JP2004271617A - 立体映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】視差のある２つの映像を表示する液晶表示器（１０）の斜めに並ぶ画素（１０ｐ）に対応する開口を有するバリアによって光の進路を規制して立体映像を提供する立体映像表示装置における、液晶表示器に印加する駆動電圧の極性のフレームごとの反転に起因するちらつきを防止する。
【解決手段】液晶表示器に印加する駆動電圧の極性を、横方向については１画素ごとに、縦方向については複数画素ごとに逆にして、斜め方向について所定数の画素ごとに逆にする。
【選択図】 図８

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体的な映像を提供する立体映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
視差のある２つの映像を表示して、一方の映像光を左眼に導き他方の映像光を右眼に導くことにより、立体的な映像を提供する立体映像表示装置が提案されている。立体映像を提供するためには、左眼用の映像光が左眼のみに入射し、右眼用の映像光が右眼のみに入射するようにする必要があり、その一法として、光の進路を規制するバリアを用いることが行われている。左眼用の映像と右眼用の映像を並べて表示し、大きなバリアでそれらの映像光の進路を規制することもできるが、そのようにすると左眼用の映像光と右眼用の映像光の進行方向に過大な角度差が生じて、自然な立体映像を提供することは難しい。
【０００３】
そこで、左眼用の映像と右眼用の映像を一部分ずつ交互に並べて表示し、両映像の各部分に対応する複数の開口を有するバリアを用いるパララックスバリア方式の立体映像表示装置が知られている。このような立体映像表示装置の構成を図１の断面図に模式的に示す。
【０００４】
図１（ａ）の立体映像表示装置は、液晶表示器１０、バリア２０、および照明器３０より成る。液晶表示器１０は、多数の画素１０ｐを有し、左右方向に並ぶ１画素ごとに、左眼用の映像Ｌと右眼用の映像Ｒを交互に表示する。バリア２０は、表示器１０の画素１０ｐと同程度の幅の開口２０ａを２つの画素１０ｐごとに有し、液晶表示器１０からの映像光のうち開口２０ａに入射するもの以外を遮断する。照明器３０（バックライト）は液晶表示器１０を背面から照射する照明光を発し、液晶表示器１０は、表示した映像によって照明光を変調して映像を表す映像光とする。
【０００５】
バリア２０の開口２０ａに対する左眼用の映像Ｌと右眼用の映像Ｒの位置には差があり、これにより、開口２０ａ通過後の左眼用の映像Ｌの映像光の進行方向と右眼用の映像Ｒの映像光の進行方向に差が生じて、観察者の左眼には左眼用の映像Ｌの映像光のみが入射し、右眼には右眼用の映像Ｒの映像光のみが入射する。
【０００６】
図１（ｂ）に示すように、バリア２０を液晶表示器１０と照明器３０の間に配置することも可能である。照明器３０からの光はバリア２０によって進路を規制され、左眼用の映像Ｌに入射する照明光と右眼用の映像Ｒに入射する照明光の進行方向には角度差が生じる。この角度差は映像光となった後も保たれ、観察者の左眼には左眼用の映像Ｌの映像光のみが入射し、右眼には右眼用の映像Ｒの映像光のみが入射する。
【０００７】
バリア２０としては開口２０ａを有する金属板を用いることができる。また、液晶表示器を用いて、バリア２０を表示することもできる。すなわち、液晶表示器の一部分を光を透過させる配向として開口２０ａとし、他の部分を光を遮断する配向として、バリア２０を現出する。液晶表示器を用いると、その全体で光を透過させる配向にしてバリア２０として機能しない設定とすることも可能であり、立体映像を提供することと、非立体的な通常の映像を提供することを、切り替えることができる。
【０００８】
バリア２０の正面図を図２（ａ）に模式的に示す。一般に、開口２０ａは、バリア２０の上端から下端に達する長いストライプ状とされる（例えば、特開２０００−７８６１７号）。図２（ｂ）に示すように、液晶表示器１０の略１画素分の大きさの開口２０ｂとして、斜め方向に並ぶ画素に対応して階段状に配列することも行われている。なお、この例では、開口２０ｂは、左右方向については４画素に１つの割合で設けられている。
【０００９】
液晶表示器は、表示する映像のフレームの切り替え速度を高めるために、通常、１フレームごとに極性が反転する電圧を印加されて駆動される。また、左右方向、上下方向ともに１画素ごとに、極性の異なる駆動電圧を印加される。液晶表示器の駆動電圧の極性を図３に示す。図３において、（ａ）はｎフレーム目の駆動電圧、（ｂ）は（ｎ＋１）フレーム目の駆動電圧である。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−７８６１７号
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、液晶表示器に駆動電圧を印加する駆動部として特に高性能のものを用いなければ、駆動電圧の大きさが、極性によって、すなわち正であるか負であるかによって、相違する傾向にある。駆動電圧の大きさに差が生じた例を図４に模式的に示す。この例では、正の駆動電圧Ｖｐが負の駆動電圧Ｖｎよりも大きい。駆動電圧の大きさに差があると、直線偏光の偏光面を回転させる画素の能力に変動が生じて、映像光の光量も変動する。
【００１２】
このような駆動電圧であっても、図２（ａ）に示す長いストライプ状の開口２０ａを有するバリア２０を使用するときは、ちらつきのない立体映像を提供することができる。図３に示す駆動電圧の極性と、図２（ａ）のバリア２０を介して左右の眼に入射する映像光を生成する画素の関係を図５に示す。これは、バリア２０を液晶表示器１０に対して左方に半画素分ずらしたときのものである。後に示す同様の図も、バリアを液晶表示器に対して左方にずらした場合のものである。
【００１３】
図５より判るように、左眼にも右眼にも常に、正に印加された画素と負に印加された画素からの光が入射する。したがって、正の駆動電圧を印加された画素と負の駆動電圧を印加された画素からの映像光の光量が平均化され、フレームごとに映像光の光量が変動することがなく、ちらつきが生じない。
【００１４】
しかしながら、図２（ｂ）に示した斜め方向に並ぶ開口２０ｂを有するバリア２０を使用するときは、ちらつきが生じる。図３に示す駆動電圧の極性と、図２（ｂ）のバリア２０を介して左右の眼に入射する映像光を生成する画素の関係を図６に示す。図６（ａ）より判るように、ｎフレーム目では、左眼には正の駆動電圧を印加された画素からの映像光のみが入射し、右眼には負の駆動電圧を印加された画素からの映像光のみが入射する。一方、図６（ｂ）より判るように、（ｎ＋１）フレーム目では逆に、左眼には負の駆動電圧を印加された画素からの映像光のみが入射し、右眼には正の駆動電圧を印加された画素からの映像光のみが入射する。したがって、フレームが変わるごとに、左眼に入射する映像光の光量と右眼に入射する映像光の光量が変動し、ちらつきが生じる。
【００１５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、液晶表示器の駆動部を特に高性能にしなくても、斜めに並ぶ開口を有するバリアを用いて、ちらつきのない立体映像を提供することが可能な立体映像表示装置を実現することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、縦横に配列された複数の画素を有し、視差のある複数の映像を横方向に交互に並べて表示する液晶表示器と、液晶表示器の画素に駆動電圧を印加してフレームごとに駆動電圧の極性を反転させる駆動部と、液晶表示器の斜め方向に並ぶ画素に対応して斜め方向に並ぶ複数の開口を有し、開口以外の部分で光を遮断するバリアを備え、バリアによって液晶表示器からの映像光の進路を規制して複数の映像光の進行方向を相違させ、左右の眼に異なる映像の映像光を導いて、立体的な映像を提供する立体映像表示装置において、駆動部が、液晶表示器の斜め方向に並ぶ所定数の画素ごとに正の駆動電圧と負の駆動電圧を交互に印加し、フレームごとに印加する駆動電圧の極性を反転させるものとする。
【００１７】
本発明ではまた、縦横に配列された複数の画素を有し、視差のある複数の映像を横方向に交互に並べて表示し、与えられる照明光を表示した映像によって映像光とする液晶表示器と、液晶表示器の画素に駆動電圧を印加してフレームごとに駆動電圧の極性を反転させる駆動部と、液晶表示器に照明光を与える照明器と、液晶表示器の斜め方向に並ぶ画素に対応して斜め方向に並ぶ複数の開口を有し、開口以外の部分で光を遮断するバリアを備え、バリアによって照明器からの照明光の進路を規制して複数の映像を照明する照明光の進行方向を相違させることにより、左右の眼に異なる映像の映像光を導いて、立体的な映像を提供する立体映像表示装置において、駆動部が、液晶表示器の斜め方向に並ぶ所定数の画素ごとに正の駆動電圧と負の駆動電圧を交互に印加し、フレームごとに印加する駆動電圧の極性を反転させるものとする。
【００１８】
上記のいずれの立体映像表示装置においても、斜め方向に並ぶ所定数の画素ごとに極性の異なる駆動電圧を印加するため、画素に対して斜め方向に並ぶバリアの開口を介して、観察者の左眼と右眼にはそれぞれ、正の駆動電圧を印加された画素からの映像光と、負の駆動電圧を印加された画素からの映像光が入射し、映像光の光量が常に平均化されて、ちらつきが生じない。駆動電圧の極性を逆にする画素の所定数は、１としてもよいし、２以上としてもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図７に本実施形態の立体映像表示装置１の回路構成を模式的に示す。立体映像表示装置１は、光の進路を規制するためのバリアを液晶表示器によって現出する方法を採用しており、映像表示用の液晶表示器１０、バリア表示用の液晶表示器４０、装置全体の動作を制御する制御部５０、映像表示用の液晶表示器１０に駆動電圧を印加する駆動部６０、およびバリア表示用の液晶表示器４０に駆動電圧を印加する駆動部７０を備える。なお、立体映像表示装置１は、液晶表示器４０が表示したバリアによって映像光の進路を規制する図１（ａ）の構成と、液晶表示器４０が表示したバリアによって照明光の進路を規制する図１（ｂ）の構成の、いずれにも適用可能である。
【００２０】
制御部５０は、提供する映像を表す映像信号を駆動部６０に与え、駆動部６０は、その映像信号に応じて液晶表示器１０に駆動電圧を印加する。制御部５０は、立体的な映像を提供するときは、視差のある左眼用の映像と右眼用の映像を表す映像信号を駆動部６０に与えるとともに、図２（ｂ）に示す斜め方向に並ぶ開口２０ｂを含むバリア２０を表す映像信号を駆動部７０に与える。また、非立体的な通常の映像を提供するときは、単一の映像を表す映像信号を駆動部６０に与えるとともに、バリアを表さない（光を全て透過させる）映像信号を駆動部７０に与える。
【００２１】
駆動部６０、７０は、液晶表示器１０、４０の画素に、液晶表示器１０が表示する映像の１フレームごとに極性が反転する駆動電圧を印加する。駆動部６０が映像表示用の液晶表示器１０の各画素１０ｐに印加する駆動電圧の極性を図８に示す。図８において、（ａ）はｎフレーム目の駆動電圧を表し、（ｂ）は（ｎ＋１）フレーム目の駆動電圧を表す。図８に示すように、駆動部６０が液晶表示器１０に印加する駆動電圧の極性は、横方向については１画素ごとに反転し、縦方向については２画素ごとに反転し、バリア２０の開口２０ｂの列に対応する斜め方向については２画素ごとに反転する。
【００２２】
図８に示す液晶表示器１０の駆動電圧の極性と、液晶表示器４０が表示するバリア２０を介して左右の眼に入射する映像光を生成する画素の関係を図９に示す。図９において、（ａ）はｎフレーム目のものであり、（ｂ）は（ｎ＋１）フレーム目のものである。なお、前述のように、バリア２０は、液晶表示器１０に対して左方にずらして配置されている。
【００２３】
図９（ａ）より判るように、ｎフレーム目では、左眼には正の駆動電圧を印加された２画素と負の駆動電圧を印加された２画素とが交互に並ぶ画素の列からの光が入射し、右眼にも正の駆動電圧を印加された２画素と負の駆動電圧を印加された２画素とが交互に並ぶ画素の列からの光が入射する。図９（ｂ）より判るように、（ｎ＋１）フレーム目も同様に、左眼には正の駆動電圧を印加された２画素と負の駆動電圧を印加された２画素とが交互に並ぶ画素の列からの光が入射し、右眼にも正の駆動電圧を印加された２画素と負の駆動電圧を印加された２画素とが交互に並ぶ画素の列からの光が入射する。
【００２４】
したがって、駆動部６０からの駆動電圧に極性による差があったとしても、正の駆動電圧を印加された画素からの映像光の光量と負の駆動電圧を印加された画素からの映像光の光量は、常に平均化されることになり、フレームが変わるごとに映像光の光量が変動するという事態は発生せず、ちらつきは生じない。
【００２５】
駆動部６０が映像表示用の液晶表示器１０の各画素１０ｐに印加する他の駆動電圧の極性を図１０に示す。図１０において、（ａ）はｎフレーム目の駆動電圧を表し、（ｂ）は（ｎ＋１）フレーム目の駆動電圧を表す。図１０に示すように、駆動部６０が液晶表示器１０に印加する駆動電圧の極性は、横方向については１画素または２画素ごとに反転し、縦方向については４画素ごとに反転し、バリア２０の開口２０ｂの列に対応する斜め方向については１画素ごとに反転する。
【００２６】
図１０に示す液晶表示器１０の駆動電圧の極性と、液晶表示器４０が表示するバリア２０を介して左右の眼に入射する映像光を生成する画素の関係を図１１に示す。図１１において、（ａ）はｎフレーム目のものであり、（ｂ）は（ｎ＋１）フレーム目のものである。
【００２７】
図１１（ａ）より判るように、ｎフレーム目では、左眼には正の駆動電圧を印加された１画素と負の駆動電圧を印加された１画素とが交互に並ぶ画素の列からの光が入射し、右眼にも正の駆動電圧を印加された１画素と負の駆動電圧を印加された１画素とが交互に並ぶ画素の列からの光が入射する。図１１（ｂ）より判るように、（ｎ＋１）フレーム目も同様に、左眼には正の駆動電圧を印加された１画素と負の駆動電圧を印加された１画素とが交互に並ぶ画素の列からの光が入射し、右眼にも正の駆動電圧を印加された１画素と負の駆動電圧を印加された１画素とが交互に並ぶ画素の列からの光が入射する。
【００２８】
したがって、駆動部６０からの駆動電圧に極性による差があったとしても、正の駆動電圧を印加された画素からの映像光の光量と負の駆動電圧を印加された画素からの映像光の光量は、常に平均化されることになり、フレームが変わるごとに映像光の光量が変動するという事態は発生せず、ちらつきは生じない。この駆動電圧の極性では、図８に示す駆動電圧の極性よりも、各フレームにおける映像の微小な部分ごとの映像光の光量差も軽減され、一層高品位の立体映像を提供することができる。
【００２９】
なお、斜め方向に並ぶ画素の駆動電圧の極性を何画素ごとに反転させるかは、バリア２０の開口２０ｂを横方向について何画素に１開口の割合で現出するかに応じて定めればよい。また、本実施形態では、立体映像の提供と非立体的な通常の映像の提供を切り替え得るようにするために、液晶表示器４０によってバリア２０を現出するようにしたが、本発明は、例えば開口２０ｂを有する金属板をバリア２０として用いて常に立体映像を提供する立体映像表示装置にも有用である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、液晶表示器に極性の反転する駆動電圧を印加する駆動部を特に高性能としなくても、ちらつきのない立体映像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】バリアによって光の進路を規制する立体映像表示装置の一般的な構成を模式的に示す断面図。
【図２】立体映像表示装置に用いられるバリアを模式的に示す正面図。
【図３】液晶表示器に印加される従来の駆動電圧の極性を示す図。
【図４】極性によって大きさに差が生じた駆動電圧の例を模式的に示す図。
【図５】図３の駆動電圧の極性と、図２（ａ）のバリアを介して左右の眼に入射する映像光を生成する画素の関係を示す図。
【図６】図３の駆動電圧の極性と、図２（ｂ）のバリアを介して左右の眼に入射する映像光を生成する画素の関係を示す図。
【図７】本発明の一実施形態である立体映像表示装置の回路構成を模式的に示す図。
【図８】上記立体映像表示装置の駆動部が映像表示用の液晶表示器の各画素に印加する駆動電圧の極性を示す図。
【図９】図８の駆動電圧の極性と、バリア表示用の液晶表示器が表示するバリアを介して左右の眼に入射する映像光を生成する画素の関係を示す図。
【図１０】上記立体映像表示装置の駆動部が映像表示用の液晶表示器の各画素に印加する他の駆動電圧の極性を示す図。
【図１１】図１０の駆動電圧の極性と、バリア表示用の液晶表示器が表示するバリアを介して左右の眼に入射する映像光を生成する画素の関係を示す図。
【符号の説明】
１ 立体映像表示装置
１０ 映像表示用液晶表示器
１０ｐ 画素
２０ バリア
２０ａ 開口
３０ 照明器
４０ バリア表示用液晶表示器
５０ 制御部
６０ 映像表示用駆動部
７０ バリア表示用駆動部

Claims (2)

1. 縦横に配列された複数の画素を有し、視差のある複数の映像を横方向に交互に並べて表示する液晶表示器と、液晶表示器の画素に駆動電圧を印加してフレームごとに駆動電圧の極性を反転させる駆動部と、液晶表示器の斜め方向に並ぶ画素に対応して斜め方向に並ぶ複数の開口を有し、開口以外の部分で光を遮断するバリアを備え、バリアによって液晶表示器からの映像光の進路を規制して複数の映像光の進行方向を相違させ、左右の眼に異なる映像の映像光を導いて、立体的な映像を提供する立体映像表示装置において、
   駆動部が、液晶表示器の斜め方向に並ぶ所定数の画素ごとに正の駆動電圧と負の駆動電圧を交互に印加し、フレームごとに印加する駆動電圧の極性を反転させることを特徴とする立体映像表示装置。
2. 縦横に配列された複数の画素を有し、視差のある複数の映像を横方向に交互に並べて表示し、与えられる照明光を表示した映像によって映像光とする液晶表示器と、液晶表示器の画素に駆動電圧を印加してフレームごとに駆動電圧の極性を反転させる駆動部と、液晶表示器に照明光を与える照明器と、液晶表示器の斜め方向に並ぶ画素に対応して斜め方向に並ぶ複数の開口を有し、開口以外の部分で光を遮断するバリアを備え、バリアによって照明器からの照明光の進路を規制して複数の映像を照明する照明光の進行方向を相違させることにより、左右の眼に異なる映像の映像光を導いて、立体的な映像を提供する立体映像表示装置において、
   駆動部が、液晶表示器の斜め方向に並ぶ所定数の画素ごとに正の駆動電圧と負の駆動電圧を交互に印加し、フレームごとに印加する駆動電圧の極性を反転させることを特徴とする立体映像表示装置。

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