JP3764944B2 - 立体画像表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は立体画像表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
立体画像表示装置は、左眼と右眼による観察角度の差に応じたずれをもつ左眼用の画像と右眼用の画像とを画像観察者の左眼と右眼とによりそれぞれ観察させることにより、画像観察者に、前記左眼用画像と右眼用画像とが合成された立体画像を認識させるようにしたものである。
【0003】
図3は従来の立体画像表示装置を示す平面図であり、この立体画像表示装置は、画像光が投影されるスクリーン1と、左眼用の画像光を前記スクリーン1に向けて投影する左眼画像投影機2と、右眼用の画像光を前記スクリーン1に向けて投影する右眼画像投影機3と、画像観察者4の左眼と右眼の前にそれぞれ配置される左眼用と右眼用の光シャッタ素子5,6とにより構成されている。
【0004】
なお、この立体画像表示装置は、前記スクリーン1に反射型スクリーンを用いたものであり、前記左眼画像投影機2と右眼画像投影機3は、前記スクリーン1の前方、つまり投影画像の観察側に、横に並べて配置される。
【0005】
前記左眼画像投影機2と右眼画像投影機3は、例えば映写機であり、左眼画像投影機2は、左眼用の画像光を図に実線で示すようにスクリーン1に投影し、右眼画像投影機3は、右眼用の画像光を図に破線で示すように前記スクリーン1に投影する。
【0006】
また、前記左眼用と右眼用の光シャッタ素子5,6は、例えば、液晶分子がツイスト配向した液晶層をはさんで対向する一対の透明基板の内面にそれぞれ一枚膜状の透明電極を形成するとともに、前記一対の透明基板の外面にそれぞれ偏光板を配置したTN(ツイステッドネマティック)型の液晶素子からなっている。なお、この左眼用と右眼用の光シャッタ素子5,6は、例えば画像観察者4がかける眼鏡型フレームに取り付けられている。
【0007】
この立体画像表示装置は、前記左眼画像投影機2と右眼画像投影機3とを交互に駆動することにより、これらの画像投影機2,3から左眼用の画像光と右眼用の画像光とを交互にスクリーン1に投影するとともに、前記左眼用の光シャッタ素子5を、左眼用画像光の投影時に開、右眼用画像光の投影時に閉となるように駆動し、前記右眼用の光シャッタ素子6を、左眼用画像光の投影時に閉、右眼用画像光の投影時に開となるように駆動することにより、前記左眼画像投影機2によりスクリーン1に投影された左眼用画像と、前記右眼画像投影機3により前記スクリーン1に投影された右眼用画像とを、画像観察者4の左眼と右眼とにより交互に観察させ、前記左眼用画像と右眼用画像とが合成された立体画像を画像観察者4に認識させる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の立体画像表示装置は、左眼用画像を画像観察者4の左眼により観察させ、右眼用画像を画像観察者4の左眼により観察させるために、前記左眼画像投影機2と右眼画像投影機3から交互に画像光を投影させ、それに同期させて前記左眼用と右眼用の光シャッタ素子5,6を交互に開閉させなければならず、したがって画像投影機2,3および光シャッタ素子5,6の駆動制御が面倒であり、また、画像観察者4の左眼により観察される左眼用画像と、右眼とにより観察される右眼用画像が、交互に断続した画像であるため、認識される立体画像にチラツキが生じるという問題をもっている。
【0009】
この発明は、面倒な駆動制御を必要とせず、しかもチラツキの無い良好な品質の立体画像を画像観察者に認識させることができる立体画像投影装置を提供することを目的としたものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明の立体画像表示装置は、互いにほぼ直交する方向に反射軸と透過軸とを有し、前記反射軸に沿った偏光成分の入射光を反射し、前記透過軸に沿った偏光成分の入射光を透過させる反射偏光スクリーンと、左眼用と右眼用の画像光のうちの一方の画像光を前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影する第1の画像投影手段と、前記左眼用と右眼用の画像光のうちの他方の画像光を前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影する第2の画像投影手段と、画像観察者の左右の眼のうちの一方の眼の前に、透過軸を前記反射偏光スクリーンの反射軸とほぼ平行にして配置される第1の接眼偏光板と、前記画像観察者の他方の眼の前に、透過軸を前記反射偏光スクリーンの透過軸とほぼ平行にして配置される第2の接眼偏光板とを備え、前記第1の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンにより反射された前記一方の画像光を、前記第1の接眼偏光板を介して前記画像観察者の一方の眼により観察させ、前記第2の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンを透過してその前面に出射した前記他方の画像光を、前記第2の接眼偏光板を介して前記画像観察者の他方の眼により観察させることを特徴とするものである。
【0011】
すなわち、この立体画像表示装置は、画像光が投影されるスクリーンとして、互いにほぼ直交する方向に反射軸と透過軸とを有し、前記反射軸に沿った偏光成分の入射光を反射し、前記透過軸に沿った偏光成分の入射光を透過させる反射偏光スクリーンを用い、左眼用と右眼用の画像光のうちの一方の画像光を、第1の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影し、他方の画像光を、第2の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影するとともに、画像観察者の一方の眼の前に第1の接眼偏光板をその透過軸を前記反射偏光スクリーンの反射軸とほぼ平行にして配置し、前記画像観察者の他方の眼の前に第2の接眼偏光板をその透過軸を前記反射偏光スクリーンの透過軸とほぼ平行にして配置することにより、前記第1の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンにより反射された前記一方の画像光(前記反射偏光スクリーンの反射軸に沿った偏光成分の光)を、前記第1の接眼偏光板を介して画像観察者の一方の眼により観察させ、前記第2の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンを透過してその前面に出射した前記他方の画像光(前記反射偏光スクリーンの透過軸に沿った偏光成分の光)を、前記第2の接眼偏光板を介して前記画像観察者の他方の眼により観察させるようにしたものである。
【0012】
この立体画像表示装置によれば、前記第1の接眼偏光板を介して画像観察者の一方の眼により観察される画像光は、前記左眼用と右眼用の画像光のうち、前記第1の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンにより反射された一方の画像光だけであり、また、前記第2の接眼偏光板を介して前記画像観察者の他方の眼により観察される画像光は、前記左眼用と右眼用の画像光のうち、前記第2の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンを透過してその前面に出射した他方の画像光だけである。
【0013】
そのため、前記第1の画像投影手段と第2の画像投影手段の両方から連続的に画像光を投影しても、前記第1の画像投影手段により投影される一方の画像光を画像観察者の一方の眼により観察させ、前記第2の画像投影手段により投影される他方の画像光を画像観察者の他方の眼により観察させて、これらの画像光が合成された立体画像を画像観察者に認識させることができる。
【0014】
したがって、この立体画像表示装置によれば、2つの画像投影機から交互に画像光を投影させ、それに同期させて左眼用と右眼用の光シャッタ素子を交互に開閉させる従来の立体画像表示装置のような面倒な駆動制御を行なう必要は無く、また、前記第1の画像投影手段と第2の画像投影手段の両方から連続的に画像光を投影し、チラツキの無い良好な品質の立体画像を画像観察者に認識させることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
この発明の立体画像表示装置は、上記のように、画像光を投影するためのスクリーンとして、互いにほぼ直交する方向に反射軸と透過軸とを有し、前記反射軸に沿った偏光成分の入射光を反射し、前記透過軸に沿った偏光成分の入射光を透過させる反射偏光スクリーンを用い、左眼用と右眼用の画像光のうちの一方の画像光を、第1の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影し、他方の画像光を、第2の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影するとともに、画像観察者の一方の眼の前に第1の接眼偏光板をその透過軸を前記反射偏光スクリーンの反射軸とほぼ平行にして配置し、前記画像観察者の他方の眼の前に第2の接眼偏光板をその透過軸を前記反射偏光スクリーンの透過軸とほぼ平行にして配置することにより、前記第1の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンにより反射された前記一方の画像光(前記反射偏光スクリーンの反射軸に沿った偏光成分の光からなる画像光)を、前記第1の接眼偏光板を介して画像観察者の一方の眼により観察させ、前記第2の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンを透過してその前面に出射した前記他方の画像光(前記反射偏光スクリーンの透過軸に沿った偏光成分の光からなる画像光)を、前記第2の接眼偏光板を介して前記画像観察者の他方の眼により観察させるようにし、面倒な駆動制御を必要とせず、しかもチラツキの無い良好な品質の立体画像を画像観察者に認識させることができるようにしたものである。
【0016】
この発明の立体画像表示装置においては、前記反射偏光スクリーンの背面に、前記第2の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影された前記他方の画像光を結像させるための光透過性結像膜を設けるのが好ましく、このようにすることにより、前記第2の画像投影手段により投影された前記他方の画像光を、前記反射偏光スクリーンを透過してその前面に出射する過程で前記光透過性結像膜に結像させ、この他方の画像光を、前記第1の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンにより反射された前記一方の画像光とほとんど変わらない観察状態で画像観察者に観察させることができる。
【0017】
また、この立体画像表示装置においては、前記第1の画像投影手段を、前記一方の画像光を前記反射偏光スクリーンの反射軸に沿った偏光成分の光として前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影する構成とし、前記第2の画像投影手段を、前記他方の画像光を前記反射偏光スクリーンの透過軸に沿った偏光成分の光として前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影する構成とするのが好ましく、このようにすることにより、前記第1の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンにより反射された前記一方の画像光と、前記第2の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンを透過してその前面に出射した前記他方の画像光とを、より鮮明でコントラストの良い画像光として画像観察者に観察させ、高品質の立体画像を認識させることができる。
【0018】
さらに、この立体画像表示装置においては、前記反射偏光スクリーンの前面に、前記第1の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンにより反射された前記一方の画像光と、前記第2の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンを透過してその前面に出射した前記他方の画像光とを、前記反射偏光スクリーンの法線に沿った方向に向けて集光する集光手段を設けるのが好ましく、このようにすることにより、前記一方の画像光と他方の画像光の正面輝度を高くし、より明るい立体画像を画像観察者に認識させることができる。
【0019】
【実施例】
図1および図2はこの発明の一実施例を示しており、図1は立体画像表示装置の平面図、図2は前記立体画像表示装置における反射偏光スクリーンと、第1および第2の画像投影手段が備える偏光板と、第1および第2の接眼偏光板の光学軸の向きを示す斜視図である。
【0020】
この実施例の立体画像表示装置は、図1および図2のように、画像光が投影される反射偏光スクリーン10と、前記反射偏光スクリーン10の前面に対向させて配置される第1の画像投影手段13と、前記反射偏光スクリーン10の背面に対向させて配置される第2の画像投影手段16と、画像観察者19の左眼と右眼の前にそれぞれ配置される第1および第2の接眼偏光板20,21とにより構成されている。
【0021】
前記反射偏光スクリーン10は、反射偏光板からなるスクリーンであり、互いにほぼ直交する方向に反射軸10sと透過軸10pとを有し、前記反射軸10sに沿った偏光成分の入射光を反射し、前記透過軸10pに沿った偏光成分の入射光を透過させる特性をもっている。
【0022】
そして、前記反射偏光スクリーンの背面には、前記第2の画像投影手段16により反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影された画像光を結像させるための光透過性結像膜11が設けられており、また、この反射偏光スクリーン10の前面には、前記第1の画像投影手段13により反射偏光スクリーン10の前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10により反射された画像光と、前記第2の画像投影手段16により前記反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10を透過してその前面に出射した画像光とを、前記反射偏光スクリーン10の法線に沿った方向に向けて集光する集光手段12が設けられている。
【0023】
なお、前記光透過性結像膜11は、白色の光透過性膜からなっており、前記集光手段12は、透明フィルムの前面または背面のいずれかの面に、その全体にわたって微細なレンチキュラーレンズを形成したレンチキュラーレンズフィルムからなっている。
【0024】
前記第1と第2の画像投影手段13,16はそれぞれ、例えば、テープ状の動画フィルムを用いてその画像光を投影レンズ系により拡大投影する画像投影機14,17と、この画像投影機14,17の出射側に配置された偏光板15,18とからなっている。
【0025】
この画像投影手段13,16のうち、前記反射偏光スクリーン10の前面に対向させて配置される第1の画像投影手段13は、左眼と右眼による観察角度の差に応じたずれをもつ左眼用の画像光と右眼用の画像光のうちの一方の画像光、例えば左眼用の画像光Lを、前記偏光板15により前記反射偏光スクリーン11の反射軸10sに沿った偏光成分の光sとして前記反射偏光スクリーン10の前面に向けて投影するものであり、この第1の画像投影手段(以下、左眼画像投影手段という)13の偏光板15は、その透過軸15aを前記反射偏光スクリーン10の反射軸10sとほぼ平行にして配置されている。
【0026】
また、前記反射偏光スクリーン10の背面に対向させて配置される第2の画像投影手段16は、前記左眼用の画像光と右眼用の画像光のうちの他方の画像光、例えば右眼用の画像光Rを、前記偏光板18により前記反射偏光スクリーン10の透過軸10pに沿った偏光成分の光pとして前記反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影するものであり、この第2の画像投影手段(以下、右眼画像投影手段という)16の偏光板18は、その透過軸18aを前記反射偏光スクリーン10の透過軸軸10pとほぼ平行にして配置されている。
【0027】
なお、前記左眼画像投影手段13は、前記反射偏光スクリーン10に対し、この左眼画像投影手段13から投影される左眼用画像光Lが前記反射偏光スクリーン10の前面に所定の拡大率で結像するようにピント調整して配置され、前記右眼画像投影手段16は、前記反射偏光スクリーン10に対し、この右眼画像投影手段16から投影される右眼用画像光Rが前記反射偏光スクリーン10の背面に設けられた光透過性結像膜11に、前記反射偏光スクリーン10の前面に結像する前記左眼用画像光Lと同じ拡大率で結像するようにピント調整して配置される。
【0028】
さらに、前記第1および第2の接眼偏光板20,21のうち、画像観察者19の左眼の前に配置される第1の接眼偏光板(以下、左眼用接眼偏光板という)20は、その透過軸29aを前記反射偏光スクリーン10の反射軸10sとほぼ平行にして配置され、画像観察者19の右眼の前に配置される第2の接眼偏光板(以下、右眼用接眼偏光板という)21は、その透過軸21aを前記反射偏光スクリーン10の透過軸10pとほぼ平行にして配置されている。なお、この左眼用と右眼用の接眼偏光板20,21は、例えば画像観察者19がかける眼鏡型フレームに取り付けられている。
【0029】
この立体画像表示装置は、前記左眼画像投影手段13により図1および図2に実線で示すように前記反射偏光スクリーン10の前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10により反射された左眼用画像光Lを、前記左眼用接眼偏光板20を介して画像観察者19の左眼により観察させ、前記右眼画像投影手段16により図1および図2に破線で示すように前記反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10を透過してその前面に出射した右眼用画像光Rを、前記右眼用接眼偏光板21を介して画像観察者19の右眼により観察させることにより、画像観察者19に、前記左眼用画像光Lと右眼用画像光Rとが合成された立体画像を認識させるようにしたものである。
【0030】
この立体画像表示装置において、前記左眼画像投影手段13および右眼画像投影手段16の画像投影機14,17から出射する左眼用画像光Lおよび右眼用画像光Lはいずれも、図2に示したように、前記反射偏光スクリーン10の反射軸10sに沿った偏光成分の光sと透過軸10pに沿った偏光成分の光pとの両方を含む光であり、その画像光R,Lが、前記画像投影機14,17の出射側に配置された偏光板15,18に入射し、この偏光板15,18によりその透過軸15a,18aに対して直交する吸収軸(図示せず)に沿った偏光成分の光を吸収され、前記透過軸15a,18aに沿った偏光成分の光となって前記反射偏光スクリーン10の前面および背面に向けて投影される。
【0031】
この場合、前記左眼画像投影手段13の偏光板15は、その透過軸15aを前記反射偏光スクリーン10の反射軸10sとほぼ平行にして配置され、前記右眼画像投影手段16の偏光板18は、その透過軸18aを前記反射偏光スクリーン10の透過軸10pとほぼ平行にして配置されているため、前記左眼画像投影手段13により前記反射偏光スクリーン10の前面に向けて投影される左眼用画像光Lは、図2に示すように、前記反射偏光スクリーン10の反射軸10sに沿った偏光成分の光sであり、前記右眼画像投影手段16により前記反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影される右眼用画像光Rは、図2に示すように、前記反射偏光スクリーン10の透過軸10pに沿った偏光成分の光pである。
【0032】
前記左眼画像投影手段13により前記反射偏光スクリーン10の前面に向けて投影された左眼用画像光Lは、この反射偏光スクリーン10の反射軸10sに沿った偏光成分の光sであるため、この左眼用画像光Lは、前記反射偏光スクリーン10により反射される。
【0033】
また、前記右眼画像投影手段16により前記反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影された右眼用画像光Rは、この反射偏光スクリーン10の透過軸10pに沿った偏光成分の光sであるため、この右眼用画像光Rは、前記反射偏光スクリーン10を透過してその前面に出射する。
【0034】
なお、この実施例では、前記反射偏光スクリーン10の背面に前記光透過性結像膜11を設けているため、前記右眼画像投影手段16により反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影された前記右眼用画像光Rが、前記反射偏光スクリーン10を透過してその前面に出射する過程で、前記光透過性結像膜11に結像し、この光透過性結像膜11に結像した右眼用画像光Rが、前記反射偏光スクリーン10を透過してその前面に出射する。
【0035】
また、この実施例では、前記反射偏光スクリーン10の前面に前記集光手段12を設けているため、前記左眼画像投影手段13により前記反射偏光スクリーン10の前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10により反射された前記左眼用画像光Lと、前記右眼画像投影手段16により前記反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10を透過してその前面に出射した前記右眼用画像光Rとが、図1に示したように、前記反射偏光スクリーン10の法線に沿った方向に向けて集光され、正面輝度の高い光となって前記反射偏光スクリーン10の前方に出射する。
【0036】
そして、この合成画像表示装置では、画像観察者19の左眼の前に配置される左眼用接眼偏光板20を、その透過軸29aを前記反射偏光スクリーン10の反射軸10sとほぼ平行にして配置し、前記画像観察者19の右眼の前に配置される右眼用接眼偏光板21を、その透過軸21aを前記反射偏光スクリーン10の透過軸10pとほぼ平行にして配置しているため、
前記左眼画像投影手段13により前記反射偏光スクリーン10の前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10により反射された前記左眼用画像光Lと、前記右眼画像投影手段16により前記反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10を透過してその前面に出射した前記右眼用画像光Rとのうち、前記反射偏光スクリーン10の反射軸10sに沿った偏光成分の光sである左眼用画像光Lが、前記左眼用接眼偏光板20を透過して画像観察者19の左眼により観察され、前記反射偏光スクリーン10の透過軸10pに沿った偏光成分の光pである右眼用画像光Rが、前記右眼用接眼偏光板21を透過して画像観察者19の右眼により観察される。
【0037】
すなわち、この立体画像表示装置は、画像光が投影されるスクリーンとして、互いにほぼ直交する方向に反射軸10sと透過軸10pとを有し、前記反射軸10sに沿った偏光成分の入射光s反射し、前記透過軸10pに沿った偏光成分の入射光pを透過させる反射偏光スクリーン10を用い、左眼用と右眼用の画像光L,Rのうちの左眼用の画像光Rを、左眼画像投影手段13により前記反射偏光スクリーン10の前面に向けて投影し、右眼用画像光Rを、右眼画像投影手段16により前記反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影するとともに、画像観察者19の左眼の前に左眼用接眼偏光板20をその透過軸20aを前記反射偏光スクリーン10の反射軸10sとほぼ平行にして配置し、前記画像観察者19の右眼の前に右眼用接眼偏光板21をその透過軸21aを前記反射偏光スクリーン10の透過軸10pとほぼ平行にして配置することにより、前記左眼画像投影手段13により反射偏光スクリーン10の前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10により反射された左眼用画像光(前記反射偏光スクリーン10の反射軸10sに沿った偏光成分の光s)Lを、前記左眼用接眼偏光板20を介して画像観察者19の左眼により観察させ、前記右眼画像投影手段16により反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10を透過してその前面に出射した前記右眼用画像光(前記反射偏光スクリーン10の透過軸10pに沿った偏光成分の光p)を、前記右眼用接眼偏光板21を介して画像観察者19の右眼により観察させるようにしたものである。
【0038】
この立体画像表示装置によれば、左眼用接眼偏光板20を介して画像観察者19の左眼により観察される画像光は、左眼用と右眼用の画像光L,Rのうち、左眼画像投影手段13により反射偏光スクリーン10の前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10により反射された左眼用画像光Lだけであり、また、右眼用接眼偏光板21を介して画像観察者19の右眼により観察される画像光は、前記左眼用と右眼用の画像光R,Lのうち、右眼画像投影手段16により反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10を透過してその前面に出射した右眼用画像光Rだけである。
【0039】
そのため、前記左眼画像投影手段13と右眼画像投影手段16の両方から連続的に画像光L,Rを投影しても、左眼画像投影手段13により投影される左眼用画像光Lを画像観察者19の左眼により観察させ、右眼画像投影手段16により投影される右眼用画像光Rを画像観察者19の右眼により観察させて、これらの画像光が合成された立体画像を画像観察者19に認識させることができる。
【0040】
したがって、この立体画像表示装置によれば、2つの画像投影機から交互に画像光を投影させ、それに同期させて左眼用と右眼用の光シャッタ素子を交互に開閉させる従来の立体画像表示装置のような面倒な駆動制御を行なう必要は無く、また、左眼画像投影手段13と右眼画像投影手段16の両方から連続的に画像光を投影し、チラツキの無い良好な品質の立体画像を画像観察者19に認識させることができる。
【0041】
しかも、上記実施例においては、前記反射偏光スクリーン10の背面に、右眼画像投影手段16により反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影された右眼用画像光Rを結像させるための光透過性結像膜11を設けているため、前記右眼画像投影手段16により投影された右眼用画像光Rを、前記反射偏光スクリーン10を透過してその前面に出射する過程で前記光透過性結像膜11に結像させ、この右眼用画像光Rを、左眼画像投影手段13により反射偏光スクリーン10の前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10により反射された左眼用画像光Lとほとんど変わらない観察状態で画像観察者19に観察させることができる。
【0042】
また、上記実施例においては、左眼画像投影手段13を、画像投影機14の出射側に偏光板15を配置し、左眼用画像光Lを反射偏光スクリーン10の反射軸10sに沿った偏光成分の光sとして前記反射偏光スクリーン10の前面に向けて投影する構成とし、右眼画像投影手段を、画像投影機18の出射側に偏光板18を配置し、右眼用画像光Rを反射偏光スクリーン10の透過軸10pに沿った偏光成分の光pとして前記反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影する構成としているため、前記左眼画像投影手段13により反射偏光スクリーン10の前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10により反射された左眼用画像光Lと、前記右眼画像投影手段16により前記反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10を透過してその前面に出射した右眼用画像光Rとを、より鮮明でコントラストの良い画像光として画像観察者19に観察させ、高品質の立体画像を認識させることができる。
【0043】
さらに、上記実施例においては、反射偏光スクリーン10の前面に、左眼画像投影手段13により前記反射偏光スクリーン10の前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10により反射された左眼用画像光Rと、前記右眼画像投影手段16により前記反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10を透過してその前面に出射した右眼用画像光Rとを、前記反射偏光スクリーン10の法線に沿った方向に向けて集光する集光手段12を設けているため、前記左眼用画像光Lと右眼用画像光Rの正面輝度を高くし、より明るい立体画像を画像観察者19に認識させることができる。
【0044】
なお、上記実施例では、左眼画像投影手段13を反射偏光スクリーン10の前面に対向させて配置し、右眼画像投影手段16を前記反射偏光スクリーン10の背面に対向させて配置しているが、これと反対に、前記右眼画像投影手段16を前記反射偏光スクリーン10の前面に対向させて配置し、左眼画像投影手段13を前記反射偏光スクリーン10の背面に対向させて配置してもよい。
【0045】
その場合は、前記右眼画像投影手段16の偏光板18と右眼用接眼偏光板21とを、それぞれの透過軸18a,21aを前記反射偏光スクリーン10の反射軸10sとほぼ平行にして配置し、前記左眼画像投影手段13の偏光板15と左眼用接眼偏光板20とを、それぞれの透過軸15a,20aを前記反射偏光スクリーン10の透過軸10pとほぼ平行にして配置すればよい。
【0046】
また、上記実施例の左眼画像投影手段13および右眼画像投影手段16は、テープ状の動画フィルムを用いてその画像光を拡大投影する画像投影機14,17を備えたものであるが、前記左眼画像投影手段13および右眼画像投影手段16は、スライドフィルムを用いて静止画像光を拡大投影するものや、液晶表示素子やCRT(ブラウン管)等の画像表示体により画像を表示し、その画像光を拡大投影するものでもよく、前記画像表示体として偏光板を備えた液晶表示素子を用いる場合は、上記実施例において画像投影機14,17の出射側に配置した偏光板15,18を、前記液晶表示素子の出射面側の偏光板で兼用すればよい。
【0047】
さらに、上記実施例では、第1の画像投影手段(上記実施例では左眼画像投影手段13)を、一方の画像光(上記実施例では左眼用画像光L)を前記反射偏光スクリーン10の反射軸10sに沿った偏光成分の光sとして前記反射偏光スクリーン10の前面に向けて投影する構成とし、第2の画像投影手段(上記実施例では右眼画像投影手段16)を、他方の画像光(上記実施例では右眼用画像光R)を前記反射偏光スクリーン10の透過軸10pに沿った偏光成分の光pとして前記反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影する構成としているが、前記第1の画像投影手段と第2の画像投影手段は、前記反射偏光スクリーン10の反射軸10sに沿った偏光成分の光sと透過軸10pに沿った偏光成分の光pとの両方を含む非偏光の画像光を投影するものでもよい。
【0048】
その場合でも、前記第1の画像投影手段により反射偏光スクリーン10の前面に向けて投影された一方の画像光のうちの前記反射偏光スクリーン10の反射軸10sに沿った偏光成分の光がこの反射偏光スクリーン10により反射され、前記第2の画像投影手段により前記反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影された他方の画像光のうちの前記反射偏光スクリーン10の透過軸10pに沿った偏光成分の光がこの反射偏光スクリーン10を透過してその前面に出射するため、第1の接眼偏光板20を介して画像観察者19の一方の眼により観察される画像光は、前記第1の画像投影手段により反射偏光スクリーン10の前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10により反射された一方の画像光だけであり、また、第2の接眼偏光板21を介して画像観察者19の他方の眼により観察される画像光は、前記第2の画像投影手段により反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10を透過してその前面に出射した他方の画像光だけである。
【0049】
また、上記実施例では、前記反射偏光スクリーン10の背面に、前記第2の画像投影手段により反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影された他方の画像光を結像させるための光透過性結像膜11を設けているが、この光透過性結像膜11は省略してもよく、その場合は、前記第2の画像投影手段を、前記反射偏光スクリーン10に対し、この第2の画像投影手段から投影される他方の画像光が前記反射偏光スクリーン10の前面に、前記反射偏光スクリーン10の前面に結像する一方の画像光と同じ拡大率で結像するようにピント調整して配置すればよい。
【0050】
さらにまた、上記実施例では、前記反射偏光スクリーン10の前面に、前記第1の画像投影手段により反射偏光スクリーン10の前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10により反射された一方の画像光と、前記第2の画像投影手段により反射偏光スクリーン10の背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーン10を透過してその前面に出射した他方の画像光とを、前記反射偏光スクリーン10の法線に沿った方向に向けて集光する集光手段12を設けているが、この集光手段12は無くてもよい。
【0051】
【発明の効果】
この発明の立体画像表示装置は、画像光を投影するためのスクリーンとして、互いにほぼ直交する方向に反射軸と透過軸とを有し、前記反射軸に沿った偏光成分の入射光を反射し、前記透過軸に沿った偏光成分の入射光を透過させる反射偏光スクリーンを用い、左眼用と右眼用の画像光のうちの一方の画像光を、第1の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影し、他方の画像光を、第2の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影するとともに、画像観察者の一方の眼の前に第1の接眼偏光板をその透過軸を前記反射偏光スクリーンの反射軸とほぼ平行にして配置し、前記画像観察者の他方の眼の前に第2の接眼偏光板をその透過軸を前記反射偏光スクリーンの透過軸とほぼ平行にして配置することにより、前記第1の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンにより反射された前記一方の画像光(前記反射偏光スクリーンの反射軸に沿った偏光成分の光からなる画像光)を、前記第1の接眼偏光板を介して画像観察者の一方の眼により観察させ、前記第2の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンを透過してその前面に出射した前記他方の画像光(前記反射偏光スクリーンの透過軸に沿った偏光成分の光からなる画像光)を、前記第2の接眼偏光板を介して前記画像観察者の他方の眼により観察させるようにしたものであるため、面倒な駆動制御を必要とせず、しかもチラツキの無い良好な品質の立体画像を画像観察者に認識させることができる。
【0052】
この発明の立体画像表示装置においては、前記反射偏光スクリーンの背面に、前記第2の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影された前記他方の画像光を結像させるための光透過性結像膜を設けるのが好ましく、このようにすることにより、前記第2の画像投影手段により投影された前記他方の画像光を、前記反射偏光スクリーンを透過してその前面に出射する過程で前記光透過性結像膜に結像させ、この他方の画像光を、前記第1の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンにより反射された前記一方の画像光とほとんど変わらない観察状態で画像観察者に観察させることができる。
【0053】
また、この立体画像表示装置においては、前記第1の画像投影手段を、前記一方の画像光を前記反射偏光スクリーンの反射軸に沿った偏光成分の光として前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影する構成とし、前記第2の画像投影手段を、前記他方の画像光を前記反射偏光スクリーンの透過軸に沿った偏光成分の光として前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影する構成とするのが好ましく、このようにすることにより、前記第1の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンにより反射された前記一方の画像光と、前記第2の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンを透過してその前面に出射した前記他方の画像光とを、より鮮明でコントラストの良い画像光として画像観察者に観察させ、高品質の立体画像を認識させることができる。
【0054】
さらに、この立体画像表示装置においては、前記反射偏光スクリーンの前面に、前記第1の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンにより反射された前記一方の画像光と、前記第2の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンを透過してその前面に出射した前記他方の画像光とを、前記反射偏光スクリーンの法線に沿った方向に向けて集光する集光手段を設けるのが好ましく、このようにすることにより、前記一方の画像光と他方の画像光の正面輝度を高くし、より明るい立体画像を画像観察者に認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す立体画像表示装置の平面図。
【図2】前記立体画像表示装置における反射偏光スクリーンと、第1および第2の画像投影手段が備える偏光板と、第1および第2の接眼偏光板の光学軸の向きを示す斜視図。
【図3】従来の立体画像表示装置の平面図。
【符号の説明】
10…反射偏光スクリーン
10s…反射軸
10p…透過軸
11…光透過性結像膜
12…集光手段
13,16…画像投影手段
14,17…画像投影機
15,18…偏光板
15a,18a…透過軸
19…画像観察者
20,21…接眼偏光板
20a,21a…透過軸
20s…反射軸
20p…透過軸
L…左眼用画像光
R…右眼用画像光
Claims (4)
- 互いにほぼ直交する方向に反射軸と透過軸とを有し、前記反射軸に沿った偏光成分の入射光を反射し、前記透過軸に沿った偏光成分の入射光を透過させる反射偏光スクリーンと、
左眼用と右眼用の画像光のうちの一方の画像光を前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影する第1の画像投影手段と、
前記左眼用と右眼用の画像光のうちの他方の画像光を前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影する第2の画像投影手段と、
画像観察者の左右の眼のうちの一方の眼の前に、透過軸を前記反射偏光スクリーンの反射軸とほぼ平行にして配置される第1の接眼偏光板と、
前記画像観察者の他方の眼の前に、透過軸を前記反射偏光スクリーンの透過軸とほぼ平行にして配置される第2の接眼偏光板とを備え、
前記第1の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンにより反射された前記一方の画像光を、前記第1の接眼偏光板を介して前記画像観察者の一方の眼により観察させ、前記第2の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンを透過してその前面に出射した前記他方の画像光を、前記第2の接眼偏光板を介して前記画像観察者の他方の眼により観察させることを特徴とする立体画像表示装置。 - 反射偏光スクリーンの背面に、第2の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影された他方の画像光を結像させるための光透過性結像膜が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の立体画像表示装置。
- 第1の画像投影手段は、一方の画像光を反射偏光スクリーンの反射軸に沿った偏光成分の光として前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影し、第2の画像投影手段は、他方の画像光を反射偏光スクリーンの透過軸に沿った偏光成分の光として前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影することを特徴とする請求項1に記載の立体画像表示装置。
- 反射偏光スクリーンの前面に、第1の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの前面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンにより反射された一方の画像光と、第2の画像投影手段により前記反射偏光スクリーンの背面に向けて投影され、この反射偏光スクリーンを透過してその前面に出射した他方の画像光とを、前記反射偏光スクリーンの法線に沿った方向に向けて集光する集光手段が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の立体画像表示装置。
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