JPS63236494A - 画像投影テレビ - 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〉 開示技術は液晶テレビに形成されるカラー画像等をスク
リーン上に立体画像として拡大投影し、眼鏡を介して三
次元的に鑑′貰することが出来るようにした技術分野に
属する。

く要旨の概要〉 而して、この出願の発明は液晶テレビの液晶パネルに形
成される左視用画像と左視用画像をスクリーン上に投影
レンズを介してハロゲンランプ等の光源からの白色光に
より１つのスクリーン上に拡大し重畳して投影するよう
にした画像投影テレビに関する発明であり、特に、光源
の次に白色光をその振動面が互いに直交する２つの偏光
（Ｐ波、及び、Ｓ波〉に分離する偏光ビームスプリッタ
を設置し、更に、該偏光ビームスプリッタの各偏光光路
には左視用液晶パネルと左視用液晶パネルを設けて投影
レンズとの間に集光用の偏光ビームスプリッタが介装さ
れて左視用画像と左視用画像を１つの光路に乗せ、スク
リーンに重瀝して拡大投影するようにし、更には、偏光
ビームスプリッタによるＰ波とＳ波の各偏光光路には両
側に全反則ミラーを備える交叉する各２枚のダイクロイ
ックミラーを前段に、或は、更に、後段に、若しくは、
交叉する全反射面を有するダイクロイックプリズムを設
けて赤（以下Ｒと略称）、青（以下Ｂと略称）、緑（以
下Ｇと略称）の独立の画像を形成する液晶パネルを３ユ
ニツト介装させた画像投影テレビに係る発明である。

〈従来技術〉 周知の如く、産業社会や市民社会にとって情報伝達は極
めて重要な機能を有するようになってきており、このう
ちテレビ画像は極めて有効で多量の情報を伝達すること
が出来ることから広く用いられているが、これまでのブ
ラウン管タイプのテレビ画像はブラウン管のサイズが一
定であるために、個人、或は、少数のグループに対する
情報伝達機能しか持っておらず、スクリーン上に拡大し
た画像を投影して不特定多数の人に多量の情報を伝達す
る機能を有する技術の出現が期待されてきた。

これに対処するに、例えば、ビデオテレビプロジェクタ
等も開発されているが、明るさが不充分である不具合が
あり、しかも、側方からの視認はし難い等という難点が
あり、鮮明な拡大画像の投影であって、カラー画像とし
て投影されることが望まれていた。

而して、近時液晶パネルを用いた液晶テレビが出現され
、所謂ポケットテレビ等の小型テレビが実用化可能に至
り、液晶パネルが光透過性を有することから液晶パネル
に光源からの光を透過させて投影レンズにより拡大画像
をスクリーン上に拡大する技術が研究され、一部試験的
には実用化されるようになってきている。

而して、視覚による情報摂取は、極めて情報伝達の■能
を有効にするものではあるが、情報の内容によってはス
クリーン上に拡大されて投影される画像が三次元的な立
体画像であると更にその効果が大きい場合があり、した
がって、光透過性を利用した液晶テレビのスクリーン上
への拡大された画像を重畳し、更に、これを左視用と左
視用の眼鏡により三次元的に視認する技術が開発され、
例えば、特開昭５３−５１９１７号公報発明のような立
体テレビが開発されてきている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、在来態様の液晶テレビによる立体画像の
システムでは画像形成用の液晶パネルに時分割的に左視
用と左視用との画像が形成されるために、液晶パネルの
各画素での画像形成は左視用、左視用の一方の画像情報
が形成され、次の画像情報が形成するまではその前の画
像情報を表示し続けているために、左視用と左視用の画
像が双方同時に形成されることはほんの一瞬しかなく、
残像現象を利用して立体感覚を得るにはしばしばちらつ
きが生じ実用性が低いという不具合があった。

又、液晶パネルに形成される左視用と左視用の画像の形
成と、眼鏡のシャッタの同期性を図らねばならないため
に、構造が極めて複雑になる難点があり、結果的に、コ
スト高になるという不利点があり、この点からも実用化
が阻害されるという不具合があった。

〈発明の目的〉 この出願の弁明の目的は上）ホ従来技術に基づく液晶テ
レビによる画像投影技術の問題点を解決すべき技術的課
題とし、液晶パネルの偏光性を利用しながらも、左視用
画像と右視用画像を各々相互独立に形成させて三次元感
覚を得る眼鏡には偏光シャッタ機能を何ら持たせず、固
定したＰ波とＳ波の偏光性を維持させて視認するにちら
つき等が生ぜず、実用性が高まり、更に、偏光光路に於
ける光のロスを少くして拡大投影する際の明るさが削減
されないようにして情報産業における画像技術利用分野
に益する優れた画像投影テレビを提供せんとするもので
ある。

く問題点を解決するための手段・作用〉上述目的に沿い
先述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成
は前述問題点を解決するために、ハロゲンランプ等の光
源からの白色光を偏光ビームスプリッタを介して透過光
を相互に直交する２つの偏光面のＰ波とＳ波の偏光に分
離し、各偏光光路に於いては左視用液晶パネルと右視用
液晶パネルとを介装し、カラー画像形成では各偏光光路
にて所定角度で交叉する第１段の交叉する一対のダイク
ロイックミラーによりＲ，Ｂ、Ｇのいづれか１つを直進
させ、他の２つを側方に反射させて前後一対の全反射ミ
ラーを両側に設けて全反射させ、Ｒ，Ｂ、Ｇの画像形成
用の液晶パネルを通過させ、第２段の交叉する一対のダ
イクロイックミラー、若しくは、反射面の交叉するダイ
クＹ」イックプリズム等により集光し、Ｐ波とＳ波の双
方は集光用の偏光ビームスプリッタにより１ｌＮＩに集
光されて投影レンズによりスクリーン上にＰ波とＳ波に
より左視用画像と６視用画像の光を重畳して拡大投影し
、或は、各液晶パネルの背部に全反射ミラーを設定して
偏光の往復光路を同軸にして偏光ビームスプリッタを１
つにし、視聴者側は偏光性を固定された左視用と右視用
との眼鏡を着用してスクリーン上の立体画像を三次元的
に知覚して鑑賞することが出来、而して、Ｐ波とＳ波に
分離された偏光により左視用画像と６視用画像とは偏光
ビームスプリッタにより１軸に集光されてスクリーン上
に重畳されるために光のロスかなく、明るく鮮明な立体
画像か目のちらつきなく安定した状態で視認されること
が出来るようにした技術的手段を講じたものでおる。

〈実施例−構成〉 次に、この出願の発明の実施例を図面に基づいて説明す
れば以下の通りである。

第１．２図に示す実施例は基本的な態様であり、この出
願の発明の要旨を成す画像投影テレビ１はコンパクトで
軽量で格納し易く、持ち運び自在なハンディなタイプに
されており、第２図に示す様に、室内に設けられた適宜
のスクリーンは勿論のこと、部屋の壁面や野外のスクリ
ーン、更には、ビルの壁面等をスクリーンとして利用し
、拡大されたカラーの立体画像を投影することが出来る
ようにされているものであり、そのケーシング３の内部
の所定位置にはカラー画像形成用の電子駆動装置４、電
源装置５が所定に設けられている。

又、当該第２図に示す様に、ステレオスクリーン２に拡
大投影された画像６を視認するに際しては、Ｐ波とＳ波
の偏光性を固定された左視用のカラス７と６視用のカラ
ス８を有する眼鏡９がセットとして所定に出し入れ、格
納自在にされている。

そして、ケーシング３内の１Ｐｆ４を説明すると、スク
リーン２に反対の側には光源としてのハロゲンランプ１
０が設けられ、又、ステレオスクリーン２側には投影レ
ンズ１１か設けられており、両者の間にはハロゲンラン
プ１０奇りにコンデンサレンズ１２が設けられて、その
前部には周公知の鴻光ビームスプリッタ１３が４５°の
開き角度で設けられてその前部には全反射ミラー１４が
、又、その上部には該全反射ミラー１４に平行に他の全
反射ミラー１５が設けられて偏光ビームスプリッタ１３
によるＰ波とＳ波の偏光光路が各々独立に形成されるよ
うにされ、全反射ミラー１４．１５に反射されるＰ波と
Ｓ波の偏光光路に交叉してカラー画像形成用の左視用の
液晶パネル１６と６視用の液晶パネル１７が設けられて
偏光光路のＰ波とＳ波の偏光に対する画像が電子駆動装
＠４により相互に独立して形成されるようにされており
、これらの左視用画像と６視用画像の情報を乗せた偏光
ビームスプリッタ１３からの光は同様の集光用の偏光ビ
ームスプリッタ１８に入り、１軸に集光されて投影レン
ズ１１によりスクリーン２に重畳したカラーの立体画像
６を投影するようにされている。

而して、スクリーン２上のカラーの立体画像６を視認し
て鑑賞する等に際しては、眼鏡９を用いることにより該
眼鏡９の固定された左視用偏光面と左視用偏光面により
ステレオスクリーン２上の重畳されたＰ波とＳ波のカラ
ー投影画像は眼鏡９により各々独立に視認されて視覚の
うえで三次元的なカラーの立体画像が得られる。

〈実施例−作用〉 上述構成において、所定にセットされた、或は、壁面等
のステレオスクリーン２に対して立体投影テレビ１をセ
ットし、スイッチを入れることにより、テレビ放送等の
カラー情報が電子駆動装置４を介して各Ｐ波用とＳ波相
の液晶パネル１６．１７に相互に独立して左視用画像と
左視用画像を形成する。

そして、点灯されたハロゲンランプ１０からの反射光は
コンデンサレンズ１２を通り、偏光ビームスプリッタ１
３に入射した白色光はＰ波は直進し、Ｓ波は反射して図
上上昇し、それぞれの偏光光路を形成し、全反射ミラー
１４．１５で全反射され、左視用液晶パネル１６と左視
用液晶パネル１７を透過し、該左視用液晶パネル１６、
左視用液晶パネル１７に形成されているカラー画像の情
報を乗せて集光用の偏光ビームスプリッタ１８に入射し
１軸に合成されて集光され、投影レンズ１１よりステレ
オスクリーン２上に重畳されてカラーの立体画像６を形
成する。

そして、前述した如く、該画像６を視認して３賞するに
際しては眼鏡９を用い固定された左視用偏光ガラス７、
左視用偏光ガラス８により選択的にＰ波画像とＳ波画像
を視認し、視覚の作用により三次元的なカラーの立体画
像として視認することが出来る。

勿論、画像はモノクロームでも良い。

したがって、カラー画像、モノクローム画像を問わずＰ
波用の、即ち、左視用の液晶パネル１６、Ｓ波相の、即
ち、左視用の液晶パネル１７には時分割ではない同一タ
イミングのＰ波とＳ波の画像が形成されるために、ちら
つき等はなく、又、Ｐ波とＳ波の偏光光路に分離された
光は全反射ミラー１４．１５を経て集光用の偏光ビーム
スプリッタ１８により再び１軸に集光されるために、は
とんど光のロスはなく、したがって、明るいカラーの立
体画像６が視認されることが出来る。

この際、眼鏡９のシャッタ等はないために、複雑な電子
制御装置の機構組み付けが不要であり、鑑賞するに際し
ての自由度も充分であり、又、軽量で重さを感すること
がなく、全く通常の状態で三次元の立体画像６を鑑賞、
視認することが出来る。

而して、上述基本的実施例に沿うところのより具体的な
カラー画像の立体投影テレビの態様について説明すると
、第３．４図に示す実施例において（図示の都合上、相
互に一部省略する部分がある）、偏光ビームスプリッタ
１３による分離されたＰ波とＳ波の偏光光路に於いて、
第４図に示す様に、上下２段の各偏光光路に対するＲ、
Ｂ、Ｇの液晶パネル１７１．１７２．１７３が投影レン
ズ１１に対して開放する姿勢のコの字型配列にされてお
り、入射側には９０”で交叉する周知の第１段のダイク
ロイックミラー１９．２０が、又、透過側にあっては同
様に９０’の交叉角度の一対の第２段のダイクロイック
ミラー２１．２２が設けられている。

尚−１図上上側の偏光光路に於いては２サフイツクスを
、下側に於いては１サフイツクスを付しである。

そして、各偏光光路に於いて、Ｒ，Ｂ、Ｇの反射、透過
に与るダイクロイックミラーはその１つ、例えば、Ｂを
直進にし、他のＲ，Ｇを反射する選択にしてダイクロイ
ックミラーの交叉部に於けるダイクロイックミラーの厚
みに伴う死角を介して画像に形成される死角の生ずるこ
とを可及的に避ける組合せにされ、各段のダイクロイッ
クミラーの反射側にあたる外側には前後２段の全反射ミ
ラー２３．２４が設けられて、集光用の偏光ビームスプ
リッタ１８に於ける１軸集光を行うことか出来るように
されている。

したがって、当該実施例においてはＰ波の漏光光路とＳ
波の偏光光路が各々Ｒ，Ｂ、Ｇの各独立した液晶パネル
１７１．１７２．１７３の画像情報を１７で透過するた
めに、上下で合計６個の偏光光路を通過することになり
、したかって、左視用画像、及び、６視用画像とも極め
て鮮明で明るいカラー画像６をステレオスクリーン２上
に形成することが出来、眼鏡９による立体画像の視認を
極めて鮮明で明るい三次元のカラーの立体画像を視認す
ることが出来る。

又、上下の各偏光光路に於ける液晶パネル１７１．１７
２．１７３の画像はカラー画像ばかりでなく、モノクロ
ーム画像にすることも可能である。

而して、上述した如く、当該実施例においては交叉する
一対のダイクロイックミラーはその交叉部に於いて死角
が形成されるために、ステレオスクリーン上に重畳され
る画像はダイクロイックミラーの交叉部に於ける死線が
現れる虞があるが、これに代えて第５．６図に示す実施
例においては（上述実施例同様に一部相互に省略する部
分がある）、上述実施例の第２段のダイクロイックミラ
ー２１．２２に代えて交叉する反射面が互いに密接され
ているダイクロイックプリズム２５を上下の偏光光路に
設けることにより死角が生ぜず、したがって、ステレオ
スクリーン上に投影されるカラー画像には死線が現れず
、より見易い立体画像が視認されることが出来る。

又、第７図に示す実施例は内部前溝をより簡単にし、し
かも、光の利用度を上げて明るいカラー画像を得ること
が出来るようにした態様であって、ハロゲンランプ１０
の前部所定位置にコンデンサレンズ１２′　を設けてそ
の前部に偏光ビームスプリッタ１３を１つのみ設け、そ
の直進側にＢ用の、又、反射側にＢ用のダイクロイック
プリズム２５’　、２５′を設け、各ダイクロイックプ
リズム２５′　に於いては偏光ビームスプリッタ１３側
に向けて平面視コの字型にＧ、Ｂ、Ｒ用の光透過後は４
５°ねじれる偏光面を有する液晶パネル１７１．１７２
．１７３を設け、その背部にはフレネルレンズ２６、及
び、更にその背後には全反射ミラー２７を添接し、内側
には色フィルタ２８を設けるようにした態様である。

尚、ハロゲンランプ１０の後部には凹面鏡２９を設けて
光の有効利用を図るようにしている。

而して、当該実施例においてはハロゲンランプ１０から
の光がコンデンサレンズ１２′　を経て、偏光ビームス
プリッタ１３を通過、反射した後のＰ波とＳ波は各々ダ
イクロイックプリズム２５’　、２５’　を通過、反射
して各偏光パネル１７１．１７２．１７３を透過するが
、その背部の全反則ミラー２γに反射され、２回透過す
ることにより、９０’回転されて再びダイクロイックプ
リズム２５′　を通過し、偏光ビームスプリッタ１３を
集光用の偏光ビームスプリッタとして芸能させ、投影レ
ンズ１１からステレオスクリーン２上にＰの画像とＳの
画像を重沓して投影し、該画像裡に対しては眼鏡９によ
りそのＰ波とＳ波による立体カラー画像を視認すること
が出来るようにしたものでおる。

尚、この出願の発明の実施態様は上述各実施例に限るも
のでないことは勿論でおり、例えば、各液晶パネルにフ
レネルレンズ等の集光レンズを付設して投影レンズ１１
への光を絞り込んでより鮮明で明るい立体画像が得られ
るようにしたり、更に、各液晶パネル、或は、少くとも
１つの液晶パネルに色フィルターを付して色の鮮明度を
向上させるようにしたり、更に、右視画像、左視画像に
代えて、例えば、互いに水平走査線間を補完画＠（テレ
ビの偶数フィールドと奇数フィールド）とすれば、より
高精度の拡大投影画像が得られる等種々の態様が採用可
能でおる。

又、この出願の発明においては立体画像テレビの代わり
に偶数フィールドと奇数フィールドのテレビ画像を得る
ようにすれば、水平解像部が著しく向上することが出来
るようにする態様も採用可能である。

〈発明の効果〉 以上、この出願の発明によれば、液晶パネルの光透過性
を利用した画像投影テレビにおいて、第一にＰ波相とＳ
波相の、即ち、左視用とも祝用の画像が各々独立した液
晶パネルにより形成されるために、在来態様の１枚の液
晶パネルによる時分割的な画像の形成がなされず、した
がって、鑑賞するに際しちらつき等がなく、実用性に冨
む立体投影画像を得ることか出来るという優れた効果が
奏される。

又、在来態様の１枚の液晶パネルによる時分割画像の形
成に同期させて左視用と左現用の眼鏡のシャッタを作動
させる必要かなく、そのため、眼鏡は固定した左現用、
左現用の偏光レンズを用いるために、安く、且つ、軽量
に母産が出来、この点からも実用性が促進されるという
優れた効果が奏される。

更に、かかるＰ波用とＳ波相、即ち、左視用と左現用の
液晶パネルに対して白色光源に対し偏光ビームスプリッ
タを介装させて全反射ミラーを併用することにより、又
、他の偏光ビームスプリッタを用いて１軸に集光するこ
とが出来るために、明るく鮮明な画像が光のロスなしに
得られ、又、Ｐ波とＳ波の各偏光光路のそれぞれ２枚の
ダイクロイックミラーを前後に、或は、前段のダイクロ
イックミラーと後段の交叉する反射面を密接させたダイ
クロイックプリズム等を用いたことにより、各偏光光路
に於ける赤、青、緑の独立した画像を偏光光路の光が情
報として乗せることが出来るために、ステレオスクリー
ン等の上には極めて鮮明で明るい画像が重畳して投影さ
れ、その結果、眼鏡による三次元の画像が極めて良好に
視認されるという優れた効果が秦される。

更に又、各Ｐ波とＳ波の各偏光光路のそれぞれにダイク
ロイックプリズムやダイクロイックミラーを設けてその
画像形成用の偏光パネルを光の１回透過の際に４５°偏
光面が回転されるような偏光パネルを用い、更に、その
背面に全反射ミラーを設けたことにより、光源と各ダイ
クロイックプリズムやダイクロイックミラーとの間に介
装する偏光ビームスプリッタを１つだけにすることが出
来、したがって、高価な偏光ビームスプリッタを少くし
て本質的に同一機能でありながら、低コストで、又、構
造が簡単に出来る画像投影テレビを１ｑることか出来る
という優れた効果が秦される。

【図面の簡単な説明】

図面はこの出願の発明の詳細な説明図であり、第１図は
基本的原理態様の実施例の概略模式縦断図、第２図は同
投影画像の概略模式斜視図、第３図は別の実施例の模式
平断面図、第４図は同部分断面斜視図、第５図は仙の実
施例の模式部分平断面図、第６図は同部分断面斜視図、
第７図は更に他の実施例の模式図である。 ２・・・スクリーン、　１１・・・投影レンズ、１０・
・・光源、　１６・・・液晶パネル、１・・・立体投影
テレビ、 １３−・・偏光ビームスプリッタ、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）左視用画像と右視用画像を重畳するスクリーンに
   対する投影レンズと光源との間に画像形成用の液晶パネ
   ルが介装されている画像投影テレビにおいて、光源側に
   透過光をその振動面が互いに直交する２つの偏光に分離
   する偏光ビームスプリッタを設置し、該偏光ビームスプ
   リッタの各偏光光路に左視用液晶パネルと右視用液晶パ
   ネルが設置され、更に該各液晶パネルと投影レンズとの
   間に集光用偏光ビームスプリッタが介装されていること
   を特徴とする画像投影テレビ。
2. （２）左視用画像と右視用画像を重畳するスクリーンに
   対する投影レンズと光源との間に画像形成用の液晶パネ
   ルが介装されている画像投影テレビにおいて、光源側に
   透過光をその振動面が互いに直交する２つの偏光に分離
   する偏光ビームスプリッタを設置し、該偏光ビームスプ
   リッタの各偏光光路に左視用液晶パネルと右視用液晶パ
   ネルが設置され、更に該各液晶パネルと投影レンズとの
   間に集光用偏光ビームスプリッタが介装され、而して上
   記各偏光光路の液晶パネルが赤、青、緑の３枚にされて
   交叉する２枚のダイクロイックミラーに併設されている
   ことを特徴とする画像投影テレビ。
3. （３）左視用画像と右視用画像を重畳するスクリーンに
   対する投影レンズと光源との間に画像形成用の液晶パネ
   ルが介装されている画像投影テレビにおいて、光源側に
   透過光をその振動面か互いに直交する２つの偏光に分離
   する偏光ビームスプリッタを設置し、該偏光ビームスプ
   リッタの各偏光光路に１回の光通過で偏光面が４５°回
   転する左視用液晶パネルと右視用液晶パネルが各々全反
   射ミラーを背部に有して設置されていることを特徴とす
   る画像投影テレビ。