JP5805566B2 - バリア液晶装置及び立体画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、特殊な眼鏡を使用することなく立体映像を観察することができるパララックスバリア方式の立体画像表示装置に関する。特に、パララックスバリアの位置を移動させて立体視が可能な範囲を拡大した立体画像表示装置に関する。

表示画像を立体的に見る方式には、裸眼方式と眼鏡を着用する方式がある。眼鏡を着用する方式としてヘッドマウントディスプレイや偏光メガネを用いた方式が実用化されている。しかし、携帯機器等の表示画像を見るときに、眼鏡等を着用するのは不便である。その点、裸眼方式はそのような不便さはなく、モバイル用途の表示装置に適している。

裸眼方式として視差バリア方式が知られている。視差バリア方式は、表示パネルの表面又は裏面にバリアパネルを設置する。表示パネルは、左画像を表示する縦ラインと右画像を表示する縦ラインが交互に配置されている。バリアパネルは、透明な部分と不透明な部分がバリアピッチで交互に配置された縦ストライプの遮光マスクである。このバリアピッチは、表示画素の縦ラインのピッチにほぼ等しくなっている。観察者がバリアパネルを通して表示パネルを観察すると、例えば、右眼では表示パネルの奇数番目の縦ラインは見えるが、偶数番目の縦ラインはバリアパネルで遮蔽されて見えない。一方、左眼では表示パネルの偶数番目の縦ラインは見えるが奇数番目の縦ラインはバリアパネルで遮蔽されて見えない。そして、表示パネルの縦ラインに一ラインごとに左眼用の左画像と右眼用の右画像を表示させることにより、観察者は裸眼で１つの表示パネルから左右の画像を同時に見ることができ、立体的な画像として認識することができる。

しかし、視差バリア方式では、立体映像として視認できる観察位置が限られている。そこで、バリア電極を６つの分割電極の束で構成し、分割電極のオン・オフを切り替えて、遮光バリアを観察者の位置に合わせて横に移動させることにより立体視できる領域を広げることが知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような構成によれば、遮光バリアの位置が可変となり、観察者の視点が横にずれても立体視が可能となる。

特開２０１１−１８０４９号公報

しかしながら、特許文献１ではセンサーの出力で遮光バリアを形成する分割電極のオン・オフを同時に制御するため、液晶の応答速度特性に由来する遮光バリアの時間変化を考慮していない。一般に、ノーマリーホワイトモードで使用するＴＮ液晶では、液晶の透過率変化はオンがオフより早い。そのため、透過率９０％から１０％に変化するまでの時間（Ｔｏｎ）が透過率１０％から９０％に変化するまでの時間（Ｔｏｆｆ）より短い。また、駆動電圧を印加してから透過率変化が発生し始めるまでの反応は、オンがオフより早い。そのため、オフからオンにする分割電極とオンからオフにする分割電極を同時に制御するとき、液晶の応答速度と反応時間の違いによって、オフからオンにさせる分割電極上の遮光バリアが、オンからオフさせる分割電極上の遮光バリアが消える前に出現する。そのため、一時的に２つの分割電極上に遮光バリアが存在することとなり、透過率が低くなる。その後、オンからオフさせる分割電極上の遮光バリアが徐々に消滅し、バリアパネルの透過率が元に戻る。この透過率変化を図１２に基づいて説明する。図１２（ｂ）は、オン状態からオフ状態へ切り替わる分割電極上のオン・オフ透過率曲線（破線）とオフ状態からオン状態へ切り替わる分割電極上のオフ・オン透過率曲線（実線）である。バリアパネルの輝度は、バリアパネルの透過率とバリアパネルに入射する光の輝度で決定される。オンとオフを切り替えるときのバリアパネルの透過率は、図１２（ｂ）で示すオン・オフ透過率曲線とオフ・オン透過率曲線、オン分割電極上の透過率、オフ分割電極上の透過率及び分割電極以外の部位の透過率によって決定される。オン・オフの切り替えにより図１２（ｂ）で示した透過率変化が発生するとき、バリアパネルの輝度曲線は図１２（ａ）で示される。オン・オフ切り替え時の変化点で透過率変動が発生し、透過率変動が輝度変動３０として現れる。応答速度が速い液晶を用いた場合には、オン・オフ透過率曲線の立ち上がりや、オフ・オン透過率曲線の立ち下がりはもっと急峻になるが、輝度変動が無くなることはない。

図１３は、オンからオフへの切り替えとオフからオンへ切り替えを同時に行うときに、バリアパネルに印加する波形である。図１３（ａ）に共通電極に供給される共通電極波形を、図１３（ｂ）にオン状態からオフ状態へ切り替えられる分割電極Ａに供給されるオン・オフ電極波形を、図１３（ｃ）にオフ状態からオン状態へ切り替えられる分割電極Ｂに供給されるオフ・オン電極波形を、図１３（ｄ）にオン状態を維持する分割電極Ｃに供給されるオン電極波形を、図１３（ｅ）にオフ状態を維持する分割電極Ｄに供給されるオフ電極波形を示す。ここで、オン・オフ電極波形がオンからオフに切り替わるタイミングとオフ・オン電極波形がオフからオンに切り替わるタイミングは同時である。オン・オフ電極波形が印加される分割電極Ａ上の透過率は、図１２（ｂ）のオン・オフ透過率曲線に相当し、オフ・オン電極波形が印加される分割電極Ｂ上の透過率は、図１２（ｂ）のオフ・オン透過率曲線に相当する。即ち、オンとオフが同時に切り替わる図１３のような波形が印加されるバリアパネルには、図１２（ａ）に示した輝度変動３０が発生する。輝度変動３０が発生すると、観察者は視認した見る立体映像に違和感を抱くことになる。

そこで、本発明の目的は、オン・オフを切り替えたときの輝度変動が少ないバリア液晶装置を提供することにある。

本発明のバリア液晶装置は、縦ストライプ配列された透過部と遮光部をもつ分割バリアをバリア発生手段によって発生させるバリアパネルを含む。縦ストライプ配列された分割バリアは、透過部と遮光部の位置が制御され、観察者の左右の眼に夫々左右画像が届く。観察者の位置情報や立体画像表示装置の加速度や角速度に同期して透過部と遮光部が制御される。分割バリアは、応答速度ＴｏｎとＴｏｆｆがそれぞれ１ｍｓから２０ｍｓの間の特性を示すバリア液晶パネルによって表示される。このバリアパネルに供給する入力波形は、オン状態からオフ状態へ切り替わる電極の入力信号と、オフ状態からオン状態へ切り替わる電極の入力信号の間に、１ｍｓから２０ｍｓの時間差を設定する。即ち、信号を入力してから透過率変化が起こり始める時間差を調節する。

このような構成によれば、輝度変動は小さくなり、観察者はフリッカーとして認識しにくくなる。そのため、分割バリアを移動しても快適な立体画像を観察することができる。

また、本発明の立体画像表示装置は、前述のいずれかの構成のバリア液晶装置と、観察者の頭とバリア液晶装置に含まれるバリアパネルの相関位置を算出する位置検出回路と、左眼用の画像を表示するライン状の画素と右眼用の画像を表示するライン状の画素が交互に配列された表示パネルと、左眼用の表示データと右眼用の表示データを生成し、表示パネルに供給する表示パネル駆動回路と、立体画像の表示を指示する信号を、表示パネル駆動回路とバリア液晶装置に含まれるバリアパネル制御回路へ出力する立体映像選択回路を備えている。

分割バリアを移動するときに発生するバリアパネルの輝度変動が低減でき、快適な立体画像を観察できる立体画像表示装置が実現する。

立体画像表示装置の主要構成を示す模式図である。 バリアパネルの部分断面図である。 バリアパネルの部分断面図である。 実施例１で用いたバリア電極のパターン形状を模式的に示す平面図である。 実施例１で用いたバリア電極を説明する一部断面図である。 バリアパネルの表示状態を説明する図である。 実施例１によるバリアパネルの駆動波形を示す図表である。 実施例１によるバリアパネルの輝度変動と透過率変化を表す図である。 実施例２によるバリアパネルの駆動波形を示す図表である。 実施例２によるバリアパネルの輝度変動と透過率変化を表す図である。 実施例３によるバリアパネルの駆動波形を示す図表である。 従来のバリアパネルの輝度変動および透過率変化を示す図である。 従来のバリアパネルの駆動波形を示す図表である。

本発明のバリア液晶装置は、バリアパネルとこのバリアパネルを駆動するバリア制御回路を備えており、左眼用の画像を表示するライン状の画素と右眼用の画像を表示するライン状の画素が交互に配列された表示パネルと組み合わせて、立体画像を観察する表示装置に用いられる。バリアパネルは、ストライプ状のバリア電極が形成された透明基板と、共通電極が形成された対向基板との間に液晶が挟持された構成である。バリア電極は複数の分割電極で形成されている。バリア制御回路は、共通電極に共通電極波形として矩形波を供給する。また、複数の分割電極のうち、オン状態の分割電極には共通電極波形と逆相の矩形波をオン波形として供給し、オフ状態の分割電極には共通電極波形と同相の矩形波をオフ波形として供給する。さらに、オン状態からオフ状態に変化する分割電極に供給される波形は、時間Ｔでオン波形からオフ波形へ切り替わる信号波形である。このとき、オフ状態からオン状態に変化する分割電極に供給される波形は、時間Ｔより１ｍｓ〜２０ｍｓ遅延してオフ波形からオン波形へ切り替わる信号波形である。このような波形を用いることにより、信号を入力してから透過率変化が起こり始める時間差を調節することが可能になり、液晶の透過率変化がオフよりオンが早いことに起因するバリアパネルの輝度変動を小さくすることができる。このとき、応答速度が１ｍｓから２０ｍｓの特性を示すバリアパネルを用いるとよい。

さらに、オン状態からオフ状態に変化する分割電極に印加されるオフ波形を、共通電極波形の極性反転と時間差１ｍｓ〜２０ｍｓをもって極性反転する波形とし、オフ状態の分割電極のうちオン状態の分割電極と隣接する分割電極に印加されるオフ波形を、共通電極波形の極性反転と時間差１ｍｓ〜２０ｍｓをもって極性反転する波形とした。このような波形を用いることにより、バリア表示位置を移動させたときの輝度変動だけでなく、バリア表示位置を移動しないときにも微小な輝度変動が現れる。そのため、輝度変動が発生する時間は人間の臨界融合周波数５０Ｈｚ以上の短時間の変化になる。したがって、輝度変動は観察者がフリッカーとして認識しにくくなり、快適な立体画像の観察が実現できる。

あるいは、オフ状態の分割電極のうちオン状態の分割電極と隣接しない分割電極に印加されるオフ波形を、共通電極波形の極性反転と時間差１ｍｓ〜２０ｍｓをもって極性反転する波形としてもよい。この場合にも、バリア表示位置を移動させたときの輝度変動だけでなく、バリア表示位置を移動しないときにも微小な輝度変動が現れる。そのため、輝度変動が発生する時間は人間の臨界融合周波数５０Ｈｚ以上の短時間の変化になる。したがって、輝度変動は観察者がフリッカーとして認識しにくくなり、快適な立体画像の観察が実現できる。

以下、本発明に係る実施例を、図面を用いて詳細に説明する。以下の実施例では、バリア電極を６つの分割電極で構成し、隣接する３つの分割電極をまとめてオン・オフする例で説明するが、他の分割数や表示数にも同様に適用できる。

（実施例１）
本実施例の立体画像表示装置を図面に基づいて説明する。図１は立体画像表示装置の概略構成を示す模式図である。立体画像表示装置は、センサー２と位置検出回路３とバリア表示装置１と立体映像選択回路６と表示パネル駆動回路７と表示パネル８を備えている。バリア表示装置１はバリアパネル制御回路４とバリアパネル５で構成される。センサー２は観察者の顔を撮影するカメラや立体画像装置の水平度を検知する加速度センサーや角速度を検知するジャイロスコープである。位置検出回路３はセンサー２が出力した信号に基づいて、バリア表示装置１に対する観察者の位置を算出し、バリアパネル５の駆動状態を決定する。バリアパネル制御回路４は位置検出回路３と立体画像選択回路６の信号に基づいてバリアパネルの駆動信号を生成し、バリアパネル５を駆動する。立体映像選択回路６は観察者が立体画像を見る選択をしたとき、または表示パネル８に表示させる画像が立体映像であるときに、立体画像を表示することを指示する信号をバリアパネル制御回路４と表示パネル駆動回路７へ出力する。表示パネル駆動回路７は立体映像選択回路６の信号に基づいて左眼用の表示データと右眼用の表示データを生成し、表示パネル８に供給する。表示パネル８は、左眼用の画像を表示する画素列と右眼用の画像を表示する画素列が交互に配置されている。バリアパネル５は、表示パネル８の表示面側または裏面側に配置される。本実施例では、応答速度Ｔｏｎ（透過率９０％から１０％に変化するまでの時間）とＴｏｆｆ（透過率１０％から９０％に変化するまでの時間）がそれぞれ１ｍｓ〜２０ｍｓの特性を持つバリアパネルを用いている。観察者は、バリアパネル５にバリアが表示された状態で、左眼用の画素列と右眼用の画素列が交互に配された映像を観察したときに、視差バリア方式による立体画像を認識することができる。

バリアパネル５の断面構成を図２、図３に例示する。図示するように、共通電極２０が形成された下ガラス基板２５とバリア電極１０が形成された上ガラス基板２４の間に液晶２１が挟持されている。バリア電極１０は複数の分割電極で構成されており、これらの分割電極を個別に駆動してオン・オフを制御することにより、遮光バリアの位置を任意に変えることができる。本実施例ではバリア電極１０は６つに分割されている。これらを第一分割電極１１〜第六分割電極１６として表している。第一〜第六分割電極１１〜１６は共通電極２０と向き合う位置に配置されている。第一〜第六分割電極１１〜１６は、６本を１単位としてバリア電極１０を構成し、横方向に繰り返し配列されている。ここでは分割電極６本を１単位としているが、２本以上であれば何本でも良い。

図２に示したバリアパネル５では、液晶の厚みを均一にするために上ガラス基板２４と下ガラス基板２５の間に球状スペーサー２２が設けられている。一方、図３に示したバリアパネル５では、液晶の厚みを均一にするために上ガラス基板２４と下ガラス基板２５の間に柱状スペーサー２３が設けられている。柱状スペーサー２３は上ガラス基板２４と下ガラス基板２５の少なくとも一方の基板上に樹脂等により形成されている。

次に、バリア電極１０のパターン形状を図４に示す。図４は分割電極群を模式的に示す平面図である。全てのバリア電極１０の第一分割電極１１はスルーホールＴＨを介して第一バリア配線１１Ｌに接続されている。したがって、全ての第一バリア電極１１に同一の波形が印加される。他の分割電極も同様であり、第二分割電極１２〜第六分割電極１６はスルーホールＴＨを介してそれぞれの第二バリア配線１１Ｌ〜第六バリア配線１６Ｌに接続される。第一バリア配線１１Ｌから第六バリア配線１６Ｌを介して第一分割電極１１から第六分割電極１６に駆動波形が供給される。第一〜第六分割電極１１〜１６と共通電極２０の間に駆動電圧を印加し、液晶２１を駆動してバリアを表示する。図５は図４中の線分ＡＢによる断面図である。上ガラス基板２４上に、第一〜第六バリア配線１１Ｌ〜１６Ｌと、絶縁層２６と、第一〜第六分割電極１１〜１６が順に積層されている。各バリア配線の上にスルーホールＴＨが形成され、対応する分割電極とバリア配線が電気的に接続される。図５に示す断面では、上ガラス基板２４に第一バリア配線１１Ｌ、第二バリア配線１２Ｌ、第三バリア配線１３Ｌが形成され、これらのバリア配線を覆うように絶縁層２６が設けられている。第一バリア配線１１Ｌの上に設けられたスルーホールＴＨにより、第一バリア配線１１Ｌと絶縁膜２６上の第一分割電極１１が電気的に接続されている。

図６はバリアパネル５を駆動したときのバリア部分と透過部分の一部を示す平面図である。斜線で示す分割電極は光を遮光し、斜線で示していない分割電極は光を透過する。ここで、表示パネル８は、左眼用の画像を表示する画素列と右眼用の画像を表示する画素列が交互に配置されている。６つの分割電極の幅が、左眼用の画素列と右眼用の画素列の二列分に相当している。例えば、第一分割電極１１から第三分割電極１３の総幅が左眼用の画素列の幅に対応し、第四分割電極１４から第六分割電極１６の総幅が右眼用の画素列の幅に対応する。バリアパネル５がノーマリーホワイトモードの場合、遮光する分割電極と共通電極の間には電圧が印加され、オン状態であり、遮光する分割電極と共通電極の間には電圧が印加されず、オフ状態である。図６（ａ）の状態では、第一〜第三分割電極１１〜１３はオン状態であり、共通電極２０との間には駆動電圧が印加される。第四〜第六分割電極１４〜１６はオフ状態である。図６（ａ）の状態から図６（ｂ）の状態に変わるとき、第一分割電極１１がオン状態からオフ状態へ、第四分割電極１４がオフ状態からオン状態へ切り替わる。図６（ｂ）の状態から図６（ｃ）の状態に変わるとき、第二バリア電極１２がオン状態からオフ状態へ、第五分割電極１５がオフ状態からオン状態へ切り替わる。このように各分割電極をオン状態とオフ状態に切り替えることで、透過する電極位置を横に移動させることができる。視差バリア方式の立体映像装置では、バリアパネルの透過位置を観察者の眼に向かうように設定することで、観察者と立体画像表示装置の位置関係が変動したときも観察者は立体映像を見ることができる。

図７に、各分割電極と共通電極に供給する波形を模式的に示す。図７（ａ）に共通電極２０に供給される共通電極波形を示す。図示するように共通電極波形は矩形波である。図７（ｂ）にオン状態からオフ状態へ切り替えられる分割電極に供給されるオン・オフ電極波形を、図７（ｃ）にオフ状態からオン状態へ切り替えられる分割電極に供給されるオフ・オン電極波形を示す。また、図７（ｄ）にオン状態を維持する分割電極に供給されるオン電極波形を、図７（ｅ）にオフ状態を維持する分割電極に供給されるオフ電極波形を示す。ここで、オフ・オン電極波形において、オフ状態からオン状態に切り替わるタイミングは、オン・オフ電極波形がオン状態からオフ状態に切り替わるタイミングＴより時間差Ｔｄ１だけ遅延している。

図６を参照して具体的に説明する。図６（ａ）のバリア表示の状態から図６（ｂ）のバリア表示の状態に時間Ｔで切り替えるとする。すなわち、第一分割電極１１はオン状態からオフ状態に、第四分割電極１４はオフ状態からオン状態に切り替わる。したがって、第一分割電極１１には図７（ｂ）に示したオン・オフ電極波形が印加され、第四分割電極１４には図７（ｃ）に示したオフ・オン電極波形が印加される。第二分割電極１２と第三分割電極１３には図７（ｄ）に示したオン電極波形が、第五分割電極１５と第六分割電極１６には図７（ｅ）に示したオフ電極波形で供給される。前述のように、オフ・オン電極波形がオフ状態からオン状態に切り替わる時間は、オン・オフ電極波形がオン状態からオフ状態に切り替わる時間より時間差Ｔｄ１だけ遅延している。オン・オフ電極波形の切り替わりは、オフ・オン電極波形の切り替わりより早いタイミングで切り替わる。時間差Ｔｄ１は、１ｍｓから２０ｍｓの間で設定される。

このような波形を供給することにより、図１２（ａ）で示した従来の輝度変動は緩和される。図８に本実施例によるバリアパネルの輝度変動と透過率変化を表す。図８（ａ）はバリアパネルの輝度を示すグラフであり、バリアパネルの透過位置を移動させたときは輝度変動３０が現れる。図７で示した入力波形によって補正されるため、微小な輝度変動３０になる。図８（ｂ）は、オン状態からオフ状態に切り替えた分割バリア電極上のオン・オフ透過率曲線およびオフ状態からオン状態へ切り替えた分割バリア電極上のオフ・オン透過率曲線である。観察者は切り替わる際の輝度変動をほとんど認識せず、快適な立体画像を見ることができる。ここで、使用環境の温度変化に従う輝度変動３０の変化を補正するために、環境温度に応じて時間差Ｔｄ１を変化させても良い。

（実施例２）
本実施例の立体画像表示装置を図面に基づいて説明する。本実施例は、オン状態からオフ状態へ切り替える分割電極と、オフ状態からオン状態へ切り替える分割電極にオフ状態時に印加する波形が実施例１と異なっている。それ以外の構成は、基本的に実施例１と同じなので、重複する説明は適宜省略する。

図９に、各分割電極と共通電極に供給する本実施例による波形を模式的に示す。共通電極２０に供給される共通電極波形を図９（ａ）に示す。図示するように共通電極波形は矩形波である。図９（ｂ）に、オン状態からオフ状態へ切り替えられる分割電極に供給されるオン・オフ電極波形を示す。オン・オフ電極波形において、オフ状態からオン状態にタイミングＴで切り替わるとオフ波形が供給される。ここで供給されるオフ波形は、共通電極波形の極性反転と時間差Ｔｄ２をもって極性反転している。本図では遅れて極性反転しているが、共通電極波形と時間差があればその段階で液晶に電圧が印加された状態になるため、時間差Ｔｄ２だけ早く極性反転してもよい。図９（ｃ）に、オフ状態からオン状態へ切り替えられる分割電極に供給されるオフ・オン電極波形を示す。オフ・オン電極波形において、オフ状態に供給されるオフ波形は、共通電極波形の極性反転と時間差Ｔｄ２をもって極性反転している。本図では遅れて極性反転しているが、共通電極波形と時間差があればその段階で液晶に電圧が印加された状態になるため、時間差Ｔｄ２だけ早く極性反転してもよい。また、オフ状態からオン状態に切り替わるタイミングは、オン・オフ電極波形がオン状態からオフ状態に切り替わるタイミングＴより時間差Ｔｄ１だけ遅延している。図９（ｄ）にオン状態を維持する分割電極に供給されるオン電極波形を、図９（ｅ）にオフ状態を維持する分割電極に供給されるオフ電極波形を示す。

図６を参照して具体的に説明する。図６（ａ）のバリア表示の状態から図６（ｂ）のバリア表示の状態に時間Ｔで切り替えるとする。すなわち、第一分割電極１１はオン状態からオフ状態に、第四分割電極１４はオフ状態からオン状態に切り替わる。したがって、第一分割電極１１には図９（ｂ）に示したオン・オフ電極波形が印加される。つまり、図６（ｂ）のバリア表示状態では、共通電極波形の極性反転と時間差Ｔｄ２をもって極性反転するオフ波形が供給されている。また、第四分割電極１４には図９（ｃ）に示したオフ・オン電極波形が印加される。図６（ａ）のバリア表示状態では、共通電極波形の極性反転と時間差Ｔｄ２をもって極性反転するオフ波形が供給されている。つまり、図６（ａ）のバリア表示状態では、オフ状態の分割電極のうちオン状態の分割電極に隣接する分割電極には、共通電極波形の極性反転と時間差Ｔｄ２をもって極性反転するオフ波形が供給される。具体的には、第四分割電極１４と第六分割電極１６には、共通電極波形の極性反転と１ｍｓから２０ｍｓの間の任意の時間差をもって極性反転するオフ波形が供給される。一方、第五分割電極１５には共通電極波形と同相の矩形波がオフ波形として供給される。つまり、第五分割電極１５には図９（ｅ）に示したオフ電極波形が供給される。また、第二分割電極１２と第三分割電極１３には図９（ｄ）に示した共通電極波形と逆相の矩形波がオン電極波形として供給される。この後で、図６（ｂ）のバリア表示状態に移ると以下のように波形が変化する。第五分割電極１５はオン状態にある分割電極（ここでは第四分割電極１４）に隣接するオフ状態の電極となったために、共通電極波形の極性反転と時間差Ｔｄ２をもって極性反転するオフ電極波形が供給されることになる。一方、第六分割電極１６はオン状態にある分割電極に隣接しないオフ状態の電極に変わったために、共通電極波形と逆相の矩形波がオフ電極波形として供給されることになる。すなわち、第六分割電極１６に印加される波形には時間差Ｔｄ２は設定されない。

このように、バリア表示位置の変化に応じて各分割電極に印加される波形が決まることになる。また、使用環境の温度変化に従って、時間差Ｔｄ１とＴｄ２を個別に変化させても良い。

このような波形を供給することにより、図１２（ａ）で示した従来の輝度変動は緩和され、図１０に示すようなバリアパネルの輝度変動と透過率変化となる。図１０（ａ）はバリアパネルの輝度を示す図表であり、図１０（ｂ）は、オン状態からオフ状態に切り替えた分割電極上のオン・オフ透過率曲線と、オフ状態からオン状態へ切り替えた分割電極上のオフ・オン透過率曲線を示す図表である。図示するように、バリア表示位置を移動させたときは輝度変動３０が、バリア表示位置を移動しないときは輝度変動３１が現れる。この微小な輝度変動は、図９（ｂ）と図９（ｃ）で示した共通電極波形の極性反転と時間差Ｔｄ２をもって極性反転するオフ波形に起因する。この微小な輝度変動３１は、輝度変動３０を目立たなくする効果があり、観察者は切り替わる際の輝度変動３０をほとんど認識することがない。

本実施例のように駆動波形を工夫することにより、観察者が輝度変動をより認識しにくい状態にできる。そのため、快適な立体画像を見ることができる。

（実施例３）
本実施例の立体画像表示装置を図面に基づいて説明する。本実施例は、オフ状態が継続する分割電極に印加する波形が実施例１と異なっている。それ以外の構成は、基本的に実施例１と同じなので、重複する説明は適宜省略する。

図１１に、各分割電極と共通電極に供給する本実施例による波形を模式的に示す。図１１（ａ）〜１１（ｄ）に示した波形は実施例１と同様である。図１１（ａ）に共通電極２０に供給される共通電極波形を、図１１（ｂ）にオン状態からオフ状態へ切り替えられる分割電極に供給されるオン・オフ電極波形を、図１１（ｃ）にオフ状態からオン状態へ切り替えられる分割電極に供給されるオフ・オン電極波形を、図１１（ｄ）にオン状態を維持する分割電極に供給されるオン電極波形を示している。図１１（ｅ）にオフ状態を維持する分割電極に供給されるオフ電極波形を示す。ここで供給されるオフ電極波形は、共通電極波形の極性反転と時間差Ｔｄ２をもって極性反転している。本図では遅れて極性反転しているが、共通電極波形と時間差があればその段階で液晶に電圧が印加された状態になるため、時間差Ｔｄ２だけ早く極性反転してもよい。なお、図１１（ｃ）に、オフ状態からオン状態へ切り替えられる分割電極に供給されるオフ・オン電極波形を示す。オフ状態からオン状態に切り替わるタイミングは、オン・オフ電極波形がオン状態からオフ状態に切り替わるタイミングＴより時間差Ｔｄ１だけ遅延している。

図６を参照して具体的に説明する。図６（ａ）のバリア表示の状態から図６（ｂ）のバリア表示の状態に時間Ｔで切り替えるとする。すなわち、第一分割電極１１はオン状態からオフ状態に、第四分割電極１４はオフ状態からオン状態に切り替わる。したがって、第一分割電極１１には図１１（ｂ）に示したオン・オフ電極波形が印加される。図６（ａ）に示したバリア表示状態では、第一分割電極１１には共通電極波形と逆相の矩形波がオン波形として供給される。図６（ｂ）に示したバリア表示状態では、第一分割電極１１には共通電極波形と同相の矩形波がオフ波形として供給される。そして、第四分割電極１４には図１１（ｃ）に示したオフ・オン電極波形が印加される。図６（ａ）に示したバリア表示状態では、第四分割電極１４には共通電極波形と同相の矩形波がオフ波形として供給される。オフ・オン電極波形がオフ状態からオン状態に切り替わる時間は、オン・オフ電極波形がオン状態からオフ状態に切り替わる時間より時間差Ｔｄ１だけ遅延している。したがって、図６（ｂ）に示したバリア表示状態では、第四分割電極１４にはタイミングＴから時間差Ｔｄ１ではオフ波形が継続して供給され、その後、共通電極波形と逆相の矩形波（オン波形）に切り替わることになる。また、第二分割電極１２と第三分割電極１３には図１１（ｄ）に示した共通電極波形と逆相の矩形波がオン電極波形として供給される。

次に、第五分割電極１５に供給される波形を説明する。図６（ａ）に示したバリア表示状態では、第五分割電極１５はオン状態にある分割電極に隣接しないオフ状態の電極である。そのため、第五分割電極１５には、共通電極波形の極性反転と時間差Ｔｄ２をもって極性反転するオフ波形が供給されている。この後で、図６（ｂ）のバリア表示状態に移ると以下のように波形が変化する。第五分割電極１５はオン状態にある分割電極（ここでは第四分割電極１４）に隣接するオフ状態の電極となったために、第五分割電極１５には共通電極波形と同相のオフ波形が供給されることになる。すなわち、図６（ｂ）のバリア表示状態で第五分割電極１５に印加されるオフ波形には時間差Ｔｄ２は設定されない。

次に、第六分割電極１６に供給される波形を説明する。図６（ａ）に示したバリア表示状態では、第六分割電極１６はオン状態にある分割電極（ここでは第一分割電極１１）に隣接するオフ状態の電極である。そのため、第六分割電極１６には、共通電極波形と同相のオフ波形が供給されている。この後で、図６（ｂ）のバリア表示状態に移ると以下のように波形が変化する。第六分割電極１６はオン状態にある分割電極に隣接しないオフ状態の電極に変わったために、第六分割電極１６には、共通電極波形の極性反転と時間差Ｔｄ２をもって極性反転するオフ波形が供給されることになる。

このように、バリア表示位置の変化に応じて各分割電極に印加される波形が決まることになる。また、使用環境の温度変化に従って、時間差Ｔｄ１とＴｄ２を個別に変化させても良い。ここで、時間差Ｔｄ１は、１ｍｓから２０ｍｓの間の時間で設定される。時間差Ｔｄ２も、１ｍｓから２０ｍｓの間の任意の時間に個別に設定すればよい。

このような波形を供給することにより、図１２（ａ）で示した従来の輝度変動は緩和され、図１０に示すようなバリアパネルの輝度変動と透過率変化となる。図１０（ａ）はバリアパネルの輝度を示す図表であり、図１０（ｂ）は、オン状態からオフ状態に切り替えた分割電極上のオン・オフ透過率曲線と、オフ状態からオン状態へ切り替えた分割電極上のオフ・オン透過率曲線を示す図表である。図示するように、バリア表示位置を移動させたときは輝度変動３０が、バリア表示位置を移動しないときは輝度変動３１が現れる。この微小な輝度変動は、図１１（ｅ）で例示した共通電極波形の極性反転と時間差Ｔｄ２をもって極性反転するオフ波形に起因する。すなわち、この時間差Ｔｄ２が定常的に透過率を変動させ、微小な輝度変動を発生させる。この微小な輝度変動３１は、輝度変動３０を目立たなくする効果があり、観察者は切り替わる際の輝度変動３０をほとんど認識することがない。

本実施例の駆動波形によれば、観察者が輝度変動をより認識しにくくなり、快適な立体画像を見ることができる。

１ バリア液晶装置
２ センサー
３ 位置検出回路
４ バリアパネル制御回路
５ バリアパネル
６ 立体映像選択回路
７ 表示パネル駆動回路
８ 表示パネル
１０ バリア電極
１１ 第一分割電極
１２ 第二分割電極
１３ 第三分割電極
１４ 第四分割電極
１５ 第五分割電極
１６ 第六分割電極
１１Ｌ 第一バリア配線
１２Ｌ 第二バリア配線
１３Ｌ 第三バリア配線
１４Ｌ 第四バリア配線
１５Ｌ 第五バリア配線
１６Ｌ 第六バリア配線
２０ 共通電極
２１ 液晶
２２ 球状スペーサー
２３ 柱状スペーサー
２４ 上ガラス基板
２５ 下ガラス基板
３０ 輝度変動
３１ 輝度変動
ＴＨ スルーホール
Ｔｄ１ 時間差
Ｔｄ２ 時間差

Claims (5)

1. ストライプ状のバリア電極が形成された透明基板と、共通電極が形成された対向基板との間に液晶が挟持されたバリアパネルと、
   前記バリアパネルを駆動するバリア制御回路を備えるバリア液晶装置において、
   前記バリア電極は複数の分割電極で形成され、
   前記バリア制御回路は、前記共通電極に共通電極波形として矩形波を供給し、前記複数の分割電極のうち、オン状態の分割電極には前記共通電極波形と逆相の矩形波をオン波形として供給し、オフ状態の分割電極には前記共通電極波形と同相の矩形波をオフ波形として供給するとともに、
   オン状態からオフ状態に変化する分割電極に供給される波形が、時間Ｔで前記オン波形から前記オフ波形へ切り替わるとき、オフ状態からオン状態に変化する分割電極に供給される波形は、前記時間Ｔより１ｍｓ〜２０ｍｓ遅延して前記オフ波形から前記オン波形へ切り替わることを特徴とするバリア液晶装置。
2. 前記オン状態からオフ状態に変化する分割電極に印加される前記オフ波形は、前記共通電極波形の極性反転と時間差１ｍｓ〜２０ｍｓをもって極性反転し、
   前記オフ状態の分割電極のうち前記オン状態の分割電極と隣接する分割電極に印加される前記オフ波形は、前記共通電極波形の極性反転と時間差１ｍｓ〜２０ｍｓをもって極性反転することを特徴とする請求項１に記載のバリア液晶装置。
3. 前記オフ状態の分割電極のうち前記オン状態の分割電極と隣接しない分割電極に印加される前記オフ波形は、前記共通電極波形の極性反転と時間差１ｍｓ〜２０ｍｓをもって極性反転することを特徴とする請求項１に記載のバリア液晶装置。
4. 前記バリアパネルの応答速度が１ｍｓから２０ｍｓの特性を示すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバリア液晶装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載されたバリア液晶装置と、
   観察者の頭と前記バリア液晶装置に含まれるバリアパネルとの相関位置を算出する位置検出回路と、
   左眼用の画像を表示するライン状の画素と右眼用の画像を表示するライン状の画素が交互に配列された表示パネルと、
   左眼用の表示データと右眼用の表示データを生成し、前記表示パネルに供給する表示パネル駆動回路と、
   立体画像の表示を指示する信号を、前記表示パネル駆動回路と前記バリア液晶装置に含まれるバリアパネル制御回路へ出力する立体映像選択回路と、を備えることを特徴とする立体画像表示装置。

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