(57)【要約】【課題】透過状態及び遮光状態を切り換える高速なシャッター駆動を実現しつつ、的確に遮光可能な液晶セル、当該液晶セルを用いることによって視認性の優れた立体視用装着具及びその駆動方法等を提供することにある。【解決手段】立体視用眼鏡２００は、強誘電性液晶材料の液晶分子ＬＣを有する液晶セルによって構成された左眼用シャッター２０Ｌ及び右眼用シャッター２０Ｒの各液晶シャッター２０と、液晶表示装置１００から送信された制御信号に基づいて、左眼用シャッター２０Ｌ及び右眼用シャッター２０Ｒを駆動する駆動電圧を印加する駆動回路２１０と、を備え、透過状態及び遮光状態を切り換える高速なシャッター駆動を実現しつつ、遮光状態にするために第１偏光軸５２に向けて液晶分子ＬＣを可動する。【選択図】図１
2014074749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左眼用シャッターと、右眼用シャッターと、左眼用画像及び右眼用画像を表示する表示装置から送信された制御信号に基づいて、前記左眼用シャッター及び前記右眼用シャッターを制御するための駆動電圧を印加する駆動回路と、を備え、
各液晶シャッターが、
第１偏光軸を有する第１偏光板と、
前記第１偏光軸と非平行の第２偏光軸を有する第２偏光板と、
前記第１偏光板と第２偏光板との間に挟持され、第１偏光軸及び第２偏光軸との間に各偏光軸に非平行に形成された基準軸の方向にラビング処理された一対の配向膜と、
前記配向膜に挟持される液晶層であって、前記駆動電圧の無印加時に前記基準軸と前記第１偏光軸の間に傾いて安定化し、自発分極を有する液晶分子を封入する液晶層と、
を有し、前記表示装置に表示された左眼用画像及び右眼用画像に対するユーザの右眼及び左眼の視認性を制御する立体視用装着具の駆動方法であって、
前記左眼用画像が前記表示装置に表示された場合に、前記右眼用シャッターの液晶分子に当該表示された左眼用画像が視認不能な遮光状態となる前記第１偏光軸に向けて可動するための駆動電圧を印加するとともに、前記左眼用シャッターの液晶分子に当該左眼用画像が視認可能な透過状態となる前記第２偏光軸に向けて可動するための駆動電圧を印加し、
前記右眼用画像が前記表示装置に表示された場合に、前記右眼用シャッターの液晶分子に当該表示された右眼用画像が視認可能な透過状態となる前記第２偏光軸に向けて可動するための駆動電圧を印加するとともに、前記左眼用シャッターの液晶分子に当該右眼用画像が視認不能な透過状態となる前記第１偏光軸に向けて可動するための駆動電圧を印加し、
前記液晶分子が安定化する際の安定化軸と前記第１偏光軸とによって形成される第１角度が、前記安定化軸と第２偏光軸とによって形成される第２角度より小さいことを特徴とする、立体視用装着具の駆動方法。
【請求項２】
前記左眼用画像が前記表示装置に表示された場合に、前記右眼用シャッターの液晶分子に、前記第１偏光軸に平行な第１位置に可動させるための駆動電圧を印加するとともに、前記左眼用シャッターの液晶分子に、前記第２偏光軸に平行な第２位置に可動させるための駆動電圧を印加し、
前記右眼用画像が表示装置に表示された場合に、前記左眼用シャッターの液晶分子に、前記第１位置に可動させるための駆動電圧を印加し、前記右眼用シャッターの液晶分子に、前記第２位置に可動させるための駆動電圧を印加する、請求項１に記載の立体視用装着具の駆動方法。
【請求項３】
前記液晶分子の位置が前記第１位置の場合に透過率が最小になり、前記液晶分子の位置が前記第２位置の場合に透過率が最大になる、請求項１又は２に記載の立体視用装着具の駆動方法。
【請求項４】
前記液晶分子を前記第２位置に可動させるための駆動電圧が、当該液晶分子を前記第１位置に可動させるための駆動電圧の逆極性の電圧である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の立体視用装着具の駆動方法。
【請求項５】
前記表示装置に表示される左眼用画像及び右眼用画像が時分割に交互に表示させる場合に、
前記表示装置に連動し、前記左眼用シャッター及び前記右眼用シャッターのそれぞれの遮光状態及び透過状態が、前記左眼用シャッター及び前記右眼用シャッターで互いに異なりつつ、交互に切り替わる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の立体視用装着具の駆動方法。
【請求項６】
前記液晶分子が、強誘電性の性質を有する、１〜５のいずれか１項に記載の立体視用装着具の駆動方法。
【請求項７】
左眼用画像及び右眼用画像が表示される表示装置と連動し、当該表示装置に表示された画像に対するユーザの右眼及び左眼の視認性を制御する立体視用装着具であって、
前記ユーザによって、前記左眼用画像が視認可能な透過状態と当該左眼用画像が視認不能な遮光状態とを切り換える左眼用シャッターと、
前記ユーザによって、前記右眼用画像が視認可能な透過状態と当該右眼用画像が視認不能な遮光状態とを切り換える右眼用シャッターと、
前記表示装置から送信された制御信号に基づいて、前記左眼用シャッター及び前記右眼用シャッターの各液晶シャッターにおける前記透過状態及び前記遮光状態の状態制御をするための駆動電圧を印加する駆動回路と、
を備え、
各液晶シャッターが、
第１偏光軸を有する第１偏光板と、
前記第１偏光軸と非平行の第２偏光軸を有する第２偏光板と、
前記第１偏光板と第２偏光板との間に挟持され、第１偏光軸及び第２偏光軸との間に各偏光軸と非平行に形成された基準軸の方向にラビング処理された一対の配向膜と、
前記配向膜に挟持される液晶層であって、前記駆動電圧の無印加時に前記基準軸と前記第１偏光軸の間に傾いて安定化し、自発分極を有する液晶分子を封入する液晶層と、
を有し、
前記左眼用シャッターが、前記駆動電圧に基づいて、前記液晶分子を、前記左眼用画像が表示装置に表示された場合には前記透過状態となる前記第２偏光軸に向けて可動し、前記右眼用画像が表示装置に表示された場合には遮光状態となる前記第１偏光軸に向けて可動するとともに、
前記右眼用シャッターが、前記駆動電圧に基づいて、前記液晶分子を、前記左眼用画像が表示装置に表示された場合には前記遮光状態となる前記第１偏光軸に向けて可動し、前記右眼用画像が表示装置に表示された場合には前記透過状態となる前記第２偏光軸に向けて可動し、
前記液晶分子が安定化する際の安定化軸と前記第１偏光軸とによって形成される第１角度が、前記安定化軸と第２偏光軸とによって形成される第２角度より小さいことを特徴とする、立体視用装着具。
【請求項８】
照射光を透過する透過状態と当該照射光を遮光する遮光状態とを切り換える液晶セルであって、
第１偏光軸を有する第１偏光板と、
前記第１偏光軸と非平行の第２偏光軸を有する第２偏光板と、
前記第１偏光板と第２偏光板との間に挟持され、第１偏光軸及び第２偏光軸との間に各偏光軸と非平行に形成された基準軸の方向にラビング処理された一対の配向膜と、
前記配向膜に挟持される液晶層であって、前記駆動電圧の無印加時に前記基準軸と前記第１偏光軸の間に傾いて安定化し、自発分極を有する液晶分子を封入する液晶層と、
を有し、
前記液晶分子が、外部から印加された駆動電圧に基づいて、前記第１偏光軸に向けて可動した場合には、前記遮光状態となり、前記第２偏光軸に向けて可動した場合には、前記透過状態となるとともに、
前記液晶分子が安定化する際の安定化軸と前記第１偏光軸とによって形成される第１角度が、前記安定化軸と第２偏光軸とによって形成される第２角度より小さいことを特徴とする、液晶セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体視用装着具、液晶セル及び立体視用装着具の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、一つの画面に対して時分割で複数の動画像を表示させるとともに、当該動画像表示と同期したシャッター付メガネを用いることによって、複数の映像をそれぞれ分離して認識する技術が知られている。また、当該認識技術を利用し、視認者の左右の目に相当する視差画像を表示することによって立体表示を可能とする技術も登場している。
【０００３】
特に、この立体表示に用いるシャッター付きメガネ（以下、「立体視用眼鏡」ともいう。）は、左右眼用にそれぞれの液晶素子から構成される液晶シャッターを有し、表示装置の視差画像の表示タイミングと同期して左右の液晶シャッターの遮光状態と透過状態を交互に制御することができるようになっている。
【０００４】
一方、上記のような立体使用眼鏡の液晶シャッターに用いる液晶素子としては、軽量・薄型表示素子として広く利用されているＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式の他に、最近では、応答速度が極めて短く、高速デバイスに適した強誘電性液晶（ＦＬＣ）を利用する研究も進んでいる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２８４２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献のように、立体視用眼鏡において強誘電液晶の液晶分子を液晶シャッターに用いる場合には、印加される電圧の極性に対して可動する範囲が異なるため、印加する極性に対して単に液晶分子を可動制御するだけでは、遮光状態（透過率）が不安定となる。したがって、このような場合であっては、遮蔽しなければならないいずれかの眼用の液晶シャッターにおいては、完全に遮光することができずにシャッター機能が低下し、残像によるちらつきを低減させた画像（すなわち、立体視としての視認性の優れた画像）を視認者に提供することができなくなる場合も多い。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、透過状態及び遮光状態を切り換える高速なシャッター駆動を実現しつつ、的確に遮光可能な液晶セル、当該液晶セルを用いることによって視認性の優れた立体視用装着具及びその駆動方法等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る立体視用装着具の駆動方法は、左眼用シャッターと、右眼用シャッターと、左眼用画像及び右眼用画像を表示する表示装置から送信された制御信号に基づいて、前記左眼用シャッター及び前記右眼用シャッターを制御するための駆動電圧を印加する駆動回路と、を備え、各液晶シャッターが、第１偏光軸を有する第１偏光板と、前記第１偏光軸と非平行の第２偏光軸を有する第２偏光板と、前記第１偏光板と第２偏光板との間に挟持され、第１偏光軸及び第２偏光軸との間に各偏光軸と非平行に形成された基準軸の方向にラビング処理された一対の配向膜と、前記配向膜に挟持される液晶層であって、前記駆動電圧の無印加時に前記基準軸と前記第１偏光軸の間に傾いて安定化し、自発分極を有する液晶分子を封入する液晶層と、を有し、前記表示装置に表示された左眼用画像及び右眼用画像に対するユーザの右眼及び左眼の視認性を制御する立体視用装着具の駆動方法であって、前記左眼用画像が前記表示装置に表示された場合に、前記右眼用シャッターの液晶分子に当該表示された左眼用画像が視認不能な遮光状態となる前記第１偏光軸に向けて可動するための駆動電圧を印加するとともに、前記左眼用シャッターの液晶分子に当該左眼用画像が視認可能な透過状態となる前記第２偏光軸に向けて可動するための駆動電圧を印加し、前記右眼用画像が前記表示装置に表示された場合に、前記右眼用シャッターの液晶分子に当該表示された右眼用画像が視認可能な透過状態となる前記第２偏光軸に向けて可動するための駆動電圧を印加するとともに、前記左眼用シャッターの液晶分子に当該右眼用画像が視認不能な透過状態となる前記第１偏光軸に向けて可動するための駆動電圧を印加し、前記基準軸と前記第１偏光軸によって形成される第１角度が、前記基準軸と第２偏光軸とによって形成される第２角度より小さいことを特徴とする。
【０００９】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る立体視用装着具は、左眼用画像及び右眼用画像が表示される表示装置と連動し、当該表示装置に表示された画像に対するユーザの右眼及び左眼の視認性を制御する立体視用装着具であって、前記ユーザによって、前記左眼用画像が視認可能な透過状態と当該左眼用画像が視認不能な遮光状態とを切り換える左眼用シャッターと、前記ユーザによって、前記右眼用画像が視認可能な透過状態と当該右眼用画像が視認不能な遮光状態とを切り換える右眼用シャッターと、前記表示装置から送信された制御信号に基づいて、前記左眼用シャッター及び前記右眼用シャッターの各液晶シャッターにおける前記透過状態及び前記遮光状態の状態制御をするための駆動電圧を印加する駆動回路と、を備え、各液晶シャッターが、第１偏光軸を有する第１偏光板と、前記第１偏光軸と非平行の第２偏光軸を有する第２偏光板と、前記第１偏光板と第２偏光板との間に挟持され、第１偏光軸及び第２偏光軸との間に各偏光軸と非平行に形成された基準軸の方向にラビング処理された一対の配向膜と、前記配向膜に挟持される液晶層であって、前記駆動電圧の無印加時に前記基準軸と前記第１偏光軸の間に傾いて安定化し、自発分極を有する液晶分子を封入する液晶層と、を有し、前記左眼用シャッターが、前記駆動電圧に基づいて、前記液晶分子を、前記左眼用画像が表示装置に表示された場合には前記透過状態となる前記第２偏光軸に向けて可動し、前記右眼用画像が表示装置に表示された場合には遮光状態となる前記第１偏光軸に向けて可動するとともに、前記右眼用シャッターが、前記駆動電圧に基づいて、前記液晶分子を、前記左眼用画像が表示装置に表示された場合には前記遮光状態となる前記第１偏光軸に向けて可動し、前記右眼用画像が表示装置に表示された場合には前記透過状態となる前記第２偏光軸に向けて可動し、前記液晶分子が安定化する際の安定化軸と前記第１偏光軸とによって形成される第１角度が、前記安定化軸と第２偏光軸とによって形成される第２角度より小さいことを特徴とする。
【００１０】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る液晶セルは、照射光を透過する透過状態と当該照射光を遮光する遮光状態とを切り換える液晶セルであって、第１偏光軸を有する第１偏光板と、前記第１偏光軸と非平行の第２偏光軸を有する第２偏光板と、前記第１偏光板と第２偏光板との間に挟持され、第１偏光軸及び第２偏光軸との間に各偏光軸と非平行に形成された基準軸の方向にラビング処理された一対の配向膜と、前記配向膜に挟持される液晶層であって、前記駆動電圧の無印加時に前記基準軸と前記第１偏光軸の間に傾いて安定化し、自発分極を有する液晶分子を封入する液晶層と、を有し、前記液晶分子が、外部から印加された駆動電圧に基づいて、前記第１偏光軸に向けて可動した場合には、前記遮光状態となり、前記第２偏光軸に向けて可動した場合には、前記透過状態となるとともに、前記液晶分子が安定化する際の安定化軸と前記第１偏光軸とによって形成される第１角度が、前記安定化軸と第２偏光軸とによって形成される第２角度より小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る液晶セルは、液晶シャッターの透過率を低くすることができる。また、本発明に係る立体視用装着具及びその駆動方法は、ユーザにおける立体視の視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る表示装置の一実施形態における回路構成を示すブロック図である。
【図２】一実施形態における表示パネルと走査線駆動回路及びデータ線駆動回路との構成を示すブロック図である。
【図３】一実施形態の各液晶素子の構造を模した構造図である。
【図４】強誘電性液晶の液晶分子の挙動を示す模式図である。
【図５】一実施形態の液晶分子の挙動と第１偏光板、第２偏光板及び一対の配向膜との関係を示す図である。
【図６】一実施形態の強誘電性液晶の液晶分子における正負の駆動電圧において非対称となるＶ字型スイッチング特性を示すグラフである。
【図７】チルト角小側における偏光軸に液晶分子が位置する場合の液晶シャッターの透過率とチルト角大側における偏光軸に液晶分子が位置する場合の液晶シャッターの透過率を比較したグラフである。
【図８】図７におけるチルト角小側における偏光軸に液晶分子が位置する場合の液晶シャッターとチルト角大側における偏光軸に液晶分子が位置する場合の液晶シャッターとのコントラストを比較した表である。
【図９】一実施形態における立体視用眼鏡の１フレーム分のタイミングを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、強誘電性液晶材料を用いた液晶シャッター（液晶セル）によって構成されるアクティブシャッター方式の立体視用眼鏡及びその駆動方法に対して、本発明に係る立体視用装着具、その駆動方法及び液晶セルを適用した場合の実施形態である。ただし、本発明は、その技術的思想を含む範囲内で以下の実施形態に限定されない。
【００１４】
［１］立体視画像表示システム
まず、図１及び図２を用いて本実施形態の立体視画像表示システムＳについて説明する。なお、図１は、本実施形態における立体視画像表示システムＳを示すブロック図であり、図２は、本実施形態における表示パネル１１０と走査線駆動回路１３０及びデータ線駆動回路１２０の構成を示すブロック図である。
【００１５】
本実施形態の立体視画像表示システムＳは、図１に示すように、視認者（ユーザ）に立体感を知覚させる立体視画像をアクティブシャッター方式で表示する表示システムである。また、立体視画像表示システムＳは、右眼用画像ＧＲと左眼用画像ＧＬとを所定のタイミングにおいて時分割で交互に表示する液晶表示装置１００と、液晶表示装置１００によって表示される立体視画像の視認時にユーザによって装着される立体視用眼鏡２００と、を具備する。
【００１６】
液晶表示装置１００は、図２に示すように、液晶シャッター２０から構成される複数のピクセル１０を有し、所定の画像を表示する表示パネル１１０と、複数のデータ線Ｘを介して各ピクセル１０を制御するデータ線駆動回路１２０と、複数の走査線Ｙを介して各ピクセル１０を制御する走査線駆動回路１３０と、表示パネル１１０のバックライトとして機能する照明装置１４０と、表示パネル１１０に表示する画像データを一時的に記憶するメモリ回路１５０と、各部を制御する制御回路１７０と、を備えている。
【００１７】
なお、本実施形態の液晶表示装置１００における各部材の詳細及びその動作については後述する。
【００１８】
立体視用眼鏡２００は、左眼用画像ＧＬ及び右眼用画像ＧＲが表示される液晶表示装置１００と連動し、当該液晶表示装置１００に表示された画像に対するユーザの右眼及び左眼の視認性を制御する立体視用装着具である。
【００１９】
そして、立体視用眼鏡２００は、図１に示すように、強誘電性液晶材料の液晶分子ＬＣを有する液晶セルによって構成された左眼用シャッター２０Ｌ及び右眼用シャッター２０Ｒの各液晶シャッター２０と、液晶表示装置１００から送信された制御信号に基づいて、左眼用シャッター２０Ｌ及び右眼用シャッター２０Ｒを駆動する駆動電圧を印加する駆動回路２１０と、を備えている。
【００２０】
特に、左眼用シャッター２０Ｌは、ユーザの左眼の前方に配置され、ユーザによって左眼用画像ＧＬが視認可能な透過状態と当該左眼用画像ＧＬが視認不能な遮光状態とを切り換える機能を有している。
【００２１】
また、右眼用シャッター２０Ｒは、ユーザの右眼の前方に配置され、ユーザによって右眼用画像ＧＲが視認可能な透過状態と当該右眼用画像ＧＲが視認不能な遮光状態とを切り換える機能を有している。
【００２２】
なお、本実施形態の立体視用眼鏡２００における各部材の詳細及びその動作については後述する。
【００２３】
［２］液晶表示装置
次に、本実施形態の液晶表示装置１００の構成について説明する。
【００２４】
表示パネル１１０は、図２に示すように、列方向に沿って延伸するｍ列のデータ線Ｘ１〜Ｘｍ（ｍは整数）と、行方向に沿って延伸するｎ行の走査線Ｙ１〜Ｙｎ（ｎは整数）との交差部に対応する位置に、ｎ行ｍ列に配列された複数の（ｎ×ｍ個の）ピクセル１０を有している。
【００２５】
各ピクセル１０は、各ピクセル１０に供給された該当する走査線Ｙ及びデータ線Ｘからの信号に基づいて、図示しない液晶素子を制御するための構造を有している。
【００２６】
データ線駆動回路１２０は、制御回路１７０の制御の下、図２に示すように、複数のデータ線Ｘ１〜Ｘｍを有し、この各データ線Ｘ１〜Ｘｍを介し各ピクセル１０にデータをそれぞれ供給する。特に、データ線Ｘ１〜Ｘｍは、各ピクセル１０における図示しないスイッチング用のＴＦＴのソース電極に接続される。なお、データ線Ｘによって供給される信号は、階調表示を行うための多値のデータに相当する信号であって、例えば、複数通りの電圧値の信号を各ピクセル１０に供給するためのデータ線制御信号（以下、「ピクセルデータ」ともいう。）である。
【００２７】
走査線駆動回路１３０は、制御回路１７０の制御の下、図２に示すように、ｎ行の複数の走査線Ｙ１〜Ｙｎを有し、所定のタイミングでｎ行の走査線Ｙ１〜Ｙｎを順に一つずつ選択する垂直走査を行うように構成されている。特に、走査線Ｙ１〜Ｙｎは、各ピクセル１０のスイッチング用のＴＦＴのゲート電極に接続される。また、走査線駆動回路１３０は、ｎ×ｍ個のピクセル１０のうち選択された一つの走査線Ｙに接続された各ピクセル１０（一行分のピクセル１０）のスイッチング用のＴＦＴをオン状態に設定する。
【００２８】
照明装置１４０は、表示パネル１１０を背面から照射する照明ユニットであり、例えば、フィールドシーケンシャル方式の場合には、ＲＧＢのＬＥＤによって構成されている。特に、照明装置１４０は、制御回路１７０の制御の下、データ線駆動回路１２０及び走査線駆動回路１３０と連動し、ＲＧＢの各色の光をそれぞれ所定のタイミングにて順次点灯させ、点灯させた各色の光を背面から表示パネル１１０に照射する構成を有している。
【００２９】
なお、照明装置１４０は、カラーフィルタ方式の場合には、白色の複数のＬＥＤによって構成される。
【００３０】
メモリ回路１５０には、表示パネル１１０に表示するための画像データが外部から供給された画像データが記憶される。特に、メモリ回路１５０は、一以上のフレームを記憶するフレームメモリ機能を有している。
【００３１】
特に、本実施形態においては、極性反転駆動を実行する一方で、外部から供給された画像データはシーケンシャルのデータの絶対値として入力されるために、フレーム毎に入力された画像データを所定のマトリクスデータに書き換える必要がある。本実施形態においては、この書き換えを行うためにメモリ回路１５０を有している。
【００３２】
制御回路１７０は、表示パネル１１０など上述の各部を統括制御するようになっている。特に、制御回路１７０は、表示パネル１１０の表示状態を表すメモリ回路１５０に記憶した画像データを、各ピクセル１０における液晶シャッター２０の発光の階調を表すマトリクスデータに変換する。
【００３３】
なお、マトリクスデータには、１行分のピクセル１０を選択するために走査信号を出力する走査線Ｙ１〜Ｙｎを指定するための走査線制御信号と、行毎に選択されるピクセル１０群の液晶素子の輝度を設定するためのデータ線制御信号（すなわち、ピクセルデータ）と、を含む。そして、走査線Ｙ制御信号は、走査線駆動回路１３０に供給され、また、データ線制御信号はデータ線駆動回路１２０に供給される。
【００３４】
具体的には、制御回路１７０は、例えば、フレーム毎（１／６０秒）に左眼用画像ＧＬ及び右眼用画像ＧＲを時分割（すなわち、１／１２０秒毎）に表示することができるように、各ピクセル１０を駆動するためのデータを生成する。
【００３５】
また、制御回路１７０は、無線によって駆動回路２１０を制御して、立体視用眼鏡２００の右眼用シャッター２０Ｒ及び左眼用シャッター２０Ｌの各々の状態（開状態（透過状態）／閉状態（遮光状態））を表示パネルの動作に同期して制御する。
【００３６】
［２］立体視用眼鏡
［２．１］立体視用眼鏡の構成
次に、図３を用いて本実施形態の立体視用眼鏡２００の構成について説明する。なお、図３は、本実施形態の各液晶シャッター２０を構成する液晶セルの構造を模した構造図である。
【００３７】
各液晶シャッター２０（すなわち、液晶セル）は、図３に示すように、第１偏光軸５２を有する第１偏光板３２と、第１偏光軸５２と非平行の第２偏光軸５３を有する第２偏光板４２と、前記第１偏光板３２と第２偏光板４２との間に挟持され、第１偏光軸５２及び第２偏光軸５３との間に各偏光軸と非平行に形成された基準軸５１の方向にラビング処理された一対の配向膜（３３、４３）と、配向膜（３３、４３）に挟持される液晶層３５であって、駆動電圧の無印加時に基準軸５１と第１偏光軸５２の間に傾いて安定化し、自発分極を有する液晶分子ＬＣを封入する液晶層３５と、を有している。
【００３８】
そして、各液晶シャッター２０は、液晶分子ＬＣが安定化する際の安定化軸５４と第１偏光軸５２とによって形成される第１角度αが、安定化軸５４と第２偏光軸５３とによって形成される第２角度βより小さい構成を有している。
【００３９】
特に、左眼用シャッター２０Ｌは、駆動電圧に基づいて、液晶分子ＬＣを、左眼用画像ＧＬが液晶表示装置１００に表示された場合には透過状態となる第２偏光軸５３に向けて可動し、右眼用画像ＧＲが液晶表示装置１００に表示された場合には遮光状態となる第１偏光軸５２に向けて可動する。
【００４０】
また、右眼用シャッター２０Ｒは、駆動電圧に基づいて、液晶分子ＬＣを、左眼用画像ＧＬが液晶表示装置１００に表示された場合には遮光状態となる第１偏光軸５２に向けて可動し、右眼用画像ＧＲが液晶表示装置１００に表示された場合には透過状態となる第２偏光軸５３に向けて可動する。
【００４１】
駆動回路２１０は、左眼用シャッター２０Ｌ及び右眼用シャッター２０Ｒの各液晶シャッター２０における透過状態及び遮光状態の状態制御をするための駆動電圧を印加する。特に、駆動回路２１０は、液晶表示装置１００に連動し、左眼用シャッター２０Ｌ及び右眼用シャッター２０Ｒのそれぞれの遮光状態及び透過状態が、左眼用シャッター２０Ｌ及び右眼用シャッター２０Ｒで互いに異なりつつ、交互に切り替わるように制御するための駆動電圧を、左眼用シャッター２０Ｌ及び右眼用シャッター２０Ｒに供給する。
【００４２】
特に、駆動回路２１０は、左眼用画像ＧＬが液晶表示装置１００に表示された場合に、右眼用シャッター２０Ｒの液晶分子ＬＣに当該表示された左眼用画像ＧＬが視認不能な遮光状態となる第１偏光軸５２に向けて可動するための駆動電圧を印加するとともに、左眼用シャッター２０Ｌの液晶分子ＬＣに当該左眼用画像ＧＬが視認可能な透過状態となる第２偏光軸５３に向けて可動するための駆動電圧を印加する。
【００４３】
具体的には、駆動回路２１０は、この場合には、右眼用シャッター２０Ｒの液晶分子ＬＣに、第１偏光軸５２に平行な第１位置に可動させるための駆動電圧を印加するとともに、左眼用シャッター２０Ｌの液晶分子ＬＣに、第２偏光軸５３に平行な第２位置に可動させるための駆動電圧を印加する。
【００４４】
一方、駆動回路２１０は、右眼用画像ＧＲが液晶表示装置１００に表示された場合に、右眼用シャッター２０Ｒの液晶分子ＬＣに当該表示された右眼用画像ＧＲが視認可能な透過状態となる第２偏光軸５３に向けて可動するための駆動電圧を印加するとともに、前記左眼用シャッター２０Ｌの液晶分子ＬＣに当該右眼用画像ＧＲが視認不能な透過状態となる第１偏光軸５２に向けて可動するための駆動電圧を印加する。
【００４５】
具体的には、駆動回路２１０は、この場合には、左眼用シャッター２０Ｌの液晶分子ＬＣに、第１位置に可動させるための駆動電圧を印加し、右眼用シャッター２０Ｒの液晶分子ＬＣに、第２位置に可動させるための駆動電圧を印加する。
【００４６】
例えば、駆動回路２１０は、制御回路の指示の下、各フレームにおいて、右眼用画像ＧＲを表示するための部分フレーム（以下、「右眼用画像フレーム」という。）におけるマトリクスデータの書込期間経過後に、右眼用シャッター２０Ｒを遮光状態から透過状態に変化させるための駆動電圧を右眼用シャッター２０Ｒに印加し、所定の期間その状態を保持させる。このとき、駆動回路２１０は、左眼用シャッター２０Ｌに対して遮光状態を維持させるための駆動電圧を印加する。
【００４７】
また、駆動回路２１０は、各フレームにおいて、左眼用画像ＧＬを表示するための部分フレーム（以下、「左眼用画像フレーム」という。）におけるマトリクスデータの書込期間経過後に、左眼用シャッター２０Ｌを遮光状態から透過状態に変化させるための駆動電圧を左眼用シャッター２０Ｌに印加し、所定の期間その状態を保持させる。このとき、駆動回路２１０は、右眼用シャッター２０Ｒに対して遮光状態を維持させる。
【００４８】
左眼用シャッター２０Ｌ及び右眼用シャッター２０Ｒの各液晶シャッター２０は、駆動回路２１０の制御の下、照射光を透過させる開状態（透過状態）と照射光を遮断する閉状態（遮光状態）とに制御される。
【００４９】
なお、液晶分子ＬＣの位置が第１位置の場合に透過率が最小になり、液晶分子ＬＣの位置が第２位置の場合に透過率が最大になるとともに、液晶分子ＬＣを第２位置に可動させるための駆動電圧が、当該液晶分子ＬＣを前記第１位置に可動させるための駆動電圧の逆極性の電圧である。
【００５０】
［２．２］液晶分子
次に、図４〜図６の各図を用いて本実施形態の液晶分子ＬＣについて説明する。なお、図４は、強誘電性液晶の液晶分子ＬＣの挙動を示す模式図であり、図５は、本実施形態の液晶分子ＬＣの挙動と第１偏光板３２、第２偏光板４２及び一対の配向膜（３３、４３）との関係を示す図である。また、図６は、本実施形態の強誘電性液晶の液晶分子ＬＣにおける正負の駆動電圧（すなわち、ピクセルデータによって印加される電圧）において非対称となるＶ字型スイッチング特性を示すグラフである。
【００５１】
液晶層３５に封入された強誘電性液晶の液晶分子ＬＣは、図４に示すように、配向膜（３３、４３）と平行となる層法線ｚから傾いており、層法線ｚに垂直な底面を有する円錐（コーン）の稜線に沿って回転する特性を有している。なお、このような円錐（コーン）において、液晶分子ＬＣの層法線ｚに対する傾き角をチルト角（θ）という。
【００５２】
また、液晶分子ＬＣは、正負いずれの電圧を印加したときにも回転（可動）するＶ  ｓｈａｐｅｄ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（以下、「Ｖ字型スイッチング」という。）特性を有し、印加された駆動電圧の極性及びそのレベルに応じて、層法線ｚに対しチルト角±θだけ傾く二つの状態間にてコーン上を動作するようになっている。
【００５３】
特に、本実施形態の液晶分子ＬＣは、図５に示すように、駆動電圧の無印加時には、第１偏光板３２からの平面視方向（紙面上面から背面に向かう方向）において、配向膜（３３、４３）（３３、４３）のラビング方向Ｒに延伸する基準軸５１から所定の角度の傾斜を有し、かつ、第１偏光板３２の第１偏光軸５２（以下、単に「偏光軸」ともいう。）と基準軸５１との間であって、第１偏光軸５２とによって形成される第１角度が、第２偏光軸５３とによって形成される第２角度より小さくなる位置で安定状態となる特性を有している。
【００５４】
なお、第１偏光板３２の第１偏光軸５２と第２偏光板４２の第２偏光軸５３は、直角に交わるように設定されている。また、液晶分子ＬＣが安定化する軸を「安定化軸」５４ともいう。
【００５５】
また、本実施形態の液晶分子ＬＣは、駆動電圧の無印加時の安定状態がコーン（強誘電性の液晶分子ＬＣが円錐の側面を沿うように移動する性質を有しており、この円錐をコーンという。）の中央に存在しているとは限らず、どちらかに傾いている場合があり、このような場合には正負の駆動電圧において、チルト角の傾きが非対称となる特性を有している。具体的には、本実施形態の液晶分子ＬＣは、同一の電圧レベルの正負の駆動電圧が印加されてとしても、透過光強度が異なる性質を有している。特に、本実施形態の液晶分子ＬＣは、図６に示すように、正負の駆動電圧において非対称となるＶ字型スイッチング特性を有している。
【００５６】
例えば、図５に例示する場合において、電圧無印加時の安定位置がラビング方向からずれており、電圧が印加されたときに液晶分子ＬＣが動作するコーンの両端がラビング方向に対してほぼ対称であって、プラスの電圧が印加された場合には、液晶分子ＬＣは、安定化軸５４を基準に、基準軸５１から第２偏光軸５３の方向（以下、「第１方向」という。）へ傾斜し、マイナスの電圧が印加された場合には、液晶分子ＬＣは、安定化軸５４を基準に、当該基準軸５１から離れる方向であって第１偏光軸５２の方向（以下、「第２方向」という。）へ傾斜することになる。このため、最大で第２偏光軸５３と平行となる第１方向への動作可能なチルト角（すなわち、最大傾斜角度）は大きくなり、最大で第１偏光軸５２と平行となる第２方向へのチルト角（すなわち、最大傾斜角度）は小さくなる。
【００５７】
なお、図５には、駆動電圧の無印加時において基準軸５１の左側に傾いた状態で安定している液晶分子ＬＣを例示しているが、強誘電性液晶材料及び配向膜（３３、４３）によっては、液晶分子ＬＣは、基準軸５１の右側に傾いた状態で安定する場合もある。この場合であっても、基準軸５１の方向への傾斜においては、液晶分子ＬＣのチルト角が大きくなる第１方向となり、当該基準軸５１から離れる方向への傾斜においては、液晶分子ＬＣのチルト角が小さくなる第２方向と規定される。
【００５８】
また、本実施形態の液晶シャッター２０は、上述のような特性を有しているため、液晶層３５に封入された液晶分子ＬＣの安定状態に基づいて、第１偏光軸５２及び第２偏光軸５３を定めつつ、第１偏光板３２及び第２偏光板４２を形成するようになっている。そして、第１偏光軸５２と第２偏光軸５３とによって形成される角度（α＋β）は、４５度が好ましいが、４０度以上あればよい。
【００５９】
［２．３］液晶シャッター（液晶セル）の駆動原理
次に、図７及び図８を用いて本実施形態の強誘電性の液晶シャッター２０の駆動原理について説明する。なお、図７は、チルト角小側における偏光軸に液晶分子ＬＣが位置する場合の液晶シャッター２０の透過率とチルト角大側における偏光軸に液晶分子ＬＣが位置する場合の液晶シャッター２０の透過率を比較したグラフであり、図８は、図７におけるチルト角小側における偏光軸に液晶分子ＬＣが位置する場合の液晶シャッター２０とチルト角大側における偏光軸に液晶分子ＬＣが位置する場合の液晶シャッター２０とのコントラストを比較した表である。
【００６０】
本実施形態の各液晶シャッター２０（すなわち、液晶セル）において、液晶分子ＬＣは、上述のように、駆動電圧の無印加時に、第１偏光軸５２及び第２偏光軸５３との間に各偏光軸と非平行に形成された基準軸５１と第１偏光軸５２の間に傾いて安定化する。また、液晶分子ＬＣは、当該液晶分子ＬＣが安定化する際の安定化軸５４と第１偏光軸５２とによって形成される角度が、安定化軸５４と第２偏光軸５３とによって形成される角度より小さくなるという条件の下、遮光状態に状態を遷移させる場合には、第１偏光軸５２と平行な位置に可動され、透過状態に状態を遷移させる場合には、第２偏光軸５３と平行な位置に可動される。
【００６１】
一般的に、偏光軸に対して正負の駆動電圧において非対称となるＶ字型スイッチング特性を有する液晶分子ＬＣの角度を制御することによって、照射光を遮断する遮光状態、すなわち、液晶表示装置１００に表示された画像を視認不能とする状態に制御する場合には、チルト角が大きい偏光軸（図５の場合には、第２偏光軸５３）に可動することによって遮光状態にすると、チルト角が小さい偏光軸に可動する場合に比べて、液晶の配向性が悪くなる。
【００６２】
すなわち、液晶分子ＬＣに印加される駆動電圧としては、極性が正負の同値（例えば±５Ｖ）が印加されるので、チルト角が小さい偏光軸に可動する場合とチルト角が大きい偏光軸に可動する場合を駆動電圧の絶対値で比較すると、チルト角が小さい偏光軸に可動した場合には配向性は良好となる一方、チルト角が大きい偏光軸に可動した場合の方が配向性は悪くなる。
【００６３】
したがって、このような液晶の配向性の影響から、チルト角が大きい偏光軸に可動することによって照射光を遮光して遮光状態にすること、すなわち、「黒」にする（黒の状態における輝度（以下、「黒輝度」ともいう。）ことは、が難しい。
【００６４】
そこで、本実施形態においては、上述のように、チルト角が小さい偏光軸に自発分極を有する強誘電性の液晶分子を可動させて遮光状態となる液晶シャッター２０を有することによって、透過状態及び遮光状態を切り換える高速なシャッター駆動を実現しつつ、遮光状態にするために第１偏光軸５２に向けて液晶分子ＬＣを可動する際に、十分に液晶シャッター２０の透過率を低くすることができるようになっている。
【００６５】
すなわち、本実施形態においては、遮光状態にするために第１偏光軸に向けて液晶分子を可動する際に、当該液晶分子を第２偏光軸に向けて可動して遮光状態にする場合に比べて、液晶の配向性が良好となり、照射光をより遮光することができるので、液晶シャッター２０の透過率を低くすることができる。
【００６６】
そして、このような特性を有する液晶セルを用いることによって、透過状態及び遮光状態を高速に切り換えることができるとともに、液晶表示装置１００に表示された左眼用画像ＧＬ又は右眼用画像ＧＲの該当する液晶シャッター２０における遮断性能を向上させることができるので、ユーザにおける立体視の視認性を向上させることができるようになっている。
【００６７】
例えば、図７及び図８に示す実験結果において、チルト角の小さい側の偏光軸（図５による第１偏光軸５２）と平行となる位置に可動した場合（以下、「チルト角小の場合」ともいう。）に遮光状態（すなわち、「黒」状態）となる照射光における透過率スペクトルと、チルト角の大きい側の偏光軸（図５による第２偏光軸５３）と平行となる位置に可動した場合（以下、「チルト角大の場合」ともいう。）に遮光状態となる照射光における透過率スペクトルと、を比較すると、透過率として「０．１」程度高くなっていることがわかる。
【００６８】
また、そのときの輝度としては、チルト角小の場合が２．０ｃｄ／ｍ２である一方、チルト角大の場合が５．０ｃｄ／ｍ２となる。そして、照射光の全透過を示す透過率「１．０」の輝度（白の状態における輝度（以下、「白輝度」ともいう。））が１０００ｃｄ／ｍ２とすると、チルト角小の場合のコントラストが５００程度であるとともに、チルト角大の場合のコントラストが２００程度であり、２倍以上のコントラスト差が生じており、チルト角が小さい場合の方が、十分なコントラストを確保していることがわかる。
【００６９】
なお、本実施形態においては、透過率が０．２以下であれば白表示の透過率が１００％の場合には、遮光性能は十分確保することができる。
【００７０】
［２．４］立体視用眼鏡の動作
次に、図９を用いて本実施形態の立体視用眼鏡２００の動作について説明する。なお、図９は、本実施形態における立体視眼鏡の各部の１フレーム（１／６０秒）分のタイミングを示すタイミングチャートである。
【００７１】
本動作においては、液晶表示装置１００の制御回路によって入力された画像データに基づいてマトリクスデータが生成されているとともに、同期信号によって走査線制御信号及びピクセルデータが所定のタイミングによって表示パネル１１０に供給されているものとし、そのタイミングに連動して駆動回路２１０が駆動電圧を左眼用シャッター２０Ｌ及び右眼用シャッター２０Ｒに印加しているものとする。
【００７２】
まず、左眼用画像ＧＬが左眼用部分フレームの書き込み期間（以下、「第１書き込み期間」という。）において、表示パネル１１０の左上のピクセル１０から順に、ピクセルデータを着込む書き込み処理を実行し、書き込み期間終了後に、所定の期間（以下、「第１点灯期間」という）において照明装置のバックライトが点灯される。
【００７３】
また、駆動回路２１０は、第１書き込み期間の開始時に、左眼用シャッター２０Ｌに（具体的には、左眼用シャッター２０Ｌの液晶分子ＬＣに）当該左眼用シャッター２０Ｌを遮光状態から透過状態に遷移するための駆動電圧の印加を開始し、第１点灯期間の終了までその状態を維持させる。また、駆動回路２１０は、第１書き込み期間の開始時に右眼用シャッター２０Ｒを透過状態から遮光状態に遷移するための駆動電圧の印加を開始し、第１点灯期間の終了までその状態を維持させる。
【００７４】
このとき、ユーザの左眼には透過光が到達するとともに、右眼には如何なる光も遮光されるので、ユーザは、液晶表示装置１００に表示された左眼用画像ＧＬを左眼で視認しつつ、右眼では視認不能となる。
【００７５】
次いで、右眼用画像ＧＲが右眼用部分フレームの書き込み期間（以下、「第２書き込み期間」という。）において、表示パネル１１０の左上のピクセル１０から順に、ピクセルデータを着込む書き込み処理を実行し、書き込み期間終了後に、所定の期間（以下、「第２点灯期間」という）において照明装置のバックライトが点灯される。
【００７６】
また、駆動回路２１０は、第２書き込み期間の開始時に、右眼用シャッター２０Ｒに（具体的には、右眼用シャッター２０Ｒの液晶分子ＬＣに）当該右眼用シャッター２０Ｒを遮光状態から透過状態に遷移するための駆動電圧の印加を開始し、第２点灯期間の終了までその状態を維持させる。また、駆動回路２１０は、第２書き込み期間の開始時に左眼用シャッター２０Ｌを透過状態から遮光状態に遷移するための駆動電圧の印加を開始し、第２点灯期間の終了までその状態を維持させる。
【００７７】
このとき、ユーザの右眼には透過光が到達するとともに、左眼には如何なる光も遮光されるので、ユーザは、液晶表示装置１００に表示された右眼用画像ＧＲを右眼で視認しつつ、左眼では視認不能となる。
【００７８】
以上、本実施形態の立体視用眼鏡２００又はその駆動方法は、応答速度が極めて短い自発分極を有する強誘電性の液晶分子ＬＣを用いることによって、透過状態及び遮光状態を切り換える高速なシャッター駆動を実現しつつ、遮光状態にするために第１偏光軸５２に向けて液晶分子ＬＣを可動する際に、当該液晶分子ＬＣを第２偏光軸５３に向けて可動して遮光状態にする場合に比べて、液晶の配向性が良好となり、照射光をより遮光することができるので、液晶シャッター２０の透過率を低くすることができる。
【００７９】
したがって、本実施形態の立体視用眼鏡２００又はその駆動方法は、透過状態及び遮光状態を高速に切り換えることができるとともに、液晶表示装置１００に表示された左眼用画像ＧＬ又は右眼用画像ＧＲの該当する液晶シャッター２０における遮断性能を向上させることができるので、ユーザにおける立体視の視認性を向上させることができる。
【００８０】
また、本実施形態の立体視用眼鏡２００又はその駆動方法においては、液晶分子ＬＣの位置が第１位置の場合に透過率が最小になり、液晶分子ＬＣの位置が第２位置の場合に透過率が最大になるので、液晶分子ＬＣを第１位置まで可動させれば、液晶シャッター２０を遮断状態に遷移させることができるとともに、液晶分子ＬＣを第２位置まで可動させれば、液晶シャッター２０を当該状態に遷移させることができる。したがって、本実施形態の立体視用眼鏡２００又はその駆動方法は、自発分極を有する強誘電性の液晶分子ＬＣを用いて高速駆動可能な液晶シャッター２０を実現することができる。
【００８１】
また、本実施形態の立体視用眼鏡２００又はその駆動方法においては、液晶分子ＬＣを第２位置に可動させるための駆動電圧が、当該液晶分子ＬＣを前記第１位置に可動させるための駆動電圧の逆極性の電圧であるので、自発分極を有する強誘電性の液晶分子ＬＣを用いて高速駆動可能な液晶シャッター２０を実現することができる。
【００８２】
［３］変形例
［３．１］変形例１
上記実施形態においては、アクティブシャッター方式の立体視用眼鏡２００に、強誘電性液晶の液晶分子ＬＣを用いた液晶シャッター２０（液晶セル）を適用したが、当該方式以外の立体用眼鏡、又は、立体用眼鏡に限らず、遮光状態と透過状態を切り換える液晶シャッター２０機能を用いる電子機器、それらに用いる器具若しくはそれらの部品に、上記の液晶シャッター２０を適用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
Ｒ  …  ラビング方向
ＬＣ  …  液晶分子
１０  …  ピクセル
２０Ｌ  …  左眼用シャッター
２０Ｒ  …  右眼用シャッター
３１  …  第１基材
３２  …  第１偏光板
３３、４３  …  配向膜
３５  …  液晶層
４１  …  第２基材
４２  …  第２偏光板
５１  …  基準軸
５２  …  第１偏光軸
５３  …  第２偏光軸
５４  …  安定化軸
１００  …  液晶表示装置
１１０  …  表示パネル
１２０  …  データ線駆動回路
１３０  …  走査線駆動回路
１４０  …  照明装置
１５０  …  メモリ回路
１７０  …  制御回路
２００  …  立体視用眼鏡
２１０  …  駆動回路
【図１】
2014074749.tif 000003
【図２】
2014074749.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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