(57)【要約】【課題】通常のビデオ・テレビ画像のような１種類の画像情報を用いて、立体感および臨場感のある画像を鑑賞するための画像表示装置の提供。【解決手段】１種類の画像が表示される表示装置１の前方に、Ｖ溝を複数形成した山形格子７と山形格子７の斜面７Ｌ，７Ｒに形成された偏光膜８Ｌ，８Ｒとから成る光束分岐素子３を配設する。観察者は、偏光光学部材を用いて偏光光Ｌａを左眼で観察し、偏光光Ｌｂを右眼で観察することにより、立体感および臨場感のある画像を観察することができる。【選択図】        図２
2004282326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示部を有し、前記画像表示部からの同一画像に対して、画像観察時におけるピント距離と使用者の両眼の輻輳角に対応する距離とを異ならせるようにしたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
一つの画像から到来した略同方向に伝搬する光束を少なくとも異なる２方向に分岐、偏向する偏向部を有したことを特徴とする光束分岐光学素子。
【請求項３】
前記光束分岐光学素子において、
前記偏向部は、透過性を有する基板の一方の面に形成され、平行な帯状でかつ互いに交互に形成され、異なる方向の法線を有した一方の面と他方の面からなる偏向面であって、
各々の一方の面と、前記他方の面には、前記一方の面を通過した光束と前記他方の面を通過した光束を弁別可能にする光束状態制御部材が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光束分岐光学素子。
【請求項４】
前記光束状態制御部材は、前記一方の面を通過した光束の偏光方位と他方の面を通過した光束の偏光方位を互いに直交する偏光方位とする偏光部材からなることを特徴とする請求項３に記載の光束分岐光学素子。
【請求項５】
前記光束状態制御部材は、前記一方の面を通過した光束の通過時間と前記他方の面を通過した光束の通過時間とを弁別する光弁を備えたことを特徴とする請求項３に記載の光束分岐光学素子。
【請求項６】
前記光束分岐光学素子において、前記偏向部は複屈折を有した材料からなることを特徴とする請求項２に記載の光束分岐光学素子。
【請求項７】
画像を表示する画像表示手段と、
前記画像表示手段の同一画素から到来した光束を少なくとも２方向に分岐し、使用者の両眼における輻輳角を変更する偏向部を有した光束分岐光学素子と、
前記光束分岐光学素子で分岐された各々の光束のうち、一方の方向から伝搬した光束のみ通過可能にする第１の光束制御部材と、
他方の方向から伝搬した光束のみを通過可能にする第２の光束制御部材と、を有する画像表示装置。
【請求項８】
前記光束分岐光学素子は、請求項３からなる光束分岐光学素子であることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記光束分岐光学素子は、請求項４からなる光束分岐光学素子であり、
前記第１の光束制御部材は、前記一方の面を通過した光束のみを通過可能とする第１の偏光光学素子であり、
前記第２の光束制御部材は、前記他方の面を通過した光束のみを通過可能とする第２の偏光光学素子であることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記光束分岐光学素子は、請求項５からなる光束分岐光学素子であり、
前記第１の光束制御部材は、前記光束分岐光学素子の一方の面に形成された光弁と同期して開閉する光弁からなり、
前記第２の光束制御部材は、前記光束分岐光学素子の他方の面に形成された光弁と同期して開閉する光弁からなることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記光束分岐光学素子は、請求項６からなる光束分岐光学素子であり、
前記第１の光束制御部材は、前記複屈折を有する材料を通過した常光のみを通過可能とする第１の偏光光学素子であり、
前記第２の光束制御部材は、前記複屈折を有する材料を通過した異常光のみを通過可能とする第２の偏光光学素子であることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記光束分岐光学素子と前記画像表示手段との間隔を調整する間隔調整手段を具備することを特徴とする請求項７から１１のうち、いずれか一項記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示手段からの同一画像を異なる角度で２画像分分岐させる光束分岐光学素子、および、使用者に立体視感覚を提供できる画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビデオ・テレビ画像等においては、単眼カメラにより撮影された画像を平板状の画面に表示して鑑賞する。そのため、臨場感を高めるためには大画面が必要であった。
【０００３】
また、立体視映像システムでは、左右の眼で見た像と同じ画像を左右の眼に別々に与えて立体感を感じさせるようにしている。そのような装置としては、例えば、表示装置上に左画像と右画像とを交互に表示し、表示された画像を液晶シャッタ眼鏡を通して観察するものがある（例えば、特許文献１参照。）。液晶シャッタ眼鏡を用いることにより左画像は左眼で右画像は右眼で観察され、立体感や臨場感のある画像が再現される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２３２９１３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単眼カメラにより撮影された一種類の画像情報を用いる方式では、臨場感が得られる程度の大型映像装置が必要であるため高価となる。さらに、立体視による装置と比較した場合には、立体感に乏しいという欠点があった。また、特許文献１に示すような２種類の画像を用いる映像システムでは、専用の画像情報が必要となり、通常のテレビ受像器で鑑賞するための画像情報（テレビソフトやビデオソフト）を使用することができないという欠点があった。
【０００６】
本発明は、通常のビデオ・テレビ画像のような一つの画像を用いて、立体感および臨場感のある画像を鑑賞するための光束分岐光学素子、および画像表示装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１の発明による画像表示装置は、画像表示部を有し、画像表示部からの同一画像に対して、画像観察時におけるピント距離と使用者の両眼の輻輳角に対応する距離とを異ならせるようにしたことを特徴とする。
（２）請求項２の発明による光束分岐光学素子は、一つの画像から到来した略同方向に伝搬する光束を少なくとも異なる２方向に分岐、偏向する偏向部を有したことを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項２に記載の光束分岐光学素子において、前記偏向部は、透過性を有する基板の一方の面に形成され、平行な帯状でかつ互いに交互に形成され、異なる方向の法線を有した一方の面と他方の面からなる偏向面であって、各々の一方の面と、前記他方の面には、前記一方の面を通過した光束と前記他方の面を通過した光束を弁別可能にする光束状態制御部材が設けられていることを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項３に記載の光束状態制御部材において、前記一方の面を通過した光束の偏光方位と他方の面を通過した光束の偏光方位を互いに直交する偏光方位とする偏光部材からなることを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、請求項３に記載の光束状態制御部材において、前記一方の面を通過した光束の通過時間と前記他方の面を通過した光束の通過時間とを弁別する光弁を備えたことを特徴とする。
（６）請求項６の発明は、請求項２に記載の光束分岐光学素子のおいて、前記光束分岐光学素子において、前記偏向部は複屈折を有した材料からなることを特徴とする。
（７）請求項７の発明は、画像を表示する画像表示手段と、前記画像表示手段の同一画素から到来した光束を少なくとも２方向に分岐し、使用者の両眼における輻輳角を変更する偏向部を有した光束分岐光学素子と、前記光束分岐光学素子で分岐された各々の光束のうち、一方の方向から伝搬した光束のみ通過可能にする第１の光束制御部材と、他方の方向から伝搬した光束のみを通過可能にする第２の光束制御部材と、を有することを特徴とする。
（８）請求項８の発明は、請求項７に記載の画像表示装置であって、前記光束分岐光学素子は、請求項３からなる光束分岐光学素子であることを特徴とする。
（９）請求項９の発明は、請求項７に記載の画像表示装置であって、前記光束分岐光学素子は、請求項４からなる光束分岐光学素子であり、前記第１の光束制御部材は、前記一方の面を通過した光束のみを通過可能とする第１の偏光光学素子であり、前記第２の光束制御部材は、前記他方の面を通過した光束のみを通過可能とする第２の偏光光学素子であることを特徴とする。
（１０）請求項１０の発明は、請求項７に記載の画像表示装置であって、前記光束分岐光学素子は、請求項５からなる光束分岐光学素子であり、前記第１の光束制御部材は、前記光束分岐光学素子の一方の面に形成された光弁と同期して開閉する光弁からなり、前記第２の光束制御部材は、前記光束分岐光学素子の他方の面に形成された光弁と同期して開閉する光弁からなることを特徴とする。
（１１）請求項１１の発明は、請求項７に記載の画像表示装置であって、前記光束分岐光学素子は、請求項６からなる光束分岐光学素子であり、前記第１の光束制御部材は、前記複屈折を有する材料を通過した常光のみを通過可能とする第１の偏光光学素子であり、前記第２の光束制御部材は、前記複屈折を有する材料を通過した異常光のみを通過可能とする第２の偏光光学素子であることを特徴とする。
（１２）請求項１２の発明は、請求項７から１１のうちの画像表示装置であって、前記光束分岐光学素子と前記画像表示手段との間隔を調整する間隔調整手段を具備することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
−第１の実施の形態−
図１は本発明による画像表示装置の第１の実施の形態を示す図であり、装置の主要構成を示す図である。１は動画や静止画等の画像を表示する表示装置であり、例えばＬＣＤ表示装置等が用いられる。表示装置１に表示される画像は、立体視用の特別な画像ではなく、いわゆる単眼カメラで撮影された通常の画像である。表示装置１に表示された画像は、図示上側から観察される。表示装置１には、画像出力装置２から画像データが送信される。
【０００９】
表示装置１の前方、すなわち、図示上方には、ギャップ寸法ｄｇを隔てて光束分岐素子３が配設されている。光束分岐素子３はギャップ調整機構４により図示上下方向に移動することができ、ギャップ寸法ｄｇを調整することができる。ギャップ調整機構４としては、例えば、ラックアンドピニオン機構等を用いても良い。ピニオンに連動した操作ノブを手動で回転させて光束分岐素子３を移動しても良いし、ピニオンをモータ等により回転駆動するようにしても良い。
【００１０】
表示装置１に表示された画像からの光Ｌは、光束分岐素子３によってその一部の光Ｌ１０が斜め左方向に、残りの光Ｌ２０が斜め右方向に偏向される。さらに、光束分岐素子３は、光Ｌ１０および光Ｌ２０の状態を、弁別可能な２つの状態で分岐させる。本実施の形態では、光Ｌ１０は紙面に平行な偏光方位を有する状態となり、光Ｌ２０は紙面に垂直な偏光方位を有する状態となる。
【００１１】
６Ｌ，６Ｒは観察者の左眼および右眼を表しており、観察者は偏光光学部材５を通して表示装置１の画像を観察する。偏光光学部材５には紙面に平行な偏光方位を有する光を透過する偏光素子５Ａと、紙面に垂直な偏光方位を有する光を透過する偏光素子５Ｂとが設けられている。観察者は偏光素子５Ａを透過した光を右眼６Ｒで観察し、偏光素子５Ｂを透過した光を左眼６Ｌで観察する。すなわち、観察者は右眼６Ｒで光Ｌ１０を観察し、左眼６Ｌで光Ｌ２０を観察する。
【００１２】
図２は光束分岐素子３の詳細を示す図である。光束分岐素子３は、Ｖ溝を多数形成した山形格子７と偏光膜８Ｌ，８Ｒとを備えている。山形格子７のＶ溝形成面には、図示右下がりの斜面７Ｒと左下がりの斜面７Ｌとが交互に並んでいる。偏光膜８Ｒは紙面に平行な偏光方位を有する偏光光を透過する膜であり、偏光膜８Ｌは紙面に垂直な偏光方位を有する偏光光を透過する膜である。山形格子７の各斜面７Ｌには偏光膜８Ｌがそれぞれ形成され、各斜面７Ｒには偏光膜８Ｒがそれぞれ形成されている。
【００１３】
表示装置１に表示された同一画素から放射された光は、例えば、表示装置１の表示面に対して垂直に放射された光束も、光束分岐素子３により互いに伝搬方向の異なる光束Ｌａ，光束Ｌｂに偏向される。このとき、斜面７Ｌを通過した光束Ｌａは観察者の左眼６Ｌ（図１参照）に入射するように、かつ斜面７Ｒを通過した光束Ｌｂは観察者の右眼６Ｒに入射するように、斜面７Ｌには偏光膜８Ｌを配置し、斜面７Ｒに偏光膜８Ｒを配置した。この偏光膜８Ｌ、８Ｒを通過した光束の偏光方位は互いに直交した直線偏光であるので、左眼６Ｌ側には光束Ｌａを透過し光束Ｌｂを透過しない偏光素子５Ｂを配置し、同様に右眼６Ｒ側には光束Ｌｂを透過し光束Ｌａを透過しない偏光素子５Ａを配置しておく（図１参照）。
【００１４】
このようにすることで、同一画素から放射した光束Ｌａと光束Ｌｂが光束分岐素子３で異なる方向に偏向することができる。光束分岐素子３で互いに異なる方向に分岐された光束Ｌａ，Ｌｂをもとに両眼６Ｌ，６Ｒで像を観察すると、両眼の輻輳角は光束分岐素子３を具備しない場合と比べて変化する。なお、光束分岐素子３は実質的に集光および結像作用をほとんど有していないので、観察者の両眼が合わす焦点距離は、光束分岐素子３を具備した場合と具備しない場合とで同じである。そのため、光束分岐素子３を表示装置１の直前に置いたとして、両眼のピント距離は変わらない。
【００１５】
なお、観察者の両眼６Ｌ，６Ｒの輻輳角は、さらに光束分岐素子３と表示装置１のギャップ寸法ｄｇを変更することでも変えることが可能である。
【００１６】
図３は、本実施の形態の画像表示装置の画像効果について説明する図である。図３において、１０は表示装置１（図１参照）に表示されている画像を表しており、１１は観察者の右眼６Ｒにより観察される観察画像を、１２は観察者の左眼６Ｌにより観察される観察画像をそれぞれ表している。なお、図３では、画像１０〜１２を分かりやすいように上下にずらして図示しているが、実際には観察画像１１，１２は表示画像１０と同一面にあるように観察される。
【００１７】
上述したように、右眼６Ｒによる観察画像１１は表示画像１０に対して図示右側へずれており、逆に、左眼６Ｌによる観察画像１２は表示画像１０に対して図示左側へずれている。そのため、表示画像１１の点１３は、左眼６Ｌには点１３Ｌのように観察され、右眼６Ｒには点１３Ｒのように観察される。
【００１８】
通常、両眼６Ｌ，６Ｒで対象物１５を観察している場合には、図４に示すように両眼６Ｌ，６Ｒの視線１４Ｌ，１４Ｒは対象物１５上で交わり、両眼６Ｌ，６Ｒのピントも対象物１５上に合っている。視線１４Ｌ，１４Ｒの成す角度θは輻輳角と呼ばれ、視線１４Ｌ，１４Ｒの交差する点と観察者との距離を本実施の形態では輻輳角に対応する画像距離と呼ぶことにする。通常、一つの画像を見ている場合には、図４に示すように輻輳角θに対応する画像距離とピントが合っている所までの距離であるピント距離Ｌｐとは一致している。この輻輳角θによる距離情報（すなわち、画像距離）とピント距離Ｌｐとから対象物１５の遠近感をイメージしている。例えば、対象物１５が平面的な画像であれば、平面画像としてイメージする。
【００１９】
しかしながら、本実施の形態では、図３に示したように表示画像１０上の点１３を観察している場合には、左右の視線は点１６で交差しているので、点１３は点１６の位置にあるかのように認識される。すなわち、輻輳角θに対応する画像距離はＬ（θ）となる。一方、ピントはそれぞれ観察画像１１，１２上の点１３Ｌ，１３Ｒに合っており、ピント距離Ｌｐと画像距離Ｌ（θ）とが一致しなくなる。このように輻輳角に対応する画像距離Ｌ（θ）とピント距離Ｌｐとが一致しないような場合、通常のイメージ処理とは異なり、表示画像の中の近景画像と認識されるような画像は近景イメージとして、逆に、遠景画像として認識されるような画像は遠景イメージとして視覚処理されることが解った。
【００２０】
例えば、山をバックに撮影された人物の画像を表示装置１に表示した場合には、人物は近くに山は遠くにあるようにイメージされ、立体感のある画像が観察される。このように、本実施の形態では、表示画像を観察したときの輻輳角を光束分岐素子３によって変えて輻輳角に対応する画像距離とピント距離とが異なるようにしたことにより、通常の表示画像を一つしか用いない場合であっても立体感および臨場感のある画像を観察することができる。そのため、従来の立体視映像システムと比較した場合、立体視用の２種類の画像を表示する必要がないため表示装置の低コスト化が図れる。さらに、従来の単眼カメラで撮影した従来の画像ソフトを利用することができるという利点がある。
【００２１】
なお、一般的に、輻輳角に対応する画像距離とピント距離との不一致により得られる立体感等のイメージは、観察者によって異なることがあるので、立体感が得られない場合には、ギャップ調整機構４によりギャップ寸法ｄｇを調整して立体感が得られるような輻輳角に調整すれば良い。
【００２２】
上述した実施の形態では、光束分岐素子３として山形格子７と偏光膜８Ｌ，８Ｒを組み合わせたものを用いたが、光線を常光と異常光とに分離する複屈折部材、例えば方解石等を用いても良い。図５は方解石を光束分岐素子３０として用いた場合の図である。なお、偏光光学部材５（図１参照）は省略して示した。
【００２３】
表示装置１から出射された光Ｌは、振動方向が紙面に垂直な偏光成分と紙面に平行な偏光成分とを有している。光束分岐素子３０は複屈折部材であるため、入射した光Ｌは常光Ｌ３１と異常光Ｌ３２とに分離される。常光Ｌ３１は振動方向が紙面に垂直な偏光光であり、異常光Ｌ３２は振動方向が紙面に平行な偏光光である。
【００２４】
常光Ｌ３１と異常光Ｌ３２との分離幅ｈは光束分岐素子３０の複屈折特性と厚さｔに依存している。観察者は光束分岐素子３０から出射される常光Ｌ３１および異常光Ｌ３２を偏光光学部材５を介して観察するため、観察者の左眼６Ｌには常光Ｌ３１のみが入射し、観察者の右眼には異常光Ｌ３２のみが入射する。その結果、左眼６Ｌで観察される観察画像と右眼６Ｒで観察される観察像との間にずれが生じ、図２の光束分岐素子３を用いた場合と同様に立体感および臨場感のある画像を観察することができる。
【００２５】
ただし、光束分岐素子３０を用いる場合には、ギャップｄｇを変化させても分離幅ｈを変えることはできない。そのため、図１に示したギャップ調整機構４は設けられていない。なお、近年進歩の著しいフォトニック結晶の技術を用いることにより、立体感のある観察画像を得るのに最適な分離幅を有する複屈折部材を形成しても良い。
【００２６】
なお、上述した実施の形態では、偏光光学部材５の偏光素子５Ａを右眼用の偏光素子とし、偏光素子５Ｂを左眼用の偏光素子としたが、図６に示すように逆に用いても良い。その場合、上述した実施の形態とは逆に、右眼６Ｒは紙面垂直方向に振動する偏光光である点１３Ｌからの光を観察し、左眼６Ｌは紙面と平行に振動する偏光光である点１３Ｒからの光を観察することになる。この時の輻輳角θ’は上述した角度θよりも小さくなり、左右の視線の交点１６の距離はピント距離Ｌｐよりも大きくなる。しかし、ピント距離Ｌｐと交点１６の距離とが一致しないことから、この場合にも立体感および臨場感のある画像を観察することができる。
【００２７】
図７は上述した画像表示装置を用いたホームシアターシステムの一例を示す概略図である。ホームシアターシステム４０には観察者４２の頭部全体を覆うようなドーム４１が設けられており、ドーム４０内には光束分岐素子３（または光束分岐素子３０）を備えた表示装置１が設けられている。偏光光学部材５は眼鏡として構成され、観察者４２はこの偏光光学部材５を着用して画像を鑑賞する。画像鑑賞の際には、ドーム４１内を暗くして臨場感をより高めるようにする。
【００２８】
−第２の実施の形態−
図８は本発明による画像表示装置の第２の実施の形態を示す図である。７０は光束分岐素子であり、山形格子７とシャッタ機構７１とを備えている。山形格子７は図２に示したものと同一のものであり、複数の斜面７Ｌおよび斜面７Ｒが交互に形成されている。シャッタ機構７１は、山形格子７の斜面７Ｒに対応したライン状の第１シャッタ部７１ａと、斜面７Ｌに対応したライン状の第２シャッタ部７１ｂとが交互に設けられたものである。
【００２９】
シャッタ機構７１としては液晶パネル等を用いることができる。すなわち、液晶の透過状態および不透過状態をシャッタ部７１ａ，７１ｂの開状態（オン状態）および閉状態（オフ状態）として利用する。なお、本実施の形態では液晶パネルを用いたシャッタ機構７１を例に説明するが、必ずしも液晶パネルに限るものではない。
【００３０】
斜面７Ｒ，７Ｌが設けられた面を山形格子７の表面とすれば、液晶パネルによるシャッタ機構７１は山形格子７の裏面側に設けられている。例えば、表示装置１の第１シャッタ部７１ａに対向する面から出射された光Ｌ４０は、第１シャッタ部７１ａを通って山形格子７に入射し、斜面７Ｒから出射する際に斜め左方向に屈折する。一方、表示装置１の第２シャッタ部７１ｂに対向する面から出射された光Ｌ４１は、第２シャッタ部７１ｂを通って山形格子７に入射し、斜面７Ｌから出射する際に斜め右方向に屈折する。
【００３１】
また、観察者は図１の偏光光学部材５に代えて、液晶シャッタ眼鏡７２を介して表示装置１を観察する。液晶シャッタ眼鏡７２は右目用シャッタ部７２Ａと左眼用シャッタ部７２Ｂとを備えており、液晶の透過状態および不透過状態によりシャッタ部７２Ａ，７２Ｂの開状態（オン状態）および閉状態（オフ状態）を形成する。７３は、液晶パネルで構成されたシャッタ機構７１および液晶シャッタ眼鏡７２を駆動してシャッタ部７１ａ，７１ｂおよびシャッタ部７２Ａ，７２Ｂの開閉動作（オン・オフ動作）を制御するパネル駆動回路である。
【００３２】
パネル駆動回路７３は、シャッタ機構７１の第１および第２シャッタ部７１ａ，７１ｂを交互に開閉するとともに、第１シャッタ部７１ａと液晶シャッタ眼鏡７２のシャッタ部７２Ａ、第２シャッタ部７１ｂと液晶シャッタ眼鏡７２のシャッタ部７２Ｂをそれぞれ同期させて開閉させる。すなわち、第１のタイミングでは、シャッタ機構７１の各第１シャッタ部７１ａを透過状態にするとともに各第２シャッタ部７１ｂを不透過状態にし、液晶シャッタ眼鏡７２のシャッタ部７２Ａを透過状態にするとともにシャッタ部７２Ｂを不透過状態にする。第２のタイミングでは、シャッタ機構７１の各第１シャッタ部７１ａを不透過状態にするとともに各第２シャッタ部７１ｂを透過状態にし、液晶シャッタ眼鏡７２のシャッタ部７２Ａを不透過状態にするとともにシャッタ部７２Ｂを透過状態にする。
【００３３】
上述した第１のタイミングでは、各斜面７Ｒから出射された光が観察者の右眼６Ｒのみに入射する。一方、第２のタイミングでは、各斜面７Ｌから出射された光が観察者の左眼６Ｌのみに入射する。このような第１および第２のタイミングを交互に繰り返すことにより、左眼６Ｌには左側にずれた画像が観察され、右眼６Ｒには右側にずれた画像が観察される。このときの左眼６Ｌおよび右眼６Ｒの視線は表示装置１の手前（図示上方）で交差し、その角度θが輻輳角となる。
【００３４】
そのため、第２の実施の形態の場合も、輻輳角に対応する画像距離とピント距離とが異なることになり、第１の実施の形態と同様に一つの表示画像を用いて立体感および臨場感のある画像を観察することができる。なお、図８に示した例ではシャッタ部７１ａ，７１ｂを山形格子７の裏面側に設けたが、山形格子７の表面側、すなわち対応する斜面７Ｒ，７Ｌに沿って配設しても良い。山形格子７から一方の眼に入る像はストライプ状となる。そこで、画像をなめらかにするために、山形格子７を表示装置１の表示面に略平行でかつ山形格子７の配列方向に振動させることでストライプ状に見えるのを改善することができる。
【００３５】
上述した第１および第２の実施の形態では、一つの表示画像を用いて立体感および臨場感のある観察画像を得られる装置について説明したが、同一の画像を一対用いる方式でも同様の効果を得ることができる。図９はそのような画像表示装置の一例を示したものである。両眼６Ｒ，６Ｌの前方には、一対のミラーＭ１，Ｍ２が配設される。
【００３６】
９２は右眼用の表示装置であり、９３は左眼用表示装置である。表示装置９２，９３には同一の画像が表示される。符号９２の実線位置と符号９４で示す破線位置は、一対のミラーＭ１，Ｍ２に関する鏡像が破線９１に重なって形成される位置関係にあることを表している。ミラーＭ１，Ｍ２の角度φは、表示装置９２，９３の配置にあわせて適当な角度に決定する。表示装置９３は位置９４よりも距離Ｄだけずらした位置に配設される。右眼６Ｒと左眼６Ｌとの間に、反対側の画像が眼に入らないように壁９５が設けられる。
【００３７】
表示装置９２に表示された画像の点Ｐ１から出射した光Ｌ９０は、ミラーＭ１により反射されて右眼６Ｒに入射する。また、表示装置９３に表示された画像の点Ｐ２から出射した光Ｌ９１は、ミラーＭ２に反射されて左眼６Ｌに入射する。このとき、左眼用の表示装置９３は符号９４の位置よりも距離Ｄだけずらしたため、左眼６Ｌの視線は角度βだけ傾いている。そのため、輻輳角θはθ１からθ２＝θ１−βとなる。すなわち、図９に示す装置ではミラーＭ１，Ｍ２は、輻輳角に対応する画像距離とピント距離とを異ならせるものとして機能している。その結果、光Ｌ９０の光路長Ｌ１と輻輳角θ＝θ２に対応する距離Ｌ２との間に差をつけることにより、上述した実施の形態と同様に立体感および臨場感のある画像が観察される。
【００３８】
表示装置９２の距離Ｌ１は数十ｃｍの距離を想定している。この場合、輻輳をずらす方向としては「θ２＜θ１」とした方が、すなわち、ピント距離Ｌ１は近く、輻輳距離Ｌ２は遠く設定した方が、画像を大きく感じるので好ましい。さらに、画面あるいはその周辺を含む部分と周辺視野との継がりが切り離されている方が好ましい。具体的には、画面あるいは画面とその周辺以外の部分が暗いことが好ましい。
【００３９】
上述した実施の形態において、シャッタ機構７１として液晶パネルを用いたが、シャッタ機構７１は液晶パネルに限らない。また、液晶シャッタ眼鏡７２に関しても、液晶以外の素子を用いて光Ｌ４０，Ｌ４１のオン・オフを行うようにしても良い。
【００４０】
なお、実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、山形格子７は偏向部を、偏光膜８Ｌ，８Ｒは偏光部材を、偏光素子５Ａ，５Ｂは第１および第２の偏光光学素子を、シャッタ機構７１は請求項５の光弁を、シャッタ部７２Ａ，７２Ｂは請求項１０の光弁をそれぞれ構成している。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【００４１】
さらに、特許請求の範囲における「同一画像」とは、立体視のために２眼撮影された画像ではないという意味である。例えば、同じＴＶ映像や同じビデオ映像であれば、「同一画像」である。場合によっては、同一の画像を２つの表示装置に表示する条件、明るさ、色合い、シャープネスなどを変えても良い。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像観察時におけるピント距離と輻輳角に対応する画像距離とを異ならせるようにしたので、一つの画像を用いた場合であっても立体感および臨場感のある画像を観察することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像表示装置の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】光束分岐素子３の詳細を示す図である。
【図３】画像表示装置の画像効果について説明する図である。
【図４】平面視における輻輳角とピント距離との関係を示す図である。
【図５】方解石を光束分岐素子３０に用いた場合の構成を示す図である。
【図６】偏光素子５Ａ，５Ｂを逆に配置した場合の輻輳角を説明する図である。
【図７】画像表示装置を用いたホームシアターシステムの一例を示す概略図である。
【図８】本発明による画像表示装置の第２の実施の形態を示す図である。
【図９】同一画像を一対用いる画像表示装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１，９２，９３  表示装置
２  画像出力装置
３，３０，７０  光束分岐素子
４  ギャップ調整機構
５  偏光光学部材
６Ｌ  左眼
６Ｒ  右眼
７  山形格子
７Ｌ，７Ｒ  斜面
８Ｌ，８Ｒ  偏光膜
１１，１２  観察画像
７１  シャッタ機構
７２  液晶シャッタ眼鏡
７３  パネル駆動回路
【図１】
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【図２】
2004282326.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004282326.tif 000006
【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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