立体画像表示装置
【課題】輝度の低下およびモアレの発生を防止することができるとともに、部分的に２次元画像と３次元画像の切り換えを行うことを可能にする。
【解決手段】背景において３次元画像および２次元画像のうちの一方の画像を表示しかつウィンドウにおいて他方の画像を表示するときに、偏光可変セルの対向する第１および第２電極に印加するパルスとして、第１および第２電極がウィンドウと重なるか否かを示すフラグビットを立て、このフラグビットに応じて異なる波形を第１および第２電極に印加することにより、部分的にウィンドウにおいて３次元画像表示を行いかつウィンドウ以外の領域において２次元画像表示を行うか、あるいは部分的にウィンドウにおいて２次元画像表示を行いかつウィンドウ以外の領域において３次元画像表示を行う。
【解決手段】背景において３次元画像および２次元画像のうちの一方の画像を表示しかつウィンドウにおいて他方の画像を表示するときに、偏光可変セルの対向する第１および第２電極に印加するパルスとして、第１および第２電極がウィンドウと重なるか否かを示すフラグビットを立て、このフラグビットに応じて異なる波形を第１および第２電極に印加することにより、部分的にウィンドウにおいて３次元画像表示を行いかつウィンドウ以外の領域において２次元画像表示を行うか、あるいは部分的にウィンドウにおいて２次元画像表示を行いかつウィンドウ以外の領域において３次元画像表示を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元画像および３次元画像のうちの一方の画像が表示されているときに、他方の画像を部分的に表示することが可能な立体画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の視差画像を表示するインテグラルフォトグラフィー法（以下、ＩＰ法）あるいは光線再生法と呼ばれる、立体像を何らかの方法で記録しこれを立体像として再生する方法が知られている。左右の眼から物体を見たときに、近い距離にあるＡ点をみた時の左右の眼と成す角度をα、遠い距離にあるＢ点をみた時の左右の眼となす角度をβとすると、αとβはその物体と観察者の位置関係に応じて異なる。この（α―β）を両眼視差と呼び、人はこの両眼視差に敏感で立体視をすることができる。
【０００３】
近年、眼鏡無しの立体画像表示装置の開発が進んでいる。これらの多くは通常の２次元の平面表示装置を用いるが、その平面表示装置の前面、あるいは背面に何らかの光線制御素子を置くことにより、先に述べた両眼視差を利用し、観察者から見た時、あたかも平面表示装置から前後数ｃｍの距離の物体から光線が出ているように平面表示装置からの光線の角度を制御することにより可能となる。これは、平面表示装置の高精細化により、平面表示装置の光線を数種類の角度（視差と呼ぶ）に振り分けても、ある程度高精細の画像を得ることができるようになったためである。
【０００４】
このように、ＩＰ法を立体画像表示装置に適用した３次元画像表示方法をＩＩ（インテグラルイメージング）方式と呼ぶ。ＩＩ方式において、一つのレンズから射出される光線は要素画像群の数に相当する。通常、視差数と呼び、それぞれのレンズにおいて、視差光線は平行に射出される。このＩＩ方式は、観測者の位置、あるいは観測者の見る角度によって、１視差の画像、２視差の画像、３視差の画像という異なる画像を見ることになる。そのため、観測者は右目と左目に入る視差により、立体を知覚する。レンチキュラーレンズを光線制御素子として用いた場合、スリットに比べて、光の利用効率が高いため表示が明るいというメリットがある。また、レンズアレイと画素間のギャップはレンズの略焦点距離ほど離した方が良く、そうすると一つの画素を一つの方向に射出することができ、見る角度によって異なる視差画像を見ることができる。
【０００５】
複屈折性をもつ物質として最も良く知られているものが方解石である。また、複屈折の光学的な応用として、位相差フィルムに使用される延伸フィルムがある。具体的にはアートン（ＪＳＲ（株））、ポリカーボネート（日東電工（株））などがよく知られている。
【０００６】
また、液晶も複屈折性をもつ。液晶は分子が細長い形をしており、その分子の長手方向のダイレクタと呼ばれる分子の方向に屈折率の異方性が生じる。例えば、ネマティック液晶の分子の多くは細長い分子であり、その長軸方向をそろえて配向しているが、分子の位置関係はランダムである。分子の配向方向がそろっているといっても、使用する雰囲気が絶対零度ではないので完全に平行ではなく、ある程度ゆらぎ（オーダーパラメータＳで表す）があるが、局所領域をみればほぼ一方向を向いているといえる。そこで、巨視的には十分小さいが、液晶分子の大きさに比べれば十分に大きな領域を考えた時、その中での平均的な分子の配向方向は単位ベクトルｎを用いて表され、それをダイレクタまたは配向ベクトルという。ダイレクタが基板にほぼ平行となる配向をホモジニアス配向という。液晶の最大の特徴の一つが光学的な異方性にある。特に、結晶などの他の異方性媒質に比べて分子の配列の自由度が高いため、複屈折性の目安である長軸と短軸の屈折率の差が大きい。
【０００７】
この液晶を駆動する駆動方式の一つである単純マトリックス駆動は、１列に並んだ行電極Ｘｎと列電極Ｙｍで液晶層を挟んだ構成をしており、これらの電極の交わった部分（画素）に選択的に電圧を印可して液晶を動作させるものである。この駆動方法においては、電極を透明電極で構成し、個々の画素には個別にＯＮ、ＯＦＦを制御するトランジスタは設けられていない。そのため、配線を隠すためのブラックマトリックスは存在しないため、輝度を明るくできるというメリットがある。
【０００８】
液晶を駆動するもう一つの駆動方式であるアクティブマトリックス駆動は、液晶の電気光学効果自身にメモリー性を付与し、例えば、いったんＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り換えたときに、フレーム周期の間に定常的に電圧が加わっているならば、表示容量を大幅に増やしても原理的に高品位の表示が可能となる。このようなメモリー性を持った素子としては、トランジスタやダイオードなどの能動素子があり、アクティブマトリックス方式は、この能動素子を画素毎を付加した構成となっている。このアクティブマトリックス方式のメリットとしては、クロストークの心配がなく、高精細でかつ、波長依存性のない偏光切り換えが可能であることである（非特許文献１参照）。
【０００９】
また、フレーム応答を抑制する方法は、単純マトリックス駆動において、選択パルスと非選択パルスとの電位差を小さくすることである。パルス幅を小さくせずに選択パルス間隔を短くする方法として、従来の線順次走査ではなく、複数の走査線を同時に選択する複数ライン同時選択法（ＭＬＳ： Multi-Line Selection）がある（非特許文献２参照）。
【非特許文献１】Y. Yoshino and M. Ozaki 「液晶とディスプレイ応用の基礎」，コロナ社
【非特許文献２】Y. Kaneko,et al.”Full Color STN Video LCDs”, Eurodisplay ’90 Digest, p.100, 1990
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
立体画像表示装置においては、光線制御素子の背面にある平面表示装置の画像情報はそれぞれの視差画像に割り振られるため、背面にある元の平面表示装置に比較し、解像度が低下する。そこで、同一立体表示装置において、高精細な２次元画像表示と立体感のある３次元画像表示を切り替えられる機能が望まれている。さらに、同一表示面において、高精細な２次元画像表示、３次元画像表示が混在する機能、すなわち部分的に２次元画像と３次元画像の切り換えを行うことの可能な機能への要望も高い。部分的に、２次元画像と３次元画像との切り換えを実現するためには、偏光可変セルを設け、この偏光可変セルの液晶に電圧をかける電極をＸ座標分およびＹ座標分、分割し、それぞれの領域に応じて個別の電圧をかけなければならない。
【００１１】
偏光可変セルの駆動方法には大きく分けて、次の３種類がある。
（１）セグメント駆動
（２）単純マトリックス駆動
（３）アクティブマトリックス駆動
【００１２】
（１）は時計、電卓などに良く用いられている駆動方法で、個々の表示部分（光スイッチ）が独立した電極で構成されたもので、マトリックス駆動を行うと、表示部分に配線による表示妨害が起きるため、部分的に２次元画像と３次元画像との切り換えを行う駆動方法には向いていない。
【００１３】
（２）は、上述したように、マトリックス駆動を行うことが可能である。しかし、同一行、同一列に入力した信号は同様にかかるため、選択した時のみ画素にしきい値以上の電圧がかかるようにし、非選択時には電圧をしきい値以下に抑えなければならない。偏光可変セルの解像度（すなわち、垂直方向のアドレス線数）が多くなればなるほど、選択時と非選択時の液晶にかかる電圧比が１に近付くため、２次元画像表示モードと３次元画像表示モードの選択比が小さくなる。具体的な劣化現象としては、３次元画像表示モード時に、２次元画像表示モードが混在して、光線の指向性が劣化するので、飛び出しまたは奥行き表示において、ノイズが混入することである。単純マトリックス駆動において、ネマティック液晶を９０度ねじったＴＮ（Twisted Nematic）液晶を用いると、しきい値特性を十分に急峻にすることができないため、アドレス数が制限されるという問題点がある。
【００１４】
そのため、ＴＮ液晶の代わりに、ねじれ角度２７０度程度であって、しきい値特性が急峻なＳＴＮ（Super Twisted Nematic）を用いると電圧比が１に近付いても、コントラストを維持することができる。しかし、ＳＴＮ液晶は偏光特性の波長依存性が大きいため、使用時には波長依存性を補償するフィルムを用いる必要があり、複雑な光学設計と位相差フィルム材料が必要となる。
【００１５】
（３）は、上述したように、１フレーム区間において、画素一つ一つを個別に駆動するため、ＴＮ液晶を用いることが可能である。しかし、デメリットとしては、ブラックマトリックスによる開口率が低下すること（すなわち、輝度が低下すること）、および偏光可変セルのブラックマトリックスと表示画素用ＬＣＤのブラックマトリックスとの干渉によるモアレが発生することが挙げられる。また、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）の製造工程による製造プロセスの複雑化とコスト高が挙げられる。
【００１６】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、輝度の低下およびモアレの発生を防止することができるとともに、部分的に２次元画像と３次元画像の切り換えを行うことの可能な機能を備えた立体画像表示装置の駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一態様による立体画像表示装置の駆動方法は、表示面に複数の画素が配列された平面表示装置と、
前記平面表示装置の前面に設けられ、ｎ（≧１）本の透明な第１電極が平行に配置された第１電極基板およびｍ（≧１）本の透明な第２電極が前記第１電極の配置された方向と略直交する方向に配置された第２電極基板ならびに前記第１電極基板と前記第２電極基板との間に挟持された液晶を有し、前記第１および第２電極基板間に印加する電圧に応じて前記平面表示装置からの光線の偏光方向を可変にする偏光可変セルと、
前記偏光可変セルに対して前記平面表示装置と反対側に設けられ、透明基板および複数の円筒状のレンズのそれぞれの長軸が同一方向に並んで配列されたレンズ基板ならびに前記透明基板と前記レンズ基板との間に挿入された複屈折性物質を有し、前記複屈折性物質の長軸方向が前記レンズ基板の各レンズの長軸方向に略平行でありかつ前記複屈折性物質の短軸方向が前記レンズ基板の各レンズの長軸方向に略垂直であって、前記偏光可変セルを介して得られる前記画素からの光線を所定の角度に振り分ける光線制御素子と、
を備え、３次元画像と２次元画像とを切り換えて表示することが可能な立体画像表示装置の駆動方法であって、
背景が３次元画像および２次元画像のうちの一方の画像で表示し、第１乃至第ｐ（ｐ≧１）のウィンドウが他方の画像で表示するときに、
第ｉ（１≦ｉ≦ｐ）のウィンドウが前記第１電極と重なるか否かを示す前記第１電極に関する第ｉのフラグビットを立てるとともに前記第ｉのウィンドウが前記第２電極と重なるか否かを示す前記第２電極に関する第ｉのフラグビットを立てるステップと、
前記第１および第２電極にそれぞれ印加する第１および第２パルスとして、前記平面表示装置の１フレーム期間をｐ個の区間に分割し、この分割された区間で前記第１および第２パルスの少なくとも一方の値が異なる２のｐ乗種類の波形をそれぞれ用意して、前記第１および第２電極に関する第１乃至第ｐのフラグビットの値の組に対応付けるステップと、
前記ｎ本の第１電極および前記ｍ本の第２電極からそれぞれ、１本の第１および第２電極を選択するステップと、
選択された前記第１および第２電極に関する前記第１乃至第ｐのフラグビットの値の組に対応する前記第１および第２パルスを、選択された前記第１および第２電極に印加するステップと、
を備えていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の他の態様による立体画像表示装置の駆動方法は、表示面に複数の画素が配列された平面表示装置と、
前記平面表示装置の前面に設けられ、ｎ（≧１）本の透明な第１電極が平行に配置された第１電極基板およびｍ（≧１）本の透明な第２電極が前記第１電極の配置された方向と略直交する方向に配置された第２電極基板ならびに前記第１電極基板と前記第２電極基板との間に挟持されたＴＮ液晶を有し、前記第１および第２電極基板間に印加する電圧に応じて前記平面表示装置からの光線の偏光方向を可変にする偏光可変セルと、
前記偏光可変セルに対して前記平面表示装置と反対側に設けられ、透明基板および複数の円筒状のレンズのそれぞれの長軸が同一方向に並んで配列されたレンズ基板ならびに前記透明基板と前記レンズ基板との間に挿入された複屈折性物質を有し、前記複屈折性物質の長軸方向が前記レンズ基板の各レンズの長軸方向に略平行でありかつ前記複屈折性物質の短軸方向が前記レンズ基板の各レンズの長軸方向に略垂直であって、前記偏光可変セルを介して得られる前記画素からの光線を所定の角度に振り分ける光線制御素子と、
を備え、３次元画像と２次元画像とを切り換えて表示することが可能な立体画像表示装置の駆動方法であって、
背景が３次元画像および２次元画像のうちの一方の画像で表示し、第１乃至第ｐ（ｐ≧１）のウィンドウが他方の画像で表示するときに、
前記平面表示装置の１フレーム期間を（ｐ＋１）個の区間に分割し、この分割された第１乃至第（ｐ＋１）の区間のうちの第ｋ（１≦ｉ≦ｐ）の区間における前記第１電極に印加する第１パルスとして電圧Ｖａ（＞０）のパルスを、第ｋのウィンドウと重なる全ての第１電極に印加するとともに、前記第ｋの区間における前記第２電極に印加する第２パルスとして電圧−Ｖｄ（Ｖｄ＞０）のパルスを、第ｋのウィンドウと重なる全ての第２電極に印加し、第（ｐ＋１）の区間における第１パルスとして最大電圧Ｖａのパルスを、どのウィンドウとも重ならない第１電極に対して印加し、第（ｐ＋１）の区間における第２パルスとして電圧Ｖｄのパルスを、どのウィンドウとも重ならない第２電極に対して印加するステップと、
を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、輝度の低下およびモアレの発生を防止することができるとともに、部分的に２次元画像と３次元画像の切り換えを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施形態を以下に図面を参照して説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による立体画像表示装置の駆動方法を説明する。本実施形態の駆動方法によって駆動される立体画像表示装置の概略の構成を図１に示す。この立体画像表示装置は、例えば、液晶表示装置である平面表示装置２と、この平面表示装置２の前面に設けられた偏光可変セル４と、この偏光可変セル４に対して平面表示装置２と反対側に設けられた光線制御素子６とを備えている。
【００２２】
平面表示装置は、それぞれがＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のサブピクセル２ａ１、２ａ２、２ａ３を有する画素２ａがマトリクス状に配列された表示面を備えている。この表示面の前面に偏光可変セル４が設けられている。この偏光可変セル４は、対向する透明な電極基板４ａ、４ｂを有し、これらの電極基板４ａ、４ｂ間に例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）液晶が挟持されている。これらの電極基板４ａ、４ｂ間に印加する電圧を変化させることにより、平面表示装置２の画素から出射された光は偏光方向が変化される。
【００２３】
光線制御素子６は、偏光可変セル４側に設けられた平坦かつ透明な基板６ａと、この透明基板６ａを覆い、平面表示装置２の画素２ａの縦の配列方向に略平行な長軸を有する円筒形状のレンズが複数個並列に配置されたレンズ基板６ｂと、基板６ａおよびレンズ基板６ｂに囲まれた領域に格納された複屈折性物質６ｃとを備えている。すなわち、基板６ａと、レンズ基板６ｂとは、レンズ型枠を構成し、このレンズ型枠６ａ、６ｂ内に複屈折性物質６ｃが格納される。また、複屈折性物質６ｃの長軸方向は、レンズ基板６ｂの各レンズの長軸方向と略平行であり、複屈折性物質６ｃの短軸方向は、レンズ基板６ｂの各レンズの長軸方向と略直交する。そして、複屈折性物質６ｃの長軸方向の屈折率は短軸方向の屈折率に比べて高い。また、レンズ型枠６ａ、６ｂは、等方性の屈折率を有しており、複屈折性物質６ｃの短軸方向の屈折率と略等しくなるように設定されている。そして、光線制御素子６は、平面表示装置２の画素からの光線を所定の角度に振り分ける。
【００２４】
本実施形態の駆動方法は、このような構成の立体画像表示装置を用いて、部分的に２次元画像と３次元画像の切り換えを行うように構成されている。部分的に２次元画像と３次元画像の切り換えを行う方法を以下に説明する。
【００２５】
偏光可変セル４は、液晶４ｃとしてＴＮ液晶を用い、電極基板４ａ、４ｂ間に印加する電圧を飽和電圧Ｖｏｎとすることによって、光の偏光方向を回転させないで３次元画像表示モードとし、電圧Ｖｏｆｆとすることによって光の偏光方向を９０度回転させて２次元画像表示モードとしている。
【００２６】
２次元画像表示モードでは、偏光可変セル４によって、基板６ａおよびレンズ基板６ｂに挟持された複屈折性物質６ｃの短軸方向に偏光方向（矢印１１の方向）が一致するように調整される。そして、レンズ型枠６ａ、６ｂの屈折率は等方性で、複屈折性物質６ｃの短軸方向の屈折率と略等しくなるように設定されているため、偏光可変セル４と、光線制御素子６との界面で光は曲がらず、背面にある、平面表示装置２の高精細な２次元画像をそのまま見ることができる。
【００２７】
一方、３次元画像表示モードでは、偏光可変セル４によって、複屈折性物質６ｃの長軸方向に偏光方向（矢印１２の方向）が一致するように調整される。そして、レンズ型枠６ａ、６ｂの屈折率よりも、複屈折性物質６ｃの長軸方向の屈折率が高いため、偏光可変セル４と、光線制御素子６との界面で光は屈折し、レンズ効果が現れる。これにより、平面表示装置２のそれぞれの画素からの光を、それぞれの位置に応じた方向にレンズ面全体に拡大して射出するため、指向性のある３次元画像を見ることができる。
【００２８】
次に、偏光選択比に関する制約条件を述べる。偏光選択比に、ほぼ比例する実測値として、偏光方向が互いに９０度異なる偏光板の間に透明基板に挟持されたＴＮ液晶を置いた時の輝度における電圧依存性Ｖ（電圧）−Ｔ（透過率）曲線が知られている。ノーマリーホワイトの場合のＶ−Ｔ曲線より、偏光可変セル４の液晶の立ち上がり状態がわかる。すなわち、電圧をかけない場合、基板界面では分子が全く動かない、すなわち強いアンカリングが存在するという条件の下、あるしきい値電圧以下の電圧をかけても配向は全く変化しない。そして、しきい値電圧より大きな電圧をかけると、徐々に液晶のダイレクタが立ち上がり始め、ほとんどすべての液晶が立ち上がると配向は変化しなくなる。
【００２９】
図２に一般的なＶ−Ｔ曲線を示す。この、Ｖ−Ｔ曲線の測定方法を以下に説明する。偏光顕微鏡において、偏光可変セル４との偏光方向と９０度偏光方向が異なる偏光板を、調べたい偏光可変セルの上下に置き、それら偏光板の一方に光源、もう一方に輝度を測定する検光子を置く。上記検光子の輝度は、光源のエネルギーによって絶対値が変化するため、相対値に換算する。ＴＮ液晶において、電圧をかけない状態では、液晶の捩れによって偏光方向が９０度ねじれるため、検光子側の輝度が最も高くなる。その状態での輝度を１とし、最大輝度に対する相対輝度を透過率とする。偏向可変セルに電圧をかけることにより液晶が立ち上がるため、透過率は０に近付いていく。図２は、上記偏光可変セルに印加する電圧と上記検光子の相対輝度、すなわち透過率との関係を示したグラフである。Ｖ−Ｔ曲線において、輝度が９０％となる電圧をしきい値電圧Ｖｔｈとする。しきい値電圧Ｖｔｈは、下記の式を用いて算出される。
【数１】
ここで、Ｋ１１は液晶の広がり（Ｓｐｒａｙ）の弾性定数、Ｋ２２は液晶のねじれ（Ｔｗｉｓｔ）の弾性定数、Ｋ３３は液晶の曲げ（Ｂｅｎｄ）の弾性係数、εａは液晶の比誘電率、ε０は真空の誘電率である。
【００３０】
図３に示すように、２次元画像表示モード（以下、２Ｄ表示モードともいう）では、偏光可変セル４の下の電極基板４ａと上の電極基板４ｂとで、偏光方向が９０度異なること、すなわち、液晶４ｃが９０度ねじれているが必要である。この場合、図３に示すように、電極基板４ａ、４ｂには、液晶４ｃの配向方向が９０度異なるように、それぞれのラビング方向５１，５２が９０度異なるように形成され、電極基板４ａ、４ｂ間には、電源５４によって、しきい値電圧Ｖｔｈ未満の電圧が印加される。また、３次元画表示モード（以下、３Ｄ表示モードともいう）においては、図４に示すように液晶４ｃがほぼ立ち上がっている状態が必要である。この場合、図４に示すように、電極基板４ａ、４ｂ間には、電源５４によって、後述する飽和電圧Ｖｓａｔ以上の電圧が印加される。
【００３１】
次に、２次元画像表示と３次元画像表示の切り換え比とＶ−Ｔ曲線との対応関係について説明する。裸眼式立体画像表示装置の３次元画像表示モードにおいて、一つの要素画像（円筒状の一つのレンズに対応する画像）が指向性を持って任意の角度に射出されていることが必要となる。一方、２次元画像表示モードにおいては、指向性を持たずに一つの画素情報が全方位に射出されていることが必要となる。
【００３２】
図２に示すように、ＴＮ液晶を用いると、しきい値電圧Ｖｔｈと飽和電圧Ｖｓａｔとの間の遷移領域電圧幅Δが、ＳＴＮ液晶より広い範囲となる。そのため、ＯＦＦ電圧ＶｏｆｆとＯＮ電圧Ｖｏｎの値が離れている。（１）式より、図２に示すＴＮ液晶４ｃのしきい値電圧Ｖｔｈを求めると、計算値も実測値も１．８Ｖとなった。そのため、
１）２Ｄ表示モードの場合（Ｖ２Ｄ＜Ｖｔｈの場合）、計算と図２より、しきい値電圧Ｖｔｈは１．８Ｖとなる。ここで、Ｖ２Ｄは２次元画像表示する際に、偏光可変セル４に印加する電圧である。
２）３Ｄ表示モードの場合（Ｖ３Ｄ＞Ｖｓａｔの場合）、図２より、飽和電圧Ｖｓａｔは３．８Ｖとなる。ここで、Ｖ３Ｄは３次元画像表示する際に、偏光可変セル４に印加する電圧である。
【００３３】
次に、偏光可変セルにおける一般的な単純マトリックス駆動について図７を参照して説明する。垂直方向のライン（走査線）Ｙ１〜Ｙｎの個数をｎとすると、１フレーム区間をライン数ｎで分割し、ライン順次に、信号波形選択のためのアドレス波形のパルスを発生する。信号は選択されたアドレスラインのパルス区間の間、選択する画素の場合はアドレスラインのパルス電圧と反対の極性にパルス電圧を与えることにより、大きな電圧を液晶にかけ、表示がＯＮとなり、非選択の画素の場合は、アドレスラインのパルス電圧と同一の極性にパルス電圧を与えることにより、小さな電圧を液晶にかけ、表示がＯＦＦとなる。
【００３４】
また、ＴＮ型液晶の電気光学効果は累積応答型であるため、その透過率は印加電圧の実効値によって決まる。このため、単純マトリックス駆動では、ＯＦＦ時にも、カラム（信号線）Ｘ１〜Ｘｍに印加するカラム電圧を０Ｖとするのではなく、１フレーム内で平均するとしきい値電圧以下となるようにすることにより、液晶が非表示となる。そして、単純マトリックス駆動手法の重要ポイントは、上記ＯＦＦ時の平均電圧をしきい値電圧以下にすることを条件として、ＯＮ電圧を偏光選択比において、液晶の立ち上がり方向が９５％以上存在するＶｓａｔ以上の電圧が液晶に印加されるようにすることである。
【００３５】
次に、本実施形態の駆動方法において、ＴＮ液晶を用いた単純マトリックス駆動について図８を参照して説明する。図８は、単純マトリクス駆動方法を実施する駆動回路の一具体例を示す図である。ＰＣ２１、あるいは３次元画像表示のウィンドウ表示部（図示しない）より、ウィンドウの範囲情報を入手する。電源は、ＰＣ２１より、あるいは外部電源より印加し、波形生成およびＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)２３に必要な電圧の生成を可変レギュレータ２２で行う。図８中、ＦＰＧＡ２３の役割は主に２種類ある。一つは、例えば１個のウィンドウのみを表示する場合は、アドレス信号用に２種類、カラム信号用に２種類の波形生成、すなわち、ＬＩＮＥ＿ＯＮ、ＬＩＮＥ＿ＯＦＦ、ＣＯＬＵＭＮ＿ＯＮ、ＣＯＬＵＭＮ＿ＯＦＦの４種類の電圧波形の生成をフレーム周波数に応じて、可変レギュレータ２２から発生される電圧に基づいて、ＭＵＸ（アナログスイッチ）に行わせる。すなわち、ＦＰＧＡ２３は、フレーム周波数に応じたタイミングで、ＭＵＸ２４において、ＬＩＮＥ＿ＯＮ、ＬＩＮＥ＿ＯＦＦの波形生成を行わせ、偏光可変セル４の各ラインに対して、ＭＵＸ２５によってＬＩＮＥ＿ＯＮ、ＬＩＮＥ＿ＯＦＦから１つの電圧波形を選択させ、この選択した電圧波形を対応するラインに印加する。また、ＦＰＧＡ２３は、フレーム周波数に応じたタイミングで、ＭＵＸ２６において、ＣＯＬＵＭＮ＿ＯＮ、ＣＯＬＵＭＮ＿ＯＦＦの波形生成を行わせ、偏光可変セル４の各カラムに対して、ＭＵＸ２７によってＣＯＬＵＭＮ＿ＯＮ、ＣＯＬＵＭＮ＿ＯＦＦから１つの電圧波形を選択させ、この選択した電圧波形を対応するカラムに印加する。もう一つの役割は、ＰＣ２１からのモード範囲指定を基にＯＮ／ＯＦＦのライン、カラムを区分けし、それぞれのライン／カラムにおいて、信号出力波形の選択を、ライン数、コラム数を足した数のＭＵＸ２４、２５、２６、２７を使用して行う。
【００３６】
また、例えば２個のウィンドウの表示を場合は、ＦＰＧＡ２３は、アドレス信号用に４種類、カラム信号用に４種類の波形生成を、可変レギュレータ２２から発生される電圧に基づいて、ＭＵＸ２４、２５、２６、２７に行わせる。ウィンドウ表示がＯＦＦの場合を０、ウィンドウ表示がＯＮの場合を１とし、かつ第１ウィンドウの表示（ｗｉｎｄｏｗ１）と第２ウィンドウの表示（ｗｉｎｄｏｗ２）のＯＮ／ＯＦＦの状態を、それぞれ（ｗｉｎｄｏｗ１，ｗｉｎｄｏｗ２）で表す。波形生成部２４、２５、２６、２７では、ＬＩＮＥ＿（００），ＬＩＮＥ＿（０１）、ＬＩＮＥ＿（１０）、ＬＩＮＥ＿（１１）、ＣＯＬＵＭＮ＿（００）、ＣＯＬＵＭＮ＿（０１）、ＣＯＬＵＭＮ＿（１０）、ＣＯＬＵＭＮ＿（１１）の８種類の電圧波形生成をフレーム周波数に応じて行う。もう一つの役割は、ＰＣ２１からのモード範囲指定を基に（００）、（０１）、（１０）、（１１）の状態をとるライン、カラムを区分けし、それぞれのライン／カラムにおいて、信号出力波形の選択を、ライン数、カラム数を足した数のＭＵＸを使用して行う。
【００３７】
次に、本実施形態において、例えば、高精細な２次元画像が全面に表示されている際に、長方形のウィンドウを任意の位置、大きさで３次元画像表示をする場合、または３次元画像が全面に表示されている際に、長方形のウィンドウを任意の位置、大きさで高精細な２次元画像表示を行う場合の駆動方法の特徴を以下に説明する。説明を簡単にするために、全面に高精細な２次元画像表示の中に３次元画像に関する少なくとも１個のウィンドウの表示を行う場合を説明する。逆も同様である。
（１）ウィンドウの個数をｐ（≧１）個とする。まず、アドレスラインのパルス電圧を印加する期間として、１フレーム区間をｐ箇所に区切り、同一ウィンドウの垂直軸方向の座標において、同一アドレス波形信号を入力する。
（２）ｐ個のウィンドウに注目し、垂直方向、水平方向に関してその座標がそれぞれのウィンドウを含むか含まないか（ウィンドウと重なるか重ならないか）を判定するフラグビットを伝送する。
（３）単純マトリックス駆動の平均電圧駆動を行う。アドレス電圧、カラム信号電圧も最大コントラストになる値と同じ値をとる。しかし、以下２点は一般的な単純マトリックス駆動方法と異なる点である。
（ａ）３次元画像のウィンドウ表示を行わない領域はアドレスラインのパルスは立てない。
（ｂ）複数のウィンドウが重複する座標のあるアドレスラインはアドレスのパルスも重複する。
【００３８】
上記３項目に関して以下に補足説明を行う。
（１）線順次駆動ではなく、あるラインがウィンドウを含むか含まないか、そしてそれぞれのウィンドウが２次元画像表示か３次元画像表示かを判定するフラグビットを立て、それぞれのタイミングでの電圧を切り換え器で選択する。
（２）（ｍ＋ｎ）×ｐ個のデータを伝送する。単純マトリックス駆動のように、ｍ×ｎの偏光方向の選択ビット（０、または１）を伝送しないため、データ転送量が少ないというメリットがある。
【００３９】
すなわち、本実施形態の駆動方法は、背景が３次元画像および２次元画像のうちの一方の画像で表示し、第１乃至第ｐ（ｐ≧１）のウィンドウが他方の画像で表示するときに、第ｉ（１≦ｉ≦ｐ）のウィンドウがアドレスラインと重なるか否かを示すアドレスラインに関する第ｉのフラグビットを立てるとともに第ｉのウィンドウがカラムラインと重なるか否かを示すカラムラインに関する第ｉのフラグビットを立てるステップと、
アドレスラインおよびカラムラインにそれぞれ印加する第１および第２パルスとして、平面表示装置の１フレーム期間をｐ個の区間に分割し、この分割された区間で第１および第２パルスの少なくとも一方の値が異なる２のｐ乗種類の波形をそれぞれ用意して、アドレスラインおよびカラムラインに関する第１乃至第ｐのフラグビットの値の組に対応付けるステップと、
ｎ本のアドレスラインおよびｍ本のカラムラインからそれぞれ、１本のアドレスラインおよびカラムラインを選択するステップと、
選択されたアドレスラインおよびカラムラインに関する第１乃至第ｐのフラグビットの値の組に対応する第１および第２パルスを、選択されたアドレスラインおよびカラムラインに印加するステップと、
を備えることにより、部分的にｐ個のウィンドウにおいて立体表示を行うとともに他の領域のおいては表示画素と同等の解像度で平面表示を行うか、あるいは部分的にｐ個のウィンドウにおいて表示画素と同等の解像度で平面表示を行うとともに他の領域においては立体画像表示を行う。
【００４０】
次に、本実施形態の駆動方法について、より具体的に説明する。
まず、背景が高精細な２次元画像上に一つの３次元画像表示のウィンドウがある場合を説明する。従来の単純マトリックス駆動方法において、ＴＮ液晶を用いた場合、遷移領域電圧幅Δが広いため、偏光可変セルの駆動電圧比（＝Ｖｏｎ／Ｖｏｆｆ）は解像度が増加すればするほど小さくなり、３次元画像表示、あるいは２次元画像表示は劣化する。そのため、偏光可変セルの解像度が高くなっても、アドレスラインの波形の種類を少なく維持するため、ウィンドウのある場所とウィンドウのない場所を、それぞれグルーピングを行い、各々に同一アドレス波形を入力する。この駆動方法のメリットは、偏光可変セルの解像度の増加にも関わらず、波形の種類がウィンドウの数で制限されることである。例えば、ウィンドウが１個の場合は、アドレス、カラムラインともそれぞれ２種類、ウィンドウが２個の場合は、アドレス、カラムラインともそれぞれ４種類となる。これを以下に説明する。
【００４１】
ある水平ラインにおいて、そのラインの一部、あるいは全体に３次元画像表示のウィンドウがある場合、フラグビットとして「１」を立て、ある水平ラインにおいて、そのラインに３次元画像表示ウィンドウがない場合は、フラグビットとして「０」を立てる。フラグビットが「１」の場合と、フラグビットが「０」の場合とで波形において区別を行うために、アドレス波形は２種類でよい。
【００４２】
次に、ある垂直ラインにおいて、そのラインの一部、あるいは全体に３次元画像表示ウィンドウがある場合、フラグビットとして「１」を立て、ある垂直ラインにおいて、そのラインに３次元画像表示ウィンドウがない場合は、フラグビットとして「０」を立てる。同様に、フラグビットが「１」の場合と、フラグビットが「０」の場合とで波形において区別を行うために、カラム波形は２種類でよい。
【００４３】
このことは、図９に示すように、３次元画像描画ビューアーソフトを制御するＰＣあるいは駆動装置から偏光可変セルへ伝送するデータとしては、アドレス信号線の解像度（本数）をｎ、カラム信号線の解像度（本数）をｍとすると、それぞれが２ビット（０かまたは１）の情報のみ伝送するので、合計（ｍ＋ｎ）ビットとなり、伝送データビットも、すべての解像度のビット情報を送る場合である（ｍ×ｎ）ビットに比べて少ない情報で済む。
【００４４】
また、図９に示すように、ウィンドウは、ウィンドウの左上の座標と右下の座標が決まれば一意に決まる。３次元画像を表示する際に用いられる平面表示装置としての液晶表示装置は高精細であることが多く、偏光可変セルはレンズピッチよりも高精細である必要はないため、それらの解像度は一致しないこともある。そのため、３次元画像を表示する際に用いられる平面表示装置としての液晶表示装置と、偏可変セルのウィンドウのサイズ、位置を一致させるため、座標変換を行う必要がある。これについて、図１０を参照して説明する。
【００４５】
まず、液晶表示装置と偏光可変セルのそれぞれの原点を一致させた場合を考える。この場合、３次元画像を表示する液晶表示装置上のウィンドウの左上の座標を（ｘｌｓ，ｙｌｓ）、右下の座標を（ｘｌｅ，ｙｌｅ）、１ピクセルの幅をｗｌｐとし、偏光可変セルのウィンドウの左上の座標を（ｘｈｓ，ｙｈｓ）、右下の座標を（ｘｈｅ，ｙｈｅ）、１ピクセルの幅をｗｈｐとすると、次式で簡単に座標変換できる。偏光可変セルの１ピクセル幅ｗｈｐを、３次元画像を表示する液晶表示装置の１ピクセル幅ｗｌｐの自然数倍（ｋ倍）にしておくと、変換後の座標が整数となり、表示劣化も起きない。
ｘｈｓ＝ｘｌｓ／ｗｈｐ×ｗｌｐ （２）
ｙｈｓ＝ｙｌｓ／ｗｈｐ×ｗｌｐ （３）
ｘｈｅ＝ｘｌｅ／ｗｈｐ×ｗｌｐ （４）
ｙｈｅ＝ｙｌｅ／ｗｈｐ×ｗｌｐ （５）
ｗｈｐ＝ｋ×ｗｌｐ
ここで、ｋは自然数を表す。
【００４６】
このように、３次元画像描画ビューアーソフトと連動することにより、ユーザの負担なしに、３次元画像の表示ができるように偏光可変セルの偏光方向を変化させるようにする。
【００４７】
また、図１１は、ある画素にアドレスのビット情報とカラムのビット情報を組み合わせた時、その画素が３次元画像表示か否かを示す図である。図１１よりわかるように、全面に２次元画像しているときに３次元画像のウィンドウを表示する場合、３次元画像の表示は、アドレスのビット情報とカラムのビット情報との論理積となる。
【００４８】
３次元画像を表示するウィンドウが１個の場合の駆動波形について
アドレス信号にかかる電圧は電極の片側にかかる電圧値で、コラム信号にかかる電圧は電極の一方の片側にかかる電圧値となり、それらの差分が液晶にかかる電圧振幅となる。また、１フレーム期間は例えば６０Ｈｚ駆動である。図１２は１フレームの半分の波形を表示している。１フレームの後半においては、電圧値を反転させることにより、一方向に電圧をかけた場合、液晶の劣化として起こる焼き付けを防止することができる。
【００４９】
図１２に示すように、アドレス信号において、その水平ラインに３Ｄウィンドウがある場合はｗ１のフラグが「１」となるようにし、無い場合はフラグが「０」となるようにする。コラム信号においても、その垂直ラインに３Ｄウィンドウがある場合はｗ１のフラグが「１」となるようにし、無い場合はフラグが「０」となるようにする。
【００５０】
アドレス波形において、
「０」の場合、電圧値
Ｖａ１「０」=０ （６）
とする。
【００５１】
次に、コラム波形であるが、図１１に示すように、(アドレスフラグ、コラムフラグ)が（０，０）と（０，１）の場合の両者とも３Ｄ表示がＯＦＦであるため、Ｖｔｈ以下の電圧振幅とする。そのため、
コラム波形において、
絶対値（Ｖａ１「０」−Ｖｃ１「０」）≦Ｖｔｈ
絶対値（Ｖａ１「０」−Ｖｃ１「１」）≦Ｖｔｈ
とする。ここで、上記２式を満たす場合でＶｃ１「０」、Ｖｃ１「１」の最大限度値を求めると
Ｖｃ１「０」=Ｖｔｈ （７）
Ｖｃ１「１」=−Ｖｔｈ （８）
とできる。
【００５２】
次に、(アドレスフラグ、コラムフラグ)が（１，０）の時に、３Ｄ表示がＯＦＦとなるめには、
Ｖａ１「１」−Ｖｃ１「０」＝Ｖａ１「１」−Ｖｄ≦Ｖｔｈ
が必要となる。ここで、
Ｖａ１「１」＝Ｖｔｈ＋Ｖｔｈ=2×Ｖｔｈ （９）
とできる。また、(アドレスフラグ、コラムフラグ)が（１，１）の時に３Ｄ表示がＯＮとなるためには、
Ｖａ１「１」−Ｖｃ１「１」≧Ｖｓａｔ （１０）
となる。（１０）式に（８）、（９）を代入すると
Ｖａ１「１」−Ｖｃ１「１」＝３×Ｖｔｈ≧Ｖｓａｔ （１１）
となる。図６に示したように、Ｖｓａｔが３．８Ｖ、Ｖｔｈが１．８Ｖとすると、（１１）式を満たすので、上記電圧値にて駆動可能である。
【００５３】
上記で、Ｖｄの上限値としては、Ｖｄ＝Ｖｔｈである。その時、Ｖｓａｔ＝５．５５Ｖとなり、偏光選択比の３次元画像表示としては十分となる。
【００５４】
例えば、図９で示したハッチング領域をＯＮする場合、ＯＮにするＹ座標ｙｈｓ〜ｙｈｅまでのラインを１．８（Ｖｔｈ）×２＝３．６Ｖにし、それ以外のラインに０Ｖ、その時のＯＮするＸ座標ｘｈｓ〜ｘｈｅまでのカラムに−１．８（Ｖｔｈ）Ｖ、それ以外のカラム（０〜ｘｈｓ−１、ｘｈｅ＋１〜１５）を＋１．８Ｖにする。この１回のライン選択で１フレームとなり、次のフレームは逆相にして交互に動作を繰り返す。これは、偏光可変セル４の液晶４ｃの焼き付きを防止するためである。このようにＯＮする範囲は、ライン方向とカラム方向で電圧差が最大となるようにし、ＯＦＦする場合は、電圧差が最小になるようにする。
【００５５】
２次元画像を表示する１つのウィンドウがある場合の駆動波形について
次に、背景が３次元画像上に２次元画像を表示する１つのウィンドウがある場合の駆動波形について説明する。この場合、ある画素にアドレスのビット情報とカラムのビット情報とが組み合わせられた時、図１３に示すように、３次元画像表示は、アドレスのビット情報と、カラムのビット情報との論理和となる。
【００５６】
図１４に示すように、アドレス信号において、その水平ラインに３Ｄウィンドウがある場合はｗ１のフラグが「１」となるようにし、無い場合はフラグが「０」となるようにする。コラム信号においても、その垂直ラインに３Ｄウィンドウがある場合はｗ１のフラグが「１」となるようにし、無い場合はフラグが「０」となるようにする。
【００５７】
アドレス波形において、
「０」の場合、電圧値
Ｖａ１「０」=−Ｖｔｈ／２ (１２)
とする。
【００５８】
次に、コラム波形であるが、図１３に示すように、(アドレスフラグ、コラムフラグ)が（０，０）の場合の３Ｄ表示がＯＦＦであるため、差分絶対値をＶｔｈ以下の電圧振幅とする。そのため、
コラム波形において、
絶対値（Ｖａ１「０」−Ｖｃｌ「０」）≦Ｖｔｈ
とする。ここで、一例として、
Ｖｃ１「０」＝Ｖｔｈ／２ (１３)
としてもよい。
【００５９】
次に、図１３に示すように、(アドレスフラグ、コラムフラグ)が（０，１）の場合の３Ｄ表示がＯＮであるため、
絶対値（Ｖａ１「０」−Ｖｃ１「１」）≧Ｖｓａｔ （１４）
とする。（１６）を（１７）に代入し、Ｖｃ１「１」の最低限度値を求めると
−Ｖｔｈ／２−Ｖｃ１「１」＝Ｖｓａｔとなるため、
Ｖｃ１「１」＝Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２ （１５）
が一例として考えられる。次に、(アドレスフラグ、コラムフラグ)が（１，０）の場合の３Ｄ表示がＯＦＦであるため、
絶対値（Ｖａ１「１」−Ｖｃ１「０」）≧Ｖｓａｔ （１６）
とする。(１５)を（１６）に代入し、Ｖａ１「１」の最低限度値を求めると絶対値（Ｖａ１「１」−Ｖｔｈ／２）≧ＶｓａｔとなるためのＶａ１「１」の絶対値の最低限度値を求めると、−（Ｖａ１「１」−Ｖｔｈ／２）=−Ｖｓａｔを満たせばよい。
Ｖａ１「１」=−Ｖｓａｔ＋Ｖｔｈ／２ （１７）
が一例として考えられる。最後に、(アドレスフラグ、コラムフラグ)が（１，１）の場合の３Ｄ表示がＯＮであるためには
絶対値（Ｖａ１「１」−Ｖｃ１「１」）≧Ｖｓａｔ （１８）
を満たす。（１５）、（１７）を（１８）に代入すると
Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２−(−Ｖｓａｔ＋Ｖｔｈ／２)＝２×Ｖｓａｔ―Ｖｔｈ≧Ｖｓａｔ
となり、Ｖｓａｔが３．８Ｖ、Ｖｔｈが１．８Ｖとすると、（１８）式を満たすため、上記電圧値にて駆動可能である。
【００６０】
この場合も、偏光可変セル４の液晶４ｃの焼き付けを防止するために、ウィンドウで２次元画像表示する場合、アドレス信号パルス電圧Ｖａは−Ｖｔｈ／２、Ｖｔｈ／２を交互に繰り返し、カラム信号パルス電圧ＶｄはＶｔｈ／２、−Ｖｔｈ／２を交互に繰り返す。また、３次元画像表示するウィンドウ以外の領域では、アドレス信号パルス電圧Ｖａは、 −（Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２）、（Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２）を交互に繰り返し、カラム信号パルス電圧Ｖｄは、（Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２）、−（Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２）を交互に繰り返す。
【００６１】
３次元画像表示ウィンドウが２つある場合の駆動波形について
次に、図１５に示すように背景が高精細な２次元画像上に２つの３次元画像表示ウィンドウがある場合の駆動波形について説明する。
【００６２】
ある水平ライン（走査線）において、そのラインの一部、あるいは全体にｗｉｎｄｏｗ１と名づけた３次元画像表示のウィンドウがある場合、フラグビットとして「１」を立て、ある水平ラインにおいて、そのラインに３次元画像表示のウィンドウが無い場合は、フラグビットとして「０」を立てる。次に、ｗｉｎｄｏｗ２と名づけた３次元画像表示のウィンドウがある場合、フラグビットとして「１」を立て、ある水平ラインにおいて、そのラインに３次元画像表示のウィンドウが無い場合は、フラグビットとして「０」を立てる。ｗｉｎｄｏｗ１、ｗｉｎｄｏｗ２に関してそれぞれ、図１６に示すようにフラグビットが「１」の場合と、フラグビットが「０」の場合で、波形において区別を行うためにアドレス波形は４種類となる。同様に、カラム波形においても、ｗｉｎｄｏｗ１、ｗｉｎｄｏｗ２に関してそれぞれ、図１７に示すように、フラグビットが「１」の場合と、フラグビットが「０」の場合で、波形において区別を行うためにアドレス波形は４種類となる。図１７にアドレス波形、カラム波形の一具体例を示す。
【００６３】
Ｖｔｈ＝１．８Ｖ、Ｖｓａｔ＝３．８Ｖとし、ｗｉｎｄｏｗ１のフラグビットをｗ１，ｗｉｎｄｏｗ２のフラグビットをＷ２とすると、アドレス信号パルス電圧Ｖａは、（ｗ１，ｗ２）が（０，０）、（０，１）、（１，０）、（１，１）の場合に応じて図１７に示すパルス電圧を印加する。
【００６４】
図１７は、１フレームの半分の波形を表示している。１フレームの後半においては、電圧値を反転させることにより、一方向に電圧をかけた場合、液晶の劣化として起こる焼き付けを防止することができる。また、図１７は１／２フレームを１／２に分割し、前半をウィンドウ１のフラグ情報による電圧値とし、後半をウィンドウ２のフラグ情報による電圧値とする。
【００６５】
電圧値は３次元画像を表示するウィンドウが１個の場合、駆動波形の電圧値と同様でよい。すなわち、ウィンドウ１が水平ラインに含まれている場合は１／２フレームの前半が、
Ｖａ「１」＝Ｖｔｈ×２ （１９）
をとり、ウィンドウ２が水平ラインに含まれている場合は１／２フレームの後半が、
Ｖａ「１」＝Ｖｔｈ×２
をとる。同様に、ウィンドウ１が水平ラインに含まれていない場合は１／２フレームの前半が、
Ｖａ「０」＝０ （２０）
をとり、ウィンドウ２が水平ラインに含まれていない場合は１／２フレームの後半が、
Ｖａ「０」＝０
をとる。コラムラインに関しても同様である。ウィンドウ１が垂直ラインに含まれている場合は１／２フレームの前半が、
Ｖd「１」＝Ｖｔｈ （２１）
をとり、ウィンドウ２が垂直ラインに含まれている場合は1/2フレームの後半が、
Ｖd「１」＝ Ｖｔｈ
をとる。同様に、ウィンドウ１が垂直ラインに含まれていない場合は１／２フレームの前半が、
Ｖａ「０」＝−Ｖｔｈ （２２）
をとり、ウィンドウ２が垂直ラインに含まれていない場合は１／２フレームの後半が、
Ｖａ「０」＝−Ｖｔｈ
をとる。図１６の右側に、上記電圧値を印加した時の、ウィンドウ１、ウィンドウ２の３Ｄ表示モードのＯＮ、ＯＦＦについて記載する。
【００６６】
なお、本例においては、偏光可変セル４の液晶４ｃの焼き付けを防止するために、あるフレームでは図１７に示すパルス電圧を印加し、次のフレームでは、図１７に示すパルス電圧を反転した電圧（符号を反転した電圧）を印加する。
【００６７】
アドレス信号電圧Ｖａの最大値がデータ信号電圧Ｖｄの最大値の２倍であり、データ信号電圧の最大値をしきい値電圧Ｖｔｈ以下にしておくと、アドレス信号とデータ信号の差（＝データ信号電圧）の最大値も、しきい値電圧Ｖｔｈ以下になる。
【００６８】
ＴＮ液晶は累積応答型であるため、１フレーム内に分割して印加した電圧は以下のように計算できる。
【数２】
【００６９】
アドレス信号が（０，０）、カラム信号が（０，０）となる場合は、液晶にかかる電圧が１／２フレームにわたって、Ｖｔｈであるため、ウィンドウ１の時と同様に３Ｄ表示モードはＯＦＦとなる。
【００７０】
アドレス信号が（０，１）、カラム信号が（０，１）で、ｗｉｎｄｏｗ２の３次元画像表示枠内にある画素にかかる電圧を計算する。すると、下記の（２４）式となる。
【数３】
となる。ここで、Ｔは１フレーム期間を表す。
【００７１】
上記Ｖａ＝３．６Ｖ、Ｖｄ＝１．８Ｖとすると、Ｖｏｎは４．０２Ｖとなり、しきい値電圧Ｖｔｈを超えている。
【００７２】
また、アドレス信号が（０，１）、カラム信号が（１，０）で、ｗｉｎｄｏｗ２の３次元画像表示枠外にある画素に印加される電圧を計算する。
【数４】
となる。上記Ｖａ＝３．６Ｖ、Ｖｄ＝１．８Ｖとすると、Ｖｏｆｆは１．８Ｖとなり、しきい値電圧Ｖｔｈ以下となる。
【００７３】
図１７に、１フレームにおける液晶に印加される電圧を示すが、仕様を満たす駆動電圧となる。アドレス信号が（１，１）、カラム信号が（１，１）の場合は、１／２フレームにわたって、３×Ｖｔｈ＞Ｖｓａｔであるため、３次元画像表示がＯＮとなる。ここで、ＶａがＶｄの２倍であることにより、Ｖａ−Ｖｄ＝Ｖｄとなる。このことは、アドレス波形において、電圧が０でもＶａでも、ＶｄがＶａと同極性、すなわち、カラム波形がＯＦＦとなっていると、液晶に印加される電圧はしきい値電圧Ｖｔｈ以下になり、選択されないことになる。これにより、ｗｉｎｄｏｗ１，ｗｉｎｄｏｗ２が両方あるラインでは、フレームの前半と後半の両方ともＶａとなるが、カラム波形において、非選択である場合（２次元画像表示モードでビット０）、液晶に印加される電圧はしきい値電圧Ｖｔｈ以下となる。ただし、液晶がしきい値特性が悪いものであると、Ｖｏｎ＝４．０２Ｖにおいて、偏光選択比が劣化するため、３次元画像表示が劣化する場合がある。やはり、ＴＮ液晶の種類においても、Ｖ−Ｔ曲線の良いものを選択する必要がある。
【００７４】
２次元画像表示のウィンドウが２個ある場合の駆動波形について
次に、背景が３次元画像表示である時に、２つの高精細な２次元画像表示のウィンドウがある場合の駆動波形を説明する。
【００７５】
ある水平ラインにおいて、そのラインの一部、あるいは全体にｗｉｎｄｏｗ１と名づけた２次元画像表示ウィンドウがある場合、フラグビットとして「０」を立て、ある水平ラインにおいて、そのラインに２次元画像表示ウィンドウが無い場合は、フラグビットとして「１」を立てる。次に、ｗｉｎｄｏｗ２と名づけた２次元画像表示ウィンドウがある場合、フラグビットとして「０」を立て、ある水平ラインにおいて、そのラインに２次元画像表示ウィンドウが無い場合は、フラグビットとして「１」を立てる。ｗｉｎｄｏｗ１、ｗｉｎｄｏｗ２に関してそれぞれ、図１８に示すように、フラグビットが「１」の場合と、フラグビットが「０」の場合とで、波形において区別を行うためにアドレス波形は４種類となる。
【００７６】
同様に、カラム波形においても、ｗｉｎｄｏｗ１、ｗｉｎｄｏｗ２に関してそれぞれ、図１９に示すようにフラグビットが「１」の場合と、フラグビットが「０」の場合とで、波形において区別を行うためにアドレス波形は４種類となる。この時のアドレス波形、カラム波形の一具体例を図２０に示す。
【００７７】
Ｖｔｈ＝１．８Ｖ、Ｖｓａｔ＝３．８Ｖとすると、アドレス信号パルス電圧は、（ｗ１，ｗ２）が（０，０）、（０，１）、（１，０）、（１，１）の場合に応じて図２０に示すパルス電圧を印加する。
【００７８】
図２０は、１フレームの半分の波形を表示している。１フレームの後半においては、電圧値を反転させることにより、一方向に電圧をかけた場合、液晶の劣化として起こる焼き付けを防止することができる。また、図２０は１／２フレームを１／２に分割し、前半をウィンドウ１のフラグ情報による電圧値とし、後半をウィンドウ２のフラグ情報による電圧値とする。
【００７９】
電圧値は全画面が３次元画像表示の状態で、２次元画像を表示するウィンドウが１個の場合、駆動波形の電圧値と異なる。すなわち、ウィンドウ１が水平ラインに含まれている場合は１／２フレームの前半が、(ｗ１アドレスフラグ、ｗ２アドレスフラグ、ｗ１コラムフラグ、ｗ２コラムフラグ)＝（０，０，０，０）、（０，１，０，０）、（１，０，０，０）、（０，０，１，０）、（０，０，０，１）、（０，１，０，１）、（１，０，１，０）の時、２Ｄ表示となる。すなわち、ｗ１のコラムとアドレスが同時に０となる位置、あるいは、ｗ２のコラムとアドレスが同時に０となる位置が２Ｄ表示となる。
【００８０】
２Ｄウィンドウが１個ある場合の図１４の電圧値と２個ある場合の図２０の電圧値が異なる。（ｗ１アドレスフラグ、ｗ２アドレスフラグ、ｗ１コラムフラグ、ｗ２コラムフラグ）＝（０，１，０，１）、（１，０，１，０）の時に、３Ｄ表示となるからである。
【００８１】
そこで、２個の２ＤＷｉｎｄｏｗの場合は、以下の方法をとることができる。図２０において、ｗ１が０をとる場合において、ｗ２が０、あるいは１をとるかに応じて、異なる電圧値をとる。すなわち、ｗ１，ｗ２の組み合わせで、平均化電圧が２Ｄ表示となるしきい値電圧以下、あるいは、３Ｄ表示となる飽和電圧以上がかかるようにする。１例として、図２０があげられる。
【００８２】
フラグに関してＶａ（Ｗ１，Ｗ２）＝（１，０）、Ｖｄ（Ｗ１，Ｗ２）＝（１，０）の場合、ウィンドウ１が２Ｄ表示になることを意味する。アドレスラインにかかる電圧は図２０に示すように、
１／２フレームの前半が
Ｖａ（０〜１／４フレーム）（１，０）＝Ｖｔｈ×２
Ｖａ（１／４〜１／２フレーム）（１，０）＝０
とし、１／２フレーム以降に関しては、液晶の焼き付け防止のため、
Ｖａ（１／２〜３／４フレーム）（１，０）＝−Ｖｔｈ×２
Ｖａ（３／４〜１フレーム）（１，０）＝０
と反転した電圧を印加する。コラムラインにかかる電圧は図２０に示すように、
１／２フレームの前半が
Ｖｄ（０〜１／４フレーム）（１，０）＝Ｖｔｈ
Ｖd（１／４〜１／２フレーム）（１，０）＝−Ｖｔｈ
とし、１／２フレーム以降に関しては、液晶の焼き付け防止のため、
Ｖd（１／２〜３／４フレーム）（１，０）＝Ｖｔｈ
Ｖd（３／４〜１フレーム）（１，０）＝−Ｖｔｈ
と反転した電圧を印加する。
【００８３】
上記により、液晶にかかる電圧は、０〜１／４フレーム、１／４〜１／２フレームにおいて、同一電圧値でＶｔｈとなる。そのため、２Ｄ表示が維持できる。
【００８４】
同様に、フラグに関してＶａ（Ｗ１，Ｗ２）＝（１，０），Ｖｄ（Ｗ１，Ｗ２）＝（０，１）の場合、ウィンドウ１が２Ｄ表示になることを意味する。アドレスラインにかかる電圧は図２０に示すように、
１／２フレームの前半が
Ｖａ（０〜１／４フレーム）（１，０）＝Ｖｔｈ×２
Ｖａ（１／４〜１／２フレーム）（１，０）＝０
とし、１／２フレーム以降に関しては、液晶の焼きつき防止のため、
Ｖａ（１／２〜３／４フレーム）（１，０）＝−Ｖｔｈ×２
Ｖａ（３／４〜１フレーム）（１，０）＝０
と反転した電圧を印加する。コラムラインにかかる電圧は図２０に示すように、
１／２フレームの前半が
Ｖd（０〜１／４フレーム）（１，０）＝−Ｖｔｈ
Ｖd（１／４〜１／２フレーム）（１，０）＝Ｖｔｈ
とし、1/2フレーム以降に関しては、液晶の焼き付け防止のため、
Ｖd（１／２〜３／４フレーム）（１，０）＝−Ｖｔｈ
Ｖd（３／４〜１フレーム）（１，０）＝Ｖｔｈ
と反転した電圧を印加する。
【００８５】
上記により、液晶にかかる電圧は、０〜１／４フレームにおいてＶｔｈ×３、１／４〜１／２フレームにおいてＶｔｈが液晶に印加される。（２３）式に代入すると
Ｖ平均＝√5×Ｖｔｈ
となる。Ｖｔｈ=１．８Ｖ，Ｖｓａｔ＝３．８Ｖとすると
Ｖ平均＝４．０２Ｖ＞Ｖｓａｔ
となるため、３Ｄ表示が可能となる。
【００８６】
図２０にｗ１，ｗ２のフラグの組み合わせと液晶にかかる電圧について記述したが、ウィンドウ１，２のどちらかがＯＦＦの時は、３Ｄ表示もＯＦＦになっており、所望の表示ができる。
【００８７】
なお、本例では、偏光可変セル４の液晶４ｃの焼き付けを防止するために、あるフレームでは図２０に示すパルス電圧を印加し、次のフレームでは、図２０に示すパルス電圧を反転した電圧（符号を反転した電圧）を印加する。
【００８８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による立体画像表示装置の駆動方法を説明する。本実施形態の駆動方法は、第１実施形態の駆動方法と同様に図１に示す立体画像表示装置に用いられるが、第１実施形態の駆動方法とは、偏光可変セル４の駆動方法が異なっており、コントラストを最大にする駆動方法である。
【００８９】
本実施形態の駆動方法に係る偏光可変セル４の駆動について説明する。１個のウィンドウの場合、高精細な２次元画像の中に３次元画像表示のウィンドウがある場合と、３次元画像の背景の中に２次元画像表示のウィンドウある場合で波形が全く異なる。そのため、電圧値を０Ｖも含めると５種類用意する必要がある。しかし、３次元画像表示のウィンドウが無いアドレス波形においても、アドレス電圧を印加することにより、より簡単な電圧駆動を行うことができる。
【００９０】
３次元画像表示ウィンドウがｐ（≧１）個ある場合の駆動波形について
まず、高精細な２次元画像の中に３次元画像表示のウィンドウがｐ個ある場合の波形について説明する。
【００９１】
ある水平ラインにおいて、そのラインの一部、あるいは全体に３次元画像表示のウィンドウがある場合、フラグビットとして、「１」を立て、ある水平ラインにおいて、そのラインに３次元画像表示ウィンドウが無い場合は、フラグビットとして「０」を立てる。フラグビットが「１」の場合と、フラグビットが「０」の場合とで、波形において区別を行うためにアドレス波形は２種類でよい。
【００９２】
次に、ある垂直ラインにおいて、そのラインの一部、あるいは全体に３次元画像表示のウィンドウがある場合、フラグビットとして「１」を立て、ある垂直ラインにおいて、そのラインに３次元画像表示ウィンドウが無い場合は、フラグビットとして「０」を立てる。同様に、フラグビットが「１」の場合と、フラグビットが「０」の場合とで、波形において区別を行うためにカラム波形は２種類でよい。
【００９３】
本実施形態の駆動方法においては、偏光可変セル４を構成するＴＮ液晶に電圧をかけて液晶のダイレクタが立ち上がり始める電圧をＶｔｈ、液晶が９５％立ち上がった時の電圧をＶｓａｔとした場合、ｐ個のウィンドウ領域に関して偏光方向を変化させ、このｐ個のウィンドウ領域以外に関して偏光方向を変化させない。偏光可変セル４の対向する２枚の透明基板の一方の基板上に、第１の方向（例えば、水平方向）にｎ個の透明電極を設置し、これらのｎ個の透明電極にアドレスライン番号をそれぞれ１からｎを割り当てる。また、もう一方の透明基板上に、第１の方向と略直交する方向（例えば、垂直方向）にｍ個の透明電極を設置し、これらのｍ個の透明電極にカラムライン番号を１からｍを割り当てる。この時、水平方向のラインの駆動波形（アドレス波形）において、１フレーム期間を（ｐ＋１）個分の幅に等分し、それぞれの最大電圧がＶａとなる（ｐ＋１）個分の波形をライン番号の小さい順に順次印加していくのではなく、ｋ（１≦ｋ≦ｐ）番目のウィンドウと重なる複数のラインに対して、１フレーム内の中でｋ番目にＶａの電圧値を有する同一のパルス波形を印加する。なお、どのウィンドウとも重ならないラインに対しては、（ｐ＋１）番目に最大電圧値Ｖａを有する同一のパルス波形を印加する。
【００９４】
一方、垂直方向のカラム信号線には、１フレームを（ｐ＋１）個で等分に分割し、ｋ番目のウィンドウと重なるカラム信号線においては、１フレーム内の中でｋ番目に―Ｖｄの電圧値をもつ同一のパルス信号を印加するとともにｋ番目と異なるウィンドウと重なるカラム信号線にはＶｄの電圧値をもつ同一のパルス信号を印可し、さらに、どのウィンドウとも重ならないカラム信号には常にＶｄの電圧を印加する。なお、１フレームを（ｐ＋１）個に分割し、上述したような駆動波形として印加するのは、偏光可変セル４を構成する液晶はＴＮ液晶であって、その駆動電圧が１フレーム期間に印加される電圧の平均値によって設定されるからである。
【００９５】
このときのアドレスラインおよびカラム信号線に印加される駆動波形の一具体例を図 ２１に示す。アドレス１〜アドレスｐは、それぞれ第１番目のウィンドウ〜第ｐ番目のウィンドウと重なるアドレスラインに印加する電圧波形を示し、選択されたときは、Ｖａの電圧が印加され、その他のときは、０Ｖの電圧が印加される。また、カラム１〜カラムｐは、それぞれ第１番目のウィンドウ〜第ｐ番目のウィンドウと重なるカラム信号線に印加する電圧波形を示し、選択されたときは−Ｖｄの電圧が印加され、その他のときは＋Ｖｄの電圧が印加される。アドレス電圧を常にかけているので、平均電圧駆動の最大コントラストでの駆動を行うとよい。しきい値電圧をＶｔｈとおくと、非特許文献１より、アドレスラインの波形がｎ個ある時は、ＶａおよびＶｄを以下の式
【数５】
にしたがった値とすると、コントラストが最大、すなわち偏光選択比が最大となる。
【００９６】
２次元画像表示ウィンドウがｐ個ある場合の駆動波形について
次に、３次元画像の背景の中に２次元画像表示のウィンドウある場合の波形の一具体例を図２２に示す。図２２に示すように、アドレス電圧は、図２１に示すアドレス電圧と同一で、カラム電圧は、図２１に示すカラム電圧を反転した波形となっている。また、図９と図１９とを比較すると、ウィンドウが、３次元画像表示（ビット１）か、２次元画像表示（ビット０）となる違いがある。そのため、３次元画像表示の背景中に２次元画像表示ウィンドウがｐ個ある場合は、アドレスラインの駆動波形において、１からｐ番目までのアドレス駆動波形はフラグビットｗ１が「０」となり、ｐ＋１番目のアドレス駆動波形はフラグビットｗ１が「１」となる。
【００９７】
一方、高精細な２次元画像の背景の中に３次元画像表示のウィンドウがある場合は、１からｐ番目までのアドレス駆動波形はフラグビットｗ１が「１」となり、ｐ＋１番目のアドレス駆動波形はフラグビットｗ１が「０」となる。
【００９８】
本実施形態において、高精細な２次元画像の背景の中に３次元画像表示のウィンドウが１個ある場合の駆動波形を図２３に示す。
【００９９】
また、本実施形態において、３次元画像表示の背景の中に２次元画像表示のウィンドウが１個ある場合の駆動波形を図２４に示す。
【０１００】
アドレス駆動波形がｎ個ある時のＶａ、Ｖｄを、図２のＶ−Ｔ曲線を有する液晶について、（２６）式、（２７）式を用いて計算し、平均的に液晶に印可される電圧を計算した結果を図２５に示す。ここで、Ｖａ−Ｖｄ＜Ｖｄとなるような、ＶａとＶｄの差が小さい場合、高精細な２次元画像表示中に３次元画像表示のウィンドウがある場合、アドレスラインにおいて複数のパルスにＶａがかかっている場合にも表示劣化のない部分的な３次元画像表示ができる。これは、アドレス駆動波形において、電圧が０ＶでもＶａでも、ＶｄがＶａと同極性、すなわち、カラム駆動波形がＯＦＦとなっていると、液晶にかかる電圧はしきい値以下になり、選択されないことになる。これにより、ｗｉｎｄｏｗ１，ｗｉｎｄｏｗ２が両方と重なるラインでは、フレームの前半と後半の両方とも印加される電圧はＶａとなるが、カラム波形において、非選択である場合（２次元画像表示モードでフラグビットは「０」）、液晶にかかる電圧はしきい値電圧以下となる。
【０１０１】
あるライン上に偏光方向を変化させるｋ番目のウィンドウが存在し、かつそのライン上においてはすべて同一のカラムラインに上記ｋ番目のウィンドウが存在する場合、そのライン、あるいはカラムが互いに隣接した領域ではなく、離散的に存在するようにすることにより、格子状に複数のウィンドウを作成する場合の偏光可変セル４上のウィンドウの分布例を図２６に示す。
【０１０２】
２Ｄ表示ウィンドウの中に３Ｄ表示ウィンドウを１箇所表示する時は、アドレスライン、コラムラインにおいて、ウィンドウ１のフラグ１を通常は連続してある範囲だけ立てるようにする。しかし、図２６のウィンドウ１に示すように、ウィンドウ１のフラグ１を複数箇所に分けて連続してある範囲だけ立てるようにすることもできる。その場合、ウィンドウ１の領域において、アドレスラインとコラムラインのフラグが１がたっている場所で、アドレスラインとコラムラインの論理積が１の部分は３Ｄ表示となる。例えば、アドレスラインとコラムラインのフラグが１がたっている範囲が２箇所ずつある場合、２×２＝４ウィンドウの３Ｄ表示が可能となる。
【０１０３】
単純マトリックス駆動の場合は長方形のウィンドウにおいて有効であるが、任意の楕円、ひし形のようなウィンドウでは、アドレスラインごとのウィンドウにおいて、３次元画像表示となる画素の数や位置が、一定に決まらない。そのため、アドレス駆動波形の数が多くなり、ＯＮ／ＯＦＦの電圧比、すなわち偏光選択比が小さくなり、３次元画像表示が劣化する。そこで、予め３次元画像を表示したい領域が決まっている場合は、図２７に示すように透明電極の形状を楕円、ひし形の形状にしておけば、任意のウィンドウの形状で表示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の各実施形態による駆動方法が適用される立体画像表示装置を示す斜視図。
【図２】偏光可変セルに用いられるＴＮ液晶のＶ―Ｔ曲線を示す図。
【図３】２次元画像表示モードにおける偏光可変セルの液晶の状態を説明する図。
【図４】３次元画像表示モードにおける偏光可変セルの液晶の状態を説明する図。
【図５】一つの要素画像のみ点灯させた時の輝度の角度依存性を示す図。
【図６】中心輝度と周辺輝度との比に関する液晶の印加電圧の依存性を示す図。
【図７】単純マトリクス駆動方式の電極構造を示す図。
【図８】第１実施形態の駆動方法を実施する駆動装置の概要を示す図。
【図９】第１実施形態において、２次元画像表示の背景中に３次元画像表示のウィンドウが１個ある場合のウィンドウの配置とフラグビットを説明する図。
【図１０】第１実施形態において、３次元画像ビューアーと偏光可変セルとの間の座標変換を説明する図。
【図１１】第１実施形態において、アドレスビット情報およびカラムビット情報と、３次元画像表示との関係を示す図。
【図１２】第１実施形態において、２次元画像表示の背景中に３次元画像を表示するウィンドウが１個ある場合の駆動波形図。
【図１３】第１実施形態において、アドレスビット情報およびカラムビット情報と、３次元画像表示との関係を示す図。
【図１４】第１実施形態において、３次元画像表示の背景中に２次元画像を表示するウィンドウが１個ある場合の駆動波形図。
【図１５】第１実施形態において、２次元画像表示の背景中に３次元画像を表示するウィンドウが２個ある場合の、ウィンドウの配置とフラグビットを説明する図。
【図１６】第１実施形態において、２次元画像表示の背景中に３次元画像を表示するウィンドウが２個ある場合の、ラインとカラムに印加する駆動波形と表示モードの関係を示す図。
【図１７】第１実施形態において、２次元画像表示の背景中に３次元画像を表示するウィンドウが２個ある場合の駆動波形図。
【図１８】第１実施形態において、３次元画像表示の背景中に２次元画像を表示するウィンドウが２個ある場合の、ラインとカラムに印加する駆動波形と表示モードの関係を示す図。
【図１９】第１実施形態において、３次元画像表示の背景中に２次元画像を表示するウィンドウが２個ある場合の、ウィンドウの配置とフラグビットを説明する図。
【図２０】第１実施形態において、２次元画像表示の背景中に３次元画像を表示するウィンドウが２個ある場合の駆動波形図。
【図２１】第２実施形態において、２次元画像表示の背景中に３次元画像を表示するウィンドウがｐ個ある場合の駆動波形図。
【図２２】第２実施形態において、３次元画像表示の背景中に２次元画像を表示するウィンドウがｐ個ある場合の駆動波形図。
【図２３】第２実施形態において、２次元画像表示の背景中に３次元画像を表示するウィンドウが１個ある場合の駆動波形図。
【図２４】第２実施形態において、３次元画像表示の背景中に２次元画像を表示するウィンドウが１個ある場合の駆動波形図。
【図２５】第２実施形態におけるラインとコラムに印加される駆動波形の最大電圧値を示す図。
【図２６】格子状に複数のウィンドウを配置する場合を説明する図。
【図２７】任意のウィンドウ形状を形成するための電極の形状を示す図。
【符号の説明】
【０１０５】
２ 平面表示装置
２ａ 画素
２ａ１ サブピクセル（赤）
２ａ２ サブピクセル（緑）
２ａ３ サブピクセル（青）
４ 偏光可変セル
４ａ 透明電極基板
４ｂ 透明電極基板
４ｃ 液晶（ＴＮ液晶）
６ 光線制御素子
６ａ 透明基板
６ｂ レンズ基板
６ｃ 複屈折性物質
１１ ２次元画像表示モードの偏光方向
１２ ３次元画像表示モードの偏光方向
５１ ラビング方向
５２ ラビング方向
５４ 電源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元画像および３次元画像のうちの一方の画像が表示されているときに、他方の画像を部分的に表示することが可能な立体画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の視差画像を表示するインテグラルフォトグラフィー法（以下、ＩＰ法）あるいは光線再生法と呼ばれる、立体像を何らかの方法で記録しこれを立体像として再生する方法が知られている。左右の眼から物体を見たときに、近い距離にあるＡ点をみた時の左右の眼と成す角度をα、遠い距離にあるＢ点をみた時の左右の眼となす角度をβとすると、αとβはその物体と観察者の位置関係に応じて異なる。この（α―β）を両眼視差と呼び、人はこの両眼視差に敏感で立体視をすることができる。
【０００３】
近年、眼鏡無しの立体画像表示装置の開発が進んでいる。これらの多くは通常の２次元の平面表示装置を用いるが、その平面表示装置の前面、あるいは背面に何らかの光線制御素子を置くことにより、先に述べた両眼視差を利用し、観察者から見た時、あたかも平面表示装置から前後数ｃｍの距離の物体から光線が出ているように平面表示装置からの光線の角度を制御することにより可能となる。これは、平面表示装置の高精細化により、平面表示装置の光線を数種類の角度（視差と呼ぶ）に振り分けても、ある程度高精細の画像を得ることができるようになったためである。
【０００４】
このように、ＩＰ法を立体画像表示装置に適用した３次元画像表示方法をＩＩ（インテグラルイメージング）方式と呼ぶ。ＩＩ方式において、一つのレンズから射出される光線は要素画像群の数に相当する。通常、視差数と呼び、それぞれのレンズにおいて、視差光線は平行に射出される。このＩＩ方式は、観測者の位置、あるいは観測者の見る角度によって、１視差の画像、２視差の画像、３視差の画像という異なる画像を見ることになる。そのため、観測者は右目と左目に入る視差により、立体を知覚する。レンチキュラーレンズを光線制御素子として用いた場合、スリットに比べて、光の利用効率が高いため表示が明るいというメリットがある。また、レンズアレイと画素間のギャップはレンズの略焦点距離ほど離した方が良く、そうすると一つの画素を一つの方向に射出することができ、見る角度によって異なる視差画像を見ることができる。
【０００５】
複屈折性をもつ物質として最も良く知られているものが方解石である。また、複屈折の光学的な応用として、位相差フィルムに使用される延伸フィルムがある。具体的にはアートン（ＪＳＲ（株））、ポリカーボネート（日東電工（株））などがよく知られている。
【０００６】
また、液晶も複屈折性をもつ。液晶は分子が細長い形をしており、その分子の長手方向のダイレクタと呼ばれる分子の方向に屈折率の異方性が生じる。例えば、ネマティック液晶の分子の多くは細長い分子であり、その長軸方向をそろえて配向しているが、分子の位置関係はランダムである。分子の配向方向がそろっているといっても、使用する雰囲気が絶対零度ではないので完全に平行ではなく、ある程度ゆらぎ（オーダーパラメータＳで表す）があるが、局所領域をみればほぼ一方向を向いているといえる。そこで、巨視的には十分小さいが、液晶分子の大きさに比べれば十分に大きな領域を考えた時、その中での平均的な分子の配向方向は単位ベクトルｎを用いて表され、それをダイレクタまたは配向ベクトルという。ダイレクタが基板にほぼ平行となる配向をホモジニアス配向という。液晶の最大の特徴の一つが光学的な異方性にある。特に、結晶などの他の異方性媒質に比べて分子の配列の自由度が高いため、複屈折性の目安である長軸と短軸の屈折率の差が大きい。
【０００７】
この液晶を駆動する駆動方式の一つである単純マトリックス駆動は、１列に並んだ行電極Ｘｎと列電極Ｙｍで液晶層を挟んだ構成をしており、これらの電極の交わった部分（画素）に選択的に電圧を印可して液晶を動作させるものである。この駆動方法においては、電極を透明電極で構成し、個々の画素には個別にＯＮ、ＯＦＦを制御するトランジスタは設けられていない。そのため、配線を隠すためのブラックマトリックスは存在しないため、輝度を明るくできるというメリットがある。
【０００８】
液晶を駆動するもう一つの駆動方式であるアクティブマトリックス駆動は、液晶の電気光学効果自身にメモリー性を付与し、例えば、いったんＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り換えたときに、フレーム周期の間に定常的に電圧が加わっているならば、表示容量を大幅に増やしても原理的に高品位の表示が可能となる。このようなメモリー性を持った素子としては、トランジスタやダイオードなどの能動素子があり、アクティブマトリックス方式は、この能動素子を画素毎を付加した構成となっている。このアクティブマトリックス方式のメリットとしては、クロストークの心配がなく、高精細でかつ、波長依存性のない偏光切り換えが可能であることである（非特許文献１参照）。
【０００９】
また、フレーム応答を抑制する方法は、単純マトリックス駆動において、選択パルスと非選択パルスとの電位差を小さくすることである。パルス幅を小さくせずに選択パルス間隔を短くする方法として、従来の線順次走査ではなく、複数の走査線を同時に選択する複数ライン同時選択法（ＭＬＳ： Multi-Line Selection）がある（非特許文献２参照）。
【非特許文献１】Y. Yoshino and M. Ozaki 「液晶とディスプレイ応用の基礎」，コロナ社
【非特許文献２】Y. Kaneko,et al.”Full Color STN Video LCDs”, Eurodisplay ’90 Digest, p.100, 1990
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
立体画像表示装置においては、光線制御素子の背面にある平面表示装置の画像情報はそれぞれの視差画像に割り振られるため、背面にある元の平面表示装置に比較し、解像度が低下する。そこで、同一立体表示装置において、高精細な２次元画像表示と立体感のある３次元画像表示を切り替えられる機能が望まれている。さらに、同一表示面において、高精細な２次元画像表示、３次元画像表示が混在する機能、すなわち部分的に２次元画像と３次元画像の切り換えを行うことの可能な機能への要望も高い。部分的に、２次元画像と３次元画像との切り換えを実現するためには、偏光可変セルを設け、この偏光可変セルの液晶に電圧をかける電極をＸ座標分およびＹ座標分、分割し、それぞれの領域に応じて個別の電圧をかけなければならない。
【００１１】
偏光可変セルの駆動方法には大きく分けて、次の３種類がある。
（１）セグメント駆動
（２）単純マトリックス駆動
（３）アクティブマトリックス駆動
【００１２】
（１）は時計、電卓などに良く用いられている駆動方法で、個々の表示部分（光スイッチ）が独立した電極で構成されたもので、マトリックス駆動を行うと、表示部分に配線による表示妨害が起きるため、部分的に２次元画像と３次元画像との切り換えを行う駆動方法には向いていない。
【００１３】
（２）は、上述したように、マトリックス駆動を行うことが可能である。しかし、同一行、同一列に入力した信号は同様にかかるため、選択した時のみ画素にしきい値以上の電圧がかかるようにし、非選択時には電圧をしきい値以下に抑えなければならない。偏光可変セルの解像度（すなわち、垂直方向のアドレス線数）が多くなればなるほど、選択時と非選択時の液晶にかかる電圧比が１に近付くため、２次元画像表示モードと３次元画像表示モードの選択比が小さくなる。具体的な劣化現象としては、３次元画像表示モード時に、２次元画像表示モードが混在して、光線の指向性が劣化するので、飛び出しまたは奥行き表示において、ノイズが混入することである。単純マトリックス駆動において、ネマティック液晶を９０度ねじったＴＮ（Twisted Nematic）液晶を用いると、しきい値特性を十分に急峻にすることができないため、アドレス数が制限されるという問題点がある。
【００１４】
そのため、ＴＮ液晶の代わりに、ねじれ角度２７０度程度であって、しきい値特性が急峻なＳＴＮ（Super Twisted Nematic）を用いると電圧比が１に近付いても、コントラストを維持することができる。しかし、ＳＴＮ液晶は偏光特性の波長依存性が大きいため、使用時には波長依存性を補償するフィルムを用いる必要があり、複雑な光学設計と位相差フィルム材料が必要となる。
【００１５】
（３）は、上述したように、１フレーム区間において、画素一つ一つを個別に駆動するため、ＴＮ液晶を用いることが可能である。しかし、デメリットとしては、ブラックマトリックスによる開口率が低下すること（すなわち、輝度が低下すること）、および偏光可変セルのブラックマトリックスと表示画素用ＬＣＤのブラックマトリックスとの干渉によるモアレが発生することが挙げられる。また、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）の製造工程による製造プロセスの複雑化とコスト高が挙げられる。
【００１６】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、輝度の低下およびモアレの発生を防止することができるとともに、部分的に２次元画像と３次元画像の切り換えを行うことの可能な機能を備えた立体画像表示装置の駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一態様による立体画像表示装置の駆動方法は、表示面に複数の画素が配列された平面表示装置と、
前記平面表示装置の前面に設けられ、ｎ（≧１）本の透明な第１電極が平行に配置された第１電極基板およびｍ（≧１）本の透明な第２電極が前記第１電極の配置された方向と略直交する方向に配置された第２電極基板ならびに前記第１電極基板と前記第２電極基板との間に挟持された液晶を有し、前記第１および第２電極基板間に印加する電圧に応じて前記平面表示装置からの光線の偏光方向を可変にする偏光可変セルと、
前記偏光可変セルに対して前記平面表示装置と反対側に設けられ、透明基板および複数の円筒状のレンズのそれぞれの長軸が同一方向に並んで配列されたレンズ基板ならびに前記透明基板と前記レンズ基板との間に挿入された複屈折性物質を有し、前記複屈折性物質の長軸方向が前記レンズ基板の各レンズの長軸方向に略平行でありかつ前記複屈折性物質の短軸方向が前記レンズ基板の各レンズの長軸方向に略垂直であって、前記偏光可変セルを介して得られる前記画素からの光線を所定の角度に振り分ける光線制御素子と、
を備え、３次元画像と２次元画像とを切り換えて表示することが可能な立体画像表示装置の駆動方法であって、
背景が３次元画像および２次元画像のうちの一方の画像で表示し、第１乃至第ｐ（ｐ≧１）のウィンドウが他方の画像で表示するときに、
第ｉ（１≦ｉ≦ｐ）のウィンドウが前記第１電極と重なるか否かを示す前記第１電極に関する第ｉのフラグビットを立てるとともに前記第ｉのウィンドウが前記第２電極と重なるか否かを示す前記第２電極に関する第ｉのフラグビットを立てるステップと、
前記第１および第２電極にそれぞれ印加する第１および第２パルスとして、前記平面表示装置の１フレーム期間をｐ個の区間に分割し、この分割された区間で前記第１および第２パルスの少なくとも一方の値が異なる２のｐ乗種類の波形をそれぞれ用意して、前記第１および第２電極に関する第１乃至第ｐのフラグビットの値の組に対応付けるステップと、
前記ｎ本の第１電極および前記ｍ本の第２電極からそれぞれ、１本の第１および第２電極を選択するステップと、
選択された前記第１および第２電極に関する前記第１乃至第ｐのフラグビットの値の組に対応する前記第１および第２パルスを、選択された前記第１および第２電極に印加するステップと、
を備えていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の他の態様による立体画像表示装置の駆動方法は、表示面に複数の画素が配列された平面表示装置と、
前記平面表示装置の前面に設けられ、ｎ（≧１）本の透明な第１電極が平行に配置された第１電極基板およびｍ（≧１）本の透明な第２電極が前記第１電極の配置された方向と略直交する方向に配置された第２電極基板ならびに前記第１電極基板と前記第２電極基板との間に挟持されたＴＮ液晶を有し、前記第１および第２電極基板間に印加する電圧に応じて前記平面表示装置からの光線の偏光方向を可変にする偏光可変セルと、
前記偏光可変セルに対して前記平面表示装置と反対側に設けられ、透明基板および複数の円筒状のレンズのそれぞれの長軸が同一方向に並んで配列されたレンズ基板ならびに前記透明基板と前記レンズ基板との間に挿入された複屈折性物質を有し、前記複屈折性物質の長軸方向が前記レンズ基板の各レンズの長軸方向に略平行でありかつ前記複屈折性物質の短軸方向が前記レンズ基板の各レンズの長軸方向に略垂直であって、前記偏光可変セルを介して得られる前記画素からの光線を所定の角度に振り分ける光線制御素子と、
を備え、３次元画像と２次元画像とを切り換えて表示することが可能な立体画像表示装置の駆動方法であって、
背景が３次元画像および２次元画像のうちの一方の画像で表示し、第１乃至第ｐ（ｐ≧１）のウィンドウが他方の画像で表示するときに、
前記平面表示装置の１フレーム期間を（ｐ＋１）個の区間に分割し、この分割された第１乃至第（ｐ＋１）の区間のうちの第ｋ（１≦ｉ≦ｐ）の区間における前記第１電極に印加する第１パルスとして電圧Ｖａ（＞０）のパルスを、第ｋのウィンドウと重なる全ての第１電極に印加するとともに、前記第ｋの区間における前記第２電極に印加する第２パルスとして電圧−Ｖｄ（Ｖｄ＞０）のパルスを、第ｋのウィンドウと重なる全ての第２電極に印加し、第（ｐ＋１）の区間における第１パルスとして最大電圧Ｖａのパルスを、どのウィンドウとも重ならない第１電極に対して印加し、第（ｐ＋１）の区間における第２パルスとして電圧Ｖｄのパルスを、どのウィンドウとも重ならない第２電極に対して印加するステップと、
を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、輝度の低下およびモアレの発生を防止することができるとともに、部分的に２次元画像と３次元画像の切り換えを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施形態を以下に図面を参照して説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による立体画像表示装置の駆動方法を説明する。本実施形態の駆動方法によって駆動される立体画像表示装置の概略の構成を図１に示す。この立体画像表示装置は、例えば、液晶表示装置である平面表示装置２と、この平面表示装置２の前面に設けられた偏光可変セル４と、この偏光可変セル４に対して平面表示装置２と反対側に設けられた光線制御素子６とを備えている。
【００２２】
平面表示装置は、それぞれがＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のサブピクセル２ａ１、２ａ２、２ａ３を有する画素２ａがマトリクス状に配列された表示面を備えている。この表示面の前面に偏光可変セル４が設けられている。この偏光可変セル４は、対向する透明な電極基板４ａ、４ｂを有し、これらの電極基板４ａ、４ｂ間に例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）液晶が挟持されている。これらの電極基板４ａ、４ｂ間に印加する電圧を変化させることにより、平面表示装置２の画素から出射された光は偏光方向が変化される。
【００２３】
光線制御素子６は、偏光可変セル４側に設けられた平坦かつ透明な基板６ａと、この透明基板６ａを覆い、平面表示装置２の画素２ａの縦の配列方向に略平行な長軸を有する円筒形状のレンズが複数個並列に配置されたレンズ基板６ｂと、基板６ａおよびレンズ基板６ｂに囲まれた領域に格納された複屈折性物質６ｃとを備えている。すなわち、基板６ａと、レンズ基板６ｂとは、レンズ型枠を構成し、このレンズ型枠６ａ、６ｂ内に複屈折性物質６ｃが格納される。また、複屈折性物質６ｃの長軸方向は、レンズ基板６ｂの各レンズの長軸方向と略平行であり、複屈折性物質６ｃの短軸方向は、レンズ基板６ｂの各レンズの長軸方向と略直交する。そして、複屈折性物質６ｃの長軸方向の屈折率は短軸方向の屈折率に比べて高い。また、レンズ型枠６ａ、６ｂは、等方性の屈折率を有しており、複屈折性物質６ｃの短軸方向の屈折率と略等しくなるように設定されている。そして、光線制御素子６は、平面表示装置２の画素からの光線を所定の角度に振り分ける。
【００２４】
本実施形態の駆動方法は、このような構成の立体画像表示装置を用いて、部分的に２次元画像と３次元画像の切り換えを行うように構成されている。部分的に２次元画像と３次元画像の切り換えを行う方法を以下に説明する。
【００２５】
偏光可変セル４は、液晶４ｃとしてＴＮ液晶を用い、電極基板４ａ、４ｂ間に印加する電圧を飽和電圧Ｖｏｎとすることによって、光の偏光方向を回転させないで３次元画像表示モードとし、電圧Ｖｏｆｆとすることによって光の偏光方向を９０度回転させて２次元画像表示モードとしている。
【００２６】
２次元画像表示モードでは、偏光可変セル４によって、基板６ａおよびレンズ基板６ｂに挟持された複屈折性物質６ｃの短軸方向に偏光方向（矢印１１の方向）が一致するように調整される。そして、レンズ型枠６ａ、６ｂの屈折率は等方性で、複屈折性物質６ｃの短軸方向の屈折率と略等しくなるように設定されているため、偏光可変セル４と、光線制御素子６との界面で光は曲がらず、背面にある、平面表示装置２の高精細な２次元画像をそのまま見ることができる。
【００２７】
一方、３次元画像表示モードでは、偏光可変セル４によって、複屈折性物質６ｃの長軸方向に偏光方向（矢印１２の方向）が一致するように調整される。そして、レンズ型枠６ａ、６ｂの屈折率よりも、複屈折性物質６ｃの長軸方向の屈折率が高いため、偏光可変セル４と、光線制御素子６との界面で光は屈折し、レンズ効果が現れる。これにより、平面表示装置２のそれぞれの画素からの光を、それぞれの位置に応じた方向にレンズ面全体に拡大して射出するため、指向性のある３次元画像を見ることができる。
【００２８】
次に、偏光選択比に関する制約条件を述べる。偏光選択比に、ほぼ比例する実測値として、偏光方向が互いに９０度異なる偏光板の間に透明基板に挟持されたＴＮ液晶を置いた時の輝度における電圧依存性Ｖ（電圧）−Ｔ（透過率）曲線が知られている。ノーマリーホワイトの場合のＶ−Ｔ曲線より、偏光可変セル４の液晶の立ち上がり状態がわかる。すなわち、電圧をかけない場合、基板界面では分子が全く動かない、すなわち強いアンカリングが存在するという条件の下、あるしきい値電圧以下の電圧をかけても配向は全く変化しない。そして、しきい値電圧より大きな電圧をかけると、徐々に液晶のダイレクタが立ち上がり始め、ほとんどすべての液晶が立ち上がると配向は変化しなくなる。
【００２９】
図２に一般的なＶ−Ｔ曲線を示す。この、Ｖ−Ｔ曲線の測定方法を以下に説明する。偏光顕微鏡において、偏光可変セル４との偏光方向と９０度偏光方向が異なる偏光板を、調べたい偏光可変セルの上下に置き、それら偏光板の一方に光源、もう一方に輝度を測定する検光子を置く。上記検光子の輝度は、光源のエネルギーによって絶対値が変化するため、相対値に換算する。ＴＮ液晶において、電圧をかけない状態では、液晶の捩れによって偏光方向が９０度ねじれるため、検光子側の輝度が最も高くなる。その状態での輝度を１とし、最大輝度に対する相対輝度を透過率とする。偏向可変セルに電圧をかけることにより液晶が立ち上がるため、透過率は０に近付いていく。図２は、上記偏光可変セルに印加する電圧と上記検光子の相対輝度、すなわち透過率との関係を示したグラフである。Ｖ−Ｔ曲線において、輝度が９０％となる電圧をしきい値電圧Ｖｔｈとする。しきい値電圧Ｖｔｈは、下記の式を用いて算出される。
【数１】
ここで、Ｋ１１は液晶の広がり（Ｓｐｒａｙ）の弾性定数、Ｋ２２は液晶のねじれ（Ｔｗｉｓｔ）の弾性定数、Ｋ３３は液晶の曲げ（Ｂｅｎｄ）の弾性係数、εａは液晶の比誘電率、ε０は真空の誘電率である。
【００３０】
図３に示すように、２次元画像表示モード（以下、２Ｄ表示モードともいう）では、偏光可変セル４の下の電極基板４ａと上の電極基板４ｂとで、偏光方向が９０度異なること、すなわち、液晶４ｃが９０度ねじれているが必要である。この場合、図３に示すように、電極基板４ａ、４ｂには、液晶４ｃの配向方向が９０度異なるように、それぞれのラビング方向５１，５２が９０度異なるように形成され、電極基板４ａ、４ｂ間には、電源５４によって、しきい値電圧Ｖｔｈ未満の電圧が印加される。また、３次元画表示モード（以下、３Ｄ表示モードともいう）においては、図４に示すように液晶４ｃがほぼ立ち上がっている状態が必要である。この場合、図４に示すように、電極基板４ａ、４ｂ間には、電源５４によって、後述する飽和電圧Ｖｓａｔ以上の電圧が印加される。
【００３１】
次に、２次元画像表示と３次元画像表示の切り換え比とＶ−Ｔ曲線との対応関係について説明する。裸眼式立体画像表示装置の３次元画像表示モードにおいて、一つの要素画像（円筒状の一つのレンズに対応する画像）が指向性を持って任意の角度に射出されていることが必要となる。一方、２次元画像表示モードにおいては、指向性を持たずに一つの画素情報が全方位に射出されていることが必要となる。
【００３２】
図２に示すように、ＴＮ液晶を用いると、しきい値電圧Ｖｔｈと飽和電圧Ｖｓａｔとの間の遷移領域電圧幅Δが、ＳＴＮ液晶より広い範囲となる。そのため、ＯＦＦ電圧ＶｏｆｆとＯＮ電圧Ｖｏｎの値が離れている。（１）式より、図２に示すＴＮ液晶４ｃのしきい値電圧Ｖｔｈを求めると、計算値も実測値も１．８Ｖとなった。そのため、
１）２Ｄ表示モードの場合（Ｖ２Ｄ＜Ｖｔｈの場合）、計算と図２より、しきい値電圧Ｖｔｈは１．８Ｖとなる。ここで、Ｖ２Ｄは２次元画像表示する際に、偏光可変セル４に印加する電圧である。
２）３Ｄ表示モードの場合（Ｖ３Ｄ＞Ｖｓａｔの場合）、図２より、飽和電圧Ｖｓａｔは３．８Ｖとなる。ここで、Ｖ３Ｄは３次元画像表示する際に、偏光可変セル４に印加する電圧である。
【００３３】
次に、偏光可変セルにおける一般的な単純マトリックス駆動について図７を参照して説明する。垂直方向のライン（走査線）Ｙ１〜Ｙｎの個数をｎとすると、１フレーム区間をライン数ｎで分割し、ライン順次に、信号波形選択のためのアドレス波形のパルスを発生する。信号は選択されたアドレスラインのパルス区間の間、選択する画素の場合はアドレスラインのパルス電圧と反対の極性にパルス電圧を与えることにより、大きな電圧を液晶にかけ、表示がＯＮとなり、非選択の画素の場合は、アドレスラインのパルス電圧と同一の極性にパルス電圧を与えることにより、小さな電圧を液晶にかけ、表示がＯＦＦとなる。
【００３４】
また、ＴＮ型液晶の電気光学効果は累積応答型であるため、その透過率は印加電圧の実効値によって決まる。このため、単純マトリックス駆動では、ＯＦＦ時にも、カラム（信号線）Ｘ１〜Ｘｍに印加するカラム電圧を０Ｖとするのではなく、１フレーム内で平均するとしきい値電圧以下となるようにすることにより、液晶が非表示となる。そして、単純マトリックス駆動手法の重要ポイントは、上記ＯＦＦ時の平均電圧をしきい値電圧以下にすることを条件として、ＯＮ電圧を偏光選択比において、液晶の立ち上がり方向が９５％以上存在するＶｓａｔ以上の電圧が液晶に印加されるようにすることである。
【００３５】
次に、本実施形態の駆動方法において、ＴＮ液晶を用いた単純マトリックス駆動について図８を参照して説明する。図８は、単純マトリクス駆動方法を実施する駆動回路の一具体例を示す図である。ＰＣ２１、あるいは３次元画像表示のウィンドウ表示部（図示しない）より、ウィンドウの範囲情報を入手する。電源は、ＰＣ２１より、あるいは外部電源より印加し、波形生成およびＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)２３に必要な電圧の生成を可変レギュレータ２２で行う。図８中、ＦＰＧＡ２３の役割は主に２種類ある。一つは、例えば１個のウィンドウのみを表示する場合は、アドレス信号用に２種類、カラム信号用に２種類の波形生成、すなわち、ＬＩＮＥ＿ＯＮ、ＬＩＮＥ＿ＯＦＦ、ＣＯＬＵＭＮ＿ＯＮ、ＣＯＬＵＭＮ＿ＯＦＦの４種類の電圧波形の生成をフレーム周波数に応じて、可変レギュレータ２２から発生される電圧に基づいて、ＭＵＸ（アナログスイッチ）に行わせる。すなわち、ＦＰＧＡ２３は、フレーム周波数に応じたタイミングで、ＭＵＸ２４において、ＬＩＮＥ＿ＯＮ、ＬＩＮＥ＿ＯＦＦの波形生成を行わせ、偏光可変セル４の各ラインに対して、ＭＵＸ２５によってＬＩＮＥ＿ＯＮ、ＬＩＮＥ＿ＯＦＦから１つの電圧波形を選択させ、この選択した電圧波形を対応するラインに印加する。また、ＦＰＧＡ２３は、フレーム周波数に応じたタイミングで、ＭＵＸ２６において、ＣＯＬＵＭＮ＿ＯＮ、ＣＯＬＵＭＮ＿ＯＦＦの波形生成を行わせ、偏光可変セル４の各カラムに対して、ＭＵＸ２７によってＣＯＬＵＭＮ＿ＯＮ、ＣＯＬＵＭＮ＿ＯＦＦから１つの電圧波形を選択させ、この選択した電圧波形を対応するカラムに印加する。もう一つの役割は、ＰＣ２１からのモード範囲指定を基にＯＮ／ＯＦＦのライン、カラムを区分けし、それぞれのライン／カラムにおいて、信号出力波形の選択を、ライン数、コラム数を足した数のＭＵＸ２４、２５、２６、２７を使用して行う。
【００３６】
また、例えば２個のウィンドウの表示を場合は、ＦＰＧＡ２３は、アドレス信号用に４種類、カラム信号用に４種類の波形生成を、可変レギュレータ２２から発生される電圧に基づいて、ＭＵＸ２４、２５、２６、２７に行わせる。ウィンドウ表示がＯＦＦの場合を０、ウィンドウ表示がＯＮの場合を１とし、かつ第１ウィンドウの表示（ｗｉｎｄｏｗ１）と第２ウィンドウの表示（ｗｉｎｄｏｗ２）のＯＮ／ＯＦＦの状態を、それぞれ（ｗｉｎｄｏｗ１，ｗｉｎｄｏｗ２）で表す。波形生成部２４、２５、２６、２７では、ＬＩＮＥ＿（００），ＬＩＮＥ＿（０１）、ＬＩＮＥ＿（１０）、ＬＩＮＥ＿（１１）、ＣＯＬＵＭＮ＿（００）、ＣＯＬＵＭＮ＿（０１）、ＣＯＬＵＭＮ＿（１０）、ＣＯＬＵＭＮ＿（１１）の８種類の電圧波形生成をフレーム周波数に応じて行う。もう一つの役割は、ＰＣ２１からのモード範囲指定を基に（００）、（０１）、（１０）、（１１）の状態をとるライン、カラムを区分けし、それぞれのライン／カラムにおいて、信号出力波形の選択を、ライン数、カラム数を足した数のＭＵＸを使用して行う。
【００３７】
次に、本実施形態において、例えば、高精細な２次元画像が全面に表示されている際に、長方形のウィンドウを任意の位置、大きさで３次元画像表示をする場合、または３次元画像が全面に表示されている際に、長方形のウィンドウを任意の位置、大きさで高精細な２次元画像表示を行う場合の駆動方法の特徴を以下に説明する。説明を簡単にするために、全面に高精細な２次元画像表示の中に３次元画像に関する少なくとも１個のウィンドウの表示を行う場合を説明する。逆も同様である。
（１）ウィンドウの個数をｐ（≧１）個とする。まず、アドレスラインのパルス電圧を印加する期間として、１フレーム区間をｐ箇所に区切り、同一ウィンドウの垂直軸方向の座標において、同一アドレス波形信号を入力する。
（２）ｐ個のウィンドウに注目し、垂直方向、水平方向に関してその座標がそれぞれのウィンドウを含むか含まないか（ウィンドウと重なるか重ならないか）を判定するフラグビットを伝送する。
（３）単純マトリックス駆動の平均電圧駆動を行う。アドレス電圧、カラム信号電圧も最大コントラストになる値と同じ値をとる。しかし、以下２点は一般的な単純マトリックス駆動方法と異なる点である。
（ａ）３次元画像のウィンドウ表示を行わない領域はアドレスラインのパルスは立てない。
（ｂ）複数のウィンドウが重複する座標のあるアドレスラインはアドレスのパルスも重複する。
【００３８】
上記３項目に関して以下に補足説明を行う。
（１）線順次駆動ではなく、あるラインがウィンドウを含むか含まないか、そしてそれぞれのウィンドウが２次元画像表示か３次元画像表示かを判定するフラグビットを立て、それぞれのタイミングでの電圧を切り換え器で選択する。
（２）（ｍ＋ｎ）×ｐ個のデータを伝送する。単純マトリックス駆動のように、ｍ×ｎの偏光方向の選択ビット（０、または１）を伝送しないため、データ転送量が少ないというメリットがある。
【００３９】
すなわち、本実施形態の駆動方法は、背景が３次元画像および２次元画像のうちの一方の画像で表示し、第１乃至第ｐ（ｐ≧１）のウィンドウが他方の画像で表示するときに、第ｉ（１≦ｉ≦ｐ）のウィンドウがアドレスラインと重なるか否かを示すアドレスラインに関する第ｉのフラグビットを立てるとともに第ｉのウィンドウがカラムラインと重なるか否かを示すカラムラインに関する第ｉのフラグビットを立てるステップと、
アドレスラインおよびカラムラインにそれぞれ印加する第１および第２パルスとして、平面表示装置の１フレーム期間をｐ個の区間に分割し、この分割された区間で第１および第２パルスの少なくとも一方の値が異なる２のｐ乗種類の波形をそれぞれ用意して、アドレスラインおよびカラムラインに関する第１乃至第ｐのフラグビットの値の組に対応付けるステップと、
ｎ本のアドレスラインおよびｍ本のカラムラインからそれぞれ、１本のアドレスラインおよびカラムラインを選択するステップと、
選択されたアドレスラインおよびカラムラインに関する第１乃至第ｐのフラグビットの値の組に対応する第１および第２パルスを、選択されたアドレスラインおよびカラムラインに印加するステップと、
を備えることにより、部分的にｐ個のウィンドウにおいて立体表示を行うとともに他の領域のおいては表示画素と同等の解像度で平面表示を行うか、あるいは部分的にｐ個のウィンドウにおいて表示画素と同等の解像度で平面表示を行うとともに他の領域においては立体画像表示を行う。
【００４０】
次に、本実施形態の駆動方法について、より具体的に説明する。
まず、背景が高精細な２次元画像上に一つの３次元画像表示のウィンドウがある場合を説明する。従来の単純マトリックス駆動方法において、ＴＮ液晶を用いた場合、遷移領域電圧幅Δが広いため、偏光可変セルの駆動電圧比（＝Ｖｏｎ／Ｖｏｆｆ）は解像度が増加すればするほど小さくなり、３次元画像表示、あるいは２次元画像表示は劣化する。そのため、偏光可変セルの解像度が高くなっても、アドレスラインの波形の種類を少なく維持するため、ウィンドウのある場所とウィンドウのない場所を、それぞれグルーピングを行い、各々に同一アドレス波形を入力する。この駆動方法のメリットは、偏光可変セルの解像度の増加にも関わらず、波形の種類がウィンドウの数で制限されることである。例えば、ウィンドウが１個の場合は、アドレス、カラムラインともそれぞれ２種類、ウィンドウが２個の場合は、アドレス、カラムラインともそれぞれ４種類となる。これを以下に説明する。
【００４１】
ある水平ラインにおいて、そのラインの一部、あるいは全体に３次元画像表示のウィンドウがある場合、フラグビットとして「１」を立て、ある水平ラインにおいて、そのラインに３次元画像表示ウィンドウがない場合は、フラグビットとして「０」を立てる。フラグビットが「１」の場合と、フラグビットが「０」の場合とで波形において区別を行うために、アドレス波形は２種類でよい。
【００４２】
次に、ある垂直ラインにおいて、そのラインの一部、あるいは全体に３次元画像表示ウィンドウがある場合、フラグビットとして「１」を立て、ある垂直ラインにおいて、そのラインに３次元画像表示ウィンドウがない場合は、フラグビットとして「０」を立てる。同様に、フラグビットが「１」の場合と、フラグビットが「０」の場合とで波形において区別を行うために、カラム波形は２種類でよい。
【００４３】
このことは、図９に示すように、３次元画像描画ビューアーソフトを制御するＰＣあるいは駆動装置から偏光可変セルへ伝送するデータとしては、アドレス信号線の解像度（本数）をｎ、カラム信号線の解像度（本数）をｍとすると、それぞれが２ビット（０かまたは１）の情報のみ伝送するので、合計（ｍ＋ｎ）ビットとなり、伝送データビットも、すべての解像度のビット情報を送る場合である（ｍ×ｎ）ビットに比べて少ない情報で済む。
【００４４】
また、図９に示すように、ウィンドウは、ウィンドウの左上の座標と右下の座標が決まれば一意に決まる。３次元画像を表示する際に用いられる平面表示装置としての液晶表示装置は高精細であることが多く、偏光可変セルはレンズピッチよりも高精細である必要はないため、それらの解像度は一致しないこともある。そのため、３次元画像を表示する際に用いられる平面表示装置としての液晶表示装置と、偏可変セルのウィンドウのサイズ、位置を一致させるため、座標変換を行う必要がある。これについて、図１０を参照して説明する。
【００４５】
まず、液晶表示装置と偏光可変セルのそれぞれの原点を一致させた場合を考える。この場合、３次元画像を表示する液晶表示装置上のウィンドウの左上の座標を（ｘｌｓ，ｙｌｓ）、右下の座標を（ｘｌｅ，ｙｌｅ）、１ピクセルの幅をｗｌｐとし、偏光可変セルのウィンドウの左上の座標を（ｘｈｓ，ｙｈｓ）、右下の座標を（ｘｈｅ，ｙｈｅ）、１ピクセルの幅をｗｈｐとすると、次式で簡単に座標変換できる。偏光可変セルの１ピクセル幅ｗｈｐを、３次元画像を表示する液晶表示装置の１ピクセル幅ｗｌｐの自然数倍（ｋ倍）にしておくと、変換後の座標が整数となり、表示劣化も起きない。
ｘｈｓ＝ｘｌｓ／ｗｈｐ×ｗｌｐ （２）
ｙｈｓ＝ｙｌｓ／ｗｈｐ×ｗｌｐ （３）
ｘｈｅ＝ｘｌｅ／ｗｈｐ×ｗｌｐ （４）
ｙｈｅ＝ｙｌｅ／ｗｈｐ×ｗｌｐ （５）
ｗｈｐ＝ｋ×ｗｌｐ
ここで、ｋは自然数を表す。
【００４６】
このように、３次元画像描画ビューアーソフトと連動することにより、ユーザの負担なしに、３次元画像の表示ができるように偏光可変セルの偏光方向を変化させるようにする。
【００４７】
また、図１１は、ある画素にアドレスのビット情報とカラムのビット情報を組み合わせた時、その画素が３次元画像表示か否かを示す図である。図１１よりわかるように、全面に２次元画像しているときに３次元画像のウィンドウを表示する場合、３次元画像の表示は、アドレスのビット情報とカラムのビット情報との論理積となる。
【００４８】
３次元画像を表示するウィンドウが１個の場合の駆動波形について
アドレス信号にかかる電圧は電極の片側にかかる電圧値で、コラム信号にかかる電圧は電極の一方の片側にかかる電圧値となり、それらの差分が液晶にかかる電圧振幅となる。また、１フレーム期間は例えば６０Ｈｚ駆動である。図１２は１フレームの半分の波形を表示している。１フレームの後半においては、電圧値を反転させることにより、一方向に電圧をかけた場合、液晶の劣化として起こる焼き付けを防止することができる。
【００４９】
図１２に示すように、アドレス信号において、その水平ラインに３Ｄウィンドウがある場合はｗ１のフラグが「１」となるようにし、無い場合はフラグが「０」となるようにする。コラム信号においても、その垂直ラインに３Ｄウィンドウがある場合はｗ１のフラグが「１」となるようにし、無い場合はフラグが「０」となるようにする。
【００５０】
アドレス波形において、
「０」の場合、電圧値
Ｖａ１「０」=０ （６）
とする。
【００５１】
次に、コラム波形であるが、図１１に示すように、(アドレスフラグ、コラムフラグ)が（０，０）と（０，１）の場合の両者とも３Ｄ表示がＯＦＦであるため、Ｖｔｈ以下の電圧振幅とする。そのため、
コラム波形において、
絶対値（Ｖａ１「０」−Ｖｃ１「０」）≦Ｖｔｈ
絶対値（Ｖａ１「０」−Ｖｃ１「１」）≦Ｖｔｈ
とする。ここで、上記２式を満たす場合でＶｃ１「０」、Ｖｃ１「１」の最大限度値を求めると
Ｖｃ１「０」=Ｖｔｈ （７）
Ｖｃ１「１」=−Ｖｔｈ （８）
とできる。
【００５２】
次に、(アドレスフラグ、コラムフラグ)が（１，０）の時に、３Ｄ表示がＯＦＦとなるめには、
Ｖａ１「１」−Ｖｃ１「０」＝Ｖａ１「１」−Ｖｄ≦Ｖｔｈ
が必要となる。ここで、
Ｖａ１「１」＝Ｖｔｈ＋Ｖｔｈ=2×Ｖｔｈ （９）
とできる。また、(アドレスフラグ、コラムフラグ)が（１，１）の時に３Ｄ表示がＯＮとなるためには、
Ｖａ１「１」−Ｖｃ１「１」≧Ｖｓａｔ （１０）
となる。（１０）式に（８）、（９）を代入すると
Ｖａ１「１」−Ｖｃ１「１」＝３×Ｖｔｈ≧Ｖｓａｔ （１１）
となる。図６に示したように、Ｖｓａｔが３．８Ｖ、Ｖｔｈが１．８Ｖとすると、（１１）式を満たすので、上記電圧値にて駆動可能である。
【００５３】
上記で、Ｖｄの上限値としては、Ｖｄ＝Ｖｔｈである。その時、Ｖｓａｔ＝５．５５Ｖとなり、偏光選択比の３次元画像表示としては十分となる。
【００５４】
例えば、図９で示したハッチング領域をＯＮする場合、ＯＮにするＹ座標ｙｈｓ〜ｙｈｅまでのラインを１．８（Ｖｔｈ）×２＝３．６Ｖにし、それ以外のラインに０Ｖ、その時のＯＮするＸ座標ｘｈｓ〜ｘｈｅまでのカラムに−１．８（Ｖｔｈ）Ｖ、それ以外のカラム（０〜ｘｈｓ−１、ｘｈｅ＋１〜１５）を＋１．８Ｖにする。この１回のライン選択で１フレームとなり、次のフレームは逆相にして交互に動作を繰り返す。これは、偏光可変セル４の液晶４ｃの焼き付きを防止するためである。このようにＯＮする範囲は、ライン方向とカラム方向で電圧差が最大となるようにし、ＯＦＦする場合は、電圧差が最小になるようにする。
【００５５】
２次元画像を表示する１つのウィンドウがある場合の駆動波形について
次に、背景が３次元画像上に２次元画像を表示する１つのウィンドウがある場合の駆動波形について説明する。この場合、ある画素にアドレスのビット情報とカラムのビット情報とが組み合わせられた時、図１３に示すように、３次元画像表示は、アドレスのビット情報と、カラムのビット情報との論理和となる。
【００５６】
図１４に示すように、アドレス信号において、その水平ラインに３Ｄウィンドウがある場合はｗ１のフラグが「１」となるようにし、無い場合はフラグが「０」となるようにする。コラム信号においても、その垂直ラインに３Ｄウィンドウがある場合はｗ１のフラグが「１」となるようにし、無い場合はフラグが「０」となるようにする。
【００５７】
アドレス波形において、
「０」の場合、電圧値
Ｖａ１「０」=−Ｖｔｈ／２ (１２)
とする。
【００５８】
次に、コラム波形であるが、図１３に示すように、(アドレスフラグ、コラムフラグ)が（０，０）の場合の３Ｄ表示がＯＦＦであるため、差分絶対値をＶｔｈ以下の電圧振幅とする。そのため、
コラム波形において、
絶対値（Ｖａ１「０」−Ｖｃｌ「０」）≦Ｖｔｈ
とする。ここで、一例として、
Ｖｃ１「０」＝Ｖｔｈ／２ (１３)
としてもよい。
【００５９】
次に、図１３に示すように、(アドレスフラグ、コラムフラグ)が（０，１）の場合の３Ｄ表示がＯＮであるため、
絶対値（Ｖａ１「０」−Ｖｃ１「１」）≧Ｖｓａｔ （１４）
とする。（１６）を（１７）に代入し、Ｖｃ１「１」の最低限度値を求めると
−Ｖｔｈ／２−Ｖｃ１「１」＝Ｖｓａｔとなるため、
Ｖｃ１「１」＝Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２ （１５）
が一例として考えられる。次に、(アドレスフラグ、コラムフラグ)が（１，０）の場合の３Ｄ表示がＯＦＦであるため、
絶対値（Ｖａ１「１」−Ｖｃ１「０」）≧Ｖｓａｔ （１６）
とする。(１５)を（１６）に代入し、Ｖａ１「１」の最低限度値を求めると絶対値（Ｖａ１「１」−Ｖｔｈ／２）≧ＶｓａｔとなるためのＶａ１「１」の絶対値の最低限度値を求めると、−（Ｖａ１「１」−Ｖｔｈ／２）=−Ｖｓａｔを満たせばよい。
Ｖａ１「１」=−Ｖｓａｔ＋Ｖｔｈ／２ （１７）
が一例として考えられる。最後に、(アドレスフラグ、コラムフラグ)が（１，１）の場合の３Ｄ表示がＯＮであるためには
絶対値（Ｖａ１「１」−Ｖｃ１「１」）≧Ｖｓａｔ （１８）
を満たす。（１５）、（１７）を（１８）に代入すると
Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２−(−Ｖｓａｔ＋Ｖｔｈ／２)＝２×Ｖｓａｔ―Ｖｔｈ≧Ｖｓａｔ
となり、Ｖｓａｔが３．８Ｖ、Ｖｔｈが１．８Ｖとすると、（１８）式を満たすため、上記電圧値にて駆動可能である。
【００６０】
この場合も、偏光可変セル４の液晶４ｃの焼き付けを防止するために、ウィンドウで２次元画像表示する場合、アドレス信号パルス電圧Ｖａは−Ｖｔｈ／２、Ｖｔｈ／２を交互に繰り返し、カラム信号パルス電圧ＶｄはＶｔｈ／２、−Ｖｔｈ／２を交互に繰り返す。また、３次元画像表示するウィンドウ以外の領域では、アドレス信号パルス電圧Ｖａは、 −（Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２）、（Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２）を交互に繰り返し、カラム信号パルス電圧Ｖｄは、（Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２）、−（Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２）を交互に繰り返す。
【００６１】
３次元画像表示ウィンドウが２つある場合の駆動波形について
次に、図１５に示すように背景が高精細な２次元画像上に２つの３次元画像表示ウィンドウがある場合の駆動波形について説明する。
【００６２】
ある水平ライン（走査線）において、そのラインの一部、あるいは全体にｗｉｎｄｏｗ１と名づけた３次元画像表示のウィンドウがある場合、フラグビットとして「１」を立て、ある水平ラインにおいて、そのラインに３次元画像表示のウィンドウが無い場合は、フラグビットとして「０」を立てる。次に、ｗｉｎｄｏｗ２と名づけた３次元画像表示のウィンドウがある場合、フラグビットとして「１」を立て、ある水平ラインにおいて、そのラインに３次元画像表示のウィンドウが無い場合は、フラグビットとして「０」を立てる。ｗｉｎｄｏｗ１、ｗｉｎｄｏｗ２に関してそれぞれ、図１６に示すようにフラグビットが「１」の場合と、フラグビットが「０」の場合で、波形において区別を行うためにアドレス波形は４種類となる。同様に、カラム波形においても、ｗｉｎｄｏｗ１、ｗｉｎｄｏｗ２に関してそれぞれ、図１７に示すように、フラグビットが「１」の場合と、フラグビットが「０」の場合で、波形において区別を行うためにアドレス波形は４種類となる。図１７にアドレス波形、カラム波形の一具体例を示す。
【００６３】
Ｖｔｈ＝１．８Ｖ、Ｖｓａｔ＝３．８Ｖとし、ｗｉｎｄｏｗ１のフラグビットをｗ１，ｗｉｎｄｏｗ２のフラグビットをＷ２とすると、アドレス信号パルス電圧Ｖａは、（ｗ１，ｗ２）が（０，０）、（０，１）、（１，０）、（１，１）の場合に応じて図１７に示すパルス電圧を印加する。
【００６４】
図１７は、１フレームの半分の波形を表示している。１フレームの後半においては、電圧値を反転させることにより、一方向に電圧をかけた場合、液晶の劣化として起こる焼き付けを防止することができる。また、図１７は１／２フレームを１／２に分割し、前半をウィンドウ１のフラグ情報による電圧値とし、後半をウィンドウ２のフラグ情報による電圧値とする。
【００６５】
電圧値は３次元画像を表示するウィンドウが１個の場合、駆動波形の電圧値と同様でよい。すなわち、ウィンドウ１が水平ラインに含まれている場合は１／２フレームの前半が、
Ｖａ「１」＝Ｖｔｈ×２ （１９）
をとり、ウィンドウ２が水平ラインに含まれている場合は１／２フレームの後半が、
Ｖａ「１」＝Ｖｔｈ×２
をとる。同様に、ウィンドウ１が水平ラインに含まれていない場合は１／２フレームの前半が、
Ｖａ「０」＝０ （２０）
をとり、ウィンドウ２が水平ラインに含まれていない場合は１／２フレームの後半が、
Ｖａ「０」＝０
をとる。コラムラインに関しても同様である。ウィンドウ１が垂直ラインに含まれている場合は１／２フレームの前半が、
Ｖd「１」＝Ｖｔｈ （２１）
をとり、ウィンドウ２が垂直ラインに含まれている場合は1/2フレームの後半が、
Ｖd「１」＝ Ｖｔｈ
をとる。同様に、ウィンドウ１が垂直ラインに含まれていない場合は１／２フレームの前半が、
Ｖａ「０」＝−Ｖｔｈ （２２）
をとり、ウィンドウ２が垂直ラインに含まれていない場合は１／２フレームの後半が、
Ｖａ「０」＝−Ｖｔｈ
をとる。図１６の右側に、上記電圧値を印加した時の、ウィンドウ１、ウィンドウ２の３Ｄ表示モードのＯＮ、ＯＦＦについて記載する。
【００６６】
なお、本例においては、偏光可変セル４の液晶４ｃの焼き付けを防止するために、あるフレームでは図１７に示すパルス電圧を印加し、次のフレームでは、図１７に示すパルス電圧を反転した電圧（符号を反転した電圧）を印加する。
【００６７】
アドレス信号電圧Ｖａの最大値がデータ信号電圧Ｖｄの最大値の２倍であり、データ信号電圧の最大値をしきい値電圧Ｖｔｈ以下にしておくと、アドレス信号とデータ信号の差（＝データ信号電圧）の最大値も、しきい値電圧Ｖｔｈ以下になる。
【００６８】
ＴＮ液晶は累積応答型であるため、１フレーム内に分割して印加した電圧は以下のように計算できる。
【数２】
【００６９】
アドレス信号が（０，０）、カラム信号が（０，０）となる場合は、液晶にかかる電圧が１／２フレームにわたって、Ｖｔｈであるため、ウィンドウ１の時と同様に３Ｄ表示モードはＯＦＦとなる。
【００７０】
アドレス信号が（０，１）、カラム信号が（０，１）で、ｗｉｎｄｏｗ２の３次元画像表示枠内にある画素にかかる電圧を計算する。すると、下記の（２４）式となる。
【数３】
となる。ここで、Ｔは１フレーム期間を表す。
【００７１】
上記Ｖａ＝３．６Ｖ、Ｖｄ＝１．８Ｖとすると、Ｖｏｎは４．０２Ｖとなり、しきい値電圧Ｖｔｈを超えている。
【００７２】
また、アドレス信号が（０，１）、カラム信号が（１，０）で、ｗｉｎｄｏｗ２の３次元画像表示枠外にある画素に印加される電圧を計算する。
【数４】
となる。上記Ｖａ＝３．６Ｖ、Ｖｄ＝１．８Ｖとすると、Ｖｏｆｆは１．８Ｖとなり、しきい値電圧Ｖｔｈ以下となる。
【００７３】
図１７に、１フレームにおける液晶に印加される電圧を示すが、仕様を満たす駆動電圧となる。アドレス信号が（１，１）、カラム信号が（１，１）の場合は、１／２フレームにわたって、３×Ｖｔｈ＞Ｖｓａｔであるため、３次元画像表示がＯＮとなる。ここで、ＶａがＶｄの２倍であることにより、Ｖａ−Ｖｄ＝Ｖｄとなる。このことは、アドレス波形において、電圧が０でもＶａでも、ＶｄがＶａと同極性、すなわち、カラム波形がＯＦＦとなっていると、液晶に印加される電圧はしきい値電圧Ｖｔｈ以下になり、選択されないことになる。これにより、ｗｉｎｄｏｗ１，ｗｉｎｄｏｗ２が両方あるラインでは、フレームの前半と後半の両方ともＶａとなるが、カラム波形において、非選択である場合（２次元画像表示モードでビット０）、液晶に印加される電圧はしきい値電圧Ｖｔｈ以下となる。ただし、液晶がしきい値特性が悪いものであると、Ｖｏｎ＝４．０２Ｖにおいて、偏光選択比が劣化するため、３次元画像表示が劣化する場合がある。やはり、ＴＮ液晶の種類においても、Ｖ−Ｔ曲線の良いものを選択する必要がある。
【００７４】
２次元画像表示のウィンドウが２個ある場合の駆動波形について
次に、背景が３次元画像表示である時に、２つの高精細な２次元画像表示のウィンドウがある場合の駆動波形を説明する。
【００７５】
ある水平ラインにおいて、そのラインの一部、あるいは全体にｗｉｎｄｏｗ１と名づけた２次元画像表示ウィンドウがある場合、フラグビットとして「０」を立て、ある水平ラインにおいて、そのラインに２次元画像表示ウィンドウが無い場合は、フラグビットとして「１」を立てる。次に、ｗｉｎｄｏｗ２と名づけた２次元画像表示ウィンドウがある場合、フラグビットとして「０」を立て、ある水平ラインにおいて、そのラインに２次元画像表示ウィンドウが無い場合は、フラグビットとして「１」を立てる。ｗｉｎｄｏｗ１、ｗｉｎｄｏｗ２に関してそれぞれ、図１８に示すように、フラグビットが「１」の場合と、フラグビットが「０」の場合とで、波形において区別を行うためにアドレス波形は４種類となる。
【００７６】
同様に、カラム波形においても、ｗｉｎｄｏｗ１、ｗｉｎｄｏｗ２に関してそれぞれ、図１９に示すようにフラグビットが「１」の場合と、フラグビットが「０」の場合とで、波形において区別を行うためにアドレス波形は４種類となる。この時のアドレス波形、カラム波形の一具体例を図２０に示す。
【００７７】
Ｖｔｈ＝１．８Ｖ、Ｖｓａｔ＝３．８Ｖとすると、アドレス信号パルス電圧は、（ｗ１，ｗ２）が（０，０）、（０，１）、（１，０）、（１，１）の場合に応じて図２０に示すパルス電圧を印加する。
【００７８】
図２０は、１フレームの半分の波形を表示している。１フレームの後半においては、電圧値を反転させることにより、一方向に電圧をかけた場合、液晶の劣化として起こる焼き付けを防止することができる。また、図２０は１／２フレームを１／２に分割し、前半をウィンドウ１のフラグ情報による電圧値とし、後半をウィンドウ２のフラグ情報による電圧値とする。
【００７９】
電圧値は全画面が３次元画像表示の状態で、２次元画像を表示するウィンドウが１個の場合、駆動波形の電圧値と異なる。すなわち、ウィンドウ１が水平ラインに含まれている場合は１／２フレームの前半が、(ｗ１アドレスフラグ、ｗ２アドレスフラグ、ｗ１コラムフラグ、ｗ２コラムフラグ)＝（０，０，０，０）、（０，１，０，０）、（１，０，０，０）、（０，０，１，０）、（０，０，０，１）、（０，１，０，１）、（１，０，１，０）の時、２Ｄ表示となる。すなわち、ｗ１のコラムとアドレスが同時に０となる位置、あるいは、ｗ２のコラムとアドレスが同時に０となる位置が２Ｄ表示となる。
【００８０】
２Ｄウィンドウが１個ある場合の図１４の電圧値と２個ある場合の図２０の電圧値が異なる。（ｗ１アドレスフラグ、ｗ２アドレスフラグ、ｗ１コラムフラグ、ｗ２コラムフラグ）＝（０，１，０，１）、（１，０，１，０）の時に、３Ｄ表示となるからである。
【００８１】
そこで、２個の２ＤＷｉｎｄｏｗの場合は、以下の方法をとることができる。図２０において、ｗ１が０をとる場合において、ｗ２が０、あるいは１をとるかに応じて、異なる電圧値をとる。すなわち、ｗ１，ｗ２の組み合わせで、平均化電圧が２Ｄ表示となるしきい値電圧以下、あるいは、３Ｄ表示となる飽和電圧以上がかかるようにする。１例として、図２０があげられる。
【００８２】
フラグに関してＶａ（Ｗ１，Ｗ２）＝（１，０）、Ｖｄ（Ｗ１，Ｗ２）＝（１，０）の場合、ウィンドウ１が２Ｄ表示になることを意味する。アドレスラインにかかる電圧は図２０に示すように、
１／２フレームの前半が
Ｖａ（０〜１／４フレーム）（１，０）＝Ｖｔｈ×２
Ｖａ（１／４〜１／２フレーム）（１，０）＝０
とし、１／２フレーム以降に関しては、液晶の焼き付け防止のため、
Ｖａ（１／２〜３／４フレーム）（１，０）＝−Ｖｔｈ×２
Ｖａ（３／４〜１フレーム）（１，０）＝０
と反転した電圧を印加する。コラムラインにかかる電圧は図２０に示すように、
１／２フレームの前半が
Ｖｄ（０〜１／４フレーム）（１，０）＝Ｖｔｈ
Ｖd（１／４〜１／２フレーム）（１，０）＝−Ｖｔｈ
とし、１／２フレーム以降に関しては、液晶の焼き付け防止のため、
Ｖd（１／２〜３／４フレーム）（１，０）＝Ｖｔｈ
Ｖd（３／４〜１フレーム）（１，０）＝−Ｖｔｈ
と反転した電圧を印加する。
【００８３】
上記により、液晶にかかる電圧は、０〜１／４フレーム、１／４〜１／２フレームにおいて、同一電圧値でＶｔｈとなる。そのため、２Ｄ表示が維持できる。
【００８４】
同様に、フラグに関してＶａ（Ｗ１，Ｗ２）＝（１，０），Ｖｄ（Ｗ１，Ｗ２）＝（０，１）の場合、ウィンドウ１が２Ｄ表示になることを意味する。アドレスラインにかかる電圧は図２０に示すように、
１／２フレームの前半が
Ｖａ（０〜１／４フレーム）（１，０）＝Ｖｔｈ×２
Ｖａ（１／４〜１／２フレーム）（１，０）＝０
とし、１／２フレーム以降に関しては、液晶の焼きつき防止のため、
Ｖａ（１／２〜３／４フレーム）（１，０）＝−Ｖｔｈ×２
Ｖａ（３／４〜１フレーム）（１，０）＝０
と反転した電圧を印加する。コラムラインにかかる電圧は図２０に示すように、
１／２フレームの前半が
Ｖd（０〜１／４フレーム）（１，０）＝−Ｖｔｈ
Ｖd（１／４〜１／２フレーム）（１，０）＝Ｖｔｈ
とし、1/2フレーム以降に関しては、液晶の焼き付け防止のため、
Ｖd（１／２〜３／４フレーム）（１，０）＝−Ｖｔｈ
Ｖd（３／４〜１フレーム）（１，０）＝Ｖｔｈ
と反転した電圧を印加する。
【００８５】
上記により、液晶にかかる電圧は、０〜１／４フレームにおいてＶｔｈ×３、１／４〜１／２フレームにおいてＶｔｈが液晶に印加される。（２３）式に代入すると
Ｖ平均＝√5×Ｖｔｈ
となる。Ｖｔｈ=１．８Ｖ，Ｖｓａｔ＝３．８Ｖとすると
Ｖ平均＝４．０２Ｖ＞Ｖｓａｔ
となるため、３Ｄ表示が可能となる。
【００８６】
図２０にｗ１，ｗ２のフラグの組み合わせと液晶にかかる電圧について記述したが、ウィンドウ１，２のどちらかがＯＦＦの時は、３Ｄ表示もＯＦＦになっており、所望の表示ができる。
【００８７】
なお、本例では、偏光可変セル４の液晶４ｃの焼き付けを防止するために、あるフレームでは図２０に示すパルス電圧を印加し、次のフレームでは、図２０に示すパルス電圧を反転した電圧（符号を反転した電圧）を印加する。
【００８８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による立体画像表示装置の駆動方法を説明する。本実施形態の駆動方法は、第１実施形態の駆動方法と同様に図１に示す立体画像表示装置に用いられるが、第１実施形態の駆動方法とは、偏光可変セル４の駆動方法が異なっており、コントラストを最大にする駆動方法である。
【００８９】
本実施形態の駆動方法に係る偏光可変セル４の駆動について説明する。１個のウィンドウの場合、高精細な２次元画像の中に３次元画像表示のウィンドウがある場合と、３次元画像の背景の中に２次元画像表示のウィンドウある場合で波形が全く異なる。そのため、電圧値を０Ｖも含めると５種類用意する必要がある。しかし、３次元画像表示のウィンドウが無いアドレス波形においても、アドレス電圧を印加することにより、より簡単な電圧駆動を行うことができる。
【００９０】
３次元画像表示ウィンドウがｐ（≧１）個ある場合の駆動波形について
まず、高精細な２次元画像の中に３次元画像表示のウィンドウがｐ個ある場合の波形について説明する。
【００９１】
ある水平ラインにおいて、そのラインの一部、あるいは全体に３次元画像表示のウィンドウがある場合、フラグビットとして、「１」を立て、ある水平ラインにおいて、そのラインに３次元画像表示ウィンドウが無い場合は、フラグビットとして「０」を立てる。フラグビットが「１」の場合と、フラグビットが「０」の場合とで、波形において区別を行うためにアドレス波形は２種類でよい。
【００９２】
次に、ある垂直ラインにおいて、そのラインの一部、あるいは全体に３次元画像表示のウィンドウがある場合、フラグビットとして「１」を立て、ある垂直ラインにおいて、そのラインに３次元画像表示ウィンドウが無い場合は、フラグビットとして「０」を立てる。同様に、フラグビットが「１」の場合と、フラグビットが「０」の場合とで、波形において区別を行うためにカラム波形は２種類でよい。
【００９３】
本実施形態の駆動方法においては、偏光可変セル４を構成するＴＮ液晶に電圧をかけて液晶のダイレクタが立ち上がり始める電圧をＶｔｈ、液晶が９５％立ち上がった時の電圧をＶｓａｔとした場合、ｐ個のウィンドウ領域に関して偏光方向を変化させ、このｐ個のウィンドウ領域以外に関して偏光方向を変化させない。偏光可変セル４の対向する２枚の透明基板の一方の基板上に、第１の方向（例えば、水平方向）にｎ個の透明電極を設置し、これらのｎ個の透明電極にアドレスライン番号をそれぞれ１からｎを割り当てる。また、もう一方の透明基板上に、第１の方向と略直交する方向（例えば、垂直方向）にｍ個の透明電極を設置し、これらのｍ個の透明電極にカラムライン番号を１からｍを割り当てる。この時、水平方向のラインの駆動波形（アドレス波形）において、１フレーム期間を（ｐ＋１）個分の幅に等分し、それぞれの最大電圧がＶａとなる（ｐ＋１）個分の波形をライン番号の小さい順に順次印加していくのではなく、ｋ（１≦ｋ≦ｐ）番目のウィンドウと重なる複数のラインに対して、１フレーム内の中でｋ番目にＶａの電圧値を有する同一のパルス波形を印加する。なお、どのウィンドウとも重ならないラインに対しては、（ｐ＋１）番目に最大電圧値Ｖａを有する同一のパルス波形を印加する。
【００９４】
一方、垂直方向のカラム信号線には、１フレームを（ｐ＋１）個で等分に分割し、ｋ番目のウィンドウと重なるカラム信号線においては、１フレーム内の中でｋ番目に―Ｖｄの電圧値をもつ同一のパルス信号を印加するとともにｋ番目と異なるウィンドウと重なるカラム信号線にはＶｄの電圧値をもつ同一のパルス信号を印可し、さらに、どのウィンドウとも重ならないカラム信号には常にＶｄの電圧を印加する。なお、１フレームを（ｐ＋１）個に分割し、上述したような駆動波形として印加するのは、偏光可変セル４を構成する液晶はＴＮ液晶であって、その駆動電圧が１フレーム期間に印加される電圧の平均値によって設定されるからである。
【００９５】
このときのアドレスラインおよびカラム信号線に印加される駆動波形の一具体例を図 ２１に示す。アドレス１〜アドレスｐは、それぞれ第１番目のウィンドウ〜第ｐ番目のウィンドウと重なるアドレスラインに印加する電圧波形を示し、選択されたときは、Ｖａの電圧が印加され、その他のときは、０Ｖの電圧が印加される。また、カラム１〜カラムｐは、それぞれ第１番目のウィンドウ〜第ｐ番目のウィンドウと重なるカラム信号線に印加する電圧波形を示し、選択されたときは−Ｖｄの電圧が印加され、その他のときは＋Ｖｄの電圧が印加される。アドレス電圧を常にかけているので、平均電圧駆動の最大コントラストでの駆動を行うとよい。しきい値電圧をＶｔｈとおくと、非特許文献１より、アドレスラインの波形がｎ個ある時は、ＶａおよびＶｄを以下の式
【数５】
にしたがった値とすると、コントラストが最大、すなわち偏光選択比が最大となる。
【００９６】
２次元画像表示ウィンドウがｐ個ある場合の駆動波形について
次に、３次元画像の背景の中に２次元画像表示のウィンドウある場合の波形の一具体例を図２２に示す。図２２に示すように、アドレス電圧は、図２１に示すアドレス電圧と同一で、カラム電圧は、図２１に示すカラム電圧を反転した波形となっている。また、図９と図１９とを比較すると、ウィンドウが、３次元画像表示（ビット１）か、２次元画像表示（ビット０）となる違いがある。そのため、３次元画像表示の背景中に２次元画像表示ウィンドウがｐ個ある場合は、アドレスラインの駆動波形において、１からｐ番目までのアドレス駆動波形はフラグビットｗ１が「０」となり、ｐ＋１番目のアドレス駆動波形はフラグビットｗ１が「１」となる。
【００９７】
一方、高精細な２次元画像の背景の中に３次元画像表示のウィンドウがある場合は、１からｐ番目までのアドレス駆動波形はフラグビットｗ１が「１」となり、ｐ＋１番目のアドレス駆動波形はフラグビットｗ１が「０」となる。
【００９８】
本実施形態において、高精細な２次元画像の背景の中に３次元画像表示のウィンドウが１個ある場合の駆動波形を図２３に示す。
【００９９】
また、本実施形態において、３次元画像表示の背景の中に２次元画像表示のウィンドウが１個ある場合の駆動波形を図２４に示す。
【０１００】
アドレス駆動波形がｎ個ある時のＶａ、Ｖｄを、図２のＶ−Ｔ曲線を有する液晶について、（２６）式、（２７）式を用いて計算し、平均的に液晶に印可される電圧を計算した結果を図２５に示す。ここで、Ｖａ−Ｖｄ＜Ｖｄとなるような、ＶａとＶｄの差が小さい場合、高精細な２次元画像表示中に３次元画像表示のウィンドウがある場合、アドレスラインにおいて複数のパルスにＶａがかかっている場合にも表示劣化のない部分的な３次元画像表示ができる。これは、アドレス駆動波形において、電圧が０ＶでもＶａでも、ＶｄがＶａと同極性、すなわち、カラム駆動波形がＯＦＦとなっていると、液晶にかかる電圧はしきい値以下になり、選択されないことになる。これにより、ｗｉｎｄｏｗ１，ｗｉｎｄｏｗ２が両方と重なるラインでは、フレームの前半と後半の両方とも印加される電圧はＶａとなるが、カラム波形において、非選択である場合（２次元画像表示モードでフラグビットは「０」）、液晶にかかる電圧はしきい値電圧以下となる。
【０１０１】
あるライン上に偏光方向を変化させるｋ番目のウィンドウが存在し、かつそのライン上においてはすべて同一のカラムラインに上記ｋ番目のウィンドウが存在する場合、そのライン、あるいはカラムが互いに隣接した領域ではなく、離散的に存在するようにすることにより、格子状に複数のウィンドウを作成する場合の偏光可変セル４上のウィンドウの分布例を図２６に示す。
【０１０２】
２Ｄ表示ウィンドウの中に３Ｄ表示ウィンドウを１箇所表示する時は、アドレスライン、コラムラインにおいて、ウィンドウ１のフラグ１を通常は連続してある範囲だけ立てるようにする。しかし、図２６のウィンドウ１に示すように、ウィンドウ１のフラグ１を複数箇所に分けて連続してある範囲だけ立てるようにすることもできる。その場合、ウィンドウ１の領域において、アドレスラインとコラムラインのフラグが１がたっている場所で、アドレスラインとコラムラインの論理積が１の部分は３Ｄ表示となる。例えば、アドレスラインとコラムラインのフラグが１がたっている範囲が２箇所ずつある場合、２×２＝４ウィンドウの３Ｄ表示が可能となる。
【０１０３】
単純マトリックス駆動の場合は長方形のウィンドウにおいて有効であるが、任意の楕円、ひし形のようなウィンドウでは、アドレスラインごとのウィンドウにおいて、３次元画像表示となる画素の数や位置が、一定に決まらない。そのため、アドレス駆動波形の数が多くなり、ＯＮ／ＯＦＦの電圧比、すなわち偏光選択比が小さくなり、３次元画像表示が劣化する。そこで、予め３次元画像を表示したい領域が決まっている場合は、図２７に示すように透明電極の形状を楕円、ひし形の形状にしておけば、任意のウィンドウの形状で表示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の各実施形態による駆動方法が適用される立体画像表示装置を示す斜視図。
【図２】偏光可変セルに用いられるＴＮ液晶のＶ―Ｔ曲線を示す図。
【図３】２次元画像表示モードにおける偏光可変セルの液晶の状態を説明する図。
【図４】３次元画像表示モードにおける偏光可変セルの液晶の状態を説明する図。
【図５】一つの要素画像のみ点灯させた時の輝度の角度依存性を示す図。
【図６】中心輝度と周辺輝度との比に関する液晶の印加電圧の依存性を示す図。
【図７】単純マトリクス駆動方式の電極構造を示す図。
【図８】第１実施形態の駆動方法を実施する駆動装置の概要を示す図。
【図９】第１実施形態において、２次元画像表示の背景中に３次元画像表示のウィンドウが１個ある場合のウィンドウの配置とフラグビットを説明する図。
【図１０】第１実施形態において、３次元画像ビューアーと偏光可変セルとの間の座標変換を説明する図。
【図１１】第１実施形態において、アドレスビット情報およびカラムビット情報と、３次元画像表示との関係を示す図。
【図１２】第１実施形態において、２次元画像表示の背景中に３次元画像を表示するウィンドウが１個ある場合の駆動波形図。
【図１３】第１実施形態において、アドレスビット情報およびカラムビット情報と、３次元画像表示との関係を示す図。
【図１４】第１実施形態において、３次元画像表示の背景中に２次元画像を表示するウィンドウが１個ある場合の駆動波形図。
【図１５】第１実施形態において、２次元画像表示の背景中に３次元画像を表示するウィンドウが２個ある場合の、ウィンドウの配置とフラグビットを説明する図。
【図１６】第１実施形態において、２次元画像表示の背景中に３次元画像を表示するウィンドウが２個ある場合の、ラインとカラムに印加する駆動波形と表示モードの関係を示す図。
【図１７】第１実施形態において、２次元画像表示の背景中に３次元画像を表示するウィンドウが２個ある場合の駆動波形図。
【図１８】第１実施形態において、３次元画像表示の背景中に２次元画像を表示するウィンドウが２個ある場合の、ラインとカラムに印加する駆動波形と表示モードの関係を示す図。
【図１９】第１実施形態において、３次元画像表示の背景中に２次元画像を表示するウィンドウが２個ある場合の、ウィンドウの配置とフラグビットを説明する図。
【図２０】第１実施形態において、２次元画像表示の背景中に３次元画像を表示するウィンドウが２個ある場合の駆動波形図。
【図２１】第２実施形態において、２次元画像表示の背景中に３次元画像を表示するウィンドウがｐ個ある場合の駆動波形図。
【図２２】第２実施形態において、３次元画像表示の背景中に２次元画像を表示するウィンドウがｐ個ある場合の駆動波形図。
【図２３】第２実施形態において、２次元画像表示の背景中に３次元画像を表示するウィンドウが１個ある場合の駆動波形図。
【図２４】第２実施形態において、３次元画像表示の背景中に２次元画像を表示するウィンドウが１個ある場合の駆動波形図。
【図２５】第２実施形態におけるラインとコラムに印加される駆動波形の最大電圧値を示す図。
【図２６】格子状に複数のウィンドウを配置する場合を説明する図。
【図２７】任意のウィンドウ形状を形成するための電極の形状を示す図。
【符号の説明】
【０１０５】
２ 平面表示装置
２ａ 画素
２ａ１ サブピクセル（赤）
２ａ２ サブピクセル（緑）
２ａ３ サブピクセル（青）
４ 偏光可変セル
４ａ 透明電極基板
４ｂ 透明電極基板
４ｃ 液晶（ＴＮ液晶）
６ 光線制御素子
６ａ 透明基板
６ｂ レンズ基板
６ｃ 複屈折性物質
１１ ２次元画像表示モードの偏光方向
１２ ３次元画像表示モードの偏光方向
５１ ラビング方向
５２ ラビング方向
５４ 電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面に複数の画素が配列された平面表示装置と、
前記平面表示装置の前面に設けられ、ｎ（≧１）本の透明な第１電極が平行に配置された第１電極基板およびｍ（≧１）本の透明な第２電極が前記第１電極の配置された方向と略直交する方向に配置された第２電極基板ならびに前記第１電極基板と前記第２電極基板との間に挟持された液晶を有し、前記第１および第２電極基板間に印加する電圧に応じて前記平面表示装置からの光線の偏光方向を可変にする偏光可変セルと、
前記偏光可変セルに対して前記平面表示装置と反対側に設けられ、透明基板および複数の円筒状のレンズのそれぞれの長軸が同一方向に並んで配列されたレンズ基板ならびに前記透明基板と前記レンズ基板との間に挿入された複屈折性物質を有し、前記複屈折性物質の長軸方向が前記レンズ基板の各レンズの長軸方向に略平行でありかつ前記複屈折性物質の短軸方向が前記レンズ基板の各レンズの長軸方向に略垂直であって、前記偏光可変セルを介して得られる前記画素からの光線を所定の角度に振り分ける光線制御素子と、
を備え、３次元画像と２次元画像とを切り換えて表示することが可能な立体画像表示装置の駆動方法であって、
背景が３次元画像および２次元画像のうちの一方の画像で表示し、第１乃至第ｐ（ｐ≧１）のウィンドウが他方の画像で表示するときに、
第ｉ（１≦ｉ≦ｐ）のウィンドウが前記第１電極と重なるか否かを示す前記第１電極に関する第ｉのフラグビットを立てるとともに前記第ｉのウィンドウが前記第２電極と重なるか否かを示す前記第２電極に関する第ｉのフラグビットを立てるステップと、
前記第１および第２電極にそれぞれ印加する第１および第２パルスとして、前記平面表示装置の１フレーム期間をｐ個の区間に分割し、この分割された区間で前記第１および第２パルスの少なくとも一方の値が異なる２のｐ乗種類の波形をそれぞれ用意して、前記第１および第２電極に関する第１乃至第ｐのフラグビットの値の組に対応付けるステップと、
前記ｎ本の第１電極および前記ｍ本の第２電極からそれぞれ、１本の第１および第２電極を選択するステップと、
選択された前記第１および第２電極に関する前記第１乃至第ｐのフラグビットの値の組に対応する前記第１および第２パルスを、選択された前記第１および第２電極に印加するステップと、
を備えていることを特徴とする駆動方法。
【請求項２】
前記偏光可変セルの液晶はＴＮ液晶であって、電圧をかけて液晶のダイレクタが立ち上がり始める電圧をＶｔｈ、液晶が９５％立ち上がった時の電圧をＶｓａｔとしたとき、Ｖｓａｔ＜Ｖｔｈ×３であり、
前記背景に２次元画像表示を行い、３次元画像表示を行う前記ウィンドウが１個であるときに、
前記ウィンドウと重なる第１電極には、Ｖｔｈ×２、−Ｖｔｈ×２の電圧を交互に印加し、前記ウィンドウと重ならない第１電極には０Ｖの電圧を印加するとともに、
前記ウィンドウと重なる第２電極には、Ｖｔｈ、−Ｖｔｈの電圧を交互に印加し、前記ウィンドウと重ならない第２電極には、−Ｖｔｈ、Ｖｔｈの電圧を交互に印加する
ことを特徴とする請求項１記載の駆動方法。
【請求項３】
前記偏光可変セルの液晶はＴＮ液晶であって、電圧をかけて液晶のダイレクタが立ち上がり始める電圧をＶｔｈ、液晶が９５％立ち上がった時の電圧をＶｓａｔとしたとき、Ｖｓａｔ＜Ｖｔｈ×３であり、
前記背景に３次元画像表示を行い、２次元画像表示を行う前記ウィンドウが１個であるときに、
前記ウィンドウと重なる第１電極には、−Ｖｔｈ／２、Ｖｔｈ／２の電圧を交互に印加し、前記ウィンドウと重ならない第１電極には−（Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２）、（Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２）の電圧を交互に印加するとともに、
前記ウィンドウと重なる第２電極には、Ｖｔｈ／２、−Ｖｔｈ／２の電圧を交互に印加し、前記ウィンドウと重ならない第２電極には、−（Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２）、（Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２）の電圧を交互に印加する
ことを特徴とする請求項１記載の駆動方法。
【請求項４】
前記偏光可変セルの液晶はＴＮ液晶であって、電圧をかけて液晶のダイレクタが立ち上がり始める電圧をＶｔｈ（Ｖ）とし、
前記背景に２次元画像表示を行い、３次元画像表示を行う前記ウィンドウが第１および第２ウィンドウの２個であるときに、
前記第１ウィンドウのみと重なる第１電極には、前記１フレームの前半に２×Ｖｔｈの電圧を印加するとともに前記１フレームの後半に０Ｖの電圧を印加し、
前記第２ウィンドウのみと重なる第１電極には、前記１フレームの前半に０Ｖの電圧を印加するとともに前記１フレームの後半に２×Ｖｔｈの電圧を印加し、
前記第１および第２ウィンドウの両方と重なる第１電極には、前記１フレームの前半および後半とも２×Ｖｔｈの電圧を印加し、
前記第１および第２ウィンドウの両方とも重ならない第１電極には、前記１フレームの前半および後半とも０Ｖの電圧を印加し、
前記第１ウィンドウのみと重なる第２電極には、前記１フレームの前半に−Ｖｔｈの電圧を印加するとともに前記１フレームの後半にＶｔｈの電圧を印加し、
前記第２ウィンドウのみと重なる第２電極には、前記１フレームの前半にＶｔｈの電圧を印加するとともに前記１フレームの後半に−Ｖｔｈの電圧を印加し、
前記第１および第２ウィンドウの両方と重なる第２電極には、前記１フレームの前半および後半とも−Ｖｔｈの電圧を印加し、
前記第１および第２ウィンドウの両方とも重ならない第２電極には、前記１フレームの前半および後半ともＶｔｈの電圧を印加する
ことを特徴とする請求項１記載の駆動方法。
【請求項５】
前記偏光可変セルの液晶はＴＮ液晶であって、電圧をかけて液晶のダイレクタが立ち上がり始める電圧をＶｔｈ（Ｖ）とし、液晶が９５％立ち上がった時の電圧をＶｓａｔとし、
前記背景に３次元画像表示を行い、２次元画像表示を行う前記ウィンドウが第１および第２ウィンドウの２個であるときに、
前記第１ウィンドウのみと重なる第１電極には、前記１フレームの前半に０Ｖの電圧を印加するとともに前記１フレームの後半に２×Ｖｔｈの電圧を印加し、
前記第２ウィンドウのみと重なる第１電極には、前記１フレームの前半に２×Ｖｔｈの電圧を印加するとともに前記１フレームの後半に０Ｖの電圧を印加し、
前記第１および第２ウィンドウの両方と重なる第１電極には、前記１フレームの前半および後半とも０Ｖの電圧を印加し、
前記第１および第２ウィンドウの両方とも重ならない第１電極には、前記１フレームの前半および後半ともＶｓａｔ＋ＶｔｈＶの電圧を印加し、
前記第１ウィンドウのみと重なる第２電極には、前記１フレームの前半に−Ｖｔｈの電圧を印加するとともに前記１フレームの後半にＶｔｈの電圧を印加し、
前記第２ウィンドウのみと重なる第２電極には、前記１フレームの前半にＶｔｈの電圧を印加するとともに前記１フレームの後半に−Ｖｔｈの電圧を印加し、
前記第１および第２ウィンドウの両方と重なる第２電極には、前記１フレームの前半および後半ともＶｔｈの電圧を印加し、
前記第１および第２ウィンドウの両方とも重ならない第２電極には、前記１フレームの前半および後半とも−（Ｖｓａｔ＋Ｖｔｈ）の電圧を印加する
ことを特徴とする請求項１記載の駆動方法。
【請求項６】
前記Ｖｔｈは、９０度偏光方向が異なる偏光板を前記偏光可変セルの両側に置き、一方の前記偏光板からもう一方の前記偏光板までの透過率が９０％となるしきい値電圧として測定され、
前記Ｖｓａｔは、９０度偏光方向が異なる偏光板を前記偏光可変セルの両側に置き、一方の前記偏光板からもう一方の前記偏光板までの透過率が２％となる電圧として測定される
ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の駆動方法。
【請求項７】
表示面に複数の画素が配列された平面表示装置と、
前記平面表示装置の前面に設けられ、ｎ（≧１）本の透明な第１電極が平行に配置された第１電極基板およびｍ（≧１）本の透明な第２電極が前記第１電極の配置された方向と略直交する方向に配置された第２電極基板ならびに前記第１電極基板と前記第２電極基板との間に挟持されたＴＮ液晶を有し、前記第１および第２電極基板間に印加する電圧に応じて前記平面表示装置からの光線の偏光方向を可変にする偏光可変セルと、
前記偏光可変セルに対して前記平面表示装置と反対側に設けられ、透明基板および複数の円筒状のレンズのそれぞれの長軸が同一方向に並んで配列されたレンズ基板ならびに前記透明基板と前記レンズ基板との間に挿入された複屈折性物質を有し、前記複屈折性物質の長軸方向が前記レンズ基板の各レンズの長軸方向に略平行でありかつ前記複屈折性物質の短軸方向が前記レンズ基板の各レンズの長軸方向に略垂直であって、前記偏光可変セルを介して得られる前記画素からの光線を所定の角度に振り分ける光線制御素子と、
を備え、３次元画像と２次元画像とを切り換えて表示することが可能な立体画像表示装置の駆動方法であって、
背景が３次元画像および２次元画像のうちの一方の画像で表示し、第１乃至第ｐ（ｐ≧１）のウィンドウが他方の画像で表示するときに、
前記平面表示装置の１フレーム期間を（ｐ＋１）個の区間に分割し、この分割された第１乃至第（ｐ＋１）の区間のうちの第ｋ（１≦ｉ≦ｐ）の区間における前記第１電極に印加する第１パルスとして電圧Ｖａ（＞０）のパルスを、第ｋのウィンドウと重なる全ての第１電極に印加するとともに、前記第ｋの区間における前記第２電極に印加する第２パルスとして電圧−Ｖｄ（Ｖｄ＞０）のパルスを、第ｋのウィンドウと重なる全ての第２電極に印加し、第（ｐ＋１）の区間における第１パルスとして最大電圧Ｖａのパルスを、どのウィンドウとも重ならない第１電極に対して印加し、第（ｐ＋１）の区間における第２パルスとして電圧Ｖｄのパルスを、どのウィンドウとも重ならない第２電極に対して印加するステップと、
を備えていることを特徴とする駆動方法。
【請求項８】
前記電圧Ｖａおよび電圧Ｖｄは下記の式
【数１】
を満たすことを特徴とする請求項７記載の駆動方法。
【請求項１】
表示面に複数の画素が配列された平面表示装置と、
前記平面表示装置の前面に設けられ、ｎ（≧１）本の透明な第１電極が平行に配置された第１電極基板およびｍ（≧１）本の透明な第２電極が前記第１電極の配置された方向と略直交する方向に配置された第２電極基板ならびに前記第１電極基板と前記第２電極基板との間に挟持された液晶を有し、前記第１および第２電極基板間に印加する電圧に応じて前記平面表示装置からの光線の偏光方向を可変にする偏光可変セルと、
前記偏光可変セルに対して前記平面表示装置と反対側に設けられ、透明基板および複数の円筒状のレンズのそれぞれの長軸が同一方向に並んで配列されたレンズ基板ならびに前記透明基板と前記レンズ基板との間に挿入された複屈折性物質を有し、前記複屈折性物質の長軸方向が前記レンズ基板の各レンズの長軸方向に略平行でありかつ前記複屈折性物質の短軸方向が前記レンズ基板の各レンズの長軸方向に略垂直であって、前記偏光可変セルを介して得られる前記画素からの光線を所定の角度に振り分ける光線制御素子と、
を備え、３次元画像と２次元画像とを切り換えて表示することが可能な立体画像表示装置の駆動方法であって、
背景が３次元画像および２次元画像のうちの一方の画像で表示し、第１乃至第ｐ（ｐ≧１）のウィンドウが他方の画像で表示するときに、
第ｉ（１≦ｉ≦ｐ）のウィンドウが前記第１電極と重なるか否かを示す前記第１電極に関する第ｉのフラグビットを立てるとともに前記第ｉのウィンドウが前記第２電極と重なるか否かを示す前記第２電極に関する第ｉのフラグビットを立てるステップと、
前記第１および第２電極にそれぞれ印加する第１および第２パルスとして、前記平面表示装置の１フレーム期間をｐ個の区間に分割し、この分割された区間で前記第１および第２パルスの少なくとも一方の値が異なる２のｐ乗種類の波形をそれぞれ用意して、前記第１および第２電極に関する第１乃至第ｐのフラグビットの値の組に対応付けるステップと、
前記ｎ本の第１電極および前記ｍ本の第２電極からそれぞれ、１本の第１および第２電極を選択するステップと、
選択された前記第１および第２電極に関する前記第１乃至第ｐのフラグビットの値の組に対応する前記第１および第２パルスを、選択された前記第１および第２電極に印加するステップと、
を備えていることを特徴とする駆動方法。
【請求項２】
前記偏光可変セルの液晶はＴＮ液晶であって、電圧をかけて液晶のダイレクタが立ち上がり始める電圧をＶｔｈ、液晶が９５％立ち上がった時の電圧をＶｓａｔとしたとき、Ｖｓａｔ＜Ｖｔｈ×３であり、
前記背景に２次元画像表示を行い、３次元画像表示を行う前記ウィンドウが１個であるときに、
前記ウィンドウと重なる第１電極には、Ｖｔｈ×２、−Ｖｔｈ×２の電圧を交互に印加し、前記ウィンドウと重ならない第１電極には０Ｖの電圧を印加するとともに、
前記ウィンドウと重なる第２電極には、Ｖｔｈ、−Ｖｔｈの電圧を交互に印加し、前記ウィンドウと重ならない第２電極には、−Ｖｔｈ、Ｖｔｈの電圧を交互に印加する
ことを特徴とする請求項１記載の駆動方法。
【請求項３】
前記偏光可変セルの液晶はＴＮ液晶であって、電圧をかけて液晶のダイレクタが立ち上がり始める電圧をＶｔｈ、液晶が９５％立ち上がった時の電圧をＶｓａｔとしたとき、Ｖｓａｔ＜Ｖｔｈ×３であり、
前記背景に３次元画像表示を行い、２次元画像表示を行う前記ウィンドウが１個であるときに、
前記ウィンドウと重なる第１電極には、−Ｖｔｈ／２、Ｖｔｈ／２の電圧を交互に印加し、前記ウィンドウと重ならない第１電極には−（Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２）、（Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２）の電圧を交互に印加するとともに、
前記ウィンドウと重なる第２電極には、Ｖｔｈ／２、−Ｖｔｈ／２の電圧を交互に印加し、前記ウィンドウと重ならない第２電極には、−（Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２）、（Ｖｓａｔ−Ｖｔｈ／２）の電圧を交互に印加する
ことを特徴とする請求項１記載の駆動方法。
【請求項４】
前記偏光可変セルの液晶はＴＮ液晶であって、電圧をかけて液晶のダイレクタが立ち上がり始める電圧をＶｔｈ（Ｖ）とし、
前記背景に２次元画像表示を行い、３次元画像表示を行う前記ウィンドウが第１および第２ウィンドウの２個であるときに、
前記第１ウィンドウのみと重なる第１電極には、前記１フレームの前半に２×Ｖｔｈの電圧を印加するとともに前記１フレームの後半に０Ｖの電圧を印加し、
前記第２ウィンドウのみと重なる第１電極には、前記１フレームの前半に０Ｖの電圧を印加するとともに前記１フレームの後半に２×Ｖｔｈの電圧を印加し、
前記第１および第２ウィンドウの両方と重なる第１電極には、前記１フレームの前半および後半とも２×Ｖｔｈの電圧を印加し、
前記第１および第２ウィンドウの両方とも重ならない第１電極には、前記１フレームの前半および後半とも０Ｖの電圧を印加し、
前記第１ウィンドウのみと重なる第２電極には、前記１フレームの前半に−Ｖｔｈの電圧を印加するとともに前記１フレームの後半にＶｔｈの電圧を印加し、
前記第２ウィンドウのみと重なる第２電極には、前記１フレームの前半にＶｔｈの電圧を印加するとともに前記１フレームの後半に−Ｖｔｈの電圧を印加し、
前記第１および第２ウィンドウの両方と重なる第２電極には、前記１フレームの前半および後半とも−Ｖｔｈの電圧を印加し、
前記第１および第２ウィンドウの両方とも重ならない第２電極には、前記１フレームの前半および後半ともＶｔｈの電圧を印加する
ことを特徴とする請求項１記載の駆動方法。
【請求項５】
前記偏光可変セルの液晶はＴＮ液晶であって、電圧をかけて液晶のダイレクタが立ち上がり始める電圧をＶｔｈ（Ｖ）とし、液晶が９５％立ち上がった時の電圧をＶｓａｔとし、
前記背景に３次元画像表示を行い、２次元画像表示を行う前記ウィンドウが第１および第２ウィンドウの２個であるときに、
前記第１ウィンドウのみと重なる第１電極には、前記１フレームの前半に０Ｖの電圧を印加するとともに前記１フレームの後半に２×Ｖｔｈの電圧を印加し、
前記第２ウィンドウのみと重なる第１電極には、前記１フレームの前半に２×Ｖｔｈの電圧を印加するとともに前記１フレームの後半に０Ｖの電圧を印加し、
前記第１および第２ウィンドウの両方と重なる第１電極には、前記１フレームの前半および後半とも０Ｖの電圧を印加し、
前記第１および第２ウィンドウの両方とも重ならない第１電極には、前記１フレームの前半および後半ともＶｓａｔ＋ＶｔｈＶの電圧を印加し、
前記第１ウィンドウのみと重なる第２電極には、前記１フレームの前半に−Ｖｔｈの電圧を印加するとともに前記１フレームの後半にＶｔｈの電圧を印加し、
前記第２ウィンドウのみと重なる第２電極には、前記１フレームの前半にＶｔｈの電圧を印加するとともに前記１フレームの後半に−Ｖｔｈの電圧を印加し、
前記第１および第２ウィンドウの両方と重なる第２電極には、前記１フレームの前半および後半ともＶｔｈの電圧を印加し、
前記第１および第２ウィンドウの両方とも重ならない第２電極には、前記１フレームの前半および後半とも−（Ｖｓａｔ＋Ｖｔｈ）の電圧を印加する
ことを特徴とする請求項１記載の駆動方法。
【請求項６】
前記Ｖｔｈは、９０度偏光方向が異なる偏光板を前記偏光可変セルの両側に置き、一方の前記偏光板からもう一方の前記偏光板までの透過率が９０％となるしきい値電圧として測定され、
前記Ｖｓａｔは、９０度偏光方向が異なる偏光板を前記偏光可変セルの両側に置き、一方の前記偏光板からもう一方の前記偏光板までの透過率が２％となる電圧として測定される
ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の駆動方法。
【請求項７】
表示面に複数の画素が配列された平面表示装置と、
前記平面表示装置の前面に設けられ、ｎ（≧１）本の透明な第１電極が平行に配置された第１電極基板およびｍ（≧１）本の透明な第２電極が前記第１電極の配置された方向と略直交する方向に配置された第２電極基板ならびに前記第１電極基板と前記第２電極基板との間に挟持されたＴＮ液晶を有し、前記第１および第２電極基板間に印加する電圧に応じて前記平面表示装置からの光線の偏光方向を可変にする偏光可変セルと、
前記偏光可変セルに対して前記平面表示装置と反対側に設けられ、透明基板および複数の円筒状のレンズのそれぞれの長軸が同一方向に並んで配列されたレンズ基板ならびに前記透明基板と前記レンズ基板との間に挿入された複屈折性物質を有し、前記複屈折性物質の長軸方向が前記レンズ基板の各レンズの長軸方向に略平行でありかつ前記複屈折性物質の短軸方向が前記レンズ基板の各レンズの長軸方向に略垂直であって、前記偏光可変セルを介して得られる前記画素からの光線を所定の角度に振り分ける光線制御素子と、
を備え、３次元画像と２次元画像とを切り換えて表示することが可能な立体画像表示装置の駆動方法であって、
背景が３次元画像および２次元画像のうちの一方の画像で表示し、第１乃至第ｐ（ｐ≧１）のウィンドウが他方の画像で表示するときに、
前記平面表示装置の１フレーム期間を（ｐ＋１）個の区間に分割し、この分割された第１乃至第（ｐ＋１）の区間のうちの第ｋ（１≦ｉ≦ｐ）の区間における前記第１電極に印加する第１パルスとして電圧Ｖａ（＞０）のパルスを、第ｋのウィンドウと重なる全ての第１電極に印加するとともに、前記第ｋの区間における前記第２電極に印加する第２パルスとして電圧−Ｖｄ（Ｖｄ＞０）のパルスを、第ｋのウィンドウと重なる全ての第２電極に印加し、第（ｐ＋１）の区間における第１パルスとして最大電圧Ｖａのパルスを、どのウィンドウとも重ならない第１電極に対して印加し、第（ｐ＋１）の区間における第２パルスとして電圧Ｖｄのパルスを、どのウィンドウとも重ならない第２電極に対して印加するステップと、
を備えていることを特徴とする駆動方法。
【請求項８】
前記電圧Ｖａおよび電圧Ｖｄは下記の式
【数１】
を満たすことを特徴とする請求項７記載の駆動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１０−７８６５３（Ｐ２０１０−７８６５３Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４３９１５（Ｐ２００８−２４３９１５）
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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