JPH11331877A - 立体画像表示用アタッチメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、構成が簡単でコストの低減が容易で
あり、かつ取り付けたままの状態で問題なく通常の２次
元ディスプレイとしても使用できるような立体画像表示
用アタッチメントを提供することを課題とする。 【解決手段】本発明の立体画像表示用アタッチメント
は、特定方向に偏光した光だけを透過させる第１の偏光
板１と、偏光方向が互いに直交する短冊状の要素偏光板
２ａ，２ｂを交互に並べた第２の偏光板２と、上記第１
の偏光板と第２の偏光板の間に配置され、電気信号によ
って入射光の偏光面を任意の回転角へ回転させる制御が
可能な要素偏光制御部を横方向に並べて構成された偏光
制御板３とによって構成されていることを特徴とするの
で、ＣＲＴなどの通常の２次元ディスプレイ４に取り付
けるだけで裸眼の立体視を実現すると同時に、取り付け
たままの状態で問題なく２次元ディスプレイとして使用
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、立体テレビ、立体
写真、３Ｄゲーム、２画面テレビなどに応用される立体
画像表示技術、多画面表示技術に関し、特に、ＣＲＴ等
の通常の画像表示体（ディスプレイ）の画面に装着され
立体画像表示を実現する立体画像表示用アタッチメント
に関する。

【０００２】

【従来の技術】立体画像を表示する方法には、従来より
様々な方法が提案されている。例えば、偏光メガネや液
晶シャッターメガネなどを用いたものや、アナグリフ、
パララックスバリヤ、レンチキュラなどの方法がある。
これらの方法は、左右の眼に異なる画像情報を与えるこ
とによって立体（３次元）画像として認識させている。
例えば、偏光メガネを用いた方法では、ＣＲＴ（Ｃatho
de-Ｒay Ｔube）などの画像表示体（ディスプレイ）の
前面に偏光板と液晶偏光制御板を配置させ、画像表示体
に右眼画像、左眼画像を交互に表示させ、これと同期さ
せて偏光面を９０度回転させたり、そのまま透過させた
りすることによって、左右の眼に異なる画像を観察させ
るようにしている。この方法は、既存のディスプレイ
（ＣＲＴ等）を簡単に立体ディスプレイに改良できると
いうメリットがあるが、その一方で裸眼で観察すること
ができないというデメリットがある。

【０００３】これに対して、特開平６−１０５３４１号
公報に記載の立体視表示方法は、図９に示すように、互
いに偏光方向が直交する短冊状の偏光面（図中のＡと
Ｂ）を順番に並べた偏光フィルタ１１，１２，１３を少
しずつ横にずらして３枚重ねたものをディスプレイの前
に配置させ、画面と同期して偏光制御部の偏光方向を切
り換えることで、裸眼の立体視を実現させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の特開平６−１０
５３４１号公報に記載の立体視表示方法は、通常の２次
元表示のディスプレイに取り付けるだけで裸眼の立体視
を実現させるものであるが、液晶などを用いた偏光制御
板を２枚必要とするためコストがかかることや、取り付
けたままの状態では通常の２次元ディスプレイとして使
いにくい（観察位置によって輝度が異なったり、画面全
体が観察できなかったりする）などの問題がある。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、上記のような従来技術の問題点を解消し、構成が
簡単でコストの低減が容易であり、かつ取り付けたまま
の状態で問題なく通常の２次元ディスプレイとしても使
用できるような立体画像表示用アタッチメントを提供す
ることを目的（課題）とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ＣＲＴなどの
通常の２次元ディスプレイに取り付けるだけで裸眼の立
体視を実現すると同時に、取り付けたままの状態で問題
なく２次元ディスプレイとして使用できるような立体画
像表示用アタッチメントを実現するものであり、本発明
の立体画像表示用アタッチメントは、特定方向に偏光し
た光だけを透過させる第１の偏光板と、偏光方向が互い
に直交する短冊状の要素偏光板を交互に並べた第２の偏
光板と、上記第１の偏光板と上記第２の偏光板の間に配
置され、電気信号によって入射光の偏光面を任意の回転
角へ回転させる制御が可能な要素偏光制御部を横方向に
並べて構成された偏光制御板とによって構成されている
ことを特徴とするものである（請求項１）。そして、高
速な偏光制御を可能にして、画面のちらつきを低減さ
せ、良好な立体画像を観察できるようにするには、上記
偏光制御板は、強誘電性液晶等を用いて構成するとよ
い。

【０００７】上記本発明の立体画像表示用アタッチメン
トにおいて、画面全体が良好に観察されるようにするに
は、第２の偏光板の要素偏光板を並べて配置させるとき
のピッチは、偏光制御板の要素偏光制御部が並ぶピッチ
より狭い構成とする（請求項２）。

【０００８】また、上記本発明の立体画像表示用アタッ
チメントにおいて、最適な観察位置を前後に調節可能に
して使い勝手を良くするには、第２の偏光板と偏光制御
板のどちらか一方もしくは両方を、画像表示体の画面に
対して垂直方向（前後方向）に移動可能な構成とする
（請求項３）。

【０００９】さらに上記本発明の立体画像表示用アタッ
チメントにおいて、最適な観察位置を左右（横方向）に
調節可能にして使い勝手を良くするには、第２の偏光板
と偏光制御板のどちらか一方もしくは両方を、画像表示
体の画面に対して水平方向（横方向）に移動可能な構成
とする（請求項４）。

【００１０】尚、本発明の立体画像表示用アタッチメン
トにおいて、従来の偏光メガネ方式の立体表示も同時に
実現できるようにして、多人数で同じ立体画像を見るよ
うな場合にも利用できるようにするには、第２の偏光板
を取り外し可能であるような構成とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成、動作、及び
作用を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施例を示す図であっ
て、立体画像表示用アタッチメントの構成を分解した状
態で示す概略斜視図である。図１に示した立体画像表示
用アタッチメントは、図示しない枠体に支持された第１
の偏光板１と偏光制御板３及び第２の偏光板２で構成さ
れており、図のように、ＣＲＴなどの通常の２次元画像
の表示が可能な画像表示体（ディスプレイ）４の画面の
前面に配置し装着させることで立体画像表示を実現させ
るものである。ここで、第１の偏光板１とは通常の偏光
板であり、ディスプレイ４からの光から特定の方向に偏
光した光の成分だけを透過させるために用いる。第２の
偏光板２は、透過可能な光の偏光面が互いに直交する短
冊状の要素偏光板２ａ，２ｂを図のように横方向に交互
に並べたものであり、偏光制御板３を透過した光を遮光
したり透過させたりするために使用する。また、偏光制
御板３は、図２に示すようにガラス基板３ａ，３ｅに透
明電極３ｂ，３ｄをパターニングしたもので液晶層３ｃ
を挾んだ構成であり、短冊状に区切られた電極パターン
によって隣り合う要素偏光制御部を透過する光の偏光面
が互いに直交するようにしたり、あるいは平行の状態で
透過させるなどの動作を可能にしている。

【００１３】このような構成の立体画像表示用アタッチ
メントを、ＣＲＴ等のディスプレイ４の画面の前面に配
置した場合、画面に表示される左眼画像と右眼画像の切
り換えのタイミングと同期させて偏光制御板３を動作さ
せることで立体画像表示が実現される。ここで、図３、
図４は、本発明の立体画像表示用アタッチメントを上か
ら見た状態で示す動作原理の説明図であるが、例えば、
図３に示すように、第１の偏光板１でＰ偏光（垂直方
向）成分だけを透過させ、次に偏光制御板３のｂで示し
た要素偏光制御部（白色の部分）では偏光面を９０度回
転させてＳ偏光（水平方向）の状態で透過させ、ａで示
した要素偏光制御部（斜線の部分）ではそのままの偏光
状態で透過させ、さらに第２の偏光板２の要素偏光板２
ａ，２ｂ（Ｐ偏光透過またはＳ偏光透過）を図のような
配置で並べて光を透過させれば、図５に示すような観察
者５の観察位置で左眼だけにディスプレイ４上の画像
（左眼用画像）が観察される。これに対し、図４に示す
ように、偏光制御板３のａで示した要素偏光制御部（白
色の部分）では偏光面を９０度回転させてＳ偏光（水平
方向）の状態で透過させ、ｂで示した要素偏光制御部
（斜線の部分）ではそのままの偏光状態で透過させた場
合には、今度は図５に示すような観察者５の観察位置で
右眼だけにディスプレイ４上の画像が観察される。

【００１４】従って、ディスプレイ４に左右の視差画像
を交互に表示し、図３と図４の表示状態をこれと同期さ
せて切り換えれば、図５に示す観察者５の左右の眼にそ
れぞれの視差画像を交互に観察させることができる。こ
の時の切り換えの周波数は、立体画像表示用アタッチメ
ントを通常のテレビジョンに装着する場合には６０ヘル
ツ（Ｈｚ）となるが、画面のちらつきを減らすためには
さらに高速な動作（例えば１２０ヘルツ程度）が要求さ
れる。しかし、このような６０ヘルツを越える高速な動
作を偏光制御板３で行うには、通常のＴＮ液晶では不十
分であり、もっと応答速度の速い液晶が必要となる。そ
こで、本実施例では、偏光制御板３で用いる液晶として
強誘電性液晶を用いて高速な偏光制御を行えるようにし
た。強誘電性液晶の応答速度はマイクロ秒オーダーであ
り、１２０ヘルツ程度のリフレッシュレートに十分追従
することが可能である。これによって、ちらつきのない
高速な画面切り換え（右眼方向と左眼方向に交互に画像
を表示する動作）が可能になり、良好な立体視が実現さ
れる。

【００１５】以上、立体画像表示の動作原理について説
明したが、本発明の立体画像表示用アタッチメントはデ
ィスプレイ４に装着したままの状態で通常の２次元画像
を観察することもできる。例えば、偏光制御板３の動作
として入射光の偏光面を４５度回転させて出射するよう
にしておけば、第２の偏光板２を通過する光線には立体
表示のときのような指向性はなく、どの観察位置からで
も画面上の画像を観察することが可能である。

【００１６】ところで、第２の偏光板２の要素偏光板２
ａ，２ｂの並ぶピッチ（ピッチ１）と偏光制御板３にお
ける要素偏光制御部ａ，ｂの並ぶピッチ（ピッチ２）を
無関係に設定したのでは、観察者は画面全体を良好に観
察することができない（観察画像に輝度むらが生じた
り、画面が部分的に観察できなかったりする）。そこ
で、本発明の立体画像表示用アタッチメントでは、上記
ピッチ１がピッチ２より狭くなるようにして、特定の観
察領域において画面全体が良好に観察できるようにした
（請求項２）。図５は、このようにピッチを設定した場
合の画面から観察者５に向かう光線の様子を表してお
り、図の観察位置においてディスプレイ４の画面全体か
らの光線が両眼に無駄なく到達していることが分かる。
ただし、このように良好な画像が観察できる位置は、特
定の領域に限定されてしまう。

【００１７】そこで、本発明では、第２の偏光板２と偏
光制御板３のどちらか一方もしくは両方を前後方向（デ
ィスプレイ４の画面に対して垂直な方向）に移動できる
ようにして、任意の観察距離において良好な画像が観察
できるようにした（請求項３）。例えば、図６に示すよ
うに、観察者５が図５の状態よりディスプレイ４に近い
位置で観察する場合には、図６のように偏光制御板３
を、図中に破線で示す図５の状態のときの位置より第２
の偏光板２に近付けることによって、観察者５に良好な
画像を観察させることができる。

【００１８】さらに本発明では、観察者５の位置が横方
向へ移動した場合にも常に良好な画像が観察できるよう
にするために、第２の偏光板２と偏光制御板３のどちら
か一方もしくは両方を横方向（ディスプレイ４の画面に
対して水平な方向）に移動できるようにした（請求項
４）。例えば、図７に示すように、観察者５が図５の状
態に比べて右方向に移動した場合には、図６のように偏
光制御板３を、図５の状態のときの位置より左方向に移
動させることによって、観察者５に良好な画像を観察さ
せることができる。

【００１９】本発明の立体画像表示用アタッチメントで
は、以上のような構成としたことにより、任意の観察位
置で良好な立体画像を観察することができる。しかしな
がら、多人数の観察者に対して同時に任意の観察位置で
立体画像を観察させることは困難である。そこで、この
ような要求に対しては、従来方式のように偏光メガネを
用いて視差画像を両眼に分離する方法が有効となる。す
なわち、本発明の立体画像表示用アタッチメントでは、
第２の偏光板２を取り外せるようにしておき、通常の偏
光メガネ方式の立体視もできるような構成とする。この
構成の実施例を図８に示す。

【００２０】図８は立体画像表示用アタッチメントの第
２の偏光板２を取り外して使用するときの状態を表して
おり、ディスプレイ４の画面上に右眼用画像と左眼用画
像が交互に表示されるのと同期して、偏光制御板３の全
ての要素偏光制御部において偏光方向を９０度ねじって
透過させる状態と、そのままの偏光状態で透過させる状
態を切り換えることによって、観察者側には右眼用画像
と左眼用画像が互いに直交する偏光方向を有する画像と
して観察される。この状態で、観察者５が偏光メガネ６
を用い、観察者５の両眼の前に互いに偏光方向が直交す
る偏光板を表示画像の偏光方向と合わせるようにして位
置させれば、それぞれの眼で視差画像が観察され、これ
によって立体視が実現される。このように立体画像表示
用アタッチメントから第２の偏光板２を取り外せるよう
にすることで、利用目的に応じた立体画像表示の環境を
提供することができるようになる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の立体画像
表示用アタッチメントでは、特定方向に偏光した光だけ
を透過させる第１の偏光板と、偏光方向が互いに直交す
る短冊状の要素偏光板を交互に並べた第２の偏光板と、
上記第１の偏光板と上記第２の偏光板の間に配置され、
電気信号によって入射光の偏光面を任意の回転角へ回転
させる制御が可能な要素偏光制御部を横方向に並べて構
成された偏光制御板とによって構成されていることを特
徴とするので（請求項１）、画像表示体であるＣＲＴな
どの通常の２次元ディスプレイに取り付けるだけで裸眼
の立体視を実現すると同時に、取り付けたままの状態で
問題なく２次元ディスプレイとして使用できるような立
体画像表示用アタッチメントが実現される。また、動的
な偏光制御を必要とする素子（偏光制御板）を一枚しか
使用しないので、従来の立体画像表示方法（特開平６−
１０５３４１号公報）より構成が簡単であり、製造コス
トを低減することができる。さらに、上記偏光制御板を
強誘電性液晶等を用いて構成することにより、高速な偏
光制御を行って画面のちらつきを低減させることがで
き、良好な立体画像が観察できるようになる。

【００２２】さらに、本発明の立体画像表示用アタッチ
メントにおいては、第２の偏光板の要素偏光板を並べて
配置させるときのピッチは、偏光制御板の要素偏光制御
部が並ぶピッチより狭い構成とすることにより（請求項
２）、画面全体が良好に観察されるようになる。

【００２３】また、本発明の立体画像表示用アタッチメ
ントにおいては、第２の偏光板と偏光制御板のどちらか
一方もしくは両方を、画像表示体の画面に対して垂直方
向（前後方向）に移動可能な構成とすることにより（請
求項３）、最適な観察位置を前後に調節可能にして使い
勝手を良くすることができ、観察距離が前後に移動して
も良好な立体画像が観察できるようになる。

【００２４】さらにまた、本発明の立体画像表示用アタ
ッチメントにおいては、第２の偏光板と偏光制御板のど
ちらか一方もしくは両方を、画像表示体の画面に対して
水平方向（横方向）に移動可能な構成とすることにより
（請求項４）、最適な観察位置を左右（横方向）に調節
可能にして使い勝手を良くすることができ、観察者が左
右（横方向）に移動しても良好な立体画像が観察できる
ようになる。

【００２５】尚、本発明の立体画像表示用アタッチメン
トにおいては、第２の偏光板を取り外し可能であるよう
な構成とすることにより、従来の偏光メガネ方式の立体
表示も同時に実現できるようになり、多人数が任意の観
察位置で同じ立体画像を見るような場合にも利用できる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図であって、立体画像
表示用アタッチメントの構成を分解した状態で示す概略
斜視図である。

【図２】図１に示す立体画像表示用アタッチメントに用
いられる偏光制御板の構成例を示す概略要部断面図であ
る。

【図３】本発明の立体画像表示用アタッチメントを上か
ら見た状態で示す動作原理の説明図である。

【図４】本発明の立体画像表示用アタッチメントを上か
ら見た状態で示す動作原理の説明図である。

【図５】本発明の一実施例を示す図であって、立体画像
表示用アタッチメントの構成部材とディスプレイ及び観
察者の位置関係と、ディスプレイの画面から観察者に向
かう光線の様子を表す説明図である。

【図６】本発明の別の実施例を示す図であって、立体画
像表示用アタッチメントの構成部材とディスプレイ及び
観察者の位置関係と、ディスプレイの画面から観察者に
向かう光線の様子を表す説明図である。

【図７】本発明のさらに別の実施例を示す図であって、
立体画像表示用アタッチメントの構成部材とディスプレ
イ及び観察者の位置関係と、ディスプレイの画面から観
察者に向かう光線の様子を表す説明図である。

【図８】本発明のさらに別の実施例を示す図であって、
立体画像表示用アタッチメントの第２の偏光板を取り外
して偏光メガネを用いた場合の、立体画像表示用アタッ
チメントの構成部材とディスプレイ及び観察者の位置関
係と、ディスプレイの画面から観察者に向かう光線の様
子を表す説明図である。

【図９】従来の立体画像表示方法の一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１：第１の偏光板 ２：第２の偏光板 ２ａ，２ｂ：要素偏光板 ３：偏光制御板 ３ａ，３ｅ：ガラス基板 ３ｂ，３ｄ：透明電極 ３ｃ：液晶層 ４：ディスプレイ ５：観察者 ６：偏光メガネ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像表示体の画面に装着され、立体画像表
   示を実現する立体画像表示用アタッチメントであって、
   特定方向に偏光した光だけを透過させる第１の偏光板
   と、偏光方向が互いに直交する短冊状の要素偏光板を交
   互に並べた第２の偏光板と、上記第１の偏光板と上記第
   ２の偏光板の間に配置され、電気信号によって入射光の
   偏光面を任意の回転角へ回転させる制御が可能な要素偏
   光制御部を横方向に並べて構成された偏光制御板とによ
   って構成されていることを特徴とする立体画像表示用ア
   タッチメント。
2. 【請求項２】請求項１に記載の立体画像表示用アタッチ
   メントにおいて、第２の偏光板の要素偏光板を並べて配
   置させるときのピッチは、偏光制御板の要素偏光制御部
   が並ぶピッチより狭いことを特徴とする立体画像表示用
   アタッチメント。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の立体画像表示用
   アタッチメントにおいて、第２の偏光板と偏光制御板の
   どちらか一方もしくは両方を、画像表示体の画面に対し
   て垂直方向（前後方向）に移動可能な構成であることを
   特徴とする立体画像表示用アタッチメント。
4. 【請求項４】請求項１，２または３に記載の立体画像表
   示用アタッチメントにおいて、第２の偏光板と偏光制御
   板のどちらか一方もしくは両方を、画像表示体の画面に
   対して水平方向（横方向）に移動可能な構成であること
   を特徴とする立体画像表示用アタッチメント。