JPS61250613A

JPS61250613A - 立体表示装置

Info

Publication number: JPS61250613A
Application number: JP61096601A
Authority: JP
Inventors: フィリップ・ジェイ・ボス
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1986-04-25
Publication date: 1986-11-07
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: GB8610158D0; US4719507A; GB2175171B; GB2175171A; DE3607629C2; DE3607629A1; JPH0731307B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は立体表示装置、特に可変光学リターダ（ＶＯＲ
）と受動観視装置とを組合せ使用して、観者の左右の目
に斜視画像を交互に伝達及び阻止することによシ、観者
に立体感のある画像を生せしめる画像装置に関する。

〈従来技術と問題点〉ＶＯＲは従来立体画像装置に使用されて来た。例１−Ｊ
’、フェロエレクトロニクスＭｏ１．１０　（１９７６
年）第４７乃至５１頁のローズ及びカラ７〒う著”８ｔ
＠ｒｓｏｇｅｏｐｉｃ　ＶＬｅｗｔｎｇ　Ｗｉｔｈ　Ｐ
ＬＺＴ　Ｃｅｒａｍｉｃｓ’の記事中には鉛ランタンジ
ルコネートチタネート（ＰＬＺＴ）強誘電体セラミック
スを使用する立体観視装置が開示されている。この立体
観視装置は観者が装着するアイピース（眼鏡状部材）を
なす１対のＰＬＺＴデバイスより構成される。このデバ
イスは観者の目の前に配置され、光学的に固着された反
射防止コーティングを施したガラスアセンブリ、前方偏
光板、ＰＬＺＴセラミックウェハ及び後方偏光板を含ん
でいる。切換可能な電源がＯｖと５００ｖとを選択的に
ＰＬＺＴデバイスに印加して、それに入射する元の偏光
方向を切換る。ＰＬＺＴにより入射光線の偏光方向を切
換ると、画像情報を含む光線が観者の目に届く前にオン
・オフ（通過又は消滅）される。

その記事の第４９頁には、ＰＬＺＴデバイスアセンプリ
の前方偏光板を除き、偏光板を画像源のスクリーンに配
置すると動作しないであろうと述べている。その理由は
、視角が後方偏光面に法線方向から変化するにつれて光
学コントラスト比が劣化する為に視野が非常に狭くなる
為であると考えられる。

こめロニズ等の観視装置の別の欠点は比較的高電圧が印
加された観視デバイスを観視者が身につけなければなら
欧いので安全上の問題が生じることである゛。

ＩＥＩＪ　　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　　ｏｎ　　Ｃ
ｏｎｓｕｍ＠ｒ　　Ｅｌ＠ｃｔｒ！ｏｎｉｃｓのＶｏｌ
、　ＣＥ−２８、Ａ　４　（１９８２年１１月）の第６
３８乃至６５０頁にあるバラスプラモニアン及びグナセ
カラン著の”　Ｏｎ　ｔｈ＠Ｍ＠ｒ１ｔａ　ｏｆ　Ｂｉ
ｃｌｒａｕｌａｒＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　
Ｓｔ＠ｒｅｏ　Ｃｏ１ｏｒ　ＴＶ　’の記事には２個の
カラーＣＲＴ　（陰極線管）のスクリーンから発する画
像を含む左及び右回転偏光光線を使用する三次元観視装
置を開示している。このカラーＣＲＴＦｉ１つのシーン
の左及び右斜視イメージを一緒に生ずる。ニュートラル
のりエア偏光フィルタと固定Ａ波グレートとを各ＣＲＴ
のスクリーン前面に配置する。Ａ波グレートの光学軸と
偏光フィルタの透過軸は互に直交関係である。斜視イメ
ージは左回転偏光々線中を一方のＣＲＴ　から伝播し、
右回転偏光々線中を他のＣＲＴから伝播する。

この画像装置は各々純液プレートとニュートラルのＩＪ
　ニア偏光板を含み、回転偏光を除去し、左側画像を左
の目に、右側面ｇＩを右の目に伝達する２個のアイピー
スから構成されている。μ波プレートの光学軸は相互に
平行であると共にＣＲＴスクリーン前面に配置したＡ波
プレートの光学軸とも平行である。ニュートラルのリニ
ア偏光板は直交配列の吸収軸を有する。この記事は、左
及び右回転偏光板を使用すると観者の頭の動きに関係な
く三次元感覚を生じると述べている。

このバラスプラモニアン等の装置は立体画像を得るのに
２個のＣＲＴを必要とするという欠点がある。

パイアットの米国特許第４，２８１，３４１号は、ＣＲ
Ｔからフィールド屓次方式で発生する斜視イメージを含
む光線の偏光方向を切換るねじれネマチック（ＴＮ）液
晶セルを使用する立体ＴＶ装置の受儂機を開示している
。　ＴＮデバイスはＣＲＴのスクリーン前面に配置され
、その透過軸が垂直方向でありリニア偏光フィルタの下
流に配置される。観者は各々ニュートラ、ル偏光フィル
タより成る２個のアイピースを有する受動眼鏡をかける
。ニュートラル偏光フィルタの偏光軸は直交関係にあシ
、その１つはＣＲＴスクリーン前面に配置した偏光フィ
ルタと平行関係にしている。

このパイアットのシステムは斜視イメージを含む光の偏
光方向を迅速に切換るためにＴＮセルに比較的高電圧の
印加が必要になるという欠点を有する。このデバイスを
低スイッチング速度で使用すると、フリッカが生じ、ま
た低速デバイスを比較的高速スイッチングで使用すると
イメージのコントラストが低下する。

〈発明の目的〉従って、本発明の目的の１つは、画像源に直接配置した
ＶＯＲよシ構成されるイメージエンコーダと受動光学素
子のみを含むイメージデコーＩとを含む立体画像表示装
置を提供することである。

本発明の他の目的は広帯域画像源螢光体用及びフルカラ
ーで斜視イメージの処理に好適な画像装置を提供するこ
とである。

本発明の更に他の目的は単一画像源を使用する画像装置
を提供することである。

本発明の別の目的は２つの斜視イメージがフリッカ周期
より高速でスイッチングする高画儂コントラストのフィ
ールド順次で現われる画像装置を提供することである。

〈発明の概要〉本発明は画像源の゛フェース前面に設けたＶＯＲより成
るイメージエンコーダと、受動光学素子のみから成るイ
メージデコーダとを使用する立体画像表示装置である。

第１実施例では、画像装置は単一　ＶＯＲを用いて選択
的にＯと半波リタデーションを生じさせて２つの斜視イ
メージをエンコードする。リタデーショングレートによ
る受動観視装置を用いてイメージをデコードする。第２
実施例では、画像装置は１対のＶＯＲを用いて２つの斜
視イメージを左及び右回転偏光々線中にエンコードする
。Ａ波プレート使用の受動観視装置によりイメージをデ
コードする。これら各実施例は広帯域画偉源螢光体用に
適し、またフルカラーの斜視イメージの処理に好適であ
る。

〈実施例〉本発明の立体表示装置の説明に先立って、ＶＯＲと受動
観視装置を使用する画像表示装置に付随する問題を明ら
かにするために第２図の表示装置につき説明する。

第２図の立体画像装置αＱはＣＲＴ等の光源を含み、こ
れはある画面の第１及び第２斜視イメージを交互に生じ
る。第１偏光フイルタＣ１４をＣＲＴ（６）のスクリー
ンα０前面に配置し、スクリーン（２）から出る光線の
所定偏光状態に偏光する。偏光フィルタα４はニュート
ラルの二す字委リニア偏光板であって垂直吸収軸と水平
透過軸を有する。

第１及び第２イメージを有する光線はその透過軸（７）
から偏光フィルタα４を出て緑色光線に対して半波リタ
デーションを生じるよう同調しているＶＯＲ手段又はリ
ターダ翰に入射する。ＶＯＲ（２）の光学軸（財）は偏
光フィルタα４の偏光軸αＩ、（イ）Ｋ対して４５°で
ある。レシーバ（ハ）はＣＲＴ（２）にそのシーンのｗ
ｃｌ及び第２斜視図に対応する画像情報を送シ、またこ
れと同期してスイッチング回路に）に信号を与える。

スイッチング回路−はＶＯＲ（イ）に第１及び第２出力
信号を与えて夫々第１及び第２光学リタデーシヨンを生
じる。ＶＯＲｆｉは電界平行のＯＮ状態では実質的に０
リタデーシヨンを与えて第１イメージの水平偏光光線を
透過し、一部リラックスしたＯＦＦ状態では第２イメー
ジの垂直偏光々線を透過する。

偏光フィルタα４とＶＯＲ（イ）とはイメージエンコー
ダ手段を構成し、第１イメージを第１偏光方向（即ち、
水平偏光）の光に、また第２イメージを第２偏光方向（
即ち垂直偏光）の光にエンコードする。ＶＯＲ（２）を
出る光線は空気の如き透過媒体−を介して伝播して観者
が身につけるアイピースをなす並列配置の第１及び第２
観視手段（７）及び（イ）に入射する。第１観視手段（
１）は垂直透過軸（ロ）と水平吸収軸（至）を有し、他
方第２観視手段０′４は吸収軸（至）と透過軸−とを有
する第３のニュートラルリニア偏光フィルタより構成さ
れる。表示゛装置（転）では、吸収軸（至）と透過軸−
とが夫々垂直及び水平方向であり、第１観視装置（１）
の場合と逆である。

ＶＯＲＨがＯＮ状態で実質的に０のリタデーションを生
じるとき、水平偏光々線は透過媒体−を介して第１イメ
ージを伝播し、偏光フィルタ（１）及び０ネに入射する
。偏光フィルタ（１）の吸収軸（至）は第１イメージが
観者の左の目に入射するのを阻止し、偏光フィルタ（至
）の透過軸−は第１イメージを観者の右目−に透過させ
る。

ＶＯＲ（イ）がＯＦＦ’状態になると約半波すタデーシ
ョンを生じて垂直方向に偏光した第２イメージを含む光
線を透過媒体−を介して伝播させて偏光フィルタ■及び
（２）に入射させる。偏光フィルタ■の透過軸（ロ）は
第２イメージを観者の左目に透過させるが、偏光フィル
タ０埠の吸収軸（至）は第２イメージを観者の右目から
阻止する。

偏光フィルタ（ト）と（イ）はイメージデコーダ手段を
構成し、第１及び第２イメージを夫々観者の右目−と左
目（６）に生じさせる。各自に観視イメージを交互に阻
止及び伝達すると、シーンの三次元イメージの視覚効果
が生じる。

立体画像装置αＱに付随する問題は、ＯＮ状態の際に僅
かに残留リタデーションがあシ、ＯＦＦ状態時ニ単一カ
ラーのみに略半波すタデーションを生じるという点であ
る。ＶＯＲｆｉのこの不完全さにより次の影響を生じる
。ＯＮ状態のとき、ＶＯａ（２）は第１イメージを含む
光線を正確に水平オリエンテーションを生じないので、
観者の左目−に偏光フィルターの垂直透過軸（ロ）を介
して漏洩が生じる。ＯＦＦ状態では、ＶＯＲ四は第２イ
メージを含む単一カラー光線のみに実質的に垂直オリエ
ンテーションを生じるので、ＣＲＴ（６）のスクリーン
α・に広帯域型（例えばＰ−４型）螢光体を使用する場
合には、観者の右目＠４に偏光フィルタ０′４の透過軸
−を介して漏洩が生じる。

次に、第３Ａ図、３８図を参照する。同図は夫々第１及
び第２イメージの光線が入射した際の偏光フィルタ（１
）及び（至）の光学応答特性■、−を示す。

第３Ａ図の特性に）は時点で、からＴ２まで、観者が左
目で比較的高輝度の第２イメージを見ること及び低輝度
の第１イメージを時点Ｔ２−Ｔ、間で同じく左目が見る
ことを示している。第３Ｂ図の特性（９）は、時点Ｔ、
　−Ｔ２間には観者は自分の右目で比較的低輝度の第２
イメージを見ること及び時点Ｔ２−　Ｔ、間に同じく右
目で高輝度の第１イメージを見ることを示している。

時点Ｔ２−Ｔ、間に左目へ第１イメージが漏洩するのは
ＯＮ状態のＶＯＲ＠によシ残留すタデーショ／が生じる
ためであシ、’ｒ、　＋　’ｒ２間に右目に第２イメー
ジが漏洩するのはＯＦＦ状態のＶＯＲ（２）により単一
カラーのみの光に約半波リターデーションが生じる為で
ある。第３Ａ図、３８図は４７０　ａｍの光を受け５１
３　ｎｍ　（緑色）の光線に対して半波リタデーション
を生じるよう同調しているＶＯＲ（財）を使用する画像
装置αｑの動作金表わすものである。第３Ａ図はＴ２−
　Ｔ、間に左目に約５憾の光透過があシ、第３Ｂ図はＴ
、　−Ｔ２間に右目に約５−１０％の光透過があること
を示している。

そこで、第１図を参照して本発明の第１実施例につき説
明する。この立体画像表示装置類は上述した画像装置α
Ｑの問題を解消する。

第１図中、シーンの第１及び第２斜視イメージを作る装
置と、偏光フィルタαゆ及びＶＯＲｑよシ構成されるイ
メージエンコーダは第２図の従来装置のものと同じであ
る。画偉装置輪のイメージデコーダ手段（至）は夫々観
者の左目に）及び右目−の前に配置した第１及び第２観
視手段翰及び−で構成される。

観視手段−はＶＯＲ（２）がＯＮ状態のとき、第２イメ
ージが左目（６）に届かないよう設計されている。これ
を行なうにはＶＯＲ＠のＯＮ状態時に生じる残留リタデ
ーションを観者の左目にて差引くことにより実現し、そ
の為に各光軸■、輔が相互に直交配列された１対の固定
リタデーションプレート員？（至）を含む第１光学リタ
デーシヨン手段を採用している。リタデーションプレー
トー〒＠は両者のリタデーションの差がＶＯＲＵのＯＮ
状態時の残留リタデーションと等しくなるよう選択され
る。従って、リタデーションプレート岐のリタデーショ
ンはリタデーションプレート輪のそれより大きい。リタ
デーショングレートｍの光軸−はＶＯＲ（財）の光軸−
に平行である。リタデーショングレートｅ４＝輪は互に
接触して偏光フィルタ（１）の観者の左目（６）と反対
側に配置される。

リタデーショングレート輪と岐はＯＮ状態のＶＯＲ（イ
）の残留リタデーションと略等しいリタデーションを有
する単一のリタデーションプレートとしてもよい。斯る
単一のリタデーショングレートの光学軸はＶＯＲ（２）
の光学軸−と直角となろう。

偏光フィルターの偏光フィルタα４に対するオリエンテ
ーションは画像装置−“、αＱ共に同じである。

観視手段（財）はＶＯＲ（イ）がＯＦＦ状態のとき、右
目■に第１イメージが到達するのを阻止するよう設計さ
れている。これを実現する丸め、観者の右目−の前に固
定半波リタデーショングレート■を含む第２光学リタデ
ーシヨン手段を採用する。偏光フィルタ０埠は第２図の
画像装置（Ｌｌの位置に対して９０°回転しており、偏
光フィルタ（３９の吸収軸（至）は偏光フィルタａ４の
吸収軸（ト）と直交する。半波グレート−は偏光フィル
タ（イ）の観者の右目（ロ）と反対面に配置する。半波
リタデーションプレートーの光学軸■はリタデーション
プレート岐の光学軸輪と平行である。

所望のイメージ抑圧量を得るために、ＶＯＲ（財）は半
波リタデーションプレートーが同調する波長が半波リタ
デーションを生じるよう同調する。

第４Ａ図、４８図は夫々第１及び第２イメージの光線が
観視手段Φ及び（へ）に入射する場合の光学応答特性を
示す。これら第４人及び４Ｂ図の応答特性は夫々第３Ａ
、３Ｂ図の特性に対応する。第４Ａ図はＶＯＲ（財）が
時点Ｔ２−　Ｔ３間でＯＮ状態のとき第１イメージが左
目（６）Ｋ伝達される量は約１％に第４Ｂ図は時点’ｒ
、　＋　’ｒ２間ｆ　ＶＯＲｆｉカＯＦＦ　状態ノドき
、第２イメージが観者の右目（財）に透過（漏洩）する
量は約１．５％に低減されることを示す。

第５Ａ乃至５Ｃ図は第２図の画像装置αＱと第１図の画
像装置類との夫々４４０　ｎｍ　、　５１３　ｎｍ及び
６２０　ｎｍの波長につき観者の右目（財）で見た場合
の光学特性を比較したものである。画像装置αＱ及び輪
で使用するＶＯＲ（２）は５１３　ｎｍ　（緑色）光線
に対して半波リタデーションを生じるように同調してい
る。

半波グレート−は緑色光線に半波リタデーションを生じ
るよう選択している。

第５Ａ、５Ｂ及び５０図の光学応答特性り◆、（至）及
び輪は夫々第１図の画像装置−が時点で２からＴ３にわ
たり広いカラーレンジで右目−に第２イメージが到達す
るのを阻止することを示して＞６゜従ってフルカラー及
び広帯域螢光体への用途に好適であることを示す。従っ
て、第５Ａ図及び５Ｃ図の光学応答特性（２）及び輪は
第２図の従来画像装置（７）がＶＯＲ５の同調している
色と異なる色の第２イメージの漏洩を生じることを示し
ている。第５Ｂ図の光学応答特性ｆ傍は、ＶＯＲ手段（
財）が５１３　ｎｍの光線に実質的に半波リタデーショ
ンを生じるよう同調しているので、Ｔ２−　Ｔ３期間中
に第２イメージは実質的に完全く消滅することを示す。

第６図は本発明による立体画像表示装置の第２好適実施
例の構成図である。画像装置（１００）は画像装置−の
変形であって、観者の頭の傾きによるイメージコントラ
ストの感度低下を行なっている。

画像装置（１００）のイメージエンコーダ手段とシーン
の第１及び第２斜視図形成装置は次の点で前述した画像
装置（至）及び輪と異なる。

ＶＯＲ手段がイメージエンコーダ手段を構成する偏光フ
ィルタα４と共に対向配置した第１及び第２ＶＯＲ（１
０１）及び（１０２）よ多構成される。ＶＯＲ（１０１
）の光学軸（１０３）はＶＯＲ（１０２）　ｆ）光学軸
（１０４）と直交している。

スイッチング回路（ホ）はＶＯＲ（１０１）と（１０２
）　Ｋ別個のスイッチング信号を与える。ＶＯＲ（１０
１）　ト（１０２）の夫々は、このスイッチング信号に
応じて実質的にリタデーションが０のＯＮ状態と略０リ
タデーシヨンのＯＦＦ状態を生じる。第１イメージの光
線が偏光フィルタαゆの水平透過軸−を出ると、スイッ
チング回路（ハ）はＶＯＲ（１０１）がＯＮ状態で実質
０リタデーシヨンを生じ、ＶＯＲ（１０２）がそれを通
過する光線に略０リタデーシヨンを生じるようにする。

これら状態下で、ＶＯＲ（１０２）を出る第２イメージ
の光線は伝送媒体（至）を通過するとき左回転偏光され
る。

よッテ、ＶＯＲ（１０１）及び（１０２）　！り構成さ
れるＶＯＲ手段は第１偏光方向（右回転偏光）の回転偏
光光線の第１イメージと第２偏光方向（左回転偏光）の
回転偏光々線の第２イメージとをエンコードする。ＶＯ
Ｒ（１０１）と（１０２）の正味のリタデーションは画
像装置の静止状態動作中に略Ａ波長である。

イメージデコーダ手段は第１観視手段（１０６）と第２
観視手段（１０８）とを有する。観視手段（１０６）は
観者の左目の前に配置され、第１光学リターダ手段即ち
Ａ波プレート（１１０）と偏光フィルタ（７）とよ多構
成される。Ａ波プレー）　（１１０）の光学軸（１１２
）はＶＯＲ（１０１）　Ｏ光学軸（１０３）と平行配置
されている。観視手段（１０８）は観者の右目の前方に
配置され、第２光学リターダ手段即ちＡ波グレー）　（
１１４）と偏光フィルタ（イ）とよ多構成される。Ａ波
プＬ／　−）　（１１４）　Ｏ光学軸（１１６）はＶＯ
Ｒ（１０２）　Ｏ光学軸（１０４）に平行配置されてい
る。偏光フィルタ（ト）と（イ）は第１図の画像装置類
について説明した通り、偏光フィルタ（１４）の垂直吸
収軸（１８）と同じ相対位置関係にある。

ＶＯＲ（１０１）が略０リタデーシヨンとなるよう指令
を受けると、第１イメージの右回転偏光々線はに波プレ
ート（１１０）と（１１４）　Ｋ入射する。Ａ波プレー
）　（１１０）　ｆ）光学軸（１１２）はＶＯＲ（１０
２）　＋７）光学軸（１０４）と直交関係にあるので、
右回転偏光々線は水平ＩＪ　ニア偏元々線に変換され偏
光フィルタ翰の吸収軸（至）に吸収される。よって、第
１イメージの光線は観視手段（１０６）により観者の左
目に）から阻止される。Ａ波プレー）　（１１４）の光
学軸（１１６）はｖｏＲ（１０２）の光学軸（１０４）
と平行配置されているので、右回転偏光々線は垂直リニ
ア偏光々線に変換されて偏光フィルタ（イ）の透過軸（
イ）を通過する。

よって、第１イメージの光線は被視手段（１０８）によ
シ観者の右目（財）に透過する。

ＶＯＲ（１０２）がＯリタデーションとなるようＫされ
ると、第２イメージの左回転偏光々線はＡ波プレート（
１１０）と（１１４）に入射する。Ａ波プレー）　（１
１０）の光学軸（１１２）はＶＯＲ（１０１）　ｆ）光
学軸（１０３）と平行であるので、左回転偏光々線は垂
直リニア偏光々線に変換されて偏光フィルタ（１）の透
過軸（ロ）を通過する。よって、第２イメージの光線は
被視手段（１０６）によシ観者の左目（６）Ｋ通過する
。Ａ波グレート（１１４）　（７）光学軸（１１６）は
ｖｏＲ（ｘｏｌ）Ｏ光学軸（１０３）と直交するので、
左回転偏光々線は水平＋７　＝ア偏゛　光々線に変換さ
れて偏光フィルタ（至）の吸収軸（至）に吸収される。

よって、第２イメージの光線は被視手段（１０８）によ
シ観者の右目（財）から阻止される。

回転偏光々線のみが伝播媒体（７）を伝播することに注
目して下さい。もし被視手段（１０６）及び（１０８）
が、観者がかける眼鏡の形態で相互に並設配置された第
１及び第２アイピースを構成すると、回転偏光はこの眼
鏡をかけている観者の頭の傾斜運動によるイメージコン
トラストの感度を低下する。

第７図は画像装置（１００）から左右いずれかの目まで
の光学応答特性を示す。同図中、光学応答特性（１１８
）は時点Ｔ、及びＴ２の転移時間が共に約０．５ミリ秒
の均一値であることを示している。Ｔ２からで３の光の
消失は第４人及び４Ｂ図に示したものより良好であって
、広い波長にわたシコントラストが約５０対１の一定値
である。

画像装置（Ｚｏｏ）はＶＯＲ（１０１）及び（１０２）
がμ波グレー）　（１１０）及び（１１４）の波長にマ
ツチするよう同調しているとき最高動作をする。Ａ波グ
レー）　（１１０）と（１１４）はスペクトル位置が中
間であるので、緑光線に対してＡ波すタデーションを生
じるよう選定される。上述した仕様とＶＯＲ（１０１）
　。

（１０２）及びＡ波プレー）　（１１０）及び（１１４
）の方向により、■正味Ｑ　ＩＪタデ−ジョンの光が光
を受けることを意図しない目をカバーする被視手段に入
射することを保証し、■ＯＮ状態になるよう指令を受け
たＶＯＲの残留リタデーションを低減する。これら要件
を満足すると、斜視カラーイメージ又は広帯域イメージ
ンース螢光体と共に使用できる画像装置が得られる。

液晶ＶＯＲ本発明の好適実施例はいずれも少なくとも１個の液晶セ
ルを使用し、この液晶セルは電極構体に印加した励起電
圧によシ生じる電界に応じて通過光線のリタデーション
を制御するＶＯＲとして動作する。この液晶セルは上述
した比較的短かい転移時間に光学リタデーション状態の
スイッチングが可能である。

第８図を参照すると、液晶セル（２００）は１対の略平
行且つ一定間隔を有する電極構体（２０２）及び（２０
４）を有し、その間にネマチック液晶材料（２０６）を
充填している。電極構体（２０２）はガラス製基板（２
０８）より成り、その基板内面には酸化インジウム錫の
如き従来の透明導電層（２１０）が被着形成されている
。ディレクタ配向被膜（２１２）が導電層（２１０）に
形成され、これが液晶体（２０６）と電極構体（２０２
）との境界を形成する。被膜（２１２）の液晶材料との
接触表面は２つの方法のうちのいずれかによう処理する
ことによシ、これと接触する液晶材料のディレクタの所
望配向を促進する。これらディレクタ配向被膜（２１２
）の処理方法及び使用材料の詳細は後述する。電極構体
（２０４）は電極構体（２０２）と同様構成であるので
、対応素子には同じ参照符号を用い、その後にダッシュ
を附している。

電極構体（２０２）　、　（２０４）の短脚端部は相互
に偏位させて導電層（２１０）、（２１０’）にアクセ
スしてスイッチング回路−の出力導体へのリード端子（
２１３）が接続できるようにする。スペーサ（２１４）
はガラスファイバ等の適当な材料を用いて両電極構体（
２０２）及び（２０４）間を略平行に維持する。

第９Ａ乃至９Ｃ図を参照する。液晶セル（２００）内の
ネマチック配向層（２１２）及び（２１２勺の構成につ
いてはボイド等の米国特許第４，３３３，７０８号公報
の第７欄第４８−５５行に記載されている。しかし、こ
の？イド等の特許に開示する液晶セル自体は以下の点で
本発明のものと相違する。即ち、前者は後者のセル（２
００）がわずかしか含んでいない交互傾斜ジェオメトリ
型の配向を含んでおり、これ妃よりセル内のディスクリ
ネーション運動を促進して双安定スイッチングデバイス
を得ようとしている。

電極構体（２０２）の被膜（２１２）は、電極構体面接
触ディレクタ（２１６）が配向被膜（２１２）の面を基
準に反時計方向に測定するとき傾斜バイアス勇士〇で相
互に平行配列するよう処理されている。電極構体（２０
４）の被Ｍ　（２１２っは、この電極構体の表面接触デ
ィレクタ（２１８）が被！ＩＸ（２１２つの表面を基準
に時計方向に測定するとき傾斜バイアス角−θで相互に
略平行配列するよう処理されている。よって、液晶セル
（２００）は電極構体（２０２）及び（２０４）のディ
レクタ配向層（２１２）及び（２１２つの対向面の面接
触ディレクタ（２１６）及び（２１８）が互に逆方向に
傾斜バイアスされている。

面接触ディレクタに所望配向処理を行なう第１の方法は
、夫々電極構体（２０２）及び（２０４）上に配向被膜
（２１２）及び（２１２’　）を構成する材料として、
ポリイミドを使用する。各配向被膜を摩擦して２°乃至
５°が好ましい傾斜バイアス角１θ１を得る。２番目の
方法は、夫々電極構体（２０２）及び（２０４）の配向
被膜（２１２）及び（２１２’）を構成する材料として
一酸化シリコン（ＳｔＯ）を使用する。この８１０層を
蒸発して電極構体の表面から測って好ましくは５６の角
度で蒸着して１０’〜３０’、好ましくは１５°〜２５
゜の傾斜バイアス角度１θ１ｔ−得る。

−酸化シリコン又は他の配向材料を被着して液晶分子を
所定方向に配向する方法は当業者に周知であり１例えば
ジャニングの米国特許第４，１６５，９２３号公報等に
開示されている。

第９Ａ図は約２　ｋＨｚ及び２０　ＶｒｍｓのＡＣ信号
Ｖ。

を夫々電極構体（２０２）及び（２０４）の導電層（２
１０）及び（２１０’）に印加した場合の面非接触ディ
レクタ（２２０）の方向を示している。導電層（２１０
）を接地して信号Ｖ、を導電層（２１０’）に印加する
と、スイッチング回路□□□の出力には第１スイツチン
グ状態が作られ、交番電界Ｅが電極構体（２０２）と（
２０４）間（７）ｆｆ晶セル（２００）内に生じ、この
セルｌ　ＯＮ光学リタデーション状態にする。正の誘電
異方性を有する相当数の液晶材料（２０６）の面非接触
ディレクタ（２２０）の両端はセル内の電気力線の方向
（２２１）即ち電極構体の配向処理表面と法線方向にな
る。

よって、セル（２００）がＯＮ状態に励起されると、面
非接触ディレクタ（２２０）はセル表面に垂直に配列す
る。

第９Ｂ図は信号Ｖ、を取り去つ死後、面非接触ディレク
タの配列がセル内の電極構体間に作られる電界に影響を
受けないようにした後の面非接触デ、ｆ　Ｌ／クタ（２
２０）の方向を示す。ここではＯＮ状態の一列縦隊の配
向からリラックスさせる分子間弾性力を受ける。信号Ｖ
、を取り除くと、スイッチング回路（ハ）の出力に第２
スイツチング状態が生じる。

第９Ｂ図のディレクタ方向はセル（２００）がＯＦＦ’
状態である場合のディレクタ方向に対応する。

セル（２００）をＯＦＦ状態にスイッチするには、セル
の層（２１０’）にスイッチング回路（ハ）の出力から
信号Ｖ、の電圧レベルより低いＯＶ付近の電圧を有する
信号ｖ２を印加しても達成可能である。信号ｖ２の周波
数は信号Ｖ、のそれと一般に同じである。

、第９Ｃ図は中間状態の面非接触ディレクタ（２２０）
の方向を示し、この状態はＯＮ状態の一列縦隊の配列状
態と一部リラックスしたＯＦＦ状態との中間状態を表わ
す。

液晶セルのＯＮ状態から中間状態を経てＯＦＦ状態への
転移中、面非接触ディレクタは電極構体に法線方向の一
列縦隊状態から隣接ディレクタ同士が略平行になろうと
する状態と逢ろうとする。よって、面非接触ディレクタ
（２２０ｍ）−（２２０ｂ）は方向矢　　□印（２２２
ｍ　）で示す時計方向に回転して夫々ディレクタ（２１
’６）、（２２０ｍ）が略平行関係になり、面非接触デ
ィレクタ（２２０ｅ）−（２２０ｄ）は夫々ディレクタ
（２１８）。

（２２０ａ）に対して略平行関係になるように矢印（２
２２ｂ　）の方向に回転する。よって、セル（２００）
がＯＦＦ状態にリラックスすると、相当多くの面非接触
ディレクタの各々がセル表面にディレクタの成分を投影
することとなる。しかしこの面非接触ディレクタはセル
表面に略垂直面内にとどまる。

この液晶セル（２００）をＶＯＲとして動作する方法は
面非接触ディレクタを第９Ａ図に示す電界整列即ちＯＮ
状態から第９Ｂ図に示すプレーナ状態即ちＯＦＦ状態〈
ディスクリネーションなくリラックスすることである。

本発明によると、液晶セル（２００）はＯからμ波又は
Ｏから半波リターダのいずれかく駆動する。このリター
ダの光学軸は面非接触ディレクタ（２２０）の配列方向
に対応する。

電極構体（２０２）−（２０４）の面に法線方向（２２
６）に伝播するＩＪ　ニア偏光々線は液晶セルがＯＮ状
態にあるときの面非接触ディレクタ（２２０）の方向と
一致する。ディレクタ（２２０）はＯＮ状態ではその光
学軸のセル電極構体面への投影が無視できる。この状態
では、液晶セル（２００）は方向（２２６）へ伝播する
入射光線に対して相当減少した光学リタデーションを生
じる。

電極構体（２０２）−（２０４）の表面に法線方向（２
２６）に伝播するリニア偏光々線は液晶セルがＯＦＦ状
態のときは面非接触ディレクタの整列方向とは不一致で
ある。ディレクタ（２２０）はＯＦＦ状態では多くのセ
ル成分が電極構体面に投影されるようになり、液晶セル
は法線入射光線に対して実効複屈折を有する。

第１図の画像装置間では、ＶＯＲｆｉの面非接触ディレ
クタ（２２０）の方向はΔｎｄ／λ＝捧の式を満足する
波長λの入射光に対して略半波すタデーションを生じる
ようにカる。ここで、ｄは液晶セルの厚さく２２８）で
あり、Δｎはセルの実効複屈折である。

第６図の画像装置（ｉｏｏ）　テは、ＶＯＲ（１０１）
−（１０２）＋７）面非接触ディレクタ（２２０）の方
向がΔｎｄ／λ；Ａの数式を満足する光の波長λに対し
て実質的にＡ波光学リターダとなる。

尚、以上は本発明を好適実施例について説明したもので
あるが、本発明は何ら斯る実施例めみに限定するもので
はなく、種々の変形変更が可能であることが理解されよ
う。本発明の技術的範囲にはこれら変形変更例も包含す
る本のであること言うまでもない。

〈発明の効果〉本発明の立体表示装置によると、単一のイメージ源（例
えばＣＲＴ　）前面にＶＯＲを配置してイメージエンコ
ーダとし、アイピースには受動イメージデコーダを用い
且つイメージエンコーダの残留リタデーションに起因す
る左右の斜視イメージが夫々右、左目に漏洩して高品質
の立体画像が表示できると共に、単色のみならずフルカ
ラーの立体画像も比較的安価且つ安全に得られる等の顕
著な作用効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による立体表示装置の好適一実施例の構
成図、第２図、第３図は立体表示装置に付随する問題を
説明する為の図、第４図は第３図の立体表示装置の特性
図、第５図は第１図と第２図の画像表示装置の特性比較
図、第６図及び第７図は本発明による立体表示装置の他
の実施例の構成図と特性図、第８図及び第９図は本発明
に使用するＶＯａの一例の構成及び動作説明図である。 α１３　、　Ｍ　、　（１００）は夫々画像装置、（２
）、　（１０１）　。（１０２）は夫々ＶＯＲ（可変光学リターダ）、（７）
はスイッチング回路、（１）、（イ）、＠、（財）、　
（１０６）、（１０８）は夫々アイピース又はイメージ
デコーダである。

Claims

【特許請求の範囲】

右目用及び左目用イメージを交互に発生するイメージ源
の出力イメージを立体イメージとする装置であつて、上
記イメージ源の前面に配置して左右イメージの切換えと
同期して動作する可変光学リターダを含むイメージエン
エーダ手段と、観者の左右の目の前に配置して上記イメ
ージ源の左右イメージを選択的に通過阻止する偏光フィ
ルタを含む受動イメージデコーダ手段とを具える立体表
示装置。