WO2012039166A1 - 立体映像表示装置及び立体映像観賞用メガネ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a stereoscopic image display device that alternately displays left and right images of a stereoscopic image with linear polarization in the same direction by time division, and a method for stereoscopically displaying the left and right visual fields of the displayed stereoscopic image separately. It is glasses for viewing stereoscopic images, and is intended to prevent crosstalk that may occur particularly when linearly polarized light is used.
- the liquid crystal shutter glasses are used by overlapping two polarizing plates, there is a drawback that the transmitted light is attenuated and the field of view becomes dark.
- the shutter glasses open and close the field of view alternately by guiding the light beam (polarized light beam) transmitted through the front polarizing plate in the direction perpendicular to the direction of the polarizing plate on the rear surface when the field of view is closed.
- the opening time becomes 1/2 or less, and the amount of light is further attenuated.
- the shutter action intermittently interrupts not only stereoscopic images but also ambient ambient light, a problem has been pointed out that flicker occurs under illumination that is lit at a commercial frequency.
- the invention described in claim 1 is a stereoscopic video display device, comprising a synchronization signal infrared radiator for opening and closing a visual field in a stereoscopic video display device that alternately displays left and right video by time-division polarization in the same direction,
- a synchronization signal infrared radiator for opening and closing a visual field in a stereoscopic video display device that alternately displays left and right video by time-division polarization in the same direction
- an infrared polarization filter is attached to the infrared sync signal radiator for opening and closing the field of view, or a polarization infrared radiator for tilt correction is separately installed to correct tilt.
- a stereoscopic image display device configured to emit polarized infrared rays as a reference is provided.
- the invention according to claim 2 is stereoscopic image viewing glasses for viewing stereoscopic images in which images for left and right are alternately displayed by linearly polarized light having the same amplitude direction in a time-sharing manner.
- a polarizing plate in the same direction is juxtaposed in each field of view, and a liquid crystal cell for opening and closing the field of vision and a liquid crystal cell for tilt correction for correcting the tilt of the glasses are placed on the front of each polarizing plate to provide a stereoscopic image.
- a polarized infrared sync signal from the display device (polarization is not necessary if only the sync signal is received) is received by a sync signal receiver mounted on the glasses, and the visual field opening / closing liquid crystal cell is synchronously driven by the sync signal, and the spectacle frame Even when the glasses are tilted during viewing by driving and adjusting the tilt correction liquid crystal cells installed on the left and right visual fields of the glasses according to the detection data of the tilt angle detector placed on the top, Providing 3D image glasses ornamental that prevents occurrence of crosstalk by configuring such that the light state is always maximized.
- the inclination of the glasses with respect to the display image of the stereoscopic image display device is automatically detected by the inclination angle detector, and the display image is optically adjusted by the inclination correction liquid crystal cell according to the detected value, and the inclination state is It is automatically corrected to a level equivalent to the horizontal state.
- the invention described in claim 3 is stereoscopic image viewing glasses for viewing stereoscopic images in which left and right images are alternately displayed in a time-division manner with linearly polarized light having the same amplitude direction, and left and right visual fields of the glasses.
- Polarizers in the same direction are arranged side by side, a liquid crystal cell is installed in front of each of the polarizers, and a polarized infrared sync signal from a stereoscopic image display device is received by an infrared sync signal receiver placed on a spectacle frame.
- the calculated sync signal data and the detection data of the tilt angle detector placed on the spectacle frame are calculated and applied to the liquid crystal cell on the front of the spectacles for synchronous driving. Even when the eyeglasses are tilted at the time of viewing, the view is alternately opened and closed.
- the structure can be simplified as compared with the stereoscopic image viewing glasses according to the second aspect.
- 3D image viewing glasses for viewing a 3D image in which left and right images are alternately displayed by linearly polarized light having the same amplitude direction by a time division method, Polarizing plates in the same direction are arranged side by side, and a liquid crystal cell for viewing / opening / closing, a liquid crystal cell for left tilt correction, and a liquid crystal cell for right tilt correction are stacked on the front surface of each polarizing plate.
- Open and close the visual field by installing a total of six liquid crystal cells on both the left and right sides, and receiving the synchronization signal emitted from the infrared sync signal emitter attached to the stereoscopic image display device by the infrared sync signal receiver placed on the glasses frame.
- the liquid crystal cell is driven synchronously, and the left and right fields of view are alternately opened and closed with respect to the stereoscopic image, and is superimposed on the left and right fields of view of the glasses by the detection data of the tilt angle detector placed on the glasses frame.
- 3D image viewing glasses configured to prevent the above are provided. According to this configuration, the tilt correction range can be extended over a wide range.
- the invention according to claim 5 is a tilt angle detector for correcting tilt of stereoscopic image viewing glasses, the tilt angle detector comprising a tilt angle detecting liquid crystal cell, an infrared polarizing filter, and an infrared sensor,
- the action applies a voltage to the liquid crystal cell of the tilt angle detector. That is, when the inspection voltage is gradually increased and the amplitude direction of the polarized infrared light rotated by the tilt angle detecting liquid crystal cell becomes orthogonal to the polarization direction of the infrared polarizing filter, the output of the infrared sensor is rapidly increased. Reduced to no output state.
- an inclination angle detector configured to detect an inclination angle by sampling a voltage applied to an inclination angle detection liquid crystal cell at that time.
- the invention according to claim 6 is a tilt angle detector for correcting tilt of stereoscopic image viewing glasses, the tilt angle detector including a first liquid crystal cell for tilt angle detection and tilt angle detection to extend the operating range.
- the second liquid crystal cell for use is overlapped and arranged on the rear side in the order of an infrared polarizing filter and an infrared sensor.
- the electrode of the first liquid crystal cell for tilt angle detection and the electrode of the second liquid crystal cell for tilt angle detection are connected in series or in parallel to apply a voltage, or the electrode of the first liquid crystal cell for tilt angle detection and the By sequentially applying a voltage to the electrodes of the second liquid crystal cell for angle detection, the polarized infrared radiation emitted from the polarized infrared synchronizing signal radiator of the stereoscopic image display device is the first liquid crystal cell for tilt angle detection and the second liquid crystal for tilt angle detection. Optical rotation is adjusted by the liquid crystal cell and transmitted.
- a tilt angle detector configured to detect a tilt angle by sampling a voltage applied to a liquid crystal cell at that time. According to this configuration, the operating range can be further extended over a wider range than the tilt angle detector according to the fifth aspect.
- the invention according to claim 7 is a tilt angle detector for correcting the tilt of stereoscopic image viewing glasses, wherein the tilt angle detector is juxtaposed with the vertical line as the axis of symmetry and the polarization directions tilting in opposite directions.
- the infrared polarizing plate and the infrared sensor installed at the respective positions immediately after the infrared polarizing plate, and when the glasses tilt, the symmetry of the tilt of the infrared polarizing plate is broken to radiate from the stereoscopic image display device.
- a tilt angle detector configured to detect a tilt angle by using a difference in transmission amount of the reference polarized infrared ray for tilt correction and using the difference as an electrical output by the infrared sensor. According to this configuration, the tilt angle detector can be realized with a very simple structure.
- a diopter correcting lens holder slot and a lens pressing spring are provided on the front or rear surface of the glasses. According to this configuration, by replacing the diopter correction lens, it is possible to prepare stereoscopic video glasses that match the diopter of each observer.
- a diopter correction lens having a curved or linear shape in which both end portions of the lens are formed in an arc shape and a lower end portion thereof has a larger curvature than the arc shapes at both ends. According to this configuration, the diopter correction lens can be easily attached and detached, and the rotation of the lens can be prevented.
- a polarized infrared radiator is installed in a stereoscopic image display device that alternately displays images for right and left with polarized light in the same direction by time division, or an infrared ray is used as a synchronization infrared radiator.
- a three-dimensional image display apparatus that prevents crosstalk can be realized with a simple structure in which a polarizing filter is simply attached. Then, by using polarized infrared rays as a reference for tilt correction of stereoscopic image viewing glasses, there is an effect that accurate tilt angle detection and tilt correction can be realized by electro-optic action.
- the second aspect of the present invention there is an effect that crosstalk does not occur even when linearly polarized light is used for display light of a stereoscopic image.
- the amount of light is less attenuated.
- the surrounding environment light is non-polarized light, the action of the glasses does not reach the surrounding environment light. This has the effect that the illuminance of the surrounding illumination light or the like does not decrease, and it is not necessary to put on or take off the glasses in the work performed while viewing the stereoscopic display.
- a separate liquid crystal cell for tilt correction has the advantage that stable operation is guaranteed even if the operating range of tilt correction is set large.
- the invention according to claim 3 has the same effect as that of claim 2, and has the effect that the number of components used, for example, the number of liquid crystal cells can be reduced. However, it is inevitable that the operation range of tilt correction becomes narrow.
- a liquid crystal cell for left tilt correction when the glasses are tilted to the left and a liquid crystal cell for right tilt correction when the glasses are tilted to the right are provided.
- the invention according to claim 5 can quickly detect an accurate inclination angle even when the glasses are greatly inclined. Therefore, there is an effect that a wide range of correction can be stably maintained. Further, there is an effect that fine adjustment at the time of manufacture and use, which is found in a mechanical tilt angle detector, is unnecessary and there is no extra shaking.
- the first liquid crystal cell for tilt angle detection and the second liquid crystal cell for tilt angle detection for tilt angle detection are installed in an overlapping manner, and the control voltage is applied in series or in parallel, or the tilt is detected. 6.
- the operating range of tilt angle detection is further expanded by sequentially applying voltages to the electrodes of the first liquid crystal cell for angle detection and the electrodes of the second liquid crystal cell for tilt angle detection. There is an effect that it can be extended to (90 ° or more). According to the seventh aspect of the present invention, even with a simple configuration, there is an effect that the tilt state can be detected and the occurrence of crosstalk can be completely prevented.
- the invention described in claim 8 further provides a diopter correcting lens (normally used glasses) and a stereoscopic image for a person who needs a diopter correcting lens. This is because it is not necessary to use the spectacle glasses.
- an optimal diopter correction lens can be selected according to the symmetric object distance to be viewed.
- the invention according to claim 9 has an effect of facilitating the insertion of the diopter correction lens into the diopter correction lens holder slot of the stereoscopic video viewing glasses by making both ends of the diopter correction lens into an arc shape.
- the circular arc shape has an effect of preventing the lens from dropping out of the slot in combination with a spring installed in the eyeglass holder.
- the lens itself is prevented from rotating by making the lower end of the lens a curve or straight line having a larger curvature than the arcs at both ends. This has the effect that the astigmatic axis does not change when an astigmatic lens is used.
- FIG. 1 is a perspective view of a stereoscopic TV according to the present invention.
- FIG. 2 is a front view of the stereoscopic image viewing glasses of the present invention.
- FIG. 3 is an explanatory view showing the configuration of the stereoscopic video viewing glasses of the present invention.
- FIG. 4 is an explanatory diagram showing an operating state of the glasses for viewing stereoscopic images according to the present invention.
- FIG. 5 is an explanatory view showing another embodiment of the stereoscopic image viewing glasses of the present invention.
- FIG. 6 is an explanatory view showing still another embodiment of the stereoscopic image viewing glasses of the present invention.
- FIG. 7A is a front view showing another embodiment of the stereoscopic image viewing glasses of the present invention.
- FIG. 8B is an explanatory diagram showing the configuration of the tilt angle detector of FIG.
- FIG. 8 is a front view showing an embodiment of stereoscopic video viewing glasses provided with a diopter correction lens holder.
- FIG. 1 shows the stereoscopic video display apparatus of FIG. 1, which is composed of, for example, an LCD stereoscopic television (hereinafter referred to as “stereo TV”), and displays left and right videos alternately on a display 14 in a time-sharing manner.
- the polarized infrared synchronizing signal radiator 12 installed on the main body 11 of the stereoscopic TV 10 is provided with an infrared polarizing filter 13 on the surface, and emits a polarized infrared synchronizing signal.
- FIG. 2 is a front view of the stereoscopic video viewing glasses 20 according to an embodiment of the stereoscopic video viewing glasses of the present invention.
- the left and right polarizing plates 23 R and 23 L having the polarization direction inclined by 45 ° with respect to the polarization direction of the display 14 of the stereoscopic TV 10 are juxtaposed in the left and right visual fields of the glasses.
- two liquid crystal cells, ie , liquid crystal cells 21 R and 21 L for visual field opening and closing and liquid crystal cells 22 R and 22 L for tilt correction are disposed in front of the polarizing plates 23 R and 23 L , respectively.
- An infrared sync signal receiver 27 and an inclination angle detector (inclination angle detection liquid crystal cell 24, an infrared polarization filter 25 and an infrared sensor 26) are provided on the glasses frame.
- FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the stereoscopic video viewing glasses illustrated in FIG. 2, and a synchronization signal based on polarized infrared rays radiated through the infrared polarization filter 13 of the stereoscopic TV 10 (the synchronization signal is polarization). Unnecessary) is received by the infrared sync signal receiver 37 shown in the figure, and the received sync signal is sent to the controller C1 to be converted into a control voltage and applied to the liquid crystal cells 31 R and 31 L for visual field opening and closing, thereby providing stereoscopic video viewing glasses.
- the 30 fields of view are opened and closed in synchronism with the display images that are alternately displayed on the display 14 of the stereoscopic TV 10 in a time-sharing manner.
- the amplitude direction of the display image whose rotation is adjusted for opening / closing the visual field and the orthogonal state of the polarizing plates 33 R and 33 L collapse, and crosstalk occurs.
- tilt angle detector of the present invention shown in FIG.
- the polarization infrared sync signal emitted from the infrared polarizing filter 13 of the stereoscopic TV 10 is optically adjusted by the tilt angle detecting liquid crystal cell 34, and infrared rays are adjusted.
- the polarizing filter 35 is used to detect the tilt angle and its operation will be described. First, the controller C2 periodically (for example, the tilt angle detecting liquid crystal cell 34) Several times per second) voltage is applied.
- the optical rotation state of the tilt angle detecting liquid crystal cell 34 changes, and the amplitude direction of polarized infrared light transmitted through the tilt angle detecting liquid crystal cell 34 is orthogonal to the polarization direction of the infrared polarizing filter 35. become.
- the output of the infrared sensor 36 is suddenly lowered to detect a tilt angle by entering a non-output state.
- the inclination angle is detected by sampling the voltage applied to the inclination angle detection liquid crystal cell 34 by the controller C2 at this time.
- the detected tilt angle data for tilt correction is converted into a control voltage by the controller C2 and applied to the tilt correction liquid crystal cells 32 R and 32 L.
- FIG. 4 is an explanatory diagram of the optical rotation state of the stereoscopic video viewing glasses 30. For example, if the display light of the stereoscopic television display 14 in FIG. 1 is polarized in the horizontal direction, the glasses shown in FIG.
- the display light incident on the left and right visual fields is not applied to the visual field opening / closing liquid crystal cell 41 L because the illustrated switch is open in the left visual field, and the display light that swings in the horizontal direction is liquid crystal for visual field opening / closing. It is rotated by 90 ° in the cell 41 L and transmitted and amplifies in the standing (up and down) direction.
- the illustrated switch is closed, a voltage is applied to the visual field opening / closing liquid crystal cell 41 R , and the display light is transmitted through the visual field opening / closing liquid crystal cell 41 R while being oscillated in the horizontal direction.
- the left and right switches are actually set to automatically open and close alternately in synchronization with the display light by the infrared sync signal, the display light after passing through the visual field opening / closing liquid crystal cell 41 R or 41 L.
- the display light after passing through the visual field opening / closing liquid crystal cell 41 R or 41 L.
- the left and right visual fields of the glasses are fixed for a certain period (a period slightly longer than the time for switching the left and right images of the stereoscopic TV) at the time of switching the left and right images of the stereoscopic television. It must be closed at the same time, so it may not be in an orthogonal state instantaneously).
- a method of turning off the backlight of the stereoscopic television when switching the field of view of the glasses has been implemented.
- the arrow indicating the amplitude direction of the display light indicates the amplitude direction on the front side of each liquid crystal cell by a solid line and the amplitude direction on the other side by a broken line.
- the amplitude directions of the left and right display lights transmitted through the visual field opening / closing liquid crystal cell 41 are orthogonal to each other and enter the tilt correction liquid crystal cell 42.
- the light is incident in the state of amplitude in the standing (vertical) direction in the left visual field.
- the light is incident with an amplitude in the horizontal (left and right) direction.
- the tilt correction liquid crystal cell 42 is, for example, a TN mode liquid crystal. If the operating range (angle) is 90 °, the tilt correction liquid crystal cell 42 is in an optical rotation state of 45 ° which is 1/2 of 90 °. Always apply a bias voltage.
- the detected tilt angle data is converted into a control voltage by the controller C2 and adjusted to the bias voltage to drive the tilt correction liquid crystal cell 42.
- the tilt correction liquid crystal cells 42 R and 42 L are driven in parallel (in the same direction in the left and right directions and simultaneously), the display lights in the left and right visual fields are maintained in an orthogonal state after passing through the tilt correction liquid crystal cell 42.
- the display light transmitted through the visual field opening / closing liquid crystal cell 41 L has an amplitude in the vertical direction, and is rotated by 45 ° by the tilt correction liquid crystal cell 42 L (maintained at 45 ° by the bias voltage). It is) directed to the polarizing plate 43 L in a state.
- the display light is transmitted through the polarizing plate 43 L to be in the open field of view.
- the amplitude direction of the display light transmitted through the inclined correction liquid crystal cell 42 R at the right of the field of view in the parallel state is polarization directions and polarizing plate 43 L of the left to have become orthogonal states with respect to the left of the field becomes viewing closed can not pass through the polarizing plate 43 R in order to become orthogonal state relative to the polarization plate 43 R of the right that are arranged.
- the stereoscopic image viewing glasses 30 illustrated in FIG. 3 of the present invention perform a shutter action on the display light of the stereoscopic image of the stereoscopic television 10 illustrated in FIG.
- the stationary light ambient ambient light
- the visual field opening / closing liquid crystal cells 31 R and 31 L and the inclination correcting liquid crystal cells 32 R , 32 L is not affected by either.
- the amplitude direction of the transmitted light is horizontal or vertical in the left and right visual fields.
- the field of view becomes a binary value of open or closed.
- An intermediate value other than binary is not preferable because the field of view becomes dark or crosstalk occurs.
- the visual field opening / closing liquid crystal needs to have a high response speed, and a vertical type (OCB) liquid crystal or a ferroelectric liquid crystal (SSFLCD, PSS-LCD) is suitable for such a use.
- the polarizing plates 33 R and 33 L are also tilted together with the glasses to have an inclination angle different from 45 °. For this reason, the orthogonal state when the field of view is closed is broken, and crosstalk occurs if the state is kept as it is. Therefore, when the glasses are tilted, the tilt angle is detected by the tilt angle sensor mounted on the glasses, and the tilt correction control voltage is adjusted to the bias voltage so that the display light directed toward the polarizing plates 33 R and 33 L when the field of view is closed is displayed.
- the light shielding state when the field of view is closed is always maintained at the maximum.
- the correction of the inclination of the glasses is performed by detecting the inclination angle and adjusting the optical rotation state by the inclination correction liquid crystal cells 32 R and 32 L.
- an inspection voltage is applied to the inclination angle detection liquid crystal cell 34.
- the operation (by the controller C2) may be performed several times per second. This is because when a person tilts his head, he does not shake his head at such a high speed.
- the correction states of the inclination correction liquid crystal cells 32 R and 32 L are as follows even during the period when the inspection voltage is not applied to the inclination angle detection liquid crystal cell 34. It must be held in a certain state. Then, the correction state updated when the tilt angle is detected is held until the next tilt angle is detected, and this operation state is continuously repeated, so that the stereoscopic image viewing glasses can be tilted in any direction. The visual tilt state is always maintained in a horizontal state, and the occurrence of crosstalk is prevented.
- the tilt correcting liquid crystal cells 32 R and 32 L are arranged behind the visual field opening and closing liquid crystal cells 31 R and 31 L.
- the tilt correction liquid crystal cells 32 R and 32 L are not required to have a high response speed. This is because, as described above, the speed at which a person tilts his / her head is very slow compared to the response speed of the liquid crystal. Therefore, a conventional TN mode liquid crystal is sufficient.
- the tilt correction liquid crystal cell 32 can be obtained by setting the intermediate position between the case where the head is tilted to the right and the case where the head is tilted to the left to the horizontal position.
- FIG. 5 shows another embodiment of the 3D image viewing glasses.
- the frame of the 3D image viewing glasses 50 shown in FIG. 5 includes a tilt angle detecting liquid crystal cell 54, an infrared polarization filter 55, and an infrared sensor 56.
- the tilt angle detector is mounted, and the detection data by the tilt angle detector and the sync signal data by the sync signal receiver 57 (the tilt angle detecting method and the sync signal receiving method itself are the same as in the second aspect).
- the liquid crystal cells 51 R and 51 L for visual field opening / closing and tilt correction are driven synchronously to alternately open and close the visual field with respect to the display light of the stereoscopic image display device 10.
- normal display light of the transmitted stereoscopic image display viewing opening and closing and the inclination correction liquid crystal cell 51 R, 51 L is a view closing
- directions of the polarizers 53 R, 53 L as well as stereoscopic Is obtained by configured to prevent occurrence of crosstalk as the light-shielding state of the field closing always becomes maximum by controlling so as to be orthogonal states.
- the SSFLCD cannot be used. This is because the SSFLCD has a steep action and cannot display an intermediate value (cannot perform tilt correction).
- the stereoscopic image viewing glasses according to the configuration of claim 3 can have a smaller number of parts than that of claim 2, but the inclination correction range is somewhat narrower.
- a gravity sensor pendulum is used as a tilt angle detector necessary for applying a correction voltage to the tilt correction liquid crystal cells 32 R and 32 L of FIG. 3 and the liquid crystal cells 51 R and 51 L of FIG.
- a gyro sensor such as a piezoelectric gyro
- FIG. 6 shows another embodiment of the stereoscopic video viewing glasses of the present invention, in which polarizing plates 63 are juxtaposed in the left and right visual fields of the glasses.
- polarizing plates 63 are juxtaposed in the left and right visual fields of the glasses.
- a left inclination correction liquid crystal cell 62 and a right inclination correction liquid crystal cell 68 which are opposite to each other in twist direction, are provided in an overlapping manner.
- a visual field opening / closing liquid crystal cell 61 is provided on the front surface thereof.
- the infrared sync signal radiated from the polarized infrared sync signal emitter 12 of the stereoscopic television 10 of FIG. 1 is received by the sync signal receiver 67, and the sync signal is converted into a control voltage by the controller C1 to switch the visual field opening / closing liquid crystal cell 61.
- the left and right visual fields are opened and closed by applying to R 1 , 61 L.
- the state of the left and right image display light is the same as that when the light passes through the visual field opening / closing liquid crystal cells 41 R and 41 L described with reference to FIG. In this state, the left and right image display lights are always orthogonal to each other.
- the polarized display light having an amplitude that is orthogonal to the left and right passes through the left tilt correction liquid crystal cells 62 R and 62 L and the right tilt correction liquid crystal cells 68 R and 68 L , and the left tilt correction liquid crystal cell.
- the left and right images which are analyzed by the polarizing plates 63 R and 63 L and displayed on the display 14 of the stereoscopic television 10 in a time-division manner are separated.
- the orthogonal state of the amplitude direction of the display light when the field of view is closed and the polarization direction of the polarizing plates 63 R and 63 L may collapse and crosstalk may occur.
- the TN mode liquid crystal is used for the left tilt correction liquid crystal cells 62 R and 62 L and the right tilt correction liquid crystal cells 68 R and 68 L, and the correction when the glasses are tilted to the left is corrected to the left tilt.
- the correction is performed in the correction liquid crystal cells 62 R and 62 L , and when the glasses are tilted to the right, the correction is performed by the right inclination correction liquid crystal cells 68 R and 68 L , and 90 ° total 180 ° tilt correction can be performed in the left and right directions. .
- a single liquid crystal cell is sufficient. However, it is necessary to apply a bias when the glasses are in a horizontal state.
- two TN mode liquid crystals should be used in layers.
- 180 ° tilt angle detection is required, and the tilt angle detection first liquid crystal cell 64 and tilt angle detection second detector shown in FIG. 6 are used as the tilt angle detector.
- the two liquid crystal cell 69 can also be rotated by 180 ° if a single STN mode liquid crystal is used, and the problem of color displacement is not a problem if it is for tilt angle detection. It is not suitable because it is difficult to make adjustments.
- the tilt angle detection first liquid crystal cell 64 and the tilt angle detection second liquid crystal cell 69 are overlapped in the illustrated state, and the tilt angle detection first liquid crystal cell 64 and the tilt angle detection second liquid crystal cell 69 are overlapped.
- the electrodes are connected in series or in parallel, and a voltage is applied by the controller C2. By gradually increasing the applied voltage, the polarization infrared rays transmitted through the two tilt angle detecting first liquid crystal cells 64 and the tilt angle detecting second liquid crystal cell 69 are adjusted to rotate in the range of 0 to 180 °.
- the tilt angle detection first liquid crystal cell 64 and the tilt angle detection second liquid crystal cell 69 are connected in series or in parallel, and a voltage is applied, and the output of the illustrated infrared sensor 66 rapidly decreases and no output is generated.
- the inclination angle is detected by sampling the voltage at the time when the state is reached, and the right and left 90 ° total inclination angle of 180 ° is detected with the same operation as the inclination angle detection method of the stereoscopic video viewing glasses according to the configuration of FIG. it can.
- the applied voltage when the tilt angle detection first liquid crystal cell 64 and the tilt angle detection second liquid crystal cell 69 are connected in series is twice the value when connected in parallel (the optical rotation action is equivalent). In case).
- FIG. 7B is a detailed view of the synchronization signal receiver 73 for opening and closing the field of view of the glasses in synchronization with the display image on the stereoscopic television, and is a method for detecting the tilt angle. The operation will be described below.
- the synchronization infrared light is polarized infrared light by the infrared polarization filter 13 on the radiation surface of the infrared synchronization signal radiator 12 attached to the stereoscopic image display device 10 of FIG.
- the polarization directions of the infrared polarization filters 74 R and 74 L of the synchronization signal receiver 73 are arranged so as to be symmetrically inclined as shown in FIG. 7A when the glasses are placed horizontally. In this case, the output of the infrared sensor 75 R and 75 L are equal.
- FIG. 8 is an explanatory diagram of a diopter correction lens and a mounting portion that are supplementarily attached to the stereoscopic video viewing glasses. Each person has different vision (diopter). Many people regularly use diopter correction glasses even in normal life.
- the diopter correction lens 81 is formed in an arc shape at the left and right ends.
- the illustrated knob 83 is, for example, a structure in which aluminum is folded and sandwiched or bonded, and it increases the frictional force with a finger when attaching to and detaching from the slot 84, and prevents contamination of the lens.
- the lens can be identified by marking the 83 part of the knob.
- the stereoscopic image viewing glasses of the present invention do not respond to steady light, the work environment visual field looks bright in the work performed while observing the stereoscopic image. Absent. The effect of the stereoscopic image viewing glasses with this configuration is enormous.
- the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.
- the stereoscopic image viewing glasses according to the present invention are glasses for visual field separation for stereoscopic viewing by separating the left and right visual fields of a stereoscopic video to be displayed in a time-division manner on an LCD television or personal computer.
- it will be indispensable for viewing 3D images such as various simulations, education and training, examinations, medical treatments, and advertisements.
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Abstract
Description
しかし、液晶シャッターメガネは二枚の偏光板を重ねて使用するために透過光の減衰が著しく視野が暗くなる欠点がある。その上、シャッターメガネは視野閉時において前面の偏光板を透過した光線(偏光光線)を後面の偏光板の方向に対して直交方向に導くことによって視野を交互に開閉する、そのシャッター作用のために開口時間が1/2以下になり更に光量が減衰する。また、この、シャッター作用は立体映像のみならず周囲の環境光をも断続するので商用周波数で点灯している照明下においてフリッカを生じるという問題も指摘されている。
また、直視型ディスプレイにおいては左右用の映像を同時に表示することが難しいために(但し、1ライン毎に異なる方向の偏光で表示するものは現存する)同一方向の直線偏光によって時分割表示し、観賞側のメガネを工夫して分離視することも提案されている。
しかし、直線偏光を用いる宿命として観賞者が頭を傾けた場合、クロストークの問題を避けることは困難である(例えば、特許文献1)。
更に、人の視力(視度)は個々の人々により、夫々異なっているが、現行の立体映像観賞用メガネには視度補正レンズを備えたものが無い。そのために普段使用するメガネの上に立体映像メガネを重ねて使用しているのが現状である。
a:視野が暗い。
b:フリッカを生ずる。
ことの上記二点である。特許文献1に記載されている方法は、液晶シャッターメガネにおいて生じる上記二点の問題は解消しているものの、新たに下記の問題が浮上する。
c: クロストークが発生する。
これは観賞者が頭を傾けた場合に生ずるもので、シャッターメガネが視野閉時において直交する二枚の偏光板によって完全に視野を遮蔽しているのに対し、特許文献1記載の方法はテレビに備えられた偏光板(LCDTVに於いては表示光自体が偏光であるので特許文献1のようにメガネの前面に新たに偏光板を設ける必要はない)と、メガネの偏光板とによって視野閉時の遮蔽を行っているので観賞者が頭を傾けた場合には、LCDからの偏光と、観賞用メガネの偏光板との直交状態が崩れるためであり、よってクロストークの発生を回避することができない。
そこで、時分割表示方式の立体映像を観賞する場合において、上記三つの問題を同時に解決して正常な立体視を可能にする立体映像観賞用メガネを開発すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は、この課題を解決することを目的とする。
この構成によれば、立体映像観賞用メガネの傾き補正の基準として偏光赤外線を利用することが可能となり、偏光赤外線を利用して傾斜補正をする立体映像観賞用メガネによって観賞すれば、観賞者が頭を傾けた場合であってもクロストークの発生を防止できる。
請求項2記載の発明は、左右用の映像を振幅方向が同一方向の直線偏光で時分割方式によって交互に表示する立体映像を観賞するための立体映像観賞用メガネであって、メガネの左右の視野夫々に同一方向の偏光板を並設し、該偏光板夫々の前面に視野開閉用液晶セルと、メガネの傾きを補正するための傾斜補正用液晶セルとを重ねて設置して、立体映像表示装置からの偏光赤外線同期信号(同期信号のみならば偏光は不要)をメガネに載置した同期信号受信器によって受信し、その同期信号によって前記視野開閉用液晶セルを同期駆動するとともに、メガネフレーム上に載置した傾斜角検出器の検出データによって前記メガネの左右の視野上に設置した傾斜補正用液晶セルを駆動調整して観賞時にメガネを傾けた場合であっても視野閉時の遮光状態が常に最大となるように構成することによってクロストークの発生を防止した立体映像観賞用メガネを提供する。
この構成によれば、立体映像表示装置の表示映像に対するメガネの傾きは傾斜角検出器によって自動的に検出され、その検出値に応じて傾斜補正用液晶セルによって表示映像が旋光調整され傾斜状態は自動的に水平状態と同等な状態に補正される。
請求項3記載の発明は左右用の映像を振幅方向が同一方向の直線偏光で時分割方式によって交互に表示する立体映像を観賞するための立体映像観賞用メガネであって、メガネの左右の視野夫々に同一方向の偏光板を並設し、該偏光板夫々の前面に液晶セルを設置し、立体映像表示装置からの偏光赤外線同期信号をメガネフレーム上に載置した赤外線同期信号受信器によって受信した同期信号データと、メガネフレーム上に載置した傾斜角検出器の検出データとを演算し、そのデータによる電圧をメガネ前面の液晶セルに印加して同期駆動し、立体映像に対して左右の視野を交互に開閉して分離視するとともに、観賞時にメガネを傾けた場合であっても、視野閉時の遮光状態が常に最大となるように構成することによってクロストークの発生を防止する立体映像観賞用メガネを提供する。
この構成によれば、前記請求項2記載の立体映像観賞用メガネよりも構造を簡素化できる。
請求項4記載の発明は左右用の映像を振幅方向が同一方向の直線偏光で時分割方式によって交互に表示する立体映像を観賞するための立体映像観賞用メガネであって、メガネの左右の視野夫々に同一方向の偏光板を並設し、該偏光板夫々の前面に視野開閉用液晶セルと、左傾斜用補正用液晶セルと右傾斜補正用液晶セルとの三枚の液晶セルを重ねた左右計六枚の液晶セルを設置して、立体映像表示装置に付設した赤外線同期信号放射器から放射される同期信号をメガネフレーム上に載置した赤外線同期信号受信器によって受信して視野開閉用液晶セルを同期駆動し、立体映像に対して左右の視野を交互に開閉して分離視するとともに、メガネフレーム上に載置した傾斜角検出器の検出データによって前記メガネの左右の視野上に重ねて設置した左傾斜補正用液晶セル又は右傾斜補正用液晶セルを適宜駆動調整することによって観賞時にメガネを傾けた場合であっても、視野閉時の遮光状態が常に最大となるようにしてクロストークの発生を防止するように構成した立体映像観賞用メガネを提供する。
この構成によれば、傾斜補正範囲を広範囲に拡張できる。
請求項5記載の発明は、立体映像観賞用メガネの傾き補正用の傾斜角検出器であって、該傾斜角検出器は傾斜角検出用液晶セル・赤外線用偏光フィルタ・赤外線センサによって構成され、その作用は、該傾斜角検出器の液晶セルに電圧を印加する。即ち、検査用電圧を次第に上昇させ、傾斜角検出用液晶セルによって旋光される偏光赤外線の振幅方向が赤外線用偏光フィルタの偏光方向と直交状態になった時点に於いて赤外線センサの出力が急速に低下して無出力状態になる。その時点の傾斜角検出用液晶セルへの印加電圧をサンプリングすることによって傾斜角を検知するように構成した傾斜角検出器を提供する。
この構成によれば、広範囲(大きな角度)の傾斜角を正確に検出できる。
請求項6記載の発明は、立体映像観賞用メガネの傾き補正用の傾斜角検出器であって、該傾斜角検出器は作動範囲を拡張するべく傾斜角検出用第一液晶セルと傾斜角検出用第二液晶セルを重ねて設置していて、その後側には赤外線用偏光フィルタ・赤外線センサの順で配列されている。前記傾斜角検出用第一液晶セルの電極と傾斜角検出用第二液晶セルの電極とを直列又は並列に結線して電圧を印加するか、又は傾斜角検出用第一液晶セルの電極と斜角検出用第二液晶セルの電極に順次電圧を印加することによって立体映像表示装置の偏光赤外線同期信号放射器から放射された偏光赤外線は傾斜角検出用第一液晶セル及び傾斜角検出用第二液晶セルによって旋光調整されて透過する。印加電圧を次第に上昇させ、偏光赤外線の振幅方向が赤外線用偏光フィルタの偏光方向と直交状態になった時点に於いて赤外線センサの出力が急速に低下して無出力状態になる。その時点の液晶セルへの印加電圧をサンプリングすることによって傾斜角を検出するように構成した傾斜角検出器を提供する。
この構成によれば、前記請求項5記載の傾斜角検出器よりも作動範囲をさらに広範囲に拡張することができる。
請求項7記載の発明は、立体映像観賞用メガネの傾き補正用の傾斜角検出器であって、該傾斜角検出器は鉛直線を対称軸とし偏光方向が互いに反対方向に傾斜する状態で並置した赤外線用偏光板と、その直後の夫々の位置に設置した赤外線センサとによって構成され、メガネが傾いた場合には前記赤外線用偏光板の傾きの対称性が崩れることによって立体映像表示装置から放射された傾斜補正用の基準の偏光赤外線の透過量に差が生じ、その差を前記赤外線センサによって電気的出力として傾斜角を検出するように構成した傾斜角検出器を提供する。
この構成によれば極めて簡単な構造によって傾斜角検出器を実現できる。
請求項8の記載の発明は、メガネの前面又は後面に視度補正レンズホルダ用スロット及びレンズ押さえ用スプリングを設けた立体映像観賞用メガネを提供する。
この構成によれば、視度補正レンズを交換することによって、個々の観察者の視度に合った立体映像用メガネを用意することができる。
請求項9記載の発明は、レンズの両端部を円弧形に形成し、下端部を両端の円弧形よりも曲率の大きい曲線か又は直線形状の視度補正レンズを提供する。
この構成によれば視度補正レンズの着脱を容易にするとともにレンズの回転を防止できる。
請求項2記載の発明は、立体映像の表示光に直線偏光を使用してもクロストークが生じないという効果がある。また、メガネに使用する偏光板は一枚のみであるので光量の減衰が少なく、その上、周囲の環境光は非偏光であるのでメガネの作用は周囲の環境光には及ばないことである。このことは、周囲の照明光等の照度が低下せず、立体ディスプレイを見ながら行う作業に於いてメガネを掛け外ししなくても済むという効果がある。また、商用周波数で点灯する放電灯による照明の下でもフリッカの発生がないという効果もある。
更に傾斜補正用液晶セルを別に設けたことにより傾斜補正の作動範囲を大きく設定しても安定した作動が保証されるという利点がある。
請求項3記載の発明は、前記請求項2と同様の効果があり、使用する構成要素、例えば液晶セルの個数を少なくできるという効果がある。但し、傾斜補正の作動範囲が狭くなることは免れない。
請求項4記載の発明は、メガネが左に傾斜した場合の左傾斜補正用液晶セルと、メガネが右に傾いた場合の右傾斜補正用液晶セルとを備え、傾き方向によって別々の液晶セルを使用することによって前記請求項2の効果に加え更に傾斜補正の作動範囲を広範囲(90°以上)に拡張できるという効果がある。
請求項5記載の発明は、メガネを大きく傾けた場合であっても正確な傾斜角を迅速に検出できる。したがって、広範囲の補正が安定して維持できるという効果がある。また、メカニカル方式の傾斜角検出器に見られる製造時及び使用時の微調整が不要で、なお、余分な揺れ等もないという効果もある。
請求項6記載の発明は、傾斜角検出用としての傾斜角検出用第一液晶セルと傾斜角検出用第二液晶セルとを重ねて設置し制御電圧を直列又は並列に印加するか、又は傾斜角検出用第一液晶セルの電極と斜角検出用第二液晶セルの電極に順次電圧を印加することによって前記請求項5の傾斜角検出器の効果に加え更に傾斜角検出の作動範囲を広範囲(90°以上)に拡張できるという効果がある。
請求項7記載の発明は、簡素な構成であっても傾斜状態を検出しクロストークの発生を完全に防止できるという効果がある。
請求項8記載の発明は、前記請求項2,3及び4の発明に加え、更に視度補正レンズを必要とする人に対して、視度補正レンズ(通常使用しているメガネ)と立体映像観賞用メガネとを重ねて使用することを不要にしたことにある。また、観る対称物体距離に応じて最適な視度補正レンズを選択できるという効果もある。
請求項9記載の発明は、視度補正レンズの両端部を円弧形にすることによって立体映像観賞用メガネの視度補正レンズホルダ用スロットに挿入することを容易にする効果がある。また、円弧形状はメガネのホルダ部に設置したスプリングと相まってスロットからレンズが脱落することを防止する効果がある。更にレンズ下端部を両端の円弧よりも曲率の大きな曲線又は直線にすることによってレンズ自体が回転することを防止している。これは乱視用レンズを使用する場合、乱視軸が変化しないという効果がある。
図2は本発明の立体映像観賞用メガネの正面図である。
図3は本発明の立体映像観賞用メガネの構成を示す解説図である。
図4は本発明の立体映像観賞用メガネの作動状態を示す解説図である。
図5は本発明の立体映像観賞用メガネの他の実施例を示す解説図である。
図6は本発明の立体映像観賞用メガネの更に他の実施形態を示す解説図である。
図7(a)は本発明の立体映像観賞用メガネの他実施形態を示す正面図である。
(b)は上記、図7(a)の傾斜角検出器の構成を示す解説図である。
図8は視度補正レンズホルダを付設した立体映像観賞用メガネの実施形態を示す正面図である。
図2は、本発明の立体映像観賞用メガネの一実施例で、該立体映像観賞用メガネ20の正面図である。メガネの左右の視野には図示の如く、前記立体TV10のディスプレイ14の偏光方向に対し偏光方向が45°傾斜した左右同一の偏光板23R及び23Lが並置されている。
更に、各偏光板23R,23Lの前面に視野開閉用液晶セル21R,21L及び傾斜補正用液晶セル22R,22Lの二枚の液晶セルを重ねて設置している。また、メガネフレーム上には赤外線同期信号受信器27及び傾斜角検出器(傾斜角検出用液晶セル24、赤外線用偏光フィルタ25及び赤外線センサ26)設けられている。
図3は、図2に図示の立体映像観賞用メガネの構成を示す解説図であり、前記立体TV10の赤外線用偏光フィルタ13を通して放射された偏光赤外線による同期信号(同期信号は偏光であることは不要)を図示の赤外線同期信号受信器37によって受信し、受信した同期信号をコントローラC1に送り制御電圧に変換して視野開閉用液晶セル31R,31Lに印加することによって立体映像観賞用メガネ30の視野を、前記立体TV10のディスプレイ14上に時分割で交互に表示される表示映像に対し同期して開閉している。
また、観賞者が頭を傾けた場合には、前記視野開閉のため旋光調整された表示映像の振幅方向と偏光板33R,33Lの直交状態が崩れクロストークが発生する状態になるが、図3に図示の本発明の傾斜角検出器(傾斜角検出用液晶セル34、赤外線用偏光フィルタ35、赤外線センサ36で構成される)傾斜補正用液晶セル32R,32Lによる構成はメガネの傾斜を補正してクロストークの発生を防止すべく提案するものであり、前記立体TV10の赤外線用偏光フィルタ13から発せられた偏光赤外線同期信号を傾斜角検出用液晶セル34で旋光調整し、赤外線用偏光フィルタ35で検光して傾斜角を検出するもので、その作用を説明すれば、先ず、コントローラC2によって傾斜角検出用液晶セル液晶セル34に定期的(例えば一秒当たり数回程度)に電圧を印加する。印加電圧を次第に上昇させた場合、傾斜角検出用液晶セル34による旋光状態が変化し、傾斜角検出用液晶セル34を透過した偏光赤外線の振幅方向は赤外線用偏光フィルタ35の偏光方向に直交状態になる。この直交状態になった場合に赤外線センサ36の出力が急激に低下して無出力状態になることで傾斜角を検知する。この時点のコントローラC2による傾斜角検出用液晶セル34への印加電圧をサンプリングすることによって傾斜角を検出する。
上記の検出した傾斜補正用の傾斜角データはコントローラC2によって制御用電圧に変換され傾斜補正用液晶セル32R,32Lに印加される。観察者が頭を傾けた場合、視野閉時に於いての直交状態が崩れ遮光されるはずの光線が偏光板33R,33Lを僅かにすり抜けてクロストークを発生することになる。しかし、本発明によれば、このクロストーク即ち漏光は、傾斜補正用液晶セル32R,32Lによって補正され偏光板33R,33Lに対して完全直交状態になり視野閉時の遮光状態は常に最大に維持される。
図4は、立体映像観賞用メガネ30の旋光状態の説明図で、例えば、前記図1の立体テレビのディスプレイ14による表示光を水平方向に振幅する偏光とすれば、図4において図示のメガネの左右の視野に入射する表示光は、左の視野に於いて図示のスイッチが開状態のため視野開閉用液晶セル41Lに電圧が印加されず、水平方向に振幅する表示光は視野開閉用液晶セル41L内で90°旋光されて透過し立て(上下)方向に振幅する。一方、右の視野に於いては図示のスイッチが閉状態のため視野開閉用液晶セル41Rに電圧が印加され表示光は水平方向に振幅する状態のままで視野開閉用液晶セル41Rを透過する。左右のスイッチは実際には前記赤外線同期信号によって表示光に同期して自動的に交互に開閉するように設定されているために、視野開閉用液晶セル41R又は41Lを透過後の表示光は左右の視野間に於いて常に互いに直交状態になっている。(但し、立体テレビのLCD上に時分割によって交互に表示される左右用映像の切り替えと同時に立体映像観賞用メガネの左右の視野も切り替えた場合には、立体テレビの左右用映像が干渉する場合がある。この干渉を回避するために、立体テレビの左右用映像を切り替える時点に於いて、メガネの左右の視野を一定期間(立体テレビの左右用の映像が切り替わる時間よりも僅かに永い期間)同時に閉にする必要がある。従って瞬間的には直交状態で無い場合もある)。また、メガネの視野の切り替え時に立体テレビのバックライトを消灯する方法も実施されている。なお、表示光の振幅方向を示す矢印は、各液晶セルの手前側に於ける振幅方向を実線で表し、向こう側における振幅方向を破線で表している。
上述のように視野開閉用液晶セル41を透過した左右用の表示光の振幅方向は互いに直交状態になって傾斜補正用液晶セル42に入射する。例えば図4に図示するように、左の視野に於いて立て(上下)方向に振幅する状態で入射する。このとき右の視野に於いては水平(左右)方向に振幅する状態で入射する。傾斜補正用液晶セル42は例えばTNモード液晶で、その作動範囲(角度)を90°とすれば、傾斜補正用液晶セル42には90°の1/2の45°の旋光状態になるように常にバイアス電圧を印加する。そして前記、検出した傾斜角データをコントローラC2によって制御用電圧に変換してバイアス電圧に加減して傾斜補正用液晶セル42を駆動する。傾斜補正用液晶セル42R,42Lは並列(左右同一方向に且つ同時に)駆動されているため左右の視野の表示光は傾斜補正用液晶セル42を透過後も互いに直交状態は維持されている。例えば、左の視野に於いて視野開閉用液晶セル41Lを透過した表示光は上下方向に振幅し、傾斜補正用液晶セル42Lによって45°旋光された(バイアス電圧によって45°に維持されている)状態で偏光板43Lに向かう。偏光板43Lは、偏光方向が傾斜補正用液晶セル42Lを透過した表示光の振幅方向と平行な45°に固定されているため表示光は偏光板43Lを透過して視野開状態になる。一方、右の視野に於いて傾斜補正用液晶セル42Rを透過した表示光の振幅方向は左の視野に対し直交状態になっているために偏光方向が左の偏光板43Lと平行状態に配設されている右の偏光板43Rに対して直交状態になるために偏光板43Rを透過できず視野閉状態になる。
以上のように本発明の図3に図示の立体映像観賞用メガネ30は、図1に図示の立体テレビ10の立体映像の表示光に対してシャッター作用を果たす。しかし、定常光(周囲の環境光)は非偏光であり、進行方向に対し垂直を為すあらゆる方向に振幅しているため視野開閉用液晶セル31R,31L及び傾斜補正用液晶セル32R,32Lのどちらにも影響されない。その為、シャッター作用による光量低下がない(従来の液晶シャッターメガネは環境光にもシャッター作用があり左右交互に開閉させれば左右夫々の視野の光量は1/2以下になる)。また、周囲の環境光にシャッター作用が無いことは照明光との干渉によるフリッカを生じ無いという効果もある。その上、偏光板を一枚しか使わないため立体TVのみならず周囲の環境も含めた全視野が明るく見える。従って、作業を伴う立体視において極めて有利である。
なお、振幅方向が水平方向の立体映像表示光が視野開閉用液晶セル31R,31Lを透過した場合、左右の視野において透過光の振幅方向は水平方向か又は上下方向の何れかの方向になる。即ち、視野は、開か或いは閉の二値になる。二値以外の中間値は視野が暗くなるか又はクロストークが発生するので好ましくない。よって視野開閉用液晶は応答速度の速いことが必要で、このような用途にはΠ型(OCB)液晶、または強誘電性液晶(SSFLCD,PSS−LCD)等が適している。
上述の説明は、メガネが水平に置かれている場合であって、メガネを傾けた状態に於いて偏光板33R,33Lもメガネと一緒に傾いて前記45°とは異なる傾斜角度になるために視野閉時の直交状態が崩れ、このままではクロストークが発生することになる。そこでメガネが傾いた場合には、メガネに載置した傾斜角センサによって傾き角を検出し傾き補正用制御電圧をバイアス電圧に加減して視野閉時に偏光板33R,33Lに向かう表示光の振幅方向を偏光板33R,33Lの偏光方向に対して常に直交状態になるように補正することによって視野閉時の遮光状態は常に最大に維持される。
なお、メガネの傾斜補正は傾斜角を検出して傾斜補正用液晶セル32R,32Lによる旋光状態を調整して補正を行っているが、傾斜角検出用液晶セル34に検査用電圧を印加する(コントローラC2による)のは秒間数回程度の頻度で行えばよい。これは、人が頭を傾ける場合、然程速い速度で頭を振らないからである。しかし、傾斜角検出は間欠的に行っているために傾斜角検出用液晶セル34に検査用電圧が印加されていない期間であっても傾斜補正用液晶セル32R,32Lの補正状態は、ある一定の状態にホールドしておかなければならない。そして、傾斜角検出時に更新された補正状態を、その次の傾斜角検出時までホールドし、この作動状態を常に繰り返し続行することで立体映像観賞用メガネがどの方向に傾いた場合であっても視覚的傾斜状態は常に水平状態に維持されクロストークの発生は防止される。
本発明の図3にて説明の実施例に於いて視野開閉用液晶セル31R,31Lの後ろ側に傾斜補正用液晶セル32R,32Lを配設しているが、どちらの液晶セルを前後に配設しても差し支えない。
また、傾斜補正用液晶セル32R,32Lには、速い応答速度は要求されない。それは、前述したように、人が頭を傾けるときの速度は液晶の応答速度に比べれば非常に遅いからである。従って従来のTNモード液晶で十分である。また、TNモード液晶の作動範囲(旋光の)は90°であるため、頭を右に傾けた場合と、左に傾けた場合との中間位置を水平位置にすれば、傾斜補正用液晶セル32はメガネを水平にした状態で中間値の45°の旋光状態になるように電圧を印加(バイアス電圧)すればよい。
なお、傾斜角検出用液晶セル34と傾斜補正用液晶セル32R,32Lとで印加電圧と旋光状態の特性が比例しない場合があるが、その場合、コントローラC2内のパラメータによって補正値を加減したプログラムによって旋光角を正確に制御できる。
図5は立体映像観賞用メガネの他の実施形態で、図5に図示の立体映像観賞用メガネ50のフレーム上には傾斜角検出用液晶セル54、赤外線用偏光フィルタ55、赤外線センサ56によって構成される傾斜角検出器が載置され、該傾斜角検出器による検出データと同期信号受信器57による同期信号データ(傾斜角検出方法及び同期信号受信の方法自体は前記請求項2によるものと同一に構成されている)とをコントローラCによって演算し、視野開閉用兼傾斜補正用液晶セル51R,51Lを同期駆動し、立体映像表示装置10の表示光に対し視野を交互に開閉して立体視するとともに視野閉時には視野開閉用兼傾斜補正用液晶セル51R,51Lを透過した立体映像表示装置の表示光が偏光板53R,53Lの偏光方向に対し常に直交状態になるように制御することによって視野閉時の遮光状態が常に最大となるようにしてクロストークの発生を防止するように構成したものである。
上記構成の立体映像観賞用メガネの視野開閉用兼傾斜補正用液晶セル51R,51Lの材料として高速応答性は求められるがSSFLCDは使用できない。それは、SSFLCDは作用が急峻で中間値を表示できない(傾斜補正ができない)からである。なお、この請求項3の構成による立体映像観賞用メガネは前記請求項2記載のものに比して部品点数が少なくできるものの傾き補正範囲は多少狭くなる。
前述の本発明の図3の傾斜補正用液晶セル32R,32L及び図5の液晶セル51R,51Lに補正用電圧を印加するために必要な傾斜角検出器として、重力センサ(振り子等の角度を検出し最終的に電気的出力に変換する方式や、液面を使用して液面の変化を最終的に電気的出力に変換する方式)やジャイロセンサ(例えば圧電ジャイロ等)を利用できる。これらのセンサは単独でメガネの傾き角度を検出できるので、傾き補正用の基準となる偏光赤外線は不要である。従って、その場合には図1に図示の立体テレビ10の赤外線用偏光フィルタ13も不要となる。
図6は、本発明の立体映像観賞用メガネの他の実施形態で、メガネの左右の視野に偏光板63を並置している。偏光板63の前面には互いにネジレ方向が反対の左傾斜補正用液晶セル62及び右傾斜補正用液晶セル68を重ねて設置している。更にその前面に視野開閉用液晶セル61を設置している。図1の立体テレビ10の偏光赤外線同期信号放射器12から放射された赤外線同期信号を同期信号受信器67によって受信し、コントローラC1によって同期信号を制御電圧に変換して前記視野開閉用液晶セル61R,61Lに印加することによって左右の視野を開閉する。この場合の左右の映像表示光の状態は前記図4よる説明の視野開閉用液晶セル41R,41Lを透過した場合と等しい状態である。この状態において左右の映像表示光は常に互いの振幅方向が直交状態になっている。その左右互いに直交状態に振幅している偏光の表示光が左傾斜補正用液晶セル62R,62L及び右傾斜補正用液晶セル68R,68Lを透過するが、該左傾斜補正用液晶セル62R,62L及び右傾斜補正用液晶セル68R,68Lに電圧を無印加の場合、表示光は左傾斜補正用液晶セル62R,62Lによって一旦旋光されるがネジレ方向が反対の右傾斜補正用液晶セル68R,68Lによって戻されるため、左傾斜補正用液晶セル62R,62L及び右傾斜補正用液晶セル68R,68Lは設置されていない状態と同等になり、偏光板63R,63Lによって検光され立体テレビ10のディスプレイ14に時分割表示される左右用の映像が分離される。
上述の状態に於いて、もし、メガネを傾けた場合、視野閉時の表示光の振幅方向と偏光板63R,63Lの偏光方向の直交状態が崩れクロストークが発生する恐れがある。このような場合、例えば、左傾斜補正用液晶セル62R,62L及び右傾斜補正用液晶セル68R,68LにTNモード液晶を使用し、メガネを左に傾けた場合の補正を左傾斜補正用液晶セル62R,62Lで行い、メガネを右に傾けた場合を右傾斜補正用液晶セル68R,68Lで行うことによって左右夫々の方向に90°計180°の傾き補正ができる。なお、この場合、左傾斜補正用液晶セル62R,62L及び右傾斜補正用液晶セル68R,68Lにバイアスを印加することは不要となる。また、このように二枚のTNモード液晶を重ねて使用する場合に替えてSTNモード液晶を使用すれば一枚の液晶セルで済むが、メガネの姿勢が水平状態に於いてバイアスを印加する必要とSTNモード液晶の特徴である色変位の問題及び傾きが急峻で微細な調整が難しい点とを考慮すればTNモード液晶を二枚重ねて利用すべきである。
上記の左右計180°の傾斜補正を行うには、180°の傾斜角検出が必要で、図6の傾射角検出器として図示の斜角検出用第一液晶セル64及び傾斜角検出用第二液晶セル69も、一枚のSTNモード液晶にすれば180°旋光が可能であり、傾斜角検出用であれば色変位の問題は不問であるが、STNモード液晶は傾きが急峻のため微細な調整が難しいため不向きである。そこで、図示の傾斜角検出用第一液晶セル64及び傾斜角検出用第二液晶セル69を図示の状態に重ねるとともに傾斜角検出用第一液晶セル64と傾斜角検出用第二液晶セル69の電極を直列状態又は並列状態に結線してコントローラC2によって電圧を印加する。印加電圧を次第に上昇させることによって二枚に重ねた傾斜角検出用第一液晶セル64及び傾斜角検出用第二液晶セル69を透過する偏光赤外線は0~180°まで旋光調整される。よって、傾斜角検出用第一液晶セル64と傾斜角検出用第二液晶セル69とを直列又は並列に結線して電圧を印加し、図示の赤外線センサ66の出力が急激に低下して無出力状態になった時点の電圧サンプリングすることによって傾斜角を検出して、前記図3の構成による立体映像観賞用メガネの傾斜角検出方法と同等な作用で左右90°計180°の傾斜角を検出できる。当然ながら、傾斜角検出用第一液晶セル64と傾斜角検出用第二液晶セル69を直列に結線した場合の印加電圧は並列に結線した場合の2倍の値になる(旋光作用が同等の場合に於いて)。また、傾斜角検出用第一液晶セル64又は傾斜角検出用第二液晶セル69の何れかの片方に電圧を印加して、その印加電圧が規定の最大値に達した状態(超えた)とき、もう一方の傾斜角検出用液晶セルに電圧が印加されるように順次印加しても直列又は並列結線と同様の作用を為す。
なお、メガネの視野に設置する左傾斜補正用液晶セル62R,62L及び右傾斜補正用液晶セル68R,68Lは水平状態から左又は右に傾いた場合に於いて、左傾き用又は右傾き用として別々に動作するように設定されているためバイアスを掛ける必要はない。
図7は本出願人が先に出願した特願2009−274002(立体映像観賞用メガネ)に記載した内容であり、図7(a)のメガネの左右の視野には立て(上下)方向の偏光板72が設置されている。その前面には液晶セル71R,71Lが取り付けてある。図7(b)は立体テレビジョンに対する表示映像と同期してメガネの視野を開閉するための同期信号受信器73の詳細図であり、傾斜角を検出する一方法である。以下にその作用を説明する。
図1の立体映像表示装置10に付設した赤外線同期信号放射器12の放射面の赤外線用偏光フィルタ13によって同期用赤外線は偏光赤外線になっている。同期信号受信器73の赤外線用偏光フィルタ74R及び74Lの偏光方向はメガネが水平に置かれている場合、図7(a)に図示の如く左右対称に傾く状態で配置されている。この場合、赤外線センサ75Rと75Lの出力は等しくなる。この状態からメガネが左右何れかの方向に傾いた場合に赤外線センサ75Rと75Lとの出力に差が生じ、両者の出力差と傾きの関係を予め調べておくことによって傾斜角度が検出できる。
図8は、立体映像観賞用メガネに補助的に付設する視度補正レンズ及び取り付け部の説明図である。人は個々によって、夫々視力(視度)が異なっている。通常の生活においても視度補正用メガネを常用する人も多い。また、見る対象物においても、例えばパソコンのような小画面を近くで視る場合と、比較的大きなテレビジョンを、やや遠い距離で視る場合とがあり、対称物の距離に応じてメガネを替える必要も生ずる。特に、老眼鏡を使う人は見る対象物の距離によって補正レンズのジオプターを変える(普段使うメガネを交換する)必要がある。よって、立体映像観賞用メガネ、即ち、視野分離用メガネに於いても、人個々によって、視度補正メガネを使用する必要があるが、実際の状況は、普段使用しているメガネの上に立体映像観賞用メガネを被せて使用しているのが現状である。しかし、メガネを重ねて使用するのは不安定であり、また、煩わしいため個々の人々に合わせた視度補正レンズを組み込んだ個人用の立体映像観賞用メガネを用意することも考えられるが、個々の人々に合わせて視度補正レンズを固定した場合の問題は、個人用の立体映像観賞用メガネを他人用に転用できない点にある(視度が合わない)。また、個人使用においても観る対称物(TVかPCかの)によって立体映像観賞用メガネを変えなければならないという問題もある。
上記問題を解決する最も良い方法は、立体映像観賞用メガネの前面又は後面にレンズホルダ用スロットを設け必要に応じて視度補正レンズを適宜挿入することである。図8は立体映像観賞用メガネの前面に視度補正レンズを保持するためのホルダ(スロット)でメガネフレームと一体に成型(図示は本体部分は省略している)されていて、図示のホルダ部80には視度補正レンズ81R,81Lを挿入するスロット84が設けられている。スロット84に挿入された視度補正レンズ81R,81Lはリーフスプリング82によってスロット84に押圧され、同時に一度挿入された視度補正レンズ81R,81Lはリーフスプリング82の形状とスプリング効果によって、メガネを逆さまにした場合であっても容易に脱落しない構造になっている。
また、視度補正レンズ81は左右端が円弧形に形成されている。この円弧形状はスロット84への挿入を容易にしている。更に上下端を直線状に形成することによって、視度補正レンズ81R,81Lの回転を防止している(機能的には下端のみで良い)。この回転防止作用は視度補正レンズに乱視用を必要とする場合に非常に効果的である。何故ならば、乱視補正は特定の方向(角度)に補正が行われるため視度補正レンズを回転方向に特定の位置で固定する必要からである。図示のツマミ83は、例えば、アルミニュームを折り畳んで挟むか、又は接着した構造であって、スロット84への着脱時に指との摩擦力を増強することと、レンズの汚染防止のみならず、このツマミ83部にマーキングすることによってレンズを識別することができる。
また、本発明の立体映像観賞用メガネは、定常光には反応しないので立体映像を観察しつつ行う作業において作業環境視野が明るく見えるためモニタを見る以外の作業時にもメガネを外して見る必要がない。この構成の立体映像観賞用メガネの作用効果は絶大である。
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。
11 立体映像表示装置本体
12 偏光赤外線同期信号放射器
13 赤外線用偏光フィルタ
14 ディスプレイ
20 立体映像観賞用メガネ
21R,21L 視野開閉用液晶セル
22R,22L 傾斜補正用液晶セル
23R,23L 偏光板
24 傾斜角検出用液晶セル
25 赤外線用偏光フィルタ
26 赤外線センサ
27 同期信号受信器
C1 視野開閉用コントローラ
C2 傾斜補正用コントローラ
30 立体映像観賞用メガネ
31R,31L 視野開閉用液晶セル
32R,32L 傾斜補正用液晶セル
33R,33L 偏光板
34 傾斜角検出用液晶セル
35 赤外線用偏光フィルタ
36 赤外線センサ
37 同期信号受信機
41R,41L 視野開閉用液晶セル
42R,42L 傾斜補正用液晶セル
43R,43L 偏光板
50 立体映像観賞用メガネ
C 視野開閉及び傾斜補正用コントローラ
51R,51L 視野開閉用兼傾斜補正用液晶セル
53R,53L 偏光板
54 傾斜角検出用液晶セル
55 赤外線用偏光板
56 赤外線センサ
57 同期信号受信器
60 立体映像観賞用メガネ
61R,61L 視野開閉用液晶セル
62R,62L 左傾斜補正用液晶セル
63R,63L 偏光板
64 傾斜角検出用第一液晶セル
65 赤外線用偏光フィルタ
66 赤外線センサ
67 同期信号受信器
68R,68L 右傾斜補正用液晶セル
69 傾斜角検出用第二液晶セル
71R,71L 視野開閉用兼傾斜補正用液晶セル
72R,72L 偏光板
73 赤外線同期信号受信器
74R,74L 赤外線用偏光板
75R,75L 赤外線センサ
80 レンズホルダ
81R,81L 視度補正レンズ
82 リーフスプリング
83 ツマミ
84 スロット部
Claims (9)
- 左右用の映像を同一方向の偏光で時分割によって交互に表示する立体映像表示装置であって視野開閉用の同期信号用赤外線放射器を備え、更に立体映像観賞用メガネの傾斜補正用の基準として視野開閉用赤外線同期信号放射器に赤外線偏光フィルタを付設するか、又は傾斜補正用の偏光赤外線放射器を別に設置して、傾斜補正用の基準とする偏光赤外線を放射するように構成した立体映像表示装置。
- 立体映像の左右用の映像を振幅方向が同一方向の直線偏光で時分割によって交互に表示する方式の立体映像表示装置による立体映像を観賞するための立体映像観賞用メガネであって、メガネの左右の視野夫々に同一方向の偏光板を並設し、該偏光板夫々の前面に視野開閉用液晶セルと、メガネの傾きを補正するための傾斜補正用液晶セルとを重ねて設置して、立体映像表示装置に付設した赤外線同期信号放射器から放射される同期信号をメガネフレーム上に載置した赤外線同期信号受信器によって受信して視野開閉用液晶セルを同期駆動し、立体映像に対して左右の視野を交互に開閉して分離視するとともに、メガネフレーム上に載置した傾斜角検出器の検出データによって前記メガネの左右の視野上に設置した傾斜補正用液晶セルを駆動調整して観賞時にメガネを傾けた場合であっても、視野閉時の遮光状態が常に最大となるようにしてクロストークの発生を防止するように構成した立体映像観賞用メガネ。
- 立体映像の左右用の映像を振幅方向が同一方向の直線偏光で時分割によって交互に表示する方式の立体映像表示装置による立体映像を観賞するための立体映像観賞用メガネであって、メガネの左右の視野夫々に同一方向の偏光板を並設し、該偏光板夫々の前面には、左右夫々に一枚の液晶セルを設置し、立体映像表示装置に付設した赤外線同期信号放射器から放射される同期信号をメガネフレーム上に載置した赤外線同期信号受信器によって受信した同期信号と、メガネフレーム上に載置した傾斜角検出器の検出データとを演算し、その演算データによる電圧をメガネ前面の液晶セルに印加して同期駆動し、立体映像に対して左右の視野を交互に開閉して分離視するとともに、観賞時にメガネを傾けた場合であっても、視野閉時の遮光状態が常に最大となるようにしてクロストークの発生を防止するように構成した立体映像観賞用メガネ。
- 立体映像の左右用の映像を振幅方向が同一方向の直線偏光で時分割によって交互に表示する方式の立体映像表示装置による立体映像を観賞するための立体映像観賞用メガネであって、メガネの左右の視野夫々に同一方向の偏光板を並設し、該偏光板夫々の前面に視野開閉用液晶セルと、メガネが左に傾斜した場合に補正するための左傾斜補正用液晶セル及びメガネが右に傾いた場合に補正するための右傾斜補正用液晶セルとの三枚の液晶セルを重ねた左右計六枚の液晶セルを設置して、立体映像表示装置に付設した赤外線同期信号放射器から放射される同期信号をメガネフレーム上に載置した赤外線同期信号受信器によって受信して視野開閉用液晶セルを同期駆動し、立体映像に対して左右の視野を交互に開閉して分離視するとともに、メガネフレーム上に載置した傾斜角検出器の検出データによって前記メガネの左右の視野上に重ねて設置した左傾斜補正用液晶セル又は右傾斜補正用液晶セルを適宜駆動調整して観賞時にメガネを傾けた場合であっても、視野閉時の遮光状態が常に最大となるようにしてクロストークの発生を防止するように構成した立体映像観賞用メガネ。
- 立体映像観賞用メガネの傾き補正用の傾斜角検出器であって、該傾斜角検出器は傾斜角検出用液晶セル・赤外線用偏光フィルタ・赤外線センサによって構成されている。その作用は、傾斜角検出用液晶セルに電圧を印加することによって、立体映像表示装置から放射され液晶セルに入射した偏光赤外線の振幅方向を赤外線用偏光フィルタの偏光方向に対し直交状態に制御する。前記傾斜角検出用液晶セルに印加する電圧、即ち検査用電圧はメガネの傾きに応じて変化する。印加電圧を次第に上昇させ、偏光赤外線の振幅方向が赤外線用偏光フィルタの偏光方向と直交状態になった時点に於いて赤外線センサの出力が急速に低下して無出力状態になる。その時点の液晶セルへの印加電圧をサンプリングすることによって傾斜角を検出するように構成した傾斜角検出器。
- 立体映像観賞用メガネの傾き補正用の傾斜角検出器であって、該傾斜角検出器は作動範囲を拡張するべく傾斜角検出用第一液晶セルと傾斜角検出用第二液晶セルを重ねて設置していて、その後側には赤外線用偏光フィルタ・赤外線センサの順で配列されている。前記傾斜角検出用第一液晶セルの電極と傾斜角検出用第二液晶セルの電極とを直列又は並列に結線して電圧を印加するか、又は傾斜角検出用第一液晶セルの電極と斜角検出用第二液晶セルの電極に順次電圧を印加することによって立体映像表示装置の偏光赤外線同期信号放射器から放射された偏光赤外線は傾斜角検出用第一液晶セル及び傾斜角検出用第二液晶セルによって旋光調整されて透過する。印加電圧を次第に上昇させ、偏光赤外線の振幅方向が赤外線用偏光フィルタの偏光方向と直交状態になった時点に於いて赤外線センサの出力が急速に低下して無出力状態になる。その時点の液晶セルへの印加電圧をサンプリングすることによって傾斜角を検出するように構成した傾斜角検出器。
- 立体映像観賞用メガネの傾き補正用の傾斜角検出器であって、該傾斜角検出器は鉛直線を対称軸として偏光方向が互いに反対方向に傾斜する状態で並置した赤外線偏光板と、その直後の夫々の位置に設置した赤外線センサとによって構成され、メガネが傾いた場合には前記赤外線用偏光板の傾きの対称性が崩れることによって立体映像表示装置から放射された傾斜補正用の基準の偏光赤外線の透過量に差が生じ、その差を前記赤外線センサによって電気的出力として傾斜角を検出するように構成した傾斜角検出器。
- メガネの左右夫々の視野の前面又は後面に視度補正レンズホルダ用スロット及びレンズ押さえ用スプリングを設けた前記請求項2,3又は4の立体映像観賞用メガネ。
- 立体映像観賞用メガネの視度補正レンズホルダ用スロットに取り付ける視度補正用レンズであって、正面から観た両端部を円弧形状に形成し、且つ下端部を両端部の円弧よりも大きい曲率又は直線形上の視度補正用レンズを着脱可能構造とした前記請求項2,3または4の立体映像観賞用メガネ。
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