JPH04358492A - 立体画像表示装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は立体画像表示装置、特に
左右視差像により変調された偏光方向の異なる光像を時
分割で表示または投影手段により生成し、それぞれの光
像の偏光に対応する検光子を介して観察者の左右の眼で
観察させることにより立体画像を表示する立体画像表示
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】立体画像の原理は、よく知られているよ
うに、観察者の左右の視野を隔離し、観察者の左右の視
野にそれぞれ右眼用と左眼用の視差を持つ画像を入射さ
せることにより、立体画像を観察させるものである。

【０００３】右眼用および左眼用の画像を分離する方法
として、左右の画像の色を異ならせ、これとそれぞれ補
色関係にある色に着色した光透過材料を左右レンズとし
て装着した眼鏡を用いる方法が古く知られているが、こ
の方法ではカラー画像を扱うことができない。

【０００４】カラー立体画像を得るための左右画像の分
離方法としては、観察者に左右でそれぞれ異なる偏光方
向をもつ偏光板を装着した眼鏡をかけさせる方法が知ら
れている。

【０００５】たとえば、左右の眼のための画像の偏光方
向を互いに直交方向とするか、円偏光の場合にはそれぞ
れの回転方向を逆方向とする。そして、左右の眼に対応
する偏光方向を有する画像のみをそれぞれ入射すること
により、立体画像を観察させることができる。

【０００６】立体画像の表示、あるいは投影手段として
は、フィルム、プロジェクタを用いる方法の他、ＣＲＴ
や、ＬＣＤ（液晶表示器）を用いる方法が知られている
。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の立体画像表示装
置では、左右の視差画像を同時に観察させるために、光
学系を介して左右の視差画像を合成したり、スクリーン
上に重ねて投影したりする構造が知られている。ところ
が、このような方式では、左右の視差画像を合成したり
、同期投影するために、少なくとも２つの表示素子や光
学系などを含む複雑かつ、専用のハードウェア構成が必
要であった。

【０００８】従って、既存のＶＣＲおよびビデオモニタ
によるシステムや、フィルム、ビデオのプロジェクタを
用い、簡単な外付け装置などの手段により手軽に立体映
像を表示することは不可能であった。

【０００９】また、従来の立体映像用のＶＣＲでは、左
右視差像の分離のため、また、通常のビデオモニタを使
用するために、左右のレンズに交互に開放される液晶シ
ャッタを装着した観察眼鏡を観察者にかけさせ、観察眼
鏡の液晶に同期して時分割で左右視差像を交互にビデオ
モニタに表示する構成が提案されている。

【００１０】この構成では、観察眼鏡の構成が高価にな
り、また、複数の観察者がいるときはその全てを同期駆
動しなければならず、また、観察者にとっては駆動のた
めのワイヤリングが煩わしいなどの問題がある。

【００１１】本発明の課題は、以上の問題を解決し、手
軽に既存の機器構成を利用して立体画像表示が可能であ
り、装着感に優れた観察眼鏡を使用でき、簡単安価に実
現できる立体画像表示装置の構成を提供することにある
。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明においては、左右視差像により変調された
偏光方向の異なる光像を時分割で表示または投影手段に
より生成し、それぞれの光像の偏光に対応する検光子を
介して観察者の左右の眼で観察させることにより立体画
像を表示する立体画像表示装置において、前記表示また
は投影手段から観察者に向かう光路に入射直線偏光をそ
のまま透過させる第１のモードと、入射直線偏光の偏光
方向を所定量回転させて透過させる第２のモードを有す
る光学素子を配置し、この光学素子を前記表示または投
影手段の時分割表示または投影に同期して、前記第１お
よび第２のモードに制御する構成を採用した。

【００１３】

【作用】以上の構成によれば、前記表示または投影手段
の時分割表示または投影に同期して前記光学素子を前記
第１および第２のモードに制御することにより、左右視
差像にそれぞれ異なる偏光方向を与え、これをそれぞれ
の光像の偏光に対応する検光子を介して観察者の左右の
眼で観察させることにより立体画像を表示することがで
きる。

【００１４】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づき、本発明を
詳細に説明する。

【００１５】図１に本発明を採用した立体画像表示装置
の構造を示す。図において符号１１は、左右視差像の投
影手段としての液晶ビデオプロジェクタで、公知の構成
を有する既存の装置を用いることができる。周知のよう
に、液晶ビデオプロジェクタ１１は表示光学系にＬＣＤ
を含んでいるので、その投影光は、直線偏光となってい
る。

【００１６】液晶ビデオプロジェクタ１１は、ＶＣＲ、
ビデオディスクプレーヤなどのビデオプレーヤ１２によ
り駆動される。ビデオプレーヤ１２の基本構成も公知の
構成でよい。ビデオプレーヤ１２の映像ソフトウェア（
カラー、モノクロのいずれでも可）には、左右の視差像
を１フレーム（あるいは〜数フレーム）ごとに時分割で
録画したものを用いる。

【００１７】液晶ビデオプロジェクタ１１の投影光学系
の前方にはπセル１４を配置し、さらにその前方には、
１／４波長板１５を配置する。ただし、この１／４波長
板１５は、後述のように必須のものではない。

【００１８】πセル１４は、駆動時、入射直線偏光をそ
のまま透過させる第１のモードに、また非駆動時、入射
直線偏光の偏光方向を９０°回転させて透過させる第２
のモードに制御される光学素子である。

【００１９】したがって、πセル１４のオン／オフを液
晶ビデオプロジェクタ１１およびビデオプレーヤ１２に
よる左右の視差像の時分割投影に同期して制御すること
により、πセル１４の透過後、左右の視差像の投影光は
互いに直交する偏光方向を持つ直線偏光となる。

【００２０】液晶ビデオプロジェクタ１１は表示素子と
してＬＣＤを含んでおり、液晶ビデオプロジェクタ１１
の出射光は、すでに直線偏光となっているので、液晶ビ
デオプロジェクタ１１〜πセル１４の間には偏光板を必
要としない。

【００２１】πセル１４より出射される左右視差像によ
り変調された互いに直交する偏光方向を持つ光像は、１
／４波長板１５によりそれぞれ異なる回転方向を有する
円偏光に変換され、反射型スクリーン２６に時分割投影
される。

【００２２】これを１／４波長板１７および左右で互い
に直交する偏光方向を持つ直線偏光板１８ａ、１８ｂを
重ねて配置した観察眼鏡１６を介して観察者に観察させ
ることにより、立体画像表示できる。

【００２３】πセル１４の駆動および左右視差像の時分
割投影を同期させるには、種々の方法が考えられる。図
１では、ビデオプレーヤ１２のビデオ出力から垂直同期
信号２１を取り出し、πセルドライバ１３に入力し、左
右視差像の時分割投影に同期したπセル１４の駆動信号
２２を生成している。

【００２４】また、ビデオプレーヤ１２で時分割再生さ
れる左右視差画像中にマークを記録し、これを光路の一
部に（たとえばπセル１４の位置）設けた光学センサに
より検出してπセル１４の駆動を同期させてもよい。こ
の方式によれば、πセルドライバ１３、πセル１４およ
び光学センサを一体化して液晶ビデオプロジェクタ１１
に装着する構造も考えられ、よりコンパクトかつ手軽な
システムを構成できる。

【００２５】以上の構成によれば、投影手段を構成する
液晶ビデオプロジェクタ１１や、ビデオプレーヤ１２に
特別な構造を有するものを必要とせず、πセルドライバ
１３、πセル１４、１／４波長板１５および観察眼鏡１
６、および上述のように構成した立体映像ソフトウェア
を追加するだけでシステムを構成でき、非常に簡単安価
である。偏光素子ドライバ１３、πセル１４、１／４波
長板１５、観察眼鏡１６、あるいは立体映像ソフトウェ
アは、別売りのオプション機器、ソフトウェアなどの形
で供給できる。あるいは、πセル１４、１／４波長板１
５、πセルドライバ１３など、本発明に必要な素子は、
機器の一部として、液晶プロジェクタ１１や、ビデオプ
レーヤ１２に組み込むこともできる。例えば、πセル１
４や１／４波長板は、液晶プロジェクタ１１のＬＣＤに
一体化してもよい。πセルドライバ１３はビデオプレー
ヤ１２に組み込める。

【００２６】さらに、上記構成では、従来の液晶シャッ
タを観察眼鏡に用いる方式よりも観察眼鏡の構成が簡単
で、観察眼鏡の同期駆動系や、ワイヤリングを必要とせ
ず、簡単安価であり、ユーザの観察眼鏡の装着感も優れ
ている。

【００２７】また、上記構成では、液晶ビデオプロジェ
クタを使用しており、その出射光が既に直線偏光である
ため、立体映像の表示のために追加すべき偏光板が必要
なく、輝度の低下が少なくて済むという利点がある。

【００２８】以上では、液晶ビデオプロジェクタ（近年
、市販されている家庭用のものを使用できる）を用いて
いるが、これを液晶ＴＶなどに置換してもよい。この場
合には、反射型スクリーン２６を用いず、πセル１４、
１／４波長板１５、および観察眼鏡１６を介して直接、
立体画像を観察できる。また、反射型スクリーン２６を
透過型のスクリーンに置き換えてもよい。

【００２９】また、液晶ビデオプロジェクタ１１は、ビ
デオプロジェクタや、ＣＲＴ、あるいはフィルムプロジ
ェクタに置換することも考えられる。この場合には、π
セル１４の前段に直線偏光板を挿入する必要がある。ま
た、フィルムプロジェクタの場合には、フィルムにπセ
ル１４の同期信号用のトラックを設けてもよい。

【００３０】なお、πセル１４の前方の１／４波長板１
５、および観察眼鏡１６の１／４波長板１７は省略して
もよい。この場合には、投影光（液晶ＴＶなどを用いる
場合には表示光）の伝送を直線偏光で行なうことになる
が、観察者の頭の傾きにより左右視差像のクロストーク
が発生する可能性がある。

【００３１】

【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によれ
ば、左右視差像により変調された偏光方向の異なる光像
を時分割で表示または投影手段により生成し、それぞれ
の光像の偏光に対応する検光子を介して観察者の左右の
眼で観察させることにより立体画像を表示する立体画像
表示装置において、前記表示または投影手段から観察者
に向かう光路に入射直線偏光をそのまま透過させる第１
のモードと、入射直線偏光の偏光方向を所定量回転させ
て透過させる第２のモードを有する光学素子を配置し、
この光学素子を前記表示または投影手段の時分割表示ま
たは投影に同期して、前記第１および第２のモードに制
御する構成を採用しているので、前記表示または投影手
段の時分割表示または投影に同期して前記光学素子を前
記第１および第２のモードに制御することにより、左右
視差像にそれぞれ異なる偏光方向を与え、これをそれぞ
れの光像の偏光に対応する検光子を介して観察者の左右
の眼で観察させることにより立体画像を表示することが
でき、その場合、前記光学素子と、その制御手段を装着
するだけで手軽に既存の機器、あるいは機器構成を利用
して立体画像表示システムを簡単安価に製造、あるいは
ユーザにおいても簡単安価に構成可能であり、また、同
期駆動の必要ない簡単安価かつ装着感に優れた観察眼鏡
を使用できるなど種々の優れた利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を採用した立体画像表示装置の構成を示
した説明図である。

【符号の説明】

１１　　液晶ビデオプロジェクタ １２　　ビデオプレーヤ １３　　πセルドライバ １４　　πセル １５　　１／４波長板 １６　　観察眼鏡 １７　　１／４波長板 １８ａ，１８ｂ　　直線偏光板 ２６　　反射型スクリーン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　左右視差像により変調された偏光方向
   の異なる光像を時分割で表示または投影手段により生成
   し、それぞれの光像の偏光に対応する検光子を介して観
   察者の左右の眼で観察させることにより立体画像を表示
   する立体画像表示装置において、前記表示または投影手
   段観察者に向かう光路に入射直線偏光をそのまま透過さ
   せる第１のモードと、入射直線偏光の偏光方向を所定量
   回転させて透過させる第２のモードを有する光学素子を
   配置し、この光学素子を前記表示または投影手段の時分
   割表示または投影に同期して、前記第１および第２のモ
   ードに制御することを特徴とする立体画像表示装置。
2. 【請求項２】　　前記光学素子および観察者の間の光路
   に複数の１／４波長板を配置し、前記光学素子および観
   察者の間の光路の主要部における光伝送を円偏光で行な
   うことを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置
   。