JP3056581B2 - 投写型立体表示装置 - Google Patents
投写型立体表示装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レンティキュラスクリ
ーン（レンズマメ状のスクリーンの意で、以下レンティ
キュラスクリーンという）を用いた投写型立体表示装置
に関するものである。
ーン（レンズマメ状のスクリーンの意で、以下レンティ
キュラスクリーンという）を用いた投写型立体表示装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６ないし図９は、従来公知の投写型立
体表示装置の原理の説明図であって、かかる立体表示装
置は、左右方向の両眼視差による奥行き知覚を利用した
もので、例えば刊行物「光学」第１７巻第７１９８８号
の「奥行き知覚と多眼式ディスプレイ」にその原理が記
載されている。該原理を説明すると以下の通りである。
図６において、複数のカメラ１３ａと１３ｂによって撮
影された立体の物体１４の複数方向からの画像を、画像
多重装置１２によって図７に示すように多重化する。す
なわち、カメラ１３ａと１３ｂの画像はスクリーンに投
写する際に、観察者が見る水平方向に一画素ずつ交互に
配列される。この多重化した画像を図６に示すプロジェ
クタ１１ａによって透過型拡散板２上に投写する。この
とき図８に拡大して示すように、前記透過型拡散板２に
近接して設けられたレンティキュラスクリーン１の１レ
ンズピッチ内に、多重化した１組の画像が対応するよう
に前記プロジェクタの投写倍率を設定する。このように
図９に示すように、レンティキュラスクリーン１のレン
ズ作用によって、所定の視距離において、観察者１５の
左右の眼に視差像が知覚され、その結果両眼視差による
立体感が得られる。かかる場合は、２つの方向からの画
像が用いられるので、一般に２眼式と呼ばれるものであ
る。さらに、より自然な立体画像を得るためにはレンテ
ィキュラスクリーン１の１レンズピッチ内に埋め込む画
像数を多くした多眼式にすれば良く、テレビジョン学会
技術報告書（VVI −６９−３、昭和６０年）「多眼式カ
ラー立体テレビジョン」および同報告書（VVI −８８−
４２、昭和６３年）「多眼式三次元映像の視域拡大光学
系の実験」等によって知られている。
体表示装置の原理の説明図であって、かかる立体表示装
置は、左右方向の両眼視差による奥行き知覚を利用した
もので、例えば刊行物「光学」第１７巻第７１９８８号
の「奥行き知覚と多眼式ディスプレイ」にその原理が記
載されている。該原理を説明すると以下の通りである。
図６において、複数のカメラ１３ａと１３ｂによって撮
影された立体の物体１４の複数方向からの画像を、画像
多重装置１２によって図７に示すように多重化する。す
なわち、カメラ１３ａと１３ｂの画像はスクリーンに投
写する際に、観察者が見る水平方向に一画素ずつ交互に
配列される。この多重化した画像を図６に示すプロジェ
クタ１１ａによって透過型拡散板２上に投写する。この
とき図８に拡大して示すように、前記透過型拡散板２に
近接して設けられたレンティキュラスクリーン１の１レ
ンズピッチ内に、多重化した１組の画像が対応するよう
に前記プロジェクタの投写倍率を設定する。このように
図９に示すように、レンティキュラスクリーン１のレン
ズ作用によって、所定の視距離において、観察者１５の
左右の眼に視差像が知覚され、その結果両眼視差による
立体感が得られる。かかる場合は、２つの方向からの画
像が用いられるので、一般に２眼式と呼ばれるものであ
る。さらに、より自然な立体画像を得るためにはレンテ
ィキュラスクリーン１の１レンズピッチ内に埋め込む画
像数を多くした多眼式にすれば良く、テレビジョン学会
技術報告書（VVI −６９−３、昭和６０年）「多眼式カ
ラー立体テレビジョン」および同報告書（VVI −８８−
４２、昭和６３年）「多眼式三次元映像の視域拡大光学
系の実験」等によって知られている。
【０００３】しかし、プロジェクタの画素数が決まって
いる場合には、レンティキュラスクリーン１の１レンズ
ピッチ内の画素数を増加すると、全体の横方向解像度が
それに比例して低下し、かえって立体画像の画質を損な
うことになるので、このためにはプロジェクタの解像度
を増加すれば良く、このような装置として図１０に示す
ような複数のプロジェクタ１１ａと１１ｂからの画像を
スクリーン上で重畳することによって解像度を上げる方
法が特開平２−２３４１８９号の公報に公開されてい
る。これによればハーフミラー３を用いることによって
スクリーン上で画像を重畳している。高精細な液晶パネ
ルに一般的に用いられているアクティブマトリックス型
液晶パネルの場合には、離散的かつ周期的な画素配列を
持ち、各画素は図１１に示すように光が透過する部分、
すなわち図（ａ）プロジェクタ１１ａの画素ａとｃ及び
図（ｂ）プロジェクタ１１ｂの画素ｂとｄと、配線領域
および能動素子保護領域のため遮光層を設けた部分とが
存在する。すなわち、光が透過する部分（ａ，ｃ；ｂ，
ｄ）は図１１のように不連続である。重畳して解像度を
上げる方式は液晶パネル画素の透過部分が不連続な点を
利用して、図１１の図示のように２つのプロジェクタ画
素図（ａ）及び図（ｂ）をスクリーン上で合成し重畳し
た画素図（ｃ）を得る方法としては、図１０に示したよ
うなハーフミラーを用いる方法のほかにいくつかの方法
が提案されている。
いる場合には、レンティキュラスクリーン１の１レンズ
ピッチ内の画素数を増加すると、全体の横方向解像度が
それに比例して低下し、かえって立体画像の画質を損な
うことになるので、このためにはプロジェクタの解像度
を増加すれば良く、このような装置として図１０に示す
ような複数のプロジェクタ１１ａと１１ｂからの画像を
スクリーン上で重畳することによって解像度を上げる方
法が特開平２−２３４１８９号の公報に公開されてい
る。これによればハーフミラー３を用いることによって
スクリーン上で画像を重畳している。高精細な液晶パネ
ルに一般的に用いられているアクティブマトリックス型
液晶パネルの場合には、離散的かつ周期的な画素配列を
持ち、各画素は図１１に示すように光が透過する部分、
すなわち図（ａ）プロジェクタ１１ａの画素ａとｃ及び
図（ｂ）プロジェクタ１１ｂの画素ｂとｄと、配線領域
および能動素子保護領域のため遮光層を設けた部分とが
存在する。すなわち、光が透過する部分（ａ，ｃ；ｂ，
ｄ）は図１１のように不連続である。重畳して解像度を
上げる方式は液晶パネル画素の透過部分が不連続な点を
利用して、図１１の図示のように２つのプロジェクタ画
素図（ａ）及び図（ｂ）をスクリーン上で合成し重畳し
た画素図（ｃ）を得る方法としては、図１０に示したよ
うなハーフミラーを用いる方法のほかにいくつかの方法
が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上述
べたような装置では、画素の不連続な領域を相互に補間
することによって解像度を向上させているので、一般的
に重畳できる数は開口率に依存しており、例えば画素の
開口率が横方向に５０％であった場合に重畳の効果があ
るのは２までであり、それ以上重畳しても解像度は向上
しない。従って重畳数を多くしようとすれば開口率の小
さな液晶パネルを作製しなければならないが、液晶パネ
ルの開口率は先の利用効率を上げてスクリーン上の輝度
を高めるためには可能な限り大きくするのが望ましく液
晶パネルの開口率を無理に小さくすることは一般的でな
い。前述したように、従来の液晶パネルを用いた立体表
示装置では、輝度を落さずに解像度を高めることには限
界があり、その結果立体画像全体の解像度を劣化させる
ことなく、多くの多眼画像を表示することは困難である
という問題があった。本発明は、液晶パネルの開口率を
下げることなく高解像度の投写型表示装置を実現させ、
そのことによって多くの多眼画像を表示できる高品位な
投写型立体表示装置を提供することである。
べたような装置では、画素の不連続な領域を相互に補間
することによって解像度を向上させているので、一般的
に重畳できる数は開口率に依存しており、例えば画素の
開口率が横方向に５０％であった場合に重畳の効果があ
るのは２までであり、それ以上重畳しても解像度は向上
しない。従って重畳数を多くしようとすれば開口率の小
さな液晶パネルを作製しなければならないが、液晶パネ
ルの開口率は先の利用効率を上げてスクリーン上の輝度
を高めるためには可能な限り大きくするのが望ましく液
晶パネルの開口率を無理に小さくすることは一般的でな
い。前述したように、従来の液晶パネルを用いた立体表
示装置では、輝度を落さずに解像度を高めることには限
界があり、その結果立体画像全体の解像度を劣化させる
ことなく、多くの多眼画像を表示することは困難である
という問題があった。本発明は、液晶パネルの開口率を
下げることなく高解像度の投写型表示装置を実現させ、
そのことによって多くの多眼画像を表示できる高品位な
投写型立体表示装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
請求項１において、通常の投写光学系における液晶パネ
ルと投写レンズの間に、液晶パネルの水平画素配列方向
にメニスカスレンズを配列したレンティキュラ板と、該
液晶パネルの画素ピッチと同じピッチで開口を持ち、該
開口の幅は該液晶パネルの画素開口幅より狭いブラック
ストライプ板と、とを有し、液晶パネルの画素から射出
した光を前記レンティキュラ板で縮小し、さらに、前記
ブラックストライプ板を通過させて、この透過光線を投
写光学系および重畳光学系によってレンティキュラスク
リーン上に重畳投写するように構成した。
請求項１において、通常の投写光学系における液晶パネ
ルと投写レンズの間に、液晶パネルの水平画素配列方向
にメニスカスレンズを配列したレンティキュラ板と、該
液晶パネルの画素ピッチと同じピッチで開口を持ち、該
開口の幅は該液晶パネルの画素開口幅より狭いブラック
ストライプ板と、とを有し、液晶パネルの画素から射出
した光を前記レンティキュラ板で縮小し、さらに、前記
ブラックストライプ板を通過させて、この透過光線を投
写光学系および重畳光学系によってレンティキュラスク
リーン上に重畳投写するように構成した。
【０００６】
【０００７】
【作用】本発明を上記の通り構成したので、液晶パネル
の画素の開口率に関係無く重畳数を多くすることができ
る。従って、スクリーンに投写される画像の解像度を高
くすることが可能となり、より多くの方向から撮影した
画像を投写することができる。その結果、より高品位な
立体画像を表示することが可能な投写型立体表示装置が
得られる。なお、請求項１においては、レンティキュラ
板の両面に２つの曲面の焦点距離の和が２つの曲面の間
隔に等しいいわゆるアフォーカル系を成すような曲率半
径を有するメニスカスレンズを配列したことによりレン
ティキュラ板を出射した後の光線の拡散を防止し、投写
レンズに入射する光線の減少を最小限に止めることが可
能となり、輝度の低下も避けることができるのでより高
品位な立体画像の表示をすることができる。
の画素の開口率に関係無く重畳数を多くすることができ
る。従って、スクリーンに投写される画像の解像度を高
くすることが可能となり、より多くの方向から撮影した
画像を投写することができる。その結果、より高品位な
立体画像を表示することが可能な投写型立体表示装置が
得られる。なお、請求項１においては、レンティキュラ
板の両面に２つの曲面の焦点距離の和が２つの曲面の間
隔に等しいいわゆるアフォーカル系を成すような曲率半
径を有するメニスカスレンズを配列したことによりレン
ティキュラ板を出射した後の光線の拡散を防止し、投写
レンズに入射する光線の減少を最小限に止めることが可
能となり、輝度の低下も避けることができるのでより高
品位な立体画像の表示をすることができる。
【０００８】
【実施例】本発明の実施例を図面と共に説明する。図１
は本発明の実施例を説明する図で、図１（Ａ）は投写光
学系における液晶パネルと投写レンズの間に、液晶パネ
ルの水平画素配列方向にメニスカスレンズを配列したレ
ンティキュラ板を設けた請求項１の投写型立体表示装置
の場合を示し、又、本発明の参考例を説明する図で、図
１（Ｂ）は、投写光学系における液晶パネルの水平画素
配列方向にシリンドリカルレンズを配列したレンティキ
ュラ板を設けた参考例の投写型立体表示装置の場合を示
している。 （実施例１） 図１（Ａ）において、５ａはブラックストライプ板、６
ａはレンティキュラ板、７ａは液晶パネルである。また
液晶パネルに入射する光線の幅をＷ１、レンティキュラ
板を出射した光線のブラックストライプ板における光線
の幅をＷ２、レンティキュラ板の厚さをＤ、液晶パネル
側の曲面の曲率半径をＲ１、他方の曲面の曲率半径をＲ
２、屈折率をｎとする。図１（Ａ）はこれら光学系を垂
直方向から見た図であつて全体の内の２画素分を示して
いる。本実施例の説明では、液晶パネルの１画素につい
てレンティキュラ板の１ピツチが対応しているが、液晶
パネルの２以上の画素ピツチに対してレンティキュラ板
の１ピツチが対応することも可能である。レンティキュ
ラ板を通過する光線について近軸近似式を用いると次式
のような関係がある。 Ｒ１＝Ｄ・（１−１／ｎ）／（１−Ｗ１／Ｗ２） 液晶パネルの画素を透過した光線は、レンティキュラ板
によって縮小されてブラックストライプ板の開口部へ入
射するが、液晶画素の開口率とブラックストライプ板の
開口率との比Ｗ１／Ｗ２と厚さＤを決めれば曲率半径Ｒ
１が求められる。前記光学系を付加したときの画素の像
は等価的にどのようになるかを図２で説明する。図２
（ａ）は液晶パネル全体から２画素分を示した図で、白
色部が開口部、黒色部がブラックストライプ板を示して
いる。同図（ｂ）はブラックストライプ板の画素で、こ
のように画素の像の開口率が等価的に小さくなるので重
畳数を多くして重畳画素の解像度を高くすることができ
る。図３はレンティキュラ板のシリンドリカルレンズが
片面だけの場合を示す。図示するようにレンティキュラ
板を通過した後の光線の内、光線、光線は投写レン
ズに入射する前に拡散して輝度が低下してしまう。図４
（ａ）に図示するように片面のみにシリンドリカルレン
ズを設けた場合には図中点線で示すような散乱光を生ず
る。この問題を解決するためにレンティキュラ板のもう
一方の面に次式で求められる曲率半径を有するシリンド
リカルレンズを付加し、メニスカスレンズとしている。 Ｒ２＝Ｒ１・Ｗ２／Ｗ１ すなわち、レンティキュラ板は２つの曲面の焦点距離の
和が２つの曲面の間隔に等しいいわゆる一種のアフオー
カル系をなし、入射光線の幅は縮小し、その方向を変え
ることなく投写レンズへ入射させることができる（図１
（Ａ））。図４（ｂ）に示すようにブラックストライプ
板を通過した光線はすべて投写レンズへ入射する。従つ
て投写光学系の途中にレンティキュラ板を挿入したこと
による輝度の低下を避けることができる。図５は図１に
示すような光学系を付加した投写型立体表示装置の例を
示している。図５において、１はレンティキュラスクリ
ーン、２は拡散板、３はハーフミラー、４ａ、４ｂは投
写レンズ、５ａ、５ｂはブラックストライプ板、６ａ、
６ｂはレンティキュラ板、７ａ、７ｂは液晶パネル、８
ａ、８ｂは集光レンズ、９ａ、９ｂは光源、１０ａ、１
０ｂは液晶パネル駆動回路である。ここでは、ハーフミ
ラーを用いて２つの画像を重畳する場合を説明する。レ
ンティキュラ板による縮小率を大きくすることによつ
て、これ以上の重畳投写が可能であることは容易に説明
できる。光源９ａ、９ｂから出た光は、集光レンズ８
ａ、８ｂによつて集光され、液晶パネル７ａ、７ｂに入
射する。この光は液晶パネル駆動回路１０ａ、１０ｂに
よつて駆動される液晶パネル７ａ、７ｂによつて強度変
調される。液晶駆動回路への入力信号は、立体の物体と
複数の方向から撮影した画像データである。液晶パネル
によつて強度変調された光は、前述したようにレンティ
キュラ板６ａ、６ｂおよびブラックストライプ板５ａ、
５ｂによつて、その開口率が縮小された画素構造をもつ
像に変換され、投写レンズ４ａ、４ｂによつて拡大投写
される。図１においては、光源からの光を理想的な平行
光としているが、実際の光源からの光は、ランプの発光
部が大きさをもつ等から完全な平行光ではない。また、
画素が微小になつてくると、回折の効果も現れてくる。
従つて横方向の光が縮小された位置に投写レンズのピン
トを合わせても縦方向のピントが合つていないために、
縦方向の像にボケを生ずる。これを回避するために、ブ
ラックストライプ板５ａを設け、投写レンズのピントを
このブラックストライプ板に合わせ、ブラックストライ
プ板からの出射光を拡大投写する。このようにすること
によつて図２に示すような横方向に縮小された画素とし
て投写される。２つのプロジェクタの画像は、ハーフミ
ラー３によつて合成され、拡散板２上に重畳投写され
る。そして従来の技術の項において述べたように、レン
ティキュラスクリーン１のレンズの作用により、レンテ
ィキュラスクリーンからある距離において、観察者の左
右の目に視差像が知覚され、これによつて立体像を得る
ことができる。 （参考例） 図１（Ｂ）において付した符号とその名称は図１（Ａ）
における場合と同様であり、５ａはブラックストライプ
板、６ａはレンティキュラ板、７ａは液晶パネルであ
る。また、液晶パネルに入射する光線の幅をＷ１、レン
ティキュラ板を出射した光線のブラックストライプ板に
おける光線の幅をＷ２、レンティキュラ板の厚さをＤ、
曲率半径Ｒ、屈折率ｎとする。図１（Ｂ）は図１（Ａ）
と同じくこれらの光学系を垂直方向から見た図であつて
全体内の２画素分を示している。この参考例の説明も前
述の実施例１の説明と同様に液晶パネルの１画素につい
てレンティキュラ板の１ピツチが対応しているが、液晶
パネルの２以上の画素ピツチに対してレンティキュラ板
の１ピツチが対応することも可能である。レンティキュ
ラ板を通過する光線について、近軸近似式を用いると次
式のような関係がある。 Ｒ＝Ｄ・（１−１／ｎ）／（１−Ｗ１／Ｗ２） 液晶パネルの画素を透過した光線は、レンティキュラ板
によつて縮小されてブラックストライプ板の開口部へ入
射するが、液晶画素の開口率とブラックストライプ板の
開口率との比Ｗ１／Ｗ２と厚さＤをきめれば曲率半径Ｒ
が求められる。このような光学系を付加したときの画素
の像が等価的にどのようになるかは実施例１の説明のと
き既に図２（ａ）および（ｂ）で説明した通りである。
図１（Ｂ）に示すような光学系を付加した投写型立体表
示装置の例を図５に示す。図５は実施例１の説明の場合
に使用した図と同じであるのでその説明の重複を避け省
略する。２つのプロジェクタの画像はハーフミラー３に
よつて合成され、拡散上の重畳投射される。そして従来
の技術の項で説明したように、レンティキュラスクリー
ン１のレンズ作用によりレンティキュラスクリーン所定
の距離において観察者の左右の眼に視差像が知覚され、
これによつて実施例１の場合と同様に立体像を得ること
ができる。
は本発明の実施例を説明する図で、図１（Ａ）は投写光
学系における液晶パネルと投写レンズの間に、液晶パネ
ルの水平画素配列方向にメニスカスレンズを配列したレ
ンティキュラ板を設けた請求項１の投写型立体表示装置
の場合を示し、又、本発明の参考例を説明する図で、図
１（Ｂ）は、投写光学系における液晶パネルの水平画素
配列方向にシリンドリカルレンズを配列したレンティキ
ュラ板を設けた参考例の投写型立体表示装置の場合を示
している。 （実施例１） 図１（Ａ）において、５ａはブラックストライプ板、６
ａはレンティキュラ板、７ａは液晶パネルである。また
液晶パネルに入射する光線の幅をＷ１、レンティキュラ
板を出射した光線のブラックストライプ板における光線
の幅をＷ２、レンティキュラ板の厚さをＤ、液晶パネル
側の曲面の曲率半径をＲ１、他方の曲面の曲率半径をＲ
２、屈折率をｎとする。図１（Ａ）はこれら光学系を垂
直方向から見た図であつて全体の内の２画素分を示して
いる。本実施例の説明では、液晶パネルの１画素につい
てレンティキュラ板の１ピツチが対応しているが、液晶
パネルの２以上の画素ピツチに対してレンティキュラ板
の１ピツチが対応することも可能である。レンティキュ
ラ板を通過する光線について近軸近似式を用いると次式
のような関係がある。 Ｒ１＝Ｄ・（１−１／ｎ）／（１−Ｗ１／Ｗ２） 液晶パネルの画素を透過した光線は、レンティキュラ板
によって縮小されてブラックストライプ板の開口部へ入
射するが、液晶画素の開口率とブラックストライプ板の
開口率との比Ｗ１／Ｗ２と厚さＤを決めれば曲率半径Ｒ
１が求められる。前記光学系を付加したときの画素の像
は等価的にどのようになるかを図２で説明する。図２
（ａ）は液晶パネル全体から２画素分を示した図で、白
色部が開口部、黒色部がブラックストライプ板を示して
いる。同図（ｂ）はブラックストライプ板の画素で、こ
のように画素の像の開口率が等価的に小さくなるので重
畳数を多くして重畳画素の解像度を高くすることができ
る。図３はレンティキュラ板のシリンドリカルレンズが
片面だけの場合を示す。図示するようにレンティキュラ
板を通過した後の光線の内、光線、光線は投写レン
ズに入射する前に拡散して輝度が低下してしまう。図４
（ａ）に図示するように片面のみにシリンドリカルレン
ズを設けた場合には図中点線で示すような散乱光を生ず
る。この問題を解決するためにレンティキュラ板のもう
一方の面に次式で求められる曲率半径を有するシリンド
リカルレンズを付加し、メニスカスレンズとしている。 Ｒ２＝Ｒ１・Ｗ２／Ｗ１ すなわち、レンティキュラ板は２つの曲面の焦点距離の
和が２つの曲面の間隔に等しいいわゆる一種のアフオー
カル系をなし、入射光線の幅は縮小し、その方向を変え
ることなく投写レンズへ入射させることができる（図１
（Ａ））。図４（ｂ）に示すようにブラックストライプ
板を通過した光線はすべて投写レンズへ入射する。従つ
て投写光学系の途中にレンティキュラ板を挿入したこと
による輝度の低下を避けることができる。図５は図１に
示すような光学系を付加した投写型立体表示装置の例を
示している。図５において、１はレンティキュラスクリ
ーン、２は拡散板、３はハーフミラー、４ａ、４ｂは投
写レンズ、５ａ、５ｂはブラックストライプ板、６ａ、
６ｂはレンティキュラ板、７ａ、７ｂは液晶パネル、８
ａ、８ｂは集光レンズ、９ａ、９ｂは光源、１０ａ、１
０ｂは液晶パネル駆動回路である。ここでは、ハーフミ
ラーを用いて２つの画像を重畳する場合を説明する。レ
ンティキュラ板による縮小率を大きくすることによつ
て、これ以上の重畳投写が可能であることは容易に説明
できる。光源９ａ、９ｂから出た光は、集光レンズ８
ａ、８ｂによつて集光され、液晶パネル７ａ、７ｂに入
射する。この光は液晶パネル駆動回路１０ａ、１０ｂに
よつて駆動される液晶パネル７ａ、７ｂによつて強度変
調される。液晶駆動回路への入力信号は、立体の物体と
複数の方向から撮影した画像データである。液晶パネル
によつて強度変調された光は、前述したようにレンティ
キュラ板６ａ、６ｂおよびブラックストライプ板５ａ、
５ｂによつて、その開口率が縮小された画素構造をもつ
像に変換され、投写レンズ４ａ、４ｂによつて拡大投写
される。図１においては、光源からの光を理想的な平行
光としているが、実際の光源からの光は、ランプの発光
部が大きさをもつ等から完全な平行光ではない。また、
画素が微小になつてくると、回折の効果も現れてくる。
従つて横方向の光が縮小された位置に投写レンズのピン
トを合わせても縦方向のピントが合つていないために、
縦方向の像にボケを生ずる。これを回避するために、ブ
ラックストライプ板５ａを設け、投写レンズのピントを
このブラックストライプ板に合わせ、ブラックストライ
プ板からの出射光を拡大投写する。このようにすること
によつて図２に示すような横方向に縮小された画素とし
て投写される。２つのプロジェクタの画像は、ハーフミ
ラー３によつて合成され、拡散板２上に重畳投写され
る。そして従来の技術の項において述べたように、レン
ティキュラスクリーン１のレンズの作用により、レンテ
ィキュラスクリーンからある距離において、観察者の左
右の目に視差像が知覚され、これによつて立体像を得る
ことができる。 （参考例） 図１（Ｂ）において付した符号とその名称は図１（Ａ）
における場合と同様であり、５ａはブラックストライプ
板、６ａはレンティキュラ板、７ａは液晶パネルであ
る。また、液晶パネルに入射する光線の幅をＷ１、レン
ティキュラ板を出射した光線のブラックストライプ板に
おける光線の幅をＷ２、レンティキュラ板の厚さをＤ、
曲率半径Ｒ、屈折率ｎとする。図１（Ｂ）は図１（Ａ）
と同じくこれらの光学系を垂直方向から見た図であつて
全体内の２画素分を示している。この参考例の説明も前
述の実施例１の説明と同様に液晶パネルの１画素につい
てレンティキュラ板の１ピツチが対応しているが、液晶
パネルの２以上の画素ピツチに対してレンティキュラ板
の１ピツチが対応することも可能である。レンティキュ
ラ板を通過する光線について、近軸近似式を用いると次
式のような関係がある。 Ｒ＝Ｄ・（１−１／ｎ）／（１−Ｗ１／Ｗ２） 液晶パネルの画素を透過した光線は、レンティキュラ板
によつて縮小されてブラックストライプ板の開口部へ入
射するが、液晶画素の開口率とブラックストライプ板の
開口率との比Ｗ１／Ｗ２と厚さＤをきめれば曲率半径Ｒ
が求められる。このような光学系を付加したときの画素
の像が等価的にどのようになるかは実施例１の説明のと
き既に図２（ａ）および（ｂ）で説明した通りである。
図１（Ｂ）に示すような光学系を付加した投写型立体表
示装置の例を図５に示す。図５は実施例１の説明の場合
に使用した図と同じであるのでその説明の重複を避け省
略する。２つのプロジェクタの画像はハーフミラー３に
よつて合成され、拡散上の重畳投射される。そして従来
の技術の項で説明したように、レンティキュラスクリー
ン１のレンズ作用によりレンティキュラスクリーン所定
の距離において観察者の左右の眼に視差像が知覚され、
これによつて実施例１の場合と同様に立体像を得ること
ができる。
【０００９】
【発明の効果】本発明は請求項１のように構成したの
で、次に記載する効果を奏する。すなわち、本発明によ
れば画素の開口率を小さくした専用の液晶のパネルを作
成する必要もなく、既存の液晶パネルを用いて多くの重
畳数を可能とすることができる。これによつて、レンテ
ィキュラスクリーンの１ピツチ内に多くの多眼像を投写
することが可能である。その結果より高品位な立体画像
を表示することが可能な投写型立体表示装置が実現でき
る。又、請求項１において、レンティキュラ板にメニス
カスレンズを配列したので、レンティキュラ板を出射し
た後の光線の拡散を防ぎ、投写レンズに入射する光線の
減少を最小限に止めることが可能となり輝度の低下も少
なくなる。
で、次に記載する効果を奏する。すなわち、本発明によ
れば画素の開口率を小さくした専用の液晶のパネルを作
成する必要もなく、既存の液晶パネルを用いて多くの重
畳数を可能とすることができる。これによつて、レンテ
ィキュラスクリーンの１ピツチ内に多くの多眼像を投写
することが可能である。その結果より高品位な立体画像
を表示することが可能な投写型立体表示装置が実現でき
る。又、請求項１において、レンティキュラ板にメニス
カスレンズを配列したので、レンティキュラ板を出射し
た後の光線の拡散を防ぎ、投写レンズに入射する光線の
減少を最小限に止めることが可能となり輝度の低下も少
なくなる。
【図１】図１（Ａ）は、本発明の実施例の光学系を垂直
方向から見た説明図で、レンティキュラ板にメニスカス
レンズを配列した場合の図である。図１（Ｂ）は参考例
の光学系を垂直方向から見た説明図で、レンティキュラ
板にシリンドリカルレンズを配列した場合の図である。
方向から見た説明図で、レンティキュラ板にメニスカス
レンズを配列した場合の図である。図１（Ｂ）は参考例
の光学系を垂直方向から見た説明図で、レンティキュラ
板にシリンドリカルレンズを配列した場合の図である。
【図２】縮小された液晶画素を示す図である。
【図３】片面のみにシリンドリカルレンズを設けた場合
の説明図である。
の説明図である。
【図４】投写レンズに入射する光線を説明する図、図４
（ａ）は図３の片面の場合、図４（ｂ）は両面の場合の
図である。
（ａ）は図３の片面の場合、図４（ｂ）は両面の場合の
図である。
【図５】本発明の実施例による投写型立体表示装置の例
を示す図である。
を示す図である。
【図６】従来の立体表示技術を説明する図である。
【図７】同上における画像の多重化の説明図である。
【図８】同上における多重化した１組の画像が対応する
場合の説明図である。
場合の説明図である。
【図９】同上における観察者による視差像の説明図であ
る。
る。
【図１０】同上における複数のプロジェクタからの画像
を重畳する装置の説明図である。
を重畳する装置の説明図である。
【図１１】同上における複数のプロジェクタの画素を補
間する場合の説明図である。
間する場合の説明図である。
１ レンティキュラスクリーン ２ 拡散板 ３ ハーフミラー ４ａ，４ｂ 投写レンズ ５ａ，５ｂ ブラックストライプ板 ６ａ，６ｂ レンティキュラ板 ７ａ，７ｂ 液晶パネル ８ａ，８ｂ 集光レンズ ９ａ，９ｂ 光源 １０ａ，１０ｂ 液晶パネル駆動回路 １１ａ，１１ｂ プロジェクタ １２ 画像多重装置 １３ａ，１３ｂ カメラ １４ 立体の物体 １５ 観察者
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1335 G02F 1/13 505
Claims (1)
- 【請求項１】複数の液晶パネルの画像をレンティキュラ
スクリーンへ光学的に重畳して投射する投写型立体表示
装置において、 液晶パネルの水平画素配列方向にメニスカスレンズを配
列したレンティキュラ板と、 該液晶パネルの画素ピツチと同じピツチで開口を有し、
該開口の幅は、該液晶パネルの画素開口幅より狭いブラ
ックストライプ板と、 とを有し、該液晶パネルの射出光を前記レンティキュラ
板へ入射させ、前記レンティキュラ板の出射光を該ブラ
ックストライプ板を通過させてレンティキュラスクリー
ン上に投射する様に構成したことを特徴とする投写型立
体表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4072222A JP3056581B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 投写型立体表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4072222A JP3056581B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 投写型立体表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05232435A JPH05232435A (ja) | 1993-09-10 |
| JP3056581B2 true JP3056581B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=13483014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4072222A Expired - Fee Related JP3056581B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 投写型立体表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3056581B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3689430B2 (ja) * | 1995-11-10 | 2005-08-31 | 株式会社日立製作所 | 透過型スクリーンとその製造方法及びこれを用いた背面投写型画像ディスプレイ装置 |
| US6064424A (en) * | 1996-02-23 | 2000-05-16 | U.S. Philips Corporation | Autostereoscopic display apparatus |
| US7245430B2 (en) | 2003-04-21 | 2007-07-17 | Ricoh Company, Ltd. | Method and apparatus for displaying three-dimensional stereo image using light deflector |
| JP5024059B2 (ja) * | 2008-01-09 | 2012-09-12 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置及び電子機器 |
-
1992
- 1992-02-24 JP JP4072222A patent/JP3056581B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05232435A (ja) | 1993-09-10 |
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