JP2012199744A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フレーム・シーケンシャル形式の立体視画像の画面を上下分割駆動する。
【解決手段】画面上側では、右眼用画像Ｒについてフレームのシーケンス番号ｎに０．５を加算し、画面下側では、左眼用画像Ｌについてフレームのシーケンス番号ｎに０．５を加算する。ｎフレーム目の左眼用画像Ｌ´ｎは、同一時刻の元の左眼用画像Ｌｎの画面上側と、その０．５フレーム前の時刻の左眼用補間画像Ｌ（ｎ−０．５）の画面下側からなり、ｎフレーム目の右眼用画像Ｒ´ｎは、０．５フレーム先の時刻の左眼用補間画像Ｒ（ｎ＋０．５）の画面上側と、同一時刻の元の右眼用画像Ｒｎの画面下側からなる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、立体視できる画像を表示する表示装置に係り、特に、左眼用画像フレームと右眼用画像フレームを１つずつ時分割で挿入するフレーム・シーケンシャル形式で立体視画像を表示する表示装置に関する。

左右の眼に視差のある画像を表示することで、観察者に立体的に見える立体視画像を提示することができる。立体視画像技術は、テレビ放送、映画、遠隔通信、遠隔医療など、さまざまな分野において適用が期待されている。

例えば、時分割立体視画像表示システムは、互いに異なる複数の画像を時分割で表示する表示装置と、画像の観察者がかけるシャッター眼鏡の組み合わせからなる。表示装置は、視差のある左眼用画像及び右眼用画像を非常に短い周期で交互に画面表示する。一方、観察者が装着したシャッター眼鏡は、左眼部及び右眼部にそれぞれ液晶レンズなどで構成されるシャッター機構を備えている。シャッター眼鏡は、左眼用画像がディスプレイされる間に、シャッター眼鏡の左眼部が光を透過させ、右眼部が遮光する。また、右眼用画像がディスプレイされる間に、シャッター眼鏡の右眼部が光を透過させ、左眼部が遮光する（例えば、特許文献１〜３を参照のこと）。すなわち、表示装置による左眼用画像及び右眼用画像の時分割表示と、表示装置の表示切り換えに同期してシャッター眼鏡がシャッター機構により画像選択を行なうことで、観察するユーザーに立体視画像が提示される。

立体視できる画像信号の伝送形式として、１垂直帰線成分内に左眼用画像フレームと右眼用画像フレームを１つずつ時分割で挿入する「フレーム・シーケンシャル（若しくは、フィールド・シーケンシャル）」形式が知られている。

立体視画像の表示に用いる表示装置に、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を用いる。液晶ディスプレイは、画素毎にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｅ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）を配置したアクティブ・マトリックス型が一般的である。ＴＦＴ液晶表示ディスプレイは、画像信号を画面上部から下部に向かって走査線毎に書き込むことによって各画素を駆動し、バックライトからの照射光を各画素で遮ったり透過させたりすることによって表示を行なう。

液晶ディスプレイの場合、一般に、液晶の放電に時間がかかり、表示の応答速度が遅いことが知られている。表示パネルのサイズが大型化するに伴い、表示速度の問題はより深刻になる。表示速度を改善する方法の１つとして、表示パネルを例えば上下に２分割し、上下同時に表示制御する方式が知られている（例えば、特許文献４を参照のこと）。

上記のフレーム・シーケンシャル形式で立体視画像を表示する際にも、液晶パネルを上下に２分割して駆動することにより、表示速度を改善することができると考えられる。

しかしながら、立体視画像を表示する際に、単純に上下２分割駆動方式を適用すると、画面上側と画面下側で奥行き方向に定位する位置が異なるという現象が発生することが懸念される。例えば、画面上側が奥で、画面下側が手前にあるように見え、非常に違和感のある画像になってしまう。

特開平９−１３８３８４号公報 特開２０００−３６９６９号公報 特開２００３−４５３４３号公報 特開２００７−２００２２号公報

本発明の目的は、左眼用画像フレームと右眼用画像フレームを１つずつ時分割で挿入するフレーム・シーケンシャル形式で立体視画像を好適に表示することができる、優れた表示装置を提供することにある。

本発明のさらなる目的は、表示画面を上下に２分割して同時駆動することにより表示速度を改善するとともに、フレーム・シーケンシャル形式で立体視画像を好適に表示することができる、優れた表示装置を提供することにある。

本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項１に記載の発明は、
画像を表示する表示部と、
フレーム・シーケンシャル形式で入力される左眼用画像及び右眼用画像をそれぞれ画面上側の上半分信号と画面下側の下半分信号に分離し、各時刻における左眼用画像の上半分信号と右眼用画像の下半分信号が同一時刻の入力画像となるよう、前記表示部の画面を上下分割同時駆動する際のフレーム・シーケンシャル形式の左眼用画像及び右眼用画像を生成する映像信号処理部と、
前記映像信号処理部で処理後の左眼用画像及び右眼用画像を表示するよう、前記表示部の画面を上下方向に２分割して画面上側及び画面下側を同時に駆動する駆動制御部と、
を具備する表示装置である。

本願の請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の表示装置の映像信号処理部は、同一時刻の入力左眼用画像Ｌｎの画面上側と、０．５フレーム前の時刻の左眼用補間画像Ｌ（ｎ−０．５）の画面下側とからなる、ｎフレーム目の左眼用画像Ｌ´ｎと、０．５フレーム先の時刻の左眼用補間画像Ｒ（ｎ＋０．５）の画面上側と同一時刻の入力右眼用画像Ｒｎの画面下側とからなる、上下分割同時駆動時におけるｎフレーム目の右眼用画像Ｒ´ｎを、順次生成するように構成されている。

本願の請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の表示装置の映像信号処理部は、０．５フレーム前の時刻の左眼用補間画像Ｌ（ｎ−０．５）の画面上側と、１フレーム前の時刻の入力左眼用画像Ｌ（ｎ−１）の画面下側とからなる、上下分割同時駆動時におけるｎフレーム目の左眼用画像Ｌ´ｎと、同一時刻の入力左眼用画像Ｒｎの画面上側と０．５フレーム前の時刻の右眼用補間画像Ｒ（ｎ−０．５）の画面下側とからなる、上下分割同時駆動時におけるｎフレーム目の右眼用画像Ｒ´ｎを、順次生成するように構成されている。

また、本願の請求項４に記載の発明は、
画像を表示する表示部と、
フレーム・シーケンシャル形式で入力される左眼用画像及び右眼用画像の画面をそれぞれ上下方向にＮ個の１／Ｎ信号に分離し（但し、Ｎは２以上の整数）、同時刻の１／Ｎ信号と、画面上下方向にｋ／Ｎだけ離れた位置にｋ／Ｎフレーム分だけ時刻がずれた（Ｎ−１）個の補間画像からなる、各時刻における左眼用画像及び右眼用画像を生成する映像信号処理部と、
前記映像信号処理部で処理後の左眼用画像及び右眼用画像を表示するよう、前記表示部の画面を上下方向に２分割して画面上側及び画面下側を同時に駆動する駆動制御部と、
を具備する表示装置である。

本発明によれば、表示画面を上下に２分割して同時駆動することにより表示速度を改善するとともに、フレーム・シーケンシャル形式で立体視画像を好適に表示することができる、優れた表示装置を提供することができる。

本発明によれば、表示画面を上下に２分割して同時駆動する際に、画面上側と画面下側とで奥行き方向の低位位置を保ちながら、フレーム・シーケンシャル形式で立体視画像を好適に表示することができる、優れた表示装置を提供することができる。

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。

図１は、フレーム・シーケンシャル形式で立体視画像を表示する様子を示した図である。 図２は、表示画面を上下に２分割して同時駆動して２次元画像を表示する様子を示した図である。 図３は、上下２分割同時駆動方式を単純に適用して、フレーム・シーケンシャル形式で立体視画像を表示する様子を示した図である。 図４は、上下２分割同時駆動時に適した立体視画像の表示方式を示した図である。 図５は、左眼用画像の被写体が右眼用画像の被写体よりも右寄りに存在する様子を示した図である。 図６は、左眼用画像Ｌｎと右眼用画像Ｒｎでともに画面上の同じ位置に被写体が存在する様子を示した図である。 図７は、右眼用画像の被写体が左眼用画像の被写体よりも右寄りに存在する様子を示した図である。 図８Ａは、左眼用画像の被写体が右眼用画像の被写体よりも右寄りに存在する場合に、視聴者は表示パネルより手前で被写体を知覚することを説明するための図である。 図８Ｂは、左眼用画像の被写体と右眼用画像の被写体がともに同じ位置に存在する場合に、視聴者は表示パネルの面上で被写体を知覚することを説明するための図である。 図８Ｃは、右眼用画像の被写体が左眼用画像の被写体よりも右寄りに存在する場合に、視聴者は表示パネルより奥に被写体を知覚することを説明するための図である。 図９は、被写体が時間の経過とともに左から右へ動く様子を示した図である。 図１０Ａは、左から右へ動く被写体の立体視画像を図３に示した方式で表示した様子を示した図である。 図１０Ｂは、上下分割同時駆動時の２フレーム目の左眼用画像と右眼用画像を拡大して示した図である。 図１１は、被写体が時間の経過とともに右から左へ動く様子を示した図である。 図１２Ａは、右から左へ動く被写体の立体視画像を図３に示した方式で表示した様子を示した図である。 図１２Ｂは、上下分割同時駆動時の２フレーム目の左眼用画像と右眼用画像を拡大して示した図である。 図１３Ａは、左から右へ動く被写体の立体視画像を図４に示した方式で表示した様子を示した図である。 図１３Ｂは、上下分割同時駆動時の２フレーム目の左眼用画像と右眼用画像を拡大して示した図である。 図１４Ａは、右から左へ動く被写体の立体視画像を図４に示した方式で表示した様子を示した図である。 図１４Ｂは、上下分割同時駆動時の２フレーム目の左眼用画像と右眼用画像を拡大して示した図である。 図１５は、上下２分割同時駆動時に適した立体視画像の表示方式を示した図である。 図１６Ａは、左から右へ動く被写体の立体視画像を図１５に示した方式で表示した様子を示した図である。 図１６Ｂは、上下分割同時駆動時の２フレーム目の左眼用画像と右眼用画像を拡大して示した図である。 図１７Ａは、右から左へ動く被写体の立体視画像を図１５に示した方式で表示した様子を示した図である。 図１７Ｂは、上下分割同時駆動時の２フレーム目の左眼用画像と右眼用画像を拡大して示した図である。 図１８は、上下２分割同時駆動により立体視画像を表示する表示装置１００の構成例を示した図である。 図１９は、図４に示した上下２分割同時駆動時の立体視画像の表示方式を実現するための、映像信号処理部１２０の機能的構成を模式的に示した図である。 図２０は、図１５に示した上下２分割同時駆動時の立体視画像の表示方式を実現するための、映像信号処理部１２０の機能的構成を模式的に示した図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１には、フレーム・シーケンシャル（若しくは、フィールド・シーケンシャル）形式で立体視画像を表示する様子を示している。図示のように、左眼用画像フレームと右眼用画像フレームが時分割で交互に表示される。同図中、各フレーム内に記載された「Ｌ」は左眼用画像を、「Ｒ」は右眼用画像を、それぞれ表す。また、Ｌ、Ｒそれぞれに付された数字は、フレームのシーケンス番号、すなわち時間軸上での表示順序を示している。図示の例では、同一時刻の左眼用画像Ｌｎ、右眼用画像Ｒｎの順でフレームが表示される（但し、ｎはフレームのシーケンス番号を表す正の整数）。

また、図２には、表示画面を上下に２分割して同時駆動して２次元画像を表示する様子を示している。同図中の各フレーム内に記載された数字は、フレームのシーケンス番号、すなわち時間軸上での表示順序を示している。図示のように、下側画面信号は、上側画面信号の１フレーム時間だけ前の信号を表示する。ある時刻の入力画像に着目すると、まず上側画面に表示して、その次のフレームで下側画面に表示することになる。同図中では、同一時刻の入力画像の上下画像の関係を、斜め線の矢印で示している。したがって、現在の１フレームで表示する上画像と次のフレームで表示する下画像が、同一フレームの入力信号である、という点を十分理解されたい。

ここで、図１に示した、同一時刻の左眼用画像Ｌｎ、右眼用画像Ｒｎの順で表示するという立体視画像の表示手順に、図２に示した、ある時刻の入力画像の上画像がまず表示され、次のフレームでその下画像が表示されるという上下２分割同時駆動方式における表示手順を単純に適用すると、立体視画像は図３に示すように表示されることになる。図３によれば、上下２分割同時駆動時のｎフレーム目の左眼用画像Ｌ´ｎは、同一時刻の元の左眼用画像Ｌｎの画面上側と１フレーム前の時刻の元の左眼用画像Ｌ（ｎ−１）の画面下側とからなる。また、、。ｎフレーム目の右眼用画像Ｒ´ｎは、同一時刻の元の左眼用画像Ｒｎの画面上側及び画面下側からなる。

ここで、図３に示した立体視画像の表示方式について検討してみると、図１と同様に、同一時刻の左眼用画像Ｌｎ、右眼用画像Ｒｎの順でフレームが表示されている。また、図２と同様に、ある時刻の入力画像の上側画面に表示した後、その次のフレームで下側画面に表示するようになっている。図３中で、同一時刻の入力画像の上下画像の関係が斜め線の矢印で示されている。

同一時刻の入力画像の上下画像の関係を示す斜め線の各矢印は、隣接するフレームをまたがって引かれている。時分割立体視表示方式なので、斜め線で結ばれる２つの上下画像は、必ず、一方が左眼用画像信号で他方が右眼用画像信号になる。左眼用画像と右眼用画像を厳密に区別すると、斜め線の矢印で結ばれている上下画像同士は同じフレーム信号ではない。しかしながら、数字だけ、すなわち時刻だけを考慮すれば、同じフレーム信号ということになる。

画像の表示内容も考慮に入れて、図３に示した立体視画像の表示方式についてさらに検討してみる。

飛び出しも凹みもない位置に定位した被写体は、左眼用画像と右眼用画像とで視差がない。図８Ｂに示すような、表示パネルの面上で知覚する被写体に相当する。この場合、図６に示すように、このような被写体は、左眼用画像Ｌｎと右眼用画像Ｒｎでともに画面上の同じ位置に存在し、すなわちＬｎ＝Ｒｎとなる。その結果、図２と同様に、ある時刻の入力画像の上側画面に表示した後、その次のフレームで下側画面に表示する、という関係を満たす。

これに対し、図８Ａに示すように、表示パネルより手前で被写体を知覚する場合には、図５に示すように、左眼用画像の被写体が右眼用画像の被写体よりも右寄りに存在することになる。逆に言えば、左眼用画像の被写体が右眼用画像の被写体よりも右寄りに存在すると、視聴者は、表示パネルより手前で被写体を知覚することになる。

また、図８Ｃに示すように、表示パネルより奥に被写体を知覚する場合には、図７に示すように、右眼用画像の被写体が左眼用画像の被写体よりも右寄りに存在することになる。逆に言えば、右眼用画像の被写体が左眼用画像の被写体よりも右寄りに存在すると、視聴者は、表示パネルより奥に被写体を知覚することになる。

要するに、立体視画像の視聴者が被写体を奥に近くするか手前に近くするかは、被写体の画面上の位置が同一時刻の左眼用画像Ｌｎと右眼用画像Ｒｎとで、互いにどのような関係で配置されるか（どのような視差が与えられるか）で決定される。

左眼用画像の被写体と右眼用画像の被写体の位置に応じて視聴者が被写体の奥行きを知覚するということも考慮に入れて、図３に示した立体視画像の表示方式についてさらに検討してみる。

図９に示すように、被写体が時間の経過とともに左から右へ動く場合について考えてみる。但し、被写体は、表示パネル面上で左から右へ移動するものとし、本来は左眼用画像の被写体と右眼用画像の被写体が同じ位置にある。これを図３に示した立体視画像の表示方式で表示すると、図１０Ａに示す通りとなる。

図３に示した表示方式によれば、上下２分割同時駆動時のｎフレーム目の左眼用画像Ｌ´ｎは、同一時刻の元の左眼用画像Ｌｎの画面上側と１フレーム前の時刻の元の左眼用画像Ｌ（ｎ−１）の画面下側とからなる。また、ｎフレーム目の右眼用画像Ｒ´ｎは、同一時刻の元の右眼用画像Ｒｎの画面上側及び画面下側からなる（前述）。図１０Ａを、上下２分割同時駆動時の左眼用画像Ｌ´ｎ及び右眼用画像Ｒ´ｎのペアで見た場合、画面上側では、左眼用画像の被写体と右眼用画像の被写体がともに同じ位置に存在するのに対し、画面下側では、左眼用画像の被写体が右眼用画像の被写体よりも左寄りに存在する。図１０Ｂには、上下分割同時駆動時の２フレーム目の左眼用画像と右眼用画像を拡大して示している。これは、図７及び図８Ｃに示した結果からも分かるように、画面下側の被写体が奥に定位することを意味する。つまり、図３に示した立体視画像の表示方式では、画面の上側と下側の間で、奥行き方向に凸凹が生じてしまう。

また、逆に図１１に示すように、被写体が時間の経過とともに右から左へ動く場合について考えてみる。但し、被写体は、表示パネル面上で右から左へ移動するものとし、本来は左眼用画像の被写体と右眼用画像の被写体が同じ位置にある。これを図３に示した立体視画像の表示方式で表示すると、図１２Ａに示す通りとなる。

図３によれば、上下２分割同時駆動時のｎフレーム目の左眼用画像Ｌ´ｎは、同一時刻の元の左眼用画像Ｌｎの画面上側と１フレーム前の時刻の元の左眼用画像Ｌ（ｎ−１）の画面下側とからなる。また、ｎフレーム目の右眼用画像Ｒ´ｎは、同一時刻の元の右眼用画像Ｒｎの画面上側及び画面下側からなる（前述）。図１２Ａを、上下２分割同時駆動時の左眼用画像Ｌ´ｎ及び右眼用画像Ｒ´ｎのペアで見た場合、画面上側では、左眼用画像の被写体と右眼用画像の被写体がともに同じ位置に存在するのに対し、画面下側では、左眼用画像の被写体が右眼用画像の被写体よりも右寄りに存在する。図１２Ｂには、上下分割同時駆動時の２フレーム目の左眼用画像と右眼用画像を拡大して示している。これは、図５及び図８Ａに示した結果からも分かるように、画面下側の被写体が手前に定位することを意味する。したがって、上記と同様に、図３に示した立体視画像の表示方式では、画面の上側と下側の間で、奥行き方向に凸凹が生じてしまう。

そこで、本発明者らは、図３に代えて、図４に示すような、上下２分割同時駆動時の立体視画像の表示方式を提案する。図４に示す表示方式によれば、図３に示した表示方式に対し、画面上側では、右眼用画像Ｒについてフレームのシーケンス番号ｎに０．５を加算し、画面下側では、左眼用画像Ｌについてフレームのシーケンス番号ｎに０．５を加算している。したがって、上下２分割同時駆動時のｎフレーム目の左眼用画像Ｌ´ｎは、同一時刻の元の左眼用画像Ｌｎの画面上側と、その０．５フレーム前の時刻の左眼用補間画像Ｌ（ｎ−０．５）の画面下側とからなる。また、ｎフレーム目の右眼用画像Ｒ´ｎは、０．５フレーム先の時刻の左眼用補間画像Ｒ（ｎ＋０．５）の画面上側と、同一時刻の元の右眼用画像Ｒｎの画面下側とからなる。図４に示した表示方式によれば、図２に示した上下２分割同時駆動方式と同様に、ある時刻の入力画像の上画像がまず表示され、次のフレームでその下画像が表示される。ここで、Ｌ（ｎ＋０．５）は、ｎフレーム目の左眼用画像Ｌｎと（ｎ＋１）フレーム目の左眼用画像Ｌ（ｎ＋１）の時間的にほぼ中央で補間された左眼用補間画像である。右眼用補間画像Ｒ（ｎ＋０．５）についても同様である。

図９に示したように、被写体が時間の経過とともに左から右へ動く場合について考えてみる。但し、被写体は、表示パネル面上で左から右へ移動するものとし、本来は左眼用画像の被写体と右眼用画像の被写体が同じ位置にある（同上）。これを図４に示した立体視画像の表示方式で表示すると、図１３Ａに示す通りとなる。

図４に示す表示方式によれば、上下２分割同時駆動時のｎフレーム目の左眼用画像Ｌ´ｎは、同一時刻の元の左眼用画像Ｌｎの画面上側と、その０．５フレーム前の時刻の左眼用補間画像Ｌ（ｎ−０．５）の画面下側とからなる。また、ｎフレーム目の右眼用画像Ｒ´ｎは、０．５フレーム先の時刻の右眼用補間画像Ｒ（ｎ＋０．５）の画面上側と、同一時刻の元の右眼用画像Ｒｎの画面下側とからなる。図１３Ａでは、入力画像Ｌｎ、Ｒｎの被写体を黒色で示し、補間画像Ｌ（ｎ−０．５）、Ｒ（ｎ＋０．５）の被写体をグレイで示している。また、比較のため、図１０Ａと同じ被写体を破線で示している。

図１３Ａを、上下２分割同時駆動時の左眼用画像Ｌ´ｎ及び右眼用画像Ｒ´ｎのペアで見た場合、左眼用画像の被写体と右眼用画像の被写体との相対位置関係は、画面上側、画面下側によらず同じである。図１３Ｂには、上下分割同時駆動時の２フレーム目の左眼用画像と右眼用画像を拡大して示している。これは、図６及び図８Ｂに示した結果からも分かるように、画面上側の被写体と画面下側の被写体が同じ奥行き方向に定位することを意味する。したがって、図１０Ａに示したような、画面の上側と下側の間で奥行き方向に凸凹が生じることはない。

続いて、図１１に示したように、被写体が時間の経過とともに右から左へ動く場合について考えてみる。但し、被写体は、表示パネル面上で左から右へ移動するものとし、本来は左眼用画像の被写体と右眼用画像の被写体が同じ位置にある（同上）。これを図４に示した立体視画像の表示方式で表示すると、図１４Ａに示す通りとなる。図１４Ａでは、入力画像Ｌｎ、Ｒｎの被写体を黒色で示し、補間画像Ｌ（ｎ−０．５）、Ｒ（ｎ＋０．５）の被写体をグレイで示している。また、比較のため、図１２Ａと同じ被写体を破線で示している。

図１４Ａを、上下２分割同時駆動時の左眼用画像Ｌ´ｎ及び右眼用画像Ｒ´ｎのペアで見た場合、左眼用画像の被写体と右眼用画像の被写体との相対位置関係は、画面上側、画面下側によらず同じである。図１４Ｂには、上下分割同時駆動時の２フレーム目の左眼用画像と右眼用画像を拡大して示している。これは、図６及び図８Ｂに示した結果からも分かるように、画面上側の被写体と画面下側の被写体が同じ奥行き方向に定位することを意味する。したがって、図１２Ａに示したような、画面の上側と下側の間で奥行き方向に凸凹が生じることはない。

また、図３に代えて、図１５に示すような、上下２分割同時駆動時の立体視画像の表示方式を提案する。図１５に示す表示方式によれば、図３に示した表示方式に対し、画面上側では、左眼用画像Ｌについてフレームのシーケンス番号ｎに０．５を減算し、画面下側では、右眼用画像Ｒについてフレームのシーケンス番号ｎに０．５を減算している。したがって、上下２分割同時駆動時のｎフレーム目の左眼用画像Ｌ´ｎは、０．５フレーム前の時刻の左眼用補間画像Ｌ（ｎ−０．５の画面上側と、１フレーム前の時刻の元の左眼用画像Ｌ（ｎ−１）の画面下側とからなる。また、ｎフレーム目の右眼用画像Ｒ´ｎは、同一時刻の元の左眼用画像Ｒｎの画面上側と、０．５フレーム前の時刻の右眼用補間画像Ｒ（ｎ−０．５）の画面下側とからなる。図１５に示した表示方式によっても、図２に示した上下２分割同時駆動方式と同様に、ある時刻の入力画像の上画像がまず表示され、次のフレームでその下画像が表示される。

図９に示したように、被写体が時間の経過とともに左から右へ動く場合について考えてみる。但し、被写体は、表示パネル面上で左から右へ移動するものとし、本来は左眼用画像の被写体と右眼用画像の被写体が同じ位置にある（同上）。これを図１５に示した立体視画像の表示方式で表示すると、図１６Ａに示す通りとなる。

図１５に示す表示方式によれば、上下２分割同時駆動時のｎフレーム目の左眼用画像Ｌ´ｎは、０．５フレーム前の時刻の左眼用補間画像Ｌ（ｎ−０．５）の画面上側と、１フレーム前の時刻の元の左眼用画像Ｌ（ｎ−１）の画面下側とからなる。また、ｎフレーム目の右眼用画像Ｒ´ｎは、同一時刻の元の左眼用画像Ｒｎの画面上側と、０．５フレーム前の時刻の右眼用補間画像Ｒ（ｎ−０．５）の画面下側とからなる。図１６Ａでは、入力画像Ｌｎ、Ｒｎの被写体を黒色で示し、補間画像Ｌ（ｎ−０．５）、Ｒ（ｎ−０．５）の被写体をグレイで示している。また、比較のため、図１０Ａと同じ被写体を破線で示している。

図１６Ａを、上下２分割同時駆動時の左眼用画像Ｌ´ｎ及び右眼用画像Ｒ´ｎのペアで見た場合、左眼用画像の被写体と右眼用画像の被写体との相対位置関係は、画面上側、画面下側によらず同じである。図１６Ｂには、上下分割同時駆動時の２フレーム目の左眼用画像と右眼用画像を拡大して示している。これは、図６及び図８Ｂに示した結果からも分かるように、画面上側の被写体と画面下側の被写体が同じ奥行き方向に定位することを意味する。したがって、図１０Ａに示したような、画面の上側と下側の間で奥行き方向に凸凹が生じることはない。

続いて、図１１に示したように、被写体が時間の経過とともに右から左へ動く場合について考えてみる。但し、被写体は、表示パネル面上で左から右へ移動するものとし、本来は左眼用画像の被写体と右眼用画像の被写体が同じ位置にある（同上）。これを図４に示した立体視画像の表示方式で表示すると、図１７Ａに示す通りとなる。図１７Ａでは、入力画像Ｌｎ、Ｒｎの被写体を黒色で示し、補間画像Ｌ（ｎ−０．５）、Ｒ（ｎ−０．５）の被写体をグレイで示している。また、比較のため、図１２Ａと同じ被写体を破線で示している。

図１７Ａを、上下２分割同時駆動時の左眼用画像Ｌ´ｎ及び右眼用画像Ｒ´ｎのペアで見た場合、左眼用画像の被写体と右眼用画像の被写体との相対位置関係は、画面上側、画面下側によらず同じである。図１７Ｂには、上下分割同時駆動時の２フレーム目の左眼用画像と右眼用画像を拡大して示している。これは、図６及び図８Ｂに示した結果からも分かるように、画面上側の被写体と画面下側の被写体が同じ奥行き方向に定位することを意味する。したがって、図１０Ａに示したような、画面の上側と下側の間で奥行き方向に凸凹が生じることはない。

図１８には、上下２分割同時駆動により立体視画像を表示することが可能な表示装置１００の構成例を示している。

表示装置１００は、画像表示部１１０と、映像信号処理部１２０と、タイミング制御部１４０と、映像メモリー１５０を備えている。また、画像表示部１１０は、表示パネル１１２と、ゲート・ドライバー１１３と、データ・ドライバー１１４を備えている。

映像信号処理部１２０は、映像信号処理部１２０の外部からの映像信号の伝送を受けると、画像表示部１１０における立体視画像の表示に適したものとなるように各種信号処理を実行して、映像メモリー１５０に出力する。ここで言う、映像信号の伝送元となる「外部」には、ディジタル放送の受信機や、ブルーレイ・ディスク・プレイヤーなどのコンテンツ再生装置を挙げることができる。

本実施形態では、映像信号処理部１２０は、図４又は図１５に示したような上下２分割同時駆動時の立体視画像の表示方式を実現するための、（ｎ＋０．５）フレーム目の各補間画像Ｌ（ｎ＋０．５）、Ｒ（ｎ＋０．５）のフレーム補間処理や、各画像フレームの上下分離処理、フレーム遅延処理を行なうが、この点の詳細については後述に譲る。

また、映像信号処理部１２０は、立体視画像の映像信号の切り替えのタイミングに同期して、データ・ドライバー１１３及びゲート・ドライバー１１４が動作するように、所定の制御信号をタイミング制御部１４０へ供給する。

ゲート・ドライバー１１３は、表示パネル１１２のゲート・バス・ライン（図示しない）を駆動する駆動回路であり、タイミング制御部１４０から伝送された信号に応じて、表示パネル１１２内の各画素に接続されたゲート・バス・ラインへ、映像メモリー１５０から読み出された映像信号に基づく駆動電圧を出力する。本実施形態では、ゲート・ドライバー１１３は、表示パネル１１２を上下方向に２分割して、画面上側と画面下側を同時に駆動する。

データ・ドライバー１１４は、表示パネル１１２の各画素を図示しないデータ線（走査線）に沿って線順次駆動するための信号を生成する駆動回路であり、タイミング制御部１４０から伝送された信号に応じてデータ線へ印加する信号を生成して出力する。例えば、データ・ドライバー１１４は、図示のように表示パネル１１２の上下に配置して、上下から同時に出力できるようにする。

表示パネル１１２は、例えば格子状に配列された複数の画素を有するが、本発明の要旨は特定の画素配列には限定されない。液晶表示パネルの場合し、ガラスなどの透明板の間に所定の配向状態を有する液晶分子が封入されており、外部からの信号の印加に応じて画像を表示する。上述したように、表示パネル１１２への信号の印加は、ゲート・ドライバー１１３、及び、上下のデータ・ドライバー１１４によって実行される。

図１９には、図４に示した上下２分割同時駆動時の立体視画像の表示方式を実現するための、映像信号処理部１２０の機能的構成を模式的に示している。

映像信号処理部１２０には、外部から、フレームのシーケンス番号順に、左眼用画像及び右眼用画像の各信号Ｌ０、Ｒ０、Ｌ１、Ｒ１、Ｌ２、Ｒ２、…が供給される。フレームのシーケンス番号は、時間軸上での表示順序を示している。

フレーム補間部２０１は、左眼用画像Ｌについてフレームのシーケンス番号ｎに０．５を加算した左眼用補間画像Ｌ０．５、Ｌ１．５、Ｌ２．５、…、並びに、右眼用画像Ｒについてフレームのシーケンス番号ｎに０．５を加算した右眼用補間画像Ｒ０．５、Ｒ１．５、Ｒ２．５、…を補間処理により生成する。左眼用補間画像Ｌ（ｎ＋０．５）は、ｎフレーム目の左眼用画像Ｌｎと（ｎ＋１）フレーム目の左眼用画像Ｌ（ｎ＋１）の時間的に中央の補間画像であり、ＬｎとＬ（ｎ＋１）を線形補間することなどの方法で生成することができる。右眼用補間画像Ｒ（ｎ＋０．５）についても同様である。

上下分離遅延部２０２は、左右の順、シーケンス番号の順に従って、入力された画像フレーム並びにフレーム補間部２０１で補間された補間画像フレームＬ０、Ｌ０．５、Ｒ０、Ｒ０．５、Ｌ１、Ｌ１．５、Ｒ１、Ｒ１．５、…を入力すると、各画像フレームを画面上側の上半分信号と画面下側の下半分信号に分離する。

また、上下分離遅延部２０２は、左眼用画像については下半分信号について０．５フレーム周期の遅延を与え、右眼用画像については上半分信号について０．５フレーム周期の遅延を与えて、それぞれ出力する。この結果、ｎフレーム目の左眼用画像Ｌ´ｎとして、同一時刻の元の左眼用画像Ｌｎの上半分信号と、その０．５フレーム前の時刻の左眼用補間画像Ｌ（ｎ−０．５）の下半分信号が映像メモリー１５０に出力され、表示パネル１１２に表示される。また、ｎフレーム目の右眼用画像Ｒ´ｎとして、０．５フレーム先の時刻の右眼用補間画像Ｒ（ｎ＋０．５）の上半分信号と、同一時刻の元の右眼用画像Ｒｎの下半分信号が映像メモリー１５０に出力され、表示パネル１１２に表示される。

図１３Ａ、図１４Ａを参照しながら既に説明したように、上下２分割同時駆動時の左眼用画像Ｌ´ｎ及び右眼用画像Ｒ´ｎのペアで見た場合、左眼用画像の被写体と右眼用画像の被写体との相対位置関係は、画面上側、画面下側によらず同じであり、画面の上側と下側の間で奥行き方向に凸凹が生じることはない。

また、図２０には、図４に示した上下２分割同時駆動時の立体視画像の表示方式を実現するための、映像信号処理部１２０の機能的構成を模式的に示している。

映像信号処理部１２０には、外部から、フレームのシーケンス番号順に、左眼用画像及び右眼用画像の各信号Ｌ０、Ｒ０、Ｌ１、Ｒ１、Ｌ２、Ｒ２、…が供給される。フレームのシーケンス番号は、時間軸上での表示順序を示している。

フレーム補間部３０１は、左眼用画像Ｌについてフレームのシーケンス番号ｎに０．５を加算した左眼用補間画像Ｌ０．５、Ｌ１．５、Ｌ２．５、…、並びに、右眼用画像Ｒについてフレームのシーケンス番号ｎに０．５を加算した右眼用補間画像Ｒ０．５、Ｒ１．５、Ｒ２．５、…を補間処理により生成する。左眼用補間画像Ｌ（ｎ＋０．５）は、ｎフレーム目の左眼用画像Ｌｎと（ｎ＋１）フレーム目の左眼用画像Ｌ（ｎ＋１）の時間的に中央の補間画像であり、ＬｎとＬ（ｎ＋１）を線形補間することなどの方法で生成することができる。右眼用補間画像Ｒ（ｎ＋０．５）についても同様である。

上下分離遅延部３０２は、左右の順、シーケンス番号の順に従って、入力された画像フレーム並びにフレーム補間部２０１で補間された補間画像フレームＬ０、Ｌ０．５、Ｒ０、Ｒ０．５、Ｌ１、Ｌ１．５、Ｒ１、Ｒ１．５、…を入力すると、各画像フレームを画面上側の上半分信号と画面下側の下半分信号に分離する。

また、上下分離遅延部３０２は、左眼用画像については上半分信号について０．５フレーム周期の遅延を与え、右眼用画像については下半分信号について０．５フレーム周期の遅延を与えて、それぞれ出力する。この結果、ｎフレーム目の左眼用画像Ｌ´ｎとして、０．５フレーム前の時刻の左眼用補間画像Ｌ（ｎ−０．５）ｎの上半分信号と、同一時刻の元の左眼用画像Ｌの下半分信号が映像メモリー１５０に出力され、表示パネル１１２に表示される。また、ｎフレーム目の右眼用画像Ｒ´ｎとして、同一時刻の元の右眼用画像Ｒｎの上半分信号と、０．５フレーム前の時刻の右眼用補間画像Ｒ（ｎ−０．５）の下半分信号が映像メモリー１５０に出力され、表示パネル１１２に表示される。

図１６Ａ、図１７Ａを参照しながら既に説明したように、上下２分割同時駆動時の左眼用画像Ｌ´ｎ及び右眼用画像Ｒ´ｎのペアで見た場合、左眼用画像の被写体と右眼用画像の被写体との相対位置関係は、画面上側、画面下側によらず同じであり、画面の上側と下側の間で奥行き方向に凸凹が生じることはない。

なお、上記では画面を上下方向に２分割する実施形態について説明してきたが、上下方向に３以上に分割する場合についても同様に補間画像を用いて各時刻の左眼用画像及び右眼用画像のフレームを生成するようにすればよい。表示パネルのサイズの大型化により、表示速度を改善するために、画面を３以上に分割して駆動することは十分に想定される。画面をＮ分割するときには、左眼用画像及び右眼用画像の画面をそれぞれ上下方向にＮ個の１／Ｎ信号に分離し（但し、Ｎは２以上の整数）、同時刻の１／Ｎ信号と、画面上下方向にｋ／Ｎだけ離れた位置にｋ／Ｎフレーム分だけ時刻がずれた（Ｎ−１）個の補間画像からなる、各時刻における左眼用画像及び右眼用画像を生成するようにする。例えば、Ｎ＝４であれば、左眼用画像及び右眼用画像の各１画面は、上下方向に４分割された各位置に、０．２５フレームだけ時刻がずれた３個の補間画像と同一時刻の入力画像を合わせて、１画面とする。

以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳細に説明してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。

本明細書では、液晶ディスプレイを表示装置に用いた実施形態について説明してきたが、本発明の要旨は特定の表示デバイスに限定されるものではない。上下２分割同時駆動を行なうさまざまな表示デバイスに本発明を適用することができる。

また、本発明は、フレーム・シーケンシャル形式で立体視画像を表示するさまざまな表示装置に適用することができ、シャッター眼鏡を用いる方式、裸眼方式を問わない。

要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。

１００…立体表示装置
１１０…画像表示部
１１２…表示パネル
１１３…ゲート・ドライバー
１１４…データ・ドライバー
１２０…映像信号処理部
１４０…タイミング制御部
１５０…映像メモリー
２０１、３０１…フレーム補間部
２０２、３０２…上下分離遅延部

本願の請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の表示装置の映像信号処理部は、同一時刻の入力左眼用画像Ｌｎの画面上側と、０．５フレーム前の時刻の左眼用補間画像Ｌ（ｎ−０．５）の画面下側とからなる、ｎフレーム目の左眼用画像Ｌ´ｎと、０．５フレーム先の時刻の右眼用補間画像Ｒ（ｎ＋０．５）の画面上側と同一時刻の入力右眼用画像Ｒｎの画面下側とからなる、上下分割同時駆動時におけるｎフレーム目の右眼用画像Ｒ´ｎを、順次生成するように構成されている。

本願の請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の表示装置の映像信号処理部は、０．５フレーム前の時刻の左眼用補間画像Ｌ（ｎ−０．５）の画面上側と、１フレーム前の時刻の入力左眼用画像Ｌ（ｎ−１）の画面下側とからなる、上下分割同時駆動時におけるｎフレーム目の左眼用画像Ｌ´ｎと、同一時刻の入力右眼用画像Ｒｎの画面上側と０．５フレーム前の時刻の右眼用補間画像Ｒ（ｎ−０．５）の画面下側とからなる、上下分割同時駆動時におけるｎフレーム目の右眼用画像Ｒ´ｎを、順次生成するように構成されている。

また、本願の請求項４に記載の発明は、
画像を表示する表示部と、
フレーム・シーケンシャル形式で入力される左眼用画像及び右眼用画像の画面をそれぞれ上下方向にＮ個の１／Ｎ信号に分離し（但し、Ｎは２以上の整数）、同時刻の１／Ｎ信号と、画面上下方向にｋ／Ｎだけ離れた位置にｋ／Ｎフレーム分だけ時刻がずれた（Ｎ−１）個の補間画像からなる、各時刻における左眼用画像及び右眼用画像を生成する映像信号処理部と、
前記映像信号処理部で処理後の左眼用画像及び右眼用画像を表示するよう、前記表示部の画面を上下方向にＮ分割して画面上側及び画面下側を同時に駆動する駆動制御部と、
を具備する表示装置である。

Claims (4)

1. 画像を表示する表示部と、
   フレーム・シーケンシャル形式で入力される左眼用画像及び右眼用画像をそれぞれ画面上側の上半分信号と画面下側の下半分信号に分離し、各時刻における左眼用画像の上半分信号と右眼用画像の下半分信号が同一時刻の入力画像となるよう、前記表示部の画面を上下分割同時駆動する際のフレーム・シーケンシャル形式の左眼用画像及び右眼用画像を生成する映像信号処理部と、
   前記映像信号処理部で処理後の左眼用画像及び右眼用画像を表示するよう、前記表示部の画面を上下方向に２分割して画面上側及び画面下側を同時に駆動する駆動制御部と、
   を具備する表示装置。
2. 前記映像信号処理部は、同一時刻の入力左眼用画像Ｌｎの画面上側と、０．５フレーム前の時刻の左眼用補間画像Ｌ（ｎ−０．５）の画面下側とからなる、ｎフレーム目の左眼用画像Ｌ´ｎと、０．５フレーム先の時刻の左眼用補間画像Ｒ（ｎ＋０．５）の画面上側と同一時刻の入力右眼用画像Ｒｎの画面下側とからなる、上下分割同時駆動時におけるｎフレーム目の右眼用画像Ｒ´ｎを、順次生成する、
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記映像信号処理部は、０．５フレーム前の時刻の左眼用補間画像Ｌ（ｎ−０．５）の画面上側と、１フレーム前の時刻の入力左眼用画像Ｌ（ｎ−１）の画面下側とからなる、上下分割同時駆動時におけるｎフレーム目の左眼用画像Ｌ´ｎと、同一時刻の入力左眼用画像Ｒｎの画面上側と０．５フレーム前の時刻の右眼用補間画像Ｒ（ｎ−０．５）の画面下側とからなる、上下分割同時駆動時におけるｎフレーム目の右眼用画像Ｒ´ｎを、順次生成する、
   請求項１に記載の表示装置。
4. 画像を表示する表示部と、
   フレーム・シーケンシャル形式で入力される左眼用画像及び右眼用画像の画面をそれぞれ上下方向にＮ個の１／Ｎ信号に分離し（但し、Ｎは２以上の整数）、同時刻の１／Ｎ信号と、画面上下方向にｋ／Ｎだけ離れた位置にｋ／Ｎフレーム分だけ時刻がずれた（Ｎ−１）個の補間画像からなる、各時刻における左眼用画像及び右眼用画像を生成する映像信号処理部と、
   前記映像信号処理部で処理後の左眼用画像及び右眼用画像を表示するよう、前記表示部の画面を上下方向に２分割して画面上側及び画面下側を同時に駆動する駆動制御部と、
   を具備する表示装置。