JPH095670A - 立体画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 バックライト装置１２に表示させる図形のサ
イズを、レンズ１１の拡大倍率に前記サイズを掛け合わ
せたものが、空間変調素子１０のサイズを越えるように
設定することにより、観察者の前後移動に関わらず、空
間変調素子１０に表示された右眼用画像もしくは左目用
画像が均一にしかも安定して裏面より照明されて観察者
の右目もしくは左目のみに観察されるよう働かせる。 【効果】 左右の眼へそれぞれの画像を振り分ける作用
を有する眼鏡を不要とし、観察者の前後移動が可能であ
り、観察者の負担が少ない立体画像表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用もしくは家庭用
に用いる立体画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の立体画像表示装置としては、左右
の振り分け機能を有する眼鏡を観察者が装着することに
より、画像表示面に時分割表示された右眼用および左眼
用のステレオ画像を前記観察者のそれぞれ右眼および左
眼のみで観察できるようにしたもの、もしくは、レンチ
キュラ板を画像表示面に貼り付け、前記レンチキュラ板
の画像振り分け機能により、右眼用および左眼用のステ
レオ画像を前記観察者のそれぞれ右眼および左眼のみで
観察できるようにしたものが一般的である。

【０００３】図９は、従来の第１の例における立体画像
表示装置の構成を示したもので、６０は左右の振り分け
機能を有する眼鏡、６１ａ、６１ｂは液晶シャッター、
６２は同期回路、６３は画像表示装置としてカラーＣＲ
Ｔである。

【０００４】以上のように構成された従来の第１の例に
おける立体画像表示装置の動作を説明する。カラーＣＲ
Ｔ６３には、右眼用、左眼用のステレオ画像が時分割に
て交互に表示される。眼鏡６０の液晶シャッター６１ａ
は、前記右眼用のステレオ画像が出画されたときのみ開
いて透過状態となり、液晶シャッター６１ｂは、前記左
眼用のステレオ画像が出画されたときのみ開いて透過状
態となるよう同期回路６２により開閉状態を制御するこ
とにより、眼鏡６０を装着した観察者は、右眼で右眼用
のステレオ画像のみを観察し、左眼で左眼用のステレオ
画像のみを観察することで立体視を行う。

【０００５】図１０は、従来の第２の例における立体画
像表示装置の構成を示したもので、７１はシリンドリカ
ルレンズがストライプ状に多数形成されたレンチキュラ
板、７２は画像表示装置としてカラーＣＲＴである。

【０００６】以上のように構成された従来の第２の例に
おける立体画像表示装置の動作を説明する。カラーＣＲ
Ｔ７２には、右眼用、左眼用のステレオ画像が、レンチ
キュラ板７１のストライプ幅のほぼ半分の幅を有するス
リット状に、互い違いに同時に表示される。観察者の右
眼は、レンチキュラ板７１のそれぞれのシリンドリカル
レンズを通して、前記スリット状に表示されている右眼
用のステレオ画像のみを観察し、同様に左眼は前記スリ
ット状に表示されている左眼用のステレオ画像のみを観
察することで立体視を行う。

【０００７】また、上記の手法によらない立体視の方法
について、特開平６−１７５２４２および特開平６−２
２５３４４には光透過性を有する表示デバイスと、光源
および光学素子を用いた手法が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら本発明者
らの検討によれば、上記のような第１の従来例における
立体画像表示装置では、ステレオ画像を観察者の右眼お
よび左眼に独立して観察させるために左右の振り分け機
能を有する眼鏡が不可欠となり、また表示させるステレ
オ画像は右眼用と左眼用の画像を時分割にて切り替える
必要があるためちらつきが生じ、立体画像を観察する上
での障害となっていた。

【０００９】また、第２の従来例における立体画像表示
装置では、ストライプ状のレンズ越しにステレオ像を観
察するため、立体視が可能となる観察者の位置的許容度
が狭く、観察者が移動した場合には画像が劣化し、また
多人数が同時に任意の位置で観察することが困難である
という著しい制約が生じ、また画像をストライプ状に表
示させるための画像処理装置が必要になるため、装置が
高価になるという課題を有していた。

【００１０】また、特開平６−１７５２４２や特開平６
−２２５３４４による方法では、光透過性を有する表示
手段の裏面に配置された発光部をレンズ等の光学素子を
用いて観察者の眼に集光することで、前記表示手段を裏
面より照明することを目的としているが、この方法によ
れば観察者が観察可能な前後位置が限定され、観察者が
移動した場合には前記照明が均一性を欠くことにより画
質が劣化し、また多人数が同時に任意の位置で観察する
ことが困難であるという著しい制約が生じていた。さら
に、図形の大きさを規定していないため、観察者の前後
位置により、レンズの拡大率が変化すると、表示画面を
均一に裏面より照明し難くなり、画質が劣化する可能性
が発生していた。

【００１１】本発明は、左右の振り分け機能を有する眼
鏡を必要とせず、観察者の位置に依存することなく同時
に多人数が立体視できる立体画像表示装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の解決すべき課題
は、右目用と左目用の２つの画像で構成されるステレオ
画像を表示するための光透過性を有する少なくとも１つ
の空間変調素子と、前記空間変調素子に表示されたステ
レオ画像の内の一方を裏側より照明するための第１の図
形と、ステレオ画像の内の他方を裏側より照明するため
の第２の図形を表示する少なくとも１つの表示面を有す
るバックライト装置と、前記バックライト装置の前記第
１，第２の図形を観察者の左右の目にそれぞれ分配する
ための少なくとも１つの光学素子とを備え、前記光学素
子によって観察者の観察位置において定まる前記光学素
子の拡大倍率で拡大された前記第１，第２の図形を観察
者が目視する拡大像が、少なくとも前記空間変調素子の
表示面の大きさを越えるように、前記図形の大きさを設
定したことを特徴とする立体画像表示装置によって達成
される。

【００１３】ここで、本発明において第１，第２の図形
の拡大像を観察者が目視するとは、観察者が直接バック
ライト装置の表示面を観察する場合のみを示す言葉では
なく、空間変調素子を通して該拡大像に光が観察者の目
に焦立することを包含している。

【００１４】また、前記光学素子としては、フレネルレ
ンズ等の凸レンズもしくは凹面鏡を用いることが好まし
い。

【００１５】また、前記立体画像表示装置においては、
前記バックライト装置の表示面を、前記光学素子として
用いる凸レンズもしくは凹面鏡の焦点距離外に設置する
ことが好ましい。

【００１６】更に、前記立体画像表示装置においては、
空間変調素子として透過型液晶ディスプレイ等を用いる
ことが好ましい。

【００１７】さらにまた、前記バックライト装置の表示
面に表示される前記第１，第２の図形は、観察者の顔画
像から作られるものであることが好ましい。

【００１８】前記立体画像表示装置において、前記空間
変調素子は、同一画面上においてステレオ画像を時分割
に交互に表示し、前記バックライト装置には、前記ステ
レオ画像の時分割表示に同期させて、前記第１，第２の
図形を時分割に交互に表示するものであっても良い。

【００１９】前記立体画像表示装置は、前記空間変調素
子を２つ有し、該２つの空間変調素子が前記ステレオ画
像をそれぞれ独立して表示し、前記バックライト装置が
第１，第２の図形をそれぞれ独立して表示する一対の表
示面を前記２つの空間変調素子のそれぞれの背後に有
し、前記一対の空間変調素子に表示されたステレオ画像
を合成するための画像合成手段をさらに有するものであ
っても良い。

【００２０】ここで、前記画像合成手段は、ハーフミラ
ーもしくはビームスプリッタであることが好ましい。

【００２１】前記立体画像表示装置は、前記空間変調素
子に前記ステレオ画像のそれぞれを異なる画素単位に表
示し、該空間変調素子の片面における該画素に対応した
位置異なる偏光透過特性を有する偏光フィルタを張り付
け、前記バックライト装置には第１，第２の図形をそれ
ぞれ異なる偏光特性を有するように表示するものであっ
ても良い。

【００２２】さらに、本発明の立体画像表示装置は、前
記第１，第２の図形が観察者の目に焦立する拡大像が、
観察者が前記ステレオ画像を観察可能となる最も近い観
察位置における前記光学素子の拡大倍率で拡大されるこ
とにより、前記空間変調素子における表示面の大きさを
越えるように、前記図形の大きさを設定したものである
ことが望ましい。

【００２３】本発明において、観察者の目に焦立する拡
大像が空間変調素子における表示面の大きさを越えると
は、空間変調素子の表示面全体がバックライト装置の表
示光によって照らされるように観察者に見える状態を示
すものであり、バックライト装置の表示や光学素子が複
数の単位素子をアレイ状に組んだものであった場合には
バックライト装置のそれぞれの単位表示図形の大きさの
合計で大きさを設定したものについても含むものであ
る。

【００２４】さらにまた、本発明の立体画像表示装置
は、前記第１，第２の図形が観察者の目に焦立する拡大
像が、観察者が前記ステレオ画像を観察可能となる最も
近い観察位置における前記光学素子の拡大倍率で拡大さ
れることにより、前記空間変調素子における表示面の大
きさに略等しくなるように、前記図形の大きさを設定し
たものであることが望ましい。

【００２５】本発明において、観察者の目に焦立する拡
大像が空間変調素子における表示面の大きさに略等しい
とは、観察者が前記ステレオ画像を観察可能となる最も
近い観察位置に立ったときに空間変調素子の表示面全体
がバックライト装置の表示光によって照らされるように
観察者に見え、かつ観察者がそれより立体画像表示装置
に近づいた時には空間変調素子の周囲がバックライト装
置によって照らされない状態を示すものであり、バック
ライト装置の表示や光学素子が複数の単位素子をアレイ
状に組んだものであった場合にはバックライト装置のそ
れぞれの単位表示図形の大きさの合計で大きさを設定し
たものについても含むものである。

【００２６】

【作用】本発明は、上記の構成により、観察者が前後に
移動した場合においても、該観察者の右目もしくは左目
は、光学素子によりバックライト装置に表示された第１
の図形もしくは第２の図形を写像として、常に前記空間
変調素子の画面サイズ以上に拡大して見ることとなるた
め、前記空間変調素子は裏側より前記図形を照明として
均一に照らし出される。したがって、前記観察者の右目
もしくは左目は、前記空間変調素子に時間的に交互に表
示された、または一対の空間変調素子にそれぞれ表示さ
れた右目用画像もしくは左目用画像を常に画質の劣化な
く観察することができる。

【００２７】ここで、上記光学素子は、左右目への選別
作用を起こすものであれば良く、好ましくはフレネルレ
ンズ等の凸レンズまたは凹面鏡である。また、バックラ
イト装置に表示される図形は、観察者の顔面像をそのま
ま用いても良いが、得られた顔面像を加工し、周辺の余
分な情報を削除した図形を用いるのがより好ましい。こ
れらの右目用画像および左目用画像は時間的に交互に同
一画面上に表示されるか、または一対の画面上に同時に
表示されるが、前記指向性を有するレンズの選別作用に
より、右目には右目用画像のみが、左目には左目用画像
のみが裏面より照明され、画像として認識されるため、
観察者は安定した立体画像を観察することができる。ま
た、観察者が移動すると前記画像表示装置に表示された
観察者自身の顔半面像も追従するため、前述した立体視
条件は維持されることになる。同様の理由により観察者
が多人数である場合においてもそれぞれの観察者におい
て立体視が可能となる。

【００２８】また本発明は、観察者の右顔面又は左顔面
を照明するための照明装置を備え、前記照明装置を観察
者に認識されない赤外線照明とし、前記撮影装置は前記
照明装置の赤外線波長に対し選択的に撮影するものとす
ることより、外乱光の影響を排除し、観察者に不快感を
与えることなく容易に観察者の顔半面像を得ることがで
きる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００３０】（実施例１）図１において、１０は空間変
調素子として透過型の液晶ディスプレイ、１１は空間変
調素子１０の裏面に位置する凸レンズとして焦点距離２
４０ｍｍのフレネルレンズである。１２は発光機能を有
するバックライト装置として白黒ＣＲＴであり、レンズ
１１の焦点距離よりも遠い、レンズ１１より２５０ｍｍ
離れた位置に設置する。１３ａ，１３ｂは照明装置とし
て、それぞれ観察者の顔を左右前方より照らす赤外線波
長のＬＥＤライト、１４は撮影装置としてＣＣＤカメ
ラ、１８は液晶ディスプレイ１０とＬＥＤライト１３
ａ，１３ｂとの同期を行う同期回路を示している。図２
は，ＬＥＤ１３ａ、１３ｂにより、観察者の顔面を照明
する様子を示したもので、２０ａ、２０ｂはそれぞれＬ
ＥＤ１３ａ、１３ｂの光が当たっている領域を示す。

【００３１】以上の立体画像表示装置の動作を図１、図
２を用いて説明する。図１において観察者の観察するス
テレオ画像は、その右目用画像および左目用画像が液晶
ディスプレイ１０に時分割に表示される。同期回路１８
の作用によりその時分割に同期して、ＬＥＤ１３ａ、１
３ｂは交互に点滅する。すなわち、液晶ディスプレイ１
０に右目用画像が表示されたときはＬＥＤ１３ａが発光
し、左目用画像が表示されたときはＬＥＤ１３ｂが発光
する。ＣＣＤカメラ１４には両ＬＥＤライトの赤外線波
長を選択的に撮影し得る波長フィルタを設け、そのため
ＬＥＤ１３ａの発光時には観察者の右顔のみを、ＬＥＤ
１３ｂの発光時には観察者の左顔のみが撮影される。Ｃ
ＲＴ１２には、このようにして撮影された観察者の右顔
と左顔が交互に発光する像が、第１，第２の図形として
表示される。この際、表示画像は観察者の動きに追従す
るように上下方向に反転し、また顔面領域２０ａ、２０
ｂが白く高輝度で表示されるようＣＲＴ１２の輝度およ
びコントラスト並びにＣＣＤカメラ１４のレンズ絞り等
を調整しておく。

【００３２】フレネルレンズ１１は、ＣＲＴ１２に表示
された観察者の顔画像を、観察者が虚像として観察でき
るようＣＲＴ１２との距離をフレネルレンズ１１の焦点
距離外に設定することにより、観察者の右目、左目のそ
れぞれに、ＣＲＴ１２の画面上に表示された観察者の右
顔、左顔の領域のみを独立してしかもフレネルレンズ１
１の有効径を限度として拡大して観察させるように目視
させることができる。

【００３３】ここで、上記ＣＲＴ１２に表示された観察
者の右顔、左顔の領域は、第１，第２の図形として交互
に発光するため、観察者にとりフレネルレンズ１１の有
効径相当の大きさの右目および左目への選択性を有する
照明として作用させることができる。従って、液晶ディ
スプレイ１０に右目用画像が表示された時には、ＣＲＴ
１２には観察者の右顔（第１の図形）が表示されるた
め、観察者の右目のみに右目用画像が観察され、左目に
は画像が観察されない。同様に液晶ディスプレイ１０に
左目用画像が表示された時には、ＣＲＴ１２には観察者
の左顔（第２の図形）が表示されるため、観察者の左目
のみに左目用画像が観察され、右目には画像が観察され
ない。

【００３４】次に、ＣＲＴ１２に表示される観察者の顔
画像の大きさの設定について説明する。図３は、本発明
の実施例１における立体画像表示装置の構成として、観
察者が自己の顔画像を虚像として観察する際、本発明が
どのように適用されるかを示したものである。液晶ディ
スプレイ１０は、画面サイズとして、幅Ｗが２８０ｍ
ｍ、高さＨが１６０ｍｍのものを用いている。図３にお
いて、５０は観察者、５１は観察者５０の顔画像、５２
はフレネルレンズ１１の作用により拡大される右目に入
射する部分、５３は左目に入射する部分を示している。

【００３５】以下に本発明における第１，第２の図形の
設定条件を説明する。まず、観察者５０が、本実施例の
立体画像表示装置を観察する上で、観察に耐え得る最も
近い許容位置を定め、その位置における観察者５０とフ
レネルレンズ１１までの距離（最小観察距離）Ｄを５０
０ｍｍとした時、本実施例におけるフレネルレンズ１１
の焦点距離は２４０ｍｍであるので、観察者５０の顔画
像５１を虚像として拡大する倍率は約２０倍となる。従
って、液晶ディスプレイ１０が均一にしかも欠け無く裏
面より照明されるためには、顔画像５１における発光部
分５２が、有効寸法として幅Ｘが２８０／２０＝１４ｍ
ｍ以上でかつ高さＹが１６０／２０＝８ｍｍ以上の長方
形を包含するように顔画像５１の大きさを設定する。

【００３６】この顔画像５１の大きさの設定は、好まし
くは図１に示すところのＣＣＤカメラ１４の撮影条件を
変えるか、もしくはＣＲＴ１２の画面サイズもしくは表
示サイズを変化させて対応してもよい。

【００３７】なお、前記したフレネルレンズ１１の拡大
倍率は、観察距離により変化することが知られており、
観察者が虚像を観察する場合には観察距離に比例して倍
率が変化し、観察距離が小さいほど倍率が小さくなる。
従って、前記した発光部分５２のサイズＸ，Ｙの設定
は、観察者５０の前後移動を想定した場合、観察距離Ｄ
の最小値において定めることが好ましい。

【００３８】また、観察者５０が遠ざかることで、観察
者像５１の拡大像が倒立像となった場合には、前記した
フレネルレンズ１１の倍率は、虚像ではなく実像の倍率
によって定義されるものとなることは言うまでもない。

【００３９】更に、本実施例による顔画像発光部分５２
は、信号発生手段により作り出された図形パターンにも
適用される。この場合には、前記図形サイズは前記信号
発生手段による出力サイズ設定を変えるだけで比較的容
易に調整できる。

【００４０】以上説明した本装置の動作により、図１に
おける液晶ディスプレイ１０に表示されたステレオ画像
の内、右目用画像は、観察者の右目だけにとり裏面より
照明されて観察可能となり、液晶ディスプレイ１０に表
示されたステレオ画像の内、左目用画像は、観察者の左
目だけにとり裏面より照明されて観察可能となるため、
観察者は一対のステレオ画像をクロストークの発生無く
観察でき、共に立体視が可能となる。また観察者が移動
しても図２に示したＬＥＤによる照明条件が維持される
限り立体視ができることになる。

【００４１】（実施例２）図４は本発明の実施例２にお
ける立体画像表示装置の構成を示す図である。図４にお
いて、１０ａ，１０ｂは一対の空間変調素子として透過
型の液晶ディスプレイ、１１ａ，１１ｂはそれぞれ空間
変調素子１０ａ，１０ｂの裏面に位置する凸レンズとし
て焦点距離２４０ｍｍのフレネルレンズである。１２
ａ，ｂは発光機能を有するバックライト装置の一対の表
示面として白黒ＣＲＴであり、フレネルレンズ１１ａ，
１１ｂの焦点距離よりも遠い、レンズ１１ａ，１１ｂよ
りそれぞれ２５０ｍｍ離れた位置に設置する。１３ａ，
１３ｂは照明装置として、それぞれ波長８５０ｎｍ，９
５０ｎｍのＬＥＤライト、１４ａ、１４ｂは撮影装置と
して白黒ＣＣＤカメラ、１５は空間変調素子１０ａ、１
０ｂに表示される画像を一つに合成するためのハーフミ
ラー、１６、１７はそれぞれ立体画像を観察する観察者
を示している。

【００４２】図５は、ＬＥＤ１３ａ、１３ｂにより、観
察者１６、１７を正面より照明する様子を示したもの
で、２０ａ、２０ｂはそれぞれＬＥＤ１３ａ、１３ｂ光
が当たっている領域を示す。

【００４３】図６は、ＬＥＤ１３ａ、１３ｂの発光波長
特性を示したもので、特性２５ａはＬＥＤ１３ａの、２
５ｂはＬＥＤ１３ｂの波長分布を示し、また２６ａ、２
６ｂは、それぞれ白黒ＣＣＤカメラ１４ａ、１４ｂの装
着した波長フィルタにより選択的に透過する領域を示
す。

【００４４】図７は、白黒ＣＣＤカメラ１４ａ、１４ｂ
の断面図であり、３０は撮像レンズ、３１ａ、３１ｂは
波長フィルタとして干渉フィルタであり、３２はＣＣＤ
チップを納めた撮像素子、３３は撮像素子の駆動回路、
３４は被写体を示す。

【００４５】以上の立体画像表示装置の動作を図４から
図７を用いて説明する。図４における観察者１６および
１７が観察するステレオ画像は、その右目用画像を液晶
ディスプレイ１０ａに、左目用画像を左右を反転させた
鏡像の状態で液晶ディスプレイ１０ｂにそれぞれ連続し
て表示させ、前記一対のステレオ画像はハーフミラー１
５により一つの画面に合成される。更に具体的に説明す
れば、ＣＣＤカメラ１４ａはＬＥＤ１３ａの赤外線波長
±２０ｎｍのみを透過させる波長フィルタ３１ａを装着
しているため、ＣＣＤカメラ１４ａは観察者１６，１７
の右顔のみを撮影し、得られた右顔画像は、第１の図形
としてＣＲＴ１２ａに上下反転して表示される。この
時、液晶ディスプレイ１０ａは右目で見るための映像、
すなわち右目用画像で駆動されている。同様に、ＣＲＴ
１２ｂにもＣＣＤカメラ１４ｂで撮影された観察者１
６，１７の左顔面の映像が第２の図形として表示され、
この時液晶ディスプレイ１０ｂは左目で見るための像、
すなわち左目用画像で駆動されている。上記第１，第２
の図形は実施例１と同様フレネルレンズ１１ａ，１１ｂ
の分配作用によって、観察者１６，１７それぞれの右
目，左目のみにステレオ画像のそれぞれを観察させる。
この２つの像がハーフミラーで合成されるので、立体像
として観察者には映る。ただし、白黒ＣＲＴ１２ｂに表
示する第２の図形および液晶ディスプレイ１０ｂに表示
する画像は、ハーフミラー１５を介して観察するため、
左右を反転させた鏡像にしておく。

【００４６】以上説明した本装置の動作により、図４に
おける液晶ディスプレイ１０ａに表示された右目用のス
テレオ画像は、観察者１６および１７の右目だけにとり
裏面より照明されて観察可能となり、液晶ディスプレイ
１０ｂに表示された左目用のステレオ画像は、観察者１
６および１７の左目だけにとり裏面より照明されて観察
可能となるため、観察者１６および１７は一対のステレ
オ画像を同時に観察でき、共に立体視が可能となる。ま
た観察者１６および１７が移動しても図５に示したＬＥ
Ｄによる照明条件が維持される限り立体視ができること
になる。

【００４７】ＣＲＴ１２ａ，１２ｂに表示される第１，
第２の図形のサイズの設定に関しては、実施例１と同様
である。また、フレネルレンズ１１ａ，１１ｂのそれぞ
れと観察者との最小観察距離は、ハーフミラー１５を介
して等しいので、第１，第２の図形の設定も等しくて良
い。

【００４８】（実施例３）図８は本発明の実施例３にお
ける立体画像表示装置の構成を示す図である。図８にお
いて、１１０は空間変調素子として透過型の液晶ディス
プレイ、１１８は空間変調素子１１０の裏面に張り付け
られた偏向フィルタ、１１１は空間変調素子１１０の裏
面に位置する凸レンズとして焦点距離２４０ｍｍのフレ
ネルレンズである。１１２はバックライト装置として発
光機能を有する白黒液晶テレビであり、フレネルレンズ
１１１の焦点距離よりも遠い、フレネルレンズ１１１よ
り２８０ｍｍ離れた位置に設置する。１１３は照明装置
として、観察者の顔を右前方より照らす赤外線波長のＬ
ＥＤライト、１１４は撮影装置としてＣＣＤカメラを示
している。

【００４９】以上の立体画像表示装置の動作を図８を用
いて説明する。図８において観察者の観察するステレオ
画像は、その右目用画像および左目用画像が液晶ディス
プレイ１１０の水平方向の画素一列毎に交互に表示され
る。液晶ディスプレイ１１０の裏面に張り付けられた偏
光フィルタ１１８は、液晶ディスプレイ１１０の右目用
画像を表示する画素と左目用画像を表示する画素に一致
する位置に、互いに直交するＸ方向とＹ方向の偏光透過
特性を有するフィルタが、交互に並べられている。

【００５０】白黒液晶テレビ１１２は、一般の液晶テレ
ビの表面に検光子として配設される偏光板を外したもの
である。一般の液晶テレビは、バックライトとして背後
から入射した通常光がＸ方向の偏光軸を有する偏光板に
よって一方向に偏光化された光を、表示画像の濃度が低
いほど偏光軸を垂直に回転させ、出力時にＹ方向の偏光
軸を有する検光子（前記Ｘ方向と直交する偏光軸を有す
る偏光板）を通すものであり、このため、表示画像にお
ける濃度の高い部分（暗い部分）はバックライト光を透
過しにくく、濃度の低い部分（明るい部分）はバックラ
イトを透過しやすく、これによって画像が表示される。
本実施例の白黒液晶テレビ１１２は、この検光子を外し
ているため、濃度の高い部分も低い部分も同じ輝度で、
偏光軸方向のみ異なる発光装置として作用することとな
る。ここで、白黒液晶テレビ１１２に表示される画像
は、ＬＥＤ１１３によって照らされた観察者の右顔をＣ
ＣＤカメラ１１４で撮影した２値化像を上下反転したも
のであるため、観察者の右顔像（第１の図形）はＸ方向
の偏光で発光し、該右顔像の周囲部分（第２の図形）は
Ｙ方向の偏光で発光する。

【００５１】ここで、液晶ディスプレイ１１０は、上述
の様に右目用画像を表示する画素のバックライト入射面
にはＸ方向の偏光フィルタが張り付けられており、左目
用画像を表示する画素のバックライト入射面にはＹ方向
の偏光フィルタが張り付けられているため、第１の図形
は右目用画像のバックライトとなり、第２の図形は左目
用画像のバックライトとなる。従って、上記第１，第２
の図形は実施例１と同様フレネルレンズ１１１の分配作
用によって、観察者の右目，左目のみに拡大像として目
視され、その結果観察者はステレオ画像のそれぞれを観
察できる。

【００５２】ＣＲＴ１２ａ，１２ｂに表示される第１，
第２の図形のサイズの設定に関しては、実施例１と同様
である。

【００５３】本発明の立体画像表示装置は、前記撮影装
置を用いる代わりに、観察者の位置を検出する検出装置
を用いることができる。ここで、画像表示装置に表示す
るのは観察者の左右顔半面像である必要は無く、前記空
間変調素子の照明となる図形であれば良いため、前記検
出装置で検出した観察者の左右いずれかの顔面の相当す
る位置に予め設定された図形を表示させれば良い。

【００５４】前記検出装置としては、超音波によるも
の、観察者の頭部に電波または磁気等の発信装置を取り
付け、それらを検出するもの等が考えられる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の構成によれ
ば、一対の視差画像を用いる立体画像表示装置におい
て、左右の振り分け機能を有する眼鏡を必要とせず、多
数の観察者が同時にしかも前記観察者が移動しても立体
視が可能であり、提供される画像は均一に安定した輝度
を有する装置が実現できるため、立体画像表示装置の実
用化並びに用途拡大に大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における立体画像表示装置の
構成図である。

【図２】本発明の実施例１におけるＬＥＤライトの観察
者に対する照明状態を説明する図である。

【図３】本発明の実施例１の立体画像表示装置におけ
る、レンズの拡大倍率とバックライト装置の表示面に表
示される図形の大きさとの関係を示す図である。

【図４】本発明の実施例２における立体画像表示装置の
構成図である。

【図５】本発明の実施例２におけるＬＥＤライトの観察
者に対する照明状態を説明する図である。

【図６】本発明の実施例２におけるＬＥＤライトの波長
と光強度の関係を示す図である。

【図７】本発明の実施例２の立体画像表示装置に使用す
る撮影装置の断面図である。

【図８】本発明の実施例３における立体画像表示装置の
構成図である。

【図９】従来の第１の例の立体画像表示装置を説明する
図である。

【図１０】従来の第２の例の立体画像表示装置を説明す
る図である。

【符号の説明】

１０、１０ａ、１０ｂ、１１０ 透過型液晶ディス
プレイ １１、１１ａ、１１ｂ、１１１ レンズ １２、１２ａ、１２ｂ 白黒ＣＲＴ １３ａ、１３ｂ、１１３ ＬＥＤ １４ａ、１４ｂ、１１４ 白黒ＣＣＤカメラ １５ ハーフミラー １６、１７、５０ 観察者 １８ 同期回路 ５１ 観察者像 ５２ 発光部分 ５３ 非発光部分 １１２ 白黒液晶テレビ １１８ 偏光フィルタ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 右目用と左目用の２つの画像で構成され
   るステレオ画像を表示するための光透過性を有する少な
   くとも１つの空間変調素子と、 前記空間変調素子に表示されたステレオ画像の内の一方
   を裏側より照明するための第１の図形と、前記ステレオ
   画像の内の他方を裏側より照明するための第２の図形を
   表示する少なくとも１つの表示面を有するバックライト
   装置と、 前記バックライト装置の前記第１，第２の図形を観察者
   の左右の目にそれぞれ分配するための少なくとも１つの
   光学素子とを備え、 前記光学素子によって観察者の観察位置において定まる
   前記光学素子の拡大倍率で拡大された前記第１，第２の
   図形を観察者が目視する拡大像が、少なくとも前記空間
   変調素子の表示面の大きさを越えるように、前記図形の
   大きさを設定したことを特徴とする立体画像表示装置。
2. 【請求項２】 前記空間変調素子は、同一画面上におい
   て前記ステレオ画像を時分割に交互に表示し、前記バッ
   クライト装置には、前記ステレオ画像の時分割表示に同
   期させて、前記第１，第２の図形を時分割に交互に表示
   することを特徴とする請求項１記載の立体画像表示装
   置。
3. 【請求項３】 前記空間変調素子を２つ有し、該２つの
   空間変調素子が前記ステレオ画像をそれぞれ独立して表
   示し、前記バックライト装置が第１，第２の図形をそれ
   ぞれ独立して表示する一対の表示面を前記２つの空間変
   調素子のそれぞれの背後に有し、前記一対の空間変調素
   子に表示されたステレオ画像を合成するための画像合成
   手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載の立
   体画像表示装置。
4. 【請求項４】 前記空間変調素子には前記ステレオ画像
   のそれぞれを異なる画素単位に表示し、該空間変調素子
   の片面における該画素に対応した位置に異なる偏光透過
   特性を有する偏光フィルタを張り付け、前記バックライ
   ト装置には第１，第２の図形をそれぞれ異なる偏光特性
   を有するように表示することを特徴とする請求項１記載
   の立体画像表示装置。
5. 【請求項５】 前記第１，第２の図形を観察者が目視す
   る拡大像が、観察者が前記ステレオ画像を観察可能とな
   る最も近い観察位置における前記光学素子の拡大倍率で
   拡大されることにより、前記空間変調素子における表示
   面の大きさを越えるように、前記図形の大きさを設定し
   たことを特徴とする請求項１記載の立体画像表示装置。
6. 【請求項６】 前記第１，第２の図形を観察者が目視す
   る拡大像が、観察者が前記ステレオ画像を観察可能とな
   る最も近い観察位置における前記光学素子の拡大倍率で
   拡大されることにより、前記空間変調素子における表示
   面の大きさに略等しくなるように、前記図形の大きさを
   設定したことを特徴とする請求項１記載の立体画像表示
   装置。