JP5603042B2 - 立体画像表示装置 - Google Patents
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Description
液晶ディスプレイの背面側に配置されたバックライトと、
液晶ディスプレイの前面側に設けられた光学手段と、
観察者が掛けて使用する偏光メガネとを備えた立体画像表示装置であって、
液晶ディスプレイは、一つの画面上で右目用画像と左目用画像とを同時に表示するものであって、第一画像形成領域と第二画像形成領域とを有し、表示される一つのフレーム画像の第一画像形成領域と第二画像形成領域とにそれぞれ右目用画像と左目用画像とを表示させ、フレーム切り替え毎に、この右目用画像と左目用画像の表示された画像形成領域を第一画像形成領域と第二画像形成領域との間で交互に入れ替えるか、または、そのまま上書きを行って、所定の周期で前記右目用画像と左目用画像の表示された画像形成領域を前記第一画像形成領域と第二画像形成領域との間で入れ替えつつ、右目用画像と左目用画像がそれぞれインターレースしたフレーム画像を表示するよう構成されたものであり、
バックライトは、右目用画像と左目用画像の表示された画像形成領域を交互に入れ替えるタイミングに合わせて点灯状態が制御されるよう構成されたものであり、
光学手段は、液晶表示パネルの第一画像形成領域と第二画像形成領域とに対応する位置と大きさで、第一偏光領域と第二偏光領域とが配置される構成を有し、第一偏光領域と第二偏光領域とは、1/2波長板を構成するか、または、それぞれが光学軸の互いに直交する1/4波長板を構成しており、
偏光メガネは、右目用メガネ部と左目用メガネ部とを有し、右目用画像と左目用画像の表示された画像形成領域を第一画像形成領域と第二画像形成領域との間で交互に入れ替えるタイミングに同期して、右目用メガネ部と左目用メガネ部との間で位相差状態が交互に入れ替わるよう構成されたものであり、
観察者の右目および左目に視差画像を投影することにより立体画像を表示することを特徴とする立体画像表示装置に関する。
バックライトは、右目用画像と左目用画像の表示された水平ラインを交互に入れ替えるタイミングに合わせて点灯状態が制御されるよう構成されたものであり、
光学手段は、液晶表示パネルの水平ラインに対応する位置と大きさで、一水平ライン毎に第一偏光領域と第二偏光領域とが交互に配置される構成を有し、第一偏光領域と第二偏光領域とは、1/2波長板を構成するか、または、それぞれが光学軸の互いに直交する1/4波長板を構成しており、
偏光メガネは、右目用画像と左目用画像の表示された水平ラインを交互に入れ替えるタイミングに同期して、メガネの位相差状態を左右で交互に入れ替えるよう構成されたものとすることが好ましい。
右目用画像と左目用画像の表示された画像形成領域を第一画像形成領域と第二画像形成領域との間で交互に入れ替えるタイミングに同期して、赤外線発信装置から赤外線が発信され、これを赤外線センサが感知することによって、右目用メガネ部と左目用メガネ部との間で位相差状態が交互に入れ替わるよう構成することができる。
また、常に左右の絵目の映像が表示されていることから、観視者の疲労感を軽減することができる。また、激しい動きをしている立体画像の場合に起きる左右の映像のずれに伴う立体視の違和感を生じさせないという効果もある。
そしてとくに、本実施の形態の立体画像表示装置1においては、液晶パネル6の画像表示にかかる全水平ラインのそれぞれに対応するよう、第一画像形成領域21と第二画像形成領域22とが設けられて構成されている。
偏光メガネ10を構成する右目用メガネ部41および左目用メガネ部42は、それぞれ1/4波長板43a、43bと、TN液晶セル44a、44bと、偏光板45a、45bとをこの順で備え、図示されない駆動装置などとともに、これらがフレームに固定されている。
そして、強誘電性液晶セル44b’においては、入射する直線偏光に対しそのままの特性で出射させる液晶の配向状態と、90度右回りに回転させて出射させることが可能な配向状態との二つの安定な配向状態を取ることが可能なように、液晶の初期配向が形成されている。このような二つの安定な配向状態の選択は、上述の駆動装置による適当な極性の電圧の印加によって望みの選択がなされる。
次に、こうして得られた右目用画像光と左目用画像光はそれぞれ観察者50の掛ける偏光メガネ10に入射する。
次に、こうして得られた左目用画像光と右目用画像光はそれぞれ観察者50の掛ける偏光メガネ10に入射する。
その結果、左回りの円偏光である左目用画像光が右目用メガネ部41に入射した場合、図4(b)に矢印で示すように、右目用メガネ部41の備える1/4波長板43aを透過して水平方向と平行な直線偏光に変換され、OFF状態のTN液晶セル44aにおいて90度さらに回転されて水平方向と垂直な直線偏光に変換され、偏光板45aに入射するが透過できずに遮断され、観察者50の右目には届かないことになる。
また、従来の立体画像表示装置においては、常に左右の目の映像のいずれか一方しか表示されず、立体を認識する場合の時間差が生じてしまう場合があったが、本実施の形態の立体画像表示装置では、常に左右の絵目の映像が表示されていることから、観視者の疲労感を軽減することができる。また、激しい動きをしている立体画像の場合におきる左右の映像のずれに伴う立体視の違和感を生じさせないという効果もある。
上述のように、立体画像の表示において、一つフレーム画像上に右目用画像と左目用画像とを同時に表示し、上述の光学手段である位相差板を用いて観察者の左右の目に画像を振り分けて立体画像を表示する方式にあって、全ての画像情報を表示するためには、フレーム表示画面の全水平走査ラインを奇数ラインと偶数ラインに分割し、それぞれのラインに左目用および右目用画像を表示して、表示する位置をフレーム毎に入れ替えると同時に偏光メガネ10の右目用メガネ部41と左目用メガネ部42の偏光性能を入れ替える方法を用いることが全ての映像情報を表示するために有効である。
2 バックライト
3 液晶ディスプレイ
5、7、45a、45b 偏光板
6 液晶パネル
8 位相差板
9 赤外線発信装置
10 偏光メガネ
11 赤外線センサ
21 第一画像形成領域
22 第二画像形成領域
31 第一偏光領域
32 第二偏光領域
41 右目用メガネ部
42 左目用メガネ部
43a、43b 1/4波長板
44a、44b TN液晶セル
50 観察者
60 画像出力部
61 表示制御部
Claims (6)
- 液晶表示パネルを一対の偏光板で挟持して構成された液晶ディスプレイと、
前記液晶ディスプレイの背面側に配置されたバックライトと、
前記液晶ディスプレイの前面側に設けられた光学手段と、
観察者が掛けて使用する偏光メガネとを備えた立体画像表示装置であって、
前記液晶ディスプレイは、一つの画面上で右目用画像と左目用画像とを同時に表示するものであって、第一画像形成領域と第二画像形成領域とを有し、表示される一つのフレーム画像の前記第一画像形成領域と前記第二画像形成領域とにそれぞれ右目用画像と左目用画像とを表示させ、フレームの切り替えが、120Hz以上の周期で行われ、フレーム切り替え毎に、前記右目用画像と前記左目用画像の表示された画像形成領域を前記第一画像形成領域と前記第二画像形成領域との間で交互に入れ替えるか、またはそのまま上書きを行い、前記右目用画像と前記左目用画像の表示された画像形成領域を前記第一画像形成領域と前記第二画像形成領域との間で入れ替えるフレームの後に、前記そのまま上書きを行うフレームを1フレームまたは連続する2フレーム以上設け、所定の周期で前記右目用画像と左目用画像の表示された画像形成領域を前記第一画像形成領域と第二画像形成領域との間で入れ替えつつ、右目用画像と左目用画像がそれぞれインターレースしたフレーム画像を表示するよう構成されたものであり、
前記バックライトは、フレームの切替えに応じて点灯状態が制御され、前記右目用画像と前記左目用画像の表示された画像形成領域を前記第一画像形成領域と前記第二画像形成領域との間で入れ替えるフレームでは消灯し、前記そのまま上書きを行うフレームでは点灯するよう構成されたものであり、
前記光学手段は、前記液晶表示パネルの前記第一画像形成領域と前記第二画像形成領域とに対応する位置と大きさで、第一偏光領域と第二偏光領域とが配置される構成を有し、前記第一偏光領域と前記第二偏光領域とは、1/2波長板を構成するか、または、それぞれが光学軸の互いに直交する1/4波長板を構成しており、
前記偏光メガネは、右目用メガネ部と左目用メガネ部とを有し、前記右目用画像と前記左目用画像の表示された画像形成領域を前記第一画像形成領域と前記第二画像形成領域との間で入れ替えるフレームの開始タイミングに同期して、前記右目用メガネ部と前記左目用メガネ部との間で位相差状態が切り替わり、前記そのまま上書きを行うフレームでは前記位相差状態の切り替えは行われずに位相差状態が維持されるよう構成されたものであり、
観察者の右目および左目に視差画像を投影することにより立体画像を表示することを特徴とする立体画像表示装置。 - 前記液晶ディスプレイの前記第一画像形成領域と前記第二画像形成領域は、前記液晶ディスプレイの立体画像の表示にかかる全水平ラインのそれぞれに対応するよう設けられており、表示される一つのフレーム画像の水平奇数ラインに前記第一画像形成領域として右目用画像を、偶数水平ラインに前記第二画像形成領域として左目用画像をそれぞれ表示させ、フレーム切り替え毎に、前記右目用画像と前記左目用画像との表示された水平ラインを交互に入れ替えるか、または、そのまま上書きを行って、所定の周期で前記右目用画像と左目用画像の表示された画像形成領域を前記第一画像形成領域と第二画像形成領域との間で入れ替えつつ、右目用画像と左目用画像がそれぞれインターレースしたフレーム画像を表示するよう構成されたものであり、
前記バックライトは、前記右目用画像と前記左目用画像の表示された前記水平ラインを交互に入れ替えるタイミングに合わせて点灯状態が制御されるよう構成されたものであり、
前記光学手段は、前記液晶表示パネルの水平ラインに対応する位置と大きさで、一水平ライン毎に第一偏光領域と第二偏光領域とが交互に配置される構成を有し、前記第一偏光領域と前記第二偏光領域とは、1/2波長板を構成するか、または、それぞれが光学軸の互いに直交する1/4波長板を構成しており、
前記偏光メガネは、前記右目用画像と前記左目用画像の表示された前記水平ラインを交互に入れ替えるタイミングに同期して、前記右目用メガネ部と前記左目用メガネ部との間で位相差状態を交互に入れ替えるよう構成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の立体画像表示装置。 - 前記偏光メガネには赤外線センサが備えられており、前記液晶ディスプレイには赤外線発信装置が備えられており、
前記右目用画像と前記左目用画像の表示された前記画像形成領域を前記第一画像形成領域と前記第二画像形成領域との間で交互に入れ替えるタイミングに同期して、前記赤外線発信装置から赤外線が発信され、これを前記赤外線センサが感知することによって、前記右目用メガネ部と前記左目用メガネ部との間で位相差状態が交互に入れ替わるよう構成されたことを特徴とする請求項1または2に記載の立体画像表示装置。 - 前記偏光メガネは、前記右目用メガネ部と前記左目用メガネ部とがそれぞれ、TN型液晶素子またはSTN型液晶素子を用いて構成されたものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の立体画像表示装置。
- 前記偏光メガネは、前記右目用メガネ部と前記左目用メガネ部とがそれぞれ、強誘電性液晶素子または反強誘電性液晶素子を用いて構成されたものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の立体画像表示装置。
- 前記液晶ディスプレイにおけるフレームの切り替えは、240Hz以上の周期で行われることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の立体画像表示装置。
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