CN102187382B - 图像显示系统、图像显示设备和光学快门 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种图像显示系统，包括：显示装置(13)，在不同的定时处显示至少两个显示状态，所述两个显示状态是第一显示状态和第二显示状态，在第一显示状态下，利用第一偏振光来显示第一图像并利用第二偏振光来显示第二图像，其中第二偏振光的偏振分量与第一偏振光的偏振分量不同，第二图像用于抵消第一图像，而在第二显示状态下，利用第一偏振光来显示第二图像并利用第二偏振光来显示第一图像；以及光学快门(14)，在第一显示状态下透射第一偏振光并阻挡第二偏振光，以及在第二显示状态下透射第二偏振光并阻挡第一偏振光。

Description

图像显示系统、图像显示设备和光学快门
技术领域
本发明涉及图像显示系统，具体地，涉及向特定用户提供特定图像并向另一用户提供另一图像的图像显示系统。 
背景技术
JP63-312788A(以下称为专利文献1)描述了一种防止其他人偷偷观看显示图像的图像显示设备。图1示出了该图像显示设备的结构。 
参照图1，图像显示设备由以下各项组成：图像信息存储器202、组合电路205、色度/亮度转换电路206、图像显示设备208、眼镜快门定时产生电路209和眼镜211。 
图像信息存储器202存储基于帧信号203的逐帧输入图像信号201。以帧周期两倍高的速度，对图像信息存储器202中存储的图像信号进行两次读取。将第一次读取的图像信号提供给组合电路205，作为1/2压缩的第一图像信号204。色度/亮度转换电路206对第二次读取的图像信号进行色度和亮度的转换，并将其作为第二图像信号207提供给组合电路205。将组合电路205的输出作为显示信号提供给图像显示设备208。在图像显示设备208上交替显示基于第一图像信号204的图像和基于第二图像信号207的图像。 
眼镜快门定时产生电路209基于帧信号203来产生驱动眼镜211的快门的眼镜快门驱动信号210。眼镜快门驱动信号210是一种定时信号，使得眼镜211的快门(阻挡状态)在显示基于第二图像信号207的图像时开启。由于眼镜快门驱动信号210驱动眼镜211的快门，因此仅向佩戴眼镜211的人提供基于第一图像信号204的图像。 
另一方面，未佩戴眼镜211的人可以看到灰色图像，其中基于第一图像信号204的图像和基于第二图像信号207的图像由于视觉时间整合效应(残留图像)而融合。该灰色图像是与基于第一图像信号204 的图像完全不同的图像。因此，未佩戴眼镜211的人不能区分出基于第一图像信号204的图像。 
USP 5537476说明书(以下称为专利文献2)公开了另一种图像显示设备。图2示出了该图像显示设备的结构。 
参照图2，该图像显示设备包括：三原色显示器301、302，具有互不相同的原色谱；分束器303，将穿过这些三原色显示器301、302的第一和第二图像光进行组合；以及滤光器304，包括仅允许穿过分束器303的组合图像光中的第一或第二图像光透射的特性。如果通过滤光器304观看穿过分束器303的组合图像光，则仅观看到第一或第二图像光。如果未使用滤光器304，则观看到组合图像，从而不能区分出第一或第二图像光。 
发明内容
然而，专利文献1和2中描述的图像显示设备具有以下问题。 
在专利文献1中描述的图像显示设备中，由于基于第一图像信号的第一图像和基于第二图像信号的第二图像具有正和负的关系，因此第一图像上的亮区域变为第二图像上的暗区域，而第一图像上的暗区域变为第二图像上的亮区域。因此，由于第一图像与第二图像之间的对应区域的亮度差较大，因而在交替显示第一图像和第二图像时，交替显示亮部分和暗部分。因此，如果未佩戴眼镜的人看到其中第一图像和第二图像融合的灰色图像，则第一图像和第二图像的亮度差可能被感觉为闪烁。 
如果第一图像是包括高亮度区域和低亮度区域在空间上尖锐变化的边界(边缘)的图像，并且如果边界(边缘)是随时间移动的移动图像，则当利用第一图像信号和第二图像信号来显示移动图像时，未佩戴眼镜的人将高对比度区域和有尖锐边缘的区域(包括许多高频分量的区域)感觉为伪轮廓。 
以下具体描述伪轮廓。 
图3是示出了利用第一和第二图像信号显示的移动图像示例的示意图。图4是示出了以下状态的示意图：其中，移动图像中特定行的 图像是按照显示这些图像的顺序(即，以时间序列)来布置的。 
在图3中，左侧的示例图像表示基于第一图像信号的移动图像，而右侧的示例图像表示基于第二图像信号的移动图像。在基于第一图像信号的移动图像中，垂直延伸的黑带100a在白色区域100b上从左至右移动。在基于第二图像信号的移动图像中，垂直延伸的白带101a在黑色区域101b上从左至右移动。基于第二图像信号的移动图像是基于第一图像信号的移动图像的反转图像，在交替观察这些移动图像时，观察到灰色移动图像作为感觉的图像。 
然而，如果观察上述灰色移动图像，则观察者的视点沿黑带100a和白色区域100b的边界以及白带101a和黑色区域101b的边界移动。因此，基于第一图像信号的图像中黑带100a的左端和白色区域100b的边界以及基于第二图像信号的图像中白带101a的左端和黑色区域101b的边界被感觉为灰色移动图像中的白色伪轮廓。类似地，基于第一图像信号的图像中黑带100a的右端和白色区域100b的边界以及基于第二图像信号的图像中白带101a的右端和黑色区域101b的边界被感觉为灰色移动图像中的黑色伪轮廓。换言之，由于未佩戴眼镜的人可以看到只有佩戴眼镜的人能看到的第一图像的轮廓，因此保密性恶化。 
与专利文献1中描述的将具有正和负关系的图像高速切换的结构不同，由于专利文献2中描述的图像显示设备简单地将穿过两个三原色显示器的图像光进行组合，并显示得到的图像，因此不会出现上述闪烁。然而，使用如玻璃纸之类的材料，可以容易地伪造阻挡穿过两个三原色显示器的图像光之一的滤光器。因此，可能发生以下情况：其中通过使用伪造滤光器来秘密地窥视显示图像。 
本发明的目的是提供一种图像显示系统、图像显示设备和光学快门，可以解决以下问题：闪烁、由于感觉到伪轮廓而导致保密性恶化、以及通过使用伪造光学快门(滤光器)来秘密窥视显示图像。 
为了实现上述目的，根据本发明的一种图像显示系统，包括：显示装置，在不同的定时显示至少两个显示状态，所述两个显示状态是第一显示状态和第二显示状态，在第一显示状态下，利用第一偏振光 来显示第一图像并利用第二偏振光来显示第二图像，其中第二偏振光的偏振分量与第一偏振光的偏振分量不同，第二图像用于抵消第一图像，在第二显示状态下，利用第一偏振光来显示第二图像并利用第二偏振光来显示第一图像；以及 
光学快门，在第一显示状态下透射第一偏振光并阻挡第二偏振光，在第二显示状态下透射第二偏振光并阻挡第一偏振光。 
根据本发明的图像显示设备包括：显示装置，在不同的定时显示至少两个显示状态，所述两个显示状态是第一显示状态和第二显示状态，在第一显示状态下，利用第一偏振光来显示第一图像并利用第二偏振光来显示第二图像，其中第二偏振光的偏振分量与第一偏振光的偏振分量不同，第二图像用于抵消第一图像，在第二显示状态下，利用第一偏振光来显示第二图像并利用第二偏振光来显示第一图像；以及 
显示控制装置，控制第一显示状态与第二显示状态之间的切换，并输出表示第一和第二显示状态之间的切换定时的同步信号。 
根据本发明的一种光学快门是： 
光学快门，用于观察图像显示设备上的显示图像，所述图像显示设备能够在两个显示状态之间切换，其中在第一显示状态下，利用第一偏振光来显示第一图像并利用第二偏振光来显示第二图像，其中第二偏振光的偏振分量与第一偏振光的偏振分量不同，第二图像用于抵消第一图像，所述光学快门包括： 
液晶面板单元，在第一偏振分离状态与第二偏振分离状态之间切换，在第一偏振分离状态下，透射第一偏振光并阻挡第二偏振光，在第二偏振分离状态下，透射第二偏振光并阻挡第一偏振光；以及 
液晶驱动部分，基于从图像显示设备提供并表示第一和第二显示之间的切换定时的同步信号，当同步信号状态表示第一显示状态时，使液晶面板单元操作于第一偏振分离状态，当同步信号表示第二显示状态时，使液晶面板单元操作于第二偏振分离状态。 
根据本发明的另一光学快门是： 
光学快门，用于观察图像显示设备上的显示图像，所述图像显示 设备能够在三个显示状态之间切换，其中在第一显示状态下，利用第一偏振光来显示第一图像并利用第二偏振光来显示第二图像，其中第二偏振光的偏振分量与第一偏振光的偏振分量不同，第二图像用于抵消第一图像，在第二显示状态下，利用第一偏振光来显示第二图像并利用第二偏振光来显示第一图像，在第三显示状态下，利用第一和第二偏振光来显示第三图像，第三图像与第一图像不同，所述光学快门包括： 
液晶面板单元，在第一偏振分离状态、第二偏振分离状态和第三偏振分离状态之间切换，在第一偏振分离状态下，透射第一偏振光并阻挡第二偏振光，在第二偏振分离状态下，透射第二偏振光并阻挡第一偏振光，在第三偏振分离状态下，阻挡第一和第二偏振光；以及 
液晶驱动部分，基于从图像显示设备提供并表示第一和第二显示之间的切换定时的同步信号，当同步信号状态表示第一显示状态时，使液晶面板单元操作于第一偏振分离状态，当同步信号表示第二显示状态时，使液晶面板单元操作于第二偏振分离状态，当同步信号表示第三显示状态时，使液晶面板单元操作于第三偏振分离状态。 
附图说明
图1是示出了专利文献1中描述的图像显示设备的结构的框图。 
图2是示出了专利文献2中描述的图像显示设备的结构的框图。 
图3是示出了专利文献1中描述的图像显示设备中的示例移动图像的示意图。 
图4是示出了以下状态的示意图：其中，图3所示的移动图像中特定行的图像是按照显示这些图像的顺序(即，以时间序列)来布置的。 
图5是示出了根据本发明第一示例实施例的图像显示系统的结构的框图。 
图6是描述了图5所示的图像显示系统的操作原理的示意图。 
图7是示出了在交替显示亮图像和暗图像的情况下临界融合频率、对比率和平均亮度之间的关系的特性图。 
图8是示出了构成图5所示的图像显示系统的显示装置的第一示例结构的框图。 
图9是示出了构成图5所示的图像显示系统的显示装置的第二示例结构的框图。 
图10是示出了构成图5所示的图像显示系统的显示装置的第三示例结构的框图。 
图11A是构成图10所示的显示装置的液晶面板单元的滤色器的平面图。 
图11B是构成图10所示的显示装置的液晶面板单元的偏振滤光器的平面图。 
图11C是构成图10所示的显示装置的液晶面板单元的另一偏振滤光器的平面图。 
图11D是描述了构成图10所示的液晶面板单元的液晶部分的每个偏振滤光器和每个像素(每一行)的关系的示意图。 
图12A是示出了示例偏振滤光器的示意图，其中P偏振滤光器和S偏振滤光器以Z字形布置。 
图12B是示出了另一示例偏振滤光器的示意图，其中P偏振滤光器和S偏振滤光器以Z字形布置。 
图13是示出了构成图5所示的图像显示系统的光学快门的示例结构的框图。 
图14是示出了在图5所示的图像显示系统的显示装置上显示的示例移动图像的示意图。 
图15A是示出了以下状态的示意图：其中，在图14所示的移动图像是具有P偏振光的移动图像的情况下，按照显示特定行的图像的顺序(即，以时间序列)来布置特定行的图像。 
图15B是示出了以下状态的示意图：其中，在图14所示的移动图像是具有S偏振光的移动图像的情况下，按照显示特定行的图像的顺序(即，以时间序列)来布置特定行的图像。 
图16是描述了图5所示的图像显示系统的另一操作原理的示意图。 
图17是示出了根据本发明第二示例实施例的图像显示系统的结构的框图。 
图18是描述了图17所示的图像显示系统的操作原理的示意图。 
图19是示出了构成图17所示的图像显示系统的光学快门的第一示例结构的框图。 
图20A是示出了图19所示的光学快门的第一偏振分离状态的示例的示意图。 
图20B是示出了图19所示的光学快门的第二偏振分离状态的示例的示意图。 
图20C是示出了图19所示的光学快门的第二偏振分离状态的另一示例的示意图。 
图21是示出了构成图17所示的图像显示系统的光学快门的第二示例结构的示意图。 
图22是示出了图21所示的光学快门中液晶面板的驱动部分和电极部分的框图。 
图23是描述了根据本发明第三示例实施例的图像显示系统的操作原理的示意图。 
图24A是示出了构成根据本发明另一示例实施例的图像显示系统的使用1/4波片的显示装置的示例的示意图。 
图24B是示出了构成根据本发明另一示例实施例的图像显示系统的使用1/4波片的光学快门的示例的框图。 
图25A是示出了图24B所示的光学快门的第一偏振分离状态的示意图。 
图25B是示出了图24B所示的光学快门的第二偏振分离状态的示意图。 
图26是示出了构成根据本发明另一示例实施例的图像显示系统的使用1/4波片的显示装置的另一示例的示意图。 
图27是示出了构成根据本发明另一示例实施例的图像显示系统的使用1/4波片的显示装置的另一示例的示意图。 
参考标号的描述 
1显示控制装置 
11图像转换部分 
12复用部分 
13显示装置 
14光学快门 
具体实施方式
接下来，参照附图，描述本发明的示例实施例。 
(第一示例实施例) 
图5是示出了根据本发明第一示例实施例的图像显示系统的结构的框图。 
如图5所示，根据本示例实施例的图像显示系统包括：显示装置13；显示控制装置1，控制显示装置13对图像的显示操作；以及光学快门14，用于观察在显示装置13上显示的图像(静止图像或移动图像)。 
显示装置13在不同的定时处显示至少两个显示状态，其中：在第一显示状态下，利用第一偏振光来显示第一图像(Q)并利用第二偏振光来显示抵消第一图像的第二图像(I)，其中第二偏振光的偏振分量与第一偏振光的偏振分量不同；在第二显示状态下，利用第一偏振光来显示第二图像(I)并利用第二偏振光来显示第一图像(Q)。 
光学快门14被构造为使得光学快门14在第一显示状态下透射第一偏振光并阻挡第二偏振光，以及使得光学快门14在第二显示状态下透射第二偏振光并阻挡第一偏振光。 
显示控制装置1控制在显示装置13上在第一显示状态与第二显示状态之间进行切换。作为执行切换控制的具体示例电路，显示控制装置1包括图像转换部分11和复用部分12。然而，应当注意，显示控制装置1不限于由图像转换部分11和复用部分12组成的电路，而是显示控制装置1还可以由另一电路组成，只要能够控制第一和第二显示状态之间的切换。 
在图5所示的示例中，将图像信号10A提供给显示控制装置1。图像信号10A是例如从外部图像处理设备(如个人计算机)或在系统中提供的图像处理电路向图像转换部分11和复用部分12中的每一个逐帧提供的图像信号。在本示例中，使用基于图像信号10A的第一图像(Q)作为秘密图像。 
图像转换部分11基于输入的图像信号10A，将第一图像(Q)转换为抵消第一图像的第二图像(I)。在本示例中，抵消第一图像(Q)的第二图像(I)是以下图像：其中，如果第一图像(Q)和第二图像(I)交替或同时显示，则由于视觉时间或空间整合效应而融合的Q和I图像变为与Q不相关的图像。 
更具体地，图像转换部分11产生I，使得当Q和I和对应像素的亮度值相加时，相加后的值变为恒定亮度值(例如，灰色，作为每个像素中的中间值)。将表示第二图像(I)且从图像转换部分11输出的图像信号10B提供给复用部分12。 
复用部分12对基于所输入的图像信号10A的第一图像(Q)和基于所输入的图像信号10B的第二图像(I)进行时间或空间复用，并产生QI复用图像。将从复用部分12输出的QI复用图像信号提供给显示装置13。此外，复用部分12产生同步信号，同步信号表示QI复用图像信号中Q和I的切换定时。将从复用部分12输出的同步信号提供给光学快门14。 
显示装置13基于从复用部分12提供的QI复用图像信号，显示具有第一偏振光的图像和具有第二偏振光的图像。一般地，偏振光表示电场变化方向(光的电向量振荡的方向)偏转的光。在本示例中，为了方便，将第一偏振光称为P偏振光，而将第二偏振光称为S偏振光。当然，可以将第一偏振光称为S偏振光，而将第二偏振光称为P偏振光。在这种情况下，可以将操作描述为使得利用S偏振光来替换P偏振光，而利用P偏振光来替换S偏振光。 
显示装置13执行利用P偏振光来显示第一图像(Q)并利用S偏振光来显示第二图像(I)的第一显示状态与利用P偏振光来显示第二图像(I)并利用S偏振光来显示第一图像(Q)的第二显示状态之间的 切换。第一和第二显示状态之间的切换与从复用部分12输出的同步信号同步。 
光学快门14是一种可执行第一偏振分离状态与第二偏振分离状态之间的切换的光学快门，在第一偏振分离状态下，透射P偏振分量并阻挡S偏振分量，而在第二偏振分离状态下，透射S偏振分量并阻挡P偏振分量。光学快门的形状可以是眼镜类型、卡类型、屏幕类型、窗口类型等等。第一偏振分离状态与第二偏振分离状态之间的切换是基于从复用部分12输出的同步信号来执行的。具体地，如果显示装置13操作于第一显示状态，则光学快门14操作于第一偏振分离状态；如果显示装置13操作于第二显示状态，则光学快门14操作于第二偏振分离状态。 
接下来，描述根据本示例实施例的图像显示系统的操作。 
图6是描述了图5所示的图像显示系统的操作原理的示意图。参照图6，在显示周期T中，在第一显示状态T1与第二显示状态T2之间执行切换。 
在第一显示状态T1中，显示装置13利用P偏振光来显示秘密图像(Q)，并利用S偏振光来显示反转图像(I)。在本示例中，反转图像(I)是以如下方式获得的图像：基于预定特性，对包括秘密图像(Q)的每个像素的亮度值执行反转过程。例如，秘密图像(Q)和反转图像(I)之间的关系与照片的负像和正像之间的关系相对应。 
此外，在第一显示状态T1中，光学快门14透射P偏振分量并阻挡S偏振分量。在这种情况下，在显示装置13上显示的P偏振光的秘密图像(Q)和S偏振光的反转图像(I)中，只有P偏振光的秘密图像(Q)透射通过光学快门14。因此，在第一显示状态T1中，如果使用光学快门14，则秘密图像(Q)变为感觉的图像(图6中示出的利用眼镜感觉的图像)。相反，如果未使用光学快门14，则由于在显示装置13上显示并观察到P偏振光的秘密图像(Q)与S偏振光的反转图像(I)的空间组合图像，因此灰色图像变为感觉的图像(图6中示出的未利用眼镜感觉的图像)。 
在第二显示状态T2中，显示装置13利用P偏振光来显示反转图 像(I)，并利用S偏振光来显示秘密图像(Q)。此外，在第二显示状态T2中，光学快门14透射S偏振分量并阻挡P偏振分量。在这种情况下，在显示装置13上显示的P偏振光的反转图像(I)和S偏振光的秘密图像(Q)中，只有S偏振光的秘密图像(Q)透射通过光学快门14。因此，在第二显示状态T2中，如果使用光学快门14，则秘密图像(Q)变为感觉的图像(图6中示出的利用眼镜感觉的图像)。如果未使用光学快门14，则与上述第一显示状态T1中的情况类似，灰色图像变为感觉的图像(图6中示出的未利用眼镜感觉的图像)。 
显示周期T是执行切换的周期，等于或大于由秘密图像(Q)和反转图像(I)的平均亮度和对比率定义的临界融合频率。以下将描述临界融合频率。 
一般而言，当交替显示亮图像和暗图像时，通过以等于或低于特定频率的频率融合人眼感觉到的图像来获得图像(″Optical Engineering Handbook″，pp 149 to 150，Asakura Shoten)。该频率被称为临界融合频率。在电视的显示标准中，基于该临界融合频率来指定显示频率。例如，NTSC的显示周期是60Hz，PAL的显示周期是50Hz。 
临界融合频率取决于交替显示的两个图像的对比率和平均亮度。当交替显示的两个图像中亮图像的亮度值和暗图像的亮度值分别表示为I1和I2时，这些图像的对比率C和平均亮度IAV分别由以下表达式给出。 
[表达式1] 
C＝(I1-I2)/(I1+I2) 
IAV＝(I1+I2)/2 
图7是示出了在交替显示亮图像和暗图像的情况下临界融合频率、对比率和平均亮度之间关系的特性图。垂直轴表示对比率，而水平轴表示时间频率(Hz)。 
如图7所示，临界融合频率根据两个图像的对比率和整个图像的平均亮度而不同。例如，当对比率C为0.5(当亮图像和暗图像的亮度比率为3∶1)并且平均亮度IAV较低(IAV＝0.21cd/m2)时，两个图像以约12Hz的频率融合。另一方面，当平均亮度IAV较高(IAV＝270cd/m2) 时，对于要融合的两个图像，必须将该频率提升至约50Hz。 
在根据本示例实施例的图像显示系统中，显示周期T需要是等于或大于临界融合频率的周期，临界融合频率取决于秘密图像(Q)和反转图像(I)的对比率以及所有两个图像(QI)的平均亮度。具体地，根据本示例实施例的图像显示系统包括：存储部分(未示出)，存储与图7所示的特性图相关的特性数据。复用部分12参考该特性数据以获得秘密图像(Q)与反转图像(I)之间的对比率最接近于1的区域(明亮度和暗度之差最大的区域)中的临界融合频率。此后，复用部分12产生QI复用图像，使得在等于或大于所获得的临界融合频率的显示周期T中，在显示装置13上执行第一和第二显示状态之间的切换。因此，在显示装置13上显示的秘密图像Q和反转图像I在时间上始终融合。 
因此，当未通过光学快门14来观看图像时，由于在第一和第二显示状态中均显示灰色图像，因此第一显示状态下的灰色图像和第二显示状态下的灰色图像在时间上融合，从而感觉到灰色图像。如果通过仅透射P偏振光(S偏振光)的滤光器来观看显示装置13上的显示图像，则P偏振光(S偏振光)的秘密图像(Q)和P偏振光(S偏振光)的反转图像(I)在时间上融合，从而与未通过光学快门14来观看显示图像的情况类似，感觉到灰色图像。 
当通过光学快门14来观看图像时，P偏振光的秘密图像(Q)和S偏振光的秘密图像(Q)在时间上融合，从而感觉到秘密图像。因此，由于只能通过光学快门14来观看秘密图像(Q)，因此可以防止偷窥秘密图像。 
在图6所示的显示周期T中，可以在任何定时处执行第一显示状态T1与第二显示状态T2之间的切换。此时，为了防止通过使用仅透射P偏振光(S偏振光)的滤光器进行偷窥来观看秘密图像，优选地，第一显示状态T1中亮度的时间整合值和第二显示状态T2中亮度的时间整合值变为相同。具体地，如果在显示周期T中，第一显示状态T1的显示持续时间表示为t，第二显示状态T2的显示持续时间表示为T-t，则T1中秘密图像(Q)的一个特定像素的亮度值表示为L(Q1)，反转图像(I)的对应像素的亮度值表示为L(I1)，T2中秘密图像(Q)的对应像素的亮度值表示为L(Q2)，反转图像(I)的对应像素的亮度值表示为L(I2)，则L(Q1)、L(Q2)、L(I1)和L(I2)需要被设置为使得满足：
[表达式2] 
L(Q1)∶L(Q2)＝L(I1)∶L(I2)＝T-t∶t 
换言之，如果T1的显示持续时间比T2的显示持续时间短，则T1中的亮度需要被设置为使其变为比T2中的亮度更亮；如果T1的显示持续时间比T2的显示持续时间长，则T1中的亮度需要被设置为使T1中的亮度变为比T2中的亮度更暗。如果T1的显示持续时间等于T2的显示持续时间，即在t＝T-t＝T/2的情况下，需要满足关系L(Q1)＝L(Q2)，L(I1)＝L(I2)。否则，由于T2中P偏振光(S偏振光)的反转图像未抵消T1中P偏振光(S偏振光)的秘密图像，因此可以利用仅透射P偏振光或S偏振光的滤光器来偷窥秘密图像。 
备选地，在显示周期T中，可以将第一显示状态执行n次(其中n为任何正整数)，并可以将第二显示状态执行m次(其中m为任何正整数)。 
此外，备选地，在显示周期T中，可以多次执行第一和第二显示状态之间的切换。在这种情况下，类似地，为了防止通过仅透射P偏振光或S偏振光的滤光器进行偷窥，优选地，将T1和T2中秘密图像(Q)和反转图像(I)的亮度设置为使得在显示周期T中执行第一显示状态T1的总持续时间中亮度的时间整合值变为与在显示周期T中执行第二显示状态T2的总持续时间中亮度的时间整合值相同。作为如何设置亮度值的方法，可以根据上述[表达式2]中所示的公式来获得亮度。 
另一方面，临界融合频率根据秘密图像(Q)和反转图像(I)的对比率的幅度而变化。具体地，如果对比率较大，则临界融合频率变高；如果对比率较小，则临界融合频率变低。因此，复用部分12可以根据秘密图像(Q)和反转图像(I)的对比率的幅度(或者两个图像QI的明亮度)来改变显示周期T。 
接下来描述显示装置13的具体结构。 
(显示装置13的第一示例结构) 
图8是示出了构成图5所示的图像显示系统的显示装置的第一示例结构的框图。 
参照图8，显示装置是可以在第一和第二显示状态这两个状态之间切换并具有两个DLP(数字光处理)投影仪141A、141B的显示装置的示例实施例。DLP是德克萨斯仪器公司的注册商标。 
在DLP投影仪141A的发射部分上设置偏振片142A，偏振片142A仅透射入射光中的P偏振分量。在DLP投影仪142A的发射部分上设置偏振片142B，偏振片142B仅透射入射光中的S偏振分量。 
DLP投影仪141A接收与图6所示的P偏振图像相关的第一图像信号，作为来自图5所示的复用部分12的QI复用信号，并基于第一图像信号来产生图像光。从DLP投影仪141A发射的图像光通过偏振片142A投影在屏幕143上。所投影的图像是P偏振分量的图像。 
另一方面，DLP投影仪141B接收与图6所示的S偏振图像相关的第二图像信号，作为来自图5所示的复用部分12的QI复用信号，并基于第二图像信号来产生图像光。从DLP投影仪141B发射的图像光通过偏振片142B投影在屏幕143上。所投影的图像是S偏振分量的图像。 
由于分别通过偏振片142A、142B将从DLP投影仪141A、141B发射的图像光投影在屏幕143上，因此在屏幕143上同时显示P偏振分量的图像和S偏振分量的图像。显示图6所示的P偏振图像作为P偏振分量的图像；显示图6所示的S偏振图像作为S偏振分量的图像。因此，可以执行第一显示状态和第二显示状态之间的切换。 
(显示装置13的第二示例结构) 
图9是示出了构成图5所示的图像显示系统的显示装置的第二示例结构的框图。 
参照图9，显示装置是可以在第一和第二显示状态这两个状态之间切换并具有两个液晶投影仪151A、151B的显示装置的示例实施例。 
液晶投影仪151A包括：光源152A；以及S偏振片153A、液晶面板154A和P偏振片155A，它们沿穿过光源152A的光的行进方向而布置。S偏振片153A仅透射穿过光源152A的光中的S偏振分量。使用来自S偏振片153A的S偏振分量的光来照亮液晶面板154A。 
液晶面板154A具有多个像素，并由驱动电路(未示出)来驱动。 驱动电路接收与图6所示的P偏振图像相关的第一图像信号，作为来自图5所示的复用部分12的QI复用信号，并基于第一图像信号来驱动液晶面板154A。开启的像素透射穿过S偏振片153A的光，其中保持偏振状态(S偏振光)。相反，由于关闭的像素改变了穿过S偏振片153A的光的偏振状态，因此透射通过像素的光包含P偏振分量。 
P偏振片155A仅透射由液晶面板154A产生的图像光中的P偏振分量。因此，液晶投影仪151A基于第一图像信号来产生P偏振分量的图像光，并将图像光投影在屏幕156上。 
液晶投影仪151B包括：光源152B，以及P偏振片153B、液晶面板154B和S偏振片155B，它们沿穿过光源152B的光的行进方向而布置。P偏振片153B仅透射穿过光源152B的光中的P偏振分量。使用穿过P偏振片153B的P偏振分量的光来照亮液晶面板154B。 
液晶面板154B具有多个像素，并由驱动电路(未示出)来驱动。驱动电路接收与图6所示的S偏振图像相关的第二图像信号，作为来自图5所示的复用部分12的QI复用信号，并基于第二图像信号来驱动液晶面板154B。开启的像素透射穿过P偏振片153B的光，其中保持偏振状态(P偏振光)。相反，由于关闭的像素改变了穿过P偏振片153B的光的偏振状态，因此该光包含S偏振分量。 
S偏振片155B仅透射由液晶面板154B产生的图像光中的S偏振分量。因此，液晶投影仪151B基于第二图像信号来产生S偏振分量的图像光，并将图像光投影在屏幕156上。 
因此，由于将穿过液晶投影仪151A的P偏振分量的图像光和穿过液晶投影仪151B的S偏振分量的图像光投影在屏幕156上，因此同时显示P偏振分量的图像和S偏振分量的图像。显示图6所示的P偏振图像作为P偏振分量的图像。显示图6所示的S偏振图像作为S偏振分量的图像。因此，可以执行第一显示状态与第二显示状态之间的切换。 
(显示装置13的第三示例结构) 
图10是示出了构成图5所示的图像显示系统的显示装置的第三示例结构的框图。 
参照图10，显示装置是可以在第一和第二显示状态这两个状态之 间切换并由一个液晶图像显示设备构成的显示装置的一个实施例。该液晶图像显示设备包括：液晶面板单元，其中，滤色器161、偏振滤光器162、利用透明电极构件将液晶夹在中间的液晶部分163、和偏振滤光器164依次层叠；以及背光165，照亮液晶面板单元。备选地，滤色器161可以被布置在偏振滤光器162和液晶部分163之间，或者被布置在偏振滤光器164和液晶部分之间。 
图11A至图11C是描述了液晶面板单元的示意图。图11A示出了滤色器161的平面图。图11B示出了偏振滤光器162的平面图。图11C示出了偏振滤光器164的平面图。 
滤色器161由像素166构成，每个像素166还由二维布置的6个子像素构成。构成像素166的子像素被布置为2行3列。如图11A所示，在第一行的3个子像素当中，在左侧的子像素中形成针对B的滤光器168C，在中心的子像素中形成针对G的滤光器168B，在右侧的子像素中形成针对R的滤光器168A。在第二行的3个子像素中，按照相同的布置形成针对B的滤光器168C、针对G的滤光器168B和针对R的滤光器168A。 
如图11B所示，在偏振滤光器162中，针对每行子像素，线性P偏振滤光器162A和线性S偏振滤光器162B交替布置。在偏振滤光器162中，在与奇数行中的子像素相对应的区域中，仅透射P偏振光分量的光；在与偶数行中的子像素相对应的区域中，仅透射S偏振光分量的光。 
如图7C所示，在偏振滤光器164中，针对每行子像素，线性S偏振滤光器164A和线性P偏振滤光器164B交替布置。在偏振滤光器164中，在与奇数行中的子像素相对应的区域中，仅透射S偏振光分量的光；在与偶数行中的子像素相对应的区域中，仅透射P偏振光分量的光。 
来自背光165的光照射在如上所述配置的液晶面板单元上。使来自背光165的光从液晶面板单元的偏振滤光器164侧入射。在液晶面板单元中，P偏振图像由奇数行中的子像素形成，S偏振图像由偶数行中的子像素形成。 
第一显示状态下偏振滤光器162、液晶部分163和偏振滤光器164的像素(行)关系如图11D所示。在图11D中，液晶部分163上显示的 图像由图6所示的秘密图像(第一图像)和反转图像(第二图像)的一部分(第N行至第N+3行)构成，等等。 
如图11D所示，在与布置有偏振滤光器162的P偏振滤光器的行相对应和与布置有偏振滤光器164的S偏振滤光器的行相对应的液晶部分上显示第一图像的第N行、第N+1行，…。在与布置有偏振滤光器162的S偏振滤光器的行相对应和与布置有偏振滤光器164的P偏振滤光器的行相对应的液晶部分上显示第二图像的第N行、第N+1行，…。因此，第一图像作为S偏振光而发射；第二图像作为P偏振光而发射，S偏振光的第一图像和P偏振光的第二图像逐行交替显示。 
由于第一和第二图像逐行交替显示，因此如果利用适当的放大来观察液晶显示部分，则尽管可以确认第一图像和第二图像交替显示的情形，然而，如果在保持充分距离(处于不能区分线边界的距离)的同时观察液晶显示部分，那么由于S偏振光的第一图像和P偏振光的第二图像在空间上融合(每一行)，因此即使不利用光学快门进行观察，也不能观看到第一图像的内容。 
在第二显示状态下，在液晶部分163上，图11D所示的第一图像和第二图像的顺序反转。换言之，在与布置有偏振滤光器162的P偏振滤光器的行相对应和与布置有偏振滤光器164的S偏振滤光器的行相对应的液晶部分上显示第二图像的第N行、第N+1行，…。在与布置有偏振滤光器162的S偏振滤光器的行相对应和与布置有偏振滤光器164的P偏振滤光器的行相对应的液晶部分上显示第一图像的第N行、第N+1行，…。因此，第一图像作为P偏振光而发射；第二图像作为S偏振光而发射，P偏振光的第一图像和S偏振光的第二图像逐行交替显示。 
具体地，驱动电路(未示出)接收与图6所示的P偏振图像相关的第一图像信号，作为来自图5所示的复用部分12的QI复用信号，并基于第一图像信号，对与液晶部分163的奇数行中的子像素相对应的液晶部分进行灰度等级(gradation)控制。 
具有透射通过偏振滤光器164的S偏振滤光器164A的S偏振分量的光进入与奇数行中的子像素相对应的液晶部分。通过基于与第一图像信号相对应的子像素的像素值(信号值)来改变施加至液晶部分(子 像素)的电压，对入射光进行调制，从而执行灰度等级控制。换言之，如果像素值为白色(最大灰度等级值)，则对应子像素的液晶部分开启；如果像素值为黑色(最小灰度等级值)，则液晶部分关闭；如果像素值是中间颜色(黑色与白色之间)，则使对应子像素的液晶部分处于开启状态与关闭状态之间的中间状态。 
在开启的液晶部分(子像素)中，由于从偏振滤光器164进入的光保持处于偏振状态(S偏振光)，因此P偏振滤光器162A阻挡该光，从而液晶部分变黑。相反，在关闭的液晶部分(子像素)中，由于从S偏振滤光器164A进入的光改变其偏振状态，因此透射通过液晶部分(子像素)的光变为P偏振分量，从而液晶部分变白。在使得处于中间状态的液晶部分(子像素)中，从S偏振滤光器164进入的光的偏振角变为P偏振光与S偏振光之间的中间值(具有P偏振分量和S偏振分量)。只有光的P偏振分量透射通过偏振滤光器162的P偏振滤光器162A。因此，通过类似地与像素值相对应地改变施加至液晶的电压，并调制入射光的偏振角，可以完成灰度等级控制。 
此外，驱动电路接收与图6所示的S偏振图像相关的第二图像信号，作为QI复用信号，并对与液晶部分163的偶数行上的子像素相对应的液晶部分进行灰度等级控制。尽管针对偶数行上的子像素的灰度等级控制与针对奇数行上的子像素的灰度等级控制相同，但是后者与前者的不同之处在于：入射光是P偏振光，并且仅透射由液晶调制的光中的S偏振分量。 
因此，在图10所示的液晶面板单元中，奇数行上的子像素显示具有P偏振分量的图像，偶数行上的子像素显示具有S偏振分量的图像。显示图6所示的P偏振图像作为P偏振分量的图像；显示图6所示的S偏振图像作为S偏振分量的图像。因此，可以执行第一显示状态与第二显示状态这两个状态之间的切换。 
在图11D所示的偏振滤光器162、164中，可以以不同于上述的形状来布置P偏振滤光器和S偏振滤光器。例如，可以以Z字形来布置P偏振滤光器和S偏振滤光器。 
图12A和图12B示出了偏振滤光器162、164的示例，其中，P偏振 滤光器和S偏振滤光器以Z字形布置。 
在偏振滤光器162中，在构成像素166的2行3列子像素当中，P偏振滤光器162A布置在与第1行第1列的子像素、第2行第2列的子像素和第1行第3列的子像素相对应的区域中；S偏振滤光器162B布置在与其余3个子像素相对应的区域中。 
相反，在偏振滤光器164中，在构成像素166的2行3列子像素当中，S偏振滤光器164A布置在与第1行第1列的子像素、第2行第2列的子像素和第1行第3列的子像素相对应的区域中；P偏振滤光器164B布置在与其余3个子像素相对应的区域中。 
在第一显示状态下，在液晶部分的棋盘图案的相应部分上交替显示第一图像和第二图像，其中显示第一图像的一部分与布置有偏振滤光器162的P偏振滤光器的子像素相对应，并与布置有偏振滤光器164的S偏振滤光器的子像素相对应；显示第二图像的另一部分与布置有偏振滤光器162的S偏振滤光器的子像素相对应，并与布置有偏振滤光器164的P偏振滤光器的子像素相对应。在第二显示状态下，对第一图像和第二图像进行反转显示。在这种Z字形图案中，可以执行第一显示状态与第二显示状态这两个状态之间的切换。 
接下来描述光学快门14的具体结构。 
图13是示出了构成图5所示的图像显示系统的光学快门14的示例结构的框图。 
参照图13，光学快门14是光学快门的一个实施例，该光学快门允许观察在显示装置13上显示的秘密图像，并包括：液晶面板单元2和驱动液晶面板单元的液晶驱动部分3。液晶驱动部分3由同步信号接收部分171和液晶驱动电路172构成。液晶面板单元2包括：液晶面板2a，利用两个透明电极174A、174B将液晶173夹在中间；以及P偏振片175，布置在液晶面板2a的发射表面侧上。 
同步信号接收部分171是从图5所示的复用部分12接收同步信号并将接收到的同步信号作为针对液晶面板单元2的控制信号提供给液晶驱动电路172的部分。同步信号表示图6所示的P偏振图像或S偏振图像的秘密图像和反转图像的切换定时。在本示例中，复用部分12向同 步信号接收部分171提供表示P偏振图像的秘密图像和反转图像的切换定时的P偏振光同步信号。当利用P偏振光来显示秘密图像时，P偏振光同步信号保持处于高电平；而当利用P偏振光来显示反转图像时，P偏振光同步信号保持处于低电平。 
在P偏振光同步信号保持处于高电平时，液晶驱动电路172提供电压，该电压使得在透明电极174A、174B之间，液晶173开启。相反，在P偏振光同步信号保持处于低电平时，液晶驱动电路172提供电压，该电压使得在透明电极174A、174B之间，液晶173关闭(例如0V的电压)。 
如果液晶173保持处于开启状态，则入射光透射通过液晶面板2a，保持偏振状态。在这种情况下，穿过显示装置13的P偏振分量的图像光和S偏振分量的图像光透射通过液晶面板2a。透射通过液晶面板2a的图像光中S偏振分量的图像光被P偏振片175阻挡，而具有P偏振分量的图像光透射通过P偏振片175。 
相反，如果液晶173保持处于关闭状态，则入射光的偏振状态改变(偏振方向改变90度)。换言之，如果S偏振分量的光进入液晶面板2a，则从液晶面板2a发射的光的偏振分量变为P偏振分量。如果P偏振分量的光进入液晶面板2a，则从液晶面板2a发射的光的偏振分量变为S偏振分量。按照这种方式，液晶面板2a将穿过显示装置13的P偏振分量的图像光和S偏振分量的图像光分别转换为S偏振分量的图像光和P偏振分量的图像光。从液晶面板2a发射的图像光中具有S偏振分量的图像光被P偏振片175阻挡，而P偏振分量的图像光透射通过P偏振片175。 
图13所示的光学快门14可以控制S偏振光和P偏振光中的每一个的透射和阻挡。通过开启液晶173，可以观察到在显示装置13上显示的图像中P偏振分量的图像。 
相反，通过关闭液晶173，可以观察到在显示装置13上显示的图像中S偏振分量的图像。 
由于液晶173的开/关控制与P偏振图像或S偏振图像的秘密图像和反转图像的切换定时同步，因此如果通过光学快门14观看显示装置13上的显示图像，则仅感觉到秘密图像。如果未使用光学快门14，则感 觉到灰色图像，其中，秘密图像和反转图像在时间上或空间上融合。 
在图13所示的光学快门14中，即使使用S偏振片来取代P偏振片175，也可以完成与上述操作相同的操作。 
根据本示例实施例的上述图像显示系统，如果未使用光学快门，则在第一显示状态中，观察到秘密图像(P偏振光)与反转图像(S偏振光)在空间上融合的图像(灰色图像)；在第二显示状态中，观察到反转图像(P偏振光)与秘密图像(S偏振光)在空间上融合的图像(灰色图像)。在未使用光学快门的情况下，如果执行第一显示状态与第二显示状态之间的切换，则将灰色图像切换至灰色图像。由于这些灰色图像的亮度差充分小于在交替显示白色图像和黑色图像的情况下图像的亮度差，因此可以抑制闪烁的出现。 
在显示装置中与第一显示状态和第二显示状态之间的切换定时同步地控制光学快门的偏振分离状态的结构中，与专利文献1和专利文献2中描述的图像显示设备相比，难以伪造光学快门。因此，可以抑制通过伪造的光学快门等等来偷窥显示图像。 
此外，如果显示移动图像，则在利用第一偏振光而显示的移动图像上感觉到的伪轮廓被在利用第二偏振光而显示的移动图像上感觉到的伪轮廓所抵消。因此，由于可以抑制对伪轮廓的感觉，因此可以防止偷窥秘密图像(Q)，从而提供具有较高保密性的图像显示系统。 
以下具体描述如何抑制伪轮廓出现的原理。 
图14是示出了在显示装置上显示的移动图像的示例的示意图。图15A是示出了以下状态的示意图：其中，在图14所示的移动图像是P偏振光的移动图像的情况下，按照显示特定行的图像的顺序(即，以时间序列)来布置特定行的图像。图15B是示出了以下状态的示意图：其中，在图14所示的移动图像是S偏振光的移动图像的情况下，按照显示特定行的图像的顺序(即，以时间序列)来布置特定行的图像。 
在图14中，左侧的示例图像表示秘密图像(Q)的移动图像，而右侧的示例图像表示反转图像(I)的移动图像。在秘密图像(Q)的移动图像中，垂直延伸的黑带30A从左至右移动。在反转图像(I)的移动图像中，垂直延伸的白带40A从左至右移动。当交替观察秘密图像(Q)的移动图像和反转图像(I)的移动图像时，观察到灰色移动图像作为感觉的图像。
关于P偏振图像，显示装置显示图14所示的秘密图像(Q)的移动图像和反转图像(I)。在这种情况下，如图15A所示，观察者在移动图像上的视点沿黑带30A和白色区域30B的边界以及白带40A与黑色区域40B之间的边界移动。因此，仅考虑P偏振图像，将感觉到白色轮廓和黑色伪轮廓作为感觉的图像。 
此外，关于S偏振图像，显示装置显示图14所示的秘密图像(Q)的移动图像和反转图像(I)。在这种情况下，如图15B所示，观察者在移动图像上的视点沿黑带30A和白色区域30B的边界以及白带40A和黑色区域40B的边界移动。因此，仅考虑S偏振图像，将感觉到白色轮廓和黑色伪轮廓作为感觉的图像。 
图15A所示的感觉的图像(P偏振图像)中的白色伪轮廓和黑色伪轮廓分别被图15B所示的感觉的图像(S偏振图像)中的黑色伪轮廓和白色伪轮廓所抵消。因此，由于未感觉到秘密图像(Q)的伪轮廓，因而可以防止偷窥秘密图像。 
可以合适地改变根据上述示例实施例的显示系统的结构。例如，图6所示的显示周期T中第一显示状态T1和第二显示状态T2的执行序列可以在每个显示周期T中相同，或者在每个显示周期T中不同。 
图16是描述了在以下情况下图像显示系统的操作的示意图：其中，奇数显示周期中第一和第二显示状态的执行序列与偶数显示周期中不同。 
参照图16，在奇数显示周期T中，执行第一显示状态，其中利用P偏振光来显示秘密图像(Q)并利用S偏振光来显示反转图像(I)；然后执行第二显示状态，其中利用P偏振光来显示反转图像(I)并利用S偏振光来显示秘密图像(Q)。 
相反，在偶数显示周期T中，执行第二显示状态，然后执行第一显示状态。在该显示操作中，当与P偏振图像和S偏振图像的第一和第二显示状态之间的切换定时同步地执行光学快门14的开/关控制时，通过光学快门14可以仅观察到秘密图像(Q)。 
因此，通过针对每个显示周期T改变第一和第二显示状态之间的切换定时，变得难以伪造光学快门14。然而，考虑临界融合频率，如果相同图像(例如P偏振光的秘密图像(Q)等等)在图16所示的显示周期的边界(例如奇数显示周期T与偶数显示周期之间，等等)处连续，那么当通过透射P偏振光或S偏振光的滤光器来观看图像时，由于秘密图像(Q)和反转图像(I)的显示频率变为实质上较低，并且由于可能存在对秘密图像进行偷窥的情况，因此应当引起注意。为了防止该问题，每个显示周期T需要较短。 
(第二示例实施例) 
图17是示出了根据本发明第二示例实施例的图像显示系统的结构的框图。 
参照图17，根据本示例实施例的图像显示系统包括：显示装置13A；显示控制装置1A，控制显示装置13A对图像的显示操作；以及光学快门14A，用于观察在显示装置13A上显示的图像(静止图像或移动图像)。 
显示装置13A在不同的定时处显示3个显示状态，其中：在第一显示状态下，利用第一偏振光来显示第一图像(Q)并利用第二偏振光来显示抵消第一图像的第二图像(I)，第二偏振光的偏振分量与第一偏振光的偏振分量不同；在第二显示状态下，利用第一偏振光来显示第二图像(I)并利用第二偏振光来显示第一图像(Q)；以及在第三显示状态下，利用第一偏振光和第二偏振光来显示与第一图像(Q)不同的第三图像(P)。 
光学快门14A被构造为使得光学快门14A在第一显示状态下透射第一偏振光并阻挡第二偏振光，使得光学快门14A在第二显示状态下透射第二偏振光并阻挡第一偏振光，以及使得光学快门14A在第三显示状态下阻挡第一和第二偏振光。 
显示控制装置1A控制在显示装置13A上在第一至第三显示状态之间进行切换。作为执行切换控制的具体示例电路，显示控制装置1A包括图像转换部分11和复用部分12A。然而，应当注意，显示控制装置1A不限于由图像转换部分11和复用部分12A组成的电路，而是显示控制装置1A还可以由另一电路组成，只要能够控制第一至第三显示状态之间的切换。
在图17所示的示例中，将图像信号10A、10C提供给显示控制装置1A。图像信号10A、10C是例如从外部图像处理设备(如个人计算机)或在系统中部署的图像处理电路逐帧提供的图像信号。图像信号10A被提供给图像转换部分11和复用部分12A中的每一个。图像信号10C被提供给复用部分12A。图像转换部分11与第一实施例中描述的图像转换部分11相同。 
复用部分12A对基于所输入的图像信号10A的第一图像(Q)、基于所输入的图像信号10B的第二图像(I)以及基于所输入的图像信号10C的第三图像(P)进行时间或空间复用，并产生QIP复用图像。在本示例中，假定第一图像(Q)是秘密图像，第二图像(I)是反转图像，第三图像(P)是公开图像。将从复用部分12A输出的QIP复用图像信号提供给显示装置13A。此外，复用部分12A产生同步信号，同步信号表示QIP复用图像信号中Q、I和P的切换定时。将从复用部分12A输出的同步信号提供给光学快门14A。 
显示装置13A基于从复用部分12A提供的QIP复用图像信号，显示具有第一偏振光的图像和具有第二偏振光的图像。在本示例中，为了方便，将第一偏振光称为P偏振光，而将第二偏振光称为S偏振光。当然，可以将第一偏振光称为S偏振光，而将第二偏振光称为P偏振光。在这种情况下，可以将操作描述为使得利用S偏振光来替换P偏振光，而利用P偏振光来替换S偏振光。 
显示装置13A执行利用P偏振光来显示秘密图像(Q)并利用S偏振光来显示反转图像(I)的第一显示状态、利用P偏振光来显示反转图像(I)并利用S偏振光来显示秘密图像(Q)的第二显示状态、以及利用P偏振光和S偏振光来显示公开图像(P)的第三显示状态之间的切换。第一至第三显示状态之间的切换与从复用部分12A输出的同步信号同步。 
光学快门14A是一种光学快门，可以执行第一偏振分离状态、第 二偏振分离状态和第三偏振分离状态之间的切换，其中：在第一偏振分离状态下，透射P偏振分量并阻挡S偏振分量；在第二偏振分离状态下，透射S偏振分量并阻挡P偏振分量；在第三偏振分离状态下，阻挡S偏振分量和P偏振分量。光学快门的形状可以是眼镜类型、卡类型、屏幕类型、窗口类型等等。第一至第三偏振分离状态之间的切换是基于从复用部分12A输出的同步信号来执行的。具体地，如果显示装置13A操作于第一显示状态，则光学快门14A操作于第一偏振分离状态；如果显示装置13A操作于第二显示状态，则光学快门14A操作于第二偏振分离状态；如果显示装置13A操作于第三显示状态，则光学快门14A操作于第三偏振分离状态。 
接下来，描述根据本示例实施例的图像显示系统的操作。 
图18是描述了图17所示的图像显示系统的操作原理的示意图。参照图18，在显示周期T中，在第一显示状态T1、第二显示状态T2和第三显示状态T3之间执行切换。 
在第一显示状态T1中，显示装置13A利用P偏振光来显示秘密图像(Q)，并利用S偏振光来显示反转图像(I)。此外，在第一显示状态T1中，光学快门14A透射P偏振分量并阻挡S偏振分量。在这种情况下，在显示装置13A上显示的P偏振光的秘密图像(Q)和S偏振光的反转图像(I)中，只有P偏振光的秘密图像(Q)透射通过光学快门14A。因此，在第一显示状态T1中，如果使用光学快门14A，则秘密图像(Q)变为感觉的图像(图18中示出的利用眼镜感觉的图像)。相反，如果未使用光学快门14A，则由于观察到在显示装置13A上显示的P偏振光的秘密图像(Q)与S偏振光的反转图像(I)的空间组合图像，因此灰色图像变为感觉的图像(图18中示出的未利用眼镜感觉的图像)。 
在第二显示状态T2中，显示装置13A利用P偏振光来显示反转图像(I)，并利用S偏振光来显示秘密图像(Q)。此外，在第二显示状态T2中，光学快门14A透射S偏振分量并阻挡P偏振分量。在这种情况下，在显示装置13A上显示的P偏振光的反转图像(I)和S偏振光的秘密图像(Q)中，只有S偏振光的秘密图像(Q)透射通过光学快门14A。因此，在第二显示状态T2中，如果使用光学快门14A，则秘密图像(Q)变为透视的图像(图18中示出的利用眼镜感觉的图像)。如果未使用光学快门14A，则与上述第一显示状态T1中的情况类似，灰色图像变为感觉的图像(图18中示出的未利用眼镜感觉的图像)。
在第三显示状态T3中，显示装置13A显示利用P偏振光和S偏振光显示的公开图像(P)。此外，在第三显示状态T3中，光学快门14A阻挡P偏振分量和S偏振分量。在这种情况下，光学快门14A阻挡P偏振光的公开图像(P)和S偏振光的公开图像(P)。因此，在第三显示状态T3中，如果使用光学快门14A，则黑色屏幕变为感觉的图像(图18中利用眼镜感觉的图像)。如果未使用光学快门14A，则公开图像(P)变为感觉的图像(图18中未利用眼镜感觉的图像)。 
在根据本示例实施例的图像显示系统中，显示周期T需要是等于或大于临界融合频率的周期，临界融合频率取决于秘密图像(Q)和反转图像(I)、反转图像(I)和公开图像(P)以及公开图像(P)和秘密图像(Q)的配对中具有最高对比率的图像的对比率以及所有图像的平均亮度。复用部分12A参考存储在存储部分中且与图7所示的特性图相关的特性数据，以获得图像之间的对比率最接近于1的区域(明亮度和暗度之差最大的区域)中的临界融合频率。此后，复用部分12A产生QIP复用图像，使得在等于或大于所获得的临界融合频率的显示周期T中，在显示装置13A上执行第一至第三显示状态之间的切换。因此，在显示装置13A上利用S偏振光或P偏振光显示的秘密图像(Q)、反转图像(I)和公开图像(P)在时间上始终融合。 
因此，如果未通过光学快门14A来观看显示图像，则由于第一显示状态下的灰色图像、第二显示状态下的灰色图像和第三显示状态下的公开图像(P)在时间上融合，因而感觉到公开图像。如果通过仅透射P偏振光(S偏振光)的滤光器来观看显示装置13A上的显示图像，则由于P偏振光(S偏振光)的秘密图像(Q)和P偏振光(S偏振光)的反转图像(I)在时间上融合，因而与未通过光学快门14来观看显示图像的情况类似，感觉到公开图像(P)。如果通过光学快门14来观看显示图像，则P偏振光的秘密图像(Q)和S偏振光的秘密图像(Q)在时间上融合，从而感觉到秘密图像。因此，由于只能通过光学快门14来观看秘密图像(Q)，因而可以防止通过偷窥来观看秘密图像。 
在图18所示的显示周期T中，可以在任何定时处执行第一至第三显示状态之间的切换。此时，为了防止通过使用仅透射P偏振光(S偏振光)的滤光器进行偷窥来观看秘密图像，优选地，第一显示状态T1中亮度的时间整合分值和第二显示状态T2中亮度的时间整合值变为相同。作为如何设置T1和T2中的亮度的方法，假定T1的显示持续时间表示为t，T2的显示持续时间表示为t2，那么在由上述[表达式2]给出的公式中，通过将t和T-t代入t1和t2，可以获得这些亮度。 
备选地，在显示周期T中，可以将第一显示状态执行n次(其中n为任何正整数)，可以将第二显示状态执行m次(其中m为任何正整数)，可以将第三显示状态执行s次(其中s为任何正整数)。此外，备选地，在显示周期T中，可以多次执行第一至第三显示状态之间的切换。在这种情况下，类似地，为了防止通过使用仅透射P偏振光或S偏振光的滤光器进行偷窥来观看秘密图像，优选地，将T1和T2中秘密图像(Q)和反转图像(I)的亮度设置为使得在显示周期T中执行第一显示状态T1的总持续时间中亮度的时间整合值变为与在显示周期T中执行第二显示状态T2的总持续时间中亮度的时间整合值相同。作为如何设置亮度的方法，可以根据上述[表达式2]中所示的公式来获得亮度。可以根据执行第三显示状态的总持续时间与显示持续时间T的比值，来调整在未穿过光学快门14A的情况下感觉到的公开图像(P)的对比度。如果执行第三显示状态的持续时间接近于显示周期T(时间比值较大)，则可以提高公开图像(P)的对比度。在这种情况下，当通过光学快门14A来进行观看时，由于秘密图像(Q)的显示持续时间与显示持续时间T的比值变小，因此秘密图像(Q)的绝对明亮度下降。这是由于人眼的特性，其中，当眼睛看到暗图像时，由于其瞳孔扩大，因此眼睛不会感觉到图像非常暗。 
在根据本示例实施例的图像显示系统中，可以将第一示例实施例的显示装置13的第一至第三示例结构应用于显示装置13A。 
接下来描述光学快门14A的具体结构。 
(光学快门14A的第一示例结构) 
图19是示出了构成图17所示的图像显示系统的光学快门14A的第一示例结构的框图。 
图19所示的光学快门14是光学快门的实施例，该光学快门与显示装置13A上第一至第三显示状态之间的切换同步地执行第一偏振分离状态、第二偏振分离状态和第三偏振分离状态之间的切换，其中：在第一偏振分离状态下，在从显示装置13A发射的P偏振图像和S偏振图像中，透射P偏振图像并阻挡S偏振图像；在第二偏振分离状态下，透射S偏振图像并阻挡P偏振图像；在第三偏振分离状态下，阻挡(不透射)P偏振图像和S偏振图像。 
光学快门14A包括液晶面板单元4和驱动液晶面板单元4的液晶驱动部分5。液晶驱动部分5包括同步信号接收部分181和液晶驱动电路182A、182B。液晶面板单元4包括：液晶面板4A，利用两个透明电极183A、185A将液晶184A夹在中间；液晶面板4B，利用两个透明电极183B、185B将液晶184B夹在中间；P偏振片186A，布置在液晶面板4A的发射表面侧上；以及P偏振片186B，布置在液晶面板4B的发射表面侧上。液晶面板4A布置在从显示装置13A发射的偏振图像的入射表面侧上，而液晶面板4B布置在液晶面板4A的发射表面侧上。 
同步信号接收部分181是从图17所示的复用部分12A接收同步信号并基于接收到的同步信号来产生针对液晶面板4A的第一控制信号(P偏振光控制信号)和针对液晶面板4B的第二控制信号(S偏振光控制信号)的部分。将第一控制信号提供给液晶驱动电路182A，而将第二控制信号提供给液晶驱动电路182B。 
同步信号包括：P偏振光同步信号，表示显示和不显示图18所示的具有P偏振图像的秘密图像的切换定时；以及S偏振光同步信号，表示显示和不显示图18所示的具有S偏振图像的秘密图像的切换定时。P偏振光同步信号和S偏振光同步信号可以被独立地提供给同步信号接收部分181。备选地，可以将对P偏振光同步信号和S偏振光同步信号进行复用的同步信号提供给同步信号接收部分181。P偏振光同步信号 和S偏振光同步信号的复用同步信号由例如2比特信号构成。 
在2比特复用同步信号中，例如，信号“00”表示第三显示状态，信号“01”表示第一显示状态，信号“10”表示第二显示状态。P偏振光控制信号(第一控制信号)在第一显示状态期间保持处于高电平并在第二和第三显示状态期间保持处于低电平。S偏振光控制信号(第二控制信号)在第二显示状态期间保持处于高电平并在第一和第三显示状态期间保持处于低电平。 
在P偏振光同步信号保持处于高电平时，液晶驱动电路182A提供电压，该电压使得在透明电极183A、185A之间，液晶184A开启。相反，在P偏振光同步信号保持处于低电平时，液晶驱动电路182A提供电压，该电压使得在透明电极183A、185A之间，液晶184A关闭(例如0V的电压)。 
如果液晶184A保持处于开启状态，则入射光透射通过液晶面板4A，保持偏振状态。穿过显示装置13A的具有S偏振分量的图像光被P偏振片186A阻挡，而具有P偏振分量的图像光透射通过P偏振片186A。 
相反，如果液晶184A保持处于关闭状态，则入射光的偏振状态改变(偏振方向改变90度)。换言之，如果S偏振分量的光进入液晶面板4A，则从液晶面板4A发射的光的偏振分量变为P偏振分量。如果P偏振分量的光进入液晶面板4A，则从液晶面板4A发射的光的偏振分量变为S偏振分量。按照这种方式，液晶面板4A将从显示装置13A发射的P偏振分量的图像光和S偏振分量的图像光分别转换为S偏振分量的图像光和P偏振分量的图像光。因此，从显示装置13A发射的具有P偏振分量的图像光被P偏振片186A阻挡，而S偏振分量的图像光透射通过P偏振片186A。 
在S偏振光同步信号保持处于高电平时，液晶驱动电路182B提供电压，该电压使得在透明电极183B、185B之间，液晶184B开启。相反，在S偏振光同步信号保持处于低电平时，液晶驱动电路182B提供电压，该电压使得在透明电极183B、185B之间，液晶184B关闭(例如0V的电压)。 
如果液晶184B保持处于开启状态，则入射光透射通过液晶面板 4A，保持偏振状态。在这种情况下，穿过液晶面板4A的P偏振分量的图像光透射通过液晶面板4B，也透射通过P偏振片186B。 
相反，如果液晶184B保持处于关闭状态，则入射光的偏振状态改变(偏振方向改变90度)。换言之，P偏振分量的图像光被液晶面板4B转换为S偏振分量的图像光，并被P偏振片186B阻挡。换言之，无论液晶184B是开启还是关闭，从显示装置13A发射的P偏振分量的图像光和S偏振分量的图像光不都透射通过液晶面板4B。 
利用图19所示的光学快门14A，由于可以控制S偏振光和P偏振光中的每一个的透射和阻挡，因此可以执行第一至第三偏振分离状态之间的切换。 
图20A至图20C是描述了图19所示的光学快门14A的操作的示意图。图20A是示出了第一偏振分离状态的示意图；图20B是示出了第二偏振分离状态的示意图；图20C是示出了第三偏振分离状态的示意图。 
如果如图20A所示液晶184A、184B均开启，则通过光学快门观察到P偏振图像，并且光学快门阻挡S偏振图像。另一方面，如图20B所示，如果液晶184A关闭而液晶184B开启，则通过光学快门观察到S偏振图像，并且光学快门阻挡P偏振图像。另一方面，如果液晶184A、184B均关闭，则P偏振图像和S偏振图像均被光学快门阻挡。 
由于图20A至20C所示的第一至第三偏振分离状态之间的切换定时与显示装置13A上第一至第三显示状态之间的切换定时同步，因此如果通过光学快门来观察显示装置13A上的显示图像，则仅感觉到秘密图像。如果未使用光学快门，则感觉到秘密图像和反转图像融合或者这些图像和公开图像融合的灰色图像。 
在图19所示的光学快门14A中，利用S偏振片来代替P偏振片186A、186B，可以完成与上述操作相同的操作。在这种情况下，如果液晶184A、184B均开启，则光学快门变为第二偏振分离状态。如果液晶184A关闭而液晶184B开启，则光学快门变为第一偏振分离状态。如果液晶184B关闭，则不论液晶184A的状态如何，光学快门都变为第三偏振分离状态。 
在图19所示的光学快门14A中，可以将P偏振片和S偏振片用于 186A和186B。在这种情况下，如果液晶184A开启而液晶184B关闭，则光学快门变为第一偏振分离状态。如果液晶184A和液晶184B均关闭，则光学快门变为第二偏振分离状态。如果液晶184B关闭，则不论液晶184A的状态如何，光学快门都变为第三偏振分离状态。 
在图19所示的光学快门14A中，可以将S偏振片和P偏振片分别用于186A和186B。在这种情况下，如果液晶184A和液晶184B均关闭，则光学快门变为第一偏振分离状态。如果液晶184A开启而液晶184B关闭，则光学快门变为第二偏振分离状态。如果液晶184B开启，则不论液晶184A的状态如何，光学快门都变为第三偏振分离状态。 
(光学快门14A的第二示例结构) 
图21是示出了构成图17所示的图像显示系统的光学快门14A的第二示例结构的示意图。图22是示出了图21所示的光学快门14A中液晶面板单元的驱动部分和电极部分的框图。 
如图21所示，液晶面板单元6包括：液晶面板6A，其中利用两个透明电极191、192将液晶190夹在中间；偏振滤光器193，布置在液晶面板6A的入射表面侧上；以及偏振板194，布置在液晶面板6A的发射表面侧上。 
如图22所示，液晶面板单元6的驱动部分7包括：同步信号接收部分195，从复用部分12A接收同步信号，并产生偏振光控制信号；以及液晶驱动电路196，基于偏振光控制信号来驱动液晶面板单元6。 
透明电极19具有以矩阵形状布置的多个像素电极。这些像素电极包括：P偏振光所进入的P像素电极191A和S偏振光所进入的S像素电极191B。P像素电极191A和S像素电极191B以Z字形布置。P像素电极191A连接至液晶驱动电路196的“+P”端子，而S像素电极191B连接至液晶驱动电路196的“+S”端子。透明电极192是透明电极191中的每个像素电极的公共电极，并连接至液晶驱动电路196的“-”端子。 
偏振滤光器193包括P偏振滤光器193A和S偏振滤光器193B。P偏振滤光器193A以Z字形布置在与液晶面板6A的各个P像素电极191A相对应的区域中。S偏振滤光器193B以Z字形布置在与液晶面板6A的各个S像素电极191B相对应的区域中。 
偏振滤光器194包括P偏振滤光器194A和S偏振滤光器194B。P偏振滤光器194A以Z字形布置在与液晶面板6A的各个S像素电极191B相对应的区域中。S偏振滤光器194B以Z字形布置在与液晶面板6A的各个P像素电极191A相对应的区域中。P偏振滤光器194A面对S偏振滤光器193B，而S偏振滤光器194B面对P偏振滤光器193A。换言之，偏振滤光器193上P偏振滤光器193A和S偏振滤光器193B的布置是偏振滤光器194上P偏振滤光器194A和S偏振滤光器194B的布置的反转。 
与第一示例结构相似，在本示例结构的光学快门14A中，同步信号接收部分195从复用部分12A接收2比特复用同步信号，并将P偏振光控制信号和S偏振光控制信号提供给液晶驱动电路196。P偏振光控制信号在第一显示状态期间保持处于高电平，而在第二和第三显示状态期间保持处于低电平。S偏振光控制信号在第二显示状态期间保持处于高电平，而在第一和第三显示状态期间保持处于低电平。 
液晶驱动电路196基于P偏振光控制信号来控制向P像素电极191A提供电压，并基于S偏振光控制信号来控制向S像素电极191B提供电压。 
当P偏振光控制信号保持处于高电平时(第一显示状态)，在液晶驱动电路196中，“+P”端子处的电压是使液晶关闭的电压(例如0V的电压)，“+S”端子处的电压是使液晶开启的电压。因此，与P像素电极191A相对应的第一像素的液晶关闭，而与S像素电极191B相对应的第二像素的液晶开启。在液晶关闭的像素中，入射光的偏振状态改变(偏振方向改变90度)。在液晶开启的像素中，入射光透射通过液晶，保持偏振状态。 
在上述状态中，穿过操作于第一显示状态的显示装置13A的图像光(P偏振光和S偏振光)进入P偏振滤光器193A和S偏振滤光器193B。S偏振滤光器193B阻挡P偏振光的图像光并透射S偏振光的图像光。P偏振滤光器193A阻挡S偏振光的图像光并透射P偏振光的图像光。 
穿过P偏振滤光器193A的图像光(P偏振光)进入液晶保持处于关闭状态的第一像素。穿过第一像素的光变为S偏振光。另一方面，穿过第一像素的图像光(S偏振光)透射通过S偏振滤光器194B。另一方 面，穿过S偏振滤光器193B的图像光(S偏振光)进入液晶保持处于开启状态的第二像素。图像光(S偏振光)穿过第二像素，保持偏振状态。穿过第二像素的图像光(S偏振光)被P偏振滤光器194A阻挡。这种操作实现了第一偏振分离状态。 
当P偏振光控制信号保持处于低电平时(第二或第三显示状态)，在液晶驱动电路196中，“+P”端子和“+S”端子处的电压是使液晶开启的电压。因此，第一像素(P像素电极191A)的液晶和第二像素(S像素电极191B)的液晶均关闭。 
在上述状态中，穿过操作于第二或第三显示状态的显示装置13A的图像光(P偏振光和S偏振光)进入P偏振滤光器193A和S偏振滤光器193B。 
穿过P偏振滤光器193A的图像光(P偏振光)进入液晶保持处于开启状态的第一像素。进入的图像光(P偏振光)穿过第一像素，保持偏振状态。穿过第一像素的图像光(P偏振光)被S偏振滤光器194B阻挡。另一方面，穿过S偏振滤光器193B的图像光(S偏振光)进入液晶保持处于开启状态的第二像素。图像光(S偏振光)穿过第二像素，保持偏振状态。穿过第二像素的图像光(S偏振光)被P偏振滤光器194A阻挡。这种操作实现了第三偏振分离状态。 
当S偏振光控制信号保持处于高电平时(第二显示状态)，在液晶驱动电路196中，“+P”端子处的电压是使液晶关闭的电压，“+S”端子处的电压是使液晶开启的电压(例如0V的电压)。因此，与P像素电极191A相对应的第一像素的液晶开启，而与S像素电极191B相对应的第二像素的液晶关闭。 
在上述状态中，穿过操作于第二显示状态的显示装置13A的图像光(P偏振光和S偏振光)进入P偏振滤光器193A和S偏振滤光器193B。 
穿过P偏振滤光器193A的图像光(P偏振光)进入液晶保持处于关闭状态的第一像素。进入的图像光(P偏振光)穿过第一像素，保持偏振状态。穿过第一像素的图像光(P偏振光)被S偏振滤光器194B阻挡。另一方面，穿过S偏振滤光器193B的图像光(S偏振光)进入液晶保持处于开启状态的第二像素。穿过第二像素的光变为P偏振光。穿 过第二像素的图像光(P偏振光)穿过P偏振滤光器194A。这种操作实现了第二偏振分离状态。 
当P偏振光控制信号保持处于低电平时(第一或第三显示状态)，在液晶驱动电路196中，“+P”端子和“+S”端子处的电压是使液晶开启的电压。因此，第一像素(P像素电极191A)的液晶和第二像素(S像素电极191B)的液晶均关闭。 
在上述状态中，穿过操作于第二或第三显示状态的显示装置13A的图像光(P偏振光和S偏振光)进入P偏振滤光器193A和S偏振滤光器193B。 
穿过P偏振滤光器193A的图像光(P偏振光)进入液晶保持处于开启状态的第一像素。进入的图像光(P偏振光)穿过第一像素，保持偏振状态。穿过第一像素的图像光(P偏振光)被S偏振滤光器194B阻挡。另一方面，穿过S偏振滤光器193B的图像光(S偏振光)进入液晶保持处于开启状态的第二像素。图像光(S偏振光)穿过第二像素，保持偏振状态。穿过第二像素的图像光(S偏振光)被P偏振滤光器194A阻挡。这种操作实现了第三偏振分离状态。 
基于上述P偏振光控制信号对第一像素的液晶的开/关控制和基于S偏振光控制信号对第二像素的液晶的开/关控制允许执行第一至第三偏振分离状态之间的切换。 
由于本示例结构的光学快门14A仅需要具有一个液晶面板单元，因此该示例结构允许光学快门变轻变薄，这是由于与需要具有两个液晶面板单元的第一示例结构的光学快门相比，光学快门14A仅需要具有一个液晶面板单元。 
在根据上述本示例实施例的图像显示系统中，除了可以解决闪烁、伪轮廓和伪造问题的效果之外，还可以向不使用光学快门的人提供具有稳定图像质量的公开图像。 
(第三示例实施例) 
尽管根据本发明第三示例实施例的图像显示系统基本上包括与根据图17所示的第二示例实施例的图像显示系统相同的结构，但是两 者在复用部分12A、显示装置13A和光学快门14A的操作上有所不同。 
复用部分12A对基于所输入的图像信号10A的第一图像(Q)、基于所输入的图像信号10B的第二图像(I)以及基于所输入的图像信号10C的第三图像(P)进行时间或空间复用，并产生QIP复用图像。在本示例中，假定第一图像(Q)是秘密图像，第二图像(I)是反转图像，第三图像(P)是公开图像。将从复用部分12A输出的QIP复用图像信号提供给显示装置13A。此外，复用部分12产生同步信号，同步信号表示QIP复用图像信号中Q、I和P的切换定时。将从复用部分12A输出的同步信号提供给光学快门14A。 
显示装置13A基于从复用部分12A提供的QIP复用图像信号，显示具有第一偏振光的图像和具有第二偏振光的图像。在本示例中，为了方便，将第一偏振光称为P偏振光，而将第二偏振光称为S偏振光。当然，可以将第一偏振光称为S偏振光，而将第二偏振光称为P偏振光。在这种情况下，可以将操作描述为使得利用S偏振光来替换P偏振光，而使用P偏振光来替换S偏振光。 
显示装置13A执行第一显示状态与第二显示状态之间的切换，其中，在第一显示状态下，利用P偏振光来显示秘密图像(Q)并利用S偏振光来显示反转图像(I)和公开图像(P)的组合图像，而在第二显示状态下，利用P偏振光来显示反转图像(I)和公开图像(P)的组合图像并利用S偏振光来显示秘密图像(Q)。第一和第二显示状态之间的切换与从复用部分12A输出的同步信号同步。 
在第一显示状态下，P偏振光的反转图像(I)和公开图像的组合图像是反转图像(I)和公开图像(P)的对应像素的亮度在亮度空间中相加的图像。在第二显示状态下，S偏振光的反转图像(I)和公开图像(P)的组合图像是反转图像(I)和公开图像(P)的对应像素的亮度在亮度空间中相加的图像。 
如果在亮度空间中将亮度相加，并且反转图像(I)或公开图像(P)的亮度较高，则亮度可能超过显示装置13A的显示性能(亮度的动态范围)。可以采用以下方式利用未超过显示装置的显示性能的亮度来显示反转图像(I)和公开图像(P)的组合图像：在将反转图像(I)和 公开图像(P)的亮度降低之后，在亮度空间中将这两个图像的亮度相加。 
此时，应当注意，需要以相同的比率来降低反转图像(I)的亮度和公开图像(P)的亮度，使得反转图像和秘密图像抵消。当在不降低秘密图像的亮度的情况下显示图像时，由于反转图像(I)和反转图像(I)不抵消。因此，如果未通过光学快门14A来观看显示装置13A，则可以观看到秘密图像，导致保密性恶化。如果反转图像的亮度降低至0.3倍，则秘密图像的亮度也需要降低至0.3倍。 
然而，公开图像(P)的亮度的降低比率不需要与反转图像(I)的亮度的降低比率相同。如果公开图像(P)的亮度大于反转图像(I)或秘密图像(Q)的亮度，则在未通过光学快门14A来观察时，感觉到的公开图像(P)的对比度可能升高。 
光学快门14A是一种光学快门，可以执行第一偏振分离状态与第二偏振分离状态之间的切换，其中：在第一偏振分离状态下，透射P偏振分量并阻挡S偏振分量；在第二偏振分离状态下，透射S偏振分量并阻挡P偏振分量。光学快门的形状可以是眼镜类型、卡类型、屏幕类型、窗口类型等等。第一偏振分离状态与第二偏振分离状态之间的切换是基于从复用部分12A输出的同步信号来执行的。具体地，如果显示装置13A操作于第一显示状态，则光学快门14A操作于第一偏振分离状态；如果显示装置13A操作于第二显示状态，则光学快门14A操作于第二偏振分离状态。 
接下来，描述根据本示例实施例的图像显示系统的操作。 
图23是描述了根据本示例实施例的图像显示系统的操作原理的示意图。参照图23，在显示周期T中，在第一显示状态T1与第二显示状态T2之间执行切换。 
在第一显示状态T1中，显示装置13A利用P偏振光来显示秘密图像(Q)，并利用S偏振光来显示反转图像(I)和公开图像(P)的组合图像。此外，在第一显示状态T1中，光学快门14A透射P偏振分量并阻挡S偏振分量。在这种情况下，在显示装置13A上显示的P偏振光的秘密图像(Q)和S偏振光的反转图像(I)和公开图像(P) 的组合图像中，只有P偏振光的秘密图像(Q)透射通过光学快门14A。因此，在第一显示状态T1中，如果使用光学快门14A，则秘密图像(Q)变为感觉的图像(图23中示出的利用眼镜感觉的图像)。相反，如果未使用光学快门14A，则由于观察在显示装置13A上显示的P偏振光的秘密图像(Q)以及S偏振光的反转图像(I)和公开图像(P)的组合图像，因此P偏振光的秘密图像(Q)和S偏振光的反转图像(I)在空间上抵消并变为灰色图像，从而感觉到公开图像(P)(图23中示出的未利用眼镜感觉的图像)。 
在第二显示状态T2中，显示装置13A显示P偏振光的反转图像(I)和公开图像(P)的组合图像和S偏振光的秘密图像(Q)。此外，在第二显示状态T2中，光学快门14A透射S偏振分量并阻挡P偏振分量。在这种情况下，在显示装置13A上显示的P偏振光的反转图像(I)和公开图像(P)的组合图像以及S偏振光的秘密图像(Q)中，只有S偏振光的秘密图像(Q)透射通过光学快门14A。因此，在第二显示状态T2中，如果使用光学快门14A，则秘密图像(Q)变为透视的图像(图18中示出的利用眼镜感觉的图像)。如果未使用光学快门14A，则如上述第一显示状态T1中的情况类似，S偏振光的秘密图像(Q)和P偏振光的反转图像(I)在空间上抵消并变为灰色图像，从而感觉到公开图像(P)(图23中示出的未利用眼镜感觉的图像)。 
在根据本示例实施例的图像显示系统中，显示周期T需要是等于或大于临界融合频率的周期，临界融合频率取决于秘密图像(Q)与反转图像(I)和公开图像(P)的组合图像的对比率以及所有两个图像的平均亮度。具体地，在根据本示例实施例的图像显示系统中，复用部分12参考存储在存储部分中的特性数据(表示图7所示的特性的数据)，以获得秘密图像(Q)与组合图像(反转图像(I)和公开图像(P))之间的对比率最接近于1的区域(明亮度和暗度之差最大的区域)中的临界融合频率。此后，复用部分12产生QIP复用图像，使得在等于或大于所获得的临界融合频率的显示周期T中，显示装置13在显示装置13A上的第一和第二显示状态之间进行切换。因此，在显示装置13上显示的秘密图像(Q)和组合图像在时间上始终融合。因此， 如果光学快门14与第一和第二状态同步地执行第一和第二偏振分离状态之间的切换，则感觉到P偏振光的秘密图像(Q)与S偏振光的秘密图像(Q)在时间上融合的秘密图像。另一方面，如果使用透射P偏振光或S偏振光的光学快门来观看显示装置13A上的显示图像，则感觉到秘密图像(Q)与组合图像在时间上融合的图像(公开图像)。 
在显示周期T中，可以在任何定时处执行第一显示状态T1与第二显示状态T2之间的切换。在显示周期T中，可以将第一显示状态执行n次(其中n为任何正整数)，而可以将第二显示状态执行m次(其中m为任何正整数)。此外，在显示周期T中，可以多次执行第一和第二显示状态之间的切换。考虑到在通过光学快门14A来观看图像的情况下减少闪烁，在显示周期T中，优选地，执行第一显示状态的总持续时间与执行第二显示状态的总持续时间相同。 
另一方面，临界融合频率根据秘密图像(Q)和反转图像(I)的对比率的幅度而变化。具体地，如果对比率较大，则临界融合频率变高；如果对比率较小，则临界融合频率变低。因此，优选地，复用部分12根据秘密图像(Q)和反转图像(I)之间的对比率的幅度(或者两个图像QI的明亮度)来改变显示周期T。 
在根据本示例实施例的图像显示系统中，可以将根据第一示例实施例的显示装置13的第一至第三示例结构应用于显示装置13A。此外，可以将根据第一示例实施例的光学快门14的示例结构应用于光学快门14A。 
在根据上述本示例实施例的图像显示系统中，除了可以解决闪烁、伪轮廓和伪造问题的效果之外，还可以向不使用光学快门的人提供具有稳定图像质量的公开图像。此外，尽管根据第二示例实施例需要使用3个显示状态，但是根据第三示例实施例，通过仅在两个显示状态之间进行切换，可以向不使用光学快门的人提供公开图像。 
上述每个实施例是本发明的示例，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其结构和操作进行适当改变。 
例如，在第一至第三示例实施例中，可以使用包括1/4波片的结构作为显示装置，并可以利用使用1/4波片的结构作为光学快门。 
图24A是使用1/4波片的显示装置的示例。1/4波片144A、144B布置在使用图8所示的DLP投影仪141A、141B的显示装置的发射部分处。在该结构中，穿过DLP投影仪141A和偏振片142A的P偏振图像被1/4波片144A转换为右旋偏振图像。另一方面，穿过DLP投影仪141B和S偏振片142B的S偏振图像被1/4波片144B转换为左旋偏振图像。 
图24B是示出了使用1/4波片的光学快门的结构的框图。 
图24A所示的光学快门是光学快门的实施例，该光学快门与显示装置上第一和第二显示状态之间的切换同步地进行第一和第二偏振分离状态之间的切换。 
光学快门包括液晶面板单元8和驱动液晶面板单元8的液晶驱动部分9。液晶驱动部分9包括同步信号接收部分121和液晶驱动电路122。液晶面板单元8包括：液晶面板8A，利用两个透明电极124A、124B将液晶123夹在中间；1/4波片126，布置在液晶面板8A的入射表面侧上；以及S偏振片127，布置在液晶面板的发射表面侧上。 
在本示例结构的光学快门14A中，同步信号接收部分121从复用部分12接收2比特复用同步信号，并向液晶驱动电路122提供P偏振光控制信号和S偏振光控制信号。P偏振光控制信号在第一显示状态期间保持处于高电平，而在第二显示状态期间保持处于低电平。S偏振光控制信号在第二显示状态期间保持处于高电平，而在第一和第三显示状态期间保持处于低电平。 
在P偏振光控制信号保持处于高电平时，液晶驱动电路122提供电压，该电压使得在透明电极124A、124B之间，液晶123开启。相反，在P偏振光控制信号保持处于低电平时，液晶驱动电路122提供电压，该电压使得在透明电极124A、124B之间，液晶123关闭(例如0V的电压)。 
一般而言，1/4波片是一种光学器件，用于将入射光的垂直偏振分量和水平偏振分量的相位偏转90度，并可以在线性偏振光和圆形偏振光之间相互转换。在1/4波片126中，如果入射光是右旋偏振光，则透射光变为S偏振光；如果入射光是左旋偏振光，则透射光变为P偏振光。 
图25A和25B是描述了图24B所示的光学快门的操作的示意图。图 25A是示出了第一偏振分离状态的示意图，而图25B是示出了第二偏振分离状态的示意图。 
如图25A所示，穿过图24A所示的显示装置的图像光(右旋偏振光和左旋偏振光)进入1/4波片126。1/4波片126将左旋偏振光的图像光转换为S偏振光的图像光。1/4波片126将左旋偏振光的图像光转换为P偏振光的图像光。 
穿过1/4波片126的图像光(P偏振光和S偏振光)进入液晶123。由于液晶123保持处于开启状态，因此进入的图像光(P偏振光和S偏振光)透射通过液晶123，保持其偏振状态。透射通过液晶123的图像光中S偏振光的图像光透射通过S偏振片127，而P偏振光的图像光被S偏振片127阻挡。因此，光学快门允许观察从显示装置发射的右旋偏振图像。 
另一方面，如图25B所示，如果液晶123处于关闭状态，则进入液晶123的P偏振光和S偏振光分别被转换为S偏振光和P偏振光。穿过液晶123的图像光(S偏振光)透射通过S偏振片127。穿过液晶123的偏振光(P偏振光)被S偏振片127阻挡。因此，光学快门允许观察从显示装置发射的左旋偏振图像。 
由于图25A和25B所示的第一和第二偏振分离状态之间的切换定时与显示装置13A上第一和第二显示状态之间的切换定时同步，因此如果通过光学快门来观察显示装置13A上的显示图像，则仅感觉到秘密图像。如果未使用光学快门，则感觉到秘密图像和反转图像融合或者这些图像和公开图像融合的灰色图像。 
如上所述，使用1/4波片来构造显示装置和光学快门的优点在于：即使光学快门相对于显示装置的倾角改变，也可以准确地观看到秘密图像。如果将图8至图10所示的显示装置与图13所示的光学快门等进行组合，并且如果光学快门(通过该光学快门来显示秘密图像)旋转90度，则透射S偏振图像而不是P偏振图像。备选地，透射P偏振图像而不是S偏振图像。因此，在这种情况下，当通过光学快门来观看显示图像时，观看到反转图像而不是秘密图像。如果使用1/4波片，则由于分离为右旋偏振光和左旋偏振光，可以显示秘密图像，而不论光学快 门如何倾斜，从而防止上述问题。 
使用1/4波片的显示装置不限于图24A所示的结构。图26示出了使用1/4波片的显示装置的另一示例。 
图26所示的显示装置由图9所示的结构和1/4波片156A、156B构成。1/4波片156A布置在液晶投影仪151A中的P偏振片155A的发射表面侧上。1/4波片156B布置在液晶投影仪151B中的偏振片155B的发射表面侧上。以这种方式构造的显示装置还允许执行与图24A所示的显示装置相同的显示操作。 
图27是示出了使用1/4波片的显示装置的另一示例的示意图。该显示装置由图10所示的结构和1/4波片166构成。1/4波片166布置在偏振滤光器162与滤色器161之间。以这种方式构造的显示装置还允许执行与图24A所示的显示装置相同的显示操作。 
作为使用1/4波片的光学快门的另一示例，在图19所示的结构中，1/4波片布置在液晶面板4A的入射表面侧上。 
此外，可以使用1/2波片作为显示装置13或光学快门14的结构。1/2波片包括将S偏振光转换为P偏振光和将P偏振光转换为S偏振光的功能。换言之，对于图10所示的偏振滤光器162、164，可以分别使用平面S偏振滤光器和平面P偏振滤光器，来代替图11B和图11C或图12A和图12B所示的带状或棋盘状的偏振滤光器，然后，在图10所示的偏振滤光器162之外(在图像光的发射侧)或滤色器161之外(在图像光的发射侧)，添加棋盘状的1/2波长滤光器，在该棋盘状的1/2波长滤光器中，以带状或棋盘状交替层叠1/2波长薄膜和透明薄膜。该结构具有以下优点：仅通过将棋盘状的1/2波长滤光器附着至现有液晶面板的表面，可以实现具有与图10所示相同功能的显示装置。在该结构中，透射通过偏振滤光器162的光变为S偏振光(与像素无关)。然而，透射透明薄膜的像素保持为S偏振光，而透射1/2波长薄膜的像素被转换为P偏振光。 
类似地，在图21中，对于偏振滤光器193、194，可以分别使用P偏振滤光器和S偏振滤光器来取代棋盘状的偏振滤光器(如偏振滤光器193、194)，并且，可以在P偏振滤光器193之外(在图像光的入射 侧上)添加棋盘状的1/2波长滤光器。 
此外，在使用上述1/2波长滤光器的结构中，可以使用棋盘状1/4波长滤光器来代替棋盘状1/2波长滤光器，在该棋盘状1/4波长滤光器中，以带状或棋盘状交替层叠图24B、图25A或25B所示的1/4波片和具有图24B、图25A或25B所示的1/4波片的偏振转换功能的反转偏振转换功能的1/4波片(将S偏振光转换为右旋偏振光，将右旋偏振光转换为P偏振光，将P偏振光转换为左旋偏振光，将左旋偏振光转换为S偏振光)。通过仅向现有液晶面板添加1/4波长滤光器，该结构可以实现具有与图24B所示的功能等效的功能的显示装置。 
上述每个实施例是本发明的示例，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其结构和操作进行适当改变。 
例如，在每个实施例中，显示控制装置可以被构造为系统以外的图像处理设备。在这种情况下，图像显示系统由显示装置和光学快门构成。此外，例如，可以利用个人计算机来实现图像处理设备。 
备选地，图像显示系统可以由至少包括显示装置的图像显示设备和光学快门构成。在这种情况下，图像显示设备可以由显示控制装置和显示装置构成，或者由显示控制装置和显示装置的一部分构成。在这种情况下，例如，显示控制装置的该部分是复用部分。 
如上所述，根据本发明，由于第一图像(秘密图像)和第二图像(反转图像)在空间上融合且在第一显示状态下显示的图像与第一图像(秘密图像)和第二图像(反转图像)在空间上融合且在第二显示状态下显示的图像之间的亮度差充分小于交替显示的白色图像和黑色图像之间的亮度差，因此可以抑制闪烁的出现。 
与专利文献1和专利文献2中描述的图像显示设备相比，难以伪造与显示装置上的第一显示状态和第二显示状态之间的切换定时同步地控制光学快门的偏振分离状态的结构。因此，可以防止通过使用伪造的光学快门等等来偷窥显示图像。 
此外，如果显示移动图像，则利用以第二偏振光显示的移动图像上出现的伪轮廓来抵消以第一偏振光显示的移动图像上出现的伪轮廓。因此，由于可以抑制未佩戴眼镜的人感觉到的伪轮廓，因而可以 提高第一图像(秘密图像)的保密性。 
现在，已经参照实施例描述了本发明。然而，本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明范围的前提下，可以以各种方式改变本发明的结构和操作。 
本发明要求2008年10月20日提交的日本专利申请JP 2008-269963A的优先权，其全部内容通过引用并入此处。 

Claims (20)

1.一种图像显示系统，包括：
显示装置，在不同的定时处显示至少两个显示状态，所述两个显示状态是第一显示状态和第二显示状态，在第一显示状态下，利用第一偏振光来显示第一图像并利用第二偏振光来显示第二图像，其中所述第二偏振光的偏振分量与所述第一偏振光的偏振分量不同，所述第二图像用于抵消所述第一图像，而在第二显示状态下，利用所述第一偏振光来显示所述第二图像并利用所述第二偏振光来显示所述第一图像；以及
光学快门，在所述第一显示状态下透射所述第一偏振光并阻挡所述第二偏振光，以及在所述第二显示状态下透射所述第二偏振光并阻挡所述第一偏振光，
其中，所述第二图像包括所述第一图像的反转图像以及与所述第一图像不同的公开图像。
2.根据权利要求1所述的图像显示系统，还包括：
显示控制装置，控制所述第一显示状态与所述第二显示状态之间的切换。
3.根据权利要求2所述的图像显示系统，
其中，所述显示控制装置根据所述第一图像来产生所述第二图像。
4.根据权利要求2所述的图像显示系统，
其中，所述显示控制装置在所述第一显示状态和所述第二显示状态之间交替切换。
5.根据权利要求2所述的图像显示系统，
其中，所述显示控制装置在所述第一显示状态和所述第二显示状态之间随机切换。
6.一种图像显示系统，包括：
显示装置，在不同的定时处显示三个显示状态，所述三个显示状态是第一显示状态、第二显示状态和第三显示装置，在第一显示状态下，利用第一偏振光来显示第一图像并利用第二偏振光来显示第二图像，其中所述第二偏振光的偏振分量与所述第一偏振光的偏振分量不同，所述第二图像用于抵消所述第一图像，在第二显示状态下，利用所述第一偏振光来显示所述第二图像并利用所述第二偏振光来显示所述第一图像，而在第三显示状态下，利用所述第一偏振光和所述第二偏振光来显示与所述第一图像不同的第三图像；以及
光学快门，在所述第一显示状态下透射所述第一偏振光并阻挡所述第二偏振光，在所述第二显示状态下透射所述第二偏振光并阻挡所述第一偏振光，以及在所述第三显示状态下阻挡所述第一偏振光和所述第二偏振光。
7.根据权利要求6所述的图像显示系统，还包括：
显示控制装置，控制所述第一至第三显示状态之间的切换；
其中，所述显示装置的显示周期是等于或大于临界融合频率的周期，所述临界融合频率由所述第一和第二图像、所述第二和第三图像、以及所述第一和第三图像的配对中具有最高对比率的图像之间的对比率以及所有两个图像的平均亮度值来定义；以及
所述显示控制装置在所述显示周期中执行所述第一至第三第二显示状态之间的切换。
8.根据权利要求6所述的图像显示系统，还包括：
显示控制装置，控制所述第一至第三显示状态之间的切换；
其中，所述显示控制装置包括：
图像转换部分，所述图像转换部分接收第一图像信号，所述第一图像信号包括构成所述第一图像的每个像素的亮度值，以及，所述图像转换部分产生表示所述第二图像的第二图像信号，所述第二图像是所述第一图像的反转图像；以及
复用部分，所述复用部分输出复用信号，在所述复用信号中复用了所述第一图像信号、在所述图像转换部分中产生的所述第二图像信号、以及第三图像信号，所述第三图像信号包括构成所述第三图像的每个像素的亮度信号，以及，所述复用部分还输出表示所述第一至第三显示状态之间的切换定时的同步信号；
所述光学快门基于从所述复用部分提供的所述同步信号来控制对所述第一和第二偏振光的透射和阻挡。
9.根据权利要求6所述的图像显示系统，还包括：
显示控制装置，控制所述第一至第三显示状态之间的切换；
其中，所述显示控制装置在所述第一至第三显示状态之间连续切换。
10.根据权利要求6所述的图像显示系统，还包括：
显示控制装置，控制所述第一至第三显示状态之间的切换；
其中，所述显示控制装置在所述第一至第三显示状态之间随机切换。
11.一种图像显示设备，包括：
显示装置，在不同的定时处显示至少两个显示状态，所述两个显示状态是第一显示状态和第二显示状态，在第一显示状态下，利用第一偏振光来显示第一图像并利用第二偏振光来显示第二图像，其中所述第二偏振光的偏振分量与所述第一偏振光的偏振分量不同，所述第二图像用于抵消所述第一图像，而在第二显示状态下，利用所述第一偏振光来显示所述第二图像并利用所述第二偏振光来显示所述第一图像；以及
显示控制装置，控制所述第一显示状态与所述第二显示状态之间的切换，并输出表示所述第一和第二显示状态之间的切换定时的同步信号，
其中，所述第二图像包括所述第一图像的反转图像以及与所述第一图像不同的公开图像。
12.根据权利要求11所述的图像显示设备，
其中，所述显示控制装置在所述第一显示状态和所述第二显示状态之间交替切换。
13.根据权利要求11所述的图像显示设备，
其中，所述显示装置在所述第一显示状态和所述第二显示状态之间随机切换。
14.一种图像显示设备，包括：
显示装置，在不同的定时处显示三个显示状态，所述三个显示状态是第一显示状态、第二显示状态和第三显示装置，在第一显示状态下，利用第一偏振光来显示第一图像并利用第二偏振光来显示第二图像，其中所述第二偏振光的偏振分量与所述第一偏振光的偏振分量不同，所述第二图像用于抵消所述第一图像，在第二显示状态下，利用所述第一偏振光来显示所述第二图像并利用所述第二偏振光来显示所述第一图像，而在第三显示状态下，利用所述第一偏振光和所述第二偏振光来显示与所述第一图像不同的第三图像；以及
显示控制装置，控制所述第一显示状态与所述第三显示状态之间的切换，并输出表示所述第一和第三显示状态之间的切换定时的同步信号。
15.根据权利要求14所述的图像显示设备，
其中，所述显示装置的显示周期是等于或大于临界融合频率的周期，所述临界融合频率由所述第一和第二图像、所述第二和第三图像、以及所述第一和第三图像的配对中具有最高对比率的图像之间的对比率以及所有两个图像的平均亮度值来定义；以及
所述显示控制装置在所述显示周期中执行所述第一至第三第二显示状态之间的切换。
16.根据权利要求14所述的图像显示设备，
其中，所述显示控制装置在所述第一至第三显示状态之间连续切换。
17.根据权利要求14所述的图像显示设备，
其中，所述显示控制装置在所述第一至第三显示状态之间随机切换。
18.一种光学快门，用于观察图像显示设备上的显示图像，所述图像显示设备能够在三个显示状态之间切换，其中，在第一显示状态下，利用第一偏振光来显示第一图像并利用第二偏振光来显示第二图像，所述第二偏振光的偏振分量与所述第一偏振光的偏振分量不同，所述第二图像用于抵消所述第一图像，在第二显示状态下，利用所述第一偏振光来显示所述第二图像并利用所述第二偏振光来显示所述第一图像，在第三显示状态下，利用所述第一和第二偏振光来显示第三图像，所述第三图像与所述第一图像不同，所述光学快门包括：
液晶面板单元，在第一偏振分离状态、第二偏振分离状态和第三偏振分离状态之间切换，其中，在第一偏振分离状态下，透射所述第一偏振光并阻挡所述第二偏振光，在第二偏振分离状态下，透射所述第二偏振光并阻挡所述第一偏振光，在第三偏振分离状态下，阻挡所述第一和第二偏振光；以及
液晶驱动部分，基于从所述图像显示设备提供且表示所述第一和第二显示之间的切换定时的同步信号，在所述同步信号状态表示所述第一显示状态时使所述液晶面板单元操作于所述第一偏振分离状态，在所述同步信号表示所述第二显示状态时使所述液晶面板单元操作于所述第二偏振分离状态，以及在所述同步信号表示所述第三显示状态时使所述液晶面板单元操作于所述第三偏振分离状态。
19.根据权利要求18所述的光学快门，
其中，所述液晶面板单元包括：
第一和第二液晶面板，能够在透射入射光并保持入射光的偏振状态的状态与在透射入射光时改变入射光的偏振状态的状态之间进行切换；
第一偏振片，布置在所述第一液晶面板的发射表面侧和所述第二液晶面板的入射表面侧上；以及
第二偏振片，布置在所述第二液晶面板的现有侧上。
20.根据权利要求19所述的光学快门，
其中，所述液晶面板单元还包括：1/4波片，布置在所述第一液晶面板的入射表面侧上。
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