JPH0895176A - 光学システムに使用される偏光フイルムおよびこの偏光フイルムを用いた立体画像表示装置 - Google Patents

光学システムに使用される偏光フイルムおよびこの偏光フイルムを用いた立体画像表示装置

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JPH0895176A
JPH0895176A JP7029363A JP2936395A JPH0895176A JP H0895176 A JPH0895176 A JP H0895176A JP 7029363 A JP7029363 A JP 7029363A JP 2936395 A JP2936395 A JP 2936395A JP H0895176 A JPH0895176 A JP H0895176A
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polarizing film
optical
film
polarization
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JP7029363A
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Tomohiko Hattori
知彦 服部
Takayuki Saito
隆行 齋藤
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Fuji Photo Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像表示体と、所定方向に偏光透過容易軸を
有する偏光フィルタもしくは所定位置に旋光部を配した
旋光フイルムを所定の位置関係で組み合わせることによ
り、立体画像形成用の平面原画を作成する際に、画像表
示体上への画像表示を容易とし、立体画像表示装置の構
成を簡易とし、その製作コストを安価とする。 【構成】 この装置21は、偏光フイルム１に記録されて
いる平面画像を立体視する装置であって、バックライト
光源として機能する白黒液晶テレビ32、バックライト光
源の像を拡大するためのフレネル凸レンズ33を備えてい
る。さらに、観察者31の一方の半顔面を赤外線照明する
赤外線照明光源34と、赤外線照明された観察者31の像を
撮影する赤外線テレビカメラ35と、この赤外線テレビカ
メラ35により得られた２値化像およびその反転像を形成
し、この２値化像とこの反転像をインタレース方式で交
互に挿入して信号合成するインタレース画像合成回路36
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、光学システムに使用
される偏光フイルムおよびこの偏光フイルムを用いて立
体画像を表示せしめる装置に関するものであり、特に、
医用画像や美術画像等の静止画あるいは動画を立体的に
観察し得る偏光フイルムおよび装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、医療の分野では、ＭＲＩやＣＴ等
を用いて検査部位の断面を観察する技術が進歩してきて
おり、さらに診断精度の向上を図る目的でこれら検査部
位を立体視する技術の確立が望まれている。また、美術
工芸品等を描いた２次元画像から３次元的な立体画像を
表示する技術の確立が望まれている。
【０００３】現在まで、平面上に描かれた画像情報を３
次元的に立体視する手法としては、ホログラフィによる
画像再生技術が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ホログ
ラム作成には多大な手間を要するとともにホログラム立
体画像を再生するための装置が複雑となり、コストも高
いという問題があった。
【０００５】本願発明はこのような事情に鑑みなされた
もので、平面上に表示された画像の画像情報から３次元
的な立体画像を得る際に、平面上での画像情報の表示が
容易で、画像再生装置の構成が簡単であり、その製作コ
ストも安価な、光学システムに使用される偏光フイルム
およびこの偏光フイルムを用いて立体画像を表示せしめ
る装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願発明の、光学システ
ムに使用される第１の偏光フイルムは、入射した偏光の
偏光面を90°回転させて射出する旋光部と、入射した偏
光の偏光面を回転させずにそのまま射出する非旋光部と
を交互に配列してなる旋光フイルム、および該旋光フイ
ルムを透過した偏光のうち所定の一方向に偏光面を有す
る偏光のみを透過せしめる偏光フィルタとからなること
を特徴とするものである。
【０００７】前記旋光フイルムの旋光部は、例えばツイ
ステッド・ネマティック結晶により構成してもよいし、
λ／２光学位相板により構成してもよい。
【０００８】また、本願発明の光学システムに使用され
る第２の偏光フイルムは、上述した偏光フイルム、およ
び第１の画像が表示される第１の画像表示部と第２の画
像が表示される第２の画像表示部とを交互に配列してな
る画像表示体を、前記旋光部が前記第１の画像表示部
に、前記非旋光部が前記第２の画像表示部に各々対応す
るように互いに対向せしめてなることを特徴とするもの
である。
【０００９】さらに、本願発明の光学システムに使用さ
れる第３の偏光フイルムは、第１の偏光透過容易軸を有
する第１の偏光フィルタ片と、この第１の偏光透過容易
軸と直交する第２の偏光透過容易軸を有する第２の偏光
フィルタ片とを交互に配列してなるフイルム状の偏光フ
ィルタ、および第１の画像が表示される第１の画像表示
部と、第２の画像が表示される第２の画像表示部とを配
列してなる画像表示体を、前記第１の偏光フィルタ片が
前記第１の画像表示部に、前記第２の偏光フィルタ片が
前記第２の画像表示部に各々対応するように、互いに対
向せしめることを特徴とするものである。
【００１０】また、前記第２および第３の偏光フイルム
は、前記画像表示体を所定の画像が露光、現像された印
画フイルムにより構成し、該印画フイルムの一面に前記
偏光フィルタを貼付したものとすることも可能である。
【００１１】さらに、前記第１の画像を右眼観察用の立
体画形成用画像とし、前記第２の画像を左眼観察用の立
体画形成用画像とすることも可能である。
【００１２】また、本願発明の、偏光フイルムを用いて
立体画像を表示せしめる第１の装置は、前記旋光部を通
して前記偏光フイルムから出力される偏光と前記非旋光
部を通して該偏光フイルムから出力される偏光のうちい
ずれか一方を右眼観察用のバックライトとして、他方を
左眼観察用のバックライトとして出力するバックライト
出力手段と、前記バックライト出力手段からの２つの偏
光による光像を、前記偏光フイルムを挾んで前記バック
ライト出力手段とは反対側に位置する観察者に拡大され
た虚像として認識せしめて、観察者の前方の所定位置に
配された前記偏光フイルムの背景が照明されるように機
能する凸レンズとを備えてなることを特徴とするもので
ある。
【００１３】また、本願発明の、偏光フイルムを用いて
立体画像を表示せしめる第２の装置は、前記第１の偏光
フィルタ片を透過する偏光と、前記第２の偏光フィルタ
片を透過する偏光のうちいずれか一方を右眼観察用のバ
ックライトとして、他方を左眼観察用のバックライトと
して出力するバックライト出力手段と、前記バックライ
ト出力手段からの２つの偏光による光像を、前記偏光フ
イルムを挾んで前記バックライト出力手段とは反対側に
位置する観察者に拡大された虚像として認識せしめて、
該観察者の前方の所定位置に配された前記偏光フイルム
の背景が照明されるように機能する凸レンズとを備えて
なることを特徴とするものである。
【００１４】さらに、前記バックライト出力手段がテレ
ビ受像機であり、前記右眼観察用のバックライトとして
機能する光像が該テレビ受像機に表示された観察者の右
側顔面像またはその近傍像であり、前記左眼観察用のバ
ックライトとして機能する光像が該テレビ受像機に表示
された観察者の左側顔面像またはその近傍像であること
を特徴とするものである。
【００１５】上記ツイステッド・ネマティック液晶とは
この旋光部に入射した偏光が、その偏光面を90°回転し
た状態で射出されるような性質を有する液晶である。
【００１６】また、上記λ／２光学位相板とは、この位
相板に入射した偏光が、その偏光面を90°回転した状態
で射出されるような性質を有する光学位相板である。
【００１７】また、上記画像表示体は、上述した、所定
の画像が露光、現像された印画フイルム等のように静止
画を表示するものの他、例えば液晶表示パネル等のよう
に入力信号に応じて動画あるいは静止画を表示するもの
も含まれる。
【００１８】なお、上記偏光フイルムにおいて、画像表
示体と偏光フィルタを「対向せしめ」るとは、両者を互
いに積層せしめる場合と、僅かな間隔をあけて位置せし
める場合の両者が含まれる。
【００１９】
【作用】上記の如く構成した第１の偏光フイルムによれ
ば、入射した偏光の偏光面を90°回転させて射出する旋
光部と、入射した偏光の偏光面を回転させずにそのまま
射出する非旋光部とを交互に配列した旋光フイルムを備
えており、この旋光フイルムに入射した偏光は、旋光部
において、この偏光の偏光面と直交する方向に偏光面を
有する偏光として射出され、非旋光部において、この入
射した偏光の偏光面がそのまま維持された偏光として射
出される。
【００２０】そして、この旋光フイルムの光射出側に配
された偏光フィルタは、その偏光透過容易軸と一致する
方向に偏光面を有する偏光が上記旋光フイルムに入射し
た場合、非旋光部から射出された偏光を透過せしめ、旋
光部から射出された偏光を遮断する機能を有し、一方、
その偏光透過容易軸と直交する方向に偏光面を有する偏
光が上記旋光フイルムに入射した場合、旋光部から射出
された偏光を透過せしめ、非旋光部から射出された偏光
を遮断する機能を有する。
【００２１】したがって、この偏光フイルムは、互いに
直交する偏光面を有する２つの偏光のうちいずれが入射
するかによって、偏光射出位置が旋光部と対応する位置
になるか、非旋光部と対応する位置になるかが決定され
ることとなる。
【００２２】また、上記旋光部をツイステッド・ネマテ
ィック液晶で形成したり、λ／２光学位相板で形成する
ことにより、光量の損失を最小限としつつ、偏光の旋光
操作を高精度で行なうことができる。
【００２３】また、上記の如く構成した第２の偏光フイ
ルムによれば、入射した偏光の偏光面を90°回転させる
旋光部と、入射した偏光の偏光面を回転させずにそのま
ま射出する非旋光部とを交互に配列して旋光フイルムを
構成し、この旋光フイルムの偏光射出側に、所定の偏光
面を有する偏光のみを透過せしめる偏光フィルタを対向
せしめており、さらに、この偏光フィルタから射出され
る偏光は所定の一方向に偏光面を有する偏光のみである
から、結局上記非旋光部に入射した、上記所定の一方向
に偏光面を有する偏光のみがこの非旋光部から射出さ
れ、一方上記旋光部に入射した、上記所定の一方向に直
交する方向に偏光面を有する偏光のみがこの旋光部から
射出されることとなる。そして上記旋光部に対応して、
第１の画像が表示される第１の画像表示部を、また上記
非旋光部に対応して、第２の画像が表示される第２の画
像表示部を、偏光フィルタを挟んで位置せしめており、
上記旋光部に入射した、上記所定の一方向に直交する方
向に偏光面を有する偏光により第１の画像の画像情報が
担持され、一方上記所定の一方向に偏光面を有する偏光
により第２の画像の画像情報が担持されて各々この偏光
フイルムから出力されることとなる。
【００２４】一方、上記の如く構成した第３の偏光フイ
ルムによれば、フイルム状の偏光フィルタと画像表示体
が重ね合わせられ、第１の画像が表示される第１の画像
表示部に対応して第１の方向に偏光透過容易軸を有する
第１の偏光フィルタ片が位置し、第２の画像が表示され
る第２の画像表示部に対応して、上記第１の方向に直交
する第２の方向に偏光透過容易軸を有する第２の偏光フ
ィルタ片が位置するように配設している。したがって、
この第３の偏光フイルムに対して所定の光を照射した場
合には、互いに直交する偏光面を有する第１の画像の画
像情報を担持した第１の偏光と第２の画像の画像情報を
担持した第２の偏光が出力されることとなる。
【００２５】そこで、上記第３の偏光フイルムと観察者
の間に第１の偏光フィルタ片と偏光透過容易軸が同一方
向となる第１の偏光板を配すれば第１の画像のみが、ま
た第２の偏光フィルタ片と偏光透過容易軸が同一方向と
なる第２の偏光板を配すれば第２の画像のみが観察者に
よって観察されることとなる。
【００２６】また、上記第１の偏光板を右眼レンズ位置
に、第２の偏光板を左眼レンズ位置に配設して偏光眼鏡
を形成し、上記第１の画像および第２の画像を各々立体
画用右眼画像および立体画用左眼画像とすれば、この偏
光眼鏡を通して偏光フイルムに記録された画像を３次元
的に立体視することができる。
【００２７】また、上記第１の画像もしくは第２の画像
のうち、一方を右眼用画像とし、他方を左眼用画像と
し、右眼用画像の画像情報を担持した偏光が右眼に、左
眼用画像の画像情報を担持した偏光が左眼に入射するよ
うに構成することで、偏光フイルムに表示された画像を
立体視することができる。
【００２８】また上記偏光フイルムを、所定の画像が露
光、現像された印画フイルムの一面に偏光フィルタを貼
付することにより作成すれば、立体画用画像記録媒体の
作成が容易で、製造コストも安価なものとすることがで
きる。
【００２９】また、上述したように構成された立体画像
を表示する第１および第２の装置によれば、バックライ
ト出力手段および凸レンズによって、上記偏光フイルム
に記録されている右眼用画像と左眼用画像が各々所定の
バックライトを照射されて、各々観察者の対応する眼に
より認識され、３次元立体画像が形成されることとな
る。
【００３０】また、上記バックライト出力手段をテレビ
受像機とし、このテレビ受像機に映出される右眼用バッ
クライトを観察者の右側顔面またはその近傍の光像と
し、左眼用バックライトを観察者の左側顔面またはその
近傍の光像とすれば、観察者が移動しても、常にバック
ライトとしての機能を発揮することができ、バックライ
トのセルフトラッキングシステムを確立することが可能
となる。
【００３１】このことを図９を用いて具体的に説明する
と、この装置は、観察者100 の右脇に赤外ＬＥＤ101 を
配置し、観察者100 の顔を側面より右半面だけを照らす
ような構成としたもので、この観察者100 の右半面だけ
明るい顔面像をＣＣＤカメラ102 で撮影し、これをＣＲ
Ｔ103 に映し出すと、右顔半面が発光部104 となった倒
立像105 が得られる。この発光部104 を光源として凸レ
ンズ106 で拡大することで指向性を有する照明を容易に
構成できる。すなわち、観察者100 の右眼は自身の右顔
半面（発光部104 ）だけの虚像を、また左眼は左顔半面
（非発光部107）だけの虚像を観察できるようにＣＲＴ1
03 上の顔画像の大きさと位置を合わせることで、観察
者100 の右眼だけにとってのレンズ径大の照明を得るこ
とができる。そして、この凸レンズ106 の前面に、上記
偏光フイルムを配すれば、指向性を有するバックライト
を構成することができる。左眼用の光学系についても同
様の構成が成立する。
【００３２】また、光源が観察者自身の撮影像105 であ
るため、前述したように、観察者100 が左右に移動して
もその移動距離に応じて光源も移動することになり、こ
の機能はセンサ不要のセルフトラッキングシステムを構
成することとなる。
【００３３】
【実施例】以下、本願発明の実施例について図面を用い
て説明する。
【００３４】図１は、本願発明の第１の実施例に係る偏
光フイルムを示す斜視図である。
【００３５】この偏光フイルム１は偏光透過容易軸が互
いに直交する短冊状の第１および第２の偏光フィルタ片
２ａ，２ｂを交互に配列してなる偏光フィルタ２と、第
１の偏光フィルタ片２ａと対応する位置に右眼用の画像
を、第２の偏光フィルタ片２ｂと対応する位置に左眼用
の画像を各々記録されてなる印画フイルム３を貼り合わ
せてなる。もちろん、上記右眼用画像と左眼用画像を入
れ替えることも可能である。
【００３６】すなわち、この偏光フイルム１を所定の光
によって照明すると、右眼用の画像情報は第１の偏光フ
ィルタ片２ａの各々を透過した第１の偏光に担持され
て、一方、左眼用の画像情報は第２の偏光フィルタ片２
ｂの各々を透過した第２の偏光に担持されて出力される
こととなる。
【００３７】なお、上記印画フイルム３は写真感光材料
としての写真フイルムであって、フイルムベース（例え
ばＰＥＴ、セルロース誘導体、ポリエステル等）上に写
真乳剤を塗布乾燥したものである。また、この印画フイ
ルム３は市販されている一般の写真フイルムを使用すれ
ばよく、例えば乳剤層上に保護膜等が形成されていても
よい。
【００３８】また、上記偏光フィルタ２を構成する第１
および第２の偏光フィルタ片２ａ，２ｂの配列パターン
はこれら２つの偏光フィルタ片２ａ，２ｂの総面積が全
体として略同一面積となっていればよく、その形状と大
きさは適宜選択し得る。例えば図２に示すように、偏光
フイルム11を偏光透過容易軸が互いに直交する略正方形
の第１および第２の偏光フィルタ片12ａ，12ｂを各々千
鳥格子状に配列してなる偏光フィルタ12上に、所定の印
画フイルム13を貼り合わせるようにしてもよい。
【００３９】図３は、上記偏光フイルム１を用いて立体
画像を表示する、本願発明の実施例に係る立体画像表示
装置を示す概略図であり、図４はこの装置を側方から見
たときの概略図である。
【００４０】この装置21は、偏光フイルム１に記録され
ている平面画像を立体視する装置であって、観察者31の
前方に配された、バックライト光源として機能する白黒
液晶テレビ32、およびこの白黒液晶テレビ32よりも観察
者31側に配された、バックライト光源の像を拡大するた
めのフレネル凸レンズ33を備えている。
【００４１】さらに、この装置21の左右いずれか一方か
ら観察者31の一方の半顔面（図３では右側半顔面）を赤
外線照明する赤外線照明光源34と、赤外線照明された観
察者31の像を撮影する、該赤外線に感度を有する赤外線
テレビカメラ35と、この赤外線テレビカメラ35により得
られた映像を輝度レベルによって２値化するとともに、
観察者顔面におけるその２値化像の反転像（以下、単に
反転像と称する）を形成し、この２値化像とこの反転像
をインタレース方式で交互に挿入して信号合成するイン
タレース画像合成回路36を備えている。
【００４２】さらに、上記フレネル凸レンズ33の観察者
31側には偏光フイルム１が配設されていて、図示されな
い偏光フイルム保持手段によって保持されている。
【００４３】また、上記白黒液晶テレビ32の表面には第
１フィールドの走査線に対応する位置に、短冊状の第１
の偏光フィルタ片（第１の方向の偏光透過容易軸を有す
る）が、また第２フィールドの走査線に対応する位置
に、短冊状の第２の偏光フィルタ片（第１の方向と直交
する第２の方向の偏光透過容易軸を有する）が上下方向
に交互に貼付されている。
【００４４】また、このフレネル凸レンズ33と白黒液晶
テレビ32の表面間の距離Ｔは、上記フレネル凸レンズ33
の焦点距離ｆよりやや大きい値であって観察者31に白黒
液晶テレビ32に映出されている光像が拡大された正立虚
像として見える所定の値に設定されている。
【００４５】また、前述したように赤外線テレビカメラ
35により撮影された観察者31の顔面像は、赤外線照明光
源34により照明された右側半顔面の輝度が高くなってい
るので、その２値化像は右側半顔面が高輝度、その余の
部分が低輝度となっており、一方、上記反転像では左側
半顔面が高輝度、その余の部分が低輝度となっている。
【００４６】したがって、インタレース画像合成回路36
で合成された画像は、右側半顔面が高輝度の第１フィー
ルド画像（もしくは第２フィールド画像）および左側半
顔面が高輝度の第２フィールド画像（もしくは第１フィ
ールド画像）を有している。
【００４７】このようにして合成されたインタレース合
成画像が白黒液晶テレビ32上に映出されると、各フィー
ルド画像における半顔面の光像は、偏光フイルム１を観
察する際にバックライトとして機能することとなるが、
各フィールド画像に対応する偏光フィルタ片により所定
方向に偏光面を有する偏光として出力される。
【００４８】すなわち、右側半顔面の光像は第１の偏光
フィルタ片により第１の偏光面を有する偏光として、ま
た左側半顔面の光像は第２の偏光フィルタ片により第１
の偏光面とは直交する第２の偏光面を有する偏光として
出力されることとなる。
【００４９】この後、フレネル凸レンズ33により、右側
半顔面の光像は観察者31の右眼のみにとってレンズ径大
のバックライトとして機能し、また、左側半顔面の光像
は観察者31の左眼のみにとってレンズ径大のバックライ
トとして機能する。なお、上記光像をこのようなバック
ライトとして機能せしめるため、白黒液晶テレビ32の液
晶面上の顔画像の大きさおよび位置を予め調整しておく
ことが必要である。
【００５０】次に、上記光像は偏光フイルム１を通過す
る。このとき、右側半顔面の光像を担持した第１の偏光
面を有する偏光は偏光フイルム１の第１の偏光フィルタ
片２ａ部分のみから透過し得るので、結局、印画フイル
ム３のこの第１の偏光フィルタ片２ａに対応した部分に
記録されている右眼用の画像がこの右側半顔面の光像に
照明されて観察者31の右眼により認識されることとな
る。同様に左側半顔面の光像を担持した第２の偏光面を
有する偏光は偏光フイルム１の第２の偏光フィルタ片２
ｂ部分のみから透過し得るので、結局、印画フイルム３
のこの第２の偏光フィルタ片２ｂに対応した部分に記録
されている左眼用の画像がこの左側半顔面の光像に照明
されて観察者31の左眼により認識されることとなる。こ
れにより観察者31は偏光フイルム１に記録されている立
体画用画像を３次元的に立体視することが可能である。
【００５１】観察者31の位置が一定の範囲内であれば上
記装置を用いた立体視が可能であるから、複数の観察者
31が同時に同一の立体画像を認識することが可能であ
る。
【００５２】なお、図４に示す装置においては第１フィ
ールド画像中の光像と第２フィールド画像中の光像が互
いに直交する偏光面を有する偏光に担持されるように、
白黒液晶テレビ32の液晶面上に第１および第２の偏光フ
ィルタ片を貼付しているが、このような互いに直交する
偏光面を有する偏光を作成する手法はこれに限られるも
のではなく、例えば図５に示す装置21ａのように、白黒
液晶テレビ32ａの液晶面には偏光フィルタ片を貼付せ
ず、この液晶面とフレネル凸レンズ33との間に、該白黒
液晶テレビ32ａ上への画像の映出切替タイミング（例え
ば各フィルードの走査開始タイミング）毎に偏光方向角
を90°回転せしめて、所定の偏光面を有する偏光のみを
透過せしめる空間変調素子41を設けてもよい。
【００５３】また、上記実施例に示されるような偏光フ
イルムを作製する手法としては例えば下記２手法があ
る。
【００５４】すなわち、第１の手法としては、まず明暗
交互に配されたパターンを有するマスク（第１マスク）
を印画フイルム等の画像フイルム上に重ね合わせて右眼
用画像（あるいは左眼画像）を記録し（印画フイルムの
場合は露光、現像し）、次に第１マスクと明暗反転した
マスク（第２マスク）を印画フイルム等の画像フイルム
上に重ね合わせて左眼用画像（あるいは右眼用画像）を
記録し（印画フイルムの場合は露光、現像し）、この
後、右眼用画像記録位置には第１の偏光フィルタ片を、
また左眼用画像記録位置には第２の偏光フィルタ片（第
１の偏光フィルタ片の偏光透過容易軸とは直交する偏光
方向角を有する）を各々貼り付ける。
【００５５】なお、上述したように２つのマスクを用い
ずとも、１つのマスク（例えば上記第１マスク）を画像
フイルム上に重ねた後、左眼用画像と右眼用画像のうち
いずれか一方を記録し、この後このマスクを画像フイル
ム上で１ピッチ分だけ移動させ、しかる後に他方を記録
せしめてもよい。
【００５６】また、第２の手法としては、まず印画フイ
ルム等の画像フイルム上に上記第１の偏光フィルタ片と
上記第２の偏光フィルタ片を所定のパターンで交互に貼
付し、しかる後、この画像フイルムに第１偏光フィルタ
を通過し得る偏光により右眼用画像を、第２の偏光フィ
ルタを通過し得る偏光により左眼用画像を各々記録（印
画フイルムの場合は現像、露光）する。
【００５７】また、この場合、偏光フィルタ側から画像
記録用の偏光を入射させることが必要である。
【００５８】なお、画像フイルムが印画フイルムの場合
は、偏光フィルタ片を印画フイルムの乳剤面とは反対側
の面に貼付する。ただし、この偏光フィルタ片が透水性
のものであれば偏光フィルタ片を乳剤面側に貼付するよ
うにしてもよい。
【００５９】また、上記実施例のものにおいては、白黒
液晶テレビ画像のうち第１フィールド画像と第２フィー
ルド画像のいずれか一方を右眼用画像、他方を左眼用画
像としているが、右眼用画像と左眼用画像の映出切り替
えをフレーム毎に行なうようにしてもよい。この場合に
は図５に示すような空間変調素子を用いて偏光の偏光面
の角度を所定タイミングで変えるようにすればよい。
【００６０】また、偏光フィルタ片と印画フイルムの厚
みは光透過率の低下が大幅とならず、かつ強度が保てる
範囲で、任意の値に設定し得る。
【００６１】以下、本願発明の第２の実施例に係る偏光
フイルムについて説明する。図６はこの第２の実施例に
係る偏光フイルム101 を示す概略側面図であり、この偏
光フイルム101 は、主として液晶部からなる旋光部102a
と、プラスチック透明部からなる非旋光部102bを各々短
冊状にして交互に配設してなる旋光フイルム102 、所定
の方向に偏光透過容易軸を有する偏光フィルタ103 およ
び印画フイルム104 を貼り合わせてなる。
【００６２】上記旋光部102aを構成する液晶部はツイス
テッド・ネマティック液晶を充填されてなり、これによ
り該旋光部102aは入射された偏光の偏光面を90°回転さ
せて射出するように機能する。一方、上記非旋光部102b
は入射された偏光の偏光面を回転させずにそのまま射出
する。
【００６３】印画フイルム104 は上記第１の実施例に係
る偏光フイルム１における印画フイルム３と同様のもの
であって、上記旋光フイルム102 の旋光部102aと対応す
る位置に右眼用の画像を、非旋光部102bと対応する位置
に左眼用の画像を各々記録されてなる。もちろん、右眼
用の画像と左眼用の画像を入れ替えることも可能であ
る。
【００６４】すなわち、この偏光フイルム101 を所定の
光によって照明すると、右眼用の画像情報は旋光部102a
の各々を透過した第１の偏光に担持されて、一方、左眼
用の画像情報は非旋光部102bの各々を透過した第２の偏
光に担持されて出力されることとなる。
【００６５】図７は、上記第２の実施例に係る偏光フイ
ルム101 を作成する順序を示す図である。
【００６６】すなわち、この偏光フイルム101 を作成す
る際には、まず、プラスチック等からなる透明薄板201
にリソグラフ加工またはプレス加工を用いて左右端部間
に延びる複数本の溝部202 を形成する（図７（Ａ））。
【００６７】なお、図８はこの溝部202 が形成された透
明薄板201 を示す斜視図である。この溝部202 よりなる
凹部と、この溝部202 が形成されていない部分よりなる
凸部とは同幅で形成されている。
【００６８】次に、各溝部202 にツイステッド・ネマテ
ィック液晶203 を充填する。（図７（Ｂ））。
【００６９】次に、上記各溝部202 の開放側にフイルム
状の偏光フィルタ103 を貼り合わせて、液晶を該各溝部
202 内に封印する（図７（Ｃ））。
【００７０】次に、偏光フィルタ103 上に感光乳剤を積
層させ、この感光乳剤上に右眼用の画像および左眼用の
画像を露光・現像せしめて、印画フイルム104 を形成す
る（図７（Ｄ））。
【００７１】以上の如くして形成された偏光フイルム10
1 に、偏光フィルタ103 の偏光透過容易軸と同一方向
（以下、第１の方向と称する）の偏光が入射されると、
旋光部102aからは上記第１の方向と直交する方向（以下
第２の方向と称する）に偏光面を有する偏光が射出さ
れ、一方、非旋光部102bからは上記第１の方向に偏光面
を有する偏光がそのまま射出される。
【００７２】したがって、旋光部102aからの偏光は偏光
フィルタ103 により遮断され、一方非旋光部102bからの
偏光は偏光フィルタ103 を透過する。
【００７３】印画フイルム104 の、非旋光部102bに対応
する位置には左眼用の画像が記録されているので、結局
この偏光フイルム101 に第１の方向に偏光面を有する偏
光を照射すると、この偏光フイルム101 からは、左眼用
の画像情報が担持された偏光が出力されることとなる。
【００７４】また、この偏光フイルム101 に第２の方向
に偏光面を有する偏光が入射されると、第１の方向に偏
光面を有する偏光の場合とは逆に、旋光部102aからの偏
光のみが偏光フィルタ103 を透過することとなり、さら
に、印画フイルム104 の、旋光部102aに対応する位置に
は右眼用の画像が記録されているため、結局この偏光フ
イルム101 に第２の方向に偏光面を有する偏光を照射す
ると、この偏光フイルム101 からは、右眼用の画像情報
が担持された偏光が出力されることとなる。
【００７５】また、上記旋光フイルム102 の旋光部102a
および非旋光部102bの配列パターンはこれら旋光部102a
および非旋光部102bの総面積が全体として略同一面積と
なっていればよく、その形状と大きさは適宜選択し得
る。例えば上記第１の実施例における偏光フィルタ103
を示す図２に示されるように、旋光部102aと非旋光部10
2bを各々千鳥格子状に配列してなる旋光フイルム102
を、偏光フィルタ103 を挟んで、所定の印画フイルム10
4 と貼り合わせるようにしてもよい。
【００７６】また、上記非旋光部102bを、上記旋光部10
2aと同様に溝部にツイステッド・ネマティック液晶を充
填し、さらにこの液晶に所定の電圧を印加するようにし
て形成し、入射した偏光が非旋光状態で透過するように
してもよい。
【００７７】また、図４および図５に示す上記立体画像
表示装置において、偏光フイルム101 を偏光フイルム１
に代えて構成することにより、上記偏光フイルム１を用
いた場合と同様に、複数の観察者31が同時に同一の立体
画像を認識することが可能となる。ただし、この場合に
はバックライト用の光像を担持した偏光の偏光面の方向
に注意する必要がある。すなわち、上記実施例では、右
側半顔面の光像に対応した偏光が上記第２の方向に偏光
面を有するようにして右眼用の画像を担持するように
し、一方、左側半顔面の光像に対応した偏光が上記第１
の方向に偏光面を有するようにして左眼用の画像を担持
するように形成する。
【００７８】さらに、偏光フイルムを構成する印画フイ
ルムとしては、銀塩フイルム等の写真フイルムに限られ
るものではなく、記録後直ちに、もしくは所定の処理を
施した後に、記録画像を顕在化できるものであればよ
い。
【００７９】なお、本願発明の偏光フイルムとしては上
記実施例に限られるものではなく、その他種々の態様の
変更が可能である。
【００８０】例えば画像表示体として、上述したような
印画フイルムを用いれば液晶表示パネルを用いた場合に
比べて明るい画像が得られるが、液晶表示パネルを用い
ることも可能である。
【００８１】すなわち、上記偏光フイルム１もしくは偏
光フイルム101 の代わりに、上記偏光フィルタ２のみか
らなる偏光フイルム、もしくは上記旋光フイルム102 と
上記偏光フィルタ103 のみを貼り合わせてなる偏光フイ
ルムの前側もしくは後側にカラー液晶表示パネル（白黒
液晶表示パネルでも可）を配設し、例えば旋光部102aに
対応して、インターレース走査における第１フィールド
を構成する各走査線を位置せしめ、非旋光部102bに対応
して、インターレース走査における第２フィールドを構
成する各走査線を位置せしめるようにし、右眼用の画像
と左眼用の画像のうち一方を第１フィールドに表示し、
他方を第２フィールドに表示するように設定すれば、こ
の偏光フイルムに入射した上記第１の方向に偏光面を有
する偏光により左眼用の画像情報を、また、この偏光フ
イルムに入射した上記第２の方向に偏光面を有する偏光
により右眼用の画像情報を各々担持せしめてこの偏光フ
イルムから出力することができる。
【００８２】なお、この場合には、カラー液晶表示パネ
ルに入力する信号に応じて静止画のみならず動画にも対
応することができる。
【００８３】また、本願発明の偏光フイルムを用いた立
体画像表示装置としても、上記実施例のものに限られる
ものではなく、その他種々の態様のものに変更し得る。
例えば、上記実施例のフレネル凸レンズに代えて、ホロ
グラフィックレンズ、回折格子レンズを用いてもよく、
また、レンズと液晶テレビの間隔を短くするためにレン
ズをアレイ状として各レンズの焦点距離を短くするよう
にしてもよい。
【００８４】また、テレビカメラは、ハーフミラー等を
用いて凸レンズの光軸上に配設してもよい、さらには、
照明光源は赤外線発光のものに限られず、可視光や紫外
線発光のものでもテレビカメラが感度を有している波長
範囲のものであればよく、さらには照明光源の位置や数
も任意に選択し得る。
【００８５】さらには、所定の画像後処理を施す場合に
は、カメラの代わりにそれらの映像が得られるシステム
を用いることにより、マイクロウェーブや超音波を媒体
とすることも可能である。
【００８６】さらに、テレビカメラが自動焦点カメラで
ある場合は、それに同期してレンズと白黒液晶テレビの
画像出力面との距離を、観察者の映像が白黒テレビの画
像出力面に結像するような距離に自動的に調節する機能
を有してもよく、バックライトとしての効率をあげるた
めに、白黒液晶テレビの画像出力面に大型の凸レンズや
フレネル凸レンズや、ホログラフィックレンズ、また
は、回折格子レンズ、さらには、各々をアレイ状にした
ものを配設しても良い。
【００８７】また、白黒液晶テレビに入力する合成二値
化像を作成する場合に、必ずしも一方の白黒反転像を用
いる必要は無く、観察者の各々の左右の半顔面二値化像
を合成したような像を作成できればよい。
【００８８】本実施例ではバックライト光源として白黒
液晶テレビを用いたが、これに代えて、たとえばプラズ
マディスプレイ、ネオン管ディスプレイ、固体発光素
子、薄型ＣＲＴあるいはアレイ状ＣＲＴ等を用いること
が可能である。また、ディスプレイ以外の種々の光源を
バックライト用の光源として使用することももちろん可
能である。
【００８９】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明の偏光フ
イルムは偏光フィルタと画像表示体、もしくは旋光フイ
ルム、偏光フイルムおよび画像表示体を重ね合わせたも
のからなり、ホログラフィ等に比べて画像記録の手間が
小さく、画面の大型化が図れ、製作コストも安価とな
る。
【００９０】また、この偏光フイルムを用いて立体画像
を表示せしめる装置によれば、ホログラフィ等と比べて
装置の構成が簡易となり、製作コストも安価となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る第１の実施例の偏光フイルムを
示す斜視図
【図２】図１の実施例の変形例に係る偏光フイルムを示
す斜視図
【図３】本願発明に係る実施例の立体画像表示装置を示
す概略図
【図４】図３に示す装置の側面図
【図５】図３に示す実施例とは別の実施例に係る立体画
像表示装置を示す概略図
【図６】本願発明に係る第２の実施例の偏光フイルムを
図る側面図
【図７】図６に示す偏光フイルムを作成する際の各過程
を説明するための図
【図８】図７（Ａ）の透明薄板を示す斜視図
【図９】本発明装置の原理を説明するための概略図
【符号の説明】
１，11，101 偏光フイルム ２，12，103 偏光フィルタ ２ａ，12ａ 第１の偏光フィルタ片 ２ｂ，12ｂ 第２の偏光フィルタ片 ３，13，104 印画フイルム 21，21ａ 立体画像表示装置 31 観察者 32，32ａ 白黒液晶テレビ 33 フレネル凸レンズ 34 赤外線照明光源 35 赤外線テレビカメラ 36 インタレース画像合成回路 41 空間変調素子 102 旋光フイルム 102a 旋光部 102b 非旋光部 201 透明薄板 202 溝部 203 液晶

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入射した偏光の偏光面を90°回転させて
    射出する旋光部と、入射した偏光の偏光面を回転させず
    にそのまま射出する非旋光部とを交互に配列してなる旋
    光フイルム、 および該旋光フイルムを透過した偏光のうち所定の一方
    向に偏光面を有する偏光のみを透過せしめる偏光フィル
    タとからなることを特徴とする光学システムに使用され
    る偏光フイルム。
  2. 【請求項２】 前記旋光フイルムの旋光部が、ツイステ
    ッド・ネマティック液晶からなることを特徴とする請求
    項１記載の光学システムに使用される偏光フイルム。
  3. 【請求項３】 前記旋光フイルムの旋光部が、λ／２光
    学位相板からなることを特徴とする請求項１記載の光学
    システムに使用される偏光フイルム。
  4. 【請求項４】 請求項１から３のうちいずれか１項記載
    の偏光フイルム、 および第１の画像が表示される第１の画像表示部と第２
    の画像が表示される第２の画像表示部とを交互に配列し
    てなる画像表示体を、 前記旋光部が前記第１の画像表示部に、前記非旋光部が
    前記第２の画像表示部に各々対応するように互いに対向
    せしめてなることを特徴とする光学システムに使用され
    る偏光フイルム。
  5. 【請求項５】 第１の偏光透過容易軸を有する第１の偏
    光フィルタ片と、この第１の偏光透過容易軸と直交する
    第２の偏光透過容易軸を有する第２の偏光フィルタ片と
    を交互に配列してなるフイルム状の偏光フィルタ、 および第１の画像が表示される第１の画像表示部と、第
    ２の画像が表示される第２の画像表示部とを配列してな
    る画像表示体を、 前記第１の偏光フィルタ片が前記第１の画像表示部に、
    前記第２の偏光フィルタ片が前記第２の画像表示部に各
    々対応するように、互いに対向せしめてなることを特徴
    とする光学システムに使用される偏光フイルム。
  6. 【請求項６】 前記画像表示体が、所定の画像が露光、
    現像された印画フイルムからなり、 該印画フイルムの一面に前記偏光フィルタを貼付してな
    ることを特徴とする請求項４または５記載の光学システ
    ムに使用される偏光フイルム。
  7. 【請求項７】 前記第１の画像が右眼観察用の立体画形
    成用画像であり、前記第２の画像が左眼観察用の立体画
    形成用画像であることを特徴とする請求項４から６のう
    ちいずれか１項記載の光学システムに使用される偏光フ
    イルム。
  8. 【請求項８】 請求項４記載の偏光フイルムを用いて立
    体画像を表示する装置であって、 前記旋光部を通して前記偏光フイルムから出力される偏
    光と前記非旋光部を通して該偏光フイルムから出力され
    る偏光のうちいずれか一方を右眼観察用のバックライト
    として、他方を左眼観察用のバックライトとして出力す
    るバックライト出力手段と、 前記バックライト出力手段からの２つの偏光による光像
    を、前記偏光フイルムを挾んで前記バックライト出力手
    段とは反対側に位置する観察者に拡大された虚像として
    認識せしめて、該観察者の前方の所定位置に配された前
    記偏光フイルムの背景が照明されるように機能する凸レ
    ンズとを備えてなることを特徴とする偏光フイルムを用
    いた立体画像表示装置。
  9. 【請求項９】 請求項７記載の偏光フイルムを用いて立
    体画像を表示する装置であって、 前記第１の偏光フィルタ片を透過する偏光と、前記第２
    の偏光フィルタ片を透過する偏光のうちいずれか一方を
    右眼観察用のバックライトとして、他方を左眼観察用の
    バックライトとして出力するバックライト出力手段と、 前記バックライト出力手段からの２つの偏光による光像
    を、前記偏光フイルムを挾んで前記バックライト出力手
    段とは反対側に位置する観察者に拡大された虚像として
    認識せしめて、該観察者の前方の所定位置に配された前
    記偏光フイルムの背景が照明されるように機能する凸レ
    ンズとを備えてなることを特徴とする偏光フイルムを用
    いた立体画像表示装置。
  10. 【請求項１０】 前記バックライト出力手段がテレビ受
    像機であり、前記右眼観察用のバックライトとして機能
    する光像が該テレビ受像機に表示された観察者の右側顔
    面像またはその近傍像であり、前記左眼観察用のバック
    ライトとして機能する光像が該テレビ受像機に表示され
    た観察者の左側顔面像またはその近傍像であることを特
    徴とする請求項８または９記載の偏光フイルムを用いた
    立体画像表示装置。
JP7029363A 1994-07-27 1995-02-17 光学システムに使用される偏光フイルムおよびこの偏光フイルムを用いた立体画像表示装置 Withdrawn JPH0895176A (ja)

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