JP2016085387A

JP2016085387A - 表示装置

Info

Publication number: JP2016085387A
Application number: JP2014218877A
Authority: JP
Inventors: 中村　剛; Takeshi Nakamura; 中村　　剛
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2016-05-19

Abstract

【課題】逆立体視を防止するとともにコストアップを抑えることができる表示装置を提供する。【解決手段】右目用の映像を投影する右目映像投影手段２Ｒと、左目用の映像を投影する左目映像投影手段２Ｌと、を有して前記右目用の映像および前記左目用の映像から立体像を表示する表示装置において、立体像表示装置１は、右目用の映像および左目用映像が投影されるマイクロレンズアレイ３を有し、右目用の映像と左目用の映像がマイクロレンズアレイ３の同じ範囲に投影される。【選択図】図１

Description

本発明は、観察者に立体像を表示する表示装置に関する。

従来、両目視差を利用して立体像（立体映像）の表示を行う場合、レンチキュラーレンズを設置して右目用の映像と左目用の映像とを投影することが知られている。レンチキュラーレンズにより、右目用の映像は右目に到達し、左目用の映像は左目に到達する。左右の目に対して異なる映像を視認させることによって両目視差を利用した立体像の表示が可能となる。

レンチキュラーレンズにより立体像を表示する表示装置の場合、右目用の映像と左目用の映像が交互に現れるため、視点を移動させると右目用の映像が左目に到達し、左目用の映像が右目に到達する所謂逆立体視と呼ばれる現象が発生してしまう。

このような問題に対して、例えば特許文献１に記載の立体映像表示装置が提案されている。特許文献１に記載された立体映像表示装置は、２組の投影光学系を左右隣接する位置に設け、投影光学系の結像位置にはフィールドレンズを配置する。左右２組の投影光学系は、それぞれが有する投影レンズの光軸がフィールドレンズの主面上で交差するように配置されている。そして、投影光学系から出射された光束がフィールドレンズを透過することで、左右両眼の視域が空間上に左右に隣接するように形成される。

特開２００１−３５６２９８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の立体映像表示装置の場合、投影光学系が２組必要でありコストアップの要因となってしまう。

そこで、本発明は、上述した問題に鑑み、逆立体視を防止するとともにコストアップを抑えることができる表示装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、右目用の映像を投影する右目映像投影手段と、左目用の映像を投影する左目映像投影手段と、を有して前記右目用の映像および前記左目用の映像から立体像を表示する表示装置において、前記右目用の映像および前記左目用の映像が投影されるマイクロレンズアレイと、前記マイクロレンズアレイに投影された映像を拡大する拡大手段と、を有していることを特徴とする表示装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記右目用の映像および前記左目用の映像が、前記マイクロレンズアレイの同じ範囲にそれぞれ投影されていることを特徴とするものである。

以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、右目用の映像および左目用映像が投影されるマイクロレンズアレイを有しているので、複数の投影光学系を必要としないためコストアップを抑えることができる。また、マクロレンズアレイによって、右目用の映像が到達する領域と左目用の映像が到達する領域とが左右に分かれて現れるため、視点移動しても逆立体視が発生しなくなる。

請求項２に記載の発明によれば、右目用の映像および左目用の映像が、マイクロレンズアレイの同じ範囲にそれぞれ投影されるので、マイクロレンズアレイに対する入射角度が異なるために、右目と左目の位置（アイポイント）における映像の到達範囲を区分することができる。また、マイクロレンズアレイの同じ範囲に投影されることで、マイクロレンズアレイ自体の小型化を図ることができる。

本発明の第１の実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置の構成図である。本発明の第２の実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置の構成図である。

（第１実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態を図１を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施形態にかかる表示装置としての立体像表示装置の構成図である。

本発明の第１の実施形態にかかる立体像表示装置１は、図１に示したように右目用プロジェクタ２Ｒおよび左目用プロジェクタ２Ｌと、マイクロレンズアレイ３と、拡大光学系４と、を有している。

右目映像投影手段としての右目用プロジェクタ２Ｒは、所定の光源及びレンズ等を備えるとともに、外部から入力される映像信号や同期信号などに基づいて、映像光を生成してマイクロレンズアレイ３へ投影するものである。例えば、レーザ光源と、レーザ光源から出射されたレーザ光を垂直方向や水平方向に偏光する偏光器（ミラー等）等を有したレーザプロジェクタを用いることができる。左目映像投影手段としての左目用プロジェクタ２Ｌも同様の構成となっている。

右目用プロジェクタ２Ｒは、両目視差により立体像を表示するために右目ＥＲに視認させる映像が入力され、左目用プロジェクタ２Ｌは、両目視差により立体像を表示するために左目ＥＬに視認させる映像が入力される。

マイクロレンズアレイ３は、多数の個別レンズの集合体からなる周知の光学素子である。このマイクロレンズアレイ３を構成する個別レンズは、それぞれが、右目用プロジェクタ２Ｒおよび左目用プロジェクタ２Ｌから投影された映像光（光線）を拡散する。

マイクロレンズアレイ３の個別レンズは、右目用プロジェクタ２Ｒまたは左目用プロジェクタ２Ｌから入射した光線が出射する際には、わずかに拡散される。したがって、観察者はマイクロレンズアレイ３上に像が表示されているように見える。

拡大手段としての拡大光学系４は、マイクロレンズアレイ３で拡散された映像光を拡大して投影する。図１では観察者（右目ＥＲと左目ＥＬ）に向けて直接投影しているが、拡大光学系４の後段に他の光学系、例えば自動車であればウインドシールド等を設けて投影するようにしてもよい。拡大光学系４としては、入射した映像光を拡大して出射するレンズに限らず、入射した映像光を拡大反射するミラー（凹面ミラー）等であってもよい。

上述した構成の立体像表示装置１は、右目用プロジェクタ２Ｒと左目用プロジェクタ２Ｌとは、マイクロレンズアレイ３の同じ領域に右目用の映像と左目用の映像をそれぞれ投影する。即ち、右目用の映像および左目用の映像とがマイクロレンズアレイ３の同じ領域（範囲）に投影されている。

右目用プロジェクタ２Ｒおよび左目用プロジェクタ２Ｌは、図示したように左右に並べて配置されている。そのため、マイクロレンズアレイ３の同じ個別レンズに右目用の映像と左目用の映像とが入射しても入射角度が異なるため、別々の方向に出射される。したがって、マイクロレンズアレイ３によって右目用の映像と左目用の映像との到達する範囲を空間的に分けることができる。

マイクロレンズアレイ３に投影された右目用の映像と左目用の映像とは、マイクロレンズアレイ３の右目用プロジェクタ２Ｒおよび左目用プロジェクタ２Ｌ側に近傍に虚像Ｖとして結像される。

本実施形態においては、マイクロレンズアレイ３に入射する光線の角度を異ならせるとともに拡大光学系４を介することでアイポイントＥＰに到達する光線の範囲を空間的に分けている。つまり、右目用プロジェクタ２Ｒからマイクロレンズアレイ３の領域３Ｒ投影された右目用の映像は、拡大光学系４を介して図３の点線で囲まれた領域に到達する。一方、左目用プロジェクタ２Ｌからマイクロレンズアレイ３の領域３Ｌ投影された左目用の映像は、拡大光学系４を介して図３の実線で囲まれた領域に到達する。

したがって、点線で囲まれた領域に右目ＥＲを、実線で囲まれた領域に左目ＥＬが、それぞれ位置付けられるようにすることによって、例えば、図３の一点鎖線で示した光線が右目に入射し、二点鎖線で示した光線が左目に入射して、立体像（立体映像）Ｓを視認することができる。

本実施形態によれば、右目用の映像および左目用の映像が、マイクロレンズアレイ３の同じ範囲にそれぞれ投影されるので、マイクロレンズアレイ３に対する入射角度が異なるために、右目と左目の位置（アイポイントＥＰ）における映像の到達範囲を区分することができる。また、マイクロレンズアレイ３の同じ範囲に投影されることで、マイクロレンズアレイ３自体の小型化を図ることができる。

また、マイクロレンズアレイ３への入射角と出射角とが大きくずれないため、プロジェクタとマイクロレンズアレイ３との間にレンズ等の光学系を配置する必要が無い。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図２を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。図２は本発明の第２の実施形態にかかる立体像装置の構成図である。

本発明の第２の実施形態にかかる立体像表示装置１は、図２に示したように右目用プロジェクタ２Ｒおよび左目用プロジェクタ２Ｌと、マイクロレンズアレイ３と、拡大光学系４と、を有している。各構成要素は第１の実施形態と同様である。

本実施形態の場合、右目用プロジェクタ２Ｒがマイクロレンズアレイ３の領域３Ｒに右目用の映像を投影し、左目用プロジェクタ２Ｌがマイクロレンズアレイ３の領域３Ｌに左目用の映像を投影する。即ち、右目用の映像および左目用の映像がマイクロレンズアレイ３の異なる領域（範囲）にそれぞれ投影されている。

マイクロレンズアレイ３に投影された右目用の映像と左目用の映像とは、マイクロレンズアレイ３の右目用プロジェクタ２Ｒおよび左目用プロジェクタ２Ｌ側に近傍に右目用虚像ＶＲと左目用虚像ＶＬとして結像される。

右目用の映像と左目用の映像とは、マイクロレンズアレイ３の異なる領域（範囲）にそれぞれ投影されることで、右目用虚像ＶＲと左目用虚像ＶＬとして異なる位置に結像するのでアイポイントＥＰに到達する光線の範囲を空間的に分けることができる。つまり、右目用プロジェクタ２Ｒからマイクロレンズアレイ３の領域３Ｒに投影された右目用の映像は、拡大光学系４を介して図１の点線で囲まれた領域に到達する。一方、左目用プロジェクタ２Ｌからマイクロレンズアレイ３の領域３Ｌに投影された左目用の映像は、拡大光学系４を介して図１の実線で囲まれた領域に到達する。

したがって、点線で囲まれた領域に右目ＥＲ、実線で囲まれた領域に左目ＥＬ、がそれぞれ位置するようにアイポイントＥＰを配置することによって、例えば、図１の一点鎖線で示した光線が右目に入射し、二点鎖線で示した光線が左目に入射して、立体像（立体映像）Ｓを視認することができる。

本実施形態によれば、立体像表示装置１は、右目用の映像および左目用映像が投影されるマイクロレンズアレイ３を有しているので、複数の投影光学系を必要としないためコストアップを抑えることができる。また、マイクロレンズアレイ３によって、右目用の映像が到達する領域と左目用の映像が到達する領域とが左右に分かれて現れるため、視点移動しても逆立体視が発生しなくなる。

また、右目用の映像がマイクロレンズアレイ３の領域３Ｒに、左目用の映像がマイクロレンズアレイ３の領域３Ｌに、それぞれ異なる範囲に投影されるので、右目と左目の位置（アイポイントＥＰ）における映像の到達範囲を区分することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の表示装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

１立体像表示装置（表示装置）
２Ｌ左目用プロジェクタ（左目映像投影手段）
２Ｒ右目用プロジェクタ（右目映像投影手段）
３マイクロレンズアレイ
３Ｌ左目用の映像投影領域
３Ｒ右目用の映像投影領域
４拡大光学系（拡大手段）

Claims

右目用の映像を投影する右目映像投影手段と、左目用の映像を投影する左目映像投影手段と、を有して前記右目用の映像および前記左目用の映像から立体像を表示する表示装置において、
前記右目用の映像および前記左目用の映像が投影されるマイクロレンズアレイと、
前記マイクロレンズアレイに投影された映像を拡大する拡大手段と、
を有していることを特徴とする表示装置。
前記右目用の映像および前記左目用の映像が、前記マイクロレンズアレイの同じ範囲にそれぞれ投影されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。