(57)【要約】【課題】重ね合わせた後側液晶表示パネルと前側液晶表示パネルに有するブラックマトリクス等の格子パターン間の干渉によるモアレを抑制して、高品質の三次元画像を得ることのできる三次元画像表示装置を提供する。【解決手段】表示制御装置ＤＳＣでは、外部信号源ＳＯＣから入力する表示データＲ，Ｇ，Ｂと深さ情報Ｚに基づいて前側液晶表示パネルＰＮＬ１と後側液晶表示パネルＰＮＬ２のそれぞれに与える表示データＲ，Ｇ，Ｂを演算して振り分ける。精細度の高い後側液晶表示パネルＰＮＬ２への表示データは精細度変換回路ＣＣ２（スケーラ）で精細度を変換する。精細度変換回路ＣＣ２は後側液晶表示パネルＰＮＬ２への表示信号をＶＧＡ→ＸＧＡ変換する。これにより、二枚の液晶表示パネルのブラックマトリクス等の格子パターン間の干渉によるモアレを抑制して、高品質の三次元画像が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後に所定の間隔で重ね合わせた二枚の液晶表示パネルと、外部から入力する表示データを前記二枚の液晶表示装置の表示部のそれぞれに表示させる表示信号に変換して供給する表示制御装置とを有し、前記二枚の液晶表示パネルの前側液晶表示パネルの表示部に表示される二次元画像と後側液晶表示パネルの表示部に表示される二次元画像とを重ね合わせで三次元画像を生成する三次元画像表示装置であって、
前記前側液晶表示パネルの表示部に表示される画像の精細度と前記後側液晶表示パネルの表示部に表示される画像の精細度とを異ならせたことを特徴とする三次元画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の三次元画像表示装置において、
前記前側液晶表示パネルの画素ピッチと前記後側液晶表示パネルの画素ピッチとが異なることを特徴とする三次元画像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の三次元画像表示装置において、
前記前側液晶表示パネルの画素ピッチの画素ピッチが、前記後側液晶表示パネルの画素ピッチよりも小であることを特徴とする三次元画像表示装置。
【請求項４】
請求項２に記載の三次元画像表示装置において、
前記前側液晶表示パネルの画素ピッチの画素ピッチが、前記後側液晶表示パネルの画素ピッチよりも大であることを特徴とする三次元画像表示装置。
【請求項５】
請求項１に記載の三次元画像表示装置において、
前記表示制御装置に精細度変換回路を有し、前記前側液晶表示パネルの表示部と前記後側液晶表示パネルの表示部に精細度が異なる表示信号として供給することを特徴とする三次元画像表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の三次元画像表示装置において、
前記前側液晶表示パネルに供給する表示信号の精細度が、前記後側液晶表示パネルに供給する表示信号の精細度よりも高いことを特徴とする三次元画像表示装置。
【請求項７】
請求項５に記載の三次元画像表示装置において、
前記前側液晶表示パネルに供給する表示信号の精細度が、前記後側液晶表示パネルに供給する表示信号の精細度よりも低いことを特徴とする三次元画像表示装置。
【請求項８】
請求項１に記載の三次元画像表示装置において、
前記外部から入力する表示データは、赤、緑、青３色の各階調信号と深さ情報とから構成され、
前記表示制御装置に、前記３色の各階調信号と深さ情報とから前記前側液晶表示パネルの表示部に表示するための赤、緑、青３色の表示信号と、前記後側液晶表示パネルの表示部に表示するための赤、緑、青３色の表示信号とに展開する二画面表示信号生成回路と、
前記後側液晶表示パネルの表示部に表示するための赤、緑、青３色の表示信号の解像度を変換する精細度変換回路と、
前記前側液晶表示パネルの表示部と、前記後側液晶表示パネルの表示部の表示タイミングを生成するタイミングコントローラと、を備えたことを特徴とする三次元画像表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の三次元画像表示装置において、
前記前側液晶表示パネルの解像度が、前記外部から入力する表示データの解像度と同じであることを特徴とする三次元画像表示装置。
【請求項１０】
前記後側液晶表示パネルの精細度が、前記外部から入力する表示データの精細度と同じであることを特徴とする三次元画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に係り、特に前後に配置した二枚の液晶表示パネルに表示される画像を重ね合わせることで、立体的に見える画像を表示する三次元画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特殊な眼鏡等を使用することなく表示画面に三次元的立体画像を表示させようとする技術について特許文献１を挙げることができる。特許文献１では、観察者から見て異なった奥行き位置にある複数の表示面に対して、表示対象物体を前記観察者の視線方向から射影した二次元像を生成する。生成された二次元像を観察者から見て異なった奥行き位置にある複数の表示面にそれぞれ表示し、表示される二次元像の輝度を前記各表示面毎にそれぞれ独立に変化させて、三次元的立体画像を生成する。
【０００３】
そして、特許文献１には、この三次元表示方法において、各表示面に表示される二次元画像の透過度を各表示面毎にそれぞれ独立に変化させて、各表示面に表示される二次元画像の輝度をそれぞれ独立に変化させることについて記載されている。
【０００４】
また、液晶表示パネルを用いて三次元の画像表示を行う液晶表示装置が種々提案されている。その一つに、二枚の液晶表示パネルを所定の間隔で前後に離して重ね合わせ、前側液晶表示パネルと後側液晶表示パネルとに供給する画像データに間の視差の違い、あるいは動きの違いで三次元の画像表示を実現するものが特許文献２に開示されている。特許文献２では、後側液晶表示パネルに表示される背景データの動きが前側液晶表示パネルに表示される前景データに比べて少ないことで三次元の画像表示がなされる。なお、前側液晶表示パネルと後側液晶表示パネルとの配置、あるいは背景データと前景データの各動きの違いもしくは両者が、三次元表示として観察されるための奥行き情報となる。
【特許文献１】特開２００１-５４１４４号公報
【特許文献２】特許第３３３５９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在、主流となっている液晶表示パネルは３色のカラーフィルタを有するカラー液晶表示パネルである。このカラー液晶表示パネルは、そのカラーフィルタを構成する各色間を格子状の遮光膜（ブラックマトリクス）で区画してコントラストを向上させている。なお、ここでは、このようなカラー液晶表示パネルを単に液晶表示パネルと称する。
【０００６】
ブラックマトリクスは遮光格子で形成されるパターンであり、周期性を有しているため、二枚の液晶表示パネルを前後に重ねて両者に画像を表示した場合、互いのブラックマトリクスの格子パターン間の干渉でモアレが生じる。
【０００７】
このようなモアレは、一般に二つのブラックマトリクスの格子パターンの配列が近似している場合に生じる光学的な干渉縞として定義される。二枚の液晶表示パネルの各ブラックマトリクスの格子パターンが互いに平行で重ね合わされた場合は二つの格子パターン間の干渉で起こるモアレは元の格子とは濃度とピッチの異なるを格子状となる。また、格子間に角度を持って重ね合わされた場合は、そのモアレは不定形で多重に描画される濃淡を伴う曲線として現れる。なお、液晶表示パネルにはドレイン線とゲート線とが直角に交差して配置された電極の格子パターンも有しているため、重ね合わされた二枚の液晶表示パネルのこのような電極の格子パターン同士、あるいは一方の電極の格子パターンと他方のブラックマトリクスパターンとの干渉でも同様のモアレが生じる。
【０００８】
特許文献１、２には、重ね合わされた二枚の液晶表示パネルに対してこのようなモアレ対策についての考慮はなされていない。
【０００９】
本発明の目的は、重ね合わせた前側液晶表示パネルと後側液晶表示パネルに有するブラックマトリクスや電極等の格子パターン間の干渉によるモアレを抑制して、高品質の三次元画像を得ることのできる三次元画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の表示装置は、前後に所定の間隔で重ね合わせた二枚の液晶表示パネルと、外部から入力する表示データを前記二枚の液晶表示装置の表示部のそれぞれに表示させる表示信号に変換して供給する表示制御装置とを有し、前記二枚の液晶表示パネルの前側液晶表示パネルの表示部に表示される二次元画像と後側液晶表示パネルの表示部に表示される二次元画像とを重ね合わせで三次元画像を生成する三次元画像表示装置である。
【００１１】
そして、本発明は、前記前側液晶表示パネルの表示部に表示される画像の精細度と前記後側液晶表示パネルの表示部に表示される画像の精細度とを異ならせたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、前記前側液晶表示パネルの画素ピッチと前記後側液晶表示パネルの画素ピッチとを異ならせたことを特徴とする。画素ピッチは、隣接する画素間を区画するブラックマトリクス、あるいは走査線電極とデータ線電極のピッチとも言い換えられる。本発明での画素ピッチは、ブラックマトリクスの格子パターンのピッチ、あるいは走査線電極とデータ線電極パネルのピッチと同じことを意味する。
【００１３】
また、本発明は、前記前側液晶表示パネルの画素ピッチが、前記後側液晶表示パネルの画素ピッチよりも小であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、前記前側液晶表示パネルの画素ピッチが、前記後側液晶表示パネルの画素ピッチよりも大であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、前記表示制御装置に精細度変換回路を有し、前記前側液晶表示パネルの表示部と前記後側液晶表示パネルの表示部に精細度が異なる表示信号として供給することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記前側液晶表示パネルに供給する表示信号の精細度が、前記後側液晶表示パネルに供給する表示信号の精細度よりも高いことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、前記前側液晶表示パネルに供給する表示信号の精細度が、前記後側液晶表示パネルに供給する表示信号の精細度よりも低いことを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明は、前記外部から入力する表示データは、赤、緑、青３色の各階調信号と深さ情報とから構成され、
前記表示制御装置に、前記３色の各階調信号と深さ情報とから前記前側液晶表示パネルの表示部に表示するための赤、緑、青３色の表示信号と、前記後側液晶表示パネルの表示部に表示するための赤、緑、青３色の表示信号とに展開する二画面表示信号生成回路と、
前記後側液晶表示パネルの表示部に表示するための赤、緑、青３色の表示信号の解像度を変換する精細度変換回路と、
前記前側液晶表示パネルの表示部と、前記後側液晶表示パネルの表示部の表示タイミングを生成するタイミングコントローラと、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、前記前側液晶表示パネルの精細度が、前記外部から入力する表示データの精細度と同じであることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、前記後側液晶表示パネルの精細度が、前記外部から入力する表示データの精細度と同じであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、前後に配置する液晶表示パネルに表示される画像の精細度を互いに異ならせることで、各液晶表示パネルのブラックマトリクスの格子パターン（以下、ブラックマトリクスパターンとも称する）、あるいは電極パターン間の干渉縞（モアレ）の発生が抑制される。
【００２２】
また、本発明によれば、精細度の異なる液晶表示パネルを前後に二枚重ねて用いることにより、例えば、車載用のナビゲーションシステムの表示装置とした場合、後側液晶表示パネルを画素ピッチを小さい（細かい）ものとしてその表示部に詳細な地図情報を表示し、前側液晶表示パネルには画素ピッチが後側パネルよりも大きい（粗い）ものを用い、その表示部にはメニュー画面や現在位置情報等の比較的画素ピッチの粗い情報を表示するような使い方ができる。また、前側液晶表示パネルと後側液晶表示パネルの精細度を上記と逆にすることもできることは言うまでもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態につき、実施例の図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施例では、二枚の液晶表示パネルを重ねた構造で観測者に立体的な表示を見せることができる画像表示装置について説明する。ここでは、前側液晶表示パネルを９形ＶＧＡ（水平６４０画素×垂直４８０画素、以下６４０×４８０画素と表記する）、後側液晶表示パネルＰＮＬ２は９形ＸＧＡ（１０２４×７６８画素）としたものについて説明するが、前後の液晶表示パネルを上記と逆にしたものについても、信号の精細度を逆に読み替えればよい。
【実施例１】
【００２４】
図１は、二枚の液晶パネルを用いた本発明の三次元画像表示装置の実施例１の構成を説明する図である。図１において、この三次元画像表示装置は、前側液晶表示パネルＰＮＬ１と後側液晶表示パネルＰＮＬ２とを所定の間隔で重ねて配置する。前側液晶表示パネルＰＮＬ１は表示部ＡＲＦを有し、後側液晶表示パネルＰＮＬ２には表示部ＡＲＲを有する。
【００２５】
前側液晶表示パネルＰＮＬ１と後側液晶表示パネルＰＮＬ２には表示制御装置ＤＳＣが接続されており、二枚の液晶表示パネルとこの表示制御装置ＤＳＣとで表示モジュールＭＤＬを構成している。
【００２６】
外部信号源ＳＯＣから入力する表示データは、赤、緑、青３色の各階調信号Ｒ，Ｇ，Ｂと深さ情報Ｚとから構成される。この表示データはインターフェース回路ＩＦを介して表示モジュールＭＤＬの表示制御装置ＤＳＣに入力する。表示モジュールＭＤＬには、３色の各階調信号Ｒ，Ｇ，Ｂと深さ情報Ｚとから前側液晶表示パネルＰＮＬ１の表示部ＡＲＦに表示するための赤、緑、青３色の表示信号と後側液晶表示パネルの表示部に表示するための赤、緑、青３色の表示信号との二系統に展開する二画面表示信号生成回路ＣＣ１と、後側液晶表示パネルＰＮＬ２の表示部ＡＲＲに表示するための赤、緑、青３色の表示信号の解像度を変換する精細度変換回路ＣＣ２と、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を液晶表示パネルの画素回路を駆動する信号（ＴＦＴ信号）に変換するＴＦＴ信号変換回路ＣＣ３、前側液晶表示パネルＰＮＬ１の表示部ＡＲＦと後側液晶表示パネルＰＮＬ２の表示部ＡＲＲの表示タイミングを生成するタイミングコントローラＴＣＯＮとを有する。
【００２７】
実施例１では、外部信号源ＳＯＣから入力する各表示信号（階調信号）Ｒ，Ｇ，Ｂと深さ情報Ｚは、典型的には各６ビットであり、表示制御装置ＤＳＣでは入力したＲ，Ｇ，Ｂ及びＺに基づいて前側液晶表示パネルＰＮＬ１と後側液晶表示パネルＰＮＬ２のそれぞれに与える表示信号Ｒ，Ｇ，Ｂを演算して振り分ける。また、精細度の高い後側液晶表示パネルＰＮＬ２への表示データは精細度変換回路ＣＣ２（スケーラ）で精細度を変換する。精細度の変換は、例えばバイリニア方式で行う。
【００２８】
外部信号源ＳＯＣから入力する表示データはＶＧＡであり、前側液晶表示パネルＰＮＬ１と同じである。したがって、精細度変換回路ＣＣ２は後側液晶表示パネルＰＮＬ２への表示信号をＶＧＡ→ＸＧＡ変換する。
【００２９】
図２は、液晶表示パネルの画素ピッチとモアレ波長の関係を説明する図である。モアレ（干渉縞）は二枚の液晶表示パネルの画素ピッチの比が１に近い場合に目立つ。一般的に、前側液晶表示パネルＰＮＬ１の画素ピッチをＰ１、後側液晶表示パネルＰＮＬ２の画素ピッチをＰ２、モアレ波長をＰとすると、
１/Ｐ＝？１/Ｐ１−１/Ｐ０？
の関係がある。
【００３０】
図２の横軸はＰ１/Ｐ０、縦軸はＰ/Ｐ０である。すなわち、横軸に二枚の液晶表示パネルＰＮＬ１とＰＮＬ２の画素ピッチの比を取り、縦軸にモアレ波長と後側液晶表示パネルＰＮＬ２の画素ピッチの比を取って、両比の関係を示した。
【００３１】
一般に、液晶表示パネルの画素ピッチは１ｍｍ以下で、例えばＶＧＡ精細度（４６０×６４０画素）のものでは０．３３ｍｍである。縦軸（Ｐ/Ｐ０）が５程度以下であれば、モアレピッチは１．６５ｍｍ程度と小さく、モアレは気にならない。
【００３２】
後側液晶表示パネルＰＮＬ２の精細度をＱＶＧＡ（２４０×３２０画素）で、前側液晶表示パネルＰＮＬ１の精細度をＶＧＡ（４６０×６４０画素）とすると、Ｐ１/Ｐ０は１/２で、Ｐ/Ｐ０は１となり、モアレは目立たない。
【００３３】
後側液晶表示パネルＰＮＬ２の精細度をＶＧＡ（４６０×６４０画素）で、前側液晶表示パネルＰＮＬ１の精細度をＱＶＧＡ（２４０×３２０画素）とすると、Ｐ１/Ｐ０は２/１で、Ｐ/Ｐ０は２となり、モアレは目立たない。
【００３４】
後側液晶表示パネルＰＮＬ２の精細度をＶＧＡ（４６０×６４０画素）で、前側液晶表示パネルＰＮＬ１の精細度をＸＧＡ（７６８×１０２４画素）とすると、Ｐ１/Ｐ０は１．６で、Ｐ/Ｐ０は２．７となり、モアレは目立たない。
【００３５】
図３は、二枚の液晶表示パネルを観察側からみて垂直方向の前後に重ね合わせて立体画像表示を行うようにした三次元画像表示装置の構成例を説明する展開斜視図である。この三次元画像表示装置は、前側液晶表示パネルＰＮＬ１と後側液晶表示パネルＰＮＬ２をスペーサＳＰＣを介して所定の間隔をもって重ね合わされている。前側液晶表示パネルＰＮＬ１の表面には偏光フィルムＰＯＬ１が貼付され、後側液晶表示パネルＰＮＬ２の背面には偏光フィルムＰＯＬ２が貼付されている。
【００３６】
後側液晶表示パネルＰＮＬ２の背面には照明装置（バックライト）ＢＬが設置され、下側フレームＦＬＭ２と上側フレームＦＬＭ１とで表示装置を包み込んで一体化する筐体を構成する。また、この三次元画像表示装置では、その照明装置すなわちバックライトＢＬに１又は複数本の冷陰極蛍光灯を用いており、これに駆動電流を供給するインバータＩＮＶが設けられている。なお、このようなバックライトとしては、他に発光ダイオードを用いたものなどもある。
【００３７】
なお、上記の実施例では、表示装置として液晶表示パネルを二枚用いたもので説明したが、本発明はこれに限らず、一方の表示画像を他方の表示画像に重ねて一つの表示画像を生成できるもので、それらの表示領域に規則性を有する構造をもつものに対しても同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】二枚の液晶パネルを用いた本発明の三次元画像表示装置の実施例１の構成を説明する図である。
【図２】液晶表示パネルの画素ピッチとモアレ波長の関係を説明する図である。
【図３】二枚の液晶表示パネルを観察側からみて垂直方向の前後に重ね合わせて立体画像表示を行うようにした三次元画像表示装置の構成例を説明する展開斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
ＰＮＬ１・・・前側液晶表示パネル、ＰＮＬ２・・・後側液晶表示パネル、ＤＳＣ・・・表示制御装置、ＭＤＬ・・・表示モジュール、ＳＯＣ・・・外部信号源、ＩＦ・・・インターフェース回路、ＣＣ１・・・二画面表示信号生成回路、ＣＣ２・・・精細度変換回路、ＴＣＯＮ・・・タイミングコントローラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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