calculated, and the area of t1 to t1 + t2 / 2 of each scanning line is made to emit light, so that the observer binarized right half plane image as shown in FIG. 11 is made to emit light in the area of t1 + t2 / 2 to t1 + t2. Thus, an observer binarized left half plane image as shown in FIG. 12 can be obtained.
【００３３】本第二実施形態の凸レンズ２０５Ｒ、２０
５Ｌは、第一実施形態のものと同様、フレネルレンズの
輪帯境界部に遮光帯を設けたものであり、同様に散乱光
によるクロストークの影響を除去するものである。The convex lenses 205R and 20R of the second embodiment
5L is provided with a light-shielding band at the boundary of the annular zone of the Fresnel lens, similarly to the first embodiment, and similarly removes the influence of crosstalk due to scattered light.
【００３４】＜第三実施形態＞上記第二実施形態におい
ては、２枚の表示液晶パネルの夫々に映った右目用画像
と左目用画像をハーフミラーで合成して同一視野内に共
存させている。このため、第二実施形態の画像表示装置
は、１枚のハーフミラーと、バックライト光源、凸レン
ズ、観察画像表示デバイスが夫々２枚ずつ必要となる。<Third Embodiment> In the second embodiment, the right-eye image and the left-eye image reflected on each of the two display liquid crystal panels are combined by a half mirror and coexist in the same visual field. . For this reason, the image display device of the second embodiment requires one half mirror, two backlight light sources, two convex lenses, and two observation image display devices.
【００３５】第三実施形態における立体画像表示装置
は、１組のバックライト制御画像を夫々第一の偏光とそ
れと直交する第二の偏光として出射可能な単一のバック
ライト光源と、画面内を左目用観察画像と右目用観察画
像を表示する２領域に分割し、夫々の領域を第一の偏光
あるいは第二の偏光のみを透過するように構成した単一
の透過型表示デバイスを用いることで、装置を小型化可
能にしたことを特徴とする。The stereoscopic image display device according to the third embodiment includes a single backlight light source capable of emitting a set of backlight control images as a first polarized light and a second polarized light orthogonal thereto, respectively, The observation image for the left eye and the observation image for the right eye are divided into two regions to be displayed, and each region is used by using a single transmission type display device configured to transmit only the first polarized light or the second polarized light. In addition, the apparatus can be downsized.
【００３６】図１３は、第三実施形態に係わる立体画像
表示装置の構成を示している。本実施形態においても、
境界部に遮光帯を設けた凸レンズ、バックライト光源、
赤外照明、赤外ＣＣＤカメラおよび画像抽出装置により
成る指向性バックライトを用いて、左右の目への画像の
振り分けを行っており、その原理、設定は第二実施形態
の画像表示装置におけるそれと同様であるため、ここで
は説明を省略する。また、バックライト制御画像を作成
する画像抽出装置の動作説明も同様に省略する。FIG. 13 shows the configuration of a three-dimensional image display device according to the third embodiment. Also in this embodiment,
A convex lens with a light-shielding band at the boundary, a backlight light source,
Images are distributed to the left and right eyes using a directional backlight composed of infrared illumination, an infrared CCD camera, and an image extraction device. The principle and settings are the same as those in the image display device of the second embodiment. The description is omitted here because it is the same. In addition, the description of the operation of the image extraction device that creates the backlight control image is also omitted.
【００３７】図１３に示す本実施形態に係わる画像表示
装置では、バックライト光源として陰極管を用いた平面
光源と検光子を除去した液晶パネル３０１を用いてい
る。このように検光子を除去した液晶パネルにバックラ
イト制御画像としての観察者二値化左半面像を表示する
と、観察者二値化左半面像の表示されている領域３０２
は第一の偏光を出射し、同様に、観察者二値化左半面像
以外の領域３０３は、第一の偏光と直交する第二の偏光
を出射する。即ち、これにより、直交する２偏光を出力
可能な複数の領域を持つバックライト光源を構成するこ
とが可能となる。観察者二値化左半顔面像を発した偏光
は凸レンズ３０４により観察者の左目のみにとってレン
ズ径大のバックライトとして機能し、また、観察者二値
化左半顔面像以外の領域を発した偏光は観察者の右目の
みにとってレンズ径大のバックライトとして機能する。The image display apparatus according to the present embodiment shown in FIG. 13 uses a flat light source using a cathode ray tube as a backlight light source and a liquid crystal panel 301 without an analyzer. When the observer binarized left half-plane image as a backlight control image is displayed on the liquid crystal panel from which the analyzer has been removed in this manner, an area 302 where the observer binarized left half-plane image is displayed.
Emits the first polarized light, and similarly, the region 303 other than the observer binarized left half plane image emits the second polarized light orthogonal to the first polarized light. That is, this makes it possible to configure a backlight light source having a plurality of regions capable of outputting two orthogonally polarized lights. The polarized light that emitted the observer binarized left hemi-facial image functioned as a backlight with a large lens diameter only for the observer's left eye by the convex lens 304, and also emitted an area other than the observer binarized left hemi-facial image. The polarized light functions as a large-diameter backlight for only the right eye of the observer.
【００３８】また、凸レンズ３０４近傍に設置される観
察画像表示デバイス３０５には、偏光子および検光子の
代わりに特殊な偏光制御フィルムを設置した液晶パネル
を使用しており、加えて、この液晶パネルは、１ライン
おきに左目用の観察画像と右目用の観察画像を交互に表
示可能なように構成されている。例えば、観察画像表示
デバイスは、図１４（ａ）のように、偏光子の代わり
に、上述したバックライト光源より発せられる第一の偏
光のみを透過し第二の偏光を実質的に遮断する第一の偏
光板と、第二の偏光のみを透過し第一の偏光を実質的に
遮断する第二の偏光板とが交互に配された入射偏光制御
フィルム３０６が貼付されている。このとき、入射偏光
制御フィルム３０６は、液晶パネルの左目用観察画像を
表示するラインに第一の偏光板が、右目用観察画像を表
示するラインに第二の偏光板が位置するよう貼付され
る。同様に、検光子の代わりに、第一の偏光板と第二の
偏光板とが１ラインおきに交互に配された出射偏光制御
フィルム３０７が貼付され、液晶パネルの左目用観察画
像を表示するラインに第二の偏光板が、右目用観察画像
を表示するラインに第一の偏光板が位置するよう貼付さ
れる。これにより、バックライトを発した第一の偏光
は、入射偏光制御フィルム３０６の内、第一の偏光板が
貼付された領域のみを透過することになり、液晶パネル
の左目用観察画像表示領域のみを選択的に照明する。同
様に、第二の偏光は、入射偏光制御フィルム３０６の
内、第二の偏光板が貼付された領域のみを透過すること
になり、液晶パネルの右目用観察画像表示領域のみを選
択的に照明する。バックライト制御画像から射出された
第一の偏光と第二の偏光は、凸レンズの作用により観察
者の左右の目へ選択的な指向性を持つため、左目用観察
画像を左目に、右目用観察画像を右目に分配可能とな
る。偏光透過の様子を図１４（ｂ）に示す。図１４
（ｂ）は左目用観察画像表示領域と右目用観察画像表示
領域を夫々１画素分だけ代表して記載している。尚、本
実施形態における液晶パネルは、無電界時に透過光の減
衰が小さくなるノーマリーホワイトモードで駆動され
る。As the observation image display device 305 installed near the convex lens 304, a liquid crystal panel provided with a special polarization control film is used instead of the polarizer and the analyzer. Are configured so that an observation image for the left eye and an observation image for the right eye can be displayed alternately every other line. For example, as shown in FIG. 14A, the observation image display device transmits only the first polarized light emitted from the above-described backlight light source and substantially blocks the second polarized light instead of the polarizer. An incident polarization control film 306 in which one polarizing plate and a second polarizing plate that transmits only the second polarized light and substantially blocks the first polarized light are alternately attached is attached. At this time, the incident polarization control film 306 is attached so that the first polarizing plate is located at the line for displaying the left-eye observation image and the second polarizing plate is located at the line for displaying the right-eye observation image of the liquid crystal panel. . Similarly, instead of the analyzer, the output polarization control film 307 in which the first polarizing plate and the second polarizing plate are alternately arranged every other line is attached, and the left-eye observation image of the liquid crystal panel is displayed. The second polarizing plate is attached on the line so that the first polarizing plate is located on the line displaying the observation image for the right eye. As a result, the first polarized light emitted from the backlight is transmitted only through the region of the incident polarization control film 306 to which the first polarizing plate is attached, and only the observation image display region for the left eye of the liquid crystal panel is transmitted. To selectively illuminate. Similarly, the second polarized light is transmitted only through the area of the incident polarization control film 306 to which the second polarizing plate is attached, and selectively illuminates only the right-eye observation image display area of the liquid crystal panel. I do. The first polarized light and the second polarized light emitted from the backlight control image have selective directivity to the left and right eyes of the observer due to the action of the convex lens. The image can be distributed to the right eye. FIG. 14B shows the state of transmission of polarized light. FIG.
(B) shows the observation image display area for the left eye and the observation image display area for the right eye, each representing only one pixel. Note that the liquid crystal panel in the present embodiment is driven in a normally white mode in which attenuation of transmitted light is small when there is no electric field.
【００３９】本発明の画像表示装置は上記実施形態に限
られるものではなく、その他種々の態様の変更が可能で
ある。例えば、観察画像表示デバイスは、図１５〜図１
９それぞれの（ａ）に記載した形態であってもよい。
尚、図１５〜図１９各図における（ｂ）は、それぞれの
形態における偏光透過の様子を説明するものである。The image display device of the present invention is not limited to the above embodiment, and various other modifications can be made. For example, the observation image display device is shown in FIGS.
9 Each of the modes described in (a) may be used.
15B to FIG. 19B illustrate the state of transmission of polarized light in each mode.
【００４０】図１５に記載した観察画像表示デバイスで
は、左目用観察画像表示領域に第一の偏光板が、右目用
観察画像表示領域に第二の偏光板が位置するように出射
偏光制御フィルムを貼付している点で図１４の場合と異
なる。この変更に伴い、図１５に記載の液晶パネルは、
無電界時に透過光の減衰が大きくなるノーマリーブラッ
クモードで駆動される。In the observation image display device shown in FIG. 15, the output polarization control film is placed such that the first polarizing plate is located in the observation image display area for the left eye and the second polarizing plate is located in the observation image display area for the right eye. It differs from the case of FIG. 14 in that it is attached. With this change, the liquid crystal panel shown in FIG.
It is driven in a normally black mode in which the attenuation of transmitted light increases when there is no electric field.
【００４１】図１６に記載した観察画像表示デバイスで
は、出射偏光制御フィルムが第一の偏光板である点で図
１４の場合と異なる。この変更に伴い、図１６に記載の
液晶パネルは、左目用観察画像表示領域においてはノー
マリーホワイトモードで、右目用観察画像表示領域にお
いてはノーマリーブラックモードで駆動される。The observation image display device shown in FIG. 16 differs from the device shown in FIG. 14 in that the output polarization control film is the first polarizing plate. Along with this change, the liquid crystal panel shown in FIG. 16 is driven in a normally white mode in the observation image display area for the left eye and in a normally black mode in the observation image display area for the right eye.
【００４２】図１７に記載した観察画像表示デバイスで
は、出射偏光制御フィルムが第二の偏光板である点で図
１６の場合と異なる。この変更に伴い、図１７に記載の
液晶パネルは、左目用観察画像表示領域においてはノー
マリーブラックモードで、右目用観察画像表示領域にお
いてはノーマリーホワイトモードで駆動される。The observation image display device shown in FIG. 17 differs from the case of FIG. 16 in that the output polarization control film is a second polarizing plate. Along with this change, the liquid crystal panel shown in FIG. 17 is driven in a normally black mode in the observation image display area for the left eye and in a normally white mode in the observation image display area for the right eye.
【００４３】図１８に記載した観察画像表示デバイスで
は、ノーマリーホワイトモードで駆動される液晶パネル
の偏光子の上に９０度位相差板を貼付けた構造をとって
おり、９０度位相差板は液晶パネルの右目用観察画像表
示位置に対応して貼付される。ここで９０度位相差板と
は、透過光の位相を入射光の位相から９０度回転させる
働きをするものである。このため、９０度位相差板に入
射した第一の偏光および第二の偏光は、図１８（ｂ）に
示されるように、夫々第二の偏光および第一の偏光に変
換されて出射される。液晶パネルの偏光子は第一の偏光
板であるため第一の偏光のみを透過させることから、９
０度位相差板が貼付された左目用観察画像表示領域にお
いては、第二の偏光のみが９０度位相差板において第一
の偏光に変換された後に偏光子を透過することになる。
一方、９０度位相差板が貼付されていない左目用観察画
像表示領域においては、バックライト光源を発した第一
の偏光のみがそのまま偏光子を透過する。以上の効果に
より、第一の偏光は左目用観察画像表示領域のみの、第
二の偏光は右目用観察画像表示領域のみのバックライト
光として機能し、凸レンズにより両偏光に与えられる指
向性により、両観察画像の左右の目への排他的分配が可
能となる。The observation image display device shown in FIG. 18 has a structure in which a 90-degree retardation plate is attached on a polarizer of a liquid crystal panel driven in a normally white mode. Affixed corresponding to the right-eye observation image display position of the liquid crystal panel. Here, the 90-degree phase plate serves to rotate the phase of the transmitted light by 90 degrees from the phase of the incident light. For this reason, the first polarized light and the second polarized light that have entered the 90-degree phase difference plate are converted into the second polarized light and the first polarized light, respectively, as shown in FIG. . Since the polarizer of the liquid crystal panel is the first polarizing plate and transmits only the first polarized light, 9
In the observation image display area for the left eye to which the 0-degree retardation plate is attached, only the second polarized light is transmitted to the polarizer after being converted to the first polarization by the 90-degree retardation plate.
On the other hand, in the observation image display area for the left eye to which the 90-degree phase difference plate is not attached, only the first polarized light emitted from the backlight light source passes through the polarizer as it is. Due to the above effects, the first polarized light serves only as the left-eye observation image display area, and the second polarized light functions as backlight light only for the right-eye observation image display area. Exclusive distribution of both observation images to the left and right eyes becomes possible.
【００４４】図１９に記載した観察画像表示デバイスで
は、ノーマリーブラックモードで駆動される液晶パネル
を用いた点で図１８の場合と異なる。液晶パネルの偏光
子に第一の偏光板を用いているため、液晶のパネルの駆
動モードを除き、その動作は図１５の場合と同様であ
る。例えば、第一の偏光を左目用観察画像表示領域のバ
ックライト光として利用するとしたままで、液晶パネル
の偏光子に第二の偏光板を用いた場合には、９０度位相
差板の貼付位置は左目用観察画像表示領域にしなければ
ならない。The observation image display device shown in FIG. 19 differs from the case of FIG. 18 in that a liquid crystal panel driven in a normally black mode is used. Since the first polarizer is used for the polarizer of the liquid crystal panel, its operation is the same as that of FIG. 15 except for the driving mode of the liquid crystal panel. For example, if the second polarizing plate is used as the polarizer of the liquid crystal panel while the first polarized light is used as the backlight for the left-eye observation image display area, the position where the 90-degree retardation plate is attached Must be a left-eye observation image display area.
【００４５】以上の実施形態において、観察画像表示デ
バイスとして液晶パネルと特殊な偏光制御フィルムより
なるデバイスを用いてきたが、この代わりに、偏光軸が
互いに直交する短冊状の第一の偏光板と第二の偏光板を
交互に配列してなる偏光制御フィルムと、第一の偏光板
と対応する位置に左目用観察画像を、第二の偏光板と対
応する位置に右目用観察画像を各々記録されてなる印画
フィルム貼り合わせたものを用いても良い。In the above embodiment, a device composed of a liquid crystal panel and a special polarization control film has been used as the observation image display device. Instead of this, a strip-shaped first polarizer whose polarization axes are orthogonal to each other is used. A polarization control film obtained by alternately arranging the second polarizing plate, and a left-eye observation image at a position corresponding to the first polarizing plate, and a right-eye observation image at a position corresponding to the second polarizing plate. The photographic film obtained by pasting may be used.
【００４６】また、液晶パネルや印画フィルムに表示す
る左目用観察画像と右目用観察画像の表示位置は必ずし
も一ラインおきである必要はなく、画面内に均等に分布
する限り、垂直ライン毎、あるいは市松模様といった種
々の形態をとることが可能である。その際にも、偏光制
御フィルムを構成する第一の偏光板と第二の偏光板は、
液晶パネルや印画フィルムの左目用観察画像表示領域お
よび右目用観察画像表示領域に位置するように貼付しな
ければならない。また、偏光制御フィルムに９０度位相
差板を用いる場合においても、その９０度位相差板の貼
付位置は、液晶パネルの偏光子の偏光軸方向を考慮し
て、その左目用観察画像表示領域あるいは右目用観察画
像表示領域に位置するように設定せねばならない。Further, the display positions of the left-eye observation image and the right-eye observation image displayed on the liquid crystal panel or the photographic film do not necessarily have to be every other line, as long as they are evenly distributed in the screen. It is possible to take various forms such as a checkered pattern. Also in that case, the first polarizing plate and the second polarizing plate constituting the polarization control film,
It must be attached so as to be located in the left-eye observation image display area and the right-eye observation image display area of the liquid crystal panel or photographic film. Further, even when a 90-degree retardation plate is used for the polarization control film, the position where the 90-degree retardation plate is attached is determined by considering the polarization axis direction of the polarizer of the liquid crystal panel in the observation image display area for the left eye or It must be set so that it is located in the observation image display area for the right eye.
【００４７】上記第三実施形態においては、互いに直交
する２偏光を出力可能なバックライト光源として、検光
子を除去した液晶パネルを用いたが、このバックライト
光源を図２０ないし図２４に示す形態としてもよい。
尚、液晶パネル自体は発光デバイスでないため、図２０
ないし図２２に示した図には、本来、陰極管、ＬＥＤ、
ＥＬ、メタルハライドランプ等により構成された面発光
光源もあわせて記載されるべきであるが、本図からは省
略されている。In the third embodiment, a liquid crystal panel from which an analyzer has been removed is used as a backlight light source capable of outputting two polarized lights perpendicular to each other, but this backlight light source is configured as shown in FIGS. It may be.
Since the liquid crystal panel itself is not a light-emitting device, FIG.
Or the diagrams shown in FIGS.
A surface-emitting light source constituted by an EL, a metal halide lamp or the like should also be described, but is omitted from the drawing.
【００４８】図２０に記載したバックライト光源は、図
１５に示したカラー液晶と構造、動作ともに同様である
ため説明は省略する。このような形態をとることによ
り、バックライト光出射面を左目用バックライト制御画
像表示領域と右目用バックライト制御画像表示領域の２
領域に分割し、前者の領域においては第一の偏光を、後
者の領域においては第一の偏光と直交する偏光軸を持つ
第二の偏光を出射するバックライト光源を実現できる。The backlight light source shown in FIG. 20 has the same structure and operation as the color liquid crystal shown in FIG. By adopting such a mode, the backlight light emission surface can be divided into the left-eye backlight control image display area and the right-eye backlight control image display area.
It is possible to realize a backlight light source that divides into two regions and emits first polarized light in the former region and second polarized light having a polarization axis orthogonal to the first polarized light in the latter region.
【００４９】図２１に記載したバックライト光源は、図
１７に示したカラー液晶の入射偏光制御フィルムと出射
偏光制御フィルムを入れ替えた構造をしている。液晶パ
ネルの動作モード設定は、図１７の場合と同様である。The backlight light source shown in FIG. 21 has a structure in which the input polarization control film and the output polarization control film of the color liquid crystal shown in FIG. 17 are interchanged. The operation mode setting of the liquid crystal panel is the same as that of FIG.
【００５０】図２２に記載したバックライト光源は、ノ
ーマリーホワイトモードで駆動される液晶パネルの偏光
子の上に９０度位相差板を貼付した構造をとっており、
９０度位相差板は液晶パネルの左目用バックライト制御
画像表示位置に対応して貼付される。液晶パネルを通過
した透過光は、検光子が第二の偏光板であるため一様に
第二の偏光となるが、９０度位相差板を貼付された左目
用バックライト制御画像表示領域においては、第二の偏
光の位相が９０度回転させられるため、最終的に第一の
偏光に変換されて出射される。以上の効果により、左目
用バックライト制御画像表示領域においては第一の偏光
が、右目用バックライト制御画像表示領域においては第
二の偏光が出射されるバックライト光源が実現できる。The backlight light source shown in FIG. 22 has a structure in which a 90-degree retardation plate is attached on a polarizer of a liquid crystal panel driven in a normally white mode.
The 90-degree retardation plate is affixed corresponding to the left-eye backlight control image display position of the liquid crystal panel. The transmitted light that has passed through the liquid crystal panel uniformly becomes the second polarized light because the analyzer is the second polarizing plate. However, in the left-eye backlight control image display area to which the 90-degree retardation plate is attached, Since the phase of the second polarized light is rotated by 90 degrees, it is finally converted into the first polarized light and emitted. With the above effects, a backlight light source that emits first polarized light in the left-eye backlight control image display area and emits second polarized light in the right-eye backlight control image display area can be realized.
【００５１】図２０ないし図２２に記載したバックライ
ト光源はモノクロ液晶パネルを用いているが、これら
は、液晶の駆動モードを変更することで、入射偏光制御
フィルムを構成する第一の偏光板と第二の偏光板を入れ
替えることも可能である。また、図２２に記載したバッ
クライト光源において、検光子を第一の偏光板に変更し
た場合は、９０度位相差板を右目用バックライト制御画
像表示領域に対応させて貼付させねばならない。このと
き、液晶パネルの駆動モードは、偏光子と検光子の偏光
軸が直交する場合はノーマリーホワイトモードに、偏光
子と検光子が同一偏光軸を持つ場合はノーマリーブラッ
クモードにする。The backlight light sources shown in FIG. 20 to FIG. 22 use monochrome liquid crystal panels, and these are changed by changing the driving mode of the liquid crystal so that the first polarizing plate and the first polarizing plate constituting the incident polarization control film are changed. It is also possible to replace the second polarizing plate. In the case where the analyzer is changed to the first polarizing plate in the backlight light source shown in FIG. 22, a 90-degree phase difference plate must be attached to correspond to the right-eye backlight control image display area. At this time, the driving mode of the liquid crystal panel is a normally white mode when the polarization axes of the polarizer and the analyzer are orthogonal to each other, and a normally black mode when the polarizer and the analyzer have the same polarization axis.
【００５２】図２３に記載したバックライト光源は、Ｌ
ＥＤマトリクス光源の出射面に、偏光軸が互いに直交す
る短冊状の第一の偏光板と第二の偏光板を交互に配列し
てなる偏光制御フィルムを貼付したものであり、第一の
偏光板は左目用バックライト制御画像表示領域に対応さ
せて、第二の偏光板は右目用バックライト制御画像表示
領域に対応させて貼付される。ここで、この偏光制御フ
ィルムを貼付する自発光マトリクス光源は、必ずしもＬ
ＥＤマトリクス光源である必要はなく、プラズマディス
プレイ、ネオン管ディスプレイ、ＣＲＴ等を用いること
も可能である。また、ＬＥＤ以外の光源をアレイ状にし
たものを使用することも可能である。The backlight light source shown in FIG.
On the emission surface of the ED matrix light source, a polarization control film formed by alternately arranging strip-shaped first polarizers and second polarizers whose polarization axes are orthogonal to each other is attached, and the first polarizer Is attached to the left-eye backlight control image display area, and the second polarizing plate is attached to the right-eye backlight control image display area. Here, the self-luminous matrix light source to which the polarization control film is attached is not necessarily L
The light source does not need to be an ED matrix light source, and a plasma display, a neon tube display, a CRT, or the like can be used. It is also possible to use an array of light sources other than LEDs.
【００５３】図２０ないし図２３に記載のバックライト
光源では、液晶パネルやＬＥＤマトリクス光源に表示す
る左目用バックライト制御画像と右目用バックライト制
御画像の表示位置は必ずしも一ラインおきである必要は
なく、画面内に均等に分布する限り、垂直ライン毎、あ
るいは市松模様といった種々の形態をとることが可能で
ある。その際にも、偏光制御フィルムを構成する第一の
偏光板と第二の偏光板は、液晶パネルやＬＥＤマトリク
ス光源の左目用バックライト制御画像表示領域および右
目用バックライト制御画像表示領域に位置するように貼
付しなければならない。また、偏光制御フィルムに９０
度位相差板を用いる場合においても、その９０度位相差
板の貼付位置は、液晶パネルの偏光子の偏光軸方向を考
慮して、その左目用バックライト制御画像表示領域ある
いは右目用バックライト制御画像表示領域に位置するよ
うに設定せねばならない。In the backlight light sources shown in FIGS. 20 to 23, the display positions of the left-eye backlight control image and the right-eye backlight control image displayed on the liquid crystal panel or the LED matrix light source need not always be every other line. Instead, various forms such as a vertical line or a checkered pattern can be used as long as they are evenly distributed in the screen. At that time, the first polarizing plate and the second polarizing plate constituting the polarization control film are positioned in the left-eye backlight control image display area and the right-eye backlight control image display area of the liquid crystal panel or the LED matrix light source. Must be affixed. In addition, 90
Even when a 90 ° retarder is used, the position where the 90 ° retarder is attached may be determined by taking into account the direction of the polarization axis of the polarizer of the liquid crystal panel in the left-eye backlight control image display area or the right-eye backlight control. It must be set so that it is located in the image display area.
【００５４】図２４に記載したバックライト光源は、Ｌ
ＥＤマトリクス光源の出射面に第一の偏光板を貼付した
左目用ＬＥＤマトリクス光源と、第二の偏光板を貼付し
た右目用ＬＥＤマトリクス光源をハーフミラーで合成し
た構造をしている。ここで、この偏光制御フィルムを貼
付する自発光マトリクス光源は、必ずしもＬＥＤマトリ
クス光源である必要はなく、プラズマディスプレイ、ネ
オン管ディスプレイ、ＣＲＴ等を用いることも可能であ
る。また、ＬＥＤ以外の光源をアレイ状にしたものや、
検光子が第一の偏光板および第二の偏光板からなる２枚
の液晶ディスプレイをを使用することも可能である。な
お、上述の液晶ディスプレイ用いる場合は、出射面に新
たに第一の偏光板と第二の偏光板を貼付する必要はな
い。The backlight light source shown in FIG.
It has a structure in which a left-eye LED matrix light source in which a first polarizing plate is attached to an emission surface of an ED matrix light source and a right-eye LED matrix light source in which a second polarizing plate is attached are combined by a half mirror. Here, the self-luminous matrix light source to which the polarization control film is attached is not necessarily an LED matrix light source, and a plasma display, a neon tube display, a CRT, or the like can be used. Also, an array of light sources other than LEDs,
It is also possible to use two liquid crystal displays whose analyzer consists of a first polarizer and a second polarizer. When the above-described liquid crystal display is used, it is not necessary to newly attach a first polarizing plate and a second polarizing plate to the light exit surface.
【００５５】また、本実施形態では画像描出可能なバッ
クライト光源の代わりに、図２５のような第一の偏光板
及び第二の偏光板を貼付して２領域に分割した平面均一
光源を用いることも可能である。この場合、観察者追従
性を持たせるためには、画像抽出装置により求められた
観察者中心位置情報を利用して光源位置を機械的に制御
する必要がある。あるいは、観察者追従性は、光源と観
察画像表示デバイスの間に設置したミラーの設置条件を
制御することでも実現可能である。In this embodiment, instead of a backlight light source capable of drawing an image, a flat uniform light source which is divided into two regions by attaching a first polarizing plate and a second polarizing plate as shown in FIG. 25 is used. It is also possible. In this case, in order to provide observer tracking, it is necessary to mechanically control the light source position using the observer center position information obtained by the image extraction device. Alternatively, observer tracking can also be realized by controlling the installation conditions of a mirror installed between the light source and the observation image display device.
【００５６】＜第四実施形態＞第一乃至第三実施形態の
立体画像表示装置は、指向性バックライトを用いて左右
目用の観察画像を観察者の左右の目に夫々排他的に分配
することで立体画像の観察を可能としていたが、他の方
式でも特殊な眼鏡を必要としない立体視画像観察が可能
である。<Fourth Embodiment> In the stereoscopic image display devices of the first to third embodiments, the observation images for the left and right eyes are exclusively distributed to the left and right eyes of the observer using the directional backlight. Thus, a stereoscopic image can be observed, but a stereoscopic image observation that does not require special glasses can be performed by another method.
【００５７】図２６を用いて第四実施形態の立体画像表
示装置の原理を説明する。図２６において、観察者と透
過光制御デバイスであるモノクロ液晶パネル４０１と
は、凸レンズ４０２を介して共役な位置関係にある。ま
た、モノクロ液晶パネル４０１の後方に、観察画像を表
示するＣＲＴ４０３が配設されている。ここで、モノク
ロ液晶パネル４０１が存在しない場合、観察者の左目は
ＣＲＴ上に表示された観察画像中の観察画像領域（１）
を凸レンズ４０２の径大に拡大した倒立像として観察
し、同様に観察者の右目は観察画像領域（２）を凸レン
ズ４０２の径大に拡大した倒立像として観察する。しか
し、上述の位置にモノクロ液晶パネル４０１を配設し、
左目用透過光制御画像の表示された領域においては光を
透過し、他の領域においては光を遮断するような性質を
持たせた場合においては、観察画像領域（１）の画像は
左目に到達するが、右目には到達できない。つまり、左
目にのみ選択的に画像を観察させることが可能となる。
この左目のみによる選択的な画像観察は、観察者の位置
が上述の設定位置から前後に移動した場合でも、モノク
ロ液晶パネル上で、左目に入射する画像の光線（実線）
と右目に入射する画像の光線（破線）が交わらない範囲
において維持することができる。また、透過光制御画像
の設定に観察者自身の画像を用いると、観察位置の移動
時においても、これに伴い透過光制御画像表示位置も移
動することとなり、この結果、左目のみによる選択的な
画像観察は維持される。The principle of the stereoscopic image display device according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 26, the observer and the monochrome liquid crystal panel 401 as the transmitted light control device have a conjugate positional relationship via the convex lens 402. Further, a CRT 403 for displaying an observation image is provided behind the monochrome liquid crystal panel 401. Here, when the monochrome liquid crystal panel 401 does not exist, the left eye of the observer is the observation image area (1) in the observation image displayed on the CRT.
Is observed as an inverted image enlarged to the diameter of the convex lens 402, and similarly, the observer's right eye observes the observation image area (2) as an inverted image enlarged to the diameter of the convex lens 402. However, the monochrome liquid crystal panel 401 is disposed at the above-described position,
In the case where the transmitted light control image for the left eye has a property of transmitting light in the displayed area and blocking the light in other areas, the image of the observation image area (1) reaches the left eye. But cannot reach the right eye. That is, an image can be selectively observed only with the left eye.
The selective image observation by only the left eye can be performed by using the light ray (solid line) of the image incident on the left eye on the monochrome liquid crystal panel even when the position of the observer moves back and forth from the above-described set position.
And the light ray (broken line) of the image entering the right eye does not intersect. In addition, when the observer's own image is used for setting the transmitted light control image, the transmitted light control image display position also moves along with the movement of the observation position. Image observation is maintained.
【００５８】ここで、モノクロ液晶パネル４０１に左目
用透過光制御画像を表示した時にはＣＲＴ４０３の観察
画像領域（１）に左目用の観察画像を表示し、右目用透
過光制御画像を表示した時にはＣＲＴ４０３の観察画像
領域（２）に右目用の観察画像を表示する作業を時分割
に交互に行えば、観察者には立体画像を観察させること
が可能となる。Here, when the transmitted light control image for the left eye is displayed on the monochrome liquid crystal panel 401, the observed image for the left eye is displayed in the observation image area (1) of the CRT 403, and when the transmitted light control image for the right eye is displayed, the CRT 403 is displayed. If the operation of displaying the observation image for the right eye in the observation image area (2) is alternately performed in a time-sharing manner, the observer can observe the stereoscopic image.
【００５９】左目用透過光制御画像と右目用透過光制御
画像の作成には上述した各実施形態で述べたものと同様
の画像抽出装置で抽出される観察者の顔画像が用いられ
る。The face image of the observer extracted by the same image extraction device as that described in each of the above embodiments is used to create the transmitted light control image for the left eye and the transmitted light control image for the right eye.
【００６０】本実施例で用いるフレネルレンズ、もしく
はシリンドリカルレンズ屈折面を光軸を対称軸として階
段状に分割した帯状のプリズム集合体は、それを構成す
る輪帯、もしくはプリズムの境界部を遮光している。詳
細は、実施例１で触れたので省略する。The band-shaped prism assembly obtained by dividing the Fresnel lens or the cylindrical lens refracting surface used in the present embodiment into a stepwise shape with the optical axis as a symmetric axis shields the annular zone or the boundary between the prisms. ing. The details are omitted in the first embodiment.
【００６１】＜第五実施形態＞図２７に第五実施形態の
立体画像表示装置を示す。本実施形態では、図２６に示
したものと同様の光学系を右目用と左目用の２系列持っ
ている。両光学系は互いに垂直に配置され、夫々をハー
フミラー５０１で合成することで、左右目用の観察画像
を、それぞれ独立かつ同時に観察者に提示可能となって
いる。なお、凸レンズ５０２については両光学系で共用
している。ここで、左目用ＣＲＴ５０３Ｌと右目用ＣＲ
Ｔ５０３Ｒに表示される観察画像は、凸レンズ５０２の
作用により観察者には倒立像として観察されるため、こ
れを予め倒立像として表示することで観察者に正立像と
して観察させている。また、左右のモノクロ液晶パネル
５０４Ｌ、５０４Ｒに表示する夫々の透過光制御画像
は、図示しない赤外照明、赤外ＣＣＤカメラを有する画
像抽出装置により生成された観察者二値化半面像を用い
ている。一方の目による選択的観察に、上述の如き観察
者追従性を持たせるためには、この透過光制御画像の大
ささおよび表示位置を予め調整しておくことが必要であ
り、モノクロ液晶パネルの大きさとモノクロ液晶パネル
−凸レンズ間距離とにより決まる上下左右方向の立体視
域と、カメラの観察範囲が略等しくなるように、カメラ
の設置位置、焦点距離等を調整している。透過光制御画
像を作成する画像抽出装置の動作説明は、上述した第二
実施形態の立体画像表示装置における画像抽出装置と同
様であるため、ここでは説明を省略する。<Fifth Embodiment> FIG. 27 shows a stereoscopic image display apparatus according to a fifth embodiment. In the present embodiment, two optical systems similar to those shown in FIG. 26 are provided for the right eye and the left eye. The two optical systems are arranged perpendicular to each other, and by combining them with the half mirror 501, observation images for the left and right eyes can be independently and simultaneously presented to the observer. Note that the convex lens 502 is shared by both optical systems. Here, CRT503L for left eye and CR for right eye
The observation image displayed on the T503R is observed by the observer as an inverted image due to the action of the convex lens 502, and is displayed as an inverted image in advance so that the observer can observe the image as an erect image. Further, each transmitted light control image displayed on the left and right monochrome liquid crystal panels 504L and 504R is obtained by using an observer binarized half-plane image generated by an image extraction device having an infrared illumination and an infrared CCD camera (not shown). I have. In order for the selective observation with one eye to have the observer followability as described above, it is necessary to adjust the size and display position of the transmitted light control image in advance, and the monochrome liquid crystal panel The camera installation position, focal length, and the like are adjusted so that the vertical and horizontal stereoscopic viewing areas determined by the size and the distance between the monochrome liquid crystal panel and the convex lens are substantially equal to the observation range of the camera. The description of the operation of the image extraction device that creates the transmitted light control image is the same as that of the image extraction device in the stereoscopic image display device according to the above-described second embodiment, and a description thereof will not be repeated.
【００６２】＜第六実施形態＞本発明の立体画像表示装
置は上記実施形態に限られるものではなく、その他種々
の態様の変更が可能である。例えば、画面内を左目用観
察画像と左目用観察画像を表示する２領域に分割し、夫
々の画像を第一の偏光とそれと直交する第二の偏光とし
て出力可能な観察画像表示デバイスと、第一の偏光のみ
を透過可能なを左目用透過光制御画像と第二の偏光のみ
を透過可能なを右目用透過光制御画像を表示可能な透過
光制御デバイスを用いることで、装置を小型化すること
も可能である。<Sixth Embodiment> The three-dimensional image display device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other modes can be changed. For example, an observation image display device that divides the screen into two regions for displaying a left-eye observation image and a left-eye observation image, and that can output each image as a first polarization and a second polarization orthogonal thereto, By using a transmitted light control device capable of displaying a transmitted light control image for the left eye that can transmit only one polarized light and a transmitted light control image for the right eye that can transmit only the second polarized light, the apparatus can be downsized. It is also possible.
【００６３】このような態様による画像表示装置を図２
８に示す。図２８において、観察画像表示デバイスは、
走査線毎に交互に左目用観察画像と右目用観察画像を表
示可能なＣＲＴ６０１と、その表面に貼付され偏光フィ
ルタ６０２からなる。ここで偏光フィルタ６０２は、左
目用観察画像を表示する走査線上には第一の偏光板が、
右目用観察画像を表示する走査線上には第二の偏光板が
位置するように構成されている。また、観察画像表示デ
バイスは、直交する２偏光で左右の観察画像を表示でき
さえすれば良く、図２０ないし図２４に示したような構
成の液晶ディスプレイやＬＥＤディスプレイを用いても
良い。夫々の動作については、第三実施形態での記述と
同様であるので、ここでは省略する。更に、透過光制御
デバイスは、図１４ないし図１９に示したような構成の
モノクロ液晶パネルを使用している。これについても、
夫々の動作については第三実施形態での記述と同様であ
るので、ここでは省略する。FIG. 2 shows an image display apparatus according to this embodiment.
FIG. In FIG. 28, the observation image display device includes:
It comprises a CRT 601 capable of alternately displaying a left-eye observation image and a right-eye observation image for each scanning line, and a polarizing filter 602 attached to the surface thereof. Here, the polarizing filter 602 includes a first polarizing plate on a scanning line for displaying a left-eye observation image,
The configuration is such that the second polarizing plate is located on the scanning line for displaying the observation image for the right eye. Further, the observation image display device only needs to be able to display left and right observation images with two orthogonally polarized lights, and may use a liquid crystal display or an LED display having a configuration as shown in FIGS. Since each operation is the same as that described in the third embodiment, the description is omitted here. Further, the transmitted light control device uses a monochrome liquid crystal panel having a configuration as shown in FIGS. Again,
The respective operations are the same as those described in the third embodiment, and will not be described here.
【００６４】また、本実施形態では透過光制御デバイス
として種々の形態の液晶パネルを用いたが、遮光板や、
図１７のような直交する２偏光軸を持つ偏光板を用いる
こともできる。この場合、観察者追従性を持たせるため
には、画像抽出装置により求められた観察者中心位置情
報を利用して光源位置を機械的に制御する必要がある。In this embodiment, various types of liquid crystal panels are used as the transmitted light control device.
A polarizing plate having two orthogonal polarization axes as shown in FIG. 17 can also be used. In this case, in order to provide observer tracking, it is necessary to mechanically control the light source position using the observer center position information obtained by the image extraction device.
【００６５】[0065]
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、フレネル
レンズを構成する各輪帯の境界部に入射した光を遮光す
ることにより、指向性を持たない光を軽減することが可
能となったため、立体映像観察の際のクロストークの低
減をはかることができる。As described above, according to the present invention, it is possible to reduce light having no directivity by blocking light incident on the boundary between the orbicular zones constituting the Fresnel lens. Therefore, it is possible to reduce crosstalk in observing stereoscopic video.
【００６６】同様に、凸レンズに、シリンドリカルレン
ズ屈折面を光軸を対称軸として階段状に分割した帯状の
プリズム集合体を用いた場合においても、プリズム集合
体を構成する隣り合う帯状のプリズム帯の境界部に遮光
帯を設けることによって、立体映像観察の際のクロスト
ークの低減をはかることができる。Similarly, when a belt-shaped prism assembly in which a cylindrical lens refracting surface is divided in a stepwise manner with the optical axis as a symmetric axis is used as the convex lens, the adjacent belt-shaped prism bands constituting the prism assembly are formed. By providing a light-shielding band at the boundary, it is possible to reduce crosstalk during stereoscopic video observation.
【図１】従来技術を説明する原理図。FIG. 1 is a principle diagram illustrating a conventional technique.
【図２】フレネルレンズを示す図。FIG. 2 is a diagram showing a Fresnel lens.
【図３】フレネルレンズ輪帯境界部における屈折、反
射、散乱の様子を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a state of refraction, reflection, and scattering at a boundary portion of a Fresnel lens annular zone.
【図４】フレネルレンズ輪帯境界部における屈折、反
射、散乱の様子を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a state of refraction, reflection, and scattering at a boundary portion of a Fresnel lens annular zone.
【図５】シリンドリカルレンズ屈折面を光軸を対称軸と
して階段状に分割した帯状のプリズム集合体を示す図。FIG. 5 is a view showing a band-shaped prism assembly in which a cylindrical lens refraction surface is divided in a stepwise manner with an optical axis as a symmetry axis.
【図６】第一実施形態の立体画像表示装置を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a stereoscopic image display device according to the first embodiment.
【図７】フレネルレンズ輪帯境界部の遮光パターンを示
す図。FIG. 7 is a view showing a light-shielding pattern at a boundary portion of a Fresnel lens orbicular zone.
【図８】凸レンズの変形例の構成を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a modification of the convex lens.
【図９】第二実施形態の立体画像表示装置の構成を示す
図FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a stereoscopic image display device according to a second embodiment.
【図１０】第二実施形態の画像抽出装置において、顔面
画像のエッジを検出する原理を説明する図。FIG. 10 is a view for explaining the principle of detecting an edge of a face image in the image extraction device according to the second embodiment.
【図１１】第二実施形態で用いられている画像抽出装置
において、得られた右目用制御画像を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a right-eye control image obtained by the image extraction device used in the second embodiment.
【図１２】第二実施形態で用いられている画像抽出装置
において、得られた左目用制御画像を示す図。FIG. 12 is a view showing a left-eye control image obtained by the image extraction device used in the second embodiment.
【図１３】第三実施形態の立体画像表示装置の構成を示
す図。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a stereoscopic image display device according to a third embodiment.
【図１４】第三実施形態の立体画像表示装置に用いられ
る観察画像表示デバイスの構成の一例を示す図。FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a configuration of an observation image display device used in the stereoscopic image display device according to the third embodiment.
【図１５】第三実施形態の立体画像表示装置に用いられ
る観察画像表示デバイスの構成の一例を示す図。FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a configuration of an observation image display device used in the stereoscopic image display device according to the third embodiment.
【図１６】第三実施形態の立体画像表示装置に用いられ
る観察画像表示デバイスの構成の一例を示す図。FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the configuration of an observation image display device used in the stereoscopic image display device according to the third embodiment.
【図１７】第三実施形態の立体画像表示装置に用いられ
る観察画像表示デバイスの構成の一例を示す図。FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a configuration of an observation image display device used in the stereoscopic image display device according to the third embodiment.
【図１８】第三実施形態の立体画像表示装置に用いられ
る観察画像表示デバイスの構成の一例を示す図。FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a configuration of an observation image display device used in the stereoscopic image display device according to the third embodiment.
【図１９】第三実施形態の立体画像表示装置に用いられ
る観察画像表示デバイスの構成の一例を示す図。FIG. 19 is a diagram illustrating an example of the configuration of an observation image display device used in the stereoscopic image display device according to the third embodiment.
【図２０】第三実施形態の立体画像表示装置に用いられ
るバックライト光源の構成の一例を示す図。FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a configuration of a backlight light source used in the stereoscopic image display device according to the third embodiment.
【図２１】第三実施形態の立体画像表示装置に用いられ
るバックライト光源の構成の一例を示す図。FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a configuration of a backlight light source used in the stereoscopic image display device according to the third embodiment.
【図２２】第三実施形態の立体画像表示装置に用いられ
るバックライト光源の構成の一例を示す図。FIG. 22 is a diagram illustrating an example of a configuration of a backlight light source used in the stereoscopic image display device according to the third embodiment.
【図２３】第三実施形態の立体画像表示装置に用いられ
るバックライト光源の構成の一例を示す図。FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a configuration of a backlight light source used in the stereoscopic image display device according to the third embodiment.
【図２４】第三実施形態の立体画像表示装置に用いられ
るバックライト光源の構成の一例を示す図。FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a configuration of a backlight light source used in the stereoscopic image display device according to the third embodiment.
【図２５】第三実施形態の立体画像表示装置に用いられ
るバックライト光源の構成の一例を示す図。FIG. 25 is a diagram illustrating an example of a configuration of a backlight light source used in the stereoscopic image display device according to the third embodiment.
【図２６】第四実施形態の立体画像表示装置の構成を示
す図。FIG. 26 is a diagram illustrating a configuration of a stereoscopic image display device according to a fourth embodiment.
【図２７】第五実施形態の立体画像表示装置の構成を示
す図。FIG. 27 is a diagram illustrating a configuration of a stereoscopic image display device according to a fifth embodiment.
【図２８】第六実施形態の立体画像表示装置の構成を示
す図。FIG. 28 is a diagram illustrating a configuration of a stereoscopic image display device according to a sixth embodiment.
１００ 観察者 １０１ 照明 １０２ カメラ １０３ バックライト出力装置 １０５ 空間変調素子 １０６ 凸レンズ REFERENCE SIGNS LIST 100 observer 101 illumination 102 camera 103 backlight output device 105 spatial modulation element 106 convex lens
Claims (6)
型の画像表示手段と、該画像表示手段の方向に光を発
し、該画像表示手段の後方に配設され、該第一の画像の
バックライトとして機能する第一の光源と、該第二の画
像のバックライトとして機能する第二の光源と、該第一
の光源と該第二の光源を用いて、該第一の画像と該第二
の画像に、夫々観察者の左または右の目のどちらか一方
へ向かう排他的な指向性を与える指向性付与手段を備え
る画像表示装置において、該指向性付与手段がフレネル
レンズであり、該フレネルレンズを構成する同心円状の
隣り合う輪帯の境界部に遮光帯を設けたことを特徴とす
る立体画像表示装置。1. A transmission type image display means for displaying a first image and a second image, emitting light in the direction of the image display means, disposed behind the image display means, A first light source that functions as a backlight for the image, a second light source that functions as a backlight for the second image, the first light source and the second light source, An image display apparatus comprising: a directivity-imparting means for giving an exclusive directivity toward either the left or right eye of an observer to an image and the second image, respectively, wherein the directivity-imparting means comprises a Fresnel lens A stereoscopic image display device, wherein a light-shielding band is provided at a boundary between adjacent concentric annular zones constituting the Fresnel lens.
型の画像表示手段と、該画像表示手段の方向に光を発
し、該画像表示手段の後方に配設され、該第一の画像の
バックライトとして機能する第一の光源と、該第二の画
像のバックライトとして機能する第二の光源と、該第一
の光源と該第二の光源を用いて、該第一の画像と該第二
の画像に、夫々観察者の左または右の目のどちらか一方
へ向かう排他的な指向性を与える指向性付与手段を備え
る画像表示装置において、該指向性付与手段がシリンド
リカルレンズ屈折面を光軸を対称軸として階段状に分割
した帯状のプリズム集合体であり、該プリズム集合体を
構成するプリズム同士の境界部に遮光帯を設けたことを
特徴とする立体画像表示装置。2. A transmission type image display means for displaying a first image and a second image, and a light emitting means for emitting light in the direction of the image display means, disposed behind the image display means, A first light source that functions as a backlight for the image, a second light source that functions as a backlight for the second image, the first light source and the second light source, An image display apparatus comprising: a directivity imparting unit that imparts an exclusive directivity toward one of a left eye and a right eye of an observer to an image and the second image, respectively, wherein the directivity imparting unit includes a cylindrical lens. A three-dimensional image display device, comprising: a band-shaped prism assembly in which a refraction surface is divided in a stepwise manner with an optical axis as a symmetric axis;
表示手段と、該画像表示手段の前方に配設され、該第一
の画像の透過あるいは遮断を制御する第一の透過領域選
択手段と、該第二の画像の透過あるいは遮断を制御する
第二の透過領域選択手段と、該第一の透過領域選択手段
と該第二の透過領域選択手段を用いて、該第一の画像と
該第二の画像に、夫々観察者の左または右の目のどちら
か一方へ向かう排他的な指向性を与える指向性付与手段
を備える画像表示装置において、該指向性付与手段がフ
レネルレンズであり、該フレネルレンズを構成する同心
円状の隣り合う輪帯の境界部に遮光帯を設けたことを特
徴とする立体画像表示装置。3. An image display means for displaying a first image and a second image, and a first transmissive area disposed in front of the image display means for controlling transmission or blocking of the first image. Selecting means, second transmitting area selecting means for controlling transmission or blocking of the second image, using the first transmitting area selecting means and the second transmitting area selecting means, An image display apparatus comprising: a directivity-imparting means for giving an exclusive directivity toward either the left or right eye of an observer to an image and the second image, respectively, wherein the directivity-imparting means comprises a Fresnel lens A stereoscopic image display device, wherein a light-shielding band is provided at a boundary between adjacent concentric annular zones constituting the Fresnel lens.
表示手段と、該画像表示手段の前方に配設され、該第一
の画像の透過あるいは遮断を制御する第一の透過領域選
択手段と、該第二の画像の透過あるいは遮断を制御する
第二の透過領域選択手段と、該第一の透過領域選択手段
と該第二の透過領域選択手段を用いて、該第一の画像と
該第二の画像に、夫々観察者の左または右の目のどちら
か一方へ向かう排他的な指向性を与える指向性付与手段
を備える画像表示装置において、該指向性付与手段がシ
リンドリカルレンズ屈折面を光軸を対称軸として階段状
に分割した帯状のプリズム集合体であり、該プリズム集
合体を構成するプリズム同士の境界部に遮光帯を設けた
ことを特徴とする立体画像表示装置。4. An image display means for displaying a first image and a second image, and a first transmissive area disposed in front of the image display means for controlling transmission or blocking of the first image. Selecting means, second transmitting area selecting means for controlling transmission or blocking of the second image, using the first transmitting area selecting means and the second transmitting area selecting means, An image display apparatus comprising: a directivity imparting unit that imparts an exclusive directivity toward one of a left eye and a right eye of an observer to an image and the second image, respectively, wherein the directivity imparting unit includes a cylindrical lens. A stereoscopic image display device, comprising: a band-shaped prism assembly in which a refraction surface is divided in a stepwise manner with an optical axis as a symmetric axis, wherein a light-shielding band is provided at a boundary between prisms constituting the prism assembly.
定の視差を有して撮影された立体画像であることを特徴
とする請求項１ないし４に記載の立体画像表示装置。5. The three-dimensional image display device according to claim 1, wherein the first image and the second image are three-dimensional images captured with a predetermined parallax.
されていることを特徴とする請求項１ないし５に記載の
立体画像表示装置。6. The three-dimensional image display device according to claim 1, wherein the directivity imparting means is configured in an array.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10239193A JP2000069504A (en) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Stereoscopic image display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10239193A JP2000069504A (en) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Stereoscopic image display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000069504A true JP2000069504A (en) | 2000-03-03 |
Family
ID=17041114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10239193A Pending JP2000069504A (en) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Stereoscopic image display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000069504A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1998
- 1998-08-25 JP JP10239193A patent/JP2000069504A/en active Pending
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| US10634840B2 (en) | 2015-04-13 | 2020-04-28 | Reald Spark, Llc | Wide angle imaging directional backlights |
| US11061181B2 (en) | 2015-04-13 | 2021-07-13 | Reald Spark, Llc | Wide angle imaging directional backlights |
| US10359560B2 (en) | 2015-04-13 | 2019-07-23 | Reald Spark, Llc | Wide angle imaging directional backlights |
| JPWO2019244326A1 (en) * | 2018-06-22 | 2021-01-07 | 三菱電機株式会社 | Video display device |
| WO2019244326A1 (en) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | 三菱電機株式会社 | Video display device |
| US11821602B2 (en) | 2020-09-16 | 2023-11-21 | Reald Spark, Llc | Vehicle external illumination device |
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