(57)【要約】  表示装置本体１は、背面側から、第１の偏光板２、第１の液晶パネル３、第２の偏光板４、第２の液晶パネル５及び第１の１／４波長板６をこの順に積層させている。観察者に装着される観察用眼鏡１０は、表示装置本体１側から、第２の１／４波長板１１と、右眼用偏光板１２及び左眼用偏光板１３とを積層させている。右眼用偏光板１２と左眼用偏光板１３との偏光方向は互いに直交しており、右眼用偏光板１２は回転機構１４により回転可能である。この一つの装置構成で、通常画像表示と秘匿画像表示と立体画像表示とを実現する。
2007043153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
右眼用画像及び左眼用画像を呈示して立体画像を表示する液晶画像表示装置において、第１の偏光板、第１の液晶パネル、第２の偏光板及び第２の液晶パネルをこの順に積層してなる表示装置本体と、該表示装置本体の前記第２の液晶パネルに対向して配置される右眼用偏光板及び左眼用偏光板と、右眼用画像信号及び左眼用画像信号の大きさに基づいて前記第１の液晶パネルでの透過光強度を制御する手段と、右眼用画像信号及び左眼用画像信号の大きさに基づいて前記第２の液晶パネルでの透過光のねじれ角を制御する手段とを備えることを特徴とする液晶画像表示装置。
【請求項２】
前記表示装置本体は、前記第２の液晶パネルに積層される第１の１／４波長板を有しており、該第１の１／４波長板に対向させて前記右眼用偏光板及び左眼用偏光板に第２の１／４波長板を重着してあることを特徴とする請求項１記載の液晶画像表示装置。
【請求項３】
前記右眼用偏光板及び左眼用偏光板の少なくとも一方を９０°以上回転させる手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の液晶画像表示装置。
【請求項４】
第１の偏光板、第１の液晶パネル、第２の偏光板及び第２の液晶パネルをこの順に積層してなる表示装置本体と、該表示装置本体の前記第２の液晶パネルに対向して配置される第３の偏光板とを備える液晶画像表示装置において、前記第３の偏光板の一部を９０°以上回転させる手段を備えることを特徴とする液晶画像表示装置。
【請求項５】
前記表示装置本体は、前記第２の液晶パネルに積層される第１の１／４波長板を有しており、該第１の１／４波長板に対向させて前記第３の偏光板に第２の１／４波長板を重着してあることを特徴とする請求項４記載の液晶画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶画像表示装置に関し、特に、右眼用画像及び左眼用画像を観察者に呈示し、観察者の左右の眼で異なる画像を視認させて立体画像を表示する液晶画像表示装置、及び、一つの装置で、通常画像表示に加えて、特定の観察者のみが見ることができる秘匿画像を表示する秘匿画像表示と、三次元の立体画像を表示する立体画像表示とを実現できる液晶画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
立体画像の表示原理は、観察者の左右の眼の視野を隔離し、観察者の左右の眼それぞれに視差を有する右眼用画像及び左眼用画像を呈示することにより、観察者に立体画像を視認させるものである。立体画像を得るために右眼用画像と左眼用画像とを分離する方法としては、左右で異なる偏光方向を有する偏光板を装着した観察用眼鏡（偏光眼鏡）を観察者に装着させる手法が知られており、左右の眼鏡に対応する偏光方向を有する画像のみをそれぞれ入射することにより、立体画像を視認させる（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開平２−１２２７９０号公報
【特許文献２】特開平４−３５３８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載されている立体画像表示装置では、一つの液晶パネルを使用して、右眼用画像と左眼用画像とを交互に表示し、偏光眼鏡を介して立体画像を視認させる構成である。よって、フレーム毎に右眼用画像と左眼用画像とを交互に出力するため、フリッカが発生し易く、目に負担をかけるという問題がある。【０００４】
一方、特許文献２に記載されている立体画像表示装置では、左右の眼のための視差を有する画像をそれぞれ表示するための二つの液晶パネルを設けて、両液晶パネルの透過光をハーフミラーまたは偏光ビームスプリッタにて合成し、その合成光を偏光眼鏡を介して観察させて立体画像を視認させる構成である。しかしながらこの構成では、ハーフミラーなどの光学部材が必要であって装置全体が大型化するという問題がある。【０００５】
ところで、特定の観察者のみが画像を見ることができる秘匿画像表示機能を備えた液晶画像表示装置が提案されている（例えば、特許第３２９３１６７号公報）。この装置では、垂直方向の偏光成分と水平方向の偏光成分とを、偏光板を介して観察させることにより、偏光板を装着した観察者にのみ秘匿画像を視認させている。しかしながら、このような秘匿画像表示機能と、上述したような立体画像表示機能とを併せて果たせる液晶画像表示装置は提案されていない。【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、フリッカが発生することなく、小型の構成で、立体画像を観察者に視認させることができる液晶画像表示装置を提供することを目的とする。【０００７】
本発明の他の目的は、通常画像表示に加えて、秘匿画像表示と立体画像表示とを、一つの装置で実現できる液晶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】
【０００８】
本発明に係る液晶画像表示装置は、右眼用画像及び左眼用画像を呈示して立体画像を表示する液晶画像表示装置において、第１の偏光板、第１の液晶パネル、第２の偏光板及び第２の液晶パネルをこの順に積層してなる表示装置本体と、該表示装置本体の前記第２の液晶パネルに対向して配置される右眼用偏光板及び左眼用偏光板と、右眼用画像信号及び左眼用画像信号の大きさに基づいて前記第１の液晶パネルでの透過光強度を制御する手段と、右眼用画像信号及び左眼用画像信号の大きさに基づいて前記第２の液晶パネルでの透過光のねじれ角を制御する手段とを備えることを特徴とする。【０００９】
本発明の液晶画像表示装置にあっては、右眼用画像信号及び左眼用画像信号の大きさに基づいて第１の液晶パネルの液晶に印加する電圧を各画素単位で調整して各画素における光透過強度を制御し、右眼用画像信号及び左眼用画像信号の大きさに基づいて第２の液晶パネルの液晶に印加する電圧を各画素単位で調整して各画素における液晶の回転角を制御し、第２の液晶パネルからの出射光を、偏光方向が異なる右眼用偏光板及び左眼用偏光板を介して観察させる。よって、特許文献１とは異なり、右眼用画像と左眼用画像とを同時に呈示するため、フリッカは発生せず、目に優しい。また、特許文献２のように合成のための特別な光学部材は不要となり、小型の構成となる。【００１０】
本発明に係る液晶画像表示装置は、前記表示装置本体が、前記第２の液晶パネルに積層される第１の１／４波長板を有しており、該第１の１／４波長板に対向させて前記右眼用偏光板及び左眼用偏光板に第２の１／４波長板を重着してあることを特徴とする。【００１１】
本発明の液晶画像表示装置にあっては、第２の液晶パネルから出射された光は第１の１／４波長板で円偏光光に変換され、その円偏光光は第２の１／４波長板でもとに戻り、右眼用偏光板及び左眼用偏光板を介して画像が観察される。表示装置本体からの出射光は円偏光が施されており、肉眼ではもとより単なる偏光板を介しても画像を判別できない。よって、反射光の入射を遮断するＯＡ眼鏡、サングラスなどの一般的な用途の眼鏡で画像が読み取られることを防止する。【００１２】
本発明に係る液晶画像表示装置は、前記右眼用偏光板及び左眼用偏光板の少なくとも一方を９０°以上回転させる手段を備えることを特徴とする。【００１３】
本発明の液晶画像表示装置にあっては、右眼用偏光板及び／または左眼用偏光板を回転させて、両偏光板の偏光方向を一致させることにより、立体画像表示用眼鏡が秘匿画像表示用眼鏡として利用可能となり、一つの装置で、通常画像表示に加えて、秘匿画像表示と立体画像表示とを共に実現できる。【００１４】
本発明に係る液晶画像表示装置は、第１の偏光板、第１の液晶パネル、第２の偏光板及び第２の液晶パネルをこの順に積層してなる表示装置本体と、該表示装置本体の前記第２の液晶パネルに対向して配置される第３の偏光板とを備える液晶画像表示装置において、前記第３の偏光板の一部を９０°以上回転させる手段を備えることを特徴とする。【００１５】
本発明の液晶画像表示装置にあっては、第３の偏光板（観察用の偏光板）の一部を回転させて、その一部と残りの部分とで偏光方向を異ならせることにより、秘匿画像表示用眼鏡が立体画像表示用眼鏡として利用可能となり、一つの装置で、通常画像表示に加えて、秘匿画像表示と立体画像表示とを共に実現できる。【００１６】
本発明に係る液晶画像表示装置は、前記表示装置本体が、前記第２の液晶パネルに積層される第１の１／４波長板を有しており、該第１の１／４波長板に対向させて前記第３の偏光板に第２の１／４波長板を重着してあることを特徴とする。【００１７】
本発明の液晶画像表示装置にあっては、第２の液晶パネルから出射された光が第１の１／４波長板で円偏光光に変換され、その円偏光光は第２の１／４波長板でもとに戻り、第３の偏光板を介して画像が観察される。表示装置本体からの出射光は円偏光が施されており、肉眼ではもとより単なる偏光板を介しても画像を判別できない。よって、反射光の入射を遮断するＯＡ眼鏡、サングラスなどの一般的な用途の眼鏡で画像が読み取られることを防止する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、第１の液晶パネルで各画素における光透過強度を制御し、第２の液晶パネルで各画素における液晶の回転角を制御するようにしたので、小型の構成にてフリッカを発生することなく、立体画像を表示することができる。【００１９】
本発明では、一つの眼鏡で立体画像表示用眼鏡と秘匿画像表示用眼鏡とを兼用することができ、一つの装置で、通常画像表示と秘匿画像表示と立体画像表示との３種の表示モードを実現することができる。【００２０】
本発明では、表示装置本体から第１の１／４波長板で円偏光を施した光を出射させ、その円偏光光を眼鏡の第２の１／４波長板で直線偏光光に戻すようにしたので、単に偏光板が装着されている眼鏡では画像を判別できず、秘匿機能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施の形態による液晶画像表示装置の構成を示す模式図である。
【図２】通常画像表示モードにおける液晶画像表示装置の概略構成を示す図である。
【図３】秘匿画像表示モードにおける液晶画像表示装置の概略構成を示す図である。
【図４】立体画像表示モードにおける液晶画像表示装置の概略構成を示す図である。
【図５】立体画像表示モードにおける制御範囲を示す模式図である。
【図６】第２実施の形態による液晶画像表示装置の構成を示す模式図である。
【図７】第３実施の形態による液晶画像表示装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２２】
１，５１  表示装置本体
２  第１の偏光板
３  第１の液晶パネル
４  第２の偏光板
５  第２の液晶パネル
６  第１の１／４波長板
７  バックライト
１０，６０，７０  観察用眼鏡
１１  第２の１／４波長板
１２  右眼用偏光板
１３  左眼用偏光板
１４，７４  回転機構
２１，３１，４１  画像メモリ
２２，３２  パネルドライバ
４２  強度演算器
４３  回転角演算器
４４  第１パネルドライバ
４５  第２パネルドライバ
７２  第３の偏光板
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。【００２４】
（第１実施の形態）
図１は、第１実施の形態による液晶画像表示装置の構成を示す模式図である。この液晶画像表示装置は、表示装置本体１と観察用眼鏡１０とを備える。【００２５】
表示装置本体１は、背面側から、第１の偏光板２、第１の液晶パネル３、第２の偏光板４、第２の液晶パネル５及び第１の１／４波長板６をこの順に積層させた構成を有しており、第１の偏光板２の背面側には、光源となるバックライト７が設けられている。即ち、表示装置本体１は、第１の液晶パネル３と第２の液晶パネル５との２種類の液晶パネルを有しており、第１の液晶パネル３は、偏光方向が互いに直交する第１の偏光板２と第２の偏光板４との間に配設されている。前面に第１の１／４波長板６が重着された第２の液晶パネル５は、第２の偏光板４の背面側に配設されている。なお、第１の偏光板２及び第２の偏光板４の偏光方向には任意性があるが、ここでは一般的な平行ニコル構成として考える。【００２６】
第１の液晶パネル３、第２の液晶パネル５はいずれも、所定の間隔を隔てて対向されたガラス板間の空隙に液晶分子を封入し、ガラス板の内側にそれぞれ形成された複数の透明電極が互いに直交するように構成されている。なお、液晶分子の偏光方向には任意性があるが、ここでは偏光を９０°回転させる状態を初期状態になるようにする。【００２７】
立体画像表示モード、秘匿画像表示モードでの駆動方法を考える場合、第２の偏光板４の偏光方向は、第１の１／４波長板６の右旋性軸または左旋性軸に一致してることが望ましく、ここでは、説明を簡単にするために、第２の偏光板４の偏光方向は、第１の１／４波長板６の右旋性軸と一致していて平行であるとする。【００２８】
一方、観察用眼鏡１０は、表示装置本体１側から、第２の１／４波長板１１と、右眼用偏光板１２及び左眼用偏光板１３とを積層させた構成を有しており、観察者に装着可能である。右眼用偏光板１２と左眼用偏光板１３との偏光方向は互いに直交しており、右眼用偏光板１２の偏光方向は第２の偏光板４の偏光方向に等しく、左眼用偏光板１３の偏光方向は第１の偏光板２の偏光方向に等しい。また、右眼用偏光板１２には回転機構１４が接続されており、右眼用偏光板１２を９０°以上回転できてその偏光方向を変更できるようになっている。【００２９】
次に、このような構成をなす液晶画像表示装置の動作について説明する。第１実施の形態の液晶画像表示装置では、この一つの装置で、通常画像表示と秘匿画像表示と立体画像表示とを実現できる。以下、各表示モードについて詳述する。【００３０】
〔通常画像表示モード〕
図２は、通常画像表示モードにおける液晶画像表示装置の概略構成を示す図である。通常画像表示では、観察用眼鏡１０は使用せず、観察者が直接、表示装置本体１に視線を向ける。【００３１】
図２において、２１は、外部から入力される通常画像用の画像信号を格納する画像メモリである。画像メモリ２１から、画素データがパネルドライバ２２へ順次出力される。パネルドライバ２２は、この画素データに応じた光透過率が各画素単位で得られるように、第１の液晶パネル３の透明電極に印加する電圧を制御する。通常画像表示時には、第２の液晶パネル５の全ての透明電極に電圧が印加されない。【００３２】
第１の偏光板２の偏光方向の偏光成分のみが第１の液晶パネル３に入射する。この偏光成分は、第１の液晶パネル３を透過する間に、電圧が印加されていない領域では９０°旋回し、電圧が印加されている領域では旋回しない。第１の液晶パネル３を透過する間に９０°旋回した偏光成分は、第２の偏光板４を透過するので明るく見えるが、第１の液晶パネル３を透過する間に旋回しない偏光成分は、第２の偏光板４を透過できないので暗くなる。【００３３】
第２の液晶パネル５には電圧が印加されておらず、第２の偏光板４を通過した光は、第２の液晶パネル５によって９０°旋回する。第２の液晶パネル５を透過した偏光成分は、第１の１／４波長板６によって円偏光に変換されるが、円偏光に変換された光と影とで画像が表示されるため、観察者は画像を視認することができる。【００３４】
液晶パネルにおける画素は２次元配列であるので、画素の位置をｉ行ｊ列で表現する場合、その画素の階調をｐｉｊ（ｔ）で表す。各画素の階調は時間の関数であり、パネルドライバ２２が階調制御を行える。【００３５】
一般に、第２の偏光板４を出射するｉ行ｊ列の画素の電界ベクトルＴｉｊ（ｔ）は、下記式で表される。但し、Ｅ１は第２の偏光板４を通過した後の電界強度であって、理想的には全画面領域で一様であり、ｅｄは第１の１／４波長板６の右旋軸の単位方向ベクトルである。なお、ここでは計算上意味がないので、時間依存項は省略する。
Ｔｉｊ（ｔ）＝Ｅ１・ｓｉｎθｉｊ（ｔ）・ｅｄ【００３６】
このとき、階調をｐｉｊ（ｔ）は、ｐｉｊ（ｔ）∝ｓｉｎ2 θｉｊ（ｔ）となる。第一次近似的には、θｉｊ（ｔ）が各画素の液晶への印加電圧Ｖｉｊ（ｔ）に比例すると考えられるので、比例定数をαとしてｐｉｊ（ｔ）∝ｓｉｎ2 ｛αＶｉｊ（ｔ）｝となるため、各画素単位での印加電圧の制御により、各画素の階調を調整することが可能である。【００３７】
〔秘匿画像表示モード〕
図３は、秘匿画像表示モードにおける液晶画像表示装置の概略構成を示す図である。秘匿画像表示では、観察用眼鏡１０の右眼用偏光板１２を回転機構１４によって回転させ、右眼用偏光板１２の偏光方向を左眼用偏光板１３及び第１の偏光板２の偏光方向に一致させておく。【００３８】
図３において、３１は、外部から入力される秘匿画像用の画像信号を格納する画像メモリである。画像メモリ３１から、画素データがパネルドライバ３２へ順次出力される。パネルドライバ３２は、この画素データに応じた光透過率が各画素単位で得られるように、第２の液晶パネル５の透明電極に印加する電圧を制御する。秘匿画像表示時には、第１の液晶パネル３の全ての透明電極に電圧が印加されない。【００３９】
第１の偏光板２の偏光方向の偏光成分のみが第１の液晶パネル３に入射する。第１の液晶パネル３には電圧が印加されておらず、第１の液晶パネル３に入射した偏光成分は９０°旋回した後、第２の偏光板４を透過する。そして、偏光成分は、第２の液晶パネル５を透過する間に、電圧が印加されていない領域では９０°旋回し、電圧が印加されている領域では旋回しない。この結果、９０°旋回した偏光成分と９０°旋回しない偏光成分とからなる、肉眼では判別できない画像（秘匿画像）が第２の液晶パネル５に表示される。【００４０】
第２の液晶パネル５を透過した偏光成分は、第１の１／４波長板６によってそれぞれ回転方向が異なる円偏光光に変換され、肉眼では勿論、単なる偏光板を通しても判別できない画像が形成される。このような画像を、第２の１／４波長板１１付きの偏光板（偏光方向が同じである右眼用偏光板１２及び左眼用偏光板１３）を通して見ると、円偏光光が元の偏光成分に戻され、その偏光成分を判別できる。よって、観察用眼鏡１０を装着した観察者は、観察用眼鏡１０を装着していない他の人は見えない秘匿画像を視認することができる。【００４１】
第１の１／４波長板６に入射される光の電界ベクトルＥｉｊ（ｔ）は、下記式で表される。但し、｜Ｔｉｊ（ｔ）｜は電界ベクトルＴｉｊ（ｔ）の大きさであり、ｅｌは第１の１／４波長板６の左旋軸の単位方向ベクトルである。
Ｅｉｊ（ｔ）＝｜Ｔｉｊ（ｔ）｜・ｃｏｓφｉｊ（ｔ）・ｅｄ
＋｜Ｔｉｊ（ｔ）｜・ｓｉｎφｉｊ（ｔ）・ｅｌ【００４２】
ここで、全画素において、｜Ｔｉｊ（ｔ）｜＝｜Ｔ｜（＝一定）とした場合、電界ベクトルＥｉｊ（ｔ）は、下記式のようになる。
Ｅｉｊ（ｔ）＝｜Ｔ｜・ｃｏｓφｉｊ（ｔ）・ｅｄ  ＋｜Ｔ｜・ｓｉｎφｉｊ（ｔ）・ｅｌ 【００４３】
よって、第１の１／４波長板６を通過する光は、右旋性円偏光光と左旋性円偏光光となり、ｉ行ｊ列の画素で右旋性円偏光光と左旋性円偏光光との強度比がｃｏｓ2 φｉｊ（ｔ）：ｓｉｎ2 φｉｊ（ｔ）となるように制御できる。このとき、第１の１／４波長板６と第２の１／４波長板１１との間では、右旋性円偏光光と左旋性円偏光光とを肉眼では区別できないため、｜Ｔｉｊ（ｔ）｜＝｜Ｔ｜の全画素一様な輝度状態として認識する。【００４４】
第１の１／４波長板６からの光が第２の１／４波長板１１で直線偏光に戻され、いずれかの偏光成分を取りだすことにより、観察用眼鏡１０を装着した観察者は、秘匿画像を視認する。この場合、左旋軸の光を偏光板（右眼用偏光板１２及び左眼用偏光板１３）で取り出せば、各画素の階調ｐｉｊ（ｔ）は、ｐｉｊ（ｔ）∝ｓｉｎ2 φｉｊ（ｔ）となる。よって、第２の液晶パネル５の各画素単位での印加電圧の制御により、各画素の階調を調整した秘匿画像を表示することが可能である。【００４５】
なお、上述した例では、第１の液晶パネル３には電圧を印加しないようにして秘匿画像のみを表示させるようにしたが、これとは異なり、第１の液晶パネル３にも画像表示用の電圧を印加し、誰でも見ることができる通常画像に重畳させて秘匿画像を表示するようにしても良い。【００４６】
〔立体画像表示モード〕
図４は、立体画像表示モードにおける液晶画像表示装置の概略構成を示す図である。立体画像表示では、右眼用偏光板１２は回転させない。【００４７】
図４において４１は、外部から入力される右眼用画像信号と左眼用画像信号とを格納する画像メモリである。画像メモリ４１から、右眼用画像の画素データ（画素レベルａ）及び左眼用画像の画素データ（画素レベルｂ）が、強度演算器４２と回転角演算器４３とに順次出力される。【００４８】
強度演算器４２は、両画素データの合成レベル（具体的には（ａ2 ＋ｂ2 ）1/2 ）を演算し、その演算結果を第１パネルドライバ４４へ出力する。第１パネルドライバ４４は、この演算結果に応じた透過光強度（光透過率）が各画素単位で得られるように、第１の液晶パネル３の透明電極に印加する電圧を制御する。一方、回転角演算器４３は、両画素データのレベル比を表すパラータ値（具体的にはｔａｎ（ｂ／ａ））を演算し、その演算結果を第２パネルドライバ４５へ出力する。第２パネルドライバ４５は、この演算結果に応じた液晶の回転角（透過光のねじれ角）が画素単位で得られるように、第２の液晶パネル５の透明電極に印加する電圧を制御する。【００４９】
観察者は、第２の１／４波長板１１と、右眼用偏光板１２及び左眼用偏光板１３とを有する観察用眼鏡１０を装着して、表示装置本体１の方向に視線を向ける。この際、右眼用偏光板１２は回転させず、観察用眼鏡１０の右眼用偏光板１２の偏光方向と左眼用偏光板１３の偏光方向とは互いに直交している。【００５０】
第２の偏光板４を通過した光に対して、第２の液晶パネル５と第１の１／４波長板６とで円偏光の制御を行う。そして、表示装置本体１（第１の１／４波長板６）からの光を、観察者が第２の１／４波長板１１と右眼用偏光板１２及び左眼用偏光板１３を通して見る。第２の液晶パネル５で行う円偏光制御の画像化を左右で独立に制御できるため、立体画像の表示を実現できる。【００５１】
第１の１／４波長板６に入射される光の電界ベクトルＥｉｊ（ｔ）は、下記式で表される。
Ｅｉｊ（ｔ）＝｜Ｔｉｊ（ｔ）｜・ｃｏｓφｉｊ（ｔ）・ｅｄ
＋｜Ｔｉｊ（ｔ）｜・ｓｉｎφｉｊ（ｔ）・ｅｌ
＝Ｅ１・ｓｉｎθｉｊ（ｔ）・ｃｏｓφｉｊ（ｔ）・ｅｄ
＋Ｅ１・ｓｉｎθｉｊ（ｔ）・ｓｉｎφｉｊ（ｔ）・ｅｌ
＝Ｅ１・｛ａ・ｅｄ＋ｂ・ｅｌ｝【００５２】
各画素について、θｉｊ（ｔ）とφｉｊ（ｔ）との２つの独立な制御パラメータがあるので、ａ，ｂを独立に制御できる。この制御範囲の最大値ｃは、ａ2 ＋ｂ2 ≦２ｃ2 ＝１の関係を満たして、ｃ＝１／√２となる。図５は、この制御範囲を示す模式図であり、半径１の円内で独立に制御できる最大範囲の正方形の一辺の長さが√２となることから、この最大値ｃの大きさを理解できる。【００５３】
ｉ行ｊ列の画素について、第１の１／４波長板６に入射される光の電界ベクトルＥｉｊ（ｔ）が、Ｅｉｊ（ｔ）＝Ｅ１・｛ａ・ｅｄ＋ｂ・ｅｌ｝で表される場合、第１の１／４波長板６を通過する光は右旋性円偏光光と左旋性円偏光光とになるので、ｉ行ｊ列の画素で右旋性円偏光光と左旋性円偏光光との強度比がａ2 ：ｂ2 となるように制御できる。【００５４】
したがって、この第１の１／４波長板６からの光を、第２の１／４波長板１１と右眼用偏光板１２及び左眼用偏光板１３とを有する観察用眼鏡１０を装着することにより、第２の１／４波長板１１によって円偏光を直線偏光に戻した後、第２の１／４波長板１１からの右旋軸の光及び左旋軸の光が混在した光を、右眼用偏光板１２と左眼用偏光板１３とによって、右旋軸の光と左旋軸の光とに分離することにより、立体画像が観察者に視認される。この際、左の眼と右の眼それぞれに、右旋性円偏光光、左旋性円偏光光のいずれを適用するかは任意である。立体画像表示では、光を左眼用と右眼用とに分割するので、画面の輝度は通常画像表示の場合の半分となる。【００５５】
任意の組（ａ，ｂ）（但し、ａ≧０、ｂ≧０）は、上述した電界ベクトルＥｉｊ（ｔ）の表記式に基づくと、下記のように表現できる。
φｉｊ（ｔ）＝ａｒｃｔａｎ（ｂ／ａ）
（但し、ａ＝０のときφｉｊ（ｔ）＝π／２ｒａｄ、
ｂ＝０のときφｉｊ（ｔ）＝０）
θｉｊ（ｔ）＝ａｒｃｓｉｎ｛ａ／ｃｏｓφｉｊ（ｔ）｝【００５６】
以上のようにして、第１実施の形態の液晶画像表示装置では、装置の構成を変えることなく、通常画像表示と秘匿画像表示と立体画像表示とを一つの装置で実現することができる。また、第１の１／４波長板６及び第２の１／４波長板１１を設ける構成にしたので、観察用眼鏡に単なる偏光板だけを用いただけでは画像を視認することができず、高度な秘匿性を得ることができる。【００５７】
（第２実施の形態）
図６は、第２実施の形態による液晶画像表示装置の構成を示す模式図である。図６において、図１と同一部分には同一番号を付してそれらの詳細な説明を省略する。【００５８】
第２実施の形態は、第１実施の形態に比べて構成の簡素化を図った例である。第２実施の形態の表示装置本体５１は、背面側から、第１の偏光板２、第１の液晶パネル３、第２の偏光板４及び第２の液晶パネル５をこの順に積層させた構成を有し、第１の偏光板２の背面側には、光源となるバックライト７が設けられており、第１実施の形態の表示装置本体１から第１の１／４波長板６を除去している。また、第２実施の形態の観察用眼鏡６０は、偏光方向が互いに直交している右眼用偏光板１２及び左眼用偏光板１３を備えており、第１実施の形態の観察用眼鏡１０から第２の１／４波長板１１を除去した構成である。  【００５９】
第１実施の形態における２枚の１／４波長板は、表示画像の秘匿性を高めるために設けているのであり、通常画像表示、秘匿画像表示、立体画像表示の何れの場合にも必須の光学部材ではない。そこで、第２実施の形態では、これらの１／４波長板を設けずに、通常画像表示と秘匿画像表示と立体画像表示とを一つの簡素な構成の液晶画像表示装置で実現できるようにしている。第２実施の形態は、第１実施の形態に比べて、小型化及び低コスト化を図ることができる。【００６０】
なお、第１，第２実施の形態では、右眼用偏光板１２が回転可能である構成としたが、これとは逆に左眼用偏光板１３が回転可能であるようにしても良く、また、両方の偏光板を回転可能とするようにしても良い。【００６１】
（第３実施の形態）
図７は、第３実施の形態による液晶画像表示装置の構成を示す模式図である。図７において、図１，図６と同一部分には同一番号を付してそれらの詳細な説明を省略する。【００６２】
第３実施の形態の画像装置本体１の構成は、第１実施の形態と同じである。第３実施の形態の観察用眼鏡７０は、表示装置本体１側から、第２の１／４波長板１１と、第３の偏光板７２とを積層させた構成を有しており、観察者に装着可能である。第３の偏光板７２の偏光方向は第１の偏光板２の偏光方向に等しい。第３の偏光板７２には回転機構７４が接続されており、第３の偏光板７２の一部を９０°以上回転してその偏光方向を変更できるようになっている。【００６３】
通常画像表示モードの場合の動作は、第１実施の形態の場合と全く同じである。秘匿画像表示モード時には、第３の偏光板７２を全く回転させない。この結果、第１実施の形態と同様に、第２の液晶パネル５で表示した秘匿画像を、観察用眼鏡７０を装着した観察者のみが視認することができる。【００６４】
立体画像表示モード時には、回転機構７４によって第３の偏光板７２の一部を９０°回転させて、その一部領域の偏光方向を第２の偏光板４の偏光方向に一致させる。そして、この回転させた第３の偏光板７２の一部領域を右眼用偏光板として使用し、回転させない第３の偏光板７２の残部領域を左眼用偏光板として使用する。この結果、第１実施の形態と同様に、観察用眼鏡７０を装着した観察者のみが立体画像を視認することができる。【００６５】
以上のようにして、第３実施の形態の液晶画像表示装置では、装置の構成を変えることなく、通常画像表示と秘匿画像表示と立体画像表示とを一つの装置で実現することができる。また、第１の１／４波長板６及び第２の１／４波長板１１を設ける構成にしたので、観察用眼鏡に単なる偏光板だけを用いただけでは画像を視認することができず、高度な秘匿性を得ることができる。【００６６】
なお、第３実施の形態の液晶画像表示装置において、第１の１／４波長板６及び第２の１／４波長板１１は、３種類の表示モードを実現するために必須の光学部材ではないため、第２実施の形態のようにこれらの１／４波長板を除去して簡素な構成とし、小型化及び低コスト化を図るようにしても良いことは勿論である。
【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】
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【国際調査報告】
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