JP2003098479A

JP2003098479A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2003098479A
Application number: JP2002220516A
Authority: JP
Inventors: Masaru Ishikawa; 大石川
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2003-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構造で立体像表示をなし得、また見る
者に楽しさや感動を与えることができる画像表示装置を
提供する。【解決手段】立体像を含む画像を表示する画像表示面
を有する表示部と、画像表示面に平行に離間して配置さ
れ、表示部とは反対側の空間に画像表示面に表示された
画像を結像する、両面にマトリクス状に互いに隣接して
配列された複数の凸レンズを備える一対のマイクロレン
ズアレイからなり、各マイクロレンズアレイは互いの凸
レンズの光軸が同軸となるよう配置された画像伝達パネ
ル、とからなる画像表示装置において、動的な画像を表
示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】立体画像の再現としては、目視者が偏光
メガネをかけて、互いに異なった偏光状態に基づく左右
の視差画像を目視する偏光方式があるが、目視者にとっ
て偏光メガネの装着がわずらわしい欠点がある。偏光メ
ガネを用いない立体画像表示装置としては、左右２枚の
視差画像から交互に配列されたストライプ画像すなわち
目視者の両目に対応する視差画像を、レンチキュラーレ
ンズを用いて目視者の両目に供給して立体像を認識させ
る表示する方式などが知られている。この方式では立体
画像表示時の解像度が半分に低下してしまう欠点があっ
た。

【０００３】そこで、レンチキュラーレンズを利用して
立体画像を目視する際に、互いに直交する方向に偏光軸
を有する偏光板を所定方向に交互に所定のピッチで適切
に配列した偏光手段を利用することによって、表示面の
不要反射光を防ぎ、又はモアレや色ずれ等を低下させる
立体画像表示装置が、例えば特開平１０−２２１６４４
号公報に開示されている。

【０００４】しかしながら、いずれの従来の立体画像表
示装置においても、撮像する段階から、目視者の両目に
対応する視差画像を必要とし、該画像を供給するための
多くの手段が必要である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題を解決し、簡単な構成で立体像表示をなし得、また見
る者に楽しさや感動を与えることができる画像表示装置
を提供することをその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、少なくとも、立体像を含む画像を表示する画像表示
面を有する表示部と、前記画像表示面に平行に離間して
配置され、前記表示部とは反対側の空間に前記画像表示
面に表示された前記画像を結像する画像伝達パネルと、
からなる画像表示装置であって、前記画像は動的な画像
であることを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明による立体像を含
む２次元画像を表示する画像表示装置について実施の形
態の一例を図面を用いて説明する。図１は、立体像を含
む２次元画像を表示する画像表示装置の断面図を示す。
画像表示装置は、カラー液晶表示装置（ＬＣＤ）１０
と、ＬＣＤに固定された支持部材１５に支持された画像
伝達パネル２０と、を含む。画像伝達パネル２０はＬＣ
Ｄとは反対側に位置する空間に結像面３０を生成する。

【０００８】ＬＣＤ１０は、立体像を含む２次元画像を
表示する平面状の画像表示面を有する表示部である。こ
の表示部は、ＬＣＤに限らず、例えば、陰極線管、プラ
ズマディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディ
スプレイなどを用いた表示装置が用いられ得る。ＬＣＤ
１０の場合、ＬＣＤは画像表示面のフラットなカラー液
晶パネル１０ａ、バックライト照明部１０ｂ及びカラー
液晶駆動回路１０ｃを備えている。カラー液晶駆動回路
１０ｃは立体像を含む２次元画像のための映像信号を供
給する映像信号供給部１１に接続されている。

【０００９】画像伝達パネル２０はマイクロレンズアレ
イ２２とこれの有効領域を囲むレンズ枠領域２３例えば
レンズ枠体からなる。支持部材１５はレンズ枠領域２３
を支持し、画像伝達パネル２０はカラー液晶パネル１０
ａの画像表示面に平行に離間して位置している。マイク
ロレンズアレイ２２は画像表示面に書き込まれた立体像
を含む２次元画像を目視せしめるための正立等倍光学系
であり、２次元画像の中の立体像よりも広い有効面積を
有している。本実施例においてマイクロレンズアレイ２
２の有効面積は、カラー液晶パネル１０の画像表示面の
面積と同一とされている。レンズ枠領域２３は黒色など
の暗色を呈し、マイクロレンズアレイの存在を目視者が
意識する度合を抑制している。

【００１０】マイクロレンズアレイ２２は、２次元的に
配置した複数の微小レンズから構成されている。図１に
示すように、マイクロレンズアレイ２２は、レンズアレ
イ半体２４を２枚一組で一体化したマイクロ凸レンズ板
である。マイクロ凸レンズ板では、各光軸が同軸に配置
された１対の凸レンズからなるレンズ系の複数が、それ
ら光軸が互いに平行となるように、２次元状に配列され
ている。図２は各凸レンズ２５の光軸２６を含む平面で
切断したマイクロレンズアレイ２２の断面図である。同
図右側のレンズアレイ半体２４の右側面に形成された凸
レンズ２５は、他の凸レンズに対してその曲率が大きく
なされており、同図右側のレンズアレイ半体２４の像側
焦点（結像面３０）とレンズ面との距離Ｌ２は、同図左
側のレンズアレイ半体２４の液晶パネル１０ａとレンズ
面との距離Ｌ１より長い。従って、結像面３０は画像伝
達パネル２０より十分離間し、且つ画像表示装置の奥行
きもコンパクトとすることができる。従って、結像面３
０は画像伝達パネル２０より十分離間し、且つ画像表示
装置の奥行きもコンパクトとすることができる。図２に
示すように、凸レンズ２５は夫々同じ材質で同じ形状を
有し、例えば透明平板上にマトリクス状に互いに隣接し
て整列形成されている。凸レンズ２５の光軸２６は、対
となって隣接するレンズアレイ半体２４のもの同士間で
一致している。凸レンズ２５及び透明平板２７の材質は
アクリルであるが、また透明平板にガラスを用いてもよ
い。

【００１１】本画像表示装置の動作を説明する。図３に
示すように、黒色など暗い色を呈するステージ１９上
に、立体像を含む２次元画像を表示する液晶パネル１０
ａの周囲１０ｄを黒色にしたＬＣＤ１０を用意する。Ｌ
ＣＤ１０の液晶パネル１０ａの周囲に支持部材１５であ
る支持プレートを鉛直になるように固定して、水平方向
の視界を遮るようにする。この支持部材１５も少なくと
も液晶パネル１０ａ側内部を黒色にしてある。支持プレ
ートの自由縁部には、その下端に担持部１５ａ、その上
部に互いに対向する水平方向に弾性力を付与できるバネ
部１５ｂが設けられている。

【００１２】画像伝達パネル２０のレンズ枠領域２３を
バネ部１５ｂ間に挟むように挿入し、画像伝達パネルを
担持部１５ａ上に載置して、ＬＣＤ１０の画像表示面に
平行に離間して配置する。レンズ枠領域２３が黒色を呈
するので、目視側から支持部材１５を隠すことができ
る。画像伝達パネル２０及びＬＣＤ１０の画像表示面
は、予め、画像表示面とマイクロレンズアレイ２２の物
体側焦点面とを一致させた相対的な位置関係にする。こ
のようにすれば、ＬＣＤ１０の画像表示面に被写体の像
（立体像）が形成されている時、それが像側焦点面に結
像され、略光軸方向から立体像の実像の目視が可能にな
る。なお、この場合、ＬＣＤ１０の画像表示面に形成さ
れた立体像から再生像を得るので、画像表示面側が物体
側である。

【００１３】表示すべき立体像を含む２次元画像におい
て、輝度レベルや色レベルによって画像信号を切り分け
る公知の画像信号処理方法により、背景などの立体像以
外が黒色などの暗い色を呈する２次元画像とすれば、液
晶パネル１０ａの周囲１０ｄや、支持部材１５も少なく
とも液晶パネル１０ａ側内部が黒色などの暗い色を呈す
るので、目視者からは表示すべき立体像（実像）だけが
前方に浮き出、あたかも３次元画像であるかのように認
識できる。また、立体像の映像対象としては、静的な物
体より、動いている動物、乗り物のような動的な物体で
あることが好ましい。

【００１４】さらに、立体像の実像Ｐが生成された結像
面３０の近傍すなわちその前後に、実際の物体３１すな
わち、結像個所表示部を光路を妨げないように配置する
ことにより、目視者からは視差画像情報がない立体的２
次元画像が、より立体的に認識されるようになる。上記
実施例では、ＬＣＤ１０の液晶パネル１０ａの周囲に支
持部材１５介して画像伝達パネル２０を着脱自在に固定
する例を説明したが、他の実施例としては、図４及び図
５に示すように、この支持部材１５を拡張して、画像伝
達パネル２０側、少なくとも光路側を黒色など暗い色と
して、光路を囲む一体型の筐体４０とすることもでき
る。液晶パネル１０ａの表示面幅とマイクロレンズアレ
イ２２の有効幅を揃えること、すなわち、両者の有効面
積を略同一とすることがこのましい。そのために、一体
型の筐体４０内部に画像伝達パネル２０及び液晶パネル
１０ａの厚さに対応したスリット部４１をそれぞれ設
け、両者をそれぞれ嵌合させ所定距離はなして固定す
る。これにより、マイクロレンズアレイ２２の周囲のレ
ンズ枠領域２３を黒色にする必要はなくなり、代わりに
筐体４０の前面４０ａを暗い色とする。更に、一体型の
筐体４０内部に液晶パネル１０ａ背面側には、駆動回路
などの部品を収納する回路収納部４３を設けることもで
きる。以上の構成でコンパクトな立体画像表示装置が達
成できる。

【００１５】また、立体的２次元画像表示装置の映像信
号供給部１１に、他の実施例として、立体像以外は暗い
色を呈する２次元画像となるような映像信号を駆動回路
及び表示部に供給する機能を設けることができる。さら
なる他の実施例としては、図６に示すように、バックラ
イト照明部１０ｂとバックライト照明の全面を覆うよう
に配置されたカラー液晶パネル１０ａとバックライト照
明部１０ｂとカラー液晶パネル１０ａとの間に配置され
た白黒液晶部１２とからなる表示部１０を設けることが
できる。この場合、立体的２次元画像表示装置に、白黒
液晶駆動回路１０ｆと、立体像を含む２次元画像を含む
映像信号を供給する映像信号供給部１１に接続され、当
該映像信号から立体像以外の部分をマスクするマスク信
号を生成して、マスク信号を白黒液晶駆動回路１０ｆへ
供給するマスク信号生成供給部１０ｇと、を設ける。か
かる構成により、画像再生時、カラー液晶駆動回路１０
ｃはカラー液晶パネル１０ａを駆動して全ての２次元画
像を形成させると同時に、白黒液晶駆動回路１０ｆは白
黒液晶部１２を駆動してマスク信号に応じた立体像以外
の部分をマスクする。従って、表示すべき立体像を含む
２次元画像において、背景などの立体像以外を黒色など
の暗い色とすることができる。

【００１６】また、更なる実施例としては、図６に示さ
れるように白黒液晶部１２およびその駆動回路１０ｆを
設けることなく、マスク信号生成供給部１０ｇのマスク
信号を破線で示されたマスク処理回路１０ｈに供給し、
回路的に立体像以外の部分をマスクした映像信号を生成
し、カラー液晶駆動回路１０ｃに供給することができ
る。

【００１７】以上説明したように、本発明によれば、簡
単な構成で立体像表示をなし得、また見る者に楽しさや
感動を与えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による立体画像表示装置の概略断面
図。

【図２】本発明による立体画像表示装置のマイクロレ
ンズアレイの部分断面図。

【図３】本発明による立体画像表示装置の概略斜視
図。

【図４】図５に示す線ＡＡの断面図。

【図５】本発明による他の実施形態の立体画像表示装
置の正面図。

【図６】本発明による他の実施例の立体画像表示装置
の概略断面図。

【符号の説明】

１０ＬＣＤ１０ａカラー液晶パネル１０ｂバックライト照明部１０ｃカラー液晶駆動回路１０ｄ液晶パネルの周囲１０ｆ白黒液晶駆動回路１０ｇマスク信号生成供給部１１映像信号供給部１２白黒液晶部１５支持部材１５ａ担持部１５ｂバネ部１９ステージ２０画像伝達パネル２２マイクロレンズアレイ２３レンズ枠領域２４レンズアレイ半体２５凸レンズ２６凸レンズの光軸２２マイクロレンズアレイ３１実際の物体４０筐体４１スリット部４３回路収納部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、立体像を含む画像を表示す
る画像表示面を有する表示部と、前記画像表示面に平行に離間して配置され、前記表示部
とは反対側の空間に前記画像表示面に表示された前記画
像を結像する画像伝達パネルと、からなる画像表示装置
であって、前記画像は動的な画像であることを特徴とする画像表示
装置。
【請求項２】前記画像伝達パネルは、その両面にマト
リクス状に互いに隣接して配列された複数の凸レンズを
備える一対のマイクロレンズアレイからなり、各マイク
ロレンズアレイは互いの凸レンズの光軸が同軸となるよ
う配置されていることを特徴とする請求項１記載の画像
表示装置。
【請求項３】前記画像は、前記立体像以外の部分が暗
い色を呈する画像であることを特徴とする請求項１記載
の画像表示装置。