JPH04263597A - カラー三次元表示装置 - Google Patents
カラー三次元表示装置Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
のであり、とくに、カラー装置に関するものである。更
に詳しくいえば、本発明はカラー三次元表示装置に関す
るものである。
投射装置と三次元カラー表示装置の少くとも1つがある
。1つの技術は2台の投射装置または表示装置を有し、
1台の投射装置が右眼に対する表示をスクリーン上へ行
い、他の投射装置は左眼に対する表示をスクリーン上へ
行う。各表示はそれ自身の偏光、たとえば「p」と「s
」をそれぞれ有する。見る人は3D画面のための立体表
示を見させる偏光眼鏡をかける。別の装置は左眼映像と
右眼映像を織り混ぜる1つの表示を有する。各映像はそ
れ自身の偏光を有する。3D画面を見るために映像は偏
光眼鏡を通じて知覚される。この分野には多くの3Dカ
ラー表示装置があるが、本発明は青チャネルだけが時分
割を必要とし、かつはるかに低い解像力およびはるかに
狭い帯域幅で映像を発生できるという点が独特のもので
ある。
カラー表示装置を提供することを課題とするものである
。
装置を用いて小型、高解像力のカラー3D表示装置を提
供するものである。本第1発明は、第1のプリズムと、
この第1のプリズムの第1の側に近接し、第1の偏光を
持つ光を透過させ、第2の偏光を持つ光を反射する第1
の光学膜と、第1の側が前記第1の光学膜に近接する第
2のプリズムと、前記第1のプリズムへ第1の側を向け
て設けた第1の4分の1波長遅延器と、この第1の4分
の1波長遅延器に近接し、長波長および中波長の第1の
色の光を透過させ、短波長の第2の色の光を反射する第
2の光学膜と、この第2の光学膜と前記第1の4分の1
波長遅延器に近接する4分の3波長遅延器と、前記第2
のプリズムの第2の側に近接する第2の4分の1波長遅
延器と、この第2の4分の1波長遅延器の上に設けられ
、長波長および中波長の第1の色の光を透過させ、短波
長の第2の色の光を反射する第3の光学膜と、この第3
の光学膜と前記第2の4分の1波長遅延器に近接する第
3の4分の1波長遅延器と、前記第1のプリズムの第3
の側に近接する切換え可能な4分の1波長遅延器とを備
えることを特徴とするものである。
側が前記第1のプリズムの第1の側に近接する第2のプ
リズムと、第1の側がこの第2のプリズムの第2の側に
近接する第3のプリズムと、第1の側がこの第3のプリ
ズムの第2の側に近接し、第2の側が前記第1のプリズ
ムの第2の側に近接する第4のプリズムと、前記第1の
プリズムの第1の側と前記第2のプリズムの第1の側の
間および前記第3のプリズムの第2の側と前記第4のプ
リズムの第1の側の間とに設けられ、第1の色と第1の
偏光を有する光を透過させ、第2の色と第1の偏光を有
する光を透過させ、第2の色と第2の偏光を有する光を
透過させ、第1の色と第2の偏光を有する光を反射する
第1の光学膜と、前記第1のプリズムの第2の側と前記
第4のプリズムの第2の側の間および前記第2のプリズ
ムの第2の側と前記第3のプリズムの第1の側の間とに
設けられ、第1の色を透過させ、第2の色を反射する第
2の光学膜とを備えることを特徴とするものである。
する第1の映像の第1の光を供給する第1の光源と、第
2の色と第2の偏光を有する第2の映像の第2の光を供
給する第2の光源と、第2の色と、第1の偏光と第2の
偏光の間で交番する偏光とを有する共通の第3の映像の
第3の光を供給する第3の光源と、第1の光と、第2の
光と、第3の光とを表示器へ投射する投射手段を備える
ことを特徴とするものである。
輝度、陰極線管(CRT)投射装置、光弁またはレーザ
投射装置を使用できる。この投射装置に色を付加するこ
とにより全色映像が典型的に発生される。すなわち、本
発明は、現在3D技術に応用できる、組合わされた色の
偏光を用いて色組合わせ技術の原理を利用するものであ
る。
を用い、3Dカラー映像の解像力が多数のカラー表示を
組合わせた映像の解像力より高く、類似の物理的寸法を
有するカラー二重チャネル表示装置の輝度より高い輝度
を有し、120ヘルツ(Hz)のフィールド速度で動作
せねばならない典型的な時分割表示装置映像解像力より
高い映像解像力を有し、タイミングを無くしたこと、お
よびその結果としての120Hz動作の同期問題が無く
なって眼の間の映像のもれが最小となること、各眼に並
列に映像を発生するために別々のプロセッサを用いると
いう融通性を有すること、偏光映像を発生する液晶表示
装置に両立すること、および非常に高い偏光効率を有す
る二色映像結合器を実現できることである。本発明を、
解像力を低下させることなしに、現在の商用および軍用
カラー投射装置を3Dに転換するために使用できる。
解像力または立体情報の処理にほとんど寄与しない短波
長映像成分が中波長(緑)成分および長波長(赤)成分
よりはるかに低い解像力で提示されるように分離される
カラー映像成分を有する。これにより、二重高解像力赤
/緑映像源(左眼画面と右眼画面)を主映像源として用
いることができ、しかも解像力がはるかに低い1つの青
色映像源を含むことができるようにされる(すなわち、
「青色映像を分割する」)。
リズム12,13である。ところで、表示装置10には
数多くの変更を施すことが可能である。たとえば、左眼
映像源と右眼映像を逆にできる。図示の表示装置10に
おいては、青映像源130からの青映像光ビーム14が
πセルすなわち電子的半波長遅延器16を通る。青色ビ
ーム14は向きが「p」である直線偏光を持つ。πセル
すなわち電子的半波長遅延器16がオン状態である時に
その向きは向き「s]へ変えられる。電子的半波長遅延
器16がオフ状態にある時は、青色ビーム14の偏光の
向きは同じままである。青映像源130が左眼映像を提
供する時は、遅延器16はオフ状態にあり、pの向きに
直線偏光されている青色ビーム14は偏光の向きを変え
ることなしに遅延器16を透過し、pの向きに直線偏光
された光ビーム18になり(図1)、プリズム12,1
3の辺17と広帯域偏光層20を通る。ビーム18が層
20を通ってプリズム13に入ると、そのビームはビー
ム22となる。このビーム22はいぜんとしてpの向き
に直線偏光された光ビームである。そのビーム22はプ
リズム13の辺19を通って出てから、4分の1波長遅
延器30に入る。その遅延器30の高速軸は入射ビーム
の直線偏光の向きに対して45度の角度を成す。遅延器
30に入射したビーム22の入射直線偏光が円偏光へ変
えられる。
れ、それの円偏光の向きが反転されて、青色ビーム22
はビーム26になる。遅延器30の二色層32は図3c
と図3dに示すように赤色光と緑色光を透過させる。ビ
ーム26は向きがsの直線偏光を有する4分の1波長遅
延器から出て、プリズム13に辺19を通って入る。ビ
ーム26は層20へ入射して、その層20により青色ビ
ーム28として反射される。その青色ビーム28はsの
向きに直線偏光される。層20の特性が図3aと3bに
示されている。図3aと図3bはpの向きに直線偏光さ
れた光に対する高い透過率と、sの向きに直線偏光され
た光に対する極めて低い透過率を示す。青色映像発生器
が左眼映像を供給している期間中は、青色光ビーム28
がプリズム13から辺21を通って投射される。
緑色で、pの向きに直線偏光された光ビーム34が発生
される。この光ビーム34は4分の1波長遅延器36に
入射する。この4分の1波長遅延器は光ビーム34の偏
光を直線偏光から円偏光へ変え、光ビーム38として出
す。その光ビーム38は二色層32に入射する。この二
色層は赤色光と緑色光を透過させ、青色光を反射する。 光ビーム38は遅延器30を透過し、sの向きに直線偏
光された光ビーム40として出る。この光ビーム40は
辺19を通ってプリズム13に入り、層20に入射する
。入射した光ビーム40はその被覆20により反射され
て、sの向きに直線偏光された光ビーム42になる。 プリズム13から辺21を通って投射された赤色光およ
び緑色光の光ビーム42は赤色と緑色の左眼立体成分と
なる。
4へ戻って、πセルすなわち電子的半波長遅延器16が
オン状態すなわち励起されている時のその光ビーム14
の光路に注目されたい。ここで、青色映像源130が右
眼映像を提供すると、青色光ビーム14はオン状態にあ
る電子的半波長遅延器16を透過する。光ビーム14は
偏光の向きがsへ変えられた直線偏光ビーム18として
電子的半波長遅延器16を出る。その光ビーム18はプ
リズム12にそれの辺17を通って入り、偏光被覆20
に入射し、その被覆20により光ビーム44として反射
され、辺23を通ってプリズム12を出、4分の1波長
遅延器46に入射し、赤色光と緑色光は透過させ、青色
光は反射する二色層48により反射される。(図3c,
図3d)。反射された光ビーム44は、pの向きに直線
偏光された光ビーム50として遅延器46を出る。その
光ビーム50は辺23を通ってプリズム12に入り、偏
光層20を透過して光ビーム52になる。この光ビーム
52はプリズム13を辺21を通って出て投射される。 pの向きに偏光された光の偏光層20の透過率が図3a
に示されている。青色光ビーム52は右眼映像として見
られる。
れた赤色と緑色の光ビーム54を生ずる。その光ビーム
54は4分の3波長遅延器56を透過して、円偏光され
た光ビーム58になる。この光ビーム58は、青色光と
緑色光を透過させ、青色光を反射する二色層48を透過
する。光ビーム58は4分の1波長遅延器46を通り、
pの向きに直線偏光した光ビーム60になる。その光ビ
ーム60は辺23を通ってプリズム12に入り、二色被
覆20を通って光ビーム62としてプリズム13に入る
。光ビーム62は、3D投射表示の右眼赤および緑の映
像を表す、pの向きに直線偏光された赤および緑の光ビ
ームとして、辺21を通ってプリズム13から投射され
る。光ビーム62は光ビーム52に組合わされてカラー
右眼映像となり、光ビーム42は光ビーム28に組合わ
されてカラー左眼映像となる。直線偏光の向きが異なる
左眼映像と右眼映像を、見る人の左眼と右眼へ左映像と
右映像をそれぞれ提供する偏光感知技術を利用して、3
Dカラー表示として見る人へ提供できる。
を有するカラー3D投射表示装置のための別のビーム組
合わせ実施例70を利用できる。映像源136から発生
されて、右眼画面と左眼画面を表す青色光ビーム76は
pの向きに直線偏光させられる。青色光ビーム76はオ
フ状態にあるπセルすなわち電子的遅延器78を通る。 この電子的遅延器78を通る間に青色光ビーム76は光
ビーム80になり、この光ビーム80は辺91を通って
プリズム71に入り、被覆82に入射する。この被覆8
2は、図6cおよび図6dの特性カーブに示すように、
青色光を反射し、赤および緑の光を透過させる。光ビー
ム86が二色被覆84を通る間にその光ビームは光ビー
ム88になる。その光ビーム88はプリズム72を透過
して、そのプリズムの辺92から、pの向きに直線偏光
された青色光ビーム88として投射される。オン状態に
あるπセルすなわち電子的半波長遅延器78を、pの向
きに直線偏光された青色光ビーム76が透過すると、そ
の青色光ビームはsの向きに直線偏光された光ビーム8
0になる。その光ビーム80は辺91を通ってプリズム
71に入り、sの向きに直線偏光された青色光を反射す
る被覆82に入射する。その反射ビーム86は被覆84
を通る。図6aと図6bに示すように、被覆84はsの
向きに直線偏光された青色光を透過させる。プリズム7
2に入った光ビーム86は光ビーム88になる。その光
ビーム88はsの向きに直線偏光された青色光ビームと
してプリズム72をそれの辺92から出る。
ビーム96が右眼映像源138から発生されて、辺94
からプリズム74に入る。その光ビーム96は、pの向
きに直線偏光された赤と緑の光ビームを透過させる被覆
84を通る。光ビーム96は光ビーム98としてプリズ
ム73を通り、それから、pの向きに直線偏光された赤
と緑の光ビームを透過させる被覆82を通る。赤と緑の
光ビーム98はプリズム72を通る間に光ビーム100
になる。この光ビーム100はプリズム72をそれの辺
92から出る。あるいは、光ビーム96は被覆82とプ
リズム71を透過し、それから被覆84とプリズム72
を透過し、光ビーム100になってプリズム72をそれ
の辺92から出ることもできる。同様に、光ビーム76
は、オン状態またはオフ状態にある遅延器78を通るに
せよ、まず被覆84を通ることがある。すなわちプリズ
ム71を通った後でプリズム72を通り、被覆82によ
り反射され、それにより光ビーム88として辺92から
プリズム72を出る。
ム90は左眼映像源140から発生され、半波長遅延器
102を通ってから、sの向きに直線偏光された光ビー
ム104としてその半波長遅延器を出る。その光ビーム
104は辺93を通ってプリズム73に入り、sの向き
に直線偏光された赤と緑の光を反射する被覆84に入射
する。その赤と緑の光ビーム104は光ビーム106と
して被覆84から反射され、プリズム73に入射し、s
の向きに直線偏光された赤と緑の光を透過させる被覆8
2を通る。その被覆82を通る間にその光ビーム106
は光ビーム108になる。その光ビーム108はプリズ
ム72を通ってそれの辺92から出る。あるいは、光ビ
ーム90は半波長遅延器102を通り、光ビーム104
として被覆82を通ってから被覆84により反射される
こともできる。被覆82により最初に反射されてから、
その光ビームは光ビーム108として被覆84により反
射される。その光ビーム108はプリズム72を辺92
から出す。
ず、カラー映像の3D表示のために左映像と右映像の偏
光弁別を用いる投射装置である。左眼映像源114から
のsの向きに直線偏光された赤と緑の光ビーム116は
光学装置126を用いてスクリーンすなわち表示装置1
28へ投射される。右眼映像源118からのpの向きに
直線偏光された赤と緑の光ビーム118は光学装置12
6を用いてスクリーンすなわち表示装置128へ投射さ
れる。共通映像源128からのpの向きに直線偏光され
た青色光ビーム124がπセルすなわち電子的半波長遅
延器112を介してスクリーンすなわち表示装置128
へ投射される。πセルすなわち電子的半波長遅延器11
2が「オン状態」にある時は、青色光ビーム124の偏
光の向きはpからsへ変わる。電子的半波長遅延器11
2が「オフ状態」にある時は、青色光ビーム124はそ
れの偏光の向きを維持する。したがって、pの向きに直
線偏光された青色光ビーム124は右眼映像ビーム12
0に組合わされ、sの向きに直線偏光された光ビーム1
24は左眼映像ビーム116に組合わされる。この技術
分野において知られている偏光弁別技術を用いてスクリ
ーンすなわり表示装置128上で3Dカラー映像を見る
ことができる。映像光ビームの直線偏光を円偏光へ変え
るために4分の1波長遅延器を使用できる。
空間解像力または情報の立体処理にほとんど寄与しない
。したがって、青色光は中間波長(緑)映像成分および
長波長(赤)映像成分よりはるかに低い解像力で表示さ
れる。これにより、左眼と右眼の立体映像のための主映
像源として二重高解像力赤映像源と緑映像源を利用でき
、一方、両方の眼のための共通映像源として解像力がは
るかに低い1つの青色映像源を利用できる。実施例10
と70において、左画面用の赤および緑映像はsの向き
に直線偏光された光として投射され、右画面用赤および
緑映像はpの向きに直線偏光された光として投射される
。青色光は左画面と右画面に共通の映像から来る。青色
光は、πセルすなわち電子的半波長遅延器16または7
8がオン状態とオフ状態の間で切換えられる速度と同じ
速度でpの向きとsの向きに交互に直線偏光されてプリ
ズムから投射される。したがって、右投射される画面は
pの向きに直線偏光された赤,緑および青の光より成り
、左投射される画面はsの向きに直線偏光された赤,緑
および青の光より成る。要約すると、赤と緑は両眼へ常
に提示され、青は左右の画面の間で交互に切換えられる
。したがって偏光眼鏡およびその他の偏光弁別技術を用
いてカラー3D映像を知覚できる。投射された光ビーム
は、投射光学装置に入る前に、直線偏光された光の以前
のそれぞれの偏光の向きにより識別された左側と右側に
円偏光された光へ直線偏光された出力光を変換する4分
の1波長遅延器108に通すことができる。
である。
視図である。
ム組合わせ被覆の光透過特性を偏光の向きおよび色に応
じて示すグラフである。
線図である。
略斜視図である。
組合わせ被覆の光透過特性を偏光の向きおよび色に応じ
て示すグラフである。
3,71,72,73,74 プリズム16 切換
え可能な4分の1波長遅延器20,32,48,82,
84 光学被覆30,36,46 4分の1波長遅
延器56 4分の3波長遅延器 114,118,122 映像源 126 投射装置
Claims (3)
- 【請求項1】 第1のプリズム(12)と、この第1
のプリズム(12)の第1の側に近接し、第1の偏光を
持つ光を透過させ、第2の偏光を持つ光を反射する第1
の光学膜(20)と、第1の側が前記第1の光学膜(2
0)に近接する第2のプリズム(13)と、前記第1の
プリズムへ第1の側を向けて設けた第1の4分の1波長
遅延器(46)と、この第1の4分の1波長遅延器(4
6)に近接し、長波長および中波長の第1の色の光を透
過させ、短波長の第2の色の光を反射する第2の光学膜
(48)と、この第2の光学膜(48)と前記第1の4
分の1波長遅延器に近接する4分の3波長遅延器(56
)と、前記第2のプリズム(13)の第2の側に近接す
る第2の4分の1波長遅延器(30)と、この第2の4
分の1波長遅延器(30)の上に設けられ、長波長およ
び中波長の第1の色の光を透過させ、短波長の第2の色
の光を反射する第3の光学膜(32)と、この第3の光
学膜(32)と前記第2の4分の1波長遅延器(30)
に近接する第3の4分の1波長遅延器(36)と、前記
第1のプリズム(12)の第3の側に近接する切換え可
能な4分の1波長遅延器(16)と、を備えることを特
徴とするカラー三次元表示装置。 - 【請求項2】 第1のプリズム(73)と、第1の側
が前記第1のプリズム(73)の第1の側に近接する第
2のプリズム(74)と、第1の側がこの第2のプリズ
ム(74)の第2の側に近接する第3のプリズム(71
)と、第1の側がこの第3のプリズム(71)の第2の
側に近接し、第2の側が前記第1のプリズム(73)の
第2の側に近接する第4のプリズム(72)と、前記第
1のプリズム(73)の第1の側と前記第2のプリズム
(74)の第1の側の間および前記第3のプリズム(7
1)の第2の側と前記第4のプリズム(72)の第1の
側の間とに設けられ、第1の色と第1の偏光を有する光
を透過させ、第2の色と第1の偏光を有する光を透過さ
せ、第2の色と第2の偏光を有する光を透過させ、第1
の色と第2の偏光を有する光を反射する第1の光学膜(
84)と、前記第1のプリズム(73)の第2の側と前
記第4のプリズム(72)の第2の側の間および前記第
2のプリズム(74)の第2の側と前記第3のプリズム
(71)の第1の側の間とに設けられ、第1の色を透過
させ、第2の色を反射する第2の光学膜(82)と、を
備えることを特徴とするカラー三次元表示装置。 - 【請求項3】 第1の色と第1の偏光を有する第1の
映像の第1の光(116)を供給する第1の光源(11
4)と、第2の色と第2の偏光を有する第2の映像の第
2の光(120)を供給する第2の光源(118)と、
第2の色と、第1の偏光と第2の偏光の間で交番する偏
光とを有する共通の第3の映像の第3の光(124)を
供給する第3の光源(122)と、第1の光(116)
と、第2の光(120)と、第3の光(124)とを表
示器(128)へ投射する投射手段(126)、を備え
ることを特徴とするカラー三次元表示装置(110)。
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