JP2007240965A - Three-dimensional display - Google Patents

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Tatsuo Uchida
龍男 内田
Toru Kawakami
徹 川上
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Tohoku University NUC
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin-shaped, high-speed light-direction control back light having high light-using efficiency, and also, capable of corresponding to multi-view points, to provide a direct-vision three-dimensional display using the back light, to provide a projection optical system where a high-speed light-direction control can be performed, and to provide a projection type three-dimensional display using the projection optical system. <P>SOLUTION: The direct-vision type display is constituted with the combination of a back light system 15 having a three-dimensional linear space imaging optical system and a spatial light modulator type image display device 22, n-sheets of the directive image by n view-points integral photography are displayed at high speed while changing the light direction in time division. The projection type display includes a means for switching the direction of exit light from a screen in time division. The switching means comprises one or m image display devices 22 and an enlarging projection optical system (e.g., lens 5 of focal distance f<SB>2</SB>). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、立体表示ディスプレイに関し、詳しくは、時間分割、又は、時間分割と空間分割の併用型、方向性画像表示インテグラルフォトグラフィーの直視型立体ディスプレイ及び、プロジェクション型立体表示ディスプレイに関する。なお、本明細書において、「IP」は「インテグラルフォトグラフィー」を意味する。   The present invention relates to a stereoscopic display, and more particularly, to a time-division or a combination of time-division and space-division, a direct-viewing stereoscopic display for directional image display integral photography, and a projection-type stereoscopic display. In the present specification, “IP” means “integral photography”.

近年、3次元表示ディスプレイへの関心が高まるにつれ、よりリアルな立体表示システムが要求されるようになってきた。提案されている多くの方式の中でも、ホログラムのように、レーザ光を必要とせず、ディスプレイの解像度も光の波長オーダである必要もなく、かつ、カラー化が容易でメガネも不要、広視野化の可能性が高いものに、多視点型立体表示方式がある。   In recent years, as the interest in a three-dimensional display increases, a more realistic stereoscopic display system has been required. Among many proposed methods, unlike holograms, laser light is not required, display resolution is not required to be in the wavelength order of light, colorization is easy, glasses are not required, and a wide field of view is achieved. There is a multi-view type three-dimensional display method that has a high possibility of the above.

これは、基本となる2視点(2眼式)から、多視点(多眼式)、そして、視点数を多くし、非常にリアルな立体表示を可能にする、インテグラルフォトグラフィー(略号:IP)技術を用いた方式のことである(例えば非特許文献1〜5)。
なお、下記諸文献のうち、非特許文献1〜5以外は、後述の発明の開示の項中で参考文献として挙げられるものであり、非特許文献6はOCB、非特許文献7〜10はFLC、非特許文献11、12はDMD、非特許文献13はルミスティ、特許文献1は3次元線型空間結像光学系に関する文献である。
特願2005−200969(公開番号未発番) M.G.Lippman:Epreuves reversibles donnant la sensation du relief. J.de phys.,7,4th series(November 1908),821-825 H.E.Ives:Optical properties of a Lippman lenticulated sheet. J. Opt.Soc.Am.,21(March 1931),171-176 A.P.Sokolov:“Autostereoscopy and integral photography by Professor Lippman’s method”,Izd.MGU,Moscow State University Press,1911 C.B.Burckhardt and E.T.Doherty:Beaded plate recording of integral photographs. Appl.Opt.,8,No.11(November 1969),2329-2331 R.L.DeMontebello:Wide-angle integral photography-The integram system. Proc.1977 SPIE Annu.Tech.Conf.,San Diego,Seminar 10,No.120-08(August 1977),Tech.Digest 73-91 Y.Yamaguchi,T.Miyashita and T.Uchida:SID’93 Digest,p.277-281(1993) Meyer,R.B:“Ferroelectric Liquid Crystals”:A Review.Mol.Cryst.&Liq.Cryst.,40,p.33(1977) Meyer,R.B.,Lieb▲e▼rt,L.Strzelecki,L.and Keller,P.:“Ferroelectric Liquid Crystals”,J.Phys.(France),36 p.L 69(1975) Clark,N.A.and Lagerwall,S.T.:“Submicrosecond Bistable Electro-Optic Switching in Liquid Crystals”,Appl.Phys.Lett.,36,p.899(1980) Clark,N.A.,Handschy,M.A.and Lagerwall,S.T.:”Ferroelectric Liquid Crystal Electro-Optics Using the Surface Stabilized Structure”,Mol.Cryst.&Liq.Cryst.,94,p.213(1983) R.N.Thomas,J.Guldberg,H.C.Nathanson and P.R.Malmberg:IEEE Transactions on Electron Devices,ED-22(1975) P.G.Serafimovich,B.H.Cheong,P.S.Ahn,J.K.Shin and S.H.Kim:“DMD Illumination Using Diffractive Optical Elements”,SID 2005 Digest of technical papers Vol.36-I p.902-905 沖田ら:住友化学1991-I,p.37-48
This is an integral photography (abbreviation: IP) that enables very realistic stereoscopic display by increasing the number of viewpoints from the basic two viewpoints (two-lens) to multiple viewpoints (multi-lens). ) Is a method using technology (for example, Non-Patent Documents 1 to 5).
Of the following documents, those other than Non-Patent Documents 1 to 5 are cited as references in the disclosure section of the invention described later, Non-Patent Document 6 is OCB, and Non-Patent Documents 7 to 10 are FLC. Non-Patent Documents 11 and 12 are DMDs, Non-Patent Document 13 is Lumisty, and Patent Document 1 is a document relating to a three-dimensional linear space imaging optical system.
Japanese Patent Application No. 2005-200969 (public number not yet issued) MGLippman : Epreuves reversibles donnant la sensation du relief. J.de phys., 7,4th series (November 1908), 821-825 HEIves: Optical properties of a Lippman lenticulated sheet. J. Opt. Soc. Am., 21 (March 1931), 171-176 APSokolov: “Autostereoscopy and integral photography by Professor Lippman's method”, Izd.MGU, Moscow State University Press, 1911 CBBurckhardt and ETDoherty: Beaded plate recording of integral photographs. Appl. Opt., 8, No. 11 (November 1969), 2329-2331 RLDeMontebello: Wide-angle integral photography-The integram system. Proc. 1977 SPIE Annu. Tech. Conf., San Diego, Seminar 10, No. 120-08 (August 1977), Tech. Digest 73-91 Y. Yamaguchi, T. Miyashita and T. Uchida: SID'93 Digest, p.277-281 (1993) Meyer, RB: “Ferroelectric Liquid Crystals”: A Review. Mol. Cryst. & Liq. Cryst., 40, p.33 (1977) Meyer, RB, Lieb ▲ e ▼ rt, L. Strzelecki, L. and Keller, P .: “Ferroelectric Liquid Crystals”, J. Phys. (France), 36 pL 69 (1975) Clark, NA and Lagerwall, ST: “Submicrosecond Bistable Electro-Optic Switching in Liquid Crystals”, Appl. Phys. Lett., 36, p. 899 (1980) Clark, NA, Handschy, MA and Lagerwall, ST: “Ferroelectric Liquid Crystal Electro-Optics Using the Surface Stabilized Structure”, Mol. Cryst. & Liq. Cryst., 94, p. 213 (1983) RNThomas, J. Guldberg, HCNathanson and PRMalmberg: IEEE Transactions on Electron Devices, ED-22 (1975) PGSerafimovich, BHCheong, PSAhn, JKShin and SHKim: “DMD Illumination Using Diffractive Optical Elements”, SID 2005 Digest of technical papers Vol.36-I p.902-905 Okita et al .: Sumitomo Chemical 1991-I, p.37-48

IP技術を用いた方式では、上述のように、視点数を多くすればするほど、リアルな立体表示が可能になるが、その分、ディスプレイに要求される画素数が多くなり、非常に高価なものになる。画素数を一定と考え視点数を多くとるとその分、一方向の表示画像の解像度が劣化する(n視点に対し、1/nの解像度)。これは、多視点の表示を空間分割のみによって行っているためである。   In the method using the IP technology, as the number of viewpoints is increased as described above, realistic stereoscopic display is possible. However, the number of pixels required for the display is increased correspondingly, which is very expensive. Become a thing. If the number of viewpoints is increased by assuming that the number of pixels is constant, the resolution of the display image in one direction is degraded by that amount (1 / n resolution for n viewpoints). This is because multi-viewpoint display is performed only by space division.

よって、この問題を解決する方法として、時間分割を利用して、多視点の方向性画像を表示する方式が考えられる。これは、高速表示ディスプレイを用いて、ディスプレイ(プロジェクションの場合はスクリーン)からの光の方向を制御し、ある瞬間に、ある視点の方向性画像を表示し、高速に切り替えることによって、1フレーム表示時間内に、多視点の方向性画像をシーケンシャルに表示する方式である。この場合、解像度は劣化しないが、n視点に対し、n倍速の高速表示ディスプレイと、高速光方向制御システムが必要となる。   Therefore, as a method of solving this problem, a method of displaying a multi-viewpoint directional image using time division can be considered. This is because a high-speed display is used to control the direction of light from the display (screen in the case of projection), and at a certain moment, a directional image of a certain viewpoint is displayed and switched at high speed to display one frame. This is a method of sequentially displaying multi-directional directional images within a time period. In this case, although the resolution is not deteriorated, an n-times high-speed display and a high-speed light direction control system are required for n viewpoints.

直視型の場合、高速表示用の液晶ディスプレイとしてはOCB(非特許文献6)やFLC(非特許文献7〜10)等が考えられるが、薄型で光の利用効率がよく、かつ、多視点に対応できる高速光方向制御システムとしてのバックライトが現在存在しない。また、プロジェクションシステムの場合、高速画像表示デバイスとして、LCDやLCOSタイプとしては、OCBやFLCのモードがあり、その他DMDタイプのもの(非特許文献11,12)が存在するが、高速光方向制御が可能な投射光学系が現在存在しない。   In the case of the direct-view type, OCB (Non-Patent Document 6), FLC (Non-Patent Documents 7 to 10), etc. can be considered as a liquid crystal display for high-speed display. There is currently no backlight as a high-speed light direction control system that can be used. In the case of a projection system, as a high-speed image display device, there are OCB and FLC modes as LCD and LCOS types, and other DMD types (Non-Patent Documents 11 and 12) exist. There is currently no projection optical system capable of this.

そこで、本発明の第1の目的は、薄型で光の利用効率がよく、かつ、多視点に対応できる高速光方向制御バックライトを提供することである。また、第2の目的は、プロジェクション用として、高速光方向制御が可能な投写光学系を提供することである。
上述の技術は、空間分割を時間分割に変えることによって、多視点のインテグラルフォトグラフィーを実現する方式に関するものであるが、よりリアルな立体表示ディスプレイを目的とした場合、視点数をできるだけ多く、かつ、解像度も上げる必要もある。この場合、上述の時間分割のみによる方式では、画像表示デバイスの高速応答特性の限界が、視点数を決めてしまう。そこで、画素数は多くなるが、空間分割方式と、時間分割方式を併用することが考えられる。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, a first object of the present invention is to provide a high-speed light direction control backlight that is thin, has good light use efficiency, and can handle multiple viewpoints. A second object is to provide a projection optical system capable of high-speed light direction control for projection.
The technology described above relates to a method for realizing multi-view integral photography by changing space division to time division, but for the purpose of more realistic stereoscopic display, the number of viewpoints is as large as possible. In addition, it is necessary to increase the resolution. In this case, in the method using only the time division described above, the limit of the high-speed response characteristic of the image display device determines the number of viewpoints. Therefore, although the number of pixels increases, it is conceivable to use both the space division method and the time division method.

本発明の第3の目的は、第1の目的の高速光方向制御バックライトを用い、画像表示ディスプレイに空間分割方式を採用して、時間分割方式と空間分割方式を併用した、インテグラルフォトグラフィー方式の立体表示ディスプレイ(直視型)を提供することである。
第4の目的は、第3の目的のプロジェクションシステムバージョンであり、第2の目的の高速光方向制御が可能な投射光学系に複数の光学エンジンまたはプロジェクタを用い、時間分割と空間分割を併用したインテグラルフォトグラフィー方式の立体表示ディスプレイ(投写型)を提供することである。
A third object of the present invention is an integral photography that uses the high-speed light direction control backlight of the first object, adopts a space division method for an image display, and uses both a time division method and a space division method. It is to provide a 3D display (direct view type) of the system.
The fourth purpose is a projection system version for the third purpose, which uses a plurality of optical engines or projectors in the projection optical system capable of high-speed light direction control, and uses both time division and space division. It is to provide an integral photography type stereoscopic display (projection type).

前記目的を達成するための本発明は、以下のとおりである。
本発明(1)は、3次元線型空間結像光学系を有するバックライトである(:請求項1)。
本発明(1−2)は、3次元線型空間結像光学系を有するバックライトと、該バックライトからの出射光の方向を制御する手段とを有することを特徴とするバックライトシステムである(:請求項2)。
To achieve the above object, the present invention is as follows.
The present invention (1) is a backlight having a three-dimensional linear space imaging optical system (: claim 1).
The present invention (1-2) is a backlight system comprising a backlight having a three-dimensional linear spatial imaging optical system and means for controlling the direction of light emitted from the backlight ( : Claim 2).

本発明(2)は、本発明(1−2)のバックライトシステムに空間光変調器型の画像表示デバイスを組合わせてなり、n視点インテグラルフォトグラフィーの指向性画像を、時間分割で光の方向を変化させて、高速にn枚表示することを特徴とする立体表示ディスプレイである(:請求項3)。ここで、「高速に」とは、定量的には、毎秒60n枚の画像表示を意味し、「n」は2以上の整数であり、「指向性」は「方向性」と同義である(以下同じ)。   In the present invention (2), a spatial light modulator type image display device is combined with the backlight system of the present invention (1-2), and a directional image of n-view integral photography is optically divided in a time division manner. The three-dimensional display is characterized in that n sheets are displayed at a high speed by changing the direction of (3). Here, “at high speed” quantitatively means displaying 60n images per second, “n” is an integer of 2 or more, and “directivity” is synonymous with “direction” ( same as below).

本発明(3)は、本発明(2)において、前記画像表示デバイスに、インテグラルフォトグラフィーによる空間分割方式が組合わされてなり、時間分割でn視点、空間分割でm視点の表示を行うことを特徴とする立体表示ディスプレイである(:請求項4)。ここで、「m」は2以上の整数である(以下同じ)。
本発明(3−2)は、本発明(3)において、前記時間分割の方向と、前記空間分割の方向が互いにほぼ直交することを特徴とする立体表示ディスプレイ(詳しくは、時間分割方向・空間分割方向直交併用型インテグラルフォトグラフィー立体表示ディスプレイ)である(:請求項5)。
According to the present invention (3), in the present invention (2), the image display device is combined with a space division method by integral photography to display n viewpoints by time division and m viewpoints by space division. A three-dimensional display characterized by: (Claim 4). Here, “m” is an integer of 2 or more (hereinafter the same).
The present invention (3-2) is the stereoscopic display according to the present invention (3), wherein the time division direction and the space division direction are substantially orthogonal to each other (specifically, the time division direction / space (Division direction orthogonal combination type integral photography stereoscopic display): (Claim 5).

本発明(4)は、プロジェクションディスプレイにおいて、スクリーンからの出射光の方向を時間分割で切り替える手段を有することを特徴とするプロジェクション立体表示ディスプレイである(:請求項6)。
本発明(5)は、本発明(4)において、前記切り替える手段が、n視点インテグラルフォトグラフィーの指向性画像を、時間分割で光の方向を変化させて、高速にn枚表示する、1個の画像表示デバイスと拡大投写光学系とからなることを特徴とするプロジェクション立体表示ディスプレイ(詳しくは、時間分割シーケンシャルインテグラルフォトグラフィー方式プロジェクション立体表示ディスプレイ)である(:請求項7)。
The present invention (4) is a projection three-dimensional display characterized by having means for switching the direction of light emitted from the screen in a time division manner in the projection display.
According to the present invention (5), in the present invention (4), the switching means displays n directional images of n-view integral photography at a high speed by changing the direction of light in a time division manner. A projection three-dimensional display (specifically, a time-division sequential integral photography type projection three-dimensional display) comprising a single image display device and an enlarged projection optical system.

本発明(6)は、本発明(5)において、前記1個に代えてm個としてなり、該m個の画像表示デバイスの各々がn視点インテグラルフォトグラフィーの指向性画像を、時間分割で光の方向を変化させて、高速にn枚表示することにより、時間分割でn視点、空間分割でm視点の表示を行うことを特徴とする立体表示ディスプレイ(詳しくは、時間分割・空間分割併用型シーケンシャル・インテグラルフォトグラフィー方式プロジェクション立体表示ディスプレイ)である(:請求項8)。   According to the present invention (6), in the present invention (5), there are m instead of the one, and each of the m image display devices converts a directional image of n-view integral photography by time division. Three-dimensional display that displays n viewpoints by time division and m viewpoints by space division by changing the direction of light and displaying n images at high speed (more on both time division and space division in detail) Type sequential integral photography type projection stereoscopic display) (claim 8).

本発明によれば、薄型で光の利用効率がよく、かつ、多視点に対応できる高速光方向制御バックライトが得られる。また、プロジェクション用として、高速光方向制御が可能な投写光学系が得られる。また、前記高速光方向制御バックライトを用い、画像表示ディスプレイに空間分割方式を採用して、時間分割方式と空間分割方式を併用した、インテグラルフォトグラフィー方式の立体表示ディスプレイ(直視型)が得られる。また、前記高速光方向制御が可能な投射光学系に複数の光学エンジンまたはプロジェクタを用い、時間分割と空間分割を併用したインテグラルフォトグラフィー方式の立体表示ディスプレイ(投写型)が得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain a high-speed light direction control backlight that is thin, has high light utilization efficiency, and can handle multiple viewpoints. Further, a projection optical system capable of high-speed light direction control can be obtained for projection. In addition, using the high-speed light direction control backlight and adopting the space division method for the image display display, an integral photography type stereoscopic display (direct view type) that uses both the time division method and the space division method is obtained. It is done. Further, an integral photography type stereoscopic display (projection type) using a plurality of optical engines or projectors in the projection optical system capable of high-speed light direction control and using both time division and space division is obtained.

〔直視型について〕
本発明(1)ないし(1−2)の3次元線型空間結像光学系(特許文献1)の例を図1に示す。同図の(a)は等倍の場合で、焦点距離fのレンズ3を2枚、互いの光軸10を一致させ、距離2f離して配置した光学系であり、(b)は拡大の場合で、焦点距離f1,f2のレンズ(第1レンズ,第2レンズ)4,5を、互いの光軸10を一致させ、距離f1+f2離して配置した光学系である。図1(a)の左側のレンズ3から左方に距離fの位置にある立体グリッドは、物体に対する3次元座標を表す物体グリッド1であり、右側のレンズ3から右方に距離fの位置にある立体グリッドは、結像に対する3次元座標を表す結像グリッド2である(図1(b)でも同様)。この光学系は、物体グリッド1の一点から出た光の位置と方向を、結像グリッド2に、光軸対称変換した状態で、再生するものである。よって、物体グリッド1の任意の点の光線の位置と方向は、結像グリッド2の光線の位置と方向において、光軸10に関し対称変換すると完全に一致するものである。
[Direct view type]
An example of the three-dimensional linear space imaging optical system (Patent Document 1) of the present invention (1) to (1-2) is shown in FIG. (A) of the figure shows an optical system in which two lenses 3 having a focal length f are arranged at the same magnification, the optical axes 10 are aligned with each other, and are separated by a distance 2f, and (b) is an enlarged case. In this optical system, the lenses (first lens, second lens) 4 and 5 having the focal lengths f 1 and f 2 are arranged such that their optical axes 10 coincide with each other and the distance f 1 + f 2 is separated. A solid grid located at a distance f to the left from the left lens 3 in FIG. 1A is an object grid 1 representing a three-dimensional coordinate with respect to an object, and is located at a distance f from the right lens 3 to the right. A certain three-dimensional grid is an imaging grid 2 representing three-dimensional coordinates for imaging (the same applies to FIG. 1B). This optical system reproduces the position and direction of light emitted from one point of the object grid 1 in the state where the optical axis is symmetrically converted to the imaging grid 2. Therefore, the position and direction of a light beam at an arbitrary point on the object grid 1 are completely coincident with each other when the symmetry is transformed with respect to the optical axis 10 in the position and direction of the light beam on the imaging grid 2.

今、図1(a)の物体グリッド1上の一点Aに着目する。この点Aに入射する光線の方向を、図に示すように光軸方向に対し左右に変化させたとする。結像グリッド2上の点A´(点Aに対応する点)では、点Aへの入射方向が、光軸10に対し対称変換され、点A´での出射方向となるため点A´でも図に示す様に、光軸10に対して左右に光線の方向が変化する。点Aへの光軸10に対する光の入射角を±θ1とすると、点A´からの光の出射角は−(±θ1)である。 Now, pay attention to one point A on the object grid 1 in FIG. Assume that the direction of the light beam incident on this point A is changed to the right and left with respect to the optical axis direction as shown in the figure. At a point A ′ on the imaging grid 2 (a point corresponding to the point A), the incident direction to the point A is symmetrically transformed with respect to the optical axis 10 and becomes the emission direction at the point A ′. As shown in the figure, the direction of the light beam changes from side to side with respect to the optical axis 10. If the incident angle of light with respect to the optical axis 10 to the point A is ± θ 1 , the light emission angle from the point A ′ is − (± θ 1 ).

図1(b)に示される拡大の場合も同様に、第1レンズ4から左方に距離f1の位置にある物体グリッド1上の一点Bへの光の入射角を変化させ、光軸方向に左右に光線を変化させると、第2レンズ5から右方に距離f2の位置にある結像グリッド2上の点B´(点Bに対応する点)でも出射光は光軸10に対し、左右対称に変化することになる。
点Bへの入射角を±θ2とすると出射角は−(±θ3)であり、θ2とθ3の関係は次式で表される。
Similarly, in the case of the enlargement shown in FIG. 1B, the incident angle of the light to the point B on the object grid 1 located at the distance f 1 from the first lens 4 to the left is changed, and the optical axis direction is changed. When the light beam is changed to the left and right, the emitted light with respect to the optical axis 10 at the point B ′ (the point corresponding to the point B) on the imaging grid 2 located at the distance f2 to the right from the second lens 5 It will change symmetrically.
When the incident angle to the point B is ± θ 2 , the emission angle is − (± θ 3 ), and the relationship between θ 2 and θ 3 is expressed by the following equation.

Figure 2007240965
Figure 2007240965

図1(a),(b)に示す画像表示デバイス面6には、バックライトの場合、単なる開口が存在するだけであり、結像面7がバックライトの出射面である。リアまたはフロントのプロジェクションシステムの場合は、画像表示デバイス面6にLCD、LCOS、DMD等のデバイスの面が存在し、結像面7にはスクリーンの面が存在する。
上述の議論より、図1(a),(b)に示す画像表示デバイス面6で平行光の入射角を変化させると、結像面7でも平行光になり、(1)式で記述される関係で光の方向は変化する。
In the case of a backlight, the image display device surface 6 shown in FIGS. 1A and 1B has only an opening, and the imaging surface 7 is an emission surface of the backlight. In the case of a rear or front projection system, the image display device surface 6 has a surface of a device such as LCD, LCOS, or DMD, and the imaging surface 7 has a screen surface.
From the above discussion, when the incident angle of the parallel light is changed on the image display device surface 6 shown in FIGS. 1A and 1B, the parallel light is also formed on the image plane 7 and is described by the equation (1). The direction of light changes depending on the relationship.

図1に示す3次元線型空間結像光学系は、画像表示デバイス面6を非常に大きな角で斜めに傾けても、(θ45を大きくしても、)結像面7では台形歪が全く発生せず、超薄型リアプロジェクションシステムに適した光学系である。
この特性を、バックライトシステムに応用すると、3次元線型空間結像光学系を有する薄型バックライトシステムが実現することになる。この薄型バックライトシステムは通常のバックライトのように導光板や拡散板によって光出力を制御しているものではなく、結像を用いて、光出力を制御しているため、光方向制御性において、非常にすぐれた特性が得られる。
The three-dimensional linear spatial imaging optical system shown in FIG. 1 has a trapezoidal shape on the imaging plane 7 even if the image display device surface 6 is tilted at a very large angle (even if θ 4 and θ 5 are increased). This optical system is suitable for ultra-thin rear projection systems without any distortion.
When this characteristic is applied to a backlight system, a thin backlight system having a three-dimensional linear spatial imaging optical system is realized. This thin backlight system does not control the light output by a light guide plate or a diffusing plate like a normal backlight, but controls the light output by using image formation. , Very good characteristics can be obtained.

図2に薄型バックライトシステム用の3次元線型空間結像光学系の例を示す。これは、図1において第2レンズ5に代えて、これと光学的に等価な第2レンズ機能用反射鏡8とし、その光の当たる部分のみを用いたものである。結像面7は、光軸とほぼ平行となるよう、倍率f2/f1と、画像表示デバイス面6の傾きθ5を設定する。
図1(b)における、拡大倍率f2/f1と、θ5、θ6の関係は、次式となる。この関係は、図2でも同様に成立する。
FIG. 2 shows an example of a three-dimensional linear spatial imaging optical system for a thin backlight system. This is a second lens function reflecting mirror 8 which is optically equivalent to the second lens 5 in FIG. 1, and uses only the portion where the light strikes. The magnification f 2 / f 1 and the inclination θ 5 of the image display device surface 6 are set so that the image plane 7 is substantially parallel to the optical axis.
The relationship between the magnifications f 2 / f 1 and θ 5 and θ 6 in FIG. This relationship is similarly established in FIG.

Figure 2007240965
Figure 2007240965

画像表示デバイス面6に仮に画像表示デバイスの面が実在するとして、画素を考えると、画像表示デバイス上の画素の縦と横の比率であるアスペスト比は、結像面7では変化するが、バックライトに用いる場合、この問題は存在しない。
図3に、3次元線型空間結像光学系を有する光方向制御薄型バックライトシステムの内部構造を示す。これは、図2において結像面7にプリズムシート9を設置し、バックライト出射面の法線方向を中心に出射光の方向を可変としたものである。画像表示デバイス面6にはレンズ11(:焦点距離fD)が設置されている。レンズ11の主平面は、画像表示デバイス面6と一致し、かつ、レンズ11の中心(節)は、3次元線型空間結像系の光軸10上に位置する。光の方向を切り替える手段として例えば複数のLED(超高輝度LED)12が、画像表示デバイス面6に設置したレンズ11の前方焦点面13に設置されている。なお、14はレンズ11の光軸である。
Assuming that the surface of the image display device actually exists on the image display device surface 6 and considering the pixels, the aspect ratio that is the ratio of the vertical and horizontal pixels on the image display device changes on the imaging surface 7, but the back This problem does not exist when used for lights.
FIG. 3 shows an internal structure of a light direction control thin backlight system having a three-dimensional linear spatial imaging optical system. In FIG. 2, a prism sheet 9 is installed on the imaging surface 7 and the direction of the emitted light is variable around the normal direction of the backlight emitting surface. A lens 11 (: focal length f D ) is installed on the image display device surface 6. The main plane of the lens 11 coincides with the image display device surface 6, and the center (node) of the lens 11 is located on the optical axis 10 of the three-dimensional linear space imaging system. As means for switching the direction of light, for example, a plurality of LEDs (ultra-high brightness LEDs) 12 are installed on the front focal plane 13 of the lens 11 installed on the image display device surface 6. Reference numeral 14 denotes an optical axis of the lens 11.

よって、いずれか1つの超高輝度LED12から出射した光は、レンズ11によってほぼ平行光となり、3次元線型空間結像光学系へ入射される。この平行光の方向は、LED12の位置とレンズ11の中心(節)位置を結ぶ直線の方向となる。よって、複数のLED12を、図示のように紙面に対し手前から斜め奥側への順に設置し、この設置順と同じ順番に1つずつ発光させると、3次元線型空間結像光学系へ入射する平行光の方向が図示のように変化し、結像面7にあるプリズムシート9によって、方向を変えられた出射平行光の方向も、図示のように変化する。図より明らかなように、出射平行光の方向は、LED12の設置位置によって設計できる。   Therefore, the light emitted from any one of the ultra-bright LEDs 12 becomes substantially parallel light by the lens 11 and enters the three-dimensional linear space imaging optical system. The direction of the parallel light is a direction of a straight line connecting the position of the LED 12 and the center (node) position of the lens 11. Therefore, when a plurality of LEDs 12 are installed in this order from the front side to the oblique rear side as shown in the figure, and light is emitted one by one in the same order as this installation order, the light enters the three-dimensional linear space imaging optical system. The direction of the parallel light changes as shown in the figure, and the direction of the emitted parallel light whose direction has been changed by the prism sheet 9 on the imaging surface 7 also changes as shown in the figure. As is clear from the figure, the direction of the emitted parallel light can be designed according to the installation position of the LED 12.

図3の構造を筐体内に実装してなるバックライト(薄型バックライトまたは薄型バックライトシステム)15を図4に示す。バックライト15の出射面16は、図3では裏向きに描いたが、図4では表向きに描いた。
筐体内部のLED12(図4では隠れて見えない)を順次1つずつ発光させると、ほぼ平行な光がプリズムシート9の全面から出射し、プリズムシート9の法線方向を中心に左右に変化する。
FIG. 4 shows a backlight (thin backlight or thin backlight system) 15 in which the structure of FIG. 3 is mounted in a housing. The exit surface 16 of the backlight 15 is drawn face down in FIG. 3, but is drawn face up in FIG.
When the LEDs 12 in the housing (not visible in FIG. 4) are made to emit light one by one, almost parallel light is emitted from the entire surface of the prism sheet 9 and changes from side to side with the normal direction of the prism sheet 9 as the center. To do.

すなわちこのバックライト15は、3次元空間結像光学系を有する時間分割光方向制御バックライトである。これを、インテグラルフォトグラフィーに用いるためには、出射光に集光機能を付加する必要がある。なぜなら、指向性画像間のクロストークをなくすために、各指向性画像可視域を分離しなければならないからである。図4に示すバックライト15は、左右方向のみの指向性画像表示を考えているので、左右方向のみの集光機能として、図5に示すように、プリズムシート9の上にフレネルシリンドリカルレンズ17を追加配置する。   That is, the backlight 15 is a time-division light direction control backlight having a three-dimensional spatial imaging optical system. In order to use this for integral photography, it is necessary to add a condensing function to the emitted light. This is because each directional image visible region must be separated in order to eliminate crosstalk between directional images. Since the backlight 15 shown in FIG. 4 is intended for directional image display only in the left-right direction, a Fresnel cylindrical lens 17 is provided on the prism sheet 9 as shown in FIG. Place additional.

プリズムシート9からの出射光はほぼ平行光であったため、フレネルシリンドリカルレンズ17の焦点面18にほぼライン状に集光することになる。ただし、LED12(図3参照)の発光部の大きさが、デルタ関数のような点ではなく、有限の大きさを持っているため、この集光したラインは幅をもつこととなる。これが、図5に示す指向性画像可視領域#1〜#9の個々における左右方向の幅となる。この幅の大きさの制御はLED12(図3参照)の発光部の大きさや、各LEDランプのホモジェナイザの大きさ等で設計可能である。指向性画像可視領域#1〜#9は、9個の超高輝度LED12(図3参照)のそれぞれに対応しており、1つずつ順次発光させると、バックライト出射面であるフレネルシリンドリカルレンズ17全面から出た光は、指向性画像可視領域#1、#2、#3、…、#9の、対応する1つの領域に集まり、かつ、順次光の集まっている1つの領域が、#1、#2、#3、…#9の順(可視領域シーケンス19の順)に変化してゆくことになる。   Since the light emitted from the prism sheet 9 is substantially parallel light, it is collected in a substantially line shape on the focal plane 18 of the Fresnel cylindrical lens 17. However, since the size of the light emitting portion of the LED 12 (see FIG. 3) is not a point like a delta function but a finite size, this condensed line has a width. This is the width in the left-right direction in each of the directional image visible regions # 1 to # 9 shown in FIG. The control of the width can be designed by the size of the light emitting portion of the LED 12 (see FIG. 3), the size of the homogenizer of each LED lamp, and the like. The directional image visible regions # 1 to # 9 correspond to each of the nine ultra-high brightness LEDs 12 (see FIG. 3). When light is emitted sequentially one by one, the Fresnel cylindrical lens 17 serving as the backlight emission surface. The light emitted from the entire surface gathers in one corresponding area of the directional image visible areas # 1, # 2, # 3,..., # 9, and one area where the light gathers sequentially is # 1. , # 2, # 3,... # 9 (in order of visible region sequence 19).

もっとも、図5に示すバックライト15は、左右方向の光の制御はできているが、上下方向に対しては平行光のままであるため、このバックライト15の上に高速画像表示液晶ディスプレイを設置しても、見ている正面の1部のみが見え、ディスプレイの上下は、目に光が入らないため、見えないことになる。よって、上下方向のみに光を拡散するフィルムが必要である。左右方向の拡散は、各指向性画像のクロストークを発生させるため、拡散フィルムに左右方向の拡散特性が無いことが望ましい。レンティキュラレンズシートによる拡散も考えられるが、プリズムシート9やフレネルシリンドリカルレンズ17とのモアレが発生し、好ましくはない。よって、理想形態としては光を一方向にのみ拡散させる一方向拡散フィルム(D-film)を、その一方向(光拡散方向)を図5の上下方向に一致させて上下方向拡散用として、プリズムシート9上に配置した形態が考えられる。このD-filmとしてはルミスティ(非特許文献13)が挙げられる。このD-filmを上下方向拡散用フィルムとして使用した例を図6に示す。図中の20は、プリズムシート9(図4参照)上にフレネルシリンドリカルレンズ17(図5参照)を配置し、さらにその上に前記D-filmを上下方向拡散用フィルムとして配置してなる3層構造膜である。図6に示す時間分割光方向制御バックライトは、D-filmによってディスプレイの上下が見えるようになっただけでなく、上下の視野角も拡大している。さらにこのD-filmは、バックライトのプリズムシート9とフレネルシリンドリカルレンズ17のモアレもなくす役目も果たしている。   However, although the backlight 15 shown in FIG. 5 can control the light in the left and right direction, it remains parallel light in the vertical direction, so a high-speed image display liquid crystal display is mounted on the backlight 15. Even if it is installed, only one part of the front view is visible, and the top and bottom of the display are invisible because no light enters the eyes. Therefore, a film that diffuses light only in the vertical direction is required. Since the diffusion in the left-right direction causes crosstalk of each directional image, it is desirable that the diffusion film does not have a diffusion characteristic in the left-right direction. Although diffusion by a lenticular lens sheet is also conceivable, moire with the prism sheet 9 and the Fresnel cylindrical lens 17 is generated, which is not preferable. Therefore, as an ideal form, a unidirectional diffusion film (D-film) that diffuses light only in one direction is used as a prism for diffusing in the vertical direction by aligning the one direction (light diffusion direction) with the vertical direction in FIG. The form arrange | positioned on the sheet | seat 9 can be considered. As this D-film, Lumisty (Non-Patent Document 13) can be cited. An example in which this D-film is used as a vertical diffusion film is shown in FIG. 20 in the figure is a three-layer structure in which a Fresnel cylindrical lens 17 (see FIG. 5) is arranged on a prism sheet 9 (see FIG. 4), and the D-film is arranged thereon as a vertical diffusion film. It is a structural film. The time-division light direction control backlight shown in FIG. 6 not only allows the upper and lower sides of the display to be seen by the D-film, but also increases the upper and lower viewing angles. Further, this D-film also serves to eliminate moire of the prism sheet 9 of the backlight and the Fresnel cylindrical lens 17.

図6中の20(プリズムシート9の上にフレネルシリンドリカルレンズ17を積層し、さらにこの上にD-filmを積層したもの)の上に、空間光変調器型高速画像表示ディスプレイ(OCBやFLC等の液晶ディスプレイ)を設置したものが本発明(2)の立体表示ディスプレイに相当する。図6の指向性画像可視領域(#1〜#9)を選択する超高輝度LED12(図3参照)を順次1つずつ発光させ、これに同期させて、ディスプレイで対応する指向性画像を順次高速に表示するようにすると、指向性画像可視領域(#1〜#9)でディスプレイを観ている人には、立体映像が見えることになる。さらに、この観測者が視線移動を、指向性画像可視領域(#1〜#9)内で行った場合、移動に伴う立体映像変化が見られるため、よりリアルな立体視を感じることができる。以上が、本発明(1)、(1−2)のバックライト(またはバックライトシステム)及び本発明(2)の立体表示ディスプレイについての説明である。   Spatial light modulator type high-speed image display (OCB, FLC, etc.) on 20 in FIG. 6 (the Fresnel cylindrical lens 17 is laminated on the prism sheet 9 and the D-film is further laminated thereon) The liquid crystal display) corresponds to the stereoscopic display of the present invention (2). The super bright LEDs 12 (see FIG. 3) for selecting the directional image visible region (# 1 to # 9) in FIG. 6 are sequentially emitted one by one, and the corresponding directional images are sequentially displayed on the display. If the display is performed at high speed, a stereoscopic image can be seen by a person watching the display in the directional image visible region (# 1 to # 9). Furthermore, when the observer moves the line of sight within the directional image visible region (# 1 to # 9), a stereoscopic video change accompanying the movement is seen, so that a more realistic stereoscopic view can be felt. The above is the description of the backlight (or backlight system) of the present invention (1) and (1-2) and the stereoscopic display of the present invention (2).

本発明のバックライトシステムを用いた立体表示ディスプレイは、従来のようにパララックスバリアやレンティキュラレンズシステムに要求される画素との位置合わせが不要であり、製作が容易である。さらにパララックスバリアのような光を吸収するスリットは存在しないため、光の利用効率もよい。加えて、視点数の変更においても、超高輝度LEDの数や位置を変えるだけで対応可能であるため、設計に対する自由度も大きい。   A stereoscopic display using the backlight system of the present invention does not require alignment with pixels required for a parallax barrier or a lenticular lens system as in the prior art, and is easy to manufacture. Furthermore, since there is no slit for absorbing light, such as a parallax barrier, the light utilization efficiency is good. In addition, since the number of viewpoints can be changed simply by changing the number and position of the super-bright LEDs, the degree of freedom in design is great.

次に、本発明(3)、(3−2)の立体表示ディスプレイについて説明する。
立体表示ディスプレイは、視点数が多い方がよりリアルな立体表示を実現できるものである。本発明(1)ないし(1−2)のバックライトないしバックライトシステムを用いた本発明(2)の立体表示ディスプレイは、n視点インテグラルフォトグラフィーの方向性(指向性)画像を、時間分割で光の方向を変化させて、高速にn枚表示するものであるが、視点数nの上限値は、用いる高速表示ディスプレイのデバイスの応答速度の限界により、決まってしまう。そこで、この時間分割のみによるnの上限値を超えるために、本発明(3)、(3−2)の立体表示ディスプレイは、時間分割方式と空間分割方式を併用するものである。
Next, the stereoscopic display of the present invention (3) and (3-2) will be described.
The stereoscopic display can realize more realistic stereoscopic display when the number of viewpoints is large. The stereoscopic display of the present invention (2) using the backlight or the backlight system of the present invention (1) to (1-2) is a time-dividing directional (directional) image of n-view integral photography. The number of viewpoints n is determined by the limit of the response speed of the device of the high-speed display to be used. Therefore, in order to exceed the upper limit value of n only by this time division, the stereoscopic display of the present invention (3) and (3-2) uses both the time division method and the space division method.

今、時間分割n視点、空間分割m視点の場合、トータルの視点数はn×m視点となる。この場合、画素数一定と考えると、指向性(方向性)画像の解像度は1/mとなっている。その一例として図7に、横方向時間分割・縦方向空間分割併用型IP-LCD(例:横9視点×縦5視点=トータル45視点)を示す。図7のバックライトシステム15は図6のそれと同じものであり、横方向の指向性画像可視領域#1〜#9を時間分割で高速に切り替える働きをする。   Now, in the case of time division n viewpoints and space division m viewpoints, the total number of viewpoints is n × m viewpoints. In this case, assuming that the number of pixels is constant, the resolution of the directional (directional) image is 1 / m. As an example, FIG. 7 shows a horizontal time division / vertical space division type IP-LCD (example: 9 horizontal viewpoints × 5 vertical viewpoints = total 45 viewpoints). The backlight system 15 of FIG. 7 is the same as that of FIG. 6 and functions to switch the directional image visible areas # 1 to # 9 in the horizontal direction at high speed in a time division manner.

このバックライトシステム15の上に設置してある空間分割縦方法多眼LCD21(例:縦5視点)は、レンティキュラレンズ方式の縦方向のみのIPディスプレイである。よって、バックライトシステム15の内部の1つの指向性画像可視領域#1に対応する超高輝度LEDが発光すると、縦に細長い領域#1内で、縦方向の指向性画像が、それぞれ領域a〜e内で5視点分同時に表示されることになる。次の瞬間に領域#2に対応するLEDの発光に同期させて、領域#2内の領域a〜eに対応する縦5視点分の指向性画像を表示すると、当該#2内の領域a〜e内で、それぞれに対応する指向性画像を見ることができる。このプロセスを#1〜#9の順に高速に繰り返し、次のフレームの#1〜#9の表示を同様に行い、動画立体表示を行うものである。   The space-divided vertical multi-lens LCD 21 (for example, five vertical viewpoints) installed on the backlight system 15 is a lenticular lens type IP display only in the vertical direction. Therefore, when the ultra-high brightness LED corresponding to one directional image visible region # 1 in the backlight system 15 emits light, the directional images in the vertical direction are respectively displayed in the regions a to elongate in the vertically elongated region # 1. 5 viewpoints are displayed simultaneously in e. When a directivity image corresponding to five vertical viewpoints corresponding to the areas a to e in the area # 2 is displayed in synchronization with the light emission of the LED corresponding to the area # 2 at the next moment, the areas a to # in the # 2 are displayed. Within e, the corresponding directional images can be seen. This process is repeated at high speed in the order of # 1 to # 9, and the display of # 1 to # 9 of the next frame is performed in the same manner to perform moving image stereoscopic display.

図7の例では、45視点分のIPを5視点分の画素数で実現しており、空間分割のみで45視点分表示する従来型IPと比較して、時間分割分の9倍の解像度が実現することになる。また、この例のように、縦と横のそれぞれ直交した方向の片方を空間分割(又は時間分割)とし、もう片方を時間分割(又は空間分割)とすること(本発明(3−2)に該当)により、簡単な構造で、時間分割方式と空間分割方式を併用できる長所を有している。   In the example of FIG. 7, the IP for 45 viewpoints is realized with the number of pixels for 5 viewpoints, and the resolution of 9 times the time division is compared to the conventional IP that displays only 45 viewpoints by space division alone. Will be realized. Also, as in this example, one of the vertical and horizontal directions orthogonal to each other is set to space division (or time division), and the other is set to time division (or space division) (in the present invention (3-2)). Applicable) has an advantage that the time division method and the space division method can be used together with a simple structure.

次に、図7Aは、横方向空間分割(3視点)、横方向時間分割(3視点)の例を、1画素分の構造のみ示したものである。レンティキュラレンズ31〜34の焦点距離は全て同じfであり、レンティキュラレンズ31と32及び33と34の主平面間距離はfであり、レンティキュラレンズ32と33の主平面と、LCDの画素51、52、53の画素面は、ほぼ同一平面内に設置する。横方向(または縦方向)のみに、時間分割と空間分割を併用する場合に必要な超高輝度LEDの数は、表示しようとする視点数と同数、すなわち時間分割数×空間分割数(この例では3×3=9個)となる。   Next, FIG. 7A shows an example of horizontal space division (three viewpoints) and horizontal time division (three viewpoints) only for the structure of one pixel. The focal lengths of the lenticular lenses 31 to 34 are all the same f, the distance between the principal planes of the lenticular lenses 31 and 32 and 33 and 34 is f, the principal plane of the lenticular lenses 32 and 33, and the LCD pixel The pixel surfaces 51, 52, and 53 are installed in substantially the same plane. The number of super bright LEDs required when using time division and space division only in the horizontal direction (or vertical direction) is the same as the number of viewpoints to be displayed, that is, the number of time divisions × the number of space divisions (this example Then, 3 × 3 = 9).

LCDの1画素中には、空間分割の3視点分の3画素51、52、53が存在する。これら3画素51、52、53のそれぞれの画素面は、3つの領域に分かれており、図に示す領域41〜43、44〜46、47〜49である。LCDのデバイスとしては領域41〜43に対し分かれているわけではないが、LEDの光が集光して通過する位置が異なる。領域44〜46、47〜49に対しても同様である。よって図7Aの場合LED9個の集光する位置が、領域41〜49で存在する画素は3つ(集光する領域41〜43を合わせた領域が画素51、同様に集光する領域44〜46を合わせた領域が画素52、同様に集光する領域47〜49を合わせた領域が画素53)である。駆動は、左から領域41、44、47に対応してLED3つを同時に発光させ、当該各領域に対応する指向性画像をLCDの空間分割3画素で同時に表示する。次の瞬間に領域42、45、48に対応するLED3つを同時に発光させ、当該各領域に対応する指向性画像をLCDの空間分割3画素で同時に表示する。最後の瞬間に領域43、46、49に対応するLED3つを同時に発光させ、当該各領域に対応する指向性画像をLCDの空間分割3画素で同時に表示する。以上のプロセスを1フレームと考え、動画表示を行うと、横方向9視点分のIPを、通常の3倍速のデバイスを用い、3視点分の画素数で実現できることになる。   In one pixel of the LCD, there are three pixels 51, 52, 53 for three viewpoints of space division. Each of the pixel surfaces of these three pixels 51, 52, and 53 is divided into three regions, which are regions 41 to 43, 44 to 46, and 47 to 49 shown in the figure. Although the LCD device is not divided into the areas 41 to 43, the position where the LED light is condensed and passed is different. The same applies to the regions 44 to 46 and 47 to 49. Therefore, in the case of FIG. 7A, there are three pixels where the positions where the nine LEDs converge in the areas 41 to 49 (the area including the areas 41 to 43 to be condensed is the pixel 51, and the areas 44 to 46 are similarly condensed. Is the pixel 52, and similarly, the region where the condensing regions 47 to 49 are combined is the pixel 53). In driving, the three LEDs corresponding to the areas 41, 44, and 47 emit light simultaneously from the left, and the directional images corresponding to the respective areas are simultaneously displayed on the three spatially divided pixels of the LCD. At the next moment, the three LEDs corresponding to the regions 42, 45, and 48 are caused to emit light at the same time, and the directional images corresponding to the respective regions are simultaneously displayed by the three spatially divided pixels of the LCD. At the last moment, the three LEDs corresponding to the regions 43, 46, and 49 are caused to emit light at the same time, and the directional images corresponding to the respective regions are simultaneously displayed by the three spatially divided pixels of the LCD. If the above process is considered as one frame and a moving image is displayed, IP for nine viewpoints in the horizontal direction can be realized with the number of pixels for three viewpoints using a normal triple speed device.

図7Aに例示した方式(空間分割と時間分割の併用を、同じ方向(横と横、又は縦と縦)に適用する方式)は、図7に例示した方式(空間分割と時間分割を直交する方向である縦と横あるいは横と縦に適用する方式)に比べ、レンティキュラレンズ4枚の位置合わせと、‘時間分割数×空間分割数’分の超高輝度LEDが必要であり、より複雑な構造となっているが、横方向のみにできるだけ多くの視点数を必要とする用途や、デバイスの応答速度があまり高速でない場合の一方向の視点数確保には、威力を発揮できる方式である。   The method illustrated in FIG. 7A (a method in which a combination of space division and time division is applied in the same direction (horizontal and horizontal, or vertical and vertical)) is the method illustrated in FIG. 7 (space division and time division are orthogonal to each other). Compared to the direction (vertical and horizontal or horizontal and vertical), alignment of four lenticular lenses and ultra-bright LEDs equivalent to the number of time divisions × number of space divisions are necessary and more complicated. Although it has a simple structure, it is a powerful system for applications that require as many viewpoints as possible only in the horizontal direction, and for securing the number of viewpoints in one direction when the device response speed is not very high. .

以上で、直視型についての説明を終える。
〔投写(プロジェクション)型について〕
次に、本発明(4)、(5)のプロジェクション立体表示ディスプレイの説明を行う。これらは、プロジェクション型に時間分割シーケンシャルインテグラルフォトグラフィー方式を適用したものであり、その一例を図8に示す。図ではプロジェクション立体表示ディスプレイをなす光学系の展開状態を示した。時間分割視点数分だけの超高輝度LED12が、同一平面内の一方向(この例では横方向)に並んだ5視点の領域A〜Eにそれぞれ1個ずつ(計5個)設置してある。
This is the end of the description of the direct view type.
[Projection type]
Next, the projection stereoscopic display of the present invention (4) and (5) will be described. These apply a time division sequential integral photography system to a projection type, and an example is shown in FIG. In the figure, the developed state of the optical system constituting the projection stereoscopic display is shown. Ultra-high brightness LEDs 12 corresponding to the number of time division viewpoints are installed in each of five viewpoint areas A to E arranged in one direction (in this example, in the horizontal direction) in the same plane. .

画像表示デバイス22は、焦点距離f1のレンズ4の主平面に設置してある。レンズ4は2枚構成であり、この2枚のレンズの間に画像表示デバイス22が存在する。画像表示デバイス22の面とLED12の設置領域A〜Eが乗る平面とは平行であり、これら二面間の距離はa1である。領域A〜Eのうち中央の領域Cがレンズ4の光軸上に位置する。
焦点距離f2のレンズ5はプロジェクションシステムの拡大結像系(本発明(5)、(6)にいう拡大投写光学系に該当)であり、実際は複数のレンズで構成される。レンズ5の光軸はレンズ4の光軸と一致しており、レンズ4,5の主平面は互いに平行で、主平面間距離は、b1(=a2)である。このとき、a1、b1、f1の関係は次式となる。
The image display device 22, are installed in the main plane of the lens 4 of focal length f 1. The lens 4 has a two-lens configuration, and an image display device 22 exists between the two lenses. Is parallel to the surface and the LED12 of the installation area A~E ride plane of the image display device 22, the distance between these two surfaces is a 1. Among the regions A to E, the central region C is located on the optical axis of the lens 4.
The focal length f 2 of the lens 5 projection system magnified imaging system is (invention (5), (corresponding to enlarged projection optical system referred to in 6)) in fact composed of a plurality of lenses. The optical axis of the lens 5 coincides with the optical axis of the lens 4, the principal planes of the lenses 4 and 5 are parallel to each other, and the distance between the principal planes is b 1 (= a 2 ). At this time, the relationship a 1, b 1, f 1 becomes the following equation.

Figure 2007240965
Figure 2007240965

焦点距離f3のフレネルレンズ23はリアプロジェクションシステムのスクリーン面に存在する。フレネルレンズ23の光軸は焦点距離f2のレンズ5の光軸と一致しており、レンズ5,23の主平面は互いに平行で、主平面間距離はb2(=a3)である。このとき、a2、b2、f2の関係は次式となる。 Fresnel lens 23 having a focal length f 3 is present on the screen surface of the rear projection system. The optical axis of the Fresnel lens 23 coincides with the optical axis of the lens 5 at the focal length f 2 , the principal planes of the lenses 5 and 23 are parallel to each other, and the distance between the principal planes is b 2 (= a 3 ). At this time, the relationship between a 2 , b 2 and f 2 is as follows.

Figure 2007240965
Figure 2007240965

今、(3)式に注目すると、5つの超高輝度LED12の像が焦点距離f1のレンズ4の働きによって、焦点距離f2のレンズ5の主平面に結像する。この結像する領域A’〜E’を点線丸印で示した。時間分割の場合、5つの超高輝度LED12は、ある瞬間には1つのみ発光しているため、領域A’〜E’のうちいずれか1つのみに光が集光し、そこにLED12の像が結像する。なお、このシステムに用いる超高輝度LED12の発光面はホモジェナイズされているものとする。領域A’〜E’のうちいずれか1つに集光した光は、焦点距離f1のレンズ4全体を通過するため、レンズ4の主平面上に設置した画像表示デバイス22で表示した画像情報の全てを有している。 Now, paying attention to the expression (3), the images of the five ultra-high brightness LEDs 12 are formed on the main plane of the lens 5 having the focal length f 2 by the action of the lens 4 having the focal length f 1 . The imaged areas A ′ to E ′ are indicated by dotted circles. In the case of time division, only one of the five ultra-bright LEDs 12 emits light at a certain moment, so that the light is focused on only one of the areas A ′ to E ′, and the LED 12 An image is formed. It is assumed that the light emitting surface of the ultra-high brightness LED 12 used in this system is homogenized. Since the light condensed in any one of the regions A ′ to E ′ passes through the entire lens 4 having the focal length f 1 , the image information displayed by the image display device 22 installed on the main plane of the lens 4. Have everything.

次に(4)式に注目すると、画像表示デバイス22で表示した画像情報は焦点距離f2のレンズ5の働きによって、焦点距離f3のフレネルレンズ23の主平面上に拡大結像する。図より明らかなように、5つの領域A〜Eのうちのいずれに位置するLED12が発光しても、該発光した光は焦点距離f1のレンズ4の主平面上の、画像表示デバイスで表示している画像情報を対応する領域A’〜E’上のLED結像を介して、焦点距離f3のフレネルレンズ23の主平面上の同じ位置に、拡大結像させうる。 Next, paying attention to equation (4), the image information displayed by the image display device 22 is enlarged and formed on the main plane of the Fresnel lens 23 having the focal length f 3 by the action of the lens 5 having the focal length f 2 . As is clear from the figure, even if the LED 12 located in any of the five regions A to E emits light, the emitted light is displayed on the image display device on the main plane of the lens 4 having the focal length f 1. was the image information is through the LED imaging on the corresponding region to E ', the same position on the principal plane of the Fresnel lens 23 having a focal length f 3, capable of magnified images.

時間分割の場合、ある瞬間の1つのみのLED12がA→B→C→D→Eの順に発光し、この発光に同期して、画像表示デバイス22は、対応する指向性(方向性)画像を表示する。これら指向性画像の拡大結像位置は、5つのLED12全てに対応して、同じ位置のフレネルレンズ23の主平面上に乗る。
さて、ここで、焦点距離f3のフレネルレンズ23の主平面から右方に距離b3だけ離れた位置に、フレネルレンズ23の主平面と平行に延在する仮想平面25を考え、a3、b3、f3の関係を次式とする。
In the case of time division, only one LED 12 at a certain moment emits light in the order of A → B → C → D → E, and in synchronization with this light emission, the image display device 22 displays a corresponding directional (directional) image. Is displayed. The enlarged image forming positions of these directional images are on the main plane of the Fresnel lens 23 at the same position corresponding to all five LEDs 12.
Well, here, spaced a distance b 3 to the right from the main plane of the Fresnel lens 23 having a focal length f 3, consider a virtual plane 25 to the main plane and extending parallel to the Fresnel lens 23, a 3, The relationship between b 3 and f 3 is as follows.

Figure 2007240965
Figure 2007240965

(5)式は、焦点距離f2のレンズ5の主平面上にある領域A´〜E´内のLED12結像を、仮想平面25上に結像する働きを示している。このLED12の第2の結像の領域A’’〜E’’を、仮想平面25上の点線丸印で示した。
前記第2の結像も、焦点距離f2のレンズ5の主平面上の領域A’〜E’に結像したLED12の第1の結像同様、画像表示デバイス22で表示し、スクリーン面に対応するフレネルレンズ23の主平面上に拡大結像した画像情報の全てを含んでいる。この仮想平面25上でLED12の第2の結像が結像する領域A’’〜E’’が、指向性(方向性)画像可視領域A’’〜E’’となる。なぜなら、領域A’’〜E’’のいずれにおいてもフレネルレンズ23の主平面上に拡大結像した画像情報の全てを含んでいるため、この領域の中に、人間の目を置くと、水晶体の働きによって、網膜上に、フレネルレンズ23の主平面上に拡大結像した画像情報が結像するからである。
Equation (5) shows the function of forming the image of the LED 12 in the regions A ′ to E ′ on the main plane of the lens 5 having the focal length f 2 on the virtual plane 25. The second imaging regions A ″ to E ″ of the LED 12 are indicated by dotted circles on the virtual plane 25.
The second image formation is also displayed on the screen surface by the image display device 22 in the same manner as the first image formation of the LED 12 formed in the regions A ′ to E ′ on the main plane of the lens 5 having the focal length f 2. It includes all of the image information enlarged and imaged on the main plane of the corresponding Fresnel lens 23. Regions A ″ to E ″ where the second image of the LED 12 is imaged on the virtual plane 25 become directivity (directional) image visible regions A ″ to E ″. Because, in any of the areas A '' to E '', all of the image information enlarged and imaged on the main plane of the Fresnel lens 23 is included, and therefore, when a human eye is placed in this area, the crystalline lens This is because the image information enlarged and formed on the main plane of the Fresnel lens 23 is formed on the retina by the action of.

次に、図8に示すシステム(立体表示ディスプレイ)の駆動について説明する。最初の瞬間に領域AのLED12のみが発光し、これに同期して画像表示デバイス22は、指向性(方向性)画像可視領域A’’で見るべき指向性(方向性)画像を表示する。上述の光学系メカニズムによって、指向性(方向性)画像可視領域A’’の中に存在する人間の目にはフレネルレンズ23の主平面上に拡大結像した指向性(方向性)画像が見えることになる。なお、領域AのLED12のみが発光している瞬間には、その他の領域B’’〜E’’では何も見えない。   Next, driving of the system (stereoscopic display) shown in FIG. 8 will be described. Only the LED 12 in the area A emits light at the first moment, and in synchronization with this, the image display device 22 displays a directivity (directionality) image to be viewed in the directivity (directionality) image visible area A ″. Due to the above-mentioned optical system mechanism, the directivity (directionality) image visible in the visible area A ″ can be seen by the human eye as an enlarged image on the main plane of the Fresnel lens 23. It will be. At the moment when only the LED 12 in the region A emits light, nothing can be seen in the other regions B ″ to E ″.

次の瞬間には、領域AのLED12は消えて、領域BのLED12のみ発光し、これに同期して画像表示デバイスは、指向性(方向性)画像可視領域B’’で見るべき指向性(方向性)画像を表示する。領域AのLED12発光時と同じ光学メカニズムによって、指向性(方向性)画像可視領域B’’の中に存在する人間の目にはフレネルレンズ23の主平面上に拡大結像した指向性(方向性)画像が見えることになる。なお、領域BのLED12のみが発光している瞬間には、その他の領域A’’、C’’〜E’’では何も見えない。   At the next moment, the LED 12 in the area A disappears and only the LED 12 in the area B emits light. In synchronism with this, the image display device has a directivity (direction) to be seen in the image visible area B '' ( (Direction) Display an image. Directivity (direction) (magnified) on the main plane of the Fresnel lens 23 for the human eye in the directivity (directional) image visible area B '' by the same optical mechanism as when the LED 12 emits light in the area A Gender) The image will be visible. Note that at the moment when only the LED 12 in the region B emits light, nothing can be seen in the other regions A ″, C ″ to E ″.

同様なプロセスを、次の瞬間に領域CのLED12、その次の瞬間に領域DのLED12、最後の瞬間に領域EのLED12に対し、行う。領域A〜EのLED12に対するプロセス全体で動画立体映像の1フレームとして、毎秒60フレーム程度で表示すると、画像表示デバイス1枚のみでプロジェクションシステムによる大画面の、横方向5視点の動画IPを見ることができる。
なお、図8では、横方向のみの時間分割IPに特化させているため、上下視野角を広げるべく上下方向(図8では紙面に垂直な方向)のみの拡散を行う一方向拡散フィルム(D-film)24を、スクリーン面であるフレネルレンズ23の出射面に付加してある。この一方向拡散フィルム24は、レンティキュラレンズからなるものでも機能するが、フレネルレンズとのモアレを回避するには、マイクロレンズ構造等のような構造(表面凹凸形状)をもたないものが望ましく、その望ましい例としては、前述のルミスティが挙げられる。
A similar process is performed for the LED 12 in region C at the next moment, the LED 12 in region D at the next moment, and the LED 12 in region E at the last moment. When displaying at about 60 frames per second as one frame of moving image stereoscopic video in the entire process for the LEDs 12 in the areas A to E, the moving image IP of 5 viewpoints on the large screen by the projection system can be viewed with only one image display device. Can do.
In FIG. 8, since the time-division IP only in the horizontal direction is specialized, a unidirectional diffusion film (D that performs diffusion only in the vertical direction (the direction perpendicular to the paper in FIG. 8) in order to widen the vertical viewing angle) (D -film) 24 is added to the exit surface of the Fresnel lens 23 which is the screen surface. The unidirectional diffusion film 24 functions even if it is composed of a lenticular lens, but in order to avoid moire with the Fresnel lens, it is desirable that the film does not have a structure such as a microlens structure (surface irregular shape). As a desirable example, the above-mentioned rumisty can be mentioned.

以上が図8に示すシステムの説明であるが、時間分割視点の方向は横(左右)方向に限らず、縦(上下)方向にも可能である。さらに、超高輝度LED12を、横一列あるいは縦一列とするのでなく、2次元配列として、フレネルレンズ23の拡散板をとれば(一方向拡散フィルム24を取り除けば)、縦と横(上下左右)の時間分割視点IPがプロジェクションシステムで可能となる。   The above is the description of the system shown in FIG. 8, but the direction of the time division viewpoint is not limited to the horizontal (left and right) direction, but can be the vertical (up and down) direction. Furthermore, if the super bright LED 12 is not arranged in a horizontal row or a vertical row, but as a two-dimensional array, the diffusion plate of the Fresnel lens 23 is taken (if the unidirectional diffusion film 24 is removed), the vertical and horizontal (up / down / left / right) The time-sharing viewpoint IP can be realized with the projection system.

次に、本発明(6)のプロジェクション立体表示ディスプレイについて説明する。これは、時間分割視点切替方式と空間分割方式の併用により、より多くの視点数を実現するものであり、その一例を図9に示す。このものは、光学的メカニズムと駆動方法の点では基本的に図8に例示したシステムと同じであるが、時間分割のみでなく空間分割方式の併用として、複数の画像表示デバイスを同時に駆動して表示している点で図8のものと異なる。   Next, the projection stereoscopic display of the present invention (6) will be described. This realizes a larger number of viewpoints by using both the time division viewpoint switching method and the space division method, and an example is shown in FIG. This is basically the same as the system illustrated in FIG. 8 in terms of the optical mechanism and the driving method, but a plurality of image display devices are driven simultaneously as a combination of not only time division but also space division. It differs from that of FIG. 8 in that it is displayed.

すなわち図9の例では、3つの画像表示デバイス221,222,223を用い、それぞれが横方向5視点の時間分割IPを図8で説明したのと同じ光学的メカニズムと駆動方法で実現しており、空間的に3並列で同時に横3視点分を表示してゆくため、時間分割の横5視点X空間分割の横3視点=トータル横15視点分のIPを3つの画像表示デバイス221,222,223で実現している。 That is, in the example of FIG. 9, three image display devices 22 1 , 22 2 , and 22 3 are used, and each of them realizes time division IP with five viewpoints in the horizontal direction with the same optical mechanism and driving method as described in FIG. In order to display three horizontal viewpoints simultaneously in three spatial directions, IP for three horizontal viewpoints = total three horizontal viewpoints = 15 horizontal viewpoints in time division = three image display devices 22 This is realized by 1 , 22 2 and 22 3 .

次に、駆動方法について説明する。最初の瞬間に領域A,F,KのLED12のみが同時に発光する。この時、画像表示デバイス221,222,223は、それぞれ、指向性(方向性)画像可視領域A’’、F’’、K’’で見るべき指向性(方向性)画像を表示する。図8で説明したのと同じ光学的メカニズムによって、指向性(方向性)画像可視領域A’’、F’’、K’’の中に存在する人間の目には、フレネルレンズ23の主平面上に拡大結像した指向性(方向性)画像がそれぞれの領域で別々に見えることになる。なお、領域A,F,KのLED12のみが発光している瞬間は、その他(領域A’’,F’’,K’’以外)の領域B’’〜E’’、G’’〜J’’、L’’〜O’’では、何も見えない。 Next, a driving method will be described. Only the LEDs 12 in the areas A, F and K emit light simultaneously at the first moment. At this time, the image display devices 22 1 , 22 2 , and 22 3 respectively display directivity (directional) images to be viewed in the directivity (directional) image visible areas A ″, F ″, and K ″. To do. By the same optical mechanism as described in FIG. 8, the human eye existing in the directivity (directional) image visible region A ″, F ″, K ″ has the main plane of the Fresnel lens 23. The directivity (directionality) image that is enlarged and formed on the top is seen separately in each region. Note that the moments when only the LEDs 12 in the regions A, F, and K emit light are the regions B '' to E '' and G '' to J in the other regions (other than the regions A '', F '', and K ''). '' 、 L '' ~ O ''can't see anything.

次の瞬間には、領域A,F,KのLED12は消えて領域B,G,LのLED12のみが発光し、これに同期して画像表示デバイス221,222,223は、それぞれ、指向性(方向性)画像可視領域B’’,G’’,L’’で見るべき指向性(方向性)画像を表示する。領域A,F,KのLED12の発光時と同じ光学メカニズムによって、指向性(方向性)画像可視領域B’’,G’’,L’’の中に存在する人間の目には、それぞれフレネルレンズ23の主平面上に拡大結像した指向性(方向性)画像が見えることになる。なお、領域B,G,LのLED12のみが発光している瞬間には、その他(領域B’’,G’’,L’’以外)の領域A’’,C’’〜E’’,F’’,H’’〜J’’,K’’,M’’〜O’’では何も見えない。 At the next moment, the LEDs 12 in the regions A, F, and K disappear, and only the LEDs 12 in the regions B, G, and L emit light, and in synchronization with this, the image display devices 22 1 , 22 2 , and 22 3 are respectively Directivity (Direction) Image The directivity (direction) image to be viewed in the visible region B ″, G ″, L ″ is displayed. By the same optical mechanism as when the LEDs 12 in the areas A, F, and K emit light, the human eyes existing in the directional (directional) image visible areas B '', G '', L '' A directional (directional) image enlarged and imaged on the main plane of the lens 23 can be seen. In addition, at the moment when only the LEDs 12 in the regions B, G, and L are emitting light, the regions A ″, C ″ to E ″, other regions (other than the regions B ″, G ″, and L ″) F ″, H ″ to J ″, K ″, M ″ to O ″ cannot see anything.

同様なプロセスを、次の瞬間に領域C,H,MのLED12、その次の瞬間に領域D,I,NのLED12、最後の瞬間に領域E,J,OのLED12に対し行う。以上の5段階のプロセス全体で動画立体映像の1フレームとして、毎秒60フレーム程度で表示すると、3個のみの画像表示デバイス22で、プロジェクションシステムによる大画像の横方向15視点の動画IPを見ることができる。   The same process is performed for the LEDs 12 in the regions C, H, M at the next moment, the LEDs 12 in the regions D, I, N at the next moment, and the LEDs 12 in the regions E, J, O at the last moment. When displaying at about 60 frames per second as one frame of moving image stereoscopic video in the entire process of the above five steps, only the three image display devices 22 can see the moving image IP of 15 viewpoints in the horizontal direction of the large image by the projection system. Can do.

なお、図9では、横方向のみの時間分割・空間分割併用型IPに特化させているため、上下視野角を広げるべく上下方向のみの拡散を行う一方向拡散フィルム(D-film)24を、スクリーン面であるフレネルレンズ23の出射面に付加してある。この一方向拡散フィルム24は、レンティキュラレンズからなるものでも機能するが、フレネルレンズとのモアレを回避するには、マイクロレンズ構造等のような構造(表面凹凸形状)をもたないものが望ましく、その望ましい例としては、前述のルミスティが挙げられる。   In FIG. 9, since it is specialized in the time-division / space-division combined IP only in the horizontal direction, a unidirectional diffusion film (D-film) 24 that performs diffusion only in the vertical direction in order to widen the vertical viewing angle is provided. Further, it is added to the exit surface of the Fresnel lens 23 which is the screen surface. The unidirectional diffusion film 24 functions even if it is composed of a lenticular lens, but in order to avoid moire with the Fresnel lens, it is desirable that the film does not have a structure such as a microlens structure (surface irregular shape). As a desirable example, the above-mentioned rumisty can be mentioned.

以上が図9に示すシステムの説明であるが、時間分割視点の方向及び、空間分割視点の方向は、横(左右)方向に限らず、縦(上下)方向としてもよく、組み合わせは自由である。
なお、フレネルレンズ23に付加する一方向拡散フィルム24の光拡散方向は、視点の並ぶ方向と垂直方向に設計しないと、指向性(方向性)画像のクロストークの原因となる。視点が上下左右に2次元に配列される場合、クロストークを避けるために、一方向拡散フィルム24は付加しない方が望ましい。
The above is the description of the system shown in FIG. 9, but the direction of the time division viewpoint and the direction of the space division viewpoint are not limited to the horizontal (left and right) direction, and may be the vertical (up and down) direction, and the combinations are free. .
Note that the light diffusion direction of the unidirectional diffusion film 24 added to the Fresnel lens 23 may cause crosstalk of directivity (directionality) images unless designed to be perpendicular to the direction in which the viewpoints are arranged. When the viewpoints are arranged two-dimensionally vertically and horizontally, it is desirable not to add the unidirectional diffusion film 24 in order to avoid crosstalk.

以上で、本発明(6)の時間分割・空間分割併用型IP方式プロジェクション立体表示ディスプレイの説明を終える。   The description of the time division / space division combined IP system projection stereoscopic display according to the present invention (6) is now completed.

3次元線型空間結像光学系の例を示す概略図であり、(a)は等倍の場合、(b)は拡大の場合である。It is the schematic which shows the example of a three-dimensional linear space imaging optical system, (a) is a case of same magnification, (b) is a case of expansion. 薄型バックライトシステム用の3次元線型空間結像光学系の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the three-dimensional linear space imaging optical system for thin-type backlight systems. 3次元線型空間結像光学系を有する光制御型バックライトシステムの内部構造の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the internal structure of the light control type backlight system which has a three-dimensional linear space imaging optical system. 図3の構造を筐体内に実装した形態を示す概略図である。It is the schematic which shows the form which mounted the structure of FIG. 3 in the housing | casing. 図4のバックライトのプリズムシート上にフレネルシリンドリカルレンズを配置した形態を示す概略図である。It is the schematic which shows the form which has arrange | positioned the Fresnel cylindrical lens on the prism sheet of the backlight of FIG. 本発明(2)の立体表示ディスプレイに用いるバックライトの例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the backlight used for the three-dimensional display of this invention (2). 横方向時間分割・縦方向空間分割併用型IP‐LCDの例(本発明(3)、(3−2)の例;横9視点×縦5視点=トータル45視点)を示す概略図である。It is the schematic which shows the example (example of this invention (3), (3-2); horizontal 9 viewpoints x vertical 5 viewpoints = total 45 viewpoints) of IP-LCD using horizontal time division and vertical space division combined. 本発明(3)において、空間分割方向と時間分割方向とが同じ方向である例の一画素分のシステムを示す概略図である。In this invention (3), it is the schematic which shows the system for 1 pixel of the example whose space division direction and time division direction are the same directions. 本発明(4)、(5)の立体表示ディスプレイの例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the three-dimensional display of this invention (4), (5). 本発明(6)の立体表示ディスプレイの例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the three-dimensional display of this invention (6).

符号の説明Explanation of symbols

1 物体グリッド
2 結像グリッド
3 レンズ(:焦点距離f)
4 レンズ(第1レンズ:焦点距離f1
5 レンズ(第2レンズ:焦点距離f2
6 画像表示デバイス面
7 結像面
8 第2レンズ機能用反射鏡
9 プリズムシート
10 光軸(3次元線型空間結像光学系の光軸)
11 レンズ(画像表示デバイス面に設置したレンズ:焦点距離fD
12 LED(超高輝度LED)
13 レンズ(11)の前方焦点面
14 レンズ(11)の光軸
15 バックライト(またはバックライトシステム;薄型)
16 バックライト(15)の出射面
17 フレネルシリンドリカルレンズ
18 フレネルシリンドリカルレンズの焦点面
19 可視領域シーケンス
20 3層構造膜(上下方向拡散用D-film+フレネルシリンドリカルレンズ(17)+プリズムシート(9))
21 空間分割縦方向多眼LCD(例:縦5視点)
22 画像表示デバイス
23 フレネルレンズ
24 一方向拡散フィルム(D-film)
25 仮想平面
31、32、33、34 レンティキュラレンズ
41、42、43、44、45、46、47、48、49 領域
51、52、53 画素
1 Object grid 2 Imaging grid 3 Lens (: Focal length f)
4 lenses (first lens: focal length f 1 )
5 lens (second lens: focal length f 2 )
6 Image display device surface 7 Imaging surface 8 Reflector for second lens function 9 Prism sheet
10 Optical axis (optical axis of 3D linear spatial imaging optical system)
11 Lens (Lens installed on the image display device surface: Focal length f D )
12 LED (Super bright LED)
13 Front focal plane of lens (11)
14 Optical axis of lens (11)
15 Backlight (or backlight system; thin type)
16 Output surface of backlight (15)
17 Fresnel cylindrical lens
18 Focal plane of Fresnel cylindrical lens
19 Visible region sequence
20 Three-layer structure film (D-film for vertical diffusion + Fresnel cylindrical lens (17) + prism sheet (9))
21 Space division vertical multi-view LCD
22 Image display device
23 Fresnel lens
24 Unidirectional diffusion film (D-film)
25 Virtual plane
31, 32, 33, 34 Lenticular lens
41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49 area
51, 52, 53 pixels

Claims (8)

3次元線型空間結像光学系を有するバックライト。   A backlight having a three-dimensional linear spatial imaging optical system. 3次元線型空間結像光学系を有するバックライトと、該バックライトからの出射光の方向を制御する手段とを有することを特徴とするバックライトシステム。   A backlight system comprising: a backlight having a three-dimensional linear space imaging optical system; and means for controlling the direction of light emitted from the backlight. 請求項2に記載のバックライトシステムに空間光変調器型の画像表示デバイスを組合わせてなり、n視点インテグラルフォトグラフィーの指向性画像を、時間分割で光の方向を変化させて、高速にn枚表示することを特徴とする立体表示ディスプレイ。   3. A spatial light modulator type image display device is combined with the backlight system according to claim 2, and a directional image of n-view integral photography is changed at high speed by changing the direction of light in a time division manner. A three-dimensional display characterized by displaying n sheets. 前記画像表示デバイスに、インテグラルフォトグラフィーによる空間分割方式が組合わされてなり、時間分割でn視点、空間分割でm視点の表示を行うことを特徴とする、請求項3に記載の立体表示ディスプレイ。   The stereoscopic display according to claim 3, wherein the image display device is combined with a space division method using integral photography to display n viewpoints by time division and m viewpoints by space division. . 前記時間分割の方向と、前記空間分割の方向が互いにほぼ直交することを特徴とする請求項4に記載の立体表示ディスプレイ。   The stereoscopic display according to claim 4, wherein the time division direction and the space division direction are substantially orthogonal to each other. プロジェクションディスプレイにおいて、スクリーンからの出射光の方向を時間分割で切り替える手段を有することを特徴とするプロジェクション立体表示ディスプレイ。   A projection display, comprising: means for switching the direction of light emitted from the screen in a time division manner. 前記切り替える手段が、n視点インテグラルフォトグラフィーの指向性画像を、時間分割で光の方向を変化させて、高速にn枚表示する、1個の画像表示デバイスと拡大投写光学系とからなることを特徴とする請求項6に記載のプロジェクション立体表示ディスプレイ。   The switching means includes a single image display device and an enlarged projection optical system that display n sheets of n-view integral photography directional images at high speed by changing the direction of light in a time division manner. The projection stereoscopic display according to claim 6. 前記1個に代えてm個としてなり、該m個の画像表示デバイスの各々がn視点インテグラルフォトグラフィーの指向性画像を、時間分割で光の方向を変化させて、高速にn枚表示することにより、時間分割でn視点、空間分割でm視点の表示を行うことを特徴とする請求項7に記載の立体表示ディスプレイ。   In place of the one, the number is m, and each of the m image display devices displays n-view integral photography directional images at high speed by changing the direction of light in a time division manner. Accordingly, display of n viewpoints by time division and m viewpoints by space division are performed.
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