JP2001215444A - 三次元画像表示装置 - Google Patents
三次元画像表示装置Info
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- JP2001215444A JP2001215444A JP2000024958A JP2000024958A JP2001215444A JP 2001215444 A JP2001215444 A JP 2001215444A JP 2000024958 A JP2000024958 A JP 2000024958A JP 2000024958 A JP2000024958 A JP 2000024958A JP 2001215444 A JP2001215444 A JP 2001215444A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 再生像の明るさを低下させることなく、偽像
の再生を防止された三次元画像表示装置を実現する。 【解決手段】 複数のレンズ要素を配置して構成された
レンズアレイ１０と、このレンズアレイを構成する個々
のレンズ要素に対応して再生像の微小倒立像もしくはフ
ーリエ変換像が記録もしくは表示されている原画３０と
により、原画に対応した空中像を形成する三次元画像表
示装置であって、前記レンズアレイと前記原画との間
に、個々のレンズ要素と対応する原画ごとに遮光を行う
レンズ要素セパレーター２０を有することを特徴とす
る。
の再生を防止された三次元画像表示装置を実現する。 【解決手段】 複数のレンズ要素を配置して構成された
レンズアレイ１０と、このレンズアレイを構成する個々
のレンズ要素に対応して再生像の微小倒立像もしくはフ
ーリエ変換像が記録もしくは表示されている原画３０と
により、原画に対応した空中像を形成する三次元画像表
示装置であって、前記レンズアレイと前記原画との間
に、個々のレンズ要素と対応する原画ごとに遮光を行う
レンズ要素セパレーター２０を有することを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は上下・左右方向に視
差をもつ３次元像を空中像として表示可能な三次元画像
表示装置に関する。
差をもつ３次元像を空中像として表示可能な三次元画像
表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】立体感を与える画像は、透視図法や照明
効果などの心理効果を利用した方法、左右で色や偏光の
異なる眼鏡やレンチキュラーレンズ等を用いる等の両眼
視差を利用した方式、あるいは全ての立体視効果を利用
したホログラフィ等が一般に良く知られている。この立
体感を与える画像を得る方式の１つとして、インテグラ
ル・フォトグラフィー方式（以下、ＩＰ方式）が知られ
ており、これを用いた三次元画像表示装置が、例えば特
開平１０−１８６２７５号公報、特開平１０−１８６２
７６号公報等にその方法が記載されている。
効果などの心理効果を利用した方法、左右で色や偏光の
異なる眼鏡やレンチキュラーレンズ等を用いる等の両眼
視差を利用した方式、あるいは全ての立体視効果を利用
したホログラフィ等が一般に良く知られている。この立
体感を与える画像を得る方式の１つとして、インテグラ
ル・フォトグラフィー方式（以下、ＩＰ方式）が知られ
ており、これを用いた三次元画像表示装置が、例えば特
開平１０−１８６２７５号公報、特開平１０−１８６２
７６号公報等にその方法が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなＩＰ方式で
３次元画像を表示する方式において、空中像の大きさや
再生位置など再生条件によっては、観察者の位置から複
数の空中像が観察されてしまうことがわかった。
３次元画像を表示する方式において、空中像の大きさや
再生位置など再生条件によっては、観察者の位置から複
数の空中像が観察されてしまうことがわかった。
【０００４】本来観察される必要のない空中像（ここで
は「偽像」と表現する）が再生されてしまうと、観察者
の注意が複数の再生画像に分散されるため観察者が疲労
しやすくなる傾向にあり、その改善が望まれていた。
は「偽像」と表現する）が再生されてしまうと、観察者
の注意が複数の再生画像に分散されるため観察者が疲労
しやすくなる傾向にあり、その改善が望まれていた。
【０００５】一方、近年の射出成形技術の向上により、
複数個のレンズを有するレンズアレイユニットを製造す
ることが可能になり、ＩＰ方式に必要なレンズアレイユ
ニットを精度良く安価に供給することが可能になってき
たが、このようなレンズアレイユニットを用いた場合、
特に上述の偽像再生の問題が生じやすくなる。
複数個のレンズを有するレンズアレイユニットを製造す
ることが可能になり、ＩＰ方式に必要なレンズアレイユ
ニットを精度良く安価に供給することが可能になってき
たが、このようなレンズアレイユニットを用いた場合、
特に上述の偽像再生の問題が生じやすくなる。
【０００６】特開平１０−１６８７２５号公報に示され
るように、個々のレンズ要素の配列部材に遮光部材とし
ての機能を持たせることにより、光源からの漏れ光によ
る空中再生画像のコントラスト低下は軽減でき、また偽
像再生の問題が生じなくなるが、逆に、再生像全体の明
るさが低下しやすくい傾向にあった。
るように、個々のレンズ要素の配列部材に遮光部材とし
ての機能を持たせることにより、光源からの漏れ光によ
る空中再生画像のコントラスト低下は軽減でき、また偽
像再生の問題が生じなくなるが、逆に、再生像全体の明
るさが低下しやすくい傾向にあった。
【０００７】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたものであって、再生像の明るさを低下させることな
く、偽像の再生を防止された三次元画像表示装置を実現
することにある。
れたものであって、再生像の明るさを低下させることな
く、偽像の再生を防止された三次元画像表示装置を実現
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本件出願の発明者は、従
来提案されているインテグラル方式における各種の問題
点を改良すべく鋭意研究を行った結果、レンズ要素や光
源などの配置方法を工夫することで各種問題点を解決可
能なことを新たに見出し、以下に説明する本発明を完成
させたものである。
来提案されているインテグラル方式における各種の問題
点を改良すべく鋭意研究を行った結果、レンズ要素や光
源などの配置方法を工夫することで各種問題点を解決可
能なことを新たに見出し、以下に説明する本発明を完成
させたものである。
【０００９】従って、課題を解決するための発明は、具
体的には以下に示すようなものである。
体的には以下に示すようなものである。
【００１０】なお、ここで、微小倒立像とは、レンズア
レイを構成する個々のレンズ要素によってそれぞれ生成
された像である。更に詳しくは、レンズアレイの、被写
体または再生像の共役位置に形成される像である。記録
を行う場合には、この共役位置に記録材料を置く。ま
た、再生する場合にも、共役位置に原画を置く。尚、原
画は計算により作成することも可能である。また、記録
材料のかわりにＬＣＤのような画像表示媒体を用い、こ
れを再生像の共役位置に配置し、個々のレンズ要素に対
応した再生像の微小倒立像を表示することも可能であ
る。
レイを構成する個々のレンズ要素によってそれぞれ生成
された像である。更に詳しくは、レンズアレイの、被写
体または再生像の共役位置に形成される像である。記録
を行う場合には、この共役位置に記録材料を置く。ま
た、再生する場合にも、共役位置に原画を置く。尚、原
画は計算により作成することも可能である。また、記録
材料のかわりにＬＣＤのような画像表示媒体を用い、こ
れを再生像の共役位置に配置し、個々のレンズ要素に対
応した再生像の微小倒立像を表示することも可能であ
る。
【００１１】また、フーリエ変換像とは、被写体または
再生像の位置に係わらず、レンズアレイの焦点面におい
て形成される像である。記録する場合には、焦点面に記
録材料を置く。また、再生する場合にも焦点位置に原画
を置く。原画は計算により作成することも可能である。
さらに前述のように記録材料のかわりにＬＣＤのような
画像表示媒体を用いることも可能である。
再生像の位置に係わらず、レンズアレイの焦点面におい
て形成される像である。記録する場合には、焦点面に記
録材料を置く。また、再生する場合にも焦点位置に原画
を置く。原画は計算により作成することも可能である。
さらに前述のように記録材料のかわりにＬＣＤのような
画像表示媒体を用いることも可能である。
【００１２】（１）請求項１記載の三次元画像表示装置
は、複数のレンズ要素を配置して構成されたレンズアレ
イと、このレンズアレイを構成する個々のレンズ要素に
対応して再生像の微小倒立像もしくはフーリエ変換像が
記録もしくは表示されている原画とにより、原画に対応
した空中像を形成する三次元画像表示装置であって、前
記レンズアレイと前記原画との間に、個々のレンズ要素
と対応する原画ごとに遮光を行うレンズ要素セパレータ
ーを有することを特徴とする。
は、複数のレンズ要素を配置して構成されたレンズアレ
イと、このレンズアレイを構成する個々のレンズ要素に
対応して再生像の微小倒立像もしくはフーリエ変換像が
記録もしくは表示されている原画とにより、原画に対応
した空中像を形成する三次元画像表示装置であって、前
記レンズアレイと前記原画との間に、個々のレンズ要素
と対応する原画ごとに遮光を行うレンズ要素セパレータ
ーを有することを特徴とする。
【００１３】この三次元画像表示装置では、レンズ要素
セパレーターによって、個々のレンズ要素と対応する原
画ごとに遮光を行っており、再生像の明るさを低下させ
ることなく、偽像の再生を防止できる。
セパレーターによって、個々のレンズ要素と対応する原
画ごとに遮光を行っており、再生像の明るさを低下させ
ることなく、偽像の再生を防止できる。
【００１４】なお、ここでレンズ要素セパレーターと
は、あるレンズ要素に着目したときに、そのレンズに対
応する微小倒立像もしくはフーリエ変換像からだけ、該
レンズ要素に光束が入るように設けられた一種の遮光部
材である。レンズ要素セパレーターの形状、材質等には
特に制限がないが、レンズ要素セパレーターをレンズア
レイ面側からレンズアレイ面と垂直方向から観察したと
きに、セパレーターが占める総面積（具体的にはセパレ
ーター部材の厚みにより占める面積などがこれに相当す
る）がレンズアレイ総面積の２５％以下である場合が好
ましく、さらに好ましくはレンズアレイ総面積の１０％
以下である場合が、再生される空中像が明るくなるとい
う本発明の効果がより顕著となり好ましい。
は、あるレンズ要素に着目したときに、そのレンズに対
応する微小倒立像もしくはフーリエ変換像からだけ、該
レンズ要素に光束が入るように設けられた一種の遮光部
材である。レンズ要素セパレーターの形状、材質等には
特に制限がないが、レンズ要素セパレーターをレンズア
レイ面側からレンズアレイ面と垂直方向から観察したと
きに、セパレーターが占める総面積（具体的にはセパレ
ーター部材の厚みにより占める面積などがこれに相当す
る）がレンズアレイ総面積の２５％以下である場合が好
ましく、さらに好ましくはレンズアレイ総面積の１０％
以下である場合が、再生される空中像が明るくなるとい
う本発明の効果がより顕著となり好ましい。
【００１５】なお、この発明において、レンズ要素セパ
レーターは偽像が観察されることを防止するためのもの
であり、実質的に偽像が観察されなければ個々のレンズ
要素に対応した画像以外からの光束を完全に遮光する必
要はないが、再生される空中像のコントラストを向上さ
せるという観点から、個々のレンズ要素に対応した画像
以外からの光束をできるだけ遮光することが望ましく、
レンズ要素セパレーターの高さが、原画とレンズアレイ
底面との距離に対して１／２以上を有する態様が好まし
く、さらに好ましくはレンズ要素セパレーターの高さが
３／４以上を有する態様である。
レーターは偽像が観察されることを防止するためのもの
であり、実質的に偽像が観察されなければ個々のレンズ
要素に対応した画像以外からの光束を完全に遮光する必
要はないが、再生される空中像のコントラストを向上さ
せるという観点から、個々のレンズ要素に対応した画像
以外からの光束をできるだけ遮光することが望ましく、
レンズ要素セパレーターの高さが、原画とレンズアレイ
底面との距離に対して１／２以上を有する態様が好まし
く、さらに好ましくはレンズ要素セパレーターの高さが
３／４以上を有する態様である。
【００１６】（２）請求項２記載の三次元画像表示装置
は、複数のレンズ要素を配置して構成されたレンズアレ
イと、このレンズアレイを構成する個々のレンズ要素に
対応して再生像の微小倒立像もしくはフーリエ変換像が
記録もしくは表示されている原画とにより、原画に対応
した空中像を形成する三次元画像表示装置であって、前
記レンズアレイと前記原画の間に、隣接するレンズ要素
同士で偏光の向きが異なる偏光板を有することを特徴と
する。。
は、複数のレンズ要素を配置して構成されたレンズアレ
イと、このレンズアレイを構成する個々のレンズ要素に
対応して再生像の微小倒立像もしくはフーリエ変換像が
記録もしくは表示されている原画とにより、原画に対応
した空中像を形成する三次元画像表示装置であって、前
記レンズアレイと前記原画の間に、隣接するレンズ要素
同士で偏光の向きが異なる偏光板を有することを特徴と
する。。
【００１７】この三次元画像表示装置では、レンズアレ
イと前記原画の間に、隣接するレンズ要素同士で偏光の
向きが異なる偏光板を有しており、対応するレンズ要素
と原画以外では光が減衰されるようになり、再生像の明
るさを低下させることなく、偽像の再生を防止できる。
イと前記原画の間に、隣接するレンズ要素同士で偏光の
向きが異なる偏光板を有しており、対応するレンズ要素
と原画以外では光が減衰されるようになり、再生像の明
るさを低下させることなく、偽像の再生を防止できる。
【００１８】なお、具体的には、レンズアレイ中の個々
のレンズに対応するように偏光板を配置し、隣接するレ
ンズアレイ間でできるだけ偏光特性が異なるように配置
をするものである。この時、偏光板はできるだけレンズ
アレイ面に近い位置に配置することが好ましい。例えば
もう一組の偏光板を原画上で対応する個々の微小倒立画
像上に配置する（このときレンズアレイ側に配置した偏
光板と偏光方向を合わせておく）ことにより、本来再生
されるべき原画像からの光束だけが対応するレンズ要素
を通過することができ、隣接するレンズ要素に対応する
原画像からの光束は、偏光特性が異なるために通過でき
なくなり、偽像再生を防止することが可能となる。本発
明に用いられる偏光板の種類には特に制限はなく、直線
偏光板、円偏光板のいずれをも用いることが可能であ
る。また、個々のレンズ要素毎に発光光源を制御できる
場合には、光源自身に偏光特性を持たせることにより、
原画上に設置する偏光板を省略することも可能である。
のレンズに対応するように偏光板を配置し、隣接するレ
ンズアレイ間でできるだけ偏光特性が異なるように配置
をするものである。この時、偏光板はできるだけレンズ
アレイ面に近い位置に配置することが好ましい。例えば
もう一組の偏光板を原画上で対応する個々の微小倒立画
像上に配置する（このときレンズアレイ側に配置した偏
光板と偏光方向を合わせておく）ことにより、本来再生
されるべき原画像からの光束だけが対応するレンズ要素
を通過することができ、隣接するレンズ要素に対応する
原画像からの光束は、偏光特性が異なるために通過でき
なくなり、偽像再生を防止することが可能となる。本発
明に用いられる偏光板の種類には特に制限はなく、直線
偏光板、円偏光板のいずれをも用いることが可能であ
る。また、個々のレンズ要素毎に発光光源を制御できる
場合には、光源自身に偏光特性を持たせることにより、
原画上に設置する偏光板を省略することも可能である。
【００１９】（３）請求項３記載の三次元画像表示装置
は、複数のレンズ要素を配置して構成されたレンズアレ
イと、このレンズアレイを構成する個々のレンズ要素に
対応して再生像の微小倒立像もしくはフーリエ変換像が
記録もしくは表示されている原画とにより、原画に対応
した空中像を形成する三次元画像表示装置において、空
中像形成用光源（微小倒立像もしくはフーリエ変換像を
照明する光源）が指向性を有することを特徴とする。
は、複数のレンズ要素を配置して構成されたレンズアレ
イと、このレンズアレイを構成する個々のレンズ要素に
対応して再生像の微小倒立像もしくはフーリエ変換像が
記録もしくは表示されている原画とにより、原画に対応
した空中像を形成する三次元画像表示装置において、空
中像形成用光源（微小倒立像もしくはフーリエ変換像を
照明する光源）が指向性を有することを特徴とする。
【００２０】この三次元画像表示装置では、微小倒立像
もしくはフーリエ変換像を照明する光源が指向性を有し
ているため、対応するレンズ要素と原画以外では光が照
射されにくくなるため、再生像の明るさを低下させるこ
となく、偽像の再生を防止できる。
もしくはフーリエ変換像を照明する光源が指向性を有し
ているため、対応するレンズ要素と原画以外では光が照
射されにくくなるため、再生像の明るさを低下させるこ
となく、偽像の再生を防止できる。
【００２１】この発明においては、個々のレンズ要素毎
に対応する光源が指向性を有することにより、原画像か
らの光束は対応するレンズ要素のみを通過するようにな
るため、偽像の再生をを防止することが可能となる。従
って、本発明においては、光源の指向性の程度はレンズ
要素の性能に依存するものであり、好ましくはレンズ要
素の収束角範囲内に光源からの光束の８０％以上が入る
態様であり、より好ましくは光束の９０％以上が入る態
様である。
に対応する光源が指向性を有することにより、原画像か
らの光束は対応するレンズ要素のみを通過するようにな
るため、偽像の再生をを防止することが可能となる。従
って、本発明においては、光源の指向性の程度はレンズ
要素の性能に依存するものであり、好ましくはレンズ要
素の収束角範囲内に光源からの光束の８０％以上が入る
態様であり、より好ましくは光束の９０％以上が入る態
様である。
【００２２】（４）請求項４記載の三次元画像表示装置
は、複数のレンズ要素を配置して構成されたレンズアレ
イと、このレンズアレイを構成する個々のレンズ要素に
対応して再生像の微小倒立像もしくはフーリエ変換像が
記録もしくは表示されている原画とにより、原画に対応
した空中像を形成する三次元画像表示装置であって、前
記レンズアレイと前記空中像観察位置との間に偽像の光
線を遮断する偽像遮光手段を有することを特徴とする。
は、複数のレンズ要素を配置して構成されたレンズアレ
イと、このレンズアレイを構成する個々のレンズ要素に
対応して再生像の微小倒立像もしくはフーリエ変換像が
記録もしくは表示されている原画とにより、原画に対応
した空中像を形成する三次元画像表示装置であって、前
記レンズアレイと前記空中像観察位置との間に偽像の光
線を遮断する偽像遮光手段を有することを特徴とする。
【００２３】この三次元画像表示装置では、レンズアレ
イと空中像観察位置の間に遮光マスクなどによる偽像遮
光手段を設けているため、偽像が確実に防止され、再生
像の明るさを低下させることなく偽像の再生を防止でき
る。
イと空中像観察位置の間に遮光マスクなどによる偽像遮
光手段を設けているため、偽像が確実に防止され、再生
像の明るさを低下させることなく偽像の再生を防止でき
る。
【００２４】この発明においてマスク材とは、偽像を再
生している光線が観察者の目に入ることを防止するため
に設けられる部材であり、その大きさ、形状、材質等に
は特に制限はない。マスク材の設置位置についても特に
制限はないが、偽像が観察される範囲をできるだけ小さ
くし、さらに観察される空中像をできるだけ明るくする
ために、再生される空中像とレンズアレイの間に設置す
ることが好ましく、さらに好ましくは再生される空中像
により近い位置に設置する態様が好ましい。
生している光線が観察者の目に入ることを防止するため
に設けられる部材であり、その大きさ、形状、材質等に
は特に制限はない。マスク材の設置位置についても特に
制限はないが、偽像が観察される範囲をできるだけ小さ
くし、さらに観察される空中像をできるだけ明るくする
ために、再生される空中像とレンズアレイの間に設置す
ることが好ましく、さらに好ましくは再生される空中像
により近い位置に設置する態様が好ましい。
【００２５】（５）請求項５記載の三次元画像表示装置
は、複数のレンズ要素を配置して構成されたレンズアレ
イと、このレンズアレイを構成する個々のレンズ要素に
対応して再生像の微小倒立像もしくはフーリエ変換像が
記録もしくは表示されている原画とにより、原画に対応
した空中像を形成する三次元画像表示装置であって、空
中像を形成する主光線が、原画とレンズアレイの間で原
画面に対してほぼ垂直となるように構成されたことを特
徴とする。
は、複数のレンズ要素を配置して構成されたレンズアレ
イと、このレンズアレイを構成する個々のレンズ要素に
対応して再生像の微小倒立像もしくはフーリエ変換像が
記録もしくは表示されている原画とにより、原画に対応
した空中像を形成する三次元画像表示装置であって、空
中像を形成する主光線が、原画とレンズアレイの間で原
画面に対してほぼ垂直となるように構成されたことを特
徴とする。
【００２６】この三次元画像表示装置では、空中像を形
成する主光線が原画面に対してほぼ垂直になるように構
成されているため、正しい空中像が強く再生されるよう
になり、再生像の明るさを低下させることなく、偽像の
再生を防止できる。
成する主光線が原画面に対してほぼ垂直になるように構
成されているため、正しい空中像が強く再生されるよう
になり、再生像の明るさを低下させることなく、偽像の
再生を防止できる。
【００２７】主光線が原画面に対してほぼ垂直である場
合には、光源からの光の利用効率が高くなり、より明る
い空中像を再生することが可能となり、またレンズアレ
イを構成する個々のレンズ要素の像面湾曲による空中画
像の劣化も軽減され好ましい。本発明において、空中像
を形成する主光線が、原画とレンズアレイの間で原画面
に対してほぼ垂直とは、主光線が原画面に対してなす角
度が８０度以上１００度以下の態様が好ましく、さらに
好ましくは８５度以上９５度以下の態様である。主光線
が原画面に対してほぼ垂直とするためには、例えばコン
デンサレンズを組み合わせて用いる態様が好ましく用い
られる。このコンデンサレンズは通常レンズアレイと再
生される空中像の間に配置される。本発明にレンズ要素
セパレーターを組み合わせて用いた場合、偽像の再生が
防止され、かつ明るい空中像が再生されるにとどまら
ず、さらにはレンズ要素セパレーターの加工も容易にな
り生産性が向上するという利点も有する。
合には、光源からの光の利用効率が高くなり、より明る
い空中像を再生することが可能となり、またレンズアレ
イを構成する個々のレンズ要素の像面湾曲による空中画
像の劣化も軽減され好ましい。本発明において、空中像
を形成する主光線が、原画とレンズアレイの間で原画面
に対してほぼ垂直とは、主光線が原画面に対してなす角
度が８０度以上１００度以下の態様が好ましく、さらに
好ましくは８５度以上９５度以下の態様である。主光線
が原画面に対してほぼ垂直とするためには、例えばコン
デンサレンズを組み合わせて用いる態様が好ましく用い
られる。このコンデンサレンズは通常レンズアレイと再
生される空中像の間に配置される。本発明にレンズ要素
セパレーターを組み合わせて用いた場合、偽像の再生が
防止され、かつ明るい空中像が再生されるにとどまら
ず、さらにはレンズ要素セパレーターの加工も容易にな
り生産性が向上するという利点も有する。
【００２８】（６）請求項６記載の三次元画像表示装置
は、複数のレンズ要素が２次元的に配置されたレンズア
レイと、このレンズアレイを構成する個々のレンズ要素
に対応して再生像の微小倒立像もしくはフーリエ変換像
が記録もしくは表示されている原画とにより、原画に対
応した空中像を形成する三次元画像表示装置であって、
ｌは空中像から観察者までの距離（mm）、θは観察者が
空中像を観察するときの視野角、Ｍは空中像形成時の拡
大倍率、ｄは隣接するレンズ要素の中心間距離（mm）と
した場合に、ｌ×tan（θ／２）≧Ｍ×ｄ／２が成り立
つことを特徴とする。
は、複数のレンズ要素が２次元的に配置されたレンズア
レイと、このレンズアレイを構成する個々のレンズ要素
に対応して再生像の微小倒立像もしくはフーリエ変換像
が記録もしくは表示されている原画とにより、原画に対
応した空中像を形成する三次元画像表示装置であって、
ｌは空中像から観察者までの距離（mm）、θは観察者が
空中像を観察するときの視野角、Ｍは空中像形成時の拡
大倍率、ｄは隣接するレンズ要素の中心間距離（mm）と
した場合に、ｌ×tan（θ／２）≧Ｍ×ｄ／２が成り立
つことを特徴とする。
【００２９】この三次元画像表示装置では、個々の要素
が前述のような関係にあるとき、空中像の幅方向の大き
さ２×ｌ×ｔａｎ（θ／２）が、本来観察したい空中像
と偽像の空間中での距離Ｍ×ｄより大きく、所望の空中
像と偽像の間の距離を十分に離すことができ、偽像が空
中像観察の妨げになることは殆どなくなる。この結果、
再生像の明るさを低下させることなく、偽像の再生を防
止できる。なお、以上の式を満たすような場合、偽像の
再生位置が、視野角から大きく外れるために、空中像の
観察において偽像がほとんど影響を与えなくなる。
が前述のような関係にあるとき、空中像の幅方向の大き
さ２×ｌ×ｔａｎ（θ／２）が、本来観察したい空中像
と偽像の空間中での距離Ｍ×ｄより大きく、所望の空中
像と偽像の間の距離を十分に離すことができ、偽像が空
中像観察の妨げになることは殆どなくなる。この結果、
再生像の明るさを低下させることなく、偽像の再生を防
止できる。なお、以上の式を満たすような場合、偽像の
再生位置が、視野角から大きく外れるために、空中像の
観察において偽像がほとんど影響を与えなくなる。
【００３０】（７）請求項７記載の三次元画像表示装置
は、上記（１）において、ＳＬはレンズ要素セパレータ
ーの単位ユニットにおけるレンズユニット側の開口面
積、ＳＦは原画側の開口面積とした場合に、ＳＦ＞ＳＬ
が成り立つことを特徴とする。
は、上記（１）において、ＳＬはレンズ要素セパレータ
ーの単位ユニットにおけるレンズユニット側の開口面
積、ＳＦは原画側の開口面積とした場合に、ＳＦ＞ＳＬ
が成り立つことを特徴とする。
【００３１】この三次元画像表示装置では、レンズユニ
ット側の開口面積（ＳＬ）と原画側の開口面積（ＳＦ）
が、ＳＦ＞ＳＬという式の関係を満たしている場合に、
空中像再生に用いられる光源からの光を効率よく利用す
ることができるようになり、再生される空中像が明るく
なる。この結果、再生像の明るさを低下させることな
く、偽像の再生を防止できる。
ット側の開口面積（ＳＬ）と原画側の開口面積（ＳＦ）
が、ＳＦ＞ＳＬという式の関係を満たしている場合に、
空中像再生に用いられる光源からの光を効率よく利用す
ることができるようになり、再生される空中像が明るく
なる。この結果、再生像の明るさを低下させることな
く、偽像の再生を防止できる。
【００３２】この式を満たす態様として、レンズ要素セ
パレーターをレンズアレイ面と垂直な方向で切断したと
きの断面形状が台形状の場合などが代表的な例である。
レンズ要素セパレーター加工の容易さと、空中像観察の
視域角の観点から、ＳＦとＳＬの比（ＳＦ／ＳＬ）が１
より大きく、１．２５以下の場合が特に好ましい態様で
ある。
パレーターをレンズアレイ面と垂直な方向で切断したと
きの断面形状が台形状の場合などが代表的な例である。
レンズ要素セパレーター加工の容易さと、空中像観察の
視域角の観点から、ＳＦとＳＬの比（ＳＦ／ＳＬ）が１
より大きく、１．２５以下の場合が特に好ましい態様で
ある。
【００３３】（８）請求項８記載の三次元画像表示装置
は、上記（４）において、空中像観察位置を検知する検
知手段と、前記偽像遮光手段の位置を空中像観察位置に
応じて変化させる駆動手段と、を備えたことを特徴とす
る。
は、上記（４）において、空中像観察位置を検知する検
知手段と、前記偽像遮光手段の位置を空中像観察位置に
応じて変化させる駆動手段と、を備えたことを特徴とす
る。
【００３４】この三次元画像表示装置では、レンズアレ
イと空中像観察位置の間であって、空中像観察位置の変
化に応じて位置が変化する遮光マスクなどによる偽像遮
光手段を設けているため、偽像が確実に防止され、再生
像の明るさを低下させることなく偽像の再生を防止でき
る。
イと空中像観察位置の間であって、空中像観察位置の変
化に応じて位置が変化する遮光マスクなどによる偽像遮
光手段を設けているため、偽像が確実に防止され、再生
像の明るさを低下させることなく偽像の再生を防止でき
る。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態の一例を
図面を参照して詳細に説明する。
図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】図１は、レンズアレイ１０，レンズ要素セ
パレーター２０，原画３０および光源４０を組み合わせ
た三次元画像表示装置の画像表示部の様子を示す斜視図
である。ここでは、説明を簡単にするため、４×４画素
の場合を例示している。また、レンズ要素セパレーター
２０の外側の格子部分を除いて、内部が見えるような状
態で示している。
パレーター２０，原画３０および光源４０を組み合わせ
た三次元画像表示装置の画像表示部の様子を示す斜視図
である。ここでは、説明を簡単にするため、４×４画素
の場合を例示している。また、レンズ要素セパレーター
２０の外側の格子部分を除いて、内部が見えるような状
態で示している。
【００３７】また、図２は図１のＡ−Ａ’断面を示す断
面図である。これら図１及び図２において、１０は複数
のレンズ要素を配置して構成されたレンズアレイ、２０
はレンズ要素セパレーターである。レンズ要素セパレー
ター２０の単位ユニット（最小限の個々のユニット）
は、個々のレンズ要素と重なるように位置合わせして配
置されている。
面図である。これら図１及び図２において、１０は複数
のレンズ要素を配置して構成されたレンズアレイ、２０
はレンズ要素セパレーターである。レンズ要素セパレー
ター２０の単位ユニット（最小限の個々のユニット）
は、個々のレンズ要素と重なるように位置合わせして配
置されている。
【００３８】また、レンズ要素セパレーター２０の下に
は原画３０が配置されており、この原画３０にはレンズ
アレイを構成する個々のレンズ要素に対応して、再生像
の微小倒立像もしくはフーリエ変換像が記録あるいは表
示されている。
は原画３０が配置されており、この原画３０にはレンズ
アレイを構成する個々のレンズ要素に対応して、再生像
の微小倒立像もしくはフーリエ変換像が記録あるいは表
示されている。
【００３９】さらに原画３０の下部には光源３０が配置
されており、原画３０を照射することにより、レンズア
レイ１０を通して空中像５０が再生される。レンズアレ
イ１０はレンズ要素セパレーター２０によって保持され
ていてもよく、あるいはレンズアレイ１０の回りにレン
ズアレイ保持用のフレームを設置する等により、別の手
段で保持されていても構わない。いずれの場合において
もレンズアレイ１０とレンズ要素セパレーター２０の相
対的な位置関係が変化しないように固定しておくことが
望ましい。
されており、原画３０を照射することにより、レンズア
レイ１０を通して空中像５０が再生される。レンズアレ
イ１０はレンズ要素セパレーター２０によって保持され
ていてもよく、あるいはレンズアレイ１０の回りにレン
ズアレイ保持用のフレームを設置する等により、別の手
段で保持されていても構わない。いずれの場合において
もレンズアレイ１０とレンズ要素セパレーター２０の相
対的な位置関係が変化しないように固定しておくことが
望ましい。
【００４０】なお、レンズ要素セパレーター２０の高さ
は、原画とレンズアレイ１０底面との距離に対して１／
２以上であれば、再生される立体像のコントラストが向
上するという本実施の形態例の好ましい効果を得ること
ができる。また、レンズ要素セパレーター２０の高さ
は、原画とレンズアレイ１０底面との距離に対して３／
４以上であれば、さらに良好な効果を得ることができ
る。この図２においては、レンズ要素セパレーター２０
の高さが、原画とレンズアレイ１０底面との距離に対し
て３／４以上を有しており、再生される立体像のコント
ラストが向上する本実施の形態例の好ましい態様を示し
ている。
は、原画とレンズアレイ１０底面との距離に対して１／
２以上であれば、再生される立体像のコントラストが向
上するという本実施の形態例の好ましい効果を得ること
ができる。また、レンズ要素セパレーター２０の高さ
は、原画とレンズアレイ１０底面との距離に対して３／
４以上であれば、さらに良好な効果を得ることができ
る。この図２においては、レンズ要素セパレーター２０
の高さが、原画とレンズアレイ１０底面との距離に対し
て３／４以上を有しており、再生される立体像のコント
ラストが向上する本実施の形態例の好ましい態様を示し
ている。
【００４１】図３はレンズ要素セパレーター２０の様子
を表す斜視図である。遮光性材料を組み合わせて格子状
に配列することにより、レンズ要素に対応する原画像か
らのみの光を透過することができる。遮光性材料は不透
明プラスチック、金属等、加工しやすいものの中から任
意に選択することができるが、空中像観察時に視点がレ
ンズ要素セパレーターに向くことを防ぎ、空中像を観察
しやすくするために、外光や光源からの光を吸収する色
（黒色など）にしておくことが好ましい。
を表す斜視図である。遮光性材料を組み合わせて格子状
に配列することにより、レンズ要素に対応する原画像か
らのみの光を透過することができる。遮光性材料は不透
明プラスチック、金属等、加工しやすいものの中から任
意に選択することができるが、空中像観察時に視点がレ
ンズ要素セパレーターに向くことを防ぎ、空中像を観察
しやすくするために、外光や光源からの光を吸収する色
（黒色など）にしておくことが好ましい。
【００４２】図４はレンズ要素セパレーター２０の単位
ユニット部分を拡大して示したものである。本実施形態
では、ｄ2＝１５×ｄ1であり、レンズ要素セパレーター
をレンズアレイ面側からレンズアレイ面と垂直方向から
観察したときに、セパレーターが占める総面積がレンズ
アレイ総面積の約９．３％であり、再生される空中像が
明るくなる本実施の形態例の好ましい態様の一例を示し
ている。
ユニット部分を拡大して示したものである。本実施形態
では、ｄ2＝１５×ｄ1であり、レンズ要素セパレーター
をレンズアレイ面側からレンズアレイ面と垂直方向から
観察したときに、セパレーターが占める総面積がレンズ
アレイ総面積の約９．３％であり、再生される空中像が
明るくなる本実施の形態例の好ましい態様の一例を示し
ている。
【００４３】なお、以上の図１〜図４に示した三次元画
像表示装置において、図５のように、原画３０側をレン
ズアレイ１０より広げた構成にすることが可能である。
その場合には、レンズ要素セパレーター２０に傾斜を設
けるようにすればよい。
像表示装置において、図５のように、原画３０側をレン
ズアレイ１０より広げた構成にすることが可能である。
その場合には、レンズ要素セパレーター２０に傾斜を設
けるようにすればよい。
【００４４】このような三次元画像表示装置では、レン
ズユニット側の開口面積（ＳＬ）と原画側の開口面積
（ＳＦ）が、ＳＦ＞ＳＬという式の関係を満たしている
場合に、空中像再生に用いられる光源からの光を効率よ
く利用することができるようになり、再生される空中像
が明るくなる。この結果、再生像の明るさを低下させる
ことなく、偽像の再生を防止できる。なお、この式を満
たす態様として、レンズ要素セパレーターをレンズアレ
イ面と垂直な方向で切断したときの断面形状が台形状の
場合などが代表的な例である。レンズ要素セパレーター
加工の容易さと、空中像観察の視域角の観点から、ＳＦ
とＳＬの比（ＳＦ／ＳＬ）が１より大きく、１．２５以
下の場合が特に好ましい態様である。
ズユニット側の開口面積（ＳＬ）と原画側の開口面積
（ＳＦ）が、ＳＦ＞ＳＬという式の関係を満たしている
場合に、空中像再生に用いられる光源からの光を効率よ
く利用することができるようになり、再生される空中像
が明るくなる。この結果、再生像の明るさを低下させる
ことなく、偽像の再生を防止できる。なお、この式を満
たす態様として、レンズ要素セパレーターをレンズアレ
イ面と垂直な方向で切断したときの断面形状が台形状の
場合などが代表的な例である。レンズ要素セパレーター
加工の容易さと、空中像観察の視域角の観点から、ＳＦ
とＳＬの比（ＳＦ／ＳＬ）が１より大きく、１．２５以
下の場合が特に好ましい態様である。
【００４５】図６は偏光板２１と２２とを組み合わせて
用いた三次元画像表示装置の画像表示部の様子を示す斜
視図である。ここでは、説明を簡単にするため、４×４
画素の場合を例示している。
用いた三次元画像表示装置の画像表示部の様子を示す斜
視図である。ここでは、説明を簡単にするため、４×４
画素の場合を例示している。
【００４６】また、図７は図６のＡ−Ａ’断面を示す断
面図である。さらに、図８は偏光板２１と２２との偏光
の向きをハッチングの向きで模式的に示した説明図であ
る。
面図である。さらに、図８は偏光板２１と２２との偏光
の向きをハッチングの向きで模式的に示した説明図であ
る。
【００４７】この図８に示されているように、個々のレ
ンズ要素に対応する偏光板は、隣接するレンズ要素に対
応する偏光板とは偏光特性が異なるように配置されてい
る。そして、偏光板２１と偏光板２２とでは、対応する
レンズ要素と原画とで、偏光特性が一致するように配置
されている。
ンズ要素に対応する偏光板は、隣接するレンズ要素に対
応する偏光板とは偏光特性が異なるように配置されてい
る。そして、偏光板２１と偏光板２２とでは、対応する
レンズ要素と原画とで、偏光特性が一致するように配置
されている。
【００４８】また図９は空中像と偽像とを形成する光線
の様子を模式的に示した説明図である。これらの図にお
いて、偏光板２１および２２ではハッチングの向きが偏
光の向きを示している。このように組み合わされた偏光
板２１と２２とを用いることで、図９に示すように、個
々のレンズ要素に正規に対応する原画からの光束による
空中像５０に対し、隣接する原画とレンズ要素とを通過
する光束による空中像（偽像）５０’では、偏光板２１
と２２との偏光の向きが異なるため、光量が著しく減衰
する。このため、偽像５０’はほとんど観察できない状
態になる。
の様子を模式的に示した説明図である。これらの図にお
いて、偏光板２１および２２ではハッチングの向きが偏
光の向きを示している。このように組み合わされた偏光
板２１と２２とを用いることで、図９に示すように、個
々のレンズ要素に正規に対応する原画からの光束による
空中像５０に対し、隣接する原画とレンズ要素とを通過
する光束による空中像（偽像）５０’では、偏光板２１
と２２との偏光の向きが異なるため、光量が著しく減衰
する。このため、偽像５０’はほとんど観察できない状
態になる。
【００４９】ここで、偏光は直線偏光だけに限られず、
円偏光であってもよい。また、隣接する偏光板同士で
は、できるだけ偏光の向きが異なっているほうが、偽像
の発生を有効に抑えることができる。
円偏光であってもよい。また、隣接する偏光板同士で
は、できるだけ偏光の向きが異なっているほうが、偽像
の発生を有効に抑えることができる。
【００５０】なお、以上の図６〜図９に示した三次元画
像表示装置において、図１０のように、原画３０と偏光
板２２側をレンズアレイ１０と偏光板２１側より広げた
構成にすることが可能である。
像表示装置において、図１０のように、原画３０と偏光
板２２側をレンズアレイ１０と偏光板２１側より広げた
構成にすることが可能である。
【００５１】図１１は指向性を有する光源４１を組み合
わせて用いた三次元画像表示装置の画像表示部の様子を
示す斜視図である。また図１２は図１１のＡ−Ａ’断面
を示す断面図である。これら図１１及び図１２におい
て、４１は個々のレンズ要素に対応するように配置され
た指向性を有する光源を表しており、本実施形態では緑
色などのＬＥＤを指向性光源として用いた。図１２に示
されるように光源４１から照射された光束は、原画３０
を通過した後、そのほとんどが対応するレンズ要素にの
み入射する。このため、隣接するレンズ要素に対応する
原画からの光束により構成される空中像（偽像）はほと
んど形成されず、観察されなくなる。
わせて用いた三次元画像表示装置の画像表示部の様子を
示す斜視図である。また図１２は図１１のＡ−Ａ’断面
を示す断面図である。これら図１１及び図１２におい
て、４１は個々のレンズ要素に対応するように配置され
た指向性を有する光源を表しており、本実施形態では緑
色などのＬＥＤを指向性光源として用いた。図１２に示
されるように光源４１から照射された光束は、原画３０
を通過した後、そのほとんどが対応するレンズ要素にの
み入射する。このため、隣接するレンズ要素に対応する
原画からの光束により構成される空中像（偽像）はほと
んど形成されず、観察されなくなる。
【００５２】図１３は偽像遮光手段としてのマスク７０
を組み合わせて用いた三次元画像表示装置の画像表示部
の様子を示す斜視図である。また図１４は図１０のＡ−
Ａ’断面を示す断面図である。これら図１３及び図１４
において、７０は偽像を再生する光線が観察者の目に入
ることを防止するために設けられる偽像遮光手段として
のマスクを表す。マスク７０の材質、形状に特に制限は
ないが、偽像観察を防止するための必要最小限の大きさ
にとどめることが好ましい。
を組み合わせて用いた三次元画像表示装置の画像表示部
の様子を示す斜視図である。また図１４は図１０のＡ−
Ａ’断面を示す断面図である。これら図１３及び図１４
において、７０は偽像を再生する光線が観察者の目に入
ることを防止するために設けられる偽像遮光手段として
のマスクを表す。マスク７０の材質、形状に特に制限は
ないが、偽像観察を防止するための必要最小限の大きさ
にとどめることが好ましい。
【００５３】また、マスク７０の上面（観察者側）に
は、背景画像としての２次元画像を付与しておくことも
可能であり、この２次元画像と空中像を組み合わせて一
つの作品として仕上げる形態は、観察者に与えるインパ
クトも大きく、本実施の形態例の三次元画像表示装置の
好ましい使用方法の一つである。
は、背景画像としての２次元画像を付与しておくことも
可能であり、この２次元画像と空中像を組み合わせて一
つの作品として仕上げる形態は、観察者に与えるインパ
クトも大きく、本実施の形態例の三次元画像表示装置の
好ましい使用方法の一つである。
【００５４】なお、観察者が空中像を観察する位置（空
中像観察位置）を検知するセンサ（検知手段）と、検知
された空中像観察位置に応じてマスク７０の位置を変化
させる駆動手段とを設け、空中像観察位置の変化に応じ
てマスク７０の位置を変化させるようにすることで、空
中像観察位置の変化によらず偽像が確実に防止され、再
生像の明るさを低下させることなく偽像の再生を防止で
きるようになる。
中像観察位置）を検知するセンサ（検知手段）と、検知
された空中像観察位置に応じてマスク７０の位置を変化
させる駆動手段とを設け、空中像観察位置の変化に応じ
てマスク７０の位置を変化させるようにすることで、空
中像観察位置の変化によらず偽像が確実に防止され、再
生像の明るさを低下させることなく偽像の再生を防止で
きるようになる。
【００５５】図１５は、コンデンサレンズ８０を用いる
ことにより、空中像を形成する主光線が、原画３０とレ
ンズアレイ１０の間で原画面に対してほぼ垂直である三
次元画像表示装置の画像表示部の様子を示す斜視図であ
る。また、図１６は図１２のＡ−Ａ’断面を示す断面図
である。図１５、図１６に示すように、空中像を形成す
る主光線が、原画３０とレンズアレイ１０の間で原画面
に対してほぼ垂直であり、より明るい空中像を再生する
ことが可能となる。またレンズ要素セパレーター２０の
加工においても、図５に示したように斜めに組み合わせ
る必要がないため加工も容易になり生産性が向上してい
る。
ことにより、空中像を形成する主光線が、原画３０とレ
ンズアレイ１０の間で原画面に対してほぼ垂直である三
次元画像表示装置の画像表示部の様子を示す斜視図であ
る。また、図１６は図１２のＡ−Ａ’断面を示す断面図
である。図１５、図１６に示すように、空中像を形成す
る主光線が、原画３０とレンズアレイ１０の間で原画面
に対してほぼ垂直であり、より明るい空中像を再生する
ことが可能となる。またレンズ要素セパレーター２０の
加工においても、図５に示したように斜めに組み合わせ
る必要がないため加工も容易になり生産性が向上してい
る。
【００５６】図１７は、以下の式が成り立つように設計
された三次元画像表示装置を用いて空中像５０を観察し
ている様子を横から見た図である。この図１７におい
て、空中像５０から観察者までの距離はｌ（mm）で表さ
れ、観察者が空中像を観察するときの視野角がθで表さ
れる。また、空中像形成時の拡大倍率はＭで表され、隣
接するレンズ要素の中心間距離（mm）がｄで表される。
偽像５０’は、隣接するレンズ要素を通る光束により形
成されるため、三次元画像表示装置を構成する個々の要
素が前述のような関係にあるとき、Ｍ×ｄは、本来観察
したい空中像と、偽像の空間中での距離を表しているこ
とになる。また、２×ｌ×tan（θ／２）は、空中像５
０の大きさ（観察者から見た幅方向の大きさ）を表して
いることになる。
された三次元画像表示装置を用いて空中像５０を観察し
ている様子を横から見た図である。この図１７におい
て、空中像５０から観察者までの距離はｌ（mm）で表さ
れ、観察者が空中像を観察するときの視野角がθで表さ
れる。また、空中像形成時の拡大倍率はＭで表され、隣
接するレンズ要素の中心間距離（mm）がｄで表される。
偽像５０’は、隣接するレンズ要素を通る光束により形
成されるため、三次元画像表示装置を構成する個々の要
素が前述のような関係にあるとき、Ｍ×ｄは、本来観察
したい空中像と、偽像の空間中での距離を表しているこ
とになる。また、２×ｌ×tan（θ／２）は、空中像５
０の大きさ（観察者から見た幅方向の大きさ）を表して
いることになる。
【００５７】これらを合わせて考えると、 ２×ｌ×ｔａｎ（θ／２）≧Ｍ×ｄ が成り立つように、三次元画像表示装置を構成すること
で、空中像５０の幅方向の大きさ２×ｌ×ｔａｎ（θ／
２）が、本来観察したい空中像５０と偽像５０’の空間
中での距離Ｍ×ｄより大きく、所望の空中像５０と偽像
５０’の間の距離を十分に離すことができる。このた
め、偽像５０’が空中像５０の観察の妨げになることは
殆どなくなる。この結果、再生像の明るさを低下させる
ことなく、偽像の再生を防止できる。なお、以上の式を
満たすような場合、偽像の再生位置が、視野角から大き
く外れるために、空中像の観察において偽像がほとんど
影響を与えなくなる。
で、空中像５０の幅方向の大きさ２×ｌ×ｔａｎ（θ／
２）が、本来観察したい空中像５０と偽像５０’の空間
中での距離Ｍ×ｄより大きく、所望の空中像５０と偽像
５０’の間の距離を十分に離すことができる。このた
め、偽像５０’が空中像５０の観察の妨げになることは
殆どなくなる。この結果、再生像の明るさを低下させる
ことなく、偽像の再生を防止できる。なお、以上の式を
満たすような場合、偽像の再生位置が、視野角から大き
く外れるために、空中像の観察において偽像がほとんど
影響を与えなくなる。
【００５８】
【発明の効果】（１）請求項１記載の三次元画像表示装
置では、レンズ要素セパレーターによって、個々のレン
ズ要素と対応する原画ごとに遮光を行っており、再生像
の明るさを低下させることなく、偽像の再生を防止でき
る。
置では、レンズ要素セパレーターによって、個々のレン
ズ要素と対応する原画ごとに遮光を行っており、再生像
の明るさを低下させることなく、偽像の再生を防止でき
る。
【００５９】（２）請求項２記載の三次元画像表示装置
では、レンズアレイと前記原画の間に、隣接するレンズ
要素同士で偏光の向きが異なる偏光板を有しており、対
応するレンズ要素と原画以外では光が減衰されるように
なり、再生像の明るさを低下させることなく、偽像の再
生を防止できる。
では、レンズアレイと前記原画の間に、隣接するレンズ
要素同士で偏光の向きが異なる偏光板を有しており、対
応するレンズ要素と原画以外では光が減衰されるように
なり、再生像の明るさを低下させることなく、偽像の再
生を防止できる。
【００６０】（３）請求項３記載の三次元画像表示装置
では、微小倒立像もしくはフーリエ変換像を照明する光
源が指向性を有しているため、対応するレンズ要素と原
画以外では光が照射されにくくなるため、再生像の明る
さを低下させることなく、偽像の再生を防止できる。
では、微小倒立像もしくはフーリエ変換像を照明する光
源が指向性を有しているため、対応するレンズ要素と原
画以外では光が照射されにくくなるため、再生像の明る
さを低下させることなく、偽像の再生を防止できる。
【００６１】（４）請求項４記載の三次元画像表示装置
では、レンズアレイと空中像観察位置の間に遮光マスク
などによる偽像遮光手段を設けているため、偽像が確実
に防止され、再生像の明るさを低下させることなく偽像
の再生を防止できる。
では、レンズアレイと空中像観察位置の間に遮光マスク
などによる偽像遮光手段を設けているため、偽像が確実
に防止され、再生像の明るさを低下させることなく偽像
の再生を防止できる。
【００６２】（５）請求項５記載の三次元画像表示装置
では、空中像を形成する主光線が原画面に対してほぼ垂
直になるように構成されているため、正しい空中像が強
く再生されるようになり、再生像の明るさを低下させる
ことなく、偽像の再生を防止できる。
では、空中像を形成する主光線が原画面に対してほぼ垂
直になるように構成されているため、正しい空中像が強
く再生されるようになり、再生像の明るさを低下させる
ことなく、偽像の再生を防止できる。
【００６３】（６）請求項６記載の三次元画像表示装置
では、個々の要素が前述のような関係にあるとき、空中
像の幅方向の大きさ２×ｌ×ｔａｎ（θ／２）が、本来
観察したい空中像と偽像の空間中での距離Ｍ×ｄより大
きく、所望の空中像と偽像の間の距離を十分に離すこと
ができ、偽像が空中像観察の妨げになることは殆どなく
なる。この結果、再生像の明るさを低下させることな
く、偽像の再生を防止できる。
では、個々の要素が前述のような関係にあるとき、空中
像の幅方向の大きさ２×ｌ×ｔａｎ（θ／２）が、本来
観察したい空中像と偽像の空間中での距離Ｍ×ｄより大
きく、所望の空中像と偽像の間の距離を十分に離すこと
ができ、偽像が空中像観察の妨げになることは殆どなく
なる。この結果、再生像の明るさを低下させることな
く、偽像の再生を防止できる。
【００６４】（７）請求項７記載の三次元画像表示装置
では、レンズユニット側の開口面積（ＳＬ）と原画側の
開口面積（ＳＦ）が、ＳＦ＞ＳＬという式の関係を満た
している場合に、空中像再生に用いられる光源からの光
を効率よく利用することができるようになり、再生され
る空中像が明るくなる。この結果、再生像の明るさを低
下させることなく、偽像の再生を防止できる。
では、レンズユニット側の開口面積（ＳＬ）と原画側の
開口面積（ＳＦ）が、ＳＦ＞ＳＬという式の関係を満た
している場合に、空中像再生に用いられる光源からの光
を効率よく利用することができるようになり、再生され
る空中像が明るくなる。この結果、再生像の明るさを低
下させることなく、偽像の再生を防止できる。
【００６５】（８）請求項８記載の三次元画像表示装置
では、レンズアレイと空中像観察位置の間であって、空
中像観察位置の変化に応じて位置が変化する遮光マスク
などによる偽像遮光手段を設けているため、偽像が確実
に防止され、再生像の明るさを低下させることなく偽像
の再生を防止できる。
では、レンズアレイと空中像観察位置の間であって、空
中像観察位置の変化に応じて位置が変化する遮光マスク
などによる偽像遮光手段を設けているため、偽像が確実
に防止され、再生像の明るさを低下させることなく偽像
の再生を防止できる。
【図１】本発明の実施の形態におけるレンズ要素セパレ
ーターをレンズアレイと原画との間に配置した様子を示
す斜視図である。
ーターをレンズアレイと原画との間に配置した様子を示
す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるレンズ要素セパレ
ーターをレンズアレイと原画との間に配置した様子を示
す断面図である。
ーターをレンズアレイと原画との間に配置した様子を示
す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態において使用するレンズ要
素セパレーターの様子を示す斜視図である。
素セパレーターの様子を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態において使用するレンズ要
素セパレーターの様子を示す拡大斜視図である。
素セパレーターの様子を示す拡大斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるレンズ要素セパレ
ーターをレンズアレイと原画との間に配置した様子を示
す断面図である。
ーターをレンズアレイと原画との間に配置した様子を示
す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態における偏光板をレンズア
レイと原画との間に配置した様子を示す斜視図である。
レイと原画との間に配置した様子を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態における偏光板をレンズア
レイと原画との間に配置した様子を示す断面図である。
レイと原画との間に配置した様子を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態において使用する偏光板の
様子を示す斜視図である。
様子を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態における偏光板をレンズア
レイと原画との間に配置した場合の光線の様子を示す断
面図である。
レイと原画との間に配置した場合の光線の様子を示す断
面図である。
【図１０】本発明の実施の形態における偏光板をレンズ
アレイと原画との間に配置した様子を示す断面図であ
る。
アレイと原画との間に配置した様子を示す断面図であ
る。
【図１１】本発明の実施の形態における指向性を有する
光源を用いた様子を示す斜視図である。
光源を用いた様子を示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態における指向性を有する
光源を配置した場合の光線の様子を示す断面図である。
光源を配置した場合の光線の様子を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態におけるマスクを用いた
様子を示す斜視図である。
様子を示す斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態におけるマスクを配置し
た場合の光線の様子を示す断面図である。
た場合の光線の様子を示す断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態におけるコンデンサレン
ズを用いた様子を示す斜視図である。
ズを用いた様子を示す斜視図である。
【図１６】本発明の実施の形態におけるコンデンサレン
ズを配置した場合の光線の様子を示す断面図である。
ズを配置した場合の光線の様子を示す断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態における各部の配置を規
定した状態で配置した様子を示す断面図である。
定した状態で配置した様子を示す断面図である。
１０ レンズアレイ ２０ レンズ要素セパレーター ３０ 原画 ４０ 光源 ５０ 空中像 ５０’ 空中像（偽像）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梶 大介 東京都日野市さくら町１番地 コニカ株式 会社内 (72)発明者 宮澤 一宏 東京都日野市さくら町１番地 コニカ株式 会社内 (72)発明者 望月 美宏 東京都日野市さくら町１番地 コニカ株式 会社内 (72)発明者 阿久根 潤一郎 東京都日野市さくら町１番地 コニカ株式 会社内 Ｆターム(参考） 2H059 AA38 AB01 AC06
Claims (8)
- 【請求項１】 複数のレンズ要素を配置して構成された
レンズアレイと、このレンズアレイを構成する個々のレ
ンズ要素に対応して再生像の微小倒立像もしくはフーリ
エ変換像が記録もしくは表示されている原画とにより、
原画に対応した空中像を形成する三次元画像表示装置で
あって、 前記レンズアレイと前記原画との間に、個々のレンズ要
素と対応する原画ごとに遮光を行うレンズ要素セパレー
ターを有する、ことを特徴とする三次元画像表示装置。 - 【請求項２】 複数のレンズ要素を配置して構成された
レンズアレイと、このレンズアレイを構成する個々のレ
ンズ要素に対応して再生像の微小倒立像もしくはフーリ
エ変換像が記録もしくは表示されている原画とにより、
原画に対応した空中像を形成する三次元画像表示装置で
あって、 前記レンズアレイと前記原画の間に、隣接するレンズ要
素同士で偏光の向きが異なる偏光板を有する、ことを特
徴とする三次元画像表示装置。 - 【請求項３】 複数のレンズ要素を配置して構成された
レンズアレイと、このレンズアレイを構成する個々のレ
ンズ要素に対応して再生像の微小倒立像もしくはフーリ
エ変換像が記録もしくは表示されている原画と、前記原
画を照明する光源とにより、原画に対応した空中像を形
成する三次元画像表示装置であって、 前記光源が指向性を有する、ことを特徴とする三次元画
像表示装置。 - 【請求項４】 複数のレンズ要素を配置して構成された
レンズアレイと、このレンズアレイを構成する個々のレ
ンズ要素に対応して再生像の微小倒立像もしくはフーリ
エ変換像が記録もしくは表示されている原画とにより、
原画に対応した空中像を形成する三次元画像表示装置で
あって、 前記レンズアレイと前記空中像観察位置との間に偽像の
光線を遮断する偽像遮光手段を有する、ことを特徴とす
る三次元画像表示装置。 - 【請求項５】 複数のレンズ要素を配置して構成された
レンズアレイと、このレンズアレイを構成する個々のレ
ンズ要素に対応して再生像の微小倒立像もしくはフーリ
エ変換像が記録もしくは表示されている原画とにより、
原画に対応した空中像を形成する三次元画像表示装置で
あって、 空中像を形成する主光線が、原画とレンズアレイの間で
原画面に対してほぼ垂直となるように構成された、こと
を特徴とする三次元画像表示装置。 - 【請求項６】 複数のレンズ要素が２次元的に配置され
たレンズアレイと、このレンズアレイを構成する個々の
レンズ要素に対応して再生像の微小倒立像もしくはフー
リエ変換像が記録もしくは表示されている原画とによ
り、原画に対応した空中像を形成する三次元画像表示装
置であって、ｌは空中像から観察者までの距離（mm）、
θは観察者が空中像を観察するときの視野角、Ｍは空中
像形成時の拡大倍率、ｄは隣接するレンズ要素の中心間
距離（mm）とした場合に、 ｌ×ｔａｎ（θ／２）≧Ｍ×ｄ／２ が成り立つことを特徴とする三次元画像表示装置。 - 【請求項７】 ＳＬはレンズ要素セパレーターの単位ユ
ニットにおけるレンズユニット側の開口面積、ＳＦは原
画側の開口面積とした場合に、 ＳＦ＞ＳＬ が成り立つことを特徴とする請求項１記載の三次元画像
表示装置。 - 【請求項８】 空中像観察位置を検知する検知手段と、 前記偽像遮光手段の位置を空中像観察位置に応じて変化
させる駆動手段と、を備えたことを特徴とする請求項４
記載の三次元画像表示装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000024958A JP2001215444A (ja) | 2000-02-02 | 2000-02-02 | 三次元画像表示装置 |
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