JPS62196618A - 擬似立体表示システム - 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】 〈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。

〈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、次のニガ式であり、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。

川　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。

（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。

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。

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うしか
し、このような光バルブ機能のある眼鏡は高価であシ、
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。

〈発明の目的〉 これまで、電子的な光バルブ機能付き眼鏡として液晶を
用いたものがいくつか提案されている〇しかし、電子的
な光バルブ機能のある眼鏡の多くは、バルブ開閉にとも
なって透過光量が激しく変化するために目が疲労し易か
った。また、偏光を利用する方法は、その原理上透過光
量が半分以下となることが避けられず表示画像が暗くみ
える欠点があった。このような欠点を解決する光バルブ
としてネマチック液晶の動的散乱モード（ＤＳＭ）を利
用する提案があるが、ＤＳＭは応答速度が遅いので画像
表示のフレーム周波数に充分対応できるものではなかっ
た０ 本発明は、時分割２画像力式の立体画像表示システムの
バルブ手段として充分な応答速度を有し、明るくて、し
かも目の疲労が少ない電子的な光バルブ機能のあるｉ鏡
とその駆動法を具備する立体画像表示システムを提供す
ることを目的として為されたものである。

〈実施例〉 本発明は、テレビ画面の前面だ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シ
、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実施例を示す擬似立体表示システムの構成図である
。図中、１１はテレビなどの表示装置の画面である。テ
レビとは、画像を電気信号に変えて無線または有線の経
路によって送シ、受像機によって画像を再現するもので
ある。これに用いる画面としては、ＣＲＴ、液晶表示装
置、エレクトロ・ルミネッセンス表示装置１発光ダイオ
ードマトリクス表示装置、プラズマディスプレイあるい
は投影型テレビのスクリーンなどが挙げられる。鑑賞者
が着用する眼鏡１２は左右それぞれに液晶セル１３を備
えている。液晶セル１３は強誘電性スメクチック液晶を
封入したもので、この液晶セル１３０基板の内側には透
明電極が設けである。このシステムにおいて液晶セル１
３は透明電極への印加電圧の制御によって電子的な光バ
ルブとして働く。液晶セル１３の駆動回路１４は、液晶
セル１３に印加する電圧波形を作るためのもので、フレ
ーム信号に同期して左右の液晶セル１３を交互に透明状
態と散乱状態に切シ替えるためのものである。

画像を表示する装置としては、テレビなどの電気的な表
示装置のほかに写真やフィルムの映写による表示方式も
同様に利用できる。この場合、画面１１が反射型または
透過型のスクリーンとなるのみで他の機器類は第１図と
同様のものが使用される。

過渡的散乱モードの強誘電性スメクチック液晶セルは、
本発明の目的には非常に好適である。すなわち、応答時
間が数十ないし数百マイクロ秒と高速であるので数十ヘ
ルツのフレーム周波数に充分対応することができる。ま
た、散乱型であるために光バルブ開閉にともなう透過光
量変化が激しくなく目が疲労しにくい。このような特徴
は他の液晶セルには見られないものである。

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。

強誘電性を示すキラル・スメクチック液晶を利用したこ
の光スイツチング素子は、吉野氏によって、ジャパニー
ズ　ジャーナル　オプ　アプライド　フィジックス（第
２３巻第Ｌ３８５頁。

１９８４年刊）に公表されたもので、トランジェント　
スキャッタリングモード　即ち　過渡的散乱モード　と
命名されている０第２図はこの液晶セルの断面構造を示
す模式図で、２１はガラス基板、２２は透明電極、２３
は液晶分子である。この液晶セルには偏光板は用いない
。

この液晶セルの電気光学的効果を説明する。第３図囚は
この液晶セルに直流電圧が印加されている状態を表わし
ている。この電界に対して液晶分子の双極子は矢印のよ
うに配列するため、液晶分子は基板に平行に配列する。

この状態では液晶セルは透明である。

次に、印加電界の極性を反転すると、第３図（Ｃ）に示
したように、液晶分子の双極子は矢印のよって反転し、
液晶分子は向きを変えて基板に平行に再配列する。この
状態でもやはシ液晶セルは透明である。一方、反転過程
の分子再配列が起こっている過渡的な状態では、第３図
（Ｂ）に示したようにセルに入射した光は散乱される。

さらに印加電圧の極性を反転すると、第３図の）に示し
た過渡的散乱状態を経て第３図（２）の透明状態になる
。

第４図は印加電圧波形と散乱光強度の関係を示したもの
である。印加電圧が正から負および負から正へ極性が反
転した直後に散乱が起こりはじめ、ある時間幅で散乱状
態が続いた後、再び透明状態になっている。散乱状態を
長時間維持するためには短い周期の交流を印加すればよ
い。

このような特性の液晶セルを本実施例の表示システムに
適用して駆動するには第５図に示したような駆動波形が
好適である。すなわち、期間ｔｓｔと期間ｔｓｓには直
流電圧を印加して液晶セルを透明状態にし、期間ｔ５２
と期間ｔ１４に、は、交流を印加して散乱状態にする。

これら４期間を循環させることにより、透明状態と散乱
状態を交互にひきおこす。ここで期間ｔ５１から期間ｔ
！＋４のそれぞれの時間は１フレームの表示時間に等し
くし、期間ｔｓｔと期間ｔｓｓの電圧の極性は正負が逆
になるようにする。

一般に、液晶セルを駆動するにあたっては、液晶の電気
分解による劣化を防ぐために、駆動波形から直流成分を
除去する必要がある。この点において、第５図に示した
駆動波形は全く問題かない。

その理由は、直流電圧が印加される最長時間が１フレ一
ム時間に相当する短い時間であシ、また時間平均すると
直流成分が全く含まれないからである０ 〈発明の効果〉 本発明に係る時分割２画像方式の立体画像鑑賞システム
は、鑑賞者の目が疲れにくいという利点が有るため長時
間の使用に適している。しかも、テレビや映写装置は一
般家庭などに広く普及しているので実施が容易である。

【図面の簡単な説明】

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
の説明図である。 第２図は第１図の眼鏡に用いられる液晶セルの断面図７
である。 第３図は第１図の眼鏡に用いられる液晶セルの動作原理
を説明する説明図である。 第４図は第１図の眼鏡に用いられる液晶セルの電気光学
的効果を示す説明図である。 第５図は第１図の眼鏡に用いられる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・・・画面、　　　１２・・・偏光板付き眼鏡、１
３・・・液晶セル、　　　１４・・・駆動回路、２１・
・・ガラス基板、　　　２２・・・透明電極、２３・・
・強誘電性液晶分子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画面に右目用の画像と左目用の画像を交互に表示し
   、この画像のフレーム信号に同期した波形の電圧で左眼
   部と右眼部が交互に開閉される光バルブを備えた眼鏡を
   介して前記画面を観察する擬似立体表示システムにおい
   て、 前記光バルブが、強誘電性スメクチック液晶を封入した
   液晶セルであって、該液晶セルに印加する電圧が直流の
   時には透明状態となり、電圧の極性が反転した時に過渡
   的な光散乱状態を示すものであることを特徴とする擬似
   立体表示システム。 ２、画面がテレビジョンの表示面である特許請求の範囲
   第１項記載の擬似立体表示システム。 ３、画面が映写機からの像を写すスクリーンである特許
   請求の範囲第１項記載の擬似立体表示システム。