【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、立体像を表示する回折
格子アレイおよびそれを用いた立体像表示装置に係り、
特に横方向・縦方向共に視差を持つ立体像の表示が簡便
にでき、しかも安価で大量生産が可能な回折格子アレイ
およびそれを用いた立体像表示装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diffraction grating array for displaying a three-dimensional image and a three-dimensional image display device using the same.
In particular, the present invention relates to a diffraction grating array that can easily display a stereoscopic image having parallax in both the horizontal and vertical directions, and that is inexpensive and can be mass-produced, and a stereoscopic image display device using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、平面状の基板の表面に、回折
格子からなる複数の微小なドットを配置することによ
り、回折格子パターンが形成されたディスプレイが多く
使用されてきている。この種の回折格子パターンを有す
るディスプレイを作製する方法としては、例えば“特開
昭６０−１５６００４号公報”に開示されているような
方法がある。この方法は、２光束干渉による微小な干渉
縞（以下、回折格子とする）を、そのピッチ、方向、お
よび光強度を変化させて、感光性フィルムに次々と露光
するものである。2. Description of the Related Art Conventionally, a display having a diffraction grating pattern formed by arranging a plurality of minute dots made of a diffraction grating on the surface of a flat substrate has been widely used. As a method for producing a display having this kind of diffraction grating pattern, there is a method disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-156004. In this method, minute interference fringes (hereinafter referred to as diffraction gratings) due to two-beam interference are sequentially exposed on a photosensitive film while changing the pitch, direction, and light intensity.
【０００３】一方、最近では、例えば電子ビーム露光装
置を用い、かつコンピュータ制御により、平面状の基板
が載置されたＸ−Ｙステージを移動させて、基板の表面
に回折格子からなる複数の微小なドットを配置すること
により、ある絵柄の回折格子パターンが形成されたディ
スプレイを作製する方法が、本発明者によって提案され
てきている。その方法は、１９８８年１１月２５日にフ
ァイルされた“米国特許出願シリアル番号第２７６，４
６９号”に開示されている。On the other hand, recently, an XY stage on which a planar substrate is mounted is moved by using, for example, an electron beam exposure apparatus and under computer control, so that a plurality of minute The present inventor has proposed a method of manufacturing a display on which a diffraction grating pattern having a certain pattern is formed by arranging various dots. The method is described in “US Patent Application Serial No. 276,4, filed November 25, 1988.
No. 69 ".
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな作製方法によって作製されたディスプレイにおいて
は、回折格子パターンを有するディスプレイの絵柄とし
て、イメージスキャナ等で入力した画像、あるいはコン
ピュータ・グラフィックスにより作製された２次元的な
画像などが使用されている。このため、回折格子パター
ンによって表現される絵柄は、回折格子が配置されてい
る基板上の平面に位置するために、平面的（２次元的）
な絵柄しか表現することができず、立体的（３次元的）
な絵柄を表現できないという問題がある。However, in a display manufactured by such a manufacturing method, an image input by an image scanner or the like or a computer graphic is used as a picture of a display having a diffraction grating pattern. A two-dimensional image is used. For this reason, since the pattern represented by the diffraction grating pattern is located on a plane on the substrate on which the diffraction grating is arranged, it is planar (two-dimensional).
3D (three-dimensional) that can express only natural patterns
There is a problem that it is not possible to express a simple pattern.
【０００５】本発明は上記のような課題を解決するため
に成されたもので、横方向・縦方向共に視差を持つ立体
像の表示が簡便にでき、しかも安価で大量生産が可能な
回折格子アレイおよびそれを用いた立体像表示装置を提
供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a diffraction grating which can easily display a stereoscopic image having parallax in both the horizontal and vertical directions, and is inexpensive and can be mass-produced. An object of the present invention is to provide an array and a three-dimensional image display device using the same.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、まず、請求項１に記載の発明の回折格子アレイ
は、曲線形状の格子を平行に、かつその格子間隔を連続
的に変化させつつ並べた回折格子からなるセルを、平面
状の基板に複数個配列し、前記セルを、勾配および格子
間隔が近い領域で空間的に横方向および縦方向に分割
し、この各分割領域を各視差画像（２方向）のピクセル
に対応させている。In order to achieve the above object, first, in the diffraction grating array according to the first aspect of the present invention, the curved grating is changed in parallel and the grating interval is continuously changed. A plurality of cells composed of diffraction gratings arranged while being arranged are arranged on a planar substrate, and the cells are spatially divided horizontally and vertically in a region where the gradient and the lattice interval are close to each other. Pixels of each parallax image (two directions) are associated.
【０００７】また、請求項２に記載の発明の立体像表示
装置は、立体像を表示する装置において、請求項１に記
載の回折格子アレイを基本デバイスとして備え、横方向
・縦方向共に視差を持つ立体像を表示するようにしてい
る。According to a second aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional image display apparatus for displaying a three-dimensional image, comprising the diffraction grating array according to the first aspect as a basic device, and having a parallax in both the horizontal and vertical directions. 3D images are displayed.
【０００８】ここで、特に上記セルの各分割領域におい
て、対応する視差画像の対応するピクセルの明るさに比
例した面積のみを基板に形成している。Here, in particular, in each divided area of the cell, only the area proportional to the brightness of the corresponding pixel of the corresponding parallax image is formed on the substrate.
【０００９】また、上記セルの各分割領域において、対
応する視差画像の対応するピクセルの明るさに比例した
面積の回折格子のみを光が透過するように、基板表面に
遮光層または透光層を設けている。In each of the divided areas of the cell, a light-shielding layer or a light-transmitting layer is provided on the substrate surface so that light is transmitted only through a diffraction grating having an area proportional to the brightness of the corresponding pixel of the corresponding parallax image. Provided.
【００１０】さらに、上記セルの各分割領域に対応する
位置の光の波長を光周波数フィルターによって選択する
ことにより、フルカラーの画像を表示できるようにして
いる。Further, a full-color image can be displayed by selecting a wavelength of light at a position corresponding to each divided region of the cell by using an optical frequency filter.
【００１１】すなわち、上記格子間隔を下記式により計
算し、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に対応させた格子間隔を持つ回
折格子セル３個を１組とし、対応する視差画像の対応す
るピクセルのＲの値に基づいて、Ｒ用のセルの各分割領
域に対応する位置の光の入射または出射の強度を空間光
変調素子によって制御し、Ｒの光の波長を光周波数フィ
ルターによって選択し、これをＲ，Ｇ，Ｂの各色、全視
差画像全ピクセルについて同様の操作をすることによ
り、フルカラーの立体像を表示できるようにしている。 λ＝−（ｄ／ｔａｎΩ）ｓｉｎβｘ λ＝ｄ（ｓｉｎβy −ｓｉｎθ） （λ：光の波長、ｄ：格子間隔、Ω：勾配、θ：Ｙ−Ｚ
面内での入射角、βｘ：Ｘ−Ｚ面内での回折角βy ：Ｙ
−Ｚ面内での回折角）また、上記セルの各分割領域にお
いて、対応する視差画像の対応するピクセルの明るさに
比例した面積を空間光変調素子によって透過部とするよ
うにしている。That is, the above-mentioned lattice spacing is calculated by the following equation, and three diffraction grating cells having the lattice spacings corresponding to the respective colors of R, G, and B are set as one set, and the R of the corresponding pixel of the corresponding parallax image is set. Based on the value of, the intensity of the light incident or emitted at the position corresponding to each divided region of the cell for R is controlled by the spatial light modulator, the wavelength of the light of R is selected by the optical frequency filter, and By performing the same operation for each color of R, G, and B and all pixels of all parallax images, a full-color stereoscopic image can be displayed. λ = − (d / tanΩ) sinβx λ = d (sinβy−sinθ) (λ: wavelength of light, d: lattice spacing, Ω: gradient, θ: YZ
Incident angle in plane, βx: diffraction angle in XZ plane βy: Y
(Diffraction angle in the Z plane) In each of the divided regions of the cell, an area proportional to the brightness of the corresponding pixel of the corresponding parallax image is set as a transmission portion by the spatial light modulator.
【００１２】さらに、上記セルの各分割領域において、
対応する視差画像の対応するピクセルの明るさに比例し
た透過率を空間光変調素子によって実現するようにして
いる。Further, in each divided area of the cell,
The transmissivity proportional to the brightness of the corresponding pixel of the corresponding parallax image is realized by the spatial light modulator.
【００１３】[0013]
【作用】従って、請求項１および請求項２に記載の発明
の回折格子アレイおよびそれを用いた立体像表示装置に
おいては、横方向、縦方向共に視差のある立体像を観察
することができる。Therefore, in the diffraction grating array according to the first and second aspects of the present invention and the three-dimensional image display device using the same, a three-dimensional image having parallax in both the horizontal and vertical directions can be observed.
【００１４】また、請求項５に記載の発明の立体像表示
装置においては、セルの各分割領域に対応する位置の光
の入射または出射の強度を空間光変調素子によって制御
し、セルの各分割領域に対応する位置の光の波長を光周
波数フィルターによって選択することにより、単色の立
体動画像を表示することができる。Further, in the stereoscopic image display apparatus according to the present invention, the intensity of light incident or emitted at a position corresponding to each divided area of the cell is controlled by a spatial light modulator, and each divided cell is divided. By selecting the wavelength of the light at the position corresponding to the region by the optical frequency filter, a monochromatic three-dimensional moving image can be displayed.
【００１５】また、請求項４に記載の発明の立体像表示
装置においては、セルの各分割領域において、対応する
視差画像の対応するピクセルの明るさに比例した面積の
みを光が透過するように、基板表面に印刷等の方法で遮
光層または透光層を設けることにより、極めて短時間に
かつ安価にしかも簡便に立体像を表示する装置を作製す
ることができる。Further, in the three-dimensional image display device according to the present invention, in each divided area of the cell, light is transmitted only through an area proportional to the brightness of a corresponding pixel of a corresponding parallax image. By providing a light-shielding layer or a light-transmitting layer on a substrate surface by printing or the like, a device for displaying a stereoscopic image in a very short time, at low cost, and easily can be manufactured.
【００１６】また、請求項６に記載の発明の立体像表示
装置においては、セルの各分割領域に対応する位置の光
の波長を光周波数フィルターによって選択することによ
り、フルカラーの立体像の観察ができる。Further, in the stereoscopic image display apparatus according to the present invention, a full-color stereoscopic image can be observed by selecting a wavelength of light at a position corresponding to each divided region of the cell by an optical frequency filter. it can.
【００１７】また、請求項８に記載の発明の立体像表示
装置においては、セルの各分割領域において、対応する
視差画像の対応するピクセルの明るさに比例した面積を
空間光変調素子によって透過部とすることにより、空間
光変調素子が光の透過／遮断の２値制御デバイスでも、
立体像の表示を実現することができる。Further, in the stereoscopic image display apparatus according to the present invention, in each divided area of the cell, the area proportional to the brightness of the corresponding pixel of the corresponding parallax image is changed by the spatial light modulating element to the transmitting section. Thus, even when the spatial light modulator is a binary control device for transmitting / blocking light,
The display of a stereoscopic image can be realized.
【００１８】さらに、請求項９に記載の発明の立体像表
示装置においては、セルの各分割領域において、対応す
る視差画像の対応するピクセルの明るさに比例した透過
率を空間光変調素子によって実現することにより、空間
光変調素子が、回折格子セルの分割領域の大きさの分解
能があれば、立体像の表示を実現することができる。Further, in the stereoscopic image display apparatus according to the ninth aspect of the present invention, in each divided area of the cell, a transmittance proportional to the brightness of the corresponding pixel of the corresponding parallax image is realized by the spatial light modulator. By doing so, if the spatial light modulator has a resolution of the size of the divided area of the diffraction grating cell, it is possible to realize the display of a stereoscopic image.
【００１９】[0019]
【実施例】本発明の要旨は、曲線形状の格子を平行に、
かつその格子間隔を変化させつつ並べた回折格子からな
るセルを、平面状の基板に複数個配列し、上記セルを、
勾配および格子間隔が近い領域で空間的に、横方向およ
び縦方向に分割し、この各分割領域を各視差画像（２方
向）に対応させた回折格子アレイを得、またこの回折格
子アレイを基本デバイスとして用いて、横方向・縦方向
共に視差を持つ立体像の表示を可能とする立体像表示装
置を得る点にある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The gist of the present invention is to make a curved grid parallel,
And, a plurality of cells composed of diffraction gratings arranged while changing the lattice spacing are arranged on a planar substrate, and the cells are
A region where the gradient and the grating interval are close is spatially divided in the horizontal and vertical directions, and a diffraction grating array corresponding to each of the parallax images (two directions) is obtained. A feature of the present invention is to provide a stereoscopic image display device that can display a stereoscopic image having parallax in both the horizontal and vertical directions by using the device.
【００２０】この立体像表示装置においては、フルカラ
ー化も比較的容易であり、また液晶表示素子等との組み
合わせにより、立体動画表示もできる。In the three-dimensional image display device, full-color display is relatively easy, and a three-dimensional moving image can be displayed in combination with a liquid crystal display device or the like.
【００２１】この回折格子アレイを用いて、横方向・縦
方向共に視差を持つ立体像表示装置を作製した場合、縦
方向・横方向に視域が広くなるという効果がある。When a three-dimensional image display device having parallax in both the horizontal and vertical directions is manufactured using this diffraction grating array, there is an effect that the viewing zone is widened in the vertical and horizontal directions.
【００２２】以下、上記のような考え方に基づいた本発
明の一実施例について、図面を参照して詳細に説明す
る。An embodiment of the present invention based on the above-described concept will be described below in detail with reference to the drawings.
【００２３】本発明の説明にあたって、横方向のみに視
差を持つ場合の立体像表示と併せて、原理を説明する。
横方向のみに視差を持つ立体像表示の場合には、回折格
子アレイは、その一例を図１に示すように、曲線の格子
を平行に、かつその格子間隔（ピッチ）を変化させつつ
並べた回折格子からなるセル１を、図２に示すように、
平面状の基板２に複数個配列し、さらにこのセル１を、
図３に示すように、勾配が近い領域で空間的に横方向に
分割し、この各分割領域を各視差画像（１方向）に対応
させる。本実施例では、上記セル１を、図４（ａ）また
は（ｂ）に示すように、勾配および格子間隔が近い領域
で空間的に横方向および縦方向に分割し、この各分割領
域を各視差画像（２方向）に対応させている。なお、図
４の（ｂ）は、実際の分割例を示している。Indescribing the present invention, only the lateral direction
The principle will be described together with the three-dimensional image display when there is a difference.
In the case of a three-dimensional image display having parallax only in the horizontal direction, the diffraction grating array arranges curved gratings in parallel and changing the grating interval (pitch), as shown in FIG. As shown in FIG. 2, a cell 1 composed of a diffraction grating is
A plurality of cells are arranged on a planar substrate 2, and this cell 1 is
As shown in FIG. 3, a region having a close gradient is spatially divided in the horizontal direction, and each divided region is made to correspond to each parallax image (one direction).In this embodiment , as shown in FIG. 4A or 4B, the cell 1 is spatially divided in the horizontal and vertical directions in a region where the gradient and the grid interval are close to each other. It corresponds to a parallax image (two directions). FIG. 4B shows an example of actual division.
【００２４】図３の場合、回折格子セル１の領域分割数
は、視差画像の数と等しく、任意の視差画像の任意のピ
クセルは、回折格子アレイの同位置のセルの中の、その
視差画像に割り当てられた領域に対応している。ここ
で、左方向から見た時の視差画像は、回折格子セル１の
左の分割領域に対応し、中央から見た時の視差画像は、
回折格子セル１の中央の分割領域に対応している。In the case of FIG. 3, the number of areas divided by the diffraction grating cell 1 is equal to the number of parallax images, and any pixel of any parallax image is represented by the parallax image in the cell at the same position of the diffraction grating array. Corresponds to the area assigned to Here, the parallax image when viewed from the left direction corresponds to the left divided region of the diffraction grating cell 1, and the parallax image when viewed from the center is:
It corresponds to the central divided area of the diffraction grating cell 1.
【００２５】また、同様に、縦方向にも領域を分割した
本実施例の図４の場合は、上方向から見た時の視差画像
は、回折格子セル１の上の分割領域に対応し、下方向か
ら見た時の視差画像は、回折格子セル１の下の分割領域
に対応している。Similarly, the area is divided in the vertical direction.
In the case of FIG. 4 of the present embodiment, the parallax image when viewed from above corresponds to the divided region above the diffraction grating cell 1, and the parallax image when viewed from below is the same as that of the diffraction cell 1. It corresponds to the lower divided area.
【００２６】さらに、視差画像の各ピクセルの明るさ
は、対応する分割領域の回折格子の面積、あるいはその
領域に対応した空間光変調素子の透過面積もしくは光透
過率に比例する。Further, the brightness of each pixel of the parallax image is proportional to the area of the diffraction grating in the corresponding divided area or the transmission area or light transmittance of the spatial light modulator corresponding to the area.
【００２７】次に、上記回折格子セル１のより詳細な構
成、およびその微小領域での回折について、図２および
図５を用いて説明する。Next, a more detailed configuration of the diffraction grating cell 1 and diffraction in a minute area thereof will be described with reference to FIGS.
【００２８】図５では、Ｙ−Ｚ平面に平行な光軸を持っ
た入射光の場合を示している。この場合、図の＋１次の
回折光の回折角βx ，βy は、次式に従う。FIG. 5 shows the case of incident light having an optical axis parallel to theYZ plane. In this case, the diffraction angles βx and βy of the + 1st-order diffracted light in the figure follow the following equations.
【００２９】 λ＝−（ｄ／ｔａｎΩ）ｓｉｎβx ……（１） λ＝ｄ（ｓｉｎβy −ｓｉｎθ） ……（２） 但し、λは光の波長、ｄは格子間隔、Ωは勾配、θはＹ
−Ｚ面内での入射角、βx はＸ−Ｚ面内での回折角、β
y はＹ−Ｚ面内での回折角を示している。Λ = − (d / tanΩ) sinβx (1) λ = d (sinβy−sinθ) (2) where λ is the wavelength of light, d is a lattice interval, Ω is a gradient, and θ is Y
The incident angle in the -Z plane, βx is the diffraction angle in the XZ plane, β
y indicates the diffraction angle in the YZ plane.
【００３０】この式から、該当する微小領域の回折光の
方向に対して、曲線格子のその部分での勾配Ωと格子間
隔ｄを定義すればよい。From this equation, it is sufficient to define the gradient Ω and the grating interval d at that portion of the curved grating with respect to the direction of the diffracted light in the corresponding minute area.
【００３１】すなわち、横方向のみに視差画像を使用す
る場合は、横方向に視差を持った立体像が、縦方向に格
子間隔ｄの変化量に依存する視域で観察できる。That is, when a parallax image is used only in the horizontal direction, a stereoscopic image having parallax in the horizontal direction can be observed in the visual field depending on the amount of change in the grid spacing d in the vertical direction.
【００３２】また、縦方向にも視差を持たせる本実施例
の場合は、各セル１に入射する光を１波長に限定する必
要があり（像のボケを防ぐため）、光周波数フィルター
によって波長を選択するか、レーザー光のような単色の
光を各セル１に入射することにより、縦方向にも視差を
持った立体像の表示ができる。Inthis embodiment, the parallax is also provided in the vertical direction.
In the case of (1), it is necessary to limit the light incident on each cell 1 to one wavelength (to prevent blurring of the image), select the wavelength by an optical frequency filter, or apply monochromatic light such as laser light to each cell. By making the light incident on 1, a stereoscopic image having parallax in the vertical direction can be displayed.
【００３３】さらに、フルカラー化の場合には、Ｒ，
Ｇ，Ｂの各色用に回折格子セル１を３種類用意し、これ
を基板２に配置するが、この時の回折格子セル１は、そ
れぞれ（１），（２）式に基づき、波長λについてＲ，
Ｇ，Ｂの各波長を用いて計算した格子の格子間隔を実現
すればよい。Further, in the case of full color, R,
Three types of diffraction grating cells 1 are prepared for each color of G and B, and these are arranged on the substrate 2. The diffraction grating cell 1 at this time has a wavelength λ based on the equations (1) and (2), respectively. R,
What is necessary is just to realize the lattice spacing of the lattice calculated using each wavelength of G and B.
【００３４】なお、上記回折格子セル１の作製には、電
子線描画装置等の微細加工能力のある装置を用いればよ
い。In manufacturing the diffraction grating cell 1, an apparatus having a fine processing capability such as an electron beam lithography apparatus may be used.
【００３５】以上のように、本実施例の回折格子アレイ
においては、縦方向、横方向に、光をある決められた領
域に広げて回折するデバイスを実現することができる。As described above, in the diffraction grating array of this embodiment, it is possible to realize a device that spreads light to a predetermined area in the vertical and horizontal directions and diffracts the light.
【００３６】すなわち、図３に示すような回折格子セル
１からなる回折格子アレイの場合には、格子間隔の変化
によって縦方向に光が広がって回折されるため、横方向
に視差のある立体像を縦方向にも広い視域で観察するこ
とができる。That is, in the case of a diffraction grating array including the diffraction grating cells 1 as shown in FIG. 3, light is spread and diffracted in the vertical direction due to a change in the grating interval, and thus a stereoscopic image having parallax in the horizontal direction. Can be observed in a wide viewing range also in the vertical direction.
【００３７】また、図４に示すような回折格子セル１か
らなる回折格子アレイの場合には、格子間隔の変化によ
って縦方向に広がって回折する光を、回折格子の縦方向
の領域分割によって縦方向に視野を分割し、それぞれの
分割された視野に異なる視差画像を再生するため、横方
向、縦方向共に視差のある立体像を観察することができ
る。In the case of a diffraction grating array comprising the diffraction grating cells 1 as shown in FIG. 4, light that spreads and is diffracted in the vertical direction due to a change in the grating interval is vertically divided by the vertical division of the diffraction grating. Since the visual field is divided in the directions and different parallax images are reproduced in the respective divided visual fields, a stereoscopic image having parallax in both the horizontal and vertical directions can be observed.
【００３８】これは、各回折格子セル１を形成する格子
の一つ一つが、あらかじめ決められた曲線からなり、決
められた格子間隔の変化を持っていることによる。そし
て、これらの曲線は、ある回折領域に対してただ１種類
用意すればよいため、曲線の計算時間は短時間で済み、
また電子線等を用いた描画時にも制御が簡単にできると
いうように、回折格子アレイ作製時にも利点が得られる
ものである。This is because each of the gratings forming each diffraction grating cell 1 has a predetermined curve and a predetermined change in the grating interval. Then, since only one kind of these curves needs to be prepared for a certain diffraction region, the calculation time of the curves is short,
In addition, an advantage can be obtained at the time of manufacturing a diffraction grating array, such that control can be easily performed at the time of drawing using an electron beam or the like.
【００３９】一方、前述した回折格子アレイは、表面レ
リーフ型の回折格子とすることができることから、エン
ボス法によって安価に大量生産が可能となる。このた
め、これを基本デバイスとして用いることにより、各種
の立体像表示装置（例えば、ディスプレイ、立体テレ
ビ、立体ハードコピー等）を、比較的安価に大量に実現
することができる。On the other hand, since the above-mentioned diffraction grating array can be a surface relief type diffraction grating, it can be mass-produced at low cost by the embossing method. For this reason, by using this as a basic device, various types of stereoscopic image display devices (for example, a display, a stereoscopic television, a stereoscopic hard copy, etc.) can be realized in large quantities at a relatively low cost.
【００４０】すなわち、例えば、高解像度のテレビに、
本実施例の回折格子アレイを組み合わせたような構成で
立体テレビが、またエンボス複製された本実施例の回折
格子アレイを高解像度のプリンターの紙の代わりに用い
ることで立体ハードコピーを実現することができる。That is, for example, for a high-resolution television,
A three-dimensional television can be realized by combining the diffraction grating array of the present embodiment with the configuration of the present embodiment, and a three-dimensional hard copy can be realized by using the diffraction grating array of the present embodiment, which is embossed and duplicated, instead of a high-resolution printer paper. Can be.
【００４１】以下に、本実施例の回折格子アレイの適用
例について、具体的に説明する。Hereinafter, an application example of the diffraction grating array of this embodiment will be specifically described.
【００４２】（Ａ）図６は、本実施例の回折格子アレイ
を用いた立体像表示装置であるディスプレイの構成例を
示すもので、図６（ａ）はその分解斜視図、図６（ｂ）
は主構成部分の断面拡大図をそれぞれ示している。(A) FIG. 6 shows a configuration example of a display which is a stereoscopic image display device using the diffraction grating array of the present embodiment. FIG. 6 (a) is an exploded perspective view thereof, and FIG. )
Shows enlarged cross-sectional views of main components.
【００４３】すなわち、図６に示すように、本実施例の
ディスプレイは、樹脂層（回折格子形成層）１１Ａ、そ
の表面の反射層（Ａｌ蒸着層等）１１Ｂよりなる前述し
た回折格子アレイ１１と、回折格子アレイ１１の前面に
設けられた光周波数フィルターであるカラーフィルター
層１２と、カラーフィルター層１２の前面に設けられた
遮光層（印刷層）１３とから構成している。That is, as shown in FIG. 6, the display according to the present embodiment has the above-mentioned diffraction grating array 11 composed of a resin layer (diffraction grating forming layer) 11A and a reflective layer (Al deposited layer or the like) 11B on its surface. A color filter layer 12 which is an optical frequency filter provided on the front surface of the diffraction grating array 11, and a light shielding layer (printing layer) 13 provided on the front surface of the color filter layer 12.
【００４４】かかる本実施例のディスプレイにおいて、
微小領域について考えると、白色の入射光に対して、遮
光層１３により透過／遮光が選択され、カラーフィルタ
ー層１２により入射光の中からある波長が選択され、回
折格子アレイ１１に到達して、回折格子アレイ１１の表
面に形成されている反射層１１Ｂにより、高効率で光が
回折される。この時、回折光の出射方向は、この微小領
域の勾配によりＸ方向の回折角βx が決まり、格子間隔
によりＹ方向の回折角βy が決まる。そして、この回折
角の方向から観察すると、前記図２および図５で述べた
ように、この微小領域が光って見える。In the display of this embodiment,
Considering a minute area, transmission / shielding of white incident light is selected by the light shielding layer 13, a certain wavelength is selected from the incident light by the color filter layer 12, and reaches the diffraction grating array 11. Light is diffracted with high efficiency by the reflective layer 11B formed on the surface of the diffraction grating array 11. At this time, the diffraction direction of the diffracted light determines the diffraction angle βx in the X direction by the gradient of the minute area, and the diffraction angle βy in the Y direction by the lattice spacing. Then, when observed from the direction of the diffraction angle, as described with reference to FIGS. 2 and 5, the minute region appears to shine.
【００４５】なお、図６において、遮光層１３とカラー
フィルター層１２の配置関係は、図示と逆であってもよ
い。また、図６はカラーフィルター層１２を備えたもの
であるが、遮光層部分を設ける代わりに、該当部分の回
折格子を破壊するようにしても、同様の効果が得られ
る。In FIG. 6, the arrangement relationship between the light shielding layer 13 and the color filter layer 12 may be reversed from that shown in the figure. Although FIG. 6 includes the color filter layer 12, the same effect can be obtained by destroying the diffraction grating in the corresponding portion instead of providing the light shielding layer portion.
【００４６】（Ｂ）図７は、本実施例の回折格子アレイ
を用いた立体像表示装置である立体テレビの構成例を示
すもので、図７（ａ）はその分解斜視図、図７（ｂ）は
主構成部分の断面拡大図をそれぞれ示している。(B) FIG. 7 shows a configuration example of a stereoscopic television which is a stereoscopic image display device using the diffraction grating array of the present embodiment. FIG. 7A is an exploded perspective view thereof, and FIG. b) is an enlarged cross-sectional view of the main component.
【００４７】すなわち、図７に示すように、本実施例の
立体テレビは、前述した回折格子アレイ２１と、回折格
子アレイ２１の後面に設けられた空間光変調素子である
液晶表示素子２２と、液晶表示素子２２の後面に設けら
れたカラーフィルター層２３とから構成している。That is, as shown in FIG. 7, the stereoscopic television of this embodiment includes the above-described diffraction grating array 21, a liquid crystal display device 22 which is a spatial light modulator provided on the rear surface of the diffraction grating array 21, and And a color filter layer 23 provided on the rear surface of the liquid crystal display element 22.
【００４８】かかる本実施例の立体テレビにおいて、微
小領域について考えると、白色の入射光に対して、カラ
ーフィルター層２３により入射光の中からある波長が選
択され、液晶表示素子２２により光の透過／遮断が選択
されて、透過した光は回折格子アレイ２１に到達する。
ここで、回折格子アレイ２１は、光透過性の樹脂板等で
形成されており、到達した光は透過時に回折される。こ
の時、回折光の出射方向は、この微小領域の勾配により
Ｘ方向の回折角βx が決まり、格子間隔によりＹ方向の
回折角βy が決まる。そして、この回折角の方向から観
察すると、前記図２および図５で述べたように、この微
小領域が選択された波長で光って見える。In the three-dimensional television of this embodiment, considering a minute area, a certain wavelength is selected from the incident light by the color filter layer 23 for the white incident light, and the light is transmitted by the liquid crystal display element 22. With the selection of “/ block”, the transmitted light reaches the diffraction grating array 21.
Here, the diffraction grating array 21 is formed of a light transmissive resin plate or the like, and the arrived light is diffracted when transmitted. At this time, the diffraction direction of the diffracted light determines the diffraction angle βx in the X direction by the gradient of the minute area, and the diffraction angle βy in the Y direction by the lattice spacing. Then, when observed from the direction of the diffraction angle, as shown in FIGS. 2 and 5, the minute region appears to shine at the selected wavelength.
【００４９】なお、図７において、カラーフィルター層
２３、液晶表示素子２２、回折格子アレイ２１は、その
配置順序を入れ替えてもよい。In FIG. 7, the arrangement order of the color filter layer 23, the liquid crystal display element 22, and the diffraction grating array 21 may be changed.
【００５０】次に、元の被写体との対応関係について、
図８および図９を用いて説明する。Next, regarding the correspondence with the original subject,
This will be described with reference to FIGS.
【００５１】図８において、図示上部は、縦方向にも視
差を持たせる被写体２４の撮影の様子を示している。こ
こでは、３×３のカメラ２５の配置により、立体の被写
体２４の視差画像を９枚得ている。In FIG. 8, the upper part of the figure shows a state of photographing the subject 24 having a parallax in the vertical direction. Here, nine parallax images of the three-dimensional subject 24 are obtained by the arrangement of the 3 × 3 cameras 25.
【００５２】また、図示左下部は、その得られた視差画
像の一例をそれぞれ示している。いま、それぞれの視差
画像の同座標の黒い四角で示されたピクセルについて考
えると、図示右下部の本実施例の立体テレビの同座標の
位置にある回折格子セルの各分割領域に相当している。
この時、それぞれの視差画像の黒い四角に当たるピクセ
ルの明るさが、回折格子セルの各分割領域に対応した空
間光変調素子（液晶表示素子２２）上の領域における透
過率に比例するように、空間光変調素子を制御する。こ
のような操作を全てのピクセルについて行ない、所定の
位置から単色光を入射すると、立体像が観察できる。The lower left part of the figure shows an example of the obtained parallax image. Now, considering a pixel indicated by a black square of the same coordinates of each parallax image, it corresponds to each divided region of the diffraction grating cell at the same coordinate position of the stereoscopic television of the present embodiment at the lower right of the drawing. .
At this time, the brightness of the pixel corresponding to the black square of each parallax image is proportional to the transmittance in the region on the spatial light modulator (the liquid crystal display device 22) corresponding to each divided region of the diffraction grating cell. Control the light modulation element. When such an operation is performed for all pixels, and monochromatic light is incident from a predetermined position, a stereoscopic image can be observed.
【００５３】ここで、フルカラー化の場合には、図９に
示すように、上記操作のピクセルの明るさをピクセルの
Ｒの値とし、Ｒの色の光のみを透過するフィルターをそ
の回折格子セルに合わせて配置する。また、残りのＧ，
Ｂについても、この操作を繰り返せばよい。Here, in the case of full color conversion, as shown in FIG. 9, the brightness of the pixel in the above operation is set to the value of R of the pixel, and a filter that transmits only light of R color is used as the diffraction grating cell. Place according to Also, the remaining G,
This operation may be repeated for B as well.
【００５４】（Ｃ）図１０は本実施例の回折格子アレイ
を用いた立体像表示装置である立体ハードコピーの作製
例を示す概要図である。(C) FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of producing a three-dimensional hard copy which is a three-dimensional image display device using the diffraction grating array of the present embodiment.
【００５５】すなわち、立体ハードコピーの作製方法と
しては、図１０に示すように、入力された視差画像３１
を基に、コンピューター３２によって遮光層のパターン
を計算し、コンピューター３２の周辺機器であるプリン
ター３３に、遮光層のパターンを出力することによっ
て、大量生産された前記回折格子アレイ３４上に遮光層
を設けることにより、立体像のハードコピー３５を得る
ことができる。That is, as a method for producing a three-dimensional hard copy, as shown in FIG.
Based on the above, the pattern of the light-shielding layer is calculated by the computer 32, and the pattern of the light-shielding layer is output to the printer 33, which is a peripheral device of the computer 32, thereby forming the light-shielding layer on the mass-produced diffraction grating array 34. With this arrangement, a hard copy 35 of a stereoscopic image can be obtained.
【００５６】このようにして作製された立体ハードコピ
ーは、図１１に示すように（図１１（ａ）はその分解斜
視図、図１１（ｂ）は主構成部分の断面拡大図をそれぞ
れ示している）、本実施例の立体ハードコピーは、樹脂
層（回折格子形成層）４１Ａ、その表面の反射層（Ａｌ
蒸着層等）４１Ｂよりなる前述した回折格子アレイ４１
と、回折格子アレイ４１の前面に設けられた保護層４２
と、保護層４２の前面に設けられた遮光層（印刷層）４
３とから構成している。The three-dimensional hard copy produced in this manner is shown in FIG. 11 (FIG. 11 (a) is an exploded perspective view thereof, and FIG. 11 (b) is an enlarged cross-sectional view of the main components. The three-dimensional hard copy according to the present embodiment includes a resin layer (diffraction grating forming layer) 41A and a reflective layer (Al
The above-mentioned diffraction grating array 41 composed of 41B)
And a protective layer 42 provided on the front surface of the diffraction grating array 41.
And a light shielding layer (printing layer) 4 provided on the front surface of the protective layer 42.
3.
【００５７】かかる本実施例の立体ハードコピーにおい
て、微小領域について考えると、白色の入射光に対し
て、遮光層４３により光の透過／遮断が選択され、保護
層４２を通して回折格子アレイ４１に到達して、回折格
子アレイ４１の表面に形成されている反射層４１Ｂによ
り、高効率で光が回折される。この時、回折光の出射方
向は、この微小領域の勾配によりＸ方向の回折角βx が
決まり、格子間隔によりＹ方向の回折角βy が決まる。
そして、この回折角の方向から観察すると、前記図２お
よび図５で述べたように、この微小領域が光って見え
る。In the three-dimensional hard copy of this embodiment, when considering a minute area, transmission / blocking of white incident light is selected by the light shielding layer 43 and reaches the diffraction grating array 41 through the protective layer 42. Then, light is diffracted with high efficiency by the reflective layer 41B formed on the surface of the diffraction grating array 41. At this time, the diffraction direction of the diffracted light determines the diffraction angle βx in the X direction by the gradient of the minute area, and the diffraction angle βy in the Y direction by the lattice spacing.
Then, when observed from the direction of the diffraction angle, as described with reference to FIGS. 2 and 5, the minute region appears to shine.
【００５８】上述のようにして、遮光層４３のみをその
都度形成することにより、極めて短時間に立体ハードコ
ピーを得ることができる。As described above, by forming only the light shielding layer 43 each time, a three-dimensional hard copy can be obtained in an extremely short time.
【００５９】以上のように、上記（Ａ）〜（Ｃ）の各実
施例の立体像表示装置においては、次のような効果が得
られるものである。Asdescribed above , the following effects can be obtained in the three-dimensional image display device of each of the above embodiments(A) to (C) .
【００６０】（ａ）立体動画像表示素子という観点から
まず、偏向めがねや液晶シャッターめがね等を用いた２
眼式（視差画像が２枚で、各々の視差画像を左右の眼に
振り分けて立体像の観察を可能にする）の方法が一般的
である。しかし、これらの方法は、観察者が特殊なめが
ね等をかけなければならず、また２眼式であるために、
立体物を見る時に特有の視点を変えた時の像の変化は存
在しない。(A) From the viewpoint of a three-dimensional moving image display element, first, a method using deflection glasses, liquid crystal shutter glasses, etc.
An eye-based method (two parallax images are used, and each parallax image is distributed to the left and right eyes to enable observation of a stereoscopic image) is general. However, these methods require the observer to wear special glasses and the like, and are of the twin-lens type.
There is no change in the image when changing the specific viewpoint when viewing a three-dimensional object.
【００６１】また、その他の立体の動画像を表示する技
術としては、「マルチプレックスホログラム」、「レン
チキュラー板とＴＶの組み合わせ」等がある。しかし、
前者は決められた画像の繰り返しであり、後者は視点の
位置が変わると立体感が反転したりといった難点があ
る。さらに、両者とも、立体像とは言っても横方向の視
差のみである。As other techniques for displaying a three-dimensional moving image, there are "multiplex hologram", "combination of lenticular plate and TV", and the like. But,
The former is a repetition of a predetermined image, and the latter has a drawback that the stereoscopic effect is reversed when the position of the viewpoint changes. Further, in both cases, even though they are stereoscopic images, they are only parallaxes in the horizontal direction.
【００６２】これに対して、本実施例の立体像表示装置
では、観察者に特別な器具の装着を必要とせず、比較的
広い視野で立体像の観察が可能となる。また、所定の視
域から若干外れた場合、画像が見えなくなり、立体感が
反転するようなことがないため、観察者が視域を認識し
易く、従って極めて見易い。さらに、横方向の視差に加
えて縦方向の視差もあり、立体感を得易く、立体像の観
察に適している。さらにまた、Ｒ，Ｇ，Ｂの各波長用の
光周波数フィルターを組み合わせ（例えば、テレビのカ
ラーフィルター）、各光周波数フィルターの構成単位に
合わせて回折格子セル１をそれぞれ配置することによっ
て、フルカラーの立体動画像を表示することが可能とな
る。On the other hand, in the stereoscopic image display apparatus of the present embodiment, it is possible to observe a stereoscopic image in a relatively wide field of view without requiring the observer to attach a special instrument. Also, if the image deviates slightly from the predetermined viewing area, the image becomes invisible and the stereoscopic effect does not reverse, so that the observer can easily recognize the viewing area, and thus is extremely easy to see. Furthermore, in addition to the parallax in the horizontal direction, there is also a parallax in the vertical direction, so that a three-dimensional effect is easily obtained, which is suitable for observation of a three-dimensional image. Furthermore, by combining optical frequency filters for R, G, and B wavelengths (for example, a color filter of a television) and arranging the diffraction grating cells 1 in accordance with the constituent units of each optical frequency filter, a full-color image is obtained. It is possible to display a three-dimensional moving image.
【００６３】（ｂ）立体ハードコピーという観点から立
体のハードコピーを得るための方法として、従来方法の
一つとして、例えば３Ｄプリンターが挙げられる。しか
し、これは、ホログラム上の各点について、リップマン
ホログラムに似た撮影を行なわなければならないため、
画素数に比例して時間がかかり、さらに撮影前に現像処
理等も必要である。(B) As a method for obtaining a three-dimensional hard copy from the viewpoint of three-dimensional hard copy, for example, a 3D printer is one of the conventional methods. However, this is because each point on the hologram must be photographed similar to a Lippmann hologram,
It takes time in proportion to the number of pixels, and further requires development processing before photographing.
【００６４】これに対して、本実施例の立体像表示装置
では、レーザー光のような特殊な光を使う必要がなく、
またコンピュータ用のプリンター、プロッター等の精度
が十分であれば、遮光部となる部分を出力すればよく、
紙にプリントアウトする感覚で、極めて短時間で立体像
のハードコピーを得ることが可能となる。これは、コピ
ー機、印刷機の場合にも適用できる、すなわち、立体像
コピー機、立体印刷を実現することが可能となる。On the other hand, in the three-dimensional image display device of this embodiment, it is not necessary to use special light such as laser light,
Also, if the accuracy of a computer printer, plotter, etc. is sufficient, it is sufficient to output the portion that will be the light-shielding portion,
It is possible to obtain a hard copy of a three-dimensional image in a very short time as if printing out on paper. This can be applied to a copying machine and a printing machine, that is, a three-dimensional image copying machine and three-dimensional printing can be realized.
【００６５】より詳細には、次のような種々の効果が得
られるものである。More specifically, the following various effects can be obtained.
【００６６】（ａ）格子間隔の変化によって縦方向に光
が広がって回折されるため、横方向に視差のある立体像
を縦方向にも広い視域で観察することが可能となる。(A) Since light is spread and diffracted in the vertical direction due to a change in the grating interval, a stereoscopic image having parallax in the horizontal direction can be observed in a wide viewing area also in the vertical direction.
【００６７】（ｂ）格子間隔の変化によって縦方向に広
がって回折する光を、回折格子の縦方向の領域分割によ
って縦方向に視野を分割し、それぞれの分割された視野
に異なる視差画像を再生するため、横方向、縦方向共に
視差のある立体像を観察することが可能となる。(B) The field of view of the light that spreads and diffracts in the vertical direction due to the change in the grating interval is divided in the vertical direction by dividing the diffraction grating in the vertical direction, and a different parallax image is reproduced in each of the divided fields. Therefore, a stereoscopic image having parallax in both the horizontal and vertical directions can be observed.
【００６８】（ｃ）全面に回折格子セルが形成されてい
る本実施例の回折格子アレイを用意し、不要な領域にあ
る回折格子を、熱あるいは圧力で破壊することによって
回折光の方向が制御できるため、加熱，加圧等の方法に
より回折格子を部分的に破壊する場合に、極めて短時間
にかつ簡便に立体像を表示する立体像表示装置を作製す
ることが可能となる。(C) The diffraction grating array of this embodiment in which diffraction grating cells are formed on the entire surface is prepared, and the diffraction grating in an unnecessary area is destroyed by heat or pressure to control the direction of the diffracted light. Therefore, when the diffraction grating is partially destroyed by a method such as heating or pressing, a three-dimensional image display device that displays a three-dimensional image easily and in a very short time can be manufactured.
【００６９】（ｄ）全面に回折格子セルが形成されてい
る本実施例の回折格子アレイを用意し、不要な領域にあ
る回折格子の表面に、印刷等の方法を用いて遮光層を形
成するだけで回折光の方向が制御できるため、極めて短
時間にかつ安価にしかも簡便に立体像を表示する立体像
表示装置を作製することが可能となる。(D) The diffraction grating array of this embodiment in which the diffraction grating cells are formed on the entire surface is prepared, and a light shielding layer is formed on the surface of the diffraction grating in an unnecessary area by a method such as printing. Since the direction of the diffracted light can be controlled only by the above, a three-dimensional image display device that displays a three-dimensional image in a very short time, at low cost, and easily can be manufactured.
【００７０】（ｅ）回折格子アレイと空間光変調素子と
の組み合わせにより、空間光変調素子の遮光パターンを
制御するだけで回折光の方向が制御できるため、空間光
変調素子の制御により、立体動画像を表示することが可
能となる。(E) Since the direction of the diffracted light can be controlled only by controlling the light-shielding pattern of the spatial light modulator by the combination of the diffraction grating array and the spatial light modulator, the stereoscopic moving image can be controlled by controlling the spatial light modulator. An image can be displayed.
【００７１】特に、立体像表示のための情報量（本発明
の場合、数枚〜数十枚視差画像のピクセルの各値のみ）
が比較的少なくて済むため、電送等によるリアルタイム
な立体像の表示や、ビデオのような立体像情報蓄積の可
能性がある。In particular, the amount of information for displaying a stereoscopic image (in the case of the present invention, only each pixel value of several to several tens of parallax images)
Therefore, there is a possibility of displaying a real-time stereoscopic image by electric transmission or the like and storing stereoscopic image information such as video.
【００７２】（ｆ）光周波数フィルターを個々の回折格
子セルに合わせて配置することで、その回折格子セルか
ら出射される光の波長を選択することができるため、フ
ルカラーの立体像の観察が可能となる。(F) By arranging the optical frequency filter in accordance with each diffraction grating cell, the wavelength of light emitted from the diffraction grating cell can be selected, so that a full-color stereoscopic image can be observed. Becomes
【００７３】（ｇ）空間光変調素子の光を透過する面積
を変化させれば、回折光の強度が制御できるため、空間
光変調素子が光の透過／遮断の２値制御デバイスでも、
立体像の表示装置を実現することが可能となる。(G) Since the intensity of the diffracted light can be controlled by changing the light transmitting area of the spatial light modulation element, even if the spatial light modulation element is a binary control device for transmitting / blocking light,
A display device for displaying a stereoscopic image can be realized.
【００７４】（ｈ）空間光変調素子の光の透過率を変化
させれば、回折光の強度が制御できるため、空間光変調
素子が、回折格子セルの分割された領域の大きさの分解
能があれば、立体像の表示装置を実現することが可能と
なる。(H) Since the intensity of the diffracted light can be controlled by changing the light transmittance of the spatial light modulator, the spatial light modulator has a resolution of the size of the divided area of the diffraction grating cell. If so, a display device for displaying a stereoscopic image can be realized.
【００７５】以上のように、本実施例の回折格子アレイ
を各種の立体像表示装置に適用することにより、立体像
の観察時に、縦方向、横方向共に視域の広い立体像の観
察が可能になること、回折光の出射領域が限定されてい
るため、観察者が立体像の観察可能な領域を認識し易い
こと等の効果が得られる。As described above, by applying the diffraction grating array of this embodiment to various types of stereoscopic image display devices, it is possible to observe a stereoscopic image having a wide viewing area in both the vertical and horizontal directions when observing a stereoscopic image. In addition, since the output area of the diffracted light is limited, it is possible to obtain an effect that the observer can easily recognize the area where the stereoscopic image can be observed.
【００７６】また、立体像表示装置（立体テレビ以外の
もの）の作製時には、本実施例の大量生産された回折格
子アレイを利用することにより、表面に形成する遮光層
（印刷層）のマスクパターンのみを変化させるのみで、
極めて短時間にかつ低コストにて立体像表示装置を作製
することができる。When manufacturing a three-dimensional image display device (other than a three-dimensional television), the mask pattern of the light-shielding layer (printing layer) formed on the surface can be obtained by using the mass-produced diffraction grating array of this embodiment. Only change only
A three-dimensional image display device can be manufactured in a very short time and at low cost.
【００７７】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、次のようにしても同様に実施できるものであ
る。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be similarly implemented in the following manner.
【００７８】（ａ）上記実施例では、回折格子セルとし
て、曲線の格子を平行に、かつその格子間隔を変化させ
つつ並べた場合について説明したが、これに限らず、回
折格子セルとして、例えば図１２に示すように、曲線形
状の格子、すなわち連続的に勾配が変化する直線の格子
を平行に、かつその格子間隔を変化させつつ並べた場合
についても、前述と同様の効果を実現できるものであ
る。(A) In the above embodiment, a case was described in which curved gratings were arranged in parallel as the diffraction grating cells while changing the grating intervals. However, the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 12, the same effect as described above can be realized even when curved grids, that is, linear grids having continuously changing gradients, are arranged in parallel while changing the grid spacing. It is.
【００７９】（ｂ）上記図６および図１１の実施例で
は、遮光層を設ける場合について説明したが、これに限
らず、透光層を設ける場合についても、前述と同様の効
果を実現できるものである。(B) In the above-described embodiments of FIGS. 6 and 11, the case where the light-shielding layer is provided has been described. However, the present invention is not limited to this, and the same effect as described above can be realized when the light-transmitting layer is provided. It is.
【００８０】（ｃ）上記図６および図１１の実施例で
は、回折格子を反射型で使用する場合について説明し、
図７の実施例では、回折格子を透過型で使用する場合に
ついて説明したが、これに限らず、反射型、透過型のい
ずれで使用するようにしてもよい。(C) In the embodiments of FIGS. 6 and 11, the case where the diffraction grating is of the reflection type will be described.
In the embodiment of FIG. 7, the case where the diffraction grating is used in the transmission type has been described. However, the present invention is not limited to this, and the diffraction grating may be used in any of the reflection type and the transmission type.
【００８１】[0081]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、曲
線形状の格子を平行に、かつその格子間隔を連続的に変
化させつつ並べた回折格子からなるセルを、平面状の基
板に複数個配列し、上記セルを、勾配および格子間隔が
近い領域で空間的に横方向および縦方向に分割し、この
各分割領域を各視差画像（２方向）のピクセルに対応さ
せた回折格子アレイとし、またこの回折格子アレイを基
本デバイスとして備え、横方向、縦方向共に視差を持つ
立体像を表示するようにしたので、横方向・縦方向共に
視差を持つ立体像の表示が簡便にでき、しかも安価で大
量生産が可能な回折格子アレイおよびそれを用いた立体
像表示装置が提供できる。As described above, according to the present invention, a plurality of cells each composed of a diffraction grating in which curved gratings are arranged in parallel while the spacing between the gratings is continuously changed are arranged on a planar substrate. The above-mentioned cells are spatially divided horizontally and vertically in a region where the gradient and the grid interval are close to each other, and each divided region is formed as a diffraction grating array corresponding to pixels of each parallax image (two directions). Also, since this diffraction grating array is provided as a basic device to display a stereoscopic image having parallax in both the horizontal and vertical directions, it is possible to easily display a stereoscopic image having parallax in both the horizontal and vertical directions, and An inexpensive diffraction grating array that can be mass-produced and a stereoscopic image display device using the same can be provided.
【００８２】[0082]
【図１】回折格子セルの一例を示す平面図。FIG. 1 is a plan view showing an example of a diffraction grating cell.
【図２】回折格子アレイの一例を示す概要図。FIG. 2 is a schematic diagram showingan example of adiffraction grating array .
【図３】図２における回折格子セルの一例を示す平面
図。Figure 3 is a plan view showing an example of the diffraction grating cellin FIG.
【図４】本発明における回折格子セルの実施例を示す平
面図。FIG. 4 is a plan view showingan embodiment of a diffraction grating cell according to the present invention .
【図５】回折格子セルの微小領域での解析の様子を説明
するための概要図。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a state of analysis in a minute area of the diffraction grating cell.
【図６】本発明による回折格子アレイを適用したディス
プレイの構成例を示す概要図。FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration example of a display to which a diffraction grating array according to the present invention is applied.
【図７】本発明による回折格子アレイを適用した立体テ
レビの構成例を示す概要図。FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration example of a stereoscopic television to which the diffraction grating array according to the present invention is applied.
【図８】同立体テレビにおける元の被写体との対応関係
について説明するための概要図。FIG. 8 is an exemplary diagram for explaining a correspondence relationship with an original subject in the stereoscopic television.
【図９】同立体テレビ（フルカラーの場合）における元
の被写体との対応関係について説明するための概要図。FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a correspondence relationship with an original subject in the stereoscopic television (in the case of full color).
【図１０】本発明による回折格子アレイを適用した立体
ハードコピーの作製例を示す概要図。FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of producing a three-dimensional hard copy to which the diffraction grating array according to the present invention is applied.
【図１１】本発明による回折格子アレイを適用した立体
ハードコピーの構成例を示す概要図。FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration example of a three-dimensional hard copy to which the diffraction grating array according to the present invention is applied.
【図１２】回折格子セルの他の例を示す平面図。FIG. 12 is a plan view showing another example of the diffraction grating cell.
１…回折格子セル、２…基板、１１…回折格子アレイ、
１１Ａ…樹脂層（回折格子形成層）、１１Ｂ…反射層、
１２…カラーフィルター層、１３…遮光層（印刷層）、
２１…回折格子アレイ、２２…液晶表示素子、２３…カ
ラーフィルター層、２４…被写体、２５…カメラ、３１
…視差画像、３２…コンピューター、３３…プリンタ
ー、３４…回折格子アレイ、３５…立体ハードコピー、
４１…回折格子アレイ、４１Ａ…樹脂層（回折格子形成
層）、４１Ｂ…反射層、４２…保護層、４３…遮光層
（インク層）。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Diffraction grating cell, 2 ... Substrate, 11 ... Diffraction grating array,
11A: resin layer (diffraction grating forming layer), 11B: reflection layer,
12: color filter layer, 13: light shielding layer (printing layer),
21: diffraction grating array, 22: liquid crystal display element, 23: color filter layer, 24: subject, 25: camera, 31
... Parallax image, 32 ... Computer, 33 ... Printer, 34 ... Diffraction grating array, 35 ... Three-dimensional hard copy,
41: a diffraction grating array, 41A: a resin layer (diffraction grating forming layer), 41B: a reflective layer, 42: a protective layer, 43: a light-shielding layer (ink layer).
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−232616（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−206401（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−72320（ＪＰ，Ａ) ＳＰＩＥ，ＶＯＬ．1461（1991），ｐ ｐ．199−205；Ｓ．Ｔａｋａｈａｓｈｉ ｅｔ ａｌ．：”Ｔｈｒｅｅ Ｄｉｍ ｅｎｓｉｏｎａｌ Ｇｒａｔｉｎｇ Ｉ ｍａｇｅｓ"Continuation of front page (56) References JP-A-62-232616 (JP, A) JP-A-3-206401 (JP, A) JP-A-2-72320 (JP, A) SPIE, VOL. 1461 (1991), p. 199-205; Takahashi et al. : "Three Dim initial Grating I images"
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| JP23053492AJP3283582B2 (en) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | Diffraction grating array and stereoscopic image display using the same |
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| JP23053492AJP3283582B2 (en) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | Diffraction grating array and stereoscopic image display using the same |
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