JP2014153572A - 偏光擾乱素子、画像表示装置及び画像表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】パッシブ方式の画像表示装置において、２次元画像を視聴する際の、パターン位相差フィルムにおける領域の設定に対応するスジを低減する。
【解決手段】パッシブ方式により３次元画像を表示する画像表示装置２において、画像表示パネル３のパネル面にはパターン位相差フィルム４が配置され、画像表示パネル３で２次元画像を表示する場合には、パターン位相差フィルム４の視聴者側面に配置された偏光擾乱素子に６より、パターン位相差フィルム４の出射光の偏光を擾乱させて、出射光を自然光に近づけて出射する。
【選択図】図２

Description

本発明は、パッシブ方式による３次元画像表示装置に適用する偏光擾乱素子、画像表示装置及び画像表示システムに関するものである。

近年、パッシブ方式により３次元画像を表示する画像表示装置が提供されている。ここで図９は、液晶表示パネルを使用したパッシブ方式の画像表示装置を示す概略図である。パッシブ方式の画像表示装置は、垂直方向又は水平方向（この図９の例では、垂直方向）に連続する液晶表示パネルの画素を、順次交互に、右目用及び左目用に割り当て、それぞれ右目用及び左目用の画像データで駆動し、これにより右目用の画像と左目用の画像とを同時に表示する。また液晶表示パネルのパネル面（視聴者側面）にパターン位相差フィルムを配置し、右目用の画素及び左目用の画素からの直線偏光による出射光を、右目用及び左目用で方向の異なる円偏光に変換する。これによりパッシブ方式では、対応する偏光フィルタを備えてなる眼鏡を装着して、右目用の画像と左目用の画像とをそれぞれ選択的に視聴者の右目及び左目に提供し、３次元画像を表示する。

このためパターン位相差フィルムは、液晶表示パネルにおける画素の設定に対応して、遅相軸方向（屈折率が最大となる方向）が直交する２種類の帯状領域が順次交互に形成される。これによりパッシブ方式では、対応する偏光フィルタを備えてなる眼鏡を装着して、右目用の画像と左目用の画像とをそれぞれ選択的に視聴者の右目及び左目に提供する。なおここでこの隣接する帯状領域の遅相軸方向は、通常、水平方向に対して、＋４５度と−４５度、又は０度と＋９０度の組み合わせが採用される。なおこの図９の例では、通常の画像表示装置における呼称に習って画面の長辺方向を水平方向として示す。

このパッシブ方式は、応答速度の遅い画像表示装置でも適用することができ、さらにパターン位相差フィルムと円偏光メガネとを用いた簡易な構成で３次元表示することができる。なおパッシブ方式の画像表示装置では、図９の例による垂直方向に代えて、水平方向に連続する画素を順次交互に右目用及び左目用に振り分ける方法も採用される。

このパッシブ方式に係るパターン位相差フィルムは、画素の割り当てに対応して透過光に位相差を与えるパターン状の位相差層が必要である。このパターン位相差フィルムに関して、特許文献１には、配向規制力を制御した光配向層をガラス基板上に形成し、この光配向層により液晶の配列をパターンニングして位相差層を作成する方法が開示されている。また特許文献２には、レーザーの照射によりロール版の周側面に微細な凹凸形状を形成し、この凹凸形状を転写してパターン状に配向規制力を制御した光配向層を作製する方法が開示されている。

また特許文献３〜５には、複屈折性を有する微粒子を分散させる等により、入射光の偏光を解消して出射する偏光解消素子が種々に提案されている。

ところでパッシブ方式により３次元画像を表示する画像表示装置において、２次元画像を視聴する場合、表示画面にスジが見て取られる場合がある。なおこのスジに係る２次元画像の視聴は、２次元画像表示用の画像データにより画像表示パネルを駆動して２次元画像を表示し、この表示を３次元画像表示用の円偏光メガネを着用しないで視聴する場合である。このスジは、パターン位相差フィルムにおいて、右目用の画素からの出射光に対応する位相差を付与する領域（以下、右目用領域と呼ぶ）と、左目用の画素からの出射光に対応する位相差を付与する領域（以下、左目用領域と呼ぶ）とで、画面が異なる色味や異なる明るさで観察されて発生するものである。このような色味、明暗に係るスジにあっては、極力、低減することが望まれる。

なおパッシブ方式の画像表示装置では、この色味、明暗に係るスジを含めて、種々のスジの発生が広く知られている。具体的に、３次元画像表示の際に、右目用及び左目用にそれぞれ偶数ライン及び奇数ラインが割り当てられることにより、原理的に、右目用領域及び左目用領域に係るスジが見えることになる。しかしながら上述の色味、明暗に係るスジは、２次元画像を視聴する場合に発生することにより、このパッシブ方式の画像表示装置における原理的なスジとは異なるものである。

特開２００５−４９８６５号公報 特開２０１０−１５２２９６号公報 特開２０１２−８８５０７号公報 特開２０１２−１７３４５２号公報 特開２００８−３１０３１０号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、パッシブ方式の画像表示装置において、２次元画像を視聴する際の、パターン位相差フィルムにおける領域の設定に対応するスジを低減することができる光学フィルム、画像表示装置及び画像表示システムを提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、人間の目が偏光を知覚し得ることによりこの種のスジが知覚されるとの結論に至り、２次元画像を表示する際には、右目用領域及び左目用領域からの出射光の偏光を擾乱させて偏光の知覚に起因するスジを知覚できないようにするとの着想に至り、本発明を完成するに至った。

（１） パッシブ方式の画像表示装置を使用して３次元画像を表示する画像表示システムに適用される偏光擾乱素子であって、
前記画像表示装置は、
画像表示パネルのパネル面にパターン位相差フィルムが配置され、
前記偏光擾乱素子が、
前記パターン位相差フィルムの出射光の偏光を擾乱させることにより、前記画像表示装置で２次元画像を表示する際の前記パターン位相差フィルムの出射光を自然光に近づける光学素子である。

（１）によれば、偏光擾乱素子によりパターン位相差フィルムの出射光を自然光に近づけることができ、その結果、スジを知覚できないようすることができる。

（２） （１）において、
前記偏光擾乱素子が、前記パターン位相差フィルムの視聴者側に配置されて、前記パターン位相差フィルムの出射光の偏光を解消する偏光解消素子である。

（２）によれば、空間的に偏光を解消して、パターン位相差フィルムの出射光の偏光を擾乱させることができる。

（３） （１）において、
前記偏光擾乱素子が、前記パターン位相差フィルムの視聴者側に配置されて、前記パターン位相差フィルムの出射光に位相差を付与する透光性のフィルムであり、
前記透光性のフィルムによる位相差が、
｜Ｒｅ（λ＝６５０ｎｍ）／６５０−Ｒｅ（λ＝４５０ｎｍ）／４５０｜≧２
である。
但し、Ｒｅ（λ＝６５０ｎｍ）は、波長６５０ｎｍにおけるリタデーション値であり、Ｒｅ（λ＝４５０ｎｍ）は、波長４５０ｎｍにおけるリタデーション値である。

（３）によれば、周波数的に偏光を擾乱させることができる。

（４） （１）において、
前記偏光擾乱素子が、前記パターン位相差フィルムの視聴者側に配置されて、電界の制御により液晶層の配向状態を切替えることにより、
前記画像表示パネルで３次元画像を表示する場合には、前記パターン位相差フィルムの出射光を偏光状態を維持して出射し、
前記画像表示パネルで２次元画像を表示する場合には、前記パターン位相差フィルムの出射光の偏光を擾乱させる。

（４）によれば、液晶層の配向の制御により偏光を解消し、パターン位相差フィルムの出射光の偏光を擾乱させることができる。

（５） パッシブ方式により３次元画像を表示する画像表示装置において、
画像表示パネルのパネル面にはパターン位相差フィルムが配置され、
前記画像表示パネルで２次元画像を表示する場合には、前記パターン位相差フィルムの視聴者側面に配置された偏光擾乱素子により、前記パターン位相差フィルムの出射光の偏光を擾乱させて、前記出射光を自然光に近づけて出射する。

（５）によれば、偏光擾乱素子によりパターン位相差フィルムの出射光を自然光に近づけることができ、その結果、スジを知覚できないようすることができる。

（６） （５）において、
前記偏光擾乱素子が、前記パターン位相差フィルムの出射光の偏光を解消する偏光解消素子である。

（６）によれば、空間的に偏光を解消して、パターン位相差フィルムの出射光の偏光を擾乱させることができる。

（７） （５）において、
前記偏光擾乱素子が、前記パターン位相差フィルムの視聴者側に配置されて、前記パターン位相差フィルムの出射光に位相差を付与する透光性のフィルムであり、
前記透光性のフィルムによる位相差が、
｜Ｒｅ（λ＝６５０ｎｍ）／６５０−Ｒｅ（λ＝４５０ｎｍ）／４５０｜≧２
である。
但し、Ｒｅ（λ＝６５０ｎｍ）は、波長６５０ｎｍにおけるリタデーション値であり、Ｒｅ（λ＝４５０ｎｍ）は、波長４５０ｎｍにおけるリタデーション値である。
前記偏光擾乱素子が、前記パターン位相差フィルムの出射光に２０００ｎｍ以上の位相差を付与する透光性のフィルムである。

（７）によれば、空間的に偏光を解消して、パターン位相差フィルムの出射光の偏光を擾乱させることができる。

（８） （５）において、
前記偏光擾乱素子が、電界の制御により液晶層の配向状態を切替えることにより、
前記画像表示パネルで３次元画像を表示する場合には、前記パターン位相差フィルムの出射光を偏光状態を維持して出射し、
前記画像表示パネルで２次元画像を表示する場合には、前記パターン位相差フィルムの出射光の偏光を擾乱させる。

（８）によれば、液晶層の配向の制御により偏光を解消し、パターン位相差フィルムの出射光の偏光を擾乱させることができる。

（９） 画像表示パネルのパネル面にパターン位相差フィルムを配置した画像表示装置により、２次元画像及び３次元画像を表示する画像表示システムにおいて、
前記３次元画像を表示する場合、円偏光板による眼鏡を装着して前記画像表示装置による表示画面を視聴し、
前記２次元画像を表示する場合、前記パターン位相差フィルムの出射光の偏光を擾乱させる偏光擾乱素子を介して視聴する。

（９）によれば、２次元画像表示時、偏光擾乱素子によりパターン位相差フィルムの出射光を自然光に近づけることができ、その結果、スジを知覚できないようすることができる。

パッシブ方式の画像表示装置において、２次元画像を視聴する際の、パターン位相差フィルムにおける領域の設定に対応するスジを低減することができる。

パッシブ方式による画像表示装置におけるスジの確認結果を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る画像表示システムを示す図である。 偏光擾乱素子６の構成を示す断面図である。 偏光擾乱素子６の光学特性の計測結果を示す図である。 第２実施形態に係る偏光擾乱素子に関して透過光に与える位相差の計測結果を示す図である。 積層枚数を変化させて偏光擾乱素子を構成した場合に、透過光に与える位相差の計測結果を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る偏光擾乱素子の構成を示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係る画像表示システムを示す図である。 パッシブ方式による３次元画像表示の説明に供する図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

〔スジの防止原理〕
図１は、パッシブ方式による画像表示装置において、２次元画像を表示し、その表示を画面正面によりカメラにより撮影し、また目視により観察し、パターン位相差フィルムにおける領域の設定に対応する色味、明暗に係るスジを確認した結果である。ここでＦＰＲは、パターン位相差フィルムにおける右目用領域及び左目用領域における遅相軸方向を示し、右目用領域及び左目用領域の延長方向を基準にした角度である。また偏光板は、このパターン位相差フィルムの設定に対応してパターン位相差フィルムの入射面側の画像表示パネルに設けられる直線偏光板について、その透過軸方向を示すものである。

この確認結果において、偏光板の透過軸方向を０度又は９０度に設定した場合に、カメラにより撮影した結果（静止画像）では、スジを検出できないにも係わらず、目視による観察では、黄色のスジが視認された。なお偏光板の透過軸方向を４５度に設定した場合、カメラによっても、目視によっても、濃淡のスジが確認されたものの、目視により確認される濃淡のスジは、偏光板の透過軸方向を０度又は９０度に設定した場合に目視により視認される黄色のスジと同程度のものであった。これらの濃淡スジ、黄色のスジのうち、濃淡スジは、カメラ及び目視の双方で確認されることにより、明らかにパターン位相差フィルムからの光量の変化によるものである。しかしながら黄色のスジにあっては、目視による場合にのみ検出されることにより人間の目に依存するものであると判断される。

すなわち右目用領域及び左目用領域では、パターン位相差フィルムからの出射光で光量は等しいものの偏光状態が異なる。これによりこの黄色のスジにあっては、その発生原因が、人間の目が僅かながらも偏光を知覚できることによるものであると判断される。なおこのように人間の目が偏光を知覚する内視現象については、ハイディンガーのブラシとして知られており、個人差を有するものである。

これにより２次元画像を表示する際には、右目用領域からの出射光と左目用領域からの出射光との偏光を擾乱させ、この出射光を自然光に近づければ、この偏光の知覚に起因するスジを知覚できないようにすることができる。係る着想により、２次元画像表示する際には、右目用領域からの出射光と左目用領域からの出射光について、偏光を擾乱させてパターン位相差フィルムからの出射光を自然光に近づける光学素子（以下、偏光擾乱素子と呼ぶ）を介して視聴することにより、スジを知覚できないようにすることができる。

ここで偏光の擾乱は、空間的、時間的、周波数的に実行することが考えられる。空間的に偏光を擾乱すれば、偏光を低減、解消することができ、これには特開２０１２−８８５０７号公報、特開２０１２−１７３４５２号公報、特開２００８−３１０３１０号公報等に開示の偏光解消素子を適用することができる。また周波数的に偏光を擾乱させる場合には、位相差の大きな例えばＰＥＴフィルム（ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム）等の透光性の板材、シート材、フィルム材を適用することができる。

なお液晶表示パネルの出射面に位相差フィルムを配置する構成にあっては、特許第３１０５３７４号等に提案されている。しかしながらこれらに提案の方法は、偏光サングラスによっても表示画面を目視可能に、液晶表示パネルから出射される直線偏光による出射光から、偏光サングラスの透過軸方向成分を生成する目的で位相差フィルムを使用するものである。これにより特許第３１０５３７４号等に提案の位相差フィルムは、偏光を擾乱させて出射光を自然光に近づける偏光擾乱素子とは、その機能が異なると言える。これにより特許第３１０５３７４号等に開示の位相差フィルムと、偏光擾乱素子とは、構成が明確に相違すると言える。

このことはこの特許第３１０５３７４号に開示の構成にあっては、液晶表示パネルの偏光板の吸収軸に対して光軸が３５〜５５°の角度を成すように位相差フィルムを配置することが必要であることからも、さらには必要とされる位相差フィルムのリタデーション値が相違することからも、明確である。

〔第１実施形態〕
図２は、本発明の第１実施形態に係る画像表示システムを示す図である。この画像表示システム１に係る画像表示装置２は、液晶表示パネル等による画像表示パネル３のパネル面にパターン位相差フィルム４が配置される。画像表示システム１は、２次元画像表示モード（図２（Ａ））と３次元画像表示モード（図２（Ｂ））とを備え、３次元画像表示モードでは、パッシブ方式により３次元画像を提供する。

すなわち画像表示装置２は、３次元画像表示モードにおいて、垂直方向に連続する画像表示パネル３の画素を、順次交互に、右目用の画像を表示する右目用画素、左目用の画像を表示する左目用画素に振り分けて、それぞれ右目用及び左目用の画像データで駆動する。これにより画像表示装置２は、画像表示パネル３による表示画面を、右目用の画像を表示する帯状の領域と、左目用の画像を表示する帯状の領域とに交互に区分し、右目用の画像と左目用の画像とを同時に表示する。この画像表示装置は、この画像示パネルのパネル面（視聴者側面）に配置されたパターン位相差フィルム４により、右目用及び左目用の画素からの出射光にそれぞれ対応する位相差を与える。これによりこの画像表示システム１では、円偏光フィルタによる眼鏡５を介して３次元画像を視聴することができる。

これに対して画像表示装置２は、２次元画像表示モードでは、連続する画像データにより画像表示パネル３を駆動して２次元画像を表示する。これにより画像表示システム１では、３次元画像表示時に係る眼鏡５を装着しない状態で視聴して２次元画像を提供することができる。しかしながらこのままでは、上述したように、パターン位相差フィルム４における領域の設定に対応する色味に係るスジが知覚されることになる。そこでこの実施形態では、２次元画像表示モードでは、パターン位相差フィルム４の出射面に、偏光擾乱素子６を配置する。

図３は、この偏光擾乱素子６の構成を示す断面図である。この実施形態では、この偏光擾乱素子６に偏光解消素子を適用する。偏光擾乱素子６は、透光性の板状部材である基材７に、偏光解消層８が設けられて作成される。基材７は、液晶を配向させない材料であれば、種々の材料を適用することができるものの、この実施形態では、この基材７にガラス板が適用される。偏光解消層８は、透過光の偏光を低減し、さらには解消する光学機能層であり、この実施形態では、いわゆるランダム配向状態の液晶材料により形成される。偏光擾乱素子６は、基材７に液晶材料を直接塗布した後、加熱して溶剤を飛散させ、紫外線を照射して硬化（固化）させることにより、偏光解消層８が作成される。なおランダム配向状態において、液晶層は、配向方向がランダムな微細領域の集合により構成される。これにより円偏光によるパターン位相差フィルムの出射光の偏光を解消して、自然光に近づけて出射する。具体的に、偏光解消層８に係る液晶材料にあっては、パターン位相差フィルムの位相差層に適用される液晶材料等、種々の液晶材料を適用することができ、この実施形態では光重合する重合性液晶材料を適用した。この液晶材料を塗工し、温度８０℃に加熱して溶剤を飛散させて液晶相にした後、紫外線を２００ｍＪ／ｃｍ^２照射して硬化させ、偏光解消層８を膜厚１μｍにより作成した。

図４は、この実施形態に係る偏光擾乱素子６の光学特性の計測結果を示す図である。ここでこの図４における偏光解消度（Ｄ）は、クロスニコル配置による直線偏光板により偏光擾乱素子６を挟持して計測される透過率Ｉｃと、パラレルニコル配置による直線偏光板により偏光擾乱素子６を挟持して計測される透過率Ｉｐとを使用して、Ｄ＝Ｉｃ／（Ｉｃ＋Ｉｐ）により計測した。偏光解消度Ｄ＝０％は、入射光の偏光が変化しないで出射される場合であり、偏光解消度Ｄ＝５０％は、直線偏光による入射光に対して出射光が未偏光（又は円偏光)となる場合であり、偏光解消度Ｄ＝１００％は、直線偏光による入射光の偏光面が９０度回転する場合である。従って偏光解消度Ｄ＝５０％が、偏光が完全に解消し、出射光が概ね自然光となっている場合である。

この図４の計測結果によれば、波長６６０ｎｍで偏光解消度Ｄが約５０％であり、この偏光擾乱素子６を配置した目視による確認では、確認に供した全員でスジが知覚できないことが判った。ここでハイディンガーのブラシは黄色により見てとられ、図１について上述した確認結果においても、黄色のスジが見て取られている。また人間の目は、多くは黄色の波長帯域（５７０〜５９０ｎｍ）に近接する波長５５５ｎｍで視感度が最大となると言われている。これによりこの図４の計測結果によれは、黄色の波長帯域（５７０〜５９０ｎｍ）で、少なくとも偏光解消率を２５％以上、７５％以下とすれば、スジが知覚できないことが判る。

この実施形態によれば、２次元画像表示時、偏光を擾乱させてパターン位相差フィルムからの出射光を自然光に近づける偏光擾乱素子を介して視聴することにより、パッシブ方式の画像表示装置において、２次元画像を視聴する際の、パターン位相差フィルムにおける領域の設定に対応する色味に係るスジを低減することができる。

またこの偏光擾乱素子をパターン位相差フィルムの出射面側に配置することにより、３次元表示機能を有していない画像表示装置を利用する場合と同様の使い勝手により２次元画像を視聴して、パターン位相差フィルムにおける領域の設定に対応するスジを低減することができる。

またこの偏光擾乱素子に、偏光を解消する偏光解消素子を適用することにより、より具体構成により、パターン位相差フィルムにおける領域の設定に対応するスジを低減することができる。

なおこのように液晶材料で偏光解消層を作成して偏光解消素子を作成する代わりに、特開２０１２−８８５０７号公報、特開２０１２−１７３４５２号公報、特開２００８−３１０３１０号公報等に開示の構成により偏光解消素子を作成するようにしても良い。

〔第２実施形態〕
この実施形態では、偏光解消素子に代えて位相差の大きな透光性のフィルム材により偏光擾乱素子を構成する。なおこのようなフィルム材には、種々の材料を適用することができ、またフィルム材に代えてシート材、板材を適用することができるものの、この実施形態ではＰＥＴフィルムにより偏光擾乱素子を構成する。より具体的に、この実施形態では基材７、偏光解消層８の積層構造に代えて、ＰＥＴフィルム単体により偏光擾乱素子が適用される。この実施形態では、この偏光擾乱素子の構成が異なる点を除いて第１実施形態と同一に構成される。

このように位相差の大きな透光性のフィルム材にあっては、その波長分散性により波長によって透過光の位相が異なることになる。このように透過光に与える位相差が波長によって大きく異なるようにすれば、周波数方向で偏光を十分に擾乱させて、透過光を自然光に近づけることができ、スジを防止することができる。

すなわちこの場合、この位相差が透過光の位相に影響を与えることになり、その影響の程度は、位相差（リタデーション、Ｒｅ（λ）［ｎｍ］））を波長で割った値で把握することができる。この値が１増えると、位相が１波長分ずれたことになり元の状態と同じ状態になり、元の偏光状態により出射されることになる。しかしながら位相差が波長によって異なっていても、位相差が波長に比例しているのであれば、光に与える位相のずれは全波長で同じになり、偏光状態も同じ状態になる。そのため位相差を波長で割った値が、波長によって大きく異なることで、光の偏光状態も波長によって大きく異なることになる。その結果、周波数方向で偏光状態が大きく変わり、人間の目には偏光が十分に攪乱されて、透過光を自然光に近づけることができ、スジを防止することができる。

図５は、厚みの異なるＰＥＴフィルムを偏光擾乱素子に適用した場合に、透過光に与える位相差の計測結果を示す図である。符号Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は、それぞれ厚み１００μｍ、７５μｍ、５０μｍ、２５μｍの場合である。この偏光擾乱素子を使用してスジを確認した場合、厚み２５μｍでは、スジが知覚されるものの、厚み１００μｍ、７５μｍ、５０μｍの場合で、スジを知覚することができなかった。なお位相差の計測は、大塚電子製のRETS-1250VAを使用した。

また図６は、厚み２５μｍのＰＥＴフィルムについて、積層枚数を変化させて偏光擾乱素子を構成した場合に、透過光に与える位相差の計測結果を示す図である。符号Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８は、それぞれ積層数が４枚、３枚、２枚、１枚の場合である。積層数が３枚以下の場合、スジが知覚されるものの、積層数が４枚の場合、スジを知覚することができなかった。これらによりこのように位相差の大きな透光性のフィルム材により偏光擾乱素子を構成する場合、２０００ｎｍ以上の位相差が必要であると判断される。

より詳細に検討する。スジが見えなくなる原理は、波長により偏光状態が変化することによるものであり、この偏光状態の変化が大きいほど、スジが見え難くなる。このような偏光状態の変化は、波長に換算した位相差の変化量で表すことができる。係る観点より、波長６５０ｎｍの位相差Ｒｅ（λ＝６５０）及び波長４５０ｎｍの位相差Ｒｅ（λ＝４５０）をそれぞれ波長により割り算し、その差分を計算した。図５及び図６の計測結果にこの計算を適用した場合、この差分値が２以上である場合、すなわち｜Ｒｅ（λ＝６５０ｎｍ）／６５０−Ｒｅ（λ＝４５０ｎｍ）／４５０｜≧２の場合、スジが見て取られないことが判った。なお偏光攪乱素子は、光軸を任意の角度にしてもスジを防止することができた。これはパターン位相差フィルムからの出射光が円偏光（楕円偏光）であり、この円偏光（楕円偏光）を攪乱させることによるものであると考えられる。

この実施形態では、位相差の大きな透光性のフィルムにより偏光擾乱素子を構成するようにしても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。またこの場合、簡易な構成により偏光擾乱素子を構成することができる。

〔第３実施形態〕
図７は、本発明の第３実施形態に係る偏光擾乱素子の構成を示す断面図である。この実施形態に係る画像表示システムでは、この偏光擾乱素子１４がパターン位相差フィルムの出射面に配置される。ここでこの偏光擾乱素子１４は、ガラス板等による透明板状部材１５、１６が対向するように保持され、この透明板状部材１５、１６間に、ＰＤＬＣ（ポリマー分散液晶：高分子分散型液晶）による液晶層１７が設けられる。偏光擾乱素子１４は、この透明板状部材１５、１６のＰＤＬＣ側面に形成された透明電極１５Ａ、１６ＡによりＰＤＬＣの電界を制御し、これにより２次元画像表示時のみ、この偏光擾乱素子１４によりパターン位相差フィルムからの出射光の偏光を乱し、自然光に近づけて出射する。これにより２次元画像表示時におけるスジを防止する。

より具体的に、この実施形態では、３次元画像表示時、透明電極１５Ａ、１６Ａ間に電圧を印加してＰＤＬＣを配向させ、これによりパターン位相差フィルムからの出射光については、偏光状態を維持したまま出射する。これに対して２次元画像表示時、透明電極１５Ａ、１６Ａ間への電圧の印加を中止して未配向状態とし、これによりパターン位相差フィルムからの出射光の偏光を散乱させて、スジの発生を防止する。

なおＰＤＬＣ（ポリマー分散液晶：高分子分散型液晶）に代えてＰＮＬＣ(ポリマーネットワーク液晶）等の液晶材料を適用するようにしてもよい。

この実施形態では、電界の制御により液晶材料の配向を切替えて偏光擾乱素子を構成するようにしても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。またこの場合、いちいち２次元画像表示時、偏光擾乱素子をパターン位相差フィルムの前に配置しなくても良いことにより、この配置に係る手間、構成を簡略化することができる。

〔第４実施形態〕
図８は、図２との対比により本発明の第４実施形態に係る画像表示システムを示す図である。この画像表示システム２１では、パターン位相差フィルムの前面に偏光擾乱素子を配置する代わりに、上述した偏光擾乱素子による眼鏡２２を装着して２次元画像を視聴する。

この実施形態では、眼鏡の装着により偏光擾乱素子を介して２次元画像を視聴するようにしても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。またこの場合、パターン位相差フィルムの前面に偏光擾乱素子を配置する手間、構成を簡略化することができる。

〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態の構成を種々に組み合わせたり、変更したりすることができる。

すなわち上述の実施形態では、偏光に基づく黄色のスジを防止する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、濃淡のスジを防止する構成と組み合わせて、黄色、濃淡のスジの双方を知覚できないようにしてもよい。

１、２１ 画像表示システム
２ 画像表示装置
３ 画像表示パネル
４ パターン位相差フィルム
５、２２ 眼鏡
６、１４ 偏光擾乱素子
７ 基材
８ 偏光解消層
１５、１６ 透明板状部材
１５Ａ、１６Ａ 透明電極
１７ 液晶層

Claims (9)

1. パッシブ方式の画像表示装置を使用して３次元画像を表示する画像表示システムに適用される偏光擾乱素子であって、
   前記画像表示装置は、
   画像表示パネルのパネル面にパターン位相差フィルムが配置され、
   前記偏光擾乱素子が、
   前記パターン位相差フィルムの出射光の偏光を擾乱させることにより、前記画像表示装置で２次元画像を表示する際の前記パターン位相差フィルムの出射光を自然光に近づける光学素子である
   偏光擾乱素子。
2. 前記偏光擾乱素子が、前記パターン位相差フィルムの視聴者側に配置されて、前記パターン位相差フィルムの出射光の偏光を解消する偏光解消素子である
   請求項１に記載の偏光擾乱素子。
3. 前記偏光擾乱素子が、前記パターン位相差フィルムの視聴者側に配置されて、前記パターン位相差フィルムの出射光に位相差を付与する透光性のフィルムであり、
   前記透光性のフィルムによる位相差が、
   ｜Ｒｅ（λ＝６５０ｎｍ）／６５０−Ｒｅ（λ＝４５０ｎｍ）／４５０｜≧２
   である請求項１に記載の偏光擾乱素子。
   但し、Ｒｅ（λ＝６５０ｎｍ）は、波長６５０ｎｍにおけるリタデーション値であり、Ｒｅ（λ＝４５０ｎｍ）は、波長４５０ｎｍにおけるリタデーション値である。
4. 前記偏光擾乱素子が、前記パターン位相差フィルムの視聴者側に配置されて、電界の制御により液晶層の配向状態を切替えることにより、
   前記画像表示パネルで３次元画像を表示する場合には、前記パターン位相差フィルムの出射光を偏光状態を維持して出射し、
   前記画像表示パネルで２次元画像を表示する場合には、前記パターン位相差フィルムの出射光の偏光を擾乱させる
   請求項１に記載の偏光擾乱素子。
5. パッシブ方式により３次元画像を表示する画像表示装置において、
   画像表示パネルのパネル面にはパターン位相差フィルムが配置され、
   前記画像表示パネルで２次元画像を表示する場合には、前記パターン位相差フィルムの視聴者側面に配置された偏光擾乱素子により、前記パターン位相差フィルムの出射光の偏光を擾乱させて、前記出射光を自然光に近づけて出射する
   画像表示装置。
6. 前記偏光擾乱素子が、前記パターン位相差フィルムの出射光の偏光を解消する偏光解消素子である
   請求項５に記載の画像表示装置。
7. 前記偏光擾乱素子が、前記パターン位相差フィルムの視聴者側に配置されて、前記パターン位相差フィルムの出射光に位相差を付与する透光性のフィルムであり、
   前記透光性のフィルムによる位相差が、
   ｜Ｒｅ（λ＝６５０ｎｍ）／６５０−Ｒｅ（λ＝４５０ｎｍ）／４５０｜≧２
   である請求項５に記載の画像表示装置。
   但し、Ｒｅ（λ＝６５０ｎｍ）は、波長６５０ｎｍにおけるリタデーション値であり、Ｒｅ（λ＝４５０ｎｍ）は、波長４５０ｎｍにおけるリタデーション値である。
8. 前記偏光擾乱素子が、電界の制御により液晶層の配向状態を切替えることにより、
   前記画像表示パネルで３次元画像を表示する場合には、前記パターン位相差フィルムの出射光を偏光状態を維持して出射し、
   前記画像表示パネルで２次元画像を表示する場合には、前記パターン位相差フィルムの出射光の偏光を擾乱させる
   請求項５に記載の画像表示装置。
9. 画像表示パネルのパネル面にパターン位相差フィルムを配置した画像表示装置により、２次元画像及び３次元画像を表示する画像表示システムにおいて、
   前記３次元画像を表示する場合、円偏光板による眼鏡を装着して前記画像表示装置による表示画面を視聴し、
   前記２次元画像を表示する場合、前記パターン位相差フィルムの出射光の偏光を擾乱させる偏光擾乱素子を介して視聴する
   画像表示システム。

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