JPH0731307B2

JPH0731307B2 - 立体表示装置

Info

Publication number: JPH0731307B2
Application number: JP61096601A
Authority: JP
Inventors: フィリップ・ジェイ・ボス
Original assignee: テクトロニックス・インコーポレイテッド
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1986-04-25
Publication date: 1995-04-10
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: GB2175171A; US4719507A; JPS61250613A; DE3607629A1; DE3607629C2; GB8610158D0; GB2175171B

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は立体表示装置、特に可変光学リターダ（VOR）
と受動観視装置とを組合せ使用して、観者の左右の目に
斜視画像を交互に伝達及び阻止することにより、観者に
立体感のある画像を生ぜしめる画像装置に関する。

＜従来技術と問題点＞ VORは従来立体画像装置に使用されて来た。例えば、フ
エロエレクトロニクスVol.10（1976年）第47乃至51頁の
ローズ及びカラファラ著“Stereoscopic Viewing With
PLZT Ceramics"の記事中には鉛ランタンジルコネートチ
タネート（PLZT）強誘電体セラミツクスを使用する立体
観視装置が開示されている。この立体観視装置は観者が
装着するアイピース（眼鏡状部材）をなす１対のPLZTデ
バイスより構成される。このデバイスは観者の目の前に
配置され、光学的に固着された反射防止コーテイングを
施したガラスアセンブリ、前方偏光板、PLZTセラミツク
ウエハ及び後方偏光板を含んでいる。切換可能な電源が
OVと500Vとを選択的にPLZTデバイスに印加して、それに
入射する光の偏光方向を切換る。PLZTにより入射光線の
偏光方向を切換ると、画像情報を含む光線が観者の目に
届く前にオン・オフ（通過又は消滅）される。

その記事の第49頁には、PLZTデバイスアセンブリの前方
偏光板を除き、偏光板を画像源のスクリーンに配置する
と動作しないであろうと述べている。その理由は、視覚
が後方偏光面に法線方向から変化するにつれて光学コン
トラスト比が劣化する為に視野が非常に狭くなる為であ
ると考えられる。

このローズ等の観視装置の別の欠点は比較的高電圧が印
加された観視デバイスを観視者が身につけなければなら
ないので安全上の問題が生じることである。

IEEE Transactions on Consumer ElectronicsのVol.CE
−28,No.4（1982年11月）の第638乃至650頁にあるバラ
スブラモニアン及びグナセカラン著の“On the Merits
of Bicircular Polarization for Stereo Color TV"の
記事には２個のカラーCRT（陰極線管）のスクイーンか
ら発する画像を含む左及び右回転偏光光線を使用する三
次元観視装置を開示している。このカラーCRTは１つの
シーンの左及び右斜視イメージを一緒に生ずる。ニユー
トラルのリニア偏光フイルタと固定1/4波プレートとを
各CRTのスクリーン前面に配置する。1/4波プレートの光
学軸と偏光フイルタの透過軸は互に直交関係である。斜
視イメージは左回転偏光々線中の一方のCRTから伝播
し、右回転偏光々線中を他のCRTから伝播する。

この画像装置は各々1/4波プレートとニユートラルのリ
ニア偏光板を含み、回転偏光を除去し、左側画像を左の
目に、右側画像を右の目に伝達する２個のアイピースか
ら構成されている。1/4波プレートの光学軸は相互に平
行であると共にCRTスクリーン前面に配置した1/4波プレ
ートの光学軸とも平行である。ニュートラルのリニア偏
光板は直交配列の吸収軸を有する。この記事は、左及び
右回転偏光板を使用すると観者の頭の動きに関係なく三
次元感覚を生じると述べている。

このバラスブラモニアン等の装置は立体画像を得るのに
２個のCRTを必要とするという欠点がある。

バイアツトの米国特許第4,281,341号は、CRTからフイー
ルド順次方式で発生する斜視イメージを含む光線の偏光
方向を切換るねじれネマチツク（TN）液晶セルを使用す
る立体TV装置の受像機を開示している。TNデバイスはCR
Tのスクリーン前面に配置され、その透過軸が垂直方向
でありリニア偏光フイルタの下流に配置される。観者は
各々ニユートラル偏光フイルタより成る２個のアイピー
スを有する受動眼鏡をかける。ニユートラル偏光フイル
タの偏光軸は直交関係にあり、その１つはCRTスクリー
ン前面に配置した偏光フイルタと平行関係にしている。

このバイアツトのシステムは斜視イメージを含む光の偏
光方向を迅速に切換るためにTNセルに比較的高電圧の印
加が必要になるという欠点を有する。このデバイスを低
スイツチング速度で使用すると、フリツカが生じ、また
低速デバイスを比較的高速スイツチングで使用するとイ
メージのコントラストが低下する。

＜発明の目的＞従つて、本発明の目的の１つは、画像源に直接配置した
VORより構成されるイメージエンコーダと受動光学素子
のみを含むイメージデコーダとを含む立体画像表示装置
を提供することである。

本発明の他の目的は広帯域画像源螢光体用及びフルカラ
ーで斜視イメージの処理に好適な画像装置を提供するこ
とである。

本発明の更に他の目的は単一画像源を使用する画像装置
を提供することである。

本発明の別の目的は２つの斜視イメージがフリツカ周期
より高速でスイツチングする高画像コントラストのフイ
ールド順次で現われる画像装置を提供することである。

＜発明の概要＞本発明は画像源のフエース前面に設けたVORより成るイ
メージエンコーダと、受動光学素子のみから成るイメー
ジデコーダとを使用する立体画像表示装置である。第１
実施例では、画像装置は単一VORを用いて選択的にＯと
半波リタデーシヨンを生じさせて２つの斜視イメージを
エンコードする。リタデーシヨンプレートによる受動観
視装置を用いてイメージをデコードする。第２実施例で
は、画像装置は１対のVORを用いて２つの斜視イメージ
を左及び右回転偏光々線中にエンコードする。1/4波プ
レート使用の受動観視装置によりイメージをデコードす
る。これら各実施例は広帯域画像源螢光体用に適し、ま
たフルカラーの斜視イメージの処理に好適である。

＜実施例＞本発明の立体表示装置の説明に先立つて、VORと受動観
視装置を使用する画像表示装置に付随する問題を明らか
にするために第２図の表示装置につき説明する。

第２図の立体画像装置（10）はCRT等の光源を含み、こ
れはある画面の第１及び第２斜視イメージを交互に生じ
る。第１偏光フイルタ（14）をCRT（12）のスクリーン
（16）前面に配置し、スクリーン（16）から出る光線の
所定偏光状態に偏光する。偏光フイルタ（14）はニユー
トラルのリニア偏光板であつて垂直吸収軸と水平透過軸
を有する。

第１及び第２イメージを有する光線はその透過軸（20）
から偏光フイルタ（14）を出て緑色光線に対して半波リ
タデーシヨンを生じるように同調しているVOR手段即ち
リターダ（22）に入射する。VOR（22）の光学軸（23）
は偏光フイルタ（14）の偏光軸（18），（20）に対して
45゜である。レシーバ（24）はCRT（12）にそのシーン
の第１及び第２斜視図に対応する画像情報を送り、また
これと同期してスイツチング回路（26）に信号を与え
る。

スイツチング回路（26）はVOR（22）に第１及び第２出
力信号を与えて夫々第１及び第２光学リタデーシヨンを
生じる。VOR（22）は電界平行のON状態では実質的にＯ
リタデーシヨンを与えて第１イメージの水平偏光光線を
透過し、一部リラツクスしたOFF状態では第２イメージ
の垂直偏光々線を透過する。

偏光フイルタ（14）とVOR（22）とはイメージエンコー
ダ手段を構成し、第１イメージを第１偏光方向（即ち、
水平偏光）の光に、また第２イメージを第２偏光方向
（即ち垂直偏光）の光にエンコードする。VOR（22）を
出る光線は空気の如き透過媒体（28）を介して伝播して
観者が身につけるアイピースをなす並列配置の第１及び
第２観視手段（30）及び（32）に入射する。第１観視手
段（30）は垂直透過軸（34）と水平吸収軸（36）を有
し、他方第２観視手段（32）は吸収軸（38）と透過軸
（40）とを有する第３のニユートラルリニア偏光フイル
タより構成される。表示装置（10）では、吸収軸（38）
と透過軸（40）とが夫々垂直及び水平方向であり、第１
観視装置（30）の場合と逆である。

VOR（22）がON状態で実質的にＯのリタデーシヨンを生
じるとき、水平偏光々線は透過媒体（28）を介して第１
イメージを伝播し、偏光フイルタ（30）及び（32）に入
射する。偏光フイルタ（30）の吸収軸（36）は第１イメ
ージが観者の左の目に入射するのを阻止し、偏光フイル
タ（32）の透過軸（40）は第１イメージを観者の右目
（44）に透過させる。

VOR（22）がOFF状態になると約半波リタデーシヨンを生
じて垂直方向に偏光した第２イメージを含む光線を透過
媒体（28）を介して伝播させて偏光フイルタ（30）及び
（32）に入射させる。偏光フイルタ（30）の透過軸（3
4）は第２イメージを観者の左目に透過させるが、偏光
フイルタ（32）の吸収軸（38）は第２イメージを観者の
右目から阻止する。

偏光フイルタ（30）と（32）はイメージデコーダ手段を
構成し、第１及び第２イメージを夫々観者の右目（44）
と左目（42）に生じさせる。各目に観視イメージを交互
に阻止及び伝達すると、シーンの三次元イメージの視覚
効果が生じる。

立体画像装置（10）に付随する問題は、ON状態の際に僅
かに残留リタデーシヨンがあり、OFF状態時に単一カラ
ーのみに略半波リタデーシヨンを生じるという点であ
る。VOR（22）のこの不完全さにより次の影響を生じ
る。ON状態のとき、VOR（22）は第１イメージを含む光
線を正確に水平方向に方向付けしないで、観者の左目
（42）に偏光フイルタ（30）の垂直透過軸（34）を介し
て漏洩が生じる。OFF状態では、VOR（22）は第２イメー
ジを含む単一カラー光線のみに実質的に垂直オリエンテ
ーシヨンを生じるので、CRT（12）のスクリーン（16）
に広帯域型（例えばＰ−４型）螢光体を使用する場合に
は、観者の右目（44）に偏光フイルタ（32）の透過軸
（40）を介して漏洩が生じる。

次に、第3A図、3B図を参照する。同図は夫々第１及び第
２イメージの光線が入射した際の偏光フイルタ（30）及
び（32）の光学応答特性（46），（48）を示す。

第3A図の特性（46）は時点T₁からT₂まで、観者が左目で
比較的高輝度の第２イメージを見ること及び低輝度の第
１イメージを時点T₂−T₃間で同じく左目が見ることを示
している。第3B図の特性（48）は、時点T₁−T₂間には観
者は自分の右目で比較低輝度の第２イメージを見ること
及び時点T₂−T₃間に同じく右目で高輝度の第１イメージ
を見ることを示している。

時点T₂−T₃間に左目へ第１イメージが漏洩するのはON状
態のVOR（22）により残留リタデーシヨンが生じるため
であり、T₁−T₂間に右目に第２イメージが漏洩するのは
OFF状態のVOR（22）により単一カラーのみの光に約半波
リターデーシヨンが生じる為である。第3A図、3B図は47
0nmの光の受け513nm（緑色）の光線に対して半波リタデ
ーシヨンを生じるよう同調しているVOR（22）を使用す
る画像装置（10）の動作を表わすものである。第3A図は
T₂−T₃間に左目に約５％の光透過があり、第3B図はT₁−
T₂間に右目に約５−10％の光透過があることを示してい
る。

そこで、第１図を参照して本発明の第１実施例につき説
明する。この立体画像表示装置（50）は上述した画像装
置（10）の問題を解消する。

第１図中、シーンの第１及び第２斜視イメージを作る装
置と、偏光フイルタ（14）及びVOR（22）より構成され
るイメージエンコーダは第２図の従来装置のものと同じ
である。画像装置（50）のイメージデコーダ手段（28）
は夫々観者の左目（42）及び右目（44）の前に配置した
第１及び第２観視手段（52）及び（54）で構成される。

観視手段（52）はVOR（22）がON状態のとき、第２イメ
ージが左目（42）に届かないよう設計されている。これ
を行なうにはVOR（22）のON状態時に生じる残留リタデ
ーシヨンを観者の左目にて差引くことにより実現し、そ
の為に各光軸（60），（62）が相互に直交配列された１
対の固定リタデーシヨンプレート（56），（58）を含む
第１光学リタデーシヨン手段を採用している。リタデー
シヨンプレート（56），（58）は両者のリタデーシヨン
の差がVOR（22）のON状態時の残留リタデーシヨンと等
しくなるよう選択される。従つて、リタデーシヨンプレ
ート（58）のリタデーシヨンはリタデーシヨンプレート
（56）のそれより大きい。リタデーシヨンプレート（5
6）の光軸（60）はVOR（22）の光軸（23）に平行であ
る。リタデーシヨンプレート（56）−（58）は互に接触
して偏光フイルタ（30）の観者の左目（42）と反対側に
配置される。

リタデーシヨンプレート（56）と（58）はON状態のVOR
（22）の残留リタデーシヨンと略等しいリタデーシヨン
を有する単一のリタデーシヨンプレートとしてもよい。
斯る単一のリタデーシヨンプレートの光学軸はVOR（2
2）の光学軸（23）と直角となろう。

偏光フイルタ（30）の偏光フイルタ（14）に対するオリ
エンテーシヨンは画像装置（50），（10）共に同じであ
る。

観視手段（54）はVOR（22）がOFF状態のとき、右目（4
4）に第１イメージが到達するのを阻止するよう設計さ
れている。これを実現するため、観者の右目（44）の前
に固定半波リタデーシヨンプレート（64）を含む第２光
学リタデーシヨン手段を採用する。偏光フイルタ（32）
は第２図の画像装置（10）の位置に対して90゜回転して
おり、偏光フイルタ（32）の吸収軸（38）は偏光フイル
タ（14）の吸収軸（18）と直交する。半波プレート（6
4）は偏光フイルタ（32）の観者の右目（44）と反対面
に配置する。半波リタデーシヨンプレート（64）の光学
軸（66）はリタデーシヨンプレート（58）の光学軸（6
2）と平行である。

所望のイメージ抑圧量を得るために、VOR（22）は半波
リタデーシヨンプレート（64）が同調する波長の半波リ
タデーシヨンを生じるよう同調する。

第4A図、4B図は夫々第１及び第２イメージの光線が観視
手段（52）及び（54）に入射する場合の光学応答特性を
示す。これら第4A及び4B図の応答特性は夫々第3A,3B図
の特性に対応する。第4A図はVOR（22）が時点T₂−T₃間
でON状態のとき第１イメージが左目（42）に伝達される
量は約１％に第4B図は時点T₁−T₂間でVOR（22）がOFF状
態のとき、第２イメージが観者の右目（44）に透過（漏
洩）する量は約1.5％に低減されることを示す。

第5A乃至5C図は第２図の画像装置（10）と第１図の画像
装置（50）との夫々440nm,513nm及び620nmの波長につき
観者の右目（44）で見た場合の光学特性を比較したもの
である。画像装置（10）及び（50）で使用するVOR（2
2）は513nm（緑色）光線に対して半波リタデーシヨンを
生じるように同調している。半波プレート（64）は緑色
光線に半波リタデーシヨンを生じるよう選択している。

第5A,5B及び5C図の光学応答特性（74），（78）及び（8
2）は夫々第１図の画像装置（50）が時点T₂からT₃にわ
たり広いカラーレンジで右目（44）に第２イメージが到
達するのを阻止することを示しており、従つてフルカラ
ー及び広帯域螢光体への用途に好適であることを示す。
従つて、第5A図及び5C図の光学応答特性（72）及び（8
0）は第２図の従来画像装置（10）がVOR（22）の同調し
ている色と異なる色の第２イメージの漏洩を生じること
を示している。第5B図の光学応答特性（76）は、VOR手
段（22）が513nmの光線に実質的に半波リタデーシヨン
を生じるよう同調しているので、T₂−T₃期間中に第２イ
メージは実質的に完全に消滅することを示す。

第６図は本発明による立体画像表示装置の第２好適実施
例の構成図である。画像装置（100）は画像装置（50）
の変形であつて、観者の頭の傾きによるイメージコント
ラストの敏感な変化を軽減する。画像装置（100）のイ
メージエンコーダ手段とシーンの第１及び第２斜視図形
成装置は次の点で前述した画像装置（10）及び（50）と
異なる。

VOR手段がイメージエコーダ手段を構成する偏光フイル
タ（14）と共に対向配置した第１及び第2VOR（101）及
び（102）より構成される。VOR（101）の光学軸（103）
はVOR（102）の光学軸（104）と直交している。

スイツチング回路（26）はVOR（101）と（102）に別個
のスイツチング信号を与える。VOR（101）と（102）の
夫々は、このスイツチング信号に応じて実質的にリタデ
ーシヨンがＯのON状態と略1/4波リタデーシヨンのOFF状
態を生じる。第１イメージを伝える光線が、偏光フィル
タ（14）の水平透過軸（20）を出ると、スイッチング回
路（26）は、通過する光線に対しVOR（101）がオン状態
で略０リタデーションを生じ、VOR（102）がオフ状態で
略1/4波リタデーションを生じさせる信号を供給する。
この条件下で、VOR（102）から出る第１イメージの光線
は、伝達媒体（28）を通過するとき右回転偏光される。
第２イメージを伝える光線が偏光フィルタ（14）の水平
透過軸（20）を出ると、スイッチング回路（26）は、透
過する光線に対しVOR（101）がオフ状態で略1/4波リタ
デーションを生じ、VOR（102）がオン状態で略０リタデ
ーションを生じさせる信号を供給する。この条件下で、
VOR（102）から出る第２イメージの光線は、伝達媒体
（28）を通過するとき左回転偏光される。

よつて、VOR（101）及び（102）より構成されるVOR手段
は第１偏光方向（右回転偏光）の回転偏光光線の第１イ
メージと第２偏光方向（左回転偏光）の回転偏光々線の
第２イメージとをエンコードする。VOR（101）と（10
2）の正味のリタデーシヨンは画像装置の静止状態動作
中に略1/4波長である。

イメージデコーダ手段は第１観視手段（106）と第２観
視手段（108）とを有する。観視手段（106）は観者の左
目の前に配置され、第１光学リターダ手段即ち1/4波プ
レート（110）と偏光フイルタ（30）とより構成され
る。1/4波プレート（110）の光学軸（112）はVOR（10
1）の光学軸（103）と平行配置されている。観視手段
（108）は観者の右目の前方に配置され、第２光学リタ
ーダ手段即ち1/4波プレート（114）と偏光フイルタ（3
2）とより構成される。1/4波プレート（114）の光学軸
（116）はVOR（102）の光学軸（104）に平行配置されて
いる。偏光フイルタ（30）と（32）は第１図の画像装置
（50）について説明した通り、偏光フイルタ（14）の垂
直吸収軸（18）と同じ相対位置関係にある。

VOR（101）が略Ｏリタデーシヨンとなるよう指令を受け
ると、第１イメージの右回転偏光々線は1/4波プレート
（110）と（114）に入射する。1/4波プレート（110）の
光学軸（112）はVOR（102）の光学軸（104）と直交関係
にあるので、右回転偏光々線は水平リニア偏光々線に変
換され偏光フイルタ（30）の吸収軸（36）に吸収され
る。よつて、第１イメージの光線は観視手段（106）に
より観者の左目（42）から阻止される。1/4波プレート
（114）の光学軸（116）はVOR（102）の光学軸（104）
と平行配置されているので、右回転偏光々線は垂直リニ
ア偏光々線に変換されて偏光フイルタ（32）の透過軸
（40）を通過する。よつて、第１イメージの光線は観視
手段（108）により観者の右目（44）に透過する。

VOR（102）がＯリタデーシヨンとなるようにされると、
第２イメージの左回転偏光々線は1/4波プレート（110）
と（114）に入射する。1/4波プレート（110）の光学軸
（112）はVOR（101）の光学軸（103）と平行であるの
で、左回転偏光々線は垂直リニア偏光々線に変換されて
偏光フイルタ（30）の透過軸（34）を通過する。よつ
て、第２イメージの光線は観視手段（106）により観者
の左目（42）に通過する。1/4波プレート（114）の光学
軸（116）はVOR（101）の光学軸（103）と直交するの
で、左回転偏光々線は水平リニア偏光々線に変換されて
偏光フイルタ（32）の吸収軸（38）に吸収される。よつ
て、第２イメージの光線は観視手段（108）により観者
の右目（44）から阻止される。回転偏光々線のみが伝播
媒体（28）を伝播することに注目されたい。もし観視手
段（106）及び（108）が、観者がかける眼鏡の形態で相
互に並設配置された第１及び第２アイピースを構成する
と、回転偏光はこの眼鏡をかけている観者の頭の傾斜運
動によるイメージコントラストの敏感な変化を軽減す
る。

第７図は画像装置（100）から左右いずれの目までの光
学応答特性を示す。同図中、光学応答特性（118）は時
点T₁及びT₂の転移時間が共に約0.5ミリ秒の均一値であ
ることを示している。T₂からT₃の光の消失は第4A及び4B
図に示したものより良好であつて、広い波長にわたりコ
ントラストが約50対１の一定値である。

画像装置（100）はVOR（101）及び（102）が1/4波プレ
ート（110）及び（114）の波長にマツチするよう同調し
ているとき最高動作をする。1/4波プレート（110）と
（114）はスペクトル位置が中間であるので、緑光線に
対して1/4波リタデーシヨンを生じるよう選定される。
上述した仕様とVOR（101），（102）及び1/4波プレート
（110）及び（114）の方向により、正味Ｏリタデーシ
ヨンの光が光を受けることを意図しない目をカバーする
観視手段に入射することを保証し、ON状態になるよう
指令を受けたVORの残留リタデーシヨンを低減する。こ
れら要件を満足すると、斜視カラーイメージ又は広帯域
イメージソース螢光体と共に使用できる画像装置が得ら
れる。

液晶VOR 本発明の好適実施例はいずれも少なくとも１個の液晶セ
ルを使用し、この液晶セルは電極構体に印加した励起電
圧により生じる電界に応じて通過光線のリタデーシヨン
を制御するVORとして動作する。この液晶セルは上述し
た比較的短かい転移時間に光学リタデーシヨン状態のス
イツチングが可能である。

第８図を参照すると、液晶セル（200）は１対の略平行
且つ一定間隔を有する電極構体（202）及び（204）を有
し、その間にネマチツク液晶材料（206）を充填してい
る。電極構体（202）はガラス製基板（208）より成り、
その基板内面には酸化インジウム錫の如き従来の透明導
電層（210）が被着形成されている。デイレクタ配向被
膜（212）が導電層（210）に形成され、これが液晶体
（206）と電極構体（202）との境界を形成する。被膜
（212）の液晶材料との接触表面は２つの方法のうちの
いずれかにより処理することにより、これと接触する液
晶材料のデイレクタの所望配向を促進する。これらデイ
レクタ配向被膜（212）の処理方法及び使用材料の詳細
は後述する。電極構体（204）は電極構体（202）と同様
構成であるので、対応素子には同じ参照符号を用い、そ
の後にダツシユを附している。

電極構体（202），（204）の短脚端部は相互に偏位させ
て導電層（210），（210′）にアクセスしてスイツチン
グ回路（26）の出力導体へのリード端子（213）が接続
できるようにする。スペーサ（214）はガラスフアイバ
等の適当な材料を用いて両電極構体（202）及び（204）
間を略平行に維持する。

第9A乃至9C図を参照する。液晶セル（200）内のネマチ
ツク配向層（212）及び（212′）の構成についてはボイ
ド等の米国特許第4,333,708号公報の第７欄第48−55行
に記載されている。しかし、このボイド等の特許に開示
する液晶セル自体は以下の点で本発明のものと相違す
る。即ち、前者は後者のセル（200）がわずかしか含ん
でいない交互傾斜ジエオメトリ型の配向を含んでおり、
これによりセル内のデイスクリネーシヨン運動を促進し
て双安定スイツチングデバイスを得ようとしている。

電極構体（202）の被膜（212）は、電極構体面接触デイ
レクタ（216）が配向被膜（212）の面を基準に反時計方
向に測定するとき傾斜バイアス角＋θで相互に平行配列
するように処理されている。電極構体（204）の被膜（2
12′）は、この電極構体の表面接触デイレクタ（218）
が被膜（212′）の表面を基準に時計方向に測定すると
き傾斜バイアス角−θで相互に略平行配列するよう処理
されている。よつて、液晶セル（200）は電極構体（20
2）及び（204）のデイレクタ配向層（212）及び（21
2′）の対向面の面接触デイレクタ（216）及び（218）
が互に逆方向に傾斜バイアスされている。

面接触デイレクタに所望配向処理を行なう第１の方法
は、夫々電極構体（202）及び（204）上に配向被膜（21
2）及び（212′）を構成する材料として、ポリイミドを
使用する。各配向被膜を摩擦して２゜乃至５゜が好まし
い傾斜バイアス角｜θ｜を得る。２番目の方法は、夫々
電極構体（202）及び（204）の配向被膜（212）及び（2
12′）を構成する材料として一酸化シリコン（SiO）を
使用する。このSiO層を蒸発して電極構体の表面から測
つて好ましくは５゜の角度で蒸着して10゜〜30゜、好ま
しくは15゜〜25゜の傾斜バイアス角度｜θ｜を得る。

一酸化シリコン又は他の配向材料を被着して液晶分子を
所定方向に配向する方法は当業者に周知であり、例えば
ジヤニングの米国特許第4,165,923号公報等に開示され
ている。

第9A図は約2kHz及び20VrmsのAC信号V₁を夫々電極構体
（202）及び（204）の導電層（210）及び（210′）に印
加した場合の面非接触デイレクタ（220）の方向を示し
ている。導電層（210）を接地して信号V₁を導電層（21
0′）に印加すると、スイツチング回路（26）の出力に
は第１スイツチング状態が作られ、交番電界Ｅが電極構
体（202）と（204）間の液晶セル（200）内に生じ、こ
のセルをON光学リタデーシヨン状態にする。正の誘電異
方性を有する相当数の液晶材料（206）の面非接触デイ
レクタ（220）の両端はセル内の電気力線の方向（221）
即ち電極構体の配向処理表面と法線方向になる。よつ
て、セル（200）がON状態に励起されると、面非接触デ
イレクタ（220）はセル表面に垂直に配列する。

第9B図は信号V₁を取り去つた後、面非接触デイレクタの
配列がセル内の電極構体間に作られる電界に影響を受け
ないようにした後の面非接触デイレクタ（220）の方向
を示す。ここではON状態の一列縦隊の配向からリラツク
スさせる分子間弾性力を受ける。信号V₁を取り除くと、
スイツチング回路（26）の出力に第２スイツチング状態
が生じる。第9B図のデイレクタ方向はセル（200）がOFF
状態である場合のデイレクタ方向に対応する。

セル（200）をOFF状態にスイツチするには、セルの層
（210′）にスイツチング回路（26）の出力から信号V₁
の電圧レベルより低い0V付近の電圧を有する信号V₂を印
加しても達成可能である。信号V₂の周波数は信号V₁のそ
れと一般に同じである。

第9C図は中間状態の面非接触デイレクタ（220）の方向
を示し、この状態はON状態の一列縦隊の配列状態と一部
リラツクスしたOFF状態との中間状態を表わす。

液晶セルのON状態から中間状態を経てOFF状態への転移
中、面非接触デイレクタは電極構体に法線方向の一列縦
隊状態から隣接デイレクタ同士が略平行になろうとする
状態となろうとする。よつて、面非接触デイレクタ（22
0a）−（220b）は方向矢印（222a）で示す時計方向に回
転して夫々デイレクタ（216），（220a）が略平行関係
になり、面非接触デイレクタ（220c）−（220d）は夫々
デイレクタ（218），（220c）に対して略平行関係にな
るように矢印（222b）の方向に回転する。よつて、セル
（200）がOFF状態にリラツクスすると、相当多くの面非
接触デイレクタの各々がセル表面にデイレクタの成分を
投影することとなる。しかしこの面非接触デイレクタは
セル表面に略垂直面内にとどまる。

この液晶セル（200）をVORとして動作する方法は面非接
触デイレクタを第9A図に示す電界整列即ちON状態から第
9B図に示すプレーナ状態即ちOFF状態にデイスクリネー
シヨンなくリラツクスすることである。本発明による
と、液晶セル（200）はＯから1/4波又はＯから半波リタ
ーダのいずれかに駆動する。このリターダの光学軸は面
非接触デイレクタ（220）の配列方向に対応する。

電極構体（202）−（204）の面に法線方向（226）に伝
播するリニア偏光々線は液晶セルON状態にあるときの面
非接触デイレクタ（220）の方向と一致する。デイレク
タ（220）はON状態ではその光学軸のセル電極構体面へ
の投影が無視できる。この状態では、液晶セル（200）
は方向（226）へ伝播する入射光線に対して相当減少し
た光学リタデーシヨンを生じる。

電極構体（202）−（204）の表面に法線方向（226）に
伝播するリニア偏光々線は液晶セルがOFF状態のときは
面非接触デイレクタの整列方向とは不一致である。デイ
レクタ（220）はOFF状態では多くのセル成分が電極構体
面に投影されるようになり、液晶セルは法線入射光線に
対して実効複屈折を有する。

第１図の画像装置（50）では、VOR（22）の面非接触デ
イレクタ（220）の方向はΔnd/λ＝1/2の式を満足する
波長λの入射光に対して略半波リタデーシヨンを生じる
ようになる。ここで、ｄは液晶セルの厚さ（228）であ
り、Δｎはセルの実効複屈折である。第６図の画像装置
（100）では、VOR（101）−（102）の面非接触デイレク
タ（220）の方向がΔnd/λ＝1/4の数式を満足する光の
波長λに対して実質的に1/4波光学リターダとなる。

尚、以上は本発明を好適実施例について説明したもので
あるが、本発明は何ら斯る実施例のみに限定するもので
はなく、種々の変形変更が可能であることが理解されよ
う。本発明の技術的範囲にはこれら変形変更例も包含す
るものであること言うまでもない。

＜発明の効果＞本発明の立体表示装置では、第１偏光フィルタ及び可変
光学リタデーション手段を通過した光線に対して、第１
固定リタデーション手段が可変光学リタデーション手段
の固有の残留リタデーションと等しく且つ逆のリタデー
ションを与え、第２固定リタデーション手段が可変光学
リタデーション手段の半波リタデーションと等しく且つ
逆であるリタデーションを与えて、夫々第２及び第３偏
光フィルタ手段に伝えることにより、可変光学リタデー
ション手段の残留リタデーションによる左右の目への互
いのイメージの漏洩を防止できる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明による立体表示装置の好適一実施例の構
成図、第２図，第３図は立体表示装置に付随する問題を
説明する為の図、第４図は第３図の立体表示装置の特性
図、第５図は第１図と第２図の画像表示装置の特性比較
図、第６図及び第７図は本発明による立体表示装置の他
の実施例の構成図と特性図、第８図及び第９図は本発明
に使用するVORの一例の構成及び動作説明図である。（50）は光源、（14）は第１偏光フィルタ、（22）は可
変光学リタデーション手段、（30）は第２偏光フィル
タ、（32）は第３偏光フィルタ、（56）及び（58）は第
１固定リタデーション手段、（64）は第２固定リタデー
ション手段である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】立体表示のための異なる第１及び第２イメ
ージの光線を交互に発生する光源と、該光源の前に配置され、互いに直交する光吸収軸及び光
透過軸を有する第１偏光フィルタと、上記光源の反対側で上記第１偏光フィルタに対向して配
置され、上記第１及び第２イメージの光線の交互の発生
に同期して第１及び第２状態に変化する制御信号に応答
して動作し、上記第１状態で上記第１偏光フィルタを通
過する上記第１及び第２イメージの特定色の光線に半波
リタデーションを与え、上記第２状態で上記第１及び第
２イメージの光線に固有の残留リタデーション以外のリ
タデーションを与えない可変光学リタデーション手段
と、上記第１偏光フィルタの反対側で上記可変光学リタデー
ション手段に対向して並列して配置され、上記可変光学
リタデーション手段を通過した光線に夫々所定のリタデ
ーションを与える上記第１及び第２固定光学リタデーシ
ョン手段と、上記可変光学リタデーション手段の反対側で上記第１及
び第２固定光学リタデーション手段に夫々対向して配置
され、上記第１偏光フィルタの光吸収軸及び光透過軸と
互いに直交する光透過軸及び光吸収軸を共に有する第２
及び第３偏光フィルタ手段とを具え、上記第１固定リタデーション手段の上記所定リタデーシ
ョンは、上記可変光学リタデーション手段の上記固有の
残留リタデーションと等しく且つ逆方向で、上記第２固
定リタデーション手段の上記所定リタデーションは、上
記可変光学リタデーション手段の半波リタデーションと
等しく且つ逆方向であることを特徴とする立体表示装
置。