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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体視の生理的要因間での矛盾を抑制し、かつ、眼鏡を用いないで三次元立体像が表示可能な三次元表示装置に係わり、特に、構成が簡単で、かつ、コンパクトな三次元表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者らは、立体視の生理的要因間での矛盾を抑制し、かつ、眼鏡を用いないでカラー画像の三次元立体像が表示可能な三次元表示装置を提案している（例えば、特許文献参照。）。
【０００３】
【特許文献】
特許第３０２２５５８号公報
【０００４】
図６は、従来の三次元表示装置の概略構成を示す図であり、前述の特許文献に図１として図示されている三次元表示装置である。
同図に示すように、従来の三次元表示装置は、観察者１００の前面に複数の表示面、例えば、表示面（１０１，１０２）（表示面１０１が表示面１０２より観察者１００に近い）を設定し、これらの表示面（１０１，１０２）に複数の二次元像を表示するために、二次元表示装置と種々の光学素子を用いて光学系１０３を構築する。
以下、図６ないし図１１を用いて、本発明の基本となる三次元表示装置の表示原理について説明する。
図７に示すように、観察者１００に提示したい三次元物体１０４を、観察者１００の両眼の視線方向から、前述の表示面（１０１，１０２）へ射影した像（以下、「２Ｄ化像」と呼ぶ）（１０５，１０６）を生成する。
この２Ｄ化像の生成方法としては、例えば、視線方向から三次元物体１０４をカメラで撮影した二次元像を用いる方法、あるいは別の方向から撮影した複数枚の二次元像から合成する方法、あるいはコンピュータグラフィックによる合成技術やモデル化を用いる方法など種々の方法がある。
【０００５】
そして、図６に示すように、前記２Ｄ化像（１０５，１０６）を、各々表示面１０１と表示面１０２の双方に、観察者１００の右眼と左眼とを結ぶ線上の一点から見て重なるように表示する。
これは、例えば、２Ｄ化像（１０５，１０６）の各々の中心位置や重心位置の配置と、各々の像の拡大・縮小を制御することで可能となる。
本発明の基本となる三次元表示装置の重要な要点は、前記構成を有する装置上で、２Ｄ化像（１０５，１０６）の各々の輝度を、観察者１００から見た総体的な輝度を一定に保ちつつ、三次元物体１０４の奥行き位置に対応して変えることである。
その変え方の一例を以下に述べる。なお、ここでは、白黒図面であるため、分かりやすいように、以下の図面では輝度の高い方を濃く示してある。
例えば、三次元物体１０４が表示面１０１上にある場合には、図８に示すように、この上の２Ｄ化像１０５の輝度を三次元物体１０４の輝度に等しくし、表示面１０２上の２Ｄ化像１０６の輝度はゼロとする。
【０００６】
次に、例えば、三次元物体１０４が観察者１００より少し遠ざかって表示面１０１より表示面１０２側に少し寄った位置にある場合には、図９に示すように、２Ｄ化像１０５の輝度を少し下げ、２Ｄ化像１０６の輝度を少し上げる。
さらに、例えば、三次元物体１０４が観察者１００よりさらに遠ざかって表示面１０１より表示面１０２側にさらに寄った位置にある場合には、図１０に示すように、２Ｄ化像１０５の輝度をさらに下げ、２Ｄ化像１０６の輝度をさらに上げる。
遂に、例えば、三次元物体１０４が表示面１０２上にある場合には、図１１に示すように、この上の２Ｄ化像１０６の輝度を三次元物体１０４の輝度に等しくし、表示面１０１上の２Ｄ化像１０５の輝度はゼロとする。
このように表示することにより、観察者（人）１００の生理的あるいは心理的要因あるいは錯覚により、表示しているのが２Ｄ化像（１０５，１０６）であっても、観察者１００にはあたかも表示面（１０１，１０２）の中間に三次元物体１０４が位置しているように感じられる。
即ち、例えば、表示面（１０１，１０２）にほぼ等輝度の２Ｄ化像（１０５，１０６）を表示した場合には、表示面（１０１，１０２）の奥行き位置の中間付近に三次元物体１０４があるように感じられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述した表示面に二次元像を表示するための二次元表示装置としては、例えば、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＦＥＤディスプレイ、プロジェクション型ディスプレイ、線描画型ディスプレイなどを用い、光学素子としては、例えば、レンズ、全反射鏡、部分反射鏡、曲鏡、プリズム、偏光素子、波長板などを用いる。
そのため、前述した三次元表示装置は、前述の特許文献の実施の形態３以降に記載しているように、構成が複雑になるという問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、立体視の生理的要因間での矛盾を抑制し、かつ、眼鏡を用いないで三次元立体像が表示可能であるとともに、構成が簡単で、かつ、コンパクトな三次元表示装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
即ち、本発明は、第１の透明自発光型表示装置と、利用者から見て前記第１の透明自発光型表示装置の後方に配置される第２の透明自発光型表示装置と、前記利用者から見て前記第２の透明自発光型表示装置の後方に配置される反射ミラーと、前記第２の透明自発光型表示装置と前記反射ミラーとの間に配置され、前記第２の透明自発光型表示装置の発光光を、所定の波長の光に変換する波長変換手段と、前記第１の透明自発光型表示装置と前記第２の透明自発光型表示装置との間に配置され、前記第１の透明自発光型表示装置および前記第２の透明自発光型表示装置の発光光の通過を阻止し、前記波長変換手段で変換された前記所定波長の光を通過させるフィルタ膜と、前記第１の透明自発光型表示装置および前記第２の透明自発光型表示装置に表示される二次元像の輝度を変化させる手段とを備える三次元表示装置であって、前記第１の透明自発光型表示装置および前記第２の透明自発光型表示装置は、前記利用者から見て異なった奥行き位置にある２つの表示面に対して、表示対象物体を前記利用者の視線方向から射影した二次元像をそれぞれ表示し、前記手段は、前記第１の透明自発光型表示装置および前記第２の透明自発光型表示装置に表示される二次元像の輝度を、前記第１の透明自発光型表示装置および前記第２の透明自発光型表示装置毎にそれぞれ独立に変化させることを特徴とする。
本発明の好ましい実施の形態では、前記波長変換手段は、前記第２の透明自発光型表示装置の発光光を、前記第２の透明自発光型表示装置の発光光と同系統の色で、波長が異なる光に変換することを特徴とする。
本発明の好ましい実施の形態では、前記第２の透明自発光型表示装置の発光光は、単色の発光光であり、前記波長変換手段は、前記第２の透明自発光型表示装置の発光光を、赤、緑、青の３色の光に変換することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、第１の透明自発光型表示装置と、利用者から見て前記第１の透明自発光型表示装置の後方に配置される第２の透明自発光型表示装置と、前記利用者から見て前記第２の透明自発光型表示装置の後方に配置される反射ミラーと、前記第２の透明自発光型表示装置と、前記反射ミラーとの間に配置される１／４波長板と、前記第１の透明自発光型表示装置と、前記第２の透明自発光型表示装置との間に配置され、偏光方向が第１の方向である直線偏光板と、前記第１の透明自発光型表示装置および前記第２の透明自発光型表示装置に表示される二次元像の輝度を変化させる手段とを備える三次元表示装置であって、前記第１の透明自発光型表示装置および前記第２の透明自発光型表示装置は、前記利用者から見て異なった奥行き位置にある２つの表示面に対して、表示対象物体を前記利用者の視線方向から射影した二次元像をそれぞれ表示するとともに、偏光方向が前記第１の方向と直交する第２の方向の光を発光し、前記手段は、前記第１の透明自発光型表示装置および前記第２の透明自発光型表示装置に表示される二次元像の輝度を、前記第１の透明自発光型表示装置および前記第１および第２の透明自発光型表示装置毎にそれぞれ独立に変化させることを特徴とする。
本発明の好ましい実施の形態では、前記透明自発光型表示装置は、エレクトロルミネセンス表示装置、あるいは、紫外線励起蛍光液晶表示装置であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、第１の透明表示装置と、利用者から見て前記第１の透明表示装置の後方に配置される第２の透明表示装置と、前記利用者から見て前記第２の透明表示装置の後方に配置される反射ミラーと、前記第２の透明表示装置と、前記反射ミラーとの間に配置される１／４波長板と、前記第１の透明表示装置および前記第２の透明表示装置に表示される二次元像の輝度を、前記第１の透明表示装置および前記第２の透明表示装置毎にそれぞれ独立に変化させる手段とを備える三次元表示装置であって、前記第１の透明表示装置および前記第２の透明表示装置は、利用者から見て異なった奥行き位置にある２つの表示面に対して、表示対象物体を前記利用者の視線方向から射影した二次元像をそれぞれ表示し、前記第１の透明表示装置は、導波路と、前記導波路に照射光を照射する光源と、前記導波路の前記利用者側に配置されるとともに、前記導波路内の照射光で偏光方向が第１の方向の光を外部に照射して前記二次元像を表示し、かつ、偏光方向が前記第１の方向の光の通過を阻止し、偏光方向が前記第１の方向と直交する第２の方向の光を通過させる偏光照射手段とを有し、前記第２の透明表示装置は、導波路と、前記導波路に照射光を照射する光源と、前記導波路の前記反射ミラー側に配置されるとともに、前記導波路内の照射光で偏光方向が第１の方向の光を外部に照射して前記二次元像を表示し、かつ、偏光方向が前記第１の方向の光の通過を阻止し、偏光方向が前記第１の方向と直交する第２の方向の光を通過させる偏光照射手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１の三次元表示装置の概略構成を示す図である。同図に示すように、本実施の形態の三次元表示装置は、第１の透明自発光型表示装置２０１と、利用者から見て第１の透明自発光型表示装置２０１の後方に配置される第２の透明自発光型表示装置２０２と、利用者から見て第２の透明自発光型表示装置２０２の後方に配置される反射ミラー２５０と、第１の透明自発光型表示装置２０１と第２の透明自発光型表示装置２０２との間に配置されるフィルタ膜２０３と、第２の透明自発光型表示装置２０２と反射ミラー２５０との間に配置される波長変換膜２０５とを備える。
【００１２】
本実施の形態において、第１の透明自発光型表示装置２０１に供給される映像信号は、前述の図７に示す２Ｄ化像１０５であり、第２の透明自発光型表示装置２０２に供給される映像信号は、前述の図７に示す２Ｄ化像１０６であり、これらの映像信号は、モノクロ、あるいはカラーの映像信号であってもよいが、以降の説明では、第１の透明自発光型表示装置２０１、および、第２の透明自発光型表示装置２０２に、カラーの映像信号を供給する場合について説明する。
透明自発光型表示装置（２０１，２０２）は、例えば、マトリクス状に配置される、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の複数の画素を有する。
このような透明自発光型表示装置（２０１，２０２）としては、有機エレクトロルミネセンス表示装置、あるいは、無機エレクトロルミネセンス表示装置などのエレクトロルミネセンス表示装置などがある。
【００１３】
図２の模式図に示すように、波長変換膜２０５は、透明自発光型表示装置（２０１，２０２）におけるＲ（赤）の画素に対応する第１の部分１０、および、Ｇ（緑）の画素に対応する第２の部分１１、並びに、Ｂ（青）の画素に対応する第３の部分１２を有する。
ここで、透明自発光型表示装置（２０１，２０２）で発光されるＲ（赤）色の波長をλＲａ、Ｇ（緑）色の波長をλＧａ、Ｂ（青）色の波長をλＢａとするとき、波長変換膜２０５の第１の部分１０は、λＲａの波長の光を、同系統のＲ（赤）色の光で、λＲｂの波長の光に変換する。
同様に、波長変換膜２０５の第２の部分１１は、λＧａの波長の光を、同系統のＧ（緑）色の光で、λＧｂの波長の光に、並びに、波長変換膜２０５の第３の部分１２は、λＢａの波長の光を、同系統のＢ（青）色の光で、λＢｂの波長の光に変換する。
また、波長変換膜２０５は、λＲｂの波長の光、λＧｂの波長の光、並びに、λＢｂの波長の光には、透明体として機能する。
フィルタ膜２０３は、λＲａ、λＧａ、λＢａの波長の光の通過を阻止する機能を有するが、λＲｂの波長の光、λＧｂの波長の光、並びに、λＢｂの波長の光には、透明体として機能する。
【００１４】
透明自発光型表示装置（２０１，２０２）においては、発光光は、利用者側および反射ミラー側の両方向に照射される。
本実施の形態において、第１の透明自発光型表示装置２０１の発光光で、利用者側に照射された光はそのまま利用者に到達する。
一方、第１の透明自発光型表示装置２０１の発光光で、反射ミラー側に照射された光は、フィルタ膜２０３で通過が阻止され、第２の透明自発光型表示装置側に到達することがない。
第２の透明自発光型表示装置２０２の発光光で、利用者側に照射された光は、フィルタ膜２０３で通過が阻止され、利用者側に直接到達することがない。
一方、第２の透明自発光型表示装置２０２の発光光で、反射ミラー側に照射された光は、波長変換膜２０５を通過するときに波長が変換され、反射ミラー２５０に至り、反射ミラー２５０で反射される。
【００１５】
反射ミラー２５０で反射された光（波長が変換された光）は、再度、波長変換膜２０５を通過するが、波長変換膜２０５およびフィルタ膜２０３は、波長が変換された光には透明体として機能するので、波長が変換された光は、波長変換膜２０５、第２の透明自発光型表示装置２０２、フィルタ膜２０３、並びに、第１の透明自発光型表示装置２０１を通過して、利用者側に到達する。
したがって、本実施の形態の三次元表示装置は、図３に示す三次元表示装置と光学的に等価になる。
なお、図３において、１１１は、第１の透明自発光型表示装置２０１により表示される表示画像からなる表示面、１１２は、第２の透明自発光型表示装置２０２により表示される表示画像からなる表示面であり、表示面１１１と表示面１１２との間の距離は２Ｔである。
ここで、Ｔは、図１に示す第２の透明自発光型表示装置２０２と反射ミラー２５０との間の距離である。
したがって、本実施の形態の三次元表示装置は、前述した〔本発明の基本となる三次元表示装置の表示原理〕に基づき、三次元立体像を表示することが可能となる。
【００１６】
［実施の形態１の変形例］
本実施の形態の変形例では、第２の透明自発光型表示装置２０２が、単色の発光光を発光し、波長変換膜２０５の第１ないし第３の部分（１０，１１，１２）が、その単色の発光色を、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の光に変換する。
例えば、第２の透明自発光型表示装置２０２が、青色の発光光を発光し、波長変換膜２０５の第１の部分１０が、その青色の光をＲ（赤）色の光に、および、波長変換膜２０５の第２の部分１１が、その青色の光をＧ（緑）色の光に、並びに、波長変換膜２０５の第３の部分１２が、その青色の光を、より波長の長いＢ（青）色の光に変換する。
また、第１の透明自発光型表示装置２０１は、波長がλＲａのＲ（赤）色、波長がλＧａのＧ（緑）色、並びに、波長がλＢａのＢ（青）色を発光する。
この場合に、波長変換膜２０５の第１の部分１０は、青色の光を、同系統のＲ（赤）色の光で、波長がλＲｂのＲ（赤）光に変換し、および、波長変換膜２０５の第２の部分１１は、青色の光を同系統のＧ（緑）色の光で、波長がλＧｂのＧ（緑）色の光に変換し、並びに、波長変換膜２０５の第３の部分１２は、青色の光を、同系統のＢ（青）色の光で、波長がλＢｂのＢ（青）光に変換する。
さらに、波長変換膜２０５は、λＲｂの波長の光、λＧｂの波長の光、並びに、λＢｂの波長の光には、透明体として機能する。
また、フィルタ膜２０３は、単色の発光光（例えば、青色）、λＲａ、λＧａ、λＢａの波長の光の通過を阻止する機能を有するが、λＲｂの波長の光、λＧｂの波長の光、並びに、λＢｂの波長の光には、透明体として機能する。
【００１７】
本実施の形態の変形例でも、第１の透明自発光型表示装置２０１の発光光で、反射ミラー側に照射された光は、フィルタ膜２０３で通過が阻止され、第２の透明自発光型表示装置側に到達することがない。
また、第２の透明自発光型表示装置２０２の発光光で、利用者側に照射された光は、フィルタ膜２０３で通過が阻止され、利用者側に直接到達することがなく、一方、第２の透明自発光型表示装置２０２の発光光で、反射ミラー側に照射された光は、波長変換膜２０５を通過するときに波長が変換され、反射ミラー２５０に至り、反射ミラー２５０で反射され、波長変換膜２０５、第２の透明自発光型表示装置２０２、フィルタ膜２０３、並びに、第１の透明自発光型表示装置２０１を通過して、利用者側に到達する。
したがって、本実施の形態の変形例でも、図３に示す三次元表示装置と光学的に等価となり、三次元立体像を表示することが可能となる。
なお、本実施の形態において、透明自発光型表示装置（２０１，２０２）は、モノクロの画像を表示するものであってもよい。
このように、本実施の形態の三次元表示装置は、２個の透明自発光型表示装置（２０１，２０２）の後方に反射ミラー２５０を配置するだけであるので、本実施の形態の三次元表示装置では、図６に示す従来の三次元表示装置に比して、構成を簡略化でき、かつ、奥行きを短くすることができるので、コンパクトに構成することが可能となる。
【００１８】
［実施の形態２］
図４は、本発明の実施の形態２の三次元表示装置の概略構成を示す図である。
同図に示すように、本実施の形態の三次元表示装置は、第１の透明自発光型表示装置２１１と、利用者から見て第１の透明自発光型表示装置２１１の後方に配置される第２の透明自発光型表示装置２１２と、利用者から見て第２の透明自発光型表示装置２１２の後方に配置される反射ミラー２５０と、第１の透明自発光型表示装置２１１と第２の透明自発光型表示装置２１２との間に配置される直線偏光板２１３、第２の透明自発光型表示装置２１２と反射ミラー２５０との間に配置される１／４波長板２１５とを備える。
なお、本実施の形態において、第１の透明自発光型表示装置２１１に供給される映像信号は、前述の図７に示す２Ｄ化像１０５であり、第２の透明自発光型表示装置２１２に供給される映像信号は、前述の図７に示す２Ｄ化像１０６であり、これらの映像信号は、モノクロ、あるいはカラーの映像信号であってもよい。
本実施の形態において、透明自発光型表示装置（２１１，２１２）は、偏光方向が第１の方向の光を発光する透明自発光型表示装置である。
このような透明自発光型表示装置（２１１，２１２）には、有機エレクトロルミネセンス表示装置、あるいは、無機エレクトロルミネセンス表示装置などのエレクトロルミネセンス表示装置、あるいは、紫外線励起蛍光液晶表示装置などがある。
また、直線偏光板２１３の偏光方向は、前述の第１の方向と直交する第２の方向とされる。
【００１９】
透明自発光型表示装置（２１１，２１２）においては、発光光は、利用者側および反射ミラー側の両方向に照射される。
本実施の形態において、第１の透明自発光型表示装置２１１の発光光で、利用者側に照射された光はそのまま利用者に到達する。
一方、第１の透明自発光型表示装置２１１の発光光で、反射ミラー側に照射された光は、直線偏光板２１３の偏光方向と第１の透明自発光型表示装置２１１の発光光の偏光方向とが互いに直交するため、直線偏光板２１３で通過が阻止され、第２の透明自発光型表示装置側に到達することがない。
第２の透明自発光型表示装置２１２の発光光で、利用者側に照射された光は、直線偏光板２１３の偏光方向と第２の透明自発光型表示装置２１２の発光光の偏光方向とが互いに直交するため、直線偏光板２１３で通過が阻止され、利用者側に直接到達することがない。
一方、第２の透明自発光型表示装置２１２の発光光で、反射ミラー側に照射された光は、１／４波長板２１５を通過し、反射ミラー２５０に至り、反射ミラー２５０で反射され、再度、１／４波長板２１５を通過する。
【００２０】
この際、第２の透明自発光型表示装置２１２の発光光で、反射ミラー側に照射された光は、１／４波長板２１５により、左周り（あるいは、右周り）の円偏光に変換されるが、反射ミラー２５０で反射されるときに、右周り（あるいは、左周り）の円偏光に変換される。
そして、この右周り（あるいは、左周り）の円偏光は、１／４波長板２１５に入射され、直線偏光に変換される。
この時、１／４波長板２１５で変換された直線偏光の偏光方向は、直線偏光板２１３の偏光方向と同じ方向となるため、第２の透明自発光型表示装置２１２の発光光で反射ミラー側に照射された光は、第２の透明自発光型表示装置２１２、直線偏光板２１３、並びに、第１の透明自発光型表示装置２１１を通過して、利用者側に到達する。
したがって、本実施の形態の三次元表示装置も、図３に示す三次元表示装置と光学的に等価となり、前述した〔本発明の基本となる三次元表示装置の表示原理〕に基づき、三次元立体像を表示することが可能となる。
このように、本実施の形態の三次元表示装置も、２個の透明自発光型表示装置（２１１，２１２）の後方に反射ミラー２５０を配置するだけであるので、本実施の形態の三次元表示装置では、図６に示す従来の三次元表示装置に比して、構成を簡略化でき、かつ、奥行きを短くすることができるので、コンパクトに構成することが可能となる。
【００２１】
［実施の形態３］
図５は、本発明の実施の形態３の三次元表示装置の概略構成を示す図である。
同図に示すように、本実施の形態の三次元表示装置は、第１の透明表示装置２２１と、利用者から見て第１の透明表示装置２２１の後方に配置される第２の透明表示装置２２２と、利用者から見て第２の透明表示装置２２２の後方に配置される反射ミラー２５０と、第１の透明表示装置２２１と第２の透明表示装置２２２との間に配置される１／４波長板２１５とを備える。
本実施の形態において、透明表示装置（２２１，２２２）は、光源２２６からの光が照射される導波路２２３と、偏光照射手段２２５とで構成される。
この偏光照射手段２２５は、例えば、マトリクス状に配置された複数のセルを有し、各セル毎に、導波路２２３からの光を外部に照射、あるいは、外部に照射しないようにすることができる。
したがって、供給される映像信号に基づき、各セルを制御することにより、偏光照射手段２２５は二次元像を表示することができる。この場合、各セルの制御状態により、光照射手段２２５により表示される二次元像の輝度を変化させることができる。
また、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各光源を配置することにより、カラー画像の二次元像も表示することができる。
【００２２】
ここで、第１の透明表示装置２２１に供給される映像信号は、前述の図７に示す２Ｄ化像１０５であり、第２の透明表示装置２２２に供給される映像信号は、前述の図７に示す２Ｄ化像１０６である。
また、本実施の形態において、偏光照射手段２２５から照射される光は、偏光方向が第１の方向の光であり、さらに、偏光方向が第１の方向と直交する第２の方向の光は、偏光照射手段２２５を通過するが、偏光方向が第１の方向の光は、偏光照射手段２２５を通過することができない。
透明表示装置（２２１，２２２）においては、発光光は、利用者側および反射ミラー側の両方向に照射される。
本実施の形態において、第１の透明表示装置２２１の発光光で、利用者側に照射された光はそのまま利用者に到達する。
一方、第１の透明表示装置２２１の発光光で、反射ミラー側に照射された光は、偏光方向が第１の方向の光であるため、偏光照射手段２２５で通過が阻止され、第２の透明表示装置側に到達することがない。
【００２３】
第２の透明表示装置２２２の発光光で、利用者側に照射された光は、偏光方向が第１の方向の光であるため、偏光照射手段２２５で通過が阻止され、直接利用者側に到達することがない。
一方、第２の透明表示装置２２２の発光光で、反射ミラー側に照射された光は、１／４波長板２１５を通過し、反射ミラー２５０に至り、反射ミラー２５０で反射され、再度、１／４波長板２１５を通過する。
この際、第２の透明表示装置２２２の発光光で、反射ミラー側に照射された光は、１／４波長板２１５により、左周り（あるいは、右周り）の円偏光に変換されるが、反射ミラー２５０で反射されるときに、右周り（あるいは、左周り）の円偏光に変換される。
そして、この右周り（あるいは、左周り）の円偏光は、１／４波長板２１５に入射され、直線偏光に変換される。
この時、１／４波長板２１５で変換された直線偏光の偏光方向は、偏光照射手段２２５から照射される光の偏光方向と直交するため、第２の透明表示装置２２２の発光光で、反射ミラー側に照射された光は、第２の透明表示装置２２２を構成する偏光照射手段２２５および導波路２２３、並びに、第１の透明表示装置２２１を構成する偏光照射手段２２５および導波路２２３を通過して、利用者側に到達する。
【００２４】
したがって、本実施の形態の三次元表示装置も、図３に示す三次元表示装置と光学的に等価となり、前述した〔本発明の基本となる三次元表示装置の表示原理〕に基づき、三次元立体像を表示することが可能となる。
このように、本実施の形態の三次元表示装置も、２個の透明表示装置（２１１，２１２）の後方に反射ミラー２５０を配置するだけであるので、本実施の形態の三次元表示装置では、図６に示す従来の三次元表示装置に比して、構成を簡略化でき、かつ、奥行きを短くすることができるので、コンパクトに構成することが可能となる。
なお、前述の説明では、例えば、三次元物体全体の奥行き位置を、第１の透明自発光型表示装置（または透明表示装置）、および第２の透明自発光型表示装置（または透明表示装置）に表示した２Ｄ化像を用いて表現する方法および装置について主に述べたが、本実施の形態の三次元表示装置は、前述の特許文献に記載したように、三次元物体自体が有する奥行きを表現する方法及び装置としても使用できる。
【００２５】
同様に、本実施の形態の三次元表示装置は、前述の特許文献に記載したように、三次元物体自体が移動する場合にも使用できる。
２Ｄ化像が三次元的に移動する場合、利用者の左右上下方向への移動に関しては通常の二次元表示装置の場合と同様に透明自発光型表示装置（または透明表示装置）内での動画再生によって可能であり、奥行き方向への移動に関しては、前述の特許文献に記載したように、第１の透明自発光型表示装置（または透明表示装置）、および第２の透明自発光型表示装置（または透明表示装置）に表示される２Ｄ化像の輝度の変化を時間的に行うことで、三次元像の動画を表現することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、立体視の生理的要因間での矛盾を抑制し、かつ、眼鏡を用いないでカラー画像の三次元立体像が表示可能であって、構成が簡単で、かつ、コンパクトな三次元表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の三次元表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す波長変換膜を説明するための模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１の三次元表示装置と等価な三次元表示装置を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２の三次元表示装置の概略構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３の三次元表示装置の概略構成を示す図である。
【図６】従来の三次元表示装置の概略構成を示す図である。
【図７】本発明の基本となる三次元表示装置において、各表示面に表示する２Ｄ化像の生成方法を説明するための図である。
【図８】本発明の基本となる三次元表示装置の表示原理を説明するための図である。
【図９】本発明の基本となる三次元表示装置の表示原理を説明するための図である。
【図１０】本発明の基本となる三次元表示装置の表示原理を説明するための図である。
【図１１】本発明の基本となる三次元表示装置の表示原理を説明するための図である。
【符号の説明】
１０…第１の部分、１１…第２の部分、１２…第３の部分、１００…観察者、１０１，１０２，１１１，１１２…表示面、１０３…光学系、１０４…三次元物体、１０５，１０６…２Ｄ化像、２０１，２０２，２１１，２１２…透明自発光型表示装置、２０３…フィルタ膜、２０５…波長変換膜、２１３…直線偏光板、２１５…１／４波長板、２２１，２２２…透明表示装置、２２３…導波路、２２５…偏光照射手段、２２６…光源、２５０…反射ミラー。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a three-dimensional display device that suppresses contradiction between physiological factors of stereoscopic vision and can display a three-dimensional stereoscopic image without using glasses, and in particular, has a simple configuration and is compact. The present invention relates to a three-dimensional display device.
[0002]
[Prior art]
The present inventors have proposed a three-dimensional display device capable of suppressing a contradiction between physiological factors of stereoscopic vision and displaying a three-dimensional stereoscopic image of a color image without using glasses (for example, (See patent literature).
[0003]
[Patent Literature]
Japanese Patent No. 3022558
[0004]
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional three-dimensional display device, which is the three-dimensional display device shown in FIG. 1 in the above-mentioned patent document.
As shown in the figure, the conventional three-dimensional display device has a plurality of display surfaces, for example, display surfaces (101, 102) on the front surface of the viewer 100 (the display surface 101 is closer to the viewer 100 than the display surface 102). In order to display a plurality of two-dimensional images on these display surfaces (101, 102), an optical system 103 is constructed using a two-dimensional display device and various optical elements.
Hereinafter, the display principle of the three-dimensional display device which is the basis of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 7, an image (hereinafter referred to as a “2D image”) that is obtained by projecting a three-dimensional object 104 to be presented to the viewer 100 from the viewing direction of both eyes of the viewer 100 onto the display surface (101, 102). Is generated) (105, 106).
As a method for generating this 2D image, for example, a method using a two-dimensional image obtained by photographing a three-dimensional object 104 with a camera from the line-of-sight direction, a method of combining from a plurality of two-dimensional images taken from different directions, or There are various methods such as a computer graphic synthesis technique and a method using modeling.
[0005]
Then, as shown in FIG. 6, the 2D image (105, 106) is seen from one point on the line connecting the right eye and the left eye of the observer 100 on both the display surface 101 and the display surface 102, respectively. Display to overlap.
This can be achieved, for example, by controlling the arrangement of the center position and the gravity center position of each 2D image (105, 106) and the enlargement / reduction of each image.
The important point of the three-dimensional display device that is the basis of the present invention is that the luminance of each of the 2D images (105, 106) is constant as viewed from the observer 100 on the device having the above-described configuration. It is to change corresponding to the depth position of the three-dimensional object 104.
An example of how to change is described below. Here, since it is a black and white drawing, the higher luminance is shown darkly in the following drawings for easy understanding.
For example, when the three-dimensional object 104 is on the display surface 101, as shown in FIG. 8, the luminance of the 2D image 105 above is made equal to the luminance of the three-dimensional object 104, and 2D on the display surface 102 is displayed. The luminance of the converted image 106 is zero.
[0006]
Next, for example, when the three-dimensional object 104 is slightly away from the viewer 100 and is slightly closer to the display surface 102 than the display surface 101, the brightness of the 2D image 105 is increased as shown in FIG. Slightly lower the brightness of the 2D image 106 slightly.
Further, for example, when the three-dimensional object 104 is further away from the viewer 100 and is further away from the display surface 101 toward the display surface 102, the brightness of the 2D image 105 is further increased as shown in FIG. The brightness of the 2D image 106 is further increased.
Finally, for example, when the three-dimensional object 104 is on the display surface 102, as shown in FIG. 11, the luminance of the 2D image 106 above this is made equal to the luminance of the three-dimensional object 104, and on the display surface 101. The brightness of the 2D image 105 is zero.
By displaying in this way, even if the 2D image (105, 106) is displayed due to the physiological or psychological factors or illusions of the observer (person) 100, it is as if the observer 100 It feels as if the three-dimensional object 104 is located in the middle of the display surfaces (101, 102).
That is, for example, when a 2D image (105, 106) having substantially equal luminance is displayed on the display surface (101, 102), the three-dimensional object 104 is located near the middle of the depth position of the display surface (101, 102). It feels like there is.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As the two-dimensional display device for displaying a two-dimensional image on the display surface described above, for example, a CRT, a liquid crystal display, an LED display, a plasma display, an FED display, a projection display, a line drawing display, etc. are used. For example, a lens, a total reflection mirror, a partial reflection mirror, a curved mirror, a prism, a polarizing element, a wave plate, or the like is used.
For this reason, the three-dimensional display device described above has a problem that the configuration becomes complicated as described in the third and subsequent embodiments of the above-mentioned patent document.
The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to suppress contradiction among physiological factors of stereoscopic vision and to perform three-dimensional without using glasses. An object of the present invention is to provide a compact three-dimensional display device that can display a stereoscopic image, has a simple configuration, and is compact.
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
That is, the present invention relates to a first transparent self-luminous display device, a second transparent self-luminous display device disposed behind the first transparent self-luminous display device as viewed from the user, A reflection mirror disposed behind the second transparent self-luminous display device as viewed from the user, and disposed between the second transparent self-luminous display device and the reflection mirror; Wavelength converting means for converting the light emitted from the transparent self-luminous display device into light having a predetermined wavelength, and being disposed between the first transparent self-luminous display device and the second transparent self-luminous display device A filter film that blocks the passage of the light emitted from the first transparent self-luminous display device and the second transparent self-luminous display device and allows the light having the predetermined wavelength converted by the wavelength conversion means to pass therethrough. The first transparent self-luminous display device and the second transparent self-luminous display Means for changing the brightness of the two-dimensional image displayed on the screen, wherein the first transparent self-luminous display device and the second transparent self-luminous display device are used as described above. Two-dimensional images obtained by projecting the display target object from the user's line-of-sight direction are displayed on two display surfaces at different depth positions as viewed from the user, and the means includes the first transparent self-light-emitting element. The brightness of the two-dimensional image displayed on the display device and the second transparent light-emitting display device is independent for each of the first transparent light-emitting display device and the second transparent light-emitting display device. It is characterized by changing to.
In a preferred embodiment of the present invention, the wavelength converting means has the same color as the emitted light of the second transparent self-luminous display device, and the emitted light of the second transparent self-luminous display device. It converts into the light from which a wavelength differs, It is characterized by the above-mentioned.
In a preferred embodiment of the present invention, the light emitted from the second transparent self-luminous display device is monochromatic light, and the wavelength converting means emits light from the second transparent self-luminous display device. Is converted into light of three colors of red, green, and blue.
[0009]
The present invention also provides a first transparent self-luminous display device, a second transparent self-luminous display device disposed behind the first transparent self-luminous display device as viewed from the user, A quarter disposed between the reflection mirror disposed behind the second transparent self-luminous display device as viewed from the user, the second transparent self-luminous display device, and the reflection mirror. A linear polarizing plate disposed between a wave plate, the first transparent self-luminous display device, and the second transparent self-luminous display device, the polarization direction of which is the first direction; and the first A transparent self-luminous display device and a means for changing the brightness of a two-dimensional image displayed on the second transparent self-luminous display device, the first transparent self-luminous type The display device and the second transparent self-luminous display device have different depths as viewed from the user. Two-dimensional images obtained by projecting the display target object from the user's line-of-sight direction are displayed on the two display surfaces at the same position, and light in the second direction whose polarization direction is orthogonal to the first direction And the means controls the luminance of the two-dimensional image displayed on the first transparent self-luminous display device and the second transparent self-luminous display device, and the first transparent self-luminous display device. In addition, each of the first and second transparent self-luminous display devices is independently changed.
In a preferred embodiment of the present invention, the transparent self-luminous display device is an electroluminescence display device or an ultraviolet-excited fluorescence liquid crystal display device.
[0010]
The present invention also provides a first transparent display device, a second transparent display device disposed behind the first transparent display device as viewed from the user, and the second transparent device as viewed from the user. A reflection mirror disposed behind the transparent display device, the second transparent display device, a quarter-wave plate disposed between the reflection mirror, the first transparent display device, and the second A three-dimensional display device comprising means for independently changing the luminance of the two-dimensional image displayed on the transparent display device for each of the first transparent display device and the second transparent display device, The first transparent display device and the second transparent display device are two-dimensional images obtained by projecting a display target object on two display surfaces at different depth positions as viewed from the user from the user's line-of-sight direction. Each of the images is displayed, and the first transparent display device A waveguide, a light source that emits irradiation light to the waveguide, and a light source that is disposed on the user side of the waveguide and that has a polarization direction in the first direction by irradiation light in the waveguide. Polarized light that irradiates and displays the two-dimensional image, and that blocks the passage of light in the first direction with the polarization direction passing through the second direction perpendicular to the first direction. The second transparent display device is disposed on the waveguide, a light source for irradiating the waveguide with irradiation light, the reflection mirror side of the waveguide, and in the waveguide The two-dimensional image is displayed by irradiating light having a polarization direction of the first direction with the irradiating light, and blocking the passage of light having the polarization direction of the first direction. And polarized light irradiating means for passing light in a second direction orthogonal to the first direction.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the three-dimensional display device according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in the figure, the three-dimensional display device of the present embodiment is disposed behind the first transparent self-luminous display device 201 and the first transparent self-luminous display device 201 as viewed from the user. A second transparent self-luminous display device 202, a reflection mirror 250 disposed behind the second transparent self-luminous display device 202 as viewed from the user, and a first transparent self-luminous display device 201 A filter film 203 disposed between the second transparent self-luminous display device 202 and a wavelength conversion film 205 disposed between the second transparent self-luminous display device 202 and the reflection mirror 250 are provided. .
[0012]
In the present embodiment, the video signal supplied to the first transparent self-luminous display device 201 is the 2D image 105 shown in FIG. 7 described above, and is supplied to the second transparent self-luminous display device 202. The video signal is the 2D image 106 shown in FIG. 7, and these video signals may be monochrome or color video signals. In the following description, the first transparent self-luminous type A case where a color video signal is supplied to the display device 201 and the second transparent self-luminous display device 202 will be described.
The transparent self-luminous display devices (201, 202) have, for example, a plurality of R (red), G (green), and B (blue) pixels arranged in a matrix.
Examples of such transparent self-luminous display devices (201, 202) include organic electroluminescence display devices and electroluminescence display devices such as inorganic electroluminescence display devices.
[0013]
As shown in the schematic diagram of FIG. 2, the wavelength conversion film 205 includes the first portion 10 corresponding to the R (red) pixel and the G (green) of the transparent self-luminous display device (201, 202). It has the 2nd part 11 corresponding to a pixel, and the 3rd part 12 corresponding to a B (blue) pixel.
Here, when the wavelength of R (red) emitted from the transparent self-luminous display device (201, 202) is λRa, the wavelength of G (green) is λGa, and the wavelength of B (blue) is λBa. The first portion 10 of the wavelength conversion film 205 converts light having a wavelength of λRa into light having a wavelength of λRb with R (red) light of the same system.
Similarly, the second portion 11 of the wavelength conversion film 205 converts the light of the wavelength of λGa into the light of the same type of G (green) light, the light of the wavelength of λGb, and the third portion of the wavelength conversion film 205. The portion 12 in FIG. 6 converts light having a wavelength of λBa into light having a wavelength of λBb with B (blue) light of the same system.
The wavelength conversion film 205 functions as a transparent body for light having a wavelength of λRb, light having a wavelength of λGb, and light having a wavelength of λBb.
The filter film 203 has a function of blocking the passage of light having wavelengths λRa, λGa, and λBa, but functions as a transparent body for light having a wavelength of λRb, light having a wavelength of λGb, and light having a wavelength of λBb. To do.
[0014]
In the transparent self-luminous display devices (201, 202), the emitted light is irradiated in both directions on the user side and the reflection mirror side.
In the present embodiment, the light emitted to the user side by the light emitted from the first transparent self-luminous display device 201 reaches the user as it is.
On the other hand, the light emitted from the first transparent self-luminous display device 201 and irradiated to the reflection mirror side is blocked by the filter film 203 and reaches the second transparent self-luminous display device side. There is no.
The light emitted to the user side by the light emitted from the second transparent self-luminous display device 202 is blocked from passing by the filter film 203 and does not reach the user side directly.
On the other hand, the light emitted from the second transparent self-luminous display device 202 and irradiated on the reflection mirror side is converted in wavelength when passing through the wavelength conversion film 205, reaches the reflection mirror 250, and reaches the reflection mirror 250. Reflected by.
[0015]
The light reflected by the reflection mirror 250 (light whose wavelength has been converted) passes through the wavelength conversion film 205 again, but the wavelength conversion film 205 and the filter film 203 are transparent to the light whose wavelength has been converted. Therefore, the light whose wavelength has been converted passes through the wavelength conversion film 205, the second transparent self-luminous display device 202, the filter film 203, and the first transparent self-luminous display device 201, and is used. Reach the person side.
Therefore, the three-dimensional display device of this embodiment is optically equivalent to the three-dimensional display device shown in FIG.
In FIG. 3, reference numeral 111 denotes a display surface composed of a display image displayed by the first transparent self-luminous display device 201, and reference numeral 112 denotes a display image displayed by the second transparent self-luminous display device 202. The distance between the display surface 111 and the display surface 112 is 2T.
Here, T is the distance between the second transparent self-luminous display device 202 shown in FIG.
Therefore, the three-dimensional display device according to the present embodiment can display a three-dimensional stereoscopic image based on the above-mentioned [display principle of the three-dimensional display device that is the basis of the present invention].
[0016]
[Modification of Embodiment 1]
In the modification of the present embodiment, the second transparent self-luminous display device 202 emits monochromatic emission light, and the first to third portions (10, 11, 12) of the wavelength conversion film 205 are The single emission color is converted into R (red), G (green), and B (blue) light.
For example, the second transparent self-luminous display device 202 emits blue light, and the first portion 10 of the wavelength conversion film 205 converts the blue light into R (red) light, and The second portion 11 of the wavelength conversion film 205 converts the blue light into G (green) light, and the third portion 12 of the wavelength conversion film 205 converts the blue light into a longer wavelength. The light is converted to B (blue) light.
The first transparent self-luminous display device 201 emits an R (red) color with a wavelength of λRa, a G (green) color with a wavelength of λGa, and a B (blue) color with a wavelength of λBa.
In this case, the first portion 10 of the wavelength conversion film 205 converts blue light into R (red) light of the same system to R (red) light having a wavelength of λRb, and wavelength conversion. The second portion 11 of the film 205 converts blue light into G (green) light of the same system to G (green) light having a wavelength of λGb, and the third portion 11 of the wavelength conversion film 205. The portion 12 converts blue light into B (blue) light of the same system and converts it into B (blue) light having a wavelength of λBb.
Further, the wavelength conversion film 205 functions as a transparent body for light having a wavelength of λRb, light having a wavelength of λGb, and light having a wavelength of λBb.
The filter film 203 has a function of blocking the passage of monochromatic emission light (for example, blue), light having a wavelength of λRa, λGa, and λBa, but light having a wavelength of λRb, light having a wavelength of λGb, and It functions as a transparent body for light having a wavelength of λBb.
[0017]
Also in the modification of the present embodiment, the light emitted from the first transparent self-luminous display device 201 and irradiated to the reflection mirror side is blocked by the filter film 203, and the second transparent self-luminous type It does not reach the display device side.
Further, the light emitted to the user side by the light emitted from the second transparent self-luminous display device 202 is blocked from passing by the filter film 203 and does not reach the user side directly. The light emitted from the transparent self-luminous display device 202 and irradiated on the reflection mirror side is converted in wavelength when passing through the wavelength conversion film 205, reaches the reflection mirror 250, and is reflected by the reflection mirror 250. Then, the light passes through the wavelength conversion film 205, the second transparent self-luminous display device 202, the filter film 203, and the first transparent self-luminous display device 201, and reaches the user side.
Therefore, the modification of the present embodiment is optically equivalent to the three-dimensional display device shown in FIG. 3 and can display a three-dimensional stereoscopic image.
In the present embodiment, the transparent self-luminous display devices (201, 202) may display a monochrome image.
As described above, the three-dimensional display device according to the present embodiment has only the reflection mirror 250 disposed behind the two transparent self-luminous display devices (201, 202). In the display device, the configuration can be simplified and the depth can be shortened as compared with the conventional three-dimensional display device shown in FIG.
[0018]
[Embodiment 2]
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the three-dimensional display device according to Embodiment 2 of the present invention.
As shown in the figure, the three-dimensional display device of the present embodiment is arranged behind the first transparent self-luminous display device 211 and the first transparent self-luminous display device 211 as viewed from the user. A second transparent self-luminous display device 212, a reflection mirror 250 disposed behind the second transparent self-luminous display device 212 as viewed from the user, and a first transparent self-luminous display device 211. A linearly polarizing plate 213 disposed between the second transparent self-luminous display device 212 and a quarter-wave plate 215 disposed between the second transparent self-luminous display device 212 and the reflecting mirror 250; Is provided.
In the present embodiment, the video signal supplied to the first transparent self-luminous display device 211 is the 2D image 105 shown in FIG. The supplied video signal is the 2D image 106 shown in FIG. 7 described above, and these video signals may be monochrome or color video signals.
In the present embodiment, the transparent self-luminous display device (211, 212) is a transparent self-luminous display device that emits light whose polarization direction is the first direction.
Examples of such transparent self-luminous display devices (211 and 212) include organic electroluminescence display devices, electroluminescence display devices such as inorganic electroluminescence display devices, and ultraviolet-excited fluorescence liquid crystal display devices. is there.
In addition, the polarization direction of the linearly polarizing plate 213 is a second direction orthogonal to the first direction described above.
[0019]
In the transparent self-luminous display device (211, 212), the emitted light is irradiated in both directions on the user side and the reflection mirror side.
In the present embodiment, the light emitted to the user side by the light emitted from the first transparent self-luminous display device 211 reaches the user as it is.
On the other hand, the light emitted from the first transparent self-luminous display device 211 and irradiated to the reflection mirror side is polarized by the polarization direction of the linear polarizing plate 213 and the light emitted by the first transparent self-luminous display device 211. Since the directions are orthogonal to each other, the linear polarizing plate 213 prevents passage and does not reach the second transparent self-luminous display device side.
The light emitted from the second transparent light-emitting display device 212 and irradiated to the user side includes the polarization direction of the linearly polarizing plate 213 and the polarization direction of the light emitted from the second transparent light-emitting display device 212. Are orthogonal to each other, the linear polarizing plate 213 prevents passage and does not reach the user side directly.
On the other hand, the light emitted from the second transparent self-luminous display device 212 and irradiated to the reflection mirror side passes through the quarter-wave plate 215, reaches the reflection mirror 250, is reflected by the reflection mirror 250, and It passes through the quarter wave plate 215 again.
[0020]
At this time, the light emitted from the second transparent self-luminous display device 212 and irradiated to the reflection mirror side is converted into the left-handed (or right-handed) circularly polarized light by the quarter-wave plate 215. However, when reflected by the reflecting mirror 250, it is converted into right-handed (or left-handed) circularly polarized light.
This right-handed (or left-handed) circularly polarized light enters the quarter-wave plate 215 and is converted into linearly polarized light.
At this time, since the polarization direction of the linearly polarized light converted by the quarter wavelength plate 215 is the same as the polarization direction of the linearly polarizing plate 213, the reflected light is reflected by the light emitted from the second transparent self-luminous display device 212. The light irradiated to the side passes through the second transparent self-luminous display device 212, the linearly polarizing plate 213, and the first transparent self-luminous display device 211, and reaches the user side.
Therefore, the three-dimensional display device of the present embodiment is also optically equivalent to the three-dimensional display device shown in FIG. 3, and based on the above-mentioned [display principle of the three-dimensional display device that is the basis of the present invention] A stereoscopic image can be displayed.
As described above, the three-dimensional display device according to the present embodiment also includes only the reflection mirror 250 disposed behind the two transparent self-luminous display devices (211 and 212). In the display device, the configuration can be simplified and the depth can be shortened as compared with the conventional three-dimensional display device shown in FIG.
[0021]
[Embodiment 3]
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of the three-dimensional display device according to Embodiment 3 of the present invention.
As shown in the figure, the three-dimensional display device according to the present embodiment includes a first transparent display device 221 and a second transparent display arranged behind the first transparent display device 221 when viewed from the user. The device 222, the reflection mirror 250 disposed behind the second transparent display device 222 when viewed from the user, and 1 disposed between the first transparent display device 221 and the second transparent display device 222. / 4 wavelength plate 215.
In the present embodiment, the transparent display device (221, 222) includes a waveguide 223 to which light from the light source 226 is irradiated and a polarized light irradiation means 225.
This polarized light irradiation means 225 has, for example, a plurality of cells arranged in a matrix, and can irradiate the light from the waveguide 223 to the outside or not to irradiate the outside for each cell. .
Therefore, by controlling each cell based on the supplied video signal, the polarized light irradiation means 225 can display a two-dimensional image. In this case, the brightness of the two-dimensional image displayed by the light irradiation means 225 can be changed according to the control state of each cell.
In addition, by arranging each light source of R (red), G (green), and B (blue), a two-dimensional image of a color image can also be displayed.
[0022]
Here, the video signal supplied to the first transparent display device 221 is the 2D image 105 shown in FIG. 7, and the video signal supplied to the second transparent display device 222 is shown in FIG. 2D image 106 shown in FIG.
In the present embodiment, the light emitted from the polarized light irradiation means 225 is light whose polarization direction is the first direction, and further, the light whose polarization direction is perpendicular to the first direction is The light having the polarization direction of the first direction cannot pass through the polarized light irradiating means 225.
In the transparent display devices (221, 222), the emitted light is irradiated in both directions on the user side and the reflection mirror side.
In the present embodiment, the light emitted to the user side by the light emitted from the first transparent display device 221 reaches the user as it is.
On the other hand, the light emitted from the first transparent display device 221 and irradiated to the reflecting mirror side is light whose polarization direction is the first direction. It does not reach the transparent display device side.
[0023]
The light emitted from the second transparent display device 222 and irradiated on the user side is light whose polarization direction is the first direction. Therefore, the light is blocked by the polarized light irradiation means 225 and directly on the user side. Never reach.
On the other hand, the light emitted from the second transparent display device 222 and applied to the reflection mirror side passes through the quarter-wave plate 215, reaches the reflection mirror 250, is reflected by the reflection mirror 250, and is again 1 / 4 wave plate 215 passes.
At this time, the light emitted from the second transparent display device 222 and irradiated to the reflection mirror side is converted into left-handed (or right-handed) circularly polarized light by the quarter-wave plate 215. When reflected by the reflecting mirror 250, it is converted into right-handed (or left-handed) circularly polarized light.
This right-handed (or left-handed) circularly polarized light enters the quarter-wave plate 215 and is converted into linearly polarized light.
At this time, the polarization direction of the linearly polarized light converted by the ¼ wavelength plate 215 is orthogonal to the polarization direction of the light emitted from the polarized light irradiation means 225, and therefore reflected by the light emitted from the second transparent display device 222. The light irradiated to the mirror side passes through the polarized light irradiation means 225 and the waveguide 223 constituting the second transparent display device 222, and the polarized light irradiation means 225 and the waveguide 223 constituting the first transparent display device 221. Then, it reaches the user side.
[0024]
Therefore, the three-dimensional display device of the present embodiment is also optically equivalent to the three-dimensional display device shown in FIG. 3, and based on the above-mentioned [display principle of the three-dimensional display device that is the basis of the present invention] A stereoscopic image can be displayed.
As described above, the 3D display device according to the present embodiment also includes only the reflection mirror 250 disposed behind the two transparent display devices (211 and 212). As compared with the conventional three-dimensional display device shown in FIG. 6, the configuration can be simplified and the depth can be shortened, so that a compact configuration can be achieved.
In the above description, for example, the depth position of the entire three-dimensional object is determined by using the first transparent self-luminous display device (or transparent display device) and the second transparent self-luminous display device (or transparent display device). Although the method and apparatus for expressing using the 2D image displayed in the above are mainly described, the three-dimensional display apparatus according to the present embodiment has the depth of the three-dimensional object itself as described in the aforementioned patent document. It can also be used as a method and device for expression.
[0025]
Similarly, the three-dimensional display device according to the present embodiment can be used when the three-dimensional object itself moves as described in the aforementioned patent document.
When the 2D image moves three-dimensionally, the moving image in the transparent self-luminous display device (or transparent display device) is the same as in the case of a normal two-dimensional display device regarding the movement of the user in the horizontal and vertical directions The first transparent self-luminous display device (or the transparent display device) and the second transparent self-luminous display device can be reproduced by reproduction and move in the depth direction as described in the above-mentioned patent document. A moving image of a three-dimensional image can be expressed by temporally changing the luminance of the 2D image displayed on (or the transparent display device).
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Of course.
[0026]
【The invention's effect】
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
According to the present invention, it is possible to suppress a contradiction between physiological factors of stereoscopic vision, display a three-dimensional stereoscopic image of a color image without using glasses, have a simple configuration, and be compact. A three-dimensional display device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a three-dimensional display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the wavelength conversion film shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a three-dimensional display device equivalent to the three-dimensional display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional display device according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional display device according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional three-dimensional display device.
FIG. 7 is a diagram for explaining a method of generating a 2D image to be displayed on each display surface in the three-dimensional display device that is the basis of the present invention.
FIG. 8 is a diagram for explaining the display principle of the three-dimensional display device which is the basis of the present invention.
FIG. 9 is a diagram for explaining the display principle of the three-dimensional display device that is the basis of the present invention.
FIG. 10 is a diagram for explaining the display principle of the three-dimensional display device which is the basis of the present invention.
FIG. 11 is a diagram for explaining the display principle of the three-dimensional display device which is the basis of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... 1st part, 11 ... 2nd part, 12 ... 3rd part, 100 ... Observer, 101, 102, 111, 112 ... Display surface, 103 ... Optical system, 104 ... Three-dimensional object, 105, 106 ... 2D image, 201, 202, 211, 212 ... Transparent self-luminous display device, 203 ... Filter film, 205 ... Wavelength conversion film, 213 ... Linear polarizing plate, 215 ... 1/4 wavelength plate, 221, 222 ... Transparent display device, 223, waveguide, 225, polarized light irradiation means, 226, light source, 250, reflection mirror.

Claims (7)

第１の透明自発光型表示装置と、
利用者から見て前記第１の透明自発光型表示装置の後方に配置される第２の透明自発光型表示装置と、
前記利用者から見て前記第２の透明自発光型表示装置の後方に配置される反射ミラーと、
前記第２の透明自発光型表示装置と前記反射ミラーとの間に配置され、前記第２の透明自発光型表示装置の発光光を、所定の波長の光に変換する波長変換手段と、
前記第１の透明自発光型表示装置と前記第２の透明自発光型表示装置との間に配置され、前記第１の透明自発光型表示装置および前記第２の透明自発光型表示装置の発光光の通過を阻止し、前記波長変換手段で変換された前記所定波長の光を通過させるフィルタ膜と、
前記第１の透明自発光型表示装置および前記第２の透明自発光型表示装置に表示される二次元像の輝度を変化させる手段とを備える三次元表示装置であって、
前記第１の透明自発光型表示装置および前記第２の透明自発光型表示装置は、前記利用者から見て異なった奥行き位置にある２つの表示面に対して、表示対象物体を前記利用者の視線方向から射影した二次元像をそれぞれ表示し、
前記手段は、前記第１の透明自発光型表示装置および前記第２の透明自発光型表示装置に表示される二次元像の輝度を、前記第１の透明自発光型表示装置および前記第２の透明自発光型表示装置毎にそれぞれ独立に変化させることを特徴とする三次元表示装置。A first transparent self-luminous display device;
A second transparent self-luminous display device disposed behind the first transparent self-luminous display device as viewed from the user;
A reflection mirror disposed behind the second transparent self-luminous display device as viewed from the user;
A wavelength converting means disposed between the second transparent self-luminous display device and the reflecting mirror, and converting the emitted light of the second transparent self-luminous display device into light of a predetermined wavelength;
Between the first transparent self-luminous display device and the second transparent self-luminous display device, the first transparent self-luminous display device and the second transparent self-luminous display device A filter film for blocking the passage of the emitted light and allowing the light of the predetermined wavelength converted by the wavelength conversion means to pass through;
A three-dimensional display device comprising: means for changing a luminance of a two-dimensional image displayed on the first transparent self-luminous display device and the second transparent self-luminous display device;
In the first transparent self-luminous display device and the second transparent self-luminous display device, the display target object is placed on the user with respect to two display surfaces at different depth positions as viewed from the user. 2D images projected from the gaze direction of
The means determines the luminance of a two-dimensional image displayed on the first transparent self-luminous display device and the second transparent self-luminous display device, and the first transparent self-luminous display device and the second A three-dimensional display device, wherein each of the transparent self-luminous display devices is independently changed. 前記波長変換手段は、前記第２の透明自発光型表示装置の発光光を、前記第２の透明自発光型表示装置の発光光と同系統の色で、波長が異なる光に変換することを特徴とする請求項１に記載の三次元表示装置。The wavelength converting means converts the emitted light of the second transparent self-luminous display device into light having the same color as the emitted light of the second transparent self-luminous display device and having a different wavelength. The three-dimensional display device according to claim 1. 前記第２の透明自発光型表示装置の発光光は、単色の発光光であり、
前記波長変換手段は、前記第２の透明自発光型表示装置の単色の発光光を、赤、緑、青の３色の光に変換することを特徴とする請求項１に記載の三次元表示装置。The emitted light of the second transparent self-luminous display device is monochromatic emitted light,
2. The three-dimensional display according to claim 1, wherein the wavelength conversion unit converts the monochromatic emission light of the second transparent self-luminous display device into light of three colors of red, green, and blue. apparatus. 第１の透明自発光型表示装置と、
利用者から見て前記第１の透明自発光型表示装置の後方に配置される第２の透明自発光型表示装置と、
前記利用者から見て前記第２の透明自発光型表示装置の後方に配置される反射ミラーと、
前記第２の透明自発光型表示装置と、前記反射ミラーとの間に配置される１／４波長板と、
前記第１の透明自発光型表示装置と、前記第２の透明自発光型表示装置との間に配置され、偏光方向が第１の方向である直線偏光板と、
前記第１の透明自発光型表示装置および前記第２の透明自発光型表示装置に表示される二次元像の輝度を変化させる手段とを備える三次元表示装置であって、
前記第１の透明自発光型表示装置および前記第２の透明自発光型表示装置は、前記利用者から見て異なった奥行き位置にある２つの表示面に対して、表示対象物体を前記利用者の視線方向から射影した二次元像をそれぞれ表示するとともに、偏光方向が前記第１の方向と直交する第２の方向の光を発光し、
前記手段は、前記第１の透明自発光型表示装置および前記第２の透明自発光型表示装置に表示される二次元像の輝度を、前記第１の透明自発光型表示装置および前記第１および第２の透明自発光型表示装置毎にそれぞれ独立に変化させることを特徴とする三次元表示装置。A first transparent self-luminous display device;
A second transparent self-luminous display device disposed behind the first transparent self-luminous display device as viewed from the user;
A reflection mirror disposed behind the second transparent self-luminous display device as viewed from the user;
A quarter-wave plate disposed between the second transparent light-emitting display device and the reflection mirror;
A linearly polarizing plate disposed between the first transparent self-luminous display device and the second transparent self-luminous display device, the polarization direction of which is the first direction;
A three-dimensional display device comprising: means for changing a luminance of a two-dimensional image displayed on the first transparent self-luminous display device and the second transparent self-luminous display device;
In the first transparent self-luminous display device and the second transparent self-luminous display device, the display target object is placed on the user with respect to two display surfaces at different depth positions as viewed from the user. Each of the two-dimensional images projected from the line-of-sight direction and emitting light in a second direction whose polarization direction is orthogonal to the first direction,
The means determines the brightness of the two-dimensional image displayed on the first transparent self-luminous display device and the second transparent self-luminous display device, and the first transparent self-luminous display device and the first And a second transparent self-luminous display device, each of which is independently changed. 前記透明自発光型表示装置は、エレクトロルミネセンス表示装置であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の三次元表示装置。The three-dimensional display device according to any one of claims 1 to 4, wherein the transparent self-luminous display device is an electroluminescence display device. 前記透明自発光型表示装置は、紫外線励起蛍光液晶表示装置であることを特徴とする請求項４に記載の三次元表示装置。The three-dimensional display device according to claim 4, wherein the transparent self-luminous display device is an ultraviolet-excited fluorescent liquid crystal display device. 第１の透明表示装置と、
利用者から見て前記第１の透明表示装置の後方に配置される第２の透明表示装置と、
前記利用者から見て前記第２の透明表示装置の後方に配置される反射ミラーと、
前記第２の透明表示装置と、前記反射ミラーとの間に配置される１／４波長板と、
前記第１の透明表示装置および前記第２の透明表示装置に表示される二次元像の輝度を、前記第１の透明表示装置および前記第２の透明表示装置毎にそれぞれ独立に変化させる手段とを備える三次元表示装置であって、
前記第１の透明表示装置および前記第２の透明表示装置は、利用者から見て異なった奥行き位置にある２つの表示面に対して、表示対象物体を前記利用者の視線方向から射影した二次元像をそれぞれ表示し、
前記第１の透明表示装置は、導波路と、
前記導波路に照射光を照射する光源と、
前記導波路の前記利用者側に配置されるとともに、前記導波路内の照射光で偏光方向が第１の方向の光を外部に照射して前記二次元像を表示し、かつ、偏光方向が前記第１の方向の光の通過を阻止し、偏光方向が前記第１の方向と直交する第２の方向の光を通過させる偏光照射手段とを有し、
前記第２の透明表示装置は、導波路と、
前記導波路に照射光を照射する光源と、
前記導波路の前記反射ミラー側に配置されるとともに、前記導波路内の照射光で偏光方向が第１の方向の光を外部に照射して前記二次元像を表示し、かつ、偏光方向が前記第１の方向の光の通過を阻止し、偏光方向が前記第１の方向と直交する第２の方向の光を通過させる偏光照射手段とを有することを特徴とする三次元表示装置。A first transparent display device;
A second transparent display device disposed behind the first transparent display device as viewed from the user;
A reflection mirror disposed behind the second transparent display device as seen from the user;
A quarter-wave plate disposed between the second transparent display device and the reflection mirror;
Means for independently changing the luminance of the two-dimensional image displayed on the first transparent display device and the second transparent display device for each of the first transparent display device and the second transparent display device; A three-dimensional display device comprising:
The first transparent display device and the second transparent display device are obtained by projecting a display target object from two line-of-sight directions of the user onto two display surfaces at different depth positions as viewed from the user. Each dimensional image is displayed,
The first transparent display device includes a waveguide,
A light source for irradiating the waveguide with irradiation light;
The two-dimensional image is displayed by irradiating light having a first polarization direction with irradiation light in the waveguide, and arranged on the user side of the waveguide, and the polarization direction is Polarization irradiation means for blocking the passage of light in the first direction and passing the light in a second direction whose polarization direction is orthogonal to the first direction;
The second transparent display device includes a waveguide,
A light source for irradiating the waveguide with irradiation light;
The two-dimensional image is displayed by irradiating the light whose polarization direction is the first direction with the irradiation light in the waveguide, and displaying the two-dimensional image. 3. A three-dimensional display device, comprising: a polarization irradiation unit that blocks light in the first direction and transmits light in a second direction whose polarization direction is orthogonal to the first direction.
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