画像表示装置
【課題】画像を表示する表示用画素がそれぞれ複数の視差画像を表示する複数の視差画像用画素から構成されていても、画質が劣化するのを防止することを可能にする。
【解決手段】一実施形態によれば、画像を表示する表示用画素がそれぞれ複数の視差画像を表示する複数の視差画像用画素を有する画像表示装置であって、複数の視差画像を含む画像信号に対して中間階調を生成する中間階調生成パターンを視差画像毎に用意し、前記中間階調生成パターンと前記画像信号とを用いて前記視差画像毎に中間階調を付加する処理を行う中間階調処理部と、前記中間階調処理部によって中間階調が付加された前記視差画像を表示する画像表示部と、を備えている画像表示装置が提供される。
【解決手段】一実施形態によれば、画像を表示する表示用画素がそれぞれ複数の視差画像を表示する複数の視差画像用画素を有する画像表示装置であって、複数の視差画像を含む画像信号に対して中間階調を生成する中間階調生成パターンを視差画像毎に用意し、前記中間階調生成パターンと前記画像信号とを用いて前記視差画像毎に中間階調を付加する処理を行う中間階調処理部と、前記中間階調処理部によって中間階調が付加された前記視差画像を表示する画像表示部と、を備えている画像表示装置が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶パネルなどの画像表示装置においては、表現できる階調は限られてしまう。このため、ランプ信号のような映像を表示すると、段差のあるランプ信号となり滑らかさに欠けた映像となる。そこで、空間的及び時間的に階調を擬似的に増やす方法（ＦＲＣ（フレームレートコントロール）方式およびディザ法）を用いて、滑らかな映像を表現することが知られている。
しかし、画像を表示する一つの表示用画素が複数の視差画像（多視差画像）を表示する複数の視差画像用画素の集まりから構成されている画像表示装置（例えば裸眼方式の３次元画像表示装置）に、上述したＦＲＣ方式およびディザ法をそのまま適用すると、一般に隣り合う表示用画素間の境界に接する２つの視差画像用画素に表示される視差画像信号は異なる視差の画像信号であるため、画質が劣化してしまうおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６５５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、画像を表示する表示用画素がそれぞれ複数の視差画像を表示する複数の視差画像用画素から構成されていても、画質が劣化するのを防止することのできる画像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態の画像表示装置は、画像を表示する表示用画素がそれぞれ複数の視差画像を表示する複数の視差画像用画素を有する画像表示装置であって、複数の視差画像を含む画像信号に対して中間階調を生成する中間階調生成パターンを視差画像毎に用意し、前記中間階調生成パターンと前記画像信号とを用いて前記視差画像毎に中間階調を付加する処理を行う中間階調処理部と、前記中間階調処理部によって中間階調が付加された前記視差画像を表示する画像表示部と、を備えていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態による画像表示装置を示すブロック図。
【図２】第１実施形態に係る画像表示部の表示画面を示す図。
【図３】中間階調生成パターンの一具体例を示す図。
【図４】図４（ａ）乃至図４（ｃ）は、中間階調生成パターンの使用方法を説明する図。
【図５】図５（ａ）乃至図５（ｄ）は第１実施形態の画像表示装置における中間階調を生成する方法を説明する図。
【図６】図６（ａ）乃至図６（ｃ）は第２実施形態の画像表示装置における中間階調を生成する方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【０００８】
（第１実施形態）
第１実施形態による画像表示装置を図１に示す。この第１実施形態の画像表示装置は、中間階調処理部１０と、画像表示部１００と、備えている。中間階調処理部１０は、入力として複数の視差画像信号を含む画像信号を受け、この画像信号に関する連続する１６個のフレーム（第１乃至第１６フレーム）を一組として、上記画像信号と中間階調生成パターン（例えば４×４の中間階調生成パターン）とを用いて、各フレームに対して画像信号の中間階調を生成し、付与する。そして、画像表示部１００は、中間階調が付与された第１乃至第１６フレームの画像信号を用いて画像を表示する。
【０００９】
この画像表示部１００は、図２に示すように、水平方向に複数の視差画像（図２では９個の視差画像）を１組として表示する表示用画素が並列して配置されている。したがって、上記表示用画素は、視差画像を表示する９個の視差画像用画素から構成されている。図２において、第１行の表示用画素１０２ａおよびこの表示用画素１０２ａの右隣りの表示用画素１０２ｂはそれぞれ９個の視差画像用画素を有している。そして、表示用画素１０２ｂの左から１番目の視差画像用画素（数字１０で表示）が表示する視差画像は、表示用画素１０２ａの左から１番目の視差画像用画素（数字１で表示）が表示する視差画像と同じ画像となっている。すなわち、表示用画素が９個の視差画像用画素から構成されている場合には、図２に示すように、画像表示部１００の表示面における水平方向に配列された視差画像用画素に左から順に番号を付した場合、ｍを０以上の整数、ｉを１以上８以下の整数とすると、９ｍ＋ｉの番号が付された視差画像用画素は、同じ視差画像を表示する。なお、本実施形態においては、視差画像は、水平方向には視差があるが、垂直方向には視差が無いものとする。
【００１０】
また、１つの表示用画素における視差画像が全て同じである場合、それを１画素単位とした映像表示となる。
【００１１】
また、本実施形態における画像表示部１００に対して、各表示用画素に対応した位置に光学系を配置することで、裸眼方式の３次元画像表示装置となる。
【００１２】
本実施形態の画像表示装置に用いられる中間階調生成パターンの一具体例を図３に示す。この中間階調生成パターンは４×４のマトリクスで表される中間階調生成パターンであって、第１乃至第１６フレームのそれぞれに対して１６種類の中間階調、すなわち１／１６階調乃至１６／１６階調を生成するパターンを有している。そして、図３に示す中間階調生成パターンは、斜線が引かれている正方形（要素ともいう）は値（要素値ともいう）が「０」で、斜線が引かれていない正方形（要素）は要素値が「１」を表している。例えば図３の第１行の中間階調生成パターンは、第１乃至第１６フレームのそれぞれに対して１／１６階調を与えるパターンであり、この１／１６階調を与える第１フレーム用の中間階調生成パターンは、第２行第１列の要素値が「１」であり、他の要素値が「０」である。そして、図３の第１行の１６個の中間階調生成パターンは、要素値が「１」となる要素の位置がすべて異なっている。また、図３の第２行の中間階調生成パターンは、第１フレーム乃至第１６フレームのそれぞれに対して２／１６階調を与えるパターンであり、各パターンは、２つの要素値が「１」であり、他の要素値が「０」である。そして、２／１６階調を与える１６個の中間階調生成パターンはそれぞれ、要素値が「１」となる２つの要素の配置位置が異なっているとともに、上記１６個の中間階調生成パターンの同一の位置における要素のうち、要素値が「１」である要素の個数は２となっている。同様に、ｉを１乃至１５の任意の整数とするとき、ｉ／１６階調を与える中間階調生成パターンのそれぞれは、１６個の要素のうちｉ個の要素は要素値が「１」であり、残りの要素は要素値が「０」である。そして、要素値が「１」であるｉ個の要素の配置が、第１乃至第１６フレーム用の中間階調生成パターンのそれぞれにおいて異なっているとともに、上記１６個の中間階調生成パターンの同一の位置における要素のうち、要素値が「１」である要素の個数はｉとなっている。また、図示はしていないが１６／１６階調を与える中間階調生成パターンのそれぞれは、すべての要素は要素値が「０」とする。なお、第１乃至第１６フレームに対して用いられる中間階調生成パターンは、図３に示すパターンに限られるものではなく、同じ階調を与えるパターンは、第１乃至第１６フレーム間で入れ替えることができる。
【００１３】
次に、図４（ａ）乃至４（ｃ）を参照して、中間階調生成パターンの使用方法を、１画素が１画像信号で表される画像を表示する画像表示部２００を例にとって説明する。図４（ａ）に示すように、この画像表示部２００はフルＨＤ（Full High Definition）のような通常の表示パネルであり、ラインごとに順番に画素が並んでいる。
【００１４】
そして、図４（ｂ）に示すように、縦および横に連続する４×４画素を単位として、空間的にかつ時間的に中間階調を与えるパターンを変える。この中間階調を与えるパターンとして、例えば図３に示す中間階調生成パターンが用いられる。図４（ｂ）は、画像表示部２００の第１行乃至第４行でかつ第１列乃至第４列における４×４画素を示す図であり、画像表示装置に順次入力される画像信号が上記４×４画素のうちのどの画素に表示されるかを示している。入力される画像信号が表示される画素の位置は数字を丸で囲んで示している。例えば、図４（ｂ）の左端の４×４画素は第１行第１列における画素の数字「１」が丸で囲まれており、この位置の画素に表示される画像信号が入力されたことを示している。
【００１５】
図４（ｃ）は、第１乃至第１６フレームに対して１／１６階調を与える中間階調生成パターンを示しており、図３に示す、１／１６階調を与える中間階調生成パターンと同じパターンである。
【００１６】
次に、図４（ａ）に示す画像表示部２００を有する画像表示装置における中間階調を生成する方法について説明する。
【００１７】
まず、連続した第１乃至第１６フレームのそれぞれに対して１６種類の中間階調、すなわち１／１６階調乃至１６／１６階調を与える、例えば図３に示すような中間階調生成パターンを１６×１６個用意し、メモリに格納する。
【００１８】
画像表示装置に、連続した第１乃至第１６フレームの画像信号が入力されると、これらの第１乃至第１６フレームのそれぞれのフレームに対して、４×４画素を単位として中間階調を以下のように生成する。なお、上記第１乃至第１６フレームは、対応する画素の画素値は同じものであるとする。
【００１９】
各フレームにおいて、入力された画像信号を表示する表示画素の位置、すなわち４×４画素中における上記表示画素に対応する位置が決定されるとともに、上記画像信号の下位４ビットが表す１０進数をｉとするとき第１乃至第１６フレームのそれぞれに対してｉ／１６階調を与える１６個の中間階調生成パターンが上記メモリから読み出される。続いて、上記表示画素に対応する第１乃至第１６フレームそれぞれの画素に対して、読み出された中間階調生成パターンの対応する要素値が「１」であるときは、上記フレームの画素の画素値の最下位ビットとして「１」を追加する修正を行い、上記要素値が「０」であるときは、上記フレームの画素の画素値の最下位ビットとして「０」を追加する修正を行う。なお、画素値の最下位ビットとして「０」を追加することは、上記画素値に対してなにも修正を加えないことを意味する。このようにして、第１乃至第１６フレームの画素値に階調増加のための修正が加えられる。続いて、修正が加えられた第１乃至第１６フレームを用いて、画像表示部２００によって画像を表示する。
【００２０】
例えば、入力された画像信号を表示する表示画素が画像表示部２００の第２行第１列の画素であり、上記画像信号の下位４ビットが「０００１」（１０進数で「１」）であるとすると仮定する。すると、上記表示画素の４×４画素中における位置は第２行第１列の画素であると決定される（図４（ｂ））とともにメモリから１／１６階調を与える図４（ｃ）に示す１６個の中間階調生成パターンが読み出される。そして、図４（ｃ）からわかるように、上記表示画素の位置に対応する、第１フレームに用いられる中間階調生成パターンの要素の要素値は「１」となり、他のフレームに用いられる中間階調生成パターンの要素の要素値は「０」となる。これにより、上記表示画素に対応する第１フレームの画素の画素値の最下位ビットとして「１」が追加される修正が行われ、上記表示画素に対応する第２乃至第１６フレームの画素の画素値にはなにも修正が加えられない。このように修正された第１乃至第１６フレームを用いて画像表示部２００によって表示すると、上記表示画素は、第１乃至第１６フレーム中で１回表示されるので、１６個のフレームを平均すると、１／１６の階調で表示されたことになる。
【００２１】
しかし、入力画像の順に中間階調を生成する上述の方法は、第１実施形態の画像表示装置には、適用することができない。これは、第１実施形態の画像表示装置は、図２に示すように、表示用画素が複数の視差画像（図２においては９個の視差画像）を表示する視差画像用画素の集まりから構成されており、一般に隣り合う表示用画素間の境界に接する視差画像用画素は異なる視差画像を表示するので、上記方法を用いて中間階調を生成すると、階調が減少し、画質が劣化する可能性がある。
【００２２】
そこで、第１実施形態では、４×４画素を構成する画素として、図４で説明した場合のように連続する画素を用いるのではなく、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、同じ視差画像を表示する視差画像用画素を用いて処理する。例えば、第１視差画像の４×４画素は、画像表示部１００の表示面における第１、第１０、第１９、第２８番の視差画像用画素で構成して処理する。その他の視差画像に対しても同様である。
【００２３】
次に、第１実施形態の画像表示装置における中間階調を生成する方法について説明する。この中間階調生成処理は、図１に示す中間階調処理部１０において行われる。
【００２４】
まず、第１乃至第１６フレームのそれぞれに対して１６種類の中間階調（１／１６階調乃至１６／１６階調）を与える、例えば図３に示すような中間階調生成パターンを、各視差画像に対して用意し、メモリに格納する。すなわち、各視差画像に対して、１６×１６個の中間階調生成パターンを用意し、メモリに格納する。このメモリは画像表示装置に含まれているが、中間階調処理部１０に含まれていてもよい。
【００２５】
画像表示装置に連続した１６フレーム分、すなわち第１乃至第１６フレームの画像信号が入力されると、このとき、第１乃至第１６フレームの対応する視差画像用画素は同じ画素値を有している。これらの第１乃至第１６フレームに対して、同じ視差画像を表示する視差画像用画素から構成される４×４画素を単位として同じ視差画像ごとに中間階調を以下のように生成する。
【００２６】
入力された視差画像信号を表示する視差画像用画素（以下、表示画素ともいう）の位置、すなわち上記４×４画素中における上記表示画素に対応する位置が決定されるとともに、上記視差画像信号の下位４ビットが表す１０進数をｉとするとき第１乃至第１６フレームのそれぞれに対してｉ／１６階調を与える１６個の中間階調生成パターンが上記メモリから読み出される。続いて、上記表示画素に対応する第１乃至第１６フレームのそれぞれの視差画像用画素に対して、読み出された中間階調生成パターンの対応する要素値が「１」であるときは、上記フレームの視差画像用画素の画素値の最下位ビットとして「１」を追加する修正を行い、上記要素値が「０」であるときは、上記フレームの視差画像用画素の画素値の最下位ビットとして「０」を追加する修正を行う。なお、画素値の最下位ビットとして「０」を追加することは、上記画素値に対してなにも修正を加えないこと意味する。この中間階調を付与する処理を、同じ視差画像を表示する視差画像用画素に対して上記４×４画素を単位として行うとともに、すべての視差画像に対して、各視差画像に対して用意した中間階調生成パターンを用いて行う。すなわち、本実施形態においては、視差画像ごとに階調が増えた処理を行う。
【００２７】
これにより、第１乃至第１６フレームの視差画像用画素の画素値に階調増加のための修正が加えられる。続いて、修正が加えられた第１乃至第１６フレームを用いて、画像表示部２００によって画像を表示する。
【００２８】
例えば、入力された第１視差画像信号を表示する表示画素が画像表示部１００の第２行第１列の画素であり、上記第１視差画像信号の下位４ビットが「０００１」（１０進数で「１」）であるとすると仮定する。すると、上記表示画素の４×４画素中における位置は第２行第１列の画素であると決定される（図５（ｃ））とともにメモリから１／１６階調を与える図５（ｄ）に示す１６個の中間階調生成パターンが読み出される。そして、図５（ｄ）からわかるように、上記表示画素の位置に対応する、第１フレームに用いられる中間階調生成パターンの要素の要素値は「１」となり、他のフレームに用いられる中間階調生成パターンの要素の要素値は「０」となる。これにより、上記表示画素に対応する第１フレームの視差画像用画素の画素値の最下位ビットとして「１」が追加される修正が行われ、上記表示画素に対応する第２乃至第１６フレームの視差画像用画素の画素値にはなにも修正が加えられない。このように修正された第１乃至第１６フレームを用いて画像表示部１００によって表示すると、上記表示画素は、第１乃至第１６フレーム中で１回表示されるので、第１乃至第１６フレームを平均すると、１／１６の階調で表示されたことになる。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態によれば、画像を表示する表示用画素がそれぞれ複数の視差画像を表示する複数の視差画像用画素から構成されていても、画質が劣化するのを防止することができる。
【００３０】
なお、中間階調の生成処理は、ハードウェアで実現することもできるし、ソフトウェアで実現することもできる。さらに、１６フレームを用いて１６階調を実現しているが、それ以外の階調、例えば、上記視差画像信号の下位２ビットで、４フレームを用いた４階調を実現するなど、同様な方法で他の階調を実現しても構わない。
【００３１】
また、第１実施形態は、静止画および動画の両方に適用することができる。動画に適用する場合は、動画の静止領域に適用することが好ましい。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態による画像表示装置について図６（ａ）乃至図６（ｃ）を参照して説明する。この第２実施形態の画像表示装置は、図１に示す第１実施形態の画像表示装置とは、中間階調処理の単位となる４×４画素の構成が異なっている。図６（ａ）に示すように、例えば、９個の視差画像用画素を１表示用画素としており、中間階調の生成は、図６（ｂ）に示すように、９個の視差画像用画素を、中間階調処理の単位となる４×４画素を構成する１画素として処理を行う。すなわち、画像表示部１００の第１行、第１列〜第９列の９個の視差画像用画素は、上記４×４画素の第１行、第１列の画素として処理され、画像表示部１００の第１行、第１０列〜第１８列の９個の視差画像用画素は、上記４×４画素の第１行、第２列の画素として処理される。これは、９視差画像信号が全て同じ画像信号であるときに用いられる。すなわち、２次元画像と３次元画像とを表示できる画像表示装置において、２次元画像を表示する際に用いられる。
【００３３】
この第２実施形態における中間階調処理は、以下のようにして行う。
【００３４】
まず、第１乃至第１６フレームのそれぞれに対して１６種類の中間階調（１／１６階調乃至１６／１６階調）を与える、例えば図３に示すような中間階調生成パターンを１６×１６個用意し、メモリに格納する。
【００３５】
続いて、入力された視差画像信号を表示する表示画素の位置、すなわち上記４×４画素中における上記表示画素に対応する位置が決定されるとともに、上記視差画像信号の下位４ビットが表す１０進数をｉとするとき第１乃至第１６フレームのそれぞれに対してｉ／１６階調を与える１６個の中間階調生成パターンが上記メモリから読み出される。なお、本実施形態においては、４×４画素中の１つの画素に対応する９個の視差画像用画素によって表示される９個の視差画像信号は全て同じ視差画像信号となっているので、９個の視差画像信号の下位４ビットは同じ値となっている。
【００３６】
続いて、上記表示画素に対応する第１乃至第１６フレームのそれぞれの視差画像用画素に対して、読み出された中間階調生成パターンの対応する要素値が「１」であるときは、上記フレームの視差画像用画素の画素値の最下位ビットとして「１」を追加する修正を行い、上記要素値が「０」であるときは、上記フレームの視差画像用画素の画素値の最下位ビットとして「０」を追加する修正を行う。なお、画素値の最下位ビットとして「０」を追加することは、上記画素値に対してなにも修正を加えないこと意味する。このようにして、第１乃至第１６フレームの画素値に階調増加のための修正が加えられる。続いて、修正が加えられた第１乃至第１６フレームを用いて、画像表示部１００によって画像を表示する。なお、図６（ｃ）は、１／１６階調を生成する際に第１乃至第１６フレームに用いられる中間階調生成パターンを示す図である。
【００３７】
この第２実施形態は、第１実施形態において、全ての視差画像に対して同じ中間階調生成パターンを用いて中間階調を生成した場合と同じになる。
【００３８】
以上説明したように、第２実施形態によれば、画像を表示する表示用画素がそれぞれ複数の視差画像を表示する複数の視差画像用画素から構成されていても、画質が劣化するのを防止することができる。
【００３９】
この第２実施形態も第１実施形態と同様に、１６フレームを用いて１６階調を実現しているが、それ以外の階調、例えば、上記視差画像信号の下位２ビットで、４フレームを用いた４階調を実現するなど、同様な方法で他の階調を実現しても構わない。
【００４０】
また、第２実施形態は、静止画および動画の両方に適用することができる。動画に適用する場合は、動画の静止領域に適用することが好ましい。
【００４１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 中間階調処理部
１００ 画像表示部
２００ 画像表示部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶パネルなどの画像表示装置においては、表現できる階調は限られてしまう。このため、ランプ信号のような映像を表示すると、段差のあるランプ信号となり滑らかさに欠けた映像となる。そこで、空間的及び時間的に階調を擬似的に増やす方法（ＦＲＣ（フレームレートコントロール）方式およびディザ法）を用いて、滑らかな映像を表現することが知られている。
しかし、画像を表示する一つの表示用画素が複数の視差画像（多視差画像）を表示する複数の視差画像用画素の集まりから構成されている画像表示装置（例えば裸眼方式の３次元画像表示装置）に、上述したＦＲＣ方式およびディザ法をそのまま適用すると、一般に隣り合う表示用画素間の境界に接する２つの視差画像用画素に表示される視差画像信号は異なる視差の画像信号であるため、画質が劣化してしまうおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６５５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、画像を表示する表示用画素がそれぞれ複数の視差画像を表示する複数の視差画像用画素から構成されていても、画質が劣化するのを防止することのできる画像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態の画像表示装置は、画像を表示する表示用画素がそれぞれ複数の視差画像を表示する複数の視差画像用画素を有する画像表示装置であって、複数の視差画像を含む画像信号に対して中間階調を生成する中間階調生成パターンを視差画像毎に用意し、前記中間階調生成パターンと前記画像信号とを用いて前記視差画像毎に中間階調を付加する処理を行う中間階調処理部と、前記中間階調処理部によって中間階調が付加された前記視差画像を表示する画像表示部と、を備えていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態による画像表示装置を示すブロック図。
【図２】第１実施形態に係る画像表示部の表示画面を示す図。
【図３】中間階調生成パターンの一具体例を示す図。
【図４】図４（ａ）乃至図４（ｃ）は、中間階調生成パターンの使用方法を説明する図。
【図５】図５（ａ）乃至図５（ｄ）は第１実施形態の画像表示装置における中間階調を生成する方法を説明する図。
【図６】図６（ａ）乃至図６（ｃ）は第２実施形態の画像表示装置における中間階調を生成する方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【０００８】
（第１実施形態）
第１実施形態による画像表示装置を図１に示す。この第１実施形態の画像表示装置は、中間階調処理部１０と、画像表示部１００と、備えている。中間階調処理部１０は、入力として複数の視差画像信号を含む画像信号を受け、この画像信号に関する連続する１６個のフレーム（第１乃至第１６フレーム）を一組として、上記画像信号と中間階調生成パターン（例えば４×４の中間階調生成パターン）とを用いて、各フレームに対して画像信号の中間階調を生成し、付与する。そして、画像表示部１００は、中間階調が付与された第１乃至第１６フレームの画像信号を用いて画像を表示する。
【０００９】
この画像表示部１００は、図２に示すように、水平方向に複数の視差画像（図２では９個の視差画像）を１組として表示する表示用画素が並列して配置されている。したがって、上記表示用画素は、視差画像を表示する９個の視差画像用画素から構成されている。図２において、第１行の表示用画素１０２ａおよびこの表示用画素１０２ａの右隣りの表示用画素１０２ｂはそれぞれ９個の視差画像用画素を有している。そして、表示用画素１０２ｂの左から１番目の視差画像用画素（数字１０で表示）が表示する視差画像は、表示用画素１０２ａの左から１番目の視差画像用画素（数字１で表示）が表示する視差画像と同じ画像となっている。すなわち、表示用画素が９個の視差画像用画素から構成されている場合には、図２に示すように、画像表示部１００の表示面における水平方向に配列された視差画像用画素に左から順に番号を付した場合、ｍを０以上の整数、ｉを１以上８以下の整数とすると、９ｍ＋ｉの番号が付された視差画像用画素は、同じ視差画像を表示する。なお、本実施形態においては、視差画像は、水平方向には視差があるが、垂直方向には視差が無いものとする。
【００１０】
また、１つの表示用画素における視差画像が全て同じである場合、それを１画素単位とした映像表示となる。
【００１１】
また、本実施形態における画像表示部１００に対して、各表示用画素に対応した位置に光学系を配置することで、裸眼方式の３次元画像表示装置となる。
【００１２】
本実施形態の画像表示装置に用いられる中間階調生成パターンの一具体例を図３に示す。この中間階調生成パターンは４×４のマトリクスで表される中間階調生成パターンであって、第１乃至第１６フレームのそれぞれに対して１６種類の中間階調、すなわち１／１６階調乃至１６／１６階調を生成するパターンを有している。そして、図３に示す中間階調生成パターンは、斜線が引かれている正方形（要素ともいう）は値（要素値ともいう）が「０」で、斜線が引かれていない正方形（要素）は要素値が「１」を表している。例えば図３の第１行の中間階調生成パターンは、第１乃至第１６フレームのそれぞれに対して１／１６階調を与えるパターンであり、この１／１６階調を与える第１フレーム用の中間階調生成パターンは、第２行第１列の要素値が「１」であり、他の要素値が「０」である。そして、図３の第１行の１６個の中間階調生成パターンは、要素値が「１」となる要素の位置がすべて異なっている。また、図３の第２行の中間階調生成パターンは、第１フレーム乃至第１６フレームのそれぞれに対して２／１６階調を与えるパターンであり、各パターンは、２つの要素値が「１」であり、他の要素値が「０」である。そして、２／１６階調を与える１６個の中間階調生成パターンはそれぞれ、要素値が「１」となる２つの要素の配置位置が異なっているとともに、上記１６個の中間階調生成パターンの同一の位置における要素のうち、要素値が「１」である要素の個数は２となっている。同様に、ｉを１乃至１５の任意の整数とするとき、ｉ／１６階調を与える中間階調生成パターンのそれぞれは、１６個の要素のうちｉ個の要素は要素値が「１」であり、残りの要素は要素値が「０」である。そして、要素値が「１」であるｉ個の要素の配置が、第１乃至第１６フレーム用の中間階調生成パターンのそれぞれにおいて異なっているとともに、上記１６個の中間階調生成パターンの同一の位置における要素のうち、要素値が「１」である要素の個数はｉとなっている。また、図示はしていないが１６／１６階調を与える中間階調生成パターンのそれぞれは、すべての要素は要素値が「０」とする。なお、第１乃至第１６フレームに対して用いられる中間階調生成パターンは、図３に示すパターンに限られるものではなく、同じ階調を与えるパターンは、第１乃至第１６フレーム間で入れ替えることができる。
【００１３】
次に、図４（ａ）乃至４（ｃ）を参照して、中間階調生成パターンの使用方法を、１画素が１画像信号で表される画像を表示する画像表示部２００を例にとって説明する。図４（ａ）に示すように、この画像表示部２００はフルＨＤ（Full High Definition）のような通常の表示パネルであり、ラインごとに順番に画素が並んでいる。
【００１４】
そして、図４（ｂ）に示すように、縦および横に連続する４×４画素を単位として、空間的にかつ時間的に中間階調を与えるパターンを変える。この中間階調を与えるパターンとして、例えば図３に示す中間階調生成パターンが用いられる。図４（ｂ）は、画像表示部２００の第１行乃至第４行でかつ第１列乃至第４列における４×４画素を示す図であり、画像表示装置に順次入力される画像信号が上記４×４画素のうちのどの画素に表示されるかを示している。入力される画像信号が表示される画素の位置は数字を丸で囲んで示している。例えば、図４（ｂ）の左端の４×４画素は第１行第１列における画素の数字「１」が丸で囲まれており、この位置の画素に表示される画像信号が入力されたことを示している。
【００１５】
図４（ｃ）は、第１乃至第１６フレームに対して１／１６階調を与える中間階調生成パターンを示しており、図３に示す、１／１６階調を与える中間階調生成パターンと同じパターンである。
【００１６】
次に、図４（ａ）に示す画像表示部２００を有する画像表示装置における中間階調を生成する方法について説明する。
【００１７】
まず、連続した第１乃至第１６フレームのそれぞれに対して１６種類の中間階調、すなわち１／１６階調乃至１６／１６階調を与える、例えば図３に示すような中間階調生成パターンを１６×１６個用意し、メモリに格納する。
【００１８】
画像表示装置に、連続した第１乃至第１６フレームの画像信号が入力されると、これらの第１乃至第１６フレームのそれぞれのフレームに対して、４×４画素を単位として中間階調を以下のように生成する。なお、上記第１乃至第１６フレームは、対応する画素の画素値は同じものであるとする。
【００１９】
各フレームにおいて、入力された画像信号を表示する表示画素の位置、すなわち４×４画素中における上記表示画素に対応する位置が決定されるとともに、上記画像信号の下位４ビットが表す１０進数をｉとするとき第１乃至第１６フレームのそれぞれに対してｉ／１６階調を与える１６個の中間階調生成パターンが上記メモリから読み出される。続いて、上記表示画素に対応する第１乃至第１６フレームそれぞれの画素に対して、読み出された中間階調生成パターンの対応する要素値が「１」であるときは、上記フレームの画素の画素値の最下位ビットとして「１」を追加する修正を行い、上記要素値が「０」であるときは、上記フレームの画素の画素値の最下位ビットとして「０」を追加する修正を行う。なお、画素値の最下位ビットとして「０」を追加することは、上記画素値に対してなにも修正を加えないことを意味する。このようにして、第１乃至第１６フレームの画素値に階調増加のための修正が加えられる。続いて、修正が加えられた第１乃至第１６フレームを用いて、画像表示部２００によって画像を表示する。
【００２０】
例えば、入力された画像信号を表示する表示画素が画像表示部２００の第２行第１列の画素であり、上記画像信号の下位４ビットが「０００１」（１０進数で「１」）であるとすると仮定する。すると、上記表示画素の４×４画素中における位置は第２行第１列の画素であると決定される（図４（ｂ））とともにメモリから１／１６階調を与える図４（ｃ）に示す１６個の中間階調生成パターンが読み出される。そして、図４（ｃ）からわかるように、上記表示画素の位置に対応する、第１フレームに用いられる中間階調生成パターンの要素の要素値は「１」となり、他のフレームに用いられる中間階調生成パターンの要素の要素値は「０」となる。これにより、上記表示画素に対応する第１フレームの画素の画素値の最下位ビットとして「１」が追加される修正が行われ、上記表示画素に対応する第２乃至第１６フレームの画素の画素値にはなにも修正が加えられない。このように修正された第１乃至第１６フレームを用いて画像表示部２００によって表示すると、上記表示画素は、第１乃至第１６フレーム中で１回表示されるので、１６個のフレームを平均すると、１／１６の階調で表示されたことになる。
【００２１】
しかし、入力画像の順に中間階調を生成する上述の方法は、第１実施形態の画像表示装置には、適用することができない。これは、第１実施形態の画像表示装置は、図２に示すように、表示用画素が複数の視差画像（図２においては９個の視差画像）を表示する視差画像用画素の集まりから構成されており、一般に隣り合う表示用画素間の境界に接する視差画像用画素は異なる視差画像を表示するので、上記方法を用いて中間階調を生成すると、階調が減少し、画質が劣化する可能性がある。
【００２２】
そこで、第１実施形態では、４×４画素を構成する画素として、図４で説明した場合のように連続する画素を用いるのではなく、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、同じ視差画像を表示する視差画像用画素を用いて処理する。例えば、第１視差画像の４×４画素は、画像表示部１００の表示面における第１、第１０、第１９、第２８番の視差画像用画素で構成して処理する。その他の視差画像に対しても同様である。
【００２３】
次に、第１実施形態の画像表示装置における中間階調を生成する方法について説明する。この中間階調生成処理は、図１に示す中間階調処理部１０において行われる。
【００２４】
まず、第１乃至第１６フレームのそれぞれに対して１６種類の中間階調（１／１６階調乃至１６／１６階調）を与える、例えば図３に示すような中間階調生成パターンを、各視差画像に対して用意し、メモリに格納する。すなわち、各視差画像に対して、１６×１６個の中間階調生成パターンを用意し、メモリに格納する。このメモリは画像表示装置に含まれているが、中間階調処理部１０に含まれていてもよい。
【００２５】
画像表示装置に連続した１６フレーム分、すなわち第１乃至第１６フレームの画像信号が入力されると、このとき、第１乃至第１６フレームの対応する視差画像用画素は同じ画素値を有している。これらの第１乃至第１６フレームに対して、同じ視差画像を表示する視差画像用画素から構成される４×４画素を単位として同じ視差画像ごとに中間階調を以下のように生成する。
【００２６】
入力された視差画像信号を表示する視差画像用画素（以下、表示画素ともいう）の位置、すなわち上記４×４画素中における上記表示画素に対応する位置が決定されるとともに、上記視差画像信号の下位４ビットが表す１０進数をｉとするとき第１乃至第１６フレームのそれぞれに対してｉ／１６階調を与える１６個の中間階調生成パターンが上記メモリから読み出される。続いて、上記表示画素に対応する第１乃至第１６フレームのそれぞれの視差画像用画素に対して、読み出された中間階調生成パターンの対応する要素値が「１」であるときは、上記フレームの視差画像用画素の画素値の最下位ビットとして「１」を追加する修正を行い、上記要素値が「０」であるときは、上記フレームの視差画像用画素の画素値の最下位ビットとして「０」を追加する修正を行う。なお、画素値の最下位ビットとして「０」を追加することは、上記画素値に対してなにも修正を加えないこと意味する。この中間階調を付与する処理を、同じ視差画像を表示する視差画像用画素に対して上記４×４画素を単位として行うとともに、すべての視差画像に対して、各視差画像に対して用意した中間階調生成パターンを用いて行う。すなわち、本実施形態においては、視差画像ごとに階調が増えた処理を行う。
【００２７】
これにより、第１乃至第１６フレームの視差画像用画素の画素値に階調増加のための修正が加えられる。続いて、修正が加えられた第１乃至第１６フレームを用いて、画像表示部２００によって画像を表示する。
【００２８】
例えば、入力された第１視差画像信号を表示する表示画素が画像表示部１００の第２行第１列の画素であり、上記第１視差画像信号の下位４ビットが「０００１」（１０進数で「１」）であるとすると仮定する。すると、上記表示画素の４×４画素中における位置は第２行第１列の画素であると決定される（図５（ｃ））とともにメモリから１／１６階調を与える図５（ｄ）に示す１６個の中間階調生成パターンが読み出される。そして、図５（ｄ）からわかるように、上記表示画素の位置に対応する、第１フレームに用いられる中間階調生成パターンの要素の要素値は「１」となり、他のフレームに用いられる中間階調生成パターンの要素の要素値は「０」となる。これにより、上記表示画素に対応する第１フレームの視差画像用画素の画素値の最下位ビットとして「１」が追加される修正が行われ、上記表示画素に対応する第２乃至第１６フレームの視差画像用画素の画素値にはなにも修正が加えられない。このように修正された第１乃至第１６フレームを用いて画像表示部１００によって表示すると、上記表示画素は、第１乃至第１６フレーム中で１回表示されるので、第１乃至第１６フレームを平均すると、１／１６の階調で表示されたことになる。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態によれば、画像を表示する表示用画素がそれぞれ複数の視差画像を表示する複数の視差画像用画素から構成されていても、画質が劣化するのを防止することができる。
【００３０】
なお、中間階調の生成処理は、ハードウェアで実現することもできるし、ソフトウェアで実現することもできる。さらに、１６フレームを用いて１６階調を実現しているが、それ以外の階調、例えば、上記視差画像信号の下位２ビットで、４フレームを用いた４階調を実現するなど、同様な方法で他の階調を実現しても構わない。
【００３１】
また、第１実施形態は、静止画および動画の両方に適用することができる。動画に適用する場合は、動画の静止領域に適用することが好ましい。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態による画像表示装置について図６（ａ）乃至図６（ｃ）を参照して説明する。この第２実施形態の画像表示装置は、図１に示す第１実施形態の画像表示装置とは、中間階調処理の単位となる４×４画素の構成が異なっている。図６（ａ）に示すように、例えば、９個の視差画像用画素を１表示用画素としており、中間階調の生成は、図６（ｂ）に示すように、９個の視差画像用画素を、中間階調処理の単位となる４×４画素を構成する１画素として処理を行う。すなわち、画像表示部１００の第１行、第１列〜第９列の９個の視差画像用画素は、上記４×４画素の第１行、第１列の画素として処理され、画像表示部１００の第１行、第１０列〜第１８列の９個の視差画像用画素は、上記４×４画素の第１行、第２列の画素として処理される。これは、９視差画像信号が全て同じ画像信号であるときに用いられる。すなわち、２次元画像と３次元画像とを表示できる画像表示装置において、２次元画像を表示する際に用いられる。
【００３３】
この第２実施形態における中間階調処理は、以下のようにして行う。
【００３４】
まず、第１乃至第１６フレームのそれぞれに対して１６種類の中間階調（１／１６階調乃至１６／１６階調）を与える、例えば図３に示すような中間階調生成パターンを１６×１６個用意し、メモリに格納する。
【００３５】
続いて、入力された視差画像信号を表示する表示画素の位置、すなわち上記４×４画素中における上記表示画素に対応する位置が決定されるとともに、上記視差画像信号の下位４ビットが表す１０進数をｉとするとき第１乃至第１６フレームのそれぞれに対してｉ／１６階調を与える１６個の中間階調生成パターンが上記メモリから読み出される。なお、本実施形態においては、４×４画素中の１つの画素に対応する９個の視差画像用画素によって表示される９個の視差画像信号は全て同じ視差画像信号となっているので、９個の視差画像信号の下位４ビットは同じ値となっている。
【００３６】
続いて、上記表示画素に対応する第１乃至第１６フレームのそれぞれの視差画像用画素に対して、読み出された中間階調生成パターンの対応する要素値が「１」であるときは、上記フレームの視差画像用画素の画素値の最下位ビットとして「１」を追加する修正を行い、上記要素値が「０」であるときは、上記フレームの視差画像用画素の画素値の最下位ビットとして「０」を追加する修正を行う。なお、画素値の最下位ビットとして「０」を追加することは、上記画素値に対してなにも修正を加えないこと意味する。このようにして、第１乃至第１６フレームの画素値に階調増加のための修正が加えられる。続いて、修正が加えられた第１乃至第１６フレームを用いて、画像表示部１００によって画像を表示する。なお、図６（ｃ）は、１／１６階調を生成する際に第１乃至第１６フレームに用いられる中間階調生成パターンを示す図である。
【００３７】
この第２実施形態は、第１実施形態において、全ての視差画像に対して同じ中間階調生成パターンを用いて中間階調を生成した場合と同じになる。
【００３８】
以上説明したように、第２実施形態によれば、画像を表示する表示用画素がそれぞれ複数の視差画像を表示する複数の視差画像用画素から構成されていても、画質が劣化するのを防止することができる。
【００３９】
この第２実施形態も第１実施形態と同様に、１６フレームを用いて１６階調を実現しているが、それ以外の階調、例えば、上記視差画像信号の下位２ビットで、４フレームを用いた４階調を実現するなど、同様な方法で他の階調を実現しても構わない。
【００４０】
また、第２実施形態は、静止画および動画の両方に適用することができる。動画に適用する場合は、動画の静止領域に適用することが好ましい。
【００４１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 中間階調処理部
１００ 画像表示部
２００ 画像表示部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示用画素がそれぞれ複数の視差画像を表示する複数の視差画像用画素を有する画像表示装置であって、
複数の視差画像を含む画像信号に対して中間階調を生成する中間階調生成パターンを視差画像毎に用意し、前記中間階調生成パターンと前記画像信号とを用いて前記視差画像毎に中間階調を付加する処理を行う中間階調処理部と、
前記中間階調処理部によって中間階調が付加された前記視差画像を表示する画像表示部と、
を備えていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記中間階調処理部は、
前記画像信号に関する連続した複数のフレームに対して前記中間階調生成パターンを与え、前記複数のフレームに対して前記視差画像毎に中間階調を付加する処理を行うことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記中間階調を付加する処理は、前記複数の視差画像に対して同一の中間階調生成パターンを用いて行うことを特徴とする請求項１または２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記中間階調を付加する処理は、Ｎを２以上の整数とするとき、Ｎ×Ｎ個の視差画像用画素を単位として行うことを特徴とする請求項２または３記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記中間階調生成パターンはＮ×Ｎのマトリクスであり、前記マトリクスを構成する要素は「１」または「０」の値を有し、同一の中間階調を付与する前記中間階調生成パターンは値が「１」である要素の個数が同一であることを特徴とする請求項４記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記複数のフレームの個数はＮ×Ｎ個であって、各フレームに対して与えられる同一の中間階調を付与する前記中間階調生成パターンは、値が「１」である要素の配置が異なっていることを特徴とする請求項５記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記中間階調を付加する処理は、前記複数のフレームのうちの一つのフレームにおける前記視差画像用画素の画素値に基づいて同一階調を与える前記中間階調生成パターンを選択して各フレームに対応付け、前記複数のフレームのうちの任意の一つのフレームにおける視差画像用画素は、前記フレームに対応する中間階調生成パターンにおける前記視差画像用画素に対応する要素の値が「１」である場合には、前記視差画像用画素の画素値の最下位ビットに「１」が追加される修正が行われ、前記フレームに対応する中間階調生成パターンにおける前記視差画像用画素に対応する要素の値が「０」である場合には、前記視差画像用画素の画素値は修正されないことを特徴とする請求項６記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記中間階調を付加する処理は、４×４個の視差画像用画素を単位として行うことを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１】
画像を表示する表示用画素がそれぞれ複数の視差画像を表示する複数の視差画像用画素を有する画像表示装置であって、
複数の視差画像を含む画像信号に対して中間階調を生成する中間階調生成パターンを視差画像毎に用意し、前記中間階調生成パターンと前記画像信号とを用いて前記視差画像毎に中間階調を付加する処理を行う中間階調処理部と、
前記中間階調処理部によって中間階調が付加された前記視差画像を表示する画像表示部と、
を備えていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記中間階調処理部は、
前記画像信号に関する連続した複数のフレームに対して前記中間階調生成パターンを与え、前記複数のフレームに対して前記視差画像毎に中間階調を付加する処理を行うことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記中間階調を付加する処理は、前記複数の視差画像に対して同一の中間階調生成パターンを用いて行うことを特徴とする請求項１または２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記中間階調を付加する処理は、Ｎを２以上の整数とするとき、Ｎ×Ｎ個の視差画像用画素を単位として行うことを特徴とする請求項２または３記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記中間階調生成パターンはＮ×Ｎのマトリクスであり、前記マトリクスを構成する要素は「１」または「０」の値を有し、同一の中間階調を付与する前記中間階調生成パターンは値が「１」である要素の個数が同一であることを特徴とする請求項４記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記複数のフレームの個数はＮ×Ｎ個であって、各フレームに対して与えられる同一の中間階調を付与する前記中間階調生成パターンは、値が「１」である要素の配置が異なっていることを特徴とする請求項５記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記中間階調を付加する処理は、前記複数のフレームのうちの一つのフレームにおける前記視差画像用画素の画素値に基づいて同一階調を与える前記中間階調生成パターンを選択して各フレームに対応付け、前記複数のフレームのうちの任意の一つのフレームにおける視差画像用画素は、前記フレームに対応する中間階調生成パターンにおける前記視差画像用画素に対応する要素の値が「１」である場合には、前記視差画像用画素の画素値の最下位ビットに「１」が追加される修正が行われ、前記フレームに対応する中間階調生成パターンにおける前記視差画像用画素に対応する要素の値が「０」である場合には、前記視差画像用画素の画素値は修正されないことを特徴とする請求項６記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記中間階調を付加する処理は、４×４個の視差画像用画素を単位として行うことを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の画像表示装置。
【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２０１２−１３３００９（Ｐ２０１２−１３３００９Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８３３３６（Ｐ２０１０−２８３３３６）
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【特許番号】特許第４９２９３９５号（Ｐ４９２９３９５）
【特許公報発行日】平成２４年５月９日（２０１２．５．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【特許番号】特許第４９２９３９５号（Ｐ４９２９３９５）
【特許公報発行日】平成２４年５月９日（２０１２．５．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]