JP2010262017A - 立体映像表示装置及び立体映像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】映像パネルと偏光メガネとの同期を不要とし、小型化、軽量化、低コスト化が可能な立体映像表示装置及びその表示方法を提供する。
【解決手段】立体映像表示装置１０は、左眼用映像及び右眼用映像を同時に時分割で表示する映像用パネル１と、映像用パネル１からの出力光を左眼用及び右眼用に偏光変換する偏光変換パネル５と、左眼用偏光子９ａ及び右眼用偏光子９ｂを有する偏光メガネ９と、偏光変換用パネル５を映像用パネル１と同期して駆動する駆動回路１１と、走査電極７に電圧を印加する電圧印加装置１３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像パネルと偏光メガネを用いて立体映像を表示する立体映像表示装置及びその表示方法に係り、特に、映像パネル装置と偏光メガネとの同期が不要な表示装置及び表示方法に関する。

図６に、従来の立体映像表示装置の一例を示す。

この立体画像表示装置５０は、映像パネル５１と、偏光メガネ５３とを備え、映像パネル装置５１は、左右眼視差を利用した立体映像信号（左右眼映像信号）の入力を外部より受け、その立体映像信号に対応して、左右眼映像を時分割で表示する。すなわち、映像パネル５１は左眼用映像と右眼用映像とをフィールド毎に交互に表示する。また、偏光メガネ５３は、その左眼部５３ａと右眼部５３ｂに、それぞれ開閉機構であるシャッタ機構を備えている。

図７に、映像パネル５１に６０Ｈｚ（１６．６ｍｓ）の周期で一対の右眼用映像及び左眼用映像を表示した場合の立体画像表示装置５０の動作を示す。

立体画像表示装置５０は、映像パネル５１に左眼用映像の表示されているフィールドに対応して左眼部５３ａのシャッタが開くと共に右眼部５３ｂのシャッタが閉じ、映像装置５１に右眼用映像の表示されているフィールドに対応して右眼部５３ｂのシャッタが開くと共に左眼部５３ａのシャッタが閉じるように動作する。この結果、視聴者は、映像を立体的に認識できるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６２−１９１８２４号公報

しかしながら、上記方式では、映像パネル５１と偏光メガネ５３とを無線または有線により同期させる必要がある。

また、偏光メガネ５３自体をシャッタ機構により動作させる必要があるため、バッテリーを搭載させるなど、大型化・重量化・高コストなどの課題があった。

そこで、本発明は、映像パネルと偏光メガネとの同期を不要とし、小型化、軽量化、低コスト化が可能な立体映像表示装置及びその表示方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の立体映像表示装置は、複数の走査線を有し、各走査線を順次走査して左眼用映像及び右眼用映像を時分割で表示する映像用パネルと、前記映像用パネルの前面に配置されると共に、前記映像用パネルの走査線に対応した複数の領域を備え、前記映像用パネルから時分割で出力される左眼用映像及び右眼用映像の偏光方向を異ならしめる偏光変換パネルとを備え、前記偏光変換パネルの複数の領域を、前記映像用パネルの走査線の走査に同期して制御することを特徴とする。

また、前記左眼用映像の偏光方向に対応する左眼用メガネ部と前記右眼用映像の偏光方向に対応する右眼用メガネ部とを含む偏光メガネを更に備えることもできる。

また、前記偏光変換パネルは、左眼用映像及び右眼用映像の偏光方向を互いに直交する直線偏光とすることができる。また、前記偏光変換パネルは、左眼用映像及び右眼用映像の偏光方向を互いにねじれ方向が異なる円偏光光とすることができる。

更に、前記映像用パネルは、各走査線を順次走査して左眼用映像、黒像及び右眼用映像を時分割で順次表示してもかまわない。この場合、偏光変換パネルにおける偏光方向の変更は、黒像が表示されている時間内で行うことができる。

また、前記映像用パネルは、マトリクス状に配置された画素電極と、対向電極との間に液晶を含んで構成できる。そして、この液晶としては、ＯＣＢ液晶が好適に利用できる。

更に、前記偏光変換パネルは、複数の走査電極と、対向電極との間に液晶を含んで構成できる。そして、この液晶としては、ＯＣＢ液晶が好適に利用できる。

また、この走査電極と対向電極との間の電位差の有無により、偏光変換パネルに入射される入射光の位相差をλ／２ずらすように構成できる。

また、上述の目的を達成するため、本発明の立体映像表示方法は、複数の走査線を備えた映像用パネルの各走査線を順次走査して左眼用映像及び右眼用映像を時分割で順次出力し、前記映像用パネルから出力される左眼用映像を第１の偏光光とし、右眼用映像を前記第１の偏光光と異なる第２の偏光光とする立体映像表示方法であって、前記第１の偏光光と第２の偏光光との切り替えが前記映像用パネルの走査に同期していることを特徴とする。

本発明によれば、映像パネル装置と偏光メガネとの同期が不要となり、偏光メガネ自体を動作させる必要がないため、小型化、軽量化、低コスト化が可能な立体映像表示装置及び立体映像表示方法を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る立体映像表示装置の構造を示す斜視図。 本発明の第１の実施の形態に係る立体映像表示方法における映像パネルと偏光変換パネルとの同期手法を説明するタイミングチャートであり、（ａ）は映像パネルにおける各走査線の走査タイミングを示し、（ｂ）は偏光変換パネルにおける走査電極の電圧印加による偏光切替えタイミングを示し、（ｃ）は所定時間における映像パネルの表示例を示す。 本発明の第２の実施の形態に係る立体映像表示方法における映像パネルと偏光変換パネルとの同期手法を説明するタイミングチャートであり、（ａ）は映像パネルにおける各走査線の走査タイミングを示し、（ｂ）は偏光変換パネルにおける走査電極の電圧印加による偏光切替えタイミングを示し、（ｃ）は所定時間における映像パネルの表示例を示す。 本発明の第３の実施の形態に係る立体映像表示方法における映像パネルと偏光変換パネルとの同期手法を説明するタイミングチャートであり、（ａ）は映像パネルにおける各走査線の走査タイミングを示し、（ｂ）は偏光変換パネルにおける走査電極の電圧印加による偏光切替えタイミングを示し、（ｃ）は所定時間における映像パネルの表示例を示す。 本発明の第４の実施の形態に係る立体映像表示装置の構造を示す斜視図。 従来の立体映像表示装置の構造を示す概略斜視図。 従来の立体映像表示装置の動作を示す説明図。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る立体映像表示装置及び立体映像表示方法について詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る立体映像表示装置の構造を示す斜視図である。

この立体映像表示装置１０は、映像パネル１、偏光変換パネル５、偏光メガネ９、駆動回路１１、及び電圧印加装置１３を備えている。

映像パネル１は、行方向（ｘ方向）に沿ったｎ本の走査線を有し、個々の走査線は複数のアクティブマトリクス型液晶素子２で構成されている。

液晶素子２のそれぞれは、ゲート電極とデータ電極とに接続された薄膜トランジスタを介して配置される画素電極と、この画素電極に対向する対向電極との間に挟持されて構成されている。また、液晶素子２は、一対の偏光板３、４で挟持されている。映像パネル１を構成する走査線は、列方向（ｙ方向）に線順次走査され、左右眼用の映像を時分割で表示する。そして、図示しないバックライトを用い、２枚の偏光板３、４によってｙ方向に偏光された光ＰＬ１を偏光変換パネル５に出力する。

液晶素子２の液晶層に用いられる液晶材料としては、高速応答特性を有する液晶、例えば強誘電性液晶、反強誘電性液晶、ＯＣＢ(Optically Compensated Bend)液晶等を用いることが望ましく、特に高速応答性や視野角を考慮するとＯＣＢ液晶を用いることが好ましい。

偏光変換パネル５は、対向する２枚の透明基板６、６’を有し、この間に液晶層(図示せず)が挟持されている。２枚の透明基板６、６’の内面のうち少なくとも一方には、映像パネル１の各走査線と対応する位置に同数の走査電極７（１行目〜ｎ行目）が行方向（ｘ方向）に沿って形成されており、他方には各走査電極７に対して共通に配置される対向電極８が形成されている。そして、この走査電極７と対向電極８との間には、高速応答特性を有する液晶、例えばＯＣＢ液晶が挟持されている。特に偏光変換パネル５に用いられる液晶材料を映像パネル１に用いられる液晶材料と同じ材料とすることで、その応答速度を略等しくでき、これにより映像パネル１に対して偏光変換パネル５を十分に同期させることが可能となる。

上記の構成により、走査電極７と対向電極間８に電圧印加装置１３により電圧が印加されない場合には、偏光変換パネル５は光ＰＬ１を偏光変換しないが、ある特定の電圧を加えることで光ＰＬ１に対してλ／２の位相差を与え、ｘ方向に偏光方向を変えた光ＰＬ２とすることができる。

偏光メガネ９は、左右それぞれにｘもしくはｙ方向の偏光を通すような偏光子９ａ、９ｂを有しており、それぞれの偏光方向に応じた偏光光ＰＬ３−左とＰＬ３−右が左右の眼に入力される。

本実施形態に係る立体映像表示装置１０では、駆動回路１１により、各走査電極７に沿って区分される偏光変換パネル５の複数の領域が、映像パネル１の各走査線の走査と同期され、映像パネル１が右眼用映像を表示する領域では対応する走査電極７に電圧を印加せず、映像パネル１が左眼用映像を表示する領域では対応する走査電極７に電圧を印加する。このため、映像パネル１で右眼用映像が表示されていている領域ではｙ軸方向に偏光方向をもつ光に、左眼用映像を表示している領域にでは偏光変換パネル５によってｘ軸方向に偏光方向をもつ光に制御される。すなわち偏光変換パネル５は、映像パネル１の映像情報に同期して偏光変換処理をするもので、映像パネルの１表示面内の右眼用映像表示領域に対応して右眼用偏光を、左眼用映像表示領域に対応して左眼用偏光を付与する複数の領域を形成する。

従って、視聴者が掛ける偏光メガネ９により左右の眼でそれぞれ左右用映像を認識することによって、偏光メガネ９と映像パネル１を同期させることなく立体映像を認識することができる。

よって、本実施の形態の立体映像表示装置１０によれば、偏光メガネ９自体を動作させる必要がないため、小型化、軽量化、低コスト化が可能となる。

また、偏光変換パネル５の各走査電極７が映像パネル１の各走査線の走査と同期しているため、左右眼用の映像のクロストークなく、時間開口率を十分に大きくとることができるため、装置の低消費電力化、あるいは高輝度化を達成することが可能となる。

この実施形態では、偏光変換パネル５の走査電極７を映像パネル１の走査線と一対一で対応するように構成したが、偏光変換パネル５の走査電極７が映像パネル１の複数の走査線、例えば５本の走査線に対応するようにしてもかまわない。但し、左右眼用の映像のクロストーク、あるいは時間開口率を考慮すると、偏光変換パネル５の走査電極７が対応する映像パネル１の走査線の数は クロストーク率を略１％以下に設定できる１０本以下、より望ましくは４本以下であることが好適である。

次に、第１の実施の形態に係る立体映像表示装置１０を用いた立体映像表示方法について説明する。

図２は、立体映像表示装置１０における映像パネル１と偏光変換パネル５との同期方法を説明するタイミングチャートであり、（ａ）は映像パネル１における各走査線の走査タイミングを示し、（ｂ）は偏光変換パネル５における走査電極７の電圧印加による偏光切替えタイミングを示し、（ｃ）は所定時間における映像パネル１の表示例を示すものである。

映像パネル１は、ｎ本の走査線が順次走査させることによって、右眼用映像及び左眼用映像をそれぞれ時分割で順次表示する。本実施の形態では、従来の２Ｄディスプレイの２倍となる１２０Ｈｚの周期で (即ち、左右眼映像を合わせて６０Ｈｚ周期（１６．６ｍｓ間隔）で表示させる。

即ち、図２（ａ）において、時刻ｔ_０で走査線の１行目に右眼用映像が表示されると、そのΔｔ後に２行目、２Δｔ後に３行目、（ｎ−１）Δｔ後にｎ行目に右眼用映像が表示される。各走査線１、２、３、・・・ｎ行目は右眼用映像の表示開始から１／２周期の８．３ｍｓ後に左眼用映像の書き込みに切り替えられる。左右眼映像は合わせて１６．６ｍｓの間隔で表示された後、各走査線１、２、３、・・・ｎ行目は更に、右眼用映像、左眼用映像の順で表示される。

なお、右眼用映像と左眼用映像との切替えは、走査電極電圧ＶｇをＯＮにすることによって行う。一旦ＯＮにされると、その後は走査電極電圧ＶｇをＯＦＦにしても、再度走査電極電圧ＶｇをＯＮにするまで表示画像は維持される。

左右眼映像の周期については、例えば６０Ｈｚ周期で各左右眼映像を表示した場合は、左右眼映像としては合わせて３０Ｈｚの映像となってしまい、フリッカ（ちらつき）として認識されてしまうことから、１００Ｈｚ周期以上、例えば１２０Ｈｚ周期などの高周波表示を行うことが好ましい。

映像パネル１は、図２（ｃ）に示すように、ｔ_０で表示部分全体に左眼用映像が表示された後、ｔ_０＜ｔ＜ｔ_１では、時間の経過と共に画面上方から右眼用映像部分が漸次増加し、１／２周期となるｔ_１で右眼用映像が表示部分全体に表示される。次に、ｔ_１＜ｔ＜ｔ_２は、時間の経過と共に画面上方から左眼用映像部分が漸次増加し、１周期となるｔ_２で左眼用映像が表示部分全体に表示される。その後、ｔ_２＜ｔ＜ｔ_３では、時間の経過と共に画面上方から右眼用映像表示部分が漸次増加し、ｔ_３で右眼用映像が表示部分全体に表示される。更に、ｔ_３＜ｔ＜ｔ_４は、時間の経過と共に画面上方から左眼用映像部分が漸次増加し、ｔ_４で左眼用映像が表示部分全体に表示される。

偏光変換パネル５においては、１、２、３、・・・ｎ行目からなる走査電極７にＶ_ＯＮもしくはＶ_ＯＦＦが入力される。Ｖ_ＯＦＦのときには偏光変換パネル５に入射された偏光方向は変わらず、Ｖ_ＯＮのときに入射光の偏光方向を９０°変化させる。

即ち、ｔ_０において、映像パネル１の走査線第１行目に右眼用画像の表示が開始されると同時に、駆動回路１１により、（ｂ）に示すように、偏光変換パネル５の走査電極７の第１行目がＶ_ＯＦＦとされ、ｔ_１までＶ_ＯＦＦが維持される。この間、偏光変換パネル５に入射された偏光方向は変わらず、ｙ方向に偏光された光ＰＬ２が偏光変換パネル５からに出力され、偏光メガネ９のうちｙ方向の偏光光ＰＬ３−右を通すような偏光子９ｂを有する右眼に入力される。

次に、ｔ_１において、映像パネル１の走査線第１行目に左眼用画像の表示が開始されると同時に、駆動回路１１により、偏光変換パネル５の走査電極７の第１行目がＶ_ＯＮにされ、ｔ_２までＶ_ＯＮが維持される。この間、偏光変換パネル５に入射された偏光方向は９０°変えられ、ｘ方向に偏光された光ＰＬ２が偏光変換パネル５から出力され、偏光メガネ９のうちｘ方向の偏光光ＰＬ３−左を通すような偏光子９ａを有する左眼に入力される。

映像パネル１の走査線第２行目と偏光変換パネル５の走査電極７の第２行目、映像パネル１の走査線第３行目と偏光変換パネル５の走査電極７の第３行目、・・・、映像パネル１の走査線第ｎ−２行目と偏光変換パネル５の走査電極７の第ｎ−２行目、映像パネル１の走査線第ｎ−１行目と偏光変換パネル５の走査電極７の第ｎ−１行目、映像パネル１の走査線第ｎ行目と偏光変換パネル５の走査電極７の第ｎ行目との間でも、駆動回路１１により同様の同期動作が行われる。

このように、駆動回路１１により映像パネル１と偏光変換パネル５を同期させることにより、映像パネル１で右眼用映像が表示されていている領域ではｙ軸方向に偏光方向をもつ映像に、左眼用映像を表示している領域では偏光変換パネル５によってｘ軸方向に偏光方向をもつ映像光にし、視聴者が掛ける偏光メガネ９によって左右の眼で左右用映像をそれぞれ認識することによって、偏光メガネ９と映像パネル１を同期させることなく立体映像を認識することができる。

よって、本実施の形態に係る立体映像表示方法によれば、映像パネル装置１と偏光メガネ９との同期が不要となり、偏光メガネ９自体を動作させる必要がないため、立体映像表示装置の小型化、軽量化、低コスト化が可能となる。

しかも、偏光変換パネル５の各走査電極７が映像パネル１の各走査線の走査と同期しているため、左右眼用の映像のクロストークなく、時間開口率を十分に大きくとることができ、これにより装置の低消費電力化、あるいは高輝度化を達成することが可能となる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態に係る立体映像表示装置１０について説明する。なお、本実施の形態において、駆動回路の構成を除いて第１の実施の形態に係る立体映像表示装置１０と同様の装置を用いている。

本実施の形態に係る立体映像表示方法では、映像パネル１に右眼用および左眼用映像を表示する間に黒像を表示する。即ち、右眼用映像を表示した後に黒像を表示し、その後、同様に左眼用映像・黒像・右眼用映像の順で表示して、表示用映像と黒像を交互に表示する。なお、液晶素子２としてＯＣＢ液晶を用いる場合、黒像の表示をＯＣＢ液晶に比較的高電圧を印加することで実現すれば、効果的に逆転移を防止することが可能となる。

図３は、立体映像表示装置１０における映像パネル１と偏光変換パネル５との同期手法を説明するタイミングチャートであり、（ａ）は映像パネル１における各走査線の走査タイミングを示し、（ｂ）は偏光変換パネル５における走査電極７の電圧印加による偏光切替えタイミングを示し、（ｃ）は所定時間における映像パネル１の表示例を示すものである。

映像パネル１は、ｎ本の走査線が順次走査されることによって、従来の２Ｄディスプレイの４倍となる２４０Ｈｚの周期で右眼用映像、黒像、左眼用映像及び黒像をそれぞれ表示させる。

即ち、図３（ａ）において、時刻ｔ_０で走査線の１行目に右眼用映像が表示されると、そのΔｔ後に２行目、２Δｔ後に３行目、（ｎ−１）Δｔ後にｎ行目に右眼用映像が表示される。各走査線１、２、３、・・・ｎ行目は右眼用映像の表示開始から１／４周期が経過した後、黒像に切り替えられ、更に１／４周期が経過した後左眼用映像、更に１／４周期が経過した後黒像が表示される。

映像パネル１は、図３（ｃ）に示すように、ｔ_０で表示部分全体に黒像が表示された後、ｔ_０＜ｔ＜ｔ_１では、時間の経過と共に画面上方から右眼用映像部分が漸次増加し、１／４周期となるｔ_１で右眼用映像が表示部分全体に表示される。次に、ｔ_１＜ｔ＜ｔ_２は、時間の経過と共に画面上方から黒像部分が漸次増加し、１／２周期となるｔ_２で黒像が表示部分全体に表示される。その後、ｔ_２＜ｔ＜ｔ_３では、時間の経過と共に画面上方から左眼用映像部分が漸次増加し、３／４周期となるｔ_３で左眼用映像が表示部分全体に表示される。更に、ｔ_３＜ｔ＜ｔ_４は、時間の経過と共に画面上方から黒像部分が増加し、１周期となるｔ_４で黒像が表示部分全体に表示される。

本実施の形態でも、第１の実施の形態と同様に、右眼用画像の表示がされている間は、駆動回路１１により、偏光変換パネル５の走査電極７がＶ_ＯＦＦとされ、左眼用画像の表示がされている間は、偏光変換パネル５の走査電極７がＶ_ＯＮとされるが、電圧を反転させるタイミングは、図３（ａ）に示すように、黒像が表示されている期間Ｐ_ｂｋの間で行えば良い。但し、偏光変換パネル５の応答時間を考慮すると、以下に説明するように、映像パネル１に黒像が表示されると同時に電圧を反転させることが好ましい。

即ち、図３（ａ）に示すように、映像パネル１の走査線第１行目に黒像及び右眼用画像の表示がされている間は、駆動回路１１により、（ｂ）に示すように偏光変換パネル５の走査電極７の第１行目がＶ_ＯＦＦとされている。この間、偏光変換パネル５に入射された偏光方向は変わらず、ｙ方向に偏光された光ＰＬ２が偏光変換パネル５から出力され、偏光メガネ９のうちｙ方向の偏光光ＰＬ３−右を通すような偏光子９ｂを有する右眼に入力される。

次に、ｔ_１で走査線第１行目に次の黒像の表示がされると同時に駆動回路１１により、（ｂ）に示すように偏光変換パネル５の走査電極７の第１行目がＶ_ＯＮにされ、この状態はｔ_２で走査線第１行目に左眼用画像の表示が表示された後も維持され、再度黒像が表示されるｔ_３までＶ_ＯＮの状態とされる。この間、偏光変換パネル５に入射された偏光方向は９０°変えられ、ｘ方向に偏光された光ＰＬ２が偏光変換パネル５から出力され、偏光メガネ９のうちｘ方向の偏光光ＰＬ３−左を通すような偏光子９ａを有する左眼に入力される。

映像パネル１の走査線第２行目と偏光変換パネル５の走査電極７の第２行目、映像パネル１の走査線第３行目と偏光変換パネル５の走査電極７の第３行目、・・・、映像パネル１の走査線第ｎ−２行目と偏光変換パネル５の走査電極７の第ｎ−２行目、映像パネル１の走査線第ｎ−１行目と偏光変換パネル５の走査電極７の第ｎ−１行目、映像パネル１の走査線第ｎ行目と偏光変換パネル５の走査電極７の第ｎ行目との間でも、駆動回路１１により同様の同期動作が行われる。

このように、駆動回路１１により映像パネル１と偏光変換パネル５を同期させることにより、映像パネル１で右眼用映像が表示されていている領域ではｙ軸方向に偏光方向をもつ映像に、左眼用映像を表示している領域にでは偏光変換パネル５によってｘ軸方向に偏光方向をもつ映像光にし、視聴者が掛ける偏光メガネ９によって左右の眼で左右用映像をそれぞれ認識することによって、偏光メガネ９と映像パネル１を同期させることなく立体映像を認識することができる。

よって、本実施の形態に係る立体映像表示方法によれば、映像パネル装置１と偏光メガネ９との同期が不要となり、偏光メガネ９自体を動作させる必要がないため、立体映像表示装置の小型化、軽量化、低コスト化が可能となる。

特にこの実施の形態によれば、右眼用映像と左眼用映像が表示される間に黒像が挿入されるため、左右眼用の映像のクロストークがより低減されるため、３Ｄディスプレイの表示品位を向上させる手段として非常に有効である。

（第３の実施の形態）
この実施の形態は、第２の実施の形態と同様に、映像パネル１に右眼用および左眼用映像を表示する間に黒像を表示するが、第２の実施の形態とは黒像の表示手法が異なる。

即ち、第２の実施の形態によれば、画面全体が黒像を表示する期間が存在するが、本実施の形態に係る立体映像表示方法では、画面全体が黒像を表示する期間が存在しない点、即ち映像パネル１内の所定幅の領域が黒像を表示し、この黒像の表示領域を挟んで右眼用映像と左眼用映像が映像パネルに表示される。これにより、第２の実施形態に比べて時間開口率を大きくとることができ、これにより装置の低消費電力化、あるいは高輝度化を達成することが可能となる。

図４は、立体映像表示装置１０における映像パネル１と偏光変換パネル５との同期手法を説明するタイミングチャートであり、（ａ）は映像パネル１における各走査線の走査タイミングを示し、（ｂ）は偏光変換パネル５における走査電極７の電圧印加による偏光切替えタイミングを示し、（ｃ）は所定時間における映像パネル１の表示例を示すものである。

映像パネル１は、ｎ本の走査線が順次走査されることによって、従来の２Ｄディスプレイの４倍となる変則的な２４０Ｈｚの周期で右眼用映像、黒像、左眼用映像及び黒像をそれぞれ表示させる。ここでは、例えば夫々の黒像の挿入期間（黒挿入率）を１フレーム期間に対して２０％とした。

即ち、図４（ａ）において、時刻ｔ_０で走査線の１行目に右眼用映像が表示されると、そのΔｔ後に２行目、２Δｔ後に３行目、（ｎ−１）Δｔ後にｎ行目に右眼用映像が表示される。各走査線１、２、３、・・・ｎ行目は右眼用映像の表示開始から４／１０周期が経過した後、黒像に切り替えられ、更に１／１０周期が経過した後左眼用映像が表示される。その後、４／１０周期が経過すると黒像が表示され、更に１／１０周期が経過した後右眼用映像が表示される。

映像パネル１は、図４（ｃ）に示すように、ｔ_０で表示部分の上部２／１０幅に黒像、残りの８／１０幅に左眼用映像が表示される。その後、ｔ_０＜ｔ＜ｔ_１では、時間の経過と共に２／１０幅の黒像が画面下方に漸次移動すると共に、上方から右眼用映像部分が漸次増加し、４／１０周期となるｔ_１では表示部分の下部２／１０幅に黒像、残りの８／１０幅に右眼用映像が表示される。

次に、ｔ_１＜ｔ＜ｔ_２は、時間の経過と共に画面上方から黒像部分が漸次増加すると共に、８／１０幅の右眼用映像部分が下方に漸次移動し、１／２周期となるｔ_２で表示部分の上部２／１０幅に黒像、残りの８／１０幅に右眼用映像が表示される。

その後、ｔ_２＜ｔ＜ｔ_３では、時間の経過と共に２／１０幅の黒像が下方に漸次移動すると共に、画面上方から左眼用映像部分が漸次増加し、９／１０周期となるｔ_３では表示部分の下部２／１０幅に黒像、残りの８／１０幅に左眼用映像が表示される。

更に、ｔ_３＜ｔ＜ｔ_４は、時間の経過と共に画面上方から黒像部分が漸次増加すると共に、８／１０幅の左眼用映像部分が下方に漸次移動し、１周期となるｔ_４で表示部分の上部２／１０幅に黒像、残りの８／１０幅に左眼用映像が表示される。

本実施の形態でも、第２の実施の形態と同様に、右眼用画像の表示がされている間は、駆動回路１１により、偏光変換パネル５の走査電極７がＶ_ＯＦＦとされ、左眼用画像の表示がされている間は、偏光変換パネル５の走査電極７がＶ_ＯＮとされるが、電圧を反転させるタイミングは、図４（ａ）に示すように、黒像が表示されている期間Ｐ_ｂｋの間で行えば良い。但し、偏光変換パネル５の応答時間を考慮すると、以下に説明するように、映像パネル１に黒像が表示されると同時に電圧を反転させることが好ましい。

即ち、図４（ａ）に示すように、映像パネル１の走査線第１行目に右眼用画像の表示がされている間は、駆動回路１１により、（ｂ）に示すように偏光変換パネル５の走査電極７の第１行目がＶ_ＯＦＦとされている。この間、偏光変換パネル５に入射された偏光方向は変わらず、ｙ方向に偏光された光ＰＬ２が偏光変換パネル５から出力され、偏光メガネ９のうちｙ方向の偏光光ＰＬ３−右を通すような偏光子９ｂを有する右眼に入力される。

次に、ｔ_１で走査線第１行目に黒像の表示がされると同時に駆動回路１１により、（ｂ）に示すように偏光変換パネル５の走査電極７の第１行目がＶ_ＯＮにされるが、この状態はｔ_２で走査線第１行目に左眼用画像の表示が表示された後も維持され、再度黒像が表示されるｔ_３までＶ_ＯＮの状態とされる。この間、偏光変換パネル５に入射された偏光方向は９０°変えられ、ｘ方向に偏光された光ＰＬ２が偏光変換パネル５から出力され、偏光メガネ９のうちｘ方向の偏光光ＰＬ３−左を通すような偏光子９ａを有する左眼に入力される。

映像パネル１の走査線第２行目と偏光変換パネル５の走査電極７の第２行目、映像パネル１の走査線第３行目と偏光変換パネル５の走査電極７の第３行目、・・・、映像パネル１の走査線第ｋ−２行目と偏光変換パネル５の走査電極７の第ｋ−２行目、映像パネル１の走査線第ｋ−１行目と偏光変換パネル５の走査電極７の第ｋ−１行目、映像パネル１の走査線第ｋ行目と偏光変換パネル５の走査電極７の第ｋ行目、・・・、映像パネル１の走査線第ｎ−２行目と偏光変換パネル５の走査電極７の第ｎ−２行目、映像パネル１の走査線第ｎ−１行目と偏光変換パネル５の走査電極７の第ｎ−１行目、映像パネル１の走査線第ｎ行目と偏光変換パネル５の走査電極７の第ｎ行目との間でも、駆動回路１１により同様の同期動作が行われる（但し、ｋ＜ｎ−２）。

このように、駆動回路１１により映像パネル１と偏光変換パネル５を同期させることにより、映像パネル１で右眼用映像が表示されていている領域ではｙ軸方向に偏光方向をもつ映像に、左眼用映像を表示している領域にでは偏光変換パネル５によってｘ軸方向に偏光方向をもつ映像光にし、視聴者が掛ける偏光メガネ９によって左右の眼で左右用映像をそれぞれ認識することによって、偏光メガネ９と映像パネル１を同期させることなく立体映像を認識することができる。

よって、本実施の形態に係る立体映像表示方法によれば、映像パネル装置１と偏光メガネ９との同期が不要となり、偏光メガネ９自体を動作させる必要がないため、立体映像表示装置の小型化、軽量化、低コスト化が可能となる。

また、第２の実施の形態と同様に、右眼用映像と左眼用映像が表示される間に黒表示を差し込むことによって、ＯＣＢ液晶の逆転移を効果的に防止することが可能となり、しかもクロストークを低減させることが可能となる。

また、この実施の形態によれば、第２の実施形態に比べ、時間開口率を大きくとることができるため、装置の低消費電力化、あるいは高輝度化を達成することが可能となる。

なお、この実施の形態では、黒挿入率を１フレーム期間に対して２０％としたが、適宜変更することができる。例えば、環境温度が高くなるにつれてＯＣＢ液晶は逆転移し易くなる。このため、温度モニタと連動させて、環境温度が高くなるにつれて黒挿入率を、例えば１０％〜３０％の範囲で高めるよう制御することができる。あるいは、表示画像に応じて、例えば動画表示時は黒挿入率２５％と高くすることで、シャープな表示画像の実現が可能となる。

（第４の実施の形態）
次に、図５を参照して第４の実施形態について説明する。この実施の形態では、円偏光を使用している点において第１の実施形態と相違している。なお、第１の実施の形態の構成と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。

この立体映像表示装置２０は、偏光変換パネル５の外側にλ／４板１５が挿入されていることと、それぞれ左右の円偏光を通すような偏光子１９ａ、１９ｂを有する偏光メガネ１９を用いる点以外は、第１の実施の形態に係る立体映像表示装置１０と同様に構成されている。

λ／４板１５は、偏光変換パネル５からの出力光であるｘおよびｙ軸方向に直線偏光された光をそれぞれ左円偏光、右円偏光ＰＬ２’へと偏光方向を変換するように、軸を偏光変換パネル５と合わせて挿入される。

このように構成された立体映像表示装置２０を用い、第の実施の形態乃至第３の実施の形態に示した立体映像表示方法にて映像パネル１と偏光変換パネル５を同期させる。

即ち、映像パネル１が右眼用映像を表示しているときにはＰＬ２はｙ軸方向の直線偏光となり、λ／４板１５にて更に右円偏光へ偏光方向が変換される。偏光メガネ１９には左右の偏光子１９ａ、１９ｂがあるため、右円偏光ＰＬ２’は右眼部のみを通過し、視聴者の右眼のみに右眼用映像が認識される。

同様に、映像パネルが左眼用映像を表示するときには、偏光変換パネル５によってｘ軸方向の直線偏光された光が、λ／４板１５によって左円偏光へと偏光方向が変換され、偏光メガネ１９を使用することによって視聴者の左眼のみに左眼用映像が認識される。このため、視聴者は偏光メガネ１９を映像パネル１と同期させることなしに良好な立体映像を視聴することが可能である。

よって、本実施の形態の立体映像表示装置２０によれば、偏光メガネ９自体を動作させる必要がないため、小型化、軽量化、低コスト化が可能となる。

しかも、偏光変換パネル５の各走査電極７を映像パネル１の各走査線の走査と同期させることにより、左右眼用の映像のクロストークなく、時間開口率を十分に大きくとることができ、これにより装置の低消費電力化、あるいは高輝度化を達成することが可能となる。

また、偏光メガネ１９の偏光方向を第１の実施の形態の如く直線偏光とした場合には視聴者が首を傾けた時、即ち映像パネル１と偏光変換パネル５との偏光方向が一致しなくなると立体映像が見辛くなることがあったが、本実施の形態では偏光メガネ１９の偏光方向を円偏光としているため、視聴者が首を傾けた場合でも、立体映像を良好に視聴することができる。

上記の実施形態におけるバックライトとしては、光源として冷陰極管、あるいはＬＥＤ等を用いることができ、映像パネルの裏面に直接配置する、あるいは導光板を用いて面光源に変換するサイドライト方式としてもかまわない。なお、黒像を左右眼画像間に挿入する場合、バックライトの対応する領域を消灯することで、より黒像の漏れ光が防止できるため好ましい。この場合、例えば導光板を走査方向に複数に分割し、対応するＬＥＤの点灯／消灯を走査線の走査に従って順次制御することで実現できる。

１：映像パネル、２：液晶素子、３、４：偏光板、５：偏光変換パネル、６、６’：透明基板、７：走査電極、８：対向電極、９：偏光メガネ、９ａ、９ｂ：偏光子、１０：立体映像表示装置、１１：駆動回路、１３：電圧印加装置、１５：λ／４板（円偏光変換手段）、１９：偏光メガネ、１９ａ、１９ｂ：偏光子、２０：立体映像表示装置

Claims (3)

1. 複数の走査線を有し、各走査線を順次走査して左眼用映像及び右眼用映像を時分割で表示する映像用パネルと、
   前記映像用パネルの前面に配置されると共に、前記映像用パネルの走査線に対応した複数の領域を備え、前記映像用パネルから時分割で出力される左眼用映像及び右眼用映像の偏光方向を異ならしめる偏光変換パネルとを備え、
   前記偏光変換パネルの複数の領域を、前記映像用パネルの走査線の走査に同期して制御することを特徴とする立体映像表示装置。
2. 前記左眼用映像の偏光方向に対応する左眼用メガネ部と前記右眼用映像の偏光方向に対応する右眼用メガネ部とを含む偏光メガネを備えた請求項１記載の立体映像表示装置。
3. 複数の走査線を備えた映像用パネルの各走査線を順次走査して左眼用映像及び右眼用映像を時分割で順次出力し、前記映像用パネルから出力される左眼用映像を第1の偏光光とし、右眼用映像を前記第１の偏光光と異なる第２の偏光光とする立体映像表示方法であって、
   前記第１の偏光光と第２の偏光光との切り替えが前記映像用パネルの走査に同期していることを特徴とする立体映像表示方法。

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