JPH0629914B2 - 擬似立体表示システム - Google Patents
擬似立体表示システムInfo
- Publication number
- JPH0629914B2 JPH0629914B2 JP61034192A JP3419286A JPH0629914B2 JP H0629914 B2 JPH0629914 B2 JP H0629914B2 JP 61034192 A JP61034192 A JP 61034192A JP 3419286 A JP3419286 A JP 3419286A JP H0629914 B2 JPH0629914 B2 JP H0629914B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- crystal cell
- light
- circularly polarized
- polarized light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は左右両眼の視差を利用した立体視テレビ等の画
像表示システムに関するものである。
像表示システムに関するものである。
＜従来技術＞ ３次元画像あるいは立体画像を実現しようという試みの
歴史は非常に古く、その方式はレーザ・ホログラム等も
含めるときわめて多種のものとなる。しかしながら、３
原色フルカラーで動画を表示できる立体画像表示方式と
して成功しているものは、次の二方式であり、いずれも
右目用と左目用の画像を個々に表示し、鑑賞者の網膜上
で合成される個々の像のいずれに基いて立体による視差
があるかの如く鑑賞者に錯覚させ、立体画像表示を行な
う方式を基本としている。
歴史は非常に古く、その方式はレーザ・ホログラム等も
含めるときわめて多種のものとなる。しかしながら、３
原色フルカラーで動画を表示できる立体画像表示方式と
して成功しているものは、次の二方式であり、いずれも
右目用と左目用の画像を個々に表示し、鑑賞者の網膜上
で合成される個々の像のいずれに基いて立体による視差
があるかの如く鑑賞者に錯覚させ、立体画像表示を行な
う方式を基本としている。
(1)．左右両眼用の画像を偏光方向が互いに90°の角度
をなす直線偏光にしておき、偏光板付きの眼鏡で分離し
て見る。劇場用立体映画では主流の方式である。
をなす直線偏光にしておき、偏光板付きの眼鏡で分離し
て見る。劇場用立体映画では主流の方式である。
(2)．左右両眼用の画像を交互に時分割で表示し、電子
的な光バルブ機能のある眼鏡を表示の周期と同期して交
互に開閉させることによって立体画像表示を行なう。
的な光バルブ機能のある眼鏡を表示の周期と同期して交
互に開閉させることによって立体画像表示を行なう。
上記(1)の方式で得られる立体画像はフリッカが感じら
れず、また鑑賞者が着用する偏光板付きの眼鏡は軽くて
安価であるなど理想に近いものである。しかし、偏光軸
の異なる画像２枚を常に同時に映し出すためには２台の
表示装置や映写装置が必要となり、装置の数が多くなっ
て操作も複雑となるため、一般家庭用としては不向きで
ある。
れず、また鑑賞者が着用する偏光板付きの眼鏡は軽くて
安価であるなど理想に近いものである。しかし、偏光軸
の異なる画像２枚を常に同時に映し出すためには２台の
表示装置や映写装置が必要となり、装置の数が多くなっ
て操作も複雑となるため、一般家庭用としては不向きで
ある。
上記(2)の方式は、左右両眼に入る毎秒フレーム数が半
分となるために、フリッカが感じられるが、１台のテレ
ビで立体画像化が可能である点で現実的である。しか
し、電子的な光バルブ機能のある眼鏡を着用しなければ
ならない点で問題がある。すなわちこのような眼鏡は重
くて長時間の使用による疲労が避けられない。その上、
このような光バルブ機能のある眼鏡は高価であり、１人
に１個必要となるため、鑑賞者の人数分だけ購入する場
合の費用は相当に高いものとなる。さらに、上記(1)，
(2)の方式の長所を採り入れ２種類の偏光を選択的に用
いることによって右眼用画像と左眼用画像を選択的に視
認可能とする立体画像表示方式も提案されているが、用
いられる偏光は通常直線偏光であり、鑑賞者が鑑賞中に
首を傾けて眼鏡を傾けることによって表示装置と鑑賞者
用眼鏡のそれぞれの偏光軸がずれて鑑賞不可能となる問
題があった。
分となるために、フリッカが感じられるが、１台のテレ
ビで立体画像化が可能である点で現実的である。しか
し、電子的な光バルブ機能のある眼鏡を着用しなければ
ならない点で問題がある。すなわちこのような眼鏡は重
くて長時間の使用による疲労が避けられない。その上、
このような光バルブ機能のある眼鏡は高価であり、１人
に１個必要となるため、鑑賞者の人数分だけ購入する場
合の費用は相当に高いものとなる。さらに、上記(1)，
(2)の方式の長所を採り入れ２種類の偏光を選択的に用
いることによって右眼用画像と左眼用画像を選択的に視
認可能とする立体画像表示方式も提案されているが、用
いられる偏光は通常直線偏光であり、鑑賞者が鑑賞中に
首を傾けて眼鏡を傾けることによって表示装置と鑑賞者
用眼鏡のそれぞれの偏光軸がずれて鑑賞不可能となる問
題があった。
＜発明の目的＞ 本発明は、一般家庭や教室など多人数で鑑賞する場合に
適した時分割２画像方式の立体画像表示システムであっ
て、鑑賞者が着用する眼鏡を傾けた場合でも鑑賞が可能
な立体画像表示システムを提供することである。
適した時分割２画像方式の立体画像表示システムであっ
て、鑑賞者が着用する眼鏡を傾けた場合でも鑑賞が可能
な立体画像表示システムを提供することである。
＜実施例＞ 本発明は、左眼用と右眼用の画像が交互に時分割で表示
されるテレビ画面の前面に液晶セルを配置してこれを通
過する光の偏光方向を交互に時分割的に切り替え、偏光
板付きの眼鏡で左右の目に分離して見ることにより、左
眼と右眼の残像間に生ずるそれぞれの画像の視差に基く
立体画像表示を実行することを特徴とする。
されるテレビ画面の前面に液晶セルを配置してこれを通
過する光の偏光方向を交互に時分割的に切り替え、偏光
板付きの眼鏡で左右の目に分離して見ることにより、左
眼と右眼の残像間に生ずるそれぞれの画像の視差に基く
立体画像表示を実行することを特徴とする。
以下、実施例に従って詳細に説明する。第１図は本発明
の１実施例を示す表示システムの構成図である。図中、
１１はテレビであって、その画面の前には液晶セル１２
が配置されている。液晶セル１２は強誘電性スメクチッ
ク液晶に二色性黒色色素を添加し、この混合液晶をホモ
ジニアス配向させたもので、この液晶セル１２の基板の
内側には透明電極で設けられ、混合液晶に電界が印加さ
れる。液晶セル１２を通過した光は直線偏光となり、そ
の偏光軸は液晶セル１２に印加する電圧の極性を切り替
えることにより、略々90°変更することができる。液晶
セル１２の駆動回路１３は液晶セル１２に印加する電圧
波形を作るためのもので、画像を表示するテレビ１１か
ら送られるテレビ信号のフレーム信号に同期して液晶セ
ル１２偏光軸を交互に切り替える。液晶セル１２の前方
には、液晶セル１２を通過した直線偏光を略々円偏光１
６に変換する四分の一波長板１４が設置されている。鑑
賞者が着用する眼鏡１５は、左右それぞれに偏光方向が
反対の円偏光板を備えている。
の１実施例を示す表示システムの構成図である。図中、
１１はテレビであって、その画面の前には液晶セル１２
が配置されている。液晶セル１２は強誘電性スメクチッ
ク液晶に二色性黒色色素を添加し、この混合液晶をホモ
ジニアス配向させたもので、この液晶セル１２の基板の
内側には透明電極で設けられ、混合液晶に電界が印加さ
れる。液晶セル１２を通過した光は直線偏光となり、そ
の偏光軸は液晶セル１２に印加する電圧の極性を切り替
えることにより、略々90°変更することができる。液晶
セル１２の駆動回路１３は液晶セル１２に印加する電圧
波形を作るためのもので、画像を表示するテレビ１１か
ら送られるテレビ信号のフレーム信号に同期して液晶セ
ル１２偏光軸を交互に切り替える。液晶セル１２の前方
には、液晶セル１２を通過した直線偏光を略々円偏光１
６に変換する四分の一波長板１４が設置されている。鑑
賞者が着用する眼鏡１５は、左右それぞれに偏光方向が
反対の円偏光板を備えている。
四分の一波長板１４の光軸の設定は、鑑賞者の左右の目
に到達する光量を極力等しくするために、第２図に示し
たように液晶セル１２が採り得る２つの光軸２１と２２
の対称軸２３（これは即ち、スメクチック層の法線であ
る）と四分の一波長板１４の光軸２４を略々一致させた
配置が好ましい。
に到達する光量を極力等しくするために、第２図に示し
たように液晶セル１２が採り得る２つの光軸２１と２２
の対称軸２３（これは即ち、スメクチック層の法線であ
る）と四分の一波長板１４の光軸２４を略々一致させた
配置が好ましい。
液晶セル１２の前面に四分の１波長板１４を設け、眼鏡
１５に円偏光板を用いたのは、鑑賞者が首を左右に傾け
て眼鏡が傾いた場合でも、左右両眼用の画面の分離に影
響が出ないようにするためである。
１５に円偏光板を用いたのは、鑑賞者が首を左右に傾け
て眼鏡が傾いた場合でも、左右両眼用の画面の分離に影
響が出ないようにするためである。
強誘電性スメクチック液晶セルは、本発明の実施には非
常に好適である。すなわち、数十ないし数百マイクロ秒
の高速応答に充分耐えることができ、また液晶セル１３
の平面内だけで光軸の方向が動くことさらにスイッチン
グ状態にメモリー効果を有することなど他の液晶セルに
はない種々の優れた特性がある。
常に好適である。すなわち、数十ないし数百マイクロ秒
の高速応答に充分耐えることができ、また液晶セル１３
の平面内だけで光軸の方向が動くことさらにスイッチン
グ状態にメモリー効果を有することなど他の液晶セルに
はない種々の優れた特性がある。
以下、この強誘電性スメクチック液晶セルの動作原理に
ついて説明する。
ついて説明する。
強誘電性を示すキラル・スメクチック液晶を利用したこ
の光スイッチング素子は、N.A.ClarkとS.T.Lagerwallに
よて、アプライド フィジックス レターズ（第３６
巻，第８９９頁，１９８０年刊）に公表され、サーフェ
イス スタビライズド フェロエレクトリック リクイ
ド クリスタル と命名されている。ここでは本発明に
用いた２色性色素を混合した混合液晶について説明す
る。第３図(A)は電界を印加した時のこの液晶セルの断
面を示したもので、１はガラス基板，２は透明電極，３
は液晶分子，４は二色性色素の分子，５は外部光であ
る。セル内部の電界は図中の上から下に向かっている。
この電界に対して、液晶分子３の双極子は矢印のように
配列する。第３図(B)はこの状態の分子配向をセル面に
垂直な方向から見た図であるが、液晶分子３はその配列
格子面の垂線から角度θだけ傾いており、二色性色素分
子４も概ね同じ方向に向いている。この状態のセルを通
過する光は、２色性色素４の分子長軸方向の偏光成分７
が吸収され、それと直交する偏光成分８が通過する。そ
の結果、透過光６は90°−θを軸とする直線偏光とな
る。
の光スイッチング素子は、N.A.ClarkとS.T.Lagerwallに
よて、アプライド フィジックス レターズ（第３６
巻，第８９９頁，１９８０年刊）に公表され、サーフェ
イス スタビライズド フェロエレクトリック リクイ
ド クリスタル と命名されている。ここでは本発明に
用いた２色性色素を混合した混合液晶について説明す
る。第３図(A)は電界を印加した時のこの液晶セルの断
面を示したもので、１はガラス基板，２は透明電極，３
は液晶分子，４は二色性色素の分子，５は外部光であ
る。セル内部の電界は図中の上から下に向かっている。
この電界に対して、液晶分子３の双極子は矢印のように
配列する。第３図(B)はこの状態の分子配向をセル面に
垂直な方向から見た図であるが、液晶分子３はその配列
格子面の垂線から角度θだけ傾いており、二色性色素分
子４も概ね同じ方向に向いている。この状態のセルを通
過する光は、２色性色素４の分子長軸方向の偏光成分７
が吸収され、それと直交する偏光成分８が通過する。そ
の結果、透過光６は90°−θを軸とする直線偏光とな
る。
次に印加電界の極性を反転すると、第４図(A)に示した
ように液晶分子３の双極子は矢印のように反転し、第４
図(B)に示したように液晶分子３は角度−θの方向にそ
の方位角を変える。２色性色素分子４も同じ方向に向く
ため、セル透過する光６は90°＋θを軸とする直線偏光
となる。
ように液晶分子３の双極子は矢印のように反転し、第４
図(B)に示したように液晶分子３は角度−θの方向にそ
の方位角を変える。２色性色素分子４も同じ方向に向く
ため、セル透過する光６は90°＋θを軸とする直線偏光
となる。
このように、この液晶セル１２は印加電界の極性を反転
することによって偏光軸を角度２θだけ回転させること
ができる偏光板と見なすことができる。液晶分子の傾き
角θは液晶材料によって異なるが、本発明の目的のため
には、２θが90°であることが望ましいのでθが45°の
材料が好適である。
することによって偏光軸を角度２θだけ回転させること
ができる偏光板と見なすことができる。液晶分子の傾き
角θは液晶材料によって異なるが、本発明の目的のため
には、２θが90°であることが望ましいのでθが45°の
材料が好適である。
この液晶セルは、オンオフスイッチング特性にメモリー
効果を示す。すなわち、第５図に示したように正負のパ
ルス状の電界によってスイッチングした後に電圧を０Ｖ
にしてもそれぞれれの分子配向状態が略々保持される。
この液晶セルの応答時間τは、前述の文献によれば、 τ∝η／ＰS。Ｅ （ここに、η，ＰS，Ｅは、それぞれ、液晶材料の粘
度，自発分極，電界強度をあらわす。）という式で表わ
されており、高速スイッチングをさせるためには強い電
界ほど有利である。この液晶セルに印加する電圧は、テ
レビ画面の切り替え速度よりも速く、また左右の目に正
しく画面が送られるように位相が制御されておれば良
く、種々の波形が考えられる。最も単純な波形は矩形波
である。さらに、メモリ効果を活用して省電力化と液晶
セルの長寿命化を計るならば、第６図に示したような波
形でもよい。この波形は、期間t61や期間t63の波高値の
高い電圧で高速スイッチングさせ、その後の期間t62と
期間t64はメモリ効果を利用して分子配向をその状態に
保持するために必要な電圧を印加するものである。さら
に、二つのスイッチング速度を等しくし、メモリ効果の
保持性を向上する目的で、印加電圧波形に直流のオフセ
ット電圧を重畳してもよい。
効果を示す。すなわち、第５図に示したように正負のパ
ルス状の電界によってスイッチングした後に電圧を０Ｖ
にしてもそれぞれれの分子配向状態が略々保持される。
この液晶セルの応答時間τは、前述の文献によれば、 τ∝η／ＰS。Ｅ （ここに、η，ＰS，Ｅは、それぞれ、液晶材料の粘
度，自発分極，電界強度をあらわす。）という式で表わ
されており、高速スイッチングをさせるためには強い電
界ほど有利である。この液晶セルに印加する電圧は、テ
レビ画面の切り替え速度よりも速く、また左右の目に正
しく画面が送られるように位相が制御されておれば良
く、種々の波形が考えられる。最も単純な波形は矩形波
である。さらに、メモリ効果を活用して省電力化と液晶
セルの長寿命化を計るならば、第６図に示したような波
形でもよい。この波形は、期間t61や期間t63の波高値の
高い電圧で高速スイッチングさせ、その後の期間t62と
期間t64はメモリ効果を利用して分子配向をその状態に
保持するために必要な電圧を印加するものである。さら
に、二つのスイッチング速度を等しくし、メモリ効果の
保持性を向上する目的で、印加電圧波形に直流のオフセ
ット電圧を重畳してもよい。
＜発明の効果＞ 本発明に係る四分の一波長板による円偏光を利用した時
分割２画像方式の立体画像表示システムは装置構成が簡
単であり、鑑賞者が着用する眼鏡が軽い、安価であるな
どの利点があり、コードレスであるため、家庭や教室な
どでと容易に使用することができ、鑑賞者が着用する眼
鏡を傾けた場合でも鑑賞が可能な実用性がきわめて高い
表示システムである。
分割２画像方式の立体画像表示システムは装置構成が簡
単であり、鑑賞者が着用する眼鏡が軽い、安価であるな
どの利点があり、コードレスであるため、家庭や教室な
どでと容易に使用することができ、鑑賞者が着用する眼
鏡を傾けた場合でも鑑賞が可能な実用性がきわめて高い
表示システムである。
第１図は本発明の１実施例を示す擬似立体表示システム
の模式構成図である。 第２図は第１図に示す光学系の液晶セルと四分の一波長
板の設定角度を示す説明図である。 第３図及び第４図は本発明の１実施例に用いる液晶セル
の動作原理を説明する説明図である。 第５図は本発明の１実施例に用いる液晶セルのメモリー
効果を示す図である。 第６図は液晶セルに印加する電圧波形の例を示す波形図
である。 １１……テレビ，１２……液晶セル，１３……駆動回
路，１４……四分の一波長板，１５……偏光板付き眼
鏡，１６……円偏光，21および22……液晶セルの採り得
る偏光軸，２３……21と22の対称軸， ２４……四分の一波長板の光軸。
の模式構成図である。 第２図は第１図に示す光学系の液晶セルと四分の一波長
板の設定角度を示す説明図である。 第３図及び第４図は本発明の１実施例に用いる液晶セル
の動作原理を説明する説明図である。 第５図は本発明の１実施例に用いる液晶セルのメモリー
効果を示す図である。 第６図は液晶セルに印加する電圧波形の例を示す波形図
である。 １１……テレビ，１２……液晶セル，１３……駆動回
路，１４……四分の一波長板，１５……偏光板付き眼
鏡，１６……円偏光，21および22……液晶セルの採り得
る偏光軸，２３……21と22の対称軸， ２４……四分の一波長板の光軸。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 邦彦 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ヤープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−126996（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−173719（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】表示画面の前方に、二色性色素を混合した
強誘電性スメクチック液晶を封入した液晶セルを配置
し、前記液晶セルに画像のフレーム信号に同期した交流
電圧を印加する駆動回路を接続することにより前記表示
画面から前記液晶セルを通過して進行する表示光を時分
割で二つの偏向方向に切り替え、更に前記液晶セルの前
方に四分の一波長板を配置し、前記表示光をそれぞれ異
なる方向の円偏光に変え、かつ前記円偏光を観測するた
めに付設した円偏光眼鏡は、左眼用と右眼用で左右それ
ぞれに偏光方向が反対の円偏光又は略々円偏光を持つこ
とを特徴とする擬似立体表示システム。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61034192A JPH0629914B2 (ja) | 1986-02-18 | 1986-02-18 | 擬似立体表示システム |
| EP87102246A EP0233636B1 (en) | 1986-02-17 | 1987-02-17 | Virtual stereographic display system |
| US07/015,053 US4772943A (en) | 1986-02-17 | 1987-02-17 | Virtual stereographic display system |
| DE87102246T DE3788144T2 (de) | 1986-02-17 | 1987-02-17 | Scheinbar stereographisches Wiedergabesystem. |
| US07/221,601 US4870486A (en) | 1986-02-17 | 1988-07-20 | Virtual stereographic display system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61034192A JPH0629914B2 (ja) | 1986-02-18 | 1986-02-18 | 擬似立体表示システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62191820A JPS62191820A (ja) | 1987-08-22 |
| JPH0629914B2 true JPH0629914B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=12407312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61034192A Expired - Lifetime JPH0629914B2 (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-18 | 擬似立体表示システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629914B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010020274A (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Lg Display Co Ltd | 立体画像表示装置 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01220997A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-09-04 | Hitachi Ltd | 立体テレビジヨン装置 |
| JPH021724U (ja) * | 1988-06-16 | 1990-01-08 | ||
| US4877307A (en) * | 1988-07-05 | 1989-10-31 | Kaiser Aerospace & Electronics Corporation | Stereoscopic display |
| JPH0235115U (ja) * | 1988-08-29 | 1990-03-07 | ||
| NZ505800A (en) | 1998-02-20 | 2002-09-27 | Deep Video Imaging Ltd | A multi-layer display and a method for extracting depth from 2D video data |
| NZ514500A (en) | 2001-10-11 | 2004-06-25 | Deep Video Imaging Ltd | A multiplane visual display unit with a transparent emissive layer disposed between two display planes |
| US7477206B2 (en) | 2005-12-06 | 2009-01-13 | Real D | Enhanced ZScreen modulator techniques |
| WO2011033684A1 (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | Odake Ryota | 画像表示装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58173719A (ja) * | 1982-04-05 | 1983-10-12 | Hitachi Ltd | 液晶表示装置 |
| JPS60126990A (ja) * | 1983-12-13 | 1985-07-06 | Fujitsu Ltd | 立体画像表示方式 |
-
1986
- 1986-02-18 JP JP61034192A patent/JPH0629914B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010020274A (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Lg Display Co Ltd | 立体画像表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62191820A (ja) | 1987-08-22 |
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