JPS62223719A - 立体視装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気的に表示された画像を立体感を伴って観察
するための装置システムに関する。

〔従来の技術〕

立体テレビジョン技術において、ＣＲＴなどの表示装置
用の画面に右眼用画像と左眼用画像とを交互に表示せし
め、一方観察者の左右の眼の前に光シヤツターとして動
作する一対の液晶装置を設け、例えばＣＲＴに右眼用画
像が表示されている間は右眼前の光シヤツターが透過、
左眼前の光シヤツターが不透過となるよう液晶装置を電
気信号で制御し、（左眼画像に対してはこの逆）肉眼の
残像現象を利用して冬眠が見た画像を立体視する方式の
従来技術があった。これらは例えば特開昭４８−６６３
１６号、特開昭５３−５１９１７号公報等に記載されて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術に２いては光シヤツターを眼鏡に組込んで
いるが、液晶装置の透過・不透過を切換える信号はテレ
ビジョン装置から画像切換に同期して得なげればならな
い。このため技術の実現上次のような種々の難点を生ず
る。

（１）液晶装置を乗せるので、眼鏡が大きく、厚く、重
く、高価になる。

（２）表示側の装置と各眼鏡とを信号線でつなぐ場合、
観察者の位置や行動の自由を阻害し、人数を制約する。

（３）眼鏡の光シヤツターの切換信号を無線で得る場合
、眼鏡に受信装置・駆動回路・電池等を搭載せねばなら
ず、眼鏡を一層大きく、重く、高価にし、電池の保守や
管理も面倒である。

本発明はこれらの欠点を一掃すべくなされたものであり
、観察画像の切換に関する電気的手段はすべて画像表示
装置側に持たせ、観察者は単なる偏光板のみを装着した
眼鏡を持てばよいようにし、観察者側の負担を極限にま
で減じた立体視装置を提供することを目的とするもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕 右眼用・左眼用画像が交互に切換えられて表示される画
像表示装置の光出力を偏光させる偏光手段と、更にその
直前（観察者側）に配した旋光手段と、旋光手段の旋光
角を略９０°　（その奇数倍を含む）に切換える制御信
号を画像の切換えと同期して送出する画像信号出力装置
と、観察者側で所持すべき、右眼側と左眼側の偏光軸を
略９０゜異らせた偏光眼鏡とより構成される。

〔作用〕

右眼用・左眼用画像切換に同期して旋光角が切換えられ
る結果、各画像は偏光軸が互に９０°異る偏光出力とな
って観察者側に送出される。従って観察者は一対の偏光
板の各々の偏光軸を各一方の画像だけが見える方向に固
定して設けた眼鏡を用いることにより、６眼は各眼用の
画像のみを同一画面から時分割で観察し、残像現象によ
り合成して立体視感が得られるものである。

〔実施例〕

第１図は本発明の装置の一実施例のシステムの概念図で
ある。本゛システムはテレビジョン、ビデオ画像再生装
置、あるいはコンピュータグラフィック装置等を想定し
ている。１は画像信号出力装置、２は画像信号出力線、
３はＣＲＴ等の画像表示装置、４は画像表示面の全面を
覆うように配した偏光板より成る偏光手段、５は液晶セ
ルより成る旋光装置で、９０°捩れネマチック液晶５１
を透明基板５２及５３の間に封入してあり、全面透明電
極（やはり画像表示面を覆う大きさと配置を有し、表面
には互に直交する配向処理が施されている）５４．５５
間に十分な電圧が出力線６１．６２によって印加される
と電圧無印加時における液晶１層の９０°旋光性が失わ
れるように構成しである。７１は観察者の右眼、７２は
左眼、８は偏光眼鏡で、８１は右眼用の偏光板゛Ｒ１８
２は左眼用の偏光板りである。画像信号出力装置１は放
送局からの画像電波信号、ビデオテープから再生される
画像信号、コンピュータの画像ＲＡＭ内データ等の立体
画像信号源から、右眼用の画像信号と左眼用の画像信号
とを画像信号出力線２に交互に出力する。各画像の交替
は１画像フレーム（１回の画面の一方の縁から他方の縁
まで走査線１本おきの飛越走査で構成される粗い走査線
による一連の絵表示過程）又は１画面（２回の相補的飛
越走査で完成されるきめの細い絵表示過程）毎に行われ
る。画像表示装置６はその画像信号を到来順序通り受動
的にＣＲＴ画面に表示する。その発光は偏光手段４によ
り一方向の偏光のみに揃えられる。本例では偏光軸４１
は図示の如く紙面に平行であるとする。画像信号出力装
置１は画像を切換えている内部の同じタイミング回路に
より切換わる旋光制御信号を線６１．６２に出力する。

旋光装置５にかかる電圧がゼロのときは液晶５１のツイ
ストによる旋光性によって画像光の偏光軸は９０°の回
転を与えられるので、紙面に垂直な偏光軸８６を持つ偏
光板Ｒを通過し右眼のみで観察され、電圧が所定値のと
ぎは液晶５１が垂直に配向させられて旋光性を失い、偏
光手段４と同方向の偏光軸８４を持つ偏光板りを通して
左眼のみで画像が観察される。第２図に各種の動作や電
圧のタイムチャートが例示されている。一方の眼用の画
像の表示時間Ｔ（秒）は眼の残像時間その他の関係から
１／６４．１／６０．１／３２．１／３０゜１／２４．
１／１６．１／１５．１／８等適宜に選ばれる。また旋
光装置５は更に高い周波数（一般液晶表示装置の駆動に
用いられる程度の）で駆動されつつゆっくり０Ｎ−ＯＦ
Ｆされるようにしてもよい。いずれにせよ一般の画像表
示用液晶セルと同様、液晶物質の分解を防ぐため交流駆
動される。

第３図は本発明の他の実施例のシステムのブロック図で
ある。本例は液晶利用の画像表示装置を有する。画像信
号出力装置１はその内部には左右の動画信号作成装置１
０１、該装置からシリーズ又はパラレルに送出される画
像信号又はデータを右眼用と左眼用にわげて記憶する右
眼用画像メモリ１０２及び左眼用画像メモリ１０６、記
憶された各眼用の画像信号の一方のみを選んで画像表示
装置であるドツトマトリクス型の液晶表示装置１０７の
表示電極に表示信号を送出する切換回路（ドライバー回
路を含む）１０６、液晶表示装置１０７の走査電極に走
査信号を送出する走査信号作成回路１０４、上記各回路
の動作や旋光装置である旋光制御用液晶セル１０８の動
作を同期的に制御するタイミング回路１０５等を含む。

１０９は表示画像を背後から照明するバックライトであ
る。液晶表示装置１０７はアクティブ（基板上にドツト
画素駆動用の能動素子の配列を有する）又はパッシブ時
分割駆動のドットマ）　ＩＪクス型のもので、各ドツト
画素の光透過率が画像信号で制御される。液晶はツイス
トネマチック型又は強誘電性のもの等（・ずれも可であ
るが、それらの動作原理は周知であるから記述を省略す
る。本例では液晶セル１０７への後方に背面偏光板１０
７Ｂ、前面偏光板１０７Ｃを併有する。この液晶表示装
置１０７が画像表示のために本来備えている前面偏光板
１０７Ｃが、本発明における偏光手段４（第１実施例参
照）を兼用する。これは液晶表示装置１０７の光出力が
本来偏光化されているから可能である。従って液晶表示
装置１０７と旋光制御用液晶セル１０８は密着積層配置
される。これは最近商品化されたポケット型液晶テレビ
、あるいは壁掛は液晶テレビ、デジタル電子時計などの
立体表示技術に適用しやすい構成である。

次に具体的な本発明による表示例を第４図に示す。同図
（ａｌは右眼用画像、（ｂｌは左眼用画像である。

本実施例は普通の犬ぎさの表示画面を持つ液晶表示式デ
ジタル電子腕時計に適用することを想定して極めて簡単
な画面に構成しである。デジタル表示画面の手前にはも
ちろん旋光装置が取付けである。左右の異る画像はドツ
ト画素の組合せで出すかあるいは画像を細分化したセグ
メント電極を用いて描画することができる。１１は表示
画面の見切枠、１２．１６は時の各桁用の数字表示要素
、１４は時分の区切り表示要素であるコロン、１５．１
６は分の各桁用の数字表示要素、２０〜２６はボールの
表示要素、６０〜３２はバットの表示要素であり、それ
ぞれ番号にＲを附したものが右眼用の、Ｌを附したもの
が左眼用の表示要素である。

見切枠１１に対する右眼用表示要素と左眼用表示要素の
位置をずらしかつ前述のような偏光眼鏡で眺めることで
、見切枠１１の前又は後に奥行を持った表示の展開が得
られる。本例においてはコロン１４Ｌ、Ｒは見切枠１１
に対して同じ関係にあり、従ってコロンと枠は同距離に
見える。これに対し各数字表示要素１２．１６．１５．
１６は見切枠１１より向うに沈んで見える。またポール
表示要素２０〜２６はボールの径が大きいものほど手前
に飛び出して見える。バスト表示要素６０〜６２も左下
に位置するものほど奥から手前に振られたように見える
。ボールとバットの絵表示要素は全部を同時表示とせず
、２０及３０→２１及６１→２２及６２→２６及６２→
２２及６１→２１及６０→２０及６０の如く１秒間づつ
切換え表示すれば（この各々の過程で各ＲとＬが交互に
残像性を失わない程度に時分割表示されているのはもち
ろんである）、ボールが左手前から右手奥へ投げられ、
バットが引かれて球を打ち、ボールが反撥されてまた１
手前に飛び出して来る過程がスローモーション的感覚で
現出される。また時刻の数字表示要素は浮き出したまま
固定とせず、時々その全部又は一部を入れかえ、右眼用
画像にＬ、左眼用画像にＲを置換してもよい。こうする
ことで数字部分の表示の前後位置（距離）が１秒毎に前
後したり、数字表示要素が片端から順に前後に移動して
きたり、前後に波を打った配列になったり、また同じデ
ジットの左辺と右辺の表示位置のちがいでデジットが前
後に傾いたりする。またＬとＲの置換で前後位置の変化
中が２倍になり、例えば右眼用画像として２０Ｒ→２１
Ｒ→２２Ｒ→２３Ｒ→２３Ｌ→２２Ｌ→２１Ｌ→２０Ｌ
、左眼用画像として２０Ｌ→２１Ｌ→２２Ｌ→２３Ｌ→
２３Ｒ→２２Ｒ→２１Ｒ→２０Ｒのように変化させると
、ボールは左手前→右手奥→左手更に奥の如く飛びゆく
変化を見せる。これらをうまく選択すると立体的な秒表
示を含めた興味ある時刻表示の可能性がひらけてくる。

以上２つの実施例システムと１つの表示例について述べ
たが、更に次のような変形例もあげられる。その他回路
システムの変更も含めて本発明の応用範囲は広し・。

（１１旋光装置をＰＬＺＴの如き強誘電性の透明磁器薄
膜（透明電極でサンドイッチ）を用い、あるいは応答特
性の良い液晶物質とそれに合ったセル構成を用いて旋光
角の信号応答性を改善すること。

（例えば特開昭５９−１８４３２２号公報開示の高速液
晶材料による） （２）画像表示装置としてＥＬ表示装置、ガス放電式表
示装置その他の任意の表示装置を用いること。

（３）全画面一度に旋光性の切替えをせず、右眼用と左
眼用の画像をモザイクして画面に出し、旋光性もそのモ
ザイクに合うよう部分的に切りかえること。またそのモ
ザイクの位置を時間的に変えて（ずらして）ゆくこと。

（４）右、左眼用の画像出力の偏光軸を実施例以外の方
向例えば右眼用は左上−右下４５°、左眼用は右上−左
下４５°等に選ぶこと。

（５）旋光角を９０’の奇数倍に選ぶこと。

（６）直線偏光板の代りに円偏光板を用いること。

（７）更に１／４λ、１／２λ位相差板等を挿入して他
の変った効果を得ること。

（８）旋光角の切換えを、旋光性の０Ｎ−ＯＦＦのみで
な（、例えば液晶の捩れ角そのものを櫛歯電極等で変化
させること。

（９）旋光角の変化位相を逆転させ、左右画像と見る目
を逆にし、裏返しの立体効果を得ること。（手動スイッ
チと電圧極性反転回路により実施容易）αω旋光角の切
換えを停止し、一方のみの画像を見せること。（このと
き偏光眼鏡の偏光板の一方を９０″まわせるよ５にして
おくと一方の眼用の画像を両眼視できてよい。眼鏡を外
しても勿論良い）α１）各眼用のカラー画像を表示する
こと。（本発明は青赤式眼鏡による立体表示と異りカラ
ー化には何の支障もない） ａ２画像表示装置を直視せず、偏光を乱さないで反射す
る公知のスクリーンに投写したものを偏光眼鏡を通して
眺めること、これによると大勢で観察することも容易に
なる。

（１３）偏光眼鏡を画像表示装置側に格納し、観察時に
とり外して使用すること。例えば表示パネルを引起す形
式のポケット型液晶テレビの表示パネルを　７閉じると
き一緒にた瓦み込む、あるいは電子腕時計のバンドと一
体化して腕に巻いて収納する。

αａ画像表示装置部分と偏光眼鏡を一体化して国体に組
みこむこと。

〔発明の効果コ 本発明は以上の如き構成を有し、利用価値大である。

（１）観察者側の装置が簡単になり安価であり保守も極
めて容易である。

（２）観察者に行動の自由を与えることができる。

（３）観察者用偏光板を、普通の眼鏡レンズに重ねて取
付けることも容易にできる。

（４）画像のカラー化に関する原理的障害がない。

（５）システム全体の簡素化・小型化が可能になる。

（６）回路の操作で又は更に偏光手段の除去を伴う立体
でない２次元画像の表示装置に容易に切換えられる。

（７）旋光装置は極めて簡単な構造であり、大ぎなコス
トアップ要因にはならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のシステムの概念図、第２図
は同実施例の動作のタイムチャート、第３図は本発明の
他の実施例のシステムのブロック図、第４図は本発明に
よる表示画像の例を示す説明図である。 １・・・・・・画像信号出力装置、６・・・・・・画像
表示装置、４・・・・・・偏光手段、５・・・・・・旋
光装置、８１・・・・・・偏光板Ｒ１８２・・・・・・
偏光板り。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）右眼用画像と左眼用画像とを交互に画像表示装置
   に表示せしめる画像信号出力装置と、前記画像表示装置
   の前方への光出力を偏光とするため必要に応じて更に設
   けられた偏光手段と、該偏光装置の前方に配置されて電
   気的に旋光性を制御しうる旋光装置と、該旋光装置を透
   過した画像を観察するため右眼の直前に置かれる偏光板
   Ｒと、該偏光板Ｒと偏光軸が略９０°異り左眼の直前に
   置かれる偏光板Ｌとより成り、前記画像信号出力装置は
   更に前記画像表示装置に表示される右眼用画像と左眼用
   画像の切換えに同期して前記旋光装置の旋光角を略９０
   °変換させる旋光制御信号を前記旋光装置に印加するよ
   う構成したことを特徴とする立体視装置。