JP2000267045A

JP2000267045A - 立体映像表示装置

Info

Publication number: JP2000267045A
Application number: JP11068068A
Authority: JP
Inventors: Naoki Akamatsu; 直樹赤松
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2000-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】色収差による映像品質の低下を確実に防止す
る。【解決手段】赤、緑、青の光源１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ
に分け、屈折率の小さい赤光源１２Ｒは緑光源１２Ｇよ
りも遠くに置き、屈折率の大きい青光源１２Ｂは緑光源
１２Ｇよりも近くに置くようにして、いずれも観察者の
目の位置で結像させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】観察者の左右眼にそれぞれ対
応する結像位置に視差のある映像を結像することにより
立体映像を提供する立体映像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の立体映像表示装置としては、特開
平７−１６８１２６号公報に開示されている投影型があ
げられる。これは、光源から発した光を左および右眼用
映像としてそれぞれ２次元空間で変調し、投影レンズに
よってスクリーンとなるフレネルレンズに拡大し、この
フレネルレンズによって観察者の両眼に集光めることで
良好に立体視できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、フレネルレ
ンズが単一の凸レンズとして形成されている場合、映像
品位がこの凸レンズの色収差により低下するという問題
があった。具体的には、画面全体を白の表示にしようと
しても、白以外の色の滲みが画面内に生じる。このよう
な色収差に対する一般的な解決法としては、材質の異な
る凹凸のレンズを重ね合わせる組合せレンズ法がある。
しかし、凹レンズが凸レンズの屈折力を弱める方向に働
くので、所望の焦点距離を確保するために曲率を大きく
したりレンズ枚数を増加させる必要がある。この場合、
赤、緑、青のような色の収差を平均的に同じにする程度
で、色収差を完全に無くすことが困難である。さらに、
凹凸のレンズを重ね合わせは、製造コストおよび装置サ
イズの増大を招く。

【０００４】本発明の目的は、色収差による映像品質の
低下を確実に防止できる立体映像表示装置を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、立体映
像表示は観察者の左右眼のそれぞれに視差のある映像を
選択的に結像させて立体映像を提供する。この立体映像
表示装置では、複数の光源部が左および右眼用発光位置
を有し互いに異なる色成分の光を発生し、複数の光学変
換部が複数の光源部からの光をほぼ平行光にそれぞれ変
換し、複数の光学変調部がこれら複数の光学変換部から
の平行光を視差映像信号に基づいてそれぞれ光学変調
し、光学投射部が複数の光学変調部からの変調光を光学
的に合成して投射し、光学集光部が観察者の左および右
眼にそれぞれ対応する結像位置で視差映像を結像するよ
う集光する。複数の光源部から光学集光部までの光学的
距離は結像位置での色収差を補正するよう複数の光源部
から発生されるそれぞれの色成分光の波長の違いに基づ
いてそれぞれ決定される。

【０００６】このような立体映像表示装置によれば、色
収差の補正が光源毎に可能であるため、より確実に画像
品質の低下を防止できる。さらに、この構成は従来のよ
うな凹凸のレンズを重ね合わせを必要としないため、製
造コストおよび装置サイズを著しく増大させるこもな
い。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態に係
る立体映像表示装置を図面を参照して説明する。

【０００８】図１はこの立体映像表示装置１１の構造を
示す。この立体映像表示装置１１はそれぞれ赤，緑，青
の光源であるランプ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ、これらラ
ンプ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂにそれぞれ取付けられるシ
ャッタ装置１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ、これらシャッタ装
置１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを介して発射される光をほぼ
平行光にする凸レンズ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ、複数の
画素領域に分割されこれら画素領域に対応する２次元空
間で凸レンズ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂからの平行光をそ
れぞれ光変調する空間変調部１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ、
これら変調パネル１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂからの変調光
を合成するダイクロイックプリズム１６、このダイクロ
イックプリズム１６からの合成光を一方向に拡大投射す
る投射レンズ１７、およびこの投射レンズ１７からの投
射光のスクリーンとなるフレネル凸レンズ１８を備え
る。投射レンズ１７については、従来のプロジェクショ
ンＴＶ用投射レンズと同様の構成である。また、各空間
変調部とスクリーンとが結像の関係になっている。シャ
ッタ装置１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂは例えば開放および遮
蔽範囲を自由に設定可能な液晶シャッタ装置により構成
され、ランプ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂから発生される
赤，緑，青の光をそれぞれ選択的に出力する。

【０００９】最初に緑色光の光源系に着目して説明す
る。シャッタ装置１３Ｇは図２に示すように観察者の右
眼の位置に対して物と像の関係になる右眼用シャッタ領
域２１を緑色光の光源位置として開放し、他の領域を遮
蔽する。これにより、ランプ１２Ｇからの緑色光はシャ
ッタ装置１３Ｇの右眼用シャッタ領域２１から拡散さ
れ、凸レンズ１４Ｇによりほぼ平行な光束に変換され、
空間変調部１５Ｇに入射する。空間変調部１５Ｇは、例
えば透過型の白黒液晶表示装置を使うことができる。空
間変調部１５Ｇは、図示しない映像信号処理回路により
得られる右眼用映像信号に基づいて右眼用の緑色映像を
表示する。この空間変調部１５Ｇにより空間変調を受け
た透過光は、光学合成部であるダイクロイックプリズム
１６へ入射する。透過光は図１に示すように反射せずに
ダイクロイックプリズム１６を透過して投射レンズ１７
に入射する。投射レンズ１７はこの入射光をスクリーン
であるフレネル凸レンズ１８へ拡大投射する。凸レンズ
１８はこの投射光を観察者の右眼に対応する結像位置１
９Ｒに集光する。

【００１０】赤の光源系についても同様である。シャッ
タ装置１３Ｒは右眼用シャッタ領域２２を赤色光の光源
位置として開放し、他の領域を遮蔽する。これにより、
ランプ１２Ｒからの赤色光はシャッタ装置１３Ｒの右眼
用シャッタ領域２２から拡散され、凸レンズ１４Ｒによ
りほぼ平行な光束に変換され、空間変調部１５Ｒに入射
する。空間変調部１５Ｒは、上述の映像信号処理回路に
より得られる右眼用映像信号に基づいて右眼用の赤色映
像を表示する。この空間変調部１５Ｒにより空間変調を
受けた透過光は、ダイクロイックプリズム１６へ入射す
る。透過光は図１に示すようにダイクロイックプリズム
１６で反射して投射レンズ１７に入射する。投射レンズ
１７はこの入射光をフレネル凸レンズ１８へ拡大投射す
る。凸レンズ１８はこの投射光を観察者の右眼に対応す
る結像位置１９Ｒに集光する。

【００１１】青の光源系についても同様である。シャッ
タ装置１３Ｂは右眼用シャッタ領域２３を青色光の光源
位置として開放し、他の領域を遮蔽する。これにより、
ランプ１２Ｂからの青色光はシャッタ装置１３Ｂの右眼
用シャッタ領域２３から拡散され、凸レンズ１４Ｂによ
りほぼ平行な光束に変換され、空間変調部１５Ｂに入射
する。空間変調部１５Ｂは、上述の映像信号処理回路に
より得られる右眼用映像信号に基づいて右眼用の青色映
像を表示する。この空間変調部１５Ｂにより空間変調を
受けた透過光は、ダイクロイックプリズム１６へ入射す
る。透過光は図１に示すようにダイクロイックプリズム
１６で反射して投射レンズ１７に入射する。投射レンズ
１７はこの入射光をフレネル凸レンズ１８へ拡大投射す
る。凸レンズ１８はこの投射光を観察者の右眼に対応す
る結像位置１９Ｒに集光する。

【００１２】以上のようにして、右眼用の映像では右眼
のみに入射するので、左眼には入射しない。左眼用の映
像についても同様に、空間変調部１５Ｇ，１５Ｒ，１５
Ｂが上述の映像信号処理回路より得られる左眼用映像信
号に基づいて左眼用の緑色、赤色、および青色映像をそ
れぞれ表示する。シャッタ装置１３Ｇ，１３Ｒ，１３Ｂ
は図２に示すように右眼用シャッタ領域２１，２２，２
３に対して水平にずれた左眼用シャッタ領域２４，２
５，２６を開放し、その他の領域部分を遮蔽する。緑
色、赤色、および青色光はそれぞれ空間変調され、ダイ
クロイックプリズム１６で合成されフレネル凸レンズ１
８へ拡大投射される。凸レンズ１８はそれぞれの入射光
を観察者の左眼に対応する結像位置１９Ｌに集光する。
このように、左眼用の映像は右眼に対応する結像位置１
９Ｒとは異なる結像位置１９Ｌで結像する。

【００１３】上述の動作を例えば１／１２０秒毎という
高い速度で交互に切換えることにより、観察者にはちら
つきなく立体映像として観察できる。

【００１４】凸レンズ１８には、加工性の良さや価格か
ら通常プラスチック素材が用いられる。プラスチック素
材も含む一般のレンズ材料は、光の波長によって屈折率
が異なる。すなわち、短波長の青色光での焦点距離はよ
り短く、長波長の赤色光での焦点距離はより長い。

【００１５】ここで、フレネル凸レンズ１８に着目す
る。図３に示すように、光軸上の物点Ｏから凸レンズ１
８方向へ出た光は凸レンズ１８の両面で屈折して、青色
光については像点ＰＢに結び，赤色光については像点Ｐ
Ｒに結ぶ。このため、観察者面２１が像点ＰＢを含む面
となるよう凸レンズ１８・観察者面３１間距離ＬＥＮを
設定すると、赤色光については観察者面３１より長さＬ
Ｐ後方の像点ＰＲに結ぶこどになり観察面では赤色光不
足により青っぽく観察される。

【００１６】一方、図１に示す立体映像表示装置では、
シャッタ装置１３Ｇ，１３Ｒ，１３Ｂから空間変調部１
５Ｇ，１５Ｒ，１３Ｂまでの光路長が青の光源系は短
く、赤色の光源系は長く、緑の光源系はそれらの中間値
となるよう配置してある。この配置にすることで図４に
示すように、凸レンズ１８へ入射する前に青色光と赤色
光の結像位置の差ＬＰ分に相当する距離Ｌだけ赤色光側
は光源方向にずれることになる。従って、赤色光と青色
光は、観察者面３１上のＰＢに像を結ぶ。緑色光も同様
にＰＢに像を結ぶ。

【００１７】また、図１では、緑、赤、青の光源系のそ
れぞれは、凸レンズ１４Ｇ，１４Ｒ，１４Ｂと空間変調
部１５Ｇ，１５Ｒ，１５Ｂ間の距離を互いに異ならせる
ように調整して配置しているが、図５に示すように、シ
ャッタ装置１３Ｇ，１３Ｒ，１３Ｂと凸レンズ１４Ｇ，
１４Ｒ，１４Ｂ間の距離を互いに異なるように調整して
配置してもよい。

【００１８】また、凸レンズ１４Ｇ，１４Ｒ，１４Ｂの
それぞれ使用波長での特性を異なる値としたり、シャッ
タ装置１３Ｇ，１３Ｒ，１３Ｂや凸レンズ１４Ｇ，１４
Ｒ，１４Ｂや空間変調部１５Ｇ，１５Ｒ，１５Ｂからな
る各光の通過経路に、図１および図５に示したそれぞれ
の空間に空気の代りにガラス媒質を挿入することにより
幾何学的な距離関係を一定に保ちつつ光学的距離を変え
てもよい。

【００１９】以上のように、観察者の観察する位置の光
源像は赤色光，緑色光，青色光が過不足なく足し合わさ
れた白色となり、良好に立体視できる。

【００２０】ここで、フレネル凸レンズ１８の赤色光の
波長での焦点距離をＦＲ，青色光の波長での焦点距離を
ＦＢとすると、薄肉レンズの結像関係の式から１／ＯＱ＋１／ＬＥＮ＝１／ＦＢ…（１）１／（ＯＱ＋Ｌ）＋１／ＬＥＮ＝１／ＦＲ…（２）が近似的に成り立ち、連立して解くことで距離Ｌを求め
られる。

【００２１】図２で示す緑，赤，青の光源系において、
シャッタ装置１３Ｇ，１３Ｒ，１３Ｂの右眼用シャッタ
領域２１，２２，２３，左眼用シャッタ領域２４，２
５，２６はそれぞれ結像倍率に応じて形状・面積を制御
している。これにより、複数の光源から光がほぼ同一領
域に重なって白色となって照らすことになり、照明され
た領域で良好に立体映像を観察できる。

【００２２】本実施形態では、３枚の液晶表示装置を用
いて、左右の映像を交互に提示する時分割多重方式の立
体映像表示装置を例として説明したが、例えば６枚の液
晶表示装置を用いて、左右映像を同時に提示する立体映
像表示装置においても同様の効果を得られる。

【００２３】さらに、観察者の位置を検出する位置セン
サを設け、さらにこの位置センサの出力に応じて光源部
と光学変換部と間の光学的距離、この光学変換部と光学
変調部と間の光学的距離、および複数の光学変換部の変
換特性の少なくとも一つを調整する調整部とを設けれ
ば、色収差を自動的に補正することも可能である。ここ
で、光源部はランプ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂおよびシャ
ッタ装置１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂであり、光学変換部は
凸レンズ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂであり、光学変調部は
空間変調部１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂである。

【００２４】次に、第２実施形態に係る立体映像表示装
置を図面を参照して説明する。

【００２５】図６は、この立体映像表示装置４１の構造
を示す。この立体映像表示装置４１はそれぞれ赤，緑，
青の色成分を含む白色の光を発生する白色ランプ４２、
このランプ４２に取付けられるシャッタ装置４３、この
シャッタ装置４３を介して発射される光をほぼ平行光に
する凸レンズ４４、この凸レンズ４４からの平行光をそ
れぞれ２次元空間で光変調する空間変調部となる透過型
カラーＬＣＤパネル４５、およびこのＬＣＤパネル４５
からの変調光を一方向に拡大投射する投射レンズ４７、
およびこの投射レンズ４７からの投射光のスクリーンと
なるフレネル凸レンズ４８を備える。

【００２６】ここで、最初に右眼に着目して説明する。
白色ランプ４２からの光がシャッタ装置４３へ入射す
る。シャッタ装置４３はこの光を右眼用シャッタ領域に
おいてのみ透過拡散させ、その他の領域を遮蔽する。右
眼用シャッタ領域から拡散光は、凸レンズ４４に入射
し、ほほ平行な光束となって透過型カラーＬＣＤパネル
４５に入射する。

【００２７】カラーＬＣＤパネル４５は、図７に示すよ
うに緑用画素領域ＰＸＧ，赤用画素領域ＰＸＲ，青用画
素領域ＰＸＢを交互に組み合わせたマトリクス構造を有
する。緑用画素領域ＰＸＧは赤や青の波長の光を透過さ
せずに緑の波長の光のみ透過させる。赤用画素領域ＰＸ
Ｒは緑や青の波長の光を透過させずに赤の波長の光のみ
透過させる。青用画素領域ＰＸＢは緑や赤の波長の光を
透過させずに青の波長の光のみを透過させる。尚、赤色
や青色に比べて緑色は人間の視感度が高いので２倍の密
度としている。ＬＣＤパネル４５に入射した光は、ＬＣ
Ｄパネル４５に表示された右眼用映像により２次元空間
で光強度変調される。この変調光は投射レンズ４７に入
射して、スクリーンであるフレネル凸レンズ４８へ拡大
投射される。ここで、カラーＬＣＤパネル４５と凸レン
ズ４８は投射レンズ４７に関して結像関係に配置してい
る。このため、カラーＬＣＤパネル４５の表示映像が投
射によりフレネル凸レンズ４８の位置で結像される。こ
のフレネル凸レンズ４８では、緑光集光領域、赤光集光
領域、青光集光領域が図８に示すようにカラーＬＣＤパ
ネル４５の画素領域と同様に並び、これら集光領域を画
素として映像が表示される。フレネル凸レンズ４８の各
集光領域はカラーＬＣＤパネル４５の対応画素領域を投
射レンズ４７の倍率に基づいて拡大したサイズになる。
このフレネル凸レンズでは、緑用画素領域ＰＸＧを透過
してきた緑色光が緑用集光領域に入射し、赤色画素領域
ＰＸＲを透過してきた赤色光が赤用集光領域に入射し、
青用画素領域ＰＸＢを透過してきた青色光が青用集光領
域に入射する。

【００２８】図９はフレネル凸レンズ４８の構成を示
す。このフレネル凸レンズ４８は緑色光，赤色光，青色
光のそれぞれについて同一の焦点距離を得るために図９
の（ａ）に示すような曲率のレンズ面を有する。このよ
うにレンズ面の曲率をこれら色成分光の波長帯域に対応
して異ならせることにより、これら色成分の光がいずれ
も観察者面で結像可能となる。図９の（ａ）では、凸レ
ンズの曲面形状を比較し易くするために光軸を通る断面
が頂点を揃えて示されている。赤色光は波長が長く、こ
の波長でのフレネルレンズ用合成樹脂の屈折率は、緑色
光，青色光の波長での屈折率と比べ小さいので、レンズ
面の曲率を緑色光用，青色光用のレンズ面の曲率より大
きい値となる。すなわち、（赤色光用レンズ面の曲率）
＞（緑色光用レンズ面の曲率）＞（青色光用レンズ面の
曲率）となる。図９の（ｂ）は、これら緑、青、および
赤光用集光領域のレンズ面の配置を示す。

【００２９】フレネル凸レンズ４８は上述した集光領域
に対応して配列されたフレネル片の集合として形成され
る。図１０では、これらフレネル片の平面的な配置およ
び断面形状が示される。ここで、中央光軸を通る横軸
ｘ，縦軸ｙに沿った集光領域に対応するフレネル片に注
目してさらに説明する。

【００３０】フレネル凸レンズ４８は、緑用集光領域と
青用集光領域が横軸Ｘに沿って交互に現れる構造を有す
る。このため、横軸Ｘ方向のフレネル片は図１０におい
て下側に示すように緑色光用レンズ曲面および青色光用
レンズ曲面が交互に配置される断面形状となる。他方、
フレネル凸レンズ４８は、緑用集光領域と赤用集光領域
が縦軸ｙに沿って交互に現れる構造を有する。このた
め、縦軸ｙ方向のフレネル片は図１０において右側に示
すように緑色光用レンズ曲面および赤色光用レンズ曲面
が交互に配置される断面形状となる。

【００３１】スクリーン凸レンズ４８では、緑色、赤
色、および青色の入射光はそれぞれ緑用、赤用、および
青用フレネルレンズ片に入射するので、右眼用映像は緑
色、赤色、青色のいずれの色成分についても観察者の右
眼に対応する結像位置４９Ｒに集光される。左眼用映像
についても同様である。白色ランプ４２から発した光が
シャッタ装置４３の左眼用シャッタ領域を透過拡散し
て、凸レンズ４４によりほぼ平行な光束になり、カラー
ＬＣＤパネル４５に入射する。カラーＬＣＤパネル４５
に表示されている左眼用映像に従って、空間変調された
光は投射レンズ４７によりスクリーンである凸レンズ４
８へ拡大投射される。凸レンズ４８により、左眼用映像
は緑色、赤色、青色のいずれの色成分についても観察者
の左眼に対応する結像位置４９Ｌに集光される。以上の
動作を交互に高速に繰り返す。従って、観察者は色収差
による画面の色づきなく良好に映像を立体視できる。ま
た、従来のフレネル凸レンズを使用した立体映像表示装
置では、画素領域ピッチとフレネルレンズピッチとによ
るモアレ縞が発生するが、本実施形態のように特定色の
フレネルがメッシュ状に配置されるフレネル凸レンズ４
８では、モアレ縞は発生せず観察映像の品位が向上する
という効果もある。

【００３２】次に、本発明の第３実施形態に係る立体映
像表示装置を説明する。この立体映像表示装置は、図６
に示すカラーＬＣＤパネル４５およびフレネル凸レンズ
４８の構成を除いて第２実施形態の立体映像表示装置と
同様である。このため、第２実施形態と同一部分につい
て説明を省略する。本実施形態において、カラーＬＣＤ
パネル４５は、図１１に示すように、各々横方向に一列
に並ぶ同一色の画素領域で構成され、縦方向に緑，赤，
緑，青，緑，赤，．．．という色配列で並ぶ画素ストラ
イプを有する。フレネル凸レンズ４８はこのようなカラ
ーＬＣＤパネル４５の構成に対応して図１２に示すよう
に各々横軸ｘの方向に一列に並ぶ同一色の集光領域で構
成され、縦軸ｙの方向に緑，赤，緑，青，緑，
赤，．．．という色配列で並ぶフレネルレンズ片を有す
る。すなわち、びこのため、横軸Ｘ方向のフレネル片は
図１２において下側に示すように特定色用のレンズ曲面
が続く断面形状となる。他方、縦軸ｙ方向のフレネル片
は図１２において右側に示すように緑，赤，緑，青，
緑，赤，．．．という色用のレンズ曲面が順番に並ぶ断
面形状となる。

【００３３】横ストライプの太さは投射レンズ４７によ
る結像の倍率を乗じたカラーＬＣＤパネル４５の画素ス
トライプの太さに対応している。図１２では、等ピッチ
同心円状の縞でフレネルレンズを表現しているが、等ピ
ッチに限定する必要はない。

【００３４】以上のように、フレネル凸レンズ４８へ入
射する光はそれぞれ、緑色光は緑色光用レンズ曲面をも
った領域へ入射し、赤色光は赤色光用レンズ曲面をもっ
た領域へ入射し、青色光は青色光用レンズ曲面をもった
領域へ入射するので、それぞれの曲面に従った屈折によ
りともに観察者の左右眼に対応して異なる結像位置に集
光される。従って、観察者は色収差による画面の色づき
なく良好に映像を立体視できる。カラーＬＣＤパネル４
５およびフレネル凸レンズ４８がそれぞれ図１１および
図１２に示すような構成である場合、立体映像表示で水
平視差を表現する水平解像度を低下させること無く立体
映像を得ることができるという効果もある。

【００３５】図１３は図１２に示すフレネル凸レンズ４
８の変形例を示す。この変形例では、カラーフィルタ部
９１が例えば図１３の（ａ）に示すように投射レンズ４
７に対向するフレネル凸レンズ４８の平面上に形成され
る。このカラーフィルタ部９１は緑用、赤用、青用集光
領域にそれぞれ配置される緑色光透過フィルタ９１Ｇ，
赤色光透過フィルタ９１Ｒ，青色光透過フィルタ９１Ｂ
により構成される。これら光透過フィルタ９１Ｇ，９１
Ｒ，９１Ｂを使用すると、隣接集光領域に入射すべき光
や迷光のような所望波長帯域以外の光が誤ってそれぞれ
の集光領域に入射しレンズ曲面で屈折して観察者の眼に
達することを防止することができる。

【００３６】尚、図１３の（ａ）では、カラーフィルタ
部９１が特定色用のフレネル片が横ストライプ状に配置
される第２実施形態のフレネル凸レンズ４８に適用した
が、特定色用のフレネル片がメッシュ状に配置される第
１実施形態のフレネル凸レンズ４５に適用しても同様の
効果を得ることができる。この場合、各色の光透過フィ
ルタもメッシュ状にされる。

【００３７】また、図１２に示すフレネル凸レンズ４８
は図１２の（ａ）に示す構成に加えて、図１２の（ｂ）
に示すようにカラーフィルタ部９１のカラーフィルタ部
９１Ｇ，９１Ｒ，９１Ｂ相互の境界部分を覆うように塗
布される遮光膜９２を含むこともできる。光がフレネル
凸レンズ４８のレンズ面の不連続部分へ入射した場合、
この遮光膜９２はこの不連続部分で生じる屈折により不
適切な経路で観察者の眼に達することを防ぐことができ
る。

【００３８】尚、上述の実施形態はいずれも１枚構成の
フレネル凸レンズを使用したが、フレネル凹レンズを含
む複数枚のフレネルレンズの組合わせで構成される合成
レンズを使用した場合でも同様の効果を得ることができ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば色収差に
よる映像品質の低下を確実に防止できる立体映像表示装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る立体映像表示装置
の構成を示す図である。

【図２】図１に示すシャッタ装置の動作を示す図であ
る。

【図３】図１に示すフレネル凸レンズの色収差を説明す
る図である。

【図４】図１に示すフレネル凸レンズの色収差を説明す
る図である。

【図５】図１に示す立体表示装置の変形例を示す図であ
る。

【図６】本発明の第２実施形態に係る立体表示装置の構
成を示す図である。

【図７】図６に示すカラーＬＣＤパネルの画素領域配置
を説明する図である。

【図８】図６に示すフレネル凸レンズの集光領域配置を
説明する図である。

【図９】図６に示すフレネル凸レンズの緑，赤，青レン
ズ曲面を説明する図である。

【図１０】図６に示すフレネル凸レンズのフレネル片の
構成を示す図である。

【図１１】本発明の第３実施形態に係る立体表示装置の
ＬＣＤパネル構成を示す図である。

【図１２】図１１に示すＬＣＤパネルに対応するフレネ
ル凸レンズ構成を示す図である。

【図１３】図１２に示すフレネル凸レンズの第１および
第２変形例を示す図である。

【符号の説明】

１２Ｒ〜１２Ｂ…ランプ、１３Ｒ〜１３Ｂ…シャッタ装
置、１４Ｒ〜１４Ｂ…凸レンズ、１５Ｒ〜１５Ｂ…空間
変調部、１６…ダイクロイックプリズム、１７…投射レ
ンズ、１８…フレネル凸レンズ１８。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｄ５Ｇ４３５Ｇ０３Ｂ 21/00 33/12 33/12 35/20 35/20 Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６１Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６１ 19/12 Ｚ 19/12 Ｈ０４Ｎ 13/04 Ｈ０４Ｎ 13/04 15/00 15/00 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０Ｆターム(参考） 2H048 BA02 BB02 BB03 BB08 BB10 BB42 2H059 AA25 2H088 EA07 EA15 EA19 EA33 HA13 HA24 HA27 MA05 2H091 FA05X FA26X FA26Z FA27X FA41Z FB02 FD01 FD24 LA15 LA20 LA21 MA01 5C061 AA06 AA11 AA25 AB16 5G435 AA01 BB01 BB17 CC11 CC12 DD06 DD09 FF11 FF15 GG05 GG27 LL15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】左および右眼用発光位置を有し互いに異
なる色の光を発生する複数の光源部と、前記複数の光源
部からの光をほぼ平行光にそれぞれ変換する複数の光学
変換部と、これら複数の光学変換部からの平行光を視差
映像信号に基づいてそれぞれ光学変調する複数の光学変
調部と、前記複数の光学変調部からの変調光を光学的に
合成して投射する光学投射部と、観察者の左および右眼
にそれぞれ対応する結像位置で視差映像を結像するよう
集光する光学集光部を備え、前記複数の光源部から前記
光学集光部までの光学的距離が前記結像位置での色収差
を補正するよう前記複数の光源部からそれぞれ発生され
る光の波長の違いに基づいてそれぞれ決定されることを
特徴とする立体映像表示装置。
【請求項２】前記複数の光源部と前記複数の光学変換
部と間の光学的距離、前記複数の光学変換部と前記光学
変調部と間の光学的距離、および前記複数の光学変換部
の変換特性の少なくとも一つが前記複数の光源部から前
記光学集光部までの光学的距離をそれぞれ決定するため
に調整されることを特徴とする請求項１に記載の立体映
像表示装置。
【請求項３】前記複数の光源部は、これら光源部から
の光を前記光学変調部で光学変調せずに透過させた場合
に前記結像位置で得られる光源像が相互に位置ずれなく
重なるよう構成されることを特徴とする請求項１に記載
の立体映像表示装置。
【請求項４】左および右眼用発光位置を有し複数の色
成分を含む光を発生する光源部と、これら色成分のいず
れかを透過させる複数の画素領域に分割され、これら画
素領域の透過光を視差信号に基づいてそれぞれ光学変調
する光学変調部と、前記光学変調部からの変調光を投射
する光学投射部と、観察者の左および右眼にそれぞれ対
応する結像位置で視差映像を結像するよう集光する光学
集光部を備え、前記光学集光部は前記複数の画素領域を
それぞれ透過する色成分光を集光する複数の集光領域に
分割され、これら複数の集光領域の集光特性が前記結像
位置での色収差を補正するよう前記複数の画素領域を透
過する色成分光の波長帯域の違いに基づいてそれぞれ決
定されることを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項５】前記光学集光部は前記複数の集光領域と
して複数のフレネル片を有するフレネルレンズであり、
これらフレネル片が複数の色成分光について同一の焦点
距離を得るよう各波長帯域毎に異なる曲率形状に設定さ
れることを特徴とする請求項４に記載の立体映像表示装
置。
【請求項６】前記複数のフレネル片は前記複数の画素
領域が行および列毎に異なる色成分光を透過する場合に
各色色成分光についてメッシュ状に配列されることを特
徴とする請求項５に記載の立体表示装置。
【請求項７】前記複数のフレネル片は前記複数の画素
領域が行毎に異なる色成分光を透過する場合に各色成分
光についてストライプ状に配列されることを特徴とする
請求項５に記載の立体映像表示装置。
【請求項８】さらに前記複数のレンズ要素の各々に対
応色成分光の波長帯域のみを透過させるために付加され
るカラーフィルタを備えることを特徴とする請求項５に
記載の立体映像表示装置。
【請求項９】さらに前記複数レンズ要素の境界を覆う
遮光部材を備えることを特徴とする請求項５に記載の立
体映像表示装置。