JPH10227995A - Image display device - Google Patents
Image display deviceInfo
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- JPH10227995A JPH10227995A JP9032176A JP3217697A JPH10227995A JP H10227995 A JPH10227995 A JP H10227995A JP 9032176 A JP9032176 A JP 9032176A JP 3217697 A JP3217697 A JP 3217697A JP H10227995 A JPH10227995 A JP H10227995A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は画像表示装置に関
し、特に立体像と平面画像の表示を両立させる表示装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device, and more particularly, to a display device that can display both a stereoscopic image and a planar image.
【０００２】[0002]
【従来の技術】任意の視点から観視可能な立体テレビジ
ョン方式の一つとして、平面上に配列されたマイクロ凸
レンズ群あるいはピンホール群を用いたIntegral Photo
graphy（ＩＰ法）が知られている。レンズ群を有するＩ
Ｐ表示装置は本出願人による特願平７−８５４３７号に
よって提案され、実現している。2. Description of the Related Art As one of stereoscopic television systems which can be viewed from an arbitrary viewpoint, an Integral Photo using a micro convex lens group or a pinhole group arranged on a plane.
The graphy (IP method) is known. I with lens group
The P display device is proposed and realized in Japanese Patent Application No. 7-85437 by the present applicant.
【０００３】まず、ＩＰ方式について説明する。[0003] First, the IP system will be described.
【０００４】図１（ａ）に示すように、同一平面上に配
置された複数のマイクロ凸レンズからなるレンズ群（レ
ンズ板）５の後方に写真フィルム７を置き、レンズ群５
の前方においた被写体１を撮像する。写真フィルム７に
は、マイクロ凸レンズにより結像された被写体の像（要
素画像）６が撮像される。矢印３は撮像方向を示す。次
に図１（ｂ）に示すように、撮像後に現像された写真フ
ィルム７をレンズ群５に対して撮影したときのフィルム
と同じ位置に配置し、写真フィルムに散乱光８を照射し
て、レンズ群５に対して写真フィルムを配置した位置と
反対側から観視すると立体像２′を見ることができる。
矢印４は観視方向を示す。As shown in FIG. 1A, a photographic film 7 is placed behind a lens group (lens plate) 5 composed of a plurality of micro-convex lenses arranged on the same plane.
Of the subject 1 in front of the camera. An image (elemental image) 6 of the subject formed by the micro convex lens is captured on the photographic film 7. Arrow 3 indicates the imaging direction. Next, as shown in FIG. 1B, the photographic film 7 developed after imaging is arranged at the same position as the film when the image was taken with respect to the lens group 5, and the photographic film was irradiated with scattered light 8, When viewed from the side opposite to the position where the photographic film is arranged with respect to the lens group 5, a stereoscopic image 2 'can be seen.
Arrow 4 indicates the viewing direction.
【０００５】テレビジョンでこのＩＰ法を実現するため
に、特願平７−８５４３７号に開示されているように、
レンズ群による実像を直接撮像し、その画像群をレンズ
群を伴った液晶パネルなどの表示装置に表示する手法が
発明されている。また、レンズ群の構成として屈折率分
布型の光ファイバを用いる発明が、特願平８−３０７７
６３号に記載されている。[0005] In order to realize this IP method in television, as disclosed in Japanese Patent Application No. 7-85437,
There has been invented a method of directly capturing a real image by a lens group and displaying the image group on a display device such as a liquid crystal panel with the lens group. Also, an invention using a refractive index distribution type optical fiber as a configuration of a lens group is disclosed in Japanese Patent Application No. 8-3077.
No. 63.
【０００６】一般にＩＰ法では、撮像時にレンズ群を構
成する各レンズを通常の凸レンズ１枚と等価なものとし
た場合に、撮像・現像したフィルムを元の位置に配置す
ること、あるいは撮像した要素画像を表示装置に表示す
ることは、再生像を被写体に対して奥行きと凹凸が逆に
なった状態（偽の立体像）を与える。つまり、図１
（ｂ）の再生立体像２′は偽の立体像となる。この問題
を回避するためには、各要素画像をそれぞれ点対称に変
換（凹凸変換）すればよいことが知られている。In general, in the IP method, when each lens constituting a lens group is equivalent to one ordinary convex lens at the time of imaging, the film that has been imaged and developed is placed at the original position, or the imaged element Displaying the image on the display device gives the reproduced image a state in which the depth and the unevenness are reversed (a false stereoscopic image) with respect to the subject. That is, FIG.
The reproduced stereoscopic image 2 'in (b) is a false stereoscopic image. In order to avoid this problem, it is known that each element image may be converted to point symmetry (concavo-convex conversion).
【０００７】このようなレンズ群を有するＩＰ表示装置
において、同一の表示素子に平面画像を表示し、そのま
ま平面画像を観視させる方法として、当該レンズ群を取
り外すことが当然の方法として考えられる。In an IP display device having such a lens group, as a method of displaying a planar image on the same display element and viewing the planar image as it is, a method of removing the lens group can be considered as a natural method.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ＩＰ表示装置で平面画像を表示し、観視させるためにレ
ンズ群を取り外すということは以下のような問題を含ん
でいる。However, removing a lens group for displaying a planar image on such an IP display device and viewing it involves the following problems.
【０００９】第１に、平面画像表示時にレンズ群を取り
外した場合、平面画像表示後に再び立体画像を観視する
際には、取り外したレンズ群を所定の位置に再配置する
ことが必要となり、煩雑である。First, when the lens group is removed during the display of the plane image, when the stereoscopic image is viewed again after the display of the plane image, it is necessary to rearrange the removed lens group at a predetermined position. It is complicated.
【００１０】第２に、レンズ群を除去、再配置すること
を自動的に行うことは、装置自体が大規模なものとなる
ことが予想され、簡便さに欠ける。Second, the automatic removal and rearrangement of the lens groups is expected to be a large-scale apparatus, and is not convenient.
【００１１】第３に、簡便のためにレンズ群の再配置を
手動で行うことは、位置合わせの正確性に欠ける。Third, manually rearranging the lens groups for the sake of simplicity lacks the accuracy of positioning.
【００１２】本発明はこのような問題を解決し、簡単な
構成で立体像と平面画像の表示を両立し得る画像表示装
置を提供することを目的とする。An object of the present invention is to solve such a problem and to provide an image display device which can display both a stereoscopic image and a planar image with a simple configuration.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明による画像表示装
置は、再生表示されるべき画像が表示素子面上に表示さ
れている表示素子と、前記表示素子面の観視者側に並設
され前記表示素子面上の画像を観視せしめるための光学
系と、前記表示素子面と前記光学系との相対的な位置関
係を切り換えることによって、立体像の表示と平面画像
の表示を切り換える位置切り換え手段とを具えている。An image display device according to the present invention is provided with a display element on which an image to be reproduced and displayed is displayed on a display element surface and a viewer side of the display element surface. An optical system for allowing an image on the display element surface to be viewed, and a relative position relationship between the display element surface and the optical system, thereby switching a position between a display of a stereoscopic image and a display of a planar image. Means.
【００１４】ここで、前記位置切り換え手段は、好適に
は前記表示素子面と前記光学系との相対的な位置関係を
機械的に切り換える手段である。Here, the position switching means is preferably means for mechanically switching the relative positional relationship between the display element surface and the optical system.
【００１５】さらに、本発明による画像表示装置は、立
体像を表示するための要素画像が表示素子面上に表示さ
れている第１の表示素子と、平面画像を表示するための
要素画像が表示素子面上に表示されている第２の表示素
子と、前記第１および第２の表示素子のそれぞれの表示
素子面上の要素画像を観視せしめるための光学系とが、
前記第１および第２の表示素子面の観視者側に、光学
系、第１の表示素子、第２の表示素子の順に並設され、
立体像表示時には前記第１の表示素子を不透明状態と
し、平面画像表示時には前記第１の表示素子を透明状態
にする手段を具えている。Further, in the image display device according to the present invention, the first display element on which the element image for displaying the stereoscopic image is displayed on the display element surface and the element image for displaying the planar image are displayed. A second display element displayed on the element surface, and an optical system for viewing an element image on each display element surface of the first and second display elements,
An optical system, a first display element, and a second display element are arranged in this order on the viewer side of the first and second display element surfaces,
Means are provided for setting the first display element to an opaque state when displaying a stereoscopic image and for setting the first display element to a transparent state when displaying a planar image.
【００１６】上述した画像表示装置において、前記光学
系が正立像を結像する光学系によって構成されているこ
とが好ましく、前記正立像を結像する光学系が半径方向
に屈折率が変化する屈折率分布レンズを２次元状に配置
した屈折率分布レンズ群であることがさらに好ましい。In the above-described image display device, it is preferable that the optical system is constituted by an optical system for forming an erect image, and the optical system for forming the erect image is a refraction whose refractive index changes in a radial direction. More preferably, it is a refractive index distribution lens group in which the gradient index lenses are arranged two-dimensionally.
【００１７】上述した画像表示装置において、前記光学
系は倒立像を結像する光学系によって構成されていても
よく、この場合には、前記倒立像を結像する光学系が半
径方向に屈折率が変化する屈折率分布レンズを２次元状
に配置した屈折率分布レンズ群であること、または前記
倒立像を結像する光学系がマイクロ凸レンズを２次元状
に配置したマイクロ凸レンズ板であることが好ましい。In the above-described image display device, the optical system may be constituted by an optical system for forming an inverted image. In this case, the optical system for forming the inverted image may have a refractive index in a radial direction. May be a refractive index distribution lens group in which refractive index distribution lenses that vary are two-dimensionally arranged, or the optical system that forms the inverted image may be a micro convex lens plate in which micro convex lenses are two-dimensionally arranged. preferable.
【００１８】さらにまた、本発明による画像表示装置
は、再生表示されるべき画像が表示素子面上に表示され
ている表示素子と、前記表示素子面の観視者側に並設さ
れ前記表示素子面上の画像を観視せしめるための第１お
よび第２の光学系と、前記第１の光学系と第２の光学系
の相対的な位置関係を切り換えることによって、立体像
の表示と平面画像の表示を切り換える位置切り換え手段
とを具えている。Still further, the image display device according to the present invention is characterized in that a display element on which an image to be reproduced and displayed is displayed on a display element surface, and the display element arranged side by side on a viewer side of the display element surface. A stereoscopic image display and a planar image by switching first and second optical systems for viewing an image on a surface and by switching the relative positional relationship between the first and second optical systems; And a position switching means for switching the display.
【００１９】ここで、好適には前記第１および第２の光
学系がそれぞれマイクロ凸レンズを２次元状に配置した
マイクロ凸レンズ板である。Preferably, each of the first and second optical systems is a micro convex lens plate in which micro convex lenses are two-dimensionally arranged.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態においては、
画像を観視せしめるための光学系を、屈折率が半径方向
において変化している屈折率分布レンズ（光ファイバ）
を２次元的に配置した屈折率分布レンズ群で構成する。
立体像表示時には、屈折率分布レンズ群を機械的に駆動
して、立体像表示用の要素画像が表示されている表示素
子面が屈折率分布レンズの物体側焦点面と一致するよう
に、屈折率分布レンズ群と表示素子面の位置を制御す
る。平面画像表示時には、屈折率分布レンズの位置を、
平面画像表示のための要素画像が表示されている表示素
子面が屈折率分布レンズの物体側主平面と一致する位置
に切り換える。屈折率分布レンズ群と表示素子面の位置
の切り換えには、表示素子を駆動してもよい。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In one embodiment of the present invention,
An optical system for viewing an image is a refractive index distribution lens (optical fiber) whose refractive index changes in a radial direction.
Is composed of a refractive index distribution lens group arranged two-dimensionally.
At the time of displaying a stereoscopic image, the gradient index lens group is mechanically driven so that the display element surface on which the element image for displaying the stereoscopic image is displayed coincides with the object-side focal plane of the gradient index lens. The positions of the rate distribution lens group and the display element surface are controlled. When displaying a planar image, the position of the gradient index lens is
The display element surface on which an element image for displaying a planar image is displayed is switched to a position that coincides with the object-side main plane of the refractive index distribution lens. To switch the positions of the refractive index distribution lens group and the display element surface, the display element may be driven.
【００２１】または、屈折率分布レンズ群と、立体像表
示用の表示素子と、平面画像表示用の表示素子とを、立
体像表示用の表示素子をその表示素子面が屈折率分布レ
ンズの物体側焦点面と一致する位置に、平面画像表示用
の表示素子をその表示素子面が屈折率分布レンズの物体
側主平面と一致する位置に配置し、立体像表示時には立
体像表示素子を不透明状態にして立体像表示用の表示素
子面に立体像表示用の要素画像を再生表示し、平面画像
表示時には立体像表示用の表示素子を透明状態にした上
で平面画像表示用の表示素子面に平面画像を再生表示し
てもよい。Alternatively, a gradient index lens group, a display element for displaying a three-dimensional image, a display element for displaying a planar image, a display element for displaying a three-dimensional image, and a display element surface having an index distribution lens can be used. A display element for displaying a flat image is arranged at a position that coincides with the side focal plane, at a position where the display element surface coincides with the object-side main plane of the refractive index distribution lens, and when displaying a stereoscopic image, the stereoscopic image display element is in an opaque state. The element image for displaying the stereoscopic image is reproduced and displayed on the display element surface for displaying the stereoscopic image, and the display element for displaying the stereoscopic image is made transparent when the two-dimensional image is displayed. A planar image may be reproduced and displayed.
【００２２】[0022]
【実施例】実施例１ 本発明の第１の実施例について説明する。Embodiment 1 A first embodiment of the present invention will be described.
【００２３】本実施例では、表示装置のレンズ群を構成
するレンズを図２に示す屈折率分布レンズ（光ファイ
バ）１０で構成する。図２においてＺは屈折率分布レン
ズの長さ、１１はその光軸を示す。屈折率分布レンズ１
０を図３（ａ）に示すように１列おきに各レンズが半径
分だけずれるように２次元的に配置し、あるいは図３
（ｂ）に示すように全ての列においてレンズの高さが揃
うように２次元的に配置してレンズ群１２を構成する。
この場合、屈折率分布レンズ長Ｚは、特願平８−３０７
７６３号に記載されているように、In this embodiment, the lens constituting the lens group of the display device is constituted by a refractive index distribution lens (optical fiber) 10 shown in FIG. In FIG. 2, Z indicates the length of the gradient index lens, and 11 indicates the optical axis thereof. Refractive index distribution lens 1
0 is two-dimensionally arranged so that each lens is shifted by the radius every other row as shown in FIG.
As shown in FIG. 2B, the lens groups 12 are arranged two-dimensionally so that the heights of the lenses are the same in all rows.
In this case, the length Z of the refractive index distribution lens is as disclosed in Japanese Patent Application No. 8-307.
No. 763,
【００２４】[0024]
【数１】 (Equation 1)
【００２５】とする。ここで、Ａは屈折率分布レンズの
屈折率分布定数を示すものとする。各屈折率分布レンズ
の屈折率分布およびレンズ長は実質的に等しい。また、
それらの配置は生成すべき画像の要素画像の配置に対応
している。It is assumed that Here, A represents the refractive index distribution constant of the gradient index lens. The refractive index distribution and the lens length of each refractive index distribution lens are substantially equal. Also,
These arrangements correspond to the arrangement of the element images of the image to be generated.
【００２６】本実施例における立体像表示時の表示装置
の断面図を図４に示す。液晶パネルその他の表示素子１
３の表示素子面１３Ａには、前述したＩＰ法によって被
写体の像（要素画像）６が形成されている。立体像表示
時には、表示素子面１３Ａと屈折率分布レンズ群１２の
物体側焦点面１７とを一致させた状態にすることで立体
像２の観察が可能になる。なお、この場合、表示素子面
１３Ａに形成された要素画像から再生像を得るので、表
示素子面側が物体側である。この状態で屈折率分布レン
ズ群１２を構成する各屈折率分布レンズ１０は、前述し
た凹凸変換の作用を持つ。FIG. 4 is a sectional view of the display device at the time of displaying a three-dimensional image in this embodiment. Liquid crystal panel and other display elements 1
An image (element image) 6 of the subject is formed on the display element surface 13A of No. 3 by the above-described IP method. At the time of displaying a three-dimensional image, the three-dimensional image 2 can be observed by setting the display element surface 13A and the object-side focal plane 17 of the refractive index distribution lens group 12 to coincide with each other. In this case, since the reproduced image is obtained from the element image formed on the display element surface 13A, the display element surface side is the object side. In this state, each of the refractive index distribution lenses 10 constituting the refractive index distribution lens group 12 has the above-described function of converting unevenness.
【００２７】次に、本実施例における平面像表示時の表
示装置の断面図を図５に示す。平面像表示時には、表示
素子面１３Ａと屈折率分布レンズ群１２の物体側主平面
１５とを一致させた状態にする。ここで、表示素子面１
３Ａに形成されている平面画像は、通常の撮像手段で撮
像された一般的な平面画像である。Next, FIG. 5 is a sectional view of the display device at the time of displaying a plane image in the present embodiment. At the time of displaying a plane image, the display element surface 13A and the object-side main plane 15 of the refractive index distribution lens group 12 are made to coincide with each other. Here, the display element surface 1
The plane image formed on 3A is a general plane image captured by a normal imaging unit.
【００２８】[0028]
【数２】 (Equation 2)
【００２９】の領域では、図６に示すように、物体側主
平面１５が屈折率分布レンズ１０の入射端面の物体側、
像側主平面１６が屈折率分布レンズ１０の出射端面の像
側に存在し、この状態で屈折率分布レンズは、物体側主
平面１５に置かれた物体１５Ａの正立等倍像１６Ａを像
側主平面１６に結像する。従って、図５に示すように、
屈折率分布レンズ群全体としての物体側主平面１５に表
示素子面１３Ａを配置すれば、屈折率分布レンズ群全体
としての像側主平面１６上に表示素子面１３Ａに表示さ
れた平面画像が平面画像１４として再現される。なお、
図５、図６において、Ｌ1 およびＬ2 はそれぞれ屈折率
分布レンズ１０の物体側主点距離および像側主点距離を
表す。In the region (1), as shown in FIG. 6, the object-side principal plane 15 is located on the object side of the entrance end face of the gradient index lens 10;
The image-side principal plane 16 exists on the image side of the exit end face of the gradient index lens 10, and in this state, the refractive index distribution lens forms an erect equal-magnification image 16 </ b> A of the object 15 </ b> A placed on the object-side principal plane 15. An image is formed on the side main plane 16. Therefore, as shown in FIG.
If the display element surface 13A is arranged on the object-side principal plane 15 as the entire refractive index distribution lens group, a plane image displayed on the display element surface 13A on the image-side principal plane 16 as the entire refractive index distribution lens group is flat. Reproduced as image 14. In addition,
5 and 6, L 1 and L 2 represent the object-side principal point distance and the image-side principal point distance of the refractive index distribution lens 10, respectively.
【００３０】上述した二つの状態を切り換えることによ
って、立体像表示と平面画像表示とを単一の装置で実現
することができる。まず、屈折率分布レンズ群１２と表
示素子１３との位置を機械的に変化させる方法につい
て、その断面図を図７（ａ）、（ｂ）に示す。図７
（ａ）では、屈折率分布レンズ群１２は台２０に固定さ
れ、表示素子１３は台２１に固定されて、それぞれステ
ージ１９上に設置され、台２０は水平方向に駆動可能で
ある。立体像表示時と平面画像表示時で台２０を駆動
し、前者の場合は表示素子面１３Ａと屈折率分布レンズ
群１２の物体側焦点面１７とを一致させた状態に、後者
の場合は表示素子面１３Ａと屈折率分布レンズ群１２の
物体側主平面１５とを一致させた状態に切り換える。図
７（ｂ）では、屈折率分布レンズ群１２の台２０を固定
にし、表示素子１３の台２１を水平方向に駆動可能と
し、立体像表示時と、平面画像表示時とで、表示素子の
位置を移動して、上記と同様に屈折率分布レンズ群１２
と表示素子面１３Ａの相対的位置を実効的に切り換え
る。そして、台２１上に固定する表示素子に表示する要
素画像として立体像と平面画像を電気的に切り換えれば
よい。By switching between the above-mentioned two states, a stereoscopic image display and a planar image display can be realized by a single device. First, FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views showing a method of mechanically changing the positions of the refractive index distribution lens group 12 and the display element 13. FIG. FIG.
In (a), the gradient index lens group 12 is fixed to a table 20, and the display element 13 is fixed to a table 21, and each is set on a stage 19, and the table 20 can be driven in the horizontal direction. The table 20 is driven at the time of displaying a stereoscopic image and at the time of displaying a planar image. In the former case, the display element surface 13A and the object-side focal plane 17 of the refractive index distribution lens group 12 are made to coincide with each other. The state is switched to a state where the element surface 13A and the object-side principal plane 15 of the refractive index distribution lens group 12 are made to coincide. In FIG. 7B, the base 20 of the gradient index lens group 12 is fixed, and the base 21 of the display element 13 can be driven in the horizontal direction. The position is moved to the gradient index lens group 12 in the same manner as described above.
And the relative position of the display element surface 13A is effectively switched. Then, the three-dimensional image and the two-dimensional image may be electrically switched as the element images displayed on the display element fixed on the table 21.
【００３１】次に選択する表示素子面を切り換える方法
について、その断面図を図８に示す。ここでは、立体像
用の表示素子２２と平面画像用の表示素子２３を別個に
用意し、それぞれその表示素子面２２Ａ，２３Ａが屈折
率分布レンズ群１２に対して先に説明した位置に配置さ
れるように、すなわち、表示素子面２２Ａと屈折率分布
レンズ群１２の物体側焦点面１７とを一致させた位置
に、表示素子面２３Ａと屈折率分布レンズ群１２の物体
側主平面１５とを一致させた位置に、表示素子２２と表
示素子２３を固定しておく。立体像表示時の動作は先に
説明したとおりである。このとき、立体像表示用の表示
素子２２を不透明状態にしておけば、背後の平面画像用
表示素子の表示素子面２３Ａに表示されている画像の影
響を受けることがない。平面画像表示時には、平面画像
用の表示素子２３と屈折率分布レンズ群１２との間に立
体像用の表示素子２２が位置しているので、表示素子２
２を透明状態にし、平面画像表示用の表示素子面２３Ａ
を選択することができる。表示素子２２を液晶パネルで
構成すれば、電源、電極など図示しない系統の電気的な
操作によって透明−不透明の切り換えが可能である。FIG. 8 is a sectional view showing a method of switching the display element surface to be selected next. Here, a display element 22 for a stereoscopic image and a display element 23 for a planar image are separately prepared, and their display element surfaces 22A and 23A are respectively arranged at the positions described above with respect to the refractive index distribution lens group 12. That is, the display element surface 23A and the object-side principal plane 15 of the refractive index distribution lens group 12 are positioned at a position where the display element surface 22A and the object-side focal plane 17 of the refractive index distribution lens group 12 are matched. The display element 22 and the display element 23 are fixed at the matched positions. The operation at the time of displaying a stereoscopic image is as described above. At this time, if the display element 22 for displaying a stereoscopic image is kept in an opaque state, there is no influence of the image displayed on the display element surface 23A of the flat display element for displaying behind. At the time of displaying a planar image, since the display element 22 for a stereoscopic image is located between the display element 23 for a planar image and the refractive index distribution lens group 12, the display element 2
2 in a transparent state, and a display element surface 23A for displaying a planar image.
Can be selected. If the display element 22 is formed of a liquid crystal panel, it is possible to switch between transparent and opaque by electrical operation of a system (not shown) such as a power supply and electrodes.
【００３２】実施例２ 本発明の第２の実施例について説明する。 Embodiment 2 A second embodiment of the present invention will be described.
【００３３】本実施例の表示装置においては、屈折率分
布レンズ長ＺがIn the display device of this embodiment, the refractive index distribution lens length Z is
【００３４】[0034]
【数３】 (Equation 3)
【００３５】である屈折率分布レンズを実施例１と同様
に２次元状に配置して屈折率分布レンズ群を構成する。The gradient index lenses are arranged two-dimensionally in the same manner as in the first embodiment to form a gradient index lens group.
【００３６】本実施例における立体像表示時の表示装置
の断面図を図９に示す。本実施例においても立体像表示
時には、表示素子面１３Ａと屈折率分布レンズの物体側
焦点面１７を一致させた状態にすることことで立体像２
の観視が可能となる。本実施例においては、前述した凹
凸変換は撮影時に行うものとする。FIG. 9 is a sectional view of a display device for displaying a three-dimensional image in this embodiment. Also in the present embodiment, when displaying a three-dimensional image, the display element surface 13A and the object-side focal plane 17 of the refractive index distribution lens are made to coincide with each other so that the three-dimensional image 2
Can be viewed. In this embodiment, the above-mentioned concavo-convex conversion is performed at the time of photographing.
【００３７】次に本実施例における平面画像表示時の表
示装置の断面図を図１０に示す。平面画像表示時には、
表示素子面１３Ａが屈折率分布レンズ群１２の物体側主
平面１５から物体側焦点距離Ｌ3 の２倍離れた距離に位
置するようにし、像側主平面１６から像側焦点距離Ｌ4
の２倍離れた位置の平面２５上に、平面画像１４を結像
させる。図１１に示すように、Next, FIG. 10 is a cross-sectional view of the display device at the time of displaying a planar image in this embodiment. When displaying a planar image,
So as to be positioned at a distance display device surface 13A is separated twice the object-side focal distance L 3 from the object side principal plane 15 of the refractive index distribution lens group 12, the image-side focal distance L 4 from the image side principal plane 16
The plane image 14 is formed on the plane 25 at a position twice as far as. As shown in FIG.
【００３８】[0038]
【数４】 (Equation 4)
【００３９】の状態で屈折率分布レンズ１０は、物体側
主平面１５から物体側焦点距離Ｌ3 の２倍（２Ｌ3 ）離
れた平面２７上にある物体２７Ａの倒立像２８Ａを像側
主平面１６から像側焦点距離Ｌ4 の２倍（２Ｌ4 ）離れ
た平面２８上に結像する。従って、図１０に示すよう
に、屈折率分布レンズ群１２の物体側主平面１５から物
体側焦点距離Ｌ3 の２倍離れた位置におかれた表示素子
面１３Ａに、元となる平面画像を各屈折率分布レンズ１
０の開口角αで定められる領域内でそれぞれ各レンズの
光軸に対して点対称に変換した平面要素画像を表示して
おけば、屈折率分布レンズ群１２全体としての像側主平
面１６から像側焦点距離Ｌ4 の２倍離れた平面２５上に
元の平面画像が再生平面画像１４として再現される。本
実施例において、表示素子面１３Ａに表示される平面画
像は実施例１のような一般的な平面画像ではなく、各屈
折率分布レンズの所定領域内でそれぞれ各レンズの光軸
に対して点対称に変換した平面画像であるから、一般的
な平面画像をこのように変換する変換装置が必要であ
る。In the state described above, the refractive index distribution lens 10 converts the inverted image 28A of the object 27A on the plane 27 away from the object-side principal plane 15 by twice the object-side focal length L 3 (2L 3 ). An image is formed on a plane 28 at a distance of twice the image side focal length L 4 (2L 4 ) from the plane 16. Accordingly, as shown in FIG. 10, the display device surface 13A which is placed from the object side principal plane 15 of the refractive index distribution lens group 12 to 2 times away position of the object-side focal length L 3, a plane image as an original Each refractive index distribution lens 1
If the plane element images converted point-symmetrically with respect to the optical axis of each lens are displayed in the area defined by the aperture angle α of 0, the image-side principal plane 16 as the whole of the refractive index distribution lens group 12 is displayed. original planar image is reproduced as a reproduced planar image 14 onto the plane 25 apart twice the image-side focal length L 4. In the present embodiment, the plane image displayed on the display element surface 13A is not a general plane image as in the first embodiment, but is a point image with respect to the optical axis of each lens in a predetermined area of each refractive index distribution lens. Since the plane image is symmetrically converted, a conversion device for converting a general plane image in this way is required.
【００４０】上述した二つの状態を切り換えることによ
り、立体像表示と平面画像表示を単一の装置で実現する
ことができる。その方法には、屈折率分布レンズ群と表
示素子の表示素子面との位置関係を機械的に切り換える
方法と、選択する表示素子面を切り換える方法との二つ
がある。前者の機械的な方法は、立体像表示時には、表
示素子面と屈折率分布レンズ群の物体側焦点面を一致さ
せた状態にし、平面画像表示時には、表示素子面が屈折
率分布レンズ群の物体側主平面から物体側焦点距離の２
倍離れた距離に位置するように、切り換える。その具体
的な手法は実施例１について説明したのと全く同様なの
で、説明を省略する。後者の場合について、断面図を図
１２に示す。立体像表示用の表示素子２２の表示素子面
２２Ａと屈折率分布レンズ群の物体側焦点面１７を一致
させた状態にし、平面画像表示用の表示素子２３の表示
素子面２３Ａが屈折率分布レンズ群の物体側主平面から
物体側焦点距離の２倍離れた距離（２Ｌ3 ）に位置する
ように、表示素子２２と表示素子２３を配置する。立体
像表示時の動作は先に説明したとおりである。平面画像
表示時には、平面画像用の表示素子２３と屈折率分布レ
ンズ群１２との間に立体像用の表示素子２２が位置して
いるので、表示素子２２を透明状態にする。そのために
は、電気的な操作によって透明−不透明の切り換えが可
能な液晶パネルを表示素子２２として用いるのがよい。By switching between the two states described above, a stereoscopic image display and a planar image display can be realized by a single device. There are two methods, a method of mechanically switching the positional relationship between the gradient index lens group and the display element surface of the display element, and a method of switching the display element surface to be selected. In the former mechanical method, when displaying a three-dimensional image, the display element surface and the object side focal plane of the refractive index distribution lens group are made to coincide with each other. 2 of focal length from object side main plane to object side
Switching is performed so as to be located twice as far away. The specific method is exactly the same as that described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. A sectional view of the latter case is shown in FIG. The display element surface 22A of the display element 22 for displaying a stereoscopic image and the object-side focal plane 17 of the refractive index distribution lens group are made to coincide with each other, and the display element surface 23A of the display element 23 for displaying a planar image has the refractive index distribution lens. The display element 22 and the display element 23 are arranged so as to be located at a distance (2L 3 ) that is twice the object-side focal length from the object-side main plane of the group. The operation at the time of displaying a stereoscopic image is as described above. At the time of displaying a planar image, the display element 22 for a stereoscopic image is located between the display element 23 for a planar image and the refractive index distribution lens group 12, so that the display element 22 is made transparent. For this purpose, a liquid crystal panel that can be switched between transparent and opaque by an electrical operation is preferably used as the display element 22.
【００４１】実施例３ 本発明の第３の実施例について説明する。 Embodiment 3 A third embodiment of the present invention will be described.
【００４２】本実施例では、表示装置のレンズ群を図１
３に示すマイクロ凸レンズ３０で構成する。ｆｍはマイ
クロ凸レンズ３０の焦点距離を表す。このマイクロ凸レ
ンズ３０を図１４に示すように２次元状に配列してマイ
クロ凸レンズ群（マイクロ凸レンズ板）３１を構成す
る。マイクロ凸レンズ３０の配置は、表示素子面上に表
示された再現すべき像の要素画像の配置に対応してい
る。本実施例では、このようなマイクロ凸レンズ群２組
を用いる。In this embodiment, the lens group of the display device is shown in FIG.
The micro-convex lens 30 shown in FIG. fm represents the focal length of the micro convex lens 30. The micro convex lenses 30 are two-dimensionally arranged as shown in FIG. 14 to constitute a micro convex lens group (micro convex lens plate) 31. The arrangement of the micro convex lens 30 corresponds to the arrangement of the element images of the image to be reproduced displayed on the display element surface. In this embodiment, two sets of such micro convex lens groups are used.
【００４３】本実施例における立体像表示時の表示装置
の断面図を図１５に示す。立体像表示時には、表示素子
１３の表示素子面１３Ａと第１のマイクロ凸レンズ群３
２の距離Ｌ5 をマイクロ凸レンズの焦点距離ｆｍの２倍
とし、第１のマイクロ凸レン群３２と第２のマイクロ凸
レンズ群３３との距離Ｌ6 を焦点距離ｆｍの３倍とした
状態で第２のマイクロ凸レンズ群３３側から観視するこ
とで表示素子面１３Ａ上に表示された画像の立体像の観
視が可能となる。この状態で２組のマイクロ凸レンズ群
は前述の凹凸変換の作用を持つ。FIG. 15 is a sectional view of a display device for displaying a three-dimensional image in this embodiment. At the time of displaying a stereoscopic image, the display element surface 13A of the display element 13 and the first micro convex lens group 3
The second distance L 5, twice the focal length fm of the micro convex lens, a state where the distance L 6 was 3 times the focal length fm of the first micro convex lens group 32 and the second micro-lens group 33 The stereoscopic image of the image displayed on the display element surface 13A can be viewed by viewing from the side of the second micro convex lens group 33. In this state, the two sets of micro-convex lens groups have the function of the above-mentioned concavo-convex conversion.
【００４４】次に本実施例における平面画像表示時の表
示装置の断面図を図１６に示す。平面画像表示時には、
第１のマイクロ凸レンズ群３２と第２のマイクロ凸レン
ズ群３３の距離を焦点距離の４倍であるＬ7 へ変化させ
る。図１７に示すように、マイクロ凸レンズを薄肉レン
ズとして考えると、マイクロ凸レンズ３４および３５を
距離Ｌ7 （４ｆｍ）離して配置した場合、マイクロ凸レ
ンズ３４の物体側へ距離Ｌ5 （２ｆｍ）離れた位置にあ
る物体３６の倒立等倍像３７が像側Ｌ5 （２ｆｍ）の位
置にマイクロ凸レンズ３４によって結像され、この倒立
等倍像３７の倒立等倍像３８（物体３６の正立等倍像）
がマイクロ凸レンズ３５の像側Ｌ5 （２ｆｍ）の位置に
結像される。従って、図１６のようにマイクロ凸レンズ
群３２から物体側へ２ｆｍ離れた位置に平面画像が表示
された表示素子面１３Ａを配置すれば、マイクロ凸レン
ズ群３３の像側へ２ｆｍ離れた位置に平面画像１４が再
現される。この場合には、表示素子面１３Ａ上に表示さ
れる平面画像は、実施例１のような一般的な平面画像で
よい。Next, FIG. 16 is a cross-sectional view of the display device at the time of displaying a planar image in this embodiment. When displaying a planar image,
The distance of the first micro-lens group 32 and the second micro-lens group 33 is changed to L 7 is four times the focal length. As shown in FIG. 17, given the micro convex lens as a thin lens, when placed a micro convex lens 34 and 35 apart a distance L 7 (4fm), distance L 5 km (2fm) toward the object side of the micro lens 34 position Is formed by the micro-convex lens 34 at the position of the image side L 5 (2 fm) by the micro convex lens 34, and the inverted 1 × image 38 of the inverted 1 × image 37 (the erect 1 × image of the object 36). )
Is imaged at a position on the image side L 5 (2 fm) of the micro convex lens 35. Therefore, as shown in FIG. 16, if the display element surface 13A on which the planar image is displayed is located at a position 2 fm away from the micro-convex lens group 32 toward the object side, the planar image is located 2 fm away from the micro-convex lens group 33 toward the image side. 14 is reproduced. In this case, the planar image displayed on the display element surface 13A may be a general planar image as in the first embodiment.
【００４５】これら二つの状態を切り換えることによ
り、立体像表示と平面画像表示とを単一の表示装置で実
現することができる。その表示装置の断面図を図１８に
示す。ステージ１９上の駆動可能な台２０に第２のマイ
クロ凸レンズ群３３を固定し、固定台２１上に第１のマ
イクロ凸レンズ群３２と表示素子１３とをマイクロ凸レ
ンズ群３２と表示素子面の距離を２ｆｍ（Ｌ5 ）として
固定する。そして、台２０を駆動して、第１のマイクロ
凸レンズ群３２と第２のマイクロ凸レンズ群３３の距離
を立体像表示時には３ｆｍに、平面画像表示時には４ｆ
ｍに切り換える。もちろん、台２０を固定に、台２１を
駆動可能としてもよい。なお、本実施例ではマイクロ凸
レンズ板２枚を用いる手法について述べたが、収差等を
考慮して２枚以上の複合レンズ群を用いる場合にも、光
学系を構成するレンズの相互の位置関係を切り換えるこ
とにより立体像表示と平面画像表示を単一の表示装置で
実現することができる。すなわち、立体像表示時には前
述の凹凸変換の作用を持たせるように複合レンズ群を配
置し、平面画像表示時には各マイクロレンズに対応する
領域の画像の正立等倍像を結像するように複合レンズ群
を実効的に配置すればよい。By switching between these two states, a stereoscopic image display and a planar image display can be realized by a single display device. FIG. 18 shows a cross-sectional view of the display device. The second micro convex lens group 33 is fixed to the drivable base 20 on the stage 19, the first micro convex lens group 32 and the display element 13 are fixed on the fixed base 21, and the distance between the micro convex lens group 32 and the display element surface is set. fixed as 2fm (L 5). Then, the table 20 is driven to set the distance between the first micro convex lens group 32 and the second micro convex lens group 33 to 3 fm when displaying a stereoscopic image and 4 f when displaying a planar image.
Switch to m. Of course, the table 20 may be fixed and the table 21 may be driven. In the present embodiment, the method using two micro convex lens plates has been described. However, even when two or more compound lens groups are used in consideration of aberrations and the like, the mutual positional relationship of the lenses constituting the optical system is also determined. By switching, a three-dimensional image display and a two-dimensional image display can be realized by a single display device. That is, when displaying a stereoscopic image, a compound lens group is arranged so as to have the above-described concavo-convex conversion function, and when displaying a planar image, the compound lens group is formed so as to form an erect equal-magnification image of an image corresponding to each microlens. What is necessary is just to arrange a lens group effectively.
【００４６】実施例４ 本発明の第４の実施例を説明する。本実施例では表示装
置のレンズ群を実施例３で述べたマイクロ凸レンズ群３
１の１組で構成する。 Embodiment 4 A fourth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the lens group of the display device is the micro convex lens group 3 described in the third embodiment.
It consists of one set.
【００４７】本実施例における立体像表示時の表示装置
の断面図を図１９に示す。立体像表示時には、表示素子
面１３Ａとマイクロ凸レンズ群３１との距離をマイクロ
凸レンズの焦点距離ｆｍにすることで、表示素子面をマ
イクロ凸レンズ側から観察することによって立体像２の
観視が可能となる。本実施例においては、前述の凹凸変
換は撮像時に行われる。FIG. 19 is a cross-sectional view of the display device at the time of displaying a stereoscopic image in this embodiment. At the time of displaying a stereoscopic image, by setting the distance between the display element surface 13A and the micro convex lens group 31 to the focal length fm of the micro convex lens, the stereoscopic image 2 can be viewed by observing the display element surface from the micro convex lens side. Become. In the present embodiment, the above-mentioned concavo-convex conversion is performed at the time of imaging.
【００４８】次に本実施例における平面画像表示時の表
示装置の断面図を図２０に示す。マイクロ凸レンズ３０
を薄肉レンズとして考えれば、図２１に示すように、マ
イクロ凸レンズ３０は、その主平面３９から物体側に距
離Ｌ5 （焦点距離ｆｍの２倍）離れた平面上にある物体
３６の倒立等倍像３７を主平面３９から像側へ距離Ｌ5
（焦点距離ｆｍの２倍）離れた平面上に結像する。従っ
て、図２０に示すように、マイクロ凸レンズ群３１から
物体側へ２ｆｍ離れた位置におかれた表示素子面１３Ａ
に実施例２と同じように元となる平面画像をマイクロ凸
レンズ群３１を構成する各マイクロ凸レンズに対応する
領域内でそれぞれ点対称に変換した平面画像を表示すれ
ば、マイクロ凸レンズ群３１から像側へ２ｆｍ離れた位
置に元の平面画像１４が再現される。Next, FIG. 20 is a cross-sectional view of the display device at the time of displaying a planar image in this embodiment. Micro convex lens 30
As a thin lens, as shown in FIG. 21, the micro-convex lens 30 is an inverted unity of the object 36 on a plane separated by a distance L 5 (twice the focal length fm) from the main plane 39 to the object side. The image 37 is moved from the main plane 39 to the image side by a distance L 5.
An image is formed on a plane that is separated (twice the focal length fm). Therefore, as shown in FIG. 20, the display element surface 13A is located 2 fm away from the micro convex lens group 31 toward the object side.
In the same manner as in the second embodiment, when a plane image obtained by converting the original plane image to point symmetry in an area corresponding to each micro convex lens constituting the micro convex lens group 31 is displayed, The original planar image 14 is reproduced at a position 2 fm away from the original.
【００４９】これら二つの状態を切り換えることによっ
て、立体像表示と平面画像表示を単一の装置で実現する
ことができる。まず、マイクロ凸レンズ群３１と表示素
子面１３Ａの位置関係の変化を機械的に行う手法につい
て、その断面図を図２２に示す。図２２（ａ）では、ス
テージ１９上で水平方向に駆動可能な台２０にマイクロ
凸レンズ群３１を固定し、固定台２１上に表示素子１３
を固定する。図２２（ｂ）では台２０を固定とし、台２
１をステージ１９上で水平方向に駆動可能とする。いず
れの場合にも、台２０または台２１を駆動して、マイク
ロ凸レンズ群３１と表示素子面１３Ａの距離を、立体像
表示時にはマイクロ凸レンズの焦点距離ｆｍに、平面画
像表示の場合は２ｆｍに切り換える。By switching between these two states, a stereoscopic image display and a planar image display can be realized by a single device. First, FIG. 22 shows a cross-sectional view of a method for mechanically changing the positional relationship between the micro convex lens group 31 and the display element surface 13A. In FIG. 22A, the micro convex lens group 31 is fixed on a stage 20 that can be driven in the horizontal direction on the stage 19, and the display element 13 is mounted on the fixed stage 21.
Is fixed. In FIG. 22B, the table 20 is fixed and the table 2
1 can be driven on the stage 19 in the horizontal direction. In any case, the table 20 or the table 21 is driven to switch the distance between the micro-convex lens group 31 and the display element surface 13A to the focal length fm of the micro-convex lens for displaying a stereoscopic image and to 2 fm for displaying a planar image. .
【００５０】次に選択する表示素子面を切り換える手法
について、その断面図を図２３に示す。立体像表示用の
表示素子２２と平面画像表示用の表示素子２３を、それ
ぞれの表示素子面２２Ａ、２３Ａがマイクロ凸レンズ群
３１から焦点距離ｆｍ、およびその２倍の距離２ｆｍだ
け離れて位置するように、予め配置しておく。立体像の
表示時には前述したとおり表示素子２２を不透明状態と
して表示素子面２２Ａを選択する。平面画像表示時には
立体像表示用の表示素子２２を透明状態にして表示素子
面２３Ａを選択する。そのためには、実施例１で説明し
たように、電気的な操作で透明−不透明の状態変化が可
能な液晶パネルを立体像表示素子２２として用いること
が好ましい。実施例２と同じように一般的な平面画像を
入力とする場合には、変換装置が必要である。FIG. 23 is a sectional view showing a method of switching the display element surface to be selected next. The display element 22 for displaying a stereoscopic image and the display element 23 for displaying a planar image are positioned such that their respective display element surfaces 22A and 23A are separated from the micro-convex lens group 31 by a focal length fm and a distance twice as long as 2 fm. In advance. When displaying a three-dimensional image, the display element 22 is set to the opaque state and the display element surface 22A is selected as described above. At the time of displaying a planar image, the display element 22 for displaying a stereoscopic image is made transparent and the display element surface 23A is selected. For this purpose, as described in the first embodiment, it is preferable to use, as the three-dimensional image display element 22, a liquid crystal panel capable of changing the state between transparent and opaque by an electrical operation. In the case where a general planar image is input as in the second embodiment, a conversion device is required.
【００５１】始めに説明したように、ＩＰ法はテレビジ
ョン方式に用いることができるので、以上の実施例は静
止画、動画のいずれにも適用可能なことは言うまでもな
い。As described earlier, since the IP method can be used for a television system, it goes without saying that the above embodiment can be applied to both still images and moving images.
【００５２】[0052]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な構成で立体像と平面画像の双方を単一の装置で実
現することができる。特に、動立体像の撮像ではＩＰ方
式を用い、平面動画像の撮像では通常のテレビジョンカ
メラを用いた場合、動立体像表示用光学系と平面動画像
表示用光学系の簡単な切り換えにより、単一の装置によ
る動立体像と平面動画像の表示を可能とする動立体像・
平面動画像両立型表示装置を提供することができる。As described above, according to the present invention,
With a simple configuration, both a stereoscopic image and a planar image can be realized by a single device. In particular, when an IP system is used for capturing a moving stereoscopic image and a normal television camera is used for capturing a planar moving image, by simply switching between a moving stereoscopic image display optical system and a planar moving image displaying optical system, A three-dimensional image that enables the display of a three-dimensional image and a two-dimensional image by a single device.
A flat moving image compatible display device can be provided.
【図１】ＩＰ方式を説明する模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an IP system.
【図２】屈折率分布レンズを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a gradient index lens.
【図３】屈折率分布レンズ群を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a gradient index lens group.
【図４】本発明の第１の実施例において立体像表示時の
場合を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a case of displaying a stereoscopic image in the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第１の実施例において平面画像表示時
の場合を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a case of displaying a planar image in the first embodiment of the present invention.
【図６】屈折率分布レンズによる正立等倍像の形成を説
明する図である。FIG. 6 is a view for explaining formation of an erect equal-magnification image using a gradient index lens.
【図７】第１の実施例における屈折率分布レンズ群と表
示素子面との位置関係の切り換えを説明するための断面
図である。FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining switching of the positional relationship between the gradient index lens group and the display element surface in the first embodiment.
【図８】第１の実施例において選択される表示素子面の
切り換えを説明するための断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining switching of the display element surface selected in the first embodiment.
【図９】本発明の第２の実施例において立体像表示時の
場合を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a case where a stereoscopic image is displayed in the second embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第２の実施例において平面画像表示
時の場合を示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing a case of displaying a planar image in the second embodiment of the present invention.
【図１１】屈折率分布レンズによる倒立等倍像の形成を
説明する図である。FIG. 11 is a diagram for explaining formation of an inverted equal-magnification image by a refractive index distribution lens.
【図１２】第２の実施例において選択される表示素子面
の切り換えを説明するための断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining switching of a display element surface selected in the second embodiment.
【図１３】マイクロ凸レンズを示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing a micro convex lens.
【図１４】マイクロ凸レンズ群を示す斜視図である。FIG. 14 is a perspective view showing a micro convex lens group.
【図１５】本発明の第３の実施例において立体像表示時
の場合を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a case where a stereoscopic image is displayed in the third embodiment of the present invention.
【図１６】本発明の第３の実施例において平面画像表示
時の場合を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a case where a planar image is displayed in the third embodiment of the present invention.
【図１７】マイクロ凸レンズによる正立等倍像の形成を
説明する図である。FIG. 17 is a diagram for explaining formation of an erect equal-magnification image using a micro convex lens.
【図１８】第３の実施例におけるマイクロ凸レンズ群と
表示素子面との位置関係の切り換えを説明するための断
面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view for explaining switching of the positional relationship between the micro convex lens group and the display element surface in the third embodiment.
【図１９】本発明の第４の実施例において立体像表示時
の場合を示す断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view showing a case where a stereoscopic image is displayed in the fourth embodiment of the present invention.
【図２０】本発明の第４の実施例において平面画像表示
時の場合を示す断面図である。FIG. 20 is a sectional view showing a case of displaying a planar image in the fourth embodiment of the present invention.
【図２１】マイクロ凸レンズによる倒立等倍像の形成を
説明する図である。FIG. 21 is a view for explaining formation of an inverted equal-magnification image using a micro convex lens.
【図２２】第４の実施例におけるマイクロ凸レンズ群と
表示素子面との位置関係の切り換えを説明するための断
面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view for explaining switching of the positional relationship between the micro convex lens group and the display element surface in the fourth embodiment.
【図２３】第４の実施例において選択される表示素子面
の切り換えを説明するための断面図である。FIG. 23 is a cross-sectional view for explaining switching of the display element surface selected in the fourth embodiment.
１ 被写体 ２ 立体像 ２′ 偽の立体像 ３ 撮像方向 ４ 観視方向 ５ レンズ板 ６ 要素画像 ７ フィルム ８ 散乱光 １０ 屈折率分布レンズ １１ 屈折率分布レンズの光軸 １２ 屈折率分布レンズ群 １３ 表示素子 １３Ａ 表示素子面 １４ 再生平面画像 １５ 屈折率分布レンズの物体側主平面 １５Ａ 物体 １６ 屈折率分布レンズの像側主平面 １６Ａ 正立等倍像 １７ 屈折率分布レンズの物体側焦点面 １９ ステージ ２０ 台（固定台または駆動可能台） ２１ 台（固定台または駆動可能台） ２２ 立体像表示用表示素子 ２２Ａ 立体像表示用表示素子の表示素子面 ２３ 平面画像表示用表示素子 ２３Ａ 平面画像表示用表示素子の表示素子面 ２７ 屈折率分布レンズの物体側主平面より物体側へ物
体側焦点距離の２倍離れた位置にある平面 ２８ 屈折率分布レンズの像側主平面より像側へ像側焦
点距離の２倍離れた位置にある平面 ３０ マイクロ凸レンズ ３１ マイクロ凸レンズ群 ３２ 第１のマイクロ凸レンズ群 ３３ 第２のマイクロ凸レンズ群 ３４，３５ マイクロ凸レンズ ３６ 物体 ３７ 倒立等倍像 ３８ 正立等倍像 ３９ マイクロ凸レンズ主平面 Ｚ 屈折率分布レンズ長 Ｌ1 屈折率分布レンズの物体側主点距離 Ｌ2 屈折率分布レンズの像側主点距離 Ｌ3 屈折率分布レンズの物体側焦点距離 Ｌ4 屈折率分布レンズの像側焦点距離 α 屈折率分布レンズの開口角 ｆｍ マイクロ凸レンズの焦点距離 Ｌ5 マイクロ凸レンズの焦点距離の２倍 Ｌ6 マイクロ凸レンズの焦点距離の３倍 Ｌ7 マイクロ凸レンズの焦点距離の４倍REFERENCE SIGNS LIST 1 subject 2 stereoscopic image 2 ′ fake stereoscopic image 3 imaging direction 4 viewing direction 5 lens plate 6 elemental image 7 film 8 scattered light 10 refractive index distribution lens 11 optical axis of refractive index distribution lens 12 refractive index distribution lens group 13 display Element 13A Display element surface 14 Reconstructed plane image 15 Object-side principal plane of refractive index distribution lens 15A Object 16 Image-side principal plane of refractive index distribution lens 16A Erect equal-magnification image 17 Object-side focal plane of refractive index distribution lens 19 Stage 20 Table (fixed table or drivable table) 21 (fixed table or drivable table) 22 Display element for stereoscopic image display 22A Display element surface of display element for stereoscopic image display 23 Display element for planar image display 23A Display for planar image display A display element surface of the element 27 A plane located at a position twice as long as the object-side focal length from the object-side principal plane of the refractive index distribution lens to the object side 28 Refractive index component A plane located at a position twice the image-side focal length from the image-side main plane of the lens to the image side 30 Micro-convex lens 31 Micro-convex lens group 32 First micro-convex lens group 33 Second micro-convex lens group 34, 35 Micro-convex lens 36 Object 37 Inverted equal-magnification image 38 Erect equal-magnification image 39 Micro-convex lens principal plane Z Refractive index distribution lens length L 1 Object-side principal point distance of refractive index distribution lens L 2 Image-side principal point distance of refractive index distribution lens L 3 Refraction the focal length of the double L 6 micro convex lens of focal length of L 5 micro convex lens aperture angle fm micro convex lens on the image side focal length α gradient index lens on the object side focal length L 4 gradient index lens rate distribution lens 3 times L 7 4 times the focal length of the micro convex lenses
Claims (10)
に表示されている表示素子と、前記表示素子面の観視者
側に並設され前記表示素子面上の画像を観視せしめるた
めの光学系と、前記表示素子面と前記光学系との相対的
な位置関係を切り換えることによって、立体像の表示と
平面画像の表示を切り換える位置切り換え手段とを具え
たことを特徴とする画像表示装置。1. A display element in which an image to be reproduced and displayed is displayed on a display element surface, and an image arranged on the viewer side of the display element surface to allow the image on the display element surface to be viewed. An image display comprising: an optical system; and a position switching means for switching between a display of a stereoscopic image and a display of a planar image by switching a relative positional relationship between the display element surface and the optical system. apparatus.
と前記光学系との相対的な位置関係を機械的に切り換え
る手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像表
示装置。2. The image display apparatus according to claim 1, wherein said position switching means is means for mechanically switching a relative positional relationship between said display element surface and said optical system.
素子面上に表示されている第１の表示素子と、平面画像
を表示するための要素画像が表示素子面上に表示されて
いる第２の表示素子と、前記第１および第２の表示素子
のそれぞれの表示素子面上の要素画像を観視せしめるた
めの光学系とが、前記第１および第２の表示素子面の観
視者側に、光学系、第１の表示素子、第２の表示素子の
順に並設され、立体像表示時には前記第１の表示素子を
不透明状態とし、平面画像表示時には前記第１の表示素
子を透明状態にする手段を具えたことを特徴とする画像
表示装置。3. A first display element on which an element image for displaying a stereoscopic image is displayed on the display element surface, and an element image for displaying a planar image on the display element surface. A second display element, and an optical system for allowing an element image on the display element surface of each of the first and second display elements to be viewed on the first and second display element surfaces. On the user side, an optical system, a first display element, and a second display element are arranged in this order, the first display element is opaque when displaying a stereoscopic image, and the first display element is displayed when displaying a planar image. An image display device comprising means for making a transparent state.
よって構成されていることを特徴とする請求項１から３
のいずれかに記載の画像表示装置。4. The optical system according to claim 1, wherein said optical system comprises an optical system for forming an erect image.
The image display device according to any one of the above.
に屈折率が変化する屈折率分布レンズを２次元状に配置
した屈折率分布レンズ群であることを特徴とする請求項
４に記載の画像表示装置。5. The optical system according to claim 4, wherein the optical system that forms the erect image is a refractive index distribution lens group in which a refractive index distribution lens whose refractive index changes in a radial direction is two-dimensionally arranged. The image display device as described in the above.
よって構成されていることを特徴とする請求項１から３
のいずれかに記載の画像表示装置。6. The optical system according to claim 1, wherein said optical system comprises an optical system for forming an inverted image.
The image display device according to any one of the above.
に屈折率が変化する屈折率分布レンズを２次元状に配置
した屈折率分布レンズ群であることを特徴とする請求項
６に記載の画像表示装置。7. An optical system that forms the inverted image is a refractive index distribution lens group in which a refractive index distribution lens whose refractive index changes in a radial direction is arranged two-dimensionally. The image display device as described in the above.
凸レンズを２次元状に配置したマイクロ凸レンズ板であ
ることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。8. The image display device according to claim 6, wherein the optical system that forms the inverted image is a micro convex lens plate in which micro convex lenses are arranged two-dimensionally.
に表示されている表示素子と、前記表示素子面の観視者
側に並設され前記表示素子面上の画像を観視せしめるた
めの第１および第２の光学系と、前記第１の光学系と第
２の光学系の相対的な位置関係を切り換えることによっ
て、立体像の表示と平面画像の表示を切り換える位置切
り換え手段とを具えたことを特徴とする画像表示装置。9. A display element on which an image to be reproduced and displayed is displayed on a display element surface, and a display element arranged side by side on a viewer side of the display element surface for allowing an image on the display element surface to be viewed. A first optical system and a second optical system, and a position switching unit that switches between a display of a stereoscopic image and a display of a planar image by switching a relative positional relationship between the first optical system and the second optical system. An image display device comprising:
れマイクロ凸レンズを２次元状に配置したマイクロ凸レ
ンズ板であることを特徴とする請求項９に記載の画像表
示装置。10. The image display device according to claim 9, wherein each of the first and second optical systems is a micro convex lens plate in which micro convex lenses are two-dimensionally arranged.
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| JP2003322824A (en) * | 2002-02-26 | 2003-11-14 | Namco Ltd | Stereoscopic video display device and electronic apparatus |
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-
1997
- 1997-02-17 JP JP03217697A patent/JP3898263B2/en not_active Expired - Fee Related
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