JPH11326877A - 画像表示装置 - Google Patents

画像表示装置

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JPH11326877A
JPH11326877A JP10127172A JP12717298A JPH11326877A JP H11326877 A JPH11326877 A JP H11326877A JP 10127172 A JP10127172 A JP 10127172A JP 12717298 A JP12717298 A JP 12717298A JP H11326877 A JPH11326877 A JP H11326877A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動手段の応答特性の温度依存性に起因する
ウォブリング効果の低減を有効に改善し、高解像度の画
像を表示できる画像表示装置を提供する。 【解決手段】 複数の画素を規則的に配列してなる表示
面を有する表示素子１と、この表示素子１に順次のフィ
ールド間で異なる画像を表示させる画像表示制御手段１
１と、この画像表示制御手段１１による画像の切り替え
に同期して、前記表示面から発する光の光軸を所定の方
向に振動させる振動手段2,3,12とを有する画像表示装置
において、振動手段の温度を調節する温度調節手段21,2
2,23を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ウォブリングに
よる画素ずらしを行って画像を表示する画像表示装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の画像表示装置として、例えば特開
平６−３２４３２０号公報には、離散的な画素配列を有
する表示素子と観察位置との間の光路中に、表示素子か
ら発する光の光軸を所定の方向に振動させる振動手段を
配置し、表示素子の同一画素に奇数フィールドおよび偶
数フィールドの画像を順次書き込んで表示すると共に、
そのフィールドに同期して振動手段により表示素子から
の光の光軸を所定の方向に振動させて、すなわち表示素
子の表示面をウォブリングして、奇数フィールドと偶数
フィールドとの画像を空間的に分離し、これにより表示
面の画素のないブラックマトリックスの部分に等価的に
画素を表示させるようにして、解像度の向上を図るよう
にしたものが開示されている。
【０００３】図２２は、かかる従来の画像表示装置の構
成を示すものである。この画像表示装置は、バックライ
ト１ａおよびカラー液晶表示素子１ｂを有する表示素子
としてのカラー液晶パネル（以下、カラーＬＣＤと称す
る）１と、その前面側に順次配置した振動手段を構成す
る偏光変換素子２および複屈折板３とを有する。カラー
ＬＣＤ１は、例えば、走査線数がＮＴＳＣの１／２で、
図２３に部分平面図を示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞ
れの画素がデルタ配列されている。なお、図２２では、
図面を明瞭とするために、走査線数を数本に省略して示
してある。
【０００４】偏光変換素子２は、例えば、比較的安価
で、製作技術が確立されていることから、ＴＮ（ツイス
トネマティック）液晶セルシャッタ（以下、ＴＮシャッ
タと略称する）が用いられることがある。このＴＮシャ
ッタ２は、図２４（ａ）および（ｂ）に示すように、そ
れぞれ透明電極５を有する偏光板６でＴＮ液晶層７をサ
ンドイッチして構成され、一対の透明電極５をスイッチ
８を介して、例えば交流電源９に接続して、図２４
（ａ）に示すように、スイッチ８をオンにしてＴＮ液晶
層７に交流電圧を印加することにより、入射光の偏光
（矢印で示す）を旋光させることなく透過し、図２４
（ｂ）に示すように、スイッチ８をオフにしてＴＮ液晶
層７への交流電圧の印加を解除することにより、入射光
の偏光を９０°旋光させて透過するようになっている。
【０００５】複屈折板３は、例えば、水晶（α−Si
O2）、ニオブ酸リチウム（LiNbO3）、ルチル（TiO2）、
方解石(CaCo3) 、チリ硝石(NaNo3) 、YVO4等の異方性結
晶をもって構成され、図２５に示すように、第１の偏光
の入射光は常光として透過させ、第１の偏光と直交する
第２の偏光の入射光は異常光として透過させるようにな
っている。ここで、複屈折板３は、光線の入射方向であ
るカラーＬＣＤ１の表示面におけるｘｙ座標と直交する
ｚ方向における厚みをｄ、常光および異常光の分離角を
θとすると、複屈折板３から出射される常光および異常
光は、ｄ× tanθだけ空間的に分離されることになる。
【０００６】したがって、複屈折板３の結晶軸３ａを適
宜の方向に設定して、図２６に示すように、ＴＮシャッ
タ２をオフにすれば、カラーＬＣＤ１からの偏光をＴＮ
シャッタ２で９０°旋光させて第２の偏光として透過さ
せ、さらに複屈折板３を例えば異常光として透過させる
ことにより、カラーＬＣＤ１の表示面の画素を、図２７
に示すように、元の画素位置から右斜め上方向にほぼ半
画素ピッチずらしたブラックマトリックスの位置で観察
することができる。また、図２８に示すように、ＴＮシ
ャッタ２をオンにすれば、カラーＬＣＤ１からの偏光を
ＴＮシャッタ２で旋光することなく第１の偏光としてそ
のまま透過させ、さらに複屈折板３を常光として透過さ
せることにより、カラーＬＣＤ１の表示面の画素を、図
２３に示す元の位置で観察することができる。
【０００７】図２２に示す従来の画像表示装置では、上
記のＴＮシャッタ２および複屈折板３の特性を利用し、
カラーＬＣＤ１の同一画素に、画像表示制御回路１１を
介して入力映像信号の奇数フィールドと偶数フィールド
との画像を順次表示させると共に、その表示する映像信
号のフィールドの同期信号と同じタイミングで、振動手
段を構成するＴＮシャッタ駆動回路１２によりＴＮシャ
ッタ２への電圧を固定的にオン・オフ制御してシャッタ
リングし、これによりＴＮシャッタ２を透過する偏光の
方向に応じて、複屈折板３を経て観察される画素位置を
変化させるウォブリングを行って解像度の向上を図って
いる。すなわち、奇数フィールドでは、ＴＮシャッタ２
をオフとして、図２９に示すように、観察される画素位
置を元の画素位置から右斜め上方向にほぼ半画素ピッチ
分ずらし（この場合の各画素位置をＲo ，Ｇo ，Ｂo で
示す）、偶数フィールドでは、ＴＮシャッタ２をオンと
して、図３０に示すように、観察される画素位置を元の
画素位置（この場合の各画素位置をＲe ，Ｇe ，Ｂe で
示す）とすることにより、カラーＬＣＤ１の画素数が２
倍になった映像を観察できるようにしている。
【０００８】なお、カラーＬＣＤ１に表示する奇数フィ
ールド画像と偶数フィールド画像とでは、画素ずらし量
に相当する時間分、映像信号のサンプリングのタイミン
グを異ならせている。すなわち、偶数フィールド画像を
表示する場合は、奇数フィールド画像を表示する場合よ
りも、映像信号のサンプリングのタイミングを、ほぼ半
画素ピッチに相当する時間分遅延している。また、カラ
ーＬＣＤ１は、次のフィールドの画像に書き換えるまで
は前のフィールドの画像を保持するので、ＴＮシャッタ
２の一方の電極は、例えば５ライン程度の複数ラインに
分割し、他方の電極は共通電極として、一方の電極をカ
ラーＬＣＤ１のライン走査のタイミングに合わせて選択
して電圧の印加を制御するようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者による種々の実験・検討によれば、上述した従来のウ
ォブリングを採用する画像表示装置にあっては、種々の
問題があることが判明した。例えば、振動手段を構成す
るＴＮシャッタ２の旋光における応答特性は温度依存性
を有し、特に、低温で応答特性が悪くなるため、解像度
を十分に向上できないことが判明した。
【００１０】図３１は、ＴＮシャッタ２の旋光における
応答特性を説明するための図で、図３１（ａ）は第１の
偏光の透過率を、図３１（ｂ）は駆動電圧を示してい
る。なお、ここでは、駆動電圧として高周波電圧を印加
するものとする。ＴＮシャッタ２は、駆動電圧印加時の
立ち上がり応答時間τONと、駆動電圧除去時の立ち下が
り応答時間τOFF とを有する。ここで、ＴＮシャッタ２
での第１の偏光の最大透過率をＴm 、最小透過率をＴo
とすると、立ち上がり応答時間τONは、駆動電圧印加時
から液晶が挙動し始めて、第１の偏光の透過率が１０％
に達するまで、すなわち｛Ｔo ＋０．１（Ｔm −
Ｔo ）｝に達するまでの立ち上がり遅延時間tdONと、そ
こから実際にＴＮ液晶が立ち上がって透過率が９０％に
達するまで、すなわち｛Ｔo ＋０．９（Ｔm −Ｔo ）｝
に達するまでの立ち上がり時間trとの和で表される。ま
た、立ち下がり応答時間τOFF は、駆動電圧除去時から
液晶が挙動し始めて透過率が９０％に落ちるまでの立ち
下がり遅延時間tdOFF と、そこから実際にＴＮ液晶が寝
始めて透過率が１０％になるまでの立ち下がり時間tdと
の和で表される。
【００１１】上記の応答特性において、立ち上がり時間
trは駆動印加電圧に依存し、立ち下がり時間tdは液晶が
固有に有する材料特性に依存するが、これらtrおよびtd
は、立ち上がり遅延時間tdONおよび立ち下がり遅延時間
tdOFF とともに温度にも依存する。このため、同一のＴ
Ｎシャッタ２に同じ駆動電圧を印加しても、温度によっ
てtdON、tr、tdOFF およびtdの各値が異なることにな
る。例えば、３０℃で、tdON＝０．５ms、tr＝１ms、td
OFF ＝５ms、td＝５ms、したがってτON＝１．５ms、τ
OFF ＝１０msの応答速度を有するとすると、４０℃で
は、tdON≒０ms、tr＝０．５ms、tdOFF ＝２ms、td＝３
ms、したがってτON＝０．５ms、τOFF ＝５msとなって
応答特性が良くなり、１０℃では、tdON＝１ms、tr＝２
ms、tdOFF ＝８ms、td＝７ms、したがってτON＝３ms、
τOFF ＝１５msとなって応答特性が悪くなる。
【００１２】このように、特に、低温において、立ち上
がりおよび立ち下がりの応答特性が悪くなると、図３２
（ｂ）に示す駆動電圧に対する一つの画素のＴＮシャッ
タ２における第１の偏光の透過率は、例えば図３２
（ａ）に示すようになる。すなわち、偶数フィールドで
は、理想的には第１の偏光のみを透過して、その偏光が
有する情報（映像信号；Ｒe ，Ｇe ，Ｂe ）を元々の画
素位置（以下、偶数ラインとも称する）でのみ表示すべ
きであるが、立ち上がり応答時間τONの間は、第２の偏
光をも透過するため、この第２の偏光が本来有する情報
（映像信号；Ｒo ，Ｇo ，Ｂo ）を表示すべき画素ずら
し位置（以下、奇数ラインとも称する）にも、第１の偏
光が有する情報を表示することになって、観察される画
像が図３３（ａ）に示すようになってしまう。同様に、
立ち下がり応答時間τOFF の間でも、第１の偏光と第２
の偏光とが透過するため、本来奇数ラインで表示すべき
情報（映像信号；Ｒo ，Ｇo ，Ｂo ）を、偶数ラインで
も表示することになって、観察される画像が図３３
（ｂ）に示すようになってしまう。
【００１３】このため、特に、応答特性が悪くなる低温
においては、前のフィールドの残光によってウォブリン
グによる解像度の向上を十分発揮できなくなると共に、
応答特性の温度依存性は、一般に立ち上がり応答時間τ
ONに比べて立ち下がり応答時間τOFF に顕著に顕れるた
めに、コントラストが低下するという問題が生じる。な
お、図３２では、順次の偶数フィールドで、交互に極性
の異なる直流の駆動電圧をＴＮシャッタ２に印加するよ
うにしたが、各電圧印加期間において高周波の駆動電圧
を印加する場合もある。
【００１４】ここで、図３４（ａ）および（ｂ）に示す
図３２（ａ）および（ｂ）の拡大図を参照して、コント
ラストを概算する。なお、図３４（ａ）では、計算を簡
略化するために、旋光の応答特性を直線で近似してい
る。コントラストＣont.は、図３４（ａ）に示す第１の
偏光の透過率の偶数フィールドにおける面積をＳe 、奇
数フィールドにおける面積をＳo とすると、 Ｃont.＝（Ｓe −Ｓo ）／（Ｓe ＋Ｓo ） ・・・（１） で表される。１フィールド時間をtFとすると、面積Ｓe
およびＳo は、それぞれ以下の式で表すことができる。 Ｓe ＝tF−τON＋(1/2)tr ・・・（２） Ｓo ＝tdOFF ＋(1/2)td ・・・（３） したがって、コントラストＣont.は、 Ｃont.＝｛tF−τON−tdOFF ＋(1/2)(tr−td) ｝ ／｛tF−τON＋tdOFF ＋(1/2)(tr＋td) ｝ ・・・（４） となる。
【００１５】上記（４）式に、tF＝16.67ms(1/60s)とし
て、上述した３０℃、４０℃および１０℃における各値
を当てはめると、 Ｃont.〔３０℃〕＝0.353 Ｃont.〔４０℃〕＝0.649 Ｃont.〔１０℃〕＝0.121 となり、温度が低くなるほど、コントラストが低減する
ことがわかる。
【００１６】このような問題は、例えば、ＴＮシャッタ
２での応答特性による解像度の低下を補償するために、
奇数フィールドと偶数フィールドとでカラーＬＣＤ１に
表示する画像を予め補正する場合も、温度が変化すると
顕著に顕れることになる。
【００１７】以上、ＴＮシャッタ２の応答特性およびそ
の温度依存性について説明したが、図２２に示したよう
に、表示素子としてカラーＬＣＤ１を用いる場合には、
カラーＬＣＤ１を構成する、例えばＴＦＴ−ＬＣＤも応
答特性を有する。このため、ＬＣＤに表示する奇数フィ
ールドと偶数フィールドとの画像の切り替えタイミング
と同じタイミングで、ＴＮシャッタ２をシャッタリング
すると、仮にＴＮシャッタ２が理想的な応答特性を有
し、画像の切り替えタイミングと同じタイミングで第１
の偏光および第２の偏光を選択的に透過するとしても、
ＬＣＤの応答特性によって、同様に、前のフィールドの
残光が生じてウォブリングによる解像度の向上を十分発
揮できなくなると共に、コントラストが低下するという
問題が生じることになる。
【００１８】図３５（ａ）および（ｂ）は、ポジタイプ
のクロスニコルのＬＣＤの応答特性を説明するための図
で、ＬＣＤの一つの画素にある明度の白と黒とをフィー
ルド毎に交互に表示した場合のＬＣＤ遮光率と、その際
のＬＣＤ駆動電圧とを示している。図３５（ａ）におい
て、駆動電圧印加時から当該画素の遮光率が１０％に達
するまでの立ち上がり遅延時間をtdON′、そこから遮光
率が９０％に達するまでの立ち上がり時間をtr′、tdO
N′とtr′との和で表される立ち上がり応答時間をτO
N′、駆動電圧除去時から遮光率が９０％に落ちるまで
の立ち下がり遅延時間をtdOFF ′、そこから遮光率が１
０％になるまでの立ち下がり時間をtd′、tdOFF ′とt
d′との和で表される立ち下がり応答時間をτOFF ′と
すると、例えば、ＴＮ液晶を用いたＬＣＤでは、tdON′
＝２ms、tr′＝１０ms、tdOFF ′＝２ms、td′＝１０m
s、したがってτON′＝１２ms、τOFF ′＝１２msとな
り、応答特性はそれほど良くない。
【００１９】ここで、図３４の場合と同様にして、１フ
ィールド時間をtF＝16.67ms 、偶数フィールドにおける
面積Ｓe ′、奇数フィールドにおける面積Ｓo ′とし
て、コントラストＣont.′を求めると、 Ｃont.′＝０．１６０ となる。このように、ＬＣＤの応答特性が悪いため、Ｔ
Ｎシャッタ２が仮に理想的な応答特性を有していたとし
ても、フィールドに同期させてＴＮシャッタ２をシャッ
タリングすると、コントラストが悪くなる。
【００２０】一方、上述したように表示素子にＬＣＤを
用いる場合には、その駆動電圧として直流を用いると、
内部での電気化学変化に起因する劣化が生じるために、
一般には、高周波電圧を印加したり、フィールド毎に印
加する電圧の極性を反転させる交流駆動方法を採用して
いる。
【００２１】ここで、上述したようにウォブリングを行
う場合において、一つの画素に着目した場合、フィール
ド毎に印加する電圧の極性を反転させて駆動すると、ず
れた画素位置に表示する、例えば奇数フィールドでは、
常に正（または負）の電圧が印加され、元の画素位置に
表示する、例えば偶数フィールドでは、常に負（または
正）の電圧が印加されることになる。しかし、図３６に
一つの画素に着目した場合の信号波形を示すように、交
流駆動する場合の交流駆動電圧の中心電位Ｖc（一点鎖
線）と、ＬＣＤの共通電極電位Ｖcom （破線）とは、一
般に一致せず、例えば、Ｖc ＞Ｖcom となる。このた
め、順次のフィールドで同じ明度の画素情報を表示しよ
うとすると、映像信号における奇数フィールドと偶数フ
ィールドとの駆動電圧の絶対値はＶａと同じでも、ＬＣ
Ｄに実際に印加される駆動電圧の絶対値は、Ｖｂ＝（Ｖ
c −Ｖcom ）とすると、奇数フィールドでは、Ｖｏ＝
（Ｖａ＋Ｖｂ）となり、偶数フィールドでは、Ｖｅ＝
（Ｖａ−Ｖｂ）となって、奇数フィールドにおける駆動
電圧の絶対値Ｖｏの方が、偶数フィールドにおける駆動
電圧の絶対値Ｖｅよりも大きくなる。
【００２２】このように、Ｖc とＶcom とのずれによっ
て、フィールド間で駆動電圧波形が対称にならなくなる
と、同じ明るさの映像を表示しても、フィールドによっ
て明暗が生じることになる。例えば、印加電圧の絶対値
が高いほど黒表示となるポジタイプのＬＣＤの場合に
は、上記のようにＶｏ＞Ｖｅとなると、奇数フィールド
では暗く、偶数フィールドでは明るく表示されることに
なる。その結果、ウォブリングした画像に明暗の縞が繰
り返し生じる画像むらが生じ、画質が低下するという問
題がある。
【００２３】ところで、頭部装着型画像表示装置（以
下、ＨＭＤと称する）のような両眼観察用の表示装置で
は、左眼用画像表示装置および右眼用画像表示装置とし
て、それぞれ図２２に示すウォブリングを行う画像表示
装置を用いる場合がある。この場合、両眼の画像表示装
置でウォブリングによる画素のシフト方向を、例えば右
斜め方向の同一方向とすると、周波数空間における解像
度は、図３７に示すようになる。すなわち、ウォブリン
グを行わない場合、デルタ配列の画素を有するＬＣＤで
表示可能な周波数空間は、±Ｐx および±Ｐy で囲まれ
た領域となる。ここで、デルタ配列の水平方向の画素ピ
ッチをａx 、垂直方向の画素ピッチをｂyとすると、Ｐx
＝１／ａx 、Ｐy ＝１／ｂy で表される。
【００２４】これに対し、両眼の画像表示装置でウォブ
リングにより右斜め方向の同一方向に、例えば水平およ
び垂直方向に半画素ピッチの画素ずらしを行うと、周波
数空間は、右斜め方向において、±Ｐx ′および±Ｐy
′で囲まれた領域となり、その領域は、画素ピッチが
半分になる分、ウォブリングを行わない場合よりも大き
くなる。しかし、この場合には、右斜め方向の一方向に
おいてのみ、周波数領域が広がることになるため、両眼
の画像表示装置に表示された映像を融像して観察する際
に、自然な映像として観察できなくなるという問題があ
る。
【００２５】この発明は、上述した従来の種々の問題点
に着目してなされたもので、その第１の目的は、振動手
段の応答特性の温度依存性に起因するウォブリング効果
の低減を有効に改善し、高解像度の画像を表示できるよ
う適切に構成した画像表示装置を提供しようとするもの
である。
【００２６】さらに、この発明の第２の目的は、表示素
子の応答特性に起因するウォブリング効果の低減を有効
に改善し、高解像度の画像を表示できるよう適切に構成
した画像表示装置を提供しようとするものである。
【００２７】さらに、この発明の第３の目的は、画像む
らの発生を有効に防止し、ウォブリングにより高解像度
で、かつ高画質の画像を表示できるよう適切に構成した
画像表示装置を提供しようとするものである。
【００２８】さらに、この発明の第４の目的は、左右の
画像表示装置を有する両眼観察用の表示装置において、
両眼の画像表示装置にウォブリングにより高解像度の映
像を表示して、自然な映像として観察できるよう適切に
構成した画像表示装置を提供しようとするものである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、この発明は、複数の画素を規則的に配列してな
る表示面を有する表示素子と、この表示素子に順次のフ
ィールド間で異なる画像を表示させる画像表示制御手段
と、この画像表示制御手段による画像の切り替えに同期
して、前記表示面から発する光の光軸を所定の方向に振
動させる振動手段とを有する画像表示装置において、前
記振動手段の温度を調節する温度調節手段を設けたこと
を特徴とするものである。
【００３０】この発明の一実施形態においては、前記温
度調節手段に、前記振動手段を加温して、当該振動手段
における低温での光軸振動の応答特性を改善する加温手
段を設ける。
【００３１】さらに、上記第２の目的を達成するため、
この発明は、複数の画素を規則的に配列してなる表示面
を有する表示素子と、この表示素子に順次のフィールド
間で異なる画像を表示させる画像表示制御手段と、この
画像表示制御手段による画像の切り替えに同期して、前
記表示面から発する光の光軸を所定の方向に振動させる
振動手段とを有する画像表示装置において、前記表示素
子の応答特性に応じて前記光軸を振動させるよう前記振
動手段を構成したことを特徴とするものである。
【００３２】この発明の一実施形態においては、前記振
動手段に、偏光変換素子と、この偏光変換素子を前記表
示素子の応答特性に応じて駆動する駆動手段とを設け
る。
【００３３】さらに、上記第３の目的を達成するため、
この発明は、複数の画素を規則的に配列してなる表示面
を有する表示素子と、この表示素子に順次のフィールド
間で異なる画像を表示させる画像表示制御手段と、この
画像表示制御手段による画像の切り替えに同期して、前
記表示面から発する光の光軸を所定の方向に振動させる
振動手段とを有する画像表示装置において、前記画像表
示制御手段に、前記表示素子の表示画素に印加する映像
信号の極性を、二回の切り替え毎に反転する極性反転手
段を設けたことを特徴とするものである。
【００３４】さらに、上記第４の目的を達成するため、
この発明は、それぞれ複数の画素を規則的に配列してな
る表示面を有する左右の表示素子と、これら左右の表示
素子の各々に順次のフィールド間で異なる画像を表示さ
せる左右の画像表示制御手段と、これら左右の画像表示
制御手段による画像の切り替えに同期して、対応する表
示素子の表示面から発する光の光軸を所定の方向に振動
させる左右の振動手段とを有する画像表示装置におい
て、前記左右の振動手段を、光軸の振動方向が異なるよ
う構成したことを特徴とするものである。
【００３５】この発明の一実施形態においては、前記左
右の振動手段によるそれぞれの光軸の振動方向を、左右
対称とする。
【００３６】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の第１実施形態
の構成を示すものである。この画像表示装置では、図２
２と同様に、バックライト１ａおよびカラー液晶表示素
子１ｂを有する表示素子としてのカラーＬＣＤ１を用
い、その前面側に偏光変換素子としてのＴＮシャッタ２
と複屈折板３とを順次配置する。カラーＬＣＤ１には、
従来例で説明したと同様にして、その同一画素に、画像
表示制御回路１１を介して入力映像信号の奇数フィール
ドと偶数フィールドとの画像を順次表示させると共に、
その映像信号の同期信号に同期して、ＴＮシャッタ駆動
回路１２によりＴＮシャッタ２をオン・オフ制御し、こ
れによりＴＮシャッタ２を透過する偏光の方向に応じ
て、複屈折板３を経て観察される画素位置を変化させる
ウォブリングを行うようにする。ここで、ＴＮシャッタ
２、複屈折板３およびＴＮシャッタ駆動回路１２は振動
手段を構成し、画像表示制御回路１１は画像表示制御手
段を構成する。
【００３７】この実施形態では、ＴＮシャッタ２の応答
特性の温度依存性に起因するウォブリング効果の低減を
改善するために、ＴＮシャッタ２の周囲に加温手段を構
成するシート状のヒータ２１を配置する。ヒータ２１
は、ヒータ駆動制御回路２２に接続し、これにより所要
の電流を供給して、ＴＮシャッタ２を加熱するようにす
る。また、ＴＮシャッタ２の近傍には、温度センサ２３
を配置し、この温度センサ２３の出力に基づいてヒータ
駆動制御回路２２によるヒータ２１への通電をオン・オ
フ制御して、ＴＮシャッタ２の温度を、装置として保証
している高温側の許容温度を越えない範囲で、良好な応
答特性が得られる一定の温度、例えば４０℃に維持する
ようにする。ここで、ヒータ２１、ヒータ駆動制御回路
２２および温度センサ２３は、振動手段の温度調節手段
を構成する。
【００３８】このように、ＴＮシャッタ２の温度を、ヒ
ータ２１によって良好な応答特性が得られる一定の温度
に維持するようにすれば、環境温度変化に影響されるこ
となく、ウォブリングによって常に高解像度の画像を表
示することができる。また、ＴＮシャッタ２での応答特
性をさらに補償するために、奇数フィールドと偶数フィ
ールドとでカラーＬＣＤ１に表示する画像を予め補正す
る場合にも、環境温度変化に影響されることなく、常に
良好な解像度を有する画像を表示することができる。
【００３９】なお、上記の実施形態では、ＴＮシャッタ
２の周囲にシート状のヒータ２１を配置して、ＴＮシャ
ッタ２を加熱するようにしたが、例えば、ＴＮシャッタ
２を構成する透明電極自体をヒータとして機能させるよ
う構成したり、ヒータとしてペルチェ素子を用いたり、
あるいは新たに発熱用の透明ヒータパターンをＴＮシャ
ッタ２を構成するガラス基板に設けることもできる。ま
た、ヒータ等の発熱体を新たに設ける代わりに、カラー
ＬＣＤ１を構成するバックライト１ａでの熱を伝熱性の
良好な部材を介してＴＮシャッタ２に導いたり、発熱量
が多い回路をＴＮシャッタ２の近傍に配置して、ＴＮシ
ャッタ２を加熱するようにすることもできる。これらの
場合には、好ましくは、過剰な加熱を防止するために、
ＴＮシャッタ２に熱的に結合してペルチェ素子等の冷却
手段を設け、ＴＮシャッタ２の温度を温度センサで検出
して、所定の温度となるように冷却手段を制御するよう
にする。
【００４０】また、上記の実施形態では、ＴＮシャッタ
２を加熱するようにしたが、ＴＮシャッタ２とともにカ
ラーＬＣＤ１も加熱するようにすることもできる。この
ようにすれば、カラーＬＣＤ１の応答特性も改善できる
ので、ウォブリングによる全体の解像度およびコントラ
ストをより向上することができる。すなわち、カラーＬ
ＣＤ１およびＴＮシャッタ２を組み合わせたユニットと
しての全体の応答特性は、個々の素子の応答特性の積と
して考えられ、全体の応答特性は、個々の素子の応答特
性よりは悪くなり、所望の解像度およびコントラストが
得られなくなるが、両者をそれぞれ良好な応答特性が得
られるように所定の温度に加熱すれば、このような問題
も解決できる。
【００４１】図２は、この発明の第２実施形態の構成を
示すものである。この実施形態では、カラーＬＣＤ１の
応答特性に起因するウォブリング効果の低減を改善する
ために、画像表示制御回路１１からＴＮシャッタ駆動手
段３１に映像信号の同期信号を供給し、この同期信号に
基づいてＴＮシャッタ駆動手段３１により、ＴＮシャッ
タ２をカラーＬＣＤ１の応答特性およびＴＮシャッタ２
自体の応答特性を考慮してオン・オフ制御してシャッタ
リングし、これによりＴＮシャッタ２を透過する偏光の
方向に応じて、複屈折板３を経て観察される画素位置を
変化させるウォブリングを行うようにする。
【００４２】ここで、ＴＮシャッタ２のシャッタリング
は、カラーＬＣＤ１が、例えばポジタイプでクロスニコ
ルの場合には、そのＬＣＤ応答特性において、例えば、
遮光率０％の白（印加電圧は最小値）から遮光率１００
％の黒（印加電圧は最大値）になるまでの立ち上がり時
間と、黒から白になるまでの立ち下がり時間との相加平
均の１／２をｔA とするとき、フィールドの切り替え時
点から時間ｔA を経過した時点において、ＴＮシャッタ
２での第１の偏光の透過率がほぼ５０％、したがって第
２の偏光の透過率もほぼ５０％となるように行う。
【００４３】すなわち、図３（ａ）にカラーＬＣＤ１の
一つの画素に白と黒とをフィールド毎に交互に表示した
場合のＬＣＤ遮光率の応答特性を示すように、ＬＣＤ遮
光率がほぼ５０％となる時点で、ＴＮシャッタ２での第
１の偏光の透過率もほぼ５０％となるようにＴＮシャッ
タ２をシャッタリングする。このようにして、期間α
（＝tF）で主として元の画素位置で、期間β（＝tF）で
主として画素ずらし位置でそれぞれ画像を表示する。こ
こで、仮に、ＴＮシャッタ２が理想的な応答特性を有
し、期間αにおいて第１の偏光のみを透過し、期間βに
おいて第２の偏光のみを透過するものとして、図３
（ｂ）に示す図３（ａ）の拡大図を参照してコントラス
トを計算する。この場合、期間αにおけるＬＣＤ遮光率
の面積Ｓα、および期間βにおけるＬＣＤ遮光率の面積
Ｓβは、それぞれ、 Ｓα≒（tr′＋td′）／２＋｛（tF−tdON′−tr′）＋tdOFF ′｝ ・・・（５） Ｓβ≒（tr′＋td′）／８ ・・・（６） となる。したがって、図３５の場合と同様に、tdON′＝
２ms、tr′＝１０ms、tdOFF ′＝２ms、td′＝１０msと
し、tF＝16.67ms とすると、Ｓα＝16.67 、Ｓβ＝2.5
となるので、コントラストＣont.は、 Ｃont.＝（Ｓα−Ｓβ）／（Ｓα＋Ｓβ）≒０．７４ となる。
【００４４】しかし、実際には、ＴＮシャッタ２は、図
３１で説明したような応答特性を有するため、上記のコ
ントラストは得られない。そこで、この実施形態では、
ＴＮシャッタ２の応答特性によるコントラストの低下を
最小限に抑えるために、図２に示すように、ＴＮシャッ
タ駆動手段３１に、画像表示制御回路１１からの同期信
号に基づいてフィールド同期信号を生成するフィールド
検出回路３２と、そのフィールド同期信号をそれぞ時間
τ１，τ２遅延させる遅延信号発生回路３３，３４と、
これら遅延されたフィールド同期信号に基づいてＴＮシ
ャッタ駆動信号を生成して、そのＴＮシャッタ駆動信号
に同期したシャッタ駆動電圧をＴＮシャッタ２に印加す
るＴＮシャッタ駆動信号発生回路３５とを設けて、ＴＮ
シャッタ２の応答特性を考慮して、フィールドの切り替
え時点から上記のｔA を経過した時点において、ＴＮシ
ャッタ２での第１の偏光の透過率がほぼ５０％となるよ
うにＴＮシャッタ２を駆動する。
【００４５】以下、図４（ａ）〜図４（ｇ）を参照し
て、この実施形態の動作を説明する。なお、図４（ａ）
は、図３（ａ）と同様に、カラーＬＣＤ１の一つの画素
に白と黒とをフィールド毎に交互に表示した場合のＬＣ
Ｄ遮光率の応答特性を示し、図４（ｂ）はＴＮシャッタ
２の第１の偏光の透過率の応答特性を示す。先ず、フィ
ールド検出回路３２で、画像表示制御回路１１からの同
期信号に基づいて図４（ｃ）に示すようなフィールド同
期信号を生成する。このフィールド同期信号は、遅延信
号発生回路３３，３４にそれぞれ供給して、カラーＬＣ
Ｄ１の応答特性およびＴＮシャッタ２自体の応答特性に
応じて、図４（ｄ），（ｅ）に示すようにそれぞれ時間
τ１，τ２遅延させる。これら遅延信号発生回路３３，
３４の出力は、ＴＮシャッタ駆動信号発生回路３５に供
給して、例えば遅延信号発生回路３３の出力をセット信
号に、遅延信号発生回路３４の出力をリセット信号にそ
れぞれ用いることにより、図４（ｆ）に示すようなＴＮ
シャッタ駆動信号を生成し、このＴＮシャッタ駆動信号
に同期して図４（ｇ）に示すシャッタ駆動電圧をＴＮシ
ャッタ２に印加するようにする。なお、図４（ｇ）で
は、順次の偶数フィールドで、交互に極性の異なる直流
の駆動電圧を印加する場合を示しているが、各電圧印加
期間において高周波の駆動電圧を印加するようにしても
よい。
【００４６】ここで、シャッタ駆動電圧の印加開始時点
から第１の偏光の透過率がほぼ５０％になる時点までの
時間tb、およびシャッタ駆動電圧のデューティ比dfは、 tb＝tdON＋tr/2 ・・・（７） df＝｛tF＋(tdON −tdOFF)＋(tr −td)/2 ｝／(2・tF） ・・・（８） を満たすように設定する。したがって、図２に示す遅延
信号発生回路３３，３４における遅延時間τ１，τ２
は、それぞれ、 τ１＝tF−tdON−(1/2)tr ＋ｔA ・・・（９） τ２＝２tF−tdOFF −(1/2)td ＋ｔA ・・・（10） を満たすように調整する。
【００４７】このようにすれば、図５にＴＮシャッタ２
における第１の偏光の透過率を拡大して示すように、偶
数フィールドにおける面積Ｓe および奇数フィールドに
おける面積Ｓo は、それぞれ、 Ｓe ＝tF−(5/32)tr−(5/32)td ・・・（11） Ｓo ＝(5/32)tr＋(5/32)td ・・・（12） となるので、カラーＬＣＤ１が理想的な応答特性を有す
るものとすると、ウォブリングによるコントラストＣ
ont.は、 Ｃont.＝｛16tF−５(tr ＋td) ｝／(16tF) ・・・（13） となる。したがって、上記（13）式に、tF＝16.67ms(1/
60s)として、図３１で説明したtr, tdの値、例えば３０
℃におけるtr＝１ms，td＝５msを当てはめると、 Ｃont.＝0.8875 となるので、図２２に示す従来の画像表示装置における
よりも、コントラストを約５３％も向上することができ
る。
【００４８】以上のように、ＴＮシャッタ２のシャッタ
リングのタイミングおよびデューティ比を、フィールド
の切り替えと同じタイミングではなく、カラーＬＣＤ１
の遮光率（ポジタイプのクロスニコルの場合）の立ち上
がり応答時間および立ち下がり応答時間の相加平均の１
／２の時間ｔA において、ＴＮシャッタ２の第１の偏光
の透過率がほぼ５０％となるように制御すれば、カラー
ＬＣＤ１の応答特性およびＴＮシャッタ２の応答特性に
よるコントラストの低下を最小限に抑えることができ
る。したがって、同一映像信号が奇数ラインと偶数ライ
ンとに同時に表示されるのを最小限に抑えることができ
るので、図６に示すように、奇数フィールドでは画素ず
らしした奇数ラインに奇数フィールドのＲo ，Ｇo ，Ｂ
o の映像信号を、偶数フィールドでは元の画素位置であ
る偶数ラインに偶数フィールドのＲe ，Ｇe ，Ｂe の映
像信号をそれぞれ有効に表示することができ、ウォブリ
ングによる解像度の向上を十分発揮することができる。
ここで、ＴＮシャッタ２、複屈折板３およびＴＮシャッ
タ駆動手段３１は振動手段を構成する。また、ＴＮシャ
ッタ２は偏光変換素子を構成し、フィールド検出回路３
２、遅延信号発生回路３３，３４およびＴＮシャッタ駆
動信号発生回路３５は駆動手段を構成する。
【００４９】なお、図２では、ＴＮシャッタ２の一方の
電極を複数のラインに分割しているので、上述したＴＮ
シャッタ２のシャッタリングは、カラーＬＣＤ１のライ
ン走査のタイミングに基づいて、対応するライン電極毎
に行えばよい。この場合、各ライン電極によるシャッタ
リングは、各ライン電極に対応するカラーＬＣＤ１の中
央の画素ラインの走査に同期して、したがって中央のラ
イン電極では、映像信号の切り替え時点から、さらにtF
／２遅延させて行えば、各ライン電極に対応する領域の
解像度を最も良くすることができる。勿論、ＴＮシャッ
タ２の一方の電極を、他方の電極と同様に分割しない場
合にも、映像信号の切り替え時点からさらにtF／２遅延
させて、カラーＬＣＤ１の中央の画素ラインの走査に同
期してシャッタリングすることにより、表示画像の中央
部で解像度を最も良くすることができる。
【００５０】また、ＴＮシャッタ２のシャッタリング
は、上述の場合に限らず、例えば、カラーＬＣＤ１の遮
光率の立ち上がり応答性および立ち下がり応答性におい
て、それぞれＬＣＤ遮光率がほぼ５０％となるタイミン
グで、ＴＮシャッタ２での第１の偏光の透過率がほぼ５
０％となるように行うこともできる。したがって、この
場合には、映像信号の奇数フィールドから偶数フィール
ドへの切り替え時点からtdON′＋tr′／２だけ遅れたタ
イミングでＴＮシャッタ２での第１の偏光の透過率がほ
ぼ５０％となり、偶数フィールドから奇数フィールドへ
の切り替え時点からtdOFF ′＋td′／２だけ遅れたタイ
ミングで、同様にＴＮシャッタ２での第１の偏光の透過
率がほぼ５０％となるように、ＴＮシャッタ２をシャッ
タリングすれば良い。
【００５１】なお、この場合、カラーＬＣＤ１が、図３
に示したように、立ち上がり応答時間τON′と、立ち下
がり応答時間τOFF ′とが等しい応答特性を有すれば、
上述した実施形態の場合と同様に、期間αと期間βとが
等しくなり、したがって元々の画素位置での表示時間
と、画素ずらし位置での表示時間とが等しくなる。しか
しながら、カラーＬＣＤ１によっては、あるいは表示す
る明度によっては、例えば、図７（ａ）に示すように、
立ち上がり応答時間τON′が立ち下がり応答時間τOFF
′よりも短い場合や、逆に、図８（ａ）に示すよう
に、立ち上がり応答時間τON′が立ち下がり応答時間τ
OFF ′よりも長い場合がある。このような場合でも、Ｌ
ＣＤ遮光率がほぼ５０％となる時点で、ＴＮシャッタ２
での第１の偏光の透過率もほぼ５０％となるようにＴＮ
シャッタ２をシャッタリングすることにより、期間αで
主として元の画素位置で、期間βで主として画素ずらし
位置でそれぞれ画像を表示することができる。したがっ
て、図７（ａ）の場合にはα＞βとなり、図８（ａ）の
場合にはα＜βとなり、元々の画素位置での表示時間
と、画素ずらし位置での表示時間とが異なることにな
る。
【００５２】また、図７（ａ）および図８（ａ）のそれ
ぞれの場合において、元々の画素位置での表示時間と、
画素ずらし位置での表示時間とがほぼ等しくなるよう
に、ＴＮシャッタ２をシャッタリングすることもでき
る。すなわち、図７（ａ）の場合には、図７（ｂ）に拡
大図を示すように、ＴＮシャッタ２での第１の偏光の透
過率がほぼ５０％となるタイミング（二点鎖線で示す）
を、ＬＣＤ応答特性の立ち上がりでは、ＬＣＤ遮光率が
ほぼ５０％となるタイミング（一点鎖線で示す）から
（α−tF）／２だけ遅らせ、ＬＣＤ応答特性の立ち下が
りでは（α−tF）／２だけ早めて、α′＝β′＝tFとな
るようにする。また、図８（ａ）の場合には、図８
（ｂ）に拡大図を示すように、ＴＮシャッタ２での第１
の偏光の透過率がほぼ５０％となるタイミング（二点鎖
線で示す）を、ＬＣＤ応答特性の立ち上がりでは、ＬＣ
Ｄ遮光率がほぼ５０％となるタイミング（一点鎖線で示
す）から（β−tF）／２だけ早め、ＬＣＤ応答特性の立
ち下がりでは（β−tF）／２だけ遅らせて、α′＝β′
＝tFとなるようにする。なお、これらの場合において、
さらにコントラストを向上させるために、図７（ｂ）の
場合には、奇数フィールドにおける画像が偶数フィール
ドにおける画像よりも低輝度となるように、また、図８
（ｂ）の場合には、偶数フィールドにおける画像が奇数
フィールドの画像よりも低輝度となるように、それぞれ
カラーＬＣＤ１に表示する画像を補正することもでき
る。
【００５３】さらに、ＴＮシャッタ２のシャッタリング
は、上述の場合に限らず、例えば、カラーＬＣＤ１がポ
ジタイプのクロスニコルの場合には、その遮光率の応答
特性において、白からグレースケールの中間値になるま
での立ち上がり時間と、黒からグレースケールの中間値
になるまでの立ち下がり時間との相加平均の１／２のタ
イミングで、ＴＮシャッタ２での第１の偏光の透過率が
ほぼ５０％となるように行うこともできる。また、図２
において、遅延信号発生回路３３，３４での遅延時間τ
１，τ２を任意に調整可能として、ＴＮシャッタ２のシ
ャッタリングのタイミングを、表示する画像に応じて観
察者において任意に設定し得るよう構成することもでき
る。
【００５４】さらにまた、カラーＬＣＤ１やＴＮシャッ
タ２の応答特性の温度依存性による影響を除去するため
に、第１実施形態で説明したように、カラーＬＣＤ１お
よびＴＮシャッタ２を一定温度に維持するよう構成する
こともできる。
【００５５】図９は、この発明の第３実施形態の構成を
示すものである。この実施形態では、カラーＬＣＤ１を
極性反転して駆動する場合の画像むらの発生を有効に防
止して、ウォブリングにより高解像度で、かつ高画質の
画像を表示できるようにしたものである。このため、こ
の実施形態では、画像表示制御手段４１に、デコーダ／
ＲＧＢドライバ４２、ＬＣＤ用タイミングジェネレータ
（ＴＧ）４３およびフレーム毎極性反転回路４４を設
け、デコーダ／ＲＧＢドライバ４２で入力映像信号から
同期（SYNC）信号を分離してＬＣＤ用ＴＧ４３に供給す
る。ＬＣＤ用ＴＧ４３では、SYNC信号に基づいて、図１
０（ａ）に示す垂直同期（VD) 信号と、図１０（ｂ）に
示す各フィールドの奇数ラインと偶数ラインとで極性が
反転するとともに、フィールド毎に極性が反転する交流
駆動反転タイミング(FRP1)信号とを生成し、これらをフ
レーム毎極性反転回路４４に供給する。
【００５６】フレーム毎極性反転回路４４には、例え
ば、図１１に示すように、４分周回路４５、インバータ
４６およびセレクタ４７を設け、４分周回路４５でVD信
号を図１０（ｃ）に示すように４分周してセレクタ４７
に供給する。また、セレクタ４７には、FRP1信号を供給
すると共に、FRP1信号をインバータ４６で反転した図１
０（ｄ）に示す信号を供給し、これらFRP1信号およびそ
の反転信号のいずれか一方を４分周回路４５の出力に基
づいて、例えば、４分周回路４５の出力がＬレベルにあ
るときはFRP1信号を、ＨレベルにあるときはFRP1信号の
反転信号を選択して、図１０（ｅ）に示すFRP2信号とし
て出力させる。
【００５７】このFRP2信号は、図９に示すように、デコ
ーダ／ＲＧＢドライバ４２に供給して、このFRP2信号に
基づいてカラーＬＣＤ１に供給する映像信号の極性をラ
イン単位で反転しながら、カラーＬＣＤ１に映像信号の
奇数フィールドと偶数フィールドとで異なる画像を順次
表示させるようにする。また、デコーダ／ＲＧＢドライ
バ４２で分離したSYNC信号は、ＴＮシャッタ駆動回路１
２に供給し、そのSYNC信号に同期してＴＮシャッタ２を
オン・オフ制御し、これによりＴＮシャッタ２を透過す
る偏光の方向に応じて、複屈折板３を経て観察される画
素位置を変化させるウォブリングを行うようにする。
【００５８】このようにすれば、図１２に一つの画素に
着目した場合の信号波形を示すように、各画素に印加さ
れる映像信号の極性は、奇数フィールド間および偶数フ
ィールド間で反転することになるので、二回の切り替え
毎に、すなわちフレーム毎に反転することになる。した
がって、交流駆動電圧の中心電位Ｖc （一点鎖線）と、
ＬＣＤの共通電極電位Ｖcom （破線）とが一致しなくて
も、画像むらとなる明暗の縞の発生を有効に防止でき、
ウォブリングによって高解像度で、かつ高画質の画像を
表示することができる。
【００５９】なお、以上の説明では、図９に示すフレー
ム毎極性反転回路４４を、図１１に示したように、４分
周回路４５、インバータ４６およびセレクタ４７をもっ
て構成したが、例えば、図１３に示すように、４分周回
路４５の出力を排他的論理和回路４８の一方の入力端子
に供給し、この排他的論理和回路４８の他方の入力端子
にFRP1信号を供給して、上述したと同様のFRP2信号を得
ることもできる。
【００６０】また、映像信号の極性は、上述したライン
単位に限らず、画素単位で二回の切り替え毎に反転する
ようにして、画像むらの発生をより有効に防止するよう
にすることもできる。
【００６１】さらに、第３実施形態に、上述した第１実
施形態および第２実施形態を適宜組み合わせて、カラー
ＬＣＤ１やＴＮシャッタ２の応答特性の温度依存性に起
因するウォブリング効果の低減を改善したり、カラーＬ
ＣＤ１およびＴＮシャッタ２の応答特性に起因するウォ
ブリング効果の低減を改善するようにすることもでき
る。
【００６２】図１４は、この発明の第４実施形態を示す
もので、頭部装着型画像表示装置（以下、ＨＭＤと称す
る）の一例の構成を示すものである。このＨＭＤは、表
示装置本体部５１、側頭フレーム５２および頭頂フレー
ム５３を有し、側頭フレーム５２および頭頂フレーム５
３を観察者５４の頭部に装着することにより、表示装置
本体部５１を観察者５４の顔面に保持するようにする。
また、側頭フレーム５２には、板バネ５５を介してリヤ
フレーム５６を取り付け、このリヤフレーム５６に観察
者５４の耳の位置に対応してスピーカ５７を設ける。
【００６３】表示装置本体部５１には、観察者５４の左
右の眼球に対応して、図１５（ａ）または（ｂ）に示す
ような光学系を設ける。図１５（ａ）に示す光学系は、
シースルータイプのもので、上述したようなカラーＬＣ
Ｄ、ＴＮシャッタおよび複屈折板を有する画像表示装置
６１での表示画像を、ハーフミラープリズム６２を透過
させて凹面鏡６３で反射させ、さらにハーフミラープリ
ズム６２で反射させて対応する眼球に拡大して導くと共
に、外界像を、例えば、液晶シャッタ６４およびハーフ
ミラープリズム６２を経て対応する眼球に導くようにし
たものである。また、図１５（ｂ）に示す光学系は、同
様の画像表示装置６１での表示画像を接眼レンズ６６を
経て対応する眼球に導くようにしたものである。
【００６４】表示装置本体部５１は、ケーブル５８を介
して、音声信号のレベル等を調整するボリューム等の調
整手段６０を有する再生装置５９に接続し、この再生装
置５９から所要の映像信号を左右の画像表示装置に供給
して、左右でサンプリングタイミングの異なる映像を表
示し、音声信号をスピーカ５７から出力するようにす
る。
【００６５】なお、表示装置本体部５１は、ケーブル５
８を介して既存のビデオデッキや、ＴＶチューナに接続
して、映像を表示するようにすることもできるし、ある
いはコンピュータ等に接続してコンピュータグラフィッ
クスの映像や、コンピュータからのメッセージ映像等を
表示するようにすることもできる。また、ケーブル５８
を用いることなく、表示装置本体部５１にアンテナを設
けて、外部からの信号を電波によって受信して表示する
ようにすることもできる。さらに、左右の画像表示装置
に、例えば、視差を有する映像信号を供給して表示させ
ることにより、立体画像を観察するようにすることもで
きる。
【００６６】上述したＨＭＤにおいて、画像表示装置を
構成するカラーＬＣＤは、例えば、１．３インチと小型
であり、その画素数もせいぜい多くて３０万画素であ
る。したがって、このようなカラーＬＣＤを用いて上述
したようにしてウォブリングを行うことは、広画角のＨ
ＭＤにおいて、高解像度および高画質を図るうえで極め
て有効である。
【００６７】この実施形態では、かかるＨＭＤにおい
て、左右の画像表示装置に表示されるウォブリングによ
る映像を、自然な映像として観察できるようにするた
め、左右の画像表示装置の振動手段による光軸の振動方
向、すなわち画素ずらし方向を異ならせる。ここで、左
右の画像表示装置における画素ずらし方向は、好ましく
は左右対称となるように、例えば、右眼用の画像表示装
置では、図１６（ａ）に示すように、右斜め上方向に画
素ずらしを行い、左眼用の画像表示装置では、図１６
（ｂ）に示すように、左斜め上方向に画素ずらしを行
う。
【００６８】以下、かかる画素ずらしを行うための左右
の画像表示装置の要部の構成例について説明する。図１
７は、その第１の構成例を示すもので、図１７（ａ）は
右眼用画像表示装置６１Ｒの構成を、図１７（ｂ）は左
眼用画像表示装置６１Ｌの構成をそれぞれ示している。
この例では、左右のカラーＬＣＤ１Ｌ，１Ｒおよび左右
のＴＮシャッタ２Ｌ，２Ｒを同一構成とし、左右の複屈
折板３Ｌ，３Ｒについては、それらの結晶軸３ａＬ，３
ａＲの方向を異ならせて、右眼用画像表示装置６１Ｒで
は、ＴＮシャッタ２Ｒがオンで元の画素位置に、ＴＮシ
ャッタ２Ｒがオフで右斜め上方向の画素ずらし位置にそ
れぞれ映像を表示し、左眼用画像表示装置６１Ｌでは、
ＴＮシャッタ２Ｌがオフで元の画素位置に、ＴＮシャッ
タ２Ｌがオンで左斜め上方向の画素ずらし位置にそれぞ
れ映像を表示するようにしたものである。
【００６９】図１８は、第２の構成例を示すもので、図
１８（ａ）は右眼用画像表示装置６１Ｒの構成を、図１
８（ｂ）は左眼用画像表示装置６１Ｌの構成をそれぞれ
示している。この例では、図１７に示した第１の構成例
において、左右のカラーＬＣＤ１Ｌ，１Ｒを構成するＴ
Ｎシャッタ２Ｌ，２Ｒ側の偏光板の偏光方向を、それぞ
れ９０°異ならせた同一方向として、右眼用画像表示装
置６１Ｒでは、ＴＮシャッタ２Ｒがオフで元の画素位置
に、ＴＮシャッタ２Ｒがオンで右斜め上方向の画素ずら
し位置にそれぞれ映像を表示し、左眼用画像表示装置６
１Ｌでは、ＴＮシャッタ２Ｌがオンで元の画素位置に、
ＴＮシャッタ２Ｌがオフで左斜め上方向の画素ずらし位
置にそれぞれ映像を表示するようにしたものである。
【００７０】図１９は、第３の構成例を示すもので、図
１９（ａ）は右眼用画像表示装置６１Ｒの構成を、図１
９（ｂ）は左眼用画像表示装置６１Ｌの構成をそれぞれ
示している。この例では、右眼用画像表示装置６１Ｒ
を、図１８（ａ）と同様に構成し、左眼用画像表示装置
６１Ｌを、図１７（ｂ）と同様に構成して、右眼用画像
表示装置６１Ｒでは、ＴＮシャッタ２Ｒがオフで元の画
素位置に、ＴＮシャッタ２Ｒがオンで右斜め上方向の画
素ずらし位置にそれぞれ映像を表示し、左眼用画像表示
装置６１Ｌでは、ＴＮシャッタ２Ｌがオフで元の画素位
置に、ＴＮシャッタ２Ｌがオンで左斜め上方向の画素ず
らし位置にそれぞれ映像を表示するようにしたものであ
る。
【００７１】図２０は、第４の構成例を示すもので、図
２０（ａ）は右眼用画像表示装置６１Ｒの構成を、図２
０（ｂ）は左眼用画像表示装置６１Ｌの構成をそれぞれ
示している。この例では、上記の第３の構成例とは逆
に、右眼用画像表示装置６１Ｒを、図１７（ａ）と同様
に構成し、左眼用画像表示装置６１Ｌは、図１８（ｂ）
と同様に構成して、右眼用画像表示装置６１Ｒでは、Ｔ
Ｎシャッタ２Ｒがオンで元の画素位置に、ＴＮシャッタ
２Ｒがオフで右斜め上方向の画素ずらし位置にそれぞれ
映像を表示し、左眼用画像表示装置６１Ｌでは、ＴＮシ
ャッタ２Ｌがオンで元の画素位置に、ＴＮシャッタ２Ｌ
がオフで左斜め上方向の画素ずらし位置にそれぞれ映像
を表示するようにしたものである。
【００７２】以上のように、左右の画像表示装置６１
Ｌ，６１Ｒを、画素ずらし方向が左右対称となるように
構成すれば、周波数空間における解像度は、図２１に示
すように、ウォブリングを行わない場合の±Ｐx および
±Ｐy で囲まれた周波数領域に対して、右斜め方向およ
び左斜め方向に、±Ｐx ′および±Ｐy ′で囲まれた左
右対称な周波数領域に広げることができる。したがっ
て、両眼の画像表示装置６１Ｌ，６１Ｒに表示された映
像を融像して観察する際に、自然な映像として観察する
ことができる。
【００７３】なお、この実施形態において、左右の画像
表示装置６１Ｌ，６１Ｒは、図２２で説明した構成に限
らず、第１〜３実施形態の構成を適宜組み合わせて構成
することもできる。また、左右の画像表示装置６１Ｌ，
６１Ｒにおけるそれぞれの画素ずらし方向は、上述した
ように右眼用画像表示装置６１Ｒで右斜め上方向、左眼
用画像表示装置６１Ｌで左斜め上方向に限らず、右眼用
画像表示装置６１Ｒで左斜め上方向、左眼用画像表示装
置６１Ｌで右斜め上方向にしたり、一方の上下方向、他
方を水平方向とすることもできる。
【００７４】この発明は、上述した実施形態にのみ限定
されるものではなく、幾多の変形または変更が可能であ
る。例えば、表示素子はカラーＬＣＤに限らずモノクロ
のＬＣＤ、あるいはプラズマディスプレイ、ＥＬ、ホト
クロミック等のカラーまたはモノクロの表示素子を用い
る場合にもこの発明を有効に適用することができる。ま
た、表示素子の画素配列もデルタ配列に限らず、ストラ
イプ配列、モザイク配列等の他の配列のものを用いるこ
とができ、その画素配列に応じてブラックマトリックス
を補間するようにウォブリングによる画素ずらしを行う
ことができる。さらに、ＴＮシャッタ以外の公知の偏光
変換素子を用いることもできる。
【００７５】
【発明の効果】以上のように、請求項１に係る発明によ
れば、ウォブリングを行う振動手段の温度を調節する温
度調節手段を設けたので、振動手段の応答特性の温度依
存性に起因するウォブリング効果の低減を有効に改善で
き、高解像度の画像を表示することができる。
【００７６】さらに、請求項３に係る発明によれば、ウ
ォブリングを行う振動手段を、表示素子の応答特性に応
じて光軸を振動させるよう構成したので、表示素子の応
答特性に起因するウォブリング効果の低減を有効に改善
でき、高解像度の画像を表示することができる。
【００７７】さらに、請求項５に係る発明によれば、表
示素子に順次のフィールド間で異なる画像を表示させる
画像表示制御手段に、表示素子の表示画素に印加する映
像信号の極性を、二回の切り替え毎に反転する極性反転
手段を設けたので、極性反転における中心電位と、表示
素子の共通電極電位とが一致しない場合でも、画像むら
の発生を有効に防止でき、ウォブリングにより高解像度
で、かつ高画質の画像を表示することができる。
【００７８】さらに、請求項６に係る発明によれば、左
右の画像表示装置でそれぞれウォブリングを行う両眼観
察用の表示装置において、ウォブリングを行うための左
右の振動手段を、光軸の振動方向が異なるよう構成した
ので、ウォブリングによる高解像度の映像を、自然な映
像として観察することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態を示す図である。
【図２】この発明の第２実施形態を示す図である。
【図３】図２に示すカラーＬＣＤの応答特性を説明する
ための図である。
【図４】第２実施形態の動作を説明するための図であ
る。
【図５】第２実施形態におけるＴＮシャッタでの第１の
偏光の透過率を説明するための図である。
【図６】第２実施形態で観察されるカラーＬＣＤの表示
面の画素を示す図である。
【図７】第２実施形態の変形例を説明するための図であ
る。
【図８】同じく、他の変形例を説明するための図であ
る。
【図９】この発明の第３実施形態を示す図である。
【図１０】第３実施形態の動作を説明するための信号波
形図である。
【図１１】図９に示すフレーム毎極性反転回路の一例の
構成を示す回路図である。
【図１２】第３実施形態において、一つの画素に印加さ
れる映像信号の極性を示す図である。
【図１３】図９に示すフレーム毎極性反転回路の他の例
の構成を示す回路図である。
【図１４】この発明の第４実施形態を示す図である。
【図１５】図１４に示す頭部装着型画像表示装置におい
て、観察者の左右の眼球に対応して表示装置本体部に設
ける光学系の二つの例を示す図である。
【図１６】第４実施形態における左右の画像表示装置で
の画素ずらし方向を説明するための図である。
【図１７】第４実施形態における左右の画像表示装置の
要部の第１の構成例を示す図である。
【図１８】同じく、第２の構成例を示す図である。
【図１９】同じく、第３の構成例を示す図である。
【図２０】同じく、第４の構成例を示す図である。
【図２１】第４実施形態による周波数空間における解像
度を説明するための図である。
【図２２】従来の画像表示装置の構成を示す図である。
【図２３】図２２に示すカラーＬＣＤの画素配列を示す
部分平面図である。
【図２４】図２２に示すＴＮシャッタの動作を説明する
ための図である。
【図２５】同じく、複屈折板の動作を説明するための図
である。
【図２６】従来の画像表示装置において画素ずらしを行
う場合の偏光の様子を示す図である。
【図２７】図２６に示す画素ずらし状態での観察画素位
置を示す図である。
【図２８】従来の画像表示装置において画素ずらしを行
わない場合の偏光の様子を示す図である。
【図２９】従来の画像表示装置による奇数フィールドの
観察画素位置を示す図である。
【図３０】同じく、偶数フィールドの観察画素位置を示
す図である。
【図３１】図２２に示すＴＮシャッタの旋光の応答特性
を説明するための図である。
【図３２】従来の画像表示装置による一つの画素に着目
した場合のＴＮシャッタでの第１の偏光の透過率と、駆
動電圧のオン・オフのタイミングとを示す図である。
【図３３】従来の画像表示装置における問題点を説明す
るための図である。
【図３４】図３２を拡大して示す図である。
【図３５】ＬＣＤの一つの画素にある明度の白と黒とを
フィールド毎に交互に表示した場合のＬＣＤ応答特性
と、その際のＬＣＤ駆動電圧とを示す図である。
【図３６】従来の画像表示装置において、一つの画素に
印加される映像信号の極性を示す図である。
【図３７】従来の画像表示装置による周波数空間におけ
る解像度を説明するための図である。
【符号の説明】
１ カラーＬＣＤ １ａ バックライト １ｂ カラー液晶表示素子 ２ ＴＮシャッタ ３ 複屈折板 １１ 画像表示制御回路 １２ ＴＮシャッタ駆動回路 ２１ ヒータ ２２ ヒータ駆動制御回路 ２３ 温度センサ ３１ ＴＮシャッタ駆動手段 ３２ フィールド検出回路 ３３，３４ 遅延信号発生回路 ３５ ＴＮシャッタ駆動信号発生回路 ４１ 画像表示制御手段 ４２ デコーダ／ＲＧＢドライバ ４３ ＬＣＤ用タイミングジェネレータ（ＴＧ） ４４ フレーム毎極性反転回路 ４５ ４分周回路 ４６ インバータ ４７ セレクタ ４８ 排他的論理和回路 ５１ 表示装置本体部 ６１Ｌ 左眼用画像表示装置 ６１Ｒ 右眼用画像表示装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年３月１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４３】すなわち、図３（ａ）にカラーＬＣＤ１の
一つの画素に白と黒とをフィールド毎に交互に表示した
場合のＬＣＤ遮光率の応答特性を示すように、ＬＣＤ遮
光率がほぼ５０％となる時点で、ＴＮシャッタ２での第
１の偏光の透過率もほぼ５０％となるようにＴＮシャッ
タ２をシャッタリングする。このようにして、期間α
（＝tF）で主として元の画素位置で、期間β（＝tF）で
主として画素ずらし位置でそれぞれ画像を表示する。こ
こで、仮に、ＴＮシャッタ２が理想的な応答特性を有
し、期間αにおいて第１の偏光のみを透過し、期間βに
おいて第２の偏光のみを透過するものとして、図３
（ｂ）に示す図３（ａ）の拡大図を参照してコントラス
トを計算する。この場合、期間αにおけるＬＣＤ遮光率
の面積Ｓα、および期間βにおけるＬＣＤ遮光率の面積
Ｓβは、それぞれ、 Ｓα≒３（tr′＋td′）／８＋｛（tF−tdON′−tr′）＋tdOFF ′｝ ・・・（５） Ｓβ≒（tr′＋td′）／８ ・・・（６） となる。したがって、図３５の場合と同様に、tdON′＝
２ms、tr′＝１０ms、tdOFF ′＝２ms、td′＝１０msと
し、tF＝16.67ms とすると、Ｓα＝16.67 、Ｓβ＝2.5
となるので、コントラストＣont.は、 Ｃont.＝（Ｓα−Ｓβ）／（Ｓα＋Ｓβ）≒０．７ となる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７４】この発明は、上述した実施形態にのみ限定
されるものではなく、幾多の変形または変更が可能であ
る。例えば１フィールド時間ｔＦは１／６０Ｓ以外でも
適用可能であることは言うまでもない。また、例えば、
表示素子はカラーＬＣＤに限らずモノクロのＬＣＤ、あ
るいはプラズマディスプレイ、ＥＬ、ホトクロミック等
のカラーまたはモノクロの表示素子を用いる場合にもこ
の発明を有効に適用することができる。また、表示素子
の画素配列もデルタ配列に限らず、ストライプ配列、モ
ザイク配列等の他の配列のものを用いることができ、そ
の画素配列に応じてブラックマトリックスを補間するよ
うにウォブリングによる画素ずらしを行うことができ
る。さらに、ＴＮシャッタ以外の公知の偏光変換素子を
用いることもできる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１０】

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の画素を規則的に配列してなる表示
    面を有する表示素子と、この表示素子に順次のフィール
    ド間で異なる画像を表示させる画像表示制御手段と、こ
    の画像表示制御手段による画像の切り替えに同期して、
    前記表示面から発する光の光軸を所定の方向に振動させ
    る振動手段とを有する画像表示装置において、 前記振動手段の温度を調節する温度調節手段を設けたこ
    とを特徴とする画像表示装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の画像表示装置において、 前記温度調節手段は、前記振動手段を加温して、当該振
    動手段における低温での光軸振動の応答特性を改善する
    加温手段を有することを特徴とする画像表示装置。
  3. 【請求項３】 複数の画素を規則的に配列してなる表示
    面を有する表示素子と、この表示素子に順次のフィール
    ド間で異なる画像を表示させる画像表示制御手段と、こ
    の画像表示制御手段による画像の切り替えに同期して、
    前記表示面から発する光の光軸を所定の方向に振動させ
    る振動手段とを有する画像表示装置において、 前記表示素子の応答特性に応じて前記光軸を振動させる
    よう前記振動手段を構成したことを特徴とする画像表示
    装置。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の画像表示装置において、 前記振動手段は、偏光変換素子と、この偏光変換素子を
    前記表示素子の応答特性に応じて駆動する駆動手段とを
    有することを特徴とする画像表示装置。
  5. 【請求項５】 複数の画素を規則的に配列してなる表示
    面を有する表示素子と、この表示素子に順次のフィール
    ド間で異なる画像を表示させる画像表示制御手段と、こ
    の画像表示制御手段による画像の切り替えに同期して、
    前記表示面から発する光の光軸を所定の方向に振動させ
    る振動手段とを有する画像表示装置において、 前記画像表示制御手段は、前記表示素子の表示画素に印
    加する映像信号の極性を、二回の切り替え毎に反転する
    極性反転手段を有することを特徴とする画像表示装置。
  6. 【請求項６】 それぞれ複数の画素を規則的に配列して
    なる表示面を有する左右の表示素子と、これら左右の表
    示素子の各々に順次のフィールド間で異なる画像を表示
    させる左右の画像表示制御手段と、これら左右の画像表
    示制御手段による画像の切り替えに同期して、対応する
    表示素子の表示面から発する光の光軸を所定の方向に振
    動させる左右の振動手段とを有する画像表示装置におい
    て、 前記左右の振動手段を、光軸の振動方向が異なるよう構
    成したことを特徴とする画像表示装置。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の画像表示装置において、 前記左右の振動手段によるそれぞれの光軸の振動方向
    が、左右対称であることを特徴とする画像表示装置。
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