JPH07219086A - 立体画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 装着部に右目用画像および左目用画像を装着
し、撮影装置によって撮影された観察者の顔半面像を照
明用図形表示装置７ａ、７ｂに表示し、その顔半面像を
照明として、レンズ６ａ、６ｂにより、前記右目用画像
または左目用画像をその観察者の右目または左目のみに
観察されるよう働かせる。 【効果】 観察者の移動が可能となり、多数の観察者が
同時に立体画像を観察できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用、医療用もしく
は家庭用に用いる固定画像（スチル画像）を表示するた
めの立体画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の固定画像を表示する立体画像表示
装置としては、右目用、左目用の覗き穴をそれぞれ設
け、あらかじめ一定の輻輳角を視差として与えられた２
つのカメラによって撮影された、右眼用および左眼用の
ステレオ画像を、それぞれの覗き穴から観察するものが
一般的である。

【０００３】図１０は、前記従来の立体画像表示装置の
表示部の一例の構成を示したもので、６０ａ、６０ｂは
それぞれ左目用、右目用の覗き穴、６１ａ、６１ｂは右
目用、左目用の画像をそれぞれ装着するための装着部、
６２ａ、６２ｂは立体画像を構成する右目用、左目用の
画像として、ポジフィルムである。

【０００４】以上のように構成された従来の例における
立体画像表示装置の表示部の動作を説明する。観察者
は、覗き穴６０ａを覗くことにより装着部６１ａに装着
された左目用の画像６２ａを観察し、覗き穴６０ｂを覗
くことにより装着部６１ｂに装着された右目用の画像６
２ｂを観察することで立体視を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら本発明者
らの検討によれば、上記のような従来例における立体画
像表示装置では、観察者はステレオ画像を右眼および左
眼に独立して観察するために、覗き穴に顔を密着させな
ければならないため煩わしく、特に化粧をした女性など
は装置に化粧が付着する等の問題があり、また複数の観
察者が同時に観察することは不可能であるなどの課題を
有していた。

【０００６】本発明は、観察者の位置に依存することな
く同時に多人数が立体視できる立体画像表示装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の解決すべき課題
は、立体画像を構成する右目用、左目用の光透過性画像
をそれぞれ装着するための一対の装着部と、装着された
光透過性画像を裏面より照明するための一対の照明用図
形表示装置と、前記装着部と前記照明用図形表示装置の
間に位置し前記照明用図形表示装置の表示部分を拡大す
るための一対のレンズ又は凹面鏡と、前記装着部に装着
された右目用、左目用の光透過性画像を１つに合成する
ための合成手段と、観察者の顔画像を撮影するための少
なくとも１つの撮影装置とを備え、前記一対の照明用図
形表示装置のそれぞれは、前記撮影装置によって撮影さ
れた顔画像から得た図形を表示することにより、前記一
対の空間変調素子を照明することを特徴とする立体画像
表示装置によって達成される。

【０００８】また、前記立体画像表示装置において、光
透過性画像とは、ポジフィルム又はＸ線フィルムである
ことが好ましい。

【０００９】さらに、前記立体画像表示装置は、前記撮
影装置を２つ設け、前記一対の照明用図形表示装置のそ
れぞれには前記撮影装置のそれぞれによって撮影された
観察者の右顔画像、左顔画像が照明用図形として表示さ
れるものであることが好ましい。

【００１０】また更に、前記立体画像表示装置は、観察
者を左右から異なる２波長の赤外線で照明するための照
明装置を備え、前記２つの撮影装置のそれぞれは、前記
異なる２波長の赤外線のそれぞれを選択的に撮影できる
ものとすることが好ましい。

【００１１】また、前記立体画像表示装置は、前記撮影
装置を１つ設け、前記一対の照明用図形表示装置のそれ
ぞれには前記撮影装置によって撮影された観察者の片顔
画像、および該片顔画像のネガポジ反転像が表示される
ことが好ましい。

【００１２】さらに、前記立体画像表示装置において、
前記合成手段は、ハーフミラーであることが好ましい。

【００１３】前記立体画像表示装置においては、前記照
明用図形表示装置の画像出力面を、前記レンズ又は凹面
鏡の焦点距離外に設置することが好ましい。

【００１４】本発明の解決すべき課題は、立体画像を構
成する右目用、左目用の画像をそれぞれ装着するための
装着部と、前記装着部と観察者との間に位置する空間変
調素子と、前記空間変調素子と観察者との間に位置する
レンズ又は凹面鏡と、観察者の顔画像を撮影するための
少なくとも１つの撮影装置と、前記装着部に装着された
右目用、左目用の画像を１つに合成するための合成手段
とを備え、前記空間変調素子は、前記撮影装置によって
撮影された顔画像から得た光透過図形、もしくは光遮断
図形を表示することにより、前記装着部に装着された画
像を選別して観察可能とすることを特徴とする立体画像
表示装置によっても達成される。

【００１５】前記立体画像表示装置において、前記合成
手段は、ハーフミラーであることが好ましい。

【００１６】また、前記立体画像表示装置において、立
体画像を構成する画像とは、ポジフィルムやＸ線フィル
ム等の光透過性画像であってもよい。

【００１７】また、前記立体画像表示装置において、立
体画像を構成する画像とは、写真、印刷物等の光反射性
画像であってもよい。

【００１８】さらに、前記立体画像表示装置は、前記撮
影装置を２つ設け、前記一対の照明用図形表示装置のそ
れぞれには前記撮影装置のそれぞれによって撮影された
観察者の右顔画像、左顔画像が光透過図形として表示さ
れるものであることが好ましい。

【００１９】また更に、前記立体画像表示装置は、観察
者を左右から異なる２波長の赤外線で照明するための照
明装置を備え、前記２つの撮影装置のそれぞれは、前記
異なる２波長の赤外線のそれぞれを選択的に撮影できる
ものとすることが好ましい。

【００２０】また、前記立体画像表示装置は、前記撮影
装置を１つ設け、前記一対の照明用図形表示装置のそれ
ぞれには前記撮影装置によって撮影された観察者の片顔
画像、および該片顔画像のネガポジ反転像が光透過図形
として表示されることが好ましい。

【００２１】前記立体画像表示装置においては、空間変
調素子として透過型液晶ディスプレイを用いることが好
ましい。

【００２２】本発明の解決すべき課題は、立体画像を構
成する右目用、左目用の画像をそれぞれ装着するための
装着部と、前記装着部に装着された右目用、左目用の画
像を１つに合成するための合成手段と、前記合成された
画面と観察者との間に位置する液晶表示素子と、前記液
晶表示素子の表示部分を拡大するための指向性を有する
レンズまたは凹面鏡と、観察者を撮影するための撮影装
置と、前記装着された右目用、左目用の画像のそれぞれ
を互いに直交する偏光を有する状態で前記液晶表示素子
に入射させる画像偏光化手段とを有し、前記液晶表示素
子は、前記直交する偏光のいずれかと平行な偏光透過特
性を有する偏光板を片面に備えるとともに、前記液晶表
示素子の表示面上における前記撮影装置によって撮影さ
れた観察者の右顔面もしくは左顔面に相当する位置に、
特定偏光の光を透過させるための図形を表示させること
を特徴とする立体画像表示装置によっても達成される。

【００２３】前記立体画像表示装置において、前記合成
手段は、ハーフミラーもしくはスクリーンであることが
好ましい。

【００２４】また、前記立体画像表示装置において、立
体画像を構成する画像とは、ポジフィルムやＸ線フィル
ム等の光透過性画像であってもよい。

【００２５】また、前記立体画像表示装置において、立
体画像を構成する画像とは、写真、印刷物等の光反射性
画像であってもよい。

【００２６】さらに、前記立体画像表示装置において、
画像偏光化手段とは、偏光フィルタを設けたバックライ
トであることが好ましい。

【００２７】前記立体画像表示装置は、観察者の右顔面
又は左顔面を所定の波長の赤外線で照明するための照明
装置を備え、前記撮影装置は前記照明装置の赤外線波長
に対し選択的に透過できる波長フィルタを設けたもので
あることが好ましい。

【００２８】前記立体画像表示装置においては、照明装
置として赤外線を放射するランプユニットもしくは赤外
域の発光波長を有するＬＥＤを用いることが好ましい。

【００２９】前記レンズは指向性を有するものが好まし
く、具体的には凸レンズまたはフレネルレンズが好まし
い。

【００３０】

【作用】本第１発明は、前記の構成により、照明用図形
表示装置には、撮影装置によって撮影された観察者の顔
画像から得た右顔、左顔に相当する図形を表示する。観
察者はレンズ又は凹面鏡を通して、前記照明用図形表示
装置に表示された図形によって照明された右目用、左目
用の光透過性画像を観察することが可能となる。

【００３１】ここで、レンズ又は凹面鏡は、その拡大作
用によって、前記右顔又は左顔に相当する図形をレンズ
（又は凹面鏡）いっぱいに拡大して観察者に見せる。す
なわち、観察者の右目には、前記照明用図形表示装置に
表示された観察者像の右顔の図形がレンズいっぱいに拡
大されて見え、左目には、前記照明用図形表示装置にお
ける観察者像の左顔の図形がレンズいっぱいに拡大され
て見えるのであるが、この時、前記照明用図形表示装置
における観察者像の左顔の図形を、発光していないもの
とすると、右目には前記光透過性画像は見えるが、左目
には前記光透過性画像は見えない。また、逆に右顔の図
形を発光させず、左顔の図形のみを発光させると、左目
には前記光透過性画像は見えるが、右目には前記光透過
性画像は見えない。したがって、右目用画像は右目だけ
に、左目用画像は左目だけに観察させることが可能とな
る。

【００３２】これら右目用、左目用の立体画像を同時に
観察者に観察させる方法としては、両画像をハーフミラ
ーによって合成する方法とが考えられる。

【００３３】また、観察者が移動すると前記照明用図形
表示装置に表示された観察者自身の顔半面像も追従する
ため、前述した立体視条件は維持されることとなる。同
様の理由により観察者が多人数である場合においてもそ
れぞれの観察者において立体視が可能となる。

【００３４】本願第２発明は、前記の構成により、空間
変調素子には、撮影装置によって撮影された観察者の顔
画像から得た右顔、左顔に相当する図形を光透過図形も
しくは光遮断図形として表示する。観察者はレンズ又は
凹面鏡を通して、前記空間変調素子に表示された図形に
よって光が透過する部分における装着された立体画像を
観察することが可能となる。

【００３５】ここで、レンズ又は凹面鏡は、その拡大作
用によって、前記右顔又は左顔に相当する図形をレンズ
（又は凹面鏡）いっぱいに拡大して観察者に見せる。す
なわち、観察者の右目には、前記空間変調素子に表示さ
れた観察者像の右顔の図形がレンズいっぱいに拡大され
て見え、左目には、前記空間変調素子における観察者像
の左顔の図形がレンズいっぱいに拡大されて見えるので
あるが、この時、前記空間変調素子における観察者像の
左顔の図形を光遮断図形とすると、右目には前記空間変
調素子を通して前記装着された立体画像は見えるが、前
記空間変調素子によって遮断されるため左目には前記装
着された立体画像は見えない。また、逆に右顔の図形を
光遮断図形とし、左顔の図形のみを光透過図形とする
と、左目には前記装着された立体画像は見えるが、右目
には前記装着された立体画像は見えない。したがって、
右目用立体画像は右目だけに、左目用立体画像は左目だ
けに観察させることが可能となる。

【００３６】これら右目用、左目用の立体画像を同時に
観察者に観察させる方法としては、これらの画像をハー
フミラーによって合成する方法が考えられる。

【００３７】また、観察者が移動すると前記空間変調素
子に表示された観察者自身の顔半面像も追従するため、
前述した立体視条件は維持されることとなる。同様の理
由により観察者が多人数である場合においてもそれぞれ
の観察者において立体視が可能となる。

【００３８】本願第３発明は、前記の構成により、液晶
表示素子には、撮影装置によって撮影された観察者の顔
画像から得た右顔又は左顔に相当する図形を特定偏光の
光透過図形として表示する。観察者はレンズ又は凹面鏡
を通して、前記液晶表示素子に表示された図形によって
特定偏光の光が透過する部分における装着された立体画
像を観察することが可能となる。

【００３９】前記液晶表示素子は偏光透過特性を有する
偏光板を片面に備えているため、前記図形の表示された
箇所と、表示の無い箇所とは、互いに直交する異なる偏
光の光をそれぞれ透過する。すなわち、前記構成による
液晶表示素子は、直交した異なる偏光を有する光を入射
させたとき、図形表示部分と非表示部分とが、その光透
過特性において相反する偏光依存性を示すことになり、
液晶表示素子の背後に、図形表示部分の偏光透過特性に
一致した偏光を有する光源もしくは発光面が存在すると
き、観察者の右目は液晶表示素子の背後を見ることがで
きる。したがって、装着部の一方に装着された右目用画
像に、画像偏光化手段によって図形表示部分の偏光透過
特性に一致した偏光を持たせることで、前記右目用画像
は前記図形を透過し、指向性を有するレンズ又は凹面鏡
を通して、倒立像として観察者の右目に映ずることにな
る。このとき、観察者の左目は、指向性を有するレンズ
又は凹面鏡によって前記液晶表示素子に表示された観察
者の左顔面部分を見ることになるが、前記液晶表示素子
の左顔面に相当する部分は異なる偏光透過特性を有して
いるため、前記右目用画像は透過することなく、観察者
の左目では見えない。

【００４０】左目用画像については、前記液晶表示素子
の機能において、図形表示部分が透過できる偏光と直交
する偏光を有する光を入射させたとき、前記図形表示部
分は透過しないが、図形の非表示部分が光透過性を示す
ため、前記装着部の他方に装着した左目用画像に、前記
画像偏光化手段によって右目用画像とは直交した偏光を
もたせることにより、液晶表示素子の表示面における観
察者の左顔面像に一致する部分を透過し、指向性を有す
るレンズ又は凹面鏡を通して、倒立像として観察者の左
目に映ずることになり、観察者の右目は左目用画像を観
察できない。

【００４１】ここで、レンズ又は凹面鏡は、その拡大作
用によって、前記右顔又は左顔に相当する図形をレンズ
（又は凹面鏡）いっぱいに拡大して観察者に見せる。す
なわち、右顔に相当する図形を表示したときを例にして
説明すると、観察者の右目には、前記液晶表示素子に表
示された観察者像の右顔の図形がレンズいっぱいに拡大
されて見え、左目には、前記液晶表示素子における右顔
の図形の隣（左顔に相当する箇所）がレンズいっぱいに
拡大されて見える。この時、前記右目用、左目用画像の
それぞれは互いに直交する偏光を有するために、前記液
晶表示素子における観察者像の右顔に相当する図形は右
目用の立体画像と平行な偏光のみを透過し、その他の部
分は左目用の立体画像と平行な偏光のみを透過する。従
って、右目には右目用の立体画像のみが、左目には左目
用の立体画像のみが観察されることとなる。左右の条件
をすべて入れ替えることも無論可能である。

【００４２】これら右目用、左目用の立体画像を合成す
る方法としては、前記右目用、左目用の立体画像をハー
フミラーによって合成する方法と、前記右目用、左目用
の立体画像を光透過性画像とし、これらをプロジェクタ
ーによって映写することにより、両者を同一のスクリー
ンに投影する方法とが考えられる。前者は発光強度の高
い画像が得られる点で優れており、後者は大型の画像が
得られる点で優れている。

【００４３】また、観察者が移動すると前記液晶表示素
子に表示された観察者自身の顔半面像も追従するため、
前述した立体視条件は維持されることとなる。同様の理
由により観察者が多人数である場合においてもそれぞれ
の観察者において立体視が可能となる。

【００４４】本発明の立体画像表示装置は、医療の現場
でＸ線写真等を立体的に観察することができるために、
患者の治療や、病気の早期発見などに役立つことが期待
できる。

【００４５】

【実施例】

（実施例１）図１は、本第１発明の実施例１の立体画像
表示装置の外観を示したものである。図１において、１
は観察すべき立体画像を表示する表示画面、２ａ、２ｂ
は撮影装置としてＣＣＤカメラ、３ａ、３ｂはＸ線フィ
ルムやポジフィルム等の光透過性画像５ａ、５ｂを装着
するための装着部、４ａ、４ｂは照明装置としてそれぞ
れ波長８５０ｎｍと９５０ｎｍのＬＥＤライトを示して
いる。

【００４６】図２は図１に示す本第１発明の実施例１の
内部構造を説明した透視図である。図２において、５
ａ、５ｂはそれぞれ左目用、右目用の光透過性画像、６
ａ、６ｂは光透過性画像５ａ、５ｂの裏面にそれぞれ位
置するレンズとして焦点距離１５０ｍｍのフレネルレン
ズである。７ａ、７ｂは発光機能を有する照明用図形表
示装置として白黒ＣＲＴであり、レンズ６ａ、６ｂを挟
んで光透過性画像５ａ、５ｂと反対側に位置し、レンズ
６ａ、６ｂの焦点距離よりも遠い、レンズ６ａ、６ｂよ
り１６０ｍｍ離れた位置に設置する。８は右目用、左目
用の光透過性画像を１つに合成するためのハーフミラー
を示している。

【００４７】以上のように構成された立体画像表示装置
の動作を図２を用いて説明する。観察者が観察する立体
画像は、その左眼用画像と右眼用画像とが、装着部３
ａ、３ｂにそれぞれ装着され、ハーフミラー８にて合成
されることにより発生する。

【００４８】一対のＣＣＤカメラ３ａ、３ｂは、それぞ
れＬＥＤライト４ａ、４ｂの波長に合わせて選択的に撮
影できるよう、波長フィルタが装着されている。これに
より、ＣＣＤカメラ３ａは観察者の左顔のみを、ＣＣＤ
カメラ３ｂは観察者の右顔のみを撮影することができ
る。

【００４９】ＣＣＤカメラ３ａ、３ｂによって得られた
観察者の左顔半面像および右顔半面像は、白黒ＣＲＴ７
ａ、７ｂにそれぞれ表示される。ここで、白黒ＣＲＴ７
ａ、７ｂには、フレネルレンズ６ａ、６ｂの作用を考慮
して、前述の左顔半面像および右顔半面像を上下反転さ
せて表示させる。また、この際、顔面領域が白く高輝度
で表示されるよう白黒ＣＲＴ７の輝度およびコントラス
トを調整しておく。更に、白黒ＣＲＴ７ｂに表示させる
顔半面像は、ハーフミラー８で反射されることを考慮し
て、鏡像を表示する。同様の理由から、装着部３ｂに挿
入される光透過性画像も裏表を逆にして鏡像としてお
く。

【００５０】次に、フレネルレンズ６ａ、６ｂの作用に
ついて説明する。フレネルレンズ６ａ、６ｂは、白黒Ｃ
ＲＴ７ａ、７ｂに上下反転して表示された観察者の左右
半面像を、観察者が虚像として観察できるよう設置する
が、白黒ＣＲＴ７ａ、７ｂとの距離をフレネルレンズ６
ａ、６ｂの焦点距離外に設定することにより、各観察者
の左眼、右眼に白黒ＣＲＴ７ａ、７ｂの画面上における
それぞれ左顔、右顔に当たる領域のみを、独立してしか
もフレネルレンズ６ａ、６ｂの有効径を限度として拡大
して観察させることができる。このため、観察者の右顔
半面像が表示された場合には、観察者にとって自分自身
の右顔半面像が、フレネルレンズ６ａ、６ｂの有効径相
当の大きさの右眼への選択性を有する照明として作用す
るものとすることができる。この時、観察者の左顔面に
相当する領域は発光しないため、左眼には白黒ＣＲＴ７
ａ、７ｂからの光は入光しない。同様に該左顔半面像が
表示された場合には、右顔半面像が表示されたときには
無発光部分だった左顔半面部が発光部となるため、該発
光部がフレネルレンズ６ａ、６ｂの有効径相当の大きさ
の左眼への選択性を有する照明として作用する。この
時、該右顔半面像における発光部であった領域は発光し
ないため、右眼には白黒ＣＲＴ７ａ、７ｂからの光は入
光しない。

【００５１】以上説明した本装置の動作により、図１、
図２における表示画面１に表示された右眼用の立体画像
は、観察者の右眼だけにとり裏面より照明されて観察可
能となり、表示画面１に表示された左眼用の立体画像
は、観察者の左眼だけにとり裏面より照明されて観察可
能となるため、観察者は前記一対の立体画像を観察で
き、共に立体視が可能となる。また観察者が移動して
も、白黒ＣＲＴ７ａ、７ｂに表示された顔半面像が移動
するため、立体視が継続できることになる。

【００５２】なお、本実施例では撮影装置を２つ設け、
それぞれが観察者の右半面像、左半面像を撮影したが、
１つの撮影装置で観察者の片面像を撮影し白黒ＣＲＴの
一方へ表示し、白黒ＣＲＴの残る一方には前記片面像の
ネガポジ反転像を表示することによっても同様の効果を
得ることができる。

【００５３】（実施例２）図３は、本第２発明の実施例
２における、立体画像表示装置の外観を示したもので、
１は観察すべき立体画像を表示する表示画面、２ａ、２
ｂは撮影装置としてＣＣＤカメラ、３ａ、３ｂはステレ
オ画像５ａ、５ｂを装着するための装着部、４ａ、４ｂ
は照明装置としてそれぞれ波長８５０ｎｍと９５０ｎｍ
のＬＥＤライトを示している。

【００５４】図４は図３に示す本第２発明の実施例２の
内部構造を説明した透視図である。図４において、１は
図３における表示画面、２ａ、２ｂは撮影装置としてＣ
ＣＤカメラ、３ａ、３ｂはステレオ画像５ａ、５ｂを装
着するための装着部、８は２つの画像を合成するための
ハーフミラー、９ａ、９ｂは空間変調素子として透過型
の液晶ディスプレイ、６は空間変調素子９ａ、９ｂと観
察者との間に位置するレンズとして焦点距離１５０ｍｍ
のフレネルレンズ、１０はステレオ画像５ｂの光路を曲
げるための鏡である。

【００５５】以上のように構成された立体画像表示装置
の動作は、基本的には図２に示した本発明の実施例１と
同様であるため、同一箇所には同一番号を付与して説明
を省略し、異なる点のみ説明する。

【００５６】カメラ３ａ、３ｂで撮像された観察者の顔
画像の映像信号は、空間変調素子９ａ、９ｂに左右顔半
面に基づく光透過図形としてそれぞれ表示される。

【００５７】観察者の右目は、液晶ディスプレイ９ｂに
右顔半面が光透過図形として表示されると、該図形を通
して装着部３ｂに装着された右目用ステレオ画像５ｂを
観察し、このとき左目には液晶ディスプレイ９ｂが光を
遮断するために、右目用ステレオ画像５ｂは見えない。
液晶ディスプレイ９ａに左顔半面が光透過図形として表
示されたときは逆に左目のみが左目用ステレオ画像５ａ
を観察することとなる。以上は液晶ディスプレイ５ａ、
５ｂが非表示状態において光を遮断する場合について述
べたが、逆に液晶ディスプレイ５ａ、５ｂが非表示状態
において光を透過する場合には、上述した左右の顔半面
像は光遮断図形として表示する。

【００５８】右目用ステレオ画像５ｂは鏡１０に反射
し、液晶ディスプレイ９ｂを通してハーフミラー８に反
射し、観察者の見る表示画面１から観察可能となり、左
目用ステレオ画像ａは液晶ディスプレイ９ａを通してハ
ーフミラー８を通して表示画面１から観察可能となり、
両ステレオ画像が合成される。

【００５９】ここで、ステレオ画像５ａ、５ｂは、フレ
ネルレンズ６により倒立像となるため、上下を逆さまに
して装着する必要がある。

【００６０】また、ステレオ画像５ａ、５ｂが実施例１
のような光透過性画像の場合には、装着部３ａ、３ｂの
背後にバックライトの設置し、ステレオ画像５ａ、５ｂ
が写真や印刷物のような光反射性画像の場合にはステレ
オ画像５ａ、５ｂの表面に照明が当たるようにライトを
設置する必要がある。

【００６１】なお、本実施例では撮影装置を２つ設け、
それぞれが観察者の右半面像、左半面像を撮影したが、
１つの撮影装置で観察者の片面像を撮影し白黒ＣＲＴの
一方へ表示し、白黒ＣＲＴの残る一方には前記片面像の
ネガポジ反転像を表示することによっても同様の効果を
得ることができる。

【００６２】（実施例３）図５は、本第３発明の実施例
３における、立体画像表示装置の外観を示したもので、
１は観察すべき立体画像を表示する表示画面、２は撮影
装置としてＣＣＤカメラ、３ａ、３ｂはステレオ画像５
ａ、５ｂを装着するための装着部、４は照明装置として
ＬＥＤライトを示している。

【００６３】図６は図５に示す本第３発明の実施例３の
内部構造を説明した透視図である。図６において、１は
図５における表示画面、２は撮影装置としてＣＣＤカメ
ラ、３ａ、３ｂはステレオ画像５ａ、５ｂを装着するた
めの装着部、８は２つの画像を合成するためのハーフミ
ラー、６は空間変調素子９ａ、９ｂと観察者との間に位
置するレンズとして焦点距離１５０ｍｍのフレネルレン
ズ、１０はステレオ画像５ｂの光路を曲げるための鏡、
１１は片面に偏光板を備える液晶表示素子として透過型
の液晶ディスプレイ、１２ａ、１２ｂはステレオ画像５
ａ、５ｂのそれぞれを互いに直交する偏光を有する状態
で前記液晶表示素子に入射させる画像偏光化手段として
偏光フィルタを設けたバックライトであり、該偏光フィ
ルタは互いに直交した偏光特性を有している。

【００６４】以上のように構成された立体画像表示装置
の動作は、基本的には図２に示した本発明の実施例１と
同様であるため、同一箇所には同一番号を付与して説明
を省略し、異なる点のみ説明する。

【００６５】カメラ２で撮像された観察者の顔画像の映
像信号は、左右いずれかの顔半面に基づく偏光透過図形
として、液晶ディスプレイ１１に表示される。

【００６６】次に、透過型液晶ディスプレイ１１の構造
および動作について図７〜９を用いて説明する。図７に
示したように、ガラス基板１００で挟まれた液晶１０２
は、透明電極１０１に電圧を印加することにより液晶１
０２の配向が制御される。また、片側の面には偏光板１
０３が取り付けられている。電圧を印加しない状態にお
いては、図８に示したように、偏光方向１１０を有する
入射光は、液晶分子の配向に従い９０度偏光方向が回転
し、偏光板１０３の偏光透過特性と一致するためこれを
透過するが、直交した偏光１１１を有する入射光は、液
晶分子１０６の配向と直交するためこれを透過できな
い。また、電圧を印加した状態においては、図９に示し
たように、液晶分子１０６が電圧の印加方向に従って配
向するため、入射光は偏光に関わらず液晶層１０２を透
過するが、偏光１１０を有する入射光は、偏光板１０３
を透過できず、逆に偏光１１１を有する入射光は偏光板
１０３の偏光透過特性と一致するためこれを透過するこ
とができる。すなわち、以上説明した透過型液晶ディス
プレイ１３を用いれば、直交する２つの偏光を有する光
を用いることで、液晶ディスプレイ１３の表示面におい
て、電圧を印加した箇所は一方の偏光成分だけ透過さ
せ、電圧を印加しない箇所は残る片方の偏光成分だけを
透過させることが可能となる。

【００６７】したがって、例えば前記したところの透過
型液晶ディスプレイ１１に表示される観察者の顔面の右
半面領域の偏光透過特性と、バックライト１２ｂに取り
付けた偏光フィルタによる偏光方向とを適合させること
で、観察者は右目だけで右目用ステレオ画像５ｂに表示
された画像を観察することができる。また、観察者の顔
面の左半面領域、すなわち透過型液晶ディスプレイ１１
に表示される観察者の顔面の右半面領域以外の領域の偏
光透過特性と、バックライト１２ａに取り付けた偏光フ
ィルタによる偏光方向とを適合させることで、観察者は
左目だけで左目用ステレオ画像５ａを観察することがで
きる。ただし、ステレオ画像５ａ、５ｂは、フレネルレ
ンズ６によって倒立像を観察することとなるため、上下
を反転させて挿入する。

【００６８】また、図示してはいないが、実施例１〜３
においてレンズの代わりに凹面鏡を用いた場合でも同様
の効果を得ることができる。この場合、凹面鏡に入射す
る光は凹面鏡の前後で光軸が９０度程度変化するため、
各要素の配置をそれに併せて変化させる必要がある。

【００６９】なお、装着部３ａ、３ｂの位置は、レンズ
（または凹面鏡）からの距離が同一になるように注意し
なければならない。距離に差が生じると、左右のステレ
オ画像５ａ、５ｂの大きさにズレが生じるため、正確な
立体視が困難となる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の構成によれ
ば、一対のステレオ画像を用いる立体画像表示装置にお
いて、観察者の位置に依存することなく同時に多人数が
同時にしかも前記観察者が移動しても同一の条件で立体
視できる立体画像表示装置を得ることができるため、立
体画像表示装置の実用化並びに用途拡大に大きく寄与す
るものである。

【００７１】また、本発明の立体画像表示装置は、医療
の現場でＸ線写真等を立体的に観察することができるた
めに、患者の治療や、病気の早期発見などに役立つこと
が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における立体画像表示装置の
外観図である。

【図２】本発明の実施例１における立体画像表示装置の
内部構成図である。

【図３】本発明の実施例２における立体画像表示装置の
外観図である。

【図４】本発明の実施例２における立体画像表示装置の
内部構成図である。

【図５】本発明の実施例３における立体画像表示装置の
外観図である。

【図６】本発明の実施例３における立体画像表示装置の
内部構成図である。

【図７】本発明の実施例３における立体画像表示装置に
使用する液晶表示素子の要部断面図である。

【図８】本発明の実施例３における立体画像表示装置に
使用する液晶表示素子の動作説明図である。

【図９】本発明の実施例３における立体画像表示装置に
使用する液晶表示素子の動作説明図である。

【図１０】従来の例の立体画像表示装置の構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 画像表示画面 ２、２ａ、２ｂ ＣＣＤカメラ ３ａ、３ｂ 装着部 ４、４ａ、４ｂ ＬＥＤライト ５ａ、５ｂ ステレオ画像 ６、６ａ、６ｂ レンズ ７ａ、７ｂ 白黒ＣＲＴ ８ ハーフミラー ９ａ、９ｂ 液晶ディスプレイ １０ 鏡 １１ 液晶ディスプレイ １２ａ、１２ｂ バックライト ６０ａ、６０ｂ 覗き穴 ６１ａ、６１ｂ 装着部 ６２ａ、６２ｂ ステレオ画像 １００ ガラス基板 １０１ 透明電極 １０２ 液晶 １０３ 偏光板 １０４、１０５ 配向膜 １０６ 液晶分子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐久間 貞行 神奈川県足柄上郡中井町井ノ口1500番地 テルモ株式会社内 (72)発明者 上條 治彦 神奈川県足柄上郡中井町井ノ口1500番地 テルモ株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 立体画像を構成する右目用、左目用の光
   透過性画像をそれぞれ装着するための一対の装着部と、
   装着された光透過性画像を裏面より照明するための一対
   の照明用図形表示装置と、前記装着部と前記照明用図形
   表示装置の間に位置し前記照明用図形表示装置の表示部
   分を拡大するための一対のレンズ又は凹面鏡と、前記装
   着部に装着された右目用、左目用の光透過性画像を１つ
   に合成するための合成手段と、観察者の顔画像を撮影す
   るための少なくとも１つの撮影装置とを備え、前記一対
   の照明用図形表示装置のそれぞれは、前記撮影装置によ
   って撮影された顔画像から得た図形を表示することによ
   り、前記一対の空間変調素子を照明することを特徴とす
   る立体画像表示装置。
2. 【請求項２】 立体画像を構成する右目用、左目用の画
   像をそれぞれ装着するための装着部と、前記装着部と観
   察者との間に位置する空間変調素子と、前記空間変調素
   子と観察者との間に位置するレンズ又は凹面鏡と、観察
   者の顔画像を撮影するための少なくとも１つの撮影装置
   と、前記装着部に装着された右目用、左目用の画像を１
   つに合成するための合成手段とを備え、前記空間変調素
   子は、前記撮影装置によって撮影された顔画像から得た
   光透過図形、もしくは光遮断図形を表示することによ
   り、前記装着部に装着された画像を選別して観察可能と
   することを特徴とする立体画像表示装置。
3. 【請求項３】 立体画像を構成する右目用、左目用の画
   像をそれぞれ装着するための装着部と、前記装着部に装
   着された右目用、左目用の画像を１つに合成するための
   合成手段と、前記合成された画面と観察者との間に位置
   する液晶表示素子と、前記液晶表示素子の表示部分を拡
   大するための指向性を有するレンズまたは凹面鏡と、観
   察者を撮影するための撮影装置と、前記装着された右目
   用、左目用の画像のそれぞれを互いに直交する偏光を有
   する状態で前記液晶表示素子に入射させる画像偏光化手
   段とを有し、前記液晶表示素子は、前記直交する偏光の
   いずれかと平行な偏光透過特性を有する偏光板を片面に
   備えるとともに、前記液晶表示素子の表示面上における
   前記撮影装置によって撮影された観察者の右顔面もしく
   は左顔面に相当する位置に、特定偏光の光を透過させる
   ための図形を表示させることを特徴とする立体画像表示
   装置。