JPH06165221A - 両眼視差方式画像表示制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来例での課題、即ちフリッカー増大による
精神的な疲労、装着時の違和感、眼鏡装置の大きさや取
扱いに対しての使用上の不便等を解消する。 【構成】 左右眼それぞれ用に互いに直交する偏波面を
有する偏光フィルターを備えた眼鏡手段を装着した視者
に対して、両眼視差を計算した２種類の画像を時分割で
交互に切り替え表示し、かつ該切り替え表示に同期して
各画像の画像光を、前記偏光フィルターにそれぞれ対応
して互いに直交する偏波面角度を持つ直線偏光になるよ
うに表示画像を制御することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，画像表示制御装置に関
し、特に左右の眼に片方ずつの画像を視覚でき，立体感
のある画像を視覚できる両眼視差方式の画像表示の制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，立体的な画像表示の技術に，シャ
ッターレンズを備えた眼鏡を利用する技術がある。この
構成を図４を元に説明する。図中Ｓ１は左目用の第１の
画像、Ｓ２は右目用の第２の画像である。単位時間あた
りでフレームに区切り，各フレーム毎に各々の画像を表
示画面上に交互に表示する。Ｓ３は，左右のレンズ部に
シャッターを備えた眼鏡であり、フレームに同期して左
右のシャッターが交互に開閉する。この時第１画像表示
のフレームの時に左のシャッターが開き，第２画像のフ
レームの時は右のシャッターが開く。これにより、この
眼鏡を通して画面を見ると，片方の眼では第１画像のみ
視覚し，他方の眼では第２画像のみを視覚することにな
る。

【０００３】一般的に，シャッターには液晶が用いられ
る。液晶の原理を図５，図６に示し，液晶シャッターの
原理を図７に示す。図５は，偏光を制御する液晶の構造
を示す原理図であり，液晶の分子軸の構成を示す。Ｓ４
は，液晶セルを構成するガラス板，Ｓ５は液晶に電圧を
加えるための電極，Ｓ６はネマチック液晶である。２枚
のガラス板Ｓ４の間に液晶Ｓ６をひねりながら１０μｍ
程度の厚さで挟み，両サイドに電極をつけて液晶セルと
なる。Ｓ７は液晶セルに電圧を加えるための電源であ
る。電圧を加えないとき，分子軸は９０゜ひねった形の
ままである（図５−ａ）。電圧を加えると分子軸が整列
する性質を持つ（図５−ｂ）。

【０００４】図６は図５に示した液晶を透過する光の流
れを示す。Ｓ１０，Ｓ１１は光源から発せられた光の軌
跡である。光源から発せられた光は偏光フィルターＳ８
を通って，直線偏光となる。図６−ａは，液晶セルに電
圧を加えていない場合である。偏光が液晶を透過すると
き，光の偏波面が分子軸に沿って回転し，偏光フィルタ
ーで偏光された偏波面と直交する角度の偏波面をもつ直
線偏光Ｓ１０となる。図６−ｂは，液晶セルに電圧を加
えた場合である．電圧付加により液晶の分子軸が光路と
同じ向きになるため，偏光はそのまま液晶を透過し，偏
光フィルターで偏光された偏波面と同角度の偏光Ｓ１１
となる。

【０００５】図７は，液晶シャッターの原理を示す。液
晶の後部に偏光フィルターＳ１２（検光子）を直交ニコ
ルで配置する。Ｓ８，Ｓ９を透過した直線偏光は，図６
に示すように，液晶の駆動により偏波面角度が変化す
る。結果，電圧を加えない場合，液晶により偏波面角度
と変え，検光子を通過する（図７−ａ）。電圧を加えた
時の直線偏光はそのまま透過し，検光子により遮られ，
光を遮断する（図７−ｂ）。この方法により，液晶に電
圧を加えないと光を透過し，電圧を加えると光を遮断す
る液晶シャッターが構成される。

【０００６】検光子を平行ニコルに配置することで，電
圧を加えないと光を遮断し，電圧を加えると光を透過す
ることもできる。

【０００７】この液晶シャッターをもつ眼鏡をレンズ部
に持ち，視差を計算した２種類の画像を高速に交互に表
示し，フレームに同期させてレンズ部のシャッターを交
互に開くことで，片眼ずつに画像を映し込み，立体感の
ある画像を視覚する。

【０００８】

【発明が解決しようとしている課題】上記従来例では，
次のような課題を持つ。 レンズ部のシャッターにより全ての光を一時的に遮断
するため，被験者の視野が一時的に遮られる。シャッタ
ーは高速に動作するため，被験者には視野の遮断は直接
実感しないが，フリッカーが増大し精神的な疲労が大き
くなる。 液晶シャッターを駆動するためのケーブルなどを必要
とするため装着時の違和感があり，また液晶をレンズ部
に持つため眼鏡装置の大きさや取扱いに対しても使用上
の不便がある。 複数の被験者で同時に利用する場合，人数分の眼鏡及
び眼鏡を駆動する装置が必要である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述課題を解決するべ
く、本発明では，左右眼それぞれ用に互いに直交する偏
波面を有する偏光フィルターを備えた眼鏡手段を装着し
た視者に対して、両眼視差を計算した２種類の画像を時
分割で交互に切り替え表示し、かつ該切り替え表示に同
期して各画像の画像光を、前記偏光フィルターにそれぞ
れ対応して互いに直交する偏波面角度を持つ直線偏光に
なるように表示画像を制御することを特徴とする。

【００１０】

【実施例】「表示システム」図１は，本発明の特徴を最
もよく表す図である。画像表示装置として液晶パネルを
用いた例である。同図において，１は偏光フィルター
（偏光子），２は画像表示用の液晶パネル，３は偏光フ
ィルター（検光子）であり，１，２，３により液晶ディ
スプレイを構成する。４は液晶ディスプレイで表示され
る直線偏光画像の偏波面を制御する液晶パネルである。
５，６は表示する２種類の画像データである。７は２種
類の画像を表示するための制御装置であり，２種類の画
像を交互に表示制御する画像表示制御部，画像光の偏波
面を制御する液晶パネル制御部，両制御部の同期をとる
表示同期制御部からなる。

【００１１】「表示方法」図１中の表示同期制御部によ
り，単位時間あたりでフレームを句切り，フレーム信号
を画面表示制御部，液晶パネル制御部に送る。画面表示
制御部では，フレーム１信号を受けると画像１データの
画像を表示液晶パネル２に表示し，フレーム２信号を受
けると画像２データの画像を表示液晶パネル２に表示す
る。

【００１２】液晶ディスプレイの背面より照明され，偏
光子１を透過して得られる直線偏光１−１は表示液晶パ
ネル２を透過することにより画像の暗部からの光２−１
と明部からの光２−２が互いに偏光方向の異なる光とな
り、画像光が形成される。この画像光は，検光子を透過
するときに検光子の向きに沿った偏波面角度の偏光のみ
が透過するため，明部からの光のみが透過する。この結
果，液晶ディスプレイにより直線偏光３−２の画像が表
示される（図２−ａ）。

【００１３】液晶パネル制御部では，フレーム１信号を
受けると液晶パネルに電圧を加えず，フレーム２信号を
受けると，液晶パネルに電圧を加える。この制御によ
り，画像１を表示するとき，その画像光の偏波面角度は
直角に曲げられ（図２−ｂ），画像２を表示するとき，
画像光の偏波面角度はそのままの直線偏光（図２−ｃ）
となる。

【００１４】これらの画像光を左眼レンズに片方の偏光
を遮断する偏光フィルター，右眼レンズに他方の偏光を
遮断する偏光フィルターを備えた眼鏡８でみると，左眼
で画像１（図２−ｂ）を右眼で画像２（図２−ｃ）を視
覚する。画像に視差を計算した画像を利用すると，立体
的な画像を視覚できる。

【００１５】このように本実施例においては眼鏡の側に
配線等を必要とせず、視聴者が多人数であっても問題な
く表示でき、かつ視聴者に違和感を与えない立体画像表
示が可能となる。また、画面の偏光方向が切り替わって
も、切り替えられた側を完全に遮光せず、周囲からの光
は幾らか目に入るようになっているので、フリッカーに
よる目の負担を緩和できる。

【００１６】図３により第２実施例を説明する。第２実
施例では，表示装置としてＣＲＴディスプレイを用いた
ときの例を挙げる。すなわち第１実施例の１，２，３で
構成される液晶ディスプレイの代わりにＣＲＴディスプ
レイを用いる。第１実施例と同様の部材には同じ符番を
冠する。１１はＣＲＴディスプレイであり，１２は液晶
ディスプレイの検光子と同様の偏光フィルターである。
本実施例の場合，ＣＲＴディスプレイから表示される画
像光の偏波面は整列化されていないので，偏光フィルタ
ー１２が必要となる。４は図１と同様の偏光制御用の液
晶パネルである。

【００１７】画像１を表示する場合，画像表示制御部に
よりＣＲＴディスプレイに表示された画像は，１２を透
過して直線偏光となり，第１実施例と同様に液晶パネル
制御部で制御された液晶パネル４により図２−ｂ中９の
直線偏光１の画像光となる。画像２を表示する場合，同
様に図２−ｃ中１０の画像光となる。偏光フィルター１
２に対して直交ニコルに配置された偏光フィルターを通
して見ると画像１のみを得る。１２に対して平行ニコル
に配置された偏光フィルターを通して見ると画像２のみ
を得る。よって視差を計算した２種類の画像として，画
像１に左目の画像，画像２に右目の画像を用い，左目に
１２と直交ニコルに配置した偏光フィルターを，右目に
１２と平行ニコルに配置した偏光フィルターをもった眼
鏡を用いると立体感のある画像を得ることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように本発明により，従来の
方法に対して， 偏光フィルターにより特定の光を遮断する方法を用い
るため，自然光はそのまま視覚でき、視野を制限される
意識は生じにくく，被験者は疲労感が少ない。 眼鏡自体に液晶駆動系の制御がないため，眼鏡の装着
の抵抗が少ない。また偏光フィルターのみをレンズとす
るため，通常の眼鏡と変わらない大きさ，形状で眼鏡を
作成，利用できる。これは作成コストの削減とともに，
利用時の精神的負担を軽減する。 画像の偏光処理が表示装置に接続するため，複数の被
験者で同時に見る場合，被験者数分の偏光フィルター付
きの眼鏡を用意すればよく、簡便である。などの効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を説明するための概略構成
図である。

【図２】偏光の制御を示す説明図である。

【図３】ＣＲＴディスプレイを用いた実施例の概略構成
図である。

【図４】従来の時分割式の立体画像表示の原理図であ
る。

【図５】ネマチック液晶の分子軸を表す図である。

【図６】液晶内を透過する偏光の透過経路を示す図であ
る。

【図７】液晶シャッター方式の原理を示す図である。

【符号の説明】

１ 偏光子 ２ 液晶パネル ３ 検光子 ４ 液晶パネル ５ 画像１データ ６ 画像２データ ７ 表示制御装置 ８ 眼鏡 ９ 偏光の透過経路 １０ 偏光の透過経路 １１ ＣＲＴディスプレイ １２ 偏光フィルター Ｓ１ 画像１ Ｓ２ 画像２ Ｓ３ 眼鏡 Ｓ４ ガラス板 Ｓ５ 電極 Ｓ６ 液晶 Ｓ７ 電源 Ｓ８ 偏光フィルター Ｓ９ 液晶セル Ｓ１０ 画像１の偏光経路 Ｓ１１ 画像２の偏光経路 Ｓ１２ 検光子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右眼それぞれ用に互いに直交する偏波
   面を有する偏光フィルターを備えた眼鏡手段を装着した
   視者に対して、両眼視差を計算した２種類の画像を時分
   割で交互に切り替え表示し、かつ該切り替え表示に同期
   して各画像の画像光を、前記偏光フィルターにそれぞれ
   対応して互いに直交する偏波面角度を持つ直線偏光にな
   るように表示画像を制御することを特徴とする両眼視差
   方式画像表示制御装置。