(57)【要約】【課題】簡素な構成で、周期的に表示される複数の画像が混ざって視認されることを抑止する。【解決手段】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、右目用と左目用のシャッター２００ａ，２００ｂを備える画像鑑賞用眼鏡２００に対して、シャッター２００ａ，２００ｂを表示パネルの周期的な表示と同期させ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１２２と、液晶表示パネル１３４の表示領域に対応する大きさの導光板１５２と、導光板１５２の対向する２側面に設置された光源１５０ａ，１５０ｂとを有し、液晶表示パネル１３４を背面から照射するバックライト１３６と、シャッター２００ａ，２００ｂのオープン期間内において、対向する２側面に設置されたそれぞれの光源１５０ａ，１５０ｂを異なるタイミングで点滅させるバックライト制御部１２８と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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を前記表示パネルの周期的な表示と同期させ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、
前記表示パネルの表示領域に対応する大きさの導光板と、前記導光板の対向する２側面に設置された光源とを有し、前記表示パネルを背面から照射するバックライトと、
前記シャッターのオープン期間内において、前記対向する２側面に設置されたそれぞれの前記光源を異なるタイミングで点滅させるバックライト制御部と、
を備える、画像表示装置。
【請求項２】
前記光源の設置される前記２側面は前記表示パネルの走査方向に対向する２側面である、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記シャッターの開放期間中に前記２側面に設置されたそれぞれの前記光源は別個のタイミングでそれぞれ１回点滅し、各光源の点灯期間の間に各光源がともに消灯している期間が存在する、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記２側面のうち一方の側面からの距離が走査方向の１／４の点において、前記一方の側面に設置された前記光源のみ点灯させた場合の輝度は、前記２側面のうち他方の側面に設置された前記光源のみを点灯させた場合の輝度よりも４倍以上の輝度である、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記シャッター制御部は、前記シャッターの開期間において、前記バックライトが開くタイミングよりも以前に前記シャッターを開くための前記タイミング信号を発生させる、請求項１に記載の画像表示装置。
【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を前記表示パネルの周期的な表示と同期させ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、前記表示パネルの表示領域に対応する大きさの導光板と、前記導光板の対向する２側面に設置された光源とを有し、前記表示パネルを背面から照射するバックライトと、前記シャッターのオープン期間内において、前記対向する２側面に設置されたそれぞれの前記光源を異なるタイミングで点滅させるバックライト制御部と、を有する画像表示装置と、
前記右目用と左目用のシャッターを有し、前記タイミング信号に基づいて、前記右目用と左目用の前記シャッターを開閉する立体映像観察眼鏡と、
を備える、画像表示観察システム。
【請求項７】
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６に記載の画像表示観察システム。
【請求項８】
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６に記載の画像表示観察システム。
【請求項９】
異なる複数の画像を周期的に表示するステップと、
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を前記表示パネルの周期的な表示と同期させて駆動するためのタイミング信号を発生させるステップと、
前記シャッターのオープン期間内において、前記表示パネルの表示領域に対応する大きさの導光板と、前記導光板の対向する２側面に設置された光源とを有するバックライトの前記対向する２側面に設置されたそれぞれの前記光源を異なるタイミングで点滅させるステップと、
を備える、画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置、画像表示観察システム及び画像表示方法に関する。
【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
【特許文献３】特開２００９−１５２８９７号公報
【特許文献４】特開２００９−２５４３６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】
ところで液晶ディスプレイのようなホールド型の表示装置の場合、通常画面上部からの走査により次々画面が書き換えられてゆくため、画面内を走査中にメガネのシャッターが開いた場合、書き換えの前後の２枚の画像が重なったように見える問題がある。
【０００６】
特許文献３には、画面内の走査が終わり、次の画面の走査が始まる前のブランキング期間と呼ばれる時間にシャッターを開放する手法が記載されている。しかしながら、この手法では、画面下部においては走査直後にシャッターが開くこととなる。実際の液晶ディスプレイでは液晶の応答速度が有限であるため、画面下部では表示が新しい画面に変化しきれておらず、結果として前画面が残った状態でシャッターを開くこととなり、特に画面下部において左右の画像が混在してしまう問題が生じる。
【０００７】
また、特許文献４では液晶ディスプレイを例えば倍速駆動とすることで同じ画面を２度書き、２回目の走査期間においてシャッターを開放する提案がなされている。しかしこの場合、液晶ディプレイを本来の倍速で動かす必要があり、フレームメモリの増加などを含めた大幅なコストアップを免れ得ない。
【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、周期的に表示される複数の画像が混ざって視認されることを抑止することが可能な、新規かつ改良された画像表示装置、画像表示観察システム及び画像表示方法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、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を前記表示パネルの周期的な表示と同期させ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、前記表示パネルの表示領域に対応する大きさの導光板と、前記導光板の対向する２側面に設置された光源とを有し、前記表示パネルを背面から照射するバックライトと、前記シャッターのオープン期間内において、前記対向する２側面に設置されたそれぞれの前記光源を異なるタイミングで点滅させるバックライト制御部と、を備える、画像表示装置が提供される。
【００１０】
また、前記光源の設置される前記２側面は前記表示パネルの走査方向に対向する２側面であってもよい。
【００１１】
また、前記シャッターの開放期間中に前記２側面に設置されたそれぞれの前記光源は別個のタイミングでそれぞれ１回点滅し、各光源の点灯期間の間に各光源がともに消灯している期間が存在するものであってもよい。
【００１２】
また、前記２側面のうち一方の側面からの距離が走査方向の１／４の点において、前記一方の側面に設置された前記光源のみ点灯させた場合の輝度は、前記２側面のうち他方の側面に設置された前記光源のみを点灯させた場合の輝度よりも４倍以上の輝度であってもよい。
【００１３】
また、前記シャッター制御部は、前記シャッターの開期間において、前記バックライトが開くタイミングよりも以前に前記シャッターを開く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。
【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を前記表示パネルの周期的な表示と同期させ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、前記表示パネルを背面から照射し、複数の発光領域を有するバックライトと、前記シャッターのオープン期間内の一部において、前記バックライトの前記複数の発光領域のそれぞれを異なるタイミングで消灯するバックライト制御部と、を有する画像表示装置と、前記右目用と左目用のシャッターを有し、前記タイミング信号に基づいて、前記右目用と左目用の前記シャッターを開閉する立体映像観察眼鏡と、を備える、画像表示観察システムが提供される。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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ステップと、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を前記表示パネルの周期的な表示と同期させて駆動するためのタイミング信号を発生させるステップと、前記シャッターのオープン期間内の一部において、前記表示パネルを背面から照射するバックライトの複数の発光領域のそれぞれを異なるタイミングで消灯するステップと、を備える、画像表示方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡素な構成で、周期的に表示される複数の画像が混ざって視認されることを抑止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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】液晶パネル及びその周辺の構成を示す模式図である。
【図４】第１の実施形態に係るシステムの駆動原理を説明ための模式図である。
【図５】画面上部と画面下部において、シャッター開放期間Ｓ２中に輝度の立ち上がりと立下りの動作をそれぞれ含ませた例を示す模式図である。
【図６】画像の書き換えのタイミングと、液晶シャッターの開閉状態、画面上部の光源の点灯状態、および画面下部の光源の点灯状態を示すタイミングチャートである。
【図７】鑑賞用メガネのシャッターの透過率の時間的な変化を示しており、縦軸は透過率を、横軸は時間を示している。
【図８】液晶シャッターの開放時間Ｓ２を前方向に広げ、時刻ｔ７よりも十分に前の時刻ｔ１０から液晶シャッターを開いた例を示す模式図である。
【図９】バックライトをスキャン点灯するための構成例を示す模式図である。
【図１０】図９のバックライトを用いた場合のシャッターとバックライトの制御方法を示す模式図である。
【図１１】上下の光源の双方を点灯した場合、上の光源のみを点灯した場合、下の光源のみを点灯した場合、のそれぞれにおいて、画面上下方向の位置（横軸）に対する輝度（縦軸）を示す特性図である。
【図１２】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】
【００２０】
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。
【００２１】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施形態
（１）システム構成例
（２）画像表示装置の構成例
（３）バックライトの構成例
（４）画像の書き込みとバックライト駆動の例
（５）バックライト駆動において各色の応答速度の違いをキャンセルする例
（６）シャッター及びバックライトの制御のタイミングチャート
２．第２の実施形態（シャッターの応答遅れによる影響を低減する構成例）
３．第３の実施形態（バックライトをスキャン点灯する例）
４．第４の実施形態（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）
【００２２】
１．第１の実施形態
（１）システム構成例
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２００とを備える。
【００２３】
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視差画像（右目用画像Ｒ）と左目用視差画像（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。
【００２４】
画像表示装置１００は赤外線送信部を含み、鑑賞用メガネ２００は赤外線受信部を含む。画像表示装置１００は、立体表示の場合、右目用視差画像と左目用視差画像を時分割で表示する。ユーザがフリッカー（画面のちらつき）を感じないためには、１つの画像表示期間は６０Ｈｚ以上の周波数が望ましい。立体表示の場合は左右の映像を交互に表示するため、1フレームの表示期間として、少なくとも１２０Ｈｚ以上の周波数で表示することが望ましい。本実施形態では、１２０Ｈｚの周波数で左目用画像Ｌと右眼用画像Ｒを交互に表示するものとする。
【００２５】
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に右目用画像Ｒ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、左目用画像Ｌ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、左眼用映像Ｌ及び右眼用映像Ｒ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、左眼用映像Ｌ及び右眼用映像Ｒ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。
【００２６】
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右目用画像Ｒのみが、また、左目には左目用画像Ｌ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。
【００２７】
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、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌの切り換えは行われない。また、ユーザは鑑賞用メガネ２００を装着することなく２次元画像を視認することが可能である。
【００２８】
（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。
【００２９】
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。また、バックライト１３６は、残光特性の良好なＬＥＤ等から構成されている。
【００３０】
映像信号制御部１２０には、右目用画像Ｒ及び左目用画像Ｌを表示するための左右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に右目用画像Ｒと左目用画像Ｌ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。
【００３１】
タイミング制御部１２６には、映像信号制御部１２０から出力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。
【００３２】
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。
【００３３】
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（ゲートスタートパルス）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（赤外線信号）を鑑賞用メガネ２００に対して送信する。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
なお、本実施形態では、画像表示装置１００のシャッター制御部１２２において、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉タイミングを決定することとしているが、画像表示装置１００から左右映像の切り換わりのタイミングのみを鑑賞用メガネ２００へ送信し、鑑賞用メガネ２００側で開閉タイミングを制御しても良い。
【００３７】
（３）バックライトの構成例
図３は、液晶パネル及びその周辺の構成を示す模式図である。図３に示すように、液晶パネル１３４の背面側には、バックライト１３６が配置されている。バックライト１３６は、光源１５０ａ，１５０ｂ、導光板１５２、光学シート１５４を有して構成されている。図３に示すように、光源１５０ａは導光板１５２の上部に配置され、導光板１５２の上側の端面から導光板１５２を照射する。一方、光源１５０ｂは導光板１５２の下部に配置され、導光板１５２の下側の端面から導光板１５２を照射する。光源１５０ａ，１５０ｂとしては、高速応答の可能なＬＥＤが望ましいが、これに限定されるものではない。
【００３８】
導光板１５２は、アクリル等の透明樹脂にて構成され、その断面は、画面上下端が厚く、画面中央に向かうに従い薄肉となっており、光源１５０ａ，１５０ｂからの光の結合効率を高めた構造としている。このような導光板１５２を用いることで、例えば画面上部の光源１５０ａが点灯した場合には画面上半分のみが強く発光し、画面下半分には光があまり到達しない。同様に、例えば画面下部の光源１５０ｂが点灯した場合には画面下半分のみが強く発光し、画面上半分には光があまり到達しない。従って、上下それぞれの光源１５０ａ，１５０ｂのスイッチング動作により、バックライト１３６の発光面をその上半分の領域もしくは下半分の領域とすることができる。このような構成によれば、１枚の導光板１５２で発光領域を上下に分割することができ、発光領域を分割する構造において、製造コストを最小限に抑えることが可能である。
【００３９】
なお、本実施形態においては、導光板１５２の形状にてバックライト１３６の発光エリアを上下に分割しているが、画面の上下で発光エリアを分割することができれば、他の手法を用いてもよい。他の手法としては、例えば導光板１５２への印刷パターンおよび印刷濃度にて調整する方法、導光板１５２の表面に微細な形状を作成し、この形状または密度などを面内で制御する方法、２枚の導光板を上下に分割して並べる方法、２枚の導光板を重ねる方法、などが考えられるが特に限定されるものではない。
【００４０】
光学シート１５４は、導光板１５２より液晶表示パネル１３４側に出射された光を観察者側へ向け、光の利用効率向上のために設置されるが、光学シート１５４を配置しない構成であっても構わない。
【００４１】
図３に示す赤外線送信機は、図２のエミッタ１２４に対応する構成要素であり、画面の切り換わりに同期して鑑賞用メガネ２００の液晶シャッター２００ａ，２００ｂを駆動する信号を送信するために用いられる。赤外線送信機は、例えば、液晶表示パネル１３４に送られる垂直同期信号を元に、特定のパターンの信号を送信することで液晶シャッター２００ａ，２００ｂを任意に操作可能とするものである。
【００４２】
観賞用メガネ２００が備える赤外線受信機は、画像表示装置１００の赤外線送信機より送信された赤外線を受信し、液晶シャッター２００ａ，２００ｂを駆動するための回路へその情報を送る。
【００４３】
なお、本実施形態においては画像表示装置１００と鑑賞用メガネ２００との間の通信に赤外線を利用したが、画面の切り換えと液晶シャッター２００ａ，２００ｂの動作が同期されていればよく、例えば無線や有線など任意の通信を利用可能である。
【００４４】
鑑賞用メガネ２００の液晶シャッター２００ａ，２００ｂは、例えばツイストネマチック液晶を偏光軸が直交する偏光板でサンドイッチしたものであり、液晶の両側の透明電極間に電圧を印加すると閉状態（光が透過しない状態）となる。また、液晶シャッター２００ａ，２００ｂは、透明電極間に電圧を印加しない場合は、光が透過する開状態となるように構成されている（ノーマリーホワイト）。本実施形態において、鑑賞用メガネ２００に設けられるシャッターは液晶シャッター２００ａ，２００ｂとしたが、これに限定されるものではない。鑑賞用メガネ２００に設けられるシャッターは、光の透過および遮断を制御できればよく、例えば機械式のシャッターなどであってもよい。
【００４５】
（４）画像の書き込みとバックライト駆動の例
次に、図４に基づいて、本実施形態に係るシステムの駆動原理を説明する。図４は、横軸を時間とし、縦軸を液晶表示パネル１３４の画面内の上下方向の位置とし、白表示と黒表示を交互に行っている場合の各部の動作を説明するための模式図である。ここで、例えば白表示が左目用画像Ｌであり黒表示が右眼用画像Ｒであるものとする。
【００４６】
時刻ｔ１は画面が白から黒へ書き換えられる新たなフレーム期間の始まりを表しており、画面最上段の１ラインが黒へ変わり始める時刻である。ここで言う１フレーム期間とは例えば立体表示において片目映像を６０Ｈｚとした場合には、両目合わせて１／１２０Ｈｚ＝８．３ｍｓである。
【００４７】
時刻ｔ２は、画面の下側に順次走査が進んだ後、画面の最下段が走査されている時間を表している。図４の場合、時刻ｔ２の時点では、画面のおよそ上半分が最終的な黒表示に到達しているものの、画面中央より下は画面が白から黒へ遷移している状態であり、液晶の応答途中の表示となっている。
【００４８】
時刻ｔ３は、いわゆる１フレーム期間の終わりを表しており、時刻ｔ２よりブランキング期間を経た時間となっている。また、時刻ｔ３は、次の１フレーム期間の始まりの時刻である。
【００４９】
通常、液晶表示パネル１３４の表示画面のより広い範囲が白表示または黒表示となっている期間に液晶シャッター２００ａ，２００ｂを開状態とする。図４の例では、例えば白表示（左目用画像Ｌ）の場合は、例えば期間Ｓ１がこの状態に相当する。図４に示すシャッター開放期間Ｓ１で左目の液晶シャッター２００ｂを開いた場合、画面中央部は最終的な到達色である白に書き換わっているが、画面上部は次の右眼用画像Ｒ（黒表示）へと変化し始めており、また画面下部は前の右眼用画像Ｒ（黒表示）から左目用画像Ｌ（白表示）への遷移途中の画像となっている。結果として、期間Ｓ１では、画面中央部は良好な左目用画像Ｌが得られるものの、画面上下にて次のフレームへの遷移過程の画像、または前のフレームからの遷移過程の画面が表示されてしまうことになる。
【００５０】
このため、本実施形態では、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開放期間において、画面上下のバックライト１３６の点灯を制御することで、画面全体に渡り良好な画像を得ることができるようにしている。具体的には、液晶の応答が完了するとバックライト１３６を点灯させ、次の画面に切り換わる過程で液晶応答中の過渡期においては、バックライト１３６を消灯するようにする。これにより、液晶応答中の画像はバックライト１３６の消灯によりユーザが視認することができず、液晶の応答が完了した画像のみがユーザに認識され、表示品位を大幅に高めることができる。
【００５１】
以下、詳細に説明すると、図４のシャッター開放期間Ｓ２は、本実施形態に係るバックライト１３６の点灯制御方法を示している。図４に示すシャッター開放期間Ｓ２において、ドットを付した部分はバックライト１３６が消灯（オフ）される期間であり、それ以外の部分（白地の部分）はバックライト１３６が点灯される期間である。画面上部においては、シャッター開放期間Ｓ２の当初よりバックライト１３６は点灯するものの、次のフレームの画像（右眼用画像Ｒ）へ画面の書き換えが始まるタイミング（時刻ｔ５）でバックライト１３６を消灯させる。
【００５２】
このとき、図３で説明したように、画面上部の光源１５２ａは概ね画面の上半分を照射するので、画面上部の光源１５２ａの点灯状態を制御することで、画面上部（上半分）のみの点灯、消灯を制御することができる。具体的には、シャッター開放期間Ｓ２の当初は光源１５０ａを点灯し、時刻ｔ５以降に光源１５０ａを消灯することで、シャッター開放期間Ｓ２における画面上部のバックライト１３６の点灯状態を制御することができる。
【００５３】
そして、時刻ｔ５以降は光源１５０ａを消灯することで、画面上部においては画面書き換え途中の状態（液晶応答中の過渡期の状態）が表示されず、ユーザの目に書き換え途中の画像が視認されることがない。従って、良好な表示品位を得ることができる。
【００５４】
一方、画面下部においては、シャッター開放期間Ｓ２の当初は、バックライト１３６が消灯しており、画面全体の書き換えが終了した時点（時刻ｔ６）でバックライト１３６を点灯させる。この場合においても、画面下部の光源１５０ｂは概ね画面の下半分を照射するので、画面下部の光源１５０ｂの点灯状態を制御することで、シャッター開放期間Ｓ２における画面下部（下半分）のバックライト１３６の点灯、消灯を制御することができる。
【００５５】
従って、画面下部において光源１５０ｂの点灯、消灯を制御し、時刻ｔ６以前は光源１５０ｂを消灯することで、画面下部においても画面書き換え途中の状態（液晶応答中の過渡期の状態）が表示されることがない。従って、ユーザに画面書き換え途中の状態が視認されることがないため、良好な表示品位を得ることができる。以上のように、画面上部と下部でバックライト１３６の点灯、消灯を制御することで、画面全体にわたり、良好な表示品位を得ることができる。
【００５６】
なお、図４では、左目用画像Ｌ（白画像）の表示時における液晶シャッター２００ｂの開口期間Ｓ２と、その期間におけるバックライト１３６の点灯、消灯について説明したが、右眼用画像Ｒ（黒画像）の表示時における液晶シャッター２００ａの開口期間と、その際のバックライト１３６の制御についても同様に行う。これにより、左右映像の双方で表示品位を向上させることができる。
【００５７】
（５）バックライト駆動において各色の応答速度の違いをキャンセルする例
図４のようなバックライト１３６の駆動を行う場合、画面上部では、時刻ｔ５でバックライト１３６を消灯するため、バックライト１３６の輝度の立ち下がりのタイミングのみがシャッター開期間Ｓ２に含まれる。また、画面下部では、時刻ｔ６でバックライト１３６が点灯するため、バックライト１３６の輝度の立上がりのタイミングのみがシャッター開期間Ｓ２に含まれる。この場合において、バックライト１３６の輝度の立上がり時と立下り時のＲＧＢ各色の応答速度が同一であれば、ユーザの左目または右眼に視認される色合いが画像本来のものから変化することはない。一方、光源１５０ａ，１５０ｂの蛍光体などの特性に応じて、バックライト１３６の輝度の立上が時と立下り時のＲＧＢ各色の応答速度が異なる場合は、色合いが変化することが想定される。このため、図５に示すように、画面上部と画面下部において、シャッター開放期間Ｓ２中に立ち上がり、または立下りと逆の動作をそれぞれ含ませてもよい。
【００５８】
図５の例では、シャッター期間Ｓ２中に、画面上部においては、輝度の立ち上がりのタイミング（時刻ｔ７）と立下りのタイミング（時刻ｔ５）の双方が含まれるようにバックライト１３６の点灯、消灯が制御される。より詳細には、画面上部においては、シャッター期間Ｓ２の開始直後（液晶シャッター２００ｂが開いた直後）までバックライト１３６を消灯しておき、シャッター期間Ｓ２の開始直後の時刻ｔ７においてバックライト１３６を点灯させる。その後は、図４と同様に時刻ｔ５においてバックライト１３６を消灯する。
【００５９】
また、画面下部においては、輝度の立上がりのタイミング（時刻ｔ６）と立下りのタイミング（時刻ｔ８）の双方が含まれるようにバックライト１３６の点灯、消灯が制御される。より詳細には、画面下部においては、図４と同様に時刻ｔ６でバックライトを点灯した後、シャッター期間Ｓ２の終了直前（液晶シャッター２００ｂが閉じる直前）にバックライト１３６を消灯させる。
【００６０】
これにより、画面上部と画面下部の双方において、輝度の立ち上がりと立下りの双方がシャッター開期間Ｓ２に含まれることとなり、バックライト１３６のＲＧＢ各色の応答速度が同一でない場合であっても、ユーザの目に視認される色合いが変化してしまうことを抑止できる。
【００６１】
（６）シャッター及びバックライトの制御のタイミングチャート
図６は、画像表示装置１００における左目用画像Ｌ及び右目用画像Ｒの書き換えのタイミング（ゲートスタートパルス）と、液晶シャッター２００ａ（Ｇｌａｓｓ−Ｒ）及び液晶シャッター２００ｂ（（Ｇｌａｓｓ−Ｂ）の開閉状態、画面上部のバックライト１３６の光源１５０ａ（ＢＬ  Ｕｐｐｅｒ）の点灯状態、および画面下部のバックライト１３６の光源１５０ｂ（ＢＬ  Ｌｏｗｅｒ）の点灯状態を示すタイミングチャートである。
【００６２】
図６において、ゲートスタートパルスがハイになるタイミングは図４及び図５の時刻ｔ１に対応しており、このタイミングでは、画面上部において次のフレームの画像の書き込みが開始される。また、液晶シャッター２００ａはＧｌａｓｓ−Ｒの信号がハイになる期間で開き、液晶シャッター２００ｂはＧｌａｓｓ−Ｂの信号がハイになる期間で開く。また、画面上部の光源１５０ａはＢＬ  Ｕｐｐｅｒがハイになる期間で点灯し、画面下部の光源１５０ｂはＢＬ  Ｌｏｗｅｒがローになる期間で点灯する。
【００６３】
図６において、ゲートスタートパルスがハイになるタイミングで左目用画像Ｌ、右目用画像Ｒが交互に書き込まれ、これと同期して液晶シャッター２００ａ，２００ｂが交互に開かれる。この際、ゲートスタートパルスがハイにタイミングよりも以前に液晶シャッター２００ａ，２００ｂは開かれる。
【００６４】
図６の例では、図５と同様にシャッターの開放期間にバックライトの立ち上がりと立下りの双方のタイミングが含まれるように制御するものとする。図４及び図５と同様に、左目用画像Ｌの表示期間において、左目用の液晶シャッター２００ｂの開放期間Ｓ２を例に挙げて説明すると、液晶シャッター２００ｂが開いている期間Ｓ２では、先ずバックライト１３６の上半分を発光させるため、時刻ｔ７−ｔ５間で画面上部の光源１５０ａが点灯する。その後、バックライト１３６の下半分を発光させるため、時刻ｔ６−ｔ８間で画面下部の光源１５０ｂが点灯する。これにより、図５で説明したような駆動を実現することができる。
【００６５】
また、図６の例では、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの双方が閉じている区間では、液晶表示パネル１３４の表面温度を維持するために、画面の上下の光源１５０ａ，１５０ｂの双方を同じタイミングで所定期間発光させている。これにより、液晶パネル１３４の温度低下を抑えることができ、温度低下に起因する液晶応答速度の低下を抑止することができる。一方、省電力の観点からは、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの閉期間にバックライト１３６を消灯することで、消費電力を最小限に抑えることができる。
【００６６】
以上説明したように本実施形態によれば、シャッター開放期間中にバックライト１３６を点滅することで画面全体に渡って液晶応答中の画像が視認されることがなく、液晶の応答が完了した均一な画像を安価なシステムで提供することが可能となる。また、導光板１５２は１枚のみで構成され、上下の光源１５０ａ，１５０ｂを制御することで、画面上部と画面下部のバックライト１３６の点灯、消灯を制御できるため、製造コストを最小限に抑えることができる。更に、シャッター開放期間Ｓ２中で少なくとも１回はバックライトの点灯・消灯動作の双方を行うことで、光源１５０ａ，１５０ｂの色による応答速度のバラツキを抑えることができ、均一な表示を行うことができる。
【００６７】
２．第２の実施形態
鑑賞用メガネ２００の液晶シャッター２００ａ，２００ｂとして、例えばノーマリーホワイトモードなどの液晶を使用した場合、閉状態から開状態への遷移の応答には比較的時間を要し、図７に示すような透過率波形となる。図７は、透過率の時間的な変化を示しており、縦軸は透過率を、横軸は時間を示している。図７に示すように、時刻ｔ１１で液晶シャッター２００ａ，２００ｂを開き始めると、液晶の応答特性に従って透過率は次第に増加し、所定の応答遅れを伴って１００％に達する。その後、時刻ｔ１２で液晶シャッター２００ａ，２００ｂは閉じられる。
【００６８】
このように、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開放当初は透過率が低く、時間と共に透過率が増大していく透過率変化の特性波形となる。このようなシャッターを上述したバックライト１３６の制御と組み合わせて使用すると、画面上部では、シャッター開放期間Ｓ２の始まりのタイミングから液晶シャッター２００ｂが開き始めるため、画面上部における有効発光期間のシャッター透過率が低くなる。一方、画面下部においては、バックライト１３６が点灯する時刻ｔ６よりも以前に既に液晶シャッター２００ｂは完全に開いており、透過率は１００％近くに到達している。このため、画面下部においては、図７の特性に起因する有効発光期間におけるシャッター透過率の低下は抑えられる。この結果として、画面下部と比較すると画面上部においては、ユーザの目に到達する輝度が低下することが想定される。
【００６９】
このため、本実施形態においては、図８に示すように、液晶シャッター２００ｂの開放時間Ｓ２を前方向に広げ、時刻ｔ７よりも十分に前の時刻ｔ１０から液晶シャッター２００ｂを開くようにしている。これにより、液晶シャッター２００ｂの開き始めに透過率が増大していく過渡期においては、画面上下ともバックライト１３６が消灯することとなる。このようにバックライト１３６および液晶シャッター２００ａ，２００ｂを制御することにより、画面上部においても、液晶シャッター２００ｂが完全に開いた後の透過率の高い状態で実際に画像を表示することができ、液晶の応答特性による輝度の低下を抑えることができる。なお、図８では左目用の液晶シャッター２００ｂについて説明したが、右眼用の液晶シャッター２００ａについても同様の制御を行う。
【００７０】
以上説明したように第２の実施形態によれば、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開放期間を更に前側に延長し、延長した期間でバックライト１３６を消灯することにより、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開放期間において画面の輝度を向上させることができる。
【００７１】
３．第３の実施形態
上述した例では、表示画面を上下に２分割して、バックライト１３６の点灯・消灯タイミングを画面上部と画面下部とでそれぞれ制御したが、表示画面をより多く分割して、液晶表示パネル１３４の応答が完了したタイミングで画面上部から順次にスキャン点灯するようにしても良い。図９は、バックライト１３６をスキャン点灯するための構成例を示す模式図である。この場合、図９に示すように、画面直下に光源１６０を複数個配列した、いわゆる直下型のバックライト１３６を使用する。図９に示すバックライト１３６では、導光板１５２が局所的に発光することを抑えるため、導光板１５２の前面に拡散板が配置される。このような直下型のバックライト１３６の場合、画面上下の２分割だけではなく、画面を垂直方向で複数に分割することができるため、より詳細な制御が可能となる。
【００７２】
図１０は、図９のバックライト１３６を用いた場合のシャッター２００ａ，２００ｂとバックライト１３６の制御方法を示す模式図である。図９及び図１０の例では、垂直方向に４つの光源１６０を配置しているため、バックライト１３６の発光領域が画面上で４分割される。このため、液晶シャッター２００ｂの開放期間Ｓ２の中で４つの光源１６０が上から順次に明滅し（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）、画面が最も安定している瞬間のみユーザの目に見えるようにしている。
【００７３】
このようなスキャン点灯を行うと、液晶の応答途中の画像が表示される領域のみでバックライト１３６を消灯することができ、液晶の応答が完了した後の画像がバックライト１３６の消灯によってユーザに視認できなくなることを極力抑えることができる。従って、開放期間Ｓ２内でのバックライト１３６の消灯による輝度の低下を最小限に抑えることが可能となる。
【００７４】
なお、上述の説明では、直下型のバックライト１３６を用いて説明を行ったが、画面上下方向に複数個のエリアに分割して点灯状態を制御することができるものであれば、これに限定されるものではない。このようなバックライトは、直下型バックライトの他に、例えば小さなサイドライト型バックライトを面内に複数個並べることなどによっても構成できる。
【００７５】
以上説明したように第３の実施形態によれば、画面内を複数のエリアに分割することで更に高精度な制御を可能となり、シャッターの開放期間において液晶が応答していない部分のみバックライト１３６を消灯することが可能となる。この結果、シャッターの開放期間においてユーザが視認する画面の輝度をより向上させることができる。
【００７６】
図１１は、光源１５０ａ，１５０ｂの双方を点灯した場合（上下点灯）、光源１５０ａのみを点灯した場合（上点灯）、光源１５０ｂのみを点灯した場合（下点灯）、のそれぞれにおいて、画面上下方向の位置（横軸）に対する輝度（縦軸）を示す特性図である。図１１の例では、画面上端から１／４の位置の点における輝度は、上の光源１５０ａを点灯させた場合に輝度が約６０であり、下の光源１５０ｂのみを点灯させた場合の輝度は約１５であり、両者の輝度比は１／４であった。このように、１／４の位置の点における輝度比が１／４以下であれば、下の光源１５０ｂによる発光が上半分の領域に混入する量が十分に低減され、下の光源１５０ｂを発光させた場合に、上半分の領域で液晶の応答中の映像が視認されてしまうことを回避でき、表示品位を高めることが可能である。一方、１／４の位置の点における輝度比が１／４より大きくなると、下の光源１５０ｂを発光させた場合に、上半分の領域で液晶の応答中の映像が視認されてしまい、表示品位が低下してしまう。従って、光源１５０ａ、光源１５０ｂのそれぞれを発光させた際の画面端から１／４の位置の点における輝度比は１／４以下にすることで表示品位を確保することが可能である。
【００７７】
４．第４の実施形態
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１２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。
【００７８】
この場合、画像表示装置１００に表示される画像をユーザＡに対する画像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。
【００７９】
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１２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。
【００８０】
例えば、図４における白表示がユーザＡに対する画像Ａであり、黒表示がユーザＢに対する画像Ｂであるとすると、先ず、図４において画像Ａが画像表示装置１００に表示され始め、シャッター開放期間Ｓ２においてユーザ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は白表示の画像Ａを視認することができる。
【００８１】
次に、画像表示装置１００に黒表示の画像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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。画像表示装置１００は、ｎ種類の異なる画像を時分割で表示することにより、複数（＝ｎ（ｎは自然数））の人に対して異なるｎ種類の画像をそれぞれ提示することができる。この場合、ｎ種類の画像のうちのある画像が表示されているタイミングで、その画像の提示対象であるユーザの鑑賞用メガネ２００の液晶シャッター２００ａ，２００ｂの双方を開くことで、そのユーザのみに所望の画像を視認させることができる。この場合、複数の人にｎ種類画像を提示するためには、（６０×ｎ）Ｈｚ以上の周波数で表示の駆動を行うことが望ましい。
【００８６】
図１２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。
【００８７】
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。
【００８８】
また、映像信号制御部１２０は、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とすることができる。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。
【００８９】
そして、図１２の構成においても、画像Ａまたは画像Ｂを表示する際に、シャッター開放期間Ｓ２において第１〜第３の実施形態と同様にバックライト１３６を制御することで、画像Ａと画像Ｂの切り換わりの際の液晶応答中の過渡期の画像が各ユーザに視認されてしまうことを抑止できる。
【００９０】
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】
【００９１】
１００    画像表示装置
１２０    映像信号制御部
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
１３６    バックライト
２００    鑑賞用メガネ
２００ａ，２００ｂ    液晶シャッター
【図１】
2011128548.tif 000003
【図２】
2011128548.tif 000004
【図３】
2011128548.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011128548.tif 000007
【図６】
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【図７】
2011128548.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011128548.tif 000011
【図１０】
2011128548.tif 000012
【図１１】
2011128548.tif 000013
【図１２】
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