映像表示システム
【課題】眼が疲れにくく、解像度が良好な映像表示システムの提供。
【解決手段】複数の第１及び第２ライン状位相差機能領域が交互に形成された位相差フィルムと映像表示パネルを含む映像表示装置、１つの３Ｄ画像を第１又は第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第１画像と他方に対応する領域に形成された左目用第１画像からなる第１サブフレーム画像と、第１又は第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第２画像と他方に対応する領域に形成された左目用第２画像からなる第２サブフレーム画像の逐次表示により表示する手段（右目用第２画像は３Ｄ画像の右目用画像の内右目用第１画像で表示されなかった部分、左目用第２画像も同様に左目用第１画像で表示されなかった部分）、右目用第１、第２画像を視認しうる右眼鏡と左目用第１、第２画像を視認しうる左眼鏡を有する偏光眼鏡、を含む映像表示システム。
【解決手段】複数の第１及び第２ライン状位相差機能領域が交互に形成された位相差フィルムと映像表示パネルを含む映像表示装置、１つの３Ｄ画像を第１又は第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第１画像と他方に対応する領域に形成された左目用第１画像からなる第１サブフレーム画像と、第１又は第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第２画像と他方に対応する領域に形成された左目用第２画像からなる第２サブフレーム画像の逐次表示により表示する手段（右目用第２画像は３Ｄ画像の右目用画像の内右目用第１画像で表示されなかった部分、左目用第２画像も同様に左目用第１画像で表示されなかった部分）、右目用第１、第２画像を視認しうる右眼鏡と左目用第１、第２画像を視認しうる左眼鏡を有する偏光眼鏡、を含む映像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像表示システムに関する。より詳しくは、立体映像を表示でき、かつ二次元映像も表示できる２Ｄ−３Ｄ併用映像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
映し出された映像が浮き出るように立体視でき、迫力ある映像を楽しむことができる３Ｄ立体映像表示分野において、近年、３Ｄ映画が急速に一般に受け入れられたことに伴い、より身近な場面であるフラットパネルディスプレイにおける３Ｄ立体映像表示が大きな注目を浴び始めている。従来、立体表示には裸眼で立体視する種々の方式や専用眼鏡を用いる種々の方式が知られているが、３Ｄ映画を映画館で座って鑑賞する場合と同等な画質が要求される、日常生活において動きのある中で映像を見ることができる観点から、専用眼鏡を用いる方式が注目されている。
【０００３】
一方、フラットパネルディスプレイ用の３Ｄ映像のコンテンツはいまだ十分とは言えないのが現状である。そのため、２Ｄ表示と３Ｄ表示間の切り替えが容易に可能であり、かつ、２Ｄ映像および３Ｄ立体映像がともに高画質で表示できるような映像表示方式が求められている。これらの要望を満たす方式として、眼鏡シャッター方式（アクティブ眼鏡方式）と偏光眼鏡方式（パッシブ眼鏡方式）の２つの方式が特に注目されている。また、近年高画質化が進んだフラットパネルディスプレイ分野においては、これら２つの方式しか従来のフラットパネルディスプレイにおける高画質を維持し、高品位な３Ｄ立体映像を提供することができないと考えられているのが実情である。
【０００４】
眼鏡シャッター方式と偏光眼鏡方式では、あらかじめ互いに視差が設けられている左眼用の画像と右眼用の画像をディスプレイに表示し、各専用眼鏡を通じてディスプレイを見ることで左右の眼でそれぞれ左眼用の画像および右眼用の画像のみを見ることで立体感を得ることができる点で共通する。一方、これらの方式は相違点があり、それぞれ異なる利点および課題を有している。
【０００５】
まず、眼鏡シャッター方式は、ディスプレイ上に左眼用の画像と右眼用の画像を高速で切り替えて時分割表示し、ディスプレイから全画面分の左眼用の画像光と全画面分の右眼用の画像光を交互に出射し（いわゆるフレームシーケンシャル、フィールドシーケンシャル）、対応する画像光が一方の眼のみに入射できるように画像の切り替えに同期して一方のシャッターを閉じ、他方のシャッターを開ける動作を高速で繰り返す液晶シャッター眼鏡を通してディスプレイを観察することで立体感が得られる方式である（例えば特許文献３参照）。したがって、時分割表示を行っているため、左眼用画像や右眼用画像はいずれもディスプレイ全面に元画像全体が表示されることとなり、解像度の低下がほとんどない点で優れている。そのため、フルＨＤ規格における高解像度を生かした３Ｄ映像表示システムがさらに近年では知られている。
しかしながら、左右両眼には左右の映像が、時間をずらして交互に到達するため、フリッカーが多く、特に眼が疲れる問題があった。またフリッカーにより、一般的な比較的応答速度の遅い液晶表示装置では人間が通常見ているように自然な画像を得ることができないという問題があった。また、シャッターの閉まっている側の眼には光が入射せず黒表示が高速で繰り返される上、左眼用画像と右眼用画像が画面全体において交互に切り替わるため、常に片目で観るという負担、得られる３Ｄ映像が暗く、ちらつき（または違和感）が大きい観点からも、眼が疲れるという問題があった。また、環境光の種類（蛍光灯など）によっては、シャッター眼鏡と環境光との干渉が起こり、ディスプレイから眼を移した際に、チラツキを感じる場合があった。さらに、そもそも高速でシャッターを繰り返すための液晶シャッター眼鏡自体が高価であるという問題もあった。
なお、フリッカーを低減させる方法として、高速で切り替え可能な液晶表示素子（４倍速動液晶）やＰＤＰ（プラズマディスプレイ）のような高速応答表示が可能なディスプレイを用いる方法も最近考案されているが、常に片目で観るという負担、フリッカーやちらつき（または違和感）は個人による認識差が大きいため解決できていなかった。なお、その他、光量が不足して得られる３Ｄ映像が暗くなるという問題や液晶シャッター眼鏡の問題は依然として解決されていなかった上、いずれも非常に高価であった。
【０００６】
次に、偏光眼鏡方式は、ディスプレイ上に左眼用の画像と右眼用の画像を表示し、ディスプレイから出射された左眼用の画像光と右眼用の画像光をそれぞれ異なる２種の偏光状態（例えば、右円偏光と左円偏光）とし、右円偏光透過偏光板と左円偏光透過偏光板から構成される偏光眼鏡を通して、ディスプレイを観察することで立体感を得るものである（特許文献１参照）。また、偏光眼鏡方式におけるディスプレイへの左眼用の画像と右眼用の画像の表示方法として、左眼用の画像と右眼用の画像について、それぞれ元画像の半分ずつをディスプレイの半分に表示する画面分割方式が採用されている。画面分割方式としては、ラインバイライン方式が広く採用されており、ディスプレイの走査線（以下、ラインとも言う）の奇数ラインと偶数ラインに、それぞれ左眼用の元画像の１ラインおきとなるように画素数を半分にした左眼用画像の半分と右眼用の元画像の１ラインおきとなるように画素数を半分にした右眼用画像の半分を表示する方式である。また、ディスプレイから出射された左眼用の画像光と右眼用の画像光をそれぞれ異なる２種の偏光状態にする方法としては、画素幅に合わせて異なる位相差が繰り返しパターニング配置されている位相差膜をディスプレイ上に貼る方法などが知られている。このような偏光眼鏡方式は、常に両目で観ることによる負担軽減、フリッカーがほとんどないため、眼が疲れにくい点が特に優れているものであった。なお、その他、偏光眼鏡自体が安価であり、軽量である点や、環境光との干渉がない点、シャッター眼鏡方式と比較すれば得られる３Ｄ映像が明るい点も優れているものであった。また、偏光を用いることから、液晶ディスプレイに適した方式であり、比較的応答速度の遅い液晶表示装置にも適している点で優れているものであった。
しかしながら、偏光眼鏡方式は上記画面分割方式によって表示しているために、左眼用の画像と右眼用の画像半分しかそもそもディスプレイに表示しておらず、解像度が半減するという課題を有していた。また、パターニング配置された位相差とスイッチング画素との距離に起因して、視角特性が狭くなるという課題も有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５，３２７，２８５号
【特許文献２】特開２００１−５９９４９号公報
【特許文献３】特開２０１０−２０２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このようにシャッター眼鏡方式も偏光眼鏡方式もフラットパネルディスプレイ用の３Ｄ立体映像表示システムとして用いる際には不満が残るものであり、特に眼が疲れにくく、解像度が良好な映像表示システムは依然として知られていなかった。
【０００９】
そこで、本発明者は上記問題の解決を目指すこととした。すなわち、本発明が解決しようとする課題は、眼が疲れにくく、解像度が良好で視角特性に優れた映像表示システムを提供することにある。又、周囲の環境光との干渉によるチラツキのない３Ｄ表示システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、もともと眼が疲れにくい偏光眼鏡方式（パッシブ眼鏡方式）において、画像分割方式を採用した場合に不可避であった解像度低下の問題が、画像分割方式では従来用いられていなかった残りの半分の画像を、時分割技術を併用することにより、次のサブフレームで利用することで元画像の全てのデータを余すことなく用いた３Ｄ画像を表示させることで解決できることを見出し、本発明に至った。すなわち、以下の構成によって上記課題が達成されることを見出した。
【００１１】
［１］ 複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域が交互に形成された位相差機能フィルム（ただし前記第１ライン状位相差機能領域の位相差と前記第２ライン状位相差機能領域の位相差が、偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる）と、映像表示パネルとを有する映像表示装置と、１つの３Ｄ画像を、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第１画像と他方に対応する領域に形成された左目用第１画像からなる第１サブフレーム画像と、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第２画像と他方に対応する領域に形成された左目用第２画像からなる第２サブフレーム画像とを逐次表示することにより表示する手段（ここにおいて、右目用第２画像は、前記３Ｄ画像の右目用画像のうち右目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部であり、左目用第２画像は、前記３Ｄ画像の左目用画像のうち左目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部である）と、右目用第１画像と右目用第２画像を視認しうる右眼鏡と、左目用第１画像と左目用第２画像を視認しうる左眼鏡とを有する偏光眼鏡と、を有することを特徴とする映像表示システム。
［２］ 前記第１サブフレーム画像と前記第２サブフレーム画像とを逐次連続表示することにより１つの３Ｄ画像を表示する手段を有することを特徴とする［１］に記載の映像表示システム。
［３］ 前記第１サブフレーム画像と前記第２サブフレーム画像の間に、前記第１ライン状位相差機能領域に対応する領域および前記第２ライン状位相差機能領域に対応する領域が同時または逐次に黒表示となるサブフレーム画像を含むことを特徴とする［１］に記載の映像表示システム。
［４］ 前記第１ライン状位相差機能領域に対応する領域および前記第２ライン状位相差機能領域に対応する領域が同時または逐次に黒表示となるサブフレームを、点滅バックライトまたはスキャニングバックライトによる消光、あるいは、該映像表示パネルが液晶セルを有し、かつ、該液晶駆動による黒画面の挿入によって表示することを特徴とする［３］に記載の映像表示システム。
［５］ 第１サブフレームの右目用第１画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第１サブフレームの左目用第１画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第２サブフレームの右目用第２画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第２サブフレームの左目用第２画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、且つ、第１サブフレームと第２サブフレームの表示切替に同期して、偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向がスイッチングする、ことを特徴とする［１］〜［４］のいずれか一項に記載の映像表示システム。
［６］ 前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡が、位相差機能膜として位相差膜を用いた場合、遅相軸が互いに直交する一対のλ／４液晶セルの積層体をそれぞれ有しており、右眼鏡と左眼鏡で駆動するλ／４液晶セルを交互にスイッチングすることにより、右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングすることを特徴とする［５］に記載の映像表示システム。
［７］ 前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡が、λ／４位相差機能膜と該位相差膜の遅相軸と直交する配向軸を有するλ／２液晶セルの積層体をそれぞれ有しており、右眼鏡と左眼鏡でλ／２液晶セルのオンオフを交互にスイッチングすることにより、右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングすることを特徴とする［５］に記載の映像表示システム。
［８］ 前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段が、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄがλ／４と３λ／４に切換わるように構成した液晶セルであることを特徴とする［５］に記載の映像表示システム。
［９］ 前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段が、１／４波長板と、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄが０とλ／２に切換わるように構成した液晶セルであることを特徴とする［５］または［７］に記載の映像表示システム。
［１０］ 第１サブフレームの右目用第１画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第１サブフレームの左目用第１画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第２サブフレームの右目用第２画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第２サブフレームの左目用第２画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成される、ことを特徴とする［１］〜［４］のいずれか一項に記載の映像表示システム。
［１１］ 前記位相差機能フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする［１］〜［１０］のいずれか一項に記載の映像表示システム。
［１２］ 前記位相差機能フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域の幅および前記第２ライン状位相差機能領域の幅、ならびに、前記右目用第１画像、前記右目用第２画像、前記左目用第１画像および前記左目用第２画像の幅が同じであり、いずれも前記映像表示パネルの画素ピッチのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする［１１］に記載の映像表示システム。
［１３］ 前記位相差機能フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチのｍ倍（但し、ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする［１］〜［１２］のいずれか一項に記載の映像表示システム。
［１４］ 複数の第１位相差機能領域と複数の第２位相差機能領域が交互に形成された位相差機能フィルム（ただし前記第１位相差機能領域の位相差と前記第２位相差機能領域の位相差が、偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる）と、映像表示パネルとを有する映像表示装置と、前記第１位相差機能領域か第２位相差機能領域の一方に対応する領域に右目用画像を表示し、他方に対応する領域に左目用画像を表示する手段と、右目用画像を視認しうる右眼鏡と、左目用画像を視認しうる左眼鏡とを有する偏光眼鏡とを有し、前記位相差機能フィルムの前記第１位相差機能領域の大きさと前記第２位相差機能領域の大きさが、前記映像表示パネルの画素の大きさのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、前記位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする映像表示システム。
［１５］ 前記位相差機能フィルムが横ストライプ形状であることを特徴とする［１４］に記載の映像表示システム。
［１６］ 前記位相差機能フィルムが千鳥配置形状であることを特徴とする［１４］に記載の映像表示システム。
［１７］ 前記位相差機能フィルムの前記第１位相差機能領域の大きさおよび前記第２位相差機能領域の大きさ、ならびに、前記右目用画像および前記左目用画像の大きさが同じであり、いずれも前記映像表示パネルの画素の大きさのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする［１４］〜［１６］のいずれか一項に記載の映像表示システム。
［１８］ 前記位相差機能フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチのｍ倍（但し、ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする［１４］〜［１７］のいずれか一項に記載の映像表示システム。
［１９］ 前記映像表示装置の周波数が１２０Ｈｚ以上であることを特徴とする［１］〜［１８］のいずれか一項に記載の映像表示システム。
［２０］ 前記映像表示装置の周波数が２４０Ｈｚ以上であることを特徴とする［１］
〜［１９］のいずれか一項記載の映像表示システム。
［２１］ 前記映像表示パネルが、液晶表示パネルであることを特徴とする［１］〜［２０］のいずれか一項に記載の映像表示システム。
［２２］ さらに、２次元映像を表示する手段を有することを特徴とする［１］〜［２１］のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、眼が疲れにくく、解像度が良好な映像表示システムを提供することができる。また、広い視角特性を有する３Ｄ映像表示システムを提供することができるとともに、眼鏡シャッター方式において発生する場合のある周囲環境光との干渉による不具合（光源がちらついて見える）をも解決するものである。
また、本発明の映像表示システムは、構成を変えずに２Ｄ画像も３Ｄ画像も表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、ＥＣＢモードのλ／４スイッチング液晶を２つ重ね、両者を同期させてスイッチング（ＯＦＦは電圧０Ｖを意味する）させることで実効位相差を変化させる偏光眼鏡における、２サブフレーム間における位相差のスイッチングの態様を示した概略図である（ただし、偏光眼鏡の直線偏光子、眼鏡間や液晶表示装置との同期手段は不図示）。
【図２】図２は、固定λ／４位相差板とＥＣＢモードのλ／２スイッチング液晶を重ね、λ／２スイッチング液晶をスイッチング（ＯＦＦは電圧０Ｖを意味する）させることで実効位相差を変化させる偏光眼鏡における、２サブフレーム間における位相差のスイッチングの態様を示した概略図である（ただし、偏光眼鏡の直線偏光子、眼鏡間や液晶表示装置との同期手段は不図示）。
【図３】図３は、本発明の映像表示システムの構成と、サブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替える態様において、４サブフレーム間における偏光のスイッチングを示した概略図である。
【図４】図４は、本発明の映像表示システムに用いられる映像表示装置について、パターニング位相差フィルムの第１ライン状位相差機能領域の幅と第２ライン状位相差機能領域の幅が、画素ピッチと等しい構造の断面を示した概略図である。
【図５】図５は、本発明の映像表示システムのより好ましい態様に用いられる映像表示装置について、パターニング位相差フィルムの第１ライン状位相差機能領域の幅と第２ライン状位相差機能領域の幅が、画素ピッチの２倍の場合の構造の断面を示した概略図である。
【図６】図６は、本発明の映像表示システムの視角特性の観点から特に好ましい態様に用いられる映像表示装置について、パターニング位相差フィルムの第１ライン状位相差機能領域の幅と第２ライン状位相差機能領域の幅が、映像表示パネルの半分の幅の場合の断面を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下において、本発明の映像表示システムについて詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
【００１５】
なお、本明細書中、位相差を有する物体とは、その物体を通過する光の位相が、通過前後で変化する物体を表す。また、２つの物体の位相差が異なるとは、無偏光または同じ偏光の光を、ある物体ともう一方の物体をそれぞれ通過させたときに、前記ある物体を通過した光の位相の変化と、前記もう一方の物体を通過した光の位相の変化が異なることを意味する。また、位相差を有する物体のことを、位相差機能を有する物体とも言う。このような位相差機能を有する物体には、特定方向の光軸を有する物体（例えば、全ての液晶分子が特定方向に配向している状態の物体）に加え、実効的に特定方向の光軸を有する物体と同等の作用である偏光変換機能（例えば、直線偏光面を回転させる機能）を有する物体（例えば、Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ液晶層などのように特定方向に液晶分子が配向せずにツイスト配向している状態の物体）も含まれる。すなわち、位相差を有する物体を、偏光変換機能を有する物体と定義することもできる。
すなわち、２つの物体の「位相差が異なる」とは、２つの物体を通過する光に生じる位相差の絶対値が互いに異なることを意味し、それらの物体に遅相軸がないときは２つの物体を通過した光の偏光の変化が互いに異なるように偏光を変換することを意味する。位相差が異なる物体とは、上記ある物体が有する位相差と実効的に同等の作用を呈する偏光変換機能層（例えば、Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ液晶層などのように直線偏光面を回転させる層）の特徴を代表して表すものである。
さらに、「位相差フィルム」とは、広く位相差層（偏光変換機能層を含む位相差機能層）を有するものであり、別途ガラス基板などの支持体を有する形態をも含んでいる。すなわち、位相差フィルムには、単層の位相差層、位相差層どうしの積層体であって実効的な位相差がゼロではない積層体、位相差層と位相差を有しない層の積層体の全てが含まれる。また、位相差フィルムには、その一部の領域のみに位相差機能（偏光変換機能）を有し、その他の領域に位相差機能（偏光変換機能）を有しない位相差ゼロの領域を有する態様も含まれる。なお、フィルムという単語に膜厚上の意味は無く、例えば位相差フィルムには、位相差板も含まれる。
【００１６】
本明細書中、具体的にレターデーションを測定できる場合には、「ほぼ」や「略」などの語句を位相差に対して用いたときには、その値を中心にして±２０ｎｍの範囲（好ましくは、±３ｎｍの範囲）のことを指して「ほぼ」などと言う。なお、遅相軸を有しない場合には、その位相差変換機能として、遅相軸を有する場合の上記範囲に相当することを指して「ほぼ」と解釈する。なお、レターデーション（面内方向のレターデーション）は、ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲ（王子計測機器（株）製）において、波長λｎｍ（本明細書中、特に断りが無い限りにおいて５５０ｎｍとする。実施例においても同じ）の光を、フィルム状の測定対象物の法線方向に入射させて測定される。測定波長λｎｍの選択にあたっては、波長選択フィルターをマニュアルで交換するか、または測定値をプログラム等で変換して測定することができる。また、「ほぼ」や「略」などの語句が表す位相差の好ましい範囲は、測定波長によって適宜変動する範囲である。
【００１７】
［映像表示システム］
請求項１に記載の本発明の映像表示システムは、複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域が交互に形成された位相差フィルム（ただし前記第１ライン状位相差機能領域の位相差と前記第２ライン状位相差機能領域の位相差が、偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる）と、映像表示パネルとを有する映像表示装置と、１つの３Ｄ画像を、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第１画像と他方に対応する領域に形成された左目用第１画像からなる第１サブフレーム画像と、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第２画像と他方に対応する領域に形成された左目用第２画像からなる第２サブフレーム画像とを逐次表示することにより表示する手段（ここにおいて、右目用第２画像は、前記３Ｄ画像の右目用画像のうち右目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部であり、左目用第２画像は、前記３Ｄ画像の左目用画像のうち左目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部である）と、右目用第１画像と右目用第２画像を視認しうる右眼鏡と、左目用第１画像と左目用第２画像を視認しうる左眼鏡とを有する偏光眼鏡と、を有することを特徴とする。ここで、上記サブフレーム画像であるが、右眼及び左眼用の３Ｄ表示のための主画像からなるものを意味し、１フレームが上記第１サブフレーム画像と第２サブフレーム画像のみから構成されていることを意味するものではなく、１つの３Ｄ画像の表示のために最低限必要なサブフレームとして第１サブフレーム画像、第２サブフレーム画像を少なくとも含むことを意味する。本発明の映像表示システムは、例えば、前記第１サブフレームと前記第２サブフレームとを逐次連続表示することにより１つの３Ｄ画像を表示する手段を有する態様であってもよい。一方で、一つのフレームを４つのサブフレームに分け、経過時間順に１番目のサブフレーム〜４番目のサブフレームと名付けた場合、２番目のサブフレームと４番目のサブフレームで３Ｄ表示用の画像データを表示し、１番目のサブフレームと３番目のサブフレームにおいては、スイッチング偏光眼鏡（スイッチング位相差眼鏡）の切り替え用の追加のサブフレーム画像を設ける場合をも含んでいる。すなわち、本発明の映像表示システムは、前記第１サブフレーム画像と前記第２サブフレーム画像の間に、前記第１ライン状位相差機能領域に対応する領域および前記第２ライン状位相差機能領域に対応する領域が同時または逐次に黒表示となるサブフレーム画像を含むことが、液晶表示装置の画像切り替え応答速度やスイッチング偏光眼鏡（スイッチング位相差眼鏡）の切り替え応答速度に起因する画質の低下を回避できる観点から好ましい。この場合、１番目のサブフレームと３番目のサブフレームにおいては、通常、液晶表示装置の画像切り替え応答速度に起因する画質の低下に対して、黒画面の挿入、点滅バックライトあるいは、スキャニングバックライトの同期などの技術が用いられる。すなわち、本発明の映像表示装置は、前記第１ライン状位相差機能領域に対応する領域および前記第２ライン状位相差機能領域に対応する領域が同時または逐次に黒表示となるサブフレーム画像を、点滅バックライトまたはスキャニングバックライトによる消光、あるいは、該映像表示パネルが液晶セルを有し、かつ、該液晶駆動による黒画面の挿入によって表示することが好ましい。このようなサブフレーム画像の形成に用いる手段としては特に制限はなく、公知の方法を用いることができ、例えば特開２００８−２６８５４０号公報に記載されている方法などを採用することができる。映像表示パネルが液晶セルを有し、かつ、該液晶駆動による黒画面の挿入によって表示する場合は、１つのサブフレームの全画面に黒画像を挿入しても、１つのサブフレームの一部に黒画像を挿入してもよい。１つのサブフレームの一部に黒画像を挿入する場合は、液晶の書き込みにあわせて上から下へ順次黒画像をずらして挿入する態様であってもよく、さらに後述するスキャニングバックライト方式と組み合わせて用いてもよい。また、スキャニングバックライト方式としては、液晶の書き込みにあわせて上から下へバックライトを順次光らせる態様を挙げることができ、ＬＥＤバックライトを用いた態様や、左右にＬＥＤバックライトを有する態様も含む。また、スキャニングバックライトの分割エリアは、前記映像表示パネルの画素の大きさのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、前記位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることが好ましいが、分割エリア数は特にこのような態様に限定されるものではない。点滅バックライト方式としては、１つのサブフレームの一部の期間だけ消光しても、１つのサブフレームの全期間を消光してもよい。
以下、請求項１に記載の本発明の映像表示システムを本発明の映像表示システムの第１の態様とも言う。
請求項１４に記載の本発明の映像表示システムは、複数の第１位相差機能領域と複数の第２位相差機能領域が交互に形成された位相差機能フィルム（ただし前記第１位相差機能領域の位相差と前記第２位相差機能領域の位相差が、偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる）と、映像表示パネルとを有する映像表示装置と、前記第１位相差機能領域か第２位相差機能領域の一方に対応する領域に右目用画像を表示し、他方に対応する領域に左目用画像を表示する手段と、右目用画像を視認しうる右眼鏡と、左目用画像を視認しうる左眼鏡とを有する偏光眼鏡とを有し、前記位相差機能フィルムの前記第１位相差機能領域の大きさと前記第２位相差機能領域の大きさが、前記映像表示パネルの画素の大きさのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、前記位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする。以下、請求項１４に記載の本発明の映像表示システムを本発明の映像表示システムの第２の態様と言う。
以下、本発明の映像表示システムの好ましい態様や実施例を参照しつつ、本発明を具体的に説明する。
【００１８】
＜映像表示装置＞
（映像表示パネル）
本発明の映像表示装置に用いられる映像表示パネルは特に制限はなく、ＣＲＴであってもフラットパネルディスプレイであってもよいが、フラットパネルディスプレイであることが好ましい。フラットパネルディスプレイとしては、ＰＤＰ、ＬＣＤ、有機ＥＬＤなどを用いることができるが、本発明は前記映像表示パネルが液晶表示パネルである場合に特に好ましく適用することができる。前記映像表示パネルを液晶表示パネルとすることで、フラットパネルディスプレイの中でも高画質かつ安価な映像表示システムとすることができる。
【００１９】
前記液晶表示装置としては、特に制限はなく、公知の液晶表示装置を用いることができる。本発明に好ましく用いられる液晶表示装置としては、例えば特表２００９−５１７６９７号に記載のものを挙げることができる。
【００２０】
後述する請求項５に記載の発明では、映像表示パネルによって交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示する画像を、サブフレームごとに入れ替えることとなる。このような交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示する画像を、サブフレームごとに入れ替える方法としては特に制限はなく、公知の方法を用いることができ、例えば、特開平３−２７１７９５号公報、特開平５−４６１２５号公報、特許２７６１１２８号、特許第３３４４１９７号、特許第３１０８８４４号に記載の方法を活用することができる。
【００２１】
（２Ｄ−３Ｄ併用ディスプレイ）
本発明に用いられる映像表示パネルは、２次元映像を表示する手段を有することが好ましい。前記２次元映像を表示する手段は、特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。現状では３Ｄ専用のＴＶ放送などは充実しておらず、依然として２次元映像が主流であることから、３Ｄコンテンツのみに対応した映像表示装置であるよりも、２Ｄ−３Ｄ併用ディスプレイである方が産業上の利用可能性が高い。
【００２２】
（パターニング位相差フィルム）
本発明の第１の態様に用いられる映像表示装置は、該映像表示パネルの複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域が交互に形成された位相差機能フィルム（ただし前記第１ライン状位相差機能領域の位相差と前記第２ライン状位相差機能領域の位相差が、偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる）（以下、パターニング位相差フィルムとも言う）を有する。
また、本発明の第２の態様に用いられる映像表示装置は、該映像表示パネルの複数の第１位相差機能領域と複数の第２位相差機能領域が交互に形成された位相差機能フィルム（ただし前記第１位相差機能領域の位相差と前記第２位相差機能領域の位相差が、偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる）を有する。以下において「第１ライン状位相差機能領域」または「第２ライン状位相差機能領域」に関する説明は、ライン状ではない「第１位相差機能領域」および「第２位相差機能領域」についても同様に該当する。
交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域は、水平方向に設けられていることが好ましく、このように交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域が水平方向に設けられた態様とすることで、映像表示パネルの左右方向のクロストークが発生せず、良好な３Ｄ立体映像を表示できる角度を大きくすることができる。ただし、視野角として上下方向を重視する場合には、縦ストライプ形状のパターンが好ましく、又、左右及び上下の視野角のバランスを重視する場合は、千鳥配置形状のパターン又はそれに類似のパターンを選択してもよい。この場合には、パターンに応じた画像データの変換が必要になる。
【００２３】
前記第１ライン状位相差機能領域の位相差と前記第２ライン状位相差機能領域の位相差が、偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる。すなわち、前記第１ライン状位相差機能領域と前記第２ライン状位相差機能領域の実効的な位相差機能の差はλ／２である。ここで実効的な位相差機能とは、本発明のパターニング位相差フィルムが単層ではなく積層体である場合は、積層体全体としての位相差機能を意味する。位相差フィルム等を積層して、積層フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域と前記第２ライン状位相差機能領域に相当する部分の合計位相差機能の差をλ／２にする態様が挙げられる。なお、前記第１ライン状位相差機能領域と前記第２ライン状位相差機能領域は、ともに位相差機能を有していても、一方のみが位相差機能を有していても偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる態様とすることができる。例えば、前記第１ライン状位相差機能領域と前記第２ライン状位相差機能領域がともに位相差機能を有する場合の例としては、各領域の遅相軸が互いに直交する態様や、互いにツイスト構造を有しており両方の領域の直線偏光の回転角度が９０度異なる態様が挙げられる。前記第１ライン状位相差機能領域と前記第２ライン状位相差機能領域の一方のみが位相差機能を有している場合の例としては、位相差機能を有している領域の位相差機能がλ／２である態様が挙げられる。
【００２４】
前記交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域のそれぞれの遅相軸は、水平方向に対して４５度または１３５度のいずれか一方の角度であることが好ましい。このような角度とすることで、映像表示装置からの画像光を円偏光にして後述の偏光眼鏡へ出射することができ、直線偏光や楕円偏光にして出射するよりも３Ｄ立体表示を得られる視野角（観察者の頭を傾けた際の）が広がるため、好ましい。
前記パターニング位相差フィルムとしては、例えば有沢製作所製のＸｐｏｌ（登録商標）などを挙げることができる。
【００２５】
前記第１ライン状位相差機能領域の幅と、前記第２ライン状位相差機能領域の幅は、互いに等しいことが好ましい。また、複数の前記第１ライン状位相差機能領域どうしの幅はいずれも等しいことが好ましく、同様に複数の前記第２ライン状位相差機能領域どうしの幅はいずれも等しいことが好ましい。
【００２６】
前記第１ライン状位相差機能領域の幅と、前記第２ライン状位相差機能領域の幅は、前記映像表示パネルの画素ピッチ（すなわち、上下方向の画素間の間隔）の整数倍であることが好ましい。例えば、交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域が水平方向に設けられている場合であれば、前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、水平方向のディスプレイ走査単位の幅（前記映像表示パネルの画素ピッチに対応する）の整数倍であることが好ましい。
具体的には、前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチと等しい（１倍）態様であってもよく、前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、前記パターニング位相差フィルムのパターニング方向における、該映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）である態様であってもよい。
【００２７】
本発明の第２の態様の映像表示装置では、前記位相差機能フィルムの前記第１位相差機能領域の大きさと前記第２位相差機能領域の大きさが、前記映像表示パネルの画素の大きさのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、前記位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）である。このような態様とすることで、映像表示パネルの視野角特性を大幅に改善することができる。なお、ここでいう前記第１位相差機能領域の大きさと前記第２位相差機能領域の大きさとは、面積を表すものではなく、前記第１位相差機能領または前記第２位相差機能領域の各辺それぞれの長さ（位相差機能フィルムの形状が横ストライプパターンの場合には、縦方向の幅）を意味する。
【００２８】
上記の本発明の第２の態様の映像表示装置は、本発明の第１の態様の映像表示装置の各種構成と組み合わせて用いることが、より好ましい。このような態様では、前記位相差機能フィルムの前記第１位相差機能領域の大きさと前記第２位相差機能領域の大きさを、前記映像表示パネルの画素の大きさよりも大きくした場合の映像表示装置の解像度の低下を抑制し、かつ、映像表示パネルの視野角特性を大幅に改善することができる。具体的には、本発明の映像表示装置は、前記位相差機能フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることがより好ましい。
【００２９】
本発明の第２の態様の映像表示装置では、前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が前記映像表示パネルの画素ピッチのｎ倍である態様が、より好ましい。従来の３Ｄ映像表示システムにおいて通常のパターニング位相差フィルムで用いられていた態様は、前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチと等しい（１倍）態様である。この従来の態様を図４に示した。
映像表示システムでは画像光は拡散光となっているため、映像表示装置内部において、各画素７２から出射された画像光は、各画素に対応するように配置されたライン状位相差機能領域（前記第１ライン状位相差機能領域５９または前記第２ライン状位相差機能領域６０）に直進的に入射する画像光だけでなく、図４に示すように正しいライン状位相差機能領域に隣接する別のライン状位相差機能領域に入射してクロストークを引き起こす画像光７６にも分かれてしまう。このような現象は画素７２間にブラックマトリックス７４を配置するなどして改善が試みられているが、依然として不十分であり、視野角方向がずれると簡単にクロストークが生じ、３Ｄ映像の画質が悪化してしまう。
これに対し、前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が前記映像表示パネルの画素ピッチのｎ倍である好ましい態様の例を図５に示した。図５では、前記第１ライン状位相差機能領域の幅５９と前記第２ライン状位相差機能領域の幅６０を、前記映像表示パネルの画素ピッチ７３の２倍としたものである。図５より、映像表示装置内部において、各画素７２から出射された画像光のうち、正しいライン状位相差機能領域に隣接する別のライン状位相差機能領域に入射してクロストークを引き起こす画像光７６の量（図中ではクロストークを引き起こす画像光７６の本数）が、図４の態様よりも少なくなることがわかる。すなわち、図５の態様とすることで、クロストークの発生を抑制し、３Ｄ画像を表示したときの３Ｄ画質および視野角を改善することができる。
【００３０】
前記ｎは、２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。例えば、フルＨＤ表示のディスプレイは１９２０×１０８０の画像解像度であるが、この場合、位相差機能フィルムの前記ライン状位相差機能領域を水平に設けたときはそのパターニング方向は鉛直方向となり、前記ｍは５４０を表すこととなる。
ここで、従来のパターニング位相差フィルムを用いた通常の映像表示装置では、３Ｄ立体表示時に右目用画像データおよび左目用画像データを表示面積上で半分を捨てており、本来ディスプレイが有する解像度および輝度が半分になっていた上、図４に示したとおりクロストークを引き起こす光７６（斜め光入射）が起こる箇所が多いために３Ｄ視野角が狭かった。一方、本発明とは思想が全く異なるが、例えば特開２０１０−２０２７４号公報などのような、ディスプレイ全面において左側画像(左目用画像）と右側画像（右眼用画像）を時分割で交互に表示し、シャッター眼鏡を用いる立体画像表示装置も従来知られている。この立体画像表示装置においても、実質的に右眼および左眼に入射する画像光は、それぞれシャッター眼鏡によって本来の右目用画像データおよび左目用画像データを時間軸上で半分ずつ捨てており、本来ディスプレイが有する解像度および輝度が大きく劣るものとなっていた上、フリッカーの問題もあった。
これに対し、本発明の第２の態様の映像表示装置では、前記ｎを２〜ｍとすることで、図５に示したとおりクロストークを引き起こす光７６（斜め光入射）が起こる箇所が減ることで３Ｄ視野角を改善でき、またシャッター眼鏡を用いたときの輝度低下やフリッカーおよび、周囲の環境光との干渉による問題を解決することができる。
また、本発明のより好ましい態様において、本発明の第１の態様の映像表示装置に、さらに本発明の第２の態様の映像表示装置を組み合わせて前記ｎを２〜ｍとすることで、右目用画像および左目用画像のデータをすべて用いることができ、解像度をさらに改善することができる。
【００３１】
前記ｎの下限値は、２以上であることがより好ましく、前記パターニング位相差フィルムのパターニング方向における、映像表示装置の画素数の約数であって、大きいほど視野角特性の観点からは好ましい。例えば、フルＨＤ表示のディスプレイに用いる場合は１０８０の約数であって、大きいほど好ましい。また、前記ｎの上限値はｍであることが視角特性の改善の観点からは最も好ましい。すなわち、前記ｎは、ｍであることが最も好ましい。
本発明の視角特性の観点から最も好ましい前記ｎがｍである態様を、図６に示した。
【００３２】
（周波数）
本発明の映像表示システムでは、前記映像表示装置の周波数は特に制限はないが、１秒間に６０フレームからなる一般的な６０ｆｐｓの右眼用映像および左眼用映像を用いるときは６０Ｈｚ以上であることが好ましく、１２０Ｈｚ以上であることが好ましい。前記映像表示装置の周波数を１２０Ｈｚ以上のフレーム周波数で駆動することで、２つのサブフレーム画像の表示時間を１／１２０秒以下（約８．３ｍｓ）にすることができ、よりフリッカーやちらつき等の違和感を減らすことができる。このような周波数とすることで、後述するサブフレーム画像を容易に形成することができる。
【００３３】
前記映像表示装置の周波数は、６０Ｈｚの倍数であって、且つ１２０Ｈｚ以上であることがより好ましい。すなわち、前記映像表示装置の周波数が１２０Ｈｚ、１８０Ｈｚ、２４０Ｈｚ、３００Ｈｚ、３６０Ｈｚ、４２０Ｈｚ、４８０Ｈｚなどであることが特に好ましい。このような態様とすることで、サブフレームと元画像フレームの間で特別なフレーム表示時間の変換同期処理をすることなく、２つの３Ｄ表示用のサブフレーム画像を元画像の表示時間の周期に一致させて表示することができる。
ここで、上記のように駆動周波数を上げることは、実際の表示品質、特にクロストーク及び輝度の均一性を高める上でも望ましい。即ち、２４０Ｈｚ駆動（１フレームを時間軸順に１番目〜４番目の４つのサブフレームに分ける）の場合を例にして言えば、上記のサブフレームとして、右眼及び左眼用の３Ｄ表示のための主画像からなるものに対応する、１つの３Ｄ画像の表示のために最低限必要なサブフレームとして２番目と４番目のサブフレームとして、前記第１サブフレーム画像と第２サブフレーム画像を準備する。この２番目と４番目のサブフレームで３Ｄ表示用の画像データを表示し、元画像を表示していた１フレーム中に残る１番目と３番目のサブフレームにおいては、スイッチング偏光眼鏡（スイッチング位相差眼鏡）の切り替え用に、追加のサブフレーム画像を設けることができる。この場合、１番目と３番目のサブフレームにおいては、通常、液晶表示装置の画像切り替え応答速度に起因する画質の低下に対して、黒画面の挿入、点滅バックライト及びスキャニングバックライトの同期などの技術が用いることができ、液晶表示パネル及びスイッチング偏光眼鏡（スイッチング位相差眼鏡）の応答速度に起因するクロストークの増加及び、スキャニング方向（通常、表示画面の上から下に向かう方向）の輝度の不均一性を抑える効果がある。
以上の問題は、液晶表示パネルの駆動方法、液晶表示パネルの応答速度及びスイッチング偏光眼鏡（スイッチング位相差眼鏡）の応答速度の制約から生じる問題であり、実際の製品の表示品質を考える上では非常に重要な事項であるが、本発明の基本コンセプト自体はこれらの設定条件に影響、制限されるものではない。
【００３４】
＜３Ｄ画像表示手段＞
請求項１に記載の本発明の映像表示システムは、１つの３Ｄ画像を、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第１画像と他方に対応する領域に形成された左目用第１画像からなる第１サブフレーム画像と、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第２画像と他方に対応する領域に形成された左目用第２画像からなる第２サブフレーム画像とを逐次表示することにより表示する手段（ここにおいて、右目用第２画像は、前記３Ｄ画像の右目用画像のうち右目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部であり、左目用第２画像は、前記３Ｄ画像の左目用画像のうち左目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部である）を有する。なお、ここでいう３Ｄ画像とは、全画面分の右眼用画像データと、全画面分の左眼用画像データをもとに形成される３次元立体画像を意味し、右眼用画像データの一部と左目用画像データの一部のみを用いて製造された解像度の半分となったものとは区別される。
【００３５】
ここで、従来の偏光眼鏡方式では、例えば、映像表示パネルの前面に互いに位相差が異なる第１ライン状位相差機能領域（例えば、右眼用画像が表示される領域）と第２ライン状位相差機能領域（例えば、左眼用画像が表示される領域）が交互に繰り返してパターニングされている位相差層を有する場合、３Ｄ立体表示時に本来ディスプレイが有する解像度が半分になっていた。具体的には、水平方向にストライプ状にパターニング位相差膜を映像表示パネルの前面に設けると元の右眼用画像の垂直方向半分、元の左眼用画像の垂直方向半分がそれぞれ表示されず、得られる３Ｄ立体映像は上下方向の解像度が元画像の半分になってしまうため、特にフルＨＤ表示のディスプレイなど高画質化が進むにつれ問題となっていた。例えばフルＨＤ表示のディスプレイは１９２０×１０８０の画像解像度であるが、水平方向にストライプ状のパターニング位相差膜を設けて３Ｄ立体表示時するときには上述のとおり元の画像の垂直方向半分が表示されず、１９２０×５４０へと上下方向の解像度が半減することとなり、解像度を高めた効果は半分しか享受できない。また、フルＨＤの解像度で種々のコンテンツが準備され、例えばブルーレイディスクでは３Ｄ表示においても左右それぞれの表示画像データをフルＨＤでサポートする仕様であるから、従来の偏光眼鏡方式では準備されたフルＨＤのデータの半分を捨てることとなる。
【００３６】
一方、請求項１に記載の映像表示システムでは、１つの３Ｄ画像を、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第１画像と他方に対応する領域に形成された左目用第１画像からなる第１サブフレーム画像と、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第２画像と他方に対応する領域に形成された左目用第２画像からなる第２サブフレーム画像とを逐次表示することにより表示する手段（ここにおいて、右目用第２画像は、前記３Ｄ画像の右目用画像のうち右目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部であり、左目用第２画像は、前記３Ｄ画像の左目用画像のうち左目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部である）を備えることで、従来の偏光眼鏡方式では捨てられていた残りの画像データを表示させることができる。そのため、請求項１に記載の発明で得られる３Ｄ立体映像は、従来の偏光眼鏡方式で得られる３Ｄ立体映像よりも解像度が高い。
【００３７】
請求項１に記載の本発明の映像表示システムは、１フレームの左眼用画像および右眼用画像から２つ以上のサブフレーム画像を逐次表示して１つの３Ｄ画像を形成する手段の具体的構成の観点から、前記請求項５に記載の映像表示システムの態様と、請求項１０に記載の映像表示システムの態様に大きく２つに分けることができる。
請求項５に記載の映像表示システムは、第１サブフレームの右目用第１画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第１サブフレームの左目用第１画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第１サブフレームを解像度の点で補完する第２サブフレームの右目用第２画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第２サブフレームの左目用第２画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、且つ、第１サブフレームと第２サブフレームの表示切替に同期して、偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向がスイッチングする映像表示システムである。以下、請求項５に記載の映像表示システムの態様のことを、「サブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替える態様」とも言う。
一方、請求項１０に記載の映像表示システムは、第１サブフレームの右目用第１画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第１サブフレームの左目用第１画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第２サブフレームの右目用第２画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第２サブフレームの左目用第２画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成される映像表示システムである。以下、請求項１０に記載の映像表示システムの態様のことを、以下、「サブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替えない態様」とも言う。
【００３８】
また、請求項１に記載の本発明の映像表示システムは、サブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替える態様であっても、サブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替えない態様であってもよいが、いずれの態様であっても、偏光眼鏡の右眼鏡または左眼鏡を通過する画像は常に存在するため、常に両眼で映像表示を観ることになり、観察者への負担が少ないと言える。
また、黒表示の期間を必ずしも必要としないため、原理的に輝度低下が少ないという特徴も有する。すなわち、このような構成をとることにより、本発明の映像表示システムは、黒表示の期間が必ず生じる液晶シャッター眼鏡方式と比べ、明るい画像を得ることができる。
【００３９】
（請求項５に記載の発明）
本発明の映像表示システムは、この中でも、サブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替える態様、すなわち請求項５に記載の発明が、高解像度化の観点から好ましい。
ここで、従来の一般的な偏光眼鏡方式では、ディスプレイ上に偏光変換機能層としての位相差層の遅相軸を固定して配置したパターニング位相差フィルムと、左右両眼鏡に該パターニング位相差フィルムに対応させて固定した遅相軸の位相差膜および直線偏光子を設けた偏光眼鏡を用いており、例えば右眼用画像を表示していた部分は偶数ラインまたは奇数ラインの一方で固定されており、右眼用画像光は必ずパターニング位相差フィルムの特定方向への偏光領域を通過し、右眼鏡を通過していた。そして、反対に左眼用画像光はパターニング位相差フィルムの直交方向への偏光領域を通過しているため、右眼鏡を通過しなかった。
しかしながら、本発明の請求項５に記載のサブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替える態様では、右眼用のデータと左眼用のデータが同一のディスプレイ領域から交互に出射してくる。即ち、パターニング位相差層の遅相軸は固定されているから、同一の位相差の右眼用画像（垂直解像度半分のもの）の光と左眼用画像（垂直解像度半分のもの）光が時間的に交互に出射してくることとなる。また、あるサブフレームにおける右眼用画像の（垂直解像度半分のもの）光と、その次のサブフレームにおける右眼用画像のうち残りの画像データに対応する光が、異なる偏光状態として、時間的に交互に出射してくることとなる。そのため、従来の偏光眼鏡方式で一般的に用いられていた偏光眼鏡を用いると、あるサブフレームでは右眼用画像光のみが右眼鏡を通過し、その次のサブフレームでは左眼用画像光のみが右眼鏡を通過することとなる。すなわち、左眼用画像と右眼用画像が混在して右眼鏡を通過してしまい、そのときのクロストーク量も上記の態様では非常に大きいため、このままでは３Ｄ立体画像を観察できない。
そのため、請求項５に記載の発明は、さらに、前記第１サブフレーム画像と第２サブフレーム画像の表示切替に同期して、偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向がスイッチングする、スイッチング偏光眼鏡（スイッチング位相差眼鏡）なる手段を有する必要がある。なお、前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段については、偏光眼鏡の詳細とあわせて後述する。
【００４０】
（請求項１０に記載の発明）
請求項１０に記載の発明によれば、従来の偏光眼鏡方式では捨てていた半分の画像データを、全て眼に入射させることができ、従来の偏光眼鏡方式よりも解像度を高めることができる。より詳しくは、ディスプレイ画面の解像度としては左右の画像は共に１／２のライン表示しか用いていないながら、フルＨＤの画像データを全て用いた表示を行っていることになり、マクロにフルＨＤ表示の３Ｄ立体表示となる。このようにディスプレイ画面の解像度としての制約があるものの、画像処理技術を用いることや、フルＨＤ画像データのサブフレーム毎の割り振り（データの選択）を工夫するなどして、実質的な解像度を向上させることができる。
【００４１】
前記画像処理関連技術としては、例えば特開平３−２７１７９５、特開平５-４６１２５号公報、特開２００６−５８８９０号公報、特許２７６１１２８号、特許第３３４４１９７号、特許第３１０８８４４号に記載の方法を活用することができる。
前記フルＨＤ画像データのサブフレーム毎の割り振り（データの選択）としては、例えばフルＨＤ画像データを一旦メモリに取り込み、それに所望の演算処理を加えて、書き込みデータ出力として表示パネルに送るようにデータを選択することが好ましい。当然ではあるが、表示パネル上に配置されたパターニング位相差のパターンにより選択ルールが異なることは言うまでもない。
【００４２】
本発明において、前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が前記映像表示パネルの画素ピッチのｎ倍である好ましい態様とする場合は、前記右目用画像および前記左目用画像の大きさ（前記右目用第１画像、前記右目用第２画像、前記左目用第１画像および前記左目用第２画像の幅）が同じであり、いずれも前記映像表示パネルの画素の大きさ（画素ピッチ）のｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）になるように画像処理することが好ましい。
従来、前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチと等しいことを前提として３Ｄ画像処理を行っていた。具体的には、画素ピッチにあわせて、左眼用画像を表示するライン（ディスプレイの走査線）と右眼用画像を表示するライン（ディスプレイの走査線）を交互に表示していた。これに対し、本発明の好ましい態様では、右目用画像および前記左目用画像の分割単位は、前記映像表示パネルの単位画素ピッチに一致させず、より広くすることにより、前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅と一致させることが、クロストークを引き起こす画像光を減らす観点から好ましい。
このような画像処理技術としては特に本発明の趣旨に反しない限りにおいて制限はない。
【００４３】
（サブフレーム数）
前記１フレームの右眼用画像および左眼用画像から形成されるサブフレーム画像は２つ以上であることが画像データの効率的な利用の観点（すなわち、１フレームの右眼用画像および左眼用画像の垂直方向半分ずつを、２つのサブフレーム画像にちょうど割り振ることができることとなる）及び各種バックライト点灯技術との組み合わせの観点から好ましい。
一方、前記１フレームの右眼用画像および左眼用画像から形成されるサブフレーム画像を下記の態様の４つとすることも、表示品質、特に輝度の均一性及びクロストーク低減の観点や、目が疲れにくい３Ｄ画像を得る観点から好ましい。この場合、前記映像表示装置の駆動する周波数を２４０Ｈｚ以上とすることで、例えば、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第１画像と他方に対応する領域に形成された左目用第１画像を書き込む過程からなる第１サブフレームと、第１ライン状位相差機能領域および第２ライン状位相差機能領域の両方が同時または逐次に黒表示となる第２サブフレームと、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第２画像と他方に対応する領域に形成された左目用第２画像を書き込む過程からなる第３サブフレームと、第１ライン状位相差機能領域および第２ライン状位相差機能領域の両方が同時または逐次に黒表示となる第４サブフレームとを逐次表示することにより表示する手段（ここにおいて、右目用第２画像は、前記３Ｄ画像の右目用画像のうち右目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部であり、左目用第２画像は、前記３Ｄ画像の左目用画像のうち左目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部である）を備えることもできる。ここで、以上のようにディスプレイ及びスイッチング偏光眼鏡（スイッチング位相差眼鏡）の有限の応答速度を考慮し、その書き込み及びスイッチングの過渡的な表示状態が全体としての３Ｄ表示品質の低下に影響を及ぼさないように、第１サブフレーム及び第２サブフレームの間に、前記第１ライン状位相差機能領域に対応する領域および前記第２ライン状位相差機能領域に対応する領域が同時または逐次に黒表示となるサブフレームを設けることが好ましく、実質的に全面黒表示のサブフレーム画像を設ける態様とすることがより好ましい。このようにすることで、液晶表示における応答速度に起因するクロストーク低減及び表示画面輝度の均一性を改善の上で、表示品質の高い、目が疲れにくい３Ｄ画像を得ることができる。以上は、点滅バックライトを念頭に記述したが、スキャニングバックライトも同様に使用することができ、それらと１２０Ｈｚ駆動の場合を含めて、表３〜８に各構成要素についての概要を示す。
なお２４０Ｈｚ駆動においては、液晶表示パネルの応答速度を少しでも速めるために、２回書き込み（同じ画像表示データを２度のサブフレームで重複して書き込む）を用いた例について記載した。
【００４４】
（画像加工手段）
本発明では、サブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替える態様であるか、入れ替えない態様であるかによらず、３Ｄ表示のための、あるサブフレームとその次のサブフレームにおける画像は基本的に異なる。本発明の映像表示システムは、１フレームの左眼用画像および右眼用画像から２つのサブフレームを形成するための具体的な画像加工手段を含むことが好ましい。
本発明の映像表示システムは、これらの画像加工手段については、本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限はなく、例えば、画像分割手段、画像保存手段、画像遅延手段および左右画像合成表示手段などを適宜組み合わせて採用することができる。
【００４５】
その中でも、本発明の映像表示システムは、画像分割手段および左右画像合成表示手段を備えることが好ましい。さらに、本発明の映像表示システムは、画像分割手段、左右画像合成表示手段、および、画像保存手段もしくは画像遅延手段の一方を備えていることがより好ましい。
【００４６】
これらの画像分割手段、画像保存手段、画像遅延手段および左右画像合成表示手段について、左眼用画像を例に挙げて説明する。本発明の映像表示システムは、左眼用画像を第１ライン状位相差機能領域用左眼用画像（例えば、元の左眼用画像の垂直方向半分に相当する）と、第２ライン状位相差機能領域用左眼用画像（例えば、元の左眼用画像のうち残りの垂直方向半分に相当する）とに分割する手段を含んでいることが好ましい。このような画像分割手段としては、従来公知の手段や電子回路を用いることができる。
【００４７】
また、本発明の映像表示システムは、分割された第１ライン状位相差機能領域用左眼用画像と第２ライン状位相差機能領域用左眼用画像のうち、最初のサブフレームに使用されなかった方の画像を保存しておく画像保存手段（いわゆるメモリとメモリからの出力手段）、または、最初のサブフレームに使用されなかった方の画像を１サブフレームの表示時間分（次の画像データの書き込み時間分）遅延させる画像遅延手段を含んでいることが好ましい。前記画像遅延手段としては、従来公知の手段や電子回路を用いてもよく、例えば、特開平３−２７１７９５号公報、特開平５−４６１２５号公報、特開２００６−５８８９０号公報、特許２７６１１２８号、特許第３３４４１９７号、特許第３１０８８４４号に記載の方法を活用することができる。
【００４８】
さらに、本発明の映像表示システムは、前記保存または遅延された最初のサブフレームに使用されなかった方の画像を、次のサブフレームに表示する手段を有していることが好ましい。なお、これらの手段に関しては、右眼用画像についても同様である。
【００４９】
本発明の映像表示装置は、これらの手段で得られた右眼用画像の半分と、左眼用画像の半分とを画像合成表示する手段を備えることが好ましい。このような画像分割手段としては、従来公知のインターレース画像合成手段や電子回路を用いることができる。
【００５０】
本発明の映像表示システムの外部システムとして設けてもよい。
その他、あらかじめこのように右眼用画像、左眼用画像の垂直方向半分ずつに分割されている加工された画像データや、右眼用画像、左眼用画像の垂直方向半分ずつに分割されるように特別な方法で撮影した画像データを用いて本発明を実施してもよい。
【００５１】
＜偏光眼鏡＞
本発明に用いられる偏光眼鏡は、右目用第１画像と右目用第２画像を視認しうる右眼鏡と、左目用第１画像と左目用第２画像を視認しうる左眼鏡とを有する。その中でも好ましくは、位相差機能膜として位相差膜を用い、右眼鏡と左眼鏡の遅相軸が直交する偏光眼鏡の態様である。また、本発明の偏光眼鏡は、採用する画像分割方式にもより、全てのサブフレームにおいて前記右眼鏡を前記右眼用画像光のみを透過させ、前記左眼鏡を前記左眼用画像光のみを透過させることができる。
また、前記偏光眼鏡は、直線偏光子を含むことが好ましい。
【００５２】
偏光眼鏡を含め、本発明の映像表示システムの具体的な構成について説明する。まず、前記パターニング位相差フィルムは交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域が設けられている。
【００５３】
（従来の偏光眼鏡）
ここで、後述する請求項１０の発明の場合はサブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替えない態様であるため、請求項１０の発明に用いられる偏光眼鏡は特に特別な偏光スイッチング装置を有している必要はなく、遅相軸が本発明の趣旨に合致した適当な角度であればよい。具体的には、請求項１０の発明の場合、映像表示パネルの奇数ラインに右眼用画像を表示し、奇数ライン位相差機能領域の遅相軸が４５度方向であるならば、偏光眼鏡の右眼鏡の遅相軸は具体的には略４５度に固定すればよい。また、同時に、映像表示パネルの偶数ラインに左眼用画像を表示し、偶数ライン位相差機能領域の遅相軸が１３５度方向であるならば、偏光眼鏡の左眼鏡の遅相軸は具体的には略１３５度に固定すればよい。
さらに、一度前記パターニング位相差フィルムにおいて円偏光として画像光を出射し、偏光眼鏡により偏光状態を元に戻す観点からは、上記の例の場合の右眼鏡の固定する遅相軸の角度は正確に水平方向４５度に近いほど好ましい。また、左眼鏡の固定する遅相軸の角度は正確に水平１３５度に近いほど好ましい。
【００５４】
また、例えば前記映像表示パネルが液晶表示パネルである場合、液晶表示パネルのフロント側偏光板の吸収軸方向が水平方向であり、前記偏光眼鏡の直線偏光子の吸収軸が該フロント側偏光板の吸収軸方向に直交する方向であることが好ましく、前記偏光眼鏡の直線偏光子の吸収軸は鉛直方向であることがより好ましい。
また、前記液晶表示パネルのフロント側偏光板の吸収軸方向と、前記パターニング位相差フィルムの交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域の各遅相軸は、４５度をなすことが好ましい。
なお、このような偏光眼鏡と、パターニング位相差フィルムおよび液晶表示装置の好ましい配置については、例えば特開平１０−２３２３６５号公報、特開平１０−１５３７０７号公報、特開２００４−１７０６９３号公報に開示がある。
【００５５】
請求項１０に記載の発明に好ましく用いることができる偏光眼鏡の例としては、特開平１０-２３２３６５号公報に記載のものや、市販品として、３ＤＧＬＡＳＳＥＳＧＲＥＹ（Ｈｙｕｎｄａｉ株式会社）、円偏光メガネ、型番なし（ソリッドレイ研究所社製）を挙げることができる。
【００５６】
（スイッチング偏光眼鏡）
請求項５に記載の発明は、上述のとおり、前記サブフレームごとの入れ替えに対応同期して、前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段を有する必要がある。以下、このような構成を備える偏光眼鏡のことを、スイッチング偏光眼鏡（又はスイッチング位相差眼鏡）とも言う。このように観察用の偏光眼鏡にスイッチング機能を付与することで、サブフレームの駆動と同期した形で、偏光眼鏡側において通過する画像光を振り分けることができる。即ち、請求項５に記載の発明では、前記スイッチング偏光眼鏡を用いて、はじめて全てのサブフレームにおいて、右眼には右眼用画像のみが入射し、左眼には右眼用画像が入射しないような位相差とすることができる。また、位相差をスイッチングする（入れ替える）のであるから、左眼についても同様となる。
このような構成をとることにより、請求項５に記載の発明は、請求項１０に記載の発明よりも解像度を高めることができる。このような請求項１０に記載の発明と比較した時の解像度の向上については、いかなる理論に拘泥するものでもないが、サブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替える態様とすることで、各画像を入れ替えない場合と比較して、ディスプレイ画面をフルに使用するためであると予想される。また、このような構成をとることにより、従来の偏光眼鏡方式では捨てていた半分の画像データを、ほとんど残像を残すことなく全て眼に入射させることができ、従来の偏光眼鏡方式よりも解像度を大きく高めることができる。
【００５７】
前記スイッチング偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向のスイッチングの方法としては、本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限はないが、前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡が、遅相軸が互いに直交する一対のλ／４液晶セルの積層体をそれぞれ有しており、右眼鏡と左眼鏡で駆動するλ／４液晶セルを交互にスイッチングすることにより、右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングすること、あるいは、前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡が、λ／４位相差膜と該位相差膜の遅相軸と直交する配向軸を有するλ／２液晶セルの積層体をそれぞれ有しており、右眼鏡と左眼鏡でλ／２液晶セルのオンオフを交互にスイッチングすることにより、右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングすることにより行うことが好ましい。
ここで上記スイッチングのタイミングについては、クロストークを低減するために
ディスプレイ上の画像切替タイミングを考慮して適宜設定が可能であるとともに、必要に応じてディスプレイ側で黒挿入をする又は点滅バックライト及びスキャニングバックライトなど、既知の技術を随意適用することが可能である。
【００５８】
（１）遅相軸が直交した一対のλ／４液晶セルの駆動ができる構成
前記スイッチング手段は、遅相軸が直交した一対のλ／４液晶セルの駆動ができる構成、すなわち、例えば２層のスイッチングλ／４板を含む構成で実現することが好ましい。遅相軸が直交した一対のλ／４液晶セルの駆動ができる構成は、１／４波長板と電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄが０とλ／２に切換わるように構成した液晶セルを用いる場合と比較した場合に、対称性の点で優れるため、フルＨＤ画像を構成するサブフレーム画像が同等になるという観点では好ましいと言える。ただし、前者の場合、駆動する液晶セルが左右眼鏡部で各２セル必要となり（合計４セル）、スイッチング駆動する液晶セルも４セルとなる。これに対し、後者では合計２セルの液晶セルを必要とするのみである。
【００５９】
具体的には、前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段として、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄがλ／４と略ゼロに切換わるように構成した液晶セルを用いることが最もシンプルな構成であり、容易に実現できる。また、これらのλ／４と略ゼロに切換わるように構成し、積層された一対の液晶セルの遅相軸は、お互いに直交することが好ましく、正確に９０度とすることが、一度前記パターニング位相差フィルムにおいて円偏光として画像光を出射し、偏光眼鏡により偏光状態を元に戻す観点からより好ましい。すなわち、奇数ライン位相差機能領域の遅相軸が４５度方向であって偶数ライン位相差機能領域の遅相軸が１３５度方向のパターニング位相差フィルムを用いるときは、映像表示パネルとの同期も考慮すると、あるサブフレームにおいて映像表示パネルの奇数ラインに右眼用画像を表示して偶数ラインに左眼用画像を表示したならば、偏光眼鏡の右眼鏡の遅相軸を４５度、左眼鏡の遅相軸を１３５度にし、その次のサブフレームにおいて映像表示パネルの偶数ラインに左眼用画像を表示し、奇数ラインに右眼用画像を表示するように入れ替えたならば、偏光眼鏡の右眼鏡の遅相軸を１３５度に、左眼鏡の遅相軸を４５度にそれぞれ同期してスイッチングさせることが好ましい。さらに、上記の例の場合の右眼鏡と左眼鏡の遅相軸の角度は、正確に水平方向に対して４５度と１３５度に近いほど好ましい。
このような構成をとることにより、映像表示装置から偏光眼鏡までの間において円偏光とすることができる。その結果、顔を左右に傾けても３Ｄ立体映像をより維持できやすく、自然な視聴環境をつくることができる。また、多くの人が同時に視聴することもできる。
【００６０】
Δｎｄが略λ／４と略ゼロに切換わるように構成した液晶セルを用いるときの構成をさらに具体的に説明する。この構成では、通常の液晶セルと同様な構造の水平配向ＥＣＢセルを１対重ねた構成を挙げることができる。ここで、液晶は水平配向時に所望の位相差を有するような厚さで形成であればよく、Δε＞０の液晶セルを用いて高電圧を印加した時に実効的に位相差（法線方向からの位相差）が無くなる構成を採用することができる。
【００６１】
このときの偏光眼鏡の具体的な内部構成としては、パターニング位相差膜によって偏光された画像光が入射する側の第一のλ／４スイッチング液晶と、電圧非印加時に前記第一のλ／４スイッチング液晶の遅相軸と遅相軸が直交する第二のλ／４スイッチング液晶と、電圧非印加時の前記第一のλ／４スイッチング液晶の遅相軸および電圧非印加時の前記第二のλ／４スイッチング液晶の遅相軸との角度が４５度をなす吸収軸を有する直線偏光子とが、この順に積層されている構成を挙げることができる。この構成において、前記第一のλ／４スイッチング液晶および前記第二のλ／４スイッチング液晶を、各サブフレームにおける左眼用光および右眼用画像光の偏光の変化と同期させて電圧印加／電圧非印加させることで、前記第一のλ／４スイッチング液晶の位相差を偏光眼鏡の実効位相差とするか、もしくはそれとは９０度遅相軸が異なる前記第二のλ／４スイッチング液晶を偏光眼鏡の実効位相差とするスイッチングを行うことができる。前記スイッチング液晶の液晶セルとしては、その他本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限はなく、例えば、メルク社製ＺＬＩ４７９２などを挙げることができる。また、液晶セルの構成については、ＰＥＴ基板、ＩＴＯ透明電極、配向膜（水平）、ＥＣＢモードのλ／４液晶層、配向膜、ＩＴＯ透明電極、ＰＥＴ基板の順に積層した態様の一般的なものを用いることができる。液晶セルのその他の部材も制限はなく、配向膜も市販のものを用いればよく、例えばＪＳＲ社製のＡＬ１０５１などを挙げることができる。基板としてはＰＥＴなどを挙げることができる。透明電極としてはＩＴＯなどを用いることができる。
このときの偏光眼鏡の具体的な位相差部の内部構成を図１に示した。
【００６２】
液晶セルの駆動電圧は、例えば上記条件であれば、５Ｖと０Ｖ間のスイッチングで十分ではあるが、請求項５の態様のように映像表示装置の周波数を高める場合などはより高速応答性を考慮し、高電圧を印加することも好ましい。高電圧が印加されると、液晶分子は基板面に対して概ね垂直方向に傾斜し、法線方向から見た位相差は極めて小さい値となる。ここで、この小さな位相差は、界面に液晶が固定されているために残存するものであり、これを含めて完全なるλ／４位相差のスイッチングを行うには、一対の略λ／４セル（層）の設定位相差を若干大きめの設定にして、上記眼鏡位相差を設定すればよい。設定位相差を若干大きめの設定にする方法は本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限はなく、液晶セルの厚みを変化させるならばギャップｄを大きくし、材料を変化させるならばΔｎのより大きな材料を用いることができる。以上の残留位相差を実際の駆動電圧下で補償する方法は、以下に説明するような他のスイッチング偏光眼鏡（スイッチング位相差眼鏡）の場合においても、同様に適用可能である。
なお、本発明における偏光眼鏡の構成は、このような具体的な構成に限定されるものではない。
【００６３】
（２）１／４波長板と、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄが略０と略λ／２に切換わるように構成した液晶セルを用いる構成
一方、前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段として、１／４波長板と、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄが０とλ／２に切換わるように構成した液晶セルを用いる構成も好ましい。このような構成も、前期電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄが略λ／４と略ゼロに切換わるように構成した液晶セルを用いる場合と比べ、スイッチング液晶セルの数が半分（左右の眼用に各１個）で済むという観点からは好ましいと言える。
【００６４】
前記Δｎｄが０とλ／２に切換わるように構成した液晶セルとしては、例えばＥＣＢモードであってツイスト角０度の液晶セルを用いることができる。ＥＣＢモードであってツイスト角０度の液晶セルを用いる場合の具体的な偏光眼鏡の構成としては、パターニング位相差膜によって偏光された画像光が入射する固定λ／４位相差板と、電圧非印加時に前記固定λ／４位相差板の遅相軸と配向軸が直交するλ／２スイッチング液晶（Δε＞０）と、直線偏光子とが、この順に積層されている構成を挙げることができる。この構成において、前記λ／２スイッチング液晶を、各サブフレームにおける左眼用光および右眼用画像光の偏光の変化と同期させて電圧印加／電圧非印加させることで、偏光眼鏡の実効位相差をλ／４と９０度遅相軸の異なるλ／４にスイッチングすることができる。なお、その他の液晶セルの部材については、前記請求項５に記載の発明の場合と同様であり、例えば、ＰＥＴ基板、ＩＴＯ透明電極、配向膜、ＥＣＢモードのλ／２液晶セル、配向膜、ＩＴＯ透明電極、ＰＥＴ基板の順に積層した態様の一般的なものを用いることができる。
このときの偏光眼鏡の具体的な位相差部の内部構成を図２に示した。
【００６５】
また、類似の方法として略λ／４と略３λ／４との間でスイッチングすることができる液晶セルを用いることも可能である。この場合、偏光眼鏡の構成としては、固定の位相差は不要であり、直線偏光子と液晶セルの２要素部品よりなっていればよい。駆動電圧を高くし、応答速度を速めるためにネガ型の液晶（Δε＜０）を用い、セルを中間電圧（位相差としてλ／４を示す）と最大電圧（位相差として３λ／４を示す）の間でスイッチングさせることになる。例えば、映像表示装置が液晶ディスプレイである場合は、その出射側の偏光子の透過軸（又は吸収軸）と眼鏡側の直線偏光子の透過軸（または吸収軸）とのなす角度を９０度とする。この構成において、前記スイッチング液晶を、各サブフレームにおける左眼用画像の偏光の変化光および右眼用画像光の偏光の変化と同期させて中間電圧印加／最大電圧印加させることで、偏光眼鏡の実効位相差をλ／４（遅相軸の方向：４５度）とλ／４（遅相軸の方向：１３５度）にスイッチングしたのと同等の効果を付与することができる。なお、その他の液晶セルの部材については、用いる液晶材料及び配向膜材料が異なる点を除けば、前記請求項５に記載の発明の場合と同様であり、例えば、ＰＥＴ基板、ＩＴＯ透明電極、垂直配向膜、垂直配向型ＥＣＢモードの液晶層、垂直配向膜、ＩＴＯ透明電極、ＰＥＴ基板の順に積層した態様の一般的なものを用いることができる。また、スイッチング液晶セルの遅相軸の角度と、前記パターニング位相差フィルムの各画像領域の遅相軸角度との関係は、直交と平行の２通り考えられ、λ／４（パターニング位相差）とλ／４（液晶セル）で黒表示するか白表示するかおのずと決まるものである。
【００６６】
ここでクロストーク（左右画像のノイズ成分比率）低減の観点からは、ディスプレイ上のパターニング位相差と偏光眼鏡との対応は以下のようになるのが望ましい。
すなわち、ディスプレイ上の右眼用（又は左眼用）パターニング位相差に対しては左眼用偏光眼鏡の位相差を直交させてキャンセルする構成とし、同時にディスプレイ上の直線偏光子と偏光眼鏡の直線偏光子が直交するものである。この時、ディスプレイ上の位相差と偏光眼鏡の位相差は、波長分散の少ない屈折率の同じ特性を有するものを用いるのが理想ではあるが、波長分散がたとえあったとしても、同じ特性のものを用いれば、クロストークは完全に抑えることができる。
以上の他にも類似の方法として円偏光ではなく直線偏光を用いる方法（液晶ディスプレイ上のパターニング位相差は、ゼロとλ／２となる）、スイッチング液晶としてＴＮ液晶を用いる方法、ＴＮ液晶に替え、高速性に優れたＯＣＢモード、強誘電性液晶などを用いるもの等が挙げられる。
【００６７】
（偏光眼鏡のスイッチングと映像表示パネルの同期方法）
前記偏光眼鏡のスイッチングと、映像表示パネルの駆動・表示との同期方法については特に制限はなく、公知の方法を用いることができ、例えば眼鏡シャッター方式と同様に赤外センサーを用いた既存の方法などを適用することができる。
【実施例】
【００６８】
以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。
以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【００６９】
［比較例１］
市販の偏光眼鏡方式の２２型ワイド、３Ｄモニター（Ｈｙｕｎｄａｉ社製、Ｗ２２０Ｓ、液晶表示パネルのフロント側に直線偏光フィルムを配置し、その上の水平方向に帯状の位相差機能領域がパターニングされた位相差パターニング板を配置してある。解像度１６８０×１０５０）をそのまま用い、静止画像データとして、２Ｄ画像を付属の３Ｄ変換ソフト（ＴｒｉＤｅｆ ３Ｄ Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ）を用いて３Ｄ立体表示を行った。この映像表示装置では、前記直線偏光フィルムによって右眼用画像、左眼用画像は直線偏光にそれぞれ変換され、前記位相差パターニング板によって右眼用画像の直線偏光が右円偏光に、左眼用画像の直線偏光が左円偏光にそれぞれ変換される。また、上記市販の３Ｄモニターに付属の偏光眼鏡は、常に右円偏光を通し、左円偏光を遮断する右眼鏡と、常に左円偏光を通し、右円偏光を遮断する左眼鏡からなるものである。
詳細な観察を実施したところ、横方向にストライプ状の線が観察され、解像度の低下を確認できた。一方、両眼で常時観ているためか、３Ｄの違和感、ちらつき感などは感じず、眼に優しい表示を確認できた。
【００７０】
［比較例２］
サイズ、解像度が全く同じである液晶シャッター方式の市販の１２０Ｈｚ対応、２２型ワイド、３ＤモニターＳｙｎｃＭａｓｔｅｒ２２３３ＲＺ（ＳＡＭＳＵＮＧ社製、解像度１６８０×１０５０）をそのまま用い、比較例１で用いたものと同様の静止画像データを用いて３Ｄ立体表示を行った。この際、多くの２Ｄコンテンツを３Ｄへ自動変換ができるＮＶＩＤＥＡ製３Ｄ ＶＩＳＩＯＮ ｆｏｒ ＧｅＦｏｒｃｅ を用いることでこれを実施した。
また、液晶シャッター眼鏡として、赤外線により、モニターとの同期を行う、３Ｄ ＶＩＳＩＯＮ（ＮＶＩＤＩＡ社製）を用いた。
比較例１と比較して、横方向のストライプ状の線は認識できず、高い解像度の３Ｄ画像を確認することができた。しかしながら、シャッター眼鏡方式に起因するちらつき感が若干感じられ、多少の違和感を感じた。
【００７１】
［実施例１］
実施例１では、比較例２で用いた市販の３Ｄモニター（ＳＡＭＳＵＮＧ社製、ＳｙｎｃＭａｓｔｅｒ２２３３ＲＺ）を一部改造して、比較例１の位相差パターニング板を位置合わせ設置し、本発明の請求項５に記載の発明を実施した。この映像表示装置では、前記線偏光フィルムによって右眼用画像および左眼用画像は直線偏光にそれぞれ変換され、前記位相差パターニングフィルムによって右眼用画像の直線偏光が右円偏光に、左眼用画像の直線偏光が左円偏光にそれぞれ変換される。
【００７２】
映像表示パネルの周波数は１２０Ｈｚとして、比較例１で用いたものと同様の静止画像データを用い、右眼用画像および左眼用画像のある１フレームを下記表１に記載のように加工して２つのサブフレームを形成し、元の各画像データの１フレームの時間（約１６．７ミリ秒）で２つのサブフレームを約８．３ミリ秒ずつ表示した。そのとき、最初のサブフレーム目として、従来と同様に右眼用画像および左眼用画像のデータの半分を用いて形成したサブフレームの表示を行い、次のサブフレーム目では右眼用画像および左眼用画像の表示場所（交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域）を入れ替えて保存（遅延）させておいた元画像データの残り半分を用いて形成した２番目のサブフレームを表示させた。
なお、これらの画像データの加工は、専用の変換ソフトを用いなくても、静止画においては、画像変換ソフトを自作することでも行える。
【００７３】
また、市販の３Ｄモニター（ＳｙｎｃＭａｓｔｅｒ２２３３ＲＺ（ＳＡＭＳＵＮＧ社製）に比較例１で用いたモニターの位相差パターニング板を取り外し、再度位置合わせ、設置を行った（両モニターはサイズが同じであり、画素ピッチも０．２８２ｍｍと同じである）。
さらに、付属の偏光眼鏡の代わりに、以下の構成を備えたスイッチング偏光眼鏡を製造した。
（１）右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段が、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄがλ／４とゼロの間でスイッチング可能な液晶セルを２枚直交して積層することにより構成した液晶セルである偏光眼鏡。
・液晶セル ＥＣＢモード；水平配向、Δε＞０の液晶
・印加電圧 ５．０Ｖ。
・直線偏光子
（２）右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段が、１／４波長板と、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄが０とλ／２に切換わるように構成した液晶セルである偏光眼鏡。ここで１／４波長板の遅相軸と液晶セルの遅相軸（液晶分子配列の長軸方向）とは直交する。
・１／４波長板（帝人製：ピュアエース）
・液晶セル ＥＣＢモード；水平配向、Δε＞０の液晶
・印加電圧 １０．０Ｖ。
・直線偏光子
（３）右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段が、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄがλ／４と３λ／４に切換わるように構成した液晶セルである偏光眼鏡。
・液晶セル ＥＣＢ モード；垂直配向、Δε＜０の液晶
・印加電圧 １５．０Ｖ、３Ｖ。
・直線偏光子
上記（１）、（２）及び（３）の偏光眼鏡のうち、本実施例の評価時には各液晶セルの応答速度を考慮して（１）の偏光眼鏡を用いた。この偏光眼鏡は、サブフレームごとにλ／４（４５度）とλ／４（１３５度）というように、λ／４板の遅相軸が９０度入れ替わるものである。また、映像表示装置との同期方法としては、赤外線（ＩＲ）を用いた同期方法をそのまま採用した。
なお、実施例１で用いた偏光眼鏡は図１の態様である。また、実施例１の映像表示システムの構成の概略図を図３（Ａ）〜（Ｄ）に示した。
【００７４】
実施例１における具体的な態様のまとめを下記表１に記載した。なお、下記表１中、５サブフレーム目以降については、当然ではあるが１〜４サブフレーム目と同様に繰り返した。また、下記表１では１サブフレーム目の奇数ラインに右眼用画像を表示しているが、本発明はこのような具体的態様に限定されるものではなく、１サブフレーム目の偶数ラインに右眼用画像を表示する構成であってもよい。実施例１の映像表示システムにおける、映像表示装置の奇数ラインと偶数ラインへの、右眼用画像と左眼用画像の１〜４サブフレーム目の表示態様を図３（Ａ）〜（Ｄ）に順に示した。
また、本実施例に記載されていないその他の態様については、明細書中で例示した態様や、その中での最も好ましい態様を採用した。
【００７５】
【表１】
【００７６】
実施例１および比較例１で得られた３Ｄ立体表示の比較を行ったところ、比較例１に比べて実施例１で得られた３Ｄ立体表示は、ハッキリとした解像度の改善を確認することができた。
また、実施例１で得られた３Ｄ立体表示は、比較例２と比較して、フリッカーやちらつきがほとんど感じられず、画像も比較的明るいことがわかった。このように既存の方式に比較し、明らかなる改善が確認できた。
また、今回は入手できるモニターの制約からフルＨＤのモニターでの直接検証ができなかったが、上記実施例の効果より、モニターがフルＨＤ対応になった場合には、眼鏡シャッター方式での利点である解像度の低下がないフルＨＤ表示も本発明において可能であると予測できる。
【００７７】
［実施例２］
実施例２では、下記表２に記載したようにサブフレームを元画像データから加工して用いた以外は実施例１と同様にして、比較例２で用いた市販の３Ｄモニター（ＳｙｎｃＭａｓｔｅｒ２２３３ＲＺ（ＳＡＭＳＵＮＧ社製）に比較例１で用いたモニターの位相差パターニング板を取り外し、再度位置合わせ、設置を行った。
この３Ｄモニターを用い、本発明の請求項１０に記載の発明を実施した。
なお、実施例２では、偏光眼鏡として、右眼は常に右円偏光を通し、左眼は常に左円偏光を透過することができる、比較例１において使用の３Ｄモニターに付属の偏光眼鏡を用いた。
【００７８】
映像表示パネルの周波数は１２０Ｈｚとして、比較例１で用いたものと同様の静止画像データを用い、右眼用画像および左眼用画像のある１フレームを下記表２に記載のように加工して２つのサブフレームを形成し、元の各画像データの１フレームの時間（約１６．７ミリ秒）で２つのサブフレームを約８．３ミリ秒ずつ表示した。そのとき、最初のサブフレーム目として、従来と同様に右眼用画像および左眼用画像のデータの半分を用いて形成したサブフレームの表示を行い、次のサブフレーム目では右眼用画像および左眼用画像の表示場所（交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域）の入れ替えは行なわないようにして、画像データの残り半分を用いて形成した２番目のサブフレームを表示させた。
【００７９】
なお、これらの画像データの加工は、専用の変換ソフトを用いなくても、静止画においては、画像変換ソフトを自作することでも行える。
また、市販の３Ｄモニター（ＳｙｎｃＭａｓｔｅｒ２２３３ＲＺ（ＳＡＭＳＵＮＧ社製）に比較例１で用いたモニターの位相差パターニング板を取り外し、再度位置合わせ、設置を行った（両モニターはサイズが同じであり、画素ピッチも０．２８２ｍｍと同じである）。
【００８０】
【表２】
【００８１】
実施例２および比較例１で得られた３Ｄ立体表示の比較を行ったところ、全ての画像についてではないが、画像境界部の画質において滑らかさが明らかに増す効果を目視にて確認することができた。また、観察位置を変えても良好な３Ｄ立体表示を確認できた。
いかなる理論に拘泥するものでもないが、このような画像境界部の画質の滑らかさが増す理由は、実施例２の３Ｄ立体表示が比較例１の３Ｄ立体表示に比べて、画像の情報量が多いためである。以上より、請求項１０に記載の発明によって解像度の低下という問題を多少ともなり和らげる効果があることが明らかになった。
ここで、より詳細に、実施例２で得られた３Ｄ立体表示を、実施例１で得られた３Ｄ立体表示と比較した結果、実施例１の３Ｄ立体表示の方が、より解像度の点では優れていることがわかった。いかなる理論に拘泥するものでもないが、解像度が優れる理由は、２つのサブフレームを重ねれば画像上のドット位置はより忠実に表示できているためである。
また、実施例２で得られた３Ｄ立体表示は、比較例２と比較して、フリッカーやちらつきがほとんど感じられず、違和感の少ない、比較的明るい表示を得ることができた。
【００８２】
［実施例３］
実施例１および２において、用いた位相差パターニング板を、水平方向にライン状の位相差機能領域を有しており、パターニング幅０．５６４ｍｍの位相差パターニング板に変更すること及びそれに対応してサブフレームデータを適宜変換した以外は実施例１と同様にして、実施例３を行った。なお、３Ｄモニターについても実施例１と同じく画素ピッチ０．２８２ｍｍのものを用いた。
その結果、得られた３Ｄ画像は、実施例１および２と比較して、上下方向に視角を振っても違和感が軽減された、良好な３Ｄ表示が得られることがわかった。
【００８３】
［実施例４］
実施例３よりも視角特性改善の点ではさらに好ましい態様として、実施例１において、用いた位相差パターニング板を、水平方向にライン状の位相差機能領域を有しており、パターニング幅が３Ｄモニターの表示画面（画素数）の半分に相当する（すなわち、前記ｎ＝ｍであり、右目用位相差機能領域と左目用位相差機能領域が半分ずつ形成されている）位相差パターニング板に変更した以外は実施例１と同様にして、実施例４を行った。なお、３Ｄモニターについても実施例１と同じく画素ピッチ０．２８２ｍｍのものを用いた。当然ではあるが、画像データは右眼用及び左眼用を上下２分割とし、サブフレーム毎に適宜、液晶表示パネルが適切に表示書き込みされるように変換処理したものを用いた。
その結果、得られた３Ｄ画像は、実施例３と比較して、上下方向の視角特性が著しく改善された高画質の３Ｄ表示が得られることがわかった。
【００８４】
［実施例５］
実施例３における表示パネル構成において、従来の偏光眼鏡を用いて視角特性に着目して表示特性を確認した。画像データは、左眼データ及び右眼データを２ライン毎の単位として抽出し、３Ｄ表示を実施した。 解像度の点では、明らかに劣るものの、３Ｄ表示特性としての上下方向の視角特性は、従来の比較例１及び２よりも広いことが確認できた。
【００８５】
［実施例６］
同様に、請求項１４に記載の本発明の映像表示装置の性能を、千鳥配置形状のパターニング位相差板に変更したときに検討した。すなわち、スイッチング偏光眼鏡を用いず、画像データは、千鳥配置のパターニング位相差板に応じて右眼用データ、左眼用データを適宜、加工抽出し、液晶ディスプレイに書き込み処理を実施した。なお、液晶モニターは前出のものをそのまま用いた。
具体的な千鳥配置パターンであるが、縦方向に２画素単位（２８２×２＝５６４μｍ）、横方向に４画素単位（ＲＧＢの３駆動画素を４組：計２８２×４＝１１２８μｍ）とした。その結果、得られた３Ｄ画像は、上記市販のモニターを用いてそのまま３Ｄ映像を表示した場合と比較して、解像度は劣るものの、上下左右にバランスのとれた視角特性を有することがわかった。
【００８６】
なお、実施例１〜６の形式の映像表示システムにおいて、通常のように２Ｄ映像を表示し、裸眼で観察した場合には、構成から当然のことであるがモニターの解像度に見合った２Ｄ映像を表示することができ、本発明が２Ｄ−３Ｄ併用の表示システムであることは実証されている。
また、本方式は、パターニング位相差の幅をある程度の高い解像度で配置した場合には、眼鏡の種類（従来の偏光眼鏡（パッシブ眼鏡）又は本発明のスイッチング偏光眼鏡（スイッチング位相差眼鏡））を観察者が自由に選ぶことが可能であり（当然、ディスプレイ装置は、選んだ眼鏡に対応する画像表示を行う必要はあるが）、観察者の体調、好みに応じた３Ｄ表示を楽しむことが可能になる。
【００８７】
以上、本発明の基本的なコンセプトは以上の説明により十分と思われるが、実際の製品適用という観点からは、幾つかのバックライト駆動技術との組み合わせが考えられ、それらについては、下記表３〜８に、各構成要素の各サブフレームでの状態を各々対応する形で記した。
なお、液晶ディスプレイの黒挿入（黒書き込み）は、下記表中のバックライトのＯｆｆに対応するタイミングにおいて、黒書き込みを必要に応じて組み合わせ、本画像の書き込みに悪影響を与えない範囲で適用することができる。なお、バックライトのＬＥＤ化が進み、バックライト制御が容易になり、部分点灯も含めて上記以外のバックライト駆動制御技術も可能である。また、下記表３〜８中、バックライトと偏光眼鏡のスイッチングタイミング（※）は液晶表示パネルの応答速度との関係で若干の同期タイミングのシフト、調整を必要に応じて行うことができる。下記表３〜８中、「１３５° ⇒ スイッチング」とは、「偏光眼鏡の遅相軸が１３５°からスイッチングして中間的な状態を経ながら４５°に切り替わることを意味する。また、「４５° ⇒ スイッチング」についても同様に、「偏光眼鏡の遅相軸が４５°からスイッチングして中間的な状態を経ながら１３５°に切り替わることを意味する。
【００８８】
【表３】
図５の構成での表示における２４０Ｈｚ駆動、点滅バックライトを用いた場合の各サブフレームの概要
【００８９】
【表４】
【００９０】
【表５】
【００９１】
【表６】
【表７】
【表８】
【００９２】
ただし、以上に記した具体的な実施例の構成は、あくまで、本発明に基づいた具体的な組み合わせの一例であり、本発明がこれらのみに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００９３】
１ 第１のλ／４スイッチング液晶の液晶セル
２ 第１のλ／４スイッチング液晶の配向膜
３ 第１のλ／４スイッチング液晶のＩＴＯ透明電極
４ 第１のλ／４スイッチング液晶の基板（ＰＥＴ）
５ 第１のλ／４スイッチング液晶
６ 第１のλ／４スイッチング液晶の液晶セル中の液晶分子の配向軸
１１ 第２のλ／４スイッチング液晶の液晶セル
１２ 第２のλ／４スイッチング液晶の配向膜
１３ 第２のλ／４スイッチング液晶のＩＴＯ透明電極
１４ 第２のλ／４スイッチング液晶の基板（ＰＥＴ）
１５ 第２のλ／４スイッチング液晶
１６ 第２のλ／４スイッチング液晶の液晶セル中の液晶分子の配向軸（前記第１のλ／４スイッチング液晶の液晶セル中の液晶分子の配向軸と直交する）
２１ スイッチング回路および電源
２２ 画像光の入射方向
３１ λ／２スイッチング液晶の液晶セル
３２ λ／２スイッチング液晶の配向膜
３３ λ／２スイッチング液晶のＩＴＯ透明電極
３４ λ／２スイッチング液晶の基板（ＰＥＴ）
３５ λ／２スイッチング液晶
３６ λ／２スイッチング液晶の液晶セル中の液晶分子の配向軸
３７ λ／４位相差板（固定λ／４）
３８ λ／４位相差板の遅相軸（前記λ／２スイッチング液晶の液晶セル中の液晶分子の配向軸と直交する）
４１ 右眼用画像
４２ 左眼用画像
５１ 第１ライン状位相差機能領域
５２ 第２ライン状位相差機能領域
５３ 第１ライン状位相差機能領域の遅相軸
５４ 第２ライン状位相差機能領域の遅相軸
５５ 直線偏光子を含むフロント側偏光板
５６ 直線偏光子の吸収軸
５７ λ／４位相差板（固定λ／４）
５８ パターニング位相差フィルム
５９ 第１ライン状位相差機能領域のパターニング方向の幅
６０ 第２ライン状位相差機能領域のパターニング方向の幅
６１ 右眼鏡
６２ 左眼鏡
６３ 右眼鏡のλ／４位相差板の遅相軸
６４ 左眼鏡のλ／４位相差板の遅相軸
６５ 右眼鏡の直線偏光子の吸収軸
６６ 左眼鏡の直線偏光子の吸収軸
７１ 映像表示装置のカラーフィルタ基板
７２ 映像表示装置の画素
７３ 映像表示装置の画素ピッチ
７４ 映像表示装置の画素間のブラックマトリックス
７６ クロストークを引き起こす画像光（拡散光）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像表示システムに関する。より詳しくは、立体映像を表示でき、かつ二次元映像も表示できる２Ｄ−３Ｄ併用映像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
映し出された映像が浮き出るように立体視でき、迫力ある映像を楽しむことができる３Ｄ立体映像表示分野において、近年、３Ｄ映画が急速に一般に受け入れられたことに伴い、より身近な場面であるフラットパネルディスプレイにおける３Ｄ立体映像表示が大きな注目を浴び始めている。従来、立体表示には裸眼で立体視する種々の方式や専用眼鏡を用いる種々の方式が知られているが、３Ｄ映画を映画館で座って鑑賞する場合と同等な画質が要求される、日常生活において動きのある中で映像を見ることができる観点から、専用眼鏡を用いる方式が注目されている。
【０００３】
一方、フラットパネルディスプレイ用の３Ｄ映像のコンテンツはいまだ十分とは言えないのが現状である。そのため、２Ｄ表示と３Ｄ表示間の切り替えが容易に可能であり、かつ、２Ｄ映像および３Ｄ立体映像がともに高画質で表示できるような映像表示方式が求められている。これらの要望を満たす方式として、眼鏡シャッター方式（アクティブ眼鏡方式）と偏光眼鏡方式（パッシブ眼鏡方式）の２つの方式が特に注目されている。また、近年高画質化が進んだフラットパネルディスプレイ分野においては、これら２つの方式しか従来のフラットパネルディスプレイにおける高画質を維持し、高品位な３Ｄ立体映像を提供することができないと考えられているのが実情である。
【０００４】
眼鏡シャッター方式と偏光眼鏡方式では、あらかじめ互いに視差が設けられている左眼用の画像と右眼用の画像をディスプレイに表示し、各専用眼鏡を通じてディスプレイを見ることで左右の眼でそれぞれ左眼用の画像および右眼用の画像のみを見ることで立体感を得ることができる点で共通する。一方、これらの方式は相違点があり、それぞれ異なる利点および課題を有している。
【０００５】
まず、眼鏡シャッター方式は、ディスプレイ上に左眼用の画像と右眼用の画像を高速で切り替えて時分割表示し、ディスプレイから全画面分の左眼用の画像光と全画面分の右眼用の画像光を交互に出射し（いわゆるフレームシーケンシャル、フィールドシーケンシャル）、対応する画像光が一方の眼のみに入射できるように画像の切り替えに同期して一方のシャッターを閉じ、他方のシャッターを開ける動作を高速で繰り返す液晶シャッター眼鏡を通してディスプレイを観察することで立体感が得られる方式である（例えば特許文献３参照）。したがって、時分割表示を行っているため、左眼用画像や右眼用画像はいずれもディスプレイ全面に元画像全体が表示されることとなり、解像度の低下がほとんどない点で優れている。そのため、フルＨＤ規格における高解像度を生かした３Ｄ映像表示システムがさらに近年では知られている。
しかしながら、左右両眼には左右の映像が、時間をずらして交互に到達するため、フリッカーが多く、特に眼が疲れる問題があった。またフリッカーにより、一般的な比較的応答速度の遅い液晶表示装置では人間が通常見ているように自然な画像を得ることができないという問題があった。また、シャッターの閉まっている側の眼には光が入射せず黒表示が高速で繰り返される上、左眼用画像と右眼用画像が画面全体において交互に切り替わるため、常に片目で観るという負担、得られる３Ｄ映像が暗く、ちらつき（または違和感）が大きい観点からも、眼が疲れるという問題があった。また、環境光の種類（蛍光灯など）によっては、シャッター眼鏡と環境光との干渉が起こり、ディスプレイから眼を移した際に、チラツキを感じる場合があった。さらに、そもそも高速でシャッターを繰り返すための液晶シャッター眼鏡自体が高価であるという問題もあった。
なお、フリッカーを低減させる方法として、高速で切り替え可能な液晶表示素子（４倍速動液晶）やＰＤＰ（プラズマディスプレイ）のような高速応答表示が可能なディスプレイを用いる方法も最近考案されているが、常に片目で観るという負担、フリッカーやちらつき（または違和感）は個人による認識差が大きいため解決できていなかった。なお、その他、光量が不足して得られる３Ｄ映像が暗くなるという問題や液晶シャッター眼鏡の問題は依然として解決されていなかった上、いずれも非常に高価であった。
【０００６】
次に、偏光眼鏡方式は、ディスプレイ上に左眼用の画像と右眼用の画像を表示し、ディスプレイから出射された左眼用の画像光と右眼用の画像光をそれぞれ異なる２種の偏光状態（例えば、右円偏光と左円偏光）とし、右円偏光透過偏光板と左円偏光透過偏光板から構成される偏光眼鏡を通して、ディスプレイを観察することで立体感を得るものである（特許文献１参照）。また、偏光眼鏡方式におけるディスプレイへの左眼用の画像と右眼用の画像の表示方法として、左眼用の画像と右眼用の画像について、それぞれ元画像の半分ずつをディスプレイの半分に表示する画面分割方式が採用されている。画面分割方式としては、ラインバイライン方式が広く採用されており、ディスプレイの走査線（以下、ラインとも言う）の奇数ラインと偶数ラインに、それぞれ左眼用の元画像の１ラインおきとなるように画素数を半分にした左眼用画像の半分と右眼用の元画像の１ラインおきとなるように画素数を半分にした右眼用画像の半分を表示する方式である。また、ディスプレイから出射された左眼用の画像光と右眼用の画像光をそれぞれ異なる２種の偏光状態にする方法としては、画素幅に合わせて異なる位相差が繰り返しパターニング配置されている位相差膜をディスプレイ上に貼る方法などが知られている。このような偏光眼鏡方式は、常に両目で観ることによる負担軽減、フリッカーがほとんどないため、眼が疲れにくい点が特に優れているものであった。なお、その他、偏光眼鏡自体が安価であり、軽量である点や、環境光との干渉がない点、シャッター眼鏡方式と比較すれば得られる３Ｄ映像が明るい点も優れているものであった。また、偏光を用いることから、液晶ディスプレイに適した方式であり、比較的応答速度の遅い液晶表示装置にも適している点で優れているものであった。
しかしながら、偏光眼鏡方式は上記画面分割方式によって表示しているために、左眼用の画像と右眼用の画像半分しかそもそもディスプレイに表示しておらず、解像度が半減するという課題を有していた。また、パターニング配置された位相差とスイッチング画素との距離に起因して、視角特性が狭くなるという課題も有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５，３２７，２８５号
【特許文献２】特開２００１−５９９４９号公報
【特許文献３】特開２０１０−２０２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このようにシャッター眼鏡方式も偏光眼鏡方式もフラットパネルディスプレイ用の３Ｄ立体映像表示システムとして用いる際には不満が残るものであり、特に眼が疲れにくく、解像度が良好な映像表示システムは依然として知られていなかった。
【０００９】
そこで、本発明者は上記問題の解決を目指すこととした。すなわち、本発明が解決しようとする課題は、眼が疲れにくく、解像度が良好で視角特性に優れた映像表示システムを提供することにある。又、周囲の環境光との干渉によるチラツキのない３Ｄ表示システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、もともと眼が疲れにくい偏光眼鏡方式（パッシブ眼鏡方式）において、画像分割方式を採用した場合に不可避であった解像度低下の問題が、画像分割方式では従来用いられていなかった残りの半分の画像を、時分割技術を併用することにより、次のサブフレームで利用することで元画像の全てのデータを余すことなく用いた３Ｄ画像を表示させることで解決できることを見出し、本発明に至った。すなわち、以下の構成によって上記課題が達成されることを見出した。
【００１１】
［１］ 複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域が交互に形成された位相差機能フィルム（ただし前記第１ライン状位相差機能領域の位相差と前記第２ライン状位相差機能領域の位相差が、偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる）と、映像表示パネルとを有する映像表示装置と、１つの３Ｄ画像を、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第１画像と他方に対応する領域に形成された左目用第１画像からなる第１サブフレーム画像と、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第２画像と他方に対応する領域に形成された左目用第２画像からなる第２サブフレーム画像とを逐次表示することにより表示する手段（ここにおいて、右目用第２画像は、前記３Ｄ画像の右目用画像のうち右目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部であり、左目用第２画像は、前記３Ｄ画像の左目用画像のうち左目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部である）と、右目用第１画像と右目用第２画像を視認しうる右眼鏡と、左目用第１画像と左目用第２画像を視認しうる左眼鏡とを有する偏光眼鏡と、を有することを特徴とする映像表示システム。
［２］ 前記第１サブフレーム画像と前記第２サブフレーム画像とを逐次連続表示することにより１つの３Ｄ画像を表示する手段を有することを特徴とする［１］に記載の映像表示システム。
［３］ 前記第１サブフレーム画像と前記第２サブフレーム画像の間に、前記第１ライン状位相差機能領域に対応する領域および前記第２ライン状位相差機能領域に対応する領域が同時または逐次に黒表示となるサブフレーム画像を含むことを特徴とする［１］に記載の映像表示システム。
［４］ 前記第１ライン状位相差機能領域に対応する領域および前記第２ライン状位相差機能領域に対応する領域が同時または逐次に黒表示となるサブフレームを、点滅バックライトまたはスキャニングバックライトによる消光、あるいは、該映像表示パネルが液晶セルを有し、かつ、該液晶駆動による黒画面の挿入によって表示することを特徴とする［３］に記載の映像表示システム。
［５］ 第１サブフレームの右目用第１画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第１サブフレームの左目用第１画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第２サブフレームの右目用第２画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第２サブフレームの左目用第２画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、且つ、第１サブフレームと第２サブフレームの表示切替に同期して、偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向がスイッチングする、ことを特徴とする［１］〜［４］のいずれか一項に記載の映像表示システム。
［６］ 前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡が、位相差機能膜として位相差膜を用いた場合、遅相軸が互いに直交する一対のλ／４液晶セルの積層体をそれぞれ有しており、右眼鏡と左眼鏡で駆動するλ／４液晶セルを交互にスイッチングすることにより、右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングすることを特徴とする［５］に記載の映像表示システム。
［７］ 前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡が、λ／４位相差機能膜と該位相差膜の遅相軸と直交する配向軸を有するλ／２液晶セルの積層体をそれぞれ有しており、右眼鏡と左眼鏡でλ／２液晶セルのオンオフを交互にスイッチングすることにより、右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングすることを特徴とする［５］に記載の映像表示システム。
［８］ 前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段が、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄがλ／４と３λ／４に切換わるように構成した液晶セルであることを特徴とする［５］に記載の映像表示システム。
［９］ 前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段が、１／４波長板と、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄが０とλ／２に切換わるように構成した液晶セルであることを特徴とする［５］または［７］に記載の映像表示システム。
［１０］ 第１サブフレームの右目用第１画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第１サブフレームの左目用第１画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第２サブフレームの右目用第２画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第２サブフレームの左目用第２画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成される、ことを特徴とする［１］〜［４］のいずれか一項に記載の映像表示システム。
［１１］ 前記位相差機能フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする［１］〜［１０］のいずれか一項に記載の映像表示システム。
［１２］ 前記位相差機能フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域の幅および前記第２ライン状位相差機能領域の幅、ならびに、前記右目用第１画像、前記右目用第２画像、前記左目用第１画像および前記左目用第２画像の幅が同じであり、いずれも前記映像表示パネルの画素ピッチのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする［１１］に記載の映像表示システム。
［１３］ 前記位相差機能フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチのｍ倍（但し、ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする［１］〜［１２］のいずれか一項に記載の映像表示システム。
［１４］ 複数の第１位相差機能領域と複数の第２位相差機能領域が交互に形成された位相差機能フィルム（ただし前記第１位相差機能領域の位相差と前記第２位相差機能領域の位相差が、偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる）と、映像表示パネルとを有する映像表示装置と、前記第１位相差機能領域か第２位相差機能領域の一方に対応する領域に右目用画像を表示し、他方に対応する領域に左目用画像を表示する手段と、右目用画像を視認しうる右眼鏡と、左目用画像を視認しうる左眼鏡とを有する偏光眼鏡とを有し、前記位相差機能フィルムの前記第１位相差機能領域の大きさと前記第２位相差機能領域の大きさが、前記映像表示パネルの画素の大きさのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、前記位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする映像表示システム。
［１５］ 前記位相差機能フィルムが横ストライプ形状であることを特徴とする［１４］に記載の映像表示システム。
［１６］ 前記位相差機能フィルムが千鳥配置形状であることを特徴とする［１４］に記載の映像表示システム。
［１７］ 前記位相差機能フィルムの前記第１位相差機能領域の大きさおよび前記第２位相差機能領域の大きさ、ならびに、前記右目用画像および前記左目用画像の大きさが同じであり、いずれも前記映像表示パネルの画素の大きさのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする［１４］〜［１６］のいずれか一項に記載の映像表示システム。
［１８］ 前記位相差機能フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチのｍ倍（但し、ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする［１４］〜［１７］のいずれか一項に記載の映像表示システム。
［１９］ 前記映像表示装置の周波数が１２０Ｈｚ以上であることを特徴とする［１］〜［１８］のいずれか一項に記載の映像表示システム。
［２０］ 前記映像表示装置の周波数が２４０Ｈｚ以上であることを特徴とする［１］
〜［１９］のいずれか一項記載の映像表示システム。
［２１］ 前記映像表示パネルが、液晶表示パネルであることを特徴とする［１］〜［２０］のいずれか一項に記載の映像表示システム。
［２２］ さらに、２次元映像を表示する手段を有することを特徴とする［１］〜［２１］のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、眼が疲れにくく、解像度が良好な映像表示システムを提供することができる。また、広い視角特性を有する３Ｄ映像表示システムを提供することができるとともに、眼鏡シャッター方式において発生する場合のある周囲環境光との干渉による不具合（光源がちらついて見える）をも解決するものである。
また、本発明の映像表示システムは、構成を変えずに２Ｄ画像も３Ｄ画像も表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、ＥＣＢモードのλ／４スイッチング液晶を２つ重ね、両者を同期させてスイッチング（ＯＦＦは電圧０Ｖを意味する）させることで実効位相差を変化させる偏光眼鏡における、２サブフレーム間における位相差のスイッチングの態様を示した概略図である（ただし、偏光眼鏡の直線偏光子、眼鏡間や液晶表示装置との同期手段は不図示）。
【図２】図２は、固定λ／４位相差板とＥＣＢモードのλ／２スイッチング液晶を重ね、λ／２スイッチング液晶をスイッチング（ＯＦＦは電圧０Ｖを意味する）させることで実効位相差を変化させる偏光眼鏡における、２サブフレーム間における位相差のスイッチングの態様を示した概略図である（ただし、偏光眼鏡の直線偏光子、眼鏡間や液晶表示装置との同期手段は不図示）。
【図３】図３は、本発明の映像表示システムの構成と、サブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替える態様において、４サブフレーム間における偏光のスイッチングを示した概略図である。
【図４】図４は、本発明の映像表示システムに用いられる映像表示装置について、パターニング位相差フィルムの第１ライン状位相差機能領域の幅と第２ライン状位相差機能領域の幅が、画素ピッチと等しい構造の断面を示した概略図である。
【図５】図５は、本発明の映像表示システムのより好ましい態様に用いられる映像表示装置について、パターニング位相差フィルムの第１ライン状位相差機能領域の幅と第２ライン状位相差機能領域の幅が、画素ピッチの２倍の場合の構造の断面を示した概略図である。
【図６】図６は、本発明の映像表示システムの視角特性の観点から特に好ましい態様に用いられる映像表示装置について、パターニング位相差フィルムの第１ライン状位相差機能領域の幅と第２ライン状位相差機能領域の幅が、映像表示パネルの半分の幅の場合の断面を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下において、本発明の映像表示システムについて詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
【００１５】
なお、本明細書中、位相差を有する物体とは、その物体を通過する光の位相が、通過前後で変化する物体を表す。また、２つの物体の位相差が異なるとは、無偏光または同じ偏光の光を、ある物体ともう一方の物体をそれぞれ通過させたときに、前記ある物体を通過した光の位相の変化と、前記もう一方の物体を通過した光の位相の変化が異なることを意味する。また、位相差を有する物体のことを、位相差機能を有する物体とも言う。このような位相差機能を有する物体には、特定方向の光軸を有する物体（例えば、全ての液晶分子が特定方向に配向している状態の物体）に加え、実効的に特定方向の光軸を有する物体と同等の作用である偏光変換機能（例えば、直線偏光面を回転させる機能）を有する物体（例えば、Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ液晶層などのように特定方向に液晶分子が配向せずにツイスト配向している状態の物体）も含まれる。すなわち、位相差を有する物体を、偏光変換機能を有する物体と定義することもできる。
すなわち、２つの物体の「位相差が異なる」とは、２つの物体を通過する光に生じる位相差の絶対値が互いに異なることを意味し、それらの物体に遅相軸がないときは２つの物体を通過した光の偏光の変化が互いに異なるように偏光を変換することを意味する。位相差が異なる物体とは、上記ある物体が有する位相差と実効的に同等の作用を呈する偏光変換機能層（例えば、Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ液晶層などのように直線偏光面を回転させる層）の特徴を代表して表すものである。
さらに、「位相差フィルム」とは、広く位相差層（偏光変換機能層を含む位相差機能層）を有するものであり、別途ガラス基板などの支持体を有する形態をも含んでいる。すなわち、位相差フィルムには、単層の位相差層、位相差層どうしの積層体であって実効的な位相差がゼロではない積層体、位相差層と位相差を有しない層の積層体の全てが含まれる。また、位相差フィルムには、その一部の領域のみに位相差機能（偏光変換機能）を有し、その他の領域に位相差機能（偏光変換機能）を有しない位相差ゼロの領域を有する態様も含まれる。なお、フィルムという単語に膜厚上の意味は無く、例えば位相差フィルムには、位相差板も含まれる。
【００１６】
本明細書中、具体的にレターデーションを測定できる場合には、「ほぼ」や「略」などの語句を位相差に対して用いたときには、その値を中心にして±２０ｎｍの範囲（好ましくは、±３ｎｍの範囲）のことを指して「ほぼ」などと言う。なお、遅相軸を有しない場合には、その位相差変換機能として、遅相軸を有する場合の上記範囲に相当することを指して「ほぼ」と解釈する。なお、レターデーション（面内方向のレターデーション）は、ＫＯＢＲＡ ２１ＡＤＨ又はＷＲ（王子計測機器（株）製）において、波長λｎｍ（本明細書中、特に断りが無い限りにおいて５５０ｎｍとする。実施例においても同じ）の光を、フィルム状の測定対象物の法線方向に入射させて測定される。測定波長λｎｍの選択にあたっては、波長選択フィルターをマニュアルで交換するか、または測定値をプログラム等で変換して測定することができる。また、「ほぼ」や「略」などの語句が表す位相差の好ましい範囲は、測定波長によって適宜変動する範囲である。
【００１７】
［映像表示システム］
請求項１に記載の本発明の映像表示システムは、複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域が交互に形成された位相差フィルム（ただし前記第１ライン状位相差機能領域の位相差と前記第２ライン状位相差機能領域の位相差が、偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる）と、映像表示パネルとを有する映像表示装置と、１つの３Ｄ画像を、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第１画像と他方に対応する領域に形成された左目用第１画像からなる第１サブフレーム画像と、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第２画像と他方に対応する領域に形成された左目用第２画像からなる第２サブフレーム画像とを逐次表示することにより表示する手段（ここにおいて、右目用第２画像は、前記３Ｄ画像の右目用画像のうち右目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部であり、左目用第２画像は、前記３Ｄ画像の左目用画像のうち左目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部である）と、右目用第１画像と右目用第２画像を視認しうる右眼鏡と、左目用第１画像と左目用第２画像を視認しうる左眼鏡とを有する偏光眼鏡と、を有することを特徴とする。ここで、上記サブフレーム画像であるが、右眼及び左眼用の３Ｄ表示のための主画像からなるものを意味し、１フレームが上記第１サブフレーム画像と第２サブフレーム画像のみから構成されていることを意味するものではなく、１つの３Ｄ画像の表示のために最低限必要なサブフレームとして第１サブフレーム画像、第２サブフレーム画像を少なくとも含むことを意味する。本発明の映像表示システムは、例えば、前記第１サブフレームと前記第２サブフレームとを逐次連続表示することにより１つの３Ｄ画像を表示する手段を有する態様であってもよい。一方で、一つのフレームを４つのサブフレームに分け、経過時間順に１番目のサブフレーム〜４番目のサブフレームと名付けた場合、２番目のサブフレームと４番目のサブフレームで３Ｄ表示用の画像データを表示し、１番目のサブフレームと３番目のサブフレームにおいては、スイッチング偏光眼鏡（スイッチング位相差眼鏡）の切り替え用の追加のサブフレーム画像を設ける場合をも含んでいる。すなわち、本発明の映像表示システムは、前記第１サブフレーム画像と前記第２サブフレーム画像の間に、前記第１ライン状位相差機能領域に対応する領域および前記第２ライン状位相差機能領域に対応する領域が同時または逐次に黒表示となるサブフレーム画像を含むことが、液晶表示装置の画像切り替え応答速度やスイッチング偏光眼鏡（スイッチング位相差眼鏡）の切り替え応答速度に起因する画質の低下を回避できる観点から好ましい。この場合、１番目のサブフレームと３番目のサブフレームにおいては、通常、液晶表示装置の画像切り替え応答速度に起因する画質の低下に対して、黒画面の挿入、点滅バックライトあるいは、スキャニングバックライトの同期などの技術が用いられる。すなわち、本発明の映像表示装置は、前記第１ライン状位相差機能領域に対応する領域および前記第２ライン状位相差機能領域に対応する領域が同時または逐次に黒表示となるサブフレーム画像を、点滅バックライトまたはスキャニングバックライトによる消光、あるいは、該映像表示パネルが液晶セルを有し、かつ、該液晶駆動による黒画面の挿入によって表示することが好ましい。このようなサブフレーム画像の形成に用いる手段としては特に制限はなく、公知の方法を用いることができ、例えば特開２００８−２６８５４０号公報に記載されている方法などを採用することができる。映像表示パネルが液晶セルを有し、かつ、該液晶駆動による黒画面の挿入によって表示する場合は、１つのサブフレームの全画面に黒画像を挿入しても、１つのサブフレームの一部に黒画像を挿入してもよい。１つのサブフレームの一部に黒画像を挿入する場合は、液晶の書き込みにあわせて上から下へ順次黒画像をずらして挿入する態様であってもよく、さらに後述するスキャニングバックライト方式と組み合わせて用いてもよい。また、スキャニングバックライト方式としては、液晶の書き込みにあわせて上から下へバックライトを順次光らせる態様を挙げることができ、ＬＥＤバックライトを用いた態様や、左右にＬＥＤバックライトを有する態様も含む。また、スキャニングバックライトの分割エリアは、前記映像表示パネルの画素の大きさのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、前記位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることが好ましいが、分割エリア数は特にこのような態様に限定されるものではない。点滅バックライト方式としては、１つのサブフレームの一部の期間だけ消光しても、１つのサブフレームの全期間を消光してもよい。
以下、請求項１に記載の本発明の映像表示システムを本発明の映像表示システムの第１の態様とも言う。
請求項１４に記載の本発明の映像表示システムは、複数の第１位相差機能領域と複数の第２位相差機能領域が交互に形成された位相差機能フィルム（ただし前記第１位相差機能領域の位相差と前記第２位相差機能領域の位相差が、偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる）と、映像表示パネルとを有する映像表示装置と、前記第１位相差機能領域か第２位相差機能領域の一方に対応する領域に右目用画像を表示し、他方に対応する領域に左目用画像を表示する手段と、右目用画像を視認しうる右眼鏡と、左目用画像を視認しうる左眼鏡とを有する偏光眼鏡とを有し、前記位相差機能フィルムの前記第１位相差機能領域の大きさと前記第２位相差機能領域の大きさが、前記映像表示パネルの画素の大きさのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、前記位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする。以下、請求項１４に記載の本発明の映像表示システムを本発明の映像表示システムの第２の態様と言う。
以下、本発明の映像表示システムの好ましい態様や実施例を参照しつつ、本発明を具体的に説明する。
【００１８】
＜映像表示装置＞
（映像表示パネル）
本発明の映像表示装置に用いられる映像表示パネルは特に制限はなく、ＣＲＴであってもフラットパネルディスプレイであってもよいが、フラットパネルディスプレイであることが好ましい。フラットパネルディスプレイとしては、ＰＤＰ、ＬＣＤ、有機ＥＬＤなどを用いることができるが、本発明は前記映像表示パネルが液晶表示パネルである場合に特に好ましく適用することができる。前記映像表示パネルを液晶表示パネルとすることで、フラットパネルディスプレイの中でも高画質かつ安価な映像表示システムとすることができる。
【００１９】
前記液晶表示装置としては、特に制限はなく、公知の液晶表示装置を用いることができる。本発明に好ましく用いられる液晶表示装置としては、例えば特表２００９−５１７６９７号に記載のものを挙げることができる。
【００２０】
後述する請求項５に記載の発明では、映像表示パネルによって交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示する画像を、サブフレームごとに入れ替えることとなる。このような交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示する画像を、サブフレームごとに入れ替える方法としては特に制限はなく、公知の方法を用いることができ、例えば、特開平３−２７１７９５号公報、特開平５−４６１２５号公報、特許２７６１１２８号、特許第３３４４１９７号、特許第３１０８８４４号に記載の方法を活用することができる。
【００２１】
（２Ｄ−３Ｄ併用ディスプレイ）
本発明に用いられる映像表示パネルは、２次元映像を表示する手段を有することが好ましい。前記２次元映像を表示する手段は、特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。現状では３Ｄ専用のＴＶ放送などは充実しておらず、依然として２次元映像が主流であることから、３Ｄコンテンツのみに対応した映像表示装置であるよりも、２Ｄ−３Ｄ併用ディスプレイである方が産業上の利用可能性が高い。
【００２２】
（パターニング位相差フィルム）
本発明の第１の態様に用いられる映像表示装置は、該映像表示パネルの複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域が交互に形成された位相差機能フィルム（ただし前記第１ライン状位相差機能領域の位相差と前記第２ライン状位相差機能領域の位相差が、偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる）（以下、パターニング位相差フィルムとも言う）を有する。
また、本発明の第２の態様に用いられる映像表示装置は、該映像表示パネルの複数の第１位相差機能領域と複数の第２位相差機能領域が交互に形成された位相差機能フィルム（ただし前記第１位相差機能領域の位相差と前記第２位相差機能領域の位相差が、偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる）を有する。以下において「第１ライン状位相差機能領域」または「第２ライン状位相差機能領域」に関する説明は、ライン状ではない「第１位相差機能領域」および「第２位相差機能領域」についても同様に該当する。
交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域は、水平方向に設けられていることが好ましく、このように交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域が水平方向に設けられた態様とすることで、映像表示パネルの左右方向のクロストークが発生せず、良好な３Ｄ立体映像を表示できる角度を大きくすることができる。ただし、視野角として上下方向を重視する場合には、縦ストライプ形状のパターンが好ましく、又、左右及び上下の視野角のバランスを重視する場合は、千鳥配置形状のパターン又はそれに類似のパターンを選択してもよい。この場合には、パターンに応じた画像データの変換が必要になる。
【００２３】
前記第１ライン状位相差機能領域の位相差と前記第２ライン状位相差機能領域の位相差が、偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる。すなわち、前記第１ライン状位相差機能領域と前記第２ライン状位相差機能領域の実効的な位相差機能の差はλ／２である。ここで実効的な位相差機能とは、本発明のパターニング位相差フィルムが単層ではなく積層体である場合は、積層体全体としての位相差機能を意味する。位相差フィルム等を積層して、積層フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域と前記第２ライン状位相差機能領域に相当する部分の合計位相差機能の差をλ／２にする態様が挙げられる。なお、前記第１ライン状位相差機能領域と前記第２ライン状位相差機能領域は、ともに位相差機能を有していても、一方のみが位相差機能を有していても偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる態様とすることができる。例えば、前記第１ライン状位相差機能領域と前記第２ライン状位相差機能領域がともに位相差機能を有する場合の例としては、各領域の遅相軸が互いに直交する態様や、互いにツイスト構造を有しており両方の領域の直線偏光の回転角度が９０度異なる態様が挙げられる。前記第１ライン状位相差機能領域と前記第２ライン状位相差機能領域の一方のみが位相差機能を有している場合の例としては、位相差機能を有している領域の位相差機能がλ／２である態様が挙げられる。
【００２４】
前記交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域のそれぞれの遅相軸は、水平方向に対して４５度または１３５度のいずれか一方の角度であることが好ましい。このような角度とすることで、映像表示装置からの画像光を円偏光にして後述の偏光眼鏡へ出射することができ、直線偏光や楕円偏光にして出射するよりも３Ｄ立体表示を得られる視野角（観察者の頭を傾けた際の）が広がるため、好ましい。
前記パターニング位相差フィルムとしては、例えば有沢製作所製のＸｐｏｌ（登録商標）などを挙げることができる。
【００２５】
前記第１ライン状位相差機能領域の幅と、前記第２ライン状位相差機能領域の幅は、互いに等しいことが好ましい。また、複数の前記第１ライン状位相差機能領域どうしの幅はいずれも等しいことが好ましく、同様に複数の前記第２ライン状位相差機能領域どうしの幅はいずれも等しいことが好ましい。
【００２６】
前記第１ライン状位相差機能領域の幅と、前記第２ライン状位相差機能領域の幅は、前記映像表示パネルの画素ピッチ（すなわち、上下方向の画素間の間隔）の整数倍であることが好ましい。例えば、交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域が水平方向に設けられている場合であれば、前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、水平方向のディスプレイ走査単位の幅（前記映像表示パネルの画素ピッチに対応する）の整数倍であることが好ましい。
具体的には、前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチと等しい（１倍）態様であってもよく、前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、前記パターニング位相差フィルムのパターニング方向における、該映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）である態様であってもよい。
【００２７】
本発明の第２の態様の映像表示装置では、前記位相差機能フィルムの前記第１位相差機能領域の大きさと前記第２位相差機能領域の大きさが、前記映像表示パネルの画素の大きさのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、前記位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）である。このような態様とすることで、映像表示パネルの視野角特性を大幅に改善することができる。なお、ここでいう前記第１位相差機能領域の大きさと前記第２位相差機能領域の大きさとは、面積を表すものではなく、前記第１位相差機能領または前記第２位相差機能領域の各辺それぞれの長さ（位相差機能フィルムの形状が横ストライプパターンの場合には、縦方向の幅）を意味する。
【００２８】
上記の本発明の第２の態様の映像表示装置は、本発明の第１の態様の映像表示装置の各種構成と組み合わせて用いることが、より好ましい。このような態様では、前記位相差機能フィルムの前記第１位相差機能領域の大きさと前記第２位相差機能領域の大きさを、前記映像表示パネルの画素の大きさよりも大きくした場合の映像表示装置の解像度の低下を抑制し、かつ、映像表示パネルの視野角特性を大幅に改善することができる。具体的には、本発明の映像表示装置は、前記位相差機能フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることがより好ましい。
【００２９】
本発明の第２の態様の映像表示装置では、前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が前記映像表示パネルの画素ピッチのｎ倍である態様が、より好ましい。従来の３Ｄ映像表示システムにおいて通常のパターニング位相差フィルムで用いられていた態様は、前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチと等しい（１倍）態様である。この従来の態様を図４に示した。
映像表示システムでは画像光は拡散光となっているため、映像表示装置内部において、各画素７２から出射された画像光は、各画素に対応するように配置されたライン状位相差機能領域（前記第１ライン状位相差機能領域５９または前記第２ライン状位相差機能領域６０）に直進的に入射する画像光だけでなく、図４に示すように正しいライン状位相差機能領域に隣接する別のライン状位相差機能領域に入射してクロストークを引き起こす画像光７６にも分かれてしまう。このような現象は画素７２間にブラックマトリックス７４を配置するなどして改善が試みられているが、依然として不十分であり、視野角方向がずれると簡単にクロストークが生じ、３Ｄ映像の画質が悪化してしまう。
これに対し、前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が前記映像表示パネルの画素ピッチのｎ倍である好ましい態様の例を図５に示した。図５では、前記第１ライン状位相差機能領域の幅５９と前記第２ライン状位相差機能領域の幅６０を、前記映像表示パネルの画素ピッチ７３の２倍としたものである。図５より、映像表示装置内部において、各画素７２から出射された画像光のうち、正しいライン状位相差機能領域に隣接する別のライン状位相差機能領域に入射してクロストークを引き起こす画像光７６の量（図中ではクロストークを引き起こす画像光７６の本数）が、図４の態様よりも少なくなることがわかる。すなわち、図５の態様とすることで、クロストークの発生を抑制し、３Ｄ画像を表示したときの３Ｄ画質および視野角を改善することができる。
【００３０】
前記ｎは、２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。例えば、フルＨＤ表示のディスプレイは１９２０×１０８０の画像解像度であるが、この場合、位相差機能フィルムの前記ライン状位相差機能領域を水平に設けたときはそのパターニング方向は鉛直方向となり、前記ｍは５４０を表すこととなる。
ここで、従来のパターニング位相差フィルムを用いた通常の映像表示装置では、３Ｄ立体表示時に右目用画像データおよび左目用画像データを表示面積上で半分を捨てており、本来ディスプレイが有する解像度および輝度が半分になっていた上、図４に示したとおりクロストークを引き起こす光７６（斜め光入射）が起こる箇所が多いために３Ｄ視野角が狭かった。一方、本発明とは思想が全く異なるが、例えば特開２０１０−２０２７４号公報などのような、ディスプレイ全面において左側画像(左目用画像）と右側画像（右眼用画像）を時分割で交互に表示し、シャッター眼鏡を用いる立体画像表示装置も従来知られている。この立体画像表示装置においても、実質的に右眼および左眼に入射する画像光は、それぞれシャッター眼鏡によって本来の右目用画像データおよび左目用画像データを時間軸上で半分ずつ捨てており、本来ディスプレイが有する解像度および輝度が大きく劣るものとなっていた上、フリッカーの問題もあった。
これに対し、本発明の第２の態様の映像表示装置では、前記ｎを２〜ｍとすることで、図５に示したとおりクロストークを引き起こす光７６（斜め光入射）が起こる箇所が減ることで３Ｄ視野角を改善でき、またシャッター眼鏡を用いたときの輝度低下やフリッカーおよび、周囲の環境光との干渉による問題を解決することができる。
また、本発明のより好ましい態様において、本発明の第１の態様の映像表示装置に、さらに本発明の第２の態様の映像表示装置を組み合わせて前記ｎを２〜ｍとすることで、右目用画像および左目用画像のデータをすべて用いることができ、解像度をさらに改善することができる。
【００３１】
前記ｎの下限値は、２以上であることがより好ましく、前記パターニング位相差フィルムのパターニング方向における、映像表示装置の画素数の約数であって、大きいほど視野角特性の観点からは好ましい。例えば、フルＨＤ表示のディスプレイに用いる場合は１０８０の約数であって、大きいほど好ましい。また、前記ｎの上限値はｍであることが視角特性の改善の観点からは最も好ましい。すなわち、前記ｎは、ｍであることが最も好ましい。
本発明の視角特性の観点から最も好ましい前記ｎがｍである態様を、図６に示した。
【００３２】
（周波数）
本発明の映像表示システムでは、前記映像表示装置の周波数は特に制限はないが、１秒間に６０フレームからなる一般的な６０ｆｐｓの右眼用映像および左眼用映像を用いるときは６０Ｈｚ以上であることが好ましく、１２０Ｈｚ以上であることが好ましい。前記映像表示装置の周波数を１２０Ｈｚ以上のフレーム周波数で駆動することで、２つのサブフレーム画像の表示時間を１／１２０秒以下（約８．３ｍｓ）にすることができ、よりフリッカーやちらつき等の違和感を減らすことができる。このような周波数とすることで、後述するサブフレーム画像を容易に形成することができる。
【００３３】
前記映像表示装置の周波数は、６０Ｈｚの倍数であって、且つ１２０Ｈｚ以上であることがより好ましい。すなわち、前記映像表示装置の周波数が１２０Ｈｚ、１８０Ｈｚ、２４０Ｈｚ、３００Ｈｚ、３６０Ｈｚ、４２０Ｈｚ、４８０Ｈｚなどであることが特に好ましい。このような態様とすることで、サブフレームと元画像フレームの間で特別なフレーム表示時間の変換同期処理をすることなく、２つの３Ｄ表示用のサブフレーム画像を元画像の表示時間の周期に一致させて表示することができる。
ここで、上記のように駆動周波数を上げることは、実際の表示品質、特にクロストーク及び輝度の均一性を高める上でも望ましい。即ち、２４０Ｈｚ駆動（１フレームを時間軸順に１番目〜４番目の４つのサブフレームに分ける）の場合を例にして言えば、上記のサブフレームとして、右眼及び左眼用の３Ｄ表示のための主画像からなるものに対応する、１つの３Ｄ画像の表示のために最低限必要なサブフレームとして２番目と４番目のサブフレームとして、前記第１サブフレーム画像と第２サブフレーム画像を準備する。この２番目と４番目のサブフレームで３Ｄ表示用の画像データを表示し、元画像を表示していた１フレーム中に残る１番目と３番目のサブフレームにおいては、スイッチング偏光眼鏡（スイッチング位相差眼鏡）の切り替え用に、追加のサブフレーム画像を設けることができる。この場合、１番目と３番目のサブフレームにおいては、通常、液晶表示装置の画像切り替え応答速度に起因する画質の低下に対して、黒画面の挿入、点滅バックライト及びスキャニングバックライトの同期などの技術が用いることができ、液晶表示パネル及びスイッチング偏光眼鏡（スイッチング位相差眼鏡）の応答速度に起因するクロストークの増加及び、スキャニング方向（通常、表示画面の上から下に向かう方向）の輝度の不均一性を抑える効果がある。
以上の問題は、液晶表示パネルの駆動方法、液晶表示パネルの応答速度及びスイッチング偏光眼鏡（スイッチング位相差眼鏡）の応答速度の制約から生じる問題であり、実際の製品の表示品質を考える上では非常に重要な事項であるが、本発明の基本コンセプト自体はこれらの設定条件に影響、制限されるものではない。
【００３４】
＜３Ｄ画像表示手段＞
請求項１に記載の本発明の映像表示システムは、１つの３Ｄ画像を、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第１画像と他方に対応する領域に形成された左目用第１画像からなる第１サブフレーム画像と、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第２画像と他方に対応する領域に形成された左目用第２画像からなる第２サブフレーム画像とを逐次表示することにより表示する手段（ここにおいて、右目用第２画像は、前記３Ｄ画像の右目用画像のうち右目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部であり、左目用第２画像は、前記３Ｄ画像の左目用画像のうち左目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部である）を有する。なお、ここでいう３Ｄ画像とは、全画面分の右眼用画像データと、全画面分の左眼用画像データをもとに形成される３次元立体画像を意味し、右眼用画像データの一部と左目用画像データの一部のみを用いて製造された解像度の半分となったものとは区別される。
【００３５】
ここで、従来の偏光眼鏡方式では、例えば、映像表示パネルの前面に互いに位相差が異なる第１ライン状位相差機能領域（例えば、右眼用画像が表示される領域）と第２ライン状位相差機能領域（例えば、左眼用画像が表示される領域）が交互に繰り返してパターニングされている位相差層を有する場合、３Ｄ立体表示時に本来ディスプレイが有する解像度が半分になっていた。具体的には、水平方向にストライプ状にパターニング位相差膜を映像表示パネルの前面に設けると元の右眼用画像の垂直方向半分、元の左眼用画像の垂直方向半分がそれぞれ表示されず、得られる３Ｄ立体映像は上下方向の解像度が元画像の半分になってしまうため、特にフルＨＤ表示のディスプレイなど高画質化が進むにつれ問題となっていた。例えばフルＨＤ表示のディスプレイは１９２０×１０８０の画像解像度であるが、水平方向にストライプ状のパターニング位相差膜を設けて３Ｄ立体表示時するときには上述のとおり元の画像の垂直方向半分が表示されず、１９２０×５４０へと上下方向の解像度が半減することとなり、解像度を高めた効果は半分しか享受できない。また、フルＨＤの解像度で種々のコンテンツが準備され、例えばブルーレイディスクでは３Ｄ表示においても左右それぞれの表示画像データをフルＨＤでサポートする仕様であるから、従来の偏光眼鏡方式では準備されたフルＨＤのデータの半分を捨てることとなる。
【００３６】
一方、請求項１に記載の映像表示システムでは、１つの３Ｄ画像を、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第１画像と他方に対応する領域に形成された左目用第１画像からなる第１サブフレーム画像と、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第２画像と他方に対応する領域に形成された左目用第２画像からなる第２サブフレーム画像とを逐次表示することにより表示する手段（ここにおいて、右目用第２画像は、前記３Ｄ画像の右目用画像のうち右目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部であり、左目用第２画像は、前記３Ｄ画像の左目用画像のうち左目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部である）を備えることで、従来の偏光眼鏡方式では捨てられていた残りの画像データを表示させることができる。そのため、請求項１に記載の発明で得られる３Ｄ立体映像は、従来の偏光眼鏡方式で得られる３Ｄ立体映像よりも解像度が高い。
【００３７】
請求項１に記載の本発明の映像表示システムは、１フレームの左眼用画像および右眼用画像から２つ以上のサブフレーム画像を逐次表示して１つの３Ｄ画像を形成する手段の具体的構成の観点から、前記請求項５に記載の映像表示システムの態様と、請求項１０に記載の映像表示システムの態様に大きく２つに分けることができる。
請求項５に記載の映像表示システムは、第１サブフレームの右目用第１画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第１サブフレームの左目用第１画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第１サブフレームを解像度の点で補完する第２サブフレームの右目用第２画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第２サブフレームの左目用第２画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、且つ、第１サブフレームと第２サブフレームの表示切替に同期して、偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向がスイッチングする映像表示システムである。以下、請求項５に記載の映像表示システムの態様のことを、「サブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替える態様」とも言う。
一方、請求項１０に記載の映像表示システムは、第１サブフレームの右目用第１画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第１サブフレームの左目用第１画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第２サブフレームの右目用第２画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第２サブフレームの左目用第２画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成される映像表示システムである。以下、請求項１０に記載の映像表示システムの態様のことを、以下、「サブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替えない態様」とも言う。
【００３８】
また、請求項１に記載の本発明の映像表示システムは、サブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替える態様であっても、サブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替えない態様であってもよいが、いずれの態様であっても、偏光眼鏡の右眼鏡または左眼鏡を通過する画像は常に存在するため、常に両眼で映像表示を観ることになり、観察者への負担が少ないと言える。
また、黒表示の期間を必ずしも必要としないため、原理的に輝度低下が少ないという特徴も有する。すなわち、このような構成をとることにより、本発明の映像表示システムは、黒表示の期間が必ず生じる液晶シャッター眼鏡方式と比べ、明るい画像を得ることができる。
【００３９】
（請求項５に記載の発明）
本発明の映像表示システムは、この中でも、サブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替える態様、すなわち請求項５に記載の発明が、高解像度化の観点から好ましい。
ここで、従来の一般的な偏光眼鏡方式では、ディスプレイ上に偏光変換機能層としての位相差層の遅相軸を固定して配置したパターニング位相差フィルムと、左右両眼鏡に該パターニング位相差フィルムに対応させて固定した遅相軸の位相差膜および直線偏光子を設けた偏光眼鏡を用いており、例えば右眼用画像を表示していた部分は偶数ラインまたは奇数ラインの一方で固定されており、右眼用画像光は必ずパターニング位相差フィルムの特定方向への偏光領域を通過し、右眼鏡を通過していた。そして、反対に左眼用画像光はパターニング位相差フィルムの直交方向への偏光領域を通過しているため、右眼鏡を通過しなかった。
しかしながら、本発明の請求項５に記載のサブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替える態様では、右眼用のデータと左眼用のデータが同一のディスプレイ領域から交互に出射してくる。即ち、パターニング位相差層の遅相軸は固定されているから、同一の位相差の右眼用画像（垂直解像度半分のもの）の光と左眼用画像（垂直解像度半分のもの）光が時間的に交互に出射してくることとなる。また、あるサブフレームにおける右眼用画像の（垂直解像度半分のもの）光と、その次のサブフレームにおける右眼用画像のうち残りの画像データに対応する光が、異なる偏光状態として、時間的に交互に出射してくることとなる。そのため、従来の偏光眼鏡方式で一般的に用いられていた偏光眼鏡を用いると、あるサブフレームでは右眼用画像光のみが右眼鏡を通過し、その次のサブフレームでは左眼用画像光のみが右眼鏡を通過することとなる。すなわち、左眼用画像と右眼用画像が混在して右眼鏡を通過してしまい、そのときのクロストーク量も上記の態様では非常に大きいため、このままでは３Ｄ立体画像を観察できない。
そのため、請求項５に記載の発明は、さらに、前記第１サブフレーム画像と第２サブフレーム画像の表示切替に同期して、偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向がスイッチングする、スイッチング偏光眼鏡（スイッチング位相差眼鏡）なる手段を有する必要がある。なお、前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段については、偏光眼鏡の詳細とあわせて後述する。
【００４０】
（請求項１０に記載の発明）
請求項１０に記載の発明によれば、従来の偏光眼鏡方式では捨てていた半分の画像データを、全て眼に入射させることができ、従来の偏光眼鏡方式よりも解像度を高めることができる。より詳しくは、ディスプレイ画面の解像度としては左右の画像は共に１／２のライン表示しか用いていないながら、フルＨＤの画像データを全て用いた表示を行っていることになり、マクロにフルＨＤ表示の３Ｄ立体表示となる。このようにディスプレイ画面の解像度としての制約があるものの、画像処理技術を用いることや、フルＨＤ画像データのサブフレーム毎の割り振り（データの選択）を工夫するなどして、実質的な解像度を向上させることができる。
【００４１】
前記画像処理関連技術としては、例えば特開平３−２７１７９５、特開平５-４６１２５号公報、特開２００６−５８８９０号公報、特許２７６１１２８号、特許第３３４４１９７号、特許第３１０８８４４号に記載の方法を活用することができる。
前記フルＨＤ画像データのサブフレーム毎の割り振り（データの選択）としては、例えばフルＨＤ画像データを一旦メモリに取り込み、それに所望の演算処理を加えて、書き込みデータ出力として表示パネルに送るようにデータを選択することが好ましい。当然ではあるが、表示パネル上に配置されたパターニング位相差のパターンにより選択ルールが異なることは言うまでもない。
【００４２】
本発明において、前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が前記映像表示パネルの画素ピッチのｎ倍である好ましい態様とする場合は、前記右目用画像および前記左目用画像の大きさ（前記右目用第１画像、前記右目用第２画像、前記左目用第１画像および前記左目用第２画像の幅）が同じであり、いずれも前記映像表示パネルの画素の大きさ（画素ピッチ）のｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）になるように画像処理することが好ましい。
従来、前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチと等しいことを前提として３Ｄ画像処理を行っていた。具体的には、画素ピッチにあわせて、左眼用画像を表示するライン（ディスプレイの走査線）と右眼用画像を表示するライン（ディスプレイの走査線）を交互に表示していた。これに対し、本発明の好ましい態様では、右目用画像および前記左目用画像の分割単位は、前記映像表示パネルの単位画素ピッチに一致させず、より広くすることにより、前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅と一致させることが、クロストークを引き起こす画像光を減らす観点から好ましい。
このような画像処理技術としては特に本発明の趣旨に反しない限りにおいて制限はない。
【００４３】
（サブフレーム数）
前記１フレームの右眼用画像および左眼用画像から形成されるサブフレーム画像は２つ以上であることが画像データの効率的な利用の観点（すなわち、１フレームの右眼用画像および左眼用画像の垂直方向半分ずつを、２つのサブフレーム画像にちょうど割り振ることができることとなる）及び各種バックライト点灯技術との組み合わせの観点から好ましい。
一方、前記１フレームの右眼用画像および左眼用画像から形成されるサブフレーム画像を下記の態様の４つとすることも、表示品質、特に輝度の均一性及びクロストーク低減の観点や、目が疲れにくい３Ｄ画像を得る観点から好ましい。この場合、前記映像表示装置の駆動する周波数を２４０Ｈｚ以上とすることで、例えば、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第１画像と他方に対応する領域に形成された左目用第１画像を書き込む過程からなる第１サブフレームと、第１ライン状位相差機能領域および第２ライン状位相差機能領域の両方が同時または逐次に黒表示となる第２サブフレームと、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第２画像と他方に対応する領域に形成された左目用第２画像を書き込む過程からなる第３サブフレームと、第１ライン状位相差機能領域および第２ライン状位相差機能領域の両方が同時または逐次に黒表示となる第４サブフレームとを逐次表示することにより表示する手段（ここにおいて、右目用第２画像は、前記３Ｄ画像の右目用画像のうち右目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部であり、左目用第２画像は、前記３Ｄ画像の左目用画像のうち左目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部である）を備えることもできる。ここで、以上のようにディスプレイ及びスイッチング偏光眼鏡（スイッチング位相差眼鏡）の有限の応答速度を考慮し、その書き込み及びスイッチングの過渡的な表示状態が全体としての３Ｄ表示品質の低下に影響を及ぼさないように、第１サブフレーム及び第２サブフレームの間に、前記第１ライン状位相差機能領域に対応する領域および前記第２ライン状位相差機能領域に対応する領域が同時または逐次に黒表示となるサブフレームを設けることが好ましく、実質的に全面黒表示のサブフレーム画像を設ける態様とすることがより好ましい。このようにすることで、液晶表示における応答速度に起因するクロストーク低減及び表示画面輝度の均一性を改善の上で、表示品質の高い、目が疲れにくい３Ｄ画像を得ることができる。以上は、点滅バックライトを念頭に記述したが、スキャニングバックライトも同様に使用することができ、それらと１２０Ｈｚ駆動の場合を含めて、表３〜８に各構成要素についての概要を示す。
なお２４０Ｈｚ駆動においては、液晶表示パネルの応答速度を少しでも速めるために、２回書き込み（同じ画像表示データを２度のサブフレームで重複して書き込む）を用いた例について記載した。
【００４４】
（画像加工手段）
本発明では、サブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替える態様であるか、入れ替えない態様であるかによらず、３Ｄ表示のための、あるサブフレームとその次のサブフレームにおける画像は基本的に異なる。本発明の映像表示システムは、１フレームの左眼用画像および右眼用画像から２つのサブフレームを形成するための具体的な画像加工手段を含むことが好ましい。
本発明の映像表示システムは、これらの画像加工手段については、本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限はなく、例えば、画像分割手段、画像保存手段、画像遅延手段および左右画像合成表示手段などを適宜組み合わせて採用することができる。
【００４５】
その中でも、本発明の映像表示システムは、画像分割手段および左右画像合成表示手段を備えることが好ましい。さらに、本発明の映像表示システムは、画像分割手段、左右画像合成表示手段、および、画像保存手段もしくは画像遅延手段の一方を備えていることがより好ましい。
【００４６】
これらの画像分割手段、画像保存手段、画像遅延手段および左右画像合成表示手段について、左眼用画像を例に挙げて説明する。本発明の映像表示システムは、左眼用画像を第１ライン状位相差機能領域用左眼用画像（例えば、元の左眼用画像の垂直方向半分に相当する）と、第２ライン状位相差機能領域用左眼用画像（例えば、元の左眼用画像のうち残りの垂直方向半分に相当する）とに分割する手段を含んでいることが好ましい。このような画像分割手段としては、従来公知の手段や電子回路を用いることができる。
【００４７】
また、本発明の映像表示システムは、分割された第１ライン状位相差機能領域用左眼用画像と第２ライン状位相差機能領域用左眼用画像のうち、最初のサブフレームに使用されなかった方の画像を保存しておく画像保存手段（いわゆるメモリとメモリからの出力手段）、または、最初のサブフレームに使用されなかった方の画像を１サブフレームの表示時間分（次の画像データの書き込み時間分）遅延させる画像遅延手段を含んでいることが好ましい。前記画像遅延手段としては、従来公知の手段や電子回路を用いてもよく、例えば、特開平３−２７１７９５号公報、特開平５−４６１２５号公報、特開２００６−５８８９０号公報、特許２７６１１２８号、特許第３３４４１９７号、特許第３１０８８４４号に記載の方法を活用することができる。
【００４８】
さらに、本発明の映像表示システムは、前記保存または遅延された最初のサブフレームに使用されなかった方の画像を、次のサブフレームに表示する手段を有していることが好ましい。なお、これらの手段に関しては、右眼用画像についても同様である。
【００４９】
本発明の映像表示装置は、これらの手段で得られた右眼用画像の半分と、左眼用画像の半分とを画像合成表示する手段を備えることが好ましい。このような画像分割手段としては、従来公知のインターレース画像合成手段や電子回路を用いることができる。
【００５０】
本発明の映像表示システムの外部システムとして設けてもよい。
その他、あらかじめこのように右眼用画像、左眼用画像の垂直方向半分ずつに分割されている加工された画像データや、右眼用画像、左眼用画像の垂直方向半分ずつに分割されるように特別な方法で撮影した画像データを用いて本発明を実施してもよい。
【００５１】
＜偏光眼鏡＞
本発明に用いられる偏光眼鏡は、右目用第１画像と右目用第２画像を視認しうる右眼鏡と、左目用第１画像と左目用第２画像を視認しうる左眼鏡とを有する。その中でも好ましくは、位相差機能膜として位相差膜を用い、右眼鏡と左眼鏡の遅相軸が直交する偏光眼鏡の態様である。また、本発明の偏光眼鏡は、採用する画像分割方式にもより、全てのサブフレームにおいて前記右眼鏡を前記右眼用画像光のみを透過させ、前記左眼鏡を前記左眼用画像光のみを透過させることができる。
また、前記偏光眼鏡は、直線偏光子を含むことが好ましい。
【００５２】
偏光眼鏡を含め、本発明の映像表示システムの具体的な構成について説明する。まず、前記パターニング位相差フィルムは交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域が設けられている。
【００５３】
（従来の偏光眼鏡）
ここで、後述する請求項１０の発明の場合はサブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替えない態様であるため、請求項１０の発明に用いられる偏光眼鏡は特に特別な偏光スイッチング装置を有している必要はなく、遅相軸が本発明の趣旨に合致した適当な角度であればよい。具体的には、請求項１０の発明の場合、映像表示パネルの奇数ラインに右眼用画像を表示し、奇数ライン位相差機能領域の遅相軸が４５度方向であるならば、偏光眼鏡の右眼鏡の遅相軸は具体的には略４５度に固定すればよい。また、同時に、映像表示パネルの偶数ラインに左眼用画像を表示し、偶数ライン位相差機能領域の遅相軸が１３５度方向であるならば、偏光眼鏡の左眼鏡の遅相軸は具体的には略１３５度に固定すればよい。
さらに、一度前記パターニング位相差フィルムにおいて円偏光として画像光を出射し、偏光眼鏡により偏光状態を元に戻す観点からは、上記の例の場合の右眼鏡の固定する遅相軸の角度は正確に水平方向４５度に近いほど好ましい。また、左眼鏡の固定する遅相軸の角度は正確に水平１３５度に近いほど好ましい。
【００５４】
また、例えば前記映像表示パネルが液晶表示パネルである場合、液晶表示パネルのフロント側偏光板の吸収軸方向が水平方向であり、前記偏光眼鏡の直線偏光子の吸収軸が該フロント側偏光板の吸収軸方向に直交する方向であることが好ましく、前記偏光眼鏡の直線偏光子の吸収軸は鉛直方向であることがより好ましい。
また、前記液晶表示パネルのフロント側偏光板の吸収軸方向と、前記パターニング位相差フィルムの交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域の各遅相軸は、４５度をなすことが好ましい。
なお、このような偏光眼鏡と、パターニング位相差フィルムおよび液晶表示装置の好ましい配置については、例えば特開平１０−２３２３６５号公報、特開平１０−１５３７０７号公報、特開２００４−１７０６９３号公報に開示がある。
【００５５】
請求項１０に記載の発明に好ましく用いることができる偏光眼鏡の例としては、特開平１０-２３２３６５号公報に記載のものや、市販品として、３ＤＧＬＡＳＳＥＳＧＲＥＹ（Ｈｙｕｎｄａｉ株式会社）、円偏光メガネ、型番なし（ソリッドレイ研究所社製）を挙げることができる。
【００５６】
（スイッチング偏光眼鏡）
請求項５に記載の発明は、上述のとおり、前記サブフレームごとの入れ替えに対応同期して、前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段を有する必要がある。以下、このような構成を備える偏光眼鏡のことを、スイッチング偏光眼鏡（又はスイッチング位相差眼鏡）とも言う。このように観察用の偏光眼鏡にスイッチング機能を付与することで、サブフレームの駆動と同期した形で、偏光眼鏡側において通過する画像光を振り分けることができる。即ち、請求項５に記載の発明では、前記スイッチング偏光眼鏡を用いて、はじめて全てのサブフレームにおいて、右眼には右眼用画像のみが入射し、左眼には右眼用画像が入射しないような位相差とすることができる。また、位相差をスイッチングする（入れ替える）のであるから、左眼についても同様となる。
このような構成をとることにより、請求項５に記載の発明は、請求項１０に記載の発明よりも解像度を高めることができる。このような請求項１０に記載の発明と比較した時の解像度の向上については、いかなる理論に拘泥するものでもないが、サブフレームごとに交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域に表示される右眼用画像と左眼用画像を入れ替える態様とすることで、各画像を入れ替えない場合と比較して、ディスプレイ画面をフルに使用するためであると予想される。また、このような構成をとることにより、従来の偏光眼鏡方式では捨てていた半分の画像データを、ほとんど残像を残すことなく全て眼に入射させることができ、従来の偏光眼鏡方式よりも解像度を大きく高めることができる。
【００５７】
前記スイッチング偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向のスイッチングの方法としては、本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限はないが、前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡が、遅相軸が互いに直交する一対のλ／４液晶セルの積層体をそれぞれ有しており、右眼鏡と左眼鏡で駆動するλ／４液晶セルを交互にスイッチングすることにより、右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングすること、あるいは、前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡が、λ／４位相差膜と該位相差膜の遅相軸と直交する配向軸を有するλ／２液晶セルの積層体をそれぞれ有しており、右眼鏡と左眼鏡でλ／２液晶セルのオンオフを交互にスイッチングすることにより、右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングすることにより行うことが好ましい。
ここで上記スイッチングのタイミングについては、クロストークを低減するために
ディスプレイ上の画像切替タイミングを考慮して適宜設定が可能であるとともに、必要に応じてディスプレイ側で黒挿入をする又は点滅バックライト及びスキャニングバックライトなど、既知の技術を随意適用することが可能である。
【００５８】
（１）遅相軸が直交した一対のλ／４液晶セルの駆動ができる構成
前記スイッチング手段は、遅相軸が直交した一対のλ／４液晶セルの駆動ができる構成、すなわち、例えば２層のスイッチングλ／４板を含む構成で実現することが好ましい。遅相軸が直交した一対のλ／４液晶セルの駆動ができる構成は、１／４波長板と電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄが０とλ／２に切換わるように構成した液晶セルを用いる場合と比較した場合に、対称性の点で優れるため、フルＨＤ画像を構成するサブフレーム画像が同等になるという観点では好ましいと言える。ただし、前者の場合、駆動する液晶セルが左右眼鏡部で各２セル必要となり（合計４セル）、スイッチング駆動する液晶セルも４セルとなる。これに対し、後者では合計２セルの液晶セルを必要とするのみである。
【００５９】
具体的には、前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段として、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄがλ／４と略ゼロに切換わるように構成した液晶セルを用いることが最もシンプルな構成であり、容易に実現できる。また、これらのλ／４と略ゼロに切換わるように構成し、積層された一対の液晶セルの遅相軸は、お互いに直交することが好ましく、正確に９０度とすることが、一度前記パターニング位相差フィルムにおいて円偏光として画像光を出射し、偏光眼鏡により偏光状態を元に戻す観点からより好ましい。すなわち、奇数ライン位相差機能領域の遅相軸が４５度方向であって偶数ライン位相差機能領域の遅相軸が１３５度方向のパターニング位相差フィルムを用いるときは、映像表示パネルとの同期も考慮すると、あるサブフレームにおいて映像表示パネルの奇数ラインに右眼用画像を表示して偶数ラインに左眼用画像を表示したならば、偏光眼鏡の右眼鏡の遅相軸を４５度、左眼鏡の遅相軸を１３５度にし、その次のサブフレームにおいて映像表示パネルの偶数ラインに左眼用画像を表示し、奇数ラインに右眼用画像を表示するように入れ替えたならば、偏光眼鏡の右眼鏡の遅相軸を１３５度に、左眼鏡の遅相軸を４５度にそれぞれ同期してスイッチングさせることが好ましい。さらに、上記の例の場合の右眼鏡と左眼鏡の遅相軸の角度は、正確に水平方向に対して４５度と１３５度に近いほど好ましい。
このような構成をとることにより、映像表示装置から偏光眼鏡までの間において円偏光とすることができる。その結果、顔を左右に傾けても３Ｄ立体映像をより維持できやすく、自然な視聴環境をつくることができる。また、多くの人が同時に視聴することもできる。
【００６０】
Δｎｄが略λ／４と略ゼロに切換わるように構成した液晶セルを用いるときの構成をさらに具体的に説明する。この構成では、通常の液晶セルと同様な構造の水平配向ＥＣＢセルを１対重ねた構成を挙げることができる。ここで、液晶は水平配向時に所望の位相差を有するような厚さで形成であればよく、Δε＞０の液晶セルを用いて高電圧を印加した時に実効的に位相差（法線方向からの位相差）が無くなる構成を採用することができる。
【００６１】
このときの偏光眼鏡の具体的な内部構成としては、パターニング位相差膜によって偏光された画像光が入射する側の第一のλ／４スイッチング液晶と、電圧非印加時に前記第一のλ／４スイッチング液晶の遅相軸と遅相軸が直交する第二のλ／４スイッチング液晶と、電圧非印加時の前記第一のλ／４スイッチング液晶の遅相軸および電圧非印加時の前記第二のλ／４スイッチング液晶の遅相軸との角度が４５度をなす吸収軸を有する直線偏光子とが、この順に積層されている構成を挙げることができる。この構成において、前記第一のλ／４スイッチング液晶および前記第二のλ／４スイッチング液晶を、各サブフレームにおける左眼用光および右眼用画像光の偏光の変化と同期させて電圧印加／電圧非印加させることで、前記第一のλ／４スイッチング液晶の位相差を偏光眼鏡の実効位相差とするか、もしくはそれとは９０度遅相軸が異なる前記第二のλ／４スイッチング液晶を偏光眼鏡の実効位相差とするスイッチングを行うことができる。前記スイッチング液晶の液晶セルとしては、その他本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限はなく、例えば、メルク社製ＺＬＩ４７９２などを挙げることができる。また、液晶セルの構成については、ＰＥＴ基板、ＩＴＯ透明電極、配向膜（水平）、ＥＣＢモードのλ／４液晶層、配向膜、ＩＴＯ透明電極、ＰＥＴ基板の順に積層した態様の一般的なものを用いることができる。液晶セルのその他の部材も制限はなく、配向膜も市販のものを用いればよく、例えばＪＳＲ社製のＡＬ１０５１などを挙げることができる。基板としてはＰＥＴなどを挙げることができる。透明電極としてはＩＴＯなどを用いることができる。
このときの偏光眼鏡の具体的な位相差部の内部構成を図１に示した。
【００６２】
液晶セルの駆動電圧は、例えば上記条件であれば、５Ｖと０Ｖ間のスイッチングで十分ではあるが、請求項５の態様のように映像表示装置の周波数を高める場合などはより高速応答性を考慮し、高電圧を印加することも好ましい。高電圧が印加されると、液晶分子は基板面に対して概ね垂直方向に傾斜し、法線方向から見た位相差は極めて小さい値となる。ここで、この小さな位相差は、界面に液晶が固定されているために残存するものであり、これを含めて完全なるλ／４位相差のスイッチングを行うには、一対の略λ／４セル（層）の設定位相差を若干大きめの設定にして、上記眼鏡位相差を設定すればよい。設定位相差を若干大きめの設定にする方法は本発明の趣旨に反しない限りにおいて特に制限はなく、液晶セルの厚みを変化させるならばギャップｄを大きくし、材料を変化させるならばΔｎのより大きな材料を用いることができる。以上の残留位相差を実際の駆動電圧下で補償する方法は、以下に説明するような他のスイッチング偏光眼鏡（スイッチング位相差眼鏡）の場合においても、同様に適用可能である。
なお、本発明における偏光眼鏡の構成は、このような具体的な構成に限定されるものではない。
【００６３】
（２）１／４波長板と、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄが略０と略λ／２に切換わるように構成した液晶セルを用いる構成
一方、前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段として、１／４波長板と、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄが０とλ／２に切換わるように構成した液晶セルを用いる構成も好ましい。このような構成も、前期電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄが略λ／４と略ゼロに切換わるように構成した液晶セルを用いる場合と比べ、スイッチング液晶セルの数が半分（左右の眼用に各１個）で済むという観点からは好ましいと言える。
【００６４】
前記Δｎｄが０とλ／２に切換わるように構成した液晶セルとしては、例えばＥＣＢモードであってツイスト角０度の液晶セルを用いることができる。ＥＣＢモードであってツイスト角０度の液晶セルを用いる場合の具体的な偏光眼鏡の構成としては、パターニング位相差膜によって偏光された画像光が入射する固定λ／４位相差板と、電圧非印加時に前記固定λ／４位相差板の遅相軸と配向軸が直交するλ／２スイッチング液晶（Δε＞０）と、直線偏光子とが、この順に積層されている構成を挙げることができる。この構成において、前記λ／２スイッチング液晶を、各サブフレームにおける左眼用光および右眼用画像光の偏光の変化と同期させて電圧印加／電圧非印加させることで、偏光眼鏡の実効位相差をλ／４と９０度遅相軸の異なるλ／４にスイッチングすることができる。なお、その他の液晶セルの部材については、前記請求項５に記載の発明の場合と同様であり、例えば、ＰＥＴ基板、ＩＴＯ透明電極、配向膜、ＥＣＢモードのλ／２液晶セル、配向膜、ＩＴＯ透明電極、ＰＥＴ基板の順に積層した態様の一般的なものを用いることができる。
このときの偏光眼鏡の具体的な位相差部の内部構成を図２に示した。
【００６５】
また、類似の方法として略λ／４と略３λ／４との間でスイッチングすることができる液晶セルを用いることも可能である。この場合、偏光眼鏡の構成としては、固定の位相差は不要であり、直線偏光子と液晶セルの２要素部品よりなっていればよい。駆動電圧を高くし、応答速度を速めるためにネガ型の液晶（Δε＜０）を用い、セルを中間電圧（位相差としてλ／４を示す）と最大電圧（位相差として３λ／４を示す）の間でスイッチングさせることになる。例えば、映像表示装置が液晶ディスプレイである場合は、その出射側の偏光子の透過軸（又は吸収軸）と眼鏡側の直線偏光子の透過軸（または吸収軸）とのなす角度を９０度とする。この構成において、前記スイッチング液晶を、各サブフレームにおける左眼用画像の偏光の変化光および右眼用画像光の偏光の変化と同期させて中間電圧印加／最大電圧印加させることで、偏光眼鏡の実効位相差をλ／４（遅相軸の方向：４５度）とλ／４（遅相軸の方向：１３５度）にスイッチングしたのと同等の効果を付与することができる。なお、その他の液晶セルの部材については、用いる液晶材料及び配向膜材料が異なる点を除けば、前記請求項５に記載の発明の場合と同様であり、例えば、ＰＥＴ基板、ＩＴＯ透明電極、垂直配向膜、垂直配向型ＥＣＢモードの液晶層、垂直配向膜、ＩＴＯ透明電極、ＰＥＴ基板の順に積層した態様の一般的なものを用いることができる。また、スイッチング液晶セルの遅相軸の角度と、前記パターニング位相差フィルムの各画像領域の遅相軸角度との関係は、直交と平行の２通り考えられ、λ／４（パターニング位相差）とλ／４（液晶セル）で黒表示するか白表示するかおのずと決まるものである。
【００６６】
ここでクロストーク（左右画像のノイズ成分比率）低減の観点からは、ディスプレイ上のパターニング位相差と偏光眼鏡との対応は以下のようになるのが望ましい。
すなわち、ディスプレイ上の右眼用（又は左眼用）パターニング位相差に対しては左眼用偏光眼鏡の位相差を直交させてキャンセルする構成とし、同時にディスプレイ上の直線偏光子と偏光眼鏡の直線偏光子が直交するものである。この時、ディスプレイ上の位相差と偏光眼鏡の位相差は、波長分散の少ない屈折率の同じ特性を有するものを用いるのが理想ではあるが、波長分散がたとえあったとしても、同じ特性のものを用いれば、クロストークは完全に抑えることができる。
以上の他にも類似の方法として円偏光ではなく直線偏光を用いる方法（液晶ディスプレイ上のパターニング位相差は、ゼロとλ／２となる）、スイッチング液晶としてＴＮ液晶を用いる方法、ＴＮ液晶に替え、高速性に優れたＯＣＢモード、強誘電性液晶などを用いるもの等が挙げられる。
【００６７】
（偏光眼鏡のスイッチングと映像表示パネルの同期方法）
前記偏光眼鏡のスイッチングと、映像表示パネルの駆動・表示との同期方法については特に制限はなく、公知の方法を用いることができ、例えば眼鏡シャッター方式と同様に赤外センサーを用いた既存の方法などを適用することができる。
【実施例】
【００６８】
以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。
以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【００６９】
［比較例１］
市販の偏光眼鏡方式の２２型ワイド、３Ｄモニター（Ｈｙｕｎｄａｉ社製、Ｗ２２０Ｓ、液晶表示パネルのフロント側に直線偏光フィルムを配置し、その上の水平方向に帯状の位相差機能領域がパターニングされた位相差パターニング板を配置してある。解像度１６８０×１０５０）をそのまま用い、静止画像データとして、２Ｄ画像を付属の３Ｄ変換ソフト（ＴｒｉＤｅｆ ３Ｄ Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ）を用いて３Ｄ立体表示を行った。この映像表示装置では、前記直線偏光フィルムによって右眼用画像、左眼用画像は直線偏光にそれぞれ変換され、前記位相差パターニング板によって右眼用画像の直線偏光が右円偏光に、左眼用画像の直線偏光が左円偏光にそれぞれ変換される。また、上記市販の３Ｄモニターに付属の偏光眼鏡は、常に右円偏光を通し、左円偏光を遮断する右眼鏡と、常に左円偏光を通し、右円偏光を遮断する左眼鏡からなるものである。
詳細な観察を実施したところ、横方向にストライプ状の線が観察され、解像度の低下を確認できた。一方、両眼で常時観ているためか、３Ｄの違和感、ちらつき感などは感じず、眼に優しい表示を確認できた。
【００７０】
［比較例２］
サイズ、解像度が全く同じである液晶シャッター方式の市販の１２０Ｈｚ対応、２２型ワイド、３ＤモニターＳｙｎｃＭａｓｔｅｒ２２３３ＲＺ（ＳＡＭＳＵＮＧ社製、解像度１６８０×１０５０）をそのまま用い、比較例１で用いたものと同様の静止画像データを用いて３Ｄ立体表示を行った。この際、多くの２Ｄコンテンツを３Ｄへ自動変換ができるＮＶＩＤＥＡ製３Ｄ ＶＩＳＩＯＮ ｆｏｒ ＧｅＦｏｒｃｅ を用いることでこれを実施した。
また、液晶シャッター眼鏡として、赤外線により、モニターとの同期を行う、３Ｄ ＶＩＳＩＯＮ（ＮＶＩＤＩＡ社製）を用いた。
比較例１と比較して、横方向のストライプ状の線は認識できず、高い解像度の３Ｄ画像を確認することができた。しかしながら、シャッター眼鏡方式に起因するちらつき感が若干感じられ、多少の違和感を感じた。
【００７１】
［実施例１］
実施例１では、比較例２で用いた市販の３Ｄモニター（ＳＡＭＳＵＮＧ社製、ＳｙｎｃＭａｓｔｅｒ２２３３ＲＺ）を一部改造して、比較例１の位相差パターニング板を位置合わせ設置し、本発明の請求項５に記載の発明を実施した。この映像表示装置では、前記線偏光フィルムによって右眼用画像および左眼用画像は直線偏光にそれぞれ変換され、前記位相差パターニングフィルムによって右眼用画像の直線偏光が右円偏光に、左眼用画像の直線偏光が左円偏光にそれぞれ変換される。
【００７２】
映像表示パネルの周波数は１２０Ｈｚとして、比較例１で用いたものと同様の静止画像データを用い、右眼用画像および左眼用画像のある１フレームを下記表１に記載のように加工して２つのサブフレームを形成し、元の各画像データの１フレームの時間（約１６．７ミリ秒）で２つのサブフレームを約８．３ミリ秒ずつ表示した。そのとき、最初のサブフレーム目として、従来と同様に右眼用画像および左眼用画像のデータの半分を用いて形成したサブフレームの表示を行い、次のサブフレーム目では右眼用画像および左眼用画像の表示場所（交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域）を入れ替えて保存（遅延）させておいた元画像データの残り半分を用いて形成した２番目のサブフレームを表示させた。
なお、これらの画像データの加工は、専用の変換ソフトを用いなくても、静止画においては、画像変換ソフトを自作することでも行える。
【００７３】
また、市販の３Ｄモニター（ＳｙｎｃＭａｓｔｅｒ２２３３ＲＺ（ＳＡＭＳＵＮＧ社製）に比較例１で用いたモニターの位相差パターニング板を取り外し、再度位置合わせ、設置を行った（両モニターはサイズが同じであり、画素ピッチも０．２８２ｍｍと同じである）。
さらに、付属の偏光眼鏡の代わりに、以下の構成を備えたスイッチング偏光眼鏡を製造した。
（１）右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段が、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄがλ／４とゼロの間でスイッチング可能な液晶セルを２枚直交して積層することにより構成した液晶セルである偏光眼鏡。
・液晶セル ＥＣＢモード；水平配向、Δε＞０の液晶
・印加電圧 ５．０Ｖ。
・直線偏光子
（２）右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段が、１／４波長板と、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄが０とλ／２に切換わるように構成した液晶セルである偏光眼鏡。ここで１／４波長板の遅相軸と液晶セルの遅相軸（液晶分子配列の長軸方向）とは直交する。
・１／４波長板（帝人製：ピュアエース）
・液晶セル ＥＣＢモード；水平配向、Δε＞０の液晶
・印加電圧 １０．０Ｖ。
・直線偏光子
（３）右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段が、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄがλ／４と３λ／４に切換わるように構成した液晶セルである偏光眼鏡。
・液晶セル ＥＣＢ モード；垂直配向、Δε＜０の液晶
・印加電圧 １５．０Ｖ、３Ｖ。
・直線偏光子
上記（１）、（２）及び（３）の偏光眼鏡のうち、本実施例の評価時には各液晶セルの応答速度を考慮して（１）の偏光眼鏡を用いた。この偏光眼鏡は、サブフレームごとにλ／４（４５度）とλ／４（１３５度）というように、λ／４板の遅相軸が９０度入れ替わるものである。また、映像表示装置との同期方法としては、赤外線（ＩＲ）を用いた同期方法をそのまま採用した。
なお、実施例１で用いた偏光眼鏡は図１の態様である。また、実施例１の映像表示システムの構成の概略図を図３（Ａ）〜（Ｄ）に示した。
【００７４】
実施例１における具体的な態様のまとめを下記表１に記載した。なお、下記表１中、５サブフレーム目以降については、当然ではあるが１〜４サブフレーム目と同様に繰り返した。また、下記表１では１サブフレーム目の奇数ラインに右眼用画像を表示しているが、本発明はこのような具体的態様に限定されるものではなく、１サブフレーム目の偶数ラインに右眼用画像を表示する構成であってもよい。実施例１の映像表示システムにおける、映像表示装置の奇数ラインと偶数ラインへの、右眼用画像と左眼用画像の１〜４サブフレーム目の表示態様を図３（Ａ）〜（Ｄ）に順に示した。
また、本実施例に記載されていないその他の態様については、明細書中で例示した態様や、その中での最も好ましい態様を採用した。
【００７５】
【表１】
【００７６】
実施例１および比較例１で得られた３Ｄ立体表示の比較を行ったところ、比較例１に比べて実施例１で得られた３Ｄ立体表示は、ハッキリとした解像度の改善を確認することができた。
また、実施例１で得られた３Ｄ立体表示は、比較例２と比較して、フリッカーやちらつきがほとんど感じられず、画像も比較的明るいことがわかった。このように既存の方式に比較し、明らかなる改善が確認できた。
また、今回は入手できるモニターの制約からフルＨＤのモニターでの直接検証ができなかったが、上記実施例の効果より、モニターがフルＨＤ対応になった場合には、眼鏡シャッター方式での利点である解像度の低下がないフルＨＤ表示も本発明において可能であると予測できる。
【００７７】
［実施例２］
実施例２では、下記表２に記載したようにサブフレームを元画像データから加工して用いた以外は実施例１と同様にして、比較例２で用いた市販の３Ｄモニター（ＳｙｎｃＭａｓｔｅｒ２２３３ＲＺ（ＳＡＭＳＵＮＧ社製）に比較例１で用いたモニターの位相差パターニング板を取り外し、再度位置合わせ、設置を行った。
この３Ｄモニターを用い、本発明の請求項１０に記載の発明を実施した。
なお、実施例２では、偏光眼鏡として、右眼は常に右円偏光を通し、左眼は常に左円偏光を透過することができる、比較例１において使用の３Ｄモニターに付属の偏光眼鏡を用いた。
【００７８】
映像表示パネルの周波数は１２０Ｈｚとして、比較例１で用いたものと同様の静止画像データを用い、右眼用画像および左眼用画像のある１フレームを下記表２に記載のように加工して２つのサブフレームを形成し、元の各画像データの１フレームの時間（約１６．７ミリ秒）で２つのサブフレームを約８．３ミリ秒ずつ表示した。そのとき、最初のサブフレーム目として、従来と同様に右眼用画像および左眼用画像のデータの半分を用いて形成したサブフレームの表示を行い、次のサブフレーム目では右眼用画像および左眼用画像の表示場所（交互に形成された複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域）の入れ替えは行なわないようにして、画像データの残り半分を用いて形成した２番目のサブフレームを表示させた。
【００７９】
なお、これらの画像データの加工は、専用の変換ソフトを用いなくても、静止画においては、画像変換ソフトを自作することでも行える。
また、市販の３Ｄモニター（ＳｙｎｃＭａｓｔｅｒ２２３３ＲＺ（ＳＡＭＳＵＮＧ社製）に比較例１で用いたモニターの位相差パターニング板を取り外し、再度位置合わせ、設置を行った（両モニターはサイズが同じであり、画素ピッチも０．２８２ｍｍと同じである）。
【００８０】
【表２】
【００８１】
実施例２および比較例１で得られた３Ｄ立体表示の比較を行ったところ、全ての画像についてではないが、画像境界部の画質において滑らかさが明らかに増す効果を目視にて確認することができた。また、観察位置を変えても良好な３Ｄ立体表示を確認できた。
いかなる理論に拘泥するものでもないが、このような画像境界部の画質の滑らかさが増す理由は、実施例２の３Ｄ立体表示が比較例１の３Ｄ立体表示に比べて、画像の情報量が多いためである。以上より、請求項１０に記載の発明によって解像度の低下という問題を多少ともなり和らげる効果があることが明らかになった。
ここで、より詳細に、実施例２で得られた３Ｄ立体表示を、実施例１で得られた３Ｄ立体表示と比較した結果、実施例１の３Ｄ立体表示の方が、より解像度の点では優れていることがわかった。いかなる理論に拘泥するものでもないが、解像度が優れる理由は、２つのサブフレームを重ねれば画像上のドット位置はより忠実に表示できているためである。
また、実施例２で得られた３Ｄ立体表示は、比較例２と比較して、フリッカーやちらつきがほとんど感じられず、違和感の少ない、比較的明るい表示を得ることができた。
【００８２】
［実施例３］
実施例１および２において、用いた位相差パターニング板を、水平方向にライン状の位相差機能領域を有しており、パターニング幅０．５６４ｍｍの位相差パターニング板に変更すること及びそれに対応してサブフレームデータを適宜変換した以外は実施例１と同様にして、実施例３を行った。なお、３Ｄモニターについても実施例１と同じく画素ピッチ０．２８２ｍｍのものを用いた。
その結果、得られた３Ｄ画像は、実施例１および２と比較して、上下方向に視角を振っても違和感が軽減された、良好な３Ｄ表示が得られることがわかった。
【００８３】
［実施例４］
実施例３よりも視角特性改善の点ではさらに好ましい態様として、実施例１において、用いた位相差パターニング板を、水平方向にライン状の位相差機能領域を有しており、パターニング幅が３Ｄモニターの表示画面（画素数）の半分に相当する（すなわち、前記ｎ＝ｍであり、右目用位相差機能領域と左目用位相差機能領域が半分ずつ形成されている）位相差パターニング板に変更した以外は実施例１と同様にして、実施例４を行った。なお、３Ｄモニターについても実施例１と同じく画素ピッチ０．２８２ｍｍのものを用いた。当然ではあるが、画像データは右眼用及び左眼用を上下２分割とし、サブフレーム毎に適宜、液晶表示パネルが適切に表示書き込みされるように変換処理したものを用いた。
その結果、得られた３Ｄ画像は、実施例３と比較して、上下方向の視角特性が著しく改善された高画質の３Ｄ表示が得られることがわかった。
【００８４】
［実施例５］
実施例３における表示パネル構成において、従来の偏光眼鏡を用いて視角特性に着目して表示特性を確認した。画像データは、左眼データ及び右眼データを２ライン毎の単位として抽出し、３Ｄ表示を実施した。 解像度の点では、明らかに劣るものの、３Ｄ表示特性としての上下方向の視角特性は、従来の比較例１及び２よりも広いことが確認できた。
【００８５】
［実施例６］
同様に、請求項１４に記載の本発明の映像表示装置の性能を、千鳥配置形状のパターニング位相差板に変更したときに検討した。すなわち、スイッチング偏光眼鏡を用いず、画像データは、千鳥配置のパターニング位相差板に応じて右眼用データ、左眼用データを適宜、加工抽出し、液晶ディスプレイに書き込み処理を実施した。なお、液晶モニターは前出のものをそのまま用いた。
具体的な千鳥配置パターンであるが、縦方向に２画素単位（２８２×２＝５６４μｍ）、横方向に４画素単位（ＲＧＢの３駆動画素を４組：計２８２×４＝１１２８μｍ）とした。その結果、得られた３Ｄ画像は、上記市販のモニターを用いてそのまま３Ｄ映像を表示した場合と比較して、解像度は劣るものの、上下左右にバランスのとれた視角特性を有することがわかった。
【００８６】
なお、実施例１〜６の形式の映像表示システムにおいて、通常のように２Ｄ映像を表示し、裸眼で観察した場合には、構成から当然のことであるがモニターの解像度に見合った２Ｄ映像を表示することができ、本発明が２Ｄ−３Ｄ併用の表示システムであることは実証されている。
また、本方式は、パターニング位相差の幅をある程度の高い解像度で配置した場合には、眼鏡の種類（従来の偏光眼鏡（パッシブ眼鏡）又は本発明のスイッチング偏光眼鏡（スイッチング位相差眼鏡））を観察者が自由に選ぶことが可能であり（当然、ディスプレイ装置は、選んだ眼鏡に対応する画像表示を行う必要はあるが）、観察者の体調、好みに応じた３Ｄ表示を楽しむことが可能になる。
【００８７】
以上、本発明の基本的なコンセプトは以上の説明により十分と思われるが、実際の製品適用という観点からは、幾つかのバックライト駆動技術との組み合わせが考えられ、それらについては、下記表３〜８に、各構成要素の各サブフレームでの状態を各々対応する形で記した。
なお、液晶ディスプレイの黒挿入（黒書き込み）は、下記表中のバックライトのＯｆｆに対応するタイミングにおいて、黒書き込みを必要に応じて組み合わせ、本画像の書き込みに悪影響を与えない範囲で適用することができる。なお、バックライトのＬＥＤ化が進み、バックライト制御が容易になり、部分点灯も含めて上記以外のバックライト駆動制御技術も可能である。また、下記表３〜８中、バックライトと偏光眼鏡のスイッチングタイミング（※）は液晶表示パネルの応答速度との関係で若干の同期タイミングのシフト、調整を必要に応じて行うことができる。下記表３〜８中、「１３５° ⇒ スイッチング」とは、「偏光眼鏡の遅相軸が１３５°からスイッチングして中間的な状態を経ながら４５°に切り替わることを意味する。また、「４５° ⇒ スイッチング」についても同様に、「偏光眼鏡の遅相軸が４５°からスイッチングして中間的な状態を経ながら１３５°に切り替わることを意味する。
【００８８】
【表３】
図５の構成での表示における２４０Ｈｚ駆動、点滅バックライトを用いた場合の各サブフレームの概要
【００８９】
【表４】
【００９０】
【表５】
【００９１】
【表６】
【表７】
【表８】
【００９２】
ただし、以上に記した具体的な実施例の構成は、あくまで、本発明に基づいた具体的な組み合わせの一例であり、本発明がこれらのみに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００９３】
１ 第１のλ／４スイッチング液晶の液晶セル
２ 第１のλ／４スイッチング液晶の配向膜
３ 第１のλ／４スイッチング液晶のＩＴＯ透明電極
４ 第１のλ／４スイッチング液晶の基板（ＰＥＴ）
５ 第１のλ／４スイッチング液晶
６ 第１のλ／４スイッチング液晶の液晶セル中の液晶分子の配向軸
１１ 第２のλ／４スイッチング液晶の液晶セル
１２ 第２のλ／４スイッチング液晶の配向膜
１３ 第２のλ／４スイッチング液晶のＩＴＯ透明電極
１４ 第２のλ／４スイッチング液晶の基板（ＰＥＴ）
１５ 第２のλ／４スイッチング液晶
１６ 第２のλ／４スイッチング液晶の液晶セル中の液晶分子の配向軸（前記第１のλ／４スイッチング液晶の液晶セル中の液晶分子の配向軸と直交する）
２１ スイッチング回路および電源
２２ 画像光の入射方向
３１ λ／２スイッチング液晶の液晶セル
３２ λ／２スイッチング液晶の配向膜
３３ λ／２スイッチング液晶のＩＴＯ透明電極
３４ λ／２スイッチング液晶の基板（ＰＥＴ）
３５ λ／２スイッチング液晶
３６ λ／２スイッチング液晶の液晶セル中の液晶分子の配向軸
３７ λ／４位相差板（固定λ／４）
３８ λ／４位相差板の遅相軸（前記λ／２スイッチング液晶の液晶セル中の液晶分子の配向軸と直交する）
４１ 右眼用画像
４２ 左眼用画像
５１ 第１ライン状位相差機能領域
５２ 第２ライン状位相差機能領域
５３ 第１ライン状位相差機能領域の遅相軸
５４ 第２ライン状位相差機能領域の遅相軸
５５ 直線偏光子を含むフロント側偏光板
５６ 直線偏光子の吸収軸
５７ λ／４位相差板（固定λ／４）
５８ パターニング位相差フィルム
５９ 第１ライン状位相差機能領域のパターニング方向の幅
６０ 第２ライン状位相差機能領域のパターニング方向の幅
６１ 右眼鏡
６２ 左眼鏡
６３ 右眼鏡のλ／４位相差板の遅相軸
６４ 左眼鏡のλ／４位相差板の遅相軸
６５ 右眼鏡の直線偏光子の吸収軸
６６ 左眼鏡の直線偏光子の吸収軸
７１ 映像表示装置のカラーフィルタ基板
７２ 映像表示装置の画素
７３ 映像表示装置の画素ピッチ
７４ 映像表示装置の画素間のブラックマトリックス
７６ クロストークを引き起こす画像光（拡散光）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域が交互に形成された位相差機能フィルム（ただし前記第１ライン状位相差機能領域の位相差と前記第２ライン状位相差機能領域の位相差が、偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる）と、映像表示パネルとを有する映像表示装置と、
１つの３Ｄ画像を、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第１画像と他方に対応する領域に形成された左目用第１画像からなる第１サブフレーム画像と、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第２画像と他方に対応する領域に形成された左目用第２画像からなる第２サブフレーム画像とを逐次表示することにより表示する手段（ここにおいて、右目用第２画像は、前記３Ｄ画像の右目用画像のうち右目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部であり、左目用第２画像は、前記３Ｄ画像の左目用画像のうち左目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部である）と、
右目用第１画像と右目用第２画像を視認しうる右眼鏡と、左目用第１画像と左目用第２画像を視認しうる左眼鏡とを有する偏光眼鏡と、
を有することを特徴とする映像表示システム。
【請求項２】
前記第１サブフレーム画像と前記第２サブフレーム画像とを逐次連続表示することにより１つの３Ｄ画像を表示する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の映像表示システム。
【請求項３】
前記第１サブフレーム画像と前記第２サブフレーム画像の間に、前記第１ライン状位相差機能領域に対応する領域および前記第２ライン状位相差機能領域に対応する領域が同時または逐次に黒表示となるサブフレーム画像を含むことを特徴とする請求項１に記載の映像表示システム。
【請求項４】
前記第１ライン状位相差機能領域に対応する領域および前記第２ライン状位相差機能領域に対応する領域が同時または逐次に黒表示となるサブフレーム画像を、点滅バックライトまたはスキャニングバックライトによる消光、あるいは、該映像表示パネルが液晶セルを有し、かつ、該液晶駆動による黒画面の挿入によって表示することを特徴とする請求項３に記載の映像表示システム。
【請求項５】
第１サブフレームの右目用第１画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第１サブフレームの左目用第１画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、
第２サブフレームの右目用第２画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第２サブフレームの左目用第２画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、且つ、
第１サブフレームと第２サブフレームの表示切替に同期して、
偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向がスイッチングする、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【請求項６】
前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡が、遅相軸が互いに直交する一対のλ／４液晶セルの積層体をそれぞれ有しており、右眼鏡と左眼鏡で駆動するλ／４液晶セルを交互にスイッチングすることにより、右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングすることを特徴とする請求項５に記載の映像表示システム。
【請求項７】
前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡が、λ／４位相差膜と該位相差膜の遅相軸と直交する配向軸を有するλ／２液晶セルの積層体をそれぞれ有しており、右眼鏡と左眼鏡でλ／２液晶セルのオンオフを交互にスイッチングすることにより、右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングすることを特徴とする請求項５に記載の映像表示システム。
【請求項８】
前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段が、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄがλ／４と３λ／４に切換わるように構成した液晶セルであることを特徴とする請求項５に記載の映像表示システム。
【請求項９】
前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段が、１／４波長板と、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄが０とλ／２に切換わるように構成した液晶セルであることを特徴とする請求項５または７に記載の映像表示システム。
【請求項１０】
第１サブフレームの右目用第１画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第１サブフレームの左目用第１画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、
第２サブフレームの右目用第２画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第２サブフレームの左目用第２画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成される、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【請求項１１】
前記位相差機能フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【請求項１２】
前記位相差機能フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域の幅および前記第２ライン状位相差機能領域の幅、ならびに、前記右目用第１画像、前記右目用第２画像、前記左目用第１画像および前記左目用第２画像の幅が同じであり、いずれも前記映像表示パネルの画素ピッチのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする請求項１１に記載の映像表示システム。
【請求項１３】
前記位相差機能フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチのｍ倍（但し、ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【請求項１４】
複数の第１位相差機能領域と複数の第２位相差機能領域が交互に形成された位相差機能フィルム（ただし前記第１位相差機能領域の位相差と前記第２位相差機能領域の位相差が、偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる）と、映像表示パネルとを有する映像表示装置と、
前記第１位相差機能領域か第２位相差機能領域の一方に対応する領域に右目用画像を表示し、他方に対応する領域に左目用画像を表示する手段と、
右目用画像を視認しうる右眼鏡と、左目用画像を視認しうる左眼鏡とを有する偏光眼鏡とを有し、
前記位相差機能フィルムの前記第１位相差機能領域の大きさと前記第２位相差機能領域の大きさが、前記映像表示パネルの画素の大きさのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、前記位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする映像表示システム。
【請求項１５】
前記位相差機能フィルムが横ストライプ形状であることを特徴とする請求項１４に記載の映像表示システム。
【請求項１６】
前記位相差機能フィルムが千鳥配置形状であることを特徴とする請求項１４に記載の映像表示システム。
【請求項１７】
前記位相差機能フィルムの前記第１位相差機能領域の大きさおよび前記第２位相差機能領域の大きさ、ならびに、前記右目用画像および前記左目用画像の大きさが同じであり、いずれも前記映像表示パネルの画素の大きさのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【請求項１８】
前記位相差機能フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチのｍ倍（但し、ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【請求項１９】
前記映像表示装置の周波数が１２０Ｈｚ以上であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【請求項２０】
前記映像表示装置の周波数が２４０Ｈｚ以上であることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項記載の映像表示システム。
【請求項２１】
前記映像表示パネルが、液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【請求項２２】
さらに、２次元映像を表示する手段を有することを特徴とする請求項１〜２１のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【請求項１】
複数の第１ライン状位相差機能領域と複数の第２ライン状位相差機能領域が交互に形成された位相差機能フィルム（ただし前記第１ライン状位相差機能領域の位相差と前記第２ライン状位相差機能領域の位相差が、偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる）と、映像表示パネルとを有する映像表示装置と、
１つの３Ｄ画像を、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第１画像と他方に対応する領域に形成された左目用第１画像からなる第１サブフレーム画像と、第１ライン状位相差機能領域か第２ライン状位相差機能領域の一方に対応する領域に形成された右目用第２画像と他方に対応する領域に形成された左目用第２画像からなる第２サブフレーム画像とを逐次表示することにより表示する手段（ここにおいて、右目用第２画像は、前記３Ｄ画像の右目用画像のうち右目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部であり、左目用第２画像は、前記３Ｄ画像の左目用画像のうち左目用第１画像で表示されなかった部分の一部または全部である）と、
右目用第１画像と右目用第２画像を視認しうる右眼鏡と、左目用第１画像と左目用第２画像を視認しうる左眼鏡とを有する偏光眼鏡と、
を有することを特徴とする映像表示システム。
【請求項２】
前記第１サブフレーム画像と前記第２サブフレーム画像とを逐次連続表示することにより１つの３Ｄ画像を表示する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の映像表示システム。
【請求項３】
前記第１サブフレーム画像と前記第２サブフレーム画像の間に、前記第１ライン状位相差機能領域に対応する領域および前記第２ライン状位相差機能領域に対応する領域が同時または逐次に黒表示となるサブフレーム画像を含むことを特徴とする請求項１に記載の映像表示システム。
【請求項４】
前記第１ライン状位相差機能領域に対応する領域および前記第２ライン状位相差機能領域に対応する領域が同時または逐次に黒表示となるサブフレーム画像を、点滅バックライトまたはスキャニングバックライトによる消光、あるいは、該映像表示パネルが液晶セルを有し、かつ、該液晶駆動による黒画面の挿入によって表示することを特徴とする請求項３に記載の映像表示システム。
【請求項５】
第１サブフレームの右目用第１画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第１サブフレームの左目用第１画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、
第２サブフレームの右目用第２画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第２サブフレームの左目用第２画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、且つ、
第１サブフレームと第２サブフレームの表示切替に同期して、
偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向がスイッチングする、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【請求項６】
前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡が、遅相軸が互いに直交する一対のλ／４液晶セルの積層体をそれぞれ有しており、右眼鏡と左眼鏡で駆動するλ／４液晶セルを交互にスイッチングすることにより、右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングすることを特徴とする請求項５に記載の映像表示システム。
【請求項７】
前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡が、λ／４位相差膜と該位相差膜の遅相軸と直交する配向軸を有するλ／２液晶セルの積層体をそれぞれ有しており、右眼鏡と左眼鏡でλ／２液晶セルのオンオフを交互にスイッチングすることにより、右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングすることを特徴とする請求項５に記載の映像表示システム。
【請求項８】
前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段が、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄがλ／４と３λ／４に切換わるように構成した液晶セルであることを特徴とする請求項５に記載の映像表示システム。
【請求項９】
前記偏光眼鏡の右眼鏡と左眼鏡の偏光方向をスイッチングする手段が、１／４波長板と、電圧印加時と電圧非印加時との間でΔｎｄが０とλ／２に切換わるように構成した液晶セルであることを特徴とする請求項５または７に記載の映像表示システム。
【請求項１０】
第１サブフレームの右目用第１画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第１サブフレームの左目用第１画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、
第２サブフレームの右目用第２画像が第１ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成され、第２サブフレームの左目用第２画像が第２ライン状位相差機能領域に対応する領域に形成される、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【請求項１１】
前記位相差機能フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【請求項１２】
前記位相差機能フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域の幅および前記第２ライン状位相差機能領域の幅、ならびに、前記右目用第１画像、前記右目用第２画像、前記左目用第１画像および前記左目用第２画像の幅が同じであり、いずれも前記映像表示パネルの画素ピッチのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする請求項１１に記載の映像表示システム。
【請求項１３】
前記位相差機能フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチのｍ倍（但し、ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【請求項１４】
複数の第１位相差機能領域と複数の第２位相差機能領域が交互に形成された位相差機能フィルム（ただし前記第１位相差機能領域の位相差と前記第２位相差機能領域の位相差が、偏光変換機能としてλ／２位相差板に相当するだけ異なる）と、映像表示パネルとを有する映像表示装置と、
前記第１位相差機能領域か第２位相差機能領域の一方に対応する領域に右目用画像を表示し、他方に対応する領域に左目用画像を表示する手段と、
右目用画像を視認しうる右眼鏡と、左目用画像を視認しうる左眼鏡とを有する偏光眼鏡とを有し、
前記位相差機能フィルムの前記第１位相差機能領域の大きさと前記第２位相差機能領域の大きさが、前記映像表示パネルの画素の大きさのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、前記位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする映像表示システム。
【請求項１５】
前記位相差機能フィルムが横ストライプ形状であることを特徴とする請求項１４に記載の映像表示システム。
【請求項１６】
前記位相差機能フィルムが千鳥配置形状であることを特徴とする請求項１４に記載の映像表示システム。
【請求項１７】
前記位相差機能フィルムの前記第１位相差機能領域の大きさおよび前記第２位相差機能領域の大きさ、ならびに、前記右目用画像および前記左目用画像の大きさが同じであり、いずれも前記映像表示パネルの画素の大きさのｎ倍（但し、ｎは２〜ｍの整数を表す。前記ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【請求項１８】
前記位相差機能フィルムの前記第１ライン状位相差機能領域の幅と前記第２ライン状位相差機能領域の幅が、前記映像表示パネルの画素ピッチのｍ倍（但し、ｍは、位相差機能フィルムのパターニング方向における、映像表示パネルの画素数の半分の値を表す。）であることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【請求項１９】
前記映像表示装置の周波数が１２０Ｈｚ以上であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【請求項２０】
前記映像表示装置の周波数が２４０Ｈｚ以上であることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項記載の映像表示システム。
【請求項２１】
前記映像表示パネルが、液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【請求項２２】
さらに、２次元映像を表示する手段を有することを特徴とする請求項１〜２１のいずれか一項に記載の映像表示システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１５０２７４（Ｐ２０１１−１５０２７４Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０５７７３（Ｐ２０１０−１０５７７３）
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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