JP3422760B2 - 3D display method - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、三次元表示方法お
よび装置に係わり、特に、三次元像を、情報量を少なく
して、電子的に動画再生できる三次元表示方法および装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional display method and apparatus, and more particularly to a three-dimensional display method and apparatus capable of electronically reproducing a three-dimensional image with a reduced amount of information.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の電気的に書き換え可能で、情報量
が少なく、動画の立体表示を可能とする装置として、図
２３に示す液晶シャッタ眼鏡方式がよく知られている。
以下、この液晶シャッタ眼鏡方式の原理について説明す
る。この液晶シャッタ眼鏡方式においては、カメラ（７
０２，７０３）により、三次元物体７０１を異なる方向
から撮影し、三次元物体７０１を異なる方向から撮影し
た像（視差像）を生成する。カメラ（７０２，７０３）
により撮影された映像を、映像信号変換装置７０４で合
成して１つの映像信号とし、二次元表示装置（例えば、
ＣＲＴ表示装置）７０５に入力する。観察者７０７は、
液晶シャッタ眼鏡７０６をかけて二次元表示装置７０５
の映像を観察する。ここで、二次元表示装置７０５がカ
メラ７０３の映像を表示している時に、液晶シャッタ眼
鏡７０６は左側が非透過状態、右側が透過状態とされ、
また、二次元表示装置７０５がカメラ７０２の映像を表
示している時に、液晶シャッタ眼鏡７０６は左側が透過
状態、右側が非透過状態とされる。前記動作を高速で切
り替えると、眼の残像効果により両眼に視差像が見える
ように感じる。したがって、両眼視差による立体視が可
能となる。2. Description of the Related Art A liquid crystal shutter spectacle system shown in FIG. 23 is well known as a conventional device which is electrically rewritable, has a small amount of information, and enables stereoscopic display of moving images.
The principle of the liquid crystal shutter glasses system will be described below. In this liquid crystal shutter glasses system, the camera (7
02, 703), the three-dimensional object 701 is photographed from different directions, and images (parallax images) obtained by photographing the three-dimensional object 701 from different directions are generated. Camera (702,703)
The video image captured by the video signal conversion device 704 is combined into one video signal, and the two-dimensional display device (for example,
CRT display device) 705. The observer 707 is
Two-dimensional display device 705 wearing liquid crystal shutter glasses 706
Observe the image of. Here, when the two-dimensional display device 705 is displaying the image of the camera 703, the left side of the liquid crystal shutter glasses 706 is in a non-transmissive state and the right side is in a transmissive state.
Further, when the two-dimensional display device 705 is displaying an image from the camera 702, the left side of the liquid crystal shutter glasses 706 is in a transparent state and the right side is in a non-transparent state. When the above operations are switched at high speed, a parallax image is felt by both eyes due to the afterimage effect of the eyes. Therefore, stereoscopic viewing by binocular parallax is possible.

【０００３】また、従来の電気的に書き換え可能で、情
報量が少なく、動画の立体表示を可能とする装置とし
て、図２４に示す体積型方式も提案されている。以下、
この体積型方式の原理について説明する。この体積型方
式においては、図２４（ｂ）に示すように、三次元物体
７１１を観察者から見て奥行き方向に標本化して二次元
像の集まり７１２とし、この二次元像の集まり７１２
を、図２４（ａ）に示す体積型三次元表示装置７１３を
用いて、例えば、時分割で再び奥行き方向に配置して三
次元の再現像７１４を再構成する。As a conventional device which is electrically rewritable, has a small amount of information, and enables stereoscopic display of moving images, a volume type system shown in FIG. 24 has been proposed. Less than,
The principle of this volume type will be described. In this volume type system, as shown in FIG. 24B, a three-dimensional object 711 is sampled in the depth direction when viewed from an observer to form a two-dimensional image collection 712, and this two-dimensional image collection 712.
Using the volumetric three-dimensional display device 713 shown in FIG. 24A, the three-dimensional redevelopment 714 is reconstructed by arranging again in the depth direction by time division.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記図
２３に示す液晶シャッタ眼鏡方式は、液晶シャッタ眼鏡
７０６が必須であるため、テレビ会議のような場合に
は、非常に不自然であるという問題点があった。また、
立体視の生理的要因の中で、両眼視差、輻輳と、ピント
調節との間に大きな矛盾が生じる。即ち、前記図２３に
示す液晶シャッタ眼鏡方式では、両眼視差と輻輳はほぼ
満足できるが、ピント面が表示面にあるため、この矛盾
により、眼精疲労などを生じるという問題点があった。However, in the liquid crystal shutter glasses system shown in FIG. 23, since the liquid crystal shutter glasses 706 are indispensable, it is very unnatural in the case of a video conference. was there. Also,
Among the physiological factors of stereoscopic vision, there is a great contradiction between binocular parallax, vergence and focus adjustment. That is, in the liquid crystal shutter spectacle system shown in FIG. 23, the binocular parallax and the convergence can be almost satisfied, but since the focus surface is on the display surface, there is a problem that this contradiction causes eye strain.

【０００５】また、前記図２４に示す体積型方式は、再
現する三次元物体７１１の奥行き位置が実際に像を表示
する面に近くて、かつその面に挟まれているため、前記
図２３に示す液晶シャッタ眼鏡方式と異なり、両眼視
差、輻輳と、ピント調節との間の矛盾を抑制できる。し
かしながら、この体積型方式では、奥行き方向に位置が
離散的であるため、その中間位置の三次元物体や奥行き
方向に大きく変化している三次元物体を再現するのが困
難であるという問題点があった。Further, in the volume type system shown in FIG. 24, the depth position of the three-dimensional object 711 to be reproduced is close to the surface on which an image is actually displayed, and is sandwiched between the surfaces. Unlike the liquid crystal shutter glasses method shown, it is possible to suppress the contradiction between binocular parallax, convergence, and focus adjustment. However, in this volume type method, since the positions are discrete in the depth direction, it is difficult to reproduce a three-dimensional object at an intermediate position or a three-dimensional object that greatly changes in the depth direction. there were.

【０００６】本発明は、前記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、本発明の目的は、眼鏡な
しで、かつ立体視の生理的要因間での矛盾を抑制でき、
さらに、電気的に書換え可能で、動画表示が可能な三次
元表示方法および装置を提供することにある。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to suppress contradiction between the physiological factors of stereoscopic vision without glasses.
Another object of the present invention is to provide a three-dimensional display method and device that can be electrically rewritten and can display moving images.

【０００７】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。Among the inventions disclosed in the present application, a brief description will be given to the outline of typical ones.
It is as follows.

【０００９】即ち、本発明は、表示対象物体を観察者の
視線から平面に射影した二次元像を、奥行き位置の異な
る複数の表示面の全てにそれぞれ所望の輝度で表示して
三次元立体像を生成する三次元表示方法において、前記
二次元像の表示光の偏光方向を制御し、通過する光の偏
光方向により結像位置の異なる光学系を通過させること
により、前記二次元像の表示光を前記奥行き位置の異な
る複数の表示面に結像させて、前記二次元像を前記奥行
き位置の異なる複数の表示面にそれぞれ所望の輝度で表
示することを特徴とする。That is, according to the present invention, a two-dimensional image obtained by projecting a display target object on a plane from the line of sight of an observer is displayed on all of a plurality of display surfaces having different depth positions with desired brightness, and a three-dimensional stereoscopic image is displayed. In the three-dimensional display method for generating, the display light of the two-dimensional image is controlled by controlling the polarization direction of the display light of the two-dimensional image and allowing the light to pass through an optical system having a different imaging position depending on the polarization direction of the passing light. Is formed on a plurality of display surfaces having different depth positions, and the two-dimensional image is displayed on the plurality of display surfaces having different depth positions with desired brightness.

【００１０】また、本発明は、人間の眼の残像時間内に
前記二次元像を順次切り替えるとともに、当該各二次元
像それぞれについて表示光の偏光方向を順次切り替え
て、前記二次元像の表示光を前記奥行き位置の異なる複
数の表示面に結像させることにより、三次元立体の動画
像を生成することを特徴とする。Further, according to the present invention, the two-dimensional images are sequentially switched within the afterimage time of the human eye, and the polarization direction of the display light is sequentially switched for each of the two-dimensional images to display the two-dimensional images. Is imaged on the plurality of display surfaces having different depth positions to generate a three-dimensional stereoscopic moving image.

【００１１】また、本発明は、前記二次元像の表示光の
偏光方向の切り替えに同期して、当該二次元像の表示光
の輝度を所望の輝度に変化させることを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that the brightness of the display light of the two-dimensional image is changed to a desired brightness in synchronization with the switching of the polarization direction of the display light of the two-dimensional image.

【００１２】また、本発明は、前記二次元像の表示光の
偏光方向を制御することにより、前記奥行き位置の異な
る複数の表示面に結像する二次元像の輝度を所望の輝度
に調節することを特徴とする。Further, according to the present invention, by controlling the polarization direction of the display light of the two-dimensional image, the brightness of the two-dimensional image formed on the plurality of display surfaces having different depth positions is adjusted to a desired brightness. It is characterized by

【００１３】また、本発明は、表示対象物体を観察者の
視線から平面に射影した二次元像を表示する二次元像表
示手段と、前記二次元像表示手段から入射される二次元
像の表示光の偏光方向を制御して出射する偏光可変手段
と、前記偏光可変手段から出射される表示光を二つの独
立な偏光方向に分離し、かつ、当該二つの独立な偏光方
向毎の表示光を異なる二つの表示面に結像する偏光型二
焦点光学系とを含む三次元表示装置であって、前記異な
る二つの表示面に結像した各二次元像が、観察者の視線
上で重なり、かつ、奥行き位置の異なる二次元像となる
ように、前記二次元像表示手段、前記偏光可変手段およ
び前記偏光型二焦点光学系を配置したことを特徴とす
る。Further, according to the present invention, a two-dimensional image display means for displaying a two-dimensional image obtained by projecting a display object on a plane from the line of sight of an observer, and a display of the two-dimensional image incident from the two-dimensional image display means. The polarization variable means for controlling and emitting the polarization direction of the light and the display light emitted from the polarization variable means are separated into two independent polarization directions, and the display light for each of the two independent polarization directions is separated. A three-dimensional display device including a polarization type bifocal optical system for forming images on two different display surfaces, wherein each two-dimensional image formed on the two different display surfaces overlaps on the line of sight of an observer, Further, the two-dimensional image display means, the polarization changing means and the polarization type bifocal optical system are arranged so as to form two-dimensional images having different depth positions.

【００１４】また、本発明は、前記二次元像表示手段
が、前記偏光可変手段での偏光方向の切り替えと同期し
て表示する二次元像の輝度を変化させることを特徴とす
る。Further, the present invention is characterized in that the two-dimensional image display means changes the brightness of the two-dimensional image displayed in synchronization with the switching of the polarization direction in the polarization changing means.

【００１５】また、本発明は、前記偏光可変手段が、前
記二次元像表示手段から入射される二次元像の表示光を
楕円偏光に変化させることを特徴とする。Further, the invention is characterized in that the polarization changing means changes the display light of the two-dimensional image incident from the two-dimensional image display means into elliptically polarized light.

【００１６】また、本発明は、前記偏光可変手段が、前
記二次元像表示手段から入射される二次元像の表示光
を、前記偏光型二焦点光学系において分離される前記二
つの独立な偏光方向、あるいは、前記二つの独立な偏光
方向の中間の角度の直線偏光に変化させることを特徴と
する。Further, in the present invention, the polarization variable means separates the display light of the two-dimensional image incident from the two-dimensional image display means by the two independent polarization beams in the polarization type bifocal optical system. Direction, or linearly polarized light of an angle intermediate between the two independent polarization directions.

【００１７】また、本発明は、前記二次元像表示手段
が、複数の画素を有し、前記偏光可変手段は、複数の偏
光可変要素を有し、前記偏光可変手段の各偏光可変要素
は、前記二次元像表示手段の一つまたは複数の画素の表
示光の偏光をそれぞれ制御することを特徴とする。According to the present invention, the two-dimensional image display means has a plurality of pixels, the polarization changing means has a plurality of polarization changing elements, and each polarization changing element of the polarization changing means includes: The polarization of the display light of one or a plurality of pixels of the two-dimensional image display means is controlled respectively.

【００１８】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【００１９】なお、実施の形態を説明するための全図に
おいて、同一機能を有するものは同一符号を付け、その
繰り返しの説明は省略する。In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

【００２０】［実施の形態１］本発明の実施の形態１の
三次元表示装置は、表示対象物体である三次元物体の全
体の奥行き位置を、例えば、複数の結像面間で表現する
三次元表示装置である。図１は、本発明の実施の形態１
の三次元表示装置の概略構成を示す図である。本実施の
形態の三次元表示装置は、二次元表示装置１００と、偏
光可変装置１０１と、偏光型二焦点光学系１０２とを含
んで構成される。本実施の形態の三次元表示装置におい
ては、二次元表示装置１００に表示される二次元像の表
示光は、偏光可変装置１０１からの出射偏光方向によ
り、偏光型二焦点光学系１０２の二つの結像面（図１で
は、結像面１０３と結像面１０４）に、偏光方向に応じ
た輝度比で分離・表示される。例えば、偏光型二焦点光
学系１０２における固有偏光方向（二つの独立した偏光
方向を意味する）の一つに、前記偏光可変装置１０１か
らの出射偏光方向が一致した場合には、例えば、結像面
１０３上に二次元表示装置１００に表示される二次元像
が結像され、出射偏光方向が他方の固有偏光方向に一致
した場合には、例えば、結像面１０４上に二次元表示装
置１００に表示される二次元像が結像される。それ以外
の偏光方向（直線偏光、円偏光、楕円偏光などを含む）
の場合には、結像面１０３と結像面１０４における各々
の輝度が、例えば、出射偏光方向を固有偏光方向へ射影
した成分比で分離される。[First Embodiment] A three-dimensional display device according to the first embodiment of the present invention is a cubic system which represents the entire depth position of a three-dimensional object which is a display target object, for example, between a plurality of image planes. It is a former display device. FIG. 1 is a first embodiment of the present invention.
It is a figure which shows schematic structure of the three-dimensional display device. The three-dimensional display device of the present embodiment includes a two-dimensional display device 100, a polarization variable device 101, and a polarization type bifocal optical system 102. In the three-dimensional display device of the present embodiment, the display light of the two-dimensional image displayed on the two-dimensional display device 100 is divided into two light beams of the polarization type bifocal optical system 102 depending on the outgoing polarization direction from the polarization variable device 101. The images are separated and displayed on the image plane (image plane 103 and image plane 104 in FIG. 1) at a luminance ratio according to the polarization direction. For example, when the outgoing polarization direction from the polarization variable device 101 coincides with one of the intrinsic polarization directions (meaning two independent polarization directions) in the polarization type bifocal optical system 102, for example, an image is formed. When the two-dimensional image displayed on the two-dimensional display device 100 is formed on the surface 103 and the outgoing polarization direction matches the other intrinsic polarization direction, for example, the two-dimensional display device 100 is formed on the image formation surface 104. A two-dimensional image displayed on is formed. Other polarization directions (including linearly polarized light, circularly polarized light, elliptically polarized light, etc.)
In the case of 1, the respective luminances on the image forming surface 103 and the image forming surface 104 are separated by, for example, the component ratio obtained by projecting the outgoing polarization direction to the intrinsic polarization direction.

【００２１】ここで、二次元表示装置１００としては、
例えば、ＣＲＴ表示装置、液晶ディスプレイ、ＬＥＤデ
ィスプレイ、プラズマディスプレイ、ＦＥＤディスプレ
イ、プロジェクション型ディスプレイ、線描画型ディス
プレイ等が使用可能である。また、偏光可変装置１０１
としては、例えば、液晶を用いた装置、あるいは複屈折
性を有し、かつ電界によりその複屈折性が制御できるＰ
ＬＺＴを用いた装置等が使用可能である。なお、これら
の装置については後述する。さらに、偏光型二焦点光学
系１０２としては、例えば、後述する液晶を用いた装
置、または偏光ビームスプリッタと異なる結像面を有す
る二つの光学系、あるいはビームスプリッタと偏光板と
異なる結像面を有する二つの光学系とを含む装置等が使
用可能である。なお、これらの装置については後述す
る。Here, as the two-dimensional display device 100,
For example, a CRT display device, a liquid crystal display, an LED display, a plasma display, an FED display, a projection type display, a line drawing type display and the like can be used. In addition, the polarization changing device 101
For example, a device using liquid crystal, or P having birefringence and capable of controlling the birefringence by an electric field
A device using LZT or the like can be used. Note that these devices will be described later. Further, as the polarization type bifocal optical system 102, for example, a device using liquid crystal described later, two optical systems having an image forming surface different from that of the polarization beam splitter, or an image forming surface different from the beam splitter and the polarizing plate is used. An apparatus or the like including the two optical systems included therein can be used. Note that these devices will be described later.

【００２２】以下、本実施の形態の三次元表示装置の基
本動作を説明する。本実施の形態の三次元表示装置にお
いては、図２に示すように、観察者１０５に提示したい
三次元物体（表示対象物体）１０６を、観察者１０５の
両眼の視線方向から、例えば、結像面（１０３，１０
４）へ射影した像（以下、「２Ｄ化像」と称する。）１
０７を生成し、これを図１に示す二次元表示装置１００
に表示する。ここで、２Ｄ化像１０７の生成方法として
は、視線方向から三次元物体１０６をカメラ撮影した二
次元像を用いる方法、あるいは別の方向から撮影した複
数枚の二次元像から合成する方法、あるいはコンピュー
タグラフィックによる合成技術やモデル化を用いる方法
など種々の方法が採用可能である。The basic operation of the three-dimensional display device of this embodiment will be described below. In the three-dimensional display device according to the present embodiment, as shown in FIG. Image plane (103, 10
Image projected onto 4) (hereinafter referred to as "2D image") 1
07, and the two-dimensional display device 100 shown in FIG.
To display. Here, as a method of generating the 2D image 107, a method of using a two-dimensional image of the three-dimensional object 106 taken by a camera from the line-of-sight direction, a method of synthesizing a plurality of two-dimensional images taken from another direction, or Various methods such as a computer graphic synthesis technique and a method using modeling can be adopted.

【００２３】この二次元表示装置１００の一つあるいは
複数の画素群に対応して、偏光可変装置１０１の一つの
偏光可変要素を対応させる。例えば、図３に示すよう
に、二次元表示装置１００の一つの画素１１０に対応し
て、偏光可変装置１０１の一つの偏光可変要素１１１を
対応させ、あるいは、例えば、図４に示すように、二次
元表示装置１００の複数の画素１２０に対応して、偏光
可変装置１０１の一つの偏光可変要素１２１を対応させ
る。One polarization variable element of the polarization variable device 101 is made to correspond to one or a plurality of pixel groups of the two-dimensional display device 100. For example, as shown in FIG. 3, one polarization variable element 111 of the polarization variable device 101 is made to correspond to one pixel 110 of the two-dimensional display device 100, or, for example, as shown in FIG. One polarization variable element 121 of the polarization variable device 101 is associated with the plurality of pixels 120 of the two-dimensional display device 100.

【００２４】次に、この偏光可変装置１０１の偏光可変
要素（例えば、図３の１１１、図４の１２１）の出射偏
光方向を、二次元表示装置１００の一つの画素（例え
ば、図３の１１０）あるいは複数の画素（例えば、図４
の１２０）に対応する三次元物体１０６の部位の奥行き
位置に対応して変化させる。これにより、この出射偏光
方向に対応した各々の輝度を有する画像（二次元像）が
結像面１０３と結像面１０４に表示される。但し、結像
面１０３と結像面１０４との画像が、観察者１０５の視
線上で重なるように、結像面（１０３，１０４）の位置
関係を適切な光学系を用いて予め調整する。結像面１０
３と結像面１０４との画像が、観察者１０５の視線上で
重なるようにすることは、例えば、２Ｄ化像１０７の各
々の中心や重心を視線上に配置することで可能である。Next, the outgoing polarization direction of the polarization variable element (for example, 111 in FIG. 3, 121 in FIG. 3) of the polarization variable device 101 is set to one pixel (for example, 110 in FIG. 3) of the two-dimensional display device 100. ) Or multiple pixels (eg, FIG.
120) of the three-dimensional object 106 corresponding to the depth position of the three-dimensional object 106. As a result, an image (two-dimensional image) having each brightness corresponding to the outgoing polarization direction is displayed on the image forming surfaces 103 and 104. However, the positional relationship between the image forming surfaces (103, 104) is adjusted in advance using an appropriate optical system so that the images of the image forming surfaces 103 and 104 overlap with each other on the line of sight of the observer 105. Image plane 10
The images of 3 and the image plane 104 can be made to overlap with each other on the line of sight of the observer 105, for example, by arranging the center and the center of gravity of each 2D image 107 on the line of sight.

【００２５】本実施の形態の三次元表示装置における要
点は、偏光可変装置１０１を用いて各偏光可変要素にお
ける出射偏光方向を変えることにより、結像面１０３と
結像面１０４における画像各部位の各々の輝度を、観察
者１０５から見た総体的な輝度を一定に保ちつつ、三次
元物体１０６の奥行き位置に対応して変えることであ
る。その変え方の一例を、図５ないし図８を用いて以下
に説明する。ここで、結像面１０３が、結像面１０４よ
り観察者１０５側にあるとし、かつ、結像面（１０３，
１０４）に対応した偏光型二焦点光学系１０２の固有偏
光方向を各々ｐ１１、ｐ１２とする。例えば、図５に示
すように、偏光可変装置１０１の各偏光可変要素におけ
る出射偏光方向をｐ１１と一致させると、結像面１０３
における画像の輝度は三次元物体１０６の輝度に等しく
なり、また、結像面１０４における画像の輝度はゼロと
なり、三次元物体１０６が結像面１０３上にある場合を
表現できる。次に、例えば、図６に示すように、偏光可
変装置１０１の各偏光可変要素における出射偏光方向を
ｐ１１より少し傾けると、図５に比べて、結像面１０３
における画像の輝度は減少し、また、結像面１０４にお
ける画像の輝度は増加し、三次元物体１０６が結像面１
０３より少し離れて結像面１０４側に寄った場合を表現
できる。The main point of the three-dimensional display device of the present embodiment is that the polarization variable device 101 is used to change the outgoing polarization direction of each polarization variable element, so that the image planes 103 and 104 can be made to correspond to each part of the image. That is, the respective luminances are changed in accordance with the depth position of the three-dimensional object 106 while keeping the overall luminance seen by the observer 105 constant. An example of the changing method will be described below with reference to FIGS. 5 to 8. Here, it is assumed that the image plane 103 is closer to the observer 105 than the image plane 104, and the image plane (103,
The peculiar polarization directions of the polarization type bifocal optical system 102 corresponding to 104) are p11 and p12, respectively. For example, as shown in FIG. 5, when the outgoing polarization direction in each polarization variable element of the polarization variable device 101 is made to coincide with p11, the image plane 103 is formed.
The brightness of the image at 3 becomes equal to the brightness of the three-dimensional object 106, and the brightness of the image at the image forming surface 104 becomes zero, which represents a case where the three-dimensional object 106 is on the image forming surface 103. Next, for example, as shown in FIG. 6, when the outgoing polarization direction in each polarization variable element of the polarization variable device 101 is slightly tilted from p11, the image plane 103 is compared with FIG.
, The brightness of the image at the image plane 104 increases, and the three-dimensional object 106 becomes
It is possible to express the case where the position is a little farther than 03 and is closer to the image plane 104 side.

【００２６】さらに、例えば、図７に示すように、偏光
可変装置１０１の各偏光可変要素における出射偏光方向
を図６に示す偏光より傾けると、図６に比べて、結像面
１０３における画像の輝度はさらに減少し、また、結像
面１０４における画像の輝度はさらに増加し、三次元物
体１０６が結像面１０３より結像面１０４側にさらに寄
った場合を表現できる。遂に、例えば、図８に示すよう
に、偏光可変装置１０１の各偏光可変要素における出射
偏光方向をｐ１２と一致させると、結像面１０４におけ
る画像の輝度は三次元物体１０６の輝度に等しくなり、
また、結像面１０３における画像の輝度はゼロとなり、
三次元物体１０６が結像面１０４上にある場合を表現で
きる。Further, for example, as shown in FIG. 7, when the outgoing polarization direction of each polarization variable element of the polarization variable device 101 is tilted with respect to the polarization shown in FIG. 6, the image on the image plane 103 is compared with that in FIG. The brightness further decreases, the brightness of the image on the image plane 104 further increases, and it can be represented that the three-dimensional object 106 is closer to the image plane 104 side than the image plane 103. Finally, for example, as shown in FIG. 8, when the outgoing polarization direction in each polarization variable element of the polarization variable device 101 is made to coincide with p12, the brightness of the image on the image plane 104 becomes equal to the brightness of the three-dimensional object 106,
Further, the brightness of the image on the image plane 103 becomes zero,
The case where the three-dimensional object 106 is on the image plane 104 can be represented.

【００２７】前記した表示方法によれば、人の生理的あ
るいは心理的要因あるいは錯覚により、画像を実際に表
示しているのが結像面（１０３，１０４）であっても、
観察者１０５にはあたかもその中間に三次元物体１０６
が位置しているように感じられる。本実施の形態の三次
元表示装置は、図２３に示す従来の三次元表示装置と異
なり、実際に像を表示する面が、その錯覚位置を挟んで
少なくとも２つ以上存在するため、図２３に示す従来の
三次元表示装置で問題となった両眼視差、輻輳と、ピン
ト調節との間の矛盾を大きく抑制でき、眼精疲労などを
抑制できると考えられる。また、図２４に示す従来の三
次元表示装置と異なり、像面の中間位置に存在する三次
元物体も観察者に対しては三次元的に見えるため、従来
の書割り的な立体感ではない利点を有する。さらに、本
実施の形態の三次元表示装置では、複数の面の間にある
三次元物体も表現できることから、三次元表示を行う場
合のデータ量を大きく減らせる利点も有する。According to the above-mentioned display method, even if the image is actually displayed on the image plane (103, 104) due to the physiological or psychological factor or illusion of a person,
The observer 105 feels as if the three-dimensional object 106 is in the middle.
Feels like they are located. Unlike the conventional three-dimensional display device shown in FIG. 23, the three-dimensional display device according to the present embodiment has at least two planes for actually displaying an image with the illusionary position sandwiched therebetween. It is considered that the contradiction between binocular parallax and vergence, which is a problem in the conventional three-dimensional display device shown, and focus adjustment can be greatly suppressed, and eye strain and the like can be suppressed. Further, unlike the conventional three-dimensional display device shown in FIG. 24, a three-dimensional object existing at an intermediate position on the image plane also looks three-dimensional to an observer, and thus does not have a conventional three-dimensional effect of splitting. Have advantages. Furthermore, the three-dimensional display device according to the present embodiment can also represent a three-dimensional object between a plurality of surfaces, and thus has an advantage that the amount of data when performing three-dimensional display can be greatly reduced.

【００２８】また、本実施の形態の三次元表示装置は、
像の輝度の変化のみによる人の生理的あるいは心理的要
因あるいは錯覚を利用しているため、光源として、特
に、レーザーなどのコヒーレント光源を必要とせず、か
つカラー化も容易である利点を有している。また、本実
施の形態の三次元表示装置は、機械的駆動部を含まない
ため、軽量化、信頼性の向上などに適している利点を有
する。また、本実施の形態の三次元表示装置は、二次元
表示装置１００により二次元方向の表示を受け持ち、偏
光可変装置１０１により奥行き方向の表現を受け持つた
め、その制御が簡便である利点を有する。さらに、各々
の解像度などに差をつけることができ、情報量を減らせ
る利点を有する。即ち、二次元方向に比べて奥行き方向
の分解能は低いことに鑑みて、奥行き方向の分解能を減
らすことも有効である。Further, the three-dimensional display device of this embodiment is
Since it utilizes the physiological or psychological factors or illusions of human beings only due to the change in the brightness of the image, it has the advantage that it does not require a coherent light source such as a laser as a light source and is easy to colorize. ing. Further, the three-dimensional display device of the present embodiment does not include a mechanical drive unit, and thus has an advantage that it is suitable for weight reduction, improvement in reliability, and the like. In addition, the three-dimensional display device of the present embodiment has the advantage that the two-dimensional display device 100 is responsible for the display in the two-dimensional direction and the polarization variable device 101 is responsible for the representation in the depth direction, so that its control is simple. Further, there is an advantage that the resolution can be made different and the amount of information can be reduced. That is, considering that the resolution in the depth direction is lower than that in the two-dimensional direction, it is also effective to reduce the resolution in the depth direction.

【００２９】また、本実施の形態の三次元表示装置にお
いては、結像面の位置、間隔、大きさ等によって装置の
大きさが必ずしも拘束されない。即ち、結像面（１０
３，１０４）の位置を、例えば、光学系により実像面と
して本装置の全面に配置すること、あるいは、例えば、
光学系により本装置の後ろ側に配置することが可能であ
る。また、結像面（１０３，１０４）の間隔も、例え
ば、光学系により本装置より大きく離すことも可能であ
る。さらに、結像する像の大きさも、例えば、光学系に
より本装置より大きくすることが可能である。このた
め、実際に表示装置を配置する方法に比べて、三次元表
示装置全体をコンパクト化できる利点も有する。Further, in the three-dimensional display device of the present embodiment, the size of the device is not necessarily restricted by the position, interval, size, etc. of the image plane. That is, the image plane (10
(3, 104) position on the entire surface of the apparatus as an actual image plane by an optical system, or, for example,
It can be placed behind the device by an optical system. Further, the distance between the image planes (103, 104) can be set larger than that of the present apparatus by an optical system, for example. Further, the size of the image formed can be made larger than that of the present device by an optical system, for example. Therefore, there is also an advantage that the entire three-dimensional display device can be made compact as compared with the method of actually disposing the display device.

【００３０】なお、前記説明において、複数の結像面
（１０３，１０４）に表示する２Ｄ化像１０７の輝度を
観察者から見た総体的な輝度を一定に保ちつつ変化させ
る場合について説明したが、観察者１０５から見た総体
的な輝度を奥にいくにしたがって徐々に減少させること
で、立体感を強調することはコンピュータグラフィック
においてよく用いられている手法であり、本実施の形態
においてもこれを採用することでその効果をよりいっそ
う助長できることは明らかである。また、２Ｄ化像１０
７を順次切り替えるとともに、当該２Ｄ化像１０７それ
ぞれについて表示光の偏光方向を順次切り替えて、２Ｄ
化像１０７の表示光を奥行き位置の異なる複数の結像面
（１０３，１０４）に表示させることにより、三次元立
体の動画像を生成することができる。また、本実施の形
態の三次元表示装置では、表示対象物体である三次元物
体１０６を主に２つの結像面（１０３，１０４）に二次
元像として表示する場合について説明したが、結像面
は、２つ以上であっても同様な効果が期待できることは
明らかである。また、本実施の形態では、基本的な構成
を説明しているのみであり、例えば、これに光学系を追
加することにより収差などを低減できることは明らかで
ある。さらに、本実施の形態では、観察者１０５が、三
次元表示装置のほぼ中央、正面位置にいる場合について
主に説明したが、観察者１０５が他の位置にいる場合で
あっても、光学系などの変更あるいは追加によって容易
に本実施の形態の効果を得ることができることは明らか
である。In the above description, a case has been described in which the brightness of the 2D image 107 displayed on the plurality of image planes (103, 104) is changed while keeping the overall brightness of the observer constant. It is a technique that is often used in computer graphics to increase the stereoscopic effect by gradually decreasing the overall brightness seen by the observer 105 as it goes deeper. This is also the case in the present embodiment. It is clear that the adoption of can further enhance the effect. In addition, the 2D image 10
7 is sequentially switched, and the polarization direction of the display light is sequentially switched for each 2D image 107.
By displaying the display light of the image 107 on the plurality of image planes (103, 104) having different depth positions, a three-dimensional stereoscopic moving image can be generated. Further, in the three-dimensional display device of the present embodiment, the case where the three-dimensional object 106 that is the display target object is mainly displayed as two-dimensional images on the two image forming planes (103, 104) has been described. It is clear that the same effect can be expected even if there are two or more faces. In addition, the present embodiment only describes the basic configuration, and it is clear that aberrations can be reduced by adding an optical system to this, for example. Further, in the present embodiment, the case where the observer 105 is at the center and the front position of the three-dimensional display device has been mainly described. However, even when the observer 105 is at another position, the optical system It is obvious that the effects of the present embodiment can be easily obtained by changing or adding the above.

【００３１】［実施の形態２］本発明の実施の形態２の
三次元表示装置は、三次元物体自体が有する奥行きを表
現する三次元表示装置である点で、前記実施の形態の三
次元表示装置と相違する。図９は、本発明の実施の形態
２の三次元表示装置の概略構成を示す図である。本実施
の形態の三次元表示装置は、前記実施の形態１と同様、
二次元表示装置２００と、偏光可変装置２０１と、偏光
型二焦点光学系２０２とを含んで構成される。本実施の
形態の三次元表示装置においても、二次元表示装置２０
０に表示される二次元像の表示光は、偏光可変装置２０
１からの出射偏光方向により、偏光型二焦点光学系２０
２の二つの結像面（図９では、結像面２０３と結像面２
０４）に、偏光方向に応じた輝度比で分離・表示され
る。[Second Embodiment] The three-dimensional display device according to the second embodiment of the present invention is a three-dimensional display device that expresses the depth of the three-dimensional object itself, and thus the three-dimensional display device according to the above-described embodiment. Different from the device. FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of the three-dimensional display device according to the second embodiment of the present invention. The three-dimensional display device of the present embodiment is similar to that of the first embodiment.
It includes a two-dimensional display device 200, a polarization changing device 201, and a polarization type bifocal optical system 202. Also in the three-dimensional display device of the present embodiment, the two-dimensional display device 20
The display light of the two-dimensional image displayed at 0 is the polarization variable device 20.
The polarization type bifocal optical system 20 according to the outgoing polarization direction from 1
2 image planes (image plane 203 and image plane 2 in FIG. 9).
In 04), it is separated and displayed with a luminance ratio according to the polarization direction.

【００３２】以下に、本実施の形態の三次元表示装置の
基本動作を説明する。まず、観察者２０５に、表示対象
物体である三次元物体の２Ｄ化像２０７を二次元表示装
置２００に表示する。そして、例えば、前記図３、図４
に示すように、この二次元表示装置２００の表示の一つ
あるいは複数の画素に対応して、偏光可変装置２０１の
一つの偏光可変要素を対応させる。次に、この対応させ
た偏光可変要素の出射偏光方向を、二次元表示装置２０
０の一つの画素（例えば、図３の１１０）あるいは複数
の画素（例えば、図４の１２０）に対応する三次元物体
の部位の奥行き位置に対応して変化させる。これによ
り、この出射偏光方向に対応した各々の輝度を有する画
像が結像面２０３と結像面２０４に表示される。但し、
結像面２０３と結像面２０４との画像が、観察者２０５
の視線上で重なるように、結像面（２０３，２０４）の
位置関係を適切な光学系を用いて予め調整する。The basic operation of the three-dimensional display device of this embodiment will be described below. First, the observer 205 displays a 2D image 207 of a three-dimensional object, which is a display target object, on the two-dimensional display device 200. Then, for example, as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, one polarization variable element of the polarization variable device 201 is made to correspond to one or a plurality of pixels of the display of the two-dimensional display device 200. Next, the output polarization direction of the corresponding polarization variable element is changed to the two-dimensional display device 20.
It is changed corresponding to the depth position of the part of the three-dimensional object corresponding to one pixel of 0 (for example, 110 of FIG. 3) or a plurality of pixels (for example, 120 of FIG. 4). As a result, images having respective luminances corresponding to the outgoing polarization directions are displayed on the image forming surfaces 203 and 204. However,
An image of the image plane 203 and the image plane 204 is displayed by the observer 205.
The positional relationship of the imaging planes (203, 204) is adjusted in advance using an appropriate optical system so that they overlap with each other on the line of sight.

【００３３】本実施の形態の三次元表示装置における要
点は、偏光可変装置２０１を用いて各偏光可変要素にお
ける出射偏光方向を変えることにより、結像面２０３と
結像面２０４における画像各部位の各々の輝度を、観察
者２０５から見た総体的な輝度を一定に保ちつつ、三次
元物体の各部位の奥行き位置に対応して変えることであ
る。その変え方の一例を、図１０を用いて以下に説明す
る。図１０（ａ）が観察者に近い結像面、例えば、結像
面２０３に結像される像の一例であり、図１０（ｂ）が
観察者に遠い結像面、例えば、結像面２０４に結像され
る像の一例である。例えば、三次元物体として、図１０
に示すようなケーキを例に取ると、上に立てたロウソク
を除き、ケーキの上面及び下面は、例えば、ほぼ平坦で
あり、かつ、その側面は、例えば、円柱状であり、ロウ
ソクは、例えば、上面の円周近傍に配置するものとす
る。この場合の２Ｄ化像２０７では、図１０（ａ）、図
１０（ｂ）に示すように、上面及び下面においては上方
の方が奥に位置することとなり、かつ、その側面では真
ん中が手前で端に行くにしたがって奥に位置し、さらに
隠れている上方の真ん中は奥に位置することとなる。こ
の場合における各部位の偏光方向は、結像面（２０３，
２０４）の各々において下記のような輝度変化が得られ
るように、偏光型二焦点光学系２０２の二つの固有偏光
方向を考慮して変化させればよい。The main point of the three-dimensional display device of the present embodiment is that the polarization variable device 201 is used to change the outgoing polarization direction of each polarization variable element so that each part of the image on the image formation surface 203 and the image formation surface 204 is changed. That is, the respective luminances are changed in accordance with the depth positions of the respective parts of the three-dimensional object while keeping the overall luminance seen by the observer 205 constant. An example of how to change it will be described below with reference to FIG. FIG. 10A is an example of an image formed on an image forming surface close to the observer, for example, the image forming surface 203, and FIG. 10B is an image forming surface far from the observer, for example, an image forming surface. 4 is an example of an image formed on 204. For example, as a three-dimensional object, as shown in FIG.
Taking an example of a cake as shown in, the upper surface and the lower surface of the cake are, for example, substantially flat, and the side surfaces thereof are, for example, cylindrical, and the candle is, for example, , Shall be placed near the circumference of the upper surface. In the 2D image 207 in this case, as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), the upper side is located deeper in the upper and lower surfaces, and the middle is the front side in the side surface. As it goes to the end, it will be located at the back, and the hidden upper middle will be located at the back. In this case, the polarization direction of each part is the image plane (203,
In order to obtain the following brightness change in each of 204), the change may be made in consideration of two intrinsic polarization directions of the polarization type bifocal optical system 202.

【００３４】まず、上面及び下面における輝度変化は、
観察者２０５に近い結像面２０３においては、図１０
（ａ）に示すように、観察者２０５に近い部位（２Ｄ化
像２０７では、例えば、下方）が輝度が高く、かつ遠い
部位（２Ｄ化像２０７では、例えば、上方）が輝度が低
くなるようにその奥行き位置に対応して徐々に変化させ
る。また、観察者２０５に遠い結像面２０４において
は、図１０（ｂ）に示すように、観察者２０５に近い部
位（２Ｄ化像２０７では、例えば、下方）が輝度が低
く、かつ遠い部位（２Ｄ化像２０７では、例えば、上
方）が輝度が高くなるようにその奥行き位置に対応して
徐々に変化させる。次に、円柱部分の輝度変化もその奥
行き位置に対応して、観察者２０５に近い結像面２０３
においては、図１０（ａ）に示すように、観察者２０５
に近い部位（例えば、真ん中付近）が輝度が高く、かつ
遠い部位（例えば、左右の端付近）が輝度が低くなるよ
うに徐々に変化させる。また、観察者２０５に遠い結像
面２０４においては、図１０（ｂ）に示すように、観察
者２０５に近い部位（例えば、真ん中付近）が輝度が低
く、かつ遠い部位（例えば、左右の端付近）が輝度が高
くなるように徐々に変化させる。なお、図１０（ａ）、
図１０（ｂ）において、色の濃い部分が、輝度の高い部
分を表現している。前記した表示方法によれば、人の生
理的あるいは心理的要因あるいは錯覚により、実際に表
示しているのが二次元像であっても、観察者２０５には
あたかも上面、下面がほぼ平らな円柱状のケーキがある
ように感じられる。このように、本実施の形態の三次元
表示装置によれば、連続的な奥行きを有する三次元物体
を簡便に表現することができる。First, the change in luminance on the upper and lower surfaces is
On the image plane 203 close to the observer 205, FIG.
As shown in (a), a portion close to the observer 205 (for example, the lower side in the 2D image 207) has high brightness, and a far portion (for example, the upper side in the 2D image 207) has low brightness. Gradually change according to the depth position. In the image plane 204 far from the observer 205, as shown in FIG. 10B, a portion close to the observer 205 (for example, the lower side in the 2D image 207) has low brightness and is far away ( In the 2D image 207, for example, the brightness is gradually changed in the upper part so that the brightness becomes higher in accordance with the depth position. Next, the change in luminance of the cylindrical portion also corresponds to the depth position, and the image plane 203 close to the observer 205.
, The observer 205, as shown in FIG.
The brightness is gradually changed so that the brightness is high in the part close to (eg, near the center) and low in the part far away (eg, near the left and right ends). Further, in the image plane 204 far from the observer 205, as shown in FIG. 10B, a portion near the observer 205 (for example, near the center) has low brightness and a far portion (for example, left and right ends). Gradually change so that the brightness becomes higher. In addition, FIG.
In FIG. 10B, the dark part represents a high brightness part. According to the above-described display method, even if a two-dimensional image is actually displayed due to a physiological or psychological factor or illusion of a person, the observer 205 sees a circle whose upper and lower surfaces are almost flat. It feels like a columnar cake. As described above, according to the three-dimensional display device of the present embodiment, a three-dimensional object having continuous depth can be easily represented.

【００３５】［実施の形態３］以下、前記各実施の形態
の三次元表示装置に使用可能な偏光型二焦点光学系につ
いて説明する。図１１は、前記各実施の形態の三次元表
示装置に使用可能な偏光型二焦点光学系の一例を示す図
である。図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に示す偏光型二焦
点光学系は、固定焦点レンズ３０１と、複屈折領域３０
２とから構成される。ここで、固定焦点レンズ３０１
は、例えば、図１１（ｄ）に示すガラスあるいはプラス
チック製の凸レンズ、または、図１１（ｃ）に示すガラ
スあるいはプラスチック製の凹レンズ、または、図１１
（ａ）、（ｂ）に示すガラスあるいはプラスチック製の
凸レンズ、凹レンズ、プリズムなどの組み合わせによる
レンズ系、あるいは、ガラスあるいはプラスチック製の
凸レンズ、凹レンズ、プリズムなどの組み合わせによる
ミラー系等により構成される。また、複屈折領域３０
２、例えば、液晶やＰＬＺＴ等からなる複領域屈折性を
有する媒体で構成される。[Third Embodiment] A polarization type bifocal optical system which can be used in the three-dimensional display device of each of the foregoing embodiments will be described below. FIG. 11 is a diagram showing an example of a polarization-type bifocal optical system that can be used in the three-dimensional display device of each of the embodiments. The polarization type bifocal optical system shown in FIGS. 11A to 11D has a fixed focus lens 301 and a birefringent region 30.
2 and. Here, the fixed focus lens 301
Is, for example, a convex lens made of glass or plastic shown in FIG. 11D, a concave lens made of glass or plastic shown in FIG. 11C, or FIG.
(A), (b) is a lens system formed by combining glass or plastic convex lenses, concave lenses, prisms, or the like, or a mirror system formed by combining glass or plastic convex lenses, concave lenses, prisms, or the like. In addition, the birefringence region 30
2. For example, it is composed of a medium having multi-domain refraction such as liquid crystal or PLZT.

【００３６】ここで、固定焦点レンズ３０１の屈折率を
ｎ１とし、複屈折領域３０２における固有偏光方向をそ
れぞれｐ２１、ｐ２２とし、それぞれの偏光における屈
折率をｎ２１、ｎ２２とする。例えば、複屈折領域３０
２から光を入射した場合、入射光はその偏光状態に応じ
てｐ２１、ｐ２２の偏光に分離し、それぞれに屈折率ｎ
２１、ｎ２２を感じて進行した後、屈折率ｎ１の固定焦
点レンズ３０１と接することになる。したがって、図１
２に示すように、出射光は二つの偏光に分離したまま、
その屈折率の相違に応じて異なった位置に結像する。即
ち、偏光方向により分離する二焦点光学系として動作す
る。逆に、固定焦点レンズ３０１側から入射した場合に
も、同様に固有偏光方向に応じた屈折率により、二つの
結像面に分離して結像する。Here, the refractive index of the fixed focus lens 301 is n1, the peculiar polarization directions in the birefringent region 302 are p21 and p22, respectively, and the refractive indices in the respective polarized lights are n21 and n22. For example, the birefringent region 30
When light is incident from 2, the incident light is split into polarized light of p21 and p22 according to the polarization state, and the refractive index n
After feeling 21 and n22 and proceeding, the lens comes into contact with the fixed focus lens 301 having the refractive index n1. Therefore, FIG.
As shown in 2, the emitted light remains separated into two polarized lights,
Images are formed at different positions depending on the difference in the refractive index. That is, it operates as a bifocal optical system that separates according to the polarization direction. Conversely, even when the light enters from the fixed-focus lens 301 side, the images are separated into two image forming planes by the same refractive index according to the intrinsic polarization direction.

【００３７】ここで、図１１に示すように、複屈折領域
３０２が液晶の場合、配向膜３０３を付け加えることに
より、複屈折領域３０２側から入射した光に対して、面
内均一な分離を得ることができる。配向膜３０３が複屈
折領域３０２の一方のみに設けられている場合であって
も、旋光性により光は複屈折媒体の配向に応じてねじれ
ていき、その感じる屈折率は変化しないため、前記した
効果には支障はない。なお、固定焦点レンズ３０１との
界面側にも配向膜を設けることは、固定焦点レンズ３０
１側からの入射を行う場合、あるいはこのような配向依
存性を有する光学系をシリーズにつないで使用する場合
には有効である。Here, as shown in FIG. 11, when the birefringence region 302 is a liquid crystal, an alignment film 303 is added to obtain uniform in-plane separation for light incident from the birefringence region 302 side. be able to. Even if the alignment film 303 is provided only on one side of the birefringent region 302, the light is twisted according to the orientation of the birefringent medium due to the optical rotatory property, and the perceived refractive index does not change. There is no hindrance to the effect. It is to be noted that providing the alignment film also on the interface side with the fixed focus lens 301 means that the fixed focus lens 30
This is effective when the light is incident from the one side or when the optical system having such an orientation dependency is used in series.

【００３８】また、図１１、図１２に示す偏光型二焦点
光学系において、固定焦点レンズ３０１がない場合で
も、屈折領域３０２の片面あるいは両面が、図１３に示
すように、例えば、レンズ形状やプリズム形状をしてい
る場合、図１１、図１２に示す場合と同様な効果がある
ことは明らかである。また、複屈折性を有する媒体とし
ては、液晶が屈折率異方性が大きいために有益であり、
その種類としては通常のネマティック液晶の他、例え
ば、高分子分散型液晶、ホログラフィック高分子分散型
液晶、高分子液晶、スメクティック液晶、強誘電液晶、
高分子安定化強誘電液晶などがある。さらに、液晶以外
でも高分子材料の主軸を揃えて形成することにより複屈
折性を得ることができることは明らかである。Further, in the polarization type bifocal optical system shown in FIGS. 11 and 12, even when the fixed focus lens 301 is not provided, one side or both sides of the refraction area 302 may have a lens shape or a shape as shown in FIG. It is obvious that the prismatic shape has the same effect as that shown in FIGS. In addition, as a medium having birefringence, liquid crystal is useful because it has a large anisotropy of refractive index,
As the type, besides normal nematic liquid crystal, for example, polymer dispersed liquid crystal, holographic polymer dispersed liquid crystal, polymer liquid crystal, smectic liquid crystal, ferroelectric liquid crystal,
There are polymer-stabilized ferroelectric liquid crystals. Further, it is clear that the birefringence can be obtained by using polymer materials other than liquid crystal by aligning the principal axes of the polymer materials.

【００３９】［実施の形態４］図１４は、前記各実施の
形態の三次元表示装置に使用可能な偏光型二焦点光学系
の他の例を示す図である。図１４に示す偏光型二焦点光
学系は、入射側における分離用の偏光ビームスプリッタ
４０１と、焦点距離等の異なる二種類の光学系（４０
２，４０３）と、出射側における合成用の偏光ビームス
プリッタ４０４、および光路を曲げるための平面鏡（４
０５，４０６）で構成される。ここで、二種類の光学系
（４０２，４０３）は、例えば、凸レンズ、凹レンズ、
プリズム、凸面鏡凹面鏡、平面鏡など、あるいはこれら
の組み合わせ等で構成される。図１４に示す偏光型二焦
点光学系において、入射光は、その偏光方向に応じた輝
度比で、偏光ビームスプリッタ４０１により二つの固有
偏光（ｐ４１，ｐ４２）に分離され、各々光学系（４０
２，４０３）へ入射される。光学系（４０２，４０３）
は、例えば、異なる焦点距離を有するため、これに入射
した偏光（ｐ４１，ｐ４２）は異なる結像距離を有する
ことになる。したがって、偏光ビームスプリッタ４０４
により両偏光（ｐ４１，ｐ４２）を合成すると、二つの
固有偏光（ｐ４１，ｐ４２）は、各々異なる結像面（４
０７，４０８）に結像することになる。このように、図
１４に示す光学系により、偏光方向に対応した輝度比で
分離できる偏光型二焦点光学系を構成できる。ここで、
偏光ビームスプリッタ４０１の代わりに、図１５に示す
構成を含む光学系を用いても同様な効果が得られること
は明らかである。即ち、ビームスプリッタ４１０（例え
ば、半透過鏡、半透過プリズムなど）と偏光方向が互い
に直交する偏光板（４１１，４１２）で構成することに
より、同様な効果を得ることができる。また、偏光ビー
ムスプリッタ４０４の代わりに、図１５に示す構成を含
む光学系を用いることができることは言うまでもない。[Fourth Embodiment] FIG. 14 is a diagram showing another example of a polarization type bifocal optical system which can be used in the three-dimensional display device of each of the foregoing embodiments. The polarization type bifocal optical system shown in FIG. 14 includes a polarization beam splitter 401 for separation on the incident side and two types of optical systems (40 having different focal lengths).
2, 403), a polarization beam splitter 404 for combining on the exit side, and a plane mirror (4) for bending the optical path.
05, 406). Here, the two types of optical systems (402, 403) are, for example, a convex lens, a concave lens,
It is composed of a prism, a convex mirror, a concave mirror, a plane mirror, or a combination thereof. In the polarization type bifocal optical system shown in FIG. 14, the incident light is split into two intrinsic polarizations (p41, p42) by the polarization beam splitter 401 at a luminance ratio corresponding to the polarization direction, and each of the optical systems (40
2, 403). Optical system (402, 403)
Have, for example, different focal lengths, so that the polarized lights (p41, p42) incident on them have different imaging distances. Therefore, the polarization beam splitter 404
When both polarized lights (p41, p42) are combined with each other, the two eigenpolarized lights (p41, p42) are different from each other in different image planes (4
07, 408). In this way, the optical system shown in FIG. 14 can constitute a polarization type bifocal optical system that can be separated at a brightness ratio corresponding to the polarization direction. here,
It is obvious that the same effect can be obtained by using an optical system including the configuration shown in FIG. 15 instead of the polarization beam splitter 401. That is, the same effect can be obtained by using the beam splitter 410 (for example, a semi-transmissive mirror, a semi-transmissive prism, etc.) and the polarizing plates (411, 412) whose polarization directions are orthogonal to each other. Also, it goes without saying that an optical system including the configuration shown in FIG. 15 can be used instead of the polarization beam splitter 404.

【００４０】［実施の形態５］以下、前記各実施の形態
の三次元表示装置に使用可能な偏光可変装置について説
明する。前記各実施の形態の三次元表示装置に使用され
る偏光可変装置のように、入射光の偏光方向を変化でき
る装置としては、例えば、電界や電圧により複屈折性を
変化できる媒質（例えば、液晶やＰＬＺＴ等）を用いた
装置がよく知られている。液晶を用いた装置としては、
例えば「液晶・基礎編」、「液晶・応用編」（岡野、小
林共編、培風館）などに多くの種類が記載されている。
以下に、主な例について、図１６ないし図２２を用いて
説明する。図１６は、前記各実施の形態の三次元表示装
置に使用可能なツイスト・ネマティック型偏光可変装置
の概略構成を示す図である。図１６に示すツイスト・ネ
マティック型偏光可変装置は、透明導電膜（透明電極）
５０１、配向膜５０２、ネマティック液晶領域５０３、
配向膜５０４、透明導電膜（透明電極）５０５から構成
される。この場合、配向膜５０２と配向膜５０４との配
向方向を直交させ、かつ、液晶分子が同一方向に螺旋を
描くようにカイラル材を添加するのが一般的である。[Fifth Embodiment] A polarization variable device that can be used in the three-dimensional display device of each of the above embodiments will be described below. As a device capable of changing the polarization direction of incident light, such as the polarization variable device used in the three-dimensional display device of each of the embodiments, for example, a medium (for example, a liquid crystal whose birefringence can be changed by an electric field or voltage) is used. Equipment using PLZT or the like) is well known. As a device using liquid crystal,
For example, many types are described in "Liquid Crystal / Basic", "Liquid Crystal / Applied" (edited by Okano and Kobayashi, Baifukan).
Main examples will be described below with reference to FIGS. 16 to 22. FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of a twisted nematic type polarization variable device that can be used in the three-dimensional display device of each of the embodiments. The twisted nematic type polarization variable device shown in FIG. 16 is a transparent conductive film (transparent electrode).
501, alignment film 502, nematic liquid crystal region 503,
It comprises an alignment film 504 and a transparent conductive film (transparent electrode) 505. In this case, it is common to add the chiral material such that the alignment directions of the alignment films 502 and 504 are orthogonal to each other and the liquid crystal molecules draw a spiral in the same direction.

【００４１】図１７（ａ）に示すように、透明導電膜
（５０１，５０５）間に電圧を印加しない場合には、配
向膜（５０２，５０４）の配向規制力とカイラル材の効
果により、液晶分子は９０度回転して螺旋を描く。この
ため、直線偏光の入射光はこの液晶の旋光性（複屈折材
料における性質の一つ）により偏光方向がほぼ９０度変
化して出射していく。As shown in FIG. 17A, when no voltage is applied between the transparent conductive films (501, 505), the liquid crystal is produced by the alignment regulating force of the alignment films (502, 504) and the effect of the chiral material. The molecule rotates 90 degrees and draws a spiral. Therefore, the incident light of linearly polarized light is emitted with its polarization direction changed by approximately 90 degrees due to the optical rotatory power of this liquid crystal (one of the properties of the birefringent material).

【００４２】これに対して、図１７（ｂ）に示すよう
に、透明導電膜（５０１，５０５）間に閾値電圧以上の
充分な電圧（Ｖ５）を加えると、液晶分子はその印加電
圧方向に整列する。このため、入射光の偏光方向はほと
んど変化せずに出射していく。透明導電膜（５０１，５
０５）間に加える電圧が、Ｖ５以下の場合には、その電
圧に応じた偏光方向の変化が連続的に得られる。このよ
うに、透明導電膜（５０１，５０５）間に加える電圧に
より、入射光の偏光方向を可変できる。さらに、これら
の要素をマトリックス状に配置し、アクティブな駆動素
子などを用いて駆動することも一般的によく知られたこ
とである。On the other hand, as shown in FIG. 17B, when a sufficient voltage (V5) equal to or higher than the threshold voltage is applied between the transparent conductive films (501, 505), the liquid crystal molecules move in the direction of the applied voltage. Line up. Therefore, the polarization direction of the incident light is emitted with almost no change. Transparent conductive film (501,5
When the voltage applied between 05) is V5 or less, a change in the polarization direction according to the voltage is continuously obtained. In this way, the polarization direction of the incident light can be changed by the voltage applied between the transparent conductive films (501, 505). Furthermore, it is generally well known to arrange these elements in a matrix and drive them by using an active driving element or the like.

【００４３】図１８は、前記各実施の形態の三次元表示
装置に使用可能なイン・プレイン型偏光可変装置の概略
構成を示す図である。図１８に示すイン・プレイン型偏
光可変装置は、透明導電膜（透明電極）６０１、配向膜
６０２、ネマティック液晶領域６０３、配向膜６０４、
透明導電膜（透明電極）６０５から構成される。ここ
で、配向膜６０２と配向膜６０４との配向方向は平行で
あり、透明導電膜（６０１，６０５）は同一平面内にあ
る。図１９（ａ）に示すように、透明導電膜（６０１，
６０５）間に電圧を印加しない場合には、配向膜（６０
２，６０４）の配向規制力により、液晶分子は配向方向
に整列する。これに対して、図１９（ｂ）のように、透
明導電膜（６０１，６０５）間に閾値電圧以上の充分な
電圧（Ｖ６）を加えると、液晶分子はその印加電圧方向
に整列する。このように複屈折性を有する液晶の整列す
る向きが変化するため、出射光の偏光状態を変化でき
る。さらに、透明導電膜（６０１，６０５）間に加える
電圧がＶ６以下の場合には、その電圧に応じた偏光方向
の変化が連続的に得られる。これらの要素をマトリック
ス状に配置し、アクティブな駆動素子などを用いて駆動
することも一般的によく知られていることである。図２
０は、前記各実施の形態の三次元表示装置に使用可能な
ホモジニアス型偏光可変装置の概略構成を示す図であ
る。図２０に示すホモジニアス型偏光可変装置は、透明
導電膜（透明電極）６１１、配向膜６１２、液晶（例え
ば、ネマティック液晶）領域６１３、配向膜６１４、透
明導電膜（透明電極）６１５から構成される。図２０に
示すホモジニアス型偏光可変装置では、ホモジニアス配
向の液晶を用いるため、配向膜６１２と配向膜６１４と
の配向方向を同じ（平行）とする。また、図２０に示す
ホモジニアス型偏光可変装置では、その偏光方向が配向
膜の配向方向からずれている入射光が入射される。例え
ば、図２１（ａ）に示すように、入射光が直線偏光のと
きには、その偏光方向を、０度方向と９０度方向の中間
方向（例えば、４５度）にずらした入射光を、図２０に
示すホモジニアス型偏光可変装置に入射する。また、図
２１（ｂ）および図２１（ｃ）に示すように、円偏光あ
るいは楕円偏光の入射光を、図２０に示すホモジニアス
型偏光可変装置に入射する。図２２（ｂ）のように、透
明導電膜（６１１，６１５）間に閾値電圧以上の充分な
電圧（Ｖ７）を加えると、液晶分子はその印加電圧方向
に整列する。このため、入射光は、偏光方向をほとんど
変えることなく出射していく。これに対して、図２２
（ａ）に示すように、透明導電膜（６１１，６１５）間
に電圧を印加しない場合には、配向膜（６１２，６１
４）の配向規制力により、液晶分子は配向方向に向き、
かつ配向膜（６１２，６１４）に平行に並ぶ。このた
め、入射光は、この液晶の複屈折性により偏光方向が変
化して出射する。さらに、透明導電膜（６１１，６１
５）間に加える電圧がＶ７以下の場合には、その電圧に
応じた偏光方向の変化が連続的に得られる。このよう
に、透明導電膜（６１１，６１５）間に印加する印加電
圧により、入射光の偏光方向を可変することができる。
そして、これらの要素をマトリックス状に配置し、アク
ティブな駆動素子などを用いて駆動することも一般的に
よく知られていることである。さらに、ネマティック液
晶以外にも、強誘電液晶や高分子分散型液晶や高分子液
晶などを用いて同様な効果を得られる色々な装置がある
ことは明らかである。以上、本発明者によってなされた
発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、
その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である
ことは勿論である。FIG. 18 is a diagram showing a schematic configuration of an in-plane type polarization variable device that can be used in the three-dimensional display device of each of the above-mentioned embodiments. The in-plane type polarization variable device shown in FIG. 18 includes a transparent conductive film (transparent electrode) 601, an alignment film 602, a nematic liquid crystal region 603, an alignment film 604,
It is composed of a transparent conductive film (transparent electrode) 605. Here, the alignment directions of the alignment film 602 and the alignment film 604 are parallel, and the transparent conductive films (601, 605) are in the same plane. As shown in FIG. 19A, the transparent conductive film (601,
605), when no voltage is applied, the alignment film (60
The liquid crystal molecules are aligned in the alignment direction by the alignment regulating force of 2,604). On the other hand, as shown in FIG. 19B, when a sufficient voltage (V6) higher than the threshold voltage is applied between the transparent conductive films (601, 605), the liquid crystal molecules are aligned in the applied voltage direction. Since the alignment direction of the liquid crystal having birefringence changes in this way, the polarization state of the emitted light can be changed. Furthermore, when the voltage applied between the transparent conductive films (601, 605) is V6 or less, a change in the polarization direction according to the voltage is continuously obtained. It is also generally well known to arrange these elements in a matrix and drive them using an active drive element or the like. Figure 2
FIG. 0 is a diagram showing a schematic configuration of a homogeneous polarization variable device that can be used in the three-dimensional display device of each of the embodiments. The homogeneous polarization variable device shown in FIG. 20 includes a transparent conductive film (transparent electrode) 611, an alignment film 612, a liquid crystal (for example, nematic liquid crystal) region 613, an alignment film 614, and a transparent conductive film (transparent electrode) 615. . In the homogeneous polarization variable device shown in FIG. 20, since the liquid crystal of homogeneous alignment is used, the alignment directions of the alignment film 612 and the alignment film 614 are the same (parallel). Further, in the homogeneous polarization variable device shown in FIG. 20, incident light whose polarization direction is deviated from the alignment direction of the alignment film is incident. For example, when the incident light is linearly polarized light as shown in FIG. 21A, the incident light whose polarization direction is shifted in the intermediate direction between the 0 degree direction and the 90 degree direction (for example, 45 degrees) is shown in FIG. It is incident on the homogeneous polarization variable device shown in. Further, as shown in FIGS. 21B and 21C, circularly polarized light or elliptically polarized incident light is made incident on the homogeneous polarization variable device shown in FIG. As shown in FIG. 22B, when a sufficient voltage (V7) equal to or higher than the threshold voltage is applied between the transparent conductive films (611, 615), the liquid crystal molecules are aligned in the applied voltage direction. Therefore, the incident light is emitted with almost no change in the polarization direction. On the other hand, FIG.
As shown in (a), when no voltage is applied between the transparent conductive films (611, 615), the alignment films (612, 61)
Due to the alignment regulating force of 4), the liquid crystal molecules are oriented in the alignment direction,
In addition, they are arranged parallel to the alignment films (612, 614). Therefore, the incident light is emitted with its polarization direction changed due to the birefringence of the liquid crystal. Furthermore, a transparent conductive film (611, 61
5) When the voltage applied during V7 is V7 or less, the change of the polarization direction according to the voltage is continuously obtained. Thus, the polarization direction of the incident light can be changed by the applied voltage applied between the transparent conductive films (611, 615).
It is also generally well known to arrange these elements in a matrix and drive them using an active drive element or the like. In addition to nematic liquid crystals, it is clear that there are various devices that can obtain the same effect by using ferroelectric liquid crystals, polymer dispersed liquid crystals, polymer liquid crystals, and the like. As described above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the above embodiment,
The present invention is not limited to the above embodiment,
Of course, various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

【００４４】[0044]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。本発明によれば、立体視の生理的要因
間の矛盾を抑制でき、かつ情報量を少なくでき、電気的
に書き換え可能な三次元動画像を再生することが可能と
なる。The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. According to the present invention, it is possible to suppress a contradiction between physiological factors of stereoscopic vision, reduce the amount of information, and reproduce an electrically rewritable three-dimensional moving image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の実施の形態１の三次元表示装置の概略
構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional display device according to a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明の実施の形態１の三次元表示装置におけ
る２Ｄ化像の生成方法を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a method of generating a 2D image in the three-dimensional display device according to the first embodiment of the present invention.

【図３】本発明の実施の形態１の三次元表示装置におけ
る、二次元表示装置の各画素と偏光可変装置の各偏光可
変要素との対応関係を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a correspondence relationship between each pixel of the two-dimensional display device and each polarization variable element of the polarization variable device in the three-dimensional display device according to the first embodiment of the present invention.

【図４】本発明の実施の形態１の三次元表示装置におけ
る、二次元表示装置の各画素と偏光可変装置の各偏光可
変要素との対応関係を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a correspondence relationship between each pixel of the two-dimensional display device and each polarization variable element of the polarization variable device in the three-dimensional display device according to the first embodiment of the present invention.

【図５】本発明の実施の形態１の三次元表示装置におけ
る三次元像の表示方法を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a method for displaying a three-dimensional image in the three-dimensional display device according to the first embodiment of the present invention.

【図６】本発明の実施の形態１の三次元表示装置におけ
る三次元像の表示方法を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a three-dimensional image display method in the three-dimensional display device according to the first embodiment of the present invention.

【図７】本発明の実施の形態１の三次元表示装置におけ
る三次元像の表示方法を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a method for displaying a three-dimensional image in the three-dimensional display device according to the first embodiment of the present invention.

【図８】本発明の実施の形態１の三次元表示装置におけ
る三次元像の表示方法を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a method for displaying a three-dimensional image in the three-dimensional display device according to the first embodiment of the present invention.

【図９】本発明の実施の形態２の三次元表示装置の概略
構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional display device according to a second embodiment of the present invention.

【図１０】本発明の実施の形態２の三次元表示装置にお
ける三次元像の表示方法を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a method for displaying a three-dimensional image in the three-dimensional display device according to the second embodiment of the present invention.

【図１１】本発明の各実施の形態の三次元表示装置に使
用可能な偏光型二焦点光学系の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a polarization type bifocal optical system that can be used in the three-dimensional display device of each embodiment of the present invention.

【図１２】図１１に示す偏光型二焦点光学系における入
射光と出射光との関係を説明するための図である。12 is a diagram for explaining the relationship between incident light and emitted light in the polarization type bifocal optical system shown in FIG.

【図１３】本発明の各実施の形態の三次元表示装置に使
用可能な偏光型二焦点光学系の他の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing another example of a polarization type bifocal optical system that can be used in the three-dimensional display device of each embodiment of the present invention.

【図１４】本発明の各実施の形態の三次元表示装置に使
用可能な偏光型二焦点光学系の他の例を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing another example of a polarization type bifocal optical system that can be used in the three-dimensional display device of each embodiment of the present invention.

【図１５】図１４に示す偏光ビームスプリッタの代わり
に使用可能な光学系を示す図である。15 is a diagram showing an optical system that can be used instead of the polarization beam splitter shown in FIG.

【図１６】本発明の各実施の形態の三次元表示装置に使
用可能なツイスト・ネマティック型偏光可変装置の概略
構成を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of a twisted nematic type polarization variable device that can be used in the three-dimensional display device of each embodiment of the present invention.

【図１７】図１６に示すツイスト・ネマティック型偏光
可変装置の動作原理を説明するための図である。FIG. 17 is a diagram for explaining the operating principle of the twisted nematic polarization changing device shown in FIG. 16.

【図１８】本発明の各実施の形態の三次元表示装置に使
用可能なイン・プレイン型偏光可変装置の概略構成を示
す図である。FIG. 18 is a diagram showing a schematic configuration of an in-plane type polarization variable device that can be used in the three-dimensional display device according to each embodiment of the present invention.

【図１９】図１８に示すイン・プレイン型偏光可変装置
の動作原理を説明するための図である。FIG. 19 is a diagram for explaining the operation principle of the in-plane type polarization variable device shown in FIG. 18.

【図２０】本発明の各実施の形態の三次元表示装置に使
用可能なホモジニアス型偏光可変装置の概略構成を示す
図である。FIG. 20 is a diagram showing a schematic configuration of a homogeneous polarization variable device that can be used in the three-dimensional display device of each embodiment of the present invention.

【図２１】図２０に示すホモジニアス型偏光可変装置に
入射される入射光と配向膜の配向方向を示す図である。21 is a diagram showing incident light incident on the homogeneous polarization variable device shown in FIG. 20 and the alignment direction of the alignment film.

【図２２】図２０に示すホモジニアス型偏光可変装置の
動作原理を説明するための図である。22 is a diagram for explaining the operating principle of the homogeneous polarization changing device shown in FIG. 20. FIG.

【図２３】従来の三次元表示装置の一例の概略構成を示
す図である。FIG. 23 is a diagram showing a schematic configuration of an example of a conventional three-dimensional display device.

【図２４】従来の三次元表示装置の他の例の概略構成を
示す図である。FIG. 24 is a diagram showing a schematic configuration of another example of a conventional three-dimensional display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１００，２００，７０５…二次元表示装置、１０１，２
０１…偏光可変装置、１０２，２０２…偏光型二焦点光
学系、１０３，１０４，２０３，２０４，４０７，４０
８…結像面、１０５，２０５，７０７…観察者、１０
６，７０１，７１１…三次元物体（表示対象物体）、１
０７，２０７…２Ｄ化像、１１０，１２０…画素、１１
１，１２１…偏光可変要素、３０１…固定焦点レンズ、
３０２…複屈折領域、３０３，５０２，５０４，６０
２，６０４，６１２，６１４…配向膜、４０１，４０４
…偏光ビームスプリッタ、４０２，４０３…光学系、４
０５，４０６…平面鏡、４１０…ビームスプリッタ、４
１１，４１２…偏光板、５０１，５０５，６０１，６０
５，６１１，６１５…透明導電膜、５０３，６０３，６
１３…ネマティック液晶、７０２，７０３…カメラ、７
０４…映像信号変換装置、７０６…液晶シャッタ眼鏡、
７１２…二次元像の集まり、７１３…体積型三次元表示
装置、７１４…三次元の再現像。100,200,705 ... Two-dimensional display device 101,2
01 ... Polarization variable device, 102, 202 ... Polarization type bifocal optical system, 103, 104, 203, 204, 407, 40
8 ... Image plane, 105, 205, 707 ... Observer, 10
6,701,711 ... Three-dimensional object (display target object), 1
07, 207 ... 2D image, 110, 120 ... Pixel, 11
1, 121 ... Polarization variable element, 301 ... Fixed focus lens,
302 ... Birefringence region, 303, 502, 504, 60
2, 604, 612, 614 ... Alignment film, 401, 404
... Polarizing beam splitters, 402, 403 ... Optical system, 4
05, 406 ... Plane mirror, 410 ... Beam splitter, 4
11, 412 ... Polarizing plates, 501, 505, 601, 60
5, 611, 615 ... Transparent conductive film, 503, 603, 6
13 ... Nematic liquid crystal, 702, 703 ... Camera, 7
04 ... video signal converter, 706 ... liquid crystal shutter glasses,
712 ... Collection of two-dimensional images, 713 ... Volume type three-dimensional display device, 714 ... Three-dimensional redevelopment.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−243960（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−151854（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 13/04 G03B 35/16 G09F 9/00 361 G09G 3/20 660 G09G 5/36 510 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-9-243960 (JP, A) JP-A-54-151854 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. ⁷ , DB name) H04N 13/04 G03B 35/16 G09F 9/00 361 G09G 3/20 660 G09G 5/36 510

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 表示対象物体を観察者の視線から平面に
射影した二次元像を、奥行き位置の異なる二つの表示面
の全てに観察者の視線上で重なるようにそれぞれ所望の
輝度で表示して三次元立体像を生成する三次元表示方法
において、 前記二次元像の表示光の偏光方向を制御し、通過する光
の偏光方向により結像位置の異なる光学系を通過させる
ことにより、前記二次元像の表示光を奥行き位置の異な
る二つの表示面に結像させて、前記二次元像を前記奥行
き位置の異なる二つの表示面に表示する際に、 前記二つの表示面に表示する二次元像の輝度を、 前記表示対象物体の観察者に近い部位に対応する部位の
輝度が、前記二つの表示面のうちの観察者に近い表示面
においては高くなり、観察者から遠い表示面においては
低くなるように、 かつ前記表示対象物体の観察者から遠い部位に対応する
部位の輝度が、前記二つの表示面のうちの観察者に近い
表示面においては低くなり、観察者から遠い表示面にお
いては高くなるように、 前記表示対象物体の各部位の奥行き位置に応じて対応す
る各部位の輝度を変化させることを特徴とする三次元表
示方法。1. A two-dimensional image obtained by projecting an object to be displayed onto a plane from the line of sight of an observer is displayed with desired brightness so that it overlaps on all two display surfaces having different depth positions on the line of sight of the observer. In the three-dimensional display method for generating a three-dimensional stereoscopic image by controlling the polarization direction of the display light of the two-dimensional image and allowing the light to pass through an optical system having a different imaging position depending on the polarization direction of the passing light, When the display light of the two-dimensional image is formed on two display surfaces having different depth positions and the two-dimensional image is displayed on the two display surfaces having different depth positions, the two-dimensional image is displayed on the two display surfaces. The brightness of the image, the brightness of the part corresponding to the part of the display target object close to the observer is high on the display surface of the two display surfaces close to the observer, in the display surface far from the observer. So that it ’s lower The brightness of the part corresponding to the part far from the viewer of the display target object is low on the display surface of the two display surfaces close to the viewer, and is high on the display surface far from the viewer, A three-dimensional display method, wherein the brightness of each corresponding part is changed according to the depth position of each part of the display target object. 【請求項２】 前記二つの表示面に表示する各二次元像
の各部位の輝度を、観察者から見た総体的な輝度を一定
に保って表示することを特徴とする請求項１に記載の三
次元表示方法。2. The brightness of each part of each two-dimensional image displayed on the two display surfaces is displayed while keeping the overall brightness as viewed by an observer constant. 3D display method. 【請求項３】 前記二つの表示面に表示する各二次元像
の各部位の輝度を、観察者から見た総体的な輝度を奥に
いくに従って徐々に減少させて表示することを特徴とす
る請求項１に記載の三次元表示方法。3. The brightness of each part of each two-dimensional image displayed on the two display surfaces is displayed while being gradually reduced as the overall brightness viewed from an observer goes deeper. The three-dimensional display method according to claim 1. 【請求項４】 人間の眼の残像時間内に前記二次元像を
順次切り替えるとともに、当該各二次元像それぞれにつ
いて表示光の偏光方向を順次切り替えて、前記二次元像
の表示光を前記奥行き位置の異なる二つの表示面に結像
させることにより、三次元立体の動画像を生成すること
を特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の
三次元表示方法。4. The two-dimensional image is sequentially switched within the afterimage time of the human eye, and the polarization direction of the display light is sequentially switched for each of the two-dimensional images so that the display light of the two-dimensional image is displayed at the depth position. The three-dimensional display method according to any one of claims 1 to 3, wherein a three-dimensional stereoscopic moving image is generated by forming images on two different display surfaces. 【請求項５】 前記二次元像の表示光の偏光方向の切り
替えに同期して、当該二次元像の表示光の輝度を所望の
輝度に変化させることを特徴とする請求項１ないし４の
いずれか１項に記載の三次元表示方法。5. The brightness of the display light of the two-dimensional image is changed to a desired brightness in synchronization with the switching of the polarization direction of the display light of the two-dimensional image. The three-dimensional display method according to item 1. 【請求項６】 前記二次元像の表示光の偏光方向を制御
することにより、前記奥行き位置の異なる二つの表示面
に結像する二次元像の輝度を所望の輝度に調節すること
を特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の
三次元表示方法。6. The brightness of the two-dimensional image formed on the two display surfaces having different depth positions is adjusted to a desired brightness by controlling the polarization direction of the display light of the two-dimensional image. The three-dimensional display method according to any one of claims 1 to 4.