(57)【要約】【課題】簡素な構成で外光による光の明滅を確実に抑止する。【解決手段】周期的に開閉を行う右目用及び左目用の液晶シャッター２００ａ，２００ｂを有し、１周期における液晶シャッター２００ａ，２００ｂが５０％以上である画像鑑賞用眼鏡２００と、異なる複数の画像を周期的に表示する液晶表示パネル１３４と、少なくとも複数の画像の切り換わりのタイミングに応じて、液晶シャッター２００ａ，２００ｂを制御するためのタイミング信号を発生させるシャッター制御部１２２と、少なくとも液晶シャッター２００ａ，２００ｂのオープン期間が重畳する期間に表示パネル１３４の表示を停止させるバックライト制御部１２８と、を備える、画像表示装置１００と、を備える。【選択図】図２
2011075617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期的に開閉を行う右目用及び左目用のシャッターを有し、１周期における前記シャッターの開口率が５０％以上に制御される画像鑑賞用眼鏡と、
異なる複数の画像を周期的に表示する表示パネルと、少なくとも前記複数の画像の切り換わりのタイミングに応じて、前記シャッターを制御するためのタイミング信号を発生させるシャッター制御部と、少なくとも前記シャッターのオープン期間が重畳する期間に前記表示パネルの表示を停止させる表示制御部と、を備える、画像表示装置と、
を備える、画像表示観察システム。
【請求項２】
前記表示パネルを背面から照射する面光源を備え、
前記表示制御部は、少なくとも前記シャッターのオープン期間が重畳する期間に前記面光源の発光を停止させる、請求項１に記載の画像表示観察システム。
【請求項３】
前記画像鑑賞用眼鏡の１周期における前記シャッターの開口率が５０％以上６０％以下に制御される、請求項１に記載の画像表示観察システム。
【請求項４】
前記画像鑑賞用眼鏡の前記シャッターは、観測者の右目及び左目の前にそれぞれ配置され、
前記シャッターは、前記画像表示装置から周期的に出力される右目用画像及び左目用画像の切り換わりに応じて、前記右目用画像が右目に入射し、前記左目用画像が左目に入射するように開閉が行われる、請求項１に記載の画像表示観察システム。
【請求項５】
前記画像鑑賞用眼鏡の前記シャッターは、観測者の右目及び左目の前にそれぞれ配置され、
前記シャッターは、前記画像表示装置から周期的に出力される異なる複数の画像の切り換わりに応じて、前記複数の画像の１つが右目及び左目の双方に入射するように開閉が行われる、請求項１に記載の画像表示観察システム。
【請求項６】
異なる複数の画像を周期的に表示する表示パネルと、
右目用と左目用のシャッターを備える画像鑑賞用眼鏡に対して、前記右目用及び左目用のシャッターの開口率を５０％以上として駆動するためのタイミング信号を発生させるシャッター制御部と、
少なくとも前記シャッターのオープン期間が重畳する期間に前記表示パネルの表示を停止させる表示制御部と、
を備える、画像表示装置。
【請求項７】
前記表示パネルを背面から照射する面光源を備え、
前記表示制御部は、少なくとも前記シャッターのオープン期間が重畳する期間に前記面光源の発光を停止させる、請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記シャッター制御部は、前記シャッターの開口率を５０％以上６０％以下として駆動するための前記タイミング信号を発生させる、請求項６に記載の画像表示観察システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示観察システム及び画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時では、例えば下記の特許文献１に記載されているように、１つの画面に対して時分割で複数の映像を表示させ、それと同期したシャッター付メガネを用いることで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、特許文献２に記載されているように、この技術を利用し、左右の目に相当する視差映像を表示することで立体表示が可能となる技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７０１３５５号公報
【特許文献２】特開昭６１−２２７４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの２種類の技術は、ハードウエア的には本質的に同じものであり、表示する映像内容およびシャッターの駆動が異なるだけである。すなわち、左右の目に相対するシャッターを同位相にて開閉すれば複数の映像を選択的に表示することができ、また２枚の映像を視差映像としてシャッターを逆位相で開閉すれば立体映像を表示することができる。
【０００５】
ところで、テレビ受像機の垂直同期周波数は、ＮＴＳＣ方式の場合、約６０Ｈｚ、ＰＡＬおよびＳＥＣＡＭの場合は５０Ｈｚとなっている。このため、シャッター付メガネは、これに同期して６０Ｈｚまたは５０Ｈｚにて開閉動作を行うことになる。
【０００６】
一方、例えば室内の蛍光灯などの外光に用いられる商用電源の周波数も、同じく５０Ｈｚまたは６０Ｈｚとなっており、インバーター式でない蛍光灯はこの倍の周波数１００Ｈｚまたは１２０Ｈｚで明滅を生じている。
【０００７】
シャッター付メガネのシャッターと蛍光灯をそれぞれ別個に使用している場合は、周波数が高く人の眼に認識されることはないが、シャッター越しに蛍光灯を見ると、シャッターの駆動周波数と蛍光灯のフリッカー周波数の周波数差に起因する光の明滅を感じる。例えば、商用周波数５０Ｈｚの環境下で、６０Ｈｚの映画信号を見る場合、その周波数の差である２０Ｈｚまたは４０Ｈｚの光の明滅がシャッターを透過して視認される。この場合、表示画面そのものには明滅を感じないものの、画面の周辺部、例えば蛍光灯によって照明された壁などにおいて認識し易い明滅が感じられ、ユーザが不快に感じる場合がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、簡素な構成で外光による光の明滅を確実に抑止することが可能な、新規かつ改良された画像表示観察システム及び画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、周期的に開閉を行う右目用及び左目用のシャッターを有し、１周期における前記シャッターの開口率が５０％以上に制御される画像鑑賞用眼鏡と、異なる複数の画像を周期的に表示する表示パネルと、少なくとも前記複数の画像の切り換わりのタイミングに応じて、前記シャッターを制御するためのタイミング信号を発生させるシャッター制御部と、少なくとも前記シャッターのオープン期間が重畳する期間に前記表示パネルの表示を停止させる表示制御部と、を備える、画像表示装置と、を備える、画像表示観察システムが提供される。
【００１０】
また、前記表示パネルを背面から照射する面光源を備え、前記表示制御部は、少なくとも前記シャッターのオープン期間が重畳する期間に前記面光源の発光を停止させるものであってもよい。
【００１１】
また、前記画像鑑賞用眼鏡の１周期における前記シャッターの開口率が５０％以上６０％以下に制御されるものであってもよい。
【００１２】
また、前記画像鑑賞用眼鏡の前記シャッターは、観測者の右目及び左目の前にそれぞれ配置され、前記シャッターは、前記画像表示装置から周期的に出力される右目用画像及び左目用画像の切り換わりに応じて、前記右目用画像が右目に入射し、前記左目用画像が左目に入射するように開閉が行われるものであってもよい。
【００１３】
また、前記画像鑑賞用眼鏡の前記シャッターは、観測者の右目及び左目の前にそれぞれ配置され、前記シャッターは、前記画像表示装置から周期的に出力される異なる複数の画像の切り換わりに応じて、前記複数の画像の１つが右目及び左目の双方に入射するように開閉が行われるものであってもよい。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、異なる複数の画像を周期的に表示する表示パネルと、右目用と左目用のシャッターを備える画像鑑賞用眼鏡に対して、前記右目用及び左目用のシャッターの開口率を５０％以上として駆動するためのタイミング信号を発生させるシャッター制御部と、少なくとも前記シャッターのオープン期間が重畳する期間に前記表示パネルの表示を停止させる表示制御部と、を備える、画像表示装置が提供される。
【００１５】
また、前記表示パネルを背面から照射する面光源を備え、前記表示制御部は、少なくとも前記シャッターのオープン期間が重畳する期間に前記面光源の発光を停止させるものであってもよい。
【００１６】
また、前記シャッター制御部は、前記シャッターの開口率を５０％以上６０％以下として駆動するための前記タイミング信号を発生させるものであってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡素な構成で外光による光の明滅を確実に抑止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る立体画像表示観察システムの構成を示す模式図である。
【図２】画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図３】画像表示装置に表示される映像と、液晶シャッターの開閉を示すタイミングチャートである。
【図４】屋内の照明に用いられる蛍光灯（外光）と液晶シャッターの関係について説明するための特性図である。
【図５】液晶シャッターの時間応答の理想的な波形を示す特性図である。
【図６】実際の液晶シャッターの波形を示す特性図である。
【図７】６０Ｈｚでの液晶シャッターの動作、および実際の５０Ｈｚの商用電源下での蛍光灯波形のデータを元にうねり振幅のシミュレーションを行った結果を示す特性図である。
【図８】本実施形態に係る画像表示装置による画像Ａ，Ｂの表示、バックライトの動作、液晶シャッターの動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図９】複数ユーザに対して異なる映像を提供するシステム（Ｄｕａｌ  Ｖｉｅｗ）を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．映像表示システムの全体構成
２．画像表示装置の構成例
３．フリッカの発生要因について
４．本実施形態の映像表示システムの具体的構成
５．異なる複数の画像を周期的に表示するシステムへの適用
【００２１】
［１．映像表示システムの全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る立体画像表示観察システムの構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施形態に係るシステムはＬＣＤから構成される画像表示装置１００と、表示画像鑑賞用メガネ（光変調器）２００とを備える。画像表示装置１００は、表示パネルを駆動する駆動回路と、駆動回路より垂直同期信号を受けて表示画像鑑賞用メガネ２００に信号を発する発信機と、を備え、倍速駆動ができるものである。表示画像鑑賞用メガネ２００は、画像表示装置１００の発信機から送信された信号を受信する機能を有し、受信した信号に基づいて、表示パネルに表示された映像に合わせてシャッターを開閉して映像を選択する液晶シャッター２００ａ，２００ｂを備える。
【００２２】
画像表示装置１００は、例えば時分割式の立体映像ディスプレイ装置であり、左眼用映像及び右眼用映像を非常に短い周期で画面全体に交互にディスプレイする。また、画像表示装置１００は、左眼用映像及び右眼用映像のディスプレイ周期に同期して左眼及び右眼に映像を分離して提供する。画像表示装置１００は、例えば、フィールド毎に右目用画像Ｒと左目用画像Ｌを交互に表示する。表示画像鑑賞用メガネ２００には、レンズに相当する部分に一対の液晶シャッター２００ａ，２００ｂが設けられている。液晶シャッター２００ａ，２００ｂは、画像表示装置１００のフィールド毎の画像切り換えに同期して交互に開閉動作を行う。すなわち、画像表示装置１００に右目用の画像Ａが表示されるフィールドでは、左目用の液晶シャッター２００ｂが閉鎖状態となり、右目用の液晶シャッターが開放状態２００ａとなる。また、左目用の画像Ｂが表示されるフィールドでは、これと逆の動作を行う。このように、画像表示装置１００は、画像Ａ及び画像Ｂを非常に短い周期で画面全体に交互にディスプレイすると同時に、画像Ａ及び画像Ｂのディスプレイ周期に同期して左眼及び右眼に映像を分離して提供する。
【００２３】
このような動作により、鑑賞用メガネ２００を掛けて画像表示装置１００を見るユーザの右目には画像Ａのみが、また、左目には画像Ｂのみが入射される。このため、鑑賞者の目の内部で右目用と左目用の画像が合成され、画像表示装置１００に表示される画像が立体的に認識される。また、画像表示装置１００は通常の２次元画像を表示することもでき、この場合、画像Ａと画像Ｂの切り換えは行われない。
【００２４】
［２．画像表示装置の構成例］
次に、画像表示装置１００の構成について説明する。図２は、画像表示装置１００の構成を示すブロック図である。図２に示すように、画像表示装置１００は、映像信号制御部１２０、シャッター制御部１２２、エミッタ１２４、タイミング制御部１２６、バックライト制御部１２８、ゲートドライバ１３０、データドライバ１３２、液晶表示パネル１３４を備える。液晶表示パネル１３４の背後には、バックライト（面光源）１３６が配置されている。
【００２５】
液晶表示パネル１３４は、液晶層、液晶層を挟んで対向する透明電極、カラーフィルタ等から構成されている。映像信号制御部１２０には、右目用の画像Ａ及び左目用の画像Ｂを表示するための映像信号が入力される。映像信号制御部１２０は、液晶表示パネル１３４に右目用の画像Ａと左目用の画像Ｂを交互に表示させるため、左右映像信号を交互に出力する。
【００２６】
タイミング制御部１２６には、映像信号制御部１２０で変換された右目用映像信号及び左目用映像信号が入力される。タイミング制御部１２６は、入力された右目用映像信号及び左目用映像信号を液晶表示パネル１３４へ入力するための信号に変換し、ゲートドライバ１３０およびデータドライバ１３２の動作に用いられるパルス信号を生成する。
【００２７】
タイミング制御部１２６で変換された信号は、ゲートドライバ１３０とデータドライバ１３２のそれぞれに入力される。ゲートドライバ１３０およびデータドライバ１３２は、タイミング制御部１２６で生成されたパルス信号を受け、入力された信号に基づいて液晶表示パネル１３４の各画素を発光させる。これにより、液晶表示パネル１３４に映像が表示される。
【００２８】
また、映像信号制御部１２０は、右目用映像信号及び左目用映像信号の切り換わりのタイミングを示すタイミング信号をシャッター制御部１２２へ送る。シャッター制御部１２２は、映像信号制御部１２０から送られたタイミング信号に基づいて、エミッタ１２４を発光させる駆動信号をエミッタ１２４へ送る。ここで、エミッタ１２４を発光させる駆動信号は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉タイミングを含む信号であり、シャッター制御部１２２は、映像信号制御部１２０から送られたタイミング信号により、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉タイミングを制御する。エミッタ１２４は、シャッター制御部１２２から送られた駆動信号に基づいて、左右の液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉タイミングを示す光信号を鑑賞用メガネ２００に対して送信する。なお、エミッタ１２４を発光させる駆動信号は、画像Ａ及び画像Ｂの切り換わりのタイミングを含むものとして、開口期間は表示画像鑑賞用メガネ２００側で保持している値を使用しても良い。
【００２９】
表示画像鑑賞用メガネ２００は、詳細は省略するが、光信号を受信するセンサを備えている。光信号を受信した鑑賞用メガネ２００は、光信号によって指示された液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉タイミングに同期して、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉動作を交互に行う。
【００３０】
また、シャッター制御部１２２は、左右の映像の切り換わりのタイミングを示すタイミング信号をバックライト制御部１２８へ送る。バックライト制御部１２８は、入力されたタイミング信号に基づいて、バックライト１３６を点灯させるための制御信号を出力する。バックライト１３６は、バックライト制御部１２８から入力された制御信号に基づいて点灯を行う。
【００３１】
なお、画像表示装置１００としては、液晶表示装置を例示するが、ＣＲＴ、ＰＤＰ、ＥＬなどテレビの垂直同期周波数の整数倍の表示が行えるデバイスであれば、これに限定されるものではない。
【００３２】
表示画像鑑賞用メガネ２００の液晶シャッター２００ａ，２００ｂは、例えばＴＮ液晶による液晶シャッターで構成されており、電圧をＯＮ／ＯＦＦすることにより光の透過／非透過を選択できるものである。
【００３３】
図３は、画像表示装置１００に表示される映像と、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉を示すタイミングチャートである。図３に示すように、画像表示装置１００に表示される映像を右目用の画像Ａ、左目用の画像Ｂの２種類とし、観測者は、液晶シャッター２００ａが開いている間に画像Ａを視認し、液晶シャッター２００ｂが開いている間に画像Ｂを視認するものとする。表示させる映像ソースとしては、例えばＮＴＳＣ（National  Television  Standards  Committee）方式の５０Ｈｚとする。
【００３４】
先ず、画像Ａが画像表示装置１００に表示され始め、液晶の応答時間が経過して画像Ａが完全に表示された時点で、液晶シャッター２００ａが開状態となる。これにより、観測者の右目は画像Ａを認識する。次に、画像表示装置１００に画像Ｂが表示され始めると、液晶シャッター２００ａは閉状態となり、画像Ｂの液晶シャッター２００ａの透過が遮断（ブロック）される。
【００３５】
次に、画像Ｂが完全に表示されると、液晶シャッター２００ｂが開状態となり、観測者の左目は画像Ｂを認識する。このようにして、観測者は画像Ａと画像Ｂを交互に視認することにより、画像Ａと画像Ｂとの視差により立体映像を視認することができる。
【００３６】
液晶シャッター２００ａ，２００ｂのそれぞれの開放時間は、画像表示装置１００および液晶シャッター２００ａ，２００ｂの応答速度によって決定され、本実施形態では、一例として５ｍｓとしている。液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉タイミングは、画像表示装置１００の特性によって決定されるものであり、実際の開閉タイミング、画像Ａ、Ｂの表示方法は適宜調整することができる。
【００３７】
以上のように、画像Ａ，Ｂを１つの画像表示装置１００に交互に表示し、それと同期して表示画像鑑賞用メガネ２００の液晶シャッター２００ａ，２００ｂを開閉することで、観測者は立体映像を視認することができる。
【００３８】
［３．フリッカの発生要因について］
次に、図４に基づいて、屋内の照明に用いられる蛍光灯（外光）と液晶シャッター２００ａ，２００ｂの関係について説明する。本実施形態では、一例として、蛍光灯を発光させる商用電源の周波数を５０Ｈｚとし、ＮＴＳＣ信号をベースとした２画面表示でシャッターの開放時間を５ｍｓとする。
【００３９】
蛍光灯としては、インバーター方式のものではなく、安定器を用いるものとする。蛍光灯は、安定器を用いているため、商用周波数５０Ｈｚの２倍である１００Ｈｚで振動しており、その周期は１０ｍｓである。一方、液晶シャッター２００ａ，２００ｂはＮＴＳＣ方式の垂直同期周波数５９．９４Ｈｚで交互に開閉するものとし、その周期は１６．７ｍｓである。すなわち、図４に示すように、液晶シャッター２００ａ，２００ｂは、１６．７ｍｓ間隔で５ｍｓだけ交互に開くものとする。
【００４０】
図４は、蛍光灯の輝度（相対強度）と、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの透過率（ここでは０〜１００％とする）が時間に応じて変化する様子を示している。図４に示すように、蛍光灯の輝度は１０ｍｓ周期で強度が変化する。また、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの透過率は、１６．７ｍｓ周期でシャッターが開閉することにより周期的に変化する。液晶シャッター２００ａ，２００ｂは、液晶の応答特性に起因して、開き始めから完全に開くまでの間、及び閉じ始めから完全に閉じるまでの間に、応答遅れによる過渡期が存在する。
【００４１】
液晶シャッター２００ａ，２００ｂを通過して観測者の眼に届く光量は、蛍光灯の輝度と液晶シャッター２００ａ，２００ｂの透過率の積で表され、相対強度として図４中の斜線部で表すことができる。人の目が感じる光量は図４中に斜線のハッチングが付された各領域の積分値であるが、この値を時間軸に沿って包絡線として描くと、図４中に破線で示すようなうねり波形となる。うねり波形の周波数は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの周波数の２倍と蛍光灯の発光周波数との差分（２ｘ５９．９４−１００＝１９．８８Ｈｚ）と、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの周波数と蛍光灯の発光周波数との差分（１００−５９．９４＝４０．０６Ｈｚ）とが重畳したものとなる。一般的に、人の眼は、５０Ｈｚ〜６０Ｈｚ程度以下の明滅を光のちらつきとして認識することから、図４に示すようなうねり波形（５０Ｈｚ程度）が発生する状況下においては、容易に視認できるフリッカ（光のちらつき）を感じ、観測者に不快な印象を与えることになる。
【００４２】
以上のように、蛍光灯などの発光体の光は、それ自体が観測者に視認される場合は周波数が高いためフリッカの要因とはならないが、液晶シャッター２００ａ，２００ｂによるシャッター動作が重畳されると、フリッカとして視認されてしまう。
【００４３】
［４．本実施形態の映像表示システムの具体的構成］
本実施形態における液晶シャッター２００ａ，２００ｂは、たとえばツイスト角９０°のツイストネマティック（ＴＮ）液晶をガラス基板で挟んだサンドイッチ構造とし、さらにその両外面（表裏面）に偏光板をそれぞれ設置して構成される。この両外面の偏光板の偏光軸を直交させておくことで、この液晶層に電圧を印加しない場合は、液晶層の液晶分子のツイストに応じて伝播する偏光方向が９０°回転し、液晶シャッター２００ａ，２００ｂに入射した光が後面の偏光板を通過する明状態となる。一方、液晶層に所定の電圧（例えば１０Ｖ程度）を印加することで、液晶層にて偏光状態が変わり、液晶シャッター２００ａ，２００ｂに入射した光が後面の偏光板にて吸収される暗状態となる。すなわち、液晶シャッター２００ａ，２００ｂは、明状態と暗状態の２値を電気的に切り替えることができる。
【００４４】
本実施形態では、液晶シャッター２００ａ，２００ｂを用いて、例えば周波数ｆ１＝５９．９４ＨｚのＮＴＳＣ信号による２画面の映像情報を見るものとする。図５は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの時間応答の波形を示す特性図である。液晶シャッター２００ａ，２００ｂは、周波数ｆ１で開閉を繰り返しているため１／ｆ１時間を周期とする周期関数となる。液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開口率をτとおくと、図５に示すように、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの動作を表す関数は、τ／ｆ１期間だけ明状態（透過率Ｔ＝１（１００％））となり、他の期間は暗状態（透過率Ｔ＝０）となる矩形状の関数となる。この図５で示された関数は、矩形波をフーリエ変換したものとして一般的に以下の数式で表すことができる。
【００４５】
【数１】
2011075617.tif 000003
【００４６】
一方、外光は、上述した蛍光灯の場合もあるが、フリッカを確実に抑えるためには、時間的に明滅している光源すべてを考慮する必要がある。このため、本実施形態では、外光として特定の数式を使用するのではなく、振幅Ａを持つ三角関数で表すこととする。図４で説明したようなうねりを生ずる周波数をｆ２とすると、外光Ｇは以下の数式で表すことができる。
【００４７】
【数２】
2011075617.tif 000004
【００４８】
図４で説明したうねり現象は、上記２つの式の積で表すことができ、ｎ次のうねりの振幅は、以下の式で表される。
振幅（ｎ次）＝（２Ａ／ｎπ）ｓｉｎ（ｎτπ）
【００４９】
振幅を表す上式より、うねりに関してはｎが分母にあることから、ｎが大きい高次のうねりについえては、振幅は十分に小さくなり、フリッカに与える影響は小さい。このため、ｎの値が小さい次数のうねりだけ考慮して抑制することで、フリッカを抑えることが可能である。
【００５０】
ここで、最も振幅の大きなｎ＝１の場合、うねり振幅が最小になるのはτ＝０またはτ＝１のときである。この状態は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開放時間が０または１００％となる状態を意味しており、液晶シャッター２００ａ，２００ｂが常に閉じているか、または開いている状態となるため、実現することはできない。
【００５１】
よって、本実施形態では、次に振幅の大きなｎ＝２の場合について、振幅を抑えることとしている。ｎ＝２の場合、図４に破線で示すうねり振幅を最小とするためには、ｎτπ＝πとすれば良く、τ＝０．５となる。つまり、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開放時間を５０％にすることで、２次モードのうねりを消失させることが可能である。
【００５２】
従って、理論上は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開口率を５０％とすることで光の明滅によるうねり現象を最小化することができる。しかし、実際の液晶シャッター２００ａ，２００ｂの波形は、図６に示すような波形となっており、閉状態と開状態の遷移の際に応答遅れがあるため、図５に示すような理想的な矩形波形とは異なる。すなわち、透過率が０→１へ遷移する場合、実際には液晶の応答速度が有限であるため、図６に示すような緩やかな立ち上がりカーブとなる。このため実際の開放時間としての積分値は、理論値よりも小さくなる。うねり振幅が極小となるためには、実際の開放時間の積分値は５０％程度になっていることが望ましいと考えられるため、実際のシャッター開口率τは０．５より若干大きな値になると考えることができる。
【００５３】
図７は、実際の６０Ｈｚでの液晶シャッター２００ａ，２００ｂの動作、および実際の５０Ｈｚの商用電源下での蛍光灯波形のデータに基づいて、２次モードのうねり振幅のシミュレーションを行った結果を示す。図７に示す結果は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの透過特性をフーリエ変換し、２次モードの振幅を取得したものである。図７に示すように、２次モードのうねり振幅は、５５％の開口率のときに最小となる結果が得られた。図７に示すように、開口率が５０％よりも小さい場合、開口率が６０％よりも大きい場合のいずれにおいても、うねり振幅の値が急激に上昇する結果が得られた。このため、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開口率を５０％以上６０％以下とすることで、うねり振幅を確実に低減することが可能である。そして、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの周波数を変えながらシミュレーションを行った結果においても、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開口率を５０％以上６０％以下とすることで、うねりが最小となることが判明した。
【００５４】
通常の液晶表示装置の場合、画面全体の映像が一括して各画素に書き込まれるのではなく、垂直方向で上から順次に書き込まれていくため、５０％以上のシャッター開口率で動作させると、表示させるべき２種類の画像が表示画面内で混ざって観測される、いわゆるクロストークの問題が生じる。そこで、本実施形態では、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの双方が開いている時間において、画像表示装置１００が表示する２種類の映像が混ざって表示されている期間においては、バックライト１３６による点灯を消すことにより、５０％以上の開口率であっても良好に２種類の画像を分離してユーザーに視認させるようにしている。
【００５５】
図８は、本実施形態に係る画像表示装置１００による画像Ａ，Ｂの表示、バックライト１３６の動作、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの動作タイミングを示すタイミングチャートである。図８に示すように、５０％以上のシャッター開口率で動作させると、液晶シャッター２００ａ，２００ｂが共に開放状態となっている期間Ｘが生じる。本実施形態では、バックライト制御部１２８の制御により、液晶シャッター２００ａ，２００ｂが共に開放状態となっている期間Ｘでは、バックライト１３４の点灯状態がＯＦＦ状態とされる。このため、シャッター開口率を５０％以上とした場合においても、画像Ａ，Ｂが混ざってユーザに視認されることはなく、クロストークの無い良好な表示状態を確保することができる。
【００５６】
この際、図２のシャッター制御部１２２は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂのそれぞれの開口率が５０％以上となるように、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉タイミング信号を発生させる。また、バックライト制御部１２８は、液晶シャッター２００ａの開口期間と液晶シャッター２００ｂの開口期間とが重畳する期間Ｘにおいて、バックライト１３６を消灯する制御を行う。
【００５７】
なお、上記の説明では、液晶シャッター２００ａ，２００ｂが共に開放状態となる期間においてはバックライト１３４を消灯する構成を例示したが、これに限定されるものではなく、期間Ｘにおいて左右映像が混ざらないような他の構成を採用することもできる。例えば、画像表示装置１００の液晶表示パネル１３４上に第２のシャッターを設定し、液晶シャッター２００ａ，２００ｂが共に開放状態となる期間Ｘに第２のシャッターを閉じるなどの構成により、左右映像のクロストークを抑えるようにしても良い。
【００５８】
本実施形態における表示画像鑑賞用メガネ２００の液晶シャッター２００ａ，２００ｂは、電圧を加えない場合に光が透過するノーマリーホワイトモードの液晶を例示したが、電圧を加えない場合に光が遮断されるノーマリーブラックモードの液晶を用いることも可能である。この場合は、表示画像鑑賞用メガネ２００の開閉におけるコントラストの更なる向上を図ることができる。一方、ノーマリーホワイトモードの液晶を用いた場合は、光透過時の透過率をより高くすることが可能である。
【００５９】
また、本実施形態においては、ＮＴＳＣ方式の信号と５０Ｈｚの商用周波数との相対関係について説明したが、ＮＴＳＣ方式以外にも、ＰＡＬ（Phase  Alternation  by  Line）方式、またはＳＥＣＡＭ（Sequential  Couleur  A  Memoire）方式と、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚなどの商用周波数との相対関係についても同様である。これらの場合においても、本実施形態の構成によれば、フリッカの発生を確実に抑えることが可能である。
【００６０】
従って、本実施形態によれば、映像信号と同期して周期的に開閉するシャッターと、このシャッター開閉周期に近い周期で明暗を繰り返す外光とのうねり現象を大幅に改善することが可能である。外光は蛍光灯に限られるものではなく、ＬＥＤ照明、または各種ＡＶ機器の表示器による照明などであっても同様なフリッカが現れるが、本実施形態の構成によりフリッカを確実に抑止できる。これらの外光は、商用周波数ではなく、各装置に固有の周波数を有している場合もあるが、これらの外光に対しても本実施形態の構成によりフリッカを確実に抑えることができる。
【００６１】
［５．異なる複数の画像を周期的に表示するシステムへの適用］
上述の例では、立体画像表示観察システムを例示したが、複数ユーザに対して異なる映像を提供するシステムへの適用も可能である。図９は、複数ユーザに対して異なる映像を提供するシステム（Ｄｕａｌ  Ｖｉｅｗ）を示す模式図である。このシステムでは、表示画像鑑賞用メガネ２００の液晶シャッター２００ａ，２００ｂは同じタイミングで開閉動作を行う。画像表示装置１００は、例えば時分割式のディスプレイ装置であり、ユーザＡに対する映像とユーザＢに対する映像を非常に短い周期で画面全体に交互にディスプレイする。
【００６２】
この場合、図３において、画像表示装置１００に表示される画像をユーザＡに対するＡ、及びユーザＢに対する画像Ｂの２種類とし、２人のユーザのうちの一方のユーザＡが画像Ａを視認し、他方のユーザＢが画像Ｂを視認するものとする。表示させる映像ソースとしては、例えばＮＴＳＣ方式の６０Ｈｚとする。
【００６３】
液晶シャッター２００ａ，２００ｂは、画像表示装置１００のフィールド毎の画像切り換えに同期して同時に開閉動作を行う。すなわち、図３において、画像ＡがユーザＡに対する画像であり、画像ＢがユーザＢに対する画像であるとすると、画像表示装置１００に画像Ａが表示されるフィールドでは、ユーザＡが装着する表示画像鑑賞用メガネ２００の液晶シャッター２００ａ，２００ｂが共に開放状態となる。一方、ユーザＢが装着する表示画像鑑賞用メガネ２００の液晶シャッター２００ａ，２００ｂは共に閉鎖状態となる。
【００６４】
より詳細には、先ず、図３において画像Ａが画像表示装置１００に表示され始め、液晶の応答時間が経過して画像Ａが完全に表示された時点で、ユーザＡの液晶シャッター２００ａ，２００ｂが共に開状態となる。これにより、ユーザＡは画像Ａを視認することができる。次に、画像表示装置１００に画像Ｂが表示され始めると、ユーザＡの液晶シャッター２００ａ，２００ｂが共に閉状態となりユーザＡの液晶シャッター２００ａ，２００ｂにおいて、画像Ｂの透過が遮断（ブロック）される。
【００６５】
また、画像表示装置１００にユーザＢに対する画像Ｂが表示されるフィールドでは、ユーザＢが装着する表示画像鑑賞用メガネ２００の液晶シャッター２００ａ，２００ｂが開放状態となる。一方、ユーザＡが装着する表示画像鑑賞用メガネ２００の液晶シャッター２００ａ，２００ｂは閉鎖状態となる。
【００６６】
すなわち、画像Ｂが完全に表示されると、ユーザＢの液晶シャッター２００ａ，２００ｂが共に開状態となり、ユーザＢは画像Ｂを認識することができる。一方、ユーザＡが装着する表示画像鑑賞用メガネ２００の液晶シャッター２００ａ，２００ｂは共に閉鎖状態となるため、ユーザＡは画像Ｂを視認することができない。
【００６７】
このように、画像表示装置１００は、ユーザＡに対する画像Ａ及びユーザＢに対する画像Ｂを非常に短い周期で画面全体に交互にディスプレイし、個々のユーザの液晶シャッター２００ａ，２００ｂを画像Ａ及び画像Ｂの表示タイミングに同期して開閉する。これにより、ユーザＡとユーザＢに対して異なる映像を提供することができる。なお、図９では、ユーザが２名の場合を例示しているが、ユーザがより多い場合であっても同様に構成することが可能である。上述の例では、２種類の映像を表示させるため、１つの垂直同期期間を２つに分けて表示するが、３つ以上に同期期間を分割することで同時に３つ以上の映像を表示し、より多くのユーザに異なる映像を提供することも可能である。
【００６８】
図９のシステムにおける画像表示装置１００の基本的な構成は図２と同様である。映像信号制御部１２０は、複数のユーザに対する映像信号を制御するように機能し、信号制御部１２０には画像Ａ及び画像Ｂを表示するための映像信号が入力される。映像信号制御部１２０は、液晶表示パネル１３４に画像Ａと画像Ｂを交互に表示させるため、画像Ａと画像Ｂについての映像信号を交互に出力する。
【００６９】
タイミング制御部１２６には、映像信号制御部１２０で変換された画像Ａの映像信号及び画像Ｂの映像信号が入力される。タイミング制御部１２６は、入力された映像信号を液晶表示パネル１３４へ入力するための信号に変換し、ゲートドライバ１３０およびデータドライバ１３２の動作に用いられるパルス信号を生成する。
【００７０】
また、映像信号制御部１２０は、２つ連続するように変換された画像Ａの映像信号及び画像Ｂの映像信号の切り換わりのタイミングを示すタイミング信号をシャッター制御部１２２へ送る。シャッター制御部１２２は、映像信号制御部１２０から送られたタイミング信号に基づいて、エミッタ１２４を発光させる駆動信号をエミッタ１２４へ送る。ここで、エミッタ１２４を発光させる駆動信号は、個々のユーザに対応する液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉タイミングを含む信号である。シャッター制御部１２２は、映像信号制御部１２０から送られたタイミング信号に基づいて、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉タイミングを制御する。エミッタ１２４は、シャッター制御部１２２から送られた駆動信号に基づいて、左右の液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉タイミングを示す光信号を鑑賞用メガネ２００に対して送信する。また、シャッター制御部１２２は、画像Ａと画像Ｂの切り換わりのタイミングを示すタイミング信号をバックライト制御部１２８へ送る。
【００７１】
そして、図９の構成においても、シャッター制御部１２２は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開口率が５０％以上となるように、タイミング信号を発生させる。また、バックライト制御部１２８は、ユーザＡの液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開口期間とユーザＢの液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開口期間とが重畳する期間Ｘにおいて、バックライト１３６を消灯する制御を行う。
【００７２】
以上説明したように本実施形態によれば、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開口率を５０％以上とすることで、外光と液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開口動作によるうねり現象（光の明滅）を最小限に抑えることができる。また、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開口率を５０％以上とした際に、開状態が重畳する期間については、画像表示装置１００のバックライト１３６を消すことにより画像の混入を抑えることが可能となる。
【００７３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７４】
１００    画像表示装置
１２２    シャッター制御部
１２８    バックライト制御部
１３４    液晶表示パネル
２００    表示画像鑑賞用メガネ
２００ａ，２００ｂ    液晶シャッター
【図１】
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【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】
2011075617.tif 000011
【図８】
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【図９】
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