JP2002055309A - 立体画像表示方法およびそれを用いた立体画像表示装置 - Google Patents
立体画像表示方法およびそれを用いた立体画像表示装置Info
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- H04N13/20—Image signal generators
- H04N13/286—Image signal generators having separate monoscopic and stereoscopic modes
Abstract
(57)【要約】
【課題】 立体画像を良好に観察することができる。立
体画像表示方法及びそれを用いた立体画像表示装置を得
ること 【解決手段】 複数の異なる視点に対応した視差画像を
各々所定のストライプ画像とし、該ストライプ画像を合
成して合成視差画像を形成し、該合成視差画像を表示す
る画像表示素子上の該合成視差画像の１つの視点に対応
したストライプ画像からの表示光を、該画像表示素子の
前面に配置した第２の光学系によって所定の開口部・遮
光部を有するマスクパターンを有するマスク部材に導光
し、該マスク部材の該開口部を透過した表示光を第１の
光学系により所定の距離離れた観察面上の該視点に対応
する位置に集めることによって該画像表示素子に表示し
た画像情報の立体観察を行うことを特徴とする立体画像
表示方法。
体画像表示方法及びそれを用いた立体画像表示装置を得
ること 【解決手段】 複数の異なる視点に対応した視差画像を
各々所定のストライプ画像とし、該ストライプ画像を合
成して合成視差画像を形成し、該合成視差画像を表示す
る画像表示素子上の該合成視差画像の１つの視点に対応
したストライプ画像からの表示光を、該画像表示素子の
前面に配置した第２の光学系によって所定の開口部・遮
光部を有するマスクパターンを有するマスク部材に導光
し、該マスク部材の該開口部を透過した表示光を第１の
光学系により所定の距離離れた観察面上の該視点に対応
する位置に集めることによって該画像表示素子に表示し
た画像情報の立体観察を行うことを特徴とする立体画像
表示方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は特殊なメガネを必要
としないで立体画像を観察することができる立体画像表
示方法及びそれを用いた立体画像表示装置に関し、特
に、CRTやLCDなどの画像表示素子にストライプ状に分割
された２視点以上の視差画像を所定の順番で交互に並べ
た合成視差画像を表示し、該画像表示素子の前面のレン
チキュラーレンズなどからなる光学系で画像光をマスク
パターンに集光し、所定の視差画像光だけを透過させ、
さらにマスクパターンの前面に配置された光学系でマス
クパターンを透過した視差画像光を観察面上の所定の視
点位置に集めることで立体画像を表示するようにしたも
のであり、例えば、テレビ、ビデオ、コンピューターモ
ニタ、ゲームマシンなどにおいて立体表示を行うのに好
適なものである。
としないで立体画像を観察することができる立体画像表
示方法及びそれを用いた立体画像表示装置に関し、特
に、CRTやLCDなどの画像表示素子にストライプ状に分割
された２視点以上の視差画像を所定の順番で交互に並べ
た合成視差画像を表示し、該画像表示素子の前面のレン
チキュラーレンズなどからなる光学系で画像光をマスク
パターンに集光し、所定の視差画像光だけを透過させ、
さらにマスクパターンの前面に配置された光学系でマス
クパターンを透過した視差画像光を観察面上の所定の視
点位置に集めることで立体画像を表示するようにしたも
のであり、例えば、テレビ、ビデオ、コンピューターモ
ニタ、ゲームマシンなどにおいて立体表示を行うのに好
適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりCRTやLCDなどの画像表示素子に
ストライプ状に分割された２視点以上の視差画像を所定
の順番で交互に並べた合成ストライプ視差画像を表示
し、視差画像からの表示光を画像表示素子の前面に配置
された光学部材において視差画像の対応する視点位置だ
けに表示光を導いて立体画像表示をする方法としてパラ
ラックスバリアやレンチキュラー方式が知られている。
ストライプ状に分割された２視点以上の視差画像を所定
の順番で交互に並べた合成ストライプ視差画像を表示
し、視差画像からの表示光を画像表示素子の前面に配置
された光学部材において視差画像の対応する視点位置だ
けに表示光を導いて立体画像表示をする方法としてパラ
ラックスバリアやレンチキュラー方式が知られている。
【０００３】また照明光源からの光を所定の開口部・遮
光部を有するマスクパターンを透過させ該透過光束をパ
ターン化し、該パターン化した光束が観察者の右眼・左
眼に分離されて入射する様にパターン化された光学系に
より指向性を与え、該パターン化された光学系と観察者
の間に透過型の画像表示素子を設け、該画像表示素子に
右眼・左眼に対応した視差画像を交互にストライプ状に
合成して表示する事を特徴とする立体画像表示方法及び
装置が、例えば特開平９−３１１２９４号公報で提案さ
れている。
光部を有するマスクパターンを透過させ該透過光束をパ
ターン化し、該パターン化した光束が観察者の右眼・左
眼に分離されて入射する様にパターン化された光学系に
より指向性を与え、該パターン化された光学系と観察者
の間に透過型の画像表示素子を設け、該画像表示素子に
右眼・左眼に対応した視差画像を交互にストライプ状に
合成して表示する事を特徴とする立体画像表示方法及び
装置が、例えば特開平９−３１１２９４号公報で提案さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】パララックスバリアや
レンチキュラー方式では、合成ストライプ視差画像とし
て垂直方向に細長い視差画像を交互に表示した縦ストラ
イプ合成視差画像を用い視差画像の視点への方向づけ
は、縦ストライプ画像の画素位置と画像表示素子の前面
に置かれるパララックスバリアや、レンチキュラーレン
ズによっている。これらの方法で画像表示素子としてCR
TやLCDなどの離散的画素をもつ画像表示素子を用いると
画素と画素の間にある所謂ブラックマトリックスの部分
に対応して観察面で表示光が達しない暗部が生じ、実効
的な観察領域の水平方向の巾を狭めることになる。
レンチキュラー方式では、合成ストライプ視差画像とし
て垂直方向に細長い視差画像を交互に表示した縦ストラ
イプ合成視差画像を用い視差画像の視点への方向づけ
は、縦ストライプ画像の画素位置と画像表示素子の前面
に置かれるパララックスバリアや、レンチキュラーレン
ズによっている。これらの方法で画像表示素子としてCR
TやLCDなどの離散的画素をもつ画像表示素子を用いると
画素と画素の間にある所謂ブラックマトリックスの部分
に対応して観察面で表示光が達しない暗部が生じ、実効
的な観察領域の水平方向の巾を狭めることになる。
【０００５】特開平９−３１１２９４号公報で提案され
ている方法では画像表示素子としてLCDなどの透過型の
画像表示素子を用い、表示光の左右眼の位置への方向づ
けは、画像表示素子の後ろ側にある光学系で照明光に方
向づけを行うものであり、LCDなどの透過型の画像表示
素子の拡散や画素構造による回折などで表示光の方向が
乱されるとクロストークを生じる場合があった。
ている方法では画像表示素子としてLCDなどの透過型の
画像表示素子を用い、表示光の左右眼の位置への方向づ
けは、画像表示素子の後ろ側にある光学系で照明光に方
向づけを行うものであり、LCDなどの透過型の画像表示
素子の拡散や画素構造による回折などで表示光の方向が
乱されるとクロストークを生じる場合があった。
【０００６】本発明は、視点への画像表示光の方向づけ
を水平方向において、マスク部材の前後に配置した光学
系を利用することにより、ストライプ画像の水平方向の
位置に無関係に行われ画像表示素子の画素と画素の間の
所謂ブラックマトリックスによって観察面に表示光が達
しない暗部が生じることもなく、また画像表示素子の散
乱や画素構造による回折の影響も原理的に受けることが
なく、立体画像を良好に観察することができる。
を水平方向において、マスク部材の前後に配置した光学
系を利用することにより、ストライプ画像の水平方向の
位置に無関係に行われ画像表示素子の画素と画素の間の
所謂ブラックマトリックスによって観察面に表示光が達
しない暗部が生じることもなく、また画像表示素子の散
乱や画素構造による回折の影響も原理的に受けることが
なく、立体画像を良好に観察することができる。
【０００７】立体画像表示方法及びそれを用いた立体画
像表示装置の提供を目的とする。
像表示装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の立体画
像表示方法は複数の異なる視点に対応した視差画像を各
々所定のストライプ画像とし、該ストライプ画像を合成
して合成視差画像を形成し、該合成視差画像を表示する
画像表示素子上の該合成視差画像の１つの視点に対応し
たストライプ画像からの表示光を、該画像表示素子の前
面に配置した第２の光学系によって所定の開口部・遮光
部を有するマスクパターンを有するマスク部材に導光
し、該マスク部材の該開口部を透過した表示光を第１の
光学系により所定の距離離れた観察面上の該視点に対応
する位置に集めることによって該画像表示素子に表示し
た画像情報の立体観察を行うことを特徴としている。
像表示方法は複数の異なる視点に対応した視差画像を各
々所定のストライプ画像とし、該ストライプ画像を合成
して合成視差画像を形成し、該合成視差画像を表示する
画像表示素子上の該合成視差画像の１つの視点に対応し
たストライプ画像からの表示光を、該画像表示素子の前
面に配置した第２の光学系によって所定の開口部・遮光
部を有するマスクパターンを有するマスク部材に導光
し、該マスク部材の該開口部を透過した表示光を第１の
光学系により所定の距離離れた観察面上の該視点に対応
する位置に集めることによって該画像表示素子に表示し
た画像情報の立体観察を行うことを特徴としている。
【０００９】請求項２の発明は請求項１の発明において
前記各ストライプ画像を構成する画素から発せられた画
像表示光の内、該ストライプ画像に対応する観察者の視
点位置に到達する表示光が第２の光学系により該マスク
部材の開口部を透過するように該マスク部材に集光さ
れ、それ以外の光は遮光部で遮光されることを特徴とし
ている。
前記各ストライプ画像を構成する画素から発せられた画
像表示光の内、該ストライプ画像に対応する観察者の視
点位置に到達する表示光が第２の光学系により該マスク
部材の開口部を透過するように該マスク部材に集光さ
れ、それ以外の光は遮光部で遮光されることを特徴とし
ている。
【００１０】請求項３の発明は請求項１又は２の発明に
おいて前記第２の光学系は、垂直方向については前記画
像表示素子上の画素を前記マスク部材上に結像し、水平
方向については焦点位置と該マスク部材の位置が略一致
する事を特徴としている。
おいて前記第２の光学系は、垂直方向については前記画
像表示素子上の画素を前記マスク部材上に結像し、水平
方向については焦点位置と該マスク部材の位置が略一致
する事を特徴としている。
【００１１】請求項４の発明は請求項１，２又は３の発
明において前記所定の距離はなれた観察面上にN個（N
は，２以上の整数）の視点が等間隔で並ぶことを特徴と
している。
明において前記所定の距離はなれた観察面上にN個（N
は，２以上の整数）の視点が等間隔で並ぶことを特徴と
している。
【００１２】請求項５の発明は請求項４の発明において
前記第１の光学系および第２の光学系は、水平方向に所
定の周期構造を持ち、該N個の等間隔で水平方向に並ぶ
視点の内、隣り合う２つの視点と該第２の光学系を構成
する各要素光学素子の水平方向の中心を結ぶ多数の直線
が交わる面に第２の光学系または／かつ画像表示素子が
配置される事を特徴としている。
前記第１の光学系および第２の光学系は、水平方向に所
定の周期構造を持ち、該N個の等間隔で水平方向に並ぶ
視点の内、隣り合う２つの視点と該第２の光学系を構成
する各要素光学素子の水平方向の中心を結ぶ多数の直線
が交わる面に第２の光学系または／かつ画像表示素子が
配置される事を特徴としている。
【００１３】請求項６の発明は請求項１から５のいずれ
か１項の発明において前記第２の光学系は、水平および
垂直方向に各々所定の周期構造を持ち、水平および垂直
方向の１周期を構成する要素光学素子は、水平方向と垂
直方向に異なった光学作用を持つ事を特徴としている。
か１項の発明において前記第２の光学系は、水平および
垂直方向に各々所定の周期構造を持ち、水平および垂直
方向の１周期を構成する要素光学素子は、水平方向と垂
直方向に異なった光学作用を持つ事を特徴としている。
【００１４】請求項７の発明は請求項１から６のいずれ
か１項の発明において前記N個の等間隔で並ぶ視点の
内、隣り合う２つの視点と前記第２の光学系を構成する
各要素光学素子の水平方向の中心を結ぶ多数の直線の交
差点が該第２の光学系を構成する各々の要素光学素子の
水平方向の中心が一致し。または／かつ該画像表示素子
を構成する画素の水平方向の中心が一致する事を特徴と
している。
か１項の発明において前記N個の等間隔で並ぶ視点の
内、隣り合う２つの視点と前記第２の光学系を構成する
各要素光学素子の水平方向の中心を結ぶ多数の直線の交
差点が該第２の光学系を構成する各々の要素光学素子の
水平方向の中心が一致し。または／かつ該画像表示素子
を構成する画素の水平方向の中心が一致する事を特徴と
している。
【００１５】請求項８の発明は請求項１から７のいずれ
か１項の発明において前記所定の距離はなれた観察面上
にN個（Nは，２以上の整数）の視点が等間隔Eで並び、
前記第１の光学系を構成する要素光学素子の水平方向の
周期をHL1，前記マスク部材の開口の水平方向の巾をH
m，前記第２の光学系を構成する要素光学素子の水平方
向の周期をHL2，該画像表示素子の水平方向画素ピッチ
をHd，第１の光学系と第２の光学系および第１の光学系
と画像表示素子との間の光学換算距離をそれぞれLhL2,L
hd，該観察面から第１の光学系までの光学換算距離をLh
0，該N個の視点の内、隣り合う２視点と画像表示素子の
各画素を結んだ線群が交差する面の内、第１の光学系か
ら画像表示素子向きに教えて第1番目の交差面と該第１
の光学系までの光学換算距離をLh1，該第１の光学系か
らマスク部材までの光学換算距離およびマスク部材から
該交差面の内、第１の光学系からマスク部材までの光学
換算距離を各々Lh1a,Lh1b，２以上の整数Nｄ，NL2とし
たとき(Nd>NL2) Nd*HL1/E=Lhd/(Lhd+Lh0)…（h1） Hd/HL1=(Lh0+Lhd)/Lh0…（h2） NL2*HL1/E=LhL2/(LhL2+Lh0)…（h3） HL2/HL1=(Lh0+LhL2)/Lh0…（h4） H1/E=Lh1/(Lh1+Lh0)…（h5） H1/HL1=(Lh0+Lh1)/Lh0…（h6） H1*Lh1a/Lh1=HL1*Lh1B/Lh1…（h7） Lh1a+Lh1B=Lh1…（h8） Hm/H1=Lh1a/Lh1…（h9） の関係が成立する事を特徴としている。
か１項の発明において前記所定の距離はなれた観察面上
にN個（Nは，２以上の整数）の視点が等間隔Eで並び、
前記第１の光学系を構成する要素光学素子の水平方向の
周期をHL1，前記マスク部材の開口の水平方向の巾をH
m，前記第２の光学系を構成する要素光学素子の水平方
向の周期をHL2，該画像表示素子の水平方向画素ピッチ
をHd，第１の光学系と第２の光学系および第１の光学系
と画像表示素子との間の光学換算距離をそれぞれLhL2,L
hd，該観察面から第１の光学系までの光学換算距離をLh
0，該N個の視点の内、隣り合う２視点と画像表示素子の
各画素を結んだ線群が交差する面の内、第１の光学系か
ら画像表示素子向きに教えて第1番目の交差面と該第１
の光学系までの光学換算距離をLh1，該第１の光学系か
らマスク部材までの光学換算距離およびマスク部材から
該交差面の内、第１の光学系からマスク部材までの光学
換算距離を各々Lh1a,Lh1b，２以上の整数Nｄ，NL2とし
たとき(Nd>NL2) Nd*HL1/E=Lhd/(Lhd+Lh0)…（h1） Hd/HL1=(Lh0+Lhd)/Lh0…（h2） NL2*HL1/E=LhL2/(LhL2+Lh0)…（h3） HL2/HL1=(Lh0+LhL2)/Lh0…（h4） H1/E=Lh1/(Lh1+Lh0)…（h5） H1/HL1=(Lh0+Lh1)/Lh0…（h6） H1*Lh1a/Lh1=HL1*Lh1B/Lh1…（h7） Lh1a+Lh1B=Lh1…（h8） Hm/H1=Lh1a/Lh1…（h9） の関係が成立する事を特徴としている。
【００１６】請求項９の発明は請求項１から８のいずれ
か１項の発明において前記画像表示素子の垂直方向の画
素ピッチをVd，前記マスク部材のマスクパターンの開口
部または遮光部の垂直方向の巾をVm，該画像表示素子か
ら第２の光学系の垂直方向の光学作用を持つ面までの光
学換算距離をLV1，第２の光学系の垂直方向の光学作用
を持つ面からマスクパターンまでの光学換算距離をLV
2，第２の光学系を構成する個々の要素光学素子の垂直
方向の焦点距離をfV，マスクパターンと観察面との間の
光学換算距離をLV0，前記視点の数をN（Nは，３以上の
整数）とするとき Vd:Vm=LV1:LV2 …（V1N） 2・N・Vd :VL=LV1+LV2:LV2…（V2N） 1/LV1+1/LV2=1/fV…（V3N） N・Vd:VL=LV0+LV1+LV2:LV0+LV2…（V4N） の式(V1N)から式（V3N）または式(V1N)から式（V4N）ま
での関係式が成立する事を特徴としている。
か１項の発明において前記画像表示素子の垂直方向の画
素ピッチをVd，前記マスク部材のマスクパターンの開口
部または遮光部の垂直方向の巾をVm，該画像表示素子か
ら第２の光学系の垂直方向の光学作用を持つ面までの光
学換算距離をLV1，第２の光学系の垂直方向の光学作用
を持つ面からマスクパターンまでの光学換算距離をLV
2，第２の光学系を構成する個々の要素光学素子の垂直
方向の焦点距離をfV，マスクパターンと観察面との間の
光学換算距離をLV0，前記視点の数をN（Nは，３以上の
整数）とするとき Vd:Vm=LV1:LV2 …（V1N） 2・N・Vd :VL=LV1+LV2:LV2…（V2N） 1/LV1+1/LV2=1/fV…（V3N） N・Vd:VL=LV0+LV1+LV2:LV0+LV2…（V4N） の式(V1N)から式（V3N）または式(V1N)から式（V4N）ま
での関係式が成立する事を特徴としている。
【００１７】請求項１０の発明は請求項１から９のいず
れか１項の発明において前記視点数が２であり、前記画
像表示素子の垂直方向の画素ピッチをVd，前記マスク部
材のマスクパターンの開口部または遮光部の垂直方向の
巾をVm,前記画像表示素子から前記第２の光学系の垂直
方向の光学作用を持つ面までの光学換算距離をLV1，第
２の光学系の垂直方向の光学作用を持つ面からマスクパ
ターンまでの光学換算距離をLV2，該第２の光学系を構
成する個々の要素光学素子の垂直方向の焦点距離をfV，
マスクパターンと観察面との間の光学換算距離をLV0と
するとき Vd:Vm=LV1:LV2 …（V1） 2・Vd:VL=LV1+LV2:LV2…（V2） 1/LV1+1/LV2=1/fV…（V3） Vd:VL=LV0+LV1+LV2:LV0+LV2…（V4） の式（V1）から式（V3）または式（V1）から式（V4）ま
での関係式が成立する事を特徴としている。
れか１項の発明において前記視点数が２であり、前記画
像表示素子の垂直方向の画素ピッチをVd，前記マスク部
材のマスクパターンの開口部または遮光部の垂直方向の
巾をVm,前記画像表示素子から前記第２の光学系の垂直
方向の光学作用を持つ面までの光学換算距離をLV1，第
２の光学系の垂直方向の光学作用を持つ面からマスクパ
ターンまでの光学換算距離をLV2，該第２の光学系を構
成する個々の要素光学素子の垂直方向の焦点距離をfV，
マスクパターンと観察面との間の光学換算距離をLV0と
するとき Vd:Vm=LV1:LV2 …（V1） 2・Vd:VL=LV1+LV2:LV2…（V2） 1/LV1+1/LV2=1/fV…（V3） Vd:VL=LV0+LV1+LV2:LV0+LV2…（V4） の式（V1）から式（V3）または式（V1）から式（V4）ま
での関係式が成立する事を特徴としている。
【００１８】請求項１１の発明は請求項１から１０のい
ずれか１項の発明において前記第１及び第２の光学系
は、マイクロレンズアレイを有する事を特徴としてい
る。
ずれか１項の発明において前記第１及び第２の光学系
は、マイクロレンズアレイを有する事を特徴としてい
る。
【００１９】請求項１２の発明は請求項１から１１のい
ずれか１項の発明において前記第１及び第２の光学系
は、レンチキュラーレンズを有する事を特徴としてい
る。
ずれか１項の発明において前記第１及び第２の光学系
は、レンチキュラーレンズを有する事を特徴としてい
る。
【００２０】請求項１３の発明は請求項１から１２のい
ずれか１項の発明において前記第２の光学系は、垂直方
向に細長く水平方向だけ光学的パワーを有するシリンド
リカルレンズを水平方向に所定の間隔で並べて構成され
るレンチキュラーレンズと水平に細長く垂直方向にだけ
光学的パワーを有するシリンドリカルレンズを垂直方向
に所定の間隔で並べて構成されるレンチキュラーレンズ
で構成されることを特徴としている。
ずれか１項の発明において前記第２の光学系は、垂直方
向に細長く水平方向だけ光学的パワーを有するシリンド
リカルレンズを水平方向に所定の間隔で並べて構成され
るレンチキュラーレンズと水平に細長く垂直方向にだけ
光学的パワーを有するシリンドリカルレンズを垂直方向
に所定の間隔で並べて構成されるレンチキュラーレンズ
で構成されることを特徴としている。
【００２１】請求項１４の発明は請求項１から１３のい
ずれか１項の発明において前記第２の光学系は、垂直方
向と水平方向に異なる焦点距離を持つトロイダルレンズ
を水平および垂直に各々所定の周期で並べて構成される
マイクロレンズアレイであることを特徴としている。
ずれか１項の発明において前記第２の光学系は、垂直方
向と水平方向に異なる焦点距離を持つトロイダルレンズ
を水平および垂直に各々所定の周期で並べて構成される
マイクロレンズアレイであることを特徴としている。
【００２２】請求項１５の発明の立体画像表示方法は、
画像表示素子と、所定の開口部・遮光部を有するマスク
パターンを有するマスク部材を有し、前記マスクパター
ンの前後に配される第１光学系と第２光学系で前記画像
表示からの画像表示光の方向づけを行うことを特徴とし
ている。
画像表示素子と、所定の開口部・遮光部を有するマスク
パターンを有するマスク部材を有し、前記マスクパター
ンの前後に配される第１光学系と第２光学系で前記画像
表示からの画像表示光の方向づけを行うことを特徴とし
ている。
【００２３】請求項１６の発明の立体画像表示装置は請
求項１から１５のいずれか１項の立体画像表示方法を用
いることを特徴としている。
求項１から１５のいずれか１項の立体画像表示方法を用
いることを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】（実施形態１）図１は、本発明の
実施形態１を説明する要部斜視図である。Hは水平方向
（横方向）、Vは垂直方向（縦方向）、LAは光軸方向を
示している。画像表示素子１には、後述する２視点又は
２視点以上の視差画像から合成された合成水平ストライ
プ視差画像が表示される。２は横レンチキュラーレンズ
であり、垂直方向Vに屈折力を有している。３は第１の
縦レンチキュラーレンズであり、水平方向Hに屈折力を
有している。４は市松開口マスク，５は第２の縦レンチ
キュラーレンズであり、水平方向Hに屈折力を有してい
る。ここで横レンチキュラーレンズ２と第２の縦レンチ
キュラーレンズ５は第２の光学系の一要素を構成してい
る。又、第１の縦レンチキュラーレンズ３は第１の光学
系の一要素を構成している。
実施形態１を説明する要部斜視図である。Hは水平方向
（横方向）、Vは垂直方向（縦方向）、LAは光軸方向を
示している。画像表示素子１には、後述する２視点又は
２視点以上の視差画像から合成された合成水平ストライ
プ視差画像が表示される。２は横レンチキュラーレンズ
であり、垂直方向Vに屈折力を有している。３は第１の
縦レンチキュラーレンズであり、水平方向Hに屈折力を
有している。４は市松開口マスク，５は第２の縦レンチ
キュラーレンズであり、水平方向Hに屈折力を有してい
る。ここで横レンチキュラーレンズ２と第２の縦レンチ
キュラーレンズ５は第２の光学系の一要素を構成してい
る。又、第１の縦レンチキュラーレンズ３は第１の光学
系の一要素を構成している。
【００２５】図２は、画像表示素子１に表示する合成水
平ストライプ視差画像の説明図である。図２（A）は右
眼用の視差画像、図２（B）は左眼用の視差画像であ
る。
平ストライプ視差画像の説明図である。図２（A）は右
眼用の視差画像、図２（B）は左眼用の視差画像であ
る。
【００２６】観察者の左右各々の眼に対応する視差画像
１０，１１を水平方向に長いストライプ画像（１０−
１，１０−２…，１１−１，１１−２…）に分割して交
互に垂直方向に並べて合成水平ストライプ視差画像１２
を合成する。この実施形態では水平ストライプ画像への
分割は、画像表示素子１（図１など）の水平走査線ごと
の分割とする。
１０，１１を水平方向に長いストライプ画像（１０−
１，１０−２…，１１−１，１１−２…）に分割して交
互に垂直方向に並べて合成水平ストライプ視差画像１２
を合成する。この実施形態では水平ストライプ画像への
分割は、画像表示素子１（図１など）の水平走査線ごと
の分割とする。
【００２７】実施形態１では合成水平ストライプ視差画
像の奇数ラインが左眼用の視差画像（１１−１，１１−
３，１１−５…）偶数ラインを右眼用の視差画像（１０
−２，１０−４，１０−６…）であるとする。
像の奇数ラインが左眼用の視差画像（１１−１，１１−
３，１１−５…）偶数ラインを右眼用の視差画像（１０
−２，１０−４，１０−６…）であるとする。
【００２８】図１に戻って本実施形態の光学原理を説明
する。画像表示素子１上に表示される合成水平ストライ
プ視差画像の各画素水平ライン１１−１，１０−２，１
１−３，１０−４…には、横レンチキュラーレンズ２を
構成する水平方向に細長く垂直方向にだけ曲率を持つ１
つのシリンドリカルレンズ２が対応しており垂直断面内
（V−LA断面内）では図４に示すように、画像表示素子
１の各画素1aからの画素表示光は，市松開口マスク４上
に結像される。
する。画像表示素子１上に表示される合成水平ストライ
プ視差画像の各画素水平ライン１１−１，１０−２，１
１−３，１０−４…には、横レンチキュラーレンズ２を
構成する水平方向に細長く垂直方向にだけ曲率を持つ１
つのシリンドリカルレンズ２が対応しており垂直断面内
（V−LA断面内）では図４に示すように、画像表示素子
１の各画素1aからの画素表示光は，市松開口マスク４上
に結像される。
【００２９】水平方向には各画素から発せられる画像表
示光は図３に示すように、第２の縦レンチキュラーレン
ズ５により市松マスク４上に集光される。
示光は図３に示すように、第２の縦レンチキュラーレン
ズ５により市松マスク４上に集光される。
【００３０】市松開口マスク４は、第２の縦レンチキュ
ラーレンズ５を構成する垂直方向に細長く水平方向にだ
け曲率を持つシリンドリカルレンズ5aの焦点面に配置さ
れる。
ラーレンズ５を構成する垂直方向に細長く水平方向にだ
け曲率を持つシリンドリカルレンズ5aの焦点面に配置さ
れる。
【００３１】該第２の縦レンチキュラーレンズ５を構成
するシリンドリカルレンズ5aの焦点距離をｆh2とすると
各画素1aからの画像表示光は、該シリンドリカルレンズ
5aへの水平方向の入射角aHに対して各シリンドリカルの
中心からfH2*tAN(AH)だけ水平方向にずれた位置で市松
開口マスク４と交わる。
するシリンドリカルレンズ5aの焦点距離をｆh2とすると
各画素1aからの画像表示光は、該シリンドリカルレンズ
5aへの水平方向の入射角aHに対して各シリンドリカルの
中心からfH2*tAN(AH)だけ水平方向にずれた位置で市松
開口マスク４と交わる。
【００３２】市松開口マスク４の開口4aおよび遮蔽の水
平方向の１ラインは、該合成水平ストライプ視差画像の
１水平ラインと対応しており水平方向には１開口と１遮
蔽のペアが該第１の縦レンチキュラーレンズ３を構成す
るシリンドリカルレンズ3aの１つと対応している。
平方向の１ラインは、該合成水平ストライプ視差画像の
１水平ラインと対応しており水平方向には１開口と１遮
蔽のペアが該第１の縦レンチキュラーレンズ３を構成す
るシリンドリカルレンズ3aの１つと対応している。
【００３３】合成水平ストライプ視差画像１２の右眼用
ライン（合成水平ストライプ視差画像の偶数ライン１０
−２，１０−４，…）の各画素からの画像表示光のう
ち、観察者の右眼Erの位置に向かう光は市松開口マスク
４の開口部4aに第２の縦レンチキュラーレンズ５により
集められ、観察者の左眼Elの位置に向かう画像表示光
は、市松開口マスク４の遮蔽部4bで遮光されるように市
松開口マスク４上の水平偶数ラインの開口と遮蔽部の配
列は規定されている。
ライン（合成水平ストライプ視差画像の偶数ライン１０
−２，１０−４，…）の各画素からの画像表示光のう
ち、観察者の右眼Erの位置に向かう光は市松開口マスク
４の開口部4aに第２の縦レンチキュラーレンズ５により
集められ、観察者の左眼Elの位置に向かう画像表示光
は、市松開口マスク４の遮蔽部4bで遮光されるように市
松開口マスク４上の水平偶数ラインの開口と遮蔽部の配
列は規定されている。
【００３４】市松開口マスク４の水平奇数ラインの開口
と遮蔽の配列は水平偶数ラインの開口と遮蔽部の配列と
開口と遮蔽部の位置が入れ替わるように設定され、全体
で開口部と遮蔽部が市松状になるようになっている。
と遮蔽の配列は水平偶数ラインの開口と遮蔽部の配列と
開口と遮蔽部の位置が入れ替わるように設定され、全体
で開口部と遮蔽部が市松状になるようになっている。
【００３５】市松マスク４を透過した画像表示光は、第
１の縦レンチキュラーレンズ３で観察者の左右の眼に投
射される。
１の縦レンチキュラーレンズ３で観察者の左右の眼に投
射される。
【００３６】市松開口マスク４は第１の縦レンチキュラ
ーレンズ３の焦点面になっており、市松開口マスク４の
開口位置と第１の縦レンチキュラーレンズ３により予め
定められた距離にいる観察者の左眼Elには左眼用の視差
画像表示光（１０−２，１０−４…）だけが、右眼Erに
は右眼用の視差画像表示光（１１−１，１１−３…）だ
けが達する。
ーレンズ３の焦点面になっており、市松開口マスク４の
開口位置と第１の縦レンチキュラーレンズ３により予め
定められた距離にいる観察者の左眼Elには左眼用の視差
画像表示光（１０−２，１０−４…）だけが、右眼Erに
は右眼用の視差画像表示光（１１−１，１１−３…）だ
けが達する。
【００３７】次に第１の縦レンチキュラーレンズ３、横
レンチキュラーレンズ２、市松開口マスク４、第２の縦
レンチキュラーレンズ５を用いた本発明の立体画像表示
装置における設計パラメータを好適に設定した場合の互
いの関係について説明する。
レンチキュラーレンズ２、市松開口マスク４、第２の縦
レンチキュラーレンズ５を用いた本発明の立体画像表示
装置における設計パラメータを好適に設定した場合の互
いの関係について説明する。
【００３８】図３は、本実施形態の立体画像表示装置を
画像表示素子１の右眼用画像ライン（偶数ライン）を含
む水平断面で切った断面図（V−LA断面）であり既出の
図と同一部材については同一の記号を付す。
画像表示素子１の右眼用画像ライン（偶数ライン）を含
む水平断面で切った断面図（V−LA断面）であり既出の
図と同一部材については同一の記号を付す。
【００３９】本発明の立体画像表示装置では、水平方向
の作用と垂直方向の光学作用は分離して考える事が出
来、図３を使った説明は、水平方向の作用に関するもの
である。
の作用と垂直方向の光学作用は分離して考える事が出
来、図３を使った説明は、水平方向の作用に関するもの
である。
【００４０】図３では右眼Erに向かう画像表示光を実
線、左眼Elに向かう画像表示光を破線で示している。
線、左眼Elに向かう画像表示光を破線で示している。
【００４１】図１，図２から明らかなようにこれら２つ
の光線群を含む面は画像表示素子１の走査線の巾で垂直
方向にずれている。
の光線群を含む面は画像表示素子１の走査線の巾で垂直
方向にずれている。
【００４２】本実施形態では観察者の左右眼の位置と画
像表示素子１の水平画素ライン上の各画素を結ぶ直線上
に第１の縦レンチキュラーレンズ３を構成するシリンド
リカルレンズ3aの頂点、市松開口マスク４の開口4aまた
は遮光部4bの中心、第２の縦レンチキュラーレンズ５を
構成するシリンドリカルレンズ5aの頂点が位置するよう
に構成することが望ましい。
像表示素子１の水平画素ライン上の各画素を結ぶ直線上
に第１の縦レンチキュラーレンズ３を構成するシリンド
リカルレンズ3aの頂点、市松開口マスク４の開口4aまた
は遮光部4bの中心、第２の縦レンチキュラーレンズ５を
構成するシリンドリカルレンズ5aの頂点が位置するよう
に構成することが望ましい。
【００４３】この条件が崩れていても市松マスク４と第
１のレンチキュラーレンズ３の関係が保たれていれば立
体画像の表示は可能だが配置によっては画像表示素子１
からの光の利用効率が悪くなり、さらに画素の一部が暗
くなる可能性がある。
１のレンチキュラーレンズ３の関係が保たれていれば立
体画像の表示は可能だが配置によっては画像表示素子１
からの光の利用効率が悪くなり、さらに画素の一部が暗
くなる可能性がある。
【００４４】図３のように本発明の立体画像表示装置を
構成するとき第１の縦レンチキュラーレンズ３および第
２の縦レンチキュラーレンズ５の各シリンドリカルレン
ズは左右の眼の位置であるEl,Er２点と画像表示素子１
の水平画素ライン上の各画素をむすんだとき、各直線群
が交わる面（交差面）S1，S2，…Snに配置すれば良い。
構成するとき第１の縦レンチキュラーレンズ３および第
２の縦レンチキュラーレンズ５の各シリンドリカルレン
ズは左右の眼の位置であるEl,Er２点と画像表示素子１
の水平画素ライン上の各画素をむすんだとき、各直線群
が交わる面（交差面）S1，S2，…Snに配置すれば良い。
【００４５】図３では第１の縦レンチキュラーレンズ３
からみて１番目の交差面S2に第２の縦レンチキュラーレ
ンズ５を配置し，２番目の交差面S1に画像表示素子１を
配置したことになる。横レンチキュラーレンズ２は、こ
れらの条件とは無関係に後述する垂直方向の条件に適
し、それ以外の部材と干渉しない位置に配置することが
出来る。（図３では横レンチキュラーレンズ２を画像表
示素子１と第２の縦レンチキュラーレンズ５の間に配置
している） 市松マスク４は、第１の縦レンチキュラーレンズ３と第
２のレンチキュラーレンズ５の間で左眼Elと画像表示素
子１の各画素を結ぶ直線群（破線）と右眼Erと画像表示
素子１の各画素を結ぶ直線群（実線）の間隔が等分とな
る面に配置される。以上のように配置されているとき本
発明の立体画像表示装置の水平方向に関する設計パラメ
ータの関係は以下のようになる。
からみて１番目の交差面S2に第２の縦レンチキュラーレ
ンズ５を配置し，２番目の交差面S1に画像表示素子１を
配置したことになる。横レンチキュラーレンズ２は、こ
れらの条件とは無関係に後述する垂直方向の条件に適
し、それ以外の部材と干渉しない位置に配置することが
出来る。（図３では横レンチキュラーレンズ２を画像表
示素子１と第２の縦レンチキュラーレンズ５の間に配置
している） 市松マスク４は、第１の縦レンチキュラーレンズ３と第
２のレンチキュラーレンズ５の間で左眼Elと画像表示素
子１の各画素を結ぶ直線群（破線）と右眼Erと画像表示
素子１の各画素を結ぶ直線群（実線）の間隔が等分とな
る面に配置される。以上のように配置されているとき本
発明の立体画像表示装置の水平方向に関する設計パラメ
ータの関係は以下のようになる。
【００４６】Nd*HL1/E=Lhd/(Lhd+Lh0)…（H1） Hd/HL1=(Lh0+Lhd)/Lh0…（H2） NL2*HL1/E=LhL2/(LhL2+Lh0)…（H3） HL2/HL1=(Lh0+LhL2)/Lh0…（H4） H1/E=Lh1/(Lh1+Lh0)…（H5） H1/HL1=(Lh0+Lh1)/Lh0…（H6） H1*Lh1a/Lh1=HL1*Lh1B/Lh1…（H7） Lh1a+Lh1B=Lh1…（H8） Hm/H1=L H1a/Lh1…（H9） ｆH2＝LhL2-Lh1a…（H1０） ｆH1＝Lh1a …（H1１） ただしHL1,HL2は，第１，第２の縦レンチキュラーレン
ズ３，５のピッチ，Hd,Hmは画像表示素子１の水平方向
の画素ピッチおよび市松マスク４の開口または遮蔽の水
平方向の巾、H1は、第１の縦レンチキュラーレンズ３か
らみて前述の光線群の第１番目の交差面での交点間の水
平ピッチ，Nd，NL2は，各々画像表示素子１および第２
の縦レンチキュラーレンズ５が配置される位置について
第１の縦レンチキュラーレンズ３からみて前述の光線群
の第Nd番目の交差面、第NL2番目の交差面に配置される
ことを示す正の整数であり、Lhd,LhL2 は、各々第２の
縦レンチキュラーレンズ５および画像表示素子１の第１
の縦レンチキュラーレンズ３からの光学換算距離，Lh0
は観察者から第１の縦レンチキュラーレンズ３までの光
学換算距離，Lh1は、第１の縦レンチキュラーレンズ３
からみて前述の光線群の第１番目の交差面までの距離，
Lh1a,Lh1Bは、該第１の光学系からマスク部材までの光
学換算距離および市松マスク４から第１の交差面までの
光学換算距離，ｆH1，ｆH2は各々第１，第２の縦レンチ
キュラーレンズ３，５を構成する個々のシリンドリカル
レンズ3a，5aの焦点距離である。以上の関係式を各設計
パラメータが満足しているとき右眼と左眼に表示光の良
好な分離が起こる。
ズ３，５のピッチ，Hd,Hmは画像表示素子１の水平方向
の画素ピッチおよび市松マスク４の開口または遮蔽の水
平方向の巾、H1は、第１の縦レンチキュラーレンズ３か
らみて前述の光線群の第１番目の交差面での交点間の水
平ピッチ，Nd，NL2は，各々画像表示素子１および第２
の縦レンチキュラーレンズ５が配置される位置について
第１の縦レンチキュラーレンズ３からみて前述の光線群
の第Nd番目の交差面、第NL2番目の交差面に配置される
ことを示す正の整数であり、Lhd,LhL2 は、各々第２の
縦レンチキュラーレンズ５および画像表示素子１の第１
の縦レンチキュラーレンズ３からの光学換算距離，Lh0
は観察者から第１の縦レンチキュラーレンズ３までの光
学換算距離，Lh1は、第１の縦レンチキュラーレンズ３
からみて前述の光線群の第１番目の交差面までの距離，
Lh1a,Lh1Bは、該第１の光学系からマスク部材までの光
学換算距離および市松マスク４から第１の交差面までの
光学換算距離，ｆH1，ｆH2は各々第１，第２の縦レンチ
キュラーレンズ３，５を構成する個々のシリンドリカル
レンズ3a，5aの焦点距離である。以上の関係式を各設計
パラメータが満足しているとき右眼と左眼に表示光の良
好な分離が起こる。
【００４７】ここで第２の縦レンチキュラーレンズ５
は、図３で示す実施形態では第１番目の交差面S2に配置
されているが式（H6）から式（H9）までの関係式は、第
２の縦レンチキュラーレンズ５が第１番目の交差面S2に
置かれるか否かに関わらず成立が要求される。
は、図３で示す実施形態では第１番目の交差面S2に配置
されているが式（H6）から式（H9）までの関係式は、第
２の縦レンチキュラーレンズ５が第１番目の交差面S2に
置かれるか否かに関わらず成立が要求される。
【００４８】尚、式（h1）〜（h11）は厳密に成立する
必要はなく、略等しい（±２０％以内）ければ良い。以
下の各式においても同様である。
必要はなく、略等しい（±２０％以内）ければ良い。以
下の各式においても同様である。
【００４９】図１１に画像表示素子１および第２の縦レ
ンチキュラーレンズ５を第１の縦レンチキュラーレンズ
３からみて前述の光線群の第４番目の交差面S1および第
２番目S3の交差面に置く構成例を示す（Nｄ＝４，NL2＝
２の場合）。図３と同一の部材には、同一の符番を付
す。この構成例でも前述の式（h1）から式 （h9）まで
の関係式が成立している場合に右眼と左眼に表示光の良
好な分離が起こる。
ンチキュラーレンズ５を第１の縦レンチキュラーレンズ
３からみて前述の光線群の第４番目の交差面S1および第
２番目S3の交差面に置く構成例を示す（Nｄ＝４，NL2＝
２の場合）。図３と同一の部材には、同一の符番を付
す。この構成例でも前述の式（h1）から式 （h9）まで
の関係式が成立している場合に右眼と左眼に表示光の良
好な分離が起こる。
【００５０】ここで説明したように本発明では、第２の
縦レンチキュラーレンズ５と画像表示素子１を配置する
位置に自由度があり、例えば画像表示素子１がLCD等で
あり、画像が実際に表示される液晶層等が所定の厚さの
基板ガラスなどで挟まれており、第２の縦レンチキュラ
ーレンズ５や横レンチキュラーレンズ２などの部材を該
画像表示素子１のすぐ近くには、配置できない場合でも
良好な立体画像表示が行える配置がある。
縦レンチキュラーレンズ５と画像表示素子１を配置する
位置に自由度があり、例えば画像表示素子１がLCD等で
あり、画像が実際に表示される液晶層等が所定の厚さの
基板ガラスなどで挟まれており、第２の縦レンチキュラ
ーレンズ５や横レンチキュラーレンズ２などの部材を該
画像表示素子１のすぐ近くには、配置できない場合でも
良好な立体画像表示が行える配置がある。
【００５１】なお画像表示素子１からの画像光の利用効
率を高く設定する必要が無い場合は、前記の関係式を必
ずしもすべて満たしていなくても又は一部であっても立
体画像の表示は可能である。その場合Hm:E=Lh1a:Lh0
と前述の式（h11）および後述される垂直方向の関係式
を満たしていれば良い。
率を高く設定する必要が無い場合は、前記の関係式を必
ずしもすべて満たしていなくても又は一部であっても立
体画像の表示は可能である。その場合Hm:E=Lh1a:Lh0
と前述の式（h11）および後述される垂直方向の関係式
を満たしていれば良い。
【００５２】次に本実施形態における垂直方向（V−LA
断面）の関係式の説明を図４を用いて行う。
断面）の関係式の説明を図４を用いて行う。
【００５３】図４は、本実施例の立体画像表示装置を横
から観た概略図（V−LA断面図）であり既出の図と同一
部材については同一の記号を付す。横レンチキュラーレ
ンズ２を構成する個々のシリンドリカルレンズ２は画像
表示素子１の１水平ラインに対応し、垂直断面において
該水平ラインを市松マスク４上の開口4aおよび遮光部4b
から構成される１つの水平の列上に結像する。
から観た概略図（V−LA断面図）であり既出の図と同一
部材については同一の記号を付す。横レンチキュラーレ
ンズ２を構成する個々のシリンドリカルレンズ２は画像
表示素子１の１水平ラインに対応し、垂直断面において
該水平ラインを市松マスク４上の開口4aおよび遮光部4b
から構成される１つの水平の列上に結像する。
【００５４】このような光学作用が良好に働くためには
立体画像表示装置の垂直方向に関する設計パラメータの
関係は以下のようになる。
立体画像表示装置の垂直方向に関する設計パラメータの
関係は以下のようになる。
【００５５】Vd:Vm=LV1:LV2 …（V1） 2・Vd:VL=LV1+LV2:LV2…（V2） 1/LV1+1/LV2=1/fV…（V3） ここでVdは、画像表示素子１の画素の垂直方向ピッチ、
Vmは、市松マスク４の開口部4aまたは遮光部4bの垂直方
向の巾，LV1は，画像表示素子１から横レンチキュラー
２までの光学換算距離，LV2は、横レンチキュラーレン
ズ２から市松マスク４までの光学換算距離，fVは、横レ
ンチキュラーレンズ２を構成するシリンドリカルレンズ
２の焦点距離。
Vmは、市松マスク４の開口部4aまたは遮光部4bの垂直方
向の巾，LV1は，画像表示素子１から横レンチキュラー
２までの光学換算距離，LV2は、横レンチキュラーレン
ズ２から市松マスク４までの光学換算距離，fVは、横レ
ンチキュラーレンズ２を構成するシリンドリカルレンズ
２の焦点距離。
【００５６】式（V1）は、画像表示素子１上の１水平ス
トライプ画像が市松マスク４上の１水平列上に過不足な
い巾で結像されるための条件であり、式（V3）は、該結
像のために必要な横レンチキュラーレンズを構成する水
平方向に細長い個々のシリンドリカルレンズ２の垂直方
向（V−LA断面内）の焦点距離を規定する条件である。
式（V2）は、画像表示素子１上の１水平ストライプ画像
からでた画像光が該横レンチキュラーレンズ２の該水平
ストライプ画像に対応していない水平方向に細長いシリ
ンドリカルレンズ２を通っても左右の反転が起こらずク
ロストークが生じないための条件である。
トライプ画像が市松マスク４上の１水平列上に過不足な
い巾で結像されるための条件であり、式（V3）は、該結
像のために必要な横レンチキュラーレンズを構成する水
平方向に細長い個々のシリンドリカルレンズ２の垂直方
向（V−LA断面内）の焦点距離を規定する条件である。
式（V2）は、画像表示素子１上の１水平ストライプ画像
からでた画像光が該横レンチキュラーレンズ２の該水平
ストライプ画像に対応していない水平方向に細長いシリ
ンドリカルレンズ２を通っても左右の反転が起こらずク
ロストークが生じないための条件である。
【００５７】さらに垂直断面において観察者の眼Eと市
松マスク４の各開口の中心、横レンチキュラーレンズ２
を構成する個々のシリンドリカルレンズ２の中心および
画像表示素子１の画素の中心が一直線上に並ぶ構成にす
ると画像光の利用効率が高くまた横レンチキュラー２の
横筋が目立たなくすることが出来る。
松マスク４の各開口の中心、横レンチキュラーレンズ２
を構成する個々のシリンドリカルレンズ２の中心および
画像表示素子１の画素の中心が一直線上に並ぶ構成にす
ると画像光の利用効率が高くまた横レンチキュラー２の
横筋が目立たなくすることが出来る。
【００５８】この様に本発明の立体画像表示装置を構成
するには式（V1）から式（V3）に加え、市松マスク４か
ら観察者までの光学換算距離LV0とすると Vd :VL=LV0+LV1+LV2:LV0+LV2…（V4） が成り立っていることが好ましい。
するには式（V1）から式（V3）に加え、市松マスク４か
ら観察者までの光学換算距離LV0とすると Vd :VL=LV0+LV1+LV2:LV0+LV2…（V4） が成り立っていることが好ましい。
【００５９】前述の様に本発明では垂直方向と水平方向
の関係式は、独立であり、横レンチキュラーレンズ２
は、式（V1）から式（V4）が成立し、他の部材と干渉し
ない位置に自由に配置する事ができる。
の関係式は、独立であり、横レンチキュラーレンズ２
は、式（V1）から式（V4）が成立し、他の部材と干渉し
ない位置に自由に配置する事ができる。
【００６０】また第２の縦レンチキュラーレンズ５と横
レンチキュラーレンズ２の作用を横方向と縦方向に屈折
力のある１枚のマイクロレンズアレイで実現することも
可能である。
レンチキュラーレンズ２の作用を横方向と縦方向に屈折
力のある１枚のマイクロレンズアレイで実現することも
可能である。
【００６１】図５は、マイクロレンズアレイ６を用いた
本発明の実施形態を示す概略図であり、前出の図１と同
一部材には同一の符番を付す。
本発明の実施形態を示す概略図であり、前出の図１と同
一部材には同一の符番を付す。
【００６２】マイクロレンズアレイ６は、垂直方向と水
平方向の曲率が基本的には異なる（同一であっても良
い。）トロイダルレンズを水平および垂直方向に並べて
構成されるマイクロレンズアレイであり、該マイクロレ
ンズの水平方向の列は、前記画像表示素子１の水平方向
の画素列に対応している。該トロイダルレンズの垂直方
向の曲率は画像表示素子１の画素を市松マスク４上に結
像する様に設定され、水平方向の曲率は、該画像表示素
子からの平行光束を市松マスク４上に結像するように設
定されている。
平方向の曲率が基本的には異なる（同一であっても良
い。）トロイダルレンズを水平および垂直方向に並べて
構成されるマイクロレンズアレイであり、該マイクロレ
ンズの水平方向の列は、前記画像表示素子１の水平方向
の画素列に対応している。該トロイダルレンズの垂直方
向の曲率は画像表示素子１の画素を市松マスク４上に結
像する様に設定され、水平方向の曲率は、該画像表示素
子からの平行光束を市松マスク４上に結像するように設
定されている。
【００６３】マイクロレンズ６の水平方向のピッチおよ
び垂直方向のピッチは、第１および第２の縦レンチキュ
ラーレンズ３，５と横レンチキュラーレンズ２で構成す
る場合の第１の縦レンチキュラーレンズ３のピッチおよ
び横レンチキュラーレンズ２のピッチと各々同様の関係
を満たすように決めればよいが、マイクロレンズアレイ
６を用いる場合には、画像表示素子１から第２の縦レン
チキュラーレンズ５までの光学的距離と画像表示素子１
から横レンチキュラーレンズ２までの光学的距離は画像
表示素子１からマイクロレンズアレイ６までの光学的距
離にまた第２のレンチキュラーレンズ５から市松マスク
４までの光学的距離と横レンチキュラーレンズ２から市
松マスク４までの光学的距離は、マイクロレンズアレイ
６から市松マスク４までの光学的距離に各々縮退される
ことになる。
び垂直方向のピッチは、第１および第２の縦レンチキュ
ラーレンズ３，５と横レンチキュラーレンズ２で構成す
る場合の第１の縦レンチキュラーレンズ３のピッチおよ
び横レンチキュラーレンズ２のピッチと各々同様の関係
を満たすように決めればよいが、マイクロレンズアレイ
６を用いる場合には、画像表示素子１から第２の縦レン
チキュラーレンズ５までの光学的距離と画像表示素子１
から横レンチキュラーレンズ２までの光学的距離は画像
表示素子１からマイクロレンズアレイ６までの光学的距
離にまた第２のレンチキュラーレンズ５から市松マスク
４までの光学的距離と横レンチキュラーレンズ２から市
松マスク４までの光学的距離は、マイクロレンズアレイ
６から市松マスク４までの光学的距離に各々縮退される
ことになる。
【００６４】さらに第１および第２の光学系としてホロ
グラム光学素子等を用いる事もできる。例えば第１の光
学系として本実施形態で示した第１の縦レンチキュラー
レンズ３を構成するシリンドリカルレンズと同じ光学パ
ワー（水平方向の焦点距離がｆh1で垂直方向の光学パワ
ーを持たない）を持つ要素ホログラム光学素子を周期HL
1で水平方向に並べたホログラム光学素子を第１の光学
系として、また第２の光学系として図５で説明したマイ
クロレンズアレイ６と同じ水平、垂直方向の焦点距離を
持つ要素ホログラム光学素子を水平、垂直方向にマイク
ロレンズアレイ６と同じ周期で並べたホログラム光学素
子を用いることができる。 （実施形態２）図６は、本発明の実施形態２のを説明図
である。前出の図１と同一部材には同一符番を付す。本
実施形態が実施形態１と異なる点は、視差数を２から２
より大きな数N（２以上の整数）に増やしたことであり
この例では特にN＝３の場合について説明する。
グラム光学素子等を用いる事もできる。例えば第１の光
学系として本実施形態で示した第１の縦レンチキュラー
レンズ３を構成するシリンドリカルレンズと同じ光学パ
ワー（水平方向の焦点距離がｆh1で垂直方向の光学パワ
ーを持たない）を持つ要素ホログラム光学素子を周期HL
1で水平方向に並べたホログラム光学素子を第１の光学
系として、また第２の光学系として図５で説明したマイ
クロレンズアレイ６と同じ水平、垂直方向の焦点距離を
持つ要素ホログラム光学素子を水平、垂直方向にマイク
ロレンズアレイ６と同じ周期で並べたホログラム光学素
子を用いることができる。 （実施形態２）図６は、本発明の実施形態２のを説明図
である。前出の図１と同一部材には同一符番を付す。本
実施形態が実施形態１と異なる点は、視差数を２から２
より大きな数N（２以上の整数）に増やしたことであり
この例では特にN＝３の場合について説明する。
【００６５】図７は、画像表示素子１に表示する合成水
平ストライプ視差画像を示す説明図である。
平ストライプ視差画像を示す説明図である。
【００６６】図７（A）,（B）,(C)は順に第１，２，３
の視点に対応する対応する視差画像10a10b,10cであり、
図７(D)は各視差画像10a,10b,10cを水平方向に長いスト
ライプ画像に分割して交互に垂直方向に並べて構成した
合成水平ストライプ視差画像１２である。この実施形態
でも水平ストライプ画像への分割は、画像表示素子１の
水平走査線ごとの分割とする。
の視点に対応する対応する視差画像10a10b,10cであり、
図７(D)は各視差画像10a,10b,10cを水平方向に長いスト
ライプ画像に分割して交互に垂直方向に並べて構成した
合成水平ストライプ視差画像１２である。この実施形態
でも水平ストライプ画像への分割は、画像表示素子１の
水平走査線ごとの分割とする。
【００６７】実施形態２ではｋを０以上の整数としたと
き合成水平ストライプ視差画像の３ｋ＋１ラインが第１
の視点E１，３ｋ＋２ラインが第２の視点E２，３（ｋ＋
１）ラインが第３の視点E３用のそれぞれ視差画像であ
るとする。
き合成水平ストライプ視差画像の３ｋ＋１ラインが第１
の視点E１，３ｋ＋２ラインが第２の視点E２，３（ｋ＋
１）ラインが第３の視点E３用のそれぞれ視差画像であ
るとする。
【００６８】図８は、実施形態２に用いる市松マスク４
の遮蔽部と開口部の構成を示す図であり，ｋを０以上の
整数としたとき３（ｋ＋１）水平ラインは、第３の視点
および画像表示素子１上の３（ｋ＋１）ラインに表示さ
れた水平ストライプ画像10cに対応し，３ｋ＋２水平ラ
インは第２の視点および画像表示素子１上の３ｋ＋２ラ
インに表示された水平ストライプ画像１０Bに対応し，
３ｋ＋１水平ラインは第１の視点および画像表示素子１
上の３ｋ＋１ラインに表示された水平ストライプ画像１
０Aに対応する。
の遮蔽部と開口部の構成を示す図であり，ｋを０以上の
整数としたとき３（ｋ＋１）水平ラインは、第３の視点
および画像表示素子１上の３（ｋ＋１）ラインに表示さ
れた水平ストライプ画像10cに対応し，３ｋ＋２水平ラ
インは第２の視点および画像表示素子１上の３ｋ＋２ラ
インに表示された水平ストライプ画像１０Bに対応し，
３ｋ＋１水平ラインは第１の視点および画像表示素子１
上の３ｋ＋１ラインに表示された水平ストライプ画像１
０Aに対応する。
【００６９】市松マスク４を構成する開口部と遮光部の
水平方向の巾は、図８に示すように開口部の水平巾をHm
としたとき遮光部の巾はHm・（N―１）となっている
（この実施例ではN＝３なので２・Hm）。
水平方向の巾は、図８に示すように開口部の水平巾をHm
としたとき遮光部の巾はHm・（N―１）となっている
（この実施例ではN＝３なので２・Hm）。
【００７０】横レンチキュラーレンズ２を構成する水平
方向に細長く垂直方向に光学的パワーを持つシリンドカ
ルレンズ2aの垂直方向の巾（横レンチキュラーレンズ２
の垂直方向のピッチ）は、図９に示すように画像表示素
子１の３走査線の組の垂直方向の巾および市松マスク４
を構成する開口部および遮光部からなる水平列の３列の
垂直方向の巾にほぼ等しい値を持つ。
方向に細長く垂直方向に光学的パワーを持つシリンドカ
ルレンズ2aの垂直方向の巾（横レンチキュラーレンズ２
の垂直方向のピッチ）は、図９に示すように画像表示素
子１の３走査線の組の垂直方向の巾および市松マスク４
を構成する開口部および遮光部からなる水平列の３列の
垂直方向の巾にほぼ等しい値を持つ。
【００７１】横レンチキュラーレンズ２を構成するシリ
ンドリカルレンズ２のうち第ｋ＋１番目のシリンドリカ
ルレンズは、該合成水平ストライプ視差画像の３ｋ＋
１，３ｋ＋２および３（ｋ＋１）番目の３視差の水平ス
トライプ視差画像の組に対応し、また市松マスク４を構
成する開口部と遮光部からなる水平列の内，３ｋ＋１，
３ｋ＋２および３（ｋ＋１）番目の列に対応する。
ンドリカルレンズ２のうち第ｋ＋１番目のシリンドリカ
ルレンズは、該合成水平ストライプ視差画像の３ｋ＋
１，３ｋ＋２および３（ｋ＋１）番目の３視差の水平ス
トライプ視差画像の組に対応し、また市松マスク４を構
成する開口部と遮光部からなる水平列の内，３ｋ＋１，
３ｋ＋２および３（ｋ＋１）番目の列に対応する。
【００７２】第３ｋ＋１番目，３ｋ＋２番目，３（ｋ＋
１）番目の水平ストライプ視差画像は、横レンチキュラ
ーレンズ２のｋ＋１番目のシリンドリカルレンズにより
市松マスク４の第３（ｋ＋１），３ｋ＋２，３ｋ＋１番
目の開口部および遮光部からなる水平列の上に結像され
る。
１）番目の水平ストライプ視差画像は、横レンチキュラ
ーレンズ２のｋ＋１番目のシリンドリカルレンズにより
市松マスク４の第３（ｋ＋１），３ｋ＋２，３ｋ＋１番
目の開口部および遮光部からなる水平列の上に結像され
る。
【００７３】実施形態２で説明した設計バラメータの垂
直方向の関係式（V1）から（V4）に相当する関係式は、
視点数をNとしたとき、 Vd:Vm=LV1:LV2 …（V1N） 2・N・Vd:VL=LV1+LV2:LV2…（V2N） 1/LV1+1/LV2=1/fV…（V3N） N・Vd:VL=LV0+LV1+LV2:LV0+LV2…（V4N） となる。（パラメータを表す記号の定義は，Vm以外、実
施例１で説明したものと同一とする。
直方向の関係式（V1）から（V4）に相当する関係式は、
視点数をNとしたとき、 Vd:Vm=LV1:LV2 …（V1N） 2・N・Vd:VL=LV1+LV2:LV2…（V2N） 1/LV1+1/LV2=1/fV…（V3N） N・Vd:VL=LV0+LV1+LV2:LV0+LV2…（V4N） となる。（パラメータを表す記号の定義は，Vm以外、実
施例１で説明したものと同一とする。
【００７４】Vmはマスクパターンの開口の垂直方向の巾
で遮蔽部は（N―１）・Vmとなる（図８，図９参照） 次に図９を用いて本実施形態２の光学作用について説明
する。
で遮蔽部は（N―１）・Vmとなる（図８，図９参照） 次に図９を用いて本実施形態２の光学作用について説明
する。
【００７５】合成水平ストライプ視差画像１の第１の視
点E1に対応する水平ライン（合成水平ストライプ視差画
像の3k+1ライン）の各画素１０Aからの画像表示光のう
ち、視点E1の位置に向かう光は市松開口マスク４の開口
部に横レンチキュラーレンズ２により集められ、視点E
2,E3の位置に向かう画像表示光は、市松開口マスク４の
遮蔽部で遮光されるように市松開口マスク４上の3k+2，
3( k+1)水平ラインの開口と遮蔽部の配列は規定されて
いる。
点E1に対応する水平ライン（合成水平ストライプ視差画
像の3k+1ライン）の各画素１０Aからの画像表示光のう
ち、視点E1の位置に向かう光は市松開口マスク４の開口
部に横レンチキュラーレンズ２により集められ、視点E
2,E3の位置に向かう画像表示光は、市松開口マスク４の
遮蔽部で遮光されるように市松開口マスク４上の3k+2，
3( k+1)水平ラインの開口と遮蔽部の配列は規定されて
いる。
【００７６】市松開口マスク４の３ｋ＋２および３ｋ＋
１ラインの開口と遮蔽の配列は水平偶数ラインの開口と
遮蔽部の配列と開口と遮蔽部の水平方向にHmずれるよう
に設定され，３ｋ＋２列は、視点E2に向かう画像光を３
（ｋ＋１）列は、視点E3に向かう画像光だけを透過させ
るようにそれぞれ構成されている。
１ラインの開口と遮蔽の配列は水平偶数ラインの開口と
遮蔽部の配列と開口と遮蔽部の水平方向にHmずれるよう
に設定され，３ｋ＋２列は、視点E2に向かう画像光を３
（ｋ＋１）列は、視点E3に向かう画像光だけを透過させ
るようにそれぞれ構成されている。
【００７７】市松マスク４を透過した画像表示光は、第
１の縦レンチキュラーレンズ３で視点E1,E2またはE3に
投射される。
１の縦レンチキュラーレンズ３で視点E1,E2またはE3に
投射される。
【００７８】市松開口マスク４は第１の縦レンチキュラ
ーレンズ３の焦点面になっており、市松開口マスク４の
開口位置と第１の縦レンチキュラーレンズ３により予め
定められた距離にある視点位置に対応する視差画像表示
光だけが達してN視点の立体画像の表示が行われる。
ーレンズ３の焦点面になっており、市松開口マスク４の
開口位置と第１の縦レンチキュラーレンズ３により予め
定められた距離にある視点位置に対応する視差画像表示
光だけが達してN視点の立体画像の表示が行われる。
【００７９】図１０は、水平方向（H−LA断面）の作用
に関するものである。
に関するものである。
【００８０】本実施形態では観察面で等しい眼間間隔E
づつ離れて位置する３視点E1,E2,E3と画像表示素子１の
水平画素ライン上の各画素を結ぶ直線上に第１の縦レン
チキュラーレンズ３を構成するシリンドリカルレンズ3a
の頂点、市松開口マスク４の開口または遮光部の中心、
第２の縦レンチキュラーレンズ５を構成するシリンドリ
カルレンズ5aの頂点が位置するように構成することが望
ましい。
づつ離れて位置する３視点E1,E2,E3と画像表示素子１の
水平画素ライン上の各画素を結ぶ直線上に第１の縦レン
チキュラーレンズ３を構成するシリンドリカルレンズ3a
の頂点、市松開口マスク４の開口または遮光部の中心、
第２の縦レンチキュラーレンズ５を構成するシリンドリ
カルレンズ5aの頂点が位置するように構成することが望
ましい。
【００８１】このように本発明の立体画像表示装置を構
成するとき第１の縦レンチキュラーレンズ３および第２
の縦レンチキュラーレンズ５は３視点E1,E2,E3と画像表
示素子１の水平画素ライン上の各画素をむすぶ直線群が
交わる面（交差面）に配置すれば良いことになる。
成するとき第１の縦レンチキュラーレンズ３および第２
の縦レンチキュラーレンズ５は３視点E1,E2,E3と画像表
示素子１の水平画素ライン上の各画素をむすぶ直線群が
交わる面（交差面）に配置すれば良いことになる。
【００８２】図１０では第１の縦レンチキュラーレンズ
３からみて1番目の交差面に第２の縦レンチキュラーレ
ンズ５を配置し，2番目の交差面に画像表示素子１を配
置したことになる。なお等間隔離れて並ぶN視点と画像
表示素子１の各画素を結ぶ線群が交差する面は、隣り合
う２視点と画像表示素子の各画素とを結ぶ線群が交差す
る面と同一面である。
３からみて1番目の交差面に第２の縦レンチキュラーレ
ンズ５を配置し，2番目の交差面に画像表示素子１を配
置したことになる。なお等間隔離れて並ぶN視点と画像
表示素子１の各画素を結ぶ線群が交差する面は、隣り合
う２視点と画像表示素子の各画素とを結ぶ線群が交差す
る面と同一面である。
【００８３】実施形態１で説明した設計パラメータの関
係式（H1）から（H9）に相当する関係式は，N視点の場
合でも形を変えずそのまま成り立つが、交差面の数え方
は隣り合う２視点と画像表示素子の各画素を結ぶ線群が
交差する面で縦レンチキュラーレンズ３から見て何番目
かを表す数と考え直し（Nd，NL2など），Lh1a,Lh1Bは、
第１の光学系からマスク部材までの光学換算距離および
市松マスクから第２の交差面までの光学換算距離と考え
直す。
係式（H1）から（H9）に相当する関係式は，N視点の場
合でも形を変えずそのまま成り立つが、交差面の数え方
は隣り合う２視点と画像表示素子の各画素を結ぶ線群が
交差する面で縦レンチキュラーレンズ３から見て何番目
かを表す数と考え直し（Nd，NL2など），Lh1a,Lh1Bは、
第１の光学系からマスク部材までの光学換算距離および
市松マスクから第２の交差面までの光学換算距離と考え
直す。
【００８４】またHmを市松マスク４の開口部の水平巾と
定義し直し、該遮光部の水平巾は（N―１）・Hmと設定
する。
定義し直し、該遮光部の水平巾は（N―１）・Hmと設定
する。
【００８５】Nd*HL1/E=Lhd/(Lhd+Lh0)…（H1） Hd/HL1=(Lh0+Lhd)/Lh0…（H2） NL2*HL1/E=LhL2/(LhL2+Lh0)…（H3） HL2/HL1=(Lh0+LhL2)/Lh0…（H4） H1/E=Lh1/(Lh1+Lh0)…（H5） H1/HL1=(Lh0+Lh1)/Lh0…（H6） H1*Lh1a/Lh1=HL1*Lh1B/Lh1…（H7） Lh1a+Lh1B=Lh1…（H8） Hm/H1=Lh1a/Lh1…（H9） なお本実施形態２に置いても実施形態１で説明したよう
に画像表示素子１および第２の縦レンチキュラーレンズ
５を配置する位置に自由度があり、第２の縦レンチキュ
ラーレンズ５や横レンチキュラーレンズ２などの光学部
材を画像表示素子１から本実施形態の立体画像表示装置
を構成するうえで支障が無い程度に離して配置する事が
可能である。
に画像表示素子１および第２の縦レンチキュラーレンズ
５を配置する位置に自由度があり、第２の縦レンチキュ
ラーレンズ５や横レンチキュラーレンズ２などの光学部
材を画像表示素子１から本実施形態の立体画像表示装置
を構成するうえで支障が無い程度に離して配置する事が
可能である。
【００８６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、本
発明は、視点への画像表示光の方向づけを水平方向にお
いて、マスク部材の前後に配置した光学系を利用するこ
とにより、ストライプ画像の水平方向の位置に無関係に
行われ画像表示素子の画素と画素の間の所謂ブラックマ
トリックスによって観察面に表示光が達しない暗部が生
じることもなく、また画像表示素子の散乱や画素構造に
よる回折の影響も原理的に受けることがなく、立体画像
を良好に観察することができる。
発明は、視点への画像表示光の方向づけを水平方向にお
いて、マスク部材の前後に配置した光学系を利用するこ
とにより、ストライプ画像の水平方向の位置に無関係に
行われ画像表示素子の画素と画素の間の所謂ブラックマ
トリックスによって観察面に表示光が達しない暗部が生
じることもなく、また画像表示素子の散乱や画素構造に
よる回折の影響も原理的に受けることがなく、立体画像
を良好に観察することができる。
【００８７】立体画像表示方法及びそれを用いた立体画
像表示装置を達成することができる。
像表示装置を達成することができる。
【図１】本発明の実施形態１の要部斜視図
【図２】本発明の実施形態１の画像表示素子に表示され
る合成水平視差画像の説明図
る合成水平視差画像の説明図
【図３】本発明の実施形態１の水平方向の働きを説明す
るための水平断面図
るための水平断面図
【図４】本発明の実施形態１の垂直方向の働きを説明す
るための垂直断面図
るための垂直断面図
【図５】本発明の実施形態１の別形態を示す斜視図
【図６】本発明の実施形態２の要部斜視図
【図７】本発明実施形態２の画像表示素子に表示される
合成水平視差画像の説明図
合成水平視差画像の説明図
【図８】本発明の実施形態２のマスクパターンの説明図
【図９】本発明の実施形態２の垂直方向の働きを説明す
るための垂直断面図
るための垂直断面図
【図１０】本発明の実施形態２の水平方向の働きを説明
するための水平断面図
するための水平断面図
【図１１】本発明の実施形態１の図３で説明した構成と
第２の縦レンチキュラーレンズおよび画像表示素子の配
置位置を変えた例での水平方向の働きを説明するための
水平断面図
第２の縦レンチキュラーレンズおよび画像表示素子の配
置位置を変えた例での水平方向の働きを説明するための
水平断面図
１ 画像表示素子 ２ 横レンチキュラーレンズ ３ 第１の縦レンチキュラーレンズ ４ マスク部材 ５ 第２の縦レンチキュラーレンズ ６ マイクロレンズアレイ １０，１１ 視差画像 １２ 合成ストライプ画像 ２a，3a，5a シリンドリカルレンズ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年４月１３日（２００１．４．１
３）
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５３】図４は、本実施例の立体画像表示装置を横
から観た概略図（V−LA断面図）であり既出の図と同一
部材については同一の記号を付す。横レンチキュラーレ
ンズ２を構成する個々のシリンドリカルレンズ２ａは画
像表示素子１の１水平ラインに対応し、垂直断面におい
て該水平ラインを市松マスク４上の開口4aおよび遮光部
4bから構成される１つの水平の列上に結像する。
から観た概略図（V−LA断面図）であり既出の図と同一
部材については同一の記号を付す。横レンチキュラーレ
ンズ２を構成する個々のシリンドリカルレンズ２ａは画
像表示素子１の１水平ラインに対応し、垂直断面におい
て該水平ラインを市松マスク４上の開口4aおよび遮光部
4bから構成される１つの水平の列上に結像する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５５】Vd:Vm=LV1:LV2 …（V1） 2・Vd:VL=LV1+LV2:LV2…（V2） 1/LV1+1/LV2=1/fV…（V3） ここでVdは、画像表示素子１の画素の垂直方向ピッチ、
Vmは、市松マスク４の開口部4aまたは遮光部4bの垂直方
向の巾，LV1は，画像表示素子１から横レンチキュラー
レンズ２までの光学換算距離，LV2は、横レンチキュラ
ーレンズ２から市松マスク４までの光学換算距離，fV
は、横レンチキュラーレンズ２を構成するシリンドリカ
ルレンズ２ａの焦点距離。
Vmは、市松マスク４の開口部4aまたは遮光部4bの垂直方
向の巾，LV1は，画像表示素子１から横レンチキュラー
レンズ２までの光学換算距離，LV2は、横レンチキュラ
ーレンズ２から市松マスク４までの光学換算距離，fV
は、横レンチキュラーレンズ２を構成するシリンドリカ
ルレンズ２ａの焦点距離。
フロントページの続き (72)発明者 谷口 尚郷 神奈川県横浜市西区花咲町６丁目145番地 株式会社エム・アール・システム研究所 内 (72)発明者 瀧川 智志 神奈川県横浜市西区花咲町６丁目145番地 株式会社エム・アール・システム研究所 内 (72)発明者 猪口 和隆 神奈川県横浜市西区花咲町６丁目145番地 株式会社エム・アール・システム研究所 内 (72)発明者 斎藤 義広 神奈川県横浜市西区花咲町６丁目145番地 株式会社エム・アール・システム研究所 内 Ｆターム(参考） 2H059 AB13 5C061 AA07 AB14 5G435 AA01 BB12 CC09 CC11 CC13 FF13 GG02 GG06
Claims (16)
- 【請求項１】複数の異なる視点に対応した視差画像を各
々所定のストライプ画像とし、該ストライプ画像を合成
して合成視差画像を形成し、該合成視差画像を表示する
画像表示素子上の該合成視差画像の１つの視点に対応し
たストライプ画像からの表示光を、該画像表示素子の前
面に配置した第２の光学系によって所定の開口部・遮光
部を有するマスクパターンを有するマスク部材に導光
し、該マスク部材の該開口部を透過した表示光を第１の
光学系により所定の距離離れた観察面上の該視点に対応
する位置に集めることによって該画像表示素子に表示し
た画像情報の立体観察を行うことを特徴とする立体画像
表示方法。 - 【請求項２】前記各ストライプ画像を構成する画素から
発せられた画像表示光の内、該ストライプ画像に対応す
る観察者の視点位置に到達する表示光が第２の光学系に
より該マスク部材の開口部を透過するように該マスク部
材に集光され、それ以外の光は遮光部で遮光されること
を特徴とする請求項１記載の立体画像表示方法。 - 【請求項３】前記第２の光学系は、垂直方向については
前記画像表示素子上の画素を前記マスク部材上に結像
し、水平方向については焦点位置と該マスク部材の位置
が略一致する事を特徴とする請求項１又は２記載の立体
画像表示方法。 - 【請求項４】前記所定の距離はなれた観察面上にN個（N
は，２以上の整数）の視点が等間隔で並ぶことを特徴と
する請求項１，２又は３記載の立体画像表示方法。 - 【請求項５】前記第１の光学系および第２の光学系は、
水平方向に所定の周期構造を持ち、該N個の等間隔で水
平方向に並ぶ視点の内、隣り合う２つの視点と該第２の
光学系を構成する各要素光学素子の水平方向の中心を結
ぶ多数の直線が交わる面に第２の光学系又は／及び画像
表示素子が配置される事を特徴とする請求項４記載の立
体画像表示方式。 - 【請求項６】前記第２の光学系は、水平および垂直方向
に各々所定の周期構造を持ち、水平および垂直方向の１
周期を構成する要素光学素子は、水平方向と垂直方向に
異なった光学作用を持つ事を特徴とする請求項１から５
のいずれか１項に記載の立体画像表示方法。 - 【請求項７】前記N個の等間隔で並ぶ視点の内、隣り合
う２つの視点と前記第２の光学系を構成する各要素光学
素子の水平方向の中心を結ぶ多数の直線の交差点が該第
２の光学系を構成する各々の要素光学素子の水平方向の
中心が一致し、又は／及び該画像表示素子を構成する画
素の水平方向の中心が一致する事を特徴とする請求項１
から６記載のいずれか１項の立体画像表示方法。 - 【請求項８】前記所定の距離はなれた観察面上にN個（N
は，２以上の整数）の視点が等間隔Eで並び，前記第１
の光学系を構成する要素光学素子の水平方向の周期をHL
1，前記マスク部材の開口の水平方向の巾をHm，前記第
２の光学系を構成する要素光学素子の水平方向の周期を
HL2，該画像表示素子の水平方向画素ピッチをHd,第１の
光学系と第２の光学系および第１の光学系と画像表示素
子との間の光学換算距離をそれぞれLhL2,Lhd，該観察面
から第１の光学系までの光学換算距離をLh0，該N個の視
点の内、隣り合う２視点と画像表示素子の各画素を結ん
だ線群が交差する面の内、第１の光学系から画像表示素
子向きに数えて第１番目の交差面と該第１の光学系まで
の光学換算距離をLh1，該第１の光学系からマスク部材
までの光学換算距離およびマスク部材から該交差面の
内、第１の光学系からマスク部材までの光学換算距離を
各々Lh1a,Lh1B，２以上の整数Nｄ，NL2としたとき （Nd>NL2） Nd*HL1/E=Lhd/(Lhd+Lh0)…（h1） Hd/HL1=(Lh0+Lhd)/Lh0…（h2） NL2*HL1/E=LhL2/(LhL2+Lh0)…（h3） HL2/HL1=(Lh+LhL2)/Lh0…（h4） H1/E=Lh1/(Lh1+Lh0)…（h5） H1/HL1=(Lh0+Lh1)/Lh0…（h6） H1*Lh1a/Lh1=HL1*Lh1B/Lh1…（h7） Lh1a+L H1B=Lh1…（h8） Hm/H1=Lh1a/Lh1…（h9） の関係が成立する事を特徴とする請求項１から７のいず
れか１項記載の立体画像表示方法。 - 【請求項９】前記画像表示素子の垂直方向の画素ピッチ
をVd，前記マスク部材のマスクパターンの開口部または
遮光部の垂直方向の巾をVm，該画像表示素子から第２の
光学系の垂直方向の光学作用を持つ面までの光学換算距
離をLV1，第２の光学系の垂直方向の光学作用を持つ面
からマスクパターンまでの光学換算距離をLV2，第２の
光学系を構成する個々の要素光学素子の垂直方向の焦点
距離をfV，マスクパターンと観察面との間の光学換算距
離をLV0，前記視点の数をN（Nは，３以上の整数）とす
るとき Vd:Vm=LV1:LV2 …(V1N) 2・N・Vd:VL=LV1+LV2:LV2…（V2N） 1/LV1+1/LV2=1/fV…（V3N） N・Vd:VL=LV0+LV1+LV2:LV0+LV2…（V4N） の式(V1N)から式（V3N）または式(V1N)から式（V4N）ま
での関係式が成立する事を特徴とする請求項１から８の
いずれか１項記載の立体画像表示方法。 - 【請求項１０】前記視点数が２であり、前記画像表示素
子の垂直方向の画素ピッチをVd，前記マスク部材のマス
クパターンの開口部または遮光部の垂直方向の巾をVm，
前記画像表示素子から前記第２の光学系の垂直方向の光
学作用を持つ面までの光学換算距離をLV1，第２の光学
系の垂直方向の光学作用を持つ面からマスクパターンま
での光学換算距離をLV2，該第２の光学系を構成する個
々の要素光学素子の垂直方向の焦点距離をfV，マスクパ
ターンと観察面との間の光学換算距離をLV0とするときV
d:Vm=LV1:LV2 …（V1） 2・Vd:VL=LV1+LV2:LV2…（V2） 1/LV1+1/LV2=1/fV…（V3） Vd:VL=LV0+LV1+LV2:LV0+LV2…（V4） の式（V1）から式（V3）または式（V1）から式（V4）ま
での関係式が成立する事を特徴とする請求項１から９い
ずれか１項記載の立体画像表示方法。 - 【請求項１１】前記第１及び第２の光学系は、マイクロ
レンズアレイを有する事を特徴とする請求項１から１０
のいずれか１項記載の立体画像表示方法。 - 【請求項１２】前記第１及び第２の光学系は、レンチキ
ュラーレンズを有する事を特徴とする請求項１から１１
のいずれか１項記載の立体画像表示方法。 - 【請求項１３】前記第２の光学系は、垂直方向に細長く
水平方向だけ光学的パワーを有するシリンドリカルレン
ズを水平方向に所定の間隔で並べて構成されるレンチキ
ュラーレンズと水平に細長く垂直方向にだけ光学的パワ
ーを有するシリンドリカルレンズを垂直方向に所定の間
隔で並べて構成されるレンチキュラーレンズで構成され
ることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記
載の立体画像表示方法。 - 【請求項１４】前記第２の光学系は、垂直方向と水平方
向に異なる焦点距離を持つトロイダルレンズを水平およ
び垂直に各々所定の周期で並べて構成されるマイクロレ
ンズアレイであることを特徴とする請求項１から１３の
いずれか１項記載の立体画像表示方法。 - 【請求項１５】画像表示素子と、所定の開口部・遮光部
を有するマスクパターンを有するマスク部材を有し、前
記マスクパターンの前後に配される第１光学系と第２光
学系で前記画像表示からの画像表示光の方向づけを行う
ことを特徴とする立体画像表示方法。 - 【請求項１６】第１から第１５項記載のいずれか１項の
立体画像表示方法を用いることを特徴とする立体画像装
置。
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