JP5343917B2 - 映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、映像表示装置に関する。

観察者に立体映像を認識させる装置として、右目用の映像と左目用の映像をそれぞれ異なる領域に表示する映像生成部、及び、二つの異なる領域に入射した偏光の偏光軸が、互いに直交した直線偏光、又は偏光軸の回転方向が互いに逆方向である円偏光として射出する偏光軸制御板を含む映像表示装置が知られている（例えば、特許文献１〜５を参照）。このような映像表示装置の中には、２次元表示と３次元表示（立体表示）を切り替えて表示できるものもある。

特開平１０−２３２３６５号公報 特開２００４−２６４３３８号公報 特開平９−９０４３１号公報 特開２００８−３０４９０９号公報 特開２００２−１８５９８３号公報

しかしながら、特許文献１〜５に記載の技術では、２次元表示を行う場合に輝度が低下するという課題があった。例えば、特許文献４及び特許文献５に記載の映像表示装置では、画像生成部と、右目用の画像を透過させる第一偏光領域と、左目用の画像を偏光軸に対して直角に観点させて透過させる第二偏光領域と、クロストークの発生を低減するために設けられた偏光軸制御板領域遮光部とを有する偏光軸制御板とを備えており、２次元表示を行う場合には、偏光軸制御板領域遮光部が遮光するので、偏光軸制御板を透過する光量が低減して画面の輝度が低下する。そのため、映像表示装置で２次元表示を行う場合、一般の液晶表示装置に比較して画面が暗くなって見えにくくなるという課題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、２次元表示を行う際に輝度を低下させることなく、３次元表示を行う際にクロストークを低減する映像表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る映像表示装置の第１の特徴は、右目用偏光板を右目用に有し、左目用偏光板を左目用に有する立体眼鏡を介して３次元映像を提供し、該立体眼鏡を介することなく２次元映像を提供する映像表示システムにおける映像表示装置であって、前記映像表示装置は、光を射出する光源と、前記光源から射出された光のうち、所定の角度の偏光軸である第１偏光軸である第１の直線偏光を透過する直線偏光生成部と、外部から入力する第１の映像信号に基づいて、前記直線偏光生成部により透過された第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第１の変調偏光を生成して射出する第１の変調光生成領域と、外部から入力する第２の映像信号に基づいて、前記直線偏光生成部により透過された前記第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第２の変調偏光を生成して射出する第２の変調光生成領域とを有する映像生成部と、前記映像生成部から射出した前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光のうち、前記第１の偏光軸と異なる角度を有する第２の偏光軸の直線偏光である前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光を透過して射出する偏光板と、前記映像生成部における第１の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第１の変調偏光が入射した際に前記第１の変調偏光の偏光軸を第３の偏光軸となるよう偏光し第３の変調偏光として射出する第１の偏光領域と、前記映像生成部における第２の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第２の変調偏光が入射した際に前記第２の変調偏光の偏光軸を前記第３偏光軸と異なる第４の偏光軸となるよう偏光し第４の変調偏光として射出する第２の偏光領域と、前記第１の偏光領域及び前記第２の偏光領域の境界部に設けられ、印加電圧に応じて入射した光を遮光又は透過させる遮光部とを有する偏光軸制御板と、前記第１の映像信号及び前記第２の映像信号が、２次元画像信号又は３次元画像信号のいずれであるかを判定する画像種別判定手段と、前記画像種別判定手段により前記第１の映像信号及び前記第２の映像信号が３次元画像信号であると判定された場合、前記遮光部に対して前記遮光部が光を遮光するよう電圧を印加する電圧制御部とを備えたことにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る映像表示装置の第２の特徴は、前記電圧制御部は、前記第１の映像信号及び前記第２の映像信号が３次元画像信号であると判定された場合、前記第１の映像信号及び前記第２の映像信号に基づいて、クロストーク率が１０％以下となる範囲内で、前記偏光軸制御板を透過する光の光透過率が大きくなるような電圧を印加することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る映像表示装置の第３の特徴は、前記遮光部は、前記電圧制御部により電圧が印可される複数の透明電極と、前記複数の透明電極に印可された電圧に応じて光透過率が変動する液晶とを有することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る映像表示装置の第４の特徴は、前記液晶が、高分子分散型液晶であることを特徴とすることにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る映像表示装置の第５の特徴は、前記遮光部は、前記複数の透明電極が、前記高分子分散型液晶の一方の面に配列されたことにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る映像表示装置の第６の特徴は、前記遮光部は、前記複数の透明電極間の距離が、１０〜３００μｍであることにある。

本発明の映像表示装置によれば、２次元表示を行う際に輝度を低下させることなく、３次元表示を行う際にクロストークを低減する。

本発明の実施例１に係る映像表示装置の分解斜視図である。 本発明の実施例１に係る映像表示装置の偏光軸制御板の別の形態を示す斜視図である。 本発明の実施例１に係る映像表示装置の使用状態を示す概略図である。 本発明の実施例１に係る映像表示装置が備える映像生成部の一部を拡大して示す平面図である。 偏光軸制御板領域遮光部が形成されていない場合における映像生成部と偏光軸制御板との断面の一例を図示した断面図である。 本発明の実施例に係る映像表示装置に備えられた映像生成部と偏光軸制御板との断面の一例を図示した断面図である。 （ａ）は、本発明の実施例１に係る映像表示装置に備えられた偏光軸制御板領域遮光部の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面を示した断面図である。 本発明の実施例１に係る映像表示装置に備えられた正の透明電極及び負の透明電極へ一定電圧を印加としたときの電極間距離と偏光軸制御板領域遮光部の光透過率との関係を示した図である。 本発明の実施例１に係る映像表示装置の機能構成を示した機能構成図である。 本発明の実施例１に係る映像表示装置が備える透明電極及び透明電極に印加する電圧に対する高分子分散型液晶の光透過率の特性を示した図である。 本発明の実施例１に係る映像表示装置の偏光軸制御板の別の形態を示す斜視図である。 本発明の実施例１に係る映像表示装置の偏光軸制御板の別の形態を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明の実施例１に係る映像表示装置に備えられた別の形態の遮光切替部の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面を示した断面図である。 （ａ）は、本発明の実施例１に係る映像表示装置に備えられた別の形態の遮光切替部の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面を示した断面図である。 本発明の実施例１に係る映像表示装置に供給された３次元画像信号の例を示した図である。 本発明の実施例１に係わる映像表示装置において、偏光軸制御板領域遮光部１８３の光透過率を変化させた場合のクロストーク及びモアレ評価の結果を示した図である。 本発明の実施例１に係わる映像表示装置において、それぞれシフト量が異なる右目用映像信号及び左目用映像信号において、偏光軸制御板領域遮光部の光透過率を変化させた場合のクロストーク及びモアレ評価の結果を示した図である。 本発明の実施例２に係る映像表示装置の機能構成を示した機能構成図である。 本発明の実施例２に係る映像表示装置が備える駆動電圧決定回路の構成を示した構成図である。 本発明の実施例４に係る映像表示装置の分解斜視図である。 本発明の実施例５に係る映像表示装置の構成を示した構成図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本発明の実施例１では、外部から入力される映像信号に基づいて、２次元表示と３次元表示（立体表示）とを切り替えて表示する映像表示装置を例に挙げて説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る映像表示装置１００の分解斜視図である。

映像表示装置１００は、光源１２０と、映像表示部１３０と、偏光軸制御板１８０とを図１に示す順で備え、これらが図示しない筐体に収容されている。また、映像表示部１３０は、偏光板（直線偏光生成部）１５０、映像生成部１６０及び偏光板１７０を含む。この映像表示装置１００に表示される映像を後述する観察者が観察する場合、観測者は、図１に示した矢印Ｘ１の方向から（図１における偏光軸制御板１８０よりも右側から）観察する。

光源１２０は、観察者から見て映像表示装置１００の最も奥側に配され、映像表示装置１００を使用している状態（以下、「映像表示装置１００の使用状態」と略称する）において、白色の非偏光、または光源からの光を効率良く利用するために設けられた反射型偏光板で、偏光板１５０の方向に一致する光を透過し、それ以外の成分を反射して戻し、バックライトユニット内で反射させて、再び光を射出させ、反射型偏光板で偏光した光を偏光板１５０の一面に向けて射出する。なお、本発明の実施例１では、光源１２０に面光源を用いているが、面光源に替えて例えば点光源と集光レンズとの組み合わせでもよい。この集光レンズの一例は、フレネルレンズシートである。

偏光板１５０は、映像生成部１６０の光源１２０側に配される。偏光板１５０は、透過軸及び当該透過軸に直交する吸収軸を有し、光源１２０から射出した非偏光が入射すると、その非偏光のうち透過軸と平行な偏光軸の光を透過し、吸収軸と平行な偏光軸の光を遮断する。ここで、偏光軸とは、光における電界の振動方向のことであり、偏光板１５０における透過軸は、図１に矢印Ｙ１で示すように、観察者が映像表示装置１００を見たときの水平方向から右上方向及び左下方向に４５度の傾斜を有する。したがって、偏光板１５０から射出する光は、水平方向から４５度の傾斜を有する直線偏光となる。

映像生成部１６０は、赤色光，緑色光及び青色光にそれぞれ対応した画素を備えている。また、映像生成部１６０は、複数の画素からなる右目用映像生成領域１６２及び右目用映像生成領域１６２と異なる複数の画素からなる左目用映像生成領域１６４を有する。映像生成部１６０は、液晶表示素子等の入射した光を外部から入力した映像信号に基づいて光変調するものである。これら右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４は、図１に示すように、映像生成部１６０を水平方向に区切った領域であり、複数の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４が鉛直方向に互い違いに配される。

映像表示装置１００が３次元画像を表示している状態（以下、「映像表示装置１００の３次元表示状態」と略称する）において、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４には、外部から供給される３次元画像信号、即ち右目用映像信号及び左目用映像信号によりそれぞれ右目用映像及び左目用映像が生成される。右目用映像生成領域１６２に右目用映像が生成されているときに、偏光板１５０を透過した光の一部が右目用映像生成領域１６２に入射すると、右目用映像信号に基づいて光変調され右目用映像生成領域１６２からは右目用映像の映像光（以下、「右目用映像光」と略称する）が射出する。また、左目用映像生成領域１６４に左目用映像が生成されているときに、偏光板１５０を透過した光の他の一部が左目用映像生成領域１６４に入射すると、左目用映像信号に基づいて光変調され左目用映像生成領域１６４からは左目用映像の映像光（以下、「左目用映像光」と略称する）が射出する。ここで、右目用映像生成領域１６２から射出する右目用映像光及び左目用映像生成領域１６４から射出する左目用映像光は、映像光における映像信号に基づいて光変調された領域はそれぞれ偏光軸が回転する。また、映像生成部１６０の各画素の境界部には赤色光，緑色光及び青色光の混色を低減するために、ブラックマトリクスと呼ばれる遮光部が設けられている。更に、ブラックマトリクスのうち右目用映像生成領域１６２と左目用映像生成領域１６４の境界部には、水平方向に帯状のブラックストライプである映像生成領域遮光部１６３が形成されている。

一方、映像表示装置１００が２次元画像を表示している状態（以下、「映像表示装置１００の２次元表示状態」と略称する）において、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４には、外部から供給される２次元画像信号により、右目用及び左目用にかかわらず右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４に表示するための２次元映像が生成される。右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４に２次元映像が生成されているときに、偏光板１５０を透過した光の一部が右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４に入射すると、２次元映像に基づいて光変調され、右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４からは２次元映像の映像光（以下、「２次元映像光」と略称する）が射出する。

偏光板１７０は、映像生成部１６０における観察者側に配置される。この偏光板１７０は、上述した右目用映像生成領域１６２を透過した右目用映像光、及び、上述した左目用映像生成領域１６４を透過した左目用映像光、又は右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４を透過した２次元映像光が入射すると、これらのうち偏光軸の成分の中で透過軸と平行な偏光成分を透過し、偏光軸が吸収軸と平行な偏光成分を遮断する。ここで、偏光板１７０における透過軸は、図１に矢印Ｙ２で示すように、観察者が映像表示装置１００を見たときの水平方向から左上方向及び右下方向に４５度の傾斜を有する。したがって、偏光板１７０から射出する光は、偏光板１５０から射出する光と直交すると共に、水平方向から４５度の傾斜を有する直線偏光となる。また、偏光板１７０における透過軸の方向は、映像生成部１６０から射出する右目用映像光及び左目用映像光、又は２次元映像光の偏光軸の方向と略一致させることにより映像表示装置１００の輝度を向上することができる。

以上のように、映像表示部１３０は、映像表示装置１００の３次元表示状態の場合には、外部から供給される３次元画像信号に基づいて右目用映像光及び左目用映像光を射出し、映像表示装置１００の２次元表示状態の場合には、外部から供給される２次元画像信号に基づいて２次元映像光を射出する。このように３次元表示状態の場合と２次元表示状態の場合とでは、映像の種類は異なるものの、いずれの場合においても、右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４からそれぞれ映像光を射出することには変わりない。

偏光軸制御板１８０は、基板１８４と基板１８４上に形成された第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２とを有する。この偏光軸制御板１８０における第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２の位置及び大きさは、図１に示すように、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４の位置及び大きさに対応する。したがって、映像表示装置１００の使用状態において、第一偏光領域１８１には、右目用映像生成領域１６２を透過した右目用映像光又は２次元映像光が入射し、第二偏光領域１８２には、左目用映像生成領域１６４を透過した左目用映像光又は２次元映像光が入射する。

第一偏光領域１８１は、入射した右目用映像光又は２次元映像光の偏光軸を回転させずにそのまま透過する。一方、第二偏光領域１８２は、入射した左目用映像光又は２次元映像光の偏光軸を第一偏光領域１８１に入射した右目用映像光又は２次元映像光の偏光軸に対して直交する方向に９０度回転させる。したがって、第一偏光領域１８１を透過した右目用映像光又は２次元映像光の偏光軸と、第二偏光領域１８２を透過した左目用映像光又は２次元映像光の偏光軸とは、図１に矢印Ｙ３，Ｙ４で示すように、その向きが互いに直交する。なお、図１において偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２に示した矢印Ｙ３，Ｙ４は、各偏光領域を通過した偏光の偏光軸の向きを示す。

偏光軸制御板１８０において、基板１８４には、入射する映像光の偏光軸の向きを変化させないように、例えば複屈折が低い透明なガラスまたは複屈折が低い樹脂などの板状部材、若しくは複屈折が低いフィルム状部材が用いられる。第一偏光領域１８１には、入射する右目用映像光又は２次元映像光の偏光軸の向きを変化させないでそのまま透過させるため、基板１８４上に何も設けずに光を透過させるか、または、複屈折が低いガラスや樹脂など部材、あるいは偏光板１７０と同様の偏光状態を有する偏光板が用いられる。また、第二偏光領域１８２には、例えば入射する左目用映像光又は２次元映像光の偏光軸の向きを９０度回転する性質を有する複屈折性の物質で形成された半波長板が用いられる。結果として偏光軸制御板１８０から射出した右目用映像光又は２次元映像光の偏光軸の向きと左目用映像光又は２次元映像光の偏光軸の向きとは、直交した光となる。

また、偏光軸制御板１８０の映像表示部１３０と対向する面における第一偏光領域１８１と第二偏光領域１８２との境界部分には、外部からの印加電圧に応じて入射した光を遮光又は透過させる帯状の偏光軸制御板領域遮光部１８３が映像表示部１３０側に設けられている。このような偏光軸制御板領域遮光部１８３を設けているので、映像表示装置１００の３次元表示状態において、入射した光を遮光させるように電圧の印加を停止することにより、偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１に隣接する第二偏光領域１８２に入射するべき左目用映像光のうち、上記境界を超えて当該第一偏光領域１８１に入射する映像光を吸収して遮ることができる。また、同様に、偏光軸制御板１８０の第二偏光領域１８２に隣接する第一偏光領域１８１に入射するべき右目用映像光のうち、上記境界を超えて当該第二偏光領域１８２に入射する映像光を吸収して遮ることができる。したがって、映像表示装置１００から射出される右目用映像光及び左目用映像光にクロストークが生じにくくなる。このクロストークについての詳細は後述する。

なお、偏光軸制御板１８０の別の形態として、図２に示すような基板１８４と、基板１８４上に形成された第二偏光領域１８２とを有する構造としてもよい。

また、上記映像表示装置１００は、偏光軸制御板１８０よりも観察者側（図１における偏光軸制御板１８０の右側）に、上記偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２を透過した右目用映像光及び左目用映像光、又は２次元映像光を水平方向または鉛直方向の少なくとも一方の方向に拡散する拡散板を有してもよい。このような拡散板には、例えば水平方向または鉛直方向に延伸するかまぼこ状の凸レンズ（シリンドリカルレンズ）が複数配されたレンチキュラーレンズシート、または、凸レンズが平面状に複数配されたレンズアレイシートが用いられる。

図３は、映像表示装置１００の３次元表示状態における使用例を示す概略図である。

映像表示装置１００の３次元表示状態において、観察者５００は、図３に示すように、映像表示装置１００から投影される右目用映像光及び左目用映像光を、偏光眼鏡２００をかけて観察する。この偏光眼鏡２００には、観察者５００がこの偏光眼鏡２００をかけたときに観察者５００の右目５１２側にあたる位置に右目用映像透過部２３２が配され、左目５１４側にあたる位置に左目用映像透過部２３４が配される。これら右目用映像透過部２３２及び左目用映像透過部２３４は、透過軸方向が互いに異なる偏光レンズであり、偏光眼鏡２００のフレームに固定されている。

右目用映像透過部２３２は、透過軸が第一偏光領域１８１を透過した右目用映像光と同じ向きを有し、吸収軸が上記透過軸と直交する向きを有する偏光板である。左目用映像透過部２３４は、透過軸が第二偏光領域１８２を透過した左目用映像光と同じ向きを有し、吸収軸が上記透過軸と直交する向きを有する偏光板である。これら右目用映像透過部２３２及び左目用映像透過部２３４には、例えば二色性染料を含浸させたフィルムを一軸延伸して得られる偏光膜を貼り付けた偏光レンズが用いられる。

観察者５００は、映像表示装置１００により３次元映像を観察するときに、第一偏光領域１８１を透過した右目用映像光及び第二偏光領域１８２を透過した左目用映像光の射出する範囲内で、偏光眼鏡２００をかけて映像表示装置１００を観察することにより、右目５１２では右目用映像光に含まれる右目用映像だけを観察することができ、左目５１４では左目用映像光に含まれる左目用映像だけを観察することができる。したがって、観察者５００は、これら右目用映像及び左目用映像を３次元映像として認識することができる。

一方、映像表示装置１００の２次元表示状態において、観察者５００は、偏光眼鏡２００をかけることなく映像表示装置１００を観察することにより、２次元映像を観察することができる。

図４は、映像生成部１６０の一部を拡大して示す平面図である。

図４に示すように、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４は、それぞれ水平方向において複数の小さなセルに分割されており、これらのセルの１つ１つが、外部から与える映像信号により光変調する最小単位である画素３６０となっている。各画素３６０には、赤色、緑色、青色のカラーフィルターが設けられて３原色を表示することとなり、それぞれ赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２及び青色表示画素３６３となっている。

なお、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４では、例えば赤色表示画素３６１、緑色表示画素３６２及び青色表示画素３６３が水平方向にこの順に繰り返して配される。

また、カラーフィルターによって区分けされた隣接領域の混色を防ぐためのブラックマトリックスが設けられているが、そのうち、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２と左目用映像生成領域１６４の境界部を含む各画素の境界部にはブラックマトリックスの一部分としてブラックストライプである映像生成領域遮光部１６３が形成されている。

ここで、映像表示装置１００の３次元表示状態におけるクロストークについて説明する。

図５は、偏光軸制御板領域遮光部１８３が形成されていない場合における映像生成部１６０と偏光軸制御板１８０との断面の一例を図示した断面図である。

図５に示すように、偏光軸制御板１８０は、右目用映像生成領域１６２の前方に第一偏光領域１８１が位置するように、また、左目用映像生成領域１６４の前方に第二偏光領域１８２が位置するように、観測者５００から見て映像生成部１６０の手前側に配置されている。

そして、映像表示装置１００の３次元表示状態では、右目用映像生成領域１６２からは右目用映像光が射出され、射出された右目用映像光は第一偏光領域１８１を透過して観察者５００に到達する。一方、左目用映像生成領域１６４からは左目用映像光が射出され、射出された左目用映像光は第二偏光領域１８２に入射して偏光の振動方向が９０°回転された後に観察者５００に到達する。

このように、映像表示装置１００の３次元表示状態において、右目用映像及び左目用映像を表示させるためには、右目用映像生成領域１６２から射出された右目用映像光が第一偏光領域１８１に入射され、且つ、左目用映像生成領域１６４から射出された左目用映像光が第二偏光領域１８２に入射される必要がある。

例えば、右目用映像生成領域１６２から射出された右目用映像光が第二偏光領域１８２に入射された場合、偏光の振動方向が９０°回転され、観察者５００の左目用映像透過部２３４で捕らえられる映像となる。この映像は、当然ながら本来の左目用映像とは異なる為、観察者５００が捕らえる映像が不鮮明になり、また、立体感が不明瞭となる等の不具合が発生することがある。

しかしながら、従来技術では、映像生成部１６０から射出された右目用映像光及び左目用映像光を、全てそれぞれ第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２に入射させるように精度良く映像生成部１６０と偏光軸制御板１８０とを配置することは極めて困難であった。

鮮明な映像を得るには右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４が密である（巾細である）方が良いが、この場合、右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４が密に配された映像生成部１６０の前方に、右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４に対応すべく、正確に第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２を配設することが極めて困難であった。具体的には、一般的な第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２は、夫々２００μｍ程度の巾の極細線状であり、位置ずれを５％未満にする十数μｍレベルで正確に配置することは、非常に困難である。

また、右目用映像生成領域１６２から射出された右目用映像光、及び、左目用映像生成領域１６４から射出された左目用映像光は共に完全には平行光ではないので、例えば、図５に示した左目用映像生成領域１６４の上端部付近から射出された左目用映像光の一部は第一偏光領域１８１に入射されてしまう場合がある（図５に示す矢印１０）。

更に、左目用映像生成領域１６４から射出された左目用映像光が、一旦第二偏光領域１８２に入射された後、第一偏光領域１８１に入射される場合もある（図５に示す矢印１１）。この現象は、一般的にクロストーク現象と呼ばれている。この場合、矢印１１で示す左目用映像光の偏光の振動方向は０乃至９０°の範囲に回転されることになるが、例えば、４５°回転されると、左目用映像光は、右目用映像透過部２３２及び左目用映像透過部２３４を夫々５０％ずつ通過することになり、この点においても、観察者５００が捕らえる映像が不鮮明になり、立体感が不明瞭になる等の不具合が発生する。

そのため、従来技術では、３次元表示状態におけるクロストークを低減させるために、偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１と第二偏光領域１８２との境界部分に、遮光するブラックストライプを備える場合があった。

しかしながら、ブラックストライプを備えた場合、３次元表示状態においてクロストークを低減させることができる一方、２次元表示状態において、ブラックストライプが遮光するので、偏光軸制御板を透過する光量が低減して画面の輝度が低下する。

そこで、本発明の実施例１に係る映像表示装置１００は、偏光軸制御板１８０に、外部から供給される映像信号の種類（３次元画像信号又は２次元画像信号）に基づいて決定された印加電圧に応じて、入射した光を遮光又は透過させる偏光軸制御板領域遮光部１８３を備える構成とする。

図６は、本発明の実施例１に係る映像表示装置１００に備えられた映像生成部１６０と偏光軸制御板１８０との断面の一例を図示した断面図である。

図６に示すように、映像生成部１６０は、右目用映像生成領域１６２と左目用映像生成領域１６４とが交互に並設された映像生成部１６０が配置されており、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２と左目用映像生成領域１６４との境界部にはブラックストライプである映像生成領域遮光部１６３が形成されている。

また、図１に示すように偏光軸制御板１８０には、基板１８４の一方の面側に第二偏光領域１８２と第一偏光領域１８１とが形成されており、その反対の面側における第一偏光領域１８１と第二偏光領域１８２の境界部に対応する部分に入射した光を遮光又は透過させる帯状の偏光軸制御板領域遮光部１８３が形成されている。ここで、偏光軸制御板１８０から第一偏光領域１８１と第二偏光領域１８２を除いた構成を遮光切替部１８７とする。

図７（ａ）は、本発明の実施例１に係る映像表示装置１００に備えられた遮光切替部１８７の平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＡ−Ａ断面を示した断面図である。

図７（ａ），（ｂ）に示すように、遮光切替部１８７は、所定の間隔で遮光切替部１８７の一方の面側に配置された正の透明電極１８４ａ及び負の透明電極１８４ｂと、正の透明電極１８４ａ及び負の透明電極１８４ｂに印加された電圧に応じて光透過率が変動する偏光軸制御板領域遮光部（ここでは、高分子分散型液晶を用いる）１８３とを有する。

正の透明電極１８４ａ及び負の透明電極１８４ｂは、ガラス基板上にスパッタリング法によりＩＴＯ（酸化インジウム錫）膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法により、ＩＴＯからなる所定間隔で配列された透明電極パターンとして形成される。その後、透明電極１８４ａ及び透明電極１８４ｂが形成された基板の透明電極間に紫外線硬化樹脂中に液晶材料を添加して混合した樹脂混合物を印刷した後、紫外線を露光して硬化することにより、樹脂マトリクス中に液晶が相分離した高分子分散型液晶からなる偏光軸制御板領域遮光部１８３が形成される。

図８は、正の透明電極１８４ａ及び負の透明電極１８４ｂへ一定電圧を印加としたときの電極間距離と偏光軸制御板領域遮光部１８３の光透過率との関係を示した図である。

図８に示すように、正の透明電極１８４ａ及び負の透明電極１８４ｂの電極間距離は、３００μｍを越えると、光透過率が著しく低下するので、電極間距離が１０〜３００μｍとなるように、配列されることが好ましい。なお、透明電極１８４ａを正極、透明電極１８４ｂを負極としたが、互いに正負を反転させても良い。

なお、高分子分散型液晶からなる偏光軸制御板領域遮光部１８３に用いる樹脂は、紫外線硬化型樹脂に限らず、溶媒中に液晶材料を添加した混合液を、電極間だけに形成されるようにマスクを用いて塗布して、溶媒を乾燥させて、樹脂マトリクスと液晶とを相分離した塗膜を得るキャスト法などを用いることもできる。高分子分散型液晶からなる偏光軸制御板領域遮光部１８３は、透明電極１８４ａ及び透明電極１８４ｂの間に電圧を印加しない状態では、光を散乱して白濁しており、直進してきた光を透過しない性質がある。これにより、映像表示装置１００の３次元表示状態において、透明電極１８４ａ及び透明電極１８４ｂの間に電圧を印加しない状態とすることで、遮光部として働き、偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１に隣接する第二偏光領域１８２に入射するべき左目用映像光のうち、上記境界を超えて第一偏光領域１８１に入射する映像光を散乱することで遮ることができる。

また、同様に、偏光軸制御板１８０の第二偏光領域１８２に隣接する第一偏光領域１８１に入射するべき右目用映像光のうち、上記境界を超えて第二偏光領域１８２に入射する映像光を吸収して遮ることができる。したがって、映像表示装置１００から射出される右目用映像光及び左目用映像光にクロストークが生じにくくなる。

そのため、観察者５００は、映像表示装置１００により３次元映像を観察するときに、第一偏光領域１８１を透過した右目用映像光及び第二偏光領域１８２を透過した左目用映像光の射出する範囲内で、偏光眼鏡２００をかけて映像表示装置１００を観察することにより、右目では右目用映像光に含まれる右目用映像だけを観察することができ、左目では左目用映像光に含まれる左目用映像だけを観察することができる。これにより、観察者５００は、これら右目用映像及び左目用映像を３次元映像として認識することができる。

一方、遮光切替部１８７の透明電極１８４ａ及び透明電極１８４ｂの間に電圧を印加すると、樹脂マトリクス内の液晶が電界に応じて並ぶことにより、光が透過する。そこで、映像表示装置１００の２次元表示状態において、透明電極１８４ａ及び透明電極１８４ｂに所定の電圧を印加することにより、高分子分散型液晶からなる偏光軸制御板領域遮光部１８３に光を透過させる。

図９は、本発明の実施例１に係る映像表示装置１００の機能構成を示した機能構成図である。

図９に示すように、映像表示装置１００は、電源供給回路１と、映像信号処理回路２と、２Ｄ／３Ｄ検出回路３と、液晶駆動回路４と、高分子分散型液晶駆動回路５と、偏光軸制御板領域遮光部１８３と、映像生成部１６０とを備えている。これらの構成のうち、偏光軸制御板領域遮光部１８３と、映像生成部１６０とは上述したので説明を省略する。

電源供給回路１は、映像表示装置１００に備えられた各回路等の構成に対して電力を供給する。

映像信号処理回路２は、入力された映像信号を映像生成部１６０が表示できる表示形式に画像処理を行う。

２Ｄ／３Ｄ検出回路３は、供給された映像信号が２次元画像信号又は３次元画像信号のいずれであるかを判定する。

液晶駆動回路４は、映像信号処理回路２から供給された映像信号に応じて、映像生成部１６０へ駆動電力を供給する。

高分子分散型液晶駆動回路５は、２Ｄ／３Ｄ検出回路３に供給された映像信号が２次元画像信号であると判定された場合、偏光軸制御板領域遮光部１８３に光を透過させるような電圧を印加すると共に、映像信号が３次元画像信号であると判定された場合、偏光軸制御板領域遮光部１８３に光を遮光させるような電圧を印加するか又は電圧の印加を停止する。

図１０は、本発明の実施例１に係る映像表示装置１００が備える透明電極１８４ａ及び透明電極１８４ｂに印加する電圧に対する高分子分散型液晶の光透過率の特性を示した図である。

図１０に示すように、透明電極１８４ａ及び透明電極１８４ｂに印加する電圧を高くすると、定格電圧の約３（％）から高分子分散型液晶の光透過率が高くなり、定格電圧の約５（％）以上の電圧を印加したときにほぼ一定の値となる。

そこで、高分子分散型液晶駆動回路５は、２Ｄ／３Ｄ検出回路３に供給された映像信号が２次元画像信号であると判定された場合、偏光軸制御板領域遮光部１８３に定格電圧の５（％）以上の電圧を印加し、２Ｄ／３Ｄ検出回路３に供給された映像信号が３次元画像信号であると判定された場合、偏光軸制御板領域遮光部１８３に定格電圧の３（％）以下の電圧を印加するか、又は電圧の印加を停止する。

これにより、映像表示装置１００の３次元表示状態において、クロストークを低減することができると共に、映像表示装置１００の２次元表示状態において、表示画面に届く光量を低減させないことが可能となる。映像表示装置１００の表示画面の正面輝度を測定した結果、高分子分散型液晶からなる遮光部１８３に電圧を印加させない状態では、２４０ｃｄ／ｍ２であったが、高分子分散型液晶からなる遮光部１８３に定格電圧の５（％）以上の電圧を印加した結果、輝度は、４１７ｃｄ／ｍ２となり、輝度が増加した。

以上のように、本発明の実施例１に係る映像表示装置１００によれば、印加電圧に応じて、入射した光を遮光又は透過させる偏光軸制御板領域遮光部１８３を備え、２Ｄ／３Ｄ検出回路３に供給された映像信号が２次元画像信号であると判定された場合、偏光軸制御板領域遮光部１８３に光を透過させるような電圧を印加すると共に、映像信号が３次元画像信号であると判定された場合、偏光軸制御板領域遮光部１８３に光を遮光させるような電圧を印加するか又は電圧の印加を停止するので、２次元表示を行う際に輝度を低下させることなく、３次元表示を行う際にクロストークを低減することができる。

また、本発明の実施例１では、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４として、図１に示すように映像生成部１６０を水平方向に区切った領域として説明したが、図１１に示すように映像生成部１６０を鉛直方向に区切った領域としてもよい。その際は、映像生成部１６０の駆動回路の変更と、偏光軸制御板１８０における第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２の区切りも垂直方向とする必要がある。

更に、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４を、映像生成部１６０の駆動回路を変更することにより、図１２に示すように水平方向及び鉛直方向に区切って格子状に構成してもよい。この場合は、偏光軸制御板１８０も映像生成部１６０に合わせて格子状に形成する必要がある。

なお、本発明の実施例１では、第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２の境界部に設けられた偏光軸制御板領域遮光部１８３の高分子分散型液晶は、紫外線硬化樹脂を紫外線硬化することで形成したが、溶媒中に樹脂を溶解して、液晶を添加した後、混合液を電極間だけに形成されるようにマスクを用いて塗布して、溶媒を蒸発させて塗膜を形成しても良い。

さらに、本発明の実施例１では、偏光軸制御板領域遮光部１８３の一方の面側に正の透明電極１８４ａ及び負の透明電極１８４ｂが所定の間隔で配置された偏光軸制御板領域遮光部１８３を備える構成としたが、これに限らない。

図１３（ａ）は、本発明の実施例１に係る映像表示装置１００に備えられた別の形態の遮光切替部１８７の平面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）におけるＡ−Ａ断面を示した断面図である。

図１３（ａ），（ｂ）に示すように、偏光軸制御板１８０は、ガラス基板１８６と基板１８４との間にそれぞれ正の透明電極１８４ａと負の透明電極１８４ｂとが形成されており、正の透明電極１８４ａと負の透明電極１８４ｂとの間には偏光軸制御板領域遮光部１８３を配置してもよい。

さらに、本発明の実施例１では、遮光切替部１８７を高分子分散型液晶からなる偏光軸制御板領域遮光部１８３と正の透明電極１８４ａ及び負の透明電極１８４ｂとを備えた構成としたが、これに限らず、図１４に示すように、遮光切替部１８７が偏光軸制御板遮光部となるよう、偏光フィルム１００１を備えたガラス基板１８６に、正の透明電極１８４ａと負の透明電極１８４ｂとを形成し、液晶１０００を封入した液晶パネルとしても良い。この場合、液晶１０００のうち、正の透明電極１８４ａと負の透明電極１８４ｂとにより挟まれた領域が偏光軸制御板領域遮光部１８３となる。

また、遮光切替部１８７に用いる液晶は、ＴＮ（ツイステックネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーツイステッドネマティック）モード、ＶＡ（垂直配向）モード、ＯＣＢ（光学補償ベンド）モード、ＦＬＣ（強誘電液晶）モード、ＥＣＢ（複屈折）モード、ＩＰＳ（インプレーンスイッチング）モード、ＧＨ（ゲストホスト）モード、ＰＣ（相転移）モード、ＤＳ（動的散乱）モードなどの液晶モードと、それぞれの液晶モードに合わせた偏光軸制御板１８０の構造としてもよい。

本発明の実施例１では、２次元表示と３次元表示（立体表示）との切り替えが可能であり、２次元表示状態において、偏光軸制御板領域遮光部１８３に光を透過させるような電圧を印加することで輝度を低下させることなく、かつ、３次元表示状態において、偏光軸制御板領域遮光部１８３に光を遮光させるような電圧を印加するか又は電圧の印加を停止することでクロストークを低減する映像表示装置１００を例に挙げて説明した。

本発明の実施例２では、２次元表示と３次元表示（立体表示）との切り替えが可能であり、２次元表示状態において、偏光軸制御板領域遮光部１８３に光を透過させるような電圧を印加することで輝度を低下させることなく、かつ、３次元表示状態において、偏光軸制御板領域遮光部１８３に部分的に光を遮光させるような電圧を印加することでクロストーク及びモアレを低減する映像表示装置を例に挙げて説明する。

本発明の実施例２に係る映像表示装置１０１は、図１に示した本発明の実施例１に係る映像表示装置１００と同様に、光源１２０と、映像表示部１３０と、偏光軸制御板１８０とを備えている。これらの各構成については、本発明の実施例１に係る映像表示装置１００と同一であるので説明を省略する。

本発明の実施例２に係る映像表示装置１０１では、映像生成領域遮光部１６３と偏光軸制御板領域遮光部１８３とのピッチが近似しており、３次元表示状態において、モアレが発生しやすい。ここで、モアレとは、干渉縞ともいい、規則正しい繰り返し模様を複数重ね合わせた時に、それらの周期のずれにより視覚的に発生する縞模様のことである。

本発明の実施例２に係る映像表示装置１０１が備える映像生成領域遮光部１６３と偏光軸制御板領域遮光部１８３との間には、偏光軸制御板１８０を保持するためのガラス基板が設けられ、これらはこのガラス基板により一定の距離を保ち隔てられて配置されている。このため、３次元表示状態において、観察者は正面にある映像生成領域遮光部１６３と偏光軸制御板領域遮光部１８３とが重なっているように見え、映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とは分離して見えない。このためモアレは発生しない。しかしながら、観察者が正面から離れた部分を観察する場合、映像生成領域遮光部１６３と偏光軸制御板領域遮光部１８３とは分離して見える、即ち見た目のピッチにずれが生じるためモアレが観察される。

本発明の実施例２に係る映像表示装置１０１が備える映像生成領域遮光部１６３のピッチをｐ、偏光軸制御板領域遮光部１８３のピッチを（ｐ＋δｐ）とするとき、発生するモアレのピッチｄは、下記（数式１）を用いて表される。

d=ｐ^２／δｐ ・・・（数式１）
また、３次元表示状態において供給される３次元画像信号は、輝度が低く暗い画像から、輝度が高く明るい画像まであるが、画像の中に輝度の高い領域と輝度の低い領域が隣接していると、画像のコントラストが高まり、映像表示装置１０１から射出される右目用映像光及び左目用映像光に生じるクロストークが大きくなる。また、画像全体の輝度が高いと、クロストークが大きくなる。さらに、３次元画像信号、即ち右目用映像信号及び左目用映像信号は遠近感の程度によって画素をシフトして生成されるが、このシフト量が大きいほど、クロストークは大きくなる。

ここで、偏光軸制御板領域遮光部１８３の透過率が低い程、クロストーク率は低くなるが、３次元表示を違和感なく見られるクロストーク率は、実用的には１０（％）以下であり、好ましくは７（％）以下である。

一方、クロストークを低減するために設けられた偏光軸制御板領域遮光部１８３は、光透過率が低い程、映像生成領域遮光部１６３との干渉が強まり、モアレを発生しやすくなるので、偏光軸制御板領域遮光部１８３が透過率を高い程、映像生成領域遮光部１６３との干渉が弱まり、モアレを発生しにくく、モアレが発生しても見えにくくなる。

そこで、以下に、３次元画像信号の輝度信号を大きくして白色の度合いを変えた映像に対応して偏光軸制御板領域遮光部１８３の光透過率を高めた場合のモアレとクロストークの変化を調査した実験について説明する。

＜実験方法＞
実験では、ガラス基板上に１３５μｍのＩＴＯ電極パターンである透明電極１８４ａを形成し、その横方向に対向する２７０μｍのＩＴＯ電極パターンである透明電極１８４ｂを形成し、紫外線硬化樹脂中に液晶を添加して混合した樹脂混合物を透明電極間に印刷後、紫外線硬化して、偏光軸制御板領域遮光部１８３を形成した。また映像生成領域遮光部１６３のピッチは２７０μｍである。

そして、図１５の（ａ）〜（ｄ）に示した３次元画像信号を供給し、この供給された３次元画像信号のうち輝度信号の輝度レベルを０〜１００％の範囲で変化させ、輝度レベルが１０％毎に、電極間に０．５（Ｖ）の電圧を印加することにより、その状態でのモアレとクロストークの変化を調査した。

＜実験結果＞
図１６は、本発明の実施例１に係わる映像表示装置１００において、偏光軸制御板領域遮光部１８３の光透過率を変化させた場合のクロストーク及びモアレ評価の結果を示した図である。なお、図１６に示す３次元画像信号ａ〜ｄは、それぞれ図１５に示した３次元画像信号（ａ）〜（ｄ）に対応する。

また、図１６におけるモアレ評価は５段階評価とし、評価１はモアレが最も鮮明に観察され、評価５はモアレが観察されない状態である。評価１はモアレのために、実用的でない状態を示し、評価２以上で数値が大きいほど、モアレの程度が少なく画像が良好な状態であることを示す。また、クロストーク値は、左眼用映像光に含まれる右眼用映像光の割合が７（％）以下であれば、立体映像の品位として非常に良好なレベルであり、７（％）〜１０（％）であれば、映像品位がほぼ問題なく、１０（％）を越えた場合は、映像品位に問題があるレベルである。

図１６に示すように、３次元画像信号ａにおいて、偏光軸制御板領域遮光部１８３の光透過率が５（％）の場合、クロストーク率が３．２（％）と低い。そのため、クロストーク率が７（％）になるよう光透過率を７５（％）に高めると、クロストークは問題ない範囲で、モアレの程度が２から５へと低減した。

また、３次元画像信号ｂにおいて、光透過率が５（％）のとき、クロストーク率が５．９（％）あり、光透過率を７５（％）に高めると、クロストークが１０（％）を越えるため、光透過率を７５（％）未満に設定する必要がある。そのため、モアレの低減度合いは小さい。これは、３次元画像信号ｃの場合も同様である。

３次元画像信号ｄにおいて、偏光軸制御板領域遮光部１８３の光透過率が５（％）の場合、クロストーク率が１．５（％）と低い。そのため、クロストーク率が１０（％）以下の範囲内で、光透過率を７５（％）まで高めると、クロストーク率は４．２（％）と問題ない範囲で、モアレの程度が２から５へと低減した。

図１７は、本発明の実施例１に係わる映像表示装置１００において、それぞれシフト量が異なる右目用映像信号及び左目用映像信号において、偏光軸制御板領域遮光部１８３の光透過率を変化させた場合のクロストーク及びモアレ評価の結果を示した図である。

図１７に示すように、右目用映像信号及び左目用映像信号のシフト量が大きい程、クロストーク率が大きくなっている。

例えば、シフト量が１０（％）において、偏光軸制御板領域遮光部１８３の光透過率が５（％）の場合、クロストーク率が３．３（％）と低い。そのため、クロストーク率が７（％）になるよう光透過率を７５（％）に高めると、クロストークは問題ない範囲で、モアレの程度が２から５へと低減した。

一方、シフト量が２０（％）において、光透過率が５（％）のとき、クロストーク率が６．４（％）あり、光透過率を４０（％）に高めると、クロストークが１０（％）を越えるため、光透過率を４０（％）以下に設定する必要がある。

以上の実験結果から、３次元表示状態において供給される３次元画像信号から、輝度のヒストグラムを算出し、この算出された輝度ヒストグラムのピーク領域が大きく、複数ある場合は、画像に高輝度と低輝度の領域があり、右目用映像光及び左目用映像光に生じるクロストークが大きくなるので、クロストークを低減するように偏光軸制御板領域遮光部１８３の光透過率を下げる必要がある。一方、算出された輝度ヒストグラムのピーク領域が複数あっても互いに分離せずにブロードに広がっている場合や、ピーク領域が単一で広く広がっている場合や、また、全体の輝度レベルが低い場合には、右目用映像光及び左目用映像光に生じるクロストークが比較的小さいので、偏光軸制御板領域遮光部１８３の光透過率を適度に上げることで、許容されるクロストークの１０（％）以下になるようにしながらも、偏光軸制御板領域遮光部１８３の干渉を弱め、モアレの発生を低減する必要があることが解る。

そこで、本発明の実施例２に係る映像表示装置１０１では、偏光軸制御板１８０の偏光軸制御板領域遮光部１８３を、クロストーク率が１０（％）以下となる範囲内で、偏光軸制御板１８０を透過する光の光透過率が大きくなるような電圧を印加することにより、クロストークを低減すると共に、モアレの発生を低減する。

図１８は、本発明の実施例２に係る映像表示装置１０１の機能構成を示した機能構成図である。

図１８に示すように、映像表示装置１０１は、電源供給回路１と、映像信号処理回路２と、２Ｄ／３Ｄ検出回路３と、液晶駆動回路４と、高分子分散型液晶駆動回路５と、駆動電圧決定回路６と、偏光軸制御板領域遮光部１８３と、映像生成部１６０とを備えている。これらの構成のうち、駆動電圧決定回路６以外の構成については、本発明の実施例１に係る映像表示装置１００が備えるそれぞれ同一符号が付された構成と同一であるので、説明を省略する。

駆動電圧決定回路６は、偏光軸制御板領域遮光部１８３に印加する電圧を決定し、決定した電圧値を高分子分散型液晶駆動回路５に供給する。

図１９は、本発明の実施例２に係る映像表示装置１０１が備える駆動電圧決定回路６の構成を示した構成図である。

図１９に示すように、駆動電圧決定回路６は、ヒストグラム生成部２１と、ヒストグラム特徴検出部２２と、シフト量検出部２３と、高分子分散型液晶駆動特性データ記憶部２５と、駆動電圧算出処理部２６とを備えている。

ヒストグラム生成部２１は、２Ｄ／３Ｄ検出回路３により、供給された映像信号が３次元画像信号であると判定された場合、供給された３次元画像信号から輝度のヒストグラムを生成する。

ヒストグラム特徴検出部２２は、ヒストグラム生成部２１により生成された輝度のヒストグラムに基づいて、この輝度のヒストグラムの特徴を検出する。具体的には、ピーク領域が複数あるか否か、ピーク領域が単一の場合広がっているか否か、また、全体の輝度レベルが低いか否か等、ヒストグラムの特徴を検出する。

シフト量検出部２３は、２Ｄ／３Ｄ検出回路３により、供給された映像信号が３次元画像信号であると判定された場合、供給された３次元画像信号からシフト量を検出する。

高分子分散型液晶駆動特性データ記憶部２５は、図１０に示した透明電極１８４ａ及び透明電極１８４ｂに印加する電圧に対する高分子分散型液晶の光透過率の特性データを、高分子分散型液晶駆動特性データとして記憶している。また、高分子分散型液晶駆動特性データ記憶部２５は、図１６に示した輝度のヒストグラム毎のクロストーク率及びモアレ評価結果データをヒストグラム評価データとして記憶すると共に、図１７に示したシフト量毎のクロストーク率及びモアレ評価結果データをシフト量評価データとして記憶している。

駆動電圧算出処理部２６は、ヒストグラム特徴検出部２２により検出された輝度のヒストグラムの特徴と、高分子分散型液晶駆動特性データ記憶部２５に記憶されたヒストグラム評価データ及び高分子分散型液晶駆動特性データとに基づいて、クロストーク率が１０（％）以下となる範囲内で、偏光軸制御板１８０を透過する光の光透過率が大きくなるような電圧値を算出する。

具体的には、駆動電圧算出処理部２６は、輝度ヒストグラムのピーク領域が大きく、複数ある場合は、光透過率を下げ、輝度ヒストグラムのピーク領域が複数あっても互いに分離せずにブロードに広がっている場合や、ピーク領域が単一で広く広がっている場合や、また、全体の輝度レベルが低い場合には、光透過率を上げるように電圧を算出する。

また、駆動電圧算出処理部２６は、シフト量検出部２３により検出されたシフト量と、高分子分散型液晶駆動特性データ記憶部２５に記憶されたシフト量評価データ及び高分子分散型液晶駆動特性データとに基づいて、クロストーク率が１０（％）以下となる範囲内で、偏光軸制御板１８０を透過する光の光透過率が大きくなるような電圧値を算出する。

そして、駆動電圧算出処理部２６は、算出された電圧値のいずれか一方を高分子分散型液晶駆動回路５へ供給する。

以上のように、本発明の実施例２に係る映像表示装置１０１によれば、印加電圧に応じて、入射した光を遮光又は透過させる偏光軸制御板領域遮光部１８３を備え、２Ｄ／３Ｄ検出回路３に供給された映像信号が２次元画像信号であると判定された場合、偏光軸制御板領域遮光部１８３に光を透過させるような電圧を印加すると共に、映像信号が３次元画像信号であると判定された場合、クロストーク率が１０％以下となる範囲内で、偏光軸制御板１８０を透過する光の光透過率が大きくなるような電圧を印加するので、２次元表示を行う際に輝度を低下させることなく、３次元表示を行う際にクロストーク及びモアレを低減することができる。

本発明の実施例１〜２では、第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２に右目用映像光及び左目用映像光がそれぞれ入射したときに、入射した右目用映像光及び左目用映像光を、偏光軸が互いに直交した直線偏光として射出する偏光軸制御板１８０を備える映像表示装置１００を例に挙げて説明したがこれに限らない。

本発明の実施例３では、第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２に右目用映像光及び左目用映像光がそれぞれ入射したときに、入射した右目用映像光及び左目用映像光を、偏光軸の回転方向が互いに逆方向である円偏光として射出する偏光軸制御板を備える映像表示装置１０２を例に挙げて説明する。

図２０は、本発明の実施例３に係る映像表示装置１０２の分解斜視図である。

図２０に示す映像表示装置１０２において、図１に示す映像表示装置１００と同じ構成については同じ符号を付しており、以下において説明を省略する。

図２０に示すように、映像表示装置１０２は、映像表示装置１０２の偏光軸制御板１８０に替えて偏光軸制御板１９７を備える。この偏光軸制御板１９７は、基板１９６と基板１９６上に形成された第一偏光領域１９８及び第二偏光領域１９９とを有する。偏光軸制御板１９７における第一偏光領域１９８及び第二偏光領域１９９の位置及び大きさは、上記偏光軸制御板１８０における第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２の位置及び大きさと同様に、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４の位置及び大きさに対応している。したがって、映像表示装置１０２の使用状態において、第一偏光領域１９８には、上記右目用映像生成領域１６２を透過した右目用映像光が入射し、第二偏光領域１９９には、上記左目用映像生成領域１６４を透過した左目用映像光が入射する。

第一偏光領域１９８は、入射した右目用映像光を右回りの円偏光として射出する。また、第二偏光領域１９９は、入射した左目用映像光を左回りの円偏光として射出する。なお、図１９の偏光軸制御板１９７の矢印Ｙ５，Ｙ６は、この偏光軸制御板１９７を通過した偏光の回転方向を示している。第一偏光領域１９８には、例えば光学軸が水平方向である１／４波長板が用いられ、第二偏光領域１９９には、例えば光学軸が鉛直方向である１／４波長板が用いられる。

また、別の形態として、基板１９６の全面に光学軸が水平方向である１／４波長板を設けて、第一偏光領域１９８には何も設けずに光を透過させ、第二偏光領域１９９に光学軸が水平方向である半波長板が用いるとしても良い。または、第一偏光領域１９８に複屈折が低いガラスや樹脂などの部材を用い、第二偏光領域１９９に光学軸が水平方向である半波長板が用いるとしても良い。

偏光軸制御板１９７の第一偏光領域１９８及び第二偏光領域１８９は、上記偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２と同様にそれぞれ水平方向において複数の小さなセルに分割されている。

偏光軸制御板１９７を備えた映像表示装置１０２を観察する場合、観察者５００は、右目５１２側にあたる位置及び左目５１４側にあたる位置にそれぞれ１／４波長板と偏光レンズが配された偏光眼鏡をかけて観察する。この偏光眼鏡において、観察者５００の右目５１２側にあたる位置に配される１／４波長板は光学軸が水平方向であり、観察者５００の左目５１４側にあたる位置に配される１／４波長板は光学軸が鉛直方向である。

また、観察者５００の右目５１２側にあたる位置に配される偏光レンズ、及び、観察者５００の左目５１４側にあたる位置に配される偏光レンズは、ともに透過軸の方向が観察者５００から見て右斜め４５度であり、吸収軸の方向は透過軸の方向と直交する方向である。

観察者５００が上記の偏光眼鏡をかけて映像表示装置１０２を観察する場合、観察者５００の右目５１２側では、偏光軸が観察者５００から見て右回りの円偏光が入射したときに、その円偏光は上記の光学軸が水平方向である１／４波長板によって右斜め４５度の直線偏光に変換された後、上記偏光レンズを透過して観察者５００の右目５１２で観察される。

また、観察者５００の左目５１４側では、偏光軸が観察者５００から見て左回りの円偏光が入射したときに、その円偏光は上記の光学軸が鉛直方向である１／４波長板によって右斜め４５度の直線偏光に変換された後、上記偏光レンズを透過して観察者５００の左目５１４で観察される。このように、映像表示装置１００から射出される偏光を円偏光とすることにより、観察者５００が観察中に首を傾けることがあっても、映像表示装置１００と観察者の角度に依らず、右目を表示するために射出する偏光と左目を表示するために射出する偏光を分離することができる。

このように、上記偏光眼鏡をかけて映像表示装置１０２を観察することにより、右目５１２では右目用映像光に含まれる右目用映像だけを観察することができ、左目５１４では左目用映像光に含まれる左目用映像だけを観察することができる。したがって、観察者５００は、これら右目用映像及び左目用映像を立体映像として認識することができる。

そして、本発明の実施例３に係る映像表示装置１０２によれば、本発明の実施例１に係る映像表示装置１００と同様に、印加電圧に応じて、入射した光を遮光又は透過させる偏光軸制御板領域遮光部１８３を備え、２Ｄ／３Ｄ検出回路３に供給された映像信号が２次元画像信号であると判定された場合、偏光軸制御板領域遮光部１８３に光を透過させるような電圧を印加すると共に、映像信号が３次元画像信号であると判定された場合、偏光軸制御板領域遮光部１８３に光を遮光させるような電圧を印加するか又は電圧の印加を停止するので、２次元表示を行う際に輝度を低下させることなく、３次元表示を行う際にクロストークを低減することができる。

本発明の実施例１に係る映像表示装置１００では、偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２の位置及び大きさは、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４の位置及び大きさに一致するように配置されていたが、これに限らない。

本発明の実施例４では、偏光軸制御板１８０の第一偏光領域１８１及び第二偏光領域１８２の位置及び大きさは、観察者の位置までの距離に応じて、映像生成部１６０の右目用映像生成領域１６２及び左目用映像生成領域１６４の位置及び大きさに対応するように配置された映像表示装置１０３を例に挙げて説明する。

図２１は、本発明の実施例４に係る映像表示装置１０３の構成を示した構成図である。なお、図２１に示す映像表示装置１０３において、図１に示す映像表示装置１００と同じ構成については同じ符号を付しており、以下において説明を省略する。

図２１に示すように、映像表示装置１０３は、映像表示装置１００の偏光軸制御板１８０に替えて偏光軸制御板１９０を備える。

偏光軸制御板１９０は、基板１８４（図示しない）と基板１８４上に形成された第一偏光領域１９１と、第二偏光領域１９２（共に図示しない）と、第一偏光領域１９１及び第二偏光領域１９２の境界部に設けられた偏光軸制御板領域遮光部１９３とを備えている。ここで、偏光軸制御板領域遮光部１９３は、本発明の実施例１〜３に係る映像表示装置１００、１０１、１０２が備える偏光軸制御板領域遮光部１８３と同一構成を有するものでよい。

偏光軸制御板１９０は、映像表示装置１０３の画面サイズから想定される観察者の位置Ｐから映像生成部１６０までの距離と、観察者の位置Ｐから偏光軸制御板１９０までの距離とに基づいて、観察者から見て、映像生成領域遮光部１６３と偏光軸制御板領域遮光部１９３とが重なり合うように、偏光軸制御板１９０の第一偏光領域１９１、第二偏光領域１９２、及び偏光軸制御板領域遮光部１９３が配置されている。

このように、本発明の実施例４に係る映像表示装置１０３によれば、観測者が位置Ｐにおいて観察した場合、映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とが重なっているように見える。しかしながら、観察者が位置Ｐから映像表示装置１０３に対して近く、又は遠くの位置で観察した場合、映像生成領域遮光部と偏光軸制御板領域遮光部とがずれて見えることになる。

本発明の実施例４に係る映像表示装置１０３によれば、このような観測者が位置Ｐ以外の位置において観察した場合においても、本発明の実施例１に係る映像表示装置１００と同様に、印加電圧に応じて、入射した光を遮光又は透過させる偏光軸制御板領域遮光部１８３を備え、２Ｄ／３Ｄ検出回路３に供給された映像信号が２次元画像信号であると判定された場合、偏光軸制御板領域遮光部１８３に光を透過させるような電圧を印加すると共に、映像信号が３次元画像信号であると判定された場合、偏光軸制御板領域遮光部１８３に光を遮光させるような電圧を印加するか又は電圧の印加を停止するので、２次元表示を行う際に輝度を低下させることなく、３次元表示を行う際にクロストークを低減することができる。

１…電源供給回路
２…映像信号処理回路
３…２Ｄ／３Ｄ検出回路（画像種別判定手段）
４…液晶駆動回路
５…高分子分散型液晶駆動回路（電圧制御部）
６…駆動電圧決定回路
２１…ヒストグラム生成部
２２…ヒストグラム特徴検出部
２３…シフト量検出部
２５…高分子分散型液晶駆動特性データ記憶部
２６…駆動電圧算出処理部
１００，１０１，１０２，１０３…映像表示装置
１２０…光源
１３０…映像表示部
１５０…偏光板
１６０…映像生成部
１６２…右目用映像生成領域
１６３…映像生成領域遮光部
１６４…左目用映像生成領域
１７０…偏光板
１８０，１８７，１９０，１９７…偏光軸制御板
１８１，１９８，１９１…第一偏光領域
１８２，１９９，１９２…第二偏光領域
１８３，１９３…偏光軸制御板領域遮光部（高分子分散型液晶）
１８４ａ…正の透明電極
１８４ｂ…負の透明電極
１８７…遮光切替部（遮光部）
２００…偏光眼鏡

Claims (6)

1. 右目用偏光板を右目用に有し、左目用偏光板を左目用に有する立体眼鏡を介して３次元映像を提供し、該立体眼鏡を介することなく２次元映像を提供する映像表示システムにおける映像表示装置であって、
   前記映像表示装置は、
   光を射出する光源と、
   前記光源から射出された光のうち、所定の角度の偏光軸である第１偏光軸である第１の直線偏光を透過する直線偏光生成部と、
   外部から入力する第１の映像信号に基づいて、前記直線偏光生成部により透過された第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第１の変調偏光を生成して射出する第１の変調光生成領域と、外部から入力する第２の映像信号に基づいて、前記直線偏光生成部により透過された前記第１の偏光軸の直線偏光を光変調して第２の変調偏光を生成して射出する第２の変調光生成領域とを有する映像生成部と、
   前記映像生成部から射出した前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光のうち、前記第１の偏光軸と異なる角度を有する第２の偏光軸の直線偏光である前記第１の変調偏光及び前記第２の変調偏光を透過して射出する偏光板と、
   前記映像生成部における第１の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第１の変調偏光が入射した際に前記第１の変調偏光の偏光軸を第３の偏光軸となるよう偏光し第３の変調偏光として射出する第１の偏光領域と、前記映像生成部における第２の変調光生成領域の位置に対応し、前記偏光板を射出した前記第２の変調偏光が入射した際に前記第２の変調偏光の偏光軸を前記第３偏光軸と異なる第４の偏光軸となるよう偏光し第４の変調偏光として射出する第２の偏光領域と、前記第１の偏光領域及び前記第２の偏光領域の境界部に設けられ、印加電圧に応じて入射した光を遮光又は透過させる遮光部とを有する偏光軸制御板と、
   前記第１の映像信号及び前記第２の映像信号が、２次元画像信号又は３次元画像信号のいずれであるかを判定する画像種別判定手段と、
   前記画像種別判定手段により前記第１の映像信号及び前記第２の映像信号が３次元画像信号であると判定された場合、前記遮光部に対して前記遮光部が光を遮光するよう電圧を印加する電圧制御部と、
   を備えたことを特徴とする映像表示装置。
2. 前記電圧制御部は、
   前記第１の映像信号及び前記第２の映像信号が３次元画像信号であると判定された場合、前記第１の映像信号及び前記第２の映像信号に基づいて、クロストーク率が１０％以下となる範囲内で、前記偏光軸制御板を透過する光の光透過率が大きくなるような電圧を印加する
   ことを特徴とする請求項１記載の映像表示装置。
3. 前記遮光部は、
   前記電圧制御部により電圧が印可される複数の透明電極と、前記複数の透明電極に印可された電圧に応じて光透過率が変動する液晶とを有する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の映像表示装置。
4. 前記液晶が、高分子分散型液晶である
   ことを特徴とする請求項３記載の映像表示装置。
5. 前記遮光部は、
   前記複数の透明電極が、前記高分子分散型液晶の一方の面に配列された
   ことを特徴とする請求項４記載の映像表示装置。
6. 前記遮光部は、
   前記複数の透明電極間の距離が、１０〜３００μｍである
   ことを特徴とする請求項３記載の映像表示装置。

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