JP3835926B2 - Liquid crystal optical switch device, driving method thereof, and stereoscopic image display device - Google Patents

Liquid crystal optical switch device, driving method thereof, and stereoscopic image display device

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JP3835926B2 JP10646298A JP10646298A JP3835926B2 JP 3835926 B2 JP3835926 B2 JP 3835926B2 JP 10646298 A JP10646298 A JP 10646298A JP 10646298 A JP10646298 A JP 10646298A JP 3835926 B2 JP3835926 B2 JP 3835926B2
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【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶光学スイッチ装置及びその駆動方法に関する。また、本発明は立体画像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来例1
従来より、液晶光学スイッチを用いた表示装置として、例えば特開昭61−87130号公報(米国特許第4,652,087号)には、図25に示すような液晶光学スイッチ装置を用いたフィールド順次カラー表示システム(A10)が知られている。
【0003】
図26は、このような表示システムにおける液晶セル・セグメントを駆動する制御信号及び駆動信号とセル・セグメントの状態とカラー表示システムの表示状態を表わすタイミング図である。
【0004】
図25に示すように、このカラー表示システムA10は、液晶素子、すなわち可変光学リターダA12を含み、色選択偏光フィルタA14と無色偏光フィルタA16と光学的に関連し、これらのフィルタ間に配置されている。可変光学リターダA12の入力面A18側は共通電極構造体A22で構成され、出力面A26側は、水平非導電分離ラインA28(点線部分)に沿って2個の分離電極構造体A30及びA32に分割されている。図25に示すように電極構造体A22及びA30により上側の第1セル・セグメントA34、電極構造体A22及びA32により下側の第2セル・セグメントA36を構成する。
【0005】
以下、従来例1における、液晶素子A12の構造について図27及び図28を用いて説明する。
図27はカラー表示システムA10の液晶素子A12の平面図、図28はこの図27に示す液晶素子A12を右側から見た側部断面図である。
【0006】
これらの図に示すように、この液晶素子A12(液晶セルD100)は、液晶セルD100は、分離し隣接した一対の電極構造体にほぼ平行な共通電極構造体D102と、第1電極構造体D104と、第2電極構造体D108とにより構成されている。図27の上半分は第1電極構造体D104を示しており、下半分は第2電極構造体D108を示している。また、図28中の下側の電極の左が第1電極構造体D104であり、右が第2電極構造体D108である。
【0007】
電極構造体D102と電極構造体D104及びD108との空間には、ネマチック液晶物質D110の連続領域を設ける。電極構造体D102は、ほぼ平面な共通ガラス誘電体基板D112を有しており、その内面には例えばインジウム酸化スズ等の導電性のある透明な物質層(透明電極層)D114を設ける。
【0008】
同様に、電極構造体D104及びD108は、ほぼ平面な共通ガラス誘電体基板D118を有し、その内面には隣接した2つの透明電極層D120及びD122を設けている。導電領域D120は第1電極構造体D104の一部となり、導電領域D122は第2電極構造体D108の一部となっている。すなわち、直線的な非導電ギャップ、すなわち分離ラインD124により、導電領域D120及びD122に分離されている。
【0009】
スペーサD128は、ポリエステル・フィルム又は溶解したガラス・フリット等のような物質で構成され、ガラス基板D112及びD118間の間隔を一定に保っている。図27及び図28に示す点線内の部分は各セル・セグメントD130及びD132である。具体的には、電極構造体D102及びD104が重なった部分が第1セル・セグメントD130であり、電極構造体D102及びD108が重なった部分が第2セル・セグメントD132である。
【0010】
次に、従来例1のカラー表示方法について説明する。
色選択偏光フィルタA14には、直交関係の偏光状態があり、一方の偏光状態では第1の色のみの光を通過させ、他方の偏光状態では第2の色のみの光を通過させる。無色偏光フィルタA16には2つの直交関係の偏光状態があり、一方の偏光状態では総ての色の光を通過させ、他方の偏光状態では総ての色の光を吸収する。このカラー表示システムにおいては、偏光フィルタA14及びA16は、相互に直角に配置された直線的偏光軸を有している。
【0011】
可変光学リターダA12及び偏光フィルタA14、A16からなる光学アセンブリは、高速カラー・スイッチとして作用し、光源、すなわち画像源A38は、蛍光体スクリーンA40から光を発生し、2つの基本色、例えば赤色及び緑色の光像を作る。このカラー表示システムにおいて、画像源A38はテレビジョン型式のラスタ走査による陰極線管(CRT)であり、フレーム同期回路A44の出力に応答してラスタ発生器A42が発生した信号は、画像情報の順次フレームとして表示される。この各フレームには、交互に第1及び第2色フィールド期間となる画像カラー情報の2フィールドを含んでいる。なお、画像源A38としては、インタレース方式のモニタだけでなく、コンピュータなどの表示装置として用いられているディスプレイモニタのようなノンインタレース方式の表示装置であっても構わない。
【0012】
第1色フィールド期間において、第1色、例えば赤色で表される任意の画像の形状、及び赤色と第2色、例えば緑色との組み合わせの色で表される任意の画像の形状の両方に関係する情報を蛍光体スクリーンA40に書き込む。第2色フィールド期間において、緑色で表される任意の画像の形状、赤色と緑色との組み合わせの色で表される任意の画像の形状の両方に関係する情報を蛍光体スクリーンA40に書き込む。色選択偏光フィルタA14は、蛍光体スクリーンA40からの光を受け、この光を赤及び緑色について直交及び直線的に偏光する。偏光された光は次に可変光学リターダA12の入力面A18に伝達される。
【0013】
スイッチング手段又は回路A46は、入力信号としてフレーム同期回路A44の出力信号を用いて、画像源A38が発生した画像情報の順次フレームレートに同期して可変光学リターダA12の2つのセル・セグメントA34、A36を駆動する。すなわち、各画像フレームにおいて、スイッチング回路A46は、図26に示すような2種類の制御信号、駆動信号を作成し、2つの駆動回路で各セル・セグメントに2つの信号A48及びA50を供給し、カラー表示システムが出力する光の色を所望の色になるように制御する。
【0014】
すなわち、第1色フィールド期間中、スイッチング回路A46は、可変光学リターダA12のセル・セグメントA34及びA36を部分的な解放状態すなわち“オフ状態”にする。このオフ状態のセル・セグメントの光軸方向では、偏光フィルタA14を通過した緑色の光に対してほぼ半波長のリタデーション(複屈折、あるいは光学的な遅延をいう。)を行い、この期間中緑色の光は無色偏光フィルタA16を通過せず、蛍光体スクリーンA40に現れる緑色の不要な画像成分が除去される。
【0015】
また、第2色フィールド期間中、スイッチング回路A46は可変光学リターダA12のセル・セグメントA34及びA36をフィールド配光状態すなわち“オン状態”にする。このオン状態のセル・セグメントの光軸方向では、偏光フィルタA14を通過した緑色の光に対して実質的な零リタデーションとなり、この期間中赤色の光は無色偏光フィルタA16を通過せず、蛍光体スクリーンA40に現れる赤色の不要な画像成分が除去される。
【0016】
図26(A)は、画像フレームのフィールド期間を示し、第1色フィールド期間はT1からT6までの期間、第2色フィールドはT7からT11までの期間である。同図(B)は、画像源A38の蛍光面スクリーンA40の内、可変光学リターダA12の上側のセル・セグメントA34に覆われた部分の発光状態を示している。また、同図(G)は、下側のセル・セグメントA36に覆われた部分の発光状態を示している。スイッチング回路A46内では、同図(C)及び同図(H)に示すような制御信号を発生し、同図(D)及び同図(J)に示すような駆動波形で、上下のセル・セグメントA34、A36を駆動する。従来例1では、液晶素子である可変光学リターダA12の液晶材料がネマチック液晶であるため、駆動波形が図26に示すような矩形波パルスとなっているが、液晶素子のリタデーション状態の制御は、同図(C)及び同図(H)に示すような制御信号で行われている。
【0017】
上述のカラー表示システムにおいては、連続した色フィールド間の時間を短縮するため、第1及び第2色フィールド期間の各々を第1及び第2サブ期間に分割して制御している。すなわち、図26に示すように、第1色フィールドの第1サブ期間をT1からT4までの期間、第2サブ期間をT4からT6まで期間、また第2色フィールドの第1サブ期間をT6からT8までの期間、第2サブ期間をT8からT11までの期間として制御している。
【0018】
画像源(CRT)A38のスクリーンA40は蛍光体で形成されており、通常は電子ビームが照射されて発光した光が充分に消滅するまでに図26に示すように一定時間(残光時間)必要とする。従来例1のカラー表示システムでは、制御信号立ち下がりタイミングをT1からT2までの期間とT8からT9までの期間遅延させて、蛍光体から発光した光が充分消滅してから可変光学リターダA12のリタデーション状態を変化させ、各色フィールドにおける複合画像の色の連続性を確保している。
【0019】
また、液晶素子である可変光学リターダA12は、駆動信号を変化させてリタデーション状態を変化させてから変化し終わるまでの中間状態(過渡状態)の期間が図26に示すように一定時間存在している。従来例1のカラー表示システムでは、電子ビームが走査を開始してスクリーンA40の蛍光体から光が放射される前のT5からT6までの期間とT7からT8までの期間、制御信号の立ち上がりタイミングを早めて可変光学リターダA12のリタデーション状態の変化が安定してから蛍光体からの光が放射されるように時間余裕を持たせている。
【0020】
上述のように駆動された可変光学リターダA12のリタデーション状態は、図26(G)及び同図(K)に示すように変化する。したがって、従来例1のカラー表示システムは、同図(F)及び同図(L)に示す色の光を出力し、カラー画像を表示している。
【0021】
図29及び図30は、それぞれ画像源A38のラスタの水平走査、垂直走査を表わした図である。蛍光体スクリーンA40内のラスタE1は、図29に示す水平方向に走査する水平走査線E2と水平帰線E3を図30に示すように垂直方向に走査することで表示されている。図31は、この垂直走査と蛍光体スクリーンA40の残光時間を考慮した垂直画面位置と発光状態を表わした図である。
【0022】
図32は、従来例1のように液晶素子A12を上下に分割制御する場合の垂直画面位置と発光状態を表わした図である。液晶素子A12のリタデーション状態の変化は、前述のように画像源A38が発光していない期間あるいは十分に発光が消滅した期間(残光時間後)でなければならないので、リタデーション状態変化は図32に示すように、発光状態領域と過渡状態領域が重ならないように図26に示すようなタイミング制御を行う必要がある。
【0023】
従来例2
ところで、米国特許第5,347,378号は、従来例1において液晶素子A12の液晶材料をネマチック液晶から応答速度が早い強誘電性液晶に変更することで、液晶素子A12の過渡状態の時間を短縮した液晶光学スイッチの一例である。また、図35は、この液晶材料を用いた液晶素子L12で構成したカラー表示システムの一例を示す図である。液晶素子L12は、液晶材料が強誘電性液晶であり、分離ラインがない1つのセル・セグメントで構成されていて、液晶素子L12を制御、駆動するスイッチング回路L46の出力は、1つ(出力L48)しか使用せず、残りの出力L50は使用しないので除去する事も可能である。なお、この図35中では上述の図25中と同一の構成要素には同一の符号を付している。
【0024】
強誘電性液晶材料は、「強誘電性液晶の構造と物性」コロナ社(1990年)19頁に記述されているようにネマチック液晶に比較してリタデーション状態の変化について高速応答特性がある液晶材料で、液晶光学スイッチとして従来例1のネマチック液晶と同等な機能を果たしている。この従来例2では強誘電性液晶の高速応答性により従来例1より高速動作する液晶光学スイッチを実現できる。
【0025】
図36は、図35に示すように従来例1と同様な画像源A38を用いたカラー表示システムに応用した場合の場合の垂直画面位置と発光状態を示した図である。図36に示すように、液晶素子L12の過渡状態時間は短縮される。なお、この時の液晶素子L12の駆動波形L48は、液晶材料がネマチック液晶から強誘電性液晶になっているので、従来例1の場合の図26(D)又は同図(J)に示すような矩形波パルスとは異なり、図26(C)又は同図(H)のような制御信号電圧パルスで良い。
【0026】
しかし、従来例2ではセル・セグメントが1つであるので、セル・セグメントの全領域が同時に変化してしまうので、残光特性のある画像源を用いた従来例2のカラー表示システムでは発光状態領域と過渡状態領域が重なり合う領域が必ず存在し、各色フィールドにおける複合画像の正しい色が表示できない。したがって、従来例1と同じように、液晶素子を最低でも2つのセル・セグメントに分割した構成にして、図37に示すように発光状態領域と過渡状態領域が重なり合うことが無いように制御、駆動する必要がある。
【0027】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来例1のフィールド順次カラー表示システムでは可変光学リターダA12が、上下2つのセル・セグメントで構成されているので、表示するカラー画像の中央付近に分離ラインD124が必ず存在する。この分離ラインD124の部分には、スイッチング回路A46からの駆動信号を加えることが出来ないため、この部分を通過する光の色の制御が出来ず、セル・セグメントD130及びD132と表示される色が異なってしまうため、分離ラインD124が容易に識別され、表示画像の品位が低下するという問題点があった。
【0028】
また、液晶素子A12は、上述の図28に示すように、1つのセル・セグメントが透明電極層D114とD120又はD114とD122の間に液晶層D110が挟まれたコンデンサ構造であるため、セル・セグメントが大きくなるとその容量値が大きくなる。セル・セグメントの容量値が大きくなるとスイッチング回路A46の駆動信号がなまり、液晶素子A12を駆動出来なくなる又は状態変化時間(過渡状態期間)が長くなるという問題があった。このため、従来例1においてカラー表示システムの画像源A38を大型化すると、図33に示すように発光状態領域と過渡状態領域が重なってしまい、各色フィールドにおける複合画像の正しい色が表示できなくなる。したがって、図34に示すように(図34では、3分割の例を示す)、スイッチング回路A46が駆動可能な容量値となるように、液晶素子A12の分割数を増加させて対応する必要が生じ、スイッチング回路A46における制御波形数と駆動回路数が増加し、複雑になるという問題もあった。また、液晶素子A12の分割数を増加させると各セル・セグメント間に必ず存在する分離ライン数も増加することになり、表示画像の品位がさらに低下するという問題があった。
【0029】
また、上述の従来例2のように、強誘電性液晶を用いた場合でも、液晶素子のリタデーション状態の変化に高速応答特性があっても、セル・セグメントの全領域が同時に変化するので、図36に示すように液晶素子を最低での2つのセル・セグメントに分割した構成する必要があり、セル・セグメント間の分離ラインが必ず存在するという問題があった。
【0030】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、分離ラインのない1つのセル・セグメント液晶素子を用い、その液晶素子に印加する電圧を制御することにより、液晶素子の表示面の変化状態を上下方向で変えることのできる液晶光学スイッチ装置及びその駆動方法を提供するものである。さらに、この液晶光学スイッチ装置、あるいはこの液晶光学スイッチの駆動方法を用いた立体画像表示装置を提供するものである。
【0031】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明の請求項1に係る液晶光学スイッチ装置は、走査型映像出力手段の前面に配置され、走査型映像出力手段からの出射光の制限を行なう液晶光学スイッチ装置であって、対向する2つの透明電極層と、一方の透明電極層の上端部及び下端部に設けられた取り出し電極と、他方の透明電極層の左端部及び右端部に設けられた取り出し電極と、透明電極層の上端部及び下端部の取り出し電極に異なる電圧を与え、透明電極層内で上下方向の電圧傾向を発生させ、左端部及び右端部の取り出し電極を外部で接続して、透明電極層内の電圧を左右方向では同電圧として、2つの透明電極層に挟まれた液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とする電圧印加手段とを備えることを特徴とする。
【0032】
また、本発明の請求項2に係る液晶光学スイッチ装置は、電圧印加手段が、上端部又は下端部の取り出し電極に与える電圧を変化させることにより、液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることを特徴とする。
【0033】
また、本発明の請求項3に係る液晶光学スイッチ装置は、電圧印加手段が、外部で接続された左端部及び右端部の取り出し電極に与える電圧を変化させることにより、液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることを特徴とする。
【0034】
また、本発明の請求項4に係る液晶光学スイッチ装置は、電圧印加手段が、上端部又は下端部の取り出し電極に与える電圧を変化させ、かつ外部で接続された左端部及び右端部の取り出し電極に与える電圧を変化させることにより、液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることを特徴とする。
【0035】
また、本発明の請求項5に係る液晶光学スイッチ装置は、電圧印加手段が、上端部及び下端部の取り出し電極に位相の異なるパルス電圧を与え、上端部電極のパルス電圧波形及び下端部電極のパルス電圧波形の位相差により、液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる時間変化を有する電圧とすることを特徴とする。
【0036】
また、本発明の請求項6に係る液晶光学スイッチ装置は、電圧印加手段が、上端部の取り出し電極にパルス電圧を与え、下端部の取り出し電極に時間と共に電圧が変化する三角波電圧を与えることにより、液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる時間変化を有する電圧とすることを特徴とする。
【0037】
また、本発明の請求項7に係る液晶光学スイッチ装置は、電圧印加手段が、上端部の取り出し電極にパルス電圧を与え、下端部の取り出し電極に時間と共に電圧が変化する三角波電圧を上端部電極のパルス電圧波形と位相差を持って与えることにより、液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる時間変化を有する電圧とすることを特徴とする。
【0038】
また、本発明の請求項8に係る液晶光学スイッチ装置は、電圧印加手段が、外部で接続された左端部及び右端部の取り出し電極に時間と共に電圧が変化する三角波電圧を与えることにより、液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることを特徴とする。
【0039】
また、本発明の請求項9に係る液晶光学スイッチ装置の駆動方法は、対向する2つの透明電極層と、一方の透明電極層の上端部及び下端部に設けられた取り出し電極と、他方の透明電極層の左端部及び右端部に設けられた取り出し電極とを有し、走査型映像出力手段の前面に配置され、走査型映像出力手段からの出射光の制限を行なう液晶光学スイッチ装置の駆動方法であって、上端部及び下端部の取り出し電極に異なる電圧を与え、透明電極内で上下方向の電圧傾向を発生させ、左端部及び右端部の取り出し電極を外部で接続して、透明電極内の電圧を左右方向では同電圧として、2つの透明電極層に挟まれた液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることを特徴とする。
【0040】
また、本発明の請求項10に係る液晶光学スイッチ装置の駆動方法は、上端部又は下端部の取り出し電極に与える電圧を変化させることにより、液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることを特徴とする。
【0041】
また、本発明の請求項11に係る液晶光学スイッチ装置の駆動方法は、外部で接続された左端部及び右端部の取り出し電極に与える電圧を変化させることにより、液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることを特徴とする。
【0042】
また、本発明の請求項12に係る立体画像表示装置は、右目用と左目用の画像を、それぞれ第1と第2の偏光状態で切り替えて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の第1の偏向状態の出射光の制限を行う第1の液晶光学スイッチ手段と、走査型映像出力手段からの第2の偏向状態の出射光の制限を行う第2の液晶光学スイッチ手段とを備えている。第1及び第2の液晶光学スイッチは、対向する2つの透明電極層と、一方の透明電極層の上端部及び下端部に設けられた取り出し電極と、他方の透明電極層の左端部及び右端部に設けられた取り出し電極と、透明電極層の上端部及び下端部の取り出し電極に異なる電圧を与え、透明電極層内で上下方向の電圧傾向を発生させ、左端部及び右端部の取り出し電極を外部で接続して、透明電極層内の電圧を左右方向では同電圧として、2つの透明電極層に挟まれた液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とする電圧印加手段とを備えることを特徴とする。
【0043】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る液晶光学スイッチ装置を用いたフィールド順次カラー表示システムP10の構成を示す図である。
【0044】
図2は、図1における本発明の液晶素子P12の平面図、図3及び図4は図2の側部断面図及び底部断面図である。なお、これらの図中において、上述の従来例と同一の機能を有する構成要素には同一の符号が付されている。
【0045】
このカラー表示システムP10は、図1に示すように、従来例と同様にテレビジョン型式のラスタ走査を行うCRTを画像源A38とするカラー表示システムで、可変光学リターダとして本発明による液晶素子P12を使用する。このシステム中で液晶素子P12は、従来例と同様に色選択フィルタA14と無色偏光フィルタA16と光学的に関連させて、これらのフィルタ間に配置して、液晶素子P12のリタデーション状態により、従来例と同様に出力される光の色を制御する。
【0046】
次に、液晶素子P12の構造について、図2、図3及び図4を用いて説明する。
【0047】
図2、図3及び図4において、2枚のガラスなどの透明基板P1及びP2は、互いに対向して配置され、それぞれの基板の対向する面には透明電極層P3及びP4を有し、この透明電極層P3及びP4により液晶材料P7を挟んだ構造になっている。透明電極層P3及びP4に挟まれた液晶材料P7が液晶素子として動作するためには、他に絶縁膜層やスペーサなどの構造が必要であるが、周知であるため説明を省略する。
【0048】
透明基板P1の一方の面の透明電極層P3は、左端及び右端に取り出し電極P5L及びP5Rを備えている。この2つの取り出し電極は外部で接続され、液晶素子P12の一方の接続端子P5となる。
【0049】
透明基板P2の一方の面の透明電極層P4は、上端及び下端に取り出し電極P6T及びP7Bを備えている。これら電極は、液晶素子P12の接続端子P6及びP7となる。
【0050】
図5は、上述のような構造を持つ液晶素子P12の電気的等価回路を示す図である。
透明電極層P3は、透明基板P1の表面上に一様に拡がった抵抗層と考えることができ、その単位長さ及び幅(単位シート)あたりの抵抗をPP3とすると、図5に示すように2つの取り出し電極P5L及びP5Rがある単位シート抵抗PP3の2次元梯子状回路網として表すことができる。また、同様にして透明電極層P4は、2つの取り出し電極P6T及びP7Bがある単位シート抵抗PP4の2次元梯子状回路網として表すことができる。
【0051】
また、透明電極層P3及びP4に挟まれた液晶材料P7は、電気的にはコンデンサとして機能するので、単位シートあたりの容量値をCP7とすると、図5に示すように透明電極層P3及びP4の2次元梯子状回路網の各ノード間に単位シートコンデンサCP7が接続された構成として表すことができる。
【0052】
図6は、本発明の液晶素子P12の透明基板P1に設けられた取り出し電極P5L及びP5Rと、透明基板P2に設けられた取り出し電極P6T及びP7Bが示された図であり、さらに液晶素子P12の表示面には上下方向に5つの観測ポイントa、b、c、d、及びeが示されている。
【0053】
液晶素子P12の等価回路は、図5に示すような構成になっているため、透明電極層P3及びP4の抵抗成分によって、取り出し電極に与えられた電圧差が分圧される。
【0054】
図7は、透明基板P2の表面の透明電極層P4の抵抗成分の等価回路とこの抵抗成分で分圧された図6の5つの観測ポイントの電圧の関係を示す図である。各観測ポイントの電圧は、V(a)、V(b)、V(c)、V(d)及びV(e)であり、V(a)及びV(e)はそれぞれ上端及び下端の取り出し電極P6T及びP7Bに与えられる電圧である。
【0055】
図8は、透明電極P1の表面の透明電極層P3の抵抗成分の等価回路を示す図である。本発明では、左端及び右端の取り出し電極P5L及びP5Rは、液晶素子P12の外部で接続されるため、どのポイントにおいても同じ電圧となる。
【0056】
図9は、本発明の第1の実施の形態における液晶素子P12への電圧印加方法を示す図である。液晶素子P12の上端の取り出し電極P6Tには電圧源X1により電圧VTを印加し、下端の取り出し電極P7Bには電圧源X2により電圧−VBを印加する。また、液晶素子P12の左端及び右端の取り出し電極P5L及びP5Rには、可変電圧源X3により電圧VLRを印加する。
【0057】
図10は、液晶素子P12の液晶層への印加電圧とリタデーション状態の変化の関係を示す図である。液晶層への印加電圧が、負のある電圧値(しきい値電圧:VTH)より低い場合、液晶素子P12のリタデーション状態は“状態1”のようになり、正のある電圧値(しきい値電圧:VTH)より高い場合、液晶素子P12のリタデーション状態は“状態2”となる。また、液晶層に正又は負のしきい値電圧の間の電圧が印加されているとき、液晶素子P12のリタデーション状態は、“状態1”から“状態2”に又は“状態2”から“状態1”に状態が変化している“遷移状態”である。
【0058】
図11(A)は、第1の実施の形態における液晶素子P12の垂直位置と透明電極層P3及びP4の電圧について示す図である。図11(A)において、ラインZ1は透明電極層P4の垂直位置と電圧を示している。また、ラインZ2、Z3、及びZ4は、図9における可変電圧源X3の電圧がそれぞれVZ2、VZ3、及びVZ4の場合の透明電極層P3の垂直位置と電圧を示している。
【0059】
図11(B)は、可変電圧源X3の電圧VLRによる液晶素子P12の垂直画面位置とそのリタデーション状態について示す図である。電圧VLRが図11(A)におけるラインZ1とZ2、Z1とZ3、及びZ1とZ4との交点の電圧であるとき、液晶層に印加される電圧が0になる。この電圧が0の状態から正又は負のしきい値電圧VTH間(2*VTH)は“遷移状態”となり、“遷移状態”より低い電圧では“状態1”、高い電圧では“状態2”となる。例えば、“状態1”は液晶素子P12に入射する光をそのまま通し、“状態2”では液晶素子P12に入射した光を90度ねじった状態で出射する。
【0060】
以上のように、この第1の実施の形態では可変電圧源X3の電圧VLRを制御することで、液晶素子P12の垂直方向にリタデーション状態を変化させることができる。具体的には、リタデーション状態を変化させることにより、液晶素子P12に入射する光に対してほぼ半波長のリタデーションを行い、入射した光を90度ねじられた状態で出射し、あるいは、液晶素子P12に入射する光に対して零リタデーションとなり、入射した光をそのまま出射する。
【0061】
実施の形態2.
図12は、上述の第1の実施の形態における液晶素子P12への電圧印加方法を変更した第2の実施の形態に係る液晶素子P12への電圧印加方法を示す図である。液晶素子P12の上端の取り出し電極P6Tには電圧源X1により電圧VTを印加し、下端の取り出し電極P7Bには可変電圧源BB2により電圧VBを印加する。また、液晶素子P12の左端及び右端の取り出し電極P5L及びP5Rには、電圧源BB3により電圧VLRを印加する。
【0062】
図13(A)は、第2の実施の形態における液晶素子P12の垂直画面位置と透明電極層P3及びP4の電圧について示す図である。図13(A)において、ラインCC1は透明電極層P3の垂直画面位置と電圧を示している。また、ラインCC2、CC3、及びCC4は、図12における可変電圧源BB2の電圧VBがそれぞれ−VT、−(VT/2)、0、VT/2、及びVTの場合の透明電極層P4の垂直位置と電圧を示している。
【0063】
図13(B)は、可変電圧源BB2の電圧VBによる液晶素子P12の垂直位置とそのリタデーション状態について示す図である。可変電圧源BB2の電圧VBが図13(A)におけるラインCC1とCC2、CC1とCC3、CC1とCC4、及びCC1とCC5との交点の電圧と同じであるとき、液晶層に印加される電圧が0になる。この電圧0の状態から正又は負のしきい値電圧VTHの間(2*VTH)は“遷移状態”となり、“遷移状態”より低い電圧では“状態1”、高い電圧では“状態2”となる。
【0064】
以上のように、この第2の実施の形態では可変電圧源BB2の電圧VBを制御することで、液晶素子P12の垂直方向にリタデーション状態を変化させることができる。具体的には、リタデーション状態を変化させることにより、液晶素子P12に入射する光に対してほぼ半波長のリタデーションを行い、入射した光を90度ねじられた状態で出射し、あるいは、液晶素子P12に入射する光に対して零リタデーションとなり、入射した光をそのまま出射する。
【0065】
実施の形態3.
図14は、第1の実施の形態における液晶素子P12への電圧印加方法を変更した第3の実施の形態の液晶素子P12への上部電極P6及び下部電極P7へ印加する電圧波形を示す図である。
【0066】
図14(a)は図1における液晶素子P12の透明電極P4の上部接続端子P6に印加するパルス電圧波形、同図(b)は同じく下部接続端子P7に印加するパルス電圧波形を示したものである。また、上部電極駆動パルス(図14(a))と、上部電極駆動パルス(図14(b))は、位相差(時間差:t2−t1)を持っている。
【0067】
図15は、図14に示す2つの駆動電圧波形が液晶素子P12の上部接続端子P6及び下部接続端子P7から印加されたときの、透明電極層P4の抵抗成分で分圧された透明電極P4内の電圧を、図6の5つの観測ポイントについて示した図である。
【0068】
図14及び図15において、水平方向の2本の破線は液晶素子P12のリタデーション状態変化のしきい値電圧(−VTH及びVTH)を示している。
【0069】
また、図16は、図14に示す2つの駆動電圧波形が液晶素子P12の上部接続端子P6及び下部接続端子P7から印加されたときの、図6の5つの観測ポイントでの液晶素子P12のリタデーション状態を、液晶素子の過渡応答状態が無い場合(上段)と過渡応答状態がある場合(下段)について示す図である。
【0070】
図16において、過渡応答状態とは液晶素子P12のリタデーション状態が、“状態1”から“状態2”に変化するする間、又は“状態2”から“状態1”に状態が変化する間の“遷移状態”である時間のことである。
【0071】
図17は、図16に示された図6の5つの観測ポイントの液晶素子P12のリタデーション状態を、垂直方向に連続的に示す図である。
【0072】
第3の実施の形態では図17に示すように、液晶素子P12の上部及び下部のリタデーション状態の“遷移状態”の開始のタイミングを液晶素子P12の上部接続端子P6と下部接続端子P7に与えるパルス電圧波形の位相差により遅らせることができるので、図31に示す画像源A38の発光状態領域と液晶素子P12のリタデーション状態変化の過渡状態領域が重ならないように制御することが可能となる。つまり、図31の残光時間の領域と、図17の遷移状態の領域が重ならないように制御することができる。したがって、分割ラインの無い液晶素子P12を用いたフィールド順次カラー表示システムP10を実現することができる。
【0073】
実施の形態4.
図18は、第4の実施の形態である液晶素子P12への上部電極P6及び下部電極P7へ印加する電圧波形を示す図であって、第1の実施の形態における液晶素子P12への電圧印加方法を変更したものである。
【0074】
図18(a)は図1における液晶素子P12の透明電極P4の上部接続端子P6に印加するパルス電圧波形を示し、同図(b)は同じく下部接続端子P7に印加する時間と共に変化する三角波電圧波形を示した図である。
【0075】
図19は、図18に示す2つの駆動電圧波形が液晶素子P12の上部接続端子P6及び下部接続端子P7に印加されたときの、透明電極層P4の抵抗成分で分圧された透明電極P4内の電圧を、図6の5つの観測ポイントについて示した図である。
【0076】
図19及び図18において、水平方向の2本の破線は液晶素子P12のリタデーション状態変化のしきい値電圧(−VTH及びVTH)を示している。
【0077】
また、図20は、図18に示す2つの駆動電圧波形が液晶素子P12の上部接続端子P6及び下部接続端子P7に印加されたときの、図6の5つの観測ポイントでの液晶素子P12のリタデーション状態を、液晶素子の過渡応答状態が無い場合(上段)と過渡応答状態がある場合(下段)について示した図である。
【0078】
図20において、過渡応答状態は液晶素子P12のリタデーション状態が、“状態1”から“状態2”へ又は“状態2”から“状態1”へ状態が変化する間の“遷移状態”である時間のことである。
【0079】
図21は、図20に示された図6の5つの観測ポイントの液晶素子P12のリタデーション状態を、垂直方向に連続的に示す図である。
【0080】
第4の実施の形態では、液晶素子P12の上部及び下部のリタデーション状態の“遷移状態”の開始のタイミングを、液晶素子P12の上部接続端子P6にパルス電圧波形を与え、さらに下部接続端子P7に時間と共に変化する三角波電圧波形を与えることで上部と下部の液晶層に印加される電圧に差を生じさせて、図21に示すように液晶素子P12の上部及び下部のリタデーション状態の“遷移状態”の開始タイミングを遅らせることができるので、第3の実施の形態と同じく図31に示す画像源A38の発光状態領域と液晶素子P12のリタデーション状態変化の過渡状態領域が重ならないように制御することが可能となる。したがって、分割ラインの無い液晶素子P12を用いたフィールド順次カラー表示システムP10を実現することができる。
【0081】
さらに第4の実施の形態では、液晶素子P12のリタデーション状態変化の過渡状態領域は、上部接続端子P6と下部接続端子P7に与える電圧の電圧差により制御ができるため、下部接続端子P7に与える三角波電圧の電圧変化時間(三角波の傾き)を変えることにより、液晶素子P12のリタデーション状態変化の過渡状態領域の上部から下部への移動時間を変えることができ、その制御が可能となるので、図31に示す画像源A38の発光状態領域と液晶素子P12のリタデーション状態変化の過渡状態領域が重ならないように精度良く制御することが可能となる。
【0082】
実施の形態5.
図22は、第5の実施の形態である液晶素子P12への上部電極P6及び下部電極P7へ印加する電圧波形を示す図であって、第4の実施の形態における液晶素子P12への電圧印加方法を変更したものである。
【0083】
図22(a)は図1における液晶素子P12の透明電極P4の上部接続端子P6に印加するパルス電圧波形、同図(b)は同じく下部接続端子P7に印加する時間と共に変化する三角波電圧波形である。実施の形態3と同じく上部接続端子P6のパルス電圧波形と下部接続端子P7の三角波電圧波形との間にはt21−t22の位相差を持たせている。この位相差をさらに大きくすると、液晶素子P12の下部の状態変化の開始をさらに遅らせることができる。
【0084】
実施の形態6.
図23は、第6の実施の形態である液晶素子P12への上部電極P6、下部電極P7及び左右の電極P5へ印加する電圧波形を示す図であって、第2の実施の形態における液晶素子P12への電圧印加方法を変更したものである。
【0085】
図23(a)は図1における液晶素子P12の透明電極P4の上部接続端子P6に印加するパルス電圧波形を示し、同図(b)は同じく下部接続端子P7に印加するパルス電圧波形を示し、同図(c)は左右の電極P5へ印加する時間と共に変化する三角波電圧波形を示した図である。
【0086】
図23に示すような電圧波形を液晶素子P12に印加すると、液晶素子P12の液晶層に印加される電圧を時間と共に変化させることができるので、図13(A)及び同図(B)から分かるようにリタデーション状態を垂直方向に連続的に変化させることができる。
【0087】
第6の実施の形態では、液晶素子P12の透明電極P4の上部接続端子P6及び下部接続端子P7に印加するパルス電圧波形と左右の電極P5へ印加する時間と共に変化する三角波電圧波形により、液晶素子P12の上部及び下部のリタデーション状態の“遷移状態”の開始のタイミングを制御することができるので、図31に示す画像源A38の発光状態領域と液晶素子P12のリタデーション状態変化の過渡状態領域を重ならないように制御することが可能となる。したがって、分割ラインの無い液晶素子P12を用いたフィールド順次カラー表示システムP10を実現することができる。
【0088】
実施の形態7.
図24は、本発明の第7の実施の形態に係る立体画像表示システムの構成の一例を示す図である。このシステムでは、第1の実施の形態と同じ液晶素子と無色偏光フィルタを用いて、第1の実施の形態から第6の実施の形態までのいずれかの実施の形態と同じ制御駆動方法で液晶素子を動作させる。この立体画像表示システムでは、映像の偏光状態(横偏光、縦偏光)を切り換えることにより、右目用あるいは左目用の映像を切り換えて表示する。そして、無色偏光フィルタを用いた右目用偏光フィルタZ18R(例えば横偏光)、左目用偏光フィルタZ18L(例えば縦偏光)からなる眼鏡等を利用して、映像出力装置からの映像を右目用、あるいは左目用の映像に分離する構成になっている。映像鑑賞者は、この眼鏡などを利用することにより、映像出力装置に映し出される映像を立体画像としてとらえることができる。
【0089】
このように構成されたシステムでは、上述の第1の実施の形態に係る液晶素子と制御駆動方法を用いることで、分離ラインのない液晶素子を用いて立体画像の表示を行うことができる。
【0090】
【発明の効果】
本発明の請求項1に係る液晶光学スイッチ装置では、電圧印加手段が、上端部及び下端部の取り出し電極に異なる電圧を与え、透明電極内で上下方向の電圧傾向を発生させ、左端部及び右端部の取り出し電極を外部で接続して、透明電極内の電圧を左右方向では同電圧として、2つの透明電極層に挟まれた液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることにより、液晶素子を分離することなく液晶素子の変化状態を上下方向で異なる状態とすることができる。
【0091】
本発明の請求項2に係る液晶光学スイッチ装置では、電圧印加手段が、上端部又は下端部の取り出し電極に与える電圧を変化させて、液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることにより、上下方向の電圧の制御性を向上させ、液晶素子の上下方向の変化状態の制御性を向上させることができる。
【0092】
本発明の請求項3に係る液晶光学スイッチ装置では、電圧印加手段が、外部で接続された左端部及び右端部の取り出し電極に与える電圧を変化させて、液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることにより、上下方向の電圧の制御性を向上させ、液晶素子の上下方向の変化状態の制御性を向上させることができる。
【0093】
本発明の請求項4に係る液晶光学スイッチ装置では、電圧印加手段が、上端部又は下端部の取り出し電極に与える電圧を変化させ、かつ外部で接続された左端部及び右端部の取り出し電極に与える電圧を変化させて、液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることにより、上下方向の電圧の制御の精度を向上させ、液晶素子の上下方向の変化状態の制御の精度を向上させることができる。
【0094】
本発明の請求項5に係る液晶光学スイッチ装置では、電圧印加手段が、上端部及び下端部の取り出し電極に位相の異なるパルス電圧を与え、上端部電極のパルス電圧波形及び下端部電極のパルス電圧波形の位相差によって、液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる時間変化を有する電圧とすることにより、パルス電圧波形及び位相差を適当に設定して、当該液晶光学スイッチ装置のリタデーション状態変化領域と、走査型映像出力手段の発光領域が重ならないように制御することができる。
【0095】
本発明の請求項6に係る液晶光学スイッチ装置では、電圧印加手段が、上端部の取り出し電極にパルス電圧を与え、下端部の取り出し電極に時間と共に電圧が変化する三角波電圧を与えて、液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる時間変化を有する電圧とすることにより、パルス電圧波形及び三角波電圧波形を適当に設定して、当該液晶光学スイッチ装置のリタデーション状態変化領域と、走査型映像出力手段の発光領域が重ならないように制御することができる。
【0096】
本発明の請求項7に係る液晶光学スイッチ装置では、電圧印加手段が、上端部の取り出し電極にパルス電圧を与え、下端部の取り出し電極に時間と共に電圧が変化する三角波電圧を上端部電極のパルス電圧波形と位相差を持って与えて、液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる時間変化を有する電圧とすることにより、パルス電圧波形、三角波電圧波形及び位相差を適当に設定して、当該液晶光学スイッチ装置のリタデーション状態変化領域と、走査型映像出力手段の発光領域が重ならないように制御することができる。
【0097】
本発明の請求項8に係る液晶光学スイッチ装置では、電圧印加手段が、外部で接続された左端部及び右端部の取り出し電極に時間と共に電圧が変化する三角波電圧を与えて、液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることにより、当該液晶光学スイッチ装置のリタデーション状態変化方向におけるリタデーション状態の遷移状態の開始タイミングを制御することができ、当該液晶光学スイッチ装置のリタデーション状態変化領域と、走査型映像出力手段の発光領域が重ならないように制御することができる。
【0098】
本発明の請求項9に係る液晶光学スイッチ装置の駆動方法では、上端部及び下端部の取り出し電極に異なる電圧を与え、透明電極内で上下方向の電圧傾向を発生させ、左端部及び右端部の取り出し電極を外部で接続して、透明電極内の電圧を左右方向では同電圧とし、2つの透明電極層に挟まれた液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることにより、液晶素子を分離することなく液晶素子の変化状態を上下方向で異なる状態とすることができる。
【0099】
本発明の請求項10に係る液晶光学スイッチ装置では、上端部又は下端部の取り出し電極に与える電圧を変化させて、液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることにより、上下方向の電圧の制御性を向上させ、液晶素子の上下方向の変化状態の制御性を向上させることができる。
【0100】
本発明の請求項11に係る液晶光学スイッチ装置では、外部で接続された左端部及び右端部の取り出し電極に与える電圧を変化させて、液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることにより、上下方向の電圧の制御性を向上させ、液晶素子の上下方向の変化状態の制御性を向上させることができる。
【0101】
また、本発明の請求項12に係る立体画像表示装置では、電圧印加手段が、透明電極層の上端部及び下端部の取り出し電極に異なる電圧を与え、透明電極層内で上下方向の電圧傾向を発生させ、左端部及び右端部の取り出し電極を外部で接続して、透明電極層内の電圧を左右方向では同電圧として、2つの透明電極層に挟まれた液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることにより、第1及び第2の液晶光学スイッチ手段として、液晶素子を分離することなく液晶素子の変化状態を異なる状態とできる液晶素子を用いて立体画像の表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態に係る液晶光学スイッチ装置を用いたフィールド順次カラー表示システムの構成を示す図である。
【図2】 本発明の第1の実施の形態に係る液晶素子の平面図を示す図である。
【図3】 本発明の第1の実施の形態に係る液晶素子の側部断面図を示す図である。
【図4】 本発明の第1の実施の形態に係る液晶素子の底部断面図を示す図である。
【図5】 本発明の第1の実施の形態に係る液晶素子の電気的等価回路を示す図である。
【図6】 本発明の第1の実施の形態に係る液晶素子の取り出し電極及び左右中心部の観測ポイントを示す図である。
【図7】 本発明の第1の実施の形態に係る液晶素子の上部取り出し電極と下部取り出し電極間の電気的等価回路と観測ポイントの電圧を示す図である。
【図8】 本発明の第1の実施の形態に係る液晶素子の左右の取り出し電極間の電気的等価回路を示す図である。
【図9】 本発明の第1の実施の形態に係る液晶素子への電圧印加方法を示す図である。
【図10】 本発明の第1の実施の形態に係る液晶素子の液晶層への印加電圧とリタデーション状態の変化の関係を示す図である。
【図11】 本発明の第1の実施の形態における液晶素子の垂直位置と透明電極層の電圧の関係び可変電圧源の電圧による液晶素子の垂直位置とそのリタデーション状態の関係について示す図である。
【図12】 本発明の第2の実施の形態に係る液晶素子への電圧印加方法を示す図である。
【図13】 本発明の第2の実施の形態に係るにおける液晶素子の垂直位置と透明電極層の電圧の関係及び可変電圧源の電圧による液晶素子の垂直位置とそのリタデーション状態の関係について示す図である。
【図14】 本発明の第3の実施の形態に係る液晶素子の上部電極及び下部電極へ印加する電圧波形を示す図である。
【図15】 本発明の第3の実施の形態に係る液晶素子の上部接続端子及び下部接続端子が接続された透明電極層内の電圧を、5つの観測ポイントについて示す図である。
【図16】 本発明の第3の実施の形態における液晶素子のリタデーション状態を、5つの観測ポイントについて示す図である。
【図17】 本発明の第3の実施の形態における液晶素子のリタデーション状態を、垂直方向に連続的に示す図である。
【図18】 本発明の第4の実施の形態に係る液晶素子の上部電極及び下部電極へ印加する電圧波形を示す図である。
【図19】 本発明の第4の実施の形態における液晶素子の上部接続端子及び下部接続端子が接続された透明電極層内の電圧を、5つの観測ポイントについて示す図である。
【図20】 本発明の第4の実施の形態における液晶素子のリタデーション状態を、5つの観測ポイントについて示す図である。
【図21】 本発明の第4の実施の形態における液晶素子のリタデーション状態を、垂直方向に連続的に示す図である。
【図22】 本発明の第5の実施の形態に係る液晶素子の上部電極及び下部電極へ印加する電圧波形を示す図である。
【図23】 本発明の第6の実施の形態に係る液晶素子の上部電極、下部電極及び左右の電極へ印加する電圧波形を示す図である。
【図24】 本発明の第7実施の形態に係る立体画像表示システムの構成を示す図である。
【図25】 従来例1に係る液晶光学スイッチ装置を用いたフィールド順次カラー表示システムの構成を示す図である。
【図26】 液晶セル・セグメントを駆動する制御信号及び駆動信号とセル・セグメントの状態及びカラー表示システムの表示状態を示すタイミング図である。
【図27】 カラー表示システムを構成する液晶素子の平面図である。
【図28】 液晶素子の側部断面図である。
【図29】 画像源のラスタの水平走査を示す図である。
【図30】 画像源のラスタの垂直走査を示す図である。
【図31】 画像源の垂直走査と蛍光体スクリーンの残光時間を考慮した垂直画面位置と発光状態を示す図である。
【図32】 従来例1において液晶素子を上下に分割制御する場合の、垂直画面位置と発光状態を示す図である。
【図33】 従来例1においてカラー表示システムの画像源を大型化した場合の、垂直画面位置と発光状態領域を示す図である。
【図34】 従来例1において液晶素子の分割数を増加させた場合の、垂直画面位置と発光状態領域を示す図である。
【図35】 従来例2に係る強誘電性液晶材料を用いた液晶素子で構成したカラー表示システムの構成を示す図である。
【図36】 従来例2においてカラー表示システムに応用した場合の場合の垂直画面位置と発光状態を示す図である。
【図37】 従来例2において液晶素子を2つのセル・セグメントに分割した構成にした場合の、垂直画面位置と発光状態領域を示す図である。
【符号の説明】
A38 画像源、P12 液晶素子、 A14 色選択フィルタ、 A16 無色偏光フィルタ、 P3、P4 透明電極層、 P7 液晶材料(液晶層) 、P1、P2 透明基板、 P5L、P5R、P6T 取り出し電極。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal optical switch device and a driving method thereof. The present invention also relates to a stereoscopic image display device.
[0002]
[Prior art]
Conventional Example 1
Conventionally, as a display device using a liquid crystal optical switch, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-87130 (US Pat. No. 4,652,087) discloses a field using a liquid crystal optical switch device as shown in FIG. A sequential color display system (A10) is known.
[0003]
FIG. 26 is a timing chart showing a control signal and a drive signal for driving a liquid crystal cell segment in such a display system, a state of the cell segment, and a display state of the color display system.
[0004]
As shown in FIG. 25, the color display system A10 includes a liquid crystal element, that is, a variable optical retarder A12. The color display system A10 is optically related to the color selection polarizing filter A14 and the colorless polarizing filter A16, and is disposed between these filters. Yes. The input surface A18 side of the variable optical retarder A12 is configured by a common electrode structure A22, and the output surface A26 side is divided into two separation electrode structures A30 and A32 along a horizontal non-conductive separation line A28 (dotted line portion). Has been. As shown in FIG. 25, the upper first cell segment A34 is constituted by the electrode structures A22 and A30, and the lower second cell segment A36 is constituted by the electrode structures A22 and A32.
[0005]
Hereinafter, the structure of the liquid crystal element A12 in Conventional Example 1 will be described with reference to FIGS.
27 is a plan view of the liquid crystal element A12 of the color display system A10, and FIG. 28 is a side sectional view of the liquid crystal element A12 shown in FIG. 27 viewed from the right side.
[0006]
As shown in these drawings, in the liquid crystal element A12 (liquid crystal cell D100), the liquid crystal cell D100 includes a common electrode structure D102 that is substantially parallel to a pair of electrode structures that are separated and adjacent to each other, and a first electrode structure D104. And the second electrode structure D108. The upper half of FIG. 27 shows the first electrode structure D104, and the lower half shows the second electrode structure D108. Further, the left side of the lower electrode in FIG. 28 is the first electrode structure D104, and the right side is the second electrode structure D108.
[0007]
In the space between the electrode structure D102 and the electrode structures D104 and D108, a continuous region of the nematic liquid crystal material D110 is provided. The electrode structure D102 has a substantially flat common glass dielectric substrate D112, and a conductive transparent material layer (transparent electrode layer) D114 such as indium tin oxide is provided on the inner surface thereof.
[0008]
Similarly, the electrode structures D104 and D108 have a substantially flat common glass dielectric substrate D118, and two transparent electrode layers D120 and D122 adjacent to each other are provided on the inner surface thereof. The conductive region D120 is a part of the first electrode structure D104, and the conductive region D122 is a part of the second electrode structure D108. That is, the conductive regions D120 and D122 are separated by a linear non-conductive gap, that is, a separation line D124.
[0009]
The spacer D128 is made of a material such as a polyester film or a melted glass frit, and maintains a constant distance between the glass substrates D112 and D118. The portions within the dotted lines shown in FIGS. 27 and 28 are the cell segments D130 and D132. Specifically, the portion where the electrode structures D102 and D104 overlap is the first cell segment D130, and the portion where the electrode structures D102 and D108 overlap is the second cell segment D132.
[0010]
Next, the color display method of Conventional Example 1 will be described.
The color selection polarization filter A14 has orthogonal polarization states, and passes light of only the first color in one polarization state, and passes light of only the second color in the other polarization state. The colorless polarizing filter A16 has two orthogonal polarization states, and passes light of all colors in one polarization state and absorbs light of all colors in the other polarization state. In this color display system, the polarizing filters A14 and A16 have linear polarization axes arranged at right angles to each other.
[0011]
The optical assembly consisting of variable optical retarder A12 and polarizing filters A14, A16 acts as a fast color switch, and the light source, ie image source A38, generates light from phosphor screen A40 and has two basic colors, eg red and red. Make a green light image. In this color display system, the image source A38 is a television type cathode ray tube (CRT) by raster scanning, and the signal generated by the raster generator A42 in response to the output of the frame synchronization circuit A44 is a sequential frame of image information. Is displayed. Each frame includes two fields of image color information that alternately become the first and second color field periods. Note that the image source A38 may be not only an interlaced monitor but also a non-interlaced display device such as a display monitor used as a display device such as a computer.
[0012]
In the first color field period, both the shape of an arbitrary image represented by a first color, for example red, and the shape of an arbitrary image represented by a combination of red and a second color, for example green, are related Information to be written on the phosphor screen A40. In the second color field period, information related to both the shape of an arbitrary image represented by green and the shape of an arbitrary image represented by a combination of red and green is written in the phosphor screen A40. The color selective polarizing filter A14 receives light from the phosphor screen A40 and polarizes this light orthogonally and linearly for red and green. The polarized light is then transmitted to the input surface A18 of the variable optical retarder A12.
[0013]
The switching means or circuit A46 uses the output signal of the frame synchronization circuit A44 as an input signal, and the two cell segments A34, A36 of the variable optical retarder A12 in synchronization with the sequential frame rate of the image information generated by the image source A38. Drive. That is, in each image frame, the switching circuit A46 creates two types of control signals and drive signals as shown in FIG. 26, and supplies two signals A48 and A50 to each cell segment by the two drive circuits. The color of the light output from the color display system is controlled to be a desired color.
[0014]
That is, during the first color field, the switching circuit A46 places the cell segments A34 and A36 of the variable optical retarder A12 into a partially open state or “off state”. In the optical axis direction of the cell segment in the off state, the green light that has passed through the polarizing filter A14 undergoes a half-wave retardation (referred to as birefringence or optical delay), and during this period, green light is emitted. Light does not pass through the colorless polarizing filter A16, and the green unnecessary image component appearing on the phosphor screen A40 is removed.
[0015]
Also, during the second color field period, the switching circuit A46 puts the cell segments A34 and A36 of the variable optical retarder A12 into the field light distribution state, that is, the “ON state”. In the optical axis direction of the cell segment in the ON state, substantially zero retardation is obtained with respect to the green light that has passed through the polarizing filter A14. During this period, the red light does not pass through the colorless polarizing filter A16, and the phosphor. Red unnecessary image components appearing on the screen A40 are removed.
[0016]
FIG. 26A shows the field period of the image frame, and the first color field period is T 1 To T 6 Until the second color field is T 7 To T 11 It is a period until. FIG. 5B shows the light emission state of the portion covered with the cell segment A34 on the upper side of the variable optical retarder A12 in the phosphor screen A40 of the image source A38. FIG. 5G shows the light emission state of the portion covered by the lower cell segment A36. In the switching circuit A46, a control signal as shown in FIG. 10C and FIG. 10H is generated, and with the drive waveforms shown in FIG. The segments A34 and A36 are driven. In Conventional Example 1, since the liquid crystal material of the variable optical retarder A12 that is a liquid crystal element is a nematic liquid crystal, the drive waveform is a rectangular wave pulse as shown in FIG. 26, but the control of the retardation state of the liquid crystal element is as follows. The control signals are as shown in FIG. 6C and FIG.
[0017]
In the above color display system, each of the first and second color field periods is controlled by being divided into first and second sub-periods in order to shorten the time between consecutive color fields. That is, as shown in FIG. 26, the first sub-period of the first color field is represented by T 1 To T Four Until the second sub-period is T Four To T 6 And the first sub-period of the second color field is T 6 To T 8 Until the second sub-period is T 8 To T 11 It is controlled as a period until.
[0018]
The screen A40 of the image source (CRT) A38 is formed of a phosphor, and usually a certain time (afterglow time) is required until the emitted light is sufficiently extinguished by irradiation with an electron beam as shown in FIG. And In the color display system of Conventional Example 1, the control signal falling timing is set to T 1 To T 2 Period and T 8 To T 9 Until the light emitted from the phosphor is sufficiently extinguished, the retardation state of the variable optical retarder A12 is changed to ensure the color continuity of the composite image in each color field.
[0019]
In the variable optical retarder A12, which is a liquid crystal element, a period of an intermediate state (transient state) from when the drive signal is changed to change the retardation state until the change is completed exists for a certain time as shown in FIG. Yes. In the color display system of the first conventional example, T before the electron beam starts scanning and light is emitted from the phosphor of the screen A40. Five To T 6 Period and T 7 To T 8 Until the rising timing of the control signal is advanced until the change of the retardation state of the variable optical retarder A12 is stabilized, a time margin is provided so that light from the phosphor is emitted.
[0020]
The retardation state of the variable optical retarder A12 driven as described above changes as shown in FIGS. 26 (G) and (K). Therefore, the color display system of Conventional Example 1 outputs light of the colors shown in FIGS. (F) and (L) and displays a color image.
[0021]
FIGS. 29 and 30 are diagrams showing horizontal scanning and vertical scanning of the raster of the image source A38, respectively. The raster E1 in the phosphor screen A40 is displayed by scanning the horizontal scanning line E2 and the horizontal blanking line E3 which are scanned in the horizontal direction shown in FIG. 29 in the vertical direction as shown in FIG. FIG. 31 is a diagram showing the vertical screen position and the light emission state in consideration of the vertical scanning and the afterglow time of the phosphor screen A40.
[0022]
FIG. 32 is a diagram showing the vertical screen position and the light emission state when the liquid crystal element A12 is divided and controlled in the vertical direction as in the first conventional example. Since the change in the retardation state of the liquid crystal element A12 must be a period in which the image source A38 is not emitting light or a period in which the light emission is sufficiently extinguished (after the afterglow time) as described above, the change in retardation state is shown in FIG. As shown, it is necessary to perform timing control as shown in FIG. 26 so that the light emission state region and the transient state region do not overlap.
[0023]
Conventional example 2
By the way, in US Pat. No. 5,347,378, by changing the liquid crystal material of the liquid crystal element A12 from the nematic liquid crystal to the ferroelectric liquid crystal having a fast response speed in the conventional example 1, the time of the transient state of the liquid crystal element A12 is increased. It is an example of the shortened liquid crystal optical switch. FIG. 35 is a diagram showing an example of a color display system including the liquid crystal element L12 using this liquid crystal material. The liquid crystal element L12 is composed of one cell segment in which the liquid crystal material is ferroelectric liquid crystal and there is no separation line, and the switching circuit L46 that controls and drives the liquid crystal element L12 has one output (output L48). ), And the remaining output L50 is not used and can be removed. In FIG. 35, the same components as those in FIG. 25 are given the same reference numerals.
[0024]
Ferroelectric liquid crystal materials are liquid crystal materials that have high-speed response characteristics with respect to changes in the retardation state as compared with nematic liquid crystals, as described in “Structure and Physical Properties of Ferroelectric Liquid Crystals”, page 19 of Corona (1990). Thus, the liquid crystal optical switch has a function equivalent to that of the nematic liquid crystal of the first conventional example. In the conventional example 2, a liquid crystal optical switch that operates at a higher speed than the conventional example 1 can be realized by the high-speed response of the ferroelectric liquid crystal.
[0025]
FIG. 36 is a diagram showing the vertical screen position and the light emission state when applied to a color display system using the same image source A38 as in Conventional Example 1 as shown in FIG. As shown in FIG. 36, the transient state time of the liquid crystal element L12 is shortened. The driving waveform L48 of the liquid crystal element L12 at this time is as shown in FIG. 26 (D) or FIG. 26 (J) in the case of the conventional example 1 because the liquid crystal material is changed from a nematic liquid crystal to a ferroelectric liquid crystal. Unlike a rectangular pulse, a control signal voltage pulse as shown in FIG. 26C or FIG.
[0026]
However, since the conventional example 2 has one cell segment, the entire area of the cell segment changes at the same time. Therefore, in the color display system of the conventional example 2 using the image source having afterglow characteristics, the light emission state There is always a region where the region and the transient state region overlap, and the correct color of the composite image in each color field cannot be displayed. Therefore, as in Conventional Example 1, the liquid crystal element is divided into at least two cell segments, and control and driving are performed so that the light emitting state region and the transient state region do not overlap as shown in FIG. There is a need to.
[0027]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the field sequential color display system of Conventional Example 1 described above, the variable optical retarder A12 is composed of two upper and lower cell segments, so that a separation line D124 always exists near the center of the color image to be displayed. Since the drive signal from the switching circuit A46 cannot be applied to the part of the separation line D124, the color of the light passing through this part cannot be controlled, and the colors displayed as the cell segments D130 and D132 are different. Therefore, there is a problem that the separation line D124 is easily identified and the quality of the display image is deteriorated.
[0028]
Further, as shown in FIG. 28, the liquid crystal element A12 has a capacitor structure in which one cell segment has a liquid crystal layer D110 sandwiched between transparent electrode layers D114 and D120 or D114 and D122. As the segment becomes larger, its capacity value becomes larger. When the capacitance value of the cell segment is increased, the drive signal of the switching circuit A46 is lost, and there is a problem that the liquid crystal element A12 cannot be driven or the state change time (transient state period) becomes longer. For this reason, when the image source A38 of the color display system in the conventional example 1 is enlarged, the light emission state region and the transient state region overlap as shown in FIG. 33, and the correct color of the composite image in each color field cannot be displayed. Therefore, as shown in FIG. 34 (FIG. 34 shows an example of three divisions), it is necessary to cope with an increase in the number of divisions of the liquid crystal element A12 so that the switching circuit A46 can be driven. There is also a problem that the number of control waveforms and the number of drive circuits in the switching circuit A46 are increased and complicated. In addition, when the number of divisions of the liquid crystal element A12 is increased, the number of separation lines that always exist between the respective cell segments also increases, and there is a problem that the quality of the display image is further deteriorated.
[0029]
Further, as in the above-described conventional example 2, even when a ferroelectric liquid crystal is used, even if there is a fast response characteristic in the change in the retardation state of the liquid crystal element, the entire region of the cell segment changes at the same time. As shown in 36, it is necessary to divide the liquid crystal element into at least two cell segments, and there is a problem that there is always a separation line between the cell segments.
[0030]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and uses one cell segment liquid crystal element having no separation line, and controls the voltage applied to the liquid crystal element, thereby displaying the liquid crystal element. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal optical switch device capable of changing the surface change state in the vertical direction and a driving method thereof. Furthermore, the present invention provides a liquid crystal optical switch device or a stereoscopic image display device using this liquid crystal optical switch driving method.
[0031]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, a liquid crystal optical switch device according to claim 1 of the present invention is disposed in front of a scanning image output means and restricts light emitted from the scanning image output means. Two transparent electrode layers facing each other, an extraction electrode provided at the upper end and lower end of one transparent electrode layer, and an extraction electrode provided at the left end and right end of the other transparent electrode layer And applying different voltages to the extraction electrodes at the upper and lower ends of the transparent electrode layer, generating a vertical voltage tendency in the transparent electrode layer, and connecting the extraction electrodes at the left and right ends to the outside, And a voltage applying unit that sets the voltage in the electrode layer to the same voltage in the left-right direction and sets the voltage applied to the liquid crystal layer sandwiched between the two transparent electrode layers to different voltages in the up-down direction.
[0032]
Further, in the liquid crystal optical switch device according to claim 2 of the present invention, the voltage applied by the voltage applying means varies the voltage applied to the extraction electrode at the upper end portion or the lower end portion, whereby the voltage applied to the liquid crystal layer differs in the vertical direction It is characterized by a voltage.
[0033]
Further, in the liquid crystal optical switch device according to claim 3 of the present invention, the voltage applied to the liquid crystal layer by changing the voltage applied to the extraction electrodes at the left end and the right end connected externally by the voltage applying means. Are different voltages in the vertical direction.
[0034]
In the liquid crystal optical switch device according to claim 4 of the present invention, the voltage application means changes the voltage applied to the extraction electrode at the upper end or the lower end, and the extraction electrodes at the left end and the right end connected externally. By changing the voltage applied to the liquid crystal layer, the voltage applied to the liquid crystal layer is set to a different voltage in the vertical direction.
[0035]
Further, in the liquid crystal optical switch device according to claim 5 of the present invention, the voltage applying means applies pulse voltages having different phases to the extraction electrodes at the upper end and the lower end, and the pulse voltage waveform of the upper end electrode and the lower end electrode According to the phase difference of the pulse voltage waveform, the voltage applied to the liquid crystal layer is a voltage having a temporal change different in the vertical direction.
[0036]
In the liquid crystal optical switch device according to claim 6 of the present invention, the voltage applying means applies a pulse voltage to the extraction electrode at the upper end, and applies a triangular wave voltage whose voltage changes with time to the extraction electrode at the lower end. The voltage applied to the liquid crystal layer is a voltage having different temporal changes in the vertical direction.
[0037]
Further, in the liquid crystal optical switch device according to claim 7 of the present invention, the voltage applying means applies a pulse voltage to the extraction electrode at the upper end, and applies a triangular wave voltage whose voltage changes with time to the extraction electrode at the lower end. Thus, the voltage applied to the liquid crystal layer is changed to a voltage having different temporal changes in the vertical direction.
[0038]
Further, in the liquid crystal optical switch device according to claim 8 of the present invention, the voltage applying means applies a triangular wave voltage whose voltage changes with time to the externally connected left end portion and right end extraction electrode, whereby the liquid crystal layer The voltage applied to is different in the vertical direction.
[0039]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a driving method for a liquid crystal optical switch device comprising two opposing transparent electrode layers, extraction electrodes provided at the upper end and lower end of one transparent electrode layer, and the other transparent A driving method for a liquid crystal optical switch device, which has a take-out electrode provided at the left end portion and the right end portion of the electrode layer, is disposed on the front surface of the scanning image output means, and restricts the emitted light from the scanning image output means In this case, different voltages are applied to the extraction electrodes at the upper end and the lower end, a vertical voltage tendency is generated in the transparent electrode, the extraction electrodes at the left end and the right end are connected externally, The voltage is the same voltage in the left-right direction, and the voltage applied to the liquid crystal layer sandwiched between two transparent electrode layers is different in the vertical direction.
[0040]
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a driving method for a liquid crystal optical switch device, wherein the voltage applied to the extraction electrode at the upper end or the lower end is changed to change the voltage applied to the liquid crystal layer from a different voltage in the vertical direction. It is characterized by doing.
[0041]
According to the eleventh aspect of the present invention, there is provided a driving method for a liquid crystal optical switch device in which the voltage applied to the externally connected left end and right end take-out electrodes is changed to increase or decrease the voltage applied to the liquid crystal layer. The voltage is different depending on the direction.
[0042]
A stereoscopic image display apparatus according to a twelfth aspect of the present invention includes a scanning video output means for switching and displaying a right-eye image and a left-eye image in the first and second polarization states, and a scanning video output. The first liquid crystal optical switch means for limiting the outgoing light in the first deflection state from the means, and the second liquid crystal optical switch means for limiting the outgoing light in the second deflection state from the scanning image output means And. The first and second liquid crystal optical switches include two transparent electrode layers facing each other, extraction electrodes provided at the upper end and lower end of one transparent electrode layer, and the left end and right end of the other transparent electrode layer Different voltages are applied to the extraction electrode provided in the upper electrode and the extraction electrode at the upper end and lower end of the transparent electrode layer to generate a vertical voltage tendency in the transparent electrode layer, and the left and right extraction electrodes are externally connected. And a voltage applying means for setting the voltage in the transparent electrode layer to the same voltage in the left-right direction and the voltage applied to the liquid crystal layer sandwiched between the two transparent electrode layers to different voltages in the vertical direction. It is characterized by.
[0043]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a field sequential color display system P10 using a liquid crystal optical switch device according to a first embodiment of the present invention.
[0044]
2 is a plan view of the liquid crystal element P12 of the present invention in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are a side sectional view and a bottom sectional view of FIG. In these drawings, components having the same functions as those of the above-described conventional example are denoted by the same reference numerals.
[0045]
As shown in FIG. 1, the color display system P10 is a color display system in which a CRT for performing raster scanning of a television type is used as an image source A38 as in the conventional example, and the liquid crystal element P12 according to the present invention is used as a variable optical retarder. use. In this system, the liquid crystal element P12 is optically related to the color selection filter A14 and the colorless polarizing filter A16 as in the conventional example, and is disposed between these filters. Controls the color of the output light in the same way as.
[0046]
Next, the structure of the liquid crystal element P12 will be described with reference to FIGS.
[0047]
2, 3 and 4, the two transparent substrates P1 and P2 such as glass are arranged to face each other, and the transparent surfaces of the respective substrates have transparent electrode layers P3 and P4. The liquid crystal material P7 is sandwiched between the transparent electrode layers P3 and P4. In order for the liquid crystal material P7 sandwiched between the transparent electrode layers P3 and P4 to operate as a liquid crystal element, other structures such as an insulating film layer and a spacer are necessary.
[0048]
The transparent electrode layer P3 on one surface of the transparent substrate P1 includes extraction electrodes P5L and P5R at the left end and the right end. These two extraction electrodes are connected externally and become one connection terminal P5 of the liquid crystal element P12.
[0049]
The transparent electrode layer P4 on one surface of the transparent substrate P2 includes extraction electrodes P6T and P7B at the upper and lower ends. These electrodes serve as connection terminals P6 and P7 of the liquid crystal element P12.
[0050]
FIG. 5 is a diagram showing an electrical equivalent circuit of the liquid crystal element P12 having the above-described structure.
The transparent electrode layer P3 can be considered as a resistance layer that spreads uniformly on the surface of the transparent substrate P1, and the resistance per unit length and width (unit sheet) is represented by P. P3 Then, as shown in FIG. 5, a unit sheet resistance P having two extraction electrodes P5L and P5R is provided. P3 It can be expressed as a two-dimensional ladder network. Similarly, the transparent electrode layer P4 has a unit sheet resistance P having two extraction electrodes P6T and P7B. P4 It can be expressed as a two-dimensional ladder network.
[0051]
Further, since the liquid crystal material P7 sandwiched between the transparent electrode layers P3 and P4 functions electrically as a capacitor, the capacitance value per unit sheet is represented by C P7 Then, as shown in FIG. 5, a unit sheet capacitor C is provided between the nodes of the two-dimensional ladder network of the transparent electrode layers P3 and P4. P7 Can be expressed as a connected configuration.
[0052]
FIG. 6 is a view showing take-out electrodes P5L and P5R provided on the transparent substrate P1 of the liquid crystal element P12 of the present invention, and take-out electrodes P6T and P7B provided on the transparent substrate P2. On the display surface, five observation points a, b, c, d, and e are shown in the vertical direction.
[0053]
Since the equivalent circuit of the liquid crystal element P12 is configured as shown in FIG. 5, the voltage difference applied to the extraction electrode is divided by the resistance components of the transparent electrode layers P3 and P4.
[0054]
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the equivalent circuit of the resistance component of the transparent electrode layer P4 on the surface of the transparent substrate P2 and the voltages at the five observation points in FIG. 6 divided by this resistance component. The voltages at each observation point are V (a), V (b), V (c), V (d), and V (e), and V (a) and V (e) are taken out from the upper end and the lower end, respectively. This is the voltage applied to the electrodes P6T and P7B.
[0055]
FIG. 8 is a diagram showing an equivalent circuit of the resistance component of the transparent electrode layer P3 on the surface of the transparent electrode P1. In the present invention, since the left and right extraction electrodes P5L and P5R are connected outside the liquid crystal element P12, they have the same voltage at any point.
[0056]
FIG. 9 is a diagram showing a method of applying a voltage to the liquid crystal element P12 in the first embodiment of the present invention. A voltage source X1 applies a voltage V to the extraction electrode P6T at the upper end of the liquid crystal element P12. T And the voltage -V is applied to the take-out electrode P7B at the lower end by the voltage source X2. B Apply. Further, the left and right extraction electrodes P5L and P5R of the liquid crystal element P12 are supplied with a voltage V by a variable voltage source X3. LR Apply.
[0057]
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the voltage applied to the liquid crystal layer of the liquid crystal element P12 and the change in the retardation state. The voltage applied to the liquid crystal layer is a negative voltage value (threshold voltage: V TH ) Is lower, the retardation state of the liquid crystal element P12 becomes “state 1”, and a positive voltage value (threshold voltage: V TH ) Is higher, the retardation state of the liquid crystal element P12 is “state 2”. When a voltage between positive and negative threshold voltages is applied to the liquid crystal layer, the retardation state of the liquid crystal element P12 is changed from “state 1” to “state 2” or from “state 2” to “state”. This is a “transition state” in which the state is changed to “1”.
[0058]
FIG. 11A is a diagram showing the vertical position of the liquid crystal element P12 and the voltages of the transparent electrode layers P3 and P4 in the first embodiment. In FIG. 11A, a line Z1 indicates the vertical position and voltage of the transparent electrode layer P4. Lines Z2, Z3, and Z4 indicate that the voltage of the variable voltage source X3 in FIG. Z2 , V Z3 And V Z4 The vertical position and voltage of the transparent electrode layer P3 are shown.
[0059]
FIG. 11B shows the voltage V of the variable voltage source X3. LR It is a figure which shows about the vertical screen position of the liquid crystal element P12 by and, and its retardation state. Voltage V LR Is the voltage at the intersection of lines Z1 and Z2, Z1 and Z3, and Z1 and Z4 in FIG. 11A, the voltage applied to the liquid crystal layer is zero. This voltage is zero or positive or negative threshold voltage V TH (2 * V TH ) Becomes a “transition state”, “state 1” at a voltage lower than “transition state”, and “state 2” at a higher voltage. For example, “State 1” transmits light incident on the liquid crystal element P12 as it is, and “State 2” emits light incident on the liquid crystal element P12 in a twisted state by 90 degrees.
[0060]
As described above, in this first embodiment, the voltage V3 of the variable voltage source X3. LR By controlling the retardation, the retardation state can be changed in the vertical direction of the liquid crystal element P12. Specifically, by changing the retardation state, retardation of almost half wavelength is performed on the light incident on the liquid crystal element P12, and the incident light is emitted in a state twisted by 90 degrees, or the liquid crystal element P12 It becomes zero retardation for the light incident on the light, and the incident light is emitted as it is.
[0061]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 12 is a diagram showing a voltage application method to the liquid crystal element P12 according to the second embodiment, in which the voltage application method to the liquid crystal element P12 in the first embodiment is changed. A voltage source X1 applies a voltage V to the extraction electrode P6T at the upper end of the liquid crystal element P12. T And the voltage V is applied to the extraction electrode P7B at the lower end by the variable voltage source BB2. B Apply. Further, the extraction electrodes P5L and P5R at the left end and the right end of the liquid crystal element P12 are supplied with a voltage VB by a voltage source BB3. LR Apply.
[0062]
FIG. 13A is a diagram illustrating the vertical screen position of the liquid crystal element P12 and the voltages of the transparent electrode layers P3 and P4 in the second embodiment. In FIG. 13A, a line CC1 indicates the vertical screen position and voltage of the transparent electrode layer P3. The lines CC2, CC3, and CC4 are connected to the voltage V of the variable voltage source BB2 in FIG. B Are each -V T ,-(V T / 2), 0, V T / 2 and V T The vertical position and voltage of the transparent electrode layer P4 are shown.
[0063]
FIG. 13B shows the voltage V of the variable voltage source BB2. B It is a figure which shows about the vertical position of the liquid crystal element P12 by, and its retardation state. Voltage V of variable voltage source BB2 B Is the same as the voltage at the intersection of lines CC1 and CC2, CC1 and CC3, CC1 and CC4, and CC1 and CC5 in FIG. 13A, the voltage applied to the liquid crystal layer becomes zero. From this voltage 0 state, positive or negative threshold voltage V TH (2 * V TH ) Becomes a “transition state”, “state 1” at a voltage lower than “transition state”, and “state 2” at a higher voltage.
[0064]
As described above, in the second embodiment, the voltage V of the variable voltage source BB2 B By controlling the retardation, the retardation state can be changed in the vertical direction of the liquid crystal element P12. Specifically, by changing the retardation state, retardation of almost half wavelength is performed on the light incident on the liquid crystal element P12, and the incident light is emitted in a state twisted by 90 degrees, or the liquid crystal element P12 It becomes zero retardation for the light incident on the light, and the incident light is emitted as it is.
[0065]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 14 is a diagram illustrating voltage waveforms applied to the upper electrode P6 and the lower electrode P7 to the liquid crystal element P12 of the third embodiment, in which the voltage application method to the liquid crystal element P12 in the first embodiment is changed. is there.
[0066]
14A shows the pulse voltage waveform applied to the upper connection terminal P6 of the transparent electrode P4 of the liquid crystal element P12 in FIG. 1, and FIG. 14B shows the pulse voltage waveform applied to the lower connection terminal P7. is there. Further, the upper electrode driving pulse (FIG. 14A) and the upper electrode driving pulse (FIG. 14B) have a phase difference (time difference: t 2 -T 1 )have.
[0067]
FIG. 15 shows the inside of the transparent electrode P4 divided by the resistance component of the transparent electrode layer P4 when the two drive voltage waveforms shown in FIG. 14 are applied from the upper connection terminal P6 and the lower connection terminal P7 of the liquid crystal element P12. FIG. 7 is a diagram illustrating the voltages of the five observation points in FIG. 6.
[0068]
14 and 15, two horizontal broken lines indicate the threshold voltage (−V of the retardation state change of the liquid crystal element P12. TH And V TH ).
[0069]
16 shows the retardation of the liquid crystal element P12 at the five observation points in FIG. 6 when the two drive voltage waveforms shown in FIG. 14 are applied from the upper connection terminal P6 and the lower connection terminal P7 of the liquid crystal element P12. It is a figure which shows a state about the case where there is no transient response state of a liquid crystal element (upper stage), and the case where there exists a transient response state (lower stage).
[0070]
In FIG. 16, the transient response state is “while the retardation state of the liquid crystal element P12 changes from“ state 1 ”to“ state 2 ”, or while the state changes from“ state 2 ”to“ state 1 ”. It is the time that is “transition state”.
[0071]
FIG. 17 is a diagram continuously showing the retardation state of the liquid crystal element P12 at the five observation points in FIG. 6 shown in FIG. 16 in the vertical direction.
[0072]
In the third embodiment, as shown in FIG. 17, a pulse that gives the start timing of the “transition state” of the upper and lower retardation states of the liquid crystal element P12 to the upper connection terminal P6 and the lower connection terminal P7 of the liquid crystal element P12. Since it can be delayed by the phase difference of the voltage waveform, it is possible to control so that the light emitting state region of the image source A38 shown in FIG. 31 and the transient state region of the retardation state change of the liquid crystal element P12 do not overlap. That is, it can be controlled so that the afterglow time region of FIG. 31 and the transition state region of FIG. 17 do not overlap. Therefore, it is possible to realize a field sequential color display system P10 using the liquid crystal element P12 having no dividing line.
[0073]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 18 is a diagram illustrating voltage waveforms applied to the upper electrode P6 and the lower electrode P7 to the liquid crystal element P12 according to the fourth embodiment, and voltage application to the liquid crystal element P12 according to the first embodiment. It is a modified method.
[0074]
FIG. 18A shows a pulse voltage waveform applied to the upper connection terminal P6 of the transparent electrode P4 of the liquid crystal element P12 in FIG. 1, and FIG. 18B also shows a triangular wave voltage that changes with time applied to the lower connection terminal P7. It is the figure which showed the waveform.
[0075]
FIG. 19 shows the inside of the transparent electrode P4 divided by the resistance component of the transparent electrode layer P4 when the two drive voltage waveforms shown in FIG. 18 are applied to the upper connection terminal P6 and the lower connection terminal P7 of the liquid crystal element P12. FIG. 7 is a diagram illustrating the voltages of the five observation points in FIG. 6.
[0076]
In FIG. 19 and FIG. 18, two broken lines in the horizontal direction indicate the threshold voltage (−V of the retardation state change of the liquid crystal element P12. TH And V TH ).
[0077]
20 shows the retardation of the liquid crystal element P12 at the five observation points in FIG. 6 when the two drive voltage waveforms shown in FIG. 18 are applied to the upper connection terminal P6 and the lower connection terminal P7 of the liquid crystal element P12. It is the figure which showed the state about the case where there is no transient response state of a liquid crystal element (upper stage), and the case where there exists a transient response state (lower stage).
[0078]
In FIG. 20, the transient response state is a time during which the retardation state of the liquid crystal element P12 is “transition state” while the state changes from “state 1” to “state 2” or from “state 2” to “state 1”. That's it.
[0079]
FIG. 21 is a diagram continuously showing the retardation state of the liquid crystal element P12 at the five observation points in FIG. 6 shown in FIG. 20 in the vertical direction.
[0080]
In the fourth embodiment, the start timing of the “transition state” of the upper and lower retardation states of the liquid crystal element P12 is given to the upper connection terminal P6 of the liquid crystal element P12 as a pulse voltage waveform, and further to the lower connection terminal P7. By giving a triangular wave voltage waveform that changes with time, a difference is caused in the voltage applied to the upper and lower liquid crystal layers, and as shown in FIG. 21, the “transition state” of the upper and lower retardation states of the liquid crystal element P12. As in the third embodiment, the light emission state region of the image source A38 and the transient state region of the retardation state change of the liquid crystal element P12 shown in FIG. 31 can be controlled so as not to overlap with each other. It becomes possible. Therefore, it is possible to realize a field sequential color display system P10 using the liquid crystal element P12 having no dividing line.
[0081]
Furthermore, in the fourth embodiment, since the transition state region of the retardation state change of the liquid crystal element P12 can be controlled by the voltage difference between the voltages applied to the upper connection terminal P6 and the lower connection terminal P7, a triangular wave applied to the lower connection terminal P7. By changing the voltage change time (slope of the triangular wave) of the voltage, the moving time from the upper part to the lower part of the transition state region of the retardation state change of the liquid crystal element P12 can be changed, and the control thereof becomes possible. The light emission state region of the image source A38 and the transient state region of the retardation state change of the liquid crystal element P12 can be accurately controlled.
[0082]
Embodiment 5 FIG.
FIG. 22 is a diagram showing voltage waveforms applied to the upper electrode P6 and the lower electrode P7 to the liquid crystal element P12 according to the fifth embodiment, and voltage application to the liquid crystal element P12 according to the fourth embodiment. It is a modified method.
[0083]
22A is a pulse voltage waveform applied to the upper connection terminal P6 of the transparent electrode P4 of the liquid crystal element P12 in FIG. 1, and FIG. 22B is a triangular wave voltage waveform that similarly changes with time applied to the lower connection terminal P7. is there. As in the third embodiment, there is t between the pulse voltage waveform at the upper connection terminal P6 and the triangular wave voltage waveform at the lower connection terminal P7. twenty one -T twenty two The phase difference is given. If this phase difference is further increased, the start of the state change of the lower part of the liquid crystal element P12 can be further delayed.
[0084]
Embodiment 6 FIG.
FIG. 23 is a diagram illustrating voltage waveforms applied to the upper electrode P6, the lower electrode P7, and the left and right electrodes P5 to the liquid crystal element P12 according to the sixth embodiment, and the liquid crystal element according to the second embodiment. The voltage application method to P12 is changed.
[0085]
FIG. 23 (a) shows a pulse voltage waveform applied to the upper connection terminal P6 of the transparent electrode P4 of the liquid crystal element P12 in FIG. 1, and FIG. 23 (b) shows a pulse voltage waveform applied to the lower connection terminal P7. FIG. 6C is a diagram showing a triangular wave voltage waveform that changes with time applied to the left and right electrodes P5.
[0086]
When a voltage waveform as shown in FIG. 23 is applied to the liquid crystal element P12, the voltage applied to the liquid crystal layer of the liquid crystal element P12 can be changed with time, so that it can be seen from FIGS. 13A and 13B. Thus, the retardation state can be continuously changed in the vertical direction.
[0087]
In the sixth embodiment, a liquid crystal element is obtained by a pulse voltage waveform applied to the upper connection terminal P6 and the lower connection terminal P7 of the transparent electrode P4 of the liquid crystal element P12 and a triangular wave voltage waveform that changes with time applied to the left and right electrodes P5. Since the start timing of the “transition state” of the upper and lower retardation states of P12 can be controlled, the light emission state region of the image source A38 and the transient state region of the retardation state change of the liquid crystal element P12 shown in FIG. It is possible to control so as not to become. Therefore, it is possible to realize a field sequential color display system P10 using the liquid crystal element P12 having no dividing line.
[0088]
Embodiment 7 FIG.
FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a configuration of a stereoscopic image display system according to the seventh embodiment of the present invention. This system uses the same liquid crystal element and colorless polarizing filter as in the first embodiment, and uses the same control drive method as that in any of the first to sixth embodiments for liquid crystal. Operate the element. In this stereoscopic image display system, a right-eye image or a left-eye image is switched and displayed by switching the polarization state (horizontal polarization, vertical polarization) of the image. Then, using an eyeglass made up of a right-eye polarizing filter Z18R (for example, horizontally polarized light) and a left-eye polarizing filter Z18L (for example, vertically polarized light) using a colorless polarizing filter, the image from the image output device is used for the right eye or the left eye. It is configured to be separated into video for use. A video viewer can use the glasses or the like to capture the video displayed on the video output device as a stereoscopic image.
[0089]
In the system configured as described above, by using the liquid crystal element and the control driving method according to the first embodiment described above, a stereoscopic image can be displayed using a liquid crystal element without a separation line.
[0090]
【The invention's effect】
In the liquid crystal optical switch device according to the first aspect of the present invention, the voltage application means applies different voltages to the extraction electrodes at the upper end and the lower end to generate a vertical voltage tendency in the transparent electrode, and the left end and the right end The external electrodes are connected externally, the voltage in the transparent electrode is the same voltage in the left-right direction, and the voltage applied to the liquid crystal layer sandwiched between the two transparent electrode layers is different in the vertical direction. The change state of the liquid crystal element can be made different in the vertical direction without separating the liquid crystal element.
[0091]
In the liquid crystal optical switch device according to claim 2 of the present invention, the voltage application means changes the voltage applied to the extraction electrode at the upper end portion or the lower end portion so that the voltage applied to the liquid crystal layer is different in the vertical direction. Thus, the controllability of the voltage in the vertical direction can be improved, and the controllability of the change state in the vertical direction of the liquid crystal element can be improved.
[0092]
In the liquid crystal optical switch device according to claim 3 of the present invention, the voltage application means changes the voltage applied to the extraction electrodes at the left end portion and the right end portion connected externally, thereby changing the voltage applied to the liquid crystal layer in the vertical direction. By using different voltages, the controllability of the voltage in the vertical direction can be improved, and the controllability of the change state in the vertical direction of the liquid crystal element can be improved.
[0093]
In the liquid crystal optical switch device according to claim 4 of the present invention, the voltage application means changes the voltage applied to the extraction electrode at the upper end or the lower end, and applies it to the extraction electrode at the left end and the right end connected externally. By changing the voltage so that the voltage applied to the liquid crystal layer is different in the vertical direction, the accuracy of controlling the voltage in the vertical direction is improved, and the accuracy of controlling the change state in the vertical direction of the liquid crystal element is improved. Can be made.
[0094]
In the liquid crystal optical switch device according to claim 5 of the present invention, the voltage applying means applies pulse voltages having different phases to the extraction electrodes at the upper end and the lower end, and the pulse voltage waveform at the upper end electrode and the pulse voltage at the lower end electrode. By changing the voltage applied to the liquid crystal layer according to the phase difference of the waveform to a voltage having different temporal changes in the vertical direction, the pulse voltage waveform and the phase difference are set appropriately, and the retardation state change of the liquid crystal optical switch device It can be controlled so that the area and the light emitting area of the scanning video output means do not overlap.
[0095]
In the liquid crystal optical switch device according to the sixth aspect of the present invention, the voltage applying means applies a pulse voltage to the extraction electrode at the upper end, and applies a triangular wave voltage whose voltage changes with time to the extraction electrode at the lower end, By appropriately setting the pulse voltage waveform and the triangular wave voltage waveform, the retardation state change region of the liquid crystal optical switch device, and the scanning video output It can control so that the light emission area | region of a means does not overlap.
[0096]
In the liquid crystal optical switch device according to claim 7 of the present invention, the voltage applying means applies a pulse voltage to the extraction electrode at the upper end, and applies a triangular wave voltage whose voltage changes with time to the extraction electrode at the lower end. By giving a voltage waveform and a phase difference, and setting the voltage applied to the liquid crystal layer to a voltage having different temporal changes in the vertical direction, the pulse voltage waveform, the triangular wave voltage waveform and the phase difference are appropriately set, Control can be performed so that the retardation state changing region of the liquid crystal optical switch device does not overlap the light emitting region of the scanning video output means.
[0097]
In the liquid crystal optical switch device according to claim 8 of the present invention, the voltage applying means applies a triangular wave voltage whose voltage changes with time to the extraction electrodes at the left end and the right end connected externally, and is applied to the liquid crystal layer. By setting different voltages in the vertical direction, it is possible to control the start timing of the transition state of the retardation state in the retardation state change direction of the liquid crystal optical switch device, and the retardation state change region of the liquid crystal optical switch device The light emission areas of the scanning video output means can be controlled so as not to overlap.
[0098]
In the driving method of the liquid crystal optical switch device according to the ninth aspect of the present invention, different voltages are applied to the extraction electrodes at the upper end and the lower end, a vertical voltage tendency is generated in the transparent electrode, and the left end and the right end are shifted. By connecting the extraction electrode externally, the voltage in the transparent electrode is the same voltage in the left-right direction, and the voltage applied to the liquid crystal layer sandwiched between the two transparent electrode layers is a different voltage in the vertical direction. The change state of the liquid crystal element can be made different in the vertical direction without separating the elements.
[0099]
In the liquid crystal optical switch device according to the tenth aspect of the present invention, the voltage applied to the liquid crystal layer is changed in the vertical direction by changing the voltage applied to the extraction electrode at the upper end portion or the lower end portion. The controllability of the voltage can be improved, and the controllability of the change state in the vertical direction of the liquid crystal element can be improved.
[0100]
In the liquid crystal optical switch device according to the eleventh aspect of the present invention, the voltage applied to the extraction electrodes at the left end and the right end connected externally is changed so that the voltage applied to the liquid crystal layer is different in the vertical direction. Thus, the controllability of the voltage in the vertical direction can be improved, and the controllability of the change state in the vertical direction of the liquid crystal element can be improved.
[0101]
Further, in the stereoscopic image display device according to claim 12 of the present invention, the voltage applying means gives different voltages to the extraction electrodes at the upper end and the lower end of the transparent electrode layer, and the vertical voltage tendency in the transparent electrode layer is exhibited. The left and right extraction electrodes are connected externally, the voltage in the transparent electrode layer is set to the same voltage in the left-right direction, and the voltage applied to the liquid crystal layer sandwiched between the two transparent electrode layers is changed up and down. Displaying a stereoscopic image using a liquid crystal element capable of making the change state of the liquid crystal element different without separating the liquid crystal element as the first and second liquid crystal optical switch means by setting different voltages depending on directions. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a field sequential color display system using a liquid crystal optical switch device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the liquid crystal element according to the first embodiment of the invention.
FIG. 3 is a side sectional view of the liquid crystal element according to the first embodiment of the invention.
FIG. 4 is a bottom cross-sectional view of the liquid crystal element according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an electrical equivalent circuit of the liquid crystal element according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an extraction electrode and observation points at the left and right central portions of the liquid crystal element according to the first embodiment of the invention.
FIG. 7 is a diagram showing an electrical equivalent circuit between an upper extraction electrode and a lower extraction electrode of the liquid crystal element according to the first embodiment of the present invention, and a voltage at an observation point.
FIG. 8 is a diagram showing an electrical equivalent circuit between left and right extraction electrodes of the liquid crystal element according to the first embodiment of the invention.
FIG. 9 is a diagram showing a method for applying a voltage to the liquid crystal element according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a voltage applied to a liquid crystal layer and a change in retardation state of the liquid crystal element according to the first embodiment of the invention.
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the vertical position of the liquid crystal element and the voltage of the transparent electrode layer and the relationship between the vertical position of the liquid crystal element due to the voltage of the variable voltage source and the retardation state in the first embodiment of the present invention. .
FIG. 12 is a diagram illustrating a method for applying a voltage to a liquid crystal element according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the vertical position of the liquid crystal element and the voltage of the transparent electrode layer and the relationship between the vertical position of the liquid crystal element due to the voltage of the variable voltage source and the retardation state according to the second embodiment of the present invention; It is.
FIG. 14 is a diagram showing voltage waveforms applied to an upper electrode and a lower electrode of a liquid crystal element according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram illustrating voltages in a transparent electrode layer to which an upper connection terminal and a lower connection terminal of a liquid crystal element according to a third embodiment of the present invention are connected at five observation points.
FIG. 16 is a diagram illustrating a retardation state of a liquid crystal element according to a third embodiment of the present invention at five observation points.
FIG. 17 is a diagram continuously showing a retardation state of a liquid crystal element in a third embodiment of the present invention in the vertical direction.
FIG. 18 is a diagram illustrating voltage waveforms applied to an upper electrode and a lower electrode of a liquid crystal element according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a diagram illustrating voltages in a transparent electrode layer to which an upper connection terminal and a lower connection terminal of a liquid crystal element are connected according to a fourth embodiment of the present invention at five observation points.
FIG. 20 is a diagram showing the retardation state of the liquid crystal element in the fourth embodiment of the present invention at five observation points.
FIG. 21 is a diagram continuously showing a retardation state of a liquid crystal element in a fourth embodiment of the present invention in the vertical direction.
FIG. 22 is a diagram showing voltage waveforms applied to an upper electrode and a lower electrode of a liquid crystal element according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a diagram illustrating voltage waveforms applied to an upper electrode, a lower electrode, and left and right electrodes of a liquid crystal element according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a diagram showing a configuration of a stereoscopic image display system according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a diagram showing a configuration of a field sequential color display system using a liquid crystal optical switch device according to Conventional Example 1.
FIG. 26 is a timing chart showing a control signal for driving a liquid crystal cell segment, a drive signal, a state of the cell segment, and a display state of the color display system.
FIG. 27 is a plan view of a liquid crystal element constituting a color display system.
FIG. 28 is a side sectional view of a liquid crystal element.
FIG. 29 is a diagram illustrating horizontal scanning of a raster of an image source.
FIG. 30 is a diagram illustrating vertical scanning of a raster of an image source.
FIG. 31 is a diagram showing a vertical screen position and a light emission state in consideration of vertical scanning of an image source and afterglow time of a phosphor screen.
32 is a diagram showing a vertical screen position and a light emission state when the liquid crystal element is controlled to be divided into upper and lower parts in Conventional Example 1. FIG.
FIG. 33 is a diagram showing a vertical screen position and a light emission state region when an image source of a color display system is enlarged in Conventional Example 1.
34 is a diagram showing a vertical screen position and a light emission state region when the number of divisions of the liquid crystal element is increased in Conventional Example 1. FIG.
FIG. 35 is a diagram showing a configuration of a color display system including a liquid crystal element using a ferroelectric liquid crystal material according to Conventional Example 2.
FIG. 36 is a diagram showing a vertical screen position and a light emission state when applied to a color display system in Conventional Example 2.
FIG. 37 is a diagram showing a vertical screen position and a light emitting state region in the case where the liquid crystal element is divided into two cell segments in Conventional Example 2.
[Explanation of symbols]
A38 image source, P12 liquid crystal element, A14 color selection filter, A16 colorless polarizing filter, P3, P4 transparent electrode layer, P7 liquid crystal material (liquid crystal layer), P1, P2 transparent substrate, P5L, P5R, P6T extraction electrode.

Claims (12)

走査型映像出力手段の前面に配置され、該走査型映像出力手段からの出射光の制限を行なう液晶光学スイッチ装置であって、
対向する2つの透明電極層と、
一方の前記透明電極層の上端部及び下端部に設けられた取り出し電極と、
他方の前記透明電極層の左端部及び右端部に設けられた取り出し電極と、
前記透明電極層の上端部及び下端部の取り出し電極に異なる電圧を与え、前記透明電極層内で上下方向の電圧傾向を発生させ、前記左端部及び右端部の取り出し電極を外部で接続して、前記透明電極層内の電圧を左右方向では同電圧として、前記2つの透明電極層に挟まれた液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とする電圧印加手段と
を備えることを特徴とする液晶光学スイッチ装置。
A liquid crystal optical switch device disposed on the front surface of the scanning image output means and restricting light emitted from the scanning image output means,
Two opposing transparent electrode layers;
An extraction electrode provided on the upper end and lower end of one of the transparent electrode layers;
An extraction electrode provided at the left end and the right end of the other transparent electrode layer;
Applying different voltages to the extraction electrodes at the upper and lower ends of the transparent electrode layer, generating a vertical voltage tendency in the transparent electrode layer, connecting the extraction electrodes at the left end and the right end outside, Voltage applying means for setting the voltage in the transparent electrode layer to the same voltage in the left-right direction, and setting the voltage applied to the liquid crystal layer sandwiched between the two transparent electrode layers to different voltages in the vertical direction. Liquid crystal optical switch device.
前記電圧印加手段は、前記上端部又は下端部の取り出し電極に与える電圧を変化させることにより、前記液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることを特徴とする請求項1記載の液晶光学スイッチ装置。2. The voltage application unit according to claim 1, wherein the voltage applied to the liquid crystal layer is changed in a vertical direction by changing a voltage applied to the extraction electrode at the upper end or the lower end. Liquid crystal optical switch device. 前記電圧印加手段は、前記外部で接続された左端部及び右端部の取り出し電極に与える電圧を変化させることにより、前記液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることを特徴とする請求項1記載の液晶光学スイッチ装置。The voltage application unit is configured to change the voltage applied to the extraction electrodes at the left end and the right end connected to the outside so that the voltage applied to the liquid crystal layer is different in the vertical direction. The liquid crystal optical switch device according to claim 1. 前記電圧印加手段は、前記上端部又は下端部の取り出し電極に与える電圧を変化させ、かつ外部で接続された左端部及び右端部の取り出し電極に与える電圧を変化させることにより、前記液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることを特徴とする請求項1記載の液晶光学スイッチ装置。The voltage applying means is applied to the liquid crystal layer by changing a voltage applied to the extraction electrode at the upper end portion or the lower end portion and changing a voltage applied to the extraction electrode at the left end portion and the right end portion connected externally. 2. The liquid crystal optical switch device according to claim 1, wherein the applied voltages are different in the vertical direction. 前記電圧印加手段は、前記上端部及び下端部の取り出し電極に位相の異なるパルス電圧を与え、上端部電極のパルス電圧波形及び下端部電極のパルス電圧波形の位相差により、前記液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる時間変化を有する電圧とすることを特徴とする請求項2記載の液晶光学スイッチ装置。The voltage applying means applies pulse voltages having different phases to the extraction electrodes at the upper end and the lower end, and is applied to the liquid crystal layer by a phase difference between the pulse voltage waveform of the upper end electrode and the pulse voltage waveform of the lower end electrode. 3. The liquid crystal optical switch device according to claim 2, wherein the voltage is a voltage having different temporal changes in the vertical direction. 前記電圧印加手段は、前記上端部の取り出し電極にパルス電圧を与え、下端部の取り出し電極に時間と共に電圧が変化する三角波電圧を与えることにより、前記液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる時間変化を有する電圧とすることを特徴とする請求項2記載の液晶光学スイッチ装置。The voltage applying means applies a pulse voltage to the extraction electrode at the upper end, and applies a triangular wave voltage whose voltage changes with time to the extraction electrode at the lower end, so that the voltage applied to the liquid crystal layer varies in the vertical direction. 3. The liquid crystal optical switch device according to claim 2, wherein the voltage has a time change. 前記電圧印加手段は、前記上端部の取り出し電極にパルス電圧を与え、下端部の取り出し電極に時間と共に電圧が変化する三角波電圧を上端部電極のパルス電圧波形と位相差を持って与えることにより、前記液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる時間変化を有する電圧とすることを特徴とする請求項2記載の液晶光学スイッチ装置。The voltage applying means gives a pulse voltage to the extraction electrode at the upper end, and gives a triangular wave voltage whose voltage changes with time to the extraction electrode at the lower end with a phase difference from the pulse voltage waveform of the upper end electrode, 3. The liquid crystal optical switch device according to claim 2, wherein the voltage applied to the liquid crystal layer is a voltage having different temporal changes in the vertical direction. 前記電圧印加手段は、外部で接続された左端部及び右端部の取り出し電極に時間と共に電圧が変化する三角波電圧を与えることにより、前記液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることを特徴とする請求項3記載の液晶光学スイッチ装置。The voltage application means makes the voltage applied to the liquid crystal layer different in the vertical direction by applying a triangular wave voltage whose voltage changes with time to the left and right extraction electrodes connected externally. The liquid crystal optical switch device according to claim 3. 対向する2つの透明電極層と、一方の前記透明電極層の上端部及び下端部に設けられた取り出し電極と、他方の前記透明電極層の左端部及び右端部に設けられた取り出し電極とを有し、走査型映像出力手段の前面に配置され、該走査型映像出力手段からの出射光の制限を行なう液晶光学スイッチ装置の駆動方法であって、
前記上端部及び下端部の取り出し電極に異なる電圧を与え、前記透明電極内で上下方向の電圧傾向を発生させ、前記左端部及び右端部の取り出し電極を外部で接続して、前記透明電極内の電圧を左右方向では同電圧として、前記2つの透明電極層に挟まれた液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることを特徴とする駆動方法。
There are two opposing transparent electrode layers, an extraction electrode provided at the upper end and the lower end of one of the transparent electrode layers, and an extraction electrode provided at the left end and the right end of the other transparent electrode layer. And a driving method of a liquid crystal optical switch device which is disposed in front of the scanning video output means and limits the light emitted from the scanning video output means,
Applying different voltages to the extraction electrodes at the upper end and the lower end, generating a vertical voltage tendency in the transparent electrode, connecting the extraction electrodes at the left end and the right end externally, A driving method characterized in that the voltage is the same voltage in the left-right direction, and the voltage applied to the liquid crystal layer sandwiched between the two transparent electrode layers is a different voltage in the vertical direction.
前記上端部又は下端部の取り出し電極に与える電圧を変化させることにより、前記液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることを特徴とする請求項9記載の駆動方法。The driving method according to claim 9, wherein a voltage applied to the liquid crystal layer is changed in a vertical direction by changing a voltage applied to the extraction electrode at the upper end portion or the lower end portion. 前記外部で接続された左端部及び右端部の取り出し電極に与える電圧を変化させることにより、前記液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とすることを特徴とする請求項9記載の駆動方法。10. The drive according to claim 9, wherein the voltage applied to the liquid crystal layer is changed in the vertical direction by changing a voltage applied to the externally connected left and right extraction electrodes. Method. 右目用と左目用の画像を、それぞれ第1と第2の偏光状態で切り替えて表示する走査型映像出力手段と、
前記走査型映像出力手段からの第1の偏向状態の出射光の制限を行う第1の液晶光学スイッチ手段と、
前記走査型映像出力手段からの第2の偏向状態の出射光の制限を行う第2の液晶光学スイッチ手段と、
前記第1及び第2の液晶光学スイッチに設けられた対向する2つの透明電極層と、
一方の前記透明電極層の上端部及び下端部に設けられた取り出し電極と、
他方の前記透明電極層の左端部及び右端部に設けられた取り出し電極と、
前記透明電極層の上端部及び下端部の取り出し電極に異なる電圧を与え、前記透明電極層内で上下方向の電圧傾向を発生させ、前記左端部及び右端部の取り出し電極を外部で接続して、前記透明電極層内の電圧を左右方向では同電圧として、前記2つの透明電極層に挟まれた液晶層に印加される電圧を上下方向で異なる電圧とする電圧印加手段と
を備えることを特徴とする立体画像表示装置。
Scanning video output means for switching the right-eye image and the left-eye image in the first and second polarization states, respectively;
First liquid crystal optical switch means for limiting the outgoing light in the first deflection state from the scanning image output means;
Second liquid crystal optical switch means for limiting the outgoing light in the second deflection state from the scanning image output means;
Two opposing transparent electrode layers provided in the first and second liquid crystal optical switches;
An extraction electrode provided on the upper end and lower end of one of the transparent electrode layers;
An extraction electrode provided at the left end and the right end of the other transparent electrode layer;
Applying different voltages to the extraction electrodes at the upper and lower ends of the transparent electrode layer, generating a vertical voltage tendency in the transparent electrode layer, connecting the extraction electrodes at the left end and the right end outside, Voltage applying means for setting the voltage in the transparent electrode layer to the same voltage in the left-right direction, and setting the voltage applied to the liquid crystal layer sandwiched between the two transparent electrode layers to different voltages in the vertical direction. 3D image display device.
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