JPH095903A - 双眼式立体ディスプレィ装置 - Google Patents
双眼式立体ディスプレィ装置Info
- Publication number
- JPH095903A JPH095903A JP7147004A JP14700495A JPH095903A JP H095903 A JPH095903 A JP H095903A JP 7147004 A JP7147004 A JP 7147004A JP 14700495 A JP14700495 A JP 14700495A JP H095903 A JPH095903 A JP H095903A
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- JP
- Japan
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- reflecting mirror
- light
- display device
- distance
- eyepiece
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- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 １つの発光素子から出た光を、回転反射鏡で
偏向して、独立した左右の画像を得る方式の双眼式立体
ディスプレィ装置において、観察者の眼の間隔に合わせ
るＰＤ調整機構を提供する。 【構成】 左右一対の接眼レンズの光軸間距離を観察者
の左右の眼の間隔に一致させる接眼レンズの間隔調整機
構と、この間隔調整と連動して、左右一対の固定反射鏡
を回転反射鏡からの入射方向に沿って平行移動させ、固
定反射鏡の反射光の光軸を接眼レンズの光軸と一致させ
る固定反射鏡の平行移動機構と、上記間隔調整と連動し
て、固定反射鏡の平行移動によって生じる光路長変化を
相殺するように、接眼レンズを光軸方向に動かす接眼レ
ンズの光軸方向移動機構とからＰＤ調整機構を構成す
る。
偏向して、独立した左右の画像を得る方式の双眼式立体
ディスプレィ装置において、観察者の眼の間隔に合わせ
るＰＤ調整機構を提供する。 【構成】 左右一対の接眼レンズの光軸間距離を観察者
の左右の眼の間隔に一致させる接眼レンズの間隔調整機
構と、この間隔調整と連動して、左右一対の固定反射鏡
を回転反射鏡からの入射方向に沿って平行移動させ、固
定反射鏡の反射光の光軸を接眼レンズの光軸と一致させ
る固定反射鏡の平行移動機構と、上記間隔調整と連動し
て、固定反射鏡の平行移動によって生じる光路長変化を
相殺するように、接眼レンズを光軸方向に動かす接眼レ
ンズの光軸方向移動機構とからＰＤ調整機構を構成す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＬＥＤアレイ等の線状配
列の発光素子を用いた双眼式立体ディスプレィ装置に関
し、特に回転反射鏡によって画像を左右に振り分け投影
する方式を採用し、光学系の一部が左右共通になってい
る場合において、接眼レンズを観察者の左右の眼の間隔
に合せるＰＤ調整を可能とする構造に関する。
列の発光素子を用いた双眼式立体ディスプレィ装置に関
し、特に回転反射鏡によって画像を左右に振り分け投影
する方式を採用し、光学系の一部が左右共通になってい
る場合において、接眼レンズを観察者の左右の眼の間隔
に合せるＰＤ調整を可能とする構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】双眼式立体ディスプレィ装置として、図
１０に示すような構造のものがある（特開平４−３０５
９０）。
１０に示すような構造のものがある（特開平４−３０５
９０）。
【０００３】図１０において、紙面と直交する方向に複
数の発光素子を並べたＬＥＤアレイ１から出た光は、レ
ンズ２を通して片面又は両面ミラーである回転反射鏡３
に入射し、左右の固定反射鏡４，５に対して偏向・走査
される。このＬＥＤアレイ１を、偏向方向にタイミング
を合せ左右の画像データで発光させると、独立した左右
の画像を左右の眼６，７に入射することができ、観察者
に立体画像として認識させる。さらに、この左右の画像
を表示フレーム毎に変化させることによって動画再生を
行う。
数の発光素子を並べたＬＥＤアレイ１から出た光は、レ
ンズ２を通して片面又は両面ミラーである回転反射鏡３
に入射し、左右の固定反射鏡４，５に対して偏向・走査
される。このＬＥＤアレイ１を、偏向方向にタイミング
を合せ左右の画像データで発光させると、独立した左右
の画像を左右の眼６，７に入射することができ、観察者
に立体画像として認識させる。さらに、この左右の画像
を表示フレーム毎に変化させることによって動画再生を
行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記図１０の構成で
は、観察者が、例えば子供から大人へと変わる等で、左
右の眼の間隔が変わったとき、左右の接眼部の間隔を変
えるＰＤ調整ができない。ここで、図１０の装置に、一
般の双眼鏡のＰＤ調整機構を採用することを考えても、
うまく行かない。双眼鏡のＰＤ調整機構は、左右の光学
系が完全に独立していていることを前提とするのに対
し、図１０の装置は光学系の一部が共通となっているた
め、左右の光学系の間隔を変えると、光路変化が生じて
しまうからである。
は、観察者が、例えば子供から大人へと変わる等で、左
右の眼の間隔が変わったとき、左右の接眼部の間隔を変
えるＰＤ調整ができない。ここで、図１０の装置に、一
般の双眼鏡のＰＤ調整機構を採用することを考えても、
うまく行かない。双眼鏡のＰＤ調整機構は、左右の光学
系が完全に独立していていることを前提とするのに対
し、図１０の装置は光学系の一部が共通となっているた
め、左右の光学系の間隔を変えると、光路変化が生じて
しまうからである。
【０００５】そこで、本発明は、回転反射鏡の偏向によ
って独立した左右の画像を得る方式の双眼式立体ディス
プレィ装置におけるＰＤ調整機構を提供することを目的
とする。
って独立した左右の画像を得る方式の双眼式立体ディス
プレィ装置におけるＰＤ調整機構を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明が提供する双眼式
立体ディスプレィ装置は、対物レンズを通して入射する
線状配列の発光素子の光を、発光素子の並び方向と直交
する左右方向に偏向する回転反射鏡と、回転反射鏡で左
右に偏向された光を、観察者の左右の眼に反射する左右
一対の固定反射鏡と、左右一対の固定反射鏡と観察者の
左右の眼の間に配置された左右一対の接眼レンズとを有
し、回転反射鏡の回転位置に応じて発光素子を時分割点
灯させることによって、観察者の眼に立体画像を投影す
る双眼式立体ディスプレィ装置において、
立体ディスプレィ装置は、対物レンズを通して入射する
線状配列の発光素子の光を、発光素子の並び方向と直交
する左右方向に偏向する回転反射鏡と、回転反射鏡で左
右に偏向された光を、観察者の左右の眼に反射する左右
一対の固定反射鏡と、左右一対の固定反射鏡と観察者の
左右の眼の間に配置された左右一対の接眼レンズとを有
し、回転反射鏡の回転位置に応じて発光素子を時分割点
灯させることによって、観察者の眼に立体画像を投影す
る双眼式立体ディスプレィ装置において、
【０００７】左右一対の接眼レンズの光軸間距離を観察
者の左右の眼の間隔に一致させる接眼レンズの間隔調整
機構と、この間隔調整と連動して、左右一対の固定反射
鏡を回転反射鏡からの入射方向に沿って平行移動させ、
固定反射鏡の反射光の光軸を接眼レンズの光軸と一致さ
せる固定反射鏡の平行移動機構と、上記間隔調整と連動
して、固定反射鏡の平行移動によって生じる光路長変化
を相殺するように、接眼レンズを光軸方向に動かす接眼
レンズの光軸方向移動機構とからなるＰＤ調整機構を設
けたことを特徴とする。
者の左右の眼の間隔に一致させる接眼レンズの間隔調整
機構と、この間隔調整と連動して、左右一対の固定反射
鏡を回転反射鏡からの入射方向に沿って平行移動させ、
固定反射鏡の反射光の光軸を接眼レンズの光軸と一致さ
せる固定反射鏡の平行移動機構と、上記間隔調整と連動
して、固定反射鏡の平行移動によって生じる光路長変化
を相殺するように、接眼レンズを光軸方向に動かす接眼
レンズの光軸方向移動機構とからなるＰＤ調整機構を設
けたことを特徴とする。
【０００８】本発明の双眼式立体ディスプレィ装置は、
観察者の視力に応じた視度調整を行うため、対物レン
ズ，回転反射鏡，固定反射鏡，及び接眼レンズを、上記
ＰＤ調整機構とともに共通のフレームに取り付け、この
フレームを、一定距離を保った発光素子と眼の間で、対
物レンズ及び接眼レンズの光軸方向に動かす機構（視度
調整機構）を設けることができる。
観察者の視力に応じた視度調整を行うため、対物レン
ズ，回転反射鏡，固定反射鏡，及び接眼レンズを、上記
ＰＤ調整機構とともに共通のフレームに取り付け、この
フレームを、一定距離を保った発光素子と眼の間で、対
物レンズ及び接眼レンズの光軸方向に動かす機構（視度
調整機構）を設けることができる。
【０００９】上記回転鏡は、表裏面鏡又はポリゴンミラ
ーを用いることができる。
ーを用いることができる。
【００１０】上記発光素子は、回転反射鏡の回転位置に
応じて時分割点灯されるものであるため１列のものの使
用が可能となる。
応じて時分割点灯されるものであるため１列のものの使
用が可能となる。
【００１１】上記対物レンズと接眼レンズからなる屈折
系を、中間部分に形成した発光素子の実像を再結像する
リレーレンズ系に構成し、対物レンズから中間実像に向
かって所定長さだけ離れた位置から接眼レンズに到るま
での光路幅の縮小部分に、回転反射鏡と固定反射鏡の反
射面を位置させることができる。
系を、中間部分に形成した発光素子の実像を再結像する
リレーレンズ系に構成し、対物レンズから中間実像に向
かって所定長さだけ離れた位置から接眼レンズに到るま
での光路幅の縮小部分に、回転反射鏡と固定反射鏡の反
射面を位置させることができる。
【００１２】
【作用】本発明のＰＤ調整機構は、接眼レンズの光軸間
距離を観察者の左右の眼の間隔に一致させるＰＤ調整に
連動して、左右一対の固定反射鏡の反射方向を接眼レン
ズの光軸と一致するように、回転反射鏡からの入射方向
に沿って平行移動させ、さらに、これによって生じる光
路長変化を相殺するように、接眼レンズを光軸方向に動
かす。これによって、左右の光学系の一部が共通する双
眼式立体ディスプレィ装置におけるＰＤ調整を可能とす
る。
距離を観察者の左右の眼の間隔に一致させるＰＤ調整に
連動して、左右一対の固定反射鏡の反射方向を接眼レン
ズの光軸と一致するように、回転反射鏡からの入射方向
に沿って平行移動させ、さらに、これによって生じる光
路長変化を相殺するように、接眼レンズを光軸方向に動
かす。これによって、左右の光学系の一部が共通する双
眼式立体ディスプレィ装置におけるＰＤ調整を可能とす
る。
【００１３】視度調整機構は、対物レンズ，回転反射
鏡，固定反射鏡，及び接眼レンズを、上記ＰＤ調整機構
とともに共通のフレームに取り付け、このフレームを、
一定距離を保った発光素子と観察者の眼の間で、対物レ
ンズ及び接眼レンズの光軸方向に動かすことにより、観
察者の視力に応じた視度調整を行う。この構造によっ
て、ＰＤ調整機構の動きを妨げないで、視度調整を行う
ことができる。
鏡，固定反射鏡，及び接眼レンズを、上記ＰＤ調整機構
とともに共通のフレームに取り付け、このフレームを、
一定距離を保った発光素子と観察者の眼の間で、対物レ
ンズ及び接眼レンズの光軸方向に動かすことにより、観
察者の視力に応じた視度調整を行う。この構造によっ
て、ＰＤ調整機構の動きを妨げないで、視度調整を行う
ことができる。
【００１４】また、１列の発光素子の時分割点灯で左右
の画像を得ることにより、部品点数の削減を図るととも
に、この駆動回路を簡素化し、低コスト化を図ることが
できる。
の画像を得ることにより、部品点数の削減を図るととも
に、この駆動回路を簡素化し、低コスト化を図ることが
できる。
【００１５】また、図４，図５に示すように対物レンズ
と接眼レンズからなる屈折系を、中間部分に形成した発
光素子の中間実像イを再結像するリレーレンズ系とする
ことにより高倍率を得ることができる。さらに、対物レ
ンズから中間実像に向かって所定長さだけ離れた位置か
ら接眼レンズに到るまでの光路幅の縮小部分に、回転反
射鏡１０の反射面と固定反射鏡１１，１２を位置させる
ことにより、左右の光学系の間隔を観察者の左右の眼１
５，１６の間隔に合わせるという条件の下での光学設計
を容易にする。
と接眼レンズからなる屈折系を、中間部分に形成した発
光素子の中間実像イを再結像するリレーレンズ系とする
ことにより高倍率を得ることができる。さらに、対物レ
ンズから中間実像に向かって所定長さだけ離れた位置か
ら接眼レンズに到るまでの光路幅の縮小部分に、回転反
射鏡１０の反射面と固定反射鏡１１，１２を位置させる
ことにより、左右の光学系の間隔を観察者の左右の眼１
５，１６の間隔に合わせるという条件の下での光学設計
を容易にする。
【００１６】高倍率が得られる理由は、対物レンズで拡
大した空間実像（中間実像）を、接眼レンズでさらに拡
大するリレーレンズ系としたことにより、複式顕微鏡と
同様の倍率ｍ＝２５０（mm）・Δ／（ｆ1・ｆ2）が得ら
れるためである〔但し、Δは光学筒長、ｆ1，ｆ2は対物
レンズと接眼レンズの各焦点距離〕。これは、図１０の
単レンズを用いた場合のルーペの倍率ｍ＝２５０（mm）
／ｆ〔但し、ｆは単レンズ焦点距離〕と比較すると、よ
く解る。
大した空間実像（中間実像）を、接眼レンズでさらに拡
大するリレーレンズ系としたことにより、複式顕微鏡と
同様の倍率ｍ＝２５０（mm）・Δ／（ｆ1・ｆ2）が得ら
れるためである〔但し、Δは光学筒長、ｆ1，ｆ2は対物
レンズと接眼レンズの各焦点距離〕。これは、図１０の
単レンズを用いた場合のルーペの倍率ｍ＝２５０（mm）
／ｆ〔但し、ｆは単レンズ焦点距離〕と比較すると、よ
く解る。
【００１７】光学設計が容易とは、対物レンズ９から出
て、縮小しながら空間実像イの形成位置に向かう発光素
子８の光の通過部分に、回転反射鏡１０と固定反射鏡１
１，１２を配置するので、これらの大きさを小さくし
て、観察者の左右の眼１５，１６の間隔によって決まる
左右の光学系の間隔に制限される各構成要素の大きさ及
び配置の制限を緩和することを意味する。
て、縮小しながら空間実像イの形成位置に向かう発光素
子８の光の通過部分に、回転反射鏡１０と固定反射鏡１
１，１２を配置するので、これらの大きさを小さくし
て、観察者の左右の眼１５，１６の間隔によって決まる
左右の光学系の間隔に制限される各構成要素の大きさ及
び配置の制限を緩和することを意味する。
【００１８】これは、具体的には、 横方向が長いワ
イド画面を形成するために、１フレームの画像を作る回
転反射鏡の有効な振り角を大きく取っても、空間実像イ
を作る光路の振れ幅を許容空間内に収めることができる
こと（なお、図４，図５は１フレームの画像を形成する
右端、中央及び左端の３点の中間実像を形成する光路を
縦方向に見たものを描いている。）、 反射面に比べ
て全体の大きが大きいポリゴンミラーを回転反射鏡とし
て使用して（図４，図５）、１回転当りの画像の表示フ
レーム数を増加し、なめらかな動画再生を行うこと、及
び 発光素子（ＬＥＤアレイ）と対物レンズ９を、接
眼レンズ１３，１４に挟まれる位置に配置して（後述す
る図８，図９）、奥行方向の小型化を図ることを可能と
するものである。
イド画面を形成するために、１フレームの画像を作る回
転反射鏡の有効な振り角を大きく取っても、空間実像イ
を作る光路の振れ幅を許容空間内に収めることができる
こと（なお、図４，図５は１フレームの画像を形成する
右端、中央及び左端の３点の中間実像を形成する光路を
縦方向に見たものを描いている。）、 反射面に比べ
て全体の大きが大きいポリゴンミラーを回転反射鏡とし
て使用して（図４，図５）、１回転当りの画像の表示フ
レーム数を増加し、なめらかな動画再生を行うこと、及
び 発光素子（ＬＥＤアレイ）と対物レンズ９を、接
眼レンズ１３，１４に挟まれる位置に配置して（後述す
る図８，図９）、奥行方向の小型化を図ることを可能と
するものである。
【００１９】特に、上記の有効な振り角を大きく取れ
ることは、前記高倍率が得られる特徴との組み合わせに
よって、縦横のアスペクト比が大きいワイド画像を、大
きな画面で得られることを意味する。
ることは、前記高倍率が得られる特徴との組み合わせに
よって、縦横のアスペクト比が大きいワイド画像を、大
きな画面で得られることを意味する。
【００２０】
【実施例】図１及び図２に、本発明の双眼式立体ディス
プレィ装置のＰＤ調整および視度調整を行なう構成の概
念図を示す。
プレィ装置のＰＤ調整および視度調整を行なう構成の概
念図を示す。
【００２１】図において、８は線状配列の発光素子であ
るＬＥＤアレイで、複数の発光素子を、図１において紙
面に対して垂直方向、図２で上下方向に並べた物であ
る。９は対物レンズ、１０はポリゴンミラーによって構
成された回転反射鏡、１１，１２は、左右の一対の固定
反射鏡、１３，１４は左右一対の接眼レンズ、１５，１
６は観察者の左右の眼を表す。
るＬＥＤアレイで、複数の発光素子を、図１において紙
面に対して垂直方向、図２で上下方向に並べた物であ
る。９は対物レンズ、１０はポリゴンミラーによって構
成された回転反射鏡、１１，１２は、左右の一対の固定
反射鏡、１３，１４は左右一対の接眼レンズ、１５，１
６は観察者の左右の眼を表す。
【００２２】本願発明のＰＤ調整機構は、接眼レンズの
間隔調整機構Ａ、固定反射鏡の平行移動機構Ｂ、及び接
眼レンズの光軸方向移動機構Ｃとから構成される。
間隔調整機構Ａ、固定反射鏡の平行移動機構Ｂ、及び接
眼レンズの光軸方向移動機構Ｃとから構成される。
【００２３】接眼レンズの間隔調整機構Ａは、左右一対
の接眼レンズ１３，１４の光軸間距離を観察者の左右の
眼の間隔に一致させるもので、観察者によって左右方向
（Ｙ方向）に動かされる接眼レンズ１３，１４を、スラ
イド機構で案内支持しながら、リンク又はカムを用い
て、中間点からの距離が一定になるように保つ構造のも
のである。
の接眼レンズ１３，１４の光軸間距離を観察者の左右の
眼の間隔に一致させるもので、観察者によって左右方向
（Ｙ方向）に動かされる接眼レンズ１３，１４を、スラ
イド機構で案内支持しながら、リンク又はカムを用い
て、中間点からの距離が一定になるように保つ構造のも
のである。
【００２４】固定反射鏡の平行移動機構Ｂは、左右一対
の固定反射鏡１１，１２を、その反射方向を接眼レンズ
１３，１４の光軸に一致させながら、回転反射鏡１０か
らの入射方向中心（Ｙ方向に対して角度γを持つ方向）
に沿って平行移動させるものである。これは、例えば、
傾きγを一定とする状態でガイドにスライド可能に保持
した固定反射鏡１１，１２を、リンク又はカムによっ
て、接眼レンズ１３，１４の動きに追従させるものであ
る。
の固定反射鏡１１，１２を、その反射方向を接眼レンズ
１３，１４の光軸に一致させながら、回転反射鏡１０か
らの入射方向中心（Ｙ方向に対して角度γを持つ方向）
に沿って平行移動させるものである。これは、例えば、
傾きγを一定とする状態でガイドにスライド可能に保持
した固定反射鏡１１，１２を、リンク又はカムによっ
て、接眼レンズ１３，１４の動きに追従させるものであ
る。
【００２５】接眼レンズの光軸方向移動機構Ｃは、上記
固定反射鏡１１，１２の平行移動によって生じる光路長
変化と相殺するように、接眼レンズ１３，１４を、その
光軸方向（Ｘ方向）に動かすもので、上記接眼レンズの
間隔調整機構Ａまたは固定反射鏡の平行移動機構Ｂの動
きに、後述する関係にしたがって、スライド機構で案内
支持しながら、リンク又はカムを用いて追従させるもの
である。
固定反射鏡１１，１２の平行移動によって生じる光路長
変化と相殺するように、接眼レンズ１３，１４を、その
光軸方向（Ｘ方向）に動かすもので、上記接眼レンズの
間隔調整機構Ａまたは固定反射鏡の平行移動機構Ｂの動
きに、後述する関係にしたがって、スライド機構で案内
支持しながら、リンク又はカムを用いて追従させるもの
である。
【００２６】ここで、相殺させるべき距離は、図３のよ
うに決められる。
うに決められる。
【００２７】固定反射鏡１１（１２）の平行移動は、回
転反射鏡１０からの入射光の光軸に沿って行われるもの
であり、接眼レンズの光軸と直交する方向に対して、固
定反射鏡１１はγの角度を保たれる。
転反射鏡１０からの入射光の光軸に沿って行われるもの
であり、接眼レンズの光軸と直交する方向に対して、固
定反射鏡１１はγの角度を保たれる。
【００２８】固定反射鏡１１の移動に伴って生じる光路
長の変化は、固定反射鏡１１による光の折り返し部分に
現われ、図３で固定反射鏡がの場合に形成されるＱ1
−Ｑ0−Ｓ1の光路は、の位置になると０になり、さら
にの位置では、これにＱ0−Ｑ2−Ｓ2の長さが加わ
る。
長の変化は、固定反射鏡１１による光の折り返し部分に
現われ、図３で固定反射鏡がの場合に形成されるＱ1
−Ｑ0−Ｓ1の光路は、の位置になると０になり、さら
にの位置では、これにＱ0−Ｑ2−Ｓ2の長さが加わ
る。
【００２９】この場合の光路長変化は、左右の眼の間隔
ＰＤの片側部分（ＰＤ／２）の変化分ΔＰＤに対して、
斜辺部分で（１／ｃｏｓγ）・ΔＰＤ、光軸方向の部分
でｔａｎγ・ΔＰＤとなる。γを１７.７３６３５８°
とすると、ＰＤ＝６３mmの状態から、ＰＤ＝４９.６m
mの状態に変わると、ΔＰＤ＝−６.７mmであるので、
Ｑ1−Ｑ0−Ｓ1の長さは、９.１７７２８２７２９ｍｍと
なり、この長さだけ光路長が減少する。そこで、この長
さだけ光路長を増加する補正を行なえはよい。また、Ｐ
Ｄ＝６３mmの状態から、ＰＤ＝７１mmの状態に変わ
ると、ΔＰＤ＝＋４mmであるので、Ｑ0−Ｑ2−Ｓ2の長
さは、５.４７８９７４７６３ｍｍとなり、この長さだ
け光路長が増加する。そこで、この長さだけ光路長を減
少させればよい。接眼レンズ又は固定反射鏡の移動長さ
に対する補償長さは、カム形状等によって設定しておく
ことができる。
ＰＤの片側部分（ＰＤ／２）の変化分ΔＰＤに対して、
斜辺部分で（１／ｃｏｓγ）・ΔＰＤ、光軸方向の部分
でｔａｎγ・ΔＰＤとなる。γを１７.７３６３５８°
とすると、ＰＤ＝６３mmの状態から、ＰＤ＝４９.６m
mの状態に変わると、ΔＰＤ＝−６.７mmであるので、
Ｑ1−Ｑ0−Ｓ1の長さは、９.１７７２８２７２９ｍｍと
なり、この長さだけ光路長が減少する。そこで、この長
さだけ光路長を増加する補正を行なえはよい。また、Ｐ
Ｄ＝６３mmの状態から、ＰＤ＝７１mmの状態に変わ
ると、ΔＰＤ＝＋４mmであるので、Ｑ0−Ｑ2−Ｓ2の長
さは、５.４７８９７４７６３ｍｍとなり、この長さだ
け光路長が増加する。そこで、この長さだけ光路長を減
少させればよい。接眼レンズ又は固定反射鏡の移動長さ
に対する補償長さは、カム形状等によって設定しておく
ことができる。
【００３０】上記図１及び図２に示した構造において、
観察者の視力（遠視度及び近視度）に合せる視度調整を
行うため、一定距離を保った発光素子８と眼１５，１６
の間で、対物レンズ９、回転反射鏡１０、固定反射鏡１
１，１２、接眼レンズ１３，１４を組付けたフレーム１
７を、対物レンズ９と接眼レンズ１３，１４の光軸方向
に動かせばよい。この視度調整機構Ｄは、観察者から見
た結像点の位置を動かしてジオプトリー調整をするとい
うものである。
観察者の視力（遠視度及び近視度）に合せる視度調整を
行うため、一定距離を保った発光素子８と眼１５，１６
の間で、対物レンズ９、回転反射鏡１０、固定反射鏡１
１，１２、接眼レンズ１３，１４を組付けたフレーム１
７を、対物レンズ９と接眼レンズ１３，１４の光軸方向
に動かせばよい。この視度調整機構Ｄは、観察者から見
た結像点の位置を動かしてジオプトリー調整をするとい
うものである。
【００３１】図１及び図２に示した本発明の双眼式立体
ディスプレィ装置１８における結像状態を、図４及び図
５について説明する。図４は右眼に光が入射する場合、
図５は左眼に入射する場合を示す。
ディスプレィ装置１８における結像状態を、図４及び図
５について説明する。図４は右眼に光が入射する場合、
図５は左眼に入射する場合を示す。
【００３２】図４及び図５において、ＬＥＤアレイ８か
ら出た光は、３枚構成の対物レンズ９によって拡大され
装置内に実像イを形成する（発光素子８は紙面と垂直方
向に延びているので、実像イは紙面と直交する方向に長
いものとなる。）。この実施例では接眼レンズ１３の前
側視野レンズの後ろに空間実像イが形成されている。回
転反射鏡１０は、回転することによって対物レンズ９を
通った光を偏向する。この偏向によって、ＬＥＤアレイ
８の光を左右方向に動かすことになり、２次元画像を左
右別々に作り出す。固定反射鏡１１，１２は、回転反射
鏡１０によって左右に偏向された光を、接眼レンズ１
３，１４の光軸方向に反射する。接眼レンズ１３，１４
は、上記空間実像イを、さらに拡大して観察者の眼１
５，１６に、虚像として投影する。図示例の接眼レンズ
１３，１４は、視野の拡大と収差の補正をするため視野
レンズとアイレンズを組み合わせた２枚構成のものであ
る。
ら出た光は、３枚構成の対物レンズ９によって拡大され
装置内に実像イを形成する（発光素子８は紙面と垂直方
向に延びているので、実像イは紙面と直交する方向に長
いものとなる。）。この実施例では接眼レンズ１３の前
側視野レンズの後ろに空間実像イが形成されている。回
転反射鏡１０は、回転することによって対物レンズ９を
通った光を偏向する。この偏向によって、ＬＥＤアレイ
８の光を左右方向に動かすことになり、２次元画像を左
右別々に作り出す。固定反射鏡１１，１２は、回転反射
鏡１０によって左右に偏向された光を、接眼レンズ１
３，１４の光軸方向に反射する。接眼レンズ１３，１４
は、上記空間実像イを、さらに拡大して観察者の眼１
５，１６に、虚像として投影する。図示例の接眼レンズ
１３，１４は、視野の拡大と収差の補正をするため視野
レンズとアイレンズを組み合わせた２枚構成のものであ
る。
【００３３】なお、図１，図２で示した光路は、１フレ
ームの画像を形成する回転反射鏡１０の３つの偏向位置
（両端及び中央）に対するものを同時に描いているの
で、空間実像イは３点が示される。
ームの画像を形成する回転反射鏡１０の３つの偏向位置
（両端及び中央）に対するものを同時に描いているの
で、空間実像イは３点が示される。
【００３４】左右の画像は、回転反射鏡１０の反射面が
一定の角度範囲内を動くとき、対物レンズ９の右半分又
は左半分を通った光の各々を、接眼レンズ１３と１４に
振り分け入射することによって形成される。したがっ
て、映し出すべき画像データに従って、回転反射鏡１０
の回転にタイミングを合せてＬＥＤアレイ８の各素子の
発光を時分割制御すれば、左右の画像の合成によって３
次元立体画像が得られ、表示フレーム毎に表示画面を変
えることにより動画再生が可能になる。
一定の角度範囲内を動くとき、対物レンズ９の右半分又
は左半分を通った光の各々を、接眼レンズ１３と１４に
振り分け入射することによって形成される。したがっ
て、映し出すべき画像データに従って、回転反射鏡１０
の回転にタイミングを合せてＬＥＤアレイ８の各素子の
発光を時分割制御すれば、左右の画像の合成によって３
次元立体画像が得られ、表示フレーム毎に表示画面を変
えることにより動画再生が可能になる。
【００３５】図４，図５の実施例は、リレーレンズ系の
採用によってポリゴンミラーの使用を可能としているの
で、１回転当りの表示フレーム数を多くする分解能の向
上が可能となり、なめらかな動画再生を可能とする。
採用によってポリゴンミラーの使用を可能としているの
で、１回転当りの表示フレーム数を多くする分解能の向
上が可能となり、なめらかな動画再生を可能とする。
【００３６】上記実施例において、ワイド画面としても
高倍率が得られることを、図６にイメージとして示す。
観察者の眼に写る虚像は、ＬＥＤアレイ８から遠く離れ
た仮想スクリーン１７に大きな映像として写し出され
る。本発明装置では、虚像の縦横のアスペクト比９：１
６のものが得られている。すなわち、前述したようにリ
レーレンズ系の採用により光学設計上の制限が緩和され
て、回転反射鏡の有効な振り角を十分に大きく取れ、左
右方向にも十分に広いワイド画面を形成することができ
る。
高倍率が得られることを、図６にイメージとして示す。
観察者の眼に写る虚像は、ＬＥＤアレイ８から遠く離れ
た仮想スクリーン１７に大きな映像として写し出され
る。本発明装置では、虚像の縦横のアスペクト比９：１
６のものが得られている。すなわち、前述したようにリ
レーレンズ系の採用により光学設計上の制限が緩和され
て、回転反射鏡の有効な振り角を十分に大きく取れ、左
右方向にも十分に広いワイド画面を形成することができ
る。
【００３７】上記図４、図５に示した構成は、求められ
る仕様に応じて設計変更が可能である。
る仕様に応じて設計変更が可能である。
【００３８】例えば、対物レンズ９は、収差をなくすた
め３枚１群の構成となっているが、枚数は問わない。回
転反射鏡１０は、片面または両面反射鏡を使用すること
も可能であり、この場合でも高倍率という効果が得られ
る。固定反射鏡１１，１２はプリズムを用いることも可
能である。接眼レンズ１３，１４は、中間実像イを拡大
観察できるものであればよく、上記２枚構成に限られな
い。
め３枚１群の構成となっているが、枚数は問わない。回
転反射鏡１０は、片面または両面反射鏡を使用すること
も可能であり、この場合でも高倍率という効果が得られ
る。固定反射鏡１１，１２はプリズムを用いることも可
能である。接眼レンズ１３，１４は、中間実像イを拡大
観察できるものであればよく、上記２枚構成に限られな
い。
【００３９】上記図４〜図６の実施例では、発光素子８
と観察者の眼１５，１６は、固定反射鏡１１，１２を挟
んで対向する位置関係にあった。これは、図７に示すよ
うに、固定反射鏡１１の光軸に対する傾きα°（図４及
び図５の場合の傾き）を、（９０°−α°）とすること
により、同方向の位置関係にできる。
と観察者の眼１５，１６は、固定反射鏡１１，１２を挟
んで対向する位置関係にあった。これは、図７に示すよ
うに、固定反射鏡１１の光軸に対する傾きα°（図４及
び図５の場合の傾き）を、（９０°−α°）とすること
により、同方向の位置関係にできる。
【００４０】同方向の位置関係とした実施例を、図８及
び図９に示す。図８は、ポリゴンミラー１０の回転によ
って右眼１５に画像が入射する状態を示し、図９は同一
構成で左眼１６に画像が入射する状態を示す。この実施
例では、対物レンズ９に２枚構成のものを使用し、接眼
レンズ１３に１枚構成のものを使用し、空間実像イは固
定反射鏡１１，１２と接眼レンズ１３，１４の間に形成
されている。
び図９に示す。図８は、ポリゴンミラー１０の回転によ
って右眼１５に画像が入射する状態を示し、図９は同一
構成で左眼１６に画像が入射する状態を示す。この実施
例では、対物レンズ９に２枚構成のものを使用し、接眼
レンズ１３に１枚構成のものを使用し、空間実像イは固
定反射鏡１１，１２と接眼レンズ１３，１４の間に形成
されている。
【００４１】この実施例の特徴は、固定反射鏡１１，１
２と接眼レンズ１３，１４からなる左右の光学系の間
に、発光素子８と対物レンズ９を挟むように配置するこ
とにより、双眼式立体ディスプレィ装置の奥行き方向の
小型化を図ったことである。
２と接眼レンズ１３，１４からなる左右の光学系の間
に、発光素子８と対物レンズ９を挟むように配置するこ
とにより、双眼式立体ディスプレィ装置の奥行き方向の
小型化を図ったことである。
【００４２】この構造が可能なのは、前述したように、
リレーレンズ系の採用により、回転反射鏡（ポリゴンミ
ラー）１０と固定反射鏡１１，１２を小さくできたこと
による。
リレーレンズ系の採用により、回転反射鏡（ポリゴンミ
ラー）１０と固定反射鏡１１，１２を小さくできたこと
による。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、接眼レンズの左右方向
の動きに連動して、一定の法則に従って固定反射鏡と接
眼レンズを動かすようにしたので、左右の光学系の一部
が共通する双眼式立体ディスプレィ装置におけるＰＤ調
整を可能にできる。
の動きに連動して、一定の法則に従って固定反射鏡と接
眼レンズを動かすようにしたので、左右の光学系の一部
が共通する双眼式立体ディスプレィ装置におけるＰＤ調
整を可能にできる。
【図１】 本発明のＰＤ調整を行なう双眼式ディスプレ
ィ装置の構成例を示す。
ィ装置の構成例を示す。
【図２】 図１の装置を側方から見たＰＤ調整機構の概
念図である。
念図である。
【図３】 図１の装置におけるＰＤ調整時の光路長の補
正値を説明する図である。
正値を説明する図である。
【図４】 本発明の双眼式ディスプレィ装置の構成例で
あって、ポリゴンミラーの回転によって右眼に画像が入
射する状態を示す。
あって、ポリゴンミラーの回転によって右眼に画像が入
射する状態を示す。
【図５】 図４の構成例において、左眼に画像が入射す
る状態を示す。
る状態を示す。
【図６】 図４及び図５に示した構成における結像例を
示す。
示す。
【図７】 固定反射鏡に対する発光素子と観察者の眼の
位置関係を、対向又は同方向にできることを説明する図
である。
位置関係を、対向又は同方向にできることを説明する図
である。
【図８】 本発明の双眼式ディスプレィ装置の他の実施
例であって、ポリゴンミラーの回転によって右眼に画像
が入射する状態を示す。
例であって、ポリゴンミラーの回転によって右眼に画像
が入射する状態を示す。
【図９】 図８の実施例において、左眼に画像が入射す
る状態を示す。
る状態を示す。
【図１０】 従来の双眼式立体ディスプレィ装置の構成
例を示す。
例を示す。
Ａ 接眼レンズの間隔調整機構 Ｂ 固定反射鏡の平行移動機構 Ｃ 接眼レンズの光軸方向移動機構 Ｄ 視度調整機構 ８ 発光素子（ＬＥＤアレイ） ９ 対物レンズ １０ 回転反射鏡（ポリゴンミラー） １１，１２ 固定反射鏡 １３，１４ 接眼レンズ １５，１６ 観察者の左右の眼
Claims (6)
- 【請求項１】 対物レンズを通して入射する線状配列の
発光素子の光を、発光素子の並び方向と直交する左右方
向に偏向する回転反射鏡と、回転反射鏡で左右に偏向さ
れた光を、観察者の左右の眼に反射する左右一対の固定
反射鏡と、左右一対の固定反射鏡と観察者の左右の眼の
間に配置された左右一対の接眼レンズとを有し、回転反
射鏡の回転位置に応じて発光素子を時分割点灯させるこ
とによって、観察者の眼に立体画像を投影する双眼式立
体ディスプレィ装置において、左右一対の接眼レンズの
光軸間距離を観察者の左右の眼の間隔に一致させる接眼
レンズの間隔調整機構と、 この間隔調整と連動して左右一対の固定反射鏡を、回転
反射鏡からの入射方向に沿って平行移動させ、固定反射
鏡の反射光の光軸を接眼レンズの光軸と一致させる固定
反射鏡の平行移動機構と、 上記間隔調整と連動して、固定反射鏡の平行移動によっ
て生じる光路長変化を相殺するように、接眼レンズを、
光軸方向に動かす接眼レンズの光軸方向移動機構とから
なるＰＤ調整機構を設けたことを特徴とする双眼式立体
ディスプレィ装置。 - 【請求項２】 対物レンズ，回転反射鏡，固定反射鏡，
及び接眼レンズを、上記ＰＤ調整機構とともに共通のフ
レームに取り付け、このフレームを、一定距離を保った
発光素子と眼の間で、対物レンズ及び接眼レンズの光軸
方向に動かす視度調整機構を設けたことを特徴とする請
求項１に記載された双眼式立体ディスプレィ装置。 - 【請求項３】 回転反射鏡を表裏面鏡によって構成した
ことを特徴とする請求項１又は２に記載された双眼式立
体ディスプレィ装置。 - 【請求項４】 回転反射鏡をポリゴンミラーによって構
成したことを特徴とする請求項１又は２に記載された双
眼式立体ディスプレィ装置。 - 【請求項５】 発光素子を１列のものとし、時分割点灯
により左右の画像を得るようにしたことを特徴とする請
求項１〜４のいずれか１項に記載された双眼式立体ディ
スプレィ装置。 - 【請求項６】 上記対物レンズと接眼レンズからなる屈
折系を、中間部分に形成した発光素子の実像を再結像す
るリレーレンズ系に構成し、対物レンズから中間実像に
向かって所定長さだけ離れた位置から接眼レンズに到る
までの光路幅の縮小部分に、回転反射鏡と固定反射鏡の
反射面を位置させたことを特徴とする請求項１〜５のい
ずれか１項に記載された双眼式立体ディスプレィ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7147004A JPH095903A (ja) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | 双眼式立体ディスプレィ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7147004A JPH095903A (ja) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | 双眼式立体ディスプレィ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH095903A true JPH095903A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=15420393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7147004A Withdrawn JPH095903A (ja) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | 双眼式立体ディスプレィ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH095903A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006003157A1 (de) * | 2004-07-01 | 2006-01-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Visualisierungseinrichtung und verfahren zu ihrem betrieb |
| KR100612585B1 (ko) * | 1998-07-04 | 2007-04-25 | 엘지전자 주식회사 | 집중각조정장치를가지는헤드마운트디스플레이 |
| KR101137497B1 (ko) * | 2010-12-02 | 2012-04-20 | 박흥석 | 입체영상용 안경 |
| JP4928014B1 (ja) * | 2011-02-28 | 2012-05-09 | パイオニア株式会社 | 表示装置 |
| CN104394398A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-03-04 | 深圳市亿思达科技集团有限公司 | 利用反射镜实现图像视觉深度显示的装置及其方法 |
| CN107913107A (zh) * | 2016-10-08 | 2018-04-17 | 上海安信光学仪器制造有限公司 | 3d头盔式手术显微镜系统 |
-
1995
- 1995-06-14 JP JP7147004A patent/JPH095903A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100612585B1 (ko) * | 1998-07-04 | 2007-04-25 | 엘지전자 주식회사 | 집중각조정장치를가지는헤드마운트디스플레이 |
| WO2006003157A1 (de) * | 2004-07-01 | 2006-01-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Visualisierungseinrichtung und verfahren zu ihrem betrieb |
| KR101137497B1 (ko) * | 2010-12-02 | 2012-04-20 | 박흥석 | 입체영상용 안경 |
| JP4928014B1 (ja) * | 2011-02-28 | 2012-05-09 | パイオニア株式会社 | 表示装置 |
| WO2012117497A1 (ja) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | パイオニア株式会社 | 表示装置 |
| CN104394398A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-03-04 | 深圳市亿思达科技集团有限公司 | 利用反射镜实现图像视觉深度显示的装置及其方法 |
| CN107913107A (zh) * | 2016-10-08 | 2018-04-17 | 上海安信光学仪器制造有限公司 | 3d头盔式手术显微镜系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020903 |