JP3411281B2 - 立体画像の表示方法及び装置 - Google Patents

立体画像の表示方法及び装置

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JP3411281B2 JP51360794A JP51360794A JP3411281B2 JP 3411281 B2 JP3411281 B2 JP 3411281B2 JP 51360794 A JP51360794 A JP 51360794A JP 51360794 A JP51360794 A JP 51360794A JP 3411281 B2 JP3411281 B2 JP 3411281B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、一般的に言うならば、立体ディスプレイに
関するものであり、具体的に言うならば、立体動画像投
影（しかしそれに限定されるものではない）に関するも
のである。
発明の背景 立体３次元画像は、観察者（視聴者）に２組の僅かに
異なる画像を提示することが必要である。その２組の画
像とは、１組が左目から見える点に対応し、もう１組が
右目から見える点に対応する。観察者の左目が左目用の
組の画像だけを見ることができ、右目が右目用の組の画
像だけを見ることができるように２組の画像が提供され
る時、観察者は３次元画像を知覚することができる。
左目画像と右目画像を分離する様々な方法が知られて
いる。アナグリフ（anaglyph）法では、異なるカラーフ
ィルタを使用する。一般的には、左目画像と右目画像
が、同時にしかし異なる色にすなわち各々赤及び青で投
影され、一方、観察者は画像を適切に分離するように配
置された赤フィルタ及び青フィルタを備える眼鏡を装着
する。この方法の主な欠点は、形成される３次元画像が
色情報に不足していることである。
画像分離の別の方法は、相互に消し合う偏光フィルタ
を使用することからなる。それら偏光フィルタが、左目
プロジェクタ及び右目プロジェクタの正面に配置され、
それらの偏光軸を互いに90゜とする。観察者は、プロジ
ェクタ上のフィルタと同じ方向に配置された偏光フィル
タをそれぞれ備える眼鏡を装着する。左目画像及び右目
画像は同時にスクリーン上に現れるが、左目用の偏光さ
れた光線だけが眼鏡の左目レンズを透過し、右目用の偏
光された光線だけが眼鏡の右目レンズを透過する。この
方法は、コストが低く、且つ全色３次元画像を可能にす
る。しかし、望ましくない透過光がかなりの量生じるこ
とがあり、その結果、不愉快なゴースト画像が形成され
るという限界がある。例えば、金属スクリーンのコーテ
ィングはその作用を軽減するとは言え、光の偏光特性は
スクリーンからの反射によってかなり変更される。直線
偏光器（最も効果的である）が使用される時、観察者が
その頭を左及び右に傾斜させるほどゴースト画像はまた
増加する。
第３の知られている方法は、左目画像と右目画像の時
間多重化に関する。左目画像及び右目画像は交互に示さ
れ、従って、スクリーン上には常時１つの画像だけが存
在する。観察者は、交互に１つの目の視界だけを遮る眼
鏡を装着し、従って、各目には正しい画像だけが見え
る。言い換えれば、左目画像がスクリーンに投影される
時、眼鏡の左目レンズは透明であり、右目レンズは不透
明である。スクリーン上の画像が右目画像に変化する
と、眼鏡の左目レンズは不透明になり、右目レンズは透
明になる。眼鏡は、一般的には、電気光学液晶シャッタ
を有し、バッテリによって給電される。この方法は、頭
の傾きにより生じる望ましくない透過光の問題は大きく
解決され、偏光を保持する特別なスクリーンを必要とし
ない。しかし、この方法は、上述した各画像分離方法よ
りコストがかなりかかる。また別の欠点は、電子的に交
互に見える眼鏡は、受動眼鏡よりかなり重いことであ
る。眼鏡が、イマックス コーポレーション（Imax Cor
poration）によって販売されているような、視界の広い
動画劇場で使用されるサイズの大きなレンズを使用して
つくられる時、これは大きな問題になる。
時間多重化立体画像が使用される液晶シャッタは、通
常、２つのガラスシートの間に薄い液晶材料層を挟んだ
液晶セルの両側に、少なくとも２つの直線偏光器が設け
られて形成されている消光するシャッタである。２つの
偏光器は一般的にそれらの軸が直交するように方向決定
されており、液晶材料は電界によって影響される可変の
偏光器として働く。そのようなシャッタは、不透明な状
態では光線のかなりの部分を遮るが、透明な状態の時の
透過性は、通常入射光線の約25〜30％程度に、制限され
ている。その結果形成される画像はいくらか薄暗いが、
望ましい透過光対望ましくない透過光の比が150対１に
なるように形成され、従って許容できる。
３次元動画像の品質を評価する時、３つの長所指標、
すなわち、最大透過率、消光比及び有効コントラストが
使用される。最大透過率は、実際に観察者の目に達する
プロジェクタによって生成される光線のパーセンテージ
である。消光比は、系から漏れる正しくないすなわち望
ましいなく画像の明るさに対する正しいすなわち望まし
い画像の明るさである。３次元動画像投影装置では、消
光比は観察者がどれほどのゴーストを知覚するかの指標
を与える。有効コントラストは、投影装置が観察者の目
に再生することができる極限の白色と黒色との間の相対
差を表す比である。有効コントラスト比が高い画像は、
白色と黒色との差がはっきりしており、鋭い。上記の３
つの長所指標は全て重要であり、高品質の３次元動画像
の表示を形成するために考慮しなければならない。
本発明の目的は、公知の立体分離方法を欠点を解消す
ることである。本発明の実際の目的は、適当なコストで
許容できるレベルの消光比、最大透過率及び有効コント
ラストを得ることができる立体画像分離方法を提供する
ことにある。
発明の概要 本発明によると、 対応する左目画像及び右目画像を連続して交互に表示
し、 左目画像から観察者の右目への光線の透過及び右目画
像から観察者の左目への光線の透過をほとんど消光さ
せ、 交互にその交互の画像表示と同期して、観察者の右目
に漏れるその左目画像からの消光していない光線及び観
察者の左目に漏れるその右目画像からの消光していない
光線を散乱させ、 それによって、消光比の高い立体画像が観察者によっ
て知覚される。立体画像の形成方法が提案される。
本発明は、立体画像の表示品質を改良し、「ゴース
ト」を減少または無くそうとするものである。左目画像
及び右目画像を交互に表示する一方、同時に左目画像か
ら観察者の右目への光線の透過及び右目画像から観察者
の左目への光線の透過をほとんど消光させることによっ
て、画像間のいわゆる「クロストーク（cross talk）」
干渉（及びその結果としてのゴースト）を最小にする。
望ましくない画像を相互に消光させるために、例えば偏
光器または他のフィルタまたは電気光学シャッタなどを
使用する現在使用されている画像消光方法の実際上の限
界の結果として、不可避に望ましくない画像情報の「漏
れ」が発生する。本発明は、観察者の目に漏れる消光し
ていない光線を散乱することによって、その望ましくな
い画像を除去しようとするものである。これは、背景照
度のレベルが僅かに高くなったような、望ましくない光
線を、実際に散乱する電気光学「散乱」シャッタの使用
によって達成される。この方法によって、高いレベルの
最大透過率と許容できる背景コントラストを保持したま
ま、装置の消光比を劇的に改良することが可能であるこ
とが分かった。
対応する左目画像及び右目画像は時間的に重なること
があることが注目される。これは、最大透過率のレベル
を改良するが、そのかわりにゴーストをある程度発生さ
せる。従って、本明細書中での画像の「交互」の表示と
は、画像が分離して表示されなければならないこと（従
来技術の時間多重化装置の場合のように）を示すもので
はない。
動画像投影装置に応用される実際の実施例では、左目
画像及び右目画像は、互いに偏光軸が90゜になるように
配置された偏光フィルタを備えるプロジェクタを使用し
て、交互に投影される。対応する偏光フィルタは、観察
者が装着する眼鏡に備えられており、観察者の目への望
ましくない画像情報の透過をほとんど消光させる。眼鏡
レンズはさらに、偏光フィルタを介して漏れる消光して
いない且つ望ましくない光線を散乱するために交互に作
動される電気光学散乱シャッタを内蔵し、従って、望ま
しくない光線は、背景照度の増大として現れる。知覚で
きる画像情報は透過されない。従って、装置の消光比
は、「望ましい」すなわち正しい画像が全明るさで現れ
（装置の他の光学的制限を受ける）、一方、正しくない
すなわち望ましいない画像情報が実質上存在しないの
で、高い。
左目画像及び右目画像は、反復されるオン／オフサイ
クルで各々そのような画像の連続として表示される。そ
のオン／オフサイクルは、両方の画像組について同じで
あり、サイクルの「オン」部分はサイクルの「オフ」部
分より長く、従って、画像は部分的に重複する。その
時、最大透過率の高い立体画像が達成される。
この実施例では、散乱手段は、各画像の組についてそ
の画像のサイクルの「オフ」部分の間だけ作動される。
例えば、眼鏡に散乱シャッタを使用する時、左目レンズ
用散乱シャッタは、左目画像の表示サイクルの「オフ」
部分の間作動する。逆に、右目レンズ内の散乱シャッタ
は、右目画像の表示サイクルの「オフ」部分の間作動す
る。画像が重なるサイクルの部分ではシャッタはいずれ
も作動しない。従って、最大透過率の改良は、ゴースト
画像の散乱を減少することによって或る程度犠牲にされ
る。
この実施例では、画像は光学的にコード化され、観察
者は、光学的デコード手段を内蔵する眼鏡を備えてお
り、このデコード手段は、そうでなければ画像が重なる
サイクルの部分の間に生じるゴーストを排除または減少
させるためのものである。光学的コード／デコードは、
上記のような偏光フィルタを使用することによってまた
は色フィルタまたは帯域通過フィルタ等の他の光学的区
別手段によって実施する。
本発明は、また、対応する立体画像の表示装置及び本
発明で使用される眼鏡を提供するものである。
図面の簡単な説明 本発明は、従来技術と比較して特に好ましい実施例を
図示した図面を参照して行なう説明によってより良く理
解されよう。これらの実施例は、例として、動画像投影
装置に関するものである。
第１図は、画像分離の直線偏光器方法の欠点を示す概
略図であり、 第２図は、本発明による左目画像及び右目画像の時間
多重化の２つの可能な方法を示した４つのグラフを備
え、 第３図は、ゴースト画像を散乱させる作用を図示した
ものであり、及び、 第４図は、本発明の好ましい実施例による眼鏡シャッ
タレンズの横断面を図示したものである。
好ましい実施例の説明 第１図ａは、左目画像と右目画像とをほとんど分離す
る従来技術の装置で使用される直線偏光フィルタの方向
を図示している。直線偏光軸線１は垂直であり、左目画
像に対応し、直線偏光軸線２は水平であり、右目画像に
対応する。眼鏡３は、投影レンズの前に置かれたフィル
タと方向が同じ偏光フィルタによって形成された左目画
像レンズ及び右目画像レンズを有する。
この型の装置の１実施例は、アメリカ合衆国特許第4,
957,301号（シャー（Shaw））に記載されており、その
記載は本明細書中に参照して組み入れる。
第１図ｂは、理想的ではない前方投影スクリーンから
反射する直線偏光の結果を図示したものである。垂直に
偏光された左目光線１の約98％は垂直に偏光されたまま
であり、（正しく）垂直に偏光するフィルタを通過し、
光線の約２％（1h）は水平に偏光され、水平に偏光する
フィルタを介して漏れる（第１図ａでは、右目レン
ズ）。同様に、水平に偏光される光線２の約２％（2v）
は垂直に偏光するフィルタを介して漏れる（左目レン
ズ）。汚染光線は、スクリーンの表面で偏光及び減偏光
の方向の両方の回転から来る。偏光器を使用する従来の
３次元装置では、汚染光線は、反対の目のフィルタを介
して透過し、鮮明で知覚できるゴースト像を形成する。
第１図ｃは、観客がその頭部を傾けることによって起
きる従来技術の３次元装置の別の問題を図示している。
眼鏡３は、垂直線からｘ度回転されて図示されている。
左目光線１は垂直に偏光されており、右目光線は水平に
偏光されている。
垂直に偏光された光線１は、垂直線からｘ度傾斜して
いる眼鏡のレンズの左目偏光軸線及び右目偏光軸線に平
行な２つの直交するベクトル1l及び1rによって図示され
ている。ベクトル1rは、眼鏡の右目レンズを介して透過
され、ゴーストとして知覚される左目光線を図示してい
る。同様に、ベクトル2lは、左目レンズを介して透過さ
れる右目光線を示している。頭の傾きは、僅かな傾きで
さえかなりのゴーストを生じさせ、それによって３次元
動画像の表示の品質を顕著に劣化させるので問題であ
る。この問題に働きかけることのできる円形偏光器に
は、フィルタによる消光が貧弱なので、直線偏光器のゴ
ーストの約２倍のゴーストが生じ、スクリーンからの反
射による偏光劣化がより激しいという問題がある。
従来技術と対照的に、本発明は、偏光フィルタ等の画
像消し手段と組み合わされた観察者の眼鏡に内蔵される
散乱シャッタを提供する。散乱シャッタは、交互に、且
つ、交互の画像表示と全体としてほぼ同期して作動さ
れ、従って、観察者の右目フィルタを介して漏れる左目
画像からの消えていない光線（及びその逆に、観察者の
左目のフィルタを介して漏れる右目画像からの消えてい
ない光線）は散乱され、もはや画像情報を観察者に伝え
ない。
また、ゴーストの第２の源、すなわち、不正確に偏光
され、従って右目フィルタを自由に透過される左目画像
は、また、右目レンズのシャッタによって散乱される。
図面をさらに参照すると、第２図は本発明の方法の左
目画像及び右目画像の交互の投影を図示している。左目
画像及び右目画像を交互に表示し、同じ時間頻度で眼鏡
をシャッタで閉じることによって、両方の漏れ源すなわ
ちゴーストは装置から除去される。第２図ａでは、左目
画像及び右目画像は、サイクルの「オン」及び「オフ」
部分が等しい長さ（50/50デューディ比）である反復オ
ン／オフサイクルが交互に表示され、従って、スクリー
ン上に左目画像及び右目画像が同時に存在することは決
してない。左目画像が投影される時、３次元眼鏡の左目
レンズは透明であり（時間Ｔ）、一方、右目レンズは作
動して（時間Ｓ）、右目偏光器を介して漏れる左目画像
を散乱させる。また、左目画像が投影される時、右目画
像の漏れを散乱させるよう左目レンズが作動する。この
時間の配分は、ゴーストの散乱量を最大にする。
第２図ａに図示されている左目及び右目画像の順序の
変更は可能であり、ゴースト散乱の性能を犠牲にして投
影画像の全体の明るさを改良する。第２図ｂでは、左目
画像及び右目画像はデューディ比66/33で投影され、従
って、両画像がスクリーン上に時間の1/3の間現れる。
これは、装置の全体の明るさを33％向上させる。画像の
重なりは、期間t1-iからt1+i、期間t2-iからt2+i等で生
じる。画像の重なりは、対応する画像がスクリーン上に
存在しない時各散乱シャッタが作動するだけなので、ゴ
ーストを減少させるために散乱シャッタが使用できる時
間の量を減少させる。その結果、ゴースト散乱の量は33
％減少される。第２図ｂに図示したデューディ比は例に
すぎず、サイクルの「オン」部分が「オフ」部分より長
い可能なデューディ比のずれの値でも３次元画像の全体
の品質を最適化させるために選択できる。
偏光フィルタまたは他の光学的コード化手段を使用し
て、サイクルの重複部分の間２つの画像を分離しなけれ
ばならないことに注意するべきである。
散乱シャッタの存在の結果として、散乱されたゴース
ト画像光線は多かれ少なかれ等しくシャッタ区域全体に
配分され、全体の背景照度を僅かに増す結果となる。こ
れは、画像の有効コントラストを僅かに劣化させるが、
知覚上、ゴースト画像よりはるかに問題にならない。交
互の画像投影の組合せ及び交互に作動する散乱シャッタ
の使用は、また、頭の傾きによるゴーストを除去する。
市販されており入手可能な散乱シャッタは、透明状態
の時高い透過率を有し、通常約80〜90％である。しか
し、散乱状態または拡散状態での透過率もまた比較的高
く、約10〜25％である。そのような貧弱な消光によっ
て、３次元立体観察の実際的な方法としては散乱シャッ
タはそれ自体不適切になる。透明状態での散乱シャッタ
の高い透過率は、特に偏光器との直列に組合せる場合、
その偏光器に付加されることによって装置の全体の光線
透過を大きく劣化させるわけではないので、特に適して
いるわけではない。
電気光学散乱装置は、1960年代後半最初のLCD時計及
び計算器で動的散乱液晶（Dynamic Scattering liquid
crystal）が使用された時から知られている。これらの
装置は、現在もう使用されておらず、優れた光学的及び
電気性能を有する電界効果「ツイスト（twisted）」ネ
マチック液晶に取って変わられている。新しい種類の光
線散乱材料、ポリマー分散液晶は、本発明の立体表示方
法に特に適した特性を有する。通常、それはポリマーバ
インダ内に分散したミクロンサイズのネマチック液晶材
料の小滴からなる。その小滴は、受動状態で強く光線を
分散させ、従って、その材料は白色の半透明の外観を有
する。電界が印加されると、液晶の小滴は再度整列し、
材料は透明になる。ポリマーに分散された液晶セルは、
大きな面積の表示の場合、消光型液晶シャッタに比較す
ると、製造要件がそれほど厳密でないので比較的安価で
ある。ポリマー分散液晶の別の利点は、可撓性基板上で
製造できることである。従って、観察者に極めて広い視
界を与える、周辺の視野まで伸びる湾曲したシャッタを
備える３次元眼鏡を開発することができる。これは、特
にシャッタがイマックス コーポレーション（Imax Cor
poration）によって建造された劇場のような視界の広い
動画像と組み合わせて使用する時利点がある。
電気光学散乱シャッタの実施例は、アメリカ合衆国特
許第4,698,668号（ミルグラム（Milgram）社）及び第4,
907,860号（ノーブル（Noble）社）に記載されている。
これらの文献は、本明細書中に参照して組み入れる。
第３図は、本発明の方法が、知覚できるゴーストをど
のようにして減少させ、３次元表示の品質を改良するか
を図示したものである。第３図ａは、従来技術を図示し
たものである。木の左目画像１が、スクリーン３に投影
されている。左目画像は、垂直に直線偏光され、３次元
眼鏡の垂直直線偏光フィルタを介してほとんど透過さ
れ、観察者の左目によって木の正しい左目画像５として
見られる。左目光線のいくらかは３次元眼鏡の右目レン
ズとして作動する水平直線偏光器２を介して漏れ、木の
ゴースト画像４として右目によって知覚される。第３図
ａ（ii）は、木１の右目画像７がスクリーン３に投影さ
れ、観察者の右目によって正しい画像８として見られ、
一方、左目によってゴースト画像として見られる逆のケ
ースを図示したものである。
第３図ｂは、望ましくないゴースト画像を散乱させる
本発明の方法を図示したものである。電気光学光線散乱
シャッタ10、12は、観察者が装着した３次元眼鏡に組み
込まれている。観察者の左目は、透明状態にある散乱シ
ャッタ12を通過した後の木の左目画像14を見る。画像14
は、透明なシャッタ12を通過する結果として第３図ａの
画像５より僅かに暗い。一方、観察者の右目は、右目散
乱シャッタ10が作動して散乱状態にあるので、散乱され
たゴースト画像16だけを見る。第３図ｂ（ii）は、木の
右目画像７がスクリーン３上に投影されており、観察者
の右目が、透明状態にある散乱シャッタ10を通過した後
の画像18を見る逆のケースを図示したものである。左目
偏光器６を介して漏れる右目画像光線は、作動して散乱
状態にあるシャッタ12によって散乱される。散乱シャッ
タ10及び12を備える結果としてゴースト画像は有効に排
除され、散乱された画像16及び20は背景照度の僅かな増
加としてのみ知覚される。その結果、３次元表示の知覚
される品質は大きく向上する。
第４図は、本発明の方法に有効な別のレンズの形態を
図示したものである。レンズは、電気光学シャッタを内
蔵する液晶セル19である。セルは、２つの基板を備え
る。基板11は直線偏光子フィルムであり、基板18はポリ
エステル等の光学的に透明なポリマーの薄い可撓性シー
トである。基板11及び18は、どちらも製造工程中の化学
的破損に対する耐性及びセル中の液晶材料からの耐性を
与える透明な保護層12を備える。透明な導電性のインジ
ウム錫酸化物層13が保護層12の上に配置されている。薄
いポリマーアライメント層10が導体層上に貼られてお
り、（後述する）透明なマトリックス14内で液晶のアラ
イメントを促進する。エッジシール17は、セルの周辺の
周りに延びており、セルの内容物を封じ込み、上方基板
と下方基板（11及び18）の間に約10ミクロンの要求され
る間隔を保持するように作用する。セルの内側表面上に
はスペーサ16が配置され、セルの面積全体に渡って上方
基板と下方基板間の間隔を均一性を保証する。液晶材料
の多数の球形小滴15は、ポリマーマトリックス14によっ
てしっかりと定位置に保持される。緩和状態では、液晶
材料はセルを通過する光線を強く散乱する。２つの導体
層13の間に電界が生じた時、小滴15状の液晶材料は、光
線が散乱せずに通過できるように再配向される。基板は
どちらも可撓性なので、散乱シャッタ19は３次元眼鏡内
に湾曲した輪郭で形成され、拡張した快適な視野を与え
る。
動画像投影装置では、左目画像及び右目画像の交互の
投影は、例えば画像を互いに同期化された２つのプロジ
ェクタを使用する２つの別個のフィルムストリップから
画像を投影することによって実現される。また、アメリ
カ合衆国特許第4,966,454号（トポルキヴィクツ（Topor
kiewicz））は、２つの分離したフィルムストリップか
らいわゆる「交互画像」投影が可能な単一回転ループプ
ロジェクタの１実施例を記載している。
観察者が装着した眼鏡内に内蔵される電気光学散乱シ
ャッタは、画像の投影と同期して作動される。これは様
々な方法によって実施され、例えば、１つまたは複数の
プロジェクタと同期化してシャッタをトリガする適切な
電気回路によって実施される。アメリカ合衆国特許第5,
002,387号（バルジェット（Baljet）達）は、赤外線信
号を使用して、時間多重化立体装置内で従来技術の遮断
シャッタを同期化する投影同期装置を記載している。こ
の特許の記載は、本明細書中に参照されている。
下記の説明は、さらに従来技術として比較して本発明
による散乱シャッタの使用の利点を示すものである。
偏光器を使用する従来の３次元動画像装置では、プロ
ジェクタのレンズから観察者の目までの光路の３つの異
なる段階で、適切に偏光された光線の劣化または損失が
起きる。
投影レンズを離れる光線が直線偏光フィルタを通過す
る時、使用される光の第１の損失が生じる。通常、プロ
ジェクタのランプハウスによって生成される使用できる
光線の42％だけが、直線偏光フィルタを通過して、正し
く偏光される。また、フィルタからの光線の約0.01％
は、正しくなく偏光される、すなわち、正しく偏光され
た光線に直交する方向に偏光される。
正しく偏光された光線の量の第２の減少は、光線が投
影スクリーンから反射される時起きる。直線偏光された
光線は、金属スクリーンがかなりこれを助けるとは言
え、表面からの反射によって減偏光される傾向がある。
また、偏光方向は各表面からの反射によって僅かに回転
する傾向がある。通常、約97％の光線が正しい偏光を保
持するが、１％の光線は誤った偏光に回転し、２％の光
線は減偏光される（従って、正しい偏光と誤った偏光と
の間で分割される）。
正しく偏光された光線の量の第３の減少は、光線が観
察者によって装着された眼鏡に内蔵された直線偏光フィ
ルタを透過する時起きる。通常、約76％の正しく偏光さ
れた光線が透過され、約0.01％の正しくないすなわち直
交するように偏光された光線が透過される。
３次元動画像装置の品質の長所指標は、上記の情報を
使用して、光透過率、消光比及び有効コントラストに対
する連続した各画像減少段階の作用を考慮することによ
って計算される。
本発明の方法の長所指標は、散乱電気光学シャッタを
３次元眼鏡に付加する効果を含むことによって、比較の
ために計算できる。散乱シャッタは、約85％のオン状態
透過、１％のオフ状態透過及び約10％のオン状態拡散透
過（観察者の目によって対される典型的な連続した角度
に）を有する。下記の表は、本発明の利点を図示してい
る。第１の例は、投影レンズの正面と観察者によって装
着された眼鏡内との直線偏光器を使用する従来技術の３
次元動画像投影方法の３つの画像品質長所指標を含む。
第２の例は、本発明の３次元方法の３つの長所指標を含
む。本発明のシャッタの消光比は、３次元眼鏡内に電気
光学散乱シャッタを設けた結果してと劇的に（8500％以
上）大きくなる。本発明の方法を使用した場合、最大透
過率及び有効コントラスト比は僅かに減少するが、無視
できる。第３及び第４の列は、観察者の頭が垂直線から
15度傾斜している場合の従来技術と本発明の方法の品質
長所指標を示す。本発明の方法を使用すると、また、消
光比が極めて大きくなるが、他の２つの長所指標が少し
減少する。３次元表示の品質全体は、本発明の方法を使
用すると大きく改良される。
指針として、長所指標は、次のように判断すべきであ
る。透過率は最大化されなければならない。消光比は、
1000:1までの向上は価値があるが、最低100:1でなけれ
ばならない。有効コントラストは、100:1までの向上は
価値があるが、最低25:1でなければならない。
本発明の他の利点は、そうでなければ過度のゴースト
の生成の原因となったため使用できなかった装置内であ
る材料を使用できることである。その例は、光線を時計
回り及び反時計回りに偏光された光線に分離する円形偏
光器の使用である。その偏光器は、３次元表示装置内で
直線偏光フィルタの位置で使用され、頭の傾きによって
形成されるゴーストに対して免疫があるという利点を有
する。しかしながら、正面投影スクリーンからの反射に
対して偏光保持が小さい。円形偏光器の消光比は頭の傾
斜角によって完全に一定ではないが、通常、直線偏光器
の消光比の約半分である。円形偏光器による本発明の方
法を使用することによって、消光比は頭の傾斜角度が何
度でも許容できる値に増加される。
本発明は、従来技術の装置の複数の制約及び欠点を解
消するものである。本発明は、高い消光比を有し、頭の
傾きによって生じるゴーストに影響されない３次元画像
分離方法を提供する。電気光学散乱液晶シャッタは、従
来の液晶光学シャッタより製造コストが低く、視界の広
い動画像劇場で使用される視界の周辺まで延びた湾曲し
たレンズを備える視界の広い３次元眼鏡に内蔵される。
上記の説明は、単に本発明の好ましい実施例を示すも
のであり、本発明の範囲な何ら限定するものではない。
例えば、偏光フィルタについて記載したが、色または波
長帯通過フィルタ等の他の光学的消光フィルタを使用す
ることもできる。
また、電気光学遮断シャッタを使用することもでき
る。この種のシャッタは、従来技術で良く知られてお
り、アメリカ合衆国特許第4,424,529号（ローズ（Roes
e）達）に記載されている。この種のシャッタの実際の
列は、光線を遮断する際かなり有効である。しかし、光
線の漏れが起きることがあり、その結果、許容できない
ゴーストが形成される。実際には、現在入手可能なこの
種のシャッタは比較的高価であり、この種のシャッタは
原理的には利用できるが現在の技術段階では非実用的で
あるという欠点がある。
望ましくない画像情報の散乱は、上記のように電気光
学散乱シャッタを使用することによって達成される。し
かし、原理上は他の散乱手段、例えば、フィルタを観察
者の各目の視線の内外に緯度をさせる機械手段と組み合
わされた散乱フィルタを使用することができる。
最後に、主に画像が通常スクリーン上に投影される動
画像装置での本発明の使用について記載したが、本発明
の文脈ではテレビまたはコンピュータモニタ等の他のデ
ィスプレイ方法も可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バルジェット，アントン，レオ カナダ国 エル６エッチ １ケー５ オ ンタリオ オークヴィル マンスフィー ルド ドライブ 155 (72)発明者 ハッサン，セイッド，カーマル，ユージ ン カナダ国 エル６エッチ ２ジー８ オ ンタリオ オークヴィル ケンジントン パーク ロード 1301 (56)参考文献 特開 昭60−160292（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−319739（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−298889（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−45530（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−40592（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−47192（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−47195（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−317092（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−49435（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−144230（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−86694（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−149590（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−48634（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−153024（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03B 35/00 - 35/26 G02B 27/22 - 27/26 H04N 13/00 - 17/06

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】左目画像及び右目画像を交互に連続して表
    示し、観察者に立体画像を知覚させる立体画像表示方法
    において、 左目画像の光線の観察者の右目への透過及び右目画像の
    光線の観察者の左目へ透過を消光させる消光手段と該消
    光手段を透過して観察者の右目に漏れる消光されていな
    い左目画像の光線及び観察者の左目に漏れる消光されて
    いない右目画像の光線を交互に散乱させる散乱手段とを
    備え、 左目画像の光線の観察者の右目への透過及び右目画像の
    光線の観察者の左目への透過を消光させ、さらに左目画
    像と右目画像の画像表示に同期して、右目に対応する該
    消光手段から観察者の右目に漏れる消光されていない左
    目画像の光線及び左目に対応する該消光手段から観察者
    の左目に漏れる消光されていない右目画像の光線を交互
    に散乱させ、消光比の高い立体画像を観察者に知覚させ
    ることを特徴とする立体画像表示方法。
  2. 【請求項２】該消光手段は光学フィルタでることを特徴
    とする請求項１に記載の立体画像表示方法。
  3. 【請求項３】該光学フィルタは偏光フィルタであること
    を特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】該散乱手段は電気光学液晶セルであり、 上記交互の画像表示と同期して、左目画像が表示された
    時右目に対応する該電気光学液晶セルを散乱状態にし、
    右目画像が表示された時に左目に対応する該電気光学液
    晶セルを散乱状態にするように該左右の電気光学液晶セ
    ルを交互に作動させることを特徴とする請求項１に記載
    の立体画像表示方法。
  5. 【請求項５】該消光手段および該散乱手段は眼鏡に構成
    されるものであり、上記の左目画像及び右目画像は、各
    々一連の画像として表示され、上記の左目画像の光線の
    観察者の右目への透過及び右目画像の光線の観察者の左
    目への透過の消光は、画像を光学的にコード化し、眼鏡
    の光学的デコード手段によりなされるものであり、及
    び、各組の左右の画像はそれぞれ同じオン／オフサイク
    ルで反復的に表示され、該サイクルの「オン」部分は該
    サイクルの「オフ」部分より長く、左右の画像が一部分
    重なり、それによって、上記立体画像は高い最大透過率
    を有することを特徴とする請求項１に記載の立体画像表
    示方法。
  6. 【請求項６】連続して交互に表示される左目画像及び右
    目画像を、観察者に立体画像として知覚させる立体画像
    表示装置において、 左目画像の光線の観察者の右目への透過及び右目画像の
    光線の観察者の左目への透過を消光させる消光手段と、 交互に、かつ上記の左右の画像の交互の画像表示と同期
    して、右目に対応する該消光手段から観察者の右目に漏
    れる左目画像の消光されていない光線及び左目に対応す
    る該消光手段から観察者の左目に漏れる右目画像の消光
    されていない光線を散乱させる散乱手段と、 を備えることを特徴とする立体画像表示装置。
  7. 【請求項７】該消光手段は、スクリーンに投影された光
    線を光学的にフィルタリングする光学フィルタであるこ
    とを特徴とする請求項６に記載の立体画像表示装置。
  8. 【請求項８】該光学フィルタは、偏光フィルタであるこ
    とを特徴とする請求項７に記載の立体画像表示装置。
  9. 【請求項９】上記の消光手段および散乱手段は、眼鏡に
    備えられるものであって、該散乱手段は散乱状態及び透
    過状態をとることができる電気光学液晶セルを有するも
    のであり、その交互の左右画像表示と同期して、左目画
    像が表示された時右目の電気光学液晶セルが散乱状態に
    なり、右目画像が表示された時左目の電気光学液晶セル
    が散乱状態になるように交互に該電気光学液晶セルを作
    動するものであることを特徴とする請求項６に記載の立
    体画像表示装置。
  10. 【請求項１０】左目画像及び右目画像を交互に連続して
    表示される立体画像を観察する左目レンズ及び右目レン
    ズを備えた眼鏡において、 左目画像の光線の観察者の右目への透過及び右目画像の
    光線の観察者の左目への透過を消光させる消光手段と、
    左目画像と右目画像の画像表示に同期して、観察者の右
    目に漏れる消光されていない左目画像からの光線及び観
    察者の左目に漏れる消光されていない右目画像からの光
    線を交互に散乱させる散乱手段とを備え、 上記消光手段は光線の透過を消光させる遮光シャッタ手
    段もしくはフィルタ手段の一つであり、上記散乱手段は
    交互の画像表示と同期して透過状態と散乱状態に作動す
    る電気光学散乱シャッタであることを特徴とする眼鏡。
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