JPH10336706A

JPH10336706A - 立体表示装置

Info

Publication number: JPH10336706A
Application number: JP9148103A
Authority: JP
Inventors: Masao Imai; 雅雄今井
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-06-05
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 1998-12-18
Anticipated expiration: 2017-06-05
Also published as: JP2953433B2

Abstract

(57)【要約】【課題】観察者の立体画像の観察領域を拡大すること
で立体画像の見やすさが向上され、また、立体画像の奥
行き方向の滑らかさが向上された立体表示画像を実現す
る。【解決手段】液晶プロジェクタ３と表示面４とからな
る表示装置５と、表示面４前面のレンチキュラレンズ２
とで構成される。液晶プロジェクタ３により表示された
表示面４の画素の配列として、複数の右眼用画素６が画
素ピッチＰ₁で水平方向に第１の画素列として並べら
れ、複数の左眼用画素７が画素ピッチＰ₁で水平方向に
第２の画素列として並べられる。第１および第２の画素
列は、右眼用画素６と左眼用画素７との位置関係が画素
ピッチＰ₁の１／２だけ水平方向にずれるように垂直方
向に交互に並べられる。水平方向に隣り合う画素間の、
光が投影されない部分が補完され、観察者の観察領域が
拡大する。また、各眼用画素において画素が水平方向に
隣り合って間引かれない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、立体表示装置に関
し、特に、観察者が特別な眼鏡を装着することなく立体
画像を観察することができる立体表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】立体画像や３次元画像を表示する従来の
立体表示装置としては、物体の断面像を移動スクリーン
の移動に同期させて順次表示する装置や、ホログラムを
用いる装置や、両眼視差のある画像情報を右眼と左眼と
にそれぞれ独立に呈示する装置等が知られている。しか
し、スクリーンを移動する装置や、ホログラムを用いる
装置では、立体画像を表示するための情報量の多さから
動画を表示するのが困難であるため、現時点では両眼視
差画像を用いて立体画像を表示するタイプの立体表示装
置を主体に開発が進められている。

【０００３】この両眼視差画像を用いて立体画像を表示
する立体表示装置は、従来の陰極線管（ＣＲＴ）または
液晶ディスプレイ等の表示装置を用いて構成されるた
め、比較的容易に立体画像を得ることができる。そし
て、このような両眼視差の原理を利用する立体表示装置
には、観察者が偏光眼鏡や液晶シャッタ眼鏡等の特別な
眼鏡を装着して立体画像を観察する装置と、レンチキュ
ラレンズやパララックスバリアのような特別な光学素子
を視差画像分離手段として用い、それを表示面に配置し
て立体画像を観察する装置とがある。

【０００４】このうち後者の、特別な光学素子を視差画
像分離手段として用いた立体表示装置では、視差画像が
空間的に分離されて左右それぞれの眼に独立に呈示され
る。従って、前者の、特別な眼鏡を必要とする立体表示
装置と比べると、観察者が特別な眼鏡を装着することな
く立体画像を観察できるという利点がある。次では、特
別な眼鏡が不要な立体表示装置について、視差画像分離
手段としてレンチキュラレンズを用いた方式を例にとっ
て説明する。

【０００５】図９は、レンチキュラレンズを用いた従来
の立体表示装置を説明するための図である。図９の
（ａ）が、従来の立体表示装置を観察者が観察している
状態を示す斜視図であり、図９の（ｂ）が、図９の
（ａ）に示される表示面およびレンチキュラレンズの詳
細を示す部分拡大図である。

【０００６】従来のレンチキュラ方式の立体表示装置で
は、図９の（ａ）に示されるように、液晶プロジェクタ
４３と、液晶プロジェクタ４３から画像が投射される方
向に配置された表示面４４とからなる表示装置４５が備
えられていて、表示面４４の前面にはレンチキュラレン
ズ４２が配置されている。液晶プロジェクタ４３として
は、図９の（ａ）には明示されていないが、画素がマト
リクス状に形成された液晶パネルを３枚用い、赤，緑，
青色の照明光で各液晶パネルをそれぞれ照明し、各液晶
パネルを透過した光を合成し表示面４４に拡大投射する
ものが用いられている。

【０００７】図９の（ｂ）に示されるように、レンチキ
ュラレンズ４２は、細長いシリンドリカルレンズを並列
に多数並べた構造になっている。各シリンドリカルレン
ズの焦点は表示面４４に合わせられ、その表示面４４に
液晶プロジェクタ４３から投射された複数の右眼用画素
４６および左眼用画素４７が表示される。表示面４４に
おける複数の右眼用画素４６によって右眼用画像が構成
され、複数の左眼用画素４７によって左眼用画像が構成
される。右眼用画像および左眼用画像は両眼視差情報を
有していて、右眼用画像と左眼用画像とを合成すること
によって立体画像が作成される。表示面４４に表示され
た右眼用画素４６および左眼用画素４７はマトリクス状
に配列されている。表示面４４の右眼用画素４６および
左眼用画素４７に対応する液晶パネルの右眼用画素およ
び左眼用画素の配列としては、垂直方向に一直線上に並
べられた右眼用画素の画素列と、垂直方向に一直線上に
並べられた左眼用画素の画素列とが、水平方向に交互に
並べられている。表示面４４には、右眼用画素４６と左
眼用画素４７とが水平方向に交互に表示される。

【０００８】液晶ディスプレイのようなマトリクス型の
表示装置では、各画素間に電極やスイッチング素子等が
形成されている。その電極や素子などを隠すために格子
状のブラックマトリクスが液晶パネルに形成されてお
り、実効的な画素は図９の（ｂ）に示したように離散的
に配列されている。各眼画像の画素列ピッチとレンチキ
ュラレンズ４２におけるシリンドリカルレンズのピッ
チ、および表示面４４とレンチキュラレンズ４２の間隔
（またはレンチキュラレンズの焦点距離）は、レンチキ
ュラレンズ４２から特定の観察距離に位置する観察者４
１の右眼に、右眼用画素４６からなる右眼用画像のみが
呈示され、かつ左眼に、左眼用画素４７からなる左眼用
画像のみが呈示されるように設計、製作、調整されてい
る。

【０００９】観察者がこのようなレンチキュラ方式の立
体表示装置を観察すると、右眼では右眼用画像のみを、
左眼では左眼用画像のみを見ることになり、これらの画
像が融合することによって観察者が立体感のある画像を
観察することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前述したようにレンチ
キュラ方式の立体表示装置では、観察者は特別な眼鏡を
装着することなく立体視が可能である。しかしながら、
両眼視差画像を空間的に分離し、左右それぞれの眼に独
立に呈示するため、観察者が立体画像を観察できる範囲
は両眼間隔程度（約６０ｍｍ）に制限される。特に、液
晶ディスプレイのように画素がマトリクス状に形成され
ている場合には、さらに観察領域の幅が狭くなるという
問題点が生じる。以下では、この問題点について説明す
る。

【００１１】図１０は、従来の立体表示装置の問題点を
説明するための図である。図１０の（ａ）および（ｂ）
は、観察者４１の右眼４８と左眼４９が位置した観察面
におけるストライプ状の右眼用画像４６ａおよび左眼用
画像４７ａの集光状態を示している。前述したように液
晶プロジェクタの液晶パネルにおける各画素間にはブラ
ックマトリクスが形成されているため、右眼用画像４６
ａと左眼用画像４７ａの間には光が到達しない領域が形
成される。従って、右眼用画像４６ａおよび左眼用画像
４７ａの観察領域は、図１０の（ａ）に示すように、水
平方向に関して狭い領域となり、その観察領域の幅は約
３０ｍｍである。従って、観察者４１が立体画像を観察
する場合、頭を固定しなければならず、観察者４１に不
自然な体勢を強いることになる。さらに、観察者４１が
わずかに動いた場合、画面が急激に暗くなるので、非常
に見づらいという欠点もある。

【００１２】このように観察領域が狭い領域に制限され
るという問題点に関しては、観察者の位置を検出し、そ
の位置情報を基に、表示画像の位置か、あるいはレンチ
キュラレンズの位置を変えることにより、観察領域を拡
大するという視点追従型の立体表示装置が開発されてい
る。ただし、観察領域が非常に狭い場合には、追従する
ためのマージン（位置検出から画像を移動させるまでの
期間内に観察者が観察領域を逸脱しないための領域）が
少なくなり、観察者が高速で移動した場合、良好な視点
追従が実現されないという問題点が生じる。

【００１３】さらに、従来の立体表示装置には以下のよ
うな問題点がある。両眼視差を利用する立体表示装置に
おいては、水平方向の視差量によって立体画像における
物体の奥行き方向の再現位置が決定される。従って、液
晶ディスプレイのように各画素がマトリックス状に配列
されている場合、各眼用画素の水平方向の画素ピッチが
立体画像の奥行き方向の分解能を決めることになる。つ
まり、各眼用画素の水平方向の画素ピッチが細かい程、
水平方向のわずかな視差を再現でき、結果として奥行き
方向の滑らかさが増し、良好な立体画像が得られる。と
ころが、図９に示した従来のレンチキュラ方式の立体表
示装置では、右眼用画素と左眼用画素とを水平方向に交
互に配列するため、各眼用画素の水平方向の画素ピッチ
は、水平方向に隣り合う画素ピッチの２倍になる。従っ
て、奥行き方向の分解能は半減され、立体画像の画質が
劣化するという問題点が生じる。

【００１４】また、立体表示装置で、立体画像ではなく
通常の２次元画像を表示する場合、右眼用画像と左眼用
画像とに、水平方向の解像度が半減された同一の２次元
画像を表示することになるが、各眼用画像の水平方向の
解像度が半減しているため、さらに画質が劣化するとい
う問題点もある。

【００１５】本発明の目的は、上述した従来技術の問題
点に鑑み、特別な眼鏡をかけずに立体画像を観察できる
立体表示装置において、観察者の観察領域を拡大し、見
やすさを向上すると共に、奥行き方向の分解能も向上さ
せて観察者が良好な立体画像を観察できる立体表示装置
を提供することにある。また、本発明の更なる目的は、
観察者が観察する画像を立体画像と２次元画像とで切り
換えることができ、しかも、２次元画像を観察する場合
には２次元画像の解像度が半減されない立体表示装置を
提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、立体画像を得るための両眼視差情報を有す
る右眼用画像と左眼用画像とを構成するために表示面に
複数の右眼用画素および左眼用画素を表示する表示装置
と、該表示面の前面に配置されて観察者の右眼からは前
記右眼用画像のみが観察され、かつ左眼からは前記左眼
用画像のみが観察されるように構成された視差画像分離
手段とを有する立体表示装置において、前記表示装置に
おける複数の右眼用画素および左眼用画素の配列として
は、複数の右眼用画素が特定の画素ピッチで水平方向に
一直線上に並べられた第１の画素列と、複数の左眼用画
素が前記特定の画素ピッチで水平方向に一直線上に並べ
られた第２の画素列とが、前記第１の画素列の右眼用画
素と、前記第２の画素列の左眼用画素との位置関係が前
記特定の画素ピッチの１／２だけ水平方向にずれるよう
に、垂直方向に交互に並べられ、前記表示装置は前記表
示面に右眼用画素と左眼用画素とを垂直方向に交互に表
示することを特徴とする。

【００１７】また、前記観察者の右眼および左眼の位置
を検出する位置検出装置と、該位置検出装置により検出
された前記観察者の右眼および左眼の位置に応じて前記
表示面における右眼用画素および左眼用画素の表示位置
を制御する追従装置とがさらに備えられていることが好
ましい。

【００１８】さらに、前記追従装置は、前記観察者が立
体画像を観察する場合に前記観察者の右眼から前記右眼
用画像のみが観察され、かつ左眼から前記左眼用画像の
みが観察されるように、前記表示面における右眼用画素
および左眼用画素の表示位置を制御し、前記観察者が２
次元画像を観察する場合に前記観察者の右眼および左眼
のそれぞれから前記右眼用画像および左眼用画像が同時
に観察されるように、前記表示面における右眼用画素お
よび左眼用画素の表示位置を制御するものであることが
好ましい。

【００１９】さらに、前記表示装置における右眼用画素
および左眼用画素の水平方向の長さは、前記特定の画素
ピッチの５５％であることが好ましい。

【００２０】さらに、前記表示装置における右眼用画素
および左眼用画素の水平方向の長さは、前記特定の画素
ピッチの７５％であることが好ましい。

【００２１】上記のとおりの発明では、前記表示装置に
おける画素の配列として、複数の右眼用画素が特定の画
素ピッチで水平方向に第１の画素列として並べられ、複
数の左眼用画素が前記特定の画素ピッチで水平方向に第
２の画素列として並べられる。そして、第１および第２
の画素列が、第１の画素列の右眼用画素と、第２の画素
列の左眼用画素との位置関係が前記特定の画素ピッチの
１／２だけ水平方向にずれるように、垂直方向に交互に
並べられた。これにより、表示面での水平方向に関し
て、隣り合う右眼用画素の間が左眼用画素で補完され、
隣り合う左眼用画素の間が右眼用画素で補完される。従
って、観察者の観察位置における右眼用および左眼用の
各画像において、表示装置で水平方向に隣り合う画素間
の、光が投影されない部分の影響がなくなり、観察位置
における右眼用画像および左眼用画像の観察領域の幅が
広くなる。その結果、観察者の右眼および左眼が位置す
る観察面における立体画像の観察領域が拡大される。ま
た、従来の立体表示装置では右眼用画素と左眼用画素と
が水平方向に交互に並ぶ配列であったが、本発明に係る
立体表示装置では、右眼用画素または左眼用画素が、前
記特定の画素ピッチで水平方向に一直線線上に並べら
れ、かつ右眼用画素の列と左眼用画素の列とが垂直方向
に交互に並べられている。従って、表示装置が表示面に
右眼用画素と左眼用画素とを垂直方向に交互に表示する
際に、表示面での水平方向に関しては各右眼用画素およ
び各左眼用画素が隣り合って間引かれず、各眼用画素の
水平方向の画素ピッチは細かくなる。その結果、観察位
置の右眼用画像および左眼用画像でわずかな視差が再現
され、立体画像における奥行き方向の滑らかさが増す。
さらに、このような画素の配列では、観察位置におい
て、右眼用画像および左眼用画像の領域を、それぞれの
領域の一部を互いに重ね合わせた状態で集光させること
ができる。これにより、例えば、観察者がわずかに動い
た場合でも画面の明るさが急激に低下せず、良好な立体
画像が得られる。

【００２２】また、前記表示装置における右眼用画素お
よび左眼用画素の水平方向の長さが前記特定の画素ピッ
チの５５％にされたことで、観察者が立体画像を観察す
る時に、観察者の右眼および左眼が位置する観察面にお
いて、右眼用画像および左眼用画像の幅が約６０ｍｍ程
度に拡大される。

【００２３】さらに、前記表示装置における右眼用画素
および左眼用画素の水平方向の長さが前記特定の画素ピ
ッチの７５％にされたことで、観察位置において、右眼
用画像および左眼用画像の領域がそれぞれ、隣り合う領
域に対して互いに１／４の領域が重なり合う状態で集光
される。この右眼用画像および左眼用画像が重ね合わさ
れた領域に観察者の両眼が位置することによって、観察
者が２次元画像を観察することができる。従って、観察
者が観察位置を変えることにより、立体画像と２次元画
像のうちいずれか一方の画像を選択して観察することが
できる。２次元画像を観察する場合でも、右眼用画素お
よび左眼用画素が上記のように配列されたことにより、
表示面での水平方向に関して各画素が隣り合って間引か
れない。すなわち、２次元画像の水平方向の分解能が、
通常の２次元画像のみを表示するための表示装置におけ
る水平方向の分解能と同じである。従って、水平方向の
解像度が半減されない２次元画像が得られる。

【００２４】また、上記の立体表示装置に位置検出装置
と追従装置とが備えられたことで、位置検出装置によっ
て観察者の右眼および左眼の位置が検出され、右眼およ
び左眼の位置情報が追従装置に送られる。追従装置は、
右眼および左眼の位置情報を基に、前記表示面における
右眼用画素および左眼用画素の表示位置を制御する。例
えば、観察者が立体画像を観察している場合には、観察
者が頭を動かしても位置検出装置によって観察者の眼の
位置が検出され、検出された眼の位置情報を基に追従装
置が制御を行うことで、観察者に常に立体画像が観察さ
れるように前記表示面における右眼用画素および左眼用
画素の表示位置が移動される。この時、上述したように
立体画像の観察領域の幅が広くされたので、観察者の頭
の移動に対する追従マージン（眼の位置を検出してから
表示画像を移動させるまでの期間内に観察者が観察領域
を逸脱しないための領域）が拡大する。従って、観察者
の頭が高速で動いた場合にも良好な視点追従が可能にな
る。また、観察者が２次元画像を観察している場合で
も、立体画像の場合と同様に位置検出装置によって観察
者の眼の位置が検出され、追従装置によって前記表示面
における右眼用画素および左眼用画素の表示位置が制御
されることで、観察者には常に２次元画像が観察され
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２６】（第１の実施の形態）図１は、本発明の立
体表示装置の第１の実施形態を説明するための図であ
る。図１の（ａ）が、本実施形態の立体表示装置を観察
者が観察している状態を示す斜視図であり、図１の
（ｂ）が、図１の（ａ）に示される表示面およびレンチ
キュラレンズの詳細を示す部分拡大図である。

【００２７】本実施形態の立体表示装置は、図１の
（ａ）に示すように、液晶プロジェクタ３と、液晶プロ
ジェクタ３によって画像が表示される表示面４とからな
る表示装置５を有している。表示装置５と、表示面４の
前面に配置された、視差画像分離手段であるレンチキュ
ラレンズ２とで立体表示装置が構成されている。液晶プ
ロジェクタ３では、図１の（ａ）には明示されていない
が、複数の画素が形成された液晶パネルが３枚用いられ
ている。その３枚の液晶パネルをそれぞれ、赤，緑，青
色の各照明光で照明し、各液晶パネルを透過した光を合
成した後、表示面４に画像が拡大投射される。

【００２８】図１の（ｂ）に示すように、レンチキュラ
レンズ２は、細長いシリンドリカルレンズを並列に多数
並べた構造になっている。各シリンドリカルレンズの焦
点は表示面４に合わせられ、その表示面４に液晶プロジ
ェクタ３から投射された複数の右眼用画素６および左眼
用画素７が表示される。表示面４における複数の右眼用
画素６によって右眼用画像が構成され、複数の左眼用画
素７によって左眼用画像が構成される。その右眼用画像
および左眼用画像は両眼視差情報を有していて、右眼用
画像と左眼用画像とを合成することによって立体画像が
作成される。表示面４の右眼用画素６および左眼用画素
７に対応する液晶パネルの右眼用画素および左眼用画素
の配列としては、複数の右眼用画素が、第１の画素列と
して画素ピッチＰ₁で水平方向に一直線上に並べられ、
複数の左眼用画素が、第２の画素列として画素ピッチＰ
₁で水平方向に一直線上に並べられている。この第１お
よび第２の画素列が、第１の画素列の右眼用画素と、第
２の画素列の左眼用画素との位置関係が画素ピッチＰ₁
の１／２だけ水平方向にずれるように垂直方向に交互に
並べられている。

【００２９】また、レンチキュラレンズ２におけるシリ
ンドリカルレンズのピッチは、従来の立体表示装置に用
いられたレンチキュラレンズ（図９参照）と比べて１／
２になっている。そして、表示面４に右眼用画素６と左
眼用画素７とが垂直方向に交互に表示される。表示面４
での水平方向の画素ピッチとレンチキュラレンズ２にお
けるシリンドリカルレンズのピッチ、および表示面４と
レンチキュラレンズ２との間隔（またはレンチキュラレ
ンズ２の焦点距離）は、レンチキュラレンズ２から特定
の観察距離に位置する観察者１の右眼に右眼用画像のみ
が呈示され、かつ左眼に左眼用画像のみが呈示されるよ
うに設計、製作、調整されている。

【００３０】次に、本実施形態の立体表示装置の効果に
ついて図１および図２を参照して説明する。図２は、本
実施形態の立体表示装置の効果を説明するための図であ
る。図２の（ａ）は、図１の（ａ）に示した観察者１の
右眼８と左眼９が位置した観察面における、ストライプ
状の右眼用画像６ａと左眼用画像７ａの集光状態を示し
ており、図２の（ｂ）は、図２の（ａ）に示された観察
面での観察位置に対する明るさの分布を示す図である。
図２の（ｂ）では、横軸が観察位置であり、縦軸が明る
さである。

【００３１】図１の（ｂ）に示したように、表示面４の
右眼用画素６および左眼用画素７に対応する液晶パネル
の右眼用画素および左眼用画素の位置関係が画素ピッチ
Ｐ₁の１／２だけ水平方向にずれたことで、表示面４で
の水平方向に関して、隣り合う右眼用画素６の間が左眼
用画素７で補完されると同時に、隣り合う左眼用画素７
の間が右眼用画素６で補完される。すなわち、観察面に
おけるストライプ状の右眼用画像６ａと左眼用画像７ａ
の観察領域は、図２の（ａ）および（ｂ）に示すよう
に、右眼用画像６ａと左眼用画像７ａの領域のそれぞれ
の側部が互いに重ね合わされた状態で集光される。これ
により、立体画像の観察領域は水平方向に関して両眼間
隔程度（約６０ｍｍ）にまで拡大され、しかも、右眼用
画像６ａの領域と、左眼用画像７ａの領域との間には、
光が到達しない領域が形成されず、観察位置における明
るさの変動も小さい。従って、観察者１が立体画像を観
察する際に、頭を動かせる領域が拡大して見やすさが向
上する。

【００３２】また、従来の立体表示装置では、液晶パネ
ルや表示面で右眼用画素と左眼用画素とが水平方向に交
互に並ぶ配列であったが、本実施形態の立体表示装置で
は前述したように、表示面４に対応する液晶パネルの右
眼用画素および左眼用画素はそれぞれ、画素ピッチＰ₁
で水平方向に一直線上に並べられている。これにより、
表示面４に右眼用画素６と左眼用画素７とを垂直方向に
交互に表示して合成する際に、表示面４での水平方向に
関しては各眼用画素が隣り合って間引かれない。従っ
て、表示面４での水平方向の画素ピッチは細かくなり、
わずかな視差を再現でき、結果として奥行き方向の滑ら
かさが増して、良好な立体画像が得られる。

【００３３】次に、図１に示した本実施形態の立体表示
装置の構成についてさらに具体的に説明する。液晶プロ
ジェクタ３では、白色光源からの光束がダイクロイック
ミラーで赤，緑，青色の光束に分離され、それらの光束
で３枚の液晶パネルがそれぞれ照明される。そして、各
液晶パネルを透過した光はダイクロイックミラーで合成
され、投射レンズにより表示面４に拡大投射される。液
晶パネルは、右眼用画素および左眼用画素を構成する透
明電極膜が形成された２枚のガラス基板の間に液晶を封
入し、偏光子と検光子を取り付けたものである。液晶の
駆動方式としては、一方のガラス基板の各画素ごとに形
成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）により液晶を駆動
するアクティブマトリックス方式を用いている。他方の
ガラス基板には、電極やＴＦＴを隠すためのクロム膜か
らなるブラックマトリクスが形成されている。各画素
は、走査線ごとに画素ピッチＰ₁の１／２だけ水平方向
にずらして配列されている。ブラックマトリクスにおけ
る各画素の開口部の水平方向の長さは画素ピッチの５５
％である。また、各液晶パネルの画素数は、６４０×４
８０画素である。そして、液晶プロジェクタ３への入力
映像信号は、表示面４に右眼用画素６と左眼用画素７と
が垂直方向に交互に表示するようにあらかじめ合成され
ている。

【００３４】表示面４は、４０型の背面投射用スクリー
ンであり、アクリル樹脂に拡散剤を添加し成形したもの
である。表示面４における投射画面上での、右眼用画像
６ａと左眼用画像７ａの水平方向の画素ピッチＰ₁は
１．２７ｍｍである。

【００３５】レンチキュラレンズ２としては、シリンド
リカルレンズが６４０本並んだ構造になるように金型を
作成し、その金型を用いてアクリル板の表面を加工して
成形したものを用いている。観察者１とレンチキュラレ
ンズ２との間の距離、すなわち観察距離は２ｍに設定さ
れ、この時、レンチキュラレンズ２のピッチは１．２４
５５ｍｍ、焦点距離は２９．３１６ｍｍである。

【００３６】以上の構成部品からなる、本実施形態の立
体表示装置では、上述したように右眼用画素および左眼
用画素が、水平方向に隣り合う画素の間が互いに補完さ
れるように配列されたので、液晶プロジェクタ３を構成
する液晶パネルのブラックマトリクスの影響をなくする
ことができる。その結果、観察位置におけるストライプ
状の右眼用画像と左眼用画像の観察領域の幅が６０ｍｍ
程度に広くなり、観察領域が拡大される。また、右眼用
画像と左眼用画像の領域のそれぞれの側部が重ね合わさ
れた状態でストライプ状の右眼用画像および左眼用画像
が集光されるので、観察者がわずかに動いた場合でも、
画面の明るさが急激に低下することなく良好な立体画像
を観察者が観察できる。さらに画素の水平方向に関して
は、各右眼用画素および各左眼用画素が隣り合って間引
かれないので、立体画像の奥行き方向の分解能が半減さ
れることがなく、良好な立体画像を得ることができる。

【００３７】（第２の実施の形態）図３は、本発明の立
体表示装置の第２の実施形態を説明するための図であ
る。図３の（ａ）が、本実施形態の立体表示装置を観察
者が観察している状態を示す斜視図であり、図３の
（ｂ）が、図１の（ａ）に示される表示面およびレンチ
キュラレンズの詳細を示す部分拡大図である。

【００３８】本実施形態の立体表示装置は、図３の
（ａ）に示すように、液晶パネルが備えられた液晶プロ
ジェクタ１３と、液晶プロジェクタ１３によって画像が
表示される表示面１４とからなる表示装置１５を有して
いる。表示装置１５と、表示面１４の前面に配置され
た、視差画像分離手段であるレンチキュラレンズ１２と
から立体表示装置が構成される。

【００３９】図３の（ｂ）に示すように、レンチキュラ
レンズ１２は、細長いシリンドリカルレンズを並列に多
数並べた構造になっている。各シリンドリカルレンズの
焦点は表示面１４に合わせられ、その表示面１４に液晶
プロジェクタ１３から投射された複数の右眼用画素１６
および左眼用画素１７が表示される。表示面１４におけ
る複数の右眼用画素１６によって右眼用画像が構成さ
れ、複数の左眼用画素１７によって左眼用画像が構成さ
れる。その右眼用画像および左眼用画像は両眼視差情報
を有していて、右眼用画像と左眼用画像とを合成するこ
とによって立体画像が作成される。表示面１４の右眼用
画素１６および左眼用画素１７に対応する液晶パネルの
右眼用画素および左眼用画素の配列としては、複数の右
眼用画素が、第１の画素列として画素ピッチＰ₂で水平
方向に一直線上に並べられ、複数の左眼用画素が、第２
の画素列として画素ピッチＰ₂で水平方向に一直線上に
並べられている。この第１および第２の画素列が、第１
の画素列の右眼用画素と、第２の画素列の左眼用画素と
の位置関係が画素ピッチＰ₂の１／２だけ水平方向にず
れるように垂直方向に交互に並べられている。そして、
表示面１４に右眼用画素１６と左眼用画素１７とが垂直
方向に交互に表示される。

【００４０】第１の実施形態と異なる点としては、液晶
プロジェクタ１３を構成する液晶パネルでのブラックマ
トリクスにおける各画素の開口部の水平方向の長さが画
素ピッチＰ₂の７５％になっていることである。表示面
４での水平方向の画素ピッチとレンチキュラレンズ１２
におけるシリンドリカルレンズのピッチ、および表示面
１４とレンチキュラレンズ１２の間隔（またはレンチキ
ュラレンズの焦点距離）は、レンチキュラレンズ１２か
ら特定の観察距離に位置する観察者１の右眼に右眼用画
像のみが呈示され、かつ左眼に左眼用画像のみが呈示さ
れるように設計、製作、調整されている。

【００４１】次に、本実施形態の立体表示装置の動作と
効果について図３および図４を参照して説明する。図４
は、本実施形態の立体表示装置の動作と効果を説明する
ための図であり、図４の（ａ）は、立体画像の観察時に
おけるストライプ状の右眼用画像１６ａと左眼用画像１
７ａの集光状態と、観察者１の右眼８および左眼９との
位置関係を示す図である。また、図４の（ｂ）は、図４
の（ａ）に示される観察面での観察位置に対する右眼用
画像１６ａと左眼用画像１７ａの明るさの分布を示す図
である。図４の（ｂ）では、横軸が観察位置であり、縦
軸が明るさである。そして、図４の（ｃ）は、後述する
２次元画像の観察時における右眼用画像１６ａと左眼用
画像１７ａの集光状態と、観察者１の右眼８および左眼
９との位置関係を示す図である。

【００４２】図３の（ｂ）に示したように、表示面１４
の右眼用画素１６および左眼用画素１７に対応する液晶
パネルの右眼用画素および左眼用画素の位置関係が画素
ピッチＰ₂の１／２だけ水平方向にずれたことで、表示
面１４での水平方向に関して、隣り合う右眼用画素１６
の間が左眼用画素１７で補完されると同時に、隣り合う
左眼用画素１７の間が右眼用画素１６で補完される。ま
た、前述したように液晶プロジェクタ１３の液晶パネル
でのブラックマトリクスにおける各画素の開口部の水平
方向の長さが画素ピッチＰ₂の７５％にされたことで、
右眼用画素１６と左眼用画素１７とが、それぞれの画素
の側部が表示面１４における水平方向の画素ピッチの１
／４だけ垂直方向に交互に並ぶように配列される。これ
により、観察面における右眼用画像１６ａと左眼用画像
１７ａの観察領域は、図４の（ａ）および（ｂ）に示す
ように、各領域の１／４の側部が隣り合う領域の１／４
の側部と互いに重ね合わされた状態で集光される。ここ
で、立体画像を観察する場合には、図４の（ａ）に示す
ように、右眼用画像１６ａを観察者１の右眼８のみで観
察するように、かつ、左眼用画像１７ａを観察者１の左
眼９のみで観察するように観察者１が位置すると立体画
像を観察できる。ただし、第１の実施形態では、ブラッ
クマトリクスにおける各画素の開口の水平方向の長さが
画素ピッチＰ ₁の５５％にされて、立体画像の観察時に
おける右眼用画像と左眼用画像の観察領域の幅が６０ｍ
ｍだったのに対して、本実施形態の立体表示装置におけ
る観察領域は、両眼間隔である約６０ｍｍの半分程度に
制限される。

【００４３】この立体画像の観察時では、第１の実施形
態と同様に、表示面１４の右眼用画素１６および左眼用
画素１７に対応する液晶パネルの右眼用画素および左眼
用画素がそれぞれ、画素ピッチＰ₂で水平方向に一直線
上に並べられているので、表示面１４に右眼用画素１６
と左眼用画素１７とが垂直方向に交互に表示されて合成
される際に、表示面１４で水平方向に関して各眼用画素
が隣り合って間引かれない。従って、右眼用画素１６お
よび左眼用画素１７の水平方向の画素ピッチは細かくな
り、わずかな視差を再現でき、結果として奥行き方向の
滑らかさが増し、良好な立体画像が得られる。

【００４４】一方、２次元画像を観察する場合には、図
４の（ｃ）に示すように、右眼用画像１６ａと左眼用画
像１７ａとが重なった領域に右眼８および左眼９が配置
されるように観察者１が位置する。これにより、観察者
１が右眼８および左眼９のそれぞれの眼で、右眼用画像
１６ａと左眼用画像１７ａとを同時に観察することで、
観察者１が２次元画像を観察することができる。

【００４５】この２次元画像を観察する場合には、従来
の立体表示装置のように右眼用画像および左眼用画像に
おける水平方向の解像度を半減させてそれぞれの画像を
同一の画像で表示するのではなく、１枚の２次元画像を
走査線ごとの右眼用画像の画素列と左眼用画像の画素列
とに割り当てて表示している。これは、通常の２次元画
像を表示する形態と同様である。すなわち、本実施形態
のおける水平方向の分解能は、通常の２次元画像を表示
するための表示装置における水平方向の分解能と同じで
ある。このため、観察者１は、右眼８と左眼９で同時に
各眼用の画素をすべて観察することになり、画像の解像
度が半減しない２次元画像を観察者１が観察できる。

【００４６】図３に示した本実施形態の立体表示装置の
構成についてさらに具体的に説明する。液晶プロジェク
タ１３は、図１に示した第１の実施形態で使用した液晶
プロジェクタ１３と同様の装置を使用している。ただ
し、液晶パネルは、各画素を走査線ごとに画素ピッチの
１／２だけ水平方向にずらして配列しており、かつ、ブ
ラックマトリクスにおける各画素の開口部の水平方向の
長さは画素ピッチＰ₂の７５％であるものを使用してい
る。そして、液晶プロジェクタ１３への入力映像信号
は、立体画像の場合には、表示面１４に右眼用画素１６
と左眼用画素１７が垂直方向に交互に表示されるように
あらかじめ合成されており、２次元画像の場合には、入
力信号として通常の２次元画像と同じものである。

【００４７】表示面１４とレンチキュラレンズ１２とし
てはそれぞれ、第１の実施形態で用いた表示面４とレン
チキュラレンズ２と同じものを使用した。

【００４８】以上の構成部品からなる本実施形態の立体
表示装置では、表示面での水平方向に関して各右眼用画
素および各左眼用画素が隣り合って間引かれないので、
立体画像の奥行き方向の分解能が半減されることがな
く、観察者が良好な立体画像を観察できる。しかも観察
位置によって立体画像と２次元画像を切り換えて観察す
ることができ、かつ２次元画像の解像度が半減されない
立体表示装置が得られる。

【００４９】（第３の実施の形態）図５は、本発明の第
３の実施形態の立体表示装置を説明するための図であ
る。図５の（ａ）が、本実施形態の立体表示装置を観察
者が観察している状態を示す斜視図であり、図５の
（ｂ）が、図５の（ａ）に示される表示面とレンチキュ
ラレンズの詳細を示す部分拡大図である。

【００５０】本実施形態の立体表示装置では、図５の
（ａ）に示すように表示装置２５が、液晶パネルが備え
られた液晶プロジェクタ２３と、液晶プロジェクタ２３
によって画像が表示される表示面２４とからなる。表示
面２４の前面には、視差画像分離手段であるレンチキュ
ラレンズ２２が配置されている。さらに、本実施形態の
立体表示装置には、観察者１の右眼および左眼の位置を
検出する位置検出装置２８と、位置検出装置２８で検出
された眼の位置の情報を基に表示面２４における各眼用
画素の表示位置を制御する追従装置２９とが備えられて
いる。

【００５１】図５の（ｂ）に示すように、レンチキュラ
レンズ２２は、細長いシリンドリカルレンズを並列に多
数並べた構造になっている。各シリンドリカルレンズの
焦点は表示面２４に合わせられ、その表示面２４に液晶
プロジェクタ２３から投射された複数の右眼用画素２６
および左眼用画素２７が表示される。表示面２４におけ
る複数の右眼用画素２６によって右眼用画像が構成さ
れ、複数の左眼用画素２７によって左眼用画像が構成さ
れる。その右眼用画像および左眼用画像は両眼視差情報
を有していて、右眼用画像と左眼用画像とを合成するこ
とによって立体画像が作成される。表示面２４の右眼用
画素２６および左眼用画素２７に対応する液晶パネルの
右眼用画素および左眼用画素の配列としては、複数の右
眼用画素が、第１の画素列として画素ピッチＰ₃で水平
方向に一直線上に並べられ、複数の左眼用画素が、第２
の画素列として画素ピッチＰ₃で水平方向に一直線上に
並べられている。この第１および第２の画素列が、第１
の画素列の右眼用画素と、第２の画素列の左眼用画素と
の位置関係が画素ピッチＰ₃の１／２だけ水平方向にず
れるように垂直方向に交互に並べられている。そして、
表示面２４に右眼用画素２６と左眼用画素２７とが垂直
方向に交互に表示される。

【００５２】表示面２４での水平方向の画素ピッチとレ
ンチキュラレンズ２２におけるシリンドリカルレンズの
ピッチ、および表示面２４とレンチキュラレンズ２２と
の間隔（またはレンチキュラレンズの焦点距離）は、レ
ンチキュラレンズ２２から特定の観察距離に位置する観
察者１の右眼に右眼用画像のみが呈示され、かつ左眼に
左眼用画像のみが呈示されるように設計、製作、調整さ
れている。

【００５３】また、位置検出装置２８は観察者１の眼の
位置を検出し、その位置情報を追従装置２９に送信す
る。追従装置２９は、位置検出装置２８からの眼の位置
情報を基に、表示面２４に投射される液晶プロジェクタ
２３からの右眼用画素２６および左眼用画素２７の表示
位置を移動させるものである。この追従装置２９によっ
て、常に観察者１の右眼に右眼用画像のみが呈示され、
かつ左眼に左眼用画像のみが呈示されるように表示面２
４上での各眼用画素の表示位置が制御される。

【００５４】次に、本実施形態の立体表示装置の効果に
ついて図５および図６を参照して説明する。図６は、本
実施形態の立体表示装置の効果を説明するための図であ
る。図６の（ａ）は、観察者１の右眼８と左眼９が位置
した観察面における、ストライプ状の右眼用画像２６ａ
と左眼用画像２７ａの集光状態を示しており、また図６
の（ｂ）は、図６の（ａ）に示される観察面での観察位
置に対する明るさの分布を示す図である。図６の（ｂ）
では、横軸が観察位置であり、縦軸が明るさである。

【００５５】図５の（ｂ）に示したように、表示面２４
の右眼用画素２６および左眼用画素２７に対応する液晶
パネルの右眼用画素および左眼用画素の位置関係が画素
ピッチＰ₃の１／２だけ水平方向にずれたことで、表示
面２４での水平方向に関して、隣り合う右眼用画素２６
の間が左眼用画素２７で補完されると同時に、隣り合う
左眼用画素２７の間が右眼用画素２６で補完される。す
なわち、観察面におけるストライプ状の右眼用画像２６
ａと左眼用画像２７ａの観察領域は、図６の（ａ）およ
び（ｂ）に示すように、右眼用画像２６ａと左眼用画像
２７ａの領域のそれぞれの側部が互いに重ね合わされた
状態で集光される。その結果、立体画像の観察領域は水
平方向に関して両眼間隔程度（約６０ｍｍ）にまで拡大
され、しかも、右眼用画像２６ａと左眼用画像２７ａの
間に光が到達しない領域が形成されず、観察位置におけ
る明るさの変動も小さい。観察領域が拡大されるので、
眼の位置を検出してから表示面２４の投射画像を移動さ
せるまでの期間内に観察者１が立体画像の観察領域を逸
脱しないための領域、すなわち追従マージンを広くとる
ことができ、観察者１が高速で移動した場合にも、良好
な視点追従を実現できる。

【００５６】また、表示面２４の右眼用画素２６および
左眼用画素２７に対応する液晶パネルの右眼用画素およ
び左眼用画素がそれぞれ、画素ピッチＰ₃で水平方向に
一直線上に並べられているので、表示面２４に右眼用画
素２６と左眼用画素２７とが垂直方向に交互に表示され
て合成される際に、水平方向に関してそれぞれの画素が
隣り合って間引かれない。従って、右眼用画素２６およ
び左眼用画素２７の水平方向の画素ピッチは細かくな
り、わずかな視差を再現でき、結果として奥行き方向の
滑らかさが増し、良好な立体画像が得られる。

【００５７】次に、本実施形態の立体表示装置の構成に
ついてさらに具体的に説明する。液晶プロジェクタ２
３、表示面２４、レンチキュラレンズ２２としては、そ
れぞれ図１に示した第１の実施形態の液晶プロジェクタ
３、表示面４、レンチキュラレンズ２と同じものを使用
している。

【００５８】ただし、液晶プロジェクタ２３には、追従
装置２９が接続されている。追従装置２９としては、特
開平６−２１７３４８号公報に開示されているように、
液晶プロジェクタ２３の液晶パネルと投射レンズとの間
の光路に挿入された平行平板ガラスを、観察者１の移動
量に応じて決められた角度だけ回転するように制御する
装置を使用している。

【００５９】また、位置検出装置２８としては、赤外線
照明装置と、赤外線画像を撮影するカメラとを用い、観
察者１の顔の画像から右眼，左眼の位置を検出する装置
を使用している。

【００６０】以上の構成部品からなる、本実施形態の立
体表示装置では、上述したように右眼用画素および左眼
用画素が、水平方向に隣り合う画素の間が互いに補完さ
れるように配列されたので、液晶パネルのブラックマト
リクスの影響がなくなり、観察位置におけるストライプ
状の右眼用画像と左眼用画像のそれぞれの観察領域の幅
が６０ｍｍ程度に広くされる。その結果、追従マージン
を広くとることができ、観察者１が高速で移動した場合
にも、良好な視点追従を実現できる。また、画素の水平
方向に関しては、各右眼用画素および各左眼用画素が隣
り合って間引かれないので立体画像の奥行き方向の分解
能が半減されず、観察者が良好な立体画像を観察でき
る。

【００６１】（第４の実施の形態）図７は、本発明の立
体表示装置の第４の実施形態を説明するための図であ
る。図７の（ａ）が、本実施形態の立体表示装置を観察
者が観察している状態を示す斜視図であり、図７の
（ｂ）が、図７の（ａ）に示される表示面とレンチキュ
ラレンズの詳細を示す部分拡大図である。

【００６２】本実施形態の立体表示装置では、図７の
（ａ）に示すように表示装置３５が、液晶パネルが備え
られた液晶プロジェクタ３３と、液晶プロジェクタ３３
によって画像が表示される表示面３４とからなる。表示
面３４の前面には、視差画像分離手段であるレンチキュ
ラレンズ３２が配置されている。さらに、本実施形態の
立体表示装置には、観察者１の右眼および左眼の位置を
検出する位置検出装置３８と、位置検出装置３８で検出
された眼の位置の情報を基に表示面３４における各眼用
画素の表示位置を制御する追従装置３９と、観察者１が
立体画像および２次元画像のうちいずれかの画像を選択
して観察するためのスイッチ４０とが備えられている。

【００６３】図７の（ｂ）に示すように、レンチキュラ
レンズ３２は、細長いシリンドリカルレンズを多数並べ
た構造になっている。各シリンドリカルレンズの焦点は
表示面３４に合わせられ、その表示面３４に液晶プロジ
ェクタ３３から投射された複数の右眼用画素３６および
左眼用画素３７が表示される。表示面３４における複数
の右眼用画素３６によって右眼用画像が構成され、複数
の左眼用画素３７によって左眼用画像が構成される。そ
の右眼用画像および左眼用画像は両眼視差情報を有して
いて、右眼用画像と左眼用画像とを合成することによっ
て立体画像が作成される。表示面３４の右眼用画素３６
および左眼用画素３７に対応する液晶パネルの右眼用画
素および左眼用画素の配列としては、複数の右眼用画素
が、第１の画素列として画素ピッチＰ₄で水平方向に一
直線上に並べられ、複数の左眼用画素が、第２の画素列
として画素ピッチＰ₄で水平方向に一直線上に並べられ
ている。この第１および第２の画素列が、第１の画素列
の右眼用画素と、第２の画素列の左眼用画素との位置関
係が画素ピッチＰ₄の１／２だけ水平方向にずれるよう
に垂直方向に交互に並べられている。そして、表示面３
４に右眼用画素３６と左眼用画素３７とが垂直方向に交
互に表示される。

【００６４】液晶プロジェクタ３３の液晶パネルでのブ
ラックマトリクスにおける各画素の開口部の水平方向の
長さは、画素ピッチＰ₄の７５％である。表示面３４で
の水平方向の画素ピッチとレンチキュラレンズ３２にお
けるシリンドリカルレンズのピッチ、および表示面３４
とレンチキュラレンズ３２の間隔（またはレンチキュラ
レンズの焦点距離）は、レンチキュラレンズ３２から特
定の観察距離に位置する観察者１の右眼に右眼用画像の
みが呈示され、かつ左眼に左眼用画像のみが呈示される
ように設計、製作、調整されている。

【００６５】また、位置検出装置３８は観察者１の眼の
位置を検出し、その位置情報を追従装置３９に送信す
る。追従装置３９は、位置検出装置３８からの眼の位置
情報を基に、表示面３４に投射される液晶プロジェクタ
３３からの右眼用画素３６および左眼用画素３７の表示
位置を移動させるという制御を行う。スイッチ４０は追
従装置３９と接続していて、観察者１がスイッチ４０を
切り換えることによって、追従装置３９の制御が、立体
画像を観察する場合と２次元画像を観察する場合とで切
り替わる。観察者１がスイッチ４０で選択して立体画像
を観察している場合には、追従装置が３９が、常に観察
者１の右眼から右眼用画像のみが観察され、かつ左眼か
ら左眼用画像のみが観察されるように制御を行う。観察
者１がスイッチ４０で選択して２次元画像を観察してい
る場合には、追従装置３９が、常に観察者１の右眼およ
び左眼のそれぞれから、右眼用画像と左眼用画像が同時
に観察されるように制御を行う。

【００６６】次に、本実施形態の立体表示装置の動作と
効果について図７および図８を参照して説明する。図８
は、本実施形態の立体表示装置の動作と効果を説明する
ための図である。図８の（ａ）は、立体画像の観察時に
おけるストライプ状の右眼用画像３６ａと左眼用画像３
７ａの集光状態と、観察者１の右眼８および左眼９との
制御位置関係を示す図である。また図８の（ｂ）は、図
８の（ａ）に示される観察面での観察位置に対する右眼
用画像３６ａと左眼用画像３７ａの明るさの分布を示す
図である。図８の（ｂ）では、横軸が観察位置であり、
縦軸が明るさである。そして、図８の（ｃ）は、２次元
画像の観察時におけるストライプ状の右眼用画像３６ａ
と左眼用画像３７ａの集光状態と、観察者１の右眼およ
び左眼との制御位置関係を示す図である。

【００６７】図７の（ｂ）に示したように、表示面３４
の右眼用画素３６および左眼用画素３７に対応する液晶
パネルの右眼用画素および左眼用画素の位置関係が画素
ピッチＰ₄の１／２だけ水平方向にずれたことで、表示
面３４での水平方向に関して、隣り合う右眼用画素３６
の間が左眼用画素３７で補完されると同時に、隣り合う
左眼用画素３７の間が右眼用画素３６で補完される。ま
た、前述したように液晶プロジェクタ３３の液晶パネル
でのブラックマトリクスにおける各画素の開口部の水平
方向の長さが画素ピッチＰ₄の７５％にされたことで、
右眼用画素３６と左眼用画素３７とが、それぞれの画素
の側部が表示面３４における水平方向の画素ピッチの１
／４だけ垂直方向に交互に並ぶように配列される。これ
により、観察面における右眼用画像３６ａと左眼用画像
３７ａの観察領域は、図８の（ａ）および（ｂ）に示す
ように、各領域の１／４の側部が隣り合う領域の１／４
の側部と互いに重ね合わされた状態で集光される。ここ
で、立体画像を観察する場合には、図８の（ａ）に示す
ように、右眼用画像３６ａを観察者１の右眼８のみで観
察するように、また、左眼用画像３７ａを観察者１の左
眼９のみで観察するように追従装置３９が表示面３４の
各眼用画素の表示位置を制御すると、観察者１が常に立
体画像を観察することができる。ただし、第３の実施形
態では、ブラックマトリクスにおける各画素の開口の水
平方向の長さが画素ピッチの５５％にされて、立体画像
の観察時における右眼用画像と左眼用画像の観察領域の
幅が６０ｍｍだったのに対して、本実施形態の立体表示
装置では、観察領域の幅が、両眼間隔である約６０ｍｍ
の半分程度に制限される。

【００６８】この時、表示面３４に右眼用画素３６と左
眼用画素３７が垂直方向に交互に表示されて合成される
が、表示面３４の右眼用画素３６および左眼用画素３７
に対応する液晶パネルの右眼用画素および左眼用画素が
それぞれ、画素ピッチＰ₄で水平方向に一直線上に並べ
られているので、水平方向に関してはそれぞれの画素が
隣り合って間引かれない。従って、右眼用画素３６およ
び左眼用画素３７の水平方向の画素ピッチは細かくな
り、わずかな視差を再現でき、結果として奥行き方向の
滑らかさが増し、良好な立体画像が得られる。

【００６９】一方、２次元画像を観察する場合には、図
８の（ｃ）に示すように、右眼用画像３６ａおよび左眼
用画像３７ａを、右眼８および左眼９のそれぞれの眼で
同時に観察するようにスイッチ４０で追従装置３９の制
御を切り換えると、観察者１は常に２次元画像を観察で
きる。

【００７０】この場合には、従来の立体表示装置のよう
に右眼用画像および左眼用画像として水平方向の解像度
を半減させた同一の画像を表示するのではなく、１枚の
２次元画像を走査線ごとの右眼用画像の画素列と左眼用
画素の画素列に割り当てて表示する。従って、観察者１
は、右眼８と左眼９で同時に各眼用の画素をすべて観察
することになり、解像度が半減しない２次元画像を観察
者１が観察できる。

【００７１】次に、図７に示した第４の実施形態の構成
についてさらに具体的に説明する。表示面３４およびレ
ンチキュラレンズ３２としては、それぞれ図１に示した
第１の実施形態の表示面４およびレンチキュラレンズ２
と同じものを使用している。

【００７２】液晶プロジェクタ３３としては、図３に示
した第２の実施形態の液晶プロジェクタ１３と同じ装置
を使用しており、液晶プロジェクタ３３には、図５に示
した第３の実施形態の追従装置２９と同様の追従装置３
９が接続されている。追従装置３９には、図５に示した
第３の実施形態の位置検出装置２８と同様の位置検出装
置３８とスイッチ４０が接続され、スイッチ４０の切り
換え信号により、追従装置３９による追従制御位置を切
り換えられる構成になっている。

【００７３】以上の構成部品からなる、本実施形態の立
体表示装置では、表示面での水平方向に関して各右眼用
画素および各左眼用画素が隣り合って間引かれないの
で、立体画像の奥行き方向の分解能が半減されず、観察
者が良好な立体画像を観察できる。しかもスイッチ４０
で切り換えることによって、観察者が立体画像と２次元
画像のうちいずれかの画像を選択して観察することがで
き、かつ２次元画像の解像度が半減しない視点追従型の
立体表示装置が得られる。

【００７４】以上、本発明の立体表示装置の好適な実施
形態について第１〜第４の実施形態を参照して説明した
が、本発明はこれら実施形態に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形
が可能である。例えば、液晶プロジェクタ３，１３，２
３，３３は、ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型の
液晶パネルを用いたものに限られず、単純マトリクス型
の液晶パネルを用いたものでも良い。また、透過型に限
らず反射型の液晶パネルでも良い。さらに、液晶パネル
に限らず、電気光学結晶を利用したり、微小ミラーを振
動させるような表示素子等を利用したりできる。

【００７５】表示装置５，１５，２５，３５は投射型の
表示装置に限られず、投射型の表示装置の代わりに直視
型の液晶ディスプレイ、ＣＲＴまたはプラズマディスプ
レイ等の表示装置を使用できる。

【００７６】視差画像分離手段はレンチキュラレンズ
２，１２，２２，３２に限られず、視差画像分離手段と
してパララックスバリア等を用いても良い。

【００７７】位置検出装置２８，３８としては、赤外線
画像を利用するもの以外にも、磁気位置センサや超音波
を利用したものが使用できる。

【００７８】また、追従装置２９，３９は、平行平板ガ
ラスを回転させる装置以外にも、液晶プロジェクタを移
動させる装置や、レンチキュラレンズ２，１２，２２，
３２を移動させる装置等であっても良い。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、表示装置
における右眼用画素および左眼用画素の配列として、右
眼用画素および左眼用画素がそれぞれ、水平方向に特定
の画素ピッチで並べられ、右眼用画素と左眼用画素との
位置関係が前記特定の画素ピッチの１／２だけ水平方向
にずらされたことにより、表示面での水平方向に関し
て、隣り合う右眼用画素の間が左眼用画素で補完され、
隣り合う左眼用画素の間が右眼用画素で補完される。従
って、表示装置における水平方向に隣り合う画素の間
の、光が投影されない部分の影響がなくなる。その結
果、観察者が立体画像をする際の観察領域が拡大され、
観察時の見やすさが向上するという効果がある。また、
従来の立体表示装置と比べて水平方向の分解能が細かく
なり、立体画像を観察する際に奥行き方向の滑らかさが
向上するので、良好な立体画像が得られる立体表示装置
を実現するという効果がある。

【００８０】また、前記表示装置における画素の大きさ
として、水平方向の長さが前記特定の画素ピッチの７５
％にされたことで、観察者が立体画像と２次元画像のう
ちいずれか一方を選択して観察することができる立体表
示装置が得られる。このような立体表示装置でも、立体
画像の水平方向の分解能が細かくなり、また、２次元画
像の水平方向の分解能が、通常の２次元画像のみを表示
する装置における水平方向の分解能と同じある。従っ
て、観察者が２次元画像を観察する際、水平方向の解像
度が半減されない２次元画像が得られるという効果があ
る。

【００８１】さらに、上記の立体表示装置に位置検出装
置と追従装置とが備えられたことで、例えば、観察者が
立体画像を観察している場合、観察者が頭を動かしても
観察者の眼の位置が位置検出装置によって検出され、常
に観察者が立体画像を観察するように表示面の右眼用画
素および左眼用画素の表示位置が追従装置によって制御
される。この時、前述のように立体画像の表示領域が拡
大されたことで、眼の位置を検出してから表示画像を移
動させるまでの期間内に観察者が観察領域を逸脱しない
ための領域が広くなる。従って、観察者の頭が高速で移
動した場合、良好な視点追従が行われるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の立体表示装置の第１の実施形態を説明
するための図である。

【図２】図１に示される立体表示装置の効果を説明する
ための図である。

【図３】本発明の立体表示装置の第２の実施形態を説明
するための図である。

【図４】図３に示される立体表示装置の動作と効果を説
明するための図である。

【図５】本発明の立体表示装置の第３の実施形態を説明
するための図である。

【図６】図５に示される立体表示装置の効果を説明する
ための図である。

【図７】本発明の立体表示装置の第４の実施形態を説明
するための図である。

【図８】図７に示される立体表示装置の動作と効果を説
明するための図である。

【図９】従来の技術によるレンチキュラ方式の立体表示
装置を説明するための図である。

【図１０】図９に示される立体表示装置の問題点を説明
するため図である。

【符号の説明】

１観察者２、１２、２２、３２レンチキュラレンズ３、１３、２３、３３液晶プロジェクタ４、１４、２４、３４表示面５、１５、２５、３５表示装置６、１６、２６、３６右眼用画素６ａ、１６ａ、２６ａ、３６ａ右眼用画像７、１７、２７、３７左眼用画素７ａ、１７ａ、２７ａ、３７ａ左眼用画像８右眼９左眼２８、３８位置検出装置２９、３９追従装置４０スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】立体画像を得るための両眼視差情報を有
する右眼用画像と左眼用画像とを構成するために表示面
に複数の右眼用画素および左眼用画素を表示する表示装
置と、該表示面の前面に配置されて観察者の右眼からは
前記右眼用画像のみが観察され、かつ左眼からは前記左
眼用画像のみが観察されるように構成された視差画像分
離手段とを有する立体表示装置において、前記表示装置における複数の右眼用画素および左眼用画
素の配列としては、複数の右眼用画素が特定の画素ピッ
チで水平方向に一直線上に並べられた第１の画素列と、
複数の左眼用画素が前記特定の画素ピッチで水平方向に
一直線上に並べられた第２の画素列とが、前記第１の画
素列の右眼用画素と、前記第２の画素列の左眼用画素と
の位置関係が前記特定の画素ピッチの１／２だけ水平方
向にずれるように、垂直方向に交互に並べられ、前記表
示装置は前記表示面に右眼用画素と左眼用画素とを垂直
方向に交互に表示することを特徴とする立体表示装置。
【請求項２】前記観察者の右眼および左眼の位置を検
出する位置検出装置と、該位置検出装置により検出され
た前記観察者の右眼および左眼の位置に応じて前記表示
面における右眼用画素および左眼用画素の表示位置を制
御する追従装置とがさらに備えられている請求項１に記
載の立体表示装置。
【請求項３】前記追従装置は、前記観察者が立体画像
を観察する場合に前記観察者の右眼から前記右眼用画像
のみが観察され、かつ左眼から前記左眼用画像のみが観
察されるように、前記表示面における右眼用画素および
左眼用画素の表示位置を制御し、前記観察者が２次元画像を観察する場合に前記観察者の
右眼および左眼のそれぞれから前記右眼用画像および左
眼用画像が同時に観察されるように、前記表示面におけ
る右眼用画素および左眼用画素の表示位置を制御するも
のである請求項２に記載の立体表示装置。
【請求項４】前記表示装置における右眼用画素および
左眼用画素の水平方向の長さは、前記特定の画素ピッチ
の５５％である請求項１または２に記載の立体表示装
置。
【請求項５】前記表示装置における右眼用画素および
左眼用画素の水平方向の長さは、前記特定の画素ピッチ
の７５％である請求項１、２または３に記載の立体表示
装置。