JP2000275575A - 立体映像表示装置 - Google Patents

立体映像表示装置

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JP2000275575A
JP2000275575A JP7876499A JP7876499A JP2000275575A JP 2000275575 A JP2000275575 A JP 2000275575A JP 7876499 A JP7876499 A JP 7876499A JP 7876499 A JP7876499 A JP 7876499A JP 2000275575 A JP2000275575 A JP 2000275575A
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monitor
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Shunichi Sato
俊一 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の立体映像表示装置においては、偏光板
を用いるために、表示画像が暗くなるという問題が発生
し、眼に対する疲労や、視力や焦点調節反応の低下を引
き起こすという問題があった。 【解決手段】 立体映像信号4はスキャンコンバーター
5により、時分割映像信号に変換され、モニタ6に左右
眼の映像を時分割で表示する。液晶眼鏡8は、その左眼
部と右眼部に、それぞれ光散乱型液晶素子9を備えてお
り、例えばモニタ6に左眼用映像のフィールドが表示さ
れているとき、左眼部の液晶素子が透過状態となるとと
もに、右眼部の液晶素子が散乱状態となるように動作さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は立体映像再生装置に
よる再生映像を立体映像として見る立体映像表示装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、再生映像を立体映像として見る立
体映像表示装置用の液晶眼鏡としてはいくつかの方式が
提案されているが、そのうち例えば、液晶素子板と偏光
板とを重ね合わせてシャッタの開閉動作を行なう液晶シ
ャッタを、左眼用および右眼用に配置した液晶シャッタ
方式眼鏡を用いる方式がある。
【0003】液晶シャッタ方式眼鏡方式の立体映像表示
装置は、映像を表示する表示装置に、左眼用映像と右眼
用映像を、若干ずれた位置に交互に表示させ、観察者に
は、左眼用映像を左眼で、右眼用映像を右眼で観察させ
ることによって、映像を立体的に観察させる装置であ
る。
【0004】図5は、従来の立体映像表示装置101の
一構成例を示す図である。立体映像表示装置101は、
左右眼視差を利用した立体映像信号(左右眼映像信号)
の入力を外部より受け、その立体映像信号に対応して、
左右眼映像を時分割で表示する。すなわち、左眼用映像
と右眼用映像とをフィールド毎に交互に表示する。
【0005】液晶シャッタ眼鏡102は、その左眼部1
03と右眼部104に、それぞれ開閉機構であるシャッ
タ機構を備えており、モニタ105に左眼用映像のフィ
ールドが表示されているとき、左眼部103のシャッタ
が開くとともに、右眼部104のシャッタが閉じ、モニ
タ105に右眼用映像のフィールドが表示されていると
き、右眼部104のシャッタが開くとともに、左眼部1
03のシャッタが閉じるように動作する。
【0006】図6は、図5の表示装置101に表示され
る左右眼映像を説明する図である。図6に示すように、
表示装置101は、左眼用映像と右眼用映像とを、1フ
ィールド毎に交互に表示するようになされており、左眼
用映像が奇数フィールド108で、右眼用映像が偶数フ
ィールド109で、それぞれインタレース表示される。
【0007】したがって、図5において、観察者は、シ
ャッタ眼鏡102を眼部に装着し、モニタ105に表示
される左右眼映像を観察することによって(すなわち、
左眼用映像を左眼106で、右眼用映像を右眼107
で、それぞれ観察することによって)、表示される映像
を立体的に観察することができる。
【0008】図7に代表的なTN型液晶シャッタの原理
を示す。液晶シャッタ眼鏡102に使用される液晶シャ
ッタ110は、一般には液晶分子113の封入された液
晶素子板が光透過性ガラス部材で形成され、その表裏両
面に2枚の偏光板を重ね合わせた所謂サンドイッチ構造
を呈している。TN型液晶シャッタでは、液晶分子11
3の並び方が90度ねじれた液晶を、2枚の偏光板11
1ではさんでいる。電圧114をかけていない状態では
光が通り、電圧1114をかけると光が遮断される。つ
まり電圧114により、液晶が光のシャッターの機能を
果たす。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、偏光板を2枚
使用する液晶シャッターメガネでは、原理的に半分の光
(50%)を棄てることになる。さらに液晶素子、偏光
板の光の吸収、散乱を考慮すると、液晶シャッターメガ
ネの透過率は30%程度となる。液晶シャッターメガネ
の透過率が30%程度になると、メガネをかけていない
ときと比較して、格段に表示画像及び周りの景色が暗く
なる。表示画像(及び周りの景色)が暗くなると、眼の
瞳孔が大きく開き、眼の焦点深度が浅くなる。両眼視差
のような特定の立体視要因に頼った立体像表示方式で
は、眼の焦点深度が浅くなると、立体視するまでの時間
を要したり、観察者側から見たい対象物にピント調整が
できない、あるいは、映像の融合限界を超えてしまい日
常とは異質の状況に陥る、という問題を生じることもあ
る。これらは、眼に対する疲労感につながり、一時的な
視力や焦点調節反応の低下を引き起こし、眼の痛みのよ
うな直接的な疲労感や、頭痛や平衡感覚を狂わすなどの
生理的不快感につながる。
【0010】また、液晶シャッタ眼鏡を装着し液晶シャ
ッタを通じて見るときの画像が暗くなる(輝度レベルが
低く再現される)と、特に色に関して色彩が損なわれる
という課題も生じる。
【0011】さらには、画像の輝度が低いことに対し
て、立体映像モニタの輝度を高くすることも考えられる
が、これは暗い部屋でテレビ画像を見ている状況と同様
であるため、眼の疲労感につながる。さらに、液晶シャ
ッタの開閉時の明暗に応じて、眼の瞳孔が追随しようと
するため、眼の疲労感は増大する。
【0012】その上、従来の液晶シャッタ眼鏡のフレー
ムは、画像のコントラストを上げるため、視野を暗く覆
うように、遮光材質で形成されている。この場合も、暗
い部屋でテレビ画像を見ている状況と同様であるため、
眼の疲労感につながる。
【0013】本発明は前述したシャッタ方式の液晶眼鏡
に係る課題を共に解決するもので、液晶眼鏡を装着した
際、再生画像における輝度レベルが大きく低下すること
がなく、以って立体視を容易に行うことができ、疲労
感、不快感の少ない立体映像再生システム用液晶眼鏡を
提供する。また、立体映像の色彩の再現が損なわれるこ
とのない立体映像再生システム用液晶眼鏡を提供する。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1によれ
ば、右眼用の画像と左眼用の画像を交互にモニタに表示
し、該モニタと観察者の右眼及び左眼の間に前記モニタ
画像と同期して動作するフィルタを備え、右眼用の画像
を右眼で、左眼用の画像を左眼で見ることにより立体映
像を観察する立体映像表示装置であって、前記フィルタ
は光散乱型液晶素子で構成され、前記モニタに右眼用画
像が表示されているときには、左眼側では光を拡散させ
る一方、右眼側では光を透過させ、モニタ画像を右眼で
観察可能とし、前記モニタに左眼用画像が表示されてい
るときには、右眼側では光を拡散させる一方、左眼側で
は光を透過させ、モニタ画像を左眼で観察可能とするこ
とにより、上記課題を解決する。
【0015】本発明の請求項2によれば、前記フィルタ
は光散乱型液晶素子で構成され、該フィルタを固定する
眼鏡形状のフレームにより、観察者の頭部に装着される
ものとすることにより、上記課題を解決する。
【0016】本発明の請求項3によれば、前記フレーム
を外来光を遮光しない素材で形成することにより、上記
課題を解決する。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に、図面を用いて本発明の実
施形態を詳細に説明する。本発明の立体映像表示装置
は、映像を表示する表示装置に、左眼用映像と右眼用映
像を、若干ずれた位置に、交互に表示させ、観察者に
は、左眼用映像を左眼で、右眼用映像を右眼で観察させ
ることによって、映像を立体的に観察させる装置であ
る。
【0018】図1は、本発明の立体映像表示装置1の一
構成例を示す図である。表示装置1は、左右眼視差を利
用した立体映像信号4(左右眼の映像信号)の入力を立
体カメラ2または立体VTR3等より受ける。その立体
映像信号4はスキャンコンバーター5により、時分割映
像信号に変換され、モニタ6に左右眼の映像を時分割で
表示する。すなわち、左眼用映像と右眼用映像とをフィ
ールド毎に交互に表示する。
【0019】液晶眼鏡8は、その左眼部と右眼部に、そ
れぞれフィルタとなる光散乱型液晶素子9を備えてお
り、モニタ6に左眼用映像のフィールドが表示されてい
るとき、左眼部の液晶素子が透過状態となるとともに、
右眼部の液晶素子が散乱状態となる。また、モニタ6に
右眼用映像のフィールドが表示されているとき、右眼部
の液晶素子が透過状態となるともに、左眼部の液晶素子
が散乱状態になるように動作する。
【0020】右眼部及び左目部において、光を透過また
は散乱する光散乱型液晶素子9を用いることにより、液
晶素子が透過時の透過率が、偏光を用いる液晶シャッタ
と比較して格段に向上し、明るい立体像を観察すること
が可能となる。
【0021】図2に示すように、本実施例においては、
左眼用映像11と右眼用映像12とを、1フィールド毎
に交互に表示するようになされており、左眼用映像11
が奇数フィールド13で、右眼用映像12が偶数フィー
ルド14で、それぞれインタレース表示される。
【0022】観察者は、液晶眼鏡8を眼部に装着し、モ
ニタ6に表示される左右眼の映像を観察することによっ
て、表示される映像を立体的に観察することができる。
すなわち、左眼用映像11を左眼で、右眼用映像12を
右眼で、それぞれ観察することによって、表示される映
像を立体的に観察することができる。
【0023】次に、本発明に係る立体映像表示装置1の
液晶眼鏡8に用いた光散乱型液晶素子9について説明す
る。この光散乱型液晶素子9は、ネマティック液晶20
の小滴(カプセル21)が分散した透明なポリマー22
を2枚の透明導電膜23付きポリエステル・フィルム2
4に挟んだものである。その断面を模式的に表したのが
図3である。
【0024】電圧25が印加されていない状態では図3
(a)に示すように、棒状の分子として表される液晶2
0は、カプセル21の内壁に沿って並ぶ。この状態で、
入射した光26は、ポリマー22と液晶20の屈折率の
違いおよび液晶の複屈折性によって、カプセル21の表
面や内部で屈折する。その結果、光は直進できず散乱し
不透明になる。電圧25が印加されると図3(b)に示
すように、液晶分子20が電圧を印加した方向と平行に
並ぼうとするため、電極23に対して垂直に配列する。
このように並んだ状態で、屈折率がポリマー22のそれ
と一致する液晶20であれば、カプセルの界面がないの
に等しい状態となり、光は散乱せず直進する。その結
果、透明になる。この光散乱型液晶素子9は、従来の液
晶シャッタ110とは異なり、偏光板111を用いない
ため、光の利用効率が2倍以上改善できる。
【0025】図4は、本発明に係る立体映像表示装置1
の液晶眼鏡8の一実施例である。液晶眼鏡8は、フィル
タとなる光散乱型液晶素子9とフレーム30から、基本
的に構成されている。ここで、フレーム30は透明プラ
スチック素材で形成されている。これにより、眼鏡を掛
けていないときと同様の明るさを保つことができ、眼の
疲労感を低減することができる。また、光散乱型液晶素
子9は、散乱動作時において、視野が完全に暗くなるこ
とがないため、眼の瞳孔は小さいままで、立体画像を観
察することができ、眼の疲労感を軽減することができ
る。
【0026】上記の実施形態では眼鏡形状のフレームに
フィルタとなる光散乱型素子を備えた構成としている
が、眼鏡形状に限る必要はなく、モニタに表示される右
又は左眼用の画像を右眼又は左眼のみで観察できるよう
に構成されれば、形状は特に上記の実施形態に限るもの
ではない。
【0027】
【発明の効果】以上のような本発明の立体映像表示装置
によれば、左右一対の液晶素子を配設し、外部からのコ
ントロール信号により前記液晶素子を立体映像モニタ画
面の左右の映像切換えに応じて交互に透過散乱動作する
液晶眼鏡において、前記液晶素子として、光散乱型液晶
素子を用いることにより、液晶素子が透過時の透過率が
格段に向上し、明るい立体像を観察することが可能とな
る。
【0028】これにより、眼の瞳孔が小さくなり、眼の
焦点深度が深くなり、立体視が容易になる。これらは、
眼に対する疲労感の軽減につながり、眼の痛みのような
直接的な疲労感や、頭痛や平衡感覚を狂わすなどの生理
的不快感も軽減することができる。
【0029】また、液晶眼鏡を装着し液晶素子を通じて
見るときの画像が明るくなる(輝度レベルが高く再現さ
れる)と、色彩の再現性も向上する。さらには、液晶素
子の散乱動作時に、散乱光の影響により、視野が完全に
暗くなることがなくなる。これにより、眼の瞳孔は小さ
いままで、立体画像を観察することができ、眼の疲労感
を軽減することができる。
【0030】また、前記液晶素子を保持する眼鏡のフレ
ームを、外来光を遮光する部分が少ない素材で形成する
ことにより、眼鏡の掛けていないときと同様の明るさを
保つことができ、眼の疲労感をさらに低減することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における立体映像表示装置の一構成例を
示す図である。
【図2】本発明における立体映像表示装置の立体視を説
明する図である。
【図3】本発明における立体映像表示装置の液晶眼鏡に
用いる光散乱型液晶素子を示す図である。
【図4】本発明における立体映像表示装置の液晶眼鏡を
示す図である。
【図5】従来の立体映像表示装置の一構成例を示す図で
ある。
【図6】従来の立体映像表示装置に表示される左右眼映
像を示す図である。
【図7】従来のTN型液晶シャッタの原理を説明する図
である。
【符号の説明】
2 立体カメラ 3 立体VTR 5 スキャンコンバータ 6 モニター 7 液晶シャッタ駆動回路 8 光散乱型液晶眼鏡 9 光散乱型液晶素子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 右眼用の画像と左眼用の画像を交互にモ
    ニタに表示し、 該モニタと観察者の右眼及び左眼の間に、前記モニタ画
    像と同期して動作するフィルタを備え、右眼用の画像を
    右眼で、左眼用の画像を左眼で見ることにより立体映像
    を観察する立体映像表示装置であって、 前記フィルタは光散乱型液晶素子で構成され、前記モニ
    タに右眼用画像が表示されているときには、左眼側では
    光を拡散させる一方、右眼側では光を透過させ、モニタ
    画像を右眼で観察可能とし、前記モニタに左眼用画像が
    表示されているときには、右眼側では光を拡散させる一
    方、左眼側では光を透過させ、モニタ画像を左眼で観察
    可能とすることを特徴とする立体映像表示装置。
  2. 【請求項2】 前記フィルタは光散乱型液晶素子で構成
    され、該フィルタを固定する眼鏡形状のフレームによ
    り、観察者の頭部に装着されるものであることを特徴と
    する前記請求項1記載の立体映像表示装置。
  3. 【請求項3】 前記フレームは外来光を遮光しない素材
    で形成されることを特徴とする前記請求項2記載の立体
    映像表示装置。
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