JPS62249137A - 立体多色画像投射装置 - Google Patents
立体多色画像投射装置Info
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- JPS62249137A JPS62249137A JP62058702A JP5870287A JPS62249137A JP S62249137 A JPS62249137 A JP S62249137A JP 62058702 A JP62058702 A JP 62058702A JP 5870287 A JP5870287 A JP 5870287A JP S62249137 A JPS62249137 A JP S62249137A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/1313—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells specially adapted for a particular application
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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- H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
- H04N13/337—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using polarisation multiplexing
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は立体多色画像投射装置、特に複数のイメージ光
源と光学的に関連した受動観察手段を用いた立体多色画
像投射装置に関する。更に詳しく言えば、本発明は、複
数の画像光源から出力する光を、夫々対応する可変移相
子(バリアプルリターダ)等を介し、観察者の両眼に夫
々場面(シーン)の斜視画像を交互に入射及び阻止する
ことにより、観察者に、画像の3次元多色画像を知覚さ
せる装置に関する。
源と光学的に関連した受動観察手段を用いた立体多色画
像投射装置に関する。更に詳しく言えば、本発明は、複
数の画像光源から出力する光を、夫々対応する可変移相
子(バリアプルリターダ)等を介し、観察者の両眼に夫
々場面(シーン)の斜視画像を交互に入射及び阻止する
ことにより、観察者に、画像の3次元多色画像を知覚さ
せる装置に関する。
[従来の技術]
従来、立体画像投射装置では、種々の可変移相子が使用
されている0例えば、rPLZTセラミックスを用いた
立体観察」と題する記事(フエロエレクトリクス、Vo
l、10 (1976年)第47頁〜第52頁)では、
PLZT (ジルコン酸チタンli!鉛ランタン)の強
誘電体セラミックスを使用した立体観察装置を開示して
いる。この立体観察装置は1対のPLZT装置を構成要
素とし、このPLZT装置は観察者が立体画像を観るた
めの眼鏡として使用するものである。1対のPLZT装
置の夫々は、反射防止のコーティングを施したガラス、
前面偏光子、PLZTセラミック・ウェハ、背面偏光子
を光学的に張り合わせたものである。PLZT装置の夫
々に、切換え可能な電源から、OV或いは500Vの電
圧を選択的に印加して複屈折方向を制御し、入射光線の
偏光方向を変化させている。つまり、PLZT装置によ
り光の偏光方向を変えることにより、イメージを含む光
線を、観察者の眼に通過或いは阻止している。
されている0例えば、rPLZTセラミックスを用いた
立体観察」と題する記事(フエロエレクトリクス、Vo
l、10 (1976年)第47頁〜第52頁)では、
PLZT (ジルコン酸チタンli!鉛ランタン)の強
誘電体セラミックスを使用した立体観察装置を開示して
いる。この立体観察装置は1対のPLZT装置を構成要
素とし、このPLZT装置は観察者が立体画像を観るた
めの眼鏡として使用するものである。1対のPLZT装
置の夫々は、反射防止のコーティングを施したガラス、
前面偏光子、PLZTセラミック・ウェハ、背面偏光子
を光学的に張り合わせたものである。PLZT装置の夫
々に、切換え可能な電源から、OV或いは500Vの電
圧を選択的に印加して複屈折方向を制御し、入射光線の
偏光方向を変化させている。つまり、PLZT装置によ
り光の偏光方向を変えることにより、イメージを含む光
線を、観察者の眼に通過或いは阻止している。
上述の記事の第49頁には、PLZT装置の前面偏光子
を除去し、偏光シートを投影スクリーン上に置いた場合
には、立体観察装置は動作しないと記載されている。こ
の理由は、イメージ観察角度が背面偏光子に直角な方向
からずれるに従い、イメージのコントラストが低下し、
視野が非常に狭くなるためである。
を除去し、偏光シートを投影スクリーン上に置いた場合
には、立体観察装置は動作しないと記載されている。こ
の理由は、イメージ観察角度が背面偏光子に直角な方向
からずれるに従い、イメージのコントラストが低下し、
視野が非常に狭くなるためである。
上述の記事に開示された立体観察装置は、観察者の眼前
に設ける観察装置に高電圧を加える必要があるため、安
全性に問題がある。
に設ける観察装置に高電圧を加える必要があるため、安
全性に問題がある。
更に、「3次元カラーテレビジョン」と題する記事(S
MPTEジャーナル(1985年8月号)第821頁〜
第825頁)では、従来のテレビジョンカメラの前面に
、間隔を置いて設けた左側及び右側レンズを有する装置
を開示している。この装置では、カメラの前に設けた光
学スイッチにより、偶数フィールド期間中は左側のレン
ズを介してカメラにイメージを送り、一方、奇数フィー
ルド期間中は右側のレンズを介してカメラにイメージを
送るようにしている。受信側では、液晶スクリーンによ
り、イメージを含む光を、偶数フィールド期間中は垂直
偏光し、奇数フィールド期間中は水平偏光する。観察者
は、水平偏光された奇数フィールド・イメージと、垂直
偏光された偶数フィールド・イメージとを通過させる1
個のレンズから成る眼鏡をかけて立体イメージを見る。
MPTEジャーナル(1985年8月号)第821頁〜
第825頁)では、従来のテレビジョンカメラの前面に
、間隔を置いて設けた左側及び右側レンズを有する装置
を開示している。この装置では、カメラの前に設けた光
学スイッチにより、偶数フィールド期間中は左側のレン
ズを介してカメラにイメージを送り、一方、奇数フィー
ルド期間中は右側のレンズを介してカメラにイメージを
送るようにしている。受信側では、液晶スクリーンによ
り、イメージを含む光を、偶数フィールド期間中は垂直
偏光し、奇数フィールド期間中は水平偏光する。観察者
は、水平偏光された奇数フィールド・イメージと、垂直
偏光された偶数フィールド・イメージとを通過させる1
個のレンズから成る眼鏡をかけて立体イメージを見る。
しかし、この装置は、左眼及び右眼のイメージを集束さ
せるために、外部光学素子を必要とするという欠点があ
る。
せるために、外部光学素子を必要とするという欠点があ
る。
更に又、「立体カラーTV用のパイサーキュラ−偏光の
利点について」と題する記事(I EEEトランザクシ
ョン・オン・コンシューマ・エレクトロニクス、Vol
、CE−28、No、 4 (1982年9月)第63
8頁〜第650頁)では、2個のカラー陰f!線管のス
クリーン面から出力するイメージを伝達するために、左
まわり及び右まわり円偏光を使用する3次元観察装置を
開示している。この装置では、2個の陰極線管は共に画
像の左及び右斜視イメージを出力し、2個の陰極線管の
夫々のスクリーンの前面に、ニュートラル直線偏光フィ
ルタ及び四分の一波長板を置く、2個の四分の一波長板
の光軸は平行であり、2枚の偏光子の透過軸は互いに直
角である。斜視イメージは、一方の陰極線管からは左ま
わり円偏光された光により伝搬され、他方の陰極線管か
ら右まわり円偏光された光により伝搬される。
利点について」と題する記事(I EEEトランザクシ
ョン・オン・コンシューマ・エレクトロニクス、Vol
、CE−28、No、 4 (1982年9月)第63
8頁〜第650頁)では、2個のカラー陰f!線管のス
クリーン面から出力するイメージを伝達するために、左
まわり及び右まわり円偏光を使用する3次元観察装置を
開示している。この装置では、2個の陰極線管は共に画
像の左及び右斜視イメージを出力し、2個の陰極線管の
夫々のスクリーンの前面に、ニュートラル直線偏光フィ
ルタ及び四分の一波長板を置く、2個の四分の一波長板
の光軸は平行であり、2枚の偏光子の透過軸は互いに直
角である。斜視イメージは、一方の陰極線管からは左ま
わり円偏光された光により伝搬され、他方の陰極線管か
ら右まわり円偏光された光により伝搬される。
この観察装置は夫々四分の一波長板とニュートラル直線
偏光子を有し、円偏光を直線偏光に変換して観察者の左
眼及び右眼に夫々左眼イメージ及び右眼イメーを投射す
る2個のアイピースより成る受動観察装置を使用する。
偏光子を有し、円偏光を直線偏光に変換して観察者の左
眼及び右眼に夫々左眼イメージ及び右眼イメーを投射す
る2個のアイピースより成る受動観察装置を使用する。
アイピースの一部を構成する2枚の四分の一波長板の光
軸は互いに平行であり、また、陰極線管のスクリーンの
前面に置かれた四分の一波長板の光軸に対しても平行で
ある。更に、ニュートラル直1111光子は、直交する
吸収軸を有する。上述の記事には、左及び右まわり円偏
光の利用により、観察者の頭の動きに影響を受けない3
次元イメージが得られると記載されている。
軸は互いに平行であり、また、陰極線管のスクリーンの
前面に置かれた四分の一波長板の光軸に対しても平行で
ある。更に、ニュートラル直1111光子は、直交する
吸収軸を有する。上述の記事には、左及び右まわり円偏
光の利用により、観察者の頭の動きに影響を受けない3
次元イメージが得られると記載されている。
しかしながら、この従来例は、立体イメージを得るのに
、左右の斜視イメージを出力する別個の陰極線管を必要
とするという欠点がある。
、左右の斜視イメージを出力する別個の陰極線管を必要
とするという欠点がある。
更に又、米国特許第4.281,341号公報には、立
体テレビジョン装置の受像機を開示し、この受像機では
、陰極線管からフィールド順次形式で出力する斜視イメ
ージ光の偏光方向を、ねじれネマティック液晶セルを使
用して変更している。
体テレビジョン装置の受像機を開示し、この受像機では
、陰極線管からフィールド順次形式で出力する斜視イメ
ージ光の偏光方向を、ねじれネマティック液晶セルを使
用して変更している。
ねじれネマティック液晶セルは、直線偏光子の後方に置
かれる。一方、この直線偏光子は、陰極線管のスクリー
ンの前面に設けられ、垂直方向に透過軸を有する。観察
者は、各々ニュートラル偏光子を有する2個のアイピー
スから成る眼鏡をかけて立体イメージを観察する。上述
のニュートラル偏光子の偏光軸は互いに直交し、一方の
偏光子の偏光軸は、陰極線管のスクリーンの前方に置い
た偏光子と平行である。
かれる。一方、この直線偏光子は、陰極線管のスクリー
ンの前面に設けられ、垂直方向に透過軸を有する。観察
者は、各々ニュートラル偏光子を有する2個のアイピー
スから成る眼鏡をかけて立体イメージを観察する。上述
のニュートラル偏光子の偏光軸は互いに直交し、一方の
偏光子の偏光軸は、陰極線管のスクリーンの前方に置い
た偏光子と平行である。
この従来例は、斜視イメージを伝搬する光の偏光方向を
急速に変更するのに、かなり高い電圧を加えなければな
らないという問題がある。この様な装置を低速スイッチ
ングで動作させればフリッカの原因となり、逆に、窩速
スイッチングで動作させれば低コントラストのイメージ
となるという欠点がある。
急速に変更するのに、かなり高い電圧を加えなければな
らないという問題がある。この様な装置を低速スイッチ
ングで動作させればフリッカの原因となり、逆に、窩速
スイッチングで動作させれば低コントラストのイメージ
となるという欠点がある。
[目的]
本発明は、3次元多色画像を実現する立体多色画像投射
装置を提供することをその目的とする。
装置を提供することをその目的とする。
本発明は、更に、複数の多色イメージ光源及びこのイメ
ージ光源と同数の可変移相子を有するイメージ・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
とを有する立体多色画像投射装置を提供することをその
目的とする。
ージ光源と同数の可変移相子を有するイメージ・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
とを有する立体多色画像投射装置を提供することをその
目的とする。
本発明は、更に、深度の深い大型イメージを実現する立
体多色画像投射装置を提供することをその目的とする。
体多色画像投射装置を提供することをその目的とする。
本発明は、更に、外部回路を必要とすることなく、両眼
のイメージ集束性を向上させた立体多色画像投射装置を
提供することをその目的とする。
のイメージ集束性を向上させた立体多色画像投射装置を
提供することをその目的とする。
本発明は、更に、フリッカ周期よりも早く且つコントラ
ストの大きい斜視イメージを、フィールド順次形式で実
現する立体画像投影装置を提供することをその目的とす
る。
ストの大きい斜視イメージを、フィールド順次形式で実
現する立体画像投影装置を提供することをその目的とす
る。
[実施例コ
以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図に示した立体多色画像投射装置10は、3個の光
源12.14及び16を有し、各光源は、例えば陰極線
管である。イメージ光源12.14及び16は、夫々異
なった色のイメージ・フィールド情報(画像イメージ)
を出力し、画像の第1及び第2斜視イメージを交互に作
成する。好適実施例では、光源12.14及び16は、
夫々、赤、緑及び青の画像イメージを出力するようにす
る。
源12.14及び16を有し、各光源は、例えば陰極線
管である。イメージ光源12.14及び16は、夫々異
なった色のイメージ・フィールド情報(画像イメージ)
を出力し、画像の第1及び第2斜視イメージを交互に作
成する。好適実施例では、光源12.14及び16は、
夫々、赤、緑及び青の画像イメージを出力するようにす
る。
第1群の偏光子18.20及び22は、夫々、光源(以
下陰極線管とする場合がある)12.14及び16の管
面の直前に置かれ、陰ffi線管からの光線を所定の偏
光方向に偏光する。偏光子18.20及び22は、夫々
、垂直吸収軸24.26及び28と、水平透過軸30.
32及び34を有するニュートラル直II(II光子で
ある。
下陰極線管とする場合がある)12.14及び16の管
面の直前に置かれ、陰ffi線管からの光線を所定の偏
光方向に偏光する。偏光子18.20及び22は、夫々
、垂直吸収軸24.26及び28と、水平透過軸30.
32及び34を有するニュートラル直II(II光子で
ある。
第1及び第2斜視イメージを有する赤光線は、偏光子1
8の透過軸30を介して、可変移相子36に入射する。
8の透過軸30を介して、可変移相子36に入射する。
この可変移相子36は赤光線を半波長だけ遅らせる。可
変移相子36の光軸38は、偏光子18の偏光軸24及
び30に対して略45゛になるように設定されている。
変移相子36の光軸38は、偏光子18の偏光軸24及
び30に対して略45゛になるように設定されている。
受像器40は、出力l142を介し、赤のイメージ・フ
ィールド情報(画像の第1及び第2斜視イメージに対応
する)を陰極線管12に出力し、上記情報の出力に同期
してスイッチ回路44に信号を出力する。
ィールド情報(画像の第1及び第2斜視イメージに対応
する)を陰極線管12に出力し、上記情報の出力に同期
してスイッチ回路44に信号を出力する。
一方、第1及び第2斜視イメージを有する緑光線は、偏
光子20の透過軸32を介して、可変移相子46に入射
し、この可変移相子46により、半波長だけ遅延される
。可変移相子46の光軸48は、偏光子20の偏光軸2
6及び32に対して略45°になるように設定されてい
る。受像器40は、出力線50を介し、緑のイメージ・
フィールド情報(画像の第1及び第2斜視イメージに対
応する)を陰極線管14に出力し、上記情報の出力に同
期してスイッチ回路44に信号を出力する。
光子20の透過軸32を介して、可変移相子46に入射
し、この可変移相子46により、半波長だけ遅延される
。可変移相子46の光軸48は、偏光子20の偏光軸2
6及び32に対して略45°になるように設定されてい
る。受像器40は、出力線50を介し、緑のイメージ・
フィールド情報(画像の第1及び第2斜視イメージに対
応する)を陰極線管14に出力し、上記情報の出力に同
期してスイッチ回路44に信号を出力する。
更に、第1及び第2斜視イメージを有する青光線は、偏
光子22の透過軸34を介して、可変移相子52に入射
し、この可変移相子52により、半波長だけ遅延される
。可変移相子52の光軸54は、偏光子22の偏光軸2
8及び34に対して略45°になるように設定されてい
る。受像器40は、出力線56を介し、青のイメージ・
フィールド情報(画像の第1及び第2斜視イメージに対
応する)を陰極線管16に出力し、上記情報の出力に同
期してスイッチ回路44に信号を出力する。
光子22の透過軸34を介して、可変移相子52に入射
し、この可変移相子52により、半波長だけ遅延される
。可変移相子52の光軸54は、偏光子22の偏光軸2
8及び34に対して略45°になるように設定されてい
る。受像器40は、出力線56を介し、青のイメージ・
フィールド情報(画像の第1及び第2斜視イメージに対
応する)を陰極線管16に出力し、上記情報の出力に同
期してスイッチ回路44に信号を出力する。
スイッチ回路44は、その出力線58.60及び62を
介し、可変移相子36.46及び52に、第1及び第2
スイツチ信号を加える。つまり、第1及び第2スイツチ
信号は、夫々可変移相子36.46及び52に選択的に
印加され、2種類(第1及び第2)の遅延量を入射光に
与える。第1スイツチ信号により、可変移相子36.4
6及び52は、フィールド・アライメント或いはオン状
態で、第1イメージの水平偏光光線を略遅延なしに通過
させる。
介し、可変移相子36.46及び52に、第1及び第2
スイツチ信号を加える。つまり、第1及び第2スイツチ
信号は、夫々可変移相子36.46及び52に選択的に
印加され、2種類(第1及び第2)の遅延量を入射光に
与える。第1スイツチ信号により、可変移相子36.4
6及び52は、フィールド・アライメント或いはオン状
態で、第1イメージの水平偏光光線を略遅延なしに通過
させる。
偏光子18.20及び22、可変移相子36.46及び
52は、イメージ・エンコーダを構成する。このイメー
ジ・エンコーダは、第1イメージを第1偏光(即ち水平
偏光)でエンコード(処理)し、第2イメージを第2偏
光(即ち垂直偏光)でエンコードする。可変移相子36
.46.52を夫々通過した赤、緑及び青の光線は、空
気等の伝搬媒体を介し、反射型の非偏光解消投影スクリ
ーン66に投射される。スクリーン66として、例えば
、イーストマン・コダック社製のスクリーン(商標名:
エフタライト)が使用可能である。しかし、本発明は、
半透過の非偏光解消の投影スクリーンの背後投射型装置
にも応用可能である。公知のレンズ・装置(図示せず)
を、夫々スクリーン66と移相子36,46.52との
間に設け、第1及び第2イメージをフルカラーでスクリ
ーン66に投射する。
52は、イメージ・エンコーダを構成する。このイメー
ジ・エンコーダは、第1イメージを第1偏光(即ち水平
偏光)でエンコード(処理)し、第2イメージを第2偏
光(即ち垂直偏光)でエンコードする。可変移相子36
.46.52を夫々通過した赤、緑及び青の光線は、空
気等の伝搬媒体を介し、反射型の非偏光解消投影スクリ
ーン66に投射される。スクリーン66として、例えば
、イーストマン・コダック社製のスクリーン(商標名:
エフタライト)が使用可能である。しかし、本発明は、
半透過の非偏光解消の投影スクリーンの背後投射型装置
にも応用可能である。公知のレンズ・装置(図示せず)
を、夫々スクリーン66と移相子36,46.52との
間に設け、第1及び第2イメージをフルカラーでスクリ
ーン66に投射する。
スクリーン66上のイメージは、イメージ投影側の観察
者により観察される。第1及び第2イメージは、更に、
第1及び第2観察手段68及び70にも入射する。この
第1及び第2観察手段68及び70は、図示の如く、横
方向に設けられ、観察者がかける眼鏡である。第1観察
手段68は、垂直透過軸72及び水平吸収軸74を有す
る第2のニュートラル直線偏光子であり、第2観察手段
70は、垂直吸収軸76及び水平透過軸78を有する第
3のニュートラル直l!偏光子である。
者により観察される。第1及び第2イメージは、更に、
第1及び第2観察手段68及び70にも入射する。この
第1及び第2観察手段68及び70は、図示の如く、横
方向に設けられ、観察者がかける眼鏡である。第1観察
手段68は、垂直透過軸72及び水平吸収軸74を有す
る第2のニュートラル直線偏光子であり、第2観察手段
70は、垂直吸収軸76及び水平透過軸78を有する第
3のニュートラル直l!偏光子である。
可変移相子36.46及び52がオン状態であって、入
射光に位相変化を与えない場合には、赤、緑及び青の第
1イメージを有する水平偏光光線は、伝搬媒体64を介
してスクリーン66に到達し、このスクリーンで反射し
て偏光子68及び70に入射する6第1イメージは、偏
光子68の吸収軸74により阻止されるので観察者の左
眼80には入射しないが、偏光子70の透過軸78によ
り観察者の右眼82に入射する。
射光に位相変化を与えない場合には、赤、緑及び青の第
1イメージを有する水平偏光光線は、伝搬媒体64を介
してスクリーン66に到達し、このスクリーンで反射し
て偏光子68及び70に入射する6第1イメージは、偏
光子68の吸収軸74により阻止されるので観察者の左
眼80には入射しないが、偏光子70の透過軸78によ
り観察者の右眼82に入射する。
一方、可変移相子36.46及び52がオフ状態となっ
て入射光を半波長遅らせる場合には、赤、緑及び青の第
2イメージを有する垂直偏光光線は、伝搬媒体64を介
して投影スクリーン66に到達し、このスクリーンで反
射して偏光子68及び70に達する。この場合、第2イ
メージは、偏光子68の透過軸72により観察者の左眼
8oに達するが、偏光子70の吸収軸76により観察者
の右眼82には到達しない、各可変移相子36.46及
び52は、通過色光線に半波長の遅れを与えるように調
整済であるので、観察者は、第2イメージを右眼82で
知覚することはない、赤、緑及び青の偏光方向は夫々回
転するので、可変移相子36.4”6及び52がオフで
あれば90’である。
て入射光を半波長遅らせる場合には、赤、緑及び青の第
2イメージを有する垂直偏光光線は、伝搬媒体64を介
して投影スクリーン66に到達し、このスクリーンで反
射して偏光子68及び70に達する。この場合、第2イ
メージは、偏光子68の透過軸72により観察者の左眼
8oに達するが、偏光子70の吸収軸76により観察者
の右眼82には到達しない、各可変移相子36.46及
び52は、通過色光線に半波長の遅れを与えるように調
整済であるので、観察者は、第2イメージを右眼82で
知覚することはない、赤、緑及び青の偏光方向は夫々回
転するので、可変移相子36.4”6及び52がオフで
あれば90’である。
偏光子68及び70はイメージ・デコーダを楕成し、観
察者の右眼82及び左眼80に、夫々、第1及び第2イ
メージを入射させる。このように、観察者の両眼の夫々
に対して斜視イメージを交互に阻止及び通過させること
により、観察者は3次元のイメージを知覚することがで
きる。
察者の右眼82及び左眼80に、夫々、第1及び第2イ
メージを入射させる。このように、観察者の両眼の夫々
に対して斜視イメージを交互に阻止及び通過させること
により、観察者は3次元のイメージを知覚することがで
きる。
上述の本発明に係る装置では、大きなイメージを作るこ
とができるので、観察者は、かなり遠い距離からイメー
ジ観察が可能である。したがって、観察者の両眼に入射
する斜視イメージの入射角差を大きくできるので、観察
者の眼を緊張させることなく知覚深度を深くできる。
とができるので、観察者は、かなり遠い距離からイメー
ジ観察が可能である。したがって、観察者の両眼に入射
する斜視イメージの入射角差を大きくできるので、観察
者の眼を緊張させることなく知覚深度を深くできる。
本発明に係る好適実施例では、可変移相子36.46及
び52として動作する3個の液晶セルを使用し、この液
晶セルの電極に加えられる電圧により発生する電界強度
を制御することにより、通過光の移相量を制御している
。この液晶セルは、約3ミリ秒の短い遷移時間でオンか
らオフ状態に切換えられる。
び52として動作する3個の液晶セルを使用し、この液
晶セルの電極に加えられる電圧により発生する電界強度
を制御することにより、通過光の移相量を制御している
。この液晶セルは、約3ミリ秒の短い遷移時間でオンか
らオフ状態に切換えられる。
第2図を参照して可変移相子(36,46又は52)の
−例を説明する。第2図に示すように、液晶セル200
は、略平行に間隔を置いて設けた1対の電f!楕遺20
2及び204を有し、この電極構造202及び204の
間にはネマティック液晶206が封入されている。電極
構造202は、ガラス製の誘電体基板208を有し、こ
の誘電体基板208の内部表面に透明型8i!(例えば
ITO(インジウム錫酸化物)薄膜)210が設けられ
ている。更に、配向r!A212を透明電極210の内
側に設け、電極212と液晶206の境界膜とする。液
晶206と接する配向膜212の面は、この面と接触す
る液晶の好ましい配向を得るため、2つの好適な方法の
何れかにより処理される。配向膜の材料及び配向膜の処
理方法の詳細は後述する。尚、電極構造204は、上述
した電極構造202と同様の構成なので、電極構造20
2の構成素子に相当する素子には対応する参照番号の後
にダッシュを付加しである。
−例を説明する。第2図に示すように、液晶セル200
は、略平行に間隔を置いて設けた1対の電f!楕遺20
2及び204を有し、この電極構造202及び204の
間にはネマティック液晶206が封入されている。電極
構造202は、ガラス製の誘電体基板208を有し、こ
の誘電体基板208の内部表面に透明型8i!(例えば
ITO(インジウム錫酸化物)薄膜)210が設けられ
ている。更に、配向r!A212を透明電極210の内
側に設け、電極212と液晶206の境界膜とする。液
晶206と接する配向膜212の面は、この面と接触す
る液晶の好ましい配向を得るため、2つの好適な方法の
何れかにより処理される。配向膜の材料及び配向膜の処
理方法の詳細は後述する。尚、電極構造204は、上述
した電極構造202と同様の構成なので、電極構造20
2の構成素子に相当する素子には対応する参照番号の後
にダッシュを付加しである。
電極構造202及び204の端部は、図示の如く、互い
にずれており、透明電極210及び210′に端子21
3が接続できるようになっている。
にずれており、透明電極210及び210′に端子21
3が接続できるようになっている。
尚、端子213は第1図のスイッチ回路44に接続して
いる。更に、スペーサ(例えばグラスファイバー製)に
より、電極構造202及び204を平行に維持している
。
いる。更に、スペーサ(例えばグラスファイバー製)に
より、電極構造202及び204を平行に維持している
。
液晶セル内での配向膜のネマティック配向構造は、米国
特許第4.333,708号公報のカラム7、第48行
〜第55行に記載されている。しかし、上記米国特許に
述べられている液晶セルでは、ディレクタが交互に傾き
を有する構造であり、液晶セルの配向の一部分のみを占
めるにすぎないので、本発明で使用する液晶セルとは異
なっている。上記米国特許に開示された液晶セルは、液
晶セル内のディスクリネーション(線欠陥)を促進して
双安定スイッチ素子を得るためのものである。
特許第4.333,708号公報のカラム7、第48行
〜第55行に記載されている。しかし、上記米国特許に
述べられている液晶セルでは、ディレクタが交互に傾き
を有する構造であり、液晶セルの配向の一部分のみを占
めるにすぎないので、本発明で使用する液晶セルとは異
なっている。上記米国特許に開示された液晶セルは、液
晶セル内のディスクリネーション(線欠陥)を促進して
双安定スイッチ素子を得るためのものである。
次に、第3A図及び第3B図を参照して、本発明に使用
される液晶セルを説明する。電極構造202の配向M2
12は、配向膜212に接触するディレクタ216がバ
イアス傾斜角θで互いに平行に配列するように処理され
ている。尚、傾斜角θは、配向膜212の表面に対して
反時計方向に測定されている。一方、配向M212′は
、配向膜212′に接触するディレクタ218がバイア
ス傾斜角−θで互いに平行に配列するように処理されて
いる。尚、傾斜角−θは、配向!212′の表面に対し
て時計方向に測定されている。このように、対向した配
向膜212及び212′に接するディレクタ216及び
218は、逆方向に傾斜している。
される液晶セルを説明する。電極構造202の配向M2
12は、配向膜212に接触するディレクタ216がバ
イアス傾斜角θで互いに平行に配列するように処理され
ている。尚、傾斜角θは、配向膜212の表面に対して
反時計方向に測定されている。一方、配向M212′は
、配向膜212′に接触するディレクタ218がバイア
ス傾斜角−θで互いに平行に配列するように処理されて
いる。尚、傾斜角−θは、配向!212′の表面に対し
て時計方向に測定されている。このように、対向した配
向膜212及び212′に接するディレクタ216及び
218は、逆方向に傾斜している。
配向膜に接するディレクタ216.218を所望方向に
配向する好適な方法は、配向膜212及び212′にポ
リイミドを使用し、配向膜の表面をラビングして上述の
バイアス傾斜角θ(好ましい範囲は2゛〜4°)を得る
。一方、他の好ましい方法は、配向膜212及び212
′として一酸化けい素を用いる方法である。この場合、
10゜〜30° (15°〜25°が望ましい)のバイ
アス傾斜角θを得るのに充分である蒸着角5° (但し
透明電極表面から測定)の斜方蒸着法により配向膜を形
成する。
配向する好適な方法は、配向膜212及び212′にポ
リイミドを使用し、配向膜の表面をラビングして上述の
バイアス傾斜角θ(好ましい範囲は2゛〜4°)を得る
。一方、他の好ましい方法は、配向膜212及び212
′として一酸化けい素を用いる方法である。この場合、
10゜〜30° (15°〜25°が望ましい)のバイ
アス傾斜角θを得るのに充分である蒸着角5° (但し
透明電極表面から測定)の斜方蒸着法により配向膜を形
成する。
一酸化けい素及び他の適当な配向材料を使用して液晶分
子を所望方向に配向する方法は、既に開発され当業者に
公知である0例えば、米国特許第4.165.923号
公報を参照されたい。
子を所望方向に配向する方法は、既に開発され当業者に
公知である0例えば、米国特許第4.165.923号
公報を参照されたい。
第3図は、透明電極210及び210′に、信号電圧V
l(周波数的2kHz、実効電圧的20■)を印加した
際の配向膜非接触(配向膜に接しない)ディレクタ22
0の配向を示す図である。
l(周波数的2kHz、実効電圧的20■)を印加した
際の配向膜非接触(配向膜に接しない)ディレクタ22
0の配向を示す図である。
スイッチ回路44(第1図)は、第1スイツチ状態にな
ると、透明電極210′に信号電圧■1を加える(透明
電極2101接地されている)、このため、液晶セル2
00内に交番電界Eが発生し、液晶セル200はオン状
態となり透過光に遅延を与える。正の誘電異方性値を有
する液晶206の大多数のディレクタ220は、液晶セ
ル内の電気力線の方向221の、実質上、端部から端部
に沿って配列される。ディレクタ220の配列方向は、
電極構造202及び208′に略直角である。このよう
に、液晶セル200をオン状態にすると、配向膜非接触
ディレクタ220は、セルの表面に対して略直角に配列
する。
ると、透明電極210′に信号電圧■1を加える(透明
電極2101接地されている)、このため、液晶セル2
00内に交番電界Eが発生し、液晶セル200はオン状
態となり透過光に遅延を与える。正の誘電異方性値を有
する液晶206の大多数のディレクタ220は、液晶セ
ル内の電気力線の方向221の、実質上、端部から端部
に沿って配列される。ディレクタ220の配列方向は、
電極構造202及び208′に略直角である。このよう
に、液晶セル200をオン状態にすると、配向膜非接触
ディレクタ220は、セルの表面に対して略直角に配列
する。
第3B図は、上述の信号電圧V1を除去した後のディレ
クタ220の配向状態を示す図である。
クタ220の配向状態を示す図である。
この場合、ディレクタ220の配列状態は、電極構造2
02及び204間の電界ではなく、液晶の分子間弾性力
に依存し、ディレクタ220の配列は、オン状態の配列
に比較して弛緩している。尚、スイッチ44を第2スイ
ツチ状態にすれば、信号電圧v1が除去される。第3B
図に示したディレクタの配向は、液晶セルのオフ状態を
示す。
02及び204間の電界ではなく、液晶の分子間弾性力
に依存し、ディレクタ220の配列は、オン状態の配列
に比較して弛緩している。尚、スイッチ44を第2スイ
ツチ状態にすれば、信号電圧v1が除去される。第3B
図に示したディレクタの配向は、液晶セルのオフ状態を
示す。
液晶セル200をオフ状態に切換える他の方法は、スイ
ッチ回路44から、透明電極210′に、■1未満の略
0電圧の信号電圧V2(周波数はVlの周波数と略同−
)を印加することである。
ッチ回路44から、透明電極210′に、■1未満の略
0電圧の信号電圧V2(周波数はVlの周波数と略同−
)を印加することである。
液晶セルがオン状態からオフ状態に移行する遷移期間中
、配向膜非接触ディレクタは、第3A図の配向状態から
隣り合うディレクタに略平行になるように移動する。つ
まり、配向膜非接触ディレクタ220a及び220bは
、矢印222aで示すように夫々時計方向に回転し、デ
ィレクタ216及び220aに対して平行に近い状態と
なる。
、配向膜非接触ディレクタは、第3A図の配向状態から
隣り合うディレクタに略平行になるように移動する。つ
まり、配向膜非接触ディレクタ220a及び220bは
、矢印222aで示すように夫々時計方向に回転し、デ
ィレクタ216及び220aに対して平行に近い状態と
なる。
一方、配向膜非接触の他のディレクタ220c及び22
0dは、矢印222bで示すように、夫々反時計方向に
回転し、ディレクタ218及び220cに対して平行に
近い状態となる。したがって、液晶セル200がオフ状
態になると、配向膜非接触ディレクタの多くは、そのベ
クトルの水平成分(図面上)が大きくなる。しかし、配
向膜非接触ディレクタは、液晶セルの表面に垂直な平面
上に存在する。
0dは、矢印222bで示すように、夫々反時計方向に
回転し、ディレクタ218及び220cに対して平行に
近い状態となる。したがって、液晶セル200がオフ状
態になると、配向膜非接触ディレクタの多くは、そのベ
クトルの水平成分(図面上)が大きくなる。しかし、配
向膜非接触ディレクタは、液晶セルの表面に垂直な平面
上に存在する。
液晶セル200を可変移相子として使用するのは、配向
膜非接触ディレクタを、第3A図の状態(電界により整
列した状態)から、ディスクリネーションを生じさせる
ことなく、第3B図のオフ状態(平面構造)とすること
を目的としている。
膜非接触ディレクタを、第3A図の状態(電界により整
列した状態)から、ディスクリネーションを生じさせる
ことなく、第3B図のオフ状態(平面構造)とすること
を目的としている。
本発明では、液晶セル200は、0波長或いは半波長の
移相子として動作し、その光軸は、配向膜非接触ディレ
クタ220の配向方向と一致する。
移相子として動作し、その光軸は、配向膜非接触ディレ
クタ220の配向方向と一致する。
液晶セル200がオン状態の場合には、電極構造202
及び204の表面に対して垂直に通過する直線偏光光線
の伝搬方向は、配向膜非接触ディレクタの配向方向と一
致する。更に、ディレクタ220の配向方法は、液晶セ
ル200がオンの場合には、電極構造上への光軸の投影
は無視できる程度である。この状態で、液晶セル200
は、矢印226の方向から入射した光に対して大幅に低
減した遅延を与える。
及び204の表面に対して垂直に通過する直線偏光光線
の伝搬方向は、配向膜非接触ディレクタの配向方向と一
致する。更に、ディレクタ220の配向方法は、液晶セ
ル200がオンの場合には、電極構造上への光軸の投影
は無視できる程度である。この状態で、液晶セル200
は、矢印226の方向から入射した光に対して大幅に低
減した遅延を与える。
一方、液晶セル200がオフ状態の場合には、電極構造
202及び204の表面に対して垂直に通過する直線偏
光光線の伝搬方向は、配向膜非接触ディレクタの配向方
向とは一致しない、この状態で、液晶セル200に直角
に入射した光は複屈折する。
202及び204の表面に対して垂直に通過する直線偏
光光線の伝搬方向は、配向膜非接触ディレクタの配向方
向とは一致しない、この状態で、液晶セル200に直角
に入射した光は複屈折する。
第1図に示す投影装置10では、可変移相子36.46
及び52の夫々の配向膜非接触ディレクタの配向により
、下記の式を満足する波長の光に対して略半波長の遅延
を与える。
及び52の夫々の配向膜非接触ディレクタの配向により
、下記の式を満足する波長の光に対して略半波長の遅延
を与える。
Δn−d/λ=1/2
ここで、dは液晶層の厚さ、Δnは液晶セルの有効複屈
折率、λは透過光の波長を示す。
折率、λは透過光の波長を示す。
[発明の効果コ
本発明によると、例えば左右斜視画像情報をフィールド
順次で表示する複数の光源手段、例えば赤、緑、青の3
色CRTからの光線を、液晶セルによる可変移相手段を
介してO又は半波長移相させて投射手段に投影する。投
射手段で大成した画像からの光を偏光手段で偏光(デコ
ード)して観察者の左右両眼に入射させている。その結
果、各光源手段からの光の波長と可変移相手段の移相量
を正確に選定同調させることができるので、表示観察さ
れる画像の品質が極めて高く、優れた3次元画像が得ら
れる。赤、緑、青の3原色光源を使用すると完全なフル
カラー(総天然色)の立体像が得られ、更に各光源をレ
ンズ等の光学装置を使用して任意の大きさに拡大し得る
。又、観察者は単に受動受光手段を眼鏡として使用する
のみであるので、安全性が高いのみならず負担が軽いな
どの種々の顕著な作用効果を有する。
順次で表示する複数の光源手段、例えば赤、緑、青の3
色CRTからの光線を、液晶セルによる可変移相手段を
介してO又は半波長移相させて投射手段に投影する。投
射手段で大成した画像からの光を偏光手段で偏光(デコ
ード)して観察者の左右両眼に入射させている。その結
果、各光源手段からの光の波長と可変移相手段の移相量
を正確に選定同調させることができるので、表示観察さ
れる画像の品質が極めて高く、優れた3次元画像が得ら
れる。赤、緑、青の3原色光源を使用すると完全なフル
カラー(総天然色)の立体像が得られ、更に各光源をレ
ンズ等の光学装置を使用して任意の大きさに拡大し得る
。又、観察者は単に受動受光手段を眼鏡として使用する
のみであるので、安全性が高いのみならず負担が軽いな
どの種々の顕著な作用効果を有する。
第1図は本発明に係る立体多色画像投射装置の好適実施
例を示す図、第2図は本発明の好適実施例において可変
移相子として使用する液晶セルの正面断面図、第3A図
及び第3B図は夫々第2図の液晶セルの動作を説明する
図である。 図中、12.14.16はCRT(光源手段)、36.
46.52は可変移相手段、66は投射手段(投影スク
リーン>、68.70は受動偏光手段(観察手段)であ
る。
例を示す図、第2図は本発明の好適実施例において可変
移相子として使用する液晶セルの正面断面図、第3A図
及び第3B図は夫々第2図の液晶セルの動作を説明する
図である。 図中、12.14.16はCRT(光源手段)、36.
46.52は可変移相手段、66は投射手段(投影スク
リーン>、68.70は受動偏光手段(観察手段)であ
る。
Claims (1)
- 夫々斜視画像情報を含む予め選択された異なる色の光を
出力する複数の光源手段と、該複数の光源手段の各出力
光線を光源手段の画像に応じて2つの光学状態に切換制
御する可変移相手段と、該可変移相手段を通つた上記光
源手段からの画像を合成する投影手段と、該投影手段か
らの光線が観察者の両眼に入射する前に偏光する受動偏
光手段とを具えることを特徴とする立体多色画像投射装
置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US83931886A | 1986-03-13 | 1986-03-13 | |
US839318 | 1986-03-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62249137A true JPS62249137A (ja) | 1987-10-30 |
Family
ID=25279410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62058702A Pending JPS62249137A (ja) | 1986-03-13 | 1987-03-13 | 立体多色画像投射装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0237283A3 (ja) |
JP (1) | JPS62249137A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01156715A (ja) * | 1987-12-15 | 1989-06-20 | Sharp Corp | 立体映像再生システム |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1797168C (ru) * | 1989-11-09 | 1993-02-23 | В. А. Ежов, А. А. Зарецкий и П. Н. Семоч- кин | Телевизионное устройство дл воспроизведени стереоскопических изображений |
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