JPH09311295A - Method and device for stereoscopic image display - Google Patents
Method and device for stereoscopic image displayInfo
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- JPH09311295A JPH09311295A JP8148612A JP14861296A JPH09311295A JP H09311295 A JPH09311295 A JP H09311295A JP 8148612 A JP8148612 A JP 8148612A JP 14861296 A JP14861296 A JP 14861296A JP H09311295 A JPH09311295 A JP H09311295A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は立体画像表示方法及
びそれを用いた立体画像表示装置に関し、特にテレビ、
ビデオ、コンピュータモニタ、ゲームマシンなどにおい
て立体表示を行う際に好適なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stereoscopic image display method and a stereoscopic image display apparatus using the stereoscopic image display method, and more particularly to a television,
It is suitable for stereoscopic display on a video, computer monitor, game machine, or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、立体画像表示装置の方式として、
右眼用と左眼用の視差画像に対して偏光状態を異なら
せ、偏光めがねを用いて左右の視差画像を分離するもの
がある。その偏光の状態を異ならせるために表示ディス
プレイ側に液晶シャッターを設け、表示ディスプレイの
表示画像のフィールド信号に同期させて、偏光状態を切
り替え、偏光めがねをかけた観察者は時分割で片眼づつ
左右画像を分離して立体視を可能にする方式が実用化さ
れている。しかし、この方式では観察者は常に偏光めが
ねをかけねばならず、煩わしいという欠点があった。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of a stereoscopic image display device,
There is one in which the right and left parallax images are made different in polarization state and the left and right parallax images are separated by using polarization glasses. A liquid crystal shutter is provided on the display display side to change the polarization state, and the polarization state is switched in synchronization with the field signal of the display image on the display display. A method of separating left and right images to enable stereoscopic viewing has been put into practical use. However, this method has a drawback that the observer must always wear polarized glasses, which is troublesome.
【0003】それに対して、偏光めがねなど特殊なめが
ねを用いない立体画像表示方法として所謂パララックス
バリア方式やレンチキュラレンズ方式が知られている。
パララックスバリア方式とは例えばディスプレイの前面
にバリアを設け、空間的に左右の眼に入る画像を分離す
るものである。On the other hand, the so-called parallax barrier method and lenticular lens method are known as stereoscopic image display methods that do not use special glasses such as polarized glasses.
The parallax barrier method is, for example, a method in which a barrier is provided in front of a display and spatially separates images that enter the left and right eyes.
【0004】図29は従来のパララックスバリア方式の説
明斜視図である。バックライト10で照明された液晶ディ
スプレイ6 の観察者側に図のような縦ストライプ状の開
口Kを有するバリアB を設け、バリアB により観察者の
右眼・左眼から各々見られる画素を制限して右視差画像
の画素Ri・左視差画像の画素Liが各眼に分離して観察で
きるようにしたものである。FIG. 29 is an explanatory perspective view of a conventional parallax barrier system. On the viewer side of the liquid crystal display 6 illuminated by the backlight 10, a barrier B having a vertical stripe-shaped opening K is provided as shown in the figure, and the barrier B limits the pixels that can be seen from the right and left eyes of the viewer. Then, the pixel R i of the right parallax image and the pixel L i of the left parallax image are separately observed for each eye.
【0005】図30は従来のパララックスバリア方式の原
理説明図である。図30はこの方式を観察者の頭上方向か
ら見た断面図である。6 は液晶ディスプレイであり、液
晶の表示画素部1 は2 枚のガラス基板5 の間に形成して
いる。10は表面に反射材を形成した透明な導光体10a と
蛍光灯などの光源10b からなるバックライトである。液
晶ディスプレイ6 の観察者側には、表示画素部1 の水平
方向の2 画素に対して1 つの縦ストライプ状の開口K を
対応させたバリアB を表示画素部1 から所定の距離をお
いて設けており、観察者は最適な観察距離から開口K を
通して表示画素部1 を観察する。FIG. 30 is a diagram for explaining the principle of the conventional parallax barrier system. FIG. 30 is a cross-sectional view of this system as viewed from above the observer's head. Reference numeral 6 denotes a liquid crystal display, and the liquid crystal display pixel portion 1 is formed between two glass substrates 5. Reference numeral 10 is a backlight composed of a transparent light guide body 10a having a reflective material formed on its surface and a light source 10b such as a fluorescent lamp. On the viewer side of the liquid crystal display 6, a barrier B is provided at a predetermined distance from the display pixel unit 1 in which one vertical stripe-shaped opening K corresponds to two horizontal pixels of the display pixel unit 1. Therefore, the observer observes the display pixel portion 1 through the opening K from the optimum observation distance.
【0006】液晶ディスプレイ6 に表示する画像は、右
眼用の視差画像R と左眼用の視差画像L を夫々多数の縦
ストライプ状のストライプ画素Ri及びLiに分割し、それ
らを画面の端から例えばR1L2R3L4R5L6・・・・(又はL1R2L3
R4L5R6・・・・)と交互に並べて形成した縦ストライプ画像
である。The image displayed on the liquid crystal display 6 is obtained by dividing the parallax image R for the right eye and the parallax image L for the left eye into a large number of vertical stripe-shaped stripe pixels R i and L i , respectively. From the end, for example, R 1 L 2 R 3 L 4 R 5 L 6 ... (or L 1 R 2 L 3
R 4 L 5 R 6 ···) is a vertical stripe image formed alternately.
【0007】表示画素部1 には図示のようにバリアB の
一つの開口K に対応して右眼用縦ストライプ画素Ri、左
眼用縦ストライプ画素Liが対となるよう交互に配置して
おり、バリアB の開口K により観察者の右眼ERには右眼
ストライプ画素Riのみ、左眼ELには左眼ストライプ画素
Liのみを観察できるようにして、右眼ERでは右視差画像
のみを、また左眼ELでは左視差画像のみを視認して立体
視が可能となる。In the display pixel portion 1, as shown in the figure, the right-eye vertical stripe pixels R i and the left-eye vertical stripe pixels L i are alternately arranged so as to correspond to one opening K of the barrier B. Due to the opening K of the barrier B, only the right eye stripe pixel R i is in the observer's right eye E R , and the left eye stripe pixel is in the left eye E L.
By making it possible to observe only L i, stereoscopic viewing is possible by visually recognizing only the right parallax image with the right eye E R and only the left parallax image with the left eye E L.
【0008】図30(B) はこのパララックスバリア方式の
別方式であり、バリアB を観察者側から見て液晶ディス
プレイ6 の背面に配置し、バリアB の開口K を透過する
光を介して液晶ディスプレイ6 の表示画素部1 を観察す
ることによりその開口K と観察者の眼を結ぶ線上の表示
画素部のみを観察する方式である。この方式でも液晶デ
ィスプレイ6 の観察者側にバリアB を置いた場合と同様
に立体視することができる。以下、この方式をリアバリ
ア方式と呼び、前の方式をフロントバリア方式と呼ぶ。FIG. 30 (B) shows another method of this parallax barrier method, in which the barrier B is arranged on the back surface of the liquid crystal display 6 when viewed from the observer side, and the light passing through the opening K of the barrier B is used. By observing the display pixel section 1 of the liquid crystal display 6, only the display pixel section on the line connecting the opening K and the observer's eye is observed. Even in this method, stereoscopic viewing can be performed as in the case where the barrier B is placed on the viewer side of the liquid crystal display 6. Hereinafter, this method is called a rear barrier method, and the previous method is called a front barrier method.
【0009】これらのパララックスバリア方式の立体画
像表示方法は、少なくとも面光源と透過型のディスプレ
イデバイスと複数の開口部を形成したバリア (マスクパ
ターン) を有し、右眼用の視差画像と左眼用の視差画像
の夫々をストライプ状に分割して得た右ストライプ画素
と左ストライプ画素を所定の順序で交互に並べて1つの
画像としたストライプ画像を該ディスプレイデバイスに
表示し、該マスクパターンの開口部と該ストライプ画素
の空間的関係により該面光源から射出し該開口部と該左
又は右のストライプ画素を透過する光束を夫々異なる領
域に分離して立体画像を視認せしめる立体画像表示方法
である。These parallax barrier stereoscopic image display methods have at least a surface light source, a transmissive display device, and a barrier (mask pattern) having a plurality of openings, and a parallax image for the right eye and a left eye. The right stripe pixels and the left stripe pixels obtained by dividing each of the parallax images for the eye into stripes are alternately arranged in a predetermined order to display one stripe image on the display device, and the mask image of the mask pattern is displayed. A stereoscopic image display method in which a light flux emitted from the surface light source and transmitted through the opening and the left or right stripe pixel is separated into different regions to visually recognize a stereoscopic image due to a spatial relationship between the opening and the stripe pixel. is there.
【0010】これらの方式は、左右の視差画像を夫々ス
トライプ状のストライプ画素Ri及びLiに分割し、それら
を交互に並べて1 つの画像としたストライプ画像を合成
し、表示しなければならない。そのためこの従来の立体
画像表示装置の解像度は少なくとも1/2 に低下してしま
うという問題があった。In these systems, the left and right parallax images must be divided into stripe-shaped stripe pixels R i and L i , respectively, and these must be alternately arranged to compose a single stripe image for display. Therefore, there is a problem that the resolution of this conventional stereoscopic image display device is reduced to at least 1/2.
【0011】さらにこれらの方式では、通常の2 次元画
像と立体画像とを切り替えて表示したり、混在させて表
示したりすることが困難であった。Further, with these methods, it has been difficult to switch and display a normal two-dimensional image and a stereoscopic image, or to display them in a mixed manner.
【0012】特開平5-284542号公報ではこうした問題を
解決した立体画像表示装置を開示している。図31は上記
の特開平5-284542号公報に開示されている立体画像表示
装置の基本構成図である。この装置は、マトリクス型面
光源102 とレンチキュラーシート103 から構成される光
指向性切替装置101 と高分子分散型液晶(PDLC)セルか
らなる透過率制御素子115 及び透過型表示装置104 とか
ら構成されている。Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 5-284542 discloses a stereoscopic image display device that solves these problems. FIG. 31 is a basic configuration diagram of the stereoscopic image display device disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 5-284542. This device is composed of a light directivity switching device 101 composed of a matrix type surface light source 102 and a lenticular sheet 103, a transmittance control element 115 composed of a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) cell, and a transmissive display device 104. ing.
【0013】そして透過型表示装置104 の3 次元画像を
表示する領域に対応する透過率制御素子115 の領域は透
明状態とし、右眼用のストライプ状の光源(図31(B) の
102R)が点灯している時はこれに同期して右眼用の視差
画像(図31(C) の104R)を奇数フレームで透過型表示装
置104 の3 次元画像を表示する領域に表示し、左眼用の
ストライプ状の光源(図31(B) の102L)が点灯している
時はこれに同期して左眼用の視差画像(図31(C) の104
L)を偶数フレームで透過型表示装置104 の3 次元画像
を表示する領域に表示する。Then, the area of the transmittance control element 115 corresponding to the area for displaying the three-dimensional image of the transmissive display device 104 is set to a transparent state, and a stripe-shaped light source for the right eye (see FIG. 31 (B)).
102R) is lit, the parallax image for the right eye (104R in FIG. 31 (C)) is displayed in the odd-numbered frame in the 3D image display area of the transmissive display device 104 in synchronization with this. When the striped light source for the left eye (102L in Fig. 31 (B)) is lit, the parallax image for the left eye (104 in Fig. 31 (C) is synchronized with this.
L) is displayed in even-numbered frames in the area for displaying the three-dimensional image of the transmissive display device 104.
【0014】以上の動作により視差画像の各画素を偶数
フレームと奇数フレームに応じて全て表示するので、画
素の分割を行う必要がなく解像度の低下のない立体画像
の表示を実現している。そして、透過型表示装置104 の
2 次元画像を表示する領域に対応する透過率制御素子11
5 の領域は散乱状態になり、右眼用・左眼用のストライ
プ状の光源の点灯に応じて偶数フレーム・奇数フレーム
とも同じ2 次元画像104Sを表示する。By the above operation, all the pixels of the parallax image are displayed in accordance with the even frames and the odd frames, so that it is not necessary to divide the pixels, and the display of the stereoscopic image without the deterioration of the resolution is realized. Then, the transmissive display device 104
Transmittance control element 11 corresponding to the area for displaying a two-dimensional image
Area 5 is in a scattered state, and the same two-dimensional image 104S is displayed for both even and odd frames according to the lighting of the striped light source for the right eye and the left eye.
【0015】図32は上記の立体画像表示装置の具体的構
成図である。マトリクス状光源1 02は平面状光源105 と
第1 の偏光板106 と光指向性切り替え用ツイストネマチ
ック型液晶セル107 とで構成され、該マトリクス状光源
102 とレンチキュラーシート103 とで光指向性切り替え
装置101 を構成している。更に透過率制御素子115 は高
分子分散型液晶(PDLC)セル116 と第2 の偏光板108 に
よって構成され、マトリクス状に光透過率を制御する。
また、透過型表示装置104 は表示用ツイストネマチック
型液晶セル109 及び第3 の偏光板110 とで構成されてい
る。FIG. 32 is a concrete configuration diagram of the stereoscopic image display device. The matrix light source 102 comprises a flat light source 105, a first polarizing plate 106, and a twisted nematic liquid crystal cell 107 for switching the light directivity.
The light directivity switching device 101 is composed of the 102 and the lenticular sheet 103. Further, the transmittance control element 115 is composed of a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) cell 116 and a second polarizing plate 108, and controls the light transmittance in a matrix.
The transmissive display device 104 includes a display twisted nematic liquid crystal cell 109 and a third polarizing plate 110.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】従来のレンチキュラ方
式やパララックスバリア方式の立体画像表示装置で通常
の2 次元画像を表示する際、そのまま表示すると縦スト
ライプ状の画素が交互に右眼と左眼で観察されるので、
細かい文字やパターンを表示したとき、非常に見難くい
表示となる欠点があった。When displaying a normal two-dimensional image on a conventional lenticular type or parallax barrier type stereoscopic image display device, when it is displayed as it is, vertical stripe pixels alternate between the right eye and the left eye. Will be observed in
When displaying fine characters and patterns, there was a drawback that the display was very difficult to see.
【0017】また、それを改善するために、右眼用画像
と左眼用画像に同じ画像を入れ、縦ストライプ状に対で
配置すると右眼・左眼には同じ画像が観察されるので、
見易くはなるが、解像度は通常の2 次元画像の1/2 に落
ちてしまう。Further, in order to improve it, if the same image is put in the image for the right eye and the image for the left eye and arranged in pairs in a vertical stripe pattern, the same image is observed in the right eye and the left eye.
Although it is easier to see, the resolution drops to half that of a normal 2D image.
【0018】又、従来の縦レンチキュラ方式やパララッ
クス・バリア方式の立体画像表示装置では立体画像表示
の最適観察位置から観察者がずれると、液晶ディスプレ
イの画素間を区切るブラックマトリクスとバリアとのモ
アレが生じ、黒い縞や光量むらが見えてしまい通常の2
次元画像表示装置として満足できるものではなかった。Further, in the conventional vertical lenticular type or parallax barrier type stereoscopic image display device, when the observer deviates from the optimum observation position for stereoscopic image display, the moire between the black matrix and the barrier separating the pixels of the liquid crystal display. Occurs, and black stripes and uneven light intensity are visible, and the normal 2
It was not satisfactory as a three-dimensional image display device.
【0019】また、特開平5-284542号公報に開示されて
いる立体画像表示装置においては、光束が第2 の偏光板
108 を通過するまで互いに直交する偏光光の右眼用・左
眼用のストライプ状の光束が到達する。この為、高分子
分散型液晶(PDLC)セル116の透明部と非透明部との境
界においては、非透明部で入射偏光光の偏光状態や進行
方向が保存されないためにクロストークとして透明部の
方へ光が漏れ込んでくる。即ち、2 次元画像と3 次元画
像とを混在・表示した時、2 次元画像表示部と3 次元画
像表示部との境界において画像のクロストークを生じて
しまう。Further, in the stereoscopic image display device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-284542, a polarizing plate in which the luminous flux is the second polarizing plate
Striped light beams for the right eye and the left eye, which are polarized lights orthogonal to each other, reach until they pass 108. Therefore, at the boundary between the transparent part and the non-transparent part of the polymer dispersed liquid crystal (PDLC) cell 116, the polarization state and the traveling direction of the incident polarized light are not preserved in the non-transparent part, so that crosstalk of the transparent part occurs. Light leaks toward you. That is, when a 2D image and a 3D image are mixed and displayed, image crosstalk occurs at the boundary between the 2D image display part and the 3D image display part.
【0020】加えて、この従来例に示す様な右眼用の視
差画像と左眼用の視差画像を時分割で表示することによ
り立体視する方法では、フリッカの発生を解決する為に
視差画像の切替を高速で行わなければならず、光指向性
切り替え用ツイストネマチック型液晶セル107 及び表示
用ツイストネマチック型液晶セル 109として高速表示の
できる表示デバイスが必要であるという問題があった。In addition, in the method of stereoscopic viewing by displaying the parallax image for the right eye and the parallax image for the left eye in a time-division manner as shown in this conventional example, the parallax image in order to solve the occurrence of flicker. However, there is a problem that a display device capable of high-speed display is required as the twisted nematic liquid crystal cell 107 for switching the light directivity and the twisted nematic liquid crystal cell 109 for display.
【0021】更に、右眼用・左眼用のストライプ状の光
源を交互に点灯する為に、第1 の偏光板106 と光指向性
切り替え用ツイストネマチック型液晶セル107 で構成し
た偏光制御素子が必要であり、これらの素子による透過
率の低下により表示画像の輝度の低下を生じるという問
題があった。Further, in order to alternately turn on the striped light sources for the right eye and the left eye, a polarization control element composed of the first polarizing plate 106 and the twisted nematic liquid crystal cell 107 for switching the light directivity is provided. However, there is a problem in that the luminance of the display image is reduced due to the reduction of the transmittance due to these elements.
【0022】本発明の目的は、表示速度(フレーム周波
数)が遅いディスプレイデバイスを用いてもフリッカー
の発生がなく、簡易な構成によりストライプ画像(立体
画像)と2 次元画像を切り替えて表示したり、立体画像
と2 次元画像とを混在して表示することができ、ストラ
イプ画像表示時には特に上下方向に広い立体視領域で画
面全体にわたって一様に左右のストライプ画素を分離し
て立体画像として観察することができ、2 次元画像表示
時には解像度の低下が無く、表面反射やモアレ縞が少な
くて見えの良い立体画像表示方法及びそれを用いた立体
画像表示装置の提供である。An object of the present invention is to prevent flicker even when a display device having a low display speed (frame frequency) is used, and to switch between a striped image (stereoscopic image) and a two-dimensional image with a simple structure for display. A stereoscopic image and a two-dimensional image can be displayed together, and when displaying a stripe image, the left and right stripe pixels are evenly separated over the entire screen in a vertically wide stereoscopic viewing area to observe as a stereoscopic image. The present invention provides a stereoscopic image display method and a stereoscopic image display device using the same, which does not reduce the resolution when displaying a two-dimensional image and has a small amount of surface reflections and moire fringes and which is easy to see.
【0023】更なる目的は、 (1−1) 観察位置の制限や画面の光量変化等が少な
い。 (1−2) ストライプ画像(立体画像)と2 次元画像
を切り替えて表示する際、2 次元画像の表示領域とスト
ライプ画像の表示可能な領域の明るさを同程度に保つこ
とができ、通常の画像表示装置と同様に使うことができ
る。 (1−3) 立体視の可能な領域が広く、観察者の眼が
立体視の最適位置からずれても立体像を視認することが
できる。Further objects are: (1-1) Limitation of the observation position and change in the light quantity on the screen are small. (1-2) When the stripe image (stereoscopic image) and the two-dimensional image are switched and displayed, the brightness of the display area of the two-dimensional image and the displayable area of the stripe image can be maintained at the same level. It can be used similarly to an image display device. (1-3) There is a wide stereoscopic viewable area, and a stereoscopic image can be visually recognized even if the observer's eyes deviate from the optimum stereoscopic position.
【0024】(1−4) 観察者の眼が立体視の最適位
置からずれてもモアレや光量むらの発生が少ない。 (1−5) ストライプ画像表示時のマスクパターンの
開口部の上下方向ピッチをディスプレイデバイスの横ス
トライプ画素の上下方向のピッチよりもわずかに大きく
することで、観察者は所定の高さの観察位置で画面全体
にわたって一様に左右の視差画像を分離して立体画像を
見ることができる。(1-4) Even if the observer's eyes deviate from the optimum position for stereoscopic vision, the occurrence of moire and uneven light amount is small. (1-5) By setting the vertical pitch of the openings of the mask pattern at the time of displaying the stripe image to be slightly larger than the vertical pitch of the horizontal stripe pixels of the display device, the observer can observe at a predetermined height. The left and right parallax images can be evenly separated over the entire screen to view a stereoscopic image.
【0025】(1−6) ストライプ画像を部分的に2 次
元画像と混在表示する際、その境界に黒枠部分を設け、
該黒枠部分に現在の表示状態を示すことにより、観察者
が誤って異なる表示状態で見続けることを防止できる。
等の少なくとも1 つの効果を有する立体画像表示方法及
びそれを用いた立体画像表示装置の提供である。(1-6) When a stripe image is partially displayed together with a two-dimensional image, a black frame portion is provided at the boundary,
By displaying the current display state in the black frame portion, it is possible to prevent the observer from accidentally continuing to view in a different display state.
And a stereoscopic image display device using the stereoscopic image display method having at least one effect.
【0026】[0026]
【課題を解決するための手段】本発明の立体画像表示方
法は、 (2−1) マスクパターンの開口部を介して光束を射
出させる光源手段と、水平方向と垂直方向とで光学作用
の異なるマイクロ光学素子と、透過型のディスプレイデ
バイスとを有し、該ディスプレイデバイスに右眼用の視
差画像と左眼用の視差画像の夫々を多数のストライプ状
の画素に分割して得た右ストライプ画素と左ストライプ
画素を所定の順序で交互に並べて1 つの画像としたスト
ライプ画像を表示し、該光源手段より射出する光束に該
マイクロ光学素子で指向性を与えて該ストライプ画像を
照射し、該光束を少なくとも2 つの領域に分離させて該
ストライプ画像を立体画像として観察者に視認せしめる
立体画像表示方法において、該マイクロ光学素子は該光
源手段の開口部上の1 点より射出する光束を水平断面で
は略平行光束に、垂直断面では該ディスプレイデバイス
上に略集光する集光光束に変換し、該光源手段を夫々異
なった部分マスクパターンを形成した複数のマスク基板
を面光源で照明するように構成し、複数のマスク基板の
相互の相対位置を制御することにより該複数のマスク基
板を重ねて得られるマスクパターンを変化させること等
を特徴としている。According to the stereoscopic image display method of the present invention, (2-1) the light source means for emitting a light beam through the opening of the mask pattern and the optical action are different in the horizontal and vertical directions. A micro-optical element and a transmissive display device, and a right stripe pixel obtained by dividing the parallax image for the right eye and the parallax image for the left eye into a large number of stripe-shaped pixels on the display device. And a left stripe pixel are alternately arranged in a predetermined order to display a stripe image as one image, and the micro-optical element directs the light beam emitted from the light source means to illuminate the stripe image, In a stereoscopic image display method in which the stripe image is divided into at least two regions to allow the observer to visually recognize the stripe image as a stereoscopic image, A light beam emitted from one point above is converted into a substantially parallel light beam in the horizontal cross section, and into a condensed light beam that is substantially condensed on the display device in the vertical cross section, and the light source means are formed into a plurality of partial mask patterns each having a different partial mask pattern. Of the mask substrate is illuminated by a surface light source, and the relative positions of the plurality of mask substrates are controlled to change the mask pattern obtained by stacking the plurality of mask substrates.
【0027】特に、 (2−1−1) 前記複数のマスク基板を第1 の相対位
置にして市松状の開口部と遮光部より成るマスクパター
ンを形成し、その時、前記ディスプレイデバイスに前記
右眼用の視差画像と前記左眼用の視差画像の夫々を多数
の横ストライプ状の画素に分割して得た右ストライプ画
素と左ストライプ画素を所定の順序で交互に上下方向に
並べて1 つの画像とした横ストライプ画像を表示し、該
複数のマスク基板を第2 の相対位置にして開口部が一様
に分布したマスクパターンを形成し、その時、該ディス
プレイデバイスに2 次元画像を表示して、該2 次元画像
の各画素を照明する光束を該観察者の両眼に入射せしめ
る。 (2−1−2) 前記複数のマスク基板に夫々形成する
部分マスクパターンは夫々所定の形状の開口部以外の領
域に斜線ストライプ状の開口部を形成している。 (2−1−3) 前記複数のマスク基板に夫々形成する
前記部分マスクパターンは前記マスクパターンを形成す
る際に互いに重複する遮光部分を有している。 (2−1−4) 前記複数のマスク基板の相対位置の変
化により前記マスクパターンはその一部の領域でのみパ
ターンが変化し、この領域に対応する前記ディスプレイ
デバイスの領域に2 次元画像又は前記ストライプ画像を
表示し、該複数のマスク基板の相対位置の変化により該
マスクパターンのそれ以外の領域ではパターンは実質的
に変化せず、この領域に対応する該ディスプレイデバイ
スの領域に2 次元画像又はストライプ画像のいずれか一
方を常に表示する。 (2−1−5) 前記複数のマスク基板を2 枚の透明基
板から構成し、各々の部分マスクパターンを形成した面
を所定の間隙を保って対向させて配置し、該複数のマス
ク基板を移動手段により水平または垂直方向に相対的に
移動・制御する。 (2−1−6) 前記移動手段と連動して前記ディスプ
レイデバイスの表示状態を表示する表示器を有する。こ
と等を特徴としている。In particular, (2-1-1) the plurality of mask substrates are set to a first relative position to form a mask pattern composed of a checkered opening and a light-shielding portion, and at that time, the right eye is displayed on the display device. Each of the parallax image for the left eye and the parallax image for the left eye is divided into a number of horizontal stripe pixels, and the right stripe pixel and the left stripe pixel are alternately arranged in a predetermined order in the vertical direction to form one image. A horizontal stripe image is displayed, and a plurality of mask substrates are placed at a second relative position to form a mask pattern in which openings are uniformly distributed. At that time, a two-dimensional image is displayed on the display device and the mask pattern is displayed. A light beam that illuminates each pixel of a two-dimensional image is made incident on both eyes of the observer. (2-1-2) Each of the partial mask patterns formed on each of the plurality of mask substrates has an oblique stripe-shaped opening formed in a region other than the opening having a predetermined shape. (2-1-3) Each of the partial mask patterns formed on each of the plurality of mask substrates has a light-shielding portion that overlaps with each other when the mask pattern is formed. (2-1-4) The pattern of the mask pattern changes only in a partial area thereof due to changes in relative positions of the plurality of mask substrates, and a two-dimensional image or the area in the display device corresponding to the area changes. A stripe image is displayed, and the pattern does not substantially change in other regions of the mask pattern due to changes in the relative positions of the plurality of mask substrates, and a two-dimensional image or a two-dimensional image is displayed in the region of the display device corresponding to this region. Always display one of the striped images. (2-1-5) The plurality of mask substrates are composed of two transparent substrates, and the surfaces on which the respective partial mask patterns are formed are arranged to face each other with a predetermined gap therebetween. The moving means relatively moves / controls in the horizontal or vertical direction. (2-1-6) The display device has a display device for displaying a display state of the display device in association with the moving means. It is characterized by
【0028】更に、本発明の立体画像表示方法は、 (2−2) マスクパターンの開口部を介して光束を射
出させる光源手段と、水平方向と垂直方向とで光学作用
の異なるマイクロ光学素子と、透過型のディスプレイデ
バイスとを有し、該ディスプレイデバイスに右眼用の視
差画像と左眼用の視差画像の夫々を多数のストライプ状
の画素に分割して得た右ストライプ画素と左ストライプ
画素を所定の順序で交互に並べて1 つの画像としたスト
ライプ画像を表示し、該光源手段より射出する光束に該
マイクロ光学素子で指向性を与えて該ストライプ画像を
照射し、該光束を少なくとも2 つの領域に分離させて該
ストライプ画像を立体画像として観察者に視認せしめる
立体画像表示方法において、該マイクロ光学素子は該光
源手段の開口部上の1 点より射出する光束を水平断面で
は略平行光束に、垂直断面では該ディスプレイデバイス
上に略集光する集光光束に変換し、該マスクパターンと
該ディスプレイデバイスとの間に透過光の方向を制御す
る光指向性制御素子を設けた。 (2−2−1) 前記マスクパターンは市松状の開口部
と遮光部とから成り、前記光指向性制御素子をその透過
光の方向が変化しないように制御する時、前記ディスプ
レイデバイスに前記右眼用の視差画像と前記左眼用の視
差画像の夫々を多数の横ストライプ状の画素に分割して
得た右ストライプ画素と左ストライプ画素を所定の順序
で交互に上下方向に並べて1 つの画像とした横ストライ
プ画像を表示し、該光指向性制御素子をその透過光の方
向がランダムに変化するように制御する時、該ディスプ
レイデバイスに2 次元画像を表示する。 (2−2−2) 前記横ストライプ画像を構成する左右
の横ストライプ画素を前記ディスプレイデバイスの1 走
査線毎に表示する。 (2−2−3) 前記光指向性制御素子は全領域でこれ
を透過する光の方向が制御でき、該光の方向の制御状態
に応じて2 次元画像又はストライプ画像を表示する。 (2−2−4) 前記光指向性制御素子はその一部の領
域でのみこれを透過する光の方向が制御でき、この領域
に対応する前記ディスプレイデバイスの領域に該光の方
向の制御状態に応じて2 次元画像又はストライプ画像を
表示し、該光指向性制御素子のそれ以外の領域に対応す
る該ディスプレイデバイスの領域に2 次元画像又はスト
ライプ画像のいずれか一方を常に表示する。 (2−2−5) 前記光指向性制御素子の前記2 つの領
域に対応する前記ディスプレイデバイスの2 つの領域の
境界部分に所定の幅の画像枠を表示する。 (2−2−6) 前記光指向性制御手段を高分子分散型
液晶セルを用いて構成している。 (2−2−7) 前記光源手段はマスク基板の上に形成
した前記マスクパターンを面光源で照明するように構成
し、前記光指向性制御素子を前記マイクロ光学素子と前
記ディスプレイデバイスとの間に設けた。 (2−2−8) 基板状の前記高分子分散型液晶セルの
上に前記マスクパターンを形成し、該マスクパターンを
形成した面を面光源の光射出面に対向させて配置し、前
記光源手段を該面光源が該マスクパターンを照明するよ
うに構成する。こと等を特徴としている。Further, according to the three-dimensional image display method of the present invention, (2-2) a light source means for emitting a light beam through the opening of the mask pattern, and a micro optical element having different optical functions in the horizontal and vertical directions. A transmissive display device, and a right stripe pixel and a left stripe pixel obtained by dividing the parallax image for the right eye and the parallax image for the left eye into a large number of stripe-shaped pixels on the display device. Are arranged in a predetermined order alternately to display a stripe image as one image, the micro-optical element directs the light beam emitted from the light source means to irradiate the stripe image, and at least two of the light beams are emitted. In a stereoscopic image display method in which the stripe image is divided into regions and made visible to an observer as a stereoscopic image, the micro-optical element is a single point on the opening of the light source means. The emitted light beam is converted into a substantially parallel light beam in the horizontal section, and into a condensed light beam that is substantially condensed on the display device in the vertical section, and the direction of the transmitted light is controlled between the mask pattern and the display device. A light directivity control element was provided. (2-2-1) The mask pattern includes a checkerboard-shaped opening and a light-shielding portion, and when the light directivity control element is controlled so that the direction of transmitted light does not change, the display device displays the right portion. A parallax image for the eye and a parallax image for the left eye, each of which is divided into a number of horizontal stripe-shaped pixels, to obtain a right stripe pixel and a left stripe pixel, which are alternately arranged in a predetermined order in the vertical direction to form a single image. A horizontal stripe image is displayed, and a two-dimensional image is displayed on the display device when the light directivity control element is controlled so that the direction of the transmitted light changes randomly. (2-2-2) Left and right horizontal stripe pixels forming the horizontal stripe image are displayed for each scanning line of the display device. (2-2-3) The light directivity control element can control the direction of light passing through it in the entire area, and displays a two-dimensional image or a stripe image according to the control state of the light direction. (2-2-4) The light directivity control element can control the direction of light passing therethrough only in a part of the area, and the control state of the light direction in the area of the display device corresponding to this area. A two-dimensional image or a striped image is displayed in accordance with the above, and either the two-dimensional image or the striped image is always displayed in the area of the display device corresponding to the other area of the light directivity control element. (2-2-5) An image frame having a predetermined width is displayed at the boundary between the two regions of the display device corresponding to the two regions of the light directivity control element. (2-2-6) The light directivity control means is constituted by using a polymer dispersion type liquid crystal cell. (2-2-7) The light source means is configured to illuminate the mask pattern formed on the mask substrate with a surface light source, and the light directivity control element is provided between the micro optical element and the display device. Set up in. (2-2-8) The mask pattern is formed on the substrate-shaped polymer-dispersed liquid crystal cell, and the surface on which the mask pattern is formed is arranged so as to face the light emission surface of the surface light source. Means are arranged such that the surface light source illuminates the mask pattern. It is characterized by
【0029】更に、本発明の立体画像表示方法は、 (2−3) マスクパターンの開口部を介して光束を射
出させる光源手段と、水平方向と垂直方向とで光学作用
の異なるマイクロ光学素子と、透過型のディスプレイデ
バイスとを有し、該ディスプレイデバイスに右眼用の視
差画像と左眼用の視差画像の夫々を多数のストライプ状
の画素に分割して得た右ストライプ画素と左ストライプ
画素を所定の順序で交互に並べて1 つの画像としたスト
ライプ画像を表示し、該光源手段より射出する光束に該
マイクロ光学素子で指向性を与えて該ストライプ画像を
照射し、該光束を少なくとも2 つの領域に分離させて該
ストライプ画像を立体画像として観察者に視認せしめる
立体画像表示方法において、該マイクロ光学素子は該光
源手段の開口部上の1 点より射出する光束を水平断面で
は略平行光束に、垂直断面では該ディスプレイデバイス
上に略集光する集光光束に変換し、該マスクパターンと
該ディスプレイデバイスとの間の光路中に透過光の光拡
散特性を制御する拡散特性制御素子の一部を設けている
こと等を特徴としている。Further, according to the stereoscopic image display method of the present invention, (2-3) a light source means for emitting a light beam through the opening of the mask pattern, and a micro optical element having different optical functions in the horizontal direction and the vertical direction. A transmissive display device, and a right stripe pixel and a left stripe pixel obtained by dividing the parallax image for the right eye and the parallax image for the left eye into a large number of stripe-shaped pixels on the display device. Are arranged in a predetermined order alternately to display a stripe image as one image, the micro-optical element directs the light beam emitted from the light source means to irradiate the stripe image, and at least two of the light beams are emitted. In a stereoscopic image display method in which the stripe image is divided into regions and made visible to an observer as a stereoscopic image, the micro-optical element is a single point on the opening of the light source means. Of the transmitted light is converted into a substantially parallel light beam in the horizontal cross section and a condensed light beam that is substantially condensed on the display device in the vertical cross section, and the light transmitted through the optical path between the mask pattern and the display device. It is characterized in that a part of the diffusion characteristic control element for controlling the diffusion characteristic is provided.
【0030】特に、 (2−3−1) 前記光源手段を市松状の開口部と遮光
部より成るマスクパターンを形成したマスク基板を面光
源で照明するように構成し、前記拡散特性制御素子は透
過光を拡散させない透明な制御領域と少なくとも一部の
領域は透過光を拡散させる拡散部を備えた制御領域を有
し、光路中に該透明な制御領域を設置する時、前記ディ
スプレイデバイスに前記右眼用の視差画像と前記左眼用
の視差画像の夫々を多数の横ストライプ状の画素に分割
して得た右ストライプ画素と左ストライプ画素を所定の
順序で交互に上下方向に並べて1 つの画像とした横スト
ライプ画像を表示し、光路中に該拡散部を備えた制御領
域を設置する時、該拡散部の領域に対応する該ディスプ
レイデバイスの領域に2 次元画像を表示する。 (2−3−2) 前記横ストライプ画像を構成する左右
の横ストライプ画素を前記ディスプレイデバイスの1 走
査線毎に表示する。 (2−3−3) 前記拡散特性制御素子は全領域が拡散
部より成る制御領域を有する。 (2−3−4) 前記拡散特性制御素子は一部の領域に
透過光を拡散させる拡散部を備えた制御領域を有し、該
一部の領域に対応する前記ディスプレイデバイスの領域
は光路中に設置する該制御領域又は前記透明な制御領域
に応じて2 次元画像又はストライプ画像を表示し、該制
御領域のそれ以外の領域に対応する該ディスプレイデバ
イスの領域にストライプ画像を常に表示する。 (2−3−5) 前記拡散特性制御素子の前記2 つの領
域に対応する前記ディスプレイデバイスの2つの領域の
境界部分に所定の幅の画像枠を表示する。 (2−3−6) 前記拡散特性制御素子を回転機構に保
持して配置している。 (2−3−7) エンドレスベルト上に前記複数の制御
領域を形成して前記拡散特性制御素子を構成し、該拡散
特性制御素子を前記面光源と前記マスク基板の間及び前
記マイクロ光学素子と前記ディスプレイデバイスの間を
巡るように配置し、回転機構により該複数の制御領域の
1 つを選択して光路中に設定する。 (2−3−8) 前記マイクロ光学素子は垂直方向に長
い縦シリンドリカルレンズを水平方向に多数並べて成る
縦シリンドリカルレンズアレイ又は垂直方向と水平方向
に異なる焦点距離を持つトーリックレンズを垂直、水平
方向に2 次元的に配置して成るトーリックレンズアレイ
を有し、該縦シリンドリカルレンズアレイ又は該トーリ
ックレンズアレイの水平方向のピッチP4X が前記市松状
の開口部と遮光部より成るマスクパターンの水平方向の
一対の開口部・遮光部からなるピッチP8X に対応し、該
ピッチP8X よりも僅かに小さい。 (2−3−9) 前記縦シリンドリカルレンズアレイ又
は前記トーリックレンズアレイと予め定められた所定の
観察者の位置との距離をL0 、該縦シリンドリカルレン
ズアレイ又は該トーリックレンズアレイと前記マスクパ
ターン若しくは前記発光パターンとの距離をd1 とする
とき、前記の諸元P4X ,P8Xと該L0 ,d1とが L0 : (L0+d1) = P4X : P8X なる関係を満足している。 (2−3−10) 前記マイクロ光学素子は水平方向に
長い横シリンドリカルレンズを垂直方向に多数並べて成
る横シリンドリカルレンズアレイ又は垂直方向と水平方
向に異なる焦点距離を持つトーリックレンズを垂直、水
平方向に2 次元的に配置して成るトーリックレンズアレ
イを有し、該横シリンドリカルレンズアレイ又は該トー
リックレンズアレイの垂直方向のピッチをVL、前記ディ
スプレイデバイスに表示する前記ストライプ画素の垂直
方向のピッチをVd、前記市松状の開口部と遮光部より成
るマスクパターンの開口部の垂直方向のピッチをVm、該
ディスプレイデバイスと該横シリンドリカルレンズアレ
イ又は該トーリックレンズアレイとの距離をL1、該横シ
リンドリカルレンズアレイ又は該トーリックレンズアレ
イと該マスクパターンとの距離をL2、該横シリンドリカ
ルレンズアレイを構成する横シリンドリカルレンズ又は
該トーリックレンズアレイを構成するトーリックレンズ
の垂直断面内の焦点距離をfvとするとき、これらの諸元
が Vd:Vm=L1:L2 Vd:VL=(L1+L2)/2 :L2 1/fv= 1/L1+1/L2 なる関係を満足している。 (2−3−11) 前記ディスプレイデバイスから観察
者までの予め設定された距離をL として、 前記の諸元
Vd、Vm、L1、L2と該L とが、 Vd:Vm= L:(L+L1+L2) なる関係を満足している。 (2−3−12) 前記マイクロ光学素子は縦シリンド
リカルレンズアレイ及び横シリンドリカルレンズアレイ
を有する。 (2−3−13) 前記マイクロ光学素子は垂直方向と
水平方向に異なる焦点距離を持ったトーリックレンズを
垂直、水平方向に2 次元的に配置して成るトーリックレ
ンズアレイを有する。 こと等を特徴としている。In particular (2-3-1), the light source means is configured to illuminate a mask substrate on which a mask pattern having checkered openings and light-shielding portions is formed, with a surface light source, and the diffusion characteristic control element is A transparent control region that does not diffuse transmitted light and at least a part of the region have a control region that includes a diffusion unit that diffuses transmitted light, and when the transparent control region is installed in an optical path, the display device is provided with Each of the right-eye parallax image and the left-eye parallax image is divided into a number of horizontal stripe pixels, and the right stripe pixel and the left stripe pixel are alternately arranged in a predetermined order in the vertical direction to form one. A horizontal stripe image as an image is displayed, and when a control area having the diffusing section is installed in the optical path, a two-dimensional image is displayed in the area of the display device corresponding to the area of the diffusing section. (2-3-2) The left and right horizontal stripe pixels forming the horizontal stripe image are displayed for each scanning line of the display device. (2-3-3) The diffusion characteristic control element has a control region in which the entire region is a diffusion portion. (2-3-4) The diffusion characteristic control element has a control area provided with a diffusion part for diffusing transmitted light in a partial area, and the area of the display device corresponding to the partial area is in the optical path. A two-dimensional image or a stripe image is displayed according to the control area or the transparent control area installed in the display area, and the stripe image is always displayed in the area of the display device corresponding to the other area of the control area. (2-3-5) An image frame having a predetermined width is displayed at a boundary portion between two regions of the display device corresponding to the two regions of the diffusion characteristic control element. (2-3-6) The diffusion characteristic control element is arranged while being held by a rotating mechanism. (2-3-7) The plurality of control regions are formed on the endless belt to form the diffusion characteristic control element, and the diffusion characteristic control element is provided between the surface light source and the mask substrate and the micro optical element. The display device is arranged so as to circulate between the display devices, and a rotation mechanism is used to control the plurality of control regions.
Select one and set it in the optical path. (2-3-8) The micro-optical element is a vertical cylindrical lens array formed by arranging a number of vertical cylindrical lenses long in the vertical direction in the horizontal direction or a toric lens having different focal lengths in the vertical and horizontal directions in the vertical and horizontal directions. The toric lens array is arranged two-dimensionally, the vertical pitch P 4X of the vertical cylindrical lens array or the toric lens array is the horizontal direction of the mask pattern consisting of the checkered opening and the light shielding part. corresponding to the pitch P 8X comprising a pair of openings, shielding portions, slightly smaller than the pitch P 8X. (2-3-9) The distance between the vertical cylindrical lens array or the toric lens array and a predetermined predetermined observer position is L0, the vertical cylindrical lens array or the toric lens array and the mask pattern, or When the distance from the light emission pattern is d1, the above specifications P 4X , P 8X and the L 0, d1 satisfy the relationship of L0: (L0 + d1) = P 4X : P 8X . (2-3-10) In the micro optical element, a horizontal cylindrical lens array formed by arranging a large number of horizontal cylindrical lenses long in the horizontal direction in the vertical direction or a toric lens having different focal lengths in the vertical direction and the horizontal direction in the vertical and horizontal directions is used. Having a toric lens array arranged two-dimensionally, the vertical pitch of the lateral cylindrical lens array or the toric lens array is VL, the vertical pitch of the stripe pixels displayed on the display device is Vd, The vertical pitch of the opening of the mask pattern consisting of the checkered opening and the light shielding portion is Vm, the distance between the display device and the lateral cylindrical lens array or the toric lens array is L1, the lateral cylindrical lens array or The toric lens array and the mask pattern Let L2 be the distance, and f2 be the focal length in the vertical cross section of the lateral cylindrical lens that constitutes the lateral cylindrical lens array or the toric lens that constitutes the toric lens array, then these specifications are Vd: Vm = L1: The relationship of L2 Vd: VL = (L1 + L2) / 2: L2 1 / fv = 1 / L1 + 1 / L2 is satisfied. (2-3-11) Assuming that a preset distance from the display device to the observer is L, the above specifications
Vd, Vm, L1, L2 and the L satisfy the relationship of Vd: Vm = L: (L + L1 + L2). (2-3-12) The micro optical element has a vertical cylindrical lens array and a horizontal cylindrical lens array. (2-3-13) The micro optical element has a toric lens array in which toric lenses having different focal lengths in the vertical and horizontal directions are two-dimensionally arranged in the vertical and horizontal directions. It is characterized by
【0031】又、本発明の立体画像表示装置は、 (2−4) (2-1)〜(2-3-13)項のいずれか1項に記載
の立体画像表示方法を用いること等を特徴としている。Further, the three-dimensional image display device of the present invention uses the three-dimensional image display method described in any one of (2-4) (2-1) to (2-3-13). It has a feature.
【0032】[0032]
【発明の実施の形態】図1 は本発明の立体画像表示装置
の実施形態1 の要部斜視図である。図中、6は液晶ディ
スプレイ (ディスプレイデバイス、LCD ) であり、液晶
の表示画素部(画像表示面)1は2 枚のガラス基板5 の間
に形成している。図では、偏光板、カラーフィルター、
電極、ブラックマトリクス、反射防止膜などは省略して
ある。10は照明光源となるバックライト (面光源) であ
る。液晶ディスプレイ6 とバックライト10の間には微小
な間隙をおいて2 枚のガラス或は樹脂等から成る透明な
マスク基板62a 及び62b を配置しており、両マスク基板
の対向する面には夫々図2 に示すような部分マスクパタ
ーン63a 及び63b を形成している。なお、マスク基板62
a 及び62b は複合バリア7Hを構成している。又、部分マ
スクパターン63a及び63b は重なり合ってマスクパター
ン63を形成する。部分マスクパターン63a及び63b はア
ルミニウム、クロム、低反射クロムなどの蒸着膜や樹脂
ブラックの塗布膜をパターニングすることにより製作す
る。なお、バックライト10、マスク基板62a および62b
等は光源手段の一要素を構成している。FIG. 1 is a perspective view of a main part of a first embodiment of a stereoscopic image display apparatus according to the present invention. In the figure, 6 is a liquid crystal display (display device, LCD), and a display pixel portion (image display surface) 1 of the liquid crystal is formed between two glass substrates 5. In the figure, polarizing plate, color filter,
The electrodes, black matrix, antireflection film, etc. are omitted. 10 is a backlight (surface light source) that serves as an illumination light source. Two transparent mask substrates 62a and 62b made of glass or resin are arranged between the liquid crystal display 6 and the backlight 10 with a minute gap between them. Partial mask patterns 63a and 63b as shown in FIG. 2 are formed. The mask substrate 62
a and 62b form the composite barrier 7H. Further, the partial mask patterns 63a and 63b overlap each other to form the mask pattern 63. The partial mask patterns 63a and 63b are manufactured by patterning a vapor deposition film of aluminum, chromium, low reflection chromium, or the like, or a coating film of resin black. The backlight 10, the mask substrates 62a and 62b
Etc. constitute one element of the light source means.
【0033】マスク基板62a ,62b は移動手段20によっ
て互いにパターンを形成した面を対向させて、微小な間
隙を保って水平方向に所定量相対移動できる。そして、
2 つのマスク基板は3 次元画像表示と2 次元画像表示の
場合で相対位置を変え、複合バリア7Hのマスクパターン
63を変える。The mask substrates 62a, 62b can be moved relative to each other in the horizontal direction by a predetermined amount with the surfaces having the patterns formed by the moving means 20 opposed to each other so as to maintain a minute gap. And
The two mask substrates change their relative positions for 3D image display and 2D image display, and the mask pattern of the composite barrier 7H
Change 63.
【0034】図2 に示すようにマスク基板62a,62b 上の
各部分マスクパターン63a 及び63bは夫々縦ハッチング
部及び横ハッチング部で示すように矩形の開口部64が抜
けた相補的な斜線ストライプ状パターンになっている。As shown in FIG. 2, each of the partial mask patterns 63a and 63b on the mask substrates 62a and 62b has a complementary diagonal stripe shape in which a rectangular opening 64 is omitted as shown by vertical hatching and horizontal hatching, respectively. It is a pattern.
【0035】図3 ははマスク基板62a,62b を通して得ら
れるマスクパターン63の説明図であり、図3(A)は3 次元
画像 (後述するストライプ画像) 表示時のマスクパター
ン63を示している。この時、マスク基板62a と62b は左
右方向にズレの無い状態で重なっている (これを第1 の
相対位置とする) 。部分マスクパターン63a ,63b の開
口部64のみが開き、他の部分は遮光されるので、後で説
明するように、ストライプ画像を立体画像として観察で
きるモードとなっている。FIG. 3 is an explanatory view of the mask pattern 63 obtained through the mask substrates 62a and 62b, and FIG. 3A shows the mask pattern 63 at the time of displaying a three-dimensional image (a stripe image described later). At this time, the mask substrates 62a and 62b overlap with each other in the left-right direction without any deviation (this is referred to as a first relative position). Since only the openings 64 of the partial mask patterns 63a and 63b are opened and the other portions are shielded from light, the stripe image can be observed as a stereoscopic image as will be described later.
【0036】図3(B)は2 次元画像表示時のマスクパター
ン63を示している。この時、マスク基板62a の位置は固
定していて,マスク基板62b のみは開口部64の巾1 つ分
移動した状態で重なっている (これを第2 の相対位置と
する) 。これにより、マスクパターンは矩形の開口部64
に斜線ストライプ状パターンが移動してきて開口部64が
無くなり、画面全体に斜線ストライプ状の開口部が一様
に分布したマスクパターンとなる。このマスクパターン
のとき、本実施形態は2 次元画像表示が可能なモードに
なっている。FIG. 3B shows the mask pattern 63 when a two-dimensional image is displayed. At this time, the position of the mask substrate 62a is fixed, and only the mask substrate 62b overlaps with the width of the opening 64 moved by one (this is the second relative position). As a result, the mask pattern has a rectangular opening 64.
The hatched stripe pattern is moved to the area where the openings 64 are eliminated, resulting in a mask pattern in which the hatched stripe openings are uniformly distributed over the entire screen. With this mask pattern, the present embodiment is in a mode in which a two-dimensional image can be displayed.
【0037】複合バリア7Hと液晶ディスプレイ6 の間に
は、透明樹脂またはガラス製の第1のレンチキュラレン
ズ61a 及び第2 のレンチキュラレンズ61b を配置してい
る。第1 のレンチキュラレンズ61a は垂直方向に長い縦
シリンドリカルレンズを左右方向に並べて構成した縦シ
リンドリカルレンズアレイであり、第2 のレンチキュラ
レンズ61b は水平方向に長い横シリンドリカルレンズを
上下方向に並べて構成した横シリンドリカルレンズアレ
イである。なお、第1 のレンチキュラレンズ61a 及び第
2 のレンチキュラレンズ61b は夫々マイクロ光学素子3H
の一要素を形成している。A first lenticular lens 61a and a second lenticular lens 61b made of transparent resin or glass are arranged between the composite barrier 7H and the liquid crystal display 6. The first lenticular lens 61a is a vertical cylindrical lens array configured by vertically arranging vertically long vertical cylindrical lenses in the left-right direction, and the second lenticular lens 61b is a horizontal cylindrical lens made by vertically arranging horizontally long horizontal cylindrical lenses in the vertical direction. It is a cylindrical lens array. Note that the first lenticular lens 61a and the first lenticular lens 61a
The second lenticular lens 61b is a micro optical element 3H
Form an element of
【0038】図1 は実施形態1 において3 次元画像を表
示している場合の斜視図である。以下本実施形態におい
て3 次元画像表示の際の構成および作用を説明する。FIG. 1 is a perspective view when a three-dimensional image is displayed in the first embodiment. Hereinafter, the configuration and operation when displaying a three-dimensional image in this embodiment will be described.
【0039】液晶ディスプレイ6 に表示する画像は、右
眼用の視差画像と左眼用の視差画像を夫々多数の横スト
ライプ状の右ストライプ画素Ri及び左ストライプ画素Li
に分割し、それらを例えば画面上端からL1R2L3R4L5R6・・
・・(又はR1L2R3L4R5L6・・・・)と交互に並べて形成した横
ストライプ画像である。表示画素部1 には図示のように
マスクパターン63の横一列の開口部64に対応して右眼用
の横ストライプ画素Ri又は左眼用の横ストライプ画素Li
を表示する。バックライト10からの光は開口部64を透過
し、マイクロ光学素子3Hを通って液晶ディスプレイ6 を
照明し、観察者の両眼に左右の横ストライプ画素を透過
した光束が夫々分離して入射し、これによって左右の視
差画像を観察して立体画像として視認される。The images displayed on the liquid crystal display 6 include a right-eye parallax image and a left-eye parallax image, each of which is composed of a large number of horizontal stripe-shaped right stripe pixels R i and left stripe pixels L i.
And divide them from the top of the screen, for example L 1 R 2 L 3 R 4 L 5 R 6
. (Or R 1 L 2 R 3 L 4 R 5 L 6 ...) It is a horizontal stripe image formed alternately. In the display pixel portion 1, as shown in the drawing, the horizontal stripe pixels R i for the right eye or the horizontal stripe pixels L i for the left eye are provided corresponding to the openings 64 in one horizontal row of the mask pattern 63.
Is displayed. The light from the backlight 10 passes through the opening 64, passes through the micro optical element 3H and illuminates the liquid crystal display 6, and the light fluxes that have passed through the left and right horizontal stripe pixels are separately incident on both eyes of the observer. As a result, the left and right parallax images are observed and visually recognized as a stereoscopic image.
【0040】図4 は実施形態1 の水平断面図であり、観
察者の両眼に左右の視差画像が水平方向に分離して観察
される原理の説明図である。マスク基板62a,62b はバッ
クライト10により照明され、開口部64から光が出射す
る。複合バリア7Hと液晶ディスプレイ6 の間にはレンチ
キュラーレンズ61a 及び61b を配置しており、第1 のレ
ンチキュラーレンズ61a を構成するシリンドリカルレン
ズはそのほぼ焦点位置にマスクパターン63がくるように
レンズ曲率を設定している。従って開口部64上の一点か
ら射出する光束はこの断面内ではマイクロ光学素子3Hを
透過して略平行光束に変換される。なお、この断面にお
ける平行光束は、厳密に平行でなくとも良く、観察者の
位置において左右の画像領域が混ざりクロストークが発
生して立体視に障害が起こらない範囲ならば本発明の目
的を達成する。FIG. 4 is a horizontal cross-sectional view of the first embodiment, and is an explanatory view of the principle that the left and right parallax images are separately observed in both eyes of the observer in the horizontal direction. The mask substrates 62a and 62b are illuminated by the backlight 10, and light is emitted from the opening 64. The lenticular lenses 61a and 61b are arranged between the composite barrier 7H and the liquid crystal display 6, and the cylindrical lens that constitutes the first lenticular lens 61a sets the lens curvature so that the mask pattern 63 is located almost at its focal position. are doing. Therefore, the light beam emitted from one point on the opening 64 passes through the micro optical element 3H in this cross section and is converted into a substantially parallel light beam. The parallel light flux in this cross section does not have to be strictly parallel, and the object of the present invention is achieved as long as the left and right image areas are mixed at the position of the observer and crosstalk does not occur and stereoscopic vision does not occur. To do.
【0041】マスクパターン63の水平断面内の一対の開
口部と遮光部は第1 のレンチキュラーレンズ61a の1 ピ
ッチに対応させている。図に示した開口部64(白抜き
部)と遮光部(塗りつぶし部)のパターンでは、液晶デ
ィスプレイ6 に表示する左右の横ストライプ画素のうち
左ストライプ画素Liが対応しており、開口部64から出射
した光は第1 のレンチキュラーレンズ61a を通って液晶
ディスプレイ6 の左ストライプ画素Liを図中の実線で示
すような範囲に指向性をもって照明する。The pair of openings and the light shields in the horizontal section of the mask pattern 63 correspond to one pitch of the first lenticular lens 61a. In the pattern of the openings 64 (white areas) and the light-shielding areas (filled areas) shown in the figure, the left stripe pixels L i of the left and right horizontal stripe pixels displayed on the liquid crystal display 6 correspond to the openings 64. The light emitted from passes through the first lenticular lens 61a and illuminates the left stripe pixel L i of the liquid crystal display 6 in the range shown by the solid line in the figure with directivity.
【0042】図中のELは観察者の左眼を示している。そ
して、画面の全幅にわたって、開口部64からの光が一様
に左眼に集まるように第1 のレンチキュラーレンズ61a
のピッチP4X はマスクパターン63の水平方向の一対の開
口部と遮光部のピッチP8X よりもわずかに小さくしてあ
る。具体的には該ピッチP4X は、あらかじめ定められた
観察者の所定の位置から第1のレンチキュラレンズ61aま
での光学的距離をL0、第1のレンチキュラレンズ61aから
マスクパターン63までの光学的距離をd1としたとき、 L0 : (L0+d1) = P4X : P8X ・・・・・・(5) を満たすように定められる。これにより、液晶ディスプ
レイ6 に表示された左眼用の横ストライプ画素Liは左眼
ELの矢印の範囲のみで観察される。E L in the figure indicates the left eye of the observer. Then, the first lenticular lens 61a is arranged so that the light from the opening 64 is uniformly focused on the left eye over the entire width of the screen.
The pitch P 4X is slightly smaller than the pitch P 8X between the pair of horizontal openings of the mask pattern 63 and the light shielding portion. Specifically, the pitch P 4X is L0, the optical distance from a predetermined position of the observer to the first lenticular lens 61a, the optical distance from the first lenticular lens 61a to the mask pattern 63. Is defined as d1, L0: (L0 + d1) = P4X : P8X ... ・ (5) is satisfied. As a result, the horizontal stripe pixels L i for the left eye displayed on the liquid crystal display 6 are
It is observed only in the area of E L arrow.
【0043】また、右眼ERに右ストライプ画素Riを分離
して観察する場合には、マスクパターン63の水平方向の
開口部と遮光部のパターンは図とは逆になり、液晶ディ
スプレイ6 に表示された右ストライプ画素Riに対応する
ようになり、第1 のレンチキュラーレンズ61a を通して
右ストライプ画素Riは図中の点線で示すような範囲に指
向性をもって照明される。これにより、液晶ディスプレ
イ6 に表示された右眼用の横ストライプ画素Riは右眼ER
の点線の矢印の範囲のみで観察され、左右のストライプ
画素が水平方向に左眼、右眼に分離して観察され、これ
によって左右の視差画像が夫々左眼・右眼で視認され立
体視が得られる。When the right stripe pixel R i is separately observed by the right eye E R , the pattern of the horizontal opening and the light shielding part of the mask pattern 63 is opposite to that shown in the drawing, and the liquid crystal display 6 Corresponding to the right stripe pixel R i displayed on the right stripe pixel R i , and the right stripe pixel R i is directionally illuminated through the first lenticular lens 61a in the range shown by the dotted line in the figure. Thus, the horizontal stripe pixels for the right eye displayed on the liquid crystal display 6 R i is the right eye E R
Observed only in the area indicated by the dotted line arrow, and the left and right stripe pixels are observed separately in the horizontal direction for the left and right eyes, which allows the left and right parallax images to be visually recognized by the left and right eyes, respectively, for stereoscopic viewing. can get.
【0044】図5 は実施形態1 の上下方向の断面の説明
略図である。これを用いて上下方向の観察領域を説明す
る。図5 ではこの断面については光学作用を持たない第
1 のレンチキュラレンズ61a および光学作用に直接関係
しないガラス基板を省略しており、第2 のレンチキュラ
レンズ61b についても概念的に表現している。マスクパ
ターン63の開口部64は図1のように市松状になってお
り、夫々LCD6に表示する上下方向に交互に配列した左右
の横ストライプ画素に対応している。FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of a vertical cross section of the first embodiment. The observation region in the vertical direction will be described using this. In Fig. 5, this section has no optical effect.
The first lenticular lens 61a and the glass substrate not directly related to the optical action are omitted, and the second lenticular lens 61b is also conceptually expressed. The openings 64 of the mask pattern 63 are in a checkered pattern as shown in FIG. 1, and correspond to the left and right horizontal stripe pixels which are alternately arranged in the vertical direction and displayed on the LCD 6.
【0045】図5 中、マスクパターン63の各開口部64は
左又は右ストライプ画素を照明するためのもので、ここ
では例えば左ストライプ画素Liを照明するものとし、マ
スクパターン63の黒く塗りつぶした部分は光を通さない
遮光部である。LCD6上では左眼に対応する左ストライプ
画素Liを白、右眼に対応する右ストライプ画素Riを黒く
塗りつぶして表す。In FIG. 5, each opening 64 of the mask pattern 63 is for illuminating the left or right stripe pixel. Here, for example, the left stripe pixel L i is illuminated, and the mask pattern 63 is painted black. The part is a light shielding part that does not transmit light. On the LCD 6, the left stripe pixel L i corresponding to the left eye is shown in white and the right stripe pixel R i corresponding to the right eye is shown in black.
【0046】ここで、マスクパターン63の上下方向断面
内の開口の幅(ピッチ)をVm、第2のレンチキュラレン
ズ61b を構成する横シリンドリカルレンズのピッチをV
L、LCD6の上下方向の画素ピッチ (ストライプ画素のピ
ッチ) をVd、第2 のレンチキュラレンズ61b を構成する
個々の横シリンドリカルレンズの図5 の紙面内の焦点距
離をfv、LCD6の表示画素部から第2 のレンチキュラレン
ズ61b の観察者側の主平面までの光学的距離をL1、第2
のレンチキュラレンズ61b のマスク側主平面からマスク
パターン63までの光学的距離をL2とするとき、これらの
諸元は Vd:Vm=L1:L2 ・・・・・・(1) Vd:VL=(L1+L2)/2 :L2・・・(2) 1/fv= 1/L1+1/L2 ・・・(3) の関係をみたすように設定している。Here, the width (pitch) of the opening in the vertical cross section of the mask pattern 63 is Vm, and the pitch of the lateral cylindrical lenses constituting the second lenticular lens 61b is Vm.
L, the vertical pixel pitch of the LCD6 (striped pixel pitch) is Vd, the focal length of the individual horizontal cylindrical lenses that make up the second lenticular lens 61b in the plane of the paper in Fig. 5 is fv, and from the display pixel section of the LCD6 The optical distance to the observer-side principal plane of the second lenticular lens 61b is L1, the second
When the optical distance from the mask-side principal plane of the lenticular lens 61b to the mask pattern 63 is L2, these specifications are Vd: Vm = L1: L2 (1) Vd: VL = ( L1 + L2) / 2 : L2 ・ ・ ・ (2) 1 / fv = 1 // L1 + 1 / L2 ・ ・ ・ (3) is set.
【0047】このときマスクパターン63の開口部64はそ
れぞれ対応するストライプ画素上に図5 紙面に垂直な線
状に集光している。市松開口の1 つの開口に注目すると
図5中、中央の開口部64-1の中心の点A から発し、第2
のレンチキュラレンズ61b の対応するシリンドリカルレ
ンズ61b-1 に入射する光束はLCD6の対応する画素列6-1
の中央の点A'上に線状に集光する。開口部64-1の中心の
点A から発し、シリンドリカルレンズ61b-1 以外のシリ
ンドリカルレンズに入射する光束は夫々LCD6の別の左眼
用ストライプ画素Liの中心に線状に集光する。At this time, the openings 64 of the mask pattern 63 collect light on the corresponding stripe pixels in a line shape perpendicular to the paper surface of FIG. Focusing on one opening of the checkered opening, in FIG. 5, it emanates from the center point A of the central opening 64-1 and
The luminous flux incident on the corresponding cylindrical lens 61b-1 of the lenticular lens 61b of is the corresponding pixel column 6-1 of the LCD6.
It is focused linearly on the point A'in the center of. The light fluxes emitted from the center point A 1 of the opening 64-1 and incident on the cylindrical lenses other than the cylindrical lens 61b-1 are linearly condensed on the centers of the other left-eye stripe pixels L i of the LCD 6.
【0048】また開口部64-1の端の点 B、C から発し、
シリンドリカルレンズ61b-1 に入射する光束はストライ
プ画素6-1 の端の点B'、C'上に夫々線状に集光する。同
様に開口部64-1のその他の点から発し、シリンドリカル
レンズ61b-1 に入射した光束はLCD6のストライプ画素6-
1 上に線状に集光する。また開口部64-1を発してシリン
ドリカルレンズ61b-1 以外のシリンドリカルレンズに入
射した光束もすべてLCD6の別の左眼用ストライプ画素上
に集光する。Emitting from the points B and C at the end of the opening 64-1,
The light beam incident on the cylindrical lens 61b-1 is linearly condensed on the points B'and C'at the end of the stripe pixel 6-1. Similarly, the luminous flux emitted from other points of the opening 64-1 and incident on the cylindrical lens 61b-1 is the stripe pixel 6- of the LCD 6.
1 Focus on a line. Further, all the luminous fluxes emitted from the opening 64-1 and incident on the cylindrical lenses other than the cylindrical lens 61b-1 are also condensed on another left-eye stripe pixel of the LCD 6.
【0049】図5 中、開口部64-1以外の開口部64から発
する光束も、同様にすべてLCD6の左眼用ストライプ画素
上に集光して、これを照明、透過して上下方向にのみ集
光時のNAに応じて発散する。この作用により、観察者の
所定の眼の高さから画面の上下方向の全幅にわたって左
右のストライプ画素を一様に分離して見える観察領域を
与えている。In FIG. 5, all the luminous fluxes emitted from the openings 64 other than the opening 64-1 are similarly condensed on the left-eye stripe pixels of the LCD 6, and are illuminated and transmitted to only the vertical direction. It diverges according to the NA at the time of focusing. This action provides an observation area in which the left and right stripe pixels are uniformly separated from the predetermined eye level of the observer over the entire width in the vertical direction of the screen.
【0050】以上のように、マスクパターン63の開口部
上の1 点から射出する光束は垂直断面内ではマイクロ光
学素子3HによりLCD6上に略集光する集光光束に変換され
る。As described above, the light beam emitted from one point on the opening of the mask pattern 63 is converted into a condensed light beam which is substantially condensed on the LCD 6 by the micro optical element 3H in the vertical cross section.
【0051】なお、この集光光束は垂直断面内で開口部
64-1から射出してシリンドリカルレンズ61b-1 を透過す
る光がLCD6上のストライプ画素6-1 よりはみ出さない範
囲に集光すれば目的を達することが出来る。In addition, this condensed light beam has an opening in the vertical cross section.
The purpose can be achieved by condensing the light emitted from 64-1 and passing through the cylindrical lens 61b-1 in a range not protruding from the stripe pixel 6-1 on the LCD 6.
【0052】ここでは観察者の左眼用ストライプ画素Li
について説明したが右眼用のストライプ画素Riについて
も同様に作用する。Here, the stripe pixel L i for the left eye of the observer
However, the same applies to the stripe pixel R i for the right eye.
【0053】図6 は実施形態1 の上下方向の断面図であ
り、図5 では省略した部材も図示してある。FIG. 6 is a vertical sectional view of the first embodiment, and members omitted in FIG. 5 are also shown.
【0054】ここで、Vm、VL、Vd、fv、L1、L2は図5 で
説明したものと同じものである。本実施形態は、Vd=Vm=
VL、L1=L2 、fv=L1/2 と設定して条件式(1) 、(2) 、(3)
をみたしており、これによって図5 で説明したように観
察者の所定の眼の高さから画面の上下方向の全幅にわた
って左右の視差画像が一様に分離して見えるような観察
領域が得られるようになっている。Here, Vm, VL, Vd, fv, L1 and L2 are the same as those described in FIG. In this embodiment, Vd = Vm =
Set VL, L1 = L2, fv = L1 / 2 and set conditional expressions (1), (2), (3)
As shown in Fig. 5, this provides an observation area where the left and right parallax images can be seen as uniformly separated from the predetermined eye height of the observer over the entire width in the vertical direction of the screen. It is designed to be used.
【0055】なお、本発明において、条件式(1)、(2) の
左辺と右辺との差は相対的に5% 以下、式(3)の左辺と右
辺との差は相対的に15%以下ならば本発明の目的を達す
ることができる。In the present invention, the difference between the left side and the right side of conditional expressions (1) and (2) is less than 5%, and the difference between the left side and the right side of expression (3) is 15%. The following can achieve the object of the present invention.
【0056】以上より、本実施形態が3 次元画像表示モ
ードの際は、特に上下方向に広い立体視領域で画面全体
にわたって左右のストライプ画素を分離して立体画像と
して観察することができる。本実施形態が3 次元画像表
示モードになっている時の立体視できる領域は図7 に示
すような領域となる。図中、91は本実施形態の立体画像
表示装置である。92は立体視できる中心の立体視領域
で、空間的に右画像のみの見える領域R と左画像のみの
見える領域L がペアとなって構成されている。この立体
視領域は左右方向に周期的にでき、他にも立体視領域は
周期的に存在するが、すべてを図示してはいない。As described above, when the present embodiment is in the three-dimensional image display mode, the left and right stripe pixels can be separated over the entire screen in a vertically wide stereoscopic viewing area, and can be viewed as a stereoscopic image. When the present embodiment is in the three-dimensional image display mode, the stereoscopically visible area is as shown in FIG. In the figure, 91 is a stereoscopic image display device of the present embodiment. Reference numeral 92 denotes a central stereoscopic viewing region, which is spatially composed of a pair of a region R where only the right image is visible and a region L where only the left image is visible. This stereoscopic region is periodically formed in the left-right direction, and other stereoscopic regions are periodically present, but not all of them are shown.
【0057】次に、本実施形態が2 次元画像表示モード
になっている場合の構成および作用を説明する。3 次元
画像表示モードの場合のマスクパターンは図3(A)のよう
に第1 のレンチキュラーレンズ61a の1つのレンズピッ
チに対して開口部64が右半分または左半分に配置され、
開口部64からの光は第1 のレンチキュラーレンズ61aを
通して観察者の右眼または左眼方向に指向性をもって出
射するのに対して、2次元画像表示モードの場合のマス
クパターンは図3(B)のように一様な斜線ストライプ状の
開口部となり、1つのレンズピッチ内の開口は右半分及
び左半分に均等に分布することになり、第1 のレンチキ
ュラーレンズ61a から出る光は観察者の両眼に均等に入
る。Next, the configuration and operation when the present embodiment is in the two-dimensional image display mode will be described. As shown in FIG. 3 (A), the mask pattern in the 3D image display mode is such that the opening 64 is arranged in the right half or the left half with respect to one lens pitch of the first lenticular lens 61a.
The light from the opening 64 is directionally emitted to the observer's right eye or left eye through the first lenticular lens 61a, while the mask pattern in the two-dimensional image display mode is shown in FIG. 3 (B). As a result, the openings are formed in a uniform diagonal stripe as shown in Fig. 1, and the openings in one lens pitch are evenly distributed in the right half and the left half, and the light emitted from the first lenticular lens 61a is visible to both eyes of the observer. Enter the eyes evenly.
【0058】そこで本実施形態が3 次元画像を表示して
いる時には観察者の片眼には液晶ディスプレイの偶数ま
たは奇数番目の走査線のどちらか一方しか見えないので
解像度は半分になってしまうが、2 次元画像表示時には
観察者の両眼にすべての画素が観察され、液晶ディスプ
レイの解像度を落とさず、観察領域の制限や光量変化も
なく、通常の2 次元画像表示装置と同じ解像度で観察で
きる。Therefore, in the present embodiment, when a three-dimensional image is displayed, only one of the even and odd scan lines of the liquid crystal display can be seen by one eye of the observer, so the resolution becomes half. When displaying a 2D image, all pixels are observed in both eyes of the observer, the resolution of the liquid crystal display is not reduced, there is no restriction on the observation area and there is no change in light intensity, and the image can be observed at the same resolution as a normal 2D image display device. .
【0059】なお、各部分マスクパターン63a,63b は斜
線ストライプ状に限らず、液晶ディスプレイのブラック
マトリクスとのモアレがなければ、市松状パターンまた
は他の規則的パターンでも良い。The partial mask patterns 63a and 63b are not limited to the diagonal stripes, and may be a checkered pattern or another regular pattern as long as there is no moire with the black matrix of the liquid crystal display.
【0060】図8 は本発明の立体画像表示装置の実施形
態2 の説明図である。図は本実施形態の上下方向の断面
の説明略図である。本実施形態は実施形態1 よりも表示
画面の中心近くに位置する観察者の眼E に照明光束をよ
り多く集めるものであり、図8 はその作用説明図であ
る。本実施形態の構成は基本的に実施形態1 と同じであ
るが第2 のレンチキュラレンズ61b 、マスクパターン63
等の設定条件が異なっている。ここでは実施形態1 と異
なる部分を重点的に説明する。図8 にはこの断面につい
ては光学作用を持たない第1 のレンチキュラレンズ61a
および光学作用に直接関係しないガラス基板等を省略し
ており、第2 のレンチキュラレンズ61b についても概念
的に表現している。FIG. 8 is an explanatory diagram of Embodiment 2 of the stereoscopic image display device of the present invention. The figure is an explanatory schematic diagram of a vertical cross section of the present embodiment. The present embodiment focuses more of the illumination light flux on the eye E of the observer located near the center of the display screen than in the first embodiment, and FIG. 8 is an explanatory diagram of its action. The configuration of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment, but the second lenticular lens 61b and the mask pattern 63 are used.
Setting conditions such as are different. Here, parts different from the first embodiment will be mainly described. Figure 8 shows the first lenticular lens 61a with no optical effect for this section.
Also, the glass substrate and the like not directly related to the optical action are omitted, and the second lenticular lens 61b is also conceptually expressed.
【0061】実施形態1 の上下方向の断面では、Vd=Vm=
VLと設定し、LCD6の画素列を照明する光束の内メインに
なる光束は、LCD6に略垂直に入射するように設定した
が、実施形態2 では表示画面の中心近くに位置する観察
者の眼E に照明光束をより多く集めて照明効率を向上さ
せるように第2 のレンチキュラレンズ61b 、マスクパタ
ーン63を設定する点が異なっている。In the vertical cross section of the first embodiment, Vd = Vm =
VL is set, and the main light flux of the light flux that illuminates the pixel row of the LCD 6 is set to enter the LCD 6 substantially vertically, but in the second embodiment, it is set to the eye of an observer located near the center of the display screen. The difference is that the second lenticular lens 61b and the mask pattern 63 are set so that a larger amount of the illumination light flux is collected at E and the illumination efficiency is improved.
【0062】図8 によって上下方向の観察領域の説明を
行う。E は観察者の眼が位置する点であり、LCD6からL
だけ離れた点に設定している。第2 のレンチキュラレン
ズ61b を構成する各シリンドリカルレンズ、及びマスク
パターン63の開口部64は、観察者の眼の位置E とLCD6上
のストライプ画素の中心を結ぶ2 点鎖線上に中心が位置
するよう設定している。このように設定することにより
開口部64の中心から発した光束が第2 のレンチキュラレ
ンズ61b の中心を通ってLCD6の各ストライプ画素の中心
を照明し、観察者の眼の位置E に集まるように立体画像
表示装置を構成することが出来る。The observation region in the vertical direction will be described with reference to FIG. E is the point where the observer's eyes are located,
It is only set at a point that is far away. Each of the cylindrical lenses constituting the second lenticular lens 61b and the opening 64 of the mask pattern 63 should be centered on the two-dot chain line connecting the eye position E of the observer and the center of the stripe pixel on the LCD 6. It is set. By setting in this way, the light flux emitted from the center of the opening 64 passes through the center of the second lenticular lens 61b and illuminates the center of each stripe pixel of the LCD 6 so that it gathers at the eye position E of the observer. A stereoscopic image display device can be configured.
【0063】このとき観察者の眼の位置E からLCD6まで
の距離をL とし、Vm、VL、Vd、fv、L1、L2を実施形態1
での説明と同じに定義すると、これらの間は前述の(1)
、(2)、(3) の関係に加えて Vd:Vm=L:(L+L1+L2) ・・・・・(4) の関係を満たしている。At this time, the distance from the eye position E of the observer to the LCD 6 is L, and Vm, VL, Vd, fv, L1, and L2 are used in the first embodiment.
If the definition is the same as in (1)
, (2), (3) and Vd: Vm = L: (L + L1 + L2) (4) are satisfied.
【0064】以上により観察者の所定の眼の位置E から
画面の上下方向の全幅にわたって左右のストライプ画素
が一様に分離して見えるような観察領域が得られ、且つ
液晶ディスプレイ6 を照明した光束を観察者の眼により
多く集めることができるようになっている。As described above, an observation area in which the left and right stripe pixels are seen to be uniformly separated from the predetermined eye position E of the observer over the entire width in the vertical direction of the screen is obtained, and the luminous flux illuminating the liquid crystal display 6 is obtained. Can be collected more in the eyes of the observer.
【0065】又、本実施形態でも2 次元画像表示の際に
は、実施形態1 と同様にマスク基板62a、62b を相対移動
させ、解像力の劣化のない2 次元画像表示を行う。Further, also in the present embodiment, when the two-dimensional image is displayed, the mask substrates 62a and 62b are moved relative to each other as in the first embodiment, and the two-dimensional image is displayed without deterioration of the resolution.
【0066】なお、本発明において条件式(4)の左辺と
右辺との差は相対的に10%以下ならば本発明の目的を達
することができる。In the present invention, the object of the present invention can be achieved if the difference between the left side and the right side of conditional expression (4) is 10% or less.
【0067】本実施形態においても実施形態1 と同様に
第1 のレンチキュラレンズ61a と第2 のレンチキュラレ
ンズ61b の順序を入れ替えて本実施形態と同じ効果を与
える立体画像表示装置を構成することが可能である。In the present embodiment as well, similar to the first embodiment, the order of the first lenticular lens 61a and the second lenticular lens 61b can be interchanged to form a stereoscopic image display device that provides the same effect as the present embodiment. Is.
【0068】図9 は本発明の立体画像表示装置の実施形
態3 の要部斜視図である。実施形態1 では、2 枚の直交
するレンチキュラレンズ61a 、61b を用いてマイクロ光
学素子3Hを構成したが、本実施形態では、マイクロ光学
素子3Hを上下方向と水平方向で曲率の異なるトーリック
レンズを上下左右に多数並べて構成した1 個のトーリッ
クレンズアレイで構成している点が異なる。その他の構
成は実施形態1 と同じである。FIG. 9 is a perspective view of an essential part of a third embodiment of the stereoscopic image display device of the present invention. In the first embodiment, the micro optical element 3H is configured by using the two orthogonal lenticular lenses 61a and 61b, but in the present embodiment, the micro optical element 3H is provided with a toric lens having different curvatures in the vertical direction and the horizontal direction. The difference is that it is composed of a single toric lens array that is arranged side by side. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
【0069】図中、84はトーリックレンズアレイ (マイ
クロ光学素子3H) であり、これを構成するトーリックレ
ンズ85の垂直断面内の焦点距離をfv、垂直方向のピッチ
をVd、垂直断面内でLCD6からトーリックレンズアレイ84
の観察者側の主平面までの間隔をL1、トーリックレンズ
アレイ84のマスク側主平面からマスクパターン63までの
距離をL2として、これらの諸元を前述の式(1) 、(2) 、
(3) の関係が成り立つように設定している。又、トーリ
ックレンズ85の水平方向の曲率は水平断面内の焦点位置
がマスクパターン63に略一致するよう設定している。In the figure, reference numeral 84 denotes a toric lens array (micro optical element 3H), and the focal length of the toric lens 85 constituting the toric lens array 85 is fv, the vertical pitch is Vd, and the LCD 6 is in the vertical section. Toric lens array 84
L1 is the distance from the observer side main plane to L2, and the distance from the mask side main plane of the toric lens array 84 to the mask pattern 63 is L2, and these specifications are expressed by the above equations (1), (2),
It is set so that the relationship of (3) holds. Further, the curvature of the toric lens 85 in the horizontal direction is set so that the focal position in the horizontal cross section substantially matches the mask pattern 63.
【0070】これにより本実施形態では実施形態1 と同
様に観察者の所定の眼の高さから画面の上下方向の全幅
にわたって左右のストライプ画素が一様に分離して見え
る観察領域が得られるようになっている。As a result, in the present embodiment, as in the first embodiment, an observation region can be obtained in which the left and right stripe pixels are uniformly separated from the predetermined eye height of the observer over the entire width in the vertical direction of the screen. It has become.
【0071】本実施形態でも2 次元画像表示の際には、
実施形態1 と同様にマスク基板62a、62b を相対移動さ
せ、観察者の左右の眼に略均等に照明光束を導き、解像
力の劣化のない2 次元画像表示を行う。Also in this embodiment, when displaying a two-dimensional image,
Similar to the first embodiment, the mask substrates 62a and 62b are moved relative to each other to guide the illumination light flux to the left and right eyes of the observer substantially evenly, thereby performing a two-dimensional image display without deterioration of resolution.
【0072】また、本実施形態においてトーリックレン
ズアレイ84及び市松状の開口部64の設定を前述の条件式
(4) が成り立つように設定すれば、実施形態2 のように
表示画面の中心近くに位置する観察者の眼E に液晶ディ
スプレイ6 を照明した光束をより多く集めて照明効率を
向上させることが可能である。Further, in the present embodiment, the setting of the toric lens array 84 and the checkered opening 64 is performed by the above-mentioned conditional expression.
If setting is made so that (4) holds, it is possible to improve the illumination efficiency by collecting more light flux illuminating the liquid crystal display 6 to the eye E of the observer located near the center of the display screen as in the second embodiment. It is possible.
【0073】これまでの実施形態は液晶ディスプレイ6
の画面全面にわたって2 次元画像表示と3 次元画像表示
を切り換える立体画像表示装置であったが、用途によっ
ては画面の大部分は2 次元画像表示で、解像度が高い画
面で作業をしながら、画面の一部の領域にのみ3 次元画
像表示のウインドウを設け、そこに表示する立体画像を
参照しながら仕事を進めたい場合がある。The above-described embodiments are the liquid crystal display 6
Although it was a stereoscopic image display device that switches between 2D image display and 3D image display over the entire screen, most of the screen is 2D image display depending on the application, and while working on a high resolution screen, In some cases, a window for displaying 3D images may be provided only in some areas, and the user may want to proceed with the work while referring to the 3D images displayed there.
【0074】この用途に適した立体画像表示装置とし
て、画面の一部の領域のみが2 次元画像表示と3 次元画
像表示を切り換えることができ、他の部分は常に2 次元
画像表示の状態を保持するものが望まれる。As a stereoscopic image display device suitable for this purpose, only a partial area of the screen can switch between the two-dimensional image display and the three-dimensional image display, and the other parts always maintain the two-dimensional image display state. What to do is desired.
【0075】図10は本発明の立体画像表示装置の実施形
態4 の2 つの部分マスクパターンの説明図である。本実
施形態は基本的に実施形態1 の3 次元画像表示方式を用
い、部分マスクパターンを適切に構成して上記の要望に
そった立体画像表示装置を実現している。FIG. 10 is an explanatory diagram of two partial mask patterns according to the fourth embodiment of the stereoscopic image display device of the present invention. The present embodiment basically uses the three-dimensional image display method of the first embodiment and appropriately configures the partial mask pattern to realize a stereoscopic image display device that meets the above-mentioned demand.
【0076】図10(A) は第1 のマスク基板62a の平面図
であり、その上には右上の領域83の部分のみ3 次元画像
表示が可能なように光指向性を生じさせるための開口部
64を設けた斜線ストライプ状パターンを、又他の領域82
は2 次元画像表示をする為に均一な斜線ストライプ状パ
ターンを形成した部分マスクパターン81a を備えてい
る。図10(B) は第2 のマスク基板62b の平面図であり、
その上には右上の領域83の部分のみ3 次元画像表示が可
能なように開口部64を設け、且つ第1 のマスク基板62a
の斜線ストライプパターンと相補的な斜線ストライプパ
ターンの部分マスクパターン81b を備えている。第2 の
マスク基板62b 上の2 次元画像表示に関係する領域82に
は部分マスクパターンはなく透明になっている。つま
り、領域83ではマスク基板62a と62b とが複合バリアの
作用を行い、マスク基板62a と62b の相対位置によって
市松状の開口部と遮光部のマスクパターンを形成した
り、均一に分布する斜めの開口部を持つマスクパターン
を形成したりするのである。FIG. 10A is a plan view of the first mask substrate 62a, on which an opening for producing light directivity so that a three-dimensional image can be displayed only in the upper right region 83 is formed. Department
The diagonal stripe pattern provided with 64, and other areas 82
Has a partial mask pattern 81a in which a uniform diagonal stripe pattern is formed for displaying a two-dimensional image. FIG. 10B is a plan view of the second mask substrate 62b,
An opening 64 is provided on the upper right area 83 so that a three-dimensional image can be displayed, and the first mask substrate 62a is provided.
And a partial mask pattern 81b of a diagonal stripe pattern complementary to the diagonal stripe pattern. The region 82 related to the two-dimensional image display on the second mask substrate 62b has no partial mask pattern and is transparent. In other words, in the region 83, the mask substrates 62a and 62b act as a composite barrier, forming a checkerboard-shaped opening and a mask pattern of the light shielding part depending on the relative positions of the mask substrates 62a and 62b, or an evenly distributed diagonal pattern. For example, a mask pattern having an opening is formed.
【0077】次に実施形態4 においてマスク基板62a 及
び62b の相対位置により、表示モードが切り換わること
を説明する。マスク基板62a,62b を図10(A),(B) のまま
重ねた場合 (第1 の相対位置) は、3 次元画像の表示が
可能な領域83の部分の開口部64は開口のまま維持され、
領域83のその他の斜線ストライプパターンの部分では2
つの部分マスクパターンの位相が互いにずれているので
完全に遮光される。これによって領域83を通り、第1 の
レンチキュラレンズ61a を通る光束は実施形態1 で説明
したように光指向性が生じ3 次元画像表示の状態にな
る。その他の領域82はマスク基板62a の均一な斜線マス
クパターンのみになるので実施形態1 で説明したように
2 次元画像表示の状態となる。Next, it will be described that the display mode is switched depending on the relative positions of the mask substrates 62a and 62b in the fourth embodiment. When the mask substrates 62a and 62b are overlapped as shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B) (first relative position), the opening 64 in the area 83 where the 3D image can be displayed remains open. Is
2 for any other diagonal stripe pattern in region 83
Since the phases of the two partial mask patterns are shifted from each other, the light is completely shielded. As a result, the light flux passing through the region 83 and passing through the first lenticular lens 61a has a light directivity as described in the first embodiment, and is in a three-dimensional image display state. Since the other region 82 is only the uniform diagonal mask pattern of the mask substrate 62a, as described in the first embodiment.
The 2D image is displayed.
【0078】画面全面で2 次元画像を表示したい場合
は、マスク基板62b をマスク基板62aに対して開口部64
の幅に相当する1 ピッチ分、水平方向に移動して第2 の
相対位置にセットし、図3(B)に示すようなマスクパター
ンを形成する。この時、3 次元画像を表示可能な領域83
の部分では開口部64がなくなり、2 つの斜線ストライプ
状パターンの部分は重なり合って、均一な斜線ストライ
プ状のマスクパターン63を構成するので、光指向性はな
くなり領域83は2 次元画像表示の状態となる。その他の
領域82は同じくマスク基板62a の均一な斜線マスクパタ
ーンのみになるので、画面全体が2 次元画像表示の状態
になる。When it is desired to display a two-dimensional image on the entire screen, the mask substrate 62b is opened with respect to the mask substrate 62a.
By one pitch corresponding to the width of the mask, and is set in the second relative position by moving in the horizontal direction to form a mask pattern as shown in FIG. 3 (B). At this time, the area where the 3D image can be displayed 83
The area 64 has no opening 64, and the two shaded stripe pattern portions overlap each other to form a uniform shaded stripe mask pattern 63.Therefore, there is no light directivity and the area 83 is in a two-dimensional image display state. Become. Since the other areas 82 are only the uniform diagonal mask pattern of the mask substrate 62a, the entire screen is in a two-dimensional image display state.
【0079】以上のように、本実施形態ではマスク基板
62a と62b の相対位置の変化によりマスクパターンは領
域83でのみパターンが変化し、領域82ではパターンは実
質的に変化しない。As described above, in this embodiment, the mask substrate
Due to the change in the relative positions of 62a and 62b, the mask pattern changes only in the area 83, and the pattern does not substantially change in the area 82.
【0080】なお、ここで2 次元画像を表示する領域82
の部分に部分マスクパターン81a の斜線ストライプ状パ
ターンが常に存在するようにしたのは、3 次元画像の表
示可能な領域83との画面の明るさを揃えるように光量調
整をするためで、これによって画面全面が2 次元画像表
示の状態のとき、3 次元画像の表示可能な領域83との境
界がなくなり均一な明るさとなるようにできる。The area 82 for displaying the two-dimensional image is shown here.
The reason why the diagonal stripe pattern of the partial mask pattern 81a is always present in the area of is to adjust the light amount so that the screen brightness matches the displayable area 83 of the 3D image. When the entire screen is in a two-dimensional image display state, there is no boundary between the three-dimensional image displayable area 83 and uniform brightness can be achieved.
【0081】また、3 次元画像の表示可能な領域83が3
次元画像を表示しているとき、斜線ストライプ状の遮光
パターンの幅を調整して領域83と他の2 次元画像の表示
領域82の画面の明るさを同程度になるように揃えること
ができる。In addition, the displayable area 83 of the three-dimensional image is three.
When a two-dimensional image is displayed, the width of the shaded stripe-shaped light-shielding pattern can be adjusted so that the screen brightness of the area 83 and the display area 82 of the other two-dimensional image are equal to each other.
【0082】以上により、画面の一部の領域のみを2 次
元、3 次元画像表示切り換え可能にし、他の領域は常に
2 次元画像表示の状態を保つことが可能となる。As described above, only a partial area of the screen can be switched between 2D and 3D image display, and other areas are always
It is possible to maintain the two-dimensional image display state.
【0083】なお、部分マスクパターン81a の領域82全
域に市松状の開口部と遮光部を形成しておけば、該領域
82に対応する液晶ディスプレイ6 の領域に常に横ストラ
イプ画像を表示して、画面の一部の領域のみを2 次元、
3 次元画像表示切り換え可能にすることができる。If a checkered opening and a light-shielding portion are formed in the entire area 82 of the partial mask pattern 81a, the area is formed.
The horizontal stripe image is always displayed in the area of the LCD display 6 corresponding to the 82, and only a partial area of the screen is
3D image display can be switched.
【0084】実施形態4 は実施形態1 の3 次元画像表示
方式の構成で説明したが、実施形態3 にも応用でき、実
施形態4 と同様の作用を実現できる。Although the fourth embodiment has been described with respect to the configuration of the three-dimensional image display system of the first embodiment, it can be applied to the third embodiment and the same operation as that of the fourth embodiment can be realized.
【0085】実施形態1〜4 は、マスクパターンを複数
の部分マスクパターンを重ねて構成し、該部分マスクパ
ターンの相互の相対位置を変化させて、マスクパターン
の形状を変化させることにより、3 次元画像表示と2 次
元画像表示を容易に切り換えることができ、且つ、2 次
元画像表示時には解像度を落とすことなく、かつ観察位
置の制限や画面の光量変化等がなく、通常の2 次元画像
表示装置と同じ解像度で観察できる。In the first to fourth embodiments, a mask pattern is formed by superposing a plurality of partial mask patterns, the relative positions of the partial mask patterns are changed, and the shape of the mask pattern is changed. Image display and 2D image display can be easily switched, the resolution is not reduced when displaying 2D image, and there is no restriction of observation position or change of light quantity on the screen. Can be observed at the same resolution.
【0086】また、部分マスクパターンの一部のパター
ンを変えることにより、画面の一部の領域のみを切り替
えて2 次元画像と3 次元画像とを混在表示することがで
きる。又、その際、2 次元画像表示領域と3 次元画像表
示可能領域の明るさを同程度にすることができる。By changing a part of the partial mask pattern, it is possible to switch only a part of the screen and display a two-dimensional image and a three-dimensional image in a mixed manner. At that time, the brightness of the two-dimensional image display area and the brightness of the three-dimensional image displayable area can be made approximately the same.
【0087】又、前記移動手段に連動してディスプレイ
デバイス6 の表示状態 (例えば2 次元画像、立体画像)
を表示する表示器を設けておけば、観察者が誤って異な
る表示状態で見続けることを防止できる。Also, the display state of the display device 6 (for example, a two-dimensional image, a three-dimensional image) linked with the moving means.
By providing a display device for displaying, it is possible to prevent the observer from accidentally continuing to view in different display states.
【0088】図11は本発明の立体画像表示装置の実施形
態5 の要部概略図である。本実施形態は実施形態1 に対
して複合バリアに代わって1 枚のマスク基板を用い、固
定のマスクパターンを使用する点、マイクロ光学素子3H
と液晶ディスプレイ6 との間に光指向性制御素子を配置
した点が異なっている。図中、実施形態1 と同じ記号の
各要素は実施形態1 のそれと同じものである。FIG. 11 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 5 of the stereoscopic image display apparatus of the present invention. This embodiment is different from Embodiment 1 in that one mask substrate is used instead of the composite barrier and a fixed mask pattern is used.
The difference is that a light directivity control element is arranged between the LCD and the liquid crystal display 6. In the drawing, each element having the same symbol as that of the first embodiment is the same as that of the first embodiment.
【0089】図中、7 はマスク基板(マスク)であり、
ガラス又は樹脂から成り、バックライト10の発光面に対
向して配置しており、その表面には光を透過する市松状
の開口部8 を有するマスクパターン9 を形成している。
マスクパターン9 はクロムなどの金属蒸着膜または光吸
収材からなり、マスク基板7 上にパターニングにより製
作する。そしてマスク基板7 は市松状の開口部8 を形成
したマスクとして機能する。In the figure, 7 is a mask substrate (mask),
A mask pattern 9 made of glass or resin is arranged to face the light emitting surface of the backlight 10, and a mask pattern 9 having a checkered opening 8 for transmitting light is formed on the surface.
The mask pattern 9 is made of a metal vapor-deposited film such as chromium or a light absorbing material, and is formed on the mask substrate 7 by patterning. The mask substrate 7 then functions as a mask in which the checkered openings 8 are formed.
【0090】マスク基板7 と液晶ディスプレイ6 の間に
は、実施形態1 と同じように第1 のレンチキュラレンズ
61a 及び第2 のレンチキュラレンズ61b を配置してい
る。なお、第1 のレンチキュラレンズ61a 及び第2 のレ
ンチキュラレンズ61b は夫々マイクロ光学素子3Hの一要
素を形成している。A first lenticular lens is provided between the mask substrate 7 and the liquid crystal display 6 as in the first embodiment.
61a and a second lenticular lens 61b are arranged. The first lenticular lens 61a and the second lenticular lens 61b each form one element of the micro optical element 3H.
【0091】このマイクロ光学素子3Hはマスク基板7 と
液晶ディスプレイ6 の間に配置している。第1 のレンチ
キュラレンズ61a はこれを構成するシリンドリカルレン
ズのほぼ焦点位置にマスクパターン9 が位置するように
レンズ曲率を設定している。又、マスクパターン9 の水
平方向の一列の開口部8 は以下の図12で述べるごとく第
1 のレンチキュラレンズ61a を構成する各シリンドリカ
ルレンズに対応している。This micro-optical element 3H is arranged between the mask substrate 7 and the liquid crystal display 6. The lens curvature of the first lenticular lens 61a is set so that the mask pattern 9 is located at substantially the focal position of the cylindrical lens that constitutes the first lenticular lens 61a. In addition, the horizontal row of openings 8 in the mask pattern 9 is formed in the first row as described in FIG. 12 below.
It corresponds to each cylindrical lens that composes one lenticular lens 61a.
【0092】2 は光指向性制御素子であり、高分子分散
型液晶(PDLC)セルからなり、後の図15で述べるように入
射光をそのままの方向で透過させるか、色々な方向に散
乱させるかを印加電界で制御できる。つまり、2 は入射
光の指向性 (透過光の方向)を制御する。本実施形態の
場合、光指向性制御素子2 は全領域で透過光の指向性を
制御する。そして、本実施形態では光指向性制御素子2
が入射光をそのまま透過させる状態にある時、ストライ
プ画像 (立体画像) の表示を行い、光指向性制御素子2
が入射光を散乱する状態にある時、 2次元画像の表示を
行うように構成している。ER,EL は夫々観察者の右眼、
左眼である。Reference numeral 2 denotes a light directivity control element, which is composed of a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) cell, and transmits incident light as it is or scatters it in various directions as described later in FIG. This can be controlled by the applied electric field. In other words, 2 controls the directivity of incident light (direction of transmitted light). In the case of this embodiment, the light directivity control element 2 controls the directivity of the transmitted light in the entire region. In the present embodiment, the light directivity control element 2
When the incident light is transmitted as it is, a stripe image (stereoscopic image) is displayed and the light directivity control element 2
It is configured to display a two-dimensional image when the is scattered by incident light. E R and E L are the observer's right eye,
The left eye.
【0093】図11においては、表示面1 の全面に渡って
立体画像を表示する場合を示している。この場合、本実
施形態のシステムコントローラ(不図示)などから、立
体画像を表示する表示制御信号が出され、駆動回路76を
介して光指向性制御素子2 の全面に電圧が印加され、光
指向性制御素子2 は非散乱状態に制御される。FIG. 11 shows a case where a stereoscopic image is displayed over the entire display surface 1. In this case, a display control signal for displaying a stereoscopic image is output from the system controller (not shown) of the present embodiment, and a voltage is applied to the entire surface of the light directivity control element 2 via the drive circuit 76, so that the light directivity is controlled. The sex control element 2 is controlled in the non-scattering state.
【0094】これと同時に、前記の表示制御信号は画像
処理手段75にも入力され、不図示の視差画像ソースから
の右眼用の視差画像(右視差画像)R と左眼用の視差画
像(左視差画像)L を取り込む或は生成し、2 つの視差
画像を夫々上下方向に分割して横のストライプ状の右ス
トライプ画素R1R2R3R4・・・・と左ストライプ画素L1L2L3L4
・・・・を生成し、それらを例えば画面の上端からL1R2L3R4
L5R6・・・ と交互に並べて1つの横ストライプ画像を合成
し、その画像信号をディスプレイ駆動回路73へ出力す
る。ディスプレイ駆動回路73は上記の信号を受けて液晶
ディスプレイ6 を駆動し、その画像表示面1 に図11に示
すように横ストライプ画像を表示する。At the same time, the display control signal is also input to the image processing means 75, and the parallax image for the right eye (right parallax image) R and the parallax image for the left eye ( Left parallax image) L is taken in or generated, and the two parallax images are divided in the vertical direction to form horizontal stripe right stripe pixels R 1 R 2 R 3 R 4 ... and left stripe pixel L 1 L 2 L 3 L 4
... and generate them, for example from the top of the screen L 1 R 2 L 3 R 4
L 5 R 6 ... Are alternately arranged to compose one horizontal stripe image, and the image signal is output to the display drive circuit 73. The display drive circuit 73 receives the above signal and drives the liquid crystal display 6 to display a horizontal stripe image on its image display surface 1 as shown in FIG.
【0095】図12は本実施形態水平断面図であり、立体
画像表示の原理の説明図である。この図により本実施形
態において立体画像表示の際の構成及び作用を説明す
る。マスク基板7 はバックライト10により照明され、開
口部8 から光が出射する。図中に示す開口部8 は、液晶
ディスプレイ6 に表示された横ストライプ画像のうちの
左ストライプ画素Liに対応しており、開口部8 から出射
した光は第1 のレンチキュラレンズ61a を通って指向性
を与えられ、液晶ディスプレイ6 を照明するがその時、
光指向性制御素子2 は非散乱状態にあるので、照明光束
に与えられた指向性は乱されることなく、照明光束は光
指向性制御素子2 をそのまま透過し、液晶ディスプレイ
6 の左ストライプ画素Liで変調され、図中の実線で示す
ように射出する。これにより、液晶ディスプレイ6 に表
示された左ストライプ画素Liは左眼ELを含む矢印の範囲
(領域)のみで観察される。FIG. 12 is a horizontal sectional view of this embodiment and is an explanatory view of the principle of stereoscopic image display. With reference to this figure, the configuration and operation at the time of displaying a stereoscopic image in this embodiment will be described. The mask substrate 7 is illuminated by the backlight 10, and light is emitted from the opening 8. The opening 8 shown in the figure corresponds to the left stripe pixel L i of the horizontal stripe image displayed on the liquid crystal display 6, and the light emitted from the opening 8 passes through the first lenticular lens 61a. It is given a directivity and illuminates the LCD display 6. At that time,
Since the light directivity control element 2 is in the non-scattering state, the directivity given to the illumination light flux is not disturbed, the illumination light flux passes through the light directivity control element 2 as it is, and the liquid crystal display
It is modulated by the left stripe pixel L i of 6 and emitted as shown by the solid line in the figure. As a result, the left stripe pixels L i displayed on the liquid crystal display 6 are observed only in the range (area) of the arrow including the left eye E L.
【0096】また、右眼ERに関しては、右ストライプ画
素Riを表示している部分に対応するマスクパターン9 の
開口部8 と遮光部は図12とは逆になり、その開口部8 は
液晶ディスプレイ6 に表示された右ストライプ画素Riに
対応しており、開口部8 から出射した光は第1 のレンチ
キュラレンズ61a を通って指向性を与えられ、光指向性
制御素子2 を透過し、液晶ディスプレイ6 の右ストライ
プ画素Riで変調され、図中の点線で示すように射出す
る。これにより、液晶ディスプレイ6 に表示された右ス
トライプ画素Riは右眼ERを含む矢印の範囲(領域)のみ
で観察される。Regarding the right eye E R , the opening 8 and the light shielding portion of the mask pattern 9 corresponding to the portion displaying the right stripe pixel R i are opposite to those in FIG. 12, and the opening 8 is Corresponding to the right stripe pixel R i displayed on the liquid crystal display 6, the light emitted from the opening 8 is given a directivity through the first lenticular lens 61a and transmitted through the light directivity control element 2. , Is modulated by the right stripe pixel R i of the liquid crystal display 6, and is emitted as shown by the dotted line in the figure. As a result, the right stripe pixel R i displayed on the liquid crystal display 6 is observed only in the range (area) of the arrow including the right eye E R.
【0097】なお、この時画面の全幅にわたって、開口
部8 からの光が一様に左眼EL又は右眼ERに集まるように
第1 のレンチキュラレンズ61a のピッチP4X はマスクパ
ターン9 の開口部8 の左右方向に隣合う開口間のピッチ
P8X よりもわずかに小さくしてある。At this time, the pitch P 4X of the first lenticular lens 61a is set to the mask pattern 9 so that the light from the opening 8 is uniformly focused on the left eye E L or the right eye E R over the entire width of the screen. Pitch between openings 8 adjacent to each other in the left-right direction
It's slightly smaller than the P 8X .
【0098】以上の作用によって、左右の横ストライプ
画素Li,Ri を通った光は夫々すべて水平方向の2 つの領
域に分離して到達し、観察者はこの2 つの領域に左右の
眼を置くことにより、ストライプ画素の集合としての左
右の視差画像L,R を視認し立体画像を観察できる。As a result of the above operation, the light that has passed through the left and right horizontal stripe pixels L i and R i respectively arrives in two separate regions in the horizontal direction, and the observer sees the left and right eyes in these two regions. By placing the left and right parallax images L and R as a set of stripe pixels, the stereoscopic image can be observed.
【0099】以上のように本実施形態は開口部8 の水平
方向のピッチ、上下方向の幅を適切に設定したので、立
体視領域を形成する左右のストライプ画素からの光が夫
々一様に集光し、又上下方向で広い立体視領域を確保す
ることができる。As described above, in this embodiment, the horizontal pitch and the vertical width of the openings 8 are appropriately set, so that the light from the left and right stripe pixels forming the stereoscopic viewing area is uniformly collected. It is possible to illuminate and secure a wide stereoscopic region in the vertical direction.
【0100】又、本実施形態は観察者から見て液晶ディ
スプレイ6 の後ろ側にレンチキュラレンズとマスクパタ
ーン9 を配置して照明光に指向性を持たせているので、
レンチキュラレンズの表面反射や液晶ディスプレイ6 の
ブラックマトリクスによるコントラストの高いモアレ縞
をなくして、立体画像を鮮明に表示することができる。Further, in this embodiment, since the lenticular lens and the mask pattern 9 are arranged on the rear side of the liquid crystal display 6 as seen from the observer, the illumination light has directivity.
By eliminating the surface reflection of the lenticular lens and the high-contrast moire fringes due to the black matrix of the liquid crystal display 6, a stereoscopic image can be displayed clearly.
【0101】図13は実施形態5 の上下方向の断面の説明
略図である。これを用いて本実施形態で立体画像を観察
する際の上下方向の観察領域を説明する。図13ではこの
断面については光学作用を持たない第1 のレンチキュラ
レンズ61a 、光指向性制御素子2 および光学作用に直接
関係しないガラス基板を省略しており、第2 のレンチキ
ュラレンズ61b についても概念的に表現している。FIG. 13 is an explanatory schematic diagram of a vertical cross section of the fifth embodiment. The observation region in the vertical direction when observing a stereoscopic image in this embodiment will be described using this. In Fig. 13, the first lenticular lens 61a having no optical action, the light directivity control element 2 and the glass substrate not directly related to the optical action are omitted in this section, and the second lenticular lens 61b is also conceptual. Is expressed in.
【0102】マスクパターン9 の開口部8 は図11のよう
に市松状になっており、夫々LCD6に表示する上下交互に
配列した左右のストライプ画素に対応している。図13
中、マスクパターン9 の各開口部8 は左又は右ストライ
プ画素を照明するためのもので、ここでは例えば左スト
ライプ画素Liを照明するものとし、マスクパターン9 の
黒く塗りつぶした部分は光を通さない遮光部である。LC
D6上では左眼に対応する左ストライプ画素Liを白、右眼
に対応する右ストライプ画素Riを黒く塗りつぶして表
す。The openings 8 of the mask pattern 9 are in a checkered pattern as shown in FIG. 11, and correspond to the left and right stripe pixels arranged alternately on the upper and lower sides, which are displayed on the LCD 6. FIG.
Among them, each opening 8 of the mask pattern 9 is for illuminating the left or right stripe pixel, and here, for example, the left stripe pixel L i is illuminated, and the black-painted portion of the mask pattern 9 transmits light. There is no light shield. LC
On D6, the left stripe pixel L i corresponding to the left eye is black and the right stripe pixel R i corresponding to the right eye is black.
【0103】ここで、マスクパターン9 の上下方向断面
内の開口のピッチをVm、第2 のレンチキュラレンズ61b
のピッチをVL、LCD6の上下方向の画素ピッチをVd、第2
のレンチキュラレンズ61b を構成する個々のシリンドリ
カルレンズの図13の紙面内の焦点距離をfvとし、LCD6の
表示画素部から第2 のレンチキュラレンズ61b の観察者
側の主平面までの距離をL1、第2 のレンチキュラレンズ
61b のマスク側主平面からマスクパターン9 までの距離
をL2とするとき、これらの諸元は前記の式(1)、(2) 、
(3) を満足するように設定している。Here, the pitch of the openings in the vertical cross section of the mask pattern 9 is Vm, and the second lenticular lens 61b.
Is VL, the vertical pixel pitch of LCD6 is Vd,
Let fv be the focal length of the individual cylindrical lenses that make up the lenticular lens 61b in Fig. 13 in the plane of the paper in Fig. 13, and let L1 be the distance from the display pixel section of the LCD6 to the main plane on the viewer side of the second lenticular lens 61b. 2 lenticular lenses
When the distance from the mask side main plane of 61b to the mask pattern 9 is L2, these specifications are expressed by the above equations (1), (2),
It is set to satisfy (3).
【0104】このときマスクパターン9 の開口部8 はそ
れぞれ対応するストライプ画素上に図13紙面に垂直な線
状に集光している。市松開口の1 つの開口に注目すると
図13中、中央の開口8-1 の中心の点A から発し、第2 の
レンチキュラレンズ61b の対応するシリンドリカルレン
ズ61b-1 に入射する光束はLCD6の対応する画素列6-1の
中央の点A'上に線状に集光する。中央の開口8-1 の中心
の点A から発し、シリンドリカルレンズ61b-1 以外のシ
リンドリカルレンズに入射する光束は夫々LCD6の別の左
眼用ストライプ画素Liの中心に線状に集光する。At this time, the openings 8 of the mask pattern 9 are focused on the corresponding stripe pixels in a line shape perpendicular to the paper surface of FIG. Focusing on one of the checkered apertures, in FIG. 13, the luminous flux emitted from the center point A of the central aperture 8-1 and incident on the corresponding cylindrical lens 61b-1 of the second lenticular lens 61b corresponds to the LCD 6. The light is focused linearly on the center point A ′ of the pixel row 6-1. Light fluxes emitted from the center point A 1 of the central aperture 8-1 and incident on the cylindrical lenses other than the cylindrical lens 61b-1 are linearly condensed on the centers of the other left-eye stripe pixels L i of the LCD 6, respectively.
【0105】また開口8-1 の端の点 B、C から発し、シ
リンドリカルレンズ61b-1 に入射する光束はストライプ
画素6-1 の端の点B'、C'上に夫々線状に集光する。同様
に開口8-1 のその他の点から発し、シリンドリカルレン
ズ61b-1 に入射した光束はLCD6のストライプ画素6-1 上
に線状に集光する。また開口8-1 を発してシリンドリカ
ルレンズ61b-1 以外のシリンドリカルレンズに入射した
光束もすべてLCD6の別の左眼用ストライプ画素上に集光
する。The light beams emitted from the points B and C at the ends of the opening 8-1 and entering the cylindrical lens 61b-1 are linearly focused on the points B'and C'at the ends of the stripe pixel 6-1 respectively. To do. Similarly, the luminous flux emitted from other points of the aperture 8-1 and incident on the cylindrical lens 61b-1 is linearly condensed on the stripe pixel 6-1 of the LCD 6. Further, all the luminous fluxes emitted from the aperture 8-1 and incident on the cylindrical lenses other than the cylindrical lens 61b-1 are also condensed on another left eye stripe pixel of the LCD 6.
【0106】図13中、開口8-1 以外の開口部8 から発す
る光束も、同様にすべてLCD6の左眼用ストライプ画素上
に集光して、これを照明、透過して上下方向にのみ集光
時のNAに応じて発散する。この作用により、観察者の所
定の眼の高さから画面の上下方向の全幅にわたって左右
のストライプ画素を一様に分離して見える観察領域を与
えている。In FIG. 13, all the luminous fluxes emitted from the apertures 8 other than the aperture 8-1 are similarly condensed on the left eye stripe pixel of the LCD 6, illuminated and transmitted, and collected only in the vertical direction. It diverges according to NA at the time of light. This action provides an observation area in which the left and right stripe pixels are uniformly separated from the predetermined eye level of the observer over the entire width in the vertical direction of the screen.
【0107】ここでは観察者の左眼用ストライプ画素Li
について説明したが右眼用のストライプ画素Riについて
も同様に作用する。Here, the stripe pixel L i for the left eye of the observer
However, the same applies to the stripe pixel R i for the right eye.
【0108】以上のように、マスクパターン9 の開口部
上の1 点から射出する光束は垂直断面内ではマイクロ光
学素子3HによりLCD6上に略集光する集光光束に変換され
る。As described above, the light beam emitted from one point on the opening of the mask pattern 9 is converted into a light beam that is substantially condensed on the LCD 6 by the micro optical element 3H in the vertical cross section.
【0109】なお、この集光光束は垂直断面内で開口部
8-1 から射出してシリンドリカルレンズ61b-1 を透過す
る光がLCD6上のストライプ画素6-1 よりはみ出さない範
囲に集光すれば目的を達することが出来る。It should be noted that this condensed light flux has an opening in the vertical cross section.
The purpose can be achieved by condensing the light emitted from 8-1 and transmitted through the cylindrical lens 61b-1 in a range not protruding from the stripe pixel 6-1 on the LCD 6.
【0110】図14は実施形態5 の上下方向の断面図であ
り、図13では省略した部材も図示してある。FIG. 14 is a vertical sectional view of the fifth embodiment, and also shows members omitted in FIG.
【0111】ここで、Vm、VL、Vd、fv、L1、L2は図13で
説明したものと同じものである。本実施形態は、Vd=Vm=
VL、L1=L2 、fv=L1/2 と設定して条件式(1) 、(2) 、(3)
をみたしており、これによって図13で説明したように観
察者の所定の眼の高さから画面の上下方向の全幅にわた
って左右の視差画像が一様に分離して見えるような観察
領域が得られるようになっている。Here, Vm, VL, Vd, fv, L1 and L2 are the same as those described in FIG. In this embodiment, Vd = Vm =
Set VL, L1 = L2, fv = L1 / 2 and set conditional expressions (1), (2), (3)
As a result, an observation area where the left and right parallax images can be seen as uniformly separated from the predetermined eye height of the observer over the entire width in the vertical direction of the screen as described in FIG. 13 is obtained. It is designed to be used.
【0112】図15は、本実施形態で用いる高分子分散型
液晶からなる光指向性制御素子2 の説明図である。光指
向性制御素子2 はガラスやプラスチックフィルムなどの
透明な2 つの基板31の夫々の内側に透明電極32を設け、
その間に液晶分子34を分散させた高分子33を充填して構
成している。図15(A) は電圧を印加していないオフ状態
の場合を示している。この時、液晶分子34の光軸はラン
ダムに配列し、異常光屈折率が高分子33の屈折率と一致
せず、屈折率が異なる界面で光が散乱され、光散乱状態
になる。図15(B) は光指向性制御素子2 に電圧を印加し
たオン状態の場合を示している。この時、液晶分子34の
光軸は図示する様に電界方向に配列し、常光線屈折率が
高分子33の屈折率とほぼ一致するので、入射光は散乱さ
れずに、そのまま透過される非散乱状態となる。FIG. 15 is an explanatory diagram of the light directivity control element 2 made of polymer dispersed liquid crystal used in this embodiment. The light directivity control element 2 has a transparent electrode 32 provided inside each of two transparent substrates 31 such as glass or plastic film.
In the meantime, a polymer 33 in which liquid crystal molecules 34 are dispersed is filled. FIG. 15 (A) shows the case of the off state in which no voltage is applied. At this time, the optical axes of the liquid crystal molecules 34 are randomly arranged, the extraordinary light refractive index does not match the refractive index of the polymer 33, and light is scattered at an interface having different refractive indexes to be in a light scattering state. FIG. 15 (B) shows the case where the light directivity control element 2 is in the ON state in which a voltage is applied. At this time, the optical axes of the liquid crystal molecules 34 are arranged in the direction of the electric field as shown in the figure, and the ordinary ray refractive index is substantially the same as the refractive index of the polymer 33, so that the incident light is not scattered and is transmitted as it is. Scattered.
【0113】本実施形態で液晶ディスプレイ6 の全面に
立体画像を表示する場合は、光指向性制御素子2 の全面
に電圧を印加して、図15(B) に示す光非散乱状態とし
て、第1 のレンチキュラレンズ61a とマスクパターン9
とを用いて与えられた照明光の指向性を乱すことなく観
察者のそれぞれの眼に入射させる。When a stereoscopic image is displayed on the entire surface of the liquid crystal display 6 in this embodiment, a voltage is applied to the entire surface of the light directivity control element 2 so that the light non-scattering state shown in FIG. 1 lenticular lens 61a and mask pattern 9
And are applied to the respective eyes of the observer without disturbing the directivity of the illumination light.
【0114】一方、表示面1 の全面に渡って2 次元画像
を表示する場合は、光指向性制御素子2 へ電圧印加を行
わず、図15(A) に示す光散乱状態にするとともに、液晶
ディスプレイ6 に表示すべき2 次元画像を表示する。こ
のとき、バックライト10からの照明光は光指向性制御素
子2 に入射するまでは指向性を有しているが、光指向性
制御素子2 に至って図15(A) に示す様に、全方向に散乱
され、図12において実線で示す様な左眼ELに到達する光
束の指向性が乱され、右眼ERの領域にも入射する様にな
る。同様に右眼ERに到達する光束も左眼ELに入射するこ
とになり、通常の2 次元画像表示と同様に両眼で2 次元
画像の全てを観察することができる。On the other hand, when a two-dimensional image is displayed over the entire display surface 1, voltage is not applied to the light directivity control element 2 and the light scattering state shown in FIG. Display the 2D image to be displayed on display 6. At this time, the illumination light from the backlight 10 has directivity until it enters the light directivity control element 2, but it reaches all the light directivity control element 2 as shown in FIG. 15 (A). The directionality of the light beam that is scattered in the direction and reaches the left eye E L as shown by the solid line in FIG. 12 is disturbed, and the light beam also enters the region of the right eye E R. Similarly, the light flux reaching the right eye E R will also be incident on the left eye E L , and the entire two-dimensional image can be observed with both eyes as in the case of normal two-dimensional image display.
【0115】以上の様に、本実施形態は光指向性制御素
子2 により、液晶ディスプレイ6 の照明光の指向性を制
御することにより、解像度の低下のない2 次元画像の表
示とストライプ画像表示との切り換え表示が可能とな
る。As described above, according to the present embodiment, the light directivity control element 2 controls the directivity of the illumination light of the liquid crystal display 6 to display a two-dimensional image and a stripe image without deterioration in resolution. The display can be switched.
【0116】なお、光指向性制御素子2 を配置する位置
に関しては、液晶ディスプレイ6 とマスクパターン9 と
の間であればどの位置でも良い。The position where the light directivity control element 2 is arranged may be any position between the liquid crystal display 6 and the mask pattern 9.
【0117】なお、本実施形態では観察者側から見て、
LCD6、光指向性制御素子2 、第2 のレンチキュラレンズ
61b 、第1 のレンチキュラレンズ61a 、マスク7 の順に
配置して立体画像表示装置を構成したが、第1 のレンチ
キュラレンズ61a と第2 のレンチキュラレンズ61b の順
番を入れ替えても第1 のレンチキュラレンズ61a 、第2
のレンチキュラレンズ61b のピッチと焦点距離および市
松開口の縦横のピッチを今まで述べた条件をすべて満た
すように設定し直せば実施形態5 と同様に立体画像表示
装置を構成する事が出来る。In this embodiment, when viewed from the observer's side,
LCD6, light directivity control element 2, second lenticular lens
61b, the first lenticular lens 61a, and the mask 7 are arranged in this order to form the stereoscopic image display device. ,No. 2
If the pitch and the focal length of the lenticular lens 61b and the vertical and horizontal pitches of the checkered aperture are set again so as to satisfy all the conditions described so far, a stereoscopic image display device can be configured as in the fifth embodiment.
【0118】図16は本発明の立体画像表示装置の実施形
態6 の説明図である。本実施形態は実施形態5 の光指向
性制御素子2 の構成を僅かに変えて液晶ディスプレイ6
の表示面1 に部分的に立体画像を表示することができる
ようにしたものである。全体の構成は光指向性制御素子
2 の構成を除いて同じである。FIG. 16 is an explanatory diagram of Embodiment 6 of the stereoscopic image display device of the present invention. In this embodiment, the configuration of the light directivity control element 2 of the fifth embodiment is slightly changed, and a liquid crystal display 6
3D image can be partially displayed on the display surface 1 of. The entire structure is an optical directivity control element
It is the same except for the configuration of 2.
【0119】図16は実施形態6 の液晶ディスプレイ6 に
表示される表示画像の表示状態(A)と、光指向性制御素
子2 の状態(B) の説明図である。本実施形態の場合は光
指向性制御素子2 の透明電極32をマトリックス状に形成
し、部分的に電圧を印加することで、該素子上の所定の
領域 (一部の領域) を光非散乱状態にし、液晶ディスプ
レイ6 の対応する領域にストライプ画像を表示し、その
他の領域に2 次元画像を表示することにより部分的に立
体画像を表示することができる。FIG. 16 is an explanatory diagram of the display state (A) of the display image displayed on the liquid crystal display 6 of Embodiment 6 and the state (B) of the light directivity control element 2. In the case of the present embodiment, the transparent electrodes 32 of the light directivity control element 2 are formed in a matrix, and a voltage is partially applied, so that a predetermined region (partial region) on the device is not light-scattered. In this state, the stripe image is displayed in the corresponding area of the liquid crystal display 6, and the two-dimensional image is displayed in the other area, so that the stereoscopic image can be partially displayed.
【0120】図16(A) に示す様に、立体画像を液晶ディ
スプレイ6 の領域26に表示する時には、前述の様にこの
領域に横ストライプ画像R3L4R5・・・・L8を表示し、それ以
外の部分には、通常の2 次元画像を表示する。As shown in FIG. 16 (A), when a stereoscopic image is displayed in the area 26 of the liquid crystal display 6, horizontal stripe images R 3 L 4 R 5 ... L 8 are displayed in this area as described above. It is displayed, and a normal 2D image is displayed in other areas.
【0121】このとき、光指向性制御素子2 には、図16
(B) に示すように液晶ディスプレイ6 の領域26に対応す
る領域27(図中の斜線部)にのみ電圧を印加して光非散
乱状態にし、それ以外の領域では電圧を印加せずに光散
乱状態にする。これにより部分的に立体画像を表示する
ことができる。At this time, the optical directivity control element 2 has a structure shown in FIG.
As shown in (B), the voltage is applied only to the area 27 (hatched area in the figure) corresponding to the area 26 of the liquid crystal display 6 to make the light non-scattering state. Put it in a scattered state. Thereby, a stereoscopic image can be partially displayed.
【0122】図17は実施形態6 の派生例であり、立体画
像を部分的に表示する別の方法の説明図である。この表
示方法はストライプ画像と2 次元画像とのクロストーク
を低減させ、良好な立体画像を観察できる表示方法であ
る。FIG. 17 is a derivative example of the sixth embodiment and is an explanatory view of another method for partially displaying a stereoscopic image. This display method reduces crosstalk between the stripe image and the two-dimensional image, and enables a good stereoscopic image to be observed.
【0123】実施形態6 において光指向性制御素子2
は、図15(A) に示す様に電圧無印加時には、ランダムな
方向へ入射光を散乱する。従って、光指向性制御素子2
の光散乱部と非散乱部との境界周辺の部分(図17(B) で
×印で示した部分)における光散乱で散乱された光束
は、液晶ディスプレイ6 の領域26の内側へも入射し、横
ストライプ画像を照明して、所定の眼の方向外へ射出
し、クロストーク光となる。その為、本派生例では、液
晶ディスプレイ6 の立体画像を表示する領域26の内側に
画像枠として黒表示を行い、クロストークを防止するの
である。Optical Directivity Control Element 2 in Embodiment 6
As shown in FIG. 15 (A), scatters incident light in random directions when no voltage is applied. Therefore, the light directivity control element 2
The light flux scattered by the light scattering in the area around the boundary between the light-scattering part and the non-scattering part (the part indicated by a cross in Fig. 17 (B)) also enters the inside of the area 26 of the liquid crystal display 6. The horizontal stripe image is illuminated and emitted outside the predetermined eye direction to become crosstalk light. Therefore, in the present derivative example, black display is performed as an image frame inside the area 26 for displaying a stereoscopic image on the liquid crystal display 6 to prevent crosstalk.
【0124】ここでは、領域26の内側の1画素に相当す
る幅で画枠を表示した例を図示しているが、これに限ら
れるものではなく、数画素の幅を用いても良い。Here, an example is shown in which an image frame is displayed with a width corresponding to one pixel inside the area 26, but the invention is not limited to this, and a width of several pixels may be used.
【0125】また、光指向性制御素子2 の光非散乱領域
27を液晶ディスプレイ6 の立体画像を表示する領域26よ
りやや大きめに取り、立体画像表示領域26の外側の書定
数の画素領域を画枠として黒表示してクロストークを防
ぐことも出来る。そして、この画枠の中に、例えば“3D
表示”などとこの領域に表示する画像の種類やファイル
名などを表示することも可能である。Further, the light non-scattering region of the light directivity control element 2
It is also possible to prevent the crosstalk by taking 27 slightly larger than the area 26 for displaying a stereoscopic image on the liquid crystal display 6 and displaying the pixel area of the writing constant outside the stereoscopic image display area 26 as an image frame in black. Then, in this picture frame, for example, "3D
It is also possible to display "display" and the like, such as the type of image displayed in this area and the file name.
【0126】図18は本発明の立体画像表示装置の実施形
態7 の説明図である。図は本実施形態の上下方向の断面
の説明略図である。本実施形態は実施形態5 よりも表示
画面の中心近くに位置する観察者の眼E に照明光束をよ
り多く集めるものであり、図18はその作用説明図であ
る。本実施形態の構成は基本的に実施形態5 と同じであ
るが第2 のレンチキュラレンズ61b 、マスクパターン9
等の設定条件が異なっている。ここでは実施形態5 と異
なる部分を重点的に説明する。図18にはこの断面につい
ては光学作用を持たない第1 のレンチキュラレンズ61a
および光学作用に直接関係しないガラス基板等を省略し
ており、第2 のレンチキュラレンズ61b についても概念
的に表現している。FIG. 18 is an explanatory diagram of Embodiment 7 of the stereoscopic image display device of the present invention. The figure is an explanatory schematic diagram of a vertical cross section of the present embodiment. The present embodiment focuses more of the illumination light flux on the eyes E of the observer located near the center of the display screen than in the fifth embodiment, and FIG. 18 is an explanatory diagram of its action. The configuration of this embodiment is basically the same as that of the fifth embodiment, but the second lenticular lens 61b, the mask pattern 9
Setting conditions such as are different. Here, portions different from the fifth embodiment will be mainly described. Figure 18 shows the first lenticular lens 61a, which has no optical function for this section.
Also, the glass substrate and the like not directly related to the optical action are omitted, and the second lenticular lens 61b is also conceptually expressed.
【0127】実施形態5 の上下方向の断面では、Vd=Vm=
VLと設定し、LCD6の画素列を照明する光束の内メインに
なる光束は、LCD6に略垂直に入射するように設定した
が、実施形態7 では表示画面の中心近くに位置する観察
者の眼E に照明光束をより多く集めて照明効率を向上さ
せるように第2 のレンチキュラレンズ61b 、マスクパタ
ーン9 を設定する点が異なっている。In the vertical cross section of the fifth embodiment, Vd = Vm =
VL is set, and the main light flux of the light flux that illuminates the pixel row of the LCD 6 is set to enter the LCD 6 substantially vertically, but in the seventh embodiment, the eyes of an observer located near the center of the display screen. The difference is that the second lenticular lens 61b and the mask pattern 9 are set so as to collect a larger amount of the illumination light flux at E and improve the illumination efficiency.
【0128】図18によって上下方向の観察領域の説明を
行う。E は観察者の眼が位置する点であり、LCD6からL
だけ離れた点に設定している。第2 のレンチキュラレン
ズ61b を構成する各シリンドリカルレンズ、及びマスク
パターン9 の開口部8 は、観察者の眼の位置E とLCD6上
のストライプ画素の中心を結ぶ2 点鎖線上に中心が位置
するよう設定している。このように設定することにより
開口部8 の中心から発した光束が第2 のレンチキュラレ
ンズ61b の中心を通ってLCD6の各ストライプ画素の中心
を照明し、観察者の眼の位置E に集めることが出来る。The observation region in the vertical direction will be described with reference to FIG. E is the point where the observer's eyes are located,
It is only set at a point that is far away. Each of the cylindrical lenses constituting the second lenticular lens 61b and the opening 8 of the mask pattern 9 should be centered on the two-dot chain line connecting the eye position E of the observer and the center of the stripe pixel on the LCD 6. It is set. By setting in this way, the light flux emitted from the center of the opening 8 passes through the center of the second lenticular lens 61b and illuminates the center of each stripe pixel of the LCD 6 and collects it at the position E of the observer's eye. I can.
【0129】Vm、VL、Vd、fv、L1、L2、を実施形態5 で
の説明と同じものとした時、これらの諸元とL とは前述
の(1) 、(2) 、(3) の関係に加えて式(4) を満たしてい
る。When Vm, VL, Vd, fv, L1 and L2 are the same as those described in the fifth embodiment, these specifications and L are the same as the above (1), (2) and (3). In addition to the relation, the expression (4) is satisfied.
【0130】図19は実施形態7 の上下方向の断面図であ
り、図18では省略した部材も図示してある。FIG. 19 is a vertical sectional view of the seventh embodiment, in which members omitted in FIG. 18 are also shown.
【0131】ここで、Vm、VL、Vd、fv、L1、L2は図18で
説明したものと同じものである。前記のように本実施形
態は、条件式(1) 、(2) 、(3) 、(4) をみたしており、
又、水平方向の左右像の分離に関しては、実施形態5 と
同様に設定している。Here, Vm, VL, Vd, fv, L1 and L2 are the same as those described in FIG. As described above, the present embodiment satisfies the conditional expressions (1), (2), (3) and (4),
The separation of the left and right images in the horizontal direction is set similarly to the fifth embodiment.
【0132】これによって図18で説明したように観察者
の所定の眼の高さから画面の上下方向の全幅にわたって
左右の視差画像が一様に分離して見えるような観察領域
が得られるようになっている。Thus, as described with reference to FIG. 18, it is possible to obtain an observation region in which the left and right parallax images can be seen as uniformly separated from the predetermined eye height of the observer over the entire width in the vertical direction of the screen. Has become.
【0133】以上により本実施形態は観察者の所定の眼
の位置E から画面の上下方向の全幅にわたって左右のス
トライプ画素が一様に分離して見えるような観察領域が
得られ、且つ液晶ディスプレイ6 を照明した光束を観察
者の眼により多く集めることができるようになってい
る。As described above, according to the present embodiment, an observation area in which the left and right stripe pixels are seen to be uniformly separated from the predetermined eye position E of the observer over the entire width in the vertical direction of the screen, and the liquid crystal display 6 is provided. It is possible to collect more of the luminous flux that illuminates the eyes of the observer.
【0134】本実施形態においても実施形態5 と同様に
第1 のレンチキュラレンズ61a と第2 のレンチキュラレ
ンズ61b の順序を入れ替えて本実施形態と同じ効果を与
える立体画像表示装置を構成することが可能である。Also in this embodiment, as in the case of the fifth embodiment, the order of the first lenticular lens 61a and the second lenticular lens 61b can be interchanged to form a stereoscopic image display device that gives the same effect as this embodiment. Is.
【0135】本実施形態においても実施形態5、6 で説明
したのとまったく同様に光指向性制御素子2 の全面また
は一部を光拡散状態にするとともに対応するLCD の表示
領域に2 次元画像を表示することにより、観察者に2 次
元画像または2 次元画像及び立体画像の混在画像を表示
することが可能である。Also in the present embodiment, the whole or a part of the light directivity control element 2 is brought into a light diffusing state and a two-dimensional image is displayed on the corresponding LCD display area in exactly the same manner as described in the fifth and sixth embodiments. By displaying, it is possible to display a two-dimensional image or a mixed image of a two-dimensional image and a stereoscopic image to the observer.
【0136】図20は本発明の立体画像表示装置の実施形
態8 の要部概略図である。実施形態5 では、2 枚の直交
するレンチキュラレンズ61a 、61b を用いてマイクロ光
学素子3Hを構成したが、本実施形態では、マイクロ光学
素子3Hを上下方向と水平方向で曲率の異なるトーリック
レンズを上下左右に多数並べて構成した1 個のトーリッ
クレンズアレイで構成している点が異なる。その他の構
成は実施形態5 と同じである。FIG. 20 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 8 of the stereoscopic image display device of the present invention. In the fifth embodiment, the micro optical element 3H is configured by using the two orthogonal lenticular lenses 61a and 61b, but in the present embodiment, the micro optical element 3H is provided with the toric lens having different curvatures in the vertical direction and the horizontal direction. The difference is that it is composed of a single toric lens array that is arranged side by side. Other configurations are the same as those of the fifth embodiment.
【0137】図中、84はトーリックレンズアレイ (マイ
クロ光学素子3H) であり、これを構成するトーリックレ
ンズ85の垂直断面内の焦点距離をfv、垂直方向のピッチ
をVd、垂直断面内でLCD6からトーリックレンズアレイ84
の観察者側の主平面までの間隔をL1、トーリックレンズ
アレイ84のマスク側主平面からマスクパターン9 までの
距離をL2として、これらの諸元を前述の式(1) 、(2) 、
(3) の関係が成り立つように設定している。又、トーリ
ックレンズ85の水平方向の曲率は水平断面内の焦点位置
がマスクパターン9 に略一致するよう設定している。In the figure, reference numeral 84 is a toric lens array (micro optical element 3H), and the focal length of the toric lens 85 that constitutes this is fv, the vertical pitch is Vd, and the vertical pitch from the LCD 6 is Toric lens array 84
L1 is the distance from the observer side main plane to L2 and the distance from the mask side main plane of the toric lens array 84 to the mask pattern 9 is L2, and these specifications are expressed by the equations (1), (2),
It is set so that the relationship of (3) holds. The curvature of the toric lens 85 in the horizontal direction is set so that the focal position in the horizontal cross section substantially matches the mask pattern 9.
【0138】これにより本実施形態では実施形態5 と同
様に観察者の所定の眼の高さから画面の上下方向の全幅
にわたって左右のストライプ画素が一様に分離して見え
る観察領域が得られるようになっている。Thus, in the present embodiment, as in the case of the fifth embodiment, it is possible to obtain an observation region in which the left and right stripe pixels are uniformly separated from the predetermined eye height of the observer over the entire width in the vertical direction of the screen. It has become.
【0139】本実施形態においても実施形態5、6 で説明
したのとまったく同様に光指向性制御素子2 の全面また
は一部を光拡散状態にするとともに対応するLCD の表示
領域に2 次元画像を表示することにより、観察者に2 次
元画像または2 次元画像及び立体画像の混在画像を表示
することが可能である。Also in this embodiment, the whole or a part of the light directivity control element 2 is put into a light diffusing state and a two-dimensional image is displayed on the corresponding LCD display area in exactly the same manner as described in the fifth and sixth embodiments. By displaying, it is possible to display a two-dimensional image or a mixed image of a two-dimensional image and a stereoscopic image to the observer.
【0140】また、本実施形態においてトーリックレン
ズアレイ84及び市松状の開口部8 の設定を前述の条件式
(4) が成り立つように設定すれば、実施形態7 のように
表示画面の中心近くに位置する観察者の眼E に液晶ディ
スプレイ6 を照明した光束をより多く集めて照明効率を
向上させることが可能である。実施形態5〜8 は、光指
向性制御素子2 をマイクロ光学素子3Hと液晶ディスプレ
イ6 の間に設置したが、次のように構成することもでき
る。即ち、基板状の光指向性制御素子2 の一面の上に市
松状の開口部と遮光部より成るマスクパターン9 を形成
し、マスクパターン9 を形成した面を面光源の光射出面
に対向させて配置し、該光指向性制御素子2 と液晶ディ
スプレイ6 の間に2 つのレンチキュラレンズ61a,61b を
配置するのである。このようにすると、実施形態5〜8
に必要だったマスク基板を省略することが出来、明るさ
及びコストの点で有利になる。In this embodiment, the toric lens array 84 and the checkered opening 8 are set by the above-mentioned conditional expression.
By setting so that (4) is established, it is possible to improve the illumination efficiency by collecting more light fluxes that illuminate the liquid crystal display 6 to the eyes E of the observer located near the center of the display screen as in the seventh embodiment. It is possible. In the fifth to eighth embodiments, the light directivity control element 2 is installed between the micro optical element 3H and the liquid crystal display 6, but it may be configured as follows. That is, a mask pattern 9 consisting of a checkered opening and a light-shielding portion is formed on one surface of the substrate-shaped light directivity control element 2, and the surface on which the mask pattern 9 is formed faces the light emission surface of the surface light source. The two lenticular lenses 61a and 61b are arranged between the light directivity control element 2 and the liquid crystal display 6. By doing so, Embodiments 5 to 8 are performed.
It is possible to omit the mask substrate which was necessary for the above, which is advantageous in terms of brightness and cost.
【0141】実施形態5〜8 は、光路中に設けた光指向
性制御素子の拡散特性 (光散乱状態又は非散乱状態) を
制御することにより、3 次元画像表示と2 次元画像表示
を容易に切り換えることができ、且つ、2 次元画像表示
時には解像度を落とすことなく、かつ観察位置の制限や
画面の光量変化等がなく、通常の2 次元画像表示装置と
同じ解像度で観察できる。In the fifth to eighth embodiments, the three-dimensional image display and the two-dimensional image display are facilitated by controlling the diffusion characteristics (light scattering state or non-scattering state) of the light directivity control element provided in the optical path. It can be switched, and the resolution can be reduced when displaying a two-dimensional image, and there is no restriction on the observation position or change in the amount of light on the screen.
【0142】また、光指向性制御素子の一部の領域のみ
をその拡散特性が制御できるようにすることにより、こ
れに対応する液晶ディスプレイの領域にのみストライプ
画像を表示し、その他の部分には通常の2 次元画像を表
示して立体画像と2 次元画像を混在表示することができ
る。Further, by making it possible to control the diffusion characteristic of only a part of the region of the light directivity control element, the stripe image is displayed only in the corresponding region of the liquid crystal display, and in the other part. It is possible to display normal 2D images and to display 3D images and 2D images together.
【0143】図21は本発明の立体画像表示装置の実施形
態9 の要部概略図である。本実施形態は実施形態5 の光
指向性制御素子2 をシート状の拡散特性制御素子2Kに変
えたものであり、その他の構成は基本的に実施形態5 と
同じである。実施形態5 と異なる部分を重点的に説明す
る。FIG. 21 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 9 of the stereoscopic image display device of the present invention. In this embodiment, the light directivity control element 2 of the fifth embodiment is replaced by a sheet-like diffusion characteristic control element 2K, and other configurations are basically the same as those of the fifth embodiment. The differences from the fifth embodiment will be mainly described.
【0144】拡散特性制御素子2Kは光拡散特性を制御す
る素子であり、シート状のプラスチック、又はシート状
のフィルムを基材として、その両面又は片面の一部に光
拡散層を形成している。The diffusion characteristic control element 2K is an element for controlling the light diffusion characteristic, and has a sheet-like plastic or sheet-like film as a base material, and a light diffusion layer is formed on a part of both sides or one side thereof. .
【0145】図22は本実施形態の拡散特性制御素子2Kの
構成例の説明図である。図示する様に、拡散特性制御素
子2Kは透明なベースフィルム、例えば厚さ約120 μm の
ポリエステルフィルムの上に、2 つの有効部領域(図中
2 点鎖線で示す矩形の領域、以後制御領域と呼ぶ)、即
ち全面が透明な制御領域40A 、全面が光拡散特性を持つ
拡散部から成る制御領域40B を形成している。そして図
21に示すように、巻取り保持部材36にこの拡散特性制御
素子2Kを巻いて保持している。この巻き取り保持部材36
は回転駆動手段77によりその回転位置が制御され、常に
制御領域のいずれか1 つがLCD6とマイクロ光学素子3Hと
の間の光路に位置するようにしている。図21の状態で
は、透明な制御領域40A を光路中に設定している。そし
て、透明な制御領域40A を光路に設定した状態にある
時、ストライプ画像の表示を行い、又制御領域40B が光
路中に設定され、これへの入射光を散乱する状態にある
時に2次元画像表示を行うように構成している。FIG. 22 is an explanatory diagram of a configuration example of the diffusion characteristic control element 2K of this embodiment. As shown in the figure, the diffusion characteristic control element 2K is composed of a transparent base film, for example, a polyester film having a thickness of about 120 μm, and two effective area regions (in the figure,
A rectangular region indicated by a chain double-dashed line, which will be referred to as a control region hereinafter), that is, a control region 40A having a transparent entire surface and a control region 40B having a diffusing portion having a light diffusing characteristic are formed. And figure
As shown in 21, the diffusion characteristic control element 2K is wound and held on the winding and holding member 36. This take-up holding member 36
The rotation position is controlled by the rotation drive means 77 so that any one of the control areas is always positioned in the optical path between the LCD 6 and the micro optical element 3H. In the state of FIG. 21, the transparent control area 40A is set in the optical path. A stripe image is displayed when the transparent control area 40A is set in the optical path, and a two-dimensional image is displayed when the control area 40B is set in the optical path and the incident light to the control area 40B is scattered. It is configured to display.
【0146】図21においては、表示面の全面にわたって
ストライプ画像を表示する場合を示している。この場
合、本実施形態のシステムコントローラ(不図示)など
から、立体画像を表示する表示制御信号が出され、駆動
回路76を介して回転駆動手段77を回転させ、拡散特性制
御素子2Kの全面が透明な制御領域40A を選択・位置決め
している。FIG. 21 shows a case where a striped image is displayed over the entire display surface. In this case, a display control signal for displaying a stereoscopic image is output from the system controller (not shown) or the like of the present embodiment, the rotation drive means 77 is rotated via the drive circuit 76, and the entire surface of the diffusion characteristic control element 2K is removed. The transparent control area 40A is selected and positioned.
【0147】これと同時に、前記の表示制御信号は画像
処理手段75にも入力され、不図示の視差画像ソースから
1つの横ストライプ画像を合成し、その画像信号をディ
スプレイ駆動回路73へ出力する。ディスプレイ駆動回路
73は上記の信号を受けて液晶ディスプレイ6 を駆動し、
その画像表示面1 に図21に示すように横ストライプ画像
を表示する。ER,EL は夫々観察者の右眼、左眼である。At the same time, the display control signal is also input to the image processing means 75 to synthesize one horizontal stripe image from a parallax image source (not shown) and output the image signal to the display drive circuit 73. Display drive circuit
73 receives the above signal and drives the liquid crystal display 6,
A horizontal stripe image is displayed on the image display surface 1 as shown in FIG. E R and E L are the right and left eyes of the observer, respectively.
【0148】図23は本実施形態の水平断面図であり、立
体画像表示の原理の説明図である。この図により本実施
形態が立体画像を表示する際の構成及び作用を説明す
る。マスク基板7 はバックライト10により照明され、開
口部8 から光が出射する。図中に示す開口部8 は、液晶
ディスプレイ6 に表示された横ストライプ画像のうちの
左ストライプ画素Liに対応しており、開口部8 から出射
した光は第1 のレンチキュラレンズ61a を通って指向性
を与えられ、拡散特性制御素子2Kを透過し、液晶ディス
プレイ6 の左ストライプ画素Liで変調され、図中の実線
で示すように射出する。これにより、液晶ディスプレイ
6 に表示された左ストライプ画素Liは左眼ELを含む矢印
の範囲(領域)のみで観察される。FIG. 23 is a horizontal sectional view of this embodiment and is an explanatory view of the principle of stereoscopic image display. The configuration and operation when the present embodiment displays a stereoscopic image will be described with reference to this drawing. The mask substrate 7 is illuminated by the backlight 10, and light is emitted from the opening 8. The opening 8 shown in the figure corresponds to the left stripe pixel L i of the horizontal stripe image displayed on the liquid crystal display 6, and the light emitted from the opening 8 passes through the first lenticular lens 61a. It is given directivity, passes through the diffusion characteristic control element 2K, is modulated by the left stripe pixel L i of the liquid crystal display 6, and is emitted as shown by the solid line in the figure. This allows the liquid crystal display
The left stripe pixel L i displayed in 6 is observed only in the range (region) of the arrow including the left eye E L.
【0149】この時、拡散特性制御素子2Kはその制御領
域40A が光路中にあり、第1 のレンチキュラレンズ61a
により照明光束に与えられた指向性は拡散特性制御素子
2Kを透過する際、乱される事はない。At this time, the diffusion characteristic control element 2K has the control area 40A in the optical path and the first lenticular lens 61a.
The directivity given to the illumination light flux by the
It does not get disturbed when passing 2K.
【0150】なお、この時画面の全幅にわたって、開口
部8 からの光が一様に左眼ELに集まるように第1 のレン
チキュラレンズ61a のピッチP4X はマスクパターン9 の
開口部8 の左右方向に隣合う開口間のピッチP8X よりも
わずかに小さくしてある。これにより、液晶ディスプレ
イ6 に表示された左視差画像の横ストライプ画素は左眼
EL付近の範囲のみで観察される。。At this time, the pitch P 4X of the first lenticular lens 61a is set to the left and right of the opening 8 of the mask pattern 9 so that the light from the opening 8 is uniformly collected in the left eye E L over the entire width of the screen. It is slightly smaller than the pitch P 8X between the openings adjacent to each other in the direction. As a result, the horizontal stripe pixels of the left parallax image displayed on the liquid crystal display 6 are
It is observed only in the range near E L. .
【0151】また、右眼ERに関しては、右ストライプ画
素Riを表示している部分に対応するマスクパターン9 の
開口部8 と遮光部は図23とは逆になり、その開口部8 は
液晶ディスプレイ6 に表示された右ストライプ画素Riに
対応しており、開口部8 から出射した光は第1 のレンチ
キュラレンズ61a を通って指向性を与えられ、拡散特性
制御素子2Kを透過し、液晶ディスプレイ6 の右ストライ
プ画素Riで変調され、図中の点線で示すように射出す
る。これにより、液晶ディスプレイ6 に表示された右ス
トライプ画素Riは右眼ERを含む矢印の範囲(領域)のみ
で観察される。このようにして、液晶ディスプレイ6 上
の左右の視差画像が水平方向に左眼・右眼の領域に分離
して観察される。With respect to the right eye E R , the opening 8 and the light shielding portion of the mask pattern 9 corresponding to the portion displaying the right stripe pixel R i are opposite to those in FIG. 23, and the opening 8 is Corresponding to the right stripe pixel R i displayed on the liquid crystal display 6, the light emitted from the opening 8 is given directivity through the first lenticular lens 61a and passes through the diffusion characteristic control element 2K, The light is modulated by the right stripe pixel R i of the liquid crystal display 6 and emitted as shown by the dotted line in the figure. As a result, the right stripe pixel R i displayed on the liquid crystal display 6 is observed only in the range (area) of the arrow including the right eye E R. In this way, the left and right parallax images on the liquid crystal display 6 are horizontally observed in the left eye and right eye regions separately.
【0152】次に、本実施形態において立体画像を表示
する際の上下方向の観察領域を説明する。本実施形態の
上下方向の要部断面図は実施形態5 の図13と同じにな
る。但し、ここではこの断面については光学作用を持た
ない第1 のレンチキュラレンズ61a 、拡散制御素子2Kお
よび光学作用に直接関係しないガラス基板を省略してお
り、第2 のレンチキュラレンズ61b についても概念的に
表現している。Next, the observation region in the vertical direction when displaying a stereoscopic image in this embodiment will be described. The vertical cross-sectional view of the main part of this embodiment is the same as FIG. 13 of the fifth embodiment. However, in this section, the first lenticular lens 61a having no optical function, the diffusion control element 2K, and the glass substrate not directly related to the optical function are omitted in this section, and the second lenticular lens 61b is also conceptually described. expressing.
【0153】マスクパターン9 の開口部8 は図21のよう
に市松状になっており、夫々LCD6に表示する上下交互に
配列した左右のストライプ画素に対応している。The openings 8 of the mask pattern 9 are in a checkered pattern as shown in FIG. 21 and correspond to the left and right stripe pixels which are displayed alternately on the LCD 6 and are displayed on the LCD 6, respectively.
【0154】そして、本実施形態においてもVm、VL、V
d、fv、L1、L2を実施形態5 での説明と同じに定義した
とき、これらの諸元は前記の式(1) 、(2) 、(3) の関係
をみたすように設定している。Also in this embodiment, Vm, VL, V
When d, fv, L1, and L2 are defined in the same manner as described in the fifth embodiment, these specifications are set so as to satisfy the relationships of the above equations (1), (2), and (3). .
【0155】このときマスクパターン9 の開口部8 が第
2 のレンチキュラレンズ61b によって結像される像とLC
D6に表示するストライプ画素との関係は実施形態5 の図
13で説明した関係になる。At this time, the opening 8 of the mask pattern 9 is
The image and LC formed by the second lenticular lens 61b
The relationship with the stripe pixel displayed on D6 is shown in the fifth embodiment.
It becomes the relationship explained in 13.
【0156】図24は実施形態9 の上下方向の断面図であ
る。ここで、Vm、VL、Vd、fv、L1、L2は実施形態5 で説
明したものと同じものである。本実施形態は、Vd=Vm=V
L、L1=L2 、fv=L1/2 と設定して条件式(1) 、(2) 、(3)
をみたしており、これによって観察者の所定の眼の高さ
から画面の上下方向の全幅にわたって左右の視差画像が
一様に分離して見えるような観察領域が得られるように
なっている。FIG. 24 is a vertical sectional view of the ninth embodiment. Here, Vm, VL, Vd, fv, L1 and L2 are the same as those described in the fifth embodiment. In this embodiment, Vd = Vm = V
Conditional expressions (1), (2), and (3) by setting L, L1 = L2, and fv = L1 / 2
As a result, an observation region in which the left and right parallax images can be seen as uniformly separated from the predetermined eye height of the observer over the entire width in the vertical direction of the screen can be obtained.
【0157】次に、本実施形態で2 次元画像を表示する
際の構成及び作用を説明する。液晶ディスプレイ6 の全
面にわたって2 次元画像を表示する場合は、システムコ
ントローラ(不図示)などから出される表示制御信号に
基づき、回転駆動手段77を回転させ、拡散特性制御素子
2Kの全面が光拡散性を有する制御領域40B をマイクロ光
学素子3Hと液晶ディスプレイ6 の間の光路中に位置決め
する。これと同時に画像処理手段75を介して液晶ディス
プレイ6 に表示すべき2 次元画像を表示する。Next, the configuration and operation when displaying a two-dimensional image in this embodiment will be described. When a two-dimensional image is displayed on the entire surface of the liquid crystal display 6, the rotation drive means 77 is rotated based on a display control signal output from a system controller (not shown), etc.
A control area 40B having a light diffusing property on the entire surface of 2K is positioned in the optical path between the micro optical element 3H and the liquid crystal display 6. At the same time, a two-dimensional image to be displayed on the liquid crystal display 6 is displayed via the image processing means 75.
【0158】このとき、バックライト10からの照明光は
拡散特性制御素子2Kに入射するまでは指向性を有してい
るが、拡散特性制御素子2Kの制御領域40B に至って全方
向に散乱され、液晶ディスプレイ6 の1 つの画素をラン
ダムに照明することになり、左眼又は右眼方向への指向
性を失って観察者の右眼と左眼に略同じように入射する
ようになり、通常の2 次元画像表示装置と同様に両眼で
2 次元画像の全てを観察することができる。At this time, the illumination light from the backlight 10 has directivity until it enters the diffusion characteristic control element 2K, but reaches the control region 40B of the diffusion characteristic control element 2K and is scattered in all directions. Since one pixel of the liquid crystal display 6 is randomly illuminated, the directivity to the left or right eye is lost and the light enters the observer's right and left eyes in substantially the same manner. As with a 2D image display device,
All 2D images can be observed.
【0159】以上の様に、本実施形態は拡散特性制御素
子2Kにより、液晶ディスプレイ6 の照明光の拡散特性を
制御することにより、解像度低下のない2 次元画像の表
示と、立体画像表示との切り換え表示が可能となる。As described above, according to the present embodiment, by controlling the diffusion characteristic of the illumination light of the liquid crystal display 6 by the diffusion characteristic control element 2K, the two-dimensional image display without resolution reduction and the three-dimensional image display are realized. Switching display is possible.
【0160】本実施形態では観察者側から見て、LCD6、
拡散特性制御素子2K、第2 のレンチキュラレンズ61b 、
第1 のレンチキュラレンズ61a 、マスクパターン9 の順
に配置して立体画像表示装置を構成したが、第1 のレン
チキュラレンズ61a と第2 のレンチキュラレンズ61b の
順番を入れ替えてもこれらのレンチキュラレンズのピッ
チと焦点距離および市松開口の縦横のピッチを今まで述
べた条件をすべて満たすように設定し直せば実施形態9
と同様に立体画像表示装置を構成する事が出来、拡散特
性制御素子2KもLCD6とマスクパターン9 の間の光路中の
他の位置に挿入できる。In the present embodiment, the LCD 6,
Diffusion characteristic control element 2K, second lenticular lens 61b,
The first lenticular lens 61a and the mask pattern 9 are arranged in this order to form a stereoscopic image display device.However, even if the order of the first lenticular lens 61a and the second lenticular lens 61b is exchanged, the pitch of these lenticular lenses is changed. If the focal length and the vertical and horizontal pitches of the checkered aperture are set again so as to satisfy all the conditions described above, the ninth embodiment
A stereoscopic image display device can be constructed in the same manner as in, and the diffusion characteristic control element 2K can also be inserted at another position in the optical path between the LCD 6 and the mask pattern 9.
【0161】図25は本発明の立体画像表示装置の実施形
態10の説明図である。本実施形態は拡散特性制御素子2K
に部分的に透明部と拡散部を設けた制御領域を備え、こ
の制御領域を位置決め制御することにより、画像表示面
1 の一部に立体画像を表示することが出来る点が実施形
態9 と異なっている。その他の構成は実施形態9 と同じ
である。FIG. 25 is an explanatory diagram of Embodiment 10 of the stereoscopic image display device of the present invention. In this embodiment, the diffusion characteristic control element 2K
The image display surface is provided with a control area partially provided with a transparent portion and a diffusion portion, and the positioning of this control area is controlled.
The difference from the ninth embodiment is that a stereoscopic image can be displayed in part of 1. Other configurations are the same as those of the ninth embodiment.
【0162】図25(A) はこの時に使用する拡散特性制御
素子2Kの制御領域40C の説明図である。制御領域40C は
左下隅に部分的に透明部を有しており、その他の部分は
光拡散部で構成している。図25(B) はこの時の液晶ディ
スプレイ6 の画像表示面1 の表示状態を示している。FIG. 25 (A) is an explanatory diagram of the control region 40C of the diffusion characteristic control element 2K used at this time. The control region 40C has a transparent part in the lower left corner, and the other part is composed of a light diffusing part. FIG. 25 (B) shows the display state of the image display surface 1 of the liquid crystal display 6 at this time.
【0163】図25(B) の様に、液晶ディスプレイ6 の左
下隅の領域26に立体画像を表示する際は、領域26に横ス
トライプ画素R5L6R7L8で構成される横ストライプ画像を
表示し、それ以外の部分には通常の2 次元画像を表示す
る。As shown in FIG. 25 (B), when displaying a stereoscopic image in the area 26 at the lower left corner of the liquid crystal display 6, a horizontal stripe composed of horizontal stripe pixels R 5 L 6 R 7 L 8 is displayed in the area 26. The image is displayed, and the normal 2D image is displayed in the other parts.
【0164】このとき、システムコントローラからの表
示制御信号に基づき、回転駆動手段77を回転させ、拡散
特性制御素子2Kの制御領域40C を光路中に位置決め制御
するので、液晶ディスプレイ6 の領域26に対応する領域
27の部分は透明な領域になっており、液晶ディスプレイ
6 の照明光は指向性を乱すことなく左右それぞれの眼に
入射し、この部分26にのみ立体画像を観察することがで
きる。At this time, based on the display control signal from the system controller, the rotation driving means 77 is rotated to control the positioning of the control area 40C of the diffusion characteristic control element 2K in the optical path, so that it corresponds to the area 26 of the liquid crystal display 6. Area to do
The 27 part is a transparent area, and the liquid crystal display
The illumination light of 6 is incident on the left and right eyes without disturbing the directivity, and a stereoscopic image can be observed only in this portion 26.
【0165】ここでは、左下隅に立体画像を表示する場
合について説明したが、制御領域40に部分的に透明領域
を形成しておれば、その部分に立体画像を表示すること
ができる。Here, the case of displaying a stereoscopic image in the lower left corner has been described, but if a transparent area is partially formed in the control area 40, the stereoscopic image can be displayed in that portion.
【0166】図26は本実施形態の派生例の説明図であ
り、立体画像を部分的に表示する別の方法の説明図であ
る。この表示方法はストライプ画像と2 次元画像とのク
ロストークを低減させ、良好な立体画像を観察できる表
示方法である。FIG. 26 is an explanatory diagram of a derivative example of this embodiment, and is an explanatory diagram of another method for partially displaying a stereoscopic image. This display method reduces crosstalk between the stripe image and the two-dimensional image, and enables a good stereoscopic image to be observed.
【0167】拡散特性制御素子2Kの光拡散部は、ランダ
ムな方向へ入射光を散乱する。従って、拡散特性制御素
子2Kの光拡散部と透明部との境界周辺の部分で散乱され
た光束は、液晶ディスプレイ6 の領域26の内側へも入射
し、横ストライプ画像を照明して、所定の眼の方向外へ
射出し、クロストーク光となる。その為、本派生例で
は、液晶ディスプレイ6 の立体画像を表示する領域26の
内側に画像の枠として黒表示を行い、クロストークを防
止するのである。The light diffusion section of the diffusion characteristic control element 2K scatters incident light in random directions. Therefore, the light flux scattered around the boundary between the light diffusion portion and the transparent portion of the diffusion characteristic control element 2K also enters the inside of the region 26 of the liquid crystal display 6, illuminates the horizontal stripe image, and It emerges outside the direction of the eye and becomes crosstalk light. Therefore, in this derivative example, black display is performed as an image frame inside the area 26 for displaying a stereoscopic image on the liquid crystal display 6 to prevent crosstalk.
【0168】ここでは、領域26の内側の1画素に相当す
る幅で画枠を表示した例を図示しているが、これに限ら
れるものではなく、数画素の幅を用いても良い。Here, an example is shown in which the image frame is displayed with a width corresponding to one pixel inside the area 26, but the invention is not limited to this, and a width of several pixels may be used.
【0169】また、拡散特性制御素子2Kの光非散乱領域
27を液晶ディスプレイ6 の立体画像を表示する領域26よ
りやや大きめに取り、立体画像表示領域26の外側の2 次
元画像表示領域部分の所定数の画素領域を画像枠として
黒表示してクロストークを防ぐことも出来る。そして、
この画像枠の中に、例えば“3D表示”などとこの領域に
表示する画像の種類やファイル名などを表示することも
可能である。The light non-scattering region of the diffusion characteristic control element 2K
27 is taken to be slightly larger than the area 26 for displaying a stereoscopic image on the liquid crystal display 6, and a predetermined number of pixel areas in the 2D image display area outside the stereoscopic image display area 26 are displayed in black as an image frame for crosstalk. You can prevent it. And
In this image frame, it is also possible to display, for example, "3D display" or the like, such as the type and file name of the image displayed in this area.
【0170】この表示方法は、拡散特性制御素子2Kが液
晶ディスプレイ6 から離れた位置に配置される時は、特
に有効なクロストーク低減方法である。This display method is a particularly effective crosstalk reduction method when the diffusion characteristic control element 2K is arranged at a position away from the liquid crystal display 6.
【0171】又、実施形態9 ではVd=Vm=VL、L1=L2 、fv
=L1/2 と設定して前記の式(1) 、(2) 、(3) を満足させ
ていたが、これらの諸元とLCD6から観察者までの距離L
とが前記の式(1) 、(2) 、(3) に加えて式(4) を満足す
るように設定すれば、表示画面の中心近くに位置する観
察者の眼E に照明光束をより多く集めて照明効率を向上
させることができる。In the ninth embodiment, Vd = Vm = VL, L1 = L2, fv
= L1 / 2 was set to satisfy the above equations (1), (2), and (3), but these specifications and the distance L from the LCD 6 to the observer L
If and are set so as to satisfy equation (4) in addition to equations (1), (2), and (3) above, the illumination light flux is more distributed to the eye E of the observer located near the center of the display screen. A large amount can be collected to improve the lighting efficiency.
【0172】図27は本発明の立体画像表示装置の実施形
態11の要部概略図である。実施形態9 では、2 枚の直交
するレンチキュラレンズ61a 、61b を用いてマイクロ光
学素子3Hを構成したが、本実施形態では、マイクロ光学
素子3Hを上下方向と水平方向で曲率の異なるトーリック
レンズを上下左右に多数並べて構成した1 個のトーリッ
クレンズアレイで構成している点が異なる。その他の構
成は実施形態9 と同じである。FIG. 27 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 11 of the stereoscopic image display apparatus of the present invention. In the ninth embodiment, the micro-optical element 3H is configured by using the two orthogonal lenticular lenses 61a and 61b, but in the present embodiment, the micro-optical element 3H is provided with a toric lens having different curvatures in the vertical and horizontal directions. The difference is that it is composed of a single toric lens array that is arranged side by side. Other configurations are the same as those of the ninth embodiment.
【0173】図中、84はトーリックレンズアレイ (マイ
クロ光学素子3H) であり、これを構成するトーリックレ
ンズ85の垂直断面内の焦点距離をfv、垂直方向のピッチ
をVd、垂直断面内でLCD6からトーリックレンズアレイ84
の観察者側の主平面までの間隔をL1、トーリックレンズ
アレイ84のマスク側主平面からマスクパターン9 までの
距離をL2として、これらの諸元を前述の式(1) 、(2) 、
(3) の関係が成り立つように設定している。又、トーリ
ックレンズ85の水平方向の曲率は水平断面内の焦点位置
がマスクパターン9 に略一致するよう設定している。In the figure, reference numeral 84 is a toric lens array (micro optical element 3H), and the focal length of the toric lens 85 constituting the toric lens 85 is fv, the vertical pitch is Vd, and the LCD 6 is in the vertical section. Toric lens array 84
L1 is the distance from the observer side main plane to L2 and the distance from the mask side main plane of the toric lens array 84 to the mask pattern 9 is L2, and these specifications are expressed by the equations (1), (2),
It is set so that the relationship of (3) holds. The curvature of the toric lens 85 in the horizontal direction is set so that the focal position in the horizontal cross section substantially matches the mask pattern 9.
【0174】これにより本実施形態では実施形態9 と同
様に観察者の所定の眼の高さから画面の上下方向の全幅
にわたって左右のストライプ画素が一様に分離して見え
る観察領域が得られるようになっている。As a result, in this embodiment, similarly to the ninth embodiment, an observation region in which the left and right stripe pixels are uniformly separated from the predetermined eye height of the observer over the entire width in the vertical direction of the screen can be obtained. It has become.
【0175】本実施形態においても実施形態9、10で説明
したのとまったく同様に拡散特性制御素子2Kの制御領域
40B 又は40C を光路中に設定するとともに対応するLCD
の表示領域に2 次元画像を表示することにより、観察者
に2 次元画像または2 次元画像及び立体画像の混在画像
を表示することが可能である。Also in this embodiment, the control region of the diffusion characteristic control element 2K is exactly the same as that described in the ninth and tenth embodiments.
LCD with 40B or 40C set in the optical path
By displaying the two-dimensional image in the display area of, it is possible to display the two-dimensional image or a mixed image of the two-dimensional image and the stereoscopic image to the observer.
【0176】また、本実施形態においてトーリックレン
ズアレイ84及び市松状の開口部8 の設定を前述の条件式
(4) が成り立つように設定すれば、表示画面の中心近く
に位置する観察者の眼E に液晶ディスプレイ6 を照明し
た光束をより多く集めて照明効率を向上させることが可
能である。Further, in this embodiment, the toric lens array 84 and the checkered opening 8 are set by the above-mentioned conditional expression.
If setting is made so that (4) is established, it is possible to collect more light flux illuminating the liquid crystal display 6 to the eye E of the observer located near the center of the display screen to improve the illumination efficiency.
【0177】図28は、本発明の立体画像表示装置の実施
形態12の要部概略図である。実施形態9 では拡散特性制
御素子2Kを巻取り保持部材36に巻取り保持していたのに
対し、本実施形態はそれをエンドレスベルト状に形成し
た点のみ異なっている。FIG. 28 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 12 of the stereoscopic image display apparatus of the present invention. In the ninth embodiment, the diffusion characteristic control element 2K is wound and held by the winding and holding member 36, but this embodiment is different only in that it is formed into an endless belt shape.
【0178】本実施形態での立体視の原理と、2 次元画
像表示の原理は実施形態9 と同じである。The principle of stereoscopic vision and the principle of two-dimensional image display in this embodiment are the same as those in the ninth embodiment.
【0179】本実施形態では、拡散特性制御素子2Kを透
明な矩形形状の制御領域40G と全面が光拡散部(点々で
図示)より成る矩形形状の制御領域40H を備えたエンド
レスベルト状に構成し、回転モーター等の駆動手段(不
図示)によって回転される駆動軸37を回転制御すること
により、拡散特性制御素子2Kを制御して所望の制御領域
を光路中に設定する。駆動軸37には、適宜の摩擦を有す
るゴムローラ等を付けて、拡散特性制御素子2Kの位置決
め制御を行うと良い。また、ガイド38にも回転可能な機
構を設けても良い。In the present embodiment, the diffusion characteristic control element 2K is formed in an endless belt shape having a transparent rectangular control region 40G and a rectangular control region 40H having a light diffusion portion (shown by dots) on the entire surface. By controlling the rotation of the drive shaft 37 rotated by a drive means (not shown) such as a rotary motor, the diffusion characteristic control element 2K is controlled to set a desired control region in the optical path. A rubber roller or the like having appropriate friction may be attached to the drive shaft 37 to control the positioning of the diffusion characteristic control element 2K. The guide 38 may also be provided with a rotatable mechanism.
【0180】本実施形態では、図に示す様に、立体画像
を表示する際に、拡散特性制御素子2Kは、第2 のレンチ
キュラーレンズ61b と液晶ディスプレイ6 との間に透明
な制御領域40G を位置決め制御する。この時、該制御素
子2Kの光を拡散する制御領域40H は、バックライト10の
上に位置する様に設定しているので、バックライト10の
拡散シートを兼ねており、マスクパターン9 及び第1 の
レンチキュラーレンズ61a による光指向性制御作用には
影響を与えない。In the present embodiment, as shown in the figure, when displaying a stereoscopic image, the diffusion characteristic control element 2K positions the transparent control area 40G between the second lenticular lens 61b and the liquid crystal display 6. Control. At this time, since the control area 40H for diffusing the light of the control element 2K is set so as to be located on the backlight 10, it also serves as a diffusion sheet of the backlight 10, and the mask pattern 9 and the first It does not affect the light directivity control action by the lenticular lens 61a.
【0181】本実施形態は、以上の様に構成すること
で、バックライト10の拡散シートを削減し、表示輝度を
向上させることもできる。With the configuration of this embodiment as described above, it is possible to reduce the diffusion sheet of the backlight 10 and improve the display brightness.
【0182】実施形態9〜12はマスクパターンとディス
プレイデバイスの間にある拡散性制御素子を制御して複
数の制御領域の1 つを選択して光路中に設定することに
より、3 次元画像表示と2 次元画像表示を容易に切り換
えることができ、且つ、2 次元画像表示時には解像度を
落とすことなく、かつ観察位置の制限や画面の光量変化
等がなく、通常の2 次元画像表示装置と同じ解像度で観
察できる。The ninth to twelfth embodiments display a three-dimensional image by controlling the diffusive control element between the mask pattern and the display device to select one of the plurality of control regions and set it in the optical path. The 2D image display can be easily switched, the resolution is not reduced when the 2D image is displayed, and there is no restriction on the observation position or change in the light amount of the screen, and the resolution is the same as a normal 2D image display device. I can observe.
【0183】また、制御領域の一部の領域が透明で他の
領域は光を拡散する制御領域を用いることにより、該透
明領域に対応する液晶ディスプレイの領域にのみストラ
イプ画像を表示し、その他の部分には通常の2 次元画像
を表示して立体画像と2 次元画像を混在表示することが
できる。By using a control area in which a part of the control area is transparent and the other area diffuses light, a stripe image is displayed only in the area of the liquid crystal display corresponding to the transparent area, and the other area is displayed. A normal two-dimensional image can be displayed in the part, and a stereoscopic image and a two-dimensional image can be mixedly displayed.
【0184】以上のように本発明の立体画像表示装置
は、面光源からの光を市松状の開口部・遮光部を有する
マスクパターンを透過させ、マイクロ光学素子により該
透過光束が観察者の右眼・左眼に分離されて入射するよ
うに指向性を与え、この光束を該マイクロ光学素子と観
察者の間に配置した透過型のディスプレイデバイスに表
示するストライプ画像で変調し、観察者の右眼・左眼に
対応した領域に分離して該ストライプ画像を立体画像と
して視認させる特殊なメガネを必要としない立体画像表
示装置において、簡易な構成によりストライプ画像(立
体画像)と2 次元画像を切り替えて表示したり、立体画
像と2 次元画像とを混在して表示することができ、2 次
元画像表示時の解像度の低下が無い。As described above, in the stereoscopic image display device of the present invention, the light from the surface light source is transmitted through the mask pattern having the checkered opening and the light shielding portion, and the transmitted light flux is changed by the micro optical element to the right side of the observer. Directivity is given so that the light is separated into the left eye and the left eye, and this light flux is modulated by a stripe image displayed on a transmissive display device arranged between the micro optical element and the observer, and the right side of the observer is modulated. Switching between stripe image (stereo image) and 2D image with a simple configuration in a stereoscopic image display device that does not require special glasses that separates the area corresponding to the eye / left eye and visually recognizes the stripe image as a stereoscopic image The 3D image and the 2D image can be displayed together, and the resolution does not decrease when the 2D image is displayed.
【0185】又、通常の時分割で視差画像を表示する方
式では眼の残像効果で左右視差画像を融像させるため
に、ディスプレイデバイスのフレーム周波数を高くする
必要があるのに対し、本発明の立体画像表示装置ではス
トライプ状ではあるが、常に左右の視差画像が各々の眼
に入射しているので、ディスプレイデバイスに要求され
る表示速度(フレーム周波数)を高くすることなく、フ
リッカーの無い立体画像を観察せしめることができる。In the normal time-divisional method of displaying parallax images, in order to fuse left and right parallax images by the afterimage effect of the eye, it is necessary to increase the frame frequency of the display device. The stereoscopic image display device has a stripe shape, but since the left and right parallax images are always incident on each eye, a stereoscopic image without flicker can be obtained without increasing the display speed (frame frequency) required of the display device. Can be observed.
【0186】又、ストライプ画像表示時には、マスクパ
ターンの開口部の水平方向のピッチ、上下方向の幅等を
適切に設定したので、立体視領域を形成する左右のスト
ライプ画素からの光が夫々一様に集光し、又各要素の諸
元を式(1)、(2)、(3) を満足する様に設定しているので、
特に上下方向に広い立体視領域を確保することができ
る。Further, when the stripe image is displayed, the horizontal pitch of the openings of the mask pattern, the vertical width, etc. are appropriately set, so that the light from the left and right stripe pixels forming the stereoscopic viewing area is uniform. Since the light is focused on and the specifications of each element are set to satisfy equations (1), (2), and (3),
In particular, a wide stereoscopic area can be secured in the vertical direction.
【0187】又、マスクパターン及びマイクロ光学素子
が観察者から見てディスプレイデバイスの後方に位置す
るので、レンチキュラレンズのレンズ面などからの表面
反射やディスプレイデバイスのブラックマトリクスによ
るコントラストの高いモアレ縞を少なくして、立体画像
を鮮明に表示することができる。Further, since the mask pattern and the micro-optical element are located behind the display device as seen from the observer, surface reflection from the lens surface of the lenticular lens and moire fringes with high contrast due to the black matrix of the display device are reduced. As a result, a stereoscopic image can be displayed clearly.
【0188】なお、以上の各実施形態の液晶ディスプレ
イ6 に表示する横ストライプ画像を構成するストライプ
画素は、1 走査線の幅で交互に合成しても良いし、複数
の走査線の幅で合成しても良い。The stripe pixels forming the horizontal stripe image displayed on the liquid crystal display 6 of each of the above embodiments may be combined alternately with the width of one scanning line or with the width of a plurality of scanning lines. You may.
【0189】又、1 走査線毎に右又は左ストライプ画素
を表示する場合には、従来から公知のTVの飛び越し走査
(2:1 インターレース走査)を用い、フィールド毎に右
ストライプ画素の全て、左ストライプ画素の全てを表示
することも可能である。特に、この様にすることでTVカ
メラ等を用いた自然画像を立体表示する際に適してい
る。Further, when displaying the right or left stripe pixel for each scanning line, the interlaced scanning (2: 1 interlace scanning) of the conventionally known TV is used, and all the right stripe pixels, left, and It is also possible to display all of the stripe pixels. In particular, such a configuration is suitable for stereoscopic display of a natural image using a TV camera or the like.
【0190】[0190]
【発明の効果】本発明は以上の構成により、表示速度
(フレーム周波数)が遅いディスプレイデバイスを用い
てもフリッカーの発生がなく、簡易な構成によりストラ
イプ画像(立体画像)と2 次元画像を切り替えて表示し
たり、立体画像と2 次元画像とを混在して表示すること
ができ、ストライプ画像表示時には特に上下方向に広い
立体視領域で画面全体にわたって一様に左右のストライ
プ画素を分離して立体画像として観察することができ、
2 次元画像表示時には解像度の低下が無く、表面反射や
モアレ縞が少なくて見えの良い立体画像表示方法及びそ
れを用いた立体画像表示装置を達成する。EFFECTS OF THE INVENTION With the above configuration, the present invention does not cause flicker even when a display device having a slow display speed (frame frequency) is used, and can switch between a stripe image (stereoscopic image) and a two-dimensional image with a simple configuration. It is possible to display a stereoscopic image and a two-dimensional image in a mixed manner.When displaying a stripe image, the left and right stripe pixels are evenly separated over the entire screen in a wide stereoscopic area in the vertical direction. Can be observed as
To achieve a stereoscopic image display method and a stereoscopic image display device using the same, in which resolution does not decrease when displaying a two-dimensional image, and there are few surface reflections and moire fringes and the image looks good.
【0191】更に、 (3−1) 観察位置の制限や画面の光量変化等が少な
い。 (3−2) ストライプ画像(立体画像)と2 次元画像
を切り替えて表示する際、2 次元画像の表示領域とスト
ライプ画像の表示可能な領域の明るさを同程度に保つこ
とができ、通常の画像表示装置と同様に使うことができ
る。 (3−3) 立体視の可能な領域が広く、観察者の眼が
立体視の最適位置からずれても立体像を視認することが
できる。Further, (3-1) There are few restrictions on the observation position and changes in the light amount on the screen. (3-2) When switching between displaying a striped image (stereoscopic image) and a 2D image, the brightness of the 2D image display area and the stripe image displayable area can be maintained at the same level. It can be used similarly to an image display device. (3-3) The area where stereoscopic vision is possible is wide, and a stereoscopic image can be visually recognized even if the eyes of the observer deviate from the optimum position for stereoscopic vision.
【0192】(3−4) 観察者の眼が立体視の最適位
置からずれてもモアレや光量むらの発生が少ない。 (3−5) ストライプ画像表示時のマスクパターンの
開口部の上下方向ピッチをディスプレイデバイスの横ス
トライプ画素の上下方向のピッチよりもわずかに大きく
することで、観察者は所定の高さの観察位置で画面全体
にわたって一様に左右の視差画像を分離して立体画像を
見ることができる。(3-4) Even if the observer's eyes deviate from the optimum position for stereoscopic vision, the occurrence of moire and uneven light amount is small. (3-5) By setting the vertical pitch of the openings of the mask pattern at the time of displaying the stripe image to be slightly larger than the vertical pitch of the horizontal stripe pixels of the display device, the observer can observe at a predetermined height. The left and right parallax images can be evenly separated over the entire screen to view a stereoscopic image.
【0193】(3−6) ストライプ画像を部分的に2 次
元画像と混在表示する際、その境界に黒枠部分を設け、
該黒枠部分に現在の表示状態を示すことにより、観察者
が誤って異なる表示状態で見続けることを防止できる。
等の少なくとも1 つの効果を有する立体画像表示方法及
びそれを用いた立体画像表示装置を達成する。(3-6) When a stripe image is partially displayed together with a two-dimensional image, a black frame portion is provided at the boundary,
By displaying the current display state in the black frame portion, it is possible to prevent the observer from accidentally continuing to view in a different display state.
And a stereoscopic image display device using the stereoscopic image display method having at least one effect.
【図1】 本発明の立体画像表示装置の実施形態1 の要
部斜視図FIG. 1 is a perspective view of a main part of a first embodiment of a stereoscopic image display device of the present invention.
【図2】 実施形態1 の2 枚のマスク基板上のマスクパ
ターンの説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of mask patterns on two mask substrates according to the first embodiment.
【図3】 実施形態1 の合成マスクパターンの説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of a synthetic mask pattern according to the first embodiment.
【図4】 本発明の実施形態1 の立体画像表示モードに
おける左右の照明光分離の原理説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of the principle of left and right illumination light separation in the stereoscopic image display mode according to the first embodiment of the present invention.
【図5】 実施形態1 の上下方向の断面の説明略図FIG. 5 is a schematic explanatory view of a vertical cross section of the first embodiment.
【図6】 実施形態1 の上下方向の断面図FIG. 6 is a vertical sectional view of the first embodiment.
【図7】 実施形態1 の立体画像表示モードにおける立
体視できる観察領域の説明図FIG. 7 is an explanatory diagram of a stereoscopic viewing observation region in the stereoscopic image display mode according to the first embodiment.
【図8】 本発明の立体画像表示装置の実施形態2 の説
明図FIG. 8 is an explanatory diagram of Embodiment 2 of the stereoscopic image display device of the present invention.
【図9】 本発明の立体画像表示装置の実施形態3 の要
部斜視図FIG. 9 is a perspective view of an essential part of Embodiment 3 of the stereoscopic image display device of the present invention.
【図10】 本発明の立体画像表示装置の実施形態4 の
2 つの部分マスクパターンの説明図FIG. 10 shows a stereoscopic image display device according to a fourth embodiment of the present invention.
Illustration of two partial mask patterns
【図11】 本発明の立体画像表示装置の実施形態5 の
要部概略図FIG. 11 is a schematic diagram of a main part of a stereoscopic image display device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図12】 実施形態5 の水平断面図FIG. 12 is a horizontal sectional view of the fifth embodiment.
【図13】 実施形態5 の上下方向の断面の説明略図FIG. 13 is an explanatory schematic view of a vertical cross section of the fifth embodiment.
【図14】 実施形態5 の上下方向の断面図FIG. 14 is a vertical sectional view of the fifth embodiment.
【図15】 光指向性制御素子2 の説明図FIG. 15 is an explanatory diagram of a light directivity control element 2.
【図16】 本発明の立体画像表示装置の実施形態6 の
説明図FIG. 16 is an explanatory diagram of Embodiment 6 of the stereoscopic image display device of the present invention.
【図17】 実施形態6の派生例FIG. 17 is a derivative example of the sixth embodiment.
【図18】 本発明の立体画像表示装置の実施形態7 の
説明図FIG. 18 is an explanatory diagram of a stereoscopic image display device according to a seventh embodiment of the present invention.
【図19】 実施形態7の上下方向の断面図FIG. 19 is a vertical sectional view of the seventh embodiment.
【図20】 本発明の立体画像表示装置の実施形態8 の
要部概略図FIG. 20 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 8 of the stereoscopic image display device of the present invention.
【図21】 本発明の立体画像表示装置の実施形態9 の
要部概略図FIG. 21 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 9 of the stereoscopic image display device of the present invention.
【図22】 実施形態9 の拡散特性制御素子2 の構成例
の説明図FIG. 22 is an explanatory diagram of a configuration example of the diffusion characteristic control device 2 of the ninth embodiment.
【図23】 実施形態9 の水平断面図FIG. 23 is a horizontal sectional view of the ninth embodiment.
【図24】 実施形態9 の上下方向の断面図FIG. 24 is a vertical sectional view of the ninth embodiment.
【図25】 本発明の立体画像表示装置の実施形態10の
説明図FIG. 25 is an explanatory diagram of Embodiment 10 of the stereoscopic image display device of the present invention.
【図26】 実施形態10の派生例の説明図FIG. 26 is an explanatory diagram of a derivative example of the tenth embodiment.
【図27】 本発明の立体画像表示装置の実施形態11の
要部概略図FIG. 27 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 11 of the stereoscopic image display device of the present invention.
【図28】 本発明の立体画像表示装置の実施形態12の
要部概略図FIG. 28 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 12 of the stereoscopic image display apparatus of the present invention.
【図29】 従来のパララックスバリア方式の説明斜視
図FIG. 29 is an explanatory perspective view of a conventional parallax barrier system.
【図30】 従来のパララックスバリア方式の原理説明
図FIG. 30 is an explanatory diagram of the principle of the conventional parallax barrier system.
【図31】 従来の立体画像表示装置の基本構成図FIG. 31 is a basic configuration diagram of a conventional stereoscopic image display device.
【図32】 従来の立体画像表示装置の具体的構成図FIG. 32 is a specific configuration diagram of a conventional stereoscopic image display device.
1 表示画素部 (画像表示面) 2 光指向性制御素子 2K 拡散特性制御素子 3H マイクロ光学素子 5 ガラス基板 6 ディスプレイデバイス (液晶ディスプレイ、LCD) 7 マスク基板 7H 複合バリア 8 開口部 9 マスクパターン 10 バックライト 20 移動手段 26 液晶ディスプレイ上で立体画像を表示する領域 27 光指向性制御素子2 又は拡散特性制御素子2K上で領
域26に対応する領域 36 巻取り保持部材 40A 全面が透明な制御領域 (透明制御領域) 40B 全面が拡散特性を持つ制御領域 (全面が拡散部であ
る制御領域) 40C 一部分が透明で他の部分が拡散特性を持つ制御領
域 61a 第1 のレンチキュラレンズ 61b 第2 のレンチキュラレンズ 62a,62b マスク基板 63 マスクパターン 63a,63b 部分マスクパターン 64 開口部 73 ディスプレイ駆動回路 75 画像処理手段 76 駆動回路 77 回転駆動手段 91 実施形態1 の立体画像表示装置 92 中心の立体視領域1 Display pixel section (image display surface) 2 Light directivity control element 2K Diffusion characteristic control element 3H Micro optical element 5 Glass substrate 6 Display device (liquid crystal display, LCD) 7 Mask substrate 7H Composite barrier 8 Opening 9 Mask pattern 10 Back Light 20 Moving means 26 Area for displaying stereoscopic image on liquid crystal display 27 Area corresponding to area 26 on light directivity control element 2 or diffusion characteristic control element 2K 36 Roll-up holding member 40A Control area where the entire surface is transparent (transparent Control area) 40B Control area that has diffusing characteristics on the entire surface (Control area where the entire surface is a diffusing section) 40C Control area that has one part transparent and the other part having diffusing characteristics 61a 1st lenticular lens 61b 2nd lenticular lens 62a , 62b Mask substrate 63 Mask pattern 63a, 63b Partial mask pattern 64 Opening 73 Display drive circuit 75 Image processing means 76 Drive circuit 77 Rotation drive means 91 Actual Stereoscopic image display device according to Embodiment 1 92 Central stereoscopic region
Claims (31)
射出させる光源手段と、水平方向と垂直方向とで光学作
用の異なるマイクロ光学素子と、透過型のディスプレイ
デバイスとを有し、 該ディスプレイデバイスに右眼用の視差画像と左眼用の
視差画像の夫々を多数のストライプ状の画素に分割して
得た右ストライプ画素と左ストライプ画素を所定の順序
で交互に並べて1 つの画像としたストライプ画像を表示
し、該光源手段より射出する光束に該マイクロ光学素子
で指向性を与えて該ストライプ画像を照射し、該光束を
少なくとも2 つの領域に分離させて該ストライプ画像を
立体画像として観察者に視認せしめる立体画像表示方法
において、 該マイクロ光学素子は該光源手段の開口部上の1 点より
射出する光束を水平断面では略平行光束に、垂直断面で
は該ディスプレイデバイス上に略集光する集光光束に変
換し、該光源手段を夫々異なった部分マスクパターンを
形成した複数のマスク基板を面光源で照明するように構
成し、複数のマスク基板の相互の相対位置を制御するこ
とにより該複数のマスク基板を重ねて得られるマスクパ
ターンを変化させること特徴とする立体画像表示方法。1. A display device comprising: a light source means for emitting a light beam through an opening of a mask pattern; a micro-optical element having different optical functions in a horizontal direction and a vertical direction; and a transmissive display device. A right-eye parallax image and a left-eye parallax image are divided into a number of striped pixels, and the right and left stripe pixels are alternately arranged in a predetermined order to form a single image stripe. An image is displayed, and the light beam emitted from the light source means is directed by the micro-optical element to irradiate the stripe image, and the light beam is separated into at least two regions, and the stripe image is formed as a stereoscopic image. In the three-dimensional image display method in which the micro-optical element makes the light beam emitted from one point on the opening of the light source means into a substantially parallel light beam in a horizontal section, In a direct cross section, the light is converted into a condensed light flux that is substantially condensed on the display device, and the light source means is configured to illuminate a plurality of mask substrates each having a different partial mask pattern with a surface light source. A stereoscopic image display method characterized in that a mask pattern obtained by superposing a plurality of mask substrates is changed by controlling relative positions of the substrates.
にして市松状の開口部と遮光部より成るマスクパターン
を形成し、その時、前記ディスプレイデバイスに前記右
眼用の視差画像と前記左眼用の視差画像の夫々を多数の
横ストライプ状の画素に分割して得た右ストライプ画素
と左ストライプ画素を所定の順序で交互に上下方向に並
べて1 つの画像とした横ストライプ画像を表示し、 該複数のマスク基板を第2 の相対位置にして開口部が一
様に分布したマスクパターンを形成し、その時、該ディ
スプレイデバイスに2 次元画像を表示して、該2 次元画
像の各画素を照明する光束を該観察者の両眼に入射せし
めることを特徴とする請求項1の立体画像表示方法。2. A mask pattern comprising a checkerboard-shaped opening and a light-shielding portion is formed by setting the plurality of mask substrates in a first relative position, and at that time, the display device includes the right-eye parallax image and the left-eye parallax image. A horizontal stripe image is displayed by arranging the right stripe pixel and the left stripe pixel, which are obtained by dividing each of the parallax images for the eye into a large number of horizontal stripe pixels, in a predetermined order alternately in the vertical direction. , A plurality of mask substrates are placed in a second relative position to form a mask pattern in which openings are uniformly distributed, and at that time, a two-dimensional image is displayed on the display device, and each pixel of the two-dimensional image is displayed. 2. The stereoscopic image display method according to claim 1, wherein the illuminating light beam is made incident on both eyes of the observer.
分マスクパターンは夫々所定の形状の開口部以外の領域
に斜線ストライプ状の開口部を形成していることを特徴
とする請求項2の立体画像表示方法。3. The three-dimensional structure according to claim 2, wherein each of the partial mask patterns formed on each of the plurality of mask substrates has an oblique stripe-shaped opening formed in a region other than the opening having a predetermined shape. Image display method.
記部分マスクパターンは前記マスクパターンを形成する
際に互いに重複する遮光部分を有していることを特徴と
する請求項2又は3の立体画像表示方法。4. The stereoscopic image according to claim 2, wherein the partial mask patterns respectively formed on the plurality of mask substrates have light-shielding portions that overlap each other when the mask patterns are formed. Display method.
により前記マスクパターンはその一部の領域でのみパタ
ーンが変化し、この領域に対応する前記ディスプレイデ
バイスの領域に2 次元画像又は前記ストライプ画像を表
示し、 該複数のマスク基板の相対位置の変化により該マスクパ
ターンのそれ以外の領域ではパターンは実質的に変化せ
ず、この領域に対応する該ディスプレイデバイスの領域
に2 次元画像又はストライプ画像のいずれか一方を常に
表示することを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項
に記載の立体立体画像表示方法。5. The mask pattern changes only in a partial area thereof due to changes in relative positions of the plurality of mask substrates, and a two-dimensional image or stripe image is displayed in an area of the display device corresponding to this area. The pattern does not substantially change in other areas of the mask pattern due to changes in the relative positions of the plurality of mask substrates, and a two-dimensional image or stripe image is displayed in the area of the display device corresponding to this area. The stereoscopic stereoscopic image display method according to any one of claims 2 to 4, wherein any one of the two is always displayed.
から構成し、各々の部分マスクパターンを形成した面を
所定の間隙を保って対向させて配置し、該複数のマスク
基板を移動手段により水平または垂直方向に相対的に移
動・制御することを特徴とする請求項2〜5のいずれか
1項に記載の立体画像表示方法。6. The plurality of mask substrates are composed of two transparent substrates, and the surfaces on which the respective partial mask patterns are formed are arranged to face each other with a predetermined gap, and the plurality of mask substrates are moved. The stereoscopic image display method according to any one of claims 2 to 5, wherein the stereoscopic image display is moved and controlled relatively in the horizontal or vertical direction by means of.
イデバイスの表示状態を表示する表示器を有することを
特徴とする請求項6の立体画像表示方法。7. The stereoscopic image display method according to claim 6, further comprising a display device that displays a display state of the display device in association with the moving means.
射出させる光源手段と、水平方向と垂直方向とで光学作
用の異なるマイクロ光学素子と、透過型のディスプレイ
デバイスとを有し、 該ディスプレイデバイスに右眼用の視差画像と左眼用の
視差画像の夫々を多数のストライプ状の画素に分割して
得た右ストライプ画素と左ストライプ画素を所定の順序
で交互に並べて1 つの画像としたストライプ画像を表示
し、該光源手段より射出する光束に該マイクロ光学素子
で指向性を与えて該ストライプ画像を照射し、該光束を
少なくとも2 つの領域に分離させて該ストライプ画像を
立体画像として観察者に視認せしめる立体画像表示方法
において、 該マイクロ光学素子は該光源手段の開口部上の1 点より
射出する光束を水平断面では略平行光束に、垂直断面で
は該ディスプレイデバイス上に略集光する集光光束に変
換し、該マスクパターンと該ディスプレイデバイスとの
間に透過光の方向を制御する光指向性制御素子を設けた
こと特徴とする立体画像表示方法。8. A display device comprising: a light source means for emitting a light beam through an opening of a mask pattern; a micro-optical element having a different optical action in a horizontal direction and a vertical direction; and a transmissive display device. A right-eye parallax image and a left-eye parallax image are divided into a number of striped pixels, and the right and left stripe pixels are alternately arranged in a predetermined order to form a single image stripe. An image is displayed, and the light beam emitted from the light source means is directed by the micro-optical element to irradiate the stripe image, and the light beam is separated into at least two regions, and the stripe image is formed as a stereoscopic image. In the three-dimensional image display method in which the micro-optical element makes the light beam emitted from one point on the opening of the light source means into a substantially parallel light beam in a horizontal section, In a straight section, a light directivity control element for converting a condensed light flux that is substantially condensed on the display device to control the direction of transmitted light is provided between the mask pattern and the display device. Image display method.
遮光部とから成り、 前記光指向性制御素子をその透過光の方向が変化しない
ように制御する時、前記ディスプレイデバイスに前記右
眼用の視差画像と前記左眼用の視差画像の夫々を多数の
横ストライプ状の画素に分割して得た右ストライプ画素
と左ストライプ画素を所定の順序で交互に上下方向に並
べて1 つの画像とした横ストライプ画像を表示し、 該光指向性制御素子をその透過光の方向がランダムに変
化するように制御する時、該ディスプレイデバイスに2
次元画像を表示することを特徴とする請求項8の立体画
像表示方法。9. The mask pattern comprises a checkered opening and a light-shielding portion, and when controlling the light directivity control element so that the direction of the transmitted light does not change, the display device for the right eye is provided. Each of the parallax image and the parallax image for the left eye is divided into a number of horizontal stripe pixels, and the right stripe pixel and the left stripe pixel are alternately arranged in a predetermined order in the vertical direction to form one image. When a horizontal stripe image is displayed and the light directivity control element is controlled so that the direction of the transmitted light changes randomly, the
The three-dimensional image display method according to claim 8, wherein a three-dimensional image is displayed.
の横ストライプ画素を前記ディスプレイデバイスの1 走
査線毎に表示することを特徴とする請求項9の立体画像
表示方法。10. The three-dimensional image display method according to claim 9, wherein the left and right horizontal stripe pixels forming the horizontal stripe image are displayed for each scanning line of the display device.
を透過する光の方向が制御でき、該光の方向の制御状態
に応じて2 次元画像又はストライプ画像を表示すること
を特徴とする請求項9又は10の立体立体画像表示方
法。11. The light directivity control element is capable of controlling the direction of light transmitted through the entire area, and displays a two-dimensional image or a stripe image according to the control state of the light direction. The stereoscopic stereoscopic image display method according to claim 9 or 10.
域でのみこれを透過する光の方向が制御でき、この領域
に対応する前記ディスプレイデバイスの領域に該光の方
向の制御状態に応じて2 次元画像又はストライプ画像を
表示し、 該光指向性制御素子のそれ以外の領域に対応する該ディ
スプレイデバイスの領域に2 次元画像又はストライプ画
像のいずれか一方を常に表示することを特徴とする請求
項9又は10の立体画像表示方法。12. The light directivity control element can control the direction of light passing through it only in a partial area thereof, and the area of the display device corresponding to this area can be controlled according to the control state of the light direction. A two-dimensional image or a striped image is displayed, and one of the two-dimensional image and the striped image is always displayed in the area of the display device corresponding to the other area of the light directivity control element. The stereoscopic image display method according to claim 9 or 10.
域に対応する前記ディスプレイデバイスの2 つの領域の
境界部分に所定の幅の画像枠を表示することを特徴とす
る請求項12の立体立体画像表示方法。13. The stereoscopic body according to claim 12, wherein an image frame having a predetermined width is displayed at a boundary portion between two regions of the display device corresponding to the two regions of the light directivity control element. Image display method.
液晶セルを用いて構成していることを特徴とする請求項
9〜13のいずれか1項に記載の立体画像表示方法。14. The stereoscopic image display method according to claim 9, wherein the light directivity control means is configured by using a polymer dispersion type liquid crystal cell.
した前記マスクパターンを面光源で照明するように構成
し、前記光指向性制御素子を前記マイクロ光学素子と前
記ディスプレイデバイスとの間に設けたことを特徴とす
る請求項14の立体立体画像表示方法。15. The light source means is configured to illuminate the mask pattern formed on a mask substrate with a surface light source, and the light directivity control element is provided between the micro optical element and the display device. 15. The stereoscopic stereoscopic image display method according to claim 14, characterized in that.
上に前記マスクパターンを形成し、該マスクパターンを
形成した面を面光源の光射出面に対向させて配置し、前
記光源手段を該面光源が該マスクパターンを照明するよ
うに構成することを特徴とする請求項14の立体画像表
示方法。16. The mask pattern is formed on the substrate-shaped polymer dispersed liquid crystal cell, and the surface on which the mask pattern is formed is arranged so as to face a light emission surface of a surface light source. 15. The stereoscopic image display method according to claim 14, wherein the surface light source illuminates the mask pattern.
を射出させる光源手段と、水平方向と垂直方向とで光学
作用の異なるマイクロ光学素子と、透過型のディスプレ
イデバイスとを有し、 該ディスプレイデバイスに右眼用の視差画像と左眼用の
視差画像の夫々を多数のストライプ状の画素に分割して
得た右ストライプ画素と左ストライプ画素を所定の順序
で交互に並べて1 つの画像としたストライプ画像を表示
し、該光源手段より射出する光束に該マイクロ光学素子
で指向性を与えて該ストライプ画像を照射し、該光束を
少なくとも2 つの領域に分離させて該ストライプ画像を
立体画像として観察者に視認せしめる立体画像表示方法
において、 該マイクロ光学素子は該光源手段の開口部上の1 点より
射出する光束を水平断面では略平行光束に、垂直断面で
は該ディスプレイデバイス上に略集光する集光光束に変
換し、該マスクパターンと該ディスプレイデバイスとの
間の光路中に透過光の光拡散特性を制御する拡散特性制
御素子の一部を設けていることを特徴とする立体画像表
示方法。17. A display device comprising: a light source means for emitting a light beam through an opening of a mask pattern; a micro-optical element having a different optical action in a horizontal direction and a vertical direction; and a transmissive display device. A right-eye parallax image and a left-eye parallax image are divided into a number of striped pixels, and the right and left stripe pixels are alternately arranged in a predetermined order to form a single image stripe. An image is displayed, and the light beam emitted from the light source means is directed by the micro-optical element to irradiate the stripe image, and the light beam is separated into at least two regions, and the stripe image is formed as a stereoscopic image. In the stereoscopic image display method in which the light beam is emitted from one point on the opening of the light source means, the micro optical element transforms the light beam into a substantially parallel light beam in a horizontal section. In the vertical cross section, a part of a diffusion characteristic control element that converts the condensed light flux that is substantially condensed on the display device and controls the light diffusion characteristic of the transmitted light in the optical path between the mask pattern and the display device. A stereoscopic image display method characterized by being provided.
部より成るマスクパターンを形成したマスク基板を面光
源で照明するように構成し、前記拡散特性制御素子は透
過光を拡散させない透明な制御領域と少なくとも一部の
領域は透過光を拡散させる拡散部を備えた制御領域を有
し、 光路中に該透明な制御領域を設置する時、前記ディスプ
レイデバイスに前記右眼用の視差画像と前記左眼用の視
差画像の夫々を多数の横ストライプ状の画素に分割して
得た右ストライプ画素と左ストライプ画素を所定の順序
で交互に上下方向に並べて1 つの画像とした横ストライ
プ画像を表示し、 光路中に該拡散部を備えた制御領域を設置する時、該拡
散部の領域に対応する該ディスプレイデバイスの領域に
2 次元画像を表示することを特徴とする請求項17の立
体画像表示方法。18. The light source means is configured to illuminate a mask substrate on which a mask pattern having checkered openings and light-shielding portions is formed with a surface light source, and the diffusion characteristic control element is a transparent material that does not diffuse transmitted light. The control area and at least a part of the area have a control area including a diffusion unit that diffuses transmitted light, and when the transparent control area is installed in the optical path, the parallax image for the right eye is displayed on the display device. A horizontal stripe image is obtained by dividing each of the parallax images for the left eye into a large number of horizontal stripe pixels and arranging right stripe pixels and left stripe pixels alternately in a predetermined order in the vertical direction to form one image. When displaying and installing a control area equipped with the diffusing section in the optical path, it is displayed in the area of the display device corresponding to the area of the diffusing section
The stereoscopic image display method according to claim 17, wherein a two-dimensional image is displayed.
の横ストライプ画素を前記ディスプレイデバイスの1 走
査線毎に表示することを特徴とする請求項18の立体画
像表示方法。19. The three-dimensional image display method according to claim 18, wherein the left and right horizontal stripe pixels forming the horizontal stripe image are displayed for each scanning line of the display device.
部より成る制御領域を有することを特徴とする請求項1
8又は19の立体画像表示方法。20. The diffusion characteristic control device according to claim 1, wherein the diffusion property control element has a control region whose entire region is a diffusion portion.
8 or 19 stereoscopic image display method.
透過光を拡散させる拡散部を備えた制御領域を有し、該
一部の領域に対応する前記ディスプレイデバイスの領域
は光路中に設置する該制御領域又は前記透明な制御領域
に応じて2 次元画像又はストライプ画像を表示し、 該制御領域のそれ以外の領域に対応する該ディスプレイ
デバイスの領域にストライプ画像を常に表示することを
特徴とする請求項18〜20のいずれか1項に記載の立
体画像表示方法。21. The diffusion characteristic control element has a control area having a diffusion part for diffusing transmitted light in a partial area, and the area of the display device corresponding to the partial area is installed in an optical path. A two-dimensional image or a stripe image is displayed according to the control area or the transparent control area, and the stripe image is always displayed in the area of the display device corresponding to the other area of the control area. The stereoscopic image display method according to any one of claims 18 to 20.
域に対応する前記ディスプレイデバイスの2つの領域の
境界部分に所定の幅の画像枠を表示することを特徴とす
る請求項21の立体立体画像表示方法。22. The stereoscopic image according to claim 21, wherein an image frame having a predetermined width is displayed at a boundary portion between two regions of the display device corresponding to the two regions of the diffusion characteristic control element. Display method.
持して配置していることを特徴とする請求項18〜22
のいずれか1項に記載の立体画像表示方法。23. The rotating mechanism is arranged to hold the diffusion characteristic control element, and the diffusion characteristic control element is arranged.
The stereoscopic image display method according to any one of the above items.
領域を形成して前記拡散特性制御素子を構成し、該拡散
特性制御素子を前記面光源と前記マスク基板の間及び前
記マイクロ光学素子と前記ディスプレイデバイスの間を
巡るように配置し、回転機構により該複数の制御領域の
1 つを選択して光路中に設定することを特徴とする請求
項18〜22のいずれか1項に記載の立体画像表示方
法。24. The diffusion characteristic control element is formed by forming the plurality of control regions on an endless belt, and the diffusion characteristic control element is provided between the surface light source and the mask substrate and between the micro optical element and the display. The devices are arranged so as to circulate between the devices, and the rotation mechanism is used to
23. The stereoscopic image display method according to claim 18, wherein one is selected and set in the optical path.
い縦シリンドリカルレンズを水平方向に多数並べて成る
縦シリンドリカルレンズアレイ又は垂直方向と水平方向
に異なる焦点距離を持つトーリックレンズを垂直、水平
方向に2 次元的に配置して成るトーリックレンズアレイ
を有し、 該縦シリンドリカルレンズアレイ又は該トーリックレン
ズアレイの水平方向のピッチP4X が前記市松状の開口部
と遮光部より成るマスクパターンの水平方向の一対の開
口部・遮光部からなるピッチP8X に対応し、該ピッチP
8X よりも僅かに小さいことを特徴とする請求項2〜
7、9〜16、18〜24のいずれか1項に記載の立体
画像表示方法。25. The micro-optical element comprises a vertical cylindrical lens array formed by arranging a plurality of vertical cylindrical lenses long in the vertical direction in the horizontal direction or a toric lens having different focal lengths in the vertical direction and the horizontal direction in two dimensions in the vertical and horizontal directions. A vertical toroidal lens array or a toric lens array or a horizontal pitch P 4X of the toric lens array having a pair of horizontal patterns of the mask pattern composed of the checkered opening and the light shielding portion. Corresponds to the pitch P 8X consisting of the opening and the light shield,
It is slightly smaller than 8X.
The stereoscopic image display method according to any one of 7, 9 to 16 and 18 to 24.
は前記トーリックレンズアレイと予め定められた所定の
観察者の位置との距離をL0 、該縦シリンドリカルレン
ズアレイ又は該トーリックレンズアレイと前記マスクパ
ターン若しくは前記発光パターンとの距離をd1 とする
とき、前記の諸元P4X ,P8Xと該L0 ,d1とが L0 : (L0+d1) = P4X : P8X なる関係を満足していることを特徴とする請求項25の
立体画像表示方法。26. A distance between the vertical cylindrical lens array or the toric lens array and a predetermined predetermined observer position is L0, the vertical cylindrical lens array or the toric lens array and the mask pattern or the light emission pattern. When the distance between and is d1, the above-mentioned specifications P 4X , P 8X and said L 0, d1 satisfy the relationship of L0: (L0 + d1) = P 4X : P 8X The stereoscopic image display method according to claim 25.
い横シリンドリカルレンズを垂直方向に多数並べて成る
横シリンドリカルレンズアレイ又は垂直方向と水平方向
に異なる焦点距離を持つトーリックレンズを垂直、水平
方向に2 次元的に配置して成るトーリックレンズアレイ
を有し、 該横シリンドリカルレンズアレイ又は該トーリックレン
ズアレイの垂直方向のピッチをVL、前記ディスプレイデ
バイスに表示する前記ストライプ画素の垂直方向のピッ
チをVd、前記市松状の開口部と遮光部より成るマスクパ
ターンの開口部の垂直方向のピッチをVm、該ディスプレ
イデバイスと該横シリンドリカルレンズアレイ又は該ト
ーリックレンズアレイとの距離をL1、該横シリンドリカ
ルレンズアレイ又は該トーリックレンズアレイと該マス
クパターンとの距離をL2、該横シリンドリカルレンズア
レイを構成する横シリンドリカルレンズ又は該トーリッ
クレンズアレイを構成するトーリックレンズの垂直断面
内の焦点距離をfvとするとき、これらの諸元が Vd:Vm=L1:L2 Vd:VL=(L1+L2)/2 :L2 1/fv= 1/L1+1/L2 なる関係を満足していることを特徴とする請求項2〜
7、9〜16、18〜26のいずれか1項に記載の立体
画像表示方法。27. The micro-optical element comprises a horizontal cylindrical lens array formed by arranging a plurality of horizontal cylindrical lenses long in the horizontal direction in the vertical direction or a toric lens having different focal lengths in the vertical direction and the horizontal direction in two dimensions In a horizontal direction, the vertical pitch of the lateral cylindrical lens array or the toric lens array is VL, the vertical pitch of the stripe pixels displayed on the display device is Vd, and the checkered pattern is The vertical pitch of the openings of the mask pattern consisting of a circular opening and a light shielding portion is Vm, the distance between the display device and the lateral cylindrical lens array or the toric lens array is L1, the lateral cylindrical lens array or the toric Lens array and the mask pattern When the distance is L2 and the focal length in the vertical cross section of the horizontal cylindrical lens forming the lateral cylindrical lens array or the toric lens forming the toric lens array is fv, these specifications are Vd: Vm = L1: L2 Vd: VL = (L1 + L2) / 2: L2 1 / fv = 1 / L1 + 1 / L2 The following relations are satisfied.
27. The stereoscopic image display method according to any one of 7, 9 to 16 and 18 to 26.
までの予め設定された距離をL として、 前記の諸元V
d、Vm、L1、L2と該L とが、 Vd:Vm= L:(L+L1+L2) なる関係を満足していることを特徴とする請求項27の
立体画像表示方法。28. With the preset distance from the display device to the observer set as L 1, the specifications V
28. The stereoscopic image display method according to claim 27, wherein d, Vm, L1, L2 and the L satisfy the relationship of Vd: Vm = L: (L + L1 + L2).
カルレンズアレイ及び横シリンドリカルレンズアレイを
有することを特徴とする請求項1〜28のいずれか1項
に記載の立体画像表示方法。29. The stereoscopic image display method according to claim 1, wherein the micro optical element has a vertical cylindrical lens array and a horizontal cylindrical lens array.
平方向に異なる焦点距離を持ったトーリックレンズを垂
直、水平方向に2 次元的に配置して成るトーリックレン
ズアレイを有することを特徴とする請求項1〜28のい
ずれか1項に記載の立体画像表示方法。30. The micro optical element has a toric lens array in which toric lenses having different focal lengths in the vertical and horizontal directions are two-dimensionally arranged in the vertical and horizontal directions. 29. The stereoscopic image display method according to any one of 1 to 28.
の立体画像表示方法を用いることを特徴とする立体画像
表示装置。31. A stereoscopic image display device using the stereoscopic image display method according to any one of claims 1 to 30.
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