KR101226341B1

KR101226341B1 - 투과광 선택 장치, 입체 화상 표시 장치 및 입체 화상 표시 방법

Info

Publication number: KR101226341B1
Application number: KR1020110090554A
Authority: KR
Inventors: 다카오 엔도; 유조 나카노; 다카유키 야나기사와; 요시히토 히라노
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2013-01-24
Also published as: JP2012173401A; US8736957B2; US20120212814A1; KR20120095289A; JP5631235B2

Abstract

(과제) 스펙클 등의 광의 가간섭성도에 기인한 화상 열화를 저감할 수 있는 투과광 선택 장치, 입체 화상 표시 장치 및 입체 화상 표시 방법을 제공한다.
(해결 수단) 편광 방향의 어느 한쪽의 화상광을 투과시키는 편광 필터(4a) 및 편광 필터(4a)를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 관찰자 쪽으로 출사하는 위상차 필름(5A)을 갖는 제 1 광선택부(2a)와, 편광 필터(4a)와 편광 투과축의 방향이 직교 관계에 있는 편광 필터(4b) 및 편광 필터(4b)를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 관찰자 쪽으로 출사하는 위상차 필름(5B)을 갖는 제 2 광선택부(2b)를 구비하고 있고, 위상차 필름(5A, 5B)이, 편광 투과축의 방향이 다른 영역을 적어도 2개 이상 갖고, 편광 필터를 화상 표시 장치측, 위상차 필름을 관찰자측에 배치한다.

Description

투과광 선택 장치, 입체 화상 표시 장치 및 입체 화상 표시 방법{TRANSMITTED LIGHT SELECTING DEVICE, THREE-DIMENSIONAL IMAGE DISPLAY DEVICE, AND THREE-DIMENSIONAL IMAGE DISPLAY METHOD}

본 발명은, 화상 표시 장치에서 우안용 화상과 좌안용 화상을 표시하고, 관찰자의 우안에 우안용 화상의 화상광을 선택적으로 투과시키고, 좌안에 좌안용 화상의 화상광을 선택적으로 투과시키는 투과광 선택 장치, 이것을 이용한 입체 화상 표시 장치 및 입체 화상 표시 방법에 관한 것이다.

예컨대, 특허 문헌 1에는, 입체 화상 정보와 함께 문자 정보도 확실하고 선명하게 관찰할 수 있는 입체 화상 표시 장치가 개시되어 있다. 이 장치는, 분할 파장판 필터보다 좁은 영역에서 광을 원 편광으로 변환하는 1/4 파장판과 같은 원 편광 수단을 갖기 때문에, 원 편광 수단이 있는 영역에서는, 우안용 화상 및 좌안용 화상으로 분리된 각각의 화상이 확실하게 관찰자의 우안 또는 좌안에 입사하기 때문에, 선명한 입체 화상을 얻을 수 있다. 한편, 원 편광 수단 이외의 분할 파장판 필터의 영역에서는, 원 편광 수단이 기능하지 않기 때문에, 문자 정보가 분리되지 않고, 관찰자의 우안 및 좌안의 양쪽에 충분히 입사한다. 따라서, 이 영역에서는, 관찰자가 문자 정보를 선명하게 관찰할 수 있다.

(선행 기술 문헌)

(특허 문헌)

(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 2004-157425호 공보

특허 문헌 1에 기재되는 발명을 포함하는 종래의 기술에서는, 우안용 화상과 좌안용 화상을 편광 방향에 따라 선택하기 때문에, 한쪽의 눈에는 반드시 한쪽의 편광밖에 도달하지 않는다.

또, 편광은, 직선 편광인 경우의 P편광과 S편광, 원 편광인 경우의 우원 편광(right circularly polarized light)과 좌원 편광(left circularly polarized light)과 같이 각각 직교하는 2종류의 광으로 나누어진다. 또한, 전자파로서의 성질로부터, 광도 간섭 현상을 일으키지만, 같은 종류의 광이면, 광파끼리 강해지거나 약해지거나 하는 간섭이 일어나기 쉬워진다. 이런 간섭이 얼마나 일어나기 쉬운지를 나타내는 지표의 하나로 가간섭성도(degree of coherence)가 있다.

상술한 바와 같이, 종래의 기술은, 우안용 화상과 좌안용 화상을 편광 방향에 따라 선택하기 때문에, 원래는 직교하는 2종류의 광이던 것을, 관찰자의 한쪽의 눈은 반드시 1종류의 광을 선택적으로 보게 된다. 이 때문에, 광파의 간섭이 일어나, 스펙클 또는 신틸레이션에 의한 화상의 플리커가 커진다고 하는 과제가 있었다.

이러한 화상의 플리커는, 화상 표시 장치의 광원으로서 가간섭성도가 높은 레이저나 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 경우, 또는 화상 표시 장치가 투사 배율이 큰 프로젝터이거나, 프로젝션 텔레비전인 경우 등에 현저해진다.

본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 스펙클 등의 광의 가간섭성도에 기인한 화상 열화를 저감할 수 있는 투과광 선택 장치, 입체 화상 표시 장치 및 입체 화상 표시 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 투과광 선택 장치는, 화상 표시 장치에서 서로 직교하는 편광 방향으로 표시된 화상의 화상광을, 편광 방향에 따라 선택적으로 투과시키는 투과광 선택 장치에 있어서, 화상 표시 장치로부터 입사한 어느 한쪽의 편광 방향의 화상광으로부터, 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광을 생성하여 관찰자 쪽으로 출사하는 제 1 광선택부와, 화상 표시 장치로부터 입사한 어느 한쪽의 편광 방향의 화상광으로부터, 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광을 생성하여 상기 관찰자 쪽으로 출사하는 제 2 광선택부를 구비하고 있다. 제 1 광선택부는, 그 제 1 광선택부에 입사하는 화상광을 투과시키는 제 1 편광 필터와, 제 1 편광 필터를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 관찰자 쪽으로 출사하는 제 1 위상차 필름을 갖고, 제 2 광선택부는, 제 1 편광 필터와 편광 투과축의 방향이 직교 관계에 있고, 그 제 2 광선택부에 입사하는 화상광을 투과시키는 제 2 편광 필터와, 제 2 편광 필터를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 관찰자 쪽으로 출사하는 제 2 위상차 필름을 갖고, 편광 필터가 화상 표시 장치 쪽, 위상차 필름이 관찰자 쪽에 배치된다.

본 발명에 의하면, 스펙클 등의 광의 가간섭성도에 기인한 화상 열화를 저감할 수 있다고 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 입체 화상 표시 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 실시의 형태 1에 의한 입체 화상 표시 장치의 다른 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 입체 화상 표시 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 실시의 형태 2에 의한 입체 화상 표시 장치의 다른 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 입체 화상 표시 장치의 구성을 나타내는 도면이다(시각 t=t1).
도 6은 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 입체 화상 표시 장치의 구성을 나타내는 도면이다(시각 t=t2).
도 7은 본 발명의 실시의 형태 4에 의한 입체 화상 표시 장치의 구성을 나타내는 도면이다(시각 t=t1).
도 8은 본 발명의 실시의 형태 4에 의한 입체 화상 표시 장치의 구성을 나타내는 도면이다(시각 t=t2).
도 9는 본 발명의 실시의 형태 5에 의한 입체 화상 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 실시의 형태 5에 의한 화상 표시 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 11은 실시의 형태 5에 의한 화상 표시 장치의 다른 구성을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시의 형태 6에 의한 입체 화상 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 13은 실시의 형태 6에 의한 화상 표시 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 14는 실시의 형태 6에 의한 화상 표시 장치의 다른 구성을 나타내는 도면이다.

(실시의 형태 1)

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 입체 화상 표시 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에 있어서, 실시의 형태 1의 입체 화상 표시 장치(1)는, 관찰자가, 투과광 선택 장치(2)를 통해 봄으로써, 화상 표시 장치(3)의 화면(6)상의 화상이 입체적으로 표시되어 보이는 장치이다.

투과광 선택 장치(2)는, 화상 표시 장치(3)의 화면(6)상에 표시된 좌안용 화상의 화상광(7a)과 우안용 화상의 화상광(7b)으로부터 관찰자의 좌안 A와 우안 B로의 광을 선택적으로 투과시키는 장치이며, 예컨대 관찰자가 쓰는 안경의 형태로 형성된다.

화상 표시 장치(3)는, 좌안용 화상에 대응하는 편광 방향의 화상광(7a)과, 이것에 편광 방향이 직교하는 우안용 화상에 대응한 화상광(7b)을 화면(6)상에 표시하는 장치이다.

또한, 투과광 선택 장치(2)는, 관찰자의 좌안 A와 우안 B에 각각 대응하는 2개의 광선택부인, 제 1 광선택부(2a) 및 제 2 광선택부(2b)를 구비한다.

제 1 광선택부(2a)는, 편광 필터(4a)와 위상차 필름(5A)으로 이루어지고, 제 2 광선택부(2b)는, 편광 필터(4b)와 위상차 필름(5B)으로 이루어진다.

편광 필터(4a)는, 화상 표시 장치(3)의 화면(6)에 표시된 화상광(7a, 7b) 중, 관찰자의 좌안용의 화상광(7a)을 그 편광 방향에 따라 선택적으로 투과시키는 기능을 갖고, 편광 필터(4b)는, 관찰자의 우안용의 화상광(7b)을 그 편광 방향에 따라 선택적으로 투과시키는 기능을 갖는다. 다시 말해, 편광 필터(4a)를 투과하는 화상광(7a)은, 편광 필터(4b)를 투과할 수 없고, 반대로 편광 필터(4b)를 투과하는 화상광(7b)은, 편광 필터(4a)를 투과할 수 없다. 또, 편광 필터(4a, 4b)의 각 편광 방향은 서로 직교하는 관계에 있다.

위상차 필름(5A, 5B)은, 광이 투과할 때에 위상차를 주는 구성부이며, 예컨대 1/4 파장판 등을 사용한다. 또한, 도 1의 예에서는, 제 1 위상차 필름 영역(5a)과 제 2 위상차 필름 영역(5b)의 2종류의 위상차 필름으로 구성한 경우를 나타내고 있다.

제 1 위상차 필름 영역(5a)과 제 2 위상차 필름 영역(5b)은, 편광 투과축의 방향이 서로 다르고, 위상차가 주어진 투과광의 편광 방향은, 제 1 위상차 필름 영역(5a)과 제 2 위상차 필름 영역(5b)에서 서로 다르다. 또, 이후에는, 제 1 및 제 2 위상차 필름 영역(5a, 5b)의 편광 투과축의 방향이 서로 직교하도록 배치한 경우에 대하여 설명한다.

또한, 제 1 및 제 2 광선택부(2a, 2b)에서, 제 1 및 제 2 위상차 필름 영역(5a, 5b)은, 위상차 필름(5A)면을 좌우로 분할한 대략 동일한 면적의 영역에 배치된다. 이와 같이 구성하는 것으로, 제 1 및 제 2 위상차 필름 영역(5a, 5b)의 각 영역에서 위상차가 주어진 광의 광량이 거의 같아진다. 즉, 편광 필터(4a, 4b)를 통과한 편광을, 제 1 및 제 2 위상차 필름 영역(5a, 5b)에 의해 위상차가 주어진 편광 방향이 다른 2개의 광(8a, 8b)으로 나눌 수 있다.

도 2는 실시의 형태 1에 의한 입체 화상 표시 장치의 다른 구성을 나타내는 도면이며, 도 1과 동일 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 있다. 입체 화상 표시 장치(1A)는, 도 1과 같이, 관찰자가 투과광 선택 장치(2A)를 통해서 봄으로써, 화상 표시 장치(3)의 화면(6)상의 화상이 입체적으로 표시되어 보이는 장치이다.

투과광 선택 장치(2A)는, 화상 표시 장치(3)에서 표시된 좌안용 화상의 화상광(7a)과 우안용 화상의 화상광(7b)으로부터 관찰자의 좌안 A와 우안 B로의 광을 선택적으로 투과시키는 장치이며, 제 1 광선택부(2c) 및 제 2 광선택부(2d)를 구비한다.

제 1 광선택부(2c)는 편광 필터(4a)와 위상차 필름(5A')으로 이루어지고, 제 2 광선택부(2d)는 편광 필터(4b)와 위상차 필름(5B')으로 이루어진다.

제 1 광선택부(2c)의 위상차 필름(5A')은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 2 위상차 필름 영역(5b)을 베이스로 한 필름면상의 복수의 부분 영역에, 제 1 위상차 필름 영역(5a)이 각각 배치되어 있다. 여기서, 제 1 위상차 필름 영역(5a)에 상당하는 부분 영역의 면적의 총합과, 필름면상의 나머지의 제 2 위상차 필름 영역(5b)에 상당하는 영역의 면적을 대략 동일하게 한다.

제 2 광선택부(2d)의 위상차 필름(5B')에서는, 제 1 및 제 2 위상차 필름 영역(5a, 5b)이, 필름면을 상하로 분할한 대략 동일한 면적의 영역에 각각 배치된다.

이와 같이, 제 1 및 제 2 위상차 필름 영역(5a, 5b)의 형상 또는 배치에는 다양한 형태를 생각할 수 있다. 또, 도 1 및 도 2에 있어서, 투과광 선택 장치(2, 2A)를 관찰자가 쓰는 안경으로서 구성한 경우를 나타냈지만, 이것에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 제 1 광선택부(2c) 및 제 2 광선택부(2d)를 마련한 플레이트 형상인 것이라도 좋고, 망원경과 같은 형태이더라도 괜찮다.

또한, 제 1 광선택부(2a, 2c)와 제 2 광선택부(2b, 2d)에서, 편광 필터(4a, 4b)는, 화상 표시 장치(3)의 화면(6)측에 각각 배치되고, 위상차 필름(5A, 5A', 5B, 5B')은, 관찰자측에 각각 배치된다. 또, 도 1, 2에서는, 설명을 간단하게 하기 위해 편광 필터와 위상차 필름을 공간적으로 떨어지게 하여 기재했지만, 공간적으로 접하여 배치하더라도 괜찮다.

편광 필터와 위상차 필름은 접착제 등으로 접합하더라도 좋고, 편광 필터에 위상차 필름의 광학막을 코팅 등에 의해 형성하더라도 좋다.

특히, 편광 필터와 위상차 필름의 사이에 공기층이 있으면, 각각과 공기의 굴절률은 크게 다르기 때문에, 계면에 있어서, 광의 프레넬 반사에 의한 손실이 발생한다.

그래서, 편광 필터와 위상차 필름을 일체로 형성하면, 프레넬 반사에 의한 손실을 저감할 수 있다.

다음으로, 실시의 형태 1의 입체 화상 표시 장치에 의한 화상 표시의 상세를 설명한다.

이후에서는, 실시의 형태 1의 투과광 선택 장치의 구성에 대해서는 도 1을 참조한다. 단, 도 2의 구성이더라도, 같은 원리로 화상 표시가 이루어진다.

제 1 광선택부(2a)에서는, 편광 필터(4a)에 의해 화상 표시 장치(3)에서 표시된 좌안용 화상의 화상광(7a)이 선택적으로 투과된다. 한편, 화상광(7a)과 직교하는 편광 방향의 우안용 화상의 화상광(7b)은, 제 2 광선택부(2b)의 편광 필터(4b)에서 선택적으로 투과된다.

편광 필터(4a)를 투과한 화상광(7a)은, 위상차 필름(5A)에 의해 위상차가 주어져, 편광 방향이 변한다. 마찬가지로, 편광 필터(4b)를 투과한 화상광(7b)은, 위상차 필름(5B)에 의해 위상차가 주어져, 편광 방향이 변한다. 여기서는, 설명을 간단하게 하기 위해, 제 1 및 제 2 위상차 필름 영역(5a, 5b)이 1/4 파장판이며, 위상차 필름(5A, 5B)에서, 이들의 편광 투과축의 방향이 서로 직교하도록 배치되어 있는 것으로 한다. 또, 1/4 파장판을 직선 편광이 투과하면, 전자파의 전장 벡터에 위상차가 주어져 원 편광으로 변화된다.

위상차 필름(5A)에서, 제 1 위상차 필름 영역(5a)은, 좌안용 화상의 화상광(7a)(예컨대 P편광)이 입사되면, 원 편광(예컨대 좌원 편광)의 제 1 좌안용 화상광(8a)을 투과시킨다. 한편, 제 2 위상차 필름 영역(5b)은, 좌안용 화상의 화상광(7a)(예컨대 P편광)이 입사되면, 원 편광(예컨대 우원 편광)의 제 2 좌안용 화상광(8b)를 투과시킨다. 다시 말해, 제 1 좌안용 화상광(8a)과 제 2 좌안용 화상광(8b)은 편광 방향이 직교 관계가 된다.

마찬가지로, 위상차 필름(5B)에서도, 제 1 위상차 필름 영역(5a)은, 우안용 화상의 화상광(7b)(예컨대 S편광)이 입사되면, 원 편광(예컨대 좌원 편광)의 제 1 우안용 화상광(8a')을 투과시킨다. 한편, 제 2 위상차 필름 영역(5b)에서는, 우안용 화상의 화상광(7b)(예컨대 S편광)이 입사되면, 원 편광(예컨대 우원 편광)의 제 2 우안용 화상광(8b')을 투과시킨다. 따라서, 제 1 우안용 화상광(8a')과 제 2 우안용 화상광(8b')은 편광 방향이 직교 관계가 된다.

관찰자의 좌안 A에서는, 위상차 필름(5A)을 투과한 제 1 좌안용 화상광(8a)과 제 2 좌안용 화상광(8b)의 양쪽이 합쳐진 광이 관측된다. 또한, 관찰자의 우안 B에서는, 위상차 필름(5B)을 투과한 제 1 우안용 화상광(8a')과 제 2 우안용 화상광(8b')의 양쪽이 합쳐진 광이 관측된다.

종래의 투과광 선택 장치인 편광 안경에서는, 본 발명에 있어서의 좌안용의 편광 필터(4a)와 우안용의 편광 필터(4b)를 구비하고 있지만, 상술한 바와 같은 위상차 필름(5A, 5B)을 구비하고 있지 않다. 이 때문에, 관찰자의 좌안에서는, 편광 필터(4a)를 투과한 직선 편광(예컨대 P편광)의 화상광(7a)만이 관측되고, 우안에서는, 편광 필터(4b)를 투과한 직선 편광(예컨대 S편광)의 화상광(7b)만이 관측된다.

광파의 가간섭성도는, 초기 위상, 주파수(에너지 스펙트럼), 파수 벡터(광의 방향을 나타낸다)에 의해 규정되는 모드가 일치하고 있으면 높은 상태에 있다고 한다. 반대로, 모드를 규정하는 파라미터가 일치하고 있지 않은 경우는 가간섭성도가 낮아진다. 다시 말해, 위상이 일치한 광이거나, 광의 주파수가 일치한 광이거나, 방향이 일치한 광이면, 가간섭성도가 높아진다. 좀 더 구체적으로 예시하면, 레이저광은, 초기 위상이 일치하고 있고, 주파수폭이 좁고(주파수가 일치했다), 확산이 작은(방향이 일치한) 광이기 때문에, 가간섭성도가 높다. 한편, 백색광은, 초기 위상이 다르고, 주파수폭이 넓고, 확산도 크기 때문에, 가간섭성도가 낮은 광(비간섭성 광)이 된다.

또한, 양자역학적으로는, 광은 광자이다. 광자 스핀에는 +1, -1의 2개의 상태가 있고, 각각 원 편광의 우선광, 좌선광과 대응하고 있다. 방향이 일치한 광인 편광에서는, 다른 편광 방향이면 가간섭성도가 낮고, 편광 방향이 일치하고 있으면, 가간섭성도가 높아진다. 에너지로 환언하면, 기저 상태에 떨어져 축퇴하면 가간섭성도가 높고, 축퇴가 풀리면 가간섭성도가 낮아진다.

따라서, 가간섭성도를 저감하기 위해서는, 일치하고 있는 편광 방향을 다양한 방향으로 하여 그들을 섞으면 된다.

그래서, 본 실시의 형태 1에서는, 위상차 필름(5A, 5B)에서, 제 1 위상차 필름 영역(5a)이 마련된 영역에서 투과광을 한 편광 방향에 일치시키고, 제 2 위상차 필름 영역(5b)이 마련된 영역에서는, 이것에 직교하는 편광 방향으로 일치시키는 것에 의해, 관찰자가 관찰하는 화상광의 가간섭성도를 저감할 수 있다. 예컨대, 직선 편광으로부터 원 편광으로 변환하거나, 편광 방향을 회전시키고, 그 후에 공간적으로 상태가 다른 광을 섞어 합치는 것에 의해, 가간섭성도를 저감시킨다.

다시 말해, 도 1의 예에서는, 위상차 필름(5A)의 제 1 위상차 필름 영역(5a)을 투과한 제 1 좌안용 화상광(8a)과, 위상차 필름(5b)을 투과한 제 2 좌안용 화상광(8b)이, 관찰자의 좌안 A의 눈동자로부터 망막으로 전파하는 사이에 공간적으로 편광 상태가 혼합되는 것에 의해, 직교한 편광을 가지게 되어 좌안용 화상광의 가간섭성도가 저감된다. 마찬가지로, 위상차 필름(5B)의 제 1 위상차 필름 영역(5a)을 투과한 제 1 우안용 화상광(8a')과, 위상차 필름(5b)을 투과한 제 2 우안용 화상광(8b')이, 관찰자의 우안 B의 눈동자로부터 망막으로 전파하는 사이에 공간적으로 편광 상태가 혼합되어, 우안용 화상광의 가간섭성도가 저감된다. 이에 의해, 가간섭성도에 기인한 스펙클 등의 화상 열화를 저감할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시의 형태 1에 의하면, 편광 방향의 어느 한쪽의 화상광을 투과시키는 편광 필터(4a) 및 편광 필터(4a)를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 관찰자 쪽으로 출사하는 위상차 필름(5A)을 갖는 제 1 광선택부(2a)와, 편광 필터(4a)와 편광 투과축의 방향이 직교 관계에 있는 편광 필터(4b) 및 편광 필터(4b)를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 관찰자 쪽으로 출사하는 위상차 필름(5B)을 갖는 제 2 광선택부(2b)를 구비하고 있고, 위상차 필름(5A, 5B)이, 편광 투과축의 방향이 다른 영역을 적어도 2개 이상 갖고, 편광 필터를 화상 표시 장치측, 위상차 필름을 관찰자측에 배치한다.

이 투과광 선택 장치(2)에 있어서, 화상 표시 장치(3)로부터 출사된 적어도 한쪽의 편광 방향의 화상광을 관찰자의 우안용 화상 및 좌안용 화상으로서 투과시킴에 있어서, 관찰자의 눈에 입사시키는 우안용 화상 및 좌안용 화상의 각 화상광이, 복수의 다른 편광 방향의 광이 혼재한 광이 되도록 위상차를 준다.

이와 같이 하는 것으로, 복수의 다른 편광 방향의 화상광이 망막에 도달할 때까지 편광 상태가 공간적으로 혼합되어 가간섭성도가 저감된다. 이 때문에, 인간의 눈이라고 하는 광학계에 기인하는 스펙클 노이즈, 주관적인 스펙클을 저감할 수 있고, 화상의 플리커에 의한 화상 열화를 저감하는 것이 가능해진다.

또, 상기 실시의 형태 1에서는, 화상 표시 장치(3)로부터의 직선 편광의 화상광을 이용하는 경우를 나타냈지만, 원 편광이더라도 같은 효과를 얻을 수 있다. 다시 말해, 복수의 편광으로부터 특정한 편광만을 추출하여 관측하는 계에서는, 편광의 종류(직선 편광, 원 편광 등)에 의존하지 않아, 가간섭성도의 증가에 따르는 스펙클 노이즈의 증가가 우려된다.

이에 비하여, 본 발명에서는, 특정한 편광만을 추출한 뒤에, 편광의 종류를 다시 늘려 섞는 것에 의해, 가간섭성도를 저감하고 있다.

(실시의 형태 2)

도 3은 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 입체 화상 표시 장치의 구성을 나타내는 도면이며, 상기 실시의 형태 1의 도 1과 동일하거나 이것에 상당하는 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 있다. 도 3에 있어서, 실시의 형태 2의 입체 화상 표시 장치(1B)는, 관찰자가, 투과광 선택 장치(2B)를 통해서 봄으로써, 화상 표시 장치(3)의 화면(6)상의 화상이 입체적으로 표시되어 보이는 장치이다. 투과광 선택 장치(2B)는, 화상 표시 장치(3)의 화면(6)상에 표시된 좌안용 화상의 화상광(7a)과 우안용 화상의 화상광(7b)으로부터 관찰자의 좌안 A와 우안 B로의 광을 선택적으로 투과시키는 장치이며, 예컨대 관찰자가 쓰는 안경의 형태로 형성된다.

또한, 투과광 선택 장치(2B)는, 관찰자의 좌안 A와 우안 B에 각각 대응하는 2개의 광선택부인, 제 1 광선택부(2e) 및 제 2 광선택부(2f)를 구비한다.

제 1 광선택부(2e)는, 편광 필터(4a)와 위상차 필름(5c)으로 이루어지고, 제 2 광선택부(2f)는, 편광 필터(4b)와 위상차 필름(5c)으로 이루어진다.

편광 필터(4a)는, 상기 실시의 형태 1과 같이, 화상 표시 장치(3)의 화면(6)에 표시된 화상광(7a, 7b) 중, 관찰자의 좌안용의 화상광(7a)을 그 편광 방향에 따라 선택적으로 투과시키는 기능을 갖고, 편광 필터(4b)는, 관찰자의 우안용의 화상광(7b)을 그 편광 방향에 따라 선택적으로 투과시키는 기능을 갖는다. 또, 편광 필터(4a, 4b)의 각 편광 방향은 서로 직교하는 관계에 있다.

위상차 필름(5c)은, 필름 내에서 편광 투과축이 공간적으로 흩어져 있는, 즉 편광 투과축이 일치하고 있지 않은 위상차 필름이다. 예컨대, 필름 내의 잔류 응력이 공간적으로 흩어져 있는 것이면 좋고, 적절히 두께가 있는, 압출에 의해 성형된 시트 형상 수지, 구체적으로는 PET(PolyEthylene Terephthalate) 등을 이용한다.

실시의 형태 2에서는, 제 1 광선택부(2e) 및 제 2 광선택부(2f)의 양쪽이 1종류의 위상차 필름(5c)을 이용하여 구성된다.

또한, 제 1 및 제 2 광선택부(2e, 2f)에서, 편광 필터(4a, 4b)는, 화상 표시 장치(3)의 화면(6)측에 각각 배치되고, 위상차 필름(5c)은, 관찰자측에 각각 배치된다. 또, 도 3에서는, 설명을 간단하게 하기 위해 편광 필터와 위상차 필름을 공간적으로 떨어지게 하여 기재했지만, 공간적으로 접하여 배치하더라도 괜찮다.

편광 필터와 위상차 필름은 접착제등으로 접합하더라도 좋고, 편광 필터에 위상차 필름의 광학막을 코팅 등에 의해 형성하더라도 좋다.

편광 필터와 위상차 필름의 사이에 공기층이 있으면, 각각과 공기의 굴절률은 크게 다르기 때문에, 계면에 있어서, 광의 프레넬 반사에 의한 손실이 발생한다.

다음으로, 실시의 형태 2의 입체 화상 표시 장치에 의한 화상 표시의 상세를 설명한다.

제 1 광선택부(2e)에서는, 편광 필터(4a)에 의해 화상 표시 장치(3)에서 표시된 좌안용 화상의 화상광(7a)이 선택적으로 투과된다. 한편, 화상광(7a)과 직교하는 편광 방향의 우안용 화상의 화상광(7b)은, 제 2 광선택부(2f)의 편광 필터(4b)에서 선택적으로 투과된다.

편광 필터(4a)를 투과한 화상광(7a)은, 위상차 필름(5c)에 의해 위상차가 주어져, 편광 방향이 변한다. 마찬가지로, 편광 필터(4b)를 투과한 화상광(7b)은, 위상차 필름(5c)에 의해 위상차가 주어져, 편광 방향이 변한다.

위상차 필름을 직선 편광이 투과하면, 전자파의 전장 벡터에 위상차가 주어져, 직선 편광이 일반적으로 타원 편광으로 변한다. 위상차 필름(5c)과 같이, 위상차 필름 내에서 편광 투과축이 공간적으로 흩어져 있는 경우에는, 필름면의 각 영역에서 타원 편광의 장축의 방향이 다르다. 또한, 화상 표시 장치(3)로부터의 화상광(7a, 7b)은 확산을 가지기 때문에, 편광 필터(4a, 4b)에 각도를 갖고 입사한다. 다시 말해, 편광 필터(4a)에 의해 선택적으로 투과된 화상광(7a)은, 위상차 필름(5c)의 필름면에 수직이 아니라, 각도를 갖고 필름면의 각 영역에 입사한다. 마찬가지로, 편광 필터(4b)에 의해 선택적으로 투과된 화상광(7b)도, 위상차 필름(5c)의 필름면에 수직이 아니라, 각도를 갖고 필름면의 각 영역에 입사한다.

위상차 필름(5c)의 편광 투과축의 방향에 따라 화상광(7a, 7b)의 편광 상태가 변한다. 예컨대, 제 1 광선택부(2e)의 편광 필터(4a)를 투과한 화상광(7a)은, 위상차 필름(5c)의 필름면으로의 입사 영역마다 편광 상태가 변하여, 제 1 좌안용 화상광(8a) 및 제 2 좌안용 화상광(8b)으로로서 각각 투과한다. 다시 말해, 제 1 좌안용 화상광(8a)과 제 2 좌안용 화상광(8b)은, 서로 편광 상태가 다르다.

마찬가지로, 제 2 광선택부(2f)의 편광 필터(4b)를 투과한 화상광(7b)은, 위상차 필름(5c)의 필름면으로의 입사 영역마다 편광 상태가 변하여, 제 1 우안용 화상광(8a') 및 제 2 우안용 화상광(8b')으로서 각각 투과한다. 제 1 우안용 화상광(8a')과 제 2 우안용 화상광(8b')은, 서로 편광 상태가 다르다.

위상차 필름(5c)을 투과한 제 1 좌안용 화상광(8a)과 제 2 좌안용 화상광(8b)은, 관찰자의 좌안 A의 눈동자로부터 망막에 전파하는 사이에 공간적으로 편광 상태가 혼합되는 것에 의해, 직교한 편광을 가지게 되어 좌안용 화상광의 가간섭성도가 저감된다.

마찬가지로, 제 1 우안용 화상광(8a')과 제 2 우안용 화상광(8b')은, 관찰자의 우안 B의 눈동자로부터 망막에 전파하는 사이에 공간적으로 편광 상태가 혼합되어, 우안용 화상광의 가간섭성도가 저감된다. 이에 의해, 가간섭성도에 기인한 스펙클 등의 화상 열화를 저감할 수 있다.

또, 본 실시의 형태 2에서는, 상기 실시의 형태 1과 같이 편광 투과축이 직교 관계에 있는 제 1 위상차 필름 영역(5a)과 제 2 위상차 필름 영역(5b)을 갖지 않기 때문에, 제 1 좌안용 화상광(8a)과 제 2 좌안용 화상광(8b)의 편광 방향은 반드시 직교하지 않고 있다. 마찬가지로, 제 1 우안용 화상광(8a')과 제 2 우안용 화상광(8b')에 대해서도, 반드시 직교 관계를 만족하지 않고 있다. 이 때문에, 가간섭성의 저감 상태는 상기 실시의 형태 1보다 뒤떨어지지만, 투과광 선택 장치의 전체적인 구성을 간략화하는 것이 가능하다.

도 4는 실시의 형태 2에 의한 입체 화상 표시 장치의 다른 구성을 나타내는 도면이며, 도 3과 동일 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 있다. 입체 화상 표시 장치(1C)는, 도 3의 구성과 같이, 투과광 선택 장치(2B)를 사용하지만, 화상 표시 장치(3A)의 표시 기능이 다르다. 즉, 화상 표시 장치(3A)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 화면(6A)을 공간적으로 분할하여, 좌안용 화상의 화상광(7a)을 표시하는 영역과 우안용 화상의 화상광(7b)을 표시하는 영역으로 나누어 표시한다.

이 구성에 있어서도, 상술한 바와 같이, 투과광 선택 장치(2B)가, 좌안용 화상의 화상광(7a)과 우안용 화상의 화상광(7b)으로부터, 관찰자의 좌안 A와 우안 B로의 광을 선택적으로 투과시키기 때문에, 도 3의 구성과 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 화상 표시 장치(3A)를 상기 실시의 형태 1에 의한 입체 화상 표시 장치에 적용하더라도, 같은 효과를 얻을 수 있다.

이상과 같이, 본 실시의 형태 2에 의하면, 편광 방향의 어느 한쪽의 화상광을 투과시키는 편광 필터(4a) 및 편광 필터(4a)를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 관찰자 쪽으로 출사하는 위상차 필름(5c)을 갖는 제 1 광선택부(2e)와, 편광 필터(4a)와 편광 투과축의 방향이 직교 관계에 있는 편광 필터(4b) 및 편광 필터(4b)를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 관찰자 쪽으로 출사하는 위상차 필름(5c)을 갖는 제 2 광선택부(2f)를 구비하고, 편광 필터를 화상 표시 장치측, 위상차 필름을 관찰자측에 배치한다.

이 투과광 선택 장치(2B)에서, 화상 표시 장치(3A)로부터 출사된 적어도 한쪽의 편광 방향의 화상광을 관찰자의 우안용 화상 및 좌안용 화상으로서 투과시킴과 아울러, 관찰자의 눈에 입사시키는 우안용 화상 및 좌안용 화상의 각 화상광이, 복수의 다른 편광 방향의 광이 혼재한 광이 되도록 위상차를 준다.

이와 같이 하는 것으로, 망막에 도달할 때까지 편광 방향이 직교하는 화상광의 편광 상태가 공간적으로 혼합되어 가간섭성도가 저감되기 때문에, 인간의 눈이라고 하는 광학계에 기인하는 스펙클 노이즈, 주관적인 스펙클이 저감되어, 화상의 플리커에 의한 화상 열화를 저감하는 것이 가능해진다.

또한, 제 1 위상차 필름 영역(5a)과 제 2 위상차 필름 영역(5b)이 불필요하고, 1종류의 위상차 필름(5c)을 이용하기 때문에, 투과광 선택 장치(2B)의 구성을 간략화할 수 있다.

(실시의 형태 3)

도 5, 6은 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 입체 화상 표시 장치의 구성을 나타내는 도면이며, 도 5가 시각 t=t1의 경우를 나타내고 있고, 도 6이 시각 t1로부터 셔터의 전환 시간이 경과하여 시각 t=t2가 된 경우를 나타내고 있다. 도 5, 6에 있어서, 상기 실시의 형태 1, 2와 동일하거나 이것에 상당하는 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 있다.

도 5, 6에 있어서, 실시의 형태 3의 입체 화상 표시 장치(1D)는, 관찰자가, 투과광 선택 장치(2C)를 통해서 보는 것에 의해, 화상 표시 장치(3B)의 화면(6)상의 화상이 입체적으로 표시되어 보이는 장치이다. 또한, 화상 표시 장치(3B)는, 내부의 표시 제어부(도시하지 않음)에 의해 편광 방향이 서로 직교하는 화상광(7a, 7b)을 시계열로 교대로 표시한다.

투과광 선택 장치(2C)는, 화상 표시 장치(3B)의 화면(6)에 표시된 화상광(7a, 7b)으로부터 관찰자의 좌안 A와 우안 B로의 화상광을 선택적으로 투과시키는 장치이며, 예컨대, 관찰자가 쓰는 안경의 형태로 형성된다.

또한, 투과광 선택 장치(2C)는, 관찰자의 좌안 A와 우안 B에 각각 대응하는 2개의 광선택부인, 제 1 광선택부(2g), 제 2 광선택부(2h), 통신부(10b) 및 제어부(11b)를 구비한다. 통신부(10b)는, 화상 표시 장치(3B)에 마련한 통신부(10a)와 통신을 행하는 구성부이다. 통신부(10a, 10b)의 통신 방식에는, 예컨대 적외선 통신이나, Bluetooth(등록상표) 등의 단거리 무선 통신을 이용하더라도 좋다. 제어부(11a)는, 편광 방향이 서로 직교하는 화상광(7a, 7b)을 표시하는 타이밍을 나타내는 시계열 정보를 상기 표시 제어부로부터 취득하여, 통신부(10a)를 통해 상기 시계열 정보를 투과광 선택 장치(2C)에 통지하는 구성부이다.

투과광 선택 장치(2C)에서, 제 1 광선택부(2g)는, 편광 필터(4a), 셔터(12a) 및 위상차 필름(5c)을 구비하고 있고, 제 2 광선택부(2h)는, 편광 필터(4a), 셔터(12b) 및 위상차 필름(5c)을 구비한다.

편광 필터(4a)는, 상기 실시의 형태 1과 같이, 화상 표시 장치(3)의 화면(6)에 표시된 화상광(7a, 7b)을 그 편광 방향에 따라 선택적으로 투과시키는 기능을 갖는다. 또한, 위상차 필름(5c)은, 상기 실시의 형태 2와 같이, 필름 내에서 편광 투과축이 공간적으로 흩어져 있는 위상차 필름이다.

셔터(12a, 12b)는, 편광 투과축의 방향을 90도마다 회전 가능한 편광자이며, 편광 필터(4a)에 부설되는 것에 의해, 편광 필터(4a)를 투과한 화상광 중, 소정의 편광 방향의 화상광의 투과를 개폐하는 셔터로서 기능한다.

제어부(11b)는, 셔터(12a, 12b)의 편광 투과축의 방향의 회전을 제어하는 구성부이며, 통신부(10b)를 통해 화상 표시 장치(3B)측으로부터 수신한 시계열 정보에 근거하여, 셔터(12a, 12b)의 편광 투과축의 방향을 회전시킨다.

다음으로, 실시의 형태 3의 입체 화상 표시 장치에 의한 화상 표시의 상세를 설명한다.

우선, 제어부(11a)가, 화상 표시 장치(3B)의 표시 제어부에 의해 편광 방향이 서로 직교하는 화상광(7a, 7b)이 표시되는 타이밍을 나타내는 시계열 정보를, 상기 표시 제어부로부터 취득하여, 통신부(10a)를 통해 그 시계열 정보를 투과광 선택 장치(2C)에 통지한다.

투과광 선택 장치(2C)의 제어부(11b)는, 통신부(10b)를 통해 수신한 상기 시계열 정보가 나타내는 표시 타이밍에 동기시켜 셔터(12a, 12b)의 편광 투과축의 방향의 회전을 제어한다.

도 5에 나타내는 예에서는, 제어부(11b)가, 상기 시계열 정보가 나타내는 표시 타이밍에 동기시켜, 시각 t=t1일 때에, 제 1 광선택부(2g)의 셔터(12a)의 편광 투과축이, 편광 필터(4a)에 평행하게 되도록 편광 투과축의 회전을 제어하고, 또한 제 2 광선택부(2h)의 셔터(12b)의 편광 투과축이, 편광 필터(4a)에 직교하도록 편광 투과축의 회전을 제어하고 있다. 이때, 화상 표시 장치(3B)의 화면(6)에 표시된 화상광(7a)은, 제 1 및 제 2 광선택부(2g, 2h)의 각 편광 필터(4a)를 투과하여, 셔터(12a, 12b)에 각각 입사된다.

여기서, 셔터(12a)는, 편광 필터(4a)에 평행한 편광 투과축이기 때문에, 화상광(7a)이 투과되고, 셔터(12b)에서는, 편광 필터(4a)에 직교하는 편광 투과축이기 때문에, 화상광(7a)이 투과되지 않는다.

셔터(12a)를 투과한 화상광(7a)은, 위상차 필름(5c)의 필름면으로의 입사 영역마다 편광 상태가 변하여, 제 1 좌안용 화상광(8a) 및 제 2 좌안용 화상광(8b)으로서 각각 투과한다. 위상차 필름(5c)을 투과한 제 1 좌안용 화상광(8a)과 제 2 좌안용 화상광(8b)은, 관찰자의 좌안 A의 눈동자로부터 망막에 전파하여 관찰된다. 이때, 관찰자의 좌안 A에만 화상광(7a)이 관찰되고, 우안 B에는 화상광(7a)이 도달하지 않는다.

또, 제 1 좌안용 화상광(8a)과 제 2 좌안용 화상광(8b)이, 관찰자의 좌안 A의 눈동자로부터 망막에 전파하는 사이에 공간적으로 편광 상태가 혼합되는 것에 의해, 직교한 편광을 가지게 되어 좌안용 화상광의 가간섭성도가 저감된다.

한편, 도 6에 나타내는 예에서는, 제어부(11b)가, 상기 시계열 정보가 나타내는 표시 타이밍에 동기시켜, 시각 t=t2(t2>t1)일 때, 제 1 광선택부(2g)의 셔터(12a)의 편광 투과축이 편광 필터(4a)에 직교하도록 편광 투과축의 회전을 제어하고, 또한 제 2 광선택부(2h)의 셔터(12b)의 편광 투과축이 편광 필터(4a)에 평행하게 되도록 편광 투과축의 회전을 제어하고 있다. 이때, 화상 표시 장치(3B)의 화면(6)에 표시된 화상광(7a)은, 제 1 및 제 2 광선택부(2g, 2h)의 각 편광 필터(4a)를 투과하여, 셔터(12a, 12b)에 각각 입사된다. 여기서, 셔터(12a)는, 편광 필터(4a)에 직교하는 편광 투과축이기 때문에, 화상광(7a)이 투과되지 않고, 셔터(12b)에서는, 편광 필터(4a)에 평행한 편광 투과축이기 때문에, 화상광(7a)이 투과된다.

셔터(12b)를 투과한 화상광(7a)은, 위상차 필름(5c)의 필름면으로의 입사 영역마다 편광 상태가 변하여, 제 1 우안용 화상광(8a') 및 제 2 우안용 화상광(8b')으로서 각각 투과한다.

위상차 필름(5c)을 투과한 제 1 우안용 화상광(8a')과 제 2 우안용 화상광(8b')은, 관찰자의 우안 B의 눈동자로부터 망막에 전파하여 관찰된다. 이때, 관찰자의 우안 B에만 화상광(7a)이 관찰되고, 좌안 A에는 화상광(7a)이 도달하지 않는다.

또, 제 1 우안용 화상광(8a')과 제 2 우안용 화상광(8b')이, 관찰자의 우안 B의 눈동자로부터 망막에 전파하는 사이에 공간적으로 편광 상태가 혼합되는 것에 의해, 직교한 편광을 가지게 되어 우안용 화상광의 가간섭성도가 저감된다.

시각 t1과 t2의 각 상태를, 편광 방향이 서로 직교하는 화상광(7a, 7b)의 표시 타이밍에 동기하여 반복하는 것에 의해, 관찰자로부터는, 화상 표시 장치(3B)의 화면(6)상의 화상이 입체적으로 표시되어 보인다.

또, 도 5 및 도 6의 어느 쪽의 경우에 있어서도, 편광 필터(4a)를 투과한 뒤의 화상광(7a)은, 편광 방향이 일치하기 때문에, 가간섭성도가 높다. 따라서, 그대로는 가간섭성도의 증가에 따르는 스펙클 노이즈가 증가한다.

그래서, 편광 필터로 특정한 편광만을 추출한 뒤는, 상기 실시의 형태 1, 2와 같이 위상차 필름을 이용하여 다시 편광의 종류를 늘려 혼합하는 것에 의해, 가간섭성도를 저감한다. 이에 의해, 스펙클 노이즈를 저감할 수 있고, 화상 열화를 억제할 수 있다.

또, 상술한 설명에서는, 상기 실시의 형태 2와 같이 위상차 필름(5c)을 배치한 예를 나타냈지만, 상기 실시의 형태 1과 같은 위상차 필름(5A, 5B)을 배치하더라도 좋은 것은 말할 필요도 없다.

이상과 같이, 본 실시의 형태 3에 의하면, 화상 표시 장치(3B)로부터 서로 직교하는 편광 방향의 화상을 각각 표시하는 타이밍을 수신하는 통신부(10b)와, 제 1 광선택부(2g)에서 편광 필터(4a)와 위상차 필름(5c)의 사이에 마련되고, 편광 투과축을 직교하는 방향으로 교대로 전환 가능한 셔터(12a)와, 제 2 광선택부(2h)에서 편광 필터(4b)와 위상차 필름(5c)의 사이에 마련되고, 편광 투과축을 직교하는 방향으로 교대로 전환 가능한 셔터(12b)와, 통신부(10b)에서 수신된 표시 타이밍에 따라, 셔터(12a, 12b)의 편광 투과축의 전환을 제어하는 제어부(11b)를 구비한다.

이와 같이 하는 것으로, 망막에 도달할 때까지 편광 방향이 서로 다른 화상광의 편광 상태가 공간적으로 혼합되어 가간섭성도가 저감되기 때문에, 인간의 눈이라고 하는 광학계에 기인하는 스펙클 노이즈, 주관적인 스펙클이 저감되어, 화상의 플리커에 의한 화상 열화를 저감하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 실시의 형태 3에 있어서, 예컨대 제 2 광선택부(2h)의 편광 필터(4a)를, 상기 실시의 형태 1, 2에서 나타낸 편광 필터(4b) 대신에, 셔터(12b)를 제어하여 화상 표시 장치(3B)에서 표시된 화상광(7b)을 투과시킴 으로써, 관찰자의 우안 B에는, 화상광(7a)과 직교하는 편광 방향의 화상광(7b)에 의한 제 1 우안용 화상광(8a')과 제 2 우안용 화상광(8b')을 관찰시키도록 구성하더라도 괜찮다. 이와 같이 구성하더라도, 상기 실시의 형태 3과 같은 효과가 얻어진다.

(실시의 형태 4)

도 7, 8은 본 발명의 실시의 형태 4에 의한 입체 화상 표시 장치의 구성을 나타내는 도면이며, 도 7이 시각 t=t1인 경우를 나타내고 있고, 도 8이 시각 t1로부터 셔터의 전환 시간이 경과하여 시각 t=t2가 된 경우를 나타내고 있다. 도 7, 8에 있어서, 상기 실시의 형태 1, 2와 동일하거나 이것에 상당하는 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 있다.

도 7, 8에 있어서, 실시의 형태 4의 입체 화상 표시 장치(1E)는, 관찰자가, 투과광 선택 장치(2D)를 통해 보는 것에 의해, 화상 표시 장치(3B')의 화면(6)상의 화상이 입체적으로 표시되어 보이는 장치이다. 또한, 화상 표시 장치(3B')는, 상기 실시의 형태 3과 달리, 내부의 표시 제어부(도시하지 않음)에 의해 일정한 편광 방향의 화상광(7a)을 시계열로 교대로 표시한다.

투과광 선택 장치(2D)는, 화상 표시 장치(3B')의 화면(6)에 표시된 화상광(7a)으로부터 관찰자의 좌안 A와 우안 B로의 화상광을 선택적으로 투과시키는 장치이며, 예컨대, 관찰자가 쓰는 안경의 형태로 형성된다.

또한, 투과광 선택 장치(2D)는, 관찰자의 좌안 A와 우안 B에 각각 대응하는 2개의 광선택부인, 제 1 광선택부(2i), 제 2 광선택부(2j), 통신부(10b) 및 제어부(11b)를 구비한다. 통신부(10b)는, 화상 표시 장치(3B')에 마련한 통신부(10a)와 통신을 행하는 구성부이다. 통신부(10a, 10b)의 통신 방식에는, 예컨대 적외선 통신이나, Bluetooth(등록상표) 등의 단거리 무선 통신을 이용하더라도 좋다. 제어부(11a)는, 일정한 편광 방향의 화상광(7a)을 표시하는 타이밍을 나타내는 시계열 정보를 상기 표시 제어부로부터 취득하여, 통신부(10a)를 통해 상기 시계열 정보를 투과광 선택 장치(2D)에 통지하는 구성부이다.

투과광 선택 장치(2D)에서, 제 1 광선택부(2i)는, 셔터(12a) 및 위상차 필름(5c)을 구비하고 있고, 제 2 광선택부(2j)는, 셔터(12b) 및 위상차 필름(5c)을 구비한다. 또한, 위상차 필름(5c)은, 상기 실시의 형태 2와 같이, 필름 내에서 편광 투과축이 공간적으로 흩어져 있는 위상차 필름이다.

셔터(12a, 12b)는, 편광 투과축의 방향을 90도마다 회전 가능한 편광자이며, 화상 표시 장치(3B')에서 표시된 일정한 편광 방향의 화상광의 투과를 개폐하는 셔터로서 기능한다. 제어부(11b)는, 셔터(12a, 12b)의 편광 투과축의 방향의 회전을 제어하는 구성부이며, 통신부(10b)를 통해 화상 표시 장치(3B)측으로부터 수신한 상기 시계열 정보에 근거하여, 셔터(12a, 12b)의 편광 투과축의 방향을 회전시킨다.

다음으로, 실시의 형태 4의 입체 화상 표시 장치에 의한 화상 표시의 상세를 설명한다.

우선, 제어부(11a)가, 화상 표시 장치(3B')의 표시 제어부에 의해 일정한 편광 방향의 화상광(7a)이 표시되는 타이밍을 나타내는 시계열 정보를 상기 표시 제어부로부터 취득하여, 통신부(10a)를 통해 상기 시계열 정보를 투과광 선택 장치(2D)에 통지한다.

투과광 선택 장치(2D)의 제어부(11b)는, 통신부(10b)를 통해 수신한 상기 시계열 정보가 나타내는 표시 타이밍에 동기시켜 셔터(12a, 12b)의 편광 투과축의 방향의 회전을 제어한다.

도 7에 나타내는 예에서는, 제어부(11b)가, 상기 시계열 정보가 나타내는 표시 타이밍에 동기시켜, 시각 t=t1일 때에, 제 1 광선택부(2i)의 셔터(12a)의 편광 투과축이 화상광(7a)의 편광 방향에 합치하도록 편광 투과축의 회전을 제어하고, 또한 제 2 광선택부(2j)의 셔터(12b)의 편광 투과축이 화상광(7a)의 편광 방향에 직교하도록 편광 투과축의 회전을 제어하고 있다. 이때, 화상 표시 장치(3B')의 화면(6)에 표시된 화상광(7a)은, 제 1 및 제 2 광선택부(2i, 2j)의 셔터(12a, 12b)에 각각 입사된다.

여기서, 셔터(12a)는, 화상광(7a)의 편광 방향에 합치한 편광 투과축이기 때문에, 화상광(7a)이 투과되고, 셔터(12b)에서는, 화상광(7a)의 편광 방향에 직교하는 편광 투과축이기 때문에, 화상광(7a)이 투과되지 않는다.

셔터(12a)를 투과한 화상광(7a)은, 위상차 필름(5c)의 필름면으로의 입사 영역마다 편광 상태가 변하여, 제 1 좌안용 화상광(8a) 및 제 2 좌안용 화상광(8b)으로서 각각 투과한다. 위상차 필름(5c)을 투과한 제 1 좌안용 화상광(8a)과 제 2 좌안용 화상광(8b)은, 관찰자의 좌안 A의 눈동자로부터 망막으에 전파하여 관찰된다. 이때, 관찰자의 좌안 A에만 화상광(7a)이 관찰되고, 우안 B에는 화상광(7a)이 도달하지 않는다.

한편, 도 8에 나타내는 예에서는, 제어부(11b)가, 상기 시계열 정보가 나타내는 표시 타이밍에 동기시켜, 시각 t=t2(t2>t1)일 때, 제 1 광선택부(2i)의 셔터(12a)의 편광 투과축이 화상광(7a)의 편광 방향에 직교하도록 편광 투과축의 회전을 제어하고, 또한 제 2 광선택부(2j)의 셔터(12b)의 편광 투과축이 화상광(7a)의 편광 방향에 합치하도록 편광 투과축의 회전을 제어하고 있다. 이때, 화상 표시 장치(3B')의 화면(6)에 표시된 화상광(7a)은, 제 1 및 제 2 광선택부(2i, 2j)의 셔터(12a, 12b)에 각각 입사된다. 여기서, 셔터(12a)는, 화상광(7a)의 편광 방향에 직교하는 편광 투과축이기 때문에, 화상광(7a)이 투과되지 않고, 셔터(12b)에서는, 화상광(7a)의 편광 방향에 합치하는 편광 투과축이기 때문에, 화상광(7a)이 투과된다.

시각 t1과 t2의 각 상태를, 일정한 편광 방향의 화상광(7a)의 표시 타이밍에 동기하여 반복하는 것에 의해, 관찰자로부터는, 화상 표시 장치(3B')의 화면(6)상의 화상이 입체적으로 표시되어 보인다.

또, 도 7 및 도 8의 어느 경우에 있어서도, 셔터(12a, 12b)를 투과한 후의 화상광(7a)은 편광 방향이 일치하기 때문에, 가간섭성도가 높다. 따라서, 그대로는 가간섭성도의 증가에 따르는 스펙클 노이즈가 증가한다.

그래서, 셔터(12a, 12b)에서 특정한 편광을 추출한 뒤는, 상기 실시의 형태 1, 2와 같이 위상차 필름을 이용하여 다시 편광의 종류를 늘려 혼합하는 것에 의해, 가간섭성도를 저감한다. 이에 의해, 스펙클 노이즈를 저감할 수 있고, 화상 열화를 억제할 수 있다.

이상과 같게, 본 실시의 형태 4에 의하면, 화상 표시 장치(3B')로부터 서로 직교하는 편광 방향의 화상을 각각 표시하는 타이밍을 수신하는 통신부(10b)와, 편광 투과축을 직교하는 방향으로 교대로 전환 가능한 셔터(12a) 및 셔터(12a)를 투과한 광에 위상차를 주어 관찰자 쪽으로 출사하는 위상차 필름(5c)을 갖는 제 1 광선택부(2i)와, 편광 투과축을 직교하는 방향으로 교대로 전환 가능한 셔터(12b) 및 셔터(12b)를 투과한 광에 위상차를 주어 관찰자 쪽으로 출사하는 위상차 필름(5c)을 갖는 제 2 광선택부(2j)와, 통신부(10b)에서 수신된 표시 타이밍에 따라, 셔터(12a, 12b)의 편광 투과축의 방향이 서로 직교 관계가 되도록 셔터(12a, 12b)의 편광 투과축의 전환을 제어하는 제어부(11b)를 구비한다.

이와 같이 하는 것으로도, 망막에 도달할 때까지 편광 방향이 서로 다른 화상광의 편광 상태가 공간적으로 혼합되어 가간섭성도가 저감되기 때문에, 인간의 눈이라고 하는 광학계에 기인하는 스펙클 노이즈, 주관적인 스펙클이 저감되어, 화상의 플리커에 의한 화상 열화를 저감하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 실시의 형태 4에 있어서, 화상 표시 장치(3B')를, 상기 실시의 형태 3에서 나타낸 화상 표시 장치(3B)로 바꾸고, 셔터(12b)를 제어하여 화상 표시 장치(3B)에서 표시된 화상광(7b)을 투과시킴으로써, 관찰자의 우안 B에는, 화상광(7a)과 직교하는 편광 방향의 화상광(7b)에 의한 제 1 우안용 화상광(8a')과 제 2 우안용 화상광(8b')을 관찰시키도록 구성하더라도 괜찮다. 이와 같이 구성하더라도, 상기 실시의 형태 4와 같은 효과가 얻어진다.

(실시의 형태 5)

도 9는 본 발명의 실시의 형태 5에 의한 입체 화상 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 9에 나타내는 입체 화상 표시 장치는, 관찰자가, 투과광 선택 장치(2)를 통해 봄으로써, 후술하는 화상 표시 장치(3C, 3D)의 화면(6)상의 화상이 입체적으로 표시되어 보이는 장치이다. 여기서, 투과광 선택 장치(2)는, 상기 실시의 형태 1~4에 나타낸 어느 하나의 투과광 선택 장치(2~2D)이며, 화상 표시 장치(3C, 3D)의 화면(6)상에 표시된 화상광으로부터 관찰자의 좌안 A와 우안 B로의 광을 선택적으로 투과시킨다.

또한, 화상 표시 장치(3C, 3D)는, 상기 실시의 형태 3, 4와 같이 투과광 선택 장치(2)에 마련한 통신부(10b)(도시하지 않음)와 통신을 행하는 통신부(10a)를 구비한다. 화상 표시 장치(3C, 3D)가 시계열로 좌안용 화상과 우안용 화상을 교대로 표시하는 경우에는, 화상 표시 장치(3C, 3D)가 좌안용 화상과 우안용 화상을 표시하는 타이밍을 나타내는 시계열 정보를, 통신부(10a)를 통해 투과광 선택 장치(2)에 통지함으로써, 상기 실시의 형태 3, 4와 같이 하여, 화상광의 선택을 행할 수 있다.

도 9의 예에서는, 통신부(10a)를, 화면(6)의 좌측 아래의 전면부, 화면(6)을 좌우로 분할하는 중심선상의 장치 상부, 및 중심선상의 장치 하부에 배치한 경우를 나타냈지만, 투과광 선택 장치(2)의 통신부(10b)와 통신하기 쉬운 위치이면, 배치하는 장소는 임의이더라도 좋다.

예컨대, 투과광 선택 장치(2)를 안경 형상으로 형성한 경우에는, 관찰자가 이것을 쓰면, 투과광 선택 장치(2)가 관찰자의 시선과 동등한 높이가 되기 때문에, 화면(6)의 중심선상의 장치 부분이 바람직하지만, 화면(6)의 뒤쪽에 통신부(10a)를 마련하더라도 좋다.

도 10은 실시의 형태 5에 의한 화상 표시 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 10에 있어서, 화상 표시 장치(3C)는, 프로젝터(13), 투과형 스크린(14) 및 반사경(15)을 구비하여 구성된다. 프로젝터(13)는, 표시 화상의 투사광(7A)을 출력하는 구성부이며, 공간광 변조기(13a), 투사 광학계(13b), 조명 광학계(13c) 및 광원(13d)을 구비한다.

공간광 변조기(13a)는, 투사광(7A)의 편광을 제어하는 구성부이며, 투사 광학계(13b)로부터의 광에 편광 변조를 실시하여 서로 직교하는 편광 방향의 투사광(7A)을 생성한다. 투사 광학계(13b)는, 조명 광학계(13c)로부터의 조명광을 사용하여 표시 화상의 투사광(7A)을 생성하는 광학계이다. 조명 광학계(13c)는, 광원(13d)에서 발광된 광을 바탕으로 조명광을 생성하는 광학계이다. 광원(13d)은, 적어도 3원색에 상당하는 다른 3개의 파장대의 광을 발광하는 광원이며, 복수의 레이저 광원이나 LED 등으로 구성된다.

투과형 스크린(14)은, 프로젝터(13)로부터의 투사광(7A)이 투사되는 스크린이며, 프레넬 렌즈 스크린(16) 및 광확산부(17)를 구비한다.

프레넬 렌즈 스크린(16)은, 프로젝터(13)로부터의 투사광(7A)을 관찰자측으로 굴절시키는 프레넬 광학 소자이며, 프레넬 렌즈 기판(16a)과 출광면측 프레넬 렌즈(16b)로 구성된다. 광확산부(17)는, 프레넬 렌즈 스크린(16)에서 관찰자측으로 굴절된 투사광(7A)에 발산 각도를 주어 확산시키는 구성부이며, 렌즈 요소(17a)와 광확산 시트(17b)로 구성된다.

또한, 반사경(15)은, 프로젝터(13)로부터의 투사광(7A)을 투과형 스크린(14)에 유도하는 구성부이다.

다음으로 동작에 대하여 설명한다.

프로젝터(13)로부터의 투사광(7A)은, 반사경(15)에 의해 투과형 스크린(14)에 반사된다. 투과형 스크린(14)에서는, 프레넬 렌즈 스크린(16)에 의해 투사광(7A)이 관찰자측으로 굴절되고, 광확산부(17)에 의해 발산 각도가 주어져 넓어진 화상광(7)이 관찰자 방향에 전파하여, 투과광 선택 장치(2)를 통해 관찰자의 좌안 A 및 우안 B에 관측된다.

여기서, 프로젝터(13)에 있어서, 상기 실시의 형태 3과 같이 하여, 편광 방향이 서로 직교하는 투사광을 출력하고, 투과형 스크린(14)으로부터 편광 방향이 서로 직교하는 화상광(7a, 7b)이 시계열로 교대로 표시된 경우를 예로 든다. 이 경우, 화상 표시 장치(3C)는, 통신부(10a)를 통해, 화상광(7a, 7b)이 표시되는 타이밍을 나타내는 시계열 정보를 투과광 선택 장치(2C)에 통지한다.

투과광 선택 장치(2C)에서는, 상기 시계열 정보가 나타내는 표시 타이밍에 동기시켜, 제 1 광선택부(2g)의 셔터(12a) 및 제 2 광선택부(2h)의 셔터(12b)의 편광 투과축의 회전을 제어하여 관찰자의 좌안 A와 우안 B로의 화상광을 선택적으로 투과시킨다.

이에 의해, 관찰자로부터는, 화면(6)에 상당하는 투과형 스크린(14)에 비친 화상이 입체적으로 표시되어 보인다. 또, 화상광(7)은, 관찰자의 좌안 A 또는 우안 B의 눈동자로부터 망막에 전파하는 사이에 공간적으로 편광 상태가 혼합되어, 좌안용 화상 및 우안용 화상광의 각 가간섭성도가 저감되기 때문에, 스펙클 노이즈 등에 의한 화상 열화를 저감시킨 화상 표시를 실현할 수 있다.

프로젝터(13)와 조합하여 이용하는 투과형 스크린(14)의 프레넬 렌즈 스크린(16)에 주목하여, 화상 표시 장치로서 하기의 구성인 것을 사용하더라도 좋다.

도 11은 실시의 형태 5에 의한 화상 표시 장치의 다른 구성을 나타내는 도면이며, 도 10에 나타낸 구성과 동일한 구성 요소에는 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다. 도 11에 있어서, 화상 표시 장치(3D)는, 프로젝터(13), 투과형 스크린(14A) 및 반사경(15A)을 구비하여 구성된다. 투과형 스크린(14A)은, 프로젝터(13)로부터의 투사광(7A)이 투사되는 스크린 이며, 프레넬 렌즈 스크린(16A) 및 광확산부(17)를 구비한다. 또, 프레넬 렌즈 스크린(16A)과 광확산부(17)는, 접착제 등으로 일체로 접합한 구성으로 하더라도 좋다.

프레넬 렌즈 스크린(16A)은, 프로젝터(13)로부터의 투사광(7A)을 관찰자측으로 굴절시키는 프레넬 광학 소자이며, 프레넬 렌즈 기판(16a)과, 입광면측 프레넬 렌즈(16c)로 구성된다. 광확산부(17)는, 프레넬 렌즈 스크린(16A)에서 관찰자측으로 굴절된 투사광(7A)에 발산 각도를 주어 확산시키는 구성부이며, 렌즈 요소(17a)와 광확산 시트(17b)로 구성된다.

또한, 반사경(15)은, 프로젝터(13)로부터의 투사광(7A)을 투과형 스크린(14A)에 유도하는 구성부이다.

입광면측 프레넬 렌즈(16c)로서는, 광학계의 설계에 따라, 도 11에 나타내는 바와 같이 입광면측 전반사와 굴절의 혼합식 프레넬 렌즈(16c-1), 입광면측 전반사식 프레넬 렌즈(16c-2) 및 입광면측 부분 전반사식 프레넬 렌즈(16c-3)가 렌즈면 내에 혼재하여 형성된 렌즈가 이용된다.

여기서, 입광면측 전반사와 굴절의 혼합식 프레넬 렌즈(16c-1)는, 입광면측 전반사식 프레넬 렌즈(16c-2)와, 입광된 광속을 굴절만 출광면 방향으로 편광하는 굴절식 프레넬 렌즈가, 하나의 프리즘 내에 혼합된 프레넬 렌즈이다.

입광면측 전반사식 프레넬 렌즈(16c-2)는, 입광된 광속을 대향면에서 전반사시켜 출광면 방향으로 편광하는 프레넬 렌즈이다.

입광면측 부분 전반사식 프레넬 렌즈(16c-3)는, 입광면측 전반사식 프레넬 렌즈(16c-2)의 골짜기(valley)를 출광면에 평행하게 한 입광면측 부분 전반사식 프레넬 렌즈이다.

또, 이들 프레넬 렌즈(16c-1~16c-3)는, 화상 표시 장치(3D)인 프로젝터 장치의 설계에 맞춰 적절히 선택하면 되고, 하나의 프레넬 렌즈 스크린(16A)의 렌즈면 내에 3종류를 혼재시키지 않더라도 좋은 것은 말할 필요도 없다.

또한, 렌즈 형상을 공작하는 사정으로부터 프리즘 선단의 일부분이 입사 광선과 대략 평행하게 떨어져나가 있더라도 좋다.

투과형 스크린(14A)에서, 프레넬 렌즈 스크린(16A)은, 프로젝터(13)의 특성에 따라 선택되고, 광확산부(17)는, 시야각이나 스크린의 휘도 등의 광학 특성에 따라 선택되므로, 따로 따로 설계 제작되어, 각각 독립적으로 선택되는 경우가 많다. 따라서, 투과형 스크린(14A)에서의 프레넬 렌즈 스크린(16A)과 광확산부(17)는, 광학적인 특성상 분리하여 생각하여도 좋다.

상술한 투과형 스크린(14A), 반사경(15A) 및 프로젝터(13)를 구비한 프로젝터 장치에 있어서, 투과형 스크린(14A)의 프레넬 렌즈 스크린(16A)으로서 입광면측 프레넬 렌즈(16c)를 채용함으로써, 도 11에 나타내는 바와 같이, 프로젝터(13)가 보다 스크린측으로 가까워진 기울어진 투사가 가능해진다. 이 결과, 예컨대, 도 10의 구성과 비교하면, 프로젝터(13)로부터 투과형 스크린(14A)까지의 거리, 다시 말해 깊이를 작게 할 수 있어, 박형이 가능하다.

이상과 같이, 본 실시의 형태 5에 의하면, 프로젝터(13)로부터의 투사광(7A)을 투과형 스크린(14A)에 투사할 수 있으므로, 투사광(7A)이 관측자측으로 굴절되고, 또한 발산 각도로 넓혀져, 관측자가 양호한 화상을 보는 것이 가능해진다. 또한, 통신부(10a)에 의해 투과광 선택 장치(2)의 통신부(10b)와 화상광(7)의 시계열 정보에 대하여 통신할 수 있기 때문에, 투과광 선택 장치(2)가 화상광의 선택을 행하는 것이 가능해진다. 이 결과, 관찰자가, 화상 표시 장치(3C, 3D)의 화면상에 표시된 화상을 입체적으로 볼 수 있다.

(실시의 형태 6)

도 12는 본 발명의 실시의 형태 6에 의한 입체 화상 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 12에 나타내는 입체 화상 표시 장치는, 관찰자가, 투과광 선택 장치(2)를 통해서 봄으로써, 후술하는 화상 표시 장치(3E, 3F)의 화면(6)상의 화상이 입체적으로 표시되어 보이는 장치이다. 여기서, 투과광 선택 장치(2)는, 상기 실시의 형태 1~4에 나타낸 어느 하나의 투과광 선택 장치(2~2D)이며, 화상 표시 장치(3E, 3F)의 화면(6)상에 표시된 화상광으로부터 관찰자의 좌안 A와 우안 B로의 광을 선택적으로 투과시킨다.

또한, 화상 표시 장치(3E, 3F)는, 상기 실시의 형태 3, 4와 같이 투과광 선택 장치(2)에 마련한 통신부(10b)(도시하지 않음)와 통신을 행하는 통신부(10a)를 구비한다. 화상 표시 장치(3E, 3F)가 시계열로 좌안용 화상과 우안용 화상을 교대로 표시하는 경우에는, 화상 표시 장치(3E, 3F)가 좌안용 화상과 우안용 화상을 표시하는 타이밍을 나타내는 시계열 정보를, 통신부(10a)를 통해 투과광 선택 장치(2)에 통지함으로써, 상기 실시의 형태 3, 4와 같이 하여, 화상광의 선택을 행할 수 있다.

도 12의 예에서는, 통신부(10a)를, 화면(6)의 좌측 아래의 전면부, 화면(6)을 좌우로 분할하는 중심선상의 장치 상부, 및 중심선상의 장치 하부에 배치한 경우를 나타냈지만, 투과광 선택 장치(2)의 통신부(10b)와 통신하기 쉬운 위치이면, 배치하는 장소는 임의이더라도 좋다.

도 13은 실시의 형태 6에 의한 화상 표시 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 13에 있어서, 화상 표시 장치(3E)는, 통신부(10a), 백라이트(18), 광변조 소자(19), 광확산부(20), 구동 회로(21a~21d), 제어부(22), 영상 신호 변조부(23) 및 조명 변조부(24)를 구비한다. 백라이트(18)는, 광원인 조명부(18a) 및 렌즈 등의 광학계로 구성되고, 화상광(7)의 소스가 되는 광을 생성하여, 광변조 소자(19)가 배치된 표시 화면에 준다. 외광을 차폐하는 하우징(18b)면에 배치된 복수의 조명부(18a)는, 구동 회로(21c, 21d)로부터의 제어 신호에 의해 구동되어, 백라이트(18)의 밝기가 조절된다.

또한, 복수의 광변조 소자(19)는, 구동 회로(21a, 21b)로부터의 제어 신호에 의해 구동하여 광의 편광이 제어되어, 화상광(7)이 생성된다. 또, 광변조 소자(19)가 배치된 화면이, 도 12에 나타낸 화면(6)에 상당한다. 광확산부(20)는, 백라이트(18)로부터 표시 화면에 조사되는 광을 균일하게 확산시키는 구성부이다. 또, 백라이트(18)는, 도 14에 나타내는 화상 표시 장치(3F)와 같이, 조명부(18a)로부터의 광을 광변조 소자(19)측으로 도광하는 도광부(18c)를 구비한 구성이더라도 좋다.

제어부(22)는, 영상 신호 변조부(23) 및 조명 변조부(24)의 동작을 제어하는 구성부며, 영상 신호 변조부(23)는, 구동 회로(21a, 21b)에 의한 광변조 소자(19)의 구동을 제어하여, 편광 방향이 서로 직교한 화상광을 생성하는 구성부이다. 조명 변조부(24)는, 구동 회로(21c, 21d)에 의한 조명부(18a)의 구동을 제어하여, 백라이트(18)의 밝기를 조절하는 구성부이다. 예컨대, 제어부(22)는, 영상 신호 변조부(23)에 구동이 제어되는 광변조 소자(19)에 의한 화상광(7)의 편광 방향의 전환을 제어함과 아울러, 조명 변조부(24)를 제어하여 백라이트18의 밝기를 조절한다.

다음으로 동작에 대하여 설명한다.

조명부(18a)로부터의 광은, 광확산부(20)를 통해 광확산된 후에, 광변조 소자(19)가 배치된 표시 화면으로 조사된다. 광변조 소자(19)는, 영상 신호 변조부(23)에 제어된 구동 회로(21a, 21b)로 구동하여, 조명부(18a)로부터의 광이 화상이 되도록 공간적으로 변조하여, 화상광(7)을 생성한다. 이 화상광(7)이 관찰자 방향에 전파하여, 투과광 선택 장치(2)를 통해 관찰자의 좌안 A 및 우안 B에 관측된다.

화상 표시 장치(3E)에서, 상기 실시의 형태 3과 같이, 광변조 소자(19)가 배치된 표시 화면으로부터 편광 방향이 직교하는 화상광(7)을 시계열로 교대로 표시한 경우를 예로 든다. 이 경우, 화상 표시 장치(3E)는, 통신부(10a)를 통해 화상광(7)이 표시되는 타이밍을 나타내는 시계열 정보를, 투과광 선택 장치(2C)에 통지한다.

투과광 선택 장치(2C)에서는, 상기 시계열 정보가 나타내는 표시 타이밍에 동기시켜, 제 1 광선택부(2g)의 셔터(12a) 및 제 2 광선택부(2h)의 셔터(12b)의 편광 투과축의 회전을 제어하여 관찰자의 좌안 A와 우안 B로의 화상광을 선택적으로 투과시킨다. 이에 의해, 관찰자로부터는, 화면(6)에 비친 화상이 입체적으로 표시되어 보인다. 또, 화상광(7)은, 관찰자의 좌안 A 또는 우안 B의 눈동자로부터 망막에 전파하는 사이에 공간적으로 편광 상태가 혼합되어, 좌안용 화상 및 우안용 화상광의 각 가간섭성도가 저감되기 때문에, 스펙클 노이즈 등에 의한 화상 열화를 저감시킨 화상 표시를 실현할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시의 형태 6에 의하면, 투과광 선택 장치(2)의 통신부(10b)와 화상광(7)의 시계열 정보에 대하여 통신할 수 있기 때문에, 투과광 선택 장치(2)가 화상광의 선택을 행하는 것이 가능해진다. 이 결과, 관찰자가, 화상 표시 장치(3E, 3F)의 화면상에 표시된 화상을 입체적으로 볼 수 있다.

또, 본원 발명은 그 발명의 범위 내에서, 각 실시의 형태의 자유로운 조합, 혹은 각 실시의 형태의 임의의 구성 요소의 변형, 또는 각 실시의 형태에 있어서 임의의 구성 요소의 생략이 가능하다.

1, 1A~1E : 입체 화상 표시 장치
2, 2A~2D : 투과광 선택 장치
2a, 2c, 2e, 2g, 2i : 제 1 광선택부
2b, 2d, 2f, 2h, 2j : 제 2 광선택부
3, 3A~3F, 3B' : 화상 표시 장치
4a, 4b : 편광 필터
5A, 5B, 5A', 5B', 5c : 위상차 필름
5a : 제 1 위상차 필름 영역
5b : 제 2 위상차 필름 영역
6, 6A : 화면
7, 7a, 7b : 화상광
7A : 투사광
8a : 제 1 좌안용 화상광
8b : 제 2 좌안용 화상광
8a' : 제 1 우안용 화상광
8b' : 제 2 우안용 화상광
10a, 10b : 통신부
11a, 11b, 22 : 제어부
12a, 12b : 셔터
13 : 프로젝터
13a : 공간광 변조기
13b : 투사 광학계
13c : 조명 광학계
13d : 광원
14, 14A : 투과형 스크린
15, 15A : 반사경
16, 16A : 프레넬 렌즈 스크린
16a : 프레넬 렌즈 기판
16b : 출광면측 프레넬 렌즈
16c : 입광면측 프레넬 렌즈
16c-1 : 입광면측 전반사와 굴절의 혼합식 프레넬 렌즈
16c-2 : 입광면측 전반사식 프레넬 렌즈
16c-3 : 입광면측 부분 전반사식 프레넬 렌즈
17, 20 : 광확산부
17a : 렌즈 요소
17b : 광확산 시트
18 : 백라이트
18a : 조명부
18b : 하우징
18c : 도광부
19 : 광변조 소자
21a~21d : 구동 회로
23 : 영상 신호 변조부
24 : 조명 변조부

Claims

화상 표시 장치에서 서로 직교하는 편광 방향으로 표시된 화상의 화상광을, 상기 편광 방향에 따라 선택적으로 투과시키는 투과광 선택 장치에 있어서,
상기 화상 표시 장치로부터 입사한 어느 한쪽의 편광 방향의 화상광으로부터, 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광을 생성하여 관찰자 쪽으로 출사하는 제 1 광선택부와,
상기 화상 표시 장치로부터 입사한 어느 한쪽의 편광 방향의 화상광으로부터, 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광을 생성하여 상기 관찰자 쪽으로 출사하는 제 2 광선택부
를 구비한 것을 특징으로 하는 투과광 선택 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 광선택부는, 상기 제 1 광선택부에 입사하는 상기 화상광을 투과시키는 제 1 편광 필터와, 상기 제 1 편광 필터를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 상기 관찰자 쪽으로 출사하는 제 1 위상차 필름을 갖고,
상기 제 2 광선택부는, 상기 제 1 편광 필터와 편광 투과축의 방향이 직교 관계에 있고, 상기 제 2 광선택부에 입사하는 상기 화상광을 투과시키는 제 2 편광 필터와, 상기 제 2 편광 필터를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 상기 관찰자 쪽으로 출사하는 제 2 위상차 필름을 갖고,
상기 편광 필터가 상기 화상 표시 장치측에 배치되고, 상기 위상차 필름이 상기 관찰자측에 배치된 것
을 특징으로 하는 투과광 선택 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 광선택부는, 상기 제 1 광선택부에 입사하는 상기 화상광을 투과시키는 제 1 편광 필터와, 상기 제 1 편광 필터를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 상기 관찰자 쪽으로 출사하는 제 1 위상차 필름과, 상기 제 1 편광 필터와 상기 제 1 위상차 필름의 사이에 마련되고, 편광 투과축을 직교하는 방향으로 교대로 전환 가능한 제 1 셔터를 갖고,
상기 제 2 광선택부는, 상기 제 1 편광 필터와 편광 투과축의 방향이 직교 관계에 있고, 상기 제 2 광선택부에 입사하는 상기 화상광을 투과시키는 제 2 편광 필터와, 상기 제 2 편광 필터를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 상기 관찰자 쪽으로 출사하는 제 2 위상차 필름과, 상기 제 2 편광 필터와 상기 제 2 위상차 필름의 사이에 마련되고, 편광 투과축을 직교하는 방향으로 교대로 전환 가능한 제 2 셔터를 갖고,
상기 화상 표시 장치로부터 서로 직교하는 편광 방향의 화상을 각각 표시하는 타이밍을 수신하는 통신부와,
상기 통신부에서 수신된 표시 타이밍에 따라, 상기 제 1 및 상기 제 2 셔터의 편광 투과축의 전환을 제어하는 제어부
를 더 구비한 것을 특징으로 하는 투과광 선택 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 광선택부는, 편광 투과축을 직교하는 방향으로 교대로 전환 가능하고, 상기 제 1 광선택부에 입사하는 상기 화상광을 투과시키는 제 1 셔터와, 상기 제 1 셔터를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 상기 관찰자 쪽으로 출사하는 제 1 위상차 필름을 갖고,
상기 제 2 광선택부는, 편광 투과축을 직교하는 방향으로 교대로 전환 가능하고, 상기 제 2 광선택부에 입사하는 상기 화상광을 투과시키는 제 2 셔터와, 상기 제 2 셔터를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 상기 관찰자 쪽으로 출사하는 제 2 위상차 필름을 갖고,
상기 화상 표시 장치로부터 서로 직교하는 편광 방향의 화상을 각각 표시하는 타이밍을 수신하는 통신부와,
상기 통신부에서 수신된 표시 타이밍에 따라, 상기 제 1 셔터와 상기 제 2 셔터의 편광 투과축의 방향이 서로 직교 관계가 되도록 상기 제 1 및 상기 제 2 셔터의 편광 투과축의 전환을 제어하는 제어부
를 더 구비한 것을 특징으로 하는 투과광 선택 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 및 상기 제 2 위상차 필름은, 편광 투과축의 방향이 다른 영역을 적어도 2개 이상 갖는 것을 특징으로 하는 투과광 선택 장치.
편광 방향이 서로 직교하는 화상광을 출사하는 화상 표시 장치와,
상기 화상 표시 장치로부터 입사한 어느 한쪽의 편광 방향의 화상광으로부터, 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광을 생성하여 관찰자 쪽으로 출사하는 제 1 광선택부와, 상기 화상 표시 장치로부터 입사한 어느 한쪽의 편광 방향의 화상광으로부터, 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광을 생성하여 상기 관찰자 쪽으로 출사하는 제 2 광선택부를 갖는 투과광 선택 장치
를 구비한 것을 특징으로 하는 입체 화상 표시 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 광선택부는, 상기 제 1 광선택부에 입사하는 상기 화상광을 투과시키는 제 1 편광 필터와, 상기 제 1 편광 필터를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 상기 관찰자 쪽으로 출사하는 제 1 위상차 필름을 갖고,
상기 제 2 광선택부는, 상기 제 1 편광 필터와 편광 투과축의 방향이 직교 관계에 있고, 상기 제 2 광선택부에 입사하는 상기 화상광을 투과시키는 제 2 편광 필터와, 상기 제 2 편광 필터를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 상기 관찰자 쪽으로 출사하는 제 2 위상차 필름을 갖고,
상기 편광 필터가 상기 화상 표시 장치측에 배치되고, 상기 위상차 필름이 상기 관찰자측에 배치된 것
을 특징으로 하는 입체 화상 표시 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 광선택부는, 상기 제 1 광선택부에 입사하는 상기 화상광을 투과시키는 제 1 편광 필터와, 상기 제 1 편광 필터를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 상기 관찰자 쪽으로 출사하는 제 1 위상차 필름과, 상기 제 1 편광 필터와 상기 제 1 위상차 필름의 사이에 마련되고, 편광 투과축을 직교하는 방향으로 교대로 전환 가능한 제 1 셔터를 갖고,
상기 제 2 광선택부는, 상기 제 1 편광 필터와 편광 투과축의 방향이 직교 관계에 있고, 상기 제 2 광선택부에 입사하는 상기 화상광을 투과시키는 제 2 편광 필터와, 상기 제 2 편광 필터를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 상기 관찰자 쪽으로 출사하는 제 2 위상차 필름과, 상기 제 2 편광 필터와 상기 제 2 위상차 필름의 사이에 마련되고, 편광 투과축을 직교하는 방향으로 교대로 전환 가능한 제 2 셔터를 갖고,
상기 투과광 선택 장치는, 상기 화상 표시 장치로부터 서로 직교하는 편광 방향의 화상을 각각 표시하는 타이밍을 수신하는 통신부와, 상기 통신부에서 수신된 표시 타이밍에 따라, 상기 제 1 및 상기 제 2 셔터의 편광 투과축의 전환을 제어하는 제어부를 구비한 것
을 특징으로 하는 입체 화상 표시 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 광선택부는, 편광 투과축을 직교하는 방향으로 교대로 전환 가능하고, 상기 제 1 광선택부에 입사하는 상기 화상광을 투과시키는 제 1 셔터와, 상기 제 1 셔터를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 상기 관찰자 쪽으로 출사하는 제 1 위상차 필름을 갖고,
상기 제 2 광선택부는, 편광 투과축을 직교하는 방향으로 교대로 전환 가능하고, 상기 제 2 광선택부에 입사하는 상기 화상광을 투과시키는 제 2 셔터와, 상기 제 2 셔터를 투과한 광에 위상차를 주어 복수의 편광 방향의 광이 혼재한 광으로서 상기 관찰자 쪽으로 출사하는 제 2 위상차 필름을 갖고,
상기 투과광 선택 장치는, 상기 화상 표시 장치로부터 서로 직교하는 편광 방향의 화상을 각각 표시하는 타이밍을 수신하는 통신부와, 상기 통신부에서 수신된 표시 타이밍에 따라, 상기 제 1 셔터와 상기 제 2 셔터의 편광 투과축의 방향이 서로 직교 관계가 되도록 상기 제 1 및 상기 제 2 셔터의 편광 투과축의 전환을 제어하는 제어부를 구비한 것
을 특징으로 하는 입체 화상 표시 장치.
화상 표시 장치에서 서로 직교하는 편광 방향으로 표시된 화상의 화상광을, 투과광 선택 장치에서 상기 편광 방향에 따라 선택적으로 투과시켜, 관찰자에게 상기 화상을 입체 표시하는 입체 화상 표시 방법에 있어서,
상기 투과광 선택 장치에서, 상기 화상 표시 장치로부터 출사된 적어도 한쪽의 편광 방향의 화상광을 상기 관찰자의 우안용 화상 및 좌안용 화상으로서 투과시킴에 있어서, 상기 관찰자의 눈에 입사시키는 우안용 화상 및 좌안용 화상의 각 화상광이, 복수의 다른 편광 방향의 광이 혼재한 광이 되도록 위상차를 주는 것을 특징으로 하는 입체 화상 표시 방법.