JPS619618A - 立体表示装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は立体表示装置に関するものである。

〔発明の背景〕

先ず、従来技術について図面を参照して説明する。

第６ａ図および第６ｂ図は、立体表示装置の第１の従来
例の構成を示す。

第６ａ図において、１−１　ａ　＊　１−１　ｂは左右
それぞれ片眼で見た物体の２次元像に対応する左右画像
（立体画像対）、１．２は例えば１フレーム毎に左画像
、右画像を切り換える電子スイッチ、１．３は電子スイ
ッチ１．２で切り変えられた映像信号を表示するブラウ
ン管等の表示装置、１．４は左画像。

右画像を切シ換える電子スイッチ１．２と連動して左画
面表示時に観察者の左目のみに表示画像を見せ、右画面
表示時には右目のみに表示画像を見せる元シャッタ付メ
ガネである。

第６ｂ図は元シャッタ付メガネ１．４のレンズに対する
位置に取り付けられている元シャッタの一例を示す。第
６ｂ図で、１．５は例えば垂直方向に対して右に４５’
回転した偏光角を持つ偏光板、１．６は偏光板１．５に
対して９０’偏光角が異なる例えば垂直方向に対して左
に４５°回転した偏光角を持つ偏光板、１．７は電圧を
加えることで偏光角を９０’回転させるＰＬＺＴ等電気
光学素子、１．８は電子スイッチ１．２に同期して右画
像表示時に観察者の右目のみ又左画像は左目のみに光を
通過させる様にＰＬＺＴ’１．７に電圧を加え光シャッ
タを駆動するコントローラである。

上記の構成で１７に一ム毎にスイッチ１．２にょル切シ
換わる左右画像をブラウン管１．３で表示する画像を、
観察者ば１フレーム毎に切シ換わる右左画像に同期して
右画像は右目、左画像は左目のみ元シャッタ付メガネを
通して見ることができる口そして観察者は立体画像対を
立体画像として知覚できる。

従来の立体表示装置の第２の従来例を第７図に示す。第
７図において１．１ａ　、−１，１ｂは前述した左右画
像（立体画像対）、１．３ａ　、　１．３ｂはブラウン
管表示装置、１．９ａ　＋１．９ｂは互いに９０す異な
った偏光角を持つ偏光板、１，１ｏはブラウン管１．３
ａ　１１．３ｂで表示された左画像１．１ａ、右画像１
．１ｂの合成を行うハーフミラ−１１，１１は偏光板１
．９８で偏光された光を通過する偏光角を持った偏光板
及び偏光板１．９ｂで偏光された光を通過する偏光角を
持つ偏光板をそれぞれ左目、右目のレンズ位置に配置し
た偏光メガネである。

上記構成において左画像１．１８はブラウン管１．３ａ
で表示され偏光板１．９ａ及びハーフミラ−１，１０を
通過しまた右画像１．１ｂはブラウン管１．３ｂで表示
され偏光板１．９ｂ通過しハーフミラ−１，１０で反射
されそれぞれ合成され観察者へ達する。観察者は前記偏
光メガネ１．１１　を掛けることによって、左画像１．
１ａの偏光板１．３ａで偏光された通過光を、左目に対
応する偏光メガネ１．１１の偏光板を通して左目のみで
見ることができ、また右画像１．１ｂに対しても同様に
右目のみで見ることができる。１．１ａ　、　１．１ｂ
の左右画像対は前記第１の従来例と同様に立体画像対で
あるので観察者は立体画像として知覚できる。

従来、立体表示装置としてこの様な例があるが、第６＆
図、第６ｂ図に示す第１の従来例においては光シャッタ
付メガネ１．４の光シャッタをコントロールするために
元シャッタ付メガネ１．４のコントロール用配線が必要
であ）観察者にとって非常に不愉快なものである。また
光シャッタ１．７にＰＬＺＴを使用するために高電圧が
必要となり観察者にとって危険でもある。

第７図に示す第２の従来例においては装置が大型化する
欠点がある上に光学的にブラウン官１．５ａ　。

１．３ｂ及びハーフミラ−１，１０の位置精度が必要に
なる等欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上述従来例の欠点を除去した立体表示
装置を提供することで、上記の第１の従来例において必
要とされる光シヤツタ付メガネの配線をなくし、且つ上
記の第２の従来例における装置の大型化を避けることが
でき、また光学的にブラウン管およびハーフミラ−の位
置精度を出す必要をなくした立体表示装置を提供するこ
とである。

〔発明の概要〕

本発明による立体表示装置は、従来の立体表示装置に使
用されるブラウン管ディスプレイの代シに液晶表示器を
使用することによって、従来の立体表示装置における欠
点を排除したもので、その特徴とするところは異なる視
点から撮像された画像を定められた時間間隔で表示され
る液晶表示器と、偏光角度を前記時間間隔に対応せしめ
て時分割で変化する液晶板を前記液晶表示器の前面に設
は観察者が前記偏光角の異たった偏光板を持つ偏光メガ
ネを用いて液晶表示器を観察し立体像を観知することに
ある。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明に係る立体表示装置における液晶表示装
置の一実施例を示す。

図中、Ａは観察者の方向を示し、Ｂは光源を示す。この
液晶表示装置は、異なる視点から撮像された画像、例え
ば左画像および右画像、を定められた時間間隔で表示す
る液晶表示部Ｃと、偏光角度を前記時間間隔に対応せし
めて時分割で変化する全面液晶部りを含む。

液晶表示部Ｃば、互に偏光角を同じ方向に配置した偏光
板２．１ａおよび２．１ｂ、がラス板２．２ａおよび２
．２ｂＸ画像の一画素にあたる電極をスイッチングする
薄膜トランジスタ（ＴＰＴ　）等のスイッチングトラン
ジスタ２．３、画像の一画素に対応するＩＴＯ等より成
る透明成極２．４ａ、　ＩＴＯ等よシ成る共通透明電極
２．４ｂ、液晶材料からトランジスタ、透明電極等を保
護する保護層２，５ａおよび２．５ｂ、互に直交する配
向角度をもつ配向層２．６ａおよび２．６ｂ。

ＴＮ型液晶材料２．７、カラーフィルター２．８ｔ″含
む。

配向層２．６ａは偏光板２．１ａおよび２・ｌｂの偏光
角と伺じ向きの配向角度をもつ。

・全面液晶部りは、ガラス板３．１ａおよび３．１ｂ　
。

ＩＴＯ等より成る共通透明電極３．２ａおよび３．２ｂ
　。

保護層３．３ａおよび３．３ｂ　、互に直交する配向角
度をもつ配向層３．４ａおよび３．４ｂＸＴＮ型液晶材
料３．５を含む。配向層３．４８は偏光板２．１ａおよ
び２．１ｂの偏光角と同じ向きの配向角度をもつ。

上記の液晶表示装装置の駆動回路の一゛実施例を第２図
に示す。ｉａ２図において、４．１は第１図に示す液晶
表示部Ｃの回路を示し、４．２はその画像の一画素に対
する回路を示し、回路４．２の各々は一画素分の電極を
スイッチングするトランジスタ４．２ｍ　（第１図にお
いて２．３で示すもの）および一画素分の電極にはさま
れた液晶材料４．２ｂ　（第１図に２．７で示すもの）
を含む。また、第２図中、４．３は第１図に示す全面液
晶部りを示す。５，１ａおよび５．１ｈａ、゛それぞれ
、左および右の片眼で見た物体の２次元像に対応する画
像（立体画像対）を発生するカメラ等の映像信号源、５
．２は映像信号源５．１＆および５．１ｂの同期信号を
発生する同期発生回路、５．３は同期信号から１フレー
ムごと左右画像を切シ換える切）換え信号を出すフレー
ム切り換え回路、５．４はフレーム切勺換え回路から信
号を受は取勺１フレームごとに左右画像を切〕換える電
子スイッチ、５．５は全面液晶部を駆動する全面液晶駆
動回路、５．６および５゜７は、それぞれ映像信号から
液晶表示部を駆動する映像信号サンプルホールド回路及
び垂直走査回路である。

本発明に係る液晶パネル及び駆動回路は揶１図および第
２図に限られるものではないが以後の説明は第１図およ
び第２図に示す実施例を例にして進める。

次に、上記の立体表示装置の作用について第３図を参照
して説明する。

第３図は、横軸を時間（“図中の１フレームの時間）と
し、（ａ）は表示画面の変化、伽）は全面液晶部りの駆
動電圧−（第１図中、透明電極３．２ａおよび３．２ｂ
の間に印加される電圧）、（Ｃ）は第１図の偏光板２．
１ｂの偏光角を基準として観察者方向Ａへ透過する偏光
角を示す。

上記の立体表示装置の動作の際、電子スイッチ５．４（
第２図）は、フレーム切シ換え回路５．３から信号を受
は取シ１フレーム毎に左右画像を切シ換える。従って、
第３図（ａ）に示すように表示画面は１フレーム毎に左
右画像に切シ換えられる。画像の切シ換えと同時に全面
液晶駆動回路５．５はフレーム切シ換え回路５．３から
のフレーム切シ換えと同期した信号にハシ第３図Φ）に
示す・出力を全面液晶部Ｄ（第１図）に加える。そのた
め観察者の方向Ａの偏光角は全面液晶部りに電圧が加わ
っていない場合ねじれネマチック効果により配向層３．
４ａ　、　３−４ｂに従い９００偏光角が偏光板２．１
ｂの偏光角を基糸として回転する。また電圧を加えた場
合、液晶分子が厚さ方向に対して平行になるため偏光角
は偏光板２．１ｂに対して変化しない。そのため入方向
の偏光自社偏光板２．１ｂを基準として第３図（ｃ）の
様になる。

以上よシ左右画像に対して偏光角が９０’異なった表示
が得られる。観察者は第２の従来例と同様に左画像の偏
光角と同じ偏光角を有する偏光板を左に、右画像の偏光
角と同じ偏光角を有する偏光板を右に持つ偏光メガネを
掛けることにより左右画像対をそれぞれ左目右目で見る
ことができ左右画像対（立体画像対）を観察者は立体画
像として知覚できる。

上記実施例において左右画像を１フレーム毎に左右画像
を切シ換えたが、立体画（象対映像信号がＮＴＳＣ標準
方式においては１フレームが１／３０秒であシフリッカ
・−が目立つ。そのためＮＴＳＣ標準方式等１フレーム
の時間か長い映像信号の場合には例えばフィールド切シ
換えを行う方式を使用するのが好ましい。この方法によ
シフリッカーを目立たなくすることができる。又ＮＴＳ
Ｃ等標準方式の様な映像信号において以上の様な方法で
はｌフレームないし１フイールドの抜けが生じる。

これらのフィールドあるいはフレーム抜は起こさないよ
うにした本発明の第２の実施例を第４図に示す。第４図
中、第２図に示すものと働きが同じものは同じ符号によ
って指示して、その説明を省く。第４図において６．１
ａおよび６．１ｂはＮＴＳＣ等ビデオ信号を記憶し２倍
のクロックで読み出すことによってフレーム周波数変換
を行うフレームメモリ、６．２はＮＴＳＣ等のフレーム
周波数の２倍の周波数で左右画像の切シ換え信号を出す
左右表示切換回路、６．３は左右表示切換回路６．２の
信号を受ケフレームメモ！］　６．１ａ　、　６．１ｂ
の出力を切り換える電子スイッチである。

上記の第２の実施例におけるその表示出力を第５図に示
す。第５図において、横軸には時間軸がとっである。第
５図中、（ａ）および（ｂ）Ｈフレームメモリ６．１ａ
および６．１ｂに入力される左画像および右画像、（Ｃ
）はフレーム周波数が変換されたフレームメモｌＪ６．
１＆および６．１ｂの出力を電子スイッチ６．３によっ
て切シ換えた表示画面出力、（ａ）は表示器の入方向の
偏光角を示す。この実施例においては、観察者は前記の
第１の実施例と同様に立体像を知覚でき、且つフレーム
の抜けを防ぐことができる。第２の実施例において第１
の実施例と同様に映像信号切シ換えをフィールド単位で
行ってもよい。

さらに本実施例においてばＮＴＳＣビデオ信号等の映像
信号を表示する場合について述べたがこれに限ったもの
ではない。例えば液晶を用いたビデオダーム等の玩具の
様に表示する部分がある特定の形状をしたものであって
もよい。この場合左右画像対としてあらかじめ計算して
表示する部分の特定の形状をした電極の位置を奥行き方
向の距離に応じて、決定する。

また本実施例において液晶表示部４．３と全面表示部４
．１とがガラス２．２ｂ　、　３．１ａ及び偏光板２．
１ｂによシ分離されているが強度・精度の問題がない様
な場合ガラス２．２ｂ　、　３．１ｍは省いてもかまわ
ないし、液晶表示部の構成は第１図に示したアクライブ
マトリクス方式以外の方法であってもよいのはもちろん
である。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明によれば第４の従来例で見られ
た光シャッタ付メガネ１．４の配線を省くことができ、
また第２の従来例で見られる装置の大型化を避けること
ができさらに光学的にブラウン管１．３ａ　、　１．３
ｂ及びハーフミラ−１，１０の位置精度を出す必要がな
い。さらに液晶を用いたビデオデーム等の玩具の様なあ
る特定の形状をした表示器に対しても応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液晶立体表示装置の一実施例を示
す断面図、第２図は第１図に′示す実施例のブロック図
、第３図（、）　（ｂ）　（ｃ）は、第１図および第２
図に示す実施例の表示画像と偏光角を示した図、第４図
は本発明の第２の実施例のブロック図、第５図は第２の
実施例の表示画像と偏光角を示した図、第６ａ図および
第６ｂ図は第１の従来例を示す図、第７図は第２の従来
例を示す図である。 ２．１ａ　、　２．１ｂは偏光板、 ２．２ａ　、　２．２ｂ　、　３．１ａ　、　３．１ｂ
はガラス板、２．５ａ　、　２．５ｂ　、　３−２ａ　
、　：３．２ｂは透明電極、２、．６ａ　、　２．６ｂ
　、　３．４ａ　、　３．４ｂは配向層、２．７　、３
．５は液晶、　　５．３はフレーム切換回路、５．５全
面液晶駆動回路である。 第３図 范５区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 異なる視点から撮像された画像を定められた時間間隔で
   表示する液晶表示器と、偏光角度を前記時間間隔に対応
   せしめて時分割で変化する液晶板を前記液晶表示器の前
   面に設け、観察者が前記偏光角の異なった偏光板を持つ
   偏光メガネを用いて液晶表示器を観察し立体像を観知す
   ることを特徴とする立体表示装置。