(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体からの散乱光に相当する光線群を与える点状の光出射部を所定間隔で平面状に配置して成る光源装置として、赤色光源装置、緑色光源装置、及び青色光源装置が設けられ、
前記光源装置の光出射側に赤色用映像表示パネル、緑色用映像表示パネル、及び青色用映像表示パネルが各々配置され、
前記光源装置の各光出射部に対応する前記映像表示パネルの各画素領域に表示する表示映像を設定する表示パネル駆動手段として、赤色表示パネル駆動手段、緑色表示パネル駆動手段、及び青色表示パネル駆動手段が設けられ、
前記赤色用映像表示パネルを経た光線群と、前記緑色用映像表示パネルを経た光線群と、前記青色用映像表示パネルを経た光線群とを合成して出射する光線合成手段が設けられて成ることを特徴とする三次元映像表示装置。
【請求項２】
赤色用映像表示パネル、緑色用映像表示パネル、及び青色用映像表示パネルが各々配置され、
各映像表示パネルからの映像光が入射される点状の光透過部を所定間隔で平面状に有して物体からの散乱光に相当する光線群を与える点状光透過部形成パネルが各映像表示パネルの映像光出射側に各々配置され、
各光透過部に対応する前記映像表示パネルの各画素領域に表示する表示映像を設定する表示パネル駆動手段として、赤色表示パネル駆動手段、緑色表示パネル駆動手段、及び青色表示パネル駆動手段が設けられ、
前記赤色用映像表示パネルからの光線群と、前記緑色用映像表示パネルからの光線群と、前記青色用映像表示パネルからの光線群とを合成して出射する光線合成手段が設けられて成ることを特徴とする三次元映像表示装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の三次元映像表示装置において、赤色、緑色、及び青色の互いの対応する光出射部の位置同士又は光透過部の位置同士が映像合成状態で互いに重なるように設定したことを特徴とする三次元映像表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の三次元映像表示装置において、前記光線合成手段はダイクロイックミラーから成ることを特徴とする三次元映像表示装置。
【請求項５】
物体からの散乱光に相当する光線群を与える点状の光出射部を所定間隔で平面状に配置して成る複数の白色光源装置と、各白色光源装置の光出射側に各々配置されたカラー映像表示パネルと、各白色光源装置の各光出射部に対応する各カラー映像表示パネルの各画素領域に表示するカラー表示映像を設定する表示パネル駆動手段と、各カラー映像表示パネルを経た光線群を合成して出射する光線合成手段とを備えて成り、前記光線合成手段による合成状態での各白色光源装置における光出射部の位置関係にずれを持たせたことを特徴とする三次元映像表示装置。
【請求項６】
映像を表示する複数枚のカラー映像表示パネルと、カラー映像表示パネルからの映像光が入射される点状の光透過部を所定間隔で平面状に有し物体からの散乱光に相当する光線群を与えるべく各カラー映像表示パネルの前方位置に設けられた点状光透過部形成パネルと、各光透過部に対応する前記カラー映像表示パネルの各画素領域に表示する表示映像を設定する表示パネル駆動手段と、各カラー映像表示パネルを経た光線群を合成して出射する光線合成手段とを備えて成り、前記光線合成手段による合成状態での各点状光透過部形成パネルにおける光透過部の位置関係にずれを持たせたことを特徴とする三次元映像表示装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の三次元映像表示装置において、各カラー映像表示パネルに表示されるカラー表示映像が同じであることを特徴とする三次元映像表示装置。
【請求項８】
請求項５又は請求項６に記載の三次元映像表示装置において、各カラー映像表示パネルに表示されるカラー表示映像が前記光出射部又は光透過部の位置関係のずれに対応して異なることを特徴とする三次元映像表示装置。
【請求項９】
請求項５乃至請求項８のいずれかに記載の三次元映像表示装置において、前記光線合成手段はハーフミラーから成ることを特徴とする三次元映像表示装置。
【請求項１０】
点状光出射部が所定間隔で平面状に配置されて成り、前記点状光出射部によって物体からの散乱光に相当する光線群を、格子状のブラック部を有する映像表示パネルの画素に与える点状光出射部材において、前記点状光出射部が四角形状を成すと共に、その幅及び高さが前記画素の水平ピッチ及び垂直ピッチのほぼ整数倍に設定されたことを特徴とする点状光出射部材。
【請求項１１】
点状光透過部が所定間隔で平面状に配置されて成り、前記点状光透過部によって物体からの散乱光に相当する光線群を、格子状のブラック部を有する映像表示パネルの画素から出射された光に与える点状光透過部材において、前記点状光透過部が四角形状を成すと共に、その幅及び高さが前記画素の水平ピッチ及び垂直ピッチのほぼ整数倍に設定されたことを特徴とする点状光透過部材。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の三次元映像表示装置において、格子状のブラック部を有する映像表示パネルを用い、光源装置が請求項１０に記載の点状光出射部材を有するか、又は請求項１１の点状光透過部材を備えたことを特徴とする三次元映像表示装置。
【請求項１３】
点状光出射部が所定間隔で平面状に配置されて成り、前記点状光出射部によって物体からの散乱光に相当する光線群をカラー映像表示パネルの各画素領域の画素に与える点状光出射部材において、前記点状光出射部が前記カラー映像表示パネルの３原色画素の全てを等しい割合で含む大きさに設定されたことを特徴とする点状光出射部材。
【請求項１４】
点状光透過部が所定間隔で平面状に配置されて成り、前記点状光透過部によって物体からの散乱光に相当する光線群をカラー映像表示パネルの各画素領域の画素から出射された光に与える点状光透過部材において、前記点状光透過部が前記カラー映像表示パネルの３原色画素の全てを等しい割合で含む大きさに設定されたことを特徴とする点状光透過部材。
【請求項１５】
点状光出射部が所定間隔で平面状に配置されて成り、前記点状光出射部によって物体からの散乱光に相当する光線群をカラー映像表示パネルの各画素領域の画素に与える点状光出射部材において、前記画素領域の横方向及び縦方向の少なくとも一方の画素数が３の倍数以外の数とされ、隣り合う３つの画素領域の互いに対応する３つの画素にて白表示を確保する形態となるように構成されたことを特徴とする点状光出射部材。
【請求項１６】
点状光透過部が所定間隔で平面状に配置されて成り、前記点状光透過部によって物体からの散乱光に相当する光線群をカラー映像表示パネルの各画素領域の画素から出射された光に与える点状光透過部材において、前記画素領域の横方向及び縦方向の少なくとも一方の画素数が３の倍数以外の数とされ、隣り合う３つの画素領域の互いに対応する３つの画素にて白表示を確保する形態となるように構成されたことを特徴とする点状光透過部材。
【請求項１７】
請求項１５に記載の点状光出射部材において、前記点状光出射部が前記カラー映像表示パネルの３原色画素のうちの１色分の画素若しくは２色分の画素だけを含む大きさを有することを特徴とする点状光出射部材。
【請求項１８】
請求項１６に記載の点状光透過部材において、前記点状光透過部が前記カラー映像表示パネルの３原色画素のうちの１色分の画素若しくは２色分の画素だけを含む大きさを有することを特徴とする点状光透過部材。
【請求項１９】
請求項５乃至請求項９のいずれかに記載の三次元映像表示装置において、請求項１３又は請求項１５又は請求項１７に記載の点状光出射部材を光源装置が備えるか、又は請求項１４又は請求項１６又は請求項１８に記載の点状光透過部材を有して成ることを特徴とする三次元映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、いわゆる光線再生方式を用いた三次元映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特殊な眼鏡を必要とせずに立体映像表示を実現する方法しとて、パララックスバリア方式やレンチキュラーレンズ方式等が知られているが、これらの方式は両眼視差を有する右眼用映像と左眼用映像とを短冊状に表示画面に交互に表示することとしており、左右方向の立体感は得られるものの、上下方向の立体感は得ることができない不満がある。また、適視位置から外れると、右眼に左眼映像が入射し、左眼に右眼映像が入射する逆視といった現象などが生じ、見る位置を自由に選ぶことができないという不便もある。
【０００３】
一方、近年においては、見る位置を自由に選ぶことが可能な光線再生方式と呼ばれる三次元映像表示方法が提案されるようになってきている。この光線再生方式は、平面を通過する光線の情報（すなわち、物体からの散乱光に相当する光線の方向や光線の広がり）を平面に記録・再生する方式といえるものであり、その再生装置は、例えば、図８（ａ）に示すように、バックライト５１と、ピンホールアレイ板５２と、液晶表示パネル５３とによって構成することができる。ここで、ピンホールアレイ板５２の各ピンホール５２ａからは光線が所定の範囲で幾つかの方向に出射されているとみることができる。液晶表示パネル５３には各ピンホール５２ａに対応して画素領域（例えば、横９〜２０、縦３〜２０個の画素により構成される）５３ａが形成されることになる。画素領域５３ａの各画素は対応するピンホール５２ａからの各方向の光線に対して光透過量を制御し、これによって各方向の光線について強度が再現される。より具体には、図８（ｂ）に示すように、例えば、ピンホール５２ａ１  からの光線を受けることになる画素領域５３ａ１  の画素ａ１  に、対象物Ａの箇所Ａ１  を表現した光透過量が設定され、ピンホール５２ａ２  からの光線を受けることになる画素領域５３ａ２  の画素ａ２  に、対象物Ａの箇所Ａ２  を表現した光透過量が設定され、ピンホール５２ａ３  からの光線を受けることになる画素領域５３ａ３  の画素ａ３  に、対象物Ａの箇所Ａ３  を表現した光透過量が設定されるというように、対象物Ａの所定の点に対応して各画素において光透過量が再現されることにより、観察者Ｚは対象物Ａを三次元的に認識することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような光線再生方式の三次元映像表示装置では、再生される光線数が多いほど良質の画像を得ることができる。一方、再生される光線数を多くするためには、各ピンホール５２ａに対応する画素領域をより多くの画素によって構成することが必要になるが、液晶表示パネル５３の画素数を増やすことには限界がある。
【０００５】
この発明は、上記の事情に鑑み、再生される光線数を実質的に多くすることによって良質の画像を得ることができる三次元映像表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の三次元映像表示装置は、上記の課題を解決するために、物体からの散乱光に相当する光線群を与える点状の光出射部を所定間隔で平面状に配置して成る光源装置として、赤色光源装置、緑色光源装置、及び青色光源装置が設けられ、前記光源装置の光出射側に赤色用映像表示パネル、緑色用映像表示パネル、及び青色用映像表示パネルが各々配置され、前記光源装置の各光出射部に対応する前記映像表示パネルの各画素領域に表示する表示映像を設定する表示パネル駆動手段として、赤色表示パネル駆動手段、緑色表示パネル駆動手段、及び青色表示パネル駆動手段が設けられ、前記赤色用映像表示パネルを経た光線群と前記緑色用映像表示パネルを経た光線群と前記青色用映像表示パネルを経た光線群とを合成して出射する光線合成手段が設けられて成ることを特徴とする。
【０００７】
また、この発明の三次元映像表示装置は、赤色用映像表示パネル、緑色用映像表示パネル、及び青色用映像表示パネルが各々配置され、各映像表示パネルからの映像光が入射される点状の光透過部を所定間隔で平面状に有して物体からの散乱光に相当する光線群を与える点状光透過部形成パネルが各映像表示パネルの映像光出射側に各々配置され、各光透過部に対応する前記映像表示パネルの各画素領域に表示する表示映像を設定する表示パネル駆動手段として、赤色表示パネル駆動手段、緑色表示パネル駆動手段、及び青色表示パネル駆動手段が設けられ、前記赤色用映像表示パネルからの光線群と、前記緑色用映像表示パネルからの光線群と、前記青色用映像表示パネルからの光線群とを合成して出射する光線合成手段が設けられて成ることを特徴とする。
【０００８】
これらの構成であれば、対象物の或る箇所を表現することとなる光透過量のうちの赤色光成分が赤色用映像表示パネルによって設定され、緑色光成分が緑色用映像表示パネルによって設定され、青色光成分が青色用映像表示パネルによって設定されることになる。そして、これら各色の光線群が光線合成手段により合成されて観察者へと導かれる。これにより、単一の基板上に赤色用画素と緑色用画素と青色用画素とを設けたカラー映像表示パネルを一枚だけ用いる場合に比べ、高精細の映像を再現することができる。
【０００９】
上記構成においては、赤色、緑色、及び青色の互いの対応する光出射部の位置同士又は光透過部の位置同士が映像合成状態で互いに重なるように設定されているのがよい。また、前記光線合成手段としてはダイクロイックミラーを用いることができる。
【００１０】
また、この発明の三次元映像表示装置は、物体からの散乱光に相当する光線群を与える点状の光出射部を所定間隔で平面状に配置して成る複数の白色光源装置と、各白色光源装置の光出射側に各々配置されたカラー映像表示パネルと、各白色光源装置の各光出射部に対応する各カラー映像表示パネルの各画素領域に表示するカラー表示映像を設定する表示パネル駆動手段と、各カラー映像表示パネルを経た光線群を合成して出射する光線合成手段とを備えて成り、前記光線合成手段による合成状態での各白色光源装置における光出射部の位置関係にずれを持たせたことを特徴とする。
【００１１】
また、この発明の三次元映像表示装置は、映像を表示する複数枚のカラー映像表示パネルと、カラー映像表示パネルからの映像光が入射される点状の光透過部を所定間隔で平面状に有し物体からの散乱光に相当する光線群を与えるべく各カラー映像表示パネルの前方位置に設けられた点状光透過部形成パネルと、各光透過部に対応する前記カラー映像表示パネルの各画素領域に表示する表示映像を設定する表示パネル駆動手段と、各カラー映像表示パネルを経た光線群を合成して出射する光線合成手段とを備えて成り、前記光線合成手段による合成状態での各点状光透過部形成パネルにおける光透過部の位置関係にずれを持たせたことを特徴とする。
【００１２】
これらの構成であれば、複数枚のカラー映像表示パネルで設定された光線群が光線合成手段にて合成されるので、実質的解像度が向上し（物体を再生する光線数が多くなり）、良質の画像が得られることになる。
【００１３】
上記構成においては、各カラー映像表示パネルに表示されるカラー表示映像を同じとしてもよいが、各カラー映像表示パネルに表示されるカラー表示映像を前記光出射部の位置関係のずれに対応して異ならせることとするのがよい。また、前記光線合成手段としてはハーフミラーを用いることができる。
【００１４】
この発明の点状光出射部材（以下、この項において、第１の点状光出射部材という）は、点状光出射部が所定間隔で平面状に配置されて成り、前記点状光出射部によって物体からの散乱光に相当する光線群を、格子状のブラック部を有する映像表示パネルの画素に与える点状光出射部材において、前記点状光出射部が四角形状を成すと共に、その幅及び高さが前記画素の水平ピッチ及び垂直ピッチのほぼ整数倍に設定されたことを特徴とする。
【００１５】
また、この発明の点状光透過部材（以下、この項において、第１の点状光出射部材という）は、点状光透過部が所定間隔で平面状に配置されて成り、前記点状光透過部によって物体からの散乱光に相当する光線群を、格子状のブラック部を有する映像表示パネルの画素から出射された光に与える点状光透過部材において、前記点状光透過部が四角形状を成すと共に、その幅及び高さが前記画素の水平ピッチ及び垂直ピッチのほぼ整数倍に設定されたことを特徴とする。
【００１６】
これらの構成であれば、観察者の頭部が移動しても見える画素の総面積は殆ど変化しないので、モアレを軽減することが可能となる。なお、第１の点状光出射部材又は第１の点状光透過部材は、格子状のブラック部を有する映像表示パネルからの光線を合成する光線合成系を有する三次元映像表示装置に用いることができ、また、このような光線合成系を有しなくても格子状のブラック部を有する映像表示パネルを用いる三次元映像表示装置に用いることができる。
【００１７】
この発明の点状光出射部材（以下、この項において、第２の点状光出射部材という）は、点状光出射部が所定間隔で平面状に配置されて成り、前記点状光出射部によって物体からの散乱光に相当する光線群をカラー映像表示パネルの各画素領域の画素に与える点状光出射部材において、前記点状光出射部が前記カラー映像表示パネルの３原色画素の全てを等しい割合で含む大きさに設定されたことを特徴とする。
【００１８】
この発明の点状光透過部材（以下、この項において、第２の点状光透過部材という）は、点状光透過部が所定間隔で平面状に配置されて成り、前記点状光透過部によって物体からの散乱光に相当する光線群をカラー映像表示パネルの各画素領域の画素から出射された光に与える点状光透過部材において、前記点状光透過部が前記カラー映像表示パネルの３原色画素の全てを等しい割合で含む大きさに設定されたことを特徴とする。
【００１９】
これらの構成であれば、観察者の頭部が移動しても見える画素の赤色と緑色と青色の割合は殆ど変化しないことになり、白色表示を良好に確保することが可能となる。なお、第２の点状光出射部材又は第２の点状光透過部材はカラー映像表示パネルからの光線を合成する光線合成系を有する三次元映像表示装置に用いることができ、また、このような光線合成系を有しなくてもカラー映像表示パネルを用いる三次元映像表示装置に用いることができる。
【００２０】
また、この発明の点状光出射部材（以下、この項において、第３の点状光出射部材という）は、点状光出射部が所定間隔で平面状に配置されて成り、前記点状光出射部によって物体からの散乱光に相当する光線群をカラー映像表示パネルの各画素領域の画素に与える点状光出射部材において、前記画素領域の横方向及び縦方向の少なくとも一方の画素数が３の倍数以外の数とされ、前記点状光出射部が前記カラー映像表示パネルの３原色画素のうちの１色若しくは２色だけを含む大きさ又は１色若しくは２色を余計に含む大きさに設定されていることを特徴とする。
【００２１】
また、この発明の点状光透過部材（以下、この項において、第３の点状光透過部材という）は、点状光透過部が所定間隔で平面状に配置されて成り、前記点状光透過部によって物体からの散乱光に相当する光線群をカラー映像表示パネルの各画素領域の画素から出射された光に与える点状光透過部材において、前記画素領域の横方向及び縦方向の少なくとも一方の画素数が３の倍数以外の数とされ、前記点状光透過部が前記カラー映像表示パネルの３原色画素のうちの１色若しくは２色だけを含む大きさ又は１色若しくは２色を余計に含む大きさに設定されたことを特徴とする。
【００２２】
これらの構成においては、横方向及び縦方向の少なくとも一方の画素数が３の倍数以外の数とされるので、隣り合う３つの画素領域の互いに対応する３つの画素は、赤用画素と緑用画素と青用画素となる。すなわち、隣り合う３つの画素領域の互いに対応する３つの画素にて白表示が確保され、観察者に見える画素の赤色と緑色と青色の割合は殆ど変化しないことになり、白色表示を良好に確保することができる。第３の点状光出射部材又は第３の点状光透過部材はカラー映像表示パネルからの光線を合成する光線合成系を有する三次元映像表示装置に用いることができ、また、このような光線合成系を有しなくてもカラー映像表示パネルを用いる三次元映像表示装置に用いることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、この発明の第１の実施形態の三次元映像表示装置を図１乃至図３に基づいて説明する。
【００２４】
図１はこの実施形態の三次元映像表示装置を示した平面図である。この三次元映像表示装置は、赤色映像供給部１Ｒと、緑色映像供給部１Ｇと、青色映像供給部１Ｂと、光線合成手段５とを備えて成る。赤色映像供給部１Ｒと青色映像供給部１Ｂは向かい合わせに配置されており、これらの間に光線合成手段５が配置されている。緑色映像供給部１Ｇは、赤色映像供給部１Ｒと青色映像供給部１Ｂの間に対応した位置で光線合成手段５の光入射側（観察者Ｚから見て奥側）に配置されている。
【００２５】
各映像供給部１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは同様の構成を有している。図２（ａ）では赤色映像供給部１Ｒを示しており、その構成要素には３Ｒや４Ｒといった符号を付記しているが、これら構成要素に対応する他の色の映像供給部の構成要素を示すために、３Ｇや３Ｂ或いは４Ｇや４Ｂといった符号も付記している。
【００２６】
赤色映像供給部１Ｒは、光源装置２と、この光源装置２の光出射側に設けられた赤色用の液晶表示パネル３Ｒと、この液晶表示パネル３Ｒを駆動する液晶パネル駆動部４Ｒと、を備えて成る。
【００２７】
光源装置２は、例えば白色光を出射するバックライト２１と、ピンホールアレイ板２２とから成る。ピンホールアレイ板２２は、複数の丸形のピンホール２２ａが所定間隔で形成されたものであり、各ピンホール２２ａから液晶表示パネル３Ｒへ光線群が与えられる。
【００２８】
液晶表示パネル３Ｒは、赤色透過フィルムを有して構成されている。また、液晶表示パネル駆動部４Ｒは、液晶表示パネル３Ｒに画素駆動信号を与え、各ピンホール２２ａに対応した複数の画素から成る画素領域（例えば、横６〜２０、縦３〜２０個の画素により構成される）３ａを形成させる。画素領域３ａの各画素は、対応するピンホール２２ａからの各方向の光線に対して赤色光の光透過量を制御することとなり、これによって各方向の光線について赤色光の強度が再現される。
【００２９】
緑色映像供給部１Ｇにおいては、その液晶表示パネル３Ｇは緑色透過フィルムを有し、液晶表示パネル駆動部４Ｇは液晶表示パネル３Ｇに緑画素用の画素駆動信号を与える。また、青色映像供給部１Ｂにおいては、その液晶表示パネル３Ｂは青色透過フィルムを有し、液晶表示パネル駆動部４Ｂは液晶表示パネル３Ｂに青画素用の画素駆動信号を与える。
【００３０】
液晶表示パネル駆動部４Ｒ，４Ｇ，４Ｂが液晶表示パネル３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに与える駆動信号は、例えば、コンピュータグラフィック技術を用いて作成された画像に基づいて生成される。すなわち、コンピュータ上でポリゴンオブジェクト及び複数のピンホールを仮想的に配置し、ポリゴンオブジェクトを構成する各点と前記ピンホールとを結ぶ線上に位置する仮想的に設けた記録面上の各記録画素領域における各記録画素についてのデータ（映像表示系における各液晶表示パネル３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおける各色の画素の光透過量を設定することになるデータ）を算出し、このデータに基づいて映像表示系における視線方向に対応する光線方向上に位置する各液晶液晶表示パネル３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおける各色の画素への印加電圧を設定する。
【００３１】
光線合成手段５は、第１のダイクロイックミラー５ａと、第２のダイクロイックミラー５ｂを交差配置することで構成されている。第１のダイクロイックミラー５ａは、赤色映像供給部１Ｒからの映像光（光線群）を９０°光路変更して観察者Ｚの方向へと導くと共に、緑色映像供給部１Ｇからの映像光（光線群）を透過して観察者Ｚの方向へと導く。また、第２のダイクロイックミラー５ｂは、青色映像供給部１Ｂからの映像光（光線群）を９０°光路変更して観察者Ｚの方向へと導くと共に、緑色映像供給部１Ｇからの映像光（光線群）を透過して観察者Ｚの方向へと導く。すなわち、各映像供給部１Ｒ，１Ｇ，１Ｂからの各映像光（各光線群）が合成されて観察者Ｚへと導かれる。ここで、この実施形態では、各映像供給部１Ｒ，１Ｇ，１Ｂにおけるピンホール２２ａの位置関係は、図２（ｂ）に示しているように、合成状態において互いに一致するようにしている。
【００３２】
上記の構成であれば、対象物の或る箇所を表現することとなる光透過量のうちの赤色光成分が赤色映像供給部１Ｒによって設定され、緑色光成分が緑色映像供給部１Ｇによって設定され、青色光成分が青色映像供給部１Ｂによって設定されることになる。そして、これら各色の光線群が光線合成手段５により合成されて観察者Ｚへと導かれる。これにより、単一の基板上に赤色用画素と緑色用画素と青色用画素とを設けたカラー映像表示パネルを一枚だけ用いる場合に比べ、高精細の映像を再現することができる。また、光線合成手段５としてダイクロイックミラー５ａ，５ｂを用いたので、光の損失を抑えて明るい三次元映像を得ることができる。
【００３３】
ところで、上記の例ではピンホール２２ａを丸形としたが、液晶表示パネル３Ｒ，３Ｇ，３Ｂは格子状のブラック部を持つため、図３（ａ）（ｂ）に示すように、四角形のピンホール２２ａ′を採用すると共に、その幅及び高さが画素の水平ピッチ及び垂直ピッチのほぼ整数倍とするのがよい。図３に示す例では、一つの画素領域３ａを６画素×３画素で構成しており、ピンホール２２ａ′の横幅は画素水平ピッチの３倍とし、高さは画素垂直ピッチの１倍としている。光線再生方式の三次元映像表示装置では、観察者の頭部が移動すると、ピンホールに対して見える画素の位置がシフトしていくことになるが、図３（ｂ）に示すように、ピンホール２２ａ′を用いれば、シフトが生じても見える画素の総面積は殆ど変化しないことになる。すなわち、観察者の頭部の移動によって見える画素の総面積が周期的に変化すると観察者の目に入る光の強さが周期的に変化して観察者はモアレを見ることとなるが、シフトが生じても見える画素の総面積は殆ど変化しないので、モアレを軽減することが可能となる。
【００３４】
なお、映像供給部１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、そのバックライト２１において各色光を出射することとし、各液晶表示パネルには色透過フィルムを備えない構成とすることもできる。また、バックライト２１の代わりにメタルハライドランプなどの発光手段を用い、ダイクロイックミラーを用いて赤色光と緑色光と青色光とに分離し、各色光をミラーなどを用いて各色用の映像供給部に導くようにしてもよい。また、ピンホールアレイ板２２を不要とする構成も採用し得る。例えば、単一色発光ダイオード等をアレイ状に配置した発光手段を３つ（赤色光用、緑色光用、青色光用）用いたり、赤色光用、緑色光用、青色光用として３台のＣＲＴ（陰極線管）を用いることもできる。これら発光ダイオードやＣＲＴを用いる場合においても、発光箇所を四角形とし、その幅及び高さが前記画素の水平ピッチ及び垂直ピッチのほぼ整数倍とすることができる。また、液晶シャッタを用いてピンホールアレイ板を構成することもできる。
【００３５】
（実施形態２）
以下、この発明の第２実施形態の三次元映像表示装置を図４乃至図７に基づいて説明していく。
【００３６】
図４はこの実施形態の三次元映像表示装置を示した側面図である。この三次元映像表示装置は、３つのカラー映像供給部１Ｘ，１Ｙ，１Ｚと、光線合成手段１５とを備えて成る。
【００３７】
図５（ａ）はカラー映像供給部１Ｘ（１Ｙ，１Ｚ）の構成を示している。このカラー映像供給部１Ｘは、光源装置１２と、この光源装置１２の光出射側に設けられた透過型のカラー液晶表示パネル１３と、このカラー液晶表示パネル１３を駆動する液晶パネル駆動部１４と、を備えて成る。
【００３８】
光源装置１２は、白色光を出射するバックライト２３と、ピンホールアレイ板２４とから成る。ピンホールアレイ板２４は、複数の丸形のピンホール２４ａが所定間隔で形成されたものであり、各ピンホール２４ａからカラー液晶表示パネル１３へ光線群が与えられる。
【００３９】
カラー液晶表示パネル１３は、単一の基板上に赤色用画素と緑色用画素と青色用画素とを設けて成るものである。液晶表示パネル駆動部１４は、カラー液晶表示パネル１３に画素駆動信号を与え、各ピンホール２４ａに対応した複数の画素から成る画素領域（例えば、横６〜２０、縦３〜２０個の画素により構成される）１３ａを形成させる。画素領域１３ａの各画素は、対応するピンホール２４ａからの各方向の光線に対して光透過量を制御することとなり、これによって各方向の光線について強度が再現される。
【００４０】
各液晶表示パネル駆動部１４が各カラー液晶表示パネル１３に与える駆動信号は、例えば、コンピュータグラフィック技術を用いて作成された画像に基づいて生成される。すなわち、コンピュータ上でポリゴンオブジェクト及び複数のピンホールを仮想的に配置し、ポリゴンオブジェクトを構成する各点と前記ピンホールとを結ぶ線上に位置する仮想的に設けた記録面上の各記録画素領域における各記録画素についてのデータ（映像表示系における各カラー液晶示パネル１３における各色の画素の光透過量を設定することになるデータ）を算出し、このデータに基づいて映像表示系における視線方向に対応する光線方向上に位置する各カラー液晶液晶表示パネル１３における各色の画素への印加電圧を設定する。３つのカラー映像供給部１Ｘ，１Ｙ，１Ｚにおいて各カラー液晶表示パネル１３に表示させる映像は互いに異なる。後述するように、映像合成状態において互いのピンホールの配置がずれるように設定しているため、各カラー液晶表示パネル１３における各画素領域１３ａの各画素は、互いにずれている対応ピンホール２４ａからの各方向の光線に対して光透過量を制御することとしている。
【００４１】
光線合成手段１５は、第１のハーフミラー１５ａと、第２のハーフミラー１５ｂとにより構成されている。第１のハーフミラー１５ａは、カラー映像供給部１Ｘからの映像光（光線群）を透過して観察者Ｚの方向へと導くと共に、カラー映像供給部１Ｙからの映像光（光線群）を９０°光路変更して観察者Ｚの方向へと導く。また、第２のハーフミラー１５ｂは、第１のハーフミラー１５ａを経たカラー映像供給部１Ｘ，１Ｙからの映像光（光線群）を透過して観察者Ｚの方向へと導くと共に、カラー映像供給部１Ｚからの映像光（光線群）を９０°光路変更して観察者Ｚの方向へと導く。すなわち、各カラー映像供給部１Ｘ，１Ｙ，１Ｚからの各映像光（各光線群）が合成されて観察者Ｚへと導かれる。各カラー映像供給部１Ｘ，１Ｙ，１Ｚにおけるピンホール２４ａの位置関係は、図６に示しているように、上記合成状態において各ピンホール２４ａが互いに重ならないように水平方向にずらしてある。
【００４２】
このように、複数のカラー映像供給部を備え、これらカラー映像を合成する構成とし、この合成状態において各ピンホール２４ａが互いに重ならないように設定したことで、実質的解像度が向上し（物体を再生する光線数が多くなり）、良質の画像が得られることになる。その具体的説明を図５（ｂ）に基づいて行うこととするが、図が複雑になるのを回避するため、図５（ｂ）では二つのカラー映像供給部１Ｘ，１Ｙのみを描いている。カラー映像供給部１Ｘにおいては、実線で示しているように、ピンホール２４ａ１１からの所定の光線を受けることとなる画素領域の画素ａ１１には対象物Ａの箇所Ａ１１を表現した光透過量を設定でき、ピンホール２４ａ１２からの所定の光線を受けることになる画素領域の画素ａ１２には対象物Ａの箇所Ａ１２を表現した光透過量を設定でき、ピンホール２４ａ１３からの所定の光線を受けることになる画素領域の画素ａ１３には対象物Ａの箇所Ａ１３を表現した光透過量を設定できることになる。一方、カラー映像供給部１Ｙにおいては、点線で示しているように、ピンホール２４ａ２１からの所定の光線を受けることとなる画素領域の画素ａ２１には対象物Ａの箇所Ａ２１を表現した光透過量を設定でき、ピンホール２４ａ２２からの所定の光線を受けることになる画素領域の画素ａ２２には対象物Ａの箇所Ａ２２を表現した光透過量を設定できる。すなわち、カラー映像供給部が一つだけである場合に比べ、再生される光線数を多く得ることができる。
【００４３】
なお、３つのカラー映像供給部１Ｘ，１Ｙ，１Ｚにおいて各カラー液晶表示パネル１３に表示させる映像は、ピンホール２４ａのずれ量に対応して互いに異なるのが望ましいが、映像合成状態における各ピンホール２４ａのずれ量は少ないので、表示映像が全く同じであるとしても（勿論、各表示映像においては、合成を考慮して上下を引っ繰り返す等の処理は行う）、一応の効果は得られる。この場合は、コンピュータグラフィックによる生成映像が一つで良いから、映像作成の負担を軽減できる。また、各ピンホール２４ａのずれを横方向に設定したが、いわゆるトライアング配置的にずらすようにしてもよいものである。
【００４４】
ところで、ピンホールアレイ板は、図７（ａ）（ｂ）に示すように、カラー液晶表示パネル１３の３原色画素の全てを等しい割合で含む大きさのピンホール２４ａ′を有するのがよい。この図７（ａ）（ｂ）に示す例では、一つの画素領域１３ａを６画素×３画素で構成しており、ピンホール２４ａ′はＲ用画素とＧ用画素とＢ用画素を各々一つずつ含む大きさとしている。光線再生方式の三次元映像表示装置では、観察者の頭部が移動すると、ピンホールに対して見える画素の位置がシフトしていくことになるが、図７（ｂ）に示すように、ピンホール２４ａ′を用いれば、シフトが生じても見える画素の赤色と緑色と青色の割合は殆ど変化しないことになり、白色表示を良好に確保することができる。特に、画素領域の中心とピンホールの中心とを結ぶ線をカラー映像表示パネルと観察者との標準的な距離に対応した位置で交差させて観察者へ効率良く光線が集まるようにする場合においては、図７（ａ）（ｂ）に示す構成、或いは後述する図７（ｃ）の構成とするのがよい。また、丸形のピンホールとするよもり、図のごとく四角形のピンホール２４ａ′とするのが望ましい。なお、Ｒ用画素とＧ用画素とＢ用画素を各々一つずつ含む大きさとすることに限るものではなく、Ｒ用画素とＧ用画素とＢ用画素を同じ割合で含むものであればよい。
【００４５】
また、画素領域１３ａの横方向及び縦方向の少なくとも一方の画素数を３の倍数以外の数とし、ピンホールがカラー映像表示パネル１３の３原色画素のうちの１色若しくは２色だけを含む大きさ又は１色若しくは２色を余計に含む大きさに設定することとしてもよい。図７（ｃ）に示す例では、画素領域１３ａの横方向の画素数を７とし、カラー液晶表示パネル１３の３原色画素のうちの１色だけを含む大きさのピンホール２４ａ″を採用している。かかる構成は、隣り合う３つの画素領域の互いに対応する（例えば、真ん中同士）３つの画素にて白表示を確保する形態となる。かかる構成も、見える画素の赤色と緑色と青色の割合は殆ど変化しないことになり、白色表示を良好に確保することができる。
【００４６】
なお、以上述べた例では、点光源の前方に映像表示パネルを配置する光線再生方式の三次元映像表示装置に対応させた構成について説明したが、映像表示パネルの前方にピンホールアレイ板等を配置する光線再生方式の三次元映像表示装置の装置に対しても、合成系を有する三次元映像表示装置とすることができる。
【００４７】
すなわち、赤色用映像表示パネル、緑色用映像表示パネル、及び青色用映像表示パネルが各々配置され、各映像表示パネルからの映像光が入射される光透過部を所定間隔で平面状に有して物体からの散乱光に相当する光線群を与える点状光透過部形成パネルが各映像表示パネルの映像光出射側に各々配置され、各光透過部に対応する前記映像表示パネルの各画素領域に表示する表示映像を設定する表示パネル駆動手段として、赤色表示パネル駆動手段、緑色表示パネル駆動手段、及び青色表示パネル駆動手段が設けられ、前記赤色用映像表示パネルからの光線群と、前記緑色用映像表示パネルからの光線群と、前記青色用映像表示パネルからの光線群とを合成して出射する光線合成手段が設けられていてもよい。かかる構成には、図１に示した形態を利用できる。この場合、赤色、緑色、及び青色の互いの対応する光透過部の位置同士が映像合成状態で互いに重なるように設定するのがよい。
【００４８】
また、映像を表示する複数枚のカラー映像表示パネルと、カラー映像表示パネルからの映像光が入射される光透過部を所定間隔で平面状に有し物体からの散乱光に相当する光線群を与えるべく各カラー映像表示パネルの前方位置に設けられた点状光透過部形成パネルと、各光透過部に対応する前記カラー映像表示パネルの各画素領域に表示する表示映像を設定する表示パネル駆動手段と、各カラー映像表示パネルを経た光線群を合成して出射する光線合成手段とを備えて成り、前記光線合成手段による合成状態での各点状光透過部形成パネルにおける光透過部の位置関係にずれを持たせるようにしてもよい。この場合、各カラー映像表示パネルに表示されるカラー表示映像が同じでもよいし、光透過部の位置関係のずれに対応して異なるようにしてもよい。かかる構成には、図４に示した形態を利用することができる。
【００４９】
また、点状光透過部材としては、点状光透過部が所定間隔で平面状に配置されて成り、前記点状光透過部によって物体からの散乱光に相当する光線群を、格子状のブラック部を有する映像表示パネルの画素から出射された光に与える点状光透過部材において、前記点状光透過部が四角形状を成すと共に、その幅及び高さが前記画素の水平ピッチ及び垂直ピッチのほぼ整数倍に設定されるのがよい。かかる構成は図３に示した構成に対応する。また、点状光透過部が所定間隔で平面状に配置されて成り、前記点状光透過部によって物体からの散乱光に相当する光線群をカラー映像表示パネルの各画素領域の画素から出射された光に与える点状光透過部材において、前記点状光透過部が前記カラー映像表示パネルの３原色画素の全てを等しい割合で含む大きさに設定されていてもよい。かかる構成は図７（ａ）（ｂ）に示した構成に対応する。また、点状光透過部が所定間隔で平面状に配置されて成り、前記点状光透過部によって物体からの散乱光に相当する光線群をカラー映像表示パネルの各画素領域の画素から出射された光に与える点状光透過部材において、前記画素領域の横方向及び縦方向の少なくとも一方の画素数が３の倍数以外の数とされ、前記点状光透過部が前記カラー映像表示パネルの３原色画素のうちの１色若しくは２色だけを含む大きさ又は１色若しくは２色を余計に含む大きさに設定されていてもよい。かかる構成は、図７（ｃ）に示した構成に対応する。
【００５０】
また、このように映像表示パネルの前方にピンホールアレイ板等を配置する構成においては、映像表示パネルとしては、透過型の液晶表示パネル（バックライトが必要）の他、自発光型の映像表示パネル（ＬＥＤディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等）を用いることができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、再生される光線数が実質的に多くなり、良質の三次元画像を生成できる。また、モアレを軽減したり、白表示を良好に保つことができる等の効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の三次元映像表示装置を示した断面図である。
【図２】同図（ａ）は図１の赤色映像供給部の構成を示した図であり、同図（ｂ）は光線合成状態を示した説明図である。
【図３】格子状のブラック部を有する映像表示パネルに用いて好適なピンホールアレイ板を示した図であって、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は正面図である。
【図４】第２の実施形態の三次元映像表示装置を示した断面図である。
【図５】同図（ａ）は映像供給部の構成を示した図であり、同図（ｂ）は光線合成状態の作用説明図である。
【図６】図４の三次元映像表示装置の映像合成状態におけるピンホール相互の位置関係等を示した斜視図である。
【図７】カラー映像表示パネルを用いる構成において好適なピンホールアレイ板を示した図であって、同図（ａ）はピンホールアレイ板におけるピンホールと画素との関係を示した斜視図、同図（ｂ）は同正面図であり、同図（ｃ）はピンホールアレイ板の他の例を示した正面図である。
【図８】同図（ａ）は従来の三次元映像表示装置を示した図であって、同図（ｂ）は作用説明図である。
【符号の説明】
１Ｒ  赤色映像供給部
１Ｇ  緑色映像供給部
１Ｂ  青色映像供給部
１Ｘ  カラー映像供給部
１Ｙ  カラー映像供給部
１Ｚ  カラー映像供給部
２    光源装置
１２  光源装置
２１  バックライト
２２  ピンホールアレイ板
２２ａピンホール
２３  バックライト
２４  ピンホールアレイ板
２４ａピンホール
３    液晶表示パネル
３ａ  画素領域
１３  液晶表示パネル
１３ａ画素領域
４    液晶パネル駆動部
１４  液晶パネル駆動部
５    光線合成手段
１５  光線合成手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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