JP2005115177A - Three-dimensional image display device and method of displaying three-dimensional image - Google Patents

Three-dimensional image display device and method of displaying three-dimensional image Download PDF

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裕之 沖田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-dimensional image display device having a simple structure and an excellent resolution. <P>SOLUTION: The device has a light source part 1 which emits light corresponding to at least a two-dimensional image and a beam deflector part 2 which deflects the light emitted from the light source part 1 into a plurality of emitting directions for every one pixel of the two-dimensional image, and an intensity modulation corresponding to a three-dimensional image is performed for every one pixel of the two-dimensional image at the light source part 1 synchronizing with deflection directions L1 to Ln at the beam deflector part 2. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、立体像を表示する3次元画像表示装置及び3次元画像表示方法に関する。   The present invention relates to a three-dimensional image display device and a three-dimensional image display method for displaying a stereoscopic image.

従来の立体像記録再生技術としては、光のコヒーレンスを用いたホログラフィと、コヒーレンスを用いず複数の画像を用いる方法がある。後者は、右眼用、左眼用の平面像を記録し、再生時に右眼用は右目で、左眼用は左目で見えるように工夫した2眼式のステレオスコープタイプと、多視点からの画像を用いた多眼式のタイプに大別できる。   Conventional three-dimensional image recording / reproducing techniques include holography using light coherence and a method using a plurality of images without using coherence. The latter records right-eye and left-eye planar images, and during playback, the right-eye is the right eye, and the left-eye is the left eye. It can be roughly divided into multi-eye type using images.

2眼式のステレオスコープタイプの代表例には偏光眼鏡を用いる立体映画や、レンチキュラーやパララックスバリアを用いた立体テレビなどがあるが、これらは立体的に見えるものの立体像を完全に再現してはいないので、見る位置を変えても映像は変わらず、裏側が見えてくると言うわけにはいかないので擬似的立体像再生と言える。さらに、多眼式にした場合には、視点数の増加とともに解像度が悪くなるという問題点もある。   Representative examples of the binocular stereoscope type include stereoscopic movies that use polarized glasses and stereoscopic televisions that use lenticular and parallax barriers. Therefore, even if the viewing position is changed, the video does not change, and it cannot be said that the back side can be seen. Furthermore, in the case of the multi-view system, there is a problem that the resolution deteriorates as the number of viewpoints increases.

理想的とも言える3次元立体像記録再生法であるホログラフィでは、立体画像情報を記録するために物体から光の波面情報を用いている。波面情報は、別においた参照光と物体からの散乱光とを干渉させその干渉縞を記録するようにしている。   In holography, which is an ideal 3D stereoscopic image recording / reproducing method, wavefront information of light from an object is used to record stereoscopic image information. In the wavefront information, the interference light is recorded by causing interference between the reference light separately provided and the scattered light from the object.

このため、光学系および記録媒体には光波長に近いピッチの空間分解能が必要とされ、特に記録媒体には膨大な記録容量が必要とされ、例えば動画の立体画像記録は実用的でない。   For this reason, the optical system and the recording medium require a spatial resolution with a pitch close to the optical wavelength, and particularly the recording medium requires a huge recording capacity. For example, stereoscopic image recording of moving images is not practical.

またこのホログラム記録には、少なくともレーザのようなコヒーレント光源が必要である。また、干渉縞は波長に依存するので、そのままではカラーの画像は取り扱えず、カラー記録のためには3原色の3つのレーザが必要とな、各色レーザ光源を構成する複雑な構成を実現する工夫が必要である(特許文献1参照。)   Further, this hologram recording requires at least a coherent light source such as a laser. In addition, since interference fringes depend on the wavelength, a color image cannot be handled as it is, and three lasers of three primary colors are required for color recording, and a device that realizes a complicated configuration that constitutes each color laser light source. Is required (see Patent Document 1).

そこで、ホログラムの動作原理と同様に、光の変調・偏向のできる複数の光源を用いて、画像内の点すなわち画素から出射される光の強さを、出射角に応じて制御することができ、すなわち、出射方向に応じて光の強さを変えることができる発光面を備えた3次元画像生成方法及び装置が提案されている(特許文献2参照。)。   Therefore, similar to the principle of operation of holograms, the intensity of light emitted from a point in the image, that is, a pixel, can be controlled according to the emission angle using a plurality of light sources capable of modulating and deflecting light. That is, a three-dimensional image generation method and apparatus having a light emitting surface capable of changing the intensity of light according to the emission direction has been proposed (see Patent Document 2).

この技術は、窓ガラス越しに実体を見ているときの窓ガラスを仮想的な3次元画像表示装置としているものである。上記特許文献2に記載の手法では、第1及び第2の発光面を設け、具体的には複数の光源からの光を第1の発光面において光源の数に対応する変調器により強度変調し、第2の発光面において出射方向の偏向を行っている。
この場合光源の数に対応する視点を得ることができ、視点数を増やしても解像度は悪くならないが、視点数を増やすほど装置が大きくなってしまうという問題がある。
This technology uses a window glass when viewing an entity through the window glass as a virtual three-dimensional image display device. In the method described in Patent Document 2, the first and second light emitting surfaces are provided. Specifically, light from a plurality of light sources is intensity-modulated by a modulator corresponding to the number of light sources on the first light emitting surface. The emission direction is deflected on the second light emitting surface.
In this case, viewpoints corresponding to the number of light sources can be obtained, and the resolution does not deteriorate even if the number of viewpoints is increased, but there is a problem that the apparatus becomes larger as the number of viewpoints is increased.

特開2002−72135号公報JP 2002-72135 A 特表2000−509591号公報Special table 2000-509591

本発明は、3次元画像を表示するための上記問題を解決し、構成が簡単で且つ高解像度化の可能な3次元画像表示装置及び3次元画像表示方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a 3D image display apparatus and a 3D image display method that solves the above-described problem for displaying a 3D image, has a simple configuration, and can achieve high resolution.

上記課題を解決するため、本発明による3次元画像表示装置は、少なくとも2次元画像に対応する光を出射する光源部と、この光源部からの光を2次元画像の1画素毎に複数の出射方向に偏向する光線偏向部とを有し、光線偏向部での偏向方向に同期して、光源部における2次元画像の1画素毎の光に、3次元画像に対応する強度変調を行う構成とする。   In order to solve the above problems, a three-dimensional image display device according to the present invention includes a light source unit that emits light corresponding to at least a two-dimensional image, and a plurality of light beams emitted from the light source unit for each pixel of the two-dimensional image. A light beam deflecting unit that deflects in the direction, and performs intensity modulation corresponding to the three-dimensional image on the light of each pixel of the two-dimensional image in the light source unit in synchronization with the deflection direction in the light beam deflecting unit. To do.

また本発明による3次元画像表示方法は、2次元画像を表示する光を、光線偏向部において1画素毎に複数の出射方向に偏向すると共に、2次元画像を表示する光に対しこの光線偏向部入射前に、光線偏向部での偏向方向に同期して、3次元画像に対応する強度変調を行う。   Further, the three-dimensional image display method according to the present invention deflects light for displaying a two-dimensional image in a plurality of emission directions for each pixel in the light beam deflecting unit, and this light beam deflecting unit for the light for displaying the two-dimensional image. Before the incidence, the intensity modulation corresponding to the three-dimensional image is performed in synchronization with the deflection direction in the light beam deflecting unit.

上述したように、本発明においては、光源部から2次元画像を表示する光を光線偏向部に入射させ、この入射させた光を光線偏向部において偏向させるものであるが、この偏向に同期し且つ偏向方向に応じて、3次元画像すなわち立体像に対応する強度変調を光源部において行う構成とするものである。   As described above, in the present invention, light for displaying a two-dimensional image is incident on the light beam deflecting unit from the light source unit, and the incident light is deflected on the light beam deflecting unit. Further, the light source unit performs intensity modulation corresponding to a three-dimensional image, that is, a three-dimensional image, according to the deflection direction.

このような表示によって、光線偏向部から出射された光は観察者の視域内を走査されることから、観察者は、立体像に対応するように強度変調された光を右目と左目とでそれぞれ観察することができ、偏向する方向の数に対応した解像度の3次元画像を見ることができる。   By such display, the light emitted from the light beam deflecting unit is scanned within the viewing zone of the observer, so that the observer can use the right eye and the left eye for the light whose intensity is modulated so as to correspond to the stereoscopic image. A three-dimensional image with a resolution corresponding to the number of deflection directions can be seen.

そして本発明においては、光源部と光線偏向部とにおいて、それぞれ光強度変調と光偏向との機能を分離させた構成とするものであるから、光源を偏向方向の数や画素数にあわせて用意する必要がなく、また光線偏向面との距離などにより左右されることなく、簡易な構成とすることができる。   In the present invention, since the functions of the light intensity modulation and the light deflection are separated in the light source unit and the light beam deflection unit, the light source is prepared according to the number of deflection directions and the number of pixels. There is no need to do this, and a simple configuration can be achieved without being affected by the distance from the light beam deflecting surface.

本発明による3次元画像表示装置及び3次元画像表示方法によれば、立体視に係る光の偏向を光線偏向部のみで行うことから、装置構成が簡易化され、また解像度を上げるために光源を増加する必要がないことから、装置の小型化を図ることができる。   According to the three-dimensional image display apparatus and the three-dimensional image display method of the present invention, the light for stereoscopic viewing is deflected only by the light beam deflecting unit, so that the apparatus configuration is simplified and the light source is used to increase the resolution. Since there is no need to increase the size, the apparatus can be downsized.

また本発明において、2次元画像を表示する光をレーザ光とすることによって、簡単に指向性をもって光線偏向部に光を導入することができ、装置構成の簡易化を図ることができる。   Further, in the present invention, the light for displaying the two-dimensional image is a laser beam, so that the light can be easily introduced into the light beam deflecting unit with directivity, and the apparatus configuration can be simplified.

更に、光源部における2次元画像を表示する光を、1次元型の光変調素子によって光変調された後走査照射して光線偏向部に入射する構成とすることにより、走査する2次元画像信号に対応させて偏向方向毎の強度変調を行うことができ、装置構成の複雑化を招来することなく3次元画像表示装置を提供することができる。   Furthermore, the light for displaying the two-dimensional image in the light source unit is light-modulated by the one-dimensional type light modulation element, and then scanned and irradiated so as to enter the light beam deflecting unit. Correspondingly, intensity modulation for each deflection direction can be performed, and a three-dimensional image display apparatus can be provided without causing complication of the apparatus configuration.

更に光変調素子として、回折格子を構成する複数のマイクロリボンが設けられ、このマイクロリボンの相対的移動により回折状態が変調されて強度変調される光変調素子を用いることにより、同様に回折状態を変調する信号に対応して偏向方向毎の強度変調を行うことができ、装置構成の複雑化を招来することなく3次元画像表示装置を提供することができる。   Further, as the light modulation element, a plurality of microribbons constituting a diffraction grating are provided, and the diffraction state is similarly modulated by using a light modulation element whose intensity is modulated by modulating the diffraction state by relative movement of the microribbons. Intensity modulation for each deflection direction can be performed in response to the signal to be modulated, and a three-dimensional image display apparatus can be provided without incurring the complexity of the apparatus configuration.

以下本発明による3次元画像表示装置及び3次元画像表示方法を実施するための最良の形態の各例を、図面を参照して説明する。本発明は、以下の例に限定されることなく、その他本発明構成を逸脱しない範囲で種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。   Embodiments of the best mode for carrying out the three-dimensional image display apparatus and the three-dimensional image display method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Needless to say, the present invention is not limited to the following examples, and various modifications and changes can be made without departing from the configuration of the present invention.

本発明による3次元画像表示装置は、上述したように、少なくとも2次元画像に対応する光を出射する光源部と、この光源部からの光を2次元画像の1画素毎に複数の出射方向に偏向する光線偏向部とを有し、光線偏向部での偏向方向に同期して、光源部における2次元画像の1画素毎の光に、立体画像に対応する強度変調を行う構成とするものであり、見る位置を変えると映像の側面や裏面が見え、複数の視点に対応しても解像度を犠牲にしないような3次元画像再生装置及び3次元画像表示方法を提案するものである。   As described above, the three-dimensional image display device according to the present invention emits light corresponding to at least a two-dimensional image and emits light from the light source unit in a plurality of emission directions for each pixel of the two-dimensional image. A light beam deflecting unit that deflects the light, and performs intensity modulation corresponding to the stereoscopic image on the light of each pixel of the two-dimensional image in the light source unit in synchronization with the deflection direction of the light beam deflecting unit. The present invention proposes a 3D image reproduction apparatus and a 3D image display method in which the side and back of the video can be seen when the viewing position is changed, and resolution is not sacrificed even if a plurality of viewpoints are supported.

本発明に利用する3次元画像表示の基本原理は、前述の特許文献2において説明した窓ガラス越しに立体像が見えるように3次元画像を表示するものと同様である。
上記特許文献2においては、光の変調・偏向のできる複数の光源を用いて、画像内の点すなわち画素から出射される光の強さを、出射角に応じて制御する構成が提案されている。
The basic principle of the three-dimensional image display used in the present invention is the same as that for displaying a three-dimensional image so that a stereoscopic image can be seen through the window glass described in Patent Document 2 described above.
In the above-mentioned Patent Document 2, a configuration is proposed in which the intensity of light emitted from a point in an image, that is, a pixel, is controlled according to the emission angle using a plurality of light sources capable of modulating and deflecting light. .

本発明においては、上記特許文献2に開示の構成とは異なり、複数の光源を用いる代わりに1つの光源部にして、その光源部からの光線を、2次元画像の画素毎に対応させて、光線偏向部すなわち観察者からは画面(又はスクリーン)上で視域内を走査するように偏向する構成とするものである。このとき、光線の方向と強度を対応させて変化させることで、立体像を再生することができる。
このように本発明は、2次元画像の画素毎に偏向させる構成とし、光の強度に応じた角度調整などを行わず、強度変調と偏向との機能を装置内で分離する構成とすることによって、複数の光源を用いることなく、より簡単な装置構成で3次元画像表示装置を構成することができる。更に装置構成の簡易化により、コスト高を招来することなく視点数を増加させることができ、すなわち高解像度の3次元画像表示を行うことができる。
In the present invention, unlike the configuration disclosed in Patent Document 2, instead of using a plurality of light sources, one light source unit is used, and the light from the light source unit is associated with each pixel of the two-dimensional image, The light beam deflecting unit, that is, the observer is configured to deflect so as to scan the viewing zone on the screen (or screen). At this time, the stereoscopic image can be reproduced by changing the direction and intensity of the light beam in correspondence.
As described above, the present invention is configured to deflect each pixel of the two-dimensional image, and does not perform an angle adjustment according to the intensity of light, and is configured to separate the functions of intensity modulation and deflection in the apparatus. A three-dimensional image display apparatus can be configured with a simpler apparatus configuration without using a plurality of light sources. Further, by simplifying the device configuration, the number of viewpoints can be increased without incurring high costs, that is, high-resolution three-dimensional image display can be performed.

図1に本発明の基本的な概念を説明する模式的構成図を示す。なお、図1では、画素を透過した光を観察者が見る構成となっているが、後述するように、画素で反射した光を観察者が見るような構成としてもよい。   FIG. 1 shows a schematic configuration diagram for explaining the basic concept of the present invention. In FIG. 1, the observer sees the light transmitted through the pixels. However, as will be described later, the observer may see the light reflected by the pixels.

図1を参照しながら、具体的な構成及び3次元画像表示方法について説明する。
まず光源部1から指向性のある光線L1、L2・・・Lnを光線偏向部2に向けて出射する。指向性のある光線としては、例えばレーザが好ましい。また、1本のレーザ光を矢印aで示すように走査させてもよい。更に、レーザ以外の光源からの光を利用する場合、例えば液晶型の2次元画像表示光源を利用する場合は、例えばレンズアレイ等の光学系を介して光線偏向部2の各画素部に向けて2次元画像を表示する光を出射させることもできる。
A specific configuration and a three-dimensional image display method will be described with reference to FIG.
First, directional light beams L 1, L 2,... Ln are emitted from the light source unit 1 toward the light beam deflecting unit 2. As the directional light, for example, a laser is preferable. Alternatively, one laser beam may be scanned as indicated by an arrow a. Further, when using light from a light source other than a laser, for example, when using a liquid crystal type two-dimensional image display light source, for example, toward each pixel unit of the light beam deflecting unit 2 via an optical system such as a lens array. Light for displaying a two-dimensional image can also be emitted.

そして、光線偏向部2に到達した光線は、今度はこの光線偏向部2において例えば矢印L11〜L15で示すように偏向され、各画素を中心に矢印bで示すように視域を走査するように出射される。
図2においては、光線偏向部2における各偏向画素21での偏向態様を拡大して示し、図1に対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。偏向方向はこの例に限定されることなく2以上の複数であればよく、多数化する程解像度を上げることができる。
Then, the light beam that has reached the light beam deflecting unit 2 is deflected by the light beam deflecting unit 2 as indicated by arrows L11 to L15, for example, and the viewing zone is scanned around each pixel as indicated by an arrow b. Emitted.
In FIG. 2, the deflection mode at each deflection pixel 21 in the light beam deflecting unit 2 is shown in an enlarged manner, and portions corresponding to those in FIG. The deflection direction is not limited to this example, but may be two or more, and the resolution can be increased as the number increases.

このように、光源部1においてレーザ光を変調する素子としては、例えば米国シリコン・ライト・マシン(SLM)社が開発したGLV(Glating Light Valve)を利用することができる。   As described above, as an element that modulates laser light in the light source unit 1, for example, GLV (Grating Light Valve) developed by US Silicon Light Machine (SLM) can be used.

このGLV型の光変調素子は、図3にその概略平面図を示すように、例えばマイクロリボンによる光回折素子が配列されたピクセル37が1次元的に多数個配列されて成る。   As shown in the schematic plan view of FIG. 3, the GLV type light modulation element is formed by, for example, a large number of one-dimensionally arranged pixels 37 on which light diffraction elements using microribbons are arranged.

このピクセル37の内部構造は、図4にその概略斜視図を示すように、基板36の上に両端が支持された例えば6本のレーザ光反射マイクロリボン39が平行配列されて回折格子を構成している。   As shown in the schematic perspective view of FIG. 4, the internal structure of the pixel 37 is configured by, for example, six laser light reflecting microribbons 39 supported at both ends on a substrate 36 to form a diffraction grating. ing.

一方、マイクロリボン39配列部下に差し渡って、基板36上に、全マイクロリボン39に対向して共通の電極38が、マイクロリボン39との間に所要の間隙を保持するように形成されて成る。   On the other hand, a common electrode 38 is formed on the substrate 36 so as to be opposed to all the microribbons 39 so as to hold a required gap between the microribbons 39 and the microribbon 39. .

これらのマイクロリボン39は、例えばその1つおきのリボン39と対向電極38との間に所要の電圧を印加することによって、これらリボン39の中央部が基板36から所定の距離に移行保持され、図5に概略断面図を示すように、各ピクセルのマイクロリボン39に入射光Liを入射させることにより、1次回折光Lr(−1)及びLr(+1)が発生するようになされている。
このようにして、光源からの光を光変調素子33によって±1次回折光としての有無或いは強度(階調)に変調する。
These microribbons 39 are transferred and held at a predetermined distance from the substrate 36 by applying a required voltage between every other ribbon 39 and the counter electrode 38, for example. As shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 5, the first-order diffracted light Lr (−1) and Lr (+1) are generated by making the incident light Li incident on the microribbon 39 of each pixel.
In this manner, the light from the light source is modulated by the light modulation element 33 to the presence / absence or intensity (gradation) as ± first-order diffracted light.

図6にこのような光変調素子33を利用して光源部1を構成した場合の概略構成を示す。
RGB(赤、緑及び青色)のレーザ光L0を光源40から照明レンズ41を介して光変調素子33にスリット状に照射する。光変調素子33により強度変調された光は、投射レンズ42を介して走査ミラー43により矢印cで示すように走査されて、光線偏向部2に矢印sで示すように走査照射される。図6において、Lsは投影される光を示す。
FIG. 6 shows a schematic configuration when the light source unit 1 is configured using such a light modulation element 33.
RGB (red, green, and blue) laser light L0 is irradiated from the light source 40 through the illumination lens 41 to the light modulation element 33 in a slit shape. The light whose intensity is modulated by the light modulation element 33 is scanned by the scanning mirror 43 through the projection lens 42 as indicated by an arrow c, and is irradiated to the light beam deflecting unit 2 as indicated by an arrow s. In FIG. 6, Ls indicates the projected light.

ここで、例えばフルHD(High Definition)対応であるとすると、1080画素分の1次元像を走査ミラー43で水平方向(矢印sで示す方向)に走査させることで、2次元画面を構成する。なお、図6の例においては単色の光源40を用いた構成を示すが、RGBそれぞれの光に対し光変調素子33を配置する構成とすることもできる。   Here, for example, assuming that it is compatible with full HD (High Definition), a two-dimensional screen is formed by scanning a one-dimensional image of 1080 pixels in the horizontal direction (direction indicated by the arrow s) by the scanning mirror 43. In the example of FIG. 6, a configuration using the monochromatic light source 40 is shown, but a configuration in which the light modulation element 33 is arranged for each of RGB light can also be used.

また、光源部1としては、この他上述したように液晶プロジェクター、CRT(陰極線管)プロジェクター等の2次元画像表示手段、またDMD(Digital Micromirror Device、テキサス・インスツルメント社)等の各種光変調素子により2次元画像を表示する光源部を適用できることはいうまでもない。   In addition, as the light source unit 1, as described above, two-dimensional image display means such as a liquid crystal projector and a CRT (cathode ray tube) projector, and various light modulations such as DMD (Digital Micromirror Device, Texas Instruments). It goes without saying that a light source unit that displays a two-dimensional image by an element can be applied.

そして、光線偏向部2に到達した光線は、前述の図1及び図2に示すように、画素を中心に視域を走査される。上述したようにフルHD対応であるとすると、水平方向の画素数は1920であり、60Hzで走査すると1画素あたり約8μs(マイクロ秒)留まっている計算になる。   Then, the light beam that has reached the light beam deflecting unit 2 is scanned in the viewing zone around the pixel, as shown in FIGS. As described above, assuming that full HD is supported, the number of pixels in the horizontal direction is 1920, and when scanning at 60 Hz, approximately 8 μs (microseconds) per pixel remains.

光線偏向部2の各偏向画素では、この8μsの間に視域を走査する。例えば4視点であれば、それぞれの視点では2μsずつ留まっている計算になり、視点数が増えれば増えるだけそれぞれの視点の方向に留まっている時間は短くなる。そして、それぞれの光線の方向に対応して、光線の強度を変調することにより、立体像を再生することができる。   In each deflection pixel of the light beam deflecting unit 2, the viewing zone is scanned during this 8 μs. For example, in the case of 4 viewpoints, the calculation stays 2 μs at each viewpoint, and as the number of viewpoints increases, the time spent in the direction of each viewpoint decreases as the number of viewpoints increases. A stereoscopic image can be reproduced by modulating the intensity of the light beam corresponding to the direction of each light beam.

この偏向画素すなわち光線偏向部における偏向手段としては、例えば、1画素に1枚の可動ミラーが対応したミラーアレイを使用して実現できる。この場合の概略構成図を図7に示す。図7において、図1と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。光線偏向部2の各画素のミラーを光源部1の強度変調と同期をとって微小移動させることにより、その反射光を視野に入れる観察者は、立体像を見ることができる。   The deflection means in the deflection pixel, that is, the beam deflection unit, can be realized by using, for example, a mirror array in which one movable mirror corresponds to one pixel. FIG. 7 shows a schematic configuration diagram in this case. In FIG. 7, parts corresponding to those in FIG. By moving the mirror of each pixel of the light beam deflecting unit 2 minutely in synchronism with the intensity modulation of the light source unit 1, an observer who enters the reflected light into the field of view can see a stereoscopic image.

また、図8に示すように、多面体ミラーより成る偏向手段22を用いることも可能である。例えば図2における偏向画素21毎にこのような多面体ミラーより成る偏向手段22を設け、この多面体ミラーの回転により偏向させることができる。   Further, as shown in FIG. 8, it is possible to use a deflecting means 22 made of a polyhedral mirror. For example, it is possible to provide a deflecting means 22 composed of such a polyhedral mirror for each deflection pixel 21 in FIG. 2 and to deflect it by the rotation of this polyhedral mirror.

尚、上述の図3〜図6において説明したように、GLV等の1次元型構成の光変調素子を利用して光源からの光を走査照射して2次元画像を表示する場合においては、図8に示すように、この多面体ミラーに入射される光Lmが1画素内に走査される間に入射位置を変えることにより、対応する各ミラー面から例えば矢印Lm1〜Lm7で示すように、それぞれ強度変調された光を出射させることができ、ミラーを回転させなくても偏向することもできる。   3 to 6 described above, when a two-dimensional image is displayed by scanning light from a light source using a light modulation element having a one-dimensional configuration such as GLV, As shown in FIG. 8, by changing the incident position while the light Lm incident on the polyhedral mirror is scanned within one pixel, the intensity is respectively increased from each corresponding mirror surface as indicated by arrows Lm <b> 1 to Lm <b> 7. The modulated light can be emitted and can be deflected without rotating the mirror.

この多面体ミラー型の偏向手段22は、例えば断面多面体で偏向方向と直交する方向に延在する柱状ミラーを用いることができ、より装置構成の簡易化を図ることができる。   The polyhedral mirror type deflecting means 22 can use, for example, a columnar mirror having a cross-sectional polyhedron and extending in a direction orthogonal to the deflection direction, thereby further simplifying the apparatus configuration.

また光線偏向部2において光透過型の構成とする場合は、例えば図9にその一例の概略構成を示すように、光線偏向部2の各画素に対応する位置に、それぞれ第1及び第2のミラー51及び52を設け、例えば第2のミラー52を矢印mで示すように微小移動する構成とすることにより、例えば光源部1から出射された光L1が第1のミラー51で反射されて矢印L1’で示すように第2のミラー52に向かい、この第2のミラー52によって例えば矢印L11〜L15で示すように各偏向方向に出射される構成とすることができる。矢印L2〜Lnで示す光も同様である。   When the light deflection unit 2 has a light transmission type configuration, for example, as shown in FIG. 9, for example, a schematic configuration of the light deflection unit 2, first and second positions are respectively provided at positions corresponding to the respective pixels of the light deflection unit 2. By providing the mirrors 51 and 52 and moving the second mirror 52 minutely as indicated by an arrow m, for example, the light L1 emitted from the light source unit 1 is reflected by the first mirror 51 and indicated by the arrow As indicated by L1 ′, the second mirror 52 is directed toward the second mirror 52, and the second mirror 52 can emit light in each deflection direction as indicated by arrows L11 to L15, for example. The same applies to the light indicated by the arrows L2 to Ln.

このような透過型構成とする場合は、光源部の配置位置の制限がなく、より広い視野からの観察が可能な3次元画像表示装置を提供することができる。   In the case of such a transmissive configuration, it is possible to provide a three-dimensional image display device that can be observed from a wider field of view without restriction of the arrangement position of the light source unit.

尚、上述の各例においては、光線偏向部2による偏向方向を例えば水平走査方向の一方向とすることができるが、例えば上述のミラーアレイ、多面体ミラー又は複数のミラーなどの偏向手段を2段階構成として、例えば水平走査方向及び垂直走査方向の2方向とすることもできる。この場合は、水平方向及び上下方向の立体的な3次元画像を表示することが可能となる。   In each of the above examples, the deflection direction by the light beam deflecting unit 2 can be, for example, one direction in the horizontal scanning direction. For example, the above-described deflecting means such as a mirror array, a polyhedral mirror, or a plurality of mirrors can be provided in two stages. As a configuration, for example, two directions of a horizontal scanning direction and a vertical scanning direction may be employed. In this case, a stereoscopic three-dimensional image in the horizontal direction and the vertical direction can be displayed.

以上説明したように、本発明構成とすることによって、光源を複数用意することなく光源部と光線偏向部とにおいて光強度変調機能と光偏向機能とを分離させたことから、装置構成の小型化、簡易化を図ることができる。またコスト高を招来することなく高解像度化を図ることが可能となる。   As described above, with the configuration of the present invention, the light intensity modulation function and the light deflection function are separated in the light source unit and the light beam deflection unit without preparing a plurality of light sources, thereby reducing the size of the device configuration. Simplification can be achieved. It is also possible to achieve high resolution without incurring high costs.

また高解像度化が容易であることから、3次元画像表示の強度変調を、側面のみならず裏面側の情報にも対応させることによって、見る位置を変えると映像の側面や裏面が見え、複数の視点に対応しても解像度を犠牲にせず、なおかつコンパクトな3次元画像再生装置を提供することができる。   In addition, since it is easy to increase the resolution, by adjusting the intensity modulation of the 3D image display to the information on the back side as well as the side, when the viewing position is changed, the side and back of the video can be seen, It is possible to provide a compact three-dimensional image reproduction apparatus that does not sacrifice resolution even if it corresponds to the viewpoint.

本発明による3次元画像表示装置の一例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an example of the three-dimensional image display apparatus by this invention. 本発明による3次元画像表示装置の一例の要部の断面構成図である。It is a section lineblock diagram of an important section of an example of a three-dimensional image display device by the present invention. 光変調素子の一例の概略平面図である。It is a schematic plan view of an example of a light modulation element. 光変調素子の一例の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of an example of a light modulation element. 光変調素子の一例の回折態様を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the diffraction aspect of an example of a light modulation element. 本発明による3次元画像表示装置の一例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an example of the three-dimensional image display apparatus by this invention. 本発明による3次元画像表示装置の一例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an example of the three-dimensional image display apparatus by this invention. 光線偏向部の一例の要部の断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram of the principal part of an example of a light beam deflection | deviation part. 本発明による3次元画像表示装置の一例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an example of the three-dimensional image display apparatus by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源部
2 光線偏向部
21 偏向画素
22 偏向手段
33 光変調素子
36 基板
37 ピクセル
38 対向電極
39 マイクロリボン
40 光源
41 照明レンズ
42 投射レンズ
43 走査ミラー
51 第1のミラー
52 第2のミラー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source part 2 Light beam deflection part 21 Deflection pixel 22 Deflection means 33 Light modulation element 36 Substrate 37 Pixel 38 Counter electrode 39 Micro ribbon 40 Light source 41 Illumination lens 42 Projection lens 43 Scanning mirror 51 1st mirror 52 2nd mirror

Claims (5)

少なくとも2次元画像に対応する光を出射する光源部と、上記光源部からの光を上記2次元画像の1画素毎に複数の出射方向に偏向する光線偏向部とを有し、
上記光線偏向部での偏向方向に同期して、上記光源部における2次元画像の1画素毎の光に、3次元画像に対応する強度変調が行われる
ことを特徴とする3次元画像表示装置。
A light source unit that emits light corresponding to at least a two-dimensional image, and a light beam deflecting unit that deflects light from the light source unit in a plurality of emission directions for each pixel of the two-dimensional image,
A three-dimensional image display device, wherein intensity modulation corresponding to a three-dimensional image is performed on light for each pixel of a two-dimensional image in the light source unit in synchronization with a deflection direction in the light beam deflecting unit.
上記光源部において2次元画像を表示する光がレーザ光とされる
ことを特徴とする請求項1記載の3次元画像表示装置。
2. The three-dimensional image display device according to claim 1, wherein the light source unit displays a two-dimensional image as laser light.
上記光源部における2次元画像を表示する光は、1次元型の光変調素子によって光変調された後走査照射されて上記光線偏向部に入射される
ことを特徴とする請求項2記載の3次元画像表示装置。
3. The three-dimensional image according to claim 2, wherein the light for displaying a two-dimensional image in the light source unit is light-modulated by a one-dimensional light modulation element, then scanned and irradiated to the light beam deflecting unit. Image display device.
上記光変調素子は、回折格子を構成する複数のマイクロリボンが設けられ、上記マイクロリボンの相対的移動により回折状態が変調されて強度変調される
ことを特徴とする請求項3記載の3次元画像表示装置。
4. The three-dimensional image according to claim 3, wherein the light modulation element is provided with a plurality of microribbons constituting a diffraction grating, and the diffraction state is modulated and the intensity is modulated by relative movement of the microribbons. Display device.
2次元画像を表示する光を、光線偏向部において1画素毎に複数の出射方向に偏向すると共に、
上記2次元画像を表示する光に対し、上記光線偏向部入射前に、上記光線偏向部での偏向方向に同期して、3次元画像に対応する強度変調を行う
ことを特徴とする3次元画像表示方法。
While deflecting light for displaying a two-dimensional image in a plurality of emission directions for each pixel in the light beam deflecting unit,
A three-dimensional image characterized by performing intensity modulation corresponding to a three-dimensional image in synchronization with a deflection direction of the light beam deflecting unit before the light beam deflecting unit is incident on the light for displaying the two-dimensional image. Display method.
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