CN102036086B - 图像显示观看系统、光调制器及图像显示设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种图像显示观看系统，包括：图像显示设备，包含信号控制部分，接收图像信号的输入并且输出使得多个不同的图像中的每一个被连续显示至少两次的信号，和显示面板，从所述信号控制部分输出的信号输入到所述显示面板，并且所述显示面板交替地连续显示所述多个不同的图像中的每一个至少两次；以及光调制器，包括液晶层，从所述图像显示设备输出的具有预定偏振方向的图像以及具有随机偏振的外部光入射到所述液晶层，并且所述液晶层定期地改变所述入射光的偏振方向，和偏光板，从所述液晶层发出的光入射到所述偏光板，并且所述偏光板具有预定方向的偏振轴。

Description

图像显示观看系统、光调制器及图像显示设备

技术领域

本发明涉及一种图像显示观看系统、光调制器及图像显示设备。

背景技术

最近，已知一种诸如在日本专利No.3701355中描述的技术，其使用时分方案在单个屏幕上显示多个视频图像，并且使用具有与所显示的图像的定时同步的遮板(shutter)的眼镜，以分离多个视频图像并且分别地识别它们。还已知一种诸如在日本专利申请公布No.JP-A-1968-227498中描述的技术，其通过显示分别与左和右眼相对应的视差图像来实现使用上述技术的立体显示。

发明内容

这两种技术在硬件方面是基本相同的，并且它们的不同仅在其显示的视频内容和遮板的操作方面。也就是说，如果分别与左和右眼相对应的遮板以相同的相位打开和关闭，可以选择性地显示多个视频图像，并且如果遮板以相反的相位打开和关闭，则使得两个图像充当视差图像，从而可以显示立体图像。

顺便提及，电视接收器的垂直同步频率在NTSC系统的情况下是60Hz，而在PAL和SECAM系统的情况下是50Hz。因而，具有遮板的眼镜与60Hz或50Hz的频率同步地执行它们的打开和关闭操作。

另一方面，用于诸如室内荧光灯等的外部光源的商用电源的频率例如也是50Hz或60Hz，并且不是反相器类型的荧光灯以上述频率的双倍闪烁，即以100Hz或120Hz的频率闪烁。

在分离地使用荧光灯和具有遮板的眼镜的情况下，频率如此高以致人眼不能感觉到它，但是如果通过遮板的顶部看荧光灯，则由于遮板的操作频率和荧光灯的闪烁频率之间的频率差而能感觉到闪烁。例如，在其中商用频率是50Hz的环境中观看60Hz的视频信号的情况下，通过遮板传送以作为两个频率之间的差的20Hz或40Hz频率的光的闪烁，并且能可视地感觉到该闪烁。在该情况下，即使没有感觉到显示屏幕本身的闪烁，在屏幕(诸如在例如由荧光灯照射的墙上)周围的区域中能容易地感觉到闪烁，并且这有时使得用户感觉不舒服。

此外，在液晶显示面板的情况下，按垂直方向从上侧以行(line)顺序方式显示图像。在该情况下，由于液晶的响应速度不足，在屏幕的上部分和下部分上同时显示不同的图像。结果，可能发生串扰。

考虑到上述，期望提供一种图像显示观看系统、光调制器及图像显示设备，其是新颖和改进的，并且通过使用简单的结构能够可靠地抑制来自外部光源的光的闪烁并且阻止串扰的发生。

根据本发明的实施例，提供了一种图像显示观看系统，包括：图像显示设备，包含信号控制部分，接收图像信号的输入并且输出使得多个不同的图像中的每一个被连续显示至少两次的信号，和显示面板，从所述信号控制部分输出的信号输入到所述显示面板，并且所述显示面板交替地连续显示所述多个不同的图像中的每一个至少两次；以及光调制器，包括液晶层，从所述图像显示设备输出的具有预定偏振方向的图像以及具有随机偏振的外部光入射到所述液晶层，并且所述液晶层定期地改变所述入射光的偏振方向，和偏光板，从所述液晶层发出的光入射到所述偏光板，并且所述偏光板具有预定方向的偏振轴。

所述图像显示设备可以包括1/4λ波长板，其将具有预定偏振方向的图像转换为圆偏振光。所述光调制器可以包括1/4λ波长板，其被布置为比所述液晶层更靠近所述图像显示设备，并且将所述圆偏振光再一次转换为预定偏振方向。

所述液晶层可以取决于是否施加电压来旋转所述入射光的偏振方向，并且控制光通过所述偏光板的传输和不传输。

所述光调制器可以被布置在观看者的右眼的前面和左眼的前面。所述多个不同的图像可以是由右眼可视地识别的用于右眼的图像和由左眼可视地识别的用于左眼的图像。所述液晶层可以控制光通过所述偏光板的传输和不传输，以使得响应于从所述图像显示设备定期输出的所述用于右眼的图像和所述用于左眼的图像之间的切换，所述用于右眼的图像入射到右眼且所述用于左眼的图像入射到左眼。

所述光调制器可被布置在观看者的右眼的前面和左眼的前面。所述多个不同的图像可以是分别由不同用户可视地识别的图像。可以控制光通过所述偏光板的传输和不传输，以使得响应于从所述图像显示设备定期输出的所述多个不同的图像之间的切换，所述多个不同的图像中的一个入射到右眼和左眼两者。

根据本发明的另一实施例，提供了一种光调制器，包括：液晶层，从图像显示设备定期输出的具有预定偏振方向的图像以及具有随机偏振的外部光入射到所述液晶层，并且所述液晶层定期地改变入射光的偏振方向，所述图像是分别连续输出至少两次的多个不同的图像；以及偏光板，从所述液晶层发出的光入射到所述偏光板，并且所述偏光板具有预定方向的偏振轴。

从所述图像显示设备输出的图像可以是从具有预定偏振方向的图像转换的圆偏振光的图像。所述光调制器可以进一步包括1/4λ波长板，该1/4λ波长板被布置为比所述液晶层更靠近所述图像显示设备，并且将所述圆偏振光再一次转换为预定偏振方向。

所述液晶层可以取决于是否施加电压来旋转所述入射光的偏振方向，并且控制光通过所述偏光板的传输和不传输。

所述光调制器可以被布置在观看者的右眼的前面和左眼的前面。所述多个不同的图像是由右眼可视地识别的用于右眼的图像和由左眼可视地识别的用于左眼的图像。所述液晶层可以控制光通过所述偏光板的传输和不传输，以使得响应于从所述图像显示设备定期输出的所述用于右眼的图像和所述用于左眼的图像之间的切换，所述用于右眼的图像入射到右眼且所述用于左眼的图像入射到左眼。

所述光调制器可以被布置在观看者的右眼的前面和左眼的前面。所述多个不同的图像可以是分别由不同用户可视地识别的图像。可以控制光通过所述偏光板的传输和不传输，以使得响应于从所述图像显示设备定期输出的所述多个不同的图像之间的切换，所述多个不同的图像中的一个入射到右眼和左眼两者。

根据本发明的另一实施例，提供了一种图像显示设备，包括：信号控制部分，接收图像信号的输入，并且输出使得多个不同的图像中的每一个被连续显示至少两次的信号；显示面板，从信号控制部分输出的信号输入到所述显示面板，并且所述显示面板交替地连续显示所述多个不同的图像中的每一个至少两次；以及1/4λ波长板，其将所述多个不同的图像的偏振光转换为圆偏振光，其中，所述图像显示设备将所述多个不同的图像输出到光调制器，所述光调制器在液晶层的前表面上具有1/4λ波长板，该1/4λ波长板将圆偏振光转换为预定偏振方向，并且通过液晶层执行遮板操作。

根据上述的本发明的实施例，能够通过使用简单的结构可靠地抑制来自外部光源的闪烁，并且阻止发生串扰。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例的立体图像显示观看系统的配置的示意图；

图2是示出图像显示设备的配置的框图；

图3是示出在图像显示设备上显示视频图像的定时以及液晶遮板的打开(open)和关闭(close)定时的时序图；

图4A-4D是示出根据本发明的实施例的“写入两次”的原理以及液晶遮板的打开和关闭定时的时序图；

图5是图示在液晶遮板和用于室内照明的荧光灯(外部光源)之间的关系的特征图；

图6是示出根据本实施例的视频图像显示系统的详细结构的示意图；

图7是示出通过从图6所示的结构中去除+1/4波长板114和-1/4波长板202获得的结构的示意图；并且

图8是示出向多个用户提供不同的视频图像的双视图系统的示意图。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。注意，在该说明书和附图中，利用相同的参考数字表示具有基本相同功能和结构的结构元素，并且省略对这些结构元件的重复解释。

将以下面次序进行解释。

1.视频图像显示系统的整体配置

2.图像显示设备的配置的示例

3.根据本实施例的“写入两次”的示例

4.由于诸如荧光灯的外部光源导致的闪烁的发生因素

5.本实施例的视频图像显示系统的详细结构

6.对定期显示多个不同的图像的系统的应用

1.视频图像显示系统的整体配置

图1是示出根据本发明的实施例的立体图像显示观看系统的配置的示意图。如图1中所示，根据本实施例的系统被提供有包括LCD的图像显示设备100以及显示图像观看眼镜(光调制器)200。图像显示设备100被提供有：驱动电路，驱动显示面板；以及发送器，接收来自驱动电路的垂直同步信号并且向显示图像观看眼镜200输出信号，并且可以以双倍速度来驱动图像显示设备100。显示图像观看眼镜200具有接收从图像显示设备100的发送器发送的信号的功能，并且还被提供有液晶遮板200a、200b，基于所接收的信号，液晶遮板200a、200b通过根据显示在显示面板上的视频图像打开(open)和关闭(close)遮板来选择视频图像。

图像显示设备100可以例如是使用时分方案的立体视频图像显示设备，并且可以以极其短的周期在整个显示面板上交替显示用于左眼的图像和用于右眼的图像。此外，图像显示设备100可以与用于左眼的图像和用于右眼的图像的显示周期同步地单独向左眼和右眼提供图像。图像显示设备100可以例如在分离的场中交替显示用于右眼的图像R和用于左眼的图像L。在显示图像观看眼镜200的通常将放置透镜的部分中提供液晶遮板对200a、200b。液晶遮板200a、200b与在图像显示设备100的分离场中的图像的切换同步地交替执行打开和关闭操作。也就是说，对于其中在图像显示设备100上显示用于右眼的图像A的场，用于左眼的液晶遮板200b处于关闭状态，而用于右眼的液晶遮板200a处于打开状态。对于其中显示左眼的图像B的场执行相反的遮板操作。因而，图像显示设备100以极其短的周期交替地显示图像A和图像B，并且与用于图像A和图像B的显示周期同步地同时向左眼和右眼提供图像。

该类操作使得对于正佩戴着眼镜200并且观看图像显示设备100的用户的右眼仅图像A可见，并且使得对用户的左眼仅图像B可见。因此，用于右眼和左眼的图像在用户的眼睛后面被组合，使得显示在图像显示设备100上的图像被感觉为是立体的。图像显示设备100还能够显示普通的二维图像，并且在该情况下，不执行图像A和图像B的切换。

2.图像显示设备的配置的示例

接下来，将解释图像显示设备100的配置。图2是示出图像显示设备100的配置的框图。如图2中所示，图像显示设备100被提供有视频信号控制部分120、遮板控制部分122、发射器124、定时控制部分126、背光控制部分128、栅极驱动器130、数据驱动器132和液晶显示面板134。背光(表面光源)136被布置在液晶显示面部134的后面。

液晶显示面板134包括液晶层、彼此面对并且夹着液晶层的透明电极、滤色器等。用于显示用于右眼的图像A和用于左眼的图像B的视频信号被输入到视频信号控制部分120中。视频信号控制部分120交替地输出左视频信号和右视频信号，以使得在液晶显示面板134上交替地显示用于右眼的图像A和用于左眼的图像B。此外，视频信号控制部分120基于输入的左和右视频信号执行转换，以用于下文中描述的写入，使得对于用于右眼和用于左眼的视频信号中的每一个连续输出两个相同的信号。

由视频信号控制部分120转换的用于右眼的视频信号和用于左眼的视频信号被输入到定时控制部分126中。定时控制部分126将输入的用于右眼的视频信号和用于左眼的视频信号转换成要输入到液晶显示面板134中的信号，并且还生成在栅极驱动器130和数据驱动器132的操作中使用的脉冲信号。

由定时控制部分126转换的信号分别被输入到栅极驱动器130和数据驱动器132。栅极驱动器130和数据驱动器132接收由定时控制部分126生成的脉冲信号，并且使得液晶显示面板134中的各像素基于输入的信号发光。因而在液晶显示面板134上显示视频图像。

视频信号控制部分120还向遮板控制部分122发送定时信号，该定时信号指示用于在用于右眼的视频信号和用于左眼的视频信号之间进行切换的定时信号。基于从视频信号控制部分120发送的定时信号，遮板控制部分122向发射器124发送使得发射器124发光的驱动信号。驱动信号是包括关于液晶遮板200a、200b的打开和关闭定时的信号，并且遮板控制部分122根据从视频信号控制部分120发送的定时信号来控制关于液晶遮板200a、200b的打开和关闭定时。基于从遮板控制部分122发送的驱动信号，发射器124向观看眼镜200发送光学信号，该光学信号指示关于右和左液晶遮板200a、200b的打开和关闭定时。此外，使得发射器124发光的驱动信号可以在打开时段期间使用在显示图像观看眼镜200侧保持的值，作为包括用于在图像A和图像B之间进行切换的定时的值。

尽管未详细描述，但是显示图像观看眼镜200被提供有接收光学信号的传感器。在接收到光学信号之后，显示图像观看眼镜200与由该光学信号指示的用于液晶遮板200a、200b的打开和关闭定时同步地执行液晶遮板200a、200b的打开和关闭操作。

遮板控制部分122还向背光控制部分128发送指示在左和右图像之间进行切换的定时的定时信号。基于输入的定时信号，背光控制部分128输出使得背光136接通的控制信号。背光136基于从背光控制部分128输入的控制信号而被接通。

此外，液晶显示设备被用作图像显示设备100的示例，但是本发明不限于该示例，并且可以将诸如CRT、PDP和EL的能够以电视垂直同步频率的整倍数进行显示的任何设备用作图像显示设备100。

显示图像观看眼镜200的液晶遮板200a、200b可以例如包括具有TN液晶的液晶遮板，并且能够通过接通和断开电压来选择光通过遮板的透光和非透光。

图3是示出在图像显示设备100上显示视频图像的定时以及液晶遮板200a、200b的打开和关闭定时的时序图。如图3中所示，将显示在图像显示设备100上的视频图像分类为用于右眼的图像A和用于左眼的图像B，并且观看者在液晶遮板200a打开时看到图像A，而在液晶遮板200b打开时看到图像B。在PAL的情况下，所显示的视频图像的源可以是50Hz。

如图3中所示，首先，图像A开始被显示在图像显示设备110上，并且在已流逝了液晶响应时间并且图像A被完全显示时，使液晶遮板200进入打开状态。这允许观看者的右眼感觉到图像A。接下来，当图像B开始被显示时，使液晶遮板200a进入关闭状态，使得切断(阻挡)图像B通过液晶遮板200a的传输。

接下来，当图像B被完全显示时，使液晶遮板200b进入打开状态，并且观看者的左眼感觉到图像B。因为由此交替感觉到图像A和图像B，所以图像A和图像B之间的视差允许观看者感觉到立体图像。

由图像显示设备100和液晶遮板200a、200b的响应速度来确定其中液晶遮板200a、200b的每一个打开的时段。在本实施例中，将时段设置为5毫秒作为示例。根据图像显示设备100的特性确定液晶遮板200a、200b的打开和关闭定时，并且能够如所希望地来调整实际的打开和关闭定时以及显示图像A、B的方法。

如上所述，在单个图像显示设备100上交替显示图像A、B并且与图像的显示同步地打开和关闭显示图像观看眼镜200的液晶遮板200a、200b使得观看者可以感觉到立体图像。

3.根据本实施例的“写入两次”的示例

当图像显示设备100的显示面板被形成为如本实施例中的液晶显示面板时，按照液晶显示面板的垂直方向从上侧开始以行顺序方式来显示图像。在该情况下，由于液晶的响应速度不足，所以在屏幕的上部分和下部分上同时显示用于右眼的图像A和用于左眼的图像B。结果，存在发生串扰的可能性。因而，为了阻止由于液晶的响应速度不足以及亮度不足而发生串扰，本发明采用了一种技术，其增加液晶面板的驱动频率并且使得液晶显示面板134将左或右图像的一个帧显示(写入)两次。

图4是示出根据本实施例的“写入两次”的原理以及液晶遮板200a、200b的打开和关闭定时的时序图。图4示出其中以240Hz的驱动频率显示用于右眼的图像A和用于左眼的图像B的每一个的情况。在图4中，其中由一个写入操作来显示用于右眼的图像A或用于左眼的图像B的时段是1/240Hz＝4.2ms。

图4A示出在按照液晶显示面板134的屏幕的从下边缘(Y＝0)到上边缘(Y＝Y0)的垂直方向上的每个位置处、亮度随时间变化的方式。图4B示出液晶显示面板134的背光136发光的方式。如图4B中所示，在本实施例中，背光136恒定地接通。然而，可以在背光控制部分128的控制下依据液晶遮板200a、200b的打开时段来接通背光136。

图4C示出液晶遮板200a、200b的打开和关闭定时。图4D示出其中用于右眼的图像R入射到正佩戴着显示图像观看眼镜200的用户的右眼并且用于左眼的图像L入射到用户的左眼的状态。

如图4A中所示，在屏幕的上边缘(Y＝Y0)处，在从时间t20至时间t21的4.2ms时段期间写入用于左眼的图像L。接下来，在从时间t21至时间t22的4.2ms时段期间再次写入用于左眼的图像L。这里，从时间t20至时间t21写入的用于左眼的图像L和从时间t21至时间t22写入的用于左眼的图像L基本是相同的图像。然而，它们可以由于诸如过驱动处理的调整而彼此不同。过驱动处理可以是如下处理：在第二次写入操作中将实际信号电平与在第一次写入操作中的视频信号电平(驱动量)进行比较，并且校正第一次写入操作还没有达到的亮度值；或可以是校正摇摆(swingback)现象的处理。此外，也可以在第一次写入操作中执行过驱动处理。可以由定时控制部分126来执行上述的处理。定时控制部分126还通过过驱动处理等充当亮度校正部分。此外，可以在第一次写入用于左眼的图像L和第二次写入用于左眼的图像L之间提供预定的空白时段。

在写入用于左眼的图像L两次之后，写入用于右眼的图像R。并且对于用于右眼的图像R，在屏幕的上边缘(Y＝Y0)处，在从时间t22至时间t23的4.2ms时段期间写入用于右眼的图像R。接下来，在从时间t23至时间t24的4.2ms时段期间再次写入用于右眼的图像R。从时间t22至时间t23写入的用于右眼的图像R和从时间t23至时间t24写入的用于右眼的图像R基本是相同的图像。然而，它们可以由于诸如过驱动处理的调整而彼此不同。此外，可以在第一次写入用于右眼的图像R和第二次写入用于右眼的图像R之间或在用于左眼的图像L和用于右眼的图像R之间提供预定的空白时段。

通常，液晶显示设备具有相对较低的响应时间。因而，如果写入时间短，则每个像素无法达到期望亮度。由于该原因，如果增加驱动频率并且交替地写入用于右眼的图像A和用于左眼的图像B，则用于一个写入操作的时间变得短于4.2ms，并且仅在第一次写入操作之后就达到期望亮度。结果，不存在屏幕的上边缘和下边缘两者的亮度已达到期望亮度的定时。

在本实施例中，将用于右眼的图像A和用于左眼的图像B的每个连续地写入两次。因而，在第二次写入操作时，同样的图像已经在第一次写入操作中被写入，因此能够维持期望亮度。于是，在屏幕的上边缘和下边缘二者都能够达到期望亮度。

在图4A中所示的时间t22，在从屏幕的上边缘到屏幕的下边缘的整个区域中，用于左眼的图像L的亮度已达到期望的电平。因而，如果仅在如图4C和图4D中所示的以时间t22为中心的预定时段(例如2.1ms)期间打开液晶遮板200b，则仅用于左眼的图像L可被用户的左眼可视地识别。因此，可以可靠地阻止串扰的发生。注意，串扰和亮度具有折中的关系。因而，基于给予哪一个以优先权，可以适当地设置遮板打开时段。

以如上类似的方式，对于用于右眼的图像R，在图4A中所示的时间t24，在从屏幕的上边缘到屏幕的下边缘的整个区域中，用于右眼的图像R的亮度也已达到期望的电平。因而，如果仅在如图4C和图4D中所示的以时间t24为中心的预定时段(例如2.1ms)期间打开液晶遮板200a，则仅用于右眼的图像R可被用户的右眼可视地识别。因此，可以可靠地阻止串扰的发生。

如上所述，如果增加液晶的驱动频率，则在第一次写入操作时，当完成写入时在屏幕的下部分中没有达到期望亮度。因此，至少在液晶显示面板134的瞬时响应期间的第一次写入操作的某个时段期间关闭液晶遮板200a、200b。更具体地，至少在与在显示用于右眼的图像A或用于左眼的图像B期间的、大约8.4ms的50％相对应的4.2ms的时段期间关闭液晶遮板200a、200b。结果，可以避免其中用户可视地识别出第一次写入操作的瞬时响应期间的视频图像的情形。此外，为了阻止串扰，提供了其中液晶遮板200a、200b两者都关闭的时段。

在本实施例中，如图4C中所示，仅在以时间t24为中心的预定时段(2.1ms)期间打开用于右眼的液晶遮板R(液晶遮板200a)。此外，仅在以时间t22和时间t26为中心的预定时段(例如2.1ms)期间打开用于左眼的液晶遮板L(液晶遮板200b)。

在时间t24，在屏幕的下边缘处开始用于右眼的图像A的第二次写入操作，并且在屏幕的上边缘处完成用于右眼的图像A的第二次写入操作。因而，如果在时间t24打开液晶遮板200a，则用户的右眼不能可视地识别第一次写入操作的用于右眼的图像A。因此，在从屏幕的下边缘到上边缘的整个区域中，用户的右眼可视地识别第二次写入操作的用于右眼的图像A。

以类似于上述的方式，在时间t22和时间t26，在屏幕的下边缘处开始用于左眼的图像B的第二次写入操作，并且在屏幕的上边缘处完成用于左眼的图像B的第二次写入操作。因而，如果在时间t22或时间t26打开液晶遮板200b，则用户的左眼不能可视地识别第一次写入操作的用于左眼的图像B。因此，在从屏幕的下边缘到上边缘的整个区域中，用户的左眼可视地识别第二次写入操作的用于左眼的图像B。

以此方式，通过第一次写入操作达到期望亮度，并且当执行第二次写入操作时维持该亮度。因而，用户可在整个屏幕上可视地识别其亮度已达到期望亮度的视频图像。因此，如果仅在如图4C所示的t22、t24和t26处的最小预定时段(例如2.1ms)期间打开液晶遮板200a、200b，则变得可以可靠地阻止串扰的发生。具体地，如果液晶遮板200a、200b的每一个的打开时段被设置在在屏幕的上边缘处用于右眼的图像A切换到用于左眼的图像B的切换定时之前、或在屏幕的上边缘处用于左眼的图像B切换到用于右眼的图像A的切换定时之前，则可以可靠地阻止串扰的发生。

如上所述，根据本实施例的“写入两次”的示例，变得可以可靠地阻止其中用于右眼的图像A和用于左眼的图像B混合的串扰的发生。

此外，当不执行如本实施例中的“写入两次”时，如果利用液晶能够响应的低频率交替显示用于右眼的图像A和用于左眼的图像B，则发生闪烁(在屏幕上闪烁)。例如，当将显示用于右眼的图像A或用于左眼的图像B的一个帧的驱动频率设置为等于或小于60Hz时，发生闪烁。在本实施例中，将液晶的驱动频率设置为例如240Hz。因而，可以可靠地阻止闪烁的发生。

4.由于诸如荧光灯的外部光源导致的闪烁的发生因素

接下来，将基于图5解释在液晶遮板200a、200b和用于室内照明的荧光灯(外部光源)之间的关系。在本实施例中，作为示例，将允许荧光灯发光的商用电源的频率设置为50Hz，并且将在其期间在基于NTSC(全国电视标准委员会)信号的二图像显示的情况下打开遮板的时段设置为5毫秒。

荧光灯不是反相器类型，而是使用镇流器的类型。因为使用镇流器，所以荧光灯以是50Hz商用频率的两倍的100Hz振荡，使得其周期是10毫秒。相反，液晶遮板200a、200b以NTSC系统的59.94Hz垂直同步频率交替地打开和关闭，所以它们的周期是16.7毫秒。换句话说，如图5中所示，液晶遮板200a、200b以16.7毫秒的间隔交替地打开5毫秒的时段。

图5示出荧光灯的亮度(相对强度)和液晶遮板200a、200b的传输因子随着时间如何变化(从0到100％)。如图5中所示，荧光灯的亮度在强度上以10毫秒的周期变化。通过以16.7毫秒的周期打开和关闭遮板，液晶遮板200a、200b的传输因子周期地变化。由于液晶遮板200a、200b的响应特性，存在由从遮板开始打开时直到它们完全打开和从它们开始关闭时直到它们完全关闭的响应延迟而导致的转变时段。

将穿过液晶遮板200a、200b并且到达观看者的眼睛的光量表达为荧光灯的亮度与液晶遮板200a、200b的各自的传输因子的乘积，并且可以通过图5中所示的对角线阴影区域将它们示为相对强度。人眼感觉到的光量是图5中用对角线阴影标出的各区域的积分值，但是如果将该值绘制为沿时间轴的包络线，则其示出类似于由图5中的虚线指示的波状波形。通过叠加在液晶遮板200a、200b的频率的两倍与荧光灯的发光频率之间的差(2×59.94-100＝19.88Hz)以及在液晶遮板200a、200b的频率与荧光灯的发光频率之间的差(100-59.94＝40.06Hz)，导出波状波形的频率。一般地，由于光的闪烁，人眼感觉到不大于50Hz或60Hz的频率闪烁，所以在该情形下，生成类似于图5中所示的(近似50Hz)波状波形，并且感觉到可容易地识别的闪烁(光的闪烁)，并且给观看者以不舒服的印象。

如上所述，在观看者直接感觉到来自诸如荧光灯等的发光体的光的情况下，频率高，所以其不会变成闪烁的因素，而如果液晶遮板200a、200b的遮板操作叠加在光上，则感觉到闪烁。

5.本实施例的视频图像显示系统的详细结构

为了消除上面描述的闪烁，在本实施例中，针对来自被认为具有随机偏振的外部光源的光，使从图像显示设备100输出的偏振(偏振光)进入某种状态，并且使用它们之间的差来消除闪烁。如果以该方式使用偏振来分离入射光，则对于来自外部光源的光，基本不运行液晶遮板200a、200b的功能，并且能够使得液晶遮板200a、200b仅对于显示在图像显示设备100上的图像的偏振起作用。结果，能够完全消除对于来自包括荧光灯的外部光源的光的闪烁。下面将描述细节。

图6是示出根据本实施例的视频图像显示系统的详细结构的示意图。如图6中所示，图像显示设备100包括显示视频图像的液晶显示面板134和提供在液晶显示面板134的显示屏幕上的+1/4波长板114。

另一方面，显示图像观看眼镜200被提供有以从图像显示设备100侧的次序布置的-1/4波长板202、切换液晶(液晶层)203和偏光板204。液晶遮板200a、200b的每一个由-1/4波长板202、切换液晶203和偏光板204形成。

当图像显示设备100的液晶显示面板134是VA模式液晶显示面板时，以垂直偏振状态从液晶显示面板134输出视频图像信息。在本实施例的图像显示设备100中，+1/4波长板114被提供在液晶显示面板134的前表面上，以使得+1/4波长板114的延迟相位轴在垂直方向上倾斜45度。因而，从图像显示设备100输出的光被输出为右旋圆偏振光。

另一方面，来自包括荧光灯的各种发光体的光被输出为随机偏振光，并且进入显示图像观看眼镜200的-1/4波长板202。

以此方式，从图像显示设备100输出的视频图像的光和从诸如荧光灯的外部发光体输出的光具有彼此不同的偏振状态，并且进入提供在显示图像观看眼镜200的表面上的-1/4波长板202。

-1/4波长板202被提供在显示图像观看眼镜200的表面上，以使得其延迟相位轴在垂直方向上倾斜-45度。因而，从图像显示设备100输出的右旋圆偏振光的偏振状态再次由-1/4波长板202转换，并且由此右旋圆偏振光被改变为垂直偏振光，其进入切换液晶203。

切换液晶203例如由向列型(nematic)液晶层形成。在本实施例中，使用具有90度的扭转角度的扭转向列(TN)型的液晶。切换液晶203包括切换液晶203的前和后表面上的一对透明电极(图中未示出)。在该对透明电极之间没有施加电压的情况下，液晶层的液晶分子扭转90度。因而，从切换液晶203发出的光依据该扭转而传播，并且其偏振方向旋转90度。

被布置为比切换液晶203更靠近观看者的偏光板204具有水平偏振轴。因而，当在该对透明电极之间没有施加电压时，从图像显示设备100发出的光通过偏光板204发送，因为从-1/4波长板202输出的垂直偏振光依据液晶分子的扭转而传播，所以其偏振方向被旋转90度，并且其被改变为水平偏振光。此外，如果在该对透明电极之间施加等于或大于阈值电压的电压，则液晶分子被定向为使得其长轴以电场的方向为方向。在该状态中，液晶分子不被扭转。因而，从图像显示设备100输出的光保持在垂直偏振状态，并且被偏光板204所吸收(阻挡)。

如上所述，当不向切换液晶203施加电压时，从图像显示设备100输出的右旋圆偏振光通过显示图像观看眼镜200的-1/4波长板202被改变为垂直偏振光，并且通过切换液晶203和偏光板204而被发送，由此到达观看者的眼睛。因而，其可被观看者识别。另一方面，当向切换液晶203施加电压时，从图像显示设备100输出的右旋圆偏振光通过显示图像观看眼镜200的-1/4波长板202被改变为垂直偏振光。然而，其被切换液晶203改变为水平偏振光，因而被偏光板204所吸收。

以此方式，对于从图像显示设备100输出的光，液晶遮板200a、200b以常白模式操作。因而，对于从图像显示设备100输出的光，通过定期地向切换液晶203施加电压，可以定期地执行显示图像观看眼镜200的光传输和吸收。结果，显示图像观看眼镜200能够执行液晶遮板200a、200b的遮板操作。

另一方面，从诸如荧光灯的外部发光体(下文中称为“外部光”)输出的光是随机偏振的光，并且没有指定偏振的方向。因而，即使在穿过-1/4波长板202之后，外部光也保持随机偏振状态。而且，在偏振的方向取决于是否向透明电极施加电压而改变的情况下以及在偏振方向不改变的情况下，当外部光穿过切换液晶203时，外部光保持随机偏振状态并且不改变为特定偏振状态。因而，通过位于最靠近观看者的偏光板204单独提取在传输轴方向(横向)中的振动分量。然而，随机偏振光的横向振动分量恒定地穿过偏光板204，而与是否向切换液晶203施加电压无关。因而，对于外部光，显示图像观看眼镜200不执行遮板操作，并且外部光的横向振动分量恒定地被观看者的眼睛识别。

因而，本实施例使得可以实现如下显示图像观看眼镜200：其仅对从图像显示设备100输出的光执行遮板操作，并且其遮板对外部光不起作用。因而，由于液晶遮板200a、200b对外部光基本不起作用，所以进入显示图像观看眼镜200的外部光被观看者的眼睛识别，其中频率不改变。因而，变得可以完全阻止闪烁的发生。

图7是示出通过从图6中所示的结构中去除+1/4波长板114和-1/4波长板202而获得的结构的示意图。同样在图7所示的配置中，从图像显示设备100输出的光以垂直偏振状态进入切换液晶203。因而，以类似于图6的方式，能够对于从图像显示设备100输出的光定期地执行遮板操作。另一方面，外部光以随机偏振状态进入切换液晶203，并且以随机偏振的状态进入偏光板204。因而，外部光的传输轴方向(横向)的振动分量恒定地穿过偏光板204，而与是否向切换液晶203施加电压无关。因此，同样在图7所示的配置中，可以实现其遮板对外部光不起作用的显示图像观看眼镜200。然而，在图7所示的结构中，例如，当观看者倾斜他/她的头部时，从图像显示设备100输出的光的偏振方向与切换液晶203的液晶的方位方向不同，所以能够假定没有正确地执行遮板操作。在这种情况下，光可能在遮板打开状态下不发送，或相反地，光可能在遮板关闭状态下发送，并且存在发生其中左和右图像被混合的串扰的可能。

对于图6中所示的结构，通过提供具有+1/4波长板114的图像显示设备100，从图像显示设备100输出的偏振光被转换为圆偏振光。因而，例如，即使当佩戴着显示图像观看眼镜200的观看者倾斜他/她的头部时，-1/4波长板202和切换液晶203也一起倾斜。因而，进入切换液晶203的光的偏振方向不改变。因此，可以避免由于显示图像观看眼镜200的倾斜而导致的影响，并且可以对从图像显示设备100输出的光恒定地执行准确的遮板操作。

注意，相对于图7中所示的结构，正常的液晶遮板在比切换液晶203更靠近图像显示设备100的一侧包括具有预定方向的偏振轴的偏光板。利用该结构，偏光板对外部光操作，并且因而外部光也被转换为预定的偏振光并且被入射到切换液晶203中。因而，通过液晶遮板200a、200b的遮板操作对外部光也起作用，并且这变为上述的闪烁的发生的因素。

已使用处于常白模式的液晶的例子解释了根据本实施例的显示图像观看眼镜200的液晶遮板200a、200b，在所述常白模式中，当不施加电压时，光穿过液晶遮板。然而，也可以使用处于常黑模式的液晶，在所述常黑模式中，当不施加电压时光被阻挡。在该情况下，可以进一步增进当液晶遮板200a、200b打开时以及当它们关闭时之间的对比。另一方面，当使用处于常白模式的液晶时，可以提高光透过率。

此外，在本实施例中，已解释了NTSC信号和50Hz商用频率之间的关系，但是这也适用于在不用于NTSC的PAL(逐行倒相)或SECAM(顺序与存储彩色电视系统)与50Hz、60Hz等的商用频率之间的关系。即使在这些情况下，根据本实施例的配置，也可以可靠地抑制闪烁的发生。

因此，根据本实施例，在抑制与视频信号同步地周期性打开和关闭的遮板和以接近遮板的打开和关闭周期的周期重复接通和断开的外部光源之间的波动现象方面能够做出显著的改进。外部光源不限于荧光灯，但是即使利用LED照明、各种类型的音频-视频设备的显示设备的照明等，也发生相同类型的闪烁。然而，可以利用本实施例的配置来可靠地抑制闪烁。在这些外部光源中，存在其中各设备具有它们自己的特征频率而不是商用频率的情况，但是即使对于这些外部光源，利用本实施例的配置也可以可靠地抑制闪烁。

6.对周期性地显示多个不同的图像的系统的应用

在如上所述的示例中，已举例说明了立体图像显示观看系统，但是本发明可应用于向多个用户提供不同视频图像的任何系统。图8是向多个用户提供不同的视频图像的(双观看)系统的示意图。在该系统中，显示图像观看眼镜200的液晶遮板200a、200b以相同的定时执行它们的打开和关闭操作。图像显示设备100可以是例如使用时分方案的显示设备，并且可以以极其短的周期在整个屏幕上交替地显示用于用户A的视频图像和用于用户B的视频图像。

在这种情况下，在图3中，在图像显示设备100上显示的两种类型的图像是用于用户A的图像A和用于用户B的图像B，并且在这两个用户中，用户A感觉图A，且用户B感觉图像B。例如，在PAL的情况下，所显示的视频图像的源可以是50Hz。

液晶遮板200a、200b与在图像显示设备100的分离场中的图像的切换同步地同时执行它们的打开和关闭操作。换句话说，在图3中，如果图像A是用于用户A的图像而图像B是用于用户B的图像，则对于其中在图像显示设备100上显示图像A的场，用户A正佩戴着的显示图像观看眼镜200的液晶遮板200a、200b都处于打开状态。相反，用户B正佩戴着的显示图像观看眼镜200的液晶遮板200a、200b都处于关闭状态。

更具体地，首先，在图3中，图像A开始被显示在图像显示设备100上，并且在已流逝了液晶响应时间且图像A被完全显示时，用于用户A的液晶遮板200a、200b处于打开状态。这使得用户A能够感觉到图像A。接下来，当图像B开始被显示在图像显示设备100上时，用于用户A的液晶遮板200a、200b处于关闭状态，以使得切断(阻挡)图像B通过液晶遮板200a、200b的传输。

此外，对于其中在对于用户B在图像显示设备100上显示图像B的场，用户B正佩戴着的显示图像观看眼镜200的液晶遮板200a、200b都处于打开状态。相反，用户A正佩戴着的显示图像观看眼镜200的液晶遮板200a、200b都处于关闭状态。

也就是说，当图像B被完全显示时，用于用户B的液晶遮板200a、200b处于打开状态。并且用户B能够感觉到图像B。相反，用户A正佩戴着的显示图像观看眼镜200的液晶遮板200a、200b都处于关闭状态，因此用户A不能感觉到图像B。

因而，图像显示设备100以极其短的周期交替地在整个屏幕上显示用于用户A的图像A和用于用户B的图像B，并且用于每个用户的液晶遮板200a、200b与图像A和图像B的显示定时同步地打开和关闭。这使得能够向用户A和用户B提供不同的图像。而且在图8的示例中，利用在图4中解释的“写入两次”的原理，对于图像A和图像B中的每一个，连续地将图像A和图像B的相同图像显示至少两次或更多次。这使得能够可靠地防止图像A混合到被用户观看的图像B中，或可靠地防止图像B混合到被用户观看的图像A中。此外，在图8中，举例说明了两个用户的情况，但是可以将相同类型的配置应用于存在更多用户的情况。在上面描述的示例中，显示了两种类型的视频图像，所以通过将单个垂直同步周期划分为两个部分来显示图像，但是也能可以通过将垂直同步周期划分为不小于3个部分，来同时显示不小于3个视频图像，从而向更大数目的用户提供不同的图像。

如上所述，根据本实施例，对于被认为具有随机偏振的外部光，从图像显示设备100输出的偏振光被改变为特定状态，并且使用它们之间的差别。以该方式使用偏振来分离图像和外部光。因而，可以使得遮板仅对从显示屏幕取得的偏振光起作用，而遮板功能对外部光不操作。结果，能够可靠地消除由于诸如荧光灯的外部光源而导致的闪烁。此外，图像A和图像B被显示为使得连续地将同一图像显示至少两次或更多次。因而，能够可靠地阻止其中图像A和图像B混合并且被用户可视地识别的串扰的问题。

本领域技术人员应理解，取决于设计需求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替换，只要它们在所附的权利要求或等同物的范围内即可。

本申请包含于2009年9月30日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2009-225964中公开的主题，其整个内容通过引用合并于此。

Claims (13)

1.一种图像显示观看系统，包括：

图像显示设备，包括：

信号控制部分，接收图像信号的输入并且输出使得多个不同的图像中的每一个被连续显示至少两次的信号；以及

显示面板，从所述信号控制部分输出的信号输入到所述显示面板，并且所述显示面板交替地连续显示所述多个不同的图像中的每一个至少两次；以及

光调制器，包括：

液晶层，从所述图像显示设备输出的具有预定偏振方向的图像以及具有随机偏振的外部光入射到所述液晶层，并且所述液晶层定期地改变所述入射光的偏振方向；以及

偏光板，从所述液晶层发出的光入射到所述偏光板，并且所述偏光板具有预定方向的偏振轴，

其中，所述液晶层控制光通过偏光板的传输和不传输，以使得图像的第一次输出的某个时段期间光不传输通过偏光板。

2.根据权利要求1所述的图像显示观看系统，

其中，所述图像显示设备包括1/4λ波长板，其将具有预定偏振方向的图像转换为圆偏振光，并且

其中，所述光调制器包括1/4λ波长板，其被布置为比所述液晶层更靠近所述图像显示设备，并且将所述圆偏振光再一次转换为预定偏振方向。

3.根据权利要求1所述的图像显示观看系统，

其中，所述液晶层取决于是否施加电压来旋转所述入射光的偏振方向，并且控制光通过所述偏光板的传输和不传输。

4.根据权利要求3所述的图像显示观看系统，

其中，所述光调制器被布置在观看者的右眼的前面和左眼的前面，

其中，所述多个不同的图像是由右眼可视地识别的用于右眼的图像和由左眼可视地识别的用于左眼的图像，并且

其中，所述液晶层控制光通过所述偏光板的传输和不传输，以使得响应于从所述图像显示设备定期输出的所述用于右眼的图像和所述用于左眼的图像之间的切换，所述用于右眼的图像入射到右眼且所述用于左眼的图像入射到左眼。

5.根据权利要求3所述的图像显示观看系统，

其中，所述光调制器被布置在观看者的右眼的前面和左眼的前面，

其中，所述多个不同的图像是分别由不同用户可视地识别的图像，

其中，控制光通过所述偏光板的传输和不传输，以使得响应于从所述图像显示设备定期输出的所述多个不同的图像之间的切换，所述多个不同的图像中的一个入射到右眼和左眼两者。

6.一种光调制器，包括：

液晶层，从图像显示设备定期输出的具有预定偏振方向的图像以及具有随机偏振的外部光入射到所述液晶层，并且所述液晶层定期地改变入射光的偏振方向，所述图像是分别连续输出至少两次的多个不同的图像；以及

偏光板，从所述液晶层发出的光入射到所述偏光板，并且所述偏光板具有预定方向的偏振轴，

其中，所述液晶层控制光通过偏光板的传输和不传输，以使得图像的第一次输出的某个时段期间光不传输通过偏光板。

7.根据权利要求6所述的光调制器，

其中，从所述图像显示设备输出的图像是从具有预定偏振方向的图像转换的圆偏振光的图像，并且

其中，所述光调制器进一步包括1/4λ波长板，该1/4λ波长板被布置为比所述液晶层更靠近所述图像显示设备，并且将所述圆偏振光再一次转换为预定偏振方向。

8.根据权利要求6所述的光调制器，

其中，所述液晶层取决于是否施加电压来旋转所述入射光的偏振方向，并且控制光通过所述偏光板的传输和不传输。

9.根据权利要求8所述的光调制器，

其中，所述光调制器被布置在观看者的右眼的前面和左眼的前面，

其中，所述多个不同的图像是由右眼可视地识别的用于右眼的图像和由左眼可视地识别的用于左眼的图像，

其中，所述液晶层控制光通过所述偏光板的传输和不传输，以使得响应于从所述图像显示设备定期输出的所述用于右眼的图像和所述用于左眼的图像之间的切换，所述用于右眼的图像入射到右眼且所述用于左眼的图像入射到左眼。

10.根据权利要求8所述的光调制器，

其中，所述光调制器被布置在观看者的右眼的前面和左眼的前面，

其中，所述多个不同的图像是分别由不同用户可视地识别的图像，

其中，控制光通过所述偏光板的传输和不传输，以使得响应于从所述图像显示设备定期输出的所述多个不同的图像之间的切换，所述多个不同的图像中的一个入射到右眼和左眼两者。

11.一种图像显示设备，包括：

信号控制部分，接收图像信号的输入，并且输出使得多个不同的图像中的每一个被连续显示至少两次的信号；

显示面板，从信号控制部分输出的信号输入到所述显示面板，并且所述显示面板交替地连续显示所述多个不同的图像中的每一个至少两次；以及

1/4λ波长板，其将所述多个不同的图像的偏振光转换为圆偏振光，

其中，所述图像显示设备将所述多个不同的图像输出到光调制器，所述光调制器在液晶层的前表面上具有1/4λ波长板，该1/4λ波长板将圆偏振光转换为预定偏振方向，并且通过液晶层执行遮板操作，

其中，所述液晶层控制光通过偏光板的传输和不传输，以使得图像的第一次输出的某个时段期间光不传输通过偏光板。

12.根据权利要求11所述的图像显示设备，

其中，所述多个不同的图像是由右眼可视地识别的用于右眼的图像和由左眼可视地识别的用于左眼的图像。

13.根据权利要求11所述的图像显示设备，

其中，所述多个不同的图像是分别由不同用户可视地识别的图像。