WO2011033684A1 - 画像表示装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an image display apparatus and, more particularly, to an image display apparatus and method using an electronic shutter.
- the present invention can also be applied to a stereoscopic image display method.
- this image display apparatus there is an apparatus that improves response characteristics that speed up the display element itself and a transmissive display element such as liquid crystal that blinks a backlight so that moving image blur cannot be seen.
- FIG. 12 shows an outline of a conventional example of an image display apparatus related to the improvement of moving image blur using the backlight blinking.
- the image display unit 1 of the image display device includes, for example, a liquid crystal display panel 11 that is an image display surface and a backlight 12, and light emitted from the backlight 12 is modulated and scanned by the liquid crystal display panel 11 to display an image. Is displayed.
- the resolution of the liquid crystal display panel 11 is, for example, 1920H ⁇ 1080V, and the scanning lines made up of pixel columns are X1 to X1080.
- FIG. 13 shows the internal structure of the backlight 12.
- a fluorescent lamp or LED can be lit in a line parallel to the scanning line of the liquid crystal display panel 11 as a light source. Is uniformly diffused.
- 18 fluorescent lamps K1 to K18 are arranged in the box 12a.
- FIG. 14 shows the operation of the image display apparatus according to this embodiment, the synchronization signal, the change in the liquid crystal transmittances Tx1 to Tx1080 of the scanning lines X1 to X1080 of the liquid crystal display panel 11, and the turn-off operation timing of the fluorescent lamps K1 to K18. It is a timing chart to represent.
- the liquid crystal display panel 11 normally displays a moving image in a frame period of 16.6 ms with a frame rate of 60 fps.
- the display frame is divided by the clock of the vertical synchronization signal Vsync, and indicates the timing of each frame of the first frame F1, the second frame F2,.
- the frame is divided by the clock of the horizontal synchronization signal Hsync, and the period of scanning of the scanning line consisting of the pixel column is between the Hsync clocks, and 1080 scans from X1 to X1080 are performed in one frame. .
- the period required to write one screen of the liquid crystal display panel 11 is within 16.6 ms of one frame period, and the scanning period of one scanning line is 15 4 ⁇ s.
- the liquid crystal response characteristic of the liquid crystal display panel 11 is changed from voltage off to voltage on to increase transmittance.
- Ton 2ms when the response time changing from 100% to 0% is Ton
- Toff 4ms when the response time changing from 0% to 100% of the transmittance from voltage ON to voltage OFF is Toff. .
- a signal written to the liquid crystal display panel 11 is a video signal, and black to white intermediate gradation data is written as an analog voltage modulation signal, for example, and displayed as a moving image.
- the display liquid crystal panel 11 and the fluorescent lamp K1 directly below the front display unit are arranged in parallel with the scanning lines of the display liquid crystal panel 11 so as to serve as backlights X1 to X60 immediately below the scanning lines X1 to X60.
- ... X120 is K2
- X121 to X180 are K3
- ... X1021 to X1080 are arranged and used so that K18 serves as a dedicated backlight directly underneath.
- the liquid crystal display panel 11 When the liquid crystal display panel 11 scans the line sequentially from the upper side to the lower side, the liquid crystal display panel 11 is in a transient response state within the response time, and thus correct display cannot be performed.
- the fluorescent lamp parallel to the scanning line arranged immediately below the liquid crystal display panel 11 is not turned on, and the fluorescent lamp immediately below the liquid crystal panel is turned on when the response time of the liquid crystal has passed.
- the shaded portion in FIG. 14 represents the non-lighting timing of the fluorescent lamps K1 to K-18.
- the transient response state in which the liquid crystal pixel line is rewritten is not visible to the observer because the backlight just below the first 4.9 ms of the sequential scanning write timing of the liquid crystal panel is not lit.
- An image can be seen intermittently for each frame, moving image blur is reduced, and an image with good moving image characteristics can be observed.
- This moving image blurring improvement method by blinking the backlight is also called a backlight blinking method.
- the light source line of the fluorescent lamp that is lit around the light source line that does not light the fluorescent lamp in the backlight is separated so that the light from the light line of the surrounding fluorescent lamp does not leak, and the uniform uniformity over the entire screen is achieved.
- an additional driving circuit for lighting the light source line-sequentially from K1 to K18 is required, which is expensive.
- the display method of the stereoscopic image is roughly classified into a glasses method and a no-glasses method, and in the case of the glasses method, an image with parallax is separately incident on the left and right eyes of the observer, and the stereoscopic image is displayed. It can be seen as an image.
- Patent Document 2 As a glasses method, a method using polarized glasses disclosed in Patent Document 2 and a method using shutter glasses disclosed in Patent Document 3 are known.
- FIG. 15 shows an outline of a conventional example of a stereoscopic image display apparatus using the polarized glasses method.
- This stereoscopic image display device includes, for example, a liquid crystal display panel 11 in the image display unit 1 and a divided wavelength plate 14 that is attached to the front surface of the liquid crystal display panel 11 and includes a half-wave plate for polarization direction conversion. And a divided wavelength plate filter provided every other scanning line.
- the S-polarized image from the liquid crystal display panel 11 is emitted as it is without being converted in the S-polarization direction in the even-numbered lines, and is orthogonal to the S-polarization direction from the even-numbered lines in the odd-numbered lines by the action of the divided wavelength plate filter. Converted to the P polarization direction.
- FIG. 16 schematically shows the right-eye image 15 and the left-eye image 16.
- This divided wave plate filter is also called a micropole or a micropolarizer.
- the image light emitted as described above is observed by an observer through so-called polarizing glasses 13 in which polarizing plates having orthogonal polarization angles are arranged for the right eye and the left eye.
- the above S polarization direction is even.
- the image light 15 for the right eye reproduced on the line passes through 13R of the polarized glasses 13 and enters the right eye of the observer, and the image light 16 for the left eye reproduced on the odd lines is on the left side of the polarized glasses 13.
- the light passes through 13L and enters the left eye of the observer. In this way, a stereoscopic image can be observed by observing the left and right parallax images via the polarizing glasses 13.
- FIG. 17 shows an outline of a conventional table of a stereoscopic image display apparatus using the shutter glasses method.
- the image signal for the right eye and the image signal for the left eye are alternately displayed for each frame by the liquid crystal display panel 11 that is the image display surface.
- the right-eye images R1, R2, and R3 and the left-eye images L1, L2, and L3 are alternately reproduced for each frame on the display surface.
- the resolution of the liquid crystal display panel 11 is, for example, 1920H ⁇ 1080V, and the scanning lines made up of pixel columns are X1 to X1080.
- the above-mentioned image is observed by an observer through so-called shutter glasses 17 in which right-eye shutters 17R and left-eye shutters 17L, which are alternately opened and closed, such as liquid crystal, are arranged.
- the shutter glasses 17 By using the shutter glasses 17, the right-eye image can be observed with the observer's right eye and the left-eye image can be observed with the left eye, and a stereoscopic image can be observed.
- the shutter glasses 17 made of liquid crystal are made of, for example, a liquid crystal panel provided with a linear polarization filter, and light is transmitted or not transmitted by driving the liquid crystal panel.
- FIG. 19 is a drive timing chart of the above-described shutter glasses type stereoscopic image display device.
- the liquid crystal display panel 11 is used in the image display unit.
- the frame rate is 60 fps.
- an image for the left eye and an image for the right eye are alternately displayed in the odd frames and the flicker or the like.
- a double frame rate is required.
- the period of one frame divided by the clock of the double-speed vertical synchronization signal Vsync2 is about 8.3 ms.
- the display frame is divided by the clock of the double-speed vertical synchronization signal Vsync2, and indicates each frame of the first frame F1, the second frame F2,.
- the frame is delimited by the clock of the quadruple-speed horizontal synchronization signal Hsync3, and the clock of the quadruple-speed horizontal synchronization signal Hsync3 is a timing for selecting scanning of the scanning line formed of the pixel column.
- 1080 scans from X1 to X1080 are performed in one frame period, and the blanking period B is a period during which scanning selection up to X1080 is not performed.
- FIG. 6 is a timing chart showing the timing of the applied voltage VR to the right-eye liquid crystal shutter 17R and its transmittance TR. Also, D represents the aperture transmission period of the left-eye liquid crystal shutter and the right-eye liquid crystal shutter. The shaded portion represents the timing at which the left-eye liquid crystal shutter is closed at a transmittance of 0%.
- a signal to be written to the liquid crystal display panel 11 is a video signal
- moving image data is written as an intermediate voltage data of black to white, for example, as an analog voltage modulation signal, and is displayed as a moving image.
- the response characteristic is, for example, when the response time for changing the transmittance from 100% to 0% is Tson.
- odd frames first frame F1, third frame F3, etc
- even frames second frame F2, fourth frames F4, etc
- the transmittance TL of the shutter for the left eye is 100% in the aperture transmission period D of the odd frame and 0% in the even frame
- the transmittance TR of the right eye shutter is 0% in the odd frame and the aperture transmission of the even frame.
- the transmittance is changed in accordance with the timing of the display frame so as to be 100% in the period D.
- the shaded portion in FIG. 18 indicates the closing timing of the left-eye shutter.
- the period required to write one screen of the liquid crystal display panel 11 is within 8.3 ms of one frame period.
- the liquid crystal shutter for the left eye of the odd frame has a full screen within the frame. Since it is necessary to transmit through the aperture after writing, the aperture transmission period D of the liquid crystal shutter needs to be 2.5 ms or more after at least X1080 lines are written.
- the blanking period B needs to be set to Tmax + D or more, and the blanking period B needs to be 6.5 ms or more.
- the normal frame rate is 120 fps
- one frame period is 8.3 ms
- the scanning line is 1080 lines
- the scanning frequency is about 130 kHz
- the one scanning selection period is about 7.7 ⁇ s wide.
- This scanning frequency of 520 kHz requires high-speed performance and large power consumption for the performance of the liquid crystal panel driver and TFT, and is difficult to put into practical use at present because of the large burden.
- a scanning frequency of 4 ⁇ speed corresponding to 240 fps, which is practically used at present, is used.
- the scanning frequency is about 260 kHz and the one scanning selection period is about 3.8 ⁇ s wide as in Hsync3 in FIG.
- the right-eye image of the preceding and following frames appears as crosstalk in the left-eye image in the odd-numbered frame. That is, in the odd-numbered frame of the time chart of FIG. 19, when the opening time behind the left-eye shutter is lengthened, the right-eye image of the even-numbered frame behind becomes crosstalk and leaks to the left-eye liquid crystal shutter as it approaches the start X1 of the scanning line. If the opening time of the first half of the left-eye shutter is lengthened, the right-eye image of the previous even frame leaks to the left-eye liquid crystal shutter as it approaches X1080 at the end of the scanning line.
- the liquid crystal aperture transmission period D is 2.5 ms behind the odd frame for the left eye shutter and 2.5 ms behind the even frame for the right eye shutter. That is, 2.5 ms out of the two-frame period 16.3 ms is the opening period, and the opening duty is about 15% at the maximum, so that the brightness of the observed stereoscopic image is about 1/6 or less.
- the response time Toff 2 ms of the liquid crystal shutter, the transmittance at the opening time of 2.5 ms does not become 100% over the entire period, so the brightness further decreases to about 1/10. End up.
- the stereoscopic effect is lost due to the crosstalk between the left eye image and the right eye image, and the shutter glasses are not sufficiently opened. There is a problem that becomes dark.
- the left-eye image is observed with the left eye of the observer in the odd frame, and the right-eye image is observed in the even frame.
- a binocular parallax image for the left eye that is visible to the left eye and a stereoscopic image can be observed by displaying the parallax image for the right eye that is visible to the right eye.
- Problem 1 to be solved is that, in an image display apparatus and method thereof, a display element with a slow response time has a long response time required for rewriting for each frame, and thus a moving image blur due to the appearance of a transient response state is derived. If measures are taken, such as by flashing the backlight, a special structure or circuit is required for the backlight. In addition, a self-luminous display element without a backlight has no backlight itself, and the countermeasure itself is impossible.
- Problem 2 to be solved is a three-dimensional image display apparatus using glasses using polarizing plates for the left eye and right eye, and a method thereof, such as a divided wavelength plate filter provided for each horizontal line formed of pixel rows
- a device that requires a special production process, such as a special division wave plate filter, and is expensive, the vertical resolution is reduced by a factor of two, or crosstalk between left and right parallax images due to the upper and lower observation positions. It will occur.
- a three-dimensional image display device using shutter glasses having shutters for left and right eyes and a method thereof since the shutter glasses require synchronization with the main body display, Or a communication circuit, it becomes wired, a battery is needed, it becomes heavy or expensive. It is difficult to suppress crosstalk that occurs when the scanning frequency and frame rate are increased. Further, the screen brightness of the stereoscopic image display device is lowered and darkened, and if it is attempted to brighten, it is necessary to increase the backlight brightness, resulting in an increase in power consumption and an increase in the size of the device.
- An image display device of the present invention is arranged in an image display unit for displaying an image on an image display surface, and disposed between the image display surface and an observer or behind the image display surface.
- a time-division shutter plate having a shutter that is divided and configured to be individually openable and closable for each region; and in the time-division shutter plate, only a portion of the shutter plate corresponding to the scanning position of the modulated light when reproducing the image
- the control unit synchronizes the display on the image display unit and the opening and closing of the time-division shutter so as to be closed.
- the image display device is arranged between an image display unit for displaying an image on an image display surface for visually recognizing the image, between the image display surface and an observer, or behind the image display surface.
- a time-division shutter plate having a shutter that is divided into regions and configured to be individually openable and closable for each region; and in the time-division shutter plate, the shutter plate corresponds to the scanning position of the modulated light when the image is reproduced
- the display on the image display unit and the opening and closing of the time-division shutter are synchronized so that only the part is closed.
- the image display device of the present invention is arranged on the image display surface for visually recognizing the image, and is disposed between the image display surface and the observer or behind the image display surface,
- a time-division shutter plate having a shutter divided into a plurality of regions and configured to be individually openable and closable for each region; and the time-division shutter plate, wherein the shutter plate is located at the scanning position of the modulated light when the image is reproduced. It has a step of driving to synchronize the display on the image display unit and the opening and closing of the time-division shutter so that only the corresponding part is closed.
- An image display device of the present invention is arranged in an image display unit for displaying an image on an image display surface, and disposed between the image display surface and an observer or behind the image display surface.
- a time-division shutter plate having a shutter that is divided and configured to be individually openable and closable for each region; and in the time-division shutter plate, only a portion of the shutter plate corresponding to the scanning position of the modulated light when reproducing the image Is driven so as to synchronize the display on the image display unit and the opening and closing of the time-division shutter.
- the stereoscopic image display device includes an image display unit that alternately displays a right-eye image and a left-eye image corresponding to parallax for visually recognizing a stereoscopic image on an image display surface by scanning modulated light; A time-division polarization modulation plate that is arranged between the image display surface and the observer and is divided into a plurality of regions and configured to be individually modulated for each region; The time-division polarizing plate corresponding to the reproduction of the image for the eye or the image for the left eye is modulated so that the polarization state is switched in the portion corresponding to the scanning position of the modulated light, and the display on the image display unit and the time And a control unit that synchronizes switching in the split polarization modulation plate.
- the image for the right eye and the image for the left eye corresponding to the parallax for visually recognizing the stereoscopic image are alternately displayed on the image display surface of the image display unit by scanning with modulated light
- a time-division shutter having a shutter plate disposed between the image display surface and an observer or behind the image display surface and divided into a plurality of regions and configured to be individually openable and closable for each region;
- the display on the image display unit and the opening and closing of the time-division shutter are controlled and synchronized so that only the portion of the shutter plate corresponding to the scanning position of the modulated light is closed during reproduction, and the image for the right eye or the image for the left eye is synchronized.
- the time-division polarizing plate corresponding to each time of image reproduction is modulated so that the polarization state is switched at the portion corresponding to the scanning position of the modulated light, and the display on the image display unit and the time Synchronizing the switching of the polarization state in the split polarization modulation plate.
- the stereoscopic image display device of the present invention alternately displays the right-eye image and the left-eye image corresponding to the parallax for visually recognizing the stereoscopic image on the image display surface of the image display unit by scanning the modulated light
- a time-division shutter having a shutter plate disposed between the image display surface and an observer or behind the image display surface and divided into a plurality of regions and configured to be individually openable and closable for each region;
- the step of driving the shutter plate to close only the portion corresponding to the scanning position of the modulated light during reproduction, the display on the image display unit and the opening and closing of the time-division shutter are controlled and synchronized, and the right eye image or
- a step of driving the time-division polarizing plates corresponding to the reproduction of the left-eye image so as to switch the polarization state in a portion corresponding to the scanning position of the modulated light.
- the image for the right eye and the image for the left eye corresponding to the parallax for visually recognizing the stereoscopic image are alternately displayed on the image display surface of the image display unit by scanning with modulated light
- the image A time-division shutter having a shutter plate disposed between a display surface and an observer or behind the image display surface and divided into a plurality of regions and configured to be individually openable and closable for each region; and during reproduction of the image
- the shutter plate is driven so as to close only the portion corresponding to the scanning position of the modulated light, and the display on the image display unit and the opening and closing of the time-division shutter are controlled and synchronized, and the image for the right eye or the image for the left eye
- the time-division polarization modulation plate corresponding to each time of image reproduction is driven so as to switch the polarization state at a portion corresponding to the scanning position of the modulated light.
- the stereoscopic image display apparatus of the present invention alternately displays an image for the right eye and an image for the left eye corresponding to the parallax for visually recognizing the stereoscopic image by scanning with modulated light having polarizations orthogonal to each other.
- An image display unit that displays on the screen, a right-eye polarizing plate that is disposed between the image display surface and the observer and whose polarization angles are orthogonal to each other and transmits the polarization of the right-eye image, and the left eye It has the polarizing plate for left eyes which permeate
- the stereoscopic image display device of the present invention described above alternately displays an image for the right eye and an image for the left eye corresponding to parallax for visually recognizing a stereoscopic image by scanning with modulated light having polarizations orthogonal to each other.
- the polarization angle between the image display surface and the observer is orthogonal to each other, and the polarization for the right eye and the polarization for the left eye image are transmitted through the polarization of the right eye image.
- a polarizing plate having a polarizing plate for the left eye to be transmitted is arranged.
- the stereoscopic image display method of the present invention alternately displays an image for the right eye and an image for the left eye corresponding to parallax for visually recognizing the stereoscopic image by scanning with modulated light having polarizations orthogonal to each other.
- a right-eye polarizing plate that is disposed between the image display surface and the observer, has polarization angles orthogonal to each other, and transmits the polarized light of the right-eye image.
- the image display device of the present invention only the portion corresponding to the scanning position of the modulated light in the time-division shutter plate is controlled to be closed, thereby improving the apparent display responsiveness and moving image characteristics of the image display device. can do.
- the stereoscopic image display apparatus of the present invention only the portion corresponding to the scanning position of the modulated light in the time division shutter plate is controlled to be closed, and the division polarization modulation plate is closed by the time division shutter plate. In the meantime, the polarization state is controlled so that crosstalk can be suppressed even if the frame rate is increased.
- FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an image display apparatus according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a time-division shutter plate of the image display device according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a schematic diagram showing an overall configuration of a modified example of the image display device according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a timing chart of the transmittance at each scanning position of the image display unit of the image display device according to the first embodiment of the present invention and the period during which the shutter of the time-division shutter plate is closed.
- FIG. 5 is a timing chart for transmittance and drive voltage waveform at each scanning position of the time division shutter plate according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a schematic diagram showing an overall configuration of a stereoscopic image display apparatus according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a time-division polarization modulation plate of a stereoscopic image display device according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is a schematic diagram showing an overall configuration of a modified example of the stereoscopic image display apparatus according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is a timing chart of the transmittance at each scanning position of the image display unit of the stereoscopic image display apparatus according to the second embodiment of the present invention and the period when the shutter of the time-division shutter plate is closed.
- FIG. 9 is a timing chart of the transmittance at each scanning position of the image display unit of the stereoscopic image display apparatus according to the second embodiment of the present invention and the period when the shutter of the time-division shutter plate is closed.
- FIG. 10 is a timing chart of transmittance and drive voltage waveform at each scanning position of the time division shutter plate according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a timing chart regarding the transmittance at each scanning position of the time-division shutter plate according to the second embodiment of the present invention, the twisting angle of the polarization at each scanning position of the time-division polarization modulation plate, and the drive voltage waveform. It is.
- FIG. 12 is a schematic diagram showing an overall configuration of a modified example of an image display apparatus according to a conventional backlight blinking system.
- FIG. 13 is a schematic diagram showing the internal configuration of the backlight of the image display device according to the backlight blinking system of the first conventional example.
- FIG. 14 is a timing chart of the transmittance at each scanning position of the image display unit of the image display apparatus according to the backlight blinking method of the first conventional example and the period during which the backlight is not lit.
- FIG. 15 is a schematic diagram showing an overall configuration of a stereoscopic image display apparatus according to a polarized glasses system of a second conventional example.
- FIG. 16 is a schematic diagram showing a display method of a stereoscopic image display apparatus according to a polarized glasses system of a second conventional example.
- FIG. 17 is a schematic diagram showing an overall configuration of a stereoscopic image display apparatus according to a shutter glasses system according to a second conventional example.
- FIG. 18 is a schematic diagram showing a display method of a stereoscopic image display apparatus according to a shutter glasses system of a second conventional example.
- FIG. 19 is a timing chart of the transmittance at each scanning position of the image display unit of the stereoscopic image display device according to the shutter glasses system of the second conventional example, the shutter glasses transmittance, the closing period, and the drive voltage waveform. .
- FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a time-division shutter plate type image display apparatus according to the present embodiment.
- the image display unit 1, the time-division shutter plate 2, and the control unit 3 are included.
- the image display unit 1 displays an image on the liquid crystal display panel 11 which is an image display surface.
- a liquid crystal display panel 11 using a TN liquid crystal and a TFT element and a backlight 12 are provided, and light emitted from the backlight 12 enters the liquid crystal display panel 11 and is modulated and scanned to display an image.
- the modulated light is, for example, in a normally white mode in which the polarizing plate arranged on the incident surface of the liquid crystal display panel 11 is a P polarizing plate and the polarizing plate arranged on the emitting surface is an S polarizing plate. In this case, it is S-polarized modulated light.
- the time-division shutter plate 2 is, for example, a transmissive TN liquid crystal panel having an area equivalent to that of the liquid crystal display panel 11, and is disposed between the image display surface of the image display unit 1 and the viewer A, and is divided into a plurality of regions.
- the shutter function is configured to be opened and closed individually for each area. For example, when the above-described modulated light is used, the light is divided into a plurality of horizontal stripe-shaped regions parallel to the scanning lines formed of the pixel columns of the liquid crystal display panel 11 and can be individually opened and closed for each region. Yes.
- the control unit 3 is provided, for example, by connecting to the image display unit 1 and the time division shutter plate 2 by wire.
- the control unit 3 receives a synchronization signal synchronized with the image signal displayed on the image display unit 1 and controls and drives the time-division shutter plate 2.
- the control unit 3 controls and synchronizes the display on the image display unit 1 and the opening / closing of the time-division shutter plate 2, and drives the time-division shutter plate 2 so that only the portion corresponding to the scanning position of the modulated light is closed.
- the resolution of the liquid crystal display panel 11 is, for example, 1920H ⁇ 1080V, and the scanning lines made up of pixel columns are X1 to X1080.
- FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the time-division shutter plate 2 of the image display apparatus according to the present embodiment.
- transparent and horizontal stripe-like divided electrodes S1 to S18 are patterned on one glass substrate 21 of two glass substrates.
- a transparent and solid common electrode C2 is patterned on the other opposing glass substrate 22 patterned.
- an alignment film made of a polyimide material is aligned so as to be orthogonal to each other by, for example, rubbing so that the two glass substrates are orthogonal to each other.
- the two glass plates are, for example, a liquid crystal panel having a simple structure in which a gap of, for example, 3 ⁇ m is maintained by a bead-shaped gap material, and for example, TN liquid crystal is sealed in the gap.
- the structure of the time-division shutter plate has a plurality of horizontal stripe-like divided electrodes obtained by dividing an area similar to that of the liquid crystal display panel 11 in parallel with the scanning lines formed of pixel columns as shown in FIG.
- the structure is such that X1021 to X1080 and S18 overlap with each other, and is used so as to overlap the liquid crystal display panel 11.
- the image display unit 1 uses a liquid crystal display device including a liquid crystal display panel 11 and a backlight 12 as an example.
- the image display unit 1 may use a self-luminous display element, for example, a plasma display.
- An element, an FED display element, a CRT display element, or the like can be used.
- the image time-division shutter plate 2 can be placed on the observer side of the image display unit 1, but the liquid crystal display panel 11 where the image display unit 1 is the image display surface and the backlight. 12, it can be placed on the back side of the liquid crystal display panel 11, that is, between the liquid crystal display panel 11 and the backlight 12 as shown in FIG. 3.
- the liquid crystal display panel 11 when it is arranged on the back side of the liquid crystal display panel 11, it functions as a normally white liquid crystal shutter by arranging a polarizing plate in the S polarization direction on the backlight side of the time division shutter plate 2.
- a P polarizing plate in the P polarization direction is further disposed on the viewer side to function as a normally white liquid crystal shutter.
- FIG. 4 is a timing chart showing the display frame synchronization signal and the operation timing of the liquid crystal display panel 11 of the image display unit 1 according to the present embodiment.
- FIG. 4 it is assumed that a moving image is displayed at a frame rate of 60 fps, for example, on the liquid crystal display panel 11 which is an image display surface of the image display unit 1.
- the display frame is divided into each of the first frame F1, the second frame F2,...
- the clock of the vertical synchronization Vsync By the clock of the vertical synchronization Vsync, and the frame indicates the clock timing of the horizontal synchronization Hsync.
- the period between the Hsync clocks is the scanning time of the scanning lines made up of pixel columns, and represents changes in the liquid crystal transmittances Tx1 to Tx1080 corresponding to the 1080 scanning lines X1 to X1080 scanned in one frame.
- the shaded portion represents the timing when the shutter liquid crystal of the corresponding divided electrode of the time-division shutter plate 2 is closed at a transmittance of 0%.
- the liquid crystal display panel 11 of the image table display unit 1 is set to a normally white mode in which, for example, TN liquid crystal is transmitted when no voltage is applied and is not transmitted when a voltage is applied.
- Ton 2 ms
- Ton 4 ms
- the period required to write the entire surface of the liquid crystal display panel 11 is 16.6 ms of the frame period that is the clock period of the vertical synchronization signal Vsync, and the scan selection period for writing the scan line consisting of the pixel column is the horizontal synchronization signal Hsync.
- the clock period is 15.4 ⁇ s.
- a signal written to the liquid crystal display panel 11 is a video signal, and black to white intermediate gradation data is written as an analog voltage modulation signal, for example, and displayed as a moving image.
- time-division shutter plate 2 it is assumed that a shutter plate made of TN liquid crystal is used in a normally white mode in which the front and back polarizing plates have a crossed Nicols relationship, for example.
- a response time of Tson 0.5 ms is required to change the drive voltage from 0V to ⁇ 10V and the transmittance from 100% to 0%, and the drive voltage is changed from ⁇ 10V to 0V to change the transmittance.
- Tsoff 2 ms is required to change from 0% to 100%.
- the reason why the TN liquid crystal shutter used for the time-division shutter plate 2 has a shorter response time than the liquid crystal display panel 11 panel of the image display unit 1 is specialized in switching the transmittance between simple binary values of 0% and 100%.
- Response time Tson 2 ms is possible.
- FIG. 5 shows the operation of the image display apparatus according to the present embodiment.
- the liquid crystal transmittance changes Tx1 to Tx1080 corresponding to the scanning signals X1 to X1080 of the liquid crystal display panel 11 and the time-division shutter plate 2 are transparent.
- 10 is a timing chart of applied voltages Vs1 to Vs18 to the divided electrodes S1 to S18, applied voltages Vs1 to Vs18 to the divided electrodes S1 to S18, and liquid crystal transmittances Ts1 to Ts18 corresponding to the divided electrodes S1 to S18.
- the shaded portion represents the timing when the shutter of the time-division shutter plate 2 is closed at a transmittance of 0%.
- the display on the image display unit 1 and the opening and closing on the time division shutter plate 2 are closed so that only the portion of the time division shutter plate 2 corresponding to the scanning position of the modulated light is closed during the reproduction of the image.
- the process of driving to synchronize will be described.
- the time-division shutter plate 2 works so as to close the shutter at a timing to mask the transient display state of the liquid crystal display panel 11 of the image display unit 1 and make it invisible.
- a driving voltage ⁇ 10 V is applied so as to close the shutter 0.5 ms before the writing timing of X61, and the voltage application period is set to about 5.4 ms.
- a voltage is applied so as to close the shutter about 0.5 ms before the writing timing of X1021, and the voltage application period is about 5.4 ms.
- the drive voltage to the divided electrodes S1 to S18 is an AC voltage as shown in FIG. 4 whose polarity is inverted every frame.
- the display data of the scanning lines X1 to X1080 is in a transient state from the display data of the previous frame to the data of the current frame regardless of the liquid crystal transmittances Tx1 to Tx1080 of the liquid crystal display panel 11 due to the black display of the shutter liquid crystal. Is masked.
- the shaded portion represents the timing when the shutter of the time-division shutter plate 2 is closed at a transmittance of 0%.
- the voltage application timing at which the shutter is closed by, for example, the divided electrode S1 of the time-division shutter liquid crystal 2 is the scanning timing of the electrode X1 scanned first in the scanning lines X1 to X60 of the display liquid crystal panel 11 to be masked.
- the voltage application period for closing the shutter is the time required for scanning the scan electrodes X1 to X60.
- Tsh ⁇ 0.9 ms and the maximum response time Tmax 4 ms of the liquid crystal. Due to these timings, the transition from the display data of the previous frame to the data of the current frame is completely masked by the time-division shutter liquid crystal 2 due to black display.
- the mask to the transition state of the liquid crystal display panel 11 by the time-division shutter plate 2 is complete at the above operation timing.
- the display luminance is black without being displayed during the shutter closing period.
- the luminance decreases in proportion to the duty ratio at which the shutter is closed. Therefore, in practice, the start timing of the mask voltage of the time-division shutter liquid crystal 2 is slightly delayed from the above timing or the mask voltage application period is set within a range where the moving state is not conspicuous without completely masking the transient state. It can be shortened and video blur and brightness can be optimized.
- FIG. 6 is a schematic diagram showing the overall configuration of the polarized glasses type stereoscopic image display apparatus according to the present embodiment.
- the image display unit 1 the time division shutter plate 2, the time division polarization modulation plate 4, and the control unit 5 are included.
- the image display unit 1 alternately displays a left-eye image and a right-eye image corresponding to parallax for visually recognizing a stereoscopic image on the image display surface of the image display unit by scanning with modulated light.
- the liquid crystal display panel 11 and the backlight 12 are provided, and light emitted from the backlight 12 is modulated and scanned by the liquid crystal display panel 11 to display an image.
- the modulated light from the liquid crystal display panel 11 is, for example, a normally white mode of a crossed Nicol relationship in which a polarizing plate disposed on the incident surface of the liquid crystal panel is a P polarizing plate and a polarizing plate disposed on the exit surface is an S polarizing plate. In this case, it is S-polarized modulated light.
- the time-division shutter plate 2 is, for example, a transmissive TN liquid crystal panel having an area equivalent to that of the liquid crystal display panel 11, and is disposed between the image display surface of the image display unit 1 and the viewer A, and is divided into a plurality of regions. The shutter function is configured to be opened and closed individually for each area.
- the time-division polarization modulation plate 4 is, for example, a transmissive TN liquid crystal panel having an area equivalent to that of the liquid crystal display panel 11, and is arranged between the time-division shutter plate 2 and the viewer A, and is divided into a plurality of regions.
- Each has a polarization state switching function configured to be individually capable of polarization modulation.
- the liquid crystal display panel 11 is divided into a plurality of stripe-shaped regions parallel to the scanning lines formed of the pixel columns, and the polarization state can be individually switched for each region.
- control unit 5 is connected to the image display unit 1, the time division shutter plate 2, and the time division polarization modulation plate 4 by wire connection.
- the control unit 5 receives a synchronization signal synchronized with the image signal displayed on the image display unit 1, and controls and drives the time division shutter plate 2 and the time division polarization modulation plate 4.
- control unit 5 controls and synchronizes the display on the image display unit 1 and the opening and closing of the time-division shutter plate 2, and drives the time-division shutter plate 2 so that only the portion corresponding to the scanning position of the modulated light is closed. To do.
- control unit 5 controls and synchronizes the display on the image display unit 1 and the switching of the polarization state on the time-division polarization modulation plate 4, and in the portion corresponding to the scanning position of the modulated light in the time-division polarization modulation plate 4. Drive to switch polarization state.
- the resolution of the liquid crystal display panel 11 is, for example, 1920H ⁇ 1080V, and the scanning lines made up of pixel columns are X1 to X1080.
- FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the time-division polarization modulation plate 4 of the stereoscopic image display apparatus according to the present embodiment.
- transparent and horizontal stripe-like divided electrodes P1 to P18 are patterned on one glass substrate 21 of two glass substrates.
- a transparent and solid common electrode C ⁇ b> 2 is patterned on the other counter glass substrate 22.
- an alignment film using a polyimide material is aligned so as to be orthogonal to each other by, for example, rubbing so as to be orthogonal to each other by two glass substrates.
- the two glass plates are, for example, a liquid crystal panel having a simple structure in which a gap of, for example, 3 ⁇ m is maintained by a bead-shaped gap material, and for example, TN liquid crystal is sealed in the gap.
- the structure of the time-division polarization modulation plate 4 is basically the same as that of the time-division shutter plate 2 and uses the same TN liquid crystal, but the function of the time-division shutter plate 2 is to switch the transmittance.
- the function of the polarization modulation plate 3 is to switch the polarization state, and the difference is the presence or absence of a polarizing plate. That is, the structure of the time division polarization modulation plate 4 is obtained by removing the polarizing plate from the time division shutter plate 2.
- both the time-division shutter plate 2 and the time-division polarization modulation plate 4 have the same structure as the display unit of the liquid crystal display panel 11 and are divided in parallel to the scanning lines composed of pixel columns.
- a plurality of horizontal line electrodes For example, the division shutter plate 2 and the time division polarization modulation plate 4 each have 18 divided transparent and horizontal stripe-like divided electrodes, and the divided electrodes S1 and P1 are arranged so as to overlap the scanning lines X1 to X60 of the display liquid crystal panel.
- X61 to X120 and S2, P2, X121 to X180 and S3, P3,... X1021 to X1080, S18, and P18 overlap, and are used overlapping the liquid crystal display panel 11. It has a structure.
- the time-division shutter plate 2 can be placed on the observer side of the image display unit 1 as shown in FIG. 5, but when the image display unit 1 is divided into the liquid crystal panel 11 and the backlight 12, As shown in FIG. 8, it can be placed behind the liquid crystal display panel 11, that is, between the liquid crystal display panel 11 and the backlight 12.
- a polarizing plate in the S polarization direction is arranged on the backlight side of the shutter liquid crystal, and when the shutter liquid crystal is arranged on the front side of the display liquid crystal panel, the P polarization direction is further arranged on the front side.
- the polarizing plate is arranged.
- the time-division polarization modulation plate 4 is arranged on the outermost surface side on the viewer side, and a polarizing plate is unnecessary.
- the time-division shutter plate 2 makes a black display masking the display of the display liquid crystal panel, and at the same time, While the display is masked, the polarization state is switched by the time division polarization modulation plate 4.
- FIG. 9 is a timing chart showing the display frame synchronization signal and the operation timing of the liquid crystal display panel 11 of the image display unit 1 according to the present embodiment.
- the liquid crystal display panel 11 and the backlight 12 are used in the image display unit 1.
- the left eye image is alternately displayed in the odd frame and the right eye image is alternately displayed in the even frame. Therefore, in order to maintain the display quality such as flicker, a double frame rate is required.
- a moving image is displayed at a frame rate of 120 fps, which is 120 fps.
- the display frame is divided into the first frame F1, the second frame F2,...
- the clock of the double-speed vertical synchronization signal Vsync2 By the clock of the double-speed vertical synchronization signal Vsync2, and the inside of the frame indicates the clock timing of the double-speed horizontal synchronization signal Hsync2.
- FIG. 6 is a timing chart showing changes in the liquid crystal transmittances T2x1 to T2x1080 corresponding to the synchronization signal and the scanning lines X1 to X1080 of the liquid crystal display panel 11.
- the shaded portion represents the timing when the shutter of the time-division shutter plate 2 is closed at a transmittance of 0%.
- the specification is, for example, a normally white mode in which the front and rear polarizing plates of TN liquid crystal have a crossed Nicols relationship.
- Ton 2 ms
- Ton 4 ms
- the period required to write one screen of the liquid crystal display panel 11 is within 8.3 ms which is the frame period of the double-speed vertical synchronization signal Vsync2, and the scanning period S of one scanning line is S which is the clock period of the double-speed horizontal synchronization signal Hsync2. ⁇ 7.7 ⁇ s.
- a signal written to the liquid crystal display panel 11 is a video signal, and black to white intermediate gradation data is written as an analog voltage modulation signal, for example, and displayed as a moving image.
- the drive voltage is changed from 0V to ⁇ 10V to change the response characteristics.
- a response time of Tson 0.5 ms is required to change the transmittance from 100% to 0%
- a response time of Tsoff 2 ms is required to change the transmittance from 0% to 100%.
- the response characteristic is changed from, for example, a drive voltage from 0V to ⁇ 10V, and the TN liquid crystal changes the linearly polarized transmitted light from a twisted state of 90 degrees to a non-twisted state.
- the display and the time-division polarization modulation are performed so that the time-division polarization modulation plate 4 switches the polarization state at a portion corresponding to the scanning position of the modulated light when reproducing the image.
- a process of driving so as to synchronize the switching of the polarization state in the plate 4 will be described.
- an image for the left eye is alternately displayed in an odd frame and an image for the right eye is alternately displayed in an even frame, so that the image is displayed at a frame rate of 120 fps.
- the maximum response time Tmax of the TN liquid crystal Tmax 4 ms
- a maximum response time of about one half of the frame period of about 8.3 ms is 4 ms.
- a transient display state in which an intermediate value between the data of the frame and the frame is displayed. In other words, the half period is in a transient display state, and this appears as a binocular parallax crosstalk.
- the time-division shutter plate 2 works to close the shutter at the timing of masking the transient display state of the liquid crystal display panel 11 that is the image display surface of the image display unit 1 so as to make it invisible.
- the plate 4 works to switch the polarization state during the period when the shutter is closed.
- FIG. 10 shows the operation of the stereoscopic image display apparatus according to the present embodiment, the liquid crystal transmittance changes T2x1 to T2x1080 corresponding to the synchronization signal and the scanning lines X1 to X1080 of the liquid crystal display panel 11, and the transparency of the time division shutter plate 2.
- 6 is a timing chart of applied voltages V2s1 to V2s18 to the divided electrodes S1 to S18 and liquid crystal transmittances T2s1 to T2s18 corresponding to the divided electrodes S1 to S18.
- An opening transmission period in which the time division shutter plate 2 is open is represented by E, and the shaded portion represents the timing at which the shutter of the time division shutter plate 2 is closed at a transmittance of 0%.
- a voltage is applied so as to close the shutter 0.5 ms before the scan writing timing of X61, and the voltage application period is 5 ms.
- a voltage is applied to close the shutter about 0.5 ms before the scanning write timing of X1021, and the voltage application period is 5 ms.
- the aperture transmission period E of the liquid crystal corresponding to the divided electrodes S2 to S18 is 3.8 ms.
- the display data of the scanning lines X1 to X1080 of the display liquid crystal panel 11 is masked from the transition state from the previous frame display state to the current frame display state by the black display of the shutter liquid crystal. This is because the transition state between frames over the entire surface of the liquid crystal display panel 11 is made invisible, so that the left eye image of the odd frame and the right eye image of the even frame can be completely displayed without crosstalk.
- FIG. 11 shows the operation of the stereoscopic image display device according to the present embodiment, and the division of the time division shutter plate 2 and the liquid crystal transmittance changes T2x1 to T2x1080 corresponding to the synchronization signal and the scanning lines X1 to X1080 of the liquid crystal display panel 11.
- Applied voltages V2s1 to V2s18 to the electrodes S1 to S18, liquid crystal transmittances T2s1 to T2s18 corresponding to the divided electrodes S1 to S18, applied voltages V2p1 to V2p18 to the divided electrodes P1 to P18 of the time division polarization modulation plate 4, and divided electrodes P1 12 is a timing chart of liquid crystal transmittances T2p1 to T2p18 corresponding to P18.
- the shaded portion represents the timing when the shutter of the time-division shutter plate 2 is closed at a transmittance of 0%.
- the voltage is switched to the divided electrode P1 of the polarization modulation plate 4 so that the polarization state is switched, for example, 0.5 ms after the scan writing timing of X1.
- a voltage is also applied to P2 so that the polarization state is switched 0.5 ms after the scan writing timing of X61.
- a voltage is applied to P18 so as to switch the polarization state 0.5 ms after the scanning write timing of X1021.
- the transition state from the display data of the previous frame to the data of the current frame is masked by the black display of the shutter liquid crystal. Since the time-division polarization modulation plate 3 can switch the polarization state while the display data is masked with black, for example, in the odd-numbered frame, the left-eye P is obtained by rotating the S-polarized light by 90 ° with no voltage applied. The polarization state and the even frame can be completely switched to the right-eye S polarization state in which the S polarization is not rotated by voltage application.
- the image light emitted as described above is observed by an observer through so-called polarizing glasses 13 in which polarizing plates having polarization angles orthogonal to each other are arranged for the right eye and the left eye.
- the above S polarization direction is even.
- the image light 14 for the right eye reproduced on the line passes through 13R of the polarized glasses 13 and enters the right eye of the observer, and the image light 15 for the left eye reproduced on the odd lines is on the right side of the polarized glasses 13.
- the light passes through 13L and enters the left eye of the observer. In this way, a stereoscopic image can be observed by observing the left and right parallax images via the polarizing glasses 13.
- the crosstalk from the previous and subsequent frames is a binocular parallax crosstalk, although this is a factor that impairs the stereoscopic effect of the image, it can be seen that the binocular parallax crosstalk of the stereoscopic image display device can be eliminated by adding the time-division shutter plate 2.
- the response time Tsoff 2 ms during which the liquid crystal shutter of the time division shutter plate 2 is transmitted
- luminance 3.8 ms out of 2 frame periods 16.3 ms is the aperture transmission period. Since the opening duty is about 23%, the luminance is about 1/4.
- the aperture transmission period D of the shutter glasses 17 is scanned at a quadruple speed that is twice the scanning frequency of the liquid crystal display panel 11 of this embodiment.
- D 0.3 ms under the condition in which binocular parallax crosstalk does not occur
- the shutter glasses 17 can hardly be opened, resulting in a very dark screen.
- the present invention is not limited to the above description.
- the scanning frequency of the liquid crystal display panel 11 is set to a quadruple speed that is twice that of the present embodiment, or the number of divisions of the time-division shutter plate 2 is set to 36 times that is twice, the time Tsh required for scanning the liquid crystal display panel 11 is reduced. Since it can be set to half, the aperture transmission period E of the time-division shutter plate 2 can be set wider by 0.25 ms, so that a bright stereoscopic image can be seen.
- the screen brightness can be improved by using a faster display element such as OCB liquid crystal instead of TN liquid crystal for the time division shutter plate 2.
- a line-sequential display unit such as a field emission display (FED) or a point scanning display device such as a CRT (cathode ray tube) can be used as the image display unit.
- FED field emission display
- CRT cathode ray tube
- an additional quarter-wave plate is arranged on the observer side of the time-division polarization modulation plate 4 to convert linearly polarized light of the stereoscopic image into circularly polarized light, and the polarizing plate 13R of the polarizing glasses 13 is rotated clockwise.
- the circularly polarizing filter 13L is a left-handed circularly polarizing filter, so that crosstalk due to binocular parallax hardly occurs even when the face of the observer is tilted.
- various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
- the image display device and the image display method of the present invention can be applied to a display device and a method capable of displaying an image.
- the stereoscopic image display apparatus and stereoscopic image display method of the present invention can be applied to a stereoscopic display apparatus and method that can display an image in a stereoscopic manner.
- SYMBOLS 1 ... Image display part, 2 ... Time division shutter board, 3 ... Control part of 1st Example, A ... Observer 4 ... Time division polarization modulation board, 5 ... Control part of 2nd Example, 11 ... Liquid crystal display Panel, 12 ... Backlight, 12a ... Backlight box 12b ... Backlight diffuser, 13 ... Polarized glasses, 13L ... Left-eye polarizing plate, 13R ... Right-eye polarizing plate, 14 ... Divided wave plate filter, 15 Image for right eye, 16 ... Image for left eye, 17 ... Shutter glasses, 17L ... Liquid crystal shutter for left eye, 17R ... Liquid crystal shutter for right eye, 21 ... Glass substrate, 22 ...
- S1 to S18 Dividing electrode of time-division shutter plate, P1 to P18 ... Dividing electrode of time-division polarization modulation plate, K1 to K18 ... Fluorescent lamp, F1 to F4 ... Frame, Vsync ... Vertical synchronization signal, Vsync2 ...
- Angle for twisting the polarization of the liquid crystal corresponding to the divided electrode of the polarization modulation plate TL: transmittance of the liquid crystal shutter 17L for the left eye, TR ... transmittance of the liquid crystal shutter 17R for the right eye, Vs1 to Vs18 ... division of the time division shutter plate Electrode drive voltage, V2s1 to V2s18... Double speed drive voltage of the divided electrode of the time division shutter plate, Vp1 to p18: drive voltage of the divided electrode of the time-division polarization modulation plate, VL: applied voltage to the liquid crystal shutter 17L for the left eye, VR ... applied voltage to the liquid crystal shutter 17RL for the right eye, B ... blanking blanking period, D ...
- Toff liquid crystal display panel off response time
- Tmax liquid crystal display panel maximum response time
- Tsh liquid crystal display panel scan selection time
- Tsha liquid crystal display panel full scan selection time
- Tson liquid crystal shutter on response time
- Tsoff liquid crystal shutter off response time
- Tpon liquid crystal polarization modulation plate on response time
- Tpoff liquid crystal polarization change Toning board off response time
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Abstract
[課題] 画像表示装置にシャッター板を付加することで画像表示装置の動画ボケを制御することができる画像表示装置及び方法を提供する。更に偏光変調板を付加することで、偏光メガネで観察したときに両眼のク ロストークを制御できて、明るい立体画像表示を見ることができる立体画像表示装置及び方法を提供す る。 [解決手段] 画像表示面の前あるいは後ろに配置され、複数の領域に分割されて領域ごとに個別に開閉可能に構成されたシャッター板は変調光の走査位置に対応する部分にのみが閉じるように、画像表示部における表示とシャッター板におけるシャッターの開閉が制御されて同期される構成とする。また立体画像を視認するための視差に応じた右目用画像及び左目用画像を変調光の走査により交互のフレームに画像表示部の画像表示面に表示され、観察者側に配置され、複数の領域に分割されて領域毎に個別に偏光状態を切り替えることができる偏光変調板を有し、偏光変調板と観察者の間に左目と右目で異なる偏光状態の光を排他的に透過する素子を有する観察装置において、偏光変調板は変調光の走査位置に対応する部分にお いて偏光状態が交互に切り替わるように偏光が制御されて同期される構成とする。
Description
本発明は、画像表示装置及に関し、特に、電子シャッターを用いた画像表示装置、方法に関するものである。また、本発明は、立体画像表示方法にも適用できるものである。
従来から、画像表示の動画特性を改善する技術については種々の試みがなされており、テレビジョン等の画像を扱う多くの分野で、動画性能の改善に関する画像表示方法が研究され、実用化されてきている。
この画像表示装置としては、表示素子自体を高速化する応答特性の改善や液晶のような透過型表示素子については、バックライトを点滅させて動画ボケを見えないようにするものがある。
動画ボケ改善の方法として、特許文献1などに開示されているようにフレームでの画像の書き換えにおいて、バックライトを点滅させて画像の書き換え時に要する過渡応答状態を見えないようにすることで、動画ボケをみえないようにする方法が知られている。
上記バックライト点滅を用いる動画ボケ改善に関する画像表示装置の従来例の概要を図12に示す。この画像表示装置の画像表示部1は例えば画像表示面である液晶表示パネル11とバックライト12とを有し、バックライト12から発せられた光が液晶表示パネル11により変調、走査されて画像が表示される。液晶表示パネル11の解像度を例えば1920H×1080Vとし、画素列からなる走査ラインをX1~X1080とする。
図13にバックライト12の内部構造を示す。図13のようにバックライト12のボックス12aの中には光源として蛍光灯あるいはLEDを液晶表示パネル11の走査ラインに並行なライン状に点灯できるようにしてあり、その上に拡散板12bで光源の光を均一に拡散してある。ボックス12a内に例えば、18本の蛍光灯K1~K18を配置してあるとする。
図14は、本実施形態に係る画像表示装置の動作を表す、同期信号と液晶表示パネル11の走査ラインX1~X1080の液晶透過率Tx1~Tx1080の変化と蛍光灯K1~K18の消灯動作タイミングを表すタイミングチャートである。
液晶表示パネル11は通常はフレームレート60fpsのフレーム期間16.6msで動画が表示される。表示フレームは垂直同期信号Vsyncのクロックで区切られており、1フレームF1、第2フレームF2、・・の各フレームのタイミングを示す。フレーム内は水平同期信号Hsyncのクロックで区切られており、Hsyncのクロック間は画素列からなる走査ラインを走査する期間となり、1フレーム間でX1~X1080までの1080本の走査を行こととなる。
上記画像表表示部の画像表示面である液晶表示パネル11において、液晶表示パネル11の1画面を書き込むために必要な期間は1フレーム期間の16.6ms内となり、1走査ラインの走査期間は15.4μsとなる。
液晶表示パネル11において、例えばTN液晶が電圧無印加で透過、で電圧印加で不透過となるノーマリーホワイトモードとすると、液晶表示パネル11の液晶応答特性を電圧オフら電圧オンにして透過率を100%から0%に変化する応答時間をTonとした場合にTon=2ms、電圧オンから電圧オフにして透過率0%から100%に変化する応答時間をToffとした場合にToff=4msとする。
上記表示フレームにおいて、液晶表示パネル11への書き込まれる信号は、ビデオ信号であり、黒から白の中間階調データが例えばアナログ電圧変調信号として書き込まれ、動画として表示される。走査ラインX1~X1080に対応した液晶透過率Tx1~Tx1080の透過率変化はこのTonとToffを代表して表したものであり、黒から白の中間階調データの透過率変化はこの中間の波形となる。よって液晶表示パネル11の中間階調に対する応答時間はTon=2msからToff=4msの間の時間となり、最大応答時間をTmaxとするとTmax=Toff=4msとする。
前記画像表表示部の表示液晶パネル11において、フレームへのデータ書き込みは液晶の透過率の応答波形は走査ラインの一番目X1から15.4μsで走査され、順番にX2、X3~X1080と15.4μs毎に線順次で1フレームの間に書き込まれるため、図14のように液晶透過率はTx1から線順次にTx1080に変化していく。TN液晶の応答時間Ton=2ms、Toff=4msなので、液晶を黒と白を含む中間ビデオデータに書き換えるための最大応答時間をTmaxとするとTmax=Toff=4msとなり、フレーム期間約16.6msのうち約4分の1の時間を要することとなる。
前記表表示部の表示液晶パネル11と直下の蛍光灯K1は走査ラインX1~X60の直下でX1~X60のバックライトとして働くように表示液晶パネル11の走査ラインと平行に配置し、同様にX61~X120はK2、X121~X180はK3、・・・X1021~X1080はK18が直下で専用に対応するバックライトとして働くように配置し使用される構造となっている。
液晶表示パネル11が上側から下側に順次にライン走査した時に、液晶表示パネル11の応答時間内は過渡応答状態であるため正しい表示をできない。応答時間内は液晶表示パネル11の直下に配置された走査ラインと平行な蛍光灯を非点灯として、液晶の応答時間を過ぎたタイミングで液晶パネル直下の蛍光灯を点灯するものである。図14の中の網掛け部分は蛍光灯K1~K~18の非点灯のタイミングを表すものである。
図14で液晶表示パネル11の画素列からなる走査ライン1本の走査時間をSとし、走査ライン数をNとすると、S=15.4μsであり、N=60であるのでX1~X60のまでのシフト時間をTshとするとTsh=S×N=924μsであり、Tshは簡単のため0.9msと表現する。
蛍光灯K1はX1の書き込みタイミング直前に非点灯となり、X1の書き込みタイミングからTsh+Tmax=4.9msが経過してから再度点灯するように動作する。同様に蛍光管K2はX61の書き込みタイミング直前に非点灯となり、X61の書き込みタイミングからTsh+Tmax=4.9msが経過してから再度点灯するように動作する。以下同様に蛍光管K18はX1021の書き込みタイミング直前に非点灯となり、X1021の書き込みタイミングからTmax+Tsh=4.9msが経過してから再度点灯するように動作する。
上記のよう液晶表示画像は、液晶パネルの順次走査書き込みタイミングの最初の約4.9msだけ直下のバックライトが非点灯となるため液晶画素ラインが書き換わる過渡応答状態が観察者には見えず、画像がフレーム毎に間欠的に見えるようになり、動画ボケが低減して、良好な動画特性の画像を観察することができる。このバックライトの点滅による動画ボケ改善方式はバックライトブリンキング方式とも称されている。
このバックライトブリンキング方式では、バックライト内で蛍光灯が点灯しない光源ラインへ周りの点灯している蛍光灯の光源ラインの光が漏れないように分離する事と、画面全面にわたる均一なユニフォミティを両立させる構造が必要であるが、完全に両立させることが困難であり、実現が難しい。つまり、光が蛍光灯ごとに完全に分離できずに漏れ光があると完全な非点灯ができないことと等価になるため、動画ボケの低減が不十分になってしまう。また、光源をK1~K18まで線順次点灯するための追加の駆動回路が必要となり、高価になってしまう。
一方、従来から、立体画像を表現する技術については種々の試みがなされており、写真、映画及びテレビジョン等の画像を扱う多くの分野で、立体画像に関する画像表示方法が研究され、実用化されてきている。
この立体画像の表示方法としては、メガネ方式と無メガネ方式とに大別されるが、このうちメガネ方式の場合は視差のある画像を観察者の左右の眼にそれぞれ分離して入射させ、立体画像として見ることができるものである。
メガネ方式の方法として、特許文献2などに開示されている偏光メガネを用いる方法と、特許文献3などに開示されているシャッターメガネを用いる方法が知られている。
上記偏光メガネ方式を用いる立体画像表示装置の従来例の概要を図15に示す。
この立体画像表示装置は、例えば画像表示部1において、液晶表示パネル11と、その前面に取り付けられ、偏光方向の変換用の2分の1波長板からなる分割波長板14が画素列からなる1走査ライン置きに設けられた分割波長板フィルターとを有する。例えば、液晶表示パネル11からのS偏光の画像は、偶数ラインにおいてはS偏光方向が変換されずにそのまま出射され、奇数ラインにおいては分割波長板フィルターの作用により偶数ラインからのS偏光方向と直交するP偏光方向に変換されて表示される。
図16は右眼用画像15と左眼用画像16を模式的に表したものである。例えば、右眼用画像15が偶数ラインでS偏光方向であり、左眼用画像16が奇数ラインでP偏光方向に再生されるものとする。この分割波長板フィルターはマイクロポール或いはマイクロポーラライザーとも称されている。
例えば、上記のように出射される画像光は、互いに直行する偏光角を有する偏光板が右眼用と左眼用に配置されてなる、いわゆる偏光メガネ13を介して観察者により観察される。偏光メガネ13の右眼側にS偏光方向だけを透過するS偏光板13Rを用い左眼側にP偏光方向だけを透過するP偏光板13Lを用いることで、上記のS偏光方向であるところ偶数ラインで再生された右眼用の画像光15が偏光めがね13の13Rを透過して観察者の右眼に入射し、奇数ラインで再生された左眼用の画像光16が偏光めがね13の左側13Lを透過して観察者の左眼に入射する。
このようにして、偏光メガネ13を介して左右の視差画像を観察することにより立体画像を観察することができる。
このようにして、偏光メガネ13を介して左右の視差画像を観察することにより立体画像を観察することができる。
一方、前記シャッターメガネ方式を用いる立体画像表示装置の表従来例の概要を図17に示す。
上記のシャッターメガネ方式の立体画像表示装置は、例えば、画像表示部1において、画像表示面であるところの例えば液晶表示パネル11により右眼用画像信号と左眼用画像信号が1フレーム毎に交互に供給され、図18に示すように表示面において右眼用画像R1、R2、R3と左眼用画像L1、L2、L3が1フレーム毎に交互に再生される。液晶表示パネル11の解像度を例えば1920H×1080Vとし、画素列からなる走査ラインをX1~X1080とする。
上記の画像は、例えば、液晶などからなる交互に開閉する右眼用シャッター17Rと左眼用シャッター17Lが配置されてなる、いわゆるシャッターメガネ17を介して観察者により観察される。シャッターメガネ17を用いることで、上記の右眼用画像が観察者の右眼で、左眼用画像が左眼で観察され、立体画像を観察することができる。例えば、液晶からなるシャッターメガネ17は、例えば、直線偏光フィルターを備えた液晶パネルからなり、液晶パネルの駆動により光を透過あるいは不透過とする。
図19は、上記のシャッターメガネ方式の立体画像表示装置の駆動タイミングチャートである。
例えば、画像表示部において、例えば液晶表示パネル11を用いるとする。一般的な液晶パネルの場合はフレームレートが60fpsであるが、この例の場合は奇数フレームに左眼用の画像と偶数フレームに右眼用の画像を交互に表示することになるためフリッカーなどの表示品質を維持するために、2倍のフレームレートが必要となる。そのためこの図19では例えば倍の120fpsとし、倍速垂直同期信号Vsync2のクロックで区切られた1フレームの期間は約8.3msとなる。表示フレームは倍速垂直同期信号Vsync2のクロックで区切られており、1フレームF1、第2フレームF2、・・の各フレームを示す。フレーム内は4倍速水平同期信号Hsync3のクロックで区切られており、4倍速水平同期信号Hsync3のクロックは画素列からなる走査ラインの走査を選択するタイミングとなる。1フレーム期間でX1~X1080までの1080本の走査を行こととなり、ブランキング期間BはX1080までの走査選択をしていない期間である。図19では上記同期信号と液晶表示パネル11の走査ラインX1~X1080に対応する液晶透過率T3x1~T3x1080の変化と、シャッターメガネ17の左眼用液晶シャッター17Lへの印加電圧VLとその透過率TLで右眼用液晶シャッター17Rへの印加電圧VRとその透過率TRのタイミングを表すタイミングチャートである。また、左眼用液晶シャッターと右眼用液晶シャッターの開口透過期間をDで表す。網掛け部分は左眼用液晶シャッターが透過率0%で閉じているタイミングを表している。
液晶表示パネル11において、例えばTN液晶が電圧無印加で透過、電圧印加で不透過となるノーマリーホワイトモードとすると、液晶表示パネル11の液晶応答特性を電圧オフら電圧オンにして透過率を100%から0%に変化する応答時間をTonとした場合にTon=2ms、電圧オンから電圧オフにして透過率0%から100%に変化する応答時間をToffとした場合にToff=4msとする。
上記表示フレームにおいて、奇数フレームに左眼用画像、偶数フレームに右眼用画像を液晶表示パネル11に表示するとする。液晶表示パネル11への書き込まれる信号は、ビデオ信号であり、黒から白の中間階調データが例えばアナログ電圧変調信号として動画データが書き込まれ、動画として表示される。走査ラインX1~X1080に対応した液晶透過率T3x1~T3x1080の透過率変化はこのTonとToffを代表して表したものであり、黒から白の中間階調データの透過率変化はこの間の波形となる。よって液晶表示パネル11の中間階調に対する応答時間はTon=2msからToff=4msの間の時間となり、最大応答時間をTmaxとするとTmax=Toff=4msとする。
シャッターメガネ17に例えば液晶シャッターを用いた場合において、例えばTN液晶をノーマリホワイトモードで用いるとすると、応答特性を例えば、透過率を100%から0%に変化する応答時間をTsonとした場合にTson=0.5msの応答時間を要し、透過率を0%から100%に変化する応答時間をTsoffとした場合にTsoff=2msの応答時間を要する。液晶シャッターを100%まで十分に開いた後に0%まで閉じるための開口透過期間DはTsoff+Tson=2.5ms以上が必要となる。
ここで、奇数フレーム(第1フレームF1、第3フレームF3、・・)が左眼用画像であり、偶数フレーム(第2フレームF2、第4フレームF4、・・)が右眼用画像であるので、左眼用シャッターの透過率TLは奇数フレームの開口透過期間Dで100%、偶数フレームで0%となり、一方右眼用シャッターの透過率TRは奇数フレームで0%、偶数フレームの開口透過期間Dで100%となるように、表示フレームのタイミングに合わせて透過率が変化される。図18の網掛け部分は左眼用シャッターの閉じているタイミングを示している
液晶表示パネル11の1画面を書き込むために必要な期間は1フレーム期間の8.3ms内となるが、シャッターメガネ17の動作タイミングにおいて、奇数フレームの左目用液晶シャッターは、フレーム内で全画面が書き込まれた後に開口透過する必要があるために、少なくともX1080ラインが書き込まれた後に液晶シャッターの開口透過期間Dは2.5ms以上が必要となる。上記液晶表示パネルの最大応答時間Tmaxとシャッターメガネの開口透過期間Dを考慮するとブランキング期間BはTmax+D以上に設定する必要がありブランキング期間Bは6.5ms以上が必要となってしまう。
この時、X1ラインからX2、X3~X1080までの全走査時間は、フレーム期間8.3msから表示用液晶パネルの最大応答時間Tmax=4msと液晶シャッターのD=2.5msを差し引くと約2msしか残されないため、約2ms内で1080ラインを走査する必要がある。
このため表示液晶パネル11の場合において、通常のフレームレート120fpsで1フレーム期間が8.3ms、走査ラインが1080ラインの走査周波数は約130kHz、1走査選択期間が約7.7μs幅であるのに対して、フレーム期間8.3msの約4分の1の2ms内で1080ラインを走査する必要がある。このためには走査周波数をさらに4倍の520kHz、1走査選択期間が約2μs幅で1080ライン分を走査選択する必要がある。つまり、通常のフレームレート60fpsで表示する液晶パネルの8倍の480fpsの表示と等価な走査周波数520kHzが必要となってしまう。
この走査周波数520kHzは液晶パネルのドラーバー回路、TFTの性能に高速性能と大きな消費電力を要求し、負担が大きいため、現在のところ実用化は難しい。この従来例では現在のところ無理なく実用化されている240fpsに相当する4倍速の走査周波数を用いることにする。つまり図18のHsync3のように走査周波数約260kHz、1走査選択期が間約3.8μs幅であるとする。
走査周波数を約260kHz、1走査時間を約3.8μs幅で1080ライン分を全走査する場合において、液晶表示パネル11の画素列からなる走査ライン1本の走査選択時間をSとし、走査ライン数をFとすると、S=3.8μsであり、F=1080であるのでX1~X1080のまでの全走査開始時間をTshaとするとTsha=S×F≒4msとなる。
前記画像表表示部の表示液晶パネル11において、液晶の透過率の応答波形は走査ラインの一番目X1から3.8μsで走査選択され、順番にX2、X3~X1080と3.8μs毎に線順次で1フレームの間に書き込まれるため、図19のように液晶透過率はT3x1から線順次にT3x1080に変化していく。このときTN液晶の最大応答時間がTmax=4msなので、フレーム期間約8.3msのうち約2分の1の時間を要することとなる。
全走査選択時間Tshaは約4msでそのX1080の走査選択後に液晶表示パネル11の最大応答時間Tmax=4msを待って液晶シャッターメガネ19が開口した場合は液晶シャッターメガネ19の開口透過時間Dは0.3msしか残されてない。この場合においては液晶シャッターメガネ19の100%開口に必要なToff=2msの応答時間を満たせないため、シャッターメガネ16の開口が十分ではなくなり、画像の輝度が下がり暗い画面が観察されてしまう。
そのため、この従来例では液晶表示パネル11の最大応答時間Tmax=4msを待たずに約2ms後に液晶シャッターメガネが約2ms開口してから次のフレームのX1が書き込まれるようになってしまう。この場合の問題は後半のX1080ラインに近い画面の下側で液晶表示パネル11の最大応答時間Tmax=4msの応答時間を満たしていないため、液晶表示パネル11の画面の下側は過渡状態を表示してしまい、前のフレームの画像が画面の後半のX1080ラインに近い画面の下側でクロストークとして見えることになる。
また、液晶シャッターメガネの開口タイミングを上記タイミングよりもわずかに早めて、X1ラインに近い画面の上側にもクロストークを割り振ることで目立たなくするような調整を行うこともできるが、この場合は画面の前半に液晶パネル11の過渡状態を表示することになり、本質的に左目画像と右目画像が漏れるクロストークは依然として問題となる。
つまり、液晶シャッターメガネ17の開口時間をさらに長くしようとすると、奇数フレームにおいては左目画像に前後フレームの右目画像がクロストークとなって見えてしまう。つまり図19のタイムチャートの奇数フレームでは左目シャッターの後ろの開口時間を長くすると走査ラインの始めX1に近いほど後ろの偶数フレームの右目用画像がクロストークとなって左目用液晶シャッターに漏れるし、左目シャッターの前半の開口時間を長くすると走査ラインの終わりのX1080に近づくほど前の偶数フレームの右目用画像が左目用液晶シャッターに漏れることとなる。
液晶シャッターメガネ17を用いた場合は、液晶の開口透過期間Dは左目用シャッターで奇数フレームの後ろの2.5ms、右目用シャッターで偶数フレーム内の後ろの2.5msとなる。つまり2フレーム期間16.3msの中の2.5msが開口期間となり、開口デューティは最大でも約15%となるため、観察される立体画像の輝度は約6分の1以下になってしまう。実際には液晶シャッターの応答時間Toff=2msを考慮すると、開口時間2.5msでの透過率は全期間では100%にはならないため、輝度は更に低下して約10分の1程度に低下してしまう。
つまり、従来のシャッターメガネ方式では、左眼画像と右眼画像のクロストークにより、立体感が損なわれることと、シャッターメガネの開口が十分でないため、観察者が立体画像を見た場合に画面が暗くなってしまう問題がある。
上記のようにして、奇数フレームにおいては左眼用画像が観察者の左眼で観察され、偶数フレームにおいては右眼用画像が観察される。実際の立体画像表示装置では左眼に見える左眼用の両眼視差画像であり、右眼に見える右目用の視差画像を表示することで、立体画像を観察することができる。
解決しようとする課題1は、画像表示装置とその方法において、応答時間が遅い表示素子ではフレーム毎の書き換えに要する応答時間が長いために、過渡応答状態が見えることによる動画ボケが派生してしまうことを、バックッライトの点滅等で対策するとバックライトに特別な、構造や回路が必要になること。またバックライトが無い自発光表示素子ではバックライト自体が無く、その対策自体が不可能なこと。
解決しようとする課題2は、左眼用と右眼用の偏光板を用いたメガネを用いた立体画像表示装置とその方法において、画素列からなる水平ライン毎に設けられた分割波長板フィルターなどの特殊な分割波長板フィルターのような特殊な作成プロセスを要するデバイスを必要として、高価であったり、垂直解像度が2分の1に低下したり、上下の観察位置による左右視差画像のクロストークが発生してしまうこと。
解決しようとする課題3は、左眼用と右眼用のシャッターを有するシャッターメガネを用いた立体画像表示装置とその方法において、シャッターメガネが本体ディスプレイとの同期を必要とするために、同期回路や通信回路を持つ必要があり、有線になったり、バッテリーが必要となったり、重くなったり、高価になったりすること。走査周波数やフレームレートを高めたときに発生するクロストークを抑制することが困難である。また立体画像表示装置の画面輝度が低下して暗くなり、明るくしようとするとバックライト輝度を上げる必要があるため、消費電力が大きくなったり、装置が大型化したりする。
本発明の画像表示装置は、画像を視認するための画像表示面に表示する画像表示部と、前記画像表示面と観察者の間、あるいは前記画像表示面の後ろに配置され、複数の領域に分割されて前記領域ごとに個別に開閉可能に構成されたシャッターを有する時分割シャッター板と、前記時分割シャッター板において、前記画像の再生時にシャッター板が前記変調光の走査位置に対応する部分のみが閉じるように、前記画像表示部における表示と前記時分割シャッターにおける開閉を同期させる制御部とを有することを特徴とする。
上記の本発明の画像表示装置は、画像を視認するための画像表示面に表示する画像表示部と、前記画像表示面と観察者の間、あるいは前記画像表示面の後ろに配置され、複数の領域に分割されて前記領域ごとに個別に開閉可能に構成されたシャッターを有する時分割シャッター板と、前記時分割シャッター板において、前記画像の再生時にシャッター板が前記変調光の走査位置に対応する部分のみが閉じるように、前記画像表示部における表示と前記時分割シャッターにおける開閉を同期させる。
また、上記の本発明の画像表示装置は、画像を視認するための画像表示面に表示する画像表示部と、前記画像表示面と観察者の間、あるいは前記画像表示面の後ろに配置され、複数の領域に分割されて前記領域ごとに個別に開閉可能に構成されたシャッターを有する時分割シャッター板と、前記時分割シャッター板において、前記画像の再生時にシャッター板が前記変調光の走査位置に対応する部分のみが閉じるように、前記画像表示部における表示と前記時分割シャッターにおける開閉を同期するように駆動する工程を有することを特徴とする。
本発明の画像表示装置は、画像を視認するための画像表示面に表示する画像表示部と、前記画像表示面と観察者の間、あるいは前記画像表示面の後ろに配置され、複数の領域に分割されて前記領域ごとに個別に開閉可能に構成されたシャッターを有する時分割シャッター板と、前記時分割シャッター板において、前記画像の再生時にシャッター板が前記変調光の走査位置に対応する部分のみが閉じるように、前記画像表示部における表示と前記時分割シャッターにおける開閉を同期するように駆動する。
上記の本発明の立体画像表示装置は、立体画像を視認するための視差に対応した右眼用画像及び左眼用画像を変調光の走査により交互に画像表示面に表示する画像表示部と、前前記画像表示面と観察者の間に配置され、複数の領域に分割されて前記領域ごとに個別に変調可能に構成された時分割偏光変調板と、前記時分割偏光変調板において、前記右眼用画像または前記左眼用画像の再生時にそれぞれ対応する前記時分割偏光板が前記変調光の走査位置に対応する部分で偏光状態を切り替えるように変調し、前記画像表示部における表示と前記時分割偏光変調板における切り替えを同期させる制御部とを有することを特徴とする。
上記の本発明の立体画像表示装置は、立体画像を視認するための視差に対応した右眼用画像及び左眼用画像を変調光の走査により交互に画像表示部の画像表示面に表示され、前記画像表示面と観察者の間あるいは前記画像表示面の後ろに配置され、複数の領域に分割されて領域ごとに個別に開閉可能に構成されたシャッター板を有する時分割シャッターと、前記画像の再生時にシャッター板が前記変調光の走査位置に対応する部分のみが閉じるように、画像表示部における表示と時分割シャッターにおける開閉が制御されて同期され、かつ前記右眼用画像または前記左眼用画像の再生時にそれぞれ対応する前記時分割偏光板が前記変調光の走査位置に対応する部分で偏光状態を切り替えるように変調し、前記画像表示部における表示と前記時分割偏光変調板における偏光状態の切り替えを同期させる。
また、本発明の立体画像表示装置は、立体画像を視認するための視差に対応した右眼用画像及び左眼用画像を変調光の走査により交互に画像表示部の画像表示面に表示され、前記画像表示面と観察者の間あるいは前記画像表示面の後ろに配置され、複数の領域に分割されて領域ごとに個別に開閉可能に構成されたシャッター板を有する時分割シャッターと、前記画像の再生時にシャッター板が前記変調光の走査位置に対応する部分のみが閉じるように駆動する工程と、画像表示部における表示と時分割シャッターにおける開閉が制御されて同期され、かつ前記右眼用画像または前記左眼用画像の再生時にそれぞれ対応する前記時分割偏光板が前記変調光の走査位置に対応する部分で偏光状態を切り替えるように駆動する工程を有することを特徴とする。
本発明の立体画像表示装置は、立体画像を視認するための視差に対応した右眼用画像及び左眼用画像を変調光の走査により交互に画像表示部の画像表示面に表示され、前記画像表示面と観察者の間あるいは前記画像表示面の後ろに配置され、複数の領域に分割されて領域ごとに個別に開閉可能に構成されたシャッター板を有する時分割シャッターと、前記画像の再生時にシャッター板が前記変調光の走査位置に対応する部分のみが閉じるように駆動し、画像表示部における表示と時分割シャッターにおける開閉が制御されて同期され、かつ前記右眼用画像または前記左眼用画像の再生時にそれぞれ対応する前記時分割偏光変調板が前記変調光の走査位置に対応する部分で偏光状態を切り替えるように駆動する。
また、本発明の立体画像表示装置は、立体画像を視認するための視差に対応した右眼用画像及び左眼用画像を、それぞれ互いに直行する偏光を有する変調光の走査により、交互に画像表示面に表示する画像表示部と、前記画像表示面と観察者の間に配置され、偏光角度が互いに直行しており、前記右眼用画像の偏光を透過させる右眼用偏光板と前記左眼用画像の偏光を透過させる左眼用偏光板を有することを特徴とする。
上記の本発明の立体画像表示装置は、立体画像を視認するための視差に対応した右眼用画像及び左眼用画像が、それぞれ互いに直行する偏光を有する変調光の走査により、交互に画像表示部の画像表示面に表示され、画像表示面と観察者の間に、偏光角度が互いに直行しており、右眼用画像の偏光を透過させる右眼用偏光板と左眼用画像の偏光を透過させる左眼用偏光板を有する偏光板が配置される。
また、本発明の立体画像表示方法は、立体画像を視認するための視差に対応した右眼用画像及び左眼用画像を、それぞれ互いに直行する偏光を有する変調光の走査により、交互に画像表示部の画像表示面に表示する工程を有し、画像表示面と観察者の間に配置され、偏光角度が互いに直行しており、右眼用画像の偏光を透過させる右眼用偏光板と左眼用画像の偏光を透過させる左眼用偏光板を有する偏光板を用いて、前記右眼用画像を観察者の右眼で、前記左眼用画像を前記観察者の左眼で観察させることを特徴とする。
本発明の画像表示装置によれば、時分割シャッター板のうちの変調光の走査位置に対応する部分のみが閉じるように制御され、画像表示装置の見かけ上の表示応答性及び、動画特性を向上することができる。
本発明の立体画像表示装置によれば、時分割シャッター板のうちの変調光の走査位置に対応する部分のみが閉じるように制御され、かつ分割偏光変調板が前記時分割シャッター板の閉じている間に、偏光状態を切り替えるように制御され、フレームレートを高めてもクロストークを抑制することができる。
フレームレートを高めてもクロストークを抑制することができる好ましい特性により、輝度を高め、動画質に優れる立体画像を得ることができる。
[図1]本発明の第1実施形態に係る画像表示装置の全体構成を示す模式図である。
[図2]本発明の第1実施形態に係る画像表示装置の時分割シャッター板の構成を示す模式図である。
[図3]本発明の第1実施形態に係る画像表示装置の変形例の全体構成を示す模式図である。
[図4]本発明の第1実施形態に係る画像表示装置の画像表示部の各走査位置での透過率についてと時分割シャッター板のシャッターが閉じる期間のタイミングチャートである。
[図5]本発明の第1実施形態に係る時分割シャッター板の各走査位置での透過率と駆動電圧波形ついてのタイミングチャートである。
[図6]本発明の第2実施形態に係る立体画像表示装置の全体構成を示す模式図である。
[図7]は本発明の第2実施形態に係る立体画像表示装置の時分割偏光変調板の構成を示す模式図である。
[図8]本発明の第2実施形態に係る立体画像表示装置の変形例の全体構成を示す模式図である。
[図9]本発明の第2実施形態に係る立体画像表示装置の画像表示部の各走査位置での透過率についてと時分割シャッター板のシャッターが閉じる期間のタイミングチャートである。
[図10]本発明の第2実施形態に係る時分割シャッター板の各走査位置での透過率と駆動電圧波形ついてのタイミングチャートである。
[図11]は本発明の第2実施形態に係る時分割シャッター板の各走査位置での透過率、時分割偏光変調板の各走査位置での偏光のねじる角度と駆動電圧波形についてのタイミングチャートである。
[図12]は従来例のバックライトブリンキング方式に係る画像表示装置の変形例の全体構成を示す模式図である。
[図13]は第1従来例のバックライトブリンキング方式に係る画像表示装置のバックライトの内部構成を示す模式図である。
[図14]は第1従来例のバックライトブリンキング方式に係る画像表示装置の画像表示部の各走査位置での透過率についてとバックライトが非点灯となる期間のタイミングチャートである。
[図15]第2従来例の偏光メガネ方式に係る立体画像表示装置の全体構成を示す模式図である。
[図16]第2従来例の偏光メガネ方式に係る立体画像表示装置の表示方法を示す模式図である。
[図17]第2従来例の係るシャッターメガネ方式に係る立体画像表示装置の全体構成を示す模式図である。
[図18]第2従来例のシャッターメガネ方式に係る立体画像表示装置の表示方法を示す模式図である。
[図19]第2従来例のシャッターメガネ方式に係る立体画像表示装置の画像表示部の各走査位置での透過率についてとシャッターメガネの透過率、閉じる期間、駆動電圧波形ついてのタイミングチャートである。
[図2]本発明の第1実施形態に係る画像表示装置の時分割シャッター板の構成を示す模式図である。
[図3]本発明の第1実施形態に係る画像表示装置の変形例の全体構成を示す模式図である。
[図4]本発明の第1実施形態に係る画像表示装置の画像表示部の各走査位置での透過率についてと時分割シャッター板のシャッターが閉じる期間のタイミングチャートである。
[図5]本発明の第1実施形態に係る時分割シャッター板の各走査位置での透過率と駆動電圧波形ついてのタイミングチャートである。
[図6]本発明の第2実施形態に係る立体画像表示装置の全体構成を示す模式図である。
[図7]は本発明の第2実施形態に係る立体画像表示装置の時分割偏光変調板の構成を示す模式図である。
[図8]本発明の第2実施形態に係る立体画像表示装置の変形例の全体構成を示す模式図である。
[図9]本発明の第2実施形態に係る立体画像表示装置の画像表示部の各走査位置での透過率についてと時分割シャッター板のシャッターが閉じる期間のタイミングチャートである。
[図10]本発明の第2実施形態に係る時分割シャッター板の各走査位置での透過率と駆動電圧波形ついてのタイミングチャートである。
[図11]は本発明の第2実施形態に係る時分割シャッター板の各走査位置での透過率、時分割偏光変調板の各走査位置での偏光のねじる角度と駆動電圧波形についてのタイミングチャートである。
[図12]は従来例のバックライトブリンキング方式に係る画像表示装置の変形例の全体構成を示す模式図である。
[図13]は第1従来例のバックライトブリンキング方式に係る画像表示装置のバックライトの内部構成を示す模式図である。
[図14]は第1従来例のバックライトブリンキング方式に係る画像表示装置の画像表示部の各走査位置での透過率についてとバックライトが非点灯となる期間のタイミングチャートである。
[図15]第2従来例の偏光メガネ方式に係る立体画像表示装置の全体構成を示す模式図である。
[図16]第2従来例の偏光メガネ方式に係る立体画像表示装置の表示方法を示す模式図である。
[図17]第2従来例の係るシャッターメガネ方式に係る立体画像表示装置の全体構成を示す模式図である。
[図18]第2従来例のシャッターメガネ方式に係る立体画像表示装置の表示方法を示す模式図である。
[図19]第2従来例のシャッターメガネ方式に係る立体画像表示装置の画像表示部の各走査位置での透過率についてとシャッターメガネの透過率、閉じる期間、駆動電圧波形ついてのタイミングチャートである。
以下に、本発明の立体画像表示装置及び立体画像表示方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る時分割シャッター板方式の画像表示装置の全体構成を示す模式図である。
例えば、画像表示部1と、時分割シャッター板2と、制御部3を有する。
画像表示部1は、画像を画像表示面であるところの液晶表示パネル11に表示する。例えば、TN液晶とTFT素子を用いた液晶表示パネル11とバックライト12とを有し、バックライト12から発せられた光が、液晶表示パネル11に入射し、変調、走査されて画像が表示される。変調された光は、例えば液晶表示パネル11の入射面に配置された偏光板がP偏光板で出射面に配置された偏光板がS偏光板であるクロスニコルの関係であるノーマリホワイトモードの場合は、S偏光の変調光である。
時分割シャッター板2は、例えば液晶表示パネル11と同等の面積を持つ透過型TN液晶パネルであり、画像表示部1の画像表示面と観察者Aの間に配置され、複数の領域に分割されて領域ごとに個別に開閉可能に構成されたシャッター機能を有する。例えば、上記の変調光を用いている場合には、液晶表示パネル11の画素列からなる走査ラインと並行な水平ストライプ状の複数の領域に分割されて、領域ごとに個別に開閉可能となっている。
例えば、画像表示部1と、時分割シャッター板2と、制御部3を有する。
画像表示部1は、画像を画像表示面であるところの液晶表示パネル11に表示する。例えば、TN液晶とTFT素子を用いた液晶表示パネル11とバックライト12とを有し、バックライト12から発せられた光が、液晶表示パネル11に入射し、変調、走査されて画像が表示される。変調された光は、例えば液晶表示パネル11の入射面に配置された偏光板がP偏光板で出射面に配置された偏光板がS偏光板であるクロスニコルの関係であるノーマリホワイトモードの場合は、S偏光の変調光である。
時分割シャッター板2は、例えば液晶表示パネル11と同等の面積を持つ透過型TN液晶パネルであり、画像表示部1の画像表示面と観察者Aの間に配置され、複数の領域に分割されて領域ごとに個別に開閉可能に構成されたシャッター機能を有する。例えば、上記の変調光を用いている場合には、液晶表示パネル11の画素列からなる走査ラインと並行な水平ストライプ状の複数の領域に分割されて、領域ごとに個別に開閉可能となっている。
制御部3は、例えば、画像表示部1と時分割シャッター板2に有線で接続して設けられている。
制御部3は、画像表示部1に表示される画像信号に同期する同期信号を受信して時分割シャッター板2の制御と駆動を行う。
制御部3は、画像表示部1における表示と時分割シャッター板2における開閉を制御して同期させ、時分割シャッター板2において、変調光の走査位置に対応する部分のみが閉じるように駆動する。
液晶表示パネル11の解像度を例えば1920H×1080Vとし、画素列からなる走査ラインをX1~X1080とする。
制御部3は、画像表示部1に表示される画像信号に同期する同期信号を受信して時分割シャッター板2の制御と駆動を行う。
制御部3は、画像表示部1における表示と時分割シャッター板2における開閉を制御して同期させ、時分割シャッター板2において、変調光の走査位置に対応する部分のみが閉じるように駆動する。
液晶表示パネル11の解像度を例えば1920H×1080Vとし、画素列からなる走査ラインをX1~X1080とする。
図2は、本実施形態に係る画像表示装置の時分割シャッター板2を表す模式図である。本実施形態に係る画像表示装置の時分割シャッター板2は、2枚のガラス基板の一方のガラス基板21上に例えば透明で水平ストライプ状の分割電極S1~S18がパターニングされている。もう一方の対向ガラス基板22上に例えば透明でベタ状な共通電極C2がパターニングされている。両方のガラス基板の電極上には例えば、ポリイミド材料を使った配向膜が、例えばラビングにより2枚のガラス基板で直交するように例えばラビングによりお互いに直交するように配向されている。2枚のガラス板は例えば、ビーズ状のギャップ材により、例えば3μmのギャップを保つように保持され、そのギャップの中には例えばTN液晶が封入されている単純な構造の液晶パネルである。
前記時分割シャッター板の構造は、図2のよう液晶表示パネル11と同様なエリアを画素列からなる走査ラインと平行に分割された複数個の水平ストライプ状の分割電極を有する。例えば、18分割した透明な分割電極S1~S18を持ち、TFT液晶パネル11の走査ラインX1~X60と重なるようにS1を配置し、同様にX61~X120とS2、X121~X180とS3、・・・X1021~X1080とS18が重なるような構造となっており、液晶表示パネル11に重ねて使用する構造となっている。
図1では画像表示部1は液晶表示パネル11とバックライト12からなる液晶表示装置を例として用いているが、画像表示部1は自発光型の表示素子を用いても良く、例えば、プラズマ表示素子、FED表示素子、CRT表示素子などが使用できる。
画時分割シャッター板2の配置場所は、図1のように画像表示部1の観察者側に置くこともできるが、画像表示部1が画像表示面であるところの液晶表示パネル11とバックライト12に別れている場合は、図3のように液晶表示パネル11の裏側つまり、液晶表示パネル11とバックライト12の間に置くことも可能である。 例えば液晶表示パネル11の裏側に配置した場合は時分割シャッター板2のバックライト側にS偏光方向の偏光板を配置することでノーマリホワイトの液晶シャッターとして機能するが、時分割シャッター板2を液晶表示パネル11の観察者側に配置した場合はさらにその観察者側にP偏光方向のP偏光板を配置することでノーマリホワイトの液晶シャッターとして機能することになる。
このように配置することで、時分割シャッター板2の分割電極に電圧を印加した場合に、液晶表示パネル11の表示を見えなくする黒表示とすることが可能となる。
図4は、本実施形態にかかる表示フレームの同期信号と画像表示部1の液晶表示パネル11の動作タイミングを表すタイミングチャートである。
図4では、画像表示部1の画像表示面である液晶表示パネル11において、例えばフレームレート60fpsで動画が表示されるとする。表示フレームは、垂直同期Vsyncのクロックにより第1フレームF1、第2フレームF2、・・の各フレームに区切られ、フレーム内は水平同期Hsyncのクロックタイミングを示す。Hsyncクロック間は画素列からなる走査ラインの走査時間となり、1フレーム間で走査される1080本の走査ラインX1~X1080に対応する液晶透過率Tx1~Tx1080の変化を表す。網掛け部分は時分割シャッター板2の対応する分割電極のシャッター液晶が透過率0%で閉じているタイミングを表している。
上記画像表表示部1の液晶表示パネル11において、例えばTN液晶が電圧無印加で透過、電圧印加で不透過となるノーマリーホワイトモードとする。液晶表示パネル11の液晶応答特性を電圧オフら電圧オンに切り替えて透過率を100%から0%に変化する応答時間をTonとした場合にTon=2ms、電圧オンから電圧オフに切り替えて透過率0%から100%に変化する応答時間をToffとした場合にToff=4msとする。
液晶表示パネル11の全面を書き込むために必要な期間は垂直同期信号Vsyncのクロック期間であるフレーム期間の16.6msとなり、画素列からなる走査ラインを書き込むための走査選択期間は水平同期信号Hsyncのクロック期間である15.4μsとなる。
上記表示フレームにおいて、液晶表示パネル11への書き込まれる信号は、ビデオ信号であり、黒から白の中間階調データが例えばアナログ電圧変調信号として書き込まれ、動画として表示される。Tx1~Tx1080の透過率変化はこのTonとToffを代表して表したものであり、黒から白の中間階調データの透過率変化はほぼこの中間の波形となる。実際の液晶表示パネル11が完全に書き換えられる応答時間は上記Ton=2msからToff=4msの間に収まるので、最大応答時間をTmaxとするとTmax=Toff=4msとなる。
上記画像表示部1の液晶表示パネル11において、フレームへのデータ書き込みは液晶の透過率の応答波形は走査ラインの一番上X1から順番にX2、X3~X1080と1フレームの間に書き込まれるため、図3のようにTx1から線順次にTx1080に変化していく。このとき通常のTN液晶の最大応答時間はTmax=4msなので、液晶を黒と白を含む中間ビデオデータに書き換えるためにフレーム期間約16.6msのうち最大で約4分の1の時間を要する。
時分割シャッター板2において、TN液晶によるシャッター板を例えば表と裏の偏光板がクロスニコルの関係であるノーマリホワイトモードで用いるとする。駆動電圧を0Vから±10Vに変化させて透過率を100%から0%に変化させるのにTson=0.5msの応答時間を要し、駆動電圧を±10Vから0Vに変化させて透過率を0%から100%に変化させるのに約Tsoff=2msの応答時間を要するとする。
時分割シャッター板2に用いるTN液晶シャッターが画像表示部1の液晶表示パネル11パネルよりも応答時間が短い理由は、透過率を0%と100%の単純な2値で切り替えることに特化しており、印加する電圧を高く設定し、例えば駆動電圧を±10Vにできるため応答時間Tson=0.5msが可能となり、TN液晶の粘性を低く設定できるために液晶のねじれ状態への戻りが早くなり、応答時間Tson=2msが可能となる。
図5は、本実施形態に係る画像表示装置の動作を表す、同期信号と液晶表示パネル11の走査ラインX1~X1080に対応する各液晶透過率変化Tx1~Tx1080と時分割シャッター板2の透明な分割電極S1~S18への印加電圧Vs1~Vs18と分割電極S1~S18への印加電圧Vs1~Vs18と分割電極S1~S18に対応する液晶透過率Ts1~Ts18のタイミングチャートである。網掛け部分は時分割シャッター板2のシャッターが透過率0%で閉じているタイミングを表している。
図5を用いて、前記画像の再生時に時分割シャッター板2が前記変調光の走査位置に対応する部分のみが閉じるように、前記画像表示部1における表示と前記時分割シャッター板2における開閉を同期するように駆動する工程を説明する。
画像表示部1の画像表示面であるところの液晶表示パネル11において、周期16.6msのフレームレート60fpsで動画が表示される。 TN液晶の最大応答時間はTmax=4msなので、液晶を黒と白を含む中間ビデオデータに書き換えるためにフレーム期間約16.6msのうち最大で約4分の1の期間4msは前フレームと当フレームのデータの中間の値を表示する過渡表示状態になる。つまり、4分の1の期間は、過渡表示状態であるから、これが動画ボケとして見えることになる。
前記時分割シャッター板2は、この画像表示部1の液晶表示パネル11の過渡表示状態をマスクして見えなくするタイミングでシャッターを閉じるように働く。
図5のタイミングチャートに示すように、透明電極S1には走査ラインX1の書き込みタイミングと同時以前の例えば時分割シャッター液晶2の電圧印加時の応答時間Tson=0.5msを考慮して0.5ms前に電圧印加を開始する。電圧印加期間は分割電極S1がX1~X60本分の走査ライン表示をマスクする必要があるため、X1~X60が走査に要する時間をTshとするとTsh=15.4μs×60≒0.9msと表示用液晶の最長応答時間Tmax=4msを足した時間であるTson+Tsh+Tmax=0.5ms+4ms+0.9ms=5.4msの期間に駆動電圧±10Vを印加する。同様にS2はX61の書き込みタイミングの0.5ms前にシャッターを閉じるよう駆動電圧±10Vを印加し、電圧印加期間は約5.4msとする。以下同様にS18はX1021の書き込みタイミングの約0.5ms前にシャッターを閉じるよう電圧を印加し、電圧印加期間は約5.4msとする。
上記の分割電極S1~S18への駆動電圧はフレーム毎に極性の反転する図4のような交流電圧である。このようにすることで時分割シャッター液晶2の分割電極S1~S18に対応する液晶透過率Ts1~Ts18はその重なる走査ラインX~X1080の走査タイミングと同期してTsh+Tmax=4.9msの間は透過率0%となり、走査ラインX1~X1080の表示データはシャッター液晶の黒表示により液晶表示パネル11の液晶透過率Tx1~Tx1080に係らず、前のフレームの表示データから現フレームのデータへの過渡状態がマスクされる。網掛け部分は時分割シャッター板2のシャッターが透過率0%で閉じているタイミングを表している。
このことは、液晶表示パネル11の全面に渡りフレーム間の過渡状態を見えなくしていることで液晶パネルの動画ボケが見えなくなる事と等価であり、動画を見た場合に動いたカーソルの後ろに残像が見えるいわゆる尾引き現象が無くせることを示している。つまりシャッター用液晶パネルを追加することで動画特性の改善が出来ることが分かる。
この例の場合のように時分割シャッター液晶2の例えば分割電極S1によりシャッターの閉じる電圧印加タイミングはそのマスクする表示用液晶パネル11の走査ラインX1~X60の最初に走査される電極X1の走査タイミングよりも時分割シャッター液晶2の閉じる応答時間であるところの、この例の場合はTon=0.5msだけ前であり、シャッターが閉じるための電圧印加期間は走査電極X1~X60の走査に要する時間、Tsh≒0.9msと液晶の最大応答時間Tmax=4msを足したものとしている。これらのタイミングにより黒表示により前のフレームの表示データから現フレームのデータへの過渡状態は時分割シャッター液晶2により完全にマスクされる。
時分割シャッター板2による液晶表示パネル11の過渡状態へのマスクは上記の動作タイミングで完全となるが、一方、表示輝度については、シャッターの閉じている期間は表示されずに黒になるため、シャッターの閉じているデューティ比に比例して輝度が低下することになる。このため、実際には、過渡状態を完全にはマスクしないで動画ボケが目立たない範囲で、時分割シャッター液晶2のマスク電圧の開始タイミングを若干上記タイミングよりも遅らせたり、マスク電圧の印加期間を短縮したりして動画ボケと輝度を最適化できる。
図6は、本実施形態に係る偏光メガネ方式の立体画像表示装置の全体構成を示す模式図である。
例えば、画像表示部1と、時分割シャッター板2と、時分割偏光変調板4、制御部5を有する。
画像表示部1は、立体画像を視認するための視差に対応した左眼用画像及び右眼用画像を、変調光の走査により交互に画像表示部の画像表示面に表示する。
例えば、液晶表示パネル11とバックライト12とを有し、バックライト12から発せられた光が液晶表示パネル11により変調、走査されて画像が表示される。液晶表示パネル11からの変調光は、例えば液晶パネルの入射面に配置された偏光板がP偏光板で出射面に配置された偏光板がS偏光板であるクロスニコルの関係のノーマリホワイトモードの場合は、S偏光の変調光である。
時分割シャッター板2は、液晶表示パネル11と同等の面積を持つ例えば透過型TN液晶パネルであり、画像表示部1の画像表示面と観察者Aの間に配置され、複数の領域に分割されて領域ごとに個別に開閉可能に構成されたシャッター機能を有する。例えば、変調光のパターンに沿って水平ストライプ状の複数の領域に分割されて、領域ごとに個別に開閉可能となっている。
時分割偏光変調板4は、例えば液晶表示パネル11と同等の面積を持つ透過型TN液晶パネルであり、時分割シャッター板2と観察者Aの間に配置され、複数の領域に分割されて領域ごとに個別に偏光変調可能に構成された偏光状態切り替え機能を有する。例えば、液晶表示パネル11の画素列からなる走査ラインと平行なストライプ状の複数の領域に分割されて、領域ごとに個別に偏光状態切り替えが可能となっている。
例えば、画像表示部1と、時分割シャッター板2と、時分割偏光変調板4、制御部5を有する。
画像表示部1は、立体画像を視認するための視差に対応した左眼用画像及び右眼用画像を、変調光の走査により交互に画像表示部の画像表示面に表示する。
例えば、液晶表示パネル11とバックライト12とを有し、バックライト12から発せられた光が液晶表示パネル11により変調、走査されて画像が表示される。液晶表示パネル11からの変調光は、例えば液晶パネルの入射面に配置された偏光板がP偏光板で出射面に配置された偏光板がS偏光板であるクロスニコルの関係のノーマリホワイトモードの場合は、S偏光の変調光である。
時分割シャッター板2は、液晶表示パネル11と同等の面積を持つ例えば透過型TN液晶パネルであり、画像表示部1の画像表示面と観察者Aの間に配置され、複数の領域に分割されて領域ごとに個別に開閉可能に構成されたシャッター機能を有する。例えば、変調光のパターンに沿って水平ストライプ状の複数の領域に分割されて、領域ごとに個別に開閉可能となっている。
時分割偏光変調板4は、例えば液晶表示パネル11と同等の面積を持つ透過型TN液晶パネルであり、時分割シャッター板2と観察者Aの間に配置され、複数の領域に分割されて領域ごとに個別に偏光変調可能に構成された偏光状態切り替え機能を有する。例えば、液晶表示パネル11の画素列からなる走査ラインと平行なストライプ状の複数の領域に分割されて、領域ごとに個別に偏光状態切り替えが可能となっている。
制御部5は、例えば、画像表示部1と時分割シャッター板2と時分割偏光変調板4に有線で接続して設けられている。
制御部5は、画像表示部1に表示される画像信号に同期する同期信号を受信して時分割シャッター板2と時分割偏光変調板4との制御と駆動を行う。
制御部5は、例えば、画像表示部1における表示と時分割シャッター板2における開閉を制御して同期させ、時分割シャッター板2において、変調光の走査位置に対応する部分のみが閉じるように駆動する。
制御部5は、例えば、画像表示部1における表示と時分割偏光変調板4における偏光状態の切り替えを制御して同期させ、時分割偏光変調板4において、変調光の走査位置に対応する部分で偏光状態を切り替えるように駆動する。
液晶表示パネル11の解像度を例えば1920H×1080Vとし、画素列からなる走査ラインをX1~X1080とする。
制御部5は、画像表示部1に表示される画像信号に同期する同期信号を受信して時分割シャッター板2と時分割偏光変調板4との制御と駆動を行う。
制御部5は、例えば、画像表示部1における表示と時分割シャッター板2における開閉を制御して同期させ、時分割シャッター板2において、変調光の走査位置に対応する部分のみが閉じるように駆動する。
制御部5は、例えば、画像表示部1における表示と時分割偏光変調板4における偏光状態の切り替えを制御して同期させ、時分割偏光変調板4において、変調光の走査位置に対応する部分で偏光状態を切り替えるように駆動する。
液晶表示パネル11の解像度を例えば1920H×1080Vとし、画素列からなる走査ラインをX1~X1080とする。
図7は、本実施形態に係る立体画像表示装置の時分割偏光変調板4を表す模式図である。
本実施形態に係る画像表示装置の時分割偏光変調板4は、2枚のガラス基板の一方のガラス基板21上に透明で水平ストライプ状の分割電極P1~P18がパターニングされている。もう一方の対向ガラス基板22上に透明でベタ状の共通電極C2がパターニングされている。両方のガラス基板の透明電極上には例えば、ポリイミド材料を使った配向膜が、例えばラビングにより2枚のガラス基板で直交するように例えばラビングによりお互いに直交するように配向されている。2枚のガラス板は例えば、ビーズ状のギャップ材により、例えば3μmのギャップを保つように保持され、そのギャップの中には例えばTN液晶が封入されている単純な構造の液晶パネルである。
本実施形態に係る画像表示装置の時分割偏光変調板4は、2枚のガラス基板の一方のガラス基板21上に透明で水平ストライプ状の分割電極P1~P18がパターニングされている。もう一方の対向ガラス基板22上に透明でベタ状の共通電極C2がパターニングされている。両方のガラス基板の透明電極上には例えば、ポリイミド材料を使った配向膜が、例えばラビングにより2枚のガラス基板で直交するように例えばラビングによりお互いに直交するように配向されている。2枚のガラス板は例えば、ビーズ状のギャップ材により、例えば3μmのギャップを保つように保持され、そのギャップの中には例えばTN液晶が封入されている単純な構造の液晶パネルである。
時分割偏光変調板4の構造は、基本的に時分割シャッター板2の構造と同じであり、同じTN液晶を用いるが、時分割シャッター板2の機能が透過率の切り替えであるが、時分割偏光変調板3の機能が偏光状態の切り替えであり、違いは偏光板の有無である。つまり、時分割偏光変調板4の構造は、時分割シャッター板2から偏光板を取り除いたものである。
図2、図7に示すように、前記時分割シャッター板2と時分割偏光変調板4の構造は、共に液晶表示パネル11の表示部と同様なエリアを画素列からなる走査ラインに平行に分割された複数個の水平ライン電極を有する。例えば、分割シャッター板2と時分割偏光変調板4は夫々18分割した透明で水平ストライプ状の分割電極を持ち、表示液晶パネルの走査ラインX1~X60と重なるように分割電極S1と分割電極P1を配置し、同様にX61~X120とS2、P2、X121~X180とS3、P3、・・・X1021~X1080とS18、P18が重なるような構造となっており、液晶表示パネル11と重ねて使用される構造となっている。
時分割シャッター板2の配置場所は、図5のように画像表示部1の観察者側に置くこともできるが、画像表示部1が液晶パネル11とバックライト12に別れている場合は、図8のように液晶表示パネル11の裏側つまり、液晶表示パネル11とバックライト12の間に置くことも可能である。液晶表示パネル11の裏側に配置した場合はシャッター液晶のバックライト側にS偏光方向の偏光板を配置して、シャッター液晶を表示用液晶パネルの表側に配置した場合はさらにその表側にP偏光方向の偏光板を配置することになる。
時分割偏光変調板4の配置場所は、時分割シャッター板2の位置にかかわらず観察者側の最表面側に配置することになり、偏光板は不要である。
このように配置することで、時分割シャッター板2のTN液晶に電圧を印加した場合に、時分割シャッター板2により表示用液晶パネルの表示をマスクする黒表示とすると同時に、表示用液晶パネルの表示をマスクされている期間中に時分割偏光変調板4により、偏光状態を切り替える。
図9は、本実施形態にかかる表示フレームの同期信号と画像表示部1の液晶表示パネル11の動作タイミングを表すタイミングチャートである。
例えば、画像表示部1において液晶表示パネル11とバックライト12を用いるとする。この例の場合は奇数フレームに左眼用の画像と偶数フレームに右眼用の画像を交互に表示することになるためフリッカーなどの表示クオリティを維持するために、2倍のフレームレートが必要となる。そのためこの図9では例えば倍の120fpsのフレームレート120fpsで動画が表示される。表示フレームは、倍速垂直同期信号Vsync2のクロックにより第1フレームF1、第2フレームF2、・・の各フレームに区切られ、フレーム内は倍速水平同期信号Hsync2のクロックタイミングを示す。同期信号と液晶表示パネル11の走査ラインX1~X1080に対応する液晶透過率T2x1~T2x1080の変化を表すタイミングチャートである。網掛け部分は時分割シャッター板2のシャッターが透過率0%で閉じているタイミングを表している。
上記画像表表示部の液晶表示パネル11において、仕様は例えばTN液晶の表の偏光板と裏の偏光板がクロスニコルの関係にあるノーマリーホワイトモードとする。液晶表示パネル11の液晶応答特性を電圧オフら電圧オンにして透過率を100%から0%に変化する応答時間をTonとした場合にTon=2ms、電圧オンから電圧オフにして透過率0%から100%に変化する応答時間をToffとした場合にToff=4msとする。
液晶表示パネル11の1画面を書き込むために必要な期間は倍速垂直同期信号Vsync2のフレーム期間である8.3ms内となり、1走査ラインの走査期間Sは倍速水平同期信号Hsync2のクロック期間であるS≒7.7μsとなる。
上記表示フレームにおいて、液晶表示パネル11への書き込まれる信号は、ビデオ信号であり、黒から白の中間階調データが例えばアナログ電圧変調信号として書き込まれ、動画として表示される。T2x1~T2x1080の透過率変化はこのTonとToffを代表して表したものであり、黒から白の中間階調データの透過率変化はこの間の波形となる。よって実際の液晶表示パネル11の応答時間は上記Ton=2msからToff=4msの間とすると、最大応答時間をTmaxとするとTmax=Toff=4msとなる。
上記画像表示部1の液晶表示パネル11において、フレームへのデータ書き込みは液晶の透過率の応答波形は走査ラインの最初のX1から順番にX2、X3~X1080と1フレームの間に書き込まれるため、図9のようにT2x1から線順次にT2x1080に変化していく。このとき通常のTN液晶の最大応答時間はTmax=4msなので、液晶を黒と白を含む中間ビデオデータに書き換えるためにフレーム期間約8.3msのうち最大で約2分の1の時間を要する。
時分割シャッター板2において、例えばTN液晶によるシャッター板を表と裏の偏光板をクロスニコルの関係であるノーマリホワイトモードで用いた場合、駆動電圧を0Vから±10Vに変化させて応答特性を例えば、透過率を100%から0%に変化させるのにTson=0.5msの応答時間を要し、透過率を0%から100%に変化させるのにTsoff=2msの応答時間を要するとする。
時分割偏光変調板4において、応答特性を例えば駆動電圧を0Vから±10Vに変化させてTN液晶が直線偏光の透過光を90度のねじる状態からねじれない状態に変化させるのにTpon=0.5msの応答時間を要し、駆動電圧を±10Vから0Vに変化させてTN液晶が直線偏光の透過光をねじらない状態から90度のねじる状態に変化させるのにTpoff=2msの応答時間を要するとする。
時分割偏光変調板4において、前記画像の再生時に時分割偏光変調板4が前記変調光の走査位置に対応する部分で偏光状態を切り替えるように、前記画像表示部における表示と前記時分割偏光変調板4における偏光状態の切り替えを同期するように駆動する工程を説明する。
画像表示部1において、奇数フレームに左眼用の画像と偶数フレームに右眼用の画像を交互に表示することになるため120fpsのフレームレートで画像が表示される。TN液晶の最大応答時間Tmax=4msなので、液晶を黒と白を含む中間ビデオデータに書き換えるためにフレーム期間約8.3msのうち最大で約2分の1の期間4msは過渡応答状態となり、前フレームと当フレームのデータの中間の値を表示する過渡表示状態になる。つまり、2分の1の期間は、過渡表示状態であるから、これが両眼視差のクロストークとして見えることになる。
前記時分割シャッター板2は、この画像表示部1の画像表示面であるところの液晶表示パネル11の過渡表示状態をマスクして見えなくするタイミングでシャッターを閉じるように働き、前記時分割偏光変調板4はシャッターが閉じている期間に偏光状態を切り替えるように働く。
図10は、本実施形態に係る立体画像表示装置の動作を表す、同期信号と液晶表示パネル11の走査ラインX1~X1080に対応する各液晶透過率変化T2x1~T2x1080と時分割シャッター板2の透明な分割電極S1~S18への印加電圧V2s1~V2s18と分割電極S1~S18に対応する液晶透過率T2s1~T2s18のタイミングチャートである。また時分割シャッター板2が開いている開口透過期間をEとしており、網掛け部分は時分割シャッター板2のシャッターが透過率0%で閉じているタイミングを表している。
図10のタイミングチャートに示すように、分割電極S1にはX1の走査書き込みタイミングの例えばTson=0.5ms前にシャッターを閉じるよう電圧を印加する。分割電極S1に対応する液晶のシャッターを閉じる時間は分割電極S1がX1~X60本分の走査ラインに対応する液晶の過渡状態をマスクする必要があるため、X1~X60が走査に要する時間Tshと最長応答時間Tmaxを足した時間である。1走査ラインの走査選択時間S=7.7μsであるからTsh=7.7μs×60≒0.5msとなる。よって電圧印加時間はTson+Tsh+Tmax=5msとなる。同様にS2はX61の走査書き込みタイミングの0.5ms前にシャッターを閉じるよう電圧を印加し、電圧印加期間は5msとなる。以下同様にS18はX1021の走査書き込みタイミングの約0.5ms前にシャッターを閉じるよう電圧を印加し、電圧印加期間は5msとなる。
時分割シャッター2の分割電極S1に対応する液晶の開口透過期間Eはフレーム期間からTmax+Tsh=4.5msを引いた期間であるためE=8.3ms−Tmax−Tsh=3.8msとなる。同様に分割電極S2~S18に対応する液晶の開口透過期間Eも3.8msとなる。
このようにして表示用液晶パネル11の走査ラインX1~X1080の表示データはシャッター液晶の黒表示により前のフレームの表示状態から現フレームの表示状態への過渡状態がマスクされる。このことは、液晶表示パネル11の全面に渡りのフレーム間の過渡状態を見えなくしていることで奇数フレームの左眼画像と偶数フレームの右眼画像がクロストーク無く完全に表示できる。
図11は、本実施形態に係る立体画像表示装置の動作を表す、同期信号と液晶表示パネル11の走査ラインX1~X1080に対応する各液晶透過率変化T2x1~T2x1080と時分割シャッター板2の分割電極S1~S18への印加電圧V2s1~V2s18と分割電極S1~S18に対応する液晶透過率T2s1~T2s18と時分割偏光変調板4の分割電極P1~P18への印加電圧V2p1~V2p18と分割電極P1~P18に対応する液晶透過率T2p1~T2p18のタイミングチャートである。網掛け部分は時分割シャッター板2のシャッターが透過率0%で閉じているタイミングを表している。
偏光変調板4の分割電極P1にはX1の走査書き込みタイミングの例えば0.5ms後に偏光状態を切り替えるように電圧を切り換える。P2にもX61の走査書き込みタイミングの0.5ms後に偏光状態を切り替えるように電圧を印加する。以下同様にP18にもX1021の走査書き込みタイミングの0.5ms後に偏光状態を切り替えるように電圧を印加する。
このときに表示用液晶パネルの走査ラインX1~X1080に対応する表示データはシャッター液晶の黒表示により前のフレームの表示データから現フレームのデータへの過渡状態がマスクされる。時分割偏光変調板3はこの表示データが黒でマスクされている期間に偏光状態の切り換えを行うことができるので、例えば奇数フレームは電圧無印加でS偏光を90°回転した左眼用のP偏光状態、偶数フレームは電圧印加でS偏光を回転しない右眼用のS偏光状態と完全に切り換えることができる。
上記のように出射される画像光は、互いに直行する偏光角を有する偏光板が右眼用と左眼用に配置されてなる、いわゆる偏光メガネ13を介して観察者により観察される。偏光メガネ13の右眼側にS偏光方向だけを透過するS偏光板13Rを用い左眼側にP偏光方向だけを透過するP偏光板13Lを用いることで、上記のS偏光方向であるところ偶数ラインで再生された右眼用の画像光14が偏光めがね13の13Rを透過して観察者の右眼に入射し、奇数ラインで再生された左眼用の画像光15が偏光めがね13の右側13Lを透過して観察者の左眼に入射する。
このようにして、偏光メガネ13を介して左右の視差画像を観察することにより立体画像を観察することができる。
このようにして、偏光メガネ13を介して左右の視差画像を観察することにより立体画像を観察することができる。
本実施形態に係る立体画像表示装置において、奇数フレームに左眼用画像、偶数フレームに右眼用画像を表示しているために前後のフレームからのクロストークは両眼視差のクロストークにあたり、立体画像の立体感を損なう要因となるが、時分割シャッター板2を追加することで立体画像表示装置の両眼視差のクロストークを無く出来ることが分かる。
本実施形態に係る立体画像表示装置において、時分割シャッター板2の開口透過期間EはE=3.8mであり、時分割シャッター板2の液晶シャッターが透過になる応答時間Tsoff=2msと液晶シャッターが閉じるための応答時間Tson=0.5msの合計Tsoff+Tson=2.5msを十分に満たしている。輝度については2フレーム期間16.3msの中の3.8msが開口透過期間となる。開口デューティは約23%となるため、輝度は約4分の1程度となる。
一方、シャッター方式の従来例で示したシャッター方式の立体画像表示装置では前述のようにシャッターメガネ17の開口透過期間Dは液晶表示パネル11の走査周波数を本実施例の倍の4倍速で走査したとしても両眼視差のクロストークを発生させない条件ではD=0.3msしか確保できないため、シャッターメガネ17がほとんど開口することが出来なく非常に暗い画面となってしまう。
このため従来例に示したシャッター方式の立体画像表示装置では液晶シャッターが透過になる応答時間Tsoff=2msと液晶シャッターが閉じるための応答時間Tson=0.5msの合計Tsoff+Tson=2.5msを満たす条件では両眼視差のクロストークの発生は避けられない。
本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、液晶表示パネル11の走査周波数を本実施例の倍の4倍速にしたり、時分割シャッター板2の分割数を2倍の36分割にしたりした場合は液晶表示パネル11走査に要する時間Tshが半分に設定できるため、時分割シャッター板2の開口透過期間Eはさらに0.25ms広く設定できるため明るい立体画像を見ることが出来る。例えば、時分割シャッター板2にTN液晶ではなくOCB液晶などのもっと高速な表示素子を用いることでも画面輝度の向上は可能である。
例えば、画像表示部にはもちろん、FED(Field Emission Display)などの線順次方式の表示部や、CRT(陰極線管)のような点走査方式の表示装置を用いることができる。
例えば、時分割偏光変調板4の観察者側に四分の一波長板を追加で配置して立体画画像の直線偏光を円偏光に変換することと、偏光メガネ13の偏光板13Rを右まわり円偏光フィルターとして、13Lを左まわり円偏光フィルターとしてすることで観察者の顔が傾いた場合にも両眼視差によるクロストークが発生しにくい構成とすることが出来る。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
例えば、液晶表示パネル11の走査周波数を本実施例の倍の4倍速にしたり、時分割シャッター板2の分割数を2倍の36分割にしたりした場合は液晶表示パネル11走査に要する時間Tshが半分に設定できるため、時分割シャッター板2の開口透過期間Eはさらに0.25ms広く設定できるため明るい立体画像を見ることが出来る。例えば、時分割シャッター板2にTN液晶ではなくOCB液晶などのもっと高速な表示素子を用いることでも画面輝度の向上は可能である。
例えば、画像表示部にはもちろん、FED(Field Emission Display)などの線順次方式の表示部や、CRT(陰極線管)のような点走査方式の表示装置を用いることができる。
例えば、時分割偏光変調板4の観察者側に四分の一波長板を追加で配置して立体画画像の直線偏光を円偏光に変換することと、偏光メガネ13の偏光板13Rを右まわり円偏光フィルターとして、13Lを左まわり円偏光フィルターとしてすることで観察者の顔が傾いた場合にも両眼視差によるクロストークが発生しにくい構成とすることが出来る。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
本発明の画像表示装置及び画像表示方法は、画像を表示することができる表示装置及び方法に適用できる。
本発明の立体画像表示装置及び立体画像表示方法は、画像を立体に表示することができる立体表示装置及び方法に適用できる。
1…画像表示部、2…時分割シャッター板、3…第1実施例の制御部、A…観察者、4…時分割偏光変調板、5…第2実施例の制御部、11…液晶表示パネル、12…バックライト、12a…バックライトのボックス12b…バックライトの拡散板、13…偏光メガネ、13L…左眼用偏光板、13R…右眼用偏光板、14…分割波長板フィルター、15…右眼用画像、16…左眼用画像、17…シャッターメガネ、17L…左眼用液晶シャッター、17R…右眼用液晶シャッター、21…ガラス基板、22…対向ガラス基板、C2…共通電極、S1~S18…時分割シャッター板の分割電極、P1~P18…時分割偏光変調板の分割電極、K1~K18…蛍光灯、F1~F4…フレーム、Vsync…垂直同期信号、Vsync2…2倍速垂直同期信号、Hsync…水平同期信号、Hsync2…倍速水平同期信号、Hsync3…4倍速水平同期信号、Tx1~Tx1080…液晶表示パネルの走査電極に対応する液晶透過率、T2x1~T2x1080…液晶表示パネルの走査電極に対応する液晶透過率、T3x1~T3x1080…液晶表示パネルの走査電極に対応する液晶透過率、Ts1~Ts18…時分割シャッター板の分割電極に対応する液晶の透過率、Tp1~Tp18…時分割偏光変調板の分割電極に対応する液晶の偏光をねじる角度、TL…左眼用液晶シャッター17Lの透過率、TR…右眼用液晶シャッター17Rの透過率、Vs1~Vs18…時分割シャッター板の分割電極の駆動電圧、V2s1~V2s18…時分割シャッター板の分割電極の倍速駆動電圧、Vp1~Vp18…時分割偏光変調板の分割電極の駆動電圧、VL…左眼用液晶シャッター17Lへの印加電圧、VR…右眼用液晶シャッター17RLへの印加電圧、B…ブランキブランキング期間、D…シャッターメガネの開口透過期間、E…時分割シャッター板の開口透過期間、F…液晶表示パネルの全走査ライン数、S…液晶表示パネルの1走査ラインの走査時間、Ton…液晶表示パネルのオン応答時間、Toff…液晶表示パネルのオフ応答時間、Tmax…液晶表示パネルの最大応答時間、Tsh…液晶表示パネルの走査選択時間、Tsha…液晶表示パネルの全走査選択時間、Tson…液晶シャッターのオン応答時間、Tsoff…液晶シャッターのオフ応答時間、Tpon…液晶偏光変調板のオン応答時間、Tpoff…液晶偏光変調板のオフ応答時間、
Claims (20)
- 画像を視認するために変調光の走査により表示を行う画像表示装置の画像表示部の画像表示面と観察者の間に配置され、複数の領域に分割されて前記領域ごとに個別に開閉可能に構成された電極を持つ時分割シャッター板と、
前記時分割シャッター板において、前記変調光の走査位置に対応する部分のみが閉じるように、前期画像表示部における表示と前記時分割シャッター板における開閉を同期させようとする制御部とを有することを特徴とする画像表示装置。 - 画像を視認するために変調光の走査により表示を行う透過型画像表示装置のバックライトと画像表示部の画像表示面との間に配置され、複数の領域に分割されて前記領域ごとに個別に開閉可能に構成された電極を持つ時分割シャッター板と、
前記時分割シャッター板において、前記変調光の走査位置に対応する部分のみが閉じるように、前期画像表示部における表示と前記時分割シャッター板における開閉を同期させようとする制御部とを有することを特徴とする画像表示装置。 - 請求項1,2に記載の画像表示装置において前記複数の領域に分割された電極が画像表示部の画素列からなる走査ラインのM(Mは2以上の整数)倍のピッチの領域に分割された走査ラインと平行なライン電極を有する時分割シャッター板であり、前記ライン電極は画像表示部の走査ラインとはM対1対応で重なっている。
- 請求項3に記載の画像表示装置において、時分割シャッター板のライン電極はその重なった画像表示部の各フレーム内で最初に駆動される画素列からなる走査ラインの駆動開始タイミング以前にライン電極のシャッターを閉じる駆動を開始し、かつ走査ラインの駆動開始タイミング以前にシャッターを閉じる動作を完了している。
- 請求項1記載の画像表示装置において、時分割シャッター板と観察者の間に配置され、複数の領域に分割されて前記領域ごとに個別に偏光状態を制御可能に構成された電極を持つ時分割偏光変調板と、前記分割偏光変調板における時分割偏光制御を同期させようとする制御部とを有することを特徴とする立体画像表示装置。
- 請求項2記載の透過型表示装置において、画像表示面と観察者の間に配置され、複数の領域に分割されて前記領域ごとに個別に偏光状態を制御可能に構成された電極を持つ時分割偏光変調板と、
前記分割偏光制御パネルにおける偏光制御を同期させようとする制御部とを有することを特徴とする立体画像表示装置。 - 請求項5、6に記載の立体画像表示装置において
時分割シャッター板と時分割偏光変調板がそれぞれ画像表示部の画素列からなる走査ラインのN(Nは2以上の整数)倍のピッチに分割された同数の走査ラインと平行なライン電極を有している。かつ時分割シャッター板と分割偏光変調板のライン電極は画像表示部の走査ラインに対してはそれぞれN対1対応で重なっている。 - 請求項7に記載の立体画像表示装置において、時分割シャッター板のライン電極はその重なった画像表示部の最初に走査される画素列からなる走査ラインの駆動開始タイミング以前にライン電極のシャッターを閉じる駆動を開始し、かつ走査ラインの駆動開始タイミング以前にシャッターを閉じる動作を完了している。
- 請求項7、8に記載の立体画像表示装置において、時分割偏光変調板のライン電極はその重なった時分割シャッター板のライン電極がシャッターを閉じる動作を完了した以後に偏光状態を切り替える駆動を開始する。
- 請求項7、8、9に記載の立体画像表示装置において、時分割シャッター板のライン電極のシャッターを閉じる動作をしている駆動時間は画像表示部の画素列からなる走査ライン1本の走査選択時間をSとするとS×N以上の時間であり、時分割シャッター板のライン電極のシャッターを開く動作はS×N以上の時間を経過してから開始する。
- 請求項1、2、3、4記載の画像表示装置と請求項5、6、7、8、9、10に記載の立体画像表示装置において
前記時分割シャッター板が液晶によって光透過率が変化する液晶シャッター板であり、前記複数の領域に分割されたライン電極が透明電極である時分割シャッター板である。 - 請求項10,11に記載の立体画像表示装置において
前記時分割偏光変調板が液晶によって光の偏光状態が変化する液晶偏光変調板であり、前記複数の領域に分割されたライン電極が透明電極である時分割偏光変調板である。 - 請求項1、2、3、4記載の画像表示装置と請求項5、6、7、8、9、10、11、12に記載の立体画像表示装置において
前記時分割シャッター板がTN液晶によって光透過率が変化するTN液晶シャッター板である。 - 請求項1、2、3、4記載の画像表示装置と請求項5、6、7、8、9、10、11、12、13に記載の立体画像表示装置において
前記時分割偏光変調板がTN液晶によって光の偏光状態が変化するTN液晶偏光変調板である。 - 請求項1、2、3、4、11、12、13、14記載の画像表示装置と請求項5、6、7、8、9、10、11、12、13、14記載の立体画像表示装置において、前記画像表示面における表示と前記時分割シャッター板における開閉を同期させるように制御して、画像の再生時に光変調の走査位置に対応する部分のみが閉じるように駆動する工程とを有することを特徴とする画像表示方法。
- 請求項5、6、7、8、9、10、11、12、13、14,15記載の立体画像表示装置において、立体画像を視認するための視差に応じた右目用画像及び左目用画像を変調光の走査により交互に画像表示部に表示する工程と、
前記画像表示部における表示と前記時分割偏光変調板における偏光状態の切り替えを同期させるように制御して、前記右目用画像または前記左目用画像の再生時に光変調の走査位置に対応する部分で偏光状態を切り替えるように駆動する工程とを有することを特徴とする立体画像表示方法。 - 請求項5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16記載の立体画像表示装置において、前記時分割偏光変調板として、液晶によって偏光角度が互いに直交した2つの直線偏光に交互に切り替えることを特徴とする。
- 請求項5、6、7、8、9、10、11、12、13、15、16、17記載の立体画像表示装置において、前記時分割偏光変調板と観察者の間に4分の1波長板を配置して、偏光角度が互いに直交した2つの直線偏光を、前記4分の1波長板によって直線偏光を円偏光に変換し、右旋光、左旋光に交互に切り替えることを特徴とする。
- 請求項17記載の立体画像表示装置において、観察者は偏光角度が互いに直交した2つの直線偏光をそれぞれ左右の眼で排他的に観察する偏光メガネをかけることで立体画像を見ることを特徴とする。
- 請求項18記載の立体画像表示装置において、観察者は右旋光、左旋光の2つの円偏光をそれぞれ左右の眼で排他的に観察する円偏光メガネをかけることで立体画像を見ることを特徴とする。
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