JPH0698353A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像表示パネルを大型化した場合において
も、観察者が前記画像表示パネルの画像に対する虚像を
違和感、疲労感無し正確に認識することが出来るように
する。 【構成】 液晶ディスプレイ３ａ、３ｂと、該液晶ディ
スプレイの画像表示部４１の画像を拡大虚像として結像
するための接眼レンズ２ａ、２ｂとを有する立体画像表
示装置において、前記接眼レンズ２ａ、２ｂの前方に光
軸１０ａ、１０ｂを左右の眼１ａ、１ｂの中央側に移動
させる光軸調節機構７ａ、７ｂを設ける。前記光軸調節
機構７ａ、７ｂは、互いの傾斜面が所定距離を隔てて対
向する第１、第２の台形プリズム７１、７２より成り、
前記傾斜面間の距離ｄは可変であり、該距離ｄを変える
ことにより前記光軸１０ａ、１０ｂの移動量ｎを調節可
能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像表示パネルとレンズ
系とからなる立体テレビ等の画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像表示装置としては、
例えば特開平３−２９２０９１号公報等に開示されてい
るような立体画像表示装置がある。

【０００３】図６は従来の立体画像表示装置の構成を示
す平面図である。

【０００４】図６において、２ａ、２ｂは夫々２枚の凸
レンズ２１、２２から構成された接眼レンズ（光学系）
であり、該凸レンズ２ａ、２ｂの後方（観察者とは反対
側）には夫々、透過型の液晶ディスプレイ（画像表示パ
ネル）３ａ、３ｂが配設されている。前記液晶ディスプ
レイ３ａ、３ｂは夫々、中央に画像表示部４１を有する
液晶パネル４と、バックライトが形成されている基板５
とにより構成されている。前記液晶パネル４のうち画像
表示部４１の周りの枠体４２には画像が表示されず、画
像表示部４１を構成する液晶を駆動させるための回路部
が組み込まれている。前記液晶ディスプレイ３ａ、３ｂ
の画像表示部４１に表示された画像は、接眼レンズ２
ａ、２ｂにより遠くに拡大され、前記液晶ディスプレイ
３ａ、３ｂの後方にある仮想的スクリーン６上に虚像と
なり、観察者の左、右の眼１ａ、１ｂに認識される。
左、右の画像表示部４１、４１には、異なる画像が表示
されており、観察者は左、右の眼１ａ、１ｂに対して表
示される画像の違いから得られる両眼視差効果により遠
近感を感じる。

【０００５】しかしながら、上述の立体画像表示装置で
は、仮想的スクリーン６上に映し出される虚像を大きく
するために接眼レンズ２ａ、２ｂの倍率を大きくする
と、液晶ディスプレイ３ａ、３ｂの画像表示部４１にお
ける液晶のドット（絵素）が目立つようになり、立体画
像が見づらくなる。このため、液晶ディスプレイ３ａ、
３ｂ自体を大型化することにより虚像を大きくすること
が試みられているが、この場合、液晶ディスプレイ３
ａ、３ｂの画像表示部４１が左、右の眼１ａ、１ｂより
も外側に位置するようになり、これに伴い画像表示部４
１に対応した位置にある左、右の接眼レンズ２ａ、２ｂ
の光軸間距離ｌが前記左、右の眼１ａ、１ｂの眼間距離
ｍよりも大きくなるため、観察者は違和感、疲労感等を
感じ、しかも両眼視差効果に基づく遠近感が狂い、立体
画像の正しい奥行きを認識出来ないという問題が生じ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来例の
欠点に鑑み為されたものであり、虚像を大きくするため
に液晶パネルを大型化することにより、左、右の光学系
の光軸間距離が観察者の左、右の眼の眼間距離よりも大
きくなった場合においても、観察者が違和感、疲労感等
を感じずに、画像を正しく認識することが出来る画像表
示装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の画像表示装置
は、画像表示パネルと、該画像表示パネル上の画像を拡
大虚像として結像するレンズ系とを有するものにおい
て、前記レンズ系の前方に光軸を両眼の中央側に移動さ
せる光軸調節機構を設けたことを特徴とする。

【０００８】更に、本発明は、前記光軸調節機構が１対
の第１、第２の台形プリズムより成り、該第１、第２の
台形プリズムは、互いの傾斜面が所定距離を隔てて対向
し、その傾斜方向が両眼の中央に行くに従い手前側にな
るように配置されていることを特徴とする。

【０００９】更に、本発明は、前記第１、第２の台形プ
リズムの傾斜面間の距離が可変であり、該距離を変える
ことにより前記光軸の移動量を調節可能とする。

【００１０】また、本発明は、前記光軸調節機構が１対
の第１、第２のリニアフレネルより成り、該第１、第２
のリニアフレネルは、互いの断面鋸歯状の面が所定距離
を隔てて対向し、前記断面鋸歯状の面の傾斜部分の傾斜
方向が両眼の中央に行くに従い手前側になるように配置
されていることを特徴とする。

【００１１】更に、本発明は、前記第１、第２のリニア
フレネルの断面鋸歯状の面間の距離が可変であり、該距
離を変えることにより前記光軸の移動量を調節可能とす
る。

【００１２】また、本発明は、前記光軸調節機構が板ガ
ラスより成り、該板ガラスは光軸方向に対して両眼の中
央に行くに従い手前側になるように配置されていること
を特徴とする。

【００１３】更に、本発明は、前記板ガラスの上記光軸
に対する角度が可変であり、該角度を変えることにより
上記光軸の移動量を調節可能とする。

【００１４】

【作用】上記構成によれば、画像表示パネル上の画像に
対する虚像は両眼の中央側に移動して観察者の眼に伝え
られる。

【００１５】更に、上記構成によれば、第１、第２の台
形プリズムの傾斜面間の距離、第１、第２のリニアフレ
ネルの断面鋸歯状の面間の距離、あるいは板ガラスの光
軸に対する角度を変えることにより、画像表示パネル上
の画像に対する虚像を観察者の眼の最適位置に伝えるこ
とができる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の第１実施例
について詳細に説明する。

【００１７】図１は第１実施例の立体画像表示装置の構
成を示す平面図であり、図６と同一部分には同一符号を
付し、その説明は割愛する。

【００１８】第１実施例の立体画像表示装置では、接眼
レンズ２ａ、２ｂの前方（観察者側）には夫々、光軸調
節機構７ａ、７ｂとして機能する２枚の第１、第２の台
形プリズム７１、７２が配設されている。前記第１、第
２の台形プリズム７１、７２は、傾斜面が互いに所定の
距離（例えば、１０ｍｍ以下）を隔てて対向し、その傾
斜の方向が左、右の眼１ａ、１ｂの中央に行くに従い手
前（観察者）側になる向きに配置されている。前記左、
右の第２の台形プリズム７２、７２は同時に前後方向に
移動が可能である。前記左、右の第１の台形プリズム７
１、７１は共に固定されており、前述の第２の台形プリ
ズム７２、７２の移動により前記第１、第２の台形プリ
ズム７１、７２の傾斜面間の距離が調節される。尚、こ
の第１実施例では、第２の台形プリズム７２、７２は接
眼レンズ２ａ、２ｂ、液晶ディスプレイ３ａ、３ｂと同
一基台上に取り付けられており、前記第２の台形プリズ
ム７２、７２は接眼レンズ２ａ、２ｂ及び液晶ディスプ
レイ３ａ、３ｂと同時に同量だけ移動する。

【００１９】図２は第１実施例の左側の光軸調節機構７
ａにおける光の透過状態を示す平面図である。この図２
から判るように、第２の台形プリズム７２に入射した光
の光軸１０ａは、傾斜面７２１において入射角αから出
射角がβになるように屈折する。この光軸１０ａは第１
の台形プリズム７１の傾斜面７１１において入射角βか
ら出射角がαになるように屈折する。これにより、光軸
１０ａは前記第２の台形プリズム７２に入射する前の状
態と平行になり、距離ｎだけ内側、即ち左、右の眼の中
心側に水平に平行移動したことになる。この移動距離ｎ
は前記第１、第２の台形プリズム７１、７２の傾斜面７
１１、７２１間の距離ｄを変えることにより調節可能で
あり、例えば距離ｄを大きくすると移動距離ｎも大きく
なる。

【００２０】図２は左側の眼１ａに対する光軸調節機構
７ａについてであるが、右側の光軸調節機構７ｂも同様
であり、第１、第２の台形プリズム７１、７２間の距離
を変えることにより、光軸の内側への平行移動距離を調
節することが出来る。

【００２１】上記第１実施例の立体画像表示装置では、
前述したように光軸調節機構７ａ、７ｂにより光軸１０
ａ、１０ｂが距離ｎだけ両眼の中央側に移動するので、
これに伴い液晶ディスプレイ３ａ、３ｂの画像表示部４
１、４１の画像に対する仮想的スクリーン６上の虚像も
両眼の中央側に移動し、観察者の左、右の眼１ａ、１ｂ
に伝えられる。即ち、眼１ａ、１ｂに伝わる虚像を大き
くするために液晶ディスプレイ３ａ、３ｂを大型化し、
これにより左、右の接眼レンズ２ａ、２ｂの光軸間距離
ｌが眼１ａ、１ｂの眼間距離ｍよりも大きくなった場合
においても、観察者の眼１ａ、１ｂには画像表示部４
１、４１の画像よりも両眼の中央側に虚像が伝わるの
で、前記光軸間距離ｌと眼間距離ｍとの差が原因で生じ
る観察者の違和感、疲労感が減少し、更には立体画像の
奥行を正しく認識することが出来る。

【００２２】更に、この実施例では、第１、第２の台形
プリズム７１、７２の傾斜面７１１、７２１間の距離ｄ
を変えることにより、眼１ａ、１ｂ入射する光軸１０
ａ、１０ｂの間隔ｌ₀を眼間距離ｍに一致させることに
より、虚像を眼１ａ、１ｂに最良の状態で伝えることが
出来る。

【００２３】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。

【００２４】図３は第２実施例の立体画像表示装置の構
成を示す平面図である。

【００２５】第２実施例の立体画像表示装置では、光軸
調節機構８ａ、８ｂは夫々、２枚の第１、第２のフレネ
ルレンズ（リニアフレネル）８１、８２により構成され
ている。前記第１、第２のフレネルレンズ８１、８２は
断面鋸歯状の面が互いに所定の距離を隔てて対向し、そ
の断面鋸歯状の面の傾斜している部分の傾斜の方向が
左、右の眼１ａ、１ｂの中央に行くに従い手前（観察
者）側になる向きに配設されている。

【００２６】この第２実施例の立体画像表示装置におい
ても、上記第１実施例と同様に光軸調節機構８ａ、８ｂ
により光軸１０ａ、１０ｂが距離ｎだけ両眼の中央側に
移動し、これに伴い液晶ディスプレイ３ａ、３ｂの画像
表示部４１、４１の画像に対する仮想的スクリーン６上
の虚像も両眼の中央側に移動し、観察者の左、右の眼１
ａ、１ｂに伝えられる。このため、眼１ａ、１ｂに伝わ
る虚像を大きくするために液晶ディスプレイ３ａ、３ｂ
を大型化し、これにより左、右の接眼レンズ２ａ、２ｂ
の光軸間距離ｌが眼１ａ、１ｂの眼間距離ｍよりも大き
くなった場合においても、観察者の眼１ａ、１ｂには画
像表示部４１ａ、４１ｂの画像よりも両眼の中央側に虚
像が伝わるので、前記光軸間距離ｌと眼間距離ｍとの差
が原因で生じる観察者の違和感、疲労感が減少し、更に
は立体画像の奥行を正しく認識することが出来る。しか
も、第１、第２のフレネルレンズ８１、８２の断面鋸歯
状の面間の距離を変えることにより、眼１ａ、１ｂ入射
する光軸１０ａ、１０ｂの間隔ｌ₀を眼間距離ｍに一致
させることにより、虚像を眼１ａ、１ｂに最良の状態で
伝えることが出来る。また、第１実施例の台形プリズム
と比べて、フレネルレンズは薄く、小型化に適してい
る。

【００２７】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。

【００２８】図４は第３実施例の立体画像表示装置の構
成を示す平面図である。

【００２９】第３実施例の立体画像表示装置では、光軸
調節機構９ａ、９ｂは夫々、両面が平行平面である板ガ
ラス９１、９１より成る。前記板ガラス９１、９１は、
光軸方向に対して左、右の眼１ａ、１ｂの中央に行くに
従い手前（観察者）側になるように傾けて配設されてお
り、該板ガラス９１、９１の中心を軸に矢印で示すよう
に回転移動可能である。

【００３０】図５は第３実施例の右側の光軸調節機構９
ｂにおける光の透過状態を示す平面図である。この図５
からも判るように板ガラス９１に入射角αで入射した光
は出射角がβとなるように屈折し、さらに板ガラス９１
から空気中に出る際には入射角βで入射した光は出射角
がαになるように屈折し、これにより、光軸７ｂは前記
板ガラス９１に入射する前の向きと平行になり、距離ｎ
だけ内側、即ち左右の眼の中心側に平行移動したことに
なる。この移動距離ｎは前記板ガラス９１を回転させて
入射角αを変えるとにより調節することが可能である。
例えば、入射角αを大きくすると、移動距離ｎも大きく
なる。

【００３１】以上のように、この第３実施例の立体画像
表示装置においても、上記第１、第２実施例と同様に光
軸調節機構９ａ、９ｂにより光軸１０ａ、１０ｂが距離
ｎだけ両眼の中央側に移動し、これに伴い液晶ディスプ
レイ３ａ、３ｂの画像表示部４１、４１の画像に対する
仮想的スクリーン６上の虚像も両眼の中央側に移動し、
観察者の左、右の眼１ａ、１ｂに伝えられる。このた
め、眼１ａ、１ｂに伝わる虚像を大きくするために液晶
ディスプレイ３ａ、３ｂを大型化し、これにより左、右
の接眼レンズ２ａ、２ｂの光軸間距離ｌが眼１ａ、１ｂ
の眼間距離ｍよりも大きくなった場合においても、観察
者の眼１ａ、１ｂには画像表示部４１、４１の画像より
も両眼の中央側に虚像が伝わるので、前記光軸間距離ｌ
と眼間距離ｍとの差が原因で生じる観察者の違和感、疲
労感が減少し、更には立体画像の奥行を正しく認識する
ことが出来る。しかも、板ガラス９１、９１の傾きを変
えることにより、眼１ａ、１ｂ入射する光軸１０ａ、１
０ｂの間隔ｌ₀を眼間距離ｍに一致させることにより、
虚像を眼１ａ、１ｂに最良の状態で伝えることが出来
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、画像表示パネルを大型
化した場合においても、観察者は画像表示パネル上の画
像を最適の状態で観ることが出来、観察者が違和感、疲
労感無しに、画像を正しく認識することが出来る画像表
示装置を提供し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の立体画像表示装置の構成
を示す平面図である。

【図２】本発明の第１実施例の光軸調節機構の光の透過
状態を示す図である。

【図３】本発明の第２実施例の立体画像表示装置の構成
を示す平面図である。

【図４】本発明の第３実施例の立体画像表示装置の構成
を示す平面図である。

【図５】本発明の第３実施例の光軸調節機構の光の透過
状態を示す図である。

【図６】従来の立体画像表示装置の構成を示す平面図で
ある。

【符合の説明】

１ａ、１ｂ 左、右の眼 ２ａ、２ｂ 接眼レンズ（レンズ系） ３ａ、３ｂ 液晶ディスプレイ（画像表示パネル） ７ａ、７ｂ 光軸調節機構 ７１ 第１の台形プリズム ７２ 第２の台形プリズム ８ａ、８ｂ 光軸調節機構 ８１ 第１のフレネルレンズ（リニアフレネル） ８２ 第２のフレネルレンズ（リニアフレネル） ９ａ、９ｂ 光軸調節機構 ９１ 板ガラス １０ａ、１０ｂ 光軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金谷 経一 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 岸本 俊一 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像表示パネルと、該画像表示パネル上
   の画像を拡大虚像として結像するレンズ系とを有する画
   像表示装置において、前記レンズ系の前方に光軸を両眼
   の中央側に移動させる光軸調節機構を設けたことを特徴
   とする画像表示装置。
2. 【請求項２】 前記光軸調節機構は１対の第１、第２の
   台形プリズムより成り、該第１、第２の台形プリズム
   は、互いの傾斜面が所定距離を隔てて対向し、その傾斜
   方向が両眼の中央に行くに従い手前側になるように配置
   されていることを特徴とする請求項１記載の画像表示装
   置。
3. 【請求項３】 前記第１、第２の台形プリズムは、その
   傾斜面間の距離が可変であり、該距離を変えることによ
   り前記光軸の移動量を調節可能とした請求項２記載の画
   像表示装置。
4. 【請求項４】 前記光軸調節機構は１対の第１、第２の
   リニアフレネルより成り、該第１、第２のリニアフレネ
   ルは、互いの断面鋸歯状の面が所定距離を隔てて対向
   し、前記断面鋸歯状の面の傾斜部分の傾斜方向が両眼の
   中央に行くに従い手前側になるように配置されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
5. 【請求項５】 前記第１、第２のリニアフレネルは、そ
   の断面鋸歯状の面間の距離が可変であり、該距離を変え
   ることにより前記光軸の移動量を調節可能とした請求項
   ４記載の画像表示装置。
6. 【請求項６】 前記光軸調節機構は板ガラスより成り、
   該板ガラスは光軸方向に対して両眼の中央に行くに従い
   手前側になるように配置されていることを特徴とする請
   求項１記載の画像表示装置。
7. 【請求項７】 前記板ガラスは上記光軸に対する角度が
   可変であり、該角度を変えることにより上記光軸の移動
   量を調節可能とした請求項６記載の画像表示装置。