JP5673024B2 - 画像表示装置、画像表示システム及び画像表示方法 - Google Patents

画像表示装置、画像表示システム及び画像表示方法 Download PDF

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Description

本発明は、画像表示装置、画像表示システム及び画像表示方法に関する。
液晶ディスプレイを用いて立体映像を表示する立体映像表示装置が、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された立体映像表示装置は、左眼用映像と右眼用映像とを時分割によりフレーム期間ごとに交互に表示する液晶ディスプレイと、左眼及び右眼を閉鎖及び開放する液晶シャッターＬと液晶シャッターＲとを有するシャッター眼鏡と、液晶シャッターＬ及び液晶シャッターＲの閉鎖及び開放を制御する液晶シャッター制御部とを備える。
特開２００９−１５２８９７号公報
しかしながら、特許文献１に開示された立体映像表示装置は、左眼用の画像と右眼用の画像とが混在しない映像のみを表示させるため、各フレーム期間（周期）において画像の重なりが目立つ期間（重複期間）を避けて、液晶シャッターを開放させているので、十分な明るさの立体画像を表示することができないという問題があった。
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、明るい立体画像を表示することができる画像表示装置、画像表示システム及び画像表示方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、制御に応じて点灯又は消灯する光源部と、前記光源部からの光を変調する空間光変調素子と、左眼用の画像と右眼用の画像とを交互に切り替えて、前記光源部を点灯させることにより、前記左眼用の画像又は前記右眼用の画像を表示させる第１制御部と、前記左眼用の画像が表示される場合、前記光源部が点灯するよりも早く、眼鏡の左眼用シャッターの開放を開始させ、前記右眼用の画像が表示される場合、前記光源部が点灯するよりも早く、前記眼鏡の右眼用シャッターの開放を開始させる第２制御部と、を備え、前記第１制御部は、ＰＷＭ信号の周波数を、フィールドの周波数の整数倍とし、前記ＰＷＭ信号のデューティー比を変更することにより、前記光源部の発光量を調節し、前記第２制御部は、前記左眼用シャッターが開放する期間、及び前記右眼用シャッターが開放する期間がオーバーラップするように、前記左眼用シャッター及び前記右眼用シャッターの開放を開始させることを特徴とする画像表示装置である。
これにより、画像表示装置は、光源部が点灯するよりも早く、眼鏡のシャッターの開放を開始させる。画像表示装置は、左眼用シャッターが開放する期間、及び右眼用シャッターが開放する期間がオーバーラップするように、左眼用シャッター及び右眼用シャッターの開放を開始させるので、明るい立体画像を表示することができる。また、画像表示装置は、光源部を消灯させた分だけ、フィールド期間あたりの消費電力を小さくすることができる。また、画像表示装置は、光源部を点灯させるための駆動電流の電流量をより多くすることにより、より明るい立体画像を表示することができる。また、画像表示装置は、低周波フリッカーを発生させることなく、輝度を容易に調整することができる。また、画像表示装置は、低周波フリッカーを発生させることなく、輝度が調節された明るい立体画像を表示することができる。
また、本発明は、前記第２制御部が、前記光源部が点灯するタイミングよりも、前記シャッターの開放動作が終了するのに必要な時間だけ先に、前記シャッターの開放を開始させることを特徴とする画像表示装置である。
これにより、画像表示装置は、シャッターの時間応答に応じて、明るい立体画像を表示することができる。
また、本発明は、前記第２制御部が、前記光源部が消灯するタイミングに合わせて、前記シャッターを閉鎖させることを特徴とする画像表示装置である。
これにより、画像表示装置は、シャッターの時間応答に応じて、明るい立体画像を表示することができる。
また、本発明は、前記第１制御部が、前記左眼用の画像と前記右眼用の画像とを切り替えるタイミングに合わせて、前記光源部を消灯させることを特徴とする画像表示装置である。
これにより、画像表示装置は、左眼用映像と右眼用映像とが混在しない映像のみを表示し、クロストークを低減させることができる。
また、本発明は、前記光源部が、色毎に電流量が定められた駆動電流に応じた発光量で、それぞれの色が点灯することを特徴とする画像表示装置である。
これにより、画像表示装置は、色毎に発光量の調整ができ、色調整を容易に行え、ホワイトバランスが調整された立体画像を表示することができる。
また、本発明は、前記第１制御部が、前記眼鏡を透過する色のうち、透過率が低い色の発光量が他の色の発光量と比較して多くなるように、前記光源部の発光量を調節することを特徴とする画像表示装置である。
これにより、画像表示装置は、ホワイトバランスが調整された立体画像を表示することができる。
また、本発明は、画像表示装置と、該画像表示装置が表示した左眼用の画像及び右眼用の画像を、該画像表示装置から通知されたタイミングに応じて交互に透過させる眼鏡と、を備えることを特徴とする画像表示システムである。
これにより、画像表示システムは、光源部が点灯するよりも早く、眼鏡のシャッターの開放を開始させるので、明るい立体画像を表示することができる。また、画像表示システムは、光源部を消灯させた分だけ、フィールド期間あたりの消費電力を小さくすることができる。また、画像表示システムは、光源部を点灯させるための駆動電流の電流量をより多くすることにより、より明るい立体画像を表示することができる。
また、本発明は、画像表示装置における画像表示方法であって、光源部が、制御に応じて点灯又は消灯するステップと、空間光変調素子が、前記光源部からの光を変調するステップと、第１制御部が、左眼用の画像と右眼用の画像とを交互に切り替えて、前記光源部を点灯させることにより、前記左眼用の画像又は前記右眼用の画像を表示させるステップと、第２制御部が、前記左眼用の画像が表示される場合、前記光源部が点灯するよりも早く、眼鏡の左眼用シャッターの開放を開始させ、前記右眼用の画像が表示される場合、前記光源部が点灯するよりも早く、前記眼鏡の右眼用シャッターの開放を開始させるステップと、を有し、前記表示させるステップでは、前記第１制御部が、ＰＷＭ信号の周波数を、フィールドの周波数の整数倍とし、前記ＰＷＭ信号のデューティー比を変更することにより、前記光源部の発光量を調節し、前記開始させるステップでは、前記第２制御部が、前記左眼用シャッターが開放する期間、及び前記右眼用シャッターが開放する期間がオーバーラップするように、前記左眼用シャッター及び前記右眼用シャッターの開放を開始させることを特徴とする画像表示方法である。
これにより、画像表示装置における画像表示方法は、光源部が点灯するよりも早く、眼鏡のシャッターの開放を開始させる。画像表示装置における画像表示方法は、左眼用シャッターが開放する期間、及び右眼用シャッターが開放する期間がオーバーラップするように、左眼用シャッター及び右眼用シャッターの開放を開始させるので、明るい立体画像を表示することができる。また、画像表示装置における画像表示方法は、光源部を消灯させた分だけ、フィールド期間あたりの消費電力を小さくすることができる。また、画像表示装置における画像表示方法は、光源部を点灯させるための駆動電流の電流量をより多くすることにより、より明るい立体画像を表示することができる。また、画像表示装置は、低周波フリッカーを発生させることなく、輝度を容易に調整することができる。また、画像表示装置は、低周波フリッカーを発生させることなく、輝度が調節された明るい立体画像を表示することができる。
本発明によれば、画像表示装置は、光源部が点灯するよりも早く、眼鏡のシャッターの開放を開始させるので、明るい立体画像を表示することができる。
本発明の第１実施形態における、画像表示装置の構成例を表すブロック図である。 本発明の第１実施形態における、画像表示装置の回路構成例を表すブロック図である。 本発明の第１実施形態における、ＰＷＭ信号と、各眼鏡におけるシャッターの時間応答との関係を表すタイムチャートである。 本発明の第２実施形態における、ＰＷＭ信号と、各眼鏡におけるシャッターの時間応答との関係を表すタイムチャートである。 本発明の第２実施形態における、ＰＷＭ信号の周波数が、フィールドの周波数の整数倍となっている場合における、ＰＷＭ信号を表す図である。 本発明の第２実施形態における、ＰＷＭ信号の周波数が、フィールドの周波数の整数倍となっていない場合における、ＰＷＭ信号を表す図である。 本発明の第３実施形態における、ＰＷＭ信号と、各眼鏡におけるシャッターの時間応答との関係を表すタイムチャートである。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１には、画像表示装置の構成例が、ブロック図により表されている。画像表示システムは、画像表示装置（プロジェクター）１と、画像表示装置１が表示した左眼用の画像及び右眼用の画像を、画像表示装置１から通知されたタイミングに応じて交互に透過させる眼鏡（不図示）とを備える。
画像表示装置１は、光学系と、赤外線光源部（赤外ＬＥＤ部）９とを備える。光学系は、赤色光用（Ｒ光用）ＬＥＤ１４Ｒと、緑色光用（Ｇ光用）ＬＥＤ１４Ｇと、青色光用（Ｂ光用）ＬＥＤ１４Ｂと、コリメータレンズ１２と、赤色光用空間光変調素子１３Ｒと、緑色光用空間光変調素子１３Ｇと、青色光用空間光変調素子１３Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１１と、投写レンズ１７とを備える。
赤色光用ＬＥＤ（赤色光源部）１４Ｒは、固体光源であり、赤色光ＬＲを射出する。赤色光用ＬＥＤ１４Ｒから射出された赤色光は、コリメータレンズ１２で平行化され、空間光変調素子１３Ｒに入射する。赤色光空間光変調素子１３Ｒは、複数の画素を走査し、画像信号に応じて画素毎に制御した透過率で赤色光を変調する透過型の液晶ライトバルブである。赤色光空間光変調素子１３Ｒにより変調された赤色光は、クロスダイクロイックプリズム１１に入射する。
緑色光用ＬＥＤ（緑色光源部）１４Ｇは、固体光源であり、緑色光ＬＧを射出する。緑色光用ＬＥＤ１４Ｇから射出された緑色光は、コリメータレンズ１２で平行化され、空間光変調素子１３Ｇに入射する。緑色光空間光変調素子１３Ｇは、複数の画素を走査し、画像信号に応じて画素毎に制御した透過率で緑色光を変調する透過型の液晶ライトバルブである。緑色光空間光変調素子１３Ｇにより変調された緑色光は、赤色光とは異なる方向からクロスダイクロイックプリズム１１に入射する。
青色光用ＬＥＤ（青色光源部）１４Ｂは、固体光源であり、青色光ＬＢを射出する。青色光用ＬＥＤ１４Ｂから射出された青色光は、コリメータレンズ１２で平行化され、空間光変調素子１３Ｂに入射する。青色光空間光変調素子１３Ｂは、複数の画素を走査し、画像信号に応じて画素毎に制御した透過率で青色光を変調する透過型の液晶ライトバルブである。青色光空間光変調素子１３Ｂにより変調された青色光は、赤色光及び緑色光とは異なる方向からクロスダイクロイックプリズム１１に入射する。以下、赤色光用ＬＥＤ１４Ｒ、緑色光用ＬＥＤ１４Ｇ及び青色光用ＬＥＤ１４Ｂをまとめて、「光源部１４」という。
なお、画像表示装置１は、光束の強度分布を均一化させるための均一化光学系、例えば、ロッドインテグレーター及びフライアイレンズを備えてもよい。
クロスダイクロイックプリズム１１は、赤色光、緑色光及び青色光を合成する光学系である。クロスダイクロイックプリズム１１は、第１ダイクロイック膜１５と、第２ダイクロイック膜１６とを有する。第１ダイクロイック膜１５と、第２ダイクロイック膜１６とは、互いにほぼ直交するように配置される。
第１ダイクロイック膜１５は、赤色光を反射し、緑色光及び青色光を透過させる。一方、第２ダイクロイック膜１６は、青色光を反射し、赤色光及び緑色光を透過させる。これにより、赤色光、緑色光及び青色光は、合成されて投写レンズ１７に入射する。また、投写レンズ１７は、クロスダイクロイックプリズム１１により合成された光をスクリーン１８に投射する。これにより、画像信号に応じた画像は、スクリーン１８に投写される。
以下、説明をわかりやすくするため、左眼用眼鏡、右眼用眼鏡のように、眼鏡を左眼用及び右眼用に区別して記載する。眼鏡は、本実施形態に記載された左眼用眼鏡及び右眼用眼鏡が一体となったものでもよい。赤外線光源部９には、赤外線光源駆動部８からパルス信号が入力される。赤外線光源部９は、パルス信号に応じた赤外線を、左眼用眼鏡及び右眼用眼鏡（不図示）に送信する。
図２には、画像表示装置の回路構成例が、ブロック図により表されている。画像表示装置１は、制御部２と、信号生成部３と、液晶駆動部４と、赤色光源駆動部５と、緑色光源駆動部６と、青色光源駆動部７と、赤外線光源駆動部８とを更に備える。
制御部２は、光源部１４（図１を参照）が点灯するタイミングを制御し、光源部１４を点灯させることにより、左眼用の画像と右眼用の画像とを、スクリーン１８（図１を参照）に交互に表示させる。制御部２には、映像信号及び制御信号が入力される。この映像信号は、両眼視差を利用して撮影された左眼用の画像Ｌ及び右眼用の画像Ｒを表す信号である。制御部２は、制御信号に基づいて映像信号を画像処理（例えば、デコード処理）し、画像処理した映像信号を液晶駆動部４に出力する。
また、制御部２は、垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）を信号生成部３に出力する。また、制御部２は、ホワイトバランスを信号生成部３に通知する。
また、制御部２は、左眼用の画像Ｌの光を透過させる左眼用眼鏡（眼鏡の左側）（不図示）の液晶シャッターを、光源部１４が発光するまでに開放させる。また、制御部２は、右眼用の画像Ｒの光を透過させる右眼用眼鏡（眼鏡の右側）（不図示）の液晶シャッターを、光源部１４が発光するまでに開放させる。また、制御部２は、眼鏡の液晶シャッターを閉鎖させる動作を、光源部１４が消灯するタイミングに合わせて、眼鏡毎に開始させる。液晶シャッターを閉鎖させることにより、画像光が遮断される。
ここで、制御部２は、左眼用の画像Ｌの光と右眼用の画像Ｒの光とが交互に透過させるために、液晶シャッターを左右交互に開放（オープン）又は閉鎖（クローズ）させるタイミングを表すパルス信号を、眼鏡毎に赤外線光源駆動部８に出力する。液晶シャッターを左右交互に開放又は閉鎖させるため、左眼用眼鏡に対するパルス信号の位相と、右眼用眼鏡に対するパルス信号の位相とには、垂直同期信号に同期して切り替わるフィールド画像の１枚の表示が維持される期間（以下、「フィールド期間」という）（約８．３３［ｍｓ］）の位相差がある。
液晶駆動部４は、液晶駆動（走査駆動）させるための駆動信号を、液晶ライトバルブである空間光変調素子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ（図１を参照）に出力する。ここで、液晶駆動は、各空間光変調素子の画面上部から画面下部の順に、１フィールド期間につき２回実行（周波数２４０［Ｈｚ］）されるものとする。
信号生成部３は、制御部２により制御され、垂直同期信号に同期して、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を生成する。ここで、ＰＷＭ信号がオン（ハイレベル）である場合、光源部１４は点灯する。また、ＰＷＭ信号がオフ（ローレベル）である場合、光源部１４は消灯する。
また、信号生成部３は、制御部２から通知されたホワイトバランスに基づいて、液晶シャッターを透過する画像光を構成する色のうち、透過率が低い色（例えば、短波長である青色光ＬＢ）の発光量が、他の色の発光量と比較して多くなるように、赤色光源駆動部５、緑色光源駆動部６及び青色光源駆動部７に、電流量を表す情報（以下、「電流量情報」という）をそれぞれ出力する。
赤色光源駆動部５は、ＰＷＭ信号がオンである場合、電流量情報が表す電流量に応じた発光量で、赤色光源部である赤色光用ＬＥＤ１４Ｒ（図１を参照）から赤色光ＬＲを射出させる。また、赤色光源駆動部５は、ＰＷＭ信号がオフである場合、赤色光源部を消灯させる。
緑色光源駆動部６は、ＰＷＭ信号がオンである場合、電流量情報が表す電流量に応じた発光量で、緑色光源部である緑色光用ＬＥＤ１４Ｇ（図１を参照）から緑色光ＬＧを射出させる。また、緑色光源駆動部６は、ＰＷＭ信号がオフである場合、緑色光源部を消灯させる。
青色光源駆動部７は、ＰＷＭ信号がオンである場合、電流量情報が表す電流量に応じた発光量で、青色光源部である青色光用ＬＥＤ１４Ｂ（図１を参照）から青色光ＬＢを射出させる。また、青色光源駆動部７は、ＰＷＭ信号がオフである場合、青色光源部を消灯させる。
ここで、光源部１４（図１を参照）を消灯している期間に光源部１４が冷却されるので、フィールド期間の全域において光源部１４を発光し続ける場合と比較して、各光源駆動部は、各光源を駆動する電流の電流量を多くするようにしてもよい。例えば、１フィールド期間の全域において光源部１４を発光し続ける場合の電流量Ｉ２Ｄと、１フィールド期間の一部期間においてのみ光源部１４を発光する場合の電流量Ｉ３Ｄとには、Ｉ３Ｄ＝Ｉ２Ｄ／（ＰＷＭ信号のデューティー比）という関係がほぼ成立するので、この式の右辺の値を超えない範囲で、電流量Ｉ３Ｄを多くすることができる。また、１フィールド期間の全域において光源部１４を発光し続けることがないので、光源部１４の寿命を延ばすこともできる。
赤外線光源駆動部８は、制御部２から入力されたパルス信号を赤外線光源部９に出力する。これにより、パルス信号に応じた赤外線は、赤外線光源部９から各眼鏡（不図示）に送信される。ここで、パルス信号に応じた赤外線を受信した眼鏡の液晶シャッターの時間応答は、過渡的に変化する。
図３には、ＰＷＭ信号と、各眼鏡におけるシャッターの時間応答との関係が、タイムチャートにより表されている。同期信号は、フィールド期間の境界を表す垂直同期信号である。ここで、フィールド期間の境界の時刻は、時刻ｔ０、ｔ４、ｔ８及びｔ１２であるとする。
また、映像信号は、左眼用の画像Ｌ及び右眼用の画像Ｒを表す信号である。ここで、左眼用の画像Ｌを表示させるフィールド期間は、時刻ｔ０〜ｔ４、及び時刻ｔ８〜ｔ１２である。また、右眼用の画像Ｒを表示させるフィールド期間は、時刻ｔ４〜ｔ８、及び時刻ｔ１２〜ｔ１６である。
また、液晶駆動は、空間光変調素子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ（図１を参照）における順次走査駆動を表す。ここで、左眼用の画像Ｌを表示するための液晶駆動は、時刻ｔ２、ｔ４、ｔ１０、及びｔ１２に終了する。また、右眼用の画像Ｒを表示するための液晶駆動は、時刻ｔ６、ｔ８、ｔ１４、及びｔ１６に終了する。
また、画面下部を透過した光の透過率は、空間光変調素子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ（図１を参照）における最後に液晶駆動された画素の近傍を透過した光の透過率を表す。ここで、左眼用の画像Ｌを表示する場合の光の透過率（目標値）をＢ［％］とする。また、右眼用の画像Ｒを表示する場合の光の透過率（目標値）をＡ［％］（＞Ｂ［％］）とする。
また、ＰＷＭ信号は、信号生成部３が生成するＰＷＭ信号を表す。第１実施形態では、フィールド期間を１００％として、ＰＷＭ信号のデューディー比が、一例として、４４％と予め定められているものとする。このデューディー比は、画面下部を透過した光の透過率が目標の透過率に達して一定となっている期間にのみ、光源部１４が発光するよう予め定められる。つまり、光源部１４が発光した時には目標の透過率となっているように、デューディー比が予め定められる。また、ＰＷＭ信号は、ＰＷＭ信号がオンである期間が、複数のフィールド期間をまたがないよう予め定められる。
例えば、液晶駆動Ｌが時刻ｔ２に終了したことにより、画面下部を透過した光の透過率が、時刻ｔ３に透過率Ｂ［％］になるとする。ここで、この時間応答は、液晶の特性として予め測定されているものとする。この場合、ＰＷＭ信号は、時刻ｔ３にオン（ハイレベル）となるように定められる。また、ＰＷＭ信号は、そのフィールド期間が終了する時刻ｔ４にオフ（ローレベル）となるように定められる。
また、左眼用眼鏡に対するパルス信号は、赤外線光源駆動部８（図２を参照）から赤外線光源部９を介して左眼用眼鏡に赤外線により送信されたパルス信号を表す。また、左眼用眼鏡におけるシャッターの時間応答は、このパルス信号に応じて開放（オープン）又は閉鎖（クローズ）する液晶シャッターの時間応答を表す。
ここで、左眼用眼鏡に対するパルス信号は、光源部１４が点灯するタイミングに対して、液晶シャッターの開放が終了するまでに必要な時間だけ先に、オンとなる（時刻ｔ１及びｔ９）。液晶シャッターは、このパルス信号がオンになると過渡的に変化して開放する（時刻ｔ３及びｔ１１）。また、このパルス信号は、光源部１４が消灯するタイミングに合わせて、オフとなる（時刻ｔ４及びｔ１２）。左眼用眼鏡の液晶シャッターは、このパルス信号がオフになると過渡的に変化して閉鎖する。
また、右眼用眼鏡に対するパルス信号は、赤外線光源駆動部８から赤外線光源部９を介して右眼用眼鏡に赤外線により送信されたパルス信号を表す。このパルス信号は、左眼用眼鏡に対するパルス信号から１フィールド期間だけ遅れて、同様に変化する。また、右眼用眼鏡におけるシャッターの時間応答は、このパルス信号に応じて開放（オープン）又は閉鎖（クローズ）する液晶シャッターの時間応答を表す。
ここで、右眼用眼鏡に対するパルス信号は、光源部１４が点灯するタイミングに対して、液晶シャッターの開放が終了するまでに必要な時間だけ先に、オンとなる（時刻ｔ５及びｔ１３）。液晶シャッターは、このパルス信号がオンになると過渡的に変化して開放する（時刻ｔ７及びｔ１５）。また、このパルス信号は、光源部１４が消灯するタイミングに合わせて、オフとなる（時刻ｔ８及びｔ１６）。右眼用眼鏡の液晶シャッターは、このパルス信号がオフになると過渡的に変化して閉鎖する。以降のフィールド期間において、画像表示装置１は、同様に動作を繰り返す。
このように、パルス信号がオンである期間は、ＰＷＭ信号がオンである期間よりも長くなるよう設定されている。これにより、光源部１４が発光するまでに液晶シャッターが完全に開放し、そのフィールド期間が終了すると液晶シャッターが閉鎖するので、画像表示装置１は、眼鏡における光の透過率を最大化して、明るい立体画像を表示することができる。
以上のように、画像表示装置１は、制御に応じて点灯又は消灯する光源部と、光源部からの光を変調する空間光変調素子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂと、左眼用の画像と右眼用の画像とを交互に切り替えて、光源部を点灯させることにより、左眼用の画像又は右眼用の画像を表示させる制御部２と、左眼用の画像が表示される場合、光源部が点灯するよりも早く、眼鏡の左眼用シャッターの開放を開始させ、右眼用の画像が表示される場合、光源部が点灯するよりも早く、眼鏡の右眼用シャッターの開放を開始させる制御部２とを備える。
これにより、画像表示装置は、光源部が点灯するよりも早く、眼鏡のシャッターの開放を開始させるので、明るい立体画像を表示することができる。また、画像表示装置は、光源部を消灯させた分だけ、フィールド期間あたりの消費電力を小さくすることができる。また、画像表示装置は、光源部を点灯させるための駆動電流の電流量をより多くすることにより、より明るい立体画像を表示することができる。
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態について図面を参照して詳細に説明する。第２実施形態では、ＰＷＭ信号のデューティー比を変更することにより、光源を駆動する電流の電流量を変更して光源の発光量を調節（調光）する点が、第１実施形態と異なる。以下、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
画像表示装置１は、記憶部（不図示）を備える。この記憶部は、ＰＷＭ信号のデューティー比と発光量との関係を表すルック・アップ・テーブル（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）（以下、「ＬＵＴ」という）を記憶する。このＬＵＴは、制御部２（図２を参照）から参照される。第２実施形態におけるＰＷＭ信号のデューティー比については、図４〜６を用いて説明する。
図４には、ＰＷＭ信号と、各眼鏡におけるシャッターの時間応答との関係が、タイムチャートにより表されている。ここで、図３と図４との相違点は、ＰＷＭ信号の波形のみであるため、第２実施形態におけるＰＷＭ信号についてのみ説明する。
制御部２は、ＰＷＭ信号の周波数が、フィールドの周波数（１２０［Ｈｚ］）の整数倍となるよう、信号生成部３（図２を参照）を制御する。図４では、一例として、ＰＷＭ信号の周波数は、フィールドの周波数の９倍（＝１０８０［Ｈｚ］）となっている。これは、低周波フリッカーが発生することを防止するためである。
低周波フリッカーについて説明する。図５には、ＰＷＭ信号の周波数が、フィールドの周波数の整数倍となっている場合における、ＰＷＭ信号が表されている。比較のため、上段には、調光しない場合におけるＰＷＭ信号が表されている。また、中段には、調光する場合におけるＰＷＭ信号であって、そのデューティー比が図５において相対的に小さいＰＷＭ信号が表されている。また、下段には、調光する場合におけるＰＷＭ信号であって、そのデューティー比が図５において相対的に大きいＰＷＭ信号が表されている。
制御部２は、記憶部（不図示）が記憶するＬＵＴを参照することにより、デューティー比を変化させることで、目標の発光量となるよう調光する。
図５に表されているように、ＰＷＭ信号の周波数がフィールドの周波数の整数倍であるため、光源の点灯期間又は消灯期間とＰＷＭ信号がオン・オフする期間とが合うので、時刻ｔ３〜ｔ４におけるＰＷＭ信号の波形の面積と、時刻ｔ１１〜ｔ１２におけるＰＷＭ信号の波形の面積とは等しくなっている。この場合、時刻ｔ３〜ｔ４における発光量と、時刻ｔ１１〜ｔ１２における発光量とが等しいので、画像の輝度が安定し、低周波フリッカーは発生しない。
一方、図６には、ＰＷＭ信号の周波数が、フィールドの周波数の整数倍となっていない場合における、ＰＷＭ信号が表されている。比較のため、上段には、調光しない場合におけるＰＷＭ信号が表されている。また、中段には、調光する場合におけるＰＷＭ信号であって、そのデューティー比が図６において相対的に小さいＰＷＭ信号が表されている。また、下段には、調光する場合におけるＰＷＭ信号であって、そのデューティー比が図６において相対的に大きいＰＷＭ信号が表されている。
図６の下段に表されているように、特に、ＰＷＭ信号のデューティー比が相対的に大きい場合、光源の点灯期間又は消灯期間とＰＷＭ信号がオン・オフする期間とが合わないので、時刻ｔ３〜ｔ４におけるＰＷＭ信号の波形の面積と、時刻ｔ１１〜ｔ１２におけるＰＷＭ信号の波形の面積とが等しくならない。この場合、時刻ｔ３〜ｔ４における発光量と、時刻ｔ１１〜ｔ１２における発光量とが等しくならないので、画像の輝度が安定せず、低周波フリッカーが発生してしまう。
なお、図６の下段に表されている斜線部分は、光源の点灯期間又は消灯期間と合っていないＰＷＭ信号の波形部分である。この場合、ＰＷＭ信号のデューティー比と、発光量との関係は比例せず、非線形となる。したがって、図５に表されているように、ＰＷＭ信号の周波数がフィールドの周波数の整数倍となるようにすれば、画像表示装置１は、低周波フリッカーが発生することを防止することができる。
以上のように、制御部２は、ＰＷＭ信号のデューティー比を変更することにより、フィールド期間の平均電流量を変更して、光源部１４の発光量を調節する。
また、制御部２は、ＰＷＭ信号の周波数を、フィールドの周波数の整数倍とする。
これにより、画像表示装置１は、低周波フリッカーを発生させることなく、輝度が調節された明るい立体画像を表示することができる。
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態について図面を参照して詳細に説明する。第３実施形態では、液晶駆動の方式が面書き込み方式である点が、第１実施形態及び第２実施形態と異なる。以下、第１実施形態及び第２実施形態との相違点についてのみ説明する。
図７には、ＰＷＭ信号と、各眼鏡におけるシャッターの時間応答との関係が、タイムチャートにより表されている。図７における液晶駆動の方式は、面書き込み方式である。つまり、左眼用の画像Ｌを表示するための液晶駆動は、時刻ｔａ０、ｔａ７、及びｔａ１４に開始し、これらの開始時刻とほぼ同時刻にそれぞれ終了する。また、右眼用の画像Ｒを表示するための液晶駆動は、時刻ｔａ３及びｔａ１１に開始し、これらの開始時刻とほぼ同時刻にそれぞれ終了する。
ＰＷＭ信号は、そのデューディー比が、一例として、７８％と予め定められているものとする。このデューディー比は、画面下部を透過した光の透過率が目標の透過率に達して一定となっている期間にのみ、光源部１４が発光するよう予め定められる。つまり、光源部１４が発光した時には最大の透過率となっているように、デューディー比が予め定められる。また、ＰＷＭ信号は、ＰＷＭ信号がオンである期間が、複数のフィールド期間をまたがないよう予め定められる。
例えば、液晶駆動Ｌが時刻ｔａ０に終了したことにより、画面下部を透過した光の透過率が、時刻ｔａ１に透過率Ｂ［％］になるとする。ここで、この時間応答は、液晶の特性として予め測定されているものとする。この場合、ＰＷＭ信号は、時刻ｔａ１にオンとなるように定められる。また、時刻ｔａ１において、左眼用眼鏡の液晶シャッターは開放している。一方、時刻ｔａ１において、右眼用眼鏡の液晶シャッターは閉鎖している。
また、次のフィールド期間において、光源部１４が発光するタイミング（時刻ｔａ５）に対して、右眼用眼鏡の液晶シャッターの開放が終了するまでに必要な時間だけ先に（時刻ｔａ２）、ＰＷＭ信号はオフとなる。ここで、右眼用眼鏡に対するパルス信号は、光源部１４が発光するタイミング（時刻ｔａ５）に対して、液晶シャッターの開放が終了するまでに必要な時間だけ先に（時刻ｔａ２）、オンとなる。また、左眼用眼鏡に対するパルス信号は、フィールド期間の境界の時刻ｔａ３にオフとなる。図７では、パルス信号がハイレベルである期間は、９．３［ｍｓ］である。以降のフィールド期間において、画像表示装置１は、同様に動作を繰り返す。
以上のように、画像表示装置１は、制御に応じて点灯又は消灯する光源部と、光源部からの光を変調する空間光変調素子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂと、左眼用の画像と右眼用の画像とを交互に切り替えて、光源部を点灯させることにより、左眼用の画像又は右眼用の画像を表示させる制御部２と、左眼用の画像が表示される場合、光源部が点灯するよりも早く、眼鏡の左眼用シャッターの開放を開始させ、右眼用の画像が表示される場合、光源部が点灯するよりも早く、眼鏡の右眼用シャッターの開放を開始させる制御部２とを備える。
これにより、画像表示装置は、液晶駆動の方式が、面書き込み方式となっている場合でも、液晶シャッターが開放又は閉鎖する期間を左右の眼鏡でオーバーラップさせることで、液晶シャッターの開閉に要する無駄な時間を削減しながら、明るい立体画像を表示することができる。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
例えば、シャッターとして液晶シャッターを用いた例を挙げたが、シャッターは光の遮断と遮断とを制御できるものならばよく、液晶シャッターに限らず機械式のシャッターでもよい。
例えば、空間光変調素子として透過型の液晶ライトバルブを用いた例を挙げたが、その他、反射型の液晶ライトバルブ、デジタルマイクロミラーデバイス等を用いることもできる。
また、例えば、空間光変調素子の駆動方式は、順次走査方式、及び面書き込み方式でなくてもよい。例えば、走査型のデジタル駆動方式でもよい。
また、例えば、制御部２は、ハイレベルのパルス信号を一定期間出力し続けることにより、眼鏡を初期化（イニシャライズ）してもよい。
また、例えば、画像表示装置１は、ユーザーからの操作入力を受け付ける操作部を備えていてもよい。画像表示装置１は、映像適応、環境適応のみならず、この操作部から入力されたモード設定（低輝度モード）に基づいて、調光してもよい。
また、例えば、画像表示装置１は、スクリーン１８を用いずに、液晶ディスプレイとして画像を表示してもよい。
なお、以上に説明した画像表示装置及び画像表示システムを実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピュータシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
１…画像表示装置（プロジェクター）、２…制御部、３…信号生成部、４…液晶駆動部、５…赤色光源駆動部、６…緑色光源駆動部、７…青色光源駆動部、８…赤外線光源駆動部、９…赤外線光源部、１１…クロスダイクロイックプリズム、１２…コリメータレンズ、１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ…空間光変調素子、１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ…ＬＥＤ（固体光源）、１５…第１ダイクロイック膜、１６…第２ダイクロイック膜、１７…投写レンズ、１８…スクリーン

Claims (8)

  1. 制御に応じて点灯又は消灯する光源部と、
    前記光源部からの光を変調する空間光変調素子と、
    左眼用の画像と右眼用の画像とを交互に切り替えて、前記光源部を点灯させることにより、前記左眼用の画像又は前記右眼用の画像を表示させる第１制御部と、
    前記左眼用の画像が表示される場合、前記光源部が点灯するよりも早く、眼鏡の左眼用シャッターの開放を開始させ、前記右眼用の画像が表示される場合、前記光源部が点灯するよりも早く、前記眼鏡の右眼用シャッターの開放を開始させる第２制御部と、
    を備え、
    前記第１制御部は、ＰＷＭ信号の周波数を、フィールドの周波数の整数倍とし、前記ＰＷＭ信号のデューティー比を変更することにより、前記光源部の発光量を調節し、
    前記第２制御部は、前記左眼用シャッターが開放する期間、及び前記右眼用シャッターが開放する期間がオーバーラップするように、前記左眼用シャッター及び前記右眼用シャッターの開放を開始させることを特徴とする画像表示装置。
  2. 前記第２制御部は、前記光源部が点灯するタイミングよりも、前記シャッターの開放動作が終了するのに必要な時間だけ先に、前記シャッターの開放を開始させることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
  3. 前記第２制御部は、前記光源部が消灯するタイミングに合わせて、前記シャッターを閉鎖させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
  4. 前記第１制御部は、前記左眼用の画像と前記右眼用の画像とを切り替えるタイミングに合わせて、前記光源部を消灯させることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
  5. 前記光源部は、色毎に電流量が定められた駆動電流に応じた発光量で、それぞれの色が点灯することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の画像表示装置。
  6. 前記第１制御部は、前記眼鏡を透過する色のうち、透過率が低い色の発光量が他の色の発光量と比較して多くなるように、前記光源部の発光量を調節することを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
  7. 請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の画像表示装置と、
    該画像表示装置が表示した左眼用の画像及び右眼用の画像を、該画像表示装置から通知されたタイミングに応じて交互に透過させる眼鏡と、
    を備えることを特徴とする画像表示システム。
  8. 画像表示装置における画像表示方法であって、
    光源部が、制御に応じて点灯又は消灯するステップと、
    空間光変調素子が、前記光源部からの光を変調するステップと、
    第１制御部が、左眼用の画像と右眼用の画像とを交互に切り替えて、前記光源部を点灯させることにより、前記左眼用の画像又は前記右眼用の画像を表示させるステップと、
    第２制御部が、前記左眼用の画像が表示される場合、前記光源部が点灯するよりも早く、眼鏡の左眼用シャッターの開放を開始させ、前記右眼用の画像が表示される場合、前記光源部が点灯するよりも早く、前記眼鏡の右眼用シャッターの開放を開始させるステップと、
    を有し、
    前記表示させるステップでは、前記第１制御部が、ＰＷＭ信号の周波数を、フィールドの周波数の整数倍とし、前記ＰＷＭ信号のデューティー比を変更することにより、前記光源部の発光量を調節し、
    前記開始させるステップでは、前記第２制御部が、前記左眼用シャッターが開放する期間、及び前記右眼用シャッターが開放する期間がオーバーラップするように、前記左眼用シャッター及び前記右眼用シャッターの開放を開始させることを特徴とする画像表示方法。
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