画像表示装置、画像表示観察システム及び画像表示方法
【課題】液晶表示ディスプレイなど応答速度が比較的遅いディスプレイを用いた場合にクロストークの発生を確実に抑えること。
【解決手段】画像信号の入力を受け、右目用画像Ｒ及び左目用画像Ｌのそれぞれを少なくとも２回連続して表示させるための信号へ変換する左右映像信号制御部１２０と、左右映像信号制御部１２０において変換された信号が入力され、２回以上連続する右目用画像Ｒと２回以上連続する左目用画像Ｌとを交互に表示する液晶表示パネル１３２と、を備える。
【解決手段】画像信号の入力を受け、右目用画像Ｒ及び左目用画像Ｌのそれぞれを少なくとも２回連続して表示させるための信号へ変換する左右映像信号制御部１２０と、左右映像信号制御部１２０において変換された信号が入力され、２回以上連続する右目用画像Ｒと２回以上連続する左目用画像Ｌとを交互に表示する液晶表示パネル１３２と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置、画像表示観察システム及び画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記の特許文献に記載されているように、視差を有する左目用画像及び右目用画像を所定周期で交互にディスプレイに供給し、この画像を所定周期に同期して駆動される液晶シャッターを備える眼鏡で観察する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１３８３８４号公報
【特許文献２】特開２０００−３６９６９号公報
【特許文献３】特開２００３−４５３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例のように、立体映像ディスプレイをシャッター眼鏡方式で観察する場合、画像表示装置の応答速度不足や液晶シャッターのコントラスト不足など、表示装置やシャッター眼鏡の特性上の要因による問題が生じる。これらの要因により、右目用の画像の一部が左目に、左目用の画像の一部が右目に漏れ込む現象（以下、クロストークと言う）が発生する。
【０００５】
特に、上述した立体画像表示観察システムにおいて、ディスプレイを液晶表示ディスプレイ等から構成すると、その応答速度が問題となる。すなわち、液晶表示ディスプレイでは、画面の一方の端（画面上辺など）から他方の方の端（画面下辺など）に向けて線順次に映像信号が供給されるが、一方の端から他方の端に書き込まれるタイミングには応答遅れが生じる。
【０００６】
液晶の応答速度の不足により、右目用画像の書き込みにおいては、画面上辺が所望の輝度に達した時点において、画面下辺では、ようやく右目用画像の書き込みが開始される状態となる。左目用画像の書き込みにおいても、画面上辺が所望の輝度に達した時点において、画面下辺では、ようやく左目用画像の書き込みが開始される状態となる。
【０００７】
このため、画面上辺と画面下辺の双方で右目用画像または左目用画像の一方のみが表示されているタイミングで液晶シャッターを開くことが困難となり、右目用画像と左目用画像とが混ざってユーザに視認されるクロストークの問題が発生する。また、液晶の応答速度の不足により、液晶が完全に応答していない状態で液晶シャッターが開かれると、ユーザが所望の輝度の映像を視認できなくなるという問題も生じる。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、液晶表示ディスプレイなど応答速度が比較的遅いディスプレイを用いた場合に、クロストークの発生を確実に抑えることが可能な、新規かつ改良された画像表示装置、画像表示観察システム及び画像表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、画像信号の入力を受け、右目用画像及び左目用画像のそれぞれを少なくとも２回連続して表示させるための信号へ変換する信号制御部と、前記信号制御部において変換された信号が入力され、２回以上連続する前記右目用画像と２回以上連続する前記左目用画像とを交互に表示する表示パネルと、を備える画像表示装置が提供される。
【００１０】
また、右目用と左目用のシャッターを備える鑑賞用眼鏡に対して前記右目用画像と前記左目用画像の切換タイミングを通知するため、前記右目用画像と前記左目用画像の切換タイミングを示すタイミング信号を発生させるシャッター制御部を備え、前記タイミング信号に基づいて前記シャッターが閉じる期間は、少なくとも左右一回分の書き込み時間であってもよい。
【００１１】
また、前記タイミング信号は、右目用の前記シャッターと左目用の前記シャッターが共に閉じられる期間を生じさせるものであってもよい。
【００１２】
また、前記タイミング信号に基づいて前記シャッターが閉じる期間は、前記右目用画像又は前記左目用画像の１回目の表示期間の少なくとも一部期間を含むものであってもよい。
【００１３】
また、前記タイミング信号に基づいて前記シャッターが開く期間は、２回以上連続して表示される前記右目用画像又は前記左目用画像のそれぞれにおいて、最終回の表示期間の少なくとも一部であってもよい。
【００１４】
また、２回以上連続する前記右目用画像又は前記左目用画像において、連続する各画像の輝度を補正する輝度補正部を更に備えるものであってもよい。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、画像信号の入力を受け、右目用画像及び左目用画像のそれぞれを少なくとも２回連続して表示させるための信号へ変換する信号制御部と、前記信号制御部において変換された信号が入力され、２回以上連続する前記右目用画像と２回以上連続する前記左目用画像とを交互に表示する表示パネルと、前記右目用画像と前記左目用画像の切換タイミングを示すタイミング信号を発生させるシャッター制御部と、を有する、画像表示装置と、右目用と左目用のシャッターを有し、前記タイミング信号に基づいて、前記右目用と左目用の前記シャッターを交互に開く立体映像観察眼鏡と、を備える画像表示観察システムが提供される。
【００１６】
また、前記立体映像観察眼鏡において、前記シャッターの閉状態に対する開状態の光透過率のコントラスト比が１０００以上であってもよい。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、画像信号の入力を受け、右目用画像及び左目用画像のそれぞれを少なくとも２回連続して表示させるための信号へ変換するステップと、前記信号制御部において変換された信号が入力され、２回以上連続する前記右目用画像と２回以上連続する前記左目用画像とを交互に表示するステップと、を備える画像表示方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、液晶表示ディスプレイなど応答速度が比較的遅いディスプレイを用いた場合にクロストークの発生を確実に抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像表示観察システムの構成を示す模式図である。
【図２】画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図３】左右の映像表示と液晶シャッターの開閉のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】本実施形態による２度書き込みの原理と、液晶シャッターの開閉を示すタイミングチャートである。
【図５】液晶シャッターの開状態と閉状態のコントラストと、クロストーク量との関係を示す特性図である。
【図６】右目用画像Ｒと左目用画像Ｌのそれぞれについて３度の書き込みを連続して行った例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
（１）システム構成例
（２）画像表示装置の構成例
（３）液晶表示ディスプレイを用いた場合のクロストークの発生について
（４）本実施形態による２度書き込みの例
（５）液晶シャッターのコントラストについて
（６）本実施形態による３度書き込みの例
【００２２】
［（１）システム構成例］
図１は、本発明の一実施形態に係る画像表示観察システムの構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施形態に係るシステムは、液晶表示ディスプレイ（ＬＣＤ）から構成される画像表示装置１００と、表示画像鑑賞用メガネ２００とを備える。
【００２３】
画像表示装置１００は、例えば、フィールド毎に右目用画像Ｒと左目用画像Ｌを交互に表示する。表示画像鑑賞用メガネ２００には、レンズに相当する部分に一対の液晶シャッター２００ａ，２００ｂが設けられている。液晶シャッター２００ａ，２００ｂは、画像表示装置１００のフィールド毎の画像切り換えに同期して交互に開閉動作を行う。すなわち、画像表示装置１００に右目用画像Ｒが表示されるフィールドでは、左目用の液晶シャッター２００ｂが閉鎖状態となり、右目用の液晶シャッターが開放状態２００ａとなる。また、左目用画像Ｌが表示されるフィールドでは、これと逆の動作を行う。
【００２４】
このような動作により、表示画像鑑賞用メガネ２００を掛けて画像表示装置１００を見るユーザの右目には右目用画像Ｒのみが、また、左目には左目用画像Ｌのみが入射される。このため、鑑賞者の目の内部で右目用と左目用の画像が合成され、画像表示装置１００に表示される画像が立体的に認識される。
【００２５】
［（２）画像表示装置の構成例］
次に、画像表示装置１００の構成について説明する。図２は、画像表示装置１００の構成を示すブロック図である。図２に示すように、画像表示装置１００は、左右映像信号制御部１２０、シャッター制御部１２２、エミッタ（発光素子）１２４、タイミング制御部１２６、ゲートドライバ１２８、データドライバ１３０、液晶表示パネル１３２、バックライト１３４を備える。
【００２６】
液晶表示パネル１３２は、液晶層、液晶層を挟んで対向する透明電極、カラーフィルタ等から構成されている。液晶表示パネル１３２では、ガラス等の透明板の間に所定の確度に捩れて配向された液晶が封入されて、液晶層が構成されている。なお、液晶は、ＴＮモードに限られるものではなく、ＶＡモード、ＩＰＳモードであっても良い。
【００２７】
左右映像信号制御部１２０には、右目用画像Ｒ及び左目用画像Ｌに対応する左右映像信号が入力される。左右映像信号制御部１２０は、液晶表示パネル１３４に右目用画像Ｒと左目用画像Ｌを交互に表示させるため、左右映像信号を交互に出力する。また、左右映像信号制御部１２０は、入力された左右映像信号に基づいて、後述する２度書き込みを行うため、右目用映像信号と左目用映像信号のそれぞれについて、同じ１フレームの信号が２つ連続するように変換を行う。
【００２８】
タイミング制御部１２６には、左右映像信号制御部１２０で変換された右目用映像信号及び左目用映像信号が入力される。タイミング制御部１２６は、入力された右目用映像信号及び左目用映像信号を液晶表示パネル１３２へ入力するための信号に変換し、ゲートドライバ１２８およびデータドライバ１３０の動作に用いられるパルス信号を生成する。
【００２９】
タイミング制御部１２６で変換された信号は、ゲートドライバ１２８とデータドライバ１３０のそれぞれに入力される。ゲートドライバ１２８およびデータドライバ１３０は、タイミング制御部１２６で生成されたパルス信号を受け、入力された信号に基づいて液晶表示パネル１３２の各画素を発光させる。これにより、液晶表示パネル１３２に映像が表示される。
【００３０】
また、左右映像信号制御部１２０は、同じ１フレームの信号が２つ連続するように変換された右目用映像信号及び左目用映像信号について、映像の切り換わりのタイミングを示すタイミング信号をシャッター制御部１２２へ送る。シャッター制御部１２２は、左右映像信号制御部１２０から送られたタイミング信号に基づいて、エミッタ１２６を発光させる駆動信号をエミッタ１２６へ送る。発光ダイオード等の発光素子から構成されるエミッタ１２６は、シャッター制御部１２２から送られた駆動信号に応じて発光し、左右の映像信号の切り換わりのタイミングを示す光信号を表示画像鑑賞用メガネ２００に対して送信する。
【００３１】
表示画像鑑賞用メガネ２００は、詳細は省略するが、エミッタ１２６から送られた光信号を受信するセンサを備えている。光信号を受信した表示画像鑑賞用メガネ２００は、画像表示装置１００の右目用映像信号と左目用映像信号の切り換わりのタイミングに同期して、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉動作を交互に行う。
【００３２】
［（３）液晶表示ディスプレイを用いた場合のクロストークの発生について］
図３は、左右の映像表示と液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉のタイミングを示すタイミングチャートである。上述したように、画像表示装置１００においては、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとを交互に表示させるが、右目用画像Ｒ又は左目用画像Ｌの１フレームが表示される駆動周波数を６０［Ｈｚ］以下とするとフリッカ（画面のちらつき）が発生する。このため、図３では、右目用画像Ｒ又は左目用画像Ｌの１フレームを１２０［Ｈｚ］で表示した場合を示している。すなわち、図３において、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌのそれぞれは、１２０［Ｈｚ］の駆動周波数で表示され、右目用画像Ｒ又は左目用画像Ｌが表示される時間は、１／１２０［Ｈｚ］＝８．３［ｍｓ］である。
【００３３】
液晶表示パネル１３２では、通常、画面の一端から他端へ線順次で表示が行われる。図３（Ａ）では、液晶表示パネルの上辺（Ｙ＝Ｙ０）から下辺（Ｙ＝０）に向けて線順次で表示が行われ、上辺から下辺に至る縦方向の各位置において、時間とともに輝度が変化している様子を示している。
【００３４】
図３（Ａ）に示すように、画面上辺（Ｙ＝Ｙ０）では、時刻ｔ０からｔ１まで右目用画像Ｒが表示され、所定のブランク期間の後、時刻ｔ２からｔ３まで左目用画像Ｌが表示される。以降、所定のブランク期間を挟んで、時刻ｔ４からｔ５は右目用画像Ｒ、時刻ｔ６からｔ７までは左目用画像Ｌが表示される。
【００３５】
ここで、右目用画像Ｒが表示される時刻ｔ０〜ｔ１において、画面上辺（Ｙ＝Ｙ０）に着目すると、時刻ｔ０で右目用画像Ｒの表示を開始すると、時間の経過とともに画面上辺の輝度が上昇し、時刻ｔ１で所望の輝度に到達する。そして、画面上辺における右目用画像Ｒの表示は終了する。なお、本明細書において、液晶表示パネル１３２への表示を、液晶表示パネル１３２への表示データの書き込みと称する場合がある。上述したように、液晶表示パネル１３２では画面上辺から下辺に向けて線順次に表示が成されるため、下辺に向かうほど、右目用画像Ｒの表示が開始される時刻はｔ０よりも遅くなり、また、右目用画像Ｒの表示が終了する時刻もｔ１よりも遅くなる。
【００３６】
同様に、左目用画像Ｌが表示される時刻ｔ２〜ｔ３において、画面上辺（Ｙ＝Ｙ０）に着目すると、時刻ｔ２で左目用画像Ｌの表示を開始すると、時間の経過とともに画面上辺の輝度が上昇し、時刻ｔ３で所望の輝度に到達する。そして、画面上辺における左目用画像Ｌの表示は終了する。左目用画像Ｌにおいても、下辺に向かうほど、左目用画像Ｌの表示が開始される時刻はｔ２よりも遅くなり、また、左目用画像Ｌの表示が終了する時刻もｔ３よりも遅くなる。
【００３７】
図３（Ａ）に示すように、線順次に表示が成される際に、液晶の応答速度は比較的遅いため、右目用画像Ｒの書き込みにおいては、時刻ｔ１で画面上辺が所望の輝度に達した時点において、画面下辺では、ようやく書き込みが開始される状態となる。また、左目用画像Ｌの書き込みにおいても、時刻ｔ３で画面上辺が所望の輝度に達した時点において、画面下辺では、ようやく書き込みが開始される状態となる。
【００３８】
図３（Ｂ）は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉タイミングを示している。図３（Ｂ）に示すように、右目用の液晶シャッターＲ（液晶シャッター２００ａ）は、時刻ｔ１−ｔ１０間、及びｔ５−ｔ１２間で開かれる。また、左目用の液晶シャッターＬ（液晶シャッター２００ｂ）は、時刻ｔ３−ｔ１１間、及びｔ７−ｔ１３間で開かれる。
【００３９】
時刻ｔ１−ｔ１０間で液晶シャッター２００ａが開かれると、図３（Ａ）に示す画面下辺（Ｙ＝０）からＹ＝ｙ１までの領域では、液晶シャッター２００ａが開かれたタイミングで右目用画像Ｒが表示されているため、ユーザの右目には右目用画像Ｒが視認される。しかしながら、Ｙ＞ｙ２の領域では、シャッター２００ａを開いている間に右目用画像Ｒの表示が終了して、次の左目用画像Ｌが表示される。また、画面上辺（Ｙ＝Ｙ０）では、時刻ｔ１−ｔ１０間において、次のフレームの左目用画像Ｌが表示されている。従って、ユーザは、Ｙ＞ｙ２の画面下辺〜上辺の中間近傍では、右目用画像Ｒから左目用画像Ｌへ遷移する過渡状態の映像を視認し、画面上辺（Ｙ＝Ｙ０）近傍では次のフレームの左目用画像Ｌを視認することとなる。このため、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとが混ざってユーザに視認されるクロストークの問題が発生する。
【００４０】
また、画面下辺（Ｙ＝０）の近傍では、液晶シャッター２００ａが開かれる時刻ｔ１−ｔ１０間で右目用画像Ｒは表示されてはいるものの、時刻ｔ１で表示が開始された直後に液晶シャッター２００ａが開かれるため、液晶が十分に応答していない状態となる。このため、ユーザが画面下辺（Ｙ＝０）の近傍で視認する映像は、輝度が十分に高い状態となっておらず、ユーザは所望の輝度の映像を視認することができない。
【００４１】
［（４）本実施形態による２度書き込みの例］
上述した液晶の応答速度の不足に起因するクロストークの発生、及び輝度不足等を解消するため、本実施形態では、液晶パネルの駆動周波数を高め、左右の画像の１フレームを液晶表示パネル１３２に２度表示させる（書き込む）という手法を採用している。
【００４２】
図４は、本実施形態による２度書き込みの原理と、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉を示すタイミングチャートであって、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌのそれぞれを２４０［Ｈｚ］の駆動周波数で表示した場合を示している。図４において、１回の書き込みにより右目用画像Ｒ又は左目用画像Ｌが表示される時間は、１／２４０［Ｈｚ］＝４．２［ｍｓ］である。
【００４３】
図４（Ａ）は、図３（Ａ）と同様に、液晶表示パネル１３２の下辺（Ｙ＝０）から上辺（Ｙ＝Ｙ０）に至る縦方向の各位置において、時間とともに輝度が変化している様子を示している。また、図４（Ｂ）は、液晶表示パネル１３２のバックライト１３４が発光している様子を示している。図４（Ｂ）に示すように、本実施形態では、バックライト１３４は常時点灯している。
【００４４】
図４（Ｃ）は、図３（Ｂ）と同様に、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉タイミングを示している。また、図４（Ｄ）は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉により、鑑賞用メガネ２００を掛けたユーザの右目に右目用画像Ｒが入射し、左目に左目用画像Ｌが入射している状態を示している。
【００４５】
図４（Ａ）に示すように、画面上辺（Ｙ＝Ｙ０）では、時刻ｔ２０からｔ２１までの４．２［ｍｓ］間に左目用画像Ｌが書き込まれ、続けて時刻ｔ２１からのｔ２２までの４．２［ｍｓ］間に再び左目用画像Ｌが書き込まれる。ここで、時刻ｔ２０からｔ２１の間に書き込まれる左目用画像Ｌと時刻ｔ２１からのｔ２２の間に書き込まれる左目用画像Ｌは、基本的には同一の画像であるが、オーバードライブ処理などの調整に起因して相違するものであってもよい。オーバードライブ等の処理としては、例えば、２回目の書き込みにおいて実際の信号レベルと１回目の映像信号レベル（ドライブ量）との比較を行い、１回目の書き込みでは到達しなかった輝度値の補正を行う処理や、揺り戻し現象の補正等の処理が挙げられる。また、１回目の書き込みにおいてもオーバードライブをすることができる。これらの処理はタイミング制御部１２６で行うことができ、タイミング制御部１２６は、オーバードライブ等の処理による輝度補正部としても機能する。また、１回目に書き込まれる左目用画像Ｌと２回目に書き込まれる左目用画像Ｌとの間に所定のブランク期間を設けても良い。
【００４６】
そして、左目用画像Ｌを２回書き込んだ後に右目用画像Ｒが書き込まれる。右目用画像Ｒについても、画面上辺（Ｙ＝Ｙ０）では、時刻ｔ２２からｔ２３までの４．２［ｍｓ］間に右目用画像Ｒが書き込まれ、続けて時刻ｔ２３からのｔ２４までの４．２［ｍｓ］間に再び右目用画像Ｒが書き込まれる。時刻ｔ２２からｔ２３の間に書き込まれる右目用画像Ｒと時刻ｔ２３からのｔ２４の間に書き込まれる右目用画像Ｒは、基本的には同一の画像であるが、オーバードライブ処理などの調整に起因して相違するものであってもよい。また、１回目に書き込まれる右目用画像Ｒと２回目に書き込まれる右目用画像Ｒとの間、または左目用画像Ｌと右目用画像Ｒの間に所定のブランク期間を設けても良い。
【００４７】
一般に液晶表示装置は、その応答時間が比較的遅いため、書き込み時間が短時間であると、各画素が所望の輝度に達しない。このため、駆動周波数を高くして右目用画像Ｒと左目用画像Ｌを交互に書き込むと、１回の書き込み時間（＝４．２ｍｓ）が短くなり、１回目の書き込み後にしか所望の輝度に到達しないため、画面上辺と下辺の両方が所望の輝度に達しているタイミングが存在しない。
【００４８】
本実施形態では、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌをそれぞれ２度に渡って書き込みしているため、２回目の書き込み時には、１回目に既に同じ画像を書き込んでいることから、所望の輝度を保持することができ、従って、画面の上辺と下辺の両方で所望の輝度に達した状態を実現できる。
【００４９】
そして、図４（Ａ）において、時刻ｔ２２の時点では、画面上辺から画面下辺に至る全域において、左目用画像Ｌの輝度は所望のレベルに到達している。このため、図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）に示すように、時刻ｔ２２を中心とする所定の期間（例えば２．１ｍｓ）だけ液晶シャッター２００ｂを開口させることで、ユーザの左目には左目用画像Ｌのみが視認され、クロストークの発生を確実に抑えることができる。なお、クロストークと輝度はトレードオフの関係にあるので、どちらを優先するかによってシャッターオープン期間は適宜設定できる。
【００５０】
同様に、右目用画像Ｒにおいても、図４（Ａ）に示す時刻ｔ２４の時点では、画面上辺から画面下辺に至る全域において、右目用画像Ｒの輝度は所望のレベルに到達している。このため、図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）に示すように、時刻ｔ２４を中心とする所定の期間（例えば２．１ｍｓ）だけ液晶シャッター２００ａを開口させることで、ユーザの右目には右目用画像Ｒのみが視認され、クロストークの発生を確実に抑えることができる。
【００５１】
上述のように、液晶の駆動周波数を高めると、１回目の書き込み時には、書き込み終了時に画面下部では所望の輝度に到達しないため、液晶表示パネル１３２の過渡応答中である１回目の書き込み時の少なくとも一部区間では、液晶シャッター２００ａ，２００ｂは閉じられる。より詳細には、右目用画像Ｒ又は左目用画像Ｌが表示されている約８．４ｍｓのうち、少なくとも５０％に相当する４．２ｍｓの区間では、液晶シャッター２００ａ，２００ｂは閉じられる。これにより、１回目の書き込みによる過渡応答中の映像がユーザに視認されることを回避できる。また、クロストークを抑えるため、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの双方が閉じている区間が設けられる。
【００５２】
本実施形態では、図４（Ｃ）に示すように、右目用の液晶シャッターＲ（液晶シャッター２００ａ）は、時刻ｔ２４を中心とする所定時間（２．１ｍｓ）の間だけ開かれる。また、左目用の液晶シャッターＬ（液晶シャッター２００ｂ）は、時刻ｔ２２，ｔ２６を中心とする所定時間（例えば２．１ｍｓ）の間だけ開かれる。
【００５３】
時刻ｔ２４の時点では、画面下辺においては、右目用画像Ｒの２回目の書き込みが開始されており、画面上辺においては、右目用画像Ｒの２回目の書き込みが終了する。従って、時刻ｔ２４の時点で液晶シャッター２００ａを開くことによって、１回目の書き込みによる右目用画像Ｒがユーザの右目に視認されることがなく、画面下辺から上辺に至る全域において、２回目の書き込みによる右目用画像Ｒがユーザの右目に視認される。
【００５４】
同様に、時刻ｔ２２，ｔ２６の時点では、画面下辺においては、左目用画像Ｌの２回目の書き込みが開始されており、画面上辺においては、左目用画像Ｌの２回目の書き込みが終了する。従って、時刻ｔ２２または時刻ｔ２６の時点で液晶シャッター２００ｂを開くことによって、１回目の書き込みによる左目用画像Ｌがユーザの左目に視認されることがない。これにより、画面下辺から上辺に至る全域において、２回目の書き込みによる左目用画像Ｌがユーザの左目に視認される。
【００５５】
このように、１度目の書き込みで所望の輝度に到達し、２度目の書き込みでその輝度を保持することで、画面全体において所望の輝度に到達した映像をユーザに視認させることが可能となる。従って、図４（Ｃ）に示す時刻ｔ２２，ｔ２４，ｔ２６の時点において、必要最小限の所定時間（例えば２．１ｍｓ）のみ液晶シャッター２００ａ，２００ｂを開くことで、クロストークの発生を確実に抑えることが可能となる。特に、画面上辺において、右目用画像Ｒから左目用画像Ｌへ切り換わるタイミング、または左目用画像Ｌから右目用画像Ｒに切り換わるタイミングよりも以前に液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開期間を設けることで、クロストークの発生を確実に抑止できる。
【００５６】
以上説明したように本実施形態に係る２度書き込みの例によれば、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌが混ざるクロストークの発生を確実に抑えることが可能となる。
【００５７】
［（５）液晶シャッターのコントラストについて］
クロストークの発生は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの光透過率と関連しており、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開状態と閉状態のコントラストが低いと、閉状態において遮光している映像が透過してしまい、クロストークが発生する。図５は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂのコントラストと、クロストーク量との関係を示す特性図である。図５において、横軸は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの閉状態の光透過率に対する開状態の光透過率であるコントラストを示しており、縦軸は、クロストーク量を所望の輝度値からのズレ量をグレーレベル［Ｇｒａｙ Ｌｅｖｅｌ］に換算して表したものである。図５に示すように、クロストーク量を低減するためにはコントラストを高くする必要があり、コントラストが１０００未満になるとクロストーク量は顕著に増加する。そして、有効な立体映像性能（３Ｄ性能）を確保するためには、視感評価などの評価によると、クロストーク量は２５［Ｇｒａｙ Ｌｅｖｅｌ］以下とするのが望ましい。従って、液晶シャッター２００ａ，２００ｂのコントラストは、１０００以上の値を確保することが好適である。
【００５８】
［（６）本実施形態による３度書き込みの例］
図６は、２度書き込みと同様の手法により、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌのそれぞれについて３度の書き込みを連続して行った例を示す模式図である。ここで、図６（Ａ）は、液晶表示パネル１３２の下辺（Ｙ＝０）から上辺（Ｙ＝Ｙ０）に至る縦方向の各位置において、時間とともに輝度が変化している様子を示している。また、図６（Ｂ）は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉タイミングを示している。図６（Ｂ）に示すように、右目用の液晶シャッターＲ（液晶シャッター２００ａ）は、時刻ｔ３５からｔ３６までの２．８ｍｓの間だけ開かれる。また、左目用の液晶シャッターＬ（液晶シャッター２００ｂ）は、時刻ｔ３２からｔ３３までの２．８ｍｓの間、及び時刻ｔ３８からｔ３９までの２．８ｍｓの間だけ開かれる。
【００５９】
図６（Ａ）に示すように、本実施形態において、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌのそれぞれは、３６０［Ｈｚ］の駆動周波数で表示され、１回の書き込みにより右目用画像Ｒ又は左目用画像Ｌが表示される時間は、１／３６０＝２．８［ｍｓ］である。
【００６０】
図６（Ａ）に示すように、画面上辺（Ｙ＝Ｙ０）では、時刻ｔ３０からｔ３１までの２．８［ｍｓ］間に左目用画像Ｌが書き込まれ、続けて時刻ｔ３１からｔ３２までの２．８［ｍｓ］間に左目用画像Ｌが書き込まれる。更に、続けて時刻ｔ３２からｔ３３までの２．８［ｍｓ］間に左目用画像Ｌが書き込まれる。３回連続して書き込まれる各左目用画像Ｌは、基本的には同一の画像であるが、オーバードライブ処理などの調整に起因して相違するものであってもよい。また、連続して書き込まれる左目用画像Ｌの間に所定のブランク期間を設けても良い。
【００６１】
そして、左目用画像Ｌを３回書き込んだ後に右目用画像Ｒが書き込まれる。右目用画像Ｒについても、画面上辺（Ｙ＝Ｙ０）では、時刻ｔ３３からｔ３４までの２．８［ｍｓ］間に右目用画像Ｒが書き込まれ、続けて時刻ｔ３４からｔ３５までの２．８［ｍｓ］間に右目用画像Ｒが書き込まれる。更に、続けて時刻ｔ３５からｔ３６までの２．８［ｍｓ］間に右目用画像Ｒが書き込まれる。連続して書き込まれる各右目用画像Ｒは、基本的には同一の画像であるが、オーバードライブ処理などの調整に起因して相違するものであってもよい。３度書き込みの場合においても、液晶の応答特性を考慮して、オーバードライブによる補正を行うことが望ましい。また、連続して書き込まれる右目用画像Ｒの間、または左目用画像Ｌと右目用画像Ｒの間に所定のブランク期間を設けても良い。
【００６２】
図６（Ａ）に示すように、左目用画像Ｌをｔ３０〜ｔ３３間で３度書き込みしているため、１回目で書き込んだものと同じ画像を２回目、３回目と書き込むため、１度目で書いた画像（輝度）を長い期間保持することが可能となる。
【００６３】
従って、図６（Ａ）において、時刻ｔ３２〜時刻ｔ３３の期間では、画面上辺から画面下辺に至る全域において、液晶パネルの輝度は所望のレベルに到達している。このため、図６（Ｂ）に示すように、時刻ｔ３２から時刻ｔ３３までの所定の期間（例えば２．８ｍｓ）だけ液晶シャッター２００ｂを開口させることで、ユーザの左目には左目用画像Ｌのみが視認され、クロストークの発生を確実に抑えることができる。
【００６４】
同様に、右目用画像Ｒにおいても、１回目で書き込んだものと同じ画像を２回目、３回目と書き込むため、１度目で書いた画像（輝度）を長い期間保持することが可能となる。
【００６５】
従って、図６（Ａ）において、時刻ｔ３５〜時刻ｔ３６の期間では、画面上辺から画面下辺に至る全域において、液晶パネルの輝度は所望のレベルに到達している。このため、図６（Ｂ）に示すように、時刻ｔ３５から時刻ｔ３６までの所定の期間（例えば２．８ｍｓ）だけ液晶シャッター２００ａを開口させることで、ユーザの右目には右目用画像Ｒのみが視認され、クロストークの発生を確実に抑えることができる。
【００６６】
以上のように、書き込み回数を多くすると、より長時間所望の輝度を保持でき、クロストークの発生をより低減できることから、液晶シャッター２００ａ，２００ｂのオープン期間をより長くすることができる。従って、３回書き込みの例によれば、２回書き込み以降で液晶シャッター２００ａ，２００ｂを開くことで、クロストークの更なる低減が可能であり、高輝度の３Ｄ映像の表示が可能となる。また、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌのそれぞれについて、書き込み回数が比較的少ない場合は、クロストークを抑えるため、液晶シャッター２００ａ，２００ｂを開く期間が短くなる傾向にある。このため、液晶シャッター２００ａ，２００ｂは短時間で応答することが望ましく、５［ｍｓ］以下の応答速度であることが望ましい。
【００６７】
以上説明したように本実施形態に係る３度書き込みの例によれば、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌが混ざるクロストークの発生を確実に抑えることが可能となる。また、３度書き込みにより、より長時間所望の輝度を保持できるため、高輝度の３Ｄ映像をユーザに提供することが可能となる。
【００６８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６９】
１００ 画像表示装置
１２０ 左右映像制御部
１２２ シャッター制御部
１２６ タイミング制御部
１３２ 液晶表示パネル
２００ 鑑賞用メガネ
２００ａ，２００ｂ 液晶シャッター
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置、画像表示観察システム及び画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記の特許文献に記載されているように、視差を有する左目用画像及び右目用画像を所定周期で交互にディスプレイに供給し、この画像を所定周期に同期して駆動される液晶シャッターを備える眼鏡で観察する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１３８３８４号公報
【特許文献２】特開２０００−３６９６９号公報
【特許文献３】特開２００３−４５３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例のように、立体映像ディスプレイをシャッター眼鏡方式で観察する場合、画像表示装置の応答速度不足や液晶シャッターのコントラスト不足など、表示装置やシャッター眼鏡の特性上の要因による問題が生じる。これらの要因により、右目用の画像の一部が左目に、左目用の画像の一部が右目に漏れ込む現象（以下、クロストークと言う）が発生する。
【０００５】
特に、上述した立体画像表示観察システムにおいて、ディスプレイを液晶表示ディスプレイ等から構成すると、その応答速度が問題となる。すなわち、液晶表示ディスプレイでは、画面の一方の端（画面上辺など）から他方の方の端（画面下辺など）に向けて線順次に映像信号が供給されるが、一方の端から他方の端に書き込まれるタイミングには応答遅れが生じる。
【０００６】
液晶の応答速度の不足により、右目用画像の書き込みにおいては、画面上辺が所望の輝度に達した時点において、画面下辺では、ようやく右目用画像の書き込みが開始される状態となる。左目用画像の書き込みにおいても、画面上辺が所望の輝度に達した時点において、画面下辺では、ようやく左目用画像の書き込みが開始される状態となる。
【０００７】
このため、画面上辺と画面下辺の双方で右目用画像または左目用画像の一方のみが表示されているタイミングで液晶シャッターを開くことが困難となり、右目用画像と左目用画像とが混ざってユーザに視認されるクロストークの問題が発生する。また、液晶の応答速度の不足により、液晶が完全に応答していない状態で液晶シャッターが開かれると、ユーザが所望の輝度の映像を視認できなくなるという問題も生じる。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、液晶表示ディスプレイなど応答速度が比較的遅いディスプレイを用いた場合に、クロストークの発生を確実に抑えることが可能な、新規かつ改良された画像表示装置、画像表示観察システム及び画像表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、画像信号の入力を受け、右目用画像及び左目用画像のそれぞれを少なくとも２回連続して表示させるための信号へ変換する信号制御部と、前記信号制御部において変換された信号が入力され、２回以上連続する前記右目用画像と２回以上連続する前記左目用画像とを交互に表示する表示パネルと、を備える画像表示装置が提供される。
【００１０】
また、右目用と左目用のシャッターを備える鑑賞用眼鏡に対して前記右目用画像と前記左目用画像の切換タイミングを通知するため、前記右目用画像と前記左目用画像の切換タイミングを示すタイミング信号を発生させるシャッター制御部を備え、前記タイミング信号に基づいて前記シャッターが閉じる期間は、少なくとも左右一回分の書き込み時間であってもよい。
【００１１】
また、前記タイミング信号は、右目用の前記シャッターと左目用の前記シャッターが共に閉じられる期間を生じさせるものであってもよい。
【００１２】
また、前記タイミング信号に基づいて前記シャッターが閉じる期間は、前記右目用画像又は前記左目用画像の１回目の表示期間の少なくとも一部期間を含むものであってもよい。
【００１３】
また、前記タイミング信号に基づいて前記シャッターが開く期間は、２回以上連続して表示される前記右目用画像又は前記左目用画像のそれぞれにおいて、最終回の表示期間の少なくとも一部であってもよい。
【００１４】
また、２回以上連続する前記右目用画像又は前記左目用画像において、連続する各画像の輝度を補正する輝度補正部を更に備えるものであってもよい。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、画像信号の入力を受け、右目用画像及び左目用画像のそれぞれを少なくとも２回連続して表示させるための信号へ変換する信号制御部と、前記信号制御部において変換された信号が入力され、２回以上連続する前記右目用画像と２回以上連続する前記左目用画像とを交互に表示する表示パネルと、前記右目用画像と前記左目用画像の切換タイミングを示すタイミング信号を発生させるシャッター制御部と、を有する、画像表示装置と、右目用と左目用のシャッターを有し、前記タイミング信号に基づいて、前記右目用と左目用の前記シャッターを交互に開く立体映像観察眼鏡と、を備える画像表示観察システムが提供される。
【００１６】
また、前記立体映像観察眼鏡において、前記シャッターの閉状態に対する開状態の光透過率のコントラスト比が１０００以上であってもよい。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、画像信号の入力を受け、右目用画像及び左目用画像のそれぞれを少なくとも２回連続して表示させるための信号へ変換するステップと、前記信号制御部において変換された信号が入力され、２回以上連続する前記右目用画像と２回以上連続する前記左目用画像とを交互に表示するステップと、を備える画像表示方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、液晶表示ディスプレイなど応答速度が比較的遅いディスプレイを用いた場合にクロストークの発生を確実に抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像表示観察システムの構成を示す模式図である。
【図２】画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図３】左右の映像表示と液晶シャッターの開閉のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】本実施形態による２度書き込みの原理と、液晶シャッターの開閉を示すタイミングチャートである。
【図５】液晶シャッターの開状態と閉状態のコントラストと、クロストーク量との関係を示す特性図である。
【図６】右目用画像Ｒと左目用画像Ｌのそれぞれについて３度の書き込みを連続して行った例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
（１）システム構成例
（２）画像表示装置の構成例
（３）液晶表示ディスプレイを用いた場合のクロストークの発生について
（４）本実施形態による２度書き込みの例
（５）液晶シャッターのコントラストについて
（６）本実施形態による３度書き込みの例
【００２２】
［（１）システム構成例］
図１は、本発明の一実施形態に係る画像表示観察システムの構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施形態に係るシステムは、液晶表示ディスプレイ（ＬＣＤ）から構成される画像表示装置１００と、表示画像鑑賞用メガネ２００とを備える。
【００２３】
画像表示装置１００は、例えば、フィールド毎に右目用画像Ｒと左目用画像Ｌを交互に表示する。表示画像鑑賞用メガネ２００には、レンズに相当する部分に一対の液晶シャッター２００ａ，２００ｂが設けられている。液晶シャッター２００ａ，２００ｂは、画像表示装置１００のフィールド毎の画像切り換えに同期して交互に開閉動作を行う。すなわち、画像表示装置１００に右目用画像Ｒが表示されるフィールドでは、左目用の液晶シャッター２００ｂが閉鎖状態となり、右目用の液晶シャッターが開放状態２００ａとなる。また、左目用画像Ｌが表示されるフィールドでは、これと逆の動作を行う。
【００２４】
このような動作により、表示画像鑑賞用メガネ２００を掛けて画像表示装置１００を見るユーザの右目には右目用画像Ｒのみが、また、左目には左目用画像Ｌのみが入射される。このため、鑑賞者の目の内部で右目用と左目用の画像が合成され、画像表示装置１００に表示される画像が立体的に認識される。
【００２５】
［（２）画像表示装置の構成例］
次に、画像表示装置１００の構成について説明する。図２は、画像表示装置１００の構成を示すブロック図である。図２に示すように、画像表示装置１００は、左右映像信号制御部１２０、シャッター制御部１２２、エミッタ（発光素子）１２４、タイミング制御部１２６、ゲートドライバ１２８、データドライバ１３０、液晶表示パネル１３２、バックライト１３４を備える。
【００２６】
液晶表示パネル１３２は、液晶層、液晶層を挟んで対向する透明電極、カラーフィルタ等から構成されている。液晶表示パネル１３２では、ガラス等の透明板の間に所定の確度に捩れて配向された液晶が封入されて、液晶層が構成されている。なお、液晶は、ＴＮモードに限られるものではなく、ＶＡモード、ＩＰＳモードであっても良い。
【００２７】
左右映像信号制御部１２０には、右目用画像Ｒ及び左目用画像Ｌに対応する左右映像信号が入力される。左右映像信号制御部１２０は、液晶表示パネル１３４に右目用画像Ｒと左目用画像Ｌを交互に表示させるため、左右映像信号を交互に出力する。また、左右映像信号制御部１２０は、入力された左右映像信号に基づいて、後述する２度書き込みを行うため、右目用映像信号と左目用映像信号のそれぞれについて、同じ１フレームの信号が２つ連続するように変換を行う。
【００２８】
タイミング制御部１２６には、左右映像信号制御部１２０で変換された右目用映像信号及び左目用映像信号が入力される。タイミング制御部１２６は、入力された右目用映像信号及び左目用映像信号を液晶表示パネル１３２へ入力するための信号に変換し、ゲートドライバ１２８およびデータドライバ１３０の動作に用いられるパルス信号を生成する。
【００２９】
タイミング制御部１２６で変換された信号は、ゲートドライバ１２８とデータドライバ１３０のそれぞれに入力される。ゲートドライバ１２８およびデータドライバ１３０は、タイミング制御部１２６で生成されたパルス信号を受け、入力された信号に基づいて液晶表示パネル１３２の各画素を発光させる。これにより、液晶表示パネル１３２に映像が表示される。
【００３０】
また、左右映像信号制御部１２０は、同じ１フレームの信号が２つ連続するように変換された右目用映像信号及び左目用映像信号について、映像の切り換わりのタイミングを示すタイミング信号をシャッター制御部１２２へ送る。シャッター制御部１２２は、左右映像信号制御部１２０から送られたタイミング信号に基づいて、エミッタ１２６を発光させる駆動信号をエミッタ１２６へ送る。発光ダイオード等の発光素子から構成されるエミッタ１２６は、シャッター制御部１２２から送られた駆動信号に応じて発光し、左右の映像信号の切り換わりのタイミングを示す光信号を表示画像鑑賞用メガネ２００に対して送信する。
【００３１】
表示画像鑑賞用メガネ２００は、詳細は省略するが、エミッタ１２６から送られた光信号を受信するセンサを備えている。光信号を受信した表示画像鑑賞用メガネ２００は、画像表示装置１００の右目用映像信号と左目用映像信号の切り換わりのタイミングに同期して、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉動作を交互に行う。
【００３２】
［（３）液晶表示ディスプレイを用いた場合のクロストークの発生について］
図３は、左右の映像表示と液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉のタイミングを示すタイミングチャートである。上述したように、画像表示装置１００においては、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとを交互に表示させるが、右目用画像Ｒ又は左目用画像Ｌの１フレームが表示される駆動周波数を６０［Ｈｚ］以下とするとフリッカ（画面のちらつき）が発生する。このため、図３では、右目用画像Ｒ又は左目用画像Ｌの１フレームを１２０［Ｈｚ］で表示した場合を示している。すなわち、図３において、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌのそれぞれは、１２０［Ｈｚ］の駆動周波数で表示され、右目用画像Ｒ又は左目用画像Ｌが表示される時間は、１／１２０［Ｈｚ］＝８．３［ｍｓ］である。
【００３３】
液晶表示パネル１３２では、通常、画面の一端から他端へ線順次で表示が行われる。図３（Ａ）では、液晶表示パネルの上辺（Ｙ＝Ｙ０）から下辺（Ｙ＝０）に向けて線順次で表示が行われ、上辺から下辺に至る縦方向の各位置において、時間とともに輝度が変化している様子を示している。
【００３４】
図３（Ａ）に示すように、画面上辺（Ｙ＝Ｙ０）では、時刻ｔ０からｔ１まで右目用画像Ｒが表示され、所定のブランク期間の後、時刻ｔ２からｔ３まで左目用画像Ｌが表示される。以降、所定のブランク期間を挟んで、時刻ｔ４からｔ５は右目用画像Ｒ、時刻ｔ６からｔ７までは左目用画像Ｌが表示される。
【００３５】
ここで、右目用画像Ｒが表示される時刻ｔ０〜ｔ１において、画面上辺（Ｙ＝Ｙ０）に着目すると、時刻ｔ０で右目用画像Ｒの表示を開始すると、時間の経過とともに画面上辺の輝度が上昇し、時刻ｔ１で所望の輝度に到達する。そして、画面上辺における右目用画像Ｒの表示は終了する。なお、本明細書において、液晶表示パネル１３２への表示を、液晶表示パネル１３２への表示データの書き込みと称する場合がある。上述したように、液晶表示パネル１３２では画面上辺から下辺に向けて線順次に表示が成されるため、下辺に向かうほど、右目用画像Ｒの表示が開始される時刻はｔ０よりも遅くなり、また、右目用画像Ｒの表示が終了する時刻もｔ１よりも遅くなる。
【００３６】
同様に、左目用画像Ｌが表示される時刻ｔ２〜ｔ３において、画面上辺（Ｙ＝Ｙ０）に着目すると、時刻ｔ２で左目用画像Ｌの表示を開始すると、時間の経過とともに画面上辺の輝度が上昇し、時刻ｔ３で所望の輝度に到達する。そして、画面上辺における左目用画像Ｌの表示は終了する。左目用画像Ｌにおいても、下辺に向かうほど、左目用画像Ｌの表示が開始される時刻はｔ２よりも遅くなり、また、左目用画像Ｌの表示が終了する時刻もｔ３よりも遅くなる。
【００３７】
図３（Ａ）に示すように、線順次に表示が成される際に、液晶の応答速度は比較的遅いため、右目用画像Ｒの書き込みにおいては、時刻ｔ１で画面上辺が所望の輝度に達した時点において、画面下辺では、ようやく書き込みが開始される状態となる。また、左目用画像Ｌの書き込みにおいても、時刻ｔ３で画面上辺が所望の輝度に達した時点において、画面下辺では、ようやく書き込みが開始される状態となる。
【００３８】
図３（Ｂ）は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉タイミングを示している。図３（Ｂ）に示すように、右目用の液晶シャッターＲ（液晶シャッター２００ａ）は、時刻ｔ１−ｔ１０間、及びｔ５−ｔ１２間で開かれる。また、左目用の液晶シャッターＬ（液晶シャッター２００ｂ）は、時刻ｔ３−ｔ１１間、及びｔ７−ｔ１３間で開かれる。
【００３９】
時刻ｔ１−ｔ１０間で液晶シャッター２００ａが開かれると、図３（Ａ）に示す画面下辺（Ｙ＝０）からＹ＝ｙ１までの領域では、液晶シャッター２００ａが開かれたタイミングで右目用画像Ｒが表示されているため、ユーザの右目には右目用画像Ｒが視認される。しかしながら、Ｙ＞ｙ２の領域では、シャッター２００ａを開いている間に右目用画像Ｒの表示が終了して、次の左目用画像Ｌが表示される。また、画面上辺（Ｙ＝Ｙ０）では、時刻ｔ１−ｔ１０間において、次のフレームの左目用画像Ｌが表示されている。従って、ユーザは、Ｙ＞ｙ２の画面下辺〜上辺の中間近傍では、右目用画像Ｒから左目用画像Ｌへ遷移する過渡状態の映像を視認し、画面上辺（Ｙ＝Ｙ０）近傍では次のフレームの左目用画像Ｌを視認することとなる。このため、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌとが混ざってユーザに視認されるクロストークの問題が発生する。
【００４０】
また、画面下辺（Ｙ＝０）の近傍では、液晶シャッター２００ａが開かれる時刻ｔ１−ｔ１０間で右目用画像Ｒは表示されてはいるものの、時刻ｔ１で表示が開始された直後に液晶シャッター２００ａが開かれるため、液晶が十分に応答していない状態となる。このため、ユーザが画面下辺（Ｙ＝０）の近傍で視認する映像は、輝度が十分に高い状態となっておらず、ユーザは所望の輝度の映像を視認することができない。
【００４１】
［（４）本実施形態による２度書き込みの例］
上述した液晶の応答速度の不足に起因するクロストークの発生、及び輝度不足等を解消するため、本実施形態では、液晶パネルの駆動周波数を高め、左右の画像の１フレームを液晶表示パネル１３２に２度表示させる（書き込む）という手法を採用している。
【００４２】
図４は、本実施形態による２度書き込みの原理と、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉を示すタイミングチャートであって、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌのそれぞれを２４０［Ｈｚ］の駆動周波数で表示した場合を示している。図４において、１回の書き込みにより右目用画像Ｒ又は左目用画像Ｌが表示される時間は、１／２４０［Ｈｚ］＝４．２［ｍｓ］である。
【００４３】
図４（Ａ）は、図３（Ａ）と同様に、液晶表示パネル１３２の下辺（Ｙ＝０）から上辺（Ｙ＝Ｙ０）に至る縦方向の各位置において、時間とともに輝度が変化している様子を示している。また、図４（Ｂ）は、液晶表示パネル１３２のバックライト１３４が発光している様子を示している。図４（Ｂ）に示すように、本実施形態では、バックライト１３４は常時点灯している。
【００４４】
図４（Ｃ）は、図３（Ｂ）と同様に、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉タイミングを示している。また、図４（Ｄ）は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉により、鑑賞用メガネ２００を掛けたユーザの右目に右目用画像Ｒが入射し、左目に左目用画像Ｌが入射している状態を示している。
【００４５】
図４（Ａ）に示すように、画面上辺（Ｙ＝Ｙ０）では、時刻ｔ２０からｔ２１までの４．２［ｍｓ］間に左目用画像Ｌが書き込まれ、続けて時刻ｔ２１からのｔ２２までの４．２［ｍｓ］間に再び左目用画像Ｌが書き込まれる。ここで、時刻ｔ２０からｔ２１の間に書き込まれる左目用画像Ｌと時刻ｔ２１からのｔ２２の間に書き込まれる左目用画像Ｌは、基本的には同一の画像であるが、オーバードライブ処理などの調整に起因して相違するものであってもよい。オーバードライブ等の処理としては、例えば、２回目の書き込みにおいて実際の信号レベルと１回目の映像信号レベル（ドライブ量）との比較を行い、１回目の書き込みでは到達しなかった輝度値の補正を行う処理や、揺り戻し現象の補正等の処理が挙げられる。また、１回目の書き込みにおいてもオーバードライブをすることができる。これらの処理はタイミング制御部１２６で行うことができ、タイミング制御部１２６は、オーバードライブ等の処理による輝度補正部としても機能する。また、１回目に書き込まれる左目用画像Ｌと２回目に書き込まれる左目用画像Ｌとの間に所定のブランク期間を設けても良い。
【００４６】
そして、左目用画像Ｌを２回書き込んだ後に右目用画像Ｒが書き込まれる。右目用画像Ｒについても、画面上辺（Ｙ＝Ｙ０）では、時刻ｔ２２からｔ２３までの４．２［ｍｓ］間に右目用画像Ｒが書き込まれ、続けて時刻ｔ２３からのｔ２４までの４．２［ｍｓ］間に再び右目用画像Ｒが書き込まれる。時刻ｔ２２からｔ２３の間に書き込まれる右目用画像Ｒと時刻ｔ２３からのｔ２４の間に書き込まれる右目用画像Ｒは、基本的には同一の画像であるが、オーバードライブ処理などの調整に起因して相違するものであってもよい。また、１回目に書き込まれる右目用画像Ｒと２回目に書き込まれる右目用画像Ｒとの間、または左目用画像Ｌと右目用画像Ｒの間に所定のブランク期間を設けても良い。
【００４７】
一般に液晶表示装置は、その応答時間が比較的遅いため、書き込み時間が短時間であると、各画素が所望の輝度に達しない。このため、駆動周波数を高くして右目用画像Ｒと左目用画像Ｌを交互に書き込むと、１回の書き込み時間（＝４．２ｍｓ）が短くなり、１回目の書き込み後にしか所望の輝度に到達しないため、画面上辺と下辺の両方が所望の輝度に達しているタイミングが存在しない。
【００４８】
本実施形態では、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌをそれぞれ２度に渡って書き込みしているため、２回目の書き込み時には、１回目に既に同じ画像を書き込んでいることから、所望の輝度を保持することができ、従って、画面の上辺と下辺の両方で所望の輝度に達した状態を実現できる。
【００４９】
そして、図４（Ａ）において、時刻ｔ２２の時点では、画面上辺から画面下辺に至る全域において、左目用画像Ｌの輝度は所望のレベルに到達している。このため、図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）に示すように、時刻ｔ２２を中心とする所定の期間（例えば２．１ｍｓ）だけ液晶シャッター２００ｂを開口させることで、ユーザの左目には左目用画像Ｌのみが視認され、クロストークの発生を確実に抑えることができる。なお、クロストークと輝度はトレードオフの関係にあるので、どちらを優先するかによってシャッターオープン期間は適宜設定できる。
【００５０】
同様に、右目用画像Ｒにおいても、図４（Ａ）に示す時刻ｔ２４の時点では、画面上辺から画面下辺に至る全域において、右目用画像Ｒの輝度は所望のレベルに到達している。このため、図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）に示すように、時刻ｔ２４を中心とする所定の期間（例えば２．１ｍｓ）だけ液晶シャッター２００ａを開口させることで、ユーザの右目には右目用画像Ｒのみが視認され、クロストークの発生を確実に抑えることができる。
【００５１】
上述のように、液晶の駆動周波数を高めると、１回目の書き込み時には、書き込み終了時に画面下部では所望の輝度に到達しないため、液晶表示パネル１３２の過渡応答中である１回目の書き込み時の少なくとも一部区間では、液晶シャッター２００ａ，２００ｂは閉じられる。より詳細には、右目用画像Ｒ又は左目用画像Ｌが表示されている約８．４ｍｓのうち、少なくとも５０％に相当する４．２ｍｓの区間では、液晶シャッター２００ａ，２００ｂは閉じられる。これにより、１回目の書き込みによる過渡応答中の映像がユーザに視認されることを回避できる。また、クロストークを抑えるため、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの双方が閉じている区間が設けられる。
【００５２】
本実施形態では、図４（Ｃ）に示すように、右目用の液晶シャッターＲ（液晶シャッター２００ａ）は、時刻ｔ２４を中心とする所定時間（２．１ｍｓ）の間だけ開かれる。また、左目用の液晶シャッターＬ（液晶シャッター２００ｂ）は、時刻ｔ２２，ｔ２６を中心とする所定時間（例えば２．１ｍｓ）の間だけ開かれる。
【００５３】
時刻ｔ２４の時点では、画面下辺においては、右目用画像Ｒの２回目の書き込みが開始されており、画面上辺においては、右目用画像Ｒの２回目の書き込みが終了する。従って、時刻ｔ２４の時点で液晶シャッター２００ａを開くことによって、１回目の書き込みによる右目用画像Ｒがユーザの右目に視認されることがなく、画面下辺から上辺に至る全域において、２回目の書き込みによる右目用画像Ｒがユーザの右目に視認される。
【００５４】
同様に、時刻ｔ２２，ｔ２６の時点では、画面下辺においては、左目用画像Ｌの２回目の書き込みが開始されており、画面上辺においては、左目用画像Ｌの２回目の書き込みが終了する。従って、時刻ｔ２２または時刻ｔ２６の時点で液晶シャッター２００ｂを開くことによって、１回目の書き込みによる左目用画像Ｌがユーザの左目に視認されることがない。これにより、画面下辺から上辺に至る全域において、２回目の書き込みによる左目用画像Ｌがユーザの左目に視認される。
【００５５】
このように、１度目の書き込みで所望の輝度に到達し、２度目の書き込みでその輝度を保持することで、画面全体において所望の輝度に到達した映像をユーザに視認させることが可能となる。従って、図４（Ｃ）に示す時刻ｔ２２，ｔ２４，ｔ２６の時点において、必要最小限の所定時間（例えば２．１ｍｓ）のみ液晶シャッター２００ａ，２００ｂを開くことで、クロストークの発生を確実に抑えることが可能となる。特に、画面上辺において、右目用画像Ｒから左目用画像Ｌへ切り換わるタイミング、または左目用画像Ｌから右目用画像Ｒに切り換わるタイミングよりも以前に液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開期間を設けることで、クロストークの発生を確実に抑止できる。
【００５６】
以上説明したように本実施形態に係る２度書き込みの例によれば、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌが混ざるクロストークの発生を確実に抑えることが可能となる。
【００５７】
［（５）液晶シャッターのコントラストについて］
クロストークの発生は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの光透過率と関連しており、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開状態と閉状態のコントラストが低いと、閉状態において遮光している映像が透過してしまい、クロストークが発生する。図５は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂのコントラストと、クロストーク量との関係を示す特性図である。図５において、横軸は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの閉状態の光透過率に対する開状態の光透過率であるコントラストを示しており、縦軸は、クロストーク量を所望の輝度値からのズレ量をグレーレベル［Ｇｒａｙ Ｌｅｖｅｌ］に換算して表したものである。図５に示すように、クロストーク量を低減するためにはコントラストを高くする必要があり、コントラストが１０００未満になるとクロストーク量は顕著に増加する。そして、有効な立体映像性能（３Ｄ性能）を確保するためには、視感評価などの評価によると、クロストーク量は２５［Ｇｒａｙ Ｌｅｖｅｌ］以下とするのが望ましい。従って、液晶シャッター２００ａ，２００ｂのコントラストは、１０００以上の値を確保することが好適である。
【００５８】
［（６）本実施形態による３度書き込みの例］
図６は、２度書き込みと同様の手法により、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌのそれぞれについて３度の書き込みを連続して行った例を示す模式図である。ここで、図６（Ａ）は、液晶表示パネル１３２の下辺（Ｙ＝０）から上辺（Ｙ＝Ｙ０）に至る縦方向の各位置において、時間とともに輝度が変化している様子を示している。また、図６（Ｂ）は、液晶シャッター２００ａ，２００ｂの開閉タイミングを示している。図６（Ｂ）に示すように、右目用の液晶シャッターＲ（液晶シャッター２００ａ）は、時刻ｔ３５からｔ３６までの２．８ｍｓの間だけ開かれる。また、左目用の液晶シャッターＬ（液晶シャッター２００ｂ）は、時刻ｔ３２からｔ３３までの２．８ｍｓの間、及び時刻ｔ３８からｔ３９までの２．８ｍｓの間だけ開かれる。
【００５９】
図６（Ａ）に示すように、本実施形態において、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌのそれぞれは、３６０［Ｈｚ］の駆動周波数で表示され、１回の書き込みにより右目用画像Ｒ又は左目用画像Ｌが表示される時間は、１／３６０＝２．８［ｍｓ］である。
【００６０】
図６（Ａ）に示すように、画面上辺（Ｙ＝Ｙ０）では、時刻ｔ３０からｔ３１までの２．８［ｍｓ］間に左目用画像Ｌが書き込まれ、続けて時刻ｔ３１からｔ３２までの２．８［ｍｓ］間に左目用画像Ｌが書き込まれる。更に、続けて時刻ｔ３２からｔ３３までの２．８［ｍｓ］間に左目用画像Ｌが書き込まれる。３回連続して書き込まれる各左目用画像Ｌは、基本的には同一の画像であるが、オーバードライブ処理などの調整に起因して相違するものであってもよい。また、連続して書き込まれる左目用画像Ｌの間に所定のブランク期間を設けても良い。
【００６１】
そして、左目用画像Ｌを３回書き込んだ後に右目用画像Ｒが書き込まれる。右目用画像Ｒについても、画面上辺（Ｙ＝Ｙ０）では、時刻ｔ３３からｔ３４までの２．８［ｍｓ］間に右目用画像Ｒが書き込まれ、続けて時刻ｔ３４からｔ３５までの２．８［ｍｓ］間に右目用画像Ｒが書き込まれる。更に、続けて時刻ｔ３５からｔ３６までの２．８［ｍｓ］間に右目用画像Ｒが書き込まれる。連続して書き込まれる各右目用画像Ｒは、基本的には同一の画像であるが、オーバードライブ処理などの調整に起因して相違するものであってもよい。３度書き込みの場合においても、液晶の応答特性を考慮して、オーバードライブによる補正を行うことが望ましい。また、連続して書き込まれる右目用画像Ｒの間、または左目用画像Ｌと右目用画像Ｒの間に所定のブランク期間を設けても良い。
【００６２】
図６（Ａ）に示すように、左目用画像Ｌをｔ３０〜ｔ３３間で３度書き込みしているため、１回目で書き込んだものと同じ画像を２回目、３回目と書き込むため、１度目で書いた画像（輝度）を長い期間保持することが可能となる。
【００６３】
従って、図６（Ａ）において、時刻ｔ３２〜時刻ｔ３３の期間では、画面上辺から画面下辺に至る全域において、液晶パネルの輝度は所望のレベルに到達している。このため、図６（Ｂ）に示すように、時刻ｔ３２から時刻ｔ３３までの所定の期間（例えば２．８ｍｓ）だけ液晶シャッター２００ｂを開口させることで、ユーザの左目には左目用画像Ｌのみが視認され、クロストークの発生を確実に抑えることができる。
【００６４】
同様に、右目用画像Ｒにおいても、１回目で書き込んだものと同じ画像を２回目、３回目と書き込むため、１度目で書いた画像（輝度）を長い期間保持することが可能となる。
【００６５】
従って、図６（Ａ）において、時刻ｔ３５〜時刻ｔ３６の期間では、画面上辺から画面下辺に至る全域において、液晶パネルの輝度は所望のレベルに到達している。このため、図６（Ｂ）に示すように、時刻ｔ３５から時刻ｔ３６までの所定の期間（例えば２．８ｍｓ）だけ液晶シャッター２００ａを開口させることで、ユーザの右目には右目用画像Ｒのみが視認され、クロストークの発生を確実に抑えることができる。
【００６６】
以上のように、書き込み回数を多くすると、より長時間所望の輝度を保持でき、クロストークの発生をより低減できることから、液晶シャッター２００ａ，２００ｂのオープン期間をより長くすることができる。従って、３回書き込みの例によれば、２回書き込み以降で液晶シャッター２００ａ，２００ｂを開くことで、クロストークの更なる低減が可能であり、高輝度の３Ｄ映像の表示が可能となる。また、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌのそれぞれについて、書き込み回数が比較的少ない場合は、クロストークを抑えるため、液晶シャッター２００ａ，２００ｂを開く期間が短くなる傾向にある。このため、液晶シャッター２００ａ，２００ｂは短時間で応答することが望ましく、５［ｍｓ］以下の応答速度であることが望ましい。
【００６７】
以上説明したように本実施形態に係る３度書き込みの例によれば、右目用画像Ｒと左目用画像Ｌが混ざるクロストークの発生を確実に抑えることが可能となる。また、３度書き込みにより、より長時間所望の輝度を保持できるため、高輝度の３Ｄ映像をユーザに提供することが可能となる。
【００６８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６９】
１００ 画像表示装置
１２０ 左右映像制御部
１２２ シャッター制御部
１２６ タイミング制御部
１３２ 液晶表示パネル
２００ 鑑賞用メガネ
２００ａ，２００ｂ 液晶シャッター
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号の入力を受け、右目用画像及び左目用画像のそれぞれを少なくとも２回連続して表示させるための信号へ変換する信号制御部と、
前記信号制御部において変換された信号が入力され、２回以上連続する前記右目用画像と２回以上連続する前記左目用画像とを交互に表示する表示パネルと、
を備える、画像表示装置。
【請求項２】
右目用と左目用のシャッターを備える鑑賞用眼鏡に対して前記右目用画像と前記左目用画像の切換タイミングを通知するため、前記右目用画像と前記左目用画像の切換タイミングを示すタイミング信号を発生させるシャッター制御部を備え、
前記タイミング信号に基づいて前記シャッターが閉じる期間は、少なくとも左右一回分の書き込み時間である、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記タイミング信号は、右目用の前記シャッターと左目用の前記シャッターが共に閉じられる期間を生じさせる、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記タイミング信号に基づいて前記シャッターが閉じる期間は、前記右目用画像又は前記左目用画像の１回目の表示期間の少なくとも一部期間を含む、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記タイミング信号に基づいて前記シャッターが開く期間は、２回以上連続して表示される前記右目用画像又は前記左目用画像のそれぞれにおいて、最終回の表示期間の少なくとも一部である、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項６】
２回以上連続する前記右目用画像又は前記左目用画像において、連続する各画像の輝度を補正する輝度補正部を更に備える、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項７】
画像信号の入力を受け、右目用画像及び左目用画像のそれぞれを少なくとも２回連続して表示させるための信号へ変換する信号制御部と、前記信号制御部において変換された信号が入力され、２回以上連続する前記右目用画像と２回以上連続する前記左目用画像とを交互に表示する表示パネルと、前記右目用画像と前記左目用画像の切換タイミングを示すタイミング信号を発生させるシャッター制御部と、を有する、画像表示装置と、
右目用と左目用のシャッターを有し、前記タイミング信号に基づいて、前記右目用と左目用の前記シャッターを交互に開く立体映像観察眼鏡と、
を備える、画像表示観察システム。
【請求項８】
前記立体映像観察眼鏡において、前記シャッターの閉状態に対する開状態の光透過率のコントラスト比が１０００以上である、請求項７に記載の画像表示観察システム。
【請求項９】
画像信号の入力を受け、右目用画像及び左目用画像のそれぞれを少なくとも２回連続して表示させるための信号へ変換するステップと、
前記信号制御部において変換された信号が入力され、２回以上連続する前記右目用画像と２回以上連続する前記左目用画像とを交互に表示するステップと、
を備える、画像表示方法。
【請求項１】
画像信号の入力を受け、右目用画像及び左目用画像のそれぞれを少なくとも２回連続して表示させるための信号へ変換する信号制御部と、
前記信号制御部において変換された信号が入力され、２回以上連続する前記右目用画像と２回以上連続する前記左目用画像とを交互に表示する表示パネルと、
を備える、画像表示装置。
【請求項２】
右目用と左目用のシャッターを備える鑑賞用眼鏡に対して前記右目用画像と前記左目用画像の切換タイミングを通知するため、前記右目用画像と前記左目用画像の切換タイミングを示すタイミング信号を発生させるシャッター制御部を備え、
前記タイミング信号に基づいて前記シャッターが閉じる期間は、少なくとも左右一回分の書き込み時間である、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記タイミング信号は、右目用の前記シャッターと左目用の前記シャッターが共に閉じられる期間を生じさせる、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記タイミング信号に基づいて前記シャッターが閉じる期間は、前記右目用画像又は前記左目用画像の１回目の表示期間の少なくとも一部期間を含む、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記タイミング信号に基づいて前記シャッターが開く期間は、２回以上連続して表示される前記右目用画像又は前記左目用画像のそれぞれにおいて、最終回の表示期間の少なくとも一部である、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項６】
２回以上連続する前記右目用画像又は前記左目用画像において、連続する各画像の輝度を補正する輝度補正部を更に備える、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項７】
画像信号の入力を受け、右目用画像及び左目用画像のそれぞれを少なくとも２回連続して表示させるための信号へ変換する信号制御部と、前記信号制御部において変換された信号が入力され、２回以上連続する前記右目用画像と２回以上連続する前記左目用画像とを交互に表示する表示パネルと、前記右目用画像と前記左目用画像の切換タイミングを示すタイミング信号を発生させるシャッター制御部と、を有する、画像表示装置と、
右目用と左目用のシャッターを有し、前記タイミング信号に基づいて、前記右目用と左目用の前記シャッターを交互に開く立体映像観察眼鏡と、
を備える、画像表示観察システム。
【請求項８】
前記立体映像観察眼鏡において、前記シャッターの閉状態に対する開状態の光透過率のコントラスト比が１０００以上である、請求項７に記載の画像表示観察システム。
【請求項９】
画像信号の入力を受け、右目用画像及び左目用画像のそれぞれを少なくとも２回連続して表示させるための信号へ変換するステップと、
前記信号制御部において変換された信号が入力され、２回以上連続する前記右目用画像と２回以上連続する前記左目用画像とを交互に表示するステップと、
を備える、画像表示方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２１０７１２（Ｐ２０１０−２１０７１２Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５４２１５（Ｐ２００９−５４２１５）
【出願日】平成２１年３月６日（２００９．３．６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月６日（２００９．３．６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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