JP2000284223A - 立体表示方法および立体表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走査型映像出力手段における残光の影響が少
ない立体表示方法および立体表示装置を提供する。 【解決手段】 左眼画像および右眼画像を時分割してフ
レーム期間ごとに交互に表示する走査型映像出力手段の
前面に、偏光板と、左眼画像および右眼画像の切り替え
と同期させて偏光状態を切り替えるための液晶光学スイ
ッチ手段とを設け、液晶光学スイッチ手段を透過した左
眼画像用透過光を左眼で、右眼画像用透過光を右眼で選
択的に視認させてなる立体表示方法において、液晶光学
スイッチ手段にＶ字特性を有する強誘電性液晶、電界誘
起チルトを示すカイラルスメクチックＡ液晶、および反
強誘電性液晶からなる群から選択される少なくとも一つ
の液晶を使用するとともに、液晶光学スイッチ手段の偏
光状態を印加電圧により少なくとも３段階に切り替え
て、左眼画像用透過光の偏光状態と右眼画像用透過光の
偏光状態との間に、左眼画像用透過光および右眼画像透
過光の光透過率よりも低い光透過率を有する中間偏光状
態を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、擬似的な立体画像
を認識することができる立体表示方法および立体表示装
置に関する。さらに詳しくは、走査型映像出力手段（画
像表示装置と称する場合もある。）における残光の影響
が少ない立体表示方法および立体表示装置に関する。な
お、本発明の立体表示方法および立体表示装置は、コン
ピューターなど端末機器の表示部としてＣＡＤ、ＣＡＭ
などの立体視化、インターネット情報の立体視化のほ
か、コンピューターゲームの立体視化、医療、芸術分野
での立体表示等に好適に利用される。

【０００２】

【従来の技術】従来、左右の眼で異なる画像をそれぞれ
視認することにより、擬似的な立体画像を視認できるこ
とが知られている。例えば、２つの画像を直接裸眼で見
て立体視する方法として、平行法や交差法が知られてい
るが、一般に観察者の訓練が必要であり、また、２つの
画像の大きさや配置位置等を自由に変えることができな
いという問題があった。また、一枚の画像領域に、左眼
画像と右眼画像とをそれぞれ異なる色で重ね書きしてお
き、観察者が左右で異なる色（例えば赤と青）を透過す
る色眼鏡を介して、左眼画像と右眼画像を左右の眼で分
離して見るアナグリフ法がある。このアナグリフ法では
画像の大きさ自体には制限がないものの、２色のカラー
フィルターを通して画像を観察するため、原画の色彩感
が劣化するという問題があった。

【０００３】そこで、液晶パネル（ＬＣＤ）を光シャッ
ターとして応用した立体表示方法が提案されている。こ
の立体表示方法は、走査型表示装置、例えば、ＣＲＴに
おける左眼画像および右眼画像を光シャッターで時分割
して交互に表示し、それらを左眼および右眼でそれぞれ
視認することにより、擬似的な立体画像を視認可能とし
たものである。この立体表示方法は、光シャッターの配
置位置によって、眼鏡に液晶シャッターを用いる方法
と、ＣＲＴ側に液晶シャッターを配置し、観察者は偏光
眼鏡のみを装着する方法との２つの方法に大別される
が、以下のような例が知られている。

【０００４】例えば、特開昭６１−２２７４９８号公報
には、図１７に示すように立体視用眼鏡２１７の左眼お
よび右眼に設けた光シャッター２１８ａ，２１８ｂを、
テレビ画面２１９上に表示される被写体の左眼画像およ
び右眼画像の切替えに同期させて交互に開閉させること
により、被写体Ｓの画像を立体的に認識可能とした立体
テレビジョンが開示されている。より具体的には、光シ
ャッター２１８ａ，２１８ｂとしてねじれネマチック型
液晶セルを使用し、所定の交流電圧を液晶セルに供給す
ることにより２段階に偏光状態を変えて、光透過率を変
化させる構成である。

【０００５】また、特公平０５−７８０１７号公報に
は、図１８に示すように、画像表示装置１１１の前方
に、偏光板１１２および液晶セル１１３を順次に配置
し、画像表示装置１１１の画面上に表示される被写体の
左眼画像および右眼画像の切替えに同期させて液晶セル
１１３を交互に開閉させることにより、被写体を立体的
に認識可能とした擬似立体表示システム１１０が開示さ
れている。より具体的には、画像表示装置１１１から液
晶セル１１３に透過する光の偏光方向（印加電圧の極性
反転による光軸の回転角度が７０°ないし１１０°）を
切替えるように、表示画面のフレーム信号に同期させて
交流電圧を印加するための駆動回路１１４を液晶セル１
１３に接続した擬似立体表示システム１１０である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た立体テレビジョンや擬似立体表示システムは、表示画
面上に表示される左眼画像および右眼画像の時分割の切
替えに単純に同期させて、二段階（オン／オフ）で液晶
セルを開閉するため、左眼画像および右眼画像の残光の
影響を受けやすかった。すなわち、左眼画像および右眼
画像を出射する画像表示装置、例えば、ＣＲＴに用いら
れている蛍光体は、電子線の照射により励起されて発光
するが、電子線の照射が終了したとしても、通常、残光
が１０ｍｓ以上続くため、液晶セルによる左眼画像およ
び右眼画像の切替えが不十分となるという問題が見られ
た。

【０００７】この点、図１を参照しながら、残光の影響
をより具体的に説明する。図１は、１フレームにおける
残光量の時間変化を示しており、横軸に時間（ｍｓ）を
採って示してあり、縦軸に残光量（初期発光量を１とし
た時の相対値）を採って示してある。図１中の曲線III
は、残光量の測定結果であるが、発光後の時間が経過す
るにつれて残光量が減少する傾向がある。この測定例で
は、発光後１ｍｓ以内には初期発光量の１０％以下の値
まで低下し、発光後２ｍｓ以内には初期発光量の３％以
下の値まで低下している。しかしながら、低下した発光
量の残光は、そのまま１０ｍｓ以上続き、例えば、２ｍ
ｓ以降の残光量の積分値は、全発光量の数％程度にも達
している。一方、画像表示装置の画像切り替えにおける
時分割の周期は、例えば１３３Ｈｚであるため、１フレ
ーム期間は約７．５ｍｓとなり、残光時間よりも１フレ
ーム期間が短くなる。したがって、所定のフレームにお
ける残光は、次のフレームまで続き、先のフレームにお
ける残光の影響により、立体画像が二重やちらついて見
え、結果として、立体画像のコントラストが低下した
り、カラー色の表示色むらが大きいという問題が見られ
た。もちろん、１フレーム期間を長くすることで、先の
フレームにおける残光の影響を低減することができる
が、逆に単位時間当たりの画像表示数（画像情報量）が
減少し、立体画像の鮮明さが不足するという問題が見ら
れた。

【０００８】そこで、本発明の発明者らは上記問題を鋭
意検討した結果、液晶光学スイッチ手段の偏光状態を印
加電圧により切り替えて、左眼画像用透過光の偏光状態
と右眼画像用透過光の偏光状態との間に、左眼画像およ
び右眼画像の透過光の透過率が同時に低下する中間偏光
状態（非視認期間あるいは非視認状態と称する場合があ
る。）を設けることにより、走査型映像出力手段の残光
の影響を可級的に減少させられることを見出したもので
ある。よって、本発明は、立体画像における二重写りや
ちらつきを防止し、立体画像のコントラストやカラー色
の再現性に優れた立体表示方法および立体表示装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、左眼画像およ
び右眼画像を時分割してフレーム期間ごとに交互に表示
する走査型映像出力手段の前面に、偏光板と、左眼画像
および右眼画像の切り替えと同期させて偏光状態を切り
替えるための液晶光学スイッチ手段とを設け、液晶光学
スイッチ手段を透過した左眼画像用透過光を左眼で、右
眼画像用透過光を右眼で選択的に視認させてなる立体表
示方法である。そして、液晶光学スイッチ手段にＶ字特
性を有する強誘電性液晶、電界誘起チルトを示すカイラ
ルスメクチックＡ液晶、および反強誘電性液晶からなる
群から選択される少なくとも一つの液晶を使用するとと
もに、液晶光学スイッチ手段の偏光状態を印加電圧によ
り少なくとも３段階に切り替えて、左眼画像用透過光の
偏光状態と右眼画像用透過光の偏光状態との間に、左眼
画像用透過光および右眼画像透過光の光透過率よりも低
い光透過率を有する中間偏光状態を設けることを特徴と
している。すなわち、左眼画像用透過光の偏光状態（左
眼画像表示期間）の光透過率をＴ１（％）とし、右眼画
像用透過光の偏光状態（右眼画像表示期間）の光透過率
をＴ２（％）とし、中間偏光状態（左眼画像および右眼
画像の同時非視認期間）の光透過率をＴ３（％）とした
ときに、Ｔ１，Ｔ２＞Ｔ３の関係を満足するものであ
る。このように実施することにより、走査型映像出力手
段から出射された左眼画像および右眼画像の残光量を抑
制することができる。したがって、先のフレームにおけ
る左眼画像または右眼画像の影響を制御して、立体画像
における二重写りやちらつきを有効に防止することがで
きる。なお、液晶光学スイッチ手段にＶ字特性を有する
強誘電性液晶、電界誘起チルトを示すカイラルスメクチ
ックＡ液晶、および反強誘電性液晶からなる群から選択
される少なくとも一つの液晶を使用することにより、液
晶の偏光状態を容易に三段階に切り替えることができ
る。したがって、走査型映像出力手段と液晶光学スイッ
チ手段との間に設けた偏光板とを併用することにより、
複屈折を利用して容易に透過光の光透過率を変更するこ
とができる。

【００１０】また、本発明の別の態様は、左眼画像およ
び右眼画像を時分割してフレーム期間ごとに交互に表示
する走査型映像出力手段の前面に、左眼画像および右眼
画像の切り替えと同期させて偏光状態を切り替えるため
の液晶光学スイッチ手段を設け、液晶光学スイッチ手段
を透過した左眼画像用透過光を左眼で、右眼画像用透過
光を右眼で選択的に視認させてなる立体表示方法であ
る。そして、液晶光学スイッチ手段にゲスト・ホスト型
液晶を使用するとともに、液晶光学スイッチ手段の偏光
状態を印加電圧により少なくとも３段階に切り替えて、
左眼画像用透過光の偏光状態と右眼画像用透過光の偏光
状態との間に、左眼画像用透過光および右眼画像透過光
の光透過率よりも低い光透過率を有する中間偏光状態を
設けることを特徴としている。すなわち、左眼画像用透
過光の偏光状態（左眼画像表示期間）の光透過率をＴ１
（％）とし、右眼画像用透過光の偏光状態（右眼画像表
示期間）の光透過率をＴ２（％）とし、中間偏光状態
（左眼画像および右眼画像の同時非視認期間）の光透過
率をＴ３（％）としたときに、Ｔ１，Ｔ２＞Ｔ３の関係
を満足するものである。このように実施することによ
り、走査型映像出力手段から出射された左眼画像および
右眼画像の残光量を抑制することができる。したがっ
て、先のフレームにおける左眼画像または右眼画像の影
響を制御して、立体画像における二重写りやちらつきを
有効に防止することができる。なお、液晶光学スイッチ
手段にゲスト・ホスト型液晶を使用することにより液晶
の偏光状態を容易に三段階に切り替えて、偏光板を併用
することなく容易に透過光の光透過率を変更することが
できる。

【００１１】また、本発明の立体表示方法を実施するに
あたり、液晶光学スイッチ手段の偏光状態の切り替えに
より、中間偏光状態の光透過率を、左眼画像用透過光の
光透過率、または右眼画像用透過光の光透過率の１／１
０以下の値とするのが好ましい。すなわち、左眼画像用
透過光の偏光状態（左眼画像表示期間）の光透過率をＴ
１（％）とし、右眼画像用透過光の偏光状態（右眼画像
表示期間）の光透過率をＴ２（％）とし、中間偏光状態
（左眼画像および右眼画像の同時非視認期間）の光透過
率をＴ３（％）としたときに、Ｔ１，Ｔ２≧１０×Ｔ３
の関係を満足するものである。このように実施すると、
走査型映像出力手段からの残光量をより抑制することが
でき、優れたコントラストが得られるとともに、二重写
りやちらつきを有効に防止することができる。

【００１２】また、本発明の立体表示方法を実施するに
あたり、中間偏光状態の期間を、フレーム期間の１〜８
０％の時間とすることが好ましい。中間偏光状態の期間
を、ｔ３（ｍｓ）とし、フレーム期間をｆ（ｍｓ）とし
たときに、ｔ３＝０．０１ｆ〜０．８ｆの関係を満足す
るものである。このように実施すると、一定以上の光透
過量が得られるとともに、走査型映像出力手段の残光を
確実に抑制し、立体画像において優れたコントラストを
得ることができる。

【００１３】また、本発明の立体表示方法を実施するに
あたり、液晶光学スイッチ手段に対して電圧を印加しな
い場合に、中間偏光状態とするのが好ましい。このよう
に実施すると、液晶光学スイッチ手段に対する印加電圧
の極性を変えることにより左眼画像および右眼画像にお
ける偏光状態を切り替えることができ、その切り替え途
中で、容易に中間偏光状態とすることができるため、三
段階の偏光状態の切り替えが容易となる。また、このよ
うに実施すると、走査型映像出力手段および液晶光学ス
イッチ手段の動作を停止した場合に中間偏光状態となる
ため、偏光性の眼鏡手段を装着したままでも左右の違和
感を減少させることができる。さらに、このように実施
すると、変則的な印加電圧を与えることなく、等しい印
加電圧において極性を切り替えるとともに、印加電圧の
値を０として液晶の偏光状態を切り替えることができる
ため、液晶の劣化を可級的に少なくすることができる。

【００１４】また、本発明の立体表示方法を実施するに
あたり、フレーム期間の終了時および開始時、あるいは
いずれか一方の時期に、非視認の偏光状態とするのが好
ましい。このように実施すると、視認される残光の影響
をより確実に抑制することができる一方、フレーム期間
における立体画像の情報量（光量）を十分に確保するこ
とができる。

【００１５】また、本発明の立体表示方法を実施するに
あたり、液晶光学スイッチ手段に、Ｖ字特性を有する強
誘電性液晶、電界誘起チルトを示すカイラルスメクチッ
クＡ液晶、反強誘電性液晶からなる群から選択される少
なくとも一つの液晶を使用することが好ましい。これら
の液晶であれば、印加電圧を変更することにより、液晶
の偏光状態を３段階に切り替えることができ、左眼画
像、右眼画像および非視認状態での光透過率の変更が確
実となる。また、これらの液晶であれば高速応答が可能
となり、さらに鮮明な立体画像を認識することができ
る。

【００１６】また、本発明の立体表示方法を実施するに
あたり、液晶光学スイッチ手段に、ゲストホスト型液晶
を使用することが好ましい。このような液晶であれば、
液晶に含まれる色素の配向方向と平行な偏光軸を有する
光を吸収することができる。したがって、印加電圧の値
を変更することにより、液晶の偏光状態、すなわち、色
素の配向方向を３段階に容易に切り替えることができ、
左眼画像、右眼画像および非視認状態での光透過率の変
更が確実となる。

【００１７】また、本発明の立体表示方法を実施するに
あたり、走査型映像出力手段の面内走査に対応させて、
液晶光学スイッチ手段に設けた時定数調整手段により、
液晶光学スイッチ手段の時定数を調整することが好まし
い。このように実施すると、走査型映像出力手段に対す
る液晶光学スイッチ手段の応答のタイミングがより良好
となり、立体画像の二重写りやちらつきを有効に防止す
ることができる。

【００１８】また、本発明の別の態様は、左眼画像およ
び右眼画像を時分割してフレーム期間ごとに交互に表示
する走査型映像出力手段と、走査型映像出力手段から出
射された左眼画像および右眼画像を偏光化するための偏
光板と、左眼画像および右眼画像の切り替えと同期させ
て偏光状態を切り替えるために、Ｖ字特性を有する強誘
電性液晶、電界誘起チルトを示すカイラルスメクチック
Ａ液晶、および反強誘電性液晶からなる群から選択され
る少なくとも一つの液晶を使用した液晶光学スイッチ手
段と、液晶光学スイッチ手段を透過した左眼画像用透過
光を左眼で、右眼画像用透過光を右眼で選択的に視認可
能な眼鏡手段と、を含む立体表示装置である。そして、
液晶光学スイッチ手段の偏光状態を印加電圧により少な
くとも３段階に切り替えて、左眼画像用透過光の偏光状
態と右眼画像用透過光の偏光状態との間に、左眼画像用
透過光および右眼画像透過光の光透過率よりも低い光透
過率を有する中間偏光状態を設けるための印加電圧調整
手段を設けることを特徴としている。このように構成す
ることにより、走査型映像出力手段から出射された左眼
画像および右眼画像の残光量を抑制することができる。
したがって、先のフレームにおける左眼画像または右眼
画像の影響を制御して、立体画像における二重写りやち
らつきを有効に防止することができる。なお、液晶光学
スイッチ手段にＶ字特性を有する強誘電性液晶、電界誘
起チルトを示すカイラルスメクチックＡ液晶、および反
強誘電性液晶からなる群から選択される少なくとも一つ
の液晶を使用することにより、液晶の偏光状態を容易に
三段階に切り替えることができる。したがって、走査型
映像出力手段と液晶光学スイッチ手段との間に設けた偏
光板とを併用することにより、複屈折を利用して容易に
透過光の光透過率を変更することができる。

【００１９】また、本発明のさらに別の態様は、左眼画
像および右眼画像を時分割してフレーム期間ごとに交互
に表示する走査型映像出力手段と、左眼画像および右眼
画像の切り替えと同期させて偏光状態を切り替えるため
に、ゲスト・ホスト型液晶を使用した液晶光学スイッチ
手段と、液晶光学スイッチ手段を透過した左眼画像用透
過光を左眼で、右眼画像用透過光を右眼で選択的に視認
可能な眼鏡手段と、を含む立体表示装置である。そし
て、液晶光学スイッチ手段の偏光状態を印加電圧により
少なくとも３段階に切り替えて、左眼画像用透過光の偏
光状態と右眼画像用透過光の偏光状態との間に、左眼画
像用透過光および右眼画像透過光の光透過率よりも低い
光透過率を有する中間偏光状態を設けるための印加電圧
調整手段を設けることを特徴としている。このように構
成することにより、走査型映像出力手段から出射された
左眼画像および右眼画像の残光量を抑制することができ
る。したがって、先のフレームにおける左眼画像または
右眼画像の影響を制御して、立体画像における二重写り
やちらつきを有効に防止することができる。なお、液晶
光学スイッチ手段にゲスト・ホスト型液晶を使用するこ
とにより液晶の偏光状態を容易に三段階に切り替えて、
偏光板を併用することなく容易に透過光の光透過率を変
更することができる。

【００２０】また、本発明の立体表示装置を構成するに
あたり、液晶光学スイッチ手段に対し、時定数を調整す
るための時定数調整手段を設けることが好ましい。この
ように構成すると、走査型映像出力手段に対する液晶光
学スイッチ手段の応答のタイミングがより良好となり、
立体画像の二重写りやちらつきを有効に防止することが
できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。なお、参照する図面は、
この発明が理解できる程度に各構成成分の大きさ、形状
および配置関係を概略的に示してあるに過ぎない。した
がって、この発明は図示例にのみ限定されるものではな
い。また、図面では、断面を表すハッチングを省略する
場合がある。

【００２２】［第１の実施形態］第１の実施形態は、図
２に示すように、左眼画像および右眼画像を時分割して
フレーム期間ごとに交互に表示する走査型映像出力手段
１０の前面に、偏光板１２と、左眼画像および右眼画像
の切り替えと同期させて偏光状態を切り替えるための液
晶光学スイッチ手段１４とを順次に設け、偏光眼鏡２
４，２６を用いて、偏光板１２および液晶光学スイッチ
手段１４を透過してきた左眼画像用透過光を左眼で、右
眼画像用透過光を右眼でそれぞれ選択的に視認させてな
る立体表示方法（立体表示装置）１である。また、液晶
光学スイッチ手段１４には、Ｖ字特性を有する強誘電性
液晶、電界誘起チルトを示すカイラルスメクチックＡ液
晶、および反強誘電性液晶からなる群から選択される少
なくとも一つの液晶を使用してある。そして、液晶光学
スイッチ手段１４の偏光状態を印加電圧の値を変更する
ことにより少なくとも３段階（状態１、２、３）に切り
替え、左眼画像用透過光の偏光状態と右眼画像用透過光
の偏光状態との間に、左眼画像用透過光および右眼画像
透過光の光透過率よりも低い光透過率を有する中間偏光
状態を設けることができるように構成してある。なお、
第１の実施形態では、液晶光学スイッチ手段１４と、偏
光眼鏡２４，２６との間に位相差板１６を設け、液晶光
学スイッチ手段１４のリタデーションによる色あいの調
整を行っている。

【００２３】したがって、これらの３段階の偏光状態う
ち、左眼画像用透過光の偏光状態では、液晶の配向方向
（偏光軸）と左眼画像の偏光方向とが一致しているた
め、左眼画像用透過光を円偏光として、高い光透過率で
透過させることができる。また、３段階の偏光状態う
ち、右眼画像用透過光の偏光状態では、液晶の配向方向
（偏光軸）と右眼画像用透過光の偏光方向とが一致して
いるため、右眼画像用透過光を左眼画像用透過光とは逆
向きの円偏光として、高い光透過率で透過させることが
できる。一方、３段階の偏光状態うち、中間偏光状態で
は液晶の配向方向（偏光軸）が左眼画像用透過光および
右眼画像用透過光のいずれの偏光方向とも異なるため、
液晶光学スイッチ手段１４からは直線偏光のみが透過す
ることができ、光透過率が低下する。よって、それぞれ
の透過光を円偏光の偏光眼鏡を用いて見れば、中間偏光
状態において、左眼画像用透過光および左眼画像用透過
光のいずれも同時に非視認状態となる非視認期間を設け
ることができる。

【００２４】なお、このように構成した第１の実施形態
では、液晶光学スイッチ手段１４において、液晶の複屈
折効果を利用している。すなわち、走査型映像出力手段
１０から出射された左眼画像または右眼画像の光につ
き、偏光板１２により吸収軸を揃え、次いで、左眼画像
または右眼画像の偏光方向と、液晶の配向方向（偏光
軸）とが一致する場合に、液晶光学スイッチ手段１４を
透過させて、左眼画像および右眼画像用透過光を偏光眼
鏡２４、２６を介して視覚者が認識することができるよ
うに構成してある。また、液晶光学スイッチ手段１４
は、液晶の複屈折効果により、λ／４波長板として作用
し、所定の光軸の回転角度を有することになる。よっ
て、走査型映像出力手段１０から出射された左眼画像ま
たは右眼画像の光は、偏光板１２と液晶光学スイッチ手
段１４とによって円偏光となり、その偏光方向は、液晶
光学スイッチ手段１４の電圧によって、切り替えられる
ことになる。以下、第１の実施形態を構成する走査型映
像出力手段１０、液晶光学スイッチ手段１４、および偏
光眼鏡２４，２６等について、より具体的に説明する。

【００２５】（１）走査型映像出力手段 図２に示す走査型映像出力手段１０（画像表示装置と称
する場合がある。）の種類は特に制限されるものでな
く、ＣＲＴ、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＥＬ、ＬＥＤ、プロジェ
クター等が挙げられる。ただし、左眼画像および右眼画
像を交互に表示するため、画像切り替えが高速となり、
鮮明な立体画像が得られるように走査型映像出力手段
は、例えば、フレーム周波数が１００Ｈｚ以上の値であ
るＣＲＴが好ましい。

【００２６】（２）液晶光学スイッチ手段 図２に示す液晶光学スイッチ手段１４（液晶シャッター
と称する場合がある。）は、印加電圧の値を変更するこ
とにより、液晶の偏光状態を少なくとも３段階に切り替
えて、これらの偏光状態のうち一つが左眼画像および右
眼画像が同時に低光透過率（非視認状態）となる液晶
を、表面に電極を形成した透明基板（図示せず。）間に
含むものである。このような液晶として、以下の種類が
例示される。

【００２７】Ｖ字特性を有する強誘電性液晶１（ＦＬ
Ｃ） 通常、強誘電性液晶を用いて図３（Ａ）に示すような薄
型の液晶光学スイッチ手段を作成すると、強誘電性液晶
の偏光状態は印加電圧の極性に応じて２段階で切り替わ
る（２状態スイッチ）が、一方で、強誘電性液晶はメモ
リー性を発現するため、印加電圧を取り除いても偏光状
態は保持されることになる。しかしながら、強誘電性液
晶のらせんピッチが短い場合、例えば、１００ｎｍ以下
の場合には、メモリー性を発現せずに、印加電圧を取り
除くと自然にらせん構造（中間偏光状態）に戻る特性を
有している。したがって、このような強誘電性液晶であ
れば、図３（Ａ）に示すような薄型の液晶光学スイッチ
手段を作成した場合に、図３（Ｂ）に示すように、示印
加電圧を−Ｖ印加することにより左眼画像用の偏光状態
に、印加電圧を＋Ｖ印加することにより右眼画像用の偏
光状態に、印加電圧を０とすることにより中間偏光状態
にそれぞれ切り替える（３状態スイッチ）ことができ
る。すなわち、強誘電性液晶の中でも、らせんピッチが
短い強誘電性液晶を用いることにより、いわゆるＶ字特
性を発現させることができる。

【００２８】ここで、図３を参照しながらＶ字特性につ
いてより詳細に説明する。図３（Ａ）は、らせんピッチ
が１００ｎｍ以下の強誘電性液晶を、２枚の偏光板間に
挟んだ状態で印加電圧を切り替え、３段階に強誘電性液
晶の偏光状態を変えることを示す概念図であり、図３
（Ｂ）は、印加電圧と光透過率との関係を示す図であ
る。したがって、印加電圧により、液晶の偏光軸方向を
切り替え、図３（Ａ）に示すように“状態１"または
“状態２"の偏光状態とし、偏光板を透過した左眼画像
の偏光方向と“状態１"の偏光軸方向とを一致させ、右
眼画像の偏光方向と“状態２"の偏光軸方向とを一致さ
せることにより、左眼画像用透過光および右眼画像用透
過光をそれぞれ高い光透過率で透過させることができ
る。よって、液晶を透過した左眼画像用透過光および右
眼画像用透過光をそれぞれ偏光眼鏡を用いることによ
り、交互に左眼画像および右眼画像として視認すること
ができる。なお、らせんピッチが１００ｎｍ以下の強誘
電性液晶を用いた場合、印加電圧と光透過率との関係に
ヒステリシスが観測されている。一方、印加電圧により
液晶光学スイッチ手段の偏光状態を“状態３"に切り替
えることにより、左眼画像および右眼画像の偏光方向
と、“状態３"の偏光軸方向とを一致させないようにす
ることができる。よって、印加電圧の切り替えにより、
左眼画像用透過光の偏光状態と右眼画像用透過光の偏光
状態との間に、左眼画像用透過光および右眼画像用透過
光の光透過率が低下した非視認状態（非視認期間）を設
けることができる。よって、この非視認状態を利用し
て、先のフレームにおける左眼画像または右眼画像の影
響を制御して、立体画像における二重写りやちらつきを
有効に防止することができる。

【００２９】また、図３（Ａ）において、偏光状態が中
間段階である“状態３"に対する、“状態１"および“状
態２"のなすそれぞれの角度は、ほぼ強誘電性液晶材料
のチルト角と同一となる。したがって、強誘電性液晶材
料のチルト角を制御することにより、偏光状態や光透過
率を制御することができる。例えば、強誘電性液晶材料
のチルト角を２０°〜２５°の範囲内の値とすることに
より、立体画像において優れたコントラストが得られ、
二重写りやちらつきを有効に防止することができる。

【００３０】また、Ｖ字特性を有する強誘電性液晶の種
類は特に制限されるものではないが、（メタ）アクリレ
ート主鎖系高分子液晶、クロロアクリレート主鎖系高分
子液晶、シロキサン主鎖系高分子液晶、オキシラン主鎖
系高分子液晶、シロキサン−オレフィン主鎖系高分子液
晶、シッフ塩基系強誘電性低分子液晶、アゾおよびアゾ
キシ系強誘電性低分子液晶、ビフェニルおよびアロマチ
ックエステル系強誘電性低分子液晶、ハロゲン、シアノ
基等の環置換基を導入した強誘電性低分子液晶、複素環
を有する強誘電性低分子液晶等の一種単独、または二種
以上の組み合わせが挙げられる。また、らせんピッチの
調整が容易なことから、フェニルピリジン系のベース液
晶に、キラルドーパントを添加した強誘電性液晶である
ことが好ましい。このようなフェニルピリジン系のベー
ス液晶およびキラルドーパントを以下に例示する。

【００３１】

【化１】

【００３２】

【化２】

【００３３】また、フェニルピリジン系のベース液晶に
キラルドーパントを添加してＶ字特性を有する強誘電性
液晶とする場合、キラルドーパントの添加量を、液晶の
全体量１００重量％に対して、１０〜９０重量％の範囲
内の値にするのが好ましい。この理由は、キラルドーパ
ントの添加量の２乗に比例して、らせんピッチの波数が
大きくなるため、かかる添加量が１０重量％未満となる
と、Ｖ字特性が発現しない場合があるためである。一
方、キラルドーパントの添加量が９０重量％を超える
と、液晶の高速応答性が著しく低下する場合があるため
である。したがって、キラルドーパントの添加量を、液
晶の全体量に対して、２０〜８０重量％の範囲内の値に
するのがより好ましく、３０〜７０重量％の範囲内の値
にするのがさらに好ましい。

【００３４】Ｖ字特性を有する強誘電性液晶２（ＦＬ
Ｃ） また、通常のセル厚では２状態スイッチング（ＳＳＦＬ
Ｃ）になる様な強誘電性液晶でも、その閾値特性を変化
させることで偏光状態を３段階に切り替え、Ｖ字特性を
有する強誘電性液晶とすることができる。具体的に、強
誘電性液晶中に、印加電圧に対する応答性が乏しい高分
子液晶を添加し、その配向方向を実質的に固定すること
で、図４に示すようなＶ字特性を有する強誘電性液晶２
を構成することができる。この強誘電性液晶２に使用す
る晶高分子液晶は、強誘電性液晶中に後から添加して配
向させてもよく、あるいは、モノマーの状態で添加し、
配向後に強誘電性液晶中で重合させて高分子液晶として
もよい。

【００３５】また、高分子液晶の添加量を、液晶の全体
量を１００重量％としたときに、１０〜９９重量％の範
囲内の値にするのが好ましい。この理由は、高分子液晶
の添加量が１０重量％未満となると、Ｖ字特性が発現し
ない場合があるためであり、一方、高分子液晶の添加量
が９９重量％を超えると、高速応答性が著しく低下する
場合があるためである。したがって、高分子液晶の添加
量を、液晶の全体量を１００重量％としたときに、１０
〜８０重量％の範囲内の値にするのがより好ましく、１
０〜７０重量％の範囲内の値にするのがさらに好まし
い。

【００３６】このようなＶ字特性を持つ強誘電性液晶
を、２枚の偏光板間に挟んだ場合、強誘電性液晶の大部
分はこの高分子液晶の配向方向に拘束される性質を有す
るので、印加電圧と光透過率との関係は図４に示すよう
になる。したがって、例えば、左眼画像の光軸と“状態
１"の偏光方向を一致させ、右眼画像の光軸と“状態２"
の偏光方向を一致させ、さらに、左眼画像および右眼画
像の光軸と、“状態３"の偏光方向と一致させないこと
により、液晶光学スイッチ手段の偏光状態を３段階に切
り替え、これらの偏光状態のうち一つが左眼画像および
右眼画像が同時に非視認状態となる非視認期間を設ける
ことができる。なお、Ｖ字特性を有する強誘電性液晶２
においても、 “状態３"に対する、“状態１"および
“状態２"のなす角度は、それぞれ印加電圧に応じて変
化させることができる。

【００３７】反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ） 反強誘電性の場合は、印加電圧がゼロの場合、液晶分子
が隣接するスメクチック層間で互いに逆向きに傾いた構
造になると考えられている。したがって、この状態での
平均的な分子方向としては、Ｖ字特性を有する強誘電性
液晶（ＦＬＣ）１と同様、正負電圧印加時の配向方向の
中間と考えることができる。したがって、このような反
強誘電性液晶を、２枚の偏光板間に挟んだ場合、印加電
圧と光透過率との関係は図５に示すような変化を示す。
より具体的には、０Ｖから開始して、電圧を＋側あるい
は−側に印加していくと、閾値−Ｖ１および＋Ｖ１をそ
れぞれ超えることにより液晶の偏光状態が変化させるこ
とができる。よって、このような反強誘電性液晶を使用
しても、印加電圧の値を変化させることにより、偏光状
態を３段階に切り替えることができ、左眼画像および右
眼画像が同時に非視認状態となるように光透過率が低下
した偏光状態とすることができる。なお、このような反
強誘電性液晶としては、式（３）で表される高分子液晶
を例示することができる。

【００３８】

【化３】

【００３９】電界応答するＳｍＡ^*液晶 光学活性物質を含む液晶材料、例えば、電界誘起チルト
を示すカイラルスメクチックＡ液晶の場合、スメクチッ
クＡ相を示す温度でも、電圧を印加した場合に液晶分子
が傾いた方向に切り替わるいわゆる「エレクトロクリニ
ック効果」を示すことが知られている。この液晶分子が
傾く方向は印加電圧の極性に依存しており、傾きの大き
さは印加電圧の値（大きさ）にほぼ比例している。した
がって、このような電界応答するＳｍＡ^*液晶を使用し
ても、印加電圧の値を変化させることにより、偏光状態
を３段階に切り替えることができ、左眼画像および右眼
画像が同時に非視認となるように光透過率が低下した偏
光状態とすることができる。なお、このような電界応答
するＳｍＡ^*液晶としては、以下のような温度変化を示
す式（４）で表される液晶を例示することができる。

【００４０】

【化４】

【００４１】（３）偏光眼鏡 図２に示す偏光眼鏡２４、２６は、偏光特性が相互に異
なるλ／４板としての左眼用フィルタと、右眼用フィル
タとから構成されている。そして、左眼用フィルタは、
左眼画像の偏光と一致する（平行する）偏光軸を有して
おり、右眼用フィルタは、右眼画像の偏光と一致する
（平行する）偏光軸を有している。すなわち、偏光状態
を３段階以上に切り替える液晶光学スイッチ手段を使用
するので、偏光眼鏡としてはこれらの偏光状態を光の透
過または遮断として区別できるものであれば好ましい。
なお、偏光眼鏡は、眼鏡のみならず、ゴーグルやヘルメ
ットに偏光特性が相互に異なる左眼用フィルタと、右眼
用フィルタを組み込んで構成しても良い。

【００４２】その他、偏光切り替え機構（図示せず。）
を、走査型映像出力手段と液晶光学スイッチ手段との
間、あるいは液晶光学スイッチ手段と偏光眼鏡との間に
設けて、左眼画像および右眼画像のいずれか一方を、直
線偏光とし、他方を、円偏光（楕円偏光）とすることが
できる。その場合には、偏光眼鏡の左眼用フィルタおよ
び右眼用フィルタの偏光軸については、いずれも直線偏
光に対して、直交方向に設定しておき、左眼用フィルタ
および右眼用フィルタの前面に、楕円偏光を補償するた
めの位相差板を設けても良い。このように偏光眼鏡を構
成することにより、左眼画像および右眼画像の一方が直
線偏光であるのに対し、他方が円偏光（楕円偏光）であ
るために生じる表示コントラストの差を改善することが
できる。

【００４３】（４）偏光状態 次に、図６を参照しながら、液晶光学スイッチ手段１４
の３段階の偏光状態（左眼画像の偏光状態、右眼画像の
偏光状態、左眼画像および右眼画像が同時に非視認の偏
光状態）、および、これらの偏光状態（液晶分子方向）
と、走査型映像出力手段１０の発光状態との関係、液晶
光学スイッチ手段１４の駆動波形との関係、左眼におけ
る光透過率との関係、右眼における光透過率との関係を
それぞれ説明する。

【００４４】図６（ａ）は、走査型映像出力手段１０の
発光状態を示す図であり、左方から、左眼画像用フレー
ムＬ１、右眼画像用フレームＲ２、左眼画像用フレーム
Ｌ２、および右眼画像用フレームＲ２が発光順に配列さ
れている。そして、左眼画像用フレームＬ１と右眼画像
用フレームＲ１との間隙であって、右眼画像用フレーム
Ｒ１の開始時が、左眼画像用フレームＬ１における残光
Ｚ１を示しており、残光Ｚ２およびＺ３も同様に、それ
ぞれ先のフレームＲ１、Ｌ２の残光である。

【００４５】また、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す発
光状態に対応した液晶光学スイッチ手段１４における駆
動波形を示している。より具体的には、一例として、左
眼画像用フレームＬ１、Ｌ２に対応して、−Ｖの電圧を
印加し、右眼画像用フレームＲ１、Ｒ２に対応して、＋
Ｖの電圧を印加し、液晶の偏光状態を調節していること
を表している。なお、左眼画像用フレームＬ１、Ｌ２に
対応して、＋Ｖの電圧を印加し、右眼画像用フレームＲ
１、Ｒ２に対応して、−Ｖの電圧を印加し、液晶の偏光
状態を調節することも可能である。また、使用する液晶
の性質やセル厚に対応して、左右対称の電圧でなく、左
眼画像用フレームＬ１、Ｌ２に対応して、−１．５Ｖの
電圧を印加し、右眼画像用フレームＲ１、Ｒ２に対応し
て、＋０．５Ｖの電圧を印加するように異なる電圧を印
加し、液晶の偏光状態を調節することも可能である。

【００４６】また、図６（ｃ）は、図６（ａ）に示す発
光状態に対応した液晶光学スイッチ手段１４の３段階の
偏光状態（左眼画像の“状態１"、右眼画像の“状態
３"、左眼画像および右眼画像が同時に非視認の“状態
２"）を示している。より具体的には、左眼画像用フレ
ームＬ１、Ｌ２に対しては、“状態１"の偏光状態であ
り、左眼画像の偏光方向と、液晶光学スイッチ手段１４
の偏光軸方向とが一致するため、左眼画像のみを透過さ
せることができる。また、右眼画像用フレームＲ１、Ｒ
２に対しては、“状態２"の偏光状態であり、右眼画像
の偏光方向と、液晶光学スイッチ手段１４の偏光軸方向
とが一致するため、右眼画像のみを透過させることがで
きる。さらに、フレームＲ１、Ｌ１、Ｒ２における残光
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３が生じている期間、すなわち、非視認
期間においては、“状態３"の中間偏光状態であること
を表している。したがって、左眼画像および右眼画像の
偏光方向と、液晶光学スイッチ手段の偏光軸方向とがい
ずれも一致しないため、透過光の光透過率が低下し、左
眼画像および右眼画像を同時に遮断することができる。

【００４７】なお、液晶光学スイッチ手段１４の偏光状
態の切り替えにより、“状態３"の光透過率を、左眼画
像の“状態１"の光透過率、または右眼画像の“状態２"
の光透過率の１／１０以下の値とするのが好ましい。こ
のように実施すると、走査型映像出力手段１０の残光を
より確実に抑制することができるためである。したがっ
て、より好ましくは、“状態３"の光透過率を、左眼画
像の“状態１"の光透過率、または右眼画像の“状態２"
の光透過率の１／５０以下の値とすることであり、かか
る“状態３"の光透過率を１／１００以下の値とするの
がさらに好ましい。

【００４８】さらに、液晶光学スイッチ手段１４の偏光
状態の切り替えにより、非視認の偏光状態の期間（非視
認期間）を、フレーム期間の１〜８０％の時間とするこ
とが好ましい。この理由は、非視認期間がフレーム期間
の１％未満となると、残光の影響を受けやすくなり、立
体画像におけるコントラストが低下する場合があるため
である。一方、非視認期間がフレーム期間の８０％を超
えると、フレーム期間内に透過する光量が著しく低下
し、立体画像が暗く視認される場合があるためである。
したがって、非視認の偏光状態の期間（非視認期間）
を、フレーム期間の１０〜７５％の時間とすることがよ
り好ましく、フレーム期間の３０〜７０％の時間とする
ことがさらに好ましい。

【００４９】ここで、上述した図６（ａ）〜（ｃ）に示
す関係を、まとめて表１に示す。

【表１】 左眼画像用フレーム 残光期間 左眼画像用フレーム 印加電圧 −Ｖ ０ ＋Ｖ 偏光状態 状態１ 状態３ 状態２ 左眼画像透過光 明 暗 暗 右眼画像透過光 暗 暗 明

【００５０】次に示す図６（ｄ）および図６（ｅ）は、
図６（ａ）に示す発光状態に対応した左眼および右眼に
おける光透過率との関係をそれぞれ示している。より具
体的には、左眼画像用フレームＬ１、Ｌ２において走査
型映像出力手段１０が発光した場合に、左眼により、前
のフレームＲ１における走査型映像出力手段１０の残光
Ｚ２の影響がなく、左眼画像用透過光のみを認識できる
ことを表している。同様に、右眼画像用フレームＲ１、
Ｒ２において走査型映像出力手段１０が発光した場合
に、右眼により、前のフレームＬ１，Ｌ２における走査
型映像出力手段１０の残光Ｚ１、Ｚ３がなく、右眼画像
用透過光のみを認識できることを表している。したがっ
て、第１の実施形態において、液晶光学スイッチ手段１
４の偏光状態を印加電圧により少なくとも３段階に切り
替え、左眼画像用透過光および右眼画像用透過光を同時
に非視認である中間偏光状態とすることにより、直前の
フレームにおける残光量を抑制することができる。よっ
て、左眼画像および右眼画像からなる立体画像における
二重写りやちらつきを有効に防止して、良好なコントラ
ストを得ることができる。

【００５１】［第２の実施形態］第２の実施形態は、図
７に示すように、第１の実施形態における液晶光学スイ
ッチ手段に、ゲスト・ホスト（ＧＨ）型の液晶を用いた
立体表示方法４０である。すなわち、ホスト液晶中に、
二色性色素を、例えば、０．１〜２０重量％の範囲内で
添加して構成した液晶を用いた立体表示方法（立体表示
装置）４０である。なお、図７に示す走査型映像出力手
段３０、液晶光学スイッチ手段３４、偏光眼鏡３６、３
８等の内容については、第１の実施形態と同様とするこ
とができるため、ここでの説明は省略する。また、図７
に示す立体表示方法４０においても、走査型映像出力手
段３０と、液晶光学スイッチ手段３４との間に、偏光板
３２を配置してあるが、これは、走査型映像出力手段３
０から出射された左眼画像および右眼画像の偏光方向を
揃え、液晶光学スイッチ手段３２により、より選択的に
透過させるためである。したがって、ゲスト・ホスト
（ＧＨ）型の液晶を用いた場合、２色性色素の配向によ
り偏光板の機能も有するので、偏光板３２を使用しなく
とも、立体画像を認識することができる。なお、使用す
る２色性色素の種類は特に制限されるものではないが、
画像表示の再現性がより良好となることから黒色である
ことが好ましい。

【００５２】第２の実施形態において、ゲスト・ホスト
（ＧＨ）型の液晶を用いた液晶光学スイッチ手段３４
は、一例として、左眼画像用フレームに対応して、−Ｖ
の電圧を印加することにより、液晶中の２色性色素の配
向方向（偏光状態）を “状態１"とすることができる。
したがって、左眼画像の偏光方向と一致するため、左眼
画像のみを透過させることができる。よって、液晶光学
スイッチ手段３４を透過した左眼画像用透過光は、その
偏光方向と一致する偏光軸を有する左眼用フィルタ３８
を透過することができるため、左眼画像として、左眼で
認識することができる。また、右眼画像用フレームに対
応して、＋Ｖの電圧を印加することにより、液晶中の２
色性色素の配向方向（偏光状態）が “状態２"となり、
右眼画像の偏光方向と一致するため、右眼画像のみを透
過させることができる。したがって、液晶光学スイッチ
手段３４を透過した右眼画像用透過光は、その偏光方向
と一致する偏光軸を有する右眼用フィルタ３６を透過す
ることができるため、右眼画像として、右眼で認識する
ことができる。さらに、ゲスト・ホスト（ＧＨ）型の液
晶は、左眼画像用フレームおよび右眼画像用フレームに
おける残光時間に対応させて、印加電圧をオフ（ゼロ）
にすると、液晶中の２色性色素の配向方向（偏光状態）
が、“状態３"となり、右眼画像および左眼画像の偏光
方向とそれぞれ一致しないため、液晶光学スイッチ手段
３４を透過する右眼画像および左眼画像用透過光の光透
過率を低下させることができる。よって、偏光眼鏡を用
いて左眼画像および右眼画像のいずれも認識することが
困難となる。

【００５３】すなわち、ゲスト・ホスト（ＧＨ）型の液
晶を用いた場合にも、第１の実施形態と同様に、図３お
よび表１に示すような液晶光学スイッチ手段の３段階の
偏光状態（左眼画像の偏光状態、右眼画像の偏光状態、
左眼画像および右眼画像が同時に非視認の偏光状態）、
および、これらの偏光状態（液晶分子方向）と、走査型
映像出力手段の発光状態との関係、液晶光学スイッチ手
段の駆動波形との関係、左眼における光透過率との関
係、右眼における光透過率との関係が得られる。したが
って、ゲスト・ホスト（ＧＨ）型の液晶を用いても、偏
光状態を印加電圧により少なくとも３段階に切り替え、
左眼画像および右眼画像を同時に非視認の中間偏光状態
とすることにより、直前のフレームにおける残光量を抑
制することができる。よって、第２の実施形態において
も、左眼画像および右眼画像立体画像における二重写り
やちらつきを有効に防止して、良好なコントラストを得
ることができる。

【００５４】［第３の実施形態］第３の実施形態は、第
１および第２の実施形態における立体表示方法の変形例
であり、走査型映像出力手段の面内走査に対応させて、
液晶光学スイッチ手段に設けた時定数調整手段により、
液晶光学スイッチ手段の時定数を調整することを特徴と
している。なお、走査型映像出力手段、液晶光学スイッ
チ手段、偏光眼鏡等の内容については、第１および第２
の実施形態の内容と同様とすることができるため、ここ
での説明は省略する。

【００５５】一般的に立体表示装置の表示は、走査型映
像出力手段の複数回の面内走査によって行われる。例え
ば、走査型映像出力手段がＣＲＴをラスタ走査した場
合、電子ビームを画面上部から順に水平方向に走査を開
始し、最後に画面下部に至ることになる。この走査時間
と、ブランキング時間（次の周期開始までの時間）とを
合計したものが１フレーム時間となる。例えば、走査型
映像出力手段のフレーム周波数が１２０Ｈｚの場合、１
フレーム時間は１／１２０＝８．３ｍｓになり、仮にブ
ランキング時間が０．３秒ならば、画面上から画面下へ
の走査時間は８ｍｓになる。したがって、液晶光学スイ
ッチ手段を応答させるに際して、走査型映像出力手段の
走査とをより一致させて、多くの画像情報を取り入れ、
立体画像におけるコントラストを向上させるために、液
晶光学スイッチ手段の上下において、約８ｍｓの応答タ
イミングのずれ（位相ずれ）を設けることが好ましくな
る。そこで、第３の実施形態においては、図８の等価回
路が例示するように、液晶光学スイッチ手段に時定数調
整手段として、ＲＣ時定数調整回路を外部接続するもの
である。このＲＣ時定数調整回路を構成するＲ（抵抗）
とＣ（コンデンサ容量）の大きさによって、液晶光学ス
イッチ手段の応答性（タイミング）を容易に調整するこ
とができる。

【００５６】なお、液晶光学スイッチ手段のＲＣ時定数
（τ）が下記関係を満足するように調整することがより
好ましい。このような関係を満足することにより、液晶
光学スイッチ手段の面全体において、コントラストに優
れ、クロストークの少ない立体画像を得ることができ
る。なお、図９は液晶光学スイッチ手段１４のＲＣ時定
数（τ）が最大となる場合の関係図であり、図１０は液
晶光学スイッチ手段１４のＲＣ時定数（τ）が最小とな
る場合の関係図である。 ｔ_a−ｔ_b＋ｔ_c＜τ＜２／ｆ−ｔ_a−ｔ_b−ｔ_d ｔ_a：走査型映像出力手段の１画素における１フレーム
あたりの画像表示時間および残光時間の合計時間（ｓｅ
ｃ．） ｔ_b：走査型映像出力手段のブランキング時間（ｓｅ
ｃ．） ｔ_c：液晶光学スイッチ手段の走査開始部における応答
時間（ｓｅｃ．） ｔ_d：液晶光学スイッチ手段の走査終了部における応答
時間（ｓｅｃ．） ｆ：走査型映像出力手段におけるフレーム周波数（Ｈ
ｚ）

【００５７】ここで、図１１を参照しながらコントラス
トの向上効果について具体的に説明する。図１１は、液
晶光学スイッチ手段の測定ポイント（上部から下部まで
の９点）と、ダイナミックコントラスト（ＤＣ／Ｒ）と
の関係を示す図である。なお、ダイナミックコントラス
ト（ＤＣ／Ｒ）は下式のように定義されるが、輝度計で
測定した輝度から算出した値である。 ＤＣ／Ｒ＝（Ｎ₁−Ｎ₀）／（Ｎ₂−Ｎ₀） Ｎ₁：画像表示装置を動作させて、白および黒の映像を
交互に表示した場合の、右眼用の白の映像輝度（ｃｄ／
ｍ²） Ｎ₂：画像表示装置を動作させて、白および黒の映像を
交互に表示した場合の、右眼用の黒の映像輝度（ｃｄ／
ｍ²） Ｎ₀：画像表示装置を動作させて、黒の映像を常に表示
した場合の輝度（ｃｄ／ｍ²） 図１１から容易に理解されるように、ＲＣ時定数調整回
路を設けない場合には、測定ポイントが上部から下部に
なるにつれてＤＣ／Ｒの値が大きく低下するが、ＲＣ時
定数調整回路を設けることにより、その低下を小さくす
ることができる。

【００５８】また、第３の実施形態の立体表示方法を実
施するにあたり、ＲＣ時定数調整回路が、液晶光学スイ
ッチ手段における走査型映像出力手段の走査終了部に相
当する位置に設けてあり、当該ＲＣ時定数調整回路によ
り、液晶光学スイッチ手段の応答性を調整することが好
ましい。このように液晶光学スイッチ手段の時定数の影
響を最も受けやすい位置において、液晶光学スイッチ手
段のＲＣ時定数を調整することにより、視覚される立体
画像において高いコントラストを確実に得ることができ
る。

【００５９】また、第３の実施形態の立体表示方法を実
施するにあたり、ＲＣ時定数調整回路を液晶光学スイッ
チ手段の所定箇所に設け、液晶光学スイッチ手段の応答
性を調整することが好ましい。このように液晶光学スイ
ッチ手段の所定箇所、例えば、光学スイッチ手段の上
部、あるいは下部、さらには上部と下部との中間位置に
ＲＣ時定数調整回路を設けることにより、これらの接続
箇所において優れたコントラストが得られるようにな
り、全体として、さらに優れたコントラストを有する立
体画像を得ることができる。

【００６０】また、第３の実施形態の立体表示方法を実
施するにあたり、ＲＣ時定数調整回路におけるＲＣ時定
数の調整幅が可変であることが好ましい。このように実
施することにより、液晶光学スイッチ手段のＲＣ時定数
が液晶の劣化等により変化した場合でも、それを考慮し
て液晶光学スイッチ手段の応答性を調整することができ
る。

【００６１】また、第３の実施形態の立体表示方法を実
施するにあたり、ＲＣ時定数調整回路が複数箇所に設け
てあり、当該複数箇所のＲＣ時定数調整回路の少なくと
も一つにより、液晶光学スイッチ手段の応答性を調整す
ることが好ましい。このように実施することにより、複
数箇所でＲＣ時定数情報を得ることができる。したがっ
て、これらのＲＣ時定数情報を平均化して、液晶光学ス
イッチ手段（駆動回路）にフィードバックすることによ
り、液晶光学スイッチ手段の開始時期をより確実に遅ら
せることができる。

【００６２】その他、第３の実施形態の変形例として、
ＲＣ時定数調整回路の外付けのかわりに、あるいは、Ｒ
Ｃ時定数調整回路の外付けとともに、液晶光学スイッチ
手段固有のＲ（抵抗）やＣ（電気容量）を利用して、液
晶光学スイッチ手段の応答性（タイミング）を調整する
こともできる。液晶光学スイッチ手段を簡単な等価回路
で記述すると図１２の様になる。したがって、給電点か
ら遠い場所では抵抗と容量からなる積分回路によって駆
動波形の立上りが時間遅れを生じ、結果として液晶の応
答にも時間差がつくことになる。そこで、図１２の様な
電気接続をすることにより、駆動電圧の給電点に近い画
面上方では直ちに応答を開始するが、液晶に実際に印加
される電圧波形の立上りが遅くなる画面下方ほど応答は
遅れて開始するようにすることができる。

【００６３】また、第３の実施形態のさらに変形例とし
て、ＲＣ時定数調整回路の外付けのかわりに、あるい
は、ＲＣ時定数調整回路の外付けとともに、図１３に示
すように、液晶光学スイッチ手段１４の複数の入力箇所
ａおよびｂに対し、それぞれ位相または波形が異なった
駆動電圧ＡおよびＢを印加して駆動（分割駆動）させる
ことが好ましい。このように分割駆動させることによ
り、矢印Ｃに沿って遅延時間が生じたとしても、所定の
遅延時間に対応した時間を考慮して、入力箇所ｂにおい
て、駆動電圧Ｂのように、駆動電圧Ａから位相をずらし
た波形を印加することにより、液晶光学スイッチ手段１
４の応答性（タイミング）をさらに容易に調整できる。
なお、分割駆動の方法は図１３に示す方法に制限される
ものでなく、図１４に示すように、電極についてパター
ニング部５０を設けて、複数領域に分割して矢印Ｃに沿
って駆動してもよく、あるいは、図１５に示すように、
走査終了部が画面の端でない場合には低抵抗の補助電極
５２をセル内に設けて、矢印Ｃ１およびＣ２に示す方向
に分割駆動してもよい。

【００６４】

【実施例】以下、本発明の実施例をより詳細に説明す
る。

【００６５】［実施例１〜５］走査型映像出力手段とし
て、カラーＣＲＴを備え、このカラーＣＲＴの発光前側
に、縦３００ｍｍ×横４００ｍｍの寸法のニュートラル
偏光板ＬＬＣ２−９２１８（サンリッツ（株）製）、お
よび液晶光学スイッチ手段として、強誘電性液晶シャッ
ターを順次に配置し、立体画像表示装置を構成した。ま
た、カラーＣＲＴへ入力される画像信号源と、液晶光学
スイッチ手段への信号源とを、同期回路により接続し
た。したがって、カラーＣＲＴにおいて、左眼画像およ
び右眼画像を時分割してフレーム期間ごとに交互表示す
るとともに、この左眼画像および右眼画像の切り替えと
同期させて強誘電性液晶シャッターの偏光状態を切り替
えることができる。また、偏光特性が相互に異なる左眼
用フィルタと、右眼用フィルタとから構成された偏光眼
鏡を用意したが、左眼用フィルタおよび右眼用フィルタ
の偏光軸を、それぞれ左眼画像および右眼画像の偏光と
一致するように構成した。

【００６６】なお、強誘電性液晶シャッターには、Ｖ字
特性を有する強誘電性液晶として、下記式（５）で表さ
れる液晶を用い、表面にＩＴＯ電極が形成されている２
枚のポリエーテルスルホン基板間に挟持し、次いで、電
極間に４０Ｖの電圧を印加することにより配向させて、
厚さ２μｍの強誘電性液晶シャッターとした。

【００６７】

【化５】

【００６８】この強誘電性液晶シャッターの電極間に、
−１５Ｖの電圧を印加すると−２３°に配向し、＋１５
Ｖの電圧を印加すると＋２３°に配向し、さらに、電圧
印加を取り除く（ＯＦＦ）と、０°に配向した。したが
って、この強誘電性液晶シャッターは、電圧印加の値を
変えることにより、３段階に偏光状態を変えられること
を確認した。

【００６９】次いで、ＣＲＴにおいて、黒い背景上に、
左眼画像としての直径２ｃｍの白い円１と、右眼画像と
しての直径２ｃｍの白い円２とを、円の中心間距離が５
ｃｍとなるように離して、１２０Ｈｚの周期（フレーム
期間８．３３ｍｓ）で交互に表示させた。

【００７０】ここで、左眼用フィルタを透過した左眼画
像円１の中心部における光透過量をＩ_L1、左眼用フィル
タを透過した右眼画像円２の中心部における光透過量を
Ｉ_L2、右眼用フィルタを透過した左眼画像円１の中心部
における光透過量をＩ_R1、右眼用フィルタを透過した右
眼画像円２の中心部における光透過量をＩ_R2とする。し
たがって、左眼で視認される左眼画像と、右眼画像との
コントラスト比ＣＲ_Lおよび右眼で視認される左眼画像
と、右眼画像とのコントラスト比ＣＲ_Rは、それぞれ下
式（１）および（２）で表される。 ＣＲ_L＝Ｉ_L1／Ｉ_L2 （１） ＣＲ_R＝Ｉ_R1／Ｉ_R2 （２） なお、ＣＲ_LおよびＣＲ_Rが、それぞれ３０以上の値であ
れば、立体画像としては許容できるコントラストの範囲
であり、より好ましくは、３５以上の値であり、さらに
好ましくは、４０以上の値であり、最も好ましくは、４
５以上の値である。

【００７１】そこで、左眼画像および右眼画像が同時に
非視認の偏光状態である非視認期間Ｔの長さを２ｍｓ
（実施例１）、３ｍｓ（実施例２）、４ｍｓ（実施例
３）、５ｍｓ（実施例４）、６ｍｓ（実施例５）にそれ
ぞれかえて、偏光眼鏡を介した左眼画像および右眼画像
の光透過量Ｉ_L1、Ｉ_L2、Ｉ_R1、Ｉ_R2を、フォトダイオー
ドを用いて測定した。得られた結果を表２および図１６
に示す。

【００７２】

【表２】

【００７３】［比較例１］実施例１において、左眼画像
および右眼画像が同時に非視認の偏光状態である非視認
期間Ｔの長さを０ｍｓとした以外は、実施例１と同様に
立体表示装置を構成し、左眼画像および右眼画像の光透
過量を測定した。得られた結果を表２に示す。

【００７４】［実施例６］液晶光学スイッチ手段の下端
にＲＣ時定数調整回路を設けたほかは、実施例１と同様
に立体表示装置を構成した。なお、実施例６において、
カラーＣＲＴの走査における周波数（ｆ）は１１０Ｈｚ
であり、カラーＣＲＴの１画素における１フレームあた
りの画像表示時間および残光時間の合計時間（ｔ_a）
は、２．５ｍｓｅｃ．であり、ブランキング時間
（ｔ_b）は２．１５ｍｓｅｃ．であり、強誘電性液晶シ
ャッターにおける走査開始部における応答時間（ｔ_c）
は、０．９ｍｓｅｃ．であり、液晶光学スイッチ手段に
おける走査終了部における応答時間（ｔ_d）は、１．５
０ｍｓｅｃ．であった。また、液晶光学スイッチ手段自
体の静電容量は１．６５μＦ（１００Ｈｚ）であり、さ
らに駆動信号が入力される電極の抵抗値は２３７Ωであ
るため、ＲＣ時定数は、画面下端において０．３９ｍｓ
ｅｃ．であった。

【００７５】次いで、強誘電性液晶シャッターの下端
に、ＲＣ時定数調整回路として、容量１１μＦのコンデ
ンサを取りつけＲＣ時定数（τ）の値を３．０ｍｓｅ
ｃ．に調整した。したがって、強誘電性液晶シャッター
における走査終了部における応答時間（ｔ_d）が１．５
５ｍｓｅｃ．となり、（ｔ_a−ｔ_b＋ｔ_c）の値が１．２
５ｍｓｅｃ．であり、（２／ｆ−ｔ_a−ｔ_b−ｔ_d）が１
２．０ｍｓｅｃ．であることから、強誘電性液晶シャッ
ターのＲＣ時定数（τ）は、（ｔ_a−ｔ_b＋ｔ_c＜τ＜２
／ｆ−ｔ_a−ｔ_b−ｔ_d）の関係を満足している。

【００７６】この状態で、画像表示装置を動作させ、ダ
イナミックコントラスト（ＤＣ／Ｒ）の相対的変化を測
定した。その結果、図１１に示すように、測定ポイント
１〜７の範囲内において、０．９以上の高い値が得ら
れ、測定ポイント８でも０．８以上、測定ポイント９で
も０．７以上の値が得られた。したがって、ＲＣ時定数
調整回路を設けることにより、優れたコントラストを有
する立体画像を得ることが確認された。なお、ＲＣ時定
数調整回路を設けずにダイナミックコントラスト（ＤＣ
／Ｒ）の相対的変化を測定したところ、測定ポイント１
〜３の範囲内において０．９以上の値であったものが、
測定ポイント４〜６の範囲内において０．７〜０．９の
値に低下し、さらに測定ポイント７〜９の範囲内におい
て０．３〜０．６の値へと低下した。

【００７７】

【発明の効果】本発明の立体表示方法および立体表示装
置によれば、印加電圧を少なくとも３とおりに変化させ
ることにより、走査型映像出力手段における残光の影響
が少なくして、立体画像における二重写りやちらつきを
防止することができる。そのため、立体画像のコントラ
ストやカラー色の再現性に優れた立体表示方法および立
体表示装置を提供することができるようになった。ま
た、本発明の立体表示方法および立体表示装置によれ
ば、印加電圧の極性を変えるとともに、印加電圧の値を
０として液晶の偏光状態を３段階に切り替えることがで
きるため、走査型映像出力手段および液晶光学スイッチ
手段の動作を停止した場合に眼鏡手段をかけたままでも
左右の違和感を減少させることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】１フレームにおける残光量の時間変化を示す図
である。

【図２】第１の実施形態における立体表示方法の概要を
示す図である。

【図３】Ｖ字特性を有する強誘電性液晶における印加電
圧と光透過率との関係を示す図である（その１）。

【図４】Ｖ字特性を有する強誘電性液晶における印加電
圧と光透過率との関係を示す図である（その２）。

【図５】反強誘電性液晶における印加電圧と光透過率と
の関係を示す図である。

【図６】液晶光学スイッチ手段における印加電圧と偏光
状態との関係を示す図である。

【図７】第２の実施形態における立体表示方法の概要を
示す図である。

【図８】第３の実施形態における等価回路を示す図であ
る。

【図９】走査型映像出力手段の発光状態と、液晶光学ス
イッチ手段の発光状態の応答状態との関係を説明するた
めに供する図である（その１）。

【図１０】走査型映像出力手段の発光状態と、液晶光学
スイッチ手段の発光状態の応答状態との関係を説明する
ために供する図である（その２）。

【図１１】強誘電性液晶シャッターの測定ポイントと、
ＤＣ／Ｒとの関係を説明するために供する図である。

【図１２】第３の実施形態の変形例における等価回路を
示す図である。

【図１３】分割駆動方法を説明するために供する図であ
る（その１）。

【図１４】分割駆動方法を説明するために供する図であ
る（その２）。

【図１５】分割駆動方法を説明するために供する図であ
る（その３）。

【図１６】非視認期間と、コントラストとの関係を示す
図である。

【図１７】従来の画像表示方法を説明するために供する
図である（その１）。

【図１８】従来の画像表示方法を説明するために供する
図である（その２）。

【符号の説明】

１０、３０ 走査型映像出力手段 １２、３２ 偏光板 １４、３４ 液晶光学スイッチ手段 １６ 位相差板 ２４、２６、３６、３８ 偏光眼鏡 １、４０ 立体表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 EA33 EA47 GA04 GA11 JA06 JA17 JA20 MA02 5C061 AA02 AA14 AB14 5C080 AA05 AA06 AA07 AA10 AA18 BB05 CC04 DD01 DD06 EE19 EE29 FF09 GG02 GG07 JJ03 JJ04 JJ05 JJ06 5C094 AA06 AA60 BA43 BA49 CA21 CA23 ED14 FB01 HA07 HA08

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左眼画像および右眼画像を時分割してフ
   レーム期間ごとに交互に表示する走査型映像出力手段の
   前面に、偏光板と、左眼画像および右眼画像の切り替え
   と同期させて偏光状態を切り替えるための液晶光学スイ
   ッチ手段とを設け、当該液晶光学スイッチ手段を透過し
   た左眼画像用透過光を左眼で、右眼画像用透過光を右眼
   で選択的に視認させてなる立体表示方法において、 前記液晶光学スイッチ手段にＶ字特性を有する強誘電性
   液晶、電界誘起チルトを示すカイラルスメクチックＡ液
   晶、および反強誘電性液晶からなる群から選択される少
   なくとも一つの液晶を使用するとともに、 前記液晶光学スイッチ手段の偏光状態を印加電圧により
   少なくとも３段階に切り替えて、左眼画像用透過光の偏
   光状態と右眼画像用透過光の偏光状態との間に、左眼画
   像用透過光および右眼画像透過光の光透過率よりも低い
   光透過率を有する中間偏光状態を設けることを特徴とす
   る立体表示方法。
2. 【請求項２】 左眼画像および右眼画像を時分割してフ
   レーム期間ごとに交互に表示する走査型映像出力手段の
   前面に、左眼画像および右眼画像の切り替えと同期させ
   て偏光状態を切り替えるための液晶光学スイッチ手段を
   設け、当該液晶光学スイッチ手段を透過した左眼画像用
   透過光を左眼で、右眼画像用透過光を右眼で選択的に視
   認させてなる立体表示方法において、 前記液晶光学スイッチ手段にゲスト・ホスト型液晶を使
   用するとともに、 前記液晶光学スイッチ手段の偏光状態を印加電圧により
   少なくとも３段階に切り替えて、左眼画像用透過光の偏
   光状態と右眼画像用透過光の偏光状態との間に、左眼画
   像用透過光および右眼画像透過光の光透過率よりも低い
   光透過率を有する中間偏光状態を設けることを特徴とす
   る立体表示方法。
3. 【請求項３】 前記中間偏光状態の光透過率を、前記左
   眼画像用透過光の光透過率、または前記右眼画像用透過
   光の光透過率の１／１０以下の値とすることを特徴とす
   る請求項１または２に記載の立体表示方法。
4. 【請求項４】 前記中間偏光状態の期間を、前記フレー
   ム期間の１〜８０％の時間とすることを特徴とする請求
   項１〜３のいずれか一項に記載の立体表示方法。
5. 【請求項５】 前記液晶光学スイッチ手段に電圧を印加
   しない場合に、前記中間偏光状態とすることを特徴とす
   る請求項１〜４のいずれか一項に記載の立体表示方法。
6. 【請求項６】 前記フレーム期間の開始時および終了
   時、あるいはいずれか一方の時期に、前記中間偏光状態
   とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に
   記載の立体表示方法。
7. 【請求項７】 前記走査型映像出力手段の面内走査に対
   応させて、前記液晶光学スイッチ手段に設けた時定数調
   整手段により、液晶光学スイッチ手段の時定数を調整す
   ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載
   の立体表示方法。
8. 【請求項８】 左眼画像および右眼画像を時分割してフ
   レーム期間ごとに交互に表示する走査型映像出力手段
   と、 走査型映像出力手段から出射された左眼画像および右眼
   画像を偏光化するための偏光板と、 左眼画像および右眼画像の切り替えと同期させて偏光状
   態を切り替えるために、Ｖ字特性を有する強誘電性液
   晶、電界誘起チルトを示すカイラルスメクチックＡ液
   晶、および反強誘電性液晶からなる群から選択される少
   なくとも一つの液晶を使用した液晶光学スイッチ手段
   と、 液晶光学スイッチ手段を透過した左眼画像用透過光を左
   眼で、右眼画像用透過光を右眼で選択的に視認可能な眼
   鏡手段と、を含む立体表示装置において、 前記液晶光学スイッチ手段の偏光状態を印加電圧により
   少なくとも３段階に切り替えて、左眼画像用透過光の偏
   光状態と右眼画像用透過光の偏光状態との間に、左眼画
   像用透過光および右眼画像透過光の光透過率よりも低い
   光透過率を有する中間偏光状態を設けるための印加電圧
   調整手段を設けることを特徴とする立体表示装置。
9. 【請求項９】 左眼画像および右眼画像を時分割してフ
   レーム期間ごとに交互に表示する走査型映像出力手段
   と、 左眼画像および右眼画像の切り替えと同期させて偏光状
   態を切り替えるために、ゲスト・ホスト型液晶を使用し
   た液晶光学スイッチ手段と、 液晶光学スイッチ手段を透過した左眼画像用透過光を左
   眼で、右眼画像用透過光を右眼で選択的に視認可能な眼
   鏡手段と、を含む立体表示装置において、 前記液晶光学スイッチ手段の偏光状態を印加電圧により
   少なくとも３段階に切り替えて、左眼画像用透過光の偏
   光状態と右眼画像用透過光の偏光状態との間に、左眼画
   像用透過光および右眼画像透過光の光透過率よりも低い
   光透過率を有する中間偏光状態を設けるための印加電圧
   調整手段を設けることを特徴とする立体表示装置。
10. 【請求項１０】 前記液晶光学スイッチ手段に対し、時
    定数を調整するための時定数調整手段を設けることを特
    徴とする請求項８または９に記載の立体表示装置。