CN102792212B - 主动快门眼镜和立体视频识别系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够视认显示品质优异的立体视频的主动快门眼镜和立体视频识别系统。本发明是立体视频识别系统用的主动快门眼镜,上述主动快门眼镜具有右眼用快门部和左眼用快门部,上述右眼用快门部和左眼用快门部分别具有液晶单元,在该眼镜被佩戴时,上述右眼用快门部和左眼用快门部的视野角各自在左侧和右侧比在上侧和下侧宽。

Description

主动快门眼镜和立体视频识别系统
技术领域
本发明涉及主动快门眼镜和立体视频识别系统。更详细而言,涉及适合于包括具有横向长的画面的视频显示装置的立体视频识别系统的主动快门眼镜和立体视频识别系统。
背景技术
作为使用眼镜的立体视频识别系统,已知有视差图像方式、被动方式、主动方式等。视差图像方式的显示品质非常差,会产生所谓的串扰。被动方式和主动方式均利用偏振光眼镜。
被动方式能够使偏振光眼镜自身轻量且廉价地进行制造,但是为了生成左眼用图像和右眼用图像,需要使用各自不同的像素。因此,在进行立体视频显示时,与通常的平面视频显示时相比需要2倍的空间分辨率,一般而言立体视频的分辨率低。此外,显示品质也比主动方式低。而且,需要在各像素中图案形成λ/2板等的偏振光元件,视频显示装置的成本上升。
主动方式在显示性能方面优异,例如在立体视频识别系统用的视频显示装置(以下也称为3D显示装置)的空间分辨率为全高清(1920×1080)的情况下,能够直接进行全高清的分辨率的立体显示。此外,主动方式的3D显示装置所追求的主要性能为高帧频和高性能的图像处理能力,这些在现有的高端的视频显示装置也能够满足。即,不在视频显示装置自身中制作特别的部件,即使在3D内容的普及前的阶段也能够作为3D显示装置展开。
以下,将在主动方式中使用的偏振光眼镜也称为主动快门眼镜。
作为主动方式的立体视频识别系统,例如公开有使用具有一对偏振光板和设置在该一对偏振光板之间的液晶的主动快门眼镜的技术(例如,参照专利文献1。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭61-227498号公报
非专利文献
非专利文献1:畑田、斎田、《奥行き要因の知覚とメカニズム》,テレビジョン学会誌,1989年,第43卷,第8号,p.755-762。
发明内容
发明所要解决的问题
但是,在现有的主动方式的立体视频识别系统,特别在使用横向长的3D显示装置的情况下,特别在画面的左右的区域存在显示品质下降的问题。具体而言,存在产生漏光、对比度(CR比)降低、色感变化、串扰等的问题。
本发明是鉴于上述现状而完成的,其目的在于,提供能够视认显示品质优异的立体视频的主动快门眼镜和立体视频识别系统。
用于解决问题的方式
本发明的发明人对能够视认显示品质优异的立体视频的主动快门眼镜进行了各种研究后,着眼于具有液晶单元的主动快门眼镜的视野角特性。于是想到通过采用(1)就左右的快门部的视野角而言,左侧和右侧比上侧和下侧宽的方式;(2)就左右的快门部的视野角而言,与左右的快门部的连结部一侧相比,其相反侧更宽的方式;(3)左右的快门部的视野角特性实质上对称的方式;或将这些方式适当地组合而得到的方式,能够出色地解决上述问题,达到了本发明。
即,本发明是一种立体视频识别系统用的主动快门眼镜,其特征在于:上述主动快门眼镜具有右眼用快门部和左眼用快门部,上述右眼用快门部和左眼用快门部分别具有液晶单元,在该眼镜被佩戴时,上述右眼用快门部和左眼用快门部的视野角各自在左侧和右侧比在上侧和下侧宽(以下,也称为本发明的第一眼镜。)。
作为本发明的第一眼镜的结构,只要将这样的构成要素作为必须的构成要素形成,就不特别地被其它的构成要素限定。
以下对本发明的第一眼镜的优选方式进行详细说明。
优选如下方式:上述右眼用快门部和左眼用快门部的视野角特性分别相对于通过90°方位和270°方位的轴实质上对称。由此,特别能够同样地提高画面的左右两端的显示品质。其结果是,在画面的整个区域,能够实现更优异的显示品质。
优选如下方式:在该眼镜被佩戴时,上述右眼用快门部和左眼用快门部的视野角各自在下侧比在上侧宽。由此,能够将右眼用和左眼用快门部的视野角设定为与人的有效视野一致,因此能够实现更优异的显示品质。
更优选如下方式:在该眼镜被佩戴时,上述右眼用快门部和左眼用快门部的视野角各自在270°的方位比在90°的方位宽。由此能够更可靠地将右眼用和左眼用快门部的视野角设定为与人的有效视野一致,因此能够更可靠地实现更优异的显示品质。
优选如下方式:上述右眼用快门部和左眼用快门部分别包括λ/4板,上述λ/4板设置于上述液晶单元的外侧(以下,也称为第一方式)。由此,能够消除在将液晶显示装置用作3D显示装置的情况下可能发生的问题。第一方式特别适合于将液晶显示装置用作3D显示装置的立体视频识别系统。
优选如下方式:当在规定的极角测量上述右眼用快门部和左眼用快门部的遮光状态下的漏光时(以下,也称为第一测量时),0°方位和180°方位的漏光的量小于4个以上的方位的漏光的量的平均。其中,上述4个以上的方位在全方位内均等地配置。由此,能够在整个画面视认双重图像少的清晰的立体视频。
更优选如下方式:270°方位的漏光的量小于90°方位的漏光的量。由此,能够将右眼用和左眼用快门部的视野角设定为与人的有效视野一致,因此能够实现更优异的显示品质。
优选如下方式:当在8个以上的方位、且在规定的极角测量上述右眼用快门部和左眼用快门部的遮光状态下的漏光时(以下,也称为第二测量时),-45°~45°方位和/或135°~225°方位的漏光的量的平均小于45°~135°方位和225°~315°方位的漏光的量的平均。其中,上述8个以上的方位在全方位内均等地配置。由此,能够在整个画面视认双重图像少的清晰的立体视频。
更优选如下方式:上述第二测量时225°~315°方位的漏光的量的平均小于45°~135°方位的漏光的量的平均。由此,能够将右眼用和左眼用快门部的视野角设定为与人的有效视野一致,因此能够实现更优异的显示品质。
优选如下方式:当在规定的极角测量上述右眼用快门部和左眼用快门部的对比度时(以下,也称为第三测量时),0°方位和180°方位的对比度高于4个以上方位的对比度的平均。其中,上述4个以上的方位在全方位内均等地配置。由此,能够在整个画面视认双重图像少的清晰的立体视频。
更优选如下方式:上述第三测量时270°方位的对比度高于90°方位的对比度。由此,能够将右眼用和左眼用快门部的视野角设定为与人的有效视野一致,因此能够实现更优异的显示品质。
优选如下方式:当在8个以上的方位、且在规定的极角测量上述右眼用快门部和左眼用快门部的对比度时(以下,也称为第四测量时),-45°~45°方位和/或135°~225°方位的对比度的平均高于45°~135°方位和225°~315°方位的对比度的平均。其中,上述8个以上的方位在全方位内均等地配置。由此,能够在整个画面视认双重图像少的清晰的立体视频。
更优选如下方式:上述第四测量时225°~315°方位的对比度的平均高于45°~135°方位的对比度的平均。由此,能够将右眼用和左眼用快门部的视野角设定为与人的有效视野一致,因此能够实现更优异的显示品质。
优选如下方式:上述液晶单元是TN或STN型,在未施加电压时,位于上述液晶单元的厚度方向的中央的液晶分子沿通过90°方位和270°方位的方向取向。由此,能够在整个画面视认双重图像少的清晰的立体视频。
优选如下方式:当在规定的极角测量驱动上述右眼用快门部和左眼用快门部的状态下的色感变化时(以下,也称为第五测量时),0°方位和180°方位的色感变化小于4个以上方位的色感变化的平均。其中,上述4个以上的方位在全方位内均等地配置。由此,能够在整个画面视认色感变化少的清晰的立体视频。
更优选如下方式:上述第五测量时270°方位的色感变化小于90°方位的色感变化。由此,能够将右眼用和左眼用快门部的视野角设定为与人的有效视野一致,因此能够实现更优异的显示品质。
优选如下方式:当在8个以上的方位、且在规定的极角测量驱动上述右眼用快门部和左眼用快门部的状态下的色感变化时(以下,也称为第六测量时),-45°~45°方位和/或135°~225°方位的色感变化的平均小于45°~135°方位和225°~315°方位的色感变化的平均。其中,上述8个以上的方位在全方位内均等地配置。由此,能够在整个画面视认色感变化少的清晰的立体视频。
更优选如下方式:上述第六测量时225°~315°方位的色感变化的平均小于45°~135°方位的色感变化的平均。由此,能够将右眼用和左眼用快门部的视野角设定为与人的有效视野一致,因此能够实现更优异的显示品质。
本发明还是包括本发明的第一眼镜和视频显示装置的立体视频识别系统(以下,也称为本发明的第一系统)。
作为本发明的第一系统的结构,只要将这样的构成要素作为必须的构成要素形成,就不特别地被其它的构成要素限定。
在本发明的第一系统,上述视频显示装置是液晶显示装置,且包括液晶单元和设置于上述液晶单元(上述视频显示装置的液晶单元)的外侧(前面侧)的λ/4板。由此,能够消除在将液晶显示装置用作3D显示装置的情况下可能发生的问题。该方式特别适合于本发明的第一眼镜采用上述第一方式的情况。
此外,本发明是一种立体视频识别系统用的主动快门眼镜,其特征在于:上述主动快门眼镜具有右眼用快门部和左眼用快门部,上述右眼用快门部和左眼用快门部分别具有液晶单元,上述右眼用快门部和左眼用快门部的视野角各自在上述右眼用快门部和左眼用快门部的连结部一侧的相反侧比在上述右眼用快门部和左眼用快门部的连结部一侧宽。(以下,也称为本发明的第二眼镜。)。
作为本发明的第二眼镜的结构,只要将这样的构成要素作为必须的构成要素形成,就不特别地被其它的构成要素限定。
以下对本发明的第二眼镜的优选方式进行详细说明。
优选如下方式:上述右眼用快门部和左眼用快门部分别具备λ/4板,上述λ/4板设置在上述液晶单元的外侧(以下,也称为第二方式)。由此,能够消除在将液晶显示装置用作3D显示装置的情况下可能发生的问题。第二方式特别适合于将液晶显示装置用作3D显示装置的立体视频识别系统。
优选如下方式:当在4个以上的方位、且在规定的极角测量上述右眼用快门部和左眼用快门部的遮光状态下的漏光时,上述右眼用快门部的-90°~90°方位的漏光的量的平均小于上述右眼用快门部的90°~270°方位的漏光的量的平均,上述左眼用快门部的90°~270°方位的漏光的量的平均小于上述左眼用快门部的-90°~90°方位的漏光的量的平均。其中,上述4个以上的方位在全方位内均等地配置。
优选如下方式:当在8个以上的方位、且在规定的极角测量上述右眼用快门部和左眼用快门部的遮光状态下的漏光时,上述右眼用快门部的-45°~45°方位的漏光的量的平均小于上述右眼用快门部的45°~135°方位和225°~315°方位的漏光的量的平均,上述左眼用快门部的135°~225°方位的漏光的量的平均小于上述左眼用快门部的45°~135°方位和225°~315°方位的漏光的量的平均。其中,上述8个以上的方位在全方位内均等地配置。
由此,能够在整个画面视认双重图像少的清晰的立体视频。
优选如下方式:当在4个以上的方位、且在规定的极角测量上述右眼用快门部和左眼用快门部的对比度时,上述右眼用快门部的-90°~90°方位的对比度的平均高于上述右眼用快门部的90°~270°方位的对比度的平均,上述左眼用快门部的90°~270°方位的对比度的平均高于上述左眼用快门部的-90°~90°方位的对比度的平均,其中,上述4个以上的方位在全方位内均等地配置。
优选如下方式:当在8个以上的方位、且在规定的极角测量上述右眼用快门部和左眼用快门部的对比度时,上述右眼用快门部的45°~45°方位的对比度的平均高于上述右眼用快门部的45°~135°方位和225°~315°方位的对比度的平均,上述左眼用快门部的135°~225°方位的对比度的平均高于上述左眼用快门部的45°~135°方位和225°~315°方位的对比度的平均,其中,上述8个以上的方位在全方位内均等地配置。
由此,能够在整个画面视认双重图像少的清晰的立体视频。
优选如下方式:当在4个以上的方位、且在规定的极角测量驱动上述右眼用快门部和左眼用快门部的状态下的色感变化时,上述右眼用快门部的-90°~90°方位的色感变化的平均小于上述右眼用快门部的90°~270°方位的色感变化的平均,上述左眼用快门部的90°~270°方位的色感变化的平均小于上述左眼用快门部的-90°~90°方位的色感变化的平均。其中,上述4个以上的方位在全方位内均等地配置。
优选如下方式:当在8个以上的方位、且在规定的极角测量驱动上述右眼用快门部和左眼用快门部的状态下的色感变化时,上述右眼用快门部的-45°~45°方位的色感变化的平均小于上述右眼用快门部的45°~135°方位和225°~315°方位的色感变化的平均,上述左眼用快门部的135°~225°方位的色感变化的平均小于上述左眼用快门部的45°~135°方位和225°~315°方位的色感变化的平均。其中,上述8个以上的方位在全方位内均等地配置。
由此,能够在整个画面视认双重图像少的清晰的立体视频。
本发明还是包括本发明的第二眼镜和视频显示装置的立体视频识别系统(以下,也称为本发明的第二系统)。
作为本发明的第二系统的结构,只要将这样的构成要素作为必须的构成要素形成,就不特别地被其它的构成要素限定。
在本发明的第二系统,上述视频显示装置是液晶显示装置,且包括:液晶单元;和设置于上述液晶单元(上述视频显示装置的液晶单元)的外侧(前面侧)的λ/4板。由此,能够消除在将液晶显示装置用作3D显示装置的情况下可能发生的问题。该方式特别适合于本发明的第二眼镜采用上述第二方式的情况。
此外,本发明是一种立体视频识别系统用的主动快门眼镜,其特征在于:上述主动快门眼镜具有右眼用快门部和左眼用快门部,上述右眼用快门部和左眼用快门部分别具有液晶单元,上述右眼用快门部的视野角特性与上述左眼用快门部的视野角特性实质上对称(以下,也称为本发明的第三眼镜。)。
作为本发明的第三眼镜的结构,只要将这样的构成要素作为必须的构成要素形成,就不特别地被其它的构成要素限定。
以下对本发明的第三眼镜的优选方式进行详细说明。
优选如下方式:上述右眼用快门部和左眼用快门部分别具备λ/4板,上述λ/4板设置于上述液晶单元的外侧(以下,也称为第三方式)。由此,能够消除在将液晶显示装置用作3D显示装置的情况下可能发生的问题。第三方式特别适合于将液晶显示装置用作3D显示装置的立体视频识别系统。
优选如下方式:上述右眼用快门部和左眼用快门部具有相互实质上对称的结构。
优选如下方式:上述右眼用快门部的液晶单元中的液晶取向与上述左眼用快门部的液晶单元中的液晶取向相互实质上对称。
本发明还是包括本发明的第三眼镜和视频显示装置的立体视频识别系统(以下,也称为本发明的第三系统)。
作为本发明的第三系统的结构,只要将这样的构成要素作为必须的构成要素形成,就不特别地被其它的构成要素限定。
在本发明的第三系统,上述视频显示装置是液晶显示装置,且包括液晶单元和设置于上述液晶单元(上述视频显示装置的液晶单元)的外侧(前面侧)的λ/4板。由此,能够消除在将液晶显示装置用作3D显示装置的情况下可能发生的问题。该方式特别适合于本发明的第二眼镜采用上述第三方式的情况。
发明的效果
根据本发明的主动快门眼镜和立体视频识别系统,能够视认显示品质优异的立体视频。
附图说明
图1是表示实施方式1的立体视频识别系统的结构的立体示意图。
图2是用于说明实施方式1的立体视频识别系统的动作原理的图。
图3是表示实施方式1的主动快门眼镜的结构的立体示意图。
图4是表示实施方式1的主动快门眼镜的视野角特性(CR比)的图。
图5是表示实施方式1的视频显示装置的结构的平面示意图。
图6是表示视距与视野角的关系的图表。
图7是用于说明人的有效视野的示意图。
图8是表示实施方式1的视频显示装置和偏振光遮光镜的立体示意图。
图9是表示实施方式1(变形例1)的立体视频识别系统的结构的立体示意图。
图10是表示实施方式1(变形例1)的主动快门眼镜的结构的立体示意图。
图11是表示实施方式1(变形例1)的主动快门眼镜的轴的配置关系示意图。
图12是表示实施方式1(变形例1)的视频显示装置的轴的配置关系的示意图。
图13是表示参考例1的立体视频识别系统的结构的立体示意图。
图14是表示参考例1的主动快门眼镜的取向处理方向与液晶分子的取向方向之间的关系的示意图。
图15是表示参考例1的主动快门眼镜的视野角特性(CR比)的图。
图16是表示参考例1的主动快门眼镜的视野角特性(CR比)的图表。
图17是表示参考例1的主动快门眼镜的视野角特性(色感变化)的图。
图18是表示实施例1、2和4的主动快门眼镜的方位的示意图。
图19是表示实施例2的主动快门眼镜的视野角特性(CR比)的图。
图20是表示实施方式2的立体视频识别系统的结构的立体示意图。
图21是表示实施方式2的主动快门眼镜的结构的立体示意图。
图22是表示实施方式2的主动快门眼镜的结构的立体示意图。
图23是表示实施方式2的主动快门眼镜的视野角特性(CR比)的图。
图24是表示实施方式2的主动快门眼镜的视野角特性(CR比)的图。
图25是表示实施方式2的视频显示装置的结构的平面示意图。
图26是表示实施方式2(变形例2)的主动快门眼镜的结构的立体示意图。
图27是表示实施方式2(变形例2)的主动快门眼镜的结构的立体示意图。
图28是表示实施方式3的立体视频识别系统的结构的立体示意图。
图29是表示实施方式3的主动快门眼镜的结构的立体示意图。
图30是表示实施方式3的主动快门眼镜的结构的立体示意图。
图31是表示实施方式3的主动快门眼镜的视野角特性(CR比)的图。
图32是表示实施方式3的主动快门眼镜的视野角特性(CR比)的图。
图33是用于说明人视认立体视频的原理的示意图。
图34是表示实施方式3(变形例3)的主动快门眼镜的结构的立体示意图。
图35是表示实施方式3(变形例3)的主动快门眼镜的结构的立体示意图。
图36是用于说明主动快门眼镜的方位的图。
图37是表示从图19算出的、相对于极角θ=15°、20°、30°的方位的CR比的曲线的图表,在上段表示右半部分(方位 )的结果,在下段表示左半部分(方位 )的结果。
图38是表示从图15算出的、相对于极角θ=15°、20°、30°的方位的CR比的曲线的图表,在上段表示右半部分(方位 )的结果,在下段表示左半部分(方位 )的结果。
图39是用于说明主动快门眼镜的左右快门部的方位的图。
具体实施方式
在本说明书中,对于眼镜的内外,将佩戴眼镜时的观察者(佩戴者)一侧定义为内侧,将其相反侧定义为外侧。
此外,对于视频显示装置的前后,将观察者一侧定义为前面侧,将其相反侧定义为背面侧。
在本说明书中,关于眼镜的方位,以在观察者佩戴该眼镜的状态下从观察者来看的右方向(3点钟方向)为0°方位,令逆时针旋转为正。关于显示装置的方位,以正面观看画面时的右方向(3点钟方向)为0°,以逆时针旋转为正。此外,关于眼镜和显示装置的任一方位,也为如下情形:将通过0°方位和180°方位的方向称为横方向,将通过90°方位和270°方位的方向称为纵方向。
直线偏振光元件具有将自然光改变为直线偏振光的功能,只要没有特别禁止,在本说明书中提到“直线偏振光元件”时不包括保护薄膜,而仅指具有偏振光功能的元件。
在本说明书中,λ/4板是相对于至少波长550nm的光具有大致1/4波长的延迟的层。λ/4板的延迟相对于波长550nm的光正确而言为137.5nm,但是为100nm以上180nm以下即可,优选120nm以上160nm以下,更优选130nm以上145nm以下。
在将双折射层(包括液晶单元、λ/4板和λ/2板)的面内方向的主折射率定义为nx和ny,将面外方向(厚度方向)的主折射率定义为nz,将双折射层的厚度定义为d时,面内相位差R是以R=|nx-ny|×d定义的面内相位差(单位:nm)。与此相对,厚度方向相位差Rth为以Rth=(nz-(nx+ny)/2)×d定义的面外(厚度方向)相位差(单位:nm)。在本说明书中,相位差的测量波长只要没有特别禁止就为550nm。
另外,nx是双折射层的面内的折射率成为最大的方向(即,迟相轴方向)的折射率,ny是在面内与迟相轴(nx)正交的方向的折射率。
以下列举实施方式、参照附图对本发明进行更详细的说明,但是本发明并不仅限于这些实施方式。
(实施方式1)
如图1所示,本实施方式的主动方式的立体视频识别系统包括视频显示装置(3D显示装置)110和主动快门眼镜120。
如图2所示,在显示装置110,交替地供给右眼用视频信号(R信号)和左眼用视频信号(L信号),在显示装置110的画面,带有视差的右眼用图像和左眼用图像交替地以时间分割方式被显示。
作为显示装置110,并无特别限定,能够列举液晶显示装置、等离子体显示器、有机或无机EL显示器、CRT显示器、将投影仪和屏幕组合而成的装置等。在使用液晶显示装置作为显示装置110的情况下,如图2所示,背光源也可以总点亮。
眼镜120具有右眼用快门部和左眼用快门部(以下,也称为左右快门部)121。左右快门部121的透光和遮光(开闭)交替地切换。如图2所示,切换的定时与R信号和L信号同步。由此,在观察者的右眼被投影右眼用图像,在左眼被投影左眼用图像,观察者能够视认立体视频。
此外,如图3所示,左右快门部121各自从内侧起依次具备直线偏振光元件(内侧偏振光元件)122、视野角补偿薄膜125、液晶单元123、视野角补偿薄膜126和直线偏振光元件(外侧偏振光元件)124。
偏振光元件122和124虽然也可以相互平行尼克尔地配置,但是通常相互正交尼克尔地配置。更具体而言,内侧偏振光元件122的透射轴122t与外侧偏振光元件124的透射轴124t所成的角被设定在90°±15°(优选90°±5°)的范围内。内侧偏振光元件122的透射轴122t被设定在自通过45°方位和225°方位的方向起±15°(优选±5°)的范围内,外侧偏振光元件124的透射轴124t被设定在自通过135°方位和315°方位的方向起±15°(优选±5°)的范围内。另外,这些数值范围包括边界值。
视野角补偿薄膜125和126具有补偿左右的快门部121的遮光时的视野角的功能,例如包括负C板。另外,负C板的折射率椭圆体是圆盘状,负C板满足nx≈ny>nz的关系。
液晶单元123的液晶模式为扭转向列(Twisted Nematic(TN))模式,液晶单元123包括:两个透明基板;被夹持在这两个基板之间的液晶层;和分别在两个基板形成的两个透明电极。液晶层包括介电常数各向异性为正的向列型液晶分子。该液晶分子在基板表面向取向处理方向(例如,摩擦方向)取向,在液晶层的厚度方向弯曲(扭转)大致90°地取向。此外,该液晶分子在从外侧看时(相对于光的行进方向)顺时针扭转。即,位于液晶单元123的厚度方向的中央的液晶分子(以下,也称为中央分子)以朝向纵方向(通过90°方位和270°方位的方向)的方式取向。此外,外侧的基板的取向处理方向与外侧偏振光元件124的透射轴124t大致正交,内侧的基板的取向处理方向与内侧偏振光元件122的透射轴122t大致正交。更具体而言,外侧的基板的取向处理方向与外侧偏振光元件124的透射轴124t所成的角被设定在90°±15°(优选90°±5°)的范围内,内侧的基板的取向处理方向与内侧偏振光元件122的透射轴122t所成的角被设定在90°±15°(优选90°±5°)的范围内。另外,这些数值范围包括边界值。
作为液晶单元123,只要能够确保能够与显示装置110的帧频同步的程度的响应速度就没有特别限定。液晶单元123的液晶模式除了TN模式以外,例如也可以为超扭转向列(Super Twisted Nematic(STN))模式、光学补偿双折射(Optically Compensated Birefringence(OCB))模式、垂直取向(Vertical Alignment(VA))模式、面内开关(In planeSwitching(IPS))模式、铁电液晶(Ferroelectric Liquid Crystal(FLC))等。
一般使用有液晶的主动快门眼镜由于液晶取向的非对称性而具有在上下左右非对称的视野角特性。例如如图4所示,本实施方式的左右的快门部121也具有在上下左右非对称的视野角特性(CR特性)。因此,在本实施方式,在佩戴眼镜120时,左右快门部121的视野角各自在左侧和右侧比在上侧和下侧宽。换言之,右眼用快门部的左侧的视野角比右眼用快门部的上侧和下侧的任一视野角均宽,右眼用快门部的右侧的视野角比右眼用快门部的上侧和下侧的任一视野角均宽。此外,左眼用快门部的左侧的视野角比左眼用快门部的上侧和下侧的任一视野角均宽,左眼用快门部的右侧的视野角比左眼用快门部的上侧和下侧的任一视野角均宽。由此,如电视机、电影院的屏幕等那样,特别是在显示装置110具备横向长的画面的情况下,特别在画面的左右区域能够视认优异的显示品质的立体视频。
例如,如图5所示那样,观察者位于画面中心的铅直方向,并从视距3H(H为画面119的纵方向的长度)观察全高清TV的情况下,如图6所示,观察者的视野角(观察者观察的范围)成为横方向大致±17°、纵方向大致±10°的范围。不仅限于全高清TV,即使考虑电影院的屏幕或超高清晰度TV,右眼用和左眼用图像也一般在横向长的画面显示。根据以上说明,眼镜120的视野角优选在横方向比在纵方向宽,优选在观察者的视野角的范围(观察者观察的范围)内实现足够高的CR比。此外,观察者左右对称地观察画面的情况较多,因此,特别在追求宽的视野角的横方向,更优选眼镜120的视野角特性对称。
此外,在非专利文献1记载有:人的有效视野(能够瞬间接收信息、仅通过眼球运动注视的范围)为图7(2)的范围。具体而言,为左右15°、上8°、下12°以内。即横方向最宽,其次宽的是下方向,最窄的是上方向。因此,眼镜120的视野角特性也优选参考该范围的宽度决定,优选将眼镜120的视野角宽的区域配置在右侧和左侧。此外,也可以将眼镜120的视野角窄的区域配置在上侧。
此外,当在规定的极角测量右眼用快门部的遮光状态下的漏光时,优选0°方位和180°方位的漏光的量、即0°方位的漏光的量和180°方位的漏光的量小于4个以上的方位的漏光的量的平均,优选90°方位和/或270°方位(更优选90°方位和270°方位)的漏光的量、即90°方位的漏光的量和/或270°方位的漏光的量(更优选90°方位的漏光的量和270°方位的漏光的量)大于4个以上的方位的漏光的量的平均。
此外,当在规定的极角测量左眼用快门部的遮光状态下的漏光时,优选0°方位和180°方位的漏光的量、即0°方位的漏光的量和180°方位的漏光的量小于4个以上的方位的漏光的量的平均,优选90°方位和/或270°方位(更优选90°方位和270°方位)的漏光的量、即90°方位的漏光的量和/或270°方位的漏光的量(更优选90°方位的漏光的量和270°方位的漏光的量)大于4个以上的方位的漏光的量的平均。
由此,能够在整个画面视认双重图像少的清晰的立体视频。
此外,在这些方式中,更优选270°方位的漏光的量小于90°方位的漏光的量。由此,能够将左右快门部121的视野角设定为与人的有效视野一致,因此能够实现更优异的显示品质。
此外,当在8个以上的方位、且在规定的极角测量右眼用快门部的遮光状态下的漏光时,-45°~45°方位和/或135°~225°方位(更优选-45°~45°方位和135°~225°方位)的漏光的量的平均、即-45°~45°方位的漏光的量的平均和/或135°~225°方位的漏光的量的平均(更优选-45°~45°方位的漏光的量的平均和135°~225°方位的漏光的量的平均),小于45°~135°方位和225°~315°方位的漏光的量的平均、即45°~135°方位的漏光的量的平均和225°~315°方位的漏光的量的平均。
此外,当在8个以上的方位、且在规定的极角测量左眼用快门部的遮光状态下的漏光时,-45°~45°方位和/或135°~225°方位(更优选-45°~45°方位和135°~225°方位)的漏光的量的平均、即-45°~45°方位的漏光的量的平均和/或135°~225°方位的漏光的量的平均(更优选-45°~45°方位的漏光的量的平均和135°~225°方位的漏光的量的平均),小于45°~135°方位和225°~315°方位的漏光的量的平均、即45°~135°方位的漏光的量的平均和225°~315°方位的漏光的量的平均。
由此,能够在整个画面视认双重图像少的清晰的立体视频。
此外,在这些方式中,更优选225°~315°方位的漏光的量的平均小于45°~135°方位的漏光的量的平均。由此,能够将左右快门部121的视野角设定为与人的有效视野一致,因此能够实现更优异的显示品质。
此外,当在规定的极角测量右眼用快门部的CR比时,优选0°方位和180°方位的CR比、即0°方位的CR比和180°方位的CR比高于4个以上的方位的CR比的平均,优选90°方位和/或270°方位(更优选90°方位和270°方位)的CR比、即90°方位的CR比和/或270°方位的CR比(更优选90°方位的CR比和270°方位的CR比)低于4个以上的方位的CR比的平均。
此外,当在规定的极角测量左眼用快门部的CR比时,优选0°方位和180°方位的CR比、即0°方位的CR比和180°方位的CR比高于4个以上的方位的CR比的平均,优选90°方位和/或270°方位(更优选90°方位和270°方位)的CR比、即90°方位的CR比和/或270°方位的CR比(更优选90°方位的CR比和270°方位的CR比)低于4个以上的方位的CR比的平均。
由此,能够在整个画面视认双重图像少的清晰的立体视频。
此外,在这些方式中,更优选270°方位的CR比高于90°方位的CR比。由此,能够将左右快门部121的视野角设定为与人的有效视野一致,因此能够实现更优异的显示品质。
此外,当在8个以上的方位、且在规定的极角测量右眼用快门部的CR比时,-45°~45°方位和/或135°~225°方位(更优选-45°~45°方位和135°~225°方位)的CR比的平均、即-45°~45°方位的CR比的平均和/或135°~225°方位的CR比的平均(更优选-45°~45°方位的CR比的平均和135°~225°方位的CR比的平均),高于45°~135°方位和225°~315°方位的CR比的平均、即45°~135°方位的CR比的平均和225°~315°方位的CR比的平均。
此外,当在8个以上的方位、且在规定的极角测量左眼用快门部的CR比时,-45°~45°方位和/或135°~225°方位(更优选-45°~45°方位和135°~225°方位)的CR比的平均、即-45°~45°方位的CR比的平均和/或135°~225°方位的CR比的平均(更优选-45°~45°方位的CR比的平均和135°~225°方位的CR比的平均),高于45°~135°方位和225°~315°方位的CR比的平均、即45°~135°方位的CR比的平均和225°~315°方位的CR比的平均。
由此,能够在整个画面视认双重图像少的清晰的立体视频。
此外,在这些方式中,更优选225°~315°方位的CR比的平均高于45°~135°方位的CR比的平均。由此,能够将左右快门部121的视野角设定为与人的有效视野一致,因此能够实现更优异的显示品质。
此外,当在规定的极角测量实际驱动右眼用快门部的状态下的右眼用快门部的色感变化时,优选0°方位和180°方位的色感变化、即0°方位的色感变化和180°方位的色感变化小于4个以上的方位的色感变化的平均,优选90°方位和/或270°方位(更优选90°方位和270°方位)的色感变化、即90°方位的色感变化和/或270°方位的色感变化(更优选90°方位的色感变化和270°方位的色感变化)大于4个以上的方位的色感变化的平均。
此外,当在规定的极角测量实际驱动左眼用快门部的状态下的左眼用快门部的色感变化时,优选0°方位和180°方位的色感变化、即0°方位的色感变化和180°方位的色感变化小于4个以上的方位的色感变化的平均,优选90°方位和/或270°方位(更优选90°方位和270°方位)的色感变化、即90°方位的色感变化和/或270°方位的色感变化(更优选90°方位的色感变化和270°方位的色感变化)大于4个以上的方位的色感变化的平均。
由此,能够在整个画面视认双重图像少的清晰的立体视频。
此外,在这些方式中,更优选270°方位的色感变化小于90°方位的色感变化。由此,能够将左右快门部121的视野角设定为与人的有效视野一致,因此能够实现更优异的显示品质。
此外,当在8个以上的方位、且在规定的极角测量实际驱动右眼用快门部的状态下的右眼用快门部的色感变化时,-45°~45°方位和/或135°~225°方位(更优选-45°~45°方位和135°~225°方位)的色感变化的平均、即-45°~45°方位的色感变化的平均和/或135°~225°方位的色感变化的平均(更优选-45°~45°方位的色感变化的平均和135°~225°方位的色感变化的平均),小于45°~135°方位和225°~315°方位的色感变化的平均、即45°~135°方位的CR比的平均和225°~315°方位的色感变化的平均。
此外,当在8个以上的方位、且在规定的极角测量实际驱动左眼用快门部的状态下的左眼用快门部的色感变化时,-45°~45°方位和/或135°~225°方位(更优选-45°~45°方位和135°~225°方位)的色感变化的平均、即-45°~45°方位的色感变化的平均和/或135°~225°方位的色感变化的平均(更优选-45°~45°方位的色感变化的平均和135°~225°方位的色感变化的平均),小于45°~135°方位和225°~315°方位的色感变化的平均、即45°~135°方位的色感变化的平均和225°~315°方位的色感变化的平均。
由此,能够在整个画面视认双重图像少的清晰的立体视频。
此外,在这些方式中,更优选225°~315°方位的色感变化的平均小于45°~135°方位的色感变化的平均。由此,能够将左右快门部121的视野角设定为与人的有效视野一致,因此能够实现更优异的显示品质。
其中,上述4个以上的方位和8个以上的方位在全方位内均等地配置。
另外,上述4个以上的方位优选8个以上的方位,更优选12个以上的方位,进一步优选24个以上的方位。
此外,上述8个以上的方位优选12个以上的方位,更优选24个以上的方位。
此外,上述规定的极角并无特别限定,通常在比0°大、比90°小的范围内决定,优选在5°~45°(更优选8°~30°)的范围内决定。
此外,在液晶单元123的液晶模式为TN模式或STN模式的情况下,中央分子也可以沿横方向取向。由此也能够在整个画面视认色感变化少的清晰的立体视频。
另外,中央分子的取向方向虽然并不必须严密地与横方向一致,但是这些方向所成的角优选15°以下,更优选5°以下。
此外,中央分子的取向方向能够从液晶单元123的两个基板的取向处理方向(例如,摩擦方向)决定。
此外,右眼用快门部的视野角特性优选相对于通过90°方位和270°方位的轴实质上对称,左眼用快门部的视野角特性优选相对于通过90°方位和270°方位的轴实质上对称。由此,特别能够同样地提高画面的左右两端的显示品质。其结果是,在画面的整个区域,能够实现更优异的显示品质。
另外,这些视野角特性均不需要相对于上述轴严密地对称,例如优选满足以下的条件。
首先,在12个以上的方位(其中,这些方位在全方位内均等地配置)且在多个规定的极角对各快门部的CR比进行测量。接着,根据该测量结果制作表示各快门部相对于方位的CR比的曲线的图表。此处,如图36所示,导入以90°方位(12点钟方向)为基准(0°),以顺时针旋转为正的方位然后,在方位从0°起顺时针旋转+180°为止的范围(右半部分)和方位从0°起逆时针旋转-180°为止的范围(左半部分),对于各极角的各曲线,比较CR比的大小为相同程度的极大(或极小)点,其结果是,两个极大(或极小)点的(方位的绝对值)的差为30°以下则令人满意。
另外,被测量的视野角特性并不特别限定于CR比,如上所述,也可以为遮光状态下的漏光、快门部实际驱动时的色感变化。
此外,上述12个以上的方位优选24个以上的方位。
此外,上述多个规定的极角并无特别限定,通常在比0°大比90°小的范围内决定。并且,上述多个规定的极角的数量并无特别限定,通常为2以上5以下,优选3以上4以下。
此外,在上述比较中,CR比的大小为相同程度的两个极大(或极小)点的CR比的差优选100以下,更优选50以下。此外,两CR比优选位于任意的CR比(例如,两者的CR比的平均值)的±10%(更优选±5%)的范围内。
并且,在成为比较对象的极大(或极小)点存在多个的情况下,至少一组极大(或极小)点满足上述条件即可,不需要所有成为比较对象的极大(或极小)点满足上述条件。
以下,除了特别涉及到方位的情况,眼镜的方位为按照上述定义(右方向(三点钟方向)为0°、逆时针旋转为正)的方位。
作为在本实施方式被评价而得到的视野角特性,也能够列举下述的角度特性。
·快门部为透光状态时的色感变化
·快门部为透光状态时的透射率特性
·快门部实际驱动时的透射率
·快门部实际驱动时的串扰量
另外,作为色感变化,具体能够列举Δu’v’、ΔC*ab等色差。Δu’v’在1976CIE UCS表色系统从色度图内的坐标变化(=((u’-u’02+(v’-v’020.5)算出。此外,ΔC*ab在L*a*b*表色系统从色度图内的坐标变化(=((Δa*)2+(Δb*)20.5)算出。
此外,如图2所示,左右快门部121的透光和遮光(开闭)的切换的定时与R信号和L信号同步。而且,观察者在时间上平均地观察透光和遮光状态、即右眼用和左眼用图像。但是,在左右快门部121的响应不够快的情况下,不仅透光和遮光状态,而且它们中间的过渡状态所占用的时间的比例也变多。因此,存在仅通过透光和遮光状态下的静的特性不能对主动快门眼镜的视野角特性进行充分的评价的情况。这样的状况越是在右眼用和左眼用图像以更快的帧频显示的情况下越显著。因此,特别在对通过以时间分割显示右眼用和左眼用图像来视认立体视频的系统进行评价上,优选以实际驱动主动快门眼镜的状态评价其视野角特性。
因此,最近的电视机用的液晶显示装置一般是VA模式或IPS模式,如图8所示,其中多数以与液晶单元相比设置在观察者一侧的直线偏振光元件117的透射轴117t为纵方向的方式设计。这是因为,即使采取新追加部件那样的特别的措施,佩戴偏振光遮光镜的观察者也能够亮度不下降地观察画面。
偏振光遮光镜一般被设计成吸收在水平方向振动的偏振光成分而使在铅直方向振动的偏振光成分透射。这是因为,根据菲涅尔效果,在反射光强度,一般S波(与入射面垂直地振动的偏振光)占优势,从光源(太阳光、荧光灯等)射出在地板、桌子、水面等的水平面反射的光大体在水平方向振动。因此,如图8所示,在偏振光遮光镜140的左右透光部141分别设置有直线偏振光元件142,直线偏振光元件142的透射轴142t一般以偏振光遮光镜140被使用者佩戴的状态设定在纵方向。其结果是,佩戴偏振光遮光镜140的观察者能够亮度不下降地观察以直线偏振光元件117的透射轴117t为纵方向的方式设计的液晶显示装置111的画面。
但是,在将这样的液晶显示装置111作为显示装置110使用的情况下,存在亮度下降的可能性。这是因为,如上所述,主动快门眼镜120的外侧偏振光元件124的透射轴124t沿连结135°方位和315°方位的直线配置。即,透射轴124t和117t所形成的角成为45°前后,其结果是,存在不能视认明亮的立体视频的情况。
此外,在这种情况下,当观察者自身使脸(眼镜120)转动时,画面亮度大幅地变化。例如,当假定躺在地板上收听收看画面时,这样的系统并不实用。
这些问题的原因均为,以相对角度θ重叠的两个直线偏振光元件的透射率与cosθ的平方成比例。
因此,在使用液晶显示装置111作为显示装置110的情况下,优选采用以下的变形例1。
在本变形例中,如图9所示,液晶显示装置111在观察面一侧依次具有直线偏振光元件117和λ/4板118。λ/4板118以大致45°的轴的相对角度粘贴在直线偏振光元件117。另一方面,眼镜120在外侧偏振光元件124的外侧具有λ/4板127。λ/4板127以大致45°的轴的相对角度粘贴在外侧偏振光元件124。这样,在本变形例的立体视频识别系统,被导入包括一对圆偏振光板的光学系统。
由此,从液晶显示装置111的画面射出的光,首先成为与直线偏振光元件117的透射轴117t平行的直线偏振光,然后被λ/4板118转变为圆偏振光。然后,该圆偏振光被λ/4板127再次转变为与外侧偏振光元件124的透射轴124t平行的直线偏振光。然后,该直线偏振光射入外侧偏振光元件124。这样,无轴对称性的圆偏振光向λ/4板127入射,因此,与未设置λ/4板118和127的情况不同,能够不依赖于液晶显示装置111和眼镜120的相对方位而得到一定的画面亮度。当将手性相同的两个圆偏振光元件重叠时,成为应用了透射率不依赖于这些轴的相对角度而成为一定的原理的部件。
对本变形例的各结构进行详细说明。
液晶显示装置111是透射型的液晶显示装置,如图9所示,从背面侧起依次具备背光源112、直线偏振光元件(背面偏振光镜)113、视野角补偿薄膜114、液晶单元115、视野角补偿薄膜116、直线偏振光元件(正面偏振光镜)117和λ/4板118。
偏振光元件113和117正交尼克尔地配置。即,背面偏振光镜113的透射轴113t与正面偏振光镜117的透射轴117t所成的角被设定为大致90°。但是,背面偏振光镜113和正面偏振光镜117的透射轴的配置关系能够与液晶单元115的模式一致地适当设定,也可以为平行尼克尔。
作为液晶单元115并无特别限定,例如能够列举VA模式、IPS模式、场边缘开关(Field Fringe Switching(FFS))模式等显示模式的液晶单元。液晶单元115包括:两个透明基板;被夹持在该两个基板间的液晶层;和在两个基板中的至少一个基板形成的透明电极。作为液晶单元115的驱动方式,并无特别限定,也可以为无源矩阵方式、等离子体选址方式等,其中优选有源矩阵方式。
主动快门眼镜120的左右透镜部121分别如图10所示那样,从外侧起依次具备λ/4板127、外侧偏振光元件124、视野角补偿薄膜126、液晶单元123、视野角补偿薄膜125和内侧偏振光元件122。
而且,当将外侧偏振光元件124的透射轴124t与λ/4板127的面内迟相轴127s所成的角度定义为将正面偏振光镜117的透射轴117t与λ/4板118的面内迟相轴118s形成的角度定义为时,本变形例的立体视频识别系统满足下述式(1)和(2)或(3)和(4)。
其中,如图11所示,从λ/4板127一侧(外侧)观察并进行测量,以外侧偏振光元件124的透射轴124t的方向为基准以逆时针方向为正进行测量。同样,如图12所示,从λ/4板118一侧(前面侧)观察并进行测量,以正面偏振光镜117的透射轴117t的方向为基准以逆时针方向为正进行测量。
关于优选的范围为更优选的范围为关于优选的范围为更优选的范围为
以上,根据本变形例,在眼镜120的外侧设置有透射率不依赖于入射光(圆偏振光)的偏振光方位而为一定的圆偏振光镜(λ/4板127和外侧偏振光元件124),并且,为了实现眼镜120的透射率的最大化,使从液晶显示装置111射出的光的偏振光状态最适合于圆偏振光。这样,在本变形例中,从液晶显示装置111射出圆偏振光,向眼镜120射入圆偏振光。因此,无论偏振光元件122、124和液晶单元123配置在哪个方向,显示均不会变暗。即,能够不引起消耗电力的增加地得到总是明亮的立体视频。此外,能够不担心亮度下降地、将左右快门部121的视野角容易地设定为在左侧和右侧变得宽。
此外,因为即使观察者使头部(眼镜120)转动显示也不变暗,所以能够不引起消耗电力增加地得到总是明亮的立体视频。
此外,在本实施方式和本变形例中,开闭功能能够通过眼镜120的直线偏振光元件122、液晶单元123和直线偏振光元件124、即眼镜120自身得到。因此,能够不依赖于眼镜120和液晶显示装置111的相对位置关系而总得到良好的开闭效果。
以下,对参考例和实施例的主动快门眼镜的视野角特性进行说明。
(参考例1)
如图13所示,参考例1的主动快门眼镜220的左右快门部分别从内侧起依次具备直线偏振光元件(内侧偏振光元件)222、视野角补偿薄膜225、液晶单元223、视野角补偿薄膜226和直线偏振光元件(外侧偏振光元件)224。
液晶单元223的液晶模式例如为TN或STN模式,液晶单元223包括:两个透明基板;被夹持在这两个基板之间的液晶层;和分别在两个基板形成的两个透明电极。液晶层包括介电常数各向异性为正的向列型液晶分子。该液晶分子在基板表面向取向处理方向(例如,摩擦方向)取向,在液晶层的厚度方向例如弯曲大致90°或大致270°地取向。例如,此处液晶分子在从外侧看时(相对于光的行进方向)逆时针弯曲90°。即,位于液晶单元223的厚度方向的中央的液晶分子(中央分子)以沿通过图14的虚线的方向、即45°方位和225°方位的方向取向。此外,外侧的基板的取向处理方向与外侧偏振光元件224的透射轴224t大致正交,内侧的基板的取向处理方向与内侧偏振光元件222的透射轴222t大致正交。此外,如图14所示,在观察者佩戴眼镜220时,外侧的基板的摩擦方向从90°方位朝向270°方位,外侧的基板附近的液晶分子以从该基板向270°方位稍升起的方式倾斜数°程度的地取向。此外,另一方面,内侧的基板的摩擦方向从180°方位朝向0°方位,内侧的基板附近的液晶分子以从该基板在0°方位升起数°程度的方式取向。因此,单元厚度中央部的中间分子(中央分子)沿通过作为其中间方位的45°方位和225°方位的方向与基板附近的分子同样倾斜数°程度地取向。中央分子的倾斜的朝向从观察者一侧看来45°为外侧、225°为内侧。
此外,外侧偏振光元件224的透射轴224t在观察者佩戴眼镜220时设定在纵方向。这是为了使液晶显示装置111的正面偏振光镜117的透射轴117t与透射轴224t一致。
在表1表示对眼镜220的左右的快门部的遮光时的漏光的量(亮度)进行测量的结果。另外,漏光以将眼镜220配置在设置有扩散板的规定的背光源上的状态进行测量。在表1,表示在将全方位进行24等分而得到的24方位、从极角0°至60°为止以5°间隔进行测量的结果。
[表1]
其结果是,当在规定的极角(此处,例如为极角20°)进行比较的情况下,眼镜220的漏光的量在左和右方向比在斜方向、例如135°方位或315°方位多。
在图15、16和表2表示对眼镜220的左右快门部的CR比进行测量的结果。CR比在未施加电压时与施加15V时之间计算,以将眼镜220配置在TV用背光源上的状态进行测量。在表2,表示在将全方位24等分而得到的24方位、从极角0°至60°为止以5°间隔进行测量的结果。
[表2]
其结果是,当在规定的极角(此处,例如为极角15°)进行比较的情况下,眼镜220的CR比在左和右方向比在斜方向、例如135°方位或315°方位低。
此外,在表3表示从图16抽出横方向(通过0°方位和180°方位的方向)且极角±17°的CR比、纵方向(通过90°方位和270°方位的方向)且极角±17°的CR比、通过45°方位和225°方位的方向且极角±17°的CR比、通过135°方位和315°方位的方向且极角±17°的CR比的结果。
[表3]
其结果是,当在规定的极角(此处,例如为极角17°)进行比较的情况下,眼镜220的CR比在左和右方向比在例如135°方位或315°方位低。另外,正面CR比为2100。
在图17和表4表示对眼镜220的左右快门部的实际驱动时的色感变化进行测量的结果。另外,色感变化以将眼镜220配置在设置有扩散板的规定的背光源上的状态进行测量。此外,此处作为色感变化测量了Δu’v’。在图17,与等高线相同,曲线的间隔宽则色感变化少。在表4,表示在将全方位进行24等分而得到的24方位、从极角0°至60°为止以5°间隔进行测量的结果。
[表4]
其结果是,当在规定的极角(此处,例如为极角20°)进行比较的情况下,眼镜220的色感变化在左和右方向比在斜方向、例如45°方位或225°方位大。
(实施例1)
实施例1的主动快门眼镜具有与参考例1的主动快门眼镜220相同的结构。不过,在本实施例中,参照表1的结果,将眼镜220的左右快门部的各结构旋转规定的角度。具体而言,在极角20°,以与使得所测量的全方位的漏光的量的平均(10.70cd/m2)相比漏光的量小的方位、例如135°方位(7.62cd/m2)为横方向的方式,将各结构旋转。此外,将作为135°的相反的方位的315°方位配置在相反侧的横方向。此外,将眼镜220的45°方位和225°方位配置在纵方向。虽然也可以以45°方位和225°方位均向下的方式配置,但是将漏光更少的225°方位配置在下方向。即,在实施例1的主动快门眼镜,眼镜220的135°方位成为左方向,眼镜220的315°方位成为右方向,眼镜220的225°方位成为下方向,眼镜220的漏光最大的45°方位成为上方向。此外,在本实施例中,将眼镜220的左右快门部双方均向相同方向旋转相同的角度。
当在横方向成为长边方向的3D显示装置显示右眼用和左眼用图像、佩戴实施例1的主动快门眼镜进行观察时,能够在整个画面视认双重图像少的、清晰的立体视频。这被认为是因为:由于左右快门部的左侧和右侧的漏光少,在关闭一个快门部时,在另一个快门部用显示的图像难以从该快门部(一个快门部)的左侧和右侧混入。
在立体视频,一般将在一个快门部用显示的图像混入另一个快门部用的图像的情况称为串扰。在立体视频识别系统中,减少该串扰是为了向观察者提供更清晰、精度更高的立体视频而要解决的一个问题。
另外,在本实施例中,参照极角20°的值决定左右快门部的轴方向。这是因为,如使用图5说明的那样,假定从视距3H观察的观察者的视野角为横方向±20°左右。但是,因为视距存在个人差别,所以也可以参照极角20°以外的值,例如,从视距1.5H观察的观察者的视野角为横方向±30°左右,因此也可以参照极角30°的值决定左右快门部的轴方向。
此外,在实施例1的主动快门眼镜,将全方位(360°)均等地分割为四个区域,计算各区域的漏光的量的平均值。更具体而言,如图18所示,计算-45°~45°方位、45°~135°方位、135°~225°方位和225°~315°方位各自的漏光的量的平均值。另外,在这些计算中,使用表1的结果,使用极角20°的值。其结果是,45°~135°方位(上方向)的平均值为17.16cd/m2,225°~315°方位(下方向)的平均值为9.67cd/m2,与此相对,135°~225°方位(左方向)的平均值为7.75cd/m2,-45°~45°方位(右方向)的平均值为6.70cd/m2。这样,能够确认:与以纵方向为中心的90°范围的平均值相比,以横方向为中心的90°范围的平均值的遮光时的漏光少。此外,能够确认:以上方向为中心的45°~135°方位的90°范围的遮光时的漏光(平均值),大于其它90°范围的遮光时的漏光(平均值),在四个平均值中为最大。
(实施例2)
实施例2的主动快门眼镜具有与参考例1的主动快门眼镜220相同的结构。不过,在本实施例中,参照表2的结果,将眼镜220的左右快门部的各结构旋转规定的角度。具体而言,在极角15°,以与使得所测量的全方位的CR比的平均(539)相比CR比高的方位、例如135°方位(630)为横方向的方式,将各结构旋转。此外,将135°方位的相反方位即315°方位配置在相反侧的横方向。此外,将眼镜220的45°方位和225°方位配置在纵方向。虽然也可以以45°方位和225°方位均向下的方式配置,但是将CR比高的225°方位配置在下方向。即,在实施例2的主动快门眼镜,眼镜220的135°方位成为左方向,眼镜220的315°方位成为右方向,眼镜220的225°方位成为下方向,眼镜220的对比度最低的45°方位成为上方向。其结果是,如图19所示,关于实施例2的主动快门眼镜的对比度的视野角特性实质上左右对称。即相对于通过90°方位和270°方位的轴,实质上对称。此外,在本实施例中,将眼镜220的左右快门部双方均向相同方向旋转相同的角度。
当在横方向成为长边方向的3D显示装置显示右眼用和左眼用图像、佩戴实施例2的主动快门眼镜进行观察时,能够在整个画面视认双重图像少的、清晰的立体视频。这被认为是因为:由于左右快门部的左侧和右侧的CR比高、漏光少,因此在关闭一个快门部时,在另一个快门部用显示的图像难以从该快门部(一个快门部)的左侧和右侧混入。此外,无论看画面的左端还是看右端均观察不到双重图像,这被认为是因为:左右快门部的视野角特性分别相对于通过90°方位和270°方位的轴实质上对称,即左右对称。从这样的观点出发,优选各快门部以视野角特性相对于通过90°方位和270°方位的轴对称的方式配置。
此外,在实施例2的主动快门眼镜,将全方位(360°)均等地分割为四个区域,计算各区域的CR比的平均值。更具体而言,如图18所示,计算-45°~45°方位、45°~135°方位、135°~225°方位和225°~315°方位各自的CR比的平均值。另外,在这些计算中,使用表2的结果,使用极角15°的值。其结果是,45°~135°方位(上方向)的平均值为333,225°~315°方位(下方向)的平均值为403,与此相对,135°~225°方位(左方向)的平均值为585,-45°~45°方位(右方向)的平均值为663。这样,能够确认:与以纵方向为中心的90°范围的平均值相比,以横方向为中心的90°范围的平均值的CR比高。此外,能够确认:以上方向为中心的45°~135°方位的90°范围的对比度(平均值)低于其它90°范围的对比度(平均值),在四个平均值中为最低。
图37是表示从图19计算出的、相对于极角θ=15°、20°、30°的方位的CR比的曲线的图表。在图37上段表示右半部分(方位方位)的结果,在下段表示左半部分(方位方位)的结果。另外,图37的曲线基于将全方位24等分而得到的24方位的CR比的值决定。在视野角特性相对于通过90°方位和270°方位的轴实质上对称、即左右对称的情况下,在任意的相同极角θ,右半部分和左半部分的视野角特性的两曲线左右对称。关于“左右对称”的判定,在多个极角θ根据曲线的极大值(或极小值)的大小、数量、位置“方位”等进行判断。在作为两曲线的极大(小)点、彼此的大小为相同程度的极大(小)点在多个极角θ在任意的“方位”的绝对值±15°的范围内存在的情况下,判断为左右对称。即,即使在视野角特性相对于通过90°方位和270°方位的轴实质上对称的情况下,两曲线也可以不严密地对称。在图37的例子中,在θ=15°和θ=20°,“方位”的绝对值为75°±15°的范围内存在相同程度的大小的极大点,在θ=30°,“方位”的绝对值在60°±15°的范围内存在相同程度的大小的极大点。因此,在多个极角θ,可以说极大点的大小、数量、位置大致一致,判断为左右快门部各自具有左右对称的视野角特性。
在此仅供参考,在图15那样的左右非对称的视野角特性的情况下,如果制作与图37同样的图表,则为图38那样。任意的相同的极角θ的两个曲线,极大值的数量和/或位置“方位”杂乱无章,完全看不到两曲线的形状的对称性。
(实施例3)
实施例3的主动快门眼镜具有与参考例1的主动快门眼镜220相同的结构。不过,在本实施例中,参照图16和表3的结果,将眼镜220的左右快门部的各结构旋转规定的角度。具体而言,以使得在极角±17°具有高的CR比的135°方位和315°方位为横方向的方式,将各结构旋转。由此,在TN或STN取向中,中央分子成为沿纵方向取向。此时,与通过135°方位和315°方位的轴正交的45°方位和225°方位成为纵方向,但是优选以使得对比度更低的45°方位成为上方向的方式配置左右快门部。
当在横方向成为长边方向的3D显示装置显示右眼用和左眼用图像、佩戴实施例3的主动快门眼镜进行观察时,能够在整个画面视认双重图像少的清晰的立体视频。这被认为是因为:由于左右快门部的左侧和右侧的CR比高、漏光少,因此在关闭一个快门部时,在另一个快门部用显示的图像难以从该快门部(一个快门部)的左侧和右侧混入。
(实施例4)
实施例4的主动快门眼镜具有与参考例1的主动快门眼镜220相同的结构。不过,在本实施方式中,参照表4的结果,将眼镜220的左右快门部的各结构旋转规定的角度。具体而言,在极角20°,以与使得所测量的全部方位的实际驱动时的色感变化的平均(0.0105)相比色感变化小的方位、例如45°方位(0.0094)为横方向的方式,将各结构旋转。此外,作为45°方位的相反方位的225°方位配置在相反侧的横方向。此外,将眼镜220的135°方位和315°方位配置在纵方向。也可以以135°方位和315°方位均向下的方式配置,但是将色感变化更少的315°方位配置在下方向。即,在实施例4的主动快门眼镜,眼镜220的225°方位成为左方向,眼镜220的45°方位成为右方向,眼镜220的315°方位成为下方向,眼镜220的135°方位成为上方向。此外,在本实施例中,将眼镜220的左右快门部双方均向相同方向旋转相同的角度。
当在横方向成为长边方向的3D显示装置显示右眼用和左眼用图像、佩戴实施例4的主动快门眼镜进行观察时,能够在整个画面视认双重图像少的清晰的立体视频。这被认为是因为:用于左右快门部的左侧和右侧的色感变化少,即使在将左右眼向横方向更大幅地运动,也能够抑制色感变化的发生。
此外,在实施例4的主动快门眼镜,将全部方位(360°)均等地分割为四个区域,计算各区域的漏光的量的平均值。更具体而言,如图18所示,计算-45°~45°方位、45°~135°方位、135°~225°方位和225°~315°方位各自的色感变化的平均值。另外,在这些计算中,使用表4的结果,使用极角20°的值。其结果是,45°~135°方位(上方向)的平均值为0.012,225°~315°方位(下方向)的平均值为0.011,与此相对,135°~225°方位(左方向)的平均值为0.008,-45°~45°方位(右方向)的平均值为0.006。这样,能够确认:与以纵方向为中心的90°范围的平均值相比,以横方向为中心的90°范围的平均值的实际驱动时的色感变化少。此外,能够确认:以上方向为中心的45°~135°方位的90°范围的色感变化(平均值),大于以其它90°范围的色感变化(平均值),在四个平均值中为最大。
另外,在主动快门眼镜的CR比充分的情况下,或与色感变化相比其它特性对画质施加更大的影响的情况下,也可以主要着眼于这些方面决定左右快门部的轴方向。
以上,在实施例1~4,对在主动快门眼镜不设置λ/4板的情况进行了说明。实施例1~4的眼镜是将参考例1的眼镜220旋转规定的角度而得到的眼镜,在将液晶显示装置111用作3D显示装置的情况下,外侧偏振光元件224的透射轴224t的方向和液晶显示装置111的表面偏振光元件117的透射轴117t的方向通常不一致。因此,在将液晶显示装置111用作3D显示装置的情况下,实施例1~4的眼镜与上述变形例1一样,优选在外侧偏振光元件224的外侧设置λ/4板。根据本方式,在实施例1~4的眼镜的外侧设置透射率不依赖于入射光(圆偏振光)的偏振光方位而为一定的圆偏振光镜(λ/4板和外侧偏振光元件224),并且,为了将实施例1~4的眼镜的透射率最大化,使从液晶显示装置111射出的光的偏振光状态最适合于圆偏振光。这样,在本方式,从液晶显示装置111射出圆偏振光,向实施例1~4的眼镜射入圆偏振光。因此,无论偏振光元件222、224和液晶单元223配置在怎样的方向,显示均不变暗。即,能够得到不引起消耗电力的增加而总是明亮的立体视频。此外,能够不担心亮度下降地、将左右快门部的视野角容易地设定为在左侧和右侧宽。此外,因为即使观察者转动头部(实施例1~4的眼镜)显示也不变暗,所以能够不引起消耗电力增加地得到总是明亮的立体视频。此外,能够不依赖于实施例1~4的眼镜与液晶显示装置111的相对的位置关系而总得到良好的开闭效果。
(实施方式2)
如图20所示,本实施方式的主动方式的立体视频识别系统与实施方式1相同,包括视频显示装置(3D显示装置)110和主动快门眼镜620。这样,在本实施方式和实施方式1,仅主动快门眼镜的结构不同,因此省略对此以外的说明。
眼镜620具有右眼用快门部621R和左眼用快门部621L。快门部621R和621L的透光和遮光(开闭)交替地切换。如图2所示,切换的定时与R信号和L信号同步。
如图21所示,快门部621R从内侧起依次具备直线偏振光元件(内侧偏振光元件)622R、液晶单元623、视野角补偿薄膜626和直线偏振光元件(外侧偏振光元件)624R。
另一方面,如图22所示,快门部621L从内侧起依次具备直线偏振光元件(内侧偏振光元件)622L、液晶单元623、视野角补偿薄膜626和直线偏振光元件(外侧偏振光元件)624L。
这样,快门部621L和快门部621R的不同点仅在于内侧偏振光元件和外侧偏振光元件的轴的方向不同。
偏振光元件622R和624R虽然也可以相互平行尼克尔地配置,但是通常相互正交尼克尔地配置。更具体而言,内侧偏振光元件622R的透射轴622R,t与外侧偏振光元件624R的透射轴624R,t所形成的角被设定在90°±15°(优选90°±5°)的范围内。内侧偏振光元件622R的透射轴622R,t被设定在从通过135°方位和315°方位的方向±15°(优选±5°)的范围内,外侧偏振光元件624R的透射轴624R,t被设定在从通过45°方位和225°方位的方向±15°(优选±5°)的范围内。另外,这些数值范围包括边界值。
偏振光元件622L和624L虽然也可以相互平行(并行)尼克尔地配置,但是通常相互正交尼克尔地配置。更具体而言,内侧偏振光元件622L的透射轴622L,t与外侧偏振光元件624L的透射轴624L,t所形成的角被设定在90°±15°(优选90°±5°)的范围内。内侧偏振光元件622L的透射轴622L,t被设定在从通过45°方位和225°方位的方向±15°(优选±5°)的范围内,外侧偏振光元件624L的透射轴624L,t被设定在从通过135°方位和315°方位的方向±15°(优选±5°)的范围内。另外,这些数值范围包括边界值。
液晶单元623的液晶模式为OCB(Optically self-CompensatedBirefringence:光学自补偿双排列)模式,液晶单元623包括两个透明基板、被夹持在这两个基板之间的液晶层和分别在两个基板形成的两个透明电极。液晶层包括介电常数各向异性为正的向列型液晶分子。该液晶分子的长轴在基板表面向取向处理方向(例如,摩擦方向)倾斜,该液晶分子在整个液晶层弯曲取向。两个基板的取向处理方向均被设定在90°±15°方位(优选90°±5°方位)。另外,这些数值范围包括边界值。
在快门部621R,外侧的基板的取向处理方向具有与外侧偏振光元件624R的透射轴624R,t形成的大致45°的角,内侧的基板的取向处理方向具有与内侧偏振光元件622R的透射轴622R,t形成的大致45°的角。更具体而言,外侧的基板的取向处理方向与外侧偏振光元件624R的透射轴624R,t所形成的角被设定在45°±15°(优选45°±5°)的范围内,内侧的基板的取向处理方向与内侧偏振光元件622R的透射轴622R,t所形成的角被设定在45°±15°(优选45°±5°)的范围内。另外,这些数值范围包括边界值。
在快门部621L,外侧的基板的取向处理方向具有与外侧偏振光元件624L的透射轴624L,t形成的大致45°的角,内侧的基板的取向处理方向具有与内侧偏振光元件622L的透射轴622L,t形成的大致45°的角。更具体而言,外侧的基板的取向处理方向与外侧偏振光元件624L的透射轴624L,t所形成的角被设定在45°±15°(优选45°±5°)的范围内,内侧的基板的取向处理方向与内侧偏振光元件622L的透射轴622L,t所形成的角被设定在45°±15°(优选45°±5°)的范围内。另外,这些数值范围包括边界值。
作为液晶单元623,只要能够确保能够与显示装置110的帧频同步的程度的响应速度就没有特别限定。液晶单元623的液晶模式除了OCB模式以外,例如也可以为TN模式、STN模式、VA模式、IPS模式、FLC模式等。
视野角补偿薄膜626具有补偿快门部621R和621L的遮光时的视野角的功能,例如包括2轴性相位差薄膜。
如上所述,快门部621R和621L具有相互实质上对称的结构。更详细而言,内侧偏振光元件622R的透射轴622R,t和内侧偏振光元件622L的透射轴622L,t相互实质上对称地配置,外侧偏振光元件624R的透射轴624R,t和外侧偏振光元件624L的透射轴624L,t相互实质上对称地配置,快门部621R的液晶层的取向(取向方向)和快门部621L的液晶层的取向(取向方向)相互实质上对称,快门部621R的视野角补偿薄膜626的光学轴和快门部621L的视野角补偿薄膜626的光学轴相互实质上对称地配置。另外,在快门部621R和621L之间向纵方向延伸的中心线成为对称轴。这样,快门部621R和快门部621L除了对视野角特性施加影响的要素被对称地设定以外是相同的,以具有相互对称的结构配置。此外,快门部621R的液晶层的液晶分子与快门部621L的液晶层的液晶分子对称地取向。
一般使用液晶的主动快门眼镜由于液晶取向的非对称性而具有在上下左右非对称的视野角特性。在本实施方式中也为如下情形:快门部621R例如如图23所示那样具有在上下左右非对称的视野角特性(CR特性),快门部621L例如如图24所示那样具有在上下左右非对称的视野角特性(CR特性)。
如电视机、电影院的屏幕等那样,显示装置110一般如图25所示那样具备横向长的画面619。此外,在观察者从正面观察立体视频的情况下,对快门部621R和621L要求在横方向上宽且对称的视野角特性。
因此,在本实施方式中,在佩戴眼镜620时,快门部621R和621L的视野角各自在左侧和右侧比在上侧和下侧宽。此外,快门部621R和621L各自为,与在快门部621R和621L的连结部628一侧、即眼镜620的鼻梁一侧和鼻托一侧相比,在其相反侧(外侧)、即眼镜620的镜腿一侧宽。并且,快门部621R的视野角特性与快门部621L的视野角特性实质上对称。即,快门部621R和快门部621L以两者的视野角特性对称的方式配置。因此,根据本实施方式,能够满足观察者从正面观察立体视频的情况下所要求的视野角特性。
此外,当在4个以上的方位、且在规定的极角测量快门部621R和621L的遮光状态下的漏光时,优选快门部621R的-90°~90°方位的漏光的量的平均小于快门部621R的90°~270°方位的漏光的量的平均,快门部621L的90°~270°方位的漏光的量的平均小于快门部621L的-90°~90°方位的漏光的量的平均。
此外,当在8个以上的方位、且在规定的极角测量快门部621R和621L的遮光状态下的漏光时,优选快门部621R的-45°~45°方位的漏光的量的平均小于快门部621R的45°~135°方位和225°~315°方位的漏光的量的平均、即快门部621R的45°~135°方位的漏光的量的平均和快门部621R的225°~315°方位的漏光的量的平均,快门部621L的135°~225°方位的漏光的量的平均小于快门部621L的45°~135°方位和225°~315°方位的漏光的量的平均、即快门部621L的45°~135°方位的漏光的量的平均和快门部621L的225°~315°方位的漏光的量的平均。
由此,能够在整个画面视认双重图像少的、清晰的立体视频。
此外,当在4个以上的方位、且在规定的极角测量快门部621R和621L的对比度时,优选快门部621R的-90°~90°方位的对比度的平均高于快门部621R的90°~270°方位的对比度的平均,快门部621L的90°~270°方位的对比度的平均高于快门部621L的-90°~90°方位的对比度的平均。
此外,当在8个以上的方位、且在规定的极角测量快门部621R和621L的对比度时,优选快门部621R的-45°~45°方位的对比度的平均高于快门部621R的45°~135°方位和225°~315°方位的对比度的平均、即快门部621R的45°~135°方位的对比度的平均和快门部621R的225°~315°方位的对比度的平均,快门部621L的135°~225°方位的对比度的平均高于快门部621L的45°~135°方位和225°~315°方位的对比度的平均、即快门部621L的45°~135°方位的对比度的平均和快门部621L的225°~315°方位的对比度的平均。
由此,能够在整个画面视认双重图像少的、清晰的立体视频。
此外,当在4个以上的方位、且在规定的极角测量实际驱动快门部621R和621L的状态下的快门部621R和621L的色感变化时,优选快门部621R的-90°~90°方位的色感变化的平均小于快门部621R的90°~270°方位的色感变化的平均,快门部621L的90°~270°方位的色感变化的平均小于快门部621L的-90°~90°方位的色感变化的平均。
此外,当在8个以上的方位、且在规定的极角测量实际驱动快门部621R和621L的状态下的快门部621R和621L的色感变化时,优选快门部621R的-45°~45°方位的色感变化的平均小于快门部621R的45°~135°方位和225°~315°方位的色感变化的平均、即快门部621R的45°~135°方位的色感变化的平均和快门部621R的225°~315°方位的色感变化的平均,快门部621L的135°~225°方位的色感变化的平均小于快门部621L的45°~135°方位和225°~315°方位的色感变化的平均、即快门部621L的45°~135°方位的色感变化的平均和快门部621L的225°~315°方位的色感变化的平均。
由此,能够在整个画面视认双重图像少的、清晰的立体视频。
其中,上述4个以上的方位和8个以上的方位在全方位内均等地配置。
另外,上述4个以上的方位优选8个以上的方位,更优选12个以上的方位,进一步优选24个以上的方位。
此外,上述8个以上的方位优选12个以上的方位,更优选24个以上的方位。
此外,上述规定的极角并无特别限定,通常在比0°大、比90°小的范围内决定,优选在5°~45°(更优选8°~30°)的范围内决定。
作为在本实施方式被评价而得到的视野角特性,也能够列举下述的角度特性。
·快门部为透光状态时的色感变化
·快门部为透光状态时的透射率特性
·快门部实际驱动时的透射率
·快门部实际驱动时的串扰量
与实施方式1一样,作为色感变化,具体能够列举Δu’v’、ΔC*ab等色差。
此外,特别在对通过以时间分割显示右眼用和左眼用图像来视认立体视频的系统进行评价上,优选以实际驱动主动快门眼镜的状态评价其视野角特性。
并且,在利用在实施方式1说明的上述液晶显示装置111作为显示装置110的情况下,基于与实施方式1同样的观点,优选采用以下的变形例2。
另外,如图9所示,液晶显示装置111从背面侧起一侧具备背光源112、直线偏振光元件(背面偏振光镜)113、视野角补偿薄膜114、液晶单元115、视野角补偿薄膜116、直线偏振光元件(正面偏振光镜)117和λ/4板118。
在本变形例中,如图26和27所示,快门部621R和621L分别具有λ/4板627R和627L。λ/4板627R和627L分别以大致45°的轴的相对角度粘贴在外侧偏振光元件624R和624L。在本变形例的立体视频识别系统,被导入包括一对圆偏振光板的光学系统。
由此,从液晶显示装置111的画面射出的光,首先成为与直线偏振光元件117的透射轴117t平行的直线偏振光,然后被λ/4板118转变为圆偏振光。然后,射入快门部621R的圆偏振光被λ/4板627R再次转变为与外侧偏振光元件624R的透射轴624R,t平行的直线偏振光。然后,该直线偏振光射入外侧偏振光元件624R。此外,射入快门部621L的圆偏振光被λ/4板624L再次转变为与外侧偏振光元件624L的透射轴624L,t平行的直线偏振光。然后,该直线偏振光射入外侧偏振光元件624L。这样,无轴对称性的圆偏振光向λ/4板627R和627L入射,因此,与未设置λ/4板118、627R和627L的情况不同,能够不依赖于液晶显示装置111和眼镜620的相对方位而得到一定的画面亮度。
如图26所示,本变形例的眼镜620的快门部621R在外侧偏振光元件624R的外侧具有λ/4板627R。此外,如图27所示,本变形例的眼镜620的快门部621L在外侧偏振光元件624L的外侧具有λ/4板627L。
而且,当将外侧偏振光元件624R的透射轴624R,t与λ/4板627R的面内迟相轴627R,s形成的角度和外侧偏振光元件624L的透射轴624L,t与λ/4板627L的面内迟相轴627L,s形成的角度均定义为将正面偏振光镜117的透射轴117t与λ/4板118的面内迟相轴118s形成的角度定义为时,本变形例的立体视频识别系统满足下述式(5)和(6)或(7)和(8)。
其中,从λ/4板627R一侧和627L一侧(外侧)看进行测量,以外侧偏振光元件624R和624L的透射轴624R,t和624L,t的方向为基准以逆时针方向为正进行测量。同样,从λ/4板118一侧(前面侧)看进行测量,以正面偏振光镜117的透射轴117t的方向为基准以逆时针方向为正进行测量。
关于优选的范围为更优选的范围为关于优选的范围为更优选的范围为
以上,根据本变形例,与实施方式1的变形例1一样,能够不引起消耗电力的增加地得到总是明亮的立体视频。此外,能够不担心亮度下降地、将快门部621R和621L的视野角容易地设定为如上述那样。
此外,因为即使观察者转动头部(眼镜620)显示也不变暗,所以能够不引起消耗电力增加地得到总是明亮的立体视频。
此外,在本实施方式和本变形例中,开闭功能能够通过眼镜620自身得到。因此,能够不依赖于眼镜620和液晶显示装置111的相对位置关系而总得到良好的开闭效果。
不过,在本变形例中,除了λ/4板以外的结构在快门部621R和621L之间相互实质上对称。
(实施方式3)
如图28所示,本实施方式的主动方式的立体视频识别系统与实施方式1相同,包括视频显示装置(3D显示装置)110和主动快门眼镜720。这样,在本实施方式和实施方式1,仅主动快门眼镜的结构不同,因此省略对此以外的说明。
眼镜720具有右眼用快门部721R和左眼用快门部721L。快门部721R和721L的透光和遮光(开闭)交替地切换。如图2所示,切换的定时与R信号和L信号同步。
如图29所示,快门部721R从内侧起依次具备直线偏振光元件(内侧偏振光元件)722、视野角补偿薄膜725、液晶单元723R、视野角补偿薄膜726和直线偏振光元件(外侧偏振光元件)724。
另一方面,如图30所示,快门部721L从内侧起依次具备直线偏振光元件(内侧偏振光元件)722、视野角补偿薄膜725、液晶单元723L、视野角补偿薄膜726和直线偏振光元件(外侧偏振光元件)724。
这样,快门部721L和快门部721R的不同点仅在于具有不同的液晶单元这一点。
在快门部721R和721L,偏振光元件722和724虽然也可以相互平行尼克尔地配置,但是通常相互正交尼克尔地配置。更具体而言,内侧偏振光元件722的透射轴722t与外侧偏振光元件724的透射轴724t所形成的角被设定在90°±15°(优选90°±5°)的范围内。内侧偏振光元件722的透射轴722t被设定在从横方向±15°(优选±5°)的范围内,外侧偏振光元件724的透射轴724t被设定在从纵方向±15°(优选±5°)的范围内。另外,这些数值范围包括边界值。
液晶单元723R的液晶模式为TN模式,液晶单元723R包括两个透明基板、被夹持在这两个基板之间的液晶层和分别在两个基板形成的两个透明电极。液晶层包括介电常数各向异性为正的向列型液晶分子。该液晶分子的长轴在基板表面向取向处理方向(例如,摩擦方向)取向,在液晶层的厚度方向弯曲大致90°地取向。此外,该液晶分子在从外侧看时(相对于光的行进方向)逆时针弯曲。此外,外侧的基板的取向处理方向与外侧偏振光元件724的透射轴724t大致正交,内侧的基板的取向处理方向与内侧偏振光元件722的透射轴722t大致正交。更具体而言,外侧的基板的取向处理方向与外侧偏振光元件724的透射轴724t所形成的角被设定在90°±15°(优选90°±5°)的范围内,内侧的基板的取向处理方向与内侧偏振光元件722的透射轴722t所形成的角被设定在90°±15°(优选90°±5°)的范围内。另外,这些数值范围包括边界值。
液晶单元723R和723L的不同点仅在于向列型液晶分子的弯曲方向不同这一点。即,在液晶单元723L,向列型液晶分子在从外侧看时(相对于光的行进方向),顺时针弯曲。
作为液晶单元723R和723L,只要能够确保能够与显示装置110的帧频同步的程度的响应速度就没有特别限定。液晶单元723R和723L的液晶模式除了TN模式以外,例如也可以为OCB模式、STN模式、VA模式、IPS模式、FLC模式等。
视野角补偿薄膜725和726具有补偿快门部721R和721L的遮光时的视野角的功能,例如包括负C板。
如上所述,快门部721R和721L具有相互实质上对称的结构。更详细而言,液晶单元723R的液晶层的取向(取向方向)和液晶单元723L的液晶层的取向(取向方向)相互实质上对称。另外,在快门部721R和721L之间向纵方向延伸的中心线成为对称轴。这样,快门部721R和快门部721L除了对视野角特性施加影响的要素被对称地设定以外是相同的,以具有相互对称的结构配置。此外,快门部721R的液晶层的液晶分子与快门部721L的液晶层的液晶分子对称地取向。
一般使用液晶的主动快门眼镜由于液晶取向的非对称性而具有在上下左右非对称的视野角特性。在本实施方式中也为如下情形:快门部721R例如如图31所示那样具有在上下左右非对称的视野角特性(CR特性),快门部721L例如如图32所示那样具有在上下左右非对称的视野角特性(CR特性)。
观察者对所提供的3D视频通过两眼成像的焦点距离的不同而形成立体感。使用图33说明其原理。通常的2D视频以在显示装置110的显示面Fm连结焦点的方式被提供。另一方面,3D视频以在与显示装置110的显示面相比跟前的Fs连结焦点的方式被提供,或以在与显示面相比里侧的Fl连接焦点的方式被提供。在前者的情况下,感觉到视频位于显示面的跟前,在后者的情况下,感觉到视频在显示面的里侧。人在大致脸的正面方向进行事物的注视。因此,多以右眼和左眼对称地捕捉所注视的物体。因此,在被配置在两眼前方的眼镜720,优选快门部721R的视野角特性与快门部721L的视野角特性对称。
因此,在本实施方式中,眼镜720的视野角特性左右对称。即,快门部721R的视野角特性与快门部721L的视野角特性实质上对称,与将快门部721L的视野角特性相对于提供90°方位和270°方位的轴反转后的特性实质上相同。另外,在快门部721R和721L之间向纵方向延伸的中心线成为对称轴。此外,在佩戴眼镜720时,快门部721R和721L的视野角各自在左侧和右侧比在上侧和下侧宽。因此,根据本实施方式,能够满足观察者从正面观察立体视频的情况下所要求的视野角特性。
关于快门部721R和快门部721L的视野角特性是否实质上对称,描绘与为了判断快门部的视野角特性是否相对于通过90°方位和270°方位的轴实质上对称而制作的图表(曲线)相同的图表(曲线)进行判断。在快门部721R和快门部721L的视野角特性实质上对称的情况下,在任意的相同极角θ,快门部721L的右半部分与快门部721R的左半部分的两个曲线左右对称。此外,在任意的相同极角θ,快门部721L的左半部分与快门部721R的右半部分的两个曲线左右对称。关于“左右对称”的判定,根据曲线的极大值(或极小值)的大小、数量、位置“方位”等进行判断。在作为两曲线的极大(小)点、彼此的大小为相同程度的极大(小)点在多个极角θ在任意的“方位”的绝对值±15°的范围内存在的情况下,判断为左右对称。即,即使在快门部721R和快门部721L的视野角特性实质上对称的情况下,两曲线也可以不严密地对称。
基于这样的观点,快门部721R和快门部721L的视野角特性例如优选满足以下条件。
首先,在12个以上的方位(其中,这些方位在全方位内均等地配置)且在规定的极角测量各快门部721R、721L的CR比。接着,根据该测量结果制作表示各快门部相对于方位的CR比的曲线的图表。然后,如图39所示,在右眼用快门部721R的右半部分(方位从0°起顺时针旋转+180°为止的范围)和左眼用快门部721L的左半部分(方位从0°起逆时针旋转-180°为止的范围),对于各极角的各曲线,比较CR比的大小为相同程度的极大(或极小)点,其结果是,两个极大(或极小)点的(方位的绝对值)的差为30°以下则令人满意。此外,在左眼用快门部721L的右半部分和右眼用快门部721R的左半部分,对于各极角的各曲线,比较CR比的大小为相同程度的极大(或极小)点,其结果是,两个极大(或极小)点的(方位的绝对值)的差为30°以下则令人满意。
另外,被测量的视野角特性并不特别限定于CR比。
此外,上述12个以上的方位优选24个以上的方位。
此外,上述多个规定的极角并无特别限定,通常在比0°大比90°小的范围内决定,优选在5°~45°(更优选15°~30°)的范围内决定。并且,上述多个规定的极角的数量并无特别限定,通常为2以上5以下,优选3以上4以下。
此外,在上述比较中,CR比的大小为相同程度的两个极大(或极小)点的CR比的差优选100以下,更优选50以下。此外,两CR比优选位于任意的CR比(例如,两者的CR比的平均值)的±10%(更优选±5%)的范围内。
并且,在成为比较对象的极大(或极小)点存在多个的情况下,至少一组极大(或极小)点满足上述条件即可,不需要所有成为比较对象的极大(或极小)点满足上述条件。
作为在本实施方式被评价而得到的视野角特性,与实施方式1和2一样,也能够列举下述的角度特性。
·快门部为遮光状态时的漏光
·快门部为透光状态时的色感变化
·快门部为透光状态时的透射率特性
·快门部的透光与遮光状态间的CR比
·快门部实际驱动时的色感变化
·快门部实际驱动时的透射率
·快门部实际驱动时的串扰量
与实施方式1一样,作为色感变化,具体能够列举例如Δu’v’、ΔC*ab等色差。
此外,特别在对通过以时间分割显示右眼用和左眼用图像来视认立体视频的系统进行评价上,优选以实际驱动主动快门眼镜的状态评价其视野角特性。
并且,在利用在实施方式1中说明的上述液晶显示装置111作为显示装置110的情况下,基于与实施方式1同样的观点,优选采用以下的变形例3。
另外,如图9所示,液晶显示装置111自背面侧起具备背光源112、直线偏振光元件(背面偏振光镜)113、视野角补偿薄膜114、液晶单元115、视野角补偿薄膜116、直线偏振光元件(正面偏振光镜)117和λ/4板118。
在本变形例中,如图34和35所示,快门部721R和721L分别具有λ/4板727。λ/4板727分别以大致45°的轴的相对角度粘贴在外侧偏振光元件724。在本变形例的立体视频识别系统,被导入包括一对圆偏振光板的光学系统。
由此,从液晶显示装置111的画面射出的光,首先成为与直线偏振光元件117的透射轴117t平行的直线偏振光,然后被λ/4板118转变为圆偏振光。然后,射入快门部721R和721L的圆偏振光被λ/4板727再次转变为与外侧偏振光元件724的透射轴124t平行的直线偏振光。然后,该直线偏振光射入外侧偏振光元件724。这样,无轴对称性的圆偏振光向λ/4板727入射,因此,与未设置λ/4板118和727R的情况不同,能够不依赖于液晶显示装置111和眼镜720的相对方位而得到一定的画面亮度。
如图34和35所示,本变形例的眼镜720的快门部721R和721L在外侧偏振光元件724的外侧具有λ/4板727。
而且,当将外侧偏振光元件724的透射轴724t与λ/4板727的面内迟相轴727s形成的角度定义为将正面偏振光镜117的透射轴117t与λ/4板118的面内迟相轴118s形成的角度定义为时,本变形例的立体视频识别系统满足下述式(9)和(10)或(11)和(12)。
其中,从λ/4板727一侧(外侧)观察并进行测量,以外侧偏振光元件724的透射轴724t的方向为基准以逆时针方向为正进行测量。同样,从λ/4板118一侧(前面侧)观察并进行测量,以正面偏振光镜117的透射轴117t的方向为基准以逆时针方向为正进行测量。
关于优选的范围为更优选的范围为关于优选的范围为更优选的范围为
以上,根据本变形例,与实施方式1的变形例1一样,能够不引起消耗电力的增加地得到总是明亮的立体视频。此外,能够不担心亮度下降地、将快门部721R和721L的视野角容易地设定为如上述那样。
此外,因为即使观察者转动头部(眼镜720)显示也不变暗,所以能够不引起消耗电力增加地得到总是明亮的立体视频。
此外,在本实施方式和本变形例中,开闭功能能够通过眼镜720自身得到。因此,能够不依赖于眼镜720和液晶显示装置111的相对位置关系而总得到良好的开闭效果。
不过,在本变形例中,除了λ/4板以外的结构在快门部721R和721L之间相互实质上对称。
以下,对实施方式1~3的构成部件进行详细说明。
作为直线偏振光元件,典型地能够列举在聚乙烯醇(PVA)薄膜使具有双色性的碘衍生物等各向异性材料吸附取向而得到的部件。通常,为了确保机械强度和/或耐湿热性,在实用中在PVA薄膜的两侧叠片三乙酰纤维素(TAC)薄膜等保护膜。
关于λ/4板等双折射层的材料并无特别限定,例如能够使用将多聚体膜延伸而得到的材料。在为多聚体,例如能够列举聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚乙烯醇、降冰片烯、三乙酰纤维素、二乙酰纤维素等。
λ/4板的形成方法并无特别限定,λ/4板以使得迟相轴具有与直线偏振光元件的透射轴形成的规定的角的方式与该直线偏振光元件叠层。因此,λ/4板优选使用使其向与胶卷的卷动方向倾斜的方向延伸取向的倾斜延伸法形成。
优选λ/4板与直线偏振光元件相邻。即,优选在λ/4板与直线偏振光元件之间不设置双折射层。由此,能够将直线偏振光的偏振光状态更容易地转换为期望的状态。不过,此时也可以在λ/4板与直线偏振光元件之间配置各向同性薄膜。此外,即使在λ/4板与直线偏振光元件之间设置有双折射层的情况下,也能够通过将该双折射层的迟相轴设定在与该直线偏振光元件的透射轴形成大致平行或大致正交的方向,使该双折射层的偏振光转换功能实质上无效,从而达到和在λ/4板与直线偏振光元件之间不设置双折射层的情况相同的效果。
另外,所谓的双折射层是具有光学上的各向异性的层,双折射层表示其面内相位差R的绝对值和厚度方向相位差Rth的绝对值中的任一个值具有10nm以上的值,优选具有20nm以上的值。
此外,所谓的各向同性表示其面内相位差R的绝对值和厚度方向相位差Rth的绝对值中的任一个值具有10nm以下的值,优选具有5nm以下的值。
本申请以2010年4月9日提出申请的日本专利申请2010-90703号为基础,基于巴黎条约和所进入国家的法规主张优先权。该申请的所有内容均作为参照被导入本申请中。
附图标记的说明
110:视频显示装置
111:液晶显示装置
112:背光源
113、117、122、124、142、222、224、622R、622L、624R、624L、722、724:直线偏振光元件
114、116、125、126、225、226、626、725、726:视野角补偿薄膜
115、123、223、623、723R、723L:液晶单元
118、127、627R、627L、727:λ/4板
119、619、719:画面
120、220、620、720:主动快门眼镜
121、621R、621L、721R、721L:快门部
140:偏振光遮光镜
141:透光部
628:连结部

Claims (20)

1.一种主动快门眼镜,其特征在于:
所述主动快门眼镜是立体视频识别系统用的主动快门眼镜,
所述主动快门眼镜具有右眼用快门部和左眼用快门部,
所述右眼用快门部和左眼用快门部分别具有液晶单元,
在该眼镜被佩戴时,所述右眼用快门部和左眼用快门部的视野角各自在左侧和右侧比在上侧和下侧宽。
2.如权利要求1所述的主动快门眼镜,其特征在于:
所述右眼用快门部和左眼用快门部的视野角特性分别相对于通过90°方位和270°方位的轴实质上对称。
3.如权利要求1或2所述的主动快门眼镜,其特征在于:
在该眼镜被佩戴时,所述右眼用快门部和左眼用快门部的视野角各自在下侧比在上侧宽。
4.如权利要求3所述的主动快门眼镜,其特征在于:
在该眼镜被佩戴时,所述右眼用快门部和左眼用快门部的视野角各自在270°的方位比在90°的方位宽。
5.如权利要求1或2所述的主动快门眼镜,其特征在于:
所述右眼用快门部和左眼用快门部分别包括λ/4板,
所述λ/4板设置于所述液晶单元的外侧。
6.如权利要求1或2所述的主动快门眼镜,其特征在于:
当在规定的极角测量所述右眼用快门部和左眼用快门部的遮光状态下的漏光时,
0°方位和180°方位的漏光的量小于4个以上的方位的漏光的量的平均,
其中,所述4个以上的方位在全方位内均等地配置。
7.如权利要求6所述的主动快门眼镜,其特征在于:
270°方位的漏光的量小于90°方位的漏光的量。
8.如权利要求1或2所述的主动快门眼镜,其特征在于:
当在8个以上的方位、且在规定的极角测量所述右眼用快门部和左眼用快门部的遮光状态下的漏光时,
-45°~45°方位和/或135°~225°方位的漏光的量的平均小于45°~135°方位和225°~315°方位的漏光的量的平均,
其中,所述8个以上的方位在全方位内均等地配置。
9.如权利要求8所述的主动快门眼镜,其特征在于:
225°~315°方位的漏光的量的平均小于45°~135°方位的漏光的量的平均。
10.如权利要求1或2所述的主动快门眼镜,其特征在于:
当在规定的极角测量所述右眼用快门部和左眼用快门部的对比度时,
0°方位和180°方位的对比度高于4个以上方位的对比度的平均,
其中,所述4个以上的方位在全方位内均等地配置。
11.如权利要求10所述的主动快门眼镜,其特征在于:
270°方位的对比度高于90°方位的对比度。
12.如权利要求1或2所述的主动快门眼镜,其特征在于:
当在8个以上的方位、且在规定的极角测量所述右眼用快门部和左眼用快门部的对比度时,
-45°~45°方位和/或135°~225°方位的对比度的平均高于45°~135°方位和225°~315°方位的对比度的平均,
其中,所述8个以上的方位在全方位内均等地配置。
13.如权利要求12所述的主动快门眼镜,其特征在于:
225°~315°方位的对比度的平均高于45°~135°方位的对比度的平均。
14.如权利要求1或2所述的主动快门眼镜,其特征在于:
当在规定的极角测量驱动所述右眼用快门部和左眼用快门部的状态下的色感变化时,
0°方位和180°方位的色感变化小于4个以上方位的色感变化的平均,
其中,所述4个以上的方位在全方位内均等地配置。
15.如权利要求14所述的主动快门眼镜,其特征在于:
270°方位的色感变化小于90°方位的色感变化。
16.如权利要求1或2所述的主动快门眼镜,其特征在于:
当在8个以上的方位、且在规定的极角测量驱动所述右眼用快门部和左眼用快门部的状态下的色感变化时,
-45°~45°方位和/或135°~225°方位的色感变化的平均小于45°~135°方位和225°~315°方位的色感变化的平均,
其中,所述8个以上的方位在全方位内均等地配置。
17.如权利要求16所述的主动快门眼镜,其特征在于:
225°~315°方位的色感变化的平均小于45°~135°方位的色感变化的平均。
18.如权利要求1或2所述的主动快门眼镜,其特征在于:
所述液晶单元是TN或STN型,
在未施加电压时,位于所述液晶单元的厚度方向的中央的液晶分子沿通过90°方位和270°方位的方向取向。
19.一种立体视频识别系统,其特征在于:
所述立体视频识别系统包括:权利要求1~18中任一项所述的主动快门眼镜;和视频显示装置。
20.如权利要求19所述的立体视频识别系统,其特征在于:
所述视频显示装置是液晶显示装置,且包括:液晶单元;和设置于所述液晶单元的外侧的λ/4板。
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