(57)【要約】【課題】  立体画像表示又は方向別画像表示可能な画像表示装置に関して、クロストークによる２重像の発生を抑制する。【解決手段】  異なる方向に表示させる画像データにもとづいた表示をおこなう画素が複数配列された表示部と、画素が表示する光を異なる方向に出射させる光偏向部とを有して、異なる画像を異なる方向に表示する画像表示装置であって、或る方向に表示する画素の表示を別の方向に表示する画像データをもとに補正する補正部を有する画像表示装置とした。図はクロストークを説明する配光輝度分布の模式図である。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる方向に表示させる画像データにもとづいた表示をおこなう画素が複数配列された表示部と、前記画素が表示する光を異なる方向に出射させる光偏向部とを有して、異なる画像を異なる方向に表示する画像表示装置であって、
或る方向に表示する前記画素の表示を別の方向に表示する画像データをもとに補正する補正部を有する画像表示装置。
【請求項２】
それぞれの画素は複数のサブ画素を有し、光偏向部は前記画素内の異なるサブ画素が表示する光を異なる方向に出射させる請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
補正部は、画素が或る方向に表示する画像データの値と、前記画素が他の方向とに表示する画像データの値とを用いて、前記画素の或る方向の表示を決定する演算部を有する請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
演算部は、画素が或る方向に表示する画像データの値と、前記画素が他の方向とに表示する画像データと、光偏向部によって他の方向に出射される光が或る方向に混入する光の強度比をもとに決定された係数と、を用いて演算を行うこと特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
演算部が行う演算は、光偏向部によって他の方向に出射される光が或る方向に混入する光の強度比をもとに決定された係数を用いて、画素が或る方向に黒表示として用いる輝度のレベルをシフトさせる演算を含む請求項３または４に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体画像表示又は方向別画像表示可能な画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置と、シリンドリカルレンズが並設されてなるレンチキュラーシート、あるいは、縦縞状の光遮蔽バリアーであるパララックスバリアを用いた、特殊なメガネを必要としないで立体画像を視認することが出来る裸眼液晶立体ディスプレイがある。これらの裸眼液晶立体ディスプレイ方式では、視認角度毎に異なる視差画像を単独に表示する機能を有している。しかし、本来見えるべき画像の他に、本来は他の視認角度で見えるべき画像が僅かに見えてしまう現象である、クロストークの存在が、画質を低下させるという問題がある。対策として、液晶パネル上に表示する視差画像間の間隔を大きくするなどの対策が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−９５１６８号公報（第１頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の立体画像表示装置は、図５に示すようにシリンドリカルレンズ１０１が並設されてなるレンチキュラーシート１００が貼り付けられており、液晶表示パネル１の二つの画素１２１と１２２をひとつのレンチキュラーシート１００のシリンドリカルレンズ１０１が覆う位置関係にある。立体画像表示を行う際は、液晶表示パネルの画素１２１に左目用の視差画像を表示し、画素１２２に右目用の視差画像を表示する。ここで、画素１２１と１２２の間の隙間を大きくし間に黒表示領域をもうけることにより、クロストークを抑制するものである。
【０００５】
このような立体表示装置では、画素の発光部の面積が相対的に狭くなり、表示画面全体で画像が暗くなるという問題点がある。また、画素の間が黒い縞となって見えてしまうという問題点もある。
【０００６】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、表示画面全体で黒縞の発生を伴わないで、クロストークによる２重像の発生を抑制し、良好な立体画像や方向別画像を表示することが可能な表示装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像表示装置は、異なる方向に表示させる画像データにもとづいた表示をおこなう画素が複数配列された表示部と、画素が表示する光を異なる方向に出射させる光偏向部とを有して、異なる画像を異なる方向に表示する画像表示装置であって、或る方向に表示する画素の表示を別の方向に表示する画像データをもとに補正する補正部を有する画像表示装置とした。
【発明の効果】
【０００８】
画素の或る方向の表示が他の方向の画像データをもとに補正されるので、クロストークによる２重像の発生を抑制し、良好な立体画像や方向別画像を表示することが可能となる。また、表示画面全体で黒縞の発生を伴わない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
＜実施の形態１．＞
図１は、本発明の実施の形態１の画像表示装置の構成図であり、液晶パネルを用いた立体画像表示装置の例である。３つの視差画像を表示する場合を例として説明するが、これに限るものではない。
【００１０】
本実施の形態の表示装置は、液晶表示パネル１と、液晶表示パネル１に信号を書き込む駆動部４と、液晶表示パネル１を照明する照明装置２と、異なる方向に表示する画像データが供給され、それを用いて駆動部４に画像信号を出力する画像処理部３とを備えている。なお、左目用や左目用のように異なる方向に表示する画像データの供給は、たとえば異なる方向の画像データを時間的に分けて順に供給されてもよいし、それぞれ別の信号線を通じて供給されてもよいし、また、異なる方向の画像データが一体に複合化されたデータとして入力されてもよい。
【００１１】
液晶表示パネル１には、画素がマトリックス状に配列され、図１には示していないが、各画素に薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）などのスイッチング素子が接続されている。駆動部４は、液晶表示パネル１の各ラインのＴＦＴのゲート電極にゲート配線を介して接続したゲートドライバ１２と、ゲートドライバ１２にタイミング信号を送る制御回路１３とを有する垂直駆動回路と、制御回路１３からタイミング信号を受信して駆動するソースドライバ１４を有する水平駆動回路とを備え、上記垂直駆動回路により外部から供給される同期信号５１に基づいて、各ＴＦＴをラインごとに駆動しながら一画面の走査を行い、上記水平駆動回路により、垂直駆動回路によって選択されたラインの画素に信号を書き込む。
【００１２】
液晶表示パネル１の表面には図２に示すように、シリンドリカルレンズ１０１が並設されてなるレンチキュラーシート１００が貼り付けられており、液晶表示パネル１の３つの画素１２１と１２２と１２３をひとつのレンチキュラーシート１００のシリンドリカルレンズ１０１が覆う位置関係にある。立体画像表示を行う際は、液晶表示パネルのみ画素１２１に左目用の−６度方向用の視差画像を表示し、画素１２２に６度方向用の視差画像を表示し、画素１２３に１８度方向用の視差画像を表示する。
【００１３】
本実施の形態の表示装置に係る画像処理部３は、ラインメモリ３１、パラメータメモリ３２および演算器３３を備えている。ラインメモリ３１には、一つのゲート配線上の画素の画像データが記憶される。一旦記憶されたゲート配線上の画素の画像データから、一つのシリンカルレンズに対応する３つの画素（１２１、１２２、１２３）用の画像データが読み出され、演算器３３に送られる。パラメータメモリ３２には、対象とする画像データの画素のゲート配線とソース配線で決まる位置ごとに決められた演算係数データが蓄えられている。演算器３３では、パラメータメモリ３２から読み出された演算係数データと３つの画像データから、３つの画素（１２１、１２２、１２３）に実際に表示する画像データを補正計算して、駆動部４に順次出力する。
この動作を、同一ゲート配線上の一つのシリンドリカルレンズ下の３画素の組み毎に行い、次いで、ゲートライン毎に順次繰り返し行い、補正された画像を液晶パネル１の全画素に表示する。
【００１４】
また、表示パネルが液晶表示パネルである場合、図１のようにパネルの表示を照明する照明装置２を備える。図１ではこの照明装置２として、液晶表示パネル１が透過型であれば背面側に、反射型であれば正面側に設置された導光板２２、とその導光板に光を入射する光源２１ａ、２１ｂ、これらの光源の点灯を制御する光源制御装置２３とを備えている。
【００１５】
ここで、画像データの補正方法と係数の決め方について説明する。図３に示すのは３つの視差画像を表示する表示装置の輝度の左右方向角度分布の模式図である。図３中の実線で示すのは、図２に示す同一ゲート配線上の一つのシリンドリカルレンズ下の３画素の中の１２１画素に白（２５５階調）を表示し、１２２画素と１２３画素に黒（０階調）を表示した場合である。破線で示すのは、１２２画素に白（２５５階調）を表示し、１２１画素と１２３画素に黒（０階調）を表示した場合である。点線で示すのは、１２３画素に白（２５５階調）を表示し、１２１画素と１２２画素に黒（０階調）を表示した場合である。しかしながら、シンドリカルレンズのような光偏向部は出射する方向はある程度分布を有するため、１２１画素の本来の表示方向である−６度方向に、本来はそれぞれ６度と１８度方向に放射すべき１２２画素と１２３画素の光が漏れてきている。このように、ある方向に表示すべき画像表示に対して別方向に表示すべき画像表示が混入して表示されるクロストークが生じて、２重像の発生原因になる。特に図１の点線で示した１２３画素の光は本来１８度方向に表示すべきであるが、隣の画素のシンドリカルレンズにも混入してしまい、正面に対して反対側の約−１８度方向に出射されて、これによりクロストークが大きくなることを示している。このようにシンドリカルレンズを用いたレンチキュラ方式の画像表示装置ではクロストークが比較的大きくなる問題がある。
【００１６】
クロストークにより、−６度方向の輝度Ｉ１は以下の式（１）で表される。
Ｉ１  ＝  Ｉ１２１＋Ｌ１２２＋Ｌ１２３                              式（１）
ここで、Ｉ１２１は１２１画素の表示光が−６度方向に表示する輝度、Ｌ１２２とＬ１２３は、それぞれ、１２２画素と１２３画素の表示光が−６度方向に漏れる輝度である。
【００１７】
したがって、−６度方向のトータルの輝度Ｉ１を本来表示したい値Ｉ（１）にするためには、１２１画素に表示する輝度Ｉ１２１を以下の式に従い予め低めに設定しておけばよいことになる。
Ｉ１２１  ＝  Ｉ（１）−Ｌ１２２−Ｌ１２３                          式（２）
ここで、漏れ光Ｌ１２２とＬ１２３は、同様にそれぞれ液晶パネルの１２２画素と１２３画素の輝度に比例する。
Ｌ１２２  ＝  ｋ１／２・Ｉ１２２                                  式（３−ａ）
Ｌ１２３  ＝  ｋ１／３・Ｉ１２３                                  式（３−ｂ）
【００１８】
ここで、ｋ１／２  とｋ１／３  は、図３に示すデータの計測を行い、１２２画素の本来の放射角度への輝度に対する、本来１２１画素が光を放射する方向に１２２画素の光が漏れる輝度の比率、として比例定数を測定により決めることができる。
ｋ１／２  ＝  Ｌ１２２  ／  Ｉ１２２                                式（４）
ｋ１／３、ｋ２／１、ｋ２／３、ｋ３／２、ｋ３／１も同様にしてもとめられる。
【００１９】
これらの係数は、レンチキユラーシート１００の形状精度や液晶パネル１への貼り付け位置精度の影響を受けるため、画面位置により異なる値である。図４に示すように、例えば液晶パネル１の面内代表点９点において、それぞれ、図３に示すデータの計測を行い、各点の比例定数を測定により決め、補間により各画素の係数を決めることが出来る。
【００２０】
このとき、漏れ光の輝度は計測する放射角度により変化するため、立体表示装置向けにと、方向別画像表示向けで、最適な放射角度分布を設定する必要がある。
【００２１】
以上を考慮して、以下の連立方程式から、クロストークを抑制する補正輝度Ｉ１２１、Ｉ１２２、Ｉ１２３を計算により求めることが出来る。
Ｉ１２１  ＝  Ｉ（１）−ｋ１／２・Ｉ１２２−ｋ１／３・Ｉ１２３    式（５−ａ）
Ｉ１２２  ＝  Ｉ（２）−ｋ２／１・Ｉ１２１−ｋ２／３・Ｉ１２３    式（５−ｂ）
Ｉ１２３  ＝  Ｉ（３）−ｋ３／１・Ｉ１２１−ｋ３／２・Ｉ１２２    式（５−ｃ）
【００２２】
クロストークが比較的少ない場合には、以下の様に簡単化することも出来る。なお、Ｉ（２）、Ｉ（３）はそれぞれ１２２画素、１２３画素に入力される画像データに基づく輝度で、本来それぞれの方向に表示したい輝度である。
Ｉ１２１  ＝  Ｉ（１）−ｋ１／２・Ｉ（２）−ｋ１／３・Ｉ（３）    式（６−ａ）
Ｉ１２２  ＝  Ｉ（２）−ｋ２／１・Ｉ（１）−ｋ２／３・Ｉ（３）    式（６−ｂ）
Ｉ１２３  ＝  Ｉ（３）−ｋ３／１・Ｉ（１）−ｋ３／２・Ｉ（２）    式（６−ｃ）
こうして修正された輝度から、液晶パネル１に固有の階調／輝度特性を用いて、修正された画像の階調データを決定することが出来る。
【００２３】
なお、図１の画像処理部３を以上のような補正を行う補正部として使用できる。また、その演算処理は演算器３３によって行うことができる。
【００２４】
以上のように、本実施の形態の画像表示装置は、異なる方向に表示させる画像データにもとづいた表示をおこなう画素が複数配列された表示部と、画素が表示する光を異なる方向に出射させる光偏向部とを有して、異なる方向に異なる画像を表示する画像表示装置であって、或る方向に表示する画素の表示を別の方向に表示する画像データをもとに補正する補正部を有する。補正部は、画素が或る方向に表示する画像データの値と、画素が他の方向とに表示する画像データの値とを用いて、画素の或る方向の表示を決定する演算部を有している。また、演算部は、画素が或る方向に表示する画像データの値と、画素が他の方向とに表示する画像データと、光偏向部によって他の方向に出射される光が或る方向に混入する光の強度比をもとに決定された係数と、を用いて演算を行う。これらによって、光偏向部などの装置の部材の精度などの問題により、クロストークがあったとしても、クロストークを打ち消すように画像データを表示するので、クロストークのない良好な方向別画像が観察される。
【００２５】
この効果は、表示画像が黒（０階調）に近い場合は、適切なデータ補正が出来ないため効果はないが、中間階調での改善効果は顕著である。このため、中間階調の画像データが主である写真映像などの表示に適している。
【００２６】
逆に言えば、本発明の表示装置のクロストークを評価するためには、図３に示した測定において白／黒画像間のクロストークでは不十分であり、中間階調画像間のクロストークの評価を行う必要がある。中間階調の画像間のクロストークを測定することにより、本発明の効果を正しく、計測することが出来る。
【００２７】
また、本実施の形態では、視差画像が３つの場合を例に説明したが、視差画像２個以上であれば多くても同様の方法により、クロストークを改善できる。また、ここでは、シリンドリカルレンズの並んだレンチシートを用いた場合を例に説明したが、パララックスバリア方式を用いても全く同様の方式により、効果が期待できる。
【００２８】
また、このように画素内に視差画像を生じる複数のサブ画素を備える画像表示装置で本発明は効果が顕著であるが、時間ごとに異なる表示を行う表示部と、その表示に同期して表示方向を変化させる光偏光部とを備えた場合であっても、本発明を用いることでクロストークを改善できる。
【００２９】
また、上記で述べた表示画像が黒（０階調）に近い場合に二重像が見えるのを防ぐ方法として、光偏向部によって他の方向に出射される光が或る方向に混入する光の強度比をもとに決定された係数を用いて画素が或る方向に黒表示として用いる輝度のレベルをシフトさせる演算を行ってもよい。なお、このような演算はたとえば図１の演算器３３で行ってもよい。
【００３０】
たとえば、ある画素がある方向に出射すべき光の強度１（白表示）に対して、その画素が異なる方向に出射する光が０．１混入するとする。ある方向に黒を表示したい場合、通常、出力する光の強度は０である。しかし、他の方向に１の表示を行った場合には、ある方向にもその０．１の光が混入して表示されてしまう。そこで、ある方向にこの他の方向に表示する光の漏れを考慮した分を上乗せした０．１の輝度のレベル（たとえば１５階調）で表示される表示を階調表示の黒表示とする。つまり０．１から１の間の輝度変化範囲を用いて階調表示する。たとえば、ある方向に中間階調の表示を行う場合、輝度を中間階調とすべき値０．５（たとえば２００階調）に相当する画像データが入力される。この値を光偏向部によって他の方向に出射される光が或る方向に混入する光の強度比、ここでは０．１、を１から引いた値（１−０．１）＝０．９を用いて、この０．９を入力データ０．５を乗じて０．１を加えた値０．５５の輝度を中間表示とする。また上記でのべたのと同様に、他の方向に表示すべき強度が０であれば、この値０．５５の輝度で表示し、他の方向に表示すべき強度が１であれば、この値０．５５から０．１を減じた値０．４５の輝度で表示する。
【００３１】
これにより、黒表示のレベルが上昇して、全体のコントラストが多少低下するが、光偏向部によって他の方向に出射される光が或る方向に混入する光の強度比をもとに決定された係数を用いて、画素が或る方向に黒表示として用いる輝度のレベルをシフトさせる演算を行うので、さらに二重像が表示されることを改善することができる。
【００３２】
また、以上の実施の形態では画像表示装置は液晶表示装置を用いて説明したが、これに限るものではなく、ＰＤＰ、有機ＥＬディスプレイ、プロジェクターなどでも、同じ効果が得られることはいうまでも無い。
【００３３】
また、ここでは立体画像表示装置について説明したが、方向別２画像表示装置にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態１の表示装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係わる液晶パネルの断面構造模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１の配光輝度分布の模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１の係数計測ポイントの模式図である。
【図５】従来のレンチキュラーシート方式表示装置の断面構造模式図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  液晶表示パネル、２  照明装置、３  画像処理部、３１  ラインメモリ、３２  パラメータメモリ、３３  演算器、１００  レンチキュラーシート、１０１  シンドリカルレンズ、１２１、１２２、１３３  画素。
【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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