JP2007041218A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
３Ｄ画像或いは立体画像を表示する画像表示装置において、モアレを適切に軽減する。
【解決手段】
画像表示装置は、画面上に２次元画像を表示する表示部（１０）と、２次元画像を構成する表示光の光路に配置され、２次元画像の実像を画面と反対側の空間に表示するように表示光を伝達させるマイクロレンズアレイ板（２２）と、画面と画像伝達パネルとの間における光路に配置された光拡散板（１００）とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば３Ｄ（Dimension）画像表示装置或いは立体画像表示装置などの、画像表示装置に関する。

立体画像を表示する場合、例えば、偏光メガネを利用する技術や、レンチキュラーレンズを利用する技術が知られている。ところが、前者は偏光メガネの装着が煩わしく、他方で後者は偏光メガネの煩わしさがないものの、解像度低下が問題となりうる。また、いずれの技術も目視者の両目に対応する視差画像を予め用意する必要がある。このような不具合に対処するために例えば、３Ｄフローティングビジョン（本願出願人の登録商標）方式に代表される技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００３−３３３６２３号

しかしながら、例えば前述の特許文献１に開示されている技術には、以下のような問題が生じ得る。

即ち、特許文献１に開示された技術は、２次元画像を表示する表示部と、これを観察者から見て手前側に実像として結像させる、例えばマイクロレンズアレイ板である画像伝達パネルとを備える。この際、表示部の画素と画像伝達パネルのマイクロレンズとが夫々、規則性を持って配列され、互いに重なりあうため、本来の画素ピッチ或いはレンズピッチとは異なる大きな周期構造を持つ模様（モアレ）が発生する可能性がある。

尚、「モアレ」とは一般に、例えば、格子模様の透過する物体（例えば、レースのカーテンなど）が重なったときなどに、本来の模様とは異なる大きな周期構造を持つ模様が観察される現象のことをいい、３Ｄ画像或いは立体画像を表示する画像表示装置においても、二つ以上の規則的な模様を重ねる場合などに見える、大きな周期の模様を意味する。更に、印刷物や電子化された画像などを含む、上述した３Ｄフローティングビジョンにおける画像において、所定画素ピッチを有する画面と、所定のレンズピッチを有するマイクロレンズアレイとが相互に干渉することによりできる周期的な縞状のパターンをも、意味する。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みてなされたものであり、モアレが軽減された３Ｄ画像或いは立体画像を表示可能な画像表示装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の画像表示装置に係る実施形態は上記課題を解決するために、画面上に２次元画像を表示する表示手段と、前記２次元画像を構成する表示光の光路に配置され、前記２次元画像の実像を前記画面と反対側の空間に表示するように前記表示光を伝達させる画像伝達パネルと、前記画面と前記画像伝達パネルとの間における前記光路に配置された光拡散手段とを備える。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。

本発明に係る実施形態の画像表示装置は上記課題を解決するために、画面上に２次元画像を表示する表示手段と、前記２次元画像を構成する表示光の光路に配置され、前記２次元画像の実像を前記画面と反対側の空間に表示するように前記表示光を伝達させる画像伝達パネルと、前記画面と前記画像伝達パネルとの間における前記光路に配置された光拡散手段とを備える。

本実施形態の画像表示装置によれば、その動作時には、例えばプラズマディスプレイ装置、有機又は無機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置、液晶装置、或いはＣＲＴ（カソードレイチューブ）装置などの表示手段によって、その画面上に、２次元画像が表示される。この２次元画像を構成する表示光の光路に配置された、例えばマイクロレンズアレイ板である画像伝達パネルによって、２次元画像の実像が、画像伝達パネルから見て、表示手段の画面と反対側の空間に表示される。これらにより、例えば３Ｄフローティングビジョン（本願出願人の登録商標）方式による３Ｄ画像表示或いは立体画像表示が行われる。例えば、画像伝達パネルを介して表示手段の画面の正面に位置する観察者から見て、画像伝達パネルの手前側に、実像が浮かんで見える。尚、本実施形態に係る「３Ｄ画像表示」或いは「立体画像表示」には、このように、実像が画像伝達パネルの面から離間している、即ち画像伝達パネルの前面から浮遊しているような表示方式を含む意味であり、勿論、実像が浮遊する方式の他にも、虚像を利用した表示方式も含む意味である。

このように３Ｄ画像表示或いは立体画像表示を行った場合、仮に何らの対策も施さねば、画面上における画像ピッチと、例えばマイクロレンズアレイ板のレンズピッチなど、画像伝達パネルにおける伝達の単位となる個々の光学要素のピッチとの関係に応じて、更に、観察者の実像に対する位置や、画像の内容に応じて、前述した従来技術の如きモアレが大なり小なり発生することが本願発明者らの研究によって判明している。

しかるに本実施形態の画像表示装置によれば、画面と画像伝達パネルとの間における光路部分に、光拡散手段が配置されている。本発明に係る「光拡散手段」は、典型的には、透明或いは半透明な光拡散板であるが、画面上や画像伝達パネル上又は他の透明部材上に、貼付け又は塗布された透明或いは半透明な光拡散フィルムや光拡散層であってもよい。従って、表示手段の画素ピッチに応じた、表示手段の画面上における微細な縞模様の存在が、光拡散手段によって低減されるので、係る微細な縞模様の干渉として発生するモアレを低減することが可能となる。しかも、このような表示手段の画面上における微細な縞模様が、縦方向、横方向、斜め方向のいずれの方向に延びていても、光拡散手段によって効果的に低減できる。

仮に何らの対策を施さない場合に観察されるモアレの発生は、表示手段の画面における画素ピッチの他に、これと画像伝達パネルにおける光学要素のピッチとの関係や、実像から観察者までの距離、画面から画像伝達パネルまでの距離、観察者の方位など各種の要因に起因して、各種の態様が考えられるが、本実施形態の如くに光拡散手段を画面及び画像伝達パネル間に配置すれば、いずれの要因が変更されても、モアレを確実に低減することが可能である。例えば、観察者までの距離や観察者の方位を考慮してのモアレ対策の場合には、考慮すべきパラメータが多いが故に、複雑且つ高度の対策となり、しかも、観察者の位置が想定された範囲外のものになると、モアレを低減できず、逆にモアレを増長しかねないのである。

以上のように、本実施形態によれば、３Ｄ画像表示或いは立体画像表示において、モアレを極めて効果的に低減することが可能となる。特に、画素ピッチや光学要素のピッチをいかに細かくしても、例えば複数のピッチの間に整数倍の関係などが存在すれば、モアレが発生することに鑑みれば、画素ピッチ等のいかんに係わらず且つ観察者の位置によらずにモアレを概ね一律に低減できる本実施形態は、設計の自由度を高めるのに役立つと共に量産の際にも極めて有利である。逆に、観察者の位置によらずに、モアレを低減できるので、ユーザによる実際の使用上も大変便利である。この際、フォーカス感や明るさが相対的に低減する可能性があるが、モアレ低減による効果は、それを補って余りある効果が得られる。

また、従来のようにモアレが出ないようなピッチの設計がなされた表示装置或は画像伝達パネルを新たに作製する必要はないので、大幅なコストダウンが期待できる。更に、このモアレ低減の効果は表示装置及び画像伝達パネルの種類を問わないので、表示装置及び画像伝達パネルの選択や設計における自由度が格段に増すこととなる。

尚、このような光拡散手段を用いてのモアレの低減は、前述の３Ｄフローティングビジョン方式による実像を表示する３Ｄ画像表示或いは立体画像表示の他に、他の実像を表示するＩＰ（Integral Photography）レンズ方式や、更に他の虚像を表示して立体画像とする表示方式でも、モアレが多少なりとも発生する方式に対しては、適用可能であり、相応の効果が得られる。更に、遠近感、明暗、コントラストに調整を加えることで、視覚効果による或いは心理的な３Ｄ画像或いは立体画像を表示する技術を、本実施形態に対して適用することも勿論可能である。

本実施形態の画像表示装置の一態様では、前記画像伝達パネルは、マイクロレンズアレイからなる。

この態様によれば、例えばプラズマディスプレイ装置或は液晶装置などの表示手段によって、その画面上に、２次元画像が表示され、この２次元画像を構成する表示光の光路に配置された、マイクロレンズアレイによって、２次元画像の実像が、画像伝達パネルから見て、表示手段の画面と反対側の空間に表示される。即ち、３Ｄフローティングビジョン方式による３Ｄ画像表示或いは立体画像表示が行われる。この場合も、仮に何らの対策を施さないと、画面上における画像ピッチと、マイクロレンズアレイのレンズピッチの関係などにより、モアレが大なり小なり発生することとなる。

しかるに、本態様の如くに光拡散手段を画面及びレンズアレイ間に配置すれば、表示手段の画素ピッチに応じた、表示手段の画面上における微細な縞模様の存在が、光拡散手段によって低減されるので、係る微細な縞模様の干渉として発生するモアレを低減することが可能となる。この際特に、モアレが出ないようなレンズピッチの設計がなされたマイクロレンズアレイを新たに作製する必要はないので、大幅なコストダウンが期待できると共にその選択の自由度は大きい。

本実施形態の画像表示装置の他の態様では、前記光拡散手段は、前記画面に密着して配置されている。

この態様によれば、光拡散手段は、画面に密着して配置されているので、光拡散手段の存在により発生し得るフォーカスぼけという悪影響を、極力低減することが可能となる。尚、この場合、画面上に透明或いは半透明の光拡散フィルムを貼り付けてもよいし、画面上に透明或いは半透明の光拡散層を塗布してもよい。或いは、透明ガラスに、光拡散フィルムを貼り付け又は光拡散層を塗布した上で、これを画面上に貼り付ける或いは重ねて配置することも可能である。

本実施形態の画像表示装置の他の態様では、前記光拡散手段の拡散率は、前記光拡散手段が存在しない場合に前記実像に現れるモアレの度合いに応じて設定されている。

この態様によれば、光拡散手段の拡散率は、予め、光拡散手段がない場合に実像に現れるモアレの度合いに応じて設定されている。即ち、この場合に、モアレが強く現れれば、拡散率の高い光拡散手段が用いられることで当該モアレが低減され、他方、モアレが弱く現れれば、拡散率の低い光拡散手段が用いられることで当該モアレが低減される。ここで拡散率が高い光拡散手段を用いると、フォーカス感や明るさが犠牲になりかねないので、非必要に光拡散手段における拡散率を上げるのは好ましくない。このため、本態様の如く、光拡散手段の拡散率をモアレの度合いに応じて設定すれば、非必要に光拡散率を高めることで、フォーカス感や明るさを極力犠牲にしないで済むので、総合的に３Ｄ画像表示或いは立体画像表示に係る画質を高める上で大変有利である。

本実施形態の画像表示装置の他の態様では、前記光拡散手段の拡散率は、前記画面に平行な第１方向及び該第１方向に交わる第２方向について相互に異なる。

この態様によれば、例えば、光拡散手段が存在しない場合に横方向に延びるモアレが強い場合には、縦方向により強く拡散する光拡散手段が選択される。他方、例えば、光拡散手段が存在しない場合に縦方向に延びるモアレが強い場合には、横方向により強く拡散する光拡散手段が選択される。更に、例えば、光拡散手段が存在しない場合に斜め方向に延びるモアレが強い場合には、これに直行する斜め方向により強く拡散する光拡散手段が選択される。いずれの場合にも、モアレを確実に低減しつつ、モアレ低減に役立たない方向について非必要に光拡散率を高めることで、フォーカス感や明るさを極力犠牲にしないで済むようにできる。

本実施形態の画像表示装置の他の態様では、前記光拡散手段は、その拡散率が変更可能に構成されている。

この態様によれば、当該画像表示装置の動作時に、光拡散手段の拡散率を変更可能となるので、例えばユーザたる観察者までの距離や観察者の方位、表示中の画像の細かさや種類、ユーザの好みなどに応じて、モアレを低減する度合い、言い換えれば、モアレ低減のためにフォーカス感や明るさを犠牲にする度合いを、適宜に変更することが可能となる。

例えば、ユーザによる、つまみ操作、ボタン装置等の外部操作により、モアレとフォーカス感との兼ね合いで、ユーザの好みに応じて拡散の度合いを変更してもよい。或いは、マイコン等で、表示する画像の種類や属性、更にユーザの位置等から判断して、自動的にモアレを効率的に且つ必要なだけ低減する拡散の度合いが得られるように、光拡散手段の拡散率を変更してもよい。

尚、拡散率が変更可能な光拡散手段としては、例えばウムフィルムやウムガラス（いずれも、株式会社日本板硝子の登録商標）などの、印加電圧に応じて拡散率が可変である光拡散板や光拡散フィルムがある。特に、フォーカス感とモアレとの関係は、トレードオフであるので、このような使用時においてリアルタイム的に拡散率を適度に調整できる構成は、実践上非常に有益である。

本実施形態の画像表示装置の他の態様では、前記表示手段は、前記画面の背後からの光を透過可能に構成されており、前記背後に向けて、他の画面上に他の２次元画像を表示する他の表示手段を更に備えており、前記画像伝達パネルは、前記実像と異なる又は同一位置に、前記他の２次元画像の実像が位置するように、前記表示光及び前記他の２次元画像を構成する他の表示光のうち少なくとも一方を伝達させる。

この態様によれば、透明或いは半透明な表示手段の画面を介して、他の表示手段の画像を見る、一の実像を他の実像と同一平面に重ねて又は多少離間した平面に表示する方式の立体画像表示においても、上述した本実施形態によるモアレ低減の効果が得られる。特に、このように複数の画像を表示して立体画像表示とする方式の場合には、複数の画像間におけるピッチの関係に応じて該複数の画像間で発生し得るモアレについても低減可能である。また、この場合には、観察者から見て奥側に配置される他の表示手段についても、その画面上に光拡散手段を配置してもよく、或いは、複数の表示手段の間に光拡散手段を配置してもよい。

或いは、本実施形態の画像表示装置の他の態様では、前記画面と前記画像伝達パネルとの間における前記光路に配置され、他の画面上に他の２次元画像を表示すると共に該他の画面の背後からの前記表示光を透過可能に構成された他の表示手段を更に備えており、前記画像伝達パネルは、前記実像と異なる又は同一位置に、前記他の２次元画像の実像が位置するように、前記表示光及び前記他の２次元画像を構成する他の表示光のうち少なくとも一方を伝達させる。

この態様によれば、透明或いは半透明な表示手段の画面を介して、他の表示手段の画像を見る、一の実像を他の実像と同一平面に重ねて又は多少離間した平面に表示する方式の立体画像表示においても、上述した本実施形態によるモアレ低減の効果が得られる。特に、このように複数の画像を表示して立体画像表示とする方式の場合には、複数の画像間におけるピッチの関係に応じて該複数の画像間で発生し得るモアレについても低減可能である。また、この場合には、観察者から見て手前側に配置される他の表示手段については、その画面上やその手前側に光拡散手段を配置しなくてもよいし、或いは、配置してもよい。

或いは、本実施形態の画像表示装置の他の態様では、前記画面と前記画像伝達パネルとの間又は前記画像伝達パネルと前記実像との間における前記光路に配置されており、前記２次元画像と他の２次元画像とを合成する合成光学系と、他の画面上に前記他の２次元画像を表示する他の表示手段とを更に備えており、前記画像伝達パネルは、前記実像と異なる又は同一の位置に、前記他の２次元画像の実像が位置するように、前記表示光及び前記他の２次元画像を構成する他の表示光のうち少なくとも一方を伝達させる。

この態様によれば、例えばハーフミラー、ダイクロイックプリズム又はビームスプリッタ等の合成光学系によって、当初は光路を相互に異にする複数の表示手段からの表示光が合成され、一の実像を他の実像と同一平面に重ねて又は多少離間した平面に表示する方式の立体画像表示においても、上述した本実施形態によるモアレ低減の効果が得られる。特に、このように複数の画像を表示して立体画像表示とする方式の場合には、複数の画像間におけるピッチの関係に応じて該複数の画像間で発生し得るモアレについても低減可能である。また、この場合には、他の表示手段については、その画面上やその手前側に光拡散手段を配置しなくてもよいし、或いは、配置してもよい。

以上詳細に説明したように、本実施形態の画像表示装置によれば、表示手段、画像伝達パネル及び光拡散手段を備えるので、３Ｄ画像表示或いは立体画像表示において、モアレを極めて効果的に低減することが可能となる。

本実施形態の作用及び他の利得は次に説明する実施例から更に明らかにされる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

（第１実施例）
先ず本実施例に係る画像表示装置の構成を、図１及び図２を参照して、その基本動作と共に説明する。ここに、図１は、本実施例の図式的なブロック図であり、図２は、本実施例に係るモアレを低減させる原理を説明する図式的な表示画面の平面図である。

図１において、本実施例に係る画像表示装置は、表示部１０と、マイクロレンズアレイ板２２と、光拡散板１００とを備える。

本発明に係る「表示手段」の一例である表示部１０は、２次元画像を表示する画面を備えて構成される。表示部１０は例えば、液晶装置等のパネル型の表示装置を備えて構成されるが、ＣＲＴ等の表示装置を備えて構成されてもよい。

本発明に係る「画像伝達パネル」の一例であるマイクロレンズアレイ板２２は、例えば両面に複数のマイクロレンズ２２ａをマトリクス状に備えて構成される。このマイクロレンズアレイ板２２は、表示部１０の画面に表示された２次元画像を構成する表示光の光路に配置され、この２次元画像の実像を表示部１０の画面と反対側の空間に位置する結像面３０上に表示するように表示部１０の表示光を伝達させる。このようにして、例えば３Ｄフローティングビジョン方式による３Ｄ画像表示或いは立体画像表示が行われる。例えば、マイクロレンズアレイ板２２を介して表示部１０の画面の正面に位置する観察者から見て、マイクロレンズアレイ板２２の手前側、例えば数ｃｍから数十ｃｍの結像面３０に、実像が浮かんで見える。

本発明に係る「光拡散手段」の一例である光拡散板１００は、表示部１０の画面とマイクロレンズアレイ板２２との間における光路に、表示部１０の画面から所定の距離Ｌ０を隔てて配置される。距離Ｌ０は光拡散板１００の存在により発生し得るフォーカスぼけという悪影響を低減するためにも、極力短いことが望まれる。但し、フォーカスぼけ以外の光学的要因や、光拡散板の拡散率、製造プロセス或いは組み立て、更に製品コストを考慮して、距離Ｌ０を適当な値としてもよい。

この光拡散板１００を用いて、本実施例に係るモアレを低減させる原理を、図２を用いて説明する。

ここに、図２上半分は光拡散板１００がない場合の結像面３０に浮かぶ実像を示し、図２下半分は光拡散板１００がある場合の結像面３０に浮かぶ実像を示している。

図２上半分では、光拡散板１００がないため、表示部１０の画面上における画像ピッチと、マイクロレンズアレイ板２２のレンズピッチの関係に応じてモアレが大なり小なり発生している様子が表されている。

他方、図２下半分では、光拡散板１００が前述したように配置されており、表示部１０の画素ピッチに応じた、表示部１０の画面上における微細な縞模様の存在が、光拡散板１００によって低減された様子が表されている。その結果、係る微細な縞模様の干渉として発生するモアレが低減されている。図２では表示部１０の画面上における微細な縞模様が横方向となっているが、横方向に限らず縦方向、横方向、斜め方向のいずれの方向に延びていても、光拡散板１００によって効果的に低減できる。この際、フォーカス感や明るさが相対的に低減する可能性があるが、モアレ低減による効果は、それを補って余りある効果が得られるといえる。

また、従来のようにモアレが出ないようなピッチの設計がなされた表示部１０或はマイクロレンズアレイ板２２を新たに作製する必要はないので、大幅なコストダウンが期待できる。更に、このモアレ低減の効果は表示部１０及びマイクロレンズアレイ板２２の種類や組み合わせを問わないので、表示部１０及びマイクロレンズアレイ板２２の選択或いは設計の自由度、更に、両者間の距離などの光学的配置等についてもの自由度が大きく増すこととなる。

尚、図２では、表示部１０の画面上における横方向の画素配列と、マイクロレンズアレイ板２２の横方向のレンズ配列とが、かなり斜めに交差しているが、これは両者を図示する上での便宜を図るためであり、実際には、両者は平行或いは殆ど平行である。

光拡散板１００の拡散率は、光拡散板１００が存在しない場合に前記実像に現れるモアレの度合いに応じて設定されてもよい。即ち、予め図２の上半分の如き、モアレを観察した上で、どの程度の拡散率を有する光拡散板１００を用いるかを、設計段階で決めてもよい。より具体的には、各種拡散率の光拡散板１００を順次用いて図２の下半分の如き、モアレ低減の効果を調べることで、モアレを適度に低減する光拡散板１００を決定してもよい。或いは、図１の画像表示装置を、複数台用意して、各種拡散率の光拡散板１００を用いて、夫々の画像表示装置において発生するモアレを見比べることで、モアレを適度に低減する光拡散板１００を決定してもよい。

この場合、モアレが強く現れたとしても、拡散率の高い光拡散板１００が用いられることで当該モアレが低減され、他方、モアレが弱く現れれば、拡散率の低い光拡散板１００が用いられることで当該モアレが低減される。このようにして、モアレの度合いに応じて拡散率の高低を変えることで、フォーカス感や明るさを極力犠牲にすることなく、モアレを低減することが可能となる。

また、光拡散板１００の拡散率は、表示部１０の画面に平行な第１方向及び該第１方向に交わる第２方向について相互に異なるよう構成されてもよい。このように拡散率に異方性を有する光拡散板としては、例えば、米国Edmund Optics社により販売されているホログラフィックデフューザ（Holographic Diffusers）などの、既存の光拡散板１００を適用することが可能である。

この場合、モアレが強く発生する方向に応じて光拡散手板１００の拡散方向が選択されるため、モアレを確実に低減しつつ、モアレ低減に役立たない方向について非必要に光拡散率を高めることで、フォーカス感や明るさを犠牲にしないで済むようにできる。

以上図１及び図２に示した実施例によれば、いずれの場合にも、３Ｄ画像表示或いは立体画像表示において、モアレを極めて効果的に低減することが可能となる。

（第２実施例）
次に、第２実施例に係る画像表示装置の構成を、図３を参照して、その基本動作と共に説明する。ここに、図３は、本実施例に係る、拡散率が手動調整されるように可変光拡散板を設置した様子を表すブロック図である。尚、図３において、図１及び図２に示した第１実施例と同一の構成については同一の参照符号を付し、その詳細な説明を適宜省略する。

図３において、本実施例に係る画像表示装置は、表示部１０と、映像信号供給部６０と、マイクロレンズアレイ板２２と、可変光拡散板１０２と、拡散率調整部６１と、調整用つまみ６２とを備える。

映像信号供給部６０は、表示部１０と電気的に接続されており、映像情報が記録された記録媒体から読み取った映像信号を、表示部１０に供給することが可能に構成されている。

本発明に係る「光拡散手段」の一例である可変光拡散板１０２は、例えば株式会社日本板硝子製のウムフィルムやウムガラスなどの、印加電圧に応じて拡散率が可変である光拡散板や光拡散フィルムであり、表示部１０の画面とマイクロレンズアレイ板２２との間における前記光路に、表示部１０の画面から所定の距離Ｌ０（但し、Ｌ０＝０でもよい）を隔てて配置される。

拡散率調整部６１は、可変光拡散板１０２及び後述する調整用つまみ６２と電気的に接続され、例えば内部に可変抵抗機構を備えており、調整用つまみ６２の出力に応じた電圧を可変光拡散板１０２に印加することが可能に構成されている。

調整用つまみ６２は、本実施例に係る画像表示装置の表面に配置され、ユーザにより操作される。ユーザは、画像を実際に見ながら、調整用つまみ６２を操作することで、拡散率調整部６１を介して可変光拡散板１０２の拡散率を変更し、モアレとフォーカス感を好みの状態に調整することが可能となる。

以上図３に示した実施例によれば、例えばユーザたる観察者の好みなどに応じて、モアレを低減する度合い、言い換えれば、モアレ低減のためにフォーカス感や明るさを犠牲にする度合いを、適宜に変更することが可能となる。

（第３実施例）
次に、第３実施例に係る画像表示装置の構成を、図４を参照して、その基本動作と共に説明する。ここに、図４は、本実施例に係る、拡散率が自動調整されるように可変光拡散板を設置した様子を表すブロック図である。尚、図４において、図１及び図２に示した第１実施例と同一の構成については同一の参照符号を付し、その詳細な説明を適宜省略する。

図４において、本実施例に係る画像表示装置は、表示部１０と、映像信号供給部６０と、マイクロレンズアレイ板２２と、可変光拡散板１０２と、拡散率調整部６１とを備える。

拡散率調整部６１は、可変光拡散板１０２及び映像信号供給部６０と電気的に接続され、可変電圧を可変光拡散板１０２に印加することが可能に構成されている。拡散率調整部６１は例えばマイコンであり、映像信号供給部６０から映像信号をリアルタイム的に受け取る。そして、受け取った映像信号を解析し、表示される画像の種類や属性、更にユーザの位置等から判断して、自動的にモアレを効率的に且つ必要なだけ低減する拡散の度合いが得られるように、可変光拡散板１０２に印加する電圧を調整し、拡散率を変更することが可能に構成されている。

以上図４に示した実施例によれば、例えば表示する画像の種類や属性等に応じて、自動的にモアレを効率的に且つ必要なだけ低減することが可能となる。

（第４実施例）
次に、第４実施例に係る画像表示装置の構成を、図５を参照して、その基本動作と共に説明する。ここに、図５は、本実施例に係る、単一の表示部を備え、光拡散板を表示部に密着させた様子を表すブロック図である。尚、図５において、図１及び図２に示した第１実施例と同一の構成については同一の参照符号を付し、その詳細な説明を適宜省略する。

図５において、本実施例に係る画像表示装置は、単一の表示部１０と、光拡散板１００と、マイクロレンズアレイ板２２を備える。

特に、光拡散板１００は、表示部１０の画面に密着して配置されている。より具体的には、光拡散板１００は、広義の「光拡散板」であり、フィルム状に構成されて透明接着剤等により画面上に貼り付けられているか、又は、画面上に直接塗布されている。

以上図５に示した実施例によれば、光拡散板１００は表示部１０の画面に密着して配置されているので、モアレを低減しつつも、光拡散板１００の存在により発生し得るフォーカスぼけという悪影響を、極力低減することが可能となる。また、光拡散板１００を、フィルムの貼付や塗布することで、比較的簡単に形成できる。

（第５実施例）
次に、第５実施例に係る画像表示装置の構成を、図６を参照して、その基本動作と共に説明する。ここに、図６は、本実施例に係る、複数の表示部を備え、光拡散板を表示部に夫々密着させた様子を表すブロック図である。尚、図６において、図１及び図２に示した第１実施例と同一の構成については同一の参照符号を付し、その詳細な説明を適宜省略する。

図６において、本実施例に係る画像表示装置は、透過型表示部１１と、透過型又は非透過型の表示部１０と、マイクロレンズアレイ板２２と、光拡散板１００とを備える。

透過型表示部１１は、背後からの光を透過可能であり、自身の画面上に２次元画像を表示することが可能に構成されている。

表示部１０は、透過型表示部１１の後方に位置し、透過型表示部１１の背後に向けて、自身の画面上に他の２次元画像を表示することが可能に構成されている。

マイクロレンズアレイ板２２は、表示部１０に係る結像面３０と異なる又は同一位置に、透過型表示部１１に係る結像面３０が位置するように、表示部１０に係る２次元画像を構成する表示光及び透過型表示部１１に係る他の２次元画像を構成する他の表示光のうち少なくとも一方を伝達させる。特に、二つの結像面３０を相異なる位置にすることで、二つの画像間で例えば輝度の割り振りなど、画像の割り振りを行うことで、二つの結像面３０に跨る、より立体的な３Ｄ画像或いは立体画像を表示することが可能となる。

尚、本実施例でも、光拡散板１００は、表示部１０及び透過型表示部１１夫々の画面に密着して配置される。

以上図６に示した実施例によれば、透過型表示部１１の画面を介して、表示部１０の画像を見る、一の実像を他の実像と同一平面に重ねて又は多少離間した平面に表示する方式の立体画像表示においても、上述したモアレ低減の効果が得られる。特に、このように透過型表示部１１の画像と表示部１０の画像との間におけるピッチの関係に応じて発生し得るモアレについても低減可能である。

（第６実施例）
次に、第６実施例に係る画像表示装置の構成を、図７を参照して、その基本動作と共に説明する。ここに、図７は、本実施例に係る、複数の表示部を備え、光拡散板を最後の表示部のみに密着させた様子を表すブロック図である。尚、図７において、図１及び図２に示した第１実施例、若しくは図６に示した第５実施例と同一の構成については同一の参照符号を付し、その詳細な説明を適宜省略する。

図７において、本実施例に係る画像表示装置は、表示部１０と、透過型表示部１１と、マイクロレンズアレイ板２２と、光拡散板１００を備える。

光拡散板１００は、観察者から見て最も奥側にある表示部１０の画面に密着して配置されている。他方、透過型表示部１１に対しては、光拡散板１００は設けられていない。

ここで、仮に透過型表示部１１の画面に密着して他の光拡散板１００が配置されたとすると、該他の光拡散板１００と表示部１０とが所定の間隔を隔てて位置することとなり、フォーカスぼけが発生し得る。従って、当該画像表示装置の用途或いは表示画像に求められるフォーカス度合いによっては、観察者から見て手前側に配置される透過型表示部１１の画面上やその手前側には光拡散板１００を配置しないことが好ましい場合がある。本実施例のように構成すれば、光拡散板１００は、表示部１０とマイクロレンズアレイ板２２の縞模様の関係により発生するモアレや、表示部１０と透過型表示部１１の縞模様の関係により発生するモアレを低減するのみならず、フォーカスぼけという悪影響を、極力低減することが可能となる。

以上図７に示した実施例によれば、透明或いは半透明な表示手段の画面を介して、他の表示手段の画像を見る、一の実像を他の実像と同一平面に重ねて又は多少離間した平面に表示する方式の立体画像表示においても、上述した本発明によるモアレ低減の効果が得られる。

（第７実施例）
次に、第７実施例に係る画像表示装置の構成を、図８から図１０を参照して、その基本動作と共に説明する。ここに、図８は、本実施例に係る、複数の表示部を備え、光拡散板を少なくとも一つの表示部に密着させてなる画像表示装置のブロック図であり、図９は本実施例に係る、複数の表示部を備え、光拡散板を少なくとも一つの表示部に密着させてなる第１変形例のブロック図であり、図１０は本実施例に係る、複数の表示部を備え、光拡散板を少なくとも一つの表示部に密着させてなる第２変形例のブロック図である。尚、図８から図１０において、図１及び図２に示した第１実施例と同一の構成については同一の参照符号を付し、その詳細な説明を適宜省略する。

図８において、本実施例に係る画像表示装置は、第１表示部１０ａと、第２表示部１０ｂと、光拡散板１００と、ハーフミラー７０と、マイクロレンズアレイ板２２を備える。

第１表示部１０ａ及び第２表示部１０ｂは、夫々の２次元画像を構成する表示光の光路が、互いに交わるように配置される。

光拡散板１００は、二つの表示部の画面に夫々密着して配置され、モアレを低減する。

ハーフミラー７０は、二つの表示部に係る光路の交点上に配置され、第１表示部１０ａの表示光を透過し、第２表示部１０ｂの表示光を反射することで、これら二つの表示光を合成する。

マイクロレンズアレイ板２２は、第１表示部１０ａに係る実像と異なる又は同一の結像面３０に、第２表示部１０ｂに係る実像が位置するように、ハーフミラー７０により合成された表示光のうち少なくとも一方を伝達させる。特に、二つの結像面３０を相異なる位置にすることで、二つの画像間で例えば輝度の割り振りなど、画像の割り振りを行うことで、二つの結像面３０に跨る、より立体的な３Ｄ画像或いは立体画像を表示することが可能となる。

以上図８に示した実施例によれば、ハーフミラー７０を含む合成光学系によって、当初は光路を相互に異にする第１表示部１０ａ及び第２表示部１０ｂ夫々からの表示光が合成され、一の実像を他の実像と同一平面に重ねて又は多少離間した平面に表示する方式の立体画像表示においても、上述したモアレ低減の効果が得られる。

続いて、第７実施例の変形例について説明する。ここで、第１変形例に係る図９及び第２変形例に係る図１０は、第７実施例に係る図８と構成は同じであるが、配置が異なる。そのため上述した第７実施例と同一の構成については同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。

図９に示す第１変形例では、マイクロレンズアレイ板２２は、第１表示部１０ａの表示光のみ伝達するよう、第１表示部１０ａの表示光の光路に配置される。光拡散板１００は、第１表示部１０ａの画面に密着して配置される。ハーフミラー７０は、マイクロレンズアレイ板２２により伝達された第１表示部１０ａの表示光を透過し、第２表示部１０ｂの表示光を反射するように配置される。この変形例によれば、第１表示部１０ａとマイクロレンズアレイ板２２とのピッチの関係上発生し得るモアレが比較的低減されることとなる。

図１０に示す変形例では、マイクロレンズアレイ板２２は、第２表示部１０ｂの表示光のみの伝達するよう、第２表示部１０ｂの表示光の光路に配置される。光拡散板１００は、第２表示部１０ｂの画面に密着して配置される。ハーフミラー７０は、第１表示部１０ａの表示光を透過し、マイクロレンズアレイ板２２により伝達された第２表示部１０ｂの表示光を反射するように配置される。この変形例によれば、第２表示部１０ｂとマイクロレンズアレイ板２２とのピッチの関係上発生し得るモアレが比較的低減されることとなる。

以上詳細に説明したように、各種実施例の画像表示装置によれば、表示部、マイクロレンズアレイ板、及び光拡散板を備えるので、３Ｄ画像表示或いは立体画像表示において、モアレを極めて効果的に低減することが可能となる。

本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う画像表示装置もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明の第１実施例に係る画像表示装置の図式的なブロック図である。 第１実施例に係る光拡散板によるモアレ軽減の様子を、比較例と共に示す特性図である。 本発明の第２実施例に係る画像表示装置の図式的なブロック図である。 本発明の第３実施例に係る画像表示装置の図式的なブロック図である。 本発明の第４実施例に係る画像表示装置の図式的なブロック図である。 本発明の第５実施例に係る画像表示装置の図式的なブロック図である。 本発明の第６実施例に係る画像表示装置の図式的なブロック図である。 本発明の第７実施例に係る画像表示装置の図式的なブロック図である。 本発明の第７実施例の第１変形例に係る画像表示装置の図式的なブロック図である。 本発明の第７実施例の第２変形例に係る画像表示装置の図式的なブロック図である。

符号の説明

１０ 表示部
１１ 透過型表示部
２２ マイクロレンズアレイ板
２２ａ マイクロレンズ
３０ 結像面
６０ 映像信号供給部
６１ 拡散率調整部
６２ 調整用つまみ
１００ 光拡散板
１０２ 可変光拡散板

Claims (9)

1. 画面上に２次元画像を表示する表示手段と、
   前記２次元画像を構成する表示光の光路に配置され、前記２次元画像の実像を前記画面と反対側の空間に表示するように前記表示光を伝達させる画像伝達パネルと、
   前記画面と前記画像伝達パネルとの間における前記光路に配置された光拡散手段と
   を備えたことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記画像伝達パネルは、マイクロレンズアレイからなることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記光拡散手段は、前記画面に密着して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記光拡散手段の拡散率は、前記光拡散手段が存在しない場合に前記実像に現れるモアレの度合いに応じて設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
5. 前記光拡散手段の拡散率は、前記画面に平行な第１方向及び該第１方向に交わる第２方向について相互に異なることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像表示装置。
6. 前記光拡散手段は、その拡散率が変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像表示装置。
7. 前記表示手段は、前記画面の背後からの光を透過可能に構成されており、
   前記背後に向けて、他の画面上に他の２次元画像を表示する他の表示手段を更に備えており、
   前記画像伝達パネルは、前記実像と異なる又は同一位置に、前記他の２次元画像の実像が位置するように、前記表示光及び前記他の２次元画像を構成する他の表示光のうち少なくとも一方を伝達させることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像表示装置。
8. 前記画面と前記画像伝達パネルとの間における前記光路に配置され、他の画面上に他の２次元画像を表示すると共に該他の画面の背後からの前記表示光を透過可能に構成された他の表示手段を更に備えており、
   前記画像伝達パネルは、前記実像と異なる又は同一位置に、前記他の２次元画像の実像が位置するように、前記表示光及び前記他の２次元画像を構成する他の表示光のうち少なくとも一方を伝達させることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像表示装置。
9. 前記画面と前記画像伝達パネルとの間又は前記画像伝達パネルと前記実像との間における前記光路に配置されており、前記２次元画像と他の２次元画像とを合成する合成光学系と、
   他の画面上に前記他の２次元画像を表示する他の表示手段と
   を更に備えており、
   前記画像伝達パネルは、前記実像と異なる又は同一の位置に、前記他の２次元画像の実像が位置するように、前記表示光及び前記他の２次元画像を構成する他の表示光のうち少なくとも一方を伝達させることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像表示装置。

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