JPH0748884B2

JPH0748884B2 - 立体映像投影装置

Info

Publication number: JPH0748884B2
Application number: JP63227125A
Authority: JP
Inventors: 敦上野; 一弘中井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1988-09-09
Filing date: 1988-09-09
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: JPH0275295A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、一対の液晶ディスプレイ装置により、スクリ
ーン上に立体映像の投影を行う立体映像投影装置に関す
る。

（従来の技術）立体映像投影装置は、左映像および右映像のそれぞれの
映像の投影を行う２台の投影装置と、この２台の投影装
置によって投影される左右の映像を、それぞれの映像に
対応する左眼および右眼に導くための偏光板と、この偏
光板と対になって使用される偏光眼鏡とから構成されて
いる。

そして上記投影装置は、従来においては、赤色、緑色、
青色の３つの原色の各々の色に対応するブラウン管を設
け、これらのブラウン管からの投影光をスクリーン上で
合成することによって、左または右の映像とする構成に
なっていた。

（発明が解決しようとする課題）このように、従来の立体映像投影装置では、３つのブラ
ウン管の使用が不可欠となっていることから、その形状
を小さくすることは困難となっている。そのため、小型
化することが困難な投影装置を２台用いなければならな
い従来の立体映像投影装置は大きく重い装置となってい
て、その設置が大掛かりとなり、手軽に移動させること
ができないという問題があった。

本発明は上記課題を解決するため発案されたものであ
り、その目的は、小型軽量化することのできる立体映像
投影装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明の立体映像投影装置は、偏光面の角度が水平走査
方向に対して45度近傍の角度となる第１および第２の液
晶ディスプレイ装置と、第１若しくは第２の液晶ディス
プレイ装置のどちらか一方の投影光による画像を左右反
転画像とする手段と、第１の液晶ディスプレイ装置のデ
ィスプレイ面に対して垂直であってかつ水平走査の方向
を含む面を水平走査面とし、第１の液晶ディスプレイ装
置のディスプレイ面に対して垂直であってかつ垂直走査
の方向を含む面を垂直走査面とするとき、少なくとも第
１の液晶ディスプレイ装置からの投影光を水平走査面ま
たは垂直走査面に沿って直角に反射する反射鏡とを備
え、この反射鏡によって反射された第１の液晶ディスプ
レイ装置からの投影光と、第２の液晶ディスプレイ装置
からの投影光とを重ね合わせてスクリーンに投影させ
る。

（作用）第１および第２の液晶ディスプレイ装置の水平走査方向
に対する偏光面の角度をＭとし、第１の液晶ディスプレ
イ装置からの投影光を反射鏡によって反射したとき生じ
る偏光面の回転角度をＮとすると、水平走査面に沿って
投影光を直角に反射させたときにはＮ＝180−２×Ｍとなる。また垂直走査面に沿って直角に反射させたとき
にはＮ＝２×Ｍとなる。

偏光面に対し上記に示す角度の回転が与えられた第１の
液晶ディスプレイ装置からの投影光と、第２の液晶ディ
スプレイ装置からの投影光とがスクリーンに重ね合わせ
て投影されることから、これら２つの投影光の偏光面の
角度の差異はＮとなるが、角度Ｍが45度近傍の角度とな
っていることから、その値Ｎは90度近傍のほぼ直交する
角度となる。そのため、それぞれの偏光面の角度に対応
する偏光眼鏡を用いることにより、第１および第２の液
晶ディスプレイ装置からの投影光が立体映像として観客
に認識される。

（実施例）第１図は、本発明の一実施例の構成の概略を示す説明図
である。

図において、第１および第２の液晶ディスプレイ装置1,
2は、それぞれに設けられたドットマトリクス方式の液
晶ディスプレイパネル11,21と、この液晶ディスプレイ
パネル11,21にバックライト12,22の投光を行う照明部
（図示されていない）とによって構成されており、液晶
ディスプレイパネル11,21の水平走査方向は、矢印91a,9
2aによって示すように、バックライトの透過側から見る
とき、左から右に向かって走査が行われる構成となって
いる。また、矢印81a,82aによって示される偏光面の水
平走査方向に対する角度Ｍは、45度となるように構成さ
れている。

右映像を示す液晶ディスプレイパネル11を透過した投影
光71aの経路上には反射鏡13が設けられている。この反
射鏡13は、投影光71aを、ディスプレイ面11aに垂直、か
つ水平走査の方向（矢印91aによって示されている）を
含む面である水平走査面に沿って直角に反射するため、
液晶ディスプレイパネル11に対して45度の角度に取り付
けられている。

また、左映像を示す液晶ディスプレイパネル21を透過し
た投影光72aの経路上には、投影光72aを水平走査面に沿
って直角に反射するための反射鏡16と、この反射鏡16に
よって反射された投影光72bを同じく直角に反射するた
めの反射鏡15とが設けられている。

そして、反射鏡15によって反射された第２の液晶ディス
プレイ装置２からの投影光72cと、反射鏡13によって反
射された第１の液晶ディスプレイ装置11からの投影光71
bとは、スクリーン14に重ね合わせて投影される構成と
なっている。

なお、第１図は動作原理を示すための説明図となってい
るため、スクリーン14への結像を行うレンズ部の図示が
省略されると共に、レンズ部を設けることによって生じ
る映像の180度の回転についても、同様に省略されてい
る。また第１および第２の液晶ディスプレイ装置1,2か
ら投影される映像は、その中心が一致するようにスクリ
ーン14に導かれるが、第１図においては説明を分かり易
いものとするため、異なる位置に導いている。

第２図は、第１および第２の液晶ディスプレイ装置1,2
に対応して設けられた映像信号生成部の電気的構成を示
すブロック線図である。

立体映像を示す立体映像信号S₁は、入力された信号を８
ビット等のデジタル信号に変換するA/D変換器31と、フ
ィールドの判別および同期信号の分離を行うフィールド
判別回路32とに導かれている。そしてA/D変換器31の出
力、およびフィールド判別回路32の出力は、第１の液晶
ディスプレイ装置11に対応して設けられたメモリ部33
と、第２の液晶ディスプレイ装置２に対応して設けられ
たメモリ部34とに送出されている。

またメモリ部33,34の出力は、それぞれに対応して設け
られたD/A変換器35,36に送出されており、タイミングパ
ルス発生回路39の出力は、２つのメモリ部33,34、およ
び２つのD/A変換器35,36に出力されている。そしてD/A
変換器35,36の出力は、それぞれがバッファーアンプ37,
38に送出されており、バッファーアンプ37,38の出力
は、液晶ディスプレイパネル11,21に接続されている。

以上の構成からなる本発明の一実施例の動作について以
下に説明する。

第２の液晶ディスプレイ装置２からの投影光72aは、反
射鏡16により水平走査面に沿って直角に反射されるた
め、その反射光72bは、水平走査の方向が反転した映像
を示す投影光となる（ただし、矢印92bは、反射鏡16の
反射側から見たときの反射光の水平走査の方向を示して
いる）。そして反射光72bは反射鏡15により再び同様に
反射されるため、水平走査の方向が再び反転することに
なる。

そのため、反射鏡15からの反射光72cは、第２の液晶デ
ィスプレイ装置２からの投影光72aと同じ水平走査方向
の投影光となる（矢印92cによってその方向を示す）。
この投影光72cがスクリーン14に投影されるため、投影
された映像の水平走査の方向は矢印92dの方向となって
いて、第２の液晶ディスプレイ装置２の走査方向と同一
となっている。

また偏光面の角度（矢印82aによって示す）について
は、反射鏡16によって回転が与えられる（矢印82bによ
って示す）が、反射鏡15によって、逆方向に、同じ角度
の回転が与えられる（矢印82cによって示す）ため、ス
クリーン14上に投影された映像の偏光面の角度（矢印82
dにより示す）は、矢印82aによって示されている第２の
液晶ディスプレイ装置２の偏光面の角度と等しくなって
いる。

つまり、２枚の反射鏡15,16は、図示されていないその
他の装置との位置関係により、直線の光学経路を第２の
液晶ディスプレイ装置２とスクリーン14との間に確保す
ることができないことから、その光学経路の確保を行う
目的で設けられた構成となっている。

一方、第１の液晶ディスプレイ装置１からの投影光71a
は反射鏡13により水平走査面に沿って直角に反射される
ので、矢印91aによって示される水平走査の方向は、反
射鏡13上においては矢印91bによって示される方向とな
り、スクリーン14上では、矢印91cによって示されるよ
うに、逆方向に水平走査が行われる映像となる。

また、偏光面の角度については、反射鏡13の反射により
回転が与えられるため、矢印81aによって示される第１
の液晶ディスプレイ装置１の角度は、スクリーン14にお
いては異なる角度（矢印81cにより示されている）とな
る。

ただし、図示した偏光面の角度は、第１の液晶ディスプ
レイ装置１についてはバックライト側から見たときの角
度として示し、スクリーン14上の映像については観客の
側から見たときの角度として示している。また、液晶デ
ィスプレイパネル11の水平走査方向に対する偏光面の角
度をＭによって示し、また反射鏡13によって与えられる
偏光面の回転角度をＮで示すときにはＮ＝180−２×Ｍとなる。また角度Ｍは45度となるように構成されている
ことから、反射により偏光面に与えられる回転角度は90
度となる。そのため、第２の液晶ディスプレイ装置２か
らの投影光の偏光面の角度（矢印82dによって示されて
いる）と第１の液晶ディスプレイ装置１からの投影光の
偏光面の角度（矢印81cによって示されている）とは直
交する関係となる。

このように、偏光面の角度が直交する２つの映像がスク
リーン14上に投影されることになるので、左眼用として
矢印82dの角度が偏光面の角度となる偏光レンズ、右眼
用として矢印81cの角度が偏光面の角度となる偏光レン
ズを備えた偏光眼鏡を用いることにより、左眼には第２
の液晶ディスプレイ装置２からの映像が導かれ、右眼に
は第１の液晶ディスプレイ装置１からの映像が導かれる
ことになる。

以上説明したように、第１の液晶ディスプレイ装置１か
らのスクリーン14への投影光は、水平走査の方向が逆方
向となるため、第１の液晶ディスプレイ装置１に送出す
るデータは、１水平走査分の映像信号データを、走査の
終わり側から、走査の始まりの側に向かって逆方向に進
行する進行方向の変換されたデータとする必要がある。

第３図（ａ）〜（ｃ）は、第１および第２の液晶ディス
プレイ装置1,2に送出される映像信号データのタイミン
グを示すタイミングチャートである。

以下においては必要に応じて同図を参照しつつ説明を進
める。

A/D変換器31に導かれる立体映像信号S₁は、第３図に示
すように、右映像を示す映像信号R₁〜R₅と、左映像を示
す映像信号L₁〜L₄とが、１フィールド毎に交互に送出さ
れる信号となっている（右映像信号は奇数フィールド、
左映像信号は偶数フィールドとなっている）ため、フィ
ールド判別回路32を用いることによってフィールドの判
別を行い、奇数フィールドのときには、メモリ部33に映
像信号データの記憶を行わせ、偶数フィールドのときに
は、メモリ部34に映像信号データの記憶を行わせる。

そのため、メモリ部33は、期間t₂において右映像信号R₁
〜R₅の記憶を行うと共に、期間t₁において記憶したデー
タの送出を行う。またメモリ部34は、期間t₁において左
映像信号L₁〜L₄の記憶を行うと共に、期間t₂において記
憶したデータの送出を行う。

上記の左右の映像信号データの記憶と送出とにおいて、
メモリ部33内における水平走査方向のメモリアドレスを
示すカンウターの動作が、データの記憶時にはアップカ
ウントを行い、読み出し時にはダウンカウントを行うよ
うになっている（垂直アドレスのカウンタについては常
にアップカウントが行われる）ことから、メモリ部33
は、第４図に示すように、１水平走査期間毎に、書き込
み時には矢印Ｗの方向にデータの記憶を行い、読み出し
時には矢印Ｒの方向にデータの読み出しを行う。

つまりメモリ部33より送出されるデータは、水平走査方
向に関しては、その信号の進行方向が逆転した信号とな
っている。しかしメモリ部34においては上記の逆転が行
われないようになっているため、記憶したデータの順序
に従って、その送出が行われる。

これらのデータはD/A変換器35,36、バッファーアンプ3
7,38を介して、第１の液晶ディスプレイ装置１、第２の
液晶ディスプレイ装置２に送出され、映像としてスクリ
ーン14上に表示される。

そのため、スクリーン14上においては、第１の液晶ディ
スプレイ装置１と第２の液晶ディスプレイ装置２とによ
り表示される映像が、互いに水平走査の方向が逆の映像
として表示されるようになっているにもかかわらず、第
１の液晶ディスプレイ装置１からの映像が、水平走査方
向に関しては、逆転した映像となっているため、スクリ
ーン14上に投影されたこれら２つの映像は、反射回数の
差異に伴って生じる水平走査の逆転が取り除かれた映像
となっている。

この映像を、上記において説明した偏光眼鏡を用いて鑑
賞することにより、スクリーン14の映像が観客には立体
映像として認識される。

第５図は、第１の液晶ディスプレイ装置１からの投影光
を垂直走査面に沿って直角に反射した場合の実施例を示
す概略側面図である。

同図において、第２の液晶ディスプレイ装置２からの投
影光は直接にスクリーン14に導かれており、第１の液晶
ディスプレイ装置１からの投影光は、反射鏡13aによっ
て、ディスプレイ面11aに垂直、かつ垂直走査の方向
（矢印51aによって示されている）を含む面である垂直
走査面に沿って直角に反射された後、スクリーン14に導
かれている。

そのため、反射鏡13aにより、第１の液晶ディスプレイ
装置１からの投影光に与えられる偏光面の回転角度は、
水平走査の方向と偏光面との角度をＭ、回転角度をＮと
するとＮ＝２×Ｍとなり、角度Ｍが45度の構成となっていることから、第
１の液晶ディスプレイ装置１からの投影光と第２の液晶
ディスプレイ装置２からの投影光との偏光面の角度の違
いは90度となっている。またこのときには、第１の液晶
ディスプレイ装置１の投影光の垂直走査の方向が逆転し
て投影される（矢印51a,52aは投影側の垂直走査の方向
を示し、矢印51b,52bはスクリーン14に投影された映像
の垂直走査の方向を示す）ため、第２図に示したメモリ
部33は、データの読み出しを、垂直走査方向に逆転して
行う（水平走査方向については、書き込み時の順序に従
って読み出しが行われる）。

以下に続く動作については、同様であるので、その説明
を省略する。

なお、本発明は上記実施例に限定されず、反射鏡15,16
については省略した構成とすることが可能である。

（発明の効果）本発明に係る立体映像投影装置は、第１および第２の液
晶ディスプレイ装置の偏光面の角度を、水平走査方向に
対して45度近傍の角度となるように構成すると共に、第
１若しくは第２の液晶ディスプレイ装置のどちらか一方
の投影光による画像を左右反転画像とし、第１の液晶デ
ィスプレイ装置からの投影光を、水平走査面または垂直
走査面に沿って直角に少なくとも１回は反射させる構成
とし、反射された第１の液晶ディスプレイ装置からの投
影光と、第２の液晶ディスプレイ装置からの投影光とを
スクリーン上に重ね合わせて投影することにより、立体
映像の投影を行うようになっているので、装置を小型軽
量化することができる。また、同じ構成の液晶ディスプ
レイパネルを第１および第２の液晶ディスプレイ装置の
双方の装置に用いる構成となっているので、その製造に
おける生産性の向上とコストダウンとを図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成の概略を示す説明図、
第２図は第１および第２の液晶ディスプレイ装置に対応
して設けられた映像信号生成部の電気的構成を示すブロ
ック線図、第３図（ａ）〜（ｃ）は第１および第２の液
晶ディスプレイ装置に送出される映像信号データのタイ
ミングを示すタイミングチャート、第４図はメモリ部の
データの記憶と読み出しの方向を示す説明図、第５図は
第１の液晶ディスプレイ装置からの投影光を垂直走査面
に沿って直角に反射した場合の実施例を示す概略側面図
である。１……第１の液晶ディスプレイ装置２……第２の液晶ディスプレイ装置 13……反射鏡 14……スクリーン 51a,52a……垂直走査の方向 81a,82a……偏光面の角度 91a,92a……水平走査の方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】偏光面の角度が水平走査方向に対して45度
近傍の角度となる第１および第２の液晶ディスプレイ装
置と、第１若しくは第２の液晶ディスプレイ装置のどちらか一
方の投影光による画像を左右反転画像とする手段と、第１の液晶ディスプレイ装置のディスプレイ面に対して
垂直であってかつ水平走査の方向を含む面を水平走査面
とし、第１の液晶ディスプレイ装置のディスプレイ面に
対して垂直であってかつ垂直走査の方向を含む面を垂直
走査面とするとき、少なくとも第１の液晶ディスプレイ装置からの投影光を
水平走査面または垂直走査面に沿って直角に反射する反
射鏡とを備え、この反射鏡によって反射された第１の液晶ディスプレイ
装置からの投影光と、第２の液晶ディスプレイ装置から
の投影光とを重ね合わせてスクリーンに投影することを
特徴とする立体映像投影装置。