(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる視点から見た対象物の複数の平面画像の各々を分割した複数の平面画像要素を含む立体画像信号に基づいて表示をなす画像表示パネルと、前記平面画像要素に対応する微小開口部を有する表示制御パネルとからなり、前記微小開口部を介して前記平面画像要素を選択的に透過させることにより立体画像の表示をなすマルチプレックス・ピンホール・スキャニング型インテグラル・フォトグラフィ方式の立体画像表示装置であって、
前記立体画像信号のサブフレーム期間ごとに前記微小開口部が選択的に開状態となるよう開口駆動制御をなす制御パネルコントローラと、
前記微小開口部の開口駆動に応じて、前記立体画像信号のフレーム期間ごとに同一視点の平面画像の異なる平面画像要素が当該開状態の微小開口部に対応するように前記画像表示パネルに表示される平面画像要素の表示更新をなす表示パネルコントローラと、を有し、
前記平面画像要素の表示更新周波数は、当該サブフレーム周波数よりも１５Ｈｚ以上大であることを特徴とする立体画像表示装置。
【請求項２】
前記平面画像要素の表示更新周波数、前記サブフレーム周波数、及び前記表示更新周波数と前記サブフレーム周波数との周波数差は互いに素の関係であることを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
【請求項３】
前記平面画像要素の表示更新周波数、前記サブフレーム周波数、及び前記表示更新周波数と前記サブフレーム周波数との周波数差は、互いに１５Ｈｚ以上の周波数差を有することを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
【請求項４】
前記表示パネルコントローラは、前記立体画像信号のフレーム期間の開始に同期して前記立体画像信号の１フレーム分の表示を開始することを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
【請求項５】
前記立体画像信号の画像データを格納するメモリを有し、前記表示パネルコントローラは前記立体画像信号のサブフレーム期間の開始に同期して前記メモリへの画像データの書き込みを開始することを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、三次元表示装置、特に、マルチプレックス・ピンホール・スキャニング型インテグラル・フォトグラフィ方式の三次元表示装置に関する。
【背景技術】  高精細度テレビ等に代表される放送技術や映像技術の進展に伴い、立体的に映像表示を行う三次元表示方式及び装置の研究開発が近年活発に進められている。
このような三次元（立体）映像の表示方法として、マルチプレックス・ピンホール・スキャニング型インテグラル・フォトグラフィ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ  Ｐｉｎｈｏｌｅ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ：ＭＰＳ−ＩＰ）が知られている。マルチプレックス・ピンホール・スキャニング型インテグラル・フォトグラフィを利用した立体表示装置としては、例えば、画像表示パネル及び表示制御パネルからなる三次元画像表示装置がある（例えば、特許文献１〜３参照）。このような三次元表示装置においては、表示制御パネルは多数の微小透光部を有し、その背面に該微小透光部に対応して小画像を表示する多数の画像表示部を有する画像表示パネルが設けられている。
かかる表示装置において三次元表示を行う際には、微小透光部（微小開口部）の開口位置を移動させつつ該画像表示パネルに表示される多数の小画像を該微小透光部（微小開口部）に同期させて表示更新することが必要である。
従来技術において、最も困難な課題はいかに高速に同期表示を行うかである。例えば１立体画素のなかに、微小開口部がＮ個あると、三次元画像（３Ｄ画像）のフレーム周波数が３０Ｈｚの動画表示を行うにはフレーム周波数のＮ倍の（３０×Ｎ）Ｈｚで画像更新をしなければならない。すなわち、１立体画素がＮ個の二次元画素（以下、二次元画像要素という）からなり、３Ｄ画像の１フレームがＮ個の二次元フレーム（以下、サブフレームという）からなるとき、サブフレーム周波数はフレーム周波数のＮ倍となる。サブフレーム毎の同期がとれていない場合には、該三次元表示装置の実際の表示（すなわちユーザが見る表示）には隣り合うサブフレームが混在することになり、立体感が低下したり、あるいは画像のずれ等が生じることになる。
従来の表示装置においては、駆動方式がパッシブマトリクス方式であるかアクティブマトリクス方式であるかにかかわらず、画像データの更新が線順次や点順次であるものが一般的である。そのため、数１００Ｈｚ以上の高い周波数での表示更新と微小開口部の開口とを完全に同期させるのは困難であった。なお、アクティブマトリクス方式の場合では、表示すべきデータ（表示データ）をフレーム単位で一気に更新する場合も考えられるが、この場合、データの更新期間を表示期間とは別に設ける必要があるため、数１００Ｈｚ以上の高速での表示更新に不利である。
上記したように、表示更新と微小開口部の開閉との同期が適切になされない場合、表示位相ずれが生じる。すなわち、隣り合うサブフレームが混在する表示がなされ、三次元表示が損なわれる、あるいは画像のずれやフリッカ等が発生するという不具合が生じる。
従来、上記したような表示更新と微小開口部の開口との同期については検討されておらず、十分な同期技術については開発されていない。従って、前述のように、隣り合うサブフレームが混在する表示がなされるのを回避でき、画像のずれやフリッカ等の生じない、簡便な表示更新技術の開発が強く望まれる。
【特許文献１】特許第２７６１８２９号公報（第３頁、図１）
【特許文献２】特開平７−５６１１２号公報（第４頁、図１）
【特許文献３】特開平９−７３１４３号公報（第５頁、図１）
【発明の開示】
本発明が解決しようとする課題には、上記した問題が１例として挙げられる。本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、二次元画像がが混在する表示位相ずれが生じるのを回避し、高速な表示更新が可能で、解像度が高く立体感に優れた三次元表示装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、微小開口部の開口位置の移動と画像表示パネルに表示される多数の小画像（画像要素）の更新との完全な同期をとる必要なく、表示位相ずれが生じるのを回避でき、良好な三次元表示を簡便に行うことが可能な三次元表示装置を提供することを目的とする。
本発明による立体画像表示装置は、異なる視点から見た対象物の複数の平面画像の各々を分割した複数の平面画像要素を含む立体画像信号に基づいて表示をなす画像表示パネルと、画像表示パネルの前方に配され、上記平面画像要素に対応する微小開口部を有する表示制御パネルと、からなるマルチプレックス・ピンホール・スキャニング型インテグラル・フォトグラフィ方式の立体画像表示装置であって、上記立体画像信号のフレーム期間を分割した複数のサブフレーム期間を設定するサブフレーム設定部と、サブフレーム期間ごとに上記微小開口部が逐次選択的に開状態となるよう走査する開口部ドライバと、上記微小開口部の走査に同期して、同一視点の平面画像の異なる平面画像要素が当該開状態の微小開口部に対応するように上記画像表示パネルに表示される平面画像要素の更新をなす画像表示ドライバと、サブフレーム期間ごとの平面画像要素の当該表示更新をサブフレーム期間内に行うように上記画像表示ドライバを制御する画像表示コントローラと、を有することを特徴としている。
本発明による立体画像表示装置は、異なる視点から見た対象物の複数の平面画像の各々を分割した複数の平面画像要素を含む立体画像信号に基づいて表示をなす画像表示パネルと、平面画像要素に対応する微小開口部を有する表示制御パネルとからなり、微小開口部を介して平面画像要素を選択的に透過させることにより立体画像の表示をなすマルチプレックス・ピンホール・スキャニング型インテグラル・フォトグラフィ方式の立体画像表示装置であって、立体画像信号のサブフレーム期間ごとに微小開口部が選択的に開状態となるよう開口駆動制御をなす制御パネルコントローラと、微小開口部の開口駆動に応じて、上記立体画像信号のフレーム期間ごとに同一視点の平面画像の異なる平面画像要素が当該開状態の微小開口部に対応するように画像表示パネルに表示される平面画像要素の表示更新をなす表示パネルコントローラと、を有し、上記平面画像要素の表示更新周波数は、当該サブフレーム周波数よりも１５Ｈｚ以上大であることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の実施例１である三次元表示装置の構成を模式的に示すブロック図である。
図２は、画像表示パネル及び画像表示パネルの立体画像表示領域（３Ｄ表示要素）を模式的に示す図である。
図３は、画像表示パネルの３Ｄ表示要素Ｑｊｋ、及び当該３Ｄ表示要素を構成する２Ｄ表示要素を模式的に示す図である。
図４は、表示制御パネルの構成を模式的に示す図であり、画像表示パネルも併せて示している。
図５は、図４に示す３Ｄ制御要素Ｔｊｋの詳細な構成を模式的に示す図である。
図６は、図５に示す３Ｄ制御要素Ｔｊｋの線Ｗ−Ｗに関する断面図である。
図７は、１つの３Ｄ画像を８つの２Ｄ画像で表示する場合における２Ｄ画像要素を模式的に示す図である。
図８は、画像表示パネル及び表示制御パネルをｙ方向（すなわち、三次元表示装置を視る視聴者の上方）から見た図であり、視点ＶＰ１及びＶＰ８と、ＶＰ４について示す図である。
図９は、図８と同様な図であり、視点ＶＰ４から３Ｄディスプレイ装置を見る場合について示している。
図１０は、図９に示す状態から開口部の位置をＳ４からＳ５に移動させるとともに、当該開口部の移動に同期させて２Ｄ画像要素を更新した場合を示す図である。
図１１は、微小開口部（スリット）の開閉及び２Ｄ画像要素の更新のタイミングを示すタイミングチャートである。
図１２は、スリット開口期間ＴＳ２に関し、スリット開口期間と、画像更新期間（１−２）の画像更新方法及び画像更新タイミングについて示す図である。
図１３は、スリット開口期間ＴＳ２に関し、スリット開口期間、サブフレーム更新、及びビデオＲＡＭのアドレシング制御について示す図である。
図１４は、本発明の実施例２である三次元表示装置におけるビデオＲＡＭの構成を模式的に示すブロック図である。
図１５は、本発明の実施例３である画像表示パネルの３Ｄ表示要素Ｑｊｋの他の構成例を模式的に示す図である。
図１６は、本発明の実施例３における表示制御パネルの３Ｄ制御要素Ｔｊｋの他の構成例を模式的に示す図である。
図１７は、微小開口部（スリット）の開口位置の移動及び２Ｄ画像要素の更新動作を模式的に示す図である。
図１８は、微小開口部の開閉及び２Ｄ画像要素の更新のタイミングを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に示す実施例において、等価な構成要素には同一の参照符を付している。
【実施例１】  図１は、本発明の実施例１である三次元表示装置１０の構成を模式的に示すブロック図である。
この三次元表示装置１０は、マルチプレックス・ピンホール・スキャニング（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ  Ｐｉｎｈｏｌｅ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ）型インテグラル・フォトグラフィ（ＭＰＳ−ＩＰ）方式の三次元表示装置である。三次元表示装置１０は、画像表示パネル１１、表示制御パネル１２、及び画像表示パネル１１を駆動する表示パネル・行ドライバ（以下、ＤＰ・行ドライバという。）１５及び表示パネル・列ドライバ（以下、ＤＰ・列ドライバという。）１７、表示制御パネル１２を駆動する制御パネル・行ドライバ（以下、ＣＰ・行ドライバという。）２１及び制御パネル・列ドライバ（以下、ＣＰ・列ドライバという。）２３を有している。
画像表示パネル１１は、行信号線Ａ１〜Ａｍを介してＤＰ・行ドライバ１５により、また、列信号線Ｂ１〜Ｂｎを介してＤＰ・列ドライバ１７により駆動される。なお、行信号線Ａ１〜Ａｍ及び列信号線Ｂ１〜Ｂｎは後述する立体画像要素に対応している。従って、行信号線Ａ１〜Ａｍの各々は、画像表示パネル１１の１つ以上の走査線に対応し、列信号線Ｂ１〜Ｂｎの各々は画像表示パネル１１の１つ以上のデータ線に対応している。
表示制御パネル１２は、行信号線Ｃ１〜Ｃｍを介してＣＰ・行ドライバ２１により、また、列信号線Ｄ１〜Ｄｎを介してＣＰ・列ドライバ２３により駆動される。
また、三次元表示装置１０には、上記ドライバ１５、１７を制御して画像表示に関する制御を行う表示パネルコントローラ２５、及び上記ドライバ２１及び２３を制御する制御パネルコントローラ２５Ａが設けられている。
表示パネルコントローラ２５は、三次元表示装置１０の入力端１４から入力された３Ｄ画像データ信号（ビデオデータ信号）ＶＳに基づいて画像表示パネル１１の制御をなす。ＤＰ・列ドライバ１７は、入力端１４から入力された画像データが書き込まれるメモリである画像ＲＡＭ（ビデオＲＡＭ）１８を含む。また、ビデオＲＡＭ１８へのデータの書き込み、及びＲＡＭ１８からのデータの読み出し等のビデオＲＡＭ１８の制御は表示パネルコントローラ２５によってなされる。制御パネルコントローラ２５Ａは表示パネルコントローラ２５と相互接続され、三次元表示コントローラとしての機能を有する。すなわち、表示パネルコントローラ２５及び制御パネルコントローラ２５Ａの協働により画像表示パネル１１及び表示制御パネル１２間の同期、タイミング制御などを含む三次元表示装置１０全体の制御がなされる。
図２に示すように、画像表示パネル１１においては、ｍ行ｎ列のマトリクス状に微小な立体画像が表示される領域が配されている。以下においては、かかる微小な立体画像表示領域を３Ｄ表示要素（又は、単に３Ｄ要素）と称する。画像表示パネル１１は、図中に示すように、ｘ方向（走査方向）を水平方向、ｙ方向を垂直方向として視聴者が視聴するように設置される。以下においては、画像表示パネル１１が有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子を用いたモノクロームＥＬ表示パネルにより構成されている場合を例に説明する。ＥＬ素子は高速動作が可能であるため、特に３Ｄ表示パネルに適している。なお、他の種類の表示素子を用いた場合、及びＲＧＢ表示素子を用いたカラー表示パネル等にも容易に適用が可能である。
図３は、画像表示パネル１１の任意の第ｊ行第ｋ列（ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）の３Ｄ表示要素Ｑｊｋの構成を模式的に示している。図３に示すように、画像表示パネル１１の任意の第ｊ行第ｋ列（ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）の３Ｄ表示要素Ｑｊｋは、さらに複数の平面表示要素（２Ｄ表示要素）から構成されている。以下においては、１つの３Ｄ表示要素が、水平方向（ｘ方向）において区画された８個の２Ｄ表示要素Ｐ１−Ｐ８から構成されている場合を例に説明する。なお、以下において、添え字”ｊｋ”等について、記載の明確さのため、”ｊ，ｋ”等のようにも示す場合がある。
２Ｄ表示要素Ｐ１−Ｐ８は信号線Ａｊに接続されている。また、２Ｄ表示要素Ｐｉ（ｉ＝１〜８）は列信号線Ｂｋｉに接続されている。画像表示パネル１１は、複数のＥＬ素子をｘｙ平面内に配置した構成を有し、各ＥＬ素子は走査線及びデータ線が交差する位置に配されている。２Ｄ表示要素Ｐｉの各々には微小な平面画像が表示される。従って、行信号線Ａｊ（Ｊ＝１〜ｍ）は、画像表示パネル１１における１つ以上の走査線からなる信号線群であり、また、列信号線Ｂｋｉ（ｉ＝１〜８）は１つ以上のデータ線からなる信号線群であり、列信号線Ｂｋ（ｋ＝１〜ｎ）は複数のデータ線からなる信号線群である。
図４は、表示制御パネル１２の構成を模式的に示す図であり、画像表示パネル１１も併せて示している。表示制御パネル１２は、画像表示パネル１１の３Ｄ表示要素Ｑｊｋ（ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）に対応して配された３Ｄ制御要素Ｔｊｋ（ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）から構成されている。そして、表示制御パネル１２は、３Ｄ制御要素Ｔｊｋが３Ｄ表示要素Ｑｊｋに対応するようにして画像表示パネル１１の前面に取り付けられている。すなわち、画像表示パネル１１及び表示制御パネル１２を組み合わせでディスプレイ装置が構成される。なお、以下の説明においては、かかるディスプレイ装置を３Ｄディスプレイ（装置）と称する。
図５は、上記した３Ｄ制御要素Ｔｊｋの詳細な構成を模式的に示す図である。表示制御パネル１２の３Ｄ制御要素Ｔｊｋ（ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）は、微小な透光部（以下、微小開口部という）であるスリットＳ１〜Ｓ８を有している。スリットＳ１〜Ｓ８は、画像表示パネル１１の２Ｄ表示要素Ｐ１−Ｐ８に対応し、垂直方向（ｙ方向）を長辺とする長方形状を有するスリット開口である。
なお、本実施例においては、微小開口部としてスリットを用いて３Ｄ表示を行う場合を例に説明するが、ピンホール、マイクロレンズ等を微小開口部として配した表示制御パネルを用いて３Ｄ表示を行うこともできる。
図６は、図５に示す３Ｄ制御要素Ｔｊｋの線Ｗ−Ｗに関する断面図である。３Ｄ制御要素Ｔｊｋ（ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）には、スリットＳ１〜Ｓ８を開閉するシャッタＳＨ１〜ＳＨ８が設けられている。また、３Ｄ制御要素Ｔｊｋには、シャッタＳＨｉ（ｉ＝１〜８）の各々を駆動する圧電素子などのアクチュエータ（図示しない）に結合されている。当該アクチュエータは、行信号線Ｃｊ及び列信号線Ｄｋｉに接続され、これらの信号線を介してＣＰ・行ドライバ２１及びＣＰ・列ドライバ２３から供給されるシャッタ制御信号に基づいて、シャッタＳＨｉ（ｉ＝１〜８）を駆動するように構成されている。また、図に示すように、列信号線Ｄｋは、複数の列信号線Ｄｋｉ（ｉ＝１〜８）からなる信号線群である。
本実施例においては、３Ｄ制御要素Ｔｊｋの微小開口部（スリット）をメカニカルシャッタを用いて実現する場合を例に説明するが、他の方式の微小開口部を用いても良い。例えば、微小開口部の開閉を電気的に行うことが可能な液晶パネル等を用いることもできる。
次に、図面を参照して３Ｄ表示の原理及び駆動動作について説明する。図７は、１つの３Ｄ画像を８つの２Ｄ画像で表示する場合における３Ｄ表示の原理を模式的に示す図である。表示制御パネル１２の３Ｄ表示要素Ｑｊｋには、当該３Ｄ画像の要素である８つの２Ｄ画像要素が表示される。
より詳細には、表示しようとする対象物を異なる８方向（８視点）から見た場合の画像（２Ｄ画像）を用意する。これら８つの２Ｄ画像の各々は、３Ｄ表示要素Ｑｊｋに対応する大きさの２Ｄ画像Ｖｊｋに分割され、さらに、当該分割された２Ｄ画像（２Ｄ分割画像）Ｖｊｋ（ｐ）は、微小開口部（スリット）に対応させて、垂直方向（ｙ方向）を長辺とする矩形状（帯状）の２Ｄ画像要素Ｖｊｋ（ｐ，ｑ）に分割される。ここで、ｐは上記８視点（ＶＰ１〜ＶＰ８）に対応するインデックスであり、ｐ＝１〜８である。また、ｑは上記矩形状の２Ｄ画像要素の当該２Ｄ分割画像内の位置に対応するインデックスである。以下においては、３Ｄ表示要素Ｑｊｋに対応する２Ｄ分割画像Ｖｊｋ（ｐ）及び２Ｄ画像要素Ｖｊｋ（ｐ，ｑ）について一般的に説明するが、説明及び理解の容易さのため、２Ｄ分割画像Ｖｊｋ（ｐ）については、Ｖ（ｐ）と略記し、２Ｄ画像要素Ｖｊｋ（ｐ，ｑ）（ｐ＝１〜８，ｑ＝１〜８）については、Ｖ（ｐ，ｑ）と略記して説明する。従って、Ｖ（ｐ，ｑ）は、ｐ番目の視点ＶＰｐから見た場合の２Ｄ分割画像Ｖ（ｐ）における２Ｄ画像要素である。より具体的には、図７に示すように、例えば、ｐ番目の視点から見た場合の２Ｄ分割画像Ｖ（ｐ）は、８つの２Ｄ画像要素Ｖ（ｐ，１）〜Ｖ（ｐ，８）から構成されている。
図８は、画像表示パネル１１及び表示制御パネル１２をｙ方向（すなわち、三次元表示装置１０を視る視聴者の上方）から見た図であり、当該視聴者（ユーザ）のそれぞれ最も右側及び左側の視点ＶＰ１及びＶＰ８と、ＶＰ４とから微小開口部（例えば、スリットＳ４）を介して見える２Ｄ画像要素について示している。なお、スリットＳ４のみが開口しており、それ以外のスリットは閉じている。
画像表示パネル１１の３Ｄ表示要素Ｑｊｋにおける２Ｄ表示要素Ｐｉ（１＝１〜８）には、２Ｄ画像要素Ｖ（ｉ，ｉ）が表示される。従って、視点ＶＰ４、ＶＰ１及びＶＰ８からは、それぞれ２Ｄ表示要素Ｐ４、Ｐ１、Ｐ８に表示された２Ｄ画像要素Ｖ（４，４）、Ｖ（１，１）、Ｖ（８，８）が見える。この状態においては、視る者には、両眼（左右）の視差により立体感が得られる。また、両眼視差に加え、視点を移動させることによっても立体感が得られ、運動視差も得られる。しかしながら、１の視点からは両眼視差による情報しか得られないので平面解像度は１／８と低い。
なお、スリットを介して見える画像は２Ｄ表示要素に表示される画像に対して点対称に１８０°反転した関係を有するため、予め反転した画像が２Ｄ表示要素に表示されるように画像表示パネル１１は駆動される。この場合、予め各２Ｄ画像要素が反転された３Ｄ画像データが三次元表示装置１０の入力端１４から入力される。あるいは、表示パネルコントローラ２５によって２Ｄ画像要素に対応した反転制御によってビデオＲＡＭ１８に書き込まれても良い。あるいは、ビデオＲＡＭ１８からの読み出しの際に表示パネルコントローラ２５によって反転制御がなされてもよい。
本実施例においては、高速で微小開口部のシャッタＳＨｉを順次切り換え、スリット開口位置を切り換え走査する（移動させる）とともに、当該開口部の走査に同期させて２Ｄ画像要素も更新させる。かかる動作について以下に説明する。
図９は、図８と同様な図であるが、視点ＶＰ４から３Ｄディスプレイ装置（画像表示パネル１１及び表示制御パネル１２）を見る場合について示している。ＳＨ４以外のシャッタは閉じられ、スリットＳ４のみが開口している。上記したように視点ＶＰ４に位置する視聴者からは、スリットＳ４を介して２Ｄ表示要素Ｐ４に表示された２Ｄ画像要素Ｖ（４，４）が見える。つまり、スリットＳ４を介して、視点ＶＰ４に対応する２Ｄ画像内の４番目の位置の２Ｄ画像要素Ｖ（４，４）が見える。
次に、図１０に示すように、シャッタＳＨ５を開口し、ＳＨ５以外のシャッタを閉じた状態にする。すなわち、開口部の位置をＳ４からＳ５に移動させる。当該開口部の移動に同期させて２Ｄ画像要素を更新し、視点ＶＰ４から見える位置の２Ｄ表示要素Ｐ５に２Ｄ画像要素Ｖ（４，５）を表示させる。つまり、当該２Ｄ画像要素Ｖ（４，５）は、前回見えていた２Ｄ画像要素Ｖ（４，４）と同一の視点からの２Ｄ画像に対応する。すなわち、スリットＳ５を介して、視点ＶＰ４に対応する２Ｄ画像の５番目の位置の２Ｄ画像要素Ｖ（４，５）が見えることになる。
かかるスリット開口位置の切り換え（移動）及び２Ｄ画像要素の更新によって、視点ＶＰ４からは、２Ｄ画像要素Ｖ（４，４）、Ｖ（４，５）が見えることになる。上記した動作をスリット開口Ｓ１〜Ｓ８について順次行うことによって、視点ＶＰ４から８つの２Ｄ画像要素Ｖ（４，１）〜Ｖ（４，８）が見えることになる。この動作を眼の残像保持時間内に行うことにより、全体として２Ｄ分割画像Ｖ（４）が見えることになる。同様にして、他の視点ＶＰ１〜３及びＶＰ５〜８から見える２Ｄ画像要素を更新することによって、両眼視差及び視点移動による立体感に加え、平面解像度も大きく（８倍に）改善される。
次に、スリット開口位置の移動及び２Ｄ画像要素の更新の同期方法について詳細に説明する。図１１は、微小開口部（スリット）の開閉及び２Ｄ画像要素の更新のタイミングを示すタイミングチャートである。スリット開口Ｓ１〜Ｓ８が順次開口されていく場合について説明する。また、線順次方式によって表示画像データの表示がなされ、フレーム周波数が３０Ｈｚである場合を例に説明する。従って、微小開口部（スリット）の開閉及び画像更新（２Ｄ画像要素の更新）は２４０（＝３０×８）Ｈｚである。
図１１において、ＴＳ１、ＴＳ２、・・・は、それぞれスリットＳ１、Ｓ２、・・・が開かれている期間（開口期間、すなわちサブフレーム期間）を示している。上記したように、フレーム周波数が３０Ｈｚであり、スリット開口位置の移動により８つの２Ｄ画像要素が見えるようにスリットが開口している期間（サブフレーム期間）ＴＳ１、ＴＳ２、・・・、ＴＳ８をそれぞれ１／２４０ｓｅｃに設定している。
本実施例においては、各スリット開口期間（サブフレーム期間）内に画像更新期間が設けられている。より詳細には、表示パネルコントローラ２５は、入力された３Ｄビデオデータ信号ＶＳからフレーム同期信号を取り込み、当該フレーム同期信号に基づいて生成した走査線制御信号をＤＰ・行ドライバ１５に送出し、ＤＰ・行ドライバ１５を制御する。表示パネルコントローラ２５は、ＤＰ・列ドライバ１７及びビデオＲＡＭ１８を制御し、上記したように予め各２Ｄ画像要素が反転された３Ｄ画像データを画像表示パネル１１に表示する。
なお、表示パネルコントローラ２５は、制御パネルコントローラ２５Ａを介してＣＰ・行ドライバ２１から実際のフレーム駆動同期信号を取得し、当該フレーム駆動同期信号に基づいて画像表示のタイミング制御を行うのが、微小開口部（スリット）の走査及び２Ｄ画像要素の更新の同期ずれを生じさせないので好ましい。
図１２は、スリット開口期間ＴＳ２に関し、スリット開口期間と、画像更新期間（１−２）の画像更新方法及び画像更新タイミングについて示している。図１１、図１２に示すように、ビデオＲＡＭ１８への当該３Ｄ画像データの書き込み（書込期間ＴＷ）は３Ｄ画像データの読込みに先立って行われる。ビデオＲＡＭ１８からの当該３Ｄ画像データの読み出し（読出期間ＴＲ）により画像更新が行われ、当該データ読出の開始により画像更新が開始される。つまり、上記２Ｄ画像要素の集合からなる二次元フレーム（サブフレーム）の更新が開始される。
当該画像更新（サブフレーム更新）は、サブフレーム同期信号（フレーム同期パルス）に同期させて行われる。すなわち、画像更新期間（ＴＶ１−２）の開始は、スリット開口期間（ＴＳ２）の開始と同時に行われる。あるいは、図１３に示すように、画像更新期間の開始は、スリット開口期間の開始から所定時間遅れて行われるようにしてもよい。また、画像更新期間（ＴＶ１−２）は、スリット開口期間（ＴＳ２）内に設けられる。そして、かかるサブフレーム画像更新は、１フレーム期間（１／３０ｓｅｃ）内に８回行われる。
なお、１フレーム期間内のサブフレーム数は必ずしも３Ｄ制御要素Ｔｊｋ中の微小開口部（スリット、ピンホール等）の数と同じでなくともよい。例えば、３Ｄ制御要素中の微小開口部の一部（例えば、８個のうち４個）を用いてもよい。この場合、１フレーム期間を４つのサブフレーム期間に分割して上記と同様な制御を行えばよい。
なお、図１２、図１３に示すように、ビデオＲＡＭ１８への３Ｄ画像データの書き込み及びビデオＲＡＭ１８からの３Ｄ画像データの読み出し方向（アドレシング順序）を一致させている。すなわち、より具体的には、ビデオＲＡＭ１８からデータを読み出す際に、読み出すデータが既に更新されているように、書き込み及び読み出し時におけるビデオＲＡＭ１８へのアドレシング制御がなされる。
上記した構成、動作により、表示更新と微小開閉部の開閉との同期が適切になされ、表示位相ずれが生じることがない。すなわち、隣り合うサブフレームが混在する表示がなされることなく、良好かつ高速な三次元表示を行うことができる。
【実施例２】  図１４は、本発明の実施例２である三次元表示装置１０におけるビデオＲＡＭの構成を模式的に示すブロック図である。本実施例における三次元表示装置１０は、２つのビデオＲＡＭ、すなわちＲＡＭ（１）１８Ａ及びＲＡＭ（２）１８Ｂを有している。すなわち、上記実施例においては、ＲＡＭ１８は画像表示パネル１１の１画面（１サブフレーム）分の容量を有しているが、本実施例にいては、それぞれが画像表示パネル１１の１サブフレーム分の容量を有する２つのＲＡＭ（１）１８Ａ及びＲＡＭ（２）１８Ｂが設けられている。なお、説明の便宜上２つのＲＡＭとして述べるが、必ずしも個別のＲＡＭ素子として設ける必要はない。例えば、画像表示パネル１１の２サブフレーム分の容量を有する１つのＲＡＭ素子を用いる構成としてもよい。
次に本実施例における３Ｄ画像データの書き込み及び読み出しの制御について説明する。表示パネルコントローラ２５は、入力端１４から入力された３Ｄ画像データのうち第１サブフレームのデータを第１のＲＡＭ素子であるＲＡＭ（１）１８Ａに書き込むよう制御をなす。続いて、表示パネルコントローラ２５は、その次のサブフレーム（第２サブフレーム）のデータを第２のＲＡＭ素子であるＲＡＭ（２）１８Ｂに書き込む制御をなす。
第１サブフレームのデータのＲＡＭ（１）１８Ａへの書き込み、及びＤＰ・列ドライバ１７への読み出しによって、画像表示パネル１１には当該サブフレームの表示がなされる。なお、データの書き込み及び読み出し動作タイミングは上記実施例の場合と同様である。
次に第１サブフレームから第２サブフレームへの画像更新（サブフレーム更新）に際して、表示パネルコントローラ２５はＤＰ・列ドライバ１７を制御してＲＡＭ（２）１８Ｂから第２サブフレームのデータの読み出しを行い、当該サブフレームの表示がなされる。
表示パネルコントローラ２５は、第２サブフレームから第３サブフレームへの更新までの期間に、さらに次のサブフレーム（第３サブフレーム）のデータをＲＡＭ（１）１８Ａに書き込む制御をなす。続いて、表示パネルコントローラ２５は、その次のサブフレーム（第４サブフレーム）のデータをＲＡＭ（２）１８Ｂに書き込む制御をなす。かかる書き込み／読み出し制御を繰り返して行う。
このように、２つのＲＡＭ（１）１８Ａ及びＲＡＭ（２）１８Ｂを設け、これらに交互にサブフレームデータを書き込み及び読み出しをすることによって、ＲＡＭに書き込み、又はＲＡＭから読み出しする際の時間を考慮することなくサブフレーム更新を行うことが可能となる。従って、かかる構成及び動作により、さらに高速にサブフレーム更新を行うことが可能となる。
【実施例３】  図１５は、本発明の実施例３である画像表示パネル１１の３Ｄ表示要素Ｑｊｋの他の構成例を模式的に示している。つまり、上記した実施例においては２Ｄ表示要素Ｐｉを１次元（ｘ方向）に配した場合（図３）について説明したが、容易に２次元に配した場合に応用が可能である。
図に示すように、３Ｄ表示要素Ｑｊｋは、ｘ方向及びｙ方向にそれぞれ６個及び４個（計２４個）がマトリクス状に配された２Ｄ表示要素（Ｐ１１〜Ｐ１６、Ｐ２１〜Ｐ２６、・・・、Ｐ４１〜Ｐ４６）を有している。
また、図１６は、図５と同様な図であるが、表示制御パネル１２の３Ｄ制御要素Ｔｊｋの他の構成例を模式的に示している。すなわち、図１５に示す２Ｄ表示要素に対応させて、ｘ方向及びｙ方向にそれぞれ６個及び４個（計２４個）がマトリクス状に配されたピンホール（Ｓ１１〜Ｓ１６、Ｓ２１〜Ｓ２６、・・・、Ｓ４１〜Ｓ４６）を有している。なお、上記実施例と同様、ピンホール（Ｓ１１〜Ｓ１６、Ｓ２１〜Ｓ２６、・・・、Ｓ４１〜Ｓ４６）のそれぞれを開閉するシャッタ（ＳＨ１１〜ＳＨ１６、ＳＨ２１〜ＳＨ２６、・・・、ＳＨ４１〜ＳＨ４６）（図示しない）が設けられている。
本実施例においても、３Ｄ画像データが当該２Ｄ表示要素に対応した２Ｄ画像要素を含んで構成されている点は上記実施例と同様である。また、高速で微小開口部（ピンホール）のシャッタＳＨｉｊを順次切り換え、スリット開口位置を切り換える（移動させる）とともに、当該開口部の移動に同期させて２Ｄ画像要素も更新させる動作は上記実施例と同様である。例えば、ピンホールはＳ１１→Ｓ１６→Ｓ２１→Ｓ２６、→・・・→Ｓ４１〜Ｓ４６の順で、順次開口され、これに応じて２Ｄ表示要素の更新（サブフレーム更新）がなされる。またピンホール開口位置の移動（切り換え）及び２Ｄ画像要素の更新の同期方法についても、上記実施例の方法を適用している。
なお、本実施例の場合では、例えばフレーム周波数が３０Ｈｚである場合には、開口位置の切り換え及びサブフレーム更新周波数は７２０（＝３０×２４）Ｈｚである。
本実施例によれば、ｘ方向（水平方向）の視差に加え、これに垂直なｙ方向（垂直方向）における視差によりさらに立体感は向上する。また、平面解像度も高い。
なお、本実施例においては、３Ｄ画像要素を水平方向及び垂直方向において６個及び４個に分割した場合について説明したが、分割数は適宜定めることができる。なお、視差感度の高い水平方向において３Ｄ画像要素をより多く分割するのが好ましい。
なお、上記した実施例は適宜組み合わせることができる。また、実施例中において示した数値は例示であって、適宜変更して適用することができる。
【実施例４】  本実施例においては、スリット開口位置の走査（移動）は、立体画像信号のフレーム期間を分割したサブフレーム期間に対応するサブフレーム周波数（すなわち、開口部走査周波数又は開口駆動周波数）でなされる。他方、２Ｄ画像要素の更新はサブフレーム周波数よりも大なる周波数（以下において、画像要素表示更新周波数、又は単に表示更新周波数という。）でなされる。
以下に、本実施例の動作についてより詳細に説明する。図１７は、微小開口部（スリット）の開口位置の移動及び２Ｄ画像要素の更新動作を模式的に示す図であり、図１８は、微小開口部の開閉及び２Ｄ画像要素の更新のタイミングを示すタイミングチャートである。なお、以下では、上記と同様、視点ＶＰ４から３Ｄディスプレイ装置（画像表示パネル１１及び表示制御パネル１２）を見る場合について説明する。また、スリットＳ１〜Ｓ８がこの順序で順次開口されていく場合について説明する。また、線順次方式によって表示画像データの表示がなされ、立体画像信号のフレーム周波数が３０Ｈｚである場合を例に説明する。つまり、微小開口部の開閉（開口位置の移動）が２４０（＝３０×８）Ｈｚでなされる場合を例に説明する。すなわち、フレーム期間は複数の（本実施例においては８）サブフレーム期間に分割され、当該サブフレーム周波数（Ａ）は２４０Ｈｚである。なお、表示コントローラ２５が当該サブフレーム分割及びサブフレーム期間を設定するサブフレーム設定部として機能する。
図１７を参照すると、第１サブフレーム（ＳＦ１）において、まずスリットＳ１が開かれる。なお、このとき、他のスリットＳ２〜Ｓ８は閉じられている。次に、スリットＳ１が閉じられ、第２サブフレーム（ＳＦ２）において、スリットＳ２が開かれる。引き続き、順次、ＳＦ３〜ＳＦ８において、スリットＳ３〜Ｓ８が開かれる。
一方、開かれたスリット（Ｓｋ）（ｋ＝１〜８）に対応する２Ｄ表示要素、すなわち視点ＶＰ４から当該開かれたスリット（Ｓｋ）を介して見える２Ｄ表示要素に２Ｄ画像要素が表示される。より具体的には、視点ＶＰ４から見る場合には、開かれたスリット（Ｓｋ）を介して見えるのは３Ｄ表示要素Ｑｊｋの２Ｄ表示要素（Ｐｋ）であり、当該２Ｄ表示要素（Ｐｋ）に２Ｄ画像要素がＶ（４，ｋ）が表示される。なお、他の視点から見る場合には、開かれたスリットを介して、隣接する３Ｄ表示要素（Ｑｊ，ｋ−１、Ｑｊ，ｋ＋１等）の２Ｄ表示要素が見える場合がある。この場合でも、開かれたスリットを介して見える２Ｄ表示要素に、当該他の視点に対応する２Ｄ画像の２Ｄ画像要素が表示されるように２Ｄ画像要素の更新が行われる。
このように、スリットを順次開き、開口位置を移動させるのに応じて、２Ｄ表示要素に表示する２Ｄ画像要素を更新していくが、前述のように、２Ｄ画像要素の更新周波数（Ｂ）はサブフレーム周波数（Ａ）とは異なっている。図１８に示すように、２Ｄ画像要素の更新周波数（Ｂ）は、サブフレーム周波数（Ａ）よりも高く設定される（Ｂ＞Ａ）。また、２Ｄ画像要素の更新周波数（Ｂ）とサブフレーム周波数（Ａ）の周波数差をＣ（＝Ｂ−Ａ）とすると、周波数差Ｃは１５Ｈｚ以上（Ｃ≧１５）、すなわち、Ｂ≧Ａ＋１５（Ｈｚ）である。なお、周波数差Ｃは、３０Ｈｚ以上であることが好ましい。さらに、これらの周波数Ａ、Ｂ、Ｃは互いに素の関係であるように定められるのが好ましい。すなわち、Ａ、Ｂ、Ｃは１以外に共通の約数を持たない関係であるように定められる。
例えば、本実施例において、サブフレーム周波数（Ａ）が２４０Ｈｚ（３０Ｈｚ×８）の場合について説明する。この場合、２Ｄ画像要素の更新周波数（Ｂ）は２５５Ｈｚ（周波数差、１５Ｈｚ）以上、好ましくは２７０Ｈｚ以上である。なお、かかる周波数差Ｃは人間の視覚特性（残像時間等）に基づくものであるので、サブフレーム周波数（Ａ）にかかわらず１５Ｈｚ以上（好ましくは３０Ｈｚ以上）であるように定められる。
まず、表示制御パネル１２のスリットの開口駆動制御及びＲＡＭ１８への書き込み制御について説明する。なお、下記において、更新前の（前回の）２Ｄ画像要素データをＶ（４，ｋ）（ｋ＝１〜８）として、更新する（今回の）２Ｄ画像要素データをＶ’（４，ｋ）として、また、次回の更新２Ｄ画像要素データをＶ”（４，ｋ）のように示す。
図１８に示すように、第１フレーム（フレーム期間：１／３０ｓｅｃ）において、第１サブフレーム（ＳＦ１）の開始に同期して、ＲＡＭ１８に開かれたスリットＳ１に対応する今回の２Ｄ画像要素データＶ’（４，１）が書き込まれる（書込期間ＴＷ）。次に、同様にして、第２サブフレーム（ＳＦ２）の開始に同期して、開かれたスリットＳ１に対応する（今回の）２Ｄ画像要素データＶ’（４，１）がＲＡＭ１８に書き込まれる。かかる動作が第８サブフレーム（ＳＦ８）まで繰り返される。
第２フレームにおいても第１フレームと同様な動作が行われ、第１〜第８サブフレームにおいて第２フレームの（次回の）２Ｄ画像要素データＶ”（４，１）〜Ｖ”（４，８）がＲＡＭ１８に書き込まれる。すなわち、この場合、ＲＡＭ１８への書き込み周波数は、サブフレーム周波数（Ａ）に等しい。
次に、画像表示パネル１１の２Ｄ画像要素の更新制御について説明する。図１８に示すように、第１フレームにおいて、第１サブフレーム（ＳＦ１）の開始後、第１更新期間ＵＤ１（１／２５７ｓｅｃ）においてＲＡＭ１８へのアクセスが行われ、ＲＡＭ１８から２Ｄ画像要素データが読み出される。当該読み出された画像要素データが、対応する２Ｄ表示要素（Ｐ１）に表示され、表示画像の更新がなされる。なお、第１サブフレーム（ＳＦ１）における２Ｄ画像要素データのＲＡＭ１８からの読み出し開始は、ＲＡＭ１８への当該データの書き込みと同時（すなわち、Ｔ０＝０）でもよい。あるいは、当該データの書き込み開始から所定時間だけ遅らせて（すなわち、Ｔ０＞０）読み出しを開始し、表示更新がなされるようにしてもよい。この点は、第２フレーム以降についても同様である。すなわち、立体画像信号のフレーム期間の開始に同期して当該１フレーム分の表示が開始される。
次に、２Ｄ画像要素の更新周波数Ｂ（例えば、２５７Ｈｚ）に対応する第１更新期間ＵＤ１の経過後、第２更新期間ＵＤ２（１／２５７ｓｅｃ）においてＲＡＭ１８へのアクセスが行われ、ＲＡＭ１８に書き込まれた２Ｄ画像要素データが読み出される。当該読み出された画像要素データが、対応する２Ｄ表示要素（Ｐ２）に表示され、表示画像の更新がなされる。同様にして、第２更新期間ＵＤ２の経過後、第３更新期間ＵＤ３においてＲＡＭ１８へのアクセスが行われ、ＲＡＭ１８から２Ｄ画像要素データが読み出され、表示画像の更新がなされる。かかる２Ｄ画像要素データの更新動作が第８更新期間（ＵＤ８）まで、更新周波数Ｂの周波数で繰り返される。また、第２フレーム以降についても同様な制御がなされる。
図１８の再下段は、開口しているスリットから観察される画像を模式的に示している。すなわち、第１フレームの第１サブフレーム期間（ＳＦ１）においては、今回の２Ｄ画像要素データＶ’（４，１）のみならず、前回の２Ｄ画像要素データをＶ（４，１）が２Ｄ表示要素（Ｐ１）に表示される。すなわち、前回及び今回のフレームの画像要素データが混在する表示がなされる。これはスリットの開口タイミングと画像表示の更新タイミングがずれているからである。すなわち、表示更新周波数とサブフレーム周波数が異なるからである。
同様に、第２〜第８サブフレーム期間（ＳＦ２〜ＳＦ８）においても、前回及び今回のフレームの画像が混在する表示がなされる。しかしながら、前回及び今回の画像の混在する比率、あるいはフレームの継ぎ目は各サブフレーム期間において異なる。換言すれば、サブフレーム期間によって表示の位相差は異なっている。また、前回及び今回の画像の混在する比率、位相差は、表示更新周波数及びサブフレーム周波数の差によって異なる。本実施例においては、２Ｄ画像要素の更新周波数（Ｂ）とサブフレーム周波数（Ａ）の周波数差Ｃが１５Ｈｚ以上とすることによって、フレームの継ぎ目が観察されないようにしている。つまり、フレームの継ぎ目がランダムとなるようにしている。従って、画像表示のゆがみや横縞、フリッカ等が観察されない。
なお、上記したように、周波数差Ｃは、３０Ｈｚ以上であることが好ましく、これらの周波数Ａ、Ｂ、Ｃが互いに素の関係であることがさらに好ましい。さらに、周波数Ａ、Ｂ、、Ｃが、互いに１５Ｈｚ以上の周波数差を有するようにしてもよい。
スリットの開口タイミング及び画像表示の更新タイミングについては、完全な同期を行うようにすることが理想的である。しかしながら、実際にはタイミングを完全に同期させることは困難である。それは、画像更新及び開口駆動タイミングの周波数を数１００Ｈｚ程度の高速にしなければならないため、位相ずれが生じやすいからである。本発明によれば、高い周波数で完全同期を行う必要がなく、そのための装置を設ける必要がない。従って、簡便に表示品質の良好な立体画像表示装置を提供できる。
なお、上記した実施例においては、フレーム期間の開始に同期してＲＡＭ１８から立体画像信号の画像データを読み出し、１フレーム分の表示を開始する場合について説明した。しかしながら、必ずしもこれに限らず、１フレーム分の画像表示期間がフレーム期間内であるように制御してもよい。
また、上記した実施例においては、２Ｄ表示要素Ｐｉを１次元（ｘ方向）に配した表示パネル、及び当該２Ｄ表示要素に対応する微小開口部（スリット）を制御パネルに設けた場合（図３）について説明したが、容易に２次元に配した場合に応用が可能である。例えば、表示パネルがｘ方向及びｙ方向に２Ｄ表示要素がマトリクス状に配された３Ｄ表示要素Ｑｊｋからなり、制御パネルが、当該２Ｄ表示要素に対応し、ｘ方向及びｙ方向に微小開口部（ピンホール等）がマトリクス状に配された３Ｄ制御要素Ｔｊｋからなる場合に容易に適用が可能である。
なお、上記した実施例中において示した数値は例示であって、適宜変更して適用することができる。
【図１】
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【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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