JPH0216524A - 立体映像表示装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、両眼視差を利用して、映像が立体的に知覚さ
れるようにした立体映像表示装置に関する。

従来の技術 人間は成る物体を目視するとき、その物体を縦方向、横
方向および奥行き方向の３次元に、すなわち立体的に視
認することができる。これは人間が観察対象を目視する
場合に、左眼と右眼とがそれぞれ異なった視角で前記観
察対象を視認することにより、両眼視差が存在するから
である。したがってＣＲＴ（陰極線管）などの表示装置
において、異なる視角から撮像された左眼用映像と右眼
用映像とを表示するようにし、それぞれの映像が観察者
の左眼のみ、または右眼のみに入射するようにすること
によって、立体的な映像を知覚することができる。

典型的な先行技術では、表示装置にたとえば１フイール
ド毎に左眼用映像と右眼用映像とが交互に切換えられて
表示されるようにし、このような映像に同期するたとえ
ば液晶パネルなどのシャッタ装置を観察者が装着して、
表示装置を目視するようにしている。すなわち表示装置
と観察者の左眼、右眼との間にそれぞれ介在される左方
シャッタ装置、右方シャッタ装置は、表示装置に対応す
る映像が表示される１フイールドの期間には開放され、
他の１フイールドの期間には閉じた状盾とされる。この
ようにして観察者の左眼および右眼にはそれぞれ、左眼
用映像、右眼用映像のみが入射することになり、観察者
は立体感のある映像を視覚することができる。

しかしながら、この先行技術では、１フイールド毎に左
眼用映像と右眼用映像とが相互に切換えられて左眼また
は右眼に入射するため、たとえばＣＲＴなどの表示面上
を高速で移動する映像などでは、左眼と右眼とでそれぞ
れ視覚される映像に時差が生じているため、映像が二重
に知覚される場合があり、立体感が損なわれることがあ
る。

この問題を解決する他の先行技術では、偏光軸方向が相
互に異なる（たとえば直交する）偏光フィルタを配置し
た２台のＣＲＴによって、それぞれ左眼用映像、右眼用
映像を表示するようにし、これら２つの映像をたとえば
ハーフミラ−などによって合成して、この合成された映
像を観察者の方向に導くようにしている。この場合に観
察者は、各ＣＲＴに関連して配置される前述の偏光フィ
ルタの偏光軸方向に対応して、左眼、右眼に相互に異な
る偏光軸を有する偏光フィルタを介在させて映像を目視
する。このようにして観察者の左眼、右眼にはそれぞれ
、左眼用映像のみ、右眼用映像のみを入射させることが
できる。この左眼用映像および右眼用映像は、前記第１
の先行技術とは異なり、連続的に表示されてｌＩｌ！京
者の左眼、右眼に入射する。したがって、高速に移動す
る映像であっても、二重像として知覚されることはない
。

しかしながらこの先行技術では、ハーフミラ−で合成さ
れる左眼用映像の大きさと右眼用映像の大きさとを正確
に合わせなければ、前記２つの映像の合成を良好に行う
ことができず、良好な立体視を行うことができない、し
たがって２台のＣＲＴにおいて各電子ビームの偏向制御
を行って、それぞれの垂直振幅および水平振幅を正確に
一致させる必要がある。このような調整は一般に繁雑で
あり、さらに各ＣＲＴの経時変化まで含めて前述のよう
な調整を行うことができない。

この問題を解決した第３の先行技術は、第３図に示され
ている。この立体映像表示装置２１は投影形の表示装置
であって、一対の光源２２Ｌ、２２Ｒと、一対の投影レ
ンズ２３Ｌ、２３Ｒと、光源２２Ｌ、２２Ｒおよび投影
レンズ２３Ｒ，２３Ｌの°問にそれぞれ介在される透過
形液晶表示素子２４Ｌ、２４Ｒと、投影レンズ２３Ｌ、
２３Ｒからの光が投影されるスクリーン２５とを含んで
構成される。

液晶表示素子２４Ｌ、２４Ｒはたとえば、ＴＮ（ツィス
テッドネマティック）モードの液晶表示素子であって、
それぞれの透過光は第３図において参照符２６．２７で
示される方向の直線偏光（以下、各直線偏光をそれぞれ
ｒｐ偏光」、「Ｓ偏光」という）となるようにされてい
る、このような液晶表示素子２４Ｌ、２４Ｒはそれぞれ
、左眼用映像信号、右眼用映像信号に対応して駆動され
る。

これによってスクリーン２５上には、投影レンズ２３Ｌ
によって左眼用映像が、投影レンズ２３Ｒによって右眼
用映像がそれぞれ投影され、そのようにしてスクリーン
２５上で前記２つの映像が合成される。

観察者は、このような映像を第２図に示される観察用眼
鏡１１を装着して目視する。この観察用眼鏡１１は、観
察者の左眼に対応して配置される偏光部材１２Ｌ、およ
び観察者の右眼に対応して配置される偏光部材１２Ｒｔ
ｒ、、含んでいる。前記偏光部材１２Ｌは前記Ｓ偏光の
みを透過させ、偏光部材１２Ｒは前記Ｐ偏光のみを透過
させる。したがって観察者の左眼、右眼にはそれぞれ、
左眼用映像または右眼用映像のみが入射し、そのように
してｔａ察者は立体感のある映像を知覚することができ
る。

液晶表示素子２４Ｌ、２４Ｒは、同様なホトリソグラフ
ィの工程によって作成され、したがってたとえば複数の
表示画素が行列状に配列される場合においても液晶表示
素子２４Ｌ、２４Ｒの各表示画素を１対１に対応付ける
ことは比較的容易である。また前述の２台のＣＲＴを用
いる第２の先行技術で生じる２つの映像の大きさに、経
時変化に伴って差異が生じるという問題は、この立体映
像表示装置２１では生じない。

発明が解決しようとする課題 このような立体映像表示装置２１の新たな問題は、左眼
用映像、右眼用映像に対応して一対の光源２２Ｌ、２２
Ｒを設け、また一対の投影レンズ２３Ｌ、２３Ｒを設け
ていることによってコストが増大し、さらに一対の投影
レンズ２３Ｌ、２３Ｒからの左眼用映像および右眼用映
像をスクリーン２５上で合成するために、前記投影レン
ズ２３Ｌ、２３Ｒの光軸を平行にｊｌ！ぶことかできず
、したがって投影レンズ２３Ｌ、２３Ｒとスクリーン２
５との間の距離の変化に伴って、各投影レンズ２３Ｌ、
２３Ｒの光軸′ｔＡ整を再度個別的に行わなければなら
なくなり、そのような作業がきわめて繁雑となることで
ある。また各投影レンズ２３Ｌ２３Ｈの焦点調整もまた
個別的に行わなければならない。

本発明の目的は、構成が簡単であって、しかも操作性の
向上された立体映像表示装置を提供することである。

課題を解決するための手段 本発明は、光源光を複数の光経路に分離する分離手段と
、 各光経路に介在され、左眼用映像信号、右眼用映像信号
に基づいてそれぞれ駆動される一対の透過形液晶表示素
子と、 前記一対の透過形液晶表示素子からの透過光を合成する
合成手段と、 き成手段からの光をスクリーン上に投影する光学手段と
を含むことを特徴とする立体映像表示装置である。

作　　用 本発明においては、光源光は分離手段によって複数の光
経路に分離される。前記各光経路には左眼用映像、右眼
用映像に基づいてそれぞれ駆動される一対の透過形液晶
表示素子が介在されている。

前記一対の透過形液晶表示素子からの透過光は、合成手
段によって合成され、この合成された光が光学手段によ
ってスクリーン上に投影される。

このようにして光源光が分離手段によって分離されて用
いられるため、左眼用映像および右眼用映像に対応して
２つの光源を設ける必要がなく、またさらに左眼用映像
および右眼用映像の合成後の光を光学手段によってスク
リーンに投影するようにしているため、光学手段を各映
像に対応して、一対設ける必要がない。

さらに左眼用映像および右眼用映像の合成後の光が光学
手段によって投影されるため、スクリーンと光学手段と
の距離の変化に伴う光学手段の光軸調整を行う必要がな
く、また光学手段の焦点距離の調整も各映像に対応して
行う必要がないため、立体映像表示装置においてその操
作性が格段に向上される。

実施例 第１図は、本発明の一実施例である立体映像表示装置１
の構成を簡略化して示す平面図である。

光源２から発生された光は、分離手段である偏光ビーム
スプリッタ３に入射する。この偏光ビームスプリッタ３
は可視光の全波長域にわたってほぼ同等の特性を示し、
光源２から発生した光のうち入射面に垂直な参照符１３
で示される成分（Ｓ　Ｉｔｉ光）は反射鏡４Ｌに導かれ
、参照符１４で示される平行な成分（Ｐ　偏光）は反射
鏡４Ｒに導かれる。

反射鏡４Ｌによって反射された光はレンズ５Ｌを介して
、たとえばＴＮ（ツィステッドネマティック）モードの
透過形液晶表示素子６Ｌに入射し、同様に反射鏡４Ｒに
おいて反射された光はレンズ５Ｒを介して、前記液晶表
示素子６Ｌと同様な構成を有する透過形液晶表示素子６
Ｒに入射する。

液晶表示素子６Ｌ、６Ｒはそれぞれ、左眼用映像信号、
右眼用映像信号に基づいて、相互に同期関係を有しなが
ら駆動される。したがって液晶表示素子６Ｌ、６Ｒから
はそれぞれ、左眼用映像、右眼用映像に対応する変調が
施された光が透過してくる。これらの透過光は合成手段
であるハーフミラ−７において合成され、光学手段であ
る投影レンズ８を介してスクリーン９に投影される。

観察者は、たとえばスクリーン９の投影レンズ８側から
前記スクリーン９に投影された映像を目視する。観察者
は「従来の技術」の項で説明した第２図示の観察用眼鏡
１１を装着しており、この観察用眼鏡１１は観察者の左
眼に対応して配置される偏光部材１２Ｌ、および右眼に
対応して配置される偏光部材１２Ｒを含んでいる。

偏光部材１２Ｌは、前記Ｓ偏光のみを透過させ、偏光部
材１２Ｒは前記Ｐ偏光のみを透過させる。

一方、液晶表示素子６Ｌからの透過光はＳ偏光であり、
液晶表示素子６Ｒからの透過光はＰ偏光であるため、ｗ
ｔ察者の左眼には液晶表示素子６Ｌの透過光のみが、ｗ
４察者の右眼には液晶表示素子６Ｒの透過光のみがそれ
ぞれ入射する。液晶表示素子６Ｌ、６Ｒはそれぞれ、左
眼用映像信号、右眼用映像信号に基づいて駆動されてい
るため、観察者の左眼、右眼に入射する映像はそれぞれ
左眼用映像、右眼用映像である。このようにして観察者
は、相互に視差を生じている映像を左眼、右眼で視覚す
ることになるため、立体感のある映像を視認することが
できる。

このような構成によれば、液晶表示素子６Ｌ。

６Ｒはそれぞれ、左眼用映像信号、右眼用映像信号に基
づいて連続的に、すなわち時分割的にではなく駆動され
るため、たとえば再生される映像の被写体が高速に移動
している場合においても、二重像などが観察者によって
知覚されることはない。

また液晶表示素子６Ｌ、６Ｒは、同様なホトリソグラフ
ィの工程によって作成され、したがってたとえば複数の
表示画素が行列状に配列される場合においても、液晶表
示素子６Ｌ、６Ｒの各表示画素を１対１に対応づけるこ
とは比較的容易である。したがってハーフミラ−７にお
いて合成される映像の位置合わせを比較的容易に行うこ
とができ、またハーフミラ−７において合成される各映
像の垂直方向、水平方向の大きさに経時変化が生じるこ
とはない。

したがってスクリーン９には、鮮明でかつ良好に合成さ
れた映像が投影されることになり、観察者は良好な立体
映像を視認することができる。

さらに光源２からの光が偏光ビームスプリッタ３によっ
て分離され、そのようにして各分離された光が左眼用映
像、右眼用映像に対応して駆動される液晶表示素子６Ｌ
、６Ｒに入射するようにしているので、第３図に示され
る従来の立体映像表示装置２１と比較して光源の数を１
１ＩＩ減らすことができる。また液晶表示素子６Ｌ、６
Ｒからの透過光はハーフミラ−７において合成され、そ
のようにして合成された光が投影レンズ８によってスク
リーン９上に投影されるようにしているので、投影レン
ズは１個必要とされるのみである。投影レンズ８は１個
用いられるのみであるため、この投影レンズ８とスクリ
ーン９との間の距離を変化させた場合に、投影レンズ８
の光軸調整を再度行う必要はない、さらに投影レンズ８
の焦点距離の調整を行う場合にも、この投影レンズ、８
の調整のみを行えばよい。

発明の効果 以上のように本発明によれば、立体映像表示装置におい
てその構成が格段に簡単になり、またその操作性が格段
に向上される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である立体映像表示装置１
の原理的な構成を示す系統図、第２図は観察用眼鏡１１
の斜視図、第３図は先行技術の立体映像表示装置２１の
原理的な構成を示す系統図である。 １・・・立体映像表示装置、２・・・光源、３・・・偏
光ビームスプリッタ、６Ｌ、６Ｒ・・・液晶表示素子、
７・・・ハーフミラ−８・・・投影レイズ、９・・・ス
クリーン、１１・・・観察用眼鏡 代理人　　弁理士　函数　圭一部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光源光を複数の光経路に分離する分離手段と、各光経路
   に介在され、左眼用映像信号、右眼用映像信号に基づい
   てそれぞれ駆動される一対の透過形液晶表示素子と、 前記一対の透過形液晶表示素子からの透過光を合成する
   合成手段と、 合成手段からの光をスクリーン上に投影する光学手段と
   を含むことを特徴とする立体映像表示装置。