JPH01280992A - 立体画像表示装置 - 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、３６０度方向から立体画像を観察することが
できる立体画像表示装置に関するものである。

〈従来技術〉 近年、立体画像表示装置に関する研究開発が盛んになっ
てきている。これまでに各種の立体画像表示装置が発表
されているが、これらは大きく分類すると、立体映像式
（二眼式）と三次元映像式の二種になる。立体映像式は
、左右二眼分の画像情報を両眼にそれぞれ独立に与える
ことにより奥行きを表現する方式である。また、三次元
映像式は、視点を任意に変更することにより異なる画像
を表示して奥行きを表現する方式である。

この分類に従って、各種の立体画像表示装置を第１表に
示す。

［以下　金　白］ ＠１表 次に、各方式のものを説明する。

ｉ）のぞき式 この方式は、第５図に示すミラー式のものと、第６図に
示すレンズ式のものがある。

そして、ミラー式のものは、左服用テレビカメラ１で撮
影された左眼用画像を左眼用ブラウン管２に、右服用テ
レビカメラ３で撮影された右服用画像を左服用ブラウン
管２と対向して配された右眼用ブラウン管４にそれぞれ
映写し、これを両ブラウン管２．４の中間に配された二
枚の１！５で合成し、使用者が鏡５の正面に設けられた
のぞき孔６から目視することにより立体画像を得るもの
である。

また、レンズ式のものは、同様に、左服用テレビカメラ
１で撮影された左服用画像を左眼用ブラウン管２に、右
服用テレビカメラ３で撮影された右服用画像を左服用ブ
ラウン管２と並列して配された右服用ブラウン管４にそ
れぞれ映写し、これを各ブラウン管２．４の正面にそれ
ぞれ配されるレンズ７．８で合成し、使用者がこれを正
面から目視することにより立体画像を得るものである。

ｉ；）＠鏡式 この方式は、大きく分けて、第７図に示す偏光式と、第
８図に示す時分割式とがある。

そして、偏光式のものは、左服用テレビカメラ１で撮影
された左服用画像を、前面に第一偏光フィルター９が配
された左服用ブラウン管２に映写し、右眼用テレビカメ
ラ３で撮影された右服用画像を、左服用ブラウン管２と
直角に配され偏光方向が前記第一偏光フィルター９と直
交する第二偏光フィルター１０が前面に配された右服用
ブラウン管４にそれぞれ映写し、これらの画像を、両ブ
ラウン管２．４の中間に４５度の角度をもつように配設
されたハーフミラ−１１で合成している。

そして、使用者が、左限お上り右眼の偏光方向が互いに
直交関係にある偏光［鏡１２をかけてこの画像を目視す
ると、両眼の画像が分離でき、立体画像を得ることがで
きる。

また、時分割式のものは、左服用テレビカメラ１で撮影
された左服用画像と、右服用テレビカメラ３で撮影され
た右眼用画像とを、時分割変換装置１３で時分割変換し
、−本のブラウン管１４に、極めて短い周期（例えば１
！３０秒）ごとに交互に表示している。そして、使用者
は、この画像信号に同期して液晶駆動装置１５により左
眼右眼が独立して開閉されるシャッター眼鏡１６をかけ
てこの画像を目視すると、両眼の画像が分離でき、立体
画像を得ることができる。

１ｉｉ）ＩＩＩ鏡なし式 この方式は、第９図に示すバララックスパノラマグラム
式と、第１０図に示すレンテイキュラ式のものがある。

そして、バララックスパノラマグラム式のものは、左服
用テレビカメラ１で撮影された左眼用画像を左服用プロ
ジェクタ１７に、右服用テレビカメラ３で撮影された右
服用画像を左服用プロジェクタ１７と並列して配された
右眼用プロジェクタ１８にそれぞれ映写し、これを各プ
ロジェクタ１７．１８の正面に配され極めて細い短冊状
のスリット１９ａを有する第一スリット板１９を介して
スクリーン２０に投射している。そして、使用者は、第
一スリット板１９と同様のスリット２１’ａを有する第
二スリット板２１を介してこれを視点２２ａ、２２ｂか
ら目視することにより、両眼の画像を選択的に目視でき
、立体画像を得ることができる。この方式の変形として
、スクリーン２０に投射するかわりに写真乾板上に写す
ものもある。

また、レンテイキュラ式のらのは、バララックスパノラ
マグラム式におけるスリット板のかわりに、レンテイキ
ュラレンズを用いている。これは、二枚のレンテイキュ
ラレンズ２３．２４の間にスクリーン２５を設け、プロ
ジェクタ１７．１８を用いて左服用および右服用の二種
の画像をスクリーン２５上に投映している。そして、プ
ロジェクタ１７，１８の反対側の第一の視点２６から見
ると左服用の画像が、第二の視点２７から見ると右服用
の画像が見えるため、両視点２６．２７間の距離を両眼
の距離とほぼ等しくすると、使用者は両眼にそれぞれの
画像を目視でき、立体画像を得ることができる。

ｉｖ）奥行き標本化式 この方式の中で代表的なものとして、ハーフミラ−を組
み合わせ、奥行き方向の何枚もの画像を重ねて見るハー
フミラ−合成式がある。これは、第１１図の如く、ステ
ージ２８上に例えば実物のカップ２９を載置し、この前
面に下向き４５度の角度でハーフミラ−３０を配設する
。そして、カップ２９からハーフミラ−３０までの距離
とほぼ同距離の位置に上向きにブラウン管３１を配設し
、これに例えば踊っている人物の画像３２を表示する。

これを正面から観察する観察者３３は、ハーフミラ−３
０を介して実物のカップ２９を見ると同時に、ブラウン
管３１に表示される画像を目視して合成する。すると、
観察者３３には、図中に符号３２ａで示す如く、あたか
もカップ２９の上で人物が踊っているかの如く見え、立
体画像を得ることができる。この方式では、ハーフミラ
−２９とブラウン管３１とを複数個設置し、各組のハー
フミラ−２９とブラウン管３１の距離に変化をもたせれ
ば、さらに効果ある奥行感を得ることができる。

Ｖ）ホログラフィ− ホログラフィ−は、ある平面における光波の振幅と位相
の両方を記録し、再生する技術である６すなわち、物体
光といわれる被写体からの光と、参照光とを干渉させる
ことにより、ホログラムを作成する。そして、このホロ
グラムに参照光を入射させると、もとの被写体の像が再
現される。この方式では、上下左右に視点を移動させる
ことにより、異なった角度からの立体画像を見ることが
できる。

〈　発明が解決しようとする問題点　〉上記従来技術に
おいて、各方式にそれぞれ各種の問題点が含まれている
。すなわち、のぞき式では直視できる範囲が狭（、−人
しか見るることができない。また、眼鏡式では、眼鏡を
かけるという煩わしさの他、時分割式の場合は、シャッ
ターｗｔａカ液晶を用いているためコードで本体と接続
されていることから自由に場所を動いて見ることはでき
ない。さらに、ｌＩｌ鏡なし式でも直視できる範囲が狭
いという問題点がある。そして、上記の各方式および奥
行き標本化式では、見る方向が正面もしくは斜め方向か
らに限定され、側面及び後面より観察することは不可能
であるといった問題点があった。

また、ホログラフィ−では、全方位から観察することは
可能であるが、−旦、ホログラム乾板を作成する必要が
あるため、リアルタイムの表示は不可能であるといった
問題点があった。

そこで、本発明は、立体画像を全方位からリアルタイム
で観察することができる立体画像表示装置の提供を目的
とする。

〈　問題点を解決するための手段　〉 本発明による問題点解決手段は、第１図〜第４図の如く
、画像を表示する液晶表示板４１と、該液晶表示板４１
に表示される画像の投射方向を全方位に回転させる投射
方向回転装置４２と、該投射方向回転装置４２による画
像の投射方向と同期して前記液晶表示板４１に表示され
る画像を切換える制御装置４３とが設けられたものであ
る。

〈作用〉 上記問題点解決手段において、投射方向回転装置４２は
、液晶表示板４１に表示される画像の投射方向を全方位
に高速（例えば３０回転／秒）で回転させる。このとき
、制御装置４２が、液晶表示板４１に表示される画像を
、投射方向と同期して一回転の間に例えば１００回切換
える。

すると、観察者の視点に応じた画像信号が全方位から得
られる。すなわち、視点を固定すれば、それに応じた画
像信号が例えば１／３０秒ごとに視認されて連続した（
リアルタイムの）画像として認識される。また、観察者
が視点を移動して右側から観察すると、右側から見た画
像を連続した画像として視認でき、左側から観察すると
、左側から見た画像を連続した画像として視認できる。

これにより、全方位からリアルタイムで観察される立体
画像を得ることができる。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図に基づいて説
明する。第１図は本発明の一実施例を示す立体画像表示
装置の構成図、第２図は同じく機能ブロック図、第３図
（、）は同じく液晶表示板に入力する画像信号のタイミ
ングチャート、第３図（ｂ）は同じく観察方向とタイミ
ングとの関係を示す図、第４図は同じく液晶表示板への
画像信号の入力方法を示す図である。

そして、図示の如く、本発明立体画像表示装置は、画像
を表示する液晶表示板４１と、該液晶表示板４１に表示
される画像の投射方向を全方位に回転させる投射方向回
転装置４２と、該投射方向回転装置４２による画像の投
射方向と同期して前記液晶表示板４１に表示される画像
を切換える制御装置４３とが設けられたものである。

前記液晶表示板４１は、水平に設置される透過型のもの
である。

前記投射方向回転装置４２は、第１図の如く、前記液晶
表示板４１の下方に配される光源４４と、該光源４４に
よる液晶表示板４１に表示される画像の投射方向の光軸
上に水平に配される投射レンズ４５と、該投射レンズ４
５により画像が投射されろ水平な平面状のスクリーン４
６と、該スクリーン４６の上方に４５度の角度で配され
る回転鏡４７と、該回転鏡４７を回転させるモータ（図
示せず）とから成る。

前記制御装置４３は、第２図の如く、液晶表示板４１を
駆動して画像を表示させる表示板駆動手段４９と、前記
投射方向回転装置４２による画像の投射方向を検出する
投射方向検出手段５０と、該投射方向検出手段５０の検
出結果に基づいて画像を切換える画像切換手段５１とか
ら成る。

上記構成において、液晶表示板４１に表示された画像は
、光源４４により投射レンズ４５を介してスクリーン４
６上に投射される。該画像は、高速回転（３０回転／秒
）している回転鏡４７に映り、その画像を観察者５２が
観察する。

このとき、制御装置４３の投射方向検出手段５０は、回
転鏡４７の方向を検出し、画像切換手段５１は、この方
向情報に基づいて表示板駆動手段４９が液晶表示板４１
に表示する画像を切換えさせる。

次に、液晶表示板４１に人力する画像信号のタイミング
について説明する。第３図（ａ）に示す如く、回転鏡４
７（もしくは回転鏡４７とスクリーン４６）を１秒間に
３００回転せ、１回転に要する時間Ｔｌ（＝１／、３０
秒）、Ｔ２、・・・・・・、Ｔ２Ｏ内に、Ａ１，１、・
・・・・・、ＡＩ、１００、Ａ２，１、・・・・・・、
Ａ２，１００１・・・・・・、Ａ３０，１００の合計３
０００枚の画像信号を液晶表示板４１に表示させる。

また、第３図（ｂ）はｖＡ察力方向タイミングとの関係
を示し、Ａ１，１、Ａ２，１、・・・・・・は右側面か
ら見た画像信号に対応し、ＡＩ、２５、Ａ２，２５、・
・・・・・は正面から見た画像信号に、ＡＩ、５０、Ａ
２．５０、・・・・・・は左側面から見た画像信号に、
Ａ１．７５、Ａ２．’７５、・・・・・・は背面から見
た画像信号に対応する。

次に、液晶表示板４１への画像信号の入力方法を第４図
に示す。被写体５３の周りに入力装置５４として１００
台のテレビカメラを設置し、それぞれのテレビカメラ５
４からの画像信号を、１／３０００秒（１ｉ３０秒÷１
００）ごとに時分割して切換え、液晶表示板４１に入力
する。視点を固定すれば、それに応じた画像信号が１ｉ
３０秒ごとに視認され、連続した画像として認識される
。

また、観察者５２が視点を移動して右側から観察すると
、右側から見た画像を視認でき、また、左側から観察す
ると、左側から見た画像を視認できる。

ところで、回転鏡４７は７リツカが生じないようにする
ため、少なくとも３０回転／秒の高速で回転させる必要
がある。また、表示される画像に連続性をもたせるため
に、１周を１００区画に分割し、その区画に応じた画像
信号を液晶表示板４１に供給する必要があり、３０００
コマ／秒で液晶表示板４１の画面を切換えなければなら
ない。

すなわち、本実施例によると、液晶表示板４１をの表示
画像を極めて高速で切り換える必要があり、従来のツィ
ステッド・ネマティック（ＴＮ）方式のものでは液晶の
レスポンスが遅く、使用することができない。そのため
、本発明では、強誘電性液晶を用いた表示方式、二周波
駆動方式、インターディジタル方式等のものが用いられ
る。

次に、この高速応答性を実現することができる液晶表示
板４１の一例として、強誘電性液晶を用いたものの製造
方法を説明する。強誘電性液晶としては５ＬＩＩＣゝ（
スメクティックＣ相）を示すものが適している。使用さ
れる液晶材料としては、Ｐ−デシロキシベンジリデン−
Ｐ゛−７ミノー２−メチルブチルシンナメート（ＤＯＢ
ＡＭＢＣ）、Ｓ−４−（６−メチル）オクチル−レゾル
シリダン−４′−オクチルアニリン（ＭＯＲＡ−８）、
または、Ｐ−デシロキシベンノリデンーＰ゛−アミノ−
１−メチルブチルシンナメー）（ＤＯＢＡ−１−ＭＢＣ
）、その他、エステル系液晶を主成分とする混合液晶（
チッソ株式会社（東京都千代田区丸の内２−７−３）製
；商品名Ｃ３ｌＯＩＩ、Ｃ３ｌＯＩ３、Ｃ８１０１４、
Ｃ３１０１８）などがある。

次に、配向法として、ポリビニルアルコール、６．６ナ
イロン、または、ポリイミド（日産化学工業株式会社（
東京都千代田区神田錦町３−７−１）製；商品名サンエ
バー１３０、日立化成工業株式％式％ ＬＱ１８００、日東電気工業株式会社（大阪府茨木市下
穂積１−１−２）製；商品名ＪＲ１００Ｓ、日本合成ゴ
ム株式会社（東京都中央区築地２−１ｌ−２４）製；商
品名ＪＩＢ）などの高分子膜、あるいは５ｉ０２などの
無８！膜をラビングする池、無機材料の斜方蒸着法等が
挙げられる。

上記高分子膜あるいは無機膜をプラス基板上に形成した
のち、所定の方向に配向処理を行う。そして、その後、
エポキシ樹脂を用いて二枚のガラス基板を貼合せる。な
お、所定のセル厚を得るために２μｍのスペーサをエポ
キシ樹脂中に混入しておく。樹脂硬化を行った後、上記
強誘電性液晶をセル内に注入することにより液晶表示板
４１が完成する。

すなわち、例えば本発明を相撲中継に適用すると、正面
、向正面等の好きな角度から観戦することができ、臨場
感温れる画像を楽しむことができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変更
を加え得ることは勿論である。

例えば、投射方向回転装置４２の構成は図示したものに
限らず、また、１回転を１００以上または１００以下の
数に分割してもよい。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明によると、画像を
表示する液晶表示板と、該液晶表示板に表示される画像
の投射方向を全方位に回転させる投射方向回転装置とが
設けられ、制御装置が投射方向回転装置による画像の投
射方向と同期して液晶表示板に表示される画像を切換え
るため、観察者の視点に応じた画像信号が得られ、全方
位からリアルタイムで観察される立体画像を得ることが
できるといった優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す立体画像表示装置の構
成図、第２図は同じく機能ブロック図、第３図（ａ）は
同じく液晶表示板に入力する画像信号のタイミングチャ
ート、第３図（ｂ）は同じく観察方向とタイミングとの
関係を示す図、＠４図は同じく液晶表示板への画像信号
の入力方法を示す図、第５図は従来のミラー式立体画像
表示装置を示す構成図、第６図は同じくレンズ式立体画
像表示装置を示す構成図、第７図は同じく偏光式立体画
像表示装置を示す構成図、第８図は同じく時分割式立体
画像表示装置を示す構成図、第９図は同じくパララック
スパノラマグラム式立体画像表示装置を示す横断平面図
、第１０図は同じくレンテイキュラ式立体画像表示装置
を示す横断平面図、第１１図は同じくハーフミラ−合成
式立体画像表示装置を示す側面図である。 ４１：液晶表示板、４２：投射方向回転装置、４３：制
御装置、４４：光源、４５：投射レンズ、４６：スクリ
ーン、４７：回転鏡、４８：モータ、４９：表示板駆動
手段、５０：投射方向検出手段、５１：画像切換手段、
５２：観察者、５３：被写体、５４：入力装置（テレビ
カメラ）。 第　４　図 第１図 ４１液晶表示板　　　　４７四転慣　　５３被写体１７
図 ｊ１５　図 第６図 第１１図 第９図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像を表示する液晶表示板と、該液晶表示板に表示され
   る画像の投射方向を全方位に回転させる投射方向回転装
   置と、該投射方向回転装置による画像の投射方向と同期
   して前記液晶表示板に表示される画像を切換える制御装
   置とが設けられたことを特徴とする立体画像表示装置。