JP2002139700A

JP2002139700A - 投射型立体表示装置

Info

Publication number: JP2002139700A
Application number: JP2000336043A
Authority: JP
Inventors: Tomio Sonehara; 富雄曽根原
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2002-05-17
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: JP3941379B2

Abstract

(57)【要約】【課題】偏光めがね等を用いることなく、表示品位に
優れた３次元画像を実現することのできる投射型立体表
示装置を提供する。【解決手段】本発明の投射型立体表示装置１は、複数
の液晶セル５を積層した液晶セル群からなるスクリーン
３と、２次元画像を生成する液晶光変調器と、各液晶セ
ルに対応する２次元画像が全ての液晶セルにおいて等拡
大率となるように２次元画像を拡大する拡大光学系とを
備え、２次元画像を各液晶セル５に拡大投射する投射装
置２と、液晶セル群のうちのいずれか一つの液晶セル５
のみを散乱状態とし、その散乱状態の液晶セル５を順次
走査するスクリーン駆動回路６と、一つの液晶セル５を
散乱状態とするタイミングと散乱状態の液晶セル５に対
応する２次元画像を投射するタイミングを同期させる同
期信号生成回路９を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投射型立体表示装
置に関し、特に偏光めがね等を用いることなく、３次元
画像が視認可能な投射型立体表示装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】簡便に立体表示を実現する方法として、
従来から二眼式立体表示と呼ばれるものがある。ところ
が、二眼式立体表示は生理的要因のうち、両眼視差を用
いて立体感を得るものであり、偏光めがね等の観察器具
を必要とする、長時間使用すると観察者に疲労感が生じ
る、等の問題がある。そこで、立体画像を実際に表示す
る方法として、３次元の表示対象物を奥行き方向に標本
化（サンプリング）して多数の２次元画像の集合体と
し、これらを奥行き方向に再配列することで３次元画像
を表示する、いわゆる奥行き標本化の手法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】奥行き標本化は比較的
簡便に立体画像を再現できる方法であり、その点で優れ
た方法である。しかしながら、従来の方法では、２次元
画像を奥行き方向に再配列して３次元画像を再現する際
に例えば画像を投射するスクリーンを機械的に振動させ
るなど、機械的な駆動を用いており、高速性、信頼性等
の面で問題があった。

【０００４】機械的駆動を用いることなく、立体画像を
再現する方法として、透明／不透明切り換え式のスクリ
ーンを所定の間隔をあけて配設した表示装置が特開平１
１−２１８８４４号公報に開示されている。この表示装
置は、高分子分散型液晶を挟持した散乱型液晶セルから
なる複数のスクリーンを奥行き方向に所定の間隔をあけ
て配置しており、画像投影部によって再生される２次元
画像を各スクリーンに投影するようになっている。そし
て、複数のスクリーンのうち、不透明状態とするスクリ
ーンを切り換えることによって２次元画像の表示位置が
前後に移動するようになっている。

【０００５】しかしながら、上記公報に記載の表示装置
は、例えば自動車等のインストゥルメントパネルの速度
計等の計器表示などに用いることを想定したものであ
る。したがって、画像の表示位置を変化させることによ
って平面的な表示に奥行き感を演出したり、変化に富ん
だ表示を行うためのものであり、本来の意味での立体画
像を実現するものではない。

【０００６】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、偏光めがね等を用いることなく、
表示品位に優れた３次元画像を実現することのできる投
射型立体表示装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の投射型立体表示装置は、光の散乱状態と
透過状態を切り換え可能な複数の液晶セルを積層した液
晶セル群からなり、前記複数の液晶セルに対して時分割
で投射された複数の２次元画像から構成される３次元画
像を表示するスクリーンと、２次元画像を生成する空間
光変調器と、個々の液晶セルに対応する２次元画像が前
記液晶セル群を構成する全ての液晶セルにおいて等拡大
率となるように前記２次元画像を拡大する拡大光学系と
を備え、前記空間光変調器が生成した２次元画像を前記
拡大光学系を通して前記各液晶セルに拡大投射する投射
手段と、前記液晶セル群のうちのいずれか一つの液晶セ
ルのみを散乱状態とし、その散乱状態の液晶セルを順次
走査するように前記液晶セル群を駆動するスクリーン駆
動手段と、前記液晶セル群のうちのいずれか一つの液晶
セルを散乱状態とするタイミングと散乱状態とした液晶
セルに対応する２次元画像を前記投射手段から投射する
タイミングを同期させる同期手段と、を有することを特
徴とする。

【０００８】本発明の投射型立体表示装置は、基本的に
は奥行き標本化方式を採用した立体表示装置である。す
なわち、３次元の表示対象物を奥行き方向にサンプリン
グし、投射手段の空間光変調器において時分割した多数
の２次元画像とし、これらを液晶セル群からなるスクリ
ーン上で奥行き方向に時系列的に再配列するものであ
る。液晶セル群を構成する液晶セルの使用枚数には限界
があるため、それに対応した２次元画像の数も有限の値
となるが、人間の目が補間作用を持っているため、連続
的な３次元画像が視認される。

【０００９】画像が投射されるスクリーンでは、スクリ
ーン駆動手段の作用により液晶セル群のうちのいずれか
一つの液晶セルのみが散乱状態となり、散乱状態の液晶
セルが液晶セル群中で高速に順次走査されていく。そし
て、ある時点において任意の一つの液晶セルが散乱状態
となった時、同期手段の作用によりそのタイミングに合
わせて散乱状態の液晶セルに対応した２次元画像が投射
手段から投射される。また、２次元画像の表示を行う液
晶セルが順次走査されるため、結像位置が動いていくこ
とになるが、投射手段の空間光変調器で生成された２次
元画像が上記拡大光学系を通してスクリーンに投射され
るので、各液晶セルに対応する２次元画像が全ての液晶
セルにおいて等拡大率となり、歪みのない３次元画像と
して再現される。

【００１０】本発明の投射型立体表示装置によれば、こ
のような作用により３次元画像をスクリーン上に再現す
ることができる。すなわち、人間の両眼視差の作用を利
用したものではないので、偏光めがね等を用いる必要が
なく、自然な３次元画像が表示可能な投射型立体表示装
置を実現することができる。

【００１１】前記液晶セル群からなるスクリーンはいか
なる形状のものであってもよいが、その観察面が球面の
少なくとも一部、または一方向に湾曲した曲面をなすこ
とが望ましい。例えば、スクリーン全体を半球状または
円柱状の形状とし、球面側または円柱の側面側を観察面
とすればよい。この構成によれば、平面状のスクリーン
を用いた場合と比べて視野が広く、多人数で観察可能な
投射型立体表示装置を実現することができる。

【００１２】前記各液晶セルが液晶を挟持する一対の透
明基板を有するものである場合、前記液晶セル群を構成
する隣接する液晶セルの間が前記透明基板と等しい屈折
率を持つ材料で充填されていることが望ましい。この構
成によれば、液晶セル間で光の屈折が生じることがな
く、歪みのない３次元画像が得られる。

【００１３】また、本発明の投射型立体表示装置におい
ては、１ケージの３次元画像の表示時間をフリッカ防止
可能な値に設定したときに、この３次元画像の表示時間
を液晶セル群の液晶セルの積層数で割った値である１フ
レームの２次元画像の表示時間で表示可能な空間光変調
器を用いるとともに、１フレームの２次元画像の表示時
間の値で応答可能な液晶セルを用いる必要がある。

【００１４】２次元画像の場合にＸ−Ｙ平面上の順次走
査駆動により得られた１画面を「１フレーム」と呼ぶの
に対し、３次元画像の場合、Ｘ−Ｙ平面上の１フレーム
をさらにＺ方向に順次走査して得られた１画面のことを
本明細書では「１ケージ」と呼ぶことにする。したがっ
て、立体表示装置においては、３次元画像を表示する１
ケージの時間をフリッカを防止し得る値に設定すること
が望ましい。例えば、１ケージを３２msecとし、Ｚ方向
のサンプリング数（これがスクリーンを構成する液晶セ
ルの数となる）を１６とすると、各液晶セルで２次元画
像を表示する１フレームに割り当てられる時間は２msec
となる。この場合、２msecで応答可能な液晶セルを使用
するとともに、２msecで画像表示可能な空間光変調器を
使用することが必要である。

【００１５】そこで、スクリーンの液晶セルに使用可能
な液晶として、例えば高分子分散型液晶を挙げることが
できる。高分子分散型液晶の使用により２msec程度の高
速応答が可能となる。一方、空間光変調器としては、強
誘電性液晶を用いた液晶光変調器を用いることができ
る。強誘電性液晶の使用により２msec程度の高速表示が
可能となる。

【００１６】さらに、液晶セルは電界無印加時に透明状
態、電界印加時に散乱状態のモードで表示を行うものを
用いることが望ましい。この構成によれば、スクリーン
を構成する液晶セル群のうちの１つの液晶セルのみに電
界を印加し、残りの液晶セルには電界を印加しないこと
で１つの液晶セルのみ散乱状態とすることができる。こ
の方法は、１つの液晶セルのみに電界を印加せず、残り
の液晶セル全てに電界を印加することで１つの液晶セル
のみ散乱状態とする場合に比べて、スクリーンの駆動が
容易になる。

【００１７】また、前記拡大光学系としては、投射レン
ズとこの投射レンズを光軸に沿った方向に移動させる移
動手段とを備えたものを用いることができる。もしく
は、スクリーンへの焦点深度を深くしたテレセントリッ
ク型拡大光学系（望遠鏡光学系）を用いることもでき
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１〜図５を参照して説明する。図１は本実施の形態の投
射型立体表示装置の概略構成を示す図である。本実施の
形態の投射型立体表示装置１は、図１に示すように、投
射装置２（投射手段）、３次元画像Ｇを表示するスクリ
ーン３、各種駆動回路から概略構成されている。

【００１９】図１に示す投射装置２において、１０は光
源、１３、１４はダイクロイックミラー、１５、１６、
１７は反射ミラー、１８は入射レンズ、１９はリレーレ
ンズ、２０は出射レンズ、２２、２３、２４は液晶光変
調器（空間光変調器）、２５はクロスダイクロイックプ
リズム、２６は投射レンズを示す。光源１０は、メタル
ハライド等のランプ１１とランプの光を反射するリフレ
クタ１２とから構成されている。青色光（Ｂ）、緑色光
（Ｇ）反射用のダイクロイックミラー１３は、光源１０
からの光束のうちの赤色光（Ｒ）を透過させるととも
に、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反
射ミラー１７で反射されて、赤色光用液晶光変調器２２
に入射される。一方、ダイクロイックミラー１３で反射
された色光のうち、緑色光は緑色光反射用のダイクロイ
ックミラー１４によって反射され、緑色光用液晶光変調
器２３に入射される。一方、青色光はダイクロイックミ
ラー１４も透過する。

【００２０】青色光に対しては、長い光路による光損失
を防ぐため、入射レンズ１８、リレーレンズ１９、出射
レンズ２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段２１
が設けられ、これを介して青色光が青色光用液晶光変調
器２４に入射される。各光変調器により変調された３つ
の色光は、クロスダイクロイックプリズム２５に入射す
る。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わさ
れ、その内面に赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反
射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これ
らの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カ
ラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射
光学系である投射レンズ２６によってスクリーン３上に
投射され、画像が拡大されて表示される。本実施の形態
の場合、各液晶光変調器２２，２３，２４には例えば強
誘電性液晶を用いた液晶ライトバルブが用いられる。投
射装置２には、サンプリングされた２次元画像（後述す
る）を順次生成するよう各液晶光変調器２２，２３，２
４を高速に駆動する液晶ライトバルブ駆動回路４が設け
られている。

【００２１】スクリーン３は、光の散乱状態と透明状態
を切り換え可能な１６組の液晶セル５（図１では４組の
み図示する）が積層された液晶セル群からなり、全体と
して半球状に形成されている。球面側が観察面３ａであ
り、平坦面側が投射装置からの光が入射される面であ
る。図２はスクリーン３の側断面図である。図２に示す
ように、液晶層３１を挟持した一対のガラス等の透明基
板３２からなる液晶セル５が複数組積層されている。一
対の透明基板３２の対向面にはインジウム錫酸化物（In
dium Tin Oxide, ＩＴＯ）等の透明導電膜からなる電極
３３が全面に形成されており、これら一対の電極３３に
より液晶層３１に電界が印加される。そして、液晶セル
５と液晶セル５の間は透明基板３２と等しい屈折率の材
料、例えばＰＭＭＡ等の充填材３４で充填されている。
また、観察者側から見てスクリーン３の最前面には充填
材３４を介して液晶セル５の透明基板３２と同じ材料か
らなるトップガラス３５が固定されている。

【００２２】スクリーン３には、図１に示すように、１
６組の液晶セル５のうちのいずれか一つを散乱状態と
し、その散乱状態の液晶セル５を順次高速に走査するよ
うに液晶セル群を駆動するスクリーン駆動回路６（スク
リーン駆動手段）が設けられている。散乱状態となった
液晶セル５のみ画像の表示が可能となる。

【００２３】ここでは、スクリーン３を構成する液晶セ
ル５として、本発明者らが先に開発したJournal of the
SID vol.7/1, pp.23-27 に記載のＩＲＩＳ（Internal
-Reflection Inverted-Scattering）モードの液晶パネ
ルを採用する。この液晶パネルでは、ＰＤＬＣ（Polyme
r-Dispersed Liquid Crystal）の一種である高分子分散
型液晶を用いており、ポリマー前駆体やモノマーを含有
する液晶にＵＶ光を照射することによってポリマー前駆
体やモノマーを重合させる。この際、ポリマー前駆体や
モノマーが液晶中でゲストとして配向し、この配向状態
のまま光重合することでポリマー骨格が特定方向に並ん
で固定化される。例えば、モノマーとして光感光性のメ
タクリレート、液晶にはシアノビフェニル系液晶をベー
スとしたネマティック液晶を用いることができる。

【００２４】そして、ＵＶ照射条件、液晶材料、ポリマ
ー前駆体やモノマーの材料等を適宜選択することにより
液晶とポリマーを屈折率をほぼ一致させた状態で配向さ
せ、光学的に透明な状態とすることができる。つまり、
液晶層に電界が印加されない状態（ＯＦＦ状態）で透明
状態となる。次に、液晶層に電界が印加されると、液晶
は電界に沿って再配向する。ここで電界に追随しないポ
リマーとの間で屈折率の差異が生じ、入射した光は直進
せずに光散乱を受ける。つまり、液晶層に電界が印加さ
れた状態（ＯＮ状態）で散乱状態となる。従来一般のＰ
ＤＬＣがＯＦＦ時に散乱、ＯＮ時に透明であったのに対
し、ＩＲＩＳモードの液晶パネルはＯＦＦ時に透明、Ｏ
Ｎ時に散乱となる点が大きな特徴点である。

【００２５】ここで、図５に示すような３次元の表示対
象物１００（直方体）を立体表示する場合、投射装置２
においては、この表示対象物１００を投影方向（Ｚ方
向）に１６分割してサンプリングした各部分１００ａ
（図５では、図示の都合上６分割として示す）を各スク
リーン１０１上に投影したときにできる２次元画像１０
２が各液晶光変調器により生成され、スクリーンに向け
て順次投射される。

【００２６】また、スクリーン３において２次元画像の
表示を行う液晶セル５が順次走査されるため、スクリー
ン３内で結像位置が動いていくことになる。よって、投
射装置２には、投射される画像の焦点を変化させること
のできる拡大光学系が必要になる。そこで本実施の形態
の場合、投射レンズ２６を光軸に沿う方向に移動させる
アクチュエータ７（移動機構）が設けられている。アク
チュエータ７として、具体的にはリニアモータやボイス
コイルモータ等を用いることができる。そして、スクリ
ーン３の液晶セル５の散乱タイミングに合わせてアクチ
ュエータ７を高速に駆動するためのアクチュエータ駆動
回路８が設けられている。

【００２７】３次元画像を表示する１ケージあたりの描
画時間をフリッカ防止可能な３２msecに設定すると、本
実施の形態ではＺ方向のサンプリング数（スクリーン３
の液晶セル５の数）が１６であるから、各液晶セル５上
で２次元画像を表示する１フレームに割り当てられる時
間は２msecとなる。本実施の形態の場合、スクリーン３
側の液晶セル５に高分子分散型のＩＲＩＳモードの液晶
パネルを用いているが、このパネルでは液晶印加電圧を
２０Ｖ程度まで上げると応答速度は１msec以下となるた
め、２msecで充分に応答可能である。また、投射装置２
側の空間光変調器２２，２３，２４についても、高速応
答可能な強誘電性液晶を用いた液晶ライトバルブを用い
ているので、２msecで充分に表示可能である。

【００２８】このように、スクリーン３側の液晶セル
５、投射装置２側の空間光変調器２２，２３，２４が個
々に２msecで対応可能であるが、スクリーン３では散乱
状態の液晶セル５が液晶セル群中で高速に順次走査され
ていき、ある時点において任意の一つの液晶セル５が散
乱状態となった時、散乱状態の液晶セル５に対応した２
次元画像が投射装置２から投射されなければならない。
したがって、スクリーン３のいずれか一つの液晶セル５
を散乱状態とするタイミングと散乱状態の液晶セル５に
対応する２次元画像を投射装置２から投射するタイミン
グとを同期させる必要がある。さらに、その散乱状態の
液晶セル５上に２次元画像が焦点を結ぶように投射レン
ズ２６の動きも同期させる必要がある。そのため、本実
施の形態の投射型立体表示装置１では同期信号生成回路
９（同期手段）が設けられており、同期信号生成回路９
で生成された同期信号SYNCが液晶ライトバルブ駆動回路
４、スクリーン駆動回路６、アクチュエータ駆動回路８
にそれぞれ供給され、スクリーン３の任意の一つの液晶
セル５を散乱状態とするタイミング、その液晶セル５に
対応する２次元画像を投射装置２から投射するタイミン
グ、その液晶セル５上に投射レンズ２６が焦点を結ぶタ
イミングが全て同期する構成となっている。

【００２９】図４（ａ）、（ｂ）に、本実施の形態の投
射型立体表示装置１のタイミングチャートを示す。図４
（ａ）に示すように、観察者側から見てスクリーン５の
前面側の液晶セル５（ここではＬＣＤ１と記す）から背
面側の液晶セル５（ここではＬＣＤ１６と記す）に向け
て、１ケージ（３２msec）中の最初の２msec、次の２ms
ec、…というように各液晶セル５をＯＮ状態とする駆動
信号がスクリーン駆動回路６から順次供給される。最後
の液晶セル（ＬＣＤ１６）に駆動信号が供給されたとこ
ろで最初の１ケージ期間の描画は終了し、次の１ケージ
期間でまた同様の信号が繰り返される。

【００３０】図４（ｂ）は図４（ａ）の１フレーム分を
横方向に拡大したものである。スクリーン３側の液晶セ
ル５への印加電圧の開始をｔ₀、終了をｔ₂とすると、液
晶セル５の応答は時間ｔ₁だけ遅れて完了する。したが
って、投射装置２側の空間光変調器２２，２３，２４
（液晶ライトバルブ：ＬＶ）は時間ｔ₁〜時間ｔ₂の間で
表示を行うように信号が入力される。

【００３１】本実施の形態の投射型立体表示装置１にお
いては、人間の両眼視差の作用を利用することなく、上
記の作用により３次元画像Ｇをスクリーン３上に再現す
ることができる。したがって、偏光めがね等を用いず
に、自然な３次元画像が表示可能な投射型立体表示装置
を実現することができる。また、スクリーン３を半球状
の形状とし、球面側を観察面３ａとしているので、平面
状のスクリーンを用いた場合と比べて視野が広くなり、
水平方向、上下方向ともに１８０°のどの方向からでも
多人数で観察可能な投射型立体表示装置を実現すること
ができる。

【００３２】また、スクリーン３の液晶セル群を構成す
る液晶セル５の間が透明基板３２と等しい屈折率を持つ
充填材３４で充填されているので、液晶セル５間で光の
屈折が生じず、歪みのない３次元画像が得られる。さら
に、スクリーン３に２msecで応答可能な液晶セル５を使
用し、投射装置２に２msecで画像表示可能な空間光変調
器２２，２３，２４を使用し、Ｚサンプリング数を１６
としたことで１ケージの描画時間３２msecを実現するこ
とができるので、フリッカのない３次元画像を得ること
ができる。

【００３３】また本実施の形態の場合、スクリーン３の
液晶セル５として電界無印加時に透明状態、電界印加時
に散乱状態となるＩＲＩＳモードの高分子散乱型液晶セ
ルを用いているので、１つの液晶セル５のみに電界を印
加し、残りの液晶セル５には電界を印加しないことで１
つの液晶セル５のみ散乱状態とすることができる。この
方法は、１つの液晶セルのみに電界を印加せず、残りの
液晶セル全てに電界を印加することで１つの液晶セルの
み散乱状態とする場合に比べて、スクリーン３の駆動が
容易になり、スクリーン駆動回路６に負担をかけない方
法である。

【００３４】上の説明では理解を容易にするために、ス
クリーン３を構成する液晶セル５の組数（１６組）と３
次元の表示対象物のＺサンプリング数（１６）を一致さ
せたものとして説明したが、実際にはスクリーンを構成
する液晶セルの組数よりもＺサンプリング数を多くして
おく、すなわち、１組の液晶セルに対してサンプリング
箇所を少しずつ変えた複数の２次元画像データを対応さ
せて持っておく構成とすることが望ましい。この構成に
おいて、例えば１組の液晶セルに対して４個の２次元画
像データがあったとすると、この４個のデータを順次時
系列的に表示するようにすれば、特に動画表示の場合、
滑らかな画像を得ることができる。

【００３５】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば上記実施の形態の半球状のスクリーン３に代えて、
図３に示すようなスクリーン４０を用いてもよい。図３
に示すスクリーン４０は複数の液晶セル４１を積層して
全体を円柱状とし、円柱の側面を観察面４０ａとしたも
のである。このスクリーン４０を用いる場合、投射装置
２はスクリーン４０の下方または上方（図３では下方）
に設置し、投射装置２からの光をスクリーン４０下面ま
たは上面の平坦面から入射させることが望ましい。この
スクリーン４０によれば、水平方向であれば３６０°の
いずれの方向からでも観察可能な投射型立体表示装置を
得ることができる。

【００３６】スクリーンを構成する液晶セルとしては、
駆動にかかる負担を考えなければ、上記ＩＲＩＳモード
の液晶セルの他、ＮＣＡＰ（Nematic Curvilinear Alig
nedPhase）型、ＰＮ（Polymer Network）型の液晶セル
などを用いることもできる。投射装置の空間光変調器と
しては、強誘電性液晶を用いた液晶ライトバルブの他、
ＤＭＤ（Digital Mirror Device）を用いた投射装置を
用いることもできる。また拡大光学系としては、テレセ
ントリック型拡大光学系（望遠鏡光学系）を用いてもよ
い。テレセントリック型拡大光学系はもともと焦点深度
自体を深くしたものであるから、上記実施の形態のよう
な投射レンズを移動させるためのアクチュエータ、アク
チュエータ駆動回路が不要になる。

【００３７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、偏光めがね等を用いることなく、表示品位に優
れた３次元画像が表示可能な投射型立体表示装置を実現
することができる。さらに、観察面が球面の少なくとも
一部、または一方向に湾曲した曲面をなすスクリーンを
用いた場合、平面状のスクリーンを用いた場合と比べて
視野が広くなり、広い角度から多人数での観察が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の投射型立体表示装置
を示す概略構成図である。

【図２】同装置におけるスクリーンの断面図である。

【図３】同スクリーンの他の例を示す斜視図である。

【図４】（ａ）スクリーンの各液晶セルへの駆動信号
を示すタイミングチャート、（ｂ）液晶セルへの印加電
圧、液晶セルの応答、投射装置の液晶ライトバルブの表
示信号を示すタイミングチャートである。

【図５】３次元画像におけるサンプリングの概念を説
明するための図である。

【符号の説明】

１投射型立体表示装置２投射装置（投射手段）３，４０スクリーン４液晶ライトバルブ駆動回路５，４１液晶セル６スクリーン駆動回路（スクリーン駆動手段）７アクチュエータ（移動機構）８アクチュエータ駆動回路９同期信号生成回路（同期手段）２２，２３，２４液晶光変調器（空間光変調器）１００表示対象物Ｇ３次元画像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｅ５Ｃ００６ 21/14 21/14 Ｄ５Ｃ０６１Ｚ５Ｃ０８０ 21/60 21/60 Ｚ 35/18 35/18 Ｇ０９Ｇ 3/20 ６６０Ｇ０９Ｇ 3/20 ６６０Ｘ６８０６８０Ｃ 3/36 3/36 Ｈ０４Ｎ 13/04 Ｈ０４Ｎ 13/04 Ｆターム(参考） 2H021 AA00 BA01 2H059 AA35 AA38 2H088 EA05 EA14 EA15 EA18 GA10 JA17 MA01 2H089 HA04 QA16 RA13 TA11 TA16 UA05 UA09 2H093 NA25 NA43 NA55 NC16 ND10 NF11 NF17 5C006 BB08 BB11 BC16 EC11 EC12 5C061 AA06 AA13 AA20 AA23 AB12 AB14 AB16 5C080 AA10 BB05 CC04 JJ01 JJ02 JJ04 JJ06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光の散乱状態と透過状態を切り換え可能
な複数の液晶セルを積層した液晶セル群からなり、前記
複数の液晶セルに対して時分割で投射された複数の２次
元画像から構成される３次元画像を表示するスクリーン
と、２次元画像を生成する空間光変調器と、個々の液晶セル
に対応する２次元画像が前記液晶セル群を構成する全て
の液晶セルにおいて等拡大率となるように前記２次元画
像を拡大する拡大光学系とを備え、前記空間光変調器が
生成した２次元画像を前記拡大光学系を通して前記各液
晶セルに拡大投射する投射手段と、前記液晶セル群のうちのいずれか一つの液晶セルのみを
散乱状態とし、その散乱状態の液晶セルを順次走査する
ように前記液晶セル群を駆動するスクリーン駆動手段
と、前記液晶セル群のうちのいずれか一つの液晶セルを散乱
状態とするタイミングと散乱状態とした液晶セルに対応
する２次元画像を前記投射手段から投射するタイミング
とを同期させる同期手段と、を有することを特徴とする投射型立体表示装置。
【請求項２】前記液晶セル群からなるスクリーンは、
その観察面が球面の少なくとも一部、もしくは一方向に
湾曲した曲面をなすことを特徴とする請求項１に記載の
投射型立体表示装置。
【請求項３】前記各液晶セルが液晶を挟持する一対の
透明基板を有し、前記液晶セル群を構成する隣接する液
晶セルの間が前記透明基板と等しい屈折率を持つ材料で
充填されていることを特徴とする請求項１または２に記
載の投射型立体表示装置。
【請求項４】前記液晶セルに用いる液晶が高分子分散
型液晶であることを特徴とする請求項１ないし３のいず
れか一項に記載の投射型立体表示装置。
【請求項５】前記液晶セルが、電界無印加時に透明状
態、電界印加時に散乱状態のモードで表示を行うことを
特徴とする請求項４に記載の投射型立体表示装置。
【請求項６】前記空間光変調器が、強誘電性液晶を用
いた液晶光変調器からなることを特徴とする請求項１な
いし５のいずれか一項に記載の投射型立体表示装置。
【請求項７】前記拡大光学系が、投射レンズと該投射
レンズを光軸に沿った方向に移動させる移動手段とを備
えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項
に記載の投射型立体表示装置。
【請求項８】前記拡大光学系としてテレセントリック
型拡大光学系を用いることを特徴とする請求項１ないし
６のいずれか一項に記載の投射型立体表示装置。
【請求項９】１ケージの３次元画像の表示時間がフリ
ッカ防止可能な値に設定され、該３次元画像の表示時間
を前記液晶セル群の液晶セルの積層数で割った値である
１フレームの２次元画像の表示時間で表示可能な空間光
変調器を用いるとともに、前記１フレームの２次元画像
の表示時間の値で応答可能な液晶セルを用いることを特
徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の投射
型立体表示装置。