JP2015034831A - 立体表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】観察者に見せる立体画像を明るくしつつ、クロストークを軽減することができる立体表示システムを提供する。【解決手段】液晶パネル１６において、右眼用及び左眼用の画像を切替表示するパネル制御部２２と、液晶パネル１６における画像の切替周期と同期して、立体視用メガネ１４が有する液晶シャッタ１４Ｌ，１４Ｒの開閉を制御するメガネ制御部２４と、液晶パネル１６の後方に配置され、表示領域１７の全体を照明するバックライト１８の点灯状態を制御するライト制御部２６とを備え、ライト制御部２６は、メガネ制御部２４が液晶シャッタ１４Ｌ，１４Ｒに対する駆動電圧の印加を開始した後で、バックライト１８を点灯することにより、表示領域１７の全体を照明し、メガネ制御部２４が液晶シャッタ１４Ｌ，１４Ｒに対する駆動電圧の印加を終了した後で、バックライト１８を消灯する。【選択図】図２

Description

本発明は、立体視用メガネを用いて観察者に立体画像を見せる立体表示システムに関する。

立体視用メガネを用いて、観察者に立体画像を見せる立体表示システムが知られている。このような立体表示システムにおいて、液晶パネルは、右眼用及び左眼用の画像を切替表示する。立体視用メガネは、右眼用及び左眼用の液晶シャッタを有する。立体視用メガネは、液晶パネルにおける画像の切替周期と同期して、液晶シャッタの開閉を制御する。これにより、観察者の右眼には右眼用の画像だけが見え、左眼には左眼用の画像だけが見える。その結果、観察者は、立体感を感じることができる。

立体表示システムにおいては、液晶シャッタが開いているときに、バックライトを点灯する必要がある。液晶シャッタが開いている期間内にバックライトを点灯し且つ消灯する場合、液晶シャッタの開いている期間が、バックライトの点灯期間よりも長くなる。そのため、例えば、明るい室内等で観察者に立体画像を見せると、立体画像が暗く見えることがある。

特開２０１０−２１０７１２号公報には、画像表示観察システムが開示されている。この画像表示観察システムにおいては、液晶シャッタの開いている期間が、バックライトの点灯期間よりも短くなっている。そのため、例えば、明るい室内等で観察者に立体画像を見せても、立体画像が暗く見え難い。

しかしながら、上記公報に記載の画像表示観察システムにおいては、本来見えるべきでない画像が見えてしまう。そのため、クロストークが発生する。

特開２０１０−２１０７１２号公報

本発明の目的は、観察者に見せる立体画像を明るくしつつ、クロストークを軽減することができる立体表示システムを提供することである。

本発明の立体表示システムは、表示領域を有する液晶パネルと、前記液晶パネルにおいて、右眼用及び左眼用の画像を切替表示するパネル制御部と、右眼用及び左眼用の液晶シャッタを有する立体視用メガネと、前記液晶パネルにおける画像の切替周期と同期して、前記液晶シャッタの開閉を制御するメガネ制御部と、前記液晶パネルの後方に配置され、前記表示領域の全体を照明するバックライトと、前記バックライトの点灯状態を制御するライト制御部とを備え、前記ライト制御部は、前記メガネ制御部が前記液晶シャッタに対する駆動電圧の印加を開始した後で、前記バックライトを点灯することにより、前記表示領域の全体を照明し、前記メガネ制御部が前記液晶シャッタに対する駆動電圧の印加を終了した後で、前記バックライトを消灯する。

本発明の立体表示システムは、観察者に見せる立体画像を明るくしつつ、クロストークを軽減することができる。

図１は、本発明の実施形態としての立体表示システムの概略構成の一例を示す機能ブロック図である。 図２は、本実施形態の制御方法により、立体表示システムを制御する場合に、液晶シャッタを介して観察される光の強度を示すタイムチャートである。 図３は、従来の制御方法１により、立体表示システムを制御する場合に、液晶シャッタを介して観察される光の強度を示すタイムチャートである。 図４は、従来の制御方法２により、立体表示システムを制御する場合に、液晶シャッタを介して観察される光の強度を示すタイムチャートである。

本発明の一実施形態に係る立体表示システムは、表示領域を有する液晶パネルと、前記液晶パネルにおいて、右眼用及び左眼用の画像を切替表示するパネル制御部と、右眼用及び左眼用の液晶シャッタを有する立体視用メガネと、前記液晶パネルにおける画像の切替周期と同期して、前記液晶シャッタの開閉を制御するメガネ制御部と、前記液晶パネルの後方に配置され、前記表示領域の全体を照明するバックライトと、前記バックライトの点灯状態を制御するライト制御部とを備え、前記ライト制御部は、前記メガネ制御部が前記液晶シャッタに対する駆動電圧の印加を開始した後で、前記バックライトを点灯することにより、前記表示領域の全体を照明し、前記メガネ制御部が前記液晶シャッタに対する駆動電圧の印加を終了した後で、前記バックライトを消灯する（第１の構成）。

第１の構成においては、液晶シャッタに駆動電圧が印加されている期間が、バックライトの点灯期間よりも短い。そのため、例えば、明るい室内等で観察者に立体画像を見せても、立体画像が暗く見え難い。

また、メガネ制御部が液晶シャッタに対する駆動電圧の印加を開始するタイミングよりも、バックライトが点灯するタイミングのほうが遅い。そのため、本来見えるべきではない画像が見えてしまうのを回避できる。その結果、クロストークが軽減する。

第２の構成は、前記第１の構成において、前記ライト制御部は、前記メガネ制御部が前記液晶シャッタに対する駆動電圧の印加を開始した後であって、且つ、前記液晶シャッタの透過率が８０％以上になった後で、前記バックライトを点灯する。このような構成においては、本来見えるべきでない画像が更に見え難くなる。そのため、クロストークが更に軽減する。

第３の構成は、前記第１又は第２の構成において、前記パネル制御部は同じ画像を２回連続して前記表示領域に表示し、前記メガネ制御部は、前記パネル制御部が２回目に画像を表示するときに、前記液晶シャッタに対する駆動電圧の印加を開始する。このような構成においては、本来見えるべきでない画像が更に見え難くなる。そのため、クロストークが更に軽減する。

以下、本発明のより具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明に係る立体表示システムは、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

図１を参照して、本発明の実施形態としての立体表示システム１０について説明する。図１は、立体表示システム１０の概略構成を示す機能ブロック図である。

立体表示システム１０は、立体表示装置１２と、立体視用メガネ１４とを備える。立体表示装置１２の具体例としては、例えば、家庭用テレビ等がある。

立体表示装置１２は、立体視用画像を表示する。立体視用画像は、観察者の右眼で見る右眼用画像と、観察者の左眼で見る左眼用画像である。立体表示装置１２は、液晶パネル１６と、バックライト１８と、制御部２０とを備える。

液晶パネル１６は、アクティブマトリクス基板と、対向基板と、これらの基板間に封入された液晶層とを備える。液晶パネル１６において、液晶の動作モードは任意である。液晶パネル１６において、３Ｄの駆動方式は任意である。

液晶パネル１６は、複数の画素（図示せず）を有する。複数の画素は、マトリクス状に形成されている。複数の画素が形成された領域が、液晶パネル１６の表示領域１７である。

各画素は、複数のサブ画素を有してもよい。複数のサブ画素は、例えば、赤色画素、緑色画素及び青色画素である。複数のサブ画素は、黄色画素を含んでもよい。

バックライト１８は、液晶パネル１６の後方（観察者とは反対側）に配置される。バックライト１８は、表示領域１７の全体に対して、光を一斉に照射する。

バックライト１８は、例えば、直下型であってもよいし、エッジライト型であってもよいし、平面光源型であってもよい。バックライト１８の光源は、例えば、発光ダイオードであってもよいし、有機ＥＬであってもよい。

制御部２０は、立体表示装置１２を制御する。制御部２０は、パネル制御部２２と、メガネ制御部２４と、ライト制御部２６とを備える。

パネル制御部２２は、液晶パネル１６における画像表示を制御する。パネル制御部２２は、外部から送られてくる映像信号と、タイミング信号とに基づいて、画像表示に必要な各種の信号を生成する。パネル制御部２２は、ゲートドライバ２８とソースドライバ３０に対して、生成した信号を出力する。パネル制御部２２は、ゲートドライバ２８及びソースドライバ３０を用いて、表示すべき立体視用画像の画像データを書き込む。これにより、表示すべき立体視用画像が表示領域１７に表示される。

ゲートドライバ２８には、複数のゲート線３２が接続されている。ゲート線３２は、薄膜トランジスタ（図示せず）のゲート電極に接続されている。薄膜トランジスタは、アクティブマトリクス基板に形成されている。薄膜トランジスタは、スイッチング素子として機能する。ゲート線３２は、ゲートドライバ２８から出力される走査信号を伝送する。ゲート電極に入力される走査信号によって、薄膜トランジスタが駆動される。

ソースドライバ３０には、複数のソース線３４が接続されている。ソース線３４は、薄膜トランジスタのソース電極に接続されている。ソース線３４は、ソースドライバ３０から出力される表示信号を伝送する。薄膜トランジスタが駆動されているときに、表示信号が薄膜トランジスタに入力される。これにより、表示信号に応じた電荷が、薄膜トランジスタに接続された蓄積容量に蓄積される。蓄積容量は、画素電極と、画素電極に対向して配置された共通電極と、これらの電極間に位置する液晶層とによって構成される。画素電極は、アクティブマトリクス基板に形成されている。画素電極は、薄膜トランジスタのドレイン電極に接続されている。共通電極は、対向基板に形成されている。表示信号に応じた電荷が蓄積容量に蓄積されることにより、画素の階調が制御される。その結果、液晶パネル１６は、画像を表示することができる。

メガネ制御部２４は、立体視用メガネ１４における液晶シャッタ１４Ｌ，１４Ｒの開閉を制御する。メガネ制御部２４は、液晶シャッタ１４Ｌ，１４Ｒに駆動電圧を印加するドライバを含む。このドライバは、例えば、立体視用メガネ１４に設けられる。

立体視用メガネ１４は、右眼用の液晶シャッタ１４Ｒと、左眼用の液晶シャッタ１４Ｌを備える。液晶シャッタ１４Ｒは、観察者が立体視用メガネ１４を装着した状態で、観察者の右眼前方に位置する。液晶シャッタ１４Ｌは、観察者が立体視用メガネ１４を装着した状態で、観察者の左眼前方に位置する。液晶シャッタ１４Ｒ，１４Ｌは、例えば、液晶パネルである。

メガネ制御部２４は、液晶シャッタ１４Ｒ，１４Ｌを開閉する。液晶パネル１６が右眼用画像を表示しているときに、液晶シャッタ１４Ｒを開状態（光の透過状態）とし、液晶シャッタ１４Ｌを閉状態（光の非透過状態）とする。液晶パネル１６が左眼用画像を表示しているときに、液晶シャッタ１４Ｌを開状態（光の透過状態）とし、液晶シャッタ１４ａを閉状態（光の非透過状態）とする。

ライト制御部２６は、バックライト１８の点灯を制御する。

図２〜４を参照しながら、立体表示システム１０の動作について説明する。図２は、本実施形態の制御方法により、立体表示システムを制御する場合に、液晶シャッタを介して観察される光の強度を示すタイムチャートである。図３は、従来の制御方法１により、立体表示システム１０を制御する場合に、液晶シャッタを介して観察される光の強度を示すタイムチャートである。図４は、従来の制御方法２により、立体表示システム１０を制御する場合に、液晶シャッタを介して観察される光の強度を示すタイムチャートである。従来の制御方法１は、本実施形態の制御方法に比して、バックライト１８の点灯開始時期が異なる。従来の制御方法２は、本実施形態の制御方法２に比して、液晶シャッタ１４Ｌ，１４Ｒの開状態の期間が異なる。

パネル制御部２２は、表示領域１７の上から下に向かって、表示すべき立体視用画像の画像データを書き込む。パネル制御部２２が画像データを書き込む周波数は、１２０Ｈｚである。パネル制御部２２は、左眼用画像の画像データと右眼用画像の画像データとを交互に１回ずつ書き込む。これにより、表示領域１７には、左眼用画像と右眼用画像とが交互に１回ずつ表示される。

図２〜４において、左眼用画像は表示領域１７の全面が白色の画像（白画像）であり、右眼用画像は表示領域１７の全面が黒色の画像（黒画像）である。図２〜４には、表示領域１７における液晶の透過率を示すタイムチャートが示されている。液晶の透過率は、表示領域１７の最上部、中央部及び最下部のそれぞれについて示されている。図２〜４に示すように、何れの部分においても、液晶の透過率は緩やかに変化する。

図２に示すように、本実施形態では、メガネ制御部２４は、表示領域１７における中央部分の液晶が所定の透過率に到達するタイミングで、液晶シャッタ１４Ｌ，１４Ｒに駆動電圧を印加する。ここで、液晶シャッタ１４Ｌ，１４Ｒにおける液晶の動作モードは、ＴＮモードである。液晶分子の応答速度は遅いので、図２〜４に示すように、液晶シャッタ１４Ｌ，１４Ｒの透過率は直ぐには高くならない。

図２に示すように、本実施形態では、ライト制御部２６は、メガネ制御部２４が液晶シャッタ１４Ｌ，１４Ｒに対する駆動電圧の印加を開始した後に、バックライト１８を全面点灯する。

ここで、図２，３を参照して、本実施形態の制御方法を採用した場合と、従来の制御方法１を採用した場合とを比較する。図２，３には、液晶シャッタ１４Ｌ，１４Ｒを介して表示領域１７を見る場合の光強度を示すタイムチャートが示されている。図３において、ハッチングを付した箇所は、本実施形態の制御方法を採用した場合と、従来の制御方法１を採用した場合との相違点を示す。

図３に示すように、従来の制御方法１においては、液晶シャッタ１４Ｌ，１４Ｒの透過率が上昇し始めるタイミング（メガネ制御部２４が液晶シャッタ１４Ｌ，１４Ｒに駆動電圧を印加するタイミング）で、バックライト１８が点灯する。この場合、図３に示すように、観察者の左眼には、初期の段階で、本来の光強度よりも低い光強度を有する画像が見える。また、観察者の右眼には、本来見えるべきではない画像が見える。つまり、観察者の右眼では、漏れ光が観察される。この漏れ光は、液晶パネル１６において、液晶分子の応答速度が遅いことによる。本来なら、液晶シャッタ１４Ｒに駆動電圧が印加されるときには、液晶パネル１６において白画像の表示は終了している。しかしながら、液晶パネル１６において、液晶分子の応答性が悪いために、白画像から黒画像に変化しているのが見えてしまう。特に、表示領域１７の下側領域において、白画像から黒画像に変化するのが見えてしまう。その結果、クロストークが発生する。

図２に示すように、本実施形態の制御方法を採用すれば、図３に示すハッチング箇所がなくなる。そのため、観察者の左眼には、初期の段階で、本来の光強度に近い光強度を有する画像が見える。また、観察者の右眼には、本来見えるべきではない画像が見え難くなっている。つまり、観察者の右眼では、漏れ光が観察され難くなる。その結果、クロストークが抑えられる。

特に本実施形態では、液晶シャッタ１４Ｌ，１４Ｒの透過率が８０％以上に到達したときに、ライト制御部２６がバックライト１８を全面点灯する。そのため、クロストークが更に抑えられる。

図２に示すように、本実施形態では、ライト制御部２６は、メガネ制御部２４が液晶シャッタ１４Ｌ，１４Ｒに対する駆動電圧の印加を開始した後に、バックライト１８を全面点灯し、メガネ制御部２４が液晶シャッタ１４Ｌ，１４Ｒに対する駆動電圧の印加を終了した後に、バックライト１８を消灯する。

ここで、図２，４を参照しながら、本実施形態の制御方法を採用した場合と、従来の制御方法２を採用した場合とを比較する。図２，４に示すように、本実施形態の制御方法を採用すると、従来の制御方法２を採用する場合に比して、液晶シャッタ１４Ｌ，１４Ｒに駆動電圧が印加されている期間よりも、バックライト１８の点灯期間が短い。そのため、例えば、明るい室内等で立体画像を観察者に見せた場合に、明るい立体画像を観察者に見せることができる。

これについて、もう少し具体的に説明する。例えば、表示領域１７の周囲に白壁がある場合を考える。液晶シャッタ１４Ｌ，１４Ｒを介して、表示領域１７と、その周囲の白壁とが見えるとする。従来の制御方法２を採用すると、表示領域１７よりも白壁のほうが明るく見える。本実施形態の制御方法を採用すれば、白壁よりも表示領域１７のほうが明るく見える。したがって、本実施形態の制御方法を採用すれば、従来の制御方法２を採用する場合に比して、観察者は立体画像を明るく感じる。

［応用例］
例えば、上記の実施形態において、パネル制御部２２は、同じ画像を２回連続して表示領域１７に表示してもよい。この場合、メガネ制御部２４は、パネル制御部２２が２回目に画像を表示するときに、液晶シャッタ１４Ｌ，１４Ｒに対する駆動電圧の印加を開始する。このようにすれば、本来見えるべきでない画像が更に見え難くなる。そのため、クロストークが更に軽減する。

以上、本発明の実施形態について、詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、上述の実施形態によって、何等、限定されない。

１０：立体表示システム、１４：立体視用メガネ、１６：液晶パネル、１８：バックライト、２２：パネル制御部、２４：メガネ制御部、２６：ライト制御部

Claims (3)

1. 表示領域を有する液晶パネルと、
   前記液晶パネルにおいて、右眼用及び左眼用の画像を切替表示するパネル制御部と、
   右眼用及び左眼用の液晶シャッタを有する立体視用メガネと、
   前記液晶パネルにおける画像の切替周期と同期して、前記液晶シャッタの開閉を制御するメガネ制御部と、
   前記液晶パネルの後方に配置され、前記表示領域の全体を照明するバックライトと、
   前記バックライトの点灯状態を制御するライト制御部とを備え、
   前記ライト制御部は、
   前記メガネ制御部が前記液晶シャッタに対する駆動電圧の印加を開始した後で、前記バックライトを点灯することにより、前記表示領域の全体を照明し、
   前記メガネ制御部が前記液晶シャッタに対する駆動電圧の印加を終了した後で、前記バックライトを消灯する、立体表示システム。
2. 請求項１に記載の立体表示システムであって、
   前記ライト制御部は、
   前記メガネ制御部が前記液晶シャッタに対する駆動電圧の印加を開始した後であって、且つ、前記液晶シャッタの透過率が８０％以上になった後で、前記バックライトを点灯する、立体表示システム。
3. 請求項１又は２に記載の立体表示システムであって、
   前記パネル制御部は同じ画像を２回連続して前記表示領域に表示し、
   前記メガネ制御部は、前記パネル制御部が２回目に画像を表示するときに、前記液晶シャッタに対する駆動電圧の印加を開始する、立体表示システム。

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