JPS60160292A - 立体テレビジヨン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は立体テレビジョンに関するものである。

［発明の技術的背景］ 被写体の画像を立体的に認識させる手段の一つとして例
えば遮光素子であるＰＬＺＴ　（ＰｅａｄＬａｎｔｈａ
ｎｕｍ　Ｚｉｒｃｏｎａｔｅ　Ｔｉ　ｔａｎａｔｅ）素
子を立体視用の眼鏡部分に用いる手段がある。

第１図は、このＰＬＺＴ素子を用いて被写体の立体像を
認識する立体テレビジョンの眼鏡部分を示す説明図であ
る。

同図において、１ａ、１ｂは眼鏡の左眼及び右眼にそれ
ぞれ組込んだ光シャッタである。光シャッタ１ａ１１ｂ
は同一構成であるため一方の光シャッタ１ａについて説
明すると、２枚の偏光板２゜３の間にＰＬＺＴ素子４を
挿入し、これらを互いに密着することにより光シャッタ
１ａを構成している。

このように構成した光シャッタ１ａ、１ｂに対し、テレ
ビ画面上にフィールド毎若しくはフレーム毎に交互に表
示される被写体の左像、石像の切り替え信号に同期させ
た電圧をシャッタ駆動手段５から交互に供給し、ＰＬＺ
Ｔ素子４，４の光の透過率を交互に切り替えて、その両
光シャッタ１ａ、１ｂを光学的に開−閉するようにして
なるものである。

かかる光シャッタ１ａ、１ｂを眼鏡として用いるととも
に目の残像性をも利用することによって、被写体の立体
像を認識することのできる立体テレビジョンを構成して
いた。

［背景技術の問題点］ 上述した立体テレビジョンにおける問題点は、特に光シ
ャッタとして偏光板を用いることにある。

すなわち、偏光板の光透過率は通常５０％程度であり上
記構成の光シャッタ１ａ、１ｂは２枚の偏光板２．３を
用いているため、ＰＬＺＴ素子４の光透過時でさえ約２
５％程度の光透過率しか得られない。

このため、立体テレビジョンのテレビ画面が薄暗く、使
用者の目に障害を生じさせることのほかに、テレビ画面
から他の一般の物体を観察することが甚だ困難であると
いう問題があった。

［発明の目的］ 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、動的散
乱型液晶を含む光シャッタを眼鏡に組込むことにより、
光透過率が良好で明るい画像認識が可能な立体テレビジ
ョンの提供を目的とするものである。

［発明の概要］ 前記目的を達成するための本発明の概要は、立体視用の
眼鏡の左眼及び右眼に設けた光シャッタを、テレビ画面
上に表示される被写体の左像および石像のフィールド毎
若しくはフレーム毎の切り替え周期に同期させて交互に
開閉することにより、被写体の画像を立体的に認識可能
となした立体テレビジョンにおい−で、前記左右の光シ
ャッタは平行配置した一対の透明板と、その両透明板の
内面に対向配置した一対の透明電極と、その透明電極間
に封入した動的散乱型液晶とからなり、その両動的散乱
型液晶に前記左像及び石像の切り替え周期に同期させて
交互に所定電圧を供給すると共に、液晶動作の迅速応答
を可能にした光シヤツタ駆動手段を備えたことを特徴と
するものである。

［発明の実施例］ 以下に本発明の実施例を詳細に説明する。

第２図は立体テレビジョンの概要を示すブロック図であ
る。

同図において１０ａ、１０ｂは左右のＴ’Ｖカメラであ
り、被写体Ｓを両ＴＶカメラ１０ａ、１０ｂで同時に撮
影してそれぞれ映像信号に変換し、ミキサ回路１１でそ
の両映像信号を左右交互に混合する。ミキサ回路１１の
出力は映像増幅回路１２で増幅され、テレビジョン１３
のテレビ画面上に被写体Ｓの左像を例えば奇数フィール
ド若しくは奇数フレーム毎に、石像を偶数フィールド若
しくは偶数フレーム毎に同期信号発生器１４よりの同期
信号に対応させて交互に表示する。

一方、その同期信号は同期信号分離回路１５により分離
してシャッタ駆動手段１６に入力する。

シャッタ駆動手段１６は、眼鏡１７の左眼及び右眼にそ
れぞれ形成した同一構造の光シャッタ１８ａ、１８ｂを
前記同期信号の周期に対応して交互に開閉する。

ここで、光シャッタ１８ａの構造を具体的に説明する。

第３図（ａ＞（ｂ）に示すように、透明ガラスのごとき
透明板１９ａ、１９ｂを平行配置し、その両透明板１９
ａ’、１９ｂの対向面に透明電極２０ａ、２０ｂを取り
付けるとともに両透明電極２０ａ、２Ｏｂ間に動的散乱
型液晶２１を封入し、図示してないが両透明板１９ａ、
１９ｂの外周部を密封してなるものであ。

このような構造からなる光シャッタ１８ａは、両透明電
極２０ａ１２０ｂ間に電圧が印加されると、動的散乱型
液晶２１中を流れるイオンのトルクによりその液晶の分
子配列が乱れ光散乱が生じるため、光の透過率が低下し
不透明となる。すなわち、光シャッタ１８ａは閉状態と
なる。

一方、電圧がゼロになると第３図（ｂ）に示すように分
子配列が整って光透過率が上昇し透明となる。ザなわら
、光シャッタ１８ａは開状態となる。光シャッタの開状
態における動的散乱型液晶２１の光透過率は９０％程度
であることが知られており、視覚上の障害はほとんど考
慮する必要がない。

第４図は、動的散乱型液晶２１の立上り及び立下りの時
間特性の一例を横軸に時間、縦軸に光の透過、遮断状態
をとって示すものである。

同図において、電圧を印加しない光透過状態に動的散乱
型液晶２１を保っておき、時間ｔｏの瞬時に電圧を印加
したとすると、動的散乱型液晶２１が光遮断状態に至る
までに時間ｔ１を要することを示している。

上記ｔ１は通常３　（ｍｓｅｃ）程度であることが知ら
れている。

また、動的散乱型液晶２１が光遮断状態から光透過状態
に至る立下りに要する時間ｔ２は通常１０（ｍｓｅｃ）
程度であることも知られている。

次に上述の構成からなる立体テレビジョンの動作を、第
５図乃至第７図の各部の波形図をも参照して説明する。

第５図（ａ）はテレビ画面上に表示される石像の映像信
号波形Ｒを、第５図（ｂ）は左像の映像信号波形りをそ
れぞれ示すものである。

第６図（ａ）は光シャッタ１８ａの透明電極２０ａ、２
０ｂに印加する電圧波形を、第６図（ｂ）は光シャッタ
１８ｂの透明電極２０ａ、２．Ｏｂに印加する電圧波形
をそれぞれ示すものである。

第７図（ａ）（ｂ）はそれぞれ光シャッタ１８ａ、１８
ｂの各動的散乱型液晶２１．２１の動作状態を示す波形
図である。

シャッタ駆動手段１６により、左像の映像信号りに同期
させて左側の光シャッタ１８ａへ所定の電圧ＶＬを、石
像の映像信号Ｒに同期させて右側の光シャッタ１８ｂへ
所定の電圧ＶＲを、交互に一定の周期をもって印加する
。

このようにすれば、テレビ画面上に表示される石像を右
眼で、左像を左眼でそれぞれ観察することができる。し
かしながら、液晶の立上り、立下りが遅く、また往々に
してテレビ画像と光シャッタとの位相が逆になってしま
うことがある。

本発明は光シヤツタ駆動手段に以下に示すような機能を
持たせて前記問題点を解決している。

第８図〜第１０図は光シヤツタ駆動手段の駆動方式を説
明するための波形図であり、第８図（ａ）（ｂ）はテレ
ビ画面上に表示される石像、左像を、第９図（ａ）及び
（ｂ）は光シャッタ１８ａの透明電極２０ａ、２０ｂに
印加する電圧波形及び光シャッタ１８ｂの透明電極２０
ａ、２０ｂに印加する電圧波形を、第１０図（ａ＞、（
１：＋）は前記各駆動信号によって生ずる液晶の左眼と
右眼の状態をそれぞれ示すものである。

前記左眼に印加される液晶電圧のうちｖｂは液晶が動作
しない範囲内でなるべく高い電圧となるバイアス電圧で
あり、これにより液晶分子が速く移動することができる
ようにするだめのものである。次いでＴＶ右左像垂直同
期信号を利用してＴＶ映像と同期して液晶駆動用直流電
圧Ｖａ、（以下液晶動作電圧ともいう）を印加する（Ｖ
ａは例え　〜ば４０Ｖ以上であり、好ましくは５０Ｖ以
上である）。この電圧ＶａはＴＶ映像の１フレーム又は
１フイールドの終了まで続き、１フレーム又は１フイー
ルドの終了と共に、この電圧印加は切断され、同時に高
周波電圧ＶＥが加わる。この高周波−電圧ＶＥは通常１
〜１０ＫＨｚ’、２Ｃ）〜３０Ｖ程度であるが、必ずし
もこれに限定されるものではない。このような高周波電
圧ＶＥの印加により液晶分子の電圧非印加時の状態への
復帰速度が早まり、液晶の立下り動作時間が速くなる。

このような高周波電圧ＶＥの印加時間は１５ｍ５ｅｃ前
後が適当であるが必ずしもこれに限定されるものではな
い。尚、上記駆動用電圧Ｖａ、バイアス電圧ｖｂ及び高
周波電圧ＶＥは用途及び状況に応じて調整可能どするこ
とが好ましい。

以上は左眼用の液晶の駆動方式についての説明であり、
右眼用液晶の駆動は１フレーム又は１フィールド分ずら
して駆動すればよい。この結果、液晶駆動用直流電圧印
加時には液晶は白濁するのでＴＶ像を観察できないが、
駆動用電圧非印加時には液晶が透明となりＴＶ像が観察
できることになる（第１０図（ａ）、（ｂ）参照〉。こ
のようにして、交互に左眼及び右眼によるＴＶ像の観察
が行なえ、立体視ができる。

第１１図は前記駆動方式による液晶の動作波形を示した
ものであり、図中実線波形は本発明によるバイアス電圧
、高周波電圧を印加した場合を示すものであり、破線は
これらを印加しなかった場合の波形である。明らかに動
作特性の改善が図られていることが理解されるであろう
。

第１２図〜第１４図は、前記実施例を更に改良して液晶
の動作速度を早めるために、ＴＶ映像の１フレーム又は
１フイールドの開始又は終了に対して液晶の立上り、立
下り特性を考慮した時間だけ早く液晶駆動用電圧を印加
するようにした駆動方式を示す波形図である。

第１２図（ａ）、（ｂ）はテレビの左像及び左像を第１
３図（ａ）、ｊｂ）は左眼用及び右眼用液晶の液晶駆動
用直流電圧の印加状況を、第１４図（ａ）、（ｂ）は右
眼及び左眼用液晶の動作状態をそれぞれ示している。尚
、第１３図（ａ）。

（ｂ）では前記バイアス電圧及び高周波電圧は省略しで
ある。又、第１４図においては第１２図（ａ）、（ｂ）
のテレビ映像の１フイールド又は１フレームの開始又は
終了時に液晶の光透過度が５０％となるようにしである
。この液晶の光透過度の何％のところにテレビ映像開始
、終了時点をもってくるかについては映像の種類その他
の条件により適宜決定すればよい。

このような駆動方法を採用すれば、液晶の立上り、立下
り応答を早めることができ、より有用な立体視装置を提
供できる。尚、第１３図（ａ）。

（ｂ）に示す、映像に対する駆動用直流電圧ノ印加又は
切断のずれａ、ｂ及びａ−、ｂ−は液晶の種類、ロット
の違いその他の性能の状態によって適宜設定するもので
あるから、光シヤツタ駆動手段には前記各ずれａ、ｂ、
及びａ−、ｂ−を調整できるような機能を持たせておく
ことが好ましい。

本発明は前記実施例に限定されず、種々の変形が可能で
ある。例えば前記実施例では液晶駆動用電圧印加の直前
にバイアス電圧を印加し、かつ駆動電圧印加直後に高周
波電圧を印加するようにしているが、必ずしもこれに限
定されず、駆動電圧印加直後に高周波電圧を印加するだ
けでも目的を達成することができる。また、前記実施例
では液晶駆動用直流電圧は一回毎に極性を反転している
が、これは同一方向の直流電圧を長時間印加していると
液晶材質が電気分解を起すおそれがあるためである。従
って上記電気分解を防ぐものであれば他の方式を用いて
もよい。更に前記実施例ではテレビ像と同期させて液晶
駆動用電圧を印加する場合に、同期信号としてテレビ像
の垂直同期信号を利用したが、必ずしもこれに限るもの
ではなく、他の同期信号を作り出してそれを利用するも
のであってもよい。

［発明の効果］ 以上詳述した本発明によれば、光透過率が良好で明るい
画像認識が可能な立体テレビジョンを提供することが可
能となる。特に使用電圧が従来のＰＬＺＴのそれよりも
低くて済み、安全であり、装置としても軽量、小型化が
達成できるので使用者に疲労を感じさせないという効果
もある。さらに、左、右両方の印加電圧を切っておけば
、液晶は全て透明となるので、立体視以外の通常の観察
が行える。

ちなみに、この立体テレビジョンの用途としては、Ｘ線
テレビ、原子炉の監視等に使用する工業用テレビ、人口
衛星により撮影された立体テレビ映像の観察、民生用立
体テレビ、立体ビデオカセットよりの立体映像観察等多
くのものを考えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の立体テレビジョンの光シャッタ及び光シ
ヤツタ駆動手段を示す説明図、第２図は本発明の立体テ
レビジョンの実施例を示すブロック図、第３図（ａ）、
（ｂ）は上記実施例における光シャッタの構造を示す拡
大断面図で、同図（ａ）は電圧印加状態を、同図（ｂ）
は電圧ゼロ状態をそれぞれ示す、第４図は光シャッタに
用いる動的散乱型液晶の光遮断、光透過状態を示す特性
図、第５図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ右、左の映像信号
波形図、第６図＜ａ＞、’（ｂ）はそれぞれ左右の光シ
ャッタに印加する電圧の波形図、第７図（ａ）（ｂ）は
それぞれ左右の動的散乱型液晶の動作波形図であり、第
８図（ａ＞、（ｂ）〜第１０図（ａ）、（ｂ）は本発明
の光シヤツタ駆動手段の動作を説明するための波形図で
あり、第８図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ右、左のテレビ
映像信号を、第９図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ左、右の
液晶電圧を、第１０図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ左、右
の液晶の状態を示すものであり、第１１図は本発明の詳
細な説明するための液晶動作波形図であり、第１２図（
ａ）、（ｂ）　〜第１４図（ａ）’、（ｂ）は本発明の
光シヤツタ駆動手段の他の駆動方式を説明するためのも
ので、第１２図（ａ）、’（ｂ）はそれぞれ右、左のテ
レビ映像信号を、第１３図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ左
、右の液晶駆動用電圧を、第１４図（ａ）、（ｂ）はそ
れぞれ左、右の液晶の状態を示す波形図である。 １３・・・テレビジョン、 １６・・・光シヤツタ駆動手段、１７・・・眼鏡１８ａ
、１８ｂ・・・光シャッタ、 １９ａ、１９ｂ・・・透明板、 ２０ａ、２０ｂ・・・透明電極、 ２１・・・動的散乱型液晶 第３図 ＋９ｂ （ｂ） 第４図 第５図 （０） （ｂ） 第　６　図 （Ｇ） 第　７　図 第８図 （０） （ｂ） 第９図 ） 第１０図 （ｂ） 第１１図 第１２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）立体視用の眼鏡の左眼及び右眼に設けた光シャッ
   タを、テレビ画面上に表示される被写体の左像及び左像
   のフィールド毎若しくはフレーム毎の切り替え周期に同
   期させて交互に開閉することにより、被写体の画像を立
   体的に認識可能となした立体テレビジョンにおいて、前
   記左右の光シャッタは、平行配置した一対の透明板と、
   その両透明板の内面に対向配置した一対の透明電極と、
   その透明電極間に封入した動的散乱型液晶とからなり、
   その両動的散乱型液晶に前記左像及び左像の切り替え周
   期に同期させて交互に所定電圧を供給すると共に少なく
   とも液晶動作電圧印加直後に高周波電圧を印加する光シ
   ヤツタ駆動手段を備えたことを特徴とする立体テレビジ
   ョン。
2. （２）前記光シヤツタ駆動手段は、液晶動作電圧の印加
   直前に、液晶動作に至らない範囲において可能な限り高
   い電圧を印加するものであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の立体テレビジョン。
3. （３）前記光シヤツタ駆動手段は、液晶動作電圧の印加
   時間及び切断時間の双方又はいずれか一方をテレビ同期
   信号の前又は後にずらすようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第２項に記載の立体テレビジョン。