(57)【要約】【課題】ディスプレイと観察者の目との間でディスプレイの属性に関わり無く、所望の直交する、画像に係る２つの偏光を作成するステレオ画像表示装置を提供する。更に、疲労感の少ないステレオ画像表示装置とする。【解決手段】ディスプレイからの発生光の偏光方向を、偏光板、ミラー、ハーフミラー、波長板を使って、ディスプレイの属性によらず、少なくとも１台のディスプレイで所望の直交する２つの偏光を作り出す。画面から両目までの光路の途中にレンズを置き、画像観察時の目の調節距離を疲労の少ない調節安静位近傍（約１ｍ）に調節する。更に、なお、ミラーやハーフミラーによる外光の反射を防止するために、装置からの画像の光の出口に外光反射防止スクリーンを取り付ける。【選択図】図１
2004013051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶ディスプレイ装置と、
少なくとも２枚の光路変更ミラーと、
少なくとも１枚のハーフミラーと、
観察者の右目の前に置かれる第１の偏光板と、
観察者の左目の前に置かれ、上記第１の偏光板の偏光方向と垂直な偏光方向が与えられた第２の偏光板とを有し、
上記液晶ディスプレイ装置に、右目用の画像と左目用の画像とが表示され、
上記液晶ディスプレイ装置の表示画像の偏光方向が、垂直偏光又は水平偏光である、
ステレオ画像表示装置において、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうちの、片方の画像の光路に、偏光方向を９０°変化させる位相板が設置され、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうち、一方の画像が、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで反射して進み、又は、上記ハーフミラーを透過して進み、
もう一方の画像が、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで反射して進み、又は、上記ハーフミラーを透過して進み、
上記第１の偏光板の偏光方向は、右目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
上記第２の偏光板の偏光方向は、左目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
よって、右目用の画像として進んできた光が上記第１の偏光板を経て観察者の右目に到り、左目用の画像として進んできた光が上記第２の偏光板を経て観察者の左目に到る、
ステレオ画像表示装置。
【請求項２】
液晶ディスプレイ装置と、
少なくとも２枚の光路変更ミラーと、
少なくとも１枚のハーフミラーと、
観察者の右目の前に置かれる第１の偏光板と、
観察者の左目の前に置かれ、上記第１の偏光板の偏光方向と垂直な偏光方向が与えられた第２の偏光板とを有し、
上記液晶ディスプレイ装置に、右目用の画像と左目用の画像とが表示され、
上記液晶ディスプレイ装置の表示画像の偏光方向が、＋４５°偏光又は−４５°偏光である、
ステレオ画像表示装置において、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうち、一方の画像が、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで奇数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過して進み、又は、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで奇数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過せずして進み、
もう一方の画像が、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで０回若しくは偶数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過して進み、又は、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで０回若しくは偶数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過せずして進み、
上記第１の偏光板の偏光方向は、右目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
上記第２の偏光板の偏光方向は、左目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
よって、右目用の画像として進んできた光が上記第１の偏光板を経て観察者の右目に到り、左目用の画像として進んできた光が上記第２の偏光板を経て観察者の左目に到る、
ステレオ画像表示装置。
【請求項３】
２台の液晶ディスプレイ装置と、
少なくとも１枚のハーフミラーと、
観察者の右目の前に置かれる第１の偏光板と、
観察者の左目の前に置かれ、上記第１の偏光板の偏光方向と垂直な偏光方向が与えられた第２の偏光板とを有し、
上記２台の液晶ディスプレイ装置の夫々に、右目用の画像と左目用の画像とが表示され、
上記２台の液晶ディスプレイ装置の表示画像の偏光方向が、ともに垂直偏光又は水平偏光である、
ステレオ画像表示装置において、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうちの、片方の画像の光路に、偏光方向を９０°変化させる位相板が設置され、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうち、一方の画像が、上記ハーフミラーで反射して進み、又は、上記ハーフミラーを透過して進み、
もう一方の画像が、上記ハーフミラーで反射して進み、又は、上記ハーフミラーを透過して進み、
上記第１の偏光板の偏光方向は、右目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
上記第２の偏光板の偏光方向は、左目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
よって、右目用の画像として進んできた光が上記第１の偏光板を経て観察者の右目に到り、左目用の画像として進んできた光が上記第２の偏光板を経て観察者の左目に到る、
ステレオ画像表示装置。
【請求項４】
２台の液晶ディスプレイ装置と、
少なくとも１枚のハーフミラーと、
観察者の右目の前に置かれる第１の偏光板と、
観察者の左目の前に置かれ、上記第１の偏光板の偏光方向と垂直な偏光方向が与えられた第２の偏光板とを有し、
上記２台の液晶ディスプレイ装置の夫々に、右目用の画像と左目用の画像とが表示され、
上記２台の液晶ディスプレイ装置の表示画像の偏光方向が、ともに＋４５°偏光又は−４５°偏光である、
ステレオ画像表示装置において、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうち、一方の画像が、上記ハーフミラーで奇数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過して進み、又は、上記ハーフミラーで奇数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過せずして進み、
もう一方の画像が、上記ハーフミラーで０回若しくは偶数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過して進み、又は、上記ハーフミラーで０回若しくは偶数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過せずして進み、
上記第１の偏光板の偏光方向は、右目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
上記第２の偏光板の偏光方向は、左目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
よって、右目用の画像として進んできた光が上記第１の偏光板を経て観察者の右目に到り、左目用の画像として進んできた光が上記第２の偏光板を経て観察者の左目に到る、
ステレオ画像表示装置。
【請求項５】
表示画面が偏光方向を備えないディスプレイ装置と、
少なくとも２枚の光路変更ミラーと、
少なくとも１枚のハーフミラーと、
観察者の右目の前に置かれる第１の偏光板と、
観察者の左目の前に置かれ、上記第１の偏光板の偏光方向と垂直な偏光方向が与えられた第２の偏光板とを有し、
上記ディスプレイ装置に、右目用の画像と左目用の画像とが表示され、
上記ディスプレイ装置の表示画面の前に、偏光方向が垂直偏光又は水平偏光である第３の偏光板が設置される、
ステレオ画像表示装置において、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうちの、片方の画像の光路に、偏光方向を９０°変化させる位相板が設置され、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうち、一方の画像が、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで反射して進み、又は、上記ハーフミラーを透過して進み、
もう一方の画像が、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで反射して進み、又は、上記ハーフミラーを透過して進み、
上記第１の偏光板の偏光方向は、右目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
上記第２の偏光板の偏光方向は、左目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
よって、右目用の画像として進んできた光が上記第１の偏光板を経て観察者の右目に到り、左目用の画像として進んできた光が上記第２の偏光板を経て観察者の左目に到る、
ステレオ画像表示装置。
【請求項６】
表示画面が偏光方向を備えないディスプレイ装置と、
少なくとも２枚の光路変更ミラーと、
少なくとも１枚のハーフミラーと、
観察者の右目の前に置かれる第１の偏光板と、
観察者の左目の前に置かれ、上記第１の偏光板の偏光方向と垂直な偏光方向が与えられた第２の偏光板とを有し、
上記ディスプレイ装置に、右目用の画像と左目用の画像とが表示され、
上記ディスプレイ装置の表示画面の前に、偏光方向が＋４５°偏光又は−４５°偏光である第３の偏光板が設置される、
ステレオ画像表示装置において、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうち、一方の画像が、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで奇数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過して進み、又は、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで奇数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過せずして進み、
もう一方の画像が、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで０回若しくは偶数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過して進み、又は、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで０回若しくは偶数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過せずして進み、
上記第１の偏光板の偏光方向は、右目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
上記第２の偏光板の偏光方向は、左目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
よって、右目用の画像として進んできた光が上記第１の偏光板を経て観察者の右目に到り、左目用の画像として進んできた光が上記第２の偏光板を経て観察者の左目に到る、
ステレオ画像表示装置。
【請求項７】
表示画面が偏光方向を備えない２台のディスプレイ装置と、少なくとも１枚のハーフミラーと、
観察者の右目の前に置かれる第１の偏光板と、
観察者の左目の前に置かれ、上記第１の偏光板の偏光方向と垂直な偏光方向が与えられた第２の偏光板とを有し、
上記２台のディスプレイ装置の夫々に、右目用の画像と左目用の画像とが表示され、
上記ディスプレイ装置の表示画面の前に、偏光方向がともに＋４５°偏光又は−４５°偏光である第３の偏光板が設置される、
ステレオ画像表示装置において、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうち、一方の画像が、上記ハーフミラーで奇数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過して進み、又は、上記ハーフミラーで奇数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過せずして進み、
もう一方の画像が、上記ハーフミラーで０回若しくは偶数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過して進み、又は、上記ハーフミラーで０回若しくは偶数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過せずして進み、
上記第１の偏光板の偏光方向は、右目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
上記第２の偏光板の偏光方向は、左目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
よって、右目用の画像として進んできた光が上記第１の偏光板を経て観察者の右目に到り、左目用の画像として進んできた光が上記第２の偏光板を経て観察者の左目に到る、
ステレオ画像表示装置。
【請求項８】
上記の偏光方向を９０°変化させる位相板が、２枚組みの四分の一波長板である、
請求項１、請求項３、又は請求項５のうちのいずれかに記載のステレオ画像表示装置。
【請求項９】
上記の偏光方向を９０°変化させる位相板が、１枚の二分の一波長板である、
請求項１、請求項３、又は請求項５のうちのいずれかに記載のステレオ画像表示装置。
【請求項１０】
表示画面と、観察者の両目との間に、観察者の画像観察時の目の調節距離を調整するレンズが設置される、
請求項１乃至請求項９のうちのいずれかに記載のステレオ画像表示装置。
【請求項１１】
上記第１の偏光板と上記第２の偏光板が、観察者の画像観察時の目の調節距離を調整するレンズを含む、
請求項１乃至請求項９のうちのいずれかに記載のステレオ画像表示装置。
【請求項１２】
外光反射防止スクリーンが取り付けられた、
請求項１乃至請求項１１のうちのいずれかに記載のステレオ画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体視可能なステレオ画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２において、従来の立体視可能なステレオ画像表示装置１０２の概略構成の平面図を示す。
【０００３】
図２の構成では、２台のＣＲＴディスプレイ装置（１０４Ｒ、１０４Ｌ）が用意される。２台のＣＲＴディスプレイ装置（１０４Ｒ、１０４Ｌ）は適切なコンピュータ１１４に接続する。該コンピュータ１１４は各ＣＲＴディスプレイ装置（１０４Ｒ、１０４Ｌ）にステレオ画像の夫々を表示する。各ＣＲＴディスプレイ装置（１０４Ｒ、１０４Ｌ）の前面には偏光板（２１０Ｒ、２１０Ｌ）が設置され、図８に模式的に示すようにそれらのうち一方が垂直偏光（９０°偏光）のもので、もう一方が水平偏光（０°偏光）のものである。各偏光板（２１０Ｒ、２１０Ｌ）を通過した画像の光は、ハーフミラー（ビームスプリッタ）３２上で重畳され、観察者２４に向かう。
【０００４】
観察者２４は偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）を利用する。該偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）の左右の偏光方向は、上記のＣＲＴディスプレイ装置（１０４Ｒ、１０４Ｌ）の前面に取り付けられた各偏光板（２１０Ｒ、２１０Ｌ）の偏光方向にそれぞれ対応している。即ち、図２の左の偏光メガネ２０Ｌの偏光方向は、図下方のＣＲＴディスプレイ装置１０４Ｌ前面の偏光板２１０Ｌの偏光方向と一致し、右の偏光メガネ２０Ｒの偏光方向は、図左方のＣＲＴディスプレイ装置１０４Ｒ前面の偏光板２１０Ｒの偏光方向と一致する（図８参照）。このようにすれば、観察者２４の左右夫々の目（２０Ｒ、２０Ｌ）には、片方のＣＲＴディスプレイ装置（１０４Ｒ、１０４Ｌ）の画像のみが提供され、両画像に適切な視差があれば観察者２４は立体視が可能となる。
【０００５】
ところで、本明細書において、「偏光方向」は、偏光の進行方向あるいは偏光板を垂直に通過する光の進行方向を中心軸とした場合に、当該偏光あるいは当該偏光板を通過した光が有する偏光面の傾きを、意味するものとする。
【０００６】
図２に示すように、右目２２Ｒに対する表示画像（実像）１６Ｒ、及び左目２２Ｌに対する表示画像（虚像）１３４Ｌは、右目に係るＣＲＴディスプレイ装置１０４Ｒ方向に存在する。従って、左目２２Ｌの画像実光路は“Ａ−Ｂ−Ｃ”、左目２２Ｌの画像視覚光路は“Ｄ−Ｂ−Ｃ”となり、右目２２Ｒの画像実光路（＝視覚光路）は“Ｄ−Ｅ”となる。
【０００７】
なお、図において、観察者２４の右目に係る光学系装置の符号の末尾に“Ｒ”を付し、左目に係る光学系装置の符号の末尾に“Ｌ”を付す。以下、本明細書、及び添付の他の図面においても同様である。
【０００８】
図２の従来のステレオ画像表示装置１０２では、ＣＲＴディスプレイ装置１０４Ｌの画像はハーフミラー３２で反射されて観察者２４の左目２２Ｌに届くので、横反転されている。ところで、図２のステレオ画像表示装置１０２は、観察者２４（及び偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ））が、ハーフミラー３２の反射面における図２図面に垂直な中心線を反時計方向に９０°回転した配置でも実現され得る。この配置のときには、ＣＲＴディスプレイ装置１０４Ｒの画像が横反転され、ＣＲＴディスプレイ装置１０４Ｌの画像は反転されない。左目２２Ｌに対する表示画像（実像）１６Ｌ、及び右目２２Ｒに対する表示画像（虚像）（図示せず。）は、左目に係るＣＲＴディスプレイ装置１０４Ｌ方向に存在することになる。
【０００９】
上記の従来技術は、発生光が偏光しないＣＲＴディスプレイを利用して、偏光板により二つの直交偏光を作り出すものである。この従来技術に係る装置では、偏光方向が異なる偏光板のペアが製作され付加されねばならず、量産に有利とは言い難い。また、ある種の液晶ディスプレイでは発生光そのものが既に偏光しており、そのような液晶ディスプレイを図２のステレオ画像表示装置１０２に含ませても、所望の機能を実現し得ない。更に、ディスプレイを必ず２台用意せねばならない。
【００１０】
加えて上記の従来技術では、立体視する対象映像の位置はディスプレイ画面上に在るため、観察距離が４０ｃｍ〜６０ｃｍ付近となる。この状態での目の輻輳角は、安静時の目の輻輳角よりも大きい。水晶体レンズの調節の緊張も強くなり、目の疲労の原因の一つとなり得る。この疲労感は立体視のときに顕著であるが、通常の２次元画面でも同様の疲労は、既に「ＶＤＴ作業症候群」あるいは「テクノストレス眼症」の一つとして指摘されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ディスプレイと観察者の目との間でディスプレイの属性に関わり無く、少なくとも１台のディスプレイで所望の直交する、画像に係る２つの偏光を作成するステレオ画像表示装置を提供することを目的とする。更に、本発明は、疲労感の少ないステレオ画像表示装置とすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために為されたものである。本発明に係る請求項１に記載のステレオ画像表示装置は、
液晶ディスプレイ装置と、
少なくとも２枚の光路変更ミラーと、
少なくとも１枚のハーフミラーと、
観察者の右目の前に置かれる第１の偏光板と、
観察者の左目の前に置かれ、上記第１の偏光板の偏光方向と垂直な偏光方向が与えられた第２の偏光板とを有し、
上記液晶ディスプレイ装置に、右目用の画像と左目用の画像とが表示され、
上記液晶ディスプレイ装置の表示画像の偏光方向が、垂直偏光又は水平偏光である、
ステレオ画像表示装置である。そのステレオ画像表示装置において、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうちの、片方の画像の光路に、偏光方向を９０°変化させる位相板が設置され、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうち、一方の画像が、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで反射して進み、又は、上記ハーフミラーを透過して進み、
もう一方の画像が、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで反射して進み、又は、上記ハーフミラーを透過して進み、
上記第１の偏光板の偏光方向は、右目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
上記第２の偏光板の偏光方向は、左目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
よって、右目用の画像として進んできた光が上記第１の偏光板を経て観察者の右目に到り、左目用の画像として進んできた光が上記第２の偏光板を経て観察者の左目に到る。
【００１３】
本発明に係る請求項２に記載のステレオ画像表示装置は、
液晶ディスプレイ装置と、
少なくとも２枚の光路変更ミラーと、
少なくとも１枚のハーフミラーと、
観察者の右目の前に置かれる第１の偏光板と、
観察者の左目の前に置かれ、上記第１の偏光板の偏光方向と垂直な偏光方向が与えられた第２の偏光板とを有し、
上記液晶ディスプレイ装置に、右目用の画像と左目用の画像とが表示され、
上記液晶ディスプレイ装置の表示画像の偏光方向が、＋４５°偏光又は−４５°偏光である、
ステレオ画像表示装置である。そのステレオ画像表示装置において、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうち、一方の画像が、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで奇数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過して進み、又は、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで奇数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過せずして進み、
もう一方の画像が、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで０回若しくは偶数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過して進み、又は、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで０回若しくは偶数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過せずして進み、
上記第１の偏光板の偏光方向は、右目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
上記第２の偏光板の偏光方向は、左目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
よって、右目用の画像として進んできた光が上記第１の偏光板を経て観察者の右目に到り、左目用の画像として進んできた光が上記第２の偏光板を経て観察者の左目に到る。
【００１４】
本発明に係る請求項３に記載のステレオ画像表示装置は、
２台の液晶ディスプレイ装置と、
少なくとも１枚のハーフミラーと、
観察者の右目の前に置かれる第１の偏光板と、
観察者の左目の前に置かれ、上記第１の偏光板の偏光方向と垂直な偏光方向が与えられた第２の偏光板とを有し、
上記２台の液晶ディスプレイ装置の夫々に、右目用の画像と左目用の画像とが表示され、
上記２台の液晶ディスプレイ装置の表示画像の偏光方向が、ともに垂直偏光又は水平偏光である、
ステレオ画像表示装置である。そのステレオ画像表示装置において、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうちの、片方の画像の光路に、偏光方向を９０°変化させる位相板が設置され、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうち、一方の画像が、上記ハーフミラーで反射して進み、又は、上記ハーフミラーを透過して進み、
もう一方の画像が、上記ハーフミラーで反射して進み、又は、上記ハーフミラーを透過して進み、
上記第１の偏光板の偏光方向は、右目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
上記第２の偏光板の偏光方向は、左目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
よって、右目用の画像として進んできた光が上記第１の偏光板を経て観察者の右目に到り、左目用の画像として進んできた光が上記第２の偏光板を経て観察者の左目に到る。
【００１５】
本発明に係る請求項４に記載のステレオ画像表示装置は、
２台の液晶ディスプレイ装置と、
少なくとも１枚のハーフミラーと、
観察者の右目の前に置かれる第１の偏光板と、
観察者の左目の前に置かれ、上記第１の偏光板の偏光方向と垂直な偏光方向が与えられた第２の偏光板とを有し、
上記２台の液晶ディスプレイ装置の夫々に、右目用の画像と左目用の画像とが表示され、
上記２台の液晶ディスプレイ装置の表示画像の偏光方向が、ともに＋４５°偏光又は−４５°偏光である、
ステレオ画像表示装置である。そのステレオ画像表示装置において、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうち、一方の画像が、上記ハーフミラーで奇数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過して進み、又は、上記ハーフミラーで奇数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過せずして進み、
もう一方の画像が、上記ハーフミラーで０回若しくは偶数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過して進み、又は、上記ハーフミラーで０回若しくは偶数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過せずして進み、
上記第１の偏光板の偏光方向は、右目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
上記第２の偏光板の偏光方向は、左目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
よって、右目用の画像として進んできた光が上記第１の偏光板を経て観察者の右目に到り、左目用の画像として進んできた光が上記第２の偏光板を経て観察者の左目に到る。
【００１６】
本発明に係る請求項５に記載のステレオ画像表示装置は、
表示画面が偏光方向を備えないディスプレイ装置と、
少なくとも２枚の光路変更ミラーと、
少なくとも１枚のハーフミラーと、
観察者の右目の前に置かれる第１の偏光板と、
観察者の左目の前に置かれ、上記第１の偏光板の偏光方向と垂直な偏光方向が与えられた第２の偏光板とを有し、
上記ディスプレイ装置に、右目用の画像と左目用の画像とが表示され、
上記ディスプレイ装置の表示画面の前に、偏光方向が垂直偏光又は水平偏光である第３の偏光板が設置される、
ステレオ画像表示装置である。そのステレオ画像表示装置において、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうちの、片方の画像の光路に、偏光方向を９０°変化させる位相板が設置され、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうち、一方の画像が、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで反射して進み、又は、上記ハーフミラーを透過して進み、
もう一方の画像が、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで反射して進み、又は、上記ハーフミラーを透過して進み、
上記第１の偏光板の偏光方向は、右目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
上記第２の偏光板の偏光方向は、左目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
よって、右目用の画像として進んできた光が上記第１の偏光板を経て観察者の右目に到り、左目用の画像として進んできた光が上記第２の偏光板を経て観察者の左目に到る。
【００１７】
本発明に係る請求項６に記載のステレオ画像表示装置は、
表示画面が偏光方向を備えないディスプレイ装置と、
少なくとも２枚の光路変更ミラーと、
少なくとも１枚のハーフミラーと、
観察者の右目の前に置かれる第１の偏光板と、
観察者の左目の前に置かれ、上記第１の偏光板の偏光方向と垂直な偏光方向が与えられた第２の偏光板とを有し、
上記ディスプレイ装置に、右目用の画像と左目用の画像とが表示され、
上記ディスプレイ装置の表示画面の前に、偏光方向が＋４５°偏光又は−４５°偏光である第３の偏光板が設置される、
ステレオ画像表示装置である。そのステレオ画像表示装置において、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうち、一方の画像が、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで奇数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過して進み、又は、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで奇数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過せずして進み、
もう一方の画像が、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで０回若しくは偶数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過して進み、又は、上記光路変更ミラーと上記ハーフミラーで０回若しくは偶数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過せずして進み、
上記第１の偏光板の偏光方向は、右目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
上記第２の偏光板の偏光方向は、左目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
よって、右目用の画像として進んできた光が上記第１の偏光板を経て観察者の右目に到り、左目用の画像として進んできた光が上記第２の偏光板を経て観察者の左目に到る。
【００１８】
本発明に係る請求項７に記載のステレオ画像表示装置は、
表示画面が偏光方向を備えない２台のディスプレイ装置と、
少なくとも１枚のハーフミラーと、
観察者の右目の前に置かれる第１の偏光板と、
観察者の左目の前に置かれ、上記第１の偏光板の偏光方向と垂直な偏光方向が与えられた第２の偏光板とを有し、
上記２台のディスプレイ装置の夫々に、右目用の画像と左目用の画像とが表示され、
上記ディスプレイ装置の表示画面の前に、偏光方向がともに＋４５°偏光又は−４５°偏光である第３の偏光板が設置される、
ステレオ画像表示装置である。そのステレオ画像表示装置において、
上記右目用の画像と上記左目用の画像のうち、一方の画像が、上記ハーフミラーで奇数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過して進み、又は、上記ハーフミラーで奇数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過せずして進み、
もう一方の画像が、上記ハーフミラーで０回若しくは偶数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過して進み、又は、上記ハーフミラーで０回若しくは偶数回反射して進み且つ上記ハーフミラーを透過せずして進み、
上記第１の偏光板の偏光方向は、右目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
上記第２の偏光板の偏光方向は、左目用の画像として進んできた光の偏光方向に合わせて設定され、
よって、右目用の画像として進んできた光が上記第１の偏光板を経て観察者の右目に到り、左目用の画像として進んできた光が上記第２の偏光板を経て観察者の左目に到る。
【００１９】
本発明に係る請求項８に記載のステレオ画像表示装置は、
上記の偏光方向を９０°変化させる位相板が、２枚組みの四分の一波長板である、
請求項１、請求項３、又は請求項５のうちのいずれかに記載のステレオ画像表示装置である。
【００２０】
本発明に係る請求項９に記載のステレオ画像表示装置は、
上記の偏光方向を９０°変化させる位相板が、１枚の二分の一波長板である、請求項１、請求項３、又は請求項５のうちのいずれかに記載のステレオ画像表示装置である。
【００２１】
本発明に係る請求項１０に記載のステレオ画像表示装置は、
表示画面と、観察者の両目との間に、観察者の画像観察時の目の調節距離を調整するレンズが設置される、
請求項１乃至請求項９のうちのいずれかに記載のステレオ画像表示装置である。
【００２２】
本発明に係る請求項１１に記載のステレオ画像表示装置は、
上記第１の偏光板と上記第２の偏光板が、観察者の画像観察時の目の調節距離を調整するレンズを含む、
請求項１乃至請求項９のうちのいずれかに記載のステレオ画像表示装置である。
【００２３】
本発明に係る請求項１２に記載のステレオ画像表示装置は、
外光反射防止スクリーンが取り付けられた、
請求項１乃至請求項１１のうちのいずれかに記載のステレオ画像表示装置である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る好適な実施の形態について説明する。
【００２５】
≪第１の実施の形態≫
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るステレオ画像表示装置２の概略構成の平面図を示す。図１の第１の実施の形態と図２の従来の形態との同一部位には同一符号を付し、説明は省略する。
【００２６】
図１の構成では、１台の液晶ディスプレイ装置４が用意される。液晶ディスプレイ装置４は従来技術のものである。液晶ディスプレイ装置４の液晶パネル６の背面及び前面には偏光板（第１の偏光板８、第２の偏光板１０）が設定され、更に液晶パネル６及び第１の偏光板８の背面にはバックライト１２が設置され表示に必要な光が供給される。該液晶ディスプレイ装置４、特に液晶パネル６は、コンピュータ１４の制御を受ける。該コンピュータ１４は液晶ディスプレイ装置４に、右目用の表示画像１６Ｒと左目用の表示画像１６Ｌとを表示する。
【００２７】
ここで、第２の偏光板１０により液晶ディスプレイ装置４からの発生光が例えば垂直偏光（図１０（１）参照）している場合には、片方の目用の画像、例えば右目用画像の偏光方向を９０°変化させるために、右目用の表示画像１６Ｒの前面に四分の一波長板の２枚組み（１８−１、１８−２）を設置する。すると、図１０（１）のように、左目用の画像１６’Ｌは垂直偏光となり、右目用の画像１６’Ｒはそれに対応して水平偏光となる。
【００２８】
右目用の画像１６’Ｒはそれから右目用光路変換ミラー２６Ｒで反射し略９０°向きを変え、調節距離調整レンズ２８と外光反射防止スクリーン３０とを経て右目に向かう。左目用の画像１６’Ｌは左目用光路変換ミラー２６Ｌで反射し略１８０°向きを変え、ハーフミラー３２で反射し略９０°向きを変え、更に調節距離調整レンズ２８と外光反射防止スクリーン３０とを経て左目に向かう。
【００２９】
それら画像（１６’Ｒ、１６’Ｌ）の偏光方向は、上記の途中の反射を夫々経ても変化することなく、夫々の目のための偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）に到達する。該偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）の左右の偏光方向がそれら画像の偏光方向の各々と一致するように設定されていれば、右目用の画像１６’Ｒは右目２２Ｒに入り、左目用の画像１６’Ｌは左目２２Ｌに入る。よって、従来技術と同様に、両画像に適切な視差があれば観察者２４は立体視ができる。
【００３０】
四分の一波長板の２枚組み（１８−１、１８−２）は、左目用の表示画像１６Ｌの前面に設置されてもよい。このときには偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）の左右の偏光方向が逆に設定される。
【００３１】
第２の偏光板１０により液晶ディスプレイ４からの発生光が水平偏光している場合も、原理上上記と同様に構成され得る。
【００３２】
一方、第２の偏光板１０により液晶ディスプレイ４からの発生光が、図１０（２）に示すように、±４５°偏光している場合には、上記の四分の一波長板の２枚組み（１８−１、１８−２）は不要となる。なぜなら図１の構成では、右目用の画像１６’Ｒは右目用光路変換ミラー２６Ｒで１回（奇数回）反射し、左目用の画像１６’Ｌは左目用光路変換ミラー２６Ｌ及びハーフミラー３２で２回（偶数回）反射し、結局両光は偏光方向を直交させる状態で偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）に到達するからである。つまり、偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）の夫々の偏光方向を、それら２つの偏光方向に対応させればよいことになる。
【００３３】
図１の第１の実施の形態では、左目２２Ｌの画像実光路は“Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ‐Ｅ”、左目２２Ｌの画像視覚光路は“Ｊ−Ｄ−Ｅ”となり、右目２２Ｒの画像実光路は“Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ”、右目２２Ｒの画像視覚光路は“Ｊ−Ｈ−Ｉ”となる。なお、左目用光路変換ミラー２６Ｌは光路長調整機能も果たしており、左目用光路変換ミラー２６Ｌの位置を前後させることにより実光路長も、視覚光路長も左右等しくなるように設定でき、よって立体視を容易にできる。
【００３４】
右目用の画像は、右目用光路変換ミラー２６Ｒで１回（奇数回）反射するから、液晶パネル６上では横反転されている。左目用の画像は、左目用光路変換ミラー２６Ｌ及びハーフミラー３２で２回（偶数回）反射するから、液晶パネル６上では反転は不要である。
【００３５】
ところで、第１の実施の形態に係るステレオ画像表示装置２は、コンピュータ１４及び液晶ディスプレイ装置４を除き、右目用光路変換ミラー２６Ｒと左目用光路変換ミラー２６Ｌとの交線と、２つの表示画像（１６Ｒ、１６Ｌ）の中線とを通る垂直断面に関して、対称に配置した形態でも実現され得る。このとき、２つの表示画像（１６Ｒ、１６Ｌ）の反転条件は逆に設定されなければならない。また、右目に係る光学系装置と左目に係る光学系装置の役割は、入れ替わることになる。
【００３６】
画面（液晶ディスプレイ１０）と観察者２４両目との間に設置される調節距離調整レンズ２８は、画像観察時の目の調節距離を目の疲労が少ない調節安静位近傍（約１ｍ）に調節する。図１では、調節距離調整レンズ２８が設置されて、観察者２４は地点Ｊに画像（虚像）（３４Ｒ、３４Ｌ）を見る。ここでのＪ−Ｉ間又はＪ−Ｅ間の距離が１ｍに近いものであれば、観察者２４は目に掛かる負担を軽くして画像を観察できる。調節距離調整の具体例については、後述する。
【００３７】
ステレオ画像表示装置２内に複数設置されるミラーによる外光の反射の発生を防止するために、該装置２からの画像の出口に外光反射防止スクリーン３０が設置される。外光反射防止スクリーン３０は、外部の光の侵入を食い止め、それ自体反射機能を有さないものである。例えば、黒色無反射不透明の極細い繊維で編まれた網目の布地が適合する。
【００３８】
≪第２の実施の形態≫
図３は、本発明の第２の実施の形態に係るステレオ画像表示装置２の概略構成の平面図を示す。図１の第１の実施の形態との同一部位には同一符号を付して説明を省略し、差異を中心に説明する。
【００３９】
図３の構成では、２台の液晶ディスプレイ（４Ｒ、４Ｌ）が用意される。液晶ディスプレイ（４Ｒ、４Ｌ）は、第１の実施の形態と同様のものであり、従来技術のものである。コンピュータ１４は２台の液晶ディスプレイ装置（４Ｒ、４Ｌ）に、夫々右目用の表示画像１６Ｒと左目用の表示画像１６Ｌとを供給する。
【００４０】
第２の偏光板（１０Ｒ、１０Ｌ）により液晶ディスプレイ装置（４Ｒ、４Ｌ）からの発生光が例えば垂直偏光（図９（１）参照）している場合には、片方の目用の画像、例えば左目用画像の偏光方向を９０°変化させるために、左目用の表示画像１６Ｌの前面に四分の一波長板の２枚組み（１８−１、１８−２）を設置する。すると、図９（１）のように、右目用の画像１６’Ｒは垂直偏光となり、左目用の画像１６’Ｌはそれに対応して水平偏光となる。
【００４１】
右目用の画像１６’Ｒは、調節距離調整レンズ２８と外光反射防止スクリーン３０とを経て右目に向かう。左目用の画像１６’Ｌは、ハーフミラー３２で反射し略９０°向きを変え、更に調節距離調整レンズ２８と外光反射防止スクリーン３０とを経て左目に向かう。
【００４２】
それら画像（１６’Ｒ、１６’Ｌ）の偏光方向は、上記の途中を夫々経ても変化することなく、夫々の目のための偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）に到達する。該偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）の左右の偏光方向がそれら画像の偏光方向と一致するように設定されていれば、右目用の画像１６’Ｒは右目２２Ｒに入り、左目用の画像１６’Ｌは左目２２Ｌに入る。よって、両画像に適切な視差があれば観察者２４は立体視ができる。
【００４３】
四分の一波長板の２枚組み（１８−１、１８−２）は、右目用の表示画像１６Ｒの前面に設置されてもよい。このときには偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）の左右の偏光方向が逆に設定される。
【００４４】
第２の偏光板（１０Ｒ、１０Ｌ）により液晶ディスプレイ装置（４Ｒ、４Ｌ）からの発生光が水平偏光している場合も、原理上上記と同様に構成され得る。
【００４５】
一方、第２の偏光板（１０Ｒ、１０Ｌ）により液晶ディスプレイ装置（４Ｒ、４Ｌ）からの発生光が、図９（２）に示すように、±４５°偏光している場合には、やはり、上記の四分の一波長板の２枚組み（１８−１、１８−２）は不要となる。なぜなら図３の構成では、右目用の画像１６’Ｒは反射することなく進み、左目用の画像１６’Ｌはハーフミラー３２で１回（奇数回）反射し、結局両光は偏光方向を直交させる状態で偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）に到達するからである。つまり、偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）の夫々の偏光方向を、それら２つの偏光方向に対応させればよいことになる。
【００４６】
図３の第２の実施の形態では、左目２２Ｌの画像実光路は“Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ”、左目２２Ｌの画像視覚光路は“Ｈ−Ｃ−Ｄ”となり、右目２２Ｒの画像実光路は“Ｅ−Ｆ−Ｇ”、右目２２Ｒの画像視覚光路は“Ｈ−Ｆ−Ｇ”となる。
【００４７】
左目用の画像は、ハーフミラー３２で１回（奇数回）反射するから、液晶パネル６Ｌ上では横反転されている。右目用の画像は、液晶パネル６Ｒ上では反転は不要である。
【００４８】
第２の実施の形態に係るステレオ画像表示装置２は、調節距離調整レンズ２８、外光反射防止スクリーン３０、偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）、及び観察者２４が、ハーフミラー３２反射面における図３図面に垂直な中心線を反時計回りに９０°回転した配置形態でも実現され得る。このとき、２つの表示画像（１６Ｒ、１６Ｌ）の反転条件は逆に設定されなければならない。また、観察者２４の見る画像（虚像）（３４Ｒ、３４Ｌ）も、ハーフミラー３２反射面の上記中心線を反時計回りに９０°回転することになる。
【００４９】
第１の実施の形態と同様に、調節距離調整レンズ２８が、画面（液晶ディスプレイ装置（１０Ｒ、１０Ｌ））と観察者２４両目との間に設置される。調節距離調整の具体例については、後述する。更に第１の実施の形態と同様に、外光反射防止スクリーン３０が、ステレオ画像表示装置２内に複数設置されるミラーによる外光の反射の発生を防止するために、該装置２からの画像の出口に設置される。
【００５０】
≪第３の実施の形態≫
図４は、本発明の第３の実施の形態に係るステレオ画像表示装置２の概略構成の側方図を示す。図１の第１の実施の形態及び図３の第２の実施の形態と、同一部位には同一符号を付して説明を省略し、差異を中心に説明する。
【００５１】
図４の構成では、１台の液晶ディスプレイ装置４が用意される。図１の第１の実施の形態と比較すると、第３の実施の形態は、観察者２４（及び偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ））以外の装置を、液晶ディスプレイ装置４が下方に来るように光（路）軸を中心に９０°回転させた構成に概ね相当する。更に、液晶ディスプレイ装置４は、観察者２４からの遠位が表示画面の「天」となるように９０°回転され、右目用の表示画像１６Ｒと左目用の表示画像１６Ｌとは、表示画面上で縦に並べられる。
【００５２】
液晶ディスプレイ装置４は、第１の実施の形態と同様のものであり、従来技術のものである。コンピュータ１４は液晶ディスプレイ装置４に、右目用の表示画像１６Ｒと左目用の表示画像１６Ｌとを供給する。
【００５３】
第２の偏光板１０により液晶ディスプレイ装置４からの発生光が例えば垂直偏光（図１０（１）参照）している場合には、片方の目用の画像、例えば右目用画像の偏光方向を９０°変化させるために、右目用の表示画像１６Ｒの前面に四分の一波長板の２枚組み（１８−１、１８−２）を設置する。すると、図１０（１）のように、左目用の画像１６’Ｌは垂直偏光となり、右目用の画像１６’Ｒはそれに対応して水平偏光となる。
【００５４】
右目用の画像１６’Ｒはそれから右目用光路変換ミラー２６Ｒで反射し略９０°向きを変え、調節距離調整レンズ２８と外光反射防止スクリーン３０とを経て右目に向かう。左目用の画像１６’Ｌは左目用光路変換ミラー２６Ｌで反射し略１８０°向きを変え、ハーフミラー３２で反射し略９０°向きを変え、更に調節距離調整レンズ２８と外光反射防止スクリーン３０とを経て左目に向かう。
【００５５】
それら画像（１６’Ｒ、１６’Ｌ）の偏光方向は、上記の途中を夫々経ても変化することなく、夫々の目のための偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）に到達する。該偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）の左右の偏光方向がそれら画像の偏光方向の各々と一致するように設定されていれば、右目用の画像１６’Ｒは右目２２Ｒに入り、左目用の画像１６’Ｌは左目２２Ｌに入る。よって、両画像に適切な視差があれば観察者２４は立体視ができる。
【００５６】
四分の一波長板の２枚組み（１８−１、１８−２）は、左目用の表示画像１６Ｌの前面に設置されてもよい。このときには偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）の左右の偏光方向が逆に設定される。
【００５７】
第２の偏光板１０により液晶ディスプレイ装置４からの発生光が水平偏光している場合も、原理上上記と同様に構成され得る。
【００５８】
一方、第２の偏光板１０により液晶ディスプレイ４からの発生光が、図１０（２）に示すように、±４５°偏光している場合には、やはり、上記の四分の一波長板の２枚組み（１８−１、１８−２）は不要となる。なぜなら図４の構成では、右目用の画像１６’Ｒは右目用光路変換ミラー２６Ｒで１回（奇数回）反射し、左目用の画像１６’Ｌは左目用光路変換ミラー２６Ｌ及びハーフミラー３２で２回（偶数回）反射し、結局両光は偏光方向を直交させる状態で偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）に到達するからである。つまり、偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）の夫々の偏光方向を、それら２つの偏光方向に対応させればよいことになる。
【００５９】
図４の第３の実施の形態では、左目２２Ｌの画像実光路は“Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ‐Ｅ”、左目２２Ｌの画像視覚光路は“Ｊ−Ｄ−Ｅ”となり、右目２２Ｒの画像実光路は“Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ”、右目２２Ｒの画像視覚光路は“Ｊ−Ｈ−Ｉ”となる。なお第３の実施形態でも、第１の実施形態と同様に、左目用光路変換ミラー２６Ｌは光路長調整機能も果たしており、左目用光路変換ミラー２６Ｌの位置を上下させることにより実光路長も、視覚光路長も左右等しくなるように設定でき、よって立体視を容易にできる。
【００６０】
右目用の画像は、右目用光路変換ミラー２６Ｒで１回（奇数回）反射するから、液晶パネル６上では上下反転されている。左目用の画像は、左目用光路変換ミラー２６Ｌ及びハーフミラー３２で２回（偶数回）反射するから、液晶パネル６上では反転は不要である。
【００６１】
第３の実施の形態に係るステレオ画像表示装置２は、コンピュータ１４及び液晶ディスプレイ４を除き、右目用光路変換ミラー２６Ｒと左目用光路変換ミラー２６Ｌとの交線と、２つの表示画像（１６Ｒ、１６Ｌ）の中線とを通る垂直断面に関して、対称に配置した形態でも実現され得る。このとき、２つの表示画像（１６Ｒ、１６Ｌ）の反転条件は逆に設定されなければならない。また、右目に係る光学系装置と左目に係る光学系装置の役割は、入れ替わることになる。
【００６２】
第１の実施の形態と同様に、調節距離調整レンズ２８が、画面（液晶ディスプレイ装置）４と観察者２４両目との間に設置される。調節距離調整の具体例については、後述する。更に第１の実施の形態と同様に、外光反射防止スクリーン３０が、ステレオ画像表示装置２内に複数設置されるミラーによる外光の反射の発生を防止するために、該装置２からの画像の出口に設置される。
【００６３】
≪第４の実施の形態≫
図５は、本発明の第４の実施の形態に係るステレオ画像表示装置２の概略構成の側方図を示す。図１の第１の実施の形態、図３の第２の実施の形態、及び図４の第３の実施の形態と、同一部位には同一符号を付して説明を省略し、差異を中心に説明する。
【００６４】
図５の構成では、２台の液晶ディスプレイ装置（４Ｒ、４Ｌ）が用意される。図３の第２の実施の形態と比較すると、第４の実施の形態は、観察者２４（、偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ））及び（右目用）液晶ディスプレイ装置４Ｒ以外の装置を、（左目用）液晶ディスプレイ４Ｌが下方に来るように光（路）軸を中心に９０°回転させた構成に概ね相当する。更に、（左目用）液晶ディスプレイ４Ｌは、観察者２４からの遠位が表示画面の「天」となるように９０°回転される。
【００６５】
液晶ディスプレイ装置（４Ｒ、４Ｌ）は、第１の実施の形態と同様のものであり、従来技術のものである。コンピュータ１４は２台の液晶ディスプレイ装置（４Ｒ、４Ｌ）に、夫々右目用の表示画像１６Ｒと左目用の表示画像１６Ｌとを供給する。
【００６６】
第２の偏光板（１０Ｒ、１０Ｌ）により液晶ディスプレイ装置（４Ｒ、４Ｌ）からの発生光が例えば垂直偏光（図９（１）参照）している場合には、片方の目用の画像、例えば左目用画像の偏光方向を９０°変化させるため、左目用の表示画像１６Ｌの前面に四分の一波長板の２枚組み（１８−１、１８−２）を設置する。すると、図９（１）のように、右目用の画像１６’Ｒは垂直偏光となり、左目用の画像１６’Ｌはそれに対応して水平偏光となる。
【００６７】
右目用の画像１６’Ｒは、調節距離調整レンズ２８と外光反射防止スクリーン３０とを経て右目に向かう。左目用の画像１６’Ｌは、ハーフミラー３２で反射し略９０°向きを変え、更に調節距離調整レンズ２８と外光反射防止スクリーン３０とを経て左目に向かう。
【００６８】
それら画像（１６’Ｒ、１６’Ｌ）の偏光方向は、上記の途中を夫々経ても変化することなく、夫々の目のための偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）に到達する。該偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）の左右の偏光方向がそれら画像の偏光方向の各々と一致するように設定されていれば、右目用の画像１６’Ｒは右目２２Ｒに入り、左目用の画像１６’Ｌは左目２２Ｌに入る。よって、両画像に適切な視差があれば観察者２４は立体視ができる。
【００６９】
四分の一波長板の２枚組み（１８−１、１８−２）は、右目用の表示画像１６Ｒの前面に設置されてもよい。このときには偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）の左右の偏光方向が逆に設定される。
【００７０】
第２の偏光板（１０Ｒ、１０Ｌ）により液晶ディスプレイ装置（４Ｒ、４Ｌ）からの発生光が水平偏光している場合も、原理上上記と同様に構成され得る。
【００７１】
一方、第２の偏光板（１０Ｒ、１０Ｌ）により液晶ディスプレイ装置（４Ｒ、４Ｌ）からの発生光が、図９（２）に示すように、±４５°偏光している場合には、第２の実施の形態と同様に、上記の四分の一波長板の２枚組み（１８−１、１８−２）は不要となる。なぜなら図５の構成では、右目用の画像１６’Ｒは反射することなく進み、一方左目用の画像１６’Ｌはハーフミラー３２で１回（奇数回）反射し、結局両光は偏光方向を直交させる状態で偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）に到達するからである。つまり、偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）の夫々の偏光方向を、それら２つの偏光方向に対応させればよいことになる。
【００７２】
図５の第４の実施の形態では、左目２２Ｌの画像実光路は“Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ”、左目２２Ｌの画像視覚光路は“Ｈ−Ｃ−Ｄ”となり、右目２２Ｒの画像実光路は“Ｅ−Ｆ−Ｇ”、右目２２Ｒの画像視覚光路は“Ｈ−Ｆ−Ｇ”となる。
【００７３】
左目用の画像は、ハーフミラー３２で１回（奇数回）反射するから、液晶パネル６Ｌ上では上下反転されている。右目用の画像は、液晶パネル６Ｒ上では反転は不要である。
【００７４】
第４の実施の形態に係るステレオ画像表示装置２は、調節距離調整レンズ２８、外光反射防止スクリーン３０、偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）、及び観察者２４が、ハーフミラー３２の反射面における図５図面に垂直な中心線を反時計回りに９０°回転した配置形態でも実現され得る。このとき、２つの表示画像（１６Ｒ、１６Ｌ）の反転条件は逆に設定されなければならない。また、観察者２４の見る画像（虚像）（３４Ｒ、３４Ｌ）も、ハーフミラー３２の反射面の上記中心線を反時計回りに９０°回転することになる。
【００７５】
第１の実施の形態と同様に、調節距離調整レンズ２８が、画面（液晶ディスプレイ装置（１０Ｒ、１０Ｌ））と観察者２４両目との間に設置される。調節距離調整の具体例については、後述する。更に第１の実施の形態と同様に、外光反射防止スクリーン３０が、ステレオ画像表示装置２内に複数設置されるミラーによる外光の反射の発生を防止するために、該装置２からの画像の出口に設置される。
【００７６】
≪第５の実施の形態≫
図６は、本発明の第５の実施の形態に係るステレオ画像表示装置２の概略構成の平面図を示す。第５の実施の形態では、従来のＣＲＴディスプレイ装置を組み込んで本発明を実現する。その余の構成は、特に第１の実施の形態と略同様であり、同一部位には同一符号を付して説明を省略する。
【００７７】
図６の構成では、１台の従来技術のＣＲＴディスプレイ装置１０４が用意される。ＣＲＴディスプレイ装置１０４の前面には、偏光板１１０が設定される。該ＣＲＴディスプレイ装置１０４は、コンピュータ１４の制御を受ける。該コンピュータ１４はＣＲＴディスプレイ装置１０４に、右目用の表示画像１６Ｒと左目用の表示画像１６Ｌとを表示する。
【００７８】
上記のＣＲＴディスプレイ装置１０４は、偏光方向を有さない他のディスプレイ装置、例えばプラズマディスプレイなどでもよい。
【００７９】
偏光板１１０により、ＣＲＴディスプレイ装置１０４からの発生光は、例えば垂直偏光される。それから、第１の実施の形態と同様に、片方の目用の画像、例えば右目用画像の偏光方向を９０°変化させるため、右目用の表示画像１６Ｒの前面に四分の一波長板の２枚組み（１８−１、１８−２）を設置する。そのあと、左目用の画像１６’Ｌが垂直偏光となり左目に向かい、右目用の画像１６’Ｒが水平偏光となり右目に向かうのも、第１の実施の形態と同様である（図１０（１）参照）。
【００８０】
但し、第５の実施の形態では、調節距離調整レンズ２８及び偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）の代わりに、偏光機能付き調節距離調整レンズ（２１Ｒ、２１Ｌ）が設定される。即ち、調節距離調整レンズの機能が、偏光メガネに持たされている。この偏光機能付き調節距離調整レンズ（２１Ｒ、２１Ｌ）は、上述の第１の実施の形態乃至第４の実施の形態においても、調節距離調整レンズ２８及び偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）の代わりに利用され得る。
【００８１】
第５の実施の形態でも、左目用の画像１６’Ｌと右目用の画像１６’Ｒとに適切な視差があれば観察者２４は立体視ができる。
【００８２】
四分の一波長板の２枚組み（１８−１、１８−２）は、左目用の表示画像１６Ｌの前面に設置されてもよい。このときには偏光機能付き調節距離調整レンズ（２１Ｒ、２１Ｌ）の左右の偏光方向が逆に設定される。
【００８３】
偏光板１１０によりＣＲＴディスプレイ装置１０４からの発生光が水平偏光する場合も、原理上上記と同様に構成され得る。
【００８４】
偏光板１１０によりＣＲＴディスプレイ装置１０４からの発生光が、図１０（２）に示すように、±４５°偏光する場合には、第１の実施の形態と同様に、上記の四分の一波長板の２枚組み（１８−１、１８−２）は不要となる。よって、偏光機能付き調節距離調整レンズ（２１Ｒ、２１Ｌ）の夫々の偏光方向を、適宜対応させればよいことになる。
【００８５】
図６の第５の実施の形態でも、左目２２Ｌの画像実光路は“Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ‐Ｅ”、左目２２Ｌの画像視覚光路は“Ｊ−Ｄ−Ｅ”となり、右目２２Ｒの画像実光路は“Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｉ”、右目２２Ｒの画像視覚光路は“Ｊ−Ｈ−Ｉ”となる。なお第５の実施の形態でも、第１の実施の形態と同様に、左目用光路変換ミラー２６Ｌは光路長調整機能も果たしており、左目用光路変換ミラー２６Ｌの位置を前後させることにより実光路長も、視覚光路長も左右等しくなるように設定でき、よって立体視を容易にできる。
【００８６】
第１の実施の形態と同様に、右目用の画像は、ＣＲＴディスプレイ装置１０４画面上では横反転されている。左目用の画像は、ＣＲＴディスプレイ装置１０４画面上では反転は不要である。更に第１の実施の形態と同様に、第５の実施の形態に係るステレオ画像表示装置２は、コンピュータ１４及びＣＲＴディスプレイ装置１０４を除き、右目用光路変換ミラー２６Ｒと左目用光路変換ミラー２６Ｌとの交線と、２つの表示画像（１６Ｒ、１６Ｌ）の中線とを通る垂直断面に関して、対称に配置した形態でも実現され得る。このときも、２つの表示画像（１６Ｒ、１６Ｌ）の反転条件は逆に設定されなければならない。また、右目に係る光学系装置と左目に係る光学系装置の役割は、入れ替わることになる。
【００８７】
更に、第５の実施の形態のステレオ画像表示装置２でも、該装置２からの画像の出口に外光反射防止スクリーン３０が設置される。
【００８８】
≪第６の実施の形態≫
図７は、本発明の第６の実施の形態に係るステレオ画像表示装置２の概略構成の平面図を示す。第６の実施の形態では、従来のＣＲＴディスプレイ装置を組み込んで本発明を実現する。また、第６の実施の形態では、四分の一波長板の２枚組み（１８−１、１８−２）は設定されない。その余の構成は、特に第２の実施の形態と略同様であり、同一部位には同一符号を付して説明を省略する。
【００８９】
図７の構成では、２台の従来技術のＣＲＴディスプレイ装置（１０４Ｒ、１０４Ｌ）が用意される。ＣＲＴディスプレイ装置（１０４Ｒ、１０４Ｌ）の前面には、偏光板（１１０Ｒ、１１０Ｌ）が設定される。該ＣＲＴディスプレイ装置（１０４Ｒ、１０４Ｌ）は、コンピュータ１４の制御を受ける。該コンピュータ１４はＣＲＴディスプレイ装置（１０４Ｒ、１０４Ｌ）に、夫々右目用の表示画像１６Ｒと左目用の表示画像１６Ｌとを供給する。上記のＣＲＴディスプレイ装置１０４は、他の偏光方向を有さないディスプレイ装置、例えばプラズマディスプレイなどでもよい。
【００９０】
偏光板（１１０Ｒ、１１０Ｌ）により、ＣＲＴディスプレイ装置（１０４Ｒ、１０４Ｌ）からの発生光は、図９（２）に示すように、ともに＋４５°（又は−４５°）偏光されている。そのあと、右目用の画像１６’Ｒと左目用の画像１６’Ｌとが、最終的に夫々の偏光方向を直交させて、右目と左目とに向かうのも第２の実施の形態と同様である（図９（１）参照）。
【００９１】
但し、（第５の実施の形態と同様に）第６の実施の形態でも、調節距離調整レンズ２８及び偏光メガネ（２０Ｒ、２０Ｌ）の代わりに、偏光機能付き調節距離調整レンズ（２１Ｒ、２１Ｌ）が設定される。即ち、調節距離調整レンズの機能が、偏光メガネに持たされている。
【００９２】
よって、第６の実施の形態でも、偏光機能付き調節距離調整レンズ（２１Ｒ、２１Ｌ）の夫々の偏光方向を適宜対応させれば、左目用の画像１６’Ｌと右目用の画像１６’Ｒとに適切な視差があるとき観察者２４は立体視ができる。
【００９３】
図７の第６の実施の形態でも、左目２２Ｌの画像実光路は“Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ”、左目２２Ｌの画像視覚光路は“Ｈ−Ｃ−Ｄ”となり、右目２２Ｒの画像実光路は“Ｅ−Ｆ−Ｇ”、右目２２Ｒの画像視覚光路は“Ｈ−Ｆ−Ｇ”となる。
【００９４】
第２の実施の形態と同様に、左目用の画像は、ＣＲＴディスプレイ１０６Ｌ上では横反転されている。右目用の画像は、ＣＲＴディスプレイ１０６Ｒ上では反転は不要である。更に第２の実施の形態と同様に、第６の実施の形態に係るステレオ画像表示装置２は、外光反射防止スクリーン３０、偏光機能付き調節距離調整レンズ（２１Ｒ、２１Ｌ）、及び観察者２４が、ハーフミラー３２反射面における図７図面に垂直な中心線を反時計回りに９０°回転した配置形態でも実現され得る。このときも、２つの表示画像（１６Ｒ、１６Ｌ）の反転条件は逆に設定されなければならない。また、観察者の見る画像（虚像）（３４Ｒ、３４Ｌ）も、ハーフミラー３２反射面の上記中心線を反時計回りに９０°回転することになる。
【００９５】
更に、第６の実施の形態のステレオ画像表示装置２でも、該装置２からの画像の出口に外光反射防止スクリーン３０が設置される。
【００９６】
＜調節距離調整について＞
上記の第１の実施の形態乃至第４の実施の形態では、いずれも、調節距離調整レンズ２８が設定される。更に上記の第５の実施の形態乃至第６の実施の形態では、いずれも、偏光機能付き調節距離調整レンズ（２１Ｒ、２１Ｌ）が設定される。
【００９７】
図２に示すように、従来では肉眼で、又は視力矯正用メガネを使って、ステレオ画面表示装置１０２の画像を観察していた。そうすると、図１１に示すように、肉眼（右目２２Ｒ、２２Ｌ）が画像１６を観察するとき、両眼による輻輳角θ１が形成される。即ち、両眼の水晶体の調節筋は画面上の画像（星印）にピントが合うように緊張することになる。このとき、調節距離ｄは概ね４０〜６０ｃｍとなる。これらの調節距離及び輻輳角に適合するために両眼の水晶体の調節筋に加えられる緊張が、観察者の（特に目の）様々な疲労に繋がると言われている。
【００９８】
そこで、本発明は、調節距離調整レンズ２１、又は偏光機能付き調節距離調整レンズ（２１Ｒ、２１Ｌ）を、画面と両目の間に設定する。そうすると、図１１のように、画像の星印の虚像３４が、調節距離を大きくし且つ輻輳角を小さくするようにして形成される（調節距離ｅ、輻輳角θ２）。このような調節距離ｅ（例えば、７０〜１００ｃｍ）及び輻輳角θ２であれば、両眼の水晶体の調節筋に加えられる緊張は緩み、条件次第では非緊張状態になると言われる。
【００９９】
以下では、調節距離調整レンズを中心に説明を行う。図１１に示すように、
・画面上の画像と調節距離調整レンズとの距離を“ａ”、
・調節距離調整レンズと両目との距離を“ｃ”、
・画面上の画像と両目との距離（即ち、従来の調節距離）を“ｄ”、
・虚像と画面上の画像との仮想的な距離を“ｇ”、
・虚像と調節距離調整レンズとの仮想的な距離を“ｂ”、
・虚像と両目との距離（即ち、調整後の調節距離）を“ｅ”
とする。
【０１００】
ここで、“ｄ”（従来の調節距離）は一定であり、この一定の“ｄ”に対して、“ａ”の距離を変化させて、望ましい“ｅ”（調整後の調節距離）に調整する。調節距離調整レンズ２８の焦点距離をｆｃｍ（＝１００／Ｄ；Ｄはジオプタ）とすると、以下の関係式が成立する。
【数１】
2004013051.tif 000003
上式より以下となる。
【数２】
2004013051.tif 000004
定義から以下の関係となる。
【数３】
2004013051.tif 000005
【数４】
2004013051.tif 000006
【０１０１】
上記の数１から数４の関係を基にして、レンズの位置（即ち、ａ）と調整後調節距離（ｅ）の関係をグラフにして図１２に示す。図１２のグラフでは、画面の観察距離（ｄ）が（１）６０ｃｍ、（２）５０ｃｍ、（３）４０ｃｍであり、夫々の観察距離において、更に、焦点距離の異なる複数のレンズ２８を置くことを想定している。
【０１０２】
図１２では、例えば、（１）観察距離が６０ｃｍの場合に、焦点距離５０ｃｍのレンズを画面から２９ｃｍの位置に置けば、観察者の調節距離は１ｍに延びることがわかる。（２）観察距離が５０ｃｍの場合には、焦点距離５０ｃｍのレンズを画面から３１ｃｍの位置に置けば、観察者の調節距離は同様に１ｍに延びることがわかる。（３）観察距離が４０ｃｍの場合には、焦点距離５０ｃｍのレンズを画面から３２．５ｃｍの位置に置けば、観察者の調節距離はやはり同様に１ｍに延びることがわかる。
【０１０３】
図１３は、図１２（１）、（２）、及び（３）のようにレンズを移動させた場合に、表示される虚像の見かけの大きさの変化を示すグラフである。
【０１０４】
２次元画像を観察する場合は、２枚のステレオ画像に視差が無いため拡大倍率はあまり問題とはならない。しかしながら、立体視画像の場合は、２枚の画像に視差が必須であり、然も拡大倍率の変化を視差の変化に反映させねばならない。虚像の見かけの拡大率を“ｍ”とすると、ｍは以下の式で表される。
【数５】
2004013051.tif 000007
画面の表示画像の大きさを拡大倍率の逆数で補正すれば、正しく両眼視差画像を観察できるようになる。
【０１０５】
図１４は、図１２（１）、（２）、及び（３）のようにレンズを移動させた場合の、見かけの輻輳角の減少割合を示すグラフである。輻輳角の変化率を“ｎ”とすると、ｎは以下の式で表される。
【数６】
2004013051.tif 000008
概ね調節距離の延長に逆比例して減少する。
【０１０６】
図１４から、例えば、（１）観察距離が６０ｃｍの場合には、焦点距離５０ｃｍのレンズを画面から２９ｃｍの位置に置けば、輻輳角の減少率は約６０％となることがわかる。（２）観察距離が５０ｃｍの場合には、焦点距離５０ｃｍのレンズを画面から３１ｃｍの位置に置けば、輻輳角の減少率は約５０％となることがわかる。（３）観察距離が４０ｃｍの場合には、焦点距離５０ｃｍのレンズを画面から３２．５ｃｍの位置に置けば、輻輳角の減少率は約４０％となることがわかる。
【０１０７】
このように、調節距離調整レンズ２８を使えば、調節距離が延びて輻輳角が減少し立体視が楽になる。また、本装置でステレオ画像に視差のない２枚の画像を表示すれば、２次元表示ＶＤＴ作業に伴う疲労の軽減に役立てることができる。
【０１０８】
【発明の効果】
本発明を利用することにより、以下のような効果を得ることができる。
【０１０９】
従来のＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、又はその他のディスプレイに、簡単な光学系を付加するだけで容易に立体視を実現することができる。付加すべき光学系は廉価なものである。
【０１１０】
コンピュータ用ではない、ビデオモニタやテレビにも適用可能である。また、コンピュータやディスプレイの機種に依存しない。画像処理ソフトウエアにも依存しない。
【０１１１】
２次元ディスプレイとして使用しても、目に緊張を強い無い距離で観察できるので、長時間使用する場合にも目の疲労を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るステレオ画像表示装置の概略構成の平面図である。
【図２】従来の立体視可能なステレオ画像表示装置の概略構成の平面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るステレオ画像表示装置の概略構成の平面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係るステレオ画像表示装置の概略構成の側方図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係るステレオ画像表示装置の概略構成の側方図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態に係るステレオ画像表示装置の概略構成の平面図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態に係るステレオ画像表示装置の概略構成の平面図である。
【図８】従来の立体視可能なステレオ画像表示装置での画像の偏光状態の変遷を示す。
【図９】本発明の第２、第４、及び第６の実施の形態に係るステレオ画像表示装置での画像の偏光状態の変遷を示す。
【図１０】本発明の第１、第３、及び第５の実施の形態に係るステレオ画像表示装置での画像の偏光状態の変遷を示す。
【図１１】従来の調節距離及び輻射角と、調節距離調整レンズ設置時の調節距離及び輻射角との関係を示す、概略の平面図である。
【図１２】調節距離調整レンズの位置と調整後調節距離の関係を示すグラフである。
【図１３】図１２（１）、（２）、及び（３）のように調節距離調整レンズを移動させた場合に、表示される虚像の見かけの大きさの変化を示すグラフである。
【図１４】図１２（１）、（２）、及び（３）のように調節距離調整レンズを移動させた場合の、見かけの輻輳角の減少割合を示すグラフである。
【符号の説明】
２・・・ステレオ画像表示装置、４、４Ｒ、４Ｌ・・・液晶ディスプレイ装置、６、６Ｒ、６Ｌ・・・液晶パネル、８、８Ｒ、８Ｌ・・・第１の偏光板、１０、１０Ｒ、１０Ｌ・・・第２の偏光板、１４・・・コンピュータ、１６、１６Ｒ、１６Ｌ・・・表示画像、１８−１、１８−２・・・四分の一波長板、２０Ｒ、２０Ｌ・・・偏光メガネ、２６Ｒ、２６Ｌ・・・光路変換ミラー、２８・・・調節距離調整レンズ、３０・・・外光反射防止スクリーン、３２・・・ハーフミラー、３４Ｒ、３４Ｌ・・・画像（虚像）。
【図１】
2004013051.tif 000009
【図２】
2004013051.tif 000010
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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