JP4154227B2

JP4154227B2 - Image display device and method of manufacturing image display device

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Publication number: JP4154227B2
Application number: JP2002377148A
Authority: JP
Inventors: 定男井置; 三治有沢; 誠次郎富田
Original assignee: Arisawa Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Arisawa Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2022-12-26
Also published as: JP2004205956A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は画像表示装置に関し、特に、観察者が特別なメガネをかけることなく立体視することができる三次元画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来三次元画像表示装置は、光源の前面左右に偏光方向が直交する右眼用偏光フィルタ部と左眼用偏光フィルタ部とを配置し、この各フィルタ部を通過した各光をフレネルレンズで平行光として液晶表示素子に照射し、この液晶表示素子の両面の偏光フィルタのそれぞれを、１水平ライン毎に互いに直交する直線偏光フィルタライン部を交互に配置し、且つ、光源側と観察側の対向する直線偏光フィルタライン部を直交する偏光方向とし、液晶表示素子の液晶表示パネルには２枚の偏光フィルタの透光ラインに合わせて１水平ライン毎に右眼用と左眼用の映像情報を交互に表示する構成であった。また、光源側の偏光フィルタを１水平ライン毎に互いに直交する直線偏光フィルタライン部を交互に配置し、観察側の偏光フィルタを光源側の偏光フィルタの一方の直線偏光フィルタライン部を有する直線偏光フィルタとし、液晶表示素子の液晶表示パネルには光源側の偏光フィルタの透光ラインに合わせて１水平ライン毎に右眼用と左眼用の映像情報を交互に表示する構成であった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
右目用画像及び左目用画像を表示する画像表示装置と、アクティブバリアストライプを発生するバリア発生装置とを備える３次元画像表示装置において、画像表示用液晶パネル上に、バリア発生素子を設け、バリア発生素子のバリア層を、熱により光透過状態と光不透過状態とが可逆的に変化する有機化合物やコレステリック液晶材料などを用いて形成して、３次元画像を観察することができる適視距離を短くし、より立体視を容易にすることも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−６３１９９号公報
【特許文献２】
特開平８−１０６０７０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の画像表示装置では、左眼画像となるか右眼画像となるかは、直線偏光フィルタライン部と液晶表示パネルとの位置関係で定まる。すなわち、左目に光を到達させる直線偏光フィルタライン部を、液晶表示パネルの左眼画像が表示されている水平ラインと重ね、右目に光を到達させる直線偏光フィルタライン部を、液晶表示パネルの右眼画像が表示されている水平ラインと重ねる必要がある。この位置がずれると、左眼画像と右眼画像とが逆になり、左右眼視差が逆方向に生じ、画像の飛び出しと引っ込みが逆転してしまう。このため、製造工程において、直線偏光フィルタライン部と液晶表示パネルとの相互位置を正確に合わせて、画像表示装置を組み立てる必要があった。
【０００６】
本発明は、観察者が特別なメガネをかけることなく立体視をすることができる三次元画像表示装置において、直線偏光フィルタライン部と液晶表示パネルとの相互位置を正確に合わせる必要がなく、組立工程を簡素化することができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、画像を表示する第１の液晶表示パネルと、偏光が特定されない光を放射する発光素子と、前記発光素子が放射した光を偏光が揃った状態で出力する偏光フィルタと、異なる偏光の光を左右各々の目に到達する方向に屈折させる光学手段と、から構成される光源と、前記光源と前記第１の液晶表示パネルの間に配置され、透過する光の偏光軸を回転させることによって透過する光の位相を変化する領域と、透過する光の偏光軸を回転させないことによって透過する光の位相を変更しない領域とを含む第２の液晶表示パネルと、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとの間に配置され、前記第２の液晶表示パネルを透過した特定の偏光の光を透過させる偏光板と、を備える画像表示装置であって、前記光源は、前記偏光フィルタの右側領域により前記特定の偏光と直交する偏光の光を出射する第１の光源と、前記偏光フィルタの左側領域により前記特定の偏光の光を出射する第２の光源と、から構成され、前記第２の液晶表示パネルは、電圧を印加しないで液晶分子がツイスト配列することによって透過する光の偏光軸を回転させる第１領域と、電圧を印加して液晶分子が垂直配列することによって透過する光の偏光軸を回転させない第２領域と、を構成し、前記第１領域と前記第２領域とを繰り返し設けるとともに、該第１領域と該第２領域とのピッチを前記第１の液晶表示パネルの表示単位と同一として、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとを重ね合わせた場合の相対的な位置を予め設定し、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとの相対的な位置が、予め設定した位置より前記第１の液晶表示パネルの一表示単位分ずれた場合は、前記第１領域に電圧を印加するとともに、前記第２領域に電圧を印加しないようにしたことを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとを動作させて、前記第１の液晶表示パネルに左眼画像と右眼画像とを表示し、当該画像表示装置の正面右側又は正面左側に設置したカメラによる撮影結果に基づいて、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとの相互位置が正常であるのか否かを判定することによって、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとの相対位置が判定されることを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、画像を表示する第１の液晶表示パネルと、偏光が特定されない光を照射する発光素子と、前記発光素子が放射した光を偏光が揃った状態で出力する偏光フィルタと、異なる偏光の光を左右各々の目に到達する方向に屈折させる光学手段と、から構成される光源と、前記光源と前記第１の液晶表示パネルの間に配置され、透過する光の偏光軸を回転させることによって透過する光の位相を変化する領域と、透過する光の偏光軸を回転させないことによって透過する光の位相を変更しない領域とを含む第２の液晶表示パネルと、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとの間に配置され、前記第２の液晶表示パネルを透過した特定の偏光の光を透過させる偏光板と、を備える画像表示装置の製造方法であって、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとを重ね合わせる工程と、前記重ね合わされた前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとを動作させ、前記第１の液晶表示パネルに左眼画像又は右眼画像の片側の画像のみを表示し、前記第２の液晶表示パネルの特定の領域に電圧を印加した状態で前記第１液晶表示パネルに表示した前記片側の画像が左右いずれの方向に到達するかを測定して該第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとの位置関係を検出する検出工程と、前記第１の液晶表示パネルに表示された画像を前記第２の液晶表示パネルを透過して見たときの、前記片側の画像が予定した方向に到達しているか否かを判定する画像判定工程と、前記画像判定工程によって、前記片側の画像が予定した方向に到達していないと判定されたときは、前記電圧を印加していた特定の領域に電圧を印加せず、電圧を印加していなかった領域に電圧を印加する位相差変更工程と、前記位相差変更工程によって前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとの相互位置が正常となった場合に、前記第２の液晶表示パネルの偏光特性を設定する工程と、からなることを特徴とする。
【００１６】
【発明の作用および効果】
第１の発明では、画像を表示する第１の液晶表示パネルと、偏光が特定されない光を放射する発光素子と、前記発光素子が放射した光を偏光が揃った状態で出力する偏光フィルタと、異なる偏光の光を左右各々の目に到達する方向に屈折させる光学手段と、から構成される光源と、前記光源と前記第１の液晶表示パネルの間に配置され、透過する光の偏光軸を回転させることによって透過する光の位相を変化する領域と、透過する光の偏光軸を回転させないことによって透過する光の位相を変更しない領域とを含む第２の液晶表示パネルと、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとの間に配置され、前記第２の液晶表示パネルを透過した特定の偏光の光を透過させる偏光板と、を備える画像表示装置であって、前記光源は、前記偏光フィルタの右側領域により前記特定の偏光と直交する偏光の光を出射する第１の光源と、前記偏光フィルタの左側領域により前記特定の偏光の光を出射する第２の光源と、から構成され、前記第２の液晶表示パネルは、電圧を印加しないで液晶分子がツイスト配列することによって透過する光の偏光軸を回転させる第１領域と、電圧を印加して液晶分子が垂直配列することによって透過する光の偏光軸を回転させない第２領域と、を構成し、前記第１領域と前記第２領域とを繰り返し設けるとともに、該第１領域と該第２領域とのピッチを前記第１の液晶表示パネルの表示単位と同一として、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとを重ね合わせた場合の相対的な位置を予め設定し、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとの相対的な位置が、予め設定した位置より前記第１の液晶表示パネルの一表示単位分ずれた場合は、前記第１領域に電圧を印加するとともに、前記第２領域に電圧を印加しないようにしたので、画像表示装置の組み立て後であっても、光源を選択することができ、第１の液晶表示パネルと第２の液晶表示パネルとの位置関係を厳密に定めなくても、第２の液晶表示パネルの偏光特性の設定によって位置ずれを補正することができ、第２の液晶表示パネルの貼付工程を簡素化することができる。
また、画像表示装置の組み立て後であっても、第２の液晶パネルによって、透過光の光源を選択することができる。
さらに、透過光の光源が固定された従来の微細位相差板と比べ、組み立て後に特性を設定することができる第２液晶表示パネルを微細位相差板として用いることで、光源の選択の自由度が大きくなる。
【００１７】
第２の発明では、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとを動作させて、前記第１の液晶表示パネルに左眼画像と右眼画像とを表示し、当該画像表示装置の正面右側又は正面左側に設置したカメラによる撮影結果に基づいて、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとの相互位置が正常であるのか否かを判定することによって、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとの相対位置が判定されるので、左右眼画像が予定した方向に到達しているか否かを判定することができる。
【００１８】
第３の発明では、画像を表示する第１の液晶表示パネルと、偏光が特定されない光を照射する発光素子と、前記発光素子が放射した光を偏光が揃った状態で出力する偏光フィルタと、異なる偏光の光を左右各々の目に到達する方向に屈折させる光学手段と、から構成される光源と、前記光源と前記第１の液晶表示パネルの間に配置され、透過する光の偏光軸を回転させることによって透過する光の位相を変化する領域と、透過する光の偏光軸を回転させないことによって透過する光の位相を変更しない領域とを含む第２の液晶表示パネルと、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとの間に配置され、前記第２の液晶表示パネルを透過した特定の偏光の光を透過させる偏光板と、を備える画像表示装置の製造方法であって、前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとを重ね合わせる工程と、前記重ね合わされた前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとを動作させ、前記第１の液晶表示パネルに左眼画像又は右眼画像の片側の画像のみを表示し、前記第２の液晶表示パネルの特定の領域に電圧を印加した状態で前記第１液晶表示パネルに表示した前記片側の画像が左右いずれの方向に到達するかを測定して該第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとの位置関係を検出する検出工程と、前記第１の液晶表示パネルに表示された画像を前記第２の液晶表示パネルを透過して見たときの、前記片側の画像が予定した方向に到達しているか否かを判定する画像判定工程と、前記画像判定工程によって、前記片側の画像が予定した方向に到達していないと判定されたときは、前記電圧を印加していた特定の領域に電圧を印加せず、電圧を印加していなかった領域に電圧を印加する位相差変更工程と、前記位相差変更工程によって前記第１の液晶表示パネルと前記第２の液晶表示パネルとの相互位置が正常となった場合に、前記第２の液晶表示パネルの偏光特性を設定する工程と、からなるので、画像表示装置の組み立て後に透過光の光源を選択することができ、第２の液晶表示パネルの貼付工程を簡素化することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態の画像表示装置の構成を示す説明図である。
【００２６】
光源１は、発光素子１０、偏光フィルタ１１及びフレネルレンズ１２によって構成されている。発光素子１０には白色発光ダイオード等の点状の発光源を横に並べて用いたり、冷陰極管等の線状の発光源を水平に配置して構成されており、偏光の特定されない（様々な偏光の光を含む）光を放射している。偏光フィルタ１１は右側領域１１ａと左側領域１１ｂとで透過する光の偏光が異なる（例えば、右側領域１１ａと左側領域１１ｂとで透過する光の偏光を９０度ずらす）ように設定されている。すなわち、光源１は、特定の偏光の光を液晶表示パネルに照射する第１の光源（発光素子１０、偏光フィルタの右側領域１１ａ）と、前記特定の偏光と直交する偏光の光を液晶表示パネルに照射する第２の光源とが一体となって構成されたものである。フレネルレンズ１２は一側面に同心円上の凹凸を有するレンズ面を有している。
【００２７】
発光素子１０から放射された光は、一定の偏光の光のみが偏光フィルタ１１を透過する。すなわち、発光素子１０から放射された光のうち、偏光フィルタ１１の右側領域１１ａを通過した光と、左側領域１１ｂを通過した光とが異なる偏光の光としてフレネルレンズ１２に照射される。後述するように、偏光フィルタ１１の右側領域１１ａを通過した光は観察者の左目に到達し、左側領域１１ｂを通過した光は観察者の右目に到達するようになっている。
【００２８】
なお、発光素子と偏光フィルタを用いなくても、異なる偏光の光を異なる位置から照射するように構成すればよく、例えば、異なる偏光の光を発生する二つの光源を設けて、異なる偏光の光を異なる位置から第２液晶表示パネル２に照射するように構成してもよい。
【００２９】
偏光フィルタ１１を透過した光はフレネルレンズ１２に照射される。フレネルレンズ１２は凸レンズであり、フレネルレンズ１２では発光素子１０から拡散するように放射された光の光路を屈折して略平行光として第２液晶表示パネル２を透過させて、偏光フィルタ１１を透過した光を第１液晶表示パネル４に照射する。
【００３０】
このとき、微細位相差板２から照射される光は、上下方向に広がることがないように出射され、第１液晶表示パネル４に照射される。すなわち、第２液晶表示パネル２の特定の領域（水平ライン）を透過した光が、第１液晶表示パネル４の特定の表示単位の部分（水平ライン）を透過するようになっている。
【００３１】
また、第１液晶表示パネル４に照射される光のうち、偏光フィルタ１１の右側領域１１ａを通過した光と左側領域１１ｂを通過した光とは、異なる角度でフレネルレンズ１２に入射し、フレネルレンズ１２で屈折して左右異なる経路で第１液晶表示パネル４から放射される。
【００３２】
第２液晶表示パネル２は、２枚の透明板（例えば、ガラス板）の間に所定の角度（例えば、９０度）捩れてツイスト配向された液晶が配置されており、例えば、ＴＦＴ型の液晶表示パネルを構成している。第２液晶表示パネル２に入射した光は、液晶に電圧が加わっていない状態では、入射光の偏光が９０度ずらして出射される。一方、液晶に電圧が加わっている状態では、液晶のねじれが解けるので、入射光はそのままの偏光で出射される。また、第２液晶表示パネル２と三次元画像が表示される第１液晶表示パネル４とは、垂直方向の画素ピッチ（水平ラインピッチ）が等しく構成されている。すなわち、この第２液晶表示パネル２の偏光特性の繰り返しは、第１液晶表示パネル４の表示単位と略同一のピッチとして、表示単位毎（すなわち、表示単位の横方向の水平ライン毎）に透過する光の偏光が異なるようにする。
【００３３】
第２液晶表示パネル２は、透過する光の位相を変える領域が、第１液晶表示パネル４の画素の垂直方向の配置間隔と略等しい微細な間隔で繰り返して配置されることになる。すなわち、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の画素ピッチと、第１液晶表示パネル４の画素ピッチとは垂直方向においては等しいので、第１液晶表示パネル４の垂直方向の画素ピッチ毎に第２液晶表示パネル２は偏光特性を変える。
【００３４】
具体的には、第２液晶表示パネル２のある領域の電極に電圧を印加して液晶表示パネルの厚み方向に液晶分子を配向させる。このように電圧を印加した領域では、第２液晶表示パネル２を透過する光の偏光軸は変化しない。一方、第２液晶表示パネル２は、電極に電圧を印加していない状態では、両面のガラス板に設けられた配向膜の特性に応じて液晶分子が配向しているので、第２液晶表示パネル２を透過する光は、その偏光軸を９０度回転させられて透過する。この透過光の位相を変え、偏光軸を回転させる領域２１と、透過光の位相を変えず、偏光軸を回転させないで透過する領域２２とが、第１液晶表示パネルの水平ラインピッチに等しい微細な間隔で繰り返して設けられている。
【００３５】
このように第２液晶表示パネル２は、特定の領域に電圧を印加することによって透過光の偏光軸を回転させる領域と、透過光の偏光軸を回転させない領域とを作り出し、透過光の偏光軸を回転させ、位相を変化させる微細位相差板として機能している。
【００３６】
入射光の偏光軸を回転させる領域２１は、右側領域１１ａを透過した光の偏光軸を９０度回転させて出射する。すなわち、右側領域１１ａを透過した光の偏光軸を９０度回転させて、左側領域１１ｂを透過する光の偏光と等しくする。また、領域２２は左側領域１１ｂを通過した、偏光板３と同一の偏光を有する光をそのまま透過し、領域２１は右側領域１１ａを通過した、偏光板３と偏光軸が直交した光を、偏光板３の偏光軸と等しくなるように回転させて出射する。
【００３７】
つまり、第２液晶表示パネル２の偏光特性の繰り返しは、液晶表示パネル４の表示単位と略同一のピッチとして、第１液晶表示パネル４の表示単位の水平ライン（走査線）毎に対応する微細位相差板の偏光特性が異なるようになって、水平ライン毎に異なる方向から放射される光が透過して、水平ライン毎に出射する光の方向が異なる。
【００３８】
または、第２液晶表示パネル２の偏光特性の繰り返しは、第１液晶表示パネル４の表示単位のピッチの整数倍のピッチとして、第２液晶表示パネル２の偏光特性が複数の表示単位毎（すなわち、複数の表示単位の水平ライン毎）に変わるようにして、複数の表示単位毎に透過する光の偏光が異なるように設定してもよい（例えば、図１３）。このようにすると、第１液晶表示パネル４の表示単位の水平ライン（走査線）の複数本毎に微細位相差板の偏光特性が異なって、水平ラインの複数本毎に出射する光の方向が異なる。
【００３９】
そして、第２液晶表示パネル２を透過した光は偏光板３に入射するので、偏光板３が透過可能な偏光軸を有する光のみが第１液晶表示パネル４に到達可能である。
【００４０】
第２液晶表示パネル２の観察者側（第１液晶表示パネル４の光源側）には、第２液晶表示パネル２を透過した光のうち特定の偏光（偏光フィルタ１１の左側領域１１ｂを透過した光と同一の偏光）の光を透過する偏光特性を有する第１偏光板３が備わっている。
【００４１】
この第１偏光板３と第２液晶表示パネル２との組み合わせによって、偏光フィルタ１１の左側領域１１ｂを透過した光は、第２液晶表示パネル２の偏光軸を回転させないで光を透過する領域２２をそのまま透過し、第２液晶表示パネル２と第１液晶表示パネル４との間に設けられた第１偏光板３を透過して、第１液晶表示パネル４に到達する。また、偏光フィルタ１１の左側領域１１ｂを透過した光は、第２液晶表示パネル２の偏光軸を回転させて光を透過する領域２１を透過する際に、その偏光軸を９０度回転させられるので、第２液晶表示パネル２と第１液晶表示パネル４との間に設けられた第１偏光板３を透過せず、第１液晶表示パネル４に到達しない。
【００４２】
一方、偏光フィルタ１１の右側領域１１ａを透過した光は、第２液晶表示パネル２の偏光軸を回転させて光を透過する領域２１を透過する際に、その偏光軸を９０度回転させられて、左側領域１１ｂを透過した光の偏光軸と等しい偏光を有するようになり、第２液晶表示パネル２と第１液晶表示パネル４との間に設けられた第１偏光板３を透過して、第１液晶表示パネル４に到達する。また、偏光フィルタ１１の右側領域１１ａを透過した光は、第２液晶表示パネル２の偏光軸を回転させないで光を透過する領域２２をそのまま透過する。この偏光フィルタ１１の右側領域１１ａを透過した光の偏光軸と、第２液晶表示パネル２と第１液晶表示パネル４との間に設けられた第１偏光板３の偏光軸とは９０度異なっているので、偏光フィルタ１１の右側領域１１ａ、第２液晶表示パネル２の領域２２を透過した光は、第２液晶表示パネル２と第１液晶表示パネル４との間に設けられた第１偏光板３を透過せず、第１液晶表示パネル４に到達しない。
【００４３】
すなわち、偏光フィルタ１１の右側領域１１ａを透過した光は第２液晶表示パネルの領域２１を透過して、偏光フィルタ１１の左側領域１１ｂを透過した光は第２液晶表示パネルの領域２２を透過して、第１液晶表示パネル４の表示ライン毎に、異なる経路から到来した光が、異なる方向に出射されるように第１液晶表示パネル４を透過することになる。
【００４４】
このように、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の偏光特性の繰り返し毎に異なる光を第１液晶表示パネル４の表示素子（水平ライン）に照射する必要があるため、第２液晶表示パネル２を透過して第１液晶表示パネル４に照射される光は、上下方向の拡散を抑制したものである必要がある。
【００４５】
なお、この第２液晶表示パネル２に強誘電性液晶を用いると、画像表示装置の製造時に第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との位置あわせをした後に、第２液晶表示パネル２の偏光特性を決定するための電圧を印加すると、強誘電性液晶が有するメモリ特性によって、第２液晶表示パネル２の液晶分子の配向が保持されるので、第２液晶表示パネル２に常に電圧を印加しておく必要がない。一方、第２液晶表示パネル２に通常の液晶を用いると、画像表示装置の製造時に第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との位置あわせをした後に、第２液晶表示パネル２の偏光特性を決定するための電圧を印加して、この電圧を印加する電極位置の情報を記憶部に記憶する。そして、画像表示装置に三次元立体画像を表示している間は、第２液晶表示パネル２の該記憶された電極位置に電圧を印加して、第２液晶表示パネル２の液晶分子の配向を保持すればよい。
【００４６】
第１液晶表示パネル４は、２枚の透明板（例えば、ガラス板）の間に所定の角度（例えば、９０度）捩れて配向された液晶が配置されており、例えば、ＴＦＴ型の液晶表示パネルを構成している。液晶表示パネルに入射した光は、液晶に電圧が加わっていない状態では、入射光の偏光軸を９０度回転させて出射する。一方、液晶に電圧が加わっている状態では、液晶分子の捩れが解けるので、入射光の偏光軸は回転することなく、そのままの偏光で出射される。
【００４７】
第１液晶表示パネル４の観察者側には、第１偏光板３と偏光軸が９０度異なる偏光軸を有する光を透過する偏光特性を有する第２偏光板５が備わっている。
【００４８】
このとき、第１液晶表示パネルの画素（液晶）に電圧が加わった状態では、液晶分子の捩れが解けるので、第１偏光板３を透過した光は第２偏光板５を透過せず、該画素は黒く見える。一方、画素（液晶）に電圧が加わっていない状態では、液晶分子が捩れた状態で配向しているので、第１偏光板３を透過した光は第２偏光板も透過することができ、該素子はカラーフィルタの色を表示する。
【００４９】
ディフューザ６は、第１偏光板５の前面側（観察者側）に取り付けられており、液晶表示パネルを透過した光を上下方向に拡散する拡散手段として機能する。具体的には、一面又は両面に微少な凹凸が形成されたマット状拡散板や、水平方向に延伸したかまぼこ状の凹凸が縦方向に繰り返し設けられたレンチキュラーレンズを用い液晶表示パネルを透過した光を、上下に拡散する。
【００５０】
このように第２液晶表示パネル板２、第１偏光板３、第２偏光板５及びディフューザ６を順次重ねて、第１液晶表示パネル４の両面に貼り合わせて、これらを組み合わせて画像表示装置を構成する。
【００５１】
図２は、本発明の実施の形態の画像表示装置の駆動回路を示すブロック図である。
【００５２】
本発明の実施の形態の画像表示装置を駆動するための主制御回路には、ＣＰＵ１０１、プログラムなどを予め格納したＲＯＭ１０２、ＣＰＵ１０１の動作時にワークエリアとして使用されるメモリであるＲＡＭ１０３が設けられている。これらのＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３はバス１０８によって接続されている。このバス１０８はＣＰＵ１０１がデータの読み書きをするために使用するアドレスバス及びデータバスから構成されている。
【００５３】
また、外部との入出力を司る通信インターフェース１０５、入力インターフェース１０６及び出力インターフェース１０７が、バス１０８に接続されている。通信インターフェース１０５は、所定の通信プロトコルに従ってデータ通信を行うためのデータ入出力部である。入力インターフェース１０６、出力インターフェース１０７は、画像表示装置に表示する画像データを入出力する。
【００５４】
また、バス１０８には、表示制御回路のグラフィック・ディスプレイ・プロセッサ（ＧＤＰ）１５６が接続されている。ＧＤＰ１５６は、ＣＰＵ１０１によって生成された画像データを演算し、ＲＡＭ１５３に設けられたフレームバッファに書き込んで、画像表示装置に対して出力する信号（ＲＧＢ、ＶＢＬＡＮＫ、Ｖ＿ＳＹＮＣ、Ｈ＿ＳＹＮＣ）を生成する。ＧＤＰ１５６には、ＲＯＭ１５２及びＲＡＭ１５３が接続されており、ＲＡＭ１５３には、ＧＤＰ１５６が動作するためのワークエリア及び表示データを記憶するフレームバッファが設けられている。また、ＲＯＭ１５２には、ＧＤＰ１５６が動作するために必要なプログラム及びデータが記憶されている。
【００５５】
また、ＧＤＰ１５６には、ＧＤＰ１５６にクロック信号を供給する発振器１５８が接続されている。発振器１５８が生成するクロック信号は、ＧＤＰ１５６の動作周期を規定し、ＧＤＰ１５６から出力される同期信号（例えば、Ｖ＿ＳＹＮＣ、ＶＢＬＡＮＫ）の周期を生成する。
【００５６】
ＧＤＰ１５６から出力されるＲＧＢ信号は、γ補正回路１５９に入力されている。このγ補正回路１５９は、画像表示装置の信号電圧に対する照度の非線形特性を補正して、画像表示装置の表示照度を調整して、画像表示装置に対して出力するＲＧＢ信号を生成する。
【００５７】
合成変換装置１７０は、右目用フレームバッファ、左目用フレームバッファ及び立体視用フレームバッファが設けられており、ＧＤＰ１５６から送られてきた右目用画像を右目用フレームバッファに書き込み、左目用画像を左目用フレームバッファに書き込む。そして、右目用画像と左目用画像とを合成して立体視用画像を生成して立体視用フレームバッファに書き込んで、立体視用画像データをＲＧＢ信号として画像表示装置に出力する。
【００５８】
この右目用画像と左目用画像との合成による立体視用画像の生成は、第２液晶表示パネル２の透過光の偏光軸を回転させる領域２１と透過光の偏光軸を回転しない領域２２との間隔毎に、右目用画像と左目用画像とを組み合わせる。例えば、第２液晶表示パネル２の透過光の偏光軸を回転させる領域２１は第１液晶表示パネル４の表示単位（水平ライン）の間隔で構成されているので、第１液晶表示パネル４の表示単位の水平ライン（走査線）毎に右目用画像と左目用画像とが交互に表示されるように立体視用画像を表示する。
【００５９】
よって、合成変換装置１７０は、Ｌ信号出力中にＧＤＰ１５６から送信されてきた左目用画像データを左目用フレームバッファに書き込み、Ｒ信号出力中にＧＤＰ１５６から送信されてきた右目用画像データを右目用フレームバッファに書き込む。そして、左目用フレームバッファに書き込まれた左目用画像データと、右目用フレームバッファに書き込まれた右目用画像データとを走査線一本毎読み出して、立体視用フレームバッファに書き込んで、立体視用の合成画像を生成する。
【００６０】
画像表示装置内には液晶ドライバ（ＬＣＤＤＲＶ）１８１、バックライトドライバ（ＢＬＤＲＶ）１８２、位相差板ドライバ１８３が設けられている。液晶ドライバ１８１は、合成変換装置１７０から送られてきたＶＢＬＡＮＫ信号、Ｖ＿ＳＹＮＣ信号、Ｈ＿ＳＹＮＣ信号及びＲＧＢ信号に基づいて、第１液晶表示パネル４の電極に順次電圧を印加して、第１液晶表示パネル４に立体視用の合成画像を表示する。
【００６１】
バックライトドライバ１８２は、ＧＤＰ１５６から出力されたＤＴＹ＿ＣＴＲ信号に基づいて発光素子（バックライト）１０に加わる電圧のデューティ比を変化させて、第１液晶表示パネル４の明るさを変化させる。
【００６２】
位相差板ドライバ１８３は、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の電極に電圧を印加し、第２液晶表示パネル２に前述した偏光特性を持たせる。この位相差板ドライバ１８３によって印加される電圧は、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との相互位置を決定し、両液晶表示パネルを組み合わせた後、第１液晶表示パネル４のどの水平ラインが左眼画像に対応するのか、どの水平ラインが右眼画像に対応するのかを定め、電圧を印加する電極の情報としてＲＡＭ１０３に記憶される。
【００６３】
なお、第２液晶表示パネル４に強誘電性液晶を使用した場合には、前述したように、第２液晶表示パネルへ４の電圧の印加は製造時のみでよいので、画像表示装置に位相差板ドライバ１８３を設ける必要はなく、画像表示装置の製造時にのみ位相差板ドライバ１８３を外部から接続して、第２液晶表示パネル４に電圧を印加して、第２液晶表示パネル４の偏光特性を決定すればよい。このために、第２液晶表示パネル４に強誘電性液晶を使用した場合には、第２液晶表示パネル４の電極に印加するための電気信号を供給する接続端子を設ける。
【００６４】
図３は、本発明の実施の形態の画像表示装置の光学系を示す平面図である。また、図４は、本発明の実施の形態の画像表示装置から放射される光の経路を説明する図である。
【００６５】
図３に示すように、発光素子１０から放射された光は偏光フィルタ１１を透過して放射状に広がっている。発光素子１０から放射された光のうち偏光フィルタ１１の右側領域１１ａを透過した光（一点鎖線で光路の中心を示す）は、フレネルレンズ１２に到達し、フレネルレンズ１２で光の進行方向を変えられて、第２液晶表示パネル２、偏光板３、第１液晶表示パネル４、偏光板５を略垂直（やや右側から左側）に透過して左目に至る。
【００６６】
一方、発光素子１０から放射された光のうち偏光フィルタ１１の左側領域１１ｂを透過した光（破線で光路の中心を示す）は、フレネルレンズ１２に到達し、フレネルレンズ１２で光の進行方向を変えられて、第２液晶表示パネル２、偏光板３、第１液晶表示パネル４、偏光板５を略垂直（やや左側から右側）に透過して右目に至る。
【００６７】
このように、発光素子１０から放射され偏光フィルタ１１を透過した光を、光学手段としてのフレネルレンズ１２によって、第１液晶表示パネル４に略垂直に照射するようにしている。すなわち、発光素子１０、偏光フィルタ１１及びフレネルレンズ１２によって、偏光面が異なる光を略垂直に、かつ、異なる経路で第１液晶表示パネル４に照射する光源１を構成し、第１液晶表示パネル４を透過した光を異なる経路で放射して、右目又は左目に到達させる。すなわち、第１液晶表示パネル４の走査線ピッチと、第２液晶表示パネル２の偏光特性の繰り返しピッチとを等しくして、第１液晶表示パネル４の走査線ピッチ毎に異なる方向から到来した光が照射され、異なる方向に光を出射する。
【００６８】
図４（ａ）は、偏光フィルタの右側領域１１ａを透過して左目に至る光の経路を示す。発光素子１０から放射され、偏光フィルタの右側領域１１ａを透過した光は、フレネルレンズ１２を透過して、第２液晶表示パネル２に到達し、第２液晶表示パネル２の領域２１を透過し、偏光を９０度回転させて出射する（右側領域１１ａを透過した光を透過する）。さらに、偏光板３、第１液晶表示パネル４、偏光板５を透過して、左目に至る。すなわち、第１液晶表示パネルの領域２１に対応する位置の第１液晶表示パネル４の表示素子によって表示された左眼画像が左目に到達する。
【００６９】
この第２液晶表示パネル２の領域２１と交互に並んで配置されている領域２２は透過する光の偏光を変化させないので、偏光フィルタの右側領域１１ａからの光は偏光板３を透過することなく、第１液晶表示パネル４の領域２２に対応する位置の表示素子に表示された右眼画像は左目に到達しない。
【００７０】
図４（ｂ）は、偏光フィルタの左側領域１１ｂを透過して右目に至る光の経路を示す。発光素子１０から放射され、偏光フィルタの左側領域１１ｂを透過した光は、フレネルレンズ１２を透過して、第２液晶表示パネル２に到達し、偏光フィルタの左側領域１１ｂを透過した光と同一の偏光を有する光を透過する第２液晶表示パネル２の領域２２を透過して、第１液晶表示パネル４、偏光板５を透過して、右目に至る。すなわち、第１液晶表示パネル４の領域２２に対応する位置の表示素子によって表示された右眼画像が右目に到達する。
【００７１】
この第２液晶表示パネル２の領域２２と交互に並んで配置されている領域２１は透過する光の偏光を変化させるので、偏光フィルタの左側領域１１ｂからの光は偏光板３を透過することなく、第１液晶表示パネル４の領域２１に対応する位置の表示素子に表示された左眼画像は右目に到達しない。
【００７２】
図５は、液晶表示パネルの動作原理を説明する図である。
【００７３】
液晶表示パネルは、２枚の透明板（例えば、ガラス板）の間に液晶分子が挟まれている。また、２枚の透明板には透明な電極が設けられており、該電極間に電圧を印加し、電極間に電界を生じさせることができる。また、２枚の透明板の内面には配向膜が設けられており、その配向膜の配向方向は互いに直交する方向に向いているので、液晶分子に電界がかかっていない状態（図５（ａ））では、液晶分子は２枚の透明板の間で９０度捩れた状態でツイスト配向する。一方、２枚の透明板の電極間に電圧を印加し、電極間に電界を生じさせた状態（図５（ｂ））では、２枚の透明板の間に挟まれた液晶分子は電界方向を向いて配列する。
【００７４】
この透明板の両面には、偏光軸が９０度ずれた偏光板が設けられており、液晶分子に電界がかかっていない状態（図５（ａ））では、捩れてツイスト配向した液晶分子によって透過する光の偏光軸が９０度回転するので、入射側の偏光板を透過した光は出射側の偏光板を透過する。一方、液晶分子に電界がかかっている状態（図５（ｂ））では、液晶分子は電界方向に沿って配向して透過する光の偏光軸は回転しないので、入射側の偏光板を透過した光は出射側の偏光板で遮られる。
【００７５】
図６は、従来の微細位相差板の動作原理を説明する図である。
【００７６】
図６に示す従来の微細位相差板は、光透過性の基材（透明板）と、光の偏光軸を回転させる波長板とから構成されている。波長板は微細幅を有し、微細な間隔を空けて繰り返し設けられている。なお、同図に示されている偏光板は液晶表示パネルの光源側に設けられている第１偏光板３である。
【００７７】
波長板が設けられていない領域（図６（ａ））では、微細位相差板は透過する光の偏光軸を回転させないので、偏光板の偏光軸と等しい偏光軸をもって入射した光は偏光板を透過し、偏光板の偏光軸と９０度ずれた偏光軸をもって入射した光は偏光板を透過しない。一方、波長板が設けられている領域（図６（ｂ））では、微細位相差板を透過する光の偏光軸は９０度回転させられるので、入射光のうち、偏光板の偏光軸と９０度ずれた偏光軸をもって入射した光は偏光板を透過し、偏光板の偏光軸と等しい偏光軸をもって入射した光は偏光板を透過しない。
【００７８】
すなわち、波長板が設けられた領域と波長板が設けられていない領域とでは、９０度偏光がずれた光が微細位相差板を透過し、微細位相差板から出射するときは、両者が等しい偏光の光となっている。
【００７９】
本発明はこのような微細位相差板と同様の動作を液晶表示パネルによって実現しようとするものであり、次に本発明に係る液晶表示パネルで構成した微細位相差板について説明する。
【００８０】
図７は、本発明の実施の形態の液晶表示パネルを用いた微細位相差板の動作原理を説明する図である。
【００８１】
図７に示す本発明の実施の形態の微細位相差板は、液晶分子の配列によって光の偏光軸を回転させる第２液晶表示パネル２によって構成されている。なお、同図に示されている偏光板は液晶表示パネルの光源側に設けられている第１偏光板３である。
【００８２】
液晶表示パネルの２枚の透明板（例えば、ガラス板）の間に挟まれた液晶分子は、液晶分子に電界がかかっていない状態（図７（ａ））では、液晶分子は２枚の透明板の間で９０度捩れた状態でツイスト配向するので、透過する光の偏光軸が９０度回転して、入射時と異なる偏光軸をもって第２液晶表示パネル２を出射する。よって、微細位相差板に入射した光は第２液晶表示パネル２によって、その偏光軸を９０度回転させられるので、入射光のうち、偏光板３の偏光軸と９０度ずれた偏光軸をもって入射した光は偏光板３を透過し、偏光板３の偏光軸と等しい偏光軸をもって入射した光は偏光板３を透過しない。
【００８３】
一方、２枚の透明板の電極間に電圧を印加し、電極間に電界を生じさせた状態（図７（ｂ））では、液晶分子は電界方向を向いて配列するので、透過する光の偏光軸は回転せず、入射光のうち、偏光板３の偏光軸と等しい偏光軸をもって入射した光は偏光板３を透過し、偏光板３の偏光軸と９０度ずれた偏光軸をもって入射した光は偏光板３を透過しない。
【００８４】
すなわち、第２液晶表示パネル４の電圧が加えられた領域と、電圧が加えられていない領域とでは、９０度偏光がずれた光が微細位相差板を透過し、微細位相差板から出射するときは、両者は等しい偏光の光となっている。
【００８５】
図８、図９は、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との位置関係を説明する図である。
【００８６】
図中Ｒ、Ｇ、Ｂが付された四角形は、画像の各色の表示を司る第１液晶表示パネル４のサブ画素を示し、水平ライン方向に並んだＲＧＢ各一つのサブ画素１セットで一画素を構成している。また、ＲＧＢ各１つを含む斜線が付された横長の四角形は、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の画素を示す。この第２液晶表示パネル２の一画素が、第１液晶表示パネル４の一画素（ＲＧＢの３色のサブ画素を１セットとした画素）に対応する大きさとなっている。また、図左側に付された符号（２ａ〜２ｅ）は第２液晶表示パネル２の水平ラインを示し、図右側に付された符号（４ａ〜４ｅ）は第１液晶表示パネル４の水平ラインを示す。
【００８７】
図８に示す実施の形態では、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とは、上端の画素によって構成される水平ライン同士（第１液晶表示パネルの４ａと第２液晶表示パネルの２ａ）が重なる位置関係となっている。
【００８８】
また、図８に示す状態では、第２液晶表示パネル２の画素は、透明電極間に電圧が印加されていないので、図７（ａ）に示すように、状態液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にあり、第２液晶表示パネル２を透過する光の偏光軸は９０度回転させられる。
【００８９】
また、第２液晶表示パネルの画素の間に、光が透過しない遮光領域が設けられているので、第１の液晶表示パネルの画素を透過した光が、隣接するラインに漏れることによるクロストークの発生を抑制することができる。
【００９０】
図９は、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とが図８に示す状態で重なっており、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態を示す。
【００９１】
第２液晶表示パネル２の画素のうち、斜線が付されている領域（２ａ、２ｃ、２ｅ）には、透明電極間に電圧が印加されていないので、液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にある。よって、この領域を透過する光は、第２液晶表示パネル２によってその偏光軸が９０度回転させられ、図７（ａ）に示す状態となる。一方、斜線が付されていない領域（２ｂ、２ｄ）には、透明電極間に電圧が印加され、液晶分子は電界方向に配向している状態にある。よって、この領域では偏光軸が回転しないで光が透過し、図７（ｂ）に示す状態となる。
【００９２】
すなわち、図１、図３及び図４において説明したように、発光素子１０から放射された光のうち偏光フィルタの右側領域１１ａを透過した光は、第２液晶表示パネル２に到達し、水平ライン２ａ、２ｃ、２ｅにおいて、偏光軸が９０度回転して透過して、偏光板３を透過可能な偏光となって、第１液晶表示パネル４、偏光板５を透過して、左目に至る。よって、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ａ、２ｃ、２ｅに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ａ、４ｃ、４ｅの画素）に表示された画像は左目に到達する左眼画像となる。
【００９３】
一方、発光素子１０から放射された光のうち偏光フィルタの左側領域１１ｂを透過した光は、第２液晶表示パネル２に到達し、水平ライン２ｂ、２ｄをそのまま透過し、偏光軸が等しい偏光板３を透過して、第１液晶表示パネル４、偏光板５を透過して、右目に至る。よって、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ｂ、２ｄに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ｂ、４ｄの画素）に表示された画像は右目に到達する右眼画像となる。
【００９４】
図１０、図１１は、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との位置関係を説明する図である。
【００９５】
本図に示す状態では、図８に示す状態と同様に、図中Ｒ、Ｇ、Ｂが付された四角形は、画像の各色の表示を司る第１液晶表示パネル４のサブ画素を示し、水平ライン方向に並んだＲＧＢ各一つのサブ画素１セットで一画素を構成している。また、ＲＧＢ各１つを含む斜線が付された横長の四角形は、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の画素を示す。この第２液晶表示パネル２の一画素が、第１液晶表示パネル４の一画素（ＲＧＢの３色のサブ画素を１セットとした画素）に対応する大きさとなっている。また、図左側に付された符号（２ａ〜２ｅ）は第２液晶表示パネル２の水平ラインを示し、図右側に付された符号（４ａ〜４ｅ）は第１液晶表示パネル４の水平ラインを示す。
【００９６】
図１０に示す状態では、図８に示す状態と異なり、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２の上端の画素によって構成される水平ライン同士（第１液晶表示パネルの４ａと第２液晶表示パネルの２ａ）が重なっておらず、１水平ライン分だけ第２液晶表示パネル２が飛び出した状態で、両液晶表示パネルが重なる位置関係となっている。すなわち、第１液晶表示パネル４の奇数本目（１本目）の水平ライン４ａと第２液晶表示パネル２の偶数本目（２本目）の水平ライン２ｂとが重なる位置関係となっている。
【００９７】
また、図１０に示す状態では、第２液晶表示パネル２の画素は、透明電極間に電圧が印加されていないので、図７（ａ）に示すように、状態液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にあり、第２液晶表示パネル２を透過する光の偏光軸は９０度回転させられる。
【００９８】
図１１は、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とが図１０に示す状態で重なっており、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態を示す。
【００９９】
第２液晶表示パネル２の画素のうち、斜線が付されている領域（２ｂ、２ｄ、２ｆ）には、透明電極間に電圧が印加されていないので、液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にある。よって、この領域を透過する光は、第２液晶表示パネル２によってその偏光軸が９０度回転させられ、図７（ａ）に示す状態となる。一方、斜線が付されていない領域（２ａ、２ｃ、２ｅ）には、透明電極間に電圧が印加され、液晶分子は電界方向に配向している状態にある。よって、この領域では偏光軸が回転しないで光が透過し、図７（ｂ）に示す状態となる。
【０１００】
すなわち、図１、図３及び図４において説明したように、発光素子１０から放射された光のうち偏光フィルタの右側領域１１ａを透過した光は、第２液晶表示パネル２に到達し、水平ライン２ｂ、２ｄ、２ｆにおいて、偏光軸が９０度回転して透過して、偏光板３を透過可能な偏光となって、第１液晶表示パネル４、偏光板５を透過して、左目に至る。よって、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ｂ、２ｄ、２ｆに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ａ、４ｃ、４ｅの画素）に表示された画像は左目に到達する左眼画像となる。
【０１０１】
一方、発光素子１０から放射された光のうち偏光フィルタの左側領域１１ｂを透過した光は、第２液晶表示パネル２に到達し、水平ライン２ａ、２ｃ、２ｅをそのまま透過し、偏光軸が等しい偏光板３を透過し、第１液晶表示パネル４、偏光板５を透過して、右目に至る。よって、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ａ、２ｃ、２ｅに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ｂ、４ｄの画素）に表示された画像は右目に到達する右眼画像となる。
【０１０２】
以上、図９及び図１１において説明したように、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との相対的な位置が一水平ライン分（又は複数水平ライン分）ずれたとしても、右眼画像が表示される第１液晶表示パネル４の水平ラインに対応する位置の第２液晶表示パネル２の画素に信号を送り、液晶分子に電圧を印加して、該画素の偏光特性を設定するので、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との位置が決定された後に、第２液晶表示パネル２の水平ライン毎に偏光特性を設定することができる。
【０１０３】
すなわち、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とが１ラインずれて重なったとしても、第２液晶表示パネル２の偏光特性の設定を変えることによって、左眼画像を左目に、右眼画像を右目に到達させることができる。
【０１０４】
なお、前述したように、第２液晶表示パネル２に強誘電性液晶を用いると、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との位置を合わせた後に、第２液晶表示パネル２の偏光特性を決定するための電圧を一度印加すれば、第２液晶表示パネル２の液晶分子の配向が保持されるが、第２液晶表示パネル２に通常の液晶を用いる。そして、画像表示装置に三次元立体画像を表示している間は、第２液晶表示パネル２の該記憶して電極位置に電圧を印加して、第２液晶表示パネル２の液晶分子の配向を保持して、第２液晶表示パネル２の偏光特性を維持すればよい。
【０１０５】
図１２は、第２液晶表示パネル２の水平ラインの偏光特性を設定する工程の工程図（フローチャート）である。
【０１０６】
まず、画像の表示を司る第１液晶表示パネル４と、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２とを重ね合わせる（Ｓ１０１）。このとき、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との水平ラインが互いに傾いたり、水平ラインが半ピッチずれたりしないように相互の位置を決定して重ね合わせる。
【０１０７】
そして、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とを動作させ、相互の位置を検出する（Ｓ１０２）。この相互位置の検出は、第１液晶表示パネル４に片側の画像（左眼画像又は右眼画像）のみを表示して、第２液晶表示パネル２の画素に水平ライン毎に電圧を印加した状態で、第１液晶表示パネル４に表示された片側の画像（例えば、左眼画像）が、いずれの方向（左右どちらの目）に到達するかを測定することによって、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との相互位置を検出する。
【０１０８】
また、第１液晶表示パネル４に右眼画像と左眼画像とを表示して、第２液晶表示パネル２の画素に水平ライン毎に電圧を印加した状態で、第１液晶表示パネル４に表示された右眼画像が右方向（右目）に、左眼画像が左方向（左目）に到達するかを測定することによって、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との相互位置を検出する。このとき、第１液晶表示パネル４に表示される右眼画像と左眼画像とは両画像を判別可能な異なる画像としたり、右眼画像と左眼画像との色を変えたりした相互位置検出用の画像を表示する。
【０１０９】
そして、この左右眼画像を、第２液晶表示パネル２、４の正面右側又は正面左側に設置されたＣＣＤカメラで撮影することによって、左眼画像が左側カメラにて撮影されるか否か（右眼画像が右側カメラにて撮影されるか否か）によって左右眼画像が予定した方向に到達しているかを判定することができる。
【０１１０】
そして、この左右眼画像の撮影結果に基づいて、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との相互位置が正常であるのか否か（ずれているのか）を判定する（Ｓ１０３）。この相互位置の判定は、Ｓ１０２で検出した左右眼画像が予定した方向（予定した目の位置）に到達しているときは、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との相互位置が正常な位置にあると判断する。一方、Ｓ１０２で検出した左右眼画像が予定した方向に到達していないときは、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との相互位置が正常な位置にない（ずれた位置にある）と判断する。
【０１１１】
そして、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との相互位置が正常な位置にあると判定されると、Ｓ１０２において第２液晶表示パネルに印加した信号パターンを、画像表示装置の動作中に第２液晶表示パネルに印加すべき信号パターンとして決定して、第２液晶表示パネル２の偏光パターンを決定し（Ｓ１０４）、該信号パターンをＲＡＭ１０３に記憶して、第２液晶表示パネル２の偏光パターンを設定する（Ｓ１０５）。
【０１１２】
一方、Ｓ１０３において、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との相互位置が正常な位置にはないと判断されたなら、Ｓ１０２において第２液晶表示パネルに印加した信号パターンを逆転して（すなわち、Ｓ１０２において電圧を印加した画素に電圧を印加せず、電圧を印加しなかった画素に電圧を印加して）、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とを動作させ、相互の位置を再度検出する（Ｓ１０２）。
【０１１３】
そして、相互の位置が正常であれば（Ｓ１０３）、第２液晶表示パネル２の偏光パターンを決定し（Ｓ１０４）、第２液晶表示パネル２の偏光パターンを設定する（Ｓ１０５）。
【０１１４】
なお、バックアップ電源（例えば、一次電池、二次電池、コンデンサなど）によって、第２液晶表示パネル２に電圧を印加することで、画像表示装置の設定状態（第２の液晶表示パネルへの電圧印加状態、又は、該電圧印加状態を記憶する記憶手段（例えば、ＳＲＡＭ）の記憶状態）を一定期間だけ維持されるようにして、バックアップ電源による設定保持状態を制限することができる。また、二次電池やコンデンサなどの充電可能なバックアップ電源によって電圧を印加することで、定期的に通電される状態では、画像表示装置の稼動状態においてバックアップ電源に充電がされることによって設定保持期間が更新されるようにすることができる。また、このようにすれば、所定期間の非動作状態においてバックアップ電源が放電し、第２液晶表示パネル２の設定状態が失われる。
【０１１５】
また、画像表示装置を分解したときに、バックアップ電源を短絡して、バックアップ電源を放電したり、バックアップ電源の供給を遮断することによって、第２液晶表示パネルの設定状態を初期化して、画像表示装置の再利用を制限することもできる。
【０１１６】
図１３は、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とが重なった状態における、第２液晶表示パネル２へ電圧信号が印加された状態を説明する図である。
【０１１７】
本図では、図８と同様に、図中Ｒ、Ｇ、Ｂが付された四角形は、画像の各色の表示を司る第１液晶表示パネル４のサブ画素を示し、水平ライン方向に並んだＲＧＢ各一つのサブ画素１セットで一画素を構成している。また、ＲＧＢ各１つを含む斜線が付された横長の四角形は、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の画素を示す。この第２液晶表示パネル２の一画素が、第１液晶表示パネル４の一画素（ＲＧＢの３色のサブ画素を１セットとした画素）に対応する大きさとなっている。また、図左側に付された符号（２ａ〜２ｆ）は第２液晶表示パネル２の水平ラインを示し、図右側に付された符号（４ａ〜４ｆ）は第１液晶表示パネル４の水平ラインを示す。
【０１１８】
また、図１３に示す例では、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とは、上端の画素によって構成される水平ライン同士（第１液晶表示パネルの４ａと第２液晶表示パネルの２ａ）が重なる位置関係となっており、第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態を示す。
【０１１９】
第２液晶表示パネル２の画素のうち、斜線が付されている領域（２ａ、２ｂ、２ｅ、２ｆ）には、透明電極間に電圧が印加されていないので、液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にある。よって、この領域を透過する光は、第２液晶表示パネル２によってその偏光軸が９０度回転させられ、図７（ａ）に示す状態となり、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ｂ、２ｅ、２ｆに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ａ、４ｂ、４ｅ、４ｆの画素）に表示された画像は左目に到達する左眼画像となる。
【０１２０】
一方、斜線が付されていない領域（２ｃ、２ｄ）には、透明電極間に電圧が印加され、液晶分子は電界方向に配向している状態にある。よって、この領域では偏光軸が回転しないで光が透過し、図７（ｂ）に示す状態となり、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ｃ、２ｄに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ｃ、４ｄの画素）に表示された画像は右目に到達する右眼画像となる。
【０１２１】
このように、第２液晶表示パネル２の２本の水平ライン毎に画素に信号を送って、液晶分子に電圧を印加するか、画素に信号を送らずに、液晶分子に電圧を印加しないかを設定して、第２液晶表示パネル２の複数の水平ライン毎に偏光特性を変えて設定することができる。
【０１２２】
図１４は、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とが重なった状態における、第２液晶表示パネル２へ電圧信号が印加された状態を説明する図である。
【０１２３】
本図では、図８と同様に、図中Ｒ、Ｇ、Ｂが付された四角形は、画像の各色の表示を司る第１液晶表示パネル４のサブ画素を示し、水平ライン方向に並んだＲＧＢ各一つのサブ画素１セットで一画素を構成している。また、ＲＧＢ各１つを含む横長の四角形は、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の画素を示す。この第２液晶表示パネル２の一画素が、第１液晶表示パネル４の一画素（ＲＧＢの３色のサブ画素を１セットとした画素）に対応する大きさとなっている。また、図左側に付された符号（Ａ〜Ｅ）は第２液晶表示パネル２及び第１液晶表示パネル４の水平ラインを示し、図下側に付された符号（１０１〜１０３）は水平ライン方向の液晶表示パネルの画素を示す。すなわち、図中左最上部の画素は符号１０１Ａによって表される。
【０１２４】
また、図１４に示す例では、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とは、上端の画素によって構成される水平ライン同士が重なる位置関係となっており、第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態を示す。
【０１２５】
第２液晶表示パネル２の画素のうち、斜線が付されている領域（１０１Ｅ、１０２Ｅ、１０３Ａ〜１０３Ｅ）には、透明電極間に電圧が印加されていないので、液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にある。よって、この領域を透過する光は、第２液晶表示パネル２によってその偏光軸が９０度回転させられ、図７（ａ）に示す状態となり、第２液晶表示パネル２の電圧が印加された画素に対応する第１液晶表示パネル４の画素（１０１Ｅ、１０２Ｅ及び、１０３Ａ〜１０３Ｅ）に表示された画像は左目に到達する左眼画像となる。
【０１２６】
一方、斜線が付されていない領域（１０１Ａ〜１０１Ｄ、１０２Ａ〜１０２Ｄ）には、透明電極間に電圧が印加され、液晶分子は電界方向に配向している状態にある。よって、この領域では偏光軸が回転しないで光が透過し、図７（ｂ）に示す状態となり、第２液晶表示パネル２の電圧が印加されていない画素に対応する第１液晶表示パネル４の画素（１０１Ａ〜１０１Ｄ、１０２Ａ〜１０２Ｄ）に表示された画像は右目に到達する右眼画像となる。
【０１２７】
このように、第２液晶表示パネル２の特定の領域の画素に信号を送って、液晶分子に電圧を印加するか、画素に信号を送らずに、液晶分子に電圧を印加しないかを設定して、第２液晶表示パネル２の特定の領域の偏光特性を変えて設定することができるので、右目領域と左目領域とを任意の領域に設定することができる。また、第２液晶表示パネル２の全画素に信号を送って、第１液晶表示パネルに表示された画像を二次元平面画像として表示して、二次元平面画像の表示と三次元立体画像の表示とを切り替えることができる。さらに、任意の領域に三次元立体画像を表示し、任意の領域に二次元平面画像を表示するように切り替えることができる。
【０１２８】
なお、左目映像と右眼映像とに異なる映像を表示することによって、一つの画像表示装置で複数の映像を表示することもできる。そして、画像表示装置の動作中に、第２液晶表示パネル２の偏光特性を変化させることによって、画像表示装置の右側と左側とに表示された映像を瞬時に入れ替えることができる。
【０１２９】
図１５は、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とが重なった状態における、第２液晶表示パネル２へ印加される電圧信号の別な態様を示す図である。
【０１３０】
本図では、図中Ｒ、Ｇ、Ｂが付された四角形は、画像の各色の表示を司る第１液晶表示パネル４のサブ画素を示し、水平ライン方向に並んだＲＧＢ各一つのサブ画素１セットで一画素を構成している。また、複数のＲＧＢの画素を含む横長の四角形は、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の画素を示す。この第２液晶表示パネル２の一画素は、第１液晶表示パネル４の一水平ラインに対応している。また、図左側に付された符号（２ａ〜２ｆ）は第２液晶表示パネル２の画素（水平ライン）を示し、図右側に付された符号（４ａ〜４ｆ）は第１液晶表示パネル４の水平ラインを示す。
【０１３１】
また、図１５に示す例では、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とは、上端の画素によって構成される水平ライン同士（第１液晶表示パネルの４ａと第２液晶表示パネルの２ａ）が重なる位置関係となっており、第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態を示す。
【０１３２】
第２液晶表示パネル２の画素のうち、斜線が付されている水平ライン（２ａ、２ｃ、２ｅ）においては、透明電極間に電圧が印加されていないので、液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にある。よって、この水平ラインを透過する光は、第２液晶表示パネル２によってその偏光軸が９０度回転させられ、図７（ａ）に示す状態となり、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ａ、２ｃ、２ｅに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ａ、４ｃ、４ｅの画素）に表示された画像は左目に到達する左眼画像となり、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ｂ、２ｄに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ｂ、４ｄの画素）に表示された画像は右目に到達する右眼画像となる。
【０１３３】
このように、第２液晶表示パネル２の画素を、第１液晶表示パネルの水平ライン毎に構成すると、水平ライン単位で左眼画像と右眼画像とを表示する場合に、第２液晶表示パネル２の電極配置を簡素化し、構造を簡単にして、第２液晶表示パネルのコストを低減することができる。
【０１３４】
図１６は、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とが重なった状態における、第２液晶表示パネル２へ電圧信号が印加された状態を説明する図である。
【０１３５】
本図では、図中Ｒ、Ｇ、Ｂが付された四角形は、画像の各色の表示を司る第１液晶表示パネル４のサブ画素を示し、水平ライン方向に並んだＲＧＢ各一つのサブ画素１セットで一画素を構成している。また、複数列（図１６に示す状態では２列）のＲＧＢの画素を含む横長の四角形は、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の画素を示す。この第２液晶表示パネル２の一画素は、第１液晶表示パネル４の２本の水平ラインに対応している。また、図左側に付された符号（２ａ、２ｃ、２ｄ）は第２液晶表示パネル２の画素（水平ライン）を示し、図右側に付された符号（４ａ〜４ｆ）は第１液晶表示パネル４の水平ラインを示す。
【０１３６】
また、図１６に示す例では、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とは、上端の画素によって構成される水平ライン同士（第１液晶表示パネルの４ａと第２液晶表示パネルの２ａ）が重なる位置関係となっており、第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態を示す。
【０１３７】
第２液晶表示パネル２の画素のうち、斜線が付されている水平ライン（２ａ、２ｃ、２ｅ）においては、透明電極間に電圧が印加されていないので、液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にある。よって、この水平ラインを透過する光は、第２液晶表示パネル２によってその偏光軸が９０度回転させられ、図７（ａ）に示す状態となり、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ａ、２ｅに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ａ、４ｂ、４ｅ、４ｆの画素）に表示された画像は左目に到達する左眼画像となり、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ｃに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ｃ、４ｄの画素）に表示された画像は右目に到達する右眼画像となる。
【０１３８】
このように、第２液晶表示パネル２の画素を、第１液晶表示パネルの複数の水平ライン毎に構成すると、水平ライン単位で左眼画像と右眼画像とを表示する場合に、第２液晶表示パネル２の電極配置を簡素化し、構造を簡単にして、第２液晶表示パネルのコストを低減することができる。
【０１３９】
図１７は、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とが重なった状態における、第２液晶表示パネル２へ印加される電圧信号の別な態様を示す図である。
【０１４０】
本図では、図中Ｒ、Ｇ、Ｂが付された四角形は、画像の各色の表示を司る第１液晶表示パネル４のサブ画素を示し、水平ライン方向に並んだＲＧＢ各一つのサブ画素１セットを一画素を構成している。また、第１液晶表示パネル４のサブ画素を囲む四角形は、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の画素を示す。この第２液晶表示パネル２の一画素は、第１液晶表示パネル４の一つのサブ画素に対応している。また、図左側に付された符号（２ａ〜２ｅ）は第２液晶表示パネル２の水平ラインを示し、図右側に付された符号（４ａ〜４ｅ）は第１液晶表示パネル４の水平ラインを示す。
【０１４１】
また、図１７に示す例では、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とは、上端側の画素によって構成される水平ライン同士（第１液晶表示パネルの４ａと第２液晶表示パネルの２ａ）が重なる位置関係となっており、第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態を示す。
【０１４２】
第２液晶表示パネル２の画素のうち、斜線が付されている水平ライン（２ａ、２ｃ、２ｅ）においては、透明電極間に電圧が印加されていないので、液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にある。よって、この水平ラインを透過する光は、第２液晶表示パネル２によってその偏光軸が９０度回転させられ、図７（ａ）に示す状態となり、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ａ、２ｃ、２ｅに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ａ、４ｃ、４ｅの画素）に表示された画像は左目に到達する左眼画像となる。
【０１４３】
一方、斜線が付されていない水平ライン（２ｂ、２ｄ）には、透明電極間に電圧が印加され、液晶分子は電界方向に配向している状態にある。よって、この水平ラインでは偏光軸が回転しないで光が透過し、図７（ｂ）に示す状態となり、第２液晶表示パネル２の水平ライン２ｂ、２ｄに対応する第１液晶表示パネル４の画素（水平ライン４ｂ、４ｄの画素）に表示された画像は右目に到達する右眼画像となる。
【０１４４】
このように、第２液晶表示パネル２の画素を、第１液晶表示パネル４のサブ画素に対応させて構成すると、第１液晶表示パネル４のサブ画素毎に左眼画像とするか右眼画像とするかを制御することができ、第２液晶表示パネル２を制御することによって左右画像の色調を変化させることができる。
【０１４５】
図１８、図１９は、本発明の実施の形態の第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２との位置関係を説明する図である。
【０１４６】
本図に示す状態では、図１７に示す状態と同様に、図中Ｒ、Ｇ、Ｂが付された四角形は、画像の各色の表示を司る第１液晶表示パネル４のサブ画素を示し、三角形状に並んだＲＧＢ各一つのサブ画素１セット（破線で表す三角形Ａ〜Ｆ）を一画素を構成している。また、第１液晶表示パネル４のサブ画素を囲む四角形は、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２の画素を示す。この第２液晶表示パネル２の一画素は、第１液晶表示パネル４の一つのサブ画素に対応している。
【０１４７】
図１８に示す状態では、第２液晶表示パネル２の画素は、透明電極間に電圧が印加されていないので、図７（ａ）に示すように、状態液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にあり、第２液晶表示パネル２を透過する光の偏光軸は９０度回転させられる。
【０１４８】
図１９は、第１液晶表示パネル４と第２液晶表示パネル２とが図１８に示す状態で重なっており、微細位相差板として機能する第２液晶表示パネル２へ電圧信号が印加された状態を示す。
【０１４９】
第２液晶表示パネル２の画素のうち、斜線が付されている画素（Ｂ、Ｄ、Ｆ）は、図７（ａ）に示すように液晶分子は配向膜によってツイスト配向している状態にあり、この領域を透過する光は、第２液晶表示パネル２によってその偏光軸を９０度回転させられている。よって、第２液晶表示パネル２の画素Ｂ、Ｄ、Ｆに対応する第１液晶表示パネル４の画素Ｂ、Ｄ、Ｆに表示された画像は左目に到達する左眼画像となる。
【０１５０】
一方、斜線が付されていない画素（Ａ、Ｃ、Ｅ）には、透明電極間に電圧が印加され、液晶分子は電界方向に配向している状態にある。よって、この領域では偏光軸が回転しないで光が透過し、図７（ｂ）に示す状態となる。よって、第２液晶表示パネル２の画素Ａ、Ｃ、Ｅに対応する第１液晶表示パネル４の画素Ａ、Ｃ、Ｅに表示された画像は右目に到達する右眼画像となる。
【０１５１】
このように、図１８、図１９に示す実施の形態では、従来の波長板を用いた微細位相差板では対応が困難であったデルタ配列の液晶表示パネルを立体画像表示装置に使用することができ、水平方向又は垂直方向のうち一方のみの解像度低下させることなく、双方の解像度を向上させることができる。
【０１５２】
図２０は、本発明の実施の形態の画像表示装置の構成を示す説明図である。
【０１５３】
光源１は、発光素子１０及びフレネルレンズ１２によって構成されている。発光素子１０には白色発光ダイオード等の点状の発光源によって構成されており、偏光の特定されない（様々な偏光の光を含む）光を放射している。フレネルレンズ１２は一側面に同心円上の凹凸を有するレンズ面を有している。
【０１５４】
発光素子１０から放射された光はフレネルレンズ１２に照射される。フレネルレンズ１２は凸レンズであり、発光素子１０から拡散するように放射された光の光路を屈折して略平行にして第１液晶表示パネル４に照射する。すなわち、第１液晶表示パネル４には、上下方向に広がることがないように光が照射され、略平行状態で第２液晶表示パネル２に照射される。すなわち、第１液晶表示パネル４の特定の領域を透過した光が、第１液晶表示パネル４の特定の領域を透過するようになっている。
【０１５５】
第１偏光板３は、第１液晶表示パネル４の光源側に設けられており、光源１から発生した光のうち特定の偏光の光を透過する偏光特性を有する。
【０１５６】
第１液晶表示パネル４は、２枚の透明板（例えば、ガラス板）の間に所定の角度（例えば、９０度）捩れた状態でツイスト配向された液晶が配置されており、例えば、ＴＦＴ型の液晶表示パネルを構成している。液晶分子（画素に対応して設けられた透明電極）に電圧が加わっていない状態では、液晶表示パネルに入射した光は、その偏光軸を９０度回転させて出射される。一方、液晶分子（画素に対応して設けられた透明電極）に電圧が加わっている状態では、液晶分子の捩れが解けるので、入射光の偏光軸は回転することなく、そのままの偏光で出射される。
【０１５７】
第１液晶表示パネル４の観察者側には第２偏光板５が備わっており、第２偏光板５は、第１偏光板３と偏光軸が９０度異なる偏光軸を有する光を透過する偏光特性を有している。
【０１５８】
このとき、第１液晶表示パネルの画素（液晶）に電圧が加わった状態では、液晶分子の捩れが解けるので、第１偏光板３を透過した光は第２偏光板５を透過せず、該画素は黒く見える。一方、画素（液晶）に電圧が加わっていない状態では、液晶分子が捩れた状態で配向しているので、第１偏光板３を透過した光は第２偏光板も透過することができ、該素子は第１液晶表示パネルに設けられたカラーフィルタの色が表示される。
【０１５９】
第２偏光板５の観察者側には第２液晶表示パネル２が備わっており、第２液晶表示パネル２は、透過光の偏光軸を回転させる領域と有する微細位相差板として機能する。
【０１６０】
第２液晶表示パネル２は、２枚の透明板（例えば、ガラス板）の間に所定の角度（例えば、９０度）捩れた状態でツイスト配向された液晶が配置されており、例えば、ＴＦＴ型の液晶表示パネルを構成している。第２液晶表示パネル２に入射した光は、液晶に電圧が加わっていない状態では、入射光の偏光が９０度ずらして出射される。一方、液晶に電圧が加わっている状態では、液晶のねじれが解けるので、入射光はそのままの偏光で出射される。また、第２液晶表示パネル２と三次元画像が表示される第１液晶表示パネル４とは、垂直方向の画素ピッチ（水平ラインピッチ）が等しく構成されている。すなわち、第２液晶表示パネル２は、特定の領域に電圧を印加することによって透過光の偏光軸を回転させない領域と、透過光の偏光軸を回転させない領域とを作り出している。
【０１６１】
そして、第２液晶表示パネル２の垂直方向の画素ピッチ（水平ラインピッチ）は、三次元画像が表示される第１液晶表示パネル４と垂直方向の画素ピッチ（水平ラインピッチ）と等しく構成されている。すなわち、この第２液晶表示パネル２の偏光特性の繰り返しは、第１液晶表示パネル４の表示単位と略同一のピッチとして、表示単位毎（すなわち、表示単位の横方向の水平ライン毎）に透過する光の偏光が異なるようにする。よって、第１液晶表示パネル４の表示単位の水平ライン（走査線）毎に対応する微細位相差板の偏光特性が異なるようになって、水平ライン毎に出射する光の方向が異なる。
【０１６２】
第２液晶表示パネル２は、透過する光の位相を変える領域が、第１液晶表示パネル４の画素の垂直方向の配置間隔と略等しい微細な間隔で繰り返して配置されることになる。すなわち、第２液晶表示パネル２である第２液晶表示パネルの画素ピッチと、第１液晶表示パネル４の画素ピッチとは垂直方向においては等しいので、第１液晶表示パネル４の垂直方向の画素ピッチ毎に第２液晶表示パネル２である第２液晶表示パネルの偏光特性を変える。
【０１６３】
具体的には、第２液晶表示パネル２のある領域の電極に電圧を印加して液晶表示パネルの厚み方向に液晶分子を配向させる。このように電圧を印加した領域では、第２液晶表示パネル２を透過する光の偏光軸は変化しない。一方、第２液晶表示パネル２は、電極に電圧を印加していない状態では、両面のガラス板に設けられた配向膜の特性に応じて液晶分子が配向しているので、第２液晶表示パネル２を透過する光は、その偏光軸を９０度回転させられて透過する。
【０１６４】
この透過光の位相を変え、偏光軸を回転させる領域２１と、透過光の位相を変えず、偏光軸を回転させないで透過する領域２２とが、第１液晶表示パネルの水平ラインピッチに等しい微細な間隔で繰り返して設けられており、第２液晶表示パネル２は、透過光の偏光軸を回転させ、位相を変化させる位相差板として機能している。
【０１６５】
入射光の偏光軸を回転させる領域２１は、右側領域１１ａを透過した光の偏光軸を９０度回転させて出射する。すなわち、右側領域１１ａを透過した光の偏光軸を９０度回転させて、左側領域１１ｂを透過する光の偏光と等しくする。また、領域２２は左側領域１１ｂを通過した、偏光板３と同一の偏光を有する光をそのまま透過し、領域２１は右側領域１１ａを通過した、偏光板３と偏光軸が直交した光を、偏光板３の偏光軸と等しくなるように回転させて出射する。
【０１６６】
このように、第１液晶表示パネル４の表示素子（水平ライン）を透過した光を微細位相差板の偏光特性の繰り返しに対応して透過させる必要があるため、第２液晶表示パネル２を透過して第１液晶表示パネル４に照射される光は、上下方向の拡散を抑制した略平行光であることが必要となる。
【０１６７】
第２液晶表示パネル２と観察者の間には偏光板７が設けられており、観察者は偏光板７を透して、第１液晶表示パネル４に表示された画像を見ることになる。偏光板７は、第２偏光板５と等しい偏光特性を有する領域７ａ及び第２偏光板５の偏光軸と９０度ずれた偏光軸を有する領域７ｂとから構成されている。なお、本実施の形態では、偏光板７は、眼鏡形状となっており、右眼レンズが偏光領域７ａ、左眼レンズが偏光領域７ｂとなっている。
【０１６８】
第２偏光板５を透過した光のうち偏光軸を回転させる領域２１を透過した光は、偏光板７の領域７ｂの偏光軸と一致するので、領域７ｂを透過して左目に至るが、偏光板７の領域７ａの偏光軸とは異なるので、領域７ａを透過することなく右目には到達しない。一方、第２偏光板５を透過した光のうち偏光軸を回転させない領域２２を透過した光は、偏光板７の領域７ａの偏光軸と一致するので、領域７ａを透過して右目に至るが、偏光板７の領域７ｂの偏光軸とは異なるので、領域７ｂを透過することなく左目には到達しない。
【０１６９】
よって、第１液晶表示パネル４に表示された画像のうち、第２液晶表示パネル２の領域２１に対応する位置の画素に表示された画像は、左目に至る左眼画像となる。一方、第１液晶表示パネル４に表示された画像のうち、第２液晶表示パネル２の領域２２に対応する位置の画素に表示された画像は、右目に至る右眼画像となる。
【０１７０】
このような機能を有する第１偏光板３、第１液晶表示パネル４、第２偏光板５及び第２液晶表示パネル２を順次重ねて貼り合わせて、これらを組み合わせて画像表示装置を構成する。
【０１７１】
今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した発明の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び内容の範囲での全ての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の画像表示装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態の画像表示装置の駆動回路のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の画像表示装置の光学系の平面図である。
【図４】本発明の実施の形態の画像表示装置から放射される光の経路の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態の画像表示装置の液晶表示パネルの動作原理の説明図である。
【図６】従来の微細位相差板の動作原理の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態の画像表示装置の微細位相差板の動作原理の説明図である。
【図８】本発明の実施の形態の画像表示装置の液晶表示パネル同士の位置関係の説明図である。
【図９】本発明の実施の形態の画像表示装置の液晶表示パネル同士の位置関係の説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態の画像表示装置の液晶表示パネル同士の位置関係の説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態の画像表示装置の液晶表示パネル同士の位置関係の説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態の画像表示装置の第２液晶表示パネル２の水平ラインの偏光特性設定工程のフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態の画像表示装置の第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態の説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態の画像表示装置の第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態の説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態の画像表示装置の液晶表示パネル同士の位置関係の説明図である。
【図１６】本発明の実施の形態の画像表示装置の液晶表示パネル同士の位置関係の説明図である。
【図１７】本発明の実施の形態の画像表示装置の液晶表示パネル同士の位置関係の説明図である。
【図１８】本発明の実施の形態の画像表示装置の液晶表示パネル同士の位置関係の説明図である。
【図１９】本発明の実施の形態の画像表示装置の第２液晶表示パネル２に電圧が印加された状態の説明図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態の画像表示装置の構成図である。
【符号の説明】
１光源
１０発光素子
１１偏光フィルタ
１２フレネルレンズ
２微細位相差板（第２液晶表示パネル）
３偏光板（第１偏光板）
４第１液晶表示パネル
５偏光板（第２偏光板）
６ディフューザ
７ディフューザ[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to an image display device, and more particularly to a three-dimensional image display device that allows an observer to stereoscopically view without wearing special glasses.
[0002]
[Prior art]
Conventional three-dimensional image display devices have a right-eye polarization filter section and a left-eye polarization filter section whose polarization directions are orthogonal to the front left and right of the light source, and each light passing through each filter section is parallelized by a Fresnel lens. The liquid crystal display element is irradiated as light, and the polarizing filters on both sides of the liquid crystal display element are alternately arranged with linear polarizing filter line portions orthogonal to each other for each horizontal line, and the light source side and the observation side are opposed to each other. The liquid crystal display panel of the liquid crystal display element displays video information for the right eye and the left eye for each horizontal line in accordance with the light transmission lines of the two polarizing filters. It was the structure which displayed alternately. In addition, linear polarization filter line portions orthogonal to each other are arranged alternately for each horizontal line in the light source side polarization filter, and the observation side polarization filter is linearly polarized light having one linear polarization filter line portion of the light source side polarization filter. As a filter, the liquid crystal display panel of the liquid crystal display element is configured to alternately display image information for the right eye and the left eye for each horizontal line in accordance with the light transmission line of the polarizing filter on the light source side (for example, , See Patent Document 1).
[0003]
In a three-dimensional image display device comprising an image display device for displaying a right-eye image and a left-eye image, and a barrier generator for generating an active barrier stripe, a barrier generating element is provided on the image display liquid crystal panel to generate a barrier The barrier layer of the element is formed by using an organic compound or a cholesteric liquid crystal material that reversibly changes between a light transmission state and a light non-transmission state by heat, and has an appropriate viewing distance for observing a three-dimensional image. It has also been proposed to shorten the length and make stereoscopic viewing easier (see, for example, Patent Document 2).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-63199
[Patent Document 2]
JP-A-8-106070
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional image display device, the left-eye image or the right-eye image is determined by the positional relationship between the linear polarization filter line unit and the liquid crystal display panel. That is, the linearly polarized filter line part that allows light to reach the left eye is overlapped with the horizontal line on which the left eye image of the liquid crystal display panel is displayed, and the linearly polarized filter line part that allows light to reach the right eye is It is necessary to overlap the horizontal line on which the eye image is displayed. If this position is shifted, the left eye image and the right eye image are reversed, and left and right eye parallax is generated in the opposite direction, and the popping out and the retraction of the image are reversed. For this reason, in the manufacturing process, it is necessary to assemble the image display device by accurately aligning the mutual positions of the linearly polarized filter line portion and the liquid crystal display panel.
[0006]
The present invention provides a three-dimensional image display apparatus that allows an observer to perform stereoscopic viewing without wearing special glasses, and does not require the mutual positions of the linearly polarized filter line portion and the liquid crystal display panel to be accurately aligned. An object is to provide an image display device capable of simplifying the process.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The first invention is a first liquid crystal display panel for displaying an image, a light emitting element that emits light whose polarization is not specified, a polarizing filter that outputs light emitted from the light emitting element in a state where the polarization is aligned, A light source configured to refract differently polarized light in the direction of reaching the left and right eyes, and a polarization axis of light transmitted between the light source and the first liquid crystal display panel. A second liquid crystal display panel including a region that changes a phase of light that is transmitted by rotating and a region that does not change a phase of light that is transmitted by not rotating a polarization axis of the transmitted light; A polarizing plate that is disposed between the liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel and transmits light of a specific polarization that has passed through the second liquid crystal display panel. Light source A first light source that emits polarized light orthogonal to the specific polarized light by the right region of the polarizing filter; and a second light source that emits light of the specific polarized light by the left region of the polarizing filter. The second liquid crystal display panel includes: a first region that rotates a polarization axis of light that is transmitted by twisting liquid crystal molecules without applying a voltage; and a liquid crystal molecule that is vertically aligned by applying a voltage. A second region that does not rotate the polarization axis of the transmitted light, and the first region and the second region are repeatedly provided, and the pitch between the first region and the second region is set to the first region. A relative position when the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel are overlapped with each other is set in advance as the same display unit of the liquid crystal display panel, and the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel When the relative position of the second liquid crystal display panel is shifted from the preset position by one display unit of the first liquid crystal display panel, a voltage is applied to the first area and the second area It is characterized in that no voltage is applied to.
[0008]
According to a second invention, in the first invention, the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel are operated, and a left-eye image and a right-eye image are displayed on the first liquid crystal display panel. Whether or not the mutual position of the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel is normal based on the result of photographing with a camera installed on the front right side or the front left side of the image display device By determining the relative position between the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel.
[0009]
The third invention is a first liquid crystal display panel for displaying an image, a light emitting element that emits light whose polarization is not specified, a polarizing filter that outputs the light emitted from the light emitting element in a state of uniform polarization, A light source configured to refract differently polarized light in the direction of reaching the left and right eyes, and a polarization axis of light transmitted between the light source and the first liquid crystal display panel. A second liquid crystal display panel including a region that changes a phase of light that is transmitted by rotating and a region that does not change a phase of light that is transmitted by not rotating a polarization axis of the transmitted light; And a polarizing plate that is disposed between the liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel and transmits light of a specific polarization that has passed through the second liquid crystal display panel. And said A step of superimposing the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel, operating the superimposed first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel, and the first liquid crystal display. Only one image of the left eye image or right eye image is displayed on the panel, and the one image displayed on the first liquid crystal display panel in a state where a voltage is applied to a specific area of the second liquid crystal display panel is displayed. A detection step of detecting a positional relationship between the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel by measuring which direction the left or right direction is reached; and an image displayed on the first liquid crystal display panel When the image is viewed through the second liquid crystal display panel, an image determination step for determining whether or not the image on one side has reached a predetermined direction, and the image on the one side is determined by the image determination step. Planned direction When it is determined that the voltage has not reached, a phase difference changing step of applying a voltage to a region where the voltage is not applied without applying a voltage to the specific region where the voltage is applied; and the phase difference And a step of setting a polarization characteristic of the second liquid crystal display panel when the mutual position between the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel becomes normal by the changing step. Features.
[0016]
Operation and effect of the invention
In the first invention, a first liquid crystal display panel that displays an image, a light emitting element that emits light whose polarization is not specified, a polarizing filter that outputs the light emitted from the light emitting element in a state where polarization is aligned, A light source configured to refract differently polarized light in the direction of reaching the left and right eyes, and a polarization axis of light transmitted between the light source and the first liquid crystal display panel. A second liquid crystal display panel including a region that changes a phase of light that is transmitted by rotating and a region that does not change a phase of light that is transmitted by not rotating a polarization axis of the transmitted light; A polarizing plate that is disposed between the liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel and transmits light of a specific polarization that has passed through the second liquid crystal display panel. The light source is A first light source that emits polarized light orthogonal to the specific polarized light by the right region of the polarizing filter, and a second light source that emits light of the specific polarized light by the left region of the polarizing filter In the second liquid crystal display panel, the liquid crystal molecules are vertically aligned by applying a voltage and a first region that rotates the polarization axis of the transmitted light by twisting the liquid crystal molecules without applying a voltage. And a second region that does not rotate the polarization axis of the transmitted light, and the first region and the second region are repeatedly provided, and the pitch between the first region and the second region is set to the first region. The relative position when the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel are overlapped with each other is set in advance as the same display unit of the liquid crystal display panel, and the first liquid crystal display panel in front When the relative position with respect to the second liquid crystal display panel deviates from the preset position by one display unit of the first liquid crystal display panel, a voltage is applied to the first region, and the second Since no voltage is applied to the region, the light source can be selected even after the image display device is assembled, and the positional relationship between the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel is strictly determined. Even if it is not defined, the positional deviation can be corrected by setting the polarization characteristics of the second liquid crystal display panel, and the pasting process of the second liquid crystal display panel can be simplified.
Further, even after the image display device is assembled, the light source of transmitted light can be selected by the second liquid crystal panel.
Furthermore, the second liquid crystal display panel, which can set characteristics after assembly, is used as a fine phase difference plate as compared with a conventional fine phase difference plate in which a light source for transmitted light is fixed. growing.
[0017]
In the second invention, the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel are operated to display a left eye image and a right eye image on the first liquid crystal display panel, and the image display By determining whether or not the mutual position of the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel is normal based on the result of photographing by the camera installed on the front right side or the front left side of the device, Since the relative position between the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel is determined, it can be determined whether or not the left and right eye images have arrived in a predetermined direction.
[0018]
In the third invention, a first liquid crystal display panel that displays an image, a light emitting element that emits light whose polarization is not specified, a polarizing filter that outputs the light emitted from the light emitting element in a state where the polarization is aligned, A light source configured to refract differently polarized light in the direction of reaching the left and right eyes, and a polarization axis of light transmitted between the light source and the first liquid crystal display panel. A second liquid crystal display panel including a region that changes a phase of light that is transmitted by rotating and a region that does not change a phase of light that is transmitted by not rotating a polarization axis of the transmitted light; And a polarizing plate that is disposed between the liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel and transmits light of a specific polarization that has passed through the second liquid crystal display panel. Before A step of superimposing the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel; operating the superposed first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel; and Only one image of the left eye image or right eye image is displayed on the display panel, and the one image displayed on the first liquid crystal display panel in a state where a voltage is applied to a specific region of the second liquid crystal display panel Detecting the positional relationship between the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel by measuring in which direction the left and right directions are displayed, and displayed on the first liquid crystal display panel When the image is seen through the second liquid crystal display panel, the image determination step for determining whether or not the image on the one side has reached a predetermined direction, and the image determination step, Person who planned image When it is determined that the voltage has not been reached, a phase difference changing step of applying a voltage to a region where the voltage is not applied without applying a voltage to the specific region where the voltage was applied; And a step of setting polarization characteristics of the second liquid crystal display panel when the mutual position between the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel becomes normal by the phase difference changing step. The light source of transmitted light can be selected after the assembly of the image display device, and the attaching process of the second liquid crystal display panel can be simplified.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an image display apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0026]
The light source 1 includes a light emitting element 10, a polarizing filter 11, and a Fresnel lens 12. The light-emitting element 10 is configured by using point-like light sources such as white light-emitting diodes arranged side by side or linear light sources such as cold-cathode tubes arranged horizontally. Emitting light (including polarized light). The polarizing filter 11 is set so that the light transmitted through the right region 11a and the left region 11b have different polarizations (for example, the light transmitted through the right region 11a and the left region 11b is shifted by 90 degrees). That is, the light source 1 includes a first light source (light emitting element 10 and right side region 11a of the polarization filter) that irradiates the liquid crystal display panel with light having a specific polarization, and a light that is orthogonal to the specific polarization. And a second light source that irradiates the light. The Fresnel lens 12 has a lens surface having concentric irregularities on one side.
[0027]
Of the light radiated from the light emitting element 10, only light of a certain polarization passes through the polarizing filter 11. That is, of the light emitted from the light emitting element 10, the light passing through the right region 11a of the polarizing filter 11 and the light passing through the left region 11b are irradiated to the Fresnel lens 12 as differently polarized light. As will be described later, light that has passed through the right region 11a of the polarizing filter 11 reaches the left eye of the observer, and light that has passed through the left region 11b reaches the right eye of the viewer.
[0028]
In addition, even if it does not use a light emitting element and a polarizing filter, what is necessary is just to comprise so that light of a different polarization may be irradiated from a different position, for example, by providing two light sources that generate light of different polarization, May be configured to irradiate the second liquid crystal display panel 2 from different positions.
[0029]
The light transmitted through the polarizing filter 11 is irradiated to the Fresnel lens 12. The Fresnel lens 12 is a convex lens, and the Fresnel lens 12 refracts the optical path of the light emitted so as to diffuse from the light emitting element 10 and transmits it through the second liquid crystal display panel 2 as substantially parallel light, and transmits through the polarizing filter 11. The first liquid crystal display panel 4 is irradiated with the light thus obtained.
[0030]
At this time, the light emitted from the fine retardation plate 2 is emitted so as not to spread in the vertical direction and is applied to the first liquid crystal display panel 4. That is, light transmitted through a specific region (horizontal line) of the second liquid crystal display panel 2 is transmitted through a specific display unit portion (horizontal line) of the first liquid crystal display panel 4.
[0031]
Of the light irradiated to the first liquid crystal display panel 4, the light that has passed through the right region 11a and the light that has passed through the left region 11b of the polarizing filter 11 are incident on the Fresnel lens 12 at different angles. The light is refracted at 12 and emitted from the first liquid crystal display panel 4 through different paths.
[0032]
The second liquid crystal display panel 2 has a twisted liquid crystal twisted at a predetermined angle (for example, 90 degrees) between two transparent plates (for example, glass plates). The display panel is configured. The light incident on the second liquid crystal display panel 2 is emitted with the polarization of the incident light shifted by 90 degrees when no voltage is applied to the liquid crystal. On the other hand, in a state where a voltage is applied to the liquid crystal, the twist of the liquid crystal can be solved, so that incident light is emitted as it is with polarized light. The second liquid crystal display panel 2 and the first liquid crystal display panel 4 on which a three-dimensional image is displayed are configured to have the same vertical pixel pitch (horizontal line pitch). In other words, the repetition of the polarization characteristics of the second liquid crystal display panel 2 is transmitted for each display unit (that is, for each horizontal line in the horizontal direction of the display unit) at substantially the same pitch as the display unit of the first liquid crystal display panel 4. Make the polarization of the light to be different.
[0033]
In the second liquid crystal display panel 2, the region for changing the phase of transmitted light is repeatedly arranged at a minute interval substantially equal to the arrangement interval in the vertical direction of the pixels of the first liquid crystal display panel 4. That is, since the pixel pitch of the second liquid crystal display panel 2 that functions as a fine retardation plate and the pixel pitch of the first liquid crystal display panel 4 are equal in the vertical direction, the pixel pitch in the vertical direction of the first liquid crystal display panel 4 The second liquid crystal display panel 2 changes the polarization characteristics every time.
[0034]
Specifically, a voltage is applied to an electrode in a certain region of the second liquid crystal display panel 2 to align liquid crystal molecules in the thickness direction of the liquid crystal display panel. Thus, in the region where the voltage is applied, the polarization axis of the light transmitted through the second liquid crystal display panel 2 does not change. On the other hand, in the second liquid crystal display panel 2, in the state where no voltage is applied to the electrodes, the liquid crystal molecules are aligned according to the characteristics of the alignment films provided on the glass plates on both sides. The light passing through 2 is transmitted with its polarization axis rotated 90 degrees. A region 21 in which the phase of the transmitted light is changed and the polarization axis is rotated, and a region 22 in which the phase of the transmitted light is transmitted and the polarization axis is not rotated are finely equal to the horizontal line pitch of the first liquid crystal display panel. It is repeatedly provided at a proper interval.
[0035]
As described above, the second liquid crystal display panel 2 creates a region where the polarization axis of the transmitted light is rotated and a region where the polarization axis of the transmitted light is not rotated by applying a voltage to the specific region, and the polarization axis of the transmitted light. , And functions as a fine phase difference plate that changes the phase.
[0036]
The region 21 for rotating the polarization axis of the incident light is emitted by rotating the polarization axis of the light transmitted through the right region 11a by 90 degrees. That is, the polarization axis of the light transmitted through the right region 11a is rotated by 90 degrees so as to be equal to the polarization of the light transmitted through the left region 11b. In addition, the region 22 transmits the light having the same polarization as the polarizing plate 3 that has passed through the left region 11b, and the region 21 transmits the light that has passed through the right region 11a and has a polarization axis orthogonal to that of the polarizing plate 3. It is rotated so as to be equal to the polarization axis of the plate 3 and is emitted.
[0037]
In other words, the repetition of the polarization characteristics of the second liquid crystal display panel 2 is a fine pitch corresponding to each horizontal line (scanning line) of the display unit of the first liquid crystal display panel 4 with substantially the same pitch as the display unit of the liquid crystal display panel 4. The polarization characteristics of the phase difference plate are different, light emitted from different directions is transmitted for each horizontal line, and the direction of light emitted for each horizontal line is different.
[0038]
Alternatively, the repetition of the polarization characteristic of the second liquid crystal display panel 2 is performed by setting the polarization characteristic of the second liquid crystal display panel 2 to a plurality of display units (that is, the pitch of an integral multiple of the display unit pitch of the first liquid crystal display panel 4). Alternatively, it may be set so that the polarization of the transmitted light is different for each of the plurality of display units (for example, FIG. 13). In this case, the polarization characteristics of the fine phase difference plate differ for each of the plurality of horizontal lines (scanning lines) of the display unit of the first liquid crystal display panel 4, and the direction of the light emitted for each of the plurality of horizontal lines is different. Different.
[0039]
Since the light transmitted through the second liquid crystal display panel 2 enters the polarizing plate 3, only light having a polarization axis that can be transmitted through the polarizing plate 3 can reach the first liquid crystal display panel 4.
[0040]
On the viewer side of the second liquid crystal display panel 2 (the light source side of the first liquid crystal display panel 4), specific polarized light (transmitted through the left region 11b of the polarizing filter 11) out of the light transmitted through the second liquid crystal display panel 2 is transmitted. A first polarizing plate 3 having a polarization characteristic that transmits light having the same polarization as light) is provided.
[0041]
By the combination of the first polarizing plate 3 and the second liquid crystal display panel 2, the light transmitted through the left region 11 b of the polarizing filter 11 is transmitted through the region 22 without rotating the polarization axis of the second liquid crystal display panel 2. , And passes through the first polarizing plate 3 provided between the second liquid crystal display panel 2 and the first liquid crystal display panel 4 to reach the first liquid crystal display panel 4. Further, the light transmitted through the left region 11b of the polarizing filter 11 is rotated by 90 degrees when the polarization axis of the second liquid crystal display panel 2 is rotated and transmitted through the region 21 through which light is transmitted. The first polarizing plate 3 provided between the second liquid crystal display panel 2 and the first liquid crystal display panel 4 is not transmitted and does not reach the first liquid crystal display panel 4.
[0042]
On the other hand, the light transmitted through the right region 11a of the polarizing filter 11 is rotated by 90 degrees when the polarization axis of the second liquid crystal display panel 2 is rotated and transmitted through the light transmitting region 21. The first polarizing plate 3 provided between the second liquid crystal display panel 2 and the first liquid crystal display panel 4 has the same polarization as the polarization axis of the light transmitted through the left region 11b, The first liquid crystal display panel 4 is reached. Further, the light transmitted through the right region 11 a of the polarizing filter 11 passes through the region 22 that transmits light without rotating the polarization axis of the second liquid crystal display panel 2. The polarization axis of the light transmitted through the right region 11a of the polarizing filter 11 is different from the polarization axis of the first polarizing plate 3 provided between the second liquid crystal display panel 2 and the first liquid crystal display panel 4 by 90 degrees. Therefore, the light transmitted through the right region 11 a of the polarizing filter 11 and the region 22 of the second liquid crystal display panel 2 is the first polarized light provided between the second liquid crystal display panel 2 and the first liquid crystal display panel 4. It does not pass through the plate 3 and does not reach the first liquid crystal display panel 4.
[0043]
That is, the light transmitted through the right region 11a of the polarizing filter 11 is transmitted through the region 21 of the second liquid crystal display panel, and the light transmitted through the left region 11b of the polarizing filter 11 is transmitted through the region 22 of the second liquid crystal display panel. Thus, for each display line of the first liquid crystal display panel 4, light arriving from different paths is transmitted through the first liquid crystal display panel 4 so as to be emitted in different directions.
[0044]
As described above, since it is necessary to irradiate the display element (horizontal line) of the first liquid crystal display panel 4 with different light each time the polarization characteristic of the second liquid crystal display panel 2 functioning as a fine retardation plate is repeated, the second The light that passes through the liquid crystal display panel 2 and is irradiated to the first liquid crystal display panel 4 needs to suppress diffusion in the vertical direction.
[0045]
If a ferroelectric liquid crystal is used for the second liquid crystal display panel 2, the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 are aligned after the image display device is manufactured, and then the second liquid crystal display panel. When a voltage for determining the polarization characteristics of 2 is applied, the orientation of the liquid crystal molecules of the second liquid crystal display panel 2 is maintained by the memory characteristics of the ferroelectric liquid crystal, so that the voltage is always applied to the second liquid crystal display panel 2. Need not be applied. On the other hand, when a normal liquid crystal is used for the second liquid crystal display panel 2, the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 are aligned after the first liquid crystal display panel 2 is manufactured at the time of manufacturing the image display device. A voltage for determining the polarization characteristic is applied, and information on the electrode position to which this voltage is applied is stored in the storage unit. Then, while displaying the three-dimensional stereoscopic image on the image display device, a voltage is applied to the stored electrode position of the second liquid crystal display panel 2 to align the liquid crystal molecules of the second liquid crystal display panel 2. Just hold it.
[0046]
The first liquid crystal display panel 4 includes a liquid crystal that is twisted and oriented at a predetermined angle (for example, 90 degrees) between two transparent plates (for example, glass plates). The panel is configured. The light incident on the liquid crystal display panel is emitted by rotating the polarization axis of the incident light by 90 degrees in a state where no voltage is applied to the liquid crystal. On the other hand, in a state where a voltage is applied to the liquid crystal, the twist of the liquid crystal molecules can be released, so that the polarization axis of the incident light is emitted as it is without rotating.
[0047]
On the viewer side of the first liquid crystal display panel 4, there is provided a second polarizing plate 5 having a polarization characteristic that transmits light having a polarization axis that is 90 degrees different from that of the first polarizing plate 3.
[0048]
At this time, in a state where a voltage is applied to the pixel (liquid crystal) of the first liquid crystal display panel, the liquid crystal molecules are untwisted, so that the light transmitted through the first polarizing plate 3 does not pass through the second polarizing plate 5, Pixels appear black. On the other hand, in a state where no voltage is applied to the pixel (liquid crystal), the liquid crystal molecules are aligned in a twisted state, so that the light transmitted through the first polarizing plate 3 can also be transmitted through the second polarizing plate, The element displays the color of the color filter.
[0049]
The diffuser 6 is attached to the front side (observer side) of the first polarizing plate 5 and functions as a diffusing unit that diffuses light transmitted through the liquid crystal display panel in the vertical direction. Specifically, light transmitted through a liquid crystal display panel using a mat-like diffuser plate with minute irregularities formed on one or both sides, or a lenticular lens in which horizontal and vertical kamaboko irregularities are repeatedly provided in the vertical direction. Is diffused up and down.
[0050]
In this way, the second liquid crystal display panel plate 2, the first polarizing plate 3, the second polarizing plate 5, and the diffuser 6 are sequentially stacked and bonded to both surfaces of the first liquid crystal display panel 4, and these are combined to form an image display device. Configure.
[0051]
FIG. 2 is a block diagram showing a drive circuit of the image display apparatus according to the embodiment of the present invention.
[0052]
The main control circuit for driving the image display apparatus according to the embodiment of the present invention includes a CPU 101, a ROM 102 that stores programs in advance, and a RAM 103 that is a memory used as a work area when the CPU 101 operates. . These CPU 101, ROM 102 and RAM 103 are connected by a bus 108. The bus 108 includes an address bus and a data bus that are used by the CPU 101 for reading and writing data.
[0053]
A communication interface 105 that controls input / output with the outside, an input interface 106, and an output interface 107 are connected to the bus 108. The communication interface 105 is a data input / output unit for performing data communication according to a predetermined communication protocol. The input interface 106 and the output interface 107 input / output image data to be displayed on the image display device.
[0054]
Further, a graphic display processor (GDP) 156 of a display control circuit is connected to the bus 108. The GDP 156 calculates the image data generated by the CPU 101, writes it in a frame buffer provided in the RAM 153, and generates signals (RGB, V BLANK, V_SYNC, H_SYNC) to be output to the image display device. A ROM 152 and a RAM 153 are connected to the GDP 156, and a work buffer for operating the GDP 156 and a frame buffer for storing display data are provided in the RAM 153. The ROM 152 stores programs and data necessary for the GDP 156 to operate.
[0055]
Further, an oscillator 158 that supplies a clock signal to the GDP 156 is connected to the GDP 156. The clock signal generated by the oscillator 158 defines the operation period of the GDP 156, and generates a period of a synchronization signal (for example, V_SYNC, V BLANK) output from the GDP 156.
[0056]
The RGB signal output from the GDP 156 is input to the γ correction circuit 159. The γ correction circuit 159 corrects the non-linear characteristic of the illuminance with respect to the signal voltage of the image display device, adjusts the display illuminance of the image display device, and generates an RGB signal to be output to the image display device.
[0057]
The synthesizing conversion device 170 is provided with a right-eye frame buffer, a left-eye frame buffer, and a stereoscopic frame buffer, writes the right-eye image sent from the GDP 156 to the right-eye frame buffer, and the left-eye image for the left-eye. Write to the frame buffer. Then, the right-eye image and the left-eye image are combined to generate a stereoscopic image, which is written in the stereoscopic frame buffer, and the stereoscopic image data is output to the image display device as an RGB signal.
[0058]
The generation of the stereoscopic image by combining the right-eye image and the left-eye image is made up of the region 21 that rotates the polarization axis of the transmitted light of the second liquid crystal display panel 2 and the region 22 that does not rotate the polarization axis of the transmitted light. For each interval, the right-eye image and the left-eye image are combined. For example, the region 21 for rotating the polarization axis of the transmitted light of the second liquid crystal display panel 2 is formed by the interval of display units (horizontal lines) of the first liquid crystal display panel 4. The stereoscopic image is displayed so that the right-eye image and the left-eye image are alternately displayed for each unit horizontal line (scanning line).
[0059]
Therefore, the synthesis converter 170 writes the left-eye image data transmitted from the GDP 156 during the output of the L signal to the left-eye frame buffer, and the right-eye image data transmitted from the GDP 156 during the output of the R signal to the right-eye frame. Write to buffer. The left-eye image data written in the left-eye frame buffer and the right-eye image data written in the right-eye frame buffer are read out for each scanning line and written into the stereoscopic frame buffer for stereoscopic viewing. A composite image is generated.
[0060]
In the image display device, a liquid crystal driver (LCD DRV) 181, a backlight driver (BL DRV) 182, and a retardation plate driver 183 are provided. The liquid crystal driver 181 sequentially applies a voltage to the electrodes of the first liquid crystal display panel 4 based on the V BLANK signal, the V_SYNC signal, the H_SYNC signal, and the RGB signal sent from the composite conversion device 170, and thereby the first liquid crystal display. A composite image for stereoscopic viewing is displayed on the panel 4.
[0061]
The backlight driver 182 changes the brightness ratio of the first liquid crystal display panel 4 by changing the duty ratio of the voltage applied to the light emitting element (backlight) 10 based on the DTY_CTR signal output from the GDP 156.
[0062]
The phase difference plate driver 183 applies a voltage to the electrodes of the second liquid crystal display panel 2 that functions as a fine phase difference plate, and causes the second liquid crystal display panel 2 to have the polarization characteristics described above. The voltage applied by the retardation plate driver 183 determines the mutual position of the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2, and after combining the two liquid crystal display panels, Which horizontal line corresponds to the left-eye image and which horizontal line corresponds to the right-eye image are determined and stored in the RAM 103 as information on electrodes to which a voltage is applied.
[0063]
When a ferroelectric liquid crystal is used for the second liquid crystal display panel 4, as described above, the voltage applied to the second liquid crystal display panel only needs to be applied at the time of manufacture. It is not necessary to provide the plate driver 183, and only when the image display device is manufactured, the retardation plate driver 183 is connected from the outside, and a voltage is applied to the second liquid crystal display panel 4, so that the polarization characteristics of the second liquid crystal display panel 4 Can be determined. For this reason, when a ferroelectric liquid crystal is used for the second liquid crystal display panel 4, a connection terminal for supplying an electric signal to be applied to the electrode of the second liquid crystal display panel 4 is provided.
[0064]
FIG. 3 is a plan view showing an optical system of the image display apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram for explaining a path of light emitted from the image display apparatus according to the embodiment of the present invention.
[0065]
As shown in FIG. 3, the light emitted from the light emitting element 10 passes through the polarizing filter 11 and spreads radially. Of the light radiated from the light emitting element 10, the light transmitted through the right region 11 a of the polarizing filter 11 (indicated by the alternate long and short dash line indicates the center of the optical path) reaches the Fresnel lens 12 and changes the traveling direction of the light by the Fresnel lens 12. Then, the light passes through the second liquid crystal display panel 2, the polarizing plate 3, the first liquid crystal display panel 4, and the polarizing plate 5 substantially vertically (slightly from the right side to the left side) and reaches the left eye.
[0066]
On the other hand, of the light emitted from the light emitting element 10, the light transmitted through the left region 11 b of the polarizing filter 11 (shown by the broken line indicates the center of the optical path) reaches the Fresnel lens 12, and the light traveling direction is changed by the Fresnel lens 12. In other words, the light passes through the second liquid crystal display panel 2, the polarizing plate 3, the first liquid crystal display panel 4, and the polarizing plate 5 substantially vertically (slightly left to right) and reaches the right eye.
[0067]
In this way, the light emitted from the light emitting element 10 and transmitted through the polarizing filter 11 is irradiated to the first liquid crystal display panel 4 substantially perpendicularly by the Fresnel lens 12 as the optical means. That is, the light source 1, the polarizing filter 11, and the Fresnel lens 12 constitute the light source 1 that irradiates the first liquid crystal display panel 4 with light having different polarization planes substantially vertically and through different paths. The light transmitted through 4 is emitted through different paths to reach the right eye or the left eye. That is, the light arriving from different directions for each scanning line pitch of the first liquid crystal display panel 4 by making the scanning line pitch of the first liquid crystal display panel 4 equal to the repetition pitch of the polarization characteristics of the second liquid crystal display panel 2. Is emitted and emits light in different directions.
[0068]
FIG. 4A shows a light path that passes through the right region 11a of the polarizing filter and reaches the left eye. The light emitted from the light emitting element 10 and transmitted through the right region 11a of the polarizing filter passes through the Fresnel lens 12, reaches the second liquid crystal display panel 2, and passes through the region 21 of the second liquid crystal display panel 2. The polarized light is rotated 90 degrees and emitted (transmits the light transmitted through the right region 11a). Further, the light passes through the polarizing plate 3, the first liquid crystal display panel 4, and the polarizing plate 5, and reaches the left eye. That is, the left eye image displayed by the display element of the first liquid crystal display panel 4 at a position corresponding to the region 21 of the first liquid crystal display panel reaches the left eye.
[0069]
Since the regions 22 arranged alternately with the regions 21 of the second liquid crystal display panel 2 do not change the polarization of the transmitted light, the light from the right region 11 a of the polarizing filter does not pass through the polarizing plate 3. The right eye image displayed on the display element at the position corresponding to the region 22 of the first liquid crystal display panel 4 does not reach the left eye.
[0070]
FIG. 4B shows a light path that passes through the left region 11b of the polarizing filter and reaches the right eye. The light emitted from the light emitting element 10 and transmitted through the left region 11b of the polarizing filter is transmitted through the Fresnel lens 12, reaches the second liquid crystal display panel 2, and is the same as the light transmitted through the left region 11b of the polarizing filter. The light passes through the region 22 of the second liquid crystal display panel 2 that transmits the polarized light, passes through the first liquid crystal display panel 4 and the polarizing plate 5, and reaches the right eye. That is, the right eye image displayed by the display element at a position corresponding to the region 22 of the first liquid crystal display panel 4 reaches the right eye.
[0071]
Since the regions 21 arranged alternately with the regions 22 of the second liquid crystal display panel 2 change the polarization of the transmitted light, the light from the left region 11 b of the polarizing filter does not pass through the polarizing plate 3. The left eye image displayed on the display element at the position corresponding to the region 21 of the first liquid crystal display panel 4 does not reach the right eye.
[0072]
FIG. 5 is a diagram for explaining the operating principle of the liquid crystal display panel.
[0073]
In the liquid crystal display panel, liquid crystal molecules are sandwiched between two transparent plates (for example, glass plates). In addition, transparent electrodes are provided on the two transparent plates, and an electric field can be generated between the electrodes by applying a voltage between the electrodes. In addition, an alignment film is provided on the inner surfaces of the two transparent plates, and the alignment directions of the alignment films are perpendicular to each other, so that no electric field is applied to the liquid crystal molecules (FIG. 5A In the case of)), the liquid crystal molecules are twist-aligned while being twisted by 90 degrees between the two transparent plates. On the other hand, in a state where a voltage is applied between the electrodes of the two transparent plates and an electric field is generated between the electrodes (FIG. 5B), the liquid crystal molecules sandwiched between the two transparent plates face the electric field direction. Arrange.
[0074]
Polarizers whose polarization axes are shifted by 90 degrees are provided on both surfaces of the transparent plate, and in a state where no electric field is applied to the liquid crystal molecules (FIG. 5A), transmission is performed by twisted and twisted liquid crystal molecules. Since the polarization axis of the transmitted light is rotated by 90 degrees, the light transmitted through the incident-side polarizing plate is transmitted through the outgoing-side polarizing plate. On the other hand, in a state where an electric field is applied to the liquid crystal molecules (FIG. 5B), the liquid crystal molecules are aligned along the direction of the electric field and the polarization axis of the transmitted light does not rotate. Light is blocked by the polarizing plate on the emission side.
[0075]
FIG. 6 is a diagram for explaining the operating principle of a conventional fine retardation plate.
[0076]
The conventional fine retardation plate shown in FIG. 6 includes a light-transmitting base material (transparent plate) and a wave plate that rotates the polarization axis of light. The wave plate has a fine width and is repeatedly provided with fine intervals. The polarizing plate shown in the figure is the first polarizing plate 3 provided on the light source side of the liquid crystal display panel.
[0077]
In the region where the wave plate is not provided (FIG. 6 (a)), the fine retardation plate does not rotate the polarization axis of the transmitted light, so that the light incident with the polarization axis equal to the polarization axis of the polarization plate does not pass through the polarization plate. Light that is transmitted and incident with a polarization axis that is shifted by 90 degrees from the polarization axis of the polarizing plate does not pass through the polarizing plate. On the other hand, in the region where the wavelength plate is provided (FIG. 6B), the polarization axis of the light transmitted through the fine retardation plate is rotated by 90 degrees, so that the polarization axis of the polarizing plate is 90% of the incident light. Light incident with a polarization axis deviated by the degree is transmitted through the polarizing plate, and light incident with a polarization axis equal to the polarizing axis of the polarizing plate does not pass through the polarizing plate.
[0078]
That is, in the region where the wave plate is provided and the region where the wave plate is not provided, when 90-degree polarized light is transmitted through the fine retardation plate and is emitted from the fine retardation plate, both are equal. It is polarized light.
[0079]
The present invention intends to realize the same operation as that of the fine retardation plate by using the liquid crystal display panel. Next, the fine retardation plate constituted by the liquid crystal display panel according to the present invention will be described.
[0080]
FIG. 7 is a diagram for explaining the operating principle of the fine retardation plate using the liquid crystal display panel according to the embodiment of the present invention.
[0081]
The fine retardation plate of the embodiment of the present invention shown in FIG. 7 is constituted by a second liquid crystal display panel 2 that rotates the polarization axis of light by the arrangement of liquid crystal molecules. The polarizing plate shown in the figure is the first polarizing plate 3 provided on the light source side of the liquid crystal display panel.
[0082]
The liquid crystal molecules sandwiched between two transparent plates (for example, glass plates) of the liquid crystal display panel are not transparent when no electric field is applied to the liquid crystal molecules (FIG. 7A). Since the twist alignment is performed while being twisted by 90 degrees between the plates, the polarization axis of the transmitted light is rotated by 90 degrees and emitted from the second liquid crystal display panel 2 with a polarization axis different from that at the time of incidence. Therefore, the light incident on the fine retardation plate can be rotated 90 degrees by the second liquid crystal display panel 2, so that the incident light is incident with a polarization axis shifted by 90 degrees from the polarization axis of the polarizing plate 3. The transmitted light passes through the polarizing plate 3, and light incident with a polarization axis equal to that of the polarizing plate 3 does not pass through the polarizing plate 3.
[0083]
On the other hand, in a state where a voltage is applied between the electrodes of the two transparent plates and an electric field is generated between the electrodes (FIG. 7B), the liquid crystal molecules are aligned in the direction of the electric field. The polarization axis does not rotate. Of the incident light, light incident with a polarization axis equal to the polarization axis of the polarizing plate 3 is transmitted through the polarizing plate 3 and is incident with a polarization axis shifted by 90 degrees from the polarization axis of the polarizing plate 3. Light does not pass through the polarizing plate 3.
[0084]
That is, in the region where the voltage is applied to the second liquid crystal display panel 4 and the region where no voltage is applied, light whose polarization is shifted by 90 degrees is transmitted through the fine retardation plate and is emitted from the fine retardation plate. Sometimes they are equally polarized light.
[0085]
8 and 9 are diagrams for explaining the positional relationship between the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 according to the embodiment of the present invention.
[0086]
In the figure, the rectangles with R, G, and B indicate the sub-pixels of the first liquid crystal display panel 4 that control the display of each color of the image, and one pixel in one set of sub-pixels of RGB arranged in the horizontal line direction. Is configured. In addition, a horizontally long rectangle with a diagonal line including one of each RGB represents a pixel of the second liquid crystal display panel 2 that functions as a fine retardation plate. One pixel of the second liquid crystal display panel 2 has a size corresponding to one pixel of the first liquid crystal display panel 4 (pixels including three sub-pixels of RGB). Reference numerals (2a to 2e) attached to the left side of the figure indicate horizontal lines of the second liquid crystal display panel 2, and reference numerals (4a to 4e) attached to the right side of the figure denote horizontal lines of the first liquid crystal display panel 4. Show.
[0087]
In the embodiment shown in FIG. 8, the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 are arranged such that the horizontal lines (the first liquid crystal display panel 4 a and the second liquid crystal display panel) 2a) is overlapped.
[0088]
In the state shown in FIG. 8, since no voltage is applied between the transparent electrodes in the pixels of the second liquid crystal display panel 2, the state liquid crystal molecules are twisted by the alignment film as shown in FIG. In this state, the polarization axis of light transmitted through the second liquid crystal display panel 2 is rotated by 90 degrees.
[0089]
In addition, since a light-blocking region that does not transmit light is provided between the pixels of the second liquid crystal display panel, crosstalk caused by leakage of light transmitted through the pixels of the first liquid crystal display panel to adjacent lines. Occurrence can be suppressed.
[0090]
FIG. 9 shows a state in which the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 are overlapped in the state shown in FIG. 8, and a voltage is applied to the second liquid crystal display panel 2 that functions as a fine retardation plate. Show.
[0091]
Since no voltage is applied between the transparent electrodes in the hatched regions (2a, 2c, 2e) of the pixels of the second liquid crystal display panel 2, the liquid crystal molecules are twisted by the alignment film. Is in a state of being. Therefore, the light transmitted through this region has its polarization axis rotated by 90 degrees by the second liquid crystal display panel 2 and is in the state shown in FIG. On the other hand, in the regions (2b, 2d) not hatched, a voltage is applied between the transparent electrodes, and the liquid crystal molecules are aligned in the electric field direction. Therefore, in this region, the light is transmitted without rotating the polarization axis, and the state shown in FIG. 7B is obtained.
[0092]
That is, as described with reference to FIGS. 1, 3, and 4, the light emitted from the light emitting element 10 and transmitted through the right region 11a of the polarizing filter reaches the second liquid crystal display panel 2 and reaches the horizontal line. In 2a, 2c, and 2e, the polarization axis is rotated by 90 degrees and transmitted to become polarized light that can be transmitted through the polarizing plate 3, and transmitted through the first liquid crystal display panel 4 and the polarizing plate 5 to reach the left eye. Therefore, the image displayed on the pixels of the first liquid crystal display panel 4 (pixels of the horizontal lines 4a, 4c, and 4e) corresponding to the horizontal lines 2a, 2c, and 2e of the second liquid crystal display panel 2 reaches the left eye. It becomes an image.
[0093]
On the other hand, the light emitted from the light emitting element 10 that has passed through the left region 11b of the polarizing filter reaches the second liquid crystal display panel 2, passes through the horizontal lines 2b and 2d as it is, and a polarizing plate having the same polarization axis. 3, passes through the first liquid crystal display panel 4 and the polarizing plate 5, and reaches the right eye. Therefore, the image displayed on the pixels of the first liquid crystal display panel 4 (the pixels of the horizontal lines 4b and 4d) corresponding to the horizontal lines 2b and 2d of the second liquid crystal display panel 2 is a right eye image reaching the right eye.
[0094]
10 and 11 are diagrams for explaining the positional relationship between the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 according to the embodiment of the present invention.
[0095]
In the state shown in this figure, as in the state shown in FIG. 8, the rectangles with R, G, and B in the figure indicate the sub-pixels of the first liquid crystal display panel 4 that controls the display of each color of the image. One set of sub-pixels for each of RGB arranged in the line direction constitutes one pixel. In addition, a horizontally long rectangle with a diagonal line including one of each RGB represents a pixel of the second liquid crystal display panel 2 that functions as a fine retardation plate. One pixel of the second liquid crystal display panel 2 has a size corresponding to one pixel of the first liquid crystal display panel 4 (pixels including three sub-pixels of RGB). Reference numerals (2a to 2e) attached to the left side of the figure indicate horizontal lines of the second liquid crystal display panel 2, and reference numerals (4a to 4e) attached to the right side of the figure denote horizontal lines of the first liquid crystal display panel 4. Show.
[0096]
In the state shown in FIG. 10, unlike the state shown in FIG. 8, horizontal lines (first liquid crystal) constituted by the first liquid crystal display panel 4 and the upper end pixels of the second liquid crystal display panel 2 according to the embodiment of the present invention. The display panel 4a and the second liquid crystal display panel 2a) do not overlap, and the two liquid crystal display panels overlap with each other in a state where the second liquid crystal display panel 2 protrudes by one horizontal line. That is, the odd-numbered (first) horizontal line 4 a of the first liquid crystal display panel 4 and the even-numbered (second) horizontal line 2 b of the second liquid crystal display panel 2 overlap each other.
[0097]
In the state shown in FIG. 10, since no voltage is applied between the transparent electrodes in the pixels of the second liquid crystal display panel 2, the state liquid crystal molecules are twisted by the alignment film as shown in FIG. In this state, the polarization axis of light transmitted through the second liquid crystal display panel 2 is rotated by 90 degrees.
[0098]
In FIG. 11, the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 are overlapped in the state shown in FIG. 10, and the voltage is applied to the second liquid crystal display panel 2 functioning as a fine retardation plate. Show.
[0099]
Since no voltage is applied between the transparent electrodes in the hatched areas (2b, 2d, 2f) of the pixels of the second liquid crystal display panel 2, the liquid crystal molecules are twisted by the alignment film. Is in a state of being. Therefore, the light transmitted through this region has its polarization axis rotated by 90 degrees by the second liquid crystal display panel 2 and is in the state shown in FIG. On the other hand, in the regions (2a, 2c, 2e) not hatched, a voltage is applied between the transparent electrodes, and the liquid crystal molecules are aligned in the electric field direction. Therefore, in this region, the light is transmitted without rotating the polarization axis, and the state shown in FIG. 7B is obtained.
[0100]
That is, as described with reference to FIGS. 1, 3, and 4, the light emitted from the light emitting element 10 and transmitted through the right region 11a of the polarizing filter reaches the second liquid crystal display panel 2 and reaches the horizontal line. In 2b, 2d, and 2f, the polarization axis is rotated by 90 degrees and transmitted to become polarized light that can be transmitted through the polarizing plate 3, and is transmitted through the first liquid crystal display panel 4 and the polarizing plate 5 to reach the left eye. Accordingly, the image displayed on the pixels of the first liquid crystal display panel 4 (pixels of the horizontal lines 4a, 4c, and 4e) corresponding to the horizontal lines 2b, 2d, and 2f of the second liquid crystal display panel 2 reaches the left eye. It becomes an image.
[0101]
On the other hand, of the light emitted from the light emitting element 10, the light transmitted through the left region 11b of the polarizing filter reaches the second liquid crystal display panel 2, passes through the horizontal lines 2a, 2c and 2e as they are, and has the same polarization axis. The light passes through the polarizing plate 3, passes through the first liquid crystal display panel 4 and the polarizing plate 5, and reaches the right eye. Therefore, the image displayed on the pixels (horizontal lines 4b, 4d) of the first liquid crystal display panel 4 corresponding to the horizontal lines 2a, 2c, 2e of the second liquid crystal display panel 2 is the right eye image reaching the right eye. Become.
[0102]
As described above with reference to FIGS. 9 and 11, even when the relative positions of the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 are shifted by one horizontal line (or by a plurality of horizontal lines), A signal is sent to the pixel of the second liquid crystal display panel 2 at a position corresponding to the horizontal line of the first liquid crystal display panel 4 on which the eye image is displayed, and a voltage is applied to the liquid crystal molecules to set the polarization characteristics of the pixel. Therefore, after the positions of the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 are determined, the polarization characteristics can be set for each horizontal line of the second liquid crystal display panel 2.
[0103]
That is, even if the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 overlap each other with a shift of one line, by changing the setting of the polarization characteristic of the second liquid crystal display panel 2, The eye image can reach the right eye.
[0104]
As described above, when a ferroelectric liquid crystal is used for the second liquid crystal display panel 2, the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 are aligned and then the second liquid crystal display panel 2. Once a voltage for determining the polarization characteristic is applied, the orientation of the liquid crystal molecules of the second liquid crystal display panel 2 is maintained, but normal liquid crystal is used for the second liquid crystal display panel 2. While the three-dimensional stereoscopic image is displayed on the image display device, a voltage is applied to the stored and electrode positions of the second liquid crystal display panel 2 to align the liquid crystal molecules of the second liquid crystal display panel 2. The polarization characteristics of the second liquid crystal display panel 2 may be maintained.
[0105]
FIG. 12 is a process diagram (flow chart) of a process of setting the polarization characteristics of the horizontal line of the second liquid crystal display panel 2.
[0106]
First, the first liquid crystal display panel 4 that controls image display and the second liquid crystal display panel 2 that functions as a fine retardation plate are overlapped (S101). At this time, the horizontal positions of the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 are determined and overlapped so that the horizontal lines are not inclined with respect to each other and the horizontal lines are not shifted by a half pitch.
[0107]
And the 1st liquid crystal display panel 4 and the 2nd liquid crystal display panel 2 are operated, and a mutual position is detected (S102). The mutual position is detected by displaying only one image (left eye image or right eye image) on the first liquid crystal display panel 4 and applying a voltage to the pixels of the second liquid crystal display panel 2 for each horizontal line. Thus, by measuring in which direction (left or right eye) the image on one side (for example, the left eye image) displayed on the first liquid crystal display panel 4 reaches the first liquid crystal display panel 4. The mutual position with the second liquid crystal display panel 2 is detected.
[0108]
Further, the right-eye image and the left-eye image are displayed on the first liquid crystal display panel 4 and displayed on the first liquid crystal display panel 4 in a state where a voltage is applied to the pixels of the second liquid crystal display panel 2 for each horizontal line. The mutual position between the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 is determined by measuring whether the right eye image reaches the right direction (right eye) and the left eye image reaches the left direction (left eye). To detect. At this time, the right eye image and the left eye image displayed on the first liquid crystal display panel 4 are different images from which both images can be discriminated, or the color of the right eye image and the left eye image is changed. Display an image for
[0109]
Then, by taking these left and right eye images with a CCD camera installed on the front right side or the front left side of the second liquid crystal display panels 2 and 4, whether or not the left eye image is taken with the left camera (right Whether or not the right and left eye images have arrived in the planned direction can be determined based on whether or not the eye images are taken by the right camera.
[0110]
Then, based on the result of photographing the left and right eye images, it is determined whether or not the mutual position between the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 is normal (is shifted) (S103). This mutual position is determined when the left and right eye images detected in S102 have reached a predetermined direction (scheduled eye position) between the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2. Is determined to be in a normal position. On the other hand, when the left and right eye images detected in S102 do not reach the planned direction, the mutual position of the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 is not in a normal position (is in a shifted position). ).
[0111]
When it is determined that the mutual position between the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 is a normal position, the signal pattern applied to the second liquid crystal display panel in S102 is used as the operation of the image display apparatus. The polarization pattern of the second liquid crystal display panel 2 is determined as a signal pattern to be applied to the second liquid crystal display panel (S104), the signal pattern is stored in the RAM 103, and the second liquid crystal display panel 2 is determined. The polarization pattern is set (S105).
[0112]
On the other hand, if it is determined in S103 that the mutual position of the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 is not a normal position, the signal pattern applied to the second liquid crystal display panel in S102 is reversed. In other words, the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 are operated by applying a voltage to a pixel to which no voltage is applied in S102 and applying a voltage to a pixel to which no voltage is applied. The mutual positions are detected again (S102).
[0113]
If the mutual positions are normal (S103), the polarization pattern of the second liquid crystal display panel 2 is determined (S104), and the polarization pattern of the second liquid crystal display panel 2 is set (S105).
[0114]
In addition, a voltage is applied to the second liquid crystal display panel 2 by a backup power source (for example, a primary battery, a secondary battery, a capacitor, etc.), so that the setting state of the image display device (voltage application to the second liquid crystal display panel is performed). The setting holding state by the backup power supply can be limited by maintaining the state or the storage means (for example, the storage state of the SRAM) for storing the voltage application state for a certain period. In addition, when a voltage is applied by a rechargeable backup power source such as a secondary battery or a capacitor, and the power supply is periodically energized, the backup power source is charged in the operating state of the image display device, and the set retention period Can be updated. In this way, the backup power supply is discharged in a non-operating state for a predetermined period, and the setting state of the second liquid crystal display panel 2 is lost.
[0115]
In addition, when the image display device is disassembled, the setting state of the second liquid crystal display panel is initialized by short-circuiting the backup power supply to discharge the backup power supply or cutting off the supply of the backup power supply. It is also possible to limit the reuse of the device.
[0116]
FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which a voltage signal is applied to the second liquid crystal display panel 2 in a state where the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 are overlapped according to the embodiment of the present invention. is there.
[0117]
In this figure, as in FIG. 8, the rectangles with R, G, and B in the figure indicate the sub-pixels of the first liquid crystal display panel 4 that controls the display of each color of the image, and RGB arranged in the horizontal line direction. One set of subpixels constitutes one pixel. In addition, a horizontally long rectangle with a diagonal line including one of each RGB represents a pixel of the second liquid crystal display panel 2 that functions as a fine retardation plate. One pixel of the second liquid crystal display panel 2 has a size corresponding to one pixel of the first liquid crystal display panel 4 (pixels including three sub-pixels of RGB). Reference numerals (2a to 2f) attached to the left side of the figure indicate horizontal lines of the second liquid crystal display panel 2, and reference numerals (4a to 4f) attached to the right side of the figure denote horizontal lines of the first liquid crystal display panel 4. Show.
[0118]
In the example shown in FIG. 13, the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 according to the embodiment of the present invention are arranged such that the horizontal lines (4a of the first liquid crystal display panel) are formed by the upper end pixels. And 2a) of the second liquid crystal display panel are overlapped with each other, showing a state in which a voltage is applied to the second liquid crystal display panel 2.
[0119]
Among the pixels of the second liquid crystal display panel 2, no voltage is applied between the transparent electrodes in the hatched regions (2a, 2b, 2e, 2f), so that the liquid crystal molecules are twisted by the alignment film. Is in a state of being. Therefore, the light transmitted through this region has its polarization axis rotated by 90 degrees by the second liquid crystal display panel 2 to be in the state shown in FIG. 7A, and the horizontal lines 2b, 2e, The image displayed on the pixels of the first liquid crystal display panel 4 corresponding to 2f (pixels of the horizontal lines 4a, 4b, 4e, and 4f) is a left-eye image that reaches the left eye.
[0120]
On the other hand, in the regions (2c, 2d) not hatched, a voltage is applied between the transparent electrodes, and the liquid crystal molecules are aligned in the electric field direction. Therefore, in this region, the light is transmitted without rotating the polarization axis, and the state shown in FIG. 7B is obtained, and the pixels of the first liquid crystal display panel 4 corresponding to the horizontal lines 2c and 2d of the second liquid crystal display panel 2 ( The image displayed on the horizontal lines 4c and 4d) is a right-eye image that reaches the right eye.
[0121]
In this way, a signal is sent to the pixel every two horizontal lines of the second liquid crystal display panel 2 to apply a voltage to the liquid crystal molecule, or a voltage is not applied to the liquid crystal molecule without sending a signal to the pixel. Can be set by changing the polarization characteristics for each of the plurality of horizontal lines of the second liquid crystal display panel 2.
[0122]
FIG. 14 is a diagram illustrating a state in which a voltage signal is applied to the second liquid crystal display panel 2 in a state where the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 are overlapped according to the embodiment of the present invention. is there.
[0123]
In this figure, as in FIG. 8, the rectangles with R, G, and B in the figure indicate the sub-pixels of the first liquid crystal display panel 4 that controls the display of each color of the image, and RGB arranged in the horizontal line direction. One set of subpixels constitutes one pixel. Further, a horizontally long rectangle including one of each RGB represents a pixel of the second liquid crystal display panel 2 that functions as a fine retardation plate. One pixel of the second liquid crystal display panel 2 has a size corresponding to one pixel of the first liquid crystal display panel 4 (pixels including three sub-pixels of RGB). Reference numerals (A to E) attached to the left side of the figure indicate horizontal lines of the second liquid crystal display panel 2 and the first liquid crystal display panel 4, and reference numerals (101 to 103) attached to the lower side of the figure are horizontal lines. The liquid crystal display panel pixels in the direction are shown. That is, the upper leftmost pixel in the figure is represented by reference numeral 101A.
[0124]
In the example shown in FIG. 14, the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 according to the embodiment of the present invention have a positional relationship in which horizontal lines formed by pixels at the upper end overlap each other. 2 shows a state in which a voltage is applied to the second liquid crystal display panel 2.
[0125]
Among the pixels of the second liquid crystal display panel 2, no voltage is applied between the transparent electrodes in the hatched regions (101E, 102E, 103A to 103E), so that the liquid crystal molecules are twisted by the alignment film. Is in a state of being. Therefore, the light transmitted through this region has its polarization axis rotated by 90 degrees by the second liquid crystal display panel 2 to be in the state shown in FIG. 7A, and the pixel to which the voltage of the second liquid crystal display panel 2 is applied. The images displayed on the pixels (101E, 102E and 103A to 103E) of the first liquid crystal display panel 4 corresponding to the left eye image reach the left eye.
[0126]
On the other hand, in the regions (101A to 101D, 102A to 102D) that are not shaded, a voltage is applied between the transparent electrodes, and the liquid crystal molecules are aligned in the electric field direction. Accordingly, in this region, light is transmitted without rotating the polarization axis, and the state shown in FIG. 7B is obtained, and the first liquid crystal display panel 4 corresponding to the pixel to which no voltage is applied is applied to the second liquid crystal display panel 2. The images displayed on the pixels (101A to 101D, 102A to 102D) are right eye images that reach the right eye.
[0127]
In this way, a signal is sent to a pixel in a specific area of the second liquid crystal display panel 2 to set whether to apply a voltage to the liquid crystal molecule or not to apply a voltage to the liquid crystal molecule without sending a signal to the pixel. Since the polarization characteristics of the specific area of the second liquid crystal display panel 2 can be changed and set, the right eye area and the left eye area can be set to arbitrary areas. In addition, a signal is sent to all the pixels of the second liquid crystal display panel 2 to display the image displayed on the first liquid crystal display panel as a two-dimensional plane image, and display of a two-dimensional plane image and a three-dimensional stereoscopic image. And can be switched. Furthermore, it is possible to switch to displaying a three-dimensional stereoscopic image in an arbitrary region and displaying a two-dimensional planar image in the arbitrary region.
[0128]
It should be noted that a plurality of videos can be displayed on one image display device by displaying different videos for the left-eye video and the right-eye video. Then, by changing the polarization characteristics of the second liquid crystal display panel 2 during the operation of the image display device, the images displayed on the right side and the left side of the image display device can be instantaneously switched.
[0129]
FIG. 15 is a diagram showing another aspect of the voltage signal applied to the second liquid crystal display panel 2 in a state where the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 are overlapped according to the embodiment of the present invention. It is.
[0130]
In this figure, the rectangles with R, G, and B in the figure indicate the subpixels of the first liquid crystal display panel 4 that controls the display of each color of the image, and each subpixel 1 of RGB arranged in the horizontal line direction. One pixel constitutes a set. A horizontally long rectangle including a plurality of RGB pixels indicates a pixel of the second liquid crystal display panel 2 that functions as a fine retardation plate. One pixel of the second liquid crystal display panel 2 corresponds to one horizontal line of the first liquid crystal display panel 4. Reference numerals (2a to 2f) attached to the left side of the figure indicate pixels (horizontal lines) of the second liquid crystal display panel 2, and reference numerals (4a to 4f) attached to the right side of the figure denote the pixels of the first liquid crystal display panel 4. Indicates a horizontal line.
[0131]
In the example shown in FIG. 15, the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 according to the embodiment of the present invention are arranged such that the horizontal lines (the first liquid crystal display panel 4 a) And 2a) of the second liquid crystal display panel are overlapped with each other, and a state in which a voltage is applied to the second liquid crystal display panel 2 is shown.
[0132]
Among the pixels of the second liquid crystal display panel 2, in the horizontal lines (2a, 2c, 2e) which are shaded, no voltage is applied between the transparent electrodes, so that the liquid crystal molecules are twisted by the alignment film. Is in a state. Therefore, the light transmitted through the horizontal line is rotated by 90 degrees in the polarization axis by the second liquid crystal display panel 2, and the state shown in FIG. 7A is obtained, and the horizontal lines 2a and 2c of the second liquid crystal display panel 2 are obtained. 2e, the image displayed on the pixels of the first liquid crystal display panel 4 corresponding to 2e (pixels of the horizontal lines 4a, 4c, 4e) becomes a left eye image reaching the left eye, and the horizontal lines 2b of the second liquid crystal display panel 2 The image displayed on the pixels (horizontal lines 4b and 4d) of the first liquid crystal display panel 4 corresponding to 2d is a right-eye image that reaches the right eye.
[0133]
As described above, if the pixels of the second liquid crystal display panel 2 are configured for each horizontal line of the first liquid crystal display panel, the second liquid crystal display panel can be used when the left eye image and the right eye image are displayed in units of horizontal lines. 2 can be simplified, the structure can be simplified, and the cost of the second liquid crystal display panel can be reduced.
[0134]
FIG. 16 is a diagram illustrating a state in which a voltage signal is applied to the second liquid crystal display panel 2 in a state where the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 are overlapped according to the embodiment of the present invention. is there.
[0135]
In this figure, the rectangles with R, G, and B in the figure indicate the subpixels of the first liquid crystal display panel 4 that controls the display of each color of the image, and each subpixel 1 of RGB arranged in the horizontal line direction. One pixel constitutes a set. A horizontally long rectangle including RGB pixels in a plurality of rows (two rows in the state shown in FIG. 16) indicates a pixel of the second liquid crystal display panel 2 that functions as a fine retardation plate. One pixel of the second liquid crystal display panel 2 corresponds to two horizontal lines of the first liquid crystal display panel 4. Reference numerals (2a, 2c, 2d) attached to the left side of the figure indicate pixels (horizontal lines) of the second liquid crystal display panel 2, and reference numerals (4a to 4f) attached to the right side of the figure denote the first liquid crystal display panel. 4 horizontal lines are shown.
[0136]
In the example shown in FIG. 16, the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 according to the embodiment of the present invention are arranged such that horizontal lines formed by pixels at the upper end (4a of the first liquid crystal display panel). And 2a) of the second liquid crystal display panel are overlapped with each other, and a state in which a voltage is applied to the second liquid crystal display panel 2 is shown.
[0137]
Among the pixels of the second liquid crystal display panel 2, in the horizontal lines (2a, 2c, 2e) which are shaded, no voltage is applied between the transparent electrodes, so that the liquid crystal molecules are twisted by the alignment film. Is in a state. Therefore, the light transmitted through the horizontal line is rotated by 90 degrees in the polarization axis by the second liquid crystal display panel 2, and the state shown in FIG. 7A is obtained, and the horizontal lines 2a and 2e of the second liquid crystal display panel 2 are obtained. The images displayed on the pixels (horizontal lines 4a, 4b, 4e, and 4f) of the first liquid crystal display panel 4 corresponding to the left-eye image that reaches the left eye are displayed on the horizontal line 2c of the second liquid crystal display panel 2. The image displayed on the corresponding pixel of the first liquid crystal display panel 4 (pixels of the horizontal lines 4c and 4d) is a right-eye image that reaches the right eye.
[0138]
Thus, when the pixels of the second liquid crystal display panel 2 are configured for each of a plurality of horizontal lines of the first liquid crystal display panel, the second liquid crystal is displayed when the left eye image and the right eye image are displayed in units of horizontal lines. The electrode arrangement of the display panel 2 can be simplified, the structure can be simplified, and the cost of the second liquid crystal display panel can be reduced.
[0139]
FIG. 17 is a diagram showing another aspect of the voltage signal applied to the second liquid crystal display panel 2 in a state where the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 are overlapped according to the embodiment of the present invention. It is.
[0140]
In this figure, the rectangles with R, G, and B in the figure indicate the subpixels of the first liquid crystal display panel 4 that controls the display of each color of the image, and each subpixel 1 of RGB arranged in the horizontal line direction. The set constitutes one pixel. A square surrounding the sub-pixel of the first liquid crystal display panel 4 indicates a pixel of the second liquid crystal display panel 2 that functions as a fine retardation plate. One pixel of the second liquid crystal display panel 2 corresponds to one subpixel of the first liquid crystal display panel 4. Reference numerals (2a to 2e) attached to the left side of the figure indicate horizontal lines of the second liquid crystal display panel 2, and reference numerals (4a to 4e) attached to the right side of the figure denote horizontal lines of the first liquid crystal display panel 4. Show.
[0141]
In the example shown in FIG. 17, the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 according to the embodiment of the present invention have horizontal lines formed by pixels on the upper end side (of the first liquid crystal display panel). 4a and 2a) of the second liquid crystal display panel are in an overlapping position, and a state in which a voltage is applied to the second liquid crystal display panel 2 is shown.
[0142]
Among the pixels of the second liquid crystal display panel 2, in the horizontal lines (2a, 2c, 2e) which are shaded, no voltage is applied between the transparent electrodes, so that the liquid crystal molecules are twisted by the alignment film. Is in a state. Therefore, the light transmitted through the horizontal line is rotated by 90 degrees in the polarization axis by the second liquid crystal display panel 2, and the state shown in FIG. 7A is obtained, and the horizontal lines 2a and 2c of the second liquid crystal display panel 2 are obtained. The image displayed on the pixels of the first liquid crystal display panel 4 corresponding to 2e (pixels on the horizontal lines 4a, 4c, and 4e) is a left-eye image that reaches the left eye.
[0143]
On the other hand, in the horizontal lines (2b, 2d) not hatched, a voltage is applied between the transparent electrodes, and the liquid crystal molecules are aligned in the electric field direction. Accordingly, light is transmitted through the horizontal line without rotating the polarization axis, and the state shown in FIG. 7B is obtained, and the pixels of the first liquid crystal display panel 4 corresponding to the horizontal lines 2b and 2d of the second liquid crystal display panel 2 are obtained. The image displayed on the (horizontal lines 4b, 4d pixels) is a right eye image that reaches the right eye.
[0144]
As described above, when the pixels of the second liquid crystal display panel 2 are configured to correspond to the sub-pixels of the first liquid crystal display panel 4, a left-eye image or a right-eye image is formed for each sub-pixel of the first liquid crystal display panel 4. The color tone of the left and right images can be changed by controlling the second liquid crystal display panel 2.
[0145]
18 and 19 are diagrams for explaining the positional relationship between the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 according to the embodiment of the present invention.
[0146]
In the state shown in this figure, as in the state shown in FIG. 17, the squares with R, G, and B in the figure indicate the sub-pixels of the first liquid crystal display panel 4 that control the display of each color of the image, and are triangular. One set of RGB subpixels arranged in the shape (triangles A to F represented by broken lines) constitute one pixel. A square surrounding the sub-pixel of the first liquid crystal display panel 4 indicates a pixel of the second liquid crystal display panel 2 that functions as a fine retardation plate. One pixel of the second liquid crystal display panel 2 corresponds to one subpixel of the first liquid crystal display panel 4.
[0147]
In the state shown in FIG. 18, since no voltage is applied between the transparent electrodes in the pixels of the second liquid crystal display panel 2, the state liquid crystal molecules are twist-aligned by the alignment film as shown in FIG. The polarization axis of light transmitted through the second liquid crystal display panel 2 is rotated by 90 degrees.
[0148]
In FIG. 19, the first liquid crystal display panel 4 and the second liquid crystal display panel 2 are overlapped in the state shown in FIG. 18, and a voltage signal is applied to the second liquid crystal display panel 2 that functions as a fine retardation plate. Indicates.
[0149]
Among the pixels of the second liquid crystal display panel 2, the pixels (B, D, F) which are shaded are in a state where the liquid crystal molecules are twist-aligned by the alignment film as shown in FIG. The light transmitted through this region has its polarization axis rotated by 90 degrees by the second liquid crystal display panel 2. Therefore, the images displayed on the pixels B, D, and F of the first liquid crystal display panel 4 corresponding to the pixels B, D, and F of the second liquid crystal display panel 2 are left-eye images that reach the left eye.
[0150]
On the other hand, in the pixels (A, C, E) not hatched, a voltage is applied between the transparent electrodes, and the liquid crystal molecules are aligned in the electric field direction. Therefore, in this region, the light is transmitted without rotating the polarization axis, and the state shown in FIG. 7B is obtained. Therefore, the images displayed on the pixels A, C, and E of the first liquid crystal display panel 4 corresponding to the pixels A, C, and E of the second liquid crystal display panel 2 are right-eye images that reach the right eye.
[0151]
As described above, in the embodiment shown in FIGS. 18 and 19, it is possible to use a delta-aligned liquid crystal display panel for a stereoscopic image display device, which has been difficult to cope with with a fine retardation plate using a conventional wave plate. It is possible to improve both resolutions without reducing the resolution in only one of the horizontal and vertical directions.
[0152]
FIG. 20 is an explanatory diagram showing the configuration of the image display apparatus according to the embodiment of the present invention.
[0153]
The light source 1 includes a light emitting element 10 and a Fresnel lens 12. The light emitting element 10 is configured by a point light source such as a white light emitting diode, and emits light whose polarization is not specified (including light of various polarizations). The Fresnel lens 12 has a lens surface having concentric irregularities on one side.
[0154]
The light emitted from the light emitting element 10 is applied to the Fresnel lens 12. The Fresnel lens 12 is a convex lens, and irradiates the first liquid crystal display panel 4 with the optical path of light emitted so as to diffuse from the light emitting element 10 being refracted and substantially parallel. That is, the first liquid crystal display panel 4 is irradiated with light so as not to spread in the vertical direction, and is irradiated onto the second liquid crystal display panel 2 in a substantially parallel state. That is, light that has passed through a specific region of the first liquid crystal display panel 4 is transmitted through the specific region of the first liquid crystal display panel 4.
[0155]
The first polarizing plate 3 is provided on the light source side of the first liquid crystal display panel 4, and has a polarization characteristic that transmits light of a specific polarization among the light generated from the light source 1.
[0156]
In the first liquid crystal display panel 4, a liquid crystal that is twisted in a twisted state at a predetermined angle (for example, 90 degrees) is disposed between two transparent plates (for example, glass plates). Liquid crystal display panel. In a state where no voltage is applied to the liquid crystal molecules (transparent electrodes provided corresponding to the pixels), the light incident on the liquid crystal display panel is emitted with its polarization axis rotated by 90 degrees. On the other hand, in a state where a voltage is applied to the liquid crystal molecules (transparent electrodes provided corresponding to the pixels), the twist of the liquid crystal molecules can be removed, so that the polarization axis of the incident light is emitted as it is without rotating. The
[0157]
A second polarizing plate 5 is provided on the viewer side of the first liquid crystal display panel 4, and the second polarizing plate 5 transmits polarized light having a polarization axis that is 90 degrees different from that of the first polarizing plate 3. It has characteristics.
[0158]
At this time, in a state where a voltage is applied to the pixel (liquid crystal) of the first liquid crystal display panel, the liquid crystal molecules are untwisted, so that the light transmitted through the first polarizing plate 3 does not pass through the second polarizing plate 5, Pixels appear black. On the other hand, in a state where no voltage is applied to the pixel (liquid crystal), the liquid crystal molecules are aligned in a twisted state, so that the light transmitted through the first polarizing plate 3 can also be transmitted through the second polarizing plate, The element displays the color of the color filter provided on the first liquid crystal display panel.
[0159]
The second liquid crystal display panel 2 is provided on the viewer side of the second polarizing plate 5, and the second liquid crystal display panel 2 functions as a fine retardation plate having a region for rotating the polarization axis of transmitted light.
[0160]
The second liquid crystal display panel 2 includes a liquid crystal that is twisted in a twisted state at a predetermined angle (for example, 90 degrees) between two transparent plates (for example, glass plates). Liquid crystal display panel. The light incident on the second liquid crystal display panel 2 is emitted with the polarization of the incident light shifted by 90 degrees when no voltage is applied to the liquid crystal. On the other hand, in a state where a voltage is applied to the liquid crystal, the twist of the liquid crystal can be solved, so that incident light is emitted as it is with polarized light. The second liquid crystal display panel 2 and the first liquid crystal display panel 4 on which a three-dimensional image is displayed are configured to have the same vertical pixel pitch (horizontal line pitch). That is, the second liquid crystal display panel 2 creates a region where the polarization axis of the transmitted light is not rotated and a region where the polarization axis of the transmitted light is not rotated by applying a voltage to the specific region.
[0161]
The vertical pixel pitch (horizontal line pitch) of the second liquid crystal display panel 2 is configured to be equal to the vertical pixel pitch (horizontal line pitch) of the first liquid crystal display panel 4 on which the three-dimensional image is displayed. Yes. In other words, the repetition of the polarization characteristics of the second liquid crystal display panel 2 is transmitted for each display unit (that is, for each horizontal line in the horizontal direction of the display unit) at substantially the same pitch as the display unit of the first liquid crystal display panel 4. Make the polarization of the light to be different. Therefore, the polarization characteristics of the fine phase difference plate corresponding to each horizontal line (scanning line) of the display unit of the first liquid crystal display panel 4 are different, and the direction of the emitted light is different for each horizontal line.
[0162]
In the second liquid crystal display panel 2, the region for changing the phase of transmitted light is repeatedly arranged at a minute interval substantially equal to the arrangement interval in the vertical direction of the pixels of the first liquid crystal display panel 4. That is, since the pixel pitch of the second liquid crystal display panel that is the second liquid crystal display panel 2 and the pixel pitch of the first liquid crystal display panel 4 are equal in the vertical direction, the pixel pitch of the first liquid crystal display panel 4 in the vertical direction is the same. The polarization characteristics of the second liquid crystal display panel which is the second liquid crystal display panel 2 are changed every time.
[0163]
Specifically, a voltage is applied to an electrode in a certain region of the second liquid crystal display panel 2 to align liquid crystal molecules in the thickness direction of the liquid crystal display panel. Thus, in the region where the voltage is applied, the polarization axis of the light transmitted through the second liquid crystal display panel 2 does not change. On the other hand, in the second liquid crystal display panel 2, in the state where no voltage is applied to the electrodes, the liquid crystal molecules are aligned according to the characteristics of the alignment films provided on the glass plates on both sides. The light passing through 2 is transmitted with its polarization axis rotated 90 degrees.
[0164]
A region 21 in which the phase of the transmitted light is changed and the polarization axis is rotated, and a region 22 in which the phase of the transmitted light is transmitted and the polarization axis is not rotated are finely equal to the horizontal line pitch of the first liquid crystal display panel. The second liquid crystal display panel 2 functions as a phase difference plate that rotates the polarization axis of the transmitted light and changes the phase.
[0165]
The region 21 for rotating the polarization axis of the incident light is emitted by rotating the polarization axis of the light transmitted through the right region 11a by 90 degrees. That is, the polarization axis of the light transmitted through the right region 11a is rotated by 90 degrees so as to be equal to the polarization of the light transmitted through the left region 11b. In addition, the region 22 transmits the light having the same polarization as the polarizing plate 3 that has passed through the left region 11b, and the region 21 transmits the light that has passed through the right region 11a and has a polarization axis orthogonal to that of the polarizing plate 3. It is rotated so as to be equal to the polarization axis of the plate 3 and is emitted.
[0166]
Thus, since it is necessary to transmit the light transmitted through the display element (horizontal line) of the first liquid crystal display panel 4 in accordance with the repetition of the polarization characteristics of the fine retardation plate, the light is transmitted through the second liquid crystal display panel 2. Thus, the light irradiated on the first liquid crystal display panel 4 needs to be substantially parallel light in which the vertical diffusion is suppressed.
[0167]
A polarizing plate 7 is provided between the second liquid crystal display panel 2 and the observer, and the observer sees an image displayed on the first liquid crystal display panel 4 through the polarizing plate 7. The polarizing plate 7 includes a region 7 a having the same polarization characteristics as the second polarizing plate 5 and a region 7 b having a polarization axis that is shifted by 90 degrees from the polarization axis of the second polarizing plate 5. In the present embodiment, the polarizing plate 7 has a glasses shape, and the right-eye lens is a polarization region 7a and the left-eye lens is a polarization region 7b.
[0168]
Of the light transmitted through the second polarizing plate 5, the light transmitted through the region 21 that rotates the polarization axis coincides with the polarization axis of the region 7 b of the polarizing plate 7, so that it passes through the region 7 b and reaches the left eye. Since it is different from the polarization axis of the region 7a of the plate 7, it does not reach the right eye without passing through the region 7a. On the other hand, the light transmitted through the second polarizing plate 5 and transmitted through the region 22 that does not rotate the polarization axis coincides with the polarization axis of the region 7a of the polarizing plate 7, so that it passes through the region 7a and reaches the right eye. Since it is different from the polarization axis of the region 7b of the polarizing plate 7, it does not reach the left eye without passing through the region 7b.
[0169]
Therefore, among the images displayed on the first liquid crystal display panel 4, the image displayed on the pixel at the position corresponding to the region 21 of the second liquid crystal display panel 2 is the left eye image reaching the left eye. On the other hand, among the images displayed on the first liquid crystal display panel 4, an image displayed on a pixel at a position corresponding to the region 22 of the second liquid crystal display panel 2 is a right eye image reaching the right eye.
[0170]
The first polarizing plate 3, the first liquid crystal display panel 4, the second polarizing plate 5 and the second liquid crystal display panel 2 having such functions are sequentially stacked and bonded together to constitute an image display device.
[0171]
The embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined not by the above description of the invention but by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an image display apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a drive circuit of the image display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of an optical system of the image display apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a path of light emitted from the image display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of an operation principle of the liquid crystal display panel of the image display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of an operation principle of a conventional fine retardation plate.
FIG. 7 is an explanatory diagram of an operation principle of a fine retardation plate of the image display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a positional relationship between liquid crystal display panels of the image display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a positional relationship between liquid crystal display panels of the image display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a positional relationship between liquid crystal display panels of the image display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a positional relationship between liquid crystal display panels of the image display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart of a horizontal line polarization characteristic setting step of the second liquid crystal display panel 2 of the image display device according to the embodiment of the present invention;
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a state in which a voltage is applied to the second liquid crystal display panel 2 of the image display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a state in which a voltage is applied to the second liquid crystal display panel 2 of the image display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 15 is an explanatory diagram of a positional relationship between liquid crystal display panels of the image display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 16 is an explanatory diagram of a positional relationship between liquid crystal display panels of the image display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 17 is an explanatory diagram of a positional relationship between liquid crystal display panels of the image display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 18 is an explanatory diagram of a positional relationship between liquid crystal display panels of the image display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 19 is an explanatory diagram showing a state in which a voltage is applied to the second liquid crystal display panel 2 of the image display device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a configuration diagram of an image display device according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Light source
10 Light emitting element
11 Polarizing filter
12 Fresnel lens
2 Fine retardation plate(Second LCD panel)
3 Polarizing plate (No.1Polarizer)
4FirstLCD panel
5 Polarizing plate (No.2Polarizer)
6 Diffuser
7 Diffuser

Claims

A first liquid crystal display panel for displaying an image;
A light emitting element that emits light whose polarization is not specified, a polarizing filter that outputs the light emitted from the light emitting element in a state where the polarization is aligned, and an optical means that refracts light of different polarization in a direction that reaches the left and right eyes A light source composed of
A region that is arranged between the light source and the first liquid crystal display panel and changes the phase of light that is transmitted by rotating the polarization axis of the transmitted light, and is transmitted by not rotating the polarization axis of the transmitted light. A second liquid crystal display panel including a region that does not change the phase of the light to be
A polarizing plate that is disposed between the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel and transmits light of a specific polarization that has passed through the second liquid crystal display panel;
An image display device comprising:
The light source is
A first light source that emits polarized light orthogonal to the specific polarized light by the right region of the polarizing filter, and a second light source that emits light of the specific polarized light by the left region of the polarizing filter And
The second liquid crystal display panel is
A first region that rotates the polarization axis of the transmitted light by twisting the liquid crystal molecules without applying a voltage, and a first region that does not rotate the polarization axis of the transmitted light when the liquid crystal molecules are vertically aligned by applying a voltage. Two areas,
The first area and the second area are repeatedly provided, and the pitch between the first area and the second area is the same as the display unit of the first liquid crystal display panel. Preset a relative position when the second liquid crystal display panel is overlaid;
When the relative position between the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel is shifted by one display unit from the preset position, the first region is displayed in the first region. An image display device, wherein a voltage is applied and no voltage is applied to the second region.

The first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel are operated to display a left eye image and a right eye image on the first liquid crystal display panel, and a front right side or front side of the image display device. The first liquid crystal display is determined by determining whether or not the mutual position of the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel is normal based on a result of photographing by a camera installed on the left side. The image display apparatus according to claim 1, wherein a relative position between the panel and the second liquid crystal display panel is determined.

A first liquid crystal display panel for displaying an image;
A light emitting element that emits light whose polarization is not specified, a polarizing filter that outputs the light emitted from the light emitting element in a state of uniform polarization, and an optical means that refracts light of different polarization in a direction that reaches the left and right eyes A light source composed of
A region that is arranged between the light source and the first liquid crystal display panel and changes the phase of light that is transmitted by rotating the polarization axis of the transmitted light, and is transmitted by not rotating the polarization axis of the transmitted light. A second liquid crystal display panel including a region that does not change the phase of the light to be
A polarizing plate that is disposed between the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel and transmits light of a specific polarization that has passed through the second liquid crystal display panel;
A method of manufacturing an image display device comprising:
Superimposing the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel;
The superposed first liquid crystal display panel and second liquid crystal display panel are operated to display only one image of a left eye image or a right eye image on the first liquid crystal display panel, and the first liquid crystal display liquid crystal display panel of the first to measure whether the side of the image displayed reaches the right or left direction on the panel while applying a voltage to a specific region of the second liquid crystal display panel And a detecting step of detecting a positional relationship between the second liquid crystal display panel and
An image determination step for determining whether or not the image on one side has reached a predetermined direction when the image displayed on the first liquid crystal display panel is viewed through the second liquid crystal display panel. When,
When it is determined by the image determination step that the image on one side has not reached the predetermined direction, the voltage is not applied to the specific area to which the voltage is applied, and the voltage is not applied. A phase difference changing step of applying a voltage to the region ;
A step of setting polarization characteristics of the second liquid crystal display panel when the mutual position between the first liquid crystal display panel and the second liquid crystal display panel becomes normal by the phase difference changing step ; A method of manufacturing an image display device.