JP3569522B2

JP3569522B2 - 表示装置

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Publication number: JP3569522B2
Application number: JP2003344634A
Authority: JP
Inventors: 公佑橋本; 尚司河越
Original assignee: 公佑橋本
Priority date: 2003-10-02
Filing date: 2003-10-02
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2019-09-22
Also published as: JP2004112814A

Description

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。

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観察者の目の位置で収束させ、それぞれの収束点が横方向に観察者の左右両眼の間隔（瞳孔間隔）になるようにすることで、その観察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、立体映像として観察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、映像表示装置と観察者の間にパララクス・バリヤやレンチキュラ板を配置したりしていた。

しかし、パララクス・バリヤやレンチキュラ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、解像度の低下を招く。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。

また、このような問題を解決するものとして、図３２は例えば特開平６−２０５４４６号公開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、このものは映像表示装置として背面照射型の液晶表示板（ＬＣＤ）などの透過型映像表示板を用い、このＬＣＤをはさんで観察者とは反対側に複数の線状光源を配置して構成されている。図において、１は透過型映像表示板、４５は複数の線状光源で、透過型映像表示板１に照射して観察者の左眼ＥＹＥ１、右眼ＥＹＥ２に選択的に投影するように点燈する線状光源ＬＬ１，ＬＬ２で構成されている。図３３は映像表示領域の時間変化を示すもので、（ａ）は左眼用および右眼用映像の映像Ｒ、Ｌ、および映像Ｒ、Ｌをフィールド単位で切り換えた映像入力、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）の映像入力による画面上の映像表示領域の時間変化を示すもので、（ｂ）は映像表示装置がＣＲＴの場合、（ｃ）は映像表示装置がＬＣＤの場合である。

このような従来の立体映像表示装置では、透過型映像表示板１に右眼用の映像Ｒ−１が表示されているときには、線状光源４５のうち●で示す右眼ＥＹＥ２用の光源ＬＬ２のみ点燈し、○で示す左眼ＥＹＥ１用の光源ＬＬ１は消燈するようにする。次の時点で透過型映像表示板１に左眼用の映像Ｌ−１が表示され、線状光源４５のうち○で示す左眼ＥＹＥ１用の光源ＬＬ１が点燈し、●で示す右眼ＥＹＥ２用の光源ＬＬ２は消燈する。

以上のように、透過型映像表示板１に表示する左眼用の映像と右眼用の映像、および、線状光源４５の左眼用の光源と右眼用の光源を、時分割的に切り換えるようにしたことで、左右両眼にそれぞれ方向像が分離投影され、立体映像として観察できる。また、図３２では線状光源が照射する方向数を２とした従来例について説明したが、方向数が３以上の場合は透過型映像表示板１の１画素毎に対応して線状光源４４をＬＬ１、ＬＬ２、ＬＬ３、・・・と複数配置することで、ある時点についての方向像が透過型映像表示板１に表示されたときに、対応する１種類の線状光源のみが点燈することで、３以上の方向像でも分離投影されるので、観察位置を移動すると立体映像の回り込みが表現できる。

特開平６−２０５４４６号公報

図３２について説明した従来の立体映像表示装置は、透過型映像表示板に照射する線状光源を、透過型映像表示板に使用するＬＣＤの画素より微細な構造にする必要があるという問題点があった。

また、線状光源による照射では、投影する方向像の数を左右にしか増加できないので、観察者が上下、または前後に移動した場合の立体映像の変化を表現できないという問題点があった。

また、投影する方向像の数が２の場合、観察位置が１カ所しかないので、観察者が位置を移動すると立体映像を表示できないという問題点があった。

また、立体映像を構成する方向像の数を増やすと、フリッカーが認識できなくなるまで時分割の切換周波数を高くする必要があるという問題点があった。

また、立体映像が観察できる観察位置に移動する途中は、観察者の片目だけに方向像が投影されるので、左右各眼の映像が全く異なる不愉快な状態になるという問題点があった。

また、３以上の方向像の投影では、複数の観察者が立体映像が観察できても、各観察者毎に立体映像が異なるという問題点があった。

また、透過型映像表示板に表示する映像をフィールド毎に異なる方向像とせず同一映像の繰り返しと線状光源の同時照射によって通常の２次元映像表示をする場合でも、観察位置が立体表示と同様に１カ所しかないという問題点があった。

また、線状光源の形状は透過型映像表示板と観察位置により決定するため設計上の自由度がないという問題点があった。

また、図３３（ａ）に示すようなフィールド毎に時分割した映像入力による映像は、（ｂ）に示すようにＣＲＴに表示した場合、表示面を走査している瞬間だけ走査点で光るだけなので、どの瞬間をとっても映像Ｒー１と映像Ｌー１は時間的に分離しているが、（ｃ）に示すように透過型映像表示板としてＬＣＤに表示した場合、表示面上の画素は次にこの画素が走査されるまで表示を続けるので、斜線領域全てで映像Ｒー１と映像Ｌー１の表示が継続するため時間的に分離されていないという問題点があった。

本発明は前記のような問題点を解消するためになされたもので、その目的は、簡単な構成の光源で、透過型映像表示板が時分割して表示する方向像を観察者の左右両眼に投影することで立体映像を表示する立体映像表示装置を得るものである。

また、簡単な構成の光源で、透過型映像表示板が時分割して表示する左右方向に３以上の方向像を投影する立体映像表示装置を得るものである。

また、簡単な構成の光源で、透過型映像表示板が時分割して表示する左右および上下方向に複数の方向像を投影する立体映像表示装置を得るものである。
また、観察者の位置が左右方向に移動しても、観察位置に追従して常に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。

また、観察者の位置が左右および上下方向に移動しても、観察位置に追従して常に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。
また、観察者の位置が左右および前後方向に移動しても、観察位置に追従して常に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。

また、観察者の位置が左右、上下および前後方向に移動しても、観察位置に追従して常に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。

また、左右方向に３以上の方向像を投影する立体映像表示装置において、３以上の方向像のうち観察位置での立体視に必要な左右両眼用の２つの方向像だけを観察者に投影する立体映像表示装置を得るものである。

また、左右および上下方向に複数の方向像を投影する立体映像表示装置において、複数の方向像のうち観察位置での立体視に必要な左右両眼の２つの方向像だけを投影する立体映像表示装置を得るものである。

また、左右、上下および前後方向に複数の方向像を投影する立体映像表示装置において、複数の方向像のうち観察位置での立体視に必要な左右両眼の２つの方向像だけを投影する立体映像表示装置を得るものである。

また、観察者が立体映像を観察できる観察位置に移動する途中で、片目だけに方向像を投影する状態にならない立体映像表示装置を得るものである。

また、複数の方向像を投影する立体映像表示装置において、複数の観察者に同じ立体映像を表示することができる立体映像表示装置を得るものである。

また、通常の２次元映像表示に切り換えた場合に、広い範囲で観察できる立体映像表示装置を得るものである。

また、立体映像表示装置に用いる光源を得るものである。

また、光源の形状を任意に設定することができる立体映像表示装置を得るものである。

また、フリッカーを低減することができる立体映像表示装置を得るものである。

また、時分割した方向像を表示する透過型映像表示板にＬＣＤを使用しても、時分割した方向像を時間的に分離して表示することができる立体映像表示装置を得るものである。

この発明の表示装置は、ＬＣＤを備え、前記ＬＣＤに異なる画像を順次表示する場合において、前記ＬＣＤに１フィールドあるいは１フレーム分の映像信号を入力する毎に、前記ＬＣＤに全画面黒表示を行わせるための全画面黒信号を入力する。

この発明の表示装置によれば、どの任意の時間で前後の映像が一部分でも同時に表示されることが無く、前後の映像を時間的に分離して表示することができる。

実施例１．
図１は本発明の実施例１におけ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は透過型映像表示板、２は透過型映像表示板１の背面に配置した透過型映像表示板１の表示面より大きい凸レンズ板で、ｏは凸レンズ板中心、ＦＬは焦点である。３は透過型映像表示板１に時分割して表示された２つの方向像を観察者の左右両眼へ選択的に照射して立体映像を表示するために透過型映像表示板１を境に観察者のいる空間から反対側の空間に配置された発光面上の任意の部分領域で発光する分割光源、４は透過型映像表示板１に表示する２つの方向像の信号を出力する左右映像信号源で、４Ｒ、４Ｌはそれぞれ映像Ｒ、Ｌを出力する右眼映像、左眼映像信号源である。５は透過型映像表示板１に表示する左右両眼用の方向像を時間交互に切り換える時分割回路、６は透過型映像表示板１に表示する左右両眼用の方向像の時間交互の切り換えに対応して分割光源３を左右２分割した領域３Ｒ、３Ｌで交互に発光するように制御する分割制御回路である。図２は実施例１の動作を説明するための光路図であり、観察位置における透過型映像表示板１上の各位置を照らすバックライトの光路を示す。

次に、図１ないし図２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の領域３Ｌが発光していると、領域３Ｌ上の点３ａから凸レンズ板２の２ａ、２ｂ間方向に発した光は凸レンズ板２によって点ａに結像される。同様に点３ａから点３ｂまでの各点から凸レンズ板２の２ａ、２ｂ間方向に発した光は点ａからｂまでの線Ｌ上の位置に結像される。また、点３ａから２ｂ、点３ｂから２ａに発した光は凸レンズ板２によって点ｃに、点３ａから２ａ、点３ｂから２ｂに発した光は凸レンズ板２によって点ｄに結像される。逆に、点ａから凸レンズ板２を見ると、点３ａが凸レンズ板２全面に拡大されて、凸レンズ板２全面が発光して見える。同様に点ａから点ｂまでの線Ｌ上の位置から凸レンズ板２を見ると、点３ａから点３ｂまでの各点を発した光で凸レンズ板２全面が発光して見える。また、点ｃ、点ｄから凸レンズ板２を見ると、領域３Ｌが凸レンズ板２全面に拡大されて、凸レンズ板２全面が発光して見える。すなわち、分割光源３の領域３Ｌが発光しているとき、凸レンズ板２全面が発光して見える観察位置は、点ａ、ｂ、ｃ、ｄの実線で囲まれた線Ｌを含む斜線範囲内になり、この範囲外では分割光源３の領域３Ｌから発っする光は見えず、凸レンズ板２は暗い。同様に、分割光源３の領域３Ｒが発光しているとき、凸レンズ板２全面が発光して見える観察位置は、点線で囲まれた線Ｒを含む斜線範囲内になる。透過型映像表示板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。そのため、凸レンズ板２全面が発光して見える状態がバックライトのある状態に対応するので、領域３Ｌが発光しているときは線Ｌを含む斜線領域内から見た場合だけ、また領域３Ｒが発光しているときは線Ｒを含む斜線領域内ら見た場合だけ透過型映像表示板１の映像を観察することができる。そこで、映像Ｒ、Ｌを時分割回路５で高速に切り換えて透過型映像表示板１に表示して、それに対応して分割制御回路６で分割光源３の左右発光領域３Ｒ、３Ｌを高速に切り換えることで、左眼を線Ｌを含む斜線領域内のどの位置からでも、また右眼を線Ｒを含む斜線領域内のどの位置からでも透過型映像表示板１を見れば、映像Ｒ、Ｌを左右眼別々に視差角の異なる方向像として見ることができる。

また、透過型映像表示板１の映像を観察することができる斜線領域内での位置による輝度を、図２で説明する。図２（ａ）は点ａから、（ｂ）は点ｃから見た場合の、透過型映像表示板１上の各位置を照らすバックライトの光路を示す。（ｂ）では領域３Ｌ全体の光が透過型映像表示板１を通過するので、点３ａの光だけが透過型映像表示板１を通過する（ａ）の場合より明るいように思える。しかし、（ｂ）の点３ａから発する光のうち点ｃに見えるのは点２ｂを通る光だけでそれ以外は関係ない。すなわち（ａ）、（ｂ）で点２ｂを通る光の輝度は同じである。同様に点３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅの発する光も、各点からあらゆる方向に発光しているうちの点２ａ、２ｃ、２ｄ、ｏを通る光だけが点ｃに見えるだけなので、透過型映像表示板１は点ａからを見ても、点ｂからを見ても同じ輝度である。この結果、透過型映像表示板１の映像を観察することができる斜線領域内での位置に関わらず、同じ輝度の方向像として観察できるので、立体表示を広い範囲で観察できる。

実施例２．
上記実施例１では、分割光源３を左右２分割して発光させていたが、本実施例２は、分割光源３を左右方向に３以上分割して発光させたもので、図３は本発明の実施例２におけ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、７は透過型映像表示板１に表示する３以上の方向像の信号を出力する複数映像信号源で、図３での７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄは４つの映像Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを出力する。８は透過型映像表示板１に表示する３以上の方向像を順次切り換える複数時分割回路、９は分割光源３を透過型映像表示板１に表示する３以上の方向像の順次切り換えに対応して３以上に分割した領域３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄで順次発光するように制御する複数分割制御回路である。

次に動作について説明する。図３に示すように、複数分割制御回路９によって分割光源３の４分割したうちの領域３Ａが発光しているとき、凸レンズ板２全面が発光して見える観察位置は、点ａ、ｅ、ｆ、ｇの実線で囲まれた線Ａを含む斜線範囲内になり、この範囲外では分割光源３の領域３Ａから発っする光は見えず、凸レンズ板２は暗い。同様に、分割光源３の領域３Ｂ、３Ｃ、３Ｄが発光しているとき、凸レンズ板２全面が発光して見える観察位置は、それぞれ点線で囲まれた線Ｂ、線Ｃ、線Ｄを含む斜線範囲内になる。透過型映像表示板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、分割光源３の発光領域３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの高速切り換えに対応して映像Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを複数時分割回路８で切り換えて透過型映像表示板１に表示することで、線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの方向に各方向像を投影することができる。この結果、左右両眼がＡとＢ、またはＢとＣ、またはＣとＤの位置にある３観察位置で異なる立体像を見ることができ、例えば立体表示物を左右方向に移動して見た場合の回り込みを表示することもできる。

実施例３．
上記実施例２では、分割光源３を左右方向に３以上分割して発光させていたが、本実施例３はさらに、分割光源３を左右および上下方向に分割して発光させたもので、図４は本発明の実施例３における立体映像表示装置の斜めから見た原理図である。図において、複数映像信号源７は透過型映像表示板１に表示する左右、上下の方向像の信号源で、図４では７ＡＡ〜７ＤＤの左右、上下にそれぞれ４分割の計１６の映像ＡＡ〜ＤＤを出力する。この複数映像信号源７を複数時分割回路８で切り換えて透過型映像表示板１に表示する。１０は分割光源３を透過型映像表示板１に表示する左右および上下の方向像の順次切り換えに対応して左右および上下に分割した領域３ＡＡ〜３ＤＤで順次発光するように制御する平面分割制御回路である。

次に動作について説明する。図４に示すように、平面分割制御回路１０によって分割光源３の１６分割したうちの領域３ＤＢが発光しているとき、凸レンズ板２全面が発光して見える観察位置は、面ＤＢを含む８面体範囲内になり、この範囲外では分割光源３の領域３ＤＢから発っする光は見えない。分割光源３の発光領域３ＡＡ〜３ＤＤの高速切り換えに同期して映像ＡＡ〜ＤＤを複数時分割回路８で切り換えて透過型映像表示板１に表示するので、左右、上下計１６方向に各方向像を投影することができる。この結果、左右眼が左右方向および上下方向に視点位置で異なる立体像を見ることができ、例えば立体表示物を左右および上下方向に移動して見た場合の回り込みを表示することもできる。

実施例４．
図５は本発明の実施例４におけ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、１１は観察者の左右位置を検出する左右位置検出器、１２は分割光源３の分割位置を移動させて左右２分割した領域で発光するように制御する分割位置移動回路である。

次に動作について説明する。図５に示すように、分割位置移動回路１２によって分割光源３上の点３ｆで左右に分割した領域３Ｅ、３Ｆで交互に発光すると、領域３Ｅが発光しているとき、凸レンズ板２全面が発光して見える観察位置は、点ａ、ｈ、ｉ、ｊの実線で囲まれた線Ｅを含む斜線範囲内になり、同様に、領域３Ｆが発光しているとき、凸レンズ板２全面が発光して見える観察位置は、それぞれ点線で囲まれた線Ｆを含む斜線範囲内になる。すなわち、映像Ｒ、Ｌの方向像の投影による視点位置は、分割光源３上の点３ｆを左右に移動させると点ｏ対称位置の点ｈの移動に応じて左右に移動する。そこで、観察者が左右に動く場合、観察者の位置を検出する左右位置検出器１１で分割位置移動回路１２を制御して、映像Ｒ、Ｌの方向像の投影による視点位置を観察者に追従させることで、観察者が動いても常に立体映像を観察することができる。

実施例５．
図６は本発明の実施例１５における立体映像表示装置を上方から見た原理図であり、いわば、上記実施例４における分割位置移動回路１２を観察者の位置に応じて左右方向に必要最小限の領域で分割光源を発光させる発光位置左右移動回路１３にしたものを示している。図６に示すように、観察者の位置を検出する左右位置検出器１１で発光位置左右移動回路１３を制御して、観察者のＥＹＥ１、ＥＹＥ２が点ａ、ｋの位置にあれば、分割光源３上の点３ａ、３ｅ上だけ発光し、ＥＹＥ１、ＥＹＥ２が点ｅ、ｌの位置に移動すれば、分割光源３上の発光点は点３ｃ、３ｇに位置に移動する。すなわち実施例４と同様に、観察者が左右に動いても常に立体映像を観察することができ、さらに分割光源３上の発光領域を最小限にすることで低消費電力化を図ることができる。

実施例６．
上記実施例４および５では、分割光源３の発光領域の移動は左右方向だが、本実施例６はさらに、分割光源３の発光領域を左右および上下方向に移動させたもので、図７は本発明の実施例６における立体映像表示装置を斜めから見た原理図である。図において、１４は観察者の左右および上下方向の位置を検出する平面位置検出器、１５は分割光源３を左右および上下方向に必要最小限の領域で発光させる発光位置平面移動回路である。

次に動作について説明する。図７に示すように、観察者の平面位置を検出する平面位置検出器１４で発光位置平面移動回路１５を制御して、観察者のＥＹＥ１、ＥＹＥ２が点ａａ、ｂａの位置にあれば、分割光源３上の点３ａａ、３ｂａ上だけ発光することで立体映像を観察でき、分割光源３上の発光領域を上下方向にも最小限の範囲だけで発光させることで、さらに低消費電力化を図ることができる。

実施例７．
図８は本発明の実施例７におけ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、１６は観察者までの距離を検出する距離検出器、１７は観察者までの距離に応じて分割光源３の左右方向の発光領域範囲を変化させる発光領域左右可変回路である。

次に動作について説明する。図８に示すように、観察者の左右眼が、点ｎ、ｐの位置にあるとき、左右位置検出器１１によって発光位置左右移動回路１３が左右方向の発光位置を、距離検出器１６によって発光領域左右可変回路１７が発光領域範囲を制御して、分割光源３の領域３Ｇ、３Ｈを交互に発光させる。領域３Ｇ、３Ｈは範囲が重なって発光するので、凸レンズ板２全面が発光して見える観察位置の両斜線範囲も重なるが、点ｎ、ｐの追従できる範囲を、図５、６で説明した実施例４、５の範囲より前後に広げることができる。

実施例８．
上記実施例７では、観察者に対する視点位置の追従は左右および前後方向だが、本実施例８はさらに、上下方向にも追従させたもので、図９は本発明の実施例８における立体映像表示装置の斜めから見た原理図である。図において、１８は観察者までの距離に応じて分割光源３の左右および上下方向の発光領域範囲を変化させる発光領域平面可変回路である。

次に動作について説明する。図９に示すように、観察者の左右眼が、点ｇａ、ｇｂの位置にあるとき、平面位置検出器１４によって発光位置平面移動回路１５が左右、上下方向の発光位置を、距離検出器１６によって発光領域平面可変回路１８が左右、上下方向の発光領域範囲を制御して、分割光源３上の領域３ＧＡ、３ＨＡを交互に発光させる。領域３ＧＡ、３ＨＡは範囲が重なって発光するので、凸レンズ板２全面が発光して見える観察位置の範囲も重なるが、点ｇａ、ｇｂでの立体映像を分割光源３上の領域３ＧＡ、３ＨＡの発光だけで観察することができ、図８で説明した実施例７より上下方向に必要な範囲だけを発光させて前後位置に追従させることができるので、低消費電力化を図ることができる。

実施例９．
図１０は本発明の実施例９におけ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、１９は３以上の方向像の隣接方向像毎を時間交互に切り換えるように設けられた複数の時分割手段５の出力を観察者の左右位置に応じて選択する信号左右切換回路、２０は分割光源３の分割位置を複数の固定位置のいずれかに移動させて分割光源３を２分割領域で交互に発光させる分割位置切換回路である。

次に動作について説明する。分割光源３は分割位置切換回路２０によって、複数の固定分割位置が設定され、図１０の例では点３ｃ、３ｂ、３ｇで４分割され、点３ｃでは領域３Ａとそれ以外で、点３ｂでは領域３Ｒとそれ以外で、点３ｇでは領域３Ｄとそれ以外で交互に発光するように制御される。また、複数映像信号源７の信号は、映像信号ＡとＢ、映像信号ＢとＣ、映像信号ＣとＤの組み合わせで３つの時分割回路５によって分割位置切換回路２０による交互発光に対応して切り換えられている。ここで、観察者の左右眼がＡとＢの位置にあるとき、左右位置検出器１１が検出して分割位置切換回路２０を制御し、分割光源３を点３ｃを境に領域３Ａとそれ以外で交互に発光すると同時に、映像信号ＡとＢを切り換える時分割回路５の出力を透過型映像表示板１に表示するように信号左右切換回路で選択する。同様に観察者の左右眼がＢとＣ、ＣとＤの位置でも信号左右切換回路で選択する。この結果、左右方向に３以上の方向像を表示する場合でも、実施例２のように３以上の方向像を順次切り換えて表示するのではなく、隣接方向像毎に時間交互に切り換えての表示を観察者の位置に応じて選択して表示することができるので、フリッカを低減するために切換周波数を高くしなくても済む。

実施例１０．
図１１は本発明の実施例１０における立体映像表示装置を上方から見た原理図であり、いわば、上記実施例９の分割位置切換回路２０を、分割光源３の複数に分割された発光領域のうちから観察者の左右位置に応じた隣接した２領域を交互に発光させる発光領域切換回路２１としたものを示している。上記分割光源３は発光領域切換回路２１によって、複数の発光領域が設定され、図１１の例では領域３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄで４分割され、観察者の左右眼がＡとＢの位置にあるとき、左右位置検出器１１が検出して発光領域切換回路２１を制御し、分割光源３を領域３Ａ、３Ｂで交互に発光すると同時に、映像信号ＡとＢを切り換える時分割回路５の出力を透過型映像表示板１に表示するように信号左右切換回路で選択する。同様に観察者の左右眼がＢとＣ、ＣとＤの位置でも信号左右切換回路で選択する。この結果、上記実施例９と同様の表示を分割光源３の発光領域を小さくしてもできるので、消費電力を低減できる。

実施例１１．
図１２は本発明の実施例１１における立体映像表示装置を斜めから見た原理図であり、いわば、左右に複数の方向像のうちから観察者の位置に応じて２つの方向像を交互に表示する上記実施例９を、左右および上下方向に複数の方向像のうちから観察者の位置に応じて２つの方向像を交互に表示するようにしたものを示している。図において、２２は上下位置毎の複数の信号左右切換回路１９の出力を平面位置検出器１４によって選択する信号上下切換回路である。図１２の例では複数映像信号源７は左右上下にそれぞれ４方向の合計１６方向の映像信号ＡＡ〜ＤＤを出力していて、観察者の左右眼がＣＢとＤＢの位置にあるとき、平面位置検出器１４が検出して分割位置移動回路２０を制御し、分割光源３を領域３Ｄ、３Ｄ以外で交互に発光すると同時に、映像信号ＣＢとＤＢを切り換える時分割回路５の出力の左右位置を信号左右切換回路１９で選択し、さらに上下位置を信号上下切換回路２２で選択して透過型映像表示板１に表示する。この結果、実施例３のように左右上下の方向像を順次切り換えて表示するのではなく、隣接方向像毎に時間交互に切り換えての表示を観察者の位置に応じて選択して表示することができるので、切換周波数を高くしなくても済む。

実施例１２．
図１３は本発明の実施例１２における立体映像表示装置を上方から見た原理図であり、いわば、左右に複数の方向像のうちから観察者の位置に応じて２つの方向像を交互に表示する上記実施例９を、左右および前後方向に複数の方向像のうちから観察者の位置に応じて２つの方向像を交互に表示するようにしたものを示している。図において、２３は前後位置毎の複数の信号左右切換回路１９の出力を距離検出器１６によって選択する信号距離切換回路である。図１３の例では複数映像信号源７は左右前後にそれぞれ４位置の合計１６位置の映像信号ＡＡ〜ＤＤを出力していて、観察者の左右眼がＢＤとＡＤの位置にあるとき、左右位置検出器１１と距離検出器１６が検出して発光位置左右移動回路１３と発光領域左右可変回路１７を制御し、分割光源３を領域３Ｇ、３Ｈで交互に発光すると同時に、映像信号ＢＤとＡＤを切り換える時分割回路５の出力の左右位置を信号左右切換回路１９で選択し、さらに前後位置を信号距離切換回路２３で選択して透過型映像表示板１に表示する。この結果、左右前後の方向像を観察者の位置に応じて選択して表示することができる。

また、図１４に示すように、信号上下切換回路２２、信号距離切換回路２３を両方備えることで、左右、上下および前後の方向像を観察者の位置に応じて選択して表示することができる。

実施例１３．
図１５は本発明の実施例１３におけ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、２４は左右位置検出器１１で検出した観察者の左右位置に応じて分割光源３の発光を停止させる表示停止回路である。

次に動作について説明する。左右眼ＥＹＥ１、ＥＹＥ２が位置ｑ、ｒにある場合、分割光源３は位置ｑに方向像が表示できない。このとき左右眼ＥＹＥ１、ＥＹＥ２が位置ｑ、ｒにあることを左右位置検出器１１が検出し、右眼ＥＹＥ２に投影する分割光源３上の点３ｄの発光を、表示停止回路２４を制御して停止させることで、左右眼ＥＹＥ１、ＥＹＥ２の両方で見えない。そして分割光源３で左右眼ＥＹＥ１、ＥＹＥ２の両方に表示できる位置に観察者がはいってくることを左右位置検出器１１が検出すれば、表示停止回路２４を制御して分割光源３の発光を行うことで、左右眼ＥＹＥ１、ＥＹＥ２の両方で見えるようにすることができる。この結果、立体視できる位置に来るまでに片方だけに表示されて左右眼で全く異なる状態にならなくなる。

実施例１４．
図１６は本発明の実施例１４におけ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、２５は３以上の方向像の隣接方向像毎を時間交互に切り換える表示と、２つの左右両眼用方向像を観察者に追従させる表示を切り換えることができるようにする立体表示モード変更回路である。図１６の例では複数映像信号源７は左右に４つの方向像の映像信号Ａ〜Ｄを出力していて、隣接方向像毎を時間交互に切り換える表示を選択する信号左右切換回路１９の出力と、映像Ｂ、Ｃを各観察者に追従させる時分割回路５の出力を、立体表示モード変更回路２５によって選択できる。この結果、視点位置による回り込む立体表示と、複数の観察者による同時立体表示を選択することができる。

実施例１５．
図１７は本発明の実施例１５におけ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、２６は分割光源３を全面で発光させる全面発光回路、２７は立体（３次元）表示と、２次元表示を切り換える平面表示変更回路である。図１７の例では、映像Ｒ、Ｌを時間交互の切り換えと分割光源３の分割制御による立体（３次元）表示を、片眼用映像の表示と分割光源３の全面発光回路２６による２次元表示に平面表示変更回路２７によって選択できる。この結果、通常の立体でない映像を広い範囲で観察できる。

実施例１６．
図１８は本発明の実施例１６における分割光源３の構成を示す斜視図である。図において、２８、２９、３０、３１はそれぞれ独立の、面発光する部分面光源である。図１８の例では、左右に４分割させる構成を示しているが、分割数および上下方向の分割も、部分面光源の数を増やすことで実現できることは言うまでもない。

実施例１７．
図１９は本発明の実施例１７における分割光源３の構成を示す斜視図である。図において、３２は常時面発光する面光源、３３、３４、３５、３６はそれぞれ独立の、光の遮光、通過を制御する光シャッタである。図１９の例では、左右に４分割させる構成を示しているが、分割数および上下方向の分割も、光シャッタの数を増やすことで実現できることは言うまでもない。

実施例１８．
図２０は本発明の実施例１８における分割光源３の構成を示す斜視図である。図において、３７はＣＲＴ光源である。ＣＲＴ光源３７では、光源の発光領域を任意に設定できるので、発光領域が重なるような発光も可能である。

実施例１９．
図２１は本発明の実施例１９における分割光源３の構成を示す斜視図である。図において、３８はシャッタ用透過型映像表示板で、上記実施例１８と同様に光源の発光領域を任意に設定できるので、発光領域が重なるような発光も可能である。

実施例２０．
図２２は本発明の実施例２０における凸レンズ板２の構成を示す斜視図である。図において、３９は直交する断面で曲率が異なるトーリックレンズ板である。トーリックレンズ板３９を使用することで、透過型映像表示板１に対して、分割光源３の寸法や観察位置の任意設定ができる。

実施例２１．
図２３は本発明の実施例２１におけ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、４０は透過型映像表示板１の表示と分割光源３の発光制御を高速化させる高速走査制御回路である。図２３の例では、左右４方向像を順次投影させるので、高速走査制御回路４０によって投影を高速化できるので、フリッカの低減ができる。また、透過型映像表示板１の表示が左右眼用の交互切換や、４方向像以上の場合でも適用できるのは言うまでもない。

実施例２２．
図２４は本発明の実施例２２における立体映像表示装置を上方から見た原理図であり、いわば、透過型映像表示板１をＬＣＤで構成した場合の入力信号を、映像信号の片フィールド毎に全画面を黒表示するようにしたものを示している。図において、４１は全画面黒表示切換回路、４２は全画面黒表示信号源である。図２５は本発明のこの実施例２２の動作を説明する表示領域の時間変化を示す図であり、（ａ）は映像Ｒ、Ｌ、および映像Ｒ、Ｌを片フィールド毎に全画面を黒表示させてフレーム単位で切り換えた映像入力、（ｂ）は（ａ）の映像入力によって画面上に表示された領域の時間変化を示すものである。

次に、図２４、図２５を参照して動作について説明する。図２４に示すように、映像Ｒ、Ｌは、全画面黒表示切換回路４１で片フィールドを全画面黒表示信号源４２と切り換え、時分割回路５でフレーム切り換え透過型映像表示板１に入力される。ここで、図２５（ａ）に示すように映像ＲとＬはあらかじめフィールド１とフィールド２が逆にされていて、映像入力は映像Ｒ、Ｌ両方でフィールド１だけを表示するようにする。このとき画面上に表示された領域は（ｂ）に示すように、１フィールド目に映像Ｒ−１が入力されると１ライン目から２６２．５ライン目まで表示され、次に２フィールド目に全画面黒信号が入力されて１ライン目から２６２．５ライン目まで映像Ｒ−１が消去される。次の３フィールド目に映像Ｌ−１のフィールド１が入力されて１ライン目から２６２．５ライン目まで表示され、次の４フィールド目に全画面黒信号が入力されて１ライン目から２６２．５ライン目まで映像Ｌ−１が消去され、以下これを繰り返す。この結果、透過型映像表示板１の同一画素に次の信号が来るまで表示を継続するＬＣＤを用いても、どの任意の時間で両画面が一部分でも同時に表示されることがなく、映像Ｒ、Ｌの全画面を時間分離することができる。

実施例２３．
図２６は本発明の実施例２３の動作を説明する表示領域の時間変化を示す図であり、詳しくは、表示する透過型映像表示板１のＬＣＤのフィールド２を表示する画素がフィールド１と同じ映像を同時に表示するようにした場合の表示領域の時間変化を示している。上記実施例２２では左右映像Ｒ、Ｌの全画面を時間分離できても、ＬＣＤの画素を半分しか使用してないので水平縞になるが、フィールド２の画素も表示するのでＬＣＤの全画素を用いて水平縞のない表示ができる。

実施例２４．
図２７は本発明の実施例２４の動作を説明する表示領域の時間変化を示す図であり、透過型映像表示板１をＬＣＤで構成した場合の入力信号を、映像信号のフレーム表示毎に全画面を黒表示するようにしている。図において、（ａ）は映像Ｒ、Ｌ、および映像Ｒ、Ｌを１フレーム毎に全画面を黒表示してから２フレーム単位で切り換えた映像入力、（ｂ）は（ａ）の映像入力によって画面上に表示された領域の時間変化を示すものである。このとき画面上に表示された領域は図２７（ｂ）に示すように、映像Ｒ−１で１ライン目から２６２．５ライン目まで表示し、映像Ｒ−２で２６２．５ライン目から５２５ライン目まで表示する。次に全画面黒信号が１フレーム入力されて１ライン目から５２５ライン目まで映像Ｒ−１が消去される。次に映像Ｌ−１で１ライン目から２６２．５ライン目まで表示し、映像Ｌ−２で２６２．５ライン目から５２５ライン目まで表示する。次に全画面黒信号が１フレーム入力されて１ライン目から５２５ライン目まで映像Ｒ−１が消去され、以下これを繰り返す。この結果、透過型映像表示板１に同一画素に次に信号が来るまで表示を継続するＬＣＤを用いても、どの任意の時間で両画面が一部分でも同時に表示されることがなく、映像Ｒ、Ｌの全画面を時間分離することができ、さらに上記実施例２２、２３のような垂直解像度の低下を招かない。

実施例２５．
図２８は本発明の実施例２５の動作を説明する表示領域の時間変化を示す図であり、上記実施例２４における全画面黒表示信号の入力時の画面走査時の周波数を高くするようにしている。図において、（ａ）は映像Ｒ、Ｌ、および映像Ｒ、Ｌを１フレーム毎に全画面を黒表示してから２フレーム単位で切り換えて、黒表示走査時の周波数を高くした映像入力、（ｂ）は（ａ）の映像入力によって画面上に表示された領域の時間変化を示すものである。このとき画面上に表示された領域は図２８（ｂ）に示すように、映像Ｒ、Ｌの全画面を時間分離することができ、さらに表示周波数を高くすることができる。

実施例２６．
図２９は本発明の実施例２６における立体映像表示装置の上方から見た原理図であり、詳しくは、映像Ｒ、Ｌ、および全画面黒信号表示時の画面走査時の周波数を高くして、さらに映像Ｒ、Ｌと全画面黒信号の間に入力信号のないようにしたものを示している。図において、４３は走査停止回路である。図３０は本発明の実施例２６の動作を説明する表示領域の時間変化を示す図であり、（ａ）は映像Ｒ、Ｌ、および映像Ｒ、Ｌ表示、走査停止、全画面黒表示を繰り返す映像入力、（ｂ）は（ａ）の映像入力によって画面上に表示された領域の時間変化を示すものである。このとき画面上に表示された領域は図２８（ｂ）に示すように、映像Ｒ、Ｌの全画面を時間分離することができ、さらに映像表示期間を、黒表示による無表示期間より長くすることで、画面の平均光透過率を上げることができ、輝度の向上を図ることができる。

実施例２７．
図３１は本発明の実施例２７における立体映像表示装置を上方から見た原理図であり、詳しくは、分割光源３にシャッタ用透過型映像表示板３８を使用した場合の分割制御を透過型映像表示板１の映像表示に同期させて分割光源３の発光を行うようにしたものを示している。図において、４４は発光停止回路である。この結果、分割光源３にシャッタ用透過型映像表示板３８を使用した場合でも、分割領域の発光を時間分離することができる。

本発明の実施例１における立体映像表示装置を上方から見た原理図である。実施例１の動作を説明するための光路図である。本発明の実施例２における立体映像表示装置を上方から見た原理図である。本発明の実施例３における立体映像表示装置を斜めから見た原理図である。本発明の実施例４における立体映像表示装置を上方から見た原理図である。本発明の実施例５における立体映像表示装置を上方から見た原理図である。本発明の実施例６における立体映像表示装置を斜めから見た原理図である。本発明の実施例７における立体映像表示装置を上方から見た原理図である。本発明の実施例８における立体映像表示装置を斜めから見た原理図である。本発明の実施例９における立体映像表示装置を上方から見た原理図である。本発明の実施例１０における立体映像表示装置を上方から見た原理図である。本発明の実施例１１における立体映像表示装置を斜めから見た原理図である。本発明の実施例１２における立体映像表示装置を上方から見た原理図である。本発明の実施例１２における立体映像表示装置を斜めから見た原理図である。本発明の実施例１３における立体映像表示装置を上方から見た原理図である。本発明の実施例１４における立体映像表示装置を上方から見た原理図である。本発明の実施例１５における立体映像表示装置を上方から見た原理図である。本発明の実施例１６における分割光源の構成を示す斜視図である。本発明の実施例１７における分割光源の構成を示す斜視図である。本発明の実施例１８における分割光源の構成を示す斜視図である。本発明の実施例１９における分割光源の構成を示す斜視図である。本発明の実施例２０における凸レンズ板の構成を示す斜視図である。本発明の実施例２１における立体映像表示装置を上方から見た原理図である。本発明の実施例２２における立体映像表示装置を上方から見た原理図である。本発明の実施例２２の動作を説明する表示領域の時間変化を示す図である。本発明の実施例２３の動作を説明する表示領域の時間変化を示す図である。本発明の実施例２４の動作を説明する表示領域の時間変化を示す図である。本発明の実施例２５の動作を説明する表示領域の時間変化を示す図である。本発明の実施例２６における立体映像表示装置を上方から見た原理図である。本発明の実施例２６の動作を説明する表示領域の時間変化を示す図である。本発明の実施例２７における立体映像表示装置を上方から見た原理図である。従来の立体映像表示装置を上方から見た原理図である。従来の立体映像表示装置の映像表示領域の時間変化を示す図である。

符号の説明

１透過型映像表示板、２凸レンズ板、３分割光源、４左右映像信号源、５時分割回路、６分割制御回路、７複数映像信号源、８複数時分割回路、９複数分割制御回路、１０平面分割制御回路、１１左右位置検出器、１２分割位置移動回路、１３発光位置左右移動回路、１４平面位置検出器、１５発光位置平面移動回路、１６距離検出器、１７発光領域左右可変回路、１８発光領域平面可変回路、１９信号左右切換回路、２０分割位置切換回路、２１発光領域切換回路、２２信号上下切換回路、２３信号距離切換回路、２４表示停止回路、２５立体表示モード変更回路、２６全面発光回路、２７平面表示変更回路、２８，２９，３０，３１部分面光源、３２面光源、３３，３４，３５，３６光シャッタ、３７ＣＲＴ光源、３８シャッタ用透過型映像表示板、３９トーリックレンズ、４０高速走査制御回路、４１全画面黒表示切換回路、４２全画面黒信号源、４３走査停止回路、４４発光停止回路、４５線状光源。

Claims

ＬＣＤを備え、
前記ＬＣＤに異なる画像を順次表示する場合において、
前記ＬＣＤに１フィールドあるいは１フレーム分の映像信号を入力する毎に、前記ＬＣＤに全画面黒表示を行わせるための全画面黒信号を入力することを特徴とする表示装置。
前記ＬＣＤにおける前記全画面黒信号の入力時の画面走査時の周波数を、前記映像信号のそれよりも高くするようにしたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記ＬＣＤにおいて、前記映像信号の入力と前記全画面黒信号の入力との間に入力信号が無い期間を設けたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。