(57)【要約】【課題】クロストークの発生を大きく抑制することが可能な時分割方式の立体画像表示装置および立体画像表示方法を提供する。【解決手段】本発明の一態様としての立体画像表示装置は、補正部と、画像表示部と、書き込み部と、到達レベル算出部と、タイミング制御部と、を備える。補正部は、右眼用または左眼用の処理対象となる画像信号の画素の階調を補正する。書き込み部は、補正部により補正された画像信号を画像表示部の表示画素に書き込む。到達レベル算出部は、補正された画像信号が表示画素に書き込まれてから１サブフレーム期間後に表示画素が到達する階調である到達階調を、表示画素の応答特性に基づき、計算する。タイミング制御部は、書き込み部の書き込みタイミングに応じてメガネの開閉タイミングを制御する。補正部は、処理対象となる画像信号の画素の階調を、書き込み部の書き込みタイミングとメガネの開閉タイミングとの差と、1サブフレーム前の画素の到達階調とに基づいて、補正する。【選択図】図2
2012128197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
右眼用および左眼用の光の透過を開閉により制御するメガネを装着した観察者に立体画像を表示する立体画像表示装置であって、
右眼用または左眼用の処理対象となる画像信号の画素の階調を補正する補正部と、
画像信号を書き込み可能な複数の表示画素を有する画像表示部と、
前記補正部により補正された画像信号を前記画像表示部の前記表示画素に書き込む書き込み部と、
前記補正された画像信号が前記表示画素に書き込まれてから１サブフレーム期間後に前記表示画素が到達する階調である到達階調を、前記表示画素の応答特性に基づき、計算する到達レベル算出部と、
前記書き込み部の書き込みタイミングに応じて前記メガネの開閉タイミングを制御するタイミング制御部と、を備え、
前記補正部は、前記処理対象となる画像信号の画素の階調を、前記書き込み部の書き込みタイミングと前記メガネの開閉タイミングとの差と、1サブフレーム前の前記画素の到達階調とに基づいて補正する、立体画像表示装置。
【請求項２】
前記補正部は、前記表示画素の表示輝度と前記右眼用および左眼用の光の透過率との積を一定期間で積分して合計した合計積分強度と、あらかじめ定めた期待値との差が最小または閾値以下になるように前記画素の階調を補正する、
請求項1に記載の立体画像表示装置。
【請求項３】
右眼用および左眼用の光の透過を開閉により制御するメガネを装着した観察者に立体画像を表示する立体画像表示装置であって、
右眼用または左眼用の処理対象となる画像信号の画素の階調を補正する補正部と、
光を出射するバックライトと、
画像信号を書き込み可能な複数の液晶画素を有し、前記液晶画素に書き込まれた画像信号に基づき前記バックライトからの光を変調する液晶表示部と、
前記補正部により補正された画像信号を前記液晶表示部の前記液晶画素に書き込む書き込み部と、
前記補正された画像信号が前記液晶画素に書き込まれてから1サブフレーム期間後に前記液晶画素が到達する階調である到達階調を、前記液晶画素の応答特性に基づき、計算する到達レベル算出部と、
前記書き込み部の書き込みタイミングに応じて前記バックライトの発光タイミング、前記メガネの開閉タイミングを制御するタイミング制御部と、を備え、
前記補正部は、前記処理対象となる画像信号の画素の階調を、1サブフレーム前の前記液晶画素の到達階調に基づき、前記画素に対応する前記液晶画素の液晶透過率と、前記バックライトの発光輝度と、前記右眼用および左眼用の光の透過率との積を一定期間で積分して合計した合計積分強度と、あらかじめ定められた期待値との差分が最小または閾値以下になるように補正する、立体画像表示装置。
【請求項４】
前記バックライトは、それぞれ発光と非発光とを切替え可能な複数の発光部を有し、
前記タイミング制御部は、前記複数の発光部の発光タイミングをそれぞれ制御し、
前記補正部は、
各前記発光部がそれぞれ前記液晶表示部へ光照射したときの前記液晶表示部での光分布に基づき、前記液晶画素における光の合計強度と、前記液晶画素の液晶透過率と、前記右眼用および左眼用の光の透過率との積を一定期間で積分して合計した合計積分強度と、
前記あらかじめ定められた期待値と、
の差分が最小になるように前記画素の階調を補正する、
請求項3に記載の立体画像表示装置。
【請求項５】
前記あらかじめ定められた期待値は、前記液晶画素の液晶応答がステップ応答である場合の前記合計積分強度である、請求項4記載の立体画像表示装置。
【請求項６】
前記補正部は、前記バックライトの発光期間に応じて、前記処理対象となる画像信号の画素の階調を補正する、請求項3ないし5のいずれか一項に記載の立体画像表示装置。
【請求項７】
前記補正部は、前記サブフレームのリフレッシュレート、前記画像表示部の温度特性、ユーザが入力した情報のうち、少なくともいずれか一つに基づき、前記処理対象となる画像信号の画素の階調を補正する、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の立体画像表示装置。
【請求項８】
前記到達レベル算出部は、前記サブフレームのリフレッシュレート、前記画像表示部の温度特性のうち、少なくともいずれか一つに基づき、前記到達階調を算出する、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の立体画像表示装置。
【請求項９】
右眼用および左眼用の光の透過を開閉により制御するメガネを装着した観察者に立体画像を表示する立体画像表示方法であって、
右眼用または左眼用の処理対象となる画像信号の画素の階調を補正する補正ステップと、
補正された画像信号を、画像表示部の表示画素に書き込む書き込みステップと、
前記補正された画像信号が前記表示画素に書き込まれてから１サブフレーム期間後に前記表示画素が到達する階調である到達階調を、前記表示画素の応答特性に基づき、計算する到達レベル算出ステップと、
前記表示画素への前記補正された画像信号の書き込みタイミングに応じて、前記メガネの開閉タイミングを制御するタイミング制御ステップと、を備え、
前記補正ステップは、前記処理対象となる画像信号の画素の階調を、前記書き込みタイミングと前記メガネの開閉タイミングとの差と、1サブフレーム前の前記画素の到達階調とに基づいて補正する、立体画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、例えば複数の視点の映像を時分割により同一画面上に表示することで、専用のメガネを装着した観察者に3次元（3D）映像を見させる立体画像表示装置および立体画像表示方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
立体（3次元）ディスプレイの一つとして、多視点の映像を時分割により画面上に表示する時分割方式立体ディスプレイが開発されている。時分割方式立体ディスプレイに対しては、これまでメガネ式と裸眼式が提案されている。メガネ式は、左眼用、右眼用の画像を分離するのに、専用のメガネを用いる方式であり、現在、立体映画の上映などに用いられている。裸眼式は、バックライトに指向性をもたせて、各視点画像を分離する方式である。
【０００３】
時分割方式の立体画像表示装置において、画像を表示する際、左右画像の分離が不十分になると、3D映像に二重像やボケなどの画質劣化が生じるという問題がある。右目（左目）に対する左目用画像（右目用画像）のもれを、クロストーク（ゴースト）という。
【０００４】
また時分割方式の立体画像表示装置のうち液晶タイプのものでは、フリッカを発生しない表示を行うために、左右の視差画像を毎秒120回に近いレートで交互に表示することが望ましい。しかし、このような高速の表示を行うには、液晶の応答速度が不足し、液晶の応答遅れにより左右画像の分離が不十分になることによって、3D映像に二重像やボケなどの画質劣化が生じるという問題がある。
【０００５】
従来技術として、液晶パネルの液晶応答遅れによるクロストークの発生を防止するために、直前画像データと最新画像データの階調値を比較し、最新画像データの階調変化を強調するように補償する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2006−157775号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、階調変化を強調するように補償しても意図した輝度に到達しない場合がある。そのとき、次の画像は前の画像が所望の目標値に到達したとして補正を行うため、補正量が最適にはならず所望の輝度を得ることはできない。例えば、8ビットで階調を表現する表示装置の場合、画像データの取りうる階調は最大で255であるため、0階調から255階調への変化においては書き込む階調を強調することはできない。よって255階調に対する所望の輝度には届かず暗くなる。このとき、次の画像は前の画像が255階調に対する所望の輝度を得られているとするため、次の画像の補正量は最適にはならない。
【０００８】
したがって、上記の従来技術のように、直前画像の階調値と最新画像の階調値のみを考えた階調補正では、意図したクロストークの発生防止を望めない。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、クロストークの発生を大きく抑制することが可能な時分割方式の立体画像表示装置および立体画像表示方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様としての立体画像表示装置は、右眼用および左眼用の光の透過を開閉により制御するメガネを装着した観察者に立体画像を表示する立体画像表示装置であって、補正部と、画像表示部と、書き込み部と、到達レベル算出部と、タイミング制御部と、を備える。
【００１１】
前記補正部は、右眼用または左眼用の処理対象となる画像信号の画素の階調を補正する。
【００１２】
前記画像表示部は、画像信号を書き込み可能な複数の表示画素を有する。
【００１３】
前記書き込み部は、前記補正部により補正された画像信号を前記画像表示部の前記表示画素に書き込む。
【００１４】
前記到達レベル算出部は、前記補正された画像信号が前記表示画素に書き込まれてから１サブフレーム期間後に前記表示画素が到達する階調である到達階調を、前記表示画素の応答特性に基づき、計算する。
【００１５】
前記タイミング制御部は、前記書き込み部の書き込みタイミングに応じて前記メガネの開閉タイミングを制御する。
【００１６】
前記補正部は、前記処理対象となる画像信号の画素の階調を、前記書き込み部の書き込みタイミングと前記メガネの開閉タイミングとの差と、1サブフレーム前の前記画素の到達階調とに基づいて、補正する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態1の立体画像表示装置の概要を説明する図である。
【図２】立体画像表示装置の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】タイミング制御部の詳細構成を示す図である。
【図４】階調レベル補正部の詳細構成を示す図である。
【図５】到達レベル算出部の詳細構成を示す図である。
【図６】補正階調値テーブルの一例を示す図である。
【図７】到達階調値テーブルの一例を示す図である。
【図８】液晶パネルでの液晶の応答遅れによるクロストーク発生を説明する模式図である。
【図９】液晶メガネの液晶の応答遅れによるクロストーク発生を説明する模式図である。
【図１０】クロストークによる二重像を示す図である。
【図１１】液晶パネルの液晶応答と、バックライト輝度と、メガネの右シャッターの応答とを模式的に説明する図である。
【図１２】到達階調を用いて補正することの有効性を説明する図である。
【図１３】点灯期間と調整係数との関係を示した調整係数テーブルを示す図である。
【図１４】基準となる点灯期間に対する補正量テーブルの一例を示す図である。
【図１５】フレームレートに対する補正階調値および到達階調値の調整係数テーブルの例をそれぞれ示す図である。
【図１６】到達量テーブルの一例を示す図である。
【図１７】表面温度に対する補正階調値および到達階調値の調整係数テーブルの例をそれぞれ示す図である。
【図１８】液晶表示部への画像信号の書き込みと、メガネシャッタの開放期間との関係を示すとともに、垂直表示位置における液晶の応答を示す図である。
【図１９】液晶表示部への画像信号の書き込みと、メガネシャッタの開放・遮蔽期間との関係を示す図である。
【図２０】実施形態2に係る立体画像表示装置を示すブロック図である。
【図２１】実施形態2に係り、液晶表示部への画像信号の書き込みと、バックライトの発光タイミングの関係を示す図である。
【図２２】実施形態2に係り、垂直表示位置における光量を時間軸に沿って示した図である。
【図２３】立体画像表示装置における入力画像と表示画像を説明する模式図である。
【図２４】表示画像の他の例を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、互いに同様の動作をする構成や処理には共通の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１９】
＜実施形態1＞
（液晶パネル+バックライトの構成）
本実施形態の立体画像表示装置は、時間分割方式で立体表示を行うための液晶ディスプレイである。立体表示装置は、視差のある左目用画像と右目用画像とを切換表示し、観察者には左目用と右目用画像が交互に観察されるように専用メガネの左右のシャッターを交互に開閉する。立体表示装置に表示される画像は2次元画像であるが、観察者の左眼と右眼とに視差のある画像が別々に表示されることで、両眼視差を利用した立体視が実現される。
【００２０】
時間分割方式には、液晶シャッターメガネ方式、偏光フィルタメガネ方式、RGB波帯分割フィルタメガネ方式などがあるが、本実施形態では、液晶シャッターメガネ方式のメガネを用いた時間分割方式について例示する。時間分割方式は、フィールドシーケンシャル方式、フレームシーケンシャル方式のどちらでも構わないが、本実施形態では、フレームシーケンシャルの時分割方式について説明する。
【００２１】
（駆動方法の違いによる表示画像のフレームとサブフレームの定義）
図23および図24は、立体画像表示装置における入力画像と表示画像を説明する模式図である。図２３（ａ）は入力画像の例を示し、図２３（ｂ）、図２３（ｃ）、図２４（ａ）、図２４（ｂ）は出力画像の例を示す。立体視を実現させる左目用（右目用）の画像信号の単位を1フレームとし、画面に表示する画像1枚分の画像信号の単位を1サブフレームとする。またフレームの表示期間をフレーム期間、サブフレームの表示期間をサブフレーム期間と称する。図23（b）は画像をフレームレート120Hzで表示する場合、図23（c）および図24（a）、図24（b）は画像を240Hzで表示する場合である。なお、図23(b)では、1フレームと1サブフレームが一致し、フレーム期間とサブフレーム期間が一致している。図23（c）は同じ視点（左目・右目）の画像を2回繰り返す表示方式（2度振り）であり、図24（a）および図24（b）は左目・右目画像の間に黒画像を挿入する表示方式（黒挿入）である。
【００２２】
（立体画像表示装置の概要説明）
図1は、本実施形態の立体画像表示装置100の概要を説明する図である。
【００２３】
立体画像表示装置100は、異なる視点の複数の画像（以下、視差画像と記載）を時分割で切り替えて表示する。立体画像表示装置100は、1フレーム毎にスイッチング信号を発信部110によって発信する。発信部110は赤外線等によって液晶シャッター211の切り替えタイミングを示すスイッチング信号をメガネ200に発信する。なお、立体画像表示装置100は、液晶パネルの背面から光を照射するバックライトを備える液晶ディスプレイである。
【００２４】
メガネ200は、左右の液晶シャッター211と、発信部110が発信するスイッチング信号を受信する受信部212と、スイッチング信号に同期して左右の液晶シャッター211の開閉を駆動する駆動部210を備える。右目用画像と左目用画像とが時間的に交互に入光されるように駆動部210は左右の液晶シャッター211の開閉を制御する。これにより、観察者は時間的に交互に右目、左目に視差の付された視差画像が入力される。観察者は、右目および左目に交互の視差画像が入力されることで、立体画像表示装置100に2次元で表示された映像を、立体映像として認識することができる。
【００２５】
なお、立体画像表示装置100の発信部110とメガネ200の受信部212との通信は、赤外線による通信に限定されず、他の無線信号による通信、または、信号ケーブル等を介した有線信号による通信でも構わない。
【００２６】
（立体画像表示装置のブロック図説明）
図2は、立体画像表示装置100の詳細構成を示すブロック図である。本装置へは右目・左目の視差に対応した2次元の視差画像を表す映像信号（画像信号）が図示しない外部装置（例えばコントローラIC、記録媒体、ネットワークなど）から入力される。
【００２７】
立体画像表示装置100は、液晶表示部（液晶パネル）301と、バックライト302と、フレームメモリ（記憶部）303と、階調レベル補正部（補正部）304と、書き込み部306と、タイミング制御部305と、到達レベル算出部307を備える。
【００２８】
図示しないコントローラICから送られてきた画像信号は階調レベル補正部304およびタイミング制御部305に入力される。
【００２９】
液晶表示部301は、画像信号を書き込み可能な複数の液晶画素（表示画素）を有する。液晶表示部301は、書き込み部306により液晶画素への画像信号の書き込みを受ける。液晶表示部301は、液晶画素に書き込まれた画像信号の階調値に応じてバックライト302からの発光を変調することにより画像表示を行う。
【００３０】
バックライト302はタイミング制御部305により点灯が制御され、1フレーム期間において非発光期間と発光期間とを有する。発光期間において発光し、非発光期間では消灯する。
【００３１】
タイミング制御部305は、液晶表示部301への画像信号の書き込みタイミング（書込時刻）に応じてバックライト302の発光タイミング、および液晶メガネの左右の液晶シャッターの開閉タイミングを制御する。また、タイミング制御部305は、左右の液晶シャッターの開閉切り替タイミング（メガネ切替時刻）と、書き込み対象となる画素（処理対象画素）の書き込みタイミング（書込時刻）との時間差を計算し、その時間差データを階調レベル補正部304に出力する。タイミング制御部305の詳細な構成については図3を用いて後述する。
【００３２】
フレームメモリ303は、1サブフレーム分の到達画像信号（後述）を保持するメモリ回路であり、到達レベル算出部307から送られてきた当該到達画像信号を1サブフレーム期間保持し、その後階調レベル補正部304と到達レベル算出部307に出力する。このため、階調レベル補正部304には、n（nは2以上の整数）サブフレーム目の画像信号とn-1サブフレーム目の到達画像信号とが同時に入力される。また、到達レベル算出部307には、n-1サブフレーム目の到達画像信号とnフレーム目の補正した画像信号（補正画像信号）とが同時に入力される。
【００３３】
階調レベル補正部304は、nサブフレーム目の画像信号と、フレームメモリ303により入力されたn-1サブフレーム目の到達画像信号と、タイミング制御部305より入力された時間差（メガネ切替時刻と処理対象画素の書込時刻との時間差）に基づいて、処理対象画素に対応する画像信号（nサブフレーム目のもの）の階調レベル（階調値）を補正する。液晶表示部301の各液晶画素をそれぞれ処理対象画素として順次選択し、それぞれ対応する画像信号（nサブフレーム目のもの）の階調補正を行う。階調レベル補正部304は、補正階調値の画像信号を、書き込み部306と到達レベル算出部307に送る。階調レベル補正部304の詳細は後述する。
【００３４】
書き込み部306は、階調レベル補正部304で計算された補正階調値の画像信号を、液晶表示部301における対応液晶画素に書き込む。
【００３５】
到達レベル算出部307は、フレームメモリ303から入力されるn-1サブフレーム目の到達画像信号に基づき、階調レベル補正部304で計算されたｎサブフレーム目の補正画像信号が、画素への書き込みから1サブフレーム期間後に到達する階調レベルを算出する。階調レベル補正部304から処理対象画素ごとに順次、補正画像信号が入力され、到達レベル算出部307で、処理対象画素ごとに、到達する階調レベルを算出する。到達レベル算出部307は、算出した階調レベルの信号（到達画像信号）を、フレームメモリ303に送り、当該到達画像信号はフレームメモリ303で1サブフレーム期間保持する。到達レベル算出部307の詳細は後述する。
【００３６】
（タイミング制御部の詳細説明）
図3はタイミング制御部305の詳細構成を示す図である。
【００３７】
タイミング制御部305は、書込時刻計測部401と、メガネ設定データ記憶部402と、算出部403と、バックライト点灯制御部404とを有する。
【００３８】
書込時刻計測部401は、1サブフレームの画像信号の最上ライン、より細かくは最上ラインの先頭画素が書き込まれる時刻（以下、基準時刻と記載）を時刻0としたときの、処理対象画素が書き込まれる時刻（書込時刻）を計算し、計算した書込時刻を算出部403へ出力する。
【００３９】
メガネ設定データ記憶部402は、基準時刻に対するメガネ切替時刻をあらかじめ記憶している。
【００４０】
算出部403は、メガネ設定データ記憶部402からメガネ切替時刻を読み出し、書込時刻計測部401からの処理対象画素の書込時刻と、メガネ設定データ記憶部402から読み出したメガネ切替時刻との差を算出し、算出した差を階調レベル補正部304へ出力する。なお当然ながら書込時刻はメガネ切替時刻よりも前の場合もあるし、後の場合もある。
【００４１】
バックライト点灯制御部404は、基準時刻をもとにバックライト302の点灯タイミングを制御する。例えば基準時刻から所定時間後から一定の期間、発光するようにバックライトを制御する。
【００４２】
（階調レベル補正部の詳細説明）
図4は階調レベル補正部304の詳細構成を示す図である。
【００４３】
階調レベル補正部304は、上述したように、nサブフレーム目の画像信号と、n-1サブフレーム目の到達画像信号と、タイミング制御部305より出力された時間差（書込時刻とメガネ切替時刻との差）に基づいて、処理対象画素の階調レベル（階調値）を補正する（階調変化を強調した階調レベルをもとめる）。
【００４４】
具体的に、処理対象画素の液晶透過率とバックライト輝度とメガネの透過率（左右の液晶シャッターの各々）との積を1サブフレーム期間で積分して合計した合計積分強度と、あらかじめ定められた期待値との差が最小になるように、処理対象画素の階調レベル（階調値）を補正する。また、あらかじめ定められた期待値は、例えば液晶パネル応答の遅延が無かったとした場合、すなわちステップ応答の場合の合計積分強度である。このような階調補正の原理については後述する。
【００４５】
ここで階調レベル補正部304の演算処理時間を短縮するため、予め複数の時間差（書込時刻とメガネ切替時刻との差）のそれぞれ毎に、nサブフレーム目の階調値と、n-1サブフレーム目の到達階調と、補正階調値とを対応づけた補正階調値テーブルを作成しておき、このテーブルに基づき演算を行ってもよい。図6に補正階調値テーブルの一例を示す。
【００４６】
すなわち複数の時間差毎に、補正階調値テーブルを補正階調値テーブル記憶部502に格納しておき、テーブル参照部501は、タイミング制御部305から入力された時間差に対応するテーブルを補正階調値テーブル記憶部502において特定する。そしてテーブル参照部501は、特定したテーブルにおいて、n-1サブフレーム目の処理対象画素の到達階調値と、nサブフレーム目の処理対象画素の階調値とに対応する補正階調値を検索し、検索した補正階調値の画像信号を、書き込み部306に送る。送られた画像信号は、書き込み部306により、液晶パネル301の対応液晶画素へ書き込まれる。このようにnサブフレーム目の階調値の補正階調をもとめるのに、n-1サブフレーム目の到達階調を用いるのは、液晶の応答が現在のサブフレームでの階調のみでは決まらず、1つ前のサブフレームの到達階調との関係で決まるためである。
【００４７】
また、補正階調値テーブル記憶部502の容量を削減するため、行および列をそれぞれ任意の間隔で間引いたテーブル（間引きテーブル）を補正階調値テーブルとして保持し、間引きテーブルに参照する場所がない場合には、周囲のテーブル値より補間して、補正階調値をもとめる構成としてもよい。
【００４８】
また、補正階調値テーブル記憶部502の容量を削減するため、時間差ごとにテーブルを保持するのではなく、基準となる時間差のテーブル（基準テーブル）を保持し、時間差に応じて基準テーブルのテーブル値を調整することで、補正階調値をもとめる構成としてもよい。
【００４９】
（到達レベル算出部の詳細説明）
図5は到達レベル算出部307の詳細構成を示す図である。
【００５０】
到達レベル算出部307は、上述したように、n-1サブフレーム目の到達画像信号と、nサブフレーム目の補正画像信号に基づいて、当該補正画像信号の処理対象画素への書き込みから1サブフレーム期間後に到達する階調レベル（階調値）を算出する。なお、液晶パネル301における各画素への書き込みタイミングは、画素の位置によって少しずつ異なるため、到達階調レベルを求める際の1サブフレーム期間の起点も、画素ごとに少しずつ異なることとなる。
【００５１】
具体的に、処理対象画素のn-1サブフレーム終了後の到達階調をスタートとして、nサブフレームの補正階調値を書き込んだ際の応答波形データをあらかじめ測定しておき、その応答波形データのスタートから1サブフレーム期間後の時刻の階調を到達階調とする。測定データを用いずに、式1の近似式を用いて到達階調を計算してもよい。式1は一般的な液晶の時間応答の近似式であり、T0は前サブフレームの到達階調、T1は書き込む階調、τは応答開始レベルを0％、目標レベルを100%としたときの90%に応答が達するまでの時間を示す。
【数１】
2012128197.tif 000003
ここで到達レベル算出部307の演算処理時間を短縮するため、予めn-1サブフレーム目の到達階調値と、nサブフレーム目の補正階調値と、到達階調値とを対応づけた到達階調値テーブルを作成しておき、このテーブルに基づき演算を行ってもよい。図7に到達階調値テーブルの一例を示す。
【００５２】
すなわち到達階調値テーブル記憶部602に格納しておき、テーブル参照部601は、n-1サブフレーム目の処理対象画素の到達階調値と、nサブフレーム目の処理対象画素の補正階調値とに対応する到達階調値を検索し、検索した到達階調値の画像信号を、フレームメモリ303へ書き込む。なお、このようにnサブフレーム目の補正階調値と、n-1サブフレーム目の到達階調とを用いるのは、実際の液晶の応答が現在のサブフレームでの補正階調のみでは決まらず、1つ前のサブフレームの到達階調との関係で求まるためである。
【００５３】
また、到達階調値テーブル記憶部602の容量を削減するため、行および列を任意の間隔で間引いたテーブル（間引きテーブル）を到達階調値テーブルとして保持し、間引きテーブルに参照する場所がない場合には周囲のテーブル値より補間して到達階調をもとめる構成としてもよい。
【００５４】
（液晶応答遅れによるクロストーク発生のメカニズム）
以下、階調レベル補正部304で行う階調補正の原理について説明する。
【００５５】
まず、クロストークの発生原理から説明する。
【００５６】
図8は液晶パネル301での液晶の応答遅れによるクロストーク発生を説明する模式図である。より詳細に、図8（B）は液晶パネルへの書き込み期間、バックライト発光期間、シャッター開放期間の関係を示し、図8（A）は、図8（B）に示す液晶パネルの垂直表示位置P1における液晶の応答を示している。
【００５７】
図8（B）において、バックライトの発光期間D1を、液晶パネルの最下ラインの書込み時刻から、次のフレームの最上ラインの書込み時刻までの間としている。また液晶メガネのシャッター開放期間は、バックライトの発光開始時刻から次の発光開始時刻までの間としている。垂直表示位置ごと、より詳細には、画素ごとに、書き込みからバックライトの発光での時間が異なっている。具体的に、垂直表示位置が下に行くほど、書き込みから発光までの時間が短い。
【００５８】
図8（A）には、2つの階調S1、S2が交互に書き込まれる場合の液晶応答が示される。応答701は液晶の理想的な応答（ステップ応答）であり、この理想的な応答701では書き込みが開始されてから遅れなく、所望の目標値へ変化する。例えば時刻T1で書き込みが開始されたとき、遅れなく目標値S2へ変化し、時刻T2で書き込みが開始されたとき、遅れなく目標値S1へ変化する。しかしながら、実際の応答は遅れを含んだ応答702となるため、垂直表示位置P1では液晶応答が完了する前に、バックライトが発光する（なお応答702では、目標値に達することなく、液晶応答は完了する）。そのため、図10に示す、20階調の背景に対して200階調の箱が飛び出しているような表示画像の場合、観察者には、箱の左右両側にクロストークによる二重像Cが知覚されることになる。
【００５９】
（メガネ応答遅れによるクロストーク発生のメカニズム）
図9は、液晶メガネの液晶の応答遅れによるクロストーク発生を説明する模式図である。
【００６０】
図9（A）は液晶メガネの右シャッターの応答を、図9（B）は液晶メガネの左シャッターの応答を示す。図9（C）は液晶パネルへの書き込み期間、バックライト発光期間、シャッター開放期間の関係を示す（図8（B）と同じ図）。
【００６１】
図9（C）に示すように右シャッター開放と左シャッター開放が交互に繰り返され、右・左のシャッターは同時には遮蔽されない。
【００６２】
図9（A）および図9（B）において、応答801A、801Bは、メガネのシャッターの理想的な応答（ステップ応答）であり、開閉の切り替わりタイミングから遅れなく開閉が行われる。しかしながら、実際の応答は遅れを含んだ応答802A、802Bとなるため、シャッター開放時には不足量803A、803B分による輝度低下が起こり、遮蔽時には超過量804A、804B分によるクロストークが発生する場合がある。そのため、液晶パネルの液晶応答遅れの場合と同様に、図10に示したクロストークによる二重像が知覚されることになる。
【００６３】
図8および図9で示した問題を解決するためには、液晶パネル、液晶メガネともに応答速度の速い液晶材料を使用すればよいが、このような液晶材料は開発段階にあり、また高価であることから製品レベルで使用するのは難しい。また、走査時間を短くしたり、発光期間を短くしたりするなどの対策をとった場合でも、回路負担が増大することや、表示輝度が低下するなどの問題がある。そこで、本実施形態では、階調レベル補正部304による前述の階調補正処理によりこの問題を解決する。以下この階調補正処理の原理について説明する。
【００６４】
（補正階調値の設定方法）
図11は、図8（B）の垂直表示位置P1における、液晶パネルの液晶応答と、バックライト輝度と、メガネの右シャッターの応答（オープン時）とを模式的に説明する図である。
【００６５】
図11（A）は入力画像信号の階調を補正することなく、液晶パネルに表示を行った場合の応答を示す。図11（B）は液晶応答の遅れなく、目標値へ到達する応答（すなわち理想的な応答であるステップ応答）を示す。図11（C）は階調レベル補正部304で計算された補正階調により、液晶パネルに表示を行った場合の応答を示す。
【００６６】
図11（A）において901Aは液晶応答（階調補正なし）、902Aはバックライト輝度、903Aはメガネのシャッター応答、904Aは液晶応答901Aとバックライト902Aとメガネのシャッター応答903Aとの積を示す。応答904Aで囲まれる面積に相当するエネルギー（当該積の積分値である積分強度）が、観察者の眼に実際に入力されることとなる。
【００６７】
図11（B）において、バックライト輝度902B，メガネのシャッター応答903Bは図11（A）と同じであるが、液晶応答901Bは遅れがない理想的な応答である。904Bは液晶応答901Bとバックライト902Bとメガネのシャッター応答903Bとの積を示す。応答904Bで囲まれる面積に相当するエネルギー（積分強度）は、図11（A）の応答904Aの面積（積分強度）よりも大きい。
【００６８】
図11（A）および図11（B）では、右シャッターのオープン期間に対応した関係を示したが、右シャッターがオープンに対応して、左シャッターのクローズ応答も、同時に起こる。このため、観察者の眼には、シャッターのクローズ応答と、液晶応答901Aとバックライト902Aとの積の積分に相当するエネルギー（積分強度）も、入力される。
【００６９】
本実施形態では、階調を補正した場合に得られる積分強度（右眼シャッターに対応した積分強度と左眼シャッターに対応した積分強度との合計積分強度）が、図11（B）の理想的な場合の積分強度（右眼シャッターに対応した積分強度と左眼シャッターに対応した積分強度との合計積分強度）にできるだけ近くなるように、画像信号の階調補正を行う。例えば、補正した場合の合計積分強度と、図11（B）の理想的な場合の合計積分強度との差が、最小または閾値以下となるように、画像信号の階調を補正する。
【００７０】
図11（C）の応答901Cが、本実施形態の階調補正を行った場合の液晶応答を示し、応答904Cが階調補正に基づく積分強度（右眼シャッターに対応）を示している。バックライト輝度902C，メガネの右シャッターの応答903Cは図11（A）および図11（B）と同じである。本実施形態の階調補正によって、補正した場合の合計積分強度と、理想的な場合の合計積分強度（期待値）との差は閾値以内に収まることとなる。これにより、液晶メガネを装着した観察者に、クロストークの発生を大きく抑制した、高品質な立体画像を視認させることが可能となる。
【００７１】
上記のような原理に基づき階調レベル補正部304は階調補正を行う。すなわち書き込む画像の階調値と、フレームメモリ303に保存された前サブフレームの画像の到達階調値を一画素毎に比較し、階調変化をもとめ、当該階調変化に基づき、メガネの切り替え時刻と書込時刻との差とに応じて、nフレーム目の画像の階調値を補正する。
【００７２】
具体的に、補正階調値は、処理対象画素の液晶透過率とバックライト輝度とメガネの透過率（左右のシャッターの各々）との積を積分して合計した積分強度と、あらかじめ定められた期待値との差が最小になるように算出する。なお、バックライト点灯期間およびバックライト輝度、液晶書き込み期間、メガネのシャッター開放期間、メガネの右左の各シャッター応答は事前に定まっており、また液晶パネルの液晶応答は例えば1つ前のサブフレームの到達階調と次のフレームの入力階調と液晶書き込み期間とから計算可能である。このことから、上記時間差と、n-1サブフレームの到達階調値とnサブフレームの入力階調値の組合せとに応じて、期待値との差が最小または閾値以下となるような、補正階調を算出可能である。なお、本発明の実施形態を液晶ディスプレイ以外のタイプの装置に適用する場合は、液晶透過率とバックライト輝度との積の代わりに、表示パネルの表示輝度を用いればよい。
【００７３】
演算量を軽減するため、上記したようにテーブル（図6参照）を用いることも可能である。その場合は、メガネ切替時刻と書込時刻の差（時間差）ごとに、n-1サブフレームの到達階調とnサブフレームの入力階調値の組合せ毎に補正階調値を事前に計算してテーブルの形にて、補正階調値テーブル記憶部502へ保存しておく。そして、タイミング制御部305から通知される時間差に応じたテーブルを特定し、当該テーブルにおいてn-1サブフレームの到達階調値とnフレームの入力階調値の組に対応する補正階調を取得する。
【００７４】
（到達階調値を用いるメリット）
次に、到達階調を用いて補正することのメリットについて説明する。図12（A）および図12（B）はそれぞれ、n-1サブフレームとnサブフレームの液晶パネルの応答を示した図である。具体的には、応答911は理想的な応答（ステップ応答）であり、応答912、913はそれぞれ異なる条件での補正された液晶応答である。
【００７５】
応答913が補正応答となる条件（ｉ）では、1サブフレーム期間後には階調値は、目標値に到達している。一方、応答912が補正応答となる条件（ii）では、1サブフレーム期間後には階調値は、目標値には到達していない。
【００７６】
この2つの条件下においてnサブフレームの階調値を補正する場合、条件（ｉ）ではnサブフレームの初期値がn-1サブフレームの入力階調値と一致しているため、n-1サブフレームの入力階調値とnサブフレームの入力階調値を用いてnサブフレームでの実際の応答が決まるため、nサブフレームでの補正応答がもとまり、補正階調を決定することができる。
【００７７】
しかし、条件（ii）ではnサブフレームでの初期値が、n-1サブフレームの入力階調値とは一致していないため、n-1サブフレームとnサブフレームの入力階調値を用いた補正方法では、最適にnサブフレームを補正することができない。すなわち、図示の誤差Dにより補正量が最適にはなっていない。
【００７８】
そこで、実施形態1では、n-1サブフレームの到達階調（すなわち、入力階調に対し誤差Dを考慮した階調）を求め、ｎサブフレームでの当該画素の書き込み開始時刻での階調値がこの到達階調であるとみなして、nサブフレームの入力階調を補正するため、最適に補正量を設定することができる。
【００７９】
（バックライトの点灯期間に応じた補正量の調整）
バックライトの点灯期間が変わるとバックライト応答が変化するため、補正階調値を新たに計算しなければならない。よって、補正階調値テーブル記憶部502には時間差とともに点灯期間に応じたテーブルを保存しておき、タイミング制御部305から出力される時間差および点灯期間の情報をもとに、使用するテーブルを切り替えて、補正階調値を決定する。なお、バックライトの点灯期間情報は、図2には図示されない外部コントローラから出力される構成でもよい。
【００８０】
ここで補正階調値テーブル記憶部502の記憶容量を削減するため、以下の構成を採用してもよい。すなわち、補正階調値と入力階調の差（補正量）を、テーブル値とした補正量テーブル（基準テーブル）を、ある点灯期間を基準として、時間差ごとに、作成する。その他の点灯期間の補正量は、点灯期間が長くなるほど値が大きくなる調整係数を、該当する基準テーブルのテーブル値に乗じることで、もとめる。もとめた補正量に、ｎサブフレーム目の入力階調値を加算することで、補正階調値を得る。図13に点灯期間と調整係数との関係を示した調整係数テーブル、図14に、基準となる点灯期間に対する補正量テーブルの一例を示す（図14に示されるような補正量テーブルが、時間差ごとに存在する）。
【００８１】
たとえば点灯期間が1．5ｍｓで、使用する補正量テーブルが図14に示されるものであるとする。またｎ―1サブフレーム目の到達階調が1、ｎサブフレーム目の入力階調が2であるとする。この場合、調整係数は図13から0．8であり、図14の補正量テーブルの該当するテーブル値が2であるため、補正量は、2×0．8＝1．6となる。よって、補正階調値は、2＋1．6＝3．6となる。
【００８２】
（フレームレートに応じた補正量、到達量の調整）
液晶表示部301におけるフレームレート（リフレッシュレート）が変わると、液晶パネルの応答、バックライトの応答、メガネの応答が変化するため、補正階調値を新たに計算しなければならない。そこで、補正階調値テーブル記憶部502には、フレームレートごとかつ時間差ごとにテーブルを保存しておき、タイミング制御部305から出力されるフレームレートの情報および時間差をもとに、使用するテーブルを切り替えて、補正階調値を決定する。
【００８３】
ここで補正階調値テーブル記憶部502の記憶容量を削減するため、以下の構成を採用してもよい。バックライトの点灯期間変更の場合と同様に、あるフレームレートの補正量テーブル（基準テーブル）を時間差ごとに用意しておき、その他のフレームレートの補正量を、フレームレートが高くなるほど値が大きくなる調整係数の乗算によりもとめる。図15（A）にフレームレートに対する調整係数テーブルの一例を示す。補正階調値は、もとめた補正量に、ｎサブフレーム目の入力階調値を加算することにより得ることができる。
【００８４】
また、液晶表示部301のフレームレートが変わると、液晶パネルの応答が変わるため到達階調値も新たに計算しなければならない。よって、到達階調値テーブル記憶部602にはフレームレートごとにテーブルを保存しておき、タイミング制御部305から出力されるフレームレートの情報をもとに、使用するテーブルを切り替えて、到達階調値を決定する。フレームレートの情報は、図2には図示されない外部コントローラから出力される構成でもよい。
【００８５】
ここで補正階調値の調整係数テーブル（図15（A））と同様に、到達階調値の調整係数テーブルを図15（B）に示すように作成し、フレームレートが高くなるほど値が大きくなる調整係数を用いて、到達階調値をもとめてもよい。この場合、到達階調値テーブルの代わりに、到達階調値と補正階調値の差（到達量）をテーブル値とした到達量テーブルを作成する。図16に到達量テーブルの一例を示す。到達階調値は、ｎ−1サブフレーム目の到達階調と、ｎサブフレーム目の補正階調とから図16の到達量テーブルにより特定される到達量に、フレームレートに対応する調整係数を乗算し、乗算値を、ｎサブフレーム目の補正階調に加算することで得ることができる。
【００８６】
なお、ここで述べた説明では、フレームレートがサブフレームレートに一致すると想定しており、これらが異なるときは、上記の説明におけるフレームレートを、サブフレームレートと置き換えて読めばよい。図１５も同様にして置き換えて読めばよい。
【００８７】
（温度に応じた補正量、到達量の調整）
液晶表示部301の表面温度が変わると、液晶の応答速度が変化し（温度が低いほど遅くなる）、よって液晶パネルの応答が変化する（たとえば式（1）のτの値が変わる）。このため、液晶表示部301の表面温度の変化に応じて、補正階調値を新たに計算しなければならない。よって、補正階調値テーブル記憶部502には、表面温度ごとかつ時間差ごとにテーブルを保存しておき、図2には図示されない外部コントローラから出力された表面温度の情報および時間差をもとに、テーブルを切り替えて補正階調値を決定する。表面温度の情報は、液晶表示部に取り付けた温度センサや、電源投入時からの経過時間に対した温度特性より、取得することができる。
【００８８】
ここで補正階調値テーブル記憶部502の記憶容量を削減するため、以下の構成を採用してもよい。バックライトの点灯期間変更の場合と同様に、ある表面温度の補正量テーブルを基準として用意し、その他の表面温度の補正量は、表面温度が高いほど値が小さくなる調整係数を、基準の補正量に乗算することによりもとめる。図17（A）に、表面温度に対する調整係数テーブルの一例を示す。補正階調値は、もとめた補正量に、ｎサブフレーム目の入力階調値を加算することにより得ることができる。
【００８９】
また、液晶表示部301の表面温度が変わると、到達階調値も新たに計算しなければならない。よって、到達階調値テーブル記憶部602には表面温度ごとにテーブルを保存しておき、図2には図示されない外部コントローラから出力された表面温度の情報をもとに、テーブルを切り替えて到達階調値を決定する。
【００９０】
ここで補正階調値の調整係数テーブル（図17（A）参照）と同様に、到達階調値の調整係数テーブルを、図17（B）に示すように作成し、表面温度が高いほど値が小さくなる調整係数の乗算により、到達階調値をもとめてもよい。この場合、到達階調値テーブルの代わりに、到達量テーブル（図16参照）を保持する。到達階調値は、ｎ−1サブフレーム目の到達階調と、ｎサブフレーム目の補正階調とから到達量テーブルにより特定される到達量に、表面温度に対応する調整係数を乗算し、乗算値を、ｎサブフレーム目の補正階調に加算することで、得ることができる。
【００９１】
（ユーザ入力情報に応じた補正量の調整）
観察者がリモコンなどの入力デバイスにより画質を調整した場合、例えば明るさを変えた場合、バックライト応答（たとえば発光期間）が変わるため、補正階調値を新たに計算しなければならない。よって、補正階調値テーブル記憶部502には、ユーザの入力情報ごとにテーブルを保存しておき、図2には図示されない外部コントローラから出力されたユーザ入力情報をもとに、テーブルを切り替えて補正階調値を決定する。
【００９２】
ここで補正階調値テーブル記憶部502の記憶容量を削減するため、バックライトの点灯期間変更の場合と同様に、ユーザ入力情報と調整係数を対応づけた調整係数テーブルを保存する構成にしてもよい。
【００９３】
（補正階調値の安定化）
階調レベル補正部304はn-1サブフレームの到達階調とnサブフレームの入力階調との差分の絶対値がある閾値以下であれば、nサブフレームの入力階調をnサブフレームの補正階調とする構成としてもよい。これにより、入力映像がノイズを多く含んでいる場合のノイズの強調の防止や、到達階調の算出誤差による強調階調の誤差を低減する効果が得られる。
【００９４】
また、到達レベル算出部307はn-1サブフレームの到達階調とnサブフレームの補正階調との差分の絶対値がある閾値以下であれば、n-1サブフレームの到達階調をnサブフレームの到達階調とする構成としてもよい。これにより、上記に示したようなノイズや誤差による影響を低減することができる。
【００９５】
また、階調レベル補正部304はnサブフレームの補正階調とともに入力階調も出力し、到達レベル算出部307はn-1サブフレームの到達階調とnサブフレームの入力階調の差分の絶対値がある閾値以下であれば、nサブフレームの入力階調をnサブフレームの到達階調とする構成としてもよい。これにより、上記に示したようなノイズや誤差による影響を低減することができる。
【００９６】
なお、ここで述べた各ある閾値は、同じ値である必要はなく、それぞれ処理の目的および性質に応じて、適宜決定された値を用いることができる。
【００９７】
以上に説明した本実施形態では、画像表示部が液晶表示部とバックライトから構成されていたが、画像表示に遅れが生じることにより左右の画像の分離が不十分となるような画像表示部であれば、同様の考え方でクロストークを防止することができるため、液晶以外のタイプの表示部にも、本実施形態は適用可能である。
【００９８】
なお本実施形態における立体画像表示装置100は、2D画像を表示するために使用することも可能である。この場合は、階調レベル補正部304の処理をバイパスし、直接、画像信号を、書き込み部306を介して、液晶表示部301へ出力すればよい。また、タイミング制御部305では、入力画像信号の書込時刻を計測して、バックライト302の点灯を制御する処理のみ実行すればよい。
【００９９】
以上、本実施形態によれば、液晶メガネを装着した観察者にクロストークの発生を大きく抑制した、高品質な立体画像を視認させることが可能となる。
【０１００】
背景技術の欄で述べた従来技術では、バックライト輝度と液晶の透過率のみを考えた階調補正を行っており、意図したクロストークの発生防止を望めないものであった。つまり、メガネ式の時分割方式立体表示装置の場合、画像を表示する際の応答に遅れが生じることによって、左右分離が不十分となる原因だけでなく、メガネの開閉においても、応答の遅れが生じるために、クロストークが発生し、立体映像の画質に大きな影響を及ぼす。さらに、メガネの開閉遅れは、輝度ムラの発生や輝度低下も引き起こす場合がある。また、メガネ式の時分割方式立体表示装置のうち液晶タイプのものの場合、パネルの液晶の応答遅れだけでなく、液晶シャッターメガネの開閉にも液晶応答の遅れが生じ、クロストークの要因となり、立体映像の画質に大きな影響を及ぼす。さらに、メガネの開閉遅れは、輝度ムラの発生や輝度低下も引き起こす場合がある。
【０１０１】
しかしながら、メガネの応答を何ら考慮しておらず、また既に述べたように応答の到達レベルも考慮しておらず、クロストークの発生を十分に抑制できなかった。
【０１０２】
この点、本実施形態では、メガネの応答および、応答の到達レベルも考慮して、階調補正を行うようにしており、これによりクロストークの発生を大きく抑制した、高品質な立体画像を視認させることを可能としている。
【０１０３】
（実施形態1の変形例1：バックライトが常時点灯の場合）
実施形態1では、1フレーム期間においてバックライトの非発光期間と発光期間とが切り換えられる例を説明したが、本変形例1では、バックライトが常時点灯で、左目用画像と右目用画像の間に黒画像を挿入する例を説明する。
【０１０４】
図18（B）は、液晶表示部301への画像信号の書き込みと、メガネシャッタの開放期間との関係を示すタイムチャートである。図18（A）は垂直表示位置P1における液晶の応答を示す。図18（A）の破線は理想的な応答1001を示し、実線は実際の応答（遅れのある応答）1002を示す。本例ではバックライトは、常時点灯している。
【０１０５】
メガネシャッタの切り替えタイミングを、垂直表示位置P1の左目または右目の画像信号の書き込みタイミングと一致するように、設定した場合について説明する。図示のように黒画像を挿入することによって、垂直表示位置P1においては、クロストークは発生しないが、他の垂直表示位置では映像の書き込みタイミングとメガネシャッタの切り替えタイミングがずれるため、クロストークが発生する場合がある。したがって、変形例1においても、実施形態1と同様の補正を行うことによって、クロストークを防止することが可能である。
【０１０６】
（実施形態1の変形例2：メガネの開放期間を短く設定した場合）
実施形態1の変形例2として、バックライトが常灯点灯で、メガネの左右のシャッターが同時に遮蔽する期間が存在する例について説明する。
【０１０７】
図19は液晶表示部301への画像信号の書き込みと、メガネシャッタの開放・遮蔽期間との関係を示すタイムチャートである。本例ではバックライトは常時点灯している。
【０１０８】
この場合も実施例1と同様に、液晶の応答に遅れが生じるため、液晶の応答が完了する前にメガネシャッタが開放する場合があり、これはクロストークの原因となる。また、メガネシャッタの応答にも遅れが生じるため、これも同様にクロストークの原因となる。そこで変形例2においても、実施形態1と同様な補正を行うことによって、クロストークを防止することが可能である。
【０１０９】
本変形例2では、バックライトが常時点灯する場合について説明したが、バックライトの非発光期間と発光期間とが切り換えられてもよい。この場合、左右のメガネシャッタが両方とも遮蔽されている期間においてバックライトを消灯すると、画面輝度を低下させることなく、消費電力を削減することが可能となる。
【０１１０】
＜実施形態2＞
本実施形態では、バックライトの構造として、画面の垂直方向に沿って複数の水平状の発光部が隣接配置された構造を用い、1フレーム期間または１サブフレーム期間において各発光部の点灯を順番に切り換えるスキャンバックライト方式を採用した場合について説明する。
【０１１１】
図20は、実施形態2に係る立体画像表示装置3000を示すブロック図である。
【０１１２】
バックライト3002は画面の水平方向に延びる8つの発光部Y1〜Y8を備え、各発光部Y1〜Y8は、画面の垂直方向に沿って隣接配置されている。発光部Y1〜Y8は、図2のバックライトを垂直方向に複数に分割した場合の各分割領域にそれぞれ対応すると考えることができる。各発光部Y1〜Y8はそれぞれ、1フレーム期間または１サブフレーム期間において非発光期間及び発光期間を有する。各発光部の発光期間はそれぞれ異なるが、それぞれの期間の長さは同じであるとする。各発光部は、1フレーム期間においてそれぞれ順番に点灯が切り換えられるようにタイミング制御部3005により発光タイミングが制御される。各発光部は、それぞれ液晶表示部3001の異なる領域（向かい合う領域）に対応づけられる。フレームメモリ3003、書き込み部3006および液晶表示部3001は、実施形態1の同一名称の要素と同じ構成を有する。階調レベル補正部3004は上記バックライトの構造の変更に応じてその動作が拡張されている。以下、この拡張された動作を中心に説明を行う。
【０１１３】
図21は液晶表示部3001への画像信号の書き込みと、バックライト3002の発光タイミングの関係を示すタイムチャートである。メガネシャッタの開放期間をバックライトの最上発光部Y1の発光開始時刻から、最上発光部Y1の次の発光開始時刻までの間としている。
【０１１４】
実施形態1で示した全面発光方式のバックライトでは、液晶表示部における書き込み位置が画面の下になるほど書き込み開始からバックライト点灯までの時間が短くなるが（図8（B））参照）、本実施形態のスキャンバックライト方式を用いた場合、図から理解できるように、画面の下でも液晶の応答時間を全面発光方式よりも長く確保できる。このため、スキャンバックライト方式を採用した場合（実施形態1の階調補正を行うことなくスキャンバックライト方式による点灯を行う場合）は、全面発光方式を採用した場合（実施形態1の階調補正を行わずに全面発光方式による点灯を行う場合）よりもクロストークの発生は少なくなる。しかし、スキャンバックライト方式を採用した場合でも、各発光部が発光するまでに液晶の応答が完了しない場合は全面発光方式と同様、クロストークが生じることに変わりない。また液晶メガネの応答遅れも実施形態1と同様に、クロストークを発生させる原因となる。
【０１１５】
スキャンバックライト方式を採用した場合に、処理対象画素に対して対応発光部の発光輝度に基づき、実施形態1と同様の階調補正を行うことでク、ロストークを低減することが考えられる。しかしながら、スキャンバックライト方式では、対応発光部のみならず周辺の発光部からの漏れ光により、対応発光部の発光時間以外でも、処理対象画素に対して光が照射される。したがって、この点を考慮した補正を行わないと、十分なクロストークの低減は達成されないことになる。これについて図22を用いてさらに詳細に説明する。
【０１１６】
図22（B）は図21と同じ図であり、図22（A）は垂直表示位置P2における光量を時間軸（紙面に沿って横方向）に沿って示したものである。点線で示す理想的な応答1301では、対応発光部が発光しているときのみ処理対象画素に光が入射され、対応発光部が発光しないときは、光の入射はない。しかしながら実線で示す実際の応答1302では、対応発光部が発光していないときにも、周辺発光部からの入射が存在する。このような漏れ光はクロストークを発生させる要因となる。
【０１１７】
そこで本実施形態の階調レベル補正部3004では周辺発光部からの漏れ光の分布をも考慮して入力画像信号の階調補正を行う。具体的に、階調レベル補正部3004では、処理対象画素に対する積分強度をもとめる際に、各発光部から液晶表示部に光照射したときの光分布に基づき、発光している発光部から処理対象画素へ入射される合計光強度を、バックライト輝度として用いればよい。各発光部からそれぞれ液晶表示部へ光照射したときの光の分布は事前に求まっているものとする。
【０１１８】
なお、本実施形態の立体画像表示装置も、実施形態1と同様に、2D画像の表示を行うことが可能であり、その場合には、階調レベル補正部3004の処理はバイパスされ、直接、画像信号は、書き込み部3006を介して、液晶表示部3001へと出力される。また、タイミング制御部3005では、書込時刻を計測し、バックライト3002の点灯を制御する処理のみを実行する。
【０１１９】
また本実施形態では漏れ光を考慮した階調補正によってクロストークを低減したが、他の方法として、発光部間に光が漏れないような仕切りを設けて、実施形態1と同様にして階調補正を行う方法も可能である。ただし、この場合、2D表示時に画面の輝度ムラが発生することに留意する必要がある。
【０１２０】
上述した実施形態により、クロストークの発生を大きく抑制することが可能な時分割方式の立体画像表示装置および立体画像表示方法を提供することができる。
【０１２１】
これまで、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。これら新規な実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。
【図１】
2012128197.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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