JPH09222584A - 立体映像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空間光変調素子の大きさより、画面サイズの
大きい立体映像を表示できる、眼鏡を必要としない立体
映像表示装置を得る。 【解決手段】 空間光変調素子と、空間光変調素子の背
面には投影用凸レンズ板を近接して配置し、前面には拡
大用凸レンズ板を配置して、発光面上の任意の左右２つ
の領域で交互に時分割発光させる分割光源で構成した立
体映像表示装置で、前記空間光変調素子に時分割表示さ
れた左眼用および右眼用のステレオ画像を、拡大用凸レ
ンズ板で拡大し、鑑賞者の左右両眼へ選択的に照射する
ことで、空間光変調素子の大きさより画面サイズの大き
い立体映像を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、眼鏡を必要としな
い立体映像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】眼鏡を使用しないで立体映像を表示する
には、なんらかの光学作用で、立体映像を構成する多方
向像のうち各方向像に対応する表示光線を鑑賞者の目の
位置で収束させ、それぞれの収束点が横方向に鑑賞者の
左右両眼の間隔（瞳孔間隔）になるようにすることで、
その鑑賞位置に両眼を置くと自律的に左右両眼にそれぞ
れ左右映像が分離投影され、立体映像として鑑賞できる
ようにする必要がある。このような光学作用を得るため
に、例えば、映像表示装置と鑑賞者の間にパララクス・
バリヤやレンチキュラー板を配置したりしていた。

【０００３】しかし、パララックス・バリヤやレンチキ
ュラー板を使用して得られる各方向像は、映像表示装置
の表示面の（１／方向数）の部分で表示されるので、水
平方向の解像度の低下と水平と垂直の解像度にアンバラ
ンスを招くと同時に、パララクス・バリヤの場合には明
るさの低下、レンチキュラー板の場合にはレンズ収差に
起因するボケによる分離の限界も生ずる。

【０００４】そこで、このような問題を解決するものと
して、カラーＬＣＤなどの空間光変調素子に鑑賞者の左
眼用および右眼用の方向像に対応したステレオ画像を時
分割で表示させ、時間切り換えに対応して異なる位置か
ら光を照射できる二次元ディスプレイデバイスで、前記
各方向像を左右両眼に選択的に投影することにより立体
映像を表示する立体映像表示装置がある。

【０００５】図１２は、例えば、特表平４ー５０４７８
６号公報に示された従来の立体映像表示装置を上方から
見た原理図であり、図において、１は空間光変調素子、
２３は凸レンズ板、２４は二次元ディスプレイデバイ
ス、２５は二次元ディスプレイデバイス２４のスクリー
ンで、スクリーン２５上の任意のスポット２５ａで発光
する。２６は空間光変調素子１に表示されるステレオ画
像の時分割の制御と二次元ディスプレイデバイス２４の
発光の制御を行う時分割制御回路、ＥＹＥは鑑賞者の視
点である。

【０００６】このような、図１２に示す従来の立体映像
表示装置では、スポット２５ａからの光は、凸レンズ板
２３を通過するため視点ＥＹＥの位置でしか、空間光変
調素子１に表示された映像の光源としては作用しない。
そのため空間光変調素子１に表示されたステレオ画像と
スポット２５ａの発光位置を時分割制御回路２６で時分
割的に切り換えるように制御することで、空間光変調素
子１に時分割表示されたステレオ画像は左眼用および右
眼用の方向像として左右両眼に分離投影でき、立体映像
として鑑賞できる。

【０００７】また、空間光変調素子と二次元ディスプレ
イデバイスを２台ずつ設け、それぞれ独立に左眼用、右
眼用とし、ハーフミラーを用いて合成することで立体映
像を表示する立体映像表示装置がある。図１３は、例え
ば、特開平７ー１５９７２３号公報に示された別構成の
従来の立体映像表示装置を前方から見た図であり、図に
おいて、２７は白黒ＣＲＴで、図１２の二次元ディスプ
レイデバイス２４に相当する。２８はハーフミラー、２
９はＬＥＤ、３０は白黒ＣＣＤカメラ、３１は信号分配
器、３２はネガポジ反転回路、３３は鑑賞者である。図
１３に示すように、左眼用および右眼用のステレオ画像
は、左眼用、右眼用に独立に構成された空間光変調素子
１に表示され、白黒ＣＲＴ２７を光源として、ハーフミ
ラー２８で合成後、左右両眼に分離投影され、立体映像
として鑑賞できる。

【０００８】さらに、ＬＥＤ２９で照明された鑑賞者３
３の顔半分を白黒ＣＣＤカメラ３０で撮影して、信号分
配器３１から一方はそのまま、もう一方はネガポジ反転
回路３２を通して白黒ＣＲＴ２７に発光点として表示す
ることで、鑑賞者の位置が移動しても鑑賞位置に光源が
追従するので立体映像を鑑賞できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の立体映像表示装
置は、立体映像を表示できる大きさがカラーＬＣＤなど
の空間光変調素子の大きさで決まるので、画面サイズを
大きくすることが困難であるという問題点があった。

【００１０】また、鑑賞者が、立体映像を投影可能な範
囲内に移動する途中で、片眼だけへの投影などの自然界
に存在しない不自然な視覚が生じるという問題点があっ
た。

【００１１】また、鑑賞者の位置検出に、鑑賞者を斜め
から照明する必要があるので、立体映像表示装置の本体
以外に照明装置を設置しなければならないという問題点
があった。

【００１２】また、凸レンズ板の光学作用によって、鑑
賞者の左右両眼へのステレオ画像の分離投影を行うの
で、光学系として奥行きが必要となり、装置が大型化す
るという問題点があった。

【００１３】本発明は上述のような問題点を解消するた
めになされたもので、第１の目的は、空間光変調素子の
大きさより、画面サイズの大きい立体映像を表示できる
立体映像表示装置を得るものである。

【００１４】また、第２の目的は、空間光変調素子の大
きさより画面サイズの大きい立体映像を表示できる立体
映像表示装置において、片眼だけへの投影などの自然界
に存在しない不自然な視覚が生じない立体映像表示装置
を得るものである。

【００１５】また、第３の目的は、空間光変調素子の大
きさより画面サイズの大きい立体映像を表示できる立体
映像表示装置において、立体映像表示装置の本体だけ
で、立体映像を鑑賞できる立体映像装置からの距離に鑑
賞者がいるかどうかを判定できる位置判定手段を備えた
立体映像表示装置を得るものである。

【００１６】また、第４の目的は、空間光変調素子の大
きさより画面サイズの大きい立体映像を表示できる立体
映像表示装置において、立体映像表示装置の本体だけ
で、立体映像を鑑賞可能な立体映像装置からの距離と左
右位置に鑑賞者がいるかどうかを判定できる位置判定手
段を備えた立体映像表示装置を得るものである。

【００１７】また、第５の目的は、空間光変調素子の大
きさより画面サイズの大きい立体映像を表示できる立体
映像表示装置において、鑑賞者が左右に位置を移動して
もステレオ画像を鑑賞者の視点へ追従させることができ
る立体映像表示装置を得るものである。

【００１８】また、第６の目的は、空間光変調素子の大
きさより画面サイズの大きい立体映像を表示できる立体
映像表示装置において、鑑賞者が前後に位置を移動して
もステレオ画像を鑑賞者の視点へ追従させることができ
る立体映像表示装置を得るものである。

【００１９】また、第７の目的は、空間光変調素子の大
きさより画面サイズの大きい立体映像を表示できる立体
映像表示装置において、鑑賞者の視点が移動することに
よって生じる立体像の変化（以下、運動視差）を鑑賞で
きる立体映像表示装置を得るものである。

【００２０】また、第８の目的は、空間光変調素子の大
きさより画面サイズの大きい立体映像を表示できる立体
映像表示装置において、立体映像表示装置の本体だけ
で、鑑賞者の立体映像装置からの距離と左右位置を検出
できる位置検出手段を備えた立体映像表示装置を得るも
のである。

【００２１】また、第９の目的は、空間光変調素子の大
きさより画面サイズの大きい立体映像を表示できる立体
映像表示装置において、奥行きの短い立体映像表示装置
を得るものである。

【００２２】また、第１０の目的は、空間光変調素子の
大きさより画面サイズの大きい立体映像を表示できる立
体映像表示装置において、フリッカのない立体映像を表
示可能な立体映像表示装置を得るものである。

【００２３】また、第１１の目的は、奥行きの短い立体
映像表示装置を得るものである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る立体映像表
示装置においては、空間光変調素子と、空間光変調素子
の背面に近接して配置した投影用凸レンズ板と、空間光
変調素子の前面に配置した拡大用凸レンズ板と、空間光
変調素子にステレオ画像を時間交互に切り換えて時分割
表示する時分割手段と、発光面上の任意の部分領域で発
光する分割光源と、分割光源を左右２つの領域で交互に
時分割発光させる発光制御手段で構成したものである。

【００２５】また、鑑賞者の位置判定手段と、表示停止
手段を備えたものである。

【００２６】また、位置判定手段を、ビーム光源と、ビ
ーム受光器で構成したものである。

【００２７】また、位置判定手段を、２個のビーム光源
と、２個のビーム受光器で構成したものである。

【００２８】また、鑑賞者の位置検出手段と、分割光源
の左右２つの発光領域を移動させる発光位置移動手段を
備えたものである。

【００２９】また、分割光源の前後位置を移動させる投
影距離移動手段を備えたものである。

【００３０】また、３以上の方向像を鑑賞者の視点位置
に応じた隣接２方向像に切り換える信号切換手段を備え
たものである。

【００３１】また、位置検出手段を、鑑賞可能範囲内で
の鑑賞者の左右両眼への分離投影に必要な複数組のビー
ム光源およびビーム受光器で構成したものである。

【００３２】また、空間光変調素子と拡大用凸レンズ板
の間に、平面ミラーを備えたものである。

【００３３】また、空間光変調素子と、投影用凸レンズ
板と、分割光源を、鑑賞者の左右両眼用にそれぞれ独立
して備え、ハーフミラーで合成後に拡大用凸レンズ板で
拡大虚像として鑑賞できるように構成したものである。

【００３４】また、拡大用凸レンズ板を、空間光変調素
子の前面に近接して配置した投影距離短縮用凸レンズ板
としたものである。

【００３５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態である立体映
像表示装置においては、空間光変調素子と、投影用凸レ
ンズ板と、拡大用凸レンズ板と、時分割手段と、分割光
源と、発光制御手段で構成したので、空間光変調素子が
表示する画像を拡大虚像として鑑賞することができる。

【００３６】また、鑑賞者の位置判定手段と、表示停止
手段を備えたので、立体映像を投影可能な範囲外では表
示を行わないようにすることができる。

【００３７】また、位置判定手段を、ビーム光源と、ビ
ーム受光器で構成したので、立体映像を鑑賞できる立体
映像表示装置からの距離に鑑賞者がいる場合でのみ、ビ
ーム光源から発したビーム光が拡大用凸レンズ板を通過
し鑑賞者により反射、反射ビーム光が再び拡大用凸レン
ズ板を通過してビーム受光器で受光される光路を有する
ようにすることができる。

【００３８】また、位置判定手段を、２組のビーム光源
とビーム受光器で構成したので、立体映像を鑑賞できる
立体映像表示装置からの距離および左右位置に鑑賞者が
いる場合でのみ、ビーム光源から発したビーム光が拡大
用凸レンズ板を通過し鑑賞者により反射、反射ビーム光
が再び拡大用凸レンズ板を通過してビーム受光器で受光
される、２組の光路を有するようにすることができる。

【００３９】また、鑑賞者の位置検出手段と、分割光源
の左右２つの発光領域を移動させる発光位置移動手段を
備えたので、鑑賞者が左右に位置を移動してもステレオ
画像を鑑賞者の視点へ追従させることができる。

【００４０】また、分割光源の前後位置を移動させる投
影距離移動手段を備えたので、鑑賞者が前後に位置を移
動してもステレオ画像を鑑賞者の視点へ追従させること
ができる。

【００４１】また、３以上の方向像を鑑賞者の視点位置
に応じた隣接２方向像に切り換える信号切換手段を備え
たので、鑑賞者の視点位置の移動に対応したステレオ画
像を鑑賞者へ投影することができる。

【００４２】また、位置検出手段を、鑑賞可能範囲内で
の鑑賞者の左右両眼への分離投影に必要な複数組のビー
ム光源およびビーム受光器で構成したので、複数組のビ
ーム光源およびビーム受光器の中から、鑑賞者の立体映
像装置からの距離と左右位置に対応した２組のビーム光
源とビーム受光器でのみ、ビーム光源から発したビーム
光が拡大用凸レンズ板を通過し鑑賞者により反射、反射
ビーム光が再び拡大用凸レンズ板を通過してビーム受光
器で受光される光路を有することができる。

【００４３】また、空間光変調素子と拡大用凸レンズ板
の間に、平面ミラーを備えたので、空間光変調素子と、
投影用凸レンズ板と、分割光源を立体映像表示装置の底
面に配置することができる。

【００４４】また、空間光変調素子と、投影用凸レンズ
板と、分割光源を、鑑賞者の左右両眼用にそれぞれ独立
して備え、ハーフミラーで合成後に拡大用凸レンズ板で
拡大虚像として鑑賞できるように構成したので、鑑賞者
の左右両眼にステレオ画像を時間並行的に分離投影する
ことができる。

【００４５】また、拡大用凸レンズ板を、空間光変調素
子の前面に近接して配置した投影距離短縮用凸レンズ板
としたので、投影用凸レンズ板と分割光源との間の距離
を短くすることができる。

【００４６】以下、本発明をその実施の形態を示す図面
に基づいて具体的に説明する。 実施の形態１．図１は本発明の実施の形態１である立体
映像表示装置を上方から見た原理図である。図におい
て、１は空間光変調素子、２は投影用凸レンズ板、３は
分割光源で、ＣＲＴなどの二次元表示ディスプレイ、ま
たは面光源と光シャッタの組み合わせなどで構成され、
３Ｌ、３Ｒはそれぞれ交互に時分割して発光する発光領
域である。４は拡大用凸レンズ板、５は空間光変調素子
１に表示するステレオ画像の信号を出力する左右映像信
号源で、５Ｌ、５Ｒはそれぞれ映像Ｌ、Ｒを出力する左
眼映像、右眼映像信号源である。６は空間光変調素子１
に表示するステレオ画像を時間交互に切り換える時分割
回路、７は空間光変調素子１に表示するステレオ画像の
時間交互の切り換えに対応して分割光源３を領域３Ｌ、
３Ｒで交互に発光するように制御する分割制御回路、８
は空間光変調素子１に表示するステレオ画像が拡大用凸
レンズ板４によって拡大された拡大虚像である。Ｌ、Ｒ
はそれぞれ分割光源３の領域３Ｌ、３Ｒの発光により拡
大虚像８が鑑賞できる領域である。

【００４７】次に、図１を参照して動作について説明す
る。図１に示すように、分割光源３の発光領域３Ｌから
発した光は、投影用凸レンズ板３、および拡大用凸レン
ズ板４によって領域Ｌ内に結像される。逆に、領域Ｌ内
から分割光源３を見ると、発光領域３Ｌが空間光変調素
子１全面に拡大される。すなわち、領域Ｌ内では、分割
光源３の発光領域３Ｌだけが空間光変調素子１のバック
ライトとして作用する。同様に、領域Ｒ内では、発光領
域３Ｒだけが空間光変調素子１のバックライトとして作
用する。空間光変調素子１はそれ自体発光せず透過光を
制御して映像を表示するので、バックライトがない状態
では画像は見えない。

【００４８】そのため、発光領域３Ｌが発光していると
きは領域Ｌ内から見た場合だけ、また発光領域３Ｒが発
光しているときは領域Ｒ内から見た場合だけ空間光変調
素子１が表示する映像を鑑賞することができる。その結
果、映像Ｌ、Ｒを時分割回路６で高速に切り換えて空間
光変調素子１に表示して、それに対応して分割制御回路
７で分割光源３の発光領域３Ｒ、３Ｌを高速に切り換え
ることで、左眼を領域Ｌ内に、右眼を領域Ｒ内に持って
いき空間光変調素子１を見れば、映像Ｌ、Ｒは左右眼に
分離投影され、別々に視差角の異なる方向像として見る
ことができる。

【００４９】次に、空間光変調素子１に表示された映像
Ｌ、Ｒが拡大虚像として鑑賞できることについて説明す
る。分割光源３の発光領域３Ｌ、３Ｒから発した光は空
間光変調素子１で変調されて、空間光変調素子１面上に
映像が表示されたことと等価になる。そこで、空間光変
調素子１に表示された映像は、拡大用凸レンズ板４によ
って、拡大された拡大虚像８として鑑賞できる。

【００５０】実施の形態２．図２は本発明の実施の形態
２である立体映像表示装置を上方から見た原理図であ
り、上記実施の形態１に鑑賞者の位置判定手段と表示停
止手段を備えたものである。図において、９は位置判定
器で、鑑賞者がステレオ画像を分離投影できる位置にい
るかどうかを判定する。１０は表示停止回路で、位置判
定器９の判定信号により分割光源３の発光を停止する。

【００５１】次に、図２を参照して動作について説明す
る。図２に示すように、位置判定器９は、分割光源３の
発光領域３Ｌ、３Ｒの発光によりステレオ画像を分離投
影できる領域Ｌ、Ｒの位置に、鑑賞者がいるかどうかを
判定する。そして、表示停止回路１０は、位置判定器９
の判定信号によって、分割光源３の発光、または発光停
止を切り換えて制御する。この結果、領域Ｌ、Ｒの位置
に鑑賞者が左右両眼を持っていく途中で片眼だけへの投
影など自然界に存在しない不自然な視覚が生じることな
く、直接に空間光変調素子の大きさより画面サイズの大
きい立体映像を鑑賞することができる。

【００５２】実施の形態３．図３は本発明の実施の形態
３である立体映像表示装置を上方から見た原理図であ
り、上記実施の形態２の鑑賞者の位置判定手段の一例を
示したものである。図において、１１はビーム光源、１
２はビーム受光器である。ｄ０は拡大用凸レンズ板４か
ら鑑賞者にステレオ画像を分離投影できる領域Ｌ、Ｒま
での距離、ｄ１はｄ０より近い距離、ｄ２はｄ０より遠
い距離である。

【００５３】次に、図３を参照して動作について説明す
る。図３に示すように、ビーム光源１１を発したビーム
光は、拡大用凸レンズ板４を通過して、距離ｄ０の位置
にいる鑑賞者により反射、反射ビーム光が再び拡大用凸
レンズ板４を通過してビーム受光器１２で受光される光
路を有する。また、鑑賞者が距離ｄ１、またはｄ２にい
る場合はビーム受光器１２にはビーム光源１１を発した
ビーム光は受光できない。そのため、ビーム光源１１と
ビーム受光器１２によって、ステレオ画像を分離投影で
きる領域Ｌ、Ｒまでの距離ｄ０に、鑑賞者がいるかどう
かを判定することができる。この結果、立体映像表示装
置の正面から、領域Ｌ、Ｒの位置に鑑賞者が左右両眼を
持っていく途中で片眼だけへの投影など自然界に存在し
ない不自然な視覚が生じることなく、直接に空間光変調
素子の大きさより画面サイズの大きい立体映像を鑑賞す
ることができる。また、立体映像表示装置の本体以外に
照明装置などを設置することなく、本体だけで鑑賞者ま
での距離を判定することができる。

【００５４】実施の形態４．図４は本発明の実施の形態
４である立体映像表示装置を上方から見た原理図であ
り、上記実施の形態２の鑑賞者の位置判定手段の他の一
例を示したものである。図において、１１Ｌ、１１Ｒは
ビーム光源、１２Ｌ、１２Ｒはビーム受光器、１３は判
定演算回路で、ビーム受光器１２Ｌ、１２Ｒの両方で同
時にビーム光が受光した場合、鑑賞者の左右眼が領域
Ｌ、Ｒにいると判定する。ｗ０は立体映像表示装置の光
軸中心からの距離である。

【００５５】次に、図４を参照して動作について説明す
る。図４に示すように、ビーム光源１１Ｒを発したビー
ム光は、拡大用凸レンズ板４を通過して、距離ｄ０、か
つ光軸中心から領域Ｒ側に距離ｗ０の鑑賞者上の点で反
射、反射ビーム光が再び拡大用凸レンズ板４を通過して
ビーム受光器１２Ｒで受光される光路を有する。同様に
また、ビーム光源１１Ｌを発したビーム光は、拡大用凸
レンズ板４を通過して、距離ｄ０、かつ光軸中心から領
域Ｌ側に距離ｗ０の鑑賞者上の点で反射、反射ビーム光
が再び拡大用凸レンズ板４を通過してビーム受光器１２
Ｌで受光される光路を有する。そして、判定演算回路１
３は、ビーム受光器１２Ｌ、１２Ｒの両方で同時にビー
ム光が受光されない場合には、表示停止回路１０によ
り、分割光源３の発光を停止するように制御する。その
ため、鑑賞者が距離ｄ０にいるかどうかだけでなく、光
軸中心上にいるかどうかも判定することができる。この
結果、領域Ｌ、Ｒの位置に鑑賞者が左右両眼を持ってい
く途中で片眼だけへの投影など自然界に存在しない不自
然な視覚が生じることなく、直接に空間光変調素子の大
きさより画面サイズの大きい立体映像を鑑賞することが
できる。また、立体映像表示装置の本体以外に照明装置
などを設置することなく、本体だけで鑑賞者の位置を判
定することができる。

【００５６】実施の形態５．図５は本発明の実施の形態
５である立体映像表示装置を上方から見た原理図であ
り、鑑賞者が左右に位置を移動してもステレオ画像を鑑
賞者の視点へ追従させるようにしたものである。図にお
いて、１４は鑑賞者の左右位置を検出する左右位置検出
器、１５は発光位置制御回路で、分割光源３の発光領域
３Ｌ、３Ｒを移動させてステレオ画像を鑑賞者の視点の
左右の動きに追従して投影するように制御する。

【００５７】次に動作について説明する。図５に示すよ
うに、分割光源３の発光面上で、発光領域３Ｌ、３Ｒの
位置が左右に移動すると、立体映像を鑑賞可能な視点の
領域Ｌ、領域Ｒも左右に移動する。そこで、鑑賞者が左
右に移動する場合、左右位置検出器１４で検出した鑑賞
者の左右位置に対応して、分割光源３の発光領域３Ｌ、
３Ｒを発光位置制御回路１５により制御して、領域Ｌ、
Ｒを鑑賞者に追従させることで、鑑賞者が左右に動いて
も常に立体映像を鑑賞することができる。

【００５８】ところで、図５の例では視点の左右の動き
だけを説明したが、左右位置検出器１４を上下位置検出
器として、分割光源３の発光領域３Ｌ、３Ｒを上下に制
御することで、鑑賞者が上下に動いても常に立体映像を
鑑賞できることは言うまでもない。また、鑑賞者が複数
の場合、左右位置検出器１４で検出した複数の鑑賞者の
左右位置に対応して、分割光源３に発光領域３Ｌ、３Ｒ
を複数発光させて、複数の領域Ｌ、Ｒを複数の鑑賞者に
追従させることで、複数の鑑賞者が左右に動いても常に
立体映像を鑑賞することができることは言うまでもな
い。 実施の形態６．

【００５９】図６は本発明の実施の形態６である立体映
像表示装置を上方から見た原理図であり、鑑賞者が前後
に位置を移動してもステレオ画像を鑑賞者の視点へ追従
させるようにしたものである。図において、１６は鑑賞
者までの距離を検出する距離検出器、１７は光源移動装
置で、分割光源３を前後に移動させてステレオ画像を鑑
賞者の視点の前後の動きに追従して投影するように制御
する。

【００６０】次に動作について説明する。図６に示すよ
うに、分割光源３が前後に移動すると、立体映像を鑑賞
可能な視点の領域Ｌ、領域Ｒも前後に移動する。そこ
で、鑑賞者が前後に移動する場合、距離検出器１６で検
出した鑑賞者までの距離に対応して、分割光源３の前後
位置を光源移動装置１７により制御して、領域Ｌ、Ｒを
鑑賞者に追従させることで、鑑賞者が前後に動いても常
に立体映像を鑑賞することができる。

【００６１】実施の形態７．図７は本発明の実施の形態
７の一例である左右方向の運動視差が鑑賞可能な立体映
像表示装置を上方から見た原理図である。図において、
１８は３以上の方向像の隣接方向像に対応したステレオ
画像の信号を鑑賞者の左右位置に応じて選択する信号左
右切換回路である。また、左右映像信号源５は視点位置
に応じた映像Ａ〜Ｈの信号を出力する。また、Ａ〜Ｈ
は、左右眼の視点の位置である。

【００６２】次に動作について説明する。鑑賞者の左右
眼が位置Ａ、Ｂにあるとき、左右位置検出器１４は、位
置Ａ、Ｂに投影するように発光位置制御回路１５で分割
光源３の発光領域３Ｌ、３Ｒを移動させて発光すると同
時に、映像Ａ、Ｂを空間光変調素子１に表示するように
信号左右切換回路１８で選択する。同様に、位置Ａ〜Ｈ
内の領域で、鑑賞者の左右眼の位置に対応した映像を選
択する。そのため、図６に示した８つの映像で、７つの
立体映像を表示できる。この結果、鑑賞者が左右に移動
すると視点位置の移動に応じた運動視差を鑑賞すること
ができる。

【００６３】ところで、図７の例では８つの映像の場合
を示したが、任意の数の映像でもよいことは言うまでも
ない。また、運動視差として、左右方向の視点の移動だ
けを説明したが、分割光源３の発光領域３Ｌ、３Ｒを上
下方向に、およびの分割光源３を前後に動かすと同時
に、位置視点に応じたステレオ画像を選択することで、
上下、および前後の移動視点位置の移動に応じた運動視
差を鑑賞できることは言うまでもない。また、映像の数
で分割光源３の発光領域を分割して、順次発光に応じて
映像を切り換えてもよいことは言うまでもない。

【００６４】実施の形態８．図８は本発明の実施の形態
８である立体映像表示装置を上方から見た原理図であ
り、上記実施の形態７の鑑賞者の位置検出手段の一例を
示したものである。図において、１１ａ〜１１ｅはビー
ム光源、１２ａ〜１２ｅはビーム受光器、１９は左右位
置演算回路で、ビーム受光器１２ａ〜１２ｅの信号から
鑑賞者の位置を検出する。ａ〜ｅは、それぞれビーム光
源１１ａ〜１１ｅのビーム光がビーム受光器１２ａ〜１
２ｅに検出される反射点である。

【００６５】次に、図８を参照して動作について説明す
る。図８に示すように、ビーム光源１１ａ〜１１ｅを発
したビーム光は、それぞれ拡大用凸レンズ板４を通過し
て、反射点ａ〜ｅで反射、反射ビーム光が再び拡大用凸
レンズ板４を通過してビーム受光器１２ａ〜１２ｅで受
光される光路を有する。そして、左右位置演算回路１９
は、鑑賞者の左右眼の視点位置を、視点位置Ａ、Ｂは反
射点ａ、ｂでの反射で検出、視点位置Ｂ、Ｃは反射点ｂ
だけの反射で検出、視点位置Ｃ、Ｄは反射点ｂ、ｃでの
反射で検出、視点位置Ｄ、Ｅは反射点ｃだけの反射で検
出、視点位置Ｅ、Ｆは反射点ｃ、ｄの反射で検出、視点
位置Ｆ、Ｇでは反射点ｄだけの反射で検出、視点位置
Ｇ、Ｈは反射点ｄ、ｅの反射で検出、の関係で検出する
ことができる。すなわち、ｎ個の視点位置を検出するた
めに、（ｎ／２）＋１以上の整数個のビーム光源および
ビーム受光器を備えればよい。

【００６６】ところで、図８の例では８つの視点位置を
検出するために場合を示したが、任意の数の映像でもよ
いことは言うまでもない。また、運動視差として、左右
方向の視点の移動だけを説明したが、上下、および前後
にも反射点を設けるようにビーム光源およびビーム受光
器を備えることで、上下、および前後の移動視点位置を
検出できることは言うまでもない。

【００６７】実施の形態９．図９は本発明の実施の形態
９である立体映像表示装置の構造を斜め上方から見た図
であり、空間光変調素子１と拡大用凸レンズ板４の間に
平面ミラーを備えたものである。図において、２０は平
面ミラーである。拡大用凸レンズ板４で、空間光変調素
子１に表示されたステレオ画像を拡大するには光路を得
るための間隔が必要であり、そのため、立体映像表示装
置の奥行きは長くなっていた。そこで、図９に示すよう
に、空間光変調素子１と拡大用凸レンズ板４の間に、平
面ミラー２０を備えることで、空間光変調素子１と、投
影用凸レンズ板２と、分割光源３を立体映像表示装置の
底面に配置することができ、この結果、立体映像表示装
置の奥行きを短くすることができ、装置のコンパクト化
を図ることができる。

【００６８】実施の形態１０．図１０は本発明の実施の
形態１０である立体映像表示装置の構造を斜め上方から
見た図であり、空間光変調素子と、投影用凸レンズ板
と、分割光源を、鑑賞者の左右両眼用にそれぞれ独立し
て備え、ハーフミラーで合成後に拡大用凸レンズ板で拡
大虚像として鑑賞できるように構成したものである。図
において、２１は平面ハーフミラーである。図１０に示
すように、空間光変調素子１と、投影用凸レンズ板２
と、分割光源３を、鑑賞者の左右両眼用にそれぞれ独立
して備え、平面ハーフミラー２１で合成後に、拡大用凸
レンズ板で拡大虚像として鑑賞できるようにすること
で、時分割表示することによるフリッカを生じることな
く、空間光変調素子１の大きさより画面サイズの立体映
像を鑑賞することができる。

【００６９】実施の形態１１．図１１は本発明の実施の
形態１１である立体映像表示装置を上方から見た原理図
であり、拡大用凸レンズ板を、投影距離短縮用凸レンズ
板としたものである。図において、２２は投影距離短縮
用凸レンズ板で、空間光変調素子１の前面に近接して配
置している。図１１に示すように、空間光変調素子１の
前面に投影距離短縮用凸レンズ板２２を配置しているの
で、投影用凸レンズ板２だけで、分割光源３の発光を、
鑑賞者の左右両眼に投影する場合より、投影用凸レンズ
板２と分割光源３の間の距離を短縮できる。この結果、
立体映像表示装置の奥行きを短くすることができ、装置
のコンパクト化を図ることができる。

【００７０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に示すような効果を奏する。

【００７１】空間光変調素子と、投影用凸レンズ板と、
拡大用凸レンズ板と、時分割手段と、分割光源と、発光
制御手段で構成したので、空間光変調素子が表示する画
像を拡大虚像として鑑賞することができ、このため鑑賞
者は空間光変調素子の大きさより画面サイズの大きい立
体映像を鑑賞することができる。

【００７２】また、鑑賞者の位置判定手段と、表示停止
手段を備えたので、立体映像を投影可能な範囲以外では
表示を行わないようにすることができ、このため鑑賞者
が立体映像を観察できる位置に移動する途中で片眼だけ
への投影などの自然界に存在しない不自然な視覚が生じ
ることなく、直接に空間光変調素子の大きさより画面サ
イズの大きい立体映像を鑑賞することができる。

【００７３】また、位置判定手段を、ビーム光源と、ビ
ーム受光器で構成したので、立体映像を鑑賞できる立体
映像表示装置からの距離に鑑賞者がいる場合でのみ、ビ
ーム光源から発したビーム光が拡大用凸レンズ板を通過
し鑑賞者により反射、反射ビーム光が再び拡大用凸レン
ズ板を通過してビーム受光器で受光される光路を有する
ようにすることができ、このため立体映像表示装置の本
体だけで、鑑賞者が立体映像を鑑賞できる立体映像装置
からの距離にいるかどうかを判定することができる。

【００７４】また、位置判定手段を、２組のビーム光源
とビーム受光器で構成したので、立体映像を鑑賞できる
立体映像表示装置からの距離および左右位置に鑑賞者が
いる場合でのみ、ビーム光源から発したビーム光が拡大
用凸レンズ板を通過し鑑賞者により反射、反射ビーム光
が再び拡大用凸レンズ板を通過してビーム受光器で受光
される、２組の光路を有するようにすることができ、こ
のため立体映像表示装置の本体だけで、鑑賞者が立体映
像を観察できる立体映像装置からの距離および左右位置
にいるかどうかを判定することができる。

【００７５】また、鑑賞者の位置検出手段と、分割光源
の左右２つの発光領域を移動させる発光位置移動手段を
備えたので、鑑賞者が左右に位置を移動してもステレオ
画像を鑑賞者の視点へ追従させることができ、このため
鑑賞者の左右位置に関わらず空間光変調素子の大きさよ
り画面サイズの大きい立体映像を鑑賞できる。

【００７６】また、分割光源の前後位置を移動させる投
影距離移動手段を備えたので、鑑賞者が前後に位置を移
動してもステレオ画像を鑑賞者の視点へ追従させること
ができ、このため鑑賞者の前後位置に関わらず空間光変
調素子の大きさより画面サイズの大きい立体映像を鑑賞
できる。

【００７７】また、３以上の方向像を鑑賞者の視点位置
に応じた隣接２方向像に切り換える信号切換手段を備え
たので、鑑賞者の視点位置の移動に対応したステレオ画
像を鑑賞者へ投影することができ、このため運動視差の
ある空間光変調素子の大きさより画面サイズの大きい立
体映像を鑑賞できる。

【００７８】また、位置検出手段を、鑑賞可能範囲内で
の鑑賞者の左右両眼への分離投影に必要な複数組のビー
ム光源およびビーム受光器で構成したので、複数組のビ
ーム光源およびビーム受光器の中から、鑑賞者の立体映
像装置からの距離と左右位置に対応した２組のビーム光
源とビーム受光器でのみ、ビーム光源から発したビーム
光が拡大用凸レンズ板を通過し鑑賞者により反射、反射
ビーム光が再び拡大用凸レンズ板を通過してビーム受光
器で受光される光路を有することができ、このため立体
映像表示装置の本体だけで、鑑賞者の立体映像装置から
の距離と左右位置を検出できる位置検出手段を備えるこ
とができる。

【００７９】また、空間光変調素子と拡大用凸レンズ板
の間に、平面ミラーを備えたので、空間光変調素子と、
投影用凸レンズ板と、分割光源を立体映像表示装置の底
面に配置することができ、このため立体映像表示装置の
奥行きを短くすることができる。

【００８０】また、空間光変調素子と、投影用凸レンズ
板と、分割光源を、鑑賞者の左右両眼用にそれぞれ独立
して備え、ハーフミラーで合成後に拡大用凸レンズ板で
拡大虚像として鑑賞できるように構成したので、鑑賞者
の左右両眼にステレオ画像を時間並行的に分離投影する
ことができ、このためフリッカのない立体映像を、空間
光変調素子の大きさより画面サイズで鑑賞することがで
きる。

【００８１】また、拡大用凸レンズ板を、空間光変調素
子の前面に近接して配置した投影距離短縮用凸レンズ板
としたので、投影用凸レンズ板と分割光源との間の距離
を短くすることができ、このため立体映像表示装置の奥
行きを短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１である立体映像表示装
置を上方から見た原理図である。

【図２】 本発明の実施の形態２である立体映像表示装
置を上方から見た原理図である。

【図３】 本発明の実施の形態３である立体映像表示装
置を上方から見た原理図である。

【図４】 本発明の実施の形態４である立体映像表示装
置を上方から見た原理図である。

【図５】 本発明の実施の形態５である立体映像表示装
置を上方から見た原理図である。

【図６】 本発明の実施の形態６である立体映像表示装
置を上方から見た原理図である。

【図７】 本発明の実施の形態７の一例である左右方向
の運動視差が鑑賞可能な立体映像表示装置を上方から見
た原理図である。

【図８】 本発明の実施の形態８である立体映像表示装
置を上方から見た原理図である。

【図９】 本発明の実施の形態９である立体映像表示装
置の構造を斜め上方から見た図である。

【図１０】 本発明の実施の形態１０である立体映像表
示装置の構造を斜め上方から見た図である。

【図１１】 本発明の実施の形態１１である立体映像表
示装置を上方から見た原理図である。

【図１２】 従来の立体映像表示装置を上方から見た原
理図である。

【図１３】 別構成の従来の立体映像表示装置を前方か
ら見た図である。

【符号の説明】

１ 空間光変調素子、２ 投影用凸レンズ板、３ 分割
光源、４ 拡大用凸レンズ板、５ 左右映像信号源、６
時分割回路、７ 分割制御回路、８ 拡大虚像、９
位置判定器、１０ 発光停止回路、１１ ビーム光源、
１２ ビーム受光器、１３ 判定演算回路、１４ 左右
位置検出器、１５ 発光位置制御回路、１６ 距離検出
器、１７ 光源移動装置、１８ 信号左右切換回路、投
影距離短縮用凸レンズ板。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空間光変調素子と、空間光変調素子の背
   面に近接して配置した投影用凸レンズ板と、空間光変調
   素子の前面に配置して空間光変調素子が表示する画像を
   拡大虚像として鑑賞できるようにする拡大用凸レンズ板
   と、空間光変調素子に鑑賞者の左眼用および右眼用の方
   向像に対応したステレオ画像を時間交互に切り換えて時
   分割表示する時分割手段と、発光面上の任意の部分領域
   で発光する分割光源と、ステレオ画像を鑑賞者の左右両
   眼に選択的に投影するように分割光源を左右２つの領域
   で交互に時分割発光させる発光制御手段で構成したこと
   を特徴とする立体映像表示装置。
2. 【請求項２】 鑑賞者の位置判定手段と、表示停止手段
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の立体映像表示
   装置。
3. 【請求項３】 位置判定手段を、空間光変調素子の左右
   に配設されたビーム光源と、ビーム受光器で構成して、
   立体映像を鑑賞できる立体映像表示装置からの距離に鑑
   賞者がいる場合でのみ、ビーム光源から発したビーム光
   が拡大用凸レンズ板を通過し鑑賞者により反射、反射ビ
   ーム光が再び拡大用凸レンズ板を通過してビーム受光器
   で受光される光路を有するようにしたことを特徴とする
   請求項２記載の立体映像表示装置。
4. 【請求項４】 位置判定手段を、空間光変調素子の左右
   に配設された２組のビーム光源とビーム受光器で構成し
   て、立体映像を鑑賞できる立体映像表示装置からの距離
   および左右位置に鑑賞者がいる場合でのみ、ビーム光源
   から発したビ[ム光が拡大用凸レンズ板を通過し鑑賞者
   により反射、反射ビーム光が再び拡大用凸レンズ板を通
   過してビーム受光器で受光される、２組の光路を有する
   ようにしたことを特徴とする請求項２記載の立体映像表
   示装置。
5. 【請求項５】 鑑賞者の位置検出手段と、鑑賞者の左右
   位置に追従してステレオ画像を鑑賞者の左右両眼に選択
   的に投影するように前記分割光源の左右２つの発光領域
   を移動させる発光位置移動手段を備えたことを特徴とす
   る請求項１記載の立体映像表示装置。
6. 【請求項６】 鑑賞者までの距離に追従して、分割光源
   の前後位置を移動させる投影距離移動手段を備えたこと
   を特徴とする請求項５記載の立体映像表示装置。
7. 【請求項７】 ３以上の方向像を鑑賞者の視点位置に応
   じた隣接２方向像に切り換える信号切換手段を備えたこ
   とを特徴とする請求項５または請求項６記載の立体映像
   表示装置。
8. 【請求項８】 位置検出手段を、鑑賞可能範囲内での鑑
   賞者の左右両眼への分離投影に必要な複数組のビーム光
   源およびビーム受光器で構成したことを特徴とする請求
   項５〜請求項７のいずれかに記載の立体映像表示装置。
9. 【請求項９】 空間光変調素子と拡大用凸レンズ板の間
   に、平面ミラーを備えたことを特徴とする請求項１〜請
   求項８のいずれかに記載の立体映像表示装置。
10. 【請求項１０】 空間光変調素子と、投影用凸レンズ板
    と、分割光源を、鑑賞者の左右両眼用にそれぞれ独立し
    て備え、ハーフミラーで合成後に拡大用凸レンズ板で拡
    大虚像として鑑賞できるように構成したことを特徴とす
    る請求項１〜請求項８のいずれかに記載の立体映像表示
    装置。
11. 【請求項１１】 拡大用凸レンズ板を、空間光変調素子
    の前面に近接して配置した投影距離短縮用凸レンズ板と
    したことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに
    記載の立体映像表示装置。