(57)【要約】【課題】疲労や不快感を抑制し、快適に立体映像を鑑賞することができる立体視用液晶シャッタ眼鏡を提供する。【解決手段】左眼用液晶シャッタ１１０と、右眼用液晶シャッタ１２０と、を備え、左眼用液晶シャッタ及び右眼用液晶シャッタのそれぞれの応答時間は５ミリ秒以下であり、左眼用液晶シャッタ及び右眼用液晶シャッタのそれぞれの左右方向における視角が３０度のときのコントラスト比が３５０：１以上であることを特徴とする立体視用液晶シャッタ眼鏡が提供される。【選択図】図１
2011209561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左眼用液晶シャッタと、
右眼用液晶シャッタと、
を備え、
前記左眼用液晶シャッタ及び前記右眼用液晶シャッタのそれぞれの応答時間は５ミリ秒以下であり、
前記左眼用液晶シャッタ及び前記右眼用液晶シャッタのそれぞれの左右方向における視角が３０度のときのコントラスト比が３５０：１以上であることを特徴とする立体視用液晶シャッタ眼鏡。
【請求項２】
前記左眼用液晶シャッタ及び前記右眼用液晶シャッタは、ベンド配列液晶層を含むことを特徴とする請求項１記載の立体視用液晶シャッタ眼鏡。
【請求項３】
前記左眼用液晶シャッタ及び前記右眼用液晶シャッタのそれぞれは、光学層を含むことを特徴とする請求項２記載の立体視用液晶シャッタ眼鏡。
【請求項４】
前記光学層は、光軸の角度が厚さ方向に沿って変化する負の光学異方性を有する層を有することを特徴とする請求項３記載の立体視用液晶シャッタ眼鏡。
【請求項５】
前記コントラスト比が１０００：１以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の立体視用液晶シャッタ眼鏡。
【請求項６】
前記コントラスト比が３０００：１以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の立体視用液晶シャッタ眼鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体視用液晶シャッタ眼鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置に広く実用化されている液晶は、電気信号によって透光性を制御できる機能を利用して、透光性と遮光性とを制御可能な眼鏡などの各種のシャッタにも応用されている。
【０００３】
特に、娯楽、教育、放送、医療などの分野への実用化が進んでいる立体視システムにおいて、左右眼の視差に対応した左眼用像と右眼用像とを、左右眼にそれぞれ時分割で呈示する高速応答のシャッタに、液晶が用いられる。例えば、特許文献１には、右目用領域と左目用領域とを有する液晶セルを用いたシャッタ眼鏡を用いる立体映像表示装置が開示されている。
【０００４】
このような液晶シャッタ眼鏡を用いた立体映像表示システムによって映画などの立体映像を観視した際に、場合によっては、疲労や不快感を覚えることがあり、快適に立体映像を鑑賞することの妨げになることがあることが分かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−３２７９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、疲労や不快感を抑制し、快適に立体映像を鑑賞することができる立体視用液晶シャッタ眼鏡を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、左眼用液晶シャッタと、右眼用液晶シャッタと、を備え、前記左眼用液晶シャッタ及び前記右眼用液晶シャッタのそれぞれの応答時間は５ミリ秒以下であり、前記左眼用液晶シャッタ及び前記右眼用液晶シャッタのそれぞれの左右方向における視角が３０度のときのコントラスト比が３５０：１以上であることを特徴とする立体視用液晶シャッタ眼鏡が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、疲労や不快感を抑制し、快適に立体映像を鑑賞することができる立体視用液晶シャッタ眼鏡が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る立体視用液晶シャッタ眼鏡の構成を例示する模式的斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る立体視用液晶シャッタ眼鏡が用いられる立体映像表示システムの構成を例示する模式図である。
【図３】立体視用液晶シャッタ眼鏡における応答時間を例示する模式図である。
【図４】立体視映像表示システムの使用状態を例示する模式図である。
【図５】立体視用液晶シャッタ眼鏡の液晶シャッタの構成を例示する模式的斜視図である。
【図６】液晶シャッタの構成を例示する表である。
【図７】液晶シャッタの特性を例示する模式図である。
【図８】液晶シャッタの特性を例示する模式図である。
【図９】液晶シャッタの特性を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。  
また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施形態に係る立体視用液晶シャッタ眼鏡の構成を例示する模式的斜視図である。  
図２は、第１の実施形態に係る立体視用液晶シャッタ眼鏡が用いられる立体映像表示システムの構成を例示する模式図である。  
まず、図２により、本実施形態に係る立体視用液晶シャッタ眼鏡が用いられる立体映像表示システムの概要について説明する。
【００１２】
図２に表したように、立体映像表示システム１０は、表示装置２０と、立体視用液晶シャッタ眼鏡１０１と、を備える。表示装置２０は、表示画面２１を有している。表示画面２１に観視者が観視する映像が表示される。観視者は、表示画面２１に表示された映像を、立体視用液晶シャッタ眼鏡１０１を介して観視する。
【００１３】
立体映像表示システム１０は、３次元映像表示モードを有している、３次元映像表示モードにおいては、表示画面２１には、観視者の視差に対応する左眼用像と右眼用像とが交互に表示され、立体視用液晶シャッタ眼鏡１０１が、左眼用像と右眼用像との切り替えに対応してスイッチング動作を行う。これにより、左眼用像と右眼用像とが、観視者の左右眼に時分割で交互に呈示される。なお、立体映像表示システム１０は、観視者が表示画面２１に表示された像を２次元映像として観視する動作モードを有していても良い。以下では、３次元映像表示モードについて説明する。
【００１４】
表示装置２０には、例えばアクティブマトリクス型液晶ディスプレイが用いられる。表示装置２０においては、例えばフィールドメモリを用いたデジタル信号処理により、例えばフィールド周波数が１２０Ｈｚの映像が表示される。
【００１５】
図１に表したように、立体視用液晶シャッタ眼鏡１０１は、左眼用液晶シャッタ１１０と、右眼用液晶シャッタ１２０と、を有する。左眼用液晶シャッタ１１０は観視者の左眼に対向し、右眼用液晶シャッタ１２０は、観視者の右眼に対向するように設計される。
【００１６】
表示画面２１には、左眼用像と右眼用像とが、フィールドごとに交互に切り替えて表示される。左眼用像が表示されている期間においては、左眼用液晶シャッタ１１０が透光状態とされ、右眼用液晶シャッタ１２０が遮光状態とされる。そして、右眼用像が表示されている期間においては、右眼用液晶シャッタ１２０が透光状態とされ、左眼用液晶シャッタ１１０が遮光状態とされる。
【００１７】
また、立体映像表示システム１０は、制御部３０をさらに備えることができ、上記の立体視用液晶シャッタ眼鏡１０１の動作は例えば、この制御部３０によって制御されることができる。ただし、制御部３０の機能は、表示装置２０及び立体視用液晶シャッタ眼鏡１０１のいずれかに含まれても良い。制御部３０と表示装置２０と間の信号の授受、制御部３０と立体視用液晶シャッタ眼鏡１０１との間の信号の授受、及び、表示装置２０と立体視用液晶シャッタ眼鏡１０１との間の信号の授受は、有線または無線の方式によって行われる。
【００１８】
図１に表したように、本実施形態に係る立体視用液晶シャッタ眼鏡１０１は、左眼用液晶シャッタ１１０を備える。本具体例では、立体視用液晶シャッタ眼鏡１０１は、右眼用液晶シャッタ１２０と、左眼用液晶シャッタ１１０と右眼用液晶シャッタ１２０とを保持する保持部１３０と、をさらに備える。
【００１９】
本具体例では、左眼用液晶シャッタ１１０は、左側第１基板部１１１と、左側第２基板部１１２と、左側第１基板部１１１と左側第２基板部１１２との間に設けられた左側液晶層（図示しない）と、を有する。左側第１基板部１１１及び左側第２基板部１１２は、左側液晶層に電圧を印加する電極及び偏光フィルム（偏光板、偏光素子）などを有する。左側第１基板部１１１及び左側第２基板部１１２は、さらに、種々の光学補償素子を有しても良い。
【００２０】
右眼用液晶シャッタ１２０は、右側第１基板部１２１と、右側第２基板部１２２と、右側第１基板部１２１と右側第２基板部１２２との間に設けられた右側液晶層（図示しない）と、を有する。右側第１基板部１２１及び右側第２基板部１２２は、右側液晶層に電圧を印加する電極及び偏光フィルム（偏光板、偏光素子）などを有する。右側第１基板部１２１及び右側第２基板部１２２は、さらに、種々の光学補償素子を有しても良い。
【００２１】
保持部１３０は、例えば、左側耳かけ部１３１と右側耳かけ部１３２とを有する。これにより、観視者は、立体視用液晶シャッタ眼鏡１０１を装着し易くなる。左側耳かけ部１３１及び右側耳かけ部１３２は必要に応じて設けられれば良い。また、左眼用液晶シャッタ１１０と、右眼用液晶シャッタ１２０と、が別体である場合は、保持部１３０には、左眼用液晶シャッタ１１０の部分と、右眼用液晶シャッタ１２０の部分と、を連結させる連結部１３３が設けられる。
【００２２】
このような構成を有する本実施形態に係る立体視用液晶シャッタ眼鏡１０１においては、左眼用液晶シャッタ１１０及び右眼用液晶シャッタ１２０のそれぞれの応答時間は、５ミリ秒（ｍｓ）以下とされる。さらに、左眼用液晶シャッタ１１０及び右眼用液晶シャッタ１２０のそれぞれの左右方向における視角が３０度のときのコントラスト比が３５０：１以上とされる。
【００２３】
これにより、後述する３Ｄクロストークを視感上解消し、疲労や不快感を抑制し、快適に立体映像を鑑賞することができる立体視用液晶シャッタ眼鏡が提供できる。
【００２４】
このような特性を有する本実施形態に係る立体視用液晶シャッタ眼鏡１０１は、以下のような検討に基づいて構築された。
【００２５】
すなわち、発明者は、立体映像表示システムによって立体映像を観視した際に発生し得る疲労や不快感の原因について調査した。その結果、２つの要因によって、疲労や不快感が発生し得ることを見出した。以下、その調査結果について説明する。
【００２６】
まず、１つ目の要因として、立体視用液晶シャッタ眼鏡における液晶シャッタの応答速度が一定の値よりも遅い場合に、使用者は疲労や不快感を覚えることが分かった。
【００２７】
ここで、液晶シャッタの応答速度に相当する応答時間に関して説明する。  
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、立体視用液晶シャッタ眼鏡における応答時間を例示する模式図である。  
すなわち、図３（ａ）は、１つの液晶シャッタに印加される印加電圧Ｖａを例示しており、図３（ｂ）は、その液晶シャッタの透過率Ｔｒの変化を例示している。これらの図において、横軸は、時間ｔである。
【００２８】
図３（ａ）に表したように、時刻ｔ１において、印加電圧Ｖａは第１電圧Ｖ１から第２電圧Ｖ２に変化する。そして、時刻ｔ２において、印加電圧Ｖａは第２電圧Ｖ２から第１電圧Ｖ１に変化する。時刻ｔ１は、例えば右眼用像から左眼用像への切り替えにタイミングに同期しており、時刻ｔ２は、例えば左眼用像から右眼用像への切り替えのタイミングに同期している。なお、第１電圧Ｖ１及び第２電圧Ｖ２のいずれかは、０ボルトであっても良い。すなわち、本具体例においては、第２電圧Ｖ２は０ボルトでも良い。
【００２９】
このとき、時刻ｔ１において、透過率Ｔｒは第１透過率Ｔｒ１から第２透過率Ｔｒ２に向けて変化する。そして、時刻ｔ２において、透過率Ｔｒは第２透過率Ｔｒ２から第１透過率Ｔｒ１に向けて変化する。第１透過率Ｔｒ１と第２透過率Ｔｒ２との差を１とする。このとき、時刻ｔ１の後に、透過率Ｔｒが０．９になる時刻を第３時刻ｔ３とする。そして、時刻ｔ２の後に、透過率Ｔｒが０．１になる時刻を第４時刻ｔ４とする。
【００３０】
時刻ｔ１から時刻ｔ３までの時間を第１応答時間Ｔ１とし、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの時間を第２応答時間Ｔ２とする。第１応答時間Ｔ１は、例えばオン時の応答時間であり、第２応答時間Ｔ２は、例えばオフ時の応答時間である。
【００３１】
すなわち、例えば、第１電圧Ｖ１が印加されている状態がオフ状態であり、第２電圧Ｖ２が印加されている状態がオン状態である。そして、第１透過率Ｔｒ１がオフ時透過率であり、第２透過率Ｔｒ２がオン時透過率に相当する。
【００３２】
なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）は、１つの液晶シャッタの動作の例について示しており、図３（ａ）及び図３（ｂ）が、例えば、左眼用液晶シャッタ１１０の動作に相当する。そして、左眼用液晶シャッタ１１０に第１電圧Ｖ１が印加されているときには、右眼用液晶シャッタ１２０に第２電圧Ｖ２が印加され、左眼用液晶シャッタ１１０に第２電圧Ｖ２が印加されているときには、右眼用液晶シャッタ１２０に第１電圧Ｖ１が印加される。このように、左眼用液晶シャッタ１１０と右眼用液晶シャッタ１２０とが交互にオフ状態とオン状態とに設定される。
【００３３】
発明者の実験の結果、第１応答時間Ｔ１及び第２応答時間Ｔ２が、５ｍｓ以下の場合に、疲労や不快感が抑制できることが分かった。すなわち、応答時間が５ｍｓよりも長い場合、例えば、応答時間が１０ｍｓ程度の場合には、使用者は疲労や不快感を覚え易い。これは、右眼用像と左眼用像との切り替えに同期して印加電圧Ｖａを切り替えても、透過率Ｔｒの変化に時間がかかり、使用者の左右眼に、左眼用像と右眼用像との両方の映像が呈示される時間が長いことが原因であると推定された。左眼用像と右眼用像とでは視差に対応したずれが設けられているため、両方の映像が同時に呈示されると映像のずれが知覚され、観視者の視覚がそのずれを補正しようと動作することに伴って、疲労や不快感が生じるものと推測される。
【００３４】
発明者の実験によれば、この疲労や不快感を実質的に抑制するためには、第１応答時間Ｔ１及び第２応答時間Ｔ２が、５ｍｓ以下とすると良いことが分かった。すなわち、実用的には、第１応答時間Ｔ１及び第２応答時間Ｔ２が、５ｍｓ以下の場合に、疲労や不快感が実質的に問題無い程度に抑制できる。使用者の左右眼に、左眼用像と右眼用像とのずれを有する両方の映像が５ｍｓ程度以下の短い時間呈示されても、視覚はそれを実質的に知覚しないと推測される。
【００３５】
これに基づき、本実施形態に係る立体視用液晶シャッタ眼鏡１０１においては、第１応答時間Ｔ１及び第２応答時間Ｔ２が５ｍｓ以下に設定される。
【００３６】
なお、用いられる液晶シャッタのスイッチング時間が、左眼用像と右眼用像との切り替えのスイッチング動作に追従できない場合に正常な立体映像が得られないことは知られているが、疲労や不快感を実質的に抑制するために必要な応答時間の値を導出した例は、知られていない。
【００３７】
このような応答時間を実現するために、左眼用液晶シャッタ１１０及び右眼用液晶シャッタ１２０には、例えば、πセル（スプレイ配列セル）に基づくＯＣＢ（Optically  Compensated  Bend）液晶を適用することが望ましい。すなわち、左眼用液晶シャッタ１１０及び右眼用液晶シャッタ１２０は、ベンド配列液晶層を含むことができる。
【００３８】
適切に設計されたＯＣＢ液晶を用いることで、５ｍｓ以下の応答時間を、実用的な動作電圧範囲で得ることができる。また、ＯＣＢ液晶においては、ネマティック液晶が用いられることから、機械的衝撃や熱的衝撃に対する耐性が確保でき、また、長期間の動作信頼性も確保し易い。
【００３９】
ただし、以下に説明するように、第１応答時間Ｔ１及び第２応答時間Ｔ２が５ｍｓ以下である条件は、疲労や不快感を抑制し快適に立体映像を鑑賞するための十分な条件ではない。
【００４０】
すなわち、使用者が疲労や不快感を覚える２つ目の要因として、液晶シャッタの視角特性が疲労や不快感に影響を与えることが見出された。以下、これに関して説明する。
【００４１】
発明者は、立体視映像表示システムを実際に使用する条件として、特に映画などの立体映像を鑑賞する際の条件に関して検討し、液晶シャッタにおける光スイッチングの視角特性が、疲労や不快感に大きく影響を与えることを見出した。
【００４２】
図４は、立体視映像表示システムの使用状態を例示する模式図である。  
図４に表したように、表示装置２０の表示画面２１の左右方向の長さを画面左右幅２１ｗとし、上下方向の長さを画面上下幅２１ｈとする。そして、観視者の観視位置１５０ｐと表示画面２１との距離を観視距離１５０ｚとする。  
画面左右幅２１ｗと画面上下幅２１ｈとの比は、例えば１６：９である。
【００４３】
ここで、表示画面２１から観視位置１５０ｐに向かう方向をＺ軸方向（奥行き方向）とし、左右方向をＸ軸方向とし、上下方向をＹ軸方向とする。
【００４４】
観視者の左右眼の中心の位置（以下眼位置という。）は、表示画面２１から観視距離１５０ｚだけ離れた観視領域１５０ｒ内に配置されるものとする。  
そして、映画等の立体映像を鑑賞する条件を検討した結果、観視者は、ほぼ観視領域１５０ｒの中心１５１ａから表示画面２１を観視することが分かった。観視領域１５０ｒの中心１５１ａは、表示画面２１の中心２１ｃのＺ軸方向の延長線上に位置する。観視領域１５０ｒの中心１５１ａから観視することで、観視者は立体視映像を良好に観視し易い。
【００４５】
なお、立体視でない２次元表示システムにおいては、観視者の位置（観視距離や観視領域）は比較的任意であり、例えば、通常の２次元表示のテレビジョン映像は、映像を観視する動作だけではなく、他の動作（例えば新聞をみる、食事をとる、会話をするなど）を行いながら映像を観視することも多い。
【００４６】
一方、映画などを鑑賞する際の立体視映像表示システムの実用的な使用条件を検討した結果、立体視映像表示システムの使用状態としては、他の動作を行いながら映像を観視することは比較的少ないことが分かった。そして、立体映像を観視する場合は、上記のような観視距離１５０ｚの観視領域１５０ｒの中心１５１ａにおいて、観視者は立体視映像を観視することが多い。
【００４７】
ここで、眼位置が、観視領域１５０ｒの中心１５１ａ内に配置されたときの場合の観視者の視角φについて説明する。  
眼位置が、観視領域１５０ｒの中心１５１ａに配置されたときに、眼位置から表示画面２１の左右の端を見たときの視角φは左右それぞれ３２．２度となる。また、眼位置から表示画面２１の上下の端を見たときの視角φは左右それぞれ１８．４度となる。
【００４８】
すなわち、観視者の実際の使用状態を考慮すると、液晶シャッタの光スイッチング特性（例えばコントラスト比）は、左右方向の視角φが±３２．２度、及び、上下方向の視角φが±１８．４度の範囲で良好な特性を有していることが望まれる。以下では、上下方向よりも角度が大きい左右方向に関して説明する。
【００４９】
例えば、液晶シャッタの正面（視角φが０度）において良好なコントラスト比が得られていても、左右方向の３２．２度においてコントラスト比が低い場合には、左右方向の端の映像で、左眼用像及び右眼用像の両方の映像が観視者に呈示されることになる。このため、観視者の視覚は、左眼用像及び右眼用像のずれのある映像を補正しようと動作し、この結果、液晶シャッタの視角特性が悪い場合に疲労や不快感が生じ易い。このように、液晶シャッタの視角特性に起因して、左眼用像と右眼用像とが同時に観視者に提供される現象を「３Ｄクロストーク」ということにする。
【００５０】
発明者は、視角特性の良好な液晶シャッタを用いた場合と、視角特性の悪い液晶シャッタを用いた場合と、で、３Ｄクロストークが変化し、その結果、疲労や不快感が大きく変化することを発見し、この特性に着目した。そして、液晶シャッタにおける光スイッチング特性（コントラスト比）の視角特性と、立体視の知覚特性と、について調査した。
【００５１】
ここで、コントラスト比は、液晶シャッタの遮光状態の透過率（例えば第１透過率Ｔｒ１）と、透光状態の透過率（例えば第２透過率Ｔｒ２）と、の比率である。
【００５２】
以下、液晶シャッタにおける視角特性の検討結果について説明する。  
図５は、立体視用液晶シャッタ眼鏡の液晶シャッタの構成を例示する模式的斜視図である。  
以下では、左眼用液晶シャッタ１１０と右眼用液晶シャッタ１２０とにおいて、構成と特性が同様である場合として、これらを代表する液晶シャッタ１０５について説明する。
【００５３】
液晶シャッタ１０５は、第１液晶基板１０５ａと第２液晶基板１０５ｂとを有するものとする。第１液晶基板１０５ａは観視者の側に配置され、第２液晶基板１０５ｂは表示装置２０の側に配置されるものとする。第１液晶基板１０５ａと第２液晶基板１０５ｂとの間に、図示しない液晶層が設けられる。第１液晶基板１０５ａにおける液晶分子の配向方向（液晶分子の長軸の方向）とＸ軸方向とのなす角を第１液晶配向角θＬＣ１とする。第２液晶基板１０５ｂにおける液晶分子の配向方向（液晶分子の長軸の方向）とＸ軸方向とのなす角を第２液晶配向角θＬＣ２とする。本検討では、液晶層としてＯＣＢモードの液晶層を用いるものとし、第１液晶配向角θＬＣ１と第２液晶配向角θＬＣ２とは同じであり、これらを液晶配向角θＬＣとする。
【００５４】
第１液晶基板１０５ａの第２液晶基板１０５ｂとは反対の側に、第１偏光板ＰＯＬ１が配置される。第１偏光板ＰＯＬ１は、観視者の側の偏光板である。第２液晶基板１０５ｂの第１液晶基板１０５ａとは反対の側に、第２偏光板ＰＯＬ２が配置される。第２偏光板ＰＯＬ２は、表示装置２０の側の偏光板である。第１偏光板ＰＯＬ１の吸収軸（第１吸収軸ＡＰＯＬ１）と、Ｘ軸方向と、のなす角を第１偏光板角θＰＯＬ１とする。第２偏光板ＰＯＬ２の吸収軸（第２吸収軸ＡＰＯＬ２）と、Ｘ軸方向と、のなす角を第２偏光板角θＰＯＬ２とする。
【００５５】
第１液晶基板１０５ａと第１偏光板ＰＯＬ１との間に、観視者側光学層Ｆ１０が設けられ、第２液晶基板１０５ｂと第２偏光板ＰＯＬ２との間に、表示装置側光学層Ｆ２０が設けられる。
【００５６】
例えば、第１液晶基板１０５ａと第１偏光板ＰＯＬ１との間に、第１観視者側光学層Ｆ１１が設けられる場合がある。第１観視者側光学層Ｆ１１の第１観視者側光軸ＡＦ１１と、Ｘ軸方向と、のなす角を第１観視者側光学層角θＦ１１とする。
【００５７】
第２液晶基板１０５ｂと第２偏光板ＰＯＬ２との間に、第１表示装置側光学層Ｆ２１が設けられる場合がある。第１表示装置側光学層Ｆ２１の第１表示装置側光軸ＡＦ２１と、Ｘ軸方向と、のなす角を第１表示装置側光学層角θＦ２１とする。
【００５８】
第１観視者側光学層Ｆ１１と第１偏光板ＰＯＬ１との間に、第２観視者側光学層Ｆ１２が設けられる場合がある。第２観視者側光学層Ｆ１２の第２観視者側光軸ＡＦ１２と、Ｘ軸方向と、のなす角を第２観視者側光学層角θＦ１２とする。
【００５９】
第１表示装置側光学層Ｆ２１と第２偏光板ＰＯＬ２との間に、第２表示装置側光学層Ｆ２２が設けられる場合がある。第２表示装置側光学層Ｆ２２の第２表示装置側光軸ＡＦ２２と、Ｘ軸方向と、のなす角を第２表示装置側光学層角θＦ２２とする。
【００６０】
第２観視者側光学層Ｆ１２と第１偏光板ＰＯＬ１との間に、第３観視者側光学層Ｆ１３が設けられる場合がある。第３観視者側光学層Ｆ１３の第３観視者側光軸ＡＦ１３と、Ｘ軸方向と、のなす角を第３観視者側光学層角θＦ１３とする。
【００６１】
第２表示装置側光学層Ｆ２２と第２偏光板ＰＯＬ２との間に、第３表示装置側光学層Ｆ２３が設けられる場合がある。第３表示装置側光学層Ｆ２３の第３表示装置側光軸ＡＦ２３と、Ｘ軸方向と、のなす角を第３表示装置側光学層角θＦ２３とする。
【００６２】
なお、図５に表したように、視角φは、Ｚ軸方向を基準とした極角である。また方位角θは、Ｘ軸方向を基準とした角度である。
【００６３】
図６は、液晶シャッタの構成を例示する表である。  
図６に表したように、本検討では、１０種類の液晶シャッタＳＰ０１〜ＳＰ１０が検討された。液晶シャッタＳＰ０１〜ＳＰ１０のそれぞれが有する光学要素とその条件は、図６に表された通りである。
【００６４】
図６において、ＲＦ１１は、第１観視者側光学層Ｆ１１のリタデーションである。すなわち、液晶シャッタＳＰ０１〜ＳＰ０６、及び、ＳＰ０８〜ＳＰ１０においては、ＲＦ１１は、第１観視者側光学層Ｆ１１における面内方向のリタデーションである。そして、液晶シャッタＳＰ０７においては、ＲＦ１１は、第１観視者側光学層Ｆ１１における厚さ方向のリタデーションである。
【００６５】
また、ＲＦ２１は、第１表示装置側光学層Ｆ２１のリタデーションである。すなわち、液晶シャッタＳＰ０１〜ＳＰ０６、及び、ＳＰ０８〜ＳＰ１０においては、ＲＦ２１は、第１表示装置側光学層Ｆ２１における面内方向のリタデーションである。そして、液晶シャッタＳＰ０７においては、ＲＦ２１は、第１表示装置側光学層Ｆ２１における厚さ方向のリタデーションである。
【００６６】
また、ＲｅＦ１２及びＲｅＦ１３は、それぞれ、第２及び第３観視者側光学層Ｆ１２及びＦ１３における面内方向のリタデーションである。また、ＲｅＦ２２及びＲｅＦ２３は、それぞれ、第２及び第３表示装置側光学層Ｆ２２及びＦ２３における面内方向のリタデーションである。
【００６７】
また、ＲｔＦ１２及びＲｔＦ１３は、それぞれ、第２及び第３観視者側光学層Ｆ１２及びＦ１３における厚さ方向のリタデーションである。また、ＲｔＦ２２及びＲｔＦ２３は、それぞれ、第２及び第３表示装置側光学層Ｆ２２及びＦ２３における厚さ方向のリタデーションである。
【００６８】
また、Δｎは、５５０ナノメートル（ｎｍ）における液晶層の複屈折率であり、Δεは、液晶層の誘電率異方性である。
【００６９】
第１、第２及び第３観視者側光学層Ｆ１１、Ｆ１２及びＦ１３、並びに、第１、第２及び第３表示装置側光学層Ｆ２１、Ｆ２２及びＦ２３における「ｔｙｐｅ」は、以下を指す。「ｔｙｐｅ−Ａ」は、正の屈折率異方性を有する光学フィルムである。「ｔｙｐｅ−Ｂ」は、二軸の光学フィルムである。「ｔｙｐｅ−Ｃ」は、負の屈折率異方性を有する光学フィルムである。「ｔｙｐｅ−Ｄ」は、光軸の角度が厚さ方向に沿って変化している負の光学異方性を有する光学フィルムである。「ｔｙｐｅ−Ｅ」は、光軸の角度が厚さ方向に沿って変化している負の光学異方性を有する層と、２軸の光学層と、を積層した光学フィルムである。
【００７０】
図６に例示した構成を有する１０種類の液晶シャッタＳＰ０１〜ＳＰ１０の光学特性がシミュレーションされた。  
図７（ａ）〜図７（ｄ）、図８（ａ）〜図８（ｄ）、及び、図９（ａ）及び図９（ｂ）は、液晶シャッタの特性を例示する模式図である。
【００７１】
これらの図において、複数の同心円が表示されており、一番内側の円が２０度の視角φに対応し、その次の円が４０度の視角φに対応し、その次の円が６０度の視角φに対応し、一番外側の円が８０度の視角φに対応する。
【００７２】
また、これらの図において濃度の濃い領域はコントラスト比が高い領域に相当し、濃度が低い領域はコントラストが低い領域に相当する。また、これらの図には、内側と外側の２つの曲線の実線が描かれている。外側の実線は、１００：１のコントラスト比に相当する。外側の実線よりも内部の領域は、コントラスト比が１００：１よりも高い領域に相当する。内側の実線は、５００：１のコントラスト比に相当する。内側の実線よりも内部の領域は、コントラスト比が５００：１よりも高い領域に相当する。
【００７３】
図７（ａ）〜図７（ｄ）、図８（ａ）〜図８（ｄ）、及び、図９（ａ）及び図９（ｂ）に表したように、液晶シャッタ１０５の構成により、コントラスト比の視角φ依存性は、大きく変化する。
【００７４】
図７（ａ）に表した液晶シャッタＳＰ０１、及び、図７（ｂ）に表した液晶シャッタＳＰ０２においては、高いコントラスト比が得られる視角φの領域が広い。
【００７５】
図７（ｃ）に表した液晶シャッタＳＰ０３、及び、図７（ｄ）に表した液晶シャッタＳＰ０４においては、高いコントラスト比が得られる視角φの領域が著しく狭い。
【００７６】
図８（ａ）に表した液晶シャッタＳＰ０５、図８（ｂ）に表した液晶シャッタＳＰ０６及び、図８（ｃ）に表した液晶シャッタＳＰ０７においては、高いコントラスト比が得られる視角φの領域は、液晶シャッタＳＰ０１及びＳＰ０２に比べれば狭いものの、液晶シャッタＳＰ０３及びＳＰ０４に比べれば広い。
【００７７】
図８（ｄ）に表した液晶シャッタＳＰ０８、図９（ａ）に表した液晶シャッタＳＰ０９及び、図９（ｂ）に表した液晶シャッタＳＰ１０においても、高いコントラスト比が得られる視角φの領域は、液晶シャッタＳＰ０１及びＳＰ０２に比べれば狭いものの、液晶シャッタＳＰ０３及びＳＰ０４に比べれば広い。
【００７８】
そして、上記のうちで、視角特性が良好な液晶シャッタＳＰ０１に関して実際の液晶シャッタを作製し、立体視映像システムに用いて実験したところ、疲労や不快感は実質的に発生せず、良好な立体視が得られた。なお、この液晶シャッタの応答時間は５ｍｓ以下である。
【００７９】
一方、視角特性が良好でない、液晶シャッタＳＰ０３及びＳＰ０４の特性に相当する液晶シャッタを実際に立体視映像システムに用いると、疲労や不快感が発生した。この比較例の液晶シャッタの応答時間は５ｍｓ以下であり、応答時間が５ｍｓを満たしていても、立体視映像システムの実用的な使用状態においては、視角特性が悪い場合には３Ｄクロストークによる疲労や不快感が発生することが分かった。
【００８０】
実験の結果、左右方向における視角φが３０度のときのコントラスト比が３５０：１以上である条件において、疲労や不快感は実質的に発生せず、良好な立体視が得られることが確認された。そして、左右方向における視角φが３０度のときのコントラスト比が３５０：１に満たない場合には、疲労や不快感が発生し易いことも確認された。すなわち、左右方向における視角第が３０度のときのコントラスト比が３５０：１以上である液晶シャッタを用いることで、立体視特有の３Ｄクロストークが抑制できる。
【００８１】
例えば、上記の液晶シャッタＳＰ０３においては、右方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は３１２であり、左方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は３３７である。そして、液晶シャッタＳＰ０４においては、右方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は１２７６と高いものの、左方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は１０６であり、著しく低い。これらの液晶シャッタを使用した場合は、３Ｄクロストークが発生する。
【００８２】
これに対し、例えば、液晶シャッタＳＰ０１においては、右方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は３０６４であり、左方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は３２９３である。液晶シャッタＳＰ０２においては、右方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は３９９８あり、左方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は４２７０である。
【００８３】
また、例えば、液晶シャッタＳＰ０５においては、右方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は１００３あり、左方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は１０７２である。液晶シャッタＳＰ０６においては、右方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は１００３あり、左方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は１０７２である。
【００８４】
また、例えば、液晶シャッタＳＰ０７においては、右方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は２５０６であり、左方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は１０６１である。例えば、液晶シャッタＳＰ０８においては、右方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は２３３９であり、左方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は２４２８である。
【００８５】
また、例えば、液晶シャッタＳＰ０９においては、右方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は４１２であり、左方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は５７８である。また、例えば、液晶シャッタＳＰ１０においては、右方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は４１２であり、左方向で視角φが３０度のときのコントラスト比は５７８である。
【００８６】
上記の液晶シャッタＳＰ０１、ＳＰ０２、ＳＰ０５、ＳＰ０６、ＳＰ０７、ＳＰ０８、ＳＰ０９及びＳＰ１０においては、視角特性は許容範囲内であり、３Ｄクロストークが抑制できる。液晶シャッタＳＰ０１及びＳＰ０２においては、視角特性は特に良好であり、３Ｄクロストークの抑制効果が特に高い。
【００８７】
ここで、良好なコントラスト比（コントラスト比が３５０：１以上）が得られる視角φが３０度であるという条件は、先に説明した、映画等を鑑賞する際の立体視映像システムの実用的な使用条件が、視角φが左右それぞれ３２．２度であることと、良く一致し、妥当性がある。なお、映像の一番端の部分に関しては、観視者の視覚が大きく影響を受けないことが推測され、上記の３０度と３２．２度とは実質的に同じ値であると見なすことができる。
【００８８】
このように、左右方向における視角φが３０度のときのコントラスト比が３５０：１以上である液晶シャッタを用いることで、立体視特有の３Ｄクロストークが抑制できる。
【００８９】
立体視映像システムに用いる液晶シャッタの応答時間が短いことが望まれることは定性的に知られているが、今回の発明者の検討により、液晶シャッタの良好な応答時間が定量的に判明した。さらに、実用的な観点から、応答時間だけでなく、視角特性が重要であることが判明した。そして、良好な視角特性に関しても、定量的に求められた。
【００９０】
すなわち、本実施形態に係る立体視用液晶シャッタ眼鏡１０１においては、左眼用液晶シャッタ１１０及び右眼用液晶シャッタ１２０のそれぞれの応答時間が、５ｍｓ以下であり、左眼用液晶シャッタ１１０及び右眼用液晶シャッタ１２０のそれぞれの左右方向における視角φが３０度のときのコントラスト比が３５０：１以上とされることで、疲労や不快感を抑制し、快適に立体映像を鑑賞することができる立体視用液晶シャッタ眼鏡が提供できる。
【００９１】
そして、左右方向における視角φが３０度のときのコントラスト比は、１０００：１以上であることがさらに望ましい。すなわち、上記の液晶シャッタＳＰ０１、ＳＰ０２、ＳＰ０５、ＳＰ０６、ＳＰ０７及びＳＰ０８においては、さらに良好な特性が得られる。  
そして、左右方向における視角φが３０度のときのコントラスト比は、３０００：１以上であることがさらに望ましい。すなわち、上記の液晶シャッタＳＰ０１及びＳＰ０２においては、さらに良好な特性が得られる。
【００９２】
また、上記のように、左眼用液晶シャッタ１１０及び右眼用液晶シャッタ１２０のそれぞれは、光学層を含むことができる。そして、この光学層は、光軸の角度が厚さ方向に沿って変化する負の光学異方性を有する層を有することが望ましい。すなわち、光学層として、例えば上記の「ｔｙｐｅ−Ｄ」や「ｔｙｐｅ−Ｅ」などを用いることができる。これにより、左右方向における視角φが３０度のときのコントラスト比が３５０：１以上の良好な特性を得ることができる。
【００９３】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、立体視用液晶シャッタ眼鏡に含まれる液晶シャッタ及び保持部、並びに、立体視映像表示システムに含まれる表示装置及び制御部等、各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。  
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【００９４】
その他、本発明の実施の形態として上述した立体視用液晶シャッタ眼鏡及び立体視映像表示システムを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての立体視用液晶シャッタ眼鏡及び立体視映像表示システムも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【００９５】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。
【符号の説明】
【００９６】
１０…立体視映像表示システム、  ２０…表示装置、  ２１…表示画面、  ２１ｃ…中心、  ２１ｈ…画面上下幅、  ２１ｗ…画面左右幅、  ３０…制御部、  θ…方位角、  θＦ１１、θＦ１２、θＦ１３…第１、第２及び第３観視者側光学層角、  θＦ２１、θＦ２２、θＦ２３…第１、第２及び第３表示装置側光学層角、  θＬＣ…液晶配向角、  θＬＣ１、θＬＣ２…第１及び第２液晶配向角、  θＰＯＬ１、θＰＯＬ２…第１及び第２偏光板角、  φ…視角、  １０１…立体視用液晶シャッタ眼鏡、  １０５…液晶シャッタ、  １０５ａ、１０５ｂ…第１及び第２液晶基板、  １１０…左眼用液晶シャッタ、  １１１…左側第１基板部、  １１２…左側第２基板部、  １２０…右眼用液晶シャッタ、  １２１…右側第１基板部、  １２２…左側第２基板部、  １３０…保持部、  １３１…左側耳かけ部、  １３２…右側耳かけ部、  １３３…連結部、  １５０ｈ…観視領域上下幅、  １５０ｐ…観視位置、  １５０ｒ…観視領域、  １５０ｗ…観視領域左右幅、  １５０ｚ…観視距離、  １５１ａ…中心、  ＡＦ１１、ＡＦ１２、ＡＦ１３…第１、第２及び第３観視者側光軸、  ＡＦ２１、ＡＦ２２、ＡＦ２３…第１、第２及び第３表示装置側光軸、  ＡＰＯＬ１、ＡＰＯＬ２…第１及び第２吸収軸、  Ｆ１０…観視者側光学層、  Ｆ１１、Ｆ１２、Ｆ１３…第１、第２及び第３観視者側光学層、  Ｆ２０…表示装置側光学層、  Ｆ２１、Ｆ２２、Ｆ２３…第１、第２及び第３表示装置側光学層、  ＰＯＬ１、ＰＯＬ２…第１及び第２偏光板、  ＳＰ０１〜ＳＰ１０…液晶シャッタ、  Ｔ１、Ｔ２…第１及び第２応答時間、  Ｔｒ…透過率、  Ｔｒ１、Ｔｒ２…第１及び第２透過率、  Ｖ１、Ｖ２…第１及び第２電圧、  Ｖａ…印加電圧、  ｔ…時間、  ｔ１〜ｔ４…第１〜第４時刻
【図１】
2011209561.tif 000003
【図２】
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【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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