JPH0248634A - 立体ディスプレイ装置 - Google Patents

立体ディスプレイ装置

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JPH0248634A
JPH0248634A JP1033892A JP3389289A JPH0248634A JP H0248634 A JPH0248634 A JP H0248634A JP 1033892 A JP1033892 A JP 1033892A JP 3389289 A JP3389289 A JP 3389289A JP H0248634 A JPH0248634 A JP H0248634A
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liquid crystal
image
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circularly
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JP1033892A
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Michael H Kalmanash
マイケル　エイチ　カルマナッシュ
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Rockwell Collins ElectroMechanical Systems Inc
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Kaiser Aerospace and Electronics Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、広義の立体表示装置、特に色画像を生み出す
ことができる高効率の立体ディスプレイ装置に関する。
〔従来の技術〕
通常の双眼鏡を使用すると１両眼は、それぞれ、実際と
は少し異った立体的な像を見ることとなる。
この各眼における相対的な視野のずれは、対象物に対す
る距離の画数であり、ｓｉｍ者の眼が、像までの距離の
差を知覚することによって生ずる。
何年も前から、平板状の原板を利用して、立体的な像が
見えるようにするために、様々な技術が開発されている
。
これらの技術は、いずれも、立体像を左右の眼の視界に
対応させた１対の平板状の画像のディスプレイを、同時
に、もしくは時系列的に見るようになっており、かつ各
画像は、それぞれ適切な「デコーダ」を備えるか、ある
いはそれによって眼を閉じて見えなくするようになって
いるが、右眼もしくは左眼の情報によって「コード化」
される。
よく知られているものには、ビクトリア王朝時代以来公
知である「立体」望遠鏡がある。この望遠鏡は、一定の
並行関係において、立体像の左右の眼の視界と対応する
、通常は写真である１対の静止平板画像を並べておき、
これらの画像を、観測者の答録の視界を制限する装置を
透して眺めるものである。この装置を改良したものは、
今日、大部分の玩具店で見ることができる。
映画のように、動いている像を現わすために使用された
別の従来技術は、左右の眼からの眺めを。
異なる色をもって、同一の枠上のフィルムに記録し、こ
れを、１対の着色フィルターからなる眼鏡によって眺め
るものである。各フィルターは、対応する左右の眼に対
して、適切な画像を透過させ、かつ同時に現われる異な
る色の画像を視界から遮断するようにして、眼鏡の内部
に配置されている。
この従来技術の変形として、左右の眼からの眺めを、直
交二色偏光体の重合した薄板上に記録し。
これを、非偏光スクリーン上に同時に投射して、１対の
直交偏光レンズを有する眼鏡によって見るようにしたも
のもある。
これら２つの先行技術、およびそれに改良を加えたもの
は、テレビ用の立体画像として最適とされ、ベントン（
Ｂｅｎｔｏｎ）によるアメリカ合衆国特許第４，４３１
，２６５号明細書に紹介されている。
アメリカ合衆国特許第４，５５９，５５６号明細書にお
いて、ウィルキンズ（Ｗｉｌｋｉｎｓ）は、右眼と左眼
の透視が、テレビスクリーン上で、［上下に」重合して
直交した偏光状態で、同時に現われるようにし１分割ス
クリーン画像表示用として使用しうる偏光眼鏡について
述べている。
アメリカ合衆国特許第４，５８３，１１７号明細書にお
いて、リプトン（Ｌｉｐｔｏｎ）らは、１対の通常のビ
デオカメラが１画像を形成し、かつ水平掃引線の半分の
みを利用するように改良され、さらに、それらの画像が
時系列的に表わされるようにした「上下」重合型画像表
示について述べている。ちらつきのない画像を見るため
に、電子的に遮断され、かつ同期された眼鏡が使用され
る。
「遮断」は１機械的にも、電子光学的にも実施が可能で
ある。後者は、一般に、液晶装置を採用している。
液晶シャッターは、第１の板状偏光子を挟んだ活性液晶
装置と、「解析子」、すなわち第２の板状偏光子からな
っている。ある電圧では、液晶装置は、光学的に中性で
あり、かつ別の電圧では、９０度の角度で透過する偏光
板を回転させるようになっている。
３つの要素からなる偏光軸を適当に配列することによっ
て、シャッターは、「開放」状態と「閉鎖」状態とに、
電気的に切り換えられる。
ローズ（Ｒｏｅｓｅ）によるアメリカ合衆国特許第４．
０２１，８４６号明細書には、各眼毎に２つのシャッタ
ー装置を使用し、かつそれらを、左右の眼に順次現われ
る画像のディスプレイに対して、ケーブルで連結するこ
とによって同期させた、１対の眼鏡について記述されて
いる。
シャッターを分離し、かつ画像発生装置の正面で、第１
の偏光子と液晶装置とを位置決めすることは０■能であ
る。そのような配列において、この２つの要素は、連続
した画像ディスプレイ速度で。
同期的に切換えられた際、「切換え可能な偏光体」とし
て作用し、左右の眼の画像を、交互に直角方向に偏光さ
せ、かつ直交する偏光軸を有する１対の偏光眼鏡として
観測者が着用する、第２の偏光子によって適切に解析さ
れる。
このような技術を取り入れた立体ディスプレイ装置は、
ボン（Ｂｏｎｎｅ）によるアメリカ合衆国特許第３，８
５８，００１号明細書、及びバイヤッｈ　（Ｂｙａｔｔ
）によるアメリカ合衆国特許第４，２８１，３８１号明
細書に記載されている。
アメリカ合衆国特許第４，６７０，７４４号明細書にお
いて。ビューザック（Ｂｕｚａｋ）は、立体物におｔブ
る異なる深さの面と対応する一連の画像を順次投射する
ために、陰極線管（ＣＲＴ）を使用して、立体画像をデ
ィスプレイするようにした、従来のものと全く異なる装
置について記述している。
これらの画像は１選択的に透過されたり、あるいは、複
数の「光変調器」によって、光道に沿って、同期位置か
ら反射させられたりする。前記光変調器は、ｒカイラル
・セル」、すなわちコレステリック液晶セル、及び円偏
光を使用して、所望の反射と透過を行わせるようになっ
ているものである。
この先行技術を航空分野で利用することにより、航空、
火災、もしくは環境破壊情報等、航空パイロットもしく
は電子兵器の操作員にとって有用な可視的情報を、あた
かも現実世界を見るように、三次元的に表示させること
ができる。
（発明が解決しようとする課題〕 上記した先行技術には、航空面で利用するに当っては、
いくつかの問題点がある。
例えば、観測者の眼鏡に、シャッターを股＆づたもので
は、着用するには大き過ぎて扱いにくく、かつ透過率が
低く（約２０％以下）、しかも同期信号を送るためには
、ケーブルもしくはラジオ信号をもって、ディスプレイ
とつながなければならない。
また１色眼鏡を使用するものでは、比較的低レベルの光
を透過し、かつ現実の景色が、薄暗く奇妙な色に見える
。
［透明」で、交差偏光軸をもつ線状偏光子からなる。１
対の眼鏡を使用する装置でさえも、同様の問題点がある
。すなわち。
（１）後者の装置は、実世界の光の約４０％しか、観測
者の眼に送らない。この程度では、高度な「現実世界」
の意識を維持しなり九ばならない航空面においては、側
底利用することはできない。
（２）第１の偏光子と、［分析」素子とを、特に、観測
者の頭部が、操縦している飛行機内のように、横向きに
傾いている時などに、互いにうまく適合させることは困
難である。このような不適合があると、シャッター効率
は低下し、かつディスプレイ上にゴース１−現象が起き
て、［間違った」眼でゴースト画像を見ることとなる。
複数の面層をもって立体画像を合成するディスプレイ装
置では、十分に鮮明な像を得るには、きわめて多くの面
を必要とするため、複雑かつ高価となる。
本発明は、航空用に好適であり、かつ中色および金色の
どちらにでも使用できる立体ディスプレイ装置における
前記した諸問題を解決することを目的としている。
［課題を解決するための手段〕 本発明の立体ディスプレイ装置の単色用の好適実施例は
、立体像の左右両眼の視界に対応する。
連続した概ね単色光の交番画像を、秒速、最低約１２０
画像の速度で、観測者に向って順次投射する手段を備え
ている。
画像は、投射手段と同期的に作用する可変偏光手段によ
って、交番して対立する方向へ円偏光される。画像は、
対立する方向の１対の高度透過コレステリック液晶円偏
子で構成された眼鏡、すなわち固有の波長、もしくは単
色画像と「同調した」各偏光子によって分析されるか、
観測者の眼によって観測されるために、非コード化され
る。
高明度ディスプレイ装置の実施例においては、可変偏光
体は、コレステリック液晶偏光子を備え。
この偏光子は、画像ディスプレイ速度で同期的に切換え
られる。ネマチック液晶半波長リターダセルと組合わさ
れ、画像の半長に同調される。
多色ディスプレイ装置の好適実施例においては。
眼鏡と可変偏光体との内部にあるコレステリック液晶素
子は、画像を形成するために使用される色と数とが等し
い素子「層」と、多色のうち異なる１色と同調した、素
子によて置換えられる。
金色ディスプレイの場合、１層」は、３つの要素、すな
わち画像を形成するために使用された原色のうちの１色
と同調する素子を含んでいる。
〔実施例〕
本発明の上記した以外の目的、並びに利点は。
図面とそれに基づく以下の説明により、明らかになると
思う。
従来技術のディスプレイ装置ｔ　（１０）が第１図に略
示されている。これは、立体像を、右眼と左眼で見える
各投射画像と対応させて二重焼付けした、１対の連続し
た画像（１４Ｒ）と（１４Ｌ）を、同時にもしくは順次
に、投射するための陰極線管（１２）を備えている。
ある公知の方式においては、２つの画像は、同時に投射
され、例えば左眼の画像（１４Ｌ）に対しては赤色、右
眼の画像（１４Ｒ）に対しては青色というように、各々
異なった色で着色して、ＷＭ８１！Ｉ者の対応する眼に
入れられる。ｉ測置は、右眼に位置する赤色のフィルタ
ーと、左眼に位置する青色のフィルターとからなる１対
の「復元する」素子を備える眼鏡（１６）を使用する。
着色フィルターは、両眼が各々、固有の像のみを見るよ
うに、対応する着色画像を遮断し、これらの視界は、観
測者の脳の中で統合され５深さについて識別する。この
ようなディスプレイ装置は、ベントン（Ｂｅｎｔｏｎ）
によるアメリカ合衆国特許用４．４３１，２６５号明細
書に記載されている。
ディスプレイ装置（１０）の改良型として、単色もしく
は多色の１対の画像（１４Ｒ）　（１４Ｌ）を投射し、
かつこれらの画像（１４Ｒ）　（１４Ｌ）を、直線的に
偏光させて、多眼へ送るようにしたものがある。
このことは１例えば、陰極線管（１２）のスクリ−ンに
適合した１対の偏光層と結合したウイルキンス（ｖｉｌ
ｋｉｎｓ）によるアメリカ合衆国特許用４．５５９，５
５６号明細書に記載されているスプリットスクリーン技
術を使用することによって、遂行することができる。
画像（１４Ｒ）　（１４Ｌ）は、偏光画像の各軸と整合
する偏光軸を有する、１対の偏光子（１８Ｒ）　（１８
Ｌ）を備える眼鏡（１６）によて解析される。偏光子（
１８Ｒ）　（１８Ｌ）は、各々、対応する偏光画像を透
過させ、かつ直交的に偏光された画像を遮断する。
スプリットスクリーン技術を使用する際には。
スプリット画像を、単体もし、くは全体の画像へと転化
させるために、眼鏡（１６）の内部に別な視力が必要で
ある。
第２図には、ボーン（Ｂｏｎｎｓ）によるアメリカ合衆
国特許用３，８５８，００１号明細書、及びバイヤット
（Ｂｙａｔｔ）による同国特許用４．２８１，３４１号
明細書に記載されている型式の公知の立体ディスプレイ
装置（５０）の別の例が示されている０本発明のディス
プレイ装置は、それと密接に関係している。
本発明のディスプレイ装置（５０）は、例えば、ちらつ
きを感知させないために十分な出力である１２０ヘルツ
もしくはそれ以上の画像出力、あるいは６０ヘルツ以上
のフレーム出力（右眼の視界と、左眼の視界との加わり
からなる）にて、非偏光の右眼と左眼の像（５４）を、
順次投射できる画像投射手段（５２）、例えば陰極線管
を備えている。
付勢可能な偏光体（５６）が、画像を受けるために、陰
極線管（５２）の前面に配置され、画像は、その場所に
おいて、公知の型式の偏光体（５８）を透過し、さらに
矢印（５９）で示すように、表面において、直線状に偏
光される。
公知のねじれ構造をもつネマチック液晶セル（６０）が
、偏光板（５８）の前面に隣接して配置されている。
液晶セル（６０）には、液晶を横切って、高電界もしく
は低電界を交互に印加することにより、ｒオン」と「オ
フ」の２つの状態が得られる。ｒオン」状態は、通常、
光学的には中性であるのに対し、「オフ」状態は、液晶
セル（６０）によって透過された偏光を、９０度の角度
で回転させる。
液晶セル（６０）がｒオン」のときには、偏光されてい
ない画像は、偏光板（５８）と液晶セル（６０）とを透
過し、実線矢印（６１）で示すように、表面において偏
光される。一方、液晶セル（６０）が「オフ」のときに
は、画像は、点線の矢印（６２）で示すように、第１の
面と直交する方向に偏光される。
第２図において、ｒ　５ＹＮＣＪと記入しである電子装
置は、液晶セル（６０）への入力を、陰極線管（５２）
の画像投射率と同期させるためのもので、これにより、
左右の眼の画像は、直角に偏光され、適切にコード化さ
れて、眼鏡（６４）によって解析される。
眼鏡（６４）は、左右の２つの画像の直交する偏光（矢
印（６１）　（６２）で示す）の一方と整合する偏光軸
をもつ、１対の偏光子（６６Ｒ）　（６６Ｌ）を備えて
いる。
もし、陰極線管（５２）と隣接する付勢可能な偏光体（
５６）を、眼鏡（６４）の中に設けた１対の小型偏光子
と置換えて、各偏光子（６６Ｒ）　（６６Ｌ）の前面に
設けると、ローズ（Ｒｏｓｓｅ）によるアメリカ合衆国
特許筒４４４，０２１，８２６号明細書に記載されてい
る型式のシャッター式眼鏡を得ることができる。
第１図及び第２図と関連して上記した従来技術のディス
プレイ装置には、いずれも、航空用立体ディスプレイに
応用できるいくつかの特長もある代わりに、欠点もある
。
異なった色の着色フィルターを利用している解析用眼鏡
は、実際の視界を、受は入れ難いまでに濃く色付けし、
かつ光透過量は比較的小さい。
直線状の偏光子を組込んであるディスプレイ装置は、か
なりの正確さで、色彩を透過させることが可能であるが
、光の透過量は、小さく、到底受は入れ難いものである
。
上記したシャッター型眼鏡は、着用するには大きすぎ、
かつ同期ケーブルのような「っなぎ鎖」が必要である。
しかも、眼鏡に投射する全光量の約２０％までしか、透
過することができない。
第２図で示したような、１対の偏光子を備える＠１ｔ（
６４）は、着用が容易であり、かつ入射光の４０％まで
を透過することができる。しかし、この値でも、航空用
としては、低すぎる。
さらに、例えば、パイロットの頭部が上を向いたり、傾
いたりたときに、１対の偏光子の軸と。
それから離れている第１の偏光子の軸との狂いに対する
許容量は小さい。
第３図には、これらの欠点を克服できる立体ディスプレ
イ装置（１００）の第１の好適実施例が示されている。
このディスプレイ装置（１００）は、陰極線管（１０２
）の銃から発射された電子ビームが入射した際、約Ｌ０
の波長で、比較的鋭い発光波を有し、かつ可視で、概ね
単色の光を発するようになっている。
稀土類（狭い発光帯）螢光体層で被覆されたスクリーン
（１０４）付きの陰極線管（１０２）を備えている。
連続する１対の概ね単色の非偏光の画像（１０６）を交
互させるために、陰極線管（１０２）の銃から発射され
る電子ビームによってスクリーンを「塗装する」ための
装置が設けられている。立体的な物体もしくは景色は、
左右の眼の視界に対応させて、ちらつきを感知させるこ
となく、少くとも毎秒約１２０画像の速度で、スクリー
ン（１０４）から投射される。
ディスプレイ装置（１００）は、円偏光板（１０８）を
有することを除いては、従来のディスプレイと同様の可
変偏光体（１０７）を有している０円偏光板（１０８）
は、光軸を有する直線状の偏光板（１０８ａ）と、円偏
光機能を果たすように、偏光軸に対して４５度の角度で
配置された「遅延」軸をもつ四半波長板（１０８ｂ）と
を備えている。
円偏光板（１０８）は１図示のように、右円偏光板（Ｒ
ＨＣＰ）　（１１２）もしくは、左円偏光板（ＬＨＣＰ
）　（１１６）のいずれかに構成してもよく、陰極線管
（１０２）から投射された画像（１０６）に作用して、
それを。
偏光板と同じように円偏光、すなわち「キラリティＪ　
（Ｃｈｉｒａｌｉｔｙ）させる。
可変偏光体（１０７）は、円偏光板（ｉｏａ）の前面に
配置された複屈折中性液晶セル（１１０）を備えている
。
中性液晶セル（１１０）は、遅延回転軸を有し、かつ可
変［リターダ−」板として使用される。すなわち、速い
軸と遅い軸との間で、ある異なるリターディションが、
液晶セル（１１０）を横切って印加された電圧に従って
、ゼロ波長と半波長との間で変化させられる。
「リターダ−」板がオン（高電圧を印加）状態にある時
、それは光学的に中性であり、円偏光板（１０８）から
放射される右円偏光画像（１１２）（実線矢印）は、偏
光性を変えられることなく、右円偏光画像（１１４）（
実線矢印）として、光学的に透明なリターダ板（１１０
）を透過する。オフ状態（低電圧を印加）においては、
リターダ板（１１Ｇ）は、半波長リターダとなるべく調
整され、右円偏光画像（１１２）は。
リターダ板（１１Ｇ）を透過して、左円偏光画像（１１
６）（点線矢印）となる。
従って、可変リターダ（１１０）が、ｒｓＹＮｃＪと表
示されたブロックによって、陰極線管（１０２）の画像
投射速度で、同期的に、ｒオン」と「オフ」状態の切換
えが行われた際、左右の眼の透視画像は、互いに逆方向
に円偏光されてコード化された可変偏光体（１０７）か
ら現われる。
図示の第１の好適実施例において、冬眠のために、左右
両方向の透視画像をコード化もしくは。
解析するために利用される眼鏡（１１８）は、画像のも
つ固有の色彩もしくは波長と「同調した」１対のコレス
テリック液晶板（１２０Ｒ）と（１２０Ｌ）を備えてい
る。前記「同調」によって、コレステリック液晶層が調
整され１画像の波長がｎ　Ｘ　ｐ　ｚＬ　＠の場合の屈
折率ｎとピッチＰとが調整されることとなる。
コレステリック液晶板は、Ｌｏもしくはその値の近くで
、光波長の十分な円偏光体として機能する。従って、Ｌ
ｌに近い分光範囲において、Ｌｌｌもしくはその値の近
くで、一定の方向の円偏光は透過する。一方、Ｌｌｌも
しくはその値の近くで、反対方向の円偏光は反射される
。他の波長の光は、コレステリック層によって、影響を
受けることはない。
コレステリック液晶板のねじれの方向は、左右いずれの
方向であってもよく、コレステリックは。
右円偏光画像（１，１２）と左円偏光画像（１１６）の
いずれにもなりうる０通常、前者は、フィルムもしくは
。
右円偏光を反射し、かつ高効率で左円偏光を透過する。
後者は、それと全く正反対に機能する。
従って、第３図に示す実施例の眼鏡（１１ｇ）は。
一方の眼に対する右円偏光用コレステリック液晶板と、
他方の壕に対する左円偏光用のものとを備えており、こ
れらは、陰極線管の螢光体の発光ビークＬ、と同調して
いる。
右眼の画像・が、右方向に円偏光され、左手の画像が逆
方向に円偏光される場合には、右眼用のコレステリック
液晶板（１２０Ｒ）は左偏光板を、また左眼用の液晶板
（１２０Ｌ）は右偏光板を形成する。
周辺環境を、コレステリック眼鏡（１１ｇ）で見ると、
円偏光は、一方の方向にはほとんど完全に透過し、かつ
他の方向には、はとんど完全に反射するため、光の透過
率が約５０％であるＬｌに近い波長の場合を除き、光の
透過率は１００％に近くなる。
これに関して、コレステリック液晶板（１２０Ｒ）（１
２０Ｌ）は、ｆ、＝ｃ／Ｌ、、の周波数で集中された。
非常に狭い帯域もしくは「ノツチ」のフィルターとみな
しうる。
約Ｌ０の作用領域が、狭くて、高透過に保たれているの
で、従来技術の、１つの大きな欠点を解消することがで
きる。
眼ｆｉ（１１ｇ）が実質的に透明に見え、かつ例えば、
航空パイロットが着用するヘルメットに取付けられた引
き下げ式眉庇のように、非常に軽量に作ることができ、
しかも陰極線管に対する電子つなぎ鎖も不要である。
可変偏光体（１０７）に使用されている偏光素子及び眼
鏡（１，１８）は、円形の偏光板であるため、ａｍ者が
頭をい・がなる方向へ傾けても、偏光軸が不整合となる
ことはなく、従って、前に述べた従来技術におけるよう
なゴースト現象は起こらない。
高明度ディスプレイ装置を備える別の実施例として、眼
鏡（１３，８）の場合と同様に、陰極線管の螢光体の発
光ピークＬ６と同調させたコレステリック液晶板を、可
変偏光体（１０７）における円偏光板（ｔｏ８）と、Ｉ
！き変えることができる。このようにすれば１例えば周
囲光が高い場合のように、陰極線管からａｍ者に到達す
る光の総量が著しく増加するため、ディスプレイ装置と
してはより好ましいものとなる。
さらに別の実施例が第４図に示されている。この多色も
しくは、余色カラー立体ディスプレイ装［（２００）に
は、第３図におけると類似の部分に１００桁を加えた符
号を付して示しである。
このディスプレイ装置（２００）は、上部に希土類螢光
体元素で被膜したスクリーン（２０４）を有する陰極線
管（２０２）を備えており、例えば電子ビームのように
、電磁エネルギーで照射した際、狭帯域の複数の色の異
なる光を放射できる。
全色ディスプレイ装置のためには、螢光体を。
例えば通常のトライアットのように、原色螢光体、すな
わち赤色、青色、及び緑色と隣接するグループとして、
スクリーン上に付着すればよい０通常のテレビ技術が、
左右の眼に対応する余色の１対の画像、すなわちフレー
ム（２０６）を発生させるために使用される。各画像す
なわち電界は、３つの単色の原色画素を合成して構成さ
れている。
高輝度の金色可変偏光体（２０７）は、第１実施例にお
いて説明したのと同一の可変偏光リターダ板（２１０）
と、異なる像の元の色の数と同数の１円偏光用コレステ
リック液晶板（２０８Ａ）　（２０８Ｂ）　（２０８Ｃ
）を重ねて使用しているため、それらは、画像要素にお
ける異なる元の色とそれぞれ合致することとなる。
図示の好適実施例においては、３つの右円偏光画像（１
１２）は、それぞれ赤、緑、青と同調させた状態で示さ
れている。従って、可変偏光体（２０７）の内部におい
て１反対方向の偏光による両眼の画像をコード化するこ
とによって、単色の成分ごとの基体を得ることができる
。
ディスプレイ装置（２００）で使用される解析用眼鏡（
２１８）は、右眼と左眼用の偏光板（２２２Ｒ）　（２
２２Ｌ）を備えている。しかも、他のものと同様に、反
対方向の１対のコレステリック液晶板を重ねてなり、か
つ各液晶板において対をなす偏光体は、対応する眼に適
合するコード化された画像を透過し、かつ両眼から、不
適当にコード化された画像を反射する。
第５図は、右眼の偏光板（２２２Ｒ）の拡大部分断面で
、赤、青、緑の各色彩と同調する３つのコレステリック
液晶板、すなわちフィルム（２２６Ｒ）　（２２６Ｂ）
、（２２６Ｇ）を重ねて構成されている。
図面に基いて上述で説明した実施例において、材料、方
法を様々に変化させることは、関係技術者であれば、当
然可能である。
例えば、ヘッド・アップ・ディスプレイにおいて、陰極
線管と可変偏光体を反転させたり、また、航空パイロッ
トの正面視線に対して、９０度の角度で回転させること
が望ましいこともある。もし、半銀メツキ鏡を、可変偏
光体と解析用眼鏡との間で。
視線に対して４５度傾斜させて設けると、立体画像は、
操縦席からの前方視界内に呪われることとなる。
さらに、画像源は、必ずしも陰極線管である必要はない
６例えば、液晶、光放射二極管（ＬＥＤ）　。
あるいは真空螢光等のいかなるタイプのディスプレイ・
パネルであってもよい。
他の変更もまた可能である。従って、ここに図示し、説
明した実施例は、本発明の本質にのみ関するもので１本
発明の範囲は、「特許請求の範囲」によってのみ限定さ
れる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来技術における立体ディスプレイ装置の等
角概略図である。 第２図は、従来技術における別の立体ディスプレイ装置
の拡大等角概略図である。 第３図は、本発明の立体ディスプレイ装置の好適実施例
の拡大等角概略図である。 第４図は、本発明の立体ディスプレイ装置の別の実施例
の拡大等角概略図である。 第５図は、第４図に示す１本発明の眼鏡の一方を、線５
−５で断面して示す拡大図である。 （１０）ディスプレイ装置　　　（１２）陰極線管（１
４Ｒ）　（１４Ｌ）画像　　　　　　（１６）眼鏡（１
８Ｒ）　（１８Ｌ）偏光板　　　　　（５０）ディスプ
レイ装置（５２）陰極線管　　　　　　　（５４）画像
（５６）偏光体　　　　　　　　（５８）偏光板（５９
）矢印　　　　　　　　　（６０）液晶セル（６１）（
６２）矢印　　　　　　　（６４）眼鏡（６６Ｒ）　（
６６Ｌ）偏光子　　　　　（１００）ディスプレイ装置
（１０２）陰極線管　　　　　　（１０４）スクリーン
（１０６）画像　　　　　　　　　（１０７）可変偏光
体（１０８）円偏光板　　　　　　（１０８ａ）直線状
偏光板（１０８ｂ）四半波長板　　　　　（１１０）ネ
マチック液晶セル（１１２）右円偏光画像　　　　（１
１４）右円偏光画像（１１６）左円偏光画像　　　　（
１１ｇ）眼鏡（１２０Ｒ）　（１２０Ｌ）コレステリッ
ク液晶板（２００）ディスプレイ−１ｉｔ　　　（２０
２）陰極線管（２０４）スクリーン　　　　　　（２０
６）フレーム（２０７）可変偏光体 （２０８＾）（２０８Ｂ）　（２０８Ｃ）コレステリッ
ク液晶板（２１０）可変リターダ−板　　（２１８）眼
鏡（２２２Ｒ）　（２２２Ｌ）偏光板　　　　（２２６
Ｒ）　（２２６Ｂ）　（２２６Ｇ）フィルムＦＩＧ、　
２

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）左右両眼の視界に対応する、連続した１対の、概
    ね単色の画像を交互に生じさせ、かつ不愉快なちらつき
    をなくすのに十分な投射速度で、連続的に投射する投射
    手段と、 逆の方向性を有する前記１対の各画像を、交互に、円偏
    光させるべく、前記投射手段と同期的に作用する可変偏
    光手段と、 逆の方向性を有する１対の円偏光素子からなる両眼用眼
    鏡とを具備し、 前記画像は、約Ｌ＿０の波長を有しており、前記各要素
    は、ｎ×ｐ≒Ｌ＿０の場合、約ｎと約ｐの屈折率をもつ
    コレステリック液晶を含んでおり、かつ 前記偏光素子は、前記眼鏡内に配置されて、対応する眼
    に、前記偏光画像の対応するものを送り、かつ、反対向
    きに偏光した前記画像を反射するようになっていること
    を特徴とする立体ディスプレイ装置。
  2. （２）可変偏光手段が、各画像を一定方向に円偏光させ
    るべく、投射手段の前に配置された円偏光子と、前記偏
    光板の前に配置された可変半波長リターダプレートとか
    らなり、 前記リターダプレートは、遅延軸と、ネマチック液晶層
    と、前記偏光板を、所定の射影速度と同期して、「オン
    」「オフ」に順次切換えることのできる手段を有し、こ
    れにより、前記状態の一つにおいては、前記リターダプ
    レートは、前記対状画像の一方を、偏光方向を変えるこ
    となく透過し、かつ前記状態の他方においては、半波長
    遅延させられ、かつ反対方向に円偏光させられた前記対
    状画像の他方を透過させるようになっていることを特徴
    とする請求項（１）記載の立体ディスプレイ装置。
  3. （３）円偏光子が、光軸を有する線状偏光子、及びこの
    線状偏光子に対して、４５度の角度で設けられた遅延軸
    を有する四半波長板を備えることを特徴とする請求項（
    ２）記載の立体ディスプレイ装置。
  4. （４）円偏光子が、ｎ×ｐ≒Ｌ＿０である場合に、約ｎ
    の屈折率と、約ｐのピッチとを有するコレステリック液
    晶層からなることを特徴とする請求項（２）記載の立体
    ディスプレイ装置。
  5. （５）円偏光手段が、対をなす多色画像を、左右各眼に
    おける多色像と対応させて、一定の投射速度で交互に投
    射するための手段を備え、かつ前記画像は、異なる色彩
    で、概ね単色の画素を加えてなっており、かつ眼鏡は、
    前記異なる色彩の画素と数において等しい複数の対状の
    コレステリック要素からなっており、前記多色画素の異
    なる一色と同調していることを特徴とする請求項（１）
    記載の立体ディスプレイ装置。
  6. （６）可変コレステリック液晶円偏光手段は、投射手段
    の前に配置され、かつ、異なる色の画素の数と等しい数
    のコレステリック液晶円偏光層と、その前面に配置され
    た可変半波長リターダプレートとを備え、 前記偏光子は、対をなす画像の異なる色と同調しており
    、前記リターダプレートは、遅延軸と、ネマチック液晶
    層、及び前記投射層を横切って、前記投射速度と同期し
    て、高低の電圧を交互に順次印加させる手段とを備え、
    第１の印加により、リターダプレートが、不変の偏光方
    向で、各対から一方の画像を透過し、かつ第２の印加に
    より、半波長によって遅延された１対の画像の各々から
    、他方の画像を透過するようにしたことを特徴とする請
    求項（５）記載の立体ディスプレイ装置。
  7. （７）投射手段が、狭帯で希土類螢光体層を有する陰極
    線管（ＣＲＴ）を備え、かつ前記層は、約Ｌ＿０の波長
    の少くとも１ピーク発光をもつことを特徴とする請求項
    （２）乃至（６）のいずれかに記載の立体ディスプレイ
    装置。
  8. （８）投射手段が、液晶ディスプレイ、発光ダイオード
    ディスプレイ、もしくは真空螢光ディスプレイを備える
    ことを特徴とする請求項（１）乃至（６）のいずれかに
    記載の立体ディスプレイ装置。
  9. （９）対をなす画像のいずれにもちらつきが生じないよ
    うに、十分な投射速度で、観測者の左右の眼の視界に応
    じて、連続した１対の概ね単色の画像の各々を、交互に
    、かつ順次観測者に向って投射し、かつ前記画像を、前
    記投射速度で、同期的かつ交互に、反対方向に順次円偏
    光させ、さらに前記画像を、右円偏光と左円偏光からな
    る１対のコレステリック液晶円偏光子で解析する段階か
    らなり、前記画像は、それぞれ約Ｌ＿０の波長を有して
    おり、かつ前記偏光子は、ｎ×ｐ≒Ｌ＿０である場合、
    約ｎの屈折率と約ｐのピッチを有しているとともに、観
    測者の対応する眼に対して、前記対応する各画像を伝え
    、かつ観測者の眼から、反対に偏光した画像を反射する
    ように、眼鏡の内部、すなわち観測者の両眼の前に配置
    されていることを特徴とする観測者に対して立体像をデ
    ィスプレイする方法。
  10. （１０）画像を、交互に、反対の方向に、順次円偏光さ
    せる段階が、第１に、前記対状の各画像を、一定方向に
    円偏光させ、第２に、前記画像の１つが、前記方向と逆
    方向に円偏光されるように、前記対状の各画像のうち、
    前記円偏光された画像の一方を、半波最遅延させること
    からなることを特徴とする請求項（９）記載の立体ディ
    スプレイ装置の方法。
  11. （１１）画像を、一定の方向に円偏光させるための段階
    が、ｎ×ｐ≒Ｌ＿０の場合に、約ｎの屈折率と約ｐのピ
    ッチをもつ、コレステリック液晶層を有するコレステリ
    ック液晶偏光子により、前記画像を偏光させることから
    なることを特徴とする請求項（１０）記載の立体ディス
    プレイ装置の方法。
  12. （１２）１対の各画像内で偏光された画像の一方を、半
    波長遅延させる段階が、偏光画像を、複屈折ネマチック
    液晶体層を透過させ、かつ一方の電圧レベルで、前記１
    対の円偏光画像の一方が、変らぬ偏光方向で偏光画像を
    透過し、さらに第２の電圧レベルで、１対の円偏光画像
    の他方が、半波長遅延され、かつ逆方向に円偏光される
    ように、２つのレベルの電圧を、一定の投射速度で、同
    期的に横切って印加させることからなることを特徴とす
    る請求項（１０）もしくは（１１）記載の立体ディスプ
    レイ装置の方法。
  13. （１３）各画像を、順次交互に投射する段階は、多色像
    の左右両眼の透過に対応する、連続した対をなす多色画
    像を、順次交互に投射させることからなり、前記画像は
    、異なる色の数の合計と等しい概ね単色の画素からなっ
    ており、 また、前記画像を、１対のコレステリック液晶偏光子に
    よって、解析する段階は、前記画像を、前記異なる色の
    画素の数と等しい数の対状のコレステリック液晶素子層
    をもって解析するということからなり、前記層において
    、画像は、異なる色の一つに同調されることを特徴とす
    る請求項（９）記載の立体ディスプレイ装置の方法。
  14. （１４）画像を、交互に反する方向に順次円偏光させる
    段階は、前記画像の各々を、異なる色画素の数と等しい
    数のコレステリック液晶円偏光子層によって一定方向に
    円偏光させることからなり、かつ前記の層において、前
    記偏光子を、画素の異なる色と同調させることを特徴と
    する請求項（１３）記載の立体ディスプレイ装置の方法
    。
  15. （１５）電子ビームが照射された際、約Ｌ＿０の波長で
    、比較的狭帯で発光する螢光体層を有するスクリーンを
    備える陰極線管と、 左右両眼からの視界に対応する、連続した１対の画像を
    、ちらつきを感知させない十分な速度で、画像から順次
    発光されるように、前記スクリーンを、電子ビームで繰
    返し彩色するための手段と、屈折率をｎ、ピッチをｐと
    したとき、ｎ×ｐ≒Ｌ＿０である高透過コレステリック
    液晶を含み、前記画像を一定方向へ円偏光させるために
    、スクリーンの前面に配置されている円偏光子と、 前記偏光子の前に配置され、ネマチッククリスタル材か
    らなる層を備えるとともに、前記投射速度で２つの異な
    る電圧を交互に印加させるようになっており、第１の電
    圧では、１対の各円偏光画像の一方を、変らぬ偏光方向
    でリターダプレートを透過させ、第２の電圧では、その
    他方を半波長遅延させるとともに、反対方向に円偏光さ
    せるようになっている可変半波長リターダプレートと、
    反対の方向性をもつ１対の円偏光素子を備え、かつ各素
    子は、屈折率をｎ、ピッチをｐとしたとき、ｎ×ｐ≧Ｌ
    ＿０となる高透過コレステリック液晶を有し、かつ前記
    素子は、１対の画像の各々を、対応する一方の眼に伝え
    、かつ対応する眼から他の画像を投射させるようになっ
    ている両眼用眼鏡とを備えることを特徴とする立体ディ
    スプレイ装置。
  16. （１６）隣接するグループの中に、希土類螢光素子のマ
    トリックスが、最大３個配置され、各グループの中の螢
    光素子は、最大３つの狭帯域の原色の光を発することが
    でき、それにより、前記各グループから投射された色光
    が、可視光スペクトルの主要部分によって調節されるよ
    うになっているスクリーンと、 前記素子の中の一つを、電子ビームで選択して選別する
    ことにより、色のついている景色の左右の眼による像と
    対応して、３つの原色からなり、かつ交互に彩色された
    ２つの領域を、連続したフレームとして、ちらつきを感
    じさせないような速さで、順次投射する選別手段と、 コレステリック液晶層からなり、前記スクリーンの前面
    に配置され、前記原色の異なる一色と同調することによ
    り、前記各領域における対応する色に着色された成分を
    、所定方向に円偏光させるようになっている最高３つの
    円偏光層と、 前記円偏光層の前面に配置され、円偏光領域が、一つの
    電圧状態において、変りのない偏光方向で透過し、かつ
    別の電圧状態において、半波長遅延させられるとともに
    、反対方向に円偏光させられるように、複屈折ネマチッ
    ク液晶層と、領域ディスプレイ速度で、同期的に前記液
    晶を横切る高及び低電界を交互に印加するための手段と
    を含んでいる可変半波長リターダプレートと、 左右の眼用の偏光子を備え、各偏光子は、最高３つの偏
    光子層で構成され、かつ各層は、原色の異なる一色と同
    調したコレステリック液晶層で構成されており、また対
    応する眼に対し、前記円偏光の対応する一つの領域にお
    いて、対応する色に彩色された成分を透過し、かつ、眼
    と反対の偏光領域において、対応する色に彩色された成
    分を反射するようにして、前記層に配置されている両眼
    用眼鏡とからなることを特徴とする立体ディスプレイ装
    置。
  17. （１７）３原色が、赤、青、緑であることを特徴とする
    請求項（１６）記載の立体ディスプレイ装置。
JP1033892A 1988-07-05 1989-02-15 立体ディスプレイ装置 Pending JPH0248634A (ja)

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