JP2011090191A - 立体画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切り換え等を行うことなく、メガネ式と裸眼式の両装置の利点を享受することができる。
【解決手段】、第１表示ユニット７と第２表示ユニット１１は、光源が非対称に配置されている関係上、中心線を挟んで左右に遮光領域ＢＲ２，ＢＲ１を形成するので、この位置に観察者が位置すると、観察者の右眼ＥＲでは右眼用画像だけが観察され、観察者の左眼ＥＬでは左眼用画像だけが観察されることになる。その結果、遮光領域ＢＲ２，ＢＲ１の位置においては、観察者が裸眼で立体画像表示装置１に対面しても、立体画像を観察できる。一方、遮光領域ＢＲ２，ＢＲ１を除く領域においては、右眼用画像と左眼用画像とが混在した状態となっているが、それぞれ異なる偏光状態とされているので、左右で異なる偏光のメガネをかけると、複数の観察者で同じ立体画像を同時に観察できる。
【選択図】図６

Description

本発明は、両眼視差のある画像を観察者の左右の眼に分離して入力し、立体画像として認識させる立体画像表示装置に関する。

従来、この種の装置として、いわゆる「メガネ式」の立体画像表示装置がある。具体的には、例えば、表示面が観察者に正対した第１の画像表示部と、この第１の画像表示部の表示面に直交する姿勢で配置された第２の画像表示部とからなる一対の画像表示部をＬの字状に配置してなる画像表示ユニットと、この画像表示ユニットの角部から傾斜姿勢で配置されたハーフミラーとを備えている（例えば、特許文献１参照）。

この「メガネ式」の立体画像表示装置では、例えば、第１の画像表示部には左眼用画像が表示され、第２の画像表示部には右眼用画像が表示される。第１の画像表示部から出射された光は、一部がハーフミラーで反射されるが、残りの光がハーフミラーを透過して観察者へ向かう。第２の画像表示部から出射された光は、一部が透過するものの、残りが反射されて観察者へ向かう。ハーフミラーで反射された光は、透過した光と偏光状態が異なるようにされるので、左右で偏光特性が異なるメガネを観察者がかけることにより、左右の眼で異なる画像を観察することができ、立体画像を観察することができるようになっている。

また、その他の装置として、いわゆる「裸眼式」の立体画像表示装置がある。具体的には、例えば、表示面が観察者に正対した第１の画像表示部及び視野角を限定する第１の視野選択ガラスと、この第１の画像表示部の表示面に直交する姿勢で配置された第２の画像表示部及び視野角を限定する第２の視野選択ガラスとからなる一対の画像表示部をＬの字状に配置してなる画像表示ユニットと、この画像表示ユニットの角部から傾斜姿勢で配置されたハーフミラーとを備えて構成されている（例えば、特許文献２参照）。

この「裸眼式」の装置では、視野角が制限されているので、上述した「メガネ式」の装置のように観察者がメガネをかけることなく立体視が可能となっている。

特開２０００−３３８４４９号公報 特開平０９−９０２７６号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置のうち、「メガネ式」のものは、メガネをかければ複数の観察者が立体視を行うことができるものの、メガネをかけるのが煩わしいという問題がある。その一方、「裸眼式」のものは、メガネをかける煩わしさがないものの、視野が限定されているので、複数の観察者による立体視が困難であるという別異の問題がある。したがって、「メガネ式」と「裸眼式」の両利点を享受することができないという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、切り換え等を行うことなく、「メガネ式」と「裸眼式」の両装置の利点を享受することができる立体画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。

すなわち、請求項１に記載の発明は、立体画像を表示する立体画像表示装置において、
右眼用画像と左眼用画像の一方を表示するための第１の画像表示手段と、右眼用画像と左眼用画像の他方を表示する第２の画像表示手段とを備え、前記第１の画像表示手段と前記第２の画像表示手段とが角部を形成する姿勢で配置されてなる画像表示ユニットと、
前記画像表示ユニットの角部から傾斜姿勢で配置され、前記第１の画像表示手段からの光を観察者側へ反射させ、前記第２の画像表示手段からの光を観察者側へ透過させるハーフミラーと、
前記第１の画像表示手段の背面に配置された第１の集光手段と、
前記第２の画像表示手段の背面に配置された第２の集光手段と、
を備え、
観察者側にて、前記第１の画像表示手段及び前記第２の画像表示手段からの光が両方届く混在領域と、前記第１の画像表示手段からの光のみが届く第１の領域と、前記第２の画像表示手段の光のみが届く第２の領域とを形成することを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、画像表示ユニットを構成する第１の画像表示手段及び第２の画像表示手段からの光がハーフミラーを介して両方届く混在領域と、ハーフミラーで反射されて第１の画像表示手段からの光のみが届く第１の領域と、ハーフミラーを透過して第２の画像表示手段の光のみが届く第２の領域とを形成する。第１の領域と第２の領域に眼が位置するように観察者が位置すると、右眼で右眼用画像だけを観察し、左眼で左眼用画像だけを観察することができるので、裸眼で立体視が可能である。また、第１の画像表示手段と第２の画像表示手段とが同じ偏光状態であっても、ハーフミラーで反射された第１の画像表示手段からの光は第２の画像表示手段からの光とは異なる偏光状態となる。したがって、混在領域では、観察者が右眼と左眼とで異なる偏光のメガネをかけることにより、複数の観察者で同じ立体画像を同時に観察することができる。その結果、立体画像表示装置側で切り換え等の操作を行うことなく、裸眼式とメガネ式の両装置の利点を享受することができる。

また、請求項２に記載の発明は、立体画像を表示する立体画像表示装置において、
右眼用画像と左眼用画像の一方を表示するため第１の画像表示手段と、右眼用画像と左眼用画像の他方を表示する第２の画像表示手段とを備え、前記第１の画像表示手段と前記第２の画像表示手段とが角部を形成する姿勢で配置されてなる画像表示ユニットと、
前記画像表示ユニットの角部から傾斜姿勢で配置され、前記第１の画像表示手段からの光を観察者側へ反射させ、前記第２の画像表示手段からの光を観察者側へ透過させるハーフミラーと、
前記第１の画像表示手段の背面側に配置され、楕円の円弧の一部であって、平面視で中心線を挟んで対称形状の反射面を備え、楕円の一方の焦点を前記反射面側に有し、楕円の他方の焦点を観察者の両眼の間に設定されている第１の楕円ミラーと、
前記第２の画像表示手段の背面側に配置され、楕円の円弧の一部であって、平面視で中心線を挟んで対称形状の反射面を備え、楕円の一方の焦点を前記反射面側に有し、楕円の他方の焦点を観察者の両眼の間に設定されている第２の楕円ミラーと、
前記第１の楕円ミラーの反射面に光を照射する姿勢で、前記第１の画像表示手段の背面側に付設され、平面視で前記第１の楕円ミラーの一方の焦点を挟んで設けられている一対の光源を備え、前記一対の光源のうち、観察側から見て一方側の光源は、中心線から外側にわたって発光し、観察側から見て他方側の光源は、中心線から外側へ所定距離離れた位置から外側が発光する第１光源ユニットと、
前記第２の楕円ミラーの反射面に光を照射する姿勢で、前記第２の画像表示手段の背面側に付設され、平面視で前記第２の楕円ミラーの一方の焦点を挟んで設けられている一対の光源を備え、前記一対の光源のうち、観察側から見て一方側の光源は、中心線から外側にわたって発光し、観察側から見て他方側の光源は、中心線から外側へ所定距離離れた位置から外側が発光する第２光源ユニットと、
を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項２に記載の発明によれば、第１光源ユニットの一対の光源から出射された光は、第１の楕円ミラーで反射されて第１の画像表示手段に向かうが、他方の光源だけは、中心線から外側へ所定距離離れた位置から外側が発光するように構成されており、一方の光源と他方の光源とは光を照射する領域が非対称となっている。したがって、観察者側にある他方の焦点付近のうち、他方の光源からの光が照射される領域には光が届かない領域が生じる。同様に、第２光源ユニットの一対の光源から出射された光は、第２の楕円ミラーで反射されて第２の画像表示手段に向かうが、一方の光源と他方の光源とは光を照射する領域が非対称となっている。したがって、画像表示ユニットをハーフミラーを介して観察する観察者側では、左右のそれぞれに光が照射されない領域が生じるので、光が届かない領域に観察者が位置すると、第１光源ユニットからの光が一方の眼だけに入射し、第２光源ユニットからの光が他方の眼だけに入射する。その結果、この位置においては観察者が裸眼で立体視を行うことができる。

一方、光が届かない領域以外においては、第１光源ユニットと第２光源ユニットからの光が混在しているが、ハーフミラーで反射された第１の画像表示手段からの光は第２の画像表示手段からの光とは異なる偏光状態となる。したがって、観察者が右眼と左眼とで異なる偏光のメガネをかけることにより、複数の観察者で同じ立体画像を同時に観察することができる。その結果、立体画像表示装置側で切り換え等の操作を行うことなく、裸眼式とメガネ式の両装置の利点を享受することができる。

また、請求項３に記載の発明は、立体画像を表示する立体画像表示装置において、
右眼用画像と左眼用画像の一方を表示するため第１の画像表示手段と、右眼用画像と左眼用画像の他方を表示する第２の画像表示手段とを備え、前記第１の画像表示手段と前記第２の画像表示手段とが角部を形成する姿勢で配置されてなる画像表示ユニットと、
前記画像表示ユニットの角部から傾斜姿勢で配置され、前記第１の画像表示手段からの光を観察者側へ反射させ、前記第２の画像表示手段からの光を観察者側へ透過させるハーフミラーと、
前記第１の画像表示手段の背面側に配置され、一方の焦点を前記第１の画像表示手段の背面側に有し、他方の焦点を観察者の両眼の間に設定されている第１のシリンドリカル凸レンズと、
前記第２の画像表示手段の背面側に配置され、一方の焦点を前記第２の画像表示手段の背面側に有し、他方の焦点を観察者の両眼の間に設定されている第２のシリンドリカル凸レンズと、
前記第１のシリンドリカル凸レンズに光を照射する姿勢で、前記第１のシリンドリカル凸レンズの背面側に付設され、平面視で前記第１のシリンドリカル凸レンズの一方の焦点を挟んで設けられている一対の光源を備え、前記一対の光源のうち、観察側から見て一方側の光源は、中心線から外側にわたって発光し、観察側から見て他方側の光源は、中心線から外側へ所定距離離れた位置から外側が発光する第１光源ユニットと、
前記第２のシリンドリカル凸レンズに光を照射する姿勢で、前記第２の画像表示手段の背面側に付設され、平面視で前記第２のシリンドリカル凸レンズの一方の焦点を挟んで設けられている一対の光源を備え、前記一対の光源のうち、観察側から見て一方側の光源は、中心線から外側にわたって発光し、観察側から見て他方側の光源は、中心線から外側へ所定距離離れた位置から外側が発光する第２光源ユニットと、
を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項３に記載の発明によれば、第１光源ユニットの一対の光源から出射された光は、第１のシリンドリカル凸レンズで屈折されて第１の画像表示手段に向かうが、他方の光源だけは、中心線から外側へ所定距離離れた位置から外側が発光するように構成されており、一方の光源と他方の光源とは光を照射する領域が非対称となっている。したがって、観察者側にある他方の焦点付近のうち、他方の光源からの光が照射される領域には光が届かない領域が生じる。同様に、第２光源ユニットの一対の光源から出射された光は、第２のシリンドリカル凸レンズで屈折されて第２の画像表示手段に向かうが、一方の光源と他方の光源とは光を照射する領域が非対称となっている。したがって、画像表示ユニットをハーフミラーを介して観察する観察者側では、左右のそれぞれに光が照射されない領域が生じるので、光が届かない領域に観察者が位置すると、第１光源ユニットからの光が一方の眼だけに入射し、第２光源ユニットからの光が他方の眼だけに入射する。その結果、この位置においては観察者が裸眼で立体視を行うことができる。

一方、光が届かない領域以外においては、第１光源ユニットと第２光源ユニットからの光が混在しているが、第１光源ユニットと第２光源ユニットからの光が混在しているが、ハーフミラーで反射された第１の画像表示手段からの光は第２の画像表示手段からの光とは異なる偏光状態となる。したがって、観察者が右眼と左眼とで異なる偏光のメガネをかけることにより、複数の観察者で同じ立体画像を同時に観察することができる。その結果、立体画像表示装置側で切り換え等の操作を行うことなく、比較的簡易な光学系の構成により、裸眼式とメガネ式の両装置の利点を享受することができる。

また、本発明において、前記第１光源ユニット及び前記第２光源ユニットの他方側の光源は、中心線から外側へ所定距離離れた位置から外側にわたって設けられた発光部を備えていることが好ましい（請求項４）。

他方の光源は、一方の光源の発光部よりも短い発光部でよいので、光源ユニットの軽量化を図ることができる。

また、本発明において、前記第１光源ユニット及び前記第２光源ユニットの他方側の光源は、中心線から外側にわたって設けられた発光部を備え、そのうちの中心線から外側へ所定距離離れた位置までが遮光されていることが好ましい（請求項５）。

一方の光源と他方の光源とで同じものを採用することができ、部材の共通化によるコスト低減を図ることができる。

また、本発明において、前記画像表示ユニットは、前記第１の画像表示手段と前記第２の画像表示手段とを平面視でＬの字状に備えていることが好ましい（請求項６）。

また、本発明において、前記画像表示ユニットは、前記第１の画像表示手段と前記第２の画像表示手段とを側面視でＬの字状に備え、
前記ハーフミラーは、前記角部側から先端部下がりに設けられ、
前記第１光源ユニット及び前記第２光源ユニットは、それぞれの上部に一対の光源を備えているとともに上部同士を角部に向けて配置され、
前記第１光源ユニットと前記第２光源ユニットは、前記第１の画像表示手段と前記第２の画像表示手段とのそれぞれの正面視にて、一対の光源が同じ位置関係で設けられていることが好ましい（請求項７）。

第１の画像表示手段及び第１の光源ユニットと、第２の画像表示手段及び第２の光源ユニットとで同じものを採用することができるので、装置コストを低減することができる。

また、本発明において、前記画像表示ユニットは、前記第１の画像表示手段と前記第２の画像表示手段とを側面視でＬの字状に備え、
前記ハーフミラーは、前記角部側から先端部下がりに設けられ、
前記第１光源ユニット及び前記第２光源ユニットは、一方が上部に一対の光源を備え、他方が下部に一対の光源を備えているとともに上部同士を角部に向けて配置されていることが好ましい（請求項８）。

本発明に係る立体画像表示装置によれば、画像表示ユニットを構成する第１の画像表示手段及び第２の画像表示手段からの光がハーフミラーを介して両方届く混在領域と、ハーフミラーで反射されて第１の画像表示手段からの光のみが届く第１の領域と、ハーフミラーを透過して第２の画像表示手段の光のみが届く第２の領域とを形成する。第１の領域と第２の領域に眼が位置するように観察者が位置すると、右眼で右眼用画像だけを観察し、左眼で左眼用画像だけを観察することができるので、裸眼で立体視が可能である。また、第１の画像表示手段と第２の画像表示手段とが同じ偏光状態であっても、ハーフミラーで反射された第１の画像表示手段からの光は第２の画像表示手段からの光とは異なる偏光状態となる。したがって、混在領域では、観察者が右眼と左眼とで異なる偏光のメガネをかけることにより、複数の観察者で同じ立体画像を同時に観察することができる。その結果、立体画像表示装置側で切り換え等の操作を行うことなく、裸眼式とメガネ式の両装置の利点を享受することができる。

実施例１に係る立体画像表示装置の概略構成を示す平面図である。 第２表示ユニット（第１表示ユニット）の要部を示す縦断面図である。 第２表示ユニットにおける第１の光源による光路を示す模式図である。 第２表示ユニットにおける第２の光源による光路を示す模式図である。 第２表示ユニットにおける左眼用光源ユニットによる光路を示す模式図である。 立体画像表示装置による立体視の観察状態の説明に供する図である。 左眼用光源ユニットの変形例を示す正面図である。 画像表示ユニットと光源の取り付け態様の一例を示す模式図である。 画像表示ユニットと光源の取り付け態様の他の例を示す模式図である。 実施例２に係る立体画像表示装置の概略構成を示す平面図である。

立体画像表示装置の各実施例について以下に説明する。

以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。
なお、図１は、実施例１に係る立体画像表示装置の概略構成を示す平面図であり、図２は、第２表示ユニット（第１表示ユニット）の要部を示す縦断面図である。

本実施例に係る立体画像表示装置１は、左眼用画像と右眼用画像とを表示して立体画像を表示するものである。立体画像表示装置１は、画像表示ユニット３を備えている。この画像表示ユニット３は、右眼用画像を表示する第１画像表示部５を備えた第１表示ユニット７と、左眼用画像を表示する第２画像表示部９を備えた第２表示ユニット１１とを備えている。本実施例では、第１画像表示部５と第２画像表示部９とが角部を形成するように配置されている。より詳細には、平面視にて、Ｌの字状を呈する姿勢で配置され、画像を表示する面が垂直姿勢をとっている。第１画像表示部５及び第２画像表示部９の具体的な構成としては、例えば、透過形の液晶表示パネルが挙げられる。

なお、上述した第１画像表示部５が本発明における「第１の画像表示手段」に相当し、第２画像表示部９が本発明における「第２の画像表示手段」に相当する。

第１画像表示部５と第２画像表示部９との間には、角部から、第１画像表示部５と第２画像表示部９との角部とは反対側にあたる対角部分に向けて傾斜姿勢でハーフミラー１３が設けられている。このハーフミラー１３は、第１画像表示部５に表示された右眼用画像を反射し、第２画像表示部９に表示された左眼用画像を透過する。それぞれの画像は、観察者（図中には右眼ＥＲと左眼ＥＬで表記）側へ向かう。

本実施例では、画像表示ユニット３が備えている第１表示ユニット７と第２表示ユニット１１とは同じ構成であるので、以下においては主として第２表示ユニット１１を例にとってその構成について詳細に説明する。

第２表示ユニット１１は、第２画像表示部９の背面側に楕円ミラー１５を備えている。この楕円ミラー１５は、楕円の円弧の一部であって、平面視で中心線を挟んで対称形状の反射面１７を備えている。また、楕円ミラー１５は、楕円の一方の焦点を反射面１７側に有し、楕円の他方の焦点を観察者の両眼（右眼ＥＲと左眼ＥＬ）の間に設定されている。詳細には、一方の焦点は、後述する中心線上で第１の光源２５の端部付近にあたる。

第２画像表示部９の背面側には、左眼用光源ユニット１９が設けられている。この左眼用光源ユニット１９は、楕円ミラー１１の反射面１７に光を照射する姿勢で、平面視で楕円ミラー１５の一方の焦点を挟んで左眼用の一対の光源２１を備えている。左眼用の一対の光源２１のうち、観察側から見て一方側（右側）の第１の光源２５は、中心線から外側にわたって発光する長さを有し、観察側から見て他方側（左側）の第２の光源２７は、中心線から外側へ所定距離ｄだけ離れた位置から外側だけが発光する長さを有する。この所定距離ｄは、例えば、第１の光源２５の長さの半分程度である。第１の光源２５は、第２の光源２７よりも長い発光部を有し、第２の光源２７は、所定距離ｄだけ外側へ離れた長さの発光部を有している。

このように第２の光源２７として、第１の光源２５よりも短いものを利用しているので、左眼用光源ユニット１９の軽量化を図ることができる。

次に、第１画像表示ユニット７について簡単に説明する。
第１画像表示ユニット７は、第１画像表示部５と、楕円ミラー２９と、反射面３１と、右眼用光源ユニット３３と、右眼用の一対の光源３５と、第１の光源３９と、第２の光源４１とを備えている。各構成は、上述した第２画像表示ユニット１１と同様である。また、第１画像表示部５は、上述した第２画像表示部９と同じ偏光特性の光が出射される。偏光特性としては、例えば、斜め４５度の直線偏光特性や、円偏光特性が挙げられる。

なお、上述した楕円ミラー２９が本発明における「第１の集光手段」に相当し、楕円ミラー１５が本発明における「第２の集光手段」に相当する。また、上述した右眼用光源ユニット３３が本発明における「第１光源ユニット」に相当し、左眼用光源ユニット３５が本発明における「第２光源ユニット」に相当する。

次に、図３〜５を参照する。なお、図３は、第２表示ユニットにおける第１の光源による光路を示す模式図であり、図４は、第２表示ユニットにおける第２の光源による光路を示す模式図であり、図５は、第２表示ユニットにおける左眼用光源ユニットによる光路を示す模式図である。

図３に示すように、第２表示ユニット１１の第１の光源２５から照射された光は、反射面１７で反射されて、第２画像表示部９を透過し、観察者（図示省略）側へ向かう。但し、第１の光源２５は、向かって右側に設けられているので、その光は中心線から左側へ偏ることになる。

また、図４に示すように、第２表示ユニット１１の第２の光源２７から照射された光は、反射面１７で反射されて、第２画像表示部９を透過し、観察者（図示省略）側へ向かう。但し、第２の光源２７は、向かって左側に設けられているので、その光は中心線から右側へ偏ることになる。その上、第２の光源２７は、第１の光源２５とは異なり、中心線から所定距離ｄだけ離れた部分から外側だけが発光する。そのため、観察者側において、中心線より右側（観察者の右眼ＥＲ側）に光が届かない遮光領域ＢＲ２（第２の領域）が生じる。

したがって、左眼用光源ユニット１９（第１の光源２５と第２の光源２７）が点灯されると、これらが非対称で配置されている関係上、光路が図３と図４とを重ね合わせたようになる。つまり、図５に示すように、左眼用画像が観察者側へ向かう。その結果、この遮光領域ＢＲ２に観察者の右眼ＥＲが位置するように観察者が立体画像表示装置１に対面すると、観察者には第２表示ユニット１１に表示された左眼用画像だけが左眼ＥＬで視認されることになる。

第１表示ユニット７は、上述した第２表示ユニット１１と同じ構成であり、その画像がハーフミラー１３によって左右方向に反転されることになるので、第１表示ユニット７は、中心線を挟んで左側に遮光領域ＢＲ１（第１の領域）を形成することになる。したがって、第１表示ユニット７と第２表示ユニット１１は、図６に示すように中心線を挟んで左右に遮光領域ＢＲ２，ＢＲ１を形成するので、この位置に観察者が位置すると、観察者の右眼ＥＲでは右眼用画像だけが観察され、観察者の左眼ＥＬでは左眼用画像だけが観察されることになる。その結果、遮光領域ＢＲ２，ＢＲ１の位置においては、観察者が裸眼で立体画像表示装置１に対面しても、立体画像を観察することができる。

その一方、遮光領域ＢＲ２，ＢＲ１を除く領域（混在領域）においては、右眼用画像と左眼用画像とが混在した状態となっている。しかし、ハーフミラー１３で反射された第１表示ユニット７からの光は第２表示ユニット１１と異なる偏光状態とされているので、それに対応した、右眼と左眼とで異なる偏光のメガネをかけることにより、複数の観察者で同じ立体画像を同時に観察することができる。

その結果、立体画像表示装置１側で切り換え等の操作を一切行わなくても、裸眼式とメガネ式の両装置の利点を享受できる。

実施例１においては、第１画像表示部５と第２画像表示部９の出射する光は同じ偏光特性で、例えば、斜め４５度の直線偏光特性や円偏光特性を挙げたが、第１画像表示部５と第２画像表示部９の偏光特性を予め水平と垂直との直線偏光、またはその逆という異なる偏光特性としてもよい。水平や垂直の直線偏光特性は、ハーフミラーでの反射や透過により偏光特性が変化しないので、これらの偏光状態に応じた偏光メガネを用いればよい。さらに、第１画像表示部５と第２画像表示部９の偏光特性を水平または垂直の直線偏光で同一とし、いずれか一方の画像表示部の前面に１／２波長板や位相差板を配置し、一方の偏光軸を９０度回転させてもよい。

（光源ユニットの変形例）
上述した実施例１においては、左眼用光源ユニット１９及び右眼用光源ユニット３３の第２の光源２７の発光部が、第１の光源２５の発光部よりも長さが短い構成とした。しかし、図７に示すような構成を採用してもよい。なお、図７は、左眼用光源ユニットの変形例を示す正面図である。但し、以下の説明においては、左眼用光源ユニット１９を例にとるが、右用光源ユニット３３であっても同様である。

つまり、左眼用の一対の光源２１を、第１の光源２５と第２の光源２７Ａとで構成し、これにより左眼用光源ユニット１９を構成するようにしてもよい。第２の光源２７Ａは、第１の光源２５と同じ光源により構成されている。つまり、同じ長さの発光部を備えている。さらに、第２の光源２７Ａは、中心線から所定距離ｄの範囲を遮光部材５１で覆ってある。このように左眼用光源ユニット１９と右眼用光源ユニット３３を構成しても、上記同様の作用効果を奏する。

その上、第１の光源２５と第２の光源２７Ａとで部材の共通化を図ることができ、これにより装置のコスト低減を図ることができる。

（配置の変形例）
上述した実施例１では、平面視においてＬの字状を呈するように第１表示ユニット７と第２表示ユニット１１とが配置されて画像表示ユニット３を構成している。しかし、例えば、図８または図９に示すように配置してもよい。なお、図８は、画像表示ユニットと光源の取り付け態様の一例を示す模式図であり、図９は、画像表示ユニットと光源の取り付け態様の他の例を示す模式図である。また、これらの図８，９においては、図示の関係上、楕円ミラー１５等の図示を省略してある。

図８を参照する。
この例の立体画像表示装置１Ａでは、第１表示ユニット７と第２表示ユニット１１とが側面視の状態でＬの字状を呈するように構成されている。ハーフミラー１３は、角部から先端部下がりの姿勢で設けられる。また、第１表示ユニット７と第２表示ユニット１１とが、それぞれの光源ユニット（左眼用光源ユニット１９と右眼用光源ユニット３３）を角部に向けて配置される。この場合には、第１表示ユニット７と第２表示ユニット１１とを全く同じ構成とすることができる。したがって、共通構成によって装置コストの低減を図ることができる。

図９を参照する。
この例の立体画像表示装置１Ｂでは、上述した立体画像表示装置１Ａとは、第１表示ユニット７の向きが相違している。つまり、第１表示ユニット７は、角部とは反対側に右眼用光源ユニット３３を備えている。このように構成しても上記同様の作用効果を奏することができる。

なお、上記実施例１では、楕円ミラー１５，２９の光路を気中（光学材料なしの空気のみ）としているが、光透過材料を充填する構成としてもよい。これにより、反射面１７，３１に生じ得る曇り等の経時劣化を抑制することができる。

また、上記実施例１では、図２に示すように光源を上部側にのみ備えた構成としているが、光源を下部側のみに備えてもよい。さらに、光源を上下両側に備えるようにしてもよい。これにより立体画像の輝度を高めることができる。

次に、図面を参照して本発明の実施例２を説明する。
図１０は、実施例２に係る立体画像表示装置の概略構成を示す平面図である。

本実施例２に係る立体画像表示装置１Ｃは、楕円ミラー等の反射系の構成を備えていない点において上述した実施例１と相違する。なお、上述した実施例１と共通する構成については、同符号を付すことで詳細な説明を省略する。

この立体画像表示装置１Ｃは、画像表示ユニット３を構成する第１表示ユニット７と第２表示ユニット１１とを備えている。但し、第１表示ユニット７は、第１画像表示部５の背面側にシリンドリカル凸レンズ６１を備え、第２表示ユニット１１は、第２画像表示部９の背面側にシリンドリカル凸レンズ６３を備えている。これらのシリンドリカル凸レンズ６１，６３は、紙面方向に長さを有するとともに、一方の焦点を第１画像表示部５または第２画像表示部９の背面側であって、シリンドリカル凸レンズ６１，６３の背面側に有し、他方の焦点を観察者の両面の間に設定されている。

なお、シリンドリカル凸レンズ６３が本発明における「第１の集光手段」に相当し、シリンドリカル凸レンズ６１が本発明における「第２の集光手段」に相当する。

第１表示ユニット７は、シリンドリカル凸レンズ６１の背面側に右眼用光源ユニット３３を備え、第２表示ユニット１１は、シリンドリカル凸レンズ６３の背面側に左眼用光源光源ユニット１９を備えている。これらの右眼用光源ユニット３３及び左眼用光源ユニット１９の構成は、上述した実施例１とほぼ同様であり、それぞれ中心線を挟んで非対称配置で構成されている。

このような構成の立体画像表示装置１Ｃは、第２表示ユニット１１により遮光領域ＢＲ２が生じ、第１表示ユニット７により遮光領域ＢＲ１が生じる。したがって、上述した実施例１に比較して比較的光学系を簡易な構成としつつも同様の効果を奏する。

なお、本実施例２においても、上述した実施例１と同様に、光学ユニットの変形例と、配置の変形例を採用することができる。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例１，２では、第１の画像表示手段に相当する第１画像表示部５及び第２の画像表示手段に相当する第２画像表示部９として、透過型の液晶表示パネルを例示したが、本発明は液晶表示型に限定されるものではなく、透過型の表示パネルであれば本発明を適用することができる。例えば、透過型のMEMS（microelectro mechanical systems）が挙げられる。透過型の液晶表示パネルの場合には、内蔵の偏光板によって偏光特性が決まるが、透過型のMEMSの場合には、偏光板を内蔵していないので、例えば、所定の偏光特性を与える偏光ユニットをそれぞれの画像表示ユニットの光源の出光面もしくは第１画像表示部５及び第２画像表示部９の前面に備えることが好ましい。

（２）上述した各実施例では、垂直方向へ光を拡散する垂直拡散板を第１画像表示部５及び第２画像表示部９の背面側に備えることが好ましい。これにより第１の光源２５及び第２の光源２７の発光形状による画像の明度ムラを抑制できる。

（３）上述した各実施例１，２では、第１の光源２５及び第２の光源２７をそれぞれ別体の光源で構成し、第１の光源３９及び第２の光源４１をそれぞれ別体の光源で構成している。しかしながら、これらは常時点灯させておけばよいので、第１の光源２５及び第２の光源２７を一体の光源で構成するとともに、第１の光源３９及び第２の光源４１を一体の光源で構成し、一部を遮光する構成を採用してもよい。また、例えば、複数個の小光源（例えば発光ダイオード）を、面状に配置して各光源を構成し、一部の小光源を消灯する構成としてもよい。

（４）本発明は、上述した各実施例１，２に限定されるものではなく、画像表示ユニット３を構成する第１画像表示部５及び第２画像表示部９からの光がハーフミラー１３を介して両方届く混在領域と、ハーフミラー１３で反射されて第１画像表示部５からの光のみが届く第１の領域と、ハーフミラー１３を透過して第２画像表示部９の光のみが届く第２の領域とを形成する構成であればよい。

（５）上述した各実施例１，２では、右眼用画像がハーフミラー１３で反射され、左眼用画像がハーフミラー１３を透過する構成であったが、本発明はこれらが逆であっても適用することができる。

（６）上述した実施例１では、楕円ミラー１５，２９を用いているが、これに代えてフレネルミラーを採用してもよい。これにより、第１表示ユニット７，第２表示ユニット１１の奥行きを抑制して小型化を図ることができる。

１，１Ａ、１Ｂ，１Ｃ … 立体画像表示装置
３ … 画像表示ユニット
５ … 第１画像表示部
７ … 第１表示ユニット
９ … 第２画像表示部
１１ … 第２表示ユニット
１３ … ハーフミラー
ＥＲ … 右眼
ＥＬ … 左眼
１５，２９ … 楕円ミラー
１７，３１ … 反射面
１９ … 左眼用光源ユニット
２１ … 左眼用の一対の光源
２３，３７ … 偏光ユニット
２５，３９ … 第１の光源
２７，４１ … 第２の光源
ＢＲ１ … 遮光領域（右眼）
ＢＲ２ … 遮光領域（左眼）
３３ … 右眼用光源ユニット
３５ … 右眼用の一対の光源
５１ … 遮光部材

Claims (8)

1. 立体画像を表示する立体画像表示装置において、
   右眼用画像と左眼用画像の一方を表示するための第１の画像表示手段と、右眼用画像と左眼用画像の他方を表示する第２の画像表示手段とを備え、前記第１の画像表示手段と前記第２の画像表示手段とが角部を形成する姿勢で配置されてなる画像表示ユニットと、
   前記画像表示ユニットの角部から傾斜姿勢で配置され、前記第１の画像表示手段からの光を観察者側へ反射させ、前記第２の画像表示手段からの光を観察者側へ透過させるハーフミラーと、
   前記第１の画像表示手段の背面に配置された第１の集光手段と、
   前記第２の画像表示手段の背面に配置された第２の集光手段と、
   を備え、
   観察者側にて、前記第１の画像表示手段及び前記第２の画像表示手段からの光が両方届く混在領域と、前記第１の画像表示手段からの光のみが届く第１の領域と、前記第２の画像表示手段の光のみが届く第２の領域とを形成することを特徴とする立体画像表示装置。
2. 立体画像を表示する立体画像表示装置において、
   右眼用画像と左眼用画像の一方を表示するため第１の画像表示手段と、右眼用画像と左眼用画像の他方を表示する第２の画像表示手段とを備え、前記第１の画像表示手段と前記第２の画像表示手段とが角部を形成する姿勢で配置されてなる画像表示ユニットと、
   前記画像表示ユニットの角部から傾斜姿勢で配置され、前記第１の画像表示手段からの光を観察者側へ反射させ、前記第２の画像表示手段からの光を観察者側へ透過させるハーフミラーと、
   前記第１の画像表示手段の背面側に配置され、楕円の円弧の一部であって、平面視で中心線を挟んで対称形状の反射面を備え、楕円の一方の焦点を前記反射面側に有し、楕円の他方の焦点を観察者の両眼の間に設定されている第１の楕円ミラーと、
   前記第２の画像表示手段の背面側に配置され、楕円の円弧の一部であって、平面視で中心線を挟んで対称形状の反射面を備え、楕円の一方の焦点を前記反射面側に有し、楕円の他方の焦点を観察者の両眼の間に設定されている第２の楕円ミラーと、
   前記第１の楕円ミラーの反射面に光を照射する姿勢で、前記第１の画像表示手段の背面側に付設され、平面視で前記第１の楕円ミラーの一方の焦点を挟んで設けられている一対の光源を備え、前記一対の光源のうち、観察側から見て一方側の光源は、中心線から外側にわたって発光し、観察側から見て他方側の光源は、中心線から外側へ所定距離離れた位置から外側が発光する第１光源ユニットと、
   前記第２の楕円ミラーの反射面に光を照射する姿勢で、前記第２の画像表示手段の背面側に付設され、平面視で前記第２の楕円ミラーの一方の焦点を挟んで設けられている一対の光源を備え、前記一対の光源のうち、観察側から見て一方側の光源は、中心線から外側にわたって発光し、観察側から見て他方側の光源は、中心線から外側へ所定距離離れた位置から外側が発光する第２光源ユニットと、
   を備えていることを特徴とする立体画像表示装置。
3. 立体画像を表示する立体画像表示装置において、
   右眼用画像と左眼用画像の一方を表示するため第１の画像表示手段と、右眼用画像と左眼用画像の他方を表示する第２の画像表示手段とを備え、前記第１の画像表示手段と前記第２の画像表示手段とが角部を形成する姿勢で配置されてなる画像表示ユニットと、
   前記画像表示ユニットの角部から傾斜姿勢で配置され、前記第１の画像表示手段からの光を観察者側へ反射させ、前記第２の画像表示手段からの光を観察者側へ透過させるハーフミラーと、
   前記第１の画像表示手段の背面側に配置され、一方の焦点を前記第１の画像表示手段の背面側に有し、他方の焦点を観察者の両眼の間に設定されている第１のシリンドリカル凸レンズと、
   前記第２の画像表示手段の背面側に配置され、一方の焦点を前記第２の画像表示手段の背面側に有し、他方の焦点を観察者の両眼の間に設定されている第２のシリンドリカル凸レンズと、
   前記第１のシリンドリカル凸レンズに光を照射する姿勢で、前記第１のシリンドリカル凸レンズの背面側に付設され、平面視で前記第１のシリンドリカル凸レンズの一方の焦点を挟んで設けられている一対の光源を備え、前記一対の光源のうち、観察側から見て一方側の光源は、中心線から外側にわたって発光し、観察側から見て他方側の光源は、中心線から外側へ所定距離離れた位置から外側が発光する第１光源ユニットと、
   前記第２のシリンドリカル凸レンズに光を照射する姿勢で、前記第２の画像表示手段の背面側に付設され、平面視で前記第２のシリンドリカル凸レンズの一方の焦点を挟んで設けられている一対の光源を備え、前記一対の光源のうち、観察側から見て一方側の光源は、中心線から外側にわたって発光し、観察側から見て他方側の光源は、中心線から外側へ所定距離離れた位置から外側が発光する第２光源ユニットと、
   を備えていることを特徴とする立体画像表示装置。
4. 請求項２または３に記載の立体画像表示装置において、
   前記第１光源ユニット及び前記第２光源ユニットの他方側の光源は、中心線から外側へ所定距離離れた位置から外側にわたって設けられた発光部を備えている
   ことを特徴とする立体画像表示装置。
5. 請求項２または３に記載の立体画像表示装置において、
   前記第１光源ユニット及び前記第２光源ユニットの他方側の光源は、中心線から外側にわたって設けられた発光部を備え、そのうちの中心線から外側へ所定距離離れた位置までが遮光されている
   ことを特徴とする立体画像表示装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の立体画像表示装置において、
   前記画像表示ユニットは、前記第１の画像表示手段と前記第２の画像表示手段とを平面視でＬの字状に備えている
   ことを特徴とする立体画像表示装置。
7. 請求項２から５のいずれかに記載の立体画像表示装置において、
   前記画像表示ユニットは、前記第１の画像表示手段と前記第２の画像表示手段とを側面視でＬの字状に備え、
   前記ハーフミラーは、前記角部側から先端部下がりに設けられ、
   前記第１光源ユニット及び前記第２光源ユニットは、それぞれの上部に一対の光源を備えているとともに上部同士を角部に向けて配置され、
   前記第１光源ユニットと前記第２光源ユニットは、前記第１の画像表示手段と前記第２の画像表示手段とのそれぞれの正面視にて、一対の光源が同じ位置関係で設けられている
   ことを特徴とする立体画像表示装置。
8. 請求項２から５のいずれかに記載の立体画像表示装置において、
   前記画像表示ユニットは、前記第１の画像表示手段と前記第２の画像表示手段とを側面視でＬの字状に備え、
   前記ハーフミラーは、前記角部側から先端部下がりに設けられ、
   前記第１光源ユニット及び前記第２光源ユニットは、一方が上部に一対の光源を備え、他方が下部に一対の光源を備えているとともに上部同士を角部に向けて配置されている
   ことを特徴とする立体画像表示装置。

Images